KR20010072056A - 미세 구조물 운반 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판과 공구로 이루어지는 미세구조물을 운반하는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 상호통제하에서 공구와 기판을 정렬하는 것이다. 장치는 서로 관련된 반대방향에 놓일 수 있는 기판과 장치의 지지체를 포함하는 데 이는 도구와 기판사이의 거리가 변하게 한다. 측정장치는 지지체 사이에 삽입되고, 적어도 하나의 측정판에 위치되도록 놓인다. 지지체의 다른 방향은 상기 측정판에 수직이 되도록 정렬된다. 측정시스템의 형태는 측정위치 공구와의 고정된 공간이 형성된다. 기판은 공구와 정렬되도록 하기 위해서 측정판과 평형이 되도록 놓여질 수 있다. 본 발명은 미세구조물를 생산하는 데 사용될 수 있다.

Description

미세 구조물 운반 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR TRANSFERRING MICROSTRUCTURES}

이러한 형태의 장치는 예를 들어 DE 196 48 844 C1으로부터 공지되어 있다.

미세 구조물을 운반하기 위하여, 성형 가능한 재료의 연화 온도 이상에서 진공으로 예를 들어 1층의 열가소성 재료와 같은 성형 가능한 재료로 성형 공구를 가압하고, 그 결과 단지 수 나노미터로부터 수백 마이크로미터의 범위의 높이 구조를 가지는 삼차원 구조물을 제조하는 것이 공지되어 있다.

DE 196 48 844 C1에 따라서, 이러한 목적에 적절한 장치는 사용된 성형 공구와 성형 가능한 재료의 두께에 있어서의 변화를 보상할 수 있는 한편, 높은 치수 안정성 및 상이한 성형 깊이를 보장한다.

장치는 프레임에 고정되는 챔버부와 조정 가능한 챔버부를 구비한 챔버를 포함하며, 챔버에서 압력 및 온도 조건의 설정은 고정된 챔버부에 작용하는 소정값의힘에 관련된다.

이러한 공지된 장치의 경우에 구조물들이 성형 가능한 재료로 운반되는 위치가 결정될 수 없다는 것이 결점이다.

본 발명은 기판이 공구와 기판 사이의 거리의 변경이 따르는 방향으로 서로에 관계하여 조정될 수 있는, 공구로부터 공구용 지지물과 함께 구성될 기판으로 미세 구조물을 운반하는 장치에 관한 것이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 공구와 성형 가능한 재료가 감시될 수 있는 방식으로 서로 정렬될 수 있는 것을 보장하는 것이다.

본 발명에 따라서, 이 목적은 기판이 공구와 기판 사이의 거리의 변경이 따르는 방향으로 서로에 관계하여 조정될 수 있는, 공구로부터 공구용 지지물과 함께 구성될 기판으로 미세 구조물을 운반하는 장치에 있어서, 적어도 하나의 측정 평면에서 선택된 위치들을 측정하기 위하여, 지지부들 사이로 밀릴 수 있으며, 측정 위치에 있을 때 공구와 고정된 공간적 관계로 있는 측정 시스템이 제공되며, 기판이 공구와 정렬을 위하여 측정 평면에 나란하게 배치될 수 있으며, 상기 평면에 관계하여 지지부들의 조정 방향이 상하로 향하는 것을 특징으로 하는 장치에 의하여 달성될 수 있다.

공구를 위한 지지부는 미세 구조물의 운반이 일어나는 밀폐성 챔버의 첫 번째 챔버부에 수용되고, 기판을 위한 지지부는 두 번째 챔버부에 수용된다.

챔버는 바람직하게 진공 챔버로서 설계되거나 또는 불활성 가스로 채워질 수 있다.

측정 시스템은 다양한 사이즈의 영상 영역을 가지는 다양한 광학 부문을 포함하며, 첫 번째 광학 부문의 배율은 선택된 위치를 용이하게 조사하고, 두 번째 광학 부문의 배율은 측정 평면에서 선택된 위치들을 정확하게 측정한다.

차례로 이동될 위치를 위하여 상이한 구동부들을 수용하는 운반 장치는 측정 시스템의 밀림을 위하여 제공되며, 첫 번째 구동부는 챔버 외측에 있는 첫 번째 위치로부터 개방된 챔버에 있는 두 번째 위치로의 운반을 이행하며, 두 번째 구동부는 공구에 관계하여 정렬된 위치로 측정 시스템을 이동시키는 것을 이행한다. 측정은 성형을 방해함이 없이 수행될 수 있다.

확인된 데이터는 두 번째 챔버부에 수용된 공구에 대하여 기판을 변위시키기 위한 기구를 작동시키기 위하여 사용된다. 이 기구는 적층되어 서로에 관계하여 기판 조정 평면에 나란하게 이동하는 두 개의 활주판을 포함하며, 상부 활주판은 챔버 밀폐 요소로서 작용한다.

상부 활주판은 바람직하게 하부 활주판에 클램핑될 수 있다.

아울러, 상부 활주판은 가열 및 냉각 유닛의 첫 번째 부분을 지지할 수 있으며, 기판을 고정하기 위한 수단이 가열 및 냉각 유닛의 첫 번째 부분에 체결된다.

챔버의 높이를 변화시키기 위하여, 챔버는 외측을 향한 밀봉부를 제공하는 측벽을 가질 수 있으며, 측벽 부분들 자체는 챔버부들의 조정 방향으로 서로에 관계하여 조정될 수 있다.

공구는 상기 첫 번째 챔버부에서 평판형 본체에 원통형 공구 홀더에 의하여 그 원주면이 에워싸이면 바람직하다.

평판형 본체는 가열 및 냉각 유닛의 두 번째 부분에 연결될 수도 있다.

공구로부터 성형된 재료를 제거하기 위하여, 공구 홀더는 성형체 분리 공구에 의하여 측면에서 에워싸일 수도 있으며, 성형체 분리 공구는 공구 홀더에 대하여 공구로부터 기판을 제거하여 미세 구조물의 운반을 위하여 지지부들의 수동 조정 방향으로 변위될 수 있다.

장치의 개개의 시스템들의 전체 시간에 걸쳐서 큰 안정성을 보장하도록, 측정 시스템, 변위 기구 및 첫 번째 챔버부는 온도 조절 가능한 유체를 위한 통로를 포함할 수도 있다.

측정 시스템과 공구 사이에 고정된 공간적 관계를 만들기 위하여, 첫 번째 챔버부의 대응 형상의 훅들에 걸기 위한 훅들은 측정 시스템의 상부 영역에서 측정 시스템에 체결된다.

또한, 기판이 지지층과, 지지층에 부착될 수 있는 성형 가능한 재료를 포함한다.

구조물을 성형 가능한 재료로 운반하기 위한 공구는 지지층에 또한 부착될 수도 있다.

본 발명의 요지는 또한 공구로부터 구성될 기판으로 공구용 지지물과 함께 미세 구조물의 운반하기 위하여, 기판은 공구와 기판 사이의 거리의 변경이 따르는 방향으로 서로에 관계하여 조정될 수 있는 방법에 관한 것이다. 위치 선정을 위한 보정값에 의하여 확인되는 하나의 평면에서의 공구에 대한 구성될 기판의 위치 선정은 미세 구조물의 위치적으로 정확한 운반을 위하여 필요하고 기판 상의 마크로부터의 미세 구조물의 거리에 의하여 측정되며, 지지부의 조정 방향은 상기 평면에관계하여 상하로 향하고, 마크는 구성될 적어도 하나의 추가의 기판을 위하여 첫 번째 구성된 기판 상에 운반된 미세 구조물의 측정된 구조 위치들로부터 형성된다.

추가적인 위치 선정 정확도를 보장하도록, 첫 번째 기판 상에 있는 마크들의 위치들은 위치 선정을 위한 보정값을 형성하기 위하여 미세 구조물의 운반 전후에 추가적으로 확인될 수도 있다.

위치 선정 정확도가 추가적으로 개선되면, 기판 홀더 상의 마크들의 위치들은 기판이 기판 홀더에 배치되기 전에 보정값으로서 측정될 수도 있다.

끝으로, 각 기판의 성형후에, 성형된 미세 구조물 및 마크들의 확인된 위치들이 이후에 각각 구성될 기판의 위치 선정을 위한 보정값으로서 사용되면 바람직하다.

본 발명으로, 구조적 설계에 의한 공지된 기술적 해결 수단의 경우에 정해진 성형 가능한 재료에 관계하여 공구의 변하지 않는 공간적 배열이 더 이상 적용할 수 없으며, 이것들의 상호 배열이 위치 관계들의 확인 및 조작에 의하여 높은 정밀도로 보장될 수 있다.

본 발명은 개략도를 참조하여 다음에 보다 상세하게 설명된다:

도 1은 미세 구조물을 성형하기 위한 장치의 기본 구성을 도시하고,

도 2는 하나의 평면에서 선택된 미세 구조물의 위치 결정을 위하여 측정 시스템의 사시도를 도시하고,

도 3은 성형 영역으로 그리고 이 영역으로부터 측정 시스템을 운반하기 위한 장치를 도시하고,

도 4는 성형 장치의 하부 챔버부의 집적화된 구성부로서 공구에 관계하여 성형되는 기판을 배치하기 위한 장치를 도시하고,

도 5는 도 4에 따른 장치의 평면도이고,

도 6은 기판이 지지되는 기판 홀더를 도시하고,

도 7은 성형 장치의 상부 챔버부를 도시한다.

도 1에 도시된 성형 장치의 경우에, 로드 프레임 1은 프레임에 고정된 부분 2과 조정 가능한 부분 3을 지지하며, 상부 플랜지 4와 하부 플랜지 5들이 부품들에 체결된다. 플랜지 4, 5들은 예시될 실시예에서 진공 챔버로서 설계된 밀폐 가능한 챔버의 서로 마주하여 놓인 챔버부 6, 7의 고정을 위하여 사용된다. 그러나, 진공 챔버 대신에, 예를 들어 불활성 가스로 채워질 수 있는 챔버가 또한 성형 목적을 위하여 적합하다.

힘 측정 장치와 같은 도시되지 않은 장치, 평가 및 작동 유닛과 경로 측정 장치의 협동으로, 조정 가능한 부분 3은 프레임 1에 일체화된 구동부에 의하여 프레임에 고정된 부분 2에 대하여 변위될 수 있는 것에 의하여, 챔버의 개폐가 가능하게 된다. 평가 및 작동 유닛은 특히 조정 가능한 부분 3에 관계하여 프레임에 고정된 부분 2의 위치 선정을 제어하고, 프레임에 고정된 부분 2과 조정 가능한 부분 3 사이에서 한정된 힘을 유지하기 위하여 힘 측정용 기구를 제공한다.

프레임에 고정된 부분 2과 조정 가능한 부분 3은 이 장치에서 변경될 수 있다는 것은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다.

도 2에서 보다 상세하게 도시된 측정 시스템 8은 가동성 프레임 9에 제거될 수 있는 방식으로 배치되며, 이것의 밑에 있는 부분 10은 하부 챔버부 7에 체결된다. 측정 시스템 8의 가동성은 챔버가 개방되고 다시 이로부터 벗어났을 때 두 개의 챔버부 6, 7들 사이의 성형 영역에 가동의 목적을 제공한다. 측정 시스템 8의 상부 영역에 제공된 훅 11들은 그 단부들에 지지면 12을 가지며, 이 것들은 상부 플랜지 4에 부착된 훅 14들에 반구형 지지면 13들에 대응하는 방식으로 감점 지지로서 형상화된다. 걸려 있는 상태에서, 한정된 위치 선정 관계가 측정 시스템 8과 상부 플랜지 4 사이에 만들어진다. 측정 시스템 8의 하부 영역은 반구형 정렬 요소 15를 가지며, 이 것은 접근 이동 및 분리 이동 작업 동안 삼점 지지 형성시에 위치 선정 요소 16에 머물고, 밑에 있는 부분 10에 관계하여 프레임 9 상의 측정 시스템 8과 정렬한다.

측정 시스템 8 자체는 하부판 17과 상부판 18을 구비한 하우징을 포함한다. 이 하우징은 하나 이상의 측부들 상의 장갑체(도시되지 않음)에 의하여 외부의 영향으로부터 차폐될 수 있다.

서로 직각인 두 방향 21, 22으로 하부판 17에 나란하게 스테이지 판 20을 조정할 수 있는 편심 작동 기구 스테이지 19는 하부판 17에 장착된다.

스테이지 판 20은 측정 현미경 23용 지지부로서 작용하며, 이것의 대물 렌즈 24는 하부판 17에 대해 직각으로 향하는 광축선 O-O을 가진다. 도 2에 도시되지 않은 하부판 17에 있는 개구는 측정 목적에 필요한 빔 통로를 보장한다. 기구 스테이지 19는 또한 그 중앙 영역에 이러한 목적을 위하여 제공되는 개구를 가진다. 개구들의 사이즈는 이동 방향 21, 22에 있어서 이동의 전체 범위에 걸쳐서 대물 렌즈 24의 간섭되지 않는 이동을 보장한다.

기구 스테이지의 한정된 위치 선정은 장비 소프트웨어의 도움으로 발생한다.

측정 현미경 23의 하부 전체 높이는 대물 렌즈 24에 대하여 영상측에서 수평 방향으로 구동하는 빔에 의하여 달성된다. 스테이지 판에서 평행한 방향으로의 광축 O-O의 편향 후에, 빔은 두 개의 분리된 광학 부문들로 분할되고, 각각의 광학 부문은 CCD 카메라 25, 26을 포함하고, 그 위치는 점선으로 지시된다. 상이한 배율들이 광학 부문들에서 사용되어서, 보여진 대물 렌즈의 미세 구조물에 대한 용이한 조사가 첫 번째 CCD 카메라 25의 영상 영역 내에서 가능하다. 두 번째 광학 부문의 배율은 대물 렌즈 상의 구조물의 위치 관계의 정확한 측정이 두 번째 CCD 카메라 26의 영상 범위 내에서 가능하도록 만들어진다.

측정 현미경 23은 명장/입사광 조명을 위한 조명 시스템과 함께 작동한다. 밝기는 적절한 첫 번째 광원으로부터 첫 번째 광섬유 케이블(도시되지 않음)의 수단에 의하여 제공된다. 덧붙여, 적절한 두 번째 광원으로부터 두 번째 광섬유 케이블(도시되지 않음)의 수단에 의하여 공급되는 링 광(도시되지 않음)은 대물 렌즈 24에 부착된 수도 있다. 결과적으로, 암장/입사광 조명의 사용이 또한 가능하다.

훅 11에 제공된 지지면 12들이 대략 120°까지 서로에 대해 편심인 방식으로 정렬되는 노치 27들을 가지는 것을 도 2로부터 알 수 있다. 하부판 17의 양측에 부착된 반구형 정렬 요소 15들중 하나의 요소가 일측에 체결되고, 두 요소들은 마주한 측에 체결된다.

도 3에 개략적으로 도시된 운반 장치는 가동성 프레임 9과 공합 구동부 28, 29들을 수용하기 위하여 하부 챔버부 7에 체결되는 밑에 있는 부분 10을 포함한다. 첫 번째 구동부 28는 성형 영역 밖에 있는 파킹 위치 30로부터 이미 성형 영역 내에 있는 중간 위치 31로 밑에 있는 부분 10 상의 가동성 프레임 9을 변위시키는 목적을 제공한다.

두 번째 구동부 29는 중간 위치 31로부터 매달린 위치 32로 운반을 행하고, 매달린 위치에서 측정 시스템은 훅 11들에 의하여 상부 플랜지 4의 훅 14들에 걸리게 된다.

성형 장치는 추가적인 보조 기구로서 도 4 및 도 5에 따른 변위 기구 33를 하부 챔버부 7에서 수용하고, 이것으로 성형될 기판 34이 도 7에서 46으로 지시된 공구에 관계하여 챔버의 밀폐 방향에 대해 직각으로 평면에서 조정될 수 있다.

서로 적층되고 기판 변위의 평면에 나란하게 서로에 대하여 이동할 수 있는 두 개의 판 35, 36들을 스토퍼 37들은 상부 활주판 36에 제공되고, 공압 실린더 38에 의하여 활주판 35 상에서 각각 위치 엔코더로서 작용하는 구동 유닛 39을 향하여 이동된다. 적절한 측정 수단(도시되지 않음)은 구동 유닛 39에 의하여 설정된 위치를 모니터링한다. 상부 활주판 36은, 성형을 위하여 필요하며 기판 홀더 41가 장착되는 가열 및 냉각 유닛의 하부 부분 40을 지지한다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 지지층 42과 성형 재료 43를 포함하는 기판 34은 스프링 요소 44의 도움으로 기판 홀더 41 상에 고정된다. 측면 스토퍼(도시되지 않음)들이 추가적으로 제공될 수도 있다. 통상적으로, 지지층 42은 예를 들어 포토리소그래피로 구성된세라믹 판 또는 인쇄회로기판 구조와 같은 구조재를 포함한다.

재료 43가 양측에 장착되면, 추가의 공구에 의하여 지지층 42을 대체하는 것이 가능하다.

상부 활주판 36은 챔버의 하부 종료부를 형성하는 추가의 임무를 가진다. 챔버가 진공 상태로 작동되면, 그 힘들은 대기압으로 인하여 상부 활주판 36에 작용하는 힘에 반대로 작용하지 않는다. 챔버의 불필요한 변형을 배제하고 서로에 관계하여 두 개의 활주판 35, 36들의 한정된 상대 위치를 보장하도록, 상부 활주판 36은 하부 활주판 35에 공압적으로 클램핑될 수 있다. 이러한 것에 필요한 힘은 하부 활주판 35에 체결된 네 개의 공압 실린더 45들에 의하여 만들어진다.

공압 실린더 45들의 추진 로드에서 이용할 수 있는 힘은 네 개의 클램핑 판 46들에 의하여 상부 활주판 36으로 전달된다.

도 7에 따라서, 상부 챔버부 6는 공구 46을 수용하고, 공구는 성형에 필요하고, 밀봉된 방식으로 베이스 판 48에 체결된 원통형 공구 47에 의하여 그 원주면이 에워싸인다. 베이스 판 48은 상부 플랜지 4에 체결된 가열 및 냉각 유닛의 상부 부분 49과 연결된다. 본 실시에에서, 성형체 분리 기구 50는 상부 챔버 6에 추가적으로 수용되고, 챔버부 6, 7의 조정 방향에 나란하게 변위될 수 있는 이 기구의 환형 성형체 분리 공구 51는 공구 홀더 47를 에워싼다. 성형체 분리 공구 51는 베이스 판 48에 가공된 환형 홈 52과 공구 홀더 47의 측면과 함께 압력 챔버를 형성고, 압력 챔버는 베이스 판 48을 통하여 압축 공기용 공급 통로가 연결된다. 외주 밀봉부 54를 구비한 돌출부 53를 그 단부면에 구비한 성형체 분리 공구 51는 밀봉된 방식으로 공구 홀더 47의 측면을 지지하고 홈 52의 외부 원통면을 지지한다. 이러한 것은 성형체 분리 공구 51가 공압 실린더의 피스톤처럼 작동할 수 있는 것을 보장한다. 운동 범위는 한 쪽 방향으로 베이스 판 48에 의하여 한정되고, 다른 쪽 방향으로 스토퍼(도시되지 않음)에 의하여 한정된다. 복귀 스프링(도시되지 않음)들은 압축 공기의 공급이 종료된 후에 성형체 분리 공구 51의 피스톤을 정지 위치로 복귀시킬 목적으로 제공된다.

성형체 분리 기구 50는 성형체 분리 공구 51에 의하여 기판 홀더 41를 향해 가압되는 기판 34에 의하여 성형 공정후에 공구 46로부터 기판 34을 분리시키는 목적을 제공하는 한편, 동시에 챔버가 챔버는 개방된다. 아울러, 분리를 돕기 위하여 압축 공기가 기판 34과 공구 46 사이에 형성되는 공간으로 도입될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 형성된 공간은 외측을 향하여 밀봉된다.

반구형 지지면 13을 구비한 훅 14들은 이것들이 120°만큼 편심되어서 단지 하나가 완전하게 보이는 방식으로 상부 플랜지 4에 체결된다. 챔버의 외향하여 밀봉된 측벽은 측벽 부분 55, 56으로 분할되며, 벽 부분 55은 플랜지 4에 부착되고, 챔버를 밀폐하기 위한 벽 부분 56은 하부 챔버부 7의 밀봉된 외부 영역 상에 정지하게 된다. 두 벽 부분 55, 56들은 챔버부 6, 7들의 조정 방향으로 서로에 관계하여 조정 가능한 것에 의하여, 챔버의 높이가 가변될 수 있다.

공구 46의 구조물들이 성형성 재료 43로 성형될 때, 가열 및 냉각 출력묵들이 챔버로 도입된다. 조정된 성형 작업에 필요한 정확도를 달성하기 위하여, 본 실시예에서, 측정 시스템 8 및 변위 기구 33 및 상부 챔버부 6의 중요한 부분들은 온도 제어 가능한 유체, 바람직하게 물을 위한 통로가 구비된다.

예를 들어, 상부 챔버부 6의 플랜지 4는 관통하는 냉각 통로 57들을 가진다. 훅 14들은 냉각 블록으로서 설계되고 대응하는 통로들을 수용한다. 온도-제어 블록 58들은 측정 시스템 8의 하부판 17과 상부판 18에 부착된다. 활주판 35, 36들은 d온도 제어를 위하여 적절한 보어 59를 가진다.

이미 언급된 기능에 더하여, 기구 스테이지 19 및 측정 시스템 8을 제어하는 것, 기구 스테이지 19의 두 개의 운동 방향 21, 22을 모니터링하는 것, 적절한 영상 처리 알고리즘으로 첫 번째와 두 번째 CCD 카메라 25, 26으로부터의 정보를 평가하는 것, 그리고 구동 유닛 39과 같은 모든 공압 유닛 및 이것들의 위치 모니터링을 제어하는 것과 같은 추가적인 업무를 가진다. 첫 번째와 두 번째 CCD 카메라 25, 26으로부터 정보의 평가는 예를 들어 모두 자동으로 수행되는 위치 선정 및 성형 작업의 실행에 의해 수행될 수 있다. 평가 및 작동 유닛을 아울러 CCD 카메라 25, 26의 영상들 내에서 구조물들의 자동 발견이 가능한 방식으로 설계될 수도 있다.

다음의 절차들이 정확하게 사전 결정 가능한 국지적 위치와 함께 성형 가능한 재료 43에 공구 46 상에 존재하는 구조물을 운반하기 위하여 제공된다.

기판 34이 적소에 높이고 스프링 요소 44들의 도움으로 기판 홀더 41에 고정되면, 챔버는 챔버부 6 및 7을 서로를 향하여 조정하는 것에 의하여 밀폐되어, 연속적으로 비워진다.

이러한 작업 동안, 조정 가능한 부분 3은 공구 46와 성형 가능한 재료 43가접촉할 때까지 이동된다. 챔버의 높이는 벽 부분 55, 56들을 서로에 대해 조정하는 것에 의하여 성형 가능한 재료 43의 두께에 적합하게 된다. 연속적으로, 공구 46 및 성형 가능한 재료 43의 가열은 가열 및 냉각 유닛의 두 개의 부분 40 및 49들의 도움으로 개시한다. 부분 3의 추가 조정에 의하여 그리고 평가 및 작동 유닛 및 힘 측정 장치와 협동으로 발생된 힘 효과는 기판 43과 공구 46 사이의 한정된 가압력을 만드는 효과를 가져서, 의도된 구조물 운반이 발생한다. 운반이 종료되면, 냉각 위상 및 연속적인 챔버로의 공기 진입이 따른다. 성형체 분리 기구 50의 도움으로, 성형 가능한 재료 43는 공구 46로부터 분리된다.

성형 작업의 결과를 검사하기 위하여, 두 개의 챔버 6, 7들은, 측정 시스템 8이 운반 기구의 도움으로 파킹 위치 30로부터 측정을 위하여 적절한 위치로 오게 될 뿐만 아니라 기판 34이 배치되고 제거되는 거리로 오게 된다.

가동성 프레임 9과 함께 파킹 위치 30에 위치된 측정 시스템 8은 첫 번째 공압 구동부 28를 작동시키는 것에 의하여 중간 위치 31로 두 개의 챔버부 6, 7들 사이로 이동된다. 연속적으로, 하부 챔버부 6가 상부 챔버부 7로 향하여 조정되는 것에 의하여, 운반 기구와 측정 시스템 8들은 하부 챔버부와 함께 이동된다. 노치형 지지면 12들이 세 개의 훅 14에 체결되는 지지면 13 바로 위에 위치될 때까지, 측정 시스템 8에 체결된 세 개의 훅 11들은 상부 챔버부 7로 들어간다. 중간 위치 31는 훅 11 및 14 들이 서로 충돌하지 않도록 선택된다.

두 번째 공압 구동부 29의 도움으로, 측정 시스템 8과 함께 가동성 프레임 9은 매달린 위치 32로 오게 되고, 그 위치에서, 지지면 12, 13들은 상하 방향으로다른 것 바로 위에 하나가 위치된다. 하부 챔버부 6를 하강시키는 것에 의하여, 매달림 작업이 종료된다.

공구 46에 대하여 한정된 방식 및 자유로운 여섯 개의 라인[원문대로]에 정렬되고 가동성 프레임 9으로부터 흡수된 측정 시스템 8은 측정 위치를 지금 추정한다.

측정을 수행한 후에, 측정 시스템 8이 두 개의 챔버부 6, 7들 사이의 영역으로부터 다시 밖으로 이동되도록 하려면, 가동성 프레임 9은 먼저 매달린 위치 32로 다시 가야만 된다. 하부 챔버부 6는 정렬 요소 15가 위치 선정 요소 16들을 향하여 갈 때까지 상부 챔버부 7를 향하여 가동성 프레임 9과 함께 조정된다. 지지면 12, 13들의 결합은 단절되고, 그 후에, 두 개의 표면들은 상하 방향으로 다른 것 위에 하나가 놓인다. 두 번째 공압 구동부 29가 중간 위치 31로 운반을 이행하는 동안, 첫 번째 공압 구동부 28는 측정 시스템 8과 함께 가동성 프레임 9을 파킹 위치 30로 가져온다. 파킹 위치 30로 벗어났을 때, 운반될 요소들은 충분히 큰 자유 공간에 있어야만 된다.

공구 46와 기판 34 사이의 위치 관계의 직접적인 확인은 성형 작업동안 불가능하기 때문에, 성형된 미세 구조물 60의 및/또는 실제의 성형 작업을 진행하는 성형 작업 시운전에서의 성형 작업 전후에 지지층 42상에 이미 존재하는 마크 61의 위치 촤표들을 확인하는 것이 필요하게 된다. 각각의 기판 34은 확인된 위치 좌표에 근거하여 공구 46에 대해 필요한 위치로 가게 될 수 있어서, 위치 선정된 성형이 달성될 수 있다. 공구 46상에 존재하는 구조물들은 정확하게 사전 결정 가능한국지적 위치와 함께 성형 가능한 재료 43로 운반될 수 있다.

기판 홀더 41상에 존재하는 미세 구조물 60, 마크 61, 또는 마크 62들 상에서 측정을 수행하기 위하여, 측정될 미세 구조물 60, 마크 61 또는 62들이 감지될 때까지, 측정 현미경 24는 먼저 측정 위치로 보내지고, 연속적으로 기구 스테이지 19의 도움으로 측정 방향 21, 22으로 지지층 42 위에서 이동된다. 초점화가 하부 챔버부 6를 승강시키는 것에 의하여 발생한다. CCD 카메라 25, 26의 현미경 영상 형성에 의하여 기록된 영상 데이터들은 추가의 공정을 위하여, 특히 위치적으로 정확한 성형을 위하여 필요한 변위 기구 33의 도움으로 기판 34의 위치 선정을 위하여 평가 작동 유닛들이 이용할 수 있도록 만들어진다.

위치 선정 작업동안, 네 개의 공압 실린더 45들과 클램핑 판 46들에 의하여 발생되는 상부 및 하부 활주판 35, 36들 사이의 클램핑이 단절된다.지지층 42 상의 마크 61들과 성형성 재료 43로 모방된 공구 46의 미세 구조물 60들 사이의 위치 관계들이 규정되면 바람직하다. 평가 및 작동 유닛은 그런 다음 미세 구조물 60 및 마크 61, 필요하다면 마크 62들을 위한 성형 작업 시운전에서 확인된 위치 좌표들의 도움으로 기판 홀더 41 상에 체결된 기판 34이 설정될 위치들을 계산하여, 구동 유닛 39의 작동을 수행할 수 있다. 구동 유닛 39은 이것들을 설정하는 것에 의하여 공압 실린더 38의 힘에 의하여 상부 활주판 36을 위하여 정지부 37들이 위치되는 위치를 한정하는 것에 의하여, 기판 34과 함께 기판 홀더 41는 활주판 35, 36들의 표면과 나란한 평면에서 공구 46들에 대하여 병진적인 좌표들 및 환형인 위치에 위치된다. 공압 실린더 38의 작동 중지후에, 상부 활주판 36의 위치는 초기에 자중에의하여 유지되고, 상부 및 하부 활주판 35, 36들 사이의 저장된 클램핑 전에, 상부 활주판 36의 위치를 안정화한다.

설정 위치는 이미 기술된 방식으로 다시 한번 지지층 42 상에 있는 마크 61들의 좌표들을 측정하는 것에 의하여 검사될 수 있다. 적절하다면, 변위 기구 33에 의한 반복된 위치 설정이 필요하다.

본 발명에 따른 해결 수단으로, 지지부 상에 수용된 미세 구조물 또는 물체들은 탄성적으로 변형될 수 있는 재료에 있는 소정의 위치들로 매우 높은 정확도로 운반될 수 있다. 이러한 것은 운반될 구조물 또는 물체들의 또는 운반하는 영역의 영역에 존재하는 구조물들의 위치 좌표의 측정에 의하여 그리고 측정된 위치 좌표에 따라 지지부에 관계하여 구성될 영역의 일련의 위치 선정에 의하여 달성된다.

운반 영역의 영역에서의 측정들은, 구조물 또는 물체들의 운반 방향에 직각인 방향으로 운반될 구조물 또는 물체들의 위치 좌표에서의 영향을 가지는 모든 변위의 감지가 보장되는 위치들에서 발생한다.

본 실시예에서, 위치된 성형 작업의 실행을 위하여 다음의 절차들이 이러한 목적을 위하여 도모된다:

가장 간단한 형태, 기본 원리에 있어서, 먼저 첫 번째 기판 34이 성형되고(거친 성형), 그런 다음 성형 가능한 재료 43에서의 성형된 미세 구조물 60의 위치가 측정된다. 지지층 상의 마크 61들이 변위 기구의 도움으로 측정되었으면, 공구 46의 구조물들이 연속적인 성형 작업으로 마크 61들에 대해 한정된 거리 근거 관계로 성형 가능한 재료 43로 모방되는 위치로, 추가의 처리될 기판 34들이 오게 된다. 성형 가능한 재료 43로 모방된 공구 46의 구조물 60들의 좌표들은 성형 작업 시운전으로부터 공지된다.

위치된 성형 작업의 첫 번째 양태는 첫 번째 기판 34의 성형 시운전 전후에 지지층 42 상의 마크 61들의 위치들과 성형 가능한 재료 43에 있는 성형된 미세 구조물 60의 위치를 측정하여, 처리될 추가의 기판 34들을 정렬하기 위하여 측정 결과들을 사용을 사용하는 것을 도모한다. 순차적으로, 이러한 것은 먼저 벼위 기구 33로 필요한 위치 선정에 대한 근거로서 마크 61들의 위치 좌표의 측정을 수반한다. 성형 작업 후에 지지층 42 및 성형 가능한 재료에서의 구조 위치들이 각각의 추후의 성형 작업을 위하여 감지되면 바람직하다. 위치된 성형체의 이러한 첫 번째 양태는 가열, 냉각 및 성형으로 인한 성형 공정에서 발생하는 기판 홀더 41에 대한 기판 34의 위치 편차가 결점으로서 작용하지 않는 다는 효과를 달성한다.

성형 공정의 반복된 양태에 있어서, 기판 홀더 41 상의 마크들의 위치들이 또한 포함된다. 마크 62들은 첫 번째 기판 34이 적소에 놓이기 전에 미리 측정된다. 성형 작업 전후의 기판 층 42상에서의 마크들의 위치들과 성형 가능한 재료 43에서 성형된 미세 구조물 60의 위치가 그런 다음 측정된다.

처리될 추가의 기판 34의 경우에, 기판 34이 배치되기 전의 기판 홀더 41상에서의 마크 62들의 위치와 적소에 놓인 기판 34의 지지층의 마크들의 위치가 측정된다. 연속적으로, 위치 선정 및 성형이 수행된다. 성형 작업 후에, 지지층 42에서 그리고 성형 가능한 재료에서의 마크들의 위치들은 각각 다음의 성형 작업을 위하여 감지된다. 성형 공정의 반복된 양태는 한편으로는 상부 챔버부 6와 측정동안 상부 챔버부에 고정된 측정 시스템 8 사이의 강한 영향력, 다른 한편으로는 하부 챔버부에 체결된 위치 선정 시스템 33과 함께 하부 챔버부 7 사이의 강한 영향력이 결점으로서 작용하지 않는 다는 효과를 달성한다.

본 발명은 기판이 공구와 기판 사이의 거리의 변경이 따르는 방향으로 서로에 관계하여 조정될 수 있는, 공구로부터 공구용 지지물과 함께 구성될 기판으로 미세 구조물을 운반하는 장치에 관한 것이다.

Claims (21)

1. 기판이 공구와 기판 사이의 거리의 변경이 따르는 방향으로 서로에 관계하여 조정될 수 있는, 공구로부터 공구용 지지물과 함께 구성될 기판으로 미세 구조물을 운반하는 장치에 있어서, 적어도 하나의 측정 평면에서 선택된 위치들을 측정하기 위하여, 지지부들 사이로 밀릴 수 있으며 측정 위치에 있을 때 상기 공구 (46)와 고정된 공간적 관계로 있는 측정 시스템 (8)이 제공되며, 상기 기판 (34)이 상기 공구 (46)와 정렬을 위하여 상기 측정 평면에 나란하게 배치될 수 있으며, 상기 평면에 관계하여 상기 지지부들의 조정 방향이 상하로 향하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공구를 위한 지지부는 미세 구조물의 운반이 일어나는 밀폐성 챔버의 첫 번째 챔버부 (6)에 수용되고, 상기 기판 (34)을 위한 지지부는 두 번째 챔버부 (7)에 수용되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 챔버는 진공 챔버로서 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 챔버는 불활성 가스로 채워지는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 시스템은 다양한 사이즈의 영상 영역을 가지는 다양한 광학 부문을 포함하며, 첫 번째 광학 부문의 배율은 선택된 위치를 용이하게 조사하고, 두 번째 광학 부문의 배율은 상기 측정 평면에서 선택된 위치들을 정확하게 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 차례로 이동될 위치를 위하여 상이한 구동부 (28, 29)들을 수용하는 운반 장치는 측정 시스템 (8)의 밀림을 위하여 제공되며, 첫 번째 구동부 (28)는 상기 챔버 외측에 있는 첫 번째 위치 (30)로부터 개방된 챔버에 있는 두 번째 위치 (31)로의 운반을 이행하며, 두 번째 구동부 (29)는 상기 공구 (46)에 관계하여 정렬된 위치 (32)로 측정 시스템 (8)을 이동시키는 것을 이행하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 공구 (46)에 관계하여 상기 기판 (34)을 변위시키기 위한 기구 (33)는 상기 두 번째 챔버부 (7)에 수용되고, 서로 적층되어 서로에 관계하여 상기 기판 조정 평면에 나란하게 이동하는 두 개의 활주판 (35, 36)들을 포함하며, 상부 활주판 (36)은 챔버 밀폐 요소로서 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 상부 활주판 (36)은 상기 하부 활주판 (35)에 클램핑될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 상부 활주판 (36)은 가열 및 냉각 유닛의 첫 번째 부분 (40)을 지지며, 상기 기판 (34)을 고정하기 위한 수단이 상기 가열 및 냉각 유닛의 첫 번째 부분에 체결되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 챔버의 높이를 변화시키기 위하여, 챔버는 외측을 향한 밀봉부를 제공하는 측벽을 가질 수 있으며, 상기 측벽 부분들 자체는 상기 챔버부 (6, 7)들의 조정 방향으로 서로에 관계하여 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 공구 (46)는 상기 첫 번째 챔버부 (6)에서 평판형 본체에 체결되는 원통형 공구 홀더 (47)에 의하여 그 원주면이 에워싸이는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 평판형 본체는 상기 가열 및 냉각 유닛의 두 번째 부분 (49)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 공구 홀더 (47)는 그 측면에서 성형체 분리 공구 (51)에 의해 에워싸이며, 상기 성형체 분리 공구는 상기 공구 (46)로부터 기판(34)을 제거하기 위하여 상기 지지부들의 상호 조정 방향으로 상기 공구 홀더 (47)에 대해 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 측정 시스템 (8), 상기 변위 기구 (33) 및 상기 첫 번째 챔버부 (6)는 온도 조절 가능한 유체를 위한 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 측정 시스템 (8)과 상기 공구 (46)사이에 고정된 공간적 관계를 만들기 위하여, 상기 첫 번째 챔버부 (6)의 대응 형상의 훅 (14)들에 걸기 위한 훅 (11)들은 상기 측정 시스템의 상부 영역에서 상기 측정 시스템 (8)에 체결되는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 기판 (34)은 지지층 (42)과, 상기 지지층에 부착될 수 있는 성형 가능한 재료 (43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 14 항에 있어서, 구조물을 성형 가능한 재료 (43)로 운반하기 위한 공구는 상기 지지층 (42)에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 기판이 공구와 상기 기판 사이의 거리의 변경이 따르는 방향으로 서로에 관계하여 조정될 수 있는, 상기 공구로부터 구성될 기판으로 공구용 지지물과 함께미세 구조물의 운반하기 위한 방법에 있어서, 위치 선정을 위한 보정값에 의하여 확인되는 하나의 평면에서의 상기 공구 (46) 대한 구성될 기판 (34)의 위치 선정은 미세 구조물 (60)의 위치적으로 정확한 운반을 위하여 필요하고 상기 기판 (34) 상의 마크 (61)로부터의 상기 미세 구조물 (60)의 거리에 의하여 측정되며, 상기 지지부의 조정 방향은 상기 평면에 관계하여 상하로 향하고, 상기 마크는 구성될 적어도 하나의 추가 기판 (34)을 위하여 첫 번째 구성된 기판 (34)상에 운반된 미세 구조물 (60)의 측정된 구조 위치들로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 첫 번째 기판 (34)상에 있는 상기 마크 (61)들의 위치들은 위치 선정을 위한 보정값을 형성하기 위하여 상기 미세 구조물 (60)의 운반 전후에 추가적으로 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 기판 홀더 (41) 상의 마크 (62)들의 위치들은 정확한 보정값들로서 작용하기 위하여 상기 기판 (34)이 상기 기판 홀더 (41)에 배치되기 전에 추가적으로 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 각 기판 (34)의 성형후에, 성형된 미세 구조물 (60) 및 상기 마크 (61)들의 위치들은 이후에 각각 구성될 기판 (34)의 위치 선정을 위한 보정값으로서 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.