ALIO のナノモーションシステムのナノの世界で、レニショーのエンコーダが大幅なパフォーマンス向上とコスト低減を実現

米国コロラド州ウィートリッジ – ALIO Industries の CEO、Bill Hennessey 氏は、ナノ単位のモーションが大きな影響を持つ世界で活動しています。実際、ナノメーターの単位に執着する彼は、単なる平面上の精度では不充分だと唱えます。彼の経営する ALIO Industries は、マイクロリソグラフィー、光ファイバー、医療デバイス、マイクロ工作機械、地理情報学、太陽光発電、半導体など、ナノレベルの製造と研究アプリケーション用の超高精度オートメーションステージの設計と製造を手がけています。1 ミクロンのミスアライメントでも許されないナノ単位のこの世界では、レニショーのエンコーダが ALIO の True Nano™ と 6-D Nano Precision™ モーションシステムのパフォーマンスを確立する上で大きな役割を果たしています。Hennessey 氏によれば、レニショーのスチールと Invar® 製テープスケールエンコーダが非繰返し誤差を抑え、低コストであることから、ALIO のステージの特異なアプリケーションに比類ない利点をもたらすだけでなく、コストを低減し、サイズが小さいために設計上の利点も備えているということです。ALIO は、レニショー ML10 レーザー干渉計システムによりパフォーマンスを検証して、NIST に対してトレーサブルな計測データを提供しています。

ALIO では、2001 年の製造開始時から各種モデルのレニショーエンコーダを使用してきました。「真のナノ精度を達成する上でエンコーダが非常に重要な要因になりますが、レニショーの基本的なテープスケールと Invar スケールが持つ繰返し精度と精度は他に匹敵するものがありません」と Hennessey 氏は付け加えます。ALIO では現在、TONiC™ 光学式エンコーダを頼みの綱としています。TONiC 光学式エンコーダは、デリケートなファインピッチエンコーダシステムの精度を取り付けが容易で頑丈なパッケージングで提供しています。コンパクトなリードヘッド（長さ 35mm ×幅 13.5mm ×高さ 10mm）は優れた設計とアプリケーションにおける柔軟性を兼ね備え、マイクロ製造システムに簡単に取り付けることができます。TONiC はリニアとロータリーエンコーダがあり、最大 10m/s（0.1µm の分解能では 3.24m/s）の速度、1nm という高い分解能を備え、最大 70℃までで操作することができます。

TONiC は、非常に優れたシグナル/ノイズ比を持つ革新的な光学部品に動的信号処理を組み合わせて、サブディビジョナルエラー（SDE）とジッタを極めて低く抑えることにより、細かなピッチのスケールに匹敵するパフォーマンスを実現します。

米国フロリダ州セントピーターズバーグの Intelligent Micro Patterning（IMP）は、マスクレスリソグラフィーシステムの SF-100 ラインに ALIO の 4 軸ソリューションを使用して、従来の平面にメソケール形状のパターンを描いているたけでなく、平面以外のカーブした基板に形状を描くための独自の能力を確保しています。IMP は、南フロリダ大学の David Fries 博士のスマートフィルター技術の研究から誕生した企業です。Fries 博士がスマートフィルター技術を開発するまでは、シリコン以外の非平面材にパターンを描くための商業的処理システムが存在しませんでした。2001 年、Fries 博士は軍需品、医療、研究など様々な分野の各種アプリケーションにスマートフィルター技術と米国で取得した 5 つの特許技術を活用すべく、Jay Sasserath 博士と協力して IMP を設立しました。このシステムの独自の医療アプリケーションでは、製薬材料をステントに描いています。

「湾曲した基板にマスクレスリソグラフィーを行うのは、私たちが開発した独自の技術です」と IMP の CEO、Sasserath 博士は説明します。「アークタイプの光源を使用するスマートフィルター技術は、コストとスループット上の利点も提供しています。」Sasserath 博士によると、IMP の顧客の三分の二は大学の研究プログラムに関与する研究者で、残りの三分の一は、バイオテクノロジー、マイクロ流体技術、MEMS アプリケーションに IMP のマスクレスリソグラフィーシステムを使用する研究開発企業だといいます。研究者は IMP のマスクレスリソグラフィーシステムを使用することで、コスト効果に優れた手段で短時間に多くの設計を試すことができます。「私たちは、製造分野ではなく、研究開発をニッチ市場にしています」と Sasserath 博士は続けて説明します。「研究開発分野で最も重要なのは、様々な設計を短時間で実現できることと、および 1 つのウェーハ上に複数の設計を再現できることです。これにより、コスト効果に優れた手段でデザイン構成をテストし、得られた証拠に基づいて確認を行うことができます。」フォトマスクを使用した以前の手法では、毎回 1 千ドルのコストをかけて 3 ～ 4 回の設計検証を行う必要があり、期間も数時間単位ではなく、数日間単位になります。「私たちのシステムを使用すると、ユーザーは朝設計して、午後には製造に取り掛かることができます」と Sasserath 博士は説明します。

ALIO のステージを使用することで、IMP は財務上の利点も享受しています。「ALIO から購入するステージは、以前に使用していたステージよりパフォーマンス仕様が優れているにもかかわらず、値段はかなり下回っています」と Sasserath 博士はいいます。「私たちのシステムでは、ステージがシステムパフォーマンスの鍵になるため、一番高額なサブアセンブリーで 。ステージを正確に動かせることと、手頃な値段であることが非常に重要になります。」