TW202134168A - 用於壓印微米及/或奈米結構之裝置及方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於將結構壓印至一壓印材料中之裝置(1)，其具有用於將該等結構壓印至該壓印材料中之一結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)，其特徵在於該結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)可在壓印期間保持在一恆定局部膨脹下且與該壓印材料分離。

Description

用於壓印微米及/或奈米結構之裝置及方法

本發明係關於一種根據附屬請求項之用於壓印微米及/或奈米結構之裝置及方法。

在先前技術中，光微影地及/或在壓印微影之幫助下製造微米及/或奈米結構。將壓印微影理解為其中藉由一衝頭將微米及/或奈米大小之結構壓印至一材料中之一方法。材料涉及施覆至一基板之一壓印材料。近年來，此等壓印方法愈來愈重要，此係因為相較於許多光微影方法，其等可更快速、更有效且更便宜地實施。另外，已展示可藉由壓印微影方法達成之解析度絕不劣於可在光微影之幫助下獲得之解析度。在一些情況中(諸如在所謂的「第一列印」中)，可使用微影壓印達成比使用習知微影更佳之一解析度。

已知裝置之大多數實施例內置於所謂的遮罩對準器(英語：mask aligner)中或設想為一獨立系統，但無法處理大於300 mm之基板。對準器尤其適用於特殊壓印系統，此係因為其等已經在半導體產業中廣泛用於光微影。此使得供應商提供基於已知遮罩對準器技術建立之擴充及附件係可取的或可擴充其。遮罩對準器之優點係首先且最重要地，在大多數情況中，其等已經提供用於基板及因此經壓印壓印材料之尤其全表面照明之光學系統(尤其燈殼)。

除經修改或經擴充遮罩對準器之外，亦存在基於或針對特殊實施例建立之單獨壓印系統。此等系統最通常係對準系統，其等可以高精確度將一衝頭對準至基板。此等系統進一步能夠產生一真空、特殊分配系統等。此等壓印系統亦僅很少地能夠將一壓印材料壓印至大於300 mm之一基板上。

存在實現用於顯示裝置(即，顯示器，尤其曲面或平面螢幕)之結構之製造。

在壓印微影中存在五個已知技術： Ÿ微米及/或奈米接觸列印(µ/nCP) Ÿ複製模製(REM) Ÿ微米轉移模製(µTM)或奈米壓印微影(NIL) Ÿ毛細管中之微模製(MIMIC) Ÿ溶劑輔助微模製

如已知，可將壓印衝頭劃分為兩大族：可使用硬衝頭(由金屬、陶瓷材料或大塊玻璃或塑膠製成)或所謂的軟衝頭(由聚合物、聚矽氧等製成)。

製造彈性體衝頭作為一母版之負片。母版衝頭係由金屬、玻璃、石英玻璃、塑膠或陶瓷製成之一硬衝頭，其係在相應地複雜程序中一次性製造。接著可自母版製造所期望之儘可能多的彈性體衝頭。彈性體衝頭容許大表面上方之一順應式均勻接觸。欲將其等與其等母版衝頭以及與壓印產物分離。此源自一彈性體衝頭之一低表面能量，此係透過功能化(尤其塗佈)達成。相較於硬衝頭，彈性體衝頭更易於與基板分離。

軟微影程序之自動化實現需要彈性體衝頭由一載體支撐。當前使用具有不同厚度之玻璃載體基板。然而，使用厚玻璃基板至少部分引起彈性體衝頭損失其可撓性。因此，玻璃載體係由一方面提供彈性體衝頭之所需穩定性而另一方面足夠可撓以達成所需可撓性之玻璃製成之充分薄載體。

彈性體衝頭之其他實施例由彈性體或聚合物製造為層系統：載體彈性體可係判定機械性質之一關鍵因素，諸如穩定性、彈性、均勻度及粗糙度。衝頭之結構由衝頭材料尤其藉由來自母版之壓痕產生。

特定言之，一母版可在一分步重複程序(S&R程序)中製造。當必須製造非常大的母版時，此尤其係有利的。此處，使用一額外主母版製造母版。然而，在技術用語中，自其模製軟衝頭之母版最通常被稱為子母版，且用於製造子母版之母版被稱為母版。因此，定義可變。據揭示，用於模製軟衝頭之一尤其大表面母版(或子母版)可在一重複壓印程序(分步重複程序)中製造，該程序之特徵在於在一第一位置處發生壓印，在壓印之後，移動主母版(或母版)且隨後至少再壓印該主母版一次。

可進一步想到在一分步重複程序中使用一母版以直接壓印彈性體衝頭。當彈性體衝頭非常大時，此尤其有利。此處將母版移動至其中其壓印彈性體衝頭之一第一位置，且接著母版移動至不同於第一位置之一第二位置，且再次壓印。此程序可視需要儘可能頻繁地繼續以產生具有任何大小之一彈性體衝頭。特定言之，可無縫地壓印彈性體衝頭之經個別壓印位置。

一般言之，剛性載體之使用妨礙壓印程序之後之衝頭及基板之自動分離，從而使壓印微影之程序自動化及行業適用性困難。

與衝頭相關聯之另一一般問題係其等最通常僅具有一有限大小。因此，壓印大表面可能不容易。輥衝頭係用於連續壓印之一個選項，但其等將不在此處進行任何進一步論述。在先前技術中，僅存在非常少且尤其不存在用於在大基板上壓印微米及/或奈米大小之結構之經完全開發系統或方法。

另一問題在於將衝頭與表面卸離。必須精確地控制衝頭卸離，使得在將衝頭脫模之同時經壓印結構及衝頭不變得受損。

尤其與用於大基板之衝頭相關聯之另一問題在於用於壓印或用於分離基板與衝頭之路徑需要至少使基板之一特性長度之路徑加倍之事實。因此，此等裝置需要極其大量昂貴的無塵室空間。換言之，卸離衝頭之問題在於若分離係基於一線性提升運動，則用於將衝頭與壓印表面分離所需之空間隨著衝頭之長度或直徑按比例調整之事實。換言之，此方法涉及使用高剪切力自基板剝離可撓性衝頭。

因此，針對一線性提升運動，一壓印裝置之一分離機構需要可藉由衝頭之長度、衝頭之彈性及黏著性質建立之一可實驗上判定路徑，且必須由一衝頭側橫越以將衝頭與基板分離。由於一正切桿之長度可變，故張緊衝頭之長度改變。衝頭之長度之一改變改變材料張力而無需任何額外補償，此亦暗示衝頭之尺寸穩定性之一改變。

分離機構之替代實施例使用滑輪以使分離更有效。在一滑輪上改變衝頭之方向，使得可藉由與不具有滑輪之實施例之比較減小裝置所需之空間。鑑於衝頭之方向之一改變，力效應及因此衝頭中之應力張量之個別分量發生一改變，此意謂不確保衝頭之恆定尺寸穩定性。

無法針對具有正切桿之一分離機構及滑輪確保衝頭之一恆定尺寸穩定性，即使整個壓印程序期間之一衝頭之一恆定尺寸穩定性係全部壓印程序之一基本重要態樣。

與表面之微米及/或奈米結構相關之先前技術尤其包括光微影及可變壓印技術。壓印技術使用硬或軟衝頭。尤其壓印微影技術最近已變得流行，且正在取代經典光微影技術。在壓印微影技術當中，尤其所謂的軟衝頭之使用愈來愈受歡迎。原因在於衝頭易於製造、有效壓印程序、各自衝頭材料之非常良好的表面性質、低成本、壓印產品之再現性及尤其在壓印及脫模期間使衝頭彈性變形之能力。軟微影使用由具有一微米或奈米結構化表面之一彈性體製成以便製造在10 nm至大於1,000 µm之一範圍內之結構之一衝頭。

除了使用軟衝頭之壓印微影之優點之外，相同技術存在源自衝頭之彈性之缺點，使得並不始終確保衝頭之尺寸穩定性。相較於待壓印之衝頭之結構，此導致經成像、經壓印結構中之不準確性及扭曲。同樣地，使用本發明至少減少此材料相關缺點。

已證實在壓印結構且將結構衝頭與壓印材料分離時使結構衝頭曝露至不同應力係不利的，此引起結構衝頭之結構之間之距離變動，使得壓印材料中之經產生結構之尺寸不穩定性非最佳。

因此，本發明之目的係指示用於壓印結構(尤其微米及/或奈米結構)之一經改良裝置及一經改良方法，其不再具有先前技術之缺點且可尤其確保具有經改良尺寸上穩定壓印結構之基板之一自動化及一更快處理。

此目的係使用獨立技術方案達成。在附屬技術方案中指示本發明之有利進一步開發。本發明之架構亦涵蓋在說明書、發明申請專利範圍及/或圖中指示之至少兩個特徵之全部組合。經指示值範圍亦應包含位於揭示為極限值之經提及邊界內且可以任何組合主張之值。

本發明提供一種用於在一壓印材料中壓印結構之裝置，其具有用於將該等結構壓印至該壓印材料中之一結構衝頭，其中該結構衝頭可在壓印期間保持在一恆定局部膨脹下且與該壓印材料分離。

本發明進一步提供一種用於在一壓印材料中壓印結構之方法，其中一結構衝頭將該等結構壓印至該壓印材料中，其中該結構衝頭在該壓印期間保持在一恆定局部膨脹下且與該壓印材料分離。

在本發明之意義上，特徵「恆定」意謂在結構衝頭之各位置處之局部膨脹至少近似相同。此被理解為意謂局部膨脹相對於平均值變動達至多100 ppm。

較佳提供一種用於將結構衝頭之結構按壓至壓印材料中之壓印輥，其中壓印輥具有用於在壓印之後提升結構衝頭之挺桿(tappet)。此有利地消除對於一額外分離裝置之需要。

較佳地，進一步提供一種裝置，其中在完成壓印之後，壓印輥與結構衝頭可經移動或自一分離路徑上之一結束位置移動回至用於重新壓印之一起始點。因此，下一壓印程序可有利地在無中斷之情況下開始。

特定言之，本發明係關於一種用於使用一結構衝頭壓印微米及/或奈米結構之裝置，其中該結構衝頭具有經改良處置性質，其中該結構衝頭具有一經改良尺寸穩定性，其中該裝置使得以一結構上空間節約方式分離該結構衝頭與該基板可行，且其中該結構衝頭之該尺寸穩定性在壓印程序期間保持。

另一發明係關於根據本發明之用於壓印微米及/或奈米結構之另一裝置，其中結構至壓印材料之轉印僅在具有結構衝頭之變形而無流體或壓印輥至一向後力之任何曝露之情況下發生，且其中結構衝頭之尺寸穩定性在壓印程序期間保持。

本發明進一步係關於用於壓印微米及/或奈米結構之方法，其中壓印方法經由結構與結構衝頭之經調節分離實現一經改良壓印及衝頭尺寸穩定性，其中尤其在壓印期間且在分離期間調節結構衝頭中之材料應力。因此，結構衝頭之局部膨脹保持恆定，藉此改良尤其壓印結構之結構衝頭之尺寸穩定性。

本發明係關於尤其在分離程序期間作用於衝頭上，藉此減少置於結構衝頭、載體以及壓印上之負載之力。有限負載提高壓印品質，且增加結構衝頭之服務壽命。

根據本發明使用分離裝置執行之新穎分離程序需要比習知分離方法更少之空間。可因此尤其降低整體系統之面積，此繼而降低無塵室之成本。

根據本發明之裝置之一第一實施例由一基板安裝件、待模製之結構衝頭、用於結構衝頭之緊固元件、壓印輥及分離裝置以及下文進一步列舉之組件組成。

裝置進一步包括導引器、量測系統以及能量及介質供應(CDA、真空、程序氣體、冷卻水等)以及定位及移動裝置(驅動器、制動器、固定裝置、夾箝、尤其主動減振框架等)及尤其經設計為一電腦及/或一FPGA之中央控制及/或調節單元。

另外，塗佈有壓印材料之一基板對於根據本發明之一方法至關重要。

可將至少兩個生產操作狀態分配至用於壓印之一裝置：壓印狀態及分離狀態。在壓印狀態中，模製一結構衝頭。在分離狀態中，將結構衝頭與經模製基板分離。

裝置在壓印狀態中及在分離狀態中使用不同組件；因此，分配裝置參數有意義。較佳在上文枚舉之一系列組件中且使用組件之間之關係之一描述列舉裝置之特徵。基板安裝件

基板安裝件可固定塗佈有壓印材料之一基板。可為了此目的使用各種固定機構。

固定裝置可係 Ÿ機械固定裝置，尤其夾箝， Ÿ真空固定裝置，尤其可經個別致動/經調節真空路徑或經互連真空路徑， Ÿ電固定裝置，尤其靜電固定裝置， Ÿ電子可致動及/或經調節固定裝置， Ÿ磁性固定裝置， Ÿ黏著性固定裝置，尤其所謂的Gel-Pak固定裝置， Ÿ具有黏著劑之固定裝置，尤其可致動表面 及/或

真空固定裝置係較佳類型之固定裝置。真空固定裝置較佳由存在於樣本固持器之表面上之若干真空路徑組成。真空路徑可較佳地經個別致動及/或調節。可較佳地將若干真空路徑具體組合、分組成真空路徑片段，該等真空路徑片段可經個別地致動且因此經排空或淹沒。然而，各真空片段獨立於其他真空片段。此提供建立可個別致動真空片段之選項。真空片段較佳具有一環形構造。因此，一基板可經具體地徑向對稱地固定及/或自樣本固持器(尤其自內向外)釋放。此對於旋轉對稱基板係有利的。

針對具有其他形狀之基板(諸如矩形基板或面板)，平行於基板之側分割真空片段係有利的。真空片段之設計或切換程序在形狀上全等於各自基板之形狀尤其有利。此實現樣本固持器對於可變基板形狀之一靈活使用。特定言之，基板可具有待壓印之非平坦表面或自由形式表面。

基板可具有任何所要形狀，但較佳地係圓形。特定言之，基板之直徑經行業標準化。針對晶圓，行業標準直徑係1吋、2吋、3吋、4吋、5吋、6吋、8吋、12吋及18吋。然而，根據本發明之實施例可基本上處置任何基板而無關於其直徑。矩形基板通常被稱為面板。結構衝頭及用於結構衝頭之緊固

結構衝頭較佳具有以下特性性質：衝頭側含有模製為一負影像之結構。在模製結構衝頭時，結構衝頭之高度將在壓印材料中產生凹陷。因此，衝頭側之形貌將含有所要形貌之一負片。

結構衝頭之後側係與衝頭側相對定位之表面。一壓印輥較佳沿著結構衝頭之後側滾動。

結構衝頭之至少兩個相對端用於將結構衝頭緊固於裝置中。緊固元件較佳用於緊固結構衝頭。

在一尤其較佳實施例中，緊固元件可部分材料地且部分功能地整合至結構衝頭中。

結構衝頭緊固於裝置中，其中衝頭側面向基板固持器之方向。假定塗佈有壓印材料之一基板固定於基板固持器上。

實際定位任務涉及將衝頭之壓印側對準至塗佈有壓印材料之基板。此係藉由相對於裝置中之基板固持器定位結構衝頭之緊固構件而達成。由於裝置之實施例彼此不同，故此處將較佳關注於實際定位、壓印及分離任務。為了此目標所需之裝置參數可僅自用於裝置之構形、設計及操作之參數導出。

在一相對運動中，結構衝頭相對於基板對準或類比地相對於基板固持器對準，且將其等彼此調整。

隨著本文繼續，將介紹各種參數集。許多參數集與涉及準確度及精確度之統計特徵相關。

將準確度理解為一系統誤差。一系統誤差係當自樣本數量統計地判定之一參數之預期值自群體之真實值偏離時。準確度愈大，偏差值愈小，此意謂系統誤差愈小。

將精確度理解為一量測值在樣本數量之預期值周圍之散佈。精確度愈大，散佈愈小。

在壓印之前，結構衝頭較佳藉由緊固元件單軸均勻地夾箝在壓印材料之表面上方。較佳將結構衝頭設定為小於10度，較佳小於6度，尤其較佳小於3度，且最佳小於1度之一角度，且理想地平行於基板。

在壓印之前之結構衝頭與壓印材料之間之自由距離量測為小於1 mm，較佳小於500微米，尤其較佳小於50微米。在尤其較佳實施例中，在壓印之前之結構衝頭與壓印材料之間之自由距離量測為小於10 mm，尤其較佳小於25微米，非常尤其較佳小於10微米，且最佳小於5微米。

在一較佳實施例中，結構衝頭可由一載體加固，換言之，支撐。薄、光學均質、機械各向同性材料可用作載體，尤其膜。

以下材料及/或其等組合及/或其等摻合物可用於載體之材料： Ÿ玻璃(硼矽、氟化、藍寶石玻璃) Ÿ聚二甲基矽氧烷(PDMS) Ÿ全氟聚醚(PFPE) Ÿ多面體寡聚矽倍半氧烷(POSS) Ÿ聚二甲基矽氧烷(PDMS) Ÿ四乙基正矽酸鹽(TEOS) Ÿ聚(有機)矽氧烷(聚矽氧) Ÿ熱塑性塑膠 Ÿ熱固性塑膠 Ÿ聚合物 Ÿ彈性體 Ÿ聚醯亞胺(PI) Ÿ聚對苯二甲酸乙二酯(PET) Ÿ聚醯胺及/或 Ÿ碳。

全部列舉材料亦可用作纖維材料。

在較佳實施例中，尤其載體可在塑形程序(尤其諸如澆鑄、射出成形、輥壓及吹氣模製)中製造。

結構衝頭之材料[可]具有以下材料或其等之組合及/或其等之摻合物之至少一者。 Ÿ聚二甲基矽氧烷(PDMS) Ÿ全氟聚醚(PFPE) Ÿ多面體寡聚矽倍半氧烷(POSS) Ÿ聚二甲基矽氧烷(PDMS) Ÿ四乙基正矽酸鹽(TEOS) Ÿ聚(有機)矽氧烷(聚矽氧) Ÿ熱塑性塑膠 Ÿ熱固性塑膠 Ÿ聚合物 Ÿ彈性體。

在一尤其組裝結構衝頭之尤其較佳實施例中，載體可透過空間塑形而達成一有利功能整合。緊固元件可至少部分使用載體尤其在一塑形程序中製造。

在此實施例中，載體之厚度可變。載體具有：一個部分，即在結構衝頭之區域中具有一第一尤其均質厚度之一區，其中此部分經模製；及另一部分，即具有一第二可變厚度之另一區，其可尤其經設計為緊固元件。

在另一實施例中，感測器(尤其力量測感測器或光學折射(較佳雙折射)感測器、偏振感測器)可配置於結構衝頭之具有第一均質厚度之邊緣區處。評估電子器件之電接觸件及/或光學耦合器相應地整合於載體之體積中之額外區中之緊固元件上。

在此有利實施例中，同步化全部枚舉組件(載體、感測器、供應線、結構衝頭、接觸件)之擴充性質。壓印輥

壓印輥較佳係具有一精確界定旋轉軸及一殼表面之一圓柱形或桶形(旋轉橢圓形)本體。換言之，壓印輥係一輥，在一個端處經導引(尤其經安裝)之一至少單側驅動輥。安裝壓印輥使得旋轉壓印輥可行，且導引壓印輥容許壓印輥沿著導引件之一平移運動。在特殊實施例中，壓印輥係一旋轉橢圓形輥，其可用於壓印不平坦之基板。

為了壓印目的，將壓印輥之殼表面帶至與結構衝頭之後側接觸，以便將結構衝頭之壓印側模製至壓印材料中。

殼表面之表面品質較佳至少以一經拋光，較佳研光品質製造。換言之，壓印輥較佳「如玻璃般平滑」而無關於所使用材料。

壓印輥至少在一個端處經安裝或經導引，使得其可實行用於壓印所需之運動。

根據本發明之一壓印輥具有大於10 mm，較佳大於15 mm，尤其較佳大於30 mm，非常尤其較佳大於70 mm，且最佳大於120 mm之一殼表面直徑。較佳使用具有小於大表面基板及/或面板之一直徑之壓印輥壓印更小基板或更小結構衝頭。

壓印輥將執行在一特定初始位置處開始之壓印程序，至該端，切換且調節對應控制迴路、量測系統及驅動器。壓印輥使結構衝頭偏轉，使得結構衝頭與壓印材料進行接觸。為此目的，尤其在結構衝頭之後表面上施加壓印輥之一線性力。壓印輥較佳使結構衝頭偏轉，使得壓印材料之毛細管力足以在結構衝頭中拉動。

施加於結構衝頭上之壓印材料之毛細管力(其經計算為一線性力)與由壓印輥施加於結構衝頭上之力之間之力比率係100 : 1，較佳50 : 1，尤其較佳10 : 1。源自壓印輥之毛細管力及線性力(較佳亦重力)之力執行壓印材料之塑形工作。在額外實施例中，毛細管力與由壓印輥施加於結構衝頭上之力之間之力比率量測為2 : 1，尤其較佳1 : 1，非常尤其較佳1 : 5，且在另一例項中1 : 10。

在另一較佳實施例中，壓印力至少部分可調整，尤其較佳可調節，且尤其恆定。

可藉由在壓印壓模後表面之法向方向上可控制地調整且重新調整壓印輥而調節壓印力。如此做，施加0 N與50,000 N之間，較佳0 N與10,000 N之間，尤其較佳0 N與1,000 N之間，非常尤其較佳0 N與150 N之間之一壓印力作為線性力。

可藉由壓印輥之一可變地調整、自身均質地分佈質量影響，尤其調節壓印力。可使用在壓印材料(諸如一液體、金屬球、砂等)內部添加之更多重量調整壓印輥之質量。另外，可藉由調整結構衝頭與壓印材料之間之毛細管力影響(尤其調節)壓印力。為此目的，黏度參數可藉由溶劑含量及/或溫度及/或添加劑影響。

壓印材料之黏度介於0.01 cpoise與10,000 cpoise之間，較佳在1 cpoise與500 cpoise之間，且尤其較佳在2 cpoise與300 cpoise之間。

壓印材料之溫度(較佳亦基板及基板固持器之溫度)在0°C與300°C之間，較佳在15°C與120°C之間，且尤其較佳在室溫(尤其20°C)與75°C之間。

壓印期間之壓印材料之溫度波動小於+/- 5 K，較佳小於+/- 3 K，尤其較佳小於+/- 1 K，非常尤其較佳小於+/- 0.5 K，且最佳小於+/- 0.1 K。

作為添加劑，壓印材料可含有助熔劑及/或自由基捕獲劑及/或自由基還原劑及/或氧抑制劑，尤其基於改質丙烯酸酯。

在一第一實施例中，壓印輥係在兩端處經導引(尤其經安裝)之一至少單側驅動輥。在較佳剛性輥中，外殼表面較佳經設計具有一彈性材料。壓印輥之彈性材料較佳增加對結構衝頭之靜態或滾動摩擦。此外，具有彈性材料之壓印輥之表面(尤其一交聯聚合物結構)尤其可逆地拾取位於結構衝頭之後側上之最小粒子，且嵌入粒子，使得粒子不影響壓印之結果。

特定言之，壓印輥可使用一信號改變(色彩、雙折射性、導電性)傳訊歸因於壓印程序期間之經嵌入粒子之一所需清潔。

此公開案不區分無一載體之一結構衝頭與具有一載體之一結構衝頭，使得經枚舉性質及特徵可與具有及不具有載體之實施例相關。

壓印輥較佳經安裝以便經固定以抵抗傾斜。在一第一實施例中，壓印輥係使用彼此隔開之至少兩個導引元件單側安裝，使得滾動摩擦作為軸承摩擦恆定地出現。驅動側係未經安裝之側。換言之，壓印輥係使用兩個軸承安裝於一側上，使得其可沿著導引路徑行進，且壓印輥之另一側具有力之一尤其可卸離耦合或致動路徑耦合。

在壓印輥之一第二實施例中，壓印輥之兩端以一同步方式經安裝且經驅動。此最小化沿著壓印輥，尤其在結構衝頭上之剪切力。

在壓印程序期間，將壓印材料中之結構衝頭模製至基板表面上。特定言之，壓印輥可以一恆定速度沿著結構衝頭之長度滾動，或行進通過一特定速度輪廓。特定言之，所執行塑形工作保持恆定。此可隨著壓印輥之速度之一變動及/或隨著壓印力或壓印壓力之一變動(較佳以一經調節方式影響)發生。

壓印輥較佳在結構衝頭之後側上執行一滾動運動，且如此做，至少部分執行壓印材料之塑形工作。

在裝置之一項實施例中，用於壓印輥之導引件係至少一個筆直導引件，較佳至少一個稜柱狀筆直導引件。相對於整體長度，筆直導引件之導引線較佳自理想偏離達小於500微米，較佳小於100微米，尤其較佳小於10微米，且非常尤其較佳小於1微米。

用於壓印輥之另一導引件夾箝一理論平面。經夾箝平面(壓印平面)較佳全等於待壓印之基板表面。尤其較佳壓印平面係平行於基板表面經夾箝之偏移達結構衝頭厚度之一平面。

在裝置之一尤其較佳實施例中，用於壓印輥之導引件含有兩個筆直導引件，該兩個筆直導引件可相對於彼此調整達+/- 15度，較佳達+/- 10度，且尤其較佳達+/- 5度，使得壓印平面可經調整且經重新調整。調整具有用於將筆直導引件彼此平行定位之調整構件。平行度優於1度，較佳優於0.5度且尤其較佳優於0.1度。

在根據本發明之裝置之額外較佳實施例中，將用於壓印輥之導引件設計為尤其不平坦之待壓印之基板表面之一軌道。因此描述之用於壓印輥之導引件之實施例使得大體上平行於基板導引壓印輥可行，此導致壓印材料之一尤其恆定殘餘層厚度。為了容許裝置之多種用途，提供尤其用於壓印輥之導引件可在設計上自動地改裝。用於壓印輥之導引件此處模製被視為理想之各自基板形狀。

若用於壓印輥之導引件在壓印程序期間用於導引壓印輥，則其用作用於壓印之一控制曲線，換言之，壓印輥具有一壓印路徑。

壓印路徑可由經定義為壓印程序中之起始位置或結束位置之特定位置組成。在隨後描述之方法中，壓印自起始位置開始，且壓印在一結束位置中結束。

在壓印程序之結束時，壓印輥可最初保持在一特定結束位置中，或返回至一經定義起始位置。

在另一實施例中，被動地使壓印輥在壓印程序期間旋轉，使得壓印輥與結構衝頭之間之摩擦力足以使壓印輥在壓印程序期間尤其以一較低滑動且較佳在不具有滑動之情況下行進結構衝頭之特性長度。

在根據本發明之另一實施例中，壓印輥具有至少兩個驅動器。驅動器在一平移及旋轉運動中移動彼此獨立，較佳得當地彼此同步調節之壓印輥。

因此，可實施一壓印程序(如同反覆校正(raking) )，或尤其一滑動校正可行，使得壓印輥之速度、所得角速度以及饋送速度可在一經調節驅動結構中彼此定製且調整。

滑動校正係一尤其彈性壓印輥在將一彈性結構衝頭按壓至一彈性壓印材料中時如何自經理想計算程序參數偏離之一量度。可將偏差解譯為滑動或黏滯，即，快於或慢於針對饋送速度計算之理想角速度之旋轉。校正之範圍提供關於實際摩擦狀態之資訊。較佳經由經調節滑動校正將滑動保持為一最小值。分離構件及分離機構

在壓印材料已固化之後或至少在起始壓印材料之固化之後，將結構衝頭與經壓印壓印材料分離。作為用於將結構衝頭與壓印材料成功地分離之條件，可配製壓印材料至結構衝頭之黏著性係輕微的，且經壓印壓印材料(英語：pattern fidelity (圖案保真度))在分離之後之尺寸穩定性係使得壓印材料變形量測為小於5%，較佳小於2%，尤其較佳小於1%，且理想地小於0.01%。

在分離期間，結構衝頭及基板在一相對運動中彼此分離。因此，對於一成功分離，基板或衝頭是否彼此提離無差異。結構衝頭之運動在此時刻係得當的。

作為一尤其空間導引件，分離構件可含有用於壓印輥之一所謂分離路徑。

壓印輥可沿著在一壓印程序之後之經定義結束位置處起始之分離路徑行進。換言之，分離路徑係一控制曲線、一空間路徑。分離路徑導引壓印輥至少遠離基板，較佳遠離結構衝頭，使得壓印輥自基板提升，且返回至基本上平行於壓印路徑之一經定義起始位置。

壓印輥具有拾取結構衝頭之緊固元件且在分離路徑上挾帶其等之經相應設計之挺桿。因此，結構衝頭經挾帶且自壓印材料卸離。

換言之，結構衝頭由挺桿尤其自水平位置，尤其在最小空間內挾帶，較佳與壓印輥一起移動，以便以一大分離角達成一分離。在程序中將結構衝頭中之材料應力保持恆定。

分離角量測為大於0度、較佳大於30度，尤其較佳大於90度、非常尤其較佳大於120度，且最佳大於160度。

挺桿可建立結構衝頭之緊固元件與壓印輥之間之一正連接。可將以下基本結構理念用作挺桿之不同實施例(未混合(兩端經相同地設計)或混合)，使得挺桿在壓印輥之端處不同： Ÿ平面配對上之球， Ÿ若干平面(諸如V溝槽)配對上之球， Ÿ圓錐孔配對中之圓錐， Ÿ圓柱形U溝槽配對， Ÿ圓柱形V溝槽配對，或亦經設計為一鍵槽， Ÿ圓柱形配對中之圓柱形， Ÿ平面上之稜柱狀元件， Ÿ稜柱狀元件中之稜柱狀元件， Ÿ具有平衡件(counterpiece)之磁體，亦經設計為一可切換電磁體， Ÿ卡扣緊固件， Ÿ控制曲線及圓柱形(自鎖控制曲線、螺旋形)， 及/或 Ÿ可卸離搭扣鎖。

挺桿可透過摩擦建立至壓印輥之一非正連接。

挺桿可建立至壓印輥之一電磁及/或永磁及/或靜電及/或真空連接。較佳在壓印輥與挺桿之間不發生實質固體接觸。換言之，挺桿及壓印輥可經由一流體流或(電)磁或靜電耦合而耦合，或隨著經相應執行工作而移動。

藉由最佳化以下參數而達成一受控卸離： Ÿ分離路徑相對於壓印路徑之高度， Ÿ施加於緊固元件及結構衝頭上之分離路徑上之壓印輥之經調節拉伸力， Ÿ分離路徑之長度， Ÿ分離路徑上之結構衝頭之軌道(運動之控制曲線)， Ÿ用於自經固化壓印材料排斥結構衝頭之靜電張量， Ÿ選擇/影響表面性質，尤其使用對應塗層降低表面能量，及/或 Ÿ尤其在已知個別組件之熱機械時間常數之情況下，尤其使用利用基板、壓電材料及結構衝頭之熱膨脹之差異之結構幾何形狀之一標定改變，調節卸離溫度及/或熱支援分離程序。熱機械梯度用於更快速且有效地設計分離程序。

提及以下分離程序作為一實例：快速地溫熱基板及壓印基板容許基板及壓印材料膨脹。可以比一等溫狀態中用更少之力將未溫熱結構衝頭與壓印材料分離。

在已成功地將結構衝頭與基板分離之後，尤其一返回機構將結構衝頭帶回壓印位置中，且相應地固定其。

替代地，壓印輥將結構衝頭導引至壓印位置中且行進至初始位置中而不進一步影響結構衝頭。方法 1

根據本發明之用於在基板上之壓印材料中模製結構衝頭之一第一方法提供以下程序步驟。

將使用壓印材料塗佈基板，以及將基板運送且緊固至基板固持器，將結構衝頭緊固於裝置中等理解為預備程序步驟，且不詳細描述。

在一第一程序步驟中，壓印輥在使用壓印材料浸濕之基板上方行進，且在結構衝頭與壓印材料之間建立材料接觸。

在一第二程序步驟中，壓印輥橫越結構衝頭之特性長度，且尤其在壓印材料中模製結構衝頭之整個表面。換言之，壓印輥沿著壓印路徑行進。

在一第三程序步驟中，將壓印材料交聯。可在整個表面上方固化壓印材料。替代地，一後續能量源可連續起始固化程序。

在一第四程序步驟中，壓印輥達到結構衝頭之一特定結束位置。

在一第五程序步驟中，使用挺桿將壓印輥耦合至結構衝頭。

在一第六程序步驟中，其中結構衝頭耦合至其之壓印輥沿著分離路徑行進，從而引起結構衝頭在尤其經固化壓印材料中分離出來。

在一第七程序步驟中，自壓印材料完全分離結構衝頭。隨後卸載經壓印基板。

在一第八程序步驟中，將結構衝頭及壓印輥帶至各自起始位置中。在一較佳實施例中，壓印輥在相反方向上沿分離路徑行進返回，將結構衝頭放置至壓印位置中，卸離挺桿或若干挺桿，且返回至一起始位置。

在另一實施例中，卸離挺桿，一機構將結構衝頭帶至壓印位置中，且壓印輥在一經定義額外路徑上行進返回至起始位置。根據本發明之額外裝置 ( 經偏轉結構衝頭 )

根據本發明之裝置之一第二實施例係根據本發明之裝置之第一實施例之一進一步開發，其具有用於結構衝頭之一經調節恆定膨脹之一預加應力裝置。結構衝頭較佳具有一個載體。

特定言之，使用一經調節預應力，尤其使用一受控(尤其經調節)恆定膨脹夾箝結構衝頭。在製造結構衝頭且使用結構衝頭用於模製壓印材料時維持結構衝頭之恆定膨脹。

若無法維持恆定膨脹，則保持自恆定膨脹達膨脹值之每200 mm參考長度小於120微米(產生100 ppm)，較佳每200 mm參考長度小於1微米(產生5 ppm)，尤其較佳每300 mm參考長度小於500奈米(產生1.6 ppm)，且非常尤其較佳每300 mm參考長度小於50奈米(產生16 ppb)之一偏差[自恆定膨脹]。

此使得維持壓印結構之一經改良尺寸穩定性可行。特定言之，此容許藉由結構衝頭之恆定局部膨脹維持壓印結構之局部尺寸穩定性。換言之，目標係最小化在壓印時或在分離結構衝頭時之膨脹之改變，此導致一經改良尺寸穩定性。

針對本發明及根據本發明之基本理念，將恆定局部膨脹理解為對結構衝頭預加應力之裝置之一尤其經調節預應力之一對一效應。

特定言之，鑑於由聚合物或彈性體製成之結構衝頭，可使用一經調節預應力達成恆定局部膨脹，使得結構衝頭之材料之鬆弛經考量，且結構衝頭之尺寸穩定性經改良且增加。

在沿著壓印衝頭之一縱向橫截面中，緊固點與可變壓印點一起形成尤其具有具備一恆定長度之一斜邊之一直角三角形。指定幾何條件規定用於結構衝頭之恆定膨脹之一橢圓形路徑。

由結構衝頭與壓印輥橫越之橢圓形軌道與用於壓印之一平面之間之誤差小於5%，較佳小於3%，且尤其較佳小於1%。此係使用幾何條件之解譯(尤其使用壓印長度之1.5倍，較佳壓印長度之2倍，且尤其較佳壓印長度之4倍之緊固點之距離)達成。

為了避免橢圓形軌道之誤差，根據本發明，使用一相應地嵌套橢圓形基板係有利的。

特定言之，所謂的虛擬實境眼鏡、曲面顯示器(諸如電視或電腦螢幕)可作為可能應用出現。同樣地，可使用根據本發明之技術用於互動式車窗，尤其整合至擋風玻璃中之一顯示器(尤其曲面形狀)或用於軌道車輛或公車之互動式側窗(尤其平坦形狀)。

壓印輥在緊固元件之間尤其以一經調節方式對結構衝頭預加應力。較佳地，結構衝頭自身以小於181度，較佳小於120度，尤其較佳小於90度，非常尤其較佳小於45度，且最佳小於30度之一恆定角度靠著壓印輥(在壓印程序期間)嵌套。

在額外較佳實施例中，結構衝頭與壓印輥之間之接觸角小於5度，較佳小於3度，且尤其較佳小於1度。

在結構衝頭之受控分離期間在壓印輥之幫助下達成大接觸角。在壓印時，量測為尤其30度以下之前述小接觸角係較佳的。結構衝頭較佳單軸地經夾箝。

在裝置之另一較佳實施例中，使用一控制迴路及致動器(尤其結構衝頭上之線性致動器)調整結構衝頭之預應力，且將結構衝頭之局部膨脹保持恆定。緊固點之間之距離在此處經調節，使得經預加應力結構衝頭之橢圓形軌道係可變，且在壓印輥之任何位置中始終描述壓印平面之一切點。此處維持結構衝頭之恆定膨脹。此使壓印平面或所謂的自由曲面可行。

此係藉由各自橢圓體與平面經由一控制鏈中或一控制迴路中之彈性及/或經導引元件之一結構收斂達成。在一尤其較佳實施例中，待在壓印材料上模製之結構衝頭之平坦形狀係經由理論直角壓印三角形之兩個直角邊之長度之經調節膨脹及特定改變調整。

在壓印之前，結構衝頭與壓印材料之間之自由距離(在壓印之前)量測為小於5 mm，較佳小於1,000微米，尤其較佳小於500微米，且非常尤其較佳小於100微米。

在其他尤其較佳實施例中，將結構衝頭與壓印材料之間之自由距離進一步減小至小於50微米，較佳小於20微米，尤其較佳小於10微米，且非常尤其較佳小於5微米。自由距離與結構衝頭與壓印材料之間之一最小值相關，使得同樣地尤其考量結構衝頭之偏轉及/或自由懸吊及/或靜電吸收之效應及瞬態裝置振盪之效應。

結構衝頭至壓印材料且至基板之一相對饋送運動建立壓印材料與結構衝頭之間之接觸。

壓印材料經同時，較佳逐區地，尤其較佳線性地，非常尤其較佳使用固化光束之一裂隙投影固化。可將一裂隙投影解釋為一裂隙燈或一振盪雷射光束。振盪速度此處比壓印輥之速度高至少100倍，較佳至少1,000倍，尤其較佳10,000倍，使得固化光束平坦地起作用且不固化彼此分離之任何線。

在裝置之另一實施例中，以經調節時間間隔逐區固化壓印材料。考量壓印材料及結構衝頭上之熱負荷之最小化，在一反覆程序中判定施加及不施加固化光束之時間間隔之持續時間。專家將此調節稱為脈衝寬度調變。然而，可使用其他已知調節方法。

在根據本發明之裝置之一尤其較佳實施例中，將至少壓印輥及固化源功能上整合成一個單元。此產生一壓印輥單元。

壓印輥單元可含有至少一個壓印輥、一尤其經相同設計支撐輥及具有投影裝置之一輻射源。

在壓印輥之此較佳實施例中，其經構形為其間具有固化裝置之一雙隔開輥對。將在壓印方向上行進之第一輥視為壓印輥，尤其連續操作固化裝置將壓印材料交聯，且作為支撐輥之後續壓印輥實現基板衝頭與經固化壓印材料之一受控分離。

在另一實施例中，壓印輥單元可具有至少一個壓印輥及一支撐輥。支撐輥可整合一輻射源，尤其一熱源。換言之，將壓印輥單元之一個輥用作壓印輥，而將作為經加熱輥之另一輥用作一熱固化裝置，且整合至壓印輥單元中作為一固化裝置。另一實施例可具有用於交聯輻射之一輻射源，尤其一UV光源。支撐輥此處在用於交聯輻射之設計上係透明的。

在一尤其有利實施例中，壓印輥單元中之支撐輥及壓印輥可尤其以一經調節方式改變彼此之間之距離，以便調整結構衝頭之應力。若輥靠在一起，則將對結構衝頭預加比在將輥保持在距彼此之一最大距離時更小之應力。特定言之，提供於兩側上且以較少遊隙，尤其較佳在不具有遊隙之情況下經預加應力之縮放動臂(pantograph)可用作調整機構。然而，可使用具有一自我保持能力且不具有遊隙之任何調整裝置。

可將應變感測器(尤其應變計)整合至結構衝頭中及/或上以調節結構衝頭之預應力。在結構衝頭之其他實施例中，將應變計緊固至結構衝頭。此外，結構衝頭之夾箝力之測力器可與尤其若干應變計之實際值一致。可將結構衝頭之經量測應力視為控制變數。經個別或組合調整之輥相對於彼此之位置及/或壓印輥單元之位置及/或結構衝頭之固持裝置之位置或夾箝力可用於與其相關之受控變數。

用於調節之時間常數係裝置之最快運動之時間常數之較佳1/10，尤其較佳1/100，且尤其較佳1/1,000。調節速度(致動器之速度)與裝置之最快運動同樣快。

特定言之，將調節器設計為電腦程式及常式。雖然調節器尤其有利地針對準確度(預加應力、定位、尺寸穩定性之準確度)及速度設計，但過衝，即自所要值偏離之控制變數之一超越非較佳。自結構衝頭之應力之所要值與實際值之差導出之控制參數經設計，使得在壓印程序及分離程序期間之任何時間排除一「升級」，即一尤其諧波振盪。

結構衝頭上之機械應力介於0.001 MPa之間，且結構衝頭(及/或載體)之各自屈服強度較佳介於1 MPa與2 MPa之間。若結構衝頭之屈服強度小於載體之屈服強度，則結構衝頭之經枚舉參數適用。具有一較低屈服強度之材料之機械應力參數通常適用。此使得防止過量應力置於結構衝頭上可行。

尤其較佳地調節結構衝頭之機械應力。在壓印時或在分離相繼壓印之兩個基板時，結構衝頭之機械應力可隨著時間偏離達最少可能量。換言之，根據本發明，結構衝頭之預應力改變，且使用一經調節可變預應力可行。預應力之偏差之最小值接著與相同程序步驟之可重複性相關。因此，可使用另一經壓印基板之機械應力以最低可能重複誤差對一經壓印基板機械地施加應力。

在將經壓印基板與結構衝頭分離時，將機械應力儘可能地保持恆定同樣適用。

相對於所要值(尤其各自程序步驟之所要值)，機械應力之誤差小於10%，較佳小於5%，且尤其較佳小於2%。

結構衝頭相對於尺寸穩定性之理想情境之膨脹誤差(及與其相關之尺寸穩定性)小於100 ppm，較佳小於10 ppm，尤其較佳小於100 ppb，非常尤其較佳小於10 ppb，且最佳小於5 ppb。

將使用根據本發明之具有壓印輥單元之裝置壓印視為根據本發明之一獨立方法，其中針對結構衝頭之一恆定局部膨脹可控制地調整結構衝頭之預應力。根據本發明之額外裝置 ( 不具有壓印輥之半彈性結構衝頭 )

裝置之一第三尤其較佳實施例具有：至少一個基板安裝件、待模製之一個結構衝頭、用於結構衝頭之緊固元件及一預加應力裝置。塗佈有壓印材料之一基板對於根據本發明之方法係必要的。所述結構衝頭之性質可經相應地傳遞至具有壓印輥之結構衝頭。

結構衝頭由容許結構衝頭之一功能劃分之至少兩個區域組成：

存在較佳在結構衝頭之特性長度之約一半上方對稱地配置之一模製區域及較佳至少形成於結構衝頭之兩端處之一固持區域。

結構衝頭之模製區域較佳全等於基板塑形。結構衝頭之固持區域在至少兩個側上包封模製區域。

在衝頭側上，模製區域具有待模製之結構衝頭之結構化表面。模製區域可具有定位裝置(對準器)及/或一照明裝置之對準標記、版本號、控制字元作為一二進位碼或作為一QR碼，其中控制字元或對準標記不需要在壓印材料中成像。在結構衝頭之其他實施例中，可將定位裝置(對準器)及/或照明裝置之對準標記、版本號、控制字元尤其以一不可改變方式固定至與衝頭側相對定位之側。

模製區域較佳至少光學均質且無孔且無外部陰影，且在設計上機械各向同性。若結構衝頭具有一載體，則結構衝頭之性質同樣地與載體相關。載體較佳具有一均質厚度。

在結構衝頭之另一實施例中，模製區域經構形使得除待模製之結構衝頭之結構之外亦具體地結構化載體或結構衝頭有助於最小化及/或均質化基板上之經壓印結構之一殘餘層厚度。較佳地產生低於50奈米，尤其較佳低於10奈米，且非常尤其較佳低於1奈米之殘餘層厚度之一變動。

換言之，可調整經壓印結構之結構相依殘餘層厚度。

在壓印之後使用移除程序之應用中，一經最小化殘餘層厚度通常較佳。

一經定義、可調整、尺寸穩定殘餘層厚度對於光學應用，尤其繞射光學器件及波導(英語：diffractive optical elements(繞射光學元件) DOE)較佳。

如可容易地看見，相較於依一奈米級之給定結構大小，給定依一毫米級之結構大小之一殘餘層厚度按絕對價值計算可能結果是更大。

在結構衝頭之較佳實施例中，固持區域與模製區域之間之邊界不採取一經定義線之形式，而必須被理解為具有相互嚙合功能之一區域。

固持區域之主要任務係在裝置中安裝結構衝頭。固持區域可具有與模製區域相同之材料性質，但在形狀及/或厚度及/或額外功能及/或勁度及/或資訊內容方面，自模製區域偏離。

在一第一實施例中，固持區域係模製區域之材料延續，其具有至少幾乎相同之厚度及勁度。

在一第二實施例中，固持區域係模製區域之一材料延續，其具有模製區域之一經更改厚度及經對應修改勁度。特定言之，此實施例在設計上為對稱地半楔形或楔形，使得若可能無凹痕應力(notch stress)，則可對結構衝頭預加應力至一可調整材料應力。

在一第三實施例中，固持區域係具有經形成固體鉸鏈之模製區域之一材料延續。

固持區域之一第四實施例可產生固持區域之第二實施例及第三實施例之一組合：固持區域具有用於將結構衝頭緊固於裝置中之固體鉸鏈及楔形元件。

固持區域之一第五實施例具有一不對稱楔形橫截面。固持區域在壓印側上具有至少兩個平坦沈積表面。尤其平坦沈積表面相對於結構衝頭之模製表面偏移，使得結構衝頭之模製區域在經自由安裝且面向一重力方向時不與其上擱置沈積表面之一支撐表面進行接觸。換言之，結構衝頭擱置於一沈積表面上之邊緣處，且壓印側不與沈積表面進行接觸且以固有剛性進一步固持。

特定言之，儘管如同具有模製區域之一硬質板般下垂，然固持區域及壓印區域之勁度係使得自由地位於一支撐表面上(較佳在位於衝頭之兩端處之兩個支撐表面上)之結構衝頭不接觸支撐表面。

沈積表面提供容易地將結構衝頭儲存於裝置外部而無污染之能力。實施例之另一優點係結構衝頭之一指定方向規定裝置中之結構衝頭之組裝方向。結構衝頭之額外不對稱性可用於確保裝置中之結構衝頭之一對一位置(location及position)。此等量度實施鎖鑰原理。

將第五實施例以及第二及/或第三實施例之一組合視為尤其有利的。

特定言之，使用正緊固元件將結構衝頭緊固於裝置中。除一緊固功能之外，緊固元件以及結構衝頭亦進一步相應地彼此功能化。特定言之，藉由使用鎖鑰原理，尤其使用不對稱放置模製元件或結構衝頭之一不對稱形成而精確地達成結構衝頭之一個正確安裝位置。

特定言之，根據本發明之一結構衝頭之設計係模擬及數值近似(有限元素方法FEM)之結果，其中用於最佳化壓印材料之殘餘層厚度之一經模擬壓印程序之參數影響結構衝頭之尺寸穩定性及服務壽命。若結構衝頭厚度在設計上係非均質的，則根據數值最佳化最佳構形勁度及交聯、固化輻射或熱轉移之光學路徑長度。以此方式，結構衝頭之複雜可撓性鉸鏈可產生結構衝頭之一均勻、恆定預應力及幾乎無扭曲壓印結構兩者。

因此，可開發、模擬且製造尤其半彈性結構衝頭，其中結構衝頭之材料膨脹可較佳地保持恆定，且其中使用結構衝頭之一經對應調整材料厚度及/或材料勁度，結構衝頭之模製區域在壓印期間保持比固持區域更大之一平坦性及/或更大之一尺寸穩定性。尤其由結構衝頭之衝頭材料/載體材料製成之固體鉸鏈透過曝露至由結構衝頭施加之一力而實現用於壓印之結構衝頭之一變形。特定言之，結構衝頭可自一作用力或無一作用力呈現兩個形狀，此具有結構衝頭之一靜置狀態或用於壓印之結構衝頭之一經預加應力穩定位置之效應。

結構衝頭較佳經構形使得結構衝頭之中性纖維永久地保留在壓印表面上。根據本發明，可想到模製表面曝露至在壓印程序(以結構衝頭之結構之製造開始)期間不改變之一恆定拉伸應力。為了此目的，裝置可在設計上可相應地調節。

因此，在無機械應力之情況下製造結構衝頭之壓印結構，使得分離力係最大可變力。分離力對壓印結構具有一近似正常影響，藉此產生壓印結構及結構衝頭之一經改良尺寸穩定性。

根據本發明之一裝置在具有平移及旋轉自由度以及定位系統之一衝頭固持器中接納結構衝頭。結構衝頭及塗佈有壓印材料之基板被帶至彼此更靠近。藉由經由定位系統之饋送運動彎曲結構衝頭而執行壓印。在已在壓印運動之一反轉中固化壓印材料之後分離結構衝頭。

換言之，結構衝頭之可模製性可源自彎曲運動，其中除重力之外，較佳無外部力作用於衝頭表面之後側上。在固持區域為了壓印目的執行一宏觀運動時，尤其模製表面此處將可逆地變形小於臨界結構尺寸之20%，較佳小於臨界結構尺寸之5%，尤其較佳小於1%，且非常尤其較佳小於臨界結構尺寸之0.1%。因此，結構衝頭之一彎曲運動用於壓印。壓印之塑形工作由壓印力及所覆蓋路徑組成。毛細管力以及結構衝頭之所得彎曲運動之影響將執行塑形工作。

因此，裝置不需要一分離裝置或一壓印輥。

圖1展示根據本發明之一壓印裝置1之根據本發明之一第一實施例之一示意性結構草圖。藉由緊固元件3將一結構衝頭4保持於一恆定膨脹下。結構衝頭之恆定(尤其可調整)膨脹由一緊固元件3之箭頭表示。為了此目的，裝置1使用一經特定調節機械力，該機械力作為結構衝頭4中之一機械應力實現一恆定局部膨脹。

將塗佈有壓印材料之一未描繪基板緊固至一基板固持器5，且在將結構衝頭4帶至與壓印材料接觸之後，在壓印材料中模製結構衝頭4。為了確保一充分可成形性，一壓印輥6將結構衝頭4按壓至壓印材料中。

分離裝置2 (此處描繪為一路徑)用於將結構衝頭4與基板分離。

分離裝置2在一起始位置S與一結束位置E之間與壓印路徑結構上及材料上連接。若壓印輥6在S與E之間之片段上，則模製結構衝頭4，且發生壓印。若壓印輥6定位於分離路徑上之壓印路徑之外之E與S之間，則未描繪挺桿相應地拾取結構衝頭4，使得結構衝頭4可與基板分離。

尤其為了支援分離程序，可同樣地移動基板固持器5。選用相對運動由箭頭表示。

圖2a展示一第一實施例中之根據本發明之一第二裝置之一示意性結構草圖。一結構衝頭4’較佳藉由緊固元件3’固定地緊固於未描繪壓印裝置中。一壓印輥6’對在一恆定膨脹下之結構衝頭4’預加應力，使得結構衝頭4’可壓印塗佈有壓印材料之未描繪基板。將基板緊固至一基板固持器5’。可遞送(尤其以一經調節方式遞送)基板固持器5’。此可用於調整壓印力以及在將結構衝頭4’與基板分離時調整法向力。在其他實施例中，無法遞送基板固持器5’，使得額外饋送運動由結構衝頭、緊固元件等執行。

特定言之，所描繪實施例適用於壓印彎曲(尤其橢圓形)基板表面。此係使用基板固持器5’之曲率象徵性地描繪。

圖2b展示一第二實施例中之根據本發明之第二裝置之一示意性結構草圖。一結構衝頭4’’藉由緊固元件3’’緊固於未描繪壓印裝置中。緊固元件3’’與未描繪移動及量測裝置耦合，使得結構衝頭4’’受一壓印輥6’’之影響之局部膨脹可保持恆定，且可校正圖2a上之實施例之橢圓誤差。壓印輥6’’使用一經調節應力對在一恆定膨脹下之結構衝頭4’’預加應力，使得結構衝頭4’’可壓印塗佈有壓印材料之未描繪基板。基板經緊固至可饋送(尤其可以一經調節方式饋送)之一基板固持器5’’。在其他實施例中，執行至固定基板固持器之饋送運動作為一相對運動。

圖3展示根據本發明之一壓印輥單元7及根據本發明之一未描繪裝置之部分之一示意性結構草圖。在一移動、調整及導引單元10中，一壓印輥6’’’及一支撐輥8由未描繪調節器以一經調節方式安裝。壓印輥單元7進一步具有較佳定位於壓印輥6’’’與支撐輥8之間用於固化壓印材料之一輻射源9。尤其在壓印輥6’’’與支撐輥8之間之間隙中，輻射源9之輻射透過結構衝頭4’’’ (其尤其在一恆定膨脹下經可調整地預加應力)到達未描繪之經結構化壓印材料。未描繪基板經緊固至一基板固持器5’’’，其中基板固持器5’’’可經設計使得其可以一經調節方式饋送。

在壓印輥單元7之另一實施例中，可經由壓印輥6’’’與支撐輥8之間之距離之一尤其經調節改變調整結構衝頭4’’’之預應力。換言之，壓印輥6’’’及支撐輥8以至少近似地一平坦方式在一可變表面上夾箝結構衝頭4’’’。因此，可另外校正圖1、圖2a、圖2b上之根據本發明之裝置之橢圓錯誤，且可改良尺寸穩定性。

圖4a展示具有整合式緊固元件3iv之一結構衝頭4iv之一示意性結構草圖，其中一模製區域A以及一固持區域H使用對應功能性表示。結構衝頭4iv具有固持區域H中根據鎖鑰原理設計以積極地緊固結構衝頭4iv之一邊緣區域。特定言之，未描繪裝置可在無約束之情況下夾箝緊固元件3iv，使得結構衝頭4iv在全部程序步驟中負載有一恆定預應力。

圖4b展示一未描繪裝置中之具有整合式緊固元件3v之一結構衝頭4v之一示意性結構草圖，其中結構衝頭4v尤其以一經調節方式保持在一恆定膨脹下。將一未描繪基板緊固至可饋送基板固持器5v。具有模製區域A之結構衝頭4v與基板固持器5v之相對運動建立結構衝頭4v與壓印材料之間之接觸，使得結構衝頭4經模製至壓印材料中。整合式緊固元件3v可尤其在無寄生力之情況下，較佳無約束地，且尤其較佳根據鎖鑰原理將結構衝頭4v緊固於裝置中。在其他實施例中，結構固持器5v可係固定的，且具有結構衝頭之裝置實行其他所需運動。

圖5展示具有整合式緊固元件3vi之一結構衝頭4vi之另一實施例之一示意性結構草圖。為了儘可能多地避免結構衝頭4vi中之材料應力之任何突然轉變，在結構衝頭4vi之固持區域中產生具有至少一半楔形(較佳(未描繪)楔形)設計之一邊緣區域。此有利地產生無凹痕應力之一實施例。

可使用結構衝頭4vi之一雙重不對稱構形達成一有利實施例。結構衝頭4vi之一不對稱性較佳用於能夠尤其基於結構特徵區分一上安裝位置與一下安裝位置，且避免裝置中之一錯誤倒轉安裝。

結構衝頭4vi之另一不對稱性可表示一進一步尤其平坦座標方向「右-左」，使得阻擋結構衝頭之一倒轉安裝位置。

結構衝頭4vi之雙重不對稱構造之此實施例可在根據本發明之全部結構衝頭中使用。根據本發明之全部結構衝頭之一不對稱構造或一雙重不對稱構造使得實現鎖鑰原理之一應用可行。

圖6展示一結構衝頭4vii之一第三實施例之一示意性結構草圖。實施例類似於圖4a及圖5上描繪之實施例。結構衝頭4vii較佳具有材料上整合式固體鉸鏈F。因此，尤其針對無輥壓印程序，結構衝頭4vii可具有不同強度，而仍具有一平坦模製區域。

圖7展示作為根據本發明之一未描繪裝置之部分之根據圖6之一結構衝頭之一第三實施例之一示意性結構草圖。藉由可以一經調節方式定位且移動之緊固元件3viii，未描繪裝置可在一基板之一未描繪壓印材料中模製在一恆定膨脹下，尤其具有一可變地調節預應力之結構衝頭4viii。一基板固持器5viii可緊固基板且以一經調節方式移動其。

在其他實施例中，使用一固定基板固持器5viii，且基板衝頭4viii與基板之間之相對運動由基板衝頭執行。

結構衝頭4viii可透過不同強度及固體鉸鏈形成一大體上平坦模製區域，其中壓印程序可較佳在無一壓印輥之情況下藉由彎曲結構衝頭之固體鉸鏈F引入(見圖6)。

1:壓印裝置 2:分離裝置 3、3’、3”、3’’’、3iv、3v、3vi、3viii:用於結構衝頭之緊固元件 4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii:結構衝頭 5、5’、5”、5’’’、5v、5viii:基板固持器 6、6’、6”、6’’’:壓印輥 7:壓印輥單元 8:支撐輥 9:輻射源 10:移動、調整及導引單元 A:模製區域 E:結束位置 F:固體鉸鏈 H:固持區域 S:起始位置

可自較佳例示性實施例之以下描述以及基於圖式收集本發明之額外優點、特徵及細節。圖式展示：

圖1：根據本發明之一裝置之根據本發明之一第一實施例之示意性結構草圖

圖2a：一第一實施例中之根據本發明之一第二裝置之示意性結構草圖

圖2b：一第二實施例中之根據本發明之一第二裝置之示意性結構草圖

圖3：根據本發明之另一裝置之示意性結構草圖

圖4a：一結構衝頭之示意性結構草圖

圖4b：圖4a上之結構衝頭在根據本發明之一裝置中之應用之示意性結構草圖

圖5：圖4b上之結構衝頭在根據本發明之一裝置中之應用之示意性結構草圖

圖6：一結構衝頭之一第三實施例之示意性結構草圖

圖7：圖6上之結構衝頭在根據本發明之另一裝置中之應用之示意性結構草圖

在圖上，使用相同元件符號標記相同組件或具有相同功能之組件。

1:壓印裝置

2:分離裝置

3:用於結構衝頭之緊固元件

4:結構衝頭

5:基板固持器

6:壓印輥

E:結束位置

S:起始位置

Claims (4)

1. 一種用於在一壓印材料中壓印結構之裝置(1)，其具有用於將該等結構壓印至該壓印材料中之一結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)，其特徵在於該結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)可在壓印期間保持在一恆定局部膨脹下且與該壓印材料分離。
2. 如請求項1之裝置(1)，其具有用於將該結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)之該等結構按壓至該壓印材料中之一壓印輥(6、6’、6’’、6’’’)，其中該壓印輥(6、6’、6’’、6’’’)具有用於在壓印之後提升該結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)之挺桿。
3. 如請求項2之裝置(1)，其中在壓印之後，該壓印輥(6、6’、6’’、6’’’)與該結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)可自一分離路徑(2)上之一個結束位置(E)移動回至用於重新壓印之一起始點(S)。
4. 一種用於將結構壓印至一壓印材料中之方法，其中一結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)將該等結構壓印至該壓印材料中，其特徵在於該結構衝頭(4、4’、4”、4’’’、4iv、4v、4vi、4vii、4viii)在壓印期間保持在一恆定局部膨脹下且與該壓印材料分離。

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