The nanoimprint lithography technology makes higher density of semiconductor device and larger capacity of storage media. In this technology the induced damage while detaching polymer pattern from mold should be minimized. In order to analyze the problem, the basic knowledge of adhesion between the polymer and the mold is required.
In this study a contact experiment of polyisobutylene specimen with spherical steel tip and polyisobutylene bead tip was conducted using nano indenter. During the contact experiment with various loading rate under load control the contact behavior of viscoelastic material was measured, i.e., the load and displacement between the tip and the specimen were measured. The data was analyzed by HBK model to obtain the stress intensity factor of contact edge and the contact radius as a function of time. Also the adhesion energies between steel/ polyisobutylene and polyisobutylene/polyisobutylene were obtained employing the analysis of the crack of viscoelastic material by Schapery.
반도체 소자의 고집적화와 저장 매체의 대용량화 등의 요구를 충족시킬 수 있는 나노 각인 리소그래피 기술은 폴리머 패턴을 몰드와 분리시키는 과정에서 일어나는 손상을 최소화해야 하며, 이를 위해서는 점탄성 재료인 폴리머와 금형 사이의 접합 에너지를 측정하고 해석하는 것이 필요하다.
본 연구에서는 나노 인덴터를 이용하여 점탄성 재료인 폴리이소부틸렌 시편과 구형 강철 팁 그리고 폴리이소부틸렌 비드 팁의 접촉 실험을 수행하였다. 접촉 실험은 하중 제어를 통해 다양한 하중 변화율에 대한, 점탄성 재료의 접촉 거동을 관찰하였다. 실험에 의해 측정된 시편과 팁 사이의 하중과 변위를 HBK 모델을 통해 해석하여 시간에 따른 접촉 반경과 접촉 영역 가장자리에서의 응력 확대 계수를 구하였다. 그리고 Schapery의 점탄성 재료의 균열에 대한 해석을 이용하여 강철/폴리이소부틸렌 그리고 폴리이소부틸렌/ 폴리이소부틸렌 사이의 접합 에너지를 구하였다.
