原创 针对紫外/臭氧表面处理增加了SU-8光刻胶聚合物的亲水性的研究

针对紫外/臭氧表面处理增加了SU-8光刻胶聚合物的亲水性的研究

引言

SU-8是一种具有低杨氏模量（沿纵向的弹性模量）以及热稳定性优良的负光敏聚合物，其广泛应用于极坚固的微结构制造中。SU-8由于其优秀的光学特性（360nm以上的透明度，相对较低的折射率），使其成为光波导和无标记生物传感器发展的理想材料。然而，SU-8的表面是高度疏水的，因此与生物技术中的许多应用不相容。因此修饰SU-8的表面，以增强其润湿性，并允许控制固定化（生物）分子的方法目前已经被开发出来。

实验与讨论

为了获得SU-8表面上的交联密度范围，英思特研究了UVO暴露后的三种硬焙条件： 90℃5小时，120℃3小时和180℃2小时。SU-8网状结构的程度，以及表面活性环氧基的数量，在很大程度上受硬烘焙步骤的影响。如图1所示，从wCA为83.5 ± 1.5开始，独立于硬烘焙条件，在UVO暴露10 min后，wCA下降到30℃以下；在UVO处理20 min后，在22℃左右达到稳定。

为了证实这最后一点，我们在UVO处理前后分别测量了三个SU-8样品的峰到谷和根均方（RMS）粗糙度。图2为UVO处理5 min前后，然后在120℃下硬焙处理3h 下，通过SU-8薄膜的根均方（RMS）粗糙度分析得到的 AFM图像和相应的高度轮廓。UVO前的SU-8表面是均匀的，峰谷粗糙度为1.7 nm，均方根粗糙度为0.121 nm。在UVO下5 min后，表面保持均匀，峰谷粗糙度为1.9 nm，均方根粗糙度为0.144 nm。此外，暴露后硬焙条件对UVO处理时间前后的SU-8表面粗糙度没有显著影响（图2c）。（江苏英思特半导体科技有限公司）

图1：三种不同硬焙条件下制备的SU-8薄膜的wCA随UVO暴露时间的增加而变化，每个数据点对应于5个wCA测量值的平均值。

图2：在1C20◦下硬烤3小时的SU-8表面的AFM地形图像和高度轮廓

结论

英思特表明，与传统的湿或干表面活化技术相比，UVO表面处理非常有前途，可以显著增加粗糙度。研究证明，短时间暴露于UVO可以选择性地氧化SU-8表面，并增加亲水性，从而不损害厚度或表面粗糙度。硬焙的最佳条件为120℃3h。这种UVO激活的SU-8表面随后被用来高密度共价固定尸体胺。结合过程是特异性的，结合分子可用于进一步的抗原-抗体反应。这种与固定的尸体分子相互作用的特异性可逆反应证实了SU-8 UVO活化方法可以直接应用于SU-8表面一系列（生物）分子的控制固定化。

江苏英思特半导体科技有限公司主要从事湿法制程设备，晶圆清洁设备，RCA清洗机，KOH腐殖清洗机等设备的设计、生产和维护