專利名稱：產(chǎn)生用于對(duì)襯底表面圖案化的等離子體放電的設(shè)備和方法
產(chǎn)生用于對(duì)襯底表面圖案化的等離子體放電的設(shè)備和方法本發(fā)明涉及產(chǎn)生用于對(duì)襯底表面圖案化的等離子體放電的設(shè)備，具體涉及這樣的設(shè)備，其包括具有第一放電部分的第一電極、具有第二放電部分的第二電極、用于在第一電極和第二電極之間產(chǎn)生高電壓差的高電壓源、和用于相對(duì)于襯底對(duì)第一電極進(jìn)行定位的定位裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，等離子體能夠用于處理表面；通過(guò)等離子體的使用，能夠進(jìn)行蝕刻，以將材料沉積到襯底上和/或改變襯底表面的性質(zhì)，例如將其從疏水的原子附著轉(zhuǎn)變成親水的和化學(xué)的原子附著。后者可以用于例如使塑料襯底金屬化的工藝(例如M. Charbonnier等人的 Journal of Applied Electro Chemistry (《應(yīng)用電化學(xué)雜志》)31, 57 (2001))。在該工藝中，等離子體使塑料的表面適于附著鈀，在其上可以生長(zhǎng)金屬層。與許多其它金屬化方法相比，該方法具有溫度能夠保持較低的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于具有低熔點(diǎn)的塑料是必要的。因此，對(duì)于塑料電子設(shè)備(像RFID標(biāo)簽和0LED)的生產(chǎn)，等離子體處理可以是有用的。 對(duì)于這些應(yīng)用，在表面上直接用等離子體制造圖案化結(jié)構(gòu)減少了用于電子設(shè)備制造的步驟。而且，與傳統(tǒng)的掩模/蝕刻方法相比，沒(méi)有金屬的浪費(fèi)(由于金屬層的沉積和隨后的蝕刻的原因)，這減輕了環(huán)境負(fù)擔(dān)。另外對(duì)于其它應(yīng)用，像芯片實(shí)驗(yàn)室，用等離子體直接圖案化將是有用的。在DE10322696 和 Surface&Coatings Technology (《表面與涂層技術(shù)》)200,676(2005)中已經(jīng)描述了利用等離子體直接對(duì)表面圖案化的已知設(shè)備。這些設(shè)備使用具有期望圖案的掩模來(lái)產(chǎn)生圖案。這可能是用于批量生產(chǎn)的好方法，但是，由于制造掩模是很昂貴的且花費(fèi)時(shí)間并且每次要求新的圖案必須執(zhí)行，所以對(duì)于較少量的生產(chǎn)，無(wú)掩模方法將是優(yōu)選的。從US4，911，075中得知利用等離子體直接對(duì)表面圖案化的另一設(shè)備。該設(shè)備使用精確定位的高壓火花放電電極，以在襯底表面上產(chǎn)生高熱火花區(qū)以及在火花區(qū)周圍的圓形區(qū)域中的電暈區(qū)。放電電極跨過(guò)表面掃描，此時(shí)具有精確控制的電壓和電流分布的高電壓脈沖產(chǎn)生與數(shù)字圖像對(duì)準(zhǔn)的精確定位和限定的火花放電/電暈放電。雖然未使用物理掩模，但該設(shè)備具有需要高電壓脈沖的復(fù)雜精確控制的不利之處。而且，由于設(shè)備使用在襯底后面的反電極，所以僅可以使用薄襯底。另外，對(duì)于某些沉積、蝕刻和親水化過(guò)程，火花放電可能不是可取的。在PCT/NL2008/050555中，描述了涉及等離子體圖案化的方法和裝置。PCT/NL2008/050555所描述的方法和裝置中，設(shè)置定位裝置，以用于相對(duì)于第二電極選擇性地定位第一電極。第一電極可以定位在第一位置和第二位置中，在第一位置中，第一放電部分和第二放電部分之間的距離足夠小，以支持在高電壓差下等離子體放電，在第二位置中，第一放電部分和第二放電部分之間的距離足夠大，以防止在高電壓差下等離子體放電
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于產(chǎn)生等離子體放電且適于襯底的無(wú)掩模直接圖案化的設(shè)備，相對(duì)于之前公開(kāi)的設(shè)備具有改進(jìn)。該設(shè)備將優(yōu)選地具有簡(jiǎn)單的控制、長(zhǎng)的電極壽命，能夠很快地圖案化襯底和/或適于大范圍的襯底，例如厚的以及薄的襯底。更為通常的是，本發(fā)明的目標(biāo)是提供在襯底附近產(chǎn)生等離子體放電以圖案化襯底表面的設(shè)備，其包括具有第一放電部分的第一電極、具有第二放電部分的第二電極、用于在第一電極和第二電極之間產(chǎn)生高電壓差的高電壓源、以及優(yōu)選的用于相對(duì)于襯底定位第一電極的定位裝置，相對(duì)于之前公開(kāi)的設(shè)備，本設(shè)備被改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在襯底附近產(chǎn)生用于圖案化所述襯底的表面的等離子體放電的設(shè)備，包括具有第一放電部分的第一電極、具有第二放電部分的第二電極、用于在第一電極和第二電極之間產(chǎn)生高電壓差的高電壓源、和用于相對(duì)于襯底對(duì)第一電極進(jìn)行定位的定位裝置，其中，該設(shè)備還具有中間結(jié)構(gòu)，在在使用時(shí)，中間結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一電極和襯底之間。優(yōu)選地，中間結(jié)構(gòu)可以相對(duì)于襯底定位第一電極。通過(guò)中間結(jié)構(gòu)，可以更有利 地使用產(chǎn)生的等離子體和/或產(chǎn)生的等離子體可用于實(shí)現(xiàn)其他的功能。優(yōu)選地，中間結(jié)構(gòu)是諸如板的片材。相對(duì)于襯底定位第一電極可以包括向和/或沿襯底移動(dòng)第一電極。通過(guò)在中間結(jié)構(gòu)和襯底之間和/或中間結(jié)構(gòu)和第一電極之間存在開(kāi)放空間，可以允許定位第一電極。任選地，中間結(jié)構(gòu)機(jī)械地稱合到第一電極，以使其與第一電極一起沿襯底移動(dòng)。在實(shí)施方式中，定位裝置包括壓電致動(dòng)器，壓電致動(dòng)器機(jī)械地耦合到第一電極，以相對(duì)于襯底定位第一電極。通過(guò)壓電致動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)定位第一電極時(shí)的較高精度。在該實(shí)施方式中，設(shè)備不必具有中間結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，第一電極也可以完全通過(guò)壓電致動(dòng)器形成，任選地在其外表面的至少一部分上或在放電部分處的附近具有附加的導(dǎo)電層。在實(shí)施方式中，所述中間結(jié)構(gòu)形成為片材，所述片材具有至少一個(gè)孔，優(yōu)選地具有多個(gè)孔，以使所述等離子體通過(guò)。任選地，這種孔可以具有最大尺寸，例如最大直徑，其小于第一電極和襯底之間的最小距離。因?yàn)榈入x子體可以通過(guò)孔到達(dá)襯底，所以孔可以影響等離子體處理的襯底的區(qū)域的尺寸。通過(guò)調(diào)整孔的尺寸，可以使用中間結(jié)構(gòu)來(lái)減小等離子體所產(chǎn)生的圖案的點(diǎn)尺寸或軌跡寬度。這樣，可以改善圖案的分辨率。至少一個(gè)或任選的所有的孔的最大尺寸例如可以是10微米或20微米。因此，至少一個(gè)或任選的所有的孔例如可以具有最多10微米或最多20微米的直徑。例如可以通過(guò)提供通過(guò)孔的氣體以形成等離子體，可以有利地使用孔。這樣，可以集中氣流。可以更經(jīng)濟(jì)地使用氣體。該實(shí)施方式可以具有其他優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)流過(guò)孔的氣體來(lái)冷卻第一電極。在實(shí)施方式中，所述中間結(jié)構(gòu)包括不導(dǎo)電材料并且優(yōu)選地基本由不導(dǎo)電材料構(gòu)成。這樣，通過(guò)高壓源產(chǎn)生的電場(chǎng)可以通過(guò)孔集中。這樣，通過(guò)等離子體處理的襯底的區(qū)域的尺寸可以有效地減少。也就是說(shuō)，孔可以用作隔板，以有效地減小襯底處的等離子體的尺寸。所述中間結(jié)構(gòu)可以定位在第一電極和第二電極之間。在實(shí)施方式中，中間結(jié)構(gòu)可以包括形成第二電極的導(dǎo)電材料并且優(yōu)選地基本由形成第二電極的導(dǎo)電材料構(gòu)成。這樣，襯底可能不必定位在第一電極和第二電極之間。因此可以本質(zhì)上防止將襯底暴露于高壓源所產(chǎn)生的電場(chǎng)中。如果襯底較厚，這是非常重要的。然后，將襯底放置在第一電極和第二電極之間將要求較高的電場(chǎng)，以生成等離子體。如果襯底具有可能被強(qiáng)電場(chǎng)損壞的較脆弱部件(例如集成電路)，這也是非常重要的。應(yīng)當(dāng)理解，中間結(jié)構(gòu)可以被分割。中間結(jié)構(gòu)可以包括分開(kāi)的部分，每個(gè)部分對(duì)應(yīng)于相關(guān)的第一電極。這樣使得這些部分相對(duì)于高壓源進(jìn)行切換，以打開(kāi)或關(guān)閉等離子體。優(yōu)選地，第一電極和/或第二電極(例如導(dǎo)電材料)可以具有電絕緣蓋。這樣，可以阻礙并且甚至防止第一電極和第二電極之間的火花形成。在實(shí)施方式中，中間結(jié)構(gòu)形成為片材，例如條帶，片材包括加工材料，例如前體或可沉積材料，加工材料可以通過(guò)等離子體至少部分地移置。通過(guò)中間結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的等離子體可以被使用，以進(jìn)行加工材料(例如可沉積材料)的至少一部分的處理(例如沉積)。這樣，可以提供設(shè)備的附加功能。在實(shí)施方式中，所述中間結(jié)構(gòu)包括具有所述加工材料的載體片材，其中所述加工材料通過(guò)所述等離子體至少部分地從所述載體片材移除。通過(guò)中間結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的等離子體可以被使用，以進(jìn)行載體片材保持的加工材料的處理(例如沉積)。優(yōu)選地，在使用時(shí)，所述加工材料設(shè)置在所述載體片材和所述襯底之間。但是，這不是必須的。任選地，載體片材例如可以至少部分地是網(wǎng)孔形狀。然后，加工材料可以設(shè)置在網(wǎng)孔的開(kāi)口內(nèi)。加工材料例如 可以被注入網(wǎng)孔形狀的載體中。在實(shí)施方式中，所述定位裝置設(shè)置為相對(duì)于所述第二電極將所述第一電極選擇性地定位在第一位置中和第二位置中，在所述第一位置中，所述第一放電部分和所述第二放電部分之間的距離足夠小，以在所述高電壓差下支持所述等離子體放電，在所述第二位置中，所述第一放電部分和所述第二放電部分之間的所述距離足夠大，以在所述高電壓差下防止等離子體放電。優(yōu)選地，所述定位裝置設(shè)置為在朝向和遠(yuǎn)離所述第二電極的方向中移動(dòng)所述第一電極。這樣提供了以下優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)使用定位裝置將第一電極分別放置在第一位置和第二位置，來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉等離子體。因此，不需要高壓電源控制電極。在實(shí)施方式中，所述第二電極設(shè)計(jì)為鼓，在所述鼓的外表面上，片狀襯底可以放置在所述鼓和所述第一電極之間，所述定位裝置設(shè)置為在與所述外表面垂直的方向中移動(dòng)所述第一電極。因此，片狀電絕緣襯底(例如塑料片材)可以被圖案化。在另一實(shí)施方式中，所述定位裝置還設(shè)置為與所述第一電極同步地定位所述第二電極。這樣提供了以下優(yōu)點(diǎn)，第一電極和第二電極一起(例如，作為打印頭)可以被沿襯底的表面掃描，因此沿表面掃描等離子體。此外，被同步(例如并排)掃描的第一電極和第二電極提供了以下優(yōu)點(diǎn)在襯底后面不需要電極，因此也可以掃描非片狀襯底(例如厚的襯底)、不規(guī)則形狀的襯底和/或三維襯底。優(yōu)選地，所述定位裝置還設(shè)置為與沿襯底表面定位第一電極。因此，除了打開(kāi)和關(guān)閉等離子體之外，定位裝置還可以用于沿襯底表面掃描第一電極，因此掃描等離子體。應(yīng)當(dāng)理解，定位裝置可以包括分開(kāi)的致動(dòng)器，例如，用于在朝向和遠(yuǎn)離第二電極的方向中移動(dòng)第一電極的第一致動(dòng)器、在沿襯底表面的第一方向中移動(dòng)第一電極的第二致動(dòng)器和在沿襯底的表面的第二方向中移動(dòng)第一電極的第三致動(dòng)器。優(yōu)選地，設(shè)備還包括外殼，其中所述第一電極至少部分地由所述外殼包圍，并且所述第一電極相對(duì)于所述外殼是可移動(dòng)的。外殼可以被電絕緣。因此，可以通過(guò)外殼保護(hù)第一電極。例如，可能的是，當(dāng)?shù)谝浑姌O在第二位置中時(shí)，第一電極基本完全地收回到外殼內(nèi)部，當(dāng)?shù)谝浑姌O在第一位置中時(shí)，第一電極部分地從外殼伸出。因此，可以保護(hù)第一電極免受灰塵、碎片或等離子體的反應(yīng)產(chǎn)物的影響。優(yōu)選地，所述高壓源設(shè)置為調(diào)整所述第一電極和所述第二電極之間的所述高電壓差。因此，當(dāng)點(diǎn)火時(shí)，例如可以調(diào)整等離子體的空間范圍。因此，當(dāng)打開(kāi)時(shí)，可以調(diào)整等離子體所影響的襯底區(qū)域的“點(diǎn)尺寸”。因此，可以確定使用等離子體在襯底上“打印”圖案的點(diǎn)尺寸。在實(shí)施方式中，設(shè)備包括多個(gè)第一電極。這些第一電極例如可以并排放置在打印頭中，以便同時(shí)沿襯底表面定位。優(yōu)選地，定位裝置設(shè)置為相對(duì)于第二電極單獨(dú)地定位每個(gè)第一電極。因此，多個(gè)第一電極的每個(gè)第一電極可以被單獨(dú)地定位以點(diǎn)火或熄滅等離子體。還可能的是，設(shè)備包括多個(gè)第二電極。優(yōu)選地，定位裝置設(shè)置為相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)第二電極單獨(dú)地定位每個(gè)第一電極。 在具體實(shí)施方式
中，所述第一電極由點(diǎn)陣式打印機(jī)的打印頭的可移動(dòng)筆形成，所述筆導(dǎo)電地連接到所述高壓源。在實(shí)施方式中，定位裝置還設(shè)置為與第一電極同步地定位第二電極，其中定位裝置沒(méi)有必要設(shè)置為相對(duì)于第二電極定位第一電極。這樣還提供了以下優(yōu)點(diǎn)，第一電極和第二電極一起(例如，作為寫(xiě)入頭)可以被沿襯底的表面掃描，因此沿表面掃描等離子體。此夕卜，被同步(例如并排)掃描的第一電極和第二電極提供了以下優(yōu)點(diǎn)在襯底后面不需要電極，因此也可以掃描厚的襯底、不規(guī)則形狀的襯底和/或三維襯底。在實(shí)施方式中，設(shè)備具有高度測(cè)量裝置、高度致動(dòng)器和高度控制器，高度測(cè)量裝置用于確定襯底上的等離子體源的高度，高度致動(dòng)器調(diào)整襯底上的等離子體源的高度，高度控制器優(yōu)選地實(shí)時(shí)地控制襯底上的等離子體源的高度以矯正襯底的形狀的任何不規(guī)則。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于產(chǎn)生圖案化襯底表面的等離子體放電的設(shè)備包括多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極以及高壓源，高壓源設(shè)置為在多個(gè)第一電極的所選第一電極和多個(gè)第二電極的所選第二電極之間產(chǎn)生高電壓差。本文中，設(shè)備不必包括用于定位第一和/或第二電極的定位裝置。因此，通過(guò)在相關(guān)的第一電極和第二電極之間提供高電壓差，多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極可以處理襯底表面的所選部分。設(shè)備可以立即處理全部所選部分，或者通過(guò)將高電壓差連續(xù)地應(yīng)用到所選的第一電極和第二電極。優(yōu)選地，第一電極和第二電極被并排定位。優(yōu)選地，第一電極和第二電極被散布。任選地，第一電極和第二電極(至少襯底附近的)全部包括在電絕緣(例如陶瓷)的外殼中。在實(shí)施方式中，所述第一電極具有所述氣體供應(yīng)部，所述氣體供應(yīng)部設(shè)置為通過(guò)其中提供用于形成所述等離子體的氣體。優(yōu)選地，第一電極通過(guò)中空筆形成。該實(shí)施方式可以有利地與中間結(jié)構(gòu)包括形成第二電極的導(dǎo)電材料的實(shí)施方式相結(jié)合。在后面的實(shí)施方式中，電場(chǎng)可以不或者僅在一定范圍內(nèi)迫使等離子體到達(dá)襯底。因此，將產(chǎn)生向襯底移動(dòng)等離子體的氣流。例如可以通過(guò)中空筆來(lái)提供這種氣流。應(yīng)當(dāng)清楚，氣體供應(yīng)部不必設(shè)置在第一電極上，而是替代第一電極或除第一電極之外，設(shè)備的其他部分可以具有氣體供應(yīng)部。本發(fā)明還涉及使用等離子體放電圖案化襯底表面的方法，包括提供具有第一放電部分的第一電極和具有第二放電部分的第二電極，通過(guò)在第一放電部分和第二放電部分之間(即第一電極和第二電之間)產(chǎn)生高電壓差來(lái)生成等離子體放電，因此在襯底附近產(chǎn)生等離子體，相對(duì)于襯底定位第一電極，將中間結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一電極和襯底之間。
優(yōu)選地，方法包括在襯底附近重復(fù)地產(chǎn)生等離子體。因此等離子體可以到達(dá)襯底上的不同位置。優(yōu)選地，至少在襯底附近產(chǎn)生等離子體之后，定位第一電極。這樣，下一次在襯底附近的另一位置產(chǎn)生等離子體。通過(guò)以這種方式在不同位置產(chǎn)生等離子體，可以實(shí)現(xiàn)圖案化。但是，可替代地或附加地，可以在產(chǎn)生等離子體期間定位第一電極。這樣能夠沿通過(guò)等離子體處理的襯底表面形成軌跡。這例如可以通過(guò)沿襯底表面移動(dòng)等離子體來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣可以實(shí)現(xiàn)圖案化。在實(shí)施方式中，中間結(jié)構(gòu)形成為片材(例如具有片材形狀或制造為片材)，該片材具有至少一個(gè)孔，優(yōu)選地具有多個(gè)孔。在另一實(shí)施方式中，中間結(jié)構(gòu)形成為片材(例如具有片材形狀或制造為片材)，片材包括諸如前體或可沉積材料的加工材料，該方法包括通過(guò)等離子體移除至少一部分加工材料，用于處理所述至少一部分加工材料，例如將至少一部分可沉積材料沉積到襯底上?？梢詫煞N實(shí)施方式有利地結(jié)合。因此，中間結(jié)構(gòu)可以包括片材，該片材具有至少一個(gè)孔，優(yōu)選地具有多個(gè)孔，中間結(jié)構(gòu)還可以包括片材，該片材包括加工材料。 在實(shí)施方式中，該方法包括通過(guò)相對(duì)于第二電極將第一電極定位在第一位置中來(lái)選擇性地產(chǎn)生等離子體放電，在第一位置中，第一放電部分和第二放電部分之間的距離足夠小，以在高電壓差下支持等離子體放電，通過(guò)相對(duì)于第二電極將第一電極定位在第二位置中來(lái)選擇性地停止等離子體放電，在第二位置中，第一放電部分和第二放電部分之間的距離足夠大，以在高電壓差下防止等離子體放電。方法還優(yōu)選地包括通過(guò)所述等離子體放電選擇性地蝕刻所述表面，通過(guò)所述等離子體放電將材料選擇性地沉積到所述表面上，和/或通過(guò)所述等離子體放電選擇性地改變所述表面的性質(zhì)，例如，從疏水性改變到親水性。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以用于處理電絕緣襯底的表面，例如塑料目標(biāo)，例如塑料片。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還可以用于處理半導(dǎo)體襯底或?qū)w襯底的表面。當(dāng)使用(半)導(dǎo)體襯底時(shí)，第一電極和/或第二電極優(yōu)選地被以如上所述的電絕緣材料覆蓋，例如涂敷。應(yīng)當(dāng)理解，導(dǎo)電襯底還可以用作第二電極。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備適用于處理各種襯底的表面。本發(fā)明還涉及用于根據(jù)襯底制造中尺度電子設(shè)備(例如(O)LED設(shè)備、RFID標(biāo)簽或太陽(yáng)能設(shè)備)、中尺度三維結(jié)構(gòu)(例如MEMS設(shè)備、微透鏡或多焦點(diǎn)透鏡)、芯片級(jí)實(shí)驗(yàn)室、生物芯片、可打印塑料目標(biāo)或膠印板的方法，該方法包括使用根據(jù)本發(fā)明用于產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備處理襯底。例如，加工材料可以是金屬材料，金屬材料設(shè)置為在襯底上制造可導(dǎo)電軌跡。例如，加工材料可以包含氟，以便可以形成疏水性區(qū)域的圖案。這樣，可以改進(jìn)噴墨打印圖案的可靠性和分辨率。本發(fā)明還涉及制造根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備的方法，包括提供傳統(tǒng)的點(diǎn)陣式打印機(jī)，提供用于產(chǎn)生高電壓差的高壓源，將點(diǎn)陣式打印機(jī)的打印頭的至少一個(gè)打印筆與高壓源導(dǎo)電地連接，以及任選地將點(diǎn)陣式打印機(jī)的打印鼓的表面與高壓源導(dǎo)電地連接。因此，至少一個(gè)打印筆形成用于產(chǎn)生等離子體的電極。本發(fā)明還涉及改進(jìn)工具，包括在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中使用的高壓源和打印頭，優(yōu)選地設(shè)置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。在實(shí)施方式中，改進(jìn)工具還包括進(jìn)氣口，用于向打印頭的第一電極引導(dǎo)氣體。氣體和高壓源可以設(shè)置為在氣體中產(chǎn)生等離子體，該氣體被引導(dǎo)向打印頭的第一電極。任選地，改進(jìn)工具包括輸送裝置。輸送裝置例如可以設(shè)置為移位打印頭。輸送裝置例如可以設(shè)置為相對(duì)于彼此移位打印頭和襯底。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明將參照附圖通過(guò)非限制性實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，其中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第一實(shí)施方式的示圖；圖IA以俯視圖示出了小孔板；圖IB示意性地示出了怎樣使用壓電致動(dòng)器；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實(shí)施方式的示圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第三實(shí)施方式的示圖； 圖4a和4b示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第四實(shí)施方式的示圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第五實(shí)施方式的示圖；圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一實(shí)施方式的示圖；圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一實(shí)施方式的示圖；圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第六實(shí)施方式的示圖；圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第六實(shí)施方式的變型的示圖；圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施方式中的設(shè)備I ;圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施方式中的設(shè)備I ;圖SB示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式中的設(shè)備；圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施方式中的設(shè)備I ;

圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施方式中的設(shè)備I ;圖11示出了小孔板設(shè)置在包括可沉積材料的片材和第一電極之間的變型；圖12A和12B示出了錘擊式打印機(jī)中所包括的錘頭組的實(shí)施例；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一實(shí)施方式的示圖；圖14示出了第一高度和第二高度；圖15A示出了由中空針形成的第一電極的實(shí)施例；以及圖15B示出了圖15A的實(shí)施例的打印頭的仰視圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出了根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生對(duì)襯底表面圖案化的等離子體放電的設(shè)備I的第一實(shí)施方式的圖示。等離子體產(chǎn)生于表面附近，以使其到達(dá)表面，從而能夠?qū)Ρ砻鎴D案化，例如，通過(guò)在表面上實(shí)現(xiàn)圖案化的疏水性。在該實(shí)施例中，設(shè)備I包括多個(gè)第一電極2. i(i=l，2，3，…)。在該實(shí)施例中，第一電極2. i設(shè)計(jì)為細(xì)長(zhǎng)的筆。設(shè)備I還包括第二電極4。在該實(shí)施例中，第二電極是板狀的。第一電極2. i和第二電極4分別導(dǎo)電地連接至高壓源10的引線端6、8。高壓源10設(shè)置為用于在第一電極2. i和第二電極4之間產(chǎn)生高電壓差。在該實(shí)施例中，第一電極2. i還在12處接地。應(yīng)當(dāng)理解，第一電極可以相對(duì)于第二電極帶負(fù)電，或者第二電極可以相對(duì)于第一電極帶負(fù)電，例如，基于是否希望離子或電子撞擊到襯底上。在該實(shí)施例中，高電壓差包括DC電壓差。可替換地或附加地，高電壓差可以包括AC電壓差(例如，射頻(RF))、脈沖電壓差等。
在該實(shí)施例中，待處理的襯底14定位于第一電極2. i和第二電極4之間，在該實(shí)施例中，在第二電極4的上面。該實(shí)施例的第二電極4也稱為反電極。在圖I中，設(shè)備I還包括外殼16。外殼16包括多個(gè)孔18. i，在每個(gè)孔18. i中容納了一個(gè)第一電極2. i。每個(gè)第一電極2. i可滑動(dòng)地容納在其各自的孔18. i中。在該實(shí)施例中，設(shè)備I包括定位裝置，該定位裝置設(shè)置為用于在其各自的孔18. i內(nèi)單獨(dú)地移動(dòng)每個(gè)第一電極2. i。定位裝置可以包括電機(jī)(如線性電機(jī))、齒條和齒輪、壓電致動(dòng)器、電磁螺線管
坐坐寸寸ο設(shè)備I還具有中間結(jié)構(gòu)，在使用時(shí)，該中間結(jié)構(gòu)設(shè)置在襯底14和至少一個(gè)第一電極2. i (在該實(shí)施例中所有的第一電極2. i)之間。在該實(shí)施例中的中間結(jié)構(gòu)形成為具有至少一個(gè)孔的片材，在在該實(shí)施例中具有多個(gè)孔。具有孔的片材可以設(shè)置為具有孔23的板21A，板21A還可以稱作小孔板21A。通過(guò)孔23，可以向襯底14提供產(chǎn)生的等離子體22。因 此，在使用時(shí)，等離子體可以通過(guò)孔23到達(dá)襯底。圖I以側(cè)視圖示出了小孔板21A，圖IA以俯視圖示出了小孔板21A?？梢砸?guī)定孔的最大尺寸。對(duì)于該實(shí)施例中接近圓形的孔23，最大尺寸可具有直徑D10直徑01可以任選地小于(例如至少兩倍地小于)第一電極和襯底之間的最小距離D2。這樣，可以顯著地減小等離子體所產(chǎn)生圖案的點(diǎn)尺寸或軌跡寬度S。但是可替代地，直徑D1可以任選地大于或等于第一電極和襯底之間的最小距離D2。小孔板可以基本上由不導(dǎo)電材料組成，例如陶瓷?？梢酝ㄟ^(guò)以下方式操作至此討論的設(shè)備I。首先將襯底14置于第二電極4和第一電極2. i之間。在第一電極和第二電極之間設(shè)置并保持高電壓差。當(dāng)要用等離子體選擇性地處理襯底14的表面20時(shí)，確定表面20要被處理的位置。選擇與表面上所確定的位置最接近的第一電極2. i。在該實(shí)施例中，選擇第一電極2. 3。最初，所有第一電極2. i可以處于縮回位置上,如圖I中對(duì)于第一電極2. 1、2. 2、2. 4、2. 5和2. 6所示。在該縮回位置，第一電極2. i的尖端(放電部分)和第二電極4之間的距離足夠大，以防止在高電壓差下等離子體放電。也就是說(shuō)，在縮回位置上的第一電極2. i和第二電極4之間的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠低，以防止電擊穿。定位裝置將所選的第一電極2. 3向第二電極4移動(dòng)至伸長(zhǎng)位置(見(jiàn)圖I)。在該伸長(zhǎng)位置，所選擇的第一電極2. 3的尖端(放電部分)和第二電極4之間的距離足夠小，以支持高電壓差下的等離子體放電。即，在伸長(zhǎng)位置上的第一電極和第二電極4之間的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠高，以支持等離子體放電的開(kāi)始。在圖I中，在22處表示等離子體。更通常地，第一電極2. i (例如在伸長(zhǎng)位置中)和中間結(jié)構(gòu)之間的間距Z可以使得在使用時(shí)，第一電極2. i不接觸中間結(jié)構(gòu)和/或不穿過(guò)中間結(jié)構(gòu)的平面。這樣，中間結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在第一電極和襯底之間，同時(shí)相對(duì)于襯底定位第一電極。但是在一些實(shí)施方式中，應(yīng)當(dāng)理解，在伸長(zhǎng)位置中的第一電極可以穿過(guò)一個(gè)孔23。因?yàn)榈谝浑姌O和第二電極之間的電場(chǎng)穿過(guò)襯底，所以根據(jù)圖I的設(shè)備適于片狀襯底，例如塑料片材。第一電極能夠縮回的事實(shí)提供了與產(chǎn)生等離子體的第一電極相鄰的第一電極的腐蝕會(huì)較少的優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)榈入x子體將不到達(dá)縮回的第一電極。通過(guò)使第一電極完全縮回至外殼內(nèi)(如圖I中所示)，將改進(jìn)該效果，尤其如果外殼16在等離子體附近包括電絕緣底部。這還適用于圖2和3中示出的設(shè)備的第一電極和第二電極。然而應(yīng)當(dāng)理解，電極由外殼16包圍不是嚴(yán)格必須的。外殼還可以包括用于引導(dǎo)電極的基本上開(kāi)放的結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)整第一電極和第二電極之間的距離，能夠控制等離子體的強(qiáng)度。由于能夠控制第一電極和襯底表面之間的距離，所以對(duì)彎曲表面和/或三維對(duì)象的處理是可行的(可能與不是平的但是遵照襯底形狀的第二電極結(jié)合)。圖IB示意性地示出了可以如何在設(shè)備I中使用壓電致動(dòng)器，或者可以如何在本發(fā)明的方法中使用壓電致動(dòng)器。圖IB示出了第一壓電致動(dòng)器IlA和第二壓電致動(dòng)器11B。圖IB示出了伸長(zhǎng)位置中的第二壓電致動(dòng)器11B。這可以通過(guò)與壓電致動(dòng)器有關(guān)的電壓源10’在第二壓電致動(dòng)器IlB上提供電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖IB示出了縮回位置中的第一壓電致動(dòng)器IlA0這可以至少部分地通過(guò)與壓電致動(dòng)器有關(guān)的電壓源10’在第一壓電致動(dòng)器IlB上釋 放電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。與壓電致動(dòng)器有關(guān)的電壓源10’可以通過(guò)高壓源10來(lái)形成，或者能夠與高壓源10分開(kāi)。應(yīng)當(dāng)理解，壓電致動(dòng)器可以使電極精確地伸長(zhǎng)。在圖IB的實(shí)施例中，分別通過(guò)壓電致動(dòng)器11A、IIB攜帶第一電極2. I、2. 2。還應(yīng)當(dāng)理解，電極也可以完全通過(guò)壓電致動(dòng)器形成，任選地在放電部分處或附近的其外表面的至少一部分上設(shè)有附加的導(dǎo)電涂層。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I的第二實(shí)施方式的示圖。在該實(shí)施例中，并排放置多個(gè)第一電極2. i和多個(gè)第二電極4. j(j = 1，2，3吣)。在該實(shí)施例中，第一電極和第二電極均可滑動(dòng)地容納在它們各自的孔18.1^中(1^=1，2，3丨)。圖2還示出了具有孔23的小孔板21A?？梢酝ㄟ^(guò)以下方式操作如圖2中示出的設(shè)備I。將襯底14放置在第一電極2. i和第二電極4. j附近。在第一電極和第二電極之間設(shè)置并保持高電壓差。當(dāng)要用等離子體選擇性地處理襯底14的表面20時(shí)，確定表面20要被處理的位置。選擇與表面上所確定的位置最接近的第一電極2. i和第二電極4. j。在該實(shí)施例中，選擇了第一電極2. 2和第二電極4. 2。最初，所有第一電極2. i和所有第二電極4. j可以處于縮回位置,如圖2中對(duì)于電極2. 1,2. 3,4. I和4. 3所示。在該縮回位置，第一電極2. i的尖端(放電部分)和第二電極
4.j的尖端(放電部分)之間的距離足夠大，以防止高電壓差下的等離子體放電。即，在縮回位置上的第一電極2. i和在縮回位置上的第二電極4. j之間的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠低，以防止電擊穿。定位裝置將所選的第一電極2. 2和所選第二電極4. 2向伸長(zhǎng)位置移動(dòng)(見(jiàn)圖2)。在該伸長(zhǎng)位置上，所選擇的第一電極2. 2的尖端和所選擇的第二電極4. 2的尖端之間的距離足夠小，以支持高電壓差下的等離子體放電。即，在伸長(zhǎng)位置上的第一電極和在伸長(zhǎng)位置上的第二電極之間的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠低，以支持等離子體放電的開(kāi)始。由于在圖2的實(shí)施例中，第一電極和第二電極均放置在襯底14的同一側(cè)，所以還能夠用等離子體22處理非片狀襯底，如厚襯底、不規(guī)則形狀襯底和/或三維襯底。如下文將更詳細(xì)描述的，可以將定位裝置進(jìn)一步設(shè)置為用于沿襯底表面對(duì)第一電極2. i進(jìn)行定位。因而，可以沿著襯底14的表面20對(duì)包括如圖I和圖2中所示的電極的外殼16進(jìn)行掃描。因此，可以選擇性地將表面20的區(qū)域暴露至等離子體22。在本文中，可以將包括電極的外殼16理解成起到用于等離子體處理而不是噴墨沉積的“打印頭”的作用。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的設(shè)備I的實(shí)施方式的示圖。圖3中示出的設(shè)備與在圖2中示出的設(shè)備很相似。一個(gè)差別是在圖2中示出的設(shè)備I中，電極2. i和4. j通過(guò)各自的開(kāi)關(guān)24. k (k=l，2，3…)連接至高壓源10。可以通過(guò)以下方式操作如在圖3中示出的設(shè)備I。將襯底14放置在第一電極2. i和第二電極4. j附近。設(shè)置高電壓差。當(dāng)要用等離子體選擇性地處理襯底14的表面20時(shí)，確定表面20要被處理的位置。選擇與表面上所確定的位置最接近的第一電極2. i和第二電極4. j。在該實(shí)施例中，選擇第一電極2. 2和第二電極4. 2。
最初，所有第一電極2. i和所有第二電極4. j可以與高電壓源10斷開(kāi)，使得沒(méi)有產(chǎn)生等離子體放電。所選擇的第一電極2. 2和所選擇的第二電極4. 2分別通過(guò)開(kāi)關(guān)24. 3和24. 4連接至高電壓源10。將所選擇的第一電極2. 2的尖端和所選擇的第二電極4. 2的尖端之間的距離選擇成足夠小，以支持高電壓差下的等離子體放電。即，第一電極和第二電極之間的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠低，以支持等離子體放電的開(kāi)始。開(kāi)關(guān)24. k可以形成高電壓源10的一部分。因此，將高電壓源10設(shè)置成在第一模式下在電極2. i和4. j處選擇性地產(chǎn)生高電壓差，以支持等離子體放電，以及在第二模式下在電極2. i和4. j處產(chǎn)生降低的電壓差或零電壓差，以防止等離子體放電。由于在圖3的實(shí)施例中，第一電極和第二電極均置于襯底14的同一側(cè),所以還可以用等離子體22處理非片狀的襯底，如厚襯底、不規(guī)則形狀襯底和/或三維襯底。在圖3的實(shí)施例中，第一電極和第二電極均選擇性地連接至高電壓源。應(yīng)當(dāng)理解，一些電極也可以永久地連接至高電壓源，例如所有第一電極2. i或所有第二電極4. j。應(yīng)當(dāng)理解，可以沿著關(guān)于圖I和圖2所述的襯底14的表面20對(duì)圖3中示出的設(shè)備101的電極的外殼16進(jìn)行掃描。在圖3的實(shí)施例中，外殼16設(shè)置有電絕緣部17. k，電絕緣部17. k形成電極2. i、
4.j和放電空間34之間的阻隔。電絕緣部17. k防止電極2. i、4. j與等離子體22直接接觸。因此，有效地保護(hù)了電極免受腐蝕。對(duì)電絕緣部17. k進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得電極之間的高電壓差足以允許等離子體放電。應(yīng)當(dāng)理解，還可以在如關(guān)于圖I、圖2、圖4a、圖4b或圖5所述的設(shè)備I中應(yīng)用電絕緣部17. k。電絕緣部可以是外殼的一部分或者可以是電極的獨(dú)立的覆蓋物，例如涂層。對(duì)于圖1-3中示出的所有設(shè)備，包括電極的外殼可以像打印頭一樣沿襯底14移動(dòng)。在圖4a的實(shí)施例中，將第二電極4設(shè)計(jì)為鼓狀物26，在鼓狀物26的外表面20上，可以將板狀襯底14置于鼓狀物26和第一電極2. i之間。在該實(shí)施例中，如關(guān)于圖I所述那樣設(shè)計(jì)包括電極的外殼16。襯底14通過(guò)鼓狀第二電極4運(yùn)送，而具有可移動(dòng)第一電極
2.i的外殼16可以在與圖4a中不出的橫截面垂直的方向上移動(dòng)。圖4b不出了根據(jù)圖4a的設(shè)備I的正視圖。應(yīng)注意，在圖4b中，將外殼16示出為包括第一電極2. i的二維陣列。將理解，外殼16還可以包括第一電極2. i的一維陣列或者甚至單個(gè)第一電極2。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明適于襯底14的無(wú)掩模直接圖案化的(即，不使用具有圖案的掩模)、用于產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備I的又一實(shí)施方式。在該實(shí)施例中，設(shè)備201特別適合于對(duì)三維襯底14的表面20進(jìn)行圖案化。在圖5的實(shí)施方式中，存在諸如小孔板的中間結(jié)構(gòu)，但是為了清楚起見(jiàn)并未示出。在該實(shí)施例中，如過(guò)于圖I和2所描述的那樣，電極2. i、4. j可在朝向襯底14的方向和遠(yuǎn)離襯底14的方向上單獨(dú)地移動(dòng)。在該實(shí)施例中，每個(gè)電極2. i、4. j均設(shè)置有關(guān)于該電極固定安裝的電絕緣部28. k。因此，很好地保護(hù)了電極2. i、4. j免受腐蝕?？梢酝ㄟ^(guò)以下方式操作如在圖5中示出的設(shè)備I。將襯底14置于第一電極2. i、第二電極4. j附近。將所有電極2. i、4. j定位為朝向襯底14，直到每個(gè)電極均接觸襯底14的表面20。接下來(lái)將所有電極2. i、4. j遠(yuǎn)離表面20移動(dòng)預(yù)定的距離，適于產(chǎn)生用于處理表面20的等離子體22。現(xiàn)在電極〃符合〃表面20的輪廓。雖然圖5示出了電極的一維陣列，但是電極2. i、4. j的二維陣列是優(yōu)選的，以允許處理三維襯底的表面20的表面區(qū)域。 設(shè)置高電壓差。當(dāng)要用等離子體選擇性地處理襯底14的表面20時(shí)，確定表面20要處理的位置。選擇與表面上所確定的位置最接近的第一電極2. i和第二電極4. j。在該實(shí)施例中，選擇第一電極2. 2和第二電極4. 2。最初，所有第一電極2. i和所有第二電極4. j可以與高電壓源10斷開(kāi)，使得不產(chǎn)生等離子體放電。所選第一電極2. 2和所選第二電極4. 2分別通過(guò)開(kāi)關(guān)24. 3和24. 4連接至高電壓源10。在圖5的實(shí)施例中，在電極2. i、4. j之間安裝了屏蔽部30.m(m=l，2，3…)。在該實(shí)施例中，屏蔽部是由(電絕緣的)片材形成的。屏蔽部30. m防止等離子體22進(jìn)入電極2. i、4. j之間的開(kāi)放空間32。屏蔽部30. m還允許氣體進(jìn)入放電空間34內(nèi)，而防止氣體進(jìn)入電極之間的開(kāi)放空間32。應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)放電空間34內(nèi)的氣體進(jìn)行選擇，以促進(jìn)等離子體放電。氣體可以例如包括氬或氦。在開(kāi)放空間32內(nèi)不存在的氣體可以導(dǎo)致高電壓差在開(kāi)放空間32內(nèi)不能產(chǎn)生等離子體放電。應(yīng)當(dāng)理解，這些屏蔽部30. m是可選的，且如果需要還可以應(yīng)用在根據(jù)圖I、圖2、圖3、圖4a和圖4b的設(shè)備中。圖5A示意性地示出了可以如何使氣體進(jìn)入放電空間34中。設(shè)備I可以具有用于提供氣體的氣體供應(yīng)部，例如入口管13A，以向第一電極2提供用于在其中形成等離子體的氣體。設(shè)備I還可以具有氣體排放部，例如出口管13B，以用于從第一電極或襯底排放氣體。設(shè)備I還可以具有包圍第一電極2的包圍部13C。包圍部13C可以與入口管13A流體連通，以便使用時(shí)氣體從入口管13A流出，直接流入到包圍部13C。入口管13A和出口管13B可以通過(guò)這樣的方式放置，使得在到達(dá)出口管13B之前，氣體不得不從包圍部13C流出。通過(guò)入口管、出口管和包圍部，可以產(chǎn)生集中的氣流。但是應(yīng)當(dāng)清楚的是，在沒(méi)有包圍部13C的情況下，也可以產(chǎn)生集中的氣流。還可能的是，如圖5B所示，出口管13B伸入到包圍部13C中。發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，能夠?qū)⑹袌?chǎng)可買到的點(diǎn)陣式打印機(jī)容易地轉(zhuǎn)換成包括根據(jù)圖I、1B、2、3、5、5A、5B、6A、6B、7、8、8B、9、10、11、12A、12B、13、14 或 15A 的設(shè)備的等離子體打印機(jī)。圖4a和圖4b中示出的設(shè)備實(shí)際上可以是這種轉(zhuǎn)換的點(diǎn)陣式打印機(jī)的一部分?？梢匀缦聦?duì)傳統(tǒng)的點(diǎn)陣式打印機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換?？梢允褂酶鶕?jù)本發(fā)明的實(shí)施方式中改
進(jìn)工具。
首先，提供傳統(tǒng)的點(diǎn)陣式打印機(jī)，并且提供用于產(chǎn)生高電壓差的高電壓源。點(diǎn)陣式打印機(jī)的打印頭的至少一個(gè)打印筆與高電壓源導(dǎo)電地連接。如果根據(jù)圖I的設(shè)備是期望的，則傳統(tǒng)點(diǎn)陣式打印機(jī)的打印鼓的外表面與高電壓源導(dǎo)電地連接。如果需要，打印鼓的表面可以設(shè)置有導(dǎo)電涂層。如果根據(jù)圖2、圖3或圖5的設(shè)備是期望的，則打印頭的至少一個(gè)打印筆連接到高電壓源的正極端，而打印頭的至少一個(gè)其他打印筆連接到高電壓源的負(fù)極端。當(dāng)使用多于兩個(gè)第一電極2. i和/或第二電極4. j時(shí)，可以將它們?cè)O(shè)置成一維陣列或二維陣列。使這種陣列中的電極互相分離的聰明辦法是利用如在專利W02008/004858中描述的薄膜，該專利通過(guò)引用并入本文。這樣，可以利用將單獨(dú)的電極分離的薄膜，將電極2. i、4. j緊密地放在一起，例如在六邊形的封裝中。當(dāng)薄膜為電絕緣時(shí)，電極也彼此電隔離。在W02008/004858中描述的銷運(yùn)動(dòng)的布置和方法的另一優(yōu)勢(shì)是電極能夠在不互相影響的情況下單獨(dú)移動(dòng)。
圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I的第六實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，為了提供等離子體放電，轉(zhuǎn)換了傳統(tǒng)的噴墨打印頭35。在該實(shí)施例中，噴墨打印頭包括多個(gè)噴嘴37. η(11=1，2，3吣)。每個(gè)噴嘴，與內(nèi)墨盒39相鄰地放置了兩個(gè)壓電元件36、38。根據(jù)改型，壓電元件36、38分別導(dǎo)電地連接至高電壓源10的引線端6、8。當(dāng)在壓電元件36、38之間保持高電壓差時(shí)，它們充當(dāng)?shù)谝浑姌O2. i和第二電極4. j。在圖6A的實(shí)施例中，中間結(jié)構(gòu)畫(huà)為小孔板 21A。應(yīng)當(dāng)理解，在圖6A的實(shí)施方式中還可能的是，小孔板是導(dǎo)電的并且用作第二電極。在這種情況下，為了形成第一電極，只需要內(nèi)腔39中的噴墨打印頭的一個(gè)電極，例如一個(gè)壓電元件。可以如下操作圖6A的設(shè)備。不使用墨水，而是將氣流饋送至打印頭35內(nèi)，如用箭頭G所示。當(dāng)要用等離子體選擇性地處理襯底14的表面20時(shí)，確定表面20要被處理的位置。選擇與表面上所確定的位置最接近的噴嘴37. η和相關(guān)的第一電極2. i和第二電極
4.jo在該實(shí)施例中，選擇第一電極2. 3和第二電極4. 3。最初，所有第一電極2. i和所有第二電極4. j可以與高電壓源10斷開(kāi)，使得不產(chǎn)生等離子體放電。所選第一電極2. 3和所選第二電極4. 3分別通過(guò)開(kāi)關(guān)24. 5和24. 6連接至高電壓源10。然后在電極之間的區(qū)域中，將產(chǎn)生等離子體22。由于氣流速度的原因，等離子體22將從噴嘴37. 3向襯底的表面20噴射。應(yīng)當(dāng)理解，改進(jìn)的噴墨頭35可以沿表面20掃描。圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I的第六實(shí)施方式的變型。在該實(shí)施方式中，為了提供等離子體放電，傳統(tǒng)的噴墨打印頭35被轉(zhuǎn)換。在該實(shí)施例中，噴墨打印頭包括多個(gè)噴嘴37. η (η=1，2，3，…)。根據(jù)改進(jìn)，針狀第一電極2. i被安裝以延伸通過(guò)頭的內(nèi)腔39。針狀第一電極例如通?？梢跃哂辛庑渭舛耍摿庑渭舛死缇哂袑?dǎo)電涂層。這樣，第一電極可以具有較尖銳的尖端。因此，可以減小等離子體的尺寸。因此，可以減少圖案化期間的點(diǎn)尺寸或軌跡寬度。第一電極2. i導(dǎo)電地連接到高壓源10的接線端6。小孔板2IA導(dǎo)電地連接到高壓源10的接線端8并且作為第二電極4。在該實(shí)施例中，第一電極通過(guò)開(kāi)關(guān)24. i切換。應(yīng)當(dāng)理解，第一電極2. i還可以被設(shè)置為可從縮回位置移動(dòng)到伸長(zhǎng)位置，例如如圖I或2所示。
在圖6B的實(shí)施例中，可以使氣體流過(guò)第一電極2. i周圍的噴嘴37. η。氣體例如可以包括前體材料或可沉淀材料。應(yīng)當(dāng)理解，為了形成根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1，也可以轉(zhuǎn)換其他傳統(tǒng)的噴墨頭。例如能的是，第一電極由印刷頭的壓電元件形成，第二電極由包圍噴嘴的導(dǎo)電噴嘴板形成。還可能的是，傳統(tǒng)的噴墨打印頭內(nèi)部的可替換的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如電加熱電阻)形成用于產(chǎn)生等離子體的電極。圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施方式中的設(shè)備I。圖7示出了由例如與第一實(shí)施方式類似的可伸長(zhǎng)筆形成的第一電極2. i、襯底14、高壓源10和生成的等離子體22。在第七實(shí)施方式中，設(shè)備I還具有小孔板21A，小孔板21A具有孔23。在第七實(shí)施方式中，在實(shí)施例中，小孔板基本由諸如金屬材料的導(dǎo)電材料構(gòu)成，該金屬材料例如鉬、銀和/或金。小孔板因此可以形成第二電極4。圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施方式中的設(shè)備I。與第七實(shí)施方式相t匕，第八實(shí)施方式中的設(shè)備I具有附加的第二電極4A和附加的高壓源10A。通過(guò)與圖1-6 的第二電極4和高壓源10相類似的方式來(lái)提供附加的第二電極4A和附加的高壓源10A。高壓源10可以用于控制第二電極4的電壓。附加的高壓源IOA可以用于控制附加的第二電極4A的電壓。因此，更為通常的，設(shè)備I可以包括具有第一放電部分的第一電極、具有第二放電部分的第二電極和具有附加的第二放電部分(第三放電部分)的附加的第二電極(第三電極)。因此，設(shè)備可以具有三個(gè)相關(guān)電極。在使用時(shí)，三個(gè)電極可以用于控制電場(chǎng)，以產(chǎn)生和/或維持等離子體。應(yīng)當(dāng)清楚的是，與二電極結(jié)構(gòu)相比，這種三電極結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行改進(jìn)的控制。優(yōu)選地包括導(dǎo)電材料或半導(dǎo)體材料的中間結(jié)構(gòu)(例如小孔板)可以形成第三電極或第二電極。在圖8中，襯底14設(shè)置在第二電極4和第一電極2. i之間。在圖8中，附加的第二電極4A (即小孔板21A)設(shè)置在襯底14和第一電極之間。通過(guò)設(shè)置第二電極和附加的第二電極，可以更好地控制產(chǎn)生等離子體的電場(chǎng)。在圖8中，第一電極2. i是沿軸19的伸長(zhǎng)形狀，軸19延伸通過(guò)至少一個(gè)孔23。因此，至少一個(gè)第一電極2. i的尖端面對(duì)一個(gè)孔23。圖8B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式中的設(shè)備I。在該實(shí)施方式中，電極具有第一電極2、形成第三電極4A (也稱作附加的第二電極)的小孔板21A、和第二電極4。第二電極可以是線形的，例如是細(xì)長(zhǎng)形。第二電極可以較薄，例如，最大截面寬度小于100微米或小于30微米。這樣可以提高設(shè)備的分辨率。第二電極可以在襯底一側(cè)沿襯底14延伸，該側(cè)背向第三電極和/或第一電極。第二電極可以設(shè)置在多個(gè)第一電極的對(duì)面。設(shè)備還可以具有一個(gè)或多個(gè)屏蔽部件5。這種屏蔽部件可以至少部分地包圍第一電極、第二電極和第三電極的一個(gè)或多個(gè)，例如在圖8B中示出的包圍第二電極。圖8B示出了靜止位置的第一電極2。圖8B還示出了第一電極的伸長(zhǎng)位置7。在伸長(zhǎng)位置中，第一電極2可以至少部分地在孔23中延伸或延伸通過(guò)孔23。這樣，第一電極可以離襯底14較近。在該實(shí)施例中，第一電極和第三電極可以接地。這可以對(duì)襯底的電磁
屏蔽有益。圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施方式中的設(shè)備I。在第九實(shí)施方式中，中間結(jié)構(gòu)形成為片材，片材包括加工材料，在該實(shí)施例中包括可通過(guò)等離子體移置的可沉積材料25。片材可以包括載體片材27并且可以是條帶21B的形式。載體片材27可以是網(wǎng)孔形狀。然后，可沉積材料25可以通過(guò)等離子體從載體片材27移除。在不想被任何理論所束縛的情況下，等離子體可以產(chǎn)生小滴、粒子或分子29，小滴、粒子或分子29包括可沉積材料25的一部分以沉積在襯底14上。在使用時(shí)，可沉積材料25可以設(shè)置在載體片材27和襯底14之間。因此，在使用時(shí)載體片材27可以面對(duì)第一電極2. i。圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施方式中的設(shè)備I。在第十實(shí)施方式中，設(shè)備具有小孔板21A和條帶21B。與影響通過(guò)等離子體處理的區(qū)域尺寸相類似，小孔板21A的孔23可用于影響在其上沉積部分可沉積材料25的襯底區(qū)域的尺寸。這樣，可以減少包括部分可沉積材料25的圖案的點(diǎn)尺寸或軌跡寬度。在第十實(shí)施方式中，條帶21B可以設(shè)置在小孔板21A和第一電極2. i之間。但是，在圖11所示的變型中，小孔板設(shè)置在條帶21B和第一電極2. i之間。更為通常的是，將小孔板設(shè)置在包括可沉積材料25 (例如條帶21B)的片材和第一電極2. i之間可以形成另一 有益的實(shí)施方式。其中，設(shè)備I包括設(shè)置在設(shè)備I中的進(jìn)氣口 41，I用于提供在襯底14和包括可沉積材料25的片材21之間氣體。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式可以涉及改進(jìn)工具，包括在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(例如本文中所述實(shí)施方式之一的設(shè)備I)中使用的高壓源和印刷頭。改進(jìn)工具還可以包括用于引導(dǎo)氣體(例如包含氬)的進(jìn)氣口，進(jìn)氣口設(shè)置成向印刷頭的第一電極產(chǎn)生等離子體。這種改進(jìn)工具可以用于改進(jìn)傳統(tǒng)的打印機(jī)(例如噴墨式打印機(jī))或更具體地點(diǎn)陣式打印機(jī)(例如錘擊式打印機(jī))。更為通常的是，改進(jìn)工具可以適于安裝到任何X-Y打字機(jī)或定位裝置中。圖12A和12B示出了錘擊式打印機(jī)中可以包括的錘頭組101的實(shí)施例。錘擊式點(diǎn)陣式打印機(jī)例如可以從US6，779，935B1中得知，其內(nèi)容通過(guò)引用并入本文中。對(duì)于本申請(qǐng)中未清楚說(shuō)明的圖12A和12B中的參考標(biāo)記的含義參見(jiàn)US6，779, 935B1中的相應(yīng)描述。US6, 779，935B1描述了錘頭組101能夠如何在錘擊式打印機(jī)運(yùn)行。錘擊式打印機(jī)可以包括多個(gè)錘46、82、永磁鐵、和電驅(qū)動(dòng)，錘46、82安裝在具有打印端48、46的錘頭組36上，永磁鐵用于保持錘46、82，電驅(qū)動(dòng)用于將所述永磁鐵保持的錘釋放。在圖12A和12B中未示出永磁鐵，但是在US6，779，935B1的圖4和5中以參考標(biāo)記122示出了該永磁體。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以包括印刷電路板。雖然在圖12A和12B中未示出電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但是這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是公知的，因此進(jìn)一步的描述是沒(méi)有必要的。在使用時(shí)，打印端可以撞擊用于在給定媒質(zhì)上打印的打印帶。其中包括這些特征(即，至少多個(gè)錘、永磁鐵和電驅(qū)動(dòng))的實(shí)施方式也描述在US6，779，935的說(shuō)明書(shū)中。任選地，錘擊式打印機(jī)可以包括兩個(gè)透磁伸長(zhǎng)部，其縱向放置在錘46、82的第一個(gè)的任一側(cè)上并且沿用于從所述永磁鐵旁路磁通的所述錘相同的平面放置。打印端48、86可以形成第一電極2. i。打印端可以電連接到改進(jìn)工具的高壓源10。在高壓源和打印端48、86之間的部分電連接可以由錘46、82形成。錘擊式打印機(jī)可以包括蓋板60。這種蓋板是中間結(jié)構(gòu)21A的實(shí)施例并且可以形成第二電極4。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，改進(jìn)工具可以包括隔離部件，隔離部件設(shè)計(jì)為使蓋板和錘46、82彼此隔尚并且使蓋板和錘46、82與錘擊式打印機(jī)的其他部分隔尚。例如，這種隔離部件可以有利地安裝在開(kāi)口 68附近的蓋板60下面。在使用時(shí)，例如所有的打印端48、86可以保持在相同電壓處。當(dāng)打印端被引向第二電極時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度變得足夠高，以產(chǎn)生等離子體。當(dāng)打印端向其靜止位置收回時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度再次減小并且等離子體消失。應(yīng)當(dāng)理解，還可能不將蓋板60用作第二電極，而是用于將第二電極定位在襯底下面。錘擊式打印機(jī)可以是行式打印機(jī)類型的點(diǎn)陣式打印機(jī)。它可以包括一排打印端(即第一電極(圖12B))或兩排打印端(圖12A)。應(yīng)當(dāng)理解，在一個(gè)錘頭組中可以設(shè)置甚至兩排以上的打印端用于打印。還應(yīng)當(dāng)理解，在打印系統(tǒng)中可以使用多個(gè)錘頭組，每個(gè)錘頭組具有一排、兩排或兩排以上的打印端。這種系統(tǒng)可以提高生產(chǎn)率。在通過(guò)一個(gè)或多個(gè)錘頭組打印的過(guò)程中，可以使用各種相對(duì)于錘頭組移動(dòng)襯底14的方式。通常，相對(duì)于錘頭組移動(dòng)襯底14的一種特別有益的方法包括以下步驟a)在第一方向中移動(dòng)錘頭組和/或在與第一方向相反的第二方向中移動(dòng)襯底，其中，第一方向和/或第二方向與一排打印端延伸的方向垂直；b)在第三方向中移動(dòng)襯底，第三方向與第一方向和/或第二方向垂直；c)在與步驟a)中移動(dòng)錘頭組和/或襯底的方向相反的方向中移動(dòng)錘頭組和/或襯底；d)在第三方向中的移動(dòng)襯底。任選地，步驟a)_d)可以重復(fù)，例如一次或多次。用這種方式，錘擊式打印機(jī)例如可以用于卷到卷系統(tǒng)。襯底可以連續(xù)地提供給打 印機(jī)。因此可以防止改變襯底的移動(dòng)方向。因此可以獲得單程工藝。發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)工具，可以有利地改進(jìn)錘擊式打印機(jī)?？梢蕴峁╁N擊式打印機(jī)或錘頭組，并且可以提供用于產(chǎn)生高電壓差的高壓源。錘頭組的至少一個(gè)錘與高壓源可導(dǎo)電地連接。改進(jìn)工具也可以用于改進(jìn)其他打印機(jī)。因此，應(yīng)當(dāng)清楚，在根據(jù)本發(fā)明的可能方法中，改進(jìn)工具可以用于制造根據(jù)第一、第二、第三、第四、第五、第七、第八、第九和/或第十實(shí)施方式和/或其變型的產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備。這種可能的方法可以包括提供傳統(tǒng)的點(diǎn)陣式打印機(jī)；提供用于產(chǎn)生高電壓差的高壓源；并且導(dǎo)電地連接點(diǎn)陣式打印機(jī)的打印頭的至少一個(gè)打印筆和高壓源。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施方式中，改進(jìn)工具可以用于制造根據(jù)第六實(shí)施方式或其變型的用于產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備。在該實(shí)施方式中，該方法包括提供傳統(tǒng)的噴墨式打印機(jī)；提供用于產(chǎn)生高電壓差的高壓源；并且導(dǎo)電地連接噴墨式打印機(jī)的打印頭的至少一個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和高壓源。應(yīng)當(dāng)理解，襯底14可以是不平的。襯底例如可以是傾斜的或具有與等離子體源有關(guān)的波狀頂部。這可以影響所產(chǎn)生的等離子體的尺寸，因此影響設(shè)備的分辨率。此外，通常來(lái)說(shuō)并且如圖13的實(shí)施例所示，設(shè)備I可以具有高度測(cè)量裝置41，高度測(cè)量裝置41用于確定襯底上的等離子體源的高度。在該實(shí)施例中，設(shè)備I還包括高度致動(dòng)器43，以調(diào)整襯底14上的等離子體源的高度。在該實(shí)施例中，設(shè)備I還包括高度控制器45，以便優(yōu)選實(shí)時(shí)地控制襯底上等離子體源的高度，以校正襯底中的任何變形。例如可以在所述第一電極產(chǎn)生等離子體時(shí)通過(guò)測(cè)量通過(guò)第一電極的電流，來(lái)確定襯底上的等離子體源的高度。電流表示等離子體的尺寸，因此表示襯底表面上的電極的高度?？商娲?，襯底上的等離子體源的高度可以光學(xué)地確定，例如使用相機(jī)或自動(dòng)聚焦設(shè)備(例如在CD播放器中使用的)。還可以電容地或電導(dǎo)地確定高度。通過(guò)高度測(cè)量裝置，第一電極2 (其尖端)和襯底14之間第一高度Ii1可以被確定，和/或打印頭35’和襯底14之間的第二高度h2可以被確定。圖14示出了第一高度Ill和第二高度h2。高度控制器45可以設(shè)置為優(yōu)選實(shí)時(shí)地控制第一高度Ii1和/或第二高度h2。應(yīng)當(dāng)理解，用于如上所述產(chǎn)生等離子體放電且適于襯底的無(wú)掩模直接圖案化的設(shè)備可以用于使用等離子體處理襯底表面，例如用于蝕刻表面、將物質(zhì)沉淀到表面上或者改變諸如濕度的表面性質(zhì)。后者例如可以用于打印目的，通過(guò)相對(duì)于打印媒介(例如墨水或焊錫)局部地改進(jìn)表面的濕度。應(yīng)當(dāng)理解，參照?qǐng)D1-6描述的用于產(chǎn)生等離子體放電且適于襯底的無(wú)掩模直接圖案化的設(shè)備可以用于根據(jù)襯底制造中尺度電子設(shè)備(例如LED設(shè)備、RFID標(biāo)簽或太陽(yáng)能設(shè)備)、中尺度三維結(jié)構(gòu)(例如MEMS設(shè)備、微透鏡或多焦點(diǎn)透鏡)、芯片級(jí)實(shí)驗(yàn)室、生物芯片、可打印塑料目標(biāo)或膠印板。應(yīng)當(dāng)理解，等離子體22可以在大氣條件下產(chǎn)生?？商娲?，可以在低壓或高壓下產(chǎn)生等離子體。等離子體例如可以在空氣中形成。等離子體還可以在包括氬、氧、氨、氮、氦或其混合物的氣體中形成。此外，前體(例如被汽化的)可以加到氣體(混合物)中，前體例 如是有機(jī)硅化合物，例如六甲基二硅醚(HMDSO)或氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、庚胺、水(H2O)或甲醇(CH3OH)15在前面的說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)參照本發(fā)明的實(shí)施方式的具體實(shí)施例描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)理解，顯然可以在本文中進(jìn)行各種修改和變化，而不改變權(quán)利要求所述的本發(fā)明的更寬精神和范圍。在實(shí)施例中，外殼16中的電極是針狀的。但是，其他形狀也是可能的。在圖I的實(shí)施例中，第二電極4是板狀的。應(yīng)當(dāng)理解，其它設(shè)計(jì)是可能的。例如，第二電極包括多個(gè)針狀的電極是可能的，多個(gè)針狀的電極中的每一個(gè)可以置于針狀的第一電極對(duì)面，襯底位于第一針狀電極和第二針狀電極之間。在實(shí)施例中，針狀電極可以是純金屬桿或針。應(yīng)當(dāng)理解，可以使用納米結(jié)構(gòu)的電極或微結(jié)構(gòu)的電極。納米結(jié)構(gòu)的電極/微結(jié)構(gòu)的電極可以增強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射，可以用于限制小區(qū)域中的等離子體從而提高設(shè)備的分辨率，以及影響等離子體的特征和起始電壓。這些納米結(jié)構(gòu)電極/微結(jié)構(gòu)電極可以例如通過(guò)針尖的激光沉積或燒蝕、針尖處的專門晶體生長(zhǎng)或者通過(guò)使用針尖處的碳納米管來(lái)產(chǎn)生。雖然圖1、1B、2、3、5、6A、6B、7、8、8B、9、10和11示出了電極的一維陣列，但是可以
使用電極的二維陣列。應(yīng)當(dāng)理解，包括如圖5中所示的電絕緣部28. k的電極也可以用于其它實(shí)施方式。在圖1-15A的實(shí)施例中，外殼中的電極示出為平行移動(dòng)的平行電極。然而，電極不需要是平行的。例如，可以相對(duì)于彼此呈一定角度將電極安裝在外殼16中。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)將第一電極和第二電極安裝在外殼中以在從縮回位置移動(dòng)到伸長(zhǎng)位置時(shí)會(huì)合時(shí)，可以很有效地降低所述電極的放電部分之間的距離。當(dāng)在外殼中沿彎曲的路徑或有角度的路徑移動(dòng)電極時(shí)，可以獲得類似的結(jié)果。在實(shí)施例中，放電部分位于電極的尖部附近。以其它方式放置電極的放電部分也是可能的，例如在彎曲電極的彎曲部附近。在圖3和圖5的實(shí)施例中，電極通過(guò)各自的開(kāi)關(guān)選擇性地連接至高電壓源。應(yīng)當(dāng)理解，可替換的開(kāi)關(guān)裝置也是可能的，如電子開(kāi)關(guān)裝置、選擇性放大器等。開(kāi)關(guān)在能夠支持等離子體放電的高電壓差和能夠熄滅等離子體放電的低電壓差之間切換也是可能的。將理解，還可能的是，通過(guò)例如選擇性地升高或降低某些電極之間的電壓差，將高電壓源設(shè)置成在第一模式中選擇性地產(chǎn)生高電壓差以支持等離子體放電；以及在第二模式中產(chǎn)生降低的電壓差或零電壓差以防止等離子體放電。在圖1、1B、2、3、4A、5、5A、5B、6B、7、8、8B、9、10、11、12A、12B、13、14 和 15A 的實(shí)施例
中，第一電極具有細(xì)長(zhǎng)的形狀。應(yīng)當(dāng)理解，這種電極還可以具有中空的針狀形狀。然后，可以通過(guò)中空電極向襯底和/或等離子體提供氣體。圖15A示出了第一電極2. 2由中空針形成的實(shí)施例。通過(guò)箭頭G1表示從中空針流出的氣體。更為通常的是，設(shè)備I可以在中空針
2.2附近具有氣體排放部13B。通過(guò)箭頭G2表示排出氣體的流動(dòng)。通過(guò)氣流G1和/或G2,可以實(shí)現(xiàn)第一電極(例如中空針)的有效冷卻。圖15B示出了圖15A的實(shí)施例的打印頭的仰視圖，其中針2. i是可見(jiàn)的。但是，其他修改、變化和替換也是可能的。例如，可以在例如狹縫型擠壓涂敷、浸涂或噴墨打印之后進(jìn)行圖案化。作為又一實(shí)施例，在一個(gè)或某些或全部實(shí)施方式中的設(shè)備I例如可以設(shè)置在平臺(tái)上，該平臺(tái)具有用于 使襯底14和/或第一電極2. i相對(duì)于彼此移位的輸送裝置。優(yōu)選地，輸送裝置具有相對(duì)放置精度和/或絕對(duì)放置精度，該精度小于或近似等于10微米，更優(yōu)選地5微米，特別是I微米。輸送裝置可以形成定位裝置，但是這不是必須的。輸送裝置可以包括x_y臺(tái)和/或可旋轉(zhuǎn)的部件，例如卡盤(pán)，在x-y臺(tái)和/或可旋轉(zhuǎn)的部件上可以安裝襯底或第一電極2. i。因此，說(shuō)明書(shū)、附圖和實(shí)施例僅是示例性的，而非限制性的。在權(quán)利要求中，置于括號(hào)之間的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求。詞語(yǔ)“包括”不排除然后在權(quán)利要求中列出的那些其它特征或步驟的存在。而且，詞語(yǔ)“一個(gè)”不應(yīng)被解釋為限制于“僅一個(gè)”，而是相反用于意指“至少一個(gè)”并且不排除多個(gè)。在互不相同的權(quán)利要求中列舉的某些方法的純粹事實(shí)不表明這些手段的組合不能用于處于有利地位。
權(quán)利要求
1.用于在襯底附近產(chǎn)生用于圖案化所述襯底的表面的等離子體放電的設(shè)備，包括 具有第一放電部分的第一電極和具有第二放電部分的第二電極， 用于在所述第一電極和所述第二電極之間產(chǎn)生高電壓差的高壓源，以及 用于相對(duì)于所述襯底定位所述第一電極的定位裝置， 其中，所述設(shè)備還具有中間結(jié)構(gòu)，所述中間結(jié)構(gòu)在使用時(shí)設(shè)置在所述第一電極和所述襯底之間。
2.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述中間結(jié)構(gòu)形成為片材，所述片材具有至少一個(gè)孔，優(yōu)選地具有多個(gè)孔，以使所述等離子體通過(guò)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的設(shè)備，其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括不導(dǎo)電材料并且優(yōu)選地基本由不導(dǎo)電材料構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求I或2所述的設(shè)備，其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電材料并且優(yōu)選地基本由導(dǎo)電材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一電極沿通過(guò)所述至少一個(gè)孔延伸的軸呈伸長(zhǎng)形。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述中間結(jié)構(gòu)形成為包括加工材料的片材，所述加工材料至少部分地能夠通過(guò)所述等離子體移置。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括具有所述加工材料的載體片材，其中所述加工材料能夠通過(guò)所述等離子體至少部分地從所述載體片材移除。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，在使用時(shí)，所述加工材料設(shè)置在所述載體片材和所述襯底之間。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述定位裝置設(shè)置為相對(duì)于所述第二電極將所述第一電極選擇性地定位在第一位置中和第二位置中，在所述第一位置中，所述第一放電部分和所述第二放電部分之間的距離足夠小，以在所述高電壓差下支持所述等離子體放電，在所述第二位置中，所述第一放電部分和所述第二放電部分之間的所述距離足夠大，以在所述高電壓差下防止等離子體放電。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述定位裝置設(shè)置為在朝向和遠(yuǎn)離所述第二電極的方向中移動(dòng)所述第一電極。
11.如權(quán)利要求9或10所述的設(shè)備，其中，所述第二電極設(shè)計(jì)為鼓，在所述鼓的外表面上，片狀襯底可以放置在所述鼓和所述第一電極之間，所述定位裝置設(shè)置為在與所述外表面垂直的方向中移動(dòng)所述第一電極。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述定位裝置還設(shè)置為沿所述襯底的所述表面定位所述第一電極。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括外殼，其中，所述第一電極至少部分地由所述外殼包圍，并且所述第一電極相對(duì)于所述外殼是可移動(dòng)的。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述高壓源設(shè)置為調(diào)整所述第一電極和所述第二電極之間的所述高電壓差。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括多個(gè)第一電極和/或多個(gè)第二電極。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述定位裝置設(shè)置為相對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)第二電極單獨(dú)地定位每個(gè)第一電極。
17.如權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其中，所述定位裝置設(shè)置為相對(duì)于其他所述第一電極單獨(dú)地定位每個(gè)第一電極。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一電極由點(diǎn)陣式打印機(jī)的打印頭的可移動(dòng)筆形成，所述筆導(dǎo)電地連接到所述高壓源。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一電極和/或所述第二電極是納米結(jié)構(gòu)或微米結(jié)構(gòu)，例如通過(guò)在所述放電部分進(jìn)行激光沉淀或燒蝕、在所述放電部分進(jìn)行專門的晶體成長(zhǎng)或通過(guò)在所述放電部分提供碳納米管。
20.如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述定位裝置還設(shè)置為與所述第一電極同步地定位所述第二電極。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述第一電極和所述第二電極被機(jī)械地耦合。
22.如權(quán)利要求20或21所述的設(shè)備，其中，所述高壓源設(shè)置為在第一模式中，選擇性地產(chǎn)生所述高電壓差以支持所述等離子體放電；以及在第二模式中，產(chǎn)生減小的電壓差或零電壓差以防止等離子體放電。
23.如權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,包括多個(gè)第一電極和多個(gè)第二電極,其中所述高壓源設(shè)置為選擇性地將所述高壓應(yīng)用在至少一個(gè)第一電極和至少一個(gè)第二電極之間。
24.如權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，具有氣體供應(yīng)部，所述氣體供應(yīng)部用于提供氣體，以在所述氣體中向所述第一電極形成所述等離子體；和/或具有氣體排放部，以遠(yuǎn)離所述第一電極或所述襯底排放氣體。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述第一電極具有所述氣體供應(yīng)部，所述氣體供應(yīng)部設(shè)置為提供通過(guò)其中的用于形成所述等離子體的氣體。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述第一電極由中空筆形成。
27.如權(quán)利要求1-26中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一電極由錘頭組的打印端形成，所述錘頭組優(yōu)選地包括在錘擊式打印機(jī)中。
28.使用等離子體放電圖案化襯底表面的方法，包括 提供具有第一放電部分的第一電極和具有第二放電部分的第二電極， 通過(guò)在所述第一放電部分和所述第二放電部分之間產(chǎn)生高電壓差來(lái)生成所述等離子體放電，從而在所述襯底附近產(chǎn)生等離子體， 相對(duì)于所述襯底定位所述第一電極，以及 在所述第一電極和所述襯底之間設(shè)置中間結(jié)構(gòu)。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述中間結(jié)構(gòu)形成為片材，所述片材具有至少一個(gè)孔，優(yōu)選地具有多個(gè)孔。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，包括通過(guò)所述至少一個(gè)孔提供所述等離子體，在所述襯底附近產(chǎn)生所述等離子體。
31.如權(quán)利要求28-30中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括不導(dǎo)電材料并且優(yōu)選地基本由不導(dǎo)電材料構(gòu)成。
32.如權(quán)利要求28-31中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括形成所述第二電極的導(dǎo)電材料并且優(yōu)選地基本由形成所述第二電極的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
33.如權(quán)利要求28-32中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述中間結(jié)構(gòu)形成為包括加工材料的片材，所述方法包括通過(guò)所述等離子體移位所述加工材料的至少一部分，以用于在所述襯底上或在所述襯底附近提供所述加工材料的所述至少一部分。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括具有所述加工材料的載體片材，所述方法包括通過(guò)所述等離子體從所述載體片材移除所述加工材料的所述至少一部分。
35.如權(quán)利要33或34所述的方法，包括在所述載體片材和所述襯底之間設(shè)置所述加工材料。
36.如權(quán)利要求28-35中任一項(xiàng)所述的方法,包括 通過(guò)相對(duì)于所述第二電極將所述第一電極定位在第一位置中來(lái)選擇性地產(chǎn)生所述等離子體放電，在所述第一位置中，所述第一放電部分和所述第二放電部分之間的距離足夠大，以在所述高電壓差下支持所述等離子體放電，以及 通過(guò)相對(duì)于所述第二電極將所述第一電極定位在第二位置中來(lái)阻止所述等離子體放電，在所述第二位置中，所述第一放電部分和所述第二放電部分之間的所述距離足夠大，以在所述高電壓差下防止等離子體放電。
37.如權(quán)利要求28-36中任一項(xiàng)所述的方法，包括當(dāng)將所述第一電極移動(dòng)到所述第一位置中時(shí)，在朝向所述第二電極的方向中移動(dòng)所述第一電極，以及在將所述第一電極移動(dòng)到所述第二位置中時(shí)，在遠(yuǎn)離所述第二電極的方向中移動(dòng)所述第一電極。
38.如權(quán)利要求28-37中任一項(xiàng)所述的方法，還包括，沿所述襯底的所述表面掃描所述第一電極。
39.如權(quán)利要求28-38中任一項(xiàng)所述的方法，包括相對(duì)于所述襯底同時(shí)定位多個(gè)第一電極，并且相對(duì)于所述第二電極單獨(dú)定位每個(gè)第一電極。
40.如權(quán)利要求28-39中任一項(xiàng)所述的方法，還包括，通過(guò)所述等離子體放電選擇性地蝕刻所述表面，通過(guò)所述等離子體放電將材料選擇性地沉積到所述表面上，和/或通過(guò)所述等離子體放電選擇性地改變所述表面的性質(zhì)，例如，從疏水性改變到親水性。
41.根據(jù)權(quán)利要求28-40中任一項(xiàng)所述的方法，還包括，沿所述襯底的所述表面同步地移動(dòng)所述第一電極和所述第二電極。
42.用于從襯底制造諸如(O)LED設(shè)備、RFID標(biāo)簽或太陽(yáng)能設(shè)備的中尺度電子設(shè)備；諸如MEMS設(shè)備、微透鏡或多焦點(diǎn)透鏡的中尺度三維結(jié)構(gòu)；芯片級(jí)實(shí)驗(yàn)室；生物芯片；可打印塑料對(duì)象或膠印板的方法，包括使用根據(jù)權(quán)利要求1-27中的任一項(xiàng)所述的用于產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備處理所述襯底。
43.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的用于產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備的方法，包括 -提供傳統(tǒng)的點(diǎn)陣式打印機(jī)； -提供用于產(chǎn)生高電壓差的高壓源； -導(dǎo)電地連接所述點(diǎn)陣式打印機(jī)的所述打印頭的至少一個(gè)打印筆和所述高壓源。
44.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的用于產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備的方法，包括 -提供傳統(tǒng)的噴墨式打印機(jī)； -提供用于產(chǎn)生高電壓差的高壓源；-導(dǎo)電地連接所述噴墨式打印機(jī)的所述打印頭的至少一個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和所述高壓源。
45.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的用于產(chǎn)生等離子體放電的設(shè)備的方法，包括 -提供錘擊式打印機(jī)； -提供用于產(chǎn)生高電壓差的高壓源； -導(dǎo)電地連接所述錘擊式打印機(jī)的錘頭組的至少一個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和所述高壓源。
46.一種改進(jìn)工具，包括在如權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的設(shè)備中使用的高壓源和打印頭，優(yōu)選地設(shè)置為執(zhí)行權(quán)利要求43-45中任一項(xiàng)所述的方法。
47.如權(quán)利要求46所述的改進(jìn)工具，還包括進(jìn)氣口，用于將氣體引導(dǎo)向所述打印頭的第一電極。
48.如權(quán)利要求46或47所述的改進(jìn)工具，還具有如權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的設(shè)備的所述中間結(jié)構(gòu)。
全文摘要
用于在襯底附近產(chǎn)生用于圖案化襯底表面的等離子體放電的設(shè)備，包括具有第一放電部分的第一電極和具有第二放電部分的第二電極、在第一電極和第二電極之間產(chǎn)生高電壓差的高壓源、和相對(duì)于襯底定位第一電極的定位裝置。該設(shè)備還具有中間結(jié)構(gòu)，在使用時(shí)，該中間結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一電極和襯底之間，同時(shí)相對(duì)于襯底定位第一電極。
文檔編號(hào)C23C14/04GK102823331SQ201080065601
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2010年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者保盧斯·佩特魯斯·瑪利亞·布洛姆, 阿爾昆·阿方斯·伊麗莎白·史蒂文斯, 勞倫西亞·約翰娜·回吉布雷格特斯, 雨果·安東·瑪麗·德哈恩, 安東尼爾斯·休伯特斯·萬(wàn)斯基恩戴爾, 埃德溫·特斯萊格特, 尼古拉斯·克尼里斯·約瑟夫斯·萬(wàn)海寧根, 湯姆·惠斯卡姆普 申請(qǐng)人:視覺(jué)動(dòng)力控股有限公司