Optische Schichten können seit Jahrzehnten auf planen Fläche von beliebig großen Abmessungen hergestellt werden. Neu ist jedoch die Bereitstellung der beschichteten Flächen in sehr kleinen Abmessungen bis in den Mikrometerbereich (Pixel). Mithilfe der photolithografischen Mikrostrukturierung ist es möglich, Teilflächen eines Trägermaterials mit einer optischen Schicht zu belegen.

 

Die Strukturierung der Schichtsysteme ähnelt der Anwendung lithografischer Techniken in der Halbleiterindustrie: Zunächst wird ein Photolack auf das gesamte Substrat aufgeschleudert und anschließend mit Hilfe einer entsprechenden Maske dort belichtet und entwickelt, wo das Schichtsystem auf dem Substrat abgeschieden werden soll. Bei der folgenden Beschichtung werden die Flächen, die nicht beschichtet werden sollen, durch den Photolack geschützt. Nach der Beschichtung wird dieser entfernt und das Substrat kann erneut strukturiert und beschichtet werden, wobei sich sowohl die Form der Pixel als auch die spektrale Charakteristik des Schichtsystems ändern können.

 

Dem Schichtdesign selbst sind durch die Strukturierung keine Grenzen gesetzt. Auf diese Weise werden z.B. die Empfängerflächen von Photodiodenwafern mit einem optischen Filter beschichtet, während die zugehörigen Bondpads davon ausgenommen bleiben. Durch mehrfaches Aufbringen mikrostrukturierter Schichten werden Arrays aus Interferenzfiltern erzeugt. Die laterale Ausdehnung der beschichteten Flächen kann dabei im Bereich zwischen Zentimetern und Mikrometer variieren, die Positioniergenauigkeit der Flächen sowie die Toleranz der Abmessungen liegen bei wenigen Mikrometern.

 

Neben der Herstellung von gepixelten Filter-Arrays wird die Mikrostrukturierung benutzt, um den Übergangsbereich vom unbeschichteten Substrat zum Schichtsystem oder von einem Schichtsystem zu einem anderen im Bereich weniger Mikrometer zu vollziehen. Eine wichtige Anwendung dieser Möglichkeit ist die Bereitstellung von Langpassfiltern als Ordnungsfilter zur Unterdrückung höherer Beugungsordnungen in Miniatur-Spektrometern (Order Sorting Filter).