(57)【要約】  本発明のいくつかの実施形態は、複数層構造体（例えば、メソスケールまたはマイクロスケール構造）の電気化学的成型加工のための方法および装置において、当該電気化学的成型加工の際に平坦化される材料（例えば、層）の端点検出および平行性維持の性能を改善する。いくつかの方法は、平坦化の際に、平坦化された材料の平面が、定められた許容誤差内で、他の堆積された平面に対して平行であることを確認するための器具を、使用する。また、いくつかの方法は、基板の所期表面、第１の堆積層、または加工工程で形成された他の堆積層に対する、堆積された材料の詳細な高さを確認するための、端点検出器具を使用する。また、いつくかの実施形態では、平坦化がラッピングによって行われてもよいし、また、他の実施形態では、ダイヤモンドフライカッティングによって行われてもよい。
2007516856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、かつ、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、
（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施すこと、
（ｃ）計測プローブを、前記１つまたは複数の接触パッドに接触させるように配置し、前記平坦化作業が施された材料に接触させるように配置し、さらに、平坦化された材料の少なくとも１つの点の、所期の参照点または平面に対する高さの測定結果に関するデータを、当該器具から取り出す作業、
（ｄ）材料の前記高さの測定結果を当該材料の所期の高さと比較する作業、
（ｅ）前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内にないとき、前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内に入るまで、作業（ｂ）〜（ｄ）を繰り返す作業、および
（ｆ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、
を含む方法。
【請求項２】
前記１つまたは複数の接触パッドが少なくとも３つのコンタクトパッドを含む請求項エラー！引用元がありません。に記載の方法。
【請求項３】
前記器具は少なくとも３つの固定長スタンドオフと少なくとも１つの移動可能なプローブを含む請求項エラー！引用元がありません。に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの移動可能なプローブは、少なくとも３つの移動可能なプローブを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの移動可能なプローブは、少なくとも４つの移動可能なプローブを含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも３つの固定スタンドオフは前記パッドに接触するようになっており、前記少なくとも１つの移動可能なプローブは、堆積した前記材料に接触するようになっている請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも３つの固定スタンドオフは、堆積した前記材料に接触するようになっており、前記少なくとも１つの移動可能プローブは、前記接触パッドの１つに接触するようになっている請求項３に記載の方法。
【請求項８】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含むことを特徴とする作業、
（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、
（ｉ）前記基板を、多孔質真空チャックを介して、ラッピング器具に装着する作業、および
（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料にラッピング作業を施すことで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、
を含むことを特徴とする作業、および
（ｃ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、
を含む方法。
【請求項９】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、かつ、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、
（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、
（ｉ）前記基板を、多孔質真空チャックを介して、ラッピング器具に装着する作業、および
（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料にラッピング作業を施すことで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、
を含むことを特徴とする作業、
（ｃ）器具を、前記１つまたは複数の接触パッドに接触させるように配置し、前記平坦化作業が施された材料に接触させるように配置し、かつ、平坦化された材料の少なくとも１つの点についての、所期の参照点または平面に対する高さの測定結果に関するデータを、当該器具から取り出す作業、
（ｄ）材料の前記高さの測定結果を当該材料の所期の高さと比較する作業、
（ｅ）前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内にないとき、前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内に入るまで、作業（ｂ）〜（ｄ）を繰り返す作業、および
（ｆ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、
を含む方法。
【請求項１０】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、かつ、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、
（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、
（ｉ）前記基板を、多孔質真空チャックを介して、ラッピング器具に装着する作業、および
（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料にラッピング作業を施すことで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、
を含むことを特徴とする作業、
（ｃ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、
を含む方法。
【請求項１１】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させること、ただし、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にまたは前に形成された層の上にある、
（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施すこと、
（ｃ）少なくとも１つの材料に対して、所期の参照対象に対する当該堆積物の高さ、当該堆積物の平坦度、および所期の参照対象に対する当該堆積物の向き、のうち少なくとも２つの検査を施すこと、および、
（ｄ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成すること、
を含む方法。
【請求項１２】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させること、ただし、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、１つまたは複数の参照パッドが前記基板の上にまたは前に形成された層の上にあり、前記１つまたは複数の参照パッドは、平坦化され堆積した材料の堆積の高さ、前記平坦化された材料の平坦度、および／または前記平坦化された材料の向き、のうち少なくとも１つを確認するために使用することができる、および、
（ｂ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成すること、
を含む方法。
【請求項１３】
前記材料の層の形成および付着は、第１の材料の選択的堆積、第２の材料の全面的堆積を含む、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
前記材料の層の形成および付着は、第１の材料の選択的堆積、第２の材料の全面的堆積を含み、前記第１または第２の材料の少なくとも１つは、電気めっき作業によって堆積する、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
前記平坦化作業はラッピング作業を含む、請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
前記平坦化作業はダイヤモンド機械加工を含む、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含むことを特徴とする作業、
（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、
（ｉ）前記基板を、フライカッティング装置内の器具に装着する作業、および
（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料に回転カッティングツールを用いることで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、
を含むことを特徴とする作業、および
（ｃ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、
を含む方法。
【請求項１８】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、
（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、
（ｉ）前記基板を、フライカッティング装置内の器具に装着する作業、および
（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料に回転カッティングツールを用いることで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、
を含むことを特徴とする作業、
（ｃ）器具を、前記１つまたは複数の接触パッドに接触させるように配置し、前記平坦化作業が施された材料に接触させるように配置し、また、平坦化された材料の少なくとも１つの点についての、所期の参照点または平面に対する高さの測定結果に関するデータを、当該器具から取り出す作業、
（ｄ）材料の前記高さの測定結果を当該材料の所期の高さと比較する作業、
（ｅ）前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内にないとき、前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内に入るまで、作業（ｂ）〜（ｄ）を繰り返す作業、および
（ｆ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、
を含む方法。
【請求項１９】
複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、
（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、
（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施する作業であって、
（ｉ）前記基板を、フライカッティング装置内の器具に装着する作業であって、前記器具は前記基板の平面を前記フライカッティング装置のカッティング平面に対して調整することができることを特徴とする作業、
（ｉｉ）前記基板の前記平面を前記フライカッティング装置の前記カッティング平面に一致させる作業、および
（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料に回転カッティングツールを用いることで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、
を含むことを特徴とする作業、
（ｃ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学的成型加工の分野およびそれに関連した三次元構造物（例えばマイクロスケール構造物またはメソスケール構造物）の成型に関するものである。より詳しくは、本発明は、上記構造物中の複数の層同士の平行度を所望の度合いにし、および／または、上記構造物中の複数の層を所望の厚さに保つための、改善された方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、共に２００３年１２月３１日に出願された米国仮特許出願Ｎｏ．６０／５３４，１８３およびＮｏ．６０／５３４，１５９の利益を要求するものである。これらの関連出願については、それらが完全に説明されたものとして本出願に組み込まれる。
【０００３】
互いに付着した複数の層から三次元構造物（例えば、部品、構成要素、デバイス等）を形成する技術は、アダム・エル．・コーエンによって発明され、電気化学的成型加工として知られている。この技術の研究は、現在もカリフォルニア州のバーバンクのマイクロファブリカ  インク（旧メンゲンコーポレーション）によって商業的に続けられている。この技術は、２０００年の２月２２日に発行された特許文献１に記載されている。この電気化学的な堆積方法により、独自のマスキング技術を用いた材料の選択的堆積が可能となる。このマスキング技術においては、めっきが施される基板とは別個の支持構造体上にパターン形成された適合材料を含むマスクが使用される。このマスクを用いて電着を行いたい場合、めっき液の存在のもとでそのマスクの適合部分を基板と接触させることで、選択された位置における堆積を抑制する。便宜上、これらのマスクを適合接触マスクと呼ぶことができ、このマスキング技術を適合接触マスクめっきプロセスと呼ぶことができる。より詳しくは、カリフォルニア州のバーバンクのマイクロファブリカ  インク（旧メンゲンコーポレーション）においては、これらのマスクはインスタントマスクとして知られ、このプロセスはインスタントマスキングまたはインスタントマスクめっきとして知られている。適合接触マスクめっきを用いた選択的堆積は材料の単層形成を行うため、または、複数層構造体の形成を行うために用いることができる。ここで、上記６３０特許（特許文献1）の内容については、それらが完全に説明されたものとして本出願に組み込まれる。この特許に至った特許文献１の出願以来、適合接触マスクめっきおよび電気化学的成型加工に関する様々な論文が発行されている（非特許文献１〜９参照）。
【特許文献１】米国特許第６，０２７，６３０号明細書
【非特許文献１】エイ．コーエン、ジー．チャン、エフ．チェン、エフ．マンスフェルド、ユー．フロディス、ピー．ウィル著「ＥＦＡＢ：マイクロスケイルな特徴を有する機能的で充分に質の密な金属部品のバッチ生産」、第９回ソリッドフリーダム成型加工会報、オースチンのユニバーシティ  オブ  テキサス、１９９８年８月、ｐ.１６１
【非特許文献２】エイ．コーエン、ジー．チャン、エフ．チェン、エフ．マンスフェルド、ユー．フロディス、ピー．ウィル著「ＥＦＡＢ：高いアスペクト比の真の三次元  ＭＥＭＳを有する高速、安価なデスクトップ微細切削加工」、第１２回ＩＥＥＥ微細電気機械システムワークショップ、ＩＥＥＥ、１９９９年１月、ｐ.２４４
【非特許文献３】エイ．コーエン著「電気化学成型加工による三次元微細切削加工」、微細切削加工装置、１９９９年３月
【非特許文献４】ジー．チャン、エイ．コーエン、ユー．フロディス、エフ．チェン、エフ．マンスフェルド、ピー．ウィル著「ＥＦＡＢ：真の三次元微細構造を有する高速デスクトップ生産」、宇宙応用のための集積微細構造に関する第２回国際会議、エアロスペース（株）、１９９９年４月
【非特許文献５】エフ．チェン、ユー．フロディス、ジー．チャン、エイ．コーエン、エフ．マンスフェルド、ピー．ウィル著「ＥＦＡＢ：安価な自動式バッチプロセスを用いた、高いアスペクト比を有する随時三次元金属微細構造」、高いアスペクト比を有する微細構造技術に関する第３回国際ワークショップ（ＨＡＲＭＳＴ‘９９）、１９９９年６月
【非特許文献６】エイ．コーエン、ユー．フロディス、エフ．チェン、ジー．チャン、エフ．マンスフェルド、ピー．ウィル著「ＥＦＡＢ：随時三次元微細構造を有する安価な自動式電気化学バッチ成型加工」、微細切削加工及び微細成型プロセス技術、ＳＰＩＥ微細切削加工及び微細成型に関する１９９９シンポジウム、１９９９年９月
【非特許文献７】エフ．チェン、ジー．チャン、ユー．フロディス、エイ．コーエン、エフ．マンスフェルド、ピー．ウィル著「ＥＦＡＢ：安価な自動式バッチプロセスを用いた、高いアスペクト比を有する随時三次元金属微細構造」、ＭＥＭＳシンポジウム、ＡＳＭＥ１９９９国際機械エンジニアリング会議及び展示会、１９９９年１１月
【非特許文献８】エイ．コーエン著「電気化学的成型加工（ＥＦＡＢTM）」モハメド  ギャド−エル−ハックによって編集されたＭＥＭＳハンドブックの第１９章、ＣＲＣプレス、２００２年
【非特許文献９】「微細成型加工−高速プロトタイピングのキラー応用」、高速プロトタイピングレポート、ＣＡＤ／ＣＡＭ出版社、１９９９年６月、ｐ．１−５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの９つの非特許文献の開示内容については、それらが完全に説明されたものとして本出願に組み込まれる。
【０００５】
この電気化学的堆積方法は、上記特許および出版物において説明した種々の方法を用いて実施することができる。１つの形態では、形成されるべき構造の各層の形成工程において、３つの分離した工程を行う。
【０００６】
１．少なくとも１つの初期材料を電着によって基板の１つまたはそれ以上の好ましい領域に選択的に堆積させる。
【０００７】
２．その後、少なくとも１つの追加材料を電気化学的堆積によって全面的に堆積させる。これによりこの追加堆積物は、初期材料があらかじめ選択的に堆積された領域および初期材料があらかじめ選択的に堆積されなかった基板上の領域をカバーする。
【０００８】
３．最後に、１番目と２番目の工程を行っている間に堆積された材料を平坦化する。これにより、少なくとも１つの初期材料を含有する少なくとも１つの領域と、少なくとも１つの追加材料を含有する少なくとも１つの領域とを有する所望の厚さの第１層のスムーズな表面を形成する。
【０００９】
第１層を形成した後、１つまたは複数の層を、その直前の層に隣接して形成することができ、上記直前の層のスムーズな表面に付着させることができる。これらの追加層は、第１から第３の工程を１回以上繰り返す事によって形成される。各層の形成において、先に形成された層および最初の基板は、厚くなった新たな１つの基板として扱われる。
【００１０】
すべての層が形成されると、少なくとも１つの堆積された材料の少なくとも１つの
部分はエッチング工程において除去され、それによって、形成すべき三次元構造体が露出し、または現出する。
【００１１】
第１の工程に含まれる選択的電着を行う好適な方法は、適合接触マスクめっきを用いて行なわれる。このタイプのめっきにおいては、１つまたは複数の適合接触（ＣＣ）マスクが最初に形成される。この適合接触マスクは支持構造体を有し、その支持構造体上には、パターン形成された適合誘電体が堆積されるか、または形成される。各マスク用の適合材料の形状は、めっきを施す対象の特定の断面形状に合わせて決められる。めっきを施す対象の各断面形状に対して少なくとも１つの適合接触マスクが必要である。
【００１２】
ＣＣマスクの支持構造体は、典型的には選択的な電気めっきに用いられる金属で形成された板状の構造を有し、めっきに用いるものがその金属から溶解する。この典型的な方法においては、上記支持体は電気めっき工程において陽極として作用する。他の方法では、支持体は、末端の陽極から堆積表面への電気めっき工程中に堆積材料が通る多孔性かまたは孔のあいた材料である。どちらの方法においても、複数の適合接触マスクは上記支持体を共有することが可能である。即ち、多数の層をめっきする為の適合誘電体のパターンを単一の支持体の異なった領域に配置することができる。単一の支持体が多くのめっきパターンを有する場合は、支持体全体を適合接触マスクと称し、個々のめっき用のマスクを「サブマスク」と称する。本出願においては、そのような区別は特別な点に関連した場合においてのみ行う。
【００１３】
第１の工程の選択的な堆積を準備する際に、適合接触マスクの適合部分は、堆積を行う基板（或いは、予め形成された層または層に予め堆積した部分）の選択された部分に位置合わせされ、押しつけられる。適合接触マスクの基板への押しつけは、適合接触マスクの適合部分において開口部がめっき液を含むように行う。基板と接触する適合接触マスクの適合材料は電着におけるバリヤとして作用し、電気めっき液で満たされた適合接触マスクの開口部は、適当なポテンシャルおよび／または電流が供給されたときに、材料を陽極（例えば、適合接触マスクの支持体）から基板（めっき工程中に陰極として作用する）の非接触部分へ移動させるための通路として作用する。
【００１４】
適合接触マスクの例および適合接触マスクめっきの例が図１Ａ〜図１Ｃに示
されている。図１Ｃは、陽極１２上にパターン形成された、整合的つまり変形可能な（例えば高分子物質）絶縁体１０からなる適合接触マスク８の側面図である。
【００１５】
陽極は２つの機能を備えている。図１Ａには、マスク８とは別体である基板６が示されている。上記２つの機能のうち、１つはパターン形成された絶縁体１０用の支持材料としての機能であって、その完全な状態および直線状態を維持する。何故なら、パターンは位相幾何学的に複雑であるからである（例えば、絶縁体の分離した「島」を含む）。もう１つの機能は、図１Ｂに示されているように、電気めっき工程における陽極として働くことである。
【００１６】
適合接触マスクめっきにおいては、堆積材料２２を、単に絶縁体を基板に押しつけ、その後、絶縁体の開口２６ａおよび２６ｂを通じて上記堆積材料２２を電着するだけで基板６に選択的に堆積する。材料を基板に堆積した後、図１Ｃに示されているように、適合接触マスクは壊さないように基板６と分離するのが好ましい。適合接触マスクめっきの工程は、「貫通マスク」めっき工程とは区別される。何故ならば、貫通マスクめっき工程では、マスキング材料の基板からの分離は破壊を伴うからである。
【００１７】
貫通マスクめっきの場合のように適合接触マスクめっき工程においては層全体の上に材料を選択的に、および、同時に堆積させる。めっきされた領域は１または複数の孤立しためっき領域からなり、これらの領域は、形成中の単一の構造に属するか、または、同時に形成されつつある多くの構造に属するかである。適合接触マスクのめっきにおいては、個々のマスクは除去過程において意図的には壊されないので、マスクは多くのめっき工程において使用可能である。
【００１８】
適合接触マスクおよび適合接触マスクめっきの他の例が図１Ｄ〜図１Ｆに示されている。図１Ｄには、パターン形成された適合材料１０’および支持構造２０からなるマスク８’とは別体の陽極１２’が示されている。図１Ｄには、また、マスク８’とは別体の基板６が示されている。図１Ｅに示されているマスク８’は基板６と接触している。図１Ｆには、電流を陽極１２’から基板６へ流して形成された堆積物２２’が示されている。図１Ｇには、マスクから分離後の基板６上の堆積物２２’が示されている。この例では、電解液は基板６と陽極１２’との間に位置している。溶液および陽極１２’の一方あるいは両方からのイオンの電流が、マスクの開口部を介して材料が堆積した基板へ流される。このタイプのマスクは「陽極なしのインスタントマスク（登録商標）（ＡＩＭ）」または「陽極なしの適合接触（ＡＣＣ）マスク」と呼んでもよい。
【００１９】
貫通マスクめっきとは異なり、適合接触マスクめっきは、めっきを行う（形成される三次元構造体から分離した）基板の成型加工とは完全に分離して適合接触マスクが形成される。適合接触マスクは色々な方法で形成する事ができる。例えば、写真平板工程を使う事ができる。構造の成型加工中よりも成型加工前にマスクをすべて同時に作ることができる。この分離方法により、簡単で、低コストで、自動化された、独立した、内部がクリーンな「デスクトップ工場」をほとんど何処にでも設置して、例えば、写真平板工程をサービスビューロウにおいて必要なクリーンな室内工程を行う事ができる。
【００２０】
上記の電気化学成型加工の一例が図２Ａ〜図２Ｆに示されている。これらの図には、犠牲材料である第１材料２および構造原料である第２材料４を堆積させる工程を示す。この例では、適合接触マスク８は、パターン形成された適合材料（例えば、高分子誘電体）１０と、堆積材料２からなる支持体１２と、を含む。適合接触マスクの適合部分は、適合材料１０の開口部１６内にめっき液１４を位置させつつ、基板６に対して押しつけられる。電源１８から供給された電流は陽極としての二重支持体１２および陰極としての二重基板６を介してめっき液１４を通過する。図２Ａにおいて、電流の通過によってめっき液内の材料２および陽極１２からの材料２が選択的に陰極６へ移動し、陰極６がめっきされる。第１堆積材料２を、適合接触マスク８を用いて基板６に電気めっきした後で、図２Ｂに示すように、適合接触マスクは除去される。
【００２１】
図２Ｃは、先に堆積された第１堆積材料２および基板６の他の部分に全面的に堆積された（即ち、非選択的に堆積された）第２の堆積材料４を示す。全面的な堆積は、めっき液によって第２の材料からなる陽極（図示せず）から陰極／基板６へ電気めっきすることによって行われる。図２Ｄに示されているように、２つの材料からなる層全体を平坦化して正確な厚さと平面度を得る。図２Ｄに示されているように、すべての層に対してこのプロセスを繰り返すことによって第２の材料４（構造原料）からなる複数層構造２０は第１材料２（即ち、犠牲材料）で埋められる。埋められた構造物は、所望のデバイス、即ち図２Ｄに示すような構造物２０を得るためにエッチングされる。
【００２２】
図３Ａ〜図３Ｃには、代表的な手動式の電気化学成型加工システム３２の色々な構成要素が示されている。このシステム３２は、いくつかのサブシステム３４、３６、３８、４０からなる。基板保持用サブシステム３４は図３Ａ〜図３Ｃの各図の上部に示されており、複数の構成要素として、（１）キャリヤ４８、（２）層が堆積する金属基板６、（３）アクチュエータの駆動力によってキャリヤ４８に対して基板６を上下に移動させる事ができる直線スライド部を含んでいる。上記サブシステム３４は、層の厚さおよび／又は堆積厚さを設定または決定するのに使われる基板の鉛直方向の差異を計測する為のインジケータもまた備えている。上記サブシステム３４は更に上記キャリヤ４８のための脚部６８を有する。この脚部６８はサブシステム３６に正確に取り付けられる。
【００２３】
図３Ａの下部に示されたサブシステム３６は、複数の構成要素として、（１）支
持体／陽極１２を共有する複数の適合接触マスク（即ちサブマスク）からなる適合接触マスク８、（２）精密Ｘステージ５４、（３）精密Ｙステージ５６、（４）サブシステム３４の脚部６８が取り付けられるフレーム７２、（５）電解液１６を入れるためのタンク５８を含んでいる。上記サブシステム３４と３６は更に、適合接触マスキングを駆動するための電源に接続される電気接続線を備えている。
【００２４】
全面的堆積用サブシステム３８が図３Ｂの下部に示されており、いくつかの構成要
素として、（１）陽極６２、（２）電解液６６を入れる電解液タンク６４、（３）上記サ
ブシステム３４の脚部６８が取り付けられるフレーム７４を備えている。上記サブシステ
ム３８は更に、全面的堆積プロセスを行うための電源に陽極を接続するための電気接続線
を備えている。
【００２５】
平坦化サブシステム４０が図３Ｃの下部に示されており、ラッピングプレート５２、関連機構、および、堆積物を平坦化するための制御システム（図示せず）を備えている。
【００２６】
電気めっきされた金属（即ち、電気化学成型加工技術を用いた）から微細構造を形成す
る別の方法が、発明の名称が「犠牲金属層を用いた多数レベルの深さのＸ線リソグラフィによる微細構造の形成」であるヘンリー  ガッケルの米国特許第５，１９０，６３７号明細書に示されている。この特許は、マスク照射を利用した金属の形成に関して示している。第１金属の第１層が露出しためっきベース上に電気めっきが施され、フォトレジストの空隙を満たす。その後、フォトレジストは除去され、第２金属が第１層とめっきベース上に電気めっきされる。露出した第２金属の表面を、第１金属を露出させる程度まで機械で切削し、第１金属と第２金属の両方を横切って延在する平坦で一様な表面を形成する。その後、第２層の形成は、フォトレジストを第１層に塗布し、そして、第１層を形成するのに用いた方法を繰り返すことによって始められる。その後、この方法は構造全体が形成され、第２金属がエッチングによって除去されるまで繰り返される。フォトレジストは、めっきベースまたは先の層上に鋳造によって形成され、フォトレジストの空隙はＸ線あるいは紫外線によってパターン形成されたマスクを介してフォトレジストを露光する事によって形成される。
【００２７】
今日まで示され実践されてきた電気化学的成型加工は、微細加工の性能を大きく向上させ、特に１つの構造体に組み込まれる金属層の数、構造体を形成するときの迅速性および簡便性に多大に寄与している。しかし、電気化学的成型加工の状況を改善する余地はある。特に望まれているのは、平坦化作業が完了したことを判定する（すなわち、端点検出）技術、および、それに伴って、所期の許容誤差内で層厚みを要求に合わせる技術、またはある層厚みに等しい厚みを有する層を追加することに伴う目標構造高さを実現する技術の改善である。また、前に堆積された層または基板に対する堆積層の平行性を決定するための改良技術も望まれている。
【００２８】
本発明の１つまたは複数の実施形態の目的の１つは、改良された端点検出方法および装置を含む基板加工技術を提供することである。
【００２９】
本発明の１つまたは複数の実施形態の目的の１つは、改良された平行性維持方法および装置を含む基板加工技術を提供することである。
【００３０】
本発明の１つまたは複数の実施形態の目的の１つは、改良された端点検出方法および装置を伴う複数層電気化学的成型加工技術を提供することである。
【００３１】
本発明の１つまたは複数の実施形態の目的の１つは、改良された平行性維持方法および装置を伴う複数層電気化学的成型加工技術を提供することである。
【００３２】
本発明の他の目的や種々の態様の利点は、ここに述べた教示を検討すれば当業者にとっては自明の事である。本発明の色々な態様および側面は、ここに明白に説明され、或いは、ここに述べた教示から確かめられ、上記の本発明の１つまたは複数の目的の夫々か、または、組み合わさったものから明らかであり、ここに述べた教示から確かめられる他の目的から明らかであろう。本発明のどの１つの態様または側面によってもすべての目的が達成されることは必ずしも意図していない。仮にある観点においては実際そうであり得るとしても。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明の第１の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、かつ、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施すこと、（ｃ）計測プローブを、前記１つまたは複数の接触パッドに接触させるように配置し、前記平坦化作業が施された材料に接触させるように配置し、さらに、平坦化された材料の少なくとも１つの点の、所期の参照点または平面に対する高さの測定結果に関するデータを、当該器具から取り出す作業、（ｄ）材料の前記高さの測定結果を当該材料の所期の高さと比較する作業、（ｅ）前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内にないとき、前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内に入るまで、作業（ｂ）〜（ｄ）を繰り返す作業、および（ｆ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、を含む方法である。
【００３４】
本発明の第２の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含むことを特徴とする作業、（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、（ｉ）前記基板を、多孔質真空チャックを介して、ラッピング器具に装着する作業、および（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料にラッピング作業を施すことで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、を含むことを特徴とする作業、および（ｃ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、を含む方法である。
【００３５】
本発明の第３の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、かつ、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、（ｉ）前記基板を、多孔質真空チャックを介して、ラッピング器具に装着する作業、および（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料にラッピング作業を施すことで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、を含むことを特徴とする作業、（ｃ）器具を、前記１つまたは複数の接触パッドに接触させるように配置し、前記平坦化作業が施された材料に接触させるように配置し、かつ、平坦化された材料の少なくとも１つの点についての、所期の参照点または平面に対する高さの測定結果に関するデータを、当該器具から取り出す作業、（ｄ）材料の前記高さの測定結果を当該材料の所期の高さと比較する作業、（ｅ）前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内にないとき、前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内に入るまで、作業（ｂ）〜（ｄ）を繰り返す作業、および（ｆ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、を含む方法である。
【００３６】
本発明の第４の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、かつ、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、（ｉ）前記基板を、多孔質真空チャックを介して、ラッピング器具に装着する作業、および（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料にラッピング作業を施すことで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、を含むことを特徴とする作業、（ｃ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、を含む方法である。
【００３７】
本発明の第５の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させること、ただし、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にまたは前に形成された層の上にある、（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施すこと、（ｃ）少なくとも１つの材料に対して、所期の参照対象に対する当該堆積物の高さ、当該堆積物の平坦度、および所期の参照対象に対する当該堆積物の向き、のうち少なくとも２つの検査を施すこと、および、（ｄ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成すること、を含む方法である。
【００３８】
本発明の第６の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させること、ただし、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、１つまたは複数の参照パッドが前記基板の上にまたは前に形成された層の上にあり、前記１つまたは複数の参照パッドは、平坦化され堆積した材料の堆積の高さ、前記平坦化された材料の平坦度、および／または前記平坦化された材料の向き、のうち少なくとも１つを確認するために使用することができる、および、（ｂ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成すること、を含む方法である。
【００３９】
本発明の第７の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含むことを特徴とする作業、（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、（ｉ）前記基板を、フライカッティング装置内の器具に装着する作業、および（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料に回転カッティングツールを用いることで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、を含むことを特徴とする作業、および（ｃ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、を含む方法である。
【００４０】
本発明の第８の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施す作業であって、（ｉ）前記基板を、フライカッティング装置内の器具に装着する作業、および（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料に回転カッティングツールを用いることで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、を含むことを特徴とする作業、（ｃ）器具を、前記１つまたは複数の接触パッドに接触させるように配置し、前記平坦化作業が施された材料に接触させるように配置し、また、平坦化された材料の少なくとも１つの点についての、所期の参照点または平面に対する高さの測定結果に関するデータを、当該器具から取り出す作業、（ｄ）材料の前記高さの測定結果を当該材料の所期の高さと比較する作業、（ｅ）前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内にないとき、前記高さの測定結果および前記所期の高さが所期の許容範囲内に入るまで、作業（ｂ）〜（ｄ）を繰り返す作業、および（ｆ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、を含む方法である。
【００４１】
本発明の第９の側面は、複数層３次元構造体を形成する加工方法であって、（ａ）前に形成された層に対しておよび／または基板に対して、材料の層を形成して付着させる作業であって、前記層は少なくとも１つの材料による所期のパターンを含み、１つまたは複数の接触パッドが前記基板の上にあるかまたは前に形成された層の上にあることを特徴とする作業、（ｂ）前記少なくとも１つの材料に平坦化作業を施する作業であって、（ｉ）前記基板を、フライカッティング装置内の器具に装着する作業であって、前記器具は前記基板の平面を前記フライカッティング装置のカッティング平面に対して調整することができることを特徴とする作業、（ｉｉ）前記基板の前記平面を前記フライカッティング装置の前記カッティング平面に一致させる作業、および（ｉｉ）前記基板が前記器具に装着されているとき、堆積した前記材料に回転カッティングツールを用いることで、前記材料の表面を平坦化し、かつ、堆積した物質の高さを所期の値にする作業、を含むことを特徴とする作業、（ｃ）作業（ａ）の形成および付着を１回または複数回繰り返して、複数の付着した層から３次元構造体を形成する作業、を含む方法である。
【００４２】
本発明の更なる側面は、ここに述べる教示を検討すれば当業者にとっては明らかであろう。本発明の他の側面には、上述の本発明の方法的側面の１つまたは複数を実現するために用いることのできる装置を含んでいてもよい。本発明の更なる側面として、上記側面の組み合わせ以外に、上では具体的に説明しなかった形状、構造、機能的関係、プロセスなども含まれる。本発明の更なる側面は、基板上の堆積材料を平坦化する装置であってもよいし、そのような装置で用いられる器具であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１Ａ〜図１Ｇ、図２Ａ〜図２Ｆ、および図３Ａ〜図３Ｃは、公知の電気化学的成型加工の１つの形態の種々の特徴を示す。他の電気化学的成型加工技術は、上記６３０特許（特許文献１）の明細書、既述の通り組み込んだ種々の文献、参照によって組み入れられる他の種々の特許や特許出願において説明されている。さらに別の技術が、これらの文献、特許、特許出願に記載された種々の手法の組み合わせから得られてもよい。あるいは、それら別の技術は、この分野の当業者が、この明細書において説明された教示から知ることが、または確かめることができる。これらすべての技術を本発明の種々の側面の種々の態様における技術と組み合わせることで、さらに強化された実施形態を引き出すこともできる。
【００４４】
図４Ａ〜図４Ｉは複数層成型加工過程の単一層の形成における種々の段階を示す。この複数層成型加工過程において、第２金属は第１金属上および第１金属の開口部内に堆積する。この堆積物は上記層の一部を形成する。基板８２の側面図である図４Ａにおいて、図４Ａに示されるように、パターン形成可能なフォトレジスト８４を基板８２に流し込む。図４Ｃにおいて、フォトレジストの硬化、露光、現像により形成されるパターンが示されている。上記フォトレジスト８４のパターニングを行う事によって、フォトレジストの表面８６から上記フォトレジストの厚み方向に沿って基板８２の表面８８へと延びる開口部９２（ａ）〜９２（ｃ）が形成される。図４Ｄに示されるように、金属９４（例えばニッケル）が上記開口部９２（ａ）〜９２（ｃ）内に電気めっきされる。図４Ｄに示されるように、上記フォトレジストが基板から除去され（化学的に除去され）、第１金属９４で覆われていない基板８２の領域が露出する。図４Ｆは、第２金属９６（例えば銀）が、基板８２（導電性）の露出された部分全体上および第１金属９４（導電性）上に全面的な電気めっきが施された状態を示している。図４Ｇには、上記第１金属９４を露出させるまで上記第１金属９４および上記第２金属９６の厚さを平坦化することで厚みが決まった第１層の構造が示されている。図４Ｈには、図４Ｂ〜図４Ｇに示されている過程を数回繰り返して生じた結果の多層構造が示されており、各層が２つの材料から成っている。ほとんどの用途において、図４Ｉに示されるように、これらの（２つの）材料の１つは除去され、所望の三次元構造体９８（構成部分またはデバイス）が形成される。
【００４５】
ここで開示された種々の実施形態、変形例、および技術により、すべての層に単一のパターニング技術を適用することで複数層構造体を形成してもよいし、それぞれの層にそれぞれ異なるパターニング技術を適用することで複数層構造体を形成してもよい。例えば、複数の異なるタイプのパターニングマスクとマスキング技術を適用してもよいし、マスキングさえ用いずに直接選択的堆積を実行する技術を適用してもよい。また例えば、複数の異なる層のそれぞれに適合接触マスクまたは非適合接触マスクを用いてもよい。近接マスクおよびマスキング工程（即ち、たとえマスクと基板の接触がなくてもマスクが基板に近接していれば、少なくとも部分的に選択的に基板を被うマスクを用いる工程）を用いる事ができる。互いに接着したマスクおよびマスキング工程（単にマスクに接触しているだけではなくて、選択的な堆積またはエッチングが行われる基板に接着したマスクを用いる工程、およびマスク）も用いる事ができる。
【００４６】
本発明の実施形態のいくつかは、複数層構造体（例えば、メソスケール構造体またはミクロスケール構造体）を電気化学的に形成する方法および装置を提供し、その方法および装置によって、電気化学的形成加工のプロセスにおいて平坦化される材料（例えば層）の端点検出と平行度維持の性能を改善する。いくつかの方法は、材料の平坦化された面と他の平坦化された堆積物との間の平行性を、許容誤差範囲内で確保するため、その平坦化の際に器具を使用する。いくつかの方法は、端点検出用の器具を用いることで、基盤の当初の表面、第１の堆積層、または形成過程において生成される他の層に対する堆積物の高さの厳密性を確保する。
【００４７】
平坦化はラッピングによって実現されていてもよく、平坦化用の器具は多孔質グラファイト真空チャックを有していてもよい。この多孔質グラファイト真空チャックは、ラッピングの工程においてその器具が乗せられている磨耗パッドによって規定される平面に対して直交する方向に移動可能なステージに装着されていてもよい。また、上記のエンドポインティング器具は、３つ以上の固定長の脚と、１つ以上の（例えば３つまたは４つの）高さ測定プローブを有していてもよい。この器具の使用には、これらの脚を基板表面にて露出しているパッドに当て、そして、高さ測定プローブの接触部位の位置を、それが測定対象の堆積物に接触するまで調整する。このプローブによって登録された高さの差、すなわち、ゼロ点設定またはキャリブレーション測定の結果と、堆積物についての測定結果との高さの差は、堆積物の高さ、場合によっては堆積物の平面の向き付け、および／または、場合によっては堆積物の平坦性を示す。また、平坦化後の高さ、平坦性、および／または向き付けが許容誤差範囲を超えている場合、補正作業が行われてもよい。
【００４８】
図５に、本発明の第１実施形態における複数層３次元構造体の形成方法のフローチャートを示す。この方法においては、エンドポインティング器具および平坦化器具が用いられる。
【００４９】
図５のブロック１０２が指示しているのは、平坦化の際に基板およびその上の各種堆積物を拘束するために用いられる平坦化器具を用意することである。ブロック１０４が指示しているのは、その平坦化器具の使用の準備をすることである。この準備は、その基板を拘束するために用いられるチャックの平坦化も含む。この拘束によって、その基板の表面は、平坦化（すなわちラッピング）作業の際に当該器具が上に置かれる位置決めパッドの表面に平行となる。
【００５０】
ブロック１０６が指示しているのは、端点検出器具を用意することであり、ブロック１０８が指示しているのは、当該器具を使用可能にする準備をすることである。この準備は、平らな表面の上に当該器具を設置すること、および、１つまたは複数の検出プローブの出力のゼロ点決めを、これらプローブが、当該装置の固定長さのスタンドオフが乗っている平坦表面に接触したときに行うことを含む。
【００５１】
作業１０４および１０８はビルド工程の最初に実行されてもよいし、あるいは、ビルド工程を通じて定期的に実行されてもよい。例えば、端点検出装置のプローブのゼロ点決めは、その端点検出器具の使用の都度、その使用に先立って行われてもよい。
【００５２】
ビルド工程はブロック１１２で始まり、続いてブロック１１４に進む。ブロック１１４が指示しているのは、２つの変数及びパラメータの定義を行うことである。詳しくは、現在の層番号“ｎ”が定義され、最終層番号“Ｎ”が定義され、第ｎ層における作業番号ｏｎが定義され、第Ｎ層における最終作業番号Ｏｎが定義される。変数およびパラメータの定義の後、工程はステップ１１６に進む。ステップ１１６が指示しているのは、構造体がその上に形成される基板を用意することである。
【００５３】
次に工程はブロック１１８に進み、現在の層番号の変数ｎを１に設定し、続いてブロック１２０に進み、第ｎ層についての現在の作業番号の変数ｏｎを１に設定する。
【００５４】
続いて工程はブロック１２４に進み、現在の作業（ｏｎに対応する）が平坦化作業であるか否かを調べる。回答が“ノー”なら、続いてブロック１２６に進む。ブロック１２６が指示しているのは、作業ｏｎの実行である。続いて後述するブロック１４８に進む。
【００５５】
判定ブロック１２５の問い合わせに対する回答が“イエス”なら、工程はブロック１２８に進む。ブロック１２８が指示しているのは、ブロック１０４の作業で準備された平坦化器具に基板を装着することである。
【００５６】
続いて工程はブロック１３０に進む。ブロック１３０が指示しているのは、１つまたは複数の平坦化作業を実行することである。これらの作業は、例えば、複数種類の研磨剤、接触圧力、ラッピング板スピード等を用いたラッピング作業であってもよい。所望の平坦化作業の実行が終わると、工程はブロック１３２に進む。ブロック１３２は、上述の端点検出器具を用いた端点検出のための測定を行う。本実施形態の変形例として、異なる複数の平坦化器具が用いられてもよく、ラッピング以外の平坦化作業，例えば、粗い機械加工が行われ、精密なダイヤモンド機械加工（ダイヤモンドターニングまたはフライカッティング）が行われてもよい。
【００５７】
次に、工程はブロック１３４に進む。ブロック１３４が指示しているのは、端点検出のための測定の結果を示すデータの解析を行うことである。この解析においては、測定値を目標値と比較し、その比較の結果に基づいて、次の作業についての判断を行うだけであってもよい。
【００５８】
あるいは、この解析においては、例えば最小二乗法によるフィッテングによって１つの平面を導き出すような、複数の測定データ点に対する複雑な数学的解析を行うようになっていてもよい。このような解析においては、さらに引き続き、導き出された平面を、平面について意図した高さと比較することで、目標高さが達成されたか否かについて判定するようになっていてもよい。この解析においては、さらに、特定された平面の、所期の平面に対する平行性を判定することで、平行性が期待されたスペックを満たしているかについて判定するようになっていてもよい。またさらに、この解析においては、表面の平坦性が規定された規格に適合しているか否かを判定するようになっていてもよい。
【００５９】
解析が実行された後、工程はブロック１３６に進み、期待された１つまたは複数の目標が達成されたか否かを調べる。調べた結果が否定的なものであれば、工程は続いてブロック１３８に進み、平坦化をさらに行えば所期の目的が達成されるか否かを調べる。ブロック１３８の結果が“イエス”の場合、さらなる平坦化作業を実行するために、工程がブロック１３０にループバックする。複数の平坦化の作業を通じて、平坦化のパラメータに加え、平坦化作業そのものまでも、２回目およびそれ以降のループにおけるブロック１３４の解析結果に基づいて、変化するようになっていてもよい。ブロック１３８で調べた結果が否定的なものであるとき、工程はブロック１４０に進む。ブロック１４０が指示しているのは、以下の３つの行為のうちの１つを実行することである：（１）改善措置を施し、その後、工程の適切な位置にジャンプしてビルドを続ける、（２）その失敗を無視して工程を継続する、（３）ビルド工程を放棄して、必要であれば新たにビルドを再開する。ブロック１３６で調べた結果が肯定的なものである場合、あるいは、ブロック１４０の２番目の選択肢が実行された場合、工程は続いてブロック１４２に進む。
【００６０】
ブロック１４２では、他の平坦化作業を行うか否かを調べる。調べた結果が“ノー”である場合、工程はブロック１４６に進む。ブロック１４６が指示しているのは、基板を平坦化器具から取り外すことである。平坦化器具から基板を取り外した後、工程は続いてブロック１４８に進む。
【００６１】
所期の目的を達成するために、平坦化作業が複数回行われてもよい（例えば、最初に粗いスラリーでラッピングを行い、そして、準備段階の目的が達成された後、より細かいスラリーでさらにラッピングを行ってもよい）。このような場合、ブロック１４２において調べた結果は、１回または複数回肯定的な結果をもたらすようになっていてもよい。そのような場合、工程はブロック１４４に進む。ブロック１４４が指示しているのは、作業番号を１だけ増加させる（ｏｎ＝ｏｎ＋１）ことである。その後、工程はブロック１３０にループバックする。この場合ブロック１３０が指示しているのは、追加の平坦化作業の実行である。平坦化工程中の、この２回目またはそれ以降のループにおいて、平坦化の変数およびパラメータに加え、平坦化工程全体も変化するようになっていてもよい。
【００６２】
ブロック１４２で調べた結果がひと度否定的なものになると、ブロック１４６で指示されているように（上述の通り）基板が取り外され、続いて工程はブロック１４８に進む。上述の通り、ブロック１２６で指示された平坦化でない作業の実行後も工程はブロック１４８に進む。
【００６３】
ブロック１４８が指示しているのは、操作番号の変数を１だけ増加させる（ｏｎ＝ｏｎ＋１）ことである。続いて工程はステップ１５０に進み、現在の作業番号の変数が、第ｎ層についての最終作業番号のパラメータより大きいか否かを調べる。調べた結果が否定的なものであれば、工程はブロック１２４にループバックし、そこで第ｎ層についての他の操作が実行されてもよい。ブロック１５０で調べた結果が肯定的なものである場合、層番号の変数ｎを１だけ増加させ（ｎ＝ｎ＋１）、続いて工程はブロック１５４に進む。
【００６４】
ブロック１５４では、現在の層番号の変数ｎが最終層番号のパラメータＮより大きいか否か（ｎ＞Ｎ？）を調べる。調べた結果が“イエス”であれば、すべての層の形成が完了し、工程はブロック１５６に進んで終了する。調べた結果が“ノー”であれば、工程はブロック１２０にループバックし、次の層についての作業が実行開始される。
【００６５】
ブロック１５６が指示しているのは、構造体のための層の形成の工程の終了であって、構造体の形成の全工程の終了を指示している必要はない。本明細書の他の部分や、参照によって本明細書に組み込まれる種々の特許発明でより詳しく示されているように、所期の構造体の形成を完了するために、種々の後処理作業が実行される。
【００６６】
図５Ｂ〜図５Ｇは、構造体の個々の層の形成に用いることができる種々の作業群の例を示している。これらのうち１つの図における作業群を、１つの構造体のそれぞれの層に対して繰り返すようになっていてもよいし、あるいは、異なる層に対しては異なる図に概略的に示された作業群を実行するようになっていてもよい。また、他の層形成作業および／または付加的な層形成作業を実行するようになっていてもよい。
【００６７】
図５Ａに概略的に示された工程は、多岐にわたる方法で変更してもよいし、様々な装置部品を用いて実現されていてもよい。この工程は、単一の自動装置として実現されてもよい。あるいは、この工程は、複数の装置を用いて実現されていてもよく、その場合、構造体を１つの装置から別の装置に移す、実行された工程の適合性を解析する等のために、途中まで形成された構造体を手で扱うようになっていてもよい。
【００６８】
本発明は、基板を加工し、または、複数層３次元構造体を形成する装置（例えば、全自動または半自動の装置）の形態で実現されてもよい。そしてこの複数層３次元構造体は、例えば以下の６つを有していてもよい：（ａ）１つまたは複数の材料による１つまたは複数の堆積物がその上に続いて配された、または配されることになる基板；（ｂ）少なくとも１つのボイドと、その周囲の物質による少なくとも１つの突起部と、を有するマスク；（ｃ）そのマスクの当該少なくとも１つの突起部を当該基板の近傍にまたは当該基板に当てることで、それまでの任意の堆積物に関する所期のレジストレーションを有する少なくとも１つの電気化学的工程ポケットを形成し、それと共に、それら少なくとも１つの電気化学的工程ポケットの中の所期の電解質を提供するためのステージ；（ｄ）マスクの一部であるかまたはマスクから分離可能な少なくとも１つの電極と、当該基板との間に、当該基板の所期の加工が実現するよう、所期の電気的励起を及ぼす電力源；（ｅ）余分な材料を削り、十分な量の材料が取り除かれたときを検出するための、平坦化システム（例えば、ラッピングシステム、フライカッティングシステム、あるいは他の機械的システムまたは化学的機械的システム）および検出システム；（ｆ）当該ステージと電力源とを制御する少なくとも１つのコントローラ。
【００６９】
あるいは、構成要素（ｂ）のマスクと構成要素（ｃ）のステージは、
接着マスク配置具（例えば、乾燥膜シートのラミネータ、アプリケータ、液体性のレジスト用の脱水機）、パターニングシステム（例えば、パターン形成されたフォトマスクまたはスキャニングレーザービームを用いてもよい選択的露出システム、場合によっては現像剤）、および除去システム（例えば、剥離用の溶剤、タンク、スプレイヤ等）と入れ替えられてもよい。
【００７０】
当該基板は、導電材料（例えば、選択された金属等）から成っていてもよいし、ある程度導電性のある材料（例えば、ドープされたシリコン等）から成っていてもよいし、誘電性のまたは誘電体・導体・半導体がミックスされたベースであり、その上に導電性のシード層が形成されるベースから成っていてもよい。当該ステージは、リニアステージを含んでいてもよい。リニアステージは、リニアモータ、ステッピングモータ、あるいは、ボールスクリューまたは回転運動を線形運動に変換する他の機構を駆動するロータリーモータ、によって駆動される。当該ステージは、それに代えてまたはそれに加えて、圧力によって駆動されて膨張または収縮する送風機構を含んでいてもよい。当該ステージは、位置用のエンコーダを含んでいてもよいし、粗い移動段階と細かい移動段階のような複数の段階を有するようになっていてもよい。当該ステージは、滑らかに移動するために、空気ベアリング等に支持されて移動してもよい。特に、当該ステージは、当該基板または接触マスクを傾ける機能を有し、それにより、マスクと基板の互いに対抗する表面間における所期の量の非平行性または非平坦性を達成することができるようになっていてもよい。当該電力源は、定められた反応を導くために必要な適切な形態を取る。例えば、当該電力源はＤＣ電力源であってもよいし、パルスＤＣ電力源であってもよい。また、当該電力源は、固定電流または固定電圧、あるいは、可変電流または可変電圧を出力するように制御可能となっていてもよい。当該電力源は正確な制御のためのフィードバック機能を有していてもよい。当該コントローラは種々の形態を取ることができる。例えば、当該コントローラは他の構成要素を所望の方法（例えば、複数回作業を繰り返すことで、複数層の構造体を形成する）で制御するようにプログラムされたコンピュータであってもよい。あるいは、当該コントローラは、それぞれが異なる装置要素用となる、独立した制御体の群から成っており、それぞれが各作業者によって操作されるようになっていてもよい。このコンピュータは作業者またはユーザに情報を提供するためのモニタまたは他の映像表示装置および／またはプリンタ、記録されたパラメータや測定結果を記憶するメモリ、および、作業者による入力を受け付けるためのキーボード、マウス、タッチスクリーン等を有していてもよい。また、このコンピュータは、ネットワークに接続されており、それにより、あるコンピュータから、あるいはあるコンピュータにより、当該システムまたは複数のシステムを遠隔制御することができるようになっていてもよい。
【００７１】
以下のような他の装置要素が組み込まれた実施形態があってもよい：（１）システムの構成要素を適度な正確性で拘束するための剛性フレーム、および、調整された環境を実現するためのシールディングパネル、（２）制御された空気またはガスのシステム、（３）温度制御システム、（４）基板洗浄システム、（５）基板活性化システム、（６）めっきシステムおよび電解質取替えまたは洗浄システム、（７）空気ろ過および循環システム（８）カメラ、データ取得記憶システムのような工程モニタリング装備、（９）アクセスドアおよびパネル、（１０）覗き窓またはカメラおよびモニタ、（１１）ライトおよび聴覚信号を含む作業者警告システム、（１２）選択されたビルディング用の材料等の拡散接合、溶融、流動化等を実行するための加熱システム。
【００７２】
層の基板に対する平行性または隣接する層間の平行性は、図６〜８に示すようなラッピング器具２０２を用いて維持する。この器具は、多孔質グラファイト真空チャック２０４（図７および図８参照）を含み、この真空チャック２０４は、（構造体がその上に形成される）基板を適切な位置で固定する。それにより、この基板の背面側の真空の非一様分布が最小限に抑えられ、ひいてはその基板の変形が最小限に抑えられる。複数の磨耗パッド２０６は、磨耗リング２０８の表面に取り付けられており、平坦化の際にラッピング板に乗る。したがって、このラッピング器具２０２を構造体の成型加工に用いる前に、ラッピング器具２０２に取り付けられた真空チャック２０４を平坦にラッピングして、これら磨耗パッド２０６の面との共平面性を確保するようになっていてもよい。このようにラッピング器具２０２に前処理を施すことで、真空チャック２０４をスライドレール２１４に止めるための複数の止め具２１２によって生じる恐れのある真空チャック２０４の表面の変形を除去することができる。スライドレール２１４は、磨耗リング２０８の表面に取り付けられたスライドハウジング２１６に対して上下に移動することができるようになっている。スライドレール２１４の上下運動、換言すれば真空チャック２０４の上下運動は、スライドレール２１４にかかる上向きの（例えば、張力調整可能なばねによる）ばね力と下向きの重力との釣り合いの結果生ずる。この張力ばねタイプの反力源２２８により、操作者は平坦化されている表面とラッピング板との間の接触圧力を適切なものにすることができる。ヴェンチュリータイプの真空発生装置２１８は、基板をチャック２０４に固定するために必要な真空を発生させる。操作者は、真空バルブ２２２を用いることで真空の発生および消滅を切り替え、それにより、基板の装着および取り外しを実行することができる。
【００７３】
スライドレール２１４とスライドハウジング２１６は、非常に堅牢で真っ直ぐな移動経路上を無摩擦で動くことを可能にする空気ベアリングタイプの機構を備えている。作業中、これら２つのコンポーネントは、ロータリーユニオン２２４から供給される圧縮空気の膜によって分離される。このブラケット２２６によって保持されたロータリーユニオン２２４により、ラッピング器具２０２は空気の流れを妨げることなく回転することができる。このスライドレールは、その中心に丸い穴が開けられた正方形断面を有するチューブであってもよい。このスライドレールの正方形の外形寸法は、スライドハウジングを貫通する正方形断面を有する穴の寸法と非常に厳密に一致していてもよい。このハウジングまたはスライドレールの壁には、多孔質グラファイトのパッド等が設けられていてもよい。これらの多孔質パッド等の使用には、スライドレールのハウジングに対する運動が滑らかになり、また、これら多孔質パッドを通って空気の膜が供給されるという利点がある。
【００７４】
磨耗リング２０８は、硬くて安定性のある円筒状の表面を有している。この表面上には磨耗パッドが装着されていてもよい。またこの表面は、ラッピング器具２０２を固定軸の周りに回転させるラッピング装置上の止め具等と接触するようになっていてもよい。磨耗パッド２０６（例えば多結晶ダイヤモンドから成る）は、磨耗リング２０８の下面に貼り付けられると共に静止面を規定し、その静止面の上をラッピング器具２０２が回転する。これら磨耗パッド２０６の磨耗は、基板上の平坦化される材料に比べて遥かに遅い。そして、これら磨耗パッド２０６により、ラッピング器具２０２によって規定される平面が、構造体の形成の過程において安定的であり続ける。
【００７５】
スラリー封止部２３２（例えば、ラッピング器具が測定の準備時に逆さまになっているとき等の洗浄時において、磨耗リング２０８の表面に押し付けられるＯリング）は、通常作業時にはスラリーが空気ベアリングを劣化させることを防ぐと共に、基板の洗浄作業時には空気ベアリングを保護する。スラリーシールド２３４とスライドトップ２３６は、ラッピング器具２０２の上端部において、スラリー封止部２３２と類似の機能を実現する。
【００７６】
ラッピング器具２０２は、スライドハウジング２１６とスライドレールとの相対移動量を測定するための変位センサを備えていてもよい。ラッピング作業中にこの相対変位を測定することで、ビルドからの材料の除去をリアルタイム測定する手段を実現してもよい。変位センサからの信号は、ラッピング器具２０２に搭載された電波無線機または赤外線無線機を用いて送信されるようになっていてもよい。あるいは、電気的スリップリングを同じ目的のために用いてもよい。また、例えば、絶対的な端点検出または削除工程の状態の推定を実現することができるように、キャリブレートされた位置または絶対位置を当該変位センサによる測定結果から求めることも可能である。
【００７７】
操作者が作業中にラッピング器具２０２を操作するための取っ手として、複数の穴２４２が設けられていてもよい。
【００７８】
ラッピング器具２０２の使用準備において、真空チャック２０４を（例えば２ミクロンダイヤモンドラッピングスラリーを用いて）ラッピングしてもよい。そしてその後、真空チャック２０４に正の加圧を行い、さらに、イソプロピルアルコール等を用いてこの多孔質材料としての真空チャック２０４に付着しているごみを除去するようになっていてもよい。
【００７９】
このラッピング器具２０２を用いることで、平坦化された表面の平坦性を非常に高いレベル（例えば１００ミリメートルで０．５ミクロン未満の凹凸）で実現しつつ、ビルドのすべての層の間の平行性を高いレベル（例えば１００ミリメートルで５ミクロン以下の変化）で実現するようになっていてもよい。このようなラッピング器具２０４の構成により、途中まで形成された構造体をラッピング器具から取り除いて他の工程の作業を実行し、その後その構造体の基板を再装着し、高いレベルの平坦性と平行性とを維持しつつ平坦化させることができる。
【００８０】
上述したような多孔質の真空チャックは、基板の変形を最低限に抑えることに際立って有効となり得る。この真空チャックは、基板の径よりもわずかに小さい連続面を有していてもよい。グラファイト製のチャックは、好適な例においては、９８ミリメートルで０．３ミクロン未満の凹凸という、レーザーインターフェロメータを用いて平坦性を測定する必要がある程の鏡面性を容易に実現することができる。多孔性の材料を用いることで、真空が表面上で一様に分布し、汚染物質がこの多孔性材料中に引き込まれることで変形の原因が除去される。円環状の溝等、他のタイプの真空チャックを用いてもよい。この多孔質グラファイトは、ハウジング（例えばアルミニウムハウジング）内に入れられることで、そのハウジングによって支持されると共に封止されるようになっていてもよい。この多孔性の材料は、このハウジングよりも少し盛り上がって置かれるようになっていてもよい。この場合、この多孔性の材料は、その表面のラッピングおよび基板の装着時において、ハウジングの存在が邪魔にならず、かつ真空が漏れ出す表面の領域が大きくならない。
【００８１】
この他にも、種々の平坦化用の器具を用いることができる。例えば、平坦化用の器具は、真空チャックをスライドハウジングに装着するための調整可能な取り付け具を利用してもよい。これら調整可能な取り付け具は、磨耗パッドの面に対するチャックの面の相対的な位置調整を可能にするための目盛り付き調整機構を有していてもよい。このような調整可能な取り付け具は、基板の外向きの表面が磨耗パッドの面に平行になるように、真空チャックの面を調整するようになっていてもよい。このような調整は、材料の初期堆積物が基板上に付き、その堆積物がラッピングされて磨耗パッドの表面に対して平行になり、平坦化された堆積物の面に対する基板の面の相対的配置の測定が行われてから、実行するようになっていてもよい。基板表面の磨耗パッドに対する平行性を確実にするまたは調整するために、１つ以上の付加的な平坦化作業と、潜在的に１つ以上の付加的な堆積作業を行うようになっていてもよい。
【００８２】
ビルドに先立って、基板の前面および背面を、２ミクロン以内の誤差で互いに平行になるようにラッピングしてもよい。これら各実施形態においては、主要基板表面（すなわち、基板の前面）は、スタンドオフによって規定される面に対して２ミクロンの誤差で平行となっていてもよい。第１の層を意図的に（必要であれば）より厚く形成することで、この誤差が第１の層において吸収されるようにしてもよい。このような平行性の初期誤差に対する対処の結果、続く各層と主要基板表面との間の平行性が保たれる。また、平行性が第１の層の面とそれに続く層の面との間で比較されるようになっていてもよい。このような場合、基板は、平面または切り欠きによって印が付けられ、角レジストレーションが適度に固定されるように、ラッピング器具上の印および端点測定用の器具上の印に対して位置合わせされるようになっていてもよい。
【００８３】
他の実施形態においては、磨耗パッドの面に平行になるように真空チャックをラッピングする代わりに、装着された基板を、磨耗パッドの面に平行な面を持つようにラッピングするようになっていてもよい。この場合、この基板は、平坦化や測定の作業が行われる度に、同じ向きで真空チャックに装着されることが望ましい、または、そうされることが必要である。
【００８４】
あるいは、真空チャックと基板のそれぞれを、磨耗パッドに対して平行となるように平坦化してもよい。この場合、それぞれのラッピング操作またはそれぞれのラッピング操作セットにおいて、基板を真空チャックに同じ向きで装着する必要はない。
【００８５】
図９〜１２に、本発明の実施形態におけるエンドポインティング装置の例を斜視図で示す。このエンドポインティング装置または器具は、周期的にやってくる平坦化作業の合間に用いられ、その平坦化される面の主要面（すなわち基板上の構造体が形成される面）に対する高さの測定に利用される。図１１に、表面に３つのパッド２７４、２７６、２７８を有する基板２７２を示す。形成加工の工程においては、これらパッドには堆積物が付着されないように取り扱われる。これらのパッドは、堆積高さの測定における必須参照体として用いられる。
【００８６】
図９〜１２に例示されるように、３つの端点検出パッドが用いられ、望ましくはこれら端点はビルドの工程を通して堆積を受けないように扱われ、さらに、その工程を通じて露出し続けるか、または、測定の必要があるときに露出することができるように作られていてもよい。これらのパッドはウエハの端部に配置され、その配置は、基板の中心におかれた座標軸から見て互いに１２０度に分離したものであってもよい。
【００８７】
端点検出パッド上への堆積を防ぐための方法には様々なものがある。例えば、接着層とシード層を有する誘電性の基盤を用いる場合、これらパッドは、金属層によってコーティングされる前に、レジスト、ワックス、ラッカー、接着テープ等で覆われてもよい。そして、この覆いに用いた物は、測定のためにパッドを露出させるため、取り除くようになっていてもよい。１つまたは複数の金属層が既にパッドの領域に堆積してしまった場合、それらは選択エッチングによって取り除くことができる。また、パッドの領域は、その内径がパッドの径を規定する‘グロメット’という構造体によって囲まれていてもよい。このとき、このグロメットの内側に対して（例えばエッチング液に浸った綿棒を用いた）選択エッチングを行うことで、必要に応じてパッドを露出させるようにしてもよい。
【００８８】
この基板がめっき可能な金属である場合、これらパッドは堆積の前にレジスト、ワックス、ラッカー、接着テープ、堆積誘電体（例えば、パリレン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素）等でコーティングされてもよい。そして、測定の前にこのコーティング材が取り除かれるようになっていてもよい。ところが、コーティング材が誘電性であり、かつ十分（平坦化を施さなくていいほど）薄く、かつ十分硬いとき、ビルドの全工程を通してそのままにしておいてもよい。あるいは、このような誘電性コーティングはめっきの前に追加され、測定の前に除去されるようになっていてもよい。あるいは、誘電性の(例えばアルミナから成る)インサート材がウエハのパッドの近くに挿入されてもよい。このインサート材は、ウエハ内にはめ込まれて適切な位置で接着された（圧入工法も可能であるが、ウエハの温度サイクリングの間中安定している必要がある）ディスクの形状を有していてもよい。このインサート材は、ウエハと面一になっていてもよいし、同一平面内になくとも、それらの位置は一般ウエハ表面に対して測定され、記録され、後に堆積される層の高さおよび平行性を決定するために用いられてもよい。
【００８９】
図９に、エンドポインティング装置３００の斜視図を示す。このエンドポインティング装置３００は、３つの固定されたスタンドオフ２８４、２８６、２８８を有し、これらスタンドオフは、基板上の端点測定パッド２７４、２７６、２７８と接触する。スタンドオフとパッドとの対応関係は固定的（例えばスタンドオフ２８４は常にパッド２７４上に置かれなければならない、スタンドオフ２８６は常にパッド２７６上に置かれなければならない、等）であってもよい。このとき、この対応関係は、端点測定器具からのデータがどのように使用されるか、基板の前面が磨耗パッドの平面に対して平行であるか否かに基づいたものであってもよい。スタンドオフの頂点は、測定の工程において大きく変形することのない硬い材料から成っていることが、測定誤差の原因を招くことを避けるためには望ましい。
【００９０】
このエンドポインティング装置３００は、さらに操作リング３０４と、スタンドオフが取り付けられた器具固定板を有している。この器具固定板には、１つまたは複数の測定プローブ（図９、１０、１２には、端部２９２’〜２９８’を含む４つのプローブ２９２―２９８が表されている）が取り付けられており、それら測定プローブは格納式の測定プローブ端部を備えている。これら測定プローブ端部は、制御可能かつ測定可能に伸ばして、基板表面の平坦化された堆積物に接触させることができる。そして、プローブ端部は空気圧力によって伸び、４つのプローブすべてに再現可能かつ等しい圧力が及ぼされるよう精密空気圧力レギュレータが用いられてもよい。この器具の重さは、正確性への影響を抑えるため、４つのプローブによって及ぼされた合力よりも非常に大きいものであることが望ましい（しかし必須ではない）。これらプローブ端部を格納するために、バルブが用いられる。これら端部は通常は、格納され、外向きに伸びることで、ゼロ点読み取りまたは測定を行う。実施形態によっては、Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ  Ｍｅｔｒｏ  ＭＴ１２８７長さゲージを用いてもよいし、あるいは、ＬＶＤＴタイプセンサを用いても、測定精度を上げることが可能である。プローブの格納は、伸長圧力の減少と共にスプリングを用いて実現してもよい。あるいは、堆積の高さの非接触測定を実現するプローブを用いてもよい。またあるいは、固定長プローブ（すなわちスタンドオフ）が堆積物質に接触して、調整可能な長さプローブまたは非接触のプローブが、エンドポインティングパッドを用いて接触または測定を行うようになっていてもよい。
【００９１】
この器具固定板３０６は、正確な測定を保障するために適切な硬さおよび固定力を有している。操作リング３０４は、作業者の手からの熱によって測定器具の寸法が狂わないよう、ほとんど熱が伝わらない材料から成っていてもよい。またこの器具は、より少ないまたはより多いスタンドオフおよび／またはより少ないまたはより多いプローブを有していてもよい。
【００９２】
測定工程の際にスタンドオフが乗り続ける平板にプローブが接触したときの測定位置と、測定対象の表面にプローブが接触したときの測定位置とのずれにより、平坦化された材料の厚さが導かれ、前に検出された表面または基板の表面のレベルに対するその測定対象の表面のレベルを確かめることができ、また、その測定対象の表面それ自身の総合的な平坦性を確かめることができる。
【００９３】
図１２に、端点測定装置または器具３００が測定対象となった基板上にある状態を斜視図で示す。この基板上の測定パッドには、３つのスタンドオフが置かれている。
【００９４】
可動の端部２９２’〜２９８’をそれぞれ有する測定プローブ２９２〜２９８、のそれぞれは、エンコーダを利用する測定装置であって、適切な許容基準が満たされる程度（例えば、これらプローブは０．０１ミクロンの解像度、±０．０５ミクロンの再現精度、および１２ミリメートルで±０．２ミクロンの誤差で作動してもよい）の正確性を有していてもよい。これら可動端部は通常は格納されており、設定可能な接触力または少なくともこれら好ましい材料を測定するために適切な力を実現する空気圧力によって伸ばされてもよい。そしてそれは、プローブの接触領域、場合によっては器具それ自体の重みに基づくものであってもよい。
【００９５】
好ましい装置の４つのプローブデバイス２９２〜２９８は、図１０により明確に示される。また、４つの付随するプローブ端部２９２’〜２９８’は図９により明確に示される。測定の前に、この器具が参照平面（例えば光学平面）上に置かれた状態で、４つのプローブすべてが、伸ばされた位置でゼロ点に合わせられてもよい。あるいは、プローブの位置は、伸ばされた平板位置で単に記録され、そのような記録された値と、平滑化された堆積物を測定したときの測定値と、の差を、堆積高さと場合によっては平行性と平坦性を決定するときに用いてもよい。
【００９６】
平坦化された堆積物についての４つのプローブの測定値は、最小二乗法を用いて表面のレベルを計算するために用いられる。Ｘ勾配およびＹ勾配（基板の表面における２つの直行する座標軸であるＸ軸とＹ軸に沿った、平面の勾配）およびｚ切片が計算される。ｚ切片は、主要基板表面に対する平坦化された堆積物（例えば、すべての堆積物の全体的な厚み）の厚さの指示値として用いることができる。Ｘ勾配およびＹ勾配は、測定された平面が主要基板表面または仮想表面に対して平行から大きくずれてしまったか否かを判定するために用いることができる。Ｘ勾配またはＹ勾配の値が大きいとき、平坦化装置に問題があるか、あるいは汚染がある（例えば、凹凸のあるパッド磨耗、汚れ、スラリー粒子等により、真空チャック等の上に適切に搭載することができなくなっている）ことになる。
【００９７】
実際には、もし基板の前面がその背面に対して平行になっていなければ、堆積物と基板前面のそれとの間の平面向き付けの差が大きくなる可能性があり、その場合、この平面の向き付けを、第１の堆積層の向き付け、他の堆積物の層の向き付け、または仮想平面についての向き付けと比較することが有益であるかもしれない。あるいは、基板は、平坦化された物質の層によって最初にコーティングされてもよい。その層は、その上に測定用のパッド領域が定義されるように作られ、それに対して次の堆積物の厚さと平面の向き付けが測定されるようになっていてもよい。
【００９８】
また、平面の勾配は、平行性の調整が適切に機能しているか否かを判定するために用いられてもよい。また、厳しい許容誤差（例えば、ミリメートル当たり０．０１ミクロン、これは１００ｍｍの表面において１ミクロンの誤差に相当する）が採用されてもよい。
【００９９】
また、上述したように、固定長の構成部品が堆積物と接触し、可動プローブが基板上または前に形成された層の材料の上の接触パッドに接触するようにしてもよい。
【０１００】
また、端点測定装置のプローブを用いて平坦性を判定する代わりに、レーザーインターフェロメータを用いて適切な平面性（例えば０．３ミクロン）が達成されているかについてチェックするようになっていてもよい。その平面性が規格外のものであれば、それは、ラッピング板を再度平坦化させる必要があることを意味する。
【０１０１】
また、目標を達成するために必要な値より少なくなるよう作業者によって見積もられたラッピングの時間間隔に合わせて測定を行うようになっていてもよい。最終的な層の厚さは、正しい値に収束させるための平坦化と測定の繰り返しステップを通じて実現することができるようになっていてもよい。
【０１０２】
図５Ｂおよび図５Ｃに例示されたように、層の所望の厚さまたは部分的に形成された構造体の所望の厚さを達成するために、数回の平坦化作業を行うようになっていてもよい。粗いラッピングの工程においては、粗い研磨剤（例えば、９ミクロン研磨粒子）を用いて、ラッピング後のレベルを、例えば、それまでのすべての層の厚さと、現在の層の厚さと、４ミクロン（±０．１ミクロンの許容誤差範囲内で）のオフセットと、を足した値にするようにしてもよい。その後、微細な研磨剤（例えば０．２ミクロン研磨粒子）を用いて、厚みを、例えば、最終的な表面についての所望の位置より０．１±０．０５ミクロンだけ高くなるようにしてもよい。これらの測定のすべては、基板が器具に固定されたまま行われてもよい。最終的な研磨工程は、材料のうちある量（例えば０．１ミクロン）は後に取り除かれことになるという前提の下に行われてもよい。このような作業は、ラッピング器具を用いずに行われてもよい。基板が器具から取り除かれた後は、基板の屈曲等の危険性が増大することから、測定を行うことは好ましくない。研磨が終わった後は、最終的な測定を行ってもよいし行わなくてもよい。
【０１０３】
また、平坦化の工程を１回行い、その後、所望の表面のレベルが達成されるまで、その工程を繰り返すようになっていてもよい。
【０１０４】
また、厚い基板（例えば、１００ミリメートルの径で１０ミリメートル程度の厚さのウエハ、１５０ミリメートルの径で１５ミリメートル程度の厚さのウエハ等）が用いられてもよい。このような厚い基板は、以下のような利点を備えている。（１）高い張力の金属膜が堆積されても平らなままである、（２）平坦化の際、真空チャックや他の器具の平坦性に影響される度合いが低い、（３）平坦化において、平坦性と両側の面間の平行性とを容易に高いレベルに上げることができる、および／または（４）取り扱いに対して堅牢である。このようなウエハは、層の加工が（例えば、ＩＤ／環状のこぎりや、ダイヤモンドワイヤーソーを用いて）完了した後に薄くするようになっていてもよい。あるいは、厚い「キャリア」をより薄い基板に接着することで、より厚いウエハの効果を出すようにして、厚い基板を実現してもよい。
【０１０５】
図５Ａのような方法の実施形態、図６〜８のようなラッピング器具装置、および図９〜１２のような端点検出装置について説明したが、これらに対する種々の改良および変更が可能である。例えば、ラッピング器具内の測定装置によって確かめられた変化位置の値は、すべてまたは一部の層の端点検出のために用いられてもよい。また、基板は、測定の際にもラッピング器具に装着されていてもよいし、その基板とその器具とが分離された後に測定が行われてもよい。また、非多孔質の真空チャック（例えば、切削された開口部を有する真空チャック等）が用いられてもよいし、グラファイト以外の材質から成る多孔質真空チャックが用いられてもよい。また、基板を真空チャックに拘束する真空の生成源は、上述のようにスライドレールとハウジングとの間のベアリング力を生成する空気供給を利用するベンチュリータイプのジェネレータであってもよい。また、他のタイプの真空ジェネレータを用いてもよいし、他の空気圧力源を用いてもよい。
【０１０６】
本発明には、種々の実施形態が存在する。それら実施形態は、本明細書中の教示と、参照によって本明細書に組み込まれる種々の教示との組み合わせを含む。また、それら実施形態の中には、全面的な堆積の工程を行わないものがあり、また、平坦化の工程を行わないものもある。また、それら実施形態の中には、複数の異なる材質を単一の層上または複数の異なる層上に堆積させるものもある。また、それら実施形態の中には、電着工程とは異なる方法で、いくつかの層における選択的堆積工程または全面的堆積工程を実現するものもある。また、それら実施形態の中には、構造体としてニッケルを用いるものもあり、その他の材質を用いるものもある。
【０１０７】
また、それら実施形態の中には、構造体として銅を用い、犠牲材料を用いるようにまたは用いないようになっていてもよい。また、それら実施形態の中には、犠牲材料を取り除くものも、取り除かないものもある。また、それら実施形態の中には、陽極（電着の際に用いられる）が適合接触マスクサポートでないものもあり、そのサポートは多孔質の構造体または穴のあいた構造体であるものもある。また、それら実施形態の中には、マスクを利用した選択エッチング作業を、全面的堆積作業と併せて用いるようになっているものもある。また、それら実施形態の中には、層を連続的に重ねて構造体を形成するものもあるが、平坦層を１つ１つ厳密に連続的にビルドする工程とは異なり、層の間に物質を織り交ぜるような工程を用いるものもある。そのようなビルド工程は、２００３年５月７日に「交互層または選択的エッチングとボイド充填による電気化学的成型加工構造のための方法および装置」という名称で出願された米国特許出願Ｎｏ．１０／４３４、５１９に開示されており、その内容は、それらが完全に説明されたものとして本明細書に組み込まれる。
【０１０８】
上述の通り説明した種々の実施形態においては、好ましい平坦化技術としてのラッピングに重点が置かれているが、ここで開示された技術は、平坦化の技術がラッピング以外の技術、例えば、化学的機械的平坦化、フライス加工、ダイヤモンドフライカッティング等によって実現される場合にも適用可能である。特に、エンドポインティング器具および方法は、平坦化工程がラッピング以外で実現されているときにも適用可能である。平坦化の作業の電気化学的成型加工における平坦化作業のためのダイヤモンドフライカッティングの使用に関する教示は、本明細書と一緒に出願された、コーエン等による米国特許出願Ｎｏ．６０／５３４、１５９「材料の堆積物の平坦化においてダイヤモンド機械加工を用いる、複数層構造体の形成のための、電気化学的成型方法」に記載されている。その出願の内容は、それらが完全に説明されたものとして本明細書に組み込まれる。
【０１０９】
本発明のまた別の実施形態は、複数層または単層の構造体または装置を形成するための方法または装置であって、その平坦化がフライカッティング装置（例えば、図１３に示すフライカッティング装置）におけるシングルポイントダイヤモンド機械加工によって実行されるようになっている方法または装置に関連する。以下で説明される装置および方法により、フライカッティングの際に形成された新たな平面が、基板の主要平面に対して平行となるように、基板の主要平面を測定および調整することができる。
【０１１０】
この装置により、作業者は、堆積された１つまたは複数の層の近似堆積厚みを測定することができる。その後作業者は、初期フライ・カッティング工程を実行して基板の主要表面に平行な平面を形成することができる。また、この平行化された表面の厚みを測定することで、操作者は、層の所望の厚みを実現するためにあとどれ位の量の材料を取り除く必要があるかを確かめることができ、さらに装置に対して、その量の材料を確定的かつ正確に取り除くよう、指令することができる。また、その新たに設けられた平面が主要基板表面に対して平行であることを確かめるために、１つまたは複数のチェックが行われるようになっていてもよい。フライカッティング装置は、初期堆積物の高さと平坦化される層の所期の高さに基づいて、除去が必要なすべての材料を、ブレードを表面の各部を一回だけ通過させることで除去してもよいし、途中に測定作業を入れて複数回通過させてもよいし、途中に測定作業を入れずに複数回通過させてもよい。カットされたプレーンは周期的にチェックしてもよいし、また、連続する層が互いに平行のままでありかつ適切な厚みを有するよう、必要な向き付けの修正を基板に施してもよい。最終的なフライカッティング工程が実行されたとき、層の厚みと共に新しい表面のプレーンを確認するようになっていてもよい。
【０１１１】
上述のようなラッピングによる平坦化を用いた実施形態と同様に、図１１のように基板に配置された３つの測定パッド（例えば、検出パッド、接触パッド等）を用いて特定した基板の主要面（例えば、基板の面のうち、その上に材料の層が追加される前面）に基づいて測定および平坦化を行うようになっているのが好ましい。また好ましくは、それぞれのビルドにおける加工工程を通じてこれらのパッドは維持されていてもよい。基板の前面に配置されたパッドを使用する代わりに、基板の背面にパッドが配置されてもよいことは、当業者は容易に理解できる。また、基板の表面で固定されたパッドを維持する代わりに、連続する層のそれぞれまたは一部に形成されたパッドが、続いて形成される１つまたは複数の層の平坦性の確認および高さの設定に用いられるようになっていてもよい。
【０１１２】
図１３に、フライカッティング装置の主要構成要素の斜視図を概略的に示す。電気化学的成型加工が施された構造体が実装された基板４０４は、基板平面調整部材４０６に接触している。基板平面調整部材４０６は、矢印４１０に示されるｚ軸に沿って移動可能なｚ軸台座４０８に装着されている。このｚ軸は、このフライカッティングツールによって一掃される面に対して実質的に垂直な方向に伸びる軸である。このｚ軸台座４０８とｘ軸台座４１８は、振動防止質量（図示せず）に装着されている。この振動防止質量は、装置全体にとって機械的に安定したプラットフォームとなる。このｘ軸はｚ軸に対して垂直な方向に伸び、矢印４２０に示す方向に沿った前後移動を許可する。このｘ軸台座はフライカッティングスピンドル４２２を拘束し、このフライカッティングスピンドル４２２はフライカッティングツールホルダ４２４を拘束する。このフライカッティングツールホルダ４２４はそのフライカッティングツールそれ自体（図示せず）を拘束する。このツールホルダに装着されたツールは、単一のダイヤモンド結晶であってもよいし、他のツール材料であってもよい。測定用器具４２６はスピンドルハウジングに取り付けられる。
【０１１３】
スピンドル４２２は非常に硬く安定性のある高速空気ベアリングを利用する。ｘ軸台座４１８とｚ軸台座４０８は非常に正確で硬く、オイル静圧ベアリングを利用する。本装置のスピンドル、ｘ台座、ｚ台座の部分（基板平面調整部材、基板ホルダ、測定用器具を除く）は、コンピュータ制御ハードウェア、ソフトウェア、振動防止質量、保護ハウジング等と共に、例えば、ニューハンプシャー、キーンのＬＬＣにある、ムーアナノテクノロジーシステムズから、モデル番号Ｎａｎｏｔｅｃｈ３５０ＵＰＬとして購入可能である。これらの構成要素がまとまることで、１０ナノメートルの位置解像度を有し、１００ミリメートルの大きさで１００ナノメートルオーダーの凹凸という平坦性を有する平面をフライカットすることができる。
【０１１４】
基板はｚ軸台座によって位置決めされ、測定用器具はｘ軸台座によって位置決めされ、それにより、基板と測定用器具が１箇所に集まり、高さおよび平面の向き等の測定が可能になる。ｘ軸台座とｚ軸台座を使用することで、基板とフライカッティングツールの経路とが交差するようにできる。セットアップ作業中等に、フライカッティングツールと基板とを接触させるようにｚ軸台座を徐々に前方に進めているときに、スピンドルに対するフライカッティングツールホルダのフリーホイーリングにより、フライカッティングツールを基板の経路上で前後に回転させることができる。
【０１１５】
図１４に、３つの測定プローブフィンガーティップ４３４−１、４３４−２、４３４−３が、コンピュータが制御可能かつ読み取り可能な測定プローブ装置４３２−１、４３２−２、４３２−３の接触部を形成する。これらのプローブは、ｚ軸に沿って駆動可能であり、測定対象の表面に接触したときに位置の測定値を電気的に出力する。表面が所期の位置および／または向き付けとなったときに、参照平面を設定するために、プローブの出力値は再度ゼロに合わせられる。使用の際、プローブフィンガーの先端がｘ軸に沿って位置決めされる。これによって、それら先端は、基板をあらかじめ決められた向き付けでホルダに装着して拘束するときに、その基板上の３つの測定パッド２７４、２７６、２７８に位置合わせされて接触する。あるいは、これら先端が測定パッドに隣接したまたは測定パッドから離れた領域に接触するように、これらプローブの位置が決められていてもよい。このような非標準的な姿勢配置は、基板の前面また背面の平行性に関する情報を取得するために用いられてもよい。
【０１１６】
プローブの先端は、高精度の空気圧力調整器によって供給される空気圧によって伸長可能となっており、それによって、すべてのプローブが等しくかつ一定の接触圧力で接触を実現する。典型的な作業においては、プローブ先端が縮められているとき、基板およびプローブがｘ軸上の位置に配置される。配置されると、プローブが伸ばされて３つの測定が行われる。主要基板表面の平面は３つの測定パッドについての読み取り値によって確認できる。測定された平面の向き付けが所期の平面の向き付けと異なる場合、平面調整器具により、基板参照表面の平面が、許容範囲内の任意の平面に調整される。典型的には、参照表面の平面は、装置のｘ−ｙ平面（表面を平坦化するときにフライカッティングツールが生成する平面でもある）に対して勾配がゼロとなるように調整される。実際には、２つの線形アクチュエータ４４６−１および４４６−２を用いて平面の調整を行った後、基板の平面が適切に調整されたことを測定して確認するために、プローブ先端をこれら参照パッドに再度接触させてもよい。測定と調整を繰り返すことで、シングルパスの場合よりも位置合わせを改善することができる場合もある。しかしこれは、通常は必須ではないことがわかっている。測定の後、意図しない傷が基板に付くのを防ぐため、プローブ先端は通常は縮められる。
【０１１７】
図１５に、測定器具の詳細図を示す。測定プローブ１３２−１〜１３２−３はプローブクランプ１３３−１〜１３３−３によって拘束され、プローブクランプ１３３−１〜１３３−３は水平プレート１３５に取り付けられ、水平プレート１３５は垂直プレート１３７に取り付けられ、垂直プレート１３７は、図１３に示すようにスピンドルハウジング４２２に取り付けられる。
【０１１８】
図５に、多孔質カーボン真空チャック４５４を用いて基板平面調整器具に装着された基板を示す。この多孔質カーボン材料から成っていることで、真空チャック４５４は、当該器具に装着された後、装置上でフライカッティングされ、カッティングの平面（例えば、１００ミリメートルの表面を通じて０．３ミクロン以内の凹凸という平坦性）と同じ勾配を有するようになることが可能となる。このような利点は、運動プレート４５６への真空チャックの装着の際に生じたあらゆる歪みを除去することに利用できる。この真空チャックは真空供給源および空気圧供給源の両方から制御可能に接続され、それにより、基板はチャックに対して制御可能に装着可能、取り外し可能、および、容易に位置調整可能となる。
【０１１９】
真空チャックの下側の底部において、３つの基板配置ブラケット４５８−１〜４５８−２が、基板の位置決めを容易にするために用いられる。この底部ブラケット４５８−２は平坦な表面を有し、基板の端部の平面（例えば１８ミリメートルのフラットな端部）がブラケットの当該平坦な表面の上に置かれることで、真空を発生させる前の回転レジストレーションの提供を容易にする。運動プレートは、動かない土台を有し、可動部がそれの背面側に取り付けられていてもよい。
【０１２０】
図１７に、運動プレート４５６が取り除かれた基板平面調整器具４０６を示す。先端が切り取られた３つの球体４６２−１〜４６２−３は運動プレートに取り付けられ、それによって球体４６２−１〜４６２−３は３つの溝付きブラケットと回転可能に結合する。図１７では、これら３つの球体は運動プレートと切り離して示されている。これら溝付きブラケットの１つは、基部４６７に取り付けられた固定垂直プレート４６６上にあり、基部４６７はｚ台座に取り付けられている。残りの２つのブラケットは、真空チャックが取り付けられたときに基板の平面を調整するために動かすことができる２つの曲げアームに取り付けられる。ばねによって付勢される３つの張力ボルト４６４−１〜４６４−３は、固定垂直プレート４６６を貫通して伸び、運動プレートと結合して当該運動プレート（およびそれに付随する切り取られた球体）を、大きな予荷重（例えば、５００ポンドの予荷重）で溝に対抗させて引っ張り、それによって強固な機構を実現する。
【０１２１】
図１８に、可動部の一部の拡大図を示す。これは、切り取られた球体４６２−１〜４６２−３、付随する溝付きブラケット４６８−１〜４６８−２、張力スクリュ４６４−２、アタッチメントブラケット４７２−１を含む。アタッチメントブラケット４７２−１は、曲げアーム４７４−１を固定垂直プレート４６６に取り付ける。切り取られた球体と溝とは、これら部品の形状が安定するよう、硬化鋼によって作られている。
【０１２２】
図１９に、他の付加的構成部品を表すために、サイドプレート４７８−１が取り除かれた状態の基板平面調整器具４５４の背面側を示す。３つの引っ張り圧縮ばね４６５−１〜４６５−３は、運動プレートに大きな予荷重を与えるための張力ボルトと対になって働く。２つの曲げレバーアーム４７４−１、４７４−２には、それぞれが溝付きブラケットの１つが取り付けられている。曲げポイント４７３−１、４７３−２は、線形アクチュエータ４４６−１、４４６−２が新しい位置に駆動されるときに、それぞれ曲げレバーアーム４７４−１、４７４−２の回転の支点となる。なお、線形アクチュエータ４４６−１、４４６−２は、クロスバー４７９を介してサイドプレート４７８−１、４７８−２に装着される。図１８にも示されるアタッチメントブラケットは、曲げレバーアームを図１９に示す垂直プレートに取り付ける。各線形アクチュエータは各曲げアームを駆動するために用いられる。
【０１２３】
駆動ポイントが溝の可動コンタクトと切り取られた球体から離れていることによる機械的利点は以下のような２の効果をもたらす。（１）てこの作用を実現することができる。さもなければ、予荷重が大きいので、線形アクチュエータはより強力でなければいけなくなり、コストがより高くなり、および／または正確性が低下する。（２）上述のような機械的利点により、正確性が増す。本実施形態においては、この機構はかなり有益な機械的な利点をもたらすが、より小さいまたはより大きい機械的利点を利用するようになっていてもよい。これらのアクチュエータ（例えば、ダイヤモンドモーションアクチュエータＮ１００ＤＣ）は０．１ミクロンの解像度を備え、それによって、本システムは１０ナノメータの解像度の平面調整を実現できる。図１９には、線形アクチュエータと曲げレバーアームとの接続点に用いられるタングステンカーバイドストライク１８２−１が示されている。
【０１２４】
図２０は、図１３〜１５の測定器具とプローブのゼロ平面を、フライカッティングツールによってカットされた平面に一致させるための作業例を説明するフローチャートである。
【０１２５】
図２１は、ダイヤモンドツールによってカットされた平面に対する（その上に材料の層が堆積された、かつ／または、堆積される）基板の前面の平行性、または堆積物そのものの平行性を設定するための作業例を説明するフローチャートである。
【０１２６】
図２２は、基板上の材料の堆積物を、図１３の装置を用いて削り、所期の高さを実現するための作業を説明するフローチャートである。
【０１２７】
図２０〜２２で説明された方法に代わる方法は、本明細書の教示を検討した当業者にとっては明白である。例えば、種々の作業を省略することができ、他の作業を追加することができ、かつ／または、種々の代替作業を採用することもできる。
【０１２８】
誘電性基板上の構造形成、ならびに、形成工程および場合によっては形成される最終構造に誘電性材料を組み込む構造形成、についての教示は、２００３年１２月３１日に出願された複数の特許出願に説明されている。１つ目の出願は、米国特許出願Ｎｏ．６０／５３４，１８４で、タイトルは「誘電性材料を組み込んだ、および／または、誘電性の基板を用いた電気化学的成型加工方法」である。２つ目の出願は、米国特許出願Ｎｏ．６０／５３３，９３２で、タイトルは「誘電性の基板を用いた電気化学的成型加工方法」である。
３つ目の出願は、米国特許出願Ｎｏ．６０／５３４，１５７で、タイトルは「誘電性の材料を用いた電気化学的成型加工方法」である。４つ目の出願は、米国特許出願Ｎｏ．６０／５３３，８９１で、タイトルは「平坦化によって部分的に取り除かれる誘電性のシートおよび／またはシード層を組み入れた構造体の電気化学的成型加工方法」である。５つ目の出願は、米国特許出願Ｎｏ．６０／５３３，８９５で、タイトルは「多孔質誘電体上における複数層３次元構造体の電気化学的成型加工方法」である。これらの特許出願はそれぞれ参照によって完全に説明されたものとして本明細書に組み込まれる。
【０１２９】
本明細書における教示に鑑みれば、本発明のデザインや使用に関する多くの他の実施形態および代替形態は、当業者にとって明白である。したがって、本発明は例示された特定の実施形態、代替例、上述の使用、に限定されない。その代わりに、提示される請求項によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１Ａ】ＣＣマスクめっき工程の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図１Ｂ】ＣＣマスクめっき工程の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図１Ｃ】ＣＣマスクめっき工程の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図１Ｄ】別のタイプのＣＣマスクを用いたＣＣマスクめっき工程の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図１Ｅ】別のタイプのＣＣマスクを用いたＣＣマスクめっき工程の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図１Ｆ】別のタイプのＣＣマスクを用いたＣＣマスクめっき工程の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図１Ｇ】別のタイプのＣＣマスクを用いたＣＣマスクめっき工程の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図２Ａ】構造体の材料が全面的に堆積されて犠牲材料が選択的に堆積されるような特定の構造体の形成に適用される電気化学的成型加工の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図２Ｂ】構造体の材料が全面的に堆積されて犠牲材料が選択的に堆積されるような特定の構造体の形成に適用される電気化学的成型加工の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図２Ｃ】構造体の材料が全面的に堆積されて犠牲材料が選択的に堆積されるような特定の構造体の形成に適用される電気化学的成型加工の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図２Ｄ】構造体の材料が全面的に堆積されて犠牲材料が選択的に堆積されるような特定の構造体の形成に適用される電気化学的成型加工の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図２Ｅ】構造体の材料が全面的に堆積されて犠牲材料が選択的に堆積されるような特定の構造体の形成に適用される電気化学的成型加工の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図２Ｆ】構造体の材料が全面的に堆積されて犠牲材料が選択的に堆積されるような特定の構造体の形成に適用される電気化学的成型加工の種々の段階を概略的に示す側面図である。
【図３Ａ】図２Ａ〜図２Ｆで示された電気化学的成型加工方法を手作業で実現するために使用可能なサブアセンブリの種々の例を概略的に示す側面図である。
【図３Ｂ】図２Ａ〜図２Ｆで示された電気化学的成型加工方法を手作業で実現するために使用可能なサブアセンブリの種々の例を概略的に示す側面図である。
【図３Ｃ】図２Ａ〜図２Ｆで示された電気化学的成型加工方法を手作業で実現するために使用可能なサブアセンブリの種々の例を概略的に示す側面図である。
【図４Ａ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。接触マスクめっきにおいては、第２の材料による全面的堆積により、第１の材料の堆積位置の間の開口および第１の材料それ自体の両方が覆われる。
【図４Ｂ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。
【図４Ｃ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。
【図４Ｄ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。
【図４Ｅ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。
【図４Ｆ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。
【図４Ｇ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。
【図４Ｈ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。
【図４Ｉ】接触マスクめっきを用いた構造を有する第１の層の形成を概略的に示す図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態における、エンドポインティング器具およびそれと別体の平坦化器具を用いた、複数層３次元構造体の形成方法のフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ａの工程または他の工程と組み合わせて実行されてもよい作業群の例である。
【図５Ｃ】図５Ａの工程または他の工程と組み合わせて実行されてもよい作業群の例である。
【図５Ｄ】図５Ａの工程または他の工程と組み合わせて実行されてもよい作業群の例である。
【図５Ｅ】図５Ａの工程または他の工程と組み合わせて実行されてもよい作業群の例である。
【図５Ｆ】図５Ａの工程または他の工程と組み合わせて実行されてもよい作業群の例である。
【図５Ｇ】図５Ａの工程または他の工程と組み合わせて実行されてもよい作業群の例である。
【図６】本発明の第１実施形態での使用に適したラッピング器具の斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態での使用に適したラッピング器具の別の斜視図である。
【図８】図６のラッピング器具の、器具の中心を垂直に通る断面における、断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態での使用に適したエンドポインティング器具の斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態での使用に適したエンドポインティング器具の別の斜視図である。
【図１１】３つの端点測定パッドを備えた基板を概略的に示す平面図である。
【図１２】図１１の基板上に装着された図９および図１２のエンドポインティング装置の斜視図である。
【図１３】本発明のいくつかの実施形態に係るフライカッティング装置の配置を示す斜視図である。
【図１４】図１２の装置の配置における、測定器具および基板拘束平面調節器具の拡大斜視図である。
【図１５】図１４の測定器具の斜視図である。
【図１６】図１４の基板拘束平面調節器具の斜視図である。
【図１７】図１４の平面調節器具の、基板拘束器具の運動プレートおよび基板それ自体が取り除かれた状態の、斜視図である。
【図１８】切り取られた球体部品、調整アーム曲げ点、真空チャック取り付けブラケット、および張力で真空チャックを拘束するばね付きロッドを含む、平面設定器具の特定の構成部品の斜視図である。
【図１９】図１４の平面設定器具の背面の斜視図である。
【図２０】測定器具と図１３〜１５のプローブのゼロ平面を、フライカッティングツールによってカットされた平面に一致させるための作業例を説明するブロック図である。
【図２１】ダイヤモンドツールによってカットされた平面に対する（その上に材料の層が堆積された、かつ／または、堆積される）基板の前面の平行性、または堆積物そのものの平行性を設定するための作業例を説明するブロック図である。
【図２２】基板上の材料の堆積物を、図１３の装置を用いて削り、所期の高さを実現するための作業を説明するブロック図である。
【図１Ａ】
2007516856.tif 000003
【図１Ｂ】
2007516856.tif 000004
【図１Ｃ】
2007516856.tif 000005
【図１Ｄ】
2007516856.tif 000006
【図１Ｅ】
2007516856.tif 000007
【図１Ｆ】
2007516856.tif 000008
【図１Ｇ】
2007516856.tif 000009
【図２Ａ】
2007516856.tif 000010
【図２Ｂ】
2007516856.tif 000011
【図２Ｃ】
2007516856.tif 000012
【図２Ｄ】
2007516856.tif 000013
【図２Ｅ】
2007516856.tif 000014
【図２Ｆ】
2007516856.tif 000015
【図３Ａ】
2007516856.tif 000016
【図３Ｂ】
2007516856.tif 000017
【図３Ｃ】
2007516856.tif 000018
【図４Ａ】
2007516856.tif 000019
【図４Ｂ】
2007516856.tif 000020
【図４Ｃ】
2007516856.tif 000021
【図４Ｄ】
2007516856.tif 000022
【図４Ｅ】
2007516856.tif 000023
【図４Ｆ】
2007516856.tif 000024
【図４Ｇ】
2007516856.tif 000025
【図４Ｈ】
2007516856.tif 000026
【図４Ｉ】
2007516856.tif 000027
【図５Ａ】
2007516856.tif 000028
【図５Ｂ】
2007516856.tif 000029
【図５Ｃ】
2007516856.tif 000030
【図５Ｄ】
2007516856.tif 000031
【図５Ｅ】
2007516856.tif 000032
【図５Ｆ】
2007516856.tif 000033
【図５Ｇ】
2007516856.tif 000034
【図６】
2007516856.tif 000035
【図７】
2007516856.tif 000036
【図８】
2007516856.tif 000037
【図９】
2007516856.tif 000038
【図１０】
2007516856.tif 000039
【図１１】
2007516856.tif 000040
【図１２】
2007516856.tif 000041
【図１３】
2007516856.tif 000042
【図１４】
2007516856.tif 000043
【図１５】
2007516856.tif 000044
【図１６】
2007516856.tif 000045
【図１７】
2007516856.tif 000046
【図１８】
2007516856.tif 000047
【図１９】
2007516856.tif 000048
【図２０】
2007516856.tif 000049
【図２１】
2007516856.tif 000050
【図２２】
2007516856.tif 000051
【国際調査報告】
2007516856.tif 000052