Die stetig steigende Nachfrage nach hochpräzisen strukturierten Oberflächen für optische und mikroelektronische Anwendungen erfordert nicht nur die Verbesserung bestehender Fertigungstechnologien, sondern auch die Entwicklung neuer Ansätze, die zur Realisierung nachhaltigerer Fertigungstechnologien beitragen können. Der Einsatz atmosphärischer Plasmen ist ein Ansatz zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei der Strukturierung im Mikrometerbereich.

Forschern des Forschungsbereichs „Ultra-Präzisionsoberflächen“ am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) ist es nun gelungen, eine kostengünstige Methode zur Übertragung von Mikromustern in Quarzglas zu entwickeln, die ohne teure Vakuumanlagen auskommt. Mit Hilfe von reaktiven Plasmastrahlen, die bei Atmosphärendruck angewendet werden, können Linienmuster mit einer Breite von 2,5 bis 50 Mikrometern erfolgreich in Quarzglas übertragen werden. Dieses Trockenätzverfahren umgeht herkömmliche Nassätzverfahren mit aggressiven Chemikalien und stellt eine umweltfreundliche und effizientere Alternative der Mikrostrukturierung dar. Im Vergleich zu herkömmlichen Vakuumprozessen, die teure und komplexe Anlagen erfordern und durch hohe Kosten und eine Begrenzung der Bauteilgröße limitiert sind, ermöglicht dieses Verfahren eine flexiblere und skalierbare Fertigung. Darüber hinaus erlauben die hohen Plasmaätzraten von etwa 200 Nanometern pro Sekunde eine im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren schnellere Strukturierung.
Das Verfahren bietet ein großes Potenzial für Anwendungen in der Mikromechanik und Optik, insbesondere für die Herstellung von Micro-Opto-Electro-Mechanischen Systemen (MOEMS).

Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Applied Surface Science Advances unter dem Titel: Transfer of micron pattern with reactive atmospheric plasma jets into fused silica veröffentlicht.  

Weitere Informationen unter: https://doi.org/10.1016/j.apsadv.2024.100636