실리콘 웨이퍼에 Polystyrene 유도체 박막의 UV-Crosslinking 접착에 관한 연구

표면 성질은 물질의 기능과 용도를 결정함에 있어 중요하다. 본 연구에서 고체의 표면 성질을 바꾸기 위하여 고체 기판 위에 고분자 용액을 spin coating 한 후, 단지 UV 노광을 통하여 기판 위에 고분자 박막을 접착시키는 간단하고 효과적인 방법을 사용하였다. 우리는 Si wafer 위에 spin coating 되어진 polystyrene과 poly(4-methylstyrene) 박막에 대한 UV-irradiation 효과를 비교하고, 그들의 광화학적 성질을 분석하였다. 이러한 고분자 표면에 대한 UV-irradiation 효과를 분석하여 고분자의 photodegradation과 photoimmobilization의 반응 mechanism을 제시하였다. 치환된 benzene과 같은 특성을 가지는 polystyrene 유도체들의 광화학적, 광물리적 성질은 치환기의 성질에 강하게 의존함이 증명되었다.1. 서 론표면층의 구조와 구성은 습윤성[1,2], 접착력[3] 그리고 생체적합성[4]과 같은 성질에 영향을 줄 수 있기 때문에 표면 개질에 사용되는 물질의 선택과 그 물질의 부착방법에 관한 연구는 꾸준히 행하여져 왔다. 표면층의 화학적물리적 성질을 조절하기 위하여 기판의 표면에 고분자 박막의 부착이 요구된다. 이러한 고분자 박막을 기판 표면에 형성시키는 방법으로 graft 중합을 이용하는 방법이 주로 이용되어져 왔는데, graft 중합[5,6]을 이용한 방법은 기본적으로 주 사슬의 끝이나 주 사슬의 pendent group에 2개 이상의 작용기를 갖는 고분자나 저분자 화합물이 반드시 필요하다. 하지만 이런 작용기를 갖는 화합물을 합성하는 것은 쉬운 일이 아니며, 또한 이러한 화합물의 합성에 한계가 있다는 단점이 있다. 그러나 최근에 Yan group에서 고체 기판 위에 고분자 용액을 spin coating 한 후, 단지 UV 노광을 통하여 기판 위에 고분자 박막을 접착시키는 간단하고 효과적인 방법을 발표하였다[7]. 본 연구에서는 polystyrene(PS) 박막과 benzene 고리에 치환기가 있는 poly(4-methylstyrene)(P4MS) 박막을 실리콘 웨이퍼에 형성한 후 UV 노광을 통하여 주 사슬에서 benzyl radical이 생성되는 PS와 주 사슬뿐만 아니라 benzene ring의 methyl group에서도 benzyl radical이 추가적으로 생성될 수 있는 P4MS의 광화학적 성질을 비교하고, 그들의 반응 경로에 대하여 알아보고자 하였다.