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Mikro- und Nanostrukturierung von Polymeroberflächen mittels Mehrstrahl-Laserinterferenz-Technik

Micro- and nanostructuring of polymer-surfaces by means of multi-beam laser interference technique
 
: Beckemper, S.

:
Volltext ()

Aachen, 2014, VI, 127 S. : Ill.
Aachen, TH, Diss., 2014
Deutsch
Dissertation, Elektronische Publikation
Fraunhofer ILT ()

Abstract
Die Zweistrahl-Laserinterferenz-Technik wird in Kombination mit der Fotolackbelichtung und einem anschließenden Ätzverfahren in vielen unterschiedlichen Bereichen verwendet, um Mikro- und Nanostrukturen zu erzeugen (Interferenz-Lithographie). Die Kombination aus Belichtung und anschließender Entwicklung ist aufwendig und kostenintensiv. Wird ein Fotolack auf eine Substratoberfläche aufgeschleudert und anschließend direkt mit geeigneter Laserstrahlung strukturiert, entfallen die zur Lithographie notwendigen Prozessschritte und die damit verbundenen Kosten. In der vorliegenden Arbeit wird die direkte Strukturierung von Polymeren und erstmalig die direkte Strukturierbarkeit von unterschiedlichen Fotolacken untersucht. In dieser Arbeit werden verschiedene Techniken zur Laserinterferenzstrukturierung aufgezeigt. Zusätzlich zur Oberflächenstrukturierung durch Ablation mittels Zwei- und Dreistrahl-Laserinterferenz-Technik, wird in dieser Arbeit erstmalig eine photo-thermisch induzierte Strukturierung der Oberfläche unterhalb der Abtragsschwelle, umfangreich untersucht. Die Zweistrahl- und die symmetrische Dreistrahl-Laserinterferenz-Technik lassen sich in Verbindung mit dem Reaktiven-Ionenätzen (RIE) zur Strukturierung von Glasoberflächen nutzen. Mit dieser Arbeit werden grundlegende Erkenntnisse zur direkten Mehrstrahl-Laserinterferenz-Technik dargestellt und die Grenzen dieser Strukturierungstechnik aufgezeigt. Insbesondere zeigt diese Arbeit die Möglichkeit auf, Fotolacke ohne die lithographischen Prozessschritte der Belichtung und der Entwicklung zu strukturieren und auf diese Weise Nanostrukturen zu generieren. Diese Arbeit zeigt das breite Anwendungsfeld auf, das durch die Vielfältigkeit der möglichen Anwendungen der Mehrstrahl-Laserinterferenz-Technik, insbesondere in Kombination mit einem direkt strukturierten Fotolack erschlossen wird.

 

A two-beam laser interference technique is used for exposure of photoresist in combination with an etching technique. It is used in many different domains to generate micro- and nano-structures (interference-lithography). But this technique is time consuming and expensive. However if a photoresist is spun on a surface of a substrate and afterwards structured directly using a laser interference technique the whole process is quicker and much cheaper. In the presented doctoral thesis the direct structuring of different polymers and for the first time different photoresists are investigated. Different laser interference techniques for structuring are depicted. In addition to surface structuring via ablation by means of three-beam laser interference technique this thesis depicts at the first time a photo thermal induced structuring of the surface of a photoresist below the ablation threshold. The two-beam interference technique and the symmetrically three-beam laser interference technique in combination with the reactive ion etching are useful for structuring of glass surfaces. This thesis shows basic results and limitations regarding the direct structuring of polymers and especially of different photoresist by means of multi-beam interference technique. It shows a broad field of application resulting of the multifaceted application of the multi-beam interference technique especially applied to a directly structured photoresist.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-383428.html