CN112445064A - 用于压印纳米结构的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将纳米结构（13）从纳米结构压模（5）压印到施加到基体（7）上的、能够硬化的材料（8）的压模面（14）中的方法，具有下列步骤、尤其下列过程：相对于所述压模面（14）对齐所述纳米结构（13），通过如下方式压印所述压模面（14）：A）通过所述纳米结构压模（5）的变形来预紧所述纳米结构压模（5）和/或通过所述基体（7）的变形来预紧所述基体（7），B）所述压模面（14）的部分面（15）与所述纳米结构压模（5）接触，以及C）至少部分地、尤其主要地，通过预紧所述纳米结构压模（5）和/或预紧所述基体（7）自动接触所述其余面（16）。

Description

用于压印纳米结构的方法和装置
本申请是申请日为2014年4月22日、题为“用于压印纳米结构的方法和装置”的中国专利申请201480078179.0的分案申请。
技术领域
本发明涉及根据专利权利要求1的方法以及根据专利权利要求8的相对应的装置。
背景技术
纳米印压光刻技术（NIL）为造型方法，在其中纳米结构由以能够硬化的材料、例如漆的压模来造型。在此不仅可实现造型大量的纳米结构系统，而且可实现通过分步重复或滚动方法（Rolle-Verfahren）来在大的面上制造高精密的纳米结构。由此能够执行高分辨率的表面结构。在原理上人们将热的NIL（hot-embossing NIL）和基于UV（紫外线）的NIL方法之间区分开。
由于光阻漆的粘性，通过毛细作用将压模的中间空间完全填满有光阻漆。在UV-NIL的情况下将压模在室温的情况下挤压到能够流动的漆中，而在热的NIL方法中必须将热塑性的漆在提高的温度（在玻璃转变温度之上）的情况下挤压到漆中。压模在冷却之后才又被去除。在UV-NIL中，能够利用更小的压靠压力来工作并且程序能够在室温的情况下进行。UV漆在利用UV辐射来照射的情况下交联成稳定的聚合物（硬化）。也就是说，结构化能够以“软的”聚合物压模以及以硬的压模来执行。带有作为压模材料的聚合物的软的UV-NIL（soft UV-NIL）根据应用为关于利用硬的压模来结构化的通常成本适宜的备选方案。软的UV-NIL（也就是说带有聚合物压模）还以硬的聚合物压模执行。石英的弹性模量为大约100GPa。比较而言，聚合物（硬的和软的聚合物）的弹性模量小了直到几个数量级，因此所述聚合物相较于石英被称为“软的”（软光刻技术）。
在NIL方法中最重要的参数是温度（特别是在热压印NIL中）、压入压力和在漆和压模之间的附着。为了减少在漆和压模之间的高的附着，压模表面应该具有尽可能低的表面能量（与漆或阻抗物相互作用）。
根据应用，3D结构化的漆能够本身用作功能的单元或用作用于下面的蚀刻步骤的掩模。
刚好在大的面的情况下难以将压力均匀地在整个的接触面上进行分布以及平衡不规则性。因此能够导致不均匀的结构化。为了执行较大的面的结构化，利用辊子来压印或备选地利用更小的压模逐渐地通过偏移压模使得整个的表面结构化（“step-and-repeat”方法）。
纳米印压用于制造带有在光的衍射极限之下的分辨率的多覆层结构和（成本适宜的）纳米结构（例如在硅技术中集成的电路）。在整个的晶片处执行大面积的纳米印压程序实现了将成本、消耗和时间消耗保持得较低。
在NIL中能够出现的压印缺陷为例如裂纹、不均匀地填充的压模结构（因此例如空气杂质）、和不均匀的漆覆层厚度。在漆和压模之间的附着是重要的。否则导致形变或裂纹。软的和还有硬的压模能够在NIL程序期间由于施加的压力来变形。此外（脏）颗粒是非常危险的。此后位于例如漆和压模之间的颗粒导致在颗粒的整个的周围中的缺陷。
在低的nm范围（≤50nm）中的高分辨率的结构化是NIL的最重要的优点之一。然而在低于20nm范围中的结构的复制仍旧是一种挑战。
通常必须（尤其在更大的晶片的情况下）将多个压印步骤依次地实施，以便实现期望的尺寸准确度。但随着这些实施方式的问题是，保证利用压模的许多压印步骤相对彼此的精确的对齐。通常使用对齐标记或配合标记，它们布置在基体上和/或在压模上。不同的层彼此相叠的高度准确的、调节的压印是不可能的或仅仅以大的消耗而可能。
发明内容
本发明的任务是，提供用于压印纳米结构的方法和装置，利用它们能够使得大面积的基体尽可能在没有重复的程序步骤的情况下以尽可能小的结构来压印。
所述任务利用专利权利要求1和8的特征来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。还落到本发明的范围内的是由在说明书、权利要求书和/或附图中给出的特征的至少两个的所有的组合。在给出的数值范围中还应该将处在提及的极限之内的数值作为极限数值视为公开并且应该能够以任意的组合来要求。只要关于装置来公开的特征也能够被解释为方法特征，那么所述特征也应该视为根据方法的并且反之亦然。
本发明的基本思想是，通过预紧纳米结构压模和/或基体首先仅仅将压模面的部分面与纳米结构压模接触并且接着、尤其通过释放纳米结构压模，来引起自动地接触接触面，其中，优选地使得整个的压模面在不重复之前提及的步骤的情况下来压印。
本发明尤其涉及将大面积的UV-NIL纳米印压程序利用硬的纳米结构压模来执行的仪器和方法。
本发明尤其涉及执行大面积的纳米印压程序的仪器和方法。大面积的纳米印压程序（直到18''基体或更多）利用硬的UV透明的纳米结构压模（典型地以晶片规格）来执行。在此使得结构化的纳米结构压模与全平面预上漆的基体接触。上漆能够与压印程序分开地在专有的模块中执行。印压尤其在真空下或于周围环境压力的情况下在惰性气体大气下进行。压印前部能够可选地利用在中央或基体边缘中的促动器来开始。通过压印前部的展开，使得结构化的压模表面压入于在基体上的能够硬化的材料、尤其阻抗漆中并且纳米结构压模的结构被复制。程序能够优选地用于与精确的调节（SmartView Alignment）组合地来压印第一覆层或第二层。
本发明能够与建立的工业的上漆方法组合使用、如例如旋涂方法。上漆能够与压印程序分开地在专有的模块中执行。因此基体的上漆是快速的、无缺陷的、全平面的、没有颗粒的并且标准化，这还在压印步骤中带来生产量优点。在真空中的或于周围环境压力中在惰性气体下的压印对于减少的压印缺陷（例如空气杂质等）和在纳米结构压模和基体之间的更容易的分离而言是可行的。这种新的技术的重要的优点是，同样全平面地上漆的基体在周围环境压力的情况下能够无缺陷地来接触。
另外的优点：
- 无形变，
- 在低于10nm范围中的结构的复制，
- 与对齐组合以用于不同的层彼此相叠地例如借助于SVA（SmartView® Alignment（智慧视组合））方法的高度准确的、调节的压印，
- 更高的分辨率是可行的。
本发明尤其涉及用于将结构、尤其微米或更优选地纳米结构从UV透明的纳米结构压模传递到（全）平面的上漆的基体的平坦侧上的方法和装置，带有：在基体吸纳面上吸纳基体的基体保持器；纳米结构压模的能够平行于基体吸纳面对齐的并且处于相对于所述基体吸纳面的结构面；以及垂直于基体吸纳面和垂直于纳米结构压模的结构面作用的促动器。
本发明基于借助于硬的UV透明的压模进行大面积的纳米印压程序。纳米结构压模还能够对于电磁的辐射的其它的区域是透明的。晶片是指基体或产品基体、例如半导体晶片。所述晶片也是指带有开孔的基体如HDD(硬盘驱动器)。产品基体还能够为在两侧结构化的或程序化的（prozessierte）产品基体。基体能够具有每个形状、优选地圆的、矩形的或方形的、更优选地以晶片规格。基体的直径为多于2英寸、优选地多于4英寸、更优选地多于6英寸、还更优选地多于8英寸、最优选地多于12英寸、所有最优选地多于18英寸。方形的玻璃基体具有5mmx5mm至20mmx20mm或更大的尺寸。矩形的玻璃基体尤其具有5mmx7mm至25mmx75mm或更大的尺寸。纳米结构压模能够具有每个形状、优选地圆的、矩形的或方形的、更优选地晶片规格。纳米结构压模的直径优选地在很大程度上与基体的直径相一致。
纳米结构压模优选地由硬的UV透明的材料如石英/二氧化硅形成，更优选地其为UV透明的聚合物压模如尤其聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、全氟化的聚醚、聚乙烯醇、聚氯乙烯、乙烯四氟乙烯、所有最优选地其为硬的UV透明的聚合物。根据本发明的压模材料在压印材料在基体处的UV硬化的情况下优选地对于使压印材料交联的电磁的辐射的波长范围而言是至少部分地透明的。光学的透明度在此尤其大于0%、优选地大于20%、更优选地大于50%、最优选地大于80%、所有最优选地大于95%。对于光学的透明度的波长范围尤其处在100nm和1000nm之间、优选地在150nm和500nm之间、更优选地在200nm和450nm之间、最优选地在250nm和450nm之间。
透明的和/或IR透明的纳米结构压模能够具有每个形状、优选地圆的、矩形的或方形的、更优选地晶片规格。纳米结构压模的直径优选地与基体的直径基本上相一致。纳米结构压模能够具有位于面向待处理的基体表面的一侧上的、正向的和/或反向的轮廓。
特别重要的是基体和纳米结构压模的放下/接触，因为在此能够出现误差，其中，误差能够累计并且因此不能够遵守可再现的调节准确度。这导致巨大的废品。在基体和纳米结构压模的对齐的接触面的接触的关键的步骤中，期望越来越精确的调节准确度或小于100μm的、尤其小于10μm的、优选地小于1μm的、所有最优选地小于100nm的、最优选地小于10nm的偏移。在这些对齐准确度的情况下必须考虑许多影响因素。
本发明的装置能够视为首次在专利文件AT405775B中提到的装置的进一步改进。在文件AT405775B中描述用于对齐地聚集盘形的半导体基体的方法和装置。在新的根据本发明的装置中将基体和纳米结构压模对齐地聚集，从而用于利用硬的压模的纳米印压压印程序的接近和调节控制地来执行。仪器优选地具有用于在平行对齐的压模和基体之间的无接触的楔误差平衡（Keilfehlerausgleich）的系统（参见文件WO2012/028166A1）。
尤其本发明的思想在于，通过两个中的至少一个、优选地纳米结构压模以尤其同心于纳米结构压模的接触面的中间M径向向外伸延的预紧在接触之前来加载并且接着仅仅影响接触的开始，而在接触一区段、尤其压模的中间M之后，释放纳米结构压模并且自动地由于其预紧而受控地压印处于相对的基体的方式，使得基体和纳米结构压模尽可能协调并且同时准自动地来接触。预紧通过借助于变形器件的纳米结构压模的变形来实现，其中，根据发明信息WO2013/023708A1，变形器件尤其基于其形状来作用于背离压印侧的一侧并且变形能够相应地通过使用不同的、能够替换的变形器件来控制。控制通过压力或力进行，变形器件利用它们作用于纳米结构压模。
装置能够有利地还在真空中或还于周围环境压力的情况下在惰性气体下来运行，由此有利地避免压印缺陷、如例如空气杂质。如果装置在真空中运行，则压力小于500mbar、优选地小于100mbar、最优选地小于10mbar、所有最优选地小于1mbar。
一种优选地存在的气体大气能够减缓接触过程并且因此阻止接触面过早地或在多个部位处同时地到达接触，这会导致形变。另一方面能够导致气体杂质。因此必要的并且有意义的是，优化程序并且将尤其周围环境压力在接触期间匹配纳米结构压模和基体的实际。
基体和纳米结构压模在相应的样本保持器处的固定的一种非常频繁使用的类型借助于真空或负压来进行。基体和纳米结构压模在平坦的硬化的表面上（到所述表面中铣削有真空道）通过负压或真空来固定。用于基体的样本保持器（基体吸纳设备）在整个的面上或在面的外区上具有真空道。有利地负压通道同心地、尤其圆形地，相对于吸纳设备的中央Z、尤其完全地伸延。由此实现均匀的固定。此外能够在需要时使得吸纳面的轮廓相对于吸纳面的吸纳平面后置，从而形成如下凹处，其减小或改变支承面。因此还能够在两侧使用结构化的或程序化的基体（产品基体）。
用于纳米结构压模的样本保持器尤其具有用于在边缘区域中的真空道和促动器的孔眼。在此将至少一个中断吸纳面的负压通道设置在吸纳轮廓的外部的环区段中。根据需要能够减小吸纳设备的吸纳面，从而在基体和样本保持器之间获得更小的接触面。
基体和纳米结构压模在相应的样本保持器处的固定的另外的可行性为通过夹持器的机械的固定或静电的固定。同样使用带有销的样本保持器（英语pin chuck）。还能够使用专用粘合剂。
基体吸纳设备的一种根据本发明的实施方式此外实现基体尤其晶片的处理、在其上带有液态的覆层。液态的覆层尤其为液态的压印漆，所述压印漆在接触期间位于分界面中。
上漆能够尤其与压印程序分开地在专有的模块中执行。因此能够在受控的条件下使用标准化的上漆方法，这在接着的压印步骤中带来生产量优点。基体全平面地在上漆腔室中利用纳米印压漆预上漆。覆层的施加尤其利用旋转、喷洒或喷墨方法以及沉浸式涂层或辊动涂层方法（Walzenbeschichtungsverfahren）进行。可选地接着蒸发溶剂并且使得晶片转移到压印腔室中。
用于待压印的基体表面或基体涂层的材料能够尤其为能够UV硬化的物质或能够热硬化的物质如聚合物或漆。在UV纳米印压光刻技术中使得纳米结构压模在室温的情况下挤压到能够流动的漆中，而在热的方法中使得热塑性的漆在提高的温度的情况下挤压到漆中。硬化根据漆材料优选地通过UV光但还可行地通过IR(红外线)光进行。更一般地能够将硬化通过电磁的辐射、通过热、通过流、通过磁场或其它的方法来执行。硬化根据本发明优选地基于基本材料的聚合。在此将聚合通过所谓的引发剂来启动。
粘附增强剂的施加或附加的抗粘附涂层或分离器件的施加在纳米结构压模处根据一种有利的实施方式来设置。纳米结构压模涂层有抗粘附覆层，以便附加地在根据本发明的纳米结构压模和基体涂层（压印物质）之间实现减小附着。优选地抗粘附覆层为带有相对于基体涂层的相应低的附着性质的有机的分子。涂层的覆层厚度尤其小于1mm、优选地小于100μm、更优选地小于10μm、最优选地小于1μm、所有最优选地小于100nm、最优选地小于10nm。小的覆层厚度积极影响使用的电磁的辐射的穿透性，所述辐射例如用于UV硬化。用作分离器件的是例如自组织的单覆层（SAM）或多覆层。借助于等离子体的表面活化能够想到为另外的预处理步骤。
在装置的一种根据本发明的实施方式中通过集成灯室，其利用UV光、尤其穿过纳米结构压模来照射，以便利用UV光实现硬化压印漆。纳米结构压模、以及必要时还有压模保持件的其它的毗邻的组成部分由UV和/或IR透明的材料制成。
基体和纳米结构压模在排空和/或惰性气体扫气过程期间保持分离，其中，透明的纳米结构压模在上面（结构化的一侧朝下）并且基体在下面来保持。纳米结构压模的变形的控制通过压力或力进行，利用它们使得变形器件作用于纳米结构压模。在此有利的是，减少吸纳设备与纳米结构压模的有效的吸纳面，从而纳米结构压模仅仅部分地由吸纳设备支撑、优选地仅仅在边缘处支撑。以这种方式通过在边缘处的更小的接触面在纳米结构压模和压模保持器或压模吸纳设备之间获得更小的附着。这实现以尽可能小的松开力小心地并且可靠地松开纳米结构压模。纳米结构压模的松开因此是能够控制的，尤其通过减少在吸纳面处的负压。
纳米印压程序优选地利用促动器（销）可选地在基体中央M或基体边缘R中开始。在此使得UV透明的纳米结构压模利用促动器来局部弯曲（变形），以便使得第一接触点（压模面的部分面）利用在基体上的液态的压印漆来界定。在到达第一接触点之后，将在压模吸纳设备的真空道处的压力中断或，尤其对于每个真空道而言分离地来减少，从而松开压模并且压印前部能够自动地在整个的压模面上伸延。上部的样本保持器的真空道优选地布置在边缘区域中，从而使得纳米结构压模的松开受控地、尤其通过减少在吸纳面处的负压来执行。通过受控地减少负压才促使纳米结构压模从压模吸纳设备、尤其从边缘区域处的分开。
首先将透明的纳米结构压模尤其在最高侧样本保持器（压模吸纳设备）处来装载并且利用对齐系统来探测。接着装载上漆的基体并且将两个晶片利用对齐系统高度准确地来调节以用于精确的对齐。专利文件DE102004007060 B3描述用于沿着它们的相对应的表面连接两个晶片、或待调节的面型的结构部件的每个类型的装置和方法。在此使得晶片精确地对齐。用于纳米印压压印的装置具有类似的特征，其中，在此相应地将基体和纳米结构压模精确地对齐：a）用于吸纳和对齐纳米结构压模的第一设备（压模吸纳设备），b）用于相对于纳米结构压模来吸纳和对齐基体的第二设备（基体吸纳设备）。
接触面的接触和相对应的表面的压印借助于设备在压印开始部位处进行。基体利用纳米结构压模的纳米印压压印沿着从压印开始部位到纳米结构压模的侧边缘伸延的压印前部通过纳米结构压模与压模吸纳面分开来进行。
探测设备（没有示出）根据一种有利的实施方式负责精确地对齐基体和纳米结构压模，通过如下方式，即使得探测设备探测相对的位置，传递到控制单元处，所述控制单元接着促使基体和纳米结构压模相对彼此的对齐。对齐手动地或自动地（优选地）进行，以小于100μm、优选地小于10μm、还更优选地小于1μm、所有最优选地小于100nm，最优选地小于10nm的不准确度（英语misalignment）。
在纳米印压程序开始之前，那么在基体和纳米结构压模之间的间距减小到准确定义的间距上。在根据本发明的压印方法中基体和压模不是平坦地相叠而置，而是首先在一个点例如基体的中间M中置于与彼此接触，通过如下方式，即使得纳米结构压模通过变形器件略微向着基体被挤压并且在此变形。在（在处于相对的基体的方向上）松开变形的即弯曲的纳米结构压模之后由于压印波（Prägewelle）的前进（Voranschreiten）而沿着压印前部进行连续的且均匀的压印。
在变形器件的范围内设置有至少一个、穿过吸纳轮廓的压力元件（促动器），能够将压力均匀地尤其从中央Z起来施加。机械的解决方案，尤其通过钉或促动器来优选地设置。另外的变形器件如利用流体或气体来加载根据本发明是可想到的。
在第一根据本发明的实施方式中将纳米印压程序利用在基体中央（中间M）中的促动器来开始并且压印前部从中央、从内向外、朝向晶片边缘展开。在此有利的是，让由于操控促动器（销）或促动器设备所引起的力Fa作用在纳米结构压模的面重心中并且因此在在基体和纳米结构压模之间的接触面的面重心中。在此力Fa小于100kN、优选地小于10kN、更优选地小于1kN、最优选地小于500N、最优选地小于100N、所有最优选地小于10N。
在第二根据本发明的实施方式中纳米印压程序利用在基体边缘处的促动器开始并且压印前部远离边缘接触点R展开。在该实施方式中由于操控促动器或促动器设备所引起的力Fa作用在纳米结构压模的面边缘区域中。通过纳米结构压模加载在吸纳面的边缘处（在纳米结构压模的背侧处）还可实现特别小心的松开。
在这两个实施方式中压印前部至少主要自动地在整个的压模面上行进，尤其仅仅由于纳米结构压模的重力来促使。
接着在一种优选的实施方式中使得晶片堆叠运送到卸载站上并且漆借助于UV光穿过透明的压模来交联。压印漆（能够硬化的材料）通过UV交联来硬化。所使用的UV光可选地为宽带的光或专门与在压印漆中的所使用的光引发剂相协调。能够硬化的材料的波长范围尤其在50nm和1000nm之间、优选地在150nm和500nm之间、更优选地在200nm和450nm之间。
在方法的最后，使得纳米结构压模在压印腔室中尤其与基体拉开并且卸载基体。
在一种根据本发明的仪器中尤其集成程序步骤基体的涂层、调节、压印（纳米印压光刻技术）、压模和基体的出模，和可选地检查（计量学）。可想到的是，出模直接地在印压阶段中执行，由此压模保留在仪器中，而不同于根据例如文件AT405775B的用于晶片接合的仪器。仪器优选地具有用于力监视的传感器以用于检查出模步骤。此外尤其涉及预防，以便避免静电荷。也就是说根据本发明的用于利用硬的聚合物压模纳米印压压印基体的方法在一般的实施方式中尤其具有下列步骤：
a）基体涂层或上漆，也就是说借助于施加设备例如旋转上漆仪器施加结构材料（漆）到基体上，
b）借助于调节设备调节基体（吸纳设备）和纳米结构压模（压印设备），
c）利用促动器通过压印设备压印基体，
d） UV照射能够硬化的材料并且出模纳米结构压模和基体。
仪器尤其具有模块组，带有共同的、并且在需要时能够相对于周围环境大气关闭的工作空间。在此模块、例如上漆模块（用于例如旋涂）、印压模块和卸载模块能够集群形或星形地围绕带有运动设备的中央模块（机器人系统）来布置。出模能够直接地在印压阶段中发生。同样上漆能够与压印程序分离地在专有的模块中执行，这带来巨大的生产量优点。为了在压模和基体之间的更轻的分离和减少的压印缺陷将压印在印压阶段上在印压模块中在真空中和/或在惰性气体下执行。在惰性气体大气下的压印能够带来优点、如更好的化学的抗性、更好的附着和更快的UV硬化。备选地整个的工作空间能够加载有惰性气体和/或通过真空设备加载有真空作为定义的大气。同样施加过程（基体的涂层）能够在上面描述的定义的大气中来执行。因此出现的气体杂质能够在很大程度上避免或排除。
这种新的技术的重要的优点是，全平面上漆的基体能够在周围环境压力的情况下并且在惰性气体大气下无缺陷地接触。
仪器的根据本发明的实施方式，使得尤其借助于用于对齐两个元件、也就是说基体和纳米结构压模的对齐方法实现带有低于200nm调节准确度的在晶片平面上的高分辨率的结构的调节的压印。
根据本发明的实施方式尤其实现无形变地并且大面积地压印高分辨率的结构。根据本发明的方法的优点是，全平面上漆的基体于周围环境压力的情况下在惰性气体下能够无缺陷地接触。此外可实现技术的自动化，从而使得上漆和压印快速地、均匀地、无缺陷地、免于外来颗粒地来执行。
能够利用所述方法制造的物品尤其为下一代的硬盘驱动器（HDD）、如比特格式媒体（BPM）、偏光器、量子点、光子的结构、光学的结构、以及用于排序（Senquenzierung）的结构（纳米孔、纳米点，等等）。用于带有开孔的基体（硬盘）的描述的方法的实施方案应该专门地来提到。
附图说明
本发明的另外的优点、特征和细节由优选的实施例的下面的描述以及按照附图来得知。这在：
图1a中：示出朝根据本发明的装置的一种优选的实施方式的压模吸纳设备的带有剖面线A-A的俯视图，
图1b中：示出根据源自图1a的剖面线A-A的横截面视图，
图1c中：示出本发明的第二实施方式的横截面视图，
图2a中：示出朝根据本发明的装置的一种优选的实施方式的基体吸纳设备的带有剖面线B-B的俯视图，
图2b中：示出根据源自图2a的剖面线B-B的横截面视图；
图2c中：示出本发明的第二实施方式的横截面视图、尤其用于在两侧结构化的产品基体，
图3a中：示出朝根据本发明的装置的第二实施方式的基体吸纳设备的带有剖面线C-C的俯视图，
图3b中：根据源自图3a的剖面线C-C的横截面视图，
图3c中：示出朝带有开孔的基体的俯视图、尤其用于制造硬盘或者说硬盘（Harddisk），
图4a中：示出朝根据本发明的装置的第三实施方式的基体吸纳设备带有剖面线D-D的俯视图，
图4b中：示出根据源自图4a的剖面线D-D的横截面视图，
图5a中：示出根据本发明的装置在第一根据本发明的方法步骤中的横截面视图，
图5b中：示出根据本发明的装置在第二根据本发明的方法步骤中的横截面视图，
图5c中：示出根据本发明的装置在第三根据本发明的方法步骤中的横截面视图，
图6a中：示出根据本发明的装置在第四根据本发明的方法步骤中的横截面视图，
图6b中：示出根据本发明的装置在第五根据本发明的方法步骤中在压模和基体保持器接近之后的横截面视图，
图6c中：示出根据本发明的装置在第六根据本发明的方法步骤中的横截面视图，尤其在通过用于弹性地弯曲纳米结构压模的促动器来接触纳米结构压模并且使得纳米结构压模与基体接触期间，
图6d中：示出根据本发明的装置在第七根据本发明的方法步骤中在沿着在压模和基体之间的压印前部的持续的压印波期间的横截面视图，其中，纳米结构压模与压模吸纳设备通过中断在真空道中的真空来松开，
图6e中：示出根据本发明的装置在第八根据本发明的方法步骤中带有结束的压印前部的横截面视图，
图7a中：示出根据本发明的装置在根据本发明的方法的第二实施方式中带有在中央定位在压模上的促动器的横截面视图，
图7b中：示出根据本发明的装置在方法的第二实施方式中在压模和基体保持器接近之后的横截面视图，
图7c中：示出根据本发明的装置在方法的第二实施方式中在通过促动器接触压模期间的横截面视图，其中，通过促动器进行弹性地弯曲纳米结构压模以及在纳米结构压模和带有开孔的基体之间的接触，
图7d中：示出根据本发明的装置在方法的第二实施方式中于在纳米结构压模和带有开孔的基体之间的持续的压印波期间的横截面视图，其中，纳米结构压模与压模吸纳设备通过中断在真空道中的真空来松开，
图7e中：示出根据本发明的装置在方法的第二实施方式中带有结束的压印前部的横截面视图，
图8中：示出基体吸纳设备在压印之后的横截面视图，其中，晶片堆叠（基体连同置放的纳米结构压模）尤其运送到卸载站上并且能够硬化的材料，尤其借助于UV光穿过透明的纳米结构压模来交联/硬化，
图9a中：示出根据本发明的方法的一种实施方式的横截面视图，其中，基体和纳米结构压模由在中央作用于纳米结构压模的促动器来加载，以及
图9b中：示出根据本发明的方法的一种实施方式，其中，基体和纳米结构压模由在基体的边缘处作用于纳米结构压模的促动器来加载。
具体实施方式
在图中将相同的结构部件和带有相同的功能的结构部件利用相同的附图标记来表示。
图1a示出用于在吸纳体1k上吸纳根据本发明设置成用于压印纳米结构13的纳米结构压模5的装置的压模吸纳设备1。吸纳体1k具有如下结构，所述结构在吸纳平面E中具有吸纳面1u，这能够在根据图1b的横截面视图中良好地看出。在将纳米结构压模5吸纳到压模吸纳设备1上时仅仅吸纳面1u与纳米结构压模5的吸纳侧5a接触。处于相对于吸纳侧5a布置了纳米结构压模5的压印侧6。
吸纳设备1的吸纳面1u尤其匹配纳米结构压模5的尺寸和周缘轮廓。（尤其UV透明的）纳米结构压模5能够具有每个形状、尤其圆的、矩形的或方形的、优选地标准晶片规格。
纳米结构压模5的直径优选地在很大程度上与待压印的基体7的直径相一致或大于基体的直径来选取。优选地，纳米结构压模5的直径至少与基体7的直径一样大，更优选地，纳米结构压模5的直径大了多于5mm、还更优选地纳米结构压模5的直径比基体7的直径大了多于10mm。后者根据本发明优选地是如下情况，即压模吸纳设备1（纳米结构压模保持件）在压印侧6的起作用的压印面之外设有真空道4，以便实现在基体7处的均匀的压印。优选地，纳米结构压模5以最大50mm超出基体7。
吸纳面1u在根据图1a和1b的实施方式中为圆形并且吸纳面1u的半径Ru近似相应于待压印的基体7的半径。用于纳米结构压模5的吸纳面1u的和用于基体7的吸纳面2u的大小优选地选取成与基体7的和/或纳米结构压模5的直径近似一样大或略微更大。基体7的直径优选地相应于在半导体工业中通常的2''、4''、6''、8''、12''或18''的直径。
吸纳体1k的半径Rk能够如在根据图1b的实施方式中示出的那样大于吸纳面1u的半径Ru、尤其由于相对于吸纳面1u后置的环形的凸肩区段。
优选地，仅仅将吸纳面1u的外部的环区段9设置成用于借助于真空道4来固定纳米结构压模5。根据本发明的方法如下来改善，即使得纳米结构压模5的固定仅仅在吸纳面1u的侧边缘的区域中进行。通过减少在吸纳面1u处的负压，能够控制地、尤其从环区段9起，来执行与纳米结构压模5的松开。吸纳面1u的环区段9从吸纳面1u的外轮廓朝吸纳面1u的中央延伸、尤其以0.1mm至50mm的宽度、优选地以0.1mm至25mm的宽度。环区段9尤其以压模直径的1/100至1/5的宽度、优选地以压模直径的1/50至1/10的宽度延伸。在根据图1a的实施例中，将负压通过真空设备（没有示出）施加在两个、尤其相对彼此同心伸延的负压通道或真空道4处。
在图1b中吸纳面1u根据压模吸纳设备1的第一实施方式全平面地或者说平地（除了真空道4以外）来构造。
根据另一实施方式（图1c），压模吸纳设备1'的第二实施方式的吸纳体1k'相对于吸纳平面E、尤其在吸纳面1u'之内来后置，从而形成至少一个凹处18。由此纳米结构压模5的支承面，也就是说吸纳面1u'相对于根据图1a的实施方式来变小。支承面能够根据一种备选的实施方式通过蜂巢形的或圆形的、同心于中央布置的凹处来变小。凹处18的深度能够根据一种有利的实施方式相应于真空道4的深度。
纳米结构压模5以及必要时还有其它的毗邻的压模保持件的组成部分优选地由UV透明的材料形成。
图2a示出用于在吸纳体2k上吸纳基体7的装置的基体吸纳设备2。吸纳体2k能够根据本发明的一种有利的实施方式进行涂层。吸纳体2k具有能够平行于吸纳平面E对齐的吸纳面2u（图2b）。
吸纳设备2的吸纳面2u优选地至少在很大程度上匹配基体的尺寸。吸纳设备2的吸纳面2u在根据图2a和2b的实施方式中为圆形并且吸纳面2u的半径Ru至少在很大程度上相应于基体7的半径。基体7的直径优选地相应于在半导体工业中通常的2''、4''、6''、8''、12''或18''、优选地18''或更大的直径。
吸纳体2k的半径Rk能够根据图2b大于吸纳面2u的半径Ru。在根据图2b的实施方式中，整个的吸纳面2u设置成用于借助于真空道4来固定基体7。在根据图2a的实施例中，通过真空设备（没有示出）来施加负压以用于将基体7固定在多个相对彼此同心伸延的、覆盖吸纳面2u的负压通道或真空道4处。
在图2c中根据吸纳体2k'的第二实施方式不是全平面地实施吸纳面2u'，而是设置有相对于吸纳面2u'后置的、尤其由吸纳面2u'包围的、优选地环绕的凹处19。所述凹处如下地改变基体7的支承面，即使得能够使用尤其在两侧结构化的或在两侧程序化的基体7。支承面能够根据一种备选的实施方式通过蜂巢形的或圆形的、同心于中间布置的凹处19变小。凹处19的深度能够根据一种有利的实施方式相应于真空道4'的深度。
图3a示出根据第三实施方式的用于带有在基体7'的中间的开孔20的基体7'的用于在吸纳体2k''上吸纳环形的基体7'（参见图3c）的装置的基体吸纳设备2''。例如考虑硬盘（Harddisk）为带有开孔20的基体7'。吸纳设备2''的吸纳面2u''匹配基体7'的尺寸。吸纳设备2''的吸纳面2u''在根据图3a和3b的实施方式中为圆形并且吸纳面2u''的半径Ru在很大程度上相应于基体7'的半径。
根据图3b，仅仅将吸纳面2u''的大约覆盖一半的半径Ru的、外部的环区段设置成用于借助于真空道4'来固定基体7'。因此基体7'通过真空设备（没有示出）通过负压固定在多个相对彼此同心伸延的、相应于整个的环形的基体面的负压通道或真空道4'处。
图4a示出根据第四实施方式的用于带有开孔20的基体7'（图3c）的用于在吸纳体2k'''上吸纳基体7'的装置的另一基体吸纳设备2'''。
用于固定基体7'的吸纳面2u'''包含尤其与开孔20相对应的、相对于吸纳面2u'''突出的核芯2h。用于基体7'的基体吸纳设备2'''的核芯2h能够具有不同的形状、如例如圆、十字形、星形、椭圆形或有角的。核芯2h的高度尤其相应于基体7'的厚度。基体7'的平均的厚度尤其处在20和10000μm之间、优选地在100和2000μm之间、更优选地在250和1000μm之间。吸纳面2u'''和核芯2h能够具有其它的尺寸从而还能够固定其它的介质。
吸纳设备2'''的吸纳面2u'''在根据图4a和4b的实施方式中为圆形并且吸纳面2u'''的半径Ru在很大程度上相应于基体7'的半径。在根据图4b的实施方式中仅仅将吸纳面2u'''的外部的环区段设成用于借助于真空道4'来固定基体7'。带有开孔20的基体7'因此在根据图4b的实施例中通过真空设备（没有示出）通过负压固定在两个相对彼此同心伸延的、在外部的环区段处覆盖吸纳面2u的负压通道或真空道4处。
图5a示出用于吸纳纳米结构压模5和基体7的装置的吸纳设备1（根据图1a的实施方式）和2（根据图2a的实施方式）（在半导体工业中还称为吸盘）。吸纳设备1包含中央的开口10用于穿过引导促动器3（还参见图1a）或促动器设备（没有示出）。
在该第一根据本发明的实施方式中，将压印程序（纳米印压程序）利用在基体中央中的促动器3来开始。促动器3能够根据本发明具有不同的形状或实施方案。代替作为促动器3的促动器销或钉备选地还能够考虑利用流体或气体来压力加载。用于根据图1a的促动器3的开口10能够具有不同的大小和形状。
图5b示出带有装载到压模吸纳设备1上的、尤其UV透明的纳米结构压模5的装置。纳米结构压模5的固定由经由在压模吸纳设备1的外部的环区段中的真空道4的真空或负压来进行。
在根据图5c的下一个程序步骤中，将基体7装载到基体吸纳设备2上并且通过经由真空道4'的真空或负压来固定，其中，施加在基体7上的能够硬化的材料8以压模面14向上、也就是说在纳米结构压模5的方向上指向。基体7和纳米结构压模5在排空和/或惰性气体扫气过程期间保持分离（也就是说还没有接触），其中，纳米结构压模5在上面以压印侧6向下并且基体7在下面以能够硬化的材料8向上地布置和对齐。
图6a至6e示出在用于利用硬的、UV透明的纳米结构压模5的大面积的纳米印压过程的方法和装置的根据本发明的第一实施方式中的程序步骤。基体7和纳米结构压模5首先高度准确地来调节以用于精确的对齐并且在排空和/或惰性气体扫气过程期间保持分离（图6a）。
如在图6b中示出的那样，在纳米印压程序开始之前，将在基体7和纳米结构压模5之间的间距h减少到准确定义的间距h'上。在此间距h'尤其小于500μm、优选地小于250μm、最优选地小于100μm、所有最优选地小于50μm。
借助于促动器3将纳米结构压模5和基体7尽可能点状地在部分面15处接触。在图6c中示出的接触通过由经由促动器3施加的压力而引起的纳米结构压模5的同心的变形进行、尤其在纳米结构压模5的中间。在此有利的是，由于操控促动器3或促动器设备（没有示出）的所产生的力Fa施加在纳米结构压模5的面重心中并且因此于在基体7和纳米结构压模5之间的接触面的面重心中。
在到达第一接触点之后，通过控制地减少负压来引起纳米结构压模5与压模吸纳设备1松开，此后压印前部12从中央、尤其同心地，展开直到基体7的或压模面14的边缘。通过借助于纳米结构压模5的变形来引入的预紧使得纳米结构压模5以纳米结构压模5的中间为出发点径向向外直到周缘地与基体7接触（还参见图9a）。因此通过松开使得压模面14的其余面16接触。
图6e示出结束的压印，在其中压印前部12到达了基体7的边缘。基体7和纳米结构压模5近似全平面地接触。接着能够进行根据图8的硬化（参见下文）。
图7a至7e示出在用于利用硬的、UV透明的纳米结构压模5的大面积的纳米印压的方法和装置的根据本发明的第二实施方式中的程序步骤。基体7在所述实施例中为根据图3c的基体7'。
基体7'优选地具有2.5英寸或3.5英寸的直径。压模7'具有4英寸或更大的直径并且因此大于基体7'。吸纳面1u在吸纳体1k的外部的环区段中构造成用于借助于真空道4来固定纳米结构压模5（参见图1b）。因此，吸纳面1u的真空道4处在纳米结构压模5的起作用的压模面14之外。因为带有开孔20的基体7'比纳米结构压模5具有更小的直径，故用于保持纳米结构压模5的真空道4处在待压印的压模面14之外。大小差别用于借助于真空道4来固定纳米结构压模5。
如在图7b中示出的那样，在纳米印压程序开始之前，使得在基体7和纳米结构压模5之间的间距h减少到准确定义的间距h'上。在此间距h'尤其小于500μm、优选地小于250μm、最优选地小于100μm、所有最优选地小于50μm。
在图7c中示出的接触通过由经由促动器3施加的在纳米结构压模5的中间的压力而引起的纳米结构压模5的同心的变形进行。在此有利的是，由于操控促动器3或促动器设备（没有示出）的所产生的力Fa施加在纳米结构压模5的面重心中并且因此于在基体7'和纳米结构压模5之间的接触面的面重心中。
接触面由于基体7'的中间的开孔20为压模面14的环形的部分面15'，其中，压印前部12在开孔20的边缘处开始。
在进行环形的接触之后，通过控制地减少真空道4的负压来引起纳米结构压模5与压模吸纳设备1的松开。通过借助于纳米结构压模5的变形来引入的预紧使得纳米结构压模5以纳米结构压模5的中间为出发点径向向外直到基体7'的周缘地与基体7'接触（还参见图9a）。因此通过松开使得压模面14的其余面16'接触。
一旦纳米结构压模5接触开孔20的边缘，则压印前部12同心地朝向基体外边缘展开。图7e示出结束的压印前部12。因此基体7'和纳米结构压模5除了开孔20之外在整个的压模面14处全平面地接触。
图8示出在卸载站上的晶片堆叠或基体压模堆叠以及能够硬化的材料8（尤其光阻物或漆）借助于UV光11的直接的交联。更一般地，硬化能够通过电磁的辐射、通过热、通过流、通过磁场或其它的方法来执行。优选地，硬化穿过透明的纳米结构压模5进行。在另一实施方式中硬化还在印压阶段中执行。在此硬化穿过透明的压模吸纳设备1、1'并且穿过透明的纳米结构压模5进行。
纳米结构压模5从基体7、7'的硬化和出模能够直接在压印阶段中发生。优选地，带有根据本发明的装置的仪器具有带有共同的、并且在需要时能够相对于周围环境大气关闭的工作空间的模块组。在此能够将模块、例如上漆模块、印压模块和卸载模块布置成集群形地或星形地围绕带有运动设备的中间模块（机器人系统）。
所述方法实现在低于μm范围中、优选地在100nm之下、更优选地在50nm之下、所有最优选地在10nm之下的高分辨率的结构化。
一种备选的实施方式在图9b中示出。在此纳米印压程序利用促动器3偏心地、尤其在基体边缘处来开始并且压印前部12从接触点处圆形地展开。
根据第一和第二实施方式的压印前部12的展开方向在图9a和9b中示意性地来对照。用于促动器3的位置的示例在图9a和9b中示出。
附图标记列表
1、1' 压模吸纳设备
1k、1k' 吸纳体
1u、1u' 吸纳面
2、2'、2''、2''' 基体吸纳设备
2u、2u'、2u''、2u''' 吸纳面
2k、2k'、2k''、2k''' 吸纳体
2h 核芯
3 促动器（销）
4 真空道
4' 真空道
5 纳米结构压模
5a 吸纳侧
6 压印侧
7、7' 基体
8 能够硬化的材料
9 环区段
10 开口
11 UV光
12 压印前部方向
13 纳米结构
14、14' 压模面
15、15' 部分面
16、16' 其余面
17 压印设备（尤其具有压模吸纳设备和纳米结构压模）
18 凹处
19 凹处
20 开孔
A-A、B-B、C-C、D-D 剖面线
E 吸纳平面
Ru环半径
Rk吸纳体的半径
Fa力。

Claims (10)

1.一种用于将纳米结构压印到基体的盖印面的方法，包括：
在印压操作之前将漆施加到所述基体的盖印面上；和
在所述印压操作期间，在真空或周围环境压力下在惰性气体下将纳米结构盖印的纳米结构压印到所述基体。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述印压操作期间利用变形器件使所述纳米结构盖印变形，以使所述纳米结构与所述基体的盖印面的部分面进入接触，其中，所述变形器件暴露于流体。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述印压操作期间利用变形器件使所述纳米结构盖印变形，以使所述纳米结构与所述基体的盖印面的部分面进入接触，其中，所述变形器件暴露于气体。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述印压操作期间执行分离操作，其中，所述分离操作在力传感器的控制下进行。
5.一种用于将纳米结构从纳米结构盖印压印到基体的盖印面中的装置，包括：
用于对所述纳米结构盖印进行预紧的变形器件，其中，该变形器件暴露于流体或气体，以及
接触器件，用于使所述基体的盖印面的部分面与所述纳米结构盖印接触。
6.根据权利要求5所述的装置，还包括：
力传感器，用于在分离操作期间控制所述纳米结构盖印和所述基体的盖印面的松开。
7.根据权利要求5所述的装置，还包括：
促动器，用于机械地接近来自所述纳米结构盖印的纳米结构和所述基体的盖印面的部分面。
8.根据权利要求5所述的装置，还包括：
用于机械地接近来自纳米结构盖印的纳米结构和所述基体的盖印面的部分面的销。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述促动器被加压以流体。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述促动器被加压以气体。
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