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최근에 들어서 나노 기술은 물리학, 화학, 생물학, 전자 공학 및 재료 공학 등 여러 과학, 기술 분야가 융합되어 다양한 산업 분야의 기술혁신을 주도함으로써 인류의 삶의 질을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되고 있다. 이 중 특히 반도체, MEMS분야 등에서는 나노 임프린트 공정을 통해 대량생산기술로 발전시키려는 연구를 지속적으로 수행해 오고 있다. 나노 임프린트 공정의 몰드와 기판은 유리/레진/유리의 샌드위치 구조로 이루어져 있고, 이 구조는 자동차, 바이오, 디스플레이 산업 등에서 이미 상용화되고 있다. 나노 임프린트 공정 기술은 이러한 샌드위치 구조를 통해 몰드의 마이크로, 나노패턴을 기판에 반복적으로 전사함으로써 반도체 제조공정에서 5나노미터(nm) 이하의 선폭까지 구현할 수 있는 기술이다. 이 과정에서 사용되는 레진은 패터닝된 몰드에 의해 변형되고 ...

최근에 들어서 나노 기술은 물리학, 화학, 생물학, 전자 공학 및 재료 공학 등 여러 과학, 기술 분야가 융합되어 다양한 산업 분야의 기술혁신을 주도함으로써 인류의 삶의 질을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되고 있다. 이 중 특히 반도체, MEMS분야 등에서는 나노 임프린트 공정을 통해 대량생산기술로 발전시키려는 연구를 지속적으로 수행해 오고 있다. 나노 임프린트 공정의 몰드와 기판은 유리/레진/유리의 샌드위치 구조로 이루어져 있고, 이 구조는 자동차, 바이오, 디스플레이 산업 등에서 이미 상용화되고 있다. 나노 임프린트 공정 기술은 이러한 샌드위치 구조를 통해 몰드의 마이크로, 나노패턴을 기판에 반복적으로 전사함으로써 반도체 제조공정에서 5나노미터(nm) 이하의 선폭까지 구현할 수 있는 기술이다. 이 과정에서 사용되는 레진은 패터닝된 몰드에 의해 변형되고 UV(Ultraviolet rays)에 의해 경화되어 패턴의 전사과정을 거친다. 이 때 몰드와 기판의 이형거동은 나노 단위의 정밀한 정렬과 공정의 생산성과 직결된다. 따라서 본 연구에서는 인장 실험과 4점 굽힘 실험을 통해 유리/레진/유리 구조의 접착력과 굽힘 강도를 측정하였다. 또 레진의 사용유무와 사용량, 그리고 몰드와 기판의 재료 변화에 따른 접착력 및 이형 거동을 관찰하였다. 특히 이 과정에서 계면해방률을 도출함으로써 나노 임프린트 공정 시 몰드와 레진 층의 이형거동을 기계적 측면에서 고찰하였다. 그 결과 4점 굽힘 시험을 통해 최초 140~145 J/m2 의 값을 보이던 계면에너지는 레진의 두께가 증가함에 따라 최대 80%까지 감소한 30J/m2 으고 감소하였고, 인장 시험을 통해 최초 132.74J/m2 으로 측정되었던 계면에너지는 이형제의 사용량을 증가시킴에 따라 최소 35J/m2 으로 감소하여 측정되었다. 이것은 레진의 두께에 따라 이형제의 선택적 사용이 필요하다는 사실과 이형층이 나노임프린트공정에 있어서 몰드와 레진사이를 효과적으로 분리시켜 줌으로써 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다는 것을 의미한다. 또 실제 공정에 사용되는 LCD Glass를 사용하였을 때에는 계면 면적이 증가함에 따라 계면에너지도 증가하였지만, 기판을 Si Wafer로 변화시켰을때의 계면에너지는 큰 차이를 보이지 않아, 나노임프린트공정시 계면에너지는 resin/substrate 의 계면특성보다 resin/mold의 계면특성에 더 큰 영향을 받는다는 것을 확인하였다.