[发明专利]产生用于对衬底表面图案化的等离子体放电的设备和方法

说明书

本发明涉及产生用于对衬底表面图案化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（例如M.Charbonnier等人的Journal of Applied Electro Chemistry（《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，等离子体处理可以是有用的。

对于这些应用，在表面上直接用等离子体制造图案化结构减少了用于电子设备制造的步骤。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，用等离子体直接图案化将是有用的。

在DE10322696和Surface&Coatings Technology（《表面与涂层技术》）200,676(2005)中已经描述了利用等离子体直接对表面图案化的已知设备。这些设备使用具有期望图案的掩模来产生图案。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并且每次要求新的图案必须执行，所以对于较少量的生产，无掩模方法将是优选的。

从US4,911,075中得知利用等离子体直接对表面图案化的另一设备。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。放电电极跨过表面扫描，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对准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。

在PCT/NL2008/050555中，描述了涉及等离子体图案化的方法和装置。PCT/NL2008/050555所描述的方法和装置中，设置定位装置，以用于相对于第二电极选择性地定位第一电极。第一电极可以定位在第一位置和第二位置中，在第一位置中，第一放电部分和第二放电部分之间的距离足够小，以支持在高电压差下等离子体放电，在第二位置中，第一放电部分和第二放电部分之间的距离足够大，以防止在高电压差下等离子体放电。

发明内容

本发明的目标是提供用于产生等离子体放电且适于衬底的无掩模直接图案化的设备，相对于之前公开的设备具有改进。该设备将优选地具有简单的控制、长的电极寿命，能够很快地图案化衬底和/或适于大范围的衬底，例如厚的以及薄的衬底。

更为通常的是，本发明的目标是提供在衬底附近产生等离子体放电以图案化衬底表面的设备，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、以及优选的用于相对于衬底定位第一电极的定位装置，相对于之前公开的设备，本设备被改进。

根据本发明，提供了一种用于在衬底附近产生用于图案化所述衬底的表面的等离子体放电的设备，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，其中，该设备还具有中间结构，在在使用时，中间结构设置在第一电极和衬底之间。优选地，中间结构可以相对于衬底定位第一电极。通过中间结构，可以更有利地使用产生的等离子体和/或产生的等离子体可用于实现其他的功能。优选地，中间结构是诸如板的片材。

相对于衬底定位第一电极可以包括向和/或沿衬底移动第一电极。通过在中间结构和衬底之间和/或中间结构和第一电极之间存在开放空间，可以允许定位第一电极。任选地，中间结构机械地耦合到第一电极，以使其与第一电极一起沿衬底移动。