TW201328966A - 奈米結構模、壓花輪、奈米結構之連續壓花的裝置及方法 - Google Patents

奈米結構模、壓花輪、奈米結構之連續壓花的裝置及方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201328966A
TW201328966A TW101145503A TW101145503A TW201328966A TW 201328966 A TW201328966 A TW 201328966A TW 101145503 A TW101145503 A TW 101145503A TW 101145503 A TW101145503 A TW 101145503A TW 201328966 A TW201328966 A TW 201328966A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
embossing
mold
embossed
nanostructure
nanostructured
Prior art date
Application number
TW101145503A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI543928B (zh
Inventor
Gerald Kreindl
Thomas Glinsner
Markus Wimplinger
Original Assignee
Ev Group E Thallner Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ev Group E Thallner Gmbh filed Critical Ev Group E Thallner Gmbh
Publication of TW201328966A publication Critical patent/TW201328966A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI543928B publication Critical patent/TWI543928B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/002—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/021—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing of profiled articles, e.g. hollow or tubular articles, beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0827—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B29C2059/023—Microembossing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0888—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using transparant moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/04—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/04—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts
    • B29C59/043—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts for profiled articles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本發明係關於一種具有一凹入彎曲之奈米結構化模表面(7f)的奈米結構模，其用於一壓花輪之一封套表面之至少一周邊環在分步重複程序中的無縫壓花，及一種用於具有一壓花層(13)之奈米結構之連續壓花的壓花輪，該壓花層(13)已施加在一繞轉主體(5)上，其中一封套表面(13o)具有至少一周邊環(15)，該周邊環至少在周邊方向上製成無縫的且在該分步重複程序中壓花。此外，本發明係關於用於製造用於奈米結構之連續壓花之此壓花輪(16)的一種方法及一種裝置，以及一種用於製造此奈米結構模(1)之方法及一種用於製造一壓花基板(18)之方法。

Description

奈米結構模、壓花輪、奈米結構之連續壓花的裝置及方法
本發明係關於一種如請求項1中所主張之用於壓花輪之壓花的奈米結構模、一種如請求項4中所主張之用於奈米結構之連續壓花的壓花輪、一種如請求項7中所主張的用於製造用於奈米結構之連續壓花之壓花輪的裝置、一種如請求項11中所主張之用於製造用於製造壓花輪之奈米結構模的方法，及如請求項14中所主張的用於製造用於奈米結構之連續壓花之壓花輪的方法。此外，本發明係關於一種如請求項18中所主張之用於製造具有奈米結構之壓花基板的方法。
在用於大面積應用(例如，箔或薄膜)之奈米結構化表面及半導體結構之大量生產技術的發展中，需要起卷軸式作用之機器，該等機器能夠經由滾動至軌道或長工件上來壓花連續奈米結構化及/或半導體結構。主要問題在此處(尤其在用於壓印微影之應用中)盛行；此迄今尚未令人滿意地解決。
詳言之，一問題為在次微米或奈米範圍中產生連續圖案。可容易地設想，隨著壓花結構變得愈來愈小，技術問題在連續應用之實施中增加至以上平均程度。
因此，本發明之目標為設計奈米結構模及壓花輪及用於製造該奈米結構模及該壓花輪的方法及裝置，藉由其，奈 米結構之連續壓花即使針對非常小的奈米結構尺寸(尤其相對於壓花輪之大小或直徑)仍為可能的，且可靠及可再現結果可得以達成。當前壓花輪之直徑為熟習此項技術者所已知。如本發明中所主張之實施例在任何狀況下適合於任何直徑。
此目標係用請求項1、4、7、11、14及18之特徵達成。本發明之有利發展係在附屬請求項中給出。在說明書、申請專利範圍及/或諸圖中所給出之特徵中之至少兩者的所有組合亦屬於本發明之構架。在給定值範圍下，處於所指示限制內之值亦將視為以任何組合揭示及主張。
本發明係基於在分步重複程序中應用待施加至壓花輪之壓花結構的觀點，使得在整個周邊上存在無縫壓花。為了進行此，如本發明中所主張，揭示一種新穎奈米結構模，其適合於分步重複程序，以便在壓花輪之周邊上施加重複結構。
如本發明中所主張，在分步重複程序中沿著繞轉主體之一旋轉軸線施加該結構亦為可想像的。如本發明中所主張，以下內容為特別重要的：以若干步驟製造具有壓花之無縫微結構或奈米結構，使得壓花輪在稍後退繞程序中可因此藉由複數個完整繞轉或多或少不斷地或連續地傳送至工件(製造壓花基板，以及壓花產品)。可用分步重複程序達成的圖案之高對稱及平移重複使得產生具有獨特表面性質(尤其具有週期性重複結構)之材料成為可能。在光學領域中(例如，在玻璃板之壓印中)之使用尤其有利。光學中 之對稱性非常重要，尤其在所要光學效應可藉由高對稱結構用最大精度達成時。無縫意謂，在分步重複程序之容限內，尤其亦在壓花輪之周邊壓花的最後壓花步驟至第一壓花步驟的轉變時，在整個周邊上壓花均質結構。
因此，獨立發明為一種具有(例如)凹入彎曲之奈米結構化模表面的奈米結構模，其用於壓花輪之封套表面之至少一周邊環在分步重複程序中的無縫壓花。奈米結構模之模表面由此與壓花輪之封套表面匹配，使得壓花輪之整個封套表面可用單一奈米結構模壓花。如本發明中所主張，若干奈米結構模在壓花輪之壓花中的同時使用同樣為可想像的。
就奈米結構模具有模載體而言，包圍模表面之模成形尤其永久地連接至該模載體，奈米結構模在用於壓花輪之壓花的相應裝置中之處置經簡化。
模成形藉由待壓花之壓花輪直接製造之情況為尤其有利的。以此方式，奈米結構模或奈米結構模之模表面的曲率恰好對應於待壓花之壓花輪。
根據本發明之一有利實施例，模載體對電磁波(尤其UV光)為透明的，以便能夠提供模成形及/或壓花輪之壓花層(該層待壓花)的固化。
就電磁波之輻射源(尤其UV源)位於尤其呈中空柱體之形式的壓花輪內而言，在將不暴露之壓花輪區域中(尤其在其內周邊上)較佳存在電磁波的屏蔽構件。此較佳為保護將不被照射之所有彼等位點的不透UV保護性封套，且僅 在UV光意欲穿過之彼等區域上中斷，以便固化可藉由UV固化的壓花層。
有利地，參考待壓花之壓花層的相應圓形周邊，在壓花輪上在一退繞方向上的如本發明中所主張之奈米結構模之模表面的弧度量測為整數部分，使得在壓花層之圓形周邊的完整壓花過程中，在壓花輪之退繞方向上，無縫壓花發生。就如本發明中所主張之個別壓花步驟中存在重疊區段而言，弧度量測可藉由重疊區段而擴展。
另外，如本發明中所主張，假設模可在微米及/或奈米範圍中藉由變形構件(尤其藉由外部影響)動態變形，尤其可拉伸及/或壓縮。
在變形構件之一實施例中，此藉由模之熱膨脹(藉由加熱及/或冷卻)而達成。在另一實施例中，使用壓電材料。對於熟習領域中之此項技術者而言，以下內容為清楚的：模之拉伸可以任何方式達成，只要確保在表面閉合時壓花結構無縫地進入彼此即可。為了進行此，可存在用於量測模表面相對於壓花輪之圓形周邊之比率(尤其用於在工作(壓花)期間之偵測)的量測構件。或者，變形之程度可藉由校準(尤其藉由周邊之壓花)而固定。如本發明中所主張，以下內容亦為可想像的：一方面量測具有及/或不具有壓花層之壓花輪的周邊，且另一方面量測模表面之尺寸，且接著尤其藉由計算來判定變形。如本發明中所主張，尤其掃描力顯微鏡及/或光學顯微鏡及/或掃描電子顯微鏡適合作為量測方法。
獨立發明亦為如本發明中所主張之已用奈米結構模特別製造之壓花輪，該壓花輪用於具有壓花層之奈米結構的連續壓花，該壓花層已施加至繞轉主體，其中封套表面具有至少一周邊環，該至少一周邊環已在分步重複程序中壓花且在周邊方向上無縫形成。週期性重複結構可用壓花輪施加至工件。
壓花輪可有利地藉由封套表面製造，該封套表面係藉由如本發明中所主張之奈米結構模壓花。
繞轉主體製成柱體(尤其圓柱體)之情況尤其有利。因此，壓花輪可有利地在壓花輪之製造以及在壓花輪在奈米結構之連續壓花(壓印)中的功能性使用兩者中使用。
此外，獨立發明為一種用於製造如本發明中所主張的用於奈米結構之連續壓花之壓花輪的裝置。該裝置具有壓花輪接收器，該壓花輪接收器用於壓花輪之繞轉主體圍繞壓花輪軸線在工作空間中的容納及可控制旋轉。該控制尤其經由中央控制裝置而發生。此外，如本發明中所主張之裝置具有模接收器，該模接收器用於尤其如本發明中所主張之奈米結構模相對於壓花輪之一封套表面的容納及可控制移動。該控制同樣藉由中央控制裝置而發生，藉由控制壓花輪接收器及模接收器，已在分步重複程序中壓花且至少在封套表面之周邊方向上製成無縫的至少一周邊環為可製造的。在該裝置的一有利實施例中，工作空間係藉由真空腔室形成且可暴露至真空，使得在壓花輪之製造期間，適合於製造之氣氛可得以建立。
根據本發明之另一實施例，有利地，假設存在用於將形成封套表面之壓花層施加至壓花輪之繞轉主體的構件。此實施例為進一步整合作準備。
在本發明之另一有利實施例中，假設該裝置具有用於經壓花周邊環尤其在區段中之固化的固化構件，該等區段較佳具有尤其對應於奈米結構模之模表面且對應於分步重複程序的區段。
此外，獨立發明係關於一種用於用以下步驟，尤其以下序列製造奈米結構模之方法，該奈米結構模用於製造用於奈米結構之連續壓花的壓花輪：-奈米結構模之彎曲或可彎曲模負片在繞轉主體之一封套表面之周邊區段上的固定，-可模製模成形材料至彎曲模負片之施加，-模成形材料在模載體上之模製以用於形成凹入彎曲之奈米結構化模表面，-模成形材料之固化。
根據本發明之一有利實施例，假設周邊區段在封套表面之周邊的小於一半、尤其小於1/3、較佳小於1/4之上延伸。壓花力藉由此等量測更均勻地施加。
就繞轉主體為壓花輪之繞轉主體而言，模表面之曲率在壓花期間，尤其在模負片之厚度粗略對應於壓花輪上之壓花層的厚度時，恰好對應於壓花輪的形狀。
根據本發明之另一獨立態樣，其係關於一種用於用以下步驟，尤其以下序列製造用於奈米結構之連續壓花之壓花 輪的方法：-接收具有壓花層之繞轉主體，該壓花層在位於工作空間中之壓花輪接收器上具有封套表面，-周邊環之壓花，該周邊環在分步重複程序中藉由固持在模接收器上之奈米結構模在封套表面之周邊方向上製成無縫的。
周邊環之配置藉由在若干尤其順序執行的衝壓步驟中由繞轉主體之旋轉進行之壓花，恰好與壓花輪之繞轉主體的旋轉軸線一致。
根據本發明之另一有利實施例，假設衝壓步驟針對在已預先壓花之結構上部分重疊的對準而執行。以此方式，如本發明中所主張的在先前壓花且固化之結構上之奈米結構模的對準為可想像的，使得高精度對準使用已藉由不同衝壓步驟壓花之結構而發生。
因為存在平行於每一旋轉位置中之旋轉軸線的若干衝壓步驟，所以壓花輪在圍繞旋轉軸線之單一完整旋轉(因此，粗略地360度，視情況具有微小重疊)之後完成壓花。
針對硬體所揭示之特徵亦應視為揭示為方法特徵，且反之亦然。
本發明之其他優點、特徵及細節係藉由較佳例示性實施例之以下描述且使用圖式而說明；該等圖式為示意性的。
圖1示意性地展示真空腔室2，該真空腔室包圍可暴露至真空之工作空間6。真空腔室2可經由未展示之密封門或鎖 而裝載。
在真空腔室2之一底部2b上的工作空間6中，存在用於繞轉主體5之容納及可控制旋轉的壓花輪接收器4。繞轉主體5為用於奈米結構14之連續壓花之壓花輪16的組件，壓花輪16係用圖1中所展示之裝置製造。繞轉主體5之旋轉圍繞一壓花輪軸線5a而發生，該壓花輪軸線以圓柱體之形式與繞轉主體5同心運轉。用於繞轉主體5至少在一旋轉方向上之精確可控制驅動的相應驅動構件假定為已知的。
在繞轉主體5上方，藉由模接收器3，奈米結構模1可經定位，用於奈米結構模1之容納及可控制移動的模接收器3至少在一X、Y及一Z方向上可相對於繞轉主體5或壓花輪16之一封套表面5o移動。在X及/或Y及/或Z方向上之相對移動可藉由模接收器3移動奈米結構模1及/或藉由壓花輪接收器4移動繞轉主體5而發生。因此，所說明之裝置適合於執行分步重複程序(step-and-repeat process)。
換言之：奈米結構模1具有至少3個平移自由度(X、Y及Z方向)，尤其另有相對於繞轉主體5之一旋轉自由度。繞轉主體5在圍繞壓花輪軸線5a之旋轉方向上具有一自由度，尤其另有兩個平移自由度(在X及Y方向上)。提供繞轉主體5之旋轉自由度，以便使繞轉主體5在一壓花步驟或若干壓花步驟之壓花之後繼續圍繞壓花輪軸線5a轉動。
根據圖1，此外存在呈UV源8之形式的固化構件，及/或用於奈米結構14之固化的加熱系統12，該等奈米結構已用奈米結構模1在封套表面5o上壓花(參見下文在圖3a至圖3g 上，用於更詳細描述)。UV源8及/或加熱系統12必須相對於奈米結構模1定位，使得剛剛新近製造之奈米結構14的固化在某一時間間隔之後(較佳儘可能地快，最佳立即)發生。根據圖1a之加熱系統12相對於奈米結構模1的定位因此並非最佳的，而是最顯而易見的實施例。在一特殊實施例中，UV源亦可位於根據圖1b之(中空)柱體(繞轉主體5)內。UV源8可藉由保護性封套17(屏蔽構件)環繞，該保護性封套可尤其與繞轉主體相反或相對於繞轉主體旋轉，以便確保UV光僅在待固化之區域中走向(strike)壓花層13。
首先，解釋根據圖2a至圖2f之奈米結構模1的製造；此操作僅需要針對若干壓花輪16之製造進行一次，此係因為有利地，若干壓花輪16可用一奈米結構模1製造。
首先，模負片(negative)9(奈米結構模1之負片)在平坦、平面基板上形成(參見圖2a)。平面基板較佳由聚合物或薄的結構化金屬箔或可以可撓性方式適應於彎曲表面(此處為用於製造壓花輪16之繞轉主體5的封套表面5o)之材料組成。因此，尤其在模負片9之厚度對應於待施加至封套表面5o之壓花層13的厚度(參見圖3a)時，模負片9在根據圖2b施加至封套表面5o之後的形狀恰好對應於待壓花之奈米結構14的形狀。壓花層13薄於1 mm，較佳薄於0.1 mm，更佳薄於1 μm，仍更佳薄於0.1 μm，最佳薄於100 nm，尤其最佳薄於10 nm。
隨後，模成形材料10藉由用於施加模成形材料10之構件施加至模負片9(參見圖2c)，該構件未展示。該施加可半自 動地或完全自動地發生，但如本發明中所主張，手動施加亦為可想像的。
接著，模載體11相對於模負片9定位，使得模成形材料10位於模負片9與模載體11之間(參見圖2d)。存在用於模載體11之定位/對準/固持的相應構件，尤其是機械臂。
在圖2e中所展示之方法步驟中，模載體11在繞轉主體5或壓花輪軸線5a或模負片9之方向上移動，使得模成形材料10分佈在模負片9與模載體11之間。以此方式，模負片9之結構(沈降及升高)填充有模成形材料10，直至或超過模負片9之一邊緣9r。
模成形材料10藉由未展示之固化構件固化(類似於圖1)，且模正片(positive)在已藉由其形成之模成形7的一模表面7f上形成。同時，模成形7尤其永久地連接至模載體11。固化構件可尤其為UV輻射器、紅外線輻射器或加熱器。此外，尤其藉由繞轉主體5內之電磁輻射的配置來加熱繞轉主體5自身為可想像的。
在固化之後，成品奈米結構模1經提昇離開繞轉主體5或模負片9。
作為上文所描述之奈米結構模的替代，如本發明中所主張，硬模之製造亦為可想像的，該硬模以已知方式用相當大的額外成本製造，但在如本發明中所主張之其他態樣中，硬模之製造可用於輪之製造中。此等硬模在任何狀況下在製造方面為複雜且昂貴的，尤其用微影方法及/或電子束方法及/或研磨方法；與如本發明中所主張之方法相 比，此可以彎曲模構形且針對非常小的結構極其困難地進行。
在圖3中，奈米結構模1用於在圖1中所展示之裝置中。首先，繞轉主體5在其尤其整個封套表面5o上用壓花層13塗佈，使得壓花層13形成(新的)封套表面13o。壓花層13之塗佈較佳藉由繞轉主體5在僅容納繞轉主體之一周邊區段之浸漬浴中的旋轉或藉由噴霧方法、小滴分散、PVD方法或CVD方法而發生。或者，整個繞轉主體5浸沒至浸漬浴中為可想像的。壓花層13之塗佈材料較佳為液體聚合物。在將封套表面5o暴露至壓花層13之材料之後，壓花層13以所要厚度製造，尤其薄於1 mm，較佳薄於0.1 mm，更佳薄於1 μm，仍更佳薄於0.1 μm，最佳薄於100 nm，尤其最佳薄於10 nm。
壓花結構自身具有如下平均側向解析度：小於1 mm，較佳小於0.1 mm，更佳小於1 μm，仍更佳小於0.1 μm，最佳小於100 nm，尤其最佳小於10 nm。
壓花輪(16)之直徑可隨意選擇。舉例而言，但非排他性地，該直徑大於1 mm，較佳大於1 cm，更佳大於10 cm，最佳大於1 m，尤其最佳大於10 m。如本發明中所主張之實施例的初始原型係用在10 cm與50 cm之間的壓花輪(16)直徑來實施。壓花輪(16)之直徑愈大，微結構及/或奈米結構(14)與奈米結構(19)之分離愈平緩。
接著，輪載體5(其中施加且固化壓花層13，如圖3a及圖1中所展示)不僅在Y方向及奈米結構模相對於繞轉主體5之 旋轉位置或角位置上而且在沿著平行於壓花輪軸線5a之封套表面13o的X方向上(在此方面，尤其參見圖4a及圖4b)經定位且對準。此外，在旋轉位置中精確地對準奈米結構模1為必需的。
在對準之後，奈米結構模1在Z方向上(因此，朝向壓花輪軸線5a)移動，直至奈米結構14之第一壓花區段14.1(圖4a)或14.3(圖4b)自模表面7f之模正片壓花為止。如本發明中所主張，至少主要地，較佳完全地，鄰近結構區段14.n依序壓花，此係因為以此方式，對已預先壓花之結構，尤其是在已預先壓花之結構區段14.[n-1]之邊緣上的重疊結構14e(重疊區段)之對準為可能的。在順序壓花過程中，存在圖4a及圖4b中所展示之替代。
在圖4a中所展示之實施例中，首先，作為第一衝壓步驟，對應於模表面7f之奈米結構區段14.1經壓花，且接著，第二結構區段14.2在一衝壓步驟中藉由繞轉主體5之旋轉而壓花。
在圖4b中所展示之實施例中，在第一奈米結構區段14.3之壓花之後，平行於壓花輪軸線5a延行之一列若干結構區段14.3、14.4、14.5、14.6及14.7依序壓花，在此期間無繞轉主體5之旋轉發生。因此，在此處所展示之五個壓花步驟期間，僅奈米結構模1需要在X方向上移動且尤其在先前剛剛已壓花之奈米結構區段14.[n-1]的結構上對準。在奈米結構區段14.3至14.7之壓花之後，繞轉主體5旋轉，使得下一列可壓花，等等。
每一壓花步驟由在圖3c至圖3e中所展示之步驟組成，特定言之，奈米結構模1之提昇(圖3c)，繞轉主體5之旋轉及/或奈米結構模1在X方向上之移動(參見圖3d)，及結構區段14.n尤其藉由提供於先前奈米結構區段之邊緣上的至少一重疊結構14e之重疊的壓花(圖3e)。
所描述之程序經重複，直至壓花層13之整個封套表面13o具備奈米結構14為止(參見圖3g)。
在圖4a中所展示之實施例中，首先，對應於在X方向上之模表面7f之寬度的周邊環15經壓花，而在圖4b中所展示之實施例中，本質上在封套表面5o之整個寬度之上延伸的周邊環15'經壓花。
在根據圖4a之實施例中，為了相應地覆蓋整個封套表面5o，彼此接近配置之若干周邊環15必須被壓花，使得繞轉主體5必須完全圍繞其自己的軸線重複地轉動。在圖4b中所展示之實施例中，僅粗略360度(針對重疊，稍微更多)之單一繞轉為必要的。然而，在如本發明中所主張之重疊中，重要的是已壓花結構並非藉由模之重疊部分而毀壞，而是該重疊部分在不毀壞已存在結構之情況下嚙合已存在結構。
在任何狀況下，在每一衝壓步驟之後，奈米結構模1之提昇為必要的。此外，如本發明中所主張，較佳的是，經壓花之奈米結構區段14.n在提昇之前或之後，因此在每一衝壓步驟之前或之後固化。多重固化亦為可想像的，在奈米結構模1之每一個別壓花步驟之後，「預先固化」如本發 明中所主張為可想像的。如本發明中所主張，以下內容亦為可想像的：僅在奈米結構模1與壓花輪5之間執行模材料(壓花層13)之沈積、執行模(壓花)及固化程序、繼續轉動壓花輪5且僅然後塗佈表面5o之下一部分。此防止可能已施加至壓花輪5之下及側表面的材料藉由重力而變形，且防止壓花層13之厚度變得不均勻。
另外，以下內容係關鍵的：壓花層13之黏度在施加壓花層13之後足夠小以用於壓花，但足夠大以不延行。
如本發明中所主張，以下內容為較佳的：若在周邊環15閉合時，因此在針對每一周邊環15為最後者之奈米結構區段14.n的壓花期間，尤其在距剩餘奈米結構區段14.n一距離處一致的無縫奈米結構區段14.n經壓花。
由於奈米結構模1可用如本發明中所主張之方法容易地製造，因此完全轉變可藉由製造完全匹配之奈米結構模1而達成。
為了使奈米結構模1適應特定繞轉主體5，根據圖4a根據單一周邊環15之樣本壓花為可想像的。就壓花完美地發生而言，奈米結構模1可用於製造若干壓花輪16。另外，與(正確)距離之差可經判定，且經更改之模負片9可自該差計算以用於製造新的奈米結構模1。
圖5展示壓花基板18之連續壓花，壓花基板18藉由壓花輪5或多或少連續地具備奈米結構19，此與先前技術對比，在已以此方式製造之壓花基板18上產生均勻且無縫的奈米結構19。
1‧‧‧奈米結構模
2‧‧‧真空腔室
2b‧‧‧底部
3‧‧‧模接收器
4‧‧‧壓花輪接收器
5‧‧‧繞轉主體
5o‧‧‧封套表面
5a‧‧‧壓花輪軸線
6‧‧‧工作空間
7‧‧‧模成形
7f‧‧‧模表面
8‧‧‧輻射器
9‧‧‧模負片
9r‧‧‧邊緣
10‧‧‧模成形材料
11‧‧‧模載體
12‧‧‧加熱構件
13‧‧‧壓花層
13o‧‧‧封套表面
14‧‧‧奈米結構
14.1至14.n‧‧‧奈米結構區段
14e‧‧‧重疊結構
15‧‧‧周邊環
15'‧‧‧周邊環
16‧‧‧壓花輪
17‧‧‧保護性封套
18‧‧‧壓花基板
19‧‧‧奈米結構
圖1a展示如本發明中所主張的用於製造用於奈米結構之連續壓花之壓花輪的裝置之第一實施例，圖1b展示如本發明中所主張的用於製造用於奈米結構之連續壓花之壓花輪的裝置之第二實施例，圖2a至圖2f展示如本發明中所主張之用於製造奈米結構模之方法的一實施例，該奈米結構模用於製造用於奈米結構之連續壓花的壓花輪，圖3a至圖3g展示如本發明中所主張的用於製造用於奈米結構之連續壓花之壓花輪的方法之一實施例，圖4a展示在第一分步重複程序序列之後之部分壓花之壓花輪的平面圖，及圖4b展示在分步重複程序之第二次執行之後的具有部分壓花結構之壓花輪的平面圖，圖5展示如本發明中所主張之藉由壓花輪連續壓花之方法的序列，該方法用於製造「不斷」或連續壓花之壓花基板。
在諸圖中，本發明之優點及特徵係用參考數字標示，該等參考數字根據本發明之實施例識別該等優點及特徵，具有相同或等效功能之組件或特徵係用相同參考數字標示。
諸圖並不按比例展示如本發明中所主張之特徵，以便能夠表示個別特徵之功能。個別組件之關係為部分不成比例的；此可尤其歸因於極度放大展示之奈米結構14。用本發明壓花或用於相應奈米結構至工件上之壓花的奈米結構14 係在奈米及/或微米範圍中，而機器組件之數量級係在公分範圍中。
1‧‧‧奈米結構模
2‧‧‧真空腔室
3‧‧‧模接收器
4‧‧‧壓花輪接收器
5‧‧‧繞轉主體
5a‧‧‧壓花輪軸線
6‧‧‧工作空間
7‧‧‧模成形
8‧‧‧輻射器
12‧‧‧加熱構件
17‧‧‧保護性封套

Claims (18)

  1. 一種具有一凹入彎曲之奈米結構化模表面(7f)的奈米結構模(1)，其用於一壓花輪(16)之一封套表面(13o)之至少一周邊環(15、15')在分步重複程序中的無縫壓花。
  2. 如請求項1之奈米結構模(1)，其中該奈米結構模(1)具有一模載體(11)，包圍該模表面(7f)之一模成形(7)尤其永久地連接至該模載體。
  3. 如請求項2之奈米結構模(1)，其中該模成形(7)係使用該壓花輪(16)之一繞轉主體(5)而製造。
  4. 一種用於具有一壓花層(13)之奈米結構之連續壓花的壓花輪，該壓花層已施加在一繞轉主體(5)上，其中一封套表面(13o)具有至少一周邊環(15)，該至少一周邊環至少在周邊方向上製成無縫的且在分步重複程序中壓花。
  5. 如請求項4之壓花輪，其中該封套表面(13o)係藉由如請求項1之一奈米結構模(1)而壓花。
  6. 如請求項4或5中任一項之壓花輪，其中該繞轉主體(5)為一柱體，尤其一圓柱體。
  7. 一種用於製造用於奈米結構之連續壓花之一壓花輪(16)的裝置，其具有以下特徵：一壓花輪接收器(4)，其用於該壓花輪(16)之一繞轉主體(5)圍繞一壓花輪軸線(5a)在一工作空間(6)中的容納及可控制旋轉，一模接收器(3)，其用於一奈米結構模(1)相對於該壓花輪(16)之一封套表面(13o)的容納及可控制移動， 藉由控制該壓花輪接收器(4)及該模接收器(3)，已在分步重複程序中壓花且至少在該封套表面(13o)之周邊方向上製成無縫的至少一周邊環(15、15')為可製造的。
  8. 如請求項7之裝置，其中該工作空間(6)係藉由一真空腔室(2)形成且可暴露至一真空。
  9. 如請求項7或8之裝置，其中存在用於將形成該封套表面(13o)之一壓花層(13)施加至該壓花輪(16)之一繞轉主體(5)的構件。
  10. 如請求項7或8之裝置，其中存在固化構件(8、12)，該等固化構件用於該經壓花周邊環尤其在區段中之固化，該等區段較佳具有尤其對應於該奈米結構模(1)之一模表面(7f)且對應於該分步重複程序的區段。
  11. 一種用於用以下步驟，尤其以下序列製造一奈米結構模(1)之方法，該奈米結構模(1)用於製造用於奈米結構之連續壓花的一壓花輪(16)：該奈米結構模(1)之一彎曲或可彎曲模負片(9)在一繞轉主體(5)之一封套表面(5o)的一周邊區段上的固定，一可模製模成形材料(10)至該彎曲模負片(9)之施加，該模成形材料(10)在一模載體(11)上之模製以用於形成一凹入彎曲的奈米結構化模表面(7f)，該模成形材料(10)之固化。
  12. 如請求項11之方法，其中該周邊區段在該封套表面(5o)之周邊的小於一半、尤其小於三分之一、較佳小於四分之一之上延伸。
  13. 如請求項11或12之方法，其中該壓花輪(16)用作該繞轉主體(5)。
  14. 一種用於用以下步驟，尤其以下序列製造用於奈米結構之連續壓花之一壓花輪(16)的方法：接收具有一壓花層(13)之一繞轉主體(5)，該壓花層在位於一工作空間(6)中之一壓花輪接收器(4)上具有一封套表面(13o)，一周邊環(15、15')之壓花，該周邊環在分步重複程序中藉由固持在一模接收器(3)上之一奈米結構模(1)在該封套表面(13o)的周邊方向上製成無縫的。
  15. 如請求項14之方法，其中該壓花輪在尤其順序地執行之若干衝壓步驟中藉由該繞轉主體(5)之旋轉而製造。
  16. 如請求項14或15之方法，其中該等衝壓步驟係部分地重疊執行，以用於在先前已壓花之結構上的對準。
  17. 如請求項14或15之方法，其中存在平行於每一旋轉位置中之旋轉軸線的若干衝壓步驟。
  18. 一種用於藉由一壓花輪(16)製造具有奈米結構(19)之一壓花基板(18)以用於該等奈米結構(19)之連續壓花的方法。
TW101145503A 2011-12-06 2012-12-04 奈米結構模、壓花輪、奈米結構之連續壓花的裝置及方法 TWI543928B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/071912 WO2013083184A1 (de) 2011-12-06 2011-12-06 Nanostrukturstempel, prägerolle, vorrichtung und verfahren zum endlosprägen von nanostrukturen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201328966A true TW201328966A (zh) 2013-07-16
TWI543928B TWI543928B (zh) 2016-08-01

Family

ID=45349479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101145503A TWI543928B (zh) 2011-12-06 2012-12-04 奈米結構模、壓花輪、奈米結構之連續壓花的裝置及方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9764511B2 (zh)
EP (1) EP2761371B1 (zh)
JP (1) JP5730449B2 (zh)
KR (1) KR101630543B1 (zh)
CN (1) CN103959166B (zh)
SG (1) SG2014009948A (zh)
TW (1) TWI543928B (zh)
WO (1) WO2013083184A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5777546B2 (ja) * 2012-03-14 2015-09-09 サンコール株式会社 段付き排紙ローラの製造方法
WO2016190076A1 (ja) * 2015-05-28 2016-12-01 株式会社シンク・ラボラトリー エンボスロールの製造方法及びエンボスロール
CN105319840A (zh) * 2015-11-23 2016-02-10 南通天鸿镭射科技有限公司 利用复制技术制作紫外光固化无缝成型辊轮的装置及方法
DE102016123538A1 (de) 2016-12-06 2018-06-07 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren zum Prägen von Mikro- und/oder Nanostrukturen
DE102016124428A1 (de) * 2016-12-14 2018-06-14 Amo Gmbh Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung großflächiger periodischer Nanostrukturen auf einem flächenhaft ausgedehnten Substrat mittels eines Nanoimprintverfahrens

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923572A (en) * 1988-09-29 1990-05-08 Hallmark Cards, Incorporated Image transfer tool
US5266257A (en) * 1992-05-29 1993-11-30 Gencorp Inc. Method of making embossing rolls having indicia
US5327825A (en) * 1993-05-12 1994-07-12 Transfer Print Foils, Inc. Seamless holographic transfer
DE19627638A1 (de) * 1996-07-09 1998-01-15 Giesecke & Devrient Gmbh Prägezylinder für die Herstellung von Prägefolien
JP3655740B2 (ja) * 1997-11-28 2005-06-02 住友ゴム工業株式会社 成形用金型の作成方法及びそれに用いる石膏鋳型
DE10158347A1 (de) * 2001-11-28 2003-06-12 Tesa Ag Verfahren zur Erzeugung von nano- und mikrostrukturierten Polymerfolien
EP2483744B1 (en) 2009-10-02 2016-03-30 Danmarks Tekniske Universitet Injection molding tools with micro/nano-meter pattern
JP2013006302A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Fujikura Ltd ロール状スタンパ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2761371A1 (de) 2014-08-06
KR101630543B1 (ko) 2016-06-14
CN103959166A (zh) 2014-07-30
KR20140092384A (ko) 2014-07-23
SG2014009948A (en) 2014-08-28
US20140232037A1 (en) 2014-08-21
CN103959166B (zh) 2017-06-06
EP2761371B1 (de) 2015-08-12
US9764511B2 (en) 2017-09-19
TWI543928B (zh) 2016-08-01
WO2013083184A1 (de) 2013-06-13
JP5730449B2 (ja) 2015-06-10
JP2015501550A (ja) 2015-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI543928B (zh) 奈米結構模、壓花輪、奈米結構之連續壓花的裝置及方法
CN105159029A (zh) 大面积微纳图形化的装置和方法
CN102687239B (zh) 辊印装置
KR101470959B1 (ko) 미세구조체의 제조방법 및 미세구조 금형
Zhong et al. Microstructure formation via roll-to-roll UV embossing using a flexible mould made from a laminated polymer–copper film
Chang et al. A basic experimental study of ultrasonic assisted hot embossing process for rapid fabrication of microlens arrays
WO2017181456A1 (zh) 纳米压印模板的制作方法及纳米压印模板
CN109814334A (zh) 一种单层及多层金属纳米结构的制备方法
CN103400534B (zh) 一种用于滚型纳米压印的滚轮模具
CN204925614U (zh) 大面积微纳图形化的装置
US20090184441A1 (en) Microstructure roller, microstructure fabrication method, tool for fabricating a microstructure roller
JP5895335B2 (ja) 積層体、成型素子、および光学素子
Kim et al. Micropatterning on roll surface using photo-lithography processes
Tsai et al. Fabrication of seamless roller mold with 3D micropatterns using inner curved surface photolithography
TW201438877A (zh) 壓印滾輪及壓印滾輪的製造方法
JP2012061832A (ja) 積層体の製造方法、原盤および転写装置
KR100537722B1 (ko) 미세형상 구조물의 연속 성형장치 및 방법 그리고 그 미세형상의 성형을 위한 스탬퍼 제작방법
Frederiksen et al. Direct modification of colloidal hole-masks for locally ordered hetero-assemblies of nanostructures over large areas
JP2013000961A (ja) ロール金型の製造方法と光学フィルムの製造方法、並びに、ロール金型と光学フィルム
US20150328827A1 (en) Imprint apparatus and article manufacturing method
CN102169289B (zh) 机床用超长光栅尺逆辊压印成型方法
TWI411522B (zh) 基材對準技術
Choi et al. The effect of mold materials on the overlay accuracy of a roll-to-roll imprinting system using UV LED illumination within a transparent mold
CN112445066A (zh) 用于压印纳米结构的方法和装置
TWI382914B (zh) 滾印模具之製造方法