(57)【要約】  ミリサイズのかつ／またはマイクロサイズのかつ／またはナノサイズの構造を作製する方法および型が提供される。
2018520512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリサイズのかつ／またはマイクロサイズのかつ／またはナノサイズの構造を基板（６）の基板表面（６ｏ）に作製する方法であって、以下の順序：
ａ）前記基板表面（６ｏ）の上方への型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の配置、
ｂ）前記基板表面（６ｏ）に対して相対的な前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の位置合わせ、
ｃ）前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の構造表面（５ｏ）と前記基板表面（６ｏ）との接触、
ｄ）前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の前記構造表面（５ｏ）にわたって注入材料（１４）を分配するための、前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の少なくとも１つの網状部（２２）内への注入材料（１４）の導入、
ｅ）前記注入材料（１４）の硬化、
ｆ）前記注入材料（１４）からの前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の離型、
を有する、ミリサイズのかつ／またはマイクロサイズのかつ／またはナノサイズの構造を基板（６）の基板表面（６ｏ）に作製する方法。
【請求項２】
前記構造を残存層なく作製する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記注入材料（１４）を、毛管現象を用いて前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の前記網状部（２２）内へ導入する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記注入材料（１４）を、前記網状部（２２）に負圧を形成することにより該網状部（２２）内へ導入し、前記網状部（２２）における圧力は、１ｂａｒより低い、好適には、１０-1ｂａｒより低い、さらに好適には５＊１０-2ｂａｒより低い、最も好適には１０-2ｂａｒより低い、さらに最も好適には１０-3ｂａｒより低い、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記注入材料（１４）を、１０ｂａｒ〜１０-6ｍｂａｒ、好適には、８ｂａｒ〜１０-4ｍｂａｒ、さらに好適には６ｂａｒ〜１０-2ｍｂａｒ、最も好適には４ｂａｒ〜１０-1ｍｂａｒ、さらに最も好適には２ｂａｒ〜１ｂａｒの圧力（ｐ１）により前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の前記網状部（２２）内へ導入する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記注入材料（１４）は、低粘度であり、室温での粘度は、１０Ｅ６ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、好適には１０Ｅ５ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、さらに好適には１０Ｅ４ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、最も好適には１０Ｅ３ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓである、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）は、排気可能なプロセスチャンバ内に位置し、当該方法を、０．１ｂａｒより低い圧力を有する真空雰囲気内で行う、請求項１記載の方法。
【請求項８】
型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）であって、
注入材料（１４）のための少なくとも１つの導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）と、当該型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の構造表面（５ｏ）にわたって前記注入材料（１４）を分配するための、少なくとも１つの前記導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）と接続された少なくとも１つの網状部（２２）とを備える、型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）。
【請求項９】
前記網状部（２２）ごとに複数の導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）、好適には２より大きな数の導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）、さらに好適には５より大きな数の導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）、その上さらに好適には１０より大きな数の導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）、最も好適には２０より大きな数の導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）を有する、請求項８記載の型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）。
【請求項１０】
複数の導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）を有し、該導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）は、非対称に、特に当該型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の片側だけに配置されている、請求項８記載の型（１，１’，１’’，１’’’，１１ＩＶ）。
【請求項１１】
複数の導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）を有し、該導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）は、対称に、特に当該型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の中心へ向けて対称に配置されている、請求項８記載の型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）。
【請求項１２】
１μｍより小さい、好適には、１００ｎｍより小さい、さらに好適には１０ｎｍより小さい、最も好適には１ｎｍより小さい平均孔径を有する開放多孔性を有する、請求項８記載の型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）。
【請求項１３】
特に１ｍｍより小さい、好適には１００μｍより小さい、さらに好適には１０μｍより小さい、最も好適には１００ｎｍより小さい、さらに最も好適には１０ｎｍより小さい構造（５）をその構造表面（５ｏ）に有する、請求項８記載の型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）。
【請求項１４】
前記構造表面（５ｏ）は、付着防止層により被覆されている、請求項８記載の型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）。
【請求項１５】
アパーチャ（２１）を有するマスク（１８）が、前記構造表面（５ｏ）とは反対の側の型表面（１ｏ，１ｏ’，１ｏ’’，１ｏ’’’，１ｏＩＶ）に配置されている、請求項８記載の型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体産業では、通常は、マイクロメートルのみならずナノメートル基準で構造が作製される。そのような構造の作製は、数多くのリソグラフィ法を用いて行われる。近年、とりわけインプリントリソグラフィが実証されている。インプリントリソグラフィを用いると、ナノメートルサイズの構造を、スタンプの押付けにより形成することができる。
【０００２】
そのために押付け材料が基板上に付着される。付着後に、基板に対して相対的な押付けスタンプの位置合わせが行われる。その後で、押付けスタンプと基板とが互いに近付く。押付けスタンプの構造が、押付け材料に形成される。押付け材料から押付けスタンプが離型される前に、押付け材料は硬化される。硬化は、熱的にかつ／または電磁放射を用いて行われる。
【０００３】
インプリントリソグラフィでは、別のプロセスステップ、特にエッチングにより除去しなければならない残存層の固有の形成の問題が生じる。残存層の除去は、追加的なコストを伴い、とりわけ残存層と同じ量だけエッチング除去される構造自体にも影響を及ぼす。構造の少なくとも部分的なエッチング除去は、残存層のエッチングの自ずと生じる副産物である。
【０００４】
基板の表面に構造を付着させる別の方法は、マイクロコンタクトプリンティング（英語：ｍｉｃｒｏ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ、μＣＰ）である。μＣＰ法により、原則的に、基板表面上でスタンプの構造を転写材料に転写することができるが、ただし、材料転写は多くの問題を伴う。したがって、転写材料は、スタンプに収容されている間、これに対して良好な付着性を有するが、ただし、この付着性は、基板表面と接触した後で、剥離できるようにするために、ほとんど失われるようにしなければならない。スタンプ表面よりも、転写材料に対する極めて高い付着防止特性を有する基板表面の使用も考えられる。ただし、基板ひいては基板表面は、自由に選択可能ではなく、極めて多くの場合にプロセスにより設定される。所定の材料から製作しなければならないスタンプを用いても状況は同様である。
【０００５】
したがって課題は、構造を基板の基板表面に低コストでかつ基板を傷つけずに作製することができる方法および型を提供することである。さらに、注入材料、型および／または基板の材料は、できるだけ自由に選択可能であるべきである。
【０００６】
この課題は、独立請求項の対象により解決される。本発明の好適な態様は、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た少なくとも２つの特徴から成るあらゆる組合せも本発明の枠内に含まれる。値の範囲については、記載の範囲内に位置する値も限界値として開示されていて、任意に組み合わせた形で権利請求できるものとする。
【０００７】
したがって本発明により、とりわけミリサイズのかつ／またはマイクロサイズのかつ／またはナノサイズの構造を基板の基板表面に作製する方法であって、以下の順序：
ａ）基板表面の上方への型の配置、
ｂ）基板表面に対して相対的な型の位置合わせ、
ｃ）型の構造表面と基板表面との接触、
ｄ）型の構造表面にわたって注入材料を分配するための、型の少なくとも１つの網状部内への注入材料の導入、
ｅ）注入材料の硬化、
ｆ）注入材料からの型の離型、
を有する、方法が提案される。
【０００８】
したがって本発明により、さらに、型であって、注入材料のための少なくとも１つの導入部と、型の構造表面にわたって注入材料を分配するための、少なくとも１つの導入部と接続された少なくとも１つの網状部とを備える、型が提案される。網状部とは、特に連続するいくつかの溝および／または中空室と解される。
【０００９】
したがって、本発明の核心は、特に注入成形により基板表面に構造を製作すること、特に基板表面に残存層のない構造を作製することにある。
【００１０】
本発明は、好適には、残存層なくミリメートルサイズのかつ／またはマイクロメートルサイズのかつ／またはナノメートルサイズの構造を基板表面に作製することを可能にする。
【００１１】
本発明は、特に、まず型を基板の表面に設置し、その後で毛管現象に基づく毛管力および／または真空および／または正圧により、注入材料を型の網状部内へ送り、これにより、基板表面を特に残存層なく被覆するという思想に基づいている。全般的に、正圧とは、押付け材料が行き渡るべき網状部における圧力よりも大きい圧力と解される。特に、正圧とは、雰囲気圧力より大きな圧力、特に１ｂａｒより大きな圧力と解される。
【００１２】
本発明は、特にミリメートルサイズのかつ／またはマイクロメートルサイズのかつ／またはナノメートルサイズの構造を作製するのに使用することができる。特に、本発明は、
・特にコンポーネントを封止するためのパッキングプロセス、
・リソグラフィプロセス、特にマイクロリソグラフィプロセスおよび／またはナノリソグラフィプロセス、
を実行するのに適している。
【００１３】
本発明により、特に以下のコンポーネントを製造することができる：
・マイクロ流体デバイス（英語：ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  ｄｅｖｉｃｅｓ）
・光学系
・回折光学系、特に
回折格子
回折レンズ
・レンズ、特に
フレネルレンズ
・微少電子機械システム（ＭＥＭｓ）。
【００１４】
したがって、本発明は、コンポーネントをパッキングする、特に封止するための、本発明による方法または本発明による型の使用に関する。さらに本発明は、特に、構造化プロセス、特にマイクロ構造化プロセスおよび／またはナノ構造化プロセスに対する本発明による方法または本発明による型の使用に関する。さらに本発明は、特に、マイクロ流体デバイス、光学系および／または微少電子機械システムを製造するための、本発明による方法または本発明による型の使用に関する。
【００１５】
さらに本発明は、特に、本発明による方法または本発明による型により作製された、ミリメートルサイズのかつ／またはマイクロメートルサイズのかつ／またはナノメートルサイズの構造を基板の表面に有する基板に関する。
【００１６】
型は、少なくとも１つの、特に連続する溝から成る網状部を有する。このような網状部は、明細書の後述の記載において、略して、連続する網状部と称される。複数の連続する網状部が型内に存在するが、互いに接続されていないことも考えられる。この場合、各々の連続する網状部は、少なくとも１つの導入部を有しなければならない。本発明による型は、特に２０より少ない、好適には１０より少ない、さらに好適には５より少ない、最も好適には３より少ない、さらに最も好適には２より少ない数の連続する網状部を有する。明細書の後述の記載において、分かりやすくするために、単一の連続する網状部について言及している。
【００１７】
網状部は、本発明による方法では、注入材料により充填される。全般的に、網状部は、完全に連続して構成されていて、したがって全ての溝がつながっている限り、任意に構造化されてよい。連続しない領域は、本発明によるプロセスにおいて、注入材料により充填することができない。これにより、本発明による態様およびプロセスは、押付けスタンプが注入材料に押し付けられ、これにより連続しない領域の作製も可能となる従来慣用のインプリント技術とは異なる。すなわち、連続しない領域は、複数の網状部を有する型によってのみ作製することができる。
【００１８】
網状部は、流体力学的に最適化されるべきである。この種の最適化は、好適には、シミュレーションソフトウェアにより計算される。鋭いエッジは、網状部においてできるだけ回避され、丸み部により置き換えられるべきである。丸み部は、１ｍｍより小さい、好適には１００μｍより小さい、さらに好適には１０μｍより小さい、最も好適には１μｍより小さい、さらに最も好適には１００ｎｍより小さい半径を有する。流体力学特性は、とりわけ丸み部の半径と溝幅との比に依存するので、好適な比が以下の通り開示される。丸み部の半径と溝幅との比は、０．０１より大きい、好適には０．１より大きい、さらに好適には１より大きい、最も好適には１０より大きい、さらに最も好適には２０より大きい。
【００１９】
型は、網状部ごとに少なくとも１つの導入部を有し、導入部を介して注入材料が導入される。網状部ごとに複数の導入部、特に１より大きな数の導入部、さらに好適には２より大きな数の導入部、さらに好適には５より大きな数の導入部、最も好適には１０より大きな数の導入部、さらに最も好適には２０より大きな数の導入部も考えられる。これにより、好適には注入材料を良好に１つまたは複数の網状部において分配することができる。
【００２０】
複数の導入部が、対称にまたは非対称に型のまわりに配置されてよい。有利には、導入部の分配は、網状部のデザインに対応する。特に、導入部は、充填されるべき大きな容積を有する領域により多くの導入部が存在するように分配されている。理想的には、特に、導入部の数に対する容積の比が一定である。導入部の数と充填されるべき容積との比の、さらに正確で好適な説明は、質量流量に関して行われる。質量流量とは、時間単位ごとに所定の横断面を通って搬送される質量と解される。したがって、好適には、充填されるべき容積とこの容積に流入する質量流量との比は、一定である。より多くの導入部が容積に通じている場合、質量流量とは、導入部ごと質量流量の総和と解される。
【００２１】
本発明による好適な態様では、複数の導入部が、非対称に、特に型の片側だけに配置されている。導入部の非対称な位置決めにより、注入材料は、非対称に導入されてよく、非対称に、特に１つまたは複数の導出部を介して、型の、導入部に対して直径方向で反対の側で流出してよい。
【００２２】
択一的な、本発明による好適な態様では、導入部が、対称に、特に型の中心へ向けて配置されている。導入部の、特に中心へ向けられた対称の配置の場合、注入材料により押し込まれた気体を、真空が形成されない場合には、特に中心の導出部を介して逃がすことができる。特に中心のこの導出部は、好適には、上側の、特に型の構造表面とは反対の側の型表面で、型から離間する。
【００２３】
別の好適な態様では、型が、１つの導入部と１つの導出部とを有し、導入部と導出部とは、網状部を介して互いに接続されている。導入部と導出部とは、たとえば上側の型表面を越えて型から離間する。択一的に、導入部と導出部とは、たとえば型側面を越えて型から離間する。
【００２４】
別の好適な態様では、型は、対称に位置決めされた２つの導入部と１つの導出部とを有し、導入部と導出部とは、網状部を介して互いに接続されている。導入部は、特に型側面を越えて型から離間し、導出部は、特に型表面を越えて型から離間する。
【００２５】
導入部と導出部とは、特に置き換えてもよいので、注入材料を、導出部を介して供給し、導入部を介して排出してもよい。
【００２６】
別の好適な態様では、型は、導入部を有し、導出部を有しない代わりに多孔性の材料を有するので、型または型の孔を介して気体を逃がすことができる。
【００２７】
網状部は、特に分岐する複数の溝から成る。溝は、各々の任意の横断面を有してよい。横断面は、好適には矩形である。とりわけ三角形、台形、円形の横断面またはこれらの横断面の組合せも考えられる。網状部の溝は、型内で製作されなければならない。矩形の、台形のまたは三角形の凹部を、特にエッチングプロセスにより、かつ単結晶の基板の結晶学的配向の利用により作製することは、方法技術的に最も簡単である。
【００２８】
矩形の横断面は、１ｍｍより小さい、好適には、１００μｍより小さい、さらに好適には１０μｍより小さい、最も好適にはより１μｍ小さい、さらに最も好適には１００ｎｍより小さい幅を有する。矩形の横断面は、１ｍｍより小さい、好適には１００μｍより小さい、さらに好適には１０μｍより小さい、最も好適には１μｍより小さい、さらに最も好適には１００ｎｍより小さい深さを有する。三角形の横断面は、１ｍｍより小さい、好適には１００μｍより小さい、さらに好適には１０μｍより小さい、最も好適には１μｍより小さい、さらに最も好適には１００ｎｍより小さい三角形高さを有する。三角形の横断面は、１ｍｍより小さい、好適には１００μｍより小さい、さらに好適には１０μｍより小さい、最も好適には１μｍより小さい、さらに最も好適には１００ｎｍより小さい三角形片長さを有する。
【００２９】
円形の横断面は、１０ｍｍより小さい、好適には１ｍｍより小さい、さらに好適には１００μｍより小さい、最も好適には１０μｍより小さい、さらに最も好適には１μｍより小さい半径を有する。
【００３０】
少なくとも１つの導入部および／または少なくとも１つの導出部にアダプタが接続されてよい。アダプタは、網状部への注入材料の損失のない引渡しおよび／または網状部からの注入材料の損失のない受取りを可能にする接続コンポーネントである。したがって好適には、アダプタにシール要素が装着されている。
【００３１】
複数の導出部が存在するとき、注入材料を排出時に分散することができ、これにより気泡が形成され得る。したがって、導出部の数は、好適には最少である。というのも、これにより気泡形成が抑えられるからである。したがって、導出部の数は、２０より小さい、好適には１０より小さい、さらに好適には５より小さい、最も好適には２より小さい、さらに最も好適には厳密に１である。
【００３２】
本発明による格別な態様では、型は、導出部を有しておらず、多孔性であり、存在する気体を型の孔を通って逃がすことができる一方、注入材料の分子は、多孔性の型を通じて逃がすには大きすぎる。これにより、本発明によれば、とりわけさらに改善された、型内の注入材料の分配を達成することができる。というのも、形成される圧力が、注入材料のより良好な、特により完全な、したがって気泡のない分配をもたらすからである。
【００３３】
この場合、型の平均的な孔サイズは、１μｍより小さい、好適には１００ｎｍより小さい、さらに好適には１０ｎｍより小さい、最も好適には１ｎｍより小さい。多孔性は、特に開放多孔性である。
【００３４】
多孔性は、型を通じて気体を逃がすことを可能にする。気体は、特に押付け工程の間に型または網状部内へ導入されるか、または硬化、特に露光中に発生する。これにより、特に導出部を省略することができる。
【００３５】
型は、ハード型またはソフト型として構成されてよい。ソフト型は、インプリント技術において、ソフトスタンプとも称される。
【００３６】
ハード型は、大きな弾性を有する。弾性は、弾性率により表される。この場合、ハード型の弾性率は、１ＧＰａ〜１０００ＧＰａ、好適には１０ＧＰａ〜１０００ＧＰａ、より好適には２５ＧＰａ〜１０００ＧＰａ、最も好適には５０ＧＰａ〜１０００ＧＰａ、さらに最も好適には１００ＧＰａ〜１０００ＧＰａである。いく種かの鋼の弾性率は、たとえば２００ＧＰａである。
【００３７】
ハード型は、好適には、以下の材料または材料クラスから成る：
・金属、特に
・Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ
・半導体、特に
・Ｇｅ、Ｓｉ、αＳｎ、フラーレン、Ｂ、Ｓｅ、Ｔｅ
・化合物半導体、特に
・ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＩｎｘＧａｌ−ｘＮ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＧａＰ、ＢｅＴｅ、ＺｎＯ、ＣｕＩｎＧａＳｅ２、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｈｇ（ｌ−ｘ）Ｃｄ（ｘ）Ｔｅ、ＢｅＳｅ、ＨｇＳ、ＡｌｘＧａｌ−ｘＡｓ、ＧａＳ、ＧａＳｅ、ＧａＴｅ、ＩｎＳ、ＩｎＳｅ、ＩｎＴｅ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＧａＳ２、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｓｉ
・合金、特に
・金属合金
・セラミックス、特に
・粘土セラミックス
・機能性セラミックス
・非金属ガラス、特に
・有機非金属ガラス
・無機非金属ガラス、特に
・非酸化物ガラス、特に
・ハロゲン化物ガラス
・カルコゲナイドガラス
・酸化物ガラス、特に
・リン酸塩ガラス
・ケイ酸塩ガラス、特に
・アルミノケイ酸塩ガラス
・ケイ酸鉛ガラス
・アルカリケイ酸塩ガラス、特に
・アルカリ土類ケイ酸塩ガラス
・ホウケイ酸塩ガラス
・ホウ酸塩ガラス、特に
・アルカリホウ酸塩ガラス。
【００３８】
ソフト型は、より小さな弾性を有する。弾性は、弾性率により表される。この場合、ソフト型の弾性率は、１ＧＰａ〜１００ＧＰａ、より好適には１ＧＰａ〜５０ＧＰａ、最も好適には１ＧＰａ〜２０ＧＰａである。
【００３９】
ソフト型は、好適には以下の材料または材料クラスから成る：
・ポリマー、特に
・熱可塑性樹脂
・熱硬化性樹脂
・ケイ酸塩、特に
・オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）
・シロキサン、特に
・シルセスキオキサン、特に
・多面体オリゴマーシルセスキオサン（ＰＯＳＳ）
・ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）
・フルオロポリマー、特に
・パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）。
【００４０】
型は、本発明によれば、その型接触側（構造表面とも称される）で構造を有する。構造は、特に１ｍｍより小さい、好適には１００μｍより小さい、さらに好適に１０μｍより小さい、最も好適には１００ｎｍより小さい、さらに最も好適には１０ｎｍより小さい。
【００４１】
型接触側（構造表面）は、被覆されていてよい、または被覆されていなくてもよい。被覆は、好適には、構造と基板表面との間の付着防止作用に、かつ／または構造と注入材料との間の付着防止作用に役立つ。付着防止層の場合、付着作用は、好適には最小である。付着作用は、２つの表面を互いに、特に構造表面から基板表面を、または構造表面から注入材料表面を再び分離するのに必要なエネルギにより表される。この場合、エネルギは、Ｊ／ｍ２で表される。この場合、単位面積あたりのエネルギは、２．５Ｊ／ｍ2より小さい、好適には０．１Ｊ／ｍ2より小さい、さらに好適には０．０１Ｊ／ｍ2より小さい、最も好適には０．００１Ｊ／ｍ2より小さい、さらに最も好適には０．０００１Ｊ／ｍ2より小さい、その上さらに最も好適には０．００００１Ｊ／ｍ２より小さい。
【００４２】
付着防止層は、とりわけ、型が離型工程時にわずかな力しか掛けずに基板および／または注入材料から分離するように働く。択一的に、固有の電位を表面に形成するために、帯電させることができる、特に金属から成る機能性被覆も考えられる。
【００４３】
型は、好適には、注入材料の熱的なおよび／または電磁的な硬化にも使用される。
【００４４】
型が注入材料の熱的な硬化に使用される場合、熱的な伝導性は、好適には最大である。熱伝導率は、０．１Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜５０００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、好適には１Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜２５００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、さらに好適には１０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜１０００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、最も好適には１００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜４５０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）である。
【００４５】
注入材料を硬化するのに使用される熱量は、型内で貯えられるのではなく、注入材料へ搬送されるべきである。したがって、型の熱容量をできるだけ小さくするべきである。本発明による型の熱容量は、蓄熱を阻止するために、できるだけ小さくなっている。たいていの固体では、適度の温度および圧力において、一定の体積の熱容量が、一定の圧力の熱容量とほとんど違わない。したがって、明細書の後述の記載において、両方の熱容量の間で区別はなされない。さらに、比熱容量が表されている。比熱容量は、２０ｋＪ／（ｋｇ＊Ｋ）より小さい、好適には１０ｋＪ／（ｋｇ＊Ｋ）より小さい、さらに好適には１ｋＪ／（ｋｇ＊Ｋ）より小さい、最も好適には０．５ｋＪ／（ｋｇ＊Ｋ）より小さい、さらに最も好適には０．１ｋＪ／（ｋｇ＊Ｋ）より小さい。
【００４６】
注入材料が型を通じて電磁的に硬化される場合、型は、電磁放射に対して透過性でなければならない。注入材料は、特に、１０ｎｍ〜２０００ｎｍ、好適には１０ｎｍ〜１５００ｎｍ、さらに好適には１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、最も好適には１０ｎｍ〜５００ｎｍ、さらに最も好適には１０ｎｍ〜４００ｎｍの波長領域の電磁放射に対して透過性である。
【００４７】
型がソフト型として構成されている場合、固い基板（英語：ｂａｃｋｐｌａｎｅ）上のソフト型の定着が考えられる。この場合、ソフト型は、注入材料からの容易な離型を可能にするために、十分な弾性を維持するが、固い基板により十分な強度を有する。しかも、本発明による格別な態様では、固い基板は、容易に曲げられるように、十分な弾性を有する。これにより、周辺からのソフト注入材料の特に容易な離型が、特に連続的で漸進的に進行するプロセスにおいて可能となる。特に位置合わせマークを有する固い基板の使用により、本発明によるプロセスが行われるべき基板に関するソフト型の位置決めおよび位置合わせも簡単化される。
【００４８】
本発明による別の態様は、型に関し、アパーチャを有するマスクが、型の構造表面とは反対の側の型表面上に配置されている、特に形成されている。マスクは、露光領域のマスキングを可能にする。電磁放射は、型の、マスクのアパーチャの直下に位置する箇所だけを露光する。露光されない箇所は、後続のプロセスステップで容易に除去することができる。これにより、本発明により特に容易に、連続しない領域を作製することが可能である。注入材料は、完全に連続する網状部にわたって分配されるが、硬化プロセスにおいて引き続きマスキングされ、これにより構造化される。
【００４９】
マスクは、特に、注入材料を硬化させる放射の波長領域の波長に対して非透過性である。マスクの使用により、硬化されるべき注入材料の各々の領域を正確に特定することができる。本発明による格別な態様では、アパーチャは、必ずしも網状部と重なり合わなくてよい。これにより、網状部のより微細な構造化が可能となる。というのも、電磁放射により硬化されない、網状部の各々の領域を、後続のプロセスステップで、基板表面から除去することができるからである。もちろん、アパーチャが網状部に対して重なり合うマスクも考えられる。極めて好適な態様では、アパーチャが、型に凹設されている。
【００５０】
アパーチャは、型に被着された非透過性の材料層の空所である。材料層自体の材料は、注入材料を硬化させるべき、使用される電磁放射に対して非透過性である。アパーチャを包囲する材料は、特に金属から成る。
【００５１】
完全を期すために、本発明による態様およびプロセスは、原則として、任意の液体の分配および／または付着を可能にすることが言及される。したがって、本発明による態様は、特に、注入材料の付着だけではなく、全般的に、液体の付着に対して設計されている。たとえば網状部または網状部路に沿った付着防止液の、本発明による付着が考えられる。この場合、液体を部分的に再び除去することも考えられる。注入材料と基板との間の付着性を高めるために、特に注入材料の導入前に付着補助剤を付着することが、他に考えられる別の可能性である。ただし、明細書の後述の記載において、例示的に、トポグラフィ的な役割を満たす、硬化された構造を作製するために、網状部路に沿って設けられるべき注入材料だけを取り扱う。
【００５２】
注入材料は、本発明による網状部の、最適な、効率的な、迅速にかつとりわけ気泡のない充填を可能にするために、できるだけ低粘度であるべきである。粘度は、温度に強く依存する物理的特性である。粘度は、一般的に、温度が増加するにつれ減少する。粘度は、室温で１０Ｅ６ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、好適には１０Ｅ５ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、さらに好適には１０Ｅ４ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、最も好適には１０Ｅ３ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓである。全般的に、注入材料の粘度は、網状部の寸法が小さいほど、特に溝の横断面の寸法が小さいほど、より小さくしなければならない。
【００５３】
注入材料からの型の効率的な離型を得るために、注入材料と型との間の付着作用は、できるだけ小さくするべきである。付着作用は、２つの表面を互いに再び分離するのに必要なエネルギにより表される。この場合、エネルギは、Ｊ／ｍ２で表される。この場合、単位面積あたりのエネルギは、２．５Ｊ／ｍ２より小さい、好適には０．５Ｊ／ｍ２より小さい、さらに好適には０．３Ｊ／ｍ２より小さい、最も好適には０．１Ｊ／ｍ２より小さい、さらに最も好適には０．００１Ｊ／ｍ２より小さい、その上さらに最も好適には０．００１Ｊ／ｍ２より小さい。
【００５４】
注入材料からの型の離型の際に、押し付けられる構造の破壊を阻止するために、注入材料と基板との間の付着作用をできるだけ大きくするべきである。付着作用は、２つの表面を互いに再び分離するのに必要なエネルギにより表される。この場合、エネルギは、Ｊ／ｍ２で表される。この場合、単位面積あたりのエネルギは、０．００００１Ｊ／ｍ２より大きい、好適には０．０００１Ｊ／ｍ２より大きい、さらに好適には０．００１Ｊ／ｍ２より大きい、最も好適には０．０１Ｊ／ｍ２より大きい、さらに最も好適には０．１Ｊ／ｍ２より大きい、その上さらに最も好適には１．０Ｊ／ｍ２より大きい。
【００５５】
注入材料は、熱的にかつ／または電磁的に、特にＵＶ光により硬化可能である。
【００５６】
本発明によれば、システムまたはスタックは、少なくとも１つの基板と本発明による型とから成る。この場合、型は、注入材料による充填前に、基板と接触される。基板と型との組合せは、スタックとも称される。スタックは、特にサンプルホルダ上に位置する。スタックは、サンプルホルダに対して相対的に定着される。定着は、クランプにより行われてよい。好適には、定着は、サンプルホルダに対向する、スタックに圧力を加える加圧装置により行われる。特にタッキングによる、基板に対して相対的な型の定着も可能である。タッキングは、特に局所的に作用する熱、特にレーザによる、２つの表面の定着である。レーザは、特に局所的に、少なくとも１箇所で、好適には少なくとも２箇所で、さらに好適には少なくとも３箇所で、最も好適には少なくとも５箇所で、さらに最も好適には約１０箇所で作用し、これにより型を基板に定着する。これにより生じる、基板と型との間の付着強さは、互いの変位を阻止するには十分に大きいが、本発明による押付けプロセスの後で再び容易に分離されるには十分に小さい。
【００５７】
注入材料は、好適には、直接に少なくとも１つの導入部を介して型の網状部内へ導入される。特に、供給部と導入部との間の接続が形成される。チューブ、ニードルおよび／またはノズルを介する、注入材料の供給が考えられる。特に、最適な形状接続式の接続を形成するために、アダプタが、チューブ、ニードルまたはノズルと型との間に取り付けられてよい。
【００５８】
他に記述されていない場合、圧力は、常に絶対圧力スケールに関係する。
【００５９】
本発明による別の態様では、スタックおよび／または型および／またはサンプルホルダは、排気されたプロセスチャンバ内に位置する。この方法は、特に、１ｂａｒより低い、好適には０．１ｂａｒより低い、さらに好適には０．０１ｂａｒより低い、その上さらに好適には１ｍｂａｒより低い、最も好適には０．１ｍｂａｒより低い圧力を有する真空雰囲気内で行われる。型の網状部は、プロセスチャンバを介して排気される。注入材料は、好適には、直接に供給部を介して網状部内へ導入される。
【００６０】
本発明による第１のプロセスステップでは、特に透過性の型の、基板または基板表面の上方への設置または配置が行われる。型を、手動で、半自動で、かつ／または全自動で基板の上方に装着することができる。半自動のかつ／または全自動の設置に際して、好適には、ロボットが用いられる。基板は、サンプルホルダに、定着部、特に真空路を介して定着することができる。
【００６１】
本発明による第２のプロセスステップでは、基板または基板表面に対して相対的に型の位置合わせが行われる。位置合わせは、特に機械的にかつ／または光学的に行われる。位置合わせは、特にｘ方向および／またはｙ方向に行うことができる。とりわけ、型の特に正確な位置合わせは、位置合わせマークを用いて行うことができる。好適には、型は、依然としてロボットに位置する。より良好な分解能を有する第２の上側のサンプルホルダ上の、ロボットによる型の定着も考えられる。特に、高精度で位置合わせを行うために、位置合わせ装置における型の設置または位置合わせが考えられる。
【００６２】
第３の本発明によるプロセスステップでは、型または型の構造表面と基板または基板表面との接触が行われる。接触は、特に、型と基板との間の相対的な接近が行われる接近プロセスで行われる。好適には、型と基板とは、特に専ら重力により惹起される極めて小さな押圧力により互いに接触する。構造表面は、特に、後のプロセスステップにおける離型を容易にするために被覆されてよい。構造表面と基板表面との接触により、特に完全な、連続する、雰囲気へ向けて開いた網状部が形成される。網状部とは、全ての溝の集合と解される。
【００６３】
本発明による第４のプロセスステップで、型または網状部への注入材料の導入が行われる。この場合、注入材料の導入は、特にそれぞれ異なる少なくとも３つの方式で行われる。本発明によれば、特に、少なくとも１つの導入部または全ての導入部への注入材料の供給が重要である。これは、たとえば、特にシールを備える、管路とアダプタとから成る少なくとも１つの供給部により行われ、供給部は、形状接続および／または摩擦力接続により、サンプルホルダおよび／または基板および／または型に取り付けられる。注入材料は、たとえば正圧により、かつ／または特に少なくとも１つの導出部を介する網状部の排気により、かつ／または毛管力により、網状部内へ搬送される。注入材料を、ニードルを有する少なくとも付着システムにより、少なくとも１つの供給部の付近で付着させることも考えられる、この場合、毛管力により、網状部を通って注入材料が搬送される。
【００６４】
好適な第１の態様では、注入材料の導入は、型の網状部の排気により行われる。この場合、注入材料は、特に網状部に負圧を形成することにより、網状部内へ導入される。全般的に、圧力とは、常に、注入材料の圧力よりも小さい圧力と解される。特に、圧力とは、雰囲気圧より低い、特に１ｂａｒより低い圧力と解される。型の網状部は、少なくとも１つの導出部を介して排気される一方、同時に少なくとも１つの導入部を介して、注入材料の供給が行われる。網状部の排気により、外側の雰囲気と網状部の内側との間に圧力差が生じる。網状部に関する正圧は、注入材料を、本発明に従って網状部を通って押し付ける。本発明による特に好適な態様では、形成された真空は、網状部内への注入材料の搬送に役立つだけではなく、型を基板に定着するために用いられる押圧力に対しても役立つ。この場合、網状部において形成される圧力は、１ｂａｒより低い、好適には１０-1ｂａｒより低い、さらに好適には５＊１０-2ｂａｒより低い、最も好適には１０-2ｂａｒより低い、さらに最も好適には１０-3ｂａｒより低い。
【００６５】
注入材料は、特に、直接に少なくとも１つの導入部に接続された、管路とシールとから成る供給部を介して導入される。好適には、同時に、たとえば別の管路と別のシールとを介して少なくとも１つの導出部に接続された吸出し装置を介して、網状部に真空が形成される。真空の形成により、本発明による特に好適な２つの効果が生じる。第１には、外側と網状部との間の圧力差により、注入材料を網状部内へ押し込む力Ｆ１が注入材料に及ぼされる。第２には、この圧力差は、表面力Ｆ２を形成し、これにより、型を基板へ押し付ける。表面力Ｆ２は、構造面があらゆる箇所で基板と接触されているように作用する。これにより、基板上の型の特に最適で好適な定着がもたらされる。型が基板から持ち上がらないように、注入材料の圧力ｐ１は、外側から作用する圧力ｐ２よりも小さくまたは極端な場合にはこれと同一にしなければならない。さらに、未だ注入材料が通流していない空の網状部に作用する圧力ｐ３は、注入材料を前進させ、注入材料内に作用する圧力ｐ１よりも小さくしなければならない。そうでない場合には、網状部を通る注入材料の拡がりが不可能である。網状部を通る注入材料の進行に毛管力が作用することは、この考察では無視される。
【００６６】
圧力ｐ１は、１０ｂａｒ〜１０-6ｍｂａｒ、好適には、８ｂａｒ〜１０-4ｍｂａｒ、さらに好適には６ｂａｒ〜１０−２ｍｂａｒ、最も好適には４ｂａｒ〜１０−１ｍｂａｒ、さらに最も好適には２ｂａｒ〜１ｂａｒである。
【００６７】
圧力ｐ２は、１０ｂａｒ〜１０-6ｍｂａｒ、好適には、８ｂａｒ〜１０-4ｍｂａｒ、さらに好適には６ｂａｒ〜１０-2ｍｂａｒ、最も好適には４ｂａｒ〜１０-1ｍｂａｒ、さらに最も好適には２ｂａｒ〜１ｂａｒである。
【００６８】
圧力ｐ３は、１０ｂａｒ〜１０-6ｍｂａｒ、好適には、８ｂａｒ〜１０-4ｍｂａｒ、さらに好適には６ｂａｒ〜１０-2ｍｂａｒ、最も好適には４ｂａｒ〜１０-1ｍｂａｒ、さらに最も好適には２ｂａｒ〜１ｂａｒである。
【００６９】
第２の好適な態様では、注入材料の導入は、毛管現象により行われ、この場合、注入材料は、毛管現象に基づく毛管力を介して、型の網状部内へ導入される。この場合、注入材料は、少なくとも１つの導入部を介して、網状部に近付けられる。網状部における構造の小さなサイズにより、拡がり方向とは逆向きに見て凹状の注入材料フロントがもたらされる。この凹状の注入材料フロントの結果、注入材料フロントの手前の注入材料蒸気圧の低下が生じる。これにより生じる、注入材料の前側と後側との間の圧力差は、網状部による圧力差を生じさせる。
【００７０】
注入材料は、特に、管路から成る供給部を介して導入される。供給部は、たとえばチューブ、ニードルおよび／またはノズルである。供給部は、特にサンプルホルダ、基板または型と接触するのではなく、注入材料を少なくとも１つの供給部の付近で付着させる。複数の供給部が存在すると、相応に多くの供給部を設けなければならない。注入材料は、専ら毛管現象により、網状部内へ引き込まれる。ただし好適には、同時に、たとえば管路とシールとを介して少なくとも１つの導出部に接続された吸出し装置を介して、真空が網状部内に形成される。真空の形成により、本発明による特に好適な２つの効果が生じる。第１には、外側と網状部との間の圧力差により、注入材料を網状部内へ押し込む力Ｆ１が注入材料に及ぼされる。第２には、この圧力差は、表面力Ｆ２を形成し、これにより、型を基板へ押し付ける。これにより、基板上の型の特に最適で好適な定着がもたらされる。
【００７１】
好適な第３の態様では、注入材料の導入は、正圧により行われる。注入材料は、極めて高い圧力により型内へ押し込まれる。したがって、本発明による態様は、特にハード型に適している。この場合、押込みプロセスの間、型の構造と基板表面との完全な接触だけではなく、連続的な接触も保証されている。この押込み工程では、注入材料は、１ｂａｒより高い、特に２ｂａｒより高い、さらに好適には４ｂａｒより高い、最も好適には６ｂａｒより高い、さらに最も好適には１０ｂａｒより高い圧力で型の網状部内へ押し付けられる。
【００７２】
特に、注入材料は、管路とシールとから成る、直接に少なくとも１つの導入部に接続された供給部を介して導入される。好適には、同時に吸出し装置を介して、型および基板が内設されたプロセスチャンバが排気される。これにより、真空が網状部に形成される。注入材料と網状部との間の圧力差により、注入材料を網状部内へ押し付ける力Ｆ１が注入材料に及ぼされる。
【００７３】
上述の押付け工程や導入方法の組合せも考えられる。
【００７４】
本発明による第５のプロセスステップでは、注入材料の硬化が行われる。硬化は、特に熱的におよび／または電磁放射により行われる。硬化は、型を通じてかつ／またはサンプルホルダまたは基板を介して行われる。ただし好適には、硬化は、基板の物理的特性にかかわらず、専ら型を通じて行われる。硬化は、好適には、電磁的に行われる。というのも、注入材料の露光により、たとえ生じたとしても、極めてわずかな加熱、したがってごくわずかな熱膨張しか生じないからである。注入材料を、型を通じて電磁的に硬化できるようにするために、型は、使用される電磁放射に対して相応の透過性を有しなければならない。注入材料の熱硬化も考えられる。
【００７５】
本発明による第６のプロセスステップでは、注入材料からの型の離型が行われる。離型は、型と基板との相対運動により行われ、その際、型と基板とは、互いに離間される。特に、離型は、運動方向が基板表面に関して垂直である運動により行われる。離型は、ソフト型の使用により簡単化される。離型は、特に、型の、持続的にかつ漸進的に行われる引外しにより行われる。引外しは、特に、ソフトスタンプとして構成された型の使用により簡単化される。これにより、型は、漸進的に、特に周の一点を起点として引き外すことができ、垂直力により、特に面全体にわたって作用する垂直力により引き外さなくてよい。
【００７６】
別の特に好適な態様では、型の離型は、網状部への気体または気体混合物の吹込みにより簡単化することができる。注入材料のための導入部および／または導出部を使用することにより、気体を、特に好適に網状部内へ吹き込むことができる。
【００７７】
本発明の別の利点、特徴および詳細は、好適な実施の態様の以下の説明および図面に基づいて明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１ａ】型の、本発明による第１の態様の縮尺通りではない概略的な断面側面図を示す。
【図１ｂ】本発明による第１の態様の縮尺通りではない概略的な底面図を示す。
【図２ａ】本発明による第２の態様の縮尺通りではない概略的な断面側面図を示す。
【図２ｂ】本発明による第２の態様の縮尺通りではない概略的な底面図を示す。
【図３ａ】本発明による第３の態様の縮尺通りではない概略的な断面側面図を示す。
【図３ｂ】本発明による第３の態様の縮尺通りではない概略的な底面図を示す。
【図４ａ】本発明による第４の態様の縮尺通りではない概略的な断面側面図を示す。
【図４ｂ】本発明による第４の態様の縮尺通りではない概略的な底面図を示す。
【図５ａ】本発明による第５の態様の縮尺通りではない概略的な断面側面図を示す。
【図５ｂ】本発明による第５の態様の縮尺通りではない概略的な底面図を示す。
【図６ａ】本発明による第１のプロセスステップの縮尺通りではない概略的な側面図を示す。
【図６ｂ】本発明による第２のプロセスステップの縮尺通りではない概略的な側面図を示す。
【図６ｃ】本発明による第３のプロセスステップの縮尺通りではない概略的な側面図を示す。
【図６ｄ】本発明による第４のプロセスステップの縮尺通りではない概略的な側面図を示す。
【図６ｅ】本発明による第５のプロセスステップの縮尺通りではない概略的な側面図を示す。
【図６ｆ】本発明による第６のプロセスステップの縮尺通りではない概略的な側面図を示す。
【図７】注入成形の本発明による第１の態様の縮尺通りではない概略的な側面面図を示す。
【図８】注入成形の本発明による第２の態様の縮尺通りではない概略的な側面面図を示す。
【図９】注入成形の本発明による第３の態様の縮尺通りではない概略的な側面面図を示す。
【図１０】第６の例示的な本発明による型の一部の縮尺通りではない概略的な拡大側面図を示す。
【図１１】第７の例示的な本発明による型の一部の縮尺通りではない概略的な拡大側面図を示す。
【図１２】第８の例示的な本発明による型の一部の縮尺通りではない概略的な拡大側面図を示す。
【００７９】
図面において、同一の構成部材または同一機能を有する構成部材には、同一の符号を付してある。
【００８０】
図１ａは、１つの導入部２と１つの導出部３とを有する、本発明による第１の型１の、断面線Ａ−Ａ（図１ｂ参照）に沿った断面側面図を示している。導入部２と導出部３とは、複数の溝４から成る網状部２２を介して、互いに接続されている。網状部２２とは、型１における全ての溝４の集合と解される。型１は、縁８を有する。導入部２および導出部３は、上側の型表面１ｏを越えて型１から離間する。導入部２および／または導出部３に接続された、考えられるアダプタは、分かりやすくするために図示されていない。さらに、型１は、その構造表面５ｏに構造５を有する。構造５は、隆起部であり、その構造表面５ｏは、基板と接触する。
【００８１】
図１ｂは、本発明による第１の型１の底面図を示している。
【００８２】
図２ａは、縁８’と１つの導入部２’と１つの導出部３’とを有する、本発明による第２の型１’の断面側面図を示している。導入部２’と導出部３’とは、網状部２２を介して互いに接続されている。導入部２’および導出部３’は、型側面１ｓ’を越えて型１’から離間する。導入部２’および／または導出部３’が接続された、考えられるアダプタは、分かりやすくするために図示されていない。その他の点については、図１ａおよび図１ｂに関する説明が参照される。
【００８３】
図２ｂは、本発明による第２の型１’の底面図を示している。
【００８４】
図３ａは、対称に位置決めされた２つの導入部２’’と１つの導出部３’’とを有する本発明による第３の型１’’の断面側面図を示している。導入部２’’と導出部３’’とは、網状部２２を介して互いに接続されている。導入部２’’は、型側面１ｓ’’を越えて型１’’から離間する。導出部３’’は、型表面１ｏ’’を越えて型１’’から離間する。導入部２’’および／または導出部３’’が接続された、考えられるアダプタは、分かりやすくするために図示されていない。その他の点については、図１ａおよび図１ｂに関する説明が参照される。
【００８５】
図３ｂは、本発明による第３の型１’’の底面図を示している。
【００８６】
図４ａは、導入部２’’’を有する、本発明による第４の型１’’’の断面側面図を示している。本発明によるこの態様は、導出部を有しない。好適には、型１’’’は、多孔性であるので、型１’’’を介して気体を逃がすことができる。この点については、導出部３’’’は、多孔性の型１’’’と同一である。その他の点については、図１ａおよび図１ｂに関する説明が参照される。
【００８７】
図４ｂは、本発明による第４の型１’’’の底面図を示している。
【００８８】
図５ａは、本発明による第５の型１ＩＶ、特に本発明による第２の態様の特殊な変化形の断面側面図を示しており、ここでは、網状部２２が、少数の、特に分岐している溝４’から成る。型１ＩＶは、縁８’’を有する。その他の点については、図１ａおよび図１ｂまたは図２ａおよび図２ｂに関する説明が参照される。
【００８９】
図５ｂは、型１ＩＶの底面図を示している。
【００９０】
図６ａは、本発明による第１のプロセスステップを示しており、その際、ロボット９は、特に透過性の（３本の線により示唆している）本発明による型１’を、基板６の上方に設置する。基板６は、サンプルホルダ１０上に、定着部１１、特に真空トラックを介して定着される。
【００９１】
図６ｂには、本発明による第２のプロセスステップが示されており、その際、本発明による型１’は、基板６に対して相対的に位置合わせされる。位置合わせはｘ方向および／またはｙ方向に行われる。好適には、型１’は、依然としてロボット９に位置する。より良好な分解能を有する第２の上側のサンプルホルダ（図示されていない）に、ロボット９により型１’を定着することも考えられる。高精度で位置合わせを行うために、特に、位置合わせ装置に型１’を装着することが考えられる。
【００９２】
図６ｃは、本発明による第３のプロセスステップを示しており、その際、構造表面５ｏと基板表面６ｏとの接触が行われる。構造表面５ｏは、特に被覆されてよく、これにより、後のプロセスステップにおいて離型が容易になる。構造表面５ｏと基板表面６ｏとの接触により、連続する開いた網状部２２が形成される。網状部２２は、全ての溝４の集合を成す。連続するとは、溝が互いに接続されていることを意味する。開いたとは、網状部に対する、したがって溝の少なくとも１つに対する少なくとも１つのアクセスが存在することを意味する。
【００９３】
図６ｄには、本発明による第４のプロセスステップ、具体的には網状部２２への注入材料１４の導入が示されている。注入材料１４の導入は、複数の種々異なる形で行ってよい。
【００９４】
本発明によれば、特に、全ての導入部２’への注入材料１４の供給が重要である。図６ｄにおいて、これは、たとえば管路１２とシール１３とから成る供給部１５を通じて行われる。管路１２およびシール１３は、形状接続および／または摩擦力接続によりサンプルホルダ１０に、かつ／または基板６および型１’に取り付けられる。注入材料１４は、正圧および／または特に導出部３’を介する網状部２２の排気により、かつ／または毛管力により網状部２２内へ搬送される。注入材料１４を、ニードルを用いた付着システムにより導入部２’の付近で付着させることも考えられる。この場合、毛管力により、注入材料１４が網状部２２を通って搬送される。
【００９５】
図６ｅは、本発明による第５のプロセスステップを示しており、その際、注入材料１４が硬化される。硬化は、型１’を通じて、かつ／またはサンプルホルダ１０または基板６を介して行われる。ただし好適には、基板１０の物理的特性にかかわらず、硬化は、専ら型１’を通じて行われる。硬化は、好適には、電磁的に行われる。というのも、注入材料１４の露光により、たとえ生じたとしても、極めてわずかな加熱、したがってごくわずかな熱膨張しか生じないからである。注入材料１４を、型１’を通じて電磁的に硬化できるようにするために、型１’は、使用される電磁放射に対して相応の透過性を有しなければならない。注入材料１４の熱硬化も考えられる。図６ｅに示された矢印は、電磁放射および／または熱量に関して記号化している。
【００９６】
図６ｆによる最終的な第６のプロセスステップでは、注入材料１４からの型１’の離型が行われる。離型は、図６ｆにおいて、型１’の持上げにより表示されている。ただし型１’がソフト型であるとき、漸進的な、特に型１’または基板６の縁から始まる型１’の引離しも考えられる。基板表面６ｏ上における、注入材料１４から作製される注入材料構造の高さは、溝４の高さに一致する。
【００９７】
図７は、網状部２２を最適に注入材料１４により充填する、本発明による第１の態様を示している。注入材料１４は、管路１２とシール１３とから成る、直接に導入部２’に接続された供給部１５を介して導入される。好適には、同時に、たとえば別の管路１２’と別のシール１３’とを介して導出部３’に接続された吸出し装置１６を介して、真空が網状部２２に形成される。真空の形成により、本発明による特に好適な２つの効果がもたらされる。第１には、外側と網状部との間の圧力差により、注入材料１４を網状部２２内へ押し込む力Ｆ１が注入材料１４に及ぼされる。第２には、この圧力差が、表面力Ｆ２を形成し、これにより、型１’を基板６へ押し付ける。これにより、基板６上の型１’の特に最適であり好適な定着がもたらされる。型１’が基板６から持ち上がらないようにするには、注入材料１４の圧力ｐ１は、外側から作用する圧力ｐ２よりも小さい、または極端な場合同じ大きさでなければならない。さらに、網状部２２に作用する圧力ｐ３は、注入材料１４に作用する圧力ｐ１よりも小さくなければならない。そうでない場合には、網状部２２を通る注入材料１４の拡散が得られない。網状部２２を通る注入材料１４の進行に及ぼす毛管現象の作用は、この考察においては無視される。圧力ｐ２は、圧力ｐ１に対して１．１倍、好適には１．２倍、さらに好適には１．３倍、最も好適には１．４倍、さらに最も好適には１．５倍の大きさを有する。圧力ｐ１は、圧力ｐ３に対して１．１倍、好適には１．２倍、さらに好適には１．３倍、最も好適には１．４倍、さらに最も好適には１．５倍の大きさを有する。
【００９８】
図８は、網状部２２を最適に注入材料１４により充填する、本発明による第２の態様を示している。注入材料１４は、管路１２’’から成る供給部１５’を介して導入される。供給部１５’は、たとえばチューブ、ニードルまたはノズルである。供給部１５’は、サンプルホルダ１０、基板６または型１’と接触せず、導入部２’の付近で注入材料１４を付着させる。複数の導入部が存在するとき、相応の数の供給部１５’を設けなければならない。注入材料１４は、好適には、専ら毛管現象により網状部２２内へ引き込まれる。ただしさらに好適には、同時に、たとえば管路１２’とシール１３’とを介して導出部３’に接続された吸出し装置１６を介して、真空が網状部２２に形成される。真空の形成により、本発明による特に好適な２つの効果がもたらされる。第１には、図７のように、外側と網状部２２との間の圧力差により、注入材料１４を網状部２２内へ押し込む力Ｆ１が注入材料１４に及ぼされる。第２には、この圧力差が表面力Ｆ２を形成し、これにより型１’を基板６へ押し付ける。これにより、基板６上の型１’の特に最適であり好適な定着がもたらされる。
【００９９】
図９は、網状部２２を最適に注入材料１４により充填する、本発明による第３の態様を示している。注入材料１４は、管路１２とシール１３とから成り、直接に導入部２’に接続された供給部１５を介して導入される。好適には、同時に、吸出し装置１６を介して、型１’および基板１０が内設されているプロセスチャンバ１７が排気される。これにより、真空が網状部２２に形成される。注入材料１４と網状部２２との間の圧力差により、注入材料１４を網状部２２内へ押し込む力Ｆ１が注入材料１４に及ぼされる。
【０１００】
図１０は、型表面１ｏにマスク１８が取り付けられた、本発明による別の型１の概略的な拡大部分断面図を示している。マスク１８は、特に注入材料を硬化させる放射の波長領域の波長に対して非透過性である。マスク１８の使用により、硬化されるべき注入材料の各々の領域を正確に特定することができる。本発明による格別な態様では、アパーチャ２１は、必ずしも網状部２２と重なり合わなくてよい。これにより、網状部２２のより微細な構造化が可能になる。というのも、網状部２２の、電磁放射により硬化されない各々の領域を、別のプロセスステップにおいて、基板表面６ｏから除去することができるからである。図１０において、マスク１８が図面の右側で網状部２２の一部を覆い、したがってこの網状部部分の上側でアパーチャ２１が形成されないことにより、この状況が例示的に示されている。もちろん、アパーチャ２１が網状部２２と重なり合うマスク１８も考えられる。極めて好適な態様では、アパーチャ２１は、型１に凹設されている。
【０１０１】
図１１は、構造５の被覆１９を有する型１の、本発明による別の態様を示している。被覆１９は、好適には、付着防止被覆であり、この付着防止被覆は、基板６および／または押付け材料１４からの型１の、より正確には構造５の容易な離間を可能にする。その他の点については、図１０に関する説明が参照される。
【０１０２】
図１２は、本発明による型１の別の態様を示している。ここでは、型１は、型１を通じる、閉じ込められた気体の搬出を可能にする孔２０を有する開放多孔性を有する。その他の点については、図１０に関する説明が参照される。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ  型
１ｏ，１ｏ’，１ｏ’’，１ｏ’’’，１ｏＩＶ  型表面
１ｓ，１ｓ’，１ｓ’’，１ｓ’’’，１ｓＩＶ  型側面
２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ  導入部
３，３’，３’’，３’’’，３ＩＶ  導出部
４，４’  溝
５  構造
５ｏ  構造表面
６  基板
６ｏ  基板表面
７，７’，７’’，７’’’  スタック
８，８’，８’’  縁
９  ロボット
１０  サンプルホルダ
１１  定着部
１２，１２’，１２’’  管路
１３，１３’  シール
１４  注入材料
１５，１５’  供給部
１６  吸出し装置
１７  プロセスチャンバ
１８  マスク
１９  被覆
２０  孔
２１  アパーチャ
２２  網状部
ｐ１，ｐ２，ｐ３  圧力
Ｆ１  力
Ｆ２  表面力
【図１ａ】
2018520512.tif 000003
【図１ｂ】
2018520512.tif 000004
【図２ａ】
2018520512.tif 000005
【図２ｂ】
2018520512.tif 000006
【図３ａ】
2018520512.tif 000007
【図３ｂ】
2018520512.tif 000008
【図４ａ】
2018520512.tif 000009
【図４ｂ】
2018520512.tif 000010
【図５ａ】
2018520512.tif 000011
【図５ｂ】
2018520512.tif 000012
【図６ａ】
2018520512.tif 000013
【図６ｂ】
2018520512.tif 000014
【図６ｃ】
2018520512.tif 000015
【図６ｄ】
2018520512.tif 000016
【図６ｅ】
2018520512.tif 000017
【図６ｆ】
2018520512.tif 000018
【図７】
2018520512.tif 000019
【図８】
2018520512.tif 000020
【図９】
2018520512.tif 000021
【図１０】
2018520512.tif 000022
【図１１】
2018520512.tif 000023
【図１２】
2018520512.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月18日(2017.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリサイズのかつ／またはマイクロサイズのかつ／またはナノサイズの構造を基板（６）の基板表面（６ｏ）に作製する方法であって、以下の順序：
ａ）前記基板表面（６ｏ）の上方への型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の配置、
ｂ）位置合わせマークを用いた、前記基板表面（６ｏ）に対して相対的な前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の機械的なかつ／または光学的な位置合わせ、
ｃ）前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の構造表面（５ｏ）と前記基板表面（６ｏ）との接触、
ｄ）前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の前記構造表面（５ｏ）にわたって注入材料（１４）を分配するための、前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の少なくとも１つの網状部（２２）内への注入材料（１４）の導入、
ｅ）前記注入材料（１４）の硬化、
ｆ）前記注入材料（１４）からの前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の離型、
を有する、ミリサイズのかつ／またはマイクロサイズのかつ／またはナノサイズの構造を基板（６）の基板表面（６ｏ）に作製する方法。
【請求項２】
前記構造を残存層なく作製する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記注入材料（１４）を、毛管現象を用いて前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の前記網状部（２２）内へ導入する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記注入材料（１４）を、前記網状部（２２）に負圧を形成することにより該網状部（２２）内へ導入し、前記網状部（２２）における圧力は、１ｂａｒより低い、好適には、１０-1ｂａｒより低い、さらに好適には５＊１０-2ｂａｒより低い、最も好適には１０-2ｂａｒより低い、さらに最も好適には１０-3ｂａｒより低い、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記注入材料（１４）を、１０ｂａｒ〜１０-6ｍｂａｒ、好適には、８ｂａｒ〜１０-4ｍｂａｒ、さらに好適には６ｂａｒ〜１０-2ｍｂａｒ、最も好適には４ｂａｒ〜１０-1ｍｂａｒ、さらに最も好適には２ｂａｒ〜１ｂａｒの圧力（ｐ１）により前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の前記網状部（２２）内へ導入する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記注入材料（１４）は、低粘度であり、室温での粘度は、１０Ｅ６ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、好適には１０Ｅ５ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、さらに好適には１０Ｅ４ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓ、最も好適には１０Ｅ３ｍＰａ＊ｓ〜１ｍＰａ＊ｓである、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）は、排気可能なプロセスチャンバ内に位置し、当該方法を、０．１ｂａｒより低い圧力を有する真空雰囲気内で行う、請求項１記載の方法。
【請求項８】
型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）であって、
注入材料（１４）のための少なくとも１つの導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）と、当該型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）の構造表面（５ｏ）にわたって注入材料（１４）を分配するための、少なくとも１つの前記導入部（２，２’，２’’，２’’’，２ＩＶ）と接続された少なくとも１つの網状部（２２）とを備え、アパーチャ（２１）を有するマスク（１８）が、前記構造表面（５ｏ）とは反対の側の型表面（１ｏ，１ｏ’，１ｏ’’，１ｏ’’’，１ｏＩＶ）に配置されている、型（１，１’，１’’，１’’’，１ＩＶ）。
【国際調査報告】
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