TWI286533B - Method of manufacturing microstructure and manufacturing system for the same - Google Patents

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1286533 九、發明說明： _ 【發明所屬之技術領域】 - 本發明係關於-種製造-藉由疊層薄膜部件而形成之微 結構的方法及其製造系統。 【先前技術】 近年來，隨著精密處理技術之成長，眾多用於在三維形 成物中製作微結構之製造方法已得到了發展。其中，藉由 鲁使用室溫黏結方法而在基板上執行轉移及疊層之疊層模製 2法較為引人注目。此係藉由使用半導體製造處理而在微 結構之疊層方向中將個別之截面形成物一次全部地形成為 基板上㈣膜部件、剝離個別之截面形成物（即來自基板 立別薄膜邛件）’且藉由使用室溫黏結方法來黏結薄膜 ' ^件之方法。接著，藉由重複剝離及黏結處理，薄膜部件 雩X轉移及$層，因此製造三維形成物之微結構（參看日 本專利案第3161362號，第7-9頁，圖6-9)。 •、，此處，室温黏結方法為利用以下現象之黏結方法··當材 料表面上之氧化物及雜質在真空中藉由離子束照射或類似 物而得以移除時，即使在室温下亦可化學地黏結具有潔淨 原子面之材料表面。根據室溫黏結方法，可獲得等於不使 用黏結劑之材料塊的黏結強度。 ^上文所描述之疊層模製方法中，將來之主要問題為改 良微結構之形成精確度并同时增加在疊層方向中構成截面 形成物之薄膜部件之疊層數目，且需要一具體之反量測技 術 0 更確士77亡 ，刀s之，在藉由上文所描述之疊層模製方法來製 99553.doc 1286533 作的礒結構中，個別薄臈部件 ,^ ^ 層方向中之定位精確度 由在豐層時之個別薄膜部件 又 間的疋位精確度而獲得。此 極大地受到一平臺之定位精 雏度之衫響，該平臺經配置 在平行於經疊層之薄膜部件 …、 y ㈣、σ表面的平面内行進並定 立VT亥寻薄膜部件。因而，需要 吉十、、 而要用於疋位該等薄膜部件之平 ®來達成奈米級之高定位精確度程度。 ::列而5 ’同時’在微結構之疊層方向中構成個別截面 形成物的薄膜部件二維地配置於一基板上。為了達成多個 叠層之層、多個產品類型或大量生產，增加了薄膜部件之 配置區域。因此，回應配置區域 旦 … 八丁 十$所需之行進 里亦仔以增加。因而，需要用 口叨而要用於疋位之平臺以具有大衝程 行進效能。 • α即，在上文所描述之疊層模製方法中，根據平行於薄膜 部件之黏結表面的平面，需要用於定位薄膜部件之平臺以 具有高定位精確程度及大衝程行進效能。此外，因為在高 #真，中執行上文所描述之疊層模製方法，所以平臺必須: 理高真空。此外，因為個別薄膜部件藉由施加一定壓力而 黏結在一起，所以平臺需要具有高負载承載特徵。至於具 體之請求之規格，平4需要具有以下特徵以滿足所有要 求.奈米級之高定位精確度、在自數十毫米至數百毫米範 圍中之行進衝程、約10.6以之高真空程度及約數啼之高負 載承載特徵。 現今，具有南定位精確度之平臺包括以下類型。然而， 根據對上文所描述之疊層模製方法之應用，此等類型具有 99553.doc 1286533 以下問題。 1) 線性馬達驅動方法 - Λ馬達驅動方法需要空氣滑動導引器以達成定位精確 度，且因而不可用於為黏結氣氛之真空中。 2) 超音波馬達驅動方法 超音波馬達驅動方法亦可僅達成較小推動（最大負載）。 该方法亦招致摩擦驅動單元之磨損且成為黏結氣氛之污染 源。 Β 3)壓電元件/尺蠖式驅動方法 此方法僅能達成小衝程及低行進速度。 Ρ貝際上不存在具有高精確度及大衝程、滿足高真空 • 相谷及咼負載承載之規格且易於應用之定位平臺。 【發明内容】 已考慮前述之問題而製造了本發明。本發明之一目標為 提供一種製造具有高形成精確度之微結構的方法，且提供 _ 一種用於製造該種微結構之製造系統。 為解決该等問題，本發明之請求項1提供了一種製造微 結構之方法’其包含： 一定位步驟，其中將一具有複數個薄膜部件之受壓力接 觸部件的黏結部分與一經配置以便面向該受壓力接觸部件 之壓力接觸目標部件的黏結部分相對，該等複數個薄膜部 件具有一任意二維圖案及一任意三維圖案之任一者； 一壓力接觸步驟，其中藉由壓力接觸及分離構件將該等 薄膜部件壓力接觸至壓力接觸目標部件；及 99553.doc 1286533 一分離步驟，其中藉由壓力接觸及分離構件將薄膜部件 朝向壓力接觸目標部件分離，且 其中藉由重複定位、壓力接觸及分離步驟來將每一薄膜 部件相繼疊層於壓力接觸目標部件上，且 其中該定位步驟包括·· 一運動步驟，其中藉由使用一具有能使第一平臺於受壓 力接觸部件及壓力接觸目標部件之整個表面上行進之衝程 的第一平臺來將受壓力接觸部件及壓力接觸目標部件之任 一者移動至一目標位置； 里測乂驟’其中糟由能夠以南精確度量測位置及能夠 基於所量測之位置與目標位置之間的差值計算誤差校正值 之量測構件來量測由第一平臺移動之受壓力接觸部件及壓 力接觸目標部件之任一者的位置；及 一=差校正步驟，其中基於所計算之誤差校正值而將第 一平里移動至目標位置並校正第一平臺之定位誤差，該第 二平臺具有等於或大於第一平臺之定位精確度範圍之衝 程。 為解決該等問題，本發明之請求項2提供了製造微結構 之方法#中’在誤差校正步驟中，藉由使用經安置使得 能夠移動受麗力接觸部件及壓力接觸目標部件之至少一者 的第二平臺來校正第一平臺之定位誤差。 為解決該等問顳，太淼aH + #丄 寻⑽丨發明之請求項3提供了製造微㈣ 之方法’其中，在誤差

Mi* ’藉由使用作為用於顯 動弟一+堂之可移動部分之 勒的而運作的壓電元件且· 99553.doc -10- 1286533 由使用用於導引第二平臺之可 …隹 軔邻分的弹性導引器來移 WJ —平室0 為解決該等問題，本發明之& +、 、 夂㉖未項4提供了製造微結構 之方法，其中，在誤差校正步驟 ^ ^ # ’第二平臺為尺蠖式驅 動的，藉此精確地定位第二平臺。 為解決該等問題，本發明之嗜 + , 明求項5提供了製造微結構 之方法，其中，在量測步驟中， 稽由使用一使用雷射来圭 量測長度的雷射長度量測機器，^ _ " 及精由使用鏡面移動以跟 奴文壓力接觸部件及壓力接觸 ^邛件之任一者而量測一 鏡面之長度來量測由第一平臺 十至和動之雙壓力接觸部件及壓 力接觸目標部件之任一者的位置。 為解決該等問題，本發明 々十、+ * 明衣項6提供了製造微結構 之方法，其中，在量測步驟中， a 在豐層受壓力接觸部件之 刖或在豐層受壓力接觸部件期間， 里,鏡面平面之平坦程 度、基於該相對於鏡面之理相孚 一 ...干面的鏡面之平坦程度而獲 付一平坦校正值並藉由使用該 τ . 卞—彳又正值來校正該誤差校 正值，稭此阻止歸因於鏡面之形 的偏移。 4成精確度之薄膜部件之間 為解決該等問題，本發 ^^^ ^ 月之明求項7提供了製造微結構 之方法，其中，在定位步驟中， ja ^ , 里劂用於固持受壓力接觸 口P件及壓力接觸目標部件 之位置， 任者的壓力接觸及分離構件 在疊層期間，基於與先前晶 層中之壓力接觸及分離構件 之位置的偏移量來計算-疊層校正值，且 99553.doc 1286533 猎由使用豐層校正值來校 該祆差权正值，藉此阻止歸 因於壓力接觸構件之重複 & 又位精確度之溥膜部件之間的偏 為解決该寻問題，本發明 士主 毛月之5月求項8提供了製造微結構 =法’其中’定位步驟包括—對準步驟，其中量測受麼 一觸，及：力接觸目標部件之任一者的相對於用於定 位弟-平臺及第二平臺之參考位置的設定位置，並計算用

於將設定位置校正至參考位置之參考位置校正值。 為解決該W題，本發明之請求項9提供了製造微結構 之方法’其中在對準步驟中，_形成於錢力接觸部件 Μ力接觸目標部件之任一者中的對準標記，且基於㈣ 測之對準標記位置獲得設定位置。 為解決該等問題，本發明之請求項10提供了製造微結構 之方法’其中在對準步驟中， 將藉由使用光微影技術而形成之—微細膜⑽nute film) 圖案用作對準標記，且 使用能夠將該對準標記放大至一任意尺寸來投射所放大 之對準標記之光學系統、用於藉由該光學系統來拍攝該對 準標記之拍攝構件及用於自藉由拍攝構件所拍攝之影像來 辨別對準標記之偵測部分的影像處理構件。 為解決該㈣題，本發明之請求項u提供了製造微結構 之方法’其中，將其内形成有複數個任意二維圖案及複數 個任意三维圖案之任_者的基板用㈣力接觸目標部件。 為解決該等問題，本發明之請求項12提供了製造微結構 99553.doc -12- 1286533 之方法，其中，將其内形成有複數個任意二維圖案及複數 個任意二維圖案之任—者的基㈣作受壓力接觸部件。 為解決該等問題，本發明之請求項13提供了製造微结構 之方法，其中，受麼力接觸部件及a力接觸目標部件之任 一者表現為可置換。 為解決該等問題’本發明之請求項14提供了製造微结構 之方法，其中，在壓力接觸步驟中，#由使用用於固持受 壓^接觸部件及M力接觸目標部件之任—者的壓力接觸轴 且藉由使用具有-或複數個線性運動導引機構之導引構件 來確保μ力接㈣之運作精4度’該或該等線性運動導引 機構平行於壓力接觸軸之壓力接觸方向而安置，以抑制壓 力接觸軸在垂直於壓力接觸方向的方向中之移動。 為解決該等問題，本發明之請求項15提供了微結構之製 造系統，其包含： 壓力接觸及分離元件’其用於將—具有複數個薄膜部件 # (每一者具有任意二維圖案及任意三維圖案之任一者）的受 壓力接觸部件壓力接觸至一經配置以面向言亥受壓力接觸部 件之壓力接觸目標部件，且用於將薄膜部件朝向壓力接觸 目標部件分離；及 疋位兀件，其用於執行受壓力接觸部件及壓力接觸目標 部件之定位， 其中，文壓力接觸部件及薄膜部件之黏結部分藉由該定 位元件而彼此相對，薄膜部件藉由該壓力接觸及分離元件 而壓力接觸至壓力接觸目標元件相，且該壓力接觸及分離 99553.doc 13 1286533 元件與壓力接觸目標元件分離，因此在壓力接觸目標部件 上疊層薄膜部件，且 其中該定位元件包含： 一第一平臺，其具有能使第一平臺於受壓力接觸部件及 壓力接觸目標部件之整個彼此面對的表面上行進之衝程； 一第二平臺，其具有等於或大於該第一平臺之定位精確 度範圍之衝程；

量測元件，其能夠以高精確度量測受壓力接觸部件及壓 力接觸目標部件之至少一者的位置；及 定位控制元件，其用於允許該量測元件量測由第一平臺 移動之受壓力接觸部件及壓力接觸目標部件任一者的位 置，用於基於所量測之位置與目標位置之間的差值來計算 誤差校正值，並用於藉由使用所計算的誤差校正值來將第 二平臺移動至目標位置，因此校正第一平臺之定位誤差。 為解決該等問題，本發明之請求項16提供了微結構之製 造系統，其中，受壓力接觸部件及壓力接觸目標部件中之 至少一者可移動地安置在第二平臺中。 為解决4等問題，本發明之請求項1 7提供了微結構之製 造’該第二平臺包括—用於驅動其可移動部分 之c电元件及—用於導引可移動部分之彈性導引哭。 為解決該㈣題，本發明之請求項18提供了㈣構之製 造系統，其中，該第二平臺為尺蠖式驅動的。 為解決料_，本發明之請求項19提供了微結構之製 造糸統，#中，該量測元件包括—使用雷射光束量測長度 99553.doc •14· 1286533 機器’及一不斷移動以跟隨受壓力接觸部 至標部件任一者的鏡面，且該量測元件量測 ::面的長度，因此來量測由第一平臺移動之受麼力接 觸々件及壓力接觸目標部件中之任一者的位置。 ^解㈣等_，本發明之請求物提供了微 =系統，其中在叠層受屢力接觸部件之前或在疊 接觸部件期間，量測元件量測鏡面平面之平坦 = :對於鏡面理想之平面的鏡面平坦程度來獲得二：： 值，並藉由使用平坦校正值來校正誤差校正值。 ▲為解決該等問題，本發明之請求項21提供了微結構之製 :系統，其中，該定位元件包括一疊層校正元件，其藉由 二’則兀件來I測用於固持受壓力接觸部件及屢力接觸目標 P件中之任一者之壓力接觸及分離元件的位置，在疊層期 間:基於與先前疊層中的壓力接觸及分離元件之位置:偏 移量來計算-疊層校正值，且藉由使用該疊層校正值來校 正誤差校正值。 、生為解決該等問題，本發明之請求項22提供了微結構之製 :系、’先丨中提供了對準元件，其量測受壓力接觸部件及 f力接觸目才示部件中之任一者相對於用於定位第一平臺及 第二平臺之參考位置的設定位置’且計算用於將設定位置 校正至參考位置之參考位置校正值。 生為解決該等問題，本發明之請求項23提供了微結構之製 造系統’其中，該對準元件谓測在受壓力接觸部件及壓力 接觸目標部件之任一者中所形成之對準標記，且基於該對 99553.doc -15· 1286533 準標記之_位置來獲得設定位置。 為解決該楚：卩q π , 造 、°，本發明之請求項24提供了微結構之製 .、中’該對準標記形成為藉由使用光微影技術而 形成之一微細膜圖案，且

η準70件包括—能夠將該對準標記放大至-任意尺寸 :::二，大之對準標記的光學系統、用於藉由該光學系 拍播/對準標記之拍攝元件，及用於自由拍攝元件所 的影像來辨·準標記之㈣部分的影像處理元件。 生:、解Λ 4等問題’本發明之請求項25提供了微結構之製 σ久先〃中，將其中形成有複數個任意二維圖案及複數 個任忍二維圖案之任—者的基板用作受壓力接觸部件。 、生為解決該等問題，本發明之請求項26提供了微結構之製 k系統，其中，將其中形成有複數個任意二維圖案及複數 個任意二維圖案之任一者的基板用作壓力接觸目標部件。 為解決該等問題，本發明之請求項27提供了微結構之製 造系統，其中，受壓力接觸部件及壓力接觸目標部件之任 一者表現為可置換的。 為解決該等問題，本發明之請求項28提供了微結構之製 造系統，其中，該壓力接觸及分離元件包括用於固持受壓 力接觸部件及壓力接觸目標部件之任一者的壓力接觸軸， 及由一或複數個線性運動導引機構組成之導引元件，該或 該等線性運動導引機構平行於壓力接觸軸之壓力接觸方向 而安置以抑制壓力接觸軸在垂直於壓力接觸方向的方向中 移動。 99553.doc -16- 1286533 根據本發明，負載複數個構成微結構之薄膜部件（受度 ^妾觸部件）的平臺裝置（定位元件）可滿足高負载承載、高 ^相容性、高精確度及大衝程特徵之所有要求，且該種 平:襄置易於應用。因而，可以高定位精確度執行控制且 冋=維持大行進衝程。以此方式，可將微結構形成為任意 —4开y狀，並可達成多個層、多種產品類型及大 產。 【實施方式】 ^種根據本發明之微結構之製造系統經配置為黏結及疊 層複數個薄膜部件及其類似物並藉此，藉由相對於待被相 對地安置之壓力接觸目標部件而定位複數個具有任意二維 圖案或三維圖案之薄膜部件之元件、包括複數個任意二維 圖案或二維圖案或其類似物的形態（受壓力接觸部件）之基 板接著，執行壓力接觸及分離，且接著重複此等步驟來製 造一微結構。 在根據本發明之微結構製造系統中，使用一平臺裝置以 獲得高程度定位精確度，其中，將比粗糙運動平臺具有更 尚程度之定位精確度的短衝程精密運動平臺（第二平臺）安 置於具有預先獲得之定位精確度的大衝程粗糙運動平臺 (第一平臺）上。 至 當於一疊層方向黏結構成微結構之個別截面形成物之薄 膜部件時，首先使粗糙運動平臺移至目標位置。然而，因 為粗糙運動平臺具有驅動控制系統之定位精確度的限制性 以確保給定之行進速度及大衝程，所以粗缝運動平臺不能 99553.doc -17- 1286533 =作微結構所需之奈米級之定位精確度。因此，在本 '▲糟由將具有馬程度之定位精確度的精密運動平臺 ”粗心運動平臺組合並將精密運動平臺移至目標位置 正粗糙運動平臺相斟# θ描y ㉝十至相對於目標位置之定位誤差來獲得大衝程 及兩程度Μ㈣韻。在該情訂，精密㈣平臺僅需 ^有-至少足以用來校正粗縫運動平臺之定位誤差的衝 程’或換言之’精密運動平臺僅需具有—等於或大於粗链 運動平$之疋位精確度之範圍的衝程。將參看圖}至圖^來 詳細描述具有上文所描述的特徵之使用平臺裝置之微結構 製造系統。 目1為展不-根據本發明實施例的微結構製造系統 之組態之視圖。 . &圖1中所丨，根據本發明之微結構製造系統主要包括 為製造系統之基本部分的支撐台單元丨、一支撐於支撐 口單兀1上之腔室單元2、一用於將一壓力接觸目標部件以 • 及一受壓力接觸部件25輸送至腔室單元2之輸送單元3、一 用於將輸送至腔至單元2之壓力接觸目標部件24與受壓力 接觸部件25黏結之壓力接觸機構單元4(壓力接觸及分離元 件）一用於固持輸送至腔室單元2之受壓力接觸部件25之 平$裝置5，及用於控制平臺裝置5之位置的平臺控制單元 6 (定位元件）。 儘官此實施例採用（例如）將壓力接觸目標部件24固持於 壓力接觸機構單元4側且將經受壓力部件25固持於平臺裝 置5側使得兩個部件彼此相對之佈局。然而，能採用將壓 99553.doc -18- 1286533 力接觸目標部件24固持於平臺裝置5上且將受壓力接觸部 件25固持於壓力接觸機構單元4上之佈局。在此實施例 中，作為受壓力接觸材料25，最佳為應用各具有任意二維 圖案或任意三維圖案之經二維配置的複數個薄膜部件、包 括複數個任意二維圖案或任意三維圖案形態之基板，及其 類似物。此外，壓力接觸目標部件24可由單個部件、經二 維配置之複數個任意部件，及其類似物組成。 支樓台單元1包括用於消除來自外界之振動影響的複數 個振動移除機構丨丨、一由複數個振動移除機構丨丨支撐且為 腔至單το 2之設定位置建立基礎的高剛性表面板12，及用 於將構成腔室單元2之真空容器21之底部固緊至表面板12 使其與表面板12之背部表面間隔精密間距之複數個螺栓 U。藉由將真空容器21之底部表面固緊至表面板12使其與 表面板12之背部表面間隔精密間距，一旦進行排放 (evacuation)，真空容器21之底部表面之變形即得到了抑 匕外支撐在真空容器21之底部表面上及為疊層模製 去所而之器具（諸如，平臺裝置5)的位移亦得以抑制以避 免對鬲精確度定位之負面影響。 处腔室單元2包括真空容器21，其可藉由使用未說明之真 二泵而達成高度真空（約1〇·6 pa)。腔室單元2包括疊層模製 方去所需之處於真空容器21内之器具，諸如，壓力接觸 構單一 凡4之部分、用於固持受壓力接觸部件25之平臺裝置 及用於清潔及活化壓力接觸目標部件24及薄膜部件25 之勸結表面快速原子轟擊（FAB)裝置22a及22b。 99553.doc -19- 1286533 將平臺裝置5安置於真空容器21内之下部部分。為更正 • 確起見，平臺裝置5包括：在真空容器21之底部表面提供 • 之粗糙運動平臺51，其具有大衝程且可在χγ平面方向中 移動；在粗糙運動平臺51上提供之精密運動平臺52，其具 有為奈米級之高程度定位精確度且可在χγ平面方向中移 動；在精密運動平臺52上提供且可在0方向（在χγ平面内之 疑轉方向）中移動之0平臺53 ;及在0平臺53上提供之靜電 • 夾盤54 ’其用於固持受壓力接觸部件25。在精密運動平臺 52上提供具有高平坦程度之鏡面55以便其在XY方向中延 伸’该鏡面55用於量測受壓力接觸部件25之位置。 粗k運動平臺51包括馬達56，其安置於真空容器21外 部，且其產生一驅動力；用於將馬達56之驅動力傳輸至粗 糙運動平臺51之球形螺桿；用於將粗糙運動平臺51導引至 驅動方向之交又滾筒導引器；及其類似物。粗糙運動平臺 51具有可允許受壓力接觸部件25之整個表面之大衝程，且 • 其精由將複數個薄膜部件二維配置成面向壓力接觸目標部 件24而形成， 且其以等於或大於一預先獲得之值的速度在 XY方向中驅動。此等粗糙運動平臺51、精密運動平臺 、高剛性（具有高負截承

52、0平臺53及其類似物與高真空 載特徵）相容，且能夠抵抗較高遷 99553.doc -20- 1286533 者或該等平臺之兩者。 用於允許靜電夾盤54固持受壓力接觸部件25之固持平面 形成為具有高平坦程度。藉由使用靜電夾盤54固持受壓力 接觸部件25，受壓力接觸部件25粘住固持表面以便與其一 致。以此方式，受壓力接觸部件25之表面亦可保持高平坦 私度。此處’藉由將受壓力接觸部件25裝配於由受磁力吸 引之金屬材料所製成的基板而同時維持高平坦程度，亦能 替代靜電夾盤54而使用磁性夾盤。 將受壓力接觸部件25安置於靜電夾盤54上，同時使用依 據平臺裝置5(粗糙運動平臺51、精密運動平臺“及^平臺 53)—側上之驅動座標的參考位置（諸如驅動座標之原點或 鏡面5 5之位置）作為一參考。然而，受壓力接觸之部件2 $ 之貫際设定位置傾向於與預先獲得之設定位置偏移。此 外’根據本發明之微結構之製造系統需要為奈米級之高定 位精確度。因此，必需提供用於校正受壓力接觸部件25之 設定位置的元件。 因此，本發明之微結構製造糸統具備一對準機構;2 3 (對 準元件）。對、準機構23包括一經提供以放大及投射平臺裝 置5之表面的光學系統23a、一用於藉由光學系統23a而拍 攝平臺裝置5之表面的電荷麵合裝置（CCD)相機23b(拍攝元 件），及一用於辨別由CCD相機23b所拍攝之影像並用於執 行計算處理之影像處理裝置（影像處理元件）。該對準機構 23藉由採用CCD相機23b來拍攝提供於受壓力接觸部件25 之表面上的對準標記、自所拍攝之影像辨別出對準標記， 99553.doc 21 1286533 及摘測對準標記之位£來計算受壓力接觸部件25之設定位 置接I對準機構23經配置為藉由量測受壓力接觸部件 25相對於平$ &置5 -側上之驅動座帛參考位置之設定位 置的X、Y及0方向中之偏移量、藉由回應該等偏移量而計 异參考位置;k正值以執行校正，及藉由將受壓力接觸部件 25之汉d立置调_至平臺裝置5 _侧上之驅動座標來對準 又S力接觸^件25。或者，亦可回應參考位置校正值而將 受壓力接觸部件25重設定成適當之設定位置。因此，即使 當受壓力接觸部件25之設定位置偏移時，亦可藉由對準機 構23來將受壓力接觸部件25以高精確度定位於目標位置 中0 *此處，對準標記由藉由❹光微影技術所形成之一微細 膜圖案製成。根據形成精確度及定位精確度，可相對於薄 膜部件配置之位置而精確地形成對準標記。亦可在平臺裝 置5上*提供一類似之對準標記’且可將此對準標記用作根 據平臺裝置5之驅動座標的參考位置。

其可藉由使用未說 輸送單元3包括一真空交換腔室31 月之真工泵而達到與真空容器21相同之真u於將安置 於真空交換腔室31内之受摩力接觸部件25輸送至真空容器 21中之平臺裝置5上的輸送機構32 ,^交換門33，其 係一在真空交換腔室3丨與周 圍空氣之間的開啟及關閉之 門㈤關閉真空父換門33時，真空交換門33密封直空交換 腔室Μ且維持真空交換腔室31内之真空程度；及;;安置於 真空容器21與真空交換腔室3丨之間的閘門34 當輸送受壓 99553.doc -22- 1286533 此允許真空交換腔 觸部件25之輸送。 閘門34封閉其門以 力接觸部件25時，閘門34開放其門，因 室31與真空容器21連通且許可受壓力接 當向周圍空氣開啟真空交換腔室3丨時， 維持真空谷器21内之真空程度。

輸送機構32包括一可藉由使用複數個接點而延伸及收縮 之臂35。藉由延伸及收縮臂35，輸送機構32可移動其末端 部分以用於將受壓力接觸部件25固持於χγζ妨向中。舉 例而β纟等待杈式中或當輸送機構32為非運作狀態時， 如圖1中所說明的，輸送機構32等待而臂35展開臂部分。 另方面^將艾壓力接觸部件25安置於真空容器21中之 平臺裝置5上時，輸送機構32運作f加如圖丨中藉由虛線 所說明之臂35a而朝向平臺裝置5延伸。同時，藉由將其中 形成複數個薄膜部件之複數個基板置放於真空交換腔室3丄 中，旎將個別基板相繼輸送至真空容器21中。此外，藉由 相繼$層個別基板之薄膜部件而同時改變基板，可連續執 行複數個基板之薄膜部件的疊層而無需將真空交換腔室Η 内之真空程度設定回周圍空氣。以此方式，可達成微結構 之夕個層、多個產品類型，$大量生產。此處，除受壓力 接觸部件外’亦可提供可由輸送機構32輸送之壓力接觸目 ‘部件且可提供可改變之複數個壓力接觸目標部件。 將壓力接觸機構單元4安置於腔室單元2上且位於真空容 為21内之上部部分。為更正確起見，在腔室單元2上，壓 力接觸機構單疋4包括自冑$容器21之頂部板部分支撐且 经配置為可產生壓力接觸力之壓力接觸驅動機構4丨、連接 99553.doc -23- 1286533 至壓力接觸驅動機構41之萬向接頭（universal j0int)42，其 • 可在連接方向中自由移動且其經配置為將壓力接觸力在一 • 垂直方向上向下傳輸，及一在穿透真空容器21之頂部板及 自内部延伸至外部時與萬向接頭42連接的可垂直移動擠壓 桿44(壓力接觸軸）。在壓力接觸時，在如由圖1之箭頭a所 指示之方向中產生壓力接觸力，且壓力接觸目標部件24與 叉壓力接觸部件25彼此黏結。同時，在真空容器21的頂部 • 板之通孔部分（用於使擠壓桿44穿透彼處）與播壓桿44之間 供風箱43 ’藉此壓力接觸機構單元4可將真空容器21内 維持為真空。 同時，在真空容器21内之上部部分，壓力接觸機構4包 • 括由複數個柱子固定於真空容器21之底部且經配置為可導 引擠壓桿44之導引機構45(導引元件）、用於量測朝向平臺 咸置5之壓力接觸力的壓電測力計46、連接至擠壓桿44之 末端部分且經配置為可設定平行於固持在平臺裝置5 一側 _ 之文壓力接觸部件25黏結表面之壓力接觸目標部件24之黏 結表面的角度調整機構47，及一在角度調整機構47之末端 部分提供之磁性夾盤48且其經配置為可裝配一用於固持壓 力接觸目標部件24之固持器49。導引機構45包括配置成平 行於擠壓桿44的一或複數個線性運動導引機構。導引機構 45藉由導引擠壓桿44之運動而抑制垂直於壓力接觸方向a 之平面方向中的運動，因此確保擠壓桿44之運動精確度。 舉例而言，使用可達成高剛性及高精密度之真空相容導引 柱類型高精密度線性導引器來作為線性運動導引機構。此 99553.doc -24- 1286533 處’只要壓力接觸機構單元4可保持同等之功能，壓力接 _ 觸機構單元4之個別組成物之佈局並不限於上文所描述之 組態。 此處，壓力接觸驅動機構41包括藉由萬向接頭42而連接 至擠壓桿44之桿匹配夾具41a、壓力接觸及分離馬達，其 為一用於提供用於壓力接觸及分離之驅動力的致動器、用 於將壓力接觸及分離之馬達的驅動力傳輸至桿匹配夾具 41 a之球形螺桿，及用於將桿匹配夾具4丨a導引至驅動方向 中之父叉滾筒導引器41b(省略了一些此等組成之說明）。舉 例而言，真空容器21具有在排放之過程中變形之擔憂，且 真空谷态21侧上之擠壓桿44之位置會因真空容器21之變形 而移位。此外，真空谷菇21側上之擠壓桿44之位置亦可藉 - 由壓力接觸機構單元4之總成誤差而移位，或更確切言 之，可由在藉由導引機構45而導引之擠壓桿44與藉由交又 滾筒導引器41b而導引之桿匹配夾具41a之間所導致之機械 ❿總成誤差而移位。因而，本發明採用一組態以藉由利用萬 向接頭42吸收桿匹配夾具41a與擠壓桿44之間的偏移量且 因此取消水準方向上之力來保持高定位精確度，一旦發生 偏移時該水準方向上之力即傳輸至擠壓桿44。 平堂控制單元6包括一平臺控制裝置61以執行平臺裝置5 之定位控制。平臺控制裝置61主要包括一用於控制粗糙運 動平臺51、Θ平臺53、靜電夾盤54及平臺裝置5之類似物的 主控制單元62，及用於控制精確運動平臺52之誤差校正單 凡63。當移動粗糙運動平臺51時，由主控制單元62給予馬 99553.doc -25- 1286533 、 移動位置扎令以移動粗糙平臺5 1。在該情況下，由 •馬達56之旋轉編碼器監視移動位置，且粗糙運動平臺51移 •動矛多動位置。相反，藉由使用不同之路徑來控制精確運 動平室52之移動位置。 刀=之在真空谷态2 1旁沿著χγ方向提供兩個雷 2長度量測機器64(量測元件）。因此，能藉由自雷射長度 畺測機器64將雷射光束輻射至在精確運動平臺μ上提供之 籲鏡面=上來量測鏡面55之當前位置。舉例而言，此處為了 執行高精確度之量測，較佳使用干涉量測類型雷射長度量 測機器，其經配置為藉由使用雷射光束之干涉量測來量測 長度。將因此得以量測之鏡面55的位置作為回饋而發送至 •誤差校正單元63，且基於該回饋將移動位置指令給予精確 '運動平臺52以將精確運動平臺52移動至目標位置。此處， 鏡面55之位置總對於精確運動平臺52恒定，且可藉由使用 對準裝置23來計算受壓力接觸部件25相對於平臺裝置$之 鲁驅動座標的設定位置。因而，可藉由量測鏡面”之當前位 置來計算受魔力接觸部件25之位置。因此，能計算受遷力 接觸部件25之當前位置與目標位置之間的差值（意即，粗 糙運動平臺5 1之定位誤差）且能基於此差值來計算誤差校 正值以將受壓力接觸部件25移動至目標位置。因而，藉由 將此誤差校正值給予精確運動平臺52來將受壓力接觸部件 25移動至目標位置。 同時，在真空容器21旁沿著XY方向提供兩個雷射長度 量測機器65，其用於量測擠壓桿44之末端部分在水準方向 99553.doc -26- 1286533 上之位移^此處，在壓力接觸對應於第一層之受應 觸部件2 5之缚膜部件時預先量測擠麼桿4 4在水準方向上 位置。在壓力接觸對庫於筮-s ， ^應於弟—層之雙壓力接觸部件之薄膜 部件時及之後，將擠麼桿44在先前壓力接觸時之位置盘擠 屢糾當前位置相比較，因此藉由使用由比較而獲得^ 移量來計算用於校正待疊層之薄膜部件之間的偏移之最層 校正值。其後，將疊層校正值添加至相對於精密運動= ;52之誤差校正值，以校正精密運動平㈣之移動位置。在 »亥h況下，在固持器單元49或其類似物之方向中之平 面（意即，在一面向兩個雷射長度量測機器以之平面上）上 提供類似於置放於精密運動平臺52上之鏡面的鏡面。因 此，藉由量測鏡面位置來量測擠壓桿44之末端部分之位 置。換言之，擠壓桿44末端部分之位置的量測等於裝配於 擠壓桿44末端之預先獲得位置中的壓力接觸目標部件以之 位置的量測。因而，藉由在壓力接觸過程中不斷地監視壓 力接觸目標部件24之位置，本質上可消除歸於擠壓桿料之 重複性定位精確度的層間位置偏移。 隨後，將筝看圖2A及圖2B來進一步詳細描述精密運動 平臺52之組態。 此處，圖2A為精密運動平臺52之頂部平面圖，且忽略了 Θ平臺53、靜電夾盤54及其類似物之說明以方便理解。 精密運動平臺52包括··一固定於粗糙運動平臺51之框架 52a(固定部分）；一被框架52a包圍且安置成可移動的平臺 52b(可移動部分）；安置於台52b之四個角上以可移動地支 99553.doc -27- 1286533 撐台52b的複數個鉸鏈部分52c ;在X方向中延伸之兩個壓 電元件52d及52e，其每一者的一端連接至框架52a而另一 端連接至台52b ;及一在Y方向中延伸之壓電元件52f，其 一端連接至框架52a而另一端連接至台52b。此外，精密運 動平臺52包括在台52b上垂直配置了兩個平面之鏡面55。 將壓電元件52d、52e及52f安置於框架52a上所提供之伸長 溝槽部分，且該等溝槽部分充當壓電元件52d、52e及52f 之導引器。 舉例而言，當在X方向中移動台52b時，將與壓電元件 52d及52e同步之電壓施加至壓電元件52d及52e。相反，當 在Y方向中移動台52b時，將一電壓施加至壓電元件52f。 藉由延伸及收縮作為致動器而運作之壓電元件52d、52e及 52f來移動台52b。此等壓電元件52d、52e及52f可經配置為 執行所謂之尺蠖式驅動。以此方式，壓電元件52d、52e及 52f可經配置為在以高精確度膨脹及收縮之後固持位置。 此處，當移動台52b時，藉由兩個沿著XY方向而安置之雷 射長度量測機器64a及64b來精確地監視台52b之位置。 如圖2B之放大圖中所示，鉸鏈部分52c具有組合充當彈 性導引器之複數個凹口彈簧的獨特形狀。藉由提供複數個 弧形凹口而致使鉸鏈部分52c可在不同之方向上獨立地變 形。換言之，致使鉸鏈部分52c可變形使得不會在台52b之 X方向上的運動與Y方向上的運動之間誘發負面影響。此 外，亦可藉由對壓電元件52d及52e獨立地施加不同之電壓 而在0方向中稍微傾斜台52b。鉸鏈部分52c可由低熱膨脹 99553.doc -28- 1286533 己至製成。以此方式，可 可遠成古—/姓 可抑制熱膨脹之負面影響且 了達成n疋位精確度的精密運動平臺52。 • 此外，鉸鏈部分52c利用凹口强龛+ m + 彈耳之剛性以在相對於壓 力接觸機構單元4之麼力接觸 隹序卞i 將笪i 啁刀的方向中支撐台板52b。當 將寻於或大於預先獲得值 _ μ 值之壓力接觸力施加至台板52b ^，寺於凹口彈簧剛性之鉸鏈 F刀52c之受形由在台板52b 之底部表面一側上與粗糙運動 〜^ 初卞至51之上部表面的接觸而 籲Γ 以此方式’可抑制壓力接觸目標部件取黏結 表面與受遷力制料25之減表面之間的傾斜。 鏡面55分別在X方向中及丫方向中包括兩個大平面，其 大於安置受屡力接觸部件25之區域的尺寸。因而，雷射長 度量測機器Wb在鏡面55之表面上的量測位置視粗糙 運動平臺51及精密運動平臺52之移動位置而變化。此處， 為了以高精確度量測鏡面55之移動位置，必需考慮鏡面乃 之兩個平面的平坦程度。因此，本發明在疊層之前（處理 •外）或在疊層過程中（處理甲）採用一組態以量測鏡面55之兩 個平面的平坦程度，以藉由使用鏡面55之兩個平面相對於 其兩個平面之理想平坦程度的平坦程度來計算平坦校正 值，並藉由將該平坦校正值添加至精密運動平臺52之誤差 校正值來校正精密運動平臺52之移動位置。因而，藉由執 行上文所描述之校正，可校正歸於鏡面55之形成精峰度的 層間位置偏移。 隨後，將參看圖3A至圖4來描述使用上文所描述之製造 系統之微結構製造方法以及一種用於粗糙運動平臺5丨及精 99553.doc -29- 1286533 密運動平臺52之控制方法（定位處理）。 • (1)受壓力接觸部件及壓力接觸目標部件之製作處理 • 在使用製造系統製造微結構之前’預先製作壓力接觸目 標部件24及受壓力接觸部件25。更確切言之，藉由使用三 維電腦協助設計（CAD)來將具有所要之三維結構之微結構 在疊層方向中分解成複數個截面形成物，且接著藉由2維 地配置及圖案化個別截面形成物來製作一光罩。接著，藉 鲁 1使用所要之材料在基板上形成一膜，並藉由使用光微影 技術將該膜處理成在光罩上所圖案化之形狀。以此方式， 在基板上一次全部地形成經二維配置之複數個薄膜部件。 為促進薄膜部件之剝離，在薄膜部件以下形成由聚酿亞胺 •或其類似物製成之脫模層。此外，在Μ力接觸目標部件 •巾，使用所要之材料形成凸台狀部分。藉由在塵力接觸目 標部件之凸台狀部分上疊層複數個薄膜部件來形成微結 構。 -30- 1 此處，藉由壓力接觸之黏結強度受壓力接觸目標部件24 及受壓力接觸部件25的黏結表面之表面粗糙度影響。因 此月t1避免黏結邊界上之空且藉此藉由採用化學機械 研磨（CMP)技術及其類似物將表面平坦化成約Ra=i奈米之 表面粗糙度來獲得較好之黏結強度。此外，藉由減少薄膜 P 4牛之厚度$僅成在χγ軸線方向上改良解析度精確 度，而且能在Ζ軸線方向上改良解析度精確度，即改良呈 :維形狀之微結構高度（疊層）方向上之形狀解析度。在該 月、下口為由承&亞胺或其類似物製成之軟式脫模層存 99553.doc 1286533 在於薄膜部件之下， 杏 备t力接觸薄膜部件時舊 可能會埋藏於脫模層巾，且丨^核料 .,.^^v 且、、ό果可轉移性可能會降級。因 此，在该情況下，1 口 _由使用反m ，、有㈣部件之脫模層之-部分 糟田便用反應性氣體或1 ^ ^ s ^ ^ 八類似物而加以蝕刻，使得薄膜部 件由脫板層下方的平臺接 .^ ^„R 如升。以此方式，薄膜部件避免被 埋臧於周圍之脫模層中。 如上所描述，為了獲得微結構奈 米級之精密形成精確度，較仵脾# + 孕乂仏將便於精岔處理之半導 造技術應用於製作香懕六相^ 表作又壓力接觸部件及壓力接觸目標部件之 方法中。然而’亦可視形成精碟度而定來使用其他製造方 法0 ⑺受！力接觸部件及a力接觸目標部件之輸送處理 糟由使用製造系統之輸送單元3將包括複數個薄膜部件 之受廢力接觸部件25置放於平臺裝置5上。同日夺，可藉由 使用製造系統之輸送單元3而在擠料44之末端將壓力曰接 觸目標部件24裝配於固持器單元49,或將壓力接觸目標部 件24預先裝配於固持器單元49。 (3)包括於受壓力接觸部件中之薄膜部件的定位處理 (a)對準處理 藉由使用對準機構3使受壓力接觸部件25之設定位置與 平$ I置5側上之驅動座標對準來對準安置於平臺裝置$上 之受壓力接觸部件25。 在對準之後，藉由圖3A至3C所示之控制方法並藉由圖4 所示之控制區塊來控制平臺裝置5及平臺控制單元6，以便 以高定位精確度執行壓力接觸目標部件24與受壓力接觸部 99553.doc -31 · 1286533 件^之薄膜部件之間的黏結。更確切言之，藉由共同構成 平^控制單元6之主控制單元62的馬達控制板取馬達驅 動益72,亚#由使用來自内嵌於馬達％中之旋轉式編碼器 73之回饋訊號來將㈣運動平臺51控制於半關閉之模式 中。同時’藉由共同構成平臺控制單元6之誤差校正單元 63的主精密運動㈣區塊74、DA||換器板75及奶放大器 %’亚藉由使用由雷射長度量測機器M所量測及由計數哭 板77所計算之量測值來回饋控制精密運動平臺μ。 (b)移動處理 當自平臺控制單元6發送平臺定位指令(目標位置)時, 馬達56由馬達控制板71及馬達驅動器72驅動，且粗議 平臺51藉此而得以移動。 、 J吋祖糙運動平臺5 1之移動位 置由旋轉式編碼器73量測。同時， 胃、 U吋移動位置亦由雷射長度 1測機器64量測。當鈕击土 ；蓄& 田粗钗運動平臺51移動時，將具有〇、 值之訊號（意即，盎訊缺、欲、、， 、 …、至用於控制精密運動平臺52 之誤差校正單元63，而籍宓遥知丁吉 向精在運動平臺52維持當前之位置。 ®判定粗链運動平喜5 1 i t . 十室51移動至目標位置之範圍中時（-就 位狀態）’換言之，當判定為 W疋又壓力接觸部件25移動至粗糙 運動平$ 5 1相對於目標座稗 — π之疋位精確度範圍中時，則 成了粗糖運動平臺51之中^ 、 勤十至51之^立，且藉由將一制動器設定至 N(工作）狀態來固定粗趟運動平臺5ι之驅動轴。 (C)量測處理、誤差校正處理 其後’當將來自平臺控制單元6之平臺定位指令(目標位 置）切換至誤差校正單元63而 丁 守，定位處理過渡至精密運 99553.doc -32 - 1286533 動平臺52之控制模式。在誤差校正單元㈣，藉由雷射長 度量測機H 64來量測由㈣運動平臺51㈣之㈣力接觸 P件之位査藉由將作為回饋而自雷射長度量測機器64 所發送之量測值與平臺定位指令(目標位置)相比較，誤差 5吳差校正值。因此，將精密運 校正由粗糙運動平臺51所導致 確度執行了定位。 校^單元63進—步獲得—差值，接著基於該差值來計算誤 差技正值，亚藉由主精密運動控制區塊74、d/a轉換器板 75及PZT放大器76來向精密運動平臺以㈣元件提供此 動平臺52移至目標座標，並 之定位誤差。因此，以高精 即，藉由將精密運動平臺52以等於由粗链運動平臺…斤 .導致之定位誤差量而加以移動來校正粗糙運動平臺51之定 .位誤差。以此方式，完成了將受麼力接觸部件25定位至目 ^位置&外’甚至可藉由在將鏡面55之平坦校正值、擠 C #44上之$層杈正值及受壓力接觸部件設定位置之參 ⑩考位置校正值及其類似物併入前述之誤差校正值時執行校 正來以更高之精確度執行定位。藉由使用上文所描述之定 位方法，可藉由粗縫運動平臺51來獲得大衝程及高行進速 度，並藉由精密運動平臺52來獲得高定位精確度及其類似 =、因而，當製造微結構時，可在—寬廣移動範圍内改良 受壓力接觸部件25之薄膜部件的定位精確度。以此方式， 可達成藉由疊層多個薄膜部件層所形成之微結構形狀L高 精確度，同時並改良製作效率。 (4)文壓力接觸部件及壓力接觸目標部件之表面清潔處理 99553.doc -33- !286533 在完成了壓力接觸目標部件24及受壓力接觸部件25之定 - 位後，清潔壓力接觸目標部件24及受壓力接觸部件25之黏 . 結表面。通常，可歸於與空氣中之氧反應的氧化物膜、用 於光微影處理中之蝕刻材料的殘留物及其它雜質存在於黏 結表面上。因此，在本發明之微結構製造系統中，將中性 原子束、離子束及其類似物在高真空（等於或低於i X 1〇_6

Pa)中自FAB裝置22a及22b照射至黏結表面上以自黏結表面 鲁 移除此等雜質。以此方式，清潔了黏結表面且其被設定成 允許懸鍵（dangling bond)存在於其上之狀態，即，其中黏 結表面被活化之狀態。接著，將壓力接觸目標部件24及受 壓力接觸部件25之黏結表面壓力接觸在一起。此處理稱為 室溫黏結方法。藉由根據室溫黏結方法黏結該等部件，該 等部件之黏結表面藉由使用存在於其上之懸鍵而黏結在一 起。以此方式，可獲得優良黏結強度。此外，因為可在室 /JHL下黏結部件，所以避免了歸於熱量之扭曲。因此，此方 % 法亦協助達成高精確度及高效率之生產力。 (5)¾壓力接觸部件及壓力接觸目標部件之轉移（壓力接觸 及分離）處理 在完成了壓力接觸目標部件24及受壓力接觸部件25之黏 °表面之清潔後，壓力接觸及分離壓力接觸目標部件24及 文壓力接觸部件25之黏結表面。在此實施例中，藉由固定 受壓力接觸部件25之2軸線位置，並藉由採用壓力接觸機 構單元4而將壓力接觸目標部件24向下移動至Ζ軸線方向中 來執行壓力接觸。在壓力接觸過程中藉由測力計46來量測 99553.doc -34- 1286533 壓力接觸力，藉此在向構成壓力接觸目標部件24及受壓力 接觸部件25之材料施加最佳之壓力接觸力時將壓力接觸目 標部件24及受壓力接觸部件25之黏結表面黏結在一起。其 後’當在z軸線方向上向上移動壓力接觸目標部件24時， 文壓力接觸部件25上之薄膜部件剝離且與受壓力接觸部件 25分離並轉移至壓力接觸目標部件24。 (6)重複處理 關於文壓力接觸部件25上的複數個薄膜部件之每一者， 重複定位處理（3)、清潔處理（4)及轉移處理（5)。以此方 式，複數個薄膜部件轉移並疊層至壓力接觸目標部件Μ 上’且最終形成呈現所要之三維形狀的微結構。 此處，根據本發明之微結構製造系統亦可使用在一基板 上形成構成一微結構之複數個薄膜部件的受壓力接觸部 =刀別在基板上形成構成不同微結構之薄膜部件的受 Μ力接觸^件’及其類似物。關於此點，微結構之製造系 、、先亦可使用其上形成複數個凸台狀部分（黏結部分）之壓力 接觸目‘邛件。以此方式，可將複數個薄膜部件轉移至壓 力接觸目標部件之複數個黏結部分（分批次處理）。 圖5展不在使用根據本發明之微結構製造系、統之情況下 的定位精確度之直方圖。 此直方圖展示表千者— /、田重複用於以2〇〇 mm之衝程移動粗 糙運動平臺51之運作廿 建作亚由精密運動平臺52執行誤差校正 100次時之結果。竇 、丨不上，自圖5可顯見，製造系統不顧及 大的衝程運動而仍枉上 诉符向定位精確度。此試驗標記了製造 99553.doc -35- !286533 系統之高精確度，即，e=_4 28 _之平均偏移及 σ=26·2/3 = 8·73ηιη 之標準偏移。 因為根據本發明之製造微結構之方法及微結構之製造系 統使用室溫黏結方法，所以製造系統允許用於形成微結構 之較廣範圍的疊層材料。舉例而言，除諸如純金屬或合金 之金屬性材料外，可使用包括介電材料、絕緣材料、諸如 塑膠之樹脂材料及其類似物的各種材料。此外，至於微結 構之三維形狀，可形成各種結構，包括自上懸垂之結構、 中空結構及其類似物。因此，由製造系統而製造之微結構 的應用並非僅限於諸如微齒輪之微機器零件。亦可將微結 構應用於包括具有複雜形狀之微系統的較廣範圍之產品 中，該等具有複雜形狀之微系統諸如微模具或微通道元 件、所謂之微機器、諸如三維光子晶體或繞射光學元件之 微光學裝置，及其類似物。 【圖式簡單說明】 圖1為展示一根據本發明之微結構製造系統之組態的視 2Α及圖2Β為展示圖}中所示之微結構製造系統中之精 運動平臺的組態之視圖 圖3A至圖3C為用於解釋圖艸所示之微結構製造系統中 之粗糖運動平臺及精密運動平臺之運作的視圖。 圖4為用於解釋圖^所示之微結構製造系統中之粗链運 動平3：及精密運動平臺之控制的方塊圖。 統的微結構之定位誤 圖5為應用圖1所示之微結構製造系 99553.doc -36- 1286533 差之直方圖。

【主要元件符號說明】 1 支撐台單元 2 腔室單元 3 輸送單元 4 壓力接觸及分離元件 5 平臺裝置 6 平臺控制單元 11 振動移除機構 12 表面板 13 螺栓 21 真空容器 22a，22b 快速原子轟擊（FAB)裝置 23 對準機構 23a 光學系統 23b 相機、拍攝元件 24 壓力接觸目標部件 25 受壓力接觸部件 25 薄膜部件 31 真空交換腔室 32 輸送機構 33 真空交換門 34 閘門 35, 35a 延伸及收縮臂 99553.doc -37- 1286533 41 壓力接觸驅動機構 41a 桿匹配夾具 41b 交叉滾筒導引器 42 萬向接頭 43 風箱 44 擠壓桿 45 導引元件 46 壓電測力計 47 角度調整機構 48 磁性夾盤 49 固持器 51 粗链運動平臺 52 精密運動平臺 52a 固定框架 52b 可移動之平臺 52c 欽鍵部分 52d，52e，52f 壓電元件 53 0平臺 54 靜電夾盤 55 鏡面 56 馬達 61 平臺控制裝置 62 主控制單元 63 誤差校正單元 99553.doc •38- 1286533 64, 64a，64b，65 雷射長度量測機器 71 馬達控制板 72 馬達驅動器 73 旋轉式編碼器 74 主精密運動控制區塊 75 D/A轉換器板 76 PZT放大器 77 計數器板

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Claims (1)

128祕3^05249號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(9'5年12月） 十、申請專利範圍： 1 · 一種製造微結構之方法， 卜年作月7V修 -— --J丨 Ά L： ^.. 包含： X# 一定位步驟，其中將一具有複數個薄膜部件之受壓力 接觸部件的黏結部分與一經配置以面向該受壓力接觸部 件之壓力接觸目標部件的黏結部分相對，該等複數個薄 膜4件具有一任意二維圖案及一任意三維圖案之任一 者； 一壓力接觸步驟，其中藉由壓力接觸及分離構件將該 等薄膜部件壓力接觸至該壓力接觸目標部件；及 一分離步驟，其中藉由該壓力接觸及分離構件將該等 薄膜部件朝向該壓力接觸目標部件分離，且 其中藉由重複該定位步驟、該壓力接觸步驟及該分離 步驟來將每一薄膜部件相繼疊層於該壓力接觸目標部件 上，且 其中該定位步驟包括： 一運動步驟，其中藉由使用一第一平臺將該受壓力接 觸部件及該壓力接觸目標部件之任一者移動至一目標位 置，該第一平臺具有一能使該第一平臺於該受壓力接觸 邛件及該壓力接觸目標部件之整個表面上行進的衝程； 一量測步驟，其中藉由能夠以高精確度量測位置及能 夠基於該所量測之位置與一目標位置之間的差值計算一 誤差杈正值之量測構件來量測由該第一平臺移動之該受 壓力接觸部件及該壓力接觸M票部件中的任一者之一位 置；及 99553-951220.doc 1286533 -誤差校正步驟，其中基於該所計算之誤差校正值而 =-第二平臺移動至該目標位置並校正該第—平臺之一 疋位誤差’該第二平臺具有一等於或大於該第一平臺之 一疋位精確度範圍之衝程。 2·如請求項!之製造微結構之方法，其中在該誤差校正步 驟中’藉由使用經安置使得能夠移動該受壓力接觸部件 及屢力接觸目標部件之至少一去 ^ 者的该第二平臺來校正該 弟一平臺之該定位誤差。 3.如請求们或2項之製造微結構之方法，其中在該誤差校 正步驟中，藉由使用-用於驅動該第二平臺之__可㈣ 部分之麼電元件且藉由使用一用於導引該第二平臺之該 可移動部分的彈性導弓丨器來移動該第二平臺。 4·如請求項3之製造微結構之方法 ^ ^ 傅<万去，其中在該誤差校正步 驟中，該第二平臺為尺蠖式驅動者。 5.如請求項丨或2項之製 ^ ^ ^ 〇偁之方法，其中在該量測步 驟中’藉由使用一使用旦 尤釆里測長度的雷射長度量 測機益，及藉由使用該鏡面 移動以跟隨該受壓力接觸部 件及該壓力接觸目標部件任一 丨丄 干仕者而Ϊ测一鏡面長度，來 里測由該第一平臺移動 描 逆又壓力接觸部件及該壓力接 觸目標部件中的任一者之一位置。 6·如請求項5之製造微結 ,备 再 < 万去，其中在該量測步驟 甲，在該受壓力接觸部件之一晶 划处— < s層則或在該受壓力接觸 邻件之該疊層期間，量測 千面之平坦程度、基於 相對於该鏡面之一理想平面 的β亥鏡面之平坦程度而獲得 99553-951220.doc 1286533 一平坦校正值 校正值。 並藉由使用該平坦校正值來校正該誤差 如請求項1或2項之製造微結構之方法 步驟中， 其中，在該定位 8· 9. 量測用於固持該受遷力接觸部件及該麼力接觸目標部 件之任-者的該虔力接觸及分離構件之一位置， 在該叠層期間，基於一與先前疊層中之該壓力接觸及 分離構件之位置的偏移量來計算—疊層校正值，且 藉由使用該疊層校正值來校正該誤差校正值。 如請求们或2項之製造微結構之方法，其中，該定位步 驟包括對準步驟，其中量測該受壓力接觸部件及該麼力 接觸目標部件之任-者的相對於用於定位該第-平臺及 該第二平臺的參考位置之―設^位置，且計算一用於將 該設定位置校正至該參考位置之參考位置校正值。 如叫求項8之製造微結構之方法，其中，在該對準步驟 中’摘測形成於該受壓力接觸部件及該壓力接觸目標部 件任一者中之對準標記，且基於該對準標記之一所福測 之位置來獲得該設定位置。 1 〇 ·如咕求項9之製造微結構之方法，其中，在該對準步驟 中， 將藉由使用一光微影技術而形成之一微細膜圖案用作 該對準標記，且 使用能將該對準標記放大至一任意尺寸來投射該所放 大之對準標記之光學系統、用於藉由該光學系統來拍攝 99553-951220.doc 1286533 ,亥對準標I己之拍攝構件、及用 攝之影後也細 目由該拍攝構件所拍 躡之心像來辨別該對準標記之 件。 貝貝J 4刀的影像處理構 nmr或2項之製造微結構之方法’其中’將一其中 有複數個任意二維圖案及複數個任意三 一者的基板用作該壓力接觸目標部件。 /、 们或2項之製造微結構之方法，其中，將其中形 成有硬數個任意二維圖案及複數個任意三維圖案之任一 者的基板用作該受壓力接觸部件。 13·如請求項142項之製造微結構之方法，其中，使該受壓 力接觸部件及該壓力接觸目標部件之任一者為可置換 者0 、 14·如請求項1或2項之製造微結構之方法，其中，在該壓力 接觸步驟中，藉由使用用於固持該受壓力接觸部件及該 壓力接觸目標部件之任一者的該壓力接觸軸且藉由使用 具有一或複數個線性運動導引機構之導引構件來保護一 壓力接觸轴之一運作精確度，該或該等線性運動導引機 構平行於該壓力接觸軸之一壓力接觸方向而安置，以抑 制該壓力接觸軸在一垂直於壓力接觸方向的方向中之移 動0 15 · —種用於微結構之製造系統，包含： 壓力接觸及分離元件’其用於將一具有複數個且各呈 有一任意二維圖案及一任意三維圖案之任一者之薄膜部 件的受壓力接觸部件壓力接觸至一經配置以便面向該受 99553-951220.doc -4- 1286533 壓力接觸部件之壓力接觸目標部件，且用於朝向該壓力 接觸目標部件而分離該等薄膜部件；及 定位元件，其用於執行該受壓力接觸部件及該壓力接 觸目標部件之定位， +其中，該受壓力接觸部件及該等薄膜部件之黏結部分 藉由該定位元件而彼此相對，該等薄膜部件藉由該壓力 接觸及分離元件而壓力接觸至該壓力接觸目標元件，且 該壓力接觸及分離元件與該壓力接觸目標元件分離，因 此在該壓力接觸目標部件上疊層該等薄膜部件，且 其中該定位元件包含： 第平$，其具有一能使該第一平臺於該受壓力接 觸部件及該壓力接觸目標部件之整個彼此面對的表面上 行進之衝程； 一第二平臺，其具有一等於或大於該第一平臺之一定 位精確度範圍之衝程； 1測元件，其能夠以高精確度量測該受壓力接觸部件 及該壓力接觸目標部件之至少一者的位置；及 定位控制元件，其用於使該量測元件量測由該第一平 臺移動之該受壓力接觸部件及該壓力接觸目標部件任一 者的位置、用於基於該所量測之位置與一目標位置之間 的一差值來計算一誤差校正值，並用於藉由使用該所計 算之誤差校正值來將該第二平臺移動至該目標位置，因 此校正該第一平臺之一定位誤差。 1 6 ·如請求項15之用於微結構之製造系統，其中，該受壓力 99553-951220.doc 1286533 接觸部件及該壓力接觸目標部件之至少—者可移動地安 置在該第二平臺中。 17 18 19 20 21. •如請求項15或16項之用於微結構之製造系統，其中，該 第二平臺包括一用於驅動其可移動部分之壓電元件及一 用於導引該可移動部分之彈性導引器。 .如請求項17之用於微結構之製造系統，其中，該第二平 臺為尺蠖式驅動者。 • ^請求項15或16項之用於微結構之製造系統，其中，該 量測：件包括一使用一雷射光束量測長度之雷射長度量 測機器’及-不斷移動以跟隨該受應力接觸部件及該壓 力接觸目標部件之任一者的鏡面，且該量測元件量測至 該鏡面之一長度，因此來量測由該第一平臺移動之該受 壓力接觸部件及該壓力接觸目標部件中的任—者之位 置。 如請求項19之用於微結構之製造系統，其中，量測元件 包括鏡面校正元件，其用於在該受壓力接觸部件之疊層 前或在該受壓力接觸部件之該疊層期間量測該鏡面之平 面之一平坦程度、基於相對於該鏡面之一理想平面的該 鏡面之平坦程度來獲得一平坦校正值，並藉由使用該^ 坦校正值來校正該誤差校正值。 如請求項15或16項之用於微結構之製造系統，其中，該 疋位元件包括一疊層校正元件，其藉由該量測元件來量 測用於固持該受壓力接觸部件及該壓力接觸目標部件中 之任一者的該壓力接觸及分離元件之一位置，在該疊層 99553-951220.doc • 6 - 1286533 期間，基於一與先前疊層中之該壓力接觸及分離元件之 位置的偏移量來計算一疊層校正值，且藉由使用該疊層 校正值來校正該誤差校正值。 22·如請求項15或16項之用於微結構之製造系統，其中，該 定位元件包括對準元件，其用於量測該受壓力接觸部件 及該壓力接觸目標部件之任一者的相對於一用於定位該 第一平臺及該第二平臺之參考位置之設定位置，且用於 計算一用於將該設定位置校正至該參考位置之參考位置 校正值。 23·如請求項22之用於微結構之製造系統，其中，該對準元 件偵測在该又壓力接觸部件及該壓力接觸目標部件任一 者中所形成之對準標記，且基於該對準標記之偵測位置 來獲得該設定位置。 24. 如請求項23之用於微結構之製造系統， 其中’該對準標記形成為藉由使用一光微影技術而形 成之一微細膜圖案，且 該對準元件包括一能夠將該對準標$放大至一任意尺 寸來投射該所放大之對準標記的光學系統、用於藉由該 光學系統來拍攝該對準標記之拍攝元件、及用於自由該 拍攝7〇件所拍攝之一影像來辨別該對準標記之該偵測部 分的影像處理元件。 25. 如請求項15或16項之用於微結構之製造系統，其中，將 其中形成有複數個任意二維圖案及複數個任意三維圖案 之任一者的基板用作受該壓力接觸部件。 99553-951220.doc 1286533 26. 27. 28. 如請求項15或16項之用於微結構之製造系統，其中，將 八中幵y成有複數個任意二維圖案及複數個任意三維圖案 之任一者的基板用作該壓力接觸目標部件。 如請求項15或16項之用於微結構之製造系統，其中，該 受壓力接觸部件及該壓力接觸目標部件之任一者為可置換者。 如請求項15或16項之用於微結構之製造系統，其中，該 壓力接觸及分離元件包括一用於固持該受壓力接觸部件 及該壓力接觸目標部件之任一者的壓力接觸轴，及由一 或複數個線性運動導引機構組成之導引元件，該或該等 線性運動導引機構平行於該壓力接觸轴之一壓力接觸方 向而安置，以抑制該壓力接觸軸在一垂直於一壓力接觸 方向的方向中之移動。 99553-951220.doc