TWI291500B - Method of electrochemically fabricating multilayer structures having improved interlayer adhesion - Google Patents

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1291500 玖、發明說明： 【明戶斤屬々貝】 相關申請案 本申請案係請求2003年5月7日提交的美國專利申請案 5 1〇/434,289號、2003年12月31曰提交的美國專利申請案 60/533,946號、2003年9月24曰提交的美國專利申請案 60/506，103號之利益。這些申請案各以引用方式完整地併入 本文中。 發明領域 1〇 本發明的各種不同型態之實施例係概括有關利用電化 學製造方法來形成立體結構（譬如介尺度或微尺度結構），其 中提供熱處理以改善間層黏著性。 發明背景 15 孔恩(Adam L· Cohen)發明一種從複數個黏附層形成立 體結構（譬如元件、組件、裝置及類似物）且公知為電化學製 造(Electrochemical Fabrication)之技術。其由加州淨力邊克的 Microfabrica™ Inc.(前身為 MEMGen®Corporati〇n)以品名 EFAB®商業化實行。此技術描述於2000年2月22日提交的美 20 國專利案6,027,630號。此電化學沉積技術得以利用一獨特 -——一一 — —— — 一_—^ 罩體技術來選擇性沉積一材料，此獨特罩體技術係包含在 一與將發生鍍覆的基材呈獨立之支撐結構上使用一包括經 圖案化的可貼附材料之罩體。當想要利用罩體進行一電沉 積時，在出現一鍍覆溶液的同時帶領罩體的可貼附部分接 1291500 觸-基材使得罩體的可貼附部分與基材之接觸抑制了選定 位置的沉積。為求方便，這些罩體可能概括稱為可貼附性 接觸罩體；罩體技術可概括稱為可貼附性接觸罩體鐘覆程 序。更具體言之，在加州渤邊克的Micr〇fabricaTMinc (前身 5為MEMGen®C〇]：p0rati〇n)的用語中，此等罩體公知為 INSTANT MASKS™而此程序公知為 instant Masking 或INSTANT MASK™鍍覆。採用可貼附性接觸罩體鍍覆之 選擇性沉積係可用來形成單層的材料或可用來形成多層結 構。’630號專利案的揭示在此處以引用方式完整地併入本 10文中。因為上述專利案之專利申請案的提交，已經公開了 有關可貼附性接觸罩體鍍覆（亦即INSTANT MASKING)及 電化學製造的各種不同文件： 〆 ⑴孔恩，張，曾，曼司菲德，福洛迪及威爾（A. Cohen，G.

Zhang，F. Tseng，F. Mansfeld，U· Frodis及Ρ· Will)，“EFAB:具 15有小尺寸特性的功能性完全密集的金屬元件之批次生產”， 弟9屆固體自由形式製造會議記錄（proc· 9th Solid Freeform Fabrication),德州大學奥斯汀分校，？161，1998年8月。 \J ⑺孔恩，張，曾，曼司菲德，福洛迪及威爾（A· Cohen，G·

Zhang，F· Tseng，F. Mansfeld，U· Frodis及Ρ· Will)，“EFAB$ 20 尺寸比真實3-D MEMS之快速低成本桌上型微機械加工”， 第12屆IEEE微機電系統研討會會議記錄，IEEE，p244, 1999 年1月。 V (3)孔恩（A· Cohen)，“藉由電化學製造之3-D微機械加 工”，微機具裝置（Micromachine Devices)，1999年3月。 1291500

(4)張，孔恩，福洛迪，曾，曼司菲德及威爾（G· Zhang，Α· Cohen，U· Frodis，F· Tseng，F· Mansfeld及Ρ· Will)，“EFAB:真 實3-D微結構之快速桌上型製造”，第2屆國際航太應用的積 體奈米技術會議之會議記錄（Proc. 2nd International 5 conference on Integrated MicroNanotechnology for Space

Applications)，The Aerospace Co·，1999年4月。 1/ (5)曾，福洛迪，張，孔恩，曼司菲德及威爾（卩.丁861^，11·

Frodis，G. Zhang，A· Cohen，F. Mansfeld及P· Will)，“EFAB: 使用低成本自動化批次程序之高尺寸比任意3-D金屬微結 10 構”，第3屆國際高尺寸比微結構技術研討會(HARMST’99)， 1999年6月。 \/ (6)孔恩，福洛迪，曾，張，曼司菲德及威爾（A. Cohen，U·

Frodis，F. Tseng，G. Zhang，F· Mansfeld及Ρ· Will)，“EFAB:任 意3-D微結構之低成本自動化電化學批次製造，微機械加 15 工及微製造程序技術（Micromachining and Microfabrication Process Technology)，SPIE 1999微機械加工及微製造論叢 (SPIE 1999 Symposium on Micromachining and Microfabrication)，1999年9月。 v/ (7)曾，張，福洛迪，孔恩，曼司菲德及威爾（F· Tseng，G. 20 Zhang，U· Frodis，A· Cohen，F· Mansfeld及Ρ· Will)，“EFAB: 使用低成本自動化批次程序之高尺寸比任意3-D金屬微結 構”，MEMS論叢(MEMS Symposium)，ASME 1999國際機械 工程會議及展覽（ASME 1999 International Mechanical Engineering Congress and Exposition)，1999年 11 月0 1291500

(8)孔恩(A. Cohen), “電化學製造(EFABTM), MEMS手 冊第19章，蓋耶哈克（Mohamed Gad-El-Hak)編輯，CRC

Press，2002 〇 \J (9)“微製造-快速原型之殺手級應用 5 (Microfabrication-Rapid Prototyping's Keller Application)55, 快速原型報告（Rapid Prototyping Report)的第1至5頁， CAD/CAM Publishing，Inc.，1999年6月。 這九件公開文件的揭示以引用方式完整併入本文中〇

'一 ^ β 卿U ---------------------------------------------- V 可以上述專利案及公開文件所述之數種不同方法來實 10行電化學沉積程序。丄也 的各層結構期間執行手項分離的操作9 / __________.... —一一-^·〆 γ ^_ h在一基材的一或多個所需要區域上藉由電沉積 積至少一材料。 / 2.然後，藉由電沉積來毯覆沉積至少一額外材料，使 15得額外沉積物覆蓋住先前被選擇性沉積之區域以及未接收 /任何先前沉積的選擇性沉積物之基材區域。今顯i 一、n及第二操作期間沉積的材料是虽） 以產生第一層所需要厚度之一平坦狀表面且其具有至 少-包含至少-材料之區域及至少_包含至少一額外材料 2〇 之區域。 第層开> 成之後，一或多個額外層可與緊接的前層相 鄰地形成並雜錢前層的平坦狀表面。這侧外層係藉 由-或多次重覆進行第—至第三操作而形成，其中各後續 層的形成係以-新且增厚的基材來對待先前耗的層及初 1291500 始基材。 體…構。弟一操作所包含之選擇性 5行方法係藉由可貼附性接觸罩體鐘覆。在此型進 先形成'伽可貼附性接觸(cc)罩體。 撐結構且在其上黏附或形成—經圖案化的可貼附性 料。依據鑛覆材料的特定橫剖面來將用於n 10 性材料予以定型。對於各個待鑛覆的獨特橫剖面 要至少一CC罩體。 囬口木，需 對於-CC罩體的支撐件通常係為由— 將溶解待鑛覆材料之金屬所形成之—板狀結構。在m 15 20 途徑中。一替代性、余 徑中，支撐件則可另為-種可在一電錄操作期間使沉積^ 料在從-遠端陽極前往-沉積表面的途中穿過之多孔或其 他穿孔狀材料。不論是何種途徑，cc罩體皆可能共用〜^ 同支樓件，亦即用於鍵覆多層材料之可_^電材= 圖案可能定位在單一支撐結構的不同區域中。當單—支俨 結構包含多個鍍覆圖案時，整體結構稱為沈罩體而各別T 鍍覆罩體可稱為“次罩體，，。在目前的應用中，只有與〜2 定點相關時才作出此區別。 ^

為了準備迦遣越嚴 全生¥對齊且壓抵住在其上骖峰、^ ϋηϋ.直Jlild _—先前形成層上或一層的一头: 10 1291500 分上）。CC罩體及基材的壓 5 10 15 20 的可貼附部分中之所有開口包方式係使得(X罩體 CC罩體的可貼附材料係對於泰、.又復'合’夜。與基材接觸之 鍍溶液之CC罩料的*充填有電 流時將材料從—陽極（譬如CC罩^擇^適當電位及/或電 接觸部分(在«操作期間作騎極)^^轉移至基材的非 CC罩體及cc罩體鑛覆的一 中。第1(a)圖顯示一由_在__ 於弟l(a)-l(c)圖 變形（譬如彈性體沖邑緣J^12上圖案化的可貼附或可 圖。陽極具有兩種功能^ :成之CC罩體8之側視 锂刀月匕弟圖亦描繪一盥覃辦8八雜+ 基材6。因為圖案可具有^ ,、且刀 體材料m直— (譬如包含隔離的絕緣 :〃功祕作為用於經圖案化絕緣體10之 支撐材料以維持其整體性及 鍍摔作之_ μ + $功月“糸作為用於電 *作之％極。CC罩體鐘覆係藉由將絕緣體簡單歸抵住 土材然後將材料經由開孔施及施電沉積在絕緣體中以使 材料22遠擇性沉積在一基材6上，如第吵)圖所示。沉積之 後’較佳利用非破壞性方式使cc罩體自基材6分離，如第 1(1圖所示。CC罩體鍍覆程序與“貫穿罩體(througlwnask)” 鍍覆程序之區別在於··貫穿罩體鍍覆程序中，將以破壞性

方式發生罩體材料自基材的分離。至於貫穿罩體鍍覆，CC 罩體錢覆係將材料選擇性及同時地沉積在整層上方。錢覆 區域可由一或多個隔離的鍍覆區域所組成，其中這些隔離 的鍍覆區域可屬於所形成的單一結構或可屬於同時形成的 多個結構。在CC罩體鍍覆中，由於各別罩體並未在移除程 11 1291500 序中被刻意破壞，其可在多次鍍覆操作中使用。 一CC罩體及CC罩體鍍覆之另_範例顯示於第冲^增) 圖中。第1(d)圖顯示一陽極12’與一罩體8,分離，罩體8，包括 一經圖案化的可貼附材料10,及一支撐結構2〇。第以句圖亦 5描繪基材6與罩體8’分離。第Ke)圖顯示使罩體8,接觸基材 6。第1(f)圖顯示將一電流從陽極12，傳導至基材6所產生之 沉積物22’。第1(g)圖顯示自罩體8，分離之後位於基材6上的 >儿積物22’。此範例中，將一適當電解質定位在基材6與陽 極12’之間且將一來自溶液與陽極其中一者或兩者之離子 1〇流傳導經過罩體中的開口前往供材料沉積處之基材。此麼 罩體可稱為無陽極INSTANT MasktM(aim)或無陽極可貼 附性接觸（ACC)罩體。 不同於貫穿罩體鍍覆，cc罩體鍍覆可讓cc罩體形成為 與其上發生鍍覆之基材製造呈現完全分離（譬如與一所形 15成的立體(3D)結構分離）qCC罩體可以多種不同方式形成， 吕如可使用-光微影程序。可在結構製造之前而非在製造 期間同日守地產生所有罩體。此分離作用可具有簡單、低 成本自動化、自我容納且内部潔淨的“桌上型工廠，，且其 可裝又在成乎任何地方以製造瓜结構，而將任何諸如光微 2〇衫寺所而、要的潔淨室程序留給服務當局或類似單位進行。 上述包化學製造程序之一範例顯示於第2(a)-2(f)圖 中。這些圖顯示該程序包含沉積一身為可犧牲材料之第〆 材料2及纟為結構性材料之第二材料4。CC罩體8在此範 例中包括—經圖案化的可貼附材料（譬如彈性體介電讨 12 1291500 料）10及由沉積材料2製成之支撐件12。cc罩體的可貼附 ^刀係壓抵住基材6且有一鍍覆溶液14位於可貼附材料1〇 中的開Π 16内。-來自電源供應器18的電流隨後係經由⑷ 加倍作為一陽極之支撐件12及(1>)加倍作為一陰極之基材6 5 10 15 20 而穿過«溶液I4。第2⑷圖顯示電流的通過將造成鍍覆溶 液内的材料2及來自陽極的材料2選擇性轉移且鍵覆在陰 極6上。利用CC罩體8將第一沉積材料]電鍍在基材$上之 後，CC罩體8如第2(b)圖所示加以移除。第2⑷圖描緣已經 毯覆沉積（亦即非選擇性沉積)在先前沉積的第-沉積材料2 上=及基材6的其他部分上方之第二沉積材料4。利用從一 由第-材料構成之陽極(未圖示）經過—適當鍍覆溶液(未圖 不）電鐵至陰極/基材6，藉以發生毯覆沉積。隨後將整體二 種材料層純平面絲軸精密的厚度及平坦度，如第剛 =所示。在對於所有層重覆此程序之後，第二材料4(亦即 :=_形成之多層結構2。係嵌入第一材料2(亦即可 =牲材料）中，如第2(e)圖所示。將絲入結構加以餘刻以 生所而要的裝置，亦即結構2〇，如第2(f)圖所示。 —示祕人4化學製造系統％的各馳件顯示於第 a)-%)圖。系統32由數個次系統34,36,38及4〇所組成 系統職於第3⑷至卿 -崎柯載具48，（2)一金屬基材6，其上沉積有層，及(3) 材二目/件42’其能夠回縣自致動器__力而將基 ^目對於載具鄕上及往下移動。次系⑽亦包括—㈣ 材的垂直位置Μ之指示器46,藉以用來設定或決 13 1291500 定層厚度及/或沉積厚度。Μ統34進-步包㈣於載具48 之足獅且其可精密地奸统36上。 第3⑻圖下部所顯示之cc罩體次系統36係包括數個铤 件··（1)一CC罩體8，i實咚A u m 5 10 15 八貝U由共用一共同支撐件/陽極12之 數個CC罩體（亦即次罩體)所 早版)所構成，（2)精密的X-階台54,（3) 精密的Y階台56，（句框年 ’木72，其上可安裝有次系統34的足 部68，及（5)—貯槽58，复田士人— /、用於容納電解質16。次系統34及 36亦包括用於連接至一適卷 週田毛源供應器以驅動CC罩體程 序之適當的電連接部（未圖示）。 毯覆沉積次系統38在圖中係位於第3(b)圖的下部並包 括數個組件·⑴―陽極62，（2)_電解質貯槽料，其容納有 鍍覆溶液66，及⑶框架74，其上可坐接有次純从的足部 :此系統38亦包括用於將陽極連接至一適當的電源供應 為以驅動毯覆沉積程序之適當的電連接部（未圖示卜 平面化次系統40在圖中係位於第3(匀圖的下部並包括 抛磨板52及用於將沉積物平面化之相關聯的動作及控制 糸統（未圖示）。 除了揭露對於電沉積用途使用CC罩體之外，，630號專 利案亦揭露可將CC罩體放置抵住—基材且使電壓極性反 轉，可藉以從基材選擇性移除材料。顯示出可利用此等移 除程序來選擇性㈣、雕刻及抛光-諸如飾板等基材。 ‘630號專利案進一步說明，電鍍方法及其中所揭露的 物件將可以從諸如金屬、聚合物、陶究及半導體材料等薄 層材料來製造裝置。其進一步說明，雖然其中所述的電鍍 14 1291500 實施例已經描述採用兩種金屬，可择 藉由在整個紐妓巾靜㈣的錢方法或 物、陶奢… 所“的分離程序來沉積譬如聚合 物允及體材料及任何數量的金 料。其中說明可譬如藉由濺鍍將—薄的"：“’材 5 10 15 20 具有不料料性之沉積 底沉積在— 怂蜻的雷供仓 、心、、、彖層）上方，故能夠作 U電鍍。亦_可將多 包括在經電錢元件中材科（亦即可犧牲材料） 午中而付以遥擇性移除支擇材料。 另一種從經電鍍金屬來形成 制止 战俽結構（亦即使用電化學 农仏技術）之方法係揭露於發證 丁恭地（Henry Guckel)名稱 為猎由可犧牲金屬層利用多階層深χ光微影術之微結構形 成方法”之吴國專利案5，19〇,637號中。此專利案揭露利用罩 體曝光來形成金屬結構。將第―層主要金屬⑽在一暴露 的鍵覆基底上以充填—光阻中的空隙，然後移除光阻且將 -次要金屬電鑛在第_層上方及錢覆基底上方。次要金屬 的暴露表面隨後係機械加卫減低至—可暴露出第—金屬之 高度，以產生一延伸橫越主要及次要金屬之平坦均勻的表 面。隨後首先將一光阻層施加至第一層上方然後重覆用來 產生第一層之程序藉以開始第二層的形成作用。隨後重覆 此程序，直到整體結構形成且次要金屬藉由蝕刻加以移除 為止。光阻藉由鑄造形成於鍍覆基底或前層上方，且經由χ 光或紫外線輻射通過一經圖案化罩體使光阻曝光來形成光 阻中之空隙。 另一種形成多層微結構之方法係揭露於發證予克利登 森(Todd Christenson)名稱為“晶圓級微機具組裝方法”之美 15 1291500 國專利案6,332,568號中。此專利案描述一種利用擴散結合 將分開製造的微機具次總成熔合在一起之方法。分別將一 第一及第二微機具次總成製造在一第一基材及第二基材 上。將基材定位成為可使兩個微機具次總成的上表面面對 5 彼此且對準，所以藉由熔合產生了所需要的總成。隨後使 上表面接觸，且此總成承受了適合理想擴散結合之條件。 一微機械共振器的形成係由許、李及古顏(Wan-Thai

Hsu，Seunbae Lee及Clark T.C· Nguyen)在 1999年 6 月 7至1 日， 日本仙台的“技術文件摘要，第i 〇屆國際固態感應器及致動 10 15 20 裔會議 ’’(“Digest of Technical Papers，10th International

Conference on Solid-State Sensors and Actuators，，)， ΡΡ·932-935，名稱為“用於鎳微機械共振器中的防污染及增 進穩定性之現場局部退火，，文件中描述。此文件描述一種以 超過880 C舰度發生現場局部退火的同時使微機械共振器 大振幅運作讀術。齡此退火係為餘移除表面污染物 及可能朝向顯著更高的品質因數0及大幅增強的漂移穩定 性之結構性㈣“再分佈，，之—财效料。此技術不但提 供内視識別污染料對於暴露於未經控制的環境之鑛錄微 機械共振器中Q劣化之—種主導機構，亦提供了 _種用於將 -經污染裝置恢復至其原始高Q(Q=14,i72)特徵之方便方 法。此文件進-步描述—種用於產生—可在其上進行測試 的鎳—、之程序。此程序開始係為—石夕基材且在直上 成長了 2微米的氧化物。接著，將3_的鈦及27_矣的金 予以祭锻且隨後_化以形“連件。接著蒸紅8微米的 16 1291500 1呂，然後在1呂内將導孔圖案化以暴露出下方的金。接著， 利用錄鎳來生成充填導孔之沉積物且加以定時以在導孔區 域中達成一經平面化的鎳鋁表面。接著，將200埃的鎳沉積 物瘵鍍於整體表面上方。此蒸鍍的沉積物係作為一籽晶層 5且作為結構性層處理之開端。然後將一光阻模子形成於蒸 鐘的錄上方，然後將3微米的錄錢覆在模子内。隨後移除模 子及籽晶層，然後將鋁移除。此文件提供共振器的一SEM 影像以及測試用的電性建置之示意圖。 此技術中’在一種多層結構中當層彼此分離但亦緊密 10 接觸地形成且在熱處理前已經彼此黏附時，需要將位於這 些層之間的黏著性加以改善。 I：發明内容】 發明概要 本發明的至少一型態之，目的係提供一種可使所製造 15結構產生經改良的性質之電化學製造技術。 本發明的至少一型態之〆目的係提供一種可產生經改 良的間層黏著性之電化學製造技術。 本發明的至少一型態之〆目的係提供一種具有經顯著 改善的間層黏著性同時不會顯著降低層内材料的降伏強度 2〇 之經熱處理的結構。 本發明的至少一型態之〆目的係減少可能沿著連續沉 積的層或層部分之間的介面戶斤疋位之金屬氧化物的出現。 本發明的至少一型態之〆目的係提供一種具有經改善 性質之經熱處理的結構，其中該結構在使用時刻之前持續 17 1291500 受到一可犧牲材料所保護。 5 10 15 20 &熟習該技術者可從本文揭示轉知本發明各種 型恶之其他目的及優點。此處所明確表示或以本文揭二复 他方式確認之树_各料__可單料合併地敏 =^目的’或者其可能並未解決上述任何目的而是 /、了可由本文揭示所確認之本發明的部分其他目 使β分型⑫中可以解決’並無意利用本發明的任^ Ρ 悲來解決所有這些目的。 單 3i 本發明的第-型態中，一用於形成多層立體 造程序係包括：（a)將-層材料形成且黏附至二之製 層及/或一基材，其中該層包括具有_所需要圖案的 材料；及(b)將此項（a)形成及黏附操作重覆至少兩▲、上― 數個黏附層來累積一立體結構，豆中為、λ 乂彳欠複 门， 夕兩層上1右τ 同的所需要圖案；（c)在至少複數層形成之後，二有不 構受到一熱處理；其中該結構包括至少一金屬使^多層結 於至少一層之所需要圖案的形成係包括使用一$ /、中對 在本發明的第二型態中，—用於 t附罩體。 7砜夕層立體妹 製造程序係包括··（a)在一基材或先前沉 之 %月h儿積的材料上 少一第一材料的一經圖案化沉積物使得至少—处〜战至 該至少一材料的經圖案化沉積物周圍或其内二1存在於 第二材料沉積在至少一空隙的至少_部分内·將至少一 第一材料及至少-第二材料的至少—者修整至少- 位準；⑷將(a)-(c)的形成及黏附操作重覆多、、T而要的 黏附層來累積一立體結構；（e)複數層邢 人以<複數個 4之後，使該多層 18 i2915〇〇 結構受到熱處理，其中至少一經沉積材料包括一金屬，且 其中對於至少一層之經圖案化沉積物的形成係包括使用一 黏附罩體。 本發明的第三型態中，一用於形成多層立體結構之製 造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層及/ 戒一基材；（b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少_次以從複 數個黏附層來累積一立體結構，其中至少複數；久勺括 少兩種經沉積材料；（c)至少複數個層形成之後且在 至 材料維持彼此黏附接觸時，使該多層結構受— 兩 , 一熱處理， 1〇 15 其中該結構包括至少一金屬。 本發明的第四型態中，一用於形成多層 、、、〇 才冓_ $ 造程序係包括··（a)將一層形成且黏附至_春义 衣 九別形成的屛爲 或一基材；及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至小 n久1 複數個黏附層來累積一立體結構，其中至少複數層-人以從 係包括在一平面化操作中移除至少部份的經沉 s的形成 在至少複數層形成之後，使該多層結構受到一瓿料，（c) 中该結構包括至少一金屬，且其中該 一 ，其 土少一層的形忐 附係包括在至少一材料的選擇性圖案化 及黏 體。 之用一黏附罩 20 本發明的第五型態中，一用於形成多層立嘴处 造程序係包括：⑷將-層形成且黏附至_先前开）°構之製 或-基材；及(b)將⑷的形成及黏附操作重覆至/1、柄層及/ 複數個黏附層來累積一立體結構，其中沉積在二切從 之至少—材料的所需要圖案化係直接地黏附至沉2層上 19 1291500 層上的至少一材料之所需要的圖案化；（C)在至少複數層形 成之後，使該多層結構受到一熱處理；其中該結構包括至 少一金屬，且其中該至少一層的形成及黏附係包括在至少 一材料的選擇性圖案化中使用一黏附罩體。 5 本發明的第六型態中，一用於形成多層立體結構之製 造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層及/ 或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖案； 及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構；（c)在至少複數層形成之後，使該 10 多層結構受到一熱處理；其中該結構被加熱的方式可使得 結構内的任何局部溫度變異皆並非直接肇因於結構性材料 的導電性之局部變異，其中該結構包括至少一金屬，且其 中該至少一層的形成及黏附係包括在至少一材料的選擇性 圖案化中使用一黏附罩體。 15 本發明的第七型態中，一用於形成多層立體結構之製 造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層及/ 或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖案； 及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構；（c)在至少複數層形成之後，使該 20 多層結構受到一熱處理，以將該結構的大致所有部分加熱 至一大致均勻的溫度；其中該結構包括至少一金屬。 本發明的第八型態中，一用於形成多層立體結構之製 造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層及/ 或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖案； 20 1291500 及（b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構；（c)在至少複數層形成之後，使該 多層結構受到一熱處理，其中在熱處理期間之最大溫度係 小於用來形成結構部分之至少一金屬的再結晶溫度，且其 5 中該至少一層的形成及黏附係包括在至少一材料的選擇性 圖案化中使用一黏附罩體。 本發明的第九型態中，一用於形成多層立體結構之製 造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層及/ 或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖案； 10 及（b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構，其中至少複數個層各包括至少一 結構性材料及至少一可犧牲材料；（c)從該結構分離可犧牲 材料以釋放該結構；及(d)在至少複數層形成之後但在釋放 之前，使該多層結構受到一熱處理；其中該結構包括至少 15 一金屬，且其中該至少一層的形成及黏附係包括在至少一 材料的選擇性圖案化中使用一黏附罩體。 本發明的第十型態中，一用於形成多層立體結構之製 造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層及/ 或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖案； 20 及（b)將⑷的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構，其中至少複數個層各包括至少一 結構性材料及至少一可犧牲材料，且其中至少兩層上所需 要的圖案並不相同；（c)從該結構分離可犧牲材料以釋放該 結構；及(d)釋放之後，使該多層結構受到一熱處理；其中 21 1291500 該結構包括至少一金屬，且其中該至少一層的形成及黏附 係包括在至少一材料的選擇性圖案化中使用一黏附罩體。 本發明的第十一型態中，一用於形成多層立體結構之 製造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層 5 及/或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖 案；及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個 黏附層來累積一立體結構；（c)當該多層結構位於一包括一 惰性氣體的選定大氣中之同時使該結構受到一熱處理，其 中該結構包括至少一金屬。 10 本發明的第十二型態中，一用於形成多層立體結構之 製造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層 及/或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖 案；及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個 黏附層來累積一立體結構；（c)當該多層結構位於一包括一 15 還原氣體的選定大氣中之同時使該結構受到一熱處理，其 中該結構包括至少一金屬。 本發明的第十三型態中，一用於形成多層立體結構之 製造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層 及/或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖 20 案；及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個 黏附層來累積一立體結構，其中至少複數個層各包括至少 一結構性材料及至少一可犧牲材料，且其中至少兩層上所 需要的圖案並不相同；（c)從該結構分離可犧牲材料以釋放 該結構；及(d)釋放之後，使該多層結構受到一熱處理；（e) 1291500 熱處理之後，將一第二可犧牲材料施加至該結構，其中該 結構包括至少一金屬。 本發明的第十四型態中，一用於形成多層立體結構之 製造程序係包括：（a)將一層材料形成且黏附至一先前形成 5 的層及/或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的 圖案；及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少兩次以從複數 個黏附層來累積一立體結構；（c)至少複數個層形成之後， 使該多層結構受到一熱處理；及(d)從基材釋放該結構，其 中該結構包括至少一金屬，且其中該至少一層的形成及黏 10 附係包括在至少一材料的選擇性圖案化中使用一黏附罩 體。 本發明的第十五型態中，一用於形成多層立體結構之 製造程序係包括一用於形成多個多層立體結構之製造程序 且其包括：（a)將一層材料形成且黏附至一先前形成的層及/ 15 或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖案； 及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少兩次以從複數個黏 附層來累積一立體結構；（c)至少一複數個層形成之後，使 該多層結構受到一熱處理；及(d)將複數個結構彼此分割， 其中該結構包括至少一金屬。 20 本發明的第十六型態中，一用於形成多層立體結構之 製造程序係包括：（a)將一層形成且黏附至一先前形成的層 及/或一基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖 案；及(b)將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個 黏附層來累積一立體結構；（c)至少複數個層形成之後，使 23 l29l5〇〇 1ΙΓ構㈣—減理，其中域理關最大有效溫度 /叫成該結構部分之至少_金屬的再結晶溫度， /、中以充料間與充足溫度及在—可讓間層黏著性大量 ^強之環财來施加減理，且其巾駐少—層的形成及 二附係包括在至少—材料的選擇性圖案化中使用—黏附罩 體0 制i料㈣第十七型<%巾，—用於形成多層立體結構之 衣造程序係包括··⑻將—層形成且黏難—先前形成的層 10 15 及:或-基材’其中該層包括至少一材料之一所需要的圖 案，及(b)將(a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個 *附層來f、積-立體結構；⑷至少複數層形成之後，使該 多層^構受到—熱處理，其巾該熱處理施加至結構之溫 度、時間及環境射導致間層㈣性顯著地增加而不顯著 崎低層崎_降伏強度，且其巾該至少—層的形成及 摘係包括在至少—材料的選擇性目案化巾使用—黏附罩 體。 ，本發明的第十八型態中，一用於形成多層立體結構之 製造程序係包括：⑷將一層形成且黏附至-先前形成的層 及/或基材，其中該層包括至少一材料之一所需要的圖 2〇木，及(⑺將^)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個 义附層來累知—立體結構；⑷至少複數層形成之後，使該 夕層結構叉到一熱處理，其中該熱處理導致形成了一種到 層内材料的至少50%降伏強度為止皆呈單調性表現之結 構，且其中該至少一層的形成及黏附係包括在至少一材料 24 129150° 的選擇性圖案化中使用一黏附罩體。 林明的第十九型恶中，_用於形成多層立體結構之 製造程序係包括··⑷將一層形成且黏附至一先前形成的層 及/或—基材’其中該層包括至少_材料之―所需要的圖 5案，及(b)將⑷的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數個 #占附層來累積一立體結構；（c)至少複數層形成之後，使該 ’層二構&到熱處理 '其巾該熱處理導致形*了 一種不 會比田^加應力至少為層内材料的至少5⑽降伏強度時之 層内旋χκ力失效更谷易產生間層射付失效之結構。 1〇 ㈣該技術者可由本文的揭示瞭解到本發明的其他型 〜、本U的其他型恐、可包含合併本發明的上述型態及/或 “、、力或夕項貝&例之各種不同特性。本發明的其他型態 可o a用來貝行-或多種本發明的上述程序型態之裝置。 本發明的這些其他型態可提供上述型態之各種不同的組合 I5並提供上文未具體提及但可由本文揭示加以確認之其他組 態、結構、功能性關係及程序。 圖式簡單說明 第l(a)-l(c)圖示意性描纷一cc罩體鍍覆程序的各種不 同階段之側視圖，而第1(dH(g)圖示意性描繪一使用不同類 20型CC罩體之CC罩體鍍覆程序各種階段的側視目； 第2(a)-2(f)圖不意性描綠一施加用以形成一特定結構 之包化學製造程序的各種不同階段之側視圖，其中係選擇 性沉積一可犧牲材料且毯覆沉積一結構性材料·， 第3(a)-3(c〇圖示意性描緣可用來人工式實行第2⑷部) 25 !2915〇〇 所不的電化學製造方法之各種不同範例次總成的側視圖； 第4(a)、4(i)圖示意性描繪利用黏附罩體來形成一結構 的第_、路 s ’其中第二材料的毯覆沉積係鋪覆於第一材料本 身及宽 5 〜材料的沉積位置之間的開口上方； 第5圖示意性描繪一加熱系統，其中根據本發明的各種 不同余a 焉也例已經放置多個用於熱處理（譬如擴散結合）之結 構； 塗&㈤ 圖插繪本發明第一實施例之方塊圖，其中形成一多 體、、°構然後加以熱處理藉以譬如改善間層黏著性； 1〇 第7㈤ 圖插繪本發明第二實施例之方塊圖，其中一多層立 體結構的γ 1 成係包括一將經沉積材料層平面化之操作，且 /、中σ亥結構在形成之後受到熱處理； 第8圖描繪本發明第三實施例之方塊圖，其中一多層結 、/成係包括將後續經圖案化的材料層直接地黏附至緊 ;1的經圖案化材料層且其中該結構在形成之後受到埶 處理；… 第9圖描繪本發明第四實施例之方塊圖，其中一多層結 構的形成係包括在各層形成期間沉積複數種材料且其中該 結構在形成之後受到熱處理； 20 帛10圖描繪可視為第四實施例擴充版本之本發明第五 實施例的流程圖，其中-種材料為可犧牲材料而可在熱處 理前或熱處理後加以移除； 帛11圖描繪本發明第六實施例之方塊圖，其中使一結 構自-可犧牲材料分離以供熱處理之用但在熱處理後由一 26 1291500 可犧牲材料至少部份地包封直到準備使用為止或在 材料可被移除時加以使用； 。犧牲 其中該結構 釋放； 其中形成可 層結構； 5 10 20 第12圖描繪本發明第七實施例之流程圖， 在熱處理前可從一基材釋放或可能未從該基材 第13圖描繪本發明第八實施例之流程圖， 在熱處理前部份地或完全地彼此分割之多個多 第14圖描繪本發明第九實施例之分塊圖，复 产r . “中该結構 在形成之後係藉由一比起至少一種用來形成結構之鈇構洤 材料的再結晶溫度更小之溫度加以熱處理； 第15圖描繪本發明第十實施例之方塊圖，其中該結構 在形成後係藉由一可顯著地增強間層黏著性但不會顯著地 減低層内材料的降伏強度之溫度加以熱處理； 第16圖描繪本發明第十一實施例之方塊圖，其中哕妗 構之熱處理溫度及時間可使得多層結構在用來形成結構之 層内材料的至少50%降伏強度為止皆呈單調性表現； 第17圖描繪本發明第十二實施例之方塊圖，其中鈇構 之熱處理溫度及時間可使得多層結構在用來形成結構之層 内材料的至少50%最終抗拉強度為止皆呈單調性表現； 第18圖描繪本發明第十三實施例之方塊圖，其中該妗 構在一身為惰性或包括一還原氣體之大氣中加以熱處理； 第19圖描緣本發明第十四實施例之方塊圖，其中該社 構受到熱處理而使得該結構的所有部分達到一大致均勻的 溫度，’ 第20圖描繪本發明第十五實施例之方塊圖，其中該妗 27 12915〇〇 構叉到熱處理錢得局部溫差並非直接地耗於局部的導 電性差異（亦即_於來自承载-電路之歐姆加熱）’· 八第21®U田緣第十六實施例的流程圖，其中該結構係部 $々地㈣、攸可犧牲材料釋放、然後進行熱處理、隨後可 再充填或不再·充填可犧牲材料並進行或不進行熱處理而完 成此結構； 第22(a)-22(c)圖描繪一螺旋彈簧型接觸元件之CAD設 言十的各種圖式； 1〇 第22(d)圖描繪在一陣列中一起形成之第22(a)-22(c)圖 的數個螺旋彈簧型接觸元件； 第22(e)圖描繪利用一電化學製造程序所生成之第22(d) 圖的微結構之一 SEM影像； 第23圖描繪一包含已經熱處理之類似第22(13)圖所示的 複數個裝置之基材，且其中_裝置已經受到一將結構拉伸 超過可使該結構呈單調性表現（亦即層邊界的黏著性並未 失效）的材料彈性極限之拉力。 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 弟1⑷-l(g)，2(a)-2(f)及3(a)-3(c)圖顯示已公知之一種形 20 式的電化學製造之各種特性。其他電化學製造技術請見上 述的’630號專利案（及審查中的美國專利申請案〇9/493,496 號，該案為’630號專利案的分案且以引用方式併入本文 中）、各種先前採用的公開文件、各種以引用方式併入本文 之其他專利案及專利申請案中，仍矸由這些公開文件、專 28 1291500 利案及申請案所描述或由熟習該技術者自本文的揭示以其 他方式得知或確認之各種途徑的組合來衍生出其他技術。 所有這些技術皆可與本文明示之本發明各種型態的各種實 方也例加以合併’以產生加強的貫施例。亦可藉由合併本文 5 明示的各種實施例來衍生出其他實施例。 第4(a)_4(i)圖顯示一種多層製造程序中形成單層之各 種階段，其中將第二金屬沉積在一第一金屬及第一金屬中 的開口上且其在此處的沉積係形成了該層的一部分。第4(a) 圖中顯示一基材82的側視圖，且在其上鑄造有可圖案化的 10 光阻84，如第4(b)圖所示。第4(c)圖中，顯示光阻經過固化、 曝光及顯影所產生之一光阻圖案。光阻84的圖案化係導致 從光阻的一表面86經過光阻厚度延伸至基材82的表面88之 開口或開孔92(a)_92(c)。第4(d)圖中，顯示已經將一金屬 94(譬如鎳）電鑛至開口 92(a)-92(c)内。第4(e)圖中，光阻已 15 經從基材移除（亦即化學剝除）以暴露出未覆有第一金屬94 之基材82區域。第4(f)圖中，顯示一第二金屬96(譬如銀）已 經毯覆電鍍於基材82整體暴露部分（具傳導性）上方及第一 金屬舛(亦具傳導性)上方。第4(g)圖描繪已經由第一及第二 金屬平面化降低至一可暴露出第一金屬且設定第一層厚度 2〇之高度所導致之完成的第一層結構。第4(h)圖中，顯示出將 第4(b)-4(g)圖所示程序步驟重覆數次以形成—多層結構之 結果，且其中各層由兩種材料所組成。對於大部份應用， 如第4(1)圖所示移除這些材料的一者以產生_所需要的3_D 、结構98(譬如組件或裝置）。 29 1291500 可將此處所揭露之各種實施例、替代方式及技術與使 用不同型圖案化罩體及罩體技術之電化學製造技術加以合 併。譬如，可使用可貼附性接觸罩體及罩體操作，可使用 緊鄰罩體及罩體操作（亦即使用即便未產生接觸仍可利用 5緊鄰於基材的作用來至少部份地選擇性屏蔽一基材之罩體 之操作），可使用非貼附性罩體及罩體操作（亦即以具有非明 顯貼附性接觸表面之罩體為基礎之操作及罩體），且可使用 黏附罩體及罩體操作（使用黏附至一其上發生選擇性沉積 或蝕刻而非只產生接觸的基材之罩體之操作及罩體）。 10 其他實施例中，可使用經屏蔽的傳導性探針作為一形 式之經圖案化沉積物的直接寫入。此途徑的範例請見發證 予杭特（Hunter)等人名稱為“經由局部電沉積及蝕刻之立體 U製造’’的美國專利案5,641，391號，且該案以引用方式併入 本文中。其他實施例中，可同時使用多個探針或可使用多 15單元罩體而藉以進行選擇性逐一單元的沉積或蝕刻。此等 罩體及其使用方式係描述於2003年1〇月χ日提交名稱為“使 用S有I文鹽、梓板酉文鹽及/或氧化石西的焦填酸鹽鍛池之選擇 性電化學沉積方法”之美國專利申請案10/677,498號。此專 利案及申請案以引用方式整體併入本文中。 20 本發明之各種型態的各種實施例係有關從部份進行電 沉積或無電極式沉積之材料來形成立體結構。這些結構部 分可由複數層的一或多種沉積材料（譬如3或更多層，較佳 為5或更多層，最佳為10或更多層）加以形成。部分實施例 中’具有微米程度的定位精密度（譬如小於5微米，較佳小 30 1291500 於1微米且更佳小於約〇·5微米）的特性及微米或數十微米左 右（譬如小於20微米，較佳小於10微米，更佳小於約χ微米） 的最小特性尺寸之結構。其他實 精密度特性置放及/或較大最小尺寸之結構。其他實施例 中，可能需要更高精密度及更小的最小特性尺寸。 可對於上述採用與已知的技術添加（為了形成任何給 定的結構）其中包含選擇性蝕刻所沉積材料及利用額外材 料來充填所生成空隙之程序，藉以補充此處所揭露之各種 實施例或部份的該等實施例。本發明各種型態的各種其他 10實施例可能完全地背離了材料的選擇性沉積，並藉由生成 可利用毯覆沉積操作所充填的空隙使用毯覆電沉積操作來 沉積材料以及選擇性蝕刻操作來將該等材料圖案化。各種 其他實施例可能造成材料的沉積偏離了嚴格的逐層累積程 序。在嚴格的逐層累積程序中，各層在開始形成一後續層 I5 之别已元王形成，言如弟II層在開始形成第（n + l)層的一部分 之/儿積操作而係已經元全形成。這些替代性程序中，在第η 層的形成完成之前，開始形成第（η+1)層。所有這些技術皆 視為一般化的逐層形成程序且其用來產生多層結構在此等 多層結構中係使連續形成的層黏附至先前形成的鄰層。此 20等技術進一步描述於史莫利（Smalley)於2003年5月7日提交 名稱為“用於經由交錯層或選擇性餘刻及空隙充填來電化 學製造結構之方法及裝置，，之美國專利申請案1〇/434,519 號。此專利申請案以引用方式整體併入本文中。 其他實施例可使用其他形式的沉積材料。譬如，部分 31 1291500 貫施例中，可經由化學或物理氣相沉積（譬如蒸鐘或麟卜 分散、噴濃或類似方式來發生材料沉積。部分實施例中， 可利用喷麗金屬塗覆程序來獲得毯覆或選擇性沉積。用於 形成立體結構且特別是微結構之喷麗金屬塗覆技術係描述 5於洛卡（L〇Ckard)等人於20的年1〇月29日提交名稱為“包括 嘴麗金屬或粉末㈣料^EFAB方法及裝置，，之美國專利 申請案10/697,597號。此專利申請案以引用方式整體併入本 文中。部分實施例中，可連同多孔結構性材料一起使用熱 處理操作來改善個別顆粒之間的黏著性及/或幫助一過渡 10物質聲入結構性材料的孔隙内。 /、他貝施例中，可將用於改善間層黏著性之熱處理與 其他後層形成操作加以合併。譬如，可連同熱處理操作一 起進行封裝或隱藏式密封操作。用於圍繞組件或其他裝置 的封I結構之隱藏式密封係描述於孔恩等人於 15 2003年5月7日提交名稱為“經電化學製造的隱藏式密封微 結構及用於產生此等結構之方法及裝置，，之美國專利申請 案10/434，103號。此專利申請案以引用方式整體併入本文 中。 第5圖示意性顯示一加熱系統，其中根據本發明的各種 2〇貝施例已經放置多個結構供熱處理之用(譬如擴散結合）。此 系統包含一加熱室1〇2,加熱室102包括電阻加熱元件104及 106以及溫度感應裝置108。加熱室可如元件112:114及116 所示選擇性充填有任意數種氣體。或者，可利用一真空泵 118將至排空。氣體的充填作用可發生於排空之後，或由一 32 1291500 使用經過位於室上的一或多個出口之氣體之清除程序加以 產生。一或多個結構（譬如結構122，124或126)可在支撐件 128上放置於室中。控制器132隨後可操作以棑空該室或以 一適當氣體加以充填且然後其可供應電力至加熱線圈1〇4 5及106以一受控制速率來升高室内的溫度且使其升至一受 控制的最後溫度，然後可以受控制方式降低溫度或者此系 統可單純地停止而利用從室的散熱作用讓溫度降低。溫度 感應裔108可在一回饋迴路中被控制器使用，以確保發生適 當的操作。控制器132可能為一具有一適當控制面板及顯示 10面板之可程式化的裝置。其他加熱系統中，可使用多個溫 度感應器且可以其他方式施熱至樣本。譬如，可利用感應 耦合來加熱樣本，可利用一燃料源的埋設來經由對流、傳 導及/或輻射作用供應熱量。可將加熱元件定位在受加熱結 構的下方、旁邊及/或上方。此室亦可包括一風扇或用於增 15強至内氣流之其他元件。部分實施例中，可使用施加至樣 本之直接電流施加。此種後述途徑當結構保持嵌設在一傳 生可犧牲材料中時似乎特別可行，但當結構被釋放時亦 可應用該後述途徑，且可應用在一種可讓合理均勻的電流 流過結構所有部分之設計中或是應用在經由結構本身的熱 20傳導可獲得合理熱傳及溫度之情形中。 第6圖描繪本發明第一實施例的方塊圖，其中形成一多 層立體結構然後加以熱處理藉以譬如改善了間層黏著性。 第6圖的元件15 2需要從複數個黏附層來形成一多層結構。 此形成程序可包含_上述的電化學製造程序、一以引用方 33 !2915〇〇 式併入本文之製造裎序或是可導致層形成且黏附在先前形 成的層上之部分其他製造程序。結構形成之後，此程序前 進至元件154而需要將一熱處理供應至結構藉以譬如增強 間層黏著性。可由一諸如第5圖所示的加熱系統來施加熱處 5理’或者可以不同方式施加。利用可導致間層黏著性理想 地增尚之溫度及時間來施加熱處理。 第7圖描繪本發明第二實施例的方塊圖，其中一多層立 體結構的形成係包括一將經沉積材料層予以平面化之操 作’且其中該結構在形成之後受到熱處理。第7圖的元件162 1〇需要形成一包括複數個黏附層之立體結構。形成程序將包 括使至少一材料沉積在一基材或先前形成的層上藉以形成 忒層的至少一部分。隨後，移除經沉積材料的至少一部分 以U付一經平面化的表面且其可形成結構之一朝外部分， 或者其可形成一可供額外材料黏附之表面。可譬如藉由拋 15 磨、抛光、化學機械式拋光、銑磨、鑽石飛切或類似方式 來發生平面化。當材料沉積及移除以形成第一層或一層的 一部分之後，重覆進行沉積及移除以形成黏附在一起之額 外層結構。結構形成完成之後，此程序前進至元件164而需 要將結構加以熱處理藉此增強間層黏著性。 2〇 々a* 第8圖描繪本發明第三實施例的方塊圖，其中一多層結 構的形成係包括直接黏附至緊位於前的經圖案化材料層之 後續經圖案化的材料層且其中該結構在形成之後受到熱處 理。第8圖的元件172需要從複數個黏附層來形成一立體結 構。第一操作包含從至少一材料的沉積物來形成第一層， 34 1291500 5 10 15 20 且其中該材料具有經圖案化組態。材料可以圖案化方式:冗 積或可以減方式沉積，其中係在沉積之後發生圖案化。 第-層的形成可包括第二材料或其他材料的沉積，其亦可 包括圖案化用途或平面細途之移除操作，及/或其亦可包 括其他操作諸如清«作、活化㈣、㈣監㈣作及類 似操作H形成之後，從具有經圖案她g之至少— 材料的沉積物來形成第二層。沉積形成第二層之經圖案化 材料係至少部份地直接軸至用於形成第—層之材料的經 圖案化組態。易言之，不具有用來分離第-及第二層之未 經圖案化的中介材料。在結構的形成中，—第三操作包含 依需要重覆第二操作以從複數層來累積此結構。在重覆期 間’以“第η”取代“第二，，且以第㈣取代“第—，，，其中_ 到Ν ’且Ν為所形成最後層之數字。結構形成仙完成之 後，此程序前進至元件174且其需使結構進行-熱處理藉以 增強間層黏著性。 播…本Μ第四實施例的方塊圖，其中-多層結 成係包括在各層形成期間沉積複數種材料，且其中 構，Jit①成之後Χ到熱處理。元件182f要形成—多層結 積材料。Γ等層軸至鄰層且其中各層包括至少兩種經沉 性材料而且材料可為結構性材料或者至少—材料可為結構 後，此程=、少—丨他材料可為可犧牲材料。結構形成之 層點著=⑼進至元件184而需要將結構熱處理藉以增強間 第五 Μ圖私可視為第四實施例擴充版本之本發明 35 1291500 實施例之流程圖，其中一種材料為可犧牲材料而可在熱處 理雨或熱處理後加以移除。第i 〇圖的程序開始係為元件i 9 2 而需要形成-多層立體結構，其中鄰層彼此黏附且其中結 構包括至少一結構性材料且其中至少_或多層包括一可犧 5 牲材料。 結構形成之後，此程序前進至元件194並查詢是否在熱 處理之前從結構性元件釋放可犧牲材料。如果答案為 “是”，則此程序前進至元件196而需要譬如經由一化學餘刻 操作或類似操作從可犧牲材料釋放出結構。其後，此程序 10岫進至元件200而而要將結構加以熱處理藉以增強間層黏 著性。如果元件194的查詢答案為“否”，則此程序前進至元 件198而需要將結構加以熱處理藉以增強間層黏著性然後 此程序前進至元件202而需要從可犧牲材料釋放出結構。部 分實施例中，由於熱處理期間可犧牲材料的出現可能造成 15 一可犧牲材料與一結構性材料之間不良的合金作用或其可 能在兩材料之間的介面造成不良的金脣間化合物生成，故 可能需在熱處理之前從可犧牲材料釋放出結構。然而，其 他實施例中，合金作用及/或金屬間化合物的形成可能具有 所需要的利益。因為部分結構性材料及可犧牲材料可能具 2〇有顯著不同的熱膨脹係數則如果出現可犧牲材料且如果熱 處理溫度很高在熱處理期間將使得不良應力被導入結構 中，故在熱處理之前造成釋放亦可能是有利的方式。其他 實施例中，由於可犧牲材料可能形成一有助於將結構性材 料在處理期間固持於其適當位置之模子，在結構進行熱處 36 1291500 理時可能需要出現可犧牲材料。第11圖描繪本發明第六實施例之方塊圖，其中一結構 係在熱處理之前與一可犧牲材料分離但在熱處理之後至少 部份地被一可犧牲材料所包封直到準備使用為止，或者在 5 10 15 20 N犧牲材料可被移除的時候予以使用 ” 一 係為7L件m而需要形成—多層立體結構，其中鄰層彼此黏附結構开>成之後，此程序前進至元件214而需要從至少一 可犧牲材料釋放出結構。隨後，此程序前進至元件216而需 要將結構純熱處理藉此增關層黏著性。熱處理完成之 後’此程序前進至元件218而需要將—可犧牲材料施加至結 構。此可犧牲材料可與—在形成結構期間所使狀可犧牲 材料相同’或其可為不同的可犧牲㈣。譬如，如果結構 性材料為鎳’此可犧牲材料可為鋼。或者，其可為一光阻才料光來。物、或為可以液態施加至結構然後經由化學 溶解、融化或類似方式自結構分離之部分其他的材料。所牲材料可用來在操作、搬運、安裝或脆弱結構，处=、他程序期間保護―精細的微結構。可犧牲材料 私序W進至70件22G而需要將結構安装或其他 要力Γ作位置中，然後此程序前進至元件222而需 要攸所把加的可犧牲材料釋放出結構。 ‘刀替代性實施财，減理後所 係可在微結構使用期間仍留在位置 之 ::可能是有助於切同軸結構部分及_物的== 射頻(賴用中，可犧牲材料的此種留置作用可能是有 第11圖的程序開始 37 1291500 用的。其他實施例中，在結構形成期間可使用不只一種可 犧牲材料，在熱處理前可移除至少一種材料且在熱處理期 間可保留至少一種材料，留下的可犧牲材料之一部分可在 熱處理期間與結構性材料交互作用而產生有益用途，然後 5在熱處理之後可移除此留下的可犧牲材料之至少一部分。 或者，可犧牲材料可在熱處理之前移除，且在熱處理前添 加另一材料，可於存在此額外材料時發生熱處理，然後在 熱處理之後，所添加的材料可整體或部份地留置或者可整 體加以移除。 1〇 第12®描繪本發明第七實施例之流程圖，其中此結構 可在熱處理之前從一基材釋放或未加以釋放。此實施例 中，瞭解到可能需要在進行熱處理操作前將一結構從其基 材釋放。譬如當結構由_具#與基材材料顯著不同的熱膨 脹係數之材料形成時，將可能需要此作用。熱處理之後， 15結構則可附接至-不同基材或甚至有可能再附接至初始的 基材。 此實施例的程序開始係為元件232而需要形成一具有 彼此黏附的層之多層立體結構。結構形成之後，此程序前 進至兀件234並查詢是否應在熱處理之前從基材釋放出結 2〇構。如果答案為“是”，則此程序前進至元件236而需要譬如 攸基材釋放出結構。譬如可經由一位於基材與結構之間的 可融化或可溶解釋放層來發生此釋放作用。或者，可利用 將基材機械加工移除及/或將基材或基材的一剩餘部分蝕 刻及/或平面化移除，藉以發生此作用。結構從基材釋放之 38 1291500 後，此程序前進至元件238而需要將結構加以熱處理藉以增 強間層黏著性。如果元件234的查詢具有否定的回應，則此 程序單純地從元件234前進至元件238的熱處理操作。 第13圖描繪本發明第八實施例之流程圖，其中形成在 5 熱處理之前可能部份地或完全地彼此分割之多個多層結 構。此貫施例的程序開始係為元件242而需要形成多個多層 結構。多層結構形成之後，此程序前進至元件244並查詢在 熱處理之前個別結構是否應發生部份或完全的分割。部分 情形下，可能需要在熱處理之前部份地或完全地分割經過 10 可能位於相鄰晶粒（亦即個別結構或結構組）之間的可犧牲 材料，以使可能由於熱膨脹係數差別所導致的應力累積不 會從較小個別晶粒區域傳播橫越晶粒邊緣前往遠端區域而 在其中達到能夠造成不良扭曲、脫層及類似作用之量值。 如果查詢244產生“是，，的回應，此程序前進至元件246 15而需要分割多個結構。隨後，此程序前進至方塊248而需要 使結構進行熱處理藉以增強間層黏著性。在元件248操作之 後，此程序可前進至元件252，如下文簡短地描述。 如果查詢244產生“否，，的回應，此程序前進至元件250 而需要使結構進行熱處理藉以增強間層黏著性，且隨後此 2〇程序前進至元件252而需要分割結構。如上述，如果元件246 的分割並不完整且如果一補充性分割對於完成分離程序是 有利的，則此程序亦可從元件248前進至元件252。 第14圖描繪本發明第九實施例的方塊圖，其中此結構 在形成之後以一比用於形成結構之至少一結構性材料的再 39 1291500 結晶溫度更小之溫度受到熱處理。此實施例的程序開始係 為兀件262而需要形成_其中使鄰層彼此黏附之多層結 構。結構形成之後，此程序前進至元件Μ4而需要利用一低 於結構性材料的再結晶溫度但亦夠高而用足以導致增強的 5間層黏著性之充足㈣施加之溫度將結構予以熱處理。 可藉由部分貫驗性結果東顯示此實施例。在一組實驗 中，在形成於-錄基材上之經電沉積的錄樣本上進行黏著 性測試。亦在經過約45叱及5到9小時熱處理之類似製成的 樣本上進行黏著性測試。在進行錄的電鍵之前，對於所有 10樣本’利用-已知為北卡州韋恩的彪馬化學（Puma Chemicai) 的C-12活化劑之活化劑來處理鎳基材的表面。活化程序係 依照製造者的指示。未經過熱處理之三件樣本係在約44,53 及68 MPa時顯現黏附失效。經過熱處理的三件樣本則在約 153,215及280 MPa時顯現黏附失效。易言之，此實驗中， 15黏著性改善了約2·2倍的因數至約6·4倍的因數，且平均值為 約4·0倍的因數。 另一實施例中，形成類似第22(a)-22(e)圖所示者之許多 螺旋結構。第22(a)-22(c)描繪一螺旋彈簧型接觸元件之cad 設計的各種圖式。此設計中，各層厚度為8微米，該螺旋元 20件寬度為80微米，整體螺旋元件的直徑（基底元件除外）為 200微米，而整體高度為160微米。第22(d)圖描繪在一陣列 中一起形成之第22(a)-22(c)圖的數個螺旋彈簀型接觸元 件。第22(e)圖描繪利用一電化學製造程序所生成之第22(d) 圖的微結構之一SEM影像。 40 1291500 類似第22(e)圖之一陣列的部分元件係受到一拉張測試 以決定出間層黏著性的存活性(viability)。被拉取的部分樣 本經歷熱處理而其他樣本則未經熱處理。未熱處理的四個 樣本(各原為i60微米高度)被拉取且各在i〇〇與3〇〇微米伸長 5之間歷經了間層黏附失效。經熱處理樣本受到拉取並伸長 至大於2公厘高度且未觀察到脫層。對於這些樣本的熱處理 係包括將樣本以小於或等於約3r每分鐘的速率升高至5〇〇 CM度然後保持5〇〇c溫度15分鐘，隨後以小於或等於约1〇 C每分鐘的速率來冷卻樣本。在一包括約5% H2及約鄕比 之形成氣體中對於結構進行此熱處理程序。 第23圖顯示許多未被拉取的經熱處理結構，諸如結構 372及374,以及一被拉取的結構376且其顯示結構被拉取超 過材料的彈性極限（亦即進人塑性變形區域）且黏附強度大 於結構料伏錢（亦即使彈性變形餘於龍變形之應 15力及相關聯的應變）。這些經熱處理的樣本不但在間層黏著 2方面產生顯著?文良，咸信其亦顯著地減低所發生之間層 甩阻。這些實驗中，在從-銅可犧牲材料釋放鎳結構之後， 進行樣本的熱處理。 41 1291500 良。咸信在部分實施例中，可利用小於5分鐘停頓時間（亦 即一段處於最大溫度的時間）來達成可接受的結果。值在I 他實施例中可能需要或偏好採用5分鐘到60分鐘或甚至更 長的停頓時間。當結構的一部分或其附接的基材易受到熱 5 損害時，較低的停頓溫度及較長的停頓時間可能特別有 益。咸信熟習該技術者可進行實驗來決定可接受的停頓、 度及停頓時間並決定合理的加熱與冷卻速率。嬖如，~ ^ 實施例中可將加熱速率設定為每分鐘3。<：至1〇。(：的範圍或 甚至更南。 10 雖然本實施例中最大熱處理溫度（亦即停頓時間）預6 低於結構性材料的再結晶溫度，咸信其他實施例中熱處理 溫度可能超過再結晶溫度。 譬如，部分實施例中，一較佳的結構性材料可能為鎳， 而其他實施例中，較佳的結構性材料可能為銅。由於鎳約 15有1455°C的融化溫度且鎳的再結晶溫度咸信約為絕對融化 溫度的1/2(亦即約59〇。〇，最好使熱處理溫度保持低於此 590°C的水準。由於鋼約有108；rc的融化溫度且鋼的再結晶 溫度咸k約為絕對融化溫度的1/3(亦即約2〇〇〇c)，銅結構的 熱處理操作最好可使用低於此200艽數值之最大溫度。然 20而，在使用其他結構性材料或是使用鎳或銅合金（譬如鎳磷 或鎳鈷）或是含有不同雜質量的鎳或銅之其他實施例中，可 月b存在不同的再結晶、溫度，因此可能存在不同之最大較佳 熱處理溫度。亦瞭料㈤沉積程序及/或金屬加工程序可對 於-給定材料產生不同的再結晶溫度，因此可能存在不同 42 1291500 的較佳熱處理溫度範圍。 在而使所形成的結構或組件較硬或較不具延展性之應 用中則偏好彳以低於再結晶溫度之熱處理。然而，在需 使結構或組件較軟及/或較具延展性之其他應用中，可能更 5偏好採用處於比再結晶溫度計更高的溫度之熱處理。在不 限制本申叫案的發明之範圍前提下，黏附強度的增加及可 能的層内凝聚力增高咸信可能係來 自於一種公知可導致原 子擴散過邊界區域之擴散結合(出抒11^〇11 b〇nding)現象。亦 可能由另一種機構來至少部份地負責改善黏附強度。此另 10 一種機構可包含將可能存在於一結構的層之間或其他位置 之間的介面處之金屬氧化物予以還原。 部分替代性實施例中，可能熱處理一結構以提供間層 黏著性’然後在釋放及熱處理之後，可能將一較均勻的材 料塗層沉積在結構表面上方（譬如藉由電鐘或類似方式），以 15改善經組合結構之硬度及降伏強度。 本實施例的其他替代方式中，成形氣體可包括約1%至 10%或甚至更高之H2。其他實施例中，大氣可大致為純幵2, 但其他實施例中，可使用其他還原氣體或用劑。其他實施 例中，大氣可為一諸如N2或Ar等惰性氣體。其他實施例中， 20 結構可在真空中加以熱處理。當一氣體在熱處理期間出現 時，該氣體可保持低於一大氣壓、大致處於一大氣壓、或 處於部分特定升高壓力之壓力。在熱處理期間，氣體可以 停滯模式出現或可在結構附近流動（這可以一用於將氣體 導引於室附近之風扇的形式或一經過此室的連續氣體沖流 43 1291500 的形式加以實行）。部分實施例中 * 士士树—，丄μ J月匕而要將弟二結構性 疋位在苐一結構性材料的鄰層之間。中介的材料可呈 有比結構性材外低之融切巾）丨的材料了具 強擴散結合。 度或再結晶溫度且可用來增 5 10 15 20 =實施例中，依據各材料功能而定（譬如提供強度、 二加傳導性或介電性質），在結構或組件中可存在不只一種 構I·生材料’可⑨需要以低於兩或更多種再結晶溫度其中 =或低於。卩分巾間再結晶溫度、或低於再結晶溫度其 最两者之溫度來進行熱處理或擴散結合。 、本實施例的部分替代方式中，可將多種技術與此處明 不提出的技術加以合併。譬如，可接受或可能需要在可犧 牷材料處於其位置之情形下進行熱處理操作。其他替代方 弋中，可在一部份性釋放的結構（亦即一仍留有部分可犧牲 材料之結構或組件）上實行熱處理或擴散結合。部分實施例 中，可在分離的結構之間導入間隙使其精細地退耦藉以消 除或盡量減少有關熱膨脹係數不同之應力傳播。其他替代 性實施例中，熱處理期間，可沿著一垂直於層平面的方向 來施加壓縮性機械力。 其他替代性實施例中，可在結構浸於一液體或處於一 氣壓或靜水壓力大於10到50 PSI的環境之情形下進行熱處 理。其他替代性實施例中，可在一結構形成作用完成之前 進行熱處理。譬如，可在形成理想層數之後利用逐層方式 或週期性方式進行。 第15圖描繪本發明第十實施例之方塊圖，其中此結構 44 1291500 在形成之後利用一可顯著增強間層黏著性但不會顯著降低 層内材料的降伏強度之溫度加以熱處理。此實施例開始係 為元件272而需要形成一具有彼此黏附的層之多層結構。結 構形成之後，此實施例前進至元件274而需要利用一顯著增 5 強間層黏著性但不會顯著降低層内材料的降伏強度之溫度 及時間來對於結構進行一熱處理。 第16圖描繪本發明第十一實施例的方塊圖。如同對於 至今所述的其他實施例，此實施例首先係形成一使鄰層彼 此黏附之多層立體結構。結構形成之後，利用一可使結構 10到層内材料的至少50%降伏強度為止皆呈單調性表現之溫 度及日守間來將此結構加以熱處理。易言之，間層黏著性不 會在低於50%降伏強度（亦即彈性變形導致塑性變形之強度) 的拉力水準時失效。部分替代方式中，單調性表現係延伸 經過元整的彈性變形區域，甚至在其他實施例中可實質地 15 延伸至塑性變形區域中。 弟17圖描纟會本發明弟十二實施例的方塊圖。此實施例 開始係為元件292而需要形成一使鄰層彼此黏附之多層結 構。結構形成之後，此程序前進至元件294而需要利用一玎 使結構到層内材料至少50%最終抗拉強度為止均呈單調性 20表現之溫度及時間將結構加以熱處理。易言之，在拉力造 成間層區域中的應力及應變超過用於形成結構的層内部分 之材料的50%最終抗拉強度為止，間層黏著性皆不會失 效。最終抗拉強度係指可使體部斷裂或在減小的負載下持 續變形之每單位原始表面積的拉應力。當本文提及層内抗 45 1291500 拉強度或降伏強度時，申請人分別係指當不存在層間邊界 用以構成層的材料生成時，樣本在形成時所具有之抗拉強 度或降伏強度。 第18圖描繪本發明第十三實施例的方塊圖。本發明的 5此實施例中，此程序首先係形成一使鄰層彼此黏附之多層 結構。形成之後，此程序前進至元件3〇4而需要將一惰性或 含有一還原劑的大氣内之結構加以熱處理。惰性大氣包括 諸如氮(N2)、氬(Ar)、氖(Ne)和氪(Kr)及類似物等氣態物質。 還原劑包括氫氣(¾)及類似物，以及含有諸如成形氣體等這 1〇些用劑之氣體混合物。部分替代性實施例中，可能在氣體 中或在譬如並非惰性或提供還原性質而是與構成結構之結 構性材料具有化學反應性之材料喷灑下進行熱處理。此等 結構可譬如包括含碳化合物且其可與結構表面交互作用對 於裝置產生新的結構性特徵。 15 第19圖描繪本發明第十四實施例的方塊圖，其中結構 爻到熱處理以使結構的所有部分達到一大致均勻的溫度。 此實施例中，此程序首先係為元件312而需要形成一使鄰層 彼此黏附之多層結構。形成之後，此程序前進至元件314而 需要利用一大致均勻的溫度來將一結構加以熱處理。易言 之，利用一在一結構所有部分中大致具有相同數值之溫 度。這些實施例中，對於視為大致均勻的溫度而言，一結 構的所有相關區域中之溫度變異在熱處理期間係較佳小於 約坑、更佳小於15。〇、最佳小於約穴。或者，一結構中 之溫度變異較佳係小於約10%的目標溫度。、更佳小於 46 1291500 約5%且甚至更佳小於約1%的目標溫度。C數。在停頓溫度 時’較佳將結構溫度控制在小於約10%的目標停頓溫度。C 數内、更佳5%、甚至更佳1%的目標停頓溫度。C數。 第20圖描繪本發明第十四實施例的方塊圖，其中將結 5構加以熱處理以使局部溫差並非直接導因於局部導電性差 異（譬如並非導因於一結構内不同位置之歐姆性接觸變 異）。本發明的此實施例中，此程序首先係形成使鄰層彼此 黏附之多層結構。形成之後，此程序前進至元件324而需要 以不使局部溫差直接導因於結構性材料的局部導電性差異 10之方式將結構加以熱處理。此實施例中，較佳利用對流、 傳導或輪射將熱量施加至結構表面藉以發生結構的加熱。 部分替代性實施例中，可使一電流通過裝置但使導因於歐 姆性加熱之一結構不同區域的溫度變異較佳小於約25〇c、 更佳小於約15。(：且最佳小於約5°c藉以發生加熱。 15 第21圖描繪第十六實施例之流程圖，其中結構部份地 形成、從可犧牲材料釋放、然後熱處理、隨後在再充填或 未再充填可犧牲材料及經過或未經進一步熱處理之情形下 元成。本每明的此實施例中’此程序首先係形成一多層結 構的一部分。此多層結構部分形成之後，此程序前進至元 20件334而需要自此結構部分形成期間所使用之至少一可犧 牲材料來釋放多層結構。可犧牲材料移除之後，此程序前 進至元件336而需要將結構加以熱處理以譬如增強間層黏 著性或增強對於可添加至結構的其他元件之黏著性。熱處 理之後，此程序前進至元件338而查詢是否需要更換可犧牲 47 1291500 材料藉以完成結構的形成作用。如果答案為“否，，，此程序 A進至元件340而需要完成結構的形成作用，隨後此程序前 進至元件342而查詢是否進行額外的熱處理，如果答案為 否’’，此程序前進至元件344並結束。如果對於元件M2的 5查洶之答案為“是”，此程序前進至元件346而需要進行進一 步熱處理然後前進至元件344並結束。 如果對於元件338的查詢之答案為“是，，，此程序前進至 兀件352而需要沉積可犧牲材料及對於該材料可能進行平 面化以準備形成額外層的結構。從元件352,此程序前進至 1〇元件354而需要完成結構的形成作用。結構完成之後，此程 序鈾進至元件356並查詢是否在任何進一步熱處理之前將 可犧牲材料移除。如果答案為“是”，此程序前進至元件358 而需要從可犧牲材料釋放經完成的結構，隨後此程序前進 至元件342(如上述）並立即移至元件344的程序終點或前進 15至元件346所需要之熱處理且隨後在元件344處結束。 如果對於元件356的查詢之答案為“否，，，此程序前進至 元件360而需要進行額外熱處理，隨後此程序前進至元件 362而需要從可犧牲材料釋放經完成的結構。隨後，此程序 前進至元件344並結束。此實施例代表前述實施例的許多可 20能組合之其中一者且預定成為如何產生此等組合之一範 例。替代性實施例可容許所部份地形成的結構具有不只兩 次釋放及不只兩次熱處理。 本發明第十七實施例提供一用於熱處理一已經電化學 製造的結構（譬如一鎳結構)之低溫程序。此程序可以比起較 48 1291500 理職得者更小的機械強度損失來產纽改良之間 層姑者性。此程序的主要操作係包括： ^理所有經釋放結構㈣細成期間已經從所使用 丄:犧牲材料分離之結構)以利用—溶劑及稀釋酸沖洗液 來矛夕除有機物及氧化物。 2.將結構放置在-可在結構周圍提供受控制的溫度及 大氣之環境室中。 室 大氣 3·以成形氣體（譬如具有5%的氫及％%的氮）來取代 10 4 ·關閉對於室的所有開口及使室内部的成形氣體維持 正壓力。 5·使室中的溫度以1〇度/分鐘的提升速率從室溫提升至 250 C。監控實際的室中溫度使其在每個時間間隔期間且特 別在最大溫度的停頓時程期間相較於目前設定點溫度不會 15超過約5°C。在提升及停頓期間全程使一成形氣體流保持進 入室内。 6·使溫度維持在停頓溫度（亦即最大溫度)3〇分鐘（亦即 停頓時間）。 7.—旦停頓時間終止，讓室自然地冷卻同時在冷卻期 20間的前30分鐘令成形氣體持續流動，藉以使室的溫度下降 至室溫。30分鐘之後，溫度應低於20CTC且可將成形氣體流 予以停止。 8·讓冷卻持續另30分鐘，在此時點，溫度應在16〇^卢 右或更小。 49 1291500 9·在此時點，打開室門並可由室空氣進行對流冷卻。 4冷卻持續另外30分鐘。在此時，溫度應低於1〇〇它。 10·彳之至移除結構並將樣本放置在一金屬上且讓溫度 等化藉以在冷部板上冷卻晶圓或個別晶粒(如果已經分割）。 5 利用第十七實施例的程序來進行實驗。這些實驗使用 一鎳結構性材料且使經加熱結構產生顯著改良的間層黏著 性及較小的整體強度損失(相較於較高溫處理之結構）。將間 層結合加以增強，使得間層黏著性不會在結構的彈性壓縮 期間失效且保留更高的整體強度（亦即需要較高力量來產 1〇生、給定撓曲)。第十七實施例可能具有各種替代方式。譬 如，可能具有一較低的停頓溫度（譬如200, 500、或甚至1〇〇 =);可能具有較長或較短的提升時間及相關速率，可能在 .^程序中具有變動，可能在加«冷卻顧使用不同氣 兄(只含氮、只含氫、其他比例的氮及氫、使用諸如氣 15寺惰性氣體、及類似狀況）；分割之前或之後加以熱處理； 釋放之前或之後加以熱處理；基材交換之前或之後加以熱 ^理’及類似作用。熟習該技術者能夠進行基本實驗並決 出對於各種建造及可犧牲材料進行熱處理之適空 最佳參數。 2〇 …热習該技術者瞭解如何合併各種先前出現的實施例以 $成更精細及/或替代性的實施例。合併的實施例可為來 兩實施例之單-型態並將其合併成單一實施例或可採行來 自不只兩實施例的不同型態而將其合併。 热習該技術者可瞭解或確認可將各種額外操作添加 50 1291500 本文所述的程序。譬如，在進行不同沉積操作、進行任何 蝕刻操作及進行不同平面化操作之間，可能需要清理操 作、活化操作及類似操作。 下述的專利申請案及專利案係以引用方式整體併入本 5 文中。這些併入的申請案之揭示可以許多方式與本申請案 的揭示加以合併··譬如，經增強的用於產生結構之方法可 能衍生自揭示的部分組合，可獲得增強的結構，可衍生增 強的裝置，以及類似作用。 1291500 •美國專利申請案，提交曰期 •美國申請案公開號碼，公開曰期 發明人，標題 ♦10/677,556-2003年 10月 1 曰 孔恩(CJohen)，“包括用於接受組件的對準及/戎 留置附件之單調性結構，， 丁平汉/-乂 •XX/XX，XXX-2004 年4 月 21 日 (案號 P-US084-A-MF) 孔恩，“用於降低經電化學製造的立體结構中 之間層不連續性之方法” ♦XX/XX，XXX-2004年5 月 7 曰 (案號 P-US099-A-MF) 洛可(Lockard)，“利用黏附罩體、且包含介電片 |/|£^2^^移除之軒晶層來電化 •10/271,574-2002年 10月 15 曰 •2003-0127336A-2003年7 月 1〇 日 於製造高尺寸比微機電結構之方法 •10/697,597-2002年 12 月 20 曰 嗔灑金屬或粉末塗覆程序之EFAB 方法和裝置’’ •10/677,498-2003年10月 1 日 2：5丄多tiff及使用此等罩體來形成立 體結構之方法和裝置” • 10/724,513-2003年 11 月 26 曰 ϊ Si 性罩體及用於形成立體結構之 方法和裝置” 鬱10/607,931-2003 年6 月 27 日 ‘丨彳J小丐射頻(RF)及微波組件以及用於 製造此等組件之方法” • 10/387,958-2003 年3 月 13 日 •2003-022168A-2003年 12月 4 曰 學製造方法及用於產生具有改良 的表面光製之立體結構之應用，， .10/434,494-2003年5月 7 日 •2004-0000489A-2004年1 月 1 曰 ^J(Zhang)，“用於在可貼附性接觸罩體鍍覆操 4期間監4沉積品質之方法和裝置” •10/434,289-2003 年5月 7 日 •2004-0065555A-2004 年4月 8 日 1一基材的現場陰極性活化之可貼附 性接觸罩體方法及裝置，， • 10/434,294-2003年5月 7 日 •2004-0065550A-2004年4月 8 日 有經增強的後沉積處理之電化學製造 万法 •10/434,295-2003年5月 7 日 •2004-0004001A-2004年1 月 8 曰 ^恩，“用於形成與以半導體為基礎的電路整 合之立體結構之方法和裝置，， •10/434,315-2003 年5月 7 日 •2003-0234179A-2003年 12月 25 日 S 利用可犧牲金屬圖案來模製結 構之方法和裝置，， •XX/XXX，XXX-2004年5 月 7 曰 (案號 P-US104-A-MF) ? Ϊ f K^P!°n)5“具有介電質或活性基底 ίίίίί製造的結構及用於製造此等結構 之方法和裝置，， • 10/724,515-2003年 11 月 26 日 化學形成包括接觸罩體及基材 的不平订對接之結福:之方法” 瘳 XX/XXX，XXX-2004 年5 月 7 曰 (案號 P-US105-A-MF) 5^，“用於經電化學製造結構之多階釋放方 籲 60/533,947-2003年 12 月 31 日 庫馬(Kumar), “探針陣列及其製造方法” 52 1291500 揭示種::實施例。部分這些實施例可利用本文的 \ 开文的各種揭示之一組合為基礎。部分實 5 10 15 20 施例可能未❹任何毯覆沉龍序及/或其可能未使用十 序。部分實施财_並㈣沉積財之選擇性 》儿積程序。部分實施例可能使用-或多種结構性材 料(譬如錄、金、鋼、銀或類似物）。部分程序可能使用^或 ^種可犧牲材料(4如铜、銀、錫、辞或類似物）。部分實施 例可能移除一可犧牲材料，其他實施例則可能未加以移除。 鑒於此處的揭示，可能具有許多其他實施例、替代性 設計及使时u為熟f該技術者所瞭解。因此，本發明 無意受限於上述之特定示範性實施例、替代方式及使用方 式而只由申請專利範圍所界定。 【圖式簡單說明】 弟l(a>l(c)圖示意性描繪一cc罩體鍍覆程序的各種不 同階段之側視圖，而第1(dM(g)圖示意性描繪一使用不同類 型CC罩體之CC罩體鑛覆程序各種階段的側視圖； 第2(a)-2(f)圖示意性描繪一施加用以形成一特定結構 之電化學製造程序的各種不同階段之側視圖，其中係選擇 性/儿和一可犧牲材料且毯覆沉積一結構性材料； 第3(a)-3(c)圖示意性描繪可用來人工式實行第2(a)-2(f) 所不的電化學製造方法之各種不同範例次總成的側視圖； 第4(a)-4(i)圖示意性描繪利用黏附罩體來形成一結構 的第一層，其中第二材料的毯覆沉積係鋪覆於第一材料本 身及第一材料的沉積位置之間的開口上方； 53 1291500 第5圖示意性描繪一加熱系統，其中根據本發明的各種 不同實施例已經放置多個用於熱處理（譬如擴散結合）之結 構， 第6圖描繪本發明第一實施例之方塊圖，其中形成一多 5層立體結構然後加以熱處理藉以譬如改善間層黏著性； 第7圖描繪本發明第二實施例之方塊圖，其中一多層立 體結構的形成係包括一將經沉積材料層平面化之操作，且 其中該結構在形成之後受到熱處理； 第8圖描繪本發明第三實施例之方塊圖，其中一多層結 10 構的形成係包括將後續經圖案化的材料層直接地黏附至緊 位於前的經圖案化材料層且其中該結構在形成之後受到熱 處理； 第9圖描繪本發明第四實施例之方塊圖，其中一多層結 構的形成係包括在各層形成期間沉積複數種材料且其中該 15結構在形成之後受到熱處理； 第10圖描繪可視為第四實施例擴充版本之本發明第五 實施例的流程圖，其中一種材料為可犧牲材料而可在熱處 理前或熱處理後加以移除； 第11圖描繪本發明第六實施例之方塊圖，其中使一結 20構自一可犧牲材料分離以供熱處理之用但在熱處理後由一 可犧牲材料至少部份地包封直到準備使用為止或在可犧牲 材料可被移除時加以使用，· 第12圖描繪本發明第七實施例之流程圖，其中該結構 在熱處理前可從一基材釋放或可能未從該基材釋放； 54 1291500 弟13圖描繪本發明第八實施例之流程圖’其中形成可 在熱處理前部份地或完全地彼此分割之多個多層結構； 第14圖描繪本發明第九實施例之分塊圖，其中該結構 在形成之後係藉由一比起至少一種用來形成結構之結構性 5 材料的再結晶溫度更小之溫度加以熱處理； 第15圖描繪本發明第十實施例之方塊圖，其中該結構 在形成後係藉由一可顯著地增強間層黏著性但不會顯著地 減低層内材料的降伏強度之溫度加以熱處理； 第16圖描纟會本發明第—^實施例之方塊圖，其中該結 10 構之熱處理溫度及時間可使得多層結構在用來形成結構之 層内材料的至少50%降伏強度為止皆呈單調性表現； 第17圖描纟會本發明第十二實施例之方塊圖，其中結構 之熱處理溫度及時間可使得多層結構在用來形成結構之層 内材料的至少50·%最終抗拉強度為止皆呈單調性表現； 15 第18圖描繪本發明第十三實施例之方塊圖，其中該結 構在一身為惰性或包括一還原氣體之大氣中加以熱處理； 第19圖描繪本發明第十四實施例之方塊圖，其中該差士 構受到熱處理而使得該結構的所有部分達到一大致均勾的 溫度， 20 第2〇圖描繪本發明第十五實施例之方塊圖，其中該斧 構受到熱處理而使得局部溫差並非直接地肇因於局部的導 電性差異（亦即肇因於來自承載一電路之歐姆加熱 第21圖描繪第十六實施例的流程圖’其中該結構係部 份地形成、從可犧牲材料釋放、然後進行熱處理、隨後可 55 5 10 1291500 ==再充填可犧牲材料並進行或不進行熱處理而完 弟22(a)-22(c)圖描纷一螺旋彈簧型接觸元件之⑽設 计的各種圖式； 第22(d)圖^纟會在_陣列中—起形成之扣⑷·2制圖 的數個螺旋彈簧型接觸元件； ㈣e)圖描繪電化學製造轉所生紅第剛 圖的U結構之— SEM影像； 、—弟23圖贿—包含已經熱處理之類似第u⑻圖所示的 複數個裝置之基材，且其中—裝置已經受到 超過可使雜财單雛表現（„層邊界触著性並未 失效）的材料彈性極限之拉力。

2…身為可犧牲材料之第一材料 22...材料 4…身為結構性材料之第二材料 22，···沉積物 6…金屬基材 26a，26b…開孑匕 8…CC罩體 32…示範性人工電4 8’…罩體 系統 1〇，1〇’···經圖案化的可貼附材料 34…基材固持次系統 12，12’，21，62···陽極 36...CC罩體次系統 14,66…鍍覆溶液 38…毯覆沉積次系統 16···開口 40…平面化次系統 18…電源供應器 42…線性滑件 2〇 ···多層結構 44...致動器 56 1291500 46 ···指不器 48…載具 52···拋磨板 54…X-階台 56…Y階台 58···貯槽 64…電解質貯槽 68…足部 72,74…框架 82…基材 84···可圖案化的光阻 86…光阻的表面 88…基材82的表面 92⑻-92(c)…開口或開孔 94…第一金屬 96…第二金屬 98…立體(1D)結構 102…加熱室 104，106…加熱線圈（電阻加熱 元件） 108···溫度感應裝置 112，114，116···元件 118…真空泵 122，124，126···結構 128…支撐件 132…控制器 152…從複數個黏附層來形成 一多層結構。 154…將一熱處理供應至結構 藉以譬如增強間層黏著性 162…形成一包括複數個黏附 層之立體結構 164…將結構熱處理藉以增強 間層黏著性 172…從複數個黏附層來形成 一立體結構 174…使結構進行一熱處理藉 以增強間層黏著性 182…形成一多層結構 184…將結構熱處理藉以增強 間層黏著性 192…形成一多層立體結構 194···查詢是否在熱處理之前 從結構性元件釋放可犧牲材料 196···譬如經由一化學蝕刻操 作或類似操作從可犧牲材料 釋放出結構 198…將結構加以熱處理藉以 57 1291500 增強間層黏著性 200…將Μ構加以熱處理藉以 增強間層黏著性 ϋϋϋ才料釋放出結構 212…形成一多層立體結構， 其中鄰層彼此黏附 214…從至少一可犧牲材料釋 放出結構 216…將結構加以熱處理藉以 增強間層黏著性 218…將一可犧牲材料施加至 結構 220…將結構安裝或其他方式 定位至一工作位置中 222…從所施加的可犧牲材料 釋放出結構 232…形成一具有彼此淼附的 層之多層立體結構 234…查詢是否應在熱處理之 前從基材釋放出結構 236 ···譬如從基材釋放出結構 238···將結構加以熱處理藉以 增強間層黏著性 242...形成多個多層結構 244…查詢在熱處理之前個別 結構是否應發生部份或完全 的分割 246…分割多個結構 248…使結構進行熱處理藉以 增強間層黏著性 250···使結構進行熱處理藉以 增強間層黏著性 252…分割結構 262···形成一其中使鄰層彼此 黏附之多層結構 264…利用一低於結構性材料 的再結晶溫度但亦夠高足以 導致增強的間層黏著性之充 足時間施加之溫度將結構加 以熱處理 272…形成一具有彼此黏附的 層之多層結構 274…利用一顯著增強間層黏 著性但不會顯著降低層内材 料的降伏強度之溫度及時間 來對於結構進行一熱處理 292…形成一使鄰層彼此黏附 之多層結構 58 I29l5〇〇 294…利用一可使結構到層内 材料至少50%最終抗拉強度為 止均呈單調性表現之溫度及 時間將結構加以熱處理 304…將一惰性或含有一還原 劑的大氣内之結構加以熱處理 312…形成一使鄰層彼此黏附 之多層結構 314…利用一大致均勻的溫度 來將一結構加以熱處理 324…以不使局部溫差直接導 因於結構性材料的局部導電 性差異之方式將結構加以埶 處理 334···自此結構部分形成期間 所使用之至少—可犧牲材料 來釋放多層結構 336…將結構加以熱處理以嬖 如增強間層黏著性或增強對 於可添加至結構的其他元 之黏著性 338.. .查詢是否需要更換可犧 牲材料藉以完成結構的形成 340···完成結構的形成 342.··查詢是否進行額外的熱 處理 344…結束 346.. .進行進一步熱處理 M2…沉積可犧牲材料及對於 該材料可能進行平面化以準 備形成額外層的結構 354…完成結構的形成 356…查詢是否在任何進一步 熱處理之前將可犧牲材料移除 358···從可犧牲材料釋放經完 成的結構 360…進行額外熱處理 362…從可犧牲材料釋放經完 成的結構 372,374 ···未被拉取的經熱處 理結構 376…被拉取的結構 59

Claims (1)

1291500 第93112900號專利申請案申請專利範圍修菜年^月I曰@ I 拾、申請專利範圍： 一-·一J 1. 一種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： 5 (a)將一層材料形成且黏附至一預先形成的層及/或 一基材，其中該層包含一所需要圖案的至少一結構性材 料及至少一犧牲性材料；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆兩次以從複數個黏附層 來累積一立體結構，其中至少二層上的所需要圖案化並 10 不相同； (c) 至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 理，其在至少二層之間產生改良間層黏著性； 其中該結構包含至少一金屬，且其中用於至少一層 之所需要圖案的形成係包含使用一黏附罩體，且其中至 15 少一層的形成及黏著包括一電沉積操作。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該電化學沉積係包 含電鍍該至少一金屬。 20 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少一金屬含有 鎳。 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中該可犧牲材料含有 銅。 60 1291500 其中該結構性材料含有 10 15 5. 如申請專利範圍第1項之方法 鎳。 6. 如申請專利範圍第1項之方法 少約為2倍之因數。 7. 如申請專利範圍第6項之方法 少約為5倍之因數。 8. 如申請專利範圍第1項之方法 於約250°C將該結構加熱至少 9. 如申請專利範圍第8項之方法 於約250°C將該結構加熱至少三小時。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該熱處理包含以大 於200°C將該結構加熱不超過兩小時。 11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中當該結構的一溫度 大於約200°C時將一含有一還原氣體之大氣定位在該結 構附近。 12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中當談結構的一溫度 大於約100°C時將一含有一還原氣體之大氣定位在該結 其中該黏附強度增加至 其中該黏附強度增加至 其中該熱處理包含以大 小時。 其中該熱處理包含以大

構附近。 13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該熱處理包含以大 20 於200°c將該結構加熱不超過一小時。 14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中當該結構的一溫度 大於約200°C時將一含有一還原氣體之大氣定位在該結 構附近。 15.如申請專利範圍第13項之方法，其中當該結構的一溫度 61 1291500 大於約loot時將一含有一還原氣體之大氣定位在該結 構附近。 16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中黏附強度的改良係 部份地導因於橫越一邊界之熱輔助式材料擴散且其中 5 使一後續沉積物接合一先前沉積的材料之一表面。 17. 如申請專利範圍第1項之方法，其中一層的形成係額外 包含該經沉積材料之平面化。 18. 如申請專利範圍第1項之方法，此外包括由該結構性材 料釋放該犧牲性材料，其中在該可犧牲材料從該結構性 10 材料釋放之前發生該熱處理。 19. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少複數層的形 成係包含開始一沉積操作以在一前層完全形成之前形 成一後續層的一部分。 20. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 15 電化學製造方法，其包含： (a) 在一基材或預先沉積的材料上形成至少一第一 材料的一經圖案化沉積物，使得至少一空隙存在該至少 一材料的經圖案化沉積物周圍或内部； (b) 將至少一第二材料沉積至該至少一空隙的至少 20 一部分内； (c) 將該至少一第一材料或該至少一第二材料的至 少一者之沉積物修整至一所需要的位準； (d) 將（a)-(c)的形成及黏附操作重覆複數次以從複 數個黏附層來累積一立體結構； 62 1291500 (e)至少複數層形成之後，使該多層結構受到熱處 理，其在至少二層之間產生改良間層黏著性， 其中至少一第一或第二材料之沉積包括一電沉積 操作，且至少一經沉積材料包含一金屬，且其中用於該 5 至少一層之該經圖案化沉積物的形成係包含使用一黏 附罩體。 21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該熱處理 係導致在二層上的至少一第一經沉積材料及/或在二層上 的至少一第二經沉積材料之鋪覆沉積物的至少一部分之間 10 的黏著性增高。 22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該經增強 的黏著性係至少部份地導因於橫越一用以接合兩沉積物的 邊界之熱輔助式材料擴散。 23. 如申請專利範圍第1項之方法，其中係以沿著 15 一垂直於一層平面的轴線之壓力對於沿著一平行於層平面 的軸線施加之壓力之一不大於約10的比值來發生該熱處 理。 24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該比值不 大於約2。 20 25.如申請專利範圍第24項之方法，其中該比值大致為1。 26. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： (a)將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材；及 63 1291500 (b) 將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數 個黏附層來累積一立體結構，其中該等至少複數層各包 含至少兩種經沉積材料； (c) 至少複數層形成之後且當至少兩種材料保持彼 5 此接觸的同時，使該多層結構受到一熱處理，其在至少 二層之間造成經改良的間層黏著性； 其中該結構包含至少一金屬，且其中至少一第一或 第二材料之形成及黏著包括一電沉積操作。 27. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 10 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材；及 (b) 將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數 個黏附層來累積一立體結構，其中該等至少複數層的形 15 成係包含在一平面化操作中移除至少部分的經沉積材 料； (c) 至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 理，其在至少二層之間造成經改良的間層黏著性； 其中該結構包含至少一金屬，其中至少一層的形成 20 及黏著包括一電沉積操作，且其中該至少一層之形成及 黏附係包含在至少一材料的選擇性圖案化中使用一黏 附罩體。 28. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： 64 1291500 (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數 個黏附層來累積一立體結構，其中沉積在一後續層上之 5 至少一材料的所需要圖案化係直接地黏附至沉積在一 前層上之至少一材料的所需要圖案化； (c) 至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 理，其在至少二層之間造成經改良的間層黏著性； 其中該結構包含至少一金屬，且其中該至少一層之 10 形成及黏附係包含在至少一材料的選擇性圖案化中使 用一黏附罩體，且其中至少一層之形成及黏著包括一電 沉積操作。 29.—種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： 15 (a)將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構； (c) 至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 20 理，其在至少二層之間造成經改良的間層黏著性，其中 加熱該結構的方式可使得該結構内的任何局部溫度變 異皆並非直接地導因於該結構性材料的局部導電性差 異； 其中該結構包含至少一金屬，且其中該至少一層之 65 1291500 形成及黏附係包含在至少一材料的選擇性圖案化中使 用一黏附罩體，且其中至少一層之形成及黏著包括一電 沉積操作。 30. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 5 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構； 10 (c)至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 理，藉以將該結構的大致所有部分加熱至一大致均勻的 溫度，且使間層黏著性之改良產生在至少二層之間； 其中該結構包含至少一金屬，且其中至少一層之形 成及黏著包括一電沉積操作。 15 31.—種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個黏 20 附層來累積一立體結構； (c) 至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 理，其中熱處理期間的最大溫度係小於用以該結構的一 部分之至少一金屬的再結晶溫度，及使間層黏著性之改 良產生在至少二層之間， 66 1291500 其中該至少一層之形成及黏附係包含在至少一材 料的選擇性圖案化中使用一黏附罩體，且其中至少一層 之形成及黏著包括一電沉積操作。 32. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 5 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附操作重覆至少一次以從複數 個黏附層來累積一立體結構，其中至少複數層各包含至 10 少一結構性材料及至少一可犧牲材料； (c) 使該可犧牲材料從該結構分離以釋放該結構；及 (d) 至少複數層形成之後但在釋放之前，使該多層結 構受到一熱處理，其在至少二層之間造成經改良的間層 黏著性； 15 其中該結構包含至少一金屬，且其中該至少一層之 形成及黏附係包含在至少一材料的選擇性圖案化中使 用一黏附罩體，且其中至少一層之形成及黏著包括一電 沉積操作。 33. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 20 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一 基材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將⑻的形成及黏附重覆至少一次以從複數個 黏附層來累積一立體結構，其中至少複數層各包含至少 67 1291500 一結構性材料及至少一可犧牲材料，且其中至少兩層上 之所需要的圖案並不相同； (C)使該可犧牲材料從該結構分離以釋放該結構， 及 5 (d)釋放之後，使該多層結構受到一熱處理，其在 至少二層之間造成經改良的間層黏著性； 其中該結構包含至少一金屬，且其中該至少一層 之形成及黏附係包含在至少一材料的選擇性圖案化中 使用一黏附罩體，且其中至少一層的形成及黏著包含一 10 電沉積操作。 34. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： (a)將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 15 (b)將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構； (c)當該結構位於一含有一惰性氣體的選定大氣中 之同時使該多層結構受到一熱處理，使至少二層之間的 間層黏著性的改良產生， 20 其中該結構包含至少一金屬，且其中至少一層的形 成及黏著包括一電沉積操作。 35. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： (a)將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 68 1291500 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構； (c) 當該結構位於一含有一還原氣體的選定大氣中 5 之同時使該多層結構受到一熱處理，使至少二層之間的 間層黏著性的改良產生， 其中該結構包含至少一金屬，且其中至少一層的形 及黏著包括一電化學操作。 36. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 10 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構，其中至少複數層各包含至少一 15 結構性材料及至少一可犧牲材料，且其中至少兩層上之 所需要的圖案並不相同； (c) 使該可犧牲材料從該結構分離以釋放該結構； (d) 釋放之後，使該多層結構受到一熱處理，使至少 二層之間的間層黏著性的改良產生， 20 (e)該熱處理之後，將一第二可犧牲材料施加至該結 構， 其中該結構包含至少一金屬，且其中至少一層的形 成及黏著包括一電沉積操作。 37. 如申請專利範圍第36項之製造方法，其中該第二可犧牲 69 1291500 材料包含一材料，該材料係與該包含該等層一部分之至 少一可犧牲材料不同。 38. 如申請專利範圍第36項之製造方法，其中該第二可犧牲 材料包含至少一材料，該至少一材料係與該包含該等層 5 一部分之至少一可犧牲材料大致相同。 39. 如申請專利範圍第36項之製程方法，其中移除了該第二 可犧牲材料。 40. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： 10 (a)將一層材料形成且黏附至一預先形成的層及/或 一基材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少二次以從複數個黏 附層來累積一立體結構； (c) 至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 15 理，使至少二層之間的間層黏著性的改良產生；及 (d) 從該基材釋放該結構，其中至少一層的形成及黏 著包括一電沉積操作， 其中該結構包含至少一金屬，且其中該至少一層之 形成及黏附係包含在至少一材料的選擇性圖案化中使 20 用一黏附罩體。 41. 如申請專利範圍第40項之製造方法，其中該結構在熱處 理之前從該基材釋放。 42. 如申請專利範圍第40項之製造方法，其中該結構在熱處 理之後從該基材釋放。 70 1291500 43. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： (a)將一層材料形成且黏附至一預先形成的層及/或 一基材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 5 (b)將（a)的形成及黏附重覆至少二次以從複數個黏 附層來累積一立體結構； (c) 至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 理，使至少二層之間的間層黏著性的改良產生；及 (d) 將該等複數個結構彼此分割， 10 其中該結構包含至少一金屬，且其中至少一層的形 成及黏著包括一電沉積操作。 44. 如申請專利範圍第43項之製造方法，其中該分割係以至 少二步驟發生，其中一步驟導致熱處理前之部份分割而另 一步驟導致熱處理之後的分割完成。 15 45.如申請專利範圍第43項之製造方法，其中該分割係在熱 處理之前完成。 46. 如申請專利範圍第43項之製造方法，其中該分割係在熱 處理之後完成。 47. —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 20 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構； 71 1291500 (C)至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 理，其中熱處理期間的最大有效溫度係小於用以形成該 結構的一部分之至少一金屬的再結晶溫度，且其中以一 充足時間及一充足溫度且在一可使間層黏著性增加顯 5 著量之環境中來施加該熱處理，及 其中該至少一層的形成及黏附係包含在至少一材 料的選擇性圖案化中使用一黏附罩體，且其中至少一層 的形成及黏著包括一電沉積操作。 48. 如申請專利範圍第47項之方法，其中該顯著量係包含一 10 至少為二倍之因數。 49. 如申請專利範圍第47項之方法，其中該顯著量係包含一 至少為五倍之因數。 50. 如申請專利範圍第47項之方法，其中該顯著量係對應於 比該間層材料的約50%降伏強度更大之間層黏附強度。 15 51.如申請專利範圍第47項之方法，其中該顯著量係對應於 比該間層材料的大約降伏強度更大之間層黏附強度。 52.如申請專利範圍第47項之方法，其中該顯著量係對應於 比該層内材料的約50%最終抗拉強度更大之間層黏附強 度。 20 53.—種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一 基材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將⑻的形成及黏附重覆至少一次以從複數個 72 1291500 黏附層來累積一立體結構； (C)至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱 處理其中以一溫度、一時間及在一可使間層黏著性顯 著增加而不顯著降低該層内材料的降伏強度之環境中 5 來施加該熱處理，及 其中该至少一層的形成及黏附係包含在至少一材 料的選擇性圖案化中使用一黏附罩體，且其中至少_層 的形成及黏著包括一電沉積操作。 54·如申請專利範圍第53項之方法，其中該顯著增加係包含 10 一至少為二倍之因數且該降低係不大於熱處理前之5〇%的 降伏強度。 ' 55· 如申請專利範圍第5 3項之方法，其中該顯著量 係包含一至少為五倍之因數且該降低係不大於熱處理前之 75%的降伏強度。 15 56·如申請專利範圍第53項之方法，其中該顯著量係訝應於 比熱處理前的約50%降伏強度更大之間層黏附強度，而熱 處理之後的降伏強度係不小於熱處理前之75%的降伏強 度。 57·如申請專利範圍第53項之方法，其中該顯著量係對應於 20比熱處理後的大約降伏強度更大之間層黏附強度，而熱處 理之後的降伏強度係不小於熱處理前之75%的降伏強及 值。 & 58·如申請專利範圍第53項之方法，其中該顯著量係對應於 比該層内材料的約5〇%最終抗拉強度更大之間層黏著性， 73 1291500 且該間層材料的最終抗拉強度係不小於熱處理前之75°/〇的 抗拉強度值。 59.—種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 電化學製造方法，其包含： 5 (a)將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一 基材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個 黏附層來累積一立體結構； (c) 至少複數層形成之後，使該多層結構受到_熱 10 處理，其中該熱處理導致形成一到層内材料的至少50% 降伏強度為此皆呈單調性表現之結構，且其中該至少_ 層的形成及黏附係包含在至少一材料的選擇性圖案化 中使用一黏附罩體，且其中至少一層的形成及黏著包括 一電沉積操作。 15 60·如申請專利範圍第59項之方法，其中該層内材料的降伏 強度係為該層内材料在熱處理之前的降伏強度。 61·如申請專利範圍第59項之方法，其中該層内材料的降伏 強度係為該層内材料在熱處理之後的降伏強度。 62·如申請專利範圍第59項之方法，其中當應力處於或低於 20 該層内材料的50%降伏強度時係存在單調性表現，且間層 黏附失效不會比層内凝聚力失效更容易發生。 63·如申請專利範圍第59項之方法，其中當應力處於或低於 該層内材料的約50%最終降伏強度時係存在單調性表現。 64·如申請專利範圍第63項之方法，其中該層内材料的降伏 74 1291500 強度係為該層内材料在熱處理之前的降伏強度。 65·如申請專利範圍第63項之方法，其中該層内材料的降伏 強度係為該層内材料在熱處理之後的降伏強度。 66· —種用於形成具有改良間層黏著性之多層立體結構之 5 電化學製造方法，其包含： (a) 將一層形成且黏附至一預先形成的層及/或一基 材，其中該層包含至少一材料的一所需要圖案；及 ~ (b) 將（a)的形成及黏附重覆至少一次以從複數個黏 附層來累積一立體結構； 鲁 10 (幻至少複數層形成之後，使該多層結構受到一熱處 理’其中該熱處理導致形成一當所施加應力是該層内材 料的至少50%降伏強度時不會比層内凝聚力失效更容 易經歷間層黏附失效之結構，且其中至少一層的形成及 黏著包括一電沉積操作。 15 67·如申請專利範圍第66項之方法，其中該層内材料的降伏 強度係為該層内材料在熱處理之前的降伏強度。 68.如申請專利範圍第66項之方法，其中該層内材料的降伏 囑| 強度係為該層内材料在熱處理之後的降伏強度。 75