Der Positiv-Photoresist mrP 22G wurde für die Grautonlithografie in ultradicken
Resistschichten entwickelt. Der Resist ermöglicht Schichtdicken von 115–140 µm in einem
Beschichtungsschritt, mit Doppelbeschichtung sogar bis 200 µm. Aufgrund seiner geringen
Restabsorption nach der Belichtung lassen sich bis ~180 µm tiefe Grautonstrukturen
erzeugen mit einem prozesssichere Grauton-Arbeitsbereich von ~140 µm.
Für die Strukturierung eignen sich Belichtungswellenlängen von 330–420 nm. Für die
Grautonstrukturierung empfiehlt sich die Direct write lithography (DWL). Nahezu pixelfreie
Grautonmasken (z. B. HEBS-Glas-basiert) können ebenfalls eingesetzt werden.
Die so hergestellten 2,5D-Masterstrukturen werden in Materialien für die permanente
Anwendung übertragen, z.B. durch thermische Abformung mit PDMS, UV-Abformung mit
OrmoStamp®FF in OrmoClear®FX oder Metallisierung, Galvanik und Replikation in
OrmoComp® oder andere geeignete Materialien
Hauptanwendungen der > 100 µm tiefen Grauton-Masterstrukturen liegen in der Mikrooptik,
insbesondere bei optischen Freiformstrukturen wie Linsen, Prismen und Spiegel für die
Strahlformung und -lenkung. Auch in der Mikrofluidik könnten Master für tiefe und sehr tiefe
Strukturen hergestellt werden für „Organonachip“- oder „Tumoronachip“-Systeme – für
tierversuchsfreie Medikamententests.
Im Rahmen des Projekts OPTIMAL (https://www.optimal-project.eu/) wurden hierarchische
Strukturen in ma-P 22G hergestellt, d.h. Strukturen im µm- und nm-Maßstab in einer
Resistschicht kombiniert, die nach Strukturübertragung z.B. in der Luftfahrt angewendet
werden könnten – mit Eigenschaften zur Verringerung des Luftwiderstands und zur
Enteisung auf der gleichen Oberfläche (vorgestellt z.B. hier:
https://mne2025.exordo.com/programme/presentation/194).
Generell ermöglicht mrP 22G die Fabrikation sehr tiefer Grautonstrukturen mit
Standard-Lithographie-Equipment (Laser/LEDDirektschreiben, ggf. Mask Aligner). Anwender
können damit Designs selbst herstellen und flexibel anpassen – unabhängig von
spezialisierten Zulieferern von Resist-Mastern.

Beispiele für die Strukturierung mittels Direktschreiblithografie (DWL 66+, 405 nm Laser):

(Strukturierungen und Abbildungen mit freundlicher Genehmigung der Heidelberg Instruments Mikrotechnik GmbH)

Beispiele für die Strukturübertragung: 

Strukturübertragung von einer 130 µm hohen mr-P 22G-Struktur (a), hergestellt bei Heidelberg Instruments) durch thermische Abformung mit PDMS, (b), und anschließende UV-Abformung mit OrmoClear®FX (c)

Hierarchische Strukturen:

Confocal laser microscope pictures a hierarchical wave structure: 85 µm deep, 280 µm wide by DWL and 400 nm deep, 1 µm wide by LIL on its surface (right: upper ~ 8 µm)

Hierarchische Wellenstruktur: 85 µm tief, 280 µm breit (DWL-strukturiert) und 400 nm tief, 1 µm breit (Laserinterferenzlithographie-strukturiert) auf der Oberfläche der größeren Wellenstruktur (rechts: obere ~ 8 µm)