Formauswertung von Photomasken-Linsenarrays, die mit einer Graustufenmaske geformt wurden / Berührungslose 3D-Oberflächenprofilmessung mit Lasermikroskop

1. Anwendung

Bei Graustufenmasken handelt es sich um eine Technologie zur Herstellung von Gussformen für komplex geformte Mikrolinsen oder andere Produkte aus hochwertigen 3D-Mikrostrukturen. Die Graustufenmaske wird für 3D-Muster verwendet; zur Erzeugung des 3D-Musters wird eine Lackschicht in mehreren Stufen mit einem Laser bestrahlt (Abbildung 1). Die Messung der 3D-Form der Lackschicht nach der Bestrahlung ist zur Qualitätskontrolle unerlässlich. Da das 3D-Muster leicht beschädigt werden kann, muss die Integrität durch eine berührungslose Messung überprüft werden.

2. Die Lösung von Olympus

Das LEXT 3D-Laserscanmikroskop von Olympus ermöglicht die berührungslose, dreidimensionale Abbildung der konkaven oder konvexen Form einer Graustufenmaske mit hoher Auflösung und hohem Kontrast. Durch Objektivlinsen mit hoher numerischer Apertur und einem optischen System, das für 405-nm-Laser optimiert ist, kann das LEXT-Mikroskop das Profil unregelmäßiger Konturen genau erfassen und reproduzierbare, zuverlässige 3D-Profile erstellen (Abbildung 1). Neben der Messung der Form von Proben können Anwender auch kleinere Unregelmäßigkeiten durch die Laser-Differentialinterferenz deutlich sichtbar machen.

Konkaves Muster
Objektivlinse: 50x 50X, Zoom 1x	Objektivlinse: 50x 50X, Zoom 1x	Objektivlinse: 100x 100X, Zoom 1x
Konvexes Muster
Objektivlinse: 50x 50X, Zoom 1x	Objektivlinse: 50x 50X, Zoom 1x	Objektivlinse: 100x 100X, Zoom 1x

Abbildung 1. Konkave und konvexe Muster unter dem LEXT-Mikroskop

Abbildung 2. Linsenherstellung unter Verwendung einer Graustufenmaske

Schritt 1

1. Beschichtung mit Lack
   
   Lackschicht auf das Glas auftragen.
    
2. Zeichnen (Laserstrahl)
   
   Bestrahlung der Lackschicht in mehreren Stufen mit einem Laserstrahl, um ein Positivlack zu erzeugen.
   Der bestrahlte Bereich wird freigelegt und aufgeweicht.
    
3. In Entwickler einweichen
   
   Lackschicht entwickeln und überflüssige Bereiche entfernen. Die 3D-Profilauswertung während dieser Phase ist der Schlüssel zum Qualitätsmanagement.

Schritt 2

1. Elektroplattieren
   
   Plattierung auf Lackschicht auftragen
    
2. Ätzen
   
   Lackschicht durch Ätzen auflösen und Plattierung umdrehen, um das Original (die Metallform) fertig zu stellen.

Schritt 3

1. Die Folie durch Thermokompression mit der Metallform verbinden.
   
    
2. Prägen
   
   Folie von der Metallform abziehen und umdrehen.
    
3. Harzform
   
   Harz in die Folie gießen.
    
4. Oberfläche bearbeiten
   
   Harz aushärten lassen und aus der Folienform entfernen, um die Linse fertigzustellen.