DE102014006563B4 - Imprintstempel sowie Verfahren zur Herstellung und Anwendung eines Imprintstempels - Google Patents

Imprintstempel sowie Verfahren zur Herstellung und Anwendung eines Imprintstempels Download PDF

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    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping

Abstract

Imprintstempel, aufweisend – a) einen flächig ausgedehnten Träger (10) mit einer Oberseite (92) und einer Unterseite (91), – b) einen Schichtstapel mit einer Schicht (20) eines Stempelmaterials und optional einer zwischen Träger (10) und der Schicht (20) angeordneten Zwischenschicht (22), wobei eine untere Oberfläche der Schicht (20), welche die Stempelseite bildet, eine Stempelfläche L aufweist, innerhalb deren Ausdehnung die Stempelseite eine dreidimensionale, in einem verformbaren Imprintmaterial abformfähige Oberflächenstruktur aufweist, – c) wobei der Schichtstapel an der der Stempelseite gegenüberliegenden Seite mindestens über die Ausdehnung der Stempelfläche mit dem Träger (10) an der Unterseite des Trägers (10) verbunden ist, – d) wobei der Träger (10) am Rand um seinen gesamten Umfang mit einem flexiblen Spannmaterial (40) fest verbunden ist, das in einem Abstand zum Umfang des Trägers (10) umlaufend mit einem Rahmen (60) verbunden ist, – e) wobei die Verbindung zum Träger (10) spannungslos oder unter einer Zugspannung ausgeführt ist, so dass der Träger (10), wenn er aus einer Ruhelage ausgelenkt wird, unter eine Zugspannung versetzt wird, wobei der Träger (10) sich ohne die Auslenkung wieder in die Ruhelage zurückformt, – f) wobei der Träger (10) eine lichtdurchlässige Perforation (80) im Bereich der Stempelfläche L aufweist, wobei die Perforation (80) aus wenigstens einer Ausnehmung im Träger (10) besteht, die von der Oberseite (92) zur Unterseite (91) reicht und – g) wobei das Material des Schichtstapels an der Unterseite (91) des Trägers (10) mit einem zweiten Material (20b), welches auf der Oberseite (92) des Trägers (10) mit einer gewissen Materialdicke und mit einer Ausdehnung um die Öffnung der wenigstens einen Ausnehmung aufgebracht ist, die größer ist als der größte Querschnitt der wenigstens einen Ausnehmung, und durch die Öffnung der wenigstens einen Ausnehmung an der Oberseite (92) in diese Ausnehmung und bis zum Material des Schichtstapels reicht, fest verbunden ist oder aus einem Stück mit dem Material des Schichtstapels besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Imprintstempel, insbesondere im Zusammenhang mit Nanoimprintverfahren, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Imprintstempels, sowie ein Verfahren zur Erzeugung einer Imprintstruktur in einem Imprintmaterial unter Anwendung des Imprintstempels.
  • Aus der WO 2013/118 547 A1 ist bekannt ein Imprintstempel, aufweisend
    • – a) einen flächig ausgedehnten Trägerschichtstapel mit einer Oberseite und einer Unterseite,
    • – b) wobei eine untere Oberfläche dey Trägerschichtstapels, welche die Stempelseite bildet, eine Stempelfläche L aufweist, innerhalb deren Ausdehnung die Stempelseite eine dreidimensionale, in einem verformbaren Imprintmaterial abformfähige Oberflächenstruktur aufweist,
    • – c) wobei der Trägerschichtstapel am Rand um seinen gesamten Umfang mit einem einem Rahmen verbunden ist,
    • – e) wobei die Verbindung zum Trägerschichtstapels spannungslos oder unter einer Zugspannung ausgeführt ist, so dass der Trägerschichtstapel, wenn er aus einer Ruhelage ausgelenkt wird, unter eine Zugspannung versetzt wird, wobei er sich ohne die Auslenkung wieder in die Ruhelage zurückformt.
  • Aus diesem Dokument ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Imprintstempels bekannt, aufweisend die Verfahrensschritte:
    • – Bereitstellen eines Trägerschichtstapels mit abformfähigem Stempelmaterial, aufweisend eine Stempelseite, eine Oberseite und eine Unterseite und mit einer Ausdehnung, die größer ist als die Ausdehnung einer Stempelfläche L, so dass die Ausdehnung der Stempelfläche L vollständig von der Ausdehnung des Trägerschichtstapels in Überdeckung zu bringen ist,
    • – Verbinden des Trägerschichtstapels am Rand um seinen gesamten Umfang mit einem Rahmen, wobei der Trägerschichtstapel, wenn er aus seiner Ruhelage ausgelenkt und unter eine Zugspannung versetzt wird, sich ohne die Auslenkung wieder in seine Ruhelage zurückformt, wobei der Trägerschichtstapel ohne plastische Verformung elastisch rückfedernd in eine Form zu bringen ist, bei der der Trägerschichtstapel aus der Ruhelage über die gesamte Ausdehnung der Stempelfläche L eine Auslenkung gegenüber der Ruhelage einnimmt, die vom Betrag über die gesamte Ausdehnung der Stempelfläche gleich groß ist, oder die innerhalb der Ausdehnung der Stempelfläche bereichsweise unterschiedlich groß ist, und
    • – Erzeugen einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur als Imprintnegativ auf der Stempelseite in einer Ausdehnung der Stempelfläche L.
  • Schließlich ist aus diesem Dokument bekannt ein Verfahren zur Erzeugung einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur in einem Imprintmaterial, aufweisend die Verfahrensschritte:
    • – Bereitstellen eines abformfähigen Imprintmaterials, vorzugsweise als Schicht auf einem Substrat,
    • – Anordnen eines Imprintstempels mit den oben genannten Merkmalen des vorbekannten Imprintstempels nach der WO 2013/118 547 A1 ,
    • – Eindrücken der Stempelfläche L, welche das Imprintnegativ der dreidimensionalen Oberflächenstruktur aufweist, in das Imprintmaterial, wobei die Auslenkung des Trägers aus der Ruhelage über die gesamte Ausdehnung der verbundenen Stempelfläche L vom Betrag gleich groß ist,
    • – Entformen der Stempelfläche L aus dem abformfähigen Imprintmaterial, wobei die Auslenkung des Trägers aus der Ebene der Ruhelage innerhalb der Ausdehnung der verbundenen Stempelfläche L bereichsweise unterschiedlich groß ist.
  • Aus JP 2012-212781 A und US 2010/0021577 A1 sind Trägerschichtstapel bekannt, die aus mehr als nur einer Schicht bestehen.
  • Ein Imprintstempel weist auf seiner Stempelseite eine dreidimensionale Oberflächenstruktur als Stempelstruktur auf, deren laterale Ausdehnung die Stempelfläche definiert und die mit verschiedenen Verfahren in ein Imprintmaterial übertragen werden kann. Dieses Imprintmaterial muss unabhängig vom Verfahren in der Lage sein, sich beim Eindrücken der Stempelfläche zu verformen und die Struktur der abformfähigen dreidimensionalen Oberflächenstruktur der Stempelfläche nachzubilden. Denmach muss das Stempelmaterial, in dem die dreidimensionale Oberflächenstruktur als Imprintnegativ erzeugt ist, eine gewisse Härte aufweisen, die ausreicht, um die Verformung gegebenenfalls unter Druckausübung im Imprintmaterial hervorzurufen. Weiterhin muss die Stempelstruktur ausreichend fest und widerstandsfähig sein, um ohne Schaden der Oberflächenstruktur der Stempelfläche mehrfach anwendbar zu sein.
  • Das Verfahren des Übertragens der Oberflächenstruktur in ein Imprintmaterial kann je nach Imprintmaterial unterschiedlich erfolgen. Gemein haben die Verfahren stets, dass ein über die Stempelfläche vollständiger und gleichmäßig kräfteverteilter Kontakt zum Imprintmaterial gewünscht ist. Hierbei sind Einschlüsse von Luftblasen zu verhindern, so dass beispielsweise der Kontakt zwischen Stempelfläche und Imprintmaterial unter Vakuum oder unter einem Zustellwinkel oder mittels verformbarer Vorrichtungen mit weichen Materialien wie Silikon erfolgt.
  • Im einfachsten Fall wird bei entsprechender Härte der Stempelstruktur und entsprechender Verformbarkeit des Imprintmaterials die Stempelstruktur durch den bloßen Druck auf das Imprintmaterial dauerhaft übertragen. Ein präziseres und schonenderes Verfahren basiert auf flüssigen oder hochviskosen Imprintmaterialien, die in der Phase der Strukturübernahme noch nicht formstabil sind. Die Stempelstruktur ist im Kontakt mit dem Imprintmaterial dann leicht abzubilden, muss aber noch im Imprintmaterial verfestigt werden. Je nach Empfindlichkeit des Imprintmaterials verfestigen sich diese unter Austreibung von Lösungsmitteln, Eintrag von Wärme, Entzug von Wärme oder UV-Strahlung oder in einer Kombination oder in einer Abfolge hieraus. Dies bedeutet, dass in der Regel der Imprintstempel solange mit dem Imprintmaterial in Kontakt stehen und die Abformung aufrecht erhalten werden muss, bis das Imprintmaterial mit geeigneten Mitteln verfestigt wurde. Nach der Verfestigung ist der Vorgang der Entformung der Stempelstruktur von der nun verfestigten Struktur im Imprintmaterial durch die Anhaftungskräfte erschwert. Ein vollflächiges Entformen in Richtung der Oberflächennormalen oder lotrechter Richtung zur Oberfläche ist dabei regelmäßig aufgrund der großen Oberfläche der Stempelstruktur, des luftdichten Kontaktes und der Haftungskräfte vom Material nicht leicht möglich. Vielmehr ist die Entformung erleichtert, wenn die Stempelstruktur unter einem Keilwinkel vom Imprintmaterial abgehoben wird, so dass sich das Entformen an einer Stelle beginnend zeit- bzw. ortsversetzt fortsetzt. Bei starren Stempeln ohne Flexibilität kann dies mit konstantem oder steigendem Keilwinkel erfolgen. Bei hochflexiblen Stempeln ist ein stark lokalisiertes Entformungsverhalten ähnlich dem Abziehen von Aufklebern möglich.
  • Relevante Anwendungen von Imprintverfahren bestehen im Bereich der Halbleiterfertigung oder Herstellung von optischen Bauelementen, wobei die kleinsten Strukturgrößen einer Stempelstruktur weniger als 1 mm betragen, also im Bereich von Mikrometern liegen, oder weniger als 1 μm betragen, also im Bereich von Nanometern liegen. In diesem Fall spricht man von Nanoimprint-Verfahren. Übliche Substratgrößen liegen bei 200 mm bis 300 mm Durchmesser im Falle von heutigen runden Wafersubstraten. Die Anwendungen von Nanoimprintverfahren sind aber nicht beschränkt auf spezielle Formate, sondern auch für größere Substratgrößen und beliebige Außengeometrien, beispielsweise für Solarpanels mit Flächen von einigen Quadratmetern zu finden. Für die vorliegende Schrift ist der allgemein gebrauchte Begriff des Imprintverfahrens und des Imprintstempels nicht beschränkt auf eine bestimmte Längendimension, sondern umfasst die Ausführung und Anwendung im Mikrometer- und Nanometerbereich, insbesondere das Nanoimprintverfahren und einen Nanoimprintstempel.
  • Für derlei Anwendungen in Dimensionen des Nanoimprints ist die Eigenschaft der Verzugsfreiheit fundamental, da eine laterale Dehnung der Stempelstruktur zu Abweichungen der abgeformten Imprintstruktur, der Positionen zueinander und der Abstände führt, die die Funktion des Bauteils oder der Imprintstruktur verhindern. Diese Anforderung steht unter anderem in Konkurrenz zur Materialflexibilität für eine lufteinschlussfreie Zustellung der Stempelstruktur in das Imprintmaterial oder die zeit- und ortsversetzte Entformung mit flexiblen Stempeln.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Imprintstempel zu schaffen, der sich möglichst ohne Anwendung von Vakuum frei von Lufteinschlüssen in ein Imprintmaterial eindrücken lässt und die Verfestigung oder Härtung des Imprintmaterials während des Kontaktes zwischen Stempelstruktur und Imprintmaterial mit Wärme, Wärmeentzug, also Kalte, oder Bestrahlung mit Licht, vorzugsweise UV-Strahlung erlaubt. Weiterhin ist eine Aufgabe der Erfindung, eine leichte Entformung der Stempelstruktur mit geringem Schadenrisiko aus dem verfestigten Imprintmaterial, insbesondere für großflächige Formate zu ermöglichen. Bei der Verfestigung, die zumeist unter Krafteintrag erfolgt, ist die Formstabilität der Stempelstruktur aufrecht zu erhalten, damit das Imprintverfahren insbesondere bei Mikro- und Nanometerstrukturen über Distanzen von einigen 100 mm bis Meter lagegenau und wiederholbar erfolgen kann. Die Stempelstruktur darf sich dabei während der Verfestigung lateral nicht dehnen, muss also verzugsfest oder verzugsarm sein, und soll auch bei wiederholtem Benutzen keinen oder nur einen kleinsten Verzug zu früheren oder späteren Imprintvorgängen mit diesem Imprintstempel aufweisen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, dass ein solcher Imprintstempel einfach und kostengünstig herstellbar ist und mit einfachen Mitteln und geringen Kosten in einem geeigneten Imprintverfahren verwendet werden kann.
  • Die Aufgaben werden für den Imprintstempel durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1, für das Verfahren zur Herstellung des Imprintstempels durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 8 und für die Erzeugung einer Imprintstruktur in einem Imprintmaterial durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der erfindungsgemäße Imprintstempel weist einen lateral überwiegend flächig ausgedehnten Träger mit einer Oberseite und einer Unterseite auf, wobei der Träger ohne plastische Verformung elastisch bis zu einem Mindestbiegeradius oder einem Biegeradius, der kleiner als der Mindestbiegeradius ist, biegbar ist. Der kleinste Mindestbiegeradius, bei dem keine plastische Verformung eintreten darf, ergibt sich aus den Anforderungen zur Entformung, bei der der Träger aufgrund des zeit- und ortsversetzten Entformens lokal gekrümmt werden kann. In Anbetracht der Anforderung an die Verzugsfreiheit des Trägers eignen sich metallische Materialien wie Edelstahl, Nickel oder Titan, oder auch verzugsfeste Kunststoffe oder Polymere, die als Folie, Blech oder Gewebe ausgeführt sind. Die laterale flächige Ausdehnung des Trägers liegt vorzugsweise ist einer Ebene oder bereichsweise in einer Ebene vor. Unter einer lateral flächigen Ausdehnung wird eine vorwiegend zweidimensionale Ausdehnung des Trägers in einer Fläche verstanden, die um ein Vielfaches größer ist als die Ausdehnung in lotrechter Richtung zu einer der Oberflächen des Trägers, welche der Dicke des Trägers entspricht.
  • Weiterhin weist der erfindungsgemäße Imprintstempel einen Schichtstapel mit einer Schicht eines Stempelmaterials oder wenigstens einer Schicht eines Stempelmaterials und eine beliebige Anzahl von weiteren Zwischenschichten des Stempelmaterials oder Zwischenschichten eines anderen Zwischenmaterials auf, eine Schicht eines Stemepelmaterials an der unteren Oberfläche der Schicht, welche die Stempelseite bildet, in mindestens einem Bereich der Stempelseite eine Stempelfläche aufweist, innerhalb deren Ausdehnung die Stempelseite eine dreidimensional in einem verformbaren Imprintmaterial abformfähige Oberflächenstruktur als Stempelstruktur aufweist. Dieser Schichtstapel der Stempelschicht ist in möglichst gleichmäßiger Dicke auf der Unterseite des Trägers aufgebracht. Die Stempelschicht hat eine Ausdehnung von mindestens der Größe der Stempelfläche, innerhalb der sich die dreidimensional abformfähige Oberflächenstruktur befindet. Der Schichtstapel des Stempelmaterials ist an der der Stempelseite gegenüber liegenden Seite, welche die Verbindungsseite bildet, mindestens über die Ausdehnung der Stempelfläche mit dem Träger an der Unterseite des Trägers verbunden. Der Schichtstapel des Stempelmaterials kann eine einzige Schicht eines Stempelmaterials oder wenigstens eine Schicht eines Stempelmaterials und eine beliebige Anzahl von weiteren Zwischenschichten des Stempelmaterials oder Zwischenschichten eines anderen Zwischenmaterials aufweisen, die beispielsweise der Verbindung mit dem Träger dienen. Materialien und Schichten des Schichtstapels werden für den erfindungsgemäßen Imprintstempel zusammengefasst als Stempelmaterial oder Schicht des Stempelmaterials verstanden, wenn eine weitere Differenzierung nicht erheblich ist. Die Stempelseite mit der Stempelfläche bildet die Unterseite der Kombination aus Träger und Schichtstapel des Stempelmaterials. Der Schichtstapel der Stempelschicht ist mit dem Träger mindestens so fest verbunden, dass bei Anwendung des Imprintstempels bei der Entformung von einem Imprintmaterial der Schichtstapel des Stempelmaterials wenigsten im Bereich der Ausdehnung der Stempelfläche nicht vom Träger gelöst wird oder das Stempelmaterial ohne Verformung nicht beliebig räumlich vom Träger zu trennen ist. Vorzugsweise ist der Schichtstapel des Stempelmaterials fest mit der Unterseite des Trägers verbunden.
  • Als Stempelmaterial für den erfindungsmäßen Imprintstempel eignen sich Materialien besonders gut, die eine hohe Elastizität oder Zähigkeit aufweisen und gleichzeitig eine Form mit hoher Formstabilität annehmen können. Dies ist insbesondere beim Entformen einer Stempelstrukur von einer geprägten Imprintstruktur in einem Imprintmaterial wichtig, wobei aufgrund der Anhaftungskräfte hohe Belastungen auf die Strukturen im Stempelmaterial ausgeübt werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Stempelmaterial sich leicht elastisch verformen und stark dehnen lässt, ohne eine Dehnungsgrenze wie Rp,0,2 zu überschreiten, und nach dem Entformungsvorgang wieder seine ursprüngliche Form annimmt. Gleichzeitig muss das Stempelmaterial eine ausreichende Härte aufweisen, so dass die Stempelstruktur in eine Imprintmaterials übertragen werden kann, ohne dass die Stempelstruktur sich dabei in ungewünschtem Maße verformt. Als Stempelmaterial für den erfindungsmäßen Imprintstempel eignen sich daher abhängig vom Imprintverfahren, Imprintmaterial, und seiner Verformbarkeit Polymere, Elastomere, Materialien wie Polydimethylsiloxan (PDMS) oder Silikon.
  • Der Träger ist am Rand um seinen gesamten Umfang mit einem flexiblen Spannmaterial, vorzugsweise einem Gewebe, fest verbunden, das in einem festen oder variablen Abstand zum Trägerumfang umlaufend mit einem Rahmen verbunden ist. Vorzugsweise ist die umlaufende Verbindung des Trägers bzw. des flexiblen Spannmaterials mit dem Rahmen in einer Ebene ausgeführt. Der Begriff Rahmen und die oben beschriebene Anordnung einer Verbindung mit einem Rahmen schließt dabei jede denkbare Vorrichtung ein, die geeignet ist, den Träger oder ein flexibles Spannmaterial begrenzt auf einen Bereich um den gesamten Umfang des Trägers bzw. in einem umlaufenden Bereich in einem Abstand zum Trägerumfang in einer Ebene fest zu verbinden, wobei wenigstens die Stempelfläche unverbunden bleibt. Als Rahmen gilt also beispielsweise auch eine Trägerplatte aus Glas, auf die der Träger oder das flexible Spannmaterial lediglich in einem Bereich des Umfangs befestigt ist und wobei wenigstens der Bereich des Trägers mit der Stempelfläche unverbunden bleibt.
  • Die Verbindung des flexiblen Spannmaterials, das mit dem Träger verbunden ist, zum Rahmen ist spannungslos oder unter einer Zugspannung ausgeführt, so dass bei spannungsloser Verbindung des Träger oder des flexiblen Spannmaterials der Träger sich in einer Ruhelage befindet und unter einer Auslenkung des Trägers, beispielsweise innerhalb der Stempelfläche, unter eine Zugspannung versetzt wird, oder bei Verbindung unter Zugspannung sich der Träger in Ruhelage in einer Ebene in Ruhelage befindet, wobei der Träger sich ohne Auslenkung in seine Ruhelage zurückformt. Eine spannungslose Verbindung bedeutet, dass der Träger in seiner Ruhelage nicht unter Zugspannung steht und sich in seiner Ruhelage nicht zwingend in einer Ebene in Ruhelage befinden muss. Für den erfindungsgemäßen Imprintstempel kennzeichnend ist mindestens, dass der Träger aus einer beliebigen Ruhelage, die spannungslos sein kann und nicht in einer Ebene vorliegen muss, bei mindestens einer bestimmten Auslenkung des Trägers ohne plastische Verformung elastisch unter Zugspannung in eine andere Lage zu bringen ist und nach Beendigung der Auslenkung wieder in eine Ruhelage federt, die nicht dieselbe Ruhelage sein muss, und bei zwei identischen Auslenkungsvorgängen dieser bestimmten Auslenkung dieselbe Lage ohne plastische Verformung einnehmen kann. Bei einer Verbindung des Trägers in einer Verbindungsebene unter Zugspannung ist die Ruhelage des Trägers näherungsweise und unter praktischen Gesichtspunkten in einer Ebene zu finden und federt der Träger bei elastischer Auslenkung aus seiner ebenen Ruhelage nach Beendigung der Auslenkung wieder in eine Ruhelage zurück, die identisch ist mit seiner vorigen Ruhelage.
  • Dieser Aufbau ist analog zu dem eines Trampolins zu sehen. Das flexible Spannmaterial oder Gewebe kann mit den üblichen Techniken aus dem Siebdruck unter Zugspannung mit einem Siebdruckrahmen verklebt werden. Der Träger kann mit dem flexiblen Spannmaterial ebenfalls verklebt sein. Zusätzlich kommen alle anderen verfügbaren Techniken zur Verbindung der Trägers mit dem Spannmaterial und des Spannmaterials mit dem Rahmen in Betracht, wobei sich für die Verbindung des Trägers mit dem Spannmaterial das Verschweißen mit einer Lage aus Kunststoff wie Polyethylen als vorteilhaft erwiesen hat.
  • Durch diesen Aufbau ist der Träger in Richtung seiner Oberflächennormalen oder in lotrechter Richtung zu einer Ebene der Ruhelage aus der Ruhelage elastisch rückfedernd in Auslenkung zu bringen, wobei der Träger sich ohne Auslenkung in seine vorherige Ruhelage zurückformt. Die Eigenschaften zur Auslenkung hängen im Wesentlichen von den mechanischen Eigenschaften des Spannmaterials, der Länge des beweglichen Spannmaterials zwischen Rahmen und Rand des Trägers und der Rahmenspannung ab. In der Ausführungsform mit flexiblem Spannmaterial wird bei Auslenkung des Trägers der Hauptanteil der Spannung, die durch eine Auslenkung hervorgerufen wird, vom Spannmaterial aufgenommen. Die Flexibilität des Aufbaus wird erhöht, wenn der Träger selbst eine Flexibilität aufweist. Die Flexibilität des Trägers hängt wesentlich von den Materialeigenschaften und der Dicke des Trägers ab. Für den erfindungsgemäßen Imprintstempel ist ein flexibler Träger von Vorteil, um das Entformen von einem verfestigten Imprintmaterial zu erleichtern oder die Anpassung an Oberflächentopografien zu ermöglichen. Vorteilhaft ist daher ein Träger, der ohne plastische Verformung einen sehr kleinen Biegeradius einnehmen kann. Zur Anpassung an Strukturen im Mikrometerbereich sind dabei verschiedene Eigenschaften für den Träger wichtig. Zum ersten ist für einen möglichst kleinen Biegeradius die Dicke des Materials bestimmend. Bei einer Biegung um 180° wäre der theoretische Biegeradius an der Außenseite gleich der Dicke des Materials. Zur theoretischen, vollständig konformen Anpassung eines Trägers der Dicke 10 μm an eine halbzylindrische Struktur der Höhe von 5 μm und der Breite von 10 μm, also einem Radius von 5 μm, wäre der kleinste notwendige Biegeradius des Trägers an der Außenseite des Trägers 15 μm. Da der Träger des erfindungsgemäßen Imprintstempels nach einer Belastung durch eine Zugspannung oder durch eine Biegung nicht plastisch verformt sein soll, um wiederverwendet werden zu können, sind Dehnungseigenschaften des Trägers ein weiteres Kriterium. Als Kriterium für eine Dehngrenze wird technisch die Dehnungsgrenze Rp,0,2 herangezogen, die die Spannungsgrenze angibt, ab der ein Material sich nach Spannungsbelastung um 0,2% plastisch verformt hat. Als weiteres Kriterium für die elastischen Eigenschaften des Trägers des erfindungsgemäßen Imprintstempels kann das Elastizitätsmodul herangezogen werden. Um Anforderungen an eine Dehnfähigkeit für elastische Belastungsfalle zu erfüllen, kämen Materialien wie Gummi oder Silikon als Träger in Betracht, jedoch soll der Träger verzugsfrei oder verzugsarm sein, um eine Verzerrung der Stempelstruktur zu reduzieren. Die relative Längenänderung ε (epsilon) ist definiert durch den Quotienten aus Spannung σ (sigma) geteilt durch das Elastizitätsmodul E (ε = σ/E). Die relative Längenänderung ε ist beschrieben durch die absolute Längenänderung ΔL bezogen auf die Betrachtungslänge L. Daraus ergibt sich, dass bei gleicher Spannung σ, die durch eine Auslenkung eines eingespannten Trägers in den Träger eingebracht wird, die relative Längenänderung ΔL einer Stempelfläche bezogen auf eine Länge der Stempelfläche L umso geringer ist, je größer das Elastizitätsmodul E des Trägers ist. Bei einer Spannung von 20 MPa und einem Elastizitätsmodul eines Materials von 10 GPa beträgt die Längenänderung ΔL 200 μm bezogen auf eine Länge von 100 mm. Bei einem Elastizitätsmodul von 100 GPa beträgt die Längenänderung noch 20 μm. Das Elastizitätsmodul von Kautschuk beispielsweise beträgt weniger als 1 GPa und wäre als Träger hinsichtlich des Verzugs im Träger ungeeignet. Glas weist ein Elastizitätsmodul von 50 bis 90 GPa auf, was die Anforderungen an die Verzugsfreiheit schon recht gut erfüllt, Glas weist allerdings nahezu keine Dehnfähigkeit auf, sondern bricht bei Zug- oder Biegebelastung leicht. Für Glas lässt sich kein Rp,0,2 definieren, da es nicht bis 0,2% plastisch verformt werden kann, als Kriterium kann aber zum Vergleich die Zugfestigkeit dienen, die mit 30 MPa angegebenen werden kann. Um gegenüber einem Träger als Glas einen Vorteil zu erlangen, weist das Material des Trägers des erfindungsgemäßen Imprintstempels ein Elastizitätsmodul E von mehr als 50 GPa, bevorzugt mehr als 90 GPa auf, und eine Dehngrenze Rp,0,2 von mehr als 30 MPa, bevorzugt mehr als 100 MPa auf.
  • Für die Erhaltung der flexiblen Anpassungseigenschaften des Trägers an eine Oberflächentopografie ist eine spannungslose Verbindung des Trägers oder des flexiblen Spannmaterials zum Rahmen oder eine Verbindung mit wenig Zugspannung von Vorteil. Als praktikabel hat sich eine Zugspannung von weniger als 30 N/mm2, bevorzugt weniger als 20 N/mm2, bevorzugt weniger als 10 N/mm2 erwiesen.
  • Bei der Auslenkung des Trägers sind zwei Fälle zu unterscheiden, wobei die Auslenkung aus der Ruhelage oder einer Ebene der Ruhelage über die gesamte Ausdehnung der verbundenen Stempelfläche vom Betrag gleich groß sein kann oder innerhalb der Ausdehnung der mit dem Träger verbundenen Stempelfläche bereichsweise unterschiedlich groß sein kann.
  • In dem ersten Fall findet eine Auslenkung aus der Ruhelage über den gesamten Bereich der mit dem Träger verbundenen Stempelfläche gleichmäßig statt, so dass die Auslenkung vom Betrag über die gesamte Stempelfläche gleich groß ist. Dies ist beispielsweise beim Imprintvorgang der Fall, wenn die Stempelfläche auf ein Substrat, welches von der Ausdehnung größer als die Stempelfläche ist, vollflächig angedrückt wird und die Ebene der Ruhelage des Trägers im Rahmens zur Kraftübertragung der Stempelfläche auf das Substrat auf eine tiefere Ebene in Richtung des Substrates als die Substratoberfläche verbracht wird, so dass der Träger mit der Stempelfläche gegenüber seiner Ruhelage im Rahmen ausgelenkt wird. In diesem Fall erfährt der Träger eine ebene Auslenkung mit mindestens der Ausdehnung der Stempelfläche, wobei die Auslenkung vom Betrag dem Abstand zur Ebene der Substratoberfläche entspricht. Zur Fixierung der Stempelfläche zur Substratoberfläche und zur Eintragung von weiterem Stempeldruck oder weiterer Stempelkraft kann in diesem Kontaktzustand eine ebene Platte von der Oberseite des Trägers her aufgedrückt werden, so dass gewährleistet ist, dass der Anpressdruck über die gesamte Stempelfläche homogen ist und der Andruck in gewünschter Parallelität zu Substratoberfläche erfolgt. Hierdurch kann die notwendige Auslenkung des Trägers aus der Ruhelage, um einen Stempeldruck aufzubauen, minimiert werden, so dass für die Verfestigung des Imprintmaterials ein nahezu im Träger zugspannungsfreier Kontakt der Stempelfläche mit dem Imprintmaterial auf einem Substrat ausreicht, was die laterale Dehnung im Träger minimiert. Als maximal notwendige Auslenkung des Trägers aus der Ruhelage ist in bestimmten Fällen 0,1 mm ausreichend, um einen sicheren Kontakt der Stempelfläche mit einem Imprintmaterial zu gewährleisten. Entscheidend für Imprintverfahren mit Mikro- und Nanometerstrukturen ist, dass der Träger im Zustand der ebenen Auslenkung, wie bei der Anpressung der Stempelfläche an das Substrat, nur eine geringe Dehnung erfährt, die nicht gegen die Präzisionsanforderungen verstößt.
  • Der erfindungsgemäße Imprintstempel weist bei elastischer Auslenkung des Trägers aus der Ruhelage über die gesamte Ausdehnung der Stempelfläche mit einem gleich großen Betrag von 0,1 mm in Richtung der Oberflächennormalen des Trägers eine relative Dehnung des Trägers ε = ΔL/L in lateraler Richtung über die größte Ausdehnung der Stempelfläche L von weniger als 0,001, bevorzugt weniger als 0,0001, besonders bevorzugt weniger als 0,00001 auf.
  • Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Imprintstempel bei beschriebener gleich großer elastischer Auslenkung aus der Ruhelage über die gesamte Stempelfläche und/oder zusätzlichem Stempeldruck durch eine oberseitige Anpressung mittels einer ebenen Platte maximal eine Dehnung in lateraler Richtung über die größte Ausdehnung der Stempelfläche von weniger als der kleinsten Dimension der abformbaren dreidimensionalen Oberflächenstruktur innerhalb der Stempelfläche auf.
  • Im zweiten Fall ist die Auslenkung innerhalb der Ausdehnung der mit dem Träger verbundenen Stempelfläche bereichsweise unterschiedlich groß, was insbesondere beim Entformungsvorgang entsteht.
  • Beim Entformen eines Stempels von einem verfestigten Imprintmaterial auf einem ebenen Substrat sind verschiedene Fälle von Entformungsanordnungen zu unterscheiden. Dabei wird im Folgenden zunächst von einem starren Stempel ausgegangen, der keine nennenswerte Biegefähigkeit aufweist oder biegefest in einer Vorrichtung fixiert ist. Für die weitere Betrachtung wird ein Keilwinkel zwischen der Ebene der Substratoberfläche und der Ebene der Stempelfläche definiert, wobei der Keilwinkel bei paralleler Ausrichtung der Ebenen 0° beträgt und bei lotrechter Ausrichtung zueinander 90° beträgt. In einem ersten Fall wird der Stempel, mit seiner Stempelfläche mit einem Keilwinkel von 0°, also parallel zur Substratoberfläche ausgerichtet, lotrecht zur Substratoberfläche entfernt. Dabei treten je nach Oberflächenstruktur hohe Anhaftungskräfte auf, die zur Entformung überwunden werden müssen. In einem zweiten Fall wird zunächst der Stempel von einer Seite oder einem Punkt aus beginnend vom Substrat entfernt, bis sich ein gewisser Keilwinkel von wenigen Winkelgraden zwischen der Ebene der Substratoberfläche und der Ebene der Stempelfläche einstellt, und dann wird der Stempel unter Beibehaltung dieses Keilwinkels in lotrechter Richtung von der Substratoberfläche entfernt. Dadurch wird erreicht, dass die Entformung abschnittsweise erfolgt und sich die Entformung örtlich in einer Entformungsfront fortsetzt. Die durch den eingestellten Keilwinkel auftretenden Scherkräfte begünstigen den Entformungsvorgang, da diese Art der Entformung ein lokales und zeitlich sich fortsetzendes Abschälen des Stempels von der verfestigten Struktur im Imprintmaterial bewirkt, so dass die an der Keilwinkelfront zu überwindenden Anhaftungskräfte geringer sind als im vollflächigen Entformungsfall. In einem dritten Fall wird die Entformung wie im zweiten Fall von einer Seite oder einem Punkt aus begonnen und von 0° mit stetig steigendem Keilwinkel fortgeführt, bis der Stempel komplett vom Imprintmaterial gelöst ist. Zur Realisierung des dritten Falls kann in einer einfachen Vorrichtung der Stempel über ein einachsiges Scharnier drehbar befestigt sein, welches erlaubt, dass der Stempel sich unter einem Winkel von 0°, also parallel zur Substratoberfläche, und beispielsweise 90° zur Substratoberfläche anordnen lässt. Der Stempel kann dabei im Winkelbereich des Scharniers gedreht werden. In der Lage von 0° kann der Imprintvorgang bei entsprechender Anordnung eines Substrates erfolgen, dabei kann unterstützend das Substrat ebenfalls in lotrechter Richtung gegen den Stempel beweglich sein, um den für das Imprintverfahren notwendigen Druck zu erzeugen. Zur Entformung wird der Stempel in der Vorrichtung oder das Substrat aus der Winkelstellung 0° zu höheren Öffnungswinkeln gedreht, wodurch sich der Keilwinkel zwischen Substrat und Stempel je nach Abstand des Scharniers zum Stempel stetig vergrößert. Der maximale Winkel, bei dem die Entformung komplettiert ist, ist unter anderem abhängig von den Eigenschaften des Imprintmaterials und des Stempels und kann zwischen 0° und 90° liegen.
  • In der Praxis tritt eine Kombination der beschriebenen Fälle auf oder sind die Fälle je nach Anwendung beliebig kombinierbar.
  • Das Entformen mit dem erfindungsgemäßen Imprintstempel ist grundsätzlich in den drei beschriebenen Fällen analog durchzuführen. Aufgrund der flexiblen und rückfedernden Eigenschaften der Verbindung des Trägers, an dem der Schichstapel der Stempelschicht in der Ausdehnung der Stempelfläche verbunden ist, zum Rahmen tritt allerdings in jedem der drei beschriebenen Entformungsanordnungen ein lokaler Keilwinkel beim Entformen auf. Im ersten Fall wird beim Entformungsvorgang der Spannrahmen, parallel mit der Spannebene des Trägers zur Ebene der Substratoberfläche ausgerichtet, in lotrechter Richtung zur Substratoberfläche von der Substratoberfläche entfernt. Der Abstand der Ebene des eingespannten Trägers zur Substratoberfläche wird Absprung bezeichnet. Aufgrund der flexiblen Einspannung und der flexiblen Biegeeigenschaften des Trägers wird die Stempelfläche nicht zeitgleich vollflächig entformt, sondern der Träger wird zunächst mit der vollen Ausdehnung der Stempelfläche aus der Ruhelage des Trägers im Rahmen ausgelenkt, bis die Federkräfte am Rand der Stempelfläche ausreichen, um dort eine Entformung gegen die Anhaftungskräfte zu beginnen. Dabei stellt sich lokal ein Keilwinkel ein. Bei Beibehaltung des Abstandes des Rahmen von der Substratoberfläche setzt sich die Entformung weiter fort, es bildet sich eine Entformungsfront, bis wieder ein Kräftegleichgewicht hergestellt wird, wobei sich der Keilwinkel vom Betrag reduziert. Bei weiterer Erhöhung des Abstandes des Rahmens von der Substratoberfläche wird die Auslenkung des Trägers in den noch nicht entformten Bereichen der Stempelfläche weiter erhöht, so dass sich der lokale Keilwinkel der Entformungsfront weiter erhöht und sich die Entformungsfront weiter in Richtung des Zentrums der Stempelfläche fortsetzt, bis die Entformung komplettiert ist und der Träger sich wieder in seiner Ruhelage im Spannrahmen befindet. Auf diese Weise ist es möglich, selbst im ersten beschriebenen Anordnungsfall die Vorteile der lokalen Scherkräfte und der sich fortsetzenden Abschälung des Stempels vom verfestigten Imprintmaterial auszunutzen. Dieses Entformungsverhalten der lokalen Entformungsfront stellt sich in den übrigen Anordnungsfällen und den Kombinationen hieraus analog ein und ist mit dem erfindungsgemäßen Imprintstempel möglich, weil eine Auslenkung des Trägers aus der Ruhelage über die Ausdehnung der gesamten verbundenen Stempelfläche vom Betrag gleich groß sein kann oder innerhalb der Ausdehnung der verbundenen Stempelfläche bereichsweise unterschiedlich groß sein kann, wobei der Träger sich ohne Auslenkung in seine vorherige Ruhelage zurückformt.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird der Träger des Imprintstempels in Form einer Folie ausgeführt. Der Vorteil einer Folie gegenüber beispielsweise einem Gewebe liegt in der geringen Dickenschwankung. Bei einem Gewebe ist an den Knotenpunkten der Fäden ein lokales Maximum der Dicke zu finden, welches doppelt so hoch wie die Fadendicke selbst ist. Die Differenz zwischen Dickenmaximum und Dickenminimum beträgt 100% des Dickenminimums. Bei speziellen Gewebearten wie kalandrierten Geweben kann die Dicke an den Kontenpunkten durch lokal abgeflachte Fäden reduziert werden, wobei eine Differenz zwischen Dickenmaximum und Dickenminimum von weniger als 25% des Dickenminimums üblicherweise nicht unterschritten wird. Eine Dickenschwankung von weniger als 25% des Dickenmittelwertes ist bei technisch üblichen Folien einzuhalten. Für den Imprintstempel ist eine Ebenheit der Oberfläche an der Unterseite des Trägers von Vorteil, an der der Schichtstapel des Stempelmaterials mit der Stempelfläche angeordnet ist. An dieser Seite kann sich eine übermäßige Topographie des Trägers störend auf eine gleichmäßige Druckverteilung der Stempelstruktur während des Imprintvorganges auswirken, selbst wenn der aufgebrachte Schichtstapel des Stempelmaterials eine Einebnung dieser Topographie erzielt hat. Bei Druckeintrag, beispielsweise von der Oberseite des Trägers, wirken Oberflächenerhöhungen des Trägers stärker belastend als Oberflächensenken auf die Stempelstruktur, so dass zum ersten Fehler im Imprintabbild entstehen können und zum zweiten die Stempelstruktur an Oberflächenerhöhungen schneller abgenutzt wird. Dies ist insbesondere bei Geweben als Träger an den Knotenpunkten zu beobachten. Für eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsmäßen Imprintstempels hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mindestens an der Unterseite des Trägers eine gute Ebenheit der Oberfläche vorliegt, bei der die Oberflächenkontur an der Stempelseite, wenigstens in der Ausdehnung der Stempelfläche, eine Differenz zwischen Oberflächenmaximum und Oberflächenminimum von weniger als 25% vom Dickenmittelwert der Folie aufweist, um eine Vorteil gegenüber kalandriertem Geweben darzustellen.
  • Eine als Träger geeignete Folie kann je nach Material beispielsweise eine Dicke von wenigen Mikrometern aufweisen. Die kleinste Dicke ist hauptsächlich durch die technische Herstellbarkeit, Stabilität und Verarbeitungsfähigkeit begrenzt. Je dünner die Folie ist, desto mehr Flexibilität kann der Träger aufweisen und desto besser kann sich der Träger einer Oberflächentopographie auf einem Substrat anpassen. Als vorteilhaft hinsichtlich flexibler Eigenschaften und der Anpassung an Mikrostrukturen hat sich eine Dicke des Trägers von weniger als 30 μm, besser noch weniger als 20 μm und noch besser weniger als 10 μm erwiesen. Je dicker die Folie ist, desto stabiler ist der Träger in Benutzung und desto größere Federkräfte sind mit dem Imprintstempel zum Beispiel bei der Entformung zu verarbeiten. Eine optimale Auslegung der Trägerdicke erfolgt je nach Materialeigenschaften unter den Kriterien der Flexibilität, Biegefähigkeit, Federkraft, Stabilität und Festigkeit. Als maximale Dicke hinsichtlich der vorteilhaften Biegeeigenschaften, um beim Entformungsvorgang den Effekt der Entformungsfront zu nutzen, hat sich je nach elastischen Eigenschaften des eingesetzten Materials eine Dicke als vorteilhaft erwiesen, die maximal 200%, bevorzugt maximal 100%, noch weiter bevorzugt maximal 50% der größten Erhöhung einer Struktur über die Oberfläche beträgt. Die maximale Dicke eines verwendeten Materials als Folie für den Träger wird bestimmt durch die Anforderungen an die auftretenden Biegeradien, die die Folie bei elastischer Verformung im Anwendungsfalls als Träger des erfindungsgemäßen Imprintstempels einnehmen können muss, um ohne plastische Verformung wieder in den Ursprungszustand zurückfedern zu können. Dabei bedeutet ein kleiner Biegeradius eine stärkere Verformungsbelastung. Der Träger muss mindestens einen Mindestbiegeradius ohne plastische Verformung einnehmen können, der bei der Entformung gemäß dem ersten Entformungsfall auftritt, wobei mindestens bedeutet, dass er vorzugsweise auch einen Biegeradius unter dem Mindestbiegeradius einnehmen kann. In diesem Fall ist in einer Phase kurz vor Vollendung der vollständigen Entformung ein Zentrumsbereich, im Grenzfall der Entformung ein letzter Punkt als Zentrum, der Stempelfläche noch nicht entformt, während die Außenbereiche um den Zentrumsbereich der Stempelfläche bereits entformt sind. In dieser Phase weist der Träger somit eine Auslenkung innerhalb der Ausdehnung der verbundenen Stempelfläche auf, die bereichsweise unterschiedlich groß ist und in einer lotrechten Betrachtungsschnittebene durch das Zentrum näherungsweise einem Kreisabschnitt entspricht und den Träger mit einem Mindestbiegeradius verformt, den der Träger mindestens ohne plastische Verformung einnehmen können muss. Der Biegeradius hängt von der Höhe des Absprunges des Spannrahmens, also der Beabstandung der Ebene der Stempelfläche von der Ebene der Oberfläche des Imprintmaterials, ab. Je höher der Absprung im Grenzfall der Entformung, desto kleiner der Biegeradius, da die Verformungsbelastung mit höherem Absprung zunimmt. Je höher die Anhaftungskräfte sind, desto größer muss der Absprung im Grenzfall der Entformung sein. Übliche technische Anwendungen verwenden einen Absprung von bis zu 2 mm, in besonderen Fällen auch bis 4 mm, 10 mm, oder 20 mm. Ein Mindestbiegeradius des Trägers, den der Träger ohne plastische Verformung einnehmen können muss, beispielsweise für Anwendungen für Hableitersubstrate, wird bestimmt durch den Biegeradius, der sich bei einem Absprung von 2 mm, besser noch 4 mm, besser noch 10 mm, besser noch 20 mm im Grenzfall der Entformung einstellt bezogen auf eine längste Ausdehnung der Stempelfläche von 300 mm, besser noch, 200 mm besser noch 100 mm. Allgemein muss der Träger über seine längste auslenkbare Länge ohne plastische Verformung elastisch biegbar mit einem Mindestbiegeradius oder einem Biegeradius, der kleiner als der Mindestbiegeradius ist, verformen können, wobei der Mindestbiegeradius für den Grenzfall einer Auslenkung zmax des Trägers gegeben ist, bei dem ein Zentrumsbereich der Stempelfläche, im Grenzfall ein Punkt im Zentrum der Stempelfläche, welcher mit einem verfestigten Imprintmaterial verbunden ist, aus der Ruhelage bei Beabstandung des Imprintstempels in lotrechter Richtung zur Ebene der Ruhelage des Trägers ausgelenkt ist gegen die endlichen Anhaftungskräfte zwischen der Stempelfläche und dem verfestigten Imprintmaterial, unmittelbar bevor der Punkt im Zentrum der Stempelfläche sich von dem verfestigten Imprintmaterial gegen die Anhaftungskraft löst.
  • Gemäß der Erfindung weist der Träger eine lichtdurchlässige Perforation im Bereich der Stempelfläche auf. Die Perforation besteht aus wenigstens einer oder mehreren Ausnehmungen im Träger, die von der Oberseite zur Unterseite des Trägers reichen, so dass Licht von der Oberseite zur Unterseite gelangen kann. Die Ausnehmungen können beliebig ohne regelmäßiges Muster oder regelmäßig angeordnet sein. Durch die Perforation im Bereich, wo die Stempelfläche mit dem Träger fest verbunden ist, kann für die Verfestigung lichtempfindlichen Imprintmaterials während des Imprintvorgang Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs eingesetzt werden. UV-härtendes Imprintmaterial wird dabei von der Rückseite des Trägers, während der Imprintstempel in Kontakt mit dem Imprintmaterial ist, mit UV-Licht bestrahlt, welches durch die Perforation im Bereich des Stempelfläche zur Unterseite des Stempels gelangt und auf das Imprintmaterial trifft, wo es zur Verhärtung auf das Imprintmaterial einwirkt. Dies setzt voraus, dass das Stempelmaterial und Zwischenmaterial des Schichtstapels für den benötigten Wellenlängenbereich lichtdurchlässig ist, wenigstens für diesen Wellenlängenbereich eine ausreichend geringe Absorption aufweist, so dass Licht der benötigten Wellenlänge in ausreichender Intensität von der Trägeroberseite durch das Stempelmaterial und Zwischenmaterial des Schichtstapels hindurch bis zum Imprintmaterial gelangt. Der Träger weist somit Bereiche der Lichttransparenz und Lichtabschattung, wo keine Ausnehmung vorhanden ist, auf.
  • Bei einem Gewebe sind die Gewebeöffnungen lichtdurchlässig und die Fäden befinden sich oberhalb von Bereichen der Abschattung, wobei die Öffnungen durch die Art der Webung üblicherweise regelmäßig angeordnet sind. Bei einer Folie als Träger können die Ausnehmungen in beliebiger Anordnung, Geometrie und Ausdehnung angeordnet sein. Die Ausnehmungen können aus einem Träger mit üblichen Techniken wie beispielsweise Ätzen, Bohren, LASER-Schneiden, Erodieren oder Stanzen herausgearbeitet werden. Als weitere Möglichkeit der Realisierung eines Trägers mit Ausnehmungen kann der Träger unter Aussparung der Ausnehmungen strukturiert aufgebaut werden, beispielsweise durch Gießen, Spritzguss, Galvanik oder Weben.
  • Für einen lichtsensitiven Härtungsprozess ist die Verwendung eines lichtundurchlässigen Trägers, wie beispielsweise einer Edelstahlfolie zunächst einmal nicht denkbar. Selbst eine Perforation ist für sich genommen nicht geeignet, eine Verhärtung des Imprintmaterials durch die Lichtwirkung zu erwarten, da die Bereiche der Abschattung nicht direkt mit Licht bestrahlt werden können.
  • Es hat sich aber überraschend gezeigt, dass eine Verfestigung von lichtsensitivem Imprintmaterial selbst in abgeschatteten Bereichen möglich ist. Zum ersten werden die abgeschatteten Bereiche durch Lichtreflexion je nach Reflexionsfähigkeit von der Substratoberfläche bestrahlt. Dies ist allerding bei nicht reflexionsflähigen Substratoberflächen eingeschränkt.
  • Zum zweiten kann die Anordnung, Geometrie und Ausdehnung der Ausnehmungen vorteilhaft so gewählt werden, dass das Imprintmaterial unter der Stempelfläche in dem Bereich der Abschattung, die durch den Träger hervorgerufen wird, ausreichend durch Streulicht belichtet wird. Die Streuwirkung kann durch geometrische Eigenschaften und Materialeigenschaften weiter erhöht werden. Zum ersten kann die Oberfläche des Trägers in den Ausnehmungen so beschaffen sein, dass sie eine hohe Reflexions- und Streuwirkung auf das Licht aufweist. Hierfür eignen sich beispielsweise glatte metallische Oberflächen sehr gut. Die Oberfläche in den Ausnehmungen des Trägers kann weiterhin ein Relief, Strukturen oder eine Rauheit aufweisen, die das Licht in unterschiedliche Richtungen streuen. Die Oberflächenkontur der Seitenwände der Ausnehmungen kann in einer Form ausgeprägt sein, die eine hohe Reflexions- und Streuwirkung von zur Trägeroberseite lotrecht eingestrahltem Licht in andere als die lotrechte Richtung unterstützen. Im Falle eines Gewebes als Träger unterstützt die rundliche Form der Fäden aufgrund der Krümmung der Fadenoberfläche eine Reflexion des von der Oberseite des Trägers eingestrahlten Lichts in unterschiedliche Richtungen. Bei einer Ausführungsform mit einer Folie als Träger können die Seitenwände der Ausnehmungen eine Neigung gegenüber der lotrechten Richtung aufweisen, so dass die Öffnung der Ausnehmung an der Oberseite größer ist als die Öffnung der Ausnehmung an der Unterseite des Trägers, so dass von der Oberseite lotrecht eingestrahltes Licht an der Seitenwand seitlich reflektiert wird und an der Unterseite den Bereich der Abschattung unterstrahlt. Die Kontur der Seitenwände der Ausnehmung kann weiterhin konkav oder konvex oder in einer beliebigen Kombination aus konvexen oder konkaven Konturen ausgeführt sein, um einen Streu- und Reflexionseffekt zu erzeugen.
  • Die Streuwirkung zur Belichtung der abgeschatteten Bereiche kann noch weiter unterstützt werden, indem für die Belichtung zur Härtung des Imprintmaterials mindestens eine ungerichtete Lichtquellen, die kein paralleles Licht ausstrahlt, verwendet wird oder die Bestrahlungsrichtung gezielt in einer anderen als zur Trägerebene lotrechten Richtung gewählt wird, so dass das eintreffende Licht zwangsläufig an den Seitenwänden der Ausnehmungen in eine Richtung reflektiert wird, die geeignet ist, an der Unterseite der Stempelfläche abgeschattete Bereiche zu beleuchten.
  • Die Perforation im Bereich der Stempelfläche hat weiterhin Vorteile im Hinblick auf die Festigkeit des Verbundes zwischen dem Schichtstapel des Stempelmaterials und dem Träger. Erfindungsmäß ist der Träger zwischen dem Schichtstapel des Stempelmaterials auf der Unterseite und einem Material an der Oberseite des Trägers eingebettet, wobei der Schichtstapel des Stempelmaterials mit dem Material an der Oberseite durch die Ausnehmungen fest verbunden ist. Dies kann erreicht werden, indem der Material des Schichtstapels des Stempelmaterial an der Unterseite des Trägers mit einem Material, welches auf der Oberseite des Trägers mit einer gewissen Materialdicke und mit einer Ausdehnung um die Öffnung einer Ausnehmung aufgebracht ist, die größer ist als der größte Querschnitt der jeweiligen Ausnehmung, und durch die Öffnung der Ausnehmungen an der Oberseite in die Ausnehmungen bis zum Material des Schichtstapels des Stempelmaterials der Unterseite reicht, fest verbunden ist oder in einem Stück mit dem Material des Schichtstapels des Stempelmaterials verschmolzen ist. Dies gelingt vorteilhaft, wenn das Material an der Oberseite und in den Ausnehmungen aus dem gleichen Material wie das Material des Schichtstapels des Stempelmaterial an der Unterseite des Trägers besteht. Die Materialdicke an der Oberseite sollte dabei eine Mindestdicke aufweisen, die geeignet ist, so dass das Material des Schichtstapels des Stempelmaterials, welches an der Unterseite des Trägers im Bereich der Stempelfläche angeordnet ist und durch eine Ausnehmung mit dem Material an der Oberseite des Trägers verbunden ist, sich ohne äußere Kraftanwendung oder Verformung nicht vom Träger räumlich beliebig trennen lässt.
  • Aufgrund der Verankerung des Schichtstapels des Stempelmaterials kann die Funktionalität des Imprintstempels aufrechterhalten werden, selbst wenn das Material des Schichtstapels des Stempelmaterials im Bereich der Stempelfläche nicht an den Oberflächen des Trägers anhaftet oder sich durch Entformungskräfte oberflächlich löst, da die Verankerung eine mechanische Verbindung des Zwischenmaterials oder des Stempelmaterials zum Träger aufrechterhält, welche letztlich hauptsächlich für die Integrität beim Entformungsvorgang benötigt wird.
  • Bereiche unterhalb von Ausnehmungen oder Teilen von Ausnehmungen im Träger, die nicht mit Stempelmaterial oder Zwischenmaterial an der Öffnung der Ausnehmung an der Unterseite des Trägers schließend überdeckt sind, zählen per Definition und naturgemäß nicht zur Stempelfläche, auch wenn sie direkt benachbart von Stempelflächen umgeben oder umschlossen sein können, da sich in solchen Bereichen keine dreidimensionale Oberflächenstruktur in einer Stempelschicht befindet und solche Bereiche demnach nicht für einen Imprintabdruck der Stempelstruktur geeignet sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Imprintstempels weist der Träger eine oder mehrere Ausnehmungen auf, die nicht mit Stempelmaterial oder Zwischenmaterial an der Öffnung der jeweiligen Ausnehmung an der Unterseite schließend überdeckt sind und innerhalb dieser jeweiligen Ausnehmungen nicht schließend mit Stempelmaterial oder Zwischenmaterial aufgefüllt sind und nicht mit Material an der Öffnung der jeweiligen Ausnehmung an der Oberseite schließend überdeckt sind, so dass Luft von der Seite der Stempelfläche durch diese jeweiligen Ausnehmungen zur Oberseite des Trägers gelangen kann. Solche offenen, luftdurchlässigen Ausnehmungen, die nicht zur Stempelfläche zählen, können innerhalb der Stempelfläche vorteilhaft angeordnet werden, um Lufteinschlüsse beim Kontaktaufbau des Imprintstempels mit einem Imprintmaterial zu vermeiden, indem unter der Stempelfläche befindliche Luft durch diese luftdurchlässigen Ausnehmungen entweichen kann.
  • Bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Schicht des Stempelmaterials die dreidimensionale Oberflächenstruktur vor der Verbindung mit dem Träger aufweisen, wobei diese zuvor mit einem beliebigen Verfahren gemäß dem Stand der Technik erzeugt worden ist. Die Schicht des Stempelmaterials ist beispielsweise als Folie ausgeführt. Als Verbindungsseite der Schicht oder des Schichtstapels des abformfähigen Stempelmaterials gilt die der Stempelseite der Schicht gegenüberliegende Seite. Der Schichtstapel kann eine einzige Schicht eines abformfähigen Stempelmaterials oder wenigstens eine Schicht eines abformfähigen Stempelmaterials und eine beliebige Anzahl von weiteren Zwischenschichten des abformfähigen Stempelmaterials oder Zwischenschichten eines anderen Zwischenmaterials aufweisen, die beispielsweise der Verbindung mit dem Träger dienen. In einer weiteren Ausführungsform wird die dreidimensionale Oberflächenstruktur auf der Stempelseite erst nach der Verbindung des Schichtstapels mit dem Träger erzeugt, wobei die dreidimensionale Oberflächenstruktur mit einem beliebigen Verfahren gemäß dem Stand der Technik erzeugt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die dreidimensionale Oberflächenstruktur auf der Stempelseite der Schicht des abformfähigen Stempelmaterials durch Abformung einer Masteroberfläche, die die dreidimensionale Oberflächenstruktur als Imprintpositiv in einer Ausdehnung einer Stempelfläche aufweist, erzeugt. Das Verfahren umfasst dann die weiteren Schritte der Bereitstellung dieser Masteroberfläche, die Abformung der Masteroberfläche und das Entformen der Schicht des abformfähigen Stempelmaterials von der Masteroberfläche. Zur Abformung der Masteroberfläche wird die Schicht des abformfähigen Stempelmaterials im nicht verfestigten Zustand auf die Masteroberfläche aufgebracht, welche die Oberflächenstruktur der Masteroberfläche an der Stempelseite abbildet und im Kontakt mit der Masteroberfläche verfestigt.
  • Zur Verbindung des Trägers mit einem Schichtstapel des abformfähigen Stempelmaterials wird der Träger mit seiner Unterseite in Kontakt mit der Verbindungsseite des Schichtstapels des abformfähigen Stempelmaterials gebracht, wobei das Material an der Verbindungsseite des Schichtstapels im und während des Kontaktes mit der Unterseite des Trägers verfestigt wird, so dass das Material an der Verbindungsseite des Schichtstapels des abformfähigen Stempelmaterials eine stabile Form annimmt und mit dem Träger verbunden ist.
  • In einer anderen Ausführungsform wird die Schicht des abformfähigen Stempelmaterials im festen Zustand in Kontakt mit der Masteroberfläche gebracht und zur Abformung der Masteroberfläche das Stempelmaterial zeitweise verflüssigt, so dass das abformfähige Stempelmaterial die Oberflächenstruktur der Masteroberfläche an der Stempelseite in der Stempelfläche abbildet, und wieder verfestigt. In einer anderen Ausführungsform wird das abformfähige Stempelmaterial an der Stempelseite in einem festen Zustand in die Oberflächenstruktur der Masteroberfläche eingedrückt, so dass das Stempelmaterial plastisch verformt wird und die Oberflächenstruktur der Masteroberfläche im Stempelmaterial abgebildet wird.
  • In einem Schritt der Verfestigung kann die Verfestigung der Schicht des abformfähigen Stempelmaterials mittels Austreibung von Lösemittel, Wärme, Wärmeentzug oder Bestrahlung mit Licht erfolgen. Vorzugsweise ist der Träger als Folie ausgeführt.
  • Nach dem Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend beschriebenen Imprintstempels weist der Träger eine lichtdurchlässige Perforation auf, wobei die Perforation aus wenigstens einer oder mehreren Ausnehmungen im Träger besteht, die von der Oberseite zur Unterseite des Trägers reichen, so dass Licht von der Oberseite zur Unterseite des Trägers gelangen kann. Die Bestrahlung mit Licht erfolgt von der Oberseite des Trägers durch die lichtdurchlässige Perforation des Trägers, so dass ein lichtempfindliches nicht verfestigtes Stempelmaterial durch die Bestrahlung mit Licht verfestigt werden kann.
  • Dabei wird der Träger mit der Unterseite in das abformfähige, nichtverfestigte Stempelmaterial oder Zwischenmaterial des Schichtstapels mit voller Trägerdicke eingetaucht, so dass abformfähiges, nicht verfestigtes Stempelmaterial oder Zwischenmaterial in die Ausnehmungen der Perforation des Trägers reinreicht oder durch die Ausnehmungen auf die Oberseite des Trägers gelangt und sich mit dem Träger auf diese Weise verankert. Nicht verfestigt bedeutet dabei, dass das Stempelmaterial oder Zwischenmaterial soweit plastisch verformbar ist, dass es unter Krafteinwirkung mit einem Stempel, einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur oder Perforation des Träger seine Form ändert, idealerweise die Oberfläche abbildet, wobei diese Form unter normalen Umgebungsbedingungen nicht stabil bleiben muss.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens wird in weiteren Verfahrensschritten eine zweite Schicht eines zweiten Materials in einer zweiten Auftragsdicke auf die Oberseite des Trägers aufgebracht und verfestigt, sofern es flüssig aufgebracht wird, so dass ein Teil des zweiten Materials durch die Perforation mit dem Material des Schichtstapels des Stempelmaterials in Kontakt gebracht wird. Vorzugsweise wird das zweite Material in einem nichtverfestigten Zustand aufgebracht. In einer Ausführungsform dieser Weiterbildung kann das zweite Material aber auch in fester Form, beispielsweise in Form einer Folie, aufgebracht werden, und zur Verbindung mit dem Material des Schichtstapels des Stempelmaterials an der Unterseite des Trägers zeitweilig verflüssigt werden und wieder verfestigt werden.
  • Vorzugsweise ist das zweite Material mit einer von Null verschiedenen Transparenz für Licht eines bestimmten Wellenlängenbereiches durchlässig, welcher geeignet ist, ein Imprintmaterial bei Bestrahlung zu verfestigen. Das zweite Material ist in einer bestimmten Schichtdicke und mit wenigstens einer Ausdehnung um eine Ausnehmung aufgebracht, die größer ist als der größte Querschnitt der jeweiligen Ausnehmung. Die Beschichtung mit der zweiten Schicht erfolgt in der Form, dass das Material der zweiten Schicht durch die Ausnehmungen mit dem Material an der Unterseite und/oder in den Ausnehmungen in Kontakt ist. Das zweite Material geht mit dem Material des Schichtstapels des Stempelmaterials wenigstens in einem Teilbereich spätestens bei einer Verfestigung eine Mischung ein, so dass in diesem Teilbereich nach der Verfestigung ein Mischmaterial vorliegt. Vorzugsweise wird die zweite Schicht des zweiten Materials in flüssiger Form vor der Aushärtung des Stempelmaterials oder des Zwischenmaterials aufgebracht, so dass das von der Oberseite aufgebrachte zweite Material sich mit dem Stempelmaterial oder dem Zwischenmaterial im Aushärteschritt gemeinsam verhärtet und fest verbindet. Das Aushärten wird vorzugsweise mit Licht eines bestimmten Wellenlängenbereiches durchgeführt, welcher geeignet ist, das Stempelmaterial, das Zwischenmaterial und das weitere Material zu verfestigen. Vorzugsweise besteht das von der Oberseite aufgebrachte zweite Material aus dem gleichen abformfähigen Stempelmaterial oder Zwischenmaterial des Schichtstapels der Stempelschicht. Vorzugsweise wird das zweite Material in einer Schichtdicke und einer Ausdehnung von der Oberseite aufgebracht, so dass der Träger wenigstens im Bereich der Stempelfläche von Material des Schichtstapels an der Unterseite, zweitem Material an der Oberseite und Material des Schichtstapels oder weiterem Material in mindestens einer Ausnehmung eingebettet ist.
  • In einer der Ausführungsformen des Verfahrens gem. Anspruch 15 ist das Imprintmaterial auf dem Substrat in flüssiger Form aufgebracht, ist leicht verformbar oder muss zur Erhaltung der Form ausgehärtet werden. Das Verfahren weist dann einen zusätzlichen Aushärteschritt des Imprintmaterials auf. Das Aushärten kann durch Austreibung von Lösemitteln, Eintrag von Wärme, Entzug von Wärme oder durch Bestrahlung mit Licht, beispielsweise UV-Licht erfolgen. Das Aushärten erfolgt, während die Stempelfläche in das Imprintmaterial eingedrückt ist. Im Falle des Aushärtens mit Licht, ist der Imprintstempel vorzugsweise innerhalb der Stempelfläche mit einer Perforation im Träger und Stempelmaterial und Zwischenmaterial, welches für den benötigten Wellenbereich lichtdurchlässig ist, ausgeführt, so dass von der Oberseite des Trägers eine Bestrahlung mit Licht der für die Aushärtung benötigten Intensität und Wellenlänge durch die Ausnehmungen auf das Imprintmaterial gelangen kann und die Verfestigung des Imprintmaterials bewirkt. Der Druck zum Eindrücken der Stempelfläche in das Imprintmaterial kann durch die Kraftübertragung der Einspannung des Trägers erfolgen, indem die Ebene des Trägers im Kontakt der Stempelfläche mit dem Imprintmaterial aus der Ruhelage im Rahmen ausgelenkt ist. Vorzugsweise wird für das Eindrücken der Stempelfläche in das Imprintmaterial ein äußerer Druck von der Oberseite des Trägers auf die Stempelfläche ausgeübt, wobei eine Verfestigung des Imprintmaterials vorzugsweise ohne Auslenkung, oder nur mit einer zur Sicherstellung des Kontaktes der Stempelfläche mit dem Imprintmaterial benötigten Auslenkung des Trägers aus seiner Ruhelage im Rahmen erfolgt.
  • Das Eindrücken des Stempels in das Imprintmaterial von der Oberseite des Trägers sowie die Beaufschlagen von äußerem Druck auf die Stempelfläche ohne Auslenkung des Trägers aus seiner Ruhelage im Rahmen kann beispielsweise mit einer Rolle, einer ebenen Platte oder einer Rakel erfolgen. Die ebene Platte besteht vorzugsweise aus Glas oder einem anderen lichtdurchlässigen Material, so dass eine Verfestigung des Imprintmaterials mittels Bestrahlung mit Licht durch die Platte und die Perforation im Träger erfolgen kann. Zur Entformung kommen die vorstehend dargelegten Entformungsanordnungen zur Anwendung.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Erzeugung einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur in einem Imprintmaterial wird nach dem Eindrücken des Stempels in eine Schicht des Imprintmaterials, welches sich auf einem Hilfssubstrat befindet, das Imprintmaterial nicht vor Ort verfestigt, sondern auf das Substrat zur Aushärtung transferiert. Hierfür wird eine Schicht eines fließfähigen Imprintmaterials zwischen der dreidimensionalen Oberflächenstruktur der Stempelfläche und einem Hilfssubstrat angeordnet, um die Stempelfläche mit einer Beschichtung mit Imprintmaterial zu versehen. Die Stempelfläche wird in die Schicht des Imprintmaterials auf dem Hilfssubstrat eingedrückt, so dass eine Härtung mit der gewünschten dreidimensionalen Oberflächenstruktur stattfinden könnte. Vor der Härtung wird in einem Trennschritt die Schicht des Imprintmaterials getrennt, wobei der Imprintstempel mit einem ersten Teil der Schicht des Imprintmaterials in der dreidimensionalen Oberflächenstruktur und das Hilfssubstrat mit einem zweiten Teil der Schicht des Imprintmaterials voneinander getrennt werden. In einem Transferschritt wird der erste Teil der Schicht des Imprintmaterials in der dreidimensionalen Oberflächenstruktur gegen die Oberfläche des Substrats gedrückt, um den ersten Teil der Schicht des Imprintmaterials auf die Oberfläche des Substrats zu übertragen. Im Härtungsschritt wird der erste Teil der Schicht des Imprintmaterials auf der Oberfläche des Substrats verfestigt. Die Anhaftung des ersten Teils der Schicht des Imprintmaterials, welche die dreidimensionale Oberflächenstruktur aufweist, vollzieht sich dabei bereits im Transferschritt oder im Härtungsschritt.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die nicht maßstäblichen Figuren Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
  • 1 eine Ansicht von der Oberseite des Imprintstempels gemäß einer ersten Ausführungsform, die nicht dem Wortlaut der unabhängigen Ansprüche entspricht;
  • 2 eine Querschnittsansicht des Imprintstempels gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 3 eine Querschnittsansicht des Imprintstempels gemäß einer zweiten Ausführungsform, die nicht dem Wortlaut der unabhängigen Ansprüche entspricht;
  • 4 eine Querschnittsansicht des Imprintstempels gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 5 eine Ausschnittsansicht des Imprintstempels einer Ausführungsform von der Oberseite oder von der Unterseite im Bereich der Stempelfläche;
  • 6 eine Ausschnittsansicht im Querschnitt des Imprintstempels gemäß einer weiteren Ausführungsform, die nicht dem Wortlaut der unabhängigen Ansprüche entspricht;
  • 7 eine Ausschnittsansicht im Querschnitt des Imprintstempels gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 8 eine Ausschnittsansicht im Querschnitt des Imprintstempels gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 9 eine Ausschnittsansicht im Querschnitt des Imprintstempels gemäß einer weiteren Ausführungsform
  • 10 eine Ausschnittsansicht im Querschnitt des Imprintstempels gemäß einer weiteren Ausführungsform
  • 11 Querschnittsansichten gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Erzeugung einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur in einem Imprintmaterial auf einem Substrat
  • In 1 und 2 sind eine Draufsicht des Imprintstempels 1 bzw. eine Querschnittsansicht des Imprintstempels gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Der Imprintstempel 1 weist einen Träger 10 auf, der beispielsweise als Gewebe oder Folie ausgebildet sein kann. An seiner Unterseite 91 des Trägers 10 ist ein Schichtstapel eines Stempelmaterials 20 verbunden, wobei der Schichtstapel aus nur einer Schicht eines Materials besteht. Innerhalb der Ausdehnung des Stempelmaterials 20 auf dem Träger 10 befindet sich eine Ausdehnung einer Stempelfläche 30, innerhalb derer die Schicht des Stempelmaterials 20 das Negativ einer abformbaren dreidimensionalen Oberflächenstruktur aufweist. Der Träger 10 ist um seinen Umfang in einem Verbindungsbereich 70 mit einem flexiblen Spannmaterial 40, beispielsweise einem Gewebe, verbunden. In anderen Ausführungsformen kann sich Stempelmaterial 20 auch auf dem flexiblen Spannmaterial 40 befinden, entscheidend ist, dass die Stempelfläche 30 sich innerhalb der Ausdehnung des Trägers befindet. Das flexible Spannmaterial 40 ist in einem Verbindungsbereich 50 mit einem festen Rahmen 60 spannungslos verbunden oder unter Zugspannung eingespannt. In dieser Ausführungsform ist das flexible Spannmaterial 40 mit einem Teilbereich der Oberfläche der Rahmenelemente verbunden. Die Verbindung des flexiblen Spannmaterials 40 mit dem Rahmen 60 kann auf beliebige Weise erfolgen, entscheidend ist, dass das flexible Spannmaterial 40, wenigstens bei einer gewissen Mindestauslenkung, unter einer gewissen Zugspannung steht, so dass der Träger 10 bei Auslenkung aus seiner Ruhelage nach Beendigung der Auslenkung wieder in seine Ruhelage zurückfedert.
  • In 3 und 4. sind Querschnittsansichten des Imprintstempels 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Der Träger 10 ist hierbei nicht mit einem flexiblem Spannmaterial 40 verbunden, sondern in ist in einem Verbindungsbereich 50 direkt mit einem Rahmen 60 verbunden. Die Figuren zeigen den Träger 10 in einem aus seiner eingespannten Ruhelage 110 ausgelenktem Zustand. In 3 ist die Auslenkung 210 bezogen auf die Unterseite 91 des Trägers 10 gezeigt, wobei die gesamte Ausdehnung der Stempelfläche 30 eine Auslenkung 210 in lotrechter Richtung 300 gegenüber der Trägerebene in Ruhelage 110 aufweist. Der Träger befindet sich mit der gesamten Ausdehnung der Stempelfläche in Auslenkung in der Ebene 120. Dies stellt einen Anwendungsfall des Imprintstempels 1 dar, bei dem die Stempelfläche 30 in ihrer gesamten Ausdehnung mit einer Oberfläche 100, beispielsweise für den Imprintvorgang, in Kontakt ist. Die Auslenkung 210 in 3 ist vom Betrag her kleiner als die Auslenkung 230 in 4. Die Auslenkung z(x) des Trägers 10 ist überall innerhalb der Stempelfläche 30 vom Betrag her mit der Auslenkung 210 identisch. In 4 ist der Grenzfall der Entformung dargestellt, bei dem nach Erhöhung der Auslenkung des Trägers 10 in lotrechter Richtung 300 gegenüber seiner Ruhelage 110 die lokale Auslenkung z(x) des Trägers 10 innerhalb der Stempelfläche 30 unterschiedlich groß ist und nur noch ein letzter Bereich in einem Zentrumsbereich der Stempelfläche 30, im Grenzfall ein Punkt mit der x-Koordinate xz innerhalb der Stempelfläche 30, noch in Kontakt mit der Oberfläche 100 ist, wobei diese Auslenkung z(xz) den Betrag der Auslenkung 230 aufweist, während ein Punkt des Trägers am Rand der Stempelfläche 30 die Auslenkung 220 aufweist, die unterschiedlich und kleiner als die Auslenkung 230 ist. Die Koordinate xz ist abhängig von der Geometrie der Stempelfläche. Der Träger 10 muss eine Elastizität aufweisen, so dass er wenigsten den in diesem Grenzfall sich einstellenden Mindestbiegeradius der Krümmung 500, vorzugsweise auch noch kleinere Biegeradien, ohne plastische Verformung einnehmen kann, um wieder elastisch in seine Ruhelage zurückfedern zu können.
  • In 5 ist eine Ausschnittsansicht des Imprintstempels von der Oberseite 92 oder von der Unterseite 91 im Bereich der Stempelfläche dargestellt. Die 5 zeigt die Stempelfläche 30 in einem Ausschnitt 11 des Trägers 10. Der Träger 10 ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise als Folie ausgeführt und weist mindestens innerhalb der gestrichelt dargestellten Stempelfläche 30 eine Perforation 80 auf, die durch Ausnehmungen verschiedener Geometrie und Anordnung von der Oberseite zur Unterseite reichen, definiert wird. Die Ausnehmungen können regelmäßig wie in der Anordnung 81 oder unregelmäßig wie in der Anordnung 82 angeordnet sein. Die Ausnehmungen können kreisrund wie Ausnehmung 85 oder eine beliebige andere Form wie die beispielhaft gezeigte Ausnehmung 86 aufweisen. In einer Ausführungsform mit einem Gewebe als Träger werden die Ausnehmungen durch die Maschen gebildet.
  • In 6. ist eine Ausschnittsansicht im Querschnitt des Imprintstempels 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. 6. zeigt die Verhältnisse bei einer Bestrahlung mit Licht von der Oberseite 92 des Trägers 10, der mit Ausnehmungen 86 ausgeführt ist im Bereich der Stempelfläche 30. Das Stempelmaterial 20 ist mit der Unterseite 91 des Trägers verbunden. In den Ausnehmungen 86 befindet sich ebenfalls Stempelmaterial 20 bis zu einer gewissen Tiefe der Materialstärke des Trägers 10. Die ungerichteten Lichtquellen 600 strahlen Licht in unterschiedliche Richtungen und eines Wellenlängenbereiches aus, für den das Stempelmaterial 20 lichtdurchlässig ist. Das Licht 620 wird an den Oberflächen in den Ausnehmungen 86 des Trägers 10 reflektiert und gestreut, so dass Lichtstrahlen 610 mit ausreichender Belichtungsintensität auch unterhalb eines vom Träger 10 abgeschatteten Bereiches 21 innerhalb des Stempelmaterials 20, insbesondere innerhalb der Stempelfläche 30, oder auf die Oberfläche 100 eines Substrates, oder im Anwendungsfall des Imprintvorgangs eines Imprintmaterials, gelangen.
  • In 7 ist eine Ausschnittsansicht im Querschnitt des Imprintstempels 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Der Träger 10 ist als Folie mit einer Perforierung 80 im Bereich der Stempelfläche 30 ausgeführt. In dieser Ausführungsform weist ein Schichtstapel des Stempelmaterials eine Schicht eines Stempelmaterials 20 und eine Zwischenschicht 22 auf. Der Schichtstapel ist an der der Stempelfläche 30 gegenüberliegenden Seite, welche die Verbindungsseite ist, mit der Unterseite 91 des Trägers 10 verbunden. Das Zwischenmaterial 22 des Schichtstapels ist an der Unterseite 91 des Trägers 10 angeordnet und reicht bis zu einer gewissen Tiefe der Trägerstärke in die Ausnehmungen 87 und 88 hinein, wobei die Teile der Zwischenschicht 22 in den Ausnehmungen 87 und 88 und an der Unterseite 91 des Trägers 10 aus einem Stück bestehen. Die Seitenwände 12 und 13 der Ausnehmung 88 weisen eine von der lotrechten Richtung abweichenden Neigung auf, wobei der Querschnitt der Öffnung 14 der Ausnehmung 88 an der Unterseite 91 des Trägers 10 kleiner ist als der Querschnitt der Öffnung 15 an der Oberseite 92 des Trägers 10. Die Seitenwand 12 der Ausnehmung 88 weist zusätzlich eine Reliefstruktur auf. Die Seitenwand 16 der Ausnehmung 87 weist eine konkave Kontur auf, wobei der Querschnitt der Öffnung 17 der Ausnehmung 87 an der Unterseite 91 des Trägers 10 kleiner ist als der Querschnitt der Ausnehmung 87 in einer beliebigen anderen Ebene 19 in Richtung der Oberseite 92 des Trägers 10, so dass das Stempelmaterial 20 und das Zwischenmaterial 22 selbst bei fehlender Anhaftung zur Oberfläche des Trägers 10 ohne Verformung nicht beliebig räumlich vom dem Träger 10 zu beabstanden ist. Zusätzlich befindet sich ein zweites Material 20b an der Oberseite 92 des Trägers 10, welches auf der Oberseite 92 des Trägers 10 mit einer gewissen Materialdicke und mit einer Ausdehnung um oder in einer Ausnehmung aufgebracht ist, die größer ist als der größte Querschnitt der jeweiligen Ausnehmung, was bei der Ausnehmung 88 der Querschnitt der Öffnung 15 ist, und durch die Öffnungen 15 und 15b der Ausnehmungen 88 und 87 an der Oberseite 92 des Trägers 10 in die Ausnehmungen 88 und 87 hinein bis zum Zwischenmaterial 22 des Schichtstapels reicht und mit dem Zwischenmaterial 22 an einer Grenzfläche 150 fest verbunden ist. Die Grenzfläche 150 kann wie in 7. in einer beliebigen Tiefe in einer Ausnehmung vorliegen bis hin zur Ebene der Unterseite 91 des Trägers 10. In 8 ist eine Ausführung in Analogie zu 7 dargestellt, wobei der Schichtstapel des Stempelmaterials nur aus einem Stempelmaterial 20 besteht. Im Unterschied zu 7 besteht keine Anhaftung des Stempelmaterials 20 und des Materials 20b zu den Oberflächen des Trägers 10. Beim Entformen der dreidimensionalen Oberflächenstruktur 35, von einer geprägten dreidimensionalen Oberflächenstruktur 36 auf der Oberfläche 100 eines Substrates wird das Stempelmaterial 20 und das Materials 20b durch die Verankerung in den Ausnehmungen trotz fehlender Anhaftungskräfte am Träger 10 gehalten. Es treten beispielsweise räumliche Beabstandungen 250 und 251 des Stempelmaterials 20 und des Materials 20b von Teilen des Trägers 10 auf, die jedoch nicht beliebig ausgedehnt sind, sondern durch die Integrität des Stempelmaterials 20 und des Materials 20b begrenzt sind, so dass ein Verbund zwischen Stempelmaterial 20 und Material 20b mit dem Träger 10 aufrecht erhalten bleibt.
  • In 9 ist in Analogie zu 7 eine Ausführung gezeigt, bei der das Material an der Oberseite 92 des Trägers 10 identisch mit dem Stempelmaterial 20 ist und in einem Stück ohne Grenzfläche vorliegt. Die Seitenwände der Ausnehmungen 87c und 88c sind hier ohne Kontur und ohne Neigung ausgeführt. Da das Stempelmaterial 20 an der Oberseite 92 des Trägers 10 mit einer Ausdehnung um eine Ausnehmung 87c oder 88c aufgebracht ist, die größer ist als der größte Querschnitt der jeweiligen Ausnehmung, ist das Stempelmaterial 20 im Träger 10 verankert und kann selbst bei fehlender Anhaftung zu den Oberflächen des Trägers 10 nicht ohne Verformung des Stempelmaterials 20 beliebig räumlich vom Träger 10 beabstandet werden.
  • In 10 ist in Analogie zu 7 und 9 eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Material 20b an der Oberseite 92 des Trägers 10 eine Ausdehnung aufweist, so dass der Träger 10 wenigstens im Bereich der Stempelfläche 30 zwischen zwei Ausnehmungen vollständig von Stempelmaterial 20 und dem Material 20b an der Oberseite 92 eingebettet ist. Das Material 20b und das Stempelmaterial 20 bilden in einer Zone 29 miteinander eine Materialmischung oder ein Mischmaterial, zum Beispiel durch Verschmelzung, so dass der Verbund keine scharfe Grenzfläche zwischen Stempelmaterial 20 und Material 20b aufweist.
  • In den 11a bis 11d sind Querschnittsansichten gemäß einer Ausführungsform des Imprintverfahrens zur Erzeugung einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur in einem Imprintmaterial auf einem Substrat gezeigt. In 11a ist eine Schicht eines abformfähigen Imprintmaterials 700 auf einem Substrat 800 aufgebracht. Diese Schicht des Imprintmaterials 700 kann in nicht verfestigter Form oder in verfestigter Form vorliegen. In 11b ist das Anordnen eines erfindungsgemäßen Imprintstempels 1 zur Schicht des Imprintmaterials und das Eindrücken der Stempelfläche 30, welche das Imprintnegativ einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur 35 aufweist, in das Imprintmaterial 700 gezeigt. Der Imprintstempel 1 ist in dieser Figur ohne ein flexibles Spannmaterial zwischen dem Rahmen 60 und dem Träger 10 ausgeführt. Das Stempelmaterial 20 ist auf der Oberseite 92 und der Unterseite 91 des Trägers 10 aufgebracht, so dass der Träger mindestens im Bereich der Ausdehnung der Stempelfläche 30 von Stempelmaterial eingebettet ist. Der Träger 10 ist mit einer Perforation ausgeführt, so dass Licht durch die Ausnehmungen 86 der Performation von der Oberseite 92 des Trägers 10 zur Unterseite 91 des Trägers 10 gelangen kann. Der Träger 10 weist während des Eindrückens in die Schicht des Imprintmaterials 700 eine elastische Auslenkung gegenüber der Ebene der Rahmenbefestigung 110 auf, die aus einer Abstandsreduzierung zwischen dem Rahmen 60 und dem Substrat 800 in Richtung des Substrates 800 resultiert gegenüber einer Ruhelage des Trägers 10 in der Ebene der Rahmenbefestigung 110, so dass aufgrund der federnden Verbindung zwischen Rahmen 60 und Träger 10 in Richtung 350 zum Substrat 800 gerichtet eine Kraft F1 von der Stempelfläche 30 auf die Schicht des Imprintmaterials 700 wirkt. In diesem Zustand weist der Träger 10 über die gesamte Ausdehnung der Stempelfläche 30 eine Auslenkung gegenüber der Ebene der Rahmenbefestigung 110 auf, die innerhalb dieser Ausdehnung der Stempelfläche 30, abgesehen von den Höhenunterschieden der dreidimensionalen Oberflächenstruktur der Stempelfläche 35, vom Betrag gleich groß ist. In 11c ist der Schritt der Verfestigung des Imprintmaterials 700 mittels Bestrahlung mit Licht in einer Ausführungsform des Imprintverfahrens gezeigt. Von der Oberseite 92 des Trägers 10 wird eine zusätzliche Kraft F2 auf die Stempelfläche 30 und die Schicht des Imprintmaterials 700 ausgeübt, in dem eine Platte 810, welche auf der Oberseite 92 des Trägers 10 angeordnet ist, mit einer zur Unterseite 91 des Trägers 10 wirkenden Kraft F2 beaufschlagt wird. Die Auslenkung des Trägers 10, welche die Kraft F1 wie in 11b erzeugt, kann nach Beaufschlagung der Kraft F2 reduziert werden oder zurückgenommen werden, wodurch ein möglicher lateraler Verzug des Trägers 10 aufgrund der Zugspannung, die von der Auslenkung des Trägers 10 induziert wird, vermieden wird. Die Platte 810 und das Stempelmaterial 20 sind lichtdurchlässig für mindestens einen Wellenlängenbereich des von den Lampen 600 ausgesendeten Lichts, der für die Wirkung einer Verfestigung der Schicht des Imprintmaterials 700 geeignet ist. Die Lichtstrahlen 630 gelangen durch die Platte 810, durch das Stempelmaterial 20 und die Ausnehmungen 86 des Trägers 10 zur Schicht des Imprintmaterials 700. In 11 ist der Schritt des Entformens der Stempelfläche 30 aus dem abformfähigen Imprintmaterial 700 gezeigt. Das Imprintmaterial 700 hat an der Oberfläche 36 der Schicht die dreidimensionale Oberflächenstruktur der Stempelfläche 35 des Imprintstempels 1 abgebildet. Hierbei besteht zunächst kein Unterschied, ob das Imprintmaterial 700 durch Bestrahlung verfestigt worden ist, oder ob das Imprintmaterial 700 in verfestigtem Zustand die dreidimensionale Oberflächenstruktur der Stempelfläche 35 abgebildet hat. Zur Entformung wird der Rahmen 60 in eine von der Substratoberfläche 100 weg weisende Richtung 310 beabstandet, so dass die Entformung des Imprintstempels 1 vom Rand der Stempelfläche 30 beginnt. 11d zeigt den Moment der Entformung eines letzten Zentrumsbereiches 33 der Stempelfläche 30, bei dem der Träger 10 innerhalb der Stempelfläche 30 eine unterschiedlich große elastische Auslenkung gegenüber der Ebene der Rahmenbefestigung 110 aufweist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Imprintstempel
    10
    Träger
    11
    ein Bereich des Trägers, innerhalb der die Stempelfläche angeordnet ist
    12
    Seitenwand einer Ausnehmung mit Reliefstruktur
    13
    Seitenwand einer Ausnehmung mit Neigung zur Richtung der Oberflächennormalen
    14
    Öffnung einer Ausnehmung an der Unterseite des Trägers
    15
    Öffnung einer Ausnehmung an der Oberseite des Trägers
    15b
    Öffnung einer Ausnehmung an der Oberseite des Trägers
    16
    Seitenwand einer Ausnehmung konkaver Kontur
    17
    Öffnung einer Ausnehmung an der Unterseite des Trägers
    19
    beliebige Ebene im Träger oberhalb der Unterseite des Trägers in Richtung der Oberseite des Trägers
    20
    Stempelmaterial, Schicht eines Stempelmaterials im Schichtstapel aus Stempelmaterial und einem Zwischenmaterial
    20b
    zweites Material
    21
    vom Träger abgeschatteter Bereich
    22
    Zwischenmaterial, Zwischenschicht im Schichtstapel aus Stempelmaterial und Zwischenmaterial
    29
    Zone einer Materialmischung, Mischmaterial
    30
    Stempelfläche, Ausdehnung der Stempelfläche, innerhalb der Stempelmaterial an der Stempelseite eine dreidimensionale Oberflächenstruktur als Stempelstruktur aufweist
    33
    Zentrumsbereich der Stempelfläche, im Grenzfall ein Punkt im Zentrum der Stempelfläche
    35
    dreidimensional abformfähige Oberflächenstruktur innerhalb der Stempelfläche, Stempelstruktur, Imprintnegativ
    36
    geprägte dreidimensionale Oberflächenstruktur, Imprintstruktur in einem Imprintaterial
    40
    flexibles Spannmaterial, beispielsweise ein Gewebe
    50
    Verbindungsbereich des Trägers oder eines flexiblen Spannmaterials mit einem festen Rahmen
    60
    Rahmen, Spannrahmen
    70
    Verbindungsbereich des Trägers mit einem flexiblen Spannmaterial
    80
    Perforation des Trägers
    81
    regelmäßige Anordnung von Ausnehmungen der Perforation
    82
    unregelmäßige Anordnung von Ausnehmungen der Perforation
    85
    kreisrunde Form Ausnehmung der Perforation
    86
    beliebige Form einer Ausnehmung der Perforation
    87
    eine bestimmte Ausnehmung
    87b
    eine bestimmte Ausnehmung
    87c
    eine bestimmte Ausnehmung
    88
    eine bestimmte Ausnehmung
    88b
    eine bestimmte Ausnehmung
    88c
    eine bestimmte Ausnehmung
    91
    Unterseite des Trägers
    92
    Oberseite des Trägers
    100
    Oberfläche eines Substrates
    110
    eine Ruhelage des Trägers in einer Ebene
    120
    Ebene einer Auslenkung des Trägers über die gesamte Ausdehnung der Stempelfläche
    150
    Grenzfläche zwischen zwei Materialien
    210
    ein Betrag einer Auslenkung des Trägers
    220
    ein Betrag einer Auslenkung des Trägers
    230
    ein Betrag einer Auslenkung des Trägers
    250
    räumliche Beabstandung zwischen Träger und Stempelmaterial, Zwischenmaterial oder weiterem Material in einer Ausnehmung
    251
    räumliche Beabstandung zwischen Träger und Stempelmaterial oder Zwischenmaterial an der Unterseite des Trägers
    300
    lotrechte Richtung zur Ebene der Ruhelage des Trägers, Richtung der Oberflächennormalen der Spannebene des Trägers
    310
    Richtung zur Beabstandung des Rahmens bei der Entformung
    350
    Richtung der Kraftwirkung F1
    351
    Richtung der Kraftwirkung F2
    600
    Lichtquelle
    620
    Strahlen der Lichtquelle, die reflektiert werden
    610
    Strahlen der Lichtquelle, die den vom Träger abgeschatteten Bereich unterstrahlen
    630
    Strahlen der Lichtquelle, die das Imprintmaterial erreichen
    700
    Imprintmaterial
    800
    Substrat
    810
    Platte auf der Oberseite des Trägers, Glasplatte

Claims (15)

  1. Imprintstempel, aufweisend – a) einen flächig ausgedehnten Träger (10) mit einer Oberseite (92) und einer Unterseite (91), – b) einen Schichtstapel mit einer Schicht (20) eines Stempelmaterials und optional einer zwischen Träger (10) und der Schicht (20) angeordneten Zwischenschicht (22), wobei eine untere Oberfläche der Schicht (20), welche die Stempelseite bildet, eine Stempelfläche L aufweist, innerhalb deren Ausdehnung die Stempelseite eine dreidimensionale, in einem verformbaren Imprintmaterial abformfähige Oberflächenstruktur aufweist, – c) wobei der Schichtstapel an der der Stempelseite gegenüberliegenden Seite mindestens über die Ausdehnung der Stempelfläche mit dem Träger (10) an der Unterseite des Trägers (10) verbunden ist, – d) wobei der Träger (10) am Rand um seinen gesamten Umfang mit einem flexiblen Spannmaterial (40) fest verbunden ist, das in einem Abstand zum Umfang des Trägers (10) umlaufend mit einem Rahmen (60) verbunden ist, – e) wobei die Verbindung zum Träger (10) spannungslos oder unter einer Zugspannung ausgeführt ist, so dass der Träger (10), wenn er aus einer Ruhelage ausgelenkt wird, unter eine Zugspannung versetzt wird, wobei der Träger (10) sich ohne die Auslenkung wieder in die Ruhelage zurückformt, – f) wobei der Träger (10) eine lichtdurchlässige Perforation (80) im Bereich der Stempelfläche L aufweist, wobei die Perforation (80) aus wenigstens einer Ausnehmung im Träger (10) besteht, die von der Oberseite (92) zur Unterseite (91) reicht und – g) wobei das Material des Schichtstapels an der Unterseite (91) des Trägers (10) mit einem zweiten Material (20b), welches auf der Oberseite (92) des Trägers (10) mit einer gewissen Materialdicke und mit einer Ausdehnung um die Öffnung der wenigstens einen Ausnehmung aufgebracht ist, die größer ist als der größte Querschnitt der wenigstens einen Ausnehmung, und durch die Öffnung der wenigstens einen Ausnehmung an der Oberseite (92) in diese Ausnehmung und bis zum Material des Schichtstapels reicht, fest verbunden ist oder aus einem Stück mit dem Material des Schichtstapels besteht.
  2. Imprintstempel nach Anspruch 1, wobei bei elastischer Auslenkung aus der Ruhelage über die gesamte Ausdehnung der Stempelfläche L mit einem gleich großen Betrag von 0,1 mm in Richtung der Oberflächennormalen des Trägers (10) dieser eine relative Dehnung des Trägers ε = ΔL/L in lateraler Richtung über die größte Ausdehnung der Stempelfläche L von weniger als 0,00001 aufweist.
  3. Imprintstempel nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Material des Trägers (10) ein Elastizitätsmodul von mehr als 50 GPa, bevorzugt mehr als 90 GPa aufweist, und eine Dehngrenze Rp,0,2 von mehr als 30 MPa, bevorzugt mehr als 100 MPa aufweist.
  4. Imprintstempel nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Träger (10) als Folie ausgeführt ist und die Dicke des Trägers (10) weniger als 30 μm beträgt.
  5. Imprintstempel nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die kleinsten Strukturgrößen der in einem Imprintmaterial dreidimensional abformfähigen Oberflächenstruktur weniger als 1 mm betragen, also im Bereich von Mikrometern liegen, insbesondere weniger als 1 μm betragen, also im Bereich von Nanometern liegen.
  6. Imprintstempel nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Träger (10) in den Schichtstapel eingebettet ist.
  7. Imprintstempel nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Öffnung einer Ausnehmung an der Unterseite (91) des Trägers (10) einen kleineren Querschnitt aufweist als in einer Ebene oberhalb der Öffnung der Ausnehmung an der Unterseite (91).
  8. Verfahren zur Herstellung eines Imprintstempels nach Anspruch 1, aufweisend die Verfahrensschritte: – Bereitstellen eines Schichtstapels aus der Schicht (20) eines abformfähigen Stempelmaterials und optional wenigstens der Zwischenschicht (22), aufweisend eine Verbindungsseite und eine Stempelseite, – Bereitstellen des flächig ausgedehnten Trägers (10) mit der Oberseite (92) und der Unterseite (91) und einer Ausdehnung, die größer ist als die Ausdehnung der Stempelfläche L, so dass die Ausdehnung der Stempelfläche L vollständig von der Ausdehnung des Trägers (10) in Überdeckung zu bringen ist, wobei der Träger (10) die lichtdurchlässige Perforation (80) im Bereich der Stempelfläche L aufweist, wobei die Perforation (80) aus der wenigstens einen Ausnehmung Träger (10) besteht, die von der Oberseite (92) zur Unterseite (91) des Trägers (10) reichen, – Verbinden des Träger (10) am Rand um seinen gesamten Umfang mit dem flexiblen Spannmaterial (40) und Verbinden des flexiblen Spannmaterials (40) mit umlaufendem Abstand zum Trägerumfang mit dem Rahmen (60), wobei der Träger (10), wenn er aus seiner Ruhelage ausgelenkt und unter eine Zugspannung versetzt wird, sich ohne die Auslenkung wieder in seine Ruhelage zurückformt, – Eintauchen des Trägers (10) mit der Unterseite (91) in abformfähiges, nichtverfestigtes Stempelmaterial oder Material der Zwischenschicht (22), so dass abformfähiges, nicht verfestigtes Stempelmaterial oder Material der Zwischenschicht (22) in die Ausnehmungen der Perforation (80) des Trägers (10) reinreicht, so dass die Ausdehnung der Stempelfläche L vollständig von der Ausdehnung des Trägers (10) in Überdeckung gebracht ist und wobei das Material des Schichtstapels an der Unterseite (91) des Trägers (10) mit dem zweiten Material (20b), welches auf der Oberseite (92) des Trägers (10) mit einer gewissen Materialdicke und mit einer Ausdehnung um die Öffnung einer Ausnehmung aufgebracht wird, die größer ist als der größte Querschnitt der jeweiligen Ausnehmung, und durch die Öffnung der Ausnehmungen an der Oberseite (92) in die Ausnehmungen und bis zum Material des Schichtstapels reicht, fest verbunden ist oder aus einem Stück mit dem Material des Schichtstapels besteht, und – Erzeugen einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur als Imprintnegativ auf der Stempelseite der Schicht (20) des abformfähigen Stempelmaterials in der Ausdehnung der Stempelfläche L.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, aufweisend die Verfahrensschritte: – Bereitstellen einer Masteroberfläche, die eine dreidimensionale Oberflächenstruktur als Imprintpositiv in der Ausdehnung der Stempelfläche L aufweist, – Abformen der Masteroberfläche in die Stempelseite der Schicht (20) des abformfähigen Stempelmaterials in der Ausdehnung der Stempelfläche L, – Entformen der Schicht (20) des abformfähigen Stempelmaterials von der Masteroberfläche.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zur Abformung der Masteroberfläche die Schicht (20) des abformfähigen Stempelmaterials im nicht verfestigten Zustand auf die Masteroberfläche aufgebracht wird, welche die Oberflächenstruktur der Masteroberfläche an der Stempelseite abbildet und welche nach dem in Kontaktbringen und während des Kontaktes der Unterseite (91) des Trägers (10) mit dem Schichtstapel der Schicht (20) des abformfähigen Stempelmaterials verfestigt wird, so dass das abformfähige Stempelmaterial des Schichtstapels eine stabile Form annimmt.
  11. Verfahren nach einem der vorigen Verfahrensansprüche, wobei die Schicht (20) des abformfähigen Stempelmaterials im festen Zustand in Kontakt mit der Masteroberfläche gebracht wird und zur Abformung der Masteroberfläche das Stempelmaterial zeitweise verflüssigt wird, so dass das abformfähige Stempelmaterial die Oberflächenstruktur der Masteroberfläche an der Stempelseite abbildet.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Verfestigung der Schicht (20) des abformfähigen Stempelmaterials mittels Wärme, Wärmeentzug, Bestrahlung mit Licht erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Bestrahlung mit Licht von der Oberseite (92) des Trägers (10) durch die lichtdurchlässige Perforation (80) des Trägers (10) erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das zweite Material (20b) mit dem Stempelmaterial oder Zwischenmaterial wenigstens in einem Teilbereich spätestens bei der Verfestigung eine Mischung eingeht, so dass in diesem Teilbereich nach der Verfestigung ein Mischmaterial vorliegt.
  15. Verfahren zur Erzeugung einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur in einem Imprintmaterial, aufweisend die Verfahrensschritte: – Bereitstellen eines abformfähigen Imprintmaterials, vorzugsweise als Schicht auf einem Substrat (800), – Anordnen eines Imprintstempels mit den Merkmalen des Anspruchs 1, – Eindrücken der Stempelfläche L, welche das Imprintnegativ der dreidimensionalen Oberflächenstruktur aufweist, in das Imprintmaterial, wobei die Auslenkung des Trägers (10) aus der Ruhelage über die gesamte Ausdehnung der verbundenen Stempelfläche L vom Betrag gleich groß ist, – Entformen der Stempelfläche L aus dem abformfähigen Imprintmaterial, wobei die Auslenkung des Trägers (10) aus der Ebene der Ruhelage innerhalb der Ausdehnung der verbundenen Stempelfläche L bereichsweise unterschiedlich groß ist.
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