專利名稱：高速分配包括線和點(diǎn)的圖案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料分配領(lǐng)域，并且更特別地，涉及高速分配各種材料包括高粘度材料的方法和過程。
背景技術(shù)：
分配是一種廣泛使用的技術(shù)，用以在電子工業(yè)中應(yīng)用結(jié)合材料(例如，粘合劑、密封劑和膠囊密封材料)以及功能性材料(例如，傳導(dǎo)性材料、介電材料和電阻材料)。分配的一個(gè)問題是以生產(chǎn)速度在基板的廣闊范圍上分配各種各樣的材料。生產(chǎn)率速度通過標(biāo)準(zhǔn)的絲網(wǎng)印刷法定義。很多年來，絲網(wǎng)印刷已經(jīng)被接受為電子裝置制造中的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)勢(shì)是設(shè)備成本低并且可絲網(wǎng)印刷的電子材料范圍大。絲網(wǎng)印刷的缺點(diǎn)是浪費(fèi)材料，蒙版(masking)要求， 與基板接觸，表面平面度要求，對(duì)被印刷特征大小的限制以及對(duì)輪廓或高寬比的限制。下一代電子裝置更小，不是扁平的并且在封裝過程中易碎，因此，非接觸式微分配方法的優(yōu)勢(shì)是，如果可以實(shí)現(xiàn)足夠高的印刷速度，同時(shí)具有被控制的厚度、寬度和線輪廓，則具有巨大的優(yōu)勢(shì)。在生產(chǎn)連續(xù)線圖案時(shí)，尖端分配比噴射(jetting)更優(yōu)越。噴射，通過合并相鄰的液滴而形成連續(xù)的線，在被分配的線的寬度和高度方面的連續(xù)性方面存在不足。噴射還要求材料粘度低，材料的低粘度降低電特性性能。由于寫入間隙(尖端和基板之間的距離) 可變，導(dǎo)致尖端分配缺乏精確的特征尺寸控制。倘若所有其他參數(shù)保持不變，則被分配材料的流速?zèng)Q定線高和線寬。為了制造出具有均勻高度的被分配線或圖案，必須精確控制寫入間隙。另一問題是平滑地開始和停止分配線，同時(shí)線的高度和寬度位于理想應(yīng)用的公差范圍內(nèi)。被分配的材料對(duì)自身和尖端具有吸引力(affinity)，因此不弄濕基板表面，開始和停止就不一致。需要一種解決了這些問題的分配液體材料的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的、特征或優(yōu)勢(shì)是改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明的另一目的、特征或優(yōu)勢(shì)是提供一種分配液體材料的方法和系統(tǒng)，液體材料包括允許精確安置在基板上并且可構(gòu)成共形表面的粘性材料。本發(fā)明的另一目的、特征或優(yōu)勢(shì)是提高與分配相關(guān)的移動(dòng)速度。本發(fā)明的另一目的、特征或優(yōu)勢(shì)是提供使用多個(gè)尖端以平行的方式進(jìn)行的分配，以使材料的通過量增加。本發(fā)明的另一目的、特征或優(yōu)勢(shì)是精確控制寫入間隙。本發(fā)明的另一目的、特征或優(yōu)勢(shì)是平滑地開始和停止分配線，同時(shí)使線的高度和寬度位于理想應(yīng)用的公差范圍內(nèi)。本發(fā)明的單一實(shí)施例都不需要表現(xiàn)出任何或所有這些目的、特征或優(yōu)勢(shì)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種改進(jìn)的裝置和方法，用于分配具有均勻的線高和變窄的寬度的連續(xù)的線和圖案。描述了用于在距分配基板被接受的間隙的窗口內(nèi)印刷的新工藝， 以提高速度并減小線寬。描述了對(duì)前面專利中描述的尖端的改進(jìn)，允許減少材料尖端的相互作用，因此減小了線寬。另外描述了尖端上的疏水表面，用于干凈地開始和停止，沒有材料粘到尖端上。描述了尖端上的機(jī)械振動(dòng)器，用于增強(qiáng)裝載有更大粘性顆粒的材料的流動(dòng)。 描述了尖端孔從圓形到方形或矩形的改變，用于控制線寬和線高并且增強(qiáng)裝載有更大粘性顆粒的材料的流動(dòng)。可以使用單一泵上的多個(gè)噴嘴，并且可以以相同的精度操作這些噴嘴以增加材料通過量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在基板上沉積材料的方法。該方法包括提供具有至少一個(gè)材料分配器的裝置，材料分配器包括(i)尖端孔，其在尖端內(nèi)限定所述材料從中通過而流出所述分配器的開口和形狀、尖端的定向，同時(shí)分配方向改變線的寬度和高度，( )至少一個(gè)細(xì)長供給通道，其具有進(jìn)口以及間隔開的與尖端孔相鄰的出口，該至少一個(gè)供給通道的里面具有材料，并且其尺寸和形狀被設(shè)置成使其內(nèi)的材料可以從進(jìn)口開始通過該至少一個(gè)通道流到出口，(iii)閥，其用于控制材料通過該至少一個(gè)供給通道的出口的流動(dòng)，閥在打開位置和關(guān)閉位置之間可移動(dòng)，在打開位置，材料被允許流經(jīng)出口，并且在關(guān)閉位置，材料不允許流經(jīng)出口，(iv)致動(dòng)器，其被操作地連接到閥上，以在打開位置和關(guān)閉位置之間選擇性地移動(dòng)閥。該方法還包括將尖端放置在預(yù)設(shè)的寫入間隙處，所述預(yù)設(shè)的寫入間隙具有在基板上方的大于75微米的距離。該方法還根據(jù)被分配的線高和被分配的線寬參數(shù)，提供材料通過出口的流動(dòng)速度以及分配速率的控制。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在基板上沉積材料的裝置。該裝置包括至少一個(gè)材料分配器。材料分配器可以包括(i)尖端孔，其在尖端內(nèi)限定所述材料從中通過而流出所述分配器的開口和形狀、分配的方向，( )至少一個(gè)細(xì)長供給通道，其具有進(jìn)口以及間隔開的與尖端孔相鄰的出口，該至少一個(gè)供給通道的里面具有材料，并且其尺寸和形狀被設(shè)置成使其內(nèi)的材料可以從進(jìn)口開始通過該至少一個(gè)通道流到出口，(iii)閥，其用于控制材料通過該至少一個(gè)供給通道的出口的流動(dòng)，閥在打開位置和關(guān)閉位置之間可移動(dòng)，在打開位置，材料被允許流經(jīng)出口，并且在關(guān)閉位置，材料不允許流經(jīng)出口，(iv)致動(dòng)器，其被操作地連接到閥上，以在打開位置和關(guān)閉位置之間選擇性地移動(dòng)閥；以及(ν)至少一個(gè)機(jī)械振動(dòng)器，其與尖端相關(guān)聯(lián)，用于感應(yīng)出尖端的機(jī)械振動(dòng)。該裝置的尖端可以在尖端的外表面上具有倒角，以減小壁厚。尖端可以被涂層以提供疏水表面。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在基板上沉積材料的方法。該方法包括提供具有至少一個(gè)材料分配器的裝置，材料分配器包括(i)尖端孔，其在尖端內(nèi)限定所述材料從中通過而流出所述分配器的開口，(ii)至少一個(gè)細(xì)長供給通道，其具有進(jìn)口以及間隔開的與尖端孔相鄰的出口，該至少一個(gè)供給通道的里面具有材料，并且其尺寸和形狀被設(shè)置成使其內(nèi)的材料可以從進(jìn)口開始通過該至少一個(gè)通道流到出口，(iii)閥，其用于控制材料通過該至少一個(gè)供給通道的出口的流動(dòng)，閥在打開位置和關(guān)閉位置之間可移動(dòng)，在打開位置，材料被允許流經(jīng)出口，并且在關(guān)閉位置，材料不允許流經(jīng)出口，(iv)致動(dòng)器，其被操作地連接到閥上，以在打開位置和關(guān)閉位置之間選擇性地移動(dòng)閥。該方法還包括開始分配材料到基板的表面上并且升高尖端至預(yù)設(shè)的寫入間隙處，所述預(yù)設(shè)的寫入間隙具有在基板上方的大于75微米的距離。該方法還包括根據(jù)被分配的線高和被分配的線寬參數(shù)控制材料通過出口的流動(dòng)速度和分配速率，并且不需要進(jìn)一步調(diào)節(jié)尖端的ζ-軸以補(bǔ)償表面高度的變化。


圖1是材料分配工具的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖2A是示意與材料分配工具關(guān)聯(lián)的間隙大小的圖；圖2B、2C和2D示意具有矩形形狀的孔的尖端(pen tip)；圖3A是針尖端原始形狀的示意圖，而圖:3B示出了改進(jìn)的形狀；圖4是具有疏水涂層(hydrophobic coating)的尖端的示意圖；圖5A和圖5B是尖端和機(jī)械振動(dòng)器的示意圖；圖6是多噴嘴實(shí)施例的示意圖；圖7是示意用以提供表面輪廓(surface profile)的掃描儀的用法以及位置控制裝置(location control device)的用法的方框具體實(shí)施例方式本發(fā)明在下面的實(shí)例中進(jìn)行了更特別地描述，下面的實(shí)例只是說明性的，因?yàn)楹芏嘈薷暮妥儺悓?duì)本領(lǐng)域內(nèi)的那些技術(shù)人員來說是很顯然的。各種實(shí)例包括用于分配各種材料包括高粘度材料的方法和裝置。在2006 年 1 月 17 日公開的題為"Architectural Tool and Method of Use” 的美國專利No. 6，986，739中公開了一種分配，其內(nèi)容被整體以引用方式并入。美國專利 No. 6，986，739描述了用于在各種應(yīng)用中，包括生物學(xué)、組織工程學(xué)以及醫(yī)學(xué)處理(medical processes)中的生物體外以及活的有機(jī)體內(nèi)的使用中，進(jìn)行分配的裝置和方法。本發(fā)明也可以用于這些應(yīng)用中。圖1示意了材料分配器100的一個(gè)實(shí)例。材料分配器100具有至少一個(gè)細(xì)長供給通道120，其具有進(jìn)口 122和間隔開的出口 124。供給通道120的尺寸和形狀可以設(shè)置成用于容納將被沉積到基板或目標(biāo)區(qū)域上的材料，以便當(dāng)用戶想要沉積材料時(shí)存儲(chǔ)在供給通道 120內(nèi)的材料從進(jìn)口流動(dòng)到出口。材料分配器100具有尖端101。材料分配器100還包括尖端腔室102，其具有限定近端孔106的近端104。如下面將要解釋的，尖端可以具有圖層111。尖端腔室102具有間隔開的遠(yuǎn)端108，其限定材料從中通過而分配到目標(biāo)區(qū)域或基板上的開口或尖端孔110。供給通道120的出口 IM被放置為與尖端孔110相鄰。因此，在材料分配過程中，材料流經(jīng)供給通道120和出口 124，進(jìn)入尖端腔室102，然后通過尖端孔110流出到基板或目標(biāo)區(qū)域上。 材料流經(jīng)尖端腔室102，然后沿從近端至遠(yuǎn)端延伸的材料流動(dòng)路徑，并且大致沿通過尖端腔室的縱向軸線LX流出尖端腔室。如下面將更詳細(xì)討論的，尖端腔室102具有內(nèi)表面112，在一些實(shí)施例中，內(nèi)表面112從近端104朝向遠(yuǎn)端108逐漸縮小，以便近端孔106大于尖端孔 110。在一些實(shí)施例中，錐度可以通過縱向軸線LX和內(nèi)表面112之間的角度A定義。在一些實(shí)施例中，孔110可以是圓形的、方形的或矩形的。分配器100還包括用于控制材料通過分配器的流動(dòng)的閥130。閥130具有閥尖端134，其尺寸和形狀設(shè)置成大體密封尖端孔110以阻止材料通過其的流動(dòng)。閥130是在打開位置和關(guān)閉位置之間大致可移動(dòng)的，在打開位置，材料被允許流經(jīng)出口 124，在關(guān)閉位置，材料不允許流經(jīng)出口 124。致動(dòng)器144例如具有活塞140的線性致動(dòng)器被操作地連接至閥130，用以選擇性地在打開位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)閥?？梢允褂梦亻y(suck-back valve)設(shè)計(jì)。閥延伸部142可以置于閥124和尖端孔110之間，以在開始或關(guān)閉過程中幫助流體運(yùn)動(dòng)。泵148為對(duì)儲(chǔ)蓄池149內(nèi)的材料施加正壓的單一過程施加能量，并且材料的流動(dòng)通過調(diào)節(jié)閥130的打開位置和關(guān)閉位置而進(jìn)行控制。另外的流速可以通過儲(chǔ)蓄池壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施例中，材料分配器100可以包括傳統(tǒng)的抽吸裝置，用于當(dāng)閥處于關(guān)閉位置時(shí)從尖端孔110抽出材料。因此，操作時(shí)，當(dāng)閥移動(dòng)至打開位置時(shí)材料被向前移動(dòng)，并且當(dāng)閥移動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)材料被向后吸引。增加的工作距離根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，使用了增加的工作距離。在分配過程中標(biāo)準(zhǔn)的是將尖端放置得靠近基板，因此同時(shí)弄濕基板和尖端。雖然這仍是印刷的非接觸方法，但非?？拷谄渖厦孢M(jìn)行印刷的表面。這些近距離可以從幾個(gè)微米至差不多，但典型地小于，75微米(對(duì)于300微米以及更小的小線寬來說)變化。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，取決于基板和所需線寬，尖端被升高至基板上方大于75微米。圖2A示意出尖端100，當(dāng)分配線152或其它點(diǎn)或圖案時(shí)，其孔110被升高至基板150上方間隙IM的位置。此被增加的距離需要提高來自尖端的材料流動(dòng)速度。有很多提高材料流動(dòng)速度的方式；一種方法是提高壓力。材料流動(dòng)速度的提高顯然地等同于增加材料流動(dòng)并且因此在更短的時(shí)間周期內(nèi)在基板上分配更多的材料。這改變了被分配的線高和被分配的線寬。使用速度的提高或降低實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制。 對(duì)于狹窄的線和提高的材料流動(dòng)速度來說，需要提高分配速率。材料流速度和分配速率被用于控制線高和線寬。用于增加被變窄的線寬的高度的另一方法是使用矩形或橢圓形尖端并且用高速度和大間隙進(jìn)行分配。矩形形狀的狹窄部分將平行于被印刷的線?？梢酝ㄟ^印刷更薄更寬的線來降低高度或高寬比。這可以通過將矩形尖端轉(zhuǎn)動(dòng)90度并且將矩形形狀的寬闊部分對(duì)正于被印刷的線并且平行于被印刷的線移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)。圖2A示意了具有標(biāo)準(zhǔn)縮窄形狀的矩形孔。由于區(qū)域開口更大而降低了壓力，所以這具有減小了線寬的優(yōu)勢(shì)，并且還可以根據(jù)方向增加或減小被分配線的高度。使尖端位于基板上方在許多方面都是具有優(yōu)勢(shì)的。使尖端位于基板上方至少75 微米并且通常高于基板150至300微米并且有時(shí)直到基板上方1000微米，必須輕微掃描共形或凹凸表面并且連續(xù)地調(diào)整尖端的ζ-軸位置。因此，尖端位于基板上方足夠的距離，以使分配過程不受基板中的微小表面變化的影響。應(yīng)理解，在寫入過程中，該過程開始于下降到75微米標(biāo)記以下，以通過使被分配的材料變濕或粘在(tack)基板表面上的起始點(diǎn)處而初始化該過程。然后升高尖端，優(yōu)選高于75微米并且低于1000微米并且可以高速移動(dòng)。請(qǐng)注意，越高出該表面，越多的材料企圖擴(kuò)展出來或四處移動(dòng)。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)低于1000微米的高度允許具有下述益處在實(shí)現(xiàn)尖端高于該表面的同時(shí)，仍允許更好地控制被分配的材料的線。在基板表面出現(xiàn)較大的表面高度變化的地方，可以例如通過激光器或攝像機(jī)執(zhí)行表面掃描，并且可以使用表面輪廓調(diào)節(jié)尖端的位置。請(qǐng)注意，Z-軸跟蹤的精度不需要像分配工具被保持地更靠近該表面的系統(tǒng)那樣精確。因此，本發(fā)明的被增加的工作距離在消除與ζ-軸跟蹤相關(guān)的復(fù)雜性方面和/ 或在使用ζ-軸跟蹤的地方減小ζ-軸跟蹤所需要的精度值的方面是具有優(yōu)勢(shì)的。圖2B示意出尖端101的一個(gè)實(shí)施例。如圖2B中所示，尖端101具有區(qū)域103A、 1(X3B、105A、105B，同時(shí)尖端101是矩形形狀。因此，本發(fā)明設(shè)想尖端幾何形狀上的不同，允許尖端是圓形的、方形的或矩形的。尖端制備可以特別制備用于高表面張力材料的尖端，這種材料傾向于粘到尖端的尖端上， 使得在起點(diǎn)和終點(diǎn)合并的地方在線上產(chǎn)生空缺(或凹坑)。圖:3B示意出具有倒角160的尖端101，而圖3A示意出沒有倒角的相同尖端101。倒角160可以被制造在尖端外面，以減小壁厚，這取決于孔的大小。例如，必要的是壁厚應(yīng)該小于12μπι，對(duì)于具有50μπι(內(nèi)徑)開口的氧化鋁制成的尖端來說，壁厚優(yōu)選小于10 μ m。具有很多減薄尖端壁的方法，但減薄尖端的壁使得在分配過程中以及在離開和分離的過程中可被材料粘附到自身的表面面積小很多。對(duì)針狀物可以進(jìn)行的另一改進(jìn)是使用Teflon尖端或涂有Teflon的尖端，以減小尖端/材料的相互作用。其它低表面張力材料或處理技術(shù)也可以使用。對(duì)于非常小內(nèi)徑的開口，加工出倒角并且然后被用Teflon涂覆的尖端將封閉尖端的頂部孔。激光器可以通過精確鉆孔對(duì)其進(jìn)行重新成形并且將該孔打開至特定的開口。圖4示意出在孔的內(nèi)部表面 111上和尖端的外部表面111上具有涂層111的尖端101。機(jī)械振動(dòng)尖端存在許多機(jī)械振動(dòng)器，并且本發(fā)明覆蓋輕微移動(dòng)尖端因而導(dǎo)致對(duì)尖端內(nèi)或尖端周圍的材料有影響的振動(dòng)的尖端上的所有機(jī)械運(yùn)動(dòng)。尖端里面的機(jī)械誘導(dǎo)的振動(dòng)或震動(dòng)可以使用裝置，例如但不限于壓電裝置，而進(jìn)行。許多方法可以用于將壓電裝置附接到尖端上。 例如，一種這樣的結(jié)構(gòu)是圍繞尖端或分配噴嘴成型的環(huán)形換能器(ring transduce) 0第二種是可以附接到尖端內(nèi)或尖端周圍許多位置上的小扁方塊。圖5A示意了使用機(jī)械振動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例。在圖5A中，小扁方塊形式的機(jī)械振動(dòng)器170被附接在尖端101內(nèi)和周圍的不同位置處。這包括將這些機(jī)械振動(dòng)器170放置在尖端101的外表面上和/或尖端101的內(nèi)表面上。每個(gè)機(jī)械振動(dòng)器170可以由壓電材料或與用于產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的換能器相關(guān)的其他類型的材料形成。圖5B示意了使用機(jī)械振動(dòng)器的另一個(gè)實(shí)施例。在圖5B中，機(jī)械振動(dòng)器172是成型在尖端周圍的環(huán)形換能器的形式。可替代地，環(huán)形換能器可以放置于分配噴嘴的周圍。機(jī)械振動(dòng)器172幫助防止被分配的材料粘到自身或尖端上，特別是當(dāng)被分配材料是用于形成特殊線152或圖案的粘性材料時(shí)。多噴嘴泵(Multi-NozzlePump)容積式真空泵(positive displacement pump)典型地具有包括單一材料供給點(diǎn)的單一噴嘴。多個(gè)噴嘴，至少兩個(gè)，并且直到多于十個(gè)可以布置于單一泵上。泵的供給可以是用于每個(gè)噴嘴的單獨(dú)正壓，或具有同時(shí)供給多個(gè)噴嘴的單一壓力的總管。先進(jìn)的多噴嘴泵可以具有同一可逆閥密封點(diǎn)設(shè)計(jì)，如在美國專利No. 6，986，739.中描述的。對(duì)于單獨(dú)噴嘴上的精細(xì)調(diào)節(jié)，可以對(duì)每個(gè)閥進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)可以手動(dòng)進(jìn)行或使用計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)進(jìn)行。多噴嘴可以是具有公共控制桿(access bar)的彼此獨(dú)立的噴嘴，控制桿利用精確并同步的運(yùn)動(dòng)上下移動(dòng)控制閥。每個(gè)噴嘴可以具有單獨(dú)的尖端、單獨(dú)的閥體、單獨(dú)的針形閥、單獨(dú)的密封件或0型圈以及單獨(dú)的供給端口。圖6示意了裝置178的一個(gè)實(shí)施例，其包括多個(gè)噴嘴，每一個(gè)具有單獨(dú)的尖端101。 噴嘴共享單一泵148和公共控制桿180。當(dāng)然，本發(fā)明設(shè)想用于提供多噴嘴泵的特殊部件的其他變異。例如，單一成型的閥體可以被制成實(shí)際上收縮多噴嘴泵。共形映射根據(jù)本發(fā)明的方面涉及共形映射的使用。如前面解釋的，本發(fā)明的其中一個(gè)益處是增加的工作距離。基板可以例如通過激光器進(jìn)行掃描，通過攝像機(jī)成像，或以其它方式進(jìn)行分析，以在分配前獲得用于線的高度/寬度公差非常小的適合于各種應(yīng)用的表面輪廓。 針尖端和激光器光斑(laser spot)，例如，可以在掃描之前在三維空間內(nèi)進(jìn)行效準(zhǔn)。通過將表面輪廓數(shù)據(jù)集成至運(yùn)動(dòng)學(xué)軟件，針尖端將遵循表面的輪廓，并且預(yù)設(shè)的寫入間隙可以在分配時(shí)得以保持。間隙越大，共形映射的精確要求越低，但允許發(fā)生比間隙尺寸更大的變化。因此，使尖端位于基板上方是具有優(yōu)勢(shì)的。如前面所解釋的，尖端位于基板上方至少75 微米并且通常位于基板上方150至300微米以及有時(shí)直到基板上方1000微米，輕微掃描共形或凹凸表面并且連續(xù)調(diào)節(jié)尖端的ζ-軸位置將不再必須。因此，尖端位于基板上方足夠的距離，以使分配過程不受基板中的微小表面變化的影響。在基板表面的表面高度出現(xiàn)較大的變化時(shí)，ζ-軸跟蹤仍可以進(jìn)行，然而，ζ-軸跟蹤的精度不需要像分配工具被保持得更靠近該表面的系統(tǒng)中那樣精確。因此，間隙可以通過在基板表面上的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)處使用光學(xué)或激光反饋而設(shè)定或預(yù)先確定。在該表面嚴(yán)格共形的情況下，可以優(yōu)選使用多個(gè)大于特定高度或距離的點(diǎn)。可替代地，可以進(jìn)行掃描。因此，可以在基板上進(jìn)行各種類型的分析以幫助設(shè)定間隙。圖7示意出材料分配器的一個(gè)實(shí)施例的子系統(tǒng)200。子系統(tǒng)200包括位置控制裝置201，其與掃描儀例如掃描儀202操作地連通，掃描儀202可以是激光器或用于掃描基板或其它表面并且產(chǎn)生表面輪廓204的其它裝置。位置控制裝置201包括操作地連接至分度器208上的計(jì)算裝置206。分度器208被操作地連接至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器X 210，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器X 210被操作地連接至X電機(jī)212。分度器208被操作地連接至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器Y 214，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器Y 214被操作地連接至Y電機(jī)216。分度器208被操作地連接至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器Z 218，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器Z 218被操作地連接至X電機(jī)220。分度器208被操作地連接至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器W 222， 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器W 222被操作地連接至W電機(jī)224。位置控制裝置201被適于將工具，特別是尖端孔，定位于相對(duì)于基板或目標(biāo)區(qū)域的任何所選位置。位置控制裝置可以通過掃描基板或表面區(qū)域而收集的數(shù)據(jù)幫助，以獲得表面輪廓。該表面輪廓可以幫助在分配時(shí)保持預(yù)設(shè)的寫入間隙。已經(jīng)描述了分配裝置和分配方法的不同實(shí)施例。本發(fā)明并不被限制于這里的特殊公開，因?yàn)榭梢詰?yīng)用落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)許多變異、替代和選擇。
權(quán)利要求
1.一種在基板上沉積材料的方法，包括提供具有至少一個(gè)材料分配器的裝置，所述材料分配器包括(i)尖端孔，其在尖端內(nèi)限定所述材料從中通過而流出所述分配器的開口，(ii)至少一個(gè)細(xì)長供給通道，其具有進(jìn)口以及間隔開的與所述尖端孔相鄰的出口，所述至少一個(gè)供給通道里面具有材料，并且其尺寸和形狀被設(shè)置成使其內(nèi)的材料可以從所述進(jìn)口開始通過所述至少一個(gè)通道流動(dòng)到所述出口，(iii)閥，其用于控制材料通過所述至少一個(gè)供給通道的所述出口的流動(dòng)，所述閥在打開位置和關(guān)閉位置之間可移動(dòng)，在所述打開位置，材料被允許流經(jīng)所述出口，并且在關(guān)閉位置，材料不允許流經(jīng)所述出口，(iv)致動(dòng)器，其被操作地連接至所述閥，以在所述打開位置和所述關(guān)閉位置之間選擇性地移動(dòng)所述閥；將所述尖端放置在預(yù)設(shè)的寫入間隙處，所述預(yù)設(shè)的寫入間隙具有在所述基板上方的大于75微米的距離；以及根據(jù)被分配的線高和被分配的線寬參數(shù)，控制所述材料通過所述出口的流動(dòng)速度以及分配速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述距離小于基板上方1000微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括預(yù)設(shè)所述寫入間隙，以使所述寫入間隙大于所述基板表面高度的變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括分析所述基板表面，以有助于預(yù)設(shè)所述寫入間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述分析基板表面包括掃描或成像所述基板表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述閥移動(dòng)至所述打開位置時(shí)所述材料被向前移動(dòng)，并且當(dāng)所述閥移動(dòng)至所述關(guān)閉位置時(shí)所述材料被向后吸引。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述尖端在所述尖端的外表面上具有倒
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述尖端的壁厚小于12μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述尖端的孔是圓形的、橢圓形的、方形的或矩形的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述尖端被施予涂層以提供疏水表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)機(jī)械振動(dòng)器被與所述尖端關(guān)聯(lián)以感應(yīng)出所述尖端的機(jī)械振動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述裝置包括共享單一泵的多個(gè)材料分配器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括掃描所述基板以獲得表面輪廓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括使用所述表面輪廓用于在分配的同時(shí)保持所述預(yù)設(shè)的寫入間隙。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，使用激光器或攝像機(jī)執(zhí)行所述掃描。
16.一種在基板上沉積材料的裝置，包括(a)至少一個(gè)材料分配器，包括(i)尖端孔，其在尖端內(nèi)限定所述材料從中通過而流出所述分配器的開口，(ii)至少一個(gè)細(xì)長供給通道，其具有進(jìn)口以及間隔開的與所述尖端孔相鄰的出口，所述至少一個(gè)供給通道的里面具有材料，并且其尺寸和形狀被設(shè)置成使其內(nèi)的材料可以從所述進(jìn)口開始通過所述至少一個(gè)通道流動(dòng)到所述出口，(iii)閥，其用于控制材料通過所述至少一個(gè)供給通道的所述出口的流動(dòng)，所述閥在打開位置和關(guān)閉位置之間可移動(dòng)，在所述打開位置，材料被允許流經(jīng)所述出口，并且在關(guān)閉位置，材料不允許流經(jīng)所述出口，(iv)致動(dòng)器，其被操作地連接至所述閥，以在所述打開位置和所述關(guān)閉位置之間選擇性地移動(dòng)所述閥，(ν)至少一個(gè)機(jī)械振動(dòng)器，其與所述尖端相關(guān)聯(lián)，以感應(yīng)出所述尖端的機(jī)械振動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述尖端在所述尖端的外表面上具有倒角。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述尖端的所述尖端孔具有圓形、橢圓形、方形或矩形的形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述尖端的壁厚小于12μ m。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述尖端被施予涂層以提供疏水表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括共享單一泵的多個(gè)材料分配器。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述閥移動(dòng)至所述打開位置時(shí)所述材料被向前移動(dòng)，并且當(dāng)所述閥移動(dòng)至所述關(guān)閉位置時(shí)所述材料被向后吸引。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括至少一個(gè)位置控制裝置，其被構(gòu)造成適于將所述至少一個(gè)分配器的所述尖端孔定位于相對(duì)于所述基板的被選位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)位置控制裝置使用所述基板的表面輪廓以幫助定位所述尖端孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的裝置，其特征在于，所述基板的表面輪廓通過掃描確定。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，通過激光器或攝像機(jī)執(zhí)行所述掃描。
27.一種在基板上沉積材料的方法，包括提供具有至少一個(gè)材料分配器的裝置，所述材料分配器包括(i)尖端孔，其在尖端內(nèi)限定所述材料從中通過而流出所述分配器的開口，(ii)至少一個(gè)細(xì)長供給通道，其具有進(jìn)口以及間隔開的與所述尖端孔相鄰的出口，所述至少一個(gè)供給通道的里面具有材料，并且其尺寸和形狀被設(shè)置成使其內(nèi)的材料可以從所述進(jìn)口開始通過所述至少一個(gè)通道流動(dòng)到所述出口，(iii)閥，其用于控制材料通過所述至少一個(gè)供給通道的所述出口的流動(dòng)，所述閥在打開位置和關(guān)閉位置之間可移動(dòng)，在所述打開位置，材料被允許流經(jīng)所述出口，并且在關(guān)閉位置，材料不允許流經(jīng)所述出口，(iv)致動(dòng)器，其被操作地連接至所述閥，以在所述打開位置和所述關(guān)閉位置之間選擇性地移動(dòng)所述閥；開始分配材料到所述基板的表面上；升高所述尖端至預(yù)設(shè)的寫入間隙處，所述預(yù)設(shè)的寫入間隙具有在所述基板上方的大于 75微米的距離；以及根據(jù)被分配的線高和被分配的線寬參數(shù)，控制所述材料通過所述出口的流動(dòng)速度以及分配速率，并且不需要進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述尖端的ζ-軸以補(bǔ)償表面高度的變化。
全文摘要
一種在基板上沉積材料的方法包括提供具有至少一個(gè)材料分配器的裝置。該方法還包括將尖端放置在預(yù)設(shè)的寫入間隙處，所述預(yù)設(shè)的寫入間隙距基板上方的距離大于75微米。該方法還根據(jù)被分配的線高和被分配的線寬參數(shù)，提供對(duì)所述材料通過所述出口的流動(dòng)速度以及分配速率的控制。一種在基板上沉積材料的裝置也被提供了，其可以具有一個(gè)或多個(gè)機(jī)械振動(dòng)器、具有疏水表面的尖端，或單一泵上的多個(gè)噴嘴和尖端。
文檔編號(hào)B05D1/26GK102170976SQ200980138918
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者K·H·丘奇, K·M·斯通, M·W·歐文斯, P·A·克拉克, X·陳 申請(qǐng)人:恩斯克里普特公司