KR20140069207A

KR20140069207A - 기판 수송, 공구 레이다운, 공구 텐셔닝 및 공구 철수를 포함한, 열유동성 재료 피복에서 공구에 의해 패턴을 형성하는 기판의 취급, 가열 및 냉각 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140069207A
Application number: KR1020147010517A
Authority: KR
Inventors: 에마뉴엘 엠. 삭스; 피터 이. 케인; 홀리 지. 게이츠; 데미안 더블유. 해리스; 벤자민 에프. 폴리토; 헥터 에이. 인이리오
Original assignee: 1366 테크놀로지 인코포레이티드
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2012-09-22
Publication date: 2014-06-09
Also published as: US10549476B2; CN103958161B; US20140367887A1; TWI575560B; TW201324582A; JP2014528177A; EP2758227A1; CN103958161A; WO2013044181A1; EP2758227A4

Abstract

가공물을 진공으로 고정하는 척에 가공물을 전달하는 다공성 벨트를 사용하여 가공물이 운반된다. 벨트는 다공성 PTFE가 될 수 있다. 가요성 스탬프는 가공물에 적용되기 전에, 예를 들어 진공에 의해 스탬프를 가열판 쪽으로 당김으로써 예열된다.

Description

기판 수송, 공구 레이다운, 공구 텐셔닝 및 공구 철수를 포함한, 열유동성 재료 피복에서 공구에 의해 패턴을 형성하는 기판의 취급, 가열 및 냉각 방법 및 장치{METHODS AND APPARATI FOR HANDLING, HEATING AND COOLING A SUBSTRATE UPON WHICH A PATTERN IS MADE BY A TOOL IN HEAT FLOWABLE MATERIAL COATING, INCLUDING SUBSTRATE TRANSPORT, TOOL LAYDOWN, TOOL TENSIONING, AND TOOL RETRACTION}

본 발명은 기판 수송, 공구 레이다운, 공구 텐셔닝 및 공구 철수를 포함한, 열유동성 재료 피복에서 공구에 의해 패턴을 형성하는 기판의 취급, 가열 및 냉각 방법 및 장치에 관한 것이다.

관련 문헌들

2011년 9월 23일에 기판 수송, 공구 레이다운, 공구 텐셔닝 및 공구 철수를 포함한, 열유동성 재료 피복에서 공구에 의해 패턴을 형성하는 기판의 취급, 가열 및 냉각 방법 및 장치{METHODS AND APPARATI FOR HANDLING, HEATING AND COOLING A SUBSTRATE UPON WHICH A PATTERN IS MADE BY A TOOL IN HEAT FLOWABLE MATERIAL COATING, INCLUDING SUBSTRATE TRANSPORT, TOOL LAYDOWN, TOOL TENSIONING, AND TOOL RETRACTION}이라는 명칭으로 출원된 미국 가특허출원 제 61/538,542호의 이익을 청구하며, 그 전체 개시내용을 여기서 언급함으로서 완전히 인용한다.

갭을 남기는 언더필링과 스탬프에 펄스를 가하는 것을 포함하는, 스탬프를 사용하여 기판상에 연질재료를 임프린팅하기 위한 개량 방법(TECHNIQUES FOR IMPROVED IMPRINTING OF SOFT MATERIAL ON SUBSTRATE USING STAMP INCLUDING UNDERFILLING TO LEAVE A GAP AND PULSING STAMP)이라는 명칭으로 대리인 도켓 번호 1366-0066-0070PCT하에 USPTO 전자출원 시스템에 의해 제출된 에마뉴엘 엠. 사하(Emanuel M. Sachs)라는 이름으로 동일자에 미국을 지정국으로 하는 PCT가 출원되었는데, 이 PCT 출원은 2011년 9월 23일에 출원된 동일 명칭의 미국 가출원 제 61/538489호의 우선권을 주장한다. 이 PCT 출원은 이하에서 동시계속(co-pendin) 출원이라고 부르며 여기서 언급함으로써 완전히 인용한다. 이 우선권 가특허출원도 또한 여기서 언급함으로써 완전히 인용한다.

서론

에마뉴엘 엠 사하(Emanuel M. Sachs) 및 제임스 에프 브렛(James F. Bredt)과 메샤추세츠 공과대학(The Massachusetts Institute of Technology)의 이름으로 2008년 2월 15일에 출원되어 미국을 지정국으로 하고 국내 단계는 미국 특허 출원 제 12/526,439호이고 2012년 9월 4일에 미국 특허 제 8257988호로서 허여되어 역시 2007년 2월 15일에 출원된 미국 특허 출원 제 60/901,511호 및 2008년 1월 23일에 출원된 미국 특허 출원 제 61/011/933호의 두 개의 우선권을 주장하는 텍스쳐 조직면을 갖는 태양 전지(SOLAR CELL WITH TEXTURED SURFACES)라는 명칭의 특허협력조약 출원 제 PCT/US2008/002058호에 특정 처리 계획 및 기본 설계개념이 개시되어 있다. 상기 PCT출원, 미국 특허 출원 및 두 개의 미국 가특허출원의 전부를 여기서 언급함으로써 완전히 인용한다. 이들 출원에 개시된 기술은 여기서는 집단적으로 자기정합(Self Aligned Cell) 기술이라고 부른다.

미국을 지정국으로 하여 벤자민 에프 폴리토(Benjamin F. Polito), 홀리 지 게이트(Holly G. Gates) 및 에마뉴엘 엠 사하(Emanuel M. Sachs), 그리고 메사츄세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology) 및 1366 인더스트리즈 인코포레이티드(1366 Industries Inc.)라는 이름으로 2009년 4월 17일에 출원되어, 국내단계는 미국특허출원 제 12/937,810호이고 2208년 4월 18일에 출원된 미국 가특허출원 제 61/124,608호와 2008년 12월 12일에 출원된 미국 가특허출원 제 61/201.595호의 우선권을 주장하는 요철 표면의 웨지 임프린트 패터닝(WEDGE IMPRINT PATTERNING OF IRREGULAR SURFACE)이라는 명칭의 특허협력조약 출원 제 PCT/US2009/002423호에 특정의 추가적인 공정 방법 및 장치가 개시되어 있다. 상기 PCT 출원, 미국 특허출원, 및 두 개의 미국 가특허출원은 모두 여기서 언급함으로써 완전히 인용한다. 본 단락에서 언급하는 출원들에 개시된 기술은 여기서 집단적으로 웨지 임프린트법(wedge imprint technology) 또는 웨징법(wedging technology)이라고 부르지만, 경우에 따라서 웨지 이외의 형상을 갖는 돌기부가 사용될 수 있다. 관련 출원들을 아래에서 웨징 용례로 부른다.

간단히 말해서, 이런 웨지 임프린트법은 방법들을 포함한다. 광전지 및 그 외의 용도의 특정 텍스쳐 조직을 갖는 패터닝된 기판이 만들어진다. 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 도시한 바와 같이, 기판들은 기판 웨이퍼(204)를 덮고 있는 레지스트 재료의 박층(202) 상에 가요성 스탬프(110)의 돌기부(112)를 각인함으로써 만들어진다. 사용되는 스탬프 공구는 레지스트 피복(202)이 미리 적용된 기판이나 웨이퍼(204)와 접촉할 때 공구가 변형하도록 충분한 연질의 재료(일반적으로는 엘라스토머재)로 이루어진다. 도 3은 레지스트(202)의 표면(203)과 막 접촉하는 스탬프(110)의 돌기부(112)를 보여준다. 레지스트는 가열시에 연화되어 열 및 압력의 조건하에서 돌기부(112)에서 각인 위치로부터 움직여서 돌기부에 인접한 기판의 영역을 노출시킨다. (레지스트는 돌기부가 레지스트와 접촉하기 전이나 후, 또는 전후에 그리고 접촉 중에 가열될 수 있다) 그리고 기판은 도 5에 도시한 바와 같이 제자리에서 스탬프(110)로 냉각되고 스탬프가 제거되어, 레지스트가 제거된 구멍(521) 하측에 노출된 기판 영역(522)을 남기게 된다. 게다가 기판은 어떤 성형 공정, 일반적으로는 에칭 공정을 받는다. 기판의 노출 부분(522)은 에칭 같은 작용에 의해 제거되며, 레지스트에 의해 보호되는 기판의 부분들이 도 6에서 각각 622(에칭 제거됨) 및 623(에칭되지 않거나 에칭이 덜 됨)에서 남게 된다.

또한 일부 용도에서는 스탬프 돌기부들은 레지스트 재료와 접촉시에 변형되지 않으며 오히려 단지 그 체적 때문에 에칭이 일어날 수 있도록 충분한 레지스트와 교체된다. 예를 들어, 이는 돌기부들의 단부가 편평할 때 발생할 수 있으며, 단지 돌기부들을 레지스트 재료 속으로 가압함으로써 레지스트가 원래 위치로부터 움직인다.

일반적인 기판은 실리콘이며, 일반적인 레지스트는 왁스나 왁스 혼합물, 레진 및 로진이다. 스탬프는 다시 계속하여 반복 사용될 수 있다. 스탬프의 돌기부들은 도시한 피라미드형 요소(112)처럼 분리 이격될 수 있다. 또는 웨징 용례에서 도시한 바와 같이 연장된 웨지 형상의 요소가 될 수 있다. 또는 돌기부들은 그 조합이 될 수 있거나 또는 레지스트 재료를 원래의 덮고 있는 상태로부터 움직이게 할 수 있는 그 외의 어떤 적절한 형상도 될 수 있다.

따라서, 스탬프는 나중에 다른 성형 단계를 받아서 가공물을 성형하게 되는 가공물상의 레지스트 층을 패터닝하는데 사용된다. 그리고 가공물은 광전지 또는 그 외의 용도에 사용될 수 있다. 가공물에 제공될 수 있는 텍스쳐 조직으로는 연장홈, 분리 이격된 피트(pit), 및 이들의 조합 외에도 그 중간물이 포함된다. 가공물을 패터닝하기 위해서는 압반에 기반한 기술들을 사용할 수 있다. 거칠고 울퉁불퉁한 가공물 기판은 연장된 스탬프 요소를 사용하여 스탬프의 형상부가 가공물의 표면과 접촉하도록 함으로써 수용할 수 있다. 웨징 용례 및 상기에서 설명한 방법들은 여기서 웨지 임프린팅 또는 웨징이라고 부른다.

이런 패턴을 적용하기 위한 공정은 패터닝된 요소를 비교적 신속하게 생성할 수 있는 것이 유리하다. 또한 기판을 손상시키지 않고서 이런 요소를 제공하는 것도 유리하다. 이런 손상은 패턴을 가압하는 동안에 너무 큰 힘이 기판에 가해지면 발생할 수 있다. 또한 손상은 패터닝을 위해 유동성 재료를 연화시킨 다음에 다시 이런 패턴을 유지하기 위해 유동성 재료를 경화시키는데 적용되는 열사이클링 때문에 발생할 수도 있다. 또한 이런 손상은 유동성 재료로 덮힌 기판으로부터 공구를 분리함으로써 발생할 수도 있다. 또한 기판과 그 상면의 유동성 재료를 가열 및 냉각할 수 있는 것도 일반적으로 유리하다. 웨이퍼를 파쇄시킬 수 있는 웨이퍼의 좋지 않은 응력을 야기하지 않고서 기판을 신속하고 가열 및/또는 냉각시킬 수 있는 가열 및 냉각 시스템을 갖는 것이 유리할 것이다. 공구와 레지스트 피복된 웨이퍼 사이의 공기가 포획된다면 그 외의 잠재적인 문제점들도 발생할 수 있다. 포획된 공기는 원치않는 압력체제를 야기하는데, 이 압력체제는 예상 및 제어가 곤란한데 왜냐하면 이런 포획된 공기는 비논리적인 불균일한 압력 위치들을 야기하고 따라서 형성된 레지스트의 구멍 크기가 불규칙하게 할 수도 있기 때문이다. 공기와 레지스트층 사이에 포획된 공기가 최소가 되거나 이상적으로는 없는 것이 유리하다. 또한 기판을 처리 스테이션으로 확실하고 신속하게 이동시키고 나서 공정이 가해질 때 기판 가공물을 고정한 다음에 이를 확실하고 신속하게 후속의 처리 스테이션으로 이동시킬 수 있는 것도 중요하다. 또한 기판을 손상시키는 일 없이 그리고 패터닝될 또는 이제 막 패터닝된 유동성 재료를 불안정하게 하는 일 없이 스탬프를 기판에 적용한 다음에 이를 기판에서 제거할 수 있는 것도 중요하다.

공정 중에 공구가 가열 및 냉각되기 때문에 다른 문제점도 발생할 수 있다. 이는 치수 변화를 야기하여 레지스트 재료에 만들어진 패턴에서 원치 않는 치수 차이를 야기할 수 있다.

따라서, 기판을 확실하고 신속하게 취급할 수 있는 시스템을 구비하여, 이를 처리 스테이션으로 이동시킨 다음에 공정이 적용되는 기판 가공물을 고정한 다음, 후속의 처리 스테이션으로 확실하고 신속하게 이동시키는 것이 바람직하다. 또한 갖게 될 유동성 레지스트 재료와 스탬프 공구 사이의 포켓속에 공기가 전혀 포획되지 않거나 기껏해야 최소로만 포획되는 방법을 갖는 것도 바람직하다. 또한 기판에 균열을 발생시키는 일 없이 또는 지나친 응력을 주는 일 없이 그렇지만 상업적으로 허용 가능한 속도로 기판과 그 상면의 유동성 레지스트 재료를 신속하게 가열 및 냉각시킬 수 있는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 또한 기판이나 새롭게 형성된 패턴을 손상시키는 일없이 패터닝 후에 레지스트 재료로부터 공구를 제거할 수 있는 것도 바람직하다. 또한 공구를 가열 및 냉각하여도 유동성 레지스트 재료에 제공된 패턴의 치수 변화나 요철들을 발생시키지 않는 시스템을 제공하는 것도 바람직하다. 또한 신뢰할 수 있고 재생이 가능한 시스템을 개발하는 것도 바람직할 것이다.

간단한 개요

본 발명의 일 방법은 진공이나 공기 차압에 의해 가공물을 고정하는 척에 가공물을 전달하는 다공성 벨트를 사용하여 가공물을 운반하는 방법이다. 본 발명의 장치는 다공성 PTFE로 만들어진 것 같은 다공성 벨트와 공기 차압을 제공할 수 있는 구멍이 마련된 척이다.

본 발명의 다른 방법은 예를 들어 공기 차압이나 진공압에 의해 스탬프를 가열판 쪽으로 당김으로써 가요성 스탬프를 가공물에 적용하기 전에 예열하는 방법이다.

본 발명의 관련 방법은 먼저 스탬프의 중앙을 가공물의 중앙에 접촉시킨 다음에 접촉선을 공통 중심으로부터 반경 방향 외측으로 이동시켜서 스탬프와 덮혀진 가공물 사이의 포켓 속에 공기가 포획되는 것을 방지하거나 적어도 최소화함으로써 가요성 스탬프를 가공물에 적용하는 방법이다. 스탬프는 스탬프를 지지하고 있는 가요성 블래더를 팽창시키거나 가요성 스탬프 및 블래더 뒤에 중앙에 위치하는 추가의 블래더를 사용함으로써 차압에 의해 이미 가공물로부터 가열판 쪽으로 당겨진 스탬프의 측면에 공기압을 적용하여 팽창될 수 있다.

다른 발명은 공기 차압에 의해 가공물을 고정시키고 가공물에 대한 위치에 인접하게 이격된 스페이서를 갖는 작업 스테이션이다. 스페이서들은 스탬프가 가공물의 가장자리 주위를 감싸기보다는 가공물로부터 스페이서까지 걸치도록 함으로써 스탬프가 가공물의 가장자리 주위를 밀봉시키는 것을 방지하기 위해 가공물과 대략 동일면이거나 일 실시형태에서는 가공물보다 약간 높을 수 있는 표면을 갖는다. 스페이서들은 또한 가공물 표면보다 상당히 높은 상면을 가질 수도 있는데, 이 경우 스페이서들은 가공물로부터 더 멀리 위치한다. 이런 스페이서를 작업 스테이션에 제공하는 방법도 일 발명이다.

본 발명의 다른 방법은 가요성 스탬프를 가열 전에 예비장력을 가하여 스탬프가 가열 및 냉각시에 치수가 변화하지 않고 다만 내부 응력이 변화되게 하는 것이다. 따라서 스탬프상의 패턴의 공간적 치수는 온도에 관계없이 일정하게 유지된다.

본 발명의 다른 방법은 먼저 스탬프를 가공물의 코너 및 외측 가장자리에서 가공물로부터 박리한 다음에 점차적으로 가공물 및 스탬프의 공통 중앙쪽 내측으로 박리함으로써, 패터닝 후에 패터닝된 스탬프를 가공물로부터 제거하는 방법이다.

본 발명의 또 다른 방법은 가공물의 외주가 항상 가공물의 중앙의 온도와 같거나 높은 온도에 있도록 하는 방식으로 가공물을 가열하는 것이다. 본 발명의 관련 방법은 가공물의 외주가 항상 가공물의 중앙의 온도와 같거나 높은 온도에 있도록 하는 방식으로 가공물을 냉각하는 것이다. 가열은 중앙 및 주변 도관에 연결되는 방사상 채널을 갖는 채널형 척에 가공물을 고정하고 온수를 주변 도관에 보낸 다음에 방사상 채널을 따라서 중앙 도관을 통해 척에서 빠져나가게 함으로써 이루어진다. 냉각은 냉수를 역방향으로 통과시킴으로써 이루어질 수 있다.

본 발명의 장치는 전술한 바와 같은 척이다.

본 명세서에서 위에서 스탬프라고 말한 항목은 공구라고도 부를 수 있다. 돌출하여 레지스트 재료에 각인을 만드는데 사용되는 스탬프의 요소들은 통상적으로 돌기부라고 부른다. 이들은 또한 압자, 돌기, 웨지 및 피라미드라고도 부를 수 있다. 레지스트 재료가 제공된 다음에 패터닝되는 기판은 일반적으로 기판이라고 부른다. 이는 또한 웨이퍼나 가공물이라고도 부를 수 있다. 기판에 제공되는 재료는 레지스트나 유동성 재료 또는 단지 재료라고 부를 수 있다.

여기서 개시하는 본 발명의 상기 및 그 외의 목적 및 관점들은 도면을 참조하여 보다 잘 이해될 것이다.

도 1은 웨징(wedging)에 사용되는 스탬프를 개략적으로 보여준다(종래 기술).
도 2는 도 1의 스탬프와 스탬프에 의해 패터닝될 레지스트로 피복된 기판을 개략적으로 보여준다(종래 기술).
도 3은 스탬프의 돌기부들의 선단이 레지스트와 이제 막 접촉하는 상태의 도 2의 스탬프 및 기판을 개략적으로 보여준다(종래 기술).
도 4는 스탬프의 돌기부들이 기판에 대하여 변형 및 가압되어 있고, 레지스트가 기판과 스탬프체 사이의 공간을 실질적으로 채운 상태의 충전 모드에서 동작하는 스탬프 및 기판을 개략적으로 보여준다(종래 기술).
도 5는 스탭프에 의한 웨징 후에 기판을 피복하는 레지스트가 패터닝된 스탬프 및 기판을 개략적으로 보여준다(종래 기술).
도 6은 도 5에 도시한 바와 같은 패터닝된 레지스트 마스크를 구비한 에칭 후의 기판을 개략적으로 보여준다(종래 기술).
도 7의 (a)는 가요성 스탬프에 의해 패터닝하기 위한 준비에 있어서, 피복된 기판이 척 위의 위치로 가 있는 본 발명의 공정의 일 단계에 대한 상태에서의 장치의 단면도를 개략적으로 보여준다.
도 7의 (b)는 기판이 진공에 의해 척 상의 제자리에 고정되어 있고 스탬프가 가열판 쪽으로 당겨진 상태의 도 7의 (a)의 장치를 보여준다.
도 7의 (c)는 스탬프가 팽창되어 있고 스탬프 중앙이 기판의 중앙 위를 가압하기 시작하는 상태의 도 7의 (a)의 장치를 보여준다.
도 7의 (d)는 더 크지만 여전히 완성되지 않은 스탬프의 부분이 기판상에 가압되어 있는 상태의 도 7의 (a)의 장치를 보여준다.
도 7의 (e)는 스탬프가 기판의 전체 크기에 걸쳐서 그리고 기판의 크기를 넘어서 완전히 가압된 상태의 도 7의 (a)의 장치를 보여준다.
도 7의 (f)는 스탬프가 진공압에 의해 척으로부터 철수되기 시작하지만 아직 스탬프가 기판 자체로부터 박리되기 시작하기 전의 도 7의 (a)의 장치를 보여준다.
도 7의 (g)는 스탬프가 더 박리되었지만 아직 기판으로부터 완전히 박리되지는 않은 상태의 도 7의 (a)의 장치를 보여준다.
도 7의 (h)는 스탬프가 더욱 박리되었지만 기판으로부터 완전히 박리되지 않은 상태의 도 7의 (a)의 장치를 보여준다.
도 8의 (a)는 도 7의 (a) 내지 (h)에 도시한 것과 유사하게, 또한 가요성 블래더가 중앙에 위치한 본 발명의 공정의 일 단계의 상태의 장치의 단면도를 개략적으로 보여준다.
도 8의 (b)는 기판이 진공에 의해 척 상의 제자리에 고정되어 있고 스탬프 및 중앙 블래더가 가열판 쪽으로 당겨진 상태의 도 8의 (a)의 장치를 보여준다.
도 8의 (c)는 중앙 블래더가 팽창되어 있고 스탬프 중앙이 기판의 중앙위를 가압하기 시작하는 상태의 도 8의 (a)의 장치를 보여준다.
도 8의 (d)는 스탬프가 역시 팽창되어 있어서 더 크지만 여전히 불완전한 스탬프 부분이 기판을 가압하는 상태의 도 8의 (a)의 장치를 보여준다.
도 8의 (e)는 스탬프가 기판의 전체 크기에 걸쳐서 그리고 기판의 크기를 넘어서 완전히 가압되고 중앙 블래더가 그 초기의 휴지 위치로 철수된 상태의 도 8의 (a)의 장치를 보여준다.
도 8의 (f)는 스탬프가 진공압에 의해 척으로부터 철수되기 시작하지만 아직 스탬프가 기판 자체로부터 박리되기 시작하기 전의 도 8의 (a)의 장치를 보여준다.
도 9는 가열 및 냉각 유체를 안내하기 위한 내부 플레넘 및 유체 유동 안내기를 보여주며 가열용 유체 유동 패턴이 도시된 본 발명의 척의 평단면도를 개략적으로 보여준다.
도 9의 (a)는 선 A-A를 따라서의 도 9의 척의 단면도를 개략적으로 보여준다.
도 10은 냉각용 유체 유동 패턴이 도시된 도 9의 척의 평단면도를 개략도를 보여준다.
도 10의 (a)는 선 A-A를 따라서의 도 10의 척의 단면도를 개략적으로 보여준다.
도 11은 가열 및 냉각 유체를 안내하기 위한 내부 플레넘 및 유체 유동 안내기를 보여주며, 탑플레이트가 제거된 상태에서 도 9의 척을 상부로부터 일정 각도로 부분단면으로 개략적으로 보여준다.

개설

도 7의 (a) 내지 (h)는 웨징(wedging) 장치의 단면도를 개략적으로 보여주며, 대표적인 공정 순서를 도시한다. 척(707)은 레지스트 피복 기판 웨이퍼(701)을 가열 및 냉각한다. (척을 가열 및 냉각하기 위한 내부 유로는 도 7의 (a) 내지 (h)에 도시되어 있지 않지만, 도 9, 도 9의 (a), 도 10 및 도 10의 (a)에는 도시되어 있다). 다공성 벨트(703)는 레지스트 피복 웨이퍼(701)를 척 위에 운반하고 척으로부터 운반한다. 척(707)은 단열 지지체(710)에 의해 지지된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 척의 진공 채널(708), 진공 플레넘(709) 및 진공 채널(711)과 다공성 벨트(703)를 통하여 형성되어 웨이퍼를 가공물 스테이션에서 벨트 및 척에 대하여 아래로 누른다. 가공물은 도 7에서 제자리에 있다. 이 진공 압하(hold down)는 웨이퍼와 척 사이에 양호한 열접촉을 제공하여, 나중에 공구를 웨이퍼로부터 벗기는데 도움이 될 것이다. 진공이나 압력이 채널(704)을 통하여 인가되기까지 공구가 편평하도록 가요성 공구/스탬프(706)가 예비 장력하에서 링(712) 속에 조여져 있다. 가열된 탑플레이트(705)는 도 7에 도시한 바와 같이 공구와 압반 사이에 진공을 인가하여 공구를 지정 온도까지 예열하여 공구를 압반에 대하여 위로 당겨서 둘 사이에 양호한 열접촉을 만드는데 사용될 수 있다. 가열된 탑플레이트(705)는 공정의 관찰 및 제어를 용이하게 하기 위해 유리 같은 투명재로 전체적으로 또는 부분적으로 만들어질 수 있다. 공구 자체가 블래더(bladder)같은 팽창 가능한 가요성 멤브레인 상에 지탱될 수 있다. 또는 공구 자체가 블래더를 구성하는 가요성 멤브레인과 일체가 될 수 있다.

성형 작업 개시시에 상부 압반(705)과 공구 사이에 압력이 가해져서 도 7의 (c) 내지 (e)에 도시한 바와 같이 공구를 레지스트 피복 웨이퍼(701)에 대하여 압하할 수 있다. 예를 들어, 적절한 압력은 약 0.02 atm 게이지(gauge) 내지 약 0.5 atm 게이지의 사이, 바람직하게는 약 0.1 atm 게이지가 될 것이다. 제 1 접촉부는 바람직하게는 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 웨이퍼의 중심에 있을 수 있으며, 공구는 도 7의 (d) 및 도 7의 (e)에 도시한 바와 같이 반경 방향 외측으로 움직이는 접촉 영역을 계속하여 내리누른다. 방사상 레이다운은 공구 앞에서 공기를 방사상으로 방출함으로써 스탬프와 피복 웨이퍼 사이의 공기 포켓을 포획하는 것을 피하거나 적어도 최소화한다. 공구가 웨이퍼의 실질적인 전체부위에 걸쳐서 완전히 접촉된 후, 공구의 돌출 압자(indenter)가 레지스트 피복 속에 가압되어 웨이퍼 표면 하측과 접촉함에 따라서 압력이 증가되어 소정의 압축 정도까지 변형시킨다. 이 공정의 이 부분에 대한 적절한 압력은 2 atm 게이지 정도로 높을 수 있다. 스페이서(702)(이하에 보다 자세히 설명함)는 도 7의 (e)에 도시한 바와 같이 작은 거리를 두고 웨이퍼를 둘러싸서 공구가 웨이퍼의 엣지와 합치하여 밀봉하는 것을 방지한다. 스탬프를 웨이퍼로부터 박리하는 것은 탑플레이트(705)와 스탬프(706) 사이에 진공을 형성하여 스탬프를 도 7의 (f)에 도시한 바와 같이 위로 당김에 의해 이루어진다. 진공이 계속하여 인가되면, 도 7G 및 도 7E에 도시한 바와 같이, 스탬프(706)가 웨이퍼(701)로부터 더 박리되어 스탬프가 가해진 패턴의 역으로 분리되는데, 먼저 주변에서 분리되어 내부로 이동하여 마지막으로 중앙에서 분리된다. 스탬프(706)와 탑플레이트(705) 사이의 공간에는 적절한 어떤 방법으로도 진공이 인가될 수 있다. 그 중 한 방법은 탑플레이트와 스탬프 사이의 공간의 주변에서 스탬프와 기판 사이의 압력에 비하여 진공을 형성하거나 압력을 줄이는 것이다. 주변으로부터 중앙으로 채널이 제공될 수 있다. 채널은 적절한 어떤 방식으로도 형성될 수 있다. 채널을 형성하는 한 가지 방법은 스탬프와 대향하는 탑플레이트의 측면상에 방사상 스페이서(도시하지 않음)을 제공하고 이 스페이서들을 그 사이에 채널이 생기도록 서로 근접 배치시키는 것이다. 그리고 스페이서 사이에 형성된 이들 채널을 통하여 주변으로부터 중앙으로 진공이 형성될 수 있다.

다른 관점은 공구(706)와 웨이퍼(701) 사이로부터 공기가 빠져나오는 속도를 상당히 증가시키기 위해 공구(706)와 웨이퍼(701) 사이의 초기 접촉중에 최적의 형상 및 압력을 제공하는 것이다. 도 8의 (a), 도 8의 (b), 도 8의 (c), 도 8의 (d), 도 8의 (e) 및 도 8의 (f)를 참조하여 개략적으로 도시한 일 실시형태에서, 이 압력은 추가의 내측 블래더(814)를 이용함으로써 얻을 수 있다. 이 내측 블래더는 공구(806)와 가열된 탑플레이트(805) 사이에 위치할 수 있으며, 공구(806)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 압력과 진공은 공구(806)와는 독립적으로 내측 블래더(814)에 공급될 수 있다. 작업중에 내측 블래더(814)는 공구(806)가 대기압으로 유지될 수 있는 한편 완전히 팽창될 수 있다. 예를 들어 내측 블래더는 약 0.5 atm 게이지 이하의 압력까지 팽창될 수 있다. 내측 블래더(814)가 완전히 가압된 후, 내측 블래더(814)와 공구(806)의 후면 사이의 공간은 상기 예에서와 같이 0.1 atm 게이지까지 가압될 수 있는데, 이는 공구가 전체 웨이퍼(801)의 크기에 걸쳐서 접촉되게 할 것이다. 이 압력 레벨은 전술한 것과 유사한 레이다운을 야기하므로, 포획된 공기 포켓이 전혀 발생하지 않거나 아주 조금만 발생한다. 그리고 공구 뒤의 이 공간의 압력은 약 2 atm 게이지 까지 계속 증가하여 레지스트 피복 하측의 웨이퍼와 접촉된 압자를 변형시킨다. 내측 블래더와 공구 사이의 압력이 0.5 atm 게이지를 초과하여 상승하면 내측 블래더와 공구가 접촉하지 않게 되는데 이는 그 사이의 압력이 내측 블래더 뒤의 압력보다 높아서 공구로부터 밀려나기 때문이다. 내측 블래더는 또한 그에 대한 기류의 흐름을 차단시킴으로써 부동 상태가 될 수 있다. 내측 블래더(814)와 공구(806) 사이의 접촉을 파괴하면 내측 블래더(814)에 강하게 진공을 적용함으로써 생길 수 있는 웨이퍼(801)의 표면과의 잠재적 유해 상호작용을 최소화시킨다. 내측 블래더가 완전히 수축하면 다음 사이클까지 진공상태에서 가열된 탑플레이트(805)에 대하여 유지될 수 있다.

내측 블래더(814)의 도입은 적어도 두 가지 기능을 한다. 첫째는 공정의 개시시에 공구에 유리한 형상을 부여하는 것이다. 공구를 기본적으로 헐렁하게 하고 이동시키기 위한 내측 블래더만을 사용함으로써 공구와 기판 사이의 접촉이 보다 예리한 각도로 시작하는데 이는 포획된 공기가 기판의 중앙과 접촉하지 않게 밀어내는데 더욱 적합하다. 두 번째 기능은 전체 공기클리닝 공정 중에 공구만으로 가능하던 것보다 높은 압력을 유지하는 것이다. 내측 블래더는 공구보다 작은 직경으로 장착되기 때문에 동일한 수축량 그리고 신장에 의한 표면접촉을 얻기 위해서는 보다 큰 압력을 필요로 한다. 이 높은 압력은 포획된 공기를 보다 신속하게 밀어낸다.

레이다운 공정 중에 포획된 공기 포켓들을 회피하는 것이 유리하지만 많은 경우에 모든 포획된 공기를 완전히 제거하는 것이 만족할만한 공정에는 반드시 필요한 것이 아니라는 것을 알아야 한다.

일반적으로 전술한 바와 같은 공기나 그 외의 유체 같은 공기압을 사용하여 공구를 기판 쪽으로 전진시키기보다는 공구를 기판 쪽으로 가압하는 기계적 장치를 이용하여 공구가 전진될 수 있다. 이는 기계적 장치를 이용하여 전진될 수 있는 중앙 블래더에 관해서도 마찬가지다.

전형적인 스탬프는 총 두께가 대략 0.3 mm일 수 있으며, 돌기부는 대략 0.01 mm(10 미크론)(전형적으로는 약 2 내지 약 20 미크론 사이의 범위)이다. 이런 스탬프는 두 개의 직교하는 방향의 각 방향으로 적어도 대략 0.7 mm에 걸치는 영역에 대하여 돌기부상에 균일한 힘을 받을 것이다. 이 확장부보다 작은 요철부에 있어서 이런 요철부에서의 돌기부상의 힘은 다른 보다 균일한 영역의 돌기부상의 힘에 그다지 근접하지 않을 것이다. 스탬프는 약 0.05 mm 내지 약 1 mm 사이의 범위의 총두께를 가질 수 있는데, 바람직한 범위는 약 0.1 mm 내지 약 0.5 mm 사이다. 보다 얇은 스탬프는 표면 요철부와 기판이 거칠기에 보다 잘 일치할 수 있다. 얇으면서 따라서 가요성이 매우 큰 스탬프와 스탬프의 후면에 적용된 수압을 조합하면 거칠고 기복이 있는 표면상에 고충실도의 패턴을 형성할 수 있는 시스템을 제공한다.

공구상의 돌기부들은 최종 제품의 설계에 따라서 약 5 미크론 내지 약 100 미크론만큼 또는 그 이상만큼 분리될 수 있다. 또한 최종 제품의 설계에 관해서도 그 높이는 약 2 미크론 내지 약 100 미크론이나 그 이상이 될 수 있다. 일반적으로 항상 그렇지는 않지만 더 작은 돌기부들이 서로 보다 근접하게 이격될 것이다.

가열 및 냉각된 척

웨이퍼(701)는 유리하게는 레지스트를 연화시켜서 웨징(wedging) 공정을 가능하게 하기 위해 가열될 수 있다. 웨징 공정 후에, 유리하게는 웨이퍼는 공구가 박리되기 전에 냉각될 수 있다. 가열 및 냉각은 유리하게는 높은 생산속도를 위해 신속하게 이루어진다. 그러나 취성(brittle) 재료를 급하게 가열 및 냉각할 때는 열응력 때문에 파쇄를 일으킬 가능성이 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 가열하는 경우에 웨이퍼의 중앙이 가장자리보다 빨리 가열된다면 중앙의 높은 팽창 때문에 가장자리를 따라서 인장 응력이 발달할 것이다. 미소균열 및 그 외의 결함들이 웨이퍼의 가장자리에서 자주 발견될 때 이는 웨이퍼의 파손으로 이어질 수 있다. 그러나 동시에 가열 사이클이 종료되면 전체 웨이퍼가 균일한 온도에 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점은 웨이퍼의 중앙이 웨이퍼의 주변보다 동일하거나 약간 낮은 온도에 실질적으로 항상 있도록 하는 방법으로 웨이퍼를 가열 및 냉각시키는 것이다. 가열시에 웨이퍼의 주변에서의 온도 상승속도는 웨이퍼의 중앙에서의 상승속도보다 높게 한다. 이런 방법으로 주변은 항상 중앙보다 뜨겁다. 웨이퍼가 목표 온도에 도달함에 따라서 주변과 중앙 사이의 온도차이가 감소하여 결국 제로에 도달한다. 냉각 중에 온도의 하강속도는 주변에서보다 중앙에서 높게 한다. 역시 웨이퍼가 목표 온도에 도달함에 따라서 온도 차이는 제로에 도달한다.

웨이퍼 상의 온도분포는 웨이퍼를 가열 및 냉각시키는 척의 전역에 걸친 온도분포에 의해 제어될 수 있다. 도 9, 도 9의 (a), 도 10 및 도 10의 (a)에 개략적으로 도시한 일 방법에서, 척(1207)의 본체 내에는 유체 전도로가 제공되며 척을 통하여 뜨겁고 차가운 물 또는 그 외의 유체가 통과하여 척을 각각 가열 및 냉각시킨다. 도 9A 및 도 10A는 각각 선 A-A를 따라서의 도 9 및 도 10의 단면도다. 전도로들은 중앙과 주변 사이에 방사상 채널(1223)을 따라서 방사상 유동 패턴을 형성하도록 배치된다. 척이 가열되었을 때(도 9 및 도 9의 (a)에 개략적으로 도시), 온수가 주변 도관(1222)에 들어가서 주변 플레넘(1227) 주위로 흐르고, 바닥 플레이트(1234)의 구멍(1225)을 통하여 바닥 플레이트(1234)와 상측 플레이트(1232) 사이에 형성된 연장 플레넘(1229) 속으로 유입된다. 뜨거운 유체는 화살표 H로 지시한 바와 같이 계속하여 이들 두 개의 플레이트와 리브(1233) 사이에 형성된 채널(1223)을 따라서 중앙 도관(1224) 쪽으로 흐른다. 이 유동 패턴은 중앙보다 빠른 속도로 주변을 가열시킨다. 척(1207)을 냉각하려고 할 때는(도 10 및 도 10의 (a)를 참조하여 개략적으로 도시), 화살표 C로 지시한 바와 같이 냉수가 중앙 도관(1224)으로 유입되어 상술한 것과는 역으로 방사상 외측으로 흘러서 주변 도관(1222)에서 나와서 다시 주변을 중앙보다 뜨겁게 유지한다. 이런 전환은 솔레노이드 작동 밸브 같은 밸브를 사용하여 이루어질 수 있다. 이런 요소들은 탑플레이트(1232)의 일부가 제거된 상태로 위로부터 보아서 그리고 도 9의 선 A-A을 따라서의 단면도로 도시되어 있다. (도 9, 도 9의 (a), 도 10, 도 10의 (a)는 척의 가열 및 냉각 유체 유동 특징만을 보여준다는 것을 알아야 한다. 명확하게 하기 위해서 상기 도면들은 가공물을 척에 지지하고 나중에 해제하기 위해 진공을 형성하는데 사용되는 채널을 보여주지 않는다).

먼저 온수가 척의 주변으로 도입되게 하고 중앙 쪽으로 흐르게 함으로써, 두 개의 메커니즘은 중앙에서보다 빨리 주변을 가열한다는 목적을 달성하는데 기여한다. 먼저 온수는 중앙에 도달하기 전에 주변에 도달하고 따라서 주변이 중앙에 비하여 가열에 있어서 유리한 조건을 갖는다. 둘째로 온수는 중앙 쪽으로 흐르면서 척에 열을 방출하고 따라서 중앙에 도달하는 온수는 주변을 지나 흐르는 온수보다 차갑다.

그러나, 이를 상쇄시키는 제 3 인자도 고려할 수 있다. 예를 들어, 단순히 척의 탑플레이트(1232)와 바닥 플레이트(1234) 사이의 공간으로 유로(1223)가 제공되면, 유체의 속도는 중앙 영역에서 더 높을 것인데, 이는 유동물의 단면적이 중앙 영역에서 더 작기 때문이다. (유로(1223)의 중앙부의 폭은 주변에서의 폭보다 좁다는 것을 유의하라). 이 높은 속도는 높은 열전달 속도로 이어져서 척의 중앙의 온도를 신속하게 변화시킬 수 있다.

이상적으로는 열전달 계수는 척의 전체 표면(중앙 및 주변)에 걸쳐서 동일할 것이다. 해결책은 주변 영역에 리브를 추가하는 것이다. 이들 리브는 두 가지 메커니즘에 의해 열전달 속도를 향상시키는 작용을 할 수 있다. 먼저 유동물의 단면적을 줄임으로써 유체 속도가 증가한다. 두 번째로 리브들은 열전달을 위한 추가의 표면적을 형성한다. 주변에서의 열전달을 향상시키는 다른 방법은 터빈 블레이드 냉각 설계의 당해 기술분야에서 알려진 방법에 따른 교반기 및 트립 스트립을 제공하는 것이다.

주변이 중앙보다 뜨겁도록 가열 및 냉각하면 주변과 비교하여 중앙에서의 서로 다른 팽창 및 수축 영향을 수용하지 않는 당해 기술 분야에 알려진 방법으로 가능하였을 것보다 신속한 온도 변화가 가능하다. 예를 들어, 전형적인 방법에서는 일측면으로부터 다른 측면으로 척의 전역에 걸쳐서 흐르는 유체 유동을 수반한다. 그 결과의 과도적 온도 패턴은 내부응력으로 인해 웨이퍼를 파쇄시킬 것이다. 꾸불꾸불한 패턴으로 적용된 튜브도 유사한 문제점을 야기할 것이다.

가열은 웨이퍼가 척에 이동되자마자 또는 척에 도달하기 직전에라도 시작할 수 있다. 일반적으로 척의 열시상수(thermal time constant)는 대략 0.3초 - 대략 1.5초의 범위, 바람직하게는 그 범위의 하한이다. 이 시상수가 1초라면, 온도가 안정화되는 데는 대략 3초의 기간이 필요하다.

다공성 벨트 및 스페이서와 포획 공기의 회피

웨이퍼는 다공성 벨트(703) 상의 성형 스테이션으로 운반되어 성형 스테이션으로부터 운반될 수 있다. 벨트의 다공성은 진공이 벨트를 통해 형성될 수 있게 한다. 적절한 재료의 예는 테프론같은 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)으로 함침 및 피복된 유리섬유 매트다. 이런 재료는 피복량의 범위에서 이용 가능하다. 다공성 벨트는 직물의 유리섬유 사이의 공간이 채워지지 않은 상태로 유지되도록 테프론을 가볍게 피복함으로써 형성된다. 이런 재료는 캐나다 OK L5T 2J3, 미시사가(Mississauga)의 Green Belting Industries에서 입수 가능하다.

중요한 점은 공구(706)와 웨이퍼(701) 사이의 공기를 포획하는 것을 방지하는 것이다. 이는 몇 가지 검토 사항을 갖는다. 먼저 공구 뒤의 플레넘(15)에 압력을 가하는 동안에 플레넘은 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 중앙에서 외측으로 휘어지는 방법으로 팽창한다. 그리고 공구(706)는 도 7의 (c)의 순서에 도시한 바와 같이 레이다운을 형성한다. 공구는 먼저 공구와 웨이퍼의 중앙에서 레지스트 피복 웨이퍼와 접촉하고, 공구(706)의 블래더 뒤의 압력이 증가함에 따라서 레이다운이 반경 방향 외측으로 전진된다. 이런 방법으로 공구가 레이다운을 형성함에 따라서 공구와 웨이퍼 사이의 존재하는 공기량의 대부분이 반경 방향 외측으로 밀려난다.

블래더/공구/스탬프는 편평할 때라도, 즉 팽창 전이라도 장력 상태로 유지될 수 있다. 일 실시형태에서, 블래더는 지정된 양만큼 신장될 수 있으며 그리고 신장된 블래더는 도시한 바와 같이 두 개가 링 사이에 조여질 수 있다. 이를 수행하는 방법은 블래더를 고정구 속에 배치하고 예를 들어 다수의 탭, 예를 들어 12개의 탭상에서 반경 방향으로 당기는 것이다. 그리고 이 링들은 이들 탭 내부에 적용된다. 링들이 서로 나사 결합된 후(링들 사이에 블래더를 조인 후), 탭을 절제할 수 있다. 일반적으로 블래더는 약 1 - 10%만큼 신장될 수 있다. 이 신장량은 블래더의 면 내에서 모든 방향에서 동일하다. 예비 장력하에 블래더가 있으면 공구가 레지스트 피복 웨이퍼 상에 레이다운을 형성함에 따라서 공구가 예상 가능하고 규정된 방식으로 거동할 수 있도록 한다. (이런 예비 장력이 없으면 접촉할 블래더의 제 1 부분은 중앙 이외가 되며 실제로 스탬프의 큰 면적이 본질적으로 동시에 접촉하여 공기를 포획할 수 있다. 극히 나쁜 경우에 스탬프의 주변이 먼저 아래로 접촉하여 중앙에 공기 포켓을 포획할 수 있다)

또한 스탬프에 예비 장력을 가하면 스탬프의 온도 변화의 영향을 관리하는데 도움에 되는 유리한 효과를 갖는다. 레지스트 피복 웨이퍼 상에 레이다운된 예비 장력이 없는 스탬프를 고려하라. 그리고 웨이퍼(701) 및 스탬프(706)가 가열된다. 스탬프의 열팽창계수는 웨이퍼보다 훨씬 높다(일반적으로 스탬프의 200 E-6/℃ 대 4 E-6/℃). 그 결과 스탬프는 가열 및 냉각 중에 모두 웨이퍼 상에서 횡방향으로 슬라이드할 수 있다. 이에 의하여 레지스트에 임프린트된 패턴이 왜곡될 수 있으며 레지스트에 형성된 구멍 위로 스컴층(scum layer)이 당겨질 수 있다. 그러나 스탬프가 장력을 받기 시작한다면 온도의 변화에 의해 스탬프의 장력이 변화할 것이지만 스탬프의 치수나 형상은 변화하지 않을 것이다. 예를 들어, 열팽창계수가 200 E-6 1/℃인 자립형태의 고무같은 가요성 재료편을 고려하라. 온도가 50℃만큼 상승한다면, 이 고무편은 200 E-6 1/℃ * 50℃ = 1%만큼 팽창할 것이다. 즉, 열에 의해 야기된 변형이 1%가 될 것이다. 고무편의 전체 치수는 1% 커질 것이다. 직경이 250 mm인 원형 스탬프의 고무편의 경우, 스탬프의 직경은 252.5 mm가 될 것이다. 가열 전에 20미크론 떨어져 있던 스탬프상의 돌기부들은 20.2 미크론 떨어져 있을 것이다.

이제 그 대신에 전술한 것처럼 동일한 고무편을 링(712) 속에 조여서 장력 상태로 유지하고 예비 장력이 3%이 변형에 해당하는 것을 고려한다. 더 큰 예비신장 정도도 가능하다. 이 예비 장력이 부가된 스탬프가 50℃만큼 가열되었을 때, 이는 전체 사이즈를 변화시키지 않는데, 가장자리들이 여전히 금속링에 조여져 있기 때문이다(사이즈를 그다지 변화시키지 않는다). 동시에 스탬프 상의 돌기부들 사이의 간격은 변하지 않는다. 변하는 것은 스탬프면에서의 응력량이다. 스탬프가 가열된 경우, 스탬프에서의 인장응력이 감소된다. 스탬프가 냉각된 경우, 스탬프에서의 인장응력이 증가한다. 스탬프가 가열되었을 때 스탬프의 치수가 변하지 않도록 하기 위해, 예비 신장에 의한 변형은 자유 고무편의 열팽창에 의해 야기하였을 최대 변형을 초과하여야 한다.

링들은 일반적으로 원형으로 도시되어 있지만 그럴 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 링들은 사각형, 직사각형 등을 포함한 어떤 적절한 형상도 될 수 있다.

공구가 레이다운되면, 압자가 차지하지 않는 공간속의 레지스트와 공구 사이에 여전히 박층의 공기가 존재한다. 공구 뒤의 압력이 증가함에 따라서 압자는 레지스트를 침투하여 일반적으로 변형된다. 이 두 가지 영향으로 공기가 이용할 수 있는 공간이 감소된다. 공구와 레지스트 사이의 공기는 어느 정도 압축될 수 있지만, 이런 압축은 스탬프와 레지스트 피복 웨이퍼 사이의 가스압 증가로 이어져서 스탬프상의 힘의 감소와 레지스트에서 야기된 구멍의 크기 감소로 이어진다. 따라서 공기의 탈출 경로를 제공하는 것이 중요하다.

스페이서(702)는 이런 경로가 개방 상태를 유지하도록 도와준다. 스페이서는 스탬프(706)에 압력이 가해질 때 웨이퍼(701)의 가장자리를 감싸지 않도록 웨이퍼(701)의 외측에 스탬프(706)를 지지한다. 이렇게 감싸면 웨이퍼의 가장자리 근처의 패턴을 왜곡시킬 것이며 또한 어쩌면 스탬프를 가장자리에 밀봉시키며, 따라서 포획된 공기의 탈출을 방지한다. 이는 또한 스탬프가 웨이퍼로부터 분리되는 것을 방해할 수도 있다. 따라서 스페이서는 스탬프가 웨이퍼의 가장자리와의 깊은 접촉 없이 유지하도록 하는 크기와 위치를 갖는다.

일 실시형태에서 스페이서가 기판의 가장자리에 비교적 근접하여 이격된 스페이서의 높이는 기판과 스페이서의 상면이 모두 대략 동일면이 되도록 패터닝될 웨이퍼(701)의 높이와 대략 동일할 수 있다. 다른 실시형태에서, 스페이서는 기판의 상면 위로 상당히 높은 상면을 가질 수 있는데, 이 경우 스페이서는 낮은 스페이서의 경우에서보다 기판의 가장자리로부터 멀리 이격된다. 일반적으로 그 외에 장치의 크기 등을 고려하면, 스페이서는 기판의 가장자리에 비교적 근접하거나 더 멀리 이격될 수 있다. 스페이서가 더 멀리 놓일수록 상대적으로 높아야 한다.

근접하게 이격된 스페이서에 있어서는 스페이서가 웨이퍼의 상면보다 적어도 약간 높게(도입 공구에 보다 근접하게), 예를 들어 웨이퍼의 상면 위로 약 100 미크론과 대략 동일하게 유지된다.

스페이서는 공기가 이 갭을 따라서 탈출 및 이동하도록 웨이퍼의 가장자리로부터 이동된다. 또한 이 갭은 유리하게는 도입 웨이퍼의 크기 변화를 수용하기에 충분히 넓게 만들어질 수 있다. 예를 들어, 공칭 치수가 156 mm이고 길이 공차가 ±0.5 mm인 웨이퍼에서는 스페이서의 내측 가장자리 사이의 거리가 대략 157 mm다. 따라서 웨이퍼가 공차의 상한에 있는 경우, 갭은 대략 0.25 mm가 될 것이다. 경우에 따라서 갭은 1 mm 정도로 크거나 0.15 mm 정도로 작을 수 있다. 바람직한 실시형태에 있어서, 스페이서는 웨이퍼를 운반하는 벨트의 일부로서 형성되거나 또는 벨트에 부착될 수 있다.

전술한 바와 같이, 스페이서는 기판으로부터 더 멀리 이격될 수 있는데, 이 경우 스페이서들은 기판의 상면 위로 더 멀리 이격된 상면을 가져야 한다. 예를 들어, 스페이서는 상면이 두께 0.2 mm인 웨이퍼이 상면 위로 0.8 mm에 있도록 설정될 수 있다. 이런 스페이서는 웨이퍼의 가장자리로부터 1-10 mm 그리고 일반적으로는 2-4 mm만큼 이격될 것이다. 이렇게 높은 스페이서 접근수단의 이점은 웨이퍼 사이즈의 가변성이 웨이퍼 가장자리와 스페이서 지지체 사이의 갭의 작은 비율이 될 것이며 따라서 지지체의 효과는 웨이퍼 사이즈 변화에 비하여 많이 변하지 않을 것이다. 또한 웨이퍼를 스페이서들 사이의 중간에 배치해야 하는 요구조건도 덜 엄격해질 것이다. 따라서 전술한 바와 같이 보다 더 떨어져서 위치하고 스페이서가 높아진 상태에서 웨이퍼의 표면과 대략 갖거나 표면 위로 100미크론 높은 상면을 갖는 비교적 근접 위치하는 스페이서를 갖기 보다는, 스페이서는 스페이서의 상면 위로 3 mm정도로 이격된 상면을 가질 수 있다.

따라서 0.15 mm 내지 약 1 mm의 범위를 가질 수 있는 웨이퍼의 가장자리로부터의 거리에 따라서, 스페이서의 상면은 웨이퍼의 상면과 대략 동일한 높이와 웨이퍼의 상면 위로 대략 3 mm의 높이 사이에 놓일 수 있는데, 바람직한 범위는 웨이퍼의 상면 위로 0.1 mm 내지 1 mm 사이 또는 다른 고려사항이 절충되지 않는다면 그보다도 크다.

스탬프의 박리

웨이퍼가 냉각되면 스탬프는 패터닝된 레지스트로부터 분리되어야 한다. 특정 실시형태에서, 스탬프는 레지스트로부터 제거(박리)된다. 유리한 박리 방법은 공구 위에서 플레넘에 진공을 가하는 것이다. 박리는 코너 및 가장자리에서 시작하여 내측으로 전진할 수 있다. 유리하게는 박리가 가장자리에서 시작되는 이유는 레지스트와 접촉하지 않으므로 하방으로 유지하는 접착력을 갖지 않는 웨이퍼 외측의 스탬프의 영역(717)이 있기 때문이다. 도 7의 (f)에 도시한 바와 같이, 이 영역은 먼저 스탬프 위로 진공을 적용함으로써 위로 당겨진다. 따라서 박리 작용은 가장자리에서 시작된다.

박리중에 웨이퍼(701)는 진공에 의해 계속하여 하방으로 척(707) 쪽으로 유지된다. 박리가 가장자리를 지나서 전진되면, 박리 라인의 후방과 전방에 진공 압하력이 작용된다. 그러나 박리의 개시시에, 즉 박리 라인이 웨이퍼의 가장자리에 있을 때는 박리에 앞서서 진공 압하만이 있다. 그 결과, 박리 라인이 가장자리로부터 내측으로 전진한 후에 웨이퍼는 박리의 개시시에 진공척으로부터 보다 떨어지기 쉽다. 웨이퍼의 가장자리 및 코너에서의 진공 압하는 웨이퍼(701)의 가장자리 및 코너 근처의 웨이퍼 아래에 보다 많은 진공용 개구(11)를 제공함으로써 이루어질 수 있다.

웨이퍼를 들어올리지 않고 코너 및 가장자리에서 박리를 수행할 수 있는 추가의 방법은 박리 개시시에 보다 천천히 박리하는 것이다. 웨이퍼를 들어올리지 않으면서 코너 및 가장자리에서 박리되게 하는 추가의 방법은 박리 속도를 변화시키는 것이다. 그 외의 경우에는 매우 신속하게 박리하는 것이 유리할 수 있다. 바람직한 박리 속도는 응고된 레지스트 및 스탬프의 상호작용의 특성에 따라서 결정된다. 매우 신속한 박리는 박리에 더 적은 시간이 소요되며 따라서 생산속도가 향상된다는 것이다. 또한 웨이퍼에 가해지는 인상력은 공기가 웨이퍼 아래로 흘러서 진공 플레넘 속으로 들어갈 시간이 없음에 따라서 웨이퍼를 압하하는 진공이 감소될 시간이 없도록 신속하게 이루어지는 이점도 갖는다. 다른 방법은 박리 전에 웨이퍼 및 레지스트의 온도를 실온 미만으로 낮추는 것이다.

본 설명은 하나 이상의 발명을 설명하고 개시한다. 본 발명은 출원 자체뿐만 아니라 본 설명에 기초한 임의의 특허출원의 출원경과중에 개발된 본 문헌 및 관련 문헌의 청구범위에 개시되어 있다. 본 발명자들은 다양한 본 발명의 전부를 추후에 결정되는 바와 같은 종래기술에 의해 허용되는 한계까지 청구하려고 한다. 여기서 설명하는 어떤 특징도 여기서 개시한 각 발명에 필수적인 것은 아니다. 따라서 본 발명자들은 여기서는 설명되었지만 본 설명에 기초한 임의의 특허의 어떤 특정 청구항에서도 청구되지 않은 특징들은 어느 것이라도 이들 청구범위에 포함되어서는 안 되는 것으로 하려 한다. 다른 방법으로서, 특정 실시형태에서는 각 특징의 이익 및 이점들을 이용하기 위해 독립적 특징들이 결합될 수 있다고 생각된다.

예를 들어 다음과 같은 여러 가지 문제점과 관련된 발명들은 아마도 각각 서로 분리되며 단독으로 실시되거나 또는 전술한 발명중의 다른 발명과 조합하여 실시된다: A - 가공물을 운반하기 위해 진공압에 의해 가공물 표면까지 압하될 다공성 벨트를 사용하는 것; B - 가요성 스탬프를 가공물에 적용하기 전에 가열된 플레이트 쪽으로 당김으로써 가요성 스탬프를 예비가열하는 것; C - 스탬프의 중앙을 가공물의 중앙에 접촉시킨 다음에 별개의 중앙 블래더를 사용하거나 사용하지 않고서 접촉 라인을 접촉 라인을 이 공통 중앙으로부터 반경 방향 외측으로 움직임으로써 가요성 스탬프를 가공물에 적용하는 것; D - 가공물의 코너 주위를 심하게 감싸는 일 없이 스페이서 사이의 갭에 스탬프를 연결하도록 가공물의 코너 가장자리로부터 이격되었지만 충분히 높고 근접한 스페이서들을 제공함으로써 가요성 스탬프가 가공물의 코너 가장자리에 대하여 밀봉하는 것을 방지하는 것; E - 가요성 스탬프를 가열되기 전에 예비 장력을 부여하므로 가열 및 냉각시에 치수를 변화시키지 않고 응력 상태를 변화시키는 것; F - 먼저 외측 가장자리 및 코너에서 시작하여 점차적으로 가공물 및 스탬프의 공유 중앙 쪽으로 내측으로 스탬프를 가공물로부터 박리함으로써 패터닝 후에 스탬프를 가공물로부터 제거하는 것; G - 예를 들어 반드시는 아니지만 반경 방향으로 연장되는 유로 및 주변 및 중앙 공급 도관을 갖는 채널형 척에 가공물을 열적으로 접촉시키고 주변에 따뜻한 유체를 제공하고, 주변 또는 가공물이 항상 가공물의 중앙보다 따뜻하도록 환경을 유지함으로써 가공물을 가열하는 것; H - 예를 들어 반드시는 아니지만 반경 방향으로 연장되는 유로 및 주변 및 중앙 공급 도관을 갖는 채널형 척에 가공물을 열적으로 접촉시키고, 냉각 유체를 중앙에 제공하고 주변이나 가공물이 가공물의 중앙보다 항상 따뜻하게 환경을 유지함으로써 가공물을 냉각시키는 것.

따라서, 적어도 8개의 독립적 발명이 있을 수 있다(하지만 가열과 냉각 발명들은 약간 관련성이 있지만 독립적으로 실시될 수 있다). 이들 8개의 독립적 개념들은 임의의 다른 단일 개념과 함께 그리고 임의의 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 여섯 개 또는 일곱 개 전부와 함께 사용될 수 있다. 따라서 이들 발명들의 부조합으로 생각되는 50개 이상의 가능한 조합에 달하는 8개에서 2개를 선택하는 조합이 있다. 이들 중의 일부라도 독립적으로 기재하는 것은 비현실적일 것이다. 그러나 각각은 명시적으로 유럽특허조직을 포함한 모든 사법권에서 발명이 될 것으로 생각된다.

여기서 하드웨어의 일부 조립체, 또는 단계들의 그룹들은 발명이라고 부른다. 그러나 이는 특히 이런 조립체나 그룹들이 반드시 하나의 특허출원에서 심사될 발명의 개수 또는 발명의 단일성에 관한 법률 및 규정에 의해 생각되는 것 같은 특허가능하게 독특한 발명이라는 것을 인정하는 것이 아니다. 이는 발명의 실시형태를 말하는 간단한 방법이라는 것이다.

요약서를 함께 제출한다. 이 요약서는 심사관 및 검사관이 본 기술적 설명의 주제를 신속하게 확인할 수 있게 할 요약서를 요구하는 규칙에 따르기 위해 제공하는 것이라는 것을 강조한다. 이 요약서는 특허청 규칙에서 약속된 바와 같은 청구범위의 범위나 의미를 해석하거나 한정하는데 사용되지 않을 것이라는 양해하에서 제출한다.

상기 논의 내용은 예시적인 것으로서 이해되어야 하며 어떤 의미로도 한정하는 것으로 생각되어서는 안 된다. 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시형태를 참조하여 구체적으로 도시 및 설명되었지만, 당업자라면 청구범위에 의해 정의되는 것 같은 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈함 없이 다양한 변형 형태 및 상세 사항이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

아래의 청구범위에서 모든 수단 또는 단계와 기능 요소들의 대응 구조, 재료, 행위 및 동등물은 상기 기능을 구체적으로 청구된 바와 같은 다른 청구 요소와 함께 수행하기 위한 임의의 구조, 재료 또는 행위를 포함하는 것이다.

발명의 관점

본 발명의 다음과 같은 관점들을 여기서 설명하려고 하며, 이 절(section)은 이 관점들을 언급할 수 있도록 하는 것이다. 이들은 관점이라고 부르며, 청구범위와 유사하게 보이지만 이들은 청구범위가 아니다. 그러나 미래의 어느 시점에서 출원인은 본 출원과 임의의 관련 출원들에서 이들 관점의 어느 것 및 전부를 청구할 권리를 보유한다.

1. 가요성 공구를 기판에 적용하는 방법으로서,

a. 가요성 공구를 가열체에 접촉시키는 단계;

b. 가요성 공구를 원하는 온도까지 가열하는데 충분한 시간 동안 가열체와 접촉 상태로 유지하는 단계;

c. 공구를 가열체와의 접촉상태로부터 해제하는 단계; 및

d. 공구를 기판 쪽으로 그리고 기판과 접촉하도록 전진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

2. 관점 1에 있어서, 가요성 공구를 접촉시키는 단계는 공구를 기판으로부터 제 1 방향으로 당겨서 가열체와 접촉시키는 것을 포함한다.

3. 관점 2에 있어서, 가요성 공구를 당기는 단계는 가요성 공구와 가열체 사이의 공간에 가요성 공구와 기판 사이의 제 2 압력보다 작은 제 1 압력을 인가하는 것을 포함한다.

4. 관점 3에 있어서, 제 1 압력은 진공압을 포함한다.

5. 관점 1-3 중의 하나에 있어서, 공구를 기판 쪽으로 전진시키는 단계는 가요성 공구와 가열체 사이의 공간에 가요성 공구와 기판 사이의 제 4 압력보다 큰 제 3 압력을 인가하는 것을 포함한다.

6. 중앙 및 주변을 갖는 가요성 공구를 역시 중앙과 주변을 갖는 기판에 적용하는 방법으로서, 가요성 공구의 중앙을 기판의 중앙 쪽으로 전진시켜서 가요성 공구의 다른 어떤 부분이 기판과 접촉하기 전에 가요성 공구의 중앙이 기판의 중앙과 접촉하게 하는 단계를 포함하는 방법.

7. 관점 6에 있어서, 가요성 공구의 중앙을 전진시키는 단계는 기판과 대향하는 공구의 측면의 반대쪽의 가요성 공구의 측면상에 블래더를 제공하고, 블래더를 팽창시켜서 접촉시키고 가요성 공구의 중앙을 기판 쪽으로 가압하는 것을 포함한다.

8. 관점 5-7 중의 하나에 있어서, 보다 많은 공구 면적이 기판과 접촉함에 따라서 공구의 중앙으로부터 반경 방향 외측으로 전진하는 선 상에서 공구를 기판과 접촉시키는 단계를 더 포함한다.

9. 관점 9에 있어서, 상기 선은 보다 많은 공구 면적이 기판과 접촉함에 따라서 증가하는 반경을 갖는 원을 포함한다.

10. 관점 6-9 중의 하나에 있어서, 공구를 접촉시키는 단계는 공구와 기판 사이의 공기 포켓을 포획함 없이 기판의 연속적인 부위를 접촉시키는 것을 포함한다.

11. 관점 7-10 중의 하나에 있어서, 가요성 공구가 기판과 접촉하고 있는 동안 블래더를 가요성 공구와 접촉하는 상태로부터 철수시키는 단계를 더 포함한다.

12. 주변을 갖는 가요성 공구를 역시 주변을 갖는 기판에 적용하는 방법으로서,

a. 기판을 캐리어상에 제공하는 단계;

b. 공간에 의해 기판의 주변으로부터 이격되어 적어도 부분적으로 둘러싸는 캐리어상에 스페이서를 제공하는 단계; 및

c. 공구가 공간에 걸치도록 기판 및 스페이서의 치수보다 크며 주변을 갖는 공구를 기판 및 스페이서와 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

13. 관점 12에 있어서, 기판과 스페이서는 각각 상면을 가지며, 스페이서는 그 상면이 기판의 상면과 대략 동일면이 되도록 하는 크기를 가진다.

14. 관점 12에 있어서, 기판과 스페이서는 각각 상면을 가지며, 스페이서는 그 상면이 기판의 상면보다 약간 높도록 하는 크기를 가진다.

15. 관점 12에 있어서, 기판과 스페이서는 각각 상면을 가지며, 스페이서는 그 상면이 기판의 상면보다 적어도 대략 100 미크론 그리고 약 3 mm 미만의 높이에 있도록 하는 크기를 가진다.

16. 관점 12-15 중의 하나에 있어서, 공간은 대략 0.15 mm 내지 대략 10 mm 사이다.

17. 관점 12-16 중의 하나에 있어서, 캐리어는 상면에서 기판이 운반되는 운반 벨트이며, 스페이서는 벨트에 고정된 요소들을 포함한다.

18. 관점 12-16 중의 하나에 있어서, 캐리어는 상면에서 기판이 운반되는 운반 벨트이며, 스페이서는 벨트와 일체로 된 구성요소를 포함한다.

19. 중앙 및 주변을 갖는 연장형 기판 가공물을 가열하는 방법으로서,

a. 내부를 관통하는 유로를 갖는 척을 제공하는 단계;

b. 가공물을 기판상에 배치하는 단계; 및

c. 가공물의 주변이 항상 가공물의 중앙의 온도 이상으로 유지되도록 가열 유체를 유로에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

20. 관점 19에 있어서, 유로를 갖는 척을 제공하는 단계에서 유로는

a. 중앙 도관;

b. 적어도 하나의 주변 도관; 및

c. 각각 중앙 도관과 적어도 하나의 주변 도관과 유압 연통되는 다수의 방사상 채널을 포함한다.

21. 관점 19에 있어서, 적어도 하나의 주변 도관은 다수의 주변 도관을 포함한다.

22. 관점 20 또는 21에 있어서, 가열 유체를 제공하는 단계는 따뜻한 유체를 적어도 하나의 주변 도관에 제공하고, 상기 유체를 방사상 채널을 따라서 반경 방향 내측으로 중앙 도관 쪽으로 흘러서 중앙 도관을 통해 흐르게 하는 것을 포함한다.

23. 관점 19 내지 22 중의 하나에 있어서, 가공물의 주변이 항상 가공물의 중앙의 온도 이상으로 유지되도록 냉각 유체를 유로에 제공함으로써 가공물을 냉각시키는 단계를 더 포함한다.

24. 관점 23에 있어서, 냉각 유체를 제공하는 단계는 냉각 유체를 중앙 도관에 제공하고 유체가 방사상 채널을 따라서 반경 방향 외측으로 적어도 하나의 주변 도관 쪽으로 흘러서 주변 도관을 통해 흐르게 하는 것을 포함한다.

25. 중앙 및 주변을 갖는 연장형 기판 가공물을 냉각시키는 방법으로서,

a. 내부를 관통하는 유로를 갖는 척을 제공하는 단계;

b. 가공물을 기판상에 배치하는 단계; 및

c. 가공물의 주변이 항상 가공물의 중앙의 온도 이상으로 유지되도록 냉각 유체를 유로에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

26. 관점 25에 있어서, 유로를 갖는 척을 제공하는 단계에서, 상기 유로는,

a. 중앙 도관;

b. 적어도 하나의 주변 도관; 및

c. 각각 중앙 도관 및 적어도 하나의 주변 도관과 유압 연통되는 다수의 방사상 채널을 포함한다.

27. 냉각 유체를 제공하는 단계는 냉각 유체를 중앙 도관에 제공하고 유체가 방사상 채널을 따라서 반경 방향 외측으로 다수의 주변 도관 중의 적어도 하나 쪽으로 흘러서 그 하나를 통해 흐르게 하는 것을 포함한다.

28. 가공물을 고정하는 척으로서,

a. 중앙부 및 주변;

b. 다음을 포함하는 유로; 및

i. 중앙 도관; 및

ii. 적어도 하나의 주변 도관,

c. 각각 중앙 단부 및 주변 단부를 가지며, 중앙 도관 및 적어도 하나의 주변 도관과 유압 연통된 다수의 방사상 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 척.

29. 관점 28에 있어서, 적어도 하나의 주변 도관은 다수의 도관을 포함한다.

30. 관점 28 또는 29에 있어서, 중앙 부근과 비교하여 주변에서 채널을 통해 흐르는 유체로부터의 열전달을 증가시키기 위한 요소를 더 포함한다.

31. 관점 30에 있어서, 열전달을 증가시키기 위한 요소는 적어도 하나의 방사상 채널에 있어서 채널의 주변 단부 부근에 적어도 일부가 위치하는 리브를 포함한다.

32. 관점 30에 있어서, 열전달을 증가시키기 위한 요소는 교반기를 포함한다.

33. 관점 30-32 중의 하나에 있어서, 열전달을 증가시키기 위한 요소는 트립 스트립을 포함한다.

34. 관점 28-33 중의 하나에 있어서, 가공물 스테이션, 및 척을 통하여 진공이 가해져서 가공물을 가공물 스테이션에 제자리에 고정시키도록 배치된 채널을 더 포함한다.

35. 가요성 공구를 기판에 적용하는 방법으로서,

a. 기판을 평면 가요성 요소를 포함하는 가요성 공구 근처에 제공하는 단계;

b. 가요성 요소의 면내에서 모든 방향에서 실질적으로 동일한 장력을 가요성 공구에 적용하는 단계; 및

c. 공구를 기판 쪽으로 전진시켜서 기판과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

36. 관점 35에 있어서, 텐션을 적용하는 단계는 가요성 요소를 한 쌍의 링 사이에 조이는 것을 포함한다.

37. 관점 35 또는 36에 있어서, 장력을 공구에 적용하는 단계는 다수, 즉 적어도 4개의 주변 위치에서 반경 방향 외측으로 당기는 것을 포함한다.

38. 중앙 및 주변을 갖는 가요성 공구를 역시 중앙 및 주변을 갖는 기판으로부터 제거하는 방법으로서, 가요성 공구의 주변을 기판의 주변으로부터 철수하여, 공구의 다른 모든 부분들이 기판으로부터 철수된 후에 가요성 공구의 중앙이 기판의 중앙과 접촉 상태로 유지되도록 하여 공구의 중앙이 공구의 다른 모든 부분이 분리된 후에 기판으로부터 분리되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

39. 관점 38에 있어서, 보다 적은 공구 부위가 기판과 접촉함에 따라서 공구의 중앙 쪽으로 반경 방향 내측으로 전진하는 선 상에서 공구를 기판으로부터 철수시키는 단계를 더 포함한다.

40. 관점 38 또는 39에 있어서, 상기 선은 보다 적은 공구 부위가 기판과 접촉함에 따라서 감소하는 반경을 갖는 원을 포함한다.

41. 관점 38-40 중의 하나에 있어서, 철수 단계는 공구의 두 면에 차압을 제공함으로써 이루어진다.

42. 가요성 공구를 기판과 그 표면상의 유동성 층에 적용하는 방법으로서,

a. 패턴을 보유하고 또한 가요성 요소의 면 내에서 모든 방향으로 실질적으로 동일한 장력에 있는 평면 가요성 요소를 포함하는 가요성 공구를 기판이 있는 환경에 제공하는 단계; 및

b. 가요성 요소를 가열하에서 유동성 층에 접촉시키는데, 상기 접촉 단계 중에 가요성 공구가 장력 상태로 유지되도록 장력 정도에 대한 가요성 공구의 가열 정도를 조정하여 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

43. 관점 42에 있어서, 가요성 공구가 냉각되게 하는 단계를 더 포함한다.

44. 관점 42 또는 43에 있어서, 가열은 기판, 가요성 공구 및 환경 중의 적어도 하나에 열을 가함으로써 이루어진다.

45. 관점 42-44 중의 하나에 있어서, 상기 가열 정도는 공구상에 보유된 패턴의 치수가 변하지 않도록 조정된다.

46. 관점 42-45 중의 하나에 있어서, 장력 상태의 평면 요소를 제공하는 단계는 상기 가열 단계 중에 자유롭게 팽창하였더라면 가요성 공구의 열팽창에 의해 야기되었을 최대 변형을 초과하는 변형에 대응하는 정도까지 장력 상태의 평면 요소를 제공하는 것을 포함한다.

47. 관점 42-46 중의 하나에 있어서, 가요성 공구는 한 쌍의 링 사이에 조여진 가요성 요소를 포함한다.

48. 관점 47에 있어서, 가요성 공구는 평면 시트와 적어도 4개의 주변 위치에 위치하는 다수의 탭을 포함한다.

49. 관점 42-48 중의 하나에 있어서, 가요성 공구는 중앙 및 주변을 가지며, 기판도 중앙 및 주변을 가지며, 상기 방법은 가요성 공구의 중앙을 기판의 중앙 쪽으로 전진시켜서 공구의 다른 어떤 부분이 기판과 저촉하기 전에 가요성 공구의 중앙이 기판의 중앙과 접촉하게 하는 단계를 더 포함한다.

50. 관점 49에 있어서, 가요성 공구의 중앙을 전진시키는 단계는 가요성 공구를 팽창시키는 것을 포함한다.

관점 49에 있어서, 가요성 공구의 중앙을 전진시키는 단계는 블래더를 기판과 대향하는 공구의 측면의 반대쪽의 가요성 공구의 측면상에 제공하고 블래더를 팽창시켜서 접촉하게 하고 가요성 공구의 중앙을 기판 쪽으로 가압하는 것을 포함한다.

52. 관점 49-51 중의 하나에 있어서, 가요성 공구의 중앙이 유동성 재료와 접촉한 후에 가요성 공구를 실질적으로 그 전체 크기가 유동성 재료와 접촉하도록 가요성 공구를 팽창시키는 단계를 더 포함한다.

53. 관점 49-52 중의 하나에 있어서, 보다 큰 공구 부위가 유동성 재료와 접촉함에 따라서 공구의 중앙으로부터 반경 방향 외측으로 전진하는 선 상에서 공구를 유동성 재료와 접촉시키는 단계를 더 포함한다.

54. 관점 53에 있어서, 상기 선은 보다 큰 공구 부위가 유동성 재료와 접촉함에 따라서 증가하는 반경을 갖는 원을 포함한다.

55. 관점 49-54 중의 하나에 있어서, 공구를 접촉시키는 단계는 공구와 유동성 재료 사이의 공기 포켓을 포획하는 일 없이 유동성 재료의 연속적 부위와 접촉시키는 것을 포함한다.

56. 관점 51에 있어서, 가요성 공구가 유동성 재료와 접촉하고 있는 동안 블래더를 가요성 공구와 접촉상태에서 철수시키는 단계를 더 포함한다.

57. 관점 50에 있어서, 가요성 공구를 팽창시키는 단계는 기판과 대향하는 공구의 측면의 반대쪽의 가요성 공구의 측면상에 약 0.1 내지 2 atm 게이지의 압력을 제공하는 것을 포함한다.

58. 관점 51에 있어서, 블래더를 팽창시키는 단계는 약 0.5 atm 게이지의 압력을 블래더에 제공하는 것을 포함한다.

Claims

가요성 공구를 기판과 그 표면상의 유동성 층에 적용하는 방법으로서,
a. 패턴을 보유하며 또한 가요성 요소의 면내에서 모든 방향으로 실질적으로 동일한 장력 상태에 있는 평면 요소를 포함하는 가요성 공구를 기판이 있는 환경에 제공하는 단계; 및
b. 가요성 요소를 가열하에서 유동성 층에 접촉시키는데, 상기 접촉 단계중에 가요성 공구가 장력 상태로 유지되도록 장력 정도에 대한 가요성 공구의 가열 정도를 조정하여 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 가열은 기판, 가요성 공구 및 환경 중의 적어도 하나에 열을 가함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가열 정도는 공구에 보유된 패턴의 치수가 변하지 않을 정도인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 장력 상태의 평면 요소를 제공하는 단계는 가열 단계 중에 가요성 공구가 자유롭게 팽창할 수 있도록 하였을 경우에 가요성 공구의 열팽창에 의해 야기될 최대 변형을 초과하는 변형에 대응하는 정도까지 장력 상태의 평면 요소를 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 공구는 중앙 및 주변을 갖고, 기판도 중앙과 주변을 가지며, 상기 방법은 가요성 공구의 중앙을 기판의 중앙 쪽으로 전진시켜서 공구의 다른 어떤 부분이 기판과 접촉하기 전에 가요성 공구의 중앙이 기판의 중앙과 접촉하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 가요성 공구의 중앙을 전진시키는 단계는 가요성 공구를 팽창시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 가요성 공구의 중앙을 전진시키는 단계는 기판과 대향하는 공구의 측면의 반대쪽의 가요성 공구의 측면상에 블래더를 제공하고, 블래더를 팽창시켜서 접촉시켜서 가요성 공구의 중앙을 기판 쪽으로 가압시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 가요성 공구의 중앙이 유동성 재료와 접촉한 후, 가요성 공구의 실질적으로 전체 크기가 유동성 재료와 접촉하도록 가요성 공구를 팽창시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 보다 큰 공구 부위가 유동성 재료와 접촉함에 따라서 공구의 중앙으로부터 반경 방향 외측으로 전진하는 선 상에서 공구를 유동성 재료와 접촉시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 선은 보다 큰 공구 부위가 유동성 재료와 접촉함에 따라서 증가하는 반경을 갖는 원을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 가요성 요소를 접촉시키는 단계는 공구와 유동성 재료 사이의 공기 포켓을 포획함 없이, 유동성 재료의 연속적 부위를 접촉시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 가요성 공구가 유동성 재료와 접촉하고 있는 동안 블래더를 가요성 공구와의 접촉 상태로부터 철수시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서, 가요성 공구를 팽창시키는 단계는 기판과 대향하는 공구의 측면의 반대쪽의 가요성 공구의 측면상에 약 0.1 내지 2 atm 게이지의 압력을 제공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 블래더를 팽창시키는 단계는 약 0.5 atm 게이지의 압력을 블래더에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
가요성 공구를 기판에 적용하는 방법으로서,
a. 가요성 공구를 가열체와 접촉시키는 단계;
b. 가요성 공구를 원하는 온도까지 가열시키기에 충분한 시간 동안 가요성 공구를 가열체와 접촉 상태로 유지하는 단계;
c. 공구를 가열체와의 접촉 상태로부터 해제하는 단계; 및
d. 공구를 기판 쪽으로 전진시켜서 기판과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15 항에 있어서, 가요성 공구를 접촉시키는 단계는 공구를 기판으로부터 제 1 방향으로 당겨서 가열체와 접촉하게 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 있어서, 가요성 공구를 당기는 단계는 가요성 공구와 기판 사이의 제 2 압력보다 작은 제 1 압력을 가요성 공구와 가열체 사이의 공간에 적용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
중앙과 주변을 갖는 가요성 공구를 역시 중앙가 주변을 갖는 기판에 적용하는 방법으로서, 가요성 공구의 중앙을 기판의 중앙 쪽으로 전진시켜서 가요성 공구의 다른 부분이 기판과 접촉하기 전에 가요성 공구의 중앙이 기판의 중앙과 접촉하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 18 항에 있어서, 가요성 공구의 중앙을 전진시키는 단계는 기판과 대향하는 가요성 공구의 측면의 반대쪽의 가요성 공구의 측면상에 블래더를 제공하고, 블래더를 팽창시켜서 접촉시키고 가요성 공구의 중앙을 기판 쪽으로 가압하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 보다 큰 공구 부위가 기판과 접촉함에 따라서 공구의 중앙으로부터 반경 방향 외측으로 전진하는 선 상에서 공구를 기판에 접촉시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 가요성 공구를 접촉시키는 단계는 공구와 기판 사이의 공기 포켓을 포획함 없이, 기판의 연속적 부위를 접촉시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 가요성 공구가 기판과 접촉하고 있는 동안 블래더를 가요성 공구와의 접촉 상태로부터 철수시키는 단계를 더 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
주변을 갖는 가요성 공구를 역시 주변을 갖는 기판에 적용하는 방법으로서,
a. 기판을 캐리어상에 제공하는 단계;
b. 공간에 의해 기판의 주변으로부터 이격되어 적어도 부분적으로 둘러싸는 캐리어상에 스페이서를 제공하는 단계; 및
c. 기판 및 스페이서보다 커서 공구가 공간에 걸치는 치수를 갖고 주변을 갖는 공구를 기판 및 스페이서와 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 기판과 스페이서는 각각 상면을 가지며, 스페이서는 그 상면이 기판의 상면보다 약간 높도록 하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 기판과 스페이서는 각각 상면을 가지며, 스페이서는 그 상면이 기판의 상면으로부터 적어도 대략 100 미크론 그리고 약 3 mm 미만으로 이격된 위치에 있도록 하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공간은 대략 0.15 mm 내지 대략 10 mm인 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어는 상면 상에서 기판이 운반되는 운반 벨트이며, 스페이서는 벨트에 고정된 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어는 상면 상에서 기판이 운반되는 운반 벨트이며, 스페이서는 벨트와 일체로 된 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
중앙과 주변을 갖는 가요성 공구를 역시 중앙과 주변을 갖는 기판으로부터 제거하는 방법으로서, 가요성 공구의 주변을 기판의 주변으로부터 철수시켜서, 가요성 공구의 다른 모든 부분들이 기판으로부터 철수한 후에 가요성 공구의 중앙이 기판의 중앙과 접촉 상태로 유지하게 하여 공구의 다른 모든 부분이 분리된 후에 공구의 중앙이 기판으로부터 분리되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항에 있어서, 보다 적은 공구 부위가 기판과 접촉함에 따라서 공구의 중앙 쪽으로 반경 방향 내측으로 전진하는 선 상에서 공구를 기판으로부터 철수시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 상기 철수 단계는 가요성 공구의 양측 면에 차압을 제공함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.