DE102005001916A1

DE102005001916A1 - Aufdruckprägesystem

Info

Publication number: DE102005001916A1
Application number: DE200510001916
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Max Saratoga Saito
Original assignee: Komag Inc
Current assignee: WD Media LLC
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2005-08-04
Also published as: US20050155554A1; JP2005252237A

Abstract

In den Ausführungsbeispiel enthält das System einen Rahmen, eine Halteplatte, um ein Substrat zu empfangen, und wenigstens zwei Finger, um das Substrat in der Halteplatte zu sichern. Die Finger halten eine präzise Position des Substrates in der Halteplatte aufrecht.

Description

Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung beziehen sich auf das Gebiet der Plattenlaufwerke und im Besonderen auf Platten, die in Plattenlaufwerksystemen benutzt werden.

Ein Plattenlaufwerksystem enthält ein oder mehrere magnetische Aufnahmeplatten und Steuermechanismen zum Speichern von Daten in ungefähr kreisförmigen Spuren auf der Platte. Eine Platte besteht aus einem Substrat und einer oder mehreren Schichten, die sich auf dem Substrat befinden (z.B. Aluminium). Ein Trend beim Entwurf von Plattenlaufwerksystemen ist die Aufnahmedichte der magnetischen Aufnahmeplatte, die in dem System benutzt wird, zu erhöhen. Ein Verfahren, um die Aufnahmedichte zu erhöhen, ist die Oberfläche der Platte mit diskreten Spuren zu mustern, was als diskrete Spuraufnahme (DTR) bezeichnet wird. Ein DTR-Muster kann mittels Nanoprägelithografie (NIL)-Techniken hergestellt werden, wo ein festes, vorgeprägtes Formwerkzeug (A.K.A., Stempel, Präger, etc.) mit einem inversen zu prägendem Muster, in einen prägbaren Film (d.h. Polymer) gedrückt wird, der sich auf einem Plattensubstrat befindet, um ein initiales Muster von komprimierten Flächen zu bilden. Dieses initiale Muster bildet schließlich ein Muster von erhöhten und vertieften Flächen. Nach dem Stempeln des prägbaren Films wird ein Ätzprozess benutzt, um das Muster durch den prägbaren Film zu überfragen, in dem der Restfilm in den komprimierten Flächen entfernt wird. Nach dem Prägelithografieprozess kann ein weiterer Ätzprozess benutzt werden, um das Muster in einer Schicht (z.B. Substrat, Nickel, Phosphor, weichmagnetische Schicht, etc.) zu bilden, welche sich unter dem prägbaren Film befindet.

Eine frühere DTR-Struktur bildet ein Muster von konzentrisch erhöhten Flächen und vertieften Flächen unter einer magnetischen Aufnahmeschicht. Die erhöhten Flächen (auch bekannt als Hügel, Länder, Erhebungen, etc.) werden zum Speichern von Daten verwendet und die vertieften Flächen (auch bekannt als Mulden, Täler, Nuten, etc.) bilden eine Isolation zwischen den Spuren, um das Rauschen zu reduzieren. Die erhobenen Flächen haben eine Breite, die kleiner ist als die Breite des Aufnahmekopfs, so dass Abschnitte des Kopfs während dem Betrieb sich über die vertieften Flächen erstrecken. Die vertieften Flächen haben eine Tiefe relativ zur Flughöhe eines Aufnahmekopfes und der erhobenen Flächen. Die vertieften Flächen haben einen ausreichenden Abstand von dem Kopf, um eine Datenspeicherung durch den Kopf in der magnetischen Schicht direkt unter den vertieften Flächen zu verhindern. Die erhobenen Flächen befinden sich in ausreichender Nähe zum Kopf, um das Schreiben von Daten in die magnetische Schicht direkt auf der erhobenen Fläche zu ermöglichen. Wenn des halb Daten auf das Aufnahmemedium geschrieben werden, dann korrespondieren die erhobenen Flächen mit den Datenspuren. Die vertieften Flächen isolieren die erhobenen Flächen (z.B. die Datenspuren) voneinander, was zu Datenspuren führt, die sowohl physikalisch als auch magnetisch definiert sind.

Eine DTR kann nicht verwendet werden, wenn die Prägeoberfläche nicht konzentrisch mit dem Plattensubstrat ausgerichtet ist. Eine eingeprägte Spur, die eine deutliche Abweichung von einer Mittellinie der Platte hat, kann nicht ordentlich genutzt werden, wenn sie vom Plattenlaufwerkskopf ausgelesen wird. Dieses Erfordernis ist besonders wichtig, wenn Datenspuren auf beiden Seiten der Platte erzeugt worden sind. Folglich erfordert das Prägen eines prägbaren Films über einem Plattensubstrat einen Ausrichtungsschritt, bei dem eine Mittellinie der Platte mit einer Mittellinie der Prägeoberfläche ausgerichtet wird, bevor der prägbare Film wirklich geprägt wird.

Aktuelle Ausrichtungsverfahren erfordern typischerweise die Verwendung von Aktoren oder Robotertechniken mit hoher Präzision. Zum Beispiel bestimmen hochpräzise Aktoren zuerst eine Mittellinie des Plattensubstrats und richten es mit einer Mittellinie der zu prägenden Oberfläche während einer hochauflösenden X-Y-Übersetzungsprozedur aus. 1 stellt eine herkömmliche X-Y-Übersetzungsstufe dar, die Biegeelemente enthält, um eine Platte zu greifen. Biegeelemente sind bei Präzisionsmaschinen weit verbreitet, da sie einen reibungslosen, partikelfreien und wartungsarmen Betrieb bieten, während sie eine hohe Präzision bieten. Jedoch haben biegungselementbasierte Systeme begrenzte Bewegungsbereiche und sind nicht geeignet, um eine Platte relativ zur Prägeoberfläche eines Stempels zu zentrieren. Die Übersetzungsstufe erlaubt es der Wärme von der Oberfläche der Platte zu dissipieren, was zu inkonsistenten Prägemustern führen kann. Darüber hinaus ist die Verwendung von solchen hochpräzisen Aktoren und Robotertechniken teuer, mit hohen Wartungskosten, inkonsistenter Genauigkeit und Zuverlässigkeit, niedrigen Zykluszeiten und mechanischem Versagen verbunden. Die Hochpräzisionsaktoren und Robotertechniken sind unförmig große Maschinen, die sehr viel Platz erfordern.

Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft ohne Beschränkung in den Figuren der begleitenden Zeichnungen dargestellt, in denen:
1 eine herkömmliche X-Y-Übersetzungsstufe darstellt, die Biegeelemente zum Greifen eines Substrats enthält,
2 ein Ausführungsbeispiel eines Prägesystems darstellt,
3 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Prägesystems darstellt,
4 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Prägesystems darstellt,
4A eine vergrößerte Ansicht einer Heizung darstellt, die ein Teil des Prägesystems von 4 ist,
5A–5B alternative Ansichten eines Plattensubstrattransportgeräts zeigen, das ein Teil eines Prägesystems ist,
6 ein Ausführungsbeispiel einer Rohchipvorrichtung eines Prägesystems darstellt,
7 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Rohchipaufbaus eines Prägesystems darstellt,
7A eine Querschnittsansicht des in 7 dargestellten Rohchipaufbaus darstellt,
7B eine vergrößerte Ansicht der Querschnittsansicht des in 7A dargestellten Rohchipaufbaus darstellt,
8 eine vergrößerte Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Plattentransportgeräts darstellt,
9A–9C ein Ausführungsbeispiel eines Plattentransportgeräts in verschiedenen Positionen darstellen,
10 eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines Plattentransportgeräts mit einem Plattensubstrat darstellt, das auf einer Halteschale festgeklemmt ist,
11 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Umschließungs- oder Greifstruktur darstellt, die in einer Halteschale eingebettet sein kann,
12 ein Ausführungsbeispiel eines Greifers darstellt, der in einer Halteschale eingebettet ist, um ein Plattensubstrat festzuhalten,
13A ein Flussdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Prägen eines prägbaren Films mit einem Prägesystem darstellt, der auf einem Plattensubstrat angeordnet ist,
13B ein Flussdiagramm ist, das ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Prägeverfahrens eines prägbaren Film mit einem Prägesystem darstellt, der auf einem Plattensubstrat angeordnet ist,
13C ein Flussdiagramm ist, das ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Prägeverfahrens mit einem Prägesystem eines prägbaren Films darstellt, der auf einem Plattensubstrat angeordnet ist,
14A eine Querschnittsansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel eines prägbaren Films darstellt, der über einem Plattensubstrat angeordnet ist,
14B eine Querschnittsansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel zum Prägen eines prägbaren Films durch einen Prägestempel darstellt,
15A ein Flussdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Prägen eines prägbaren Films darstellt,
15B ein Flussdiagramm ist, das ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Prägeverfah rens eines prägbaren Films darstellt,
15C ein Flussdiagramm ist, das ein anderes Ausführungsbeispiel eines Prägeverfahrens eines prägbaren Films darstellt.
In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details ausgeführt, wie Beispiele von spezifischen Materialien oder Komponenten, um ein genaues Verstehen der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass diese spezifischen Details nicht benutzt werden müssen, um die Erfindung auszuführen. In anderen Fällen sind wohl bekannte Komponenten oder Verfahren nicht detailliert beschrieben worden, um ein nicht notwendiges verkomplizieren der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
Die Begriffe „darüber", „darunter" und „dazwischen", so wie sie hier benutzt werden, beziehen sich auf eine relative Position einer Schicht oder Komponente mit Bezug zu anderen Schichten oder Komponenten. Folglich kann eine erste Schicht oder Komponente, die auf oder unter einer anderen Schicht oder Komponente angeordnet ist, direkt in Verbindung mit der ersten Schicht oder Komponente sein, oder kann eine oder mehrere dazwischen liegende Schichten oder Komponenten haben. Darüber hinaus kann eine Schicht oder Komponente, die als nächste oder neben einer anderen Schicht oder Komponente angeordnet ist, direkten Kontakt mit der ersten Schicht oder Komponente haben, oder kann eine oder mehrere dazwischen liegende Schichten oder Komponenten haben.
Es sollte beachtet werden, dass die Vorrichtung und das Verfahren, die hier diskutiert werden, mit verschiedenen Substrattypen (z.B. Plattensubstraten und Wafersubstraten) benutzt werden können. In einem Ausführungsbeispiel können die hier diskutierte Vorrichtung und die Verfahren benutzt werden für das Prägen von prägbaren Materialien für die Herstellung von magnetischen Aufnahmeplatten. Die magnetische Aufnahmeplatte kann z.B. eine DTR longitudinale magnetische Aufnahmeplatte sein, die z.B. ein mit Nickelphosphor (NiP) beschichtetes Substrat als eine Basisstruktur hat. Alternativ kann die magnetische Aufnahmeplatte DTR eine perpendikulare magnetische Aufnahmeplatte mit einem weichen magnetischen Film sein, der über einem Substrat für die Basisstruktur angeordnet ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung und die Verfahren, die hier diskutiert werden, zum Prägen von prägbaren Materialien für die Herstellung von anderen Typen von digitalen Aufnahmeplatten benutzt werden, z.B. optische Aufnahmeplatten, wie z.B. Kompaktdisks (CD) und eine Digital-Versatile-Disk (DVD). Bei noch anderen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung und die Verfahren, die hier diskutiert werden, in anderen Anwendungen benutzt werden, z.B. für die Herstellung von Halbleiterscheiben, Flachbildschirmen (z.B. Flüssigkristallflachbildschirmen), etc.
Es wird eine Vorrichtung und Verfahren zum Prägen eines prägbaren Films beschrieben, der auf einem Substrat angeordnet ist. Nur beispielhaft werden die Ausführungsbeispiele eines Aufdruck prägesystems bezüglich einem Plattensubstrat beschrieben. Jedoch wird der Fachmann erkennen, dass Ausführungsbeispiele eines Aufdruckprägesystems leicht auf Substrate angepasst werden können, die in Form und Größe (z.B, quadratisch, rechteckig) variieren, für die Produktion von unterschiedlichen Substrattypen, die oben diskutiert wurden, angepasst werden können. Ausführungsbeispiele eines Aufdrucksystems, das hier beschrieben wird, können benutzt werden, zum Prägen von prägbaren Filmen mit Nanoprägelithografietechniken. Alternativ können andere Größenprägelithografietechniken benutzt werden, wie z.B. Mikroprägelithografie. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Prägesystems 200 dar, das eine Präge- oder Rohchipvorrichtung 210, eine Heizung 230, einen Heiztunnel 240, eine Plattensubstratkühlstation 250 und eine Plattenkassette 260 enthält, die auf einem Tisch 201 befestigt ist. Die Vorrichtung 200 enthält auch ein Plattensubstrattransportgerät 220, das in der Nähe des Tisches 201 angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel kann das Transportgerät 220 eine Vakuumverriegelung sein, die mit einem Roboterarm verbunden ist, der sich über den Tisch 201 erstreckt. Der Prägeaufbau 210 enthält eine obere Rohchipvorrichtung 212 und eine untere Rohchipvorrichtung 214, die eine oder mehrere Prägefolien (a.k.a, Stempel) enthalten kann, die in einen prägbaren Film drükken, der über einem scheibenförmigen Substrat angeordnet ist, um ein Muster in den prägbaren Film zu überfragen. Die Heizung 230 hat ein Heizelement 232, das benutzt werden kann, um den prägbaren Film auf dem Plattensubstrat auf eine gewünschte Prägetemperatur vorzuheizen. Das Heizelement 232 kann sich auch entlang einer Länge von oberen und unteren Abschnitten 242, 244 erstrecken, die den Heiztunnel 240 bilden. In einem Ausführungsbeispiel kann die Heizung 230 und das Heizelement 232 getrennte Heizquellen haben. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Heizung 230 und das Heizelement 232 sich dieselbe Heizquelle teilen. In einem Ausführungsbeispiel kann dieses aus Heizspulen bestehen, welche ein induktives Heizen benutzen, um die Temperatur auf dem prägbaren Film aufrecht zu erhalten. In alternativen Ausführungsbeispielen kann das Heizelement 232 ein anderer Elementtyp sein, z. B: eine Infrarot (IR) Heizquelle. In einem Ausführungsbeispiel verbindet ein Heiztunnel die Heizung 230 minder Rohchipvorrichtung 210, um die gewünschte Prägetemperatur während dem Transport des Plattensubstrats von der Heizung zur Rohchipvorrichtung 210 aufrecht zu erhalten.
In einem Verfahren zum Prägen des prägbaren Films auf den Plattensubstraten nimmt das Transportgerät 220 unter Verwendung einer Vakuumklammer 224 ein Plattensubstrat aus der Kassette 260. Vakuumklammern zum Handhaben von Plattensubstraten sind im Stand der Technik bekannt; entsprechend wird hier keine detaillierte Beschreibung ausgeführt. In alternativen Ausführungsbeispielen können andere Aufnehm- und Absetzgeräte, die in dem Stand der Technik bekannt sind, benutzt werden, um ein Plattensubstrat aus der Kassette 260 zu entnehmen. Ein plattenförmiges Substrat kann vorgeheizt werden, um die Temperatur des prägbaren Films auf dem Plattensubstrat auf einen optima len Prägewert zu bringen. Um dies so auszuführen, plaziert in einem Ausführungsbeispiel die Vakuumklammer 224 ein Plattensubstrat in die Heizung 230. In einem Ausführungsbeispiel kann der prägbare Film auf dem Plattensubstrat auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 20 bis 350 ° erhitzt werden. Nachdem der prägbare Film auf dem Plattensubstrat auf eine gewünschte Prägetemperatur erhitzt ist, bringt die Vakuumklammer 224 das Plattensubstrat durch den Heiztunnel 240 zur Rohchipvorrichtung 210. Das Plattensubstrat wird dann relativ zur oberen und/oder unteren Prägefolie zentriert und dann gegen den prägbaren Film des Plattensubstrats gepresst, um ein Prägemuster (z.B. DTR-Muster) zu bilden. Nachdem der prägbare Film geprägt ist, transportiert die Vakuumklammer 224 das Plattensubstrat zur Kühlschale 250, bevor es das Plattensubstrat in die Kassette 260 zurückbringt.
Die Verwendung des Heiztunnels 240 minimiert die thermische Dissipation des erhitzten prägbaren Films des Plattensubstrats. Thermische Dissipation kann zu Inkonsistenzen in dem prägbaren Film und folgenden Inkonsistenzen in dem eingeprägten Muster führen. Wie oben diskutiert, hält der Heiztunnel 240 die ungefähre Prägetemperatur des erhitzten prägbaren Films aufrecht, bis das Plattensubstrat in der Rohchipvorrichtung plaziert ist. Obwohl die Prägefolien in der Rohchipvorrichtung 210 erhitzt werden können, kann ein erhitzter prägbarer Film zu einem schnelleren und effektiveren Prägen führen. Darüber hinaus wird durch Positionieren der Heizung 280 relativ nahe zur Rohchipvorrichtung 210 die thermische Distortion des prägbaren Films minimiert.
3 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Prägesystems 300 mit einer Heizung 330 dar, die in der Nähe der Rohchipvorrichtung 310 angeordnet ist, welche keinen Heiztunnel enthält, so wie dies oben mit Bezug zu 2 dargestellt worden ist. Die Nähe der Heizung 330 zur Rohchipvorrichtung 310 erfordert keinen Heiztunnel, um die Temperatur des prägbaren Films/Plattensubstrat aufrechtzuerhalten, die sich ausreichend nahe bei der erwünschten Prägetemperatur befindet. Die Vakuumverriegelung 324, die mit dem Roboterarm 322 des Transportsgeräts 320 verbunden ist, bewegt ein Plattensubstrat um ein Prägesystem 300. Zum Beispiel kann in einem Ausführungsbeispiel ein Plattensubstrat von der Kassette 360 zur Heizung 330 transportiert werden, um auf eine Temperatur unterhalb, im Wesentlichen auf, oder über die gewünschte Prägetemperatur vorgeheizt zu werden. Der/Das vorgeheizte prägbare Film/Plattensubstrat wird in der Nähe (z.B. Formfläche der unteren Rohchipvorrichtung 314) der Rohchipvorrichtung 310 positioniert. Alternativ kann der/das prägbare Film/Plattensubstrat auf eine Temperatur unterhalb (z.B. nahe bei) der Prägetemperatur vorgeheizt werden und dann während oder nach dem Positionieren in der Nähe der Rohchipvorrichtung 310 auf die Prägetemperatur erhitzt werden. Alternativ kann der/das prägbare Film/Plattensubstrat auf die Rohchipvorrichtungstemperatur/Prägetemperatur vorgeheizt werden und nach dem Positionieren in der Nähe zur Rohchipvorrichtung 310 geprägt werden. Die Rohchipvorrichtung 310 kann eine oder mehre re Prägefolien zum Prägen des prägbaren Films enthalten, der über einem Plattensubstrat angeordnet ist, welcher von der Kassette 360 transportier wird. Eine Prägefolie wird dann in den prägbaren Film bei der Prägetemperatur gepresst. Die Prägefolie wird dann von dem prägbaren Film nach dem Prägen getrennt. Dann kann das Plattensubstrat zur Rohchipvorrichtung 310 transportiert werden, um geprägt zu werden, was von einer Periode bei der Kühlstation 350 gefolgt wird.
Die Heizung 330 von 3 ist in einer teilweisen Durchsichtansicht dargestellt, um einige seiner internen Komponenten darzustellen. Eine Heizlampe 334 ist in der Nähe eines oberen Abschnitts der Heizung 330 angeordnet, um als die Heizquelle zu dienen. Eine Auswurfschale 332 ist unterhalb der Heizlampe 334 angeordnet, um ein Plattensubstrat aufzunehmen. Eine Auswurfschale 332 gleitet von der Heizung 330 heraus, um ein Plattensubstrat von der Vakuumverriegelung 324 zu erhalten und gleitet zurück unter die Heizlampe 334. Die Schale 332 kann in einem Ausführungsbeispiel auch einen Drehmechanismus haben, der ein Plattensubstrat während dem Erhitzen des prägbaren Films trägt. Die Kühlstation 350 enthält eine Aufnahmeschale 352 für ein Plattensubstrat, um darauf zu liegen, nachdem es in der Rohchipvorrichtung 310 geprägt worden ist.
4 stellt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Prägesystems 400 dar, das eine Präge- oder Rohchipvorrichtung 410, ein Plattensubstrattransportgerät in der Form einer Einführungs-/Ausführungsvorrichtung 420, eine Sichtvorrichtung 470 und eine Heizung 480 enthält, die auf einem Tisch 401 befestigt ist. Die Vorrichtung 400 enthält auch eine Roboterarmvorrichtung 440, die in der Nähe des Tisches 401 positioniert ist. Die Prägevorrichtung 410 enthält eine obere Rohchipvorrichtung 402 und eine untere Rohchipvorrichtung 404. Die obere und untere Rohchipvorrichtungen sind oberhalb der Druckbasisplatte 406 angeordnet. Zugstangen 408 und 409 verbinden die obere und untere Rohchipvorrichtung 402, 404 und erstrecken sich durch den Tisch 401. Die Prägevorrichtung 410 enthält auch das Prägen von Rohchipfolien, die mit einem einstellbaren Rohchiphalter (nicht dargestellt) verbunden sind. Die Rohchiphalter sind an einem hochpräzisen Rollelementdurchführungsrohchipsatz befestigt. Der Rohchipsatz wird durch ein starkes System gesteuert, was eine Blase mit einem großen Durchmesser, für niedrigen Druck und die gegen eine hohen Kraft abgedichtet ist (nicht dargestellt, aber unterhalb des Tisches 401 angeordnet) aufnimmt. Wird die Blase mit Gas-(z.B. Luft) Druck beaufschlagt, dehnt sie sich gegen eine Druckplatte aus, was bewirkt, dass die Zugstangen 408, 409 ein darüber liegendes Joch oder einen Querbalken 419 nach unten ziehen. Der Querbalken 419 bewegt eine obere Platte des Rohchipsatzes nach unten, um die Rohchips zusammenzupressen. In einem Ausführungsbeispiel kann eine Einführungs-/Ausführungsvorrichtung 420 ein Servogleiter sein, der einen schmalen Abschnitt 430 hat, der ein Plattensubstrat von der Roboterarmvorrichtung 440 empfängt und das Plattensubstrat durch die Heizung 480 und in die Rohchipvorrichtung 410 schiebt.
Bei einem Verfahren zum Prägen des prägbaren Films, der auf den Plattensubstraten angeordnet ist, transportiert die Roboterarmvorrichtung 440 ein Plattensubstrat von der Kassette 460 und plaziert es auf einer Plattenhalterplatte 430 der Einführ-/Ausführvorrichtung 420. Die Roboterarmvorrichtung 440 enthält einen Verbindungsarm 442, der mit einem Ende des oberen Arms 444 verbunden ist, um eine volle Drehbewegung um den Tisch 401 zu ermöglichen. Die Vorrichtung 400 hat die Eigenschaft thermische Qualitäten für das Handhaben von Plattensubstraten zu verleihen. Der prägbare Film, der über einem Plattensubstrat angeordnet ist, kann vorgeheizt werden, um die Temperatur des prägbaren Films auf dem Plattensubstrat auf einen optimalen Prägewert zu bringen. Die Plattenhalterplatte 430 kann in der Heizung 480 positioniert werden, um den prägbaren Film auf eine optimale Prägetemperatur zu erhitzen. In einem Ausführungsbeispiel kann der prägbare Film, der über einem Plattensubstrat angeordnet ist, auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 20 bis 350° erhitzt werden.
Nachdem der prägbare Film erhitzt ist, setzt die Platteneinführ-/Ausführvorrichtung 420 ihren Betrieb fort, um das Plattensubstrat zwischen dem oberen Rohchip 402 und dem unteren Rohchip 404 der Rohchipvorrichtung 420 zu bewegen. Das Plattensubstrat wird dann relativ zu der oberen und unteren Prägefolie zentriert, die in den prägbaren Film gepresst werden, um ein prägbares Muster (z. B: DTR-Muster) zu bilden. Nachdem der prägbare Film geprägt worden ist, kann die Einführ-/Ausführvorrichtung 420 das Plattensubstrat zurück in die Heizung 480 zur Inspektion mit einer Sehvorrichtung 470 ziehen.
In einem Ausführungsbeispiel kann ein Inspektionsschritt benutzt werden, um sicherzustellen, dass das eingeprägte Muster auf dem Plattensubstrat zentriert ist. Die Sichtvorrichtung 470 inspiziert die Zielspurmerkmale auf dem geprägten prägbaren Film, um festzustellen, ob seine Merkmale konzentrisch mit einem Mittelpunktsloch sind. Diese Inspektionsroutine kann auf Realzeit oder Abtastbasis geschehen. Die Verwendung der Heizung 480 bietet den Vorteil des Vorheizens des prägbaren Films, der auf dem Plattensubstrat angeordnet ist, auf eine Prägetemperatur. Obwohl die Prägefolien in der Rohchipvorrichtung 410 erhitzt werden können, kann ein erhitzter prägbarer Film/Plattensubstrat zu einem schnelleren und effektiverem Prägen führen. Darüber hinaus wird die thermale Distortion des Plattensubstrats minimiert, in dem die Heizung 480 relativ nahe zur Rohchipvorrichtung 410 positioniert wird.
4A stellt eine vergrößerte Ansicht der Rohchipvorrichtung 410, einer Sichtvorrichtung 470 und einer Heizung 480 der Vorrichtung 400 dar. In einem Ausführungsbeispiel enthält die Heizung 480 einen Ständer 486, der einen Heizungsboxabschnitt 481 bei einer Höhe der Rohchipvorrichtung 410 und zwischen dem oberen Rohchip 402 und dem unteren Rohchip 404 positioniert. Der Boxabschnitt 481 enthält eine Öffnung 484, um eine Plattenhalterschale 430 aufzunehmen, und auch eine Öffnung 483 in der Nähe einer oberen Oberfläche, um einen Einblick für ein Mikroskop 472 der Sichtvorrichtung 470 zu ermöglichen. In einem Ausführungsbeispiel kann die Öffnung 482 mit transparentem Glas abgedeckt werden. Eine Klammer 474 erlaubt es, einem Mikroskop 472 über dem Boxabschnitt 481 positioniert zu werden.
5A und 5B stellen einen Gesamtaufbau eines Ausführungsbeispieles zum Prägen eins prägbaren Films dar, der auf einem Plattensubstrat angeordnet ist. Ein Aufbau 500 enthält einen Prägeaufbau 510, einen Einführ-/Ausführaufbau 520, einen Roboterarmaufbau 540 und einen Sichtaufbau 570. Der Prägeaufbau 510 und Einführ-/Ausführaufbau 520 und der Sichtaufbau 570 sind auf dem Tisch 501 montiert. Der Roboterarmaufbau 540 ist in der Nähe des Tisches 501 positioniert. In einem Verfahren zum Prägen des prägbaren Films, der auf dem Plattensubstrat angeordnet ist, nimmt ein Roboterarmaufbau 540 ein zu prägendes Plattensubstrat aus der Kassette 560 und transportiert es zum Einführ-/Ausführaufbau 520. Der Roboterarmaufbau 540 enthält einen Verbindungsarm 552, der mit einem Ende des oberen Armes 544 verbunden ist, und einen Endeftektor 546, der mit dem gegenüberliegenden Ende des oberen Armes 544 verbunden ist. Die Greifererweiterung 548 ist mit dem Endeffektor 546 verbunden, der in der Lage ist, ein Plattensubstrat auf jeder Seite zu halten. Der Einführ-/Ausführaufbau 520 enthält eine Plattenhalterplatte 530, die auf einem Paar von freitragenden Gelenken 526, 528 getragen wird, die ihrerseits auf einem Präzisions-X-Y-Servogleiter befestigt sind (d.h. erster Gleiter 522 und zweiter Gleiter 524). In einer zurückgezogenen Position empfängt der Einführ-/Ausführaufbau 520 ein Plattensubstrat und hält sicher ihre Position in einer Plattenhalterplatte 530. In einem Ausführungsbeispiel wird das Plattensubstrat an seinen Kanten durch drei radial angebrachte Finger fest geklemmt, die miteinander verbunden sind und durch eine Reihe von Biegegelenken verbunden sind (die unten detailliert beschrieben werden). Ein einzelner Druckaktor ergreift wiederholt ein Plattensubstrat in exakt derselben Position. Die freitragenden Gelenke 526, 528 erlauben es der Plattenhalterplatte 530 nach oben oder nach unten innerhalb des Prägeaufbaus 510 bewegt zu werden. Zusätzlich zum Transportieren der Plattenhalterplatte 530 in und aus dem Prägeaufbau 510, kann der Einführ-/Ausführaufbau 520 befehligt werden, um ein Plattensubstrat am Zentrum des zu prägenden Folienrohchips präzise zu positionieren. Diese Positionsinformation kann durch Inspektionsrückkopplung von dem Sichtaufbau 570 erhalten werden.
Der Prägeaufbau 510 enthält einen oberen Rohchipaufbau 502 und einen unteren Rohchipaufbau 504. Der obere und untere Rohchipaufbau sind über der Druckbasisplatte 506 angeordnet. Zugastangen 508 und 509 verbinden den oberen und unteren Rohchipaufbau 502, 504 und erstrecken sich durch den Tisch 501. Der Prägeaufbau 510 enthält auch Prägerohchipfolien, die mit einstellbaren Rohchiphaltern (nicht dargestellt) verbunden sind. Die Rohchiphalter sind mit einem Hochpräzisions rollelement-Durchführungsrohchipsatz verbunden. Der Rohchipsatz wird von einem starken System gesteuert, welches eine mit einem großen Durchmesser, einen niedrigen Druck, hochabgedichtete Blase (nicht dargestellt, aber unterhalb dem Tisch 501 angeordnet) aufnimmt. Bei Beaufschlagung der Blase mit einem Gasdruck, dehnt sie sich gegen eine Druckplatte aus, was bewirkt, dass die Zugstangen 508, 509 ein Querjoch oder einen Querbalken 519 nach unten ziehen. Der Querbalken 519 bewegt eine obere Platte des Rohchipsatzes nach unten, um die Rohchips zusammenzupressen. Das Plattensubstrat kann dann durch die Sichtvorrichtung 570 auf eine genaue Ausrichtung inspiziert werden. Die Sichtvorrichtung 570 inspiziert die Zielspurmerkmale des prägbaren Films, um zu bestimmen, ob die Spurmerkmale konzentrisch mit einem Zentrumsloch des Plattensubstrates sind. Ein Computer-Controller kann die letzte Position des Servogleiters angeben, um mit dem exakten Zentrum des zu prägenden Rohchips oder der Folie zu korrespondieren, wenn das Plattensubstrat plaziert wird. Diese Inspektionsroutine kann auf einer Realzeit oder Abtastbasis durchgeführt werden.
Der Einführ-/Ausführaufbau 520 enthält einen ersten Gleiter 522, einen zweiten Gleiter 524, der über und rechtwinklig zu einem ersten Gleiter 522 angeordnet ist, biegsame Halterungen 526, 528, welche sich vom zweiten Gleiter 524 erstrecken, und eine Haltplatte 530, die in der Nähe angeordnet sind, und einen Endabschnitt der flexiblen Halterungen 526, 528. In einem Ausführungsbeispiel bilden der erste und zweite Gleiter 522, 524 einen X-Y-Servogleitermechanismus. Die Halteplatte 530 ist so konfiguriert, um ein Plattensubstrat (z.B. Plattensubstrate 550, 551) aufzunehmen. In einem Ausführungsbeispiel kann die Greifererweiterung 548 die Plattensubstrate zu einer Zeit halten. Die Sichtvorrichtung 570 kann zwischen dem Prägeaufbau 510 und dem Einführ-/Ausführaufbau 520 positioniert werden. Die Klammer 574 ist am Tisch 521 mit einem Mikroskop 572 befestigt, das an einem oberen Abschnitt der Klammer 574 befestigt ist.
5A stellt ein Ende der Greifererweiterung 548 dar, welche eine Plattensubstrat 551 in der Halteplatte 530 positioniert. 5B stellt eine Halterplatte 530 dar, die zwischen dem oberen Rohchipaufbau 502 und dem unteren Rohchipaufbau 504 des Prägeaufbaus 510 positioniert wird. Der zweite Gleiter 524 gleitet entlang Schienen auf dem ersten Gleiter 522, um die Halteplatte 530 in Richtung des Prägeaufbaus 510 zu bringen. Die Greifererweiterung 548 kehrt zur Kassette 560 zurück, um zusätzliche Plattensubstrate zu holen. Alternativ kann der Roboterarm 540 auch benutzt werden, um ein Plattensubstrat zu holen, nachdem es mit dem Prägeaufbau 510 geprägt worden ist. Der Sichtaufbau 570 kann benutzt werden, um eine geeignete Ausrichtung der zu prägenden Folien auf dem Plattensubstrat zu kontrollieren. Die geeignete Ausrichtung für ein Plattensubstrat kann durch den X-Y-Servomechanismus des Einführ-/Ausführaufbaus 520 erreicht werden. In einem Ausführungsbeispiel inspiziert eine Sichtvorrichtung ein Plattensubstrat nach einem Prägeprozess, um eine geeignete Aus richtung bezüglich einem Zentrum des Plattensubstrats zu kontrollieren. Das Plattensubstrat wird aus dem Prägeaufbau entnommen und bei einem bekannten Referenzpunkt direkt unter einem Mikroskop oder einem optischen Gerät (z.B. Kamera) positioniert. Das auf die Platte gedruckte Muster wird dann geprüft. Wenn erkannt wird, dass das eingeprägte Muster versetzt ist, dann werden Befehle an den Einführ-/Ausführaufbau ausgegeben, um die Halteplatte auf die geeignete Position über den X-Y-Servogleiter zu verschieben. Dies erlaubt zukünftigen Plattensubstraten, dass sie geeignet mit den Prägefolien ausgerichtet sind.
6 stellt ein Ausführungsbeispiel eins Rohchipaufbaus 600 dar. In einem Ausführungsbeispiel kann der Rohchipaufbau 600 derselbe sein, wie der Rohchipaufbau, der oben bezüglich der 2, 3 und 4 diskutiert worden ist. Ein oberer Abschnitt des Prägeaufbaus 600 enthält einen oberen Querbalken 620, einen oberen Rohchipaufbau 602, einen unteren Rohchipaufbau 604 und eine Druckbasisplatte 606. Der obere Rohchipaufbau und der untere Rohchipaufbau 600 sind durch Pfosten 610, 611, 612 und 613 verbunden. Der Basisabschnitt eines jeden Pfostens hat eine Durchführung (z.B. Durchführung 614, 615, 616 und 617). Der obere Rohchipaufbau 602 enthält auch einen oberen Halter 640 zur Befestigung einer oberen Prägefolie 650. Der untere Rohchipaufbau 604 enthält einen unteren Halter 642 zur Befestigung einer unteren Prägefolie (nicht dargestellt). Der untere Halter 642 ist über der unteren Halterbasis 646, Schwimmerplatte 647 und Basisplatte 648 angeordnet. Obere und untere Rohchipanordnungen 602, 604 sind über der Druckbasisplatte 606 angeordnet.
Ein unterer Abschnitt des Prägeaufbaus 600 enthält Gasaktoren 660, die zwischen der ersten Bodenbasisplatte 607 und der zweiten Bodenbasisplatte 667 angeordnet sind. Ein unterer Querbalken 622 ist unter der zweiten Bodenbasisplatte 667 angeordnet. Die Federstäbe 631, 632, 633 und 634 erlauben es der ersten Bodenbasisplatte 607 und der zweiten Bodenbasisplatte 667 den Gasaktor 660 zusammenzudrücken. In einem Ausführungsbeispiel bewegt sich die zweite Bodenbasisplatte 667 nach unten und weg von der ersten Bodenbasisplatte 607 durch die Federn 661, 662, 663 und 664, wenn sich der Gasaktor 660 ausdehnt. Diese Ausdehnung veranlasst den oberen Querbalken 620 sich abzusenken und den oberen Halter 640 und den unteren Halter 642 zusammenzudrücken. Die Lücke zwischen der Druckbasisplatte 606 und der ersten Bodenbasisplatte 607 würde dort sein, wo der obere untere Abschnitt des Einführungsaufbaus 600 befestigt wäre, z.B. an dem Tisch, so wie dies in 2a dargestellt wird.
7 stellt ein Ausführungsbeispiel einer vergrößerten Ansicht des oberen Abschnitts des Prägeaufbaus 600 dar. Eine obere Halterung 603 des oberen Rohchipaufbaus 602 ist im Wesentlichen ähnlich in Größe und Form zur unteren Halterung 605 des unteren Rohchipaufbaus 604. Die Pfosten 610, 611, 612 und 613 sind in der Nähe der Ecken der rechtwinklig ausgeformten oberen und unteren Halterungen angeordnet. Jeder dieser Pfosten hat eine zylinderförmige Form mit einem äußeren Durchmesser, der etwas kleiner ist als ein Innendurchmesser einer jeden Durchführung (z.B. 614, 615, 616 und 617), um es dem oberen Rohchipaufbau 602 zu erlauben, sich nach unten zum unteren Rohchipaufbau 604 zu bewegen. Der obere Halter 640 ist in der Nähe eines zentralen Abschnitts der oberen Halterung 603 angebracht. Wie oben beschrieben ist der untere Halter 642 über der Basis 646, der schwimmenden Platte 647 und der Basisplatte 648 angeordnet. Eine Anzahl von Druckdüsen (z.B. 670, 671) sichern die Schwimmplatte 647 an der Basisplatte 648. Schrauben, die an jeder der Druckdüsen befestigt sind, erlauben Einstellungen der Schwimmerplatte 647 mit Bezug auf die Basisplatte 648, um den unteren Halter 642 mit dem oberen Halter 640 geeignet auszurichten. Dies kann notwendig sein, wenn Einstellungen ausgeführt werden, um die untere Prägefolie 651 mit der oberen Prägefolie (nicht dargestellt) auszurichten. Folglich ermöglicht der Prägeaufbau 600 die Bewegung des oberen Rohchipaufbaus 602 in Richtung des unteren Rohchipaufbaus 604 mittels der vier Pfosten, die in der Nähe der Ecken der oberen und unteren Halterungen befestigt sind. Der untere Halter 642 kann lateral bewegt oder eingestellt werden, um ihn selbst mit dem oberen Halter geeignet auszurichten.
7A–7B stellen Querschnittansichten eines Ausführungsbeispiels des oberen Rohchipaufbaus 602 und des unteren Rohchipaufbaus 604 dar. Eine Bodenprägefolie 651 ist über einem Druckkissen 680 des unteren Rohchipaufbaus 604 angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel kann das Druckkissen 680 eine oder mehrere elastomerische Schichten 681, 682 enthalten, die einen gleichmäßigen Druck auf die Prägefolie 651 gegen den prägbaren Film des Plattensubstrats 650 erlauben. Ein zentraler Stab 684 erstreckt sich durch einen zentralen Abschnitt des unteren Rohchipaufbaus 604 und ist mit einer Feder 685 verbunden. Der zentrale Stab 684 hat einen spitzen Abschnitt 686, der eine konisch zulaufende Spitze ist und über dem Druckkissen 680 und der Prägefolie 651 frei liegt. Der Spitzenabschnitt 686 ist konisch verjüngt, um in den Innendurchmesser (ID) der Bodenfolie 651 als auch des Plattensubstrats zu passen. Ein lineares Kugellager 688 umgibt den verlängerten Abschnitt des zentralen Stabs 684 und eine äußere Hülse 690 umgibt ein lineares Kugellager 618. Ein Ringabschnitt 692 ist zwischen der äußeren Hülse 690 und dem abgeschrägten Abschnitt 686 des Zentralstabs 684 angeordnet. Ein Ringabschnitt 692 ist auch in Verbindung mit einem ID der Prägefolie 651. Ein Abschnitt des Innendurchmessers der Bodenfolie 614 erstreckt sich nach unten und ist zwischen der unteren Spitze 612 und der äußeren Hülse 620 angeordnet.
In einem Ausführungsbeispiel hält das lineare Kugellager 688 eine präzise Ausrichtung zwischen dem Zentralstab 684 und der äußeren Hülse 690, um die Prägefolie 651 mit einer Mitlinie des Zentralstabs 684 zu zentrieren. Das Kugellager 688 hat einen höheren thermischen Expansionskoeffizienten verglichen zu der äußeren Hülse 620. Wenn folglich die Temperatur des unteren Rohchipauf baus 604 erhöht wird, dann dehnt sich das Kugellager 688 radial aus, um eine feste Verbindung mit der äußere Hülse 690 zu halten und um die zentrierende Ausrichtung der Bodenfolie 651 mit dem Innendurchmesser der äußeren Hülse 690 zu halten. Dies erlaubt das Erreichen und Halten einer Konzentrizität zwischen der Bodenfolie 651 und dem Plattensubstrat 650. Das Kugellager 688 hält auch einen Kontakt mit dem Innendurchmesser der Bodenfolie 651 über die bindende Druckkraft aufrecht, welche die Bodenfolie 651 an ihrem Platz hält, wenn das Plattensubstrat 650 nach dem Prägen abgestreift wird. Wie in 7B dargestellt, hebt die Feder 685 die äußere Hülse 690 an, welche ihrerseits einen Abschnitt der Bodenfolie 651 in der Nähe des Innendurchmessers anhebt. Folglich erzeugt das Anheben der äußeren Hülse 690 eine domähnliche Form der Bodenfolie 651, um das Plattensubstrat 650 sauber von der Oberfläche der Folie 651 abzustreifen.
8 stellt eine vergrößerte Ansicht eines Plattentransportgeräts in der Form eines Einführ-/Ausführaufbaus 700 ohne die Gleitabschnitt dar. Eine Halteplatte 704 ist auf einem Rahmen 702 angeordnet. Ein Plattensubstrat 750 ist an einer Halteplatte 704 mit zentralen Fingern 706 gesichert, wobei der erste Seitenfinger 708 und ein zweiter Seitenfinger 710 radial um das Plattesubstrat 750 angeordnet sind. In einem Ausführungsbeispiel können die Finger miteinander verbunden sein und durch eine Reihe von Biegegelenken gehalten werden. Ein paar von freitragenden Gelenken 712, 714 und der Halterahmen 702 sind auch mit der Basisplatte 726 verbunden. Die Gelenke 712, 714 erlauben es der Halteplatte 704 sich nach oben und nach unten zu bewegen, wenn es in dem Prägeaufbau plaziert ist (z.B. Prägeaufbauten 410, 510, der oben bezüglich der 4, 4A, 5A und 5B beschrieben worden ist). Die Halteplatte 704 kann auch durch die fixierten Halterungen 716, 718 gehalten werden. Diese Halterungen sind fest, um dem Gewicht des Rahmens 702 Steifigkeit und Halt zu geben. Ein oberer Lift 720, 722 verbindet die fixierten Halterungen 716, 718 mit der Basisplatte 726. Eine Seite des Rahmens 702 enthält auch eine Klammer 722, die eine Öffnung hat, um einen Druckaktor aufzunehmen, um die Biegegelenke des zentralen Fingers 706, des ersten Seitenfingers 708 und des zweiten Seitenfingers 710 zu drehen. Wie unten detailliert beschrieben wird, erlaubt der Druckaktor, dass ein Plattensubstrat wiederholt in exakt derselben Position befestigt wird.
9A–9C stellen einen Einführ-/Ausführaufbau 700 in verschiedenen Gleitpositionen einschließlich einer Ladeposition, wie in 9A dargestellt, einer Prägeposition, wie in 9B dargestellt und einer Wartungsposition, wie in 9C dargestellt, dar. Analog zu dem oben beschriebenen Aufbau bezüglich der 4, 4A, 5A und 5B ist die Halteplatte 704 auf dem Rahmen 702 angeordnet. Ein Paar von freitragenden Gelenken 712, 714 halten die Halteplatte 704. Eine Basisplatte 726 ist auf einem X-Y-Servogleiter montiert, der einen ersten Gleiter 740 und einen zweiten Gleiter 730 enthält. Schienen 732, 734 erlauben es der Halteplatte 704, sich entlang der Y-Achse zu bewegen und Schienen 742, 744 erlauben es der Halteplatte 704, sich entlang der X-Achse zu bewegen. In einem Ausführungsbeispiel sind der erste und zweite Gleiter 730, 740 Teil eines Hochpräzisions-X-Y-Servogleiters. In der in 9A dargestellten Ladeposition ist der zweite Gleiter 730 in der Nähe eines Endes des ersten Gleiters 740 positioniert, um die Halteplatte 704 zurückzuholen. Diese Position ist ähnlich zu der Position des Einführ-/Ausführaufbaus 520, der in 5B dargestellt ist, welcher es einem Roboterarmaufbau erlaubt ein Plattensubstrat auf der Halteplatte 704 zu plazieren. In der in 9B dargestellten Ladeposition ist der zweite Gleiter 730 in der Nähe eines gegenüberliegenden Endes des ersten Gleiters 740 positioniert, um die Halteplatte 704 in den Prägeaufbau zu bringen. Diese Position ist ähnlich zu der Position des Einführ-/Ausführaufbaus 520, der in 5A dargestellt wird, welcher die Halteplatte zeigt, die zwischen dem oberen und unterem Rohchipaufbau gepresst wird. In der Inspektionsposition von 9C ist der zweite Gleiter 730 etwas entlang der X-Achse zurückgezogen, um sich selbst direkt unter ein Mikroskop des Sichtaufbaus (z.B. Mikroskop 572 des Sichtaufbaus 570, das in 5A dargestellt wird) zu positionieren. Basierend auf den Ergebnissen der Inspektion kann die Basisplatte 726 entlang den Schienen 732, 734 des zweiten Gleiters 730 (d.h. der Y-Achse) bewegt werden, um das Plattensubstrat bezüglich der Prägefolien des Prägeaufbaus zu zentrieren.
10 stellt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Einführ-/Ausführaufbaus 800 in einem Ausführungsbeispiel dar, das ein Plattensubstrat zeigt, welches auf einer Halteplatte befestigt ist. Eine Halteplatte 804 ist auf einem Rahmen 802 befestigt. Gelenke 812, 814 und befestigte Halterungen 816, 818 sind mit dem Rahmen 802 verbunden. Ein zentraler Finger 806, ein erster Seitenfinger 808 und ein zweiter Seitenfinger 810 sind in der Halteplatte 804 eingebettet. Jeder Finger hat Erweiterungen 830, 832 und 834, die eine Verbindung herstellen und das Plattensubstrat 850 befestigen. In einem Ausführungsbeispiel sind die Finger miteinander verbunden und durch flexible Gelenke 840, 842 gestützt. Folglich bewirkt ein einzelner Druckaktor, dass alle Erweiterungen, (z.B. 830, 832, 834) das Plattensubstrat 850 zum selben Zeitpunkt und exakt in derselben Position wiederholt festhalten. Der Druckaktor greift über die Klammer 822 ein und übt eine Kraft zuerst in Richtung des zentralen Fingers 806 aus. Dieser übt seinerseits eine Kraft auf einen ersten Finger 808 und einen zweien Finger 810 aus. Ein einzelner Druckaktor bietet den Vorteil, in der Lage zu sein, eine Platte in exakt derselben Position jedes Mal zu greifen.
11 stellt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Befestigungs- oder Greifstruktur 900 dar, die in einem Plattenhalter eingebettet sein kann. Der Greifer 900 erfordert keinen Druckaktor, hat aber einen äußeren Ring, der eine Reihe von Gelenken 920, 922 und 944 enthält, welcher die Finger 912, 914 und 916 verbindet. Jeder dieser Finger hat Erweiterungen 912, 914 und 916, die konfiguriert sind, um eine Verbindung mit einem äußeren Durchmesser eines Plattensubstrats herzustellen. Jedes dieser Gelenke ist flexibel, um es den Fingern zu erlauben, sich nach außen zu erstrecken oder zu drehen, um eine Platte aufzunehmen und um sie dann zusammenzudrücken, um eine Verbindung mit der Platte herzustellen.
12 stellt ein Ausführungsbeispiel des Greifers 900 dar, der in der Halteplatte 904 eingebettet ist, und ein zu befestigendes Plattensubstrat 950. Die Gelenke 920, 922 und 944 haben sich nach außen gedreht, um ein Plattensubstrat 950 zu empfangen. Die Erweiterungen 912, 914, und 916 der Finger 906, 908 und 910 stellen jeweils eine Verbindung mit einem äußeren Durchmesser 952 des Plattensubstrats 950 her.
13A, 13B und 13C stellen Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zum Prägen eines prägbaren Films dar, der auf einem Substrat angeordnet ist. Ein prägbarer Film der auf einem Substrat (z.B. einem Plattensubstrat) angeordnet ist, wird vorgeheizt (z.B. auf eine Prägetemperatur), Schritt 1005. Das prägbare Substrat kann in einem Ofen (z.B. Ofen 330) vorgeheizt werden, der darauf ausgelegt ist, das Substrat zu empfangen. In einem Ausführungsbeispiel wird das Substrat dann durch einen Heiztunnel (z.B. Heiztunnel 240) zu einem Rohchipaufbau transportiert, Schritt 1010. Wenn das Substrat in dem Rohchipaufbau plaziert ist, wird es zentriert oder ausgerichtet, relativ zu einer Prägefolie (z.B. Prägefolie 651), welche in dem Rohchipaufbau angeordnet ist, Schritt 1015, was durch das Prägen gefolgt wird, Schritt 1020. Das Prägemuster auf dem prägbaren Film des Substrats kann dann inspiziert werden, Schritt 1025, und dann abgekühlt werden, Schritt 1030.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel, das in 13B dargestellt ist, kann ein Substrat (z.B. ein Plattensubstrat) mit einem Greifgerät, wie z.B. einer Vakuumverriegelung (z.B. 224) von einer Haltequelle, wie z.B. einer Kassettenschale (z.B. 260) gegriffen werden, Schritt 1040. Die Vakuumverriegelung transportiert das Substrat zu einer Vorheizung (z.B. 230) um die Temperatur des prägbaren Films auf eine Prägetemperatur zu erhöhen, Schritt 1045. Das Substrat wird dann aus der Heizung entfernt und zu einem Rohchipaufbau (z.B. 210) transportiert, Schritt 1050, und relativ zu einer Prägefolie zentriert, die in dem Rohchipaufbau angeordnet ist, Schritt 1055. Der prägbare Film des Substrats wird mit dem Muster auf der Prägefolie geprägt, Schritt 1060, und abgekühlt, Schritt 1065.
In einem in 13C dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel wird ein Substrat (z.B. ein Plattensubstrat) auf einer Servogleiterschale (z.B. 430) plaziert, die ein Teil des Prägesystems ist (Schritt 1070). Der Servogleiter wird benutzt, um das Substrat in einer Heizung (z.B. 480) zu positionieren, und um die Temperatur des prägbaren Films auf eine Prägetemperatur zu erhöhen, Schritt 1075. Das Substrat wird dann aus der Heizung entfernt und in einen Rohchipaufbau (z.B. 410) zum Prägen eingeführt, Schritt 1080, und relativ zu einer Prägefolie, Schritt 1085 zentriert. Der prägbare Film des Substrats wird dann mit dem Prägemuster geprägt, Schritt 1090, was durch eine Inspektion des ge prägten Musters gefolgt wird, Schritt 1095. Das Substrat kann dann abgekühlt werden, Schritt 1099.
Wie vorher erwähnt, kann die Vorrichtung und das Verfahren, das oben diskutiert wurde, zum Prägen eines prägbaren Films benutzt werden, der auf einer Basisstruktur einer Platte angeordnet ist. Bezüglich 14A kann die Basisstruktur 1110 einer Platte aus einem Substrat 1115 und einer beschichteten NiP-Schicht 1120 bestehen. Das Substrat 1115 kann z.B. aus einem Glas oder Metall/Metallegierungsmaterial hergestellt werden. Glassubstrate, die benutzt werden können, enthalten z.B. ein Silikat enthaltendes Glas, wie z.B. Borosilikatglas und Aluminosilikatglas. Metallegierungssubstrate, die benutzt werden können, enthalten z.B. Aluminiummagnesium (AlMg)-Substrate. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können andere Substratmaterialien, einschließlich Polymere und Keramiken benutzt werden.
Eine NiP-Schicht 1120 kann durch Galvanisieren, stromloses Beschichten oder durch andere in der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden. Das Beschichten von Plattensubstraten 1115 mit einem festen oder metallischem Material, wie z.B. NiP bietet eine mechanische Unterstützung für das Plattensubstrat 1115, für z.B. ein folgendes Polieren und/oder Prägeprozesse, Die NiP-Schicht 1120 kann poliert, eingeebnet und/oder strukturiert werden. Die NiP-Schicht 1120 kann z.B. durch eine gleichmäßige Ätz- oder andere Poliertechniken, die im Stand der Technik bekannt sind, poliert werden. Die NiP-Schicht 1120 kann auch mit einem Muster durch verschiedene Verfahren, wie z.B. mechanisches Strukturieren, das feste oder freie Schleifpartikel (z.B. Diamant) benutzt, strukturiert werden. Alternativ können andere Typen von Strukturierungsverfahren, wie z.B. Laserstrukturierung, benutzt werden. Das Beschichten des Plattensubstrats 1115 muß jedoch nicht notwendigerweise benutzt werden, wenn das Plattensubstrat 1115 aus einem ausreichend festem oder hartem Material, wie z.B. Glas, besteht. Entsprechend kann das Substrat 1115 selbst poliert, eingeebnet und/oder strukturiert werden unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Basisstruktur 1110 aus einem Substrat 1115 mit anderen darauf angeordneten Schichten, z.B. einem weichen magnetischen Film, bestehen. Die Schicht 1120 kann einen weichen magnetischen Film oder einen weichen magnetischen Film darstellen, der über einer NiP-Schicht angeordnet ist. Ein weicher magnetischer Film kann benutzt werden, um die geeigneten magnetischen Eigenschaften zu erreichen, die mit der rechtwinkligen magnetischen Aufnahme verbunden sind. Der weiche magnetische Film kann eine Schicht aus Eisen-Kobald-Nickel (FeCoNi)-Material sein. Andere Materialien, die für den weichen magnetischen Film benutzt werden können, enthalten Kobald-Eisen (CoFe), Nickel-Eisen (NiFe) und Legierungen davon. Weiche magnetische Filme und Materialien, die zur Herstellung eines weichen magnetischen Films benutzt werden können, sind im Stand der Technik von magnetischen Aufnahmeplatten wohl bekannt; entsprechend wird hier eine detaillierte Diskussion weggelassen. Der weiche magnetische Film kann poliert und/oder strukturiert werden. Der weiche magnetische Film kann mit einer Struktur durch verschiedene Verfahren strukturiert werden, wie z.B. mechanisches Strukturieren unter Verwendung von festen oder freien Schleifpartikeln (z.B. Diamant). Alternativ können andere Typen von Strukturierverfahren, wie z.B. Laserstrukturieren, benutzt werden, um den weichen magnetischen Film zu strukturieren. In noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine dünne NiP-Schicht auf dem weichen magnetischen Film angeordnet und/oder strukturiert werden. In noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann der weiche magnetische Film aus einer oder mehreren weichen magnetischen Unterschichten und einer oder mehreren Ru Zwischenlagen bestehen, die zwischen den weichen magnetischen Unterschichten angeordnet sind.
Der prägbare Film 1130 ist auf der Basisstruktur 1110 angeordnet, um einen prägbaren (d.h. prägbaren) Film zu bilden. Verschiedene prägbare Materialien können benutzt werden, um den prägbaren Film 1130 zu bilden. In einem Ausführungsbeispiel kann z.B. Poly-(Methylmetachrylat) (PMMA) oder ein Kopolymer-Poly-(Methyl-Metachrylatmetchrylikacid-Kopolymer) (P(MMA-MAA) für den prägbaren Film 1130 benutzt werden. Alternativ können andere prägbare Materialien benutzt werden, z.B. PMMA und ein Thermo-Satzpolymer, wie z.B. MR-I 9000, das von Micro Resists Technology of Germany erhältlich ist. Alternativ kann der prägbare Film 11300 aus mehreren prägbaren Filmen bestehen. Die prägbaren Materialien können durch eine Rotationsbeschichtung auf die Basisstruktur 110 aufgebracht werden, um den prägbaren Film 1130 herzustellen. Andere Beschichtungsverfahren, wie z.B. Eintauchbeschichtung, Eintauch-Rotationsbeschichtung, Sprühbeschichtung, Bedampfung und Vakuumabscheidung (z.B. CVD) können benutzt werden
14A, 14B, 15A, 15B und 15C stellen alternative Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zum Prägen eines prägbaren Films dar, wie z.B. eines prägbaren Films, der über einer Basisstruktur angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel kann die Basisstruktur ein Substrat oder ein Plattensubstrat sein. Der prägbare Film 1130 ist über einer Basisstruktur 1115 angeordnet, Schritt 1210. In einem Ausführungsbeispiel werden der prägbare Film 1130/die Basisstruktur 1115 und der Stempel 1190 auf oder über die „Glasübergangstemperatur" (Tg) des prägbaren Films 1130 erhitzt, Schritt 1230. Die Glasübergangstemperatur ist ein Begriff in der Technik, der sich auf die Temperatur bezieht, wo ein polymerisches Material über dieser Temperatur viskoelastisch wird (was für jedes Polymer unterschiedlich ist).
Der Stempel 1190 wird dann in den prägbaren Film 1130 gepresst, Schritt 1235. In einem Ausführungsbeispiel wird der Stempel 1190 von dem prägbaren Film 1130 getrennt, Schritt 1240, und dann nach der Trennung abgekühlt, Schritt 1243. Ein eingeprägtes Muster von Grabenflächen (a.k.a., vertieften Flächen, Nuten, Tälern, etc.) und Plateaus (a.k.a., erhobenen Flächen) wird deshalb in dem prägbaren Film 1130 (wie in 14B dargestellt gebildet). Die Trennung des Stempels 1190 vom prägbaren Film 1130 vor dem Abkühlen kann den Trennungsprozess erleichtern und zu einer geringeren Beschädigung des eingeprägten Musters in dem prägbaren Film 1130 führen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel, das in 15B dargestellt ist, kann das System auf eine Temperatur über Raumtemperatur abgekühlt werden, Schritt 1260, bevor der Stempel 1190 vom prägbaren Film 1130 getrennt wird, Schritt 1270. Wo z.B. der prägbare Film 1130 über seine Übergangstemperatur erhitzt wird, kann der verbundene Stempel 1190/prägbarer Film 1130 auf eine niedere Temperatur unterhalb die ungefähre Glasübergangstemperatur des prägbaren Films 1130 vor der Trennung abgekühlt werden. Alternativ kann für ein anderes Beispiel der verbundene Stempel 1190/prägbare Film 1130 auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr der Übergangstemperatur des prägbaren Films 1130 auf eine Temperatur über Raumtemperatur abgekühlt werden. In noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann der verbundene Stempel 1190/prägbare Film 1130 auf Raumtemperatur abgekühlt und dann getrennt werden.
15C stellt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Prägens eines prägbaren Films einschließlich des Vorheizens des prägbaren Films vor dem Prägen dar. In diesem Ausführungsbeispiel kann der prägbare Film 1130 und der Stempel 1190 getrennt voneinander erhitzt werden. In Schritt 1212 kann nach Aufbringung des prägbaren Films 1130 über der Basisstruktur diese Struktur auf die Prägetemperatur vor ihrer Einführung in den Rohchipaufbau 230 durch z.B. die Heizung 230 von 2 vorgeheizt werden. In Schritt 1214 wird der vorgeheizte prägbare Film 1130/Basisstruktur 1115 in der Nähe (z.B. Formfläche des unteren Rohchipaufbaus 214) zum Stempel 1190 positioniert. Alternativ kann der prägbare Film 1130/Basisstruktur 1115 auf eine Temperatur unterhalb der (z.B. in der Nähe) von der Prägetemperatur vorgeheizt werden und dann während oder nach seiner Positionierung in der Formfläche des unteren Rohchipaufbaus 214 auf die Prägetemperatur erhitzt werden. Alternativ kann der prägbare Film 1130/die Basisstruktur 1115 auf die Stempeltemperatur/Prägetemperatur vorgeheizt werden und nach ihrer engen Positionierung zum Stempel 1190 geprägt werden. Der Stempel 1190 wird dann in den prägbaren Film 1130 bei der Prägetemperatur gepresst, Schritt 1230. Der Stempel 1190 wird dann vom prägbaren Film 1130 nach dem Prägen getrennt, Schritt 1240. In einem Ausführungsbeispiel kann der prägbare Film 1130/die Basisstruktur 1115 aus der Nähe zum Stempel 1190 entfernt werden, Schritt 1240 und dann auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des prägbaren Films 1130 abgekühlt werden. Der Stempel 1190 wird dann vom prägbaren Film 1130 nach dem Prägen getrennt. In einem Ausführungsbeispiel kann der prägbare Film 1130/die Basisstruktur 1115 aus der Nähe zum Stempel 1190 entfernt werden und dann auf eine Temperatur un terhalb der Glasübergangstemperatur des prägbaren Films 1130 abgekühlt werden, Schritt 1243.
Ein eingeprägtes Muster von Grabenflächen (a.k.a., vertieften Flächen, Nuten, Tälern, etc.) und Plateaus (a.k.a., erhobenen Flächen) wird dadurch in dem prägbaren Film 1230 gebildet (so wie dies in 14B dargestellt wird). Nach dem Prägen eines Musters in den prägbaren Film 1130 kann ein subtraktiver oder ein additiver Prozess benutzt werden, um das gewünschte DTR-Muster in der Platte zu bilden. In einem subtraktiven Prozess kann z.B. eine oder mehrere Schichten, die über dem Substrat 1115 angeordnet sind, entfernt werden (z.B. Mittels Prägelithografie und Ätzen), um ein gewünschtes Muster auf der Schicht 1120 freizulegen (z.B. eine NiP oder weichmagnetische Schicht). Alternativ kann das DTR-Muster im Substrat 1115 gebildet werden. In einem additiven Prozess, wo die Schicht 1120 z.B. eine NiP-Schicht ist, wird ein Material, das kompatibel oder identisch ist zum Material, welches die initiale NiP-Schicht bildet, hinzugefügt oder beschichtet, um die erhobenen Flächen 1110 des diskreten Spuraufnahmemusters zu bilden.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Einprägen eines prägbaren Films 1130 bei ungefähr Raumtemperatur unter Verwendung eines prägbaren Materials durchgeführt werden, dass keine Glasübergangstemperatur (Tg) hat, z.B. thermoeinstellbare (z.B. Epoxide, Phenole, Polysiloxane, Ormosyle, Silika-Gele) und strahlungsheilbare (z.B. UV heilbare, elektronensstrahlheilbare) Polymere. Silika-Gel kann von industriellen Herstellern, z.B. SOL-Gel, erhältlich von General Electric Corporation of Waterford N.Y., erworben werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein thermoplastisches Material, z.B. ein Polymer, wie z.B. Ultem, das von General Electric Corporation of Waterford N.Y. erhältlich ist, für den prägbaren Film benutzt werden. In solch einem Ausführungsbeispiel kann z.B. die Verwendung einer Plattenheizung (z.B. Heizaufbau 230) nicht notwendig sein, da eine erhöhte Temperatur eines Substrats nicht während dem Transport zum Stempel 1180 aufrecht erhalten werden muß.
Wie vorher beschrieben, kann die Vorrichtung und die Verfahren, die hier beschrieben werden, für verschiedene Typen von Basisstrukturen (z.B. optische Plattensubstrate und Wafersubstrate, Bildschirmsubstrate) mit prägbaren Filmen benutzt werden. Zum Beispiel kann das hier diskutierte Prägesystem in der Herstellung von optischen Aufnahmeplatten, Halbleiterwafern, Flüssigkristallbildschirmen, etc. verwendet werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann die hier beschriebene Vorrichtung und die Verfahren mit verschiedenen Typen von Basisstrukturen (z.B. Wafer und scheibenförmige Oxide/Substrate) mit einer darauf angeordneten prägbaren Schicht benutzt werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die hier beschriebene Prägevorrichtung und die Verfahren z.B. für die Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie z.B. einem Transistor, benutzt werden. Bei solch einer Herstellung kann eine prägbare Schicht über einer Basisstruktur angeordnet werden, z.B. eine Oxid- (z.B. SiO₂)-Schicht auf einem Siliziumwafersubstrat. Es kann ein Stempel hergestellt werden mit einer gemusterten Struktur für aktive Flächen des Transistors. Der Stempel wird in die prägbare Schicht mit den eingeprägten Mustern eingeprägt, die in die Oxidschicht überfragen werden unter Verwendung von Ätztechniken (z.B. reaktives Ionenätzen). Daran sich anschließende Halbleiterwafer-Herstellungstechniken, die im Stand der Technik wohlbekannt sind, werden dann zur Herstellung des Transistors benutzt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann z.B. die Prägevorrichtung und das Verfahren, das hier diskutiert wird, benutzt werden, um Pixelfelder für Flachbildschirme herzustellen. Bei solch einer Herstellung kann eine prägbare Schicht über einer Basisstruktur aus z.B. einer Indiumzinnoxid (ITO)-Schicht auf einem Substrat angeordnet werden. Der Stempel wird mit einer gemusterten Schicht hergestellt, welche ein inverses Muster des Pixelfeldmusters ist. Der Stempel wird in die prägbare Schicht mit den eingeprägten Mustern eingeprägt, wobei die eingeprägten Muster in das ITO unter Verwendung von Ätztechniken überfragen werden, um die ITO-Schicht zu mustern. Als Ergebnis wird jedes Pixel des Feldes durch ein Fehlen von ITO-Material getrennt (das durch Ätzen entfernt wurde) auf der ansonsten kontinuierlichen ITO-Anode. Daran sich anschließende Herstellungstechniken, die im Stand der Technik wohlbekannt sind, werden benutzt, um die Pixelfelder herzustellen.
In noch einem anderen Ausführungsbeispiel als weiteres Beispiel, kann die Prägevorrichtung und die Verfahren, die hier diskutiert werden, benutzt werden, um Laser herzustellen. Bei solch einer Herstellung werden prägbare Materialflächen, die durch den Stempel gemustert werden als eine Maske benutzt, um Laserhohlräume für lichtemittierende Materialien zu bilden. Daran sich anschließende Herstellungstechniken, die im Stand der Technik wohlbekannt sind, werden benutzt, um den Laser herzustellen. In noch anderen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung und das Verfahren, das hier diskutiert wird, in anderen Anwendungen benutzt werden, z.B. bei der Herstellung von mehrlagigen elektronischen Schaltungen, der Herstellung von optischen Kommunikationsbauteilen und den Kontakt/Übertragungsdrucken.
In der vorhergehenden Beschreibung wurde die Erfindung mit Bezug auf spezifische exemplarische Ausführungsbeispielen davon beschrieben. Es ist jedoch klar, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen daran durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen beschrieben wird. Obwohl z.B. bestimmte Figuren und Verfahren hier bezüglich dem einseitigen Prägen diskutiert worden sind, können sie auch für doppelseitiges Prägen benutzt werden. Die Beschreibung und die Figuren sind entsprechend in einem beschreibenden anstatt in einem beschränkendem Sinn zu verstehen.

Claims

Eine Vorrichtung umfassend: einen Rahmen; eine Halteplatte, um ein Substrat aufzunehmen; wenigstens zwei Finger, um das Substrat innerhalb der Halteplatte zu sichern, wobei wenigstens zwei Finger dazu dienen, eine präzise Position des Substrates aufrecht zu erhalten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin wenigstens zwei Finger mittels einem Biegegelenk verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin wenigstens zwei Finger über ein festes Drehgelenk verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin wenigstens zwei Finger das Substrat entlang einem äußeren Rand des Substrates umschließen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin wenigstens zwei Finger das Substrat mit einem einzelnen Druckaktor umschließen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Substrat eine Scheibe umfasst.
Eine Vorrichtung, umfassend: einen Rahmen; eine Halteplatte, um ein Substrat zu empfangen; eine flexible Halterung, die mit dem Rahmen verbunden ist; eine Basisplatte, die mit der flexiblen Halterung verbunden ist; und eine Gleitvorrichtung, die mit der Basisplatte verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die Gleitvorrichtung einen X-Y-Servogleiter umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die Gleitvorrichtung es dem Substrat erlaubt mit einer gewünschten Position ausgerichtet zu sein.
Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die Gleitvorrichtung einen ersten Gleiter und einen zweiten Gleiter umfasst, wobei der erste Gleiter Schienen hat, um eine Bewegung des ersten Gleiters entlang einer ersten Achse zu erlauben, wobei der zweite Gleiter Schienen hat, um eine Bewegung der Basisplatte entlang einer zweiten Achse zu erlauben.
Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die flexible Halterung ein freitragendes Gelenk umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend einen flexiblen Aufbau, der in der Halteplatte eingebettet ist, um das Substrat zu greifen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, worin der flexible Aufbau eine Vielzahl von Fingern umfasst, die miteinander über flexible Gelenke verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, worin das Substrat eine Scheibe umfasst.
Vorrichtung umfassend: eine Substratprägevorrichtung mit einer Prägefolie; eine Sehvorrichtung, die in der Nähe der Substratprägevorrichtung angeordnet ist; und eine Substrat-Ein-/Ausführvorrichtung, um ein Substrat in der Substratprägevorrichtung zu positionieren, wobei die Sehvorrichtung Informationen über die Position des Substrats relativ zur Prägung zur Verfügung stellt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die Sehvorrichtung ein geprägtes Muster auf dem Substrat inspiziert, um die Konzentrizität der Prägefolie relativ zu dem Substrat zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die Sehvorrichtung eine Kamera umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die Sehvorrichtung ein Mikroskop umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die Sehvorrichtung ein optisches System umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16, worin die Sehvorrichtung mit einem Servogleiter verbunden ist, um das Substrat relativ zu der Prägefolie zu zentrieren.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin das Substrat eine Scheibe umfasst.