JP2011505684A - ポリマーを伴った基板の熱処理による自立固体層の作製 - Google Patents
ポリマーを伴った基板の熱処理による自立固体層の作製 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】なし
Description
関連出願
本出願は、2007年11月2日出願のスイス出願第01712/07号および2007年11月30日出願のスイス出願第01851/07号に関する35U.S.C.§119(a)〜(d)の下における優先権を主張し、両出願の全体を参照により本明細書に明確に援用する。
連邦政府委託研究に関する声明
本発明は、契約第AR36819号および契約第AR053143号の下で、共にNIHにより支給された政府支援によりなされた。政府は本発明において特定の権利を有する。
本発明が提供する、自立固体層を作製するための一例の方法では、その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する、固体材料を用意し、その利用可能な表面上に、1つのポリマー層を形成する。次いで、固体材料およびポリマー層を、第1の温度から第1の温度より低い第2の温度への局所的温度変化に曝すことにより、該材料中のある深さにおける平面に沿って固体材料を破断させ、固体材料から少なくとも1つの自立固体層を作製する。
Claims (96)
- 自立固体層を作製する方法であって、
その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する、固体材料を用意するステップと、
該利用可能な表面上に、ポリマー層を形成するステップと、
該固体材料およびポリマー層を、約室温である第1の温度から第1の温度より低い第2の温度への局所的温度変化に曝して、該材料中のある深さにおける平面に沿って固体材料を破断させ、該固体材料から少なくとも1つの自立固体層を作製するステップと
を含む方法。 - 自立層を作製した後で、該自立層を、約第2の温度から約第1の温度より約10℃超低い温度への局所的温度変化に曝すステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、基板、ウェハー、チップおよびディスクからなる群から選択される固体構造体を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、半導体材料のインゴットを用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、単結晶シリコンおよび多結晶シリコンからなる群から選択される材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、単結晶ゲルマニウムおよび多結晶ゲルマニウムからなる群から選択される材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、その上でのポリマー層形成に各々利用でき、相互に実質的に平行な2つの表面を有する構造体を用意することを含み、ポリマー層を形成するステップが、該利用可能な2つの表面上にポリマー層を形成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、湾曲表面を有する構造体を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、円筒形状を有する構造体を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、トポロジー的表面特徴物を含んだ、その上での層形成に利用できる表面を有する構造体を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、マイクロ電子素子を含んだ構造体を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、マイクロ電子材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、半導体材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、II〜VI族半導体材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、III〜V族半導体材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、石英、ダイヤモンドおよびサファイアからなる群から選択される材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、黒鉛および炭化ケイ素からなる群から選択される材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、一群のガラス材料由来の材料を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、約10ミクロンを超える厚さの固体構造体を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、約100ミクロンを超える厚さの固体構造体を用意することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、少なくとも約0.01mmの厚さを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、局所温度の変化に曝されている間の固体材料への接着を特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、エラストマー材料として特徴付けられる、請求項1に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、固体材料を破断させる際に、ポリマー層の破断または粉砕を防止する降伏強さを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、ポリジメチルシロキサンを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、第1の温度より低く、固体材料を破断させる際に、ポリマーの破断を制止するのに十分に低いガラス転移温度を特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 利用可能な表面上にポリマー層を形成するステップが、その上にポリマー層を形成する材料表面層の縁部を、ポリマー層に被覆されていないようにする状態を与えることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、固体材料に特徴的な熱膨張係数より、少なくとも約50×10−6K−1大きい熱膨張係数を特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 利用可能な表面上にポリマー層を形成するステップが、液体状態で前記表面にポリマーを適用し、該液体ポリマーを硬化させて、実質的に固体のポリマー層を形成することを含む、請求項1に記載の方法。
- ポリマー層の形成後、室温より高い温度で該ポリマー層を硬化させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- ポリマー層の形成後、約10℃〜約100℃の間の温度で該ポリマー層を硬化させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- ポリマー層の形成後、赤外線で該ポリマー層を硬化させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- ポリマー層の形成後、紫外線で該ポリマー層を硬化させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- ポリマー層の形成後、該固体材料およびポリマー層を、第1の温度から、第1の温度より高い第3の温度への局所的温度変化に曝し、次いで該固体材料およびポリマー層を、第3の温度から、第1の温度に戻した後、第2の温度にする局所的温度変化に曝すステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を曝す第2の温度が、約−20℃以下である、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を曝す第2の温度が、約−100℃以下である、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を曝す第2の温度が、液体窒素の約沸点以下である、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を曝す第2の温度が、液体ヘリウムの約沸点以下である、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝すステップが、能動冷却素子による局所温度の能動冷却を含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝すステップが、局所温度の受動冷却を含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝すステップが、冷却液への曝露を含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝すステップが、冷却ガスへの曝露を含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝すステップが、冷却固体への曝露を含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝すステップが、冷却液中への浸漬を含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝すステップが、液体窒素中への浸漬を含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝すステップが、冷却環境と固体材料およびポリマー層との間に配置した中間構造体の冷却を含む、請求項1に記載の方法。
- 固体材料が、その上でのポリマー層形成に利用できる複数の表面を含み、固体材料およびポリマー層を局所的温度変化に曝して、固体材料から複数の自立層を作製する、請求項1に記載の方法。
- 作製した少なくとも1つの自立層からポリマー層を除去するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 作製した自立層の表面上にポリマー層を維持し、該自立層およびポリマー層を、第1の温度から第2の温度への局所的温度変化に曝すことにより、自立層中のある深さで自立層を破断させ、少なくとも1つの追加の自立層を作製するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 作製した自立層の表面上にポリマー層を維持し、作製した自立層の利用可能な表面上にポリマー層を形成し、該自立層およびポリマー層を、第1の温度から第2の温度への局所的温度変化に曝すことにより、自立層中のある深さで自立層を破断させ、少なくとも1つの追加の自立層を作製するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 自立固体層を作製する方法であって、
特徴的な第1の熱膨張係数を有し、その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する固体材料を用意するステップと、
該利用可能な表面上に、第1の熱膨張係数より少なくとも約50×10−6K−1大きい、第2の熱膨張係数を特徴とするポリマー層を形成するステップと、
該固体材料およびポリマー層を、第1の温度から第1の温度より低い第2の温度への局所的温度変化に曝して、該材料中のある深さにおける平面に沿って固体材料を破断させ、少なくとも1つの自立固体層を固体材料から作製するステップと
を含む方法。 - 前記ポリマーが、第1の熱膨張係数より少なくとも約100×10−6K−1大きい、第2の熱膨張係数を特徴とする、請求項51に記載の方法。
- 前記ポリマーが、第1の熱膨張係数より少なくとも約200×10−6K−1大きい、第2の熱膨張係数を特徴とする、請求項51に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、シリコンを含んだ構造体を用意することを含む、請求項51に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、その上でのポリマー層形成に各々利用できる少なくとも2つの表面を有する構造体を用意することを含み、ポリマー層を形成するステップが、その利用可能な表面の少なくとも2つの上にポリマー層を形成することを含む、請求項51に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、マイクロ電子材料を用意することを含む、請求項51に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、半導体材料を用意することを含む、請求項51に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、II〜VI族半導体材料を用意することを含む、請求項51に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、III〜V族半導体材料を用意することを含む、請求項51に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、約10ミクロンを超える厚さの固体構造体を用意することを含む、請求項51に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、局所温度の変化に曝されている間の固体材料への接着を特徴とする、請求項51に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、エラストマー材料として特徴付けられる、請求項51に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、固体材料を破断させる際に、ポリマー層の破断または粉砕を防止する降伏強さを特徴とする、請求項51に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、ポリジメチルシロキサンを含む、請求項51に記載の方法。
- 自立固体層を作製する方法であって、
2つの表面各々上での層形成に利用できる、2つの対向表面を有する固体材料を用意するステップと、
2つの表面各々上に、ポリマー層を形成するステップと、
固体材料を、該材料中のある深さにおける平面に沿って破断させ、少なくとも2つの自立固体層を固体材料から作製するステップと
を含む方法。 - 固体材料を破断させるステップが、固体材料およびポリマー層を、第1の温度から第1の温度より低い第2の温度への局所的温度変化に曝すことを含む、請求項65に記載の方法。
- 作製した自立層の表面上にポリマー層を維持し、該自立層およびポリマー層を、第1の温度から第2の温度への局所的温度変化に曝すことにより、自立層中のある深さで自立層を破断させ、少なくとも1つの追加の自立層を作製するステップを更に含む、請求項66に記載の方法。
- 作製した自立層の表面上にポリマー層を維持し、作製した自立層の利用可能な追加の表面上にポリマー層を形成し、該自立層およびポリマー層を、第1の温度から第2の温度への局所的温度変化に曝すことにより、自立層中のある深さで自立層を破断させ、少なくとも1つの追加の自立層を作製するステップを更に含む、請求項66に記載の方法。
- 作製した自立層の表面上にポリマー層を維持し、作製した自立層の利用可能な表面上にポリマー層を形成し、該自立層およびポリマー層を、局所的温度変化に曝すステップを、順次反復して複数の自立層を作製する、請求項68に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、シリコンを含んだ構造体を用意することを含む、請求項65に記載の方法。
- 2つの対向表面を有する固体材料を用意するステップが、基板、ウェハー、チップおよびディスクからなる群から選択される構造体を用意することを含む、請求項65に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、マイクロ電子材料を用意することを含む、請求項65に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、半導体材料を用意することを含む、請求項65に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、II〜VI族半導体材料を用意することを含む、請求項65に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、III〜V族半導体材料を用意することを含む、請求項65に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、約10ミクロンより大きい厚さの固体構造体を用意することを含む、請求項65に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、局所温度の変化に曝されている間の固体材料への接着を特徴とする、請求項66に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、エラストマー材料として特徴付けられる、請求項65に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、固体材料を破断させる際に、ポリマー層の破断または粉砕を防止する降伏強さを特徴とする、請求項65に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、ポリジメチルシロキサンを含む、請求項65に記載の方法。
- 自立固体層を作製する方法であって、
その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する、固体材料を用意するステップと、
利用可能なその表面上にポリマー層を形成するステップであって、該ポリマーが、約−20℃未満の温度でポリマー層の破断または粉砕を防止する降伏強さを特徴とし、約−20℃未満の温度でその利用可能な表面への接着の維持を特徴とするステップと、
該固体材料およびポリマー層を、第1の温度から約−20℃以下の第2の温度への局所的温度変化に曝して、該材料中のある深さにおける平面に沿って固体材料を破断させ、少なくとも1つの自立固体層を固体材料から作製するステップと
を含む方法。 - 固体材料を用意するステップが、その上でのポリマー層形成に各々利用できる少なくとも2つの表面を有する構造体を用意することを含み、ポリマー層を形成するステップが、その利用可能な表面の少なくとも2つの上にポリマー層を形成することを含む、請求項81に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、基板、ウェハー、チップおよびディスクからなる群から選択される構造体を用意することを含む、請求項81に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、シリコンを含んだ構造体を用意することを含む、請求項81に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、ポリジメチルシロキサンを含む、請求項81に記載の方法。
- 自立固体層を作製する方法であって、
その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する、固体材料を用意するステップと、
利用可能なその表面上にポリマー層を形成するステップと、
該固体材料を、該材料中のある深さにおける平面に沿って破断させ、自立固体層およびその第1の表面に接着したポリマー層を備える構造体を作製するステップと、
該自立固体層の第1の表面に対向する第2の表面上にポリマー層を形成するステップと、
該自立固体層を、その中のある深さにおける平面に沿って破断させ、各々が自立固体層およびその第1の表面に接着したポリマー層を備える、第1および第2の追加の構造体を作製するステップと
を含む方法。 - 自立固体層を作製する方法であって、
その上での層形成に利用できる少なくとも1つの表面を有する、固体材料を用意するステップと、
利用可能なその表面上にポリマー層を形成するステップと、
該固体材料およびポリマー層を、約300℃以下の第1の温度から約室温未満の第2の温度への局所的温度変化に曝すことにより、該材料中のある深さにおける平面に沿って固体材料を破断させ、少なくとも1つの自立固体層を固体材料から作製するステップと
を含む方法。 - 第1の温度が約100℃以下である、請求項87に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、シリコンを含んだ構造体を用意することを含む、請求項87に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、ポリジメチルシロキサンを含む、請求項87に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、固体材料に特徴的な熱膨張係数より、少なくとも約50×10−6K−1大きい熱膨張係数を特徴とする、請求項87に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、第1の温度より低く、固体材料を破断させる際に、ポリマーの破断を制止するのに十分に低いガラス転移温度を特徴とする、請求項87に記載の方法。
- 固体材料およびポリマー層を曝す第2の温度が、約−20℃以下である、請求項87に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、基板、ウェハー、チップおよびディスクからなる群から選択される構造体を用意することを含む、請求項87に記載の方法。
- 前記表面上に形成されたポリマー層が、局所温度の変化に曝されている間の固体材料への接着を特徴とする、請求項87に記載の方法。
- 固体材料を用意するステップが、その上でのポリマー層形成に各々利用できる少なくとも2つの表面を有する構造体を用意することを含み、ポリマー層を形成するステップが、その利用可能な表面の少なくとも2つの上にポリマー層を形成することを含む、請求項87に記載の方法。
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