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Bei der Fertigung von Mikrostrukturen mittels Laserdirektbelichtung wird ein Fotolack durch eine fokussierten Laserstrahl belichtet, wodurch der Löslichkeit des Lacks in einer geeigneten Entwicklerlösung modifiziert wird. Beim anschließenden Entwickeln bilden sich schließlich die gewünschten Mikrostrukturen aus.

Sollen nicht-plane Oberflächen wie z.B. optische Linsen auf diese Weise strukturiert werden, so muss der Fokus des Laserstrahl während des Belichtungsprozesses entlang der Hochachse positionierbar sein, um dem Höhenprofil der Linse zu folgen.

In der Praxis führen Führungsfehler der Hochachse und Winkelfehler zwischen der Belichtungsebene und der Hochachse zur einer fehlerbehafteten Positionierung des Laserfokus in der Belichtungsebene. Dies wiederum hat unerwünschte Verzerrungen in der Mikrostruktur zur Folge.

Im Rahmen diese Projekts wurde eine Methode und ein Messsystem zur Charakterisierung der Positionierungsfehler entwickelt und in ein Polarkoordinaten-Laserdirektbelichtungssystem integriert. Das Verfahren ermöglicht die Bestimmung der höhenlageabhängigen Geradheits- und Winkelfehler der Hochachse, sowie des Winkelfehlers zwischen Hochachse und Belichtungsebene.

Auf Basis der erfassten Führungsfehler wurde eine Kompensationsfunktion im Belichtungssystem realisiert. Für einen Verfahrbereich der Hochachse von 70 mm konnte so der ursprüngliche Positionierungsfehler in der Belichtungsebene von 5,2 µm auf 150 nm reduziert werden.