JP6991198B2 - マイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工するための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工するための装置および方法に関する。

従来技術では、マイクロパターンおよび／またはナノパターンは、フォトリソグラフィによって、かつ／またはインプリントリソグラフィによって製造される。インプリントリソグラフィとは、マイクロメートルサイズおよび／またはナノメートルサイズのパターンをモールドによって材料にエンボス加工することを意味する。この材料は、基板上に塗布されるエンボス加工材料である。このような形式のインプリント法は、多くのフォトリソグラフィ法よりも迅速かつ効果的かつ安価に実施できるので、近年ますます重要になってきている。さらにインプリントリソグラフィ法によって達成可能な解像度は、フォトリソグラフィによって得ることができる解像度に何ら劣るものではない。

従来技術で使用されている装置は複数の欠点を有している。この装置は、所定の直径以上の、特に３００ｍｍよりも大きい直径の基板の加工が行えない、または困難であるサイズに設計されている。基本的には、従来技術では２つの異なる形式のインプリント装置を区別することができる。

殆どの実施形態は、いわゆるマスクアライナ（英語：Mask Aligner）に組み込まれているか、または独立した装置として設計されているが、３００ｍｍよりも大きな基板を処理することはできない。マスクアライナは、半導体産業においてフォトリソグラフィのために既に広く普及しているので、特にマスクアライナは、特別なインプリント装置に適している。これにより、既に公知のマスクアライナ技術に基づき構成するまたはこの技術を拡張することができる拡張品または装着品を提供するのが、提供者にとっては有利であった。マスクアライナの利点はとりわけ、マスクアライナが、殆どの場合既に、基板の、ひいてはエンボス加工されるエンボス加工材料の、特に全面的な照明のために、光学システムを、特にランプハウスを有していることにある。

改良されたもしくは拡張されたマスクアライナの他に、特別な実施形態に合わせて、かつ特別な実施形態のために構成された専用のインプリント装置もある。このような装置は主として高精密な位置合わせ装置であって、より高い精度で基板にモールドを位置合わせすることができる。さらにこの装置は、真空を形成するための手段、特別なディスペンスシステム等を有している。このようなインプリント装置でも、３００ｍｍを超える基板上のエンボス加工材料にエンボス加工をできるのは極めて稀である。

上記の状況により、例えば、フラットスクリーン製造のために必要であるような、大面積の、特に長方形の基板のエンボス加工は実施不可能であるか、実施が極めて困難であるという問題が生じる。場合によっては、パターンが基板上に、この基板から複数の個々の大きなスクリーン部分が形成されるようなサイズでエンボス加工されることが所望される。これにより本発明によれば処理量が著しく増大され、これはコストに好ましい作用を与えることとなろう。

さらに、エンボス加工された面を相応に照射するという問題がある。照射装置は、極めて大きく設計しなければならず、これにより技術的に実現不可能な装置となり得る。

別の問題は、大きな面からの極めて大きなモールドの剥離にある。モールドの剥離は高精密に制御され、コントロールされるべきであり、とりわけ、エンボス加工されたパターンとモールドとが、モールドの離型の際に損傷を受けないように行われるべきである。

表面のマイクロパターン化および／またはナノパターン化のための今日の従来技術はとりわけ、フォトリソグラフィおよび様々なエンボス加工技術を含む。エンボス加工技術は、硬質または軟質のモールドによって行われる。近年では、とりわけエンボスリソグラフィ技術が定着してきていて、従来のフォトリソグラフィ技術に取って代わろうとしている。エンボスリソグラフィ技術のなかでもとりわけ、いわゆる軟質のモールドの使用が好適である。その理由は、容易なモールド製造、効果的なエンボス加工工程、各モールド材料の極めて良好な表面特性、低コスト、エンボス加工製品の再現可能性、とりわけエンボス加工中および離型中のモールドの弾性的な変形の可能性にある。ソフトリソグラフィでは、２０ｎｍ～１０００μｍの範囲のパターンを製作するために、マイクロパターン化もしくはナノパターン化された表面を有するエラストマ製のモールドが使用される。

６つの公知技術がある：
・マイクロコンタクトプリンティングおよび／またはナノコンタクトプリンティング（μ／ｎＣＰ）
・レプリカモールディング（ＲＥＭ）
・マイクロトランスファモールディング（μＴＭ）またはナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）
・毛細管マクロモールディング（ＭＩＭＩＣ）
・溶媒支援式マイクロモールディング（ＳＡＭＩＭ）および
・位相シフトリソグラフィ。

エラストマモールドは、マスタのネガ型として製作される。マスタモールドは、相応に手間のかかるプロセスにより一度、製作される、金属、プラスチック、および／またはセラミック製の硬質モールドである。マスタからは、任意の多数のエラストマモールドを製作することができる。エラストマモールドにより、大きな表面にわたってコンフォーマルで均一な接触が可能である。エラストマモールドは、マスタモールドから、かつエンボス加工製品から分離させやすい。さらに、エラストマモールドは、モールドと基板との容易かつ簡単な分離のために僅かな表面エネルギを有する。ソフトリソグラフィプロセスの自動化の実現のためには、エラストマモールドを支持体によって支持する必要がある。現在は、様々な厚さのガラス支持基板が使用される。しかしながら、より厚いガラス基板を使用することにより、エラストマモールドは少なくとも部分的にその柔軟性を失う。

マスタは、特にステップアンドリピートプロセス（S&R Prozess）によって製作することができる。これは、極めて大型のマスタを製作しなければならない場合にとりわけ好適である。この場合、マスタは別のマスタのマスタにより製作される。しかしながら専門用語では、軟性モールドを形成するマスタを主にサブマスタと呼び、サブマスタを製作するためのマスタをマスタと呼ぶ。定義は変更されてよい。しかしながら、軟性モールドを形成するために使用される特に大面積のマスタ（もしくはサブマスタ）は、繰り返されるエンボス加工プロセス（ステップアンドリピートプロセス）によって製作することができ、このプロセスは、第１の個所でエンボス加工が行われ、次いでマスタのマスタ（もしくはマスタ）が移動されて、その後少なくとももう１回エンボス加工が行われることを特徴とすることが開示されている。

さらに、エラストマモールドに直接エンボス加工するために、ステップアンドリピートプロセスでマスタを使用することが考えられる。これはとりわけ、エラストマモールドが極めて大型である場合に好適である。この場合、マスタは第１の位置に移動して、ここでエラストマモールドをエンボス加工し、次いで第１の位置とは異なる第２の位置に移動して再度エンボス加工を行う。このプロセスは、任意のサイズのエラストマモールドが形成されるまで繰り返し続けることができる。

剛性の支持体の使用により、エンボス加工後のモールドと基板との自動的な分離は一般的に困難にされ、これによりプロセスの自動化とインプリントリソグラフィの産業的な利用とは困難なものでしかない。

モールドの別の一般的な問題は、モールドが主として限られたサイズしか有していないということにある。これにより、大面積のエンボス加工を行うのは容易ではない。連続的なエンボス加工の可能性は、ローラモールドであるが、これについては本明細書ではこれ以上説明しない。マイクロメートルサイズおよび／またはナノメートルサイズのパターンの、大きな基板への、特にプレートへのエンボス加工のために、従来技術では、完成された装置または方法は殆どなく、とりわけ全くない。

そこで本発明の課題は、従来技術の欠点を含まず、自動化と特に大面積の基板の迅速な処理とを保証することができるマイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工する改善された装置と改善された方法を提供することである。

この課題は、添付の特許請求の範囲の対象により解決される。本発明の好適な別の構成は従属請求項に記載されている。明細書、請求の範囲、および／または図面に記載されている、少なくとも２つの特徴から成る全ての組み合わせも本発明の範囲にある。記載された数値範囲は、上記範囲内にある値も限界値として開示されるべきであり、任意の組み合わせで特許請求されるべきである。

本発明は、マイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工するための、モジュールを有した装置に関し、このモジュールは、パターンモールドと少なくとも１つの可動のエンボス加工エレメントを有しており、かつ好適にはエンボス加工エレメントに追従可能なランプハウスを有することができる。

ランプハウスは、特に基板表面に対して平行に、１ｍｍ／秒～１０００ｍｍ／秒の、好適には５ｍｍ／秒～７５０ｍｍ／秒の、さらに好適には７．５ｍｍ／秒～５００ｍｍ／秒の、さらに好適には１０ｍｍ／秒～２５０ｍｍ／秒の、最も好適には１００ｍｍ／秒の速度で移動する。

さらに本発明は、基板にマイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工する方法に関し、この方法では、可動のエンボス加工エレメントにより、パターンモールドに力を加えることにより基板上にマイクロパターンおよび／またはナノパターンがエンボス加工され、この場合、好適にはランプハウスはエンボス加工エレメントに追従することができる。

エンボス加工エレメントは、特に基板表面に対して平行に、１ｍｍ／秒～１０００ｍｍ／秒の、好適には５ｍｍ／秒～７５０ｍｍ／秒の、さらに好適には７．５ｍｍ／秒～５００ｍｍ／秒の、さらに好適には１０ｍｍ／秒～２５０ｍｍ／秒の、最も好適には１００ｍｍ／秒の速度で移動する。特にエンボス加工エレメントとランプハウスとは同じ速度で移動する。

１つもしくは複数のエンボス加工エレメントとしては、一般的に不均一な、すなわち位置の関数として一定ではない、しかしながら好適には均一な、すなわち位置の関数として一定の、線的な力および／または面的な力をパターンモールドに加えることができる全ての構成部分または構成群を使用することができる。

本明細書ではこれ以降は、線的な力についてのみ言及する。しかしながら依然として、面的な力も包括されるべきである。

一方では、１つもしくは複数のエンボス加工エレメントにより、パターンモールドをエンボス加工物質に押し付けることができる。他方では、エンボス加工エレメントにより、エンボス加工物質からのパターンモールドの離型プロセスを目標通りに制御し、コントロールすることができる。

１つもしくは複数のエンボス加工エレメントとしてはとりわけ以下のものが考えられる：
・固体、特に
○ローラ
○刃
○ブレード
・流体噴流、特に
○圧縮空気
本明細書のこれ以降は、エンボス加工エレメントは例えばとりわけローラとして説明し、図示する。

さらに、本発明は、基板にマイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工するための本発明による装置の使用、ならびに本発明による装置または本発明による方法によりエンボス加工されたマイクロパターンおよび／またはナノパターンを備えた基板に関する。

さらに本発明は、特に独立的な態様として、モールドシステムであって、該モールドシステムは、マイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工するためのパターンモールド（以下では単にモールドとも呼ぶ）、特に軟性のモールドと、モールドに特に面的に結合される、特にガラス製の付加的な支持体と、を有しており、モールドと付加的な支持体とは、エンボス加工エレメントによって変形可能であるように、弾性的に形成されている、モールドシステムに関する。支持体と付加的なモールドとは、特に、接着層を介して互いに結合されている。

さらに本発明は、特に独立的な態様として、特に本発明による装置のための、エンボス加工材料からパターンモールドを分離するための離型手段に関する。

この離型手段は構成群である。この構成群の第１の構成部分は、エンボス加工物質からのパターンモールドの引き出しを目標通りに制御することができるエンボス加工エレメントである。第２の構成部分は、エンボス加工エレメントを制御することができるエンボス加工エレメント懸架システムである。構成群の第３の構成部分は、パターンモールドを固定することができる緊定条片である。構成群の第４の構成部分は、緊定条片のための昇降システムであって、この昇降システムは緊定条片をｚ方向に沿って動かすことができ、この昇降システム自体は第２の方向で、特にｚ方向に対して垂直な方向で移動することができる。

さらに、本発明は、独立的な態様として、特に本発明による装置のエンボス加工エレメントを懸架するためのエンボス加工エレメント懸架システム（以下ではエンボス加工エレメント懸架装置とも呼ぶ）に関し、このエンボス加工エレメント懸架システムは、パターンモールドおよび／またはパターンモールドの支持体に作用する力を、反力により目標通りに調節可能であるように構成されている。流体によりパターンモールドに力を負荷するノズルを使用する場合、エンボス加工エレメント懸架システムは、目標通りに流体制御するために機能する全ての構成部分である。特にエンボス加工エレメント懸架システムはノズルであって、特に、調節可能な圧力下で１つの線に沿ってガスを流出させることができるノズルである。

さらに、本発明は、特に独立的な態様として、特に本発明による装置のエンボス加工エレメントを懸架するためのエンボス加工エレメント懸架装置に関し、このエンボス加工エレメント懸架装置は、パターンモールドに作用するエンボス加工エレメントの力を均一にだけではなく、非対称的にも加えることができるように構成されている。このことは、エンボス加工エレメントがエンボス加工エレメント懸架装置を介して、左側および／または右側で、異なるように制御可能な力を負荷可能であることにより極めて簡単に実施される。これにより、エンボス加工エレメントによるエンボス加工中かつ／または離型支援中、パターンモールドに作用する力の目標通りのコントロールが可能である。

さらに本発明は特に、特に離型エレメントの組み合わされた使用による、制御された、高精密な、エラーのない、エンボス面からのパターンモールドの離型を行う装置および方法を説明する。

好適には、エンボス加工エレメントの並進運動と共に、ランプハウスの追従が行われるようになっている。この場合、この追従は、エンボス加工エレメントの移動と同時に、したがって同期的に、または遅延して行うことができる。本発明によれば、ランプハウスが常に、エンボス加工材料の部分区分だけを照射することが重要である。このような本発明による構成によれば好適には、ランプハウスの、特に光源のサイズの制限が可能である。追従するランプハウスが目的に適ったものでない場合には、パターンモールド全体を、ひいてはエンボス加工物質を、相応の大きさの光源または相応の光学的なシステムによって全面的に照射することができる。

モールドは好適には支持体（英語：backplane）に、特にプレートに、最も好適にはガラス支持体に固定される。支持体のためにさらに考えられる材料は、ポリマおよび／または金属である。ポリマは好適には、プラスチックフィルムおよび／または薄いプラスチックプレートとして使用され、金属は好適には金属箔および／または金属薄板として使用される。支持体の厚さは、１０μｍ～１０００μｍであり、好適には５０μｍ～８００μｍであり、さらに好適には１００μｍ～６００μｍであり、さらに好適には１５０μｍ～４００μｍであり、最も好適には２００μｍである。

パターンをエンボス加工材料に（以下では、エンボス加工物質とも呼ぶ）に押し付けるために、モールドは負荷面で、本発明によればその全長に沿って、特に連続的なプロセスで、特に長さに対して横方向に延在する、特に全長に沿って均一な線的な力が負荷される。好適には、負荷は、エンボス加工エレメント、特に好適には剛性的なエンボス加工ローラによって行われる。相応の構造は基本的に既に、国際公開第２０１４／０３７０４４号（WO 2014037044 A1）により公知である。この本発明の本発明による態様は、特に、国際公開第２０１４／０３７０４４号（WO 2014037044 A1）において述べられた実施形態を、大面積のエンボス加工のための使用することができる装置および方法の説明にある。しかしながら本発明によればこの場合、パターンモールドを引き離すことができるようにするために、国際公開第２０１４／０３７０４４号（WO 2014037044 A1）で述べられたフレームは省かれている。

本発明による実施形態の別の構成では、線的な力は不均一であってもよい。不均一な線的な力は特に、エンボス加工エレメントに、左側の懸架点で、右側の懸架点における力とは異なる力がかけられることにより得られる。不均一な線的な力を形成できることにより、例えば、エンボス加工材料全体の均一なエンボス加工を保証するために、右側でより高い密度のナノパターンを有したパターンモールドを、この右側でより高く負荷することができる。

モールドとはこれ以降、表面に相応のパターンエレメントを有し、エンボス加工プロセスの際に本発明による柔軟性を有するあらゆる形式の構成部分を意味する。モールドは、単一の、または組み合わされた構成部分であってよい。モールドが単一の構成部分としてのみ構成されている場合、モールドは、相応のパターンエレメントが形成されるフィルムまたは柔軟なプレートから成っている。組み合わされたモールドの場合、すなわち、モールドシステムの場合、モールドシステムは、支持体と、パターンエレメントを有した相応のモールド構成部品とから成っている。支持体および／またはモールド構成部品は、この場合、構成群として、エンボス加工エレメントによって相応に変形させることができる必要な柔軟性を有していなければならない。支持体は特に、以下の材料から成っている。
・半導体
○ＧＥ、Ｓｉ、Ａｌｐｈａ－Ｓｎ、Ｂ、Ｓｅ、Ｔｅ
・金属
○Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ
・化合物半導体
○ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＩｎｘＧａｌ－ｘＮ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＧａＰ、ＢｅＴｅ、ＺｎＯ、ＣｕＩｎＧａＳｅ２、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｈｇ（１－ｘ）Ｃｄ（ｘ）Ｔｅ、ＢｅＳｅ、ＨｇＳ、ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ、ＧａＳ、ＧａＳｅ、ＧａＴｅ、ＩｎＳ、ＩｎＳｅ、ＩｎＴｅ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＧａＳ２、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ
・ガラス
○金属ガラス
○非金属ガラス、特に
□有機非金属ガラス
□無機非金属ガラス、特に
・非酸化物ガラス、特に
○ハロゲンガラス
○カルコゲナイドガラス
・酸化物ガラス、特に
○リン酸塩ガラス
○ケイ酸塩ガラス、特に
□アルミノケイ酸塩ガラス
□ケイ酸鉛ガラス
□アルカリケイ酸ガラス、特に
・アルカリ土類ケイ酸ガラス
□ホウケイ酸ガラス
○ホウ酸ガラス、特に
□アルカリホウ酸ガラス
・プラスチック、特に
○エラストマ、特に
□バイトン（材料）および／または
□ポリウレタンおよび／または
□ハイパロン（材料）および／または
□イソプレンゴム（材料）および／または
□ニトリルゴム（材料）および／または
□パーフロロゴム（材料）および／または
□ポリイソブテン（材料）および／または
□ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および／または
□ポリカーボネート（ＰＣ）および／または
□ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）および／または
□カプトン。

本発明による線的な力とは、第１の方向で、特にモールドに沿ったエンボス加工エレメントの移動に対して横方向で、少なくとも大部分、特に完全に、力の付与が行われるが（すなわち例えば、モールドの有効幅全体を含む）、同時に第２の方向（特に第１の方向に対して横方向）では比較的極めて小さい範囲（特に第１の方向に対して１：５の、好適には１：１０の、さらに好適には１：２０の、さらに好適には１：１００の比）のみで負荷されることを意味する。したがって、同時に負荷されるモールドの面積全体に対する比において比較的小さい負荷面が生じる。これにより極めて規定された負荷が可能であるだけでなく、極めて均一なエンボス加工も達成される。モールド上のパターンエレメントの分布が不均一である場合、均一なエンボス加工のためにはとりわけ不均一な線的な力が必要となり得る。

モールド、ならびに本発明によるプロセスを実施するために必要な全ての部分は、今後の記載ではモジュールと記載する。このモジュールには特に、モールドと、エンボス加工エレメント懸架システムを備えたエンボス加工エレメントと、ランプハウスと、離型手段とが含まれる。

本発明の第１の実施形態は、大型の、しかしながらその直径は、依然としてモールドのオーダにある基板をエンボス加工することにある。したがって、フィルムモールドは、ステップアンドリピートプロセスにより別の位置に降ろされる必要なく、唯一の完全なステップでさらに１つの基板をエンボス加工することができる。しかしながら基板のサイズは既に、基板上のエンボス加工物質を全面的に照射するランプハウスの使用は不可能であるか、または極めて困難であるようなものである。したがってランプハウスは好適には、エンボス加工物質の小さな部分セグメントを、特に方形の部分区分を、ステップ式にもしくは連続的に照射できるように改良される。本発明による思想は特に、ランプハウスを、エンボス加工物質の既にエンボス加工された面区分にわたって動かすことにある。完全性を期すために、全面的な照射は確かに手間がかかり、高価であり、極めて複雑であるが、それでも可能ではあることを述べておく。

この装置もしくはこの方法は、付加的にステップアンドリピート式に作動することができ、もしくは実施することができる。本発明の付加的な態様は特に、本発明によるモールドプロセスを個々の各ステップアンドリピート位置で実施することにより、モジュールをステップアンドリピートプロセスで、極めて大きな面にわたって動かすことができ、ひいては数平方メートルの面をエンボス加工することができることにある。したがって本発明によればさらに、エンボス加工法の大面積の使用が可能であり、特に０．０１ｍより大きい、好適には１．０ｍより大きい、さらに好適には１０ｍより大きい幅、および／または０．０１ｍよりも大きい、好適には５ｍより大きい、さらに好適には１０ｍより大きい長さを有した大面積の使用が可能である。

別の付加的な態様は、エンドレス基板の少なくとも一方の側におけるモジュールの使用である。エンドレス基板とは、特に第１のローラに貯蔵された基板であって、その長さがその幅の何倍も大きい基板を意味する。エンドレス基板は特にエンドレスフィルムである。エンドレス基板は、ガラスが破壊されずに湾曲される程度に十分薄いならば、ガラスから形成することもできる。典型的なガラス厚さは１０００μｍ未満であり、好適には５００μｍ未満であり、さらに好適には２５０未満であり、最も好適には約１００μｍである。

様々なプロセス、特に熱処理、硬化プロセス等により、ガラス、特にガラスの表面を、巻き付けることができるように改質することができる。本発明によれば、モジュールを使用して、エンドレス基板の一部に本発明によるエンボス加工工程を実施することができる。その後、モジュール、特にモールドをエンドレス基板から除去し、エンドレス基板を、所望のユニット、特に少なくともエンボス加工されたパターンの長さだけさらに動かす。その後、本発明によればさらなるエンボス加工工程を行うことができる。このような特別な実施形態により、モジュールは好適にはエンドレス基板に対して垂直方向でしか動かず、一方、エンドレス基板は段階的にさらに動く。エンドレス基板は好適にはリザーバ、特に第２のローラに貯蔵される。

モールドを、対向して位置する２つの緊定側に配置された２つの緊定条片によって緊定することにより、本発明によるパターンモールドをさらに発展させることができる。緊定条片は、特にモールドを固定するための固定手段を含む。各緊定条片は、直接的に、またはばねシステムを介してモールドに固定されていてよい。しかしながら好適には、少なくとも１つの緊定条片がばねによってモールドに取り付けられている。

エンボス加工ローラは特に、エンボス加工ローラの能動的な回転を行うモータを有することができる。エンボス加工ローラを、伝動装置を介して１つの外部モータによって制御しながら回転させることができることも考えられる。

エンボス加工ローラの並進速度は、０．１ｍｍ／秒～１０００ｍｍ／秒、好適には１．０ｍｍ／秒～７５０ｍｍ／秒、さらに好適には１０ｍｍ／秒～５００ｍｍ／秒、さらに好適には７５ｍｍ／秒～２５０ｍｍ／秒、最も好適には約１００ｍｍ／秒である。

本発明の別の構成では、モールドは、支持体と、この支持体上に成形またはホットエンボス加工された、特にエラストマのモールドから構成されている。これにより、パターンモールドの製作はより良好になる。

エラストマモールドは特に、以下のもの、つまり、
・ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）
・パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）
・多面体オリゴシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）
・ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）
・オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）
・ポリ（オルガノ）シロキサン（シリコーン）
のうちの一種類のものから成っている。

また、以下の材料、つまり、
・アクリル酸エステル－スチレン－アクリロニトリル
・アクリロニトリル／メタクリル酸メチル
・アクリロニトリル／ブタジエン／アクリル酸エステル
・アクリロニトリル／塩素化ポリエチレン／スチレン
・アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン
・アクリルポリマー
・アルキド樹脂
・ブタジエンゴム
・ブチルゴム
・カゼインプラスチック、人工角質
・酢酸セルロース
・セルロースエーテルおよび誘導体
・セルロース水和物
・硝酸セルロース
・キチン、キトサン
・クロロプレンゴム
・シクロオレフィン共重合体
・均質なポリ塩化ビニル
・エポキシ樹脂
・エチレン・アクリル酸エチル共重合体
・エチレン・ポリ酢酸ビニル
・エチレン・プロピレン共重合体
・エチレン・プロピレン・ジエンゴム
・エチレン・酢酸ビニル
・発泡ポリスチレン
・フッ素ゴム
・尿素ホルムアルデヒド樹脂
・尿素樹脂
・イソプレンゴム
・リグニン
・メラミンホルムアルデヒド樹脂
・メラミン樹脂
・アクリル酸メチル／ブタジエン／スチレン
・天然ゴム
・パーフルオロアルコキシルアルカン
・フェノールホルムアルデヒド樹脂
・ポリアセタール
・ポリアクリロニトリル
・ポリアミド
・ポリブチレンサクシネート
・ポリブチレンテレフタレート
・ポリカプロラクトン
・ポリカーボネート
・ポリカーボネート類
・ポリクロロトリフルオロエチレン
・ポリエステル
・ポリエステルアミド
・ポリエーテルアルコール
・ポリエーテルブロックアミド
・ポリエーテルイミド
・ポリエーテルケトン
・ポリエーテルスルホン
・ポリエチレン
・ポリエチレンテレフタレート
・ポリヒドロキシアルカノエート
・ポリヒドロキシブチレート
・ポリイミド
・ポリイソブチレン
・ポリラクチド（ポリ乳酸）
・ポリメタクリルメチルイミド
・ポリメチルメタクリレート
・ポリメチルペンテン
・ポリオキシメチレンまたはポリアセタール
・ポリフェニレンエーテル
・ポリフェニレンスルフィド
・ポリフタルアミド
・ポリプロピレン
・ポリプロピレン共重合体
・ポリピロール
・ポリスチレン
・ポリスルホン
・ポリテトラフルオロエチレン
・ポリトリメチレンテレフタレート
・ポリウレタン
・ポリ酢酸ビニル
・ポリビニルブチラール
・ポリ塩化ビニル（硬質ＰＶＣ）
・ポリ塩化ビニル（軟質ＰＶＣ）
・ポリフッ化ビニリデン
・ポリビニルピロリドン
・スチレン・アクリロニトリル共重合体
・スチレン・ブタジエンゴム
・スチレン・ブタジエン・スチレン
・合成ゴム
・熱可塑性ポリウレタン
・不飽和ポリエステル
・酢酸ビニル共重合体
・塩化ビニル／エチレン／メタクリル酸エステル
・塩化ビニル／エチレン
・塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体
・可塑化ポリ塩化ビニル
のうちの一種類の材料の使用も可能である。

さらに、独立的な発明として、エンボス面にエンボス加工マスタをエンボス加工するための装置が開示されていて、この装置は以下の特徴：
特に前記のモールドもしくはモールドシステムによる、モールドもしくはモールドシステムを受容し、動かすためのモールド受容装置、
モールドに対向して、エンボス加工材料を収容し配置するためのエンボス加工材料受容装置、
モールドに沿って、特に上述したように形成されたエンボス加工エレメントを動かすためのエンボス加工エレメント駆動装置、
を有している。

装置としては、上記本発明による方法を制御するための、かつ装置の構成部分の、かつ／またはパターンモールドの、またはエンボス加工エレメントの上述した移動を実施するための制御装置も、個別にまたは一緒に開示される。これにより、移動を実施するための相応の駆動装置およびガイドエレメントもこの装置に配属される。

別の、特に独立的な態様は、離型手段に関し、この離型手段により、モールドもしくはモールドシステムを、エンボス加工物質から良好に分離することができる。モールドは、少なくとも１つに緊定条片により固定されており、この緊定条片は昇降システムを介してｚ方向で移動することができる。緊定条片は特に、別の構成部分を介して回動可能に昇降システムに支持されている。同時に、昇降システムは第２の方向、特にｘ方向で移動することができ、これにより緊定条片は、任意の離型曲線に沿って動くことができる。離型曲線は特に以下の関数のうちの１つである：
・多項式、特に、
○一次関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ；直線）
○二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ；放物線）
・累乗根関数（ｙ＝ａｘ^１／ｎ＋ｂ）
・対数関数（ｙ＝ａｌｏｇｘ）
・三角関数、特に、
○正弦関数
・段階関数。

ｘ方向および／またはｚ方向での離型手段の並進速度は、０．１ｍｍ／秒～１００ｍｍ／秒であって、好適には１ｍｍ／秒～７５ｍｍ／秒であって、さらに好適には５ｍｍ／秒～５０ｍｍ／秒である。

さらに、独立的な発明として、エンボス加工材料のエンボス加工面にエンボス加工マスタをエンボス加工するための方法が開示されていて、この方法は以下のステップ、特に以下の経過を有している：
パターンモールドもしくはモールドシステムのモールド面を、特に上述したように、エンボス加工材料に対向して配置するステップ、
パターンモールドに沿ってエンボス加工エレメントを動かし、この際にモールド面でエンボス加工材料を負荷することにより、エンボス加工材料をエンボス加工するステップ。

本発明による装置が相応に大きな構成である場合、エンボス加工力は相応に大きくなければならない。エンボス加工力は好適には、メートル単位で記載される。以下には、本発明の本発明による実施例のための例としての数値範囲を開示する。メートル当たりで負荷されるエンボス加工力は、０Ｎ／ｍ～１０００Ｎ／ｍの、好適には１０Ｎ／ｍ～５００Ｎ／ｍの、さらに好適には２５Ｎ／ｍ～２５０Ｎ／ｍの、最も好適には５０Ｎ／ｍ～１００Ｎ／ｍの数値範囲にある。エンボス加工力は特に、ソフトウェアおよび／またはファームウェアおよび／またはハードウェアに格納されているプログラムを介して制御することができる。さらに、エンボス加工工程中のエンボス加工力の動的な変化が考えられる。

動的な変化とは、予測不可能な状況に調整が適応されることを意味する。例えば１つのプログラムでは、エンボス加工力が位置の関数としてどのように示されるかが記載されている。エンボス工程中、例えば、サンプルホルダまたは基板に存在している非平坦性に基づき、目標力から逸れた力が測定されると、エンボス加工力を目標値に合わせて調整することができる。

本発明の特に独立的な別の対象は、エンボス加工材料（この明細書ではエンボス加工物質とも呼ばれる）にマイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工する装置に関し、この装置は、パターンモールドもしくはモールドシステムと、可動のエンボス加工エレメントとを有しており、エンボス加工材料からのパターンモールドもしくはモールドシステムの離型が、目標通りに制御可能である。

特に独立的な別の対象は、マイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工する方法に関し、エンボス加工エレメントがパターンモールドもしくはモールドシステムに力を加えることにより、エンボス加工物質にマイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工し、この場合、エンボス加工物質からのパターンモールドもしくはモールドシステムの離型を目標通りに制御する。

特に独立的な別の対象は、モールドシステムに関し、このモールドシステムは、マイクロパターンおよび／またはナノパターンをエンボス加工するためのパターンモールド、特に軟性のモールドと、このパターンモールドに特に面的に結合される、特にガラス製の支持体と、を有しており、パターンモールドと支持体とは、エンボス加工エレメントによって変形可能であるように弾性的に形成されている。

特に独立的な別の対象は、特に、本発明による装置もしくは方法のための、エンボス加工材料からパターンモールドを分離するための離型手段に関し、この離型手段は、直線運動を行うように、好適には、パターンモールドの一方の側で、エンボス面に対して垂直に向けられて直線運動を行うように、形成されている。

特に独立的な別の対象は、特に本発明による装置のエンボス加工エレメントを懸架するためのエンボス加工エレメント懸架システムに関し、このエンボス加工エレメント懸架システムは、パターンモールドおよび／またはパターンモールドの支持体に作用する力を、反力により目標通りに調節可能であるように構成されている。

本発明のさらなる態様、特徴および／または実施形態の説明は、装置、方法、モールドシステム、離型手段、および／またはエンボス加工エレメント懸架システムに同様に適用される。

好適な実施形態では、装置もしくは方法は、ステップアンドリピート式に作動するように構成されている。

別の好適な実施形態では、エンボス加工材料からパターンモールドを分離するための離型手段が設けられている。

別の好適な実施形態では、離型手段は、直線運動を行うように、好適には、エンボス面に対して垂直に向けられた直線運動を行うように、形成されている。

別の好適な実施形態では、離型手段は棒状部材、好適には支持された線形エレメントを有している。

別の好適な実施形態では、離型手段はパターンモールドに、特にパターンモールドおよび／またはパターンモールドを有した支持体を保持する緊定条片で接続されている。

別の好適な実施形態では、装置もしくは方法は、エンボス加工エレメント懸架装置（この明細書ではエンボス加工エレメント懸架システムとも呼ばれる）を有しており、該エンボス加工エレメント懸架装置は、パターンモールドおよび／またはパターンモールドの支持体に作用する力を、反力によって目標通りに調節可能であるように、構成されている。

好適には、エンボス加工エレメント懸架装置は、回動可能に支持された揺動体および／または支持体として、かつ／または螺旋体として、構成されている。

好適にはさらに、パターンモールドは、特に側方で、少なくとも１つの緊定条片によって固定されており、少なくとも１つの緊定条片は特に、昇降システムを介して、エンボス面に対して垂直に、かつ／またはｚ方向に移動可能であるようになっている。

好適にはさらに、緊定条片は回動可能に支持されていて、特にエンボス面に対して平行に配置された、かつ／またはｚ方向に対して垂直に配置された、かつ／またはエンボス加工エレメントの移動方向に対して垂直に配置された、かつ／またはｙ方向に対して平行に配置された回転軸線を中心として回動可能に支持されているようになっている。

好適にはさらに、少なくとも１つの緊定条片、特に昇降システムは、特に同時に、第２の方向に、特にｘ方向に、かつ／またはエンボス面に対して平行に、かつ／またはエンボス加工エレメントの移動方向に対して平行に、可動であるようになっている。

好適にはさらに、緊定条片は離型曲線に沿って可動であり、特に離型曲線は以下の関数、すなわち、
・多項式、特に、
○一次関数
○二次関数
・累乗根関数
・対数関数
・三角関数、特に、
○正弦関数
・段階関数、
のうちの１つであるようになっている。

好適にはさらに、離型手段の並進速度は、０．１ｍｍ／秒～１００ｍｍ／秒であって、好適には１ｍｍ／秒～７５ｍｍ／秒であって、さらに好適には５ｍｍ／秒～５０ｍｍ／秒であるようになっている。

エンボス加工物質からのパターンモールドもしくはモールドシステムの離型は、特に、ホルダに回動可能に支持されたクロスメンバの移動を介して行われる緊定条片の目標通りの移動により行われる。緊定条片はモールドを固定し、回動可能に支持可能なクロスメンバにばねを介して接続され、このクロスメンバは並進運動可能なホルダに固定されている。特別な実施形態では、ばねおよび回動可能に支持可能なクロスメンバを省き、緊定条片自体が回動可能にホルダに支持されることも考えられる。しかしながらこれにより、モールドを可撓的に固定するばねシステムの技術的利点は失われる。この場合、ホルダは、昇降システムに沿って第１の方向で目標通りに動かされる。特に同時に、第２の方向に沿った並進運動が、特にレールに沿って行われ得る。

両運動の組み合わせにより、緊定条片は任意の曲線に沿って動くことができる。特に同時に、エンボス加工エレメントはパターンモールドもしくはモールドシステムに作用し、したがってエンボス加工物質からパターンモールドもしくはモールドシステムの剥離に重要な影響を与える。

以下の論述は、考察される部分システムを動かす合力を説明するものであって、断面力を説明するのではない。力は一般的に時間の関数である。

エンボス加工エレメントは、所定の力Ｆ_Ｒ（ｔ）でパターンモールドを押す。この力Ｆ_Ｒ（ｔ）は、水平方向の力Ｆ_{ＲＨ（ｔ）}と、垂直方向の力Ｆ_{ＲＶ（ｔ）}に分解することができる。

同時に、離型手段（この説明では離型エレメントとも呼ばれる）が、パターンモールドを引っ張り、同様に水平方向の力Ｆ_{ＳＨ（ｕ，ｔ）}と垂直方向の力Ｆ_{ＳＶ（ｕ，ｔ）}とに分解することのできる力Ｆ_{Ｓ（ｕ，ｔ）}を発生させる。この力Ｆ_{Ｓ（ｕ，ｔ）}は、パターンモールドの各点で作用するが、パターンモールドの位置によって一般的に力の方向は変化する。

したがって、この力Ｆ_{Ｓ（ｕ，ｔ）}、Ｆ_{ＳＨ（ｕ，ｔ）}、およびＦ_{ＳＶ（ｕ，ｔ）}は、時間の他に付加的に、座標ｕの関数として記載され、この場合ｕは、端部から出発して、特に湾曲した、パターンモールドに沿った位置である。

したがって、エンボス加工エレメントおよび離型エレメントの移動、特に加速により、力Ｆ_{Ｓ（ｕ，ｔ）}、Ｆ_{ＳＨ（ｕ，ｔ）}、およびＦ_{ＳＶ（ｕ，ｔ）}を目標通りに調節することができ、したがってエンボス加工物質からのパターンモールドの離型を目標通りに制御することができる。

特に、離型の近傍における大きな力成分Ｆ_{ＳＶ（ｕ，ｔ）}および小さな力成分Ｆ_{ＳＨ（ｕ，ｔ）}が好適である。これにより、パターンモールドのナノパターンは、エンボス加工物質のエンボス加工されたパターンから殆ど持ち上げられ、一方エンボス加工物質のエンボス加工されたナノパターンへの側方からの力の負荷は殆どかけられない。

力の制御は特に、ハードウェア、および／またはファームウェア、および／またはソフトウェアによって行われる。特に、離型手段および／またはエンボス加工エレメントには力測定センサが存在している。

エンボス加工エレメント、特にエンボス加工ローラの半径が大きいことにより、より大きな力成分Ｆ_{ＳＨ（ｕ，ｔ）}が促進されるが、パターンモールドのナノパターンを、エンボス面に対してほぼ垂直方向で、より長い距離にわたってエンボス加工物質のエンボス加工されたナノパターンから離型することができる。これに対して、エンボス加工エレメントの半径が小さいことにより、より大きな力成分Ｆ_{ＳＶ（ｕ，ｔ）}が促進されるが、これにより、エンボス面に対して垂直方向の離型が促進され、エンボス面に対して垂直方向で比較的迅速に離型される。

特に、エンボス加工エレメントの所定の半径により、剥離角度αを一定に維持することができる。剥離角度は、水平方向と、ナノパターン湾曲曲線に対する接線との間の角度として定義されている。剥離角度は特に、５°未満、好適には１°未満、さらに好適には０．１°未満、さらに好適には０．０１°、最も好適には０．００１°未満である。

特に、顕微鏡的な離型特性は全体としては、離型すべき面全体にわたって一定である。

エンボス加工物質のエンボス加工されたナノパターンからパターンモールドのナノパターンを剥離するために必要な力は特に、ナノパターンのサイズにも依存する。ナノパターンが小さいほど、自由な総表面積は大きくなり、パターンモールドのナノパターンとエンボス加工物質にエンボス加工されたナノパターンとの間の克服すべき付着力は大きくなる。さらに、アスペクト比、すなわち、パターンの高さと、幅もしくは長さとの比も重要である。このような考察は、とりわけ、ナノパターンが位置の関数である場合に重要である。

ナノパターンの剥離のために必要な力は、特に離型手段および／またはエンボス加工エレメントに設けられた力測定センサによって正確に測定することができ、既存の調節システムによって調節することができる。ローラモールドおよびその他の離型エレメントの力制御および位置制御の目標通りの相互作用により、離型力の方向および大きさは目標通りに制御することができる。これは、離型プロセス中に、プログラムを介して、または制御ループおよび境界パラメータの設定を介して動的に行うことができる。この場合、好適には既に測定された、かつ／または計算された離型力が境界パラメータとして利用される。相応に設定された境界値を力が超過するまたは下回る場合、制御ループによってすぐに、所望の目標値にリセットされる。

エンボス加工エレメントを変形過程で、ナノパターン密度に応じて、不均一な線的な力で負荷することが必要な場合がある。例えば、ナノパターンの密度がｙ方向に沿って左側から右側に向かって上昇していることが考えられる。これにより、ｙ方向に沿って左から右に向かって必要な剥離力は上昇する。したがって、右側のパターンモールドにより強い力を負荷する必要がある。最も簡単にこのことを実現するには、緊定条片を、この緊定条片に接続された離型エレメントを介して、ｙ方向の長さ全体に沿って、一定の均一な力で負荷するが、しかしながら離型の際には、エンボス加工エレメントは右側で、左側とは対照的に比較的小さい力でパターンモールドを押す。これにより剥離のための合力は右側の方が大きくなる。

力、特に線的な力を測定するために、力測定センサを使用することができる。平均的な力の測定または線的な力が作用する線に沿った力の経過が考えられる。エンボス加工物質にエンボス加工ローラが加える力を測定することにより、エンボス加工工程を好適には制御することができ、最適化することができる。

エンボス加工エレメントがローラとして設計されている場合、ローラは特に、コーティングを有していてよい。コーティングは、エンボス加工特性もしくは離型特性に有利に作用することができる。 特に、軟性のコーティングにより、エンボス加工エレメントの局所的な変形を可能にし、エンボス加工物質のエンボス加工されたナノパターンへの強い作用は阻止される。コーティング材料の有するビッカース硬さは、１００００未満であって、好適には５０００未満、さらに好適には２０００未満、さらに好適には５００未満、さらに好適には１００未満、最も好適には５０未満である。コーティング材料の弾性率は、１０００ＧＰａ未満であって、好適には５００ＧＰａ未満、さらに好適には２００ＧＰａ未満、さらに好適には１００ＧＰａ未満、最も好適には１０ＧＰａ未満である。

別の好適な実施形態は、ローラホルダ（一般的に、エンボス加工エレメント懸架システムまたはエンボス加工エレメント懸架装置とも呼ばれる）である。エンボス加工エレメント懸架システムは、モールドもしくは支持体に作用する力を反力によって目標通りに調節することができるように構成されている。これにより好適には、モールドおよび／または支持体に作用する力の極めて正確かつ簡単な制御が可能である。エンボス加工エレメント懸架装置は、回動可能に支持された揺動体および／または回動可能に支持された支持体として形成されていてよい。選択的には、エンボス加工エレメント懸架装置は螺旋体として形成することができる。

装置および／またはパターンモールドの装置について開示された特徴は方法の特徴として開示されたものとみなされ、方法について開示された特徴も装置および／またはパターンモールドの特徴として開示されたものとみなされる。

本発明のその他の利点、特徴、詳細は、以下の好適な実施例の説明および図面により明らかである。

本発明の第１の実施形態、すなわち、基板上に塗布されたエンボス加工材料に対する本発明によるパターンモールドの位置合わせが行われる本発明による第１の方法ステップを概略的に示す断面図である。 エンボス加工すべきエンボス加工材料にパターンモールドを接近させる本発明による第２の方法ステップを概略的に示す断面図である。 エンボス加工エレメントによりパターンモールドを負荷する第３の方法ステップ（エンボス加工の開始）を概略的に示す断面図である。 エンボス加工終了時の、図３の方法ステップを概略的に示す図である。 本発明による第１の装置を、第１の位置で概略的に示す図である。 第１の装置を、第２の位置で概略的に示す図である。 第１の装置を、第３の位置で、特に離型位置で、概略的に示す図である。 パターンモールドとエンボス加工物質との間の部分領域を拡大して概略的に示す図である。 第２の装置のためのモジュールを概略的に示す図である。 ステップアンドリピートプロセスのために設計された本発明による第２の装置を概略的に示す正面図である。 本発明による第２の装置を概略的に示す平面図である。 本発明による第１のエンボス加工エレメント懸架システムを概略的に示す線図である。 本発明による第２のエンボス加工エレメント懸架システムを概略的に示す線図である。 第３のエンボス加工エレメント懸架システムを概略的に示す線図である。 第１の位置にある本発明による第１のエンボス加工エレメント懸架システムの使用を概略的に示す図である。 第２の位置にあるエンボス加工エレメント懸架システムを概略的に示す図である。 第３の位置にあるエンボス加工エレメント懸架システムを概略的に示す図である。

図面には、本発明の利点と特徴が、本発明の実施形態により、それぞれ特徴を識別する符号によって示されており、同一または同様の機能を有する構成部分もしくは特徴には同一の参照符号が付与されている。

図面では、個々の特徴の機能を主として示すことができるように、本発明による特徴は、正確な縮尺では示されていない。個々の構成部分の比率も部分的に極端なものであり、このことは特に、著しく拡大されて示されたナノパターン２ｅおよび３１に現れている。

ワークピースに対応するナノパターン３１をエンボス加工するために使用される、パターンモールド１のナノパターン２ｅは、ナノメートル範囲および／またはマイクロメートル範囲にあるのに対して、機械構成部分のサイズのオーダはセンチメートル範囲にある。

特に、支持体１７の厚さとモールド面２の厚さとの比は正しい縮尺では示されていない。モールド面２の厚さは、支持体１７の厚さよりも数桁分小さい。

モールド面２の個々のナノパターン２ｅの寸法は、好適にはマイクロメートル範囲および／またはナノメートル範囲にある。個々のナノパターン２ｅの寸法は、１０００μｍより小さく、好適には１０μｍより小さく、より好適には１００ｎｍより小さく、さらに好適には７５ｎｍより小さく、最も好適には５０ｎｍより小さい。

支持体１７の厚さは、２０００μｍより小さく、好適には１０００μｍより小さく、より好適には５００μｍより小さく、さらに好適には１００μｍより小さく、最も好適には１０μｍより小さい。

図１～図４には、本発明のエンボス加工プロセスが個々のステップで示されている。

モールドシステム５は、支持体１７に取り付けられているモールド１（以下では、パターンモールド１とも呼ぶ）を有している。

モールド１は、モールド１のエンボス面２ｏから突出したナノパターン２ｅ（隆起部）を有するマイクロパターン化またはナノパターン化されたモールド面２を有する。

モールド面２とは反対側の負荷面２ｕは、この負荷面２ｕでモールド１のできるだけ均一な負荷が可能であるように、平坦かつ扁平に形成されている。

負荷のためには、好適にはエンボス加工ローラの形態のエンボス加工エレメント８が用いられ、このエンボス加工エレメントは、基板７上に取り付けられたエンボス加工材料６（図１参照）に対してモールドシステム５を位置合わせし、次いでエンボス加工材料６のエンボス加工面６ｏにモールドシステム５を近付けた後、負荷面２ｕに向けて降ろされる。

本発明による構成は、モールドシステム５が緊定されている２つの緊定条片４，４’を有している。緊定条片４，４’のうちの少なくとも１つは、剛性的であり、または複数のばね１２から成るばねシステムを介して、回転可能に支持されたクロスメンバ２９に結合されている。

緊定条片４，４’のうちの少なくとも１つと、回転可能に支持されたクロスメンバ２９との間の連結部材としてのばねシステムの使用は、エンボス加工エレメント８により負荷がかけられる際にモールド１の柔軟性を高めるために役立つ。

ばねシステムは、少なくとも２つの、好適には５つより多い、より好適には１０より多い、最も好適には２０よりも多いばね１２から成っている。

エンボス加工エレメント８による負荷面２ｕへの負荷は、エンボス加工材料６へのナノパターン２ｅの接触もしくは下降と同時に行われ（図３参照）、このとき図２に示したようにモールドシステム５はエンボス加工材料６に、好適には平行に（場合によっては、モールドシステム５の最小角度（楔誤差）をもって）近付く。

ナノパターン２ｅは、特に粘性の低い材料から成るエンボス加工材料６内に沈み込み、このエンボス加工材料６へのモールドシステム５の接近中、特に、モールド１がエンボス加工材料６と平行にされた状態で、エンボス加工力が負荷面２ｕにエンボス加工エレメント８によって伝達される。

この場合、モールド１はエンボス加工材料６の方向へ変形する。このようなモールド１の変形は最小限である。モールド１の変形は、ナノパターン２ｅの歪みを伴う。

両緊定条片４，４’のうちの一方においてまずは、本発明によるモールドシステム５がエンボス加工材料６の表面に対して僅かに曲げられて接近し、これによりナノパターン２ｅの進入は徐々に行われることも考えられる。

エンボス加工エレメント８は、エンボス加工材料６に対してモールド１を近付けながら（場合によっては、モールド１を平行にさせながら）、特に主としてエンボス加工エレメント８のエンボス力により、第１の緊定条片４から、反対側に配置された第２の緊定条片４’へと、エンボス加工材料６の表面に対して平行に移動する。

図４の位置に到達した後、モールド面２は完全にエンボス加工材料６内に進入し、そこで相応に転写が行われる。

エンボス加工に次いで、またはエンボス加工と同時に、エンボス加工材料６の硬化が行われ、エンボス加工材料６の硬化後、本発明によればモールドシステム５を除去することができる。

硬化は、あらゆる公知の方法により、前面からかつ／または背面から行われてよく、例えば、ＵＶ放射により、化学物質により、または熱により、または上記方法の組み合わせにより、行われてよい。

エンボス加工エレメント８としてエンボス加工ローラを使用することにより、転動運動、およびエンボス力による圧力付与という利点がもたらされ、これによりモールド１に対する剪断力は最小化される。さらに、モールドプロセスを、モールドとエンボス加工材料との互いに法線方向の運動により行おうとする場合には不可欠である複雑な楔誤差補償をほぼ省くことができる。このような形式の接触により、空気を逃すことができ、パターンの正確な形成が空気の含有によって損なわれないことも保証される。

エンボス加工エレメント８を選択的に、特に線形ノズル、および／または１つの線に沿って配置された複数の点状ノズルからのガス流による無接触式の力の伝達が行われるように構成することができる。

図５には、本発明による第１の装置２４が第１の位置で示されていて、この装置は、少なくとも１つの、特に後から追走するランプハウス１８と、エンボス加工エレメント８、特にローラと、モールドシステム５と、離型手段１９の構成群としてさらにまとめられる複数の構成部分８，２１’’’，４，１２，２９，３，３２とを有したモジュール２０を備える。離型手段１９の構成群は、より良好に示すことができるように点線で示す四角で取り囲まれている。

離型手段１９は図７ａにおいて特によくわかり、図７ａでは、離型手段の構成部分が、本発明の離型ステップで互いに隣接して位置しており、明確に示すために同様に点線の四角で取り囲まれている。構成部分８，２１’’’は、後から行われる本発明による離型と同様に、エンボス加工にも関与することも明らかである。エンボス加工エレメント８は、エンボス加工エレメント懸架システム２１’’’に受容される。

図５では、エンボス加工エレメント８とランプハウス１８とが、特に出発位置と言われる第１の位置に位置している。モールドシステム５は、好適には既に、エンボス加工が、エンボス加工エレメント８による力の伝達により開始できる位置にもたらされている。

図６では、装置２４もしくは前述のモジュール２０が第２の位置で示されている。第２の位置の特徴はとりわけ、エンボス加工エレメント８の並進運動により、ランプハウス１８の追従が行われることである。

この場合、この追従は、エンボス加工エレメント８の移動と同時に、したがって同期的に、または遅延して行われてよい。ランプハウス１８の移動は特に、エンボス加工エレメント８の移動よりも遅く行われてもよい。図６では、ランプハウス１８が、例としてエンボス加工ローラ８の後方に残されている。本発明によれば、ランプハウス１８が常に、エンボス加工材料６（モールドシステム５によって隠されているので、示されていない）の部分区分だけを照射することが重要である。照射は、４つの矢印によって象徴的に示されている。

このような本発明による構成によれば、ランプハウス１８の、特に光源のサイズの制限が可能である。本発明による構成が、追従するランプハウスではなく、全面的な照明を含むべきである場合、この全面的な照明は、上記モジュールの上方に位置し、相応に取り付けられている。このような構成は示されていない。

図７ａは、第１の装置２４もしくは第１のモジュール２０を第３の位置で示している。この位置の特徴は、エンボス加工材料６からのモールドシステム５の剥離である。

離型は特に、離型手段１９の構成群（点線で囲まれている）と呼ばれる構成部分８，２１’’’，８，４，１２，２９，３，３２の協働により行われる。上記各構成部分は、エンボス加工物質６からのモールドシステム５の本発明による離型のための役割を果たす。

エンボス加工エレメント懸架システム２１’’’を介して力Ｆ_Ｒ（ｔ）がエンボス加工ローラ８に伝達される。特に、懸架システム２１’’’の相応の当接角度βによって力の作用方向に影響を与えることができる。

エンボス加工ローラ８は、伝達された力Ｆ_Ｒ（ｔ）によってモールドシステム５に作用し、モールドシステムは特に同時に力Ｆ_{Ｓ（ｕ，ｔ）}によって緊張させられる。これらの力は各構成部分に直接には示されておらず、特に力作用点には示されておらず、見易さのために図面から引き出して示されている。しかしながら示された線は、力の作用点Ｐ_ＳとＰ_Ｒとを示している。

モールドシステム５には、回転可能に支持されたクロスメンバ２９から、緊定条片４と、ばねシステム、特にばね１２を介して力が伝達される。クロスメンバ２９は、構成部分４と１２とが右側へ移動する際に相応に一緒に回転することができるように、ホルダ３において回転可能に支持されていなければならない。

ホルダ３は特に、昇降システム３２を介してｚ方向に沿って昇降運動することができる。同時に、昇降システム３２は、レール３０に沿ってｘ方向に移動することができる。このような自由度により、各点への接近はｘ－ｚ平面で可能である。

この構成部分の移動により、モールドシステム５の最も近くに位置しているので始点としても機能する緊定条片４は任意に移動することができ、ひいてはモールド１において任意の力Ｆ_{Ｓ（ｕ，ｔ）}を発生させることができる。特に、緊定条片４は、所望の離型曲線１０に沿って移動する。

これとは独立的に、エンボス加工エレメント８もエンボス加工エレメント懸架システム２１’’’を介して任意の力をモールドシステム５に加えることができる。これらの力の合力が、エンボス加工物質６からのモールドシステム５の離型に影響を与える。

図７ｂには、モールドシステム５とエンボス加工物質６との間のエンボス加工領域Ｂの概略的な拡大図が示されている。エンボス加工エレメント８が特に、支持体１７の背面に接触するコーティング３３を備えていることがわかる。支持体１７は、接続層２８によりモールド１に接続されている。モールドシステム５における位置は、座標ｕにより示される。

モールド１は、エンボス加工物質６からの離型の際にエンボス加工されたナノパターン３１を残すナノパターン２ｅを有している。モールドシステム５の１つの点において、作用する合力Ｆ_{Ｓ（ｕ，ｔ）}が示されており、この合力により離型が行われる。

この合力は、水平力成分Ｆ_{ＳＨ（ｕ，ｔ）}と垂直力成分Ｆ_{ＳＶ（ｕ，ｔ）}とに分解することができる。垂直力成分Ｆ_{ＳＶ（ｕ，ｔ）}が、エンボス加工物質６からのナノパターン２ｅの離型に決定的に関与しており、一方、水平力成分Ｆ_{ＳＨ（ｕ，ｔ）}は、エンボス加工されたナノパターン３１に対するナノパターン２ｅの摩擦を増大させる。この開示において既に記載した剥離角度αも示されている。

図８には、本発明による第２のモジュール２０’が示されており、この第２のモジュールのコンセプトは、モールドシステム５が、最も低く位置する構成部分を成すことにある。図示した構成部分の使用は同様に行われる。特に、モジュールは、追従するランプハウス１８の代わりに、モールドシステム５を全面的に照明するための照明装置を有している。

図９ａには、モジュール２０’を有する本発明による第２の装置２４’の概略的な正面図が示されている。モジュール２０’は懸吊部２６を介してクロスビーム２３に固定されている。クロスビーム２３は両側でそれぞれ１つのキャリッジ２２に取り付けられている。キャリッジ２２はガイドシステム２５に沿って移動する。

本発明による構造により、モジュール２０’はｘ方向および／またはｙ方向に沿って移動可能である。モジュール２０’はこの場合、モールド１が位置することができるように構成されている。特に、モジュール２０’は、モールド１と、サンプルホルダ２７上の基板７のエンボス加工物質６との間の間隔が、任意に正確に調節可能であるように下降させることができる。

モールド１の、もしくはモールド１が固定されている支持体１７の負荷は、エンボス加工エレメント８により、特にエンボス加工ローラ８（図８参照）により行われる。さらに、ランプハウス１８の追従も可能である。

図９ｂには、本発明による第２の装置２４’の概略的な平面図が示されている。エンボス加工物質６がコーティングされていて、サンプルホルダ２７上に固定された６つの基板７が示されている。モジュール２０’の並進運動により６つ全ての基板７に到達することができる。サンプルホルダ２７上には、特にサンプルホルダ２７全体をカバーする唯１つの基板７が固定されていることも考えられる。

図１０ａには、本発明による第１のエンボス加工エレメント懸架システム２１の概略的な線図が示されている。このエンボス加工エレメント懸架システム２１は、支点Ｌ、力点Ａ、および作用点Ｂから成る揺動体である。

エンボス加工エレメント８は作用点Ｂに取り付けられる。エンボス加工エレメント懸架システム２１は、支点Ｌを中心として回動可能に支持されている。力点Ａには、引張り力および／または押圧力を加えることができる。引張り力および／または押圧力は、ばね、アクチュエータ、モータ等を介して加えることができる。

図１０ｂには、本発明による第２のエンボス加工エレメント懸架システム２１’の概略的な線図が示されている。このエンボス加工エレメント懸架システム２１’は、支点Ｌを中心として回動可能に支持された支持体である。この支持体は、力点Ａと作用点Ｂとを有している。

エンボス加工エレメント８は同じく作用点Ｂに取り付けられる。力点Ａには、引張り力および／または押圧力を加えることができる。引張り力および／または押圧力は、ばね、アクチュエータ、モータ等を介して加えることができる。

図１０ｃには、本発明による第３のエンボス加工エレメント懸架システム２１’’の概略的な線図が示されている。このエンボス加工エレメント懸架システム２１’’は、支点Ｌを有している。支点Ｌを介してモーメントを加えることができる。エンボス加工エレメント８は同じく作用点Ｂに取り付けられている。

モーメントを螺旋体に加えることにより、螺旋体は収縮し、点Ｂを垂直方向に上昇させる。これにより、モーメント付与を介して、点Ｂの直線運動を実現することができ、ひいては間接的に力を制御することができる。

さらなる図面の説明では、単純化のために、図示されたエンボス加工エレメント懸架システム２１には質量がなく、このシステムの重心はエンボス加工エレメント８の中心に位置すると仮定する。力点Ａで作用する力は、引張りエレメントおよび／または押圧エレメントにより発生されてよい。

図１１ａには、第１の位置にある本発明による第１のエンボス加工エレメント懸架システム２１の使用の概略図が示されている。エンボス加工エレメント８には重力Ｆ_Ｂが作用する。力点Ａで作用する反力Ｆ_Ａにより、エンボス加工エレメント懸架システム２１を平衡状態に保つことができる。

図１１ｂには、第２の位置にある本発明による第１のエンボス加工エレメント懸架システム２１の使用の概略図が示されている。エンボス加工エレメント８には重力Ｆ_Ｂが作用する。力点Ａで作用する反力Ｆ_Ａが除去されたことにより、エンボス加工エレメント懸架システム２１はモールド１もしくは支持体１７上に下降され得る。相応の重力Ｆ_Ｂにより、モールド１および／または支持体１７が相応に変形される。概略図では、ニュートンの第３法則にしたがって作用する反力Ｆが示されている。

図１１ｃには、第３の位置にある本発明による第１のエンボス加工エレメント懸架システム２１の使用の概略図が示されている。エンボス加工エレメント８には依然として重力Ｆ_Ｂが作用する。力点Ａで力Ｆ_Ａ’を目標通りに加えることにより、モールド１および／または支持体１７に作用する合力に影響を与え、制御することができる。

マイナスのｚ方向に力を加えることにより、モールド１および／または支持体１７への押圧力は減じられ、プラスのｚ方向に力を加えることにより、モールド１および／または支持体１７への押圧力は増大することは、当業者には明らかである。概略図では、ニュートンの第３法則にしたがって作用する反力Ｆ’が示されている。力点Ａにおけるマイナスのｚ方向に作用する力Ｆ_Ａ’の付与により、これは、図１１ｂの相応の反力Ｆよりも相応に小さい。

したがって、力点Ａにおける力の制御により、モールド１および／または支持体１７に作用する力の極めて正確かつ簡単な制御が可能である。

１ パターンモールド
２ モールド面
２ｅ ナノパターン
２ｏ エンボス面
２ｕ 負荷面
３ ホルダ
４，４’ 緊定条片
５ モールドシステム
６，６’ エンボス加工材料
６ｏ エンボス面
６ｕ 背面
７ 基板
８ エンボス加工エレメント
１０ 変形曲線
１１ 保持フレーム
１２ ばね
１４ 面プロファイル
１５ 面プロファイル
１６ 固定手段
１７ 支持体
１８ ランプハウス
１９ 離型手段
２０ モジュール
２１，２１’，２１’’，２１’’’ エンボス加工エレメント懸架システム
２２ キャリッジ
２３ クロスビーム
２４，２４’ 装置
２５ ガイドシステム
２６ 懸吊部
２７ サンプルホルダ
２８ 接続層
２９ 回転可能に支持されたクロスメンバ
３０ レール
３１ エンボス加工されたナノパターン
３２ 昇降システム
３３ コーティング
Ｂ エンボス加工領域
Ｅ 表面平面
Ｆ_Ａ，Ｆ_Ａ’，Ｆ_Ｌ，Ｆ_Ｂ，Ｆ，Ｆ’ 力
Ｆ_Ｒ（ｔ），Ｆ_{ＲＨ（ｔ）}，Ｆ_{ＲＶ（ｔ）} 力
Ｆ_{Ｓ（ｕ，ｔ）}，Ｆ_{ＳＨ（ｕ，ｔ），}Ｆ_{ＳＶ（ｕ，ｔ）} 力
Ｌ 支点
Ｐ_Ｓ，Ｐ_Ｒ 作用点
ｕ 座標
α 剥離角度
β 剥離角度

Claims (18)

1. エンボス加工材料（６，６’）にマイクロパターンおよび／またはナノパターン（３１）をエンボス加工する、パターンモールド（１）と可動のエンボス加工エレメント（８）とを有した装置（２４，２４’）において、
   前記エンボス加工材料（６，６’）からの前記パターンモールド（１）の離型が、目標通りに制御可能であって、
   前記パターンモールド（１）はモジュール（２０’）に配置されており、前記モジュール（２０’）は、懸吊部（２６）に保持されていて、前記パターンモールド（１）を前記エンボス加工材料（６，６’）から全体的に離間させて、前記エンボス加工材料（６，６’）のエンボス面（６ｏ）に対して平行なｘ方向および／またはｙ方向に沿って移動可能となっており、
   エンボス加工エレメント懸架システム（２１，２１’，２１’’，２１’’’）を有しており、該エンボス加工エレメント懸架システムは、前記パターンモールド（１）および／または前記パターンモールド（１）の支持体（１７）に作用させる力（Ｆ，Ｆ’）を、反力（Ｆ _Ａ ，Ｆ _Ａ’ ）によって目標通りに調節可能であるように、構成されていることを特徴とする、装置（２４，２４’）。
2. 緊定条片（４，４’）が離型曲線に沿って可動であり、前記離型曲線は以下の関数、すなわち、
   ・多項式
   ・累乗根関数
   ・対数関数
   ・三角関数
   ・段階関数、
   のうちの１つである、請求項１記載の装置（２４，２４’）。
3. 前記装置（２４，２４’）は、ステップアンドリピート式に作動するように構成されている、請求項１または２記載の装置（２４，２４’）。
4. 前記エンボス加工材料（６，６’）から前記パターンモールド（１）を分離するための離型手段（１９）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置（２４，２４’）。
5. 前記離型手段（１９）は、直線運動を行うように、前記パターンモールド（１）の一方の側で、前記エンボス面（６ｏ）に対して垂直に向けられた直線運動を行うように、形成されている、請求項４記載の装置（２４，２４’）。
6. 前記離型手段（１９）は棒状部材または支持された線形エレメントを有している、請求項４または５記載の装置（２４，２４’）。
7. 前記離型手段（１９）は前記パターンモールド（１）に、前記パターンモールド（１）および／または前記パターンモールド（１）を有した支持体（１７）を保持する緊定条片（４，４’） を介して接続されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の装置（２４，２４’）。
8. 前記エンボス加工エレメント懸架システム（２１，２１’，２１’’，２１’’’）は、回動可能に支持された揺動体（２１）および／または支持体（２１’）として、かつ／または螺旋体（２１’’）として、構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置（２４，２４’）。
9. 前記パターンモールド（１）は、側方で、少なくとも１つの緊定条片（４，４’）によって固定されており、前記少なくとも１つの緊定条片（４，４’）は、昇降システム（３２）を介して、前記エンボス面（６ｏ）に対して垂直に、かつ／またはｚ方向に移動可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置（２４，２４’）。
10. 前記緊定条片（４，４’）は、前記エンボス面（６ｏ）に対して平行に配置された、かつ／またはｚ方向に対して垂直に配置された、かつ／または前記エンボス加工エレメント（８）の移動方向に対して垂直に配置された、かつ／またはｙ方向に対して平行に配置された回転軸線を中心として回動可能に支持されている、請求項９記載の装置（２４，２４’）。
11. 前記少なくとも１つの緊定条片（４，４’）および／または前記昇降システム（３２）は、ｘ方向に、かつ／または前記エンボス面（６ｏ）に対して平行に、かつ／または前記エンボス加工エレメント（８）の前記移動方向に対して平行に、可動である、請求項９または１０記載の装置（２４，２４’）。
12. 前記離型手段（１９）の並進速度は、０．１ｍｍ／秒～１００ｍｍ／秒である、請求項４から７までのいずれか１項記載の装置（２４，２４’）。
13. エンボス加工材料（６，６’）にマイクロパターンおよび／またはナノパターン（３１）をエンボス加工する方法であって、可動のエンボス加工エレメント（８）がパターンモールド（１）に力を加えることにより、前記エンボス加工材料（６，６’）にマイクロパターンおよび／またはナノパターン（３１）をエンボス加工する方法において、
    前記エンボス加工材料（６，６’）からの前記パターンモールド（１）の離型を目標通りに制御し、
    前記パターンモールド（１）はモジュール（２０’）に配置されており、前記モジュール（２０’）は、懸吊部（２６）に保持されていて、前記パターンモールド（１）を前記エンボス加工材料（６，６’）から全体的に離間させて、前記エンボス加工材料（６，６’）のエンボス面（６ｏ）に対して平行なｘ方向および／またはｙ方向に沿って移動可能となっており、
    エンボス加工エレメント懸架システム（２１，２１’，２１’’，２１’’’）において、前記パターンモールド（１）および／または前記パターンモールド（１）の支持体（１７）に作用させる力（Ｆ，Ｆ’）を、反力（Ｆ _Ａ ，Ｆ _Ａ’ ）によって目標通りに調節可能にすることを特徴とする方法。
14. 緊定条片（４，４’）が離型曲線に沿って可動であり、前記離型曲線は以下の関数、すなわち、
    ・多項式
    ・累乗根関数
    ・対数関数
    ・三角関数
    ・段階関数、
    のうちの１つである、請求項１３記載の方法。
15. モールドシステム（５）であって、該モールドシステムは、マイクロパターンおよび／またはナノパターン（３１）をエンボス加工するためのパターンモールド（１）と、前記パターンモールド（１）に結合される、ガラス製の支持体（１７）と、を有しており、
    前記パターンモールド（１）と前記支持体（１７）とは、エンボス加工エレメント（８）によって変形可能であるように、弾性的に形成されていて、
    前記パターンモールド（１）はモジュール（２０’）に配置されており、前記モジュール（２０’）は、懸吊部（２６）に保持されていて、前記パターンモールド（１）をエンボス加工材料（６，６’）から全体的に離間させて、前記エンボス加工材料（６，６’）のエンボス面（６ｏ）に対して平行なｘ方向および／またはｙ方向に沿って移動可能となっている、モールドシステム（５）。
16. 緊定条片（４，４’）が離型曲線に沿って可動であり、前記離型曲線は以下の関数、すなわち、
    ・多項式
    ・累乗根関数
    ・対数関数
    ・三角関数
    ・段階関数、
    のうちの１つである、請求項１５記載のモールドシステム（５）。
17. 請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置（２４，２４’）のための、エンボス加工材料（６，６’）からパターンモールド（１）を分離するための離型手段（１９）であって、前記離型手段（１９）は、直線運動を行うように、前記パターンモールド（１）の一方の側で、前記エンボス面（６ｏ）に対して垂直に向けられた直線運動を行うように、形成されている、離型手段（１９）。
18. 請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置（２４，２４’）のエンボス加工エレメント（８）を懸架するためのエンボス加工エレメント懸架システム（２１，２１’，２１’’，２１’’’）であって、前記パターンモールド（１）および／またはパターンモールド（１）の支持体（１７）に作用する力（Ｆ，Ｆ’）を、反力（Ｆ_Ａ，Ｆ_Ａ’）によって目標通りに調節可能であるように構成されている、エンボス加工エレメント懸架システム（２１，２１’，２１’’，２１’’’）。

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