CN101547748A - 用于将薄片应用到基板的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种以无应力和更小畸变的方式将薄片层叠到基板的方法和设备。该方法包括提供薄片和基板，使得在该薄片和基板之间存在吸引力，至少当基板和薄片的距离短于临界距离时，该吸引力能够使该薄片和表面结合在一起。该方法通过在薄片和基板之间局部地形成初始接触而产生这些条件，使得在基板和薄片接触的区域以及基板和薄片不接触的区域之间的边界，即接触前缘，存在这些条件。在另一步骤中，薄片和基板允许逐渐形成接触，使得接触前缘或者沿着基板或者沿着薄片表面前进，籍此增大基板和薄片之间的接触区域。当在压印光刻或者模压工艺或者特征图案需要从基板转印到表面或者从表面转印到基板的其它过程中，该方法是有利的。

Description

用于将薄片应用到基板的方法和设备

技术领域

本发明涉及在基板的第一表面与薄片的第二表面之间建立接触的方法。本发明还涉及使用该建立接触的方法将模板图案从挠性薄片转印到基板的方法。本发明进一步涉及用于执行任一所述方法的设备。

背景技术

US 5669303公开了一种用于微接触印刷的设备，该设备包括：支持结构；挠性印模，具有包括预定图案且布置为与该支持结构相对的印模表面；压力控制室，布置于该支持结构上方；以及机械附件，附着到该挠性印模。此外，US 5669303公开了一种用于微接触印刷的方法。在该方法中，通过改变该挠性印模两端的压力差获得挠性印模的经润湿的印模表面和物件表面之间的接触，使得接触开始于挠性印模的中心并以受控方式向外行进。

US 5669303涉及在挠性印模和基板之间逐步建立接触，从而避免空气夹入印模和基板之间。然而，采用已知方法和设备，图案畸变，因为印模在变形和拉伸状态下接触基板。

US 5669303解决了图案畸变的问题。具体而言，应当注意，由于挠性印模的弹性和/或局部应变，会出现图案的偏斜或局部变形。在恰当位置压缩或拉伸该挠性印模而得到解决方案，其中在需要时机械附件设置有恰当的检测和控制元件以提供这种校正。总而言之，该解决方案需要复杂的校正系统，且与实用还相差甚远。

根据本发明的方法和设备相对于US 5669303的方法和设备构成一主要区别。在该已知方法和设备中，挠性薄片被压抵基板，其中由外部压力在挠性薄片内诱导应力，而在本发明的方法和设备中，故意不诱导应力。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在薄片和基板之间建立接触而不使薄片以及该薄片上可能存在的图案变形的方法。

本发明由独立权利要求定义。从属权利要求定义优选实施例。

在第一方面，本发明的目的通过提供一种用于建立基板的第一表面和薄片的第二表面之间的接触的方法来达成，该方法包括如下步骤：

-提供该基板和该薄片；

-提供在该基板和该薄片之间形成吸引力的力产生装置，当该第一表面和该第二表面之间的第一距离小于阈值距离时，该吸引力能够使该第二表面和该第一表面的至少部分相互靠近；

-建立该第一表面和该第二表面的第一区域之间的初始接触，同时防止在该第一表面和该第二表面的第二区域之间建立另一个接触，藉此该第一区域和该第二区域通过接触前缘分离并由此形成该第一距离；

-通过允许该接触前缘沿着该第一表面在该第二区域的方向中前进，使得该前进由该吸引力决定，由此建立另一个接触。

术语薄片(sheet)在本发明的上下文中应理解为具有材料属性和几何尺寸使得其至少一定程度上是挠性或可变形的对象。在本发明上下文中，挠性指可以反复弯折或变形而基本无损伤。

术语基板旨在包括所有可以想到的挠性或刚性的基板，且无意区分对象是否挠性。

提供力产生装置，使得得到的吸引力作用于基板和薄片之间。该吸引力足够大，使得至少当基板以及第二表面的第二区域之间的距离小于阈值距离时，这些表面更加靠近在一起。因此，尽管在该方法期间，该吸引力会在特定时间点起作用，但其在该点可能不具有使该基板和薄片之一或二者位移的效果。然而，至少当第一表面和第二表面之间的距离已经减小至低于阈值距离时，在测量该距离的位置处起作用的该吸引力将减小该距离。

该力产生装置可以具有多个来源，包括诸如范德瓦尔斯力的分子力、偶极力或者离子力、(电)磁力等。在本发明的上下文中，力的强度可以根据需要位移的基板和或薄片部分的质量而调整或提供。备选地，当力产生装置提供基本不可调整的吸引力时，质量可以被调整以适应该力从而满足本发明的要求。

仅在该薄片的第一区域和该基板的第一表面之间建立初始接触，同时保持或防止与该第一区域毗邻的该薄片的第二区域与该第一表面形成接触。在该阶段，术语“防止”用于表示对于本发明，建立该第一接触是足够的，使得第二区域根本不接触第一表面。该步骤的结果为，第一区域通过沿着第一表面伸展的边界线与第二区域分离，该边界线定义接触前缘。该边界线或接触前缘的形状或曲率取决于该第一接触区域定义的方式。例如可以存在多个接触前缘，或者接触前缘可以形成闭合环路。

本发明于是基于下述进一步认识，在接触前缘的任一侧上的特定小区域内，在第一和第二表面之间存在比针对给定吸引力和待位移质量而言的阈值距离小的距离。因此，根据本发明，提供该吸引力，使得至少当第一表面和第二表面之间的距离非常小时，该吸引力刚好足够大以移动第一表面和第二表面使之更加靠近在一起，即，提供该力，使得该吸引力将有效地使第一表面和第二表面相向位移至少超出小的阈值距离或者换言之至少在接触前缘附近。藉此，本发明利用小的力来提供薄片和/或基板的位移。

优点为，这些小力的剪切分量因此是小的，其中这些剪切分量负责沿着接触前缘附近的表面在基板和/或薄片内引入应力。藉此，在接触前缘附近的挠性薄片的畸变也被最小化。因此，在建立另一个接触期间在接触前缘的位置实际建立接触的时刻，薄片相对于其平衡状态基本没有畸变，因此没有应力和变形。

根据该方法，在建立另一个接触期间，接触前缘在第二区域的方向中沿第一表面前进。该附件继续进行，使得在接触前缘后面以接触前缘前面的第二区域为代价形成第一区域。藉此，薄片和基板可以由吸引力决定而逐渐相互附着。

该方法的优点为，接触前缘前进且第二区域和第一表面之间的接触被建立，而不必提供前进方向中的前进力。这与现有技术方法，例如US 5669303和US 2004/0197712中披露的方法成鲜明对比，其中在这些方法中，按压构件沿挠性薄片位移以移动接触前缘，从而引入大的剪切力。

该方法的另一优点为，通过前进的接触前缘来建立另一个接触，这减少了该第一表面与该第二表面的第二区域之间的空气夹入。由此避免了由于例如空气夹入引起的应力和变形。

该方法的再一优点为，第一表面和第二表面无需平坦。本发明可实现无应力状态下接触的共形建立。薄片可附着到弯曲或包括不规则性的第一表面，该薄片(和/或基板，如果该基板是挠性的)藉此在该薄片和/或基板的挠性(弯折或变形)极限内遵照该曲率或不规则性。当例如在半导体工艺中，晶片由于热处理而不严格平坦时，本领域技术人员可以显见该优点。通过本发明的方法可以方便地处理这种不平坦。

该方法的另一优点为其不依赖于重力。在重力减少的自由空间以及在第一表面和第二表面取向为使得在另一个接触建立期间第一表面和第二表面彼此相向移动的方向垂直于重力方向的情形中，本发明的方法仍然有效。再者，该方法在重力作用方向与该移动方向相反的情形中有效。

在一实施例中，吸引力为作用于第一表面和第二表面之间的表面力。吸引力可包括分类为体积(容积)力或表面力的分量。尽管例如，诸如重力和特定电磁力的体积力随着与被吸引对象(体积)之间距离增大而缓慢减小，但表面力表现大幅减小。表面力包括直接分子来源的力，诸如范德瓦尔斯力或偶极力。当实体之间的距离非常小时，即，当阈值距离非常小时，表面力非常显著。这些力非常小而与作用于材料内的原子间或者分子间力(范德瓦尔斯力、偶极力或离子力)强度相当，这提供了例如薄片和/或基板的形状完整性。因此，从力控制角度而言，使用这些力来建立接触是有利的。

另一优点为，表面力仅作用于表面，而不作用于薄片和/或基板的实体上。通过体积力发生的表面细节挤压及由此引起的变形藉此被减少或防止，当第一或第二表面包括立体(relief)特征时这尤为重要。

此外，表面力的强度可以通过例如化学或物理表面改性来有利地调节。与表面活性剂单分子层一样薄的材料层可用于达成这一点。利用本领域已知的标准技术，单分子层可用于将其表面性能从亲水改变为疏水。

在一实施例中，在建立另一个接触之前，该基板和该薄片至少之一包括流体，使得该第一表面和该第二表面至少之一的一部分由该流体提供。本实施例的结果为，在建立另一个接触之后，该流体存在于第二表面的第二区域与第一表面的至少部分之间。该力由流体与第一表面和/或流体与第二表面的粘合属性引起。该流体有利地允许在建立另一个接触的过程中累积的可能的剪切力、应力或压力差由于其流体动力学属性而减小或消除。因此，尽管接触已经建立，流体流动有助于减小可能的不完善。

在一实施例中，该流体与该第一表面和该第二表面至少之一形成最多90度的接触角。如果流体与表面形成小于90度的接触角，则流体具有浸润该表面的倾向并因此在该表面上扩展开。因此，就在建立另一个接触之前或期间，该流体无需存在于整个第二区域上。此外，起作用的吸引力包括由于表面张力引起的表面力的分量。毛细管效应可用作吸引力。第一和/或第二表面于是可以设置有毛细立体表面(relief surface)以实现接触前缘的前进。该流体的浸润属性可以使用诸如表面活性剂之类的表面活性材料来变更。这些可以应用于该流体，也可以应用于第一表面和/或第二表面。这是有利的，原因在于，当第一表面、流体和第二表面并非固有地相容以得到所需的90度接触角时，这种改性可用于提供这种接触角而不必全部变更该流体和/或第一表面和/或第二表面。藉此提供了该方法的更加宽广的应用性。

在一实施例中，建立该初始接触，使得至少两个独立接触前缘形成，并且在另一个接触建立期间，两个接触前缘均前进。独立前进的多个接触前缘减少了建立另一个接触所需的时间。此外，如果在建立另一个接触期间不规则性随着需要建立另一个接触的距离积累，则减小该距离也将减小出现这些不规则性的范围。注意，具有至少两个独立接触前缘意味着还存在至少两个独立的第二区域。

在一实施例中，防止该第二区域与该基板表面形成接触包括抑制该第二区域的至少部分使其不与该第一表面形成接触，由此在建立初始接触之后防止该接触前缘前进，以及释放该第二区域的受抑制部分的一部分，以允许该接触前缘前进。在本实施例中，通过抑制该第二区域的至少部分使得另一个接触无法建立而在初始接触建立之后将该接触前缘的前进限制在第一距离内。只有在释放该受抑制的第二区域的一部分之后，该接触前缘才前进特定距离。该前进可以持续直至再次被第二区域的剩余受抑制部分防碍的点。随后，该受抑制区域的下一部分可以被释放以继续建立另一个接触的过程。备选地，另外部分被释放，使得前进可以继续而不受干扰。尽管看上去在另一个接触建立期间在该过程中引入应力，但情况并非如此。其原因为，在通过前进的接触前缘建立另一个接触之前，受抑制薄片的一部分被释放，使得该部分可以驰豫。该驰豫反过来使得可以建立另一个接触，且因此使得接触前缘在无应力条件下进行。

本实施例的一个优点在于，其可以用于各种部件(基板和薄片)的取向和重量将干扰该过程的情形。因此，例如，如果第一或第二表面之一是粘性的，优选地其不取向为使得灰尘由于重力将落在顶部上，不会使得该表面表现为灰尘收集器。粘性表面可以有利地将其粘性表面朝下来放置，而不落在其需要附着的表面的顶部。此外，被释放但是尚未附着到第一表面的该第二区域的受抑制部分的一部分，即，在建立另一个接触时实际上自由移动的部分，可以任意选择。这是有利的，因为控制该自由部分的质量和稳定性减少该方法对外部环境例如振动或空气对流的敏感度。此外，如较前所述，吸引力必须能够使该自由质量位移。对质量的控制提供了对于吸引力且也提供了对于该方法的前进速率的设计自由度和优化。

备选地，该薄片的受抑制部分可以在固定位置保持在无应力状态，具有与其需要接触到的表面的形状相对应的形状。

在一实施例中，该接触前缘以一前进速率前进，且该第二区域以一释放速率释放，该释放速率小于该前进速率。前进速率定义为单位时间内接触前缘例如在基本垂直于接触前缘的方向中前进的距离。释放速率为单位时间内在与测量前进速率的方向相同的方向(例如在基本垂直于接触前缘的方向)中薄片的第二区域被释放的量(或长度)。接触前缘的前进速率取决于薄片和基板的属性(例如第一和第二表面以及薄片和/或表面的整体属性，诸如刚性)以及力。因此，前进速率在许多情形中由手头系统给出且不受外部控制。相反，释放速率可被控制。例如当前进速率并不一成不变沿着接触前缘时，这是有利的，因为随后接触前缘将改变其形状，例如将变为弯曲的，即使在开始时是线性的。结果是，在建立另一个接触期间，薄片可能变形且应力藉此引入薄片。通过使用比最大前进速率小的释放速率，可以抵消或者甚至防止该弯曲。实际上，接触前缘的最快前进区域逐渐减慢到释放速率。释放速率是可控的且可根据需要调整。因此，通过将释放速率至多调整到最小前进速率的值，可以防止接触前缘的弯曲。因此，按照这种方式，建立另一个接触的过程可以精确地受控制以提供接触，其中当第一表面和/或第二表面的性质或属性在这些表面上不恒定而使得前进速率在这些表面上且沿着接触前缘变化时，不引入应力。

本实施例防止薄片的自由部分随着另一个接触建立的进行而变大。藉此防止由于在前进中的接触前缘之前第一表面和第二表面之间的提前接触(premature contact)引起的空气夹入的形成。

备选地，可以根据相同原理通过控制释放速率来操控接触前缘。

在一实施例中，该前进速率被测量且结果用于设定该释放速率。如先前实施例所述，前进速率在许多情形下为一取决于手头系统的属性。尽管可以通过设计或者选择例如待接触的第一和第二表面的属性来影响该前进速率。一般难以基于这些属性来预测前进速率。在本实施例中，通过测量前进速率可以有利地使得无需进行该预测。这例如可以在测试运行内完成。一旦已知前进速率，则可以根据期望以及已知的前进速率来调整或设置释放速率，而无需知晓决定该前进速率的系统的所有细节。除了速度之外，这还提供了该方法应用上的灵活性。

在一实施例中，在另一个接触建立期间，该前进速率值被测量至少一次，且所测量的前进速率值用于调整该释放速率。尽管在理论上通过控制手头系统的属性可以影响前进速率，但从实际角度而言，这是一项艰难的任务。将该系统布置成使得前进速率已知且在需要被接触的表面上基本恒定甚至更难且有时是不可能的。在本实施例中，通过在建立另一个接触期间实际测量该前进速率而有利地使得无需进行该任务。因此，实际前进速率被用于调整释放速率，使得另一个接触的建立以畸变最小的方式进行。当待接触表面在表面上具有差别巨大的属性时，或者当薄片的刚性由于例如厚度或者其他尺度变化而不均匀时，本实施例尤为有利。

在一实施例中，该薄片包括用于转印到该基板的模板图案。本发明的方法可以有利地用于将图案转印到基板，就像例如在诸如微接触印刷、模压或压印光刻的印刷工艺中以及光刻工艺中所做的那样。当薄片和/或表面包括易损特征时，本发明的用于建立接触的方法尤为有利。易损特征例如存在于转印工艺中使用的小尺寸的图案中。本发明的方法于是提供了基本不使这些特征变形而建立接触的机会，使得这些特征在接触已经建立时可以充分地再现。优选地，待再现的图案或特征随后存在于第二区域，因为这是第二表面的部分(使用该第二表面的部分将建立另一个接触)。此外，这些及其它特征可以在一个图案化运行内转印到大面积上，其中大面积例如为大于4cm²的面积。无需缝合多个相邻的连续应用的小面积图案。

在一实施例中，该模板图案利用光刻工艺转印到该基板。例如在半导体工业中，惯用地，使用诸如光刻的平板印刷来图案化基板的材料层而用于装置制作。在这种光刻工艺中，模板图案用作掩模来图案化这些层。这些工艺的详细描述可以在许多手册中找到，例如Siliconprocessing for the VLSI Era volumes 1(1990 Lattice Press，ISBN0-961672-4-5 and 2(2000 ISBN 0-9616721-6-1)。例如参考有关光刻的章节以获悉在本发明中使用的术语的信息及定义。在光刻的通常工艺流程中，待图案化层为所谓的光致抗蚀剂，该光致抗蚀剂对于根据掩模图案通过照射而提供的辐射敏感，且光致抗蚀剂在照射之后可以被显影从而代表该模板图案。在许多这种工艺中，使用相位偏移掩模。从对于充分图案再现的影响的光学要求而言，掩模优选靠近待图案化层。本发明有利地可以提供直接位于该层顶部上且与层表面的形状共形的形式为薄片的掩模。因此，由于例如先前图案化而具有不平坦表面的基板也可以方便地设置有这种掩模，藉此改善在这些表面上的图案再现。

待图案化层可以是光致抗蚀剂本身，但也可以是装置层或者硬掩模层。

在一实施例中，该薄片包括代表模板图案的立体表面。模板图案在基板表面内的再现可以通过使用立体表面来达成，该立体表面在印刷工艺中用作印模。公知的印刷工艺为压印光刻工艺或者模压工艺。薄片内的模板图案的立体用于根据该立体所代表的图案来提供(掩模)材料，例如以用于诸如在先前实施例中所述的光刻工艺。在本发明的模压工艺中，薄片与基板接触，使得模板图案被模压在液体或可成形层内。该液体随后例如使用曝光或固化工艺而硬化，使得在除去模板图案之后，互补图案保留在作为该基板一部分的被模压的层内。优选地，在这种工艺中，被模压的液体既可用于待图案化层的目的，又可用于本发明的提供吸引力的层的目的。该液体可经特别调适以针对上述功能之一或二者来优化。另外，液体层的流体动力学属性使得在该另一个接触已经建立之后该模板立体图案可以将自身调整到无应力的平衡配置，藉此进一步减小畸变。因此，各种各样的立体形状(大纵横比、小纵横比、或者介于其间)可以精确地印刷在大面积上。薄片的挠性提供了对不平坦表面进行图案化的机会。

在一实施例中，在该模板图案转印到该基板之后，该模板图案与该基板分离。通常，掩模即薄片在图案化之后除去，使得在需要时下一层可以使用不同掩模进行图案化。

本发明还涉及一种用于执行权利要求1的方法的设备，该设备包括：

-用于支持该基板的第一支架；

-用于支持该挠性薄片的该第一区域的至少第一部分的第二支架；

-用于建立该初始接触的接触装置。

在一实施例中，还设想了用于执行权利要求7的方法的设备，该设备还包括用于控制该前进速率的控制装置。

如此处前文所述，前进速率由手头系统的属性决定。该吸引力例如取决于温度。通过使用温度控制装置来改变温度，可以将前进速率设置到期望值。

在一实施例中，该控制装置包括用于抑制和释放该第二表面的该第二区域的至少部分的抑制和释放装置。该释放装置和抑制装置优选地允许控制该释放速率。这反过来提供了在另一个接触建立期间对于应力和变形的精确控制，如此处之前结合该方法所述的。优选地，该抑制和释放装置的控制包括以较少接触的方式工作的致动器，从而不诱导应力。合适的致动器为(电)磁单元。备选地，用于提供真空和过压的喷嘴可被使用。这具有这样的优点，即，致动器需在其上工作的薄片或基板不必由允许使用(电)磁保持的材料制成。致动器可以分散在第一区域上，每个致动器作用于薄片或基板的不同区域，使得在建立另一个接触期间，至少所有相关区域可被控制。

在一实施例中，该控制装置还包括用于测量该前进速率的测量装置。测量前进速率则使得无需基于系统的属性而预先确定前进速率。简单测试将提供所需的数据。该测量装置可包括机械传感器(压力)、(电)磁传感器(电容和/或电感)、电机传感器(压电)或光学传感器(LED或电荷耦合装置)。

在一实施例中，该控制装置还包括调整单元，该调整单元能够根据所测量的前进速率来调整该释放速率。为了自动化的过程执行以及提高应力和变形控制的精度，接触前缘的前进在建立另一个接触期间被测量，且所得到的结果直接被馈送到调整单元，该调整单元根据实际前进速率调适或调整释放速率。优选地，还提供有用户输入选项来设置该过程的边界值。因此，当前进速率由于某些原因(诸如第一和/或第二表面的表面属性不同)而在建立另一个接触期间变更，释放速率相应地变更从而在该过程中保证最优的控制。

在一实施例中，该抑制和释放装置包括多个分隔开的装置，每个装置能够抑制和释放该薄片的第二区域的一部分，两个相邻的分隔开的装置之间的最大距离至多为5mm。如果在建立另一个接触期间每个工作致动器的薄片释放量大于5mm，该过程难以控制。由于已释放薄片的较大自由部分的振动，正在前进的接触前缘之前的提前接触可能发生。优选地，为了避免在薄片和基板之间的空气夹入，连续装置或致动器之间的距离甚至不长于2.5mm。对于致动器为气动致动器的情形尤为如此。

US 2004/0197712披露了一种具有在支撑材料周围形成的挠性印模的接触印刷系统，其中该支撑材料附着到弹簧，且其中该印模和该支撑材料均由该弹簧紧紧地拉着。基板通过平移平台置于印模下方并由真空卡盘夹持。出于使印模与基板接触的目的，辊沿着该印模滚动。辊上的填料用于控制接触压力。

在微接触印刷工艺中包括多个致动器的设备从WO 2003/099463已知。然而，根据该已知方法，致动器用于在印模的部分上施加按压力从而使印模的部分朝基板连续地移动的目的。因此，并不是逐渐释放印模从而使印模自己附着到基板。

附图说明

现在将参考附图而更详细地解释本发明，附图中相同或相似的部件用相同的参考符号表示，其中：

图1A至1F示意性示出使用本发明设备的本发明方法的不同阶段的未按比例绘制的截面图；

图2A至2F示意性示出使用本发明设备的本发明方法不同阶段的未按比例绘制的截面图，该设备包括用于约束和释放薄片的多个致动器装置；

图3A至3C示意性示出根据本发明形成畸变较小的接触的过程；

图4A至4C示意性示出接触前缘前进的控制原理；

图5提供多个独立的接触前缘前进的示例；

图6A至6D示出使用本发明的方法和设备获得的结果；

图7A和7B提供本发明的包括传感器的设备的示意性架构。

各图未按比例绘制并代表示意性情形。

具体实施方式

通过下述实施例阐述本发明的方法和设备。尽管这些实施例可以解读为本发明的各种实施方式，但一个实施例的有益特征在恰当和可能的情况下可以在其它实施例中使用。例如，用于处理或提供基板和/或薄片的许多特征可以在这些实施例的不同设备中使用。

参考图1A至1F描述本发明的第一实施例的设备和方法。该设备包括第一支架101，该第一支架101例如利用第一支架内的真空喷嘴(未示出)在第一支架101和基板102之间产生负压，以在第一支架101和基板102之间产生真空而支持基板102。例如这在半导体工业中对于处理和支持半导体晶片而言是惯用技术。备选地可以采用利用机械夹紧或机电附件来支持基板的其他机械装置。

该设备还包括第二支架104，该第二支架104具有包括台阶105的形状，台阶105具有高度105′。第二支架104支撑薄片106，藉此在本实施例中，该支架例如按照与第一支架支持基板相同的方式而牢固地支持该薄片的第一区域108。薄片106由于第二支架104内的台阶105而略微弯曲，使得在该实施例中，在该第一区域以外，该薄片至少部分地由第二支架104支撑。跨过从台阶到第二支架下部的距离的该薄片的部分在该实施例中指定为该薄片的自由部分。

第二和第一支架为图中未整体示出的设备的一部分。该设备进一步调适为按照恰当的方式执行本文下述的方法。为此，该设备进一步包括用于在由三个笛卡尔坐标X、Y、Z代表的三个维度中相对于第二支架104和薄片106来定位和再定位第一支架101的装置。此外，还可设置有既利用平移又利用定向而横向地(沿着第一表面和/或第二表面延伸的方向)、垂直地(沿着与横向方向垂直的方向)调整相对位置的装置。在该示例中，该设备包括用于手动位移的装置。然而，例如结合下述实施例所述的自动位移可以备选地被提供，并且其在改善控制精度和速度方面以及生产线内的自动化使用方面是优选的。该自动位移因此可包括控制装置，例如提供机械或电学反馈机制的机械或电学单元，用于精确地控制第一表面110以及第二表面112的第一区域108的相对XYZ位置和取向。这些装置还可包括考虑到在该方法执行过程中薄片和/或基板的状态(薄片和/或基板的变形量或应力)用于测量和控制接触压力的装置。

基板102具有面向薄片106的第二表面112的第一表面110。在该实施例中，基板102和薄片106基本相互平行地放置。其它相对取向也是可行的。第二表面112从第一表面110延伸第一距离，该第一距离大于由虚线116表示的阈值距离114。该阈值距离由该系统及相关吸引力决定，如下文所述。

在本实施例中，基板表面通过例如本领域已知的方法(例如，在复印机中常用的电晕喷射或者使用碳刷的处理)设置有电荷。该电荷提供了负责基板102和薄片104之间的吸引力的电场。在本实施例中可以使用的提供吸引力的其它方式将结合本申请其它实施例予以描述。

在下一步骤，初始接触建立于薄片106的第二表面112的第一区域108与基板102的第一表面110之间。为此，在本实施例中，在使用此处前文所述装置已经调整第二表面相对于第一表面110的横向位置和相对取向之后，第二支架104沿Z方向移动。

直接结果示于图1B和图1D。图1D代表第一表面110的俯视图，其中示出了薄片106的第一和第二区域的投影。由于初始接触的建立，薄片106被划分为附着部分118以及部分120，附着部分118的第一区域108接触第一表面110，且部分120具有不接触第一表面110的第二区域122。第一区域108和第二区域122之间的边界线定义了位于X位置126的接触前缘124。接触前缘124沿着表面110伸展。

该初始接触产生这样的条件，即，使得现在存在第一距离短于阈值距离114的区域。藉此，提供吸引力的台阶与建立初始接触相结合，形成了用于建立另一个接触的条件。这结合图1F更详细描述。在接触前缘124附近，在X位置126右边存在这样区域，其中与由虚线116所示阈值距离114相比，薄片106的第二区域122的第二表面112更接近基板102的第一表面110。因此，在该区域内，该吸引力形成力平衡，该力平衡使得薄片106的自由部分120的部分能够朝第一表面110位移，藉此在紧邻接触前缘124附近朝X位置126右边，在薄片106的第二区域122的部分与基板102的第一表面110之间形成另一个接触。这有效地导致接触前缘124相对于位置126向右偏移。该过程随后按照连续的方式自动重复，且由此导致接触前缘124在第二区域122的方向中沿着第一表面110前进，藉此以渐进方式形成另一个接触。

在形成另一个接触一定时间Δt之后，其中Δt是从建立初始接触开始测量的，接触前缘124在X方向中朝新X位置126′已经前进了距离128，如图1C和1E所示。第二区域122和基板之间的另一个接触按照下述过程逐渐建立，其中以接触前缘124前方的第二区域122为代价，在前进中的接触前缘124的紧后方形成第一区域108。

通过使用本发明的设备执行该方法，以最小的应力和畸变将薄片106的第二区域122应用到第一表面110。这是由于这样的条件，即，第一表面110和第二区域126之间的接触总是恰好在接触前缘124附近形成，其位于薄片106具有最小变形的位置。变形的程度取决于Z方向中的变形与发生Z方向中变形的X距离之间的比例，即，曲率。类似的比例适用于其它方向。因此，就小尺度例如小于微米的尺度而言，当在毫米量级X距离上在Z方向发生几十微米的弯曲时，变形较小。因此，在这么小的尺度，在接触前缘几乎不存在弯折，且薄片在基本无应力状态下接触。再者，该另一个接触是在吸引力较小的条件下建立的。所应用的电荷经仔细调节，从而将力调整到就所需力平衡而言合适的强度。该力优选地为分子力量级或者是提供薄片材料形状和结构完整性的力，诸如离子力、偶极力或者范德瓦尔斯力。如果情况如此，则导致局部变形的力，例如由于吸引力沿着薄片表面的投影而产生的剪切力(作用于薄片的平面内)是相同尺度的，且小于提供材料的结构和形状完整性所需的力。这显著减小变形。

在一实施例中，第二支架106设置成使得区域108以及台阶105的台阶高度可以独立地变更。藉此，不仅第一区域的尺寸和形状且因此初始接触可以随意选择，而且在由薄片的挠性确定的边界内，第二支架的台阶附近的薄片曲率或者变形也可控。在本申请中，挠性定义为反复弯折而不发生期望尺度的不可逆损伤的能力。

在建立该另一个接触时，接触前缘以一前进速率前进，该前进速率取决于手头系统的条件。这些条件包括在接触前缘的力平衡以及该吸引力的幅值和方向、将位移的用于建立接触的薄片和/或基板的部分(由其刚性部分地决定的薄片的自由部分)的质量、以及第一和第二表面的材料属性。

当薄片保持自由时，例如部分120，另一个接触沿着与接触前缘延伸方向基本垂直的前进方向建立，建立的速率等于该接触前缘在单位时间内在该前进方向中前进的距离。如此处前文所解释，前进速率例如可归因于表面属性，该表面属性包括薄片106和/或基板102的剥离和粘合属性。当这些属性在表面上均匀时，前进速率不会在表面上变化。然而，这种条件实际上经常不被满足。

第二实施例中使用的用于建立另一个接触的方法和设备可以有利地用于消除前进速率在将相互接触的第一和第二表面上变化的效果。

第二实施例结合图2予以描述。该实施例与第一实施例的不同之处在于，在建立该初始接触之后，通过将薄片的一部分附着到第二支架，抑制第二区域形成另一个接触。

图2A示出支持基板202的第一支架201，该基板具有第一表面210。还示出具有称为致动器的装置的第二支架204，该装置用于约束(支持)和释放由第二支架204支持的薄片206。为此，在该示例中第二支架204包括多个分隔开的气动致动器207。该设备还包括用于控制致动器从而使其约束和/或释放薄片的装置。该装置可包括用于驱动致动器的气体处理设备以及一个或多个微处理器、用户可控的输入和显示装置以及软件，这将在下文进一步详述。

未示出该设备使用例如本申请第一实施例所述的装置来定位第一和第二支架的部件。

薄片206是挠性的且包括附着有印模层232的背板230，该印模层由该背板支撑(图2B和2C)。薄片206用作挠性印模206。挠性印模206的部分更详细示于图2B和2C，其说明该印模层232包括印模表面234。印模表面代表薄片206的第二表面212。在本实施例中，印模层232包括立体结构，使得其印模表面234为代表特征图案236的立体表面。图案236的特征可以是微米和亚微米范围，甚至是纳米范围。例如，特征的尺寸可以从15nm变化到大于1mm，其中特征的纵横比(垂直尺寸除以横向尺寸)可以大于8。本实施例中的印模层232由诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)橡胶的挠性柔软材料制成。其它材料或弹性材料可以视需要使用。示例性材料在US 2004/0261981 A1、WO2005/101466 A2或者本申请前言中提到的专利公开中给出。注意，不同的薄片材料或基板材料将具有不同的表面属性，其可以根据需要进行选择从而影响接触前缘的前进所需的力平衡。

背板230可包括玻璃或诸如塑料、铝或不锈钢的其它合适材料，且较薄，使得背板230能够支撑印模层232但又是挠性的。例如，背板230的厚度可以是150μm，而印模层232的厚度可以是600μm。

在图2，基板202、薄片206和第二支架204示为被应用于液体模压工艺中。出于执行该过程的目的，基板202设置有涂层238，使得该涂层形成基板的一部分且第一表面210由该涂层形成。印模206用于通过模压在涂层238内进行压印的目的。该模压工艺在涂层238内形成立体图案236的镜像236′。

本实施例中的浸润涂层238或压印层包括未预先公开的欧洲专利申请No.06123325.0所述的溶剂凝胶材料。然而，在该方法和设备中可以有利地使用各种压印层材料。实际上可以使用由压印表面可以形成的任何材料。这些材料可以是可固化材料，即，在模压之后或期间可以通过加热或者利用辐射处理而硬化，或者是通过化学反应而硬化，或者通过成份损失而硬化的材料。优选使用的材料包括诸如在半导体工业中广泛使用的可购得的光致抗蚀剂。示例性材料可以在US2004/0261981A1、WO 2005/101466A2、US 2005/0230882A1、US2004/0264019、advanced materials 1998 10(8)571中找到。

从压印材料角度考虑，如果适当，该设备优选地包括用于提供固化动作的装置。因此，该设备可包括用于提供紫外辐射到压印层238的设备。优选地，该薄片或者该基板对于该固化辐射是至少部分透明的。

在本实施例中，涂层在设备外部通过使用常规旋涂工序应用到基板。然而，该涂层可以使用其它常规技术来应用，这些其他常规技术包括印刷、喷墨印刷、诸如刮刀的层压技术、或者LB膜沉积。该涂层可以被应用从而如本实施例这样被基板包括，但是该涂层也可以设置成薄片的一部分，或者基板和薄片二者的一部分。该涂层可以在安装基板和/或薄片于设备内之前或者之后提供。如果涂层是在安装之后被应用，则如果该设备包括诸如喷墨印刷装置或旋涂设备这样的例如用于应用该涂层的装置则是优选的。该设备因此可以不使用外部涂层应用装置且藉此实现改善的自动化处理。

该涂层优选地具有20nm至20μm范围的厚度。然而，需要时可以使用其它厚度的层。本领域技术人员知晓如何使用用于应用涂层的不同方法来应用不同厚度的涂层。

在本实施例的过程中，从基板表面210的一个端部开始且进行到对立端部，将印模206逐渐应用到基板206，从而避免涂层238中的空气夹入及相关的图案畸变。在印模206倚靠基板表面210安置时，通过允许涂层238固化或凝固，使所得到的图案固定。在固化过程已经进行之后，印模206从基板202剥离，在基板206上留下立体层。

在本实施例中，固化由于从压印层除去溶剂而进行，由此允许该层内的凝固过程进行到该层几乎硬化成固体的程度。更多细节在下文提供。

使用致动器207来完成将印模206逐渐铺到基板表面210上的过程。在优选实施例中，每个致动器207包括槽207，该槽207在第二支架204内延伸且其中在槽207内作用的气压可在真空和过压之间变化。对于槽207的宽度，注意，一方面槽207需要足够宽，从而不约束气体在其中的流动，另一方面，槽207不能太宽，从而避免槽207在真空条件时在大气压力影响下印模206被拖入槽207的情形。槽207的宽度的合适值为1mm。

最初如图2A所示，所有槽207处于真空条件，用于以与基板202的第一表面相隔特定距离保持印模206抵住第二保持器204。这用槽中的字母V表示。通过在印模206的一侧将一个或多个槽207p置于过压条件(用字母P表示)来建立初始接触开始将印模206应用到基板204的过程。结果，先由第二支架通过被致动的槽207保持的印模206的部分从第二保持释放，并朝基板202位移，直到第一表面210与印模206的第二表面212的第一区域208之间建立接触。该结果示于图2D。

与第一实施例所述相似，初始接触形成接触前缘224，该接触前缘沿着第一表面212延伸且在第一区域208和第二区域222之间形成边界线。然而注意，与第一实施例不同，该区域内的该第二区域通过仍具有真空条件的槽207v而被限制或抑制形成另一个接触。此外，与第一实施例类似，存在靠近接触前缘224的区域，其中印模206的第二表面212与基板202的第一表面210之间的第一距离小于阈值距离214，使得用于建立另一个接触的条件满足。在本实施例中，吸引力由作用于印模表面234和涂层238的第一表面210之间的表面附着力提供。

随后，为了建立另一个接触，毗邻槽207p的槽207v顺序施压以释放薄片206的受抑制部分的一部分。该顺序释放在图2E所示的五个阶段详述。通过将刚刚从真空条件切换到过压条件的槽207p的下一个槽207v也从真空条件切换到过压条件，由此实现所示的每下一个阶段。该顺序释放的结果为，接触前缘218在第二区域222的方向中沿着第一表面210位移。在这种情况下是在正X方向。最终情形为图2F所示，其中接触前缘已经沿X方向朝其新X位置226′移动了距离228。

在图2中，槽207的真空条件用字母V表示，槽207p的过压条件用字母P表示。在过压条件，例如5-100mbar范围的压力可以施加在印模206上。

过压不用于将印模206压抵基板202的表面210。相反，由吸引力来建立该另一个接触。该压力用于提供从第二支架方便地释放，而不产生影响印模206的释放部分或自由部分的移动的压力波动。这在下文结合图3A至3B进一步阐述。

图3A示出在建立薄片306到基板302的另一个接触的过程期间某一时间点t的图2F的详细部分。从图3A到图3B，通过将一个致动器喷嘴或者槽从真空设置到过压，从第二支架释放薄片306的一部分。紧接着这个动作，薄片306的自由部分(跨过从基板302到第二支架304的距离的部分)在一定程度上驰豫。当过压不存在或降低时，自由部分的形状将依据图3B的虚线。例如，重力将导致这种悬垂。由于连续真空喷嘴的节距340与基板302和第二支架304之间距离的比例通常为10以上，存在由于振动，或者喷嘴气体压力切换诱导的腔体342内压力变动引起该自由部分提前附着的风险。这通过使用增大的过压来消除，使得紧接着释放之后薄片306的自由部分的形状依据图3B的实线。注意，由于薄片的驰豫条件，这种再次成形并不完成该另一个接触的建立。相反，有利的是，在接触前缘318附近，薄片的弯折或变形减小。在薄片立即驰豫之后的一定时间，吸引力如此处前文所述地建立该另一个接触，形成图3C所示的情形。接触前缘从X位置326偏移到326′。

备选地，图3A的情形可以倒置，使得所述悬垂将导致在驰豫状态下该薄片的期望形状，而无需应用略微的过压。然而，如将在下文更详细描述的，可以证明在该备选取向中应用过压以防止该薄片的自由部分的振动也是有利的。

由于参考图3A至3C所解释的过程，基本上没有应变力作用于印模的释放部分来将这些部分固定在基板上的特定点，该印模可以遵从其固有过程。因此实现印模以无应力方式应用到基板。例如在图2A或3A中，跨接第二支架204或304和基板202或203之间距离的印模206或306的一部分会发生应变，但是当接触前缘前进时，与相应基板形成接触的印模206或306的任何自由部分驰豫且允许其本身相对于已经与基板接触的印模的该部分自由安置，且应力从该部分释放。由于浸润涂层存在而引起的作用在印模上的毛细力有助于印模和基板之间逐渐建立接触的过程的顺利进行。

一旦浸润涂层238通过固化已经硬化，致动器207也用于以基板202受控方式剥离印模206，且不存在当印模206除去时压印在涂层238内的特征变形的风险。在致动器207的上述实施例中，其中致动器31为形状类似槽207的气动致动器，通过连续地将槽207从过压条件切换到真空条件，印模206被剥离。在该过程中，印模206逐渐朝第二支架204移动。实践中，可以以至少0.25cm/s的速度进行剥离基板202的印模20的过程。

在该方法的其它备选实施例中，或者使用该设备或者在该设备外部使用不同的工具，可以使用其它剥离方式。

优选地，槽207的节距小于5mm，或者甚至小于2.5mm。关于本发明已经进行的测试表明，如果选择更大的节距，空气夹入形成于印模206和基板202之间。已经发现，如此形成空气夹入可以解释如下。当槽207从真空条件切换到过压条件时，与槽207相关联的印模206的一部分的释放是在这样的压力下进行的，该压力低于已经和基板202接触的印模207的部分下方的压力。结果，出现压力波动，在其影响下，跨接第二支架204和基板202之间距离的印模206的自由部分开始振动。印模206和基板202之间距离的实际值非常小，例如约100μm，而印模206的跨接自由部分具有毫米量级的宽度。

因此，非常低的纵横比是适用的，且由于振动，印模206倾向于在稳定前进的接触前缘之前接触基板202。一旦这种不期望的接触出现，吸引力将印模206进一步拖入浸润涂层内且发生空气夹入。

每次印模206从下一个槽207释放时，接触前缘224进一步移动。在吸引力影响下由接触前缘224覆盖的距离约为1至2mm。当避免了在接触前缘224之前获得接触的情形时，也避免了空气夹入的形成，因为行进的接触前缘224推动其前方的空气。因此，当槽节距选择为1至2mm量级时，空气滞留不会发生。

印模206到基板202的接触以不连续的逐步方式建立，因为每次槽207从真空条件切换到过压条件时，接触前缘224前进。建立印模206和基板202之间另一个接触过程中的一个步骤的距离等于槽节距。一方面，通过选择槽节距从而对应于该接触在毛细力影响下自然前进时所覆盖的距离，可以避免空气夹入。另一方面，通过使印模206释放速度与毛细接触线前进速度匹配，可以避免空气夹入。按照这种方式，实现了该接触线从不停止并且该印模206顺利地置于基板202上。印模释放速度由槽节距以及连续槽307从真空条件切换到过压条件的时间间隔决定。为了避免空气夹入，优选地采用至少等于槽节距与毛细接触线前进速度的比值的时间间隔。印模206释放速度的实际值在较薄浸润涂层时可以约为1cm/s，在较厚浸润涂层时可以约为0.25cm/s。

在第二实施例的条件下进行液体模压工艺时，即，通过使用具有槽207的第二保持器204，槽207可以在真空条件和过压条件之间切换且以1至2mm的相互间距而延伸；通过使用具有印模PDMS橡胶印模层232和玻璃背板230的印模206，其厚度约为100μm，其中印模206的印模表面234特征的尺寸范围为15nm到大于1mm；通过将印模206置于距离基板202约100μm的位置；通过使用和压印包括未预先公开的欧洲专利申请No.06123325.0所述的溶剂凝胶的浸润涂层238；以及通过以0.25-1cm/s的速度释放印模206，同时应用5-100mbar的压力到真空喷嘴；则可以使用晶片(诸如6英寸晶片)作为基板202以及大得足以覆盖晶片的印模206，使得可以实现该工艺具有足够高而例如可以在半导体工业中商业应用的生产量。使用所述工艺获得的结果在图6A至6D中给出，这些图示出如下SEM照片：16nm宽的抬高二氧化硅线的格栅，节距为150nm(图6A)；30nm宽80nm高的二氧化硅线的格栅，节距为200nm(图6B)；二氧化硅层内60nm宽100nm深凹陷的阵列，阵列节距为200nm(图6C)；以及分别具有高度：宽度＝930nm:178nm的二氧化硅峰的阵列。用于释放受抑制薄片的后续部分的时间可用于定义该薄片的释放速率。如此处前文所述，对释放速率的控制在防止空气夹入方面是有利的。然而，其它优点从图4A至4C显见且在下文予以描述。

接触前缘的前进速率定义为单位时间的前进距离，且如此处前文所述由手头系统的属性决定。释放速率定义为单位时间释放的受抑制薄片的特定长度，其中该长度在基本垂直于接触前缘的方向中测量。例如，在第二实施例中，释放速率是由图3A中连续喷嘴307的操作之间的时间Δt定义的节距340。

应当清楚，由任何系统的属性决定的前进是连续的过程。尽管理论上这对于薄片的释放也成立，在第二实施例中，由具有顺序操作的多个致动器的第二支架的设计所提供的该释放是不连续的。然而应当清楚，设备的适当设计可以实现薄片的连续释放。例如，连续位移的(电)磁体可以用于释放薄片。

因此，在第二实施例中，通过选择释放速率小于前进速率，由释放速率控制该另一个接触建立的速率。当前进速率沿着接触前缘不同时，对前进速率的这种控制是有利的。图4A代表在时间t的另一个接触建立的顶视图，其中示出了基板402的表面410具有从第一区域408中划分第二区域422的接触前缘418。接触前缘一个端部上的第一前进速率444低于另一端部上的第二前进速率444′(速率用箭头长度来代表)。当前进速率不受释放速率控制时，即释放速率大于最大前进速率时(此处不考虑可能的空气夹入)，经过前进时间段Δt之后，该情形演变为图4B所示情形。接触前缘在时间t从开始X位置426前进了不同的距离446′和446＂，使得在时间t接触前缘424相对于开始情形是倾斜的。这会导致薄片中的应力和变形。

通过将释放速率调整到小于或等于最低前进速率的值，这些影响可以消除。例如，使得在所有Y位置的释放速率等于最低前进速率444，防止比444的速率更快的前进。结果为，在相同的前进时间段Δt内，接触前缘424仅前进到位置426′，但是不倾斜。此外，在建立另一个接触的整个过程中，接触前缘从不倾斜。备选地，通过将释放速率指定为最快和最慢前进速率之间即值444和444′之间的值来控制该前进速率。这种情况下，在前进时间段Δt之后接触前缘弯曲的情形中，接触前缘的倾斜部分无法赶上该释放。

在这方面不连续释放过程可以提供额外优点。在不连续过程中，有机会在释放薄片一部分之后允许前进的接触前缘赶上。接触前缘的倾斜藉此可以降低到从应力或变形角度而言可以容忍的有限量。结果是，在另一个接触建立期间出现倾斜和弯曲的接触前缘，但是在足够长的赶上时间段之后，接触前缘再次变直。如果释放部分足够小，则出现其中从应力角度而言接触前缘产生可容忍变形量的情形。详言之，在释放具有长度450的薄片的一部分后，其中该长度为接触前缘的最快部分在时间Δt内前进的距离的一半，在随后的前进时间段1/2Δt中，接触前缘418将如图4C所示前进。注意，倾斜为图4B所示的一半。在随后的作为赶上时间段的时间段1/2Δt中，接触前缘的较慢部分赶上而在位置426′形成直接触前缘。随后通过释放薄片的另一部分来重复该循环，最终导致接触前缘在时间长度2Δt内前进到位置426＂。因此，与非限制前进相比，在相同时间长度内，该接触前缘前进相同距离但倾斜更小。

在用于控制释放的备选过程中，在另一个接触期间，该横向释放区域的形状可被控制。因此，释放部分可以选择为具有与接触前缘224平行的边界。如果致动器分布在该支架区域上，该致动方案因此可以变更。

应当意识到，当在前进期间出现导致弯折或弯曲接触前缘的沿接触前缘的前进速率的其它分布时，类似抑制策略与释放速度控制组合可有利地用于降低这些效果。

可以证明从所使用的系统计算前进速率是不实际的。在本发明的任一实施方式的实际实施例中，测试运行用于确定前进速率(分布)。结果可以用于设定或控制释放速率。在获得例如图6的结果中，进行了测试运行并测量了前进速率。在后续运行中，在用于获得结果的运行中控制前进速率。

在优选实施例中，本发明的设备和方法使得在真实生产运行中，在建立另一个接触期间可以真实地测量或者确定前进速率。利用反馈机制随后将所得到的值用于控制前进速率，藉此利用此处之前所述的过程来提供对接触前缘形状的精确控制。藉此获得对于应力和变形的精确实时控制。这有利地允许自动化处理。

因此，除了支持基板702的第一支架701和支持薄片706的第二支架704之外，如图7例示的这种实施例的设备包括用于在建立另一个接触期间在沿着接触前缘的一个或多个位置在一个或多个时间点确定前进速率的装置。这种装置例如可包括用于按时间确定接触前缘不同部分位置的传感器760。传感器可包括诸如压力传感器的机械传感器，或者诸如电容、电阻或线圈的影响电感或电抗变化的(电)磁传感器，或者诸如压电传感器的电机传感器，或者光学传感器。优选地，使用多个传感器760，这些传感器分布成覆盖第一区域710、第二区域或者二者的不同部分。这些传感器一起至少检测相关区域，以用于控制另一个接触的建立过程。传感器可以在表面上由用户调整或重定位。传感器可以是第一和第二支架的部分。因此，当接触前缘724在X方向中前进时，传感器760′指示接触前缘的经过，而传感器760＂不指示接触前缘的经过。由此可以确定接触前缘724的第一形状和位置。通过在一定时间之后重复该测量，不同传感器指示接触前缘724的第二位置和形状。将接触前缘的平移位置关联到测量之间所经过的时间，使得接触前缘的前进速率已知。

该设备优选地还包括用于将所检测信号处理为致动器信号以驱动致动器707的装置。优选地，也考虑经由输入端子、用户界面或类似物的用户定义的输入。整个过程和设备由存储于数据承载装置内的软件控制。该软件能够提供对本发明的方法的控制，该方法通过讨论的设备执行。例如，该软件使得用户可提供有关例如接触前缘最大容许畸变量或者用于允许最大前进速率的输入。备选地，该系统可以根据实际测量结果而不经用户干涉地调整其释放。

该系统于是优选地设定为使得，代表前进速率的传感器信号转换成具有合适计时和位置的致动器信号，用以根据前进速率和用户输入定义释放及释放速率。

在一实施例中，接触前缘可具有期望的形状。因此，在图3中，接触前缘例如是线性的且沿X方向从左向右移动。在另一实施例中，初始接触已经建立，使得存在沿不同方向前进的两个接触前缘。藉此，在建立另一个接触时可以实现时间的节约，这在前进速率低时尤为有利。这种实施例的示例示于图5。两个接触前缘524和524′沿相反X方向前进。另一个接触建立，使得第一区域508在两侧增长而以第二区域522和522′为代价。取决于在每个接触前缘的条件，前进速率可以相同或不同。本领域技术人员应当意识到，如此处之前所述的前进速率控制机制可被提供以用于每个前进的接触前缘。在另一实施例中，接触前缘为闭合前缘。该接触前缘例如可以是圆形接触前缘。

本发明的方法相对于基板和薄片的空间取向是通用的。因此，可以如图1和2所示选择取向，使得挠性薄片克服重力而位移。已经证明，可以构造该设备，使得按照薄片铺在基板上的方式来执行该方法。在这种实施例中，需要抑制薄片以防止薄片落在基板表面的顶部上。本发明提供了非常方便的方式来抑制或支持薄片以及用于建立另一个接触。吸引力提供用于建立接触的力。不需要在薄片中产生应力的诸如按压构件的外部装置，所述外部装置会在薄片铺在基板上时沿着薄片滑动，由此导致不期望的剪切力。移动部分降低至最少，为该薄片的自由部分。

本发明已经在液体模压工艺的情形中予以描述，不过这并不改变本发明可以应用于其它工艺的情形这一事实。例如，印模206从第二支架204逐渐释放并应用到基板202的方式在微接触印刷的情形中也可以产生有利效果，因为在这种情况下，通过避免在印模206内引入应力来避免待转印图案畸变也是重要的。对于微接触印刷的情形，尽管没有浸润涂层238，不过仍可以允许印模206在被应用到基板202时遵从其固有过程，因为印模206和基板202之间流体的存在并不是必要的。

注意，在微接触印刷工艺中，形成空气夹入的风险低得多，因为由于不存在流体，空气会在待转印图案的特征之间逃逸。

可以应用本发明的另一示例领域为相位偏移掩模技术领域。薄片于是可以直接用作表面立体适应掩模。备选地，使用本发明的方法来图案化该基板的层，由此提供图案化层到该基板，该图案化层在光刻工艺期间可以用作掩模。

一般而言，也可以将材料应用到印模，且当印模及位于印模上的材料接触基板时，该材料从印模转印到基板。

在一实施例中，该方法用于将薄片层叠到基板。例如，该薄片可以是诸如硅晶片的减薄后的半导体基板，其被层叠到另一半导体基板。该过程的目的例如是晶片键合。对于正确叠置和/或对准位于基板上的特征以及位于薄片上的特征使得充分地建立相互电接触而言，无应力层叠是十分重要的。

概言之，本发明提供了一种以无应力和更小畸变的方式将薄片层叠到基板的方法和设备。该方法包括提供薄片和基板，使得在该薄片和基板之间存在吸引力，至少当基板和薄片的距离短于临界距离时，该吸引力能够使该薄片和表面结合在一起。该方法通过在薄片和基板之间局部地形成初始接触而产生这些条件，使得在基板和薄片接触的区域以及基板和薄片不接触的区域之间的边界，即接触前缘，存在这些条件。在另一步骤中，薄片和基板允许逐渐形成接触，使得接触前缘或者沿着基板或者沿着薄片表面前进，籍此增大基板和薄片之间的接触区域。当在压印光刻或者模压工艺或者特征图案需要从基板转印到表面或者从表面转印到基板的其它过程中，该方法是有利的。

本领域技术人员将清楚，本发明的范围不限于前述示例，对前述示例的诸多修改和调整是可行的且不背离由所附权利要求定义的本发明的范围。尽管本发明已经在附图和说明书中详细说明和描述，这些说明和描述被认为仅是说明性或示例性而非限制性的。本发明不限于所披露的实施例。因此，致动器可以如第一实施例设置到第二支架，这使得可以按照第一实施例所述方式建立第一接触，但是允许利用第二实施例所述的抑制优点。

通过研究附图、说明书以及所附权利要求，本领域技术人员在实践所主张的发明时可以理解和实现所披露的实施例的其它变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其它步骤或原件，且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中列举了某些措施这一纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何参考符号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (19)

1.用于建立基板的第一表面和薄片的第二表面之间的接触的方法，该方法包括如下步骤：

-提供该基板和该薄片；

-提供在该基板和该薄片之间形成吸引力的力产生装置，当该第一表面和该第二表面之间的第一距离小于阈值距离时，该吸引力能够使该第二表面和该第一表面的至少部分相互靠近；

-建立该第一表面和该第二表面的第一区域之间的初始接触，同时防止在该第一表面和该第二表面的第二区域之间建立另一个接触，藉此该第一区域和该第二区域通过接触前缘分离并由此形成该第一距离；

-通过允许该接触前缘沿着该第一表面在该第二区域的方向中前进，使得该前进由该吸引力决定，由此建立另一个接触。

2.根据权利要求1的方法，其中该吸引力为作用于该第一表面和该第二表面之间的表面力。

3.根据权利要求2的方法，其中在建立另一个接触之前，该基板和该挠性薄片至少之一包括流体，使得该第一表面和该第二表面至少之一的一部分由该流体提供。

4.根据权利要求3的方法，其中该流体与该第一表面和该第二表面至少之一形成最多90度的接触角。

5.根据权利要求1的方法，其中建立该初始接触，使得定义至少两个独立的第二区域的至少两个独立接触前缘形成，并且在该另一个接触建立期间，该至少两个接触前缘沿相应的第二区域的方向前进。

6.根据权利要求1的方法，其中

-防止该第二区域与该基板表面形成接触包括抑制该第二区域的至少部分与该第一表面形成接触，由此在建立初始接触之后防止该接触前缘前进；以及

-释放该第二区域的受抑制部分的一部分，以允许该接触前缘前进。

7.根据权利要求6的方法，其中该接触前缘以一前进速率前进，且该第二区域以一释放速率释放，该释放速率小于该前进速率。

8.根据权利要求7的方法，其中该前进速率被测量且结果用于设定该释放速率。

9.根据权利要求6的方法，其中在另一个接触建立期间，该前进速率被测量至少一次，且所测量的前进速率值用于调整该释放速率。

10.根据权利要求1的方法，其中该薄片包括用于转印到该基板的模板图案。

11.根据权利要求10的方法，其中该模板图案利用光刻工艺转印到该基板。

12.根据权利要求10的方法，其中该模板图案包括立体表面，且该模板图案利用模压工艺转印到该基板。

13.根据权利要求10、11或12的方法，其中在该模板图案转印到该基板之后，该模板图案与该基板分离。

14.用于执行权利要求1的方法的设备，该设备包括：

-用于支持该基板的第一支架；

-用于支持该挠性薄片的该第一区域的至少第一部分的第二支架；

-用于建立该初始接触的接触装置。

15.根据权利要求14的设备，还设想了用于执行权利要求7的方法，该设备还包括用于控制该前进速率的控制装置。

16.根据权利要求15的设备，其中该控制装置包括用于抑制和释放该第二表面的该第二区域的至少部分的抑制和释放装置。

17.根据权利要求16的设备，其中该控制装置还包括用于测量该前进速率的测量装置。

18.根据权利要求17的设备，其中该控制装置还包括调整单元，该调整单元能够根据所测量的前进速率来调整该释放速率。

19.根据权利要求16、17或18的设备，其中该抑制和释放装置包括多个分隔开的装置，每个装置能够抑制和释放该薄片的第二区域的一部分，两个相邻的分隔开的装置之间的最大距离至多为5mm。

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