Caractérisation de la forme de réseaux modèles pour lenticulaires de photomasque moulés avec un masque en échelle de gris / Mesure du profil d’une surface en 3D sans contact avec un microscope laser

1. Application

Les masques à échelle de gris sont une technologie utilisée pour fabriquer des moules pour les micro-lentilles à forme complexe ou d’autres produits constitués de microstructures en 3D de haute qualité. Le masque à échelle de gris est utilisé pour la modélisation en 3D ; un revêtement résistant est irradié à l’aide d’un laser à multiples gradations pour créer le modèle en 3D (figure 1). Pour le contrôle de la qualité, il est essentiel de mesurer la forme en 3D de l’enduit protecteur après l’irradiation. Les modèle en 3D étant fragiles et facilement endommagés, il est nécessaire d’effectuer des mesures sans contact pour vérifier leur intégrité.

2. Solution proposée par Olympus

Le microscope à balayage laser 3D LEXT d’Olympus permet l’imagerie en trois dimensions sans contact de la forme concave ou convexe d’un masque à échelle de gris en haute résolution et avec un contraste élevé. Grâce aux lentilles d’objectif avec des ouvertures numériques élevées et au système optique conçu pour obtenir un rendement maximal à partir du laser de 405 nm, le microscope LEXT peut capturer le profil de pentes irrégulières avec précision et produire des profils 3D fiables et reproductibles (Figure 1). En plus de mesurer la forme des échantillons, il est également possible de visualiser clairement les irrégularités mineures en utilisant l’interférence différentielle du laser.

Modèle concave
Lentille d’objectif 50x 50x, zoom 1x	Lentille d’objectif 50x 50x, zoom 1x	Lentille d’objectif 100x 100x, zoom 1x
Modèle convexe
Lentille d’objectif 50x 50x, zoom 1x	Lentille d’objectif 50x 50x, zoom 1x	Lentille d’objectif 100x 100x, zoom 1x

Figure 1. Imagerie de modèles concaves et convexes à l’aide du microscope LEXT

Figure 2. Procédé de fabrication de lentilles à l’aide d’un masque à échelle de gris.

Étape 1

1. Application de l’enduit protecteur
   
   Appliquer l’enduit protecteur sur le verre.
    
2. Gravure (irradiation par laser)
   
   Irradier l’enduit protecteur à l’aide d’un faisceau laser à plusieurs échelles pour créer un enduit protecteur positif.
   La zone irradiée est exposée et ramollie.
    
3. Trempage dans le révélateur
   
   Révéler l’enduit protecteur et enlever les zones inutiles. L’évaluation du profil 3D lors de cette phase est essentielle à la gestion de la qualité.

Étape 2

1. Électroplacage
   
   Appliquer le placage sur l’enduit protecteur.
    
2. Mordançage
   
   Dissoudre l’enduit protecteur par mordançage et retourner le placage pour terminer l’original (moule métallique).

Étape 3

1. Utiliser la thermo-compression pour lier le film au moule métallique.
   
    
2. Empreinte
   
   Enlever le film du moule métallique et le retourner.
    
3. Moulage de la résine
   
   Verser la résine dans le moule.
    
4. Finition
   
   Solidifier la résine et la retirer du moule en film pour terminer la lentille.