JP6926075B2 - 基材の表面上のミリメートル、マイクロメートルまたはナノメートル構造を処理するための方法 - Google Patents
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Description
基材、特にウェハの表面を処理するための数えきれない方法が従来技術には存在する。基材の加工の非常に重要な側面は、両面加工である。両面加工では、基材の両面が、特に連続して処理される。その際、固定面、すなわち、加工されない面を適切に保護する必要がある。保護が必要なのは、固定によって基材面を破壊しないためである。従来技術には、サンプルホルダー上での固定中に基材面を保護するために使用される多くの材料が存在する。これらの材料は、有利には、基材上面に塗布した後に、固定された基材面の構造を最適に保護する化学的および／または物理的プロセスによって第１の状態にされるポリマーである。
材料に関連する問題は、その除去にある。たいていの材料は、化学的プロセスによって硬化、特に架橋される。それによって、基材表面の構造にしっかり接着するという一定の傾向があらわれる。さらに、構造の隙間からの材料の除去は、ポリマー鎖が長いほど、接着強度が高いほど、ポリマーの粘度が高いほど困難になる。
したがって、本発明の課題は、基材の表面上の構造を最適に保護することができる一方で、後の時点では可能な限り簡単に除去を行うことができる方法を示すことである。
この課題は、独立請求項の主題により解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項に記載されている。明細書、特許請求の範囲および／または図面に記載される特徴の少なくとも２つからなるすべての組合せも本発明の範囲内に含まれる。値の範囲が特定されている場合、特定された範囲内にある値も限界値として開示されているものとし、任意の組合せで特許請求することが可能である。
本発明によれば、ミリメートルおよび／またはマイクロメートルおよび／またはナノメートル構造を有する基材を処理するための方法が提案され、ここで、構造上に少なくとも１つの保護材料を適用し、ここで、少なくとも１つの保護材料は、溶媒に溶解可能である。
本発明によるプロセスは、特に３Ｄ構造が設けられた構造化表面の保護を可能にする。構造化表面は、特にインプリントプロセスによって作製されていた。しかしながら、ホットスタンピングプロセス、フォトリソグラフィープロセス、エッチングプロセスなどによる作製も考えられる。
基材の基材表面上には、保護に値する１つ以上の構造が配置されている。簡略化のために、以下では一般に、複数の構造について論じる。これらの構造は、マイクロチップ、ＭＥＭＳ、キャビティ、ＬＥＤ、メモリー、一方では、特にエンボス構造であり得る。これらの構造は、本発明による保護材料でコーティングされている。
本発明による思想は、保護材料−溶媒の組合せを使用することにある。保護材料−溶媒の組合せは、「似たもの同士は溶けやすい」という原則に従って、溶媒に溶解した保護材料の溶液が最適な形で生じるように設計されていなければならない。ここで、溶媒は、保護材料を所定の数のプロセス工程後に基材表面から除去するために洗浄剤として使用される。
保護材料は、基材表面および／または対向する第２の基材表面上に発生するあらゆる種類の負荷から構造を保護する。これらには、例えば、固定プロセス、エッチングプロセス、研削プロセス、研磨プロセス、構造化プロセス、特にインプリントプロセスが含まれる。本発明による極めて特定の実施形態では、両面にエンボス加工された基材が得られるように、第２の基材表面上にも構造がエンボス加工される。
第２の基材表面の構造の加工後に、必要に応じて、構造の保護のために本発明によるコーティングを行うことができる。特に必要性が生じるのは、長くて、特に汚染された距離を搬送される場合である。したがって、本発明による保護材料は、機械的安定部としてだけでなく、大気および／または周囲に存在する媒体、特に流体、より具体的には液体または気体、特に酸素に対する保護層としても役立つ。
有利な発展形態によれば、構造上に少なくとも１つの保護材料を少なくとも１つの保護層として配置することが規定され、ここで、好ましくは、少なくとも１つの保護材料は、構造を完全に覆う。その結果、有利には、構造の改善された保護が可能である。
別の有利な発展形態によれば、少なくとも１つの保護材料を、遠心コーティング、スプレーコーティング、ラミネーションおよび／または浸漬によって適用することが規定される。その結果、有利には、保護材料を特に効率的に適用し得ることが達成可能である。
別の有利な発展形態によれば、適用後に少なくとも１つの保護材料を化学的および／または物理的に改質することが規定され、ここで、この改質は、特に、少なくとも１つの保護材料の硬化、粘度増加および／または弾性増加を含む。その結果、有利には、構造の改善された保護を達成することができる。このようにして行われた改質により、本発明によれば、保護層の可能な限り効率的で簡単な除去が一層可能となる。
別の有利な発展形態によれば、第１の適用された保護材料に、特にこの保護材料とは異なる第２の保護材料を適用することが規定される。その結果、有利には、異なる特性を有する保護材料を使用することができ、それによって構造の保護をさらに改善することができる。
別の有利な発展形態によれば、特に異なる保護材料を有する、重ねて配置された複数の保護層を構造全体に配置することが規定される。その結果、有利には、構造の改善された保護を達成することができる。
別の有利な発展形態によれば、少なくとも１つの保護材料は、以下の物質の１つまたは以下の物質の混合物を含むことが規定される：
・パラフィン、特に
・ペトロラタム
・ワックス
・セレシン
・ポリマー、特に
・フォトレジスト全般
・ポリ（メチルメタクリレート）
・ポリ（メチルグルタルイミド）
・フェノールホルムアルデヒド樹脂、特に
・ベークライト
・エポキシド、特に
・ＳＵ−８
・ポリイミド
・ポリアミド
・シラン
・シリコーン
・ＰＤＭＳ（保護フィルムおよび除去材料）
・ＰＦＰＥ
・アクリレート。
・パラフィン、特に
・ペトロラタム
・ワックス
・セレシン
・ポリマー、特に
・フォトレジスト全般
・ポリ（メチルメタクリレート）
・ポリ（メチルグルタルイミド）
・フェノールホルムアルデヒド樹脂、特に
・ベークライト
・エポキシド、特に
・ＳＵ−８
・ポリイミド
・ポリアミド
・シラン
・シリコーン
・ＰＤＭＳ（保護フィルムおよび除去材料）
・ＰＦＰＥ
・アクリレート。
別の有利な発展形態によれば、少なくとも１つの保護材料は、以下の物質の１つまたは以下の物質の混合物を含むことが規定される：
・ポリビニルアルコール
・ポリエーテル、特に
・ポリエチレングリコール
・セルロースエーテル
・ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）
・アルコール、特に
・グリセリン、特に
・脂肪、特に
・トリアシルグリセリン
・糖
・合成樹脂中のカルボン酸化合物(Carbonsaeureverbindungen in Kunststoffen)
・ベンゾトリアゾール。
・ポリビニルアルコール
・ポリエーテル、特に
・ポリエチレングリコール
・セルロースエーテル
・ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）
・アルコール、特に
・グリセリン、特に
・脂肪、特に
・トリアシルグリセリン
・糖
・合成樹脂中のカルボン酸化合物(Carbonsaeureverbindungen in Kunststoffen)
・ベンゾトリアゾール。
別の有利な発展形態によれば、少なくとも１つの保護材料は、以下の溶媒の１つまたは以下の溶媒の溶媒混合物によって溶解可能であることが規定される：
・アルカン
・アルケン
・アルキン
・芳香族化合物、特に
・ベンゼン
・カルボン酸エステル
・エーテル、特に
・ジエチルエーテル
・テトラメチルシラン
・四塩化炭素
・二硫化炭素
・ベンジン
・クロロホルム
・気体、特に
・一酸化炭素。
・アルカン
・アルケン
・アルキン
・芳香族化合物、特に
・ベンゼン
・カルボン酸エステル
・エーテル、特に
・ジエチルエーテル
・テトラメチルシラン
・四塩化炭素
・二硫化炭素
・ベンジン
・クロロホルム
・気体、特に
・一酸化炭素。
別の有利な発展形態によれば、少なくとも１つの保護材料は、以下の溶媒の１つまたは以下の溶媒の溶媒混合物によって溶解可能であることが規定される：
・水
・アルコール、特に
・メタノール、エタノール
・ケトン、特に
・アセトン
・アミン、特に
・第一級および第二級アミン
・ラクトン
・ラクタム
・ニトリル
・ニトロ化合物
・第三級カルボン酸アミド
・尿素誘導体
・スルホキシド
・スルホン、特に
・スルホラン
・炭酸エステル、特に
・ジメチルカーボネート
・エチレンカーボネート
・酸、特に
・鉱酸、特に
・硫酸
・ハロゲン化水素酸
・有機酸、特に
・カルボン酸、特に
・ギ酸、酢酸
・塩基、特に
・ＮａＯＨ、ＫＯＨ
・気体
・水素
・酸素
・窒素。
・水
・アルコール、特に
・メタノール、エタノール
・ケトン、特に
・アセトン
・アミン、特に
・第一級および第二級アミン
・ラクトン
・ラクタム
・ニトリル
・ニトロ化合物
・第三級カルボン酸アミド
・尿素誘導体
・スルホキシド
・スルホン、特に
・スルホラン
・炭酸エステル、特に
・ジメチルカーボネート
・エチレンカーボネート
・酸、特に
・鉱酸、特に
・硫酸
・ハロゲン化水素酸
・有機酸、特に
・カルボン酸、特に
・ギ酸、酢酸
・塩基、特に
・ＮａＯＨ、ＫＯＨ
・気体
・水素
・酸素
・窒素。
気体の使用は、特に、還元または酸化プロセスによる本発明による保護材料の分解ひいては除去を可能にする。
本発明の更なる主題は、特に上記実施形態の１つに従う方法を実施するための、ミリメートル、マイクロメートルおよび／またはナノメートル構造を有する基材を処理するための設備であって、
ａ）基材を固定するための固定装置と、
ｂ）少なくとも１つの保護材料を構造上に適用するための適用手段、特に１つ以上のノズルを有するノズル装置および／または浸漬浴と
を有し、ここで、少なくとも１つの保護材料は、溶媒に溶解可能である、設備に関する。
ａ）基材を固定するための固定装置と、
ｂ）少なくとも１つの保護材料を構造上に適用するための適用手段、特に１つ以上のノズルを有するノズル装置および／または浸漬浴と
を有し、ここで、少なくとも１つの保護材料は、溶媒に溶解可能である、設備に関する。
本発明の別の主題は、特に上記実施形態の１つに従う方法および／または設備により製造された、ミリメートルおよび／またはマイクロメートルおよび／またはナノメートル構造を有する基材と、構造上の少なくとも１つの保護材料からなる少なくとも１つのコーティングとを有する製品であって、ここで、少なくとも１つの保護材料は、溶媒に溶解可能である、製品に関する。
本発明の別の主題は、少なくとも以下の工程：
ａ）搬送ユニットで基材を搬送する工程と、
ｂ）特に基材の両面で、ミリメートルおよび／またはマイクロメートルおよび／またはナノメートル構造を基材上に適用および／または配置する工程と、
ｃ）特に基材の両面で、少なくとも１つの保護材料を、特に上記実施形態の１つに従う方法により構造に適用する工程であって、ここで、少なくとも１つの保護材料は、溶媒に溶解可能である工程と、
ｄ）貯蔵ユニットで基材を収容する工程と
を有する、基材、特にフィルムを加工するための方法に関する。
ａ）搬送ユニットで基材を搬送する工程と、
ｂ）特に基材の両面で、ミリメートルおよび／またはマイクロメートルおよび／またはナノメートル構造を基材上に適用および／または配置する工程と、
ｃ）特に基材の両面で、少なくとも１つの保護材料を、特に上記実施形態の１つに従う方法により構造に適用する工程であって、ここで、少なくとも１つの保護材料は、溶媒に溶解可能である工程と、
ｄ）貯蔵ユニットで基材を収容する工程と
を有する、基材、特にフィルムを加工するための方法に関する。
上記本発明の別の主題は、
ａ）基材を搬送するための搬送ユニットと、
ｂ）ミリメートルおよび／またはマイクロメートルおよび／またはナノメートル構造を基材上に適用および／または配置するための加工ユニットと、
ｃ）少なくとも１つの保護材料を、特に上記実施形態の１つに従う方法により構造上に適用するための適用手段であって、ここで、少なくとも１つの保護材料は、溶媒に溶解可能である適用手段と、
ｄ）基材を収容するための貯蔵ユニットと
を有する、基材、特にフィルムを加工するための設備に関する。
ａ）基材を搬送するための搬送ユニットと、
ｂ）ミリメートルおよび／またはマイクロメートルおよび／またはナノメートル構造を基材上に適用および／または配置するための加工ユニットと、
ｃ）少なくとも１つの保護材料を、特に上記実施形態の１つに従う方法により構造上に適用するための適用手段であって、ここで、少なくとも１つの保護材料は、溶媒に溶解可能である適用手段と、
ｄ）基材を収容するための貯蔵ユニットと
を有する、基材、特にフィルムを加工するための設備に関する。
本発明による更なる実施形態では、本発明による保護材料は、非極性材料である。本発明によれば、溶媒も同様に、有利には非極性である必要がある。
特に好ましい更なる実施形態では、本発明による保護層材料は、極性材料である。本発明によれば、溶媒も同様に、有利には極性である必要がある。本発明による非常に特定の実施形態では、本発明による保護材料は、ポリビニルアルコールであり、本発明による溶媒は、水である。
本発明による上記実施態様を拡張したものでは、溶媒の代わりに溶媒混合物を使用することができる。ここで、溶媒混合物は、上記溶媒の少なくとも２つの組合せからなる。特に、溶媒の１つが過剰に存在する。ここで、過剰に存在する溶媒の質量割合は、５０％超、有利には６０％超、さらにより好ましくは７０％超、最も好ましくは８０％超、最も好ましくは９０％超である。
本発明による上記実施態様を拡張したものでは、保護材料の代わりに、保護材料混合物、特に、個々のどの保護材料も選択的に特定の溶媒に反応する保護材料混合物を使用することができる。ここで、保護材料混合物は、上記保護材料の少なくとも２つの組合せからなる。特に、保護材料の１つが過剰に存在する。ここで、過剰に存在する保護材料の質量割合は、５０％超、有利には６０％超、さらにより好ましくは７０％超、最も好ましくは８０％超、最も好ましくは９０％超である。
本発明による上記実施形態を拡張したものでは、異なる保護材料の複数の層を基材表面上に塗布することができる。これらの保護材料の組合せは、特に、異なる保護材料が異なる物理的および／または化学的特性を有するという利点を有する。本発明による第１の特に好ましい実施形態では、十分な弾性特性を有する保護層がまず、基材表面上に存在する構造を機械的負荷から保護するために適用される。第１の保護層の上には、特に化学的腐食に対して耐性のある第２の保護層が配置されている。
本発明による保護材料の弾性特性は、弾性率によって決定される。ここで、弾性率は、１ＧＰａ〜１０００ＧＰａ、好ましくは１ＧＰａ〜５００ＧＰａであり、より有利には１ＧＰａ〜１００ＧＰａであり、最も有利には１ＧＰａ〜５０ＧＰａであり、最も有利には１ＧＰａ〜２０ＧＰａである。ポリアミドの弾性率は、例えば３〜６ＧＰａである。
本発明による保護材料は、保護すべき構造に対して、本発明による保護材料の十分に高い接着強度を保証する接着性を有していなければならない。接着力は、有利には、２つの互いに接合された表面を互いに分離するのに必要な単位面積当たりのエネルギーによって規定される。ここで、エネルギーは、Ｊ／ｍ２で示される。ここで、単位面積当たりのエネルギーは、０．０００１Ｊ／ｍ２よりも大きく、有利には０．００１Ｊ／ｍ２よりも大きく、より有利には０．０１Ｊ／ｍ２よりも大きく、最も有利には０．１Ｊ／ｍ２よりも大きく、最も有利には１．０Ｊ／ｍ２よりも大きく、最も有利には２．５Ｊ／ｍ２よりも大きい。
本発明による保護材料の表面粗さは、作製された製品が保護材料表面を介してサンプルホルダー上に可能な限り最適に固定することができるように可能な限り低くなければならない。粗さは、平均粗さ、平方粗さ、または平均表面粗さとして示される。平均粗さ、平方粗さ、および平均表面粗さの確認された値は、一般的に、同じ測定距離または測定領域に関して互いに異なるが、同じオーダー範囲にある。したがって、以下の粗さの数値範囲は、平均粗さ、平方粗さ、または平均表面粗さの値として理解されるべきである。ここで、粗さは、１００μｍ未満、有利には１０μｍ未満、さらにより好ましくは１μｍ未満、最も好ましくは１００ｎｍ未満、最も好ましくは１０ｎｍ未満である。
本発明による例示的な実施形態では、基材はウェハである。ウェハは、明確に規定された標準化された直径を有する規格化された基材である。しかしながら、基材は、一般的に、任意の形状をとることができる。基材の直径は、一般的に、任意の値をとることができるが、通常、１インチ、２インチ、３インチ、４インチ、５インチ、６インチ、８インチ、１２インチおよび１８インチ、または２５．４ｍｍ、５０．８ｍｍ、７６．２ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍの規格化された直径を有する。
特定の実施形態では、基材は、その構造が少なくとも一時的に保護されなければならない金型、特に軟質金型であってもよい。例えば、搬送のために金型の金型構造を保護しなければならないと考えられる。
基材は、主にウェハを加工するためのモジュールにおいて、したがって、
・コーティング設備、特に
・遠心コーティング設備
・スプレーコーティング設備
・接合装置、特に
・融着装置
・熱圧着装置
・陽極接合装置
・ダイサー
・グラインダー
・アライナー
・ロールインプリント設備、特に国際公開第２０１４／０３７０４４号（ＷＯ２０１４／０３７０４４Ａ１）
・その他
において処理される。
・コーティング設備、特に
・遠心コーティング設備
・スプレーコーティング設備
・接合装置、特に
・融着装置
・熱圧着装置
・陽極接合装置
・ダイサー
・グラインダー
・アライナー
・ロールインプリント設備、特に国際公開第２０１４／０３７０４４号（ＷＯ２０１４／０３７０４４Ａ１）
・その他
において処理される。
ここで、基材は、可能な限りサンプルホルダー上に固定されている。遠心コーティングによる塗布の場合、サンプルホルダーは、有利には、回転可能に取り付けられたサンプルホルダーである。ここで、保護材料は、適用手段によって構造上に堆積させられる。適用手段は、本発明による保護材料を堆積させることができるノズル、ホース、パイプまたは他の任意の供給手段である。
本発明による別の実施形態では、基材はフィルムである。ここで、フィルムの幅は、１０ｍｍよりも大きく、有利には１００ｍｍよりも大きく、さらにより好ましくは５００ｍｍよりも大きく、最も好ましくは１０００ｍｍよりも大きく、さらにより好ましくは１５００ｍｍよりも大きい。フィルムは、２ｍｍ未満、より好ましくは１ｍｍ未満、さらにより好ましくは０．５ｍｍ未満、最も好ましくは０．１ｍｍ未満、最も好ましくは０．０１ｍｍ未満の厚さを有する。
フィルムは、主にいわゆるロール・ツー・ロール設備において処理される。ロール・ツー・ロール設備は、少なくとも１つの装填ユニットを有し、これに巻き取られたフィルムが供給される。その後、ロール・ツー・ロール設備は、少なくとも１つのフィルム表面の加工が実施される少なくとも１つの第１の処理ユニットを介してフィルムを案内する。特に、２つのフィルム表面ですらも同時に処理され、特にインプリントプロセスによって改質されることができる。その後、フィルムは、本発明によるコーティングが行われる更なる処理ユニットを介して案内される。その後、まだ保護されていないフィルム表面をさらに処理することができるか、またはフィルムは、ロール・ツー・ロール設備の最後にロールに巻き取られる。本発明によれば、保護されたフィルム表面を有するフィルムは、構造を損傷することなく搬送されることができる。更なる処理設備、特に更なる第２のロール・ツー・ロール設備においては、保護層の除去を行うことができる。フィルムをまず、より小さい単位に、特にウェハのサイズおよび形状に切断し、切断後の段階で保護材料の除去を行うことも可能である。
本特許明細書の更なる過程では、一般的に、基材について論じる。特に、本発明による実施形態は、ウェハに関する。
本発明による例示的な方法の第１の工程では、基材は、その第２の、特に平坦な基材表面を介してサンプルホルダーの表面に固定される。固定は、特に、第１の基材表面の処理に先行する。ここで、基材は、有利には、第１の基材表面に対向する第２の基材表面によりサンプルホルダー上に固定される。ここで、固定は、固定手段によって行われる。固定手段は、有利には真空固定である。機械的固定、静電的固定、磁気的固定、または特に接着状態を切替え可能な接着表面による固定も考えられる。保護に値する構造、特にエンボス加工された構造は、特に、サンプルホルダー上に基材を固定した直後に処理して製造することができた。
第２のプロセス工程では、本発明による保護材料が第１の基材表面上に適用される。本発明による保護材料の施与は、以下の方法の１つによって行うことができる：
・遠心コーティング
・スプレーコーティング
・ラミネーション
・浸漬。
・遠心コーティング
・スプレーコーティング
・ラミネーション
・浸漬。
第３の任意のプロセス工程では、本発明による保護材料の化学的および／または物理的な改質を行うことができ、これは化学的および／または物理的特性を、第１の基材表面の構造の本発明により改善された保護が可能となるように変化させる。改質は、特に、以下の方法の１つ以上であってよい：
・硬化であって、特に
・ポリマーの架橋であって、特に
・電磁波、特にＵＶ光による電磁波
・熱エネルギー
・気体、特に雰囲気気体
・蒸気によるポリマーの架橋による硬化
・粘度増加であって、特に
・ポリマーの架橋であって、特に
・電磁波、特にＵＶ光による電磁波
・熱エネルギーによるポリマーの架橋
・溶媒の蒸発による粘度増加
・弾性増加であって、特に
・ポリマーの架橋であって、特に
・電磁波、特にＵＶ光による電磁波
・熱エネルギーによるポリマーの架橋による弾性増加。
・硬化であって、特に
・ポリマーの架橋であって、特に
・電磁波、特にＵＶ光による電磁波
・熱エネルギー
・気体、特に雰囲気気体
・蒸気によるポリマーの架橋による硬化
・粘度増加であって、特に
・ポリマーの架橋であって、特に
・電磁波、特にＵＶ光による電磁波
・熱エネルギーによるポリマーの架橋
・溶媒の蒸発による粘度増加
・弾性増加であって、特に
・ポリマーの架橋であって、特に
・電磁波、特にＵＶ光による電磁波
・熱エネルギーによるポリマーの架橋による弾性増加。
硬化プロセスは、電磁放射線、特にＵＶ光および／または熱放射線の作用によって行われる。電磁放射線は、１０ｎｍ〜２０００ｎｍ、有利には１０ｎｍ〜１５００ｎｍ、より有利には１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、最も有利には１０ｎｍ〜５００ｎｍ、最も有利には１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の波長を有する。熱処理は、７５０℃未満、有利には５００℃未満、さらに好ましくは２５０℃未満、最も好ましくは１００℃未満、最も好ましくは５０℃未満で行われる。熱処理は、有利には、サンプルホルダーを通した熱伝導によって行われる。しかしながら、周囲雰囲気を加熱することや、またはそれらを組み合わせることも考えられる。
本発明による任意の第３のプロセス工程によって、本発明による保護材料は、特に機械的負荷、特に垂直力または常圧に耐えるように改質される。本発明による更なる思想は、特に、本発明による保護材料が、保護材料により取り囲まれる構造に機械的負荷を完全に伝えるのはなく、弾性ばね要素として機械的負荷を第１の基材表面の構造から可能な限り遠ざけることにある。本発明による保護材料の本発明による更なる態様は、化学物質、特に液体および／もしくは気体または液体混合物および／もしくは気体混合物に対するその保護特性である。特に、本発明による保護材料は、酸および／または塩基に対して耐性であり、かつ第１の基材表面の構造の酸化を防止すべきである。
第４のプロセス工程では、保護された第１の基材表面を有する基材は、特に第２のサンプルホルダーの表面に固定することができる。その後、基材の第２の面を処理することができる。特に、この処理はまた、エンボス加工プロセスによる構造の作製である。
処理された第２の面が同様に保護に値するものである場合、特に、処理された基材が長い距離および／または腐食性雰囲気で搬送される場合、第２の面も保護材料でコーティングされる。その際、有利には、第１の基材面のコーティングと同じコーティング技術が用いられる。
更なるプロセス工程では、製品全体の搬送および／または貯蔵を行うことができる。
最後のプロセス工程では、本発明による保護材料が、適切な溶媒により除去される。これは、本発明によれば、特に純粋に湿式化学処理によって行われる。本発明による思想は、特に、保護材料の除去が、追加の化学物質、熱または照射なしで、特に室温でさえ行われる保護材料−溶媒の組合せを排他的に使用することにある。本発明による思想は、特に、保護材料−溶媒の組合せを、極性または非極性の性質が一致し、したがって、両方が極性または両方が非極性の材料となるよう互いに適合させることにある。最も好ましい本発明による実施形態では、保護材料としてポリビニルアルコールを使用し、かつ溶媒として水を使用する。
フィルム基材のプロセスフロー
本発明による第１のプロセス工程では、フィルム基材が、第１の貯蔵ユニット、特にロールから巻き戻される。
本発明による第１のプロセス工程では、フィルム基材が、第１の貯蔵ユニット、特にロールから巻き戻される。
本発明による第２のプロセス工程では、第１の基材フィルム表面の加工、特に構造化が行われる。構造化は、特に、１つ以上のエンボスロールによってエンボス加工される。加工、特にエンボス加工は、片面または両面で行うことができる。
本発明による第３のプロセス工程では、構造化された第１の基材フィルム表面の本発明による保護は、本発明による保護材料によって行われる。本発明による保護材料は、スプレーコーティングによって塗布されるか、またはフィルム全体を浸漬浴に通す。
本発明による最後のプロセス工程では、フィルムは、特に更なるロール上に貯蔵される。フィルムを直接切断して、さらに加工することも考えられる。
本発明の更なる利点、特徴および詳細は、好ましい実施例の以下の説明からと図面に基づいて明らかになる。
図面中、同じ構成要素または同じ機能を有する構成要素には、同じ参照符号を付している。
図１は、基材２、特にウェハ上の本発明による第１の製品１の本発明による第１の実施形態を示す。
図２は、基材２’、特にフィルム上の本発明による第２の製品１’の本発明による第２の実施形態を示す。基材２’の基材表面２ｏ’には、特に構造化された、保護に値する構造３が配置されている。構造３は、マイクロチップ、ＭＥＭＳ、キャビティ、ＬＥＤ、メモリー、特にエンボス構造であってよい。構造３は、本発明による保護材料４でコーティングされている。
図３は、基材２、特にウェハ上の本発明による第３の製品１’’の本発明による第３の実施形態を示す。基材２の基材表面２ｏには、特に構造化された、保護に値する構造３が配置されている。構造３は、マイクロチップ、ＭＥＭＳ、キャビティ、ＬＥＤ、メモリー、特にエンボス構造であってよい。構造３は、本発明による第１の保護材料４でコーティングされている。本発明による第１の保護材料４の上には、特に第１の保護材料４とは異なる第２の保護材料４’が配置されている。
図４ａは、本発明による第１のプロセス工程における、第１の基材表面２ｏ１上に、保護に値する、特に構造化された構造３を有する基材２、特にウェハを示す。ここで、基材２は、有利には、第１の基材表面２ｏ１と対向するその第２の基材表面２ｏ２を介してサンプルホルダー５上に固定されている。ここで、固定は、固定手段６によって行われる。固定手段は、有利には真空固定である。機械的固定、静電的固定、磁気的固定、または特に接着状態を切替え可能な接着表面による固定も考えられる。保護に値する構造、特にエンボス加工された構造３は、特に、サンプルホルダー５上に基材２を固定した直後に処理して製造することができる。
図４ｂは、本発明による保護材料４を、保護に値する、特にエンボス加工された構造３に被覆させる本発明による第２のプロセス工程を示す。好ましい本発明による塗布法は、遠心コーティングおよび／またはスプレーコーティングである。
図４ｃは、本発明による保護材料の化学的および／または物理的な改質の第３のプロセス工程を示す。化学的および／または物理的な改質は、特に硬化プロセスである。
化学的および／または物理的な改質の後、基材２は、その硬化された保護材料４を介してサンプルホルダー上に固定することができ、そうして、必要に応じておよび／または所望に応じて、第２の基材表面２ｏ２を処理することができる。
したがって、図４ｄに従って、保護材料４による構造３の本発明による保護によって、保護材料表面４ｏを、サンプルホルダー５、特に、先行するプロセス工程と同じサンプルホルダーにより固定することが可能である。保護材料４は、基材表面２ｏ２上に作用するあらゆる種類の負荷から構造３を保護する。これらには、例えば、エッチングプロセス、研削プロセス、研磨プロセス、構造化プロセス、特にインプリントプロセスが含まれる。本発明による極めて特定の実施形態では、両面にエンボス加工された基材が得られるように、第２の基材表面２ｏ２上にも構造３がエンボス加工される。
第２の基材表面２ｏ２の構造３の処理後、構造を保護するための本発明によるコーティングを、必要に応じて、図４ｅに従って行うこともできる。特に必要性が生じるのは、長くて、特に汚染された距離を搬送される場合である。したがって、本発明による保護材料４は、機械的安定部としてだけでなく、大気および／または周囲に存在する媒体、特に流体、より具体的には液体または気体に対する保護層としても役立つ。
このようにして形成された、特に両面加工された図４ｆに従った製品１’’’は、次いで搬送することができる。
図５は、本発明による製品を製造するロール・ツー・ロール設備８の第１の実施形態を示す。基材２’は、第１のロール９から繰り出され、少なくとも一方の表面２ｏ’が処理される。この処理は、例えば、基材表面２ｏ’上に構造３をエンボス加工するエンボスロール９’によって行うことができる。エンボスロール９’には、カウンタープレスロール９’’を対置させることができる。基材２’の一方の面が処理された構造３は、更なるプロセス工程で処理（塗布）手段７によって本発明により保護される。その後、更なる任意のプロセス工程および最終的に貯蔵用ロール／巻き取りロール９’’’上での基材２’の貯蔵が行われる。
図６は、本発明による製品を製造するロール・ツー・ロール設備８’の第２の実施形態を示す。基材２’は、ロール９から繰り出され、処理ユニット、特にエンボスロール９’を介して処理（塗布）手段７に送られる。処理手段７’は、有利には、搬送ロール９ＩＶを有する浴である。しかしながら、処理手段７、特にノズル装置を用いた両面コーティングも考えられる。特に両面コーティングされた基材２’は、次いでロール９’’’に再び巻き取られて貯蔵される。
１，１’，１’’，１’’’ 本発明による製品
２，２’ 基材
２ｏ，２ｏ’ 基材表面
２ｏ１，２ｏ２ 基材表面
３ 構造
４，４’ 保護材料
４ｏ 保護材料表面
５ サンプルホルダー
５ｏ サンプルホルダー表面
６ 固定手段
７，７’ 処理（塗布）手段
８，８’ ロール・ツー・ロール設備
９，９’，９’’，９’’’，９ＩＶ ロール
２，２’ 基材
２ｏ，２ｏ’ 基材表面
２ｏ１，２ｏ２ 基材表面
３ 構造
４，４’ 保護材料
４ｏ 保護材料表面
５ サンプルホルダー
５ｏ サンプルホルダー表面
６ 固定手段
７，７’ 処理（塗布）手段
８，８’ ロール・ツー・ロール設備
９，９’，９’’，９’’’，９ＩＶ ロール
Claims (14)
- 第１の基材表面（２ｏ１）と第２の基材表面（２ｏ２）とを有する基材（２）を処理するための方法であって、
少なくとも前記第１の基材表面（２ｏ１）にミリメートルおよび／またはマイクロメートルおよび／またはナノメートルの３Ｄ構造（３）をインプリントプロセスによって作製し、
前記第１の基材表面（２ｏ１）の前記３Ｄ構造（３）上に少なくとも１つの保護材料（４）を塗布し、前記少なくとも１つの保護材料（４）は、溶媒に溶解可能であり、
前記少なくとも１つの保護材料（４）を硬化させた後、該少なくとも１つの保護材料（４）を有する前記第１の基材表面（２ｏ１）をサンプルホルダ（５）に固定し、この場合に、前記少なくとも１つの保護材料（４）を前記サンプルホルダ（５）に直接固定し、
前記サンプルホルダ（５）に前記第１の基材表面（２ｏ１）を固定している間に前記第２の基材表面（２ｏ２）を処理する、
ことを特徴とする、方法。 - 前記３Ｄ構造（３）上に前記少なくとも１つの保護材料（４）を少なくとも１つの保護層（４）として配置し、前記少なくとも１つの保護材料（４）は、前記３Ｄ構造（３）を完全に覆う、請求項１記載の方法。
- 前記３Ｄ構造（３）上に前記少なくとも１つの保護材料（４）を、遠心コーティング、スプレーコーティング、ラミネーションおよび／または浸漬によって塗布する、請求項１記載の方法。
- 前記３Ｄ構造（３）上への前記少なくとも１つの保護材料（４）の前記塗布後に前記少なくとも１つの保護材料（４）を化学的および／または物理的に改質し、この改質は、前記少なくとも１つの保護材料（４）の硬化、粘度増加および／または弾性増加を含む、請求項１記載の方法。
- 前記少なくとも１つの保護材料（４）に、前記保護材料（４）とは異なる第２の保護材料（４’）を塗布する、請求項１記載の方法。
- 前記少なくとも１つの保護材料（４）とは異なる保護材料（４’）を有する、重ねて配置された複数の保護層（４，４’）を前記３Ｄ構造（３）上に配置する、請求項１記載の方法。
- 前記少なくとも１つの保護材料（４）が、以下の物質の１つまたは以下の物質の混合物を含む、請求項１記載の方法：
・パラフィン
・ポリマー。 - 前記ポリマーは、フォトレジスト全般、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（メチルグルタルイミド）、フェノールホルムアルデヒド樹脂、エポキシド、ポリイミド、ポリアミド、シラン、シリコーン、ＰＤＭＳ、ＰＦＰＥ、および、アクリレートのグループから選択されている、請求項７記載の方法。
- 前記少なくとも１つの保護材料（４）が、以下の物質の１つまたは以下の物質の混合物を含む、請求項１記載の方法：
・ポリビニルアルコール
・ポリエーテル
・セルロースエーテル
・ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）
・アルコール
・糖
・合成樹脂中のカルボン酸化合物
・ベンゾトリアゾール。 - 前記少なくとも１つの保護材料（４）が、以下の溶媒の１つまたは以下の溶媒の溶媒混合物によって溶解可能である、請求項１記載の方法：
・アルカン
・アルケン
・アルキン
・芳香族化合物
・カルボン酸エステル
・エーテル
・テトラメチルシラン
・四塩化炭素
・二硫化炭素
・ベンジン
・クロロホルム。 - 前記少なくとも１つの保護材料（４）が、以下の溶媒の１つまたは以下の溶媒の溶媒混合物によって溶解可能である、請求項１記載の方法：
・水
・アルコール
・ケトン
・アミン
・ラクトン
・ラクタム
・ニトリル
・ニトロ化合物
・第三級カルボン酸アミド
・尿素誘導体
・スルホキシド
・スルホン
・炭酸エステル
・酸
・ギ酸、酢酸
・塩基。 - 請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法を実施するための、ミリメートル、マイクロメートルおよび／またはナノメートルの３Ｄ構造（３）を有する基材（２）を処理するための設備であって、
ａ）前記基材（２）を固定するための固定装置（５，６）と、
ｂ）前記３Ｄ構造（３）上に少なくとも１つの保護材料（４）を塗布するための処理手段（７，７’）としての１つ以上のノズルを有するノズル装置（７）および／または浸漬浴（７’）と
を有し、前記少なくとも１つの保護材料（４）は、溶媒に溶解可能である設備において、前記３Ｄ構造（３）は、インプリントプロセスによって作製されることを特徴とする、設備。 - 請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法および／または設備により製造された、ミリメートルおよび／またはマイクロメートルおよび／またはナノメートルの３Ｄ構造（３）を有する基材（２）と、前記３Ｄ構造（３）上の少なくとも１つの保護材料（４）からなる少なくとも１つのコーティングとを有する製品（１，１’，１’’，１’’’）であって、前記少なくとも１つの保護材料（４）は、溶媒に溶解可能である製品において、前記３Ｄ構造（３）は、インプリントプロセスによって作製されることを特徴とする、製品。
- 前記少なくとも１つの保護材料（４）を有する前記第１の基材表面（２ｏ１）をサンプルホルダ（５）に固定することは、前記サンプルホルダ（５）に向かって前記第１の基材表面（２ｏ１）を配置し、前記サンプルホルダ（５）とは逆向きに前記第２の基材表面（２ｏ２）を配置することを含む、請求項１記載の方法。
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