区域就开始释放。例如，在图4b中连续区域的高度差异可以是倾斜的接触结构28的高度。在具体示例中，可以有数百或数千的区域，每一个区域的高度只有几纳米的差异。
[0048]图5a_5e示出了衬底从已装载的端部执行器12的端部执行器垫基部16释放。为了便于说明，只描绘了如图4b的三个区域，但根据各种实施方式，端部执行器垫可具有数十、数百、数千、数十万或更多个区域。另外，为了便于说明，每个区域被描述成具有三行范德华基微结构，但根据各种实施方式，每个区可以包括从一到数百、数千或更多的行。首先转到图5a，端部执行器12包括端部执行器垫基部16和支承衬底10的范德华基微结构18。在图5a中所示的装载状态下，衬底10可以通过端部执行器12以最大加速度在x-y方向上移动，最大加速度受限于衬底10和范德华基微结构18之间的最大摩擦力。与衬底之间的最大摩檫力与范德华基微结构18的数量相关。当装载时，范德华基微结构18处于拥挤的状态。
[0049]图5b_5d显示了在释放期间的范德华基结构。首先在图5b中，最里面的区域(区域48a)被释放，同时区域48b和48c保持与衬底10结合。一旦在衬底10的负载被释放，区域48a中的范德华基结构被示出处于放松的、非压缩的和非扩展的状态。随着衬底10继续被升高，范德华基微结构的下一个区域48b被脱落，如图5c中所示。在图5d中，随着衬底10继续被抬高离开端部执行器12，区域48c的范德华基微结构被描述为它们滑离或脱离衬底10。区域48c的范德华基微结构的弹簧悬臂没有完全放松，接触构件被部分释放。图5d中所示衬底10从端部执行器释放，区域48a-48c中的范德华基结构返回到不拥挤的、放松的、非压缩和非扩展的状态。
[0050]升高在图5a_5e的示例中的衬底10的力F足以克服衬底10和单个区域中范德华基微结构之间的粘附力，从而允许使用比在所有的范德华基结构要同时剥落的情况下所使用的力小得多的力。
[0051]在图5a的示例中，范德华基微结构18具有连接到接触构件的挠性构件，如图2a-3d所述，使得它们被构造成当衬底10被升高时跨越衬底10滑动。在替代的实施方式中，范德华基微结构可以不被构造成跨越衬底10滑动；例如，区域48a-48c可包括垂直阵列的纳米纤维，纳米纤维的高度从区域到区域进行变化以用于阶段式去除。衬底可以从纳米纤维脱落或者去除，所使用的力小于在非阶段式释放工艺中将衬底去除所使用的力。
[0052]范德华基结构的阶段式释放可以取决于每个区域中的结构的有效弹簧常数，使得范德华基结构的高度可以是跨区域恒定的(或不同的)，而弹簧常数跨区域是不同的。图6a_6d示出了示例。
[0053]图6a示出了在端部执行器垫基部16上的三个区48a、48b和48c的范德华基结构的示意性剖视图。为了易于说明，只示出了三个区域，但根据多种实施方式，端部执行器垫可具有数十，数百，数千，数十万或更多个区域。在图6a的示意性示例中，这些区域中的每个包括一行范德华基微结构。范德华基结构的有效弹簧常数跨区域48a-48c不同，使得衬底的释放阶段式发生。在图6a的示例中，区域48a具有有效的弹簧常数ka，区域48b具有有效的弹簧常数kb，而区域48c具有有效的弹簧常数kc，ka>kb>kco本文所用的范德华基微结构的有效弹簧常数指的是微结构作为一个整体的表征微结构的刚度的以及它如何对抗范德华粘附力的弹簧常数。
[0054]图6b_6d示出了从包括图6a所示的结构的端部执行器垫释放衬底。在图6b中，在端部执行器12的端部执行器垫基部16上的范德华基微结构18支承衬底10。在图6b所示的装载状态中，衬底10可以通过端部执行器12在x-y方向上以最大加速度移动，最大加速度受限于衬底10和范德华基结构18之间的最大摩擦力。
[0055]在图6c中，最里面的区域(区域48a)被释放而区域48c保持与衬底10结合，并且范德华基结构48b正从衬底10滑落或者脱落。在图6d中，衬底10被示出从端部执行器释放，区域48a-48c中的范德华基微结构返回到放松的、非压缩和非扩展的状态。
[0056]范德华基微结构的有效弹簧常数可以通过使该结构从该结构的松弛状态压缩或延伸一定的位移的力来表征。有效弹簧常数可以取决于各种因素，包括该材料的弹性模量，结构的长度和形状。将范德华基结构近似地作为端部装载的悬臂，位移可以近似为FL3/3EI，F是范德华力，L是梁的长度，E为弹性模量，I为惯性面积矩。在一些实施方式中，假定贯穿端部执行器垫的所有微结构的力、弹性模量和惯性力矩是恒定的，范德华基结构的长度可以从区域到区域发生变化。在一些实施方式中，除了长度可以变化外，任何的其他因素也可以发生变化，或者除了长度不能变化，任何的其他因素可以发生变化。例如，可以通过在不同的区域使用不同的材料而改变弹性模量，惯性力矩可通过从区域到区域改变结构的几何形状而改变，力可通过改变从区域到区域的结构上的接触构件的数量而改变。
[0057]在图5a_5e和6a_6d的示例中，这些区域被配置为使得分阶段释放径向向外发生。在其他实施方式中，这些区域可被配置为使得分阶段释放径向向内发生，例如，朝向垫的中心的范德华基结构的长度增加。在替换的实施方式中，非相邻区域连续释放可能是有利的；例如，邻近衬底的中心的区域可以首先释放，随后衬底的外周附近的区域释放，等等。
[0058]根据各种实施方式，区域不一定是圆形的，而是可以通过以任何合适的方式设置的曲线或直线来表示。例如，接触表面可以是方形的且由数千个区域组成，每个区域布置在一条直线上。
[0059]在一些实施方式中，该范德华基微结构可以被配置成在衬底被抬离端部执行器垫时相对于衬底倾斜，从而从衬底脱落。可以允许衬底抬离而不必使衬底倾斜或脱落的倾斜和脱落特征可以是由垫基部的高度、有效弹簧常数、角度，以及范德华基结构如何排列所造成的。图7A示出了可根据特定的实施方式而变化的角度的示意图的示例。这些角度中的一个或多个连同范德华基结构的长度和弹性模量可以改变，以控制在释放的过程中范德华基结构的剥落和其他特征。角α 1控制端部执行器垫基部16的斜率，并且其范围可以是JA O。(平的基部)至超过45°。在一些实施方式中，垫基部相当浅，例如，a i是在0°和15°之间。角α2是挠性构件20从接触垫基部16突出的角度，角α 3是横向部分20Α(如果存在的话)从挠性构件20的其余部分突出的角度。α2的示例值的范围可以是从20°
到160°。注意，在α2是锐角的实施方式中，接触结构28可面朝径向向外方向。α 3的示例值的范围可以是从20°至160°，ajPa 3具有使得范德华基结构被构造成在装载期间接触衬底的值。角α4是接触结构28相对于衬底10倾斜的角度。角α 4的示例值的范围可以是从0° (相对于衬底10是水平的)至80°，如在约40°和80°之间的较大的值使得倾斜更多。在一些实施方式中，角α4是或可以近似于使范德华基结构从衬底10的脱落的角度。在一些实施方式中，角α4可以表征为让接触构件从其突出的接触构件基部(如衬背平面32或挠性构件20)与平行于表面29并刚在接触结构28上方的平面之间的角度。该平面是刚好在与接触结构28接合之前的非倾斜衬底的平面，在图7Α的示例中，就是衬底10的平面。端部执行器垫基部16的表面29可以是被配置为连接到端部执行器的表面。角α5是挠性构件20相对于衬底10倾斜的角度。在一些实施方式中。角α 5是或可以近似于范德华基结构从衬底10脱落的角度。角α5的示例值的范围可以是从20°到160°。在一些实施方式中，角α 5可以表征为挠性构件20与如上所述的平行于表面29并且刚好在接触结构28的上方的平面之间的角度。角α 6是与连续区域结合和脱离的速度的因子。α 6的示例值的范围可以是从1°到20°，较低的值提供顺畅的结合和脱离。在一些实施方式中，角06可以表征为连接多个结构的顶部的线(例如图7Α中的线31)与平行于表面29并在这些结构上方的平面(如在图7中的衬底10的平面)之间的角度。图7Β显示了具有纳米丝30在衬背平面32或挠性构件20上的接触结构28的示例。角α 8是纳米丝30相对于衬背平面32/或挠性构件20倾斜的角度。
[0060]如以上所讨论的，这里所公开的端部执行器垫包括范德华基结构，该结构可以是挠性的并且被配置为经由范德华分子间势能粘附到半导体晶片或其它衬底。根据各种实施方案，范德华基衬底可以是多层分层结构或单层结构。用于范德华基微结构的材料可包括碳基材料，包括碳纳米管(CNT)和石墨烯。材料还可以包括:聚合物材料，例如诸如聚酰亚胺和聚乙烯对苯二甲酸酯之类的各种热塑性塑料；挠性金属材料和金属晶体混合材料；以及半导体材料，例如硅。范德华基微结构的一些实施方案是挠性和有弹性的，具有大到足以支承负载并进行反复的弯折而不断裂的强度。碳作为材料是理想的，因为碳材料是高强度的、有弹性并且具有高的耐热性。管、棒、线等形式的碳结构如上所述可以是微米级和/或纳米级的。聚合物材料对于不需要高耐热性的应用会是有利的，因为它们是有弹性的且易于制造成各种结构。
[0061]对于多层分层结构，不同分层的若干层可以是相同或不同的材料。在一些实施方案中，对于所有的层，可以使用碳基材料，这些层例如包括挠性构件和接触构件。
[0062]根据各种实施方案，挠性构件可以例如通过化学气相沉积(CVD)在衬底上生长，该衬底是通过蚀刻被掩盖的材料形成的并且是通过微米或纳米级压印制模板工艺或其它制模工艺形成的。纳米丝或其他接触构件可以例如通过催化化学气相沉积法生长在挠性构件的顶部，或者可以接合到加工后的挠性构件上。垫基部可以是让挠性构件能够在上面生长或印刷的任何材料，或者是能够与制造后的挠性构件接合的任何材料。示例包括金属和硅。聚合物结构可以通过多种方法形成，这些方法包括纳米压印制模板法、嵌段共聚物材料自组装法和光刻法。金属结构可以通过气相沉积技术形成，气相沉积技术包括化学气相沉积、物理气相沉积(PVD)和原子层沉积(ALD)。包括硅纳米线在内的硅结构可以通过多种方法(对硅衬底进行诸如催化CVD法或蚀刻)形成。
[0063]包括碳纳米管在内的碳微米级和纳米级结构的气相沉积可以涉及含碳气体(例如乙烯)的催化剂引发的热分解。在一些实施方案中，生长可以通过控制催化剂的布置、在牺牲模板内的沉积等来控制。在一些实施方案中，沉积可以在表面上进行，该结构将是在所制造的端部执行器垫上，例如，直接在端部执行器垫基部上、在挠性构件上或者在多层分层结构的其他层上。在一些其他实施方案中，碳纳米管或其他结构可从沉积表面去除并连接到端部执行器垫基部、挠性构件等。
[0064]如以上所指出的，在一些实施方案中，本文所描述的微米级和纳米级相对于端部执行器垫基部