Untersuchungen zu Fabry-Pérot Filterfeldern - KOBRA - Universität ...

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UV-Prägen (UV imprint) im INA
Das beschriebene Problem der Haftung machte es schwer, wenn nicht unmöglich, homogene
funktionelle Prägungen auf Substratoberflächen zu erzeugen. Im Weiteren werden
Methoden, zum einen Primern und zum anderen Salzsäurebehandlung, beschrieben, mit
denen versucht wurde das Haftproblem zu lösen.
Primern
Dieses Verfahren wird dann eingesetzt, wenn durch Tempern keine eindeutige
Verbesserung der Lackhaftung erzielt wird. Hierbei wird vor der eigentlichen Beschichtung
mit dem Lack ein Haftvermittler aufgebracht. Es wurden zwei Haftvermittler verwendet: TI
Prime und Hexamethyldisilasan (HMDS).
Haftvermittler TI Prime
Vor der Beschichtung des Substrates mit dem Polymer wird dieses mit dem Haftvermittler
versehen. Das Aufbringen eines Haftvermittlers soll ein Ablösen des Polymers beim
Prozessieren verhindern und die Haftung am Substrat verbessern. Es wurde der
Haftvermittler TI Prime (MicroChemicals GmbH, Deutschland) verwendet.
Für Glasoberflächen ist charakteristisch, dass diese aufgrund ihres chemischen Aufbaus sehr
leicht Feuchtigkeit an der Oberfläche binden (absorbieren), welche die Ausbildung von
Haftungskräften des Polymers zum Glas behindern kann.
Haftvermittler (Primer) sind Substanzen, die die Haftung zwischen zwei Phasen, z. B. einem
Substrat und einer Beschichtung, verbessern. Die Wirkung von Haftvermittlern beruht
darauf, dass diese mit beiden Phasen ausreichend starke unpolare, polare oder kovalente
Bindungen aufbauen, die stärker sind als die Bindungen der beiden Phasen untereinander
[166].
TI Prime wird bei 3000 U/min 20 Sekunden lang [161] auf eine saubere Substratoberfläche
aufgeschleudert, wobei durch die hohe Verdünnung der aktiven Substanz weniger als eine
Monolage auf dem Substrat adsorbiert. In einem anschließenden Backschritt wird der
Haftvermittler aktiviert, worauf die Belackung folgt [163].
Haftvermittler HMDS
Die OH-Gruppen können auch durch die Anwendung von HMDS-Hexamethyldisilazan
[(CH3)3Si-NH-Si(CH3)3] beseitigt werden. Im Gegensatz zu anderen Haftvermittlern reagiert
HMDS nicht nur mit Wasser, sondern auch mit den Silanolgruppen an der Si-bzw. SiO2-
Oberfläche. Dafür muss das Substrat zunächst bei erhöhter Temperatur in N2-Atmosphäre
ausgeheizt werden. Danach wird die Oberfläche (ebenfalls in Stickstoffatmosphäre) im
Priming-Ofen nach Erwärmung in einer gesättigten HMDS-Atmosphäre behandelt. HMDS
wird bei der Temperatur 130 °C verdampft und schlägt sich als monomolekulare Schicht
(< 5 nm) auf der Substratoberfläche nieder. Das Substrat kann ohne nachfolgende
Temperung unmittelbar nach der HMDS-Behandlung mit dem Prägematerial beschichtet
werden [162], [163].