[发明专利]产生用于对衬底表面进行构图的等离子体放电的设备

说明书

本发明涉及产生用于对衬底表面进行构图的等离子体放电的设备，具体涉及这样的设备，其包括：具有第一放电部分的第一电极、具有第二放电部分的第二电极、用于在第一电极和第二电极之间产生高电压差的高电压源和用于相对于衬底对第一电极进行定位的定位装置。

背景技术

众所周知，等离子体能够用于处理表面；通过等离子体的使用，能够进行蚀刻，以将材料沉积到衬底上和/或改变衬底表面的性质，例如将其从疏水的原子附着转变成亲水的和化学的原子附着。后者可以用于例如使塑料衬底金属化的工艺(见例如M.Charbonnier等人在Journal of Applied Electrochemistry(《应用电化学杂志》)31，57(2001))。在该工艺中，等离子体使塑料的表面适于附着钯，在其上可以生长金属层。与许多其它金属化方法相比，该方法具有温度能够保持较低的优势，这对于具有低熔点的塑料是必要的。因此，对于塑料电子设备(像RFID标签和OLED)的生产，等离子体处理是有用的。

对于这些应用，在表面上直接用等离子体制造构图的结构减少了用于电子设备制造的步骤数量。而且，与传统的掩模/蚀刻方法相比，没有金属的浪费(由于金属层的沉积和随后的蚀刻的原因)，这减轻了环境负担。另外对于其它应用，像芯片实验室，用等离子体直接构图将是有用的。

用于用等离子体直接对表面构图的已知设备被记述在DE10322696和Surface & Coatings Technology(《表面与涂层技术》)200，676(2005)中。这些设备使用掩模来产生图案。这可能是用于批量生产的好方法，但是，由于制造掩模是很昂贵的且花费时间，所以对于较少量的生产，无掩模方法将是优选的。

从US 4,911,075中得知用于用等离子体直接对表面构图的另一设备。该设备使用精确定位的高压火花放电电极，以在衬底表面上产生高热火花区以及在火花区周围的圆形区域中的电晕区。放电电极越过表面扫描，此时具有精确控制的电压和电流分布的高电压脉冲产生与数字图像配合的精确定位和限定的火花放电/电晕放电。虽然未使用物理掩模，但该设备具有需要高电压脉冲的复杂精确控制的不利之处。而且，由于设备使用在衬底后面的反电极，所以仅可以使用薄衬底。另外，对于某些沉积、蚀刻和亲水化过程，火花放电可能不是可取的。

发明内容

本发明的目的是提供适合于衬底的无掩膜直接构图的、用于产生等离子体放电的设备。该设备应当优选地具有简单控制、长电极寿命，能够对所述衬底快速构图和/或适于大范围的衬底，例如厚衬底和薄衬底。

更一般地，本发明的目的是提供产生用于对衬底表面构图的等离子体放电的改进设备，包括：具有第一放电部分的第一电极和具有第二放电部分的第二电极；高电压源，用于在所述第一电极和所述第二电极之间产生高电压差；优选地，还包括定位装置，用于关于所述衬底调整所述第一电极的位置。

根据本发明的第一方面，所述定位装置被设置用于选择性地将所述第一电极关于所述第二电极调整至第一位置上和第二位置上，在所述第一位置上，所述第一放电部分和所述第二放电部分之间的距离足够小，以支持所述高电压差下的所述等离子体放电，在所述第二位置上，所述第一放电部分和所述第二放电部分之间的距离足够大，以防止所述高电压差下的等离子体放电。优选地，所述定位装置被设置用于朝向所述第二电极的方向和离开所述第二电极的方向移动所述第一电极。

这提供了可以通过使用所述定位装置将所述第一电极分别置于第一位置上或第二位置上而开启或关闭等离子体的优势。因此，向电极的高电压供给的控制是不需要的。

在实施方式中，所述第二电极被设计为鼓状物，在所述鼓状物的外表面上，可以将板状衬底置于所述鼓状物和所述第一电极之间，而将所述定位装置设置用于朝与所述外表面垂直的方向移动所述第一电极。因此可以对板状的电绝缘的衬底(如，塑料薄片)构图。

在另一实施方式中，进一步将所述定位装置设置用于与所述第一电极同步调整所述第二电极的位置。这提供了所述第一电极和所述第二电极一起(例如，作为写入头)可以沿所述衬底表面扫描(因此沿表面扫描等离子体)的优势。此外，同步(例如，并排)扫描的第一电极和第二电极提供了所述衬底后面不需要电极的优势，使得可以扫描非板状衬底，如厚衬底、不规则形状的衬底和/或三维衬底。