用于处理、加热和冷却衬底的方法和装置，在该衬底上由工具在热可流动材料涂层中制得图案，包括衬底运输、工具搁置、工具张紧以及工具退回与流程

用于处理、加热和冷却衬底的方法和装置，在该衬底上由工具在热可流动材料涂层中制得图案，包括衬底运输、工具搁置、工具张紧以及工具退回相关文献这里主张了于2011年9月23日提交的题名为“METHODSANDAPPARATIFORHANDLING,HEATINGANDCOOLINGASUBSTRATEUPONWHICHAPATTERNISMADEBYATOOLINHEATFLOWABLEMATERIALCOATING,INCLUDINGSUBSTRATETRANSPORT,TOOLLAYDOWN,TOOLTENSIONING,ANDTOOLRETRACTION”(“用于处理、加热和冷却衬底的方法和装置，在该衬底上由工具在热可流动材料涂层中制得图案，包括衬底运输、工具搁置、工具张紧以及工具退回”)的美国临时申请No.61/538,542的权益，且其整个公开通过引用而全部结合在本文中。指定美国的PCT申请于同日一起提交，其以1366-0066-0070PCT的代理人卷号通过美国专利和商标局电子送件系统进行提交，题名为“TECHNIQUESFORIMPROVEDIMPRINTINGOFSOFTMATERIALONSUBSTRATEUSINGSTAMPINCLUDINGUNDERFILLINGTOLEAVEAGAPANDPULSINGSTAMP”(“用于利用包括不填满以保留间隙的印模和脉动印模在衬底上改进压印软材料的技术”)，该PCT申请要求享有于2011年9月23日提交的相同标题的美国临时申请No.61/538,489的优先权。该PCT申请在下文中被援引为共同待决申请，并通过引用而全部结合在本文中。优先权临时申请也因而通过引用而全部结合在本文中。介绍在2008年2月15日以EmanuelM.Sachs、JamesF.Bredt和麻省理工学院的名义提交的题名为“SOLARCELLWITHTEXTUREDSURFACES”(“带有纹理表面的太阳能电池”)的指定美国的专利合作条约申请No.PCT/US2008/002058中公开了某些处理机制和架构，其国家阶段是于2012年9月4日以美国专利No.8257998发布的美国专利申请No.12/526,439，并且还主张享有两个于2007年2月15日提交的临时美国申请No.US60/901,511以及于2008年1月23日提交的No.US61/011,933的优先权。所有PCT申请、美国专利、专利申请和两个美国临时申请都通过引用而全部结合在本文中。在这些申请中公开的技术在本文中被总称为自对准电池(SAC)技术。在2009年4月17日以BenjaminF.Polito、HollyG.Gates和EmanuelM.Sachs以及麻省理工学院和1366工业公司的名义提交的题名为“WEDGEIMPRINTPATTERNINGOFIRREGULARSURFACE”(“不规则表面的楔形压印图案形成”)的指定美国的专利合作条约申请No.PCT/US2009/002423中公开了某些另外的处理方法和装置，其国家阶段是美国专利申请No.12/937,810，并且还主张享有两个于2008年4月18日提交的临时美国申请No.US61/124,608以及于2008年12月12日提交的No.US61/201,595的优先权。所有PCT申请、美国专利申请和两个美国临时申请都通过引用而全部结合在本文中。在该段落提及的申请中公开的技术在本文中被总称为楔形压印技术或楔压(wedging)技术，但在某些情况下可使用具有不同于楔形的形状的突部。相关申请在下文中被称为楔压申请。简要地说，这种楔形压印技术包括方法。用于光伏和其它用途的带有特定纹理的形成图案的衬底被制成。参照图1、2、3、4和5及6所示，衬底通过将柔性印模110的突部112压印到抗蚀剂材料的薄层202上而制成，薄层202覆盖衬底晶片204。使用的印模工具具有材料(通常弹性体)，其足够软，使得工具在与衬底或晶片204接触时变形，之前已在衬底或晶片上涂敷了抗蚀剂涂层202。图3显示了刚与抗蚀剂202的表面203接触的印模110的突部112。抗蚀剂在加热时变软，并在热量和压力的条件下移离突部112处的压印位置，揭露突部附近的衬底区域。(抗蚀剂可在突部与抗蚀剂接触之前或之后或前后两者以及该过程中被加热)。衬底然后随印模110一起就地冷却，如图5中所示除去印模，留下衬底区域522暴露于孔521下面，抗蚀剂已从孔中移走。衬底进一步经受某些成型处理，通常是蚀刻处理。衬底的暴露部分522通过例如蚀刻作用除去，并且由抗蚀剂保护的衬底部分保留下来，其分别如图6中的622(蚀刻掉)和623(未蚀刻或较少蚀刻)所示。对于某些应用，印模突部还可在与抗蚀剂材料接触时不变形，而是，简单地由于其体积，它们置换足够抗蚀剂，使得蚀刻可发生。例如，这可发生在突部扁平末端时，并且简单地通过迫使它们进入抗蚀剂材料中，抗蚀剂会移离其原始位置。典型的衬底是硅，并且典型的抗蚀剂是蜡或蜡、树脂和松脂的混合物。印模可一再重复使用。印模的突部可为离散的、间隔开的，例如所示的锥体元件112。或者，它们可为扩展的楔形元件，例如楔压申请中所示。或者，它们可为其组合或任何其它合适的形状，其可造成抗蚀剂材料移离原始覆盖条件。因而，印模用于对工件上的抗蚀剂层形成图案，其然后经受不同的成型步骤以使工件成型。工件然后可用于光伏或其它用途。可提供给工件的纹理包括延伸的槽、离散的间隔开的凹坑和其组合、以及其中间体。基于压板的技术可用于对工件形成图案。粗糙且不规则的工件衬底可通过利用扩展的印模元件来适应，以确保印模的成型部分与工件的表面接触。在楔压申请和上文中所述的方法在此被称为楔形压印或楔压。有利的是用于施加这种图案的技术能够相对快速地生产形成图案的元件。还有利的是在不损坏衬底的条件下提供这种元件。如果在压印图案时将太大力施加至衬底，这种损伤就可能出现。损伤还可由于热循环而出现，应用热循环以使可流动材料变软以用于形成图案，然后再次使其硬化以用于保持这种图案。这种损伤还可由于工具与衬底分离而出现，衬底被可流动材料覆盖。能够加热和冷却衬底及其上面的可流动材料通常也是有利的。具有可快速加热和/或冷却衬底但不在晶片中引起不可接受应力的加热和冷却系统将是有利的，应力可造成晶片破裂。如果在工具与涂敷抗蚀剂的晶片之间捕获了空气，可能出现其它潜在的问题。捕获的空气引起难以预测和控制的不希望的压力状况，因为这种捕获的空气还可引起虚假的非均匀压力位置和因而在抗蚀剂中形成的孔尺寸的不规则性。有利的是，在工具和抗蚀剂层之间具有最小且理想地没有捕获的空气。重要的还有能够安全且快速地将衬底移动到处理工位，然后在对其进行处理时保持衬底工件，并且安全且快速地将其移至后续的处理工位。重要的还有能够将印模施加至衬底，然后从衬底将其除去而不损坏衬底且还不干扰可流动材料，该材料将要形成图案或者刚刚形成图案。因为工具在处理期间被加热和冷却，因而可出现另一问题。这可引起尺寸变化，其然后将引起抗蚀剂材料中所制成图案的不希望的尺寸差异。因而，期望具有一种系统，该系统可快速且安全地操纵衬底，将其移动到处理工位，然后在对其进行处理时保持衬底工件，且然后安全且快速地将其移动至后续的处理工位。还期望具有一种方法，其中，在可流动抗蚀剂材料与印模工具之间的腔体中没有随着印模工具的施加而捕获空气或者至多只捕获最少的空气。还期望提供一种系统，该系统可快速加热和冷却衬底及其上面的可流动抗蚀剂材料，而不使衬底破裂或产生不可接受的应力，但仍在商业可接受的速度下。还期望能够在形成图案后从抗蚀剂材料除去工具，而不损坏衬底或新成形的图案。还期望提供一种系统，其中加热和冷却工具不会引起在可流动抗蚀剂材料中提供的图案的尺寸变化或不规则性。还期望发展出一种可靠且可复制的系统。这里公开的本发明的这些及其它目的和方面将参照附图得到更好的理解，其中。附图说明图1示意性地显示了用于楔压的印模(现有技术)；图2示意性地显示了图1的印模和涂敷抗蚀剂的衬底，衬底有待被印模形成图案(现有技术)；图3示意性地显示了图2的印模和衬底，其中印模的突部的顶部刚与抗蚀剂相接触(现有技术)；图4示意性地显示了以填充模式操作的印模和衬底，其中印模的突部变形并被压靠在衬底上，并且抗蚀剂基本上填满衬底和印模本体之间的空间(现有技术)；图5示意性地显示了印模和衬底，其中形成图案的抗蚀剂在用印模楔压之后涂敷在衬底上(现有技术)；图6示意性地显示了蚀刻之后的衬底，其中形成图案的抗蚀剂掩模如图5中所示(现有技术)；图7A示意性地在横截面图中显示了处于本发明处理步骤中的状态下的装置，其中涂敷涂层的衬底被带入卡盘上的合适位置，准备通过柔性印模形成图案；图7B显示了图7A的装置，其中衬底通过真空保持在卡盘上的合适位置，并且印模被拉向受热板；图7C显示了图7A的装置，其中印模被充气，印模中心开始按压在衬底的中心上；图7D显示了图7A的装置，其中较大但仍非印模的完整部分按压在衬底上；图7E显示了图7A的装置，其中印模被完全按压在衬底的整个范围上，并且还超过衬底的范围；图7F显示了图7A的装置，其中印模开始通过真空压力撤回，远离卡盘，但仍在印模开始从衬底本身剥离之前；图7G显示了图7A的装置，其中印模被进一步剥离，但仍未完全脱离衬底；图7H显示了图7A的装置，其中印模被更进一步剥离，但几乎不完全脱离衬底；图8A示意性地在横截面图中显示了处于本发明处理步骤中的状态下的装置，类似于图7A-7H中所示，其还包括居中定位的柔性囊体；图8B显示了图8A的装置，其中衬底通过真空保持在卡盘上的合适位置，并且印模和中心囊体被拉向受热板；图8C显示了图8A的装置，其中中心囊体被充气，印模中心开始按压在衬底的中心上；图8D显示了图8A的装置，其中印模的囊体也被充气，使得印模的较大但非完整部分按压在衬底上；图8E显示了图8A的装置，其中印模被完全按压在衬底的全部范围上且还超过衬底的范围，并且中心囊体撤回至其初始静止位置；图8F显示了图8A的装置，其中印模开始通过真空压力撤回，远离卡盘，但仍在印模开始从衬底本身剥离之前；图9示意性地在横截面平面图中显示了本发明的卡盘，其显示内部气室和流体流动导向器，该导向器用于引导加热和冷却流体，带有所示用于加热的流体流型；图9A示意性地在沿着剖面线A-A的横截面图中显示图9的卡盘；图10示意性地在横截面平面图中显示了图9的卡盘，带有所示用于冷却的流体流型；图10A示意性地在沿着剖面线A-A的横截面图中显示图10的卡盘；且图11示意性地在除去顶板的条件下从上面以某一角度看去的局部横截面视图中显示了图9的卡盘，其显示了内部气室和流体流动导向器，该导向器用于引导加热和冷却流体。概要本发明的一种方法是利用多孔皮带运送工件的方法，该皮带将工件传送到卡盘，工件通过真空或差动气压而保持在卡盘上。本发明的装置是一种例如由多孔PTFE制成的多孔皮带、以及装配孔的卡盘，由此可提供差动气压。本发明的另一方法是在柔性印模施加到工件上之前通过例如差动气压或真空压力将印模拉向加热板从而预加该热柔性印模的方法。本发明的相关方法是一种将柔性印模施加于工件的方法，通过首先使印模的中心接触工件的中心，然后促使接触线从该公共中心径向向外移动，从而防止或至少最大限度地减少空气捕获在印模与被覆盖工件之间的腔体中。印模可通过对印模的侧面施加空气压力而充气，印模之前已通过压差从工件拉向加热板，例如通过对携带印模的柔性囊体充气，或者通过利用居中定位的补充囊体，其位于柔性印模和囊体的后面。另一发明是一种工作站，工件通过差动气压而固定至工作站，该工作站具有垫片，其与相邻的工件用位置间隔开。垫片具有表面，该表面可大致与工件共面，或者在一个实施例中略高于工件，以通过使印模从工件桥接至垫片而非披盖在工件边缘周围，从而防止印模密封在工件边缘周围。垫片还可具有显著高于工件表面的顶面，在此情况下，其定位成远离工件。在工作站提供这种垫片的方法也是一项发明。本发明的另一方法是在加热之前预张紧柔性印模，使得印模在加热和冷却时不改变尺寸，而是经历内部应力的变化。因而，印模上图案的空间尺寸保持恒定，而不管其温度如何。本发明的另一方法是在形成图案后从工件除去形成图案的印模的方法，首先在工件的转角和外边缘处，之后逐渐地向内朝着工件和印模的共享中心将印模剥离工件。本发明的又一方法是以这样一种方式加热工件，使其外周边始终处于与工件中心的温度相等或更高的温度下。本发明的相关方法是以这样一种方式冷却工件，使其外周边始终处于与工件中心的温度相等或更高的温度下。加热可通过将工件固定至带通道卡盘来实现，卡盘具有连接至中心和周边导管的径向通道，以及通过使热水传递到周边导管，然后沿着径向通道并通过中心导管离开卡盘。冷却可通过反方向传递较冷却的水来进行。本发明的装置是例如上面所述的卡盘。在本文献中，上面已称为印模的物件还可被称为工具。突出并用于在抗蚀剂材料中制作压印的印模的元件通常被称为突部。它们还可被称为压头、凸起物、楔形物和锥体。上面提供抗蚀剂材料然后形成图案的衬底通常被称为衬底。其还可被称为晶片或工件。在衬底上提供的材料可被称为抗蚀剂或可流动材料，或者简单地称为材料。详细描述[综述]图7A-7H示意性地显示了用于楔压的装置的横截面图，并且示出代表性的处理序列。卡盘707加热和冷却涂敷抗蚀剂的衬底晶片701。(在图7A-7F中未显示但在图9、9A、10和10A显示了用于加热和冷却卡盘的内部流动通道)。多孔皮带703将涂敷抗蚀剂的晶片701运送到和运离卡盘。卡盘707由隔热支架710支撑。如图7所示，真空贯穿真空通道708、真空气室709和卡盘中的真空通道711并穿过多孔皮带703被引入，以保持晶片靠在工件工位处的皮带和卡盘上。工件在图7及以下中的工位处于合适位置。该压制真空在晶片和卡盘之间提供良好的热接触，且随后将有助于将工具剥离晶片。柔性工具/印模706被夹在预张紧的环712中，使得工具是平坦的，直到通过通道704对其施加真空或压力。受热的顶板705可用于通过在工具和压板之间施加真空以将工具拉靠至压板上而将工具预热至指定温度，并在两者之间形成良好热接触，如图7中所示。受热的顶板705可整体或部分地由透明材料例如玻璃制成，以便于处理过程的观察和控制。工具可携带在柔性膜上，柔性膜是可充气的，例如囊体。或者，工具可本身与组成囊体的柔性膜构成整体。在成形操作开始时，在顶部705与工具之间施加压力，造成工具搁置在涂敷抗蚀剂的晶片701上，如图7C-E中所示。例如，合适的压力将在约0.02atm表压至约0.5atm表压之间，优选约0.1atm表压。如图7C所示，首次接触可优选地在晶片的中心，并且工具继续搁置，接触区域如图7D和图7E中所示径向向外移动。通过在工具之前径向挤出空气，径向搁置避免或至少最大限度地减小了印模与涂敷涂层的晶片之间的空气捕获泡。在使工具基本上在晶片整个区域与晶片完全接触之后，随着突起的工...