KR20060042184A - 미세 구조물의 제조 방법 및 그를 위한 제조 시스템 - Google Patents

미세 구조물의 제조 방법 및 그를 위한 제조 시스템 Download PDF

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
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Abstract

개시된 내용은 높은 정확도를 가지는 미세 구조물을 제조하는 방법 및 그를 위한 제조 시스템에 관한 것이다. 소정의 위치 설정 정확도 및 큰 스트로크 길이를 가지는 조동 스테이지(51) 및 조동 스테이지(51)의 것보다 더 높은 위치 설정 정확도 및 작은 스트로크 길이를 가지는 미동 스테이지(52)가 위치한다. 먼저, 조동 스테이지(51)가 원하는 위치로 이동된다. 조동 스테이지(52) 및 레이저 길이 측정 기계(64) 상에 위치되는 거울(55)을 사용함으로써, 미동 스테이지(52) 상에서의 박막 부재(25)의 현재 위치는 높은 정확성을 가지고 측정된다. 레이저 길이 측정 장치(64)의 측정값은 스테이지 제어 장치(61)로 피드-백되어 현재 위치와 목표 위치 사이의 차이가 오류 교정 유닛(64)에 의해 산출된다. 따라서, 오류 교정 명령값이 생성되고, 미동 스테이지(52)는 오류 교정 명령값에 의해 목표 위치로 이동된다. 조동 스테이지(51)의 오류가 교정된다.
미세 구조물, 조동 스테이지, 미동 스테이지, 거울, 레이저 길이 측정 기계, 가압 로드

Description

미세 구조물의 제조 방법 및 그를 위한 제조 시스템 {Method of Manufacturing Microstructure and Manufacturing System for the Same}
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 구조물을 위한 제조 시스템의 구성을 도시하는 도면.
도2a 및 도2b는 도1에 도시된 미세 구조물을 위한 제조 시스템 내의 미동 스테이지의 구성을 도시하는 도면.
도3a 및 도3b는 도1에 도시된 미세 구조물을 위한 제조 시스템 내의 조동 스테이지 및 미동 스테이지의 작동을 설명하기 위한 도면.
도4는 도1에 도시된 미세 구조물을 위한 제조 시스템 내의 조동 스테이지 및 미동 스테이지의 제어를 설명하기 위한 블록 선도.
도5는 도1에 도시된 미세 구조물을 위한 제조 시스템에 적용되는 미세 구조물의 위치 설정 오류의 막대 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21 : 진공 용기
23 : 정렬 메커니즘
24 : 압력 접촉 목표 부재
25 : 압력 피접촉 부재
44 : 가압 로드
51 : 조동 스테이지
52 : 미동 스테이지
53 : θ 스테이지
55 : 거울
64 : 레이저 길이 측정 기계
본 발명은 박막 부재를 라미네이팅함으로써 형성되는 미세 구조물의 제조 방법 및 그를 위한 제조 시스템에 관한 것이다.
최근의 미세 처리 기술의 성장과 함께, 3차원 형태의 미세 구조물을 제조하기 위한 많은 제조 방법이 개발되었다. 그 중에서, 실온 결합 방법의 사용에 의한 기판 상으로의 전달 및 라미네이션을 수행하는 라미네이트 성형 방법이 관심을 끌고 있다. 이는 기판으로부터 각각의 단면 형태, 즉 각각의 박막 부재를 박리하여 이들을 실온 결합 방법의 사용에 의해 결합시키는 반도체 제조 공정의 사용에 의해 한꺼번에 기판 상에 박막 부재로서 미세 구조물의 라미네이션 방향으로 각각의 단면 형태를 형성하는 방법이다. 그 다음, 박리 및 결합을 반복함으로써, 박막 부재는 전달되고 라미네이팅되어, 3차원 형태의 미세 구조물을 제조한다 (일본 특허 제3161362호, 제7면 내지 제9면, 도6 내지 도9 참조).
여기서, 실온 결합 방법은 깨끗한 원자 평면을 갖는 재료의 표면이 재료의 표면 상의 산화물 및 불순물이 진공 내에서 이온 비임 등의 조사에 의해 제거되었을 때 실온에서도 화학적으로 결합되는 현상을 이용하는 결합 방법이다. 실온 결합 방법에 따르면, 접착제를 사용하지 않고서 재료 덩어리에 상응하는 결합 강도를 얻는 것이 가능하다.
전술한 라미네이션 성형 방법에서, 미래에 미세 구조물의 형태 정확성을 개선하고 동시에 라미네이션의 방향으로의 단면 형태를 구성하는 박막 부재의 라미네이션 개수를 증가시키는 것이 주요 과제이고, 확실한 대응 기술이 요구된다. 더욱 정확하게는, 전술한 라미네이트 성형 방법에 의해 제조되는 미세 구조물에서, 라미네이션 방향으로의 각각의 박막 부재의 위치 설정 정확성이 라미네이션 시에 각각의 박막 부재를 따른 위치 설정 정확성에 의해 얻어진다. 이는 라미네이팅된 박막 부재의 결합 표면에 대해 평행한 평면 내에서 이동하여 박막 부재를 위치시키도록 구성된 스테이지의 위치 설정 정확성에 의해 크게 영향을 받는다. 그러므로, 박막 부재를 위치시키기 위한 스테이지는 나노미터 수준의 고도의 위치 설정 정확성을 갖도록 요구된다.
한편, 미세 구조물의 라미네이션 방향으로의 각각의 단면 형태를 구성하는 박막 부재는 예를 들어 기판 상에서 2차원으로 배열된다. 다중 라미네이션 층, 다중 제품 유형, 또는 대량 생산을 달성하기 위해, 박막 부재의 배열 영역이 증가된다. 따라서, 스테이지의 요구되는 이동량 또한 배열 영역의 크기에 응답하여 증가된다. 그러므로, 위치 설정을 위한 스테이지는 큰 스트로크 이동 성능을 갖도록 요구된다.
즉, 전술한 라미네이트 성형 방법에서, 박막 부재를 위치시키기 위한 스테이지는 박막 부재의 결합 표면에 대해 평행한 평면의 관점에서 고도의 위치 설정 정확성 및 큰 스트로크 이동 성능을 갖도록 요구된다. 또한, 전술한 라미네이트 성형 방법이 고 진공 내에서 수행되므로, 스테이지는 고 진공을 처리해야 한다. 또한, 각각의 박막 부재가 특정 압력을 인가함으로써 서로 결합되므로, 스테이지는 높은 부하 보유 특성을 갖도록 요구된다. 확실한 요구 사양에 대해, 스테이지는 나노미터 수준의 높은 위치 설정 정확성, 수십 밀리미터 내지 수백 밀리미터 범위 내의 이동 스트로크, 약 10-6 Pa의 고도의 진공, 및 약 수톤의 높은 부하 보유 특성의 모든 요구 조건을 만족시키는 특성을 갖도록 요구된다.
오늘날, 높은 위치 설정 정확성을 갖는 스테이지는 다음의 유형을 포함한다. 그러나, 이러한 유형은 전술한 라미네이트 성형 방법에 대한 적용에 비추어 다음의 문제점을 갖는다.
1) 선형 모터 구동 방법
선형 모터 구동 방법은 위치 설정 정확성을 달성하기 위해 공기 슬라이드 가이드를 요구하고, 따라서 결합 분위기인 진공 내에서 사용될 수 없다.
2) 초음파 모터 구동 방법
초음파 모터 구동 방법은 작은 추력(최대 부하)을 달성할 수 있을 뿐이다. 방법은 또한 마찰 구동 유닛의 마멸을 일으키고, 결합 분위기의 오염원이 된다.
3) 압전 소자/인치웜 구동 방법
이러한 방법은 작은 스트로크 및 낮은 이동 속도를 달성할 수 있을 뿐이다.
즉, 높은 정확성 및 큰 스트로크를 갖고, 호환 가능한 고 진공 및 높은 부하 보유 특성을 만족시키고, 쉽게 적용 가능한 위치 설정 스테이지가 실질적으로 없었다.
본 발명은 상기 문제점을 고려하여 이루어졌다. 본 발명의 목적은 높은 형태 정확성을 갖는 미세 구조물의 제조 방법을 제공하고, 이를 위한 제조 시스템을 제공하는 것이다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제1항은,
임의의 2차원 패턴 및 임의의 3차원 패턴 중 하나를 갖는 복수의 박막 부재를 갖는 압력 피접촉 부재와 압력 피접촉 부재와 대면하도록 배열된 압력 접촉 목표 부재의 결합 부분들을 대향시키는 위치 설정 단계와,
압력 접촉 및 분리 수단에 의해 박막 필름을 압력 접촉 목표 부재에 대해 압력 접촉시키는 압력 접촉 단계와,
압력 접촉 및 분리 수단에 의해 박막 부재를 압력 접촉 목표 부재를 향해 분리시키는 분리 단계를 포함하고,
각각의 박막 부재는 위치 설정, 압력 접촉, 및 분리 단계를 반복함으로써 압력 접촉 목표 부재 상에 순차적으로 라미네이팅되고,
위치 설정 단계는 제1 스테이지가 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재의 전체 표면을 가로질러 이동하는 것을 가능케 하는 스트로크를 갖는 제1 스테이지의 사용에 의해 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 목표 위치로 이동시키는 이동 단계와, 높은 정확성으로 위치를 측정할 수 있는 측정 수단에 의해 제1 스테이지에 의해 이동된 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 위치를 측정하고 측정된 위치와 목표 위치 사이의 차이에 기초하여 오류 교정값을 계산하는 측정 단계와, 제1 스테이지의 위치 설정 정확성의 범위 이상의 스트로크를 갖는 제2 스테이지를 계산된 오류 교정값에 기초하여 목표 위치로 이동시키고 제1 스테이지의 위치 설정 오류를 교정하는 오류 교정 단계를 포함하는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제2항은, 오류 교정 단계에서, 제1 스테이지의 위치 설정 오류는 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있도록 배치된 제2 스테이지의 사용에 의해 교정되는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제3항은, 오류 교정 단계에서, 제2 스테이지는 제2 스테이지의 가동 부분을 구동하기 위한 액츄에이터로서 작동하는 압전 요소의 사용에 의해 그리고 제2 스테이지의 가동 부분을 안내하기 위한 탄성 가이드의 사용에 의해 이동되는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제4항은, 오류 교정 단계에서, 제2 스테이지는 인치웜 구동식이고, 이에 의해 제2 스테이지를 정확하게 위치시키 는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제5항은, 측정 단계에서, 레이저 비임을 사용하여 길이를 측정하는 레이저 길이 측정 기계의 사용에 의해 그리고 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 따르도록 이동하는 거울의 사용에 의해 거울까지의 길이를 측정함으로써, 제1 스테이지에 의해 이동된 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 위치가 측정되는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제6항은, 측정 단계에서, 압력 피접촉 부재의 라미네이션 이전에 또는 압력 피접촉 부재의 라미네이션 중에, 거울의 평면의 평활도가 측정되고, 평활성 교정값이 거울의 이상적인 평면에 대한 거울의 평활도에 기초하여 얻어지고, 오류 교정값은 평활성 교정값의 사용에 의해 교정되고, 이에 의해 거울의 형태 정확성에 의해 박막 부재들 사이의 편차를 방지하는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제7항은, 위치 설정 단계에서, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 유지하기 위한 압력 접촉 및 분리 수단의 위치가 측정되고,
라미네이션 중에, 라미네이션 교정값이 이전의 라미네이션에서의 압력 접촉 및 분리 수단의 위치로부터의 편차량에 기초하여 계산되고,
오류 교정값은 라미네이션 교정값의 사용에 의해 교정되고,
이에 의해 압력 접촉 수단의 반복적인 위치 설정 정확성에 의해 박막 부재들 사이의 편차를 방지하는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제8항은, 위치 설정 단계는 제1 및 제2 스테이지를 위치시키기 위한 기준 위치에 대한 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 설정 위치가 측정되고, 설정 위치를 기준 위치로 교정하기 위한 기준 위치 교정값이 계산되는 정렬 단계를 포함하는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제9항은, 정렬 단계에서, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나 내에 형성된 정렬 표지가 검출되고, 설정 위치는 정렬 표지의 검출 위치에 기초하여 얻어지는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제10항은,
정렬 단계에서,
광 리소그래피 기술의 사용에 의해 형성된 미세한 필름 패턴이 정렬 표지로서 사용되고,
확대된 정렬 표지를 투사하기 위해 정렬 표지를 임의의 크기로 확대할 수 있는 광학 시스템, 광학 시스템을 통해 정렬 표지를 촬영하기 위한 촬영 수단, 및 촬영 수단에 의해 촬영된 화상으로부터 정렬 표지의 검출 부분을 인식하기 위한 화상 처리 수단이 사용되는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제11항은, 복수의 임의의 2차원 패턴 및 복수의 임의의 3차원 패턴 중 하나가 형성된 기판이 압력 접촉 목표 부 재로서 사용되는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제12항은, 복수의 임의의 2차원 패턴 및 복수의 임의의 3차원 패턴 중 하나가 형성된 기판이 압력 피접촉 부재로서 사용되는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제13항은, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나가 교체 가능한 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제14항은, 압력 접촉 단계에서, 압력 접촉 샤프트의 작동 정확성이 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 유지하기 위한 압력 접촉 샤프트의 사용에 의해 그리고 압력 접촉 샤프트의 압력 접촉 방향에 대해 평행하게 배치된 하나 또는 복수의 선형 이동 안내 메커니즘을 갖는 안내 수단의 사용에 의해 확보되어, 압력 접촉 방향에 대해 직교하는 방향으로의 압력 접촉 샤프트의 이동을 억제하는 미세 구조물의 제조 방법을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제15항은,
각각 임의의 2차원 패턴 및 임의의 3차원 패턴 중 하나를 갖는 복수의 박막 부재를 갖는 압력 피접촉 부재를 압력 피접촉 부재와 대면하도록 배열된 압력 접촉 목표 부재에 압력 접촉시키고 박막 부재를 압력 접촉 목표 부재를 향해 분리시키기 위한 압력 접촉 및 분리 요소와,
압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재의 위치 설정을 수행하기 위한 위 치 설정 요소를 포함하고,
압력 피접촉 부재 및 박막 부재의 결합 부분들은 위치 설정 요소에 의해 서로에 대해 대향되고, 박막 부재는 압력 접촉 및 분리 요소에 의해 압력 접촉 목표 부재에 압력 접촉되고, 압력 접촉 및 분리 요소는 압력 접촉 목표 요소로부터 분리되어 박막 부재를 압력 접촉 목표 부재 상에 라미네이팅하고,
위치 설정 요소는 제1 스테이지가 서로 대면하는 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재의 전체 표면을 가로질러 이동하는 것을 가능케 하는 스트로크를 갖는 제1 스테이지와, 제1 스테이지의 위치 설정 정확성의 범위 이상의 스트로크를 갖는 제2 스테이지와, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 적어도 하나의 위치를 높은 정확성으로 측정할 수 있는 측정 요소와, 측정 요소가 제1 스테이지에 의해 이동된 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 위치를 측정하도록 허용하고 측정 위치와 목표 위치 사이의 차이에 기초하여 오류 교정값을 계산하고 계산된 오류 교정값의 사용에 의해 제2 스테이지를 목표 위치로 이동시켜서 제1 스테이지의 위치 설정 오류를 교정하기 위한 위치 설정 제어 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제16항은, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 적어도 하나는 제2 스테이지 내에 이동 가능하게 배치되는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제17항은, 제2 스테이지는 그의 가동 부분을 구동하기 위한 압전 요소와, 가동 부분을 안내하기 위한 탄성 가이 드를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제18항은, 제2 스테이지는 인치웜 구동식인 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제19항은, 측정 요소는 레이저 비임을 사용하여 길이를 측정하는 레이저 길이 측정 기계와 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 따르도록 이동하는 거울을 포함하고,
측정 요소는 거울까지의 길이를 측정하여, 제1 스테이지에 의해 이동된 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 위치를 측정하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제20항은, 압력 피접촉 부재의 라미네이션 이전에 또는 압력 피접촉 부재의 라미네이션 중에, 측정 요소는 거울의 평면의 평활도를 측정하고, 거울의 이상적인 평면에 대한 거울의 평활도에 기초하여 평활성 교정값을 얻고, 평활성 교정값의 사용에 의해 오류 교정값을 교정하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제21항은, 위치 설정 요소는 측정 요소에 의해 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 유지하기 위한 압력 접촉 및 분리 요소의 위치를 측정하고, 이전의 라미네이션에서의 압력 접촉 및 분리 요소의 위치로부터의 편차량에 기초하여 라미네이션 중에 라미네이션 교정값을 계산하고, 라미네이션 교정값의 사용에 의해 오류 교정값을 교정하는 라미네이션 교정 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제22항은, 제1 및 제2 스테이지를 위치시키기 위한 기준 위치에 대한 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 설정 위치를 측정하고 설정 위치를 기준 위치로 교정하기 위한 기준 위치 교정값을 계산하기 위한 정렬 요소를 포함하는 정렬 요소가 제공되는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제23항은, 정렬 요소는 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나 내에 형성된 정렬 표지를 검출하고, 정렬 표지의 검출 위치에 기초하여 설정 위치를 얻는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제24항은,
정렬 표지는 광 리소그래피 기술의 사용에 의해 형성된 미세한 필름 패턴으로서 형성되고,
정렬 요소는 확대된 정렬 표지를 투사하기 위해 정렬 표지를 임의의 크기로 확대할 수 있는 광학 시스템과, 광학 시스템을 통해 정렬 표지를 촬영하기 위한 촬영 요소와, 촬영 요소에 의해 촬영된 화상으로부터 정렬 표지의 검출 부분을 인식하기 위한 화상 처리 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제25항은, 복수의 임의의 2차원 패턴 및 복수의 임의의 3차원 패턴 중 하나가 형성된 기판이 압력 피접촉 부재로서 사용되는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제26항은, 복수의 임의의 2차원 패턴 및 복수의 임의의 3차원 패턴 중 하나가 형성된 기판이 압력 접촉 목표 부재로서 사용되는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제27항은, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나가 교체 가능한 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 청구범위 제28항은, 압력 접촉 및 분리 요소는 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 유지하기 위한 압력 접촉 샤프트와, 압력 접촉 방향에 대해 직교하는 방향으로의 압력 접촉 샤프트의 이동을 억제하기 위해, 압력 접촉 샤프트의 압력 접촉 방향에 대해 평행하게 배치된 하나 또는 복수의 선형 이동 안내 메커니즘으로 구성된 안내 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 미세 구조물을 구성하는 복수의 박막 부재(압력 피접촉 부재)를 적재한 스테이지 장치(위치 설정 요소)가 높은 부하 보유, 고 진공 호환성, 높은 정확성, 큰 스트로크 특성의 모든 조건을 만족시킬 수 있고, 그러한 스테이지 장치는 쉽게 적용될 수 있다. 그러므로, 큰 이동 스트로크를 유지하면서 높은 위치 설정 정확성으로 제어를 수행하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 미세 구조물을 임의의 3차원 형상으로 형성하고 다중 층, 다중 제품 유형, 및 대량 생산을 달성하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 미세 구조물을 위한 제조 시스템은 임의의 2차원 패턴 또는 3차원 패턴을 갖는 복수의 박막 부재를 위치시키는 요소에 의해 복수의 박막 부재 등을 대향 배치된 압력 접촉 목표 부재에 대한 복수의 임의의 2차원 패턴 또는 3차원 패턴 등(압력 피접촉 부재)의 형태를 포함하는 기판에 결합시키고 라미네이팅하여 미세 구조물을 제조하도록 구성되고, 그 다음 압력 접촉 및 분리의 수행과 이들 단계의 반복을 포함한다.
본 발명에 따른 미세 구조물을 위한 제조 시스템에서, 스테이지 장치가 고도의 위치 설정 정확성을 얻기 위해 사용되고, 여기서 소정의 위치 설정 정확성을 갖는 큰 스트로크의 조동 스테이지(제1 스테이지) 상에, 조동 스테이지보다 더 높은 정도의 위치 설정 정확성을 갖는 작은 스트로크의 미동 스테이지(제2 스테이지)가 있다.
미세 구조물의 각각의 단면 형태를 구성하는 박막 부재들을 라미네이션 방향으로 결합시킬 때, 조동 스테이지가 먼저 목표 위치로 이동된다. 그러나, 조동 스테이지가 주어진 이동 속도 및 큰 스트로크를 보장하기 위해 구동 제어 시스템의 위치 설정 정확성에 있어서 제한을 가지므로, 조동 스테이지는 미세 구조물을 제조하기 위해 요구되는 나노미터 수준의 위치 설정 정확성을 만족시킬 수 없다. 따라서, 본 발명에서, 큰 스트로크 및 고도의 위치 설정 정확성은 목표 위치에 대한 조동 스테이지의 위치 설정 오류를 교정하기 위한 고도의 위치 설정 정확성을 갖는 미동 스테이지를 조동 스테이지와 조합하고 미동 스테이지를 목표 위치로 이동시킴으로써 얻어진다. 이러한 경우에, 미동 스테이지는 적어도 조동 스테이지의 위치 설정 오류를 교정하기에 충분한 스트로크, 바꾸어 말하면 조동 스테이지의 위치 설 정 정확성의 범위 이상의 스트로크를 갖기만 하면 된다. 전술한 특징을 갖는 스테이지 장치를 사용하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템이 도1 내지 도5를 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 구조물을 위한 제조 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 구조물을 위한 제조 시스템은 주로 제조 시스템의 기부인 지지 테이블 유닛(1)과, 지지 테이블 유닛(1) 상에 지지된 챔버 유닛(2)과, 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)를 챔버 유닛(2)으로 이송하기 위한 이송 유닛(3)과, 챔버 유닛(2)으로 이송된 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)를 결합시키기 위한 압력 접촉 메커니즘 유닛(4; 압력 접촉 및 분리 요소)과, 챔버 유닛(2)으로 이송된 압력 피접촉 부재(25)를 유지하기 위한 스테이지 장치(5)와, 스테이지 장치(5)의 위치를 제어하기 위한 스테이지 제어 유닛(6; 설정 요소)을 포함한다.
이러한 실시예는 예를 들어 압력 접촉 목표 부재(24)가 압력 접촉 메커니즘 유닛(4) 상에 유지되고 압력 피접촉 부재(25)가 스테이지 장치(5) 측면 상에 유지되어 두 부재들이 서로 대향하는 배치를 채택한다. 그러나, 압력 접촉 목표 부재(24)가 스테이지 장치(5) 상에 유지되고 압력 피접촉 부재(25)가 압력 접촉 메커니즘 유닛(4) 상에 유지되는 배치를 채택하는 것이 가능하다. 이러한 실시예에서, 압력 피접촉 재료(25)로서, 각각 임의의 2차원 패턴 또는 임의의 3차원 패턴을 갖는 복수의 2차원으로 배열된 박막 부재를 복수의 임의의 2차원 패턴 또는 임의의 3 차원 패턴 등의 형태를 포함하는 기판에 인가하는 것이 최적이다. 또한, 압력 접촉 목표 부재(24)는 단일 부재, 복수의 임의의 2차원으로 배열된 부재 등으로 구성될 수 있다.
지지 테이블 유닛(1)은 외부로부터의 진동의 영향을 제거하기 위한 복수의 진동 제거 메커니즘(11)과, 복수의 진동 제거 메커니즘(11)에 의해 지지되어 챔버 유닛(2)의 설정 위치에 대한 기초를 확립하는 고도의 강성 표면 플레이트(12)와, 챔버 유닛(2)을 구성하는 진공 용기(21)의 바닥을 표면 플레이트(12)의 후방 표면으로부터의 미세 피치로 표면 플레이트(12)에 체결하기 위한 복수의 볼트(13)를 포함한다. 진공 용기(21)의 바닥 표면을 표면 플레이트(12)에 미세 피치로 그의 후방으로부터 체결함으로써, 진공 용기(21)의 바닥 표면의 변형이 진공 형성 시에 억제된다. 또한, 스테이지 장치(5)와 같은, 진공 용기(21)의 바닥 표면 상에 지지되며 라미네이트 성형 방법에 대해 요구되는 기기의 변위도 높은 정확성의 위치 설정에 대한 악영향을 회피하도록 억제된다.
챔버 유닛(2)은 도시되지 않은 진공 펌프의 사용에 의해 고도의 진공(약 10-6 Pa)을 달성할 수 있는 진공 용기(21)를 포함한다. 챔버 유닛(2)은 압력 접촉 목표 부재(24) 및 박막 부재(25)의 결합 표면을 세척하고 활성화하기 위해, 압력 접촉 메커니즘 유닛(4)의 일부, 압력 피접촉 부재(25)를 유지하기 위한 스테이지 장치(5), 및 고속 원자 포격(FAB) 장치(22a, 22b)와 같은, 진공 용기(21) 내부에서 라미네이트 성형 방법에 대해 요구되는 기기를 포함한다.
스테이지 장치(5)는 진공 용기(21) 내부의 하부 내에 배치된다. 더욱 정확하게는, 스테이지 장치(5)는 큰 스트로크를 가지고 XY 평면 방향으로 이동 가능한 진공 용기(21)의 바닥 표면에 제공된 조동 스테이지(51)와, 나노미터 수준의 고도의 위치 설정 정확성을 가지고 XY 평면 방향으로 이동 가능한 조동 스테이지(51) 상에 제공된 미동 스테이지(52)와, 미동 스테이지(52) 상에 제공되어 θ 방향(XY 평면 내의 회전 방향)으로 이동 가능한 θ 스테이지(53)와, 압력 피접촉 부재(25)를 유지하기 위해 θ 스테이지(53) 상에 제공된 정전기 척(54; chuck)을 포함한다. 고도의 평활성을 갖는 거울(55)이 XY 방향으로 연장되도록 미동 스테이지(52) 상에 제공되어, 압력 피접촉 부재(25)의 위치를 측정하기 위해 사용된다.
조동 스테이지(51)는 진공 용기(21) 외부에 배치되어 구동력을 발생시키는 모터(56)와, 모터(56)의 구동력을 조동 스테이지(51)로 전달하기 위한 볼 스크루와, 조동 스테이지(51)를 구동 방향으로 안내하기 위한 횡방향 롤러 가이드 등을 포함한다. 조동 스테이지(51)는 압력 피접촉 부재(25)의 전체 표면을 허용할 수 있으며 복수의 박막 부재를 압력 접촉 목표 부재(24)와 대면하도록 2차원으로 배열함으로써 형성되고 소정값 이상의 속도로 XY 방향으로 구동되는 큰 스트로크를 갖는다. 이러한 조동 스테이지(51), 미동 스테이지(52), θ 스테이지(53) 등은 고 진공에 호환성이며, (높은 부하 보유 특성을 갖는) 높은 강성이고, 높은 압력 접촉력에 대해 저항성이다. 여기서, 이러한 실시예에서, 미동 스테이지(52)가 조동 스테이지(51) 상에 제공되고 압력 피접촉 부재(25)가 미동 스테이지(52) 측면 상에 배치된 구성이 채택된다. 그러나, 본 발명은 전술한 구성으로 제한되지 않아야 한 다. 예를 들어, 압력 접촉 목표 부재(24) 측면 상에 스테이지들 중 하나 또는 스테이지 모두를 제공하는 것이 가능하다.
정전기 척(54)이 압력 피접촉 부재(25)를 유지하도록 허용하기 위한 유지 평면이 고도의 평활성을 갖도록 형성된다. 압력 피접촉 부재(25)를 정전기 척(54)으로 유지함으로써, 압력 피접촉 부재(25)는 유지 표면에 고착되어 그와 일치한다. 이러한 방식으로, 압력 피접촉 부재(25)의 표면도 고도의 평활성을 보유할 수 있다. 여기서, 압력 피접촉 부재(25)를 고도의 평활성을 유지하면서 자력에 의해 끌어당겨지는 금속 재료로 만들어진 기판에 대해 맞춤으로써, 정전기 척(54) 대신에 자성 척을 사용하는 것도 가능하다.
압력 피접촉 부재(25)는 기준으로서 스테이지 장치(5; 조동 스테이지(51), 미동 스테이지(52), 및 θ 스테이지(53)) 상의 (구동 좌표의 원점 또는 거울(55)의 위치와 같은) 구동 좌표의 관점에서의 기준 위치를 사용하여 정전기 척(54) 상에 배치된다. 그러나, 압력 피접촉 부재(25)의 실제 설정 위치는 소정의 설정 위치로부터 벗어나기 쉽다. 또한, 나노미터 수준의 고도의 위치 설정 정확성이 본 발명에 따른 미세 구조물을 위한 제조 시스템에 대해 요구된다. 그러므로, 압력 피접촉 부재(25)의 설정 위치를 교정하기 위한 요소를 제공할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 미세 구조물을 위한 제조 시스템은 정렬 메커니즘(23; 정렬 요소)을 구비한다. 정렬 메커니즘(23)은 스테이지 장치(5)의 표면을 확대하여 투사하기 위해 제공된 광학 시스템(23a)과, 광학 시스템(23a)을 통해 스테이지 장치(5)의 표면을 촬영하기 위한 전하 결합 장치(CCD) 카메라(23b)와, CCD 카메라 (23b)에 의해 촬영된 화상을 인식하여 계산 처리를 수행하기 위한 화상 처리 장치(화상 처리 요소)를 포함한다. 정렬 메커니즘(23)은 CCD 카메라(23b)로 압력 피접촉 부재(25)의 표면 상에 제공된 정렬 표지를 촬영하고 촬영된 화상으로부터 정렬 표지를 인식하고 정렬 표지의 위치를 검출함으로써, 압력 피접촉 부재(25)의 설정 위치를 계산한다. 그 다음, 정렬 메커니즘(23)은 스테이지 장치(5) 측면 상의 구동 좌표의 기준 위치에 대한 압력 피접촉 부재(25)의 설정 위치의 X, Y, 및 θ 방향으로의 편차량을 측정하고, 교정을 수행하기 위해 편차량에 응답하여 기준 위치 교정값을 계산하고, 압력 피접촉 부재(25)의 설정 위치를 스테이지 장치(5) 측면 상의 구동 좌표에 대해 조정함으로써, 압력 피접촉 부재(25)를 정렬시키도록 구성된다. 선택적으로, 압력 피접촉 부재(25)를 기준 위치 교정값에 응답하여 적절한 설정 위치로 복원시키는 것도 가능하다. 따라서, 압력 피접촉 부재(25)의 설정 위치가 벗어나더라도, 압력 피접촉 부재(25)를 정렬 메커니즘(23)에 의해 높은 정확성으로 목표 위치 내에 위치시키는 것이 가능하다.
여기서, 정렬 표지는 광 리소그래피 기술의 사용에 의해 형성된 미세한 필름 패턴으로 만들어진다. 형태 정확성 및 위치 설정 정확성의 측면에서 박막 부재의 배열 위치에 대해 정렬 표지를 정확하게 형성하는 것이 가능하다. 스테이지 장치(5) 상에 유사한 정렬 표지를 제공하는 것과, 이러한 정렬 표지를 스테이지 장치(5)의 구동 좌표의 관점에서 기준 위치로서 사용하는 것이 가능하다.
이송 유닛(3)은 도시되지 않은 진공 펌프의 사용에 의해 진공 용기(21)와 동일한 정도의 진공에 도달할 수 있는 부하 로킹 챔버(31)와, 부하 로킹 챔버(31) 내 부에 배치된 압력 피접촉 부재(25)를 진공 용기(21) 내의 스테이지 장치(5) 상으로 이송하기 위한 이송 메커니즘(32)과, 부하 로킹 챔버(31)와 주위 공기 사이의 개방 및 폐쇄 도어이며, 폐쇄되었을 때 부하 로킹 챔버(31)를 밀봉하여 내부의 진공의 정도를 유지하는 부하 로킹 도어(33)와, 진공 용기(21)와 부하 로킹 챔버(31) 사이에 배치된 게이트 도어(34)를 포함한다. 게이트 도어(34)는 압력 피접촉 부재(25)를 이송할 때 그의 도어를 개방하여, 부하 로킹 챔버(31)가 진공 용기(21)와 연통하도록 허용하고 압력 피접촉 부재(25)의 이송을 허용한다. 부하 로킹 챔버(31)를 주위 공기로 개방할 때, 게이트 도어(34)는 진공 용기(21) 내부의 진공의 정도를 유지하도록 그의 도어를 폐쇄한다.
이송 메커니즘(32)은 복수의 조인트의 사용에 의해 연장되고 수축될 수 있는 아암(35)을 포함한다. 아암(35)을 연장시키고 수축시킴으로써, 이송 메커니즘(32)은 압력 피접촉 부재(25)를 XYZ-θ 방향으로 유지하기 위해 그의 팁 부분을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 대기 모드에서 또는 이송 메커니즘(32)이 작동하지 않을 때, 이송 메커니즘(32)은 도1에 도시된 아암(35)과 같이 아암 부분을 접은 채로 대기한다. 다른 한편으로, 압력 피접촉 부재(25)를 진공 용기(21) 내의 스테이지 장치(5) 상에 배치할 때, 이송 메커니즘(32)은 아암(35)을 도1에서 점선에 의해 도시된 아암(35a)과 같이 스테이지 장치(5)를 향해 연장하도록 작동시킨다. 한편, 복수의 박막 부재들이 형성된 복수의 기판을 부하 로킹 챔버(31) 내에 위치시킴으로써, 각각의 기판을 진공 용기(21) 내로 순차적으로 이송하는 것이 가능하다. 또한, 기판을 변경하면서 각각의 기판의 박막 부재를 순차적으로 라미네이팅함으로 써, 부하 로킹 챔버(31) 내부의 진공의 정도를 다시 주위 공기로 설정하지 않고서 복수의 기판의 박막 부재의 라미네이션을 연속적으로 수행하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 미세 구조물의 다중 층, 다중 제품 유형, 또는 대량 생산을 달성하는 것이 가능하다. 여기서, 압력 피접촉 부재 이외에, 압력 접촉 목표 부재를 이송 메커니즘(32)에 의해 이송 가능하게 하고 복수의 압력 접촉 목표 부재를 변경 가능하게 하는 것도 가능하다.
압력 접촉 메커니즘 유닛(4)은 챔버 유닛(2) 위에서 진공 용기(21) 내부의 상부 상에 배치된다. 더욱 정확하게는, 챔버 유닛(2) 위에서, 압력 접촉 메커니즘 유닛(4)은 진공 용기(21)의 상부 플레이트 부분에 의해 지지되며 압력 접촉력을 발생시키도록 구성된 압력 접촉 구동 메커니즘(41)과, 연결 방향으로 자유롭게 이동 가능하게 압력 접촉 구동 메커니즘(41)에 연결되어 압력 접촉력을 수직 하방으로 전달하도록 구성된 유니버설 조인트(42)와, 진공 용기(21)의 상부 플레이트를 관통하여 내부로부터 외부로 연장되어 유니버설 조인트(42)에 연결된 수직으로 이동 가능한 가압 로드(44; 압력 접촉 샤프트)를 포함한다. 압력 접촉 시에, 압력 접촉력은 도1에서 화살표(A)에 의해 표시된 바와 같은 방향으로 발생되고, 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)는 서로에 대해 결합된다. 한편, 벨로즈(43)가 가압 로드(44)가 관통하도록 허용하기 위한 진공 용기(21)의 상부 플레이트의 관통 구멍 부분과 가압 로드(44) 사이에 제공되고, 이에 의해 압력 접촉 메커니즘 유닛(4)은 진공 용기(21) 내부의 진공을 유지할 수 있다.
한편, 진공 용기(21) 내부의 상부 상에서, 압력 접촉 메커니즘(4)은 복수의 기둥으로 진공 용기(21)의 바닥에 고정되어 가압 로드(44)를 안내하도록 구성된 안내 메커니즘(45; 안내 요소)과, 스테이지 장치(5)를 향한 압력 접촉력을 측정하기 위한 압전 동력계(46)와, 가압 로드(44)의 팁 부분에 연결되어 압력 접촉 목표 부재(24)의 결합 표면을 스테이지 장치(5) 측면 상에 유지되는 압력 피접촉 부재(24)의 결합 표면에 대해 평행하게 설정하도록 구성된 각도 조정 메커니즘(47)과, 각도 조정 메커니즘(47)의 팁 부분에 제공되어 압력 접촉 목표 부재(24)를 유지하기 위한 홀더(49)를 끼우도록 구성된 자성 척(48)을 포함한다. 안내 메커니즘(45)은 가압 로드(44)에 대해 평행하게 배열된 하나 또는 복수의 선형 이동 안내 메커니즘을 포함한다. 안내 메커니즘(45)은 가압 로드(44)의 안내 이동에 의해 압력 접촉 방향(A)에 대해 직교하는 평면 방향으로의 이동을 억제하여, 가압 로드(44)의 이동 정확성을 보장한다. 선형 이동 안내 메커니즘으로서, 예를 들어, 진공 호환성 안내 포스트형 고정밀 선형 가이드가 사용되며, 이는 높은 강성 및 높은 정확성을 달성할 수 있다. 여기서, 압력 접촉 메커니즘 유닛(4)의 각각의 구성요소의 배치는 압력 접촉 메커니즘 유닛(4)이 동등한 기능을 보유할 수 있는 한, 전술한 구성으로 제한되지 않는다.
여기서, 압력 접촉 구동 메커니즘(41)은 유니버설 조인트(42)에 의해 가압 로드(44)에 연결된 로드 맞춤 지그(41a)와, 압력 접촉 및 분리를 위한 구동력을 제공하기 위한 액츄에이터인 압력 접촉 및 분리 모터와, 압력 접촉 및 분리 모터의 구동력을 로드 맞춤 지그(41a)로 전달하기 위한 볼 스크루와, 로드 맞춤 지그(41a)를 구동 방향으로 안내하기 위한 횡방향 롤러 가이드(41b)를 포함한다 (이러한 구 성요소 중 몇몇은 도시되지 않았음). 예를 들어, 진공 용기(21)는 진공 형성 중에 변형의 위험을 갖고, 진공 용기(21) 측면 상의 가압 로드(44)의 위치는 진공 용기(21)의 변형에 의해 변위될 수 있다. 또한, 진공 용기(21) 측면 상의 가압 로드(44)의 위치는 압력 접촉 메커니즘 유닛(4)의 조립 오류에 의해, 또는 더욱 정확하게는 안내 메커니즘(45)에 의해 안내되는 가압 로드(44)와 횡방향 롤러 가이드(41b)에 의해 안내되는 로드 맞춤 지그(44a) 사이에서 야기된 기계적인 조립 오류에 의해 변위될 수도 있다. 그러므로, 본 발명은 로드 맞춤 지그(41a)와 가압 로드(44) 사이의 편차량을 유니버설 조인트(42)에 의해 흡수함으로써 높은 위치 설정 정확성을 보유하고, 이에 의해 편차의 발생 시에 가압 로드(44)로 전달되는 수평 방향으로의 힘을 상쇄하는 구성을 채택한다.
스테이지 제어 유닛(6)은 스테이지 장치(5)의 위치 설정 제어를 수행하는 스테이지 제어 장치(61)를 포함한다. 스테이지 제어 장치(61)는 주로 스테이지 장치(5)의 조동 스테이지(51), θ 스테이지(53), 정전기 척(54) 등을 제어하기 위한 주 제어 유닛(62)과, 미동 스테이지(52)를 제어하기 위한 오류 교정 유닛(63)을 포함한다. 조동 스테이지(51)를 이동시킬 때, 이동 위치 지시가 조동 스테이지(51)를 이동시키기 위해 주 제어 유닛(62)에 의해 모터(56)로 주어진다. 이러한 경우에, 이동 위치는 모터(56)의 회전식 엔코더에 의해 감시되고, 조동 스테이지(51)는 이동 위치로 이동된다. 대조적으로, 미동 스테이지(52)의 이동 위치는 다른 루트의 사용에 의해 제어된다.
더욱 정확하게는, 두 개의 레이저 길이 측정 기계(64; 측정 요소)가 진공 용 기(21) 옆에 XY 방향을 따라 제공된다. 따라서, 레이저 길이 측정 기계(64)로부터 미동 스테이지(52) 상에 제공된 거울(55) 상으로 레이저 비임을 조사함으로써 거울(55)의 현재의 위치를 측정하는 것이 가능하다. 여기서, 측정을 높은 정확성으로 수행하기 위해, 예를 들어 레이저 비임의 간섭 측정의 사용에 의해 길이를 측정하도록 구성된 간섭 측정식 레이저 길이 측정 기계를 사용하는 것이 양호하다. 이렇게 측정된 거울(55)의 위치는 피드백으로서 오류 교정 유닛(63)으로 보내지고, 이동 위치 지시는 미동 스테이지(52)를 목표 위치로 이동시키기 위한 피드백에 기초하여 미동 스테이지(52)로 주어진다. 여기서, 거울(55)의 위치는 미동 스테이지(52)에 대해 항상 일정하고, 스테이지 장치(5)의 구동 좌표에 대한 압력 피접촉 부재(25)의 설정 위치는 정렬 장치(23)의 사용에 의해 계산될 수 있다. 그러므로, 압력 피접촉 부재(25)의 위치는 거울(55)의 현재의 위치를 측정함으로써 계산될 수 있다. 따라서, 압력 피접촉 부재(25)의 현재의 위치와 목표 위치 사이의 차이(즉, 조동 스테이지(51)의 위치 설정 오류)를 계산하고, 이러한 차이에 기초하여 압력 피접촉 부재(25)를 목표 위치로 이동시키기 위한 오류 교정값을 계산하는 것이 가능하다. 따라서, 압력 피접촉 부재(25)는 이러한 오류 교정값을 미동 스테이지(52)에 줌으로써 목표 위치로 이동된다.
한편, 수평 방향의 관점에서 가압 로드(44)의 팁 부분의 변위량을 측정하기 위한 두 개의 레이저 길이 측정 기계(65)가 진공 용기(21) 옆에 XY 방향을 따라 제공된다. 여기서, 수평 방향으로의 가압 로드(44)의 위치는 제1 층에 대응하는 압력 피접촉 부재(25)의 박막 부재와 접촉할 때 미리 측정된다. 제2 층에 대응하는 압력 피접촉 부재의 박막 부재와 압력 접촉할 때, 이전의 압력 접촉 시의 가압 로드(44)의 위치와 가압 로드(44)의 현재의 위치가 비교되어, 비교에 의해 얻어진 편차량의 사용에 의해 라미네이팅되는 박막 부재들 사이의 편차를 교정하기 위한 라미네이션 교정값을 계산한다. 그 후에, 라미네이션 교정값은 미동 스테이지(51)의 이동 위치를 교정하기 위해, 미동 스테이지(51)에 대한 오류 교정값에 가산된다. 이러한 경우에, 미동 스테이지(52) 상에 위치된 것과 유사한 거울이 홀더 유닛(49) 등의 XY 방향으로의 평면, 즉 두 개의 레이저 길이 측정 기계(65)와 대면하는 평면 상에 제공된다. 따라서, 가압 로드(44)의 팁 부분의 위치는 거울의 위치를 측정함으로써 측정된다. 바꾸어 말하면, 가압 로드(44)의 팁 부분의 위치의 측정은 가압 로드(44)의 팁에서 소정의 위치에 맞춰지는 압력 접촉 목표 부재(24)의 위치의 측정에 상응한다. 그러므로, 압력 접촉 중에 가압 접촉 목표 부재(24)의 위치를 항상 감시함으로써, 가압 로드(44)의 반복적인 위치 설정 정확성에 기인할 수 있는 층들 사이의 위치 편차를 제거하는 것이 가능하다.
다음으로, 미동 스테이지(52)의 구성이 도2a 및 도2b를 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
여기서, 도2a는 미동 스테이지(52)의 평면도이고, θ 스테이지(53), 정전기 척(54) 등은 이해를 돕기 위해 도시되지 않았다.
미동 스테이지(52)는 조동 스테이지(51)에 고정된 프레임(52a; 고정부)과, 프레임(52a)에 의해 둘러싸여서 이동 가능하게 배치된 스테이지(52b; 가동부)와, 테이블(52b)을 이동 가능하게 지지하기 위해 테이블(52b)의 네 개의 코너 상에 배 치된 복수의 힌지부(52c)와, 프레임(52a)에 연결된 일 단부 및 테이블(52b)에 연결된 타 단부를 각각 갖는 X 방향으로 연장되는 두 개의 압전 요소(52d, 52e)와, 프레임(52a)에 연결된 일 단부 및 테이블(52b)에 연결된 타 단부를 갖는 Y 방향으로 연장되는 압전 요소(52f)를 포함한다. 또한, 조동 스테이지(52)는 테이블(52b) 상에서 직교하게 배열된 두 개의 평면을 갖는 거울(55)을 포함한다. 압전 요소(52d, 52e, 52f)는 프레임(52a) 상에 제공된 신장된 홈 부분 내에 배치되고, 홈 부분은 압전 요소(52d, 52e, 52f)를 위한 가이드로서 기능한다.
예를 들어, 테이블(52b)이 X 방향으로 이동될 때, 압전 요소(52d, 52e)와 동기화된 전압이 압전 요소(52d, 52e)에 인가된다. 대조적으로, 테이블(52b)이 Y 방향으로 이동될 때, 전압이 압전 요소(52f)에 인가된다. 테이블(52b)은 액츄에이터로서 작동하는 압전 요소(52d, 52e, 52f)를 연장시키고 수축시킴으로써 이동된다. 이러한 압전 요소(52d, 52e, 52f)는 소위 인치웜 구동을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 압전 요소(52d, 52e, 52f)는 높은 정확성으로 팽창 및 수축 후의 위치를 유지하도록 구성될 수 있다. 여기서, 테이블(52b)을 이동시킬 때, 테이블(52b)의 위치는 XY 방향을 따라 배치된 두 개의 레이저 길이 측정 기계(64a, 64b)에 의해 정확하게 감시된다.
도2b의 확대도에 도시된 바와 같이, 힌지부(52c)는 탄성 가이드로서 기능하는 복수의 노치가 형성된 스프링을 조합한 고유한 형상을 갖는다. 복수의 아크형 노치를 제공함으로써, 힌지부(52c)는 상이한 방향으로 독립적으로 변형 가능하게 된다. 바꾸어 말하면, 힌지부(52c)는 테이블(52b)의 X 방향으로의 이동과 Y 방향 으로의 이동 사이에 악영향을 일으키지 않도록 변형 가능하게 된다. 또한, 압전 요소(52d, 52e)에 상이한 전압을 독립적으로 인가함으로써 테이블(52b)을 θ 방향으로 약간 기울이는 것도 가능하다. 힌지부(52c)는 저열팽창 합금으로 만들어질 수 있다. 이러한 방식으로, 열팽창의 악영향을 억제하고 높은 위치 설정 정확성을 달성할 수 있는 미동 스테이지(52)를 형성하는 것이 가능하다.
또한, 힌지부(52c)는 압력 접촉 메커니즘 유닛(4)의 압력 접촉력에 대항하는 방향으로 테이블(52b)을 지지하기 위해 노치가 형성된 스프링의 강성을 이용한다. 소정값 이상의 압력 접촉력이 테이블(52b)에 인가될 때, 노치가 형성된 스프링의 강성에 상응하는 힌지부(52c)의 변형이 테이블(52b)의 바닥 표면 측면 상의 조동 스테이지(51)의 상부 표면과의 접촉에 의해 억제된다. 이러한 방식으로, 압력 접촉 목표 부재(24)와 압력 피접촉 부재(25)의 결합 표면들 사이의 경사를 억제하는 것이 가능하다.
거울(55)은 압력 피접촉 부재(25)가 배치된 영역의 크기보다 더 큰, 각각 X 방향 및 Y 방향으로의 두 개의 큰 평면을 포함한다. 그러므로, 거울(55)의 표면 상의 레이저 길이 측정 기계(64a, 64b)의 측정 위치는 조동 스테이지(51) 및 미동 스테이지(52)의 이동 위치에 의존하여 변한다. 여기서, 거울(55)의 이동 위치를 높은 정확성으로 측정하기 위해, 거울(55)의 두 개의 평면의 평활도를 고려할 필요가 있다. 따라서, 본 발명은 거울의 두 개의 평면의 이상적인 평활도에 대한 거울(55)의 두 개의 평면의 평활도의 사용에 의해 평활성 교정값을 계산하고 평활성 교정값을 미동 스테이지(52)에 대한 오류 교정값에 가산함으로써 미동 스테이지(52) 의 이동 위치를 교정하기 위해, 라미네이션 이전에 (공정외) 또는 라미네이션 중에 (공정내) 거울(55)의 두 개의 평면의 평활도를 측정하는 구성을 채택한다. 그러므로, 전술한 교정을 수행함으로써, 거울(55)의 형태 정확성에 기인할 수 있는 층들 사이의 위치 편차를 교정하는 것이 가능하다.
다음으로, 전술한 제조 시스템을 사용하는 미세 구조물을 위한 제조 방법이 도3a 및 도4를 참조하여 조동 스테이지(51) 및 미동 스테이지(52)를 위한 제어 방법(위치 설정 과정)과 함께 설명될 것이다.
(1) 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재를 위한 제조 방법
미세 구조물을 제조 시스템에 의해 제조하기 전에, 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)가 미리 제조된다. 더욱 정확하게는, 원하는 3차원 구조를 갖는 미세 구조물은 3차원 컴퓨터 원용 설계(CAD)의 사용에 의해 라미네이션의 방향으로 복수의 단면 형태로 분할되고, 그 다음 마스크가 각각의 단면 형태를 2차원으로 배열하고 패턴화함으로써 제조된다. 그 다음, 필름이 원하는 재료의 사용에 의해 기판 상에 형성되고, 필름은 광 리소그래피 기술의 사용에 의해 마스크 상에 패턴화된 형상으로 처리된다. 이러한 방식으로, 복수의 2차원으로 배열된 박막 부재가 기판 상에 한꺼번에 형성된다. 박막 부재의 박리를 용이하게 하기 위해, 폴리이미드 등으로 만들어진 주형 이형층이 박막 부재 아래에 형성된다. 또한, 압력 접촉 목표 부재 내에, 볼록한 메사(mesa)형 부분이 원하는 재료의 사용에 의해 형성된다. 미세 구조물은 압력 접촉 목표 부재의 메사형 부분 상에 복수의 박막 부재를 라미네이팅함으로써 형성된다.
여기서, 압력 접촉에 의한 결합 강도는 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)의 결합 표면의 표면 조도에 의해 영향을 받는다. 따라서, 화학 기계적 연마(CMP) 기술 등에 의해 약 Ra = 1 nm의 표면 조도로 표면을 평탄화함으로써 결합 경계부 상의 공극을 회피하고, 이에 의해 더 양호한 결합 강도를 얻는 것이 가능하다. 또한, 박막 부재의 두께를 감소시킴으로써, XY-축 방향 및 Z-축 방향으로의 분해능, 즉 3차원 형상의 미세 구조물의 높이(라미네이션)의 방향으로의 형상의 분해능을 개선하는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 폴리이미드 등으로 만들어진 연성 주형 이형층이 박막 부재 아래에 존재하므로, 박막 부재는 박막 부재를 압력 접촉시킬 때 주형 이형층 내에 묻힐 수 있고, 전달성이 결과적으로 악화될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에, 그 위에 박막 부재를 갖는 주형 이형층의 부분이 반응성 가스 등의 사용에 의해 에칭되어, 박막 부재가 그 아래의 주형 이형층의 플랫폼에 의해 들어 올려진다. 이러한 방식으로, 박막 부재는 주위의 주형 이형층 내에 묻히는 것이 회피될 수 있다. 전술한 바와 같이, 나노미터 수준의 미세 구조물의 미세한 형태 정확성을 얻기 위해, 미세 처리를 용이하게 하는 반도체 제조 기술을 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재의 제조 방법에 적용하는 것이 양호하다. 그러나, 형태 정확성에 의존하여 다른 제조 방법을 사용하는 것도 가능하다.
(2) 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재를 위한 이송 과정
복수의 박막 부재를 포함하는 압력 피접촉 부재(25)는 제조 시스템의 이송 유닛(3)의 사용에 의해 스테이지 장치(5) 상에 위치된다. 한편, 압력 접촉 목표 부재(24)는 제조 시스템의 이송 유닛(3)의 사용에 의해 가압 로드(44)의 팁에서 홀더 유닛(49)에 맞춰지거나, 미리 홀더 유닛(49)에 맞춰질 수 있다.
(3) 압력 피접촉 부재 내에 포함된 박막 부재를 위한 위치 설정 과정
(a) 정렬 과정
스테이지 장치(5) 상에 배치된 압력 피접촉 부재(25)는 정렬 메커니즘(3)의 사용에 의해 압력 피접촉 부재(25)의 설정 위치를 스테이지 장치(5) 측면 상의 구동 좌표와 정렬시킴으로써 정렬된다.
정렬 후에, 스테이지 장치(5) 및 스테이지 제어 유닛(6)은 압력 접촉 목표 부재(24)와 압력 피접촉 부재(25)의 박막 부재의 결합을 높은 위치 설정 정확도로 수행하기 위해, 도3a 내지 도3C에 도시된 바와 같은 제어 방법에 의해 그리고 도4에 도시된 바와 같은 제어 블록에 의해 제어된다. 더욱 정확하게는, 조동 스테이지(51)는 스테이지 제어 유닛(6)의 주 제어 유닛(62)을 총괄적으로 구성하는 모터 제어 보드(71) 및 모터 구동기(72)에 의해 반폐쇄 모드로 그리고 모터(56)에 내장된 회전식 엔코더(73)로부터의 피드백 신호의 사용에 의해 제어된다. 한편, 미동 스테이지(52)는 스테이지 제어 유닛(6)의 오류 교정 유닛(63)을 총괄적으로 구성하는 호스트 미동 제어 블록(74), DA 컨버터 보드(75), 및 PZT 증폭기(76)에 의해 그리고 레이저 길이 측정 기계(64)에 의해 측정되어 카운터 보드(77)에 의해 계산된 측정값의 사용에 의해 피드백 제어를 받는다.
(b) 이동 과정
스테이지 위치 설정 지시(목표 위치)가 스테이지 제어 유닛(6)으로부터 보내 지면, 모터(56)는 모터 제어 보드(71) 및 모터 구동기(72)에 의해 구동되고, 이에 의해 조동 스테이지(52)가 이동된다. 이 때, 조동 스테이지(51)의 이동 위치는 회전식 엔코더(73)에 의해 측정된다. 동시에, 이동 위치는 또한 레이저 길이 측정 기계(64)에 의해 측정된다. 조동 스테이지(51)가 이동할 때, 0 V의 값을 갖는 신호, 즉 비신호(no signal)가 미동 스테이지(52)를 제어하기 위해 오류 교정 유닛(63)으로 보내지고, 미동 스테이지(52)는 현재의 위치를 유지한다. 조동 스테이지(51)가 목표 위치의 범위 내로 이동되었다고 판단되면 (위치내 상태), 바꾸어 말하면, 압력 피접촉 부재(25)가 목표 좌표에 대한 조동 스테이지(51)의 위치 설정 정확성의 범위 내로 이동되었다고 판단되면, 조동 스테이지(51)의 위치 설정은 완료되고 조동 스테이지(51)의 구동 샤프트는 브레이크를 켜짐 상태로 설정함으로써 고정된다.
(c) 측정 과정, 오류 교정 과정
그 후에, 위치 설정 과정은 스테이지 제어 유닛(6)으로부터의 스테이지 위치 설정 지시(목표 위치)가 오류 교정 유닛(63) 측으로 절환되면, 미동 스테이지(52)에 대한 제어 모드로 전이된다. 오류 교정 유닛(63) 내에서, 조동 스테이지(51)에 의해 이동된 압력 피접촉 부재(25)의 위치는 레이저 길이 측정 기계(64)에 의해 측정된다. 오류 교정 유닛(63)은 또한 피드백 신호로서 레이저 길이 측정 기계(64)로부터 보내진 측정값과 스테이지 위치 설정 지시(목표 위치)를 비교함으로써 차이를 얻고, 그 다음 차이에 기초하여 오류 교정값을 계산하고, 이러한 오류 교정값을 호스트 미동 제어 블록(74), D/A 컨버터 보드(75), 및 PZT 증폭기(76)를 통해 미동 스테이지(52)의 압전 요소에 제공한다. 따라서, 미동 스테이지(52)는 목표 좌표로 이동되고, 조동 스테이지(51)에 의해 발생된 위치 설정 오류가 교정된다. 따라서, 위치 설정은 높은 정확성으로 수행된다.
즉, 조동 스테이지(51)의 위치 설정 오류는 미동 스테이지(52)를 조동 스테이지(51)에 의해 발생된 위치 설정 오류에 상응하는 양만큼 이동시킴으로써 교정된다. 이러한 방식으로, 목표 위치에 대한 압력 피접촉 부재(25)의 위치 설정이 완료된다. 또한, 거울(55)의 평활성 교정값, 가압 로드(44)에 대한 라미네이션 교정값, 및 압력 피접촉 부재(25)의 설정 위치의 기준 위치 교정값 등을 상기 오류 교정값 내로 통합하여 교정을 수행함으로써 위치 설정을 훨씬 더 높은 정확성으로 수행하는 것이 가능하다. 전술한 위치 설정 방법을 사용함으로써, 조동 스테이지(51)에 의한 큰 스트로크 및 높은 이동 속도를 얻고, 미동 스테이지(52) 등에 의한 높은 위치 설정 정확성을 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 미세 구조물을 제조할 때, 압력 피접촉 부재(25)의 박막 부재의 위치 설정 정확성을 넓은 이동 범위 전반에 걸쳐 개선하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 다중 층의 박막 부재를 라미네이팅함으로써 형성되는 미세 구조물의 형상의 높은 정확성을 달성하고 동시에 제조 효율을 개선하는 것이 가능하다.
(4) 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재의 표면 세척 과정
압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)의 위치 설정이 완료된 후에, 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)의 결합 표면이 세척된다. 보통, 공기 중의 산소와의 반응에 기인할 수 있는 산화물 필름, 광 리소그래피 공 정에서 사용되는 에칭 재료의 잔류물, 및 다른 불순물이 결합 표면 상에 존재한다. 따라서, 본 발명의 미세 구조물을 위한 제조 시스템에서, 중성 원자 비임, 이온 비임 등이 결합 표면으로부터 이러한 불순물을 제거하기 위해 (1×10-6 Pa 이하의) 고 진공 내에서 FAB 장치(22a, 22b)로부터 결합 표면 상으로 조사된다. 이러한 방식으로, 결합 표면이 세척되고, 허상 결합(dangling bond)이 그 위에 존재하는 상태, 즉 결합 표면이 활성화된 상태로 설정된다. 그 다음, 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)의 결합 표면이 서로 압력 접촉된다. 이러한 과정은 실온 결합 방법으로 불린다. 실온 결합 방법에 따른 부재의 결합에 의해, 부재들의 결합 표면은 그 위에 존재하는 허상 결합의 사용에 의해 서로 결합된다. 이러한 방식으로, 우수한 결합 강도를 얻는 것이 가능하다. 또한, 실온에서 부재들을 결합시키는 것이 가능하므로, 열에 기인할 수 있는 비틀림이 회피된다. 따라서, 이러한 방법은 또한 높은 정확성 및 매우 효율적인 생산성을 달성하는데 기여한다.
(5) 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재에 대한 전달(압력 접촉 및 분리) 과정
압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)의 결합 표면의 세척이 완료된 후에, 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)의 결합 표면은 압력 접촉 및 분리를 받는다. 이러한 실시예에서, 압력 접촉은 압력 피접촉 부재(25)의 Z-축 위치를 고정시킴으로써 그리고 압력 접촉 목표 부재(24)를 압력 접촉 메커니즘 유닛(4)에 의해 Z-축 방향으로 하방으로 이동시킴으로써 수행된다. 압력 접촉 력은 압력 접촉 중에 동력계(46)에 의해 측정되고, 이에 의해 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)의 결합 표면은 압력 접촉 목표 부재(24) 및 압력 피접촉 부재(25)를 구성하는 재료에 대한 최적 압력 접촉력을 인가하여 서로 결합된다. 그 후에, 압력 접촉 목표 부재(24)가 Z-축 방향으로 상방으로 이동되면, 압력 피접촉 부재(25) 상의 박막 부재는 압력 피접촉 부재(25)로부터 박리되고 분리되어, 압력 접촉 목표 부재(24)로 전달된다.
(6) 과정의 반복
압력 피접촉 부재(25) 상의 복수의 박막 부재 각각의 측면에서, 위치 설정 과정(3), 세척 과정(4), 및 전달 과정(5)이 반복된다. 이러한 방식으로, 복수의 박막 부재는 압력 접촉 목표 부재(24)로 전달되어 그 위에 라미네이팅되고, 결국 원하는 3차원 형상의 미세 구조물이 형성된다.
여기서, 본 발명에 따른 미세 구조물을 위한 제조 시스템은 또한 하나의 미세 구조물을 구성하는 복수의 박막 부재가 하나의 기판 상에 형성된 압력 피접촉 부재, 상이한 미세 구조물을 구성하는 박막 부재가 각각 하나의 기판 상에 형성된 압력 피접촉 부재 등을 사용할 수 있다. 이에 대해, 미세 구조물을 위한 제조 시스템은 또한 복수의 메사형 부분(결합 부분)이 그 위에 형성된 압력 접촉 목표 부재를 사용할 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 박막 부재를 복수의 압력 접촉 목표 부재의 결합 표면으로 전달하는 것이 가능하다 (일괄 공정).
도5는 본 발명에 따른 미세 구조물을 위한 제조 시스템을 사용하는 경우의 위치 설정 정확성의 막대 그래프를 도시한다.
이러한 막대 그래프는 200 mm의 스트로크로 조동 스테이지(51)를 이동시키고 미동 스테이지(52)에 의한 오류 교정을 100회 수행하기 위한 반복 작업 시의 결과를 나타낸다. 도5로부터 명백한 바와 같이, 제조 시스템은 큰 스트로크 이동에도 불구하고 높은 위치 설정 정확성을 유지했다. 이러한 실험은 제조 시스템의 높은 정확성, 즉 e = 4.28 nm의 평균 편차 및 σ = 26.2/3 = 8.73 nm의 표준 편차를 기록했다.
본 발명에 따른 미세 구조물의 제조 방법 및 그를 위한 제조 시스템은 실온 결합 방법을 사용하고, 제조 시스템은 미세 구조물을 형성하기 위한 광범위한 라미네이션 재료를 허용한다. 예를 들어, 순수한 금속 또는 합금과 같은 금속성 재료 이외에, 유전 재료, 절연 재료, 플라스틱과 같은 수지 재료 등을 포함하는 다양한 재료를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 미세 구조물의 3차원 형상에 대해, 현수 구조, 중공 구조 등을 포함한 다양한 구조를 형성하는 것이 가능하다. 이러한 이유로, 제조 시스템에 의해 제조되는 미세 구조물의 응용은 마이크로 기어와 같은 미세 기계 부품으로 제한되지 않는다. 미세 구조물은 또한 미세 주형 또는 미세 채널 요소, 소위 미세 기계와 같은 복잡한 형상을 갖는 미세 시스템과, 3차원 광자 결정 또는 굴절 광학 요소와 같은 미세 광학 장치 등을 포함한 광범위한 제품에 응용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 미세 구조물을 구성하는 복수의 박막 부재(압력 피접촉 부재)를 적재한 스테이지 장치(위치 설정 요소)가 높은 부하 보유, 고 진공 호환 성, 높은 정확성, 및 큰 스트로크 특성의 모든 조건을 만족시킬 수 있다. 그러므로, 큰 이동 스트로크를 유지하면서 높은 위치 설정 정확성으로 제어를 수행하는 것이 가능하다.

Claims (28)

  1. 미세 구조물의 제조 방법이며,
    임의의 2차원 패턴 및 임의의 3차원 패턴 중 하나를 갖는 복수의 박막 부재를 갖는 압력 피접촉 부재와 압력 피접촉 부재와 대면하도록 배열된 압력 접촉 목표 부재의 결합 부분들을 대향시키는 위치 설정 단계와,
    압력 접촉 및 분리 수단에 의해 박막 부재를 압력 접촉 목표 부재에 대해 압력 접촉시키는 압력 접촉 단계와,
    압력 접촉 및 분리 수단에 의해 박막 부재를 압력 접촉 목표 부재를 향해 분리시키는 분리 단계를 포함하고,
    각각의 박막 부재는 위치 설정, 압력 접촉, 및 분리 단계를 반복함으로써 압력 접촉 목표 부재 상에 순차적으로 라미네이팅되고,
    위치 설정 단계는 제1 스테이지가 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재의 전체 표면을 가로질러 이동하는 것을 가능하게 하는 스트로크를 갖는 제1 스테이지의 사용에 의해 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 목표 위치로 이동시키는 이동 단계와, 높은 정확성으로 위치를 측정할 수 있는 측정 수단에 의해 제1 스테이지에 의해 이동된 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 위치를 측정하고 측정된 위치와 목표 위치 사이의 차이에 기초하여 오류 교정값을 계산하는 측정 단계와, 제1 스테이지의 위치 설정 정확성의 범위 이상의 스트로크를 갖는 제2 스테이지를 계산된 오류 교정값에 기초하여 목표 위치로 이동시 키고 제1 스테이지의 위치 설정 오류를 교정하는 오류 교정 단계를 포함하는 미세 구조물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 오류 교정 단계에서, 제1 스테이지의 위치 설정 오류는 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있도록 배치된 제2 스테이지의 사용에 의해 교정되는 미세 구조물의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 오류 교정 단계에서, 제2 스테이지는 제2 스테이지의 가동 부분을 구동하기 위한 압전 요소의 사용에 의해 그리고 제2 스테이지의 가동 부분을 안내하기 위한 탄성 가이드의 사용에 의해 이동되는 미세 구조물의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 오류 교정 단계 중에, 제2 스테이지는 인치웜 구동식인 미세 구조물의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측정 단계에서, 레이저 비임을 사용하여 길이를 측정하는 레이저 길이 측정 기계의 사용에 의해 그리고 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 따르도록 이동하는 거울의 사용에 의해 거울까지의 길이를 측정함으로써, 제1 스테이지에 의해 이동된 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 위치가 측정되는 미세 구조물의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 측정 단계에서, 압력 피접촉 부재의 라미네이션 이전에 또는 압력 피접촉 부재의 라미네이션 중에, 거울의 평면의 평활도가 측정되고, 평활도 교정값이 거울의 이상적인 평면에 대한 거울의 평활도에 기초하여 얻어지고, 오류 교정값은 평활도 교정값의 사용에 의해 교정되는 미세 구조물의 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 위치 설정 단계에서, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 유지하기 위한 압력 접촉 및 분리 수단의 위치가 측정되고,
    라미네이션 중에, 라미네이션 교정값이 이전의 라미네이션에서의 압력 접촉 및 분리 수단의 위치로부터의 편차량에 기초하여 계산되고,
    오류 교정값은 라미네이션 교정값의 사용에 의해 교정되는 미세 구조물의 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 위치 설정 단계는 제1 및 제2 스테이지를 위치시키기 위한 기준 위치에 대한 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 설정 위치가 측정되고, 설정 위치를 기준 위치로 교정하기 위한 기준 위치 교정값이 계산되는 정렬 단계를 포함하는 미세 구조물의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 정렬 단계에서, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나 내에 형성된 정렬 표지가 검출되고, 설정 위치는 정렬 표지의 검출 위치에 기초하여 얻어지는 미세 구조물의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 정렬 단계에서,
    광 리소그래피 기술의 사용에 의해 형성된 미세한 필름 패턴이 정렬 표지로서 사용되고,
    확대된 정렬 표지를 투사하기 위해 정렬 표지를 임의의 크기로 확대할 수 있는 광학 시스템, 광학 시스템을 통해 정렬 표지를 촬영하기 위한 촬영 수단, 및 촬영 수단에 의해 촬영된 화상으로부터 정렬 표지의 검출 부분을 인식하기 위한 화상 처리 수단이 사용되는 미세 구조물의 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 임의의 2차원 패턴 및 복수의 임의의 3차원 패턴 중 하나가 형성된 기판이 압력 접촉 목표 부재로서 사용되는 미세 구조물의 제조 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 임의의 2차원 패턴 및 복수의 임의의 3차원 패턴 중 하나가 형성된 기판이 압력 피접촉 부재로서 사용되는 미세 구조물의 제조 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나가 교체 가능한 미세 구조물의 제조 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 접촉 단계에서, 압력 접촉 샤프트의 작동 정확성이 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 유지하기 위한 압력 접촉 샤프트의 사용에 의해 그리고 압력 접촉 샤프트의 압력 접촉 방향에 대해 평행하게 배치된 하나 또는 복수의 선형 이동 안내 메커니즘을 갖는 안내 수단의 사용에 의해 확보되어, 압력 접촉 방향에 대해 직교하는 방향으로의 압력 접촉 샤프트의 이동을 억제하는 미세 구조물의 제조 방법.
  15. 미세 구조물을 위한 제조 시스템이며,
    각각 임의의 2차원 패턴 및 임의의 3차원 패턴 중 하나를 갖는 복수의 박막 부재를 갖는 압력 피접촉 부재를 압력 피접촉 부재와 대면하도록 배열된 압력 접촉 목표 부재에 압력 접촉시키고 박막 부재를 압력 접촉 목표 부재를 향해 분리시키기 위한 압력 접촉 및 분리 요소와,
    압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재의 위치 설정을 수행하기 위한 위치 설정 요소를 포함하고,
    압력 피접촉 부재 및 박막 부재의 결합 부분들은 위치 설정 요소에 의해 서로에 대해 대향되고, 박막 부재는 압력 접촉 및 분리 요소에 의해 압력 접촉 목표 요소에 압력 접촉되고, 압력 접촉 및 분리 요소는 압력 접촉 목표 요소로부터 분리되어 박막 부재를 압력 접촉 목표 부재 상에 라미네이팅하고,
    위치 설정 요소는 제1 스테이지가 서로 대면하는 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재의 전체 표면을 가로질러 이동하는 것을 가능하게 하는 스트로크를 갖는 제1 스테이지와, 제1 스테이지의 위치 설정 정확성의 범위 이상의 스트로크를 갖는 제2 스테이지와, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 적어도 하나의 위치를 높은 정확성으로 측정할 수 있는 측정 요소와, 측정 요소가 제1 스테이지에 의해 이동된 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 위치를 측정하도록 허용하고 측정 위치와 목표 위치 사이의 차이에 기초하여 오류 교정값을 계산하고 계산된 오류 교정값의 사용에 의해 제2 스테이지를 목표 위치로 이동시켜서 제1 스테이지의 위치 설정 오류를 교정하기 위한 위치 설정 제어 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 적어도 하나는 제2 스테이지 내에 이동 가능하게 배치되는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 제2 스테이지는 그 가동 부분을 구동하기 위한 압전 요소와, 가동 부분을 안내하기 위한 탄성 가이드를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 제2 스테이지는 인치웜 구동식인 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  19. 제15항 또는 제16항에 있어서, 측정 요소는 레이저 비임을 사용하여 길이를 측정하는 레이저 길이 측정 기계와 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 따르도록 이동하는 거울을 포함하고,
    측정 요소는 거울까지의 길이를 측정하여, 제1 스테이지에 의해 이동된 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 위치를 측정하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 측정 요소는 압력 피접촉 부재의 라미네이션 이전에 또는 압력 피접촉 부재의 라미네이션 중에, 거울의 이상적인 평면에 대한 거울의 평활도에 기초하여 평활성 교정값을 얻고 평활성 교정값의 사용에 의해 오류 교정값을 교정하기 위해, 거울의 평면의 평활도를 측정하기 위한 거울 교정 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  21. 제15항 또는 제16항에 있어서, 위치 설정 요소는 측정 요소에 의해 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 유지하기 위한 압력 접촉 및 분리 요소의 위치를 측정하고, 이전의 라미네이션에서의 압력 접촉 및 분리 요소의 위치로부터의 편차량에 기초하여 라미네이션 중에 라미네이션 교정값을 계산하고, 라미네이션 교정값의 사용에 의해 오류 교정값을 교정하는 라미네이션 교정 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  22. 제15항 또는 제16항에 있어서, 위치 설정 요소는 제1 및 제2 스테이지를 위치시키기 위한 기준 위치에 대한 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나의 설정 위치를 측정하고 설정 위치를 기준 위치로 교정하기 위한 기준 위치 교정값을 계산하기 위한 정렬 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 정렬 요소는 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나 내에 형성된 정렬 표지를 검출하고, 정렬 표지의 검출 위치에 기초하여 설정 위치를 얻는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    정렬 표지는 광 리소그래피 기술의 사용에 의해 형성된 미세한 필름 패턴으로서 형성되고,
    정렬 요소는 확대된 정렬 표지를 투사하기 위해 정렬 표지를 임의의 크기로 확대할 수 있는 광학 시스템과, 광학 시스템을 통해 정렬 표지를 촬영하기 위한 촬영 요소와, 촬영 요소에 의해 촬영된 화상으로부터 정렬 표지의 검출 부분을 인식하기 위한 화상 처리 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  25. 제15항 또는 제16항에 있어서, 복수의 임의의 2차원 패턴 및 복수의 임의의 3차원 패턴 중 하나가 형성된 기판이 압력 피접촉 부재로서 사용되는 미세 구조물 을 위한 제조 시스템.
  26. 제15항 또는 제16항에 있어서, 복수의 임의의 2차원 패턴 및 복수의 임의의 3차원 패턴 중 하나가 형성된 기판이 압력 접촉 목표 부재로서 사용되는 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  27. 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나가 교체 가능한 미세 구조물을 위한 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
  28. 압력 접촉 및 분리 요소는 압력 피접촉 부재 및 압력 접촉 목표 부재 중 하나를 유지하기 위한 압력 접촉 샤프트와, 압력 접촉 방향에 대해 직교하는 방향으로의 압력 접촉 샤프트의 이동을 억제하기 위해, 압력 접촉 샤프트의 압력 접촉 방향에 대해 평행하게 배치된 하나 또는 복수의 선형 이동 안내 메커니즘을 포함하는 안내 요소를 포함하는 미세 구조물을 위한 미세 구조물을 위한 제조 시스템.
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