區(qū)域就開始釋放。例如，在圖4b中連續(xù)區(qū)域的高度差異可以是傾斜的接觸結構28的高度。在具體示例中，可以有數(shù)百或數(shù)千的區(qū)域，每一個區(qū)域的高度只有幾納米的差異。
[0048]圖5a_5e示出了襯底從已裝載的端部執(zhí)行器12的端部執(zhí)行器墊基部16釋放。為了便于說明，只描繪了如圖4b的三個區(qū)域，但根據(jù)各種實施方式，端部執(zhí)行器墊可具有數(shù)十、數(shù)百、數(shù)千、數(shù)十萬或更多個區(qū)域。另外，為了便于說明，每個區(qū)域被描述成具有三行范德華基微結構，但根據(jù)各種實施方式，每個區(qū)可以包括從一到數(shù)百、數(shù)千或更多的行。首先轉到圖5a，端部執(zhí)行器12包括端部執(zhí)行器墊基部16和支承襯底10的范德華基微結構18。在圖5a中所示的裝載狀態(tài)下，襯底10可以通過端部執(zhí)行器12以最大加速度在x-y方向上移動，最大加速度受限于襯底10和范德華基微結構18之間的最大摩擦力。與襯底之間的最大摩檫力與范德華基微結構18的數(shù)量相關。當裝載時，范德華基微結構18處于擁擠的狀態(tài)。
[0049]圖5b_5d顯示了在釋放期間的范德華基結構。首先在圖5b中，最里面的區(qū)域(區(qū)域48a)被釋放，同時區(qū)域48b和48c保持與襯底10結合。一旦在襯底10的負載被釋放，區(qū)域48a中的范德華基結構被示出處于放松的、非壓縮的和非擴展的狀態(tài)。隨著襯底10繼續(xù)被升高，范德華基微結構的下一個區(qū)域48b被脫落，如圖5c中所示。在圖5d中，隨著襯底10繼續(xù)被抬高離開端部執(zhí)行器12，區(qū)域48c的范德華基微結構被描述為它們滑離或脫離襯底10。區(qū)域48c的范德華基微結構的彈簧懸臂沒有完全放松，接觸構件被部分釋放。圖5d中所示襯底10從端部執(zhí)行器釋放，區(qū)域48a-48c中的范德華基結構返回到不擁擠的、放松的、非壓縮和非擴展的狀態(tài)。
[0050]升高在圖5a_5e的示例中的襯底10的力F足以克服襯底10和單個區(qū)域中范德華基微結構之間的粘附力，從而允許使用比在所有的范德華基結構要同時剝落的情況下所使用的力小得多的力。
[0051]在圖5a的示例中，范德華基微結構18具有連接到接觸構件的撓性構件，如圖2a-3d所述，使得它們被構造成當襯底10被升高時跨越襯底10滑動。在替代的實施方式中，范德華基微結構可以不被構造成跨越襯底10滑動；例如，區(qū)域48a-48c可包括垂直陣列的納米纖維，納米纖維的高度從區(qū)域到區(qū)域進行變化以用于階段式去除。襯底可以從納米纖維脫落或者去除，所使用的力小于在非階段式釋放工藝中將襯底去除所使用的力。
[0052]范德華基結構的階段式釋放可以取決于每個區(qū)域中的結構的有效彈簧常數(shù)，使得范德華基結構的高度可以是跨區(qū)域恒定的(或不同的)，而彈簧常數(shù)跨區(qū)域是不同的。圖6a_6d示出了示例。
[0053]圖6a示出了在端部執(zhí)行器墊基部16上的三個區(qū)48a、48b和48c的范德華基結構的示意性剖視圖。為了易于說明，只示出了三個區(qū)域，但根據(jù)多種實施方式，端部執(zhí)行器墊可具有數(shù)十，數(shù)百，數(shù)千，數(shù)十萬或更多個區(qū)域。在圖6a的示意性示例中，這些區(qū)域中的每個包括一行范德華基微結構。范德華基結構的有效彈簧常數(shù)跨區(qū)域48a-48c不同，使得襯底的釋放階段式發(fā)生。在圖6a的示例中，區(qū)域48a具有有效的彈簧常數(shù)ka，區(qū)域48b具有有效的彈簧常數(shù)kb，而區(qū)域48c具有有效的彈簧常數(shù)kc，ka>kb>kco本文所用的范德華基微結構的有效彈簧常數(shù)指的是微結構作為一個整體的表征微結構的剛度的以及它如何對抗范德華粘附力的彈簧常數(shù)。
[0054]圖6b_6d示出了從包括圖6a所示的結構的端部執(zhí)行器墊釋放襯底。在圖6b中，在端部執(zhí)行器12的端部執(zhí)行器墊基部16上的范德華基微結構18支承襯底10。在圖6b所示的裝載狀態(tài)中，襯底10可以通過端部執(zhí)行器12在x-y方向上以最大加速度移動，最大加速度受限于襯底10和范德華基結構18之間的最大摩擦力。
[0055]在圖6c中，最里面的區(qū)域(區(qū)域48a)被釋放而區(qū)域48c保持與襯底10結合，并且范德華基結構48b正從襯底10滑落或者脫落。在圖6d中，襯底10被示出從端部執(zhí)行器釋放，區(qū)域48a-48c中的范德華基微結構返回到放松的、非壓縮和非擴展的狀態(tài)。
[0056]范德華基微結構的有效彈簧常數(shù)可以通過使該結構從該結構的松弛狀態(tài)壓縮或延伸一定的位移的力來表征。有效彈簧常數(shù)可以取決于各種因素，包括該材料的彈性模量，結構的長度和形狀。將范德華基結構近似地作為端部裝載的懸臂，位移可以近似為FL3/3EI，F(xiàn)是范德華力，L是梁的長度，E為彈性模量，I為慣性面積矩。在一些實施方式中，假定貫穿端部執(zhí)行器墊的所有微結構的力、彈性模量和慣性力矩是恒定的，范德華基結構的長度可以從區(qū)域到區(qū)域發(fā)生變化。在一些實施方式中，除了長度可以變化外，任何的其他因素也可以發(fā)生變化，或者除了長度不能變化，任何的其他因素可以發(fā)生變化。例如，可以通過在不同的區(qū)域使用不同的材料而改變彈性模量，慣性力矩可通過從區(qū)域到區(qū)域改變結構的幾何形狀而改變，力可通過改變從區(qū)域到區(qū)域的結構上的接觸構件的數(shù)量而改變。
[0057]在圖5a_5e和6a_6d的示例中，這些區(qū)域被配置為使得分階段釋放徑向向外發(fā)生。在其他實施方式中，這些區(qū)域可被配置為使得分階段釋放徑向向內(nèi)發(fā)生，例如，朝向墊的中心的范德華基結構的長度增加。在替換的實施方式中，非相鄰區(qū)域連續(xù)釋放可能是有利的；例如，鄰近襯底的中心的區(qū)域可以首先釋放，隨后襯底的外周附近的區(qū)域釋放，等等。
[0058]根據(jù)各種實施方式，區(qū)域不一定是圓形的，而是可以通過以任何合適的方式設置的曲線或直線來表示。例如，接觸表面可以是方形的且由數(shù)千個區(qū)域組成，每個區(qū)域布置在一條直線上。
[0059]在一些實施方式中，該范德華基微結構可以被配置成在襯底被抬離端部執(zhí)行器墊時相對于襯底傾斜，從而從襯底脫落?？梢栽试S襯底抬離而不必使襯底傾斜或脫落的傾斜和脫落特征可以是由墊基部的高度、有效彈簧常數(shù)、角度，以及范德華基結構如何排列所造成的。圖7A示出了可根據(jù)特定的實施方式而變化的角度的示意圖的示例。這些角度中的一個或多個連同范德華基結構的長度和彈性模量可以改變，以控制在釋放的過程中范德華基結構的剝落和其他特征。角α 1控制端部執(zhí)行器墊基部16的斜率，并且其范圍可以是JA O。(平的基部)至超過45°。在一些實施方式中，墊基部相當淺，例如，a i是在0°和15°之間。角α2是撓性構件20從接觸墊基部16突出的角度，角α 3是橫向部分20Α(如果存在的話)從撓性構件20的其余部分突出的角度。α2的示例值的范圍可以是從20°
到160°。注意，在α2是銳角的實施方式中，接觸結構28可面朝徑向向外方向。α 3的示例值的范圍可以是從20°至160°，ajPa 3具有使得范德華基結構被構造成在裝載期間接觸襯底的值。角α4是接觸結構28相對于襯底10傾斜的角度。角α 4的示例值的范圍可以是從0° (相對于襯底10是水平的)至80°，如在約40°和80°之間的較大的值使得傾斜更多。在一些實施方式中，角α4是或可以近似于使范德華基結構從襯底10的脫落的角度。在一些實施方式中，角α4可以表征為讓接觸構件從其突出的接觸構件基部(如襯背平面32或撓性構件20)與平行于表面29并剛在接觸結構28上方的平面之間的角度。該平面是剛好在與接觸結構28接合之前的非傾斜襯底的平面，在圖7Α的示例中，就是襯底10的平面。端部執(zhí)行器墊基部16的表面29可以是被配置為連接到端部執(zhí)行器的表面。角α5是撓性構件20相對于襯底10傾斜的角度。在一些實施方式中。角α 5是或可以近似于范德華基結構從襯底10脫落的角度。角α5的示例值的范圍可以是從20°到160°。在一些實施方式中，角α 5可以表征為撓性構件20與如上所述的平行于表面29并且剛好在接觸結構28的上方的平面之間的角度。角α 6是與連續(xù)區(qū)域結合和脫離的速度的因子。α 6的示例值的范圍可以是從1°到20°，較低的值提供順暢的結合和脫離。在一些實施方式中，角06可以表征為連接多個結構的頂部的線(例如圖7Α中的線31)與平行于表面29并在這些結構上方的平面(如在圖7中的襯底10的平面)之間的角度。圖7Β顯示了具有納米絲30在襯背平面32或撓性構件20上的接觸結構28的示例。角α 8是納米絲30相對于襯背平面32/或撓性構件20傾斜的角度。
[0060]如以上所討論的，這里所公開的端部執(zhí)行器墊包括范德華基結構，該結構可以是撓性的并且被配置為經(jīng)由范德華分子間勢能粘附到半導體晶片或其它襯底。根據(jù)各種實施方案，范德華基襯底可以是多層分層結構或單層結構。用于范德華基微結構的材料可包括碳基材料，包括碳納米管(CNT)和石墨烯。材料還可以包括:聚合物材料，例如諸如聚酰亞胺和聚乙烯對苯二甲酸酯之類的各種熱塑性塑料；撓性金屬材料和金屬晶體混合材料；以及半導體材料，例如硅。范德華基微結構的一些實施方案是撓性和有彈性的，具有大到足以支承負載并進行反復的彎折而不斷裂的強度。碳作為材料是理想的，因為碳材料是高強度的、有彈性并且具有高的耐熱性。管、棒、線等形式的碳結構如上所述可以是微米級和/或納米級的。聚合物材料對于不需要高耐熱性的應用會是有利的，因為它們是有彈性的且易于制造成各種結構。
[0061]對于多層分層結構，不同分層的若干層可以是相同或不同的材料。在一些實施方案中，對于所有的層，可以使用碳基材料，這些層例如包括撓性構件和接觸構件。
[0062]根據(jù)各種實施方案，撓性構件可以例如通過化學氣相沉積(CVD)在襯底上生長，該襯底是通過蝕刻被掩蓋的材料形成的并且是通過微米或納米級壓印制模板工藝或其它制模工藝形成的。納米絲或其他接觸構件可以例如通過催化化學氣相沉積法生長在撓性構件的頂部，或者可以接合到加工后的撓性構件上。墊基部可以是讓撓性構件能夠在上面生長或印刷的任何材料，或者是能夠與制造后的撓性構件接合的任何材料。示例包括金屬和硅。聚合物結構可以通過多種方法形成，這些方法包括納米壓印制模板法、嵌段共聚物材料自組裝法和光刻法。金屬結構可以通過氣相沉積技術形成，氣相沉積技術包括化學氣相沉積、物理氣相沉積(PVD)和原子層沉積(ALD)。包括硅納米線在內(nèi)的硅結構可以通過多種方法(對硅襯底進行諸如催化CVD法或蝕刻)形成。
[0063]包括碳納米管在內(nèi)的碳微米級和納米級結構的氣相沉積可以涉及含碳氣體(例如乙烯)的催化劑引發(fā)的熱分解。在一些實施方案中，生長可以通過控制催化劑的布置、在犧牲模板內(nèi)的沉積等來控制。在一些實施方案中，沉積可以在表面上進行，該結構將是在所制造的端部執(zhí)行器墊上，例如，直接在端部執(zhí)行器墊基部上、在撓性構件上或者在多層分層結構的其他層上。在一些其他實施方案中，碳納米管或其他結構可從沉積表面去除并連接到端部執(zhí)行器墊基部、撓性構件等。
[0064]如以上所指出的，在一些實施方案中，本文所描述的微米級和納米級相對于端部執(zhí)行器墊基部