1-1-1 微機電系統的興起
微機電系統(micro-electro-mechanical system, MEMS)，在歐 洲又稱為微系統科技(microsystem technology)，已經漸漸成為被各
(3)微光刻電鑄模造技術(LIGA)；(4)類 LIGA 技術(LIGA-like)。體型 微加工是直接在塊材上進行微影(lithography)、蝕刻(etching)製成 微結構；而面型微加工則是先在基底上沉積各種薄膜，再利用微影、
蝕刻定義出結構的形狀。兩種微加工都是屬於矽基(silicon-based) 易，近年來便發展出類 LIGA(LIGA-like)的技術。類 LIGA 製程是使 用其他光源如紫外光(ultraviolet)、準分子雷射(excimer laser)
統，一次只能寫一小塊區域，不像一般利用光罩的光學曝光可以直接 (injection molding)，而熱壓成形技術因具有材料流動率低(low flow rate)、流動距離短(low material flow)[5]、以及在高深寬比 的情況下有好的模具充填性[4]，因此常用來製作微細結構與光學元
製程[6]。P Ruther 等人在 1997 年利用 LIGA 製程以及熱壓方法製作 等人對 PMMA、PC、COC、PE、PP 這些高分子材料做圓柱、柵狀結構的 熱壓，欲探討各參數對熱壓的影響。他們發現在高溫度或高壓力下都 影出結構圖形，再利用快速原子束蝕刻機(Fast Atom Beam Etcher) 蝕刻出結構深度完成模仁，最後利用熱壓成功壓出間距 200nm 及 500nm 的 PMMA 柵狀結構[10]。這算是矽基模仁向次微米等級挑戰的 一個起步，不過他們熱壓成功的面積大約只有 1.2×1.2mm 左右的大 小，不太符合熱壓經濟效益，這是將來需尋求突破的地方。
半導體製程中的奈米刻印蝕刻技術(Nanoimprint Lithography, NIL)則是近年來奈米微結構常用的技術之ㄧ，這項技術相當類似我們
的 PMMA，如此模版的圖案便轉印到 PMMA 上[11]。這項技術由於可重 [15]。而 M.Bender 等人也利用類似的製程以不同的參數製作出直徑 只有 80nm 的奈米點陣圖圖形[16]；之後，他們研發出在高分子材料 加一層含氟的抗附著層，降低模仁與高分子材料的表面能，減少附著 力，這項技術使他們成功的利用同一塊模仁重複壓印高達 50 次奈米 或微米結構[17]。J. H. Jeong 等人則研發出一種稱為智慧元件壓印 圖章(elementwise embossed stamp, EES)的母模，他們將石英模板 加工成有一堆 13×13mm2的突起元件，在元件上面有五塊 500×500μm2 的奈米結構，而元件與元件之間有寬度 5mm 深度 1μm 的通道。他們 利用這個母模成功壓印了 21 個元件在 4 吋的矽晶圓上，完成大面積 的壓印[18]。
不管是 UV 光壓印或是熱壓印都還是需要後續蝕刻來達到轉印效
果，而這可能會限制解析度或是減慢生產力。Stephen Y. Chou 等人 在 2002 年 在 Nature 雜 誌 提 出 一 種 稱 為 雷 射 輔 助 直 接 壓 印 (laser-assisted direct imprint, LADI)的方法可以省略蝕刻的步 驟而直接進行轉印[19]。他們先將石英母模至於矽晶圓之上，然後以 英母模的圖案壓印在碳奈米複合材料上[20]。而 Chieh-Hsiung Kuan 等人則以光強度 1~2J/cm2、壓力 10~100g/cm2、真空度 10-6 torr 的 情況下對矽進行 LADI，使矽的奈米結構有絕佳的晶格品質[21]。
Ming-Hsueh Chiang 等人則以矽取代石英當做母模，然後以紅外線脈 衝雷射對 SU8 5 進行壓印[22]。由於石英母模需以短波長的脈衝雷射
1-3 研究動機與目的
況下，改變熱壓溫度以及熱壓壓力等相關參數可對次微米的結構取得 何種程度的效果，以取得最適當的熱壓相關參數；第二部分則是以通 電施加功率於模仁的情況下的熱壓，利用第一部分所取得的最佳熱壓 參數，搭配不同的施加功率以及施加時間，探討施加功率密度對熱壓 成果及脫模破壞會有何種程度的改善或是損害，以及觀察可順利成形 的面積，之後再利用較大面積的模仁熱壓進行同樣的實驗，增加熱壓 面積，實現在次微米尺度的結構下，仍能完成大面積成形的結果。