DE102017121097B4

DE102017121097B4 - Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen auf gebogenen Flächen durch Lithographie

Info

Publication number: DE102017121097B4
Application number: DE102017121097.0A
Authority: DE
Inventors: Patrick Doll; Lukas Käßer; Ralf Ahrens; Andreas Guber
Original assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2037-09-13
Also published as: DE102017121097A1; WO2019052949A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen auf gebogenen Flächen von Formkörpern durch Lithographie umfassend die Schritte(a) Anpressen einer flexiblen Maske auf eine mit einem Fotolack beschichtete gebogene Fläche eines Formkörpers;(b) Herstellen eines Flächenkontakts zwischen flexibler Maske und gebogener Fläche des Formkörpers und(c) Rotationsbelichtung des Formkörpers, wobei vor Schritt (a) die Maske in einem Schritt (aal) in eine Halterung eingespannt wird und die Maske in einer Halterung so fixiert wird, dass sie mindestens zwei Rotationsfreiheitsgrade aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen auf Formkörpern mit gebogenen Flächen mittels Lithographie, die so hergestellten Formkörper sowie deren Verwendung. Außerdem betrifft die Erfindung Formkörper mit gebogenen Flächen mit Biegeradius von < 25 mm, welcher Mikrostrukturen in Form von Mikrorillen oder freistehenden Strukturen aufweist, deren halben Periode < 200 µm beträgt. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Mikrostrukturen auf Formkörper mit gebogenen Flächen mittels Lithographie.
Die UV-Lithographie wird schon seit vielen Jahren zur Herstellung von Mikrostrukturen, z.B. in der Halbleitertechnologie, verwendet. Dabei handelt es sich um das lithographische Umkopieren einer Maske auf ein mit einem Fotolack beschichtetes Substrat, wobei die Strukturen der Masken auf dem Substrat abgebildet werden. In weiteren Schritten kann dann durch Entwickeln und/oder Ätzen die Struktur auf dem Substrat herausgebildet werden. Üblicherweise werden dabei ebene, unflexible starre Fotomasken verwendet. Probleme können hier auftreten, sofern das Substrat eine gebogene Oberfläche aufweist. Insbesondere entstehen falsche Abbildungen der Trägermaske, falls die Krümmung der Ebene des Substrats im Vergleich zu den Strukturen der Maske klein ist, wie in 1 gezeigt. 1A zeigt eine Maske (mit Muster) die im Verhältnis zum Durchmesser des Werkstücks klein ist. Hie erfolgt eine korrekte Abbildung des Musters der Maske. In 1B und 1C ist das Verhältnis der Maske, beziehungsweise des Musters groß in Bezug auf den Durchmesser des Werkstücks. Es erfolgt keine genaue Abbildung des Musters auf dem Werkstück, sondern eine Verzerrung (1C).
Insbesondere auf Zylindern (Wellen, Stangen) kleinen Durchmessers (kleiner / gleich 50 mm) und Zylindern beliebiger Größe mit inhomogenem Querschnittsverlauf entsteht das Problem, dass bei der Verwendung von herkömmlichen Fotomasken (Hartmasken aus Glas und Chrom) weiter außen (radial entfernt) liegende Maskenstrukturen nicht mehr oder nicht mehr gleichmäßig auf dem Körper aufliegen und es somit zu fehlerhaften Abbildungen kommt.
Deshalb wurde bisher einerseits auf mechanische Verfahren zurückgegriffen. Durch Fräsen/Drehen ist eine ähnliche Bearbeitung prinzipiell möglich, jedoch besteht eine Beschränkung der erreichbaren Größen durch das verwendete Werkzeug. Zudem entstehen durch mechanische Bearbeitung auch immer (Mikro-) Deformationen in der oberen Werkstückschicht, was sich durch Gefügeveränderung und damit einhergehenden Änderung der mikroskopisch gesehenen mechanischen Eigenschaften äußert. Die Reproduzierbarkeit einer lithographischen Methode ist ebenfalls nur mit sehr großem Aufwand zu erreichen.
Bei der Lasermikromaterialbearbeitung andererseits bestehen ebenfalls Probleme mit ungewollter bzw. unkontrollierter Materialänderung durch lokales Aufschmelzen oder lokalen Hitzeeinwirkungen. Dies äußert sich auch wieder durch Änderung der Materialeigenschaften. Oftmals entstehen auch Probleme mit dem herausgelöstem/herausgeschmolzenem Material, welches sich unkontrolliert an anderer Stelle ablagert.
Den Stand der Technik im Bereich der Lithographie auf gebogenen Flächen stellt den derzeitigen Ansatz der Werkzeugherstellung für sog. „Roll to Roll“ Verfahren dar. Bei diesem Verfahren wird mit flachen, ebenen i.d.R. Hartmasken gearbeitet und immer nur ein kleiner Bereich belichtet (Kontaktfläche bzw. Linienkontakt). Nach Belichtung des ersten Bereiches rotiert die Welle ein kleines Stück und die Belichtung erfolgt erneut (Chen et al., Proceedings of the 2010, 5th. IEEE International Conference on Nano/Microengineer and Molecular Systems, January).
Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik z.B. das Verfahren der Soft-Lithographie bekannt. Dieses basiert darauf, dass ein Fotolack durch eine Negativform strukturiert wird, wobei diese Form in der Regel aus PDMS (Polydimethylsiloxan) besteht, welches elastisch ist und somit auch auf sphärische Flächen aufgebracht werden kann. Solche Verfahren sind z.B. aus der Veröffentlichung von Paul et al. (Adv. Funct. Mater. 2003, 13, No. 4. April) oder der CN 104 614 947 A bekannt. Da mittels einer fixen, in Bezug auf die sphärische Fläche nicht beweglichen Strahlungsquelle belichtet wird, erfolgt aufgrund der Beugung der Strahlen in den äußeren Bereichen keine genaue Übertragung der Mikrostrukturen von Maske auf Formkörper.
Folienmasken als günstige Alternative zu Glasmasken sind aus WO 97/43693 A1 bekannt. Als weiterer Stand der Technik können genannt werden: US 6 107 004 A , US 2012/0274004 A1 oder EP 179 422 A1 .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, wodurch die Mikrostrukturierung von gebogenen Flächen in einfacher und kostengünstiger Weise möglich wird. Ferner sollen Mikrostrukturen auf gebogenen Flächen von Formkörpern hergestellt werden, wobei der Biegeradius der gebogenen Flächen < 25 mm ist und Mikrostrukturen in Form von nahtlosen Mikrorillen oder freistehenden Strukturen, deren halbe Periode < 200 µm beträgt, darauf hergestellt werden. Insbesondere sollen Mikrostrukturen im Größenbereich 1 - 100 µm auf gebogenen Flächen von Formkörpern mit Durchmessern <=100 mm hergestellt werden können. Dabei soll die obere Werkstückschicht keine Änderung der mikroskopisch gesehenen mechanischen Eigenschaften aufweisen. Außerdem soll das Verfahren eine hohe Reproduzierbarkeit und hohen Durchsatz erreichen.
Aufgabe war es ferner Formkörper mit gebogenen, mikrostrukturierten Flächen zur Verfügung zu stellen. Die gebogenen Flächen der Formkörper weisen einen Biegeradius der gebogenen Flächen von < 25 mm auf und die Mikrostrukturen sollen in Form von nahtlosen Mikrorillen oder freistehenden Strukturen, deren halbe Periode < 200 µm beträgt, darauf hergestellt werden. Insbesondere sollen die Formkörper mit Durchmessern <=100 mm Mikrostrukturen im Größenbereich von 1 - 100 µm aufweisen.
Diese Formkörper sollten bevorzugt mit einem einfachen und kostengünstigen Verfahren hergestellt werden. Insbesondere sollen Formkörper mit gebogenen, mikrostrukturierten Flächen für die Zahnmedizin und/oder Implantologie zur Verfügung gestellt werden.
Weitere Aufgabe war es eine entsprechende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Insbesondere sollte auch die Mikrostrukturierung von Formkörpern mit gebogenen Flächen, also deren gebogene Oberfläche, bevorzugt von länglichen Formkörper mit inhomogenen Querschnitten oder rotationssymmetrischen Querschnitten, besonders bevorzugt von zylindrischen oder konischen Formkörper, Stäbe definierter Profilform und insbesondere Körper mit rotationssymmetrischem Querschnitt, zylindrisch oder konisch, mit Biege- bzw. Querschnitts-Radien von < 25 mm und insbesondere Radien < 5 mm ermöglicht werden. Des Weiteren sollte das Verhältnis der Maskenstrukturgrößen zum Durchmesser der entsprechenden Werkstücke nicht mehr der kritische Faktor und dementsprechend eine Begrenzung der lithographischen Strukturierung darstellen. Ferner sollte ein möglichst hoher Durchsatz mit einfachen Mitteln gewährleistet sein.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen durch Lithographie auf gebogenen Flächen von Formkörpern umfassend die Schritte

(a) Anpressen einer flexiblen Maske auf eine mit einem Fotolack beschichteten gebogene Fläche eines Formkörpers;
(b) Herstellen eines Flächenkontakts zwischen flexibler Maske und gebogener Fläche des Formkörpers und
(c) Rotationsbelichtung des Formkörpers,

Der Begriff Rotationsbelichtung beschreibt den Vorgang der Übertragung des Abbildes der Maske auf den Fotolack mittels Belichtung unter gleichzeitiger Rotation des Formkörpers um dessen Längsachse bzw. der Strahlenquelle um den Formkörper. Die Längsachse ist senkrecht zum Querschnitt.
Im Sinne der Erfindung wird der Begriff Werkstück für den zu bearbeitenden Formkörper mit gebogenen Flächen verwendet.
Die Rotation des Formkörpers um dessen Längsachse erfolgt in einer Alternative unter Beibehaltung des Flächenkontakts zwischen der flexiblen Maske und der gebogenen Fläche des Körpers, also der gekrümmten Oberfläche des Formkörpers. Mithin wird der Flächenkontakt während der Rotationsbelichtung aufrechterhalten.
Im Sinne der Erfindung liegt somit ein Kontakt zwischen gebogener Fläche des Formkörpers und Maske über eine Fläche vor, nicht lediglich ein Punktkontakt oder ein Linienkontakt (Kontakt über eine Gerade).
In einer Ausführung erfolgen die Rotation des Formkörpers und die Belichtung unabhängig voneinander kontinuierlich oder diskontinuierlich. In einer Alternative erfolgt eine konstante Rotation während in einer anderen Alternative sich die Geschwindigkeit der Rotation ändern kann.
In einer weiteren Alternative kann sich auch die Intensität und/oder Wellenlänge der Belichtung ändern oder konstant bleiben oder die Intensität null sein.
Die Wellenlänge der Strahlung zur Belichtung hängt von dem Fotolack ab. Im sogenannten UV-Bereich erfolgt die Belichtung mit Strahlung der Wellenlänge von 10 bis 480 nm, bevorzugt 100 bis 480 nm, besonders bevorzugt 200 bis 480 nm.
Die Maske wird so in einer Halterung fixiert, dass sie mindestens zwei Rotationsfreiheitsgrade, bevorzugt bei rotationssymmetrischen Formkörpern aufweist. In einer Alternative wird die Maske so in einer Halterung fixiert, dass sie drei Rotationsfreiheitsgrade, bevorzugt bei konischen Formkörpern, aufweist.
In dieser Alternative wird die Maske auf einer Seite eingespannt, so dass eine Reduzierung der Beweglichkeit auf zwei Rotationsfreiheitsgrade erfolgt um Kippfehler von Welle zu Maske auszugleichen. Alternativ sind drei Rotationsfreiheitsgrade nötig um alle Kippfehler auszugleichen. In dieser Alternative wird die Translation durch die feste Einspannung auf einer Seite unterbunden. Durch die feste Einspannung (Translation) wird die eigentliche Maske (Ausschnitt der das Bild aufweist welches mittels Belichtung auf die gebogene Oberfläche des Formkörpers übertragen wird) an einer definierten Position gehalten, bevorzugt auf der Mitte des Werkstücks. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Maske elastisch über zum Beispiel eine oder mehrere Zugfedern gespannt. Durch diese Lagerungsart richtet sich die Maske entsprechend auf dem Formkörper aus und schmiegt sich an die gebogene Oberfläche des Formkörpers an, bildet mithin den Flächenkontakt. Prinzipiell sind viele Lagerungsarten denkbar; wesentlich ist jedoch eine in der Halterung frei zugängliche und schwebende eigentliche Maske um den Flächenkontakt herzustellen.
In einer weiteren Alternative kann die Maske vor Einbringen in die Halterung auf ein zusätzliches elastisches Trägersubstrat, bevorzugt einer Trägerfolie (z.B. Kaptonfolie) befestigt, bevorzugt geklebt werden. Das Trägersubstrat dient der Aufnahme der eigentlichen Maske und der Befestigung innerhalb der Halterung. Insbesondere kann das Trägersubstrat gleichzeitig als Blende dienen, sofern sie für die Strahlung der Belichtung undurchlässig ist (Kaptonfolie ist undurchlässig für UV-Strahlung). Das Trägersubstrat kann in einer Alternative auch eine dünne, biegsame Glasplatte sein. Wesentlich ist, dass das Trägersubstrat elastisch verformbar ist, um teilweise die Form des Formkörpers annehmen zu können zur Herstellung des Flächenkontaktes.
In einer Alternative sind Trägersubstrat und die eigentliche Maske ein Bauteil.
In einer Ausführung der Erfindung wird die Maske, vor Einbringen in die Halterung, nach dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt oder zum Beispiel wie folgt:
Die Folie zur Erzeugung einer Maske, bevorzugt einer Folien-Chrommaske, besteht aus einem Material mit der nötigen Stabilität und chemischen Beständigkeit, insbesondere gegen Chromätze (z.B. COC (Cycloolefin Copolymere)) und wird zunächst auf die gewünschte Größe geschnitten und grob gereinigt. Die grobgereinigte Folie wird auf einen Si-Wafer platziert. Der Wafer mit Folie wird im O₂ Plasma gereinigt. Nach der Reinigung erfolgt eine Bedampfung mit Chrom, die später als für die Strahlung teilweise oder vollständig undurchlässige Schicht dient. Nach der Bedampfung mit Chrom erfolgt die Strukturierung der Chromschicht.
Hierfür wird der Wafer samt Folie mit einem Positiv-Fotolack durch sog. Spincoating (Rotationsbelackung) mit einer Fotolackschicht versehen. Alternativ kann auch ein Negativlack verwendet werden und zur Belackung kann auch Tauchbelackung / Sprühbelackung etc. eingesetzt werden. Die Durchführung eines sog. Softbakes erfolgt, um das restliche Lösungsmittel zu verdampfen. Die Belackung findet in einem Gelblichtbereich eines Reinraumes statt, um den Lack nicht ungewollt zu belichten und keine störenden Partikel zwischen Maske und Folie zu bekommen.
Um die chrombedampfte Folie mit Strukturen zu versehen, wird eine herkömmliche Glasmaske lithographisch umkopiert. Zum Beispiel wird eine Glasmaske verwendet, die viele einzelne Felder mit unterschiedlichen Linienbreiten und Verhältnissen von Steg/Tal aufweist (Duty-Cycle). Die Strukturen der Glasmaske, welche ebenfalls chrombeschichtet ist, werden durch Auflegen und Anpressen der Glasmaske auf die Folie/Wafer und anschließender Flutbelichtung auf die Folie übertragen. Die Entwicklung erfolgt mittels Entwicklermedium. Das Ätzen der Maskenstrukturen erfolgt mit Chromätze.
Zum Schluss des Prozesses erfolgt das Ablösen des unbelichteten Fotolackes. Anschließend wird die Maske gereinigt und getrocknet.
Die eigentliche Maske wird dann weiter vorbereitet, indem die „Zielmaske“ (gewünschte Linienbreite, Steg/Tal-Verhältnis) herausgeschnitten wird. Dieses herausgeschnittene Stück der Maske wird dann auf einem vorbereiteten Trägersubstrat befestigt.
Die eigentliche Maske und das Trägersubstrat sind in einer Alternative in einer Komponente zusammengefasst, in einer weiteren Alternative stellen diese zwei getrennte Komponenten dar, die in der Halterung fixiert werden.
In einer weiteren Ausführung erfolgt die Einstellung des Winkels zwischen Maske (und Blende) in Halterung und Längsachse des Formkörpers durch Drehen der Halterung vor oder nach Schritt (b).
Der Flächenkontakt wird durch Ausüben jeweils einer Kraft auf die Maske oder Maskenhalterung auf jeder Seite des Formkörpers senkrecht zu dessen Längsachse herbeigeführt. Durch Zugkraft wird die Folie gespannt, elastisch verformt und es entsteht der Flächenkontakt, d.h. die Maske liegt flächig auf dem Werkstück auf wie in 2 gezeigt und nimmt die Form des Formkörpers im Bereich des Flächenkontaktes an. Die Maske wird mit der Kraft G (zum Beispiel durch Zugkräfte B) auf das Werkstück D angedrückt; durch die elastische Verformung der Maske entsteht der Flächenkontakt.
In einer Ausführung werden der Formkörper und/oder die Maske unabhängig voneinander in z-Richtung (also parallel zur Längsachse des Formkörpers) bewegt.
In einer Ausführung wird vor Schritt (a) in einem Schritt (aa2), der vor oder nach Schritt (aa1) durchgeführt wird, der Formkörper in eine Kupplung eingebracht, welche die Bewegung von einem Antrieb auf den Formkörper überträgt.
Der mit Mikrostrukturen zu versehende Formkörper, also das Werkstück, welches zuvor gereinigt und durch Tauchbenetzung mit einem Fotolack beschichtet wurde, wird in die Kupplung in der Vorrichtung eingebracht. Anschließend wird die Maskenhalterung in die Vorrichtung eingesetzt und damit auf das Werkstück angepresst. Alternativ kann das Einsetzten in die Vorrichtung und das Anpressen in separaten Arbeitsschritten erfolgen.
Über zum Beispiel einen vorhandenen Microcontroller oder PC, der zur Steuerung des Antriebes (Drehzahl, Geschwindigkeit, etc.) eingesetzt wird, wird die Rotation des Werkstückes gestartet und gesteuert.
Die Belichtung kann mit einem Flutbelichter im interessanten Wellenlängenbereich erfolgen. Der Start des Belichtungsvorganges kann manuell erfolgen oder ist alternativ auch mittels Controller/PC automatisierbar. Die gesamte Vorrichtung kann unter einer Strahlungsquelle platziert werden. Alternativ kann die Strahlungsquelle fester Bestandteil der Vorrichtung sein. Nach Ende der programmierten Bewegung wird das Werkstück wieder aus der Vorrichtung ausgebaut.
Daraufhin wird das Werkstück in dem Entwicklermedium entwickelt. Anschließend erfolgt die eigentliche Strukturierung des Werkstückes durch z.B. (Nass-) Ätzen mittels z.B. Flusssäure.
In einer Ausführung wird der mit Mikrostruktur versehene Körper in der Zahnmedizin und/oder Implantologie eingesetzt wird. Durch das Verfahren wird es erstmals ermöglicht, vor allem Formkörper mit kleinen Durchmessern lithographisch zu strukturieren. Die Kombination von Lithographie (Belackung/Belichtung) in Verbindung mit nasschemischem Ätzen ermöglicht es, verschiedene Profilformen durch gezieltes Unterätzen der Maske zu realisieren, was durch mechanische o.ä. Verfahren, verglichen mit der lithografisch erzielbaren Präzision sowie Reproduzierbarkeit, nicht möglich ist. Es sind also z.B. radial umlaufende, nahtfreie Mikrorillen herstellbar, die verschiedene Profilformen, von eckig bis sinusförmig, aufweisen können.
Gerade im Dentalimplantatbereich sind derartige Strukturen von besonderer Bedeutung, da sie die (Bindegewebs-) Zellorientierung und die Ausbreitungsrichtung beeinflussen können und effektiv die Wundheilung beschleunigen können.
Das komplette Verfahren kann folgende Schritte umfassen:

1. Werkstück Reinigen
2. Werkstück belacken (Tauchbenetzung)
3. Softbake des Werkstücks
4. Einbringen des Werkstückes in die Vorrichtung
5. Auflegen/Anpressen und Justieren der Maske (Rotation der Maske im Bezug zur Werkstückachse, x-, y-, z- und -R Position der Maske in Bezug auf das Werkstück)
6. Herstellen eines Flächenkontakts zwischen flexibler Maske und gebogener Fläche des Formkörpers mittels Anzugskraft und
7. Rotationsbelichtung des Werkstückes
8. Ausbauen des Werkstückes aus der Vorrichtung
9. Entwicklung des auf dem Werkstück befindlichen, belichteten oder unbelichteten Fotolackes, in Abhängigkeit der Verwendung eines positiven oder negativen Fotolackes;
10. Ätzen des Werkstückes
11. Strippen (Entfernen) des restlichen Fotolackes
12. Ggf. nochmals Ätzen

Separat erfolgt noch die Maskenherstellung wie oben beschrieben.
Der Kern der Erfindung stellen die Schritte 5-7 dar, in welchen das Abbild der Maske auf den Fotolack mittels Belichtung unter gleichzeitiger Rotation des Formkörpers um dessen Längsachse bzw. Rotation der Strahlungsquelle übertragen wird.
In Schritt 10 werden in einer Alternative isotrope Ätzverfahren, wie z.B. HF-Ätzen, eingesetzt. Diese erzeugen Mikrostrukturen mit abgerundeten Kanten. Alternativ sind natürlich anisotrope Ätzverfahren möglich, mit denen dann entsprechende „eckige“ Strukturen hergestellt werden können (z.B. Argon-Ionenstrahlätzen).
Nach dem Ätzen können die Formkörper eine raue Oberfläche aufweisen. Dies ist auf das Materialgefüge (Kristallkörnergröße, Orientierung etc.) zurückzuführen. Je nach Gefügebestandteil und Kristallorientierung ergeben sich leicht unterschiedliche Ätzgeschwindigkeit und ein unterschiedliches „Ätzbild“, was sich dann als raue Oberfläche äußert. Im Fall von Titan für Zahnimplantate ist dies eine gewollte Oberfläche, denn diese raue Oberfläche weist besserer Eigenschaften bei der Zelladhäsion auf als „glatte“ Oberflächen.
Es ist natürlich möglich, auch „glatte“ Oberflächen zu erzeugen, indem ein entsprechendes Ätzverfahren eingesetzt wird (z.B. HF-Gas Ätzen) oder alternativ ein Werkstoff mit homogenerem Gefüge oder gar monokristalline Werkstoffe eingesetzt und geätzt werden.
Alternativ kann auch über weitere Beschichtungsvorgänge (Anodisieren etc.) die raue Oberfläche wieder geglättet werden. Alternativ kann auch über Elektropolieren geglättet werden. Die Formgebung ist somit nahezu frei wählbar.
Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist auch ein Formkörper mit gebogenen Flächen mit Biegeradius von < 25 mm bevorzugt < 10 mm, bevorzugt < 5mm, bevorzugt <4mm, bevorzugt < 3mm, bevorzugt < 2,5 mm, bevorzugt <1mm und > 25 µm, welcher Mikrostrukturen in Form von nahtlosen Mikrorillen oder freistehenden Strukturen aufweist, deren Perioden < 200 µm, bevorzugt < 150 µm, bevorzugt < 120 µm, bevorzugt < 100 µm, bevorzugt < 80 µm, bevorzugt < 70 µm, bevorzugt < 50 µm, bevorzugt, < 30 µm, bevorzugt < 20 µm, bevorzugt < 10µm, <3 µm und > 0,8 µm ist.
Die offenbarten Formkörper haben einen Durchmesser von <=100 mm, bevorzugt <=50 mm, <=25 mm, besonders bevorzugt <=10 mm, <=8 mm, insbesondere <=5 mm, <=3 mm und > 0.05 mm.
Die Mikrostrukturen können innerhalb einer Periode (Steg+Tal) verschiedene Verhältnisse von Steg zu Tal einnehmen, im Detail z.B. (Steg/Tal oder umgekehrt) 50/50, 60/40, 66/33, 70/30, 75,25, 80/20, 90/10. Des Weiteren sind die Perioden der Mikrostrukturen gekennzeichnet durch eine über mehrere Perioden hinweg gleichmäßige, abgerundet eckige oder aus Halbkreiselementen bestehende oder sinusförmige, wellige Oberfläche charakterisiert, wobei die mikroskopisch gesehene Oberflächenbeschaffenheit als nicht offenporig, sondern glatt, mithin mikrorau, bezogen auf das vorliegende Kristallgefüge und des Weiteren frei von Materialdefekten durch thermische oder mechanische Einflüsse ist. Im Sinne der Erfindung wird der Begriff „mikrorau“ als eine Rauigkeit im Nanometerbereich bis sub-Mikrometerbereich definiert. Hierbei handelt es sich nicht um den klassischen Ra-Wert. Mikrorau bedeutet, dass die Rauigkeit kleiner als die halbe mittlere Korngröße des jeweiligen Materials der gebogenen Oberfläche ist. Der Einfluss der Strukturen auf die Rauigkeit wird dabei nicht berücksichtigt. Die Korngröße kann zum Beispiel nach ASTM E112 oder DIN EN ISO 643 bestimmt werden.
Die vorliegenden Mikrostrukturen in Form von Mikrorillen oder freistehenden Strukturen sind gekennzeichnet durch keine oder eine nur sehr geringe Formabweichung untereinander. Die obere Werkstückschicht zeigt im mikroskopischen Maßstab keinen Unterschied der mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu tieferen Schichten.
Gegenstand der Offenbarung sind Formkörper mit gebogenen Oberflächen die lithografisch hergestellte Mikrostrukturen aufweisen.
In einer Ausführung ist der offenbarte, mit Mikrostrukturen versehene Formkörper mit dem oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Mithin sind auch erfindungsgemäße Verfahren umfasst, bei denen die resultierenden Formkörper die genannten Merkmale aufweisen.
In einer weiteren Ausführung handelt es sich um einen rotationssymmetrischen Formkörper oder einen Formkörper mit inhomogenem Querschnittsverlauf.
Eine weitere Ausführung betrifft den Formkörper der Mikrostrukturen mit einem Aspektverhältnis von 0,001 bis 5, bevorzugt 0,005 bis 5, bevorzugt 0,01 bis 5, bevorzugt von 0,001 bis 1, bevorzugt 0,005 bis 1, bevorzugt 0,01 bis 1.
Eine weitere Ausführung betrifft den Formkörper zur Verwendung in der Zahnmedizin und/oder Implantologie. Der erfindungsgemäße Formkörper wird mithin in der Zahnmedizin und/oder Implantologie verwendet insbesondere direkt als Zahnimplantat.
Eine weitere Ausführung betrifft den Formkörper zur Verwendung als Schraube mit sehr geringen Steigungen im Bereich < 250 µm, bevorzugt <= 200 µm, bevorzugt <= 100 µm, bevorzugt < 80µm, bevorzugt < 60 µm, bevorzugt < 50 µm, bevorzugt < 40 µm, bevorzugt < 30 µm, bevorzugt < 20 µm, insbesondere < 10µm und > 1,5 µm (Mechanische Bearbeitung hört bei 250µm auf (Feingewinde)). Diese Formkörper können z.B.: als rein mechanische Nanoaktuatoren oder Stellschrauben mit extremer Präzision eingesetzt werden.
Eine weitere Ausführung betrifft den Formkörper zur Verwendung als Filterstruktur, gekennzeichnet durch eine einseitige, nicht komplett durchgehende, axiale Bohrung in den Formkörper und radiale Vertiefungen, die bis zur Bohrung reichen mit den Durchmessern < 100 µm, bevorzugt < 80 µm, bevorzugt <60 µm, bevorzugt < 50 µm, bevorzugt < 40 µm, bevorzugt < 30 µm, bevorzugt < 20 µm, insbesondere < 10µm, < 5 µm und > 0,8 µm, die in beliebigen Anordnungen radial und axial verteilt auf der Mantelfläche angeordnet sein können, bevorzugt in einem rechteckigen oder hexagonalen Raster.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Belichtung von mit Fotolack beschichteten gebogenen Flächen, umfassend

(A) mindestens eine flexible Maske in mindestens einer
(B) Halterung für (A),
(C) mindestens ein Antrieb zur Rotation eines
(D) Werkstücks; mindestens
(E) eine Kupplung zur Übertragung der Rotation von Antrieb (C) auf Werkstück (D); eine
(F) Vorrichtung zur Verschiebung des Werkstücks und/oder der Maske oder Halterung mit Maske entlang der z-Achse, also parallel zur Längsachse des Werkstücks und
(G) mindestens eine Strahlenquelle.

In einer besonderen Ausführung umfasst die Vorrichtung eine Vorrichtung zur Verschiebung des Werkstücks entlang der z-Achse. In einer besonderen Ausführung ist der Antrieb (C) ein Motor.
Die Maske besteht im Wesentlichen aus einem Trägersubstrat, insbesondere einer Trägerfolie und enthält weitere Komponenten wie zum Beispiel Beschichtungen und/oder Partikel wodurch die eigentliche Maske in den Träger eingearbeitet ist.
In einer Ausführung umfasst der Träger mindestens ein Material, insbesondere ein Polymer, welches gegen das Ätzmedium resistent ist.
In einer Ausführung weist die Maske (A) mindestens eine zumindest teilweise Beschichtung auf oder enthält Partikel. In einer Alternative enthält die Beschichtung Metalle, Metalloxide, Metalllegierungen und/oder Mischungen davon und/oder von der Strahlung der Strahlungsquelle (G) nicht oder teilweise durchdringbare Partikel. Bevorzugt wird Chrom eingesetzt und ggf. noch mindestens eine Schutzschicht. In einer anderen Alternative enthält der Träger der Maske von der Strahlung der Strahlungsquelle (G) nicht oder teilweise durchdringbare Partikel und/oder Schichten. Dabei sind die Partikel bzw. Schichten in den Träger eingearbeitet.
Wird die eigentliche Maske auf ein Trägersubstrat angebracht, befinden sich in diesem Bereich der eigentlichen Maske keine weiteren nicht oder teilweise durchdringbare Beschichtungen oder Partikel.
In einer weiteren Ausführung ist die Halterung (B) in x, y, z und/oder R-Richtung justierbar. Das heißt, die Halterung gegebenenfalls zusammen mit der Maske ist in x, y, z-Richtung, in x, y, R-Richtung oder in der Kombination, der x, y, z, R-Richtung justierbar. R entspricht einer Rotation um die y-Achse und bezeichnet somit die Drehung der Maske in Bezug auf die Längsachse des Werkstückes (z-Achse). Durch Einstellbarkeit von R kann die Maske entsprechend ausgerichtet werden, dass die darauf befindlichen Strukturen richtig ausgerichtet abgebildet werden: 90° zur Werkstückachse. Alternativ lassen sich dadurch auch Winkel einstellen. Wird die Maske „verdreht“ aufgesetzt entstehen Strukturen die nicht im 90° Winkel zur Werkstückachse den Formkörper umlaufen.
In einer Ausführung weist die Maske mit dem Werkstück mindestens einen Flächenkontakt auf. Die flexible, also verformbare Maske statt einer im Stand der Technik üblichen starren Hartmaske, wird durch die Halterung auf das Werkstück angedrückt. Es entsteht ein Flächenkontakt und minimiert etwaige Abstände zwischen Maske und Werkstück. Die Folie wird zur Bildung des Flächenkontakts bevorzugt auf das Werkstück angepresst/angezogen. Durch diese Art der Aufbringung vereinfacht sich das Justieren der Maske. Die Lage der Maske ist in 4A schematisch dargestellt. Die Maske A wird durch die Zugkräfte B auf Werkstück D angepresst, so dass ein Flächenkontakt (1) entsteht.
Im Stand der Technik resultiert eine leichte Verkippung einer Maske in einem Keilfehler. Ein Keilfehler wird dadurch definiert, dass eine Seite weiter entfernt ist als die andere, was zu Problemen bei der Belichtung führt.
Die oben beschriebenen Masken sind auf herausnehmbaren/austauschbaren Halterungen angeordnet. Diese Halterungen sind wie oben beschrieben justierbar. Somit ist die Position der Maske zur Welle eindeutig einstellbar. Alternativ kann auch das Werkstück in x-, y- z- und/oder R-Richtung verschiebbar sein. Eine genaue Beschreibung der Achsen ist in 4B dargestellt. Die Maske A wird durch die Zugkräfte B auf Werkstück D angepresst, so dass ein Flächenkontakt (1) entsteht. Auf der Maske sind Linienstrukturen (2) und Punktstrukturen (3) dargestellt. Der Winkel zwischen Maske und x-Achse wird mit alpha (α) bezeichnet. R steht für die Rotation.
Des Weiteren können die Anzugskräfte an der Maske einstellbar ausgeführt sein, um dabei eine möglichst kleine Kraft einzustellen. Dadurch wird die Fotolackschicht nicht beschädigt und die Langlebigkeit der Maske wird erhöht.
In einer Ausführung weist die Halterung eine Einspannvorrichtung für die Maske lediglich auf einer Seite (Begrenzung der Freiheitsgrade auf nur einen Rotationsfreiheitsgrad) auf und eine federnd/elastisch gelagerte Einspannvorrichtung auf der gegenüberliegenden Seite. Dadurch ist eine automatische Ausrichtung der Maske auf das Profil des Werkstückes immer gewährleistet. Winkelfehler von Drehachse/Werkstückachse und Maske werden dadurch automatisch kompensiert. Eine elastische Lagerung kann zudem für die nötige Anpresskraft sorgen. Alternativ können beide Seiten über jeweils eine oder mehrere Zugfedern gelagert werden. Alternativ kann eine Seite komplett fest eingespannt werden und die andere Seite elastisch gelagert sein. In einer Alternative sind beide Seiten der Maske fest eingespannt.
In einer besonderen Ausführung umfasst die Vorrichtung eine Apertur wie z.B. eine Lochblende, um Aberrationen der Strahlung zu verringern oder ungewollte Belichtung durch Streulicht zu vermeiden.
Das Werkstück ist ein rotationssymmetrischer Körper oder ein Körper mit inhomogenem Querschnittsverlauf. Dieses ist um die z-Achse rotierbar.
In einer Alternative ist das Werkstück federnd gelagert.
Alternativ können Antrieb und Werkstück federnd gelagert sein, so dass die Anpresskraft an die Maske konstant ist und somit die Maske immer an der gleichen Position auf der y-Achse ist. Dies kann man durch eine angepasste Werkstückaufnahme wie z.B. Spannfutter (vgl. Bohrfutter) ermöglicht werden, durch welche die Achsen von Antrieb und Werkstück übereinander liegen und keine bzw. nur eine geringe Kompensation nötig werden würde falls Achse von Antrieb (Drehachse) und Mittelachse des Werkstückes nicht aufeinander lägen.
Ferner kann der Antrieb (C) ein Regelungssystem zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit aufweisen. Die Drehgeschwindigkeit entscheidet über die Belichtungsdauer des Fotolacks. Je höher die Drehgeschwindigkeit, desto niedriger die Belichtungsdauer.
In einer besonderen Ausgestaltung entstehen um den Formkörper umlaufende Strukturen wie z.B. Nuten oder Rillen. Diese Nuten oder Rillen können umlaufend und geschlossen (ohne Nahtstelle) sein. In einer Alternative entsprechen sie mithin dem Umfang des Formkörpers. In einer anderen Alternative ist der Umfang der Nuten oder Rillen nicht senkrecht zur Längsachse des Formkörpers. In einer weiteren Alternative sind die Nuten oder Rillen spiralförmig entlang der Längsachse des Formkörpers ausgerichtet.
In einer besonderen Ausgestaltung entstehen freistehende Strukturen auf dem Formkörper. Dafür wird die Strahlungsquelle z.B. ausgeschalten, eine Blendenkappe eingebaut, deren Öffnungszeiten auf die Formkörpergeometrie und die eingesetzte Maske via z.B. einer Schrittmotorsteuerung synchronisiert werden oder es erfolgt eine schnelle Drehung, so dass die Belichtungsdauer während der Drehung keine relevanten Vorgänge im Fotolack auslöst.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Mikrostrukturierung von gebogenen Flächen durch Lithographie, wobei eine Vorrichtung wie oben beschrieben eingesetzt wird.
Die Beschichtung des Werkstücks mit Fotolack erfolgt bevorzugt außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere durch Tauchbenetzung.
Anschließend wird das Werkstück in der Vorrichtung befestigt, so dass über die Kupplung die Rotation des Antriebs auf das Werkstück übertragen wird.
Werkstück und Maske sind relativ zueinander justierbar. Durch die Relativbewegung während der Rotationsbelichtung entsteht ein Verschleiß an der Maske. Aufgrund dieses Verschleißes der Maske kann eine automatisierte Zuführung von neuen Masken bzw. eines unverschlissenen Stücks der gleichen Maske, die sich als Rollen-Maske auf einem automatisierten Zuführsystem befinden (vgl. Kassette) eingesetzt werden.
Wesentlich ist, dass die Maske (A) über die Halterung (B) in Flächenkontakt mit dem Werkstück (D) gebracht wird. Die Funktion des Aufspannens, also des Herstellens des Flächenkontakts kann durch ein Zuführsystem ebenfalls erfüllt werden.
Die Maske wird bevorzugt durch Zug in der Halterung verformt und nimmt dadurch die Form des Körpers an.
Die flächige Auflage ermöglicht es kleinere Wellen oder Wellen mit inhomogenen Profilquerschnitten ohne erheblichen Aufwand lithographisch zu Strukturieren. Zudem ermöglicht das Verfahren einen erhöhten Durchsatz beim Strukturieren von Wellen großen Durchmessers.
In einer Alternative wird die Maske oder das Werkstück (D) entlang der z-Achse bewegt.
In einer Ausführung ist die Maske relativ zum Werkstück in der x-Achse beweglich und wird mit gleicher Geschwindigkeit wie das Werkstück unter Beibehaltung des Flächenkontaktes auf das Werkstück abgerollt. Dadurch lassen sich komplett um den Umfang des Werkstückes laufende komplexe, ungleichmäßige Abbilder erzeugen.
In einem weiteren Schritt wird das Werkstück (D) durch die Folienmaske (A) mit Strahlung aus der Strahlungsquelle (G) bestrahlt. Hierzu können Röntgenstrahlen in Kombination mit einer für die Strahlung vollständig oder nur teilweise undurchlässigen Beschichtung eingesetzt werden. In einer bevorzugten Alternative wird UV-Strahlung eingesetzt.
Die weitere Verarbeitung zur Bildung der Mikrostrukturen, wie zum Beispiel Entwickeln und/oder Ätzen, erfolgt ebenfalls bevorzugt außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Ätzen erfolgt nasschemisch oder trockenchemisch.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren können Werkstücke, wie z.B. Zylinder, Stäbe, Wellen, Walzen, Imprint-Werkzeuge, Zahnimplantate oder verschiedene Drehteile mit inhomogenem Querschnittsverlauf mit Mikrostrukturen versehen werden. 3 A und B zeigen Beispiele für solche Werkstücke: 3A: Kreisquerschnitte mit unterschiedlichen axialen Profilen, 3B: mögliche Profilquerschnitte.
Sollen umlaufende Nuten/Rillen erzeugt werden, denkt man zunächst daran, kreisförmige Masken verwenden zu wollen, die den Durchmesser der Rillen besitzen. Da aber die verwendeten Lacke Belichtungszeiten bei den eingesetzten Schichtdicken von mehreren Sekunden (z.B. ca. 7 s) haben, bedeutet das, dass bei einer Strukturgröße von 10 µm und einem Durchmesser eines Zylinders von 8 mm, eine Rundumbelichtung ca. 293 min dauert. Vergrößert man aber durch das vorliegende Verfahren die Auflagefläche, können anstelle von Kreisen, Rechtecke eingesetzt werden. Somit kommt es zur Belichtung einer größeren Fläche auf einmal, was wiederum die nötige Belichtungsdauer erheblich reduziert. Am Beispiel von oben kann erklärt werden, das wenn anstelle der 10 µm Kreise, Rechtecke mit 10 x 100 µm verwendet werden, die nötige Belichtungszeit um den Faktor 10 abnimmt, somit wären es in dem Beispiel nur noch 29 min Belichtungszeit. Das vorliegende Verfahren erlaubt eine Vergrößerung der Maskenbreite auf bis zu mehrere Millimeter (abhängig vom Durchmesser des Werkstückes) und damit einen entsprechenden höheren Durchsatz.
Beispiele:
Maskenherstellung
Die verwendete Folie zur Erzeugung der Chrommaske bestand aus COC (Cycloolefin Copolymere) (im vorliegenden Beispiel 80 µm Dicke und wurde auf die gewünschte Größe (ca. 50 x 50 mm) geschnitten und grob gereinigt (Abspülen mit Aceton, Isopropanol (IPA) gefolgt von DI-Wasser; im N₂ Strom getrocknet). Die grobgereinigte Folie wurde auf einen Si-Wafer platziert. Der Wafer mit Folie wurde im O₂ Plasma gründlich gereinigt.
Nach der Reinigung erfolgte eine Bedampfung mit z.B. 100 nm Chrom. Nach der Bedampfung mit Chrom erfolgte die Strukturierung der Chromschicht.
Hierfür wurde der Wafer samt Folie mit einem Positiv-Fotolack (AZ4533) durch sog. Spincoating (Rotationsbelackung) mit einer ca. 4 µm dicken Fotolackschicht versehen (Schichtdicke ist im Prinzip egal, hängt von den Zielstrukturen etc. ab). Alternativ kann natürlich auch ein Negativlack (z.B. SU-8) verwendet werden und zur Belackung kann auch Tauchbelackung/Sprühbelackung etc. eingesetzt werden. Die Durchführung eines sog. Softbakes bei 95° für 5 min auf einer Hotplate erfolgte, um das restliche Lösungsmittel zu verdampfen.
Um die chrombedampfte Folie mit Strukturen zu versehen, wurde eine herkömmliche Glasmaske lithographisch umkopiert. Im vorliegenden Beispiel war es eine Glasmaske, die viele einzelne Felder mit unterschiedlichen Linienbreiten und Verhältnissen von Steg/Tal (Duty-Cycle) aufwies. Die Strukturen der Glasmaske, welche ebenfalls chrombeschichtet war, wurden durch Auflegen und Anpressen der Glasmaske auf die Folie/Wafer und anschließend flutbelichtet für ca. 7s, um die für den verwendeten Fotolack nötige Dosis zu applizieren, auf die Folie übertragen.
Die Entwicklung erfolgte mittels Entwicklermedium AZ400: DI-Wasser (1:4) für 1 min.
Das Ätzen der Maskenstrukturen erfolgte mit Chromätze (Ammoniumcer(IV)-Nitrat + Perchlorsäure).
Zum Schluss des Prozesses erfolgte das Ablösen des unbelichteten Fotolackes mittels Aceton. Anschließend wurde die Maske mit IPA und DI-Wasser gereinigt getrocknet.
Die eigentliche Maske wurde dann weiter vorbereitet, indem die „Zielmaske“ (gewünschte Linienbreite, Duty-Cycle) herausgeschnitten wurde.
Das herausgelöste Folienmaskenstück wurde auf eine zusätzliche Trägerfolie (z.B. Kaptonfolie) geklebt, die im vorliegenden Beispiel gleichzeitig als Blende diente (Kaptonfolie ist undurchlässig für UV-Strahlung). Alternativ kann die Maske komplett aus einem Stück sein.
Die Folienmaske wurde dann in die Maskenhalterung eingebaut.
Einbau in die Vorrichtung:
Die Halterung wurde anschließend in die Vorrichtung eingesetzt und dabei auf den Zylinder (Werkstück) gesetzt. Auf der Unterseite der Halterungen ist auf einer Seite ein Stift eingearbeitet. Dieser Stift wurde in ein Loch in der Vorrichtung gesetzt, wodurch die Halterung drehbar gelagert war. Über eine Mikrometerschraube in der Gehäusewand wurde die „R-Richtung“ bzw. der Winkel zwischen Halterung/Maske und Werkstück-Längsachse eingestellt. Somit ist eine Ausrichtung der auf der Maske befindlichen Strukturen in Bezug auf die Werkstückachse möglich.
Werkstück:
Das Werkstück (z.B. Ti6AI4V Zylinder, 8 mm Durchmesser), welches zuvor gereinigt und durch Tauchbenetzung mit einem Fotolack (ebenfalls 4 µm Schichtdicke) beschichtet wurde, wurde in die Kupplung in der Vorrichtung eingebracht. Anschließend wurde die Maskenhalterung in die Vorrichtung eingesetzt und damit auf das Werkstück angepresst. Alternativ kann das Einsetzten in die Vorrichtung und das Anpressen in separaten Arbeitsschritten erfolgen.
Rotationsbelichtung
Über einen Microcontroller, der zur Steuerung des Antriebes (Drehzahl, Geschwindigkeit, etc.) eingesetzt wird, wurde die Rotation des Werkstückes gestartet. Im vorliegenden Fall erfolgte die Belichtung mit einem Flutbelichter im interessanten Wellenlängenbereich (UV; 405nm, ca. 120mJ/cm²). Der Start des Belichtungsvorganges erfolgte manuell. Die Vorrichtung wurde unter einer Strahlungsquelle platziert. Nach Ende der programmierten Bewegung wurde das Werkstück wieder aus der Vorrichtung ausgebaut.
Daraufhin wurde das Werkstück in dem Entwicklermedium AZ400:DI-Wasser (1:4) für 1 min entwickelt. Anschließend erfolgte die eigentliche Strukturierung des Werkstückes durch (Nass-) Ätzen mittels z.B. Flusssäure.
Ergebnisse
Mittels Rasterelektronenmikroskopie und Weißlichtinterferometrie wurden die fertig prozessierten und geätzten Proben untersucht und vermessen.
Formkörper (Zylinder) aus Ti6AI4V mit 8 mm, 5mm und 2,5 mm Durchmesser sowie konische Werkstücke (8 mm Durchmesser und um 5° verjüngend zulaufend), wurden mit Mikrostrukturen versehen: Durchmesser/Linienbreite: 8 mm/100µm; 8 mm/50 µm; 8 mm/30 µm; 8 mm/15 µm, 8 mm/10 µm, 5 mm/100 µm; 5 mm/50 µm, 5 mm/ 30 µm, 2,5 mm/50 µm, für Zylinder
Durchmesser/Linienbreite: . 8 mm, 5° konisch/ 100 µm; 8 mm 5° konisch/ 50 µm; 8 mm 5° konisch/ 30 µm; 8 mm 5° konisch/ 15 µm für konische Formkörper
Durchmesser/Punktdurchmesser 8 mm /50 µm, 5 mm/ 50µm, 2,8 mm/ 50pm für Zylinder mit freistehenden Punkten in rechteckigem Raster angeordnet mit der Periode 100 µm (50 µm Kreise, 100 µm Abstand der Kreiszentren).

Claims

Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen auf gebogenen Flächen von Formkörpern durch Lithographie umfassend die Schritte (a) Anpressen einer flexiblen Maske auf eine mit einem Fotolack beschichtete gebogene Fläche eines Formkörpers; (b) Herstellen eines Flächenkontakts zwischen flexibler Maske und gebogener Fläche des Formkörpers und (c) Rotationsbelichtung des Formkörpers, wobei vor Schritt (a) die Maske in einem Schritt (aal) in eine Halterung eingespannt wird und die Maske in einer Halterung so fixiert wird, dass sie mindestens zwei Rotationsfreiheitsgrade aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenkontakt während der Rotationsbelichtung aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation des Formkörpers und die Belichtung unabhängig voneinander kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen Maske und Längsachse des Formkörpers durch Drehen der Halterung vor oder nach Schritt (b) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenkontakt durch Ausüben mindestens einer Kraft auf die Maske herbeigeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper und/oder die Maske unabhängig voneinander in z-Richtung bewegt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt (a) in einem Schritt (aa2), der vor oder nach Schritt (aal) durchgeführt wird, der Formkörper in eine Kupplung eingebracht wird, welche die Bewegung von einem Antrieb auf den Formkörper überträgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der resultierende Formkörper gebogene Flächen mit Biegeradius von <25 mm aufweist, sowie Mikrostrukturen in Form von Mikrorillen oder freistehenden Strukturen, deren halbe Periode <200 µm ist. .
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper ein rotationssymmetrischer Formkörper oder ein Formkörper mit inhomogenem Querschnittsverlauf ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper einen Durchmesser von <=100 mm aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper Mikrostrukturen aufweist, die eine mikroraue Oberfläche aufweisen.
Verwendung eines Formkörpers hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in der Zahnmedizin und/oder Implantologie.
Verwendung eines Formkörpers hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Schraube mit Steigungen von <=250 µm.