新型致動器讓奈米壓印微影術升級
- 上線日期：2008/8/16 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網http://nano.nchc.org.tw/
奈米壓印微影術(nanoimprint lithography, NIL)成功的關鍵在於高解析定位、大幅度位移和直力控制(direct-force control)的結合，若能以一套組件完成三者就更棒了。最近，新加坡製造技術研究院和南洋理工大學的科學家設計出一種致動器(actuator)，已經辦到了。
研究小組成員之一的Tat Joo Tech表示，他們的致動器包含了電磁驅動系統和彎曲式(flexure-based)線性軸承，其中電磁驅動系統是由固定式永久磁鐵和移動式空芯線圈(air-core coil)所組成。他們設計了雙磁鐵架構以提升空氣間隙中的通量密度，而移動式線圈則由線性彎曲軸承支撐以避免摩擦力。線圈通電流所產生的勞倫茲力會使空芯線圈產生線性位移。目前該小組的原型致動器可產生60 N/A的推力，在4 mm的移動範圍內定位精確度達10 nm。
在現行的NIL機器中，壓印頭採用粗-微調移動控制系統(coarse-fine motion control system)，以伺服馬達搭配引導螺旋進行壓印頭的毫米級移動，再以另一個範圍為數百微米、具奈米級解析度的壓電致動器執行更精細的定位。相形之下，新加坡團隊的致動器設計只有一套組件，而且能在數毫米的衝程中提供奈米級解析度，因此能讓NIL的壓印頭更為精簡小巧。
該小組透過模擬致動器的行為，找到在直力控制及精細定位間平順轉換的解答。在壓印過程中，兩種控制機制間的轉換是否平順至為重要，因為它能防止矽模板在壓印過程中因突然迫近基板而損害，也能避免脫模時矽模板突然脫離而損壞壓印好的圖案形。
該研究團隊目前正在研究具有主動傾斜校準功能的三維壓印頭，以便應用在多層步進快閃奈米壓印微影術(multilayer step and flash NIL)中。詳見Nanotechnology 19, p.315501 (2008)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/35079
譯者:吳俊緯(逢甲大學光電學系)
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