KR102624581B1 - 그린 시트 세라믹 상의 금속화 재료들의 서브-미크론 균일성을 갖는 정밀 스크린 프린팅 - Google Patents

그린 시트 세라믹 상의 금속화 재료들의 서브-미크론 균일성을 갖는 정밀 스크린 프린팅 Download PDF

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스티븐 바바얀
필립 크리미날레
스티븐 프로우티
앤서니 황
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

그린 시트 세라믹 상에 프린팅되는 금속화 재료들의 서브-미크론 균일성을 가능하게 하는 정밀 스크린 프린팅이 설명된다. 일부 예들에서, 퍽은, 전기 트레이스들의 패턴으로 세라믹 그린 시트 상에, 금속을 함유하는 페이스트를 스크린 프린팅하고, 그리고 프린팅된 그린 시트를 프로세싱하여 워크피스 캐리어의 퍽을 형성함으로써, 전기 트레이스들을 갖도록 형성된다. 일부 예들에서, 프린팅하는 단계는, 그린 시트가 스크린 프린터의 프린터 베드 상에 있는 동안, 스퀴징 방향으로, 프린팅되는 그린 시트에 스크린 프린터의 스퀴지를 가하는 단계를 포함한다. 방법은, 스퀴징 방향을 따라 다수의 위치들에서 프린터 베드를 맵핑하는 단계, 프린터 베드 맵핑에서 비-균일성들을 식별하는 단계, 및 프린터 베드의 맵핑된 비-균일성들을 보상하기 위해 스크린 프린터의 프린터 제어기를 수정하는 단계를 더 포함한다.

Description

그린 시트 세라믹 상의 금속화 재료들의 서브-미크론 균일성을 갖는 정밀 스크린 프린팅{PRECISION SCREEN PRINTING WITH SUB-MICRON UNIFORMITY OF METALLIZATION MATERIALS ON GREEN SHEET CERAMIC}
[0001] 본 출원은, 2016년 8월 5일자로 출원되고 발명의 명칭이 "PRECISION SCREEN PRINTING WITH SUB-MICRON UNIFORMITY OF METALLIZATION MATERIALS ON GREEN SHEET CERAMIC"인 선행 미국 가출원 시리얼 번호 제62/371,636호, 및 2017년 8월 2일자로 출원되고 발명의 명칭이 "PRECISION SCREEN PRINTING WITH SUB-MICRON UNIFORMITY OF METALLIZATION MATERIALS ON GREEN SHEET CERAMIC"인 미국 특허 출원 시리얼 번호 제15/667,281호를 우선권으로 주장하며, 이로써 이 미국 가출원 및 미국 특허 출원의 우선권이 주장된다.
[0002] 본 설명은, 마이크로전자 및 마이크로기계 디바이스들로 제조되는 워크피스들을 위한 캐리어들의 분야에 관한 것으로, 구체적으로는, 그린 시트 세라믹(green sheet ceramic) 상에 스크린 프린팅을 사용하여 그러한 캐리어들을 형성하는 것에 관한 것이다.
[0003] 반도체 칩들의 제조에서, 워크피스, 이를테면, 실리콘 웨이퍼 또는 다른 기판은, 상이한 프로세싱 챔버들에서 다양한 상이한 프로세스들에 노출된다. 챔버들은 다수의 상이한 화학적 및 물리적 프로세스들에 웨이퍼를 노출시킬 수 있으며, 이로써 기판 상에 미소한(minute) 집적 회로들 및 마이크로기계 구조들이 생성된다. 집적 회로를 구성하는 재료들의 층들은 화학 기상 증착, 물리 기상 증착, 에피택셜 성장 등을 포함하는 프로세스들에 의해 생성된다. 재료의 층들 중 일부는, 포토레지스트 마스크들 및 습식 또는 건식 에칭 기법들을 사용하여 패터닝된다(patterned). 기판들은 실리콘, 갈륨 비소, 인듐 포스파이드, 유리, 또는 다른 적절한 재료들일 수 있다.
[0004] 이러한 프로세스들에서 사용되는 프로세싱 챔버들은 전형적으로, 프로세싱 동안에 기판을 지지하기 위해 기판 지지부, 페디스털(pedestal), 또는 척(chuck)을 포함한다. 일부 프로세스들에서, 페디스털은, 기판의 온도를 제어하고 그리고 일부 경우들에서 프로세스에서 사용될 수 있는 상승된 온도들을 제공하기 위해 임베딩된 히터를 포함할 수 있다. 정전 척(ESC; electrostatic chuck)은, 정전기를 사용하여 척 상에 웨이퍼를 홀딩하는 전기장을 생성하기 위해 하나 이상의 임베딩된 전도성 전극들을 갖는다.
[0005] ESC는, 퍽(puck)으로 지칭되는 최상부 플레이트, 페디스털로 지칭되는 최하부 플레이트 또는 베이스, 및 최상부 플레이트와 최하부 플레이트 또는 베이스를 함께 홀딩하기 위한 인터페이스 또는 본드를 가질 것이다. 퍽의 최상부 표면은, 선택적인 위치들 모두에 걸쳐 또는 선택적인 위치들에 걸쳐 등등에 코팅들을 가질 수 있고, 그리고 다양한 재료들, 예컨대, 폴리머들, 세라믹, 또는 그 조합으로 제조될 수 있는 워크피스를 홀딩하는 접촉 표면을 갖는다. 웨이퍼를 홀딩 또는 척킹(chucking)하기 위한 전기 컴포넌트들 및 웨이퍼를 가열하기 위한 열 컴포넌트(thermal component)들을 포함하는 다양한 컴포넌트들이 퍽 내에 임베딩된다.
[0006] 워크피스 상에 형성되는 회로들 및 구조들이 매우 작기 때문에, 워크피스 지지부에 의해 제공되는, 열 및 전기 환경은 매우 정밀해야 한다. 워크피스에 걸쳐 온도가 균일하지 않거나 또는 일관적이지 않는 경우, 회로들 및 구조들은 변동들을 가질 것이다. 하나의 지지부가 다른 지지부와 상이한 경우, 회로들 및 구조들은 상이한 지지부들에 따라 변화할 것이다. 극단적인 경우들에 대해, 프로세스들은 상이한 지지부들을 사용하기 위해 조정을 필요로 할 수 있다. 이는 워크피스들 상에 생성되는 회로들 및 구조들의 품질 및 수율에 직접적으로 영향을 미친다. 결과적으로, 임베딩된 열 및 전기 컴포넌트들을 갖는 퍽은, 특정 ESC의 표면에 걸쳐서뿐만 아니라 하나의 ESC로부터 다른 ESC로 일관적인 성능을 보장하기 위해, 평면내(in-plane) 및 수직 둘 모두에서 엄격한 치수 요건들을 갖는다.
[0007] 그린 시트 세라믹 상에 프린팅되는 금속화 재료들의 서브-미크론 균일성(sub-micron uniformity)을 가능하게 하는 정밀 스크린 프린팅이 설명된다. 일부 예들에서, 퍽은, 전기 트레이스들의 패턴으로 세라믹 그린 시트 상에, 금속을 함유하는 페이스트를 스크린 프린팅하고, 그리고 프린팅된 그린 시트를 프로세싱하여 워크피스 캐리어의 퍽을 형성함으로써, 전기 트레이스들을 갖도록 형성된다. 일부 예들에서, 프린팅하는 것은, 그린 시트가 스크린 프린터의 프린터 베드 상에 있는 동안, 스퀴징 방향(squeegeeing direction)으로, 프린팅되는 그린 시트에 스크린 프린터의 스퀴지(squeegee)를 가하는 것을 포함한다. 방법은, 스퀴징 방향을 따라 다수의 위치들에서 프린터 베드를 맵핑하는 단계, 프린터 베드 맵핑에서 비-균일성들을 식별하는 단계, 및 프린터 베드의 맵핑된 비-균일성들을 보상하기 위해 스크린 프린터의 프린터 제어기를 수정하는 단계를 더 포함한다.

[0008] 본 발명의 실시예들은, 첨부한 도면들의 도들에서 제한이 아니라 예로써 예시되며, 첨부한 도면들에서는:
[0009] 도 1은 실시예에 따른 정전 척킹(ESC) 장치 구조의 측단면도이다.
[0001] 도 2는 실시예에 따른 대칭적 잉크 프린팅(SIP; symmetric ink printing)을 위한 프린터 셋업의 상면도이다.
[0002] 도 3은 SIP를 위한 통상적인 스퀴지 셋업의 측단면도이다.
[0003] 도 4는 실시예에 따른 조정가능한 프린터의 측단면도이다.
[0004] 도 5는 실시예에 따른 노출 시퀀스에 대한 모터 인코더 트랜스듀서 피드백의 그래프이다.
[0005] 도 6은 실시예에 따른 전동 인코더(motorized encoder)에 대한 프린팅된 잉크 두께의 그래프이다.
[0006] 도 7은 실시예에 따른 설계마다 타겟팅된 히터 트레이스 저항률(heater trace resistivity)에 대한 프린팅된 잉크 두께의 그래프이다.
[0007] 도 8은 실시예에 따른 조정 포인트들을 도시하기 위한 프린터 및 스퀴지 레일들의 등각도이다.
[0008] 도 9는 실시예에 따른 다수의 스퀴지 포지션들을 갖는 대칭적 잉크 프린팅(SIP)을 위한 프린터 셋업의 상면도이다.
[0009] 도 10은 실시예에 따른 스퀴지의 경로를 따르는 8개의 상이한 포지션들 각각에 대한 모터 인코더 값들의 그래프이다.
[0010] 도 11은 실시예에 따른 로트(lot) 넘버들에 대한 프린팅된 잉크 두께의 그래프이다.
[0011] 도 12는 실시예에 따른 스퀴지 갭에 대한 잉크 두께의 그래프이다.
[0012] 도 13은 실시예에 따른 프린팅된 그린 시트들의 배치 사이즈(batch size)에 대한 프린팅된 잉크 두께의 그래프이다.
[0013] 도 14는 실시예에 따른, X로서 식별된 마스크 두께 설계 파라미터에 대한 프린팅된 잉크 두께 또는 프린팅된 잉크 저항률의 그래프이다.
[0014] 도 15는 실시예에 따라 프린트 스크린 및 스퀴지 갭 구성을 설계할 때 수집된 데이터의 표이다.
[0015] 도 16은 실시예에 따른 고도로 반복가능한 스퀴지 셋업을 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0016] 도 17은 실시예에 따른 등각성의 정밀 스크린 프린팅을 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0017] 도 18은 실시예에 따른 잉크 두께 트렌딩(ink thickness trending)을 보상하는 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0018] 도 19는 실시예에 따른 스크린 마스크 설계를 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0019] 도 20은 실시예에 따라 사용하기에 적절한 어셈블링된 정전 척의 등각도이다.
[0020] 도 21은 실시예에 따라 사용하기에 적절한 페디스털 어셈블리를 포함하는 플라즈마 에칭 시스템의 개략도이다.
[0021] 다음의 설명에서, 많은 세부사항들이 설명되지만, 본 발명이 이들 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있음이 당업자들에게 명백할 것이다. 일부 경우들에서는, 본 발명을 모호하지 않게 하기 위해서, 잘 알려진 방법들 및 디바이스들은 상세히 도시되기 보다는 블록도 형태로 도시된다. 본 명세서 전체에 걸친 "실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특정한 피처(feature), 구조, 기능 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 곳들에서 "실시예에서" 또는 "일 실시예에서"라는 문구의 출현들은, 반드시 본 발명의 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 게다가, 특정 피처들, 구조들, 기능들, 또는 특징들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 예컨대, 제1 실시예는, 제1 실시예 및 제2 실시예와 연관된 특정 피처들, 구조들, 기능들, 또는 특징들이 상호 배타적이지 않은 어느 곳에서든 제2 실시예와 결합될 수 있다.
[0022] 본원에서 설명되는 바와 같이, 최상부 플레이트는, 캐리어 내에 워크피스, 예컨대, 실리콘 또는 다른 웨이퍼를 지지하는 척, 페디스털, 또는 캐리어를 위해 제조될 수 있다. 최상부 플레이트는, 임베딩된 전기 컴포넌트들을 갖는 세라믹으로 형성될 수 있고, 임베딩된 컴포넌트들의 형상 및 사이즈에 있어서 매우 높은 정확도를 제공할 수 있다. 이는 워크피스에 대한 프로세스 파라미터들에 걸쳐 더 양호한 제어를 제공한다. 컴포넌트들은 또한, 최상부 플레이트마다 더 일관적이다. 이는, 최상부 플레이트들이 마모되어 교체됨에 따라, 더 일관적인 생산 결과들을 제공한다. 결과적으로, 더 작고 더 정확한 피처들이 더 높은 품질 및 균일성으로 워크피스 상에 형성되어서, 비용을 감소시키고, 생산량들을 증가시키고, 생산 파라미터들을 조정하기 위한 다운 시간(down time)을 감소시킬 수 있다.
[0023] 서브-미크론 균일성으로 스크린 프린팅하기 위한 방법이 본원에서 개시된다. 이러한 방법은, 스크린 마스크 패턴들에 걸쳐 정밀한 프린트 두께 및 균일성을 요구하는 일부 재료들의 스크린 프린팅에 적절하다. 예시된 애플리케이션은, 정전 척킹(ESC) 장치에서 사용되는 균일한 히터 트레이스 패턴들을 제조하기 위한 핵심 프로세스(core process)인, 그린 시트 세라믹 상에서의 금속화 재료의 프린팅이다. ESC는 칩 디바이스 성능 및 웨이퍼 수율을 위해 반도체 프로세싱에 특히 중요하다.
[0024] 매우 높은 온도 균일성을 갖는 ESC는 그린 시트 세라믹 상에서의 금속화 재료들의 매우 고도로 균일한 프린팅으로부터 이익들을 얻는다. 금속화 재료들을 갖는 임의의 것을 포함하는, 표면 상에 프린팅되는 재료들은 아래에서 간단히 잉크로 지칭될 것이다. 본원의 예들에서, ESC 퍽은 다수의 그린 시트들로 제조되고, 그들 중 일부는 히터 트레이스 및 정전기 전극 패턴들로 프린팅되는 잉크이다. 프린트 균일성은 서브-미크론 레벨일 수 있다.
[0025] 도 1은 정전 척킹(ESC) 장치 구조의 측단면도이다. ESC(2)는, 열 전도성 재료, 이를테면, 알루미늄 또는 합금으로 제조된 냉각 베이스(4)를 갖는다. 외부 열 유체 펌프 및 열 교환기에 커플링된 입력 포트(6) 및 출력 포트(8)가 있다. 냉각 베이스 내에서, 포트들은 ESC의 온도를 제어하는 것을 돕기 위해 베이스를 통해 열 유체를 순환시키는 내부 냉각 채널들(20)에 커플링된다. 세라믹 퍽(12)은 열 전도성 본드 층(10)으로 냉각 베이스(4)에 부착된다. 본드 층은 전형적으로 접착제 타입이지만, 다른 재료들이 대신 사용될 수 있다. 워크피스(14), 이를테면, 실리콘 웨이퍼, 유리 시트, 갈륨 비소 웨이퍼 또는 다른 워크피스는 정전하에 의해 퍽(12) 상의 위치에 홀딩된다.
[0026] 정전하는 퍽 내의 척킹 전극들(16)에 의해 생성 및 홀딩된다. 전극들은 퍽의 측부 또는 최하부 상의 접촉부들(도시되지 않음)을 사용하여 충전(charged) 또는 방전될(discharged) 수 있다. 히터 트레이스들(18)은 또한, 예컨대, 전도성 트레이스들로부터의 저항성 가열을 사용하여 워크피스를 가열하기 위해 퍽 내에 형성될 수 있다. 퍽 및 이에 따라 웨이퍼의 온도를 더 정밀하게 제어하기 위해 상이한 트레이스들에 의해 상이한 양들의 열을 가하기 위하여, 다수의 트레이스들이 사용될 수 있다.
[0027] 세라믹 퍽은, 잉크 프린팅되고, 라미네이팅되고, 기계가공되고, 소결되고, 연마되는 다수의 그린 시트들로 형성되고, 그리고 일련의 복잡한 프로세스들에서 생성되는 표면 피처들을 가질 수 있다. 퍽의 히터 트레이스들 및 전극 둘 모두를 위한 상호연결부들은 도시되지 않는다. 히터 트레이스(18) 패턴들의 품질은 ESC 온도 균일성 성능에 영향을 미친다.
[0028] 세라믹 그린 시트는 다양한 상이한 방식들 중 임의의 방식으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 실온에서 핸들링되고 그리고 이어서 소결에 의해 나중에 경화될 수 있는 유연한(pliable) 재료를 형성하기 위해, 예컨대, Al2O3 또는 AlN 및 유리의 90-96% 세라믹 파우더는, 결합제(binder), 예컨대, 가소제(plasticizer)들을 이용하여 고압에서 컴팩팅되고(compacted), 이어서, 간단하게 소결된다. 그린 시트들은 다양한 상이한 두께들 중 임의의 두께일 수 있다. 예로서, 그린 시트들은 0.05mm 내지 0.5mm 두께이고, 핸들링 목적들을 위해 스테인리스 강 프레임으로 지지될(carried) 수 있다.
[0029] 대안적으로, 그린 바디 또는 임의의 다른 유연한 세라믹 재료가 사용될 수 있다. 일부 예들의 그린 바디는, 다른 충전제(filler)들을 갖는 결합제와 세라믹 파우더의 모놀리식 컴팩팅된 블록(monolithic compacted block)이다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 형성된 후에, 이는 열 및 압력 하의 노(furnace) 내에서 소결될 수 있다. 그러한 프로세스는 또한, 아래에서 언급되는 바와 같은 그린 시트들에 적용될 수 있다.
[0030] 본원에서 설명되는 바와 같이, 히터 트레이스 패턴들 및 다른 구조들은, 그린 시트 상에 페이스트를 프린팅함으로써 형성될 수 있다. 그린 시트는, 그린 시트들 사이에 페이스트가 임베딩되도록, 다른 그린 시트들과 스택될 수 있다. 상이한 페이스트들이 상이한 패턴들로 분배되어(dispensed) 상이한 타입들의 전기 컴포넌트들을 형성할 수 있다. 페이스트는 임베딩된 또는 표면 전도성 컴포넌트들을 형성하는 데 사용된다. 페이스트는, 예컨대, 텅스텐, 몰리브덴, 아연, 은, 금, 또는 적절한 내화성 재료 같은 금속과 같은 적절한 전도성 재료를 파우더로 함유하고, 적절한 현탁액(suspension) 및 분산제(dispersant)로 유지된다(carried). 페이스트는 스택된 그린 시트들과 함께 건조, 소결, 또는 경화되어, 마무리된 퍽을 형성한다.
[0031] 스택된 그린 시트들은 충분한 압력으로 함께 가압되어 단일의 안정적인 구조를 형성한다. 페이스트는, 너무 많은 변형 없이 스택킹(stacking) 및 컴팩션(compaction)을 겪기에 충분히 단단해지도록 건조된다. 이어서, 원하는 열 및 전기 컴포넌트들을 갖는 개별적인 세라믹 그린 시트들의 라미네이션은, 별개의 시트들을 단일 고형 엔티티(solid entity)로 통합하기 위해 소결된다. 이는 나중에, 기계가공, 연삭(grinding), 연마(polishing), 그릿 블라스팅(grit blasting), 세정 등과 같은 추가의 마무리 프로세스들을 사용하여 최종 최상부 플레이트 또는 퍽으로 변환된다. 금속 또는 내화성 재료들이 중간 시트들 상으로 분배될 수 있기 때문에, 이러한 피처들은, 시트들이 함께 가압된 후에 결과적인 구조 내에 임베딩될 수 있다.
[0032] 생산 로트에서 또는 다양한 로트들로부터 ESC들의 반복가능하고 일관적인 품질을 위해, 설명된 방법은 첫 번째로, 체계적 프린트 스큐(systematic print skew)에 대한 나중의 식별하기 어려운 근본 원인들을 제거 또는 최소화하기 위해, 일부 숨겨진 프린터 하드웨어의 스큐들을 식별한다.
[0033] 도 2는 상이한 가능한 스큐들의 방향을 도시하기 위한, 대칭적 잉크 프린팅(SIP)을 위한 프린터 셋업의 도면이다. 프린터(22)는 프린팅될 그린 시트(26)를 운반하는 프린팅 테이블(24)을 포함한다. 프린터는, 워크피스를 가로질러 이동(run across)하는 스퀴지(28)로 워크피스를 스와이핑(swipe)한다.
[0034] 첫 번째로 주요 셋업 스큐들이 인지되고 최소화된다. 스크린 마스크 및 스퀴지 둘 모두의 중심들은 히터 트레이스 패턴들의 중심과 정렬될 수 있다. 특히, 히터 트레이스 패턴 중심과 스크린 마스크 중심과 스퀴지 중심 사이의 대칭적인 정렬은 엄격한 허용오차로 규정된다. 히터 트레이스 패턴들의 중심들은 전형적으로, 스크린 마스크의 중심(30) 상에 로케이팅된다. 프린터 상에서, 스크린 마스크는 워크피스(26) 위에 포지셔닝된다. 스퀴지가 스크린을 가로질러 드로잉됨에 따라, 잉크가 스퀴지에 의해 스크린을 통해 푸시되어, 워크피스 상에 잉크 패턴을 형성한다. 이는, 시작 포지션에서 시작하여 종료 포지션에서 종료되는 것으로 도시되고, 종료 포지션에서 스퀴지는 도면에서 정지되어 있는 것으로 도시된다. 스크린 마스크를 통해 스퀴즈된(squeezed) 프린팅된 패턴은 워크피스 상의 히터 및 다른 전기 트레이스들의 패턴이다.
[0035] 장착된 스퀴지의 중심(32)은 또한, 스크린의 히터 트레이스 패턴들의 중심(30)과 정렬될 수 있다. 임의의 숨겨진 또는 무시된 하드웨어 스큐들은 프린팅 스큐를 야기할 수 있다. 그러한 스큐는 히터 트레이스 설계를 비효과적이게 만들 수 있다. 이어서, 이러한 프린터 하드웨어 정렬 테닛(printer hardware alignment tenet)은, 금속화 재료들의 대칭적 잉크 프린팅(SIP)으로서 본원에서 언급된 방법을 위해 사용된다.
[0036] 통상적인 프린팅 방법들은, 각각의 생산 주문에 대해 스퀴지를 셋업하기 위해 일부 시밍 디바이스(shimming device)들을 사용한다. 도 3은 통상적인 스퀴지 셋업의 도면이다. 셋업 방법은 상이한 타입들의 시밍 디바이스들을 추가하는 데 사용되었다. 프린터(302)는 프린팅 베드(304)를 갖고, 샘플, 테스트, 또는 시험(trial) 워크피스(306)가 베드 상에 위치된다. 마스크(308)는 워크피스 위에 위치된다. 스퀴지(310)는 브래킷들 또는 레일들(312) 상에 장착되고, 이어서, 시험(trial)들이 수행된다. 시밍 디바이스들(314)은, 임의의 평행성 부족을 보상하기 위해 레일들에 추가된다. 이러한 프로세스 후에, 스퀴지는 새롭고 더 정확한 포지션(316)에 있다.
[0037] 불행하게도, 실제 프린팅되는 잉크 두께 및 그 균일성은 셋업 시점에서는 알 수 없다. 오퍼레이터들은, 시험 프린팅 결과들이 만족스럽지 않은 경우, 전체 셋업 프로세스를 반복한다. 원하는 스퀴지 갭은, 히터 트레이스 패턴들 모두에 걸쳐 고도로 균일한 잉크 두께를 유도하는 등각성의 프린팅을 가능하게 해야 한다.
[0038] 스퀴지 갭 및 프린터 베드에 대한 평행성 둘 모두는 시밍 디바이스들의 사용으로 단지 근사되지만, 프린팅되는 잉크 두께 및 그 균일성은 실제로는 그 시점에서 알려지지 않는다. 프린터 셋업 컨디션들은 또한, 시험을 위해 프린팅된 잉크를 측정하기 위한 큐 시간(queue time) 후에는 벗어날(drift away) 수 있다. 따라서, 통상적인 프린팅 방법은 서브-미크론 레벨의 프린트 균일성을 생성할 수 없다.
[0039] 따라서, 그 홀더 상에 장착된 스퀴지의 반복성(repeatability)은 중요할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 로트마다의 생산의 높은 장착 반복성을 보장하기 위해, 스퀴지 장착을 위한 전용 브래킷들 또는 정렬 고정구(fixture)들이 사용될 수 있다.
[0040] 도 4는 조정가능한 프린터의 측단면도이다. 프린터(402)는 워크피스(406)를 운반하는 프린터 베드(404)를 갖는다. 프린트 스크린(408)은 워크피스(406) 위의 프린터 베드에 고정된다(fastened). 프린트 스크린은, 구현에 따라, 도 3에서와 같이 일 측 또는 양측들 상에서 시임(shim)들(414)로 피팅될 수 있거나 또는 피팅되지 않을 수 있다. 스퀴지 브래킷들(422, 424)은, 스퀴지(410)가 프린트 스크린(408) 위에서 스퀴지(410)의 초기 시작 포지션(410)으로부터 스퀴지(410)의 마무리된 포지션(416)까지 스와이핑할 때 스퀴지(410)를 제 포지션에 홀딩하기 위해, 스퀴지(410)의 각각의 측 상에 하나씩 장착된다.
[0041] 우측 브래킷(422)은 도 3에서와 동일하지만, 좌측 브래킷(424)은 스퀴지 장착부에서 시임(426)으로 조정되었다. 이러한 시임은, 시스템이 2개의 브래킷들 사이의 임의의 오정렬을 보상하게 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 우측보다는 좌측 상에 더 큰 갭(430)이 있다. 브래킷 시임은 이를 보상할 수 있는 한편, 스크린 시임들(414)은 스크린 및 워크피스와의 임의의 오정렬을 보상할 수 있다. 선택적으로, 어느 한 타입의 또는 두 타입들 모두의 시임들은 불필요한 것으로서 제거될 수 있다.
[0042] 전동 액추에이터로부터의 인코더는 인코더의 분해능에서 스퀴지 갭을 정밀하게 제어하는 데 사용될 수 있다. 스퀴지 장착 브래킷들은 이러한 접근법에 매우 유용할 수 있다. 스퀴지 경사(squeegee slant)는 프린터의 "오토-제로(auto-zero)" 피처 또는 대안적인 수단으로 보상될 수 있다.
전동 액추에이터를 이용한 정밀 스크린 프린팅
[0043] 일부 실시예들은, 프린터 시스템에 전형적으로 통합되거나 또는 추가될 수 있는 인코더(스퀴지 장착부의 각각의 단부 상의 하나)를 갖는 전동 액추에이터(선형 또는 회전식(rotary))를 이용한 방법을 사용한다. 모터 인코더는 프린터 제어기로부터 이용가능할 수 있다. 전동 액추에이터는 정밀하게 스퀴지 갭을 제어하고, 단일 모터 인코더의 분해능들(예컨대, 스텝 카운트(step count))에서 그 비-평행성을 보상한다. 또한, 일부 프린터들은, 도 5에 도시된 바와 같이, 요구되는 인코더 보상이 용이하게 획득될 수 있도록, 일부 종류들의 트랜스듀서 피드백과 함께 빌트-인 오토-제로 피처를 갖는다. 전용 스퀴지 장착 브래킷들의 사용으로, 프린터 스퀴지 셋업은 로트마다 높은 반복성을 달성할 수 있다.
[0044] 도 5는 수평 축 상의 노출 시퀀스에 대한 수직 축 상의 모터 인코더 트랜스듀서 피드백의 도면이다. 데이터는, 이 예에서 2 내지 10으로 넘버링된 각각의 노출에 대해서만 포인트들을 가지며, 이것이 전반적인 증가 트렌드인지 또는 감소 트렌드인지를 도시하기 위해 데이터 포인트들을 통해 직선이 드로잉된다. 이러한 예시적 데이터에서, 노출들의 시퀀스를 통해서는 어떤 중요한 트렌드도 없다.
[0045] 브래킷들의 사용으로, 스퀴지 셋업은 고도로 반복가능하다. 이러한 예에서, 스퀴지 셋업은 통상적인 시밍 방법보다 훨씬 더 반복가능하다. 다양한 상이한 원인들 중 임의의 원인으로 인한 비-평행성은, 이 예에서 1 mm에 가까울 것으로 추정되는 프린터의 오토-제로 피처에 의해 보상될 수 있다.
[0046] 제어부로서 모터 인코더를 사용하는 위에서 설명된 SIP 프린터 셋업 방법을 이용시, 프린팅된 히터 트레이스들은 그린 시트 세라믹 상에 프린팅되는 잉크의 높은 반복성을 갖는다. 프린팅된 잉크의 소결, 금속화 프로세스 후에, 결과적인 히터 트레이스 패턴들은 로트간 반복성(lot-to-lot repeatability)으로 고온 균일성의 ESC 퍽을 생성할 수 있다.
[0047] 원하는 잉크 두께의 정밀 프린팅은, 한편으로는, 관심 구역들을 커버하기 위해 린(lean) DOE(Design of Experiment) 계획으로 확립되는 지식-기반 모델을 이용하여 달성될 수 있다. 따라서, 주어진 스크린 마스크 설계의 경우, 히터 트레이스 저항률과 프린팅된 잉크 두께 사이의 고분해능 1 대 1 관계가 DOE 계획에서 유도될 수 있다.
[0048] 도 6은 수평 축 상의 스텝들의 전동 인코더에 대한 수직 축 상의 프린팅된 잉크 두께의 그래프의 도면이다. 잉크 두께(520) 양 및 모터 인코더 값 또는 스텝 값(522)은 그래프 상의 포인트(524)에서 만난다. 이어서, DOE에 기반하여 상관관계를 결정하기 위해, 포인트들을 통해 상관관계 곡선(526)이 드로잉될 수 있다. 이로써, 프린팅된 잉크 두께들과 스퀴지 모터 인코더 스텝들 사이의 고분해능 1 대 1 관계는 동일한 DOE 실험에서 유도될 수 있다. 일단 지식-기반 모델이 개발되면, 오퍼레이터는 모델을 참조함으로써, 프린터 스퀴지를 셋업하고 프린팅할 수 있다.
[0049] 유사한 방식으로, 히터 트레이스 저항률의 설계 규격 윈도우를 커버하는 고도로 반복가능한 상관관계를 획득하기 위해, DOE 계획이 수행될 수 있다. 타겟팅된 히터 트레이스 저항률에 대해, 오퍼레이터는 DOE 모델에서, 대응하는 모터 인코더들을 찾고, 이어서, 그린 시트들을 프린팅한다.
[0050] 도 7은 설계마다 타겟팅된 히터 트레이스 저항률에 대한 수직 축 상의 프린팅된 잉크 두께의 그래프의 도면이다. 특정 잉크 두께(530)는 그래프 상의 교차점(534)에서 경험적 값들에 기반하여 특정 히터 트레이스 저항률(532)과 교차한다. 이어서, 상관관계 곡선(536)을 구축하기 위해, 다수의 실험적 데이터 포인트들이 사용될 수 있다. 두께/인코더 상관관계 곡선과 같은 이러한 곡선은 특정 트레이스 프린팅 태스크에 대한 파라미터들을 세팅하는 데 사용될 수 있다.
[0051] 설명된 방법은 ESC 세라믹 퍽 제조에서 많은 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 이러한 방법에서 언급된 금속화 재료들은, 잉크 또는 액체 형태로 제형화된(formulated) 임의의 내화성-기반 금속(refractory-based metal)일 수 있다. 이러한 방법에서 언급되는 그린 시트 세라믹은, 그들의 순도 레벨 또는 첨가제 제형 재료들과 관계없이, 알루미나계 또는 알루미늄 나이트라이드계 세라믹일 수 있다. 이러한 방법은, 재료들의 정밀하고 고도로 균일한 두께가 요구되는 비-금속화 재료의 프린팅을 위해 사용될 수 있다. 전동 액추에이터는 선형 또는 회전식일 수 있다. 전동 액추에이터로부터의 임의의 인코더 정보는 스퀴즈 셋업의 제어 한계를 나타내는 데 사용될 수 있다.
[0052] 그린 시트 세라믹 상에 프린팅되는 통상적인 금속화 재료들은 다음의 단점들을 가질 수 있다:
1) 부정확하고 반복불가한 프린트 두께: 현재의 통상적인 프린터 스퀴지 셋업 방법들은 일부 타입들의 시밍 디바이스들을 이용한다. 이러한 타입의 셋업 프로세스는 오퍼레이터의 경험에 의존하며, 결과들은 ESC 애플리케이션들에 대해 반복가능하지 않다. 프린팅된 금속화 재료들의 두께는 시험 프린팅 시점에서는 추측에 의해서만 알려진다. 로트간 셋업은 낮은 반복성을 겪는다.
2) 시간-소비: 시밍 방법을 위해, 금속화 재료들의 시험 프린팅이 필요하다. 프린팅된 잉크는, 두께 측정이 발생할 수 있기 전에 잉크 안정화에 긴 큐 시간이 걸린다.
3) 시험 프린팅 후의 스퀴지 셋업의 드리프팅: 스크린 마스크 상에 남아 있는 잔여 잉크 재료들은 측정 큐 시간 동안에 건조(dry up)될 것이다. 스크린 마스크 세정은 후속적인 프린팅에 영향을 미친다. 생산이 시작될 때, 프린트 결과들이 종종 드리프트된다.
4) 번거로운 생산 스케줄링: 오퍼레이터들은, 시험 실행 결과들이 제조 규격으로부터 벗어나는 경우, 스퀴지 셋업을 재-실행(re-do)할 필요가 있다. 그러한 재-실행 불확실성은 복잡한 제조 환경에서 제조 스케줄링에 영향을 미친다.
5) 저하된 품질: 제조 엔지니어링은 번거로운 스퀴지 셋업 프로세스로 인해 보통-이하(sub-par) 품질을 수용하는 경향이 있다.
SIP 프린팅 방법의 구현
[0053] 그린 시트 세라믹들 상에서의 금속화 재료들을 이용한 SIP 프린팅 방법들은 정전 척킹(ESC) 장치에 직접 적용될 수 있다. 프린팅 방법들은, 반도체 웨이퍼 프로세싱 애플리케이션들을 위한 ESC 퍽에 단일의 또는 다수의 메인 히터들을 갖는 ESC에 적용될 수 있다. 프린팅 방법들은, ESC 퍽에서 미니 히터들의 대칭적 또는 비-대칭적 레이아웃을 갖는 ESC에 적용될 수 있다. 이러한 미니 히터들은 다목적 열 제어를 위해 사용된다. 프린팅 방법들은, 그린 시트 세라믹 상에서 높은 프린팅 균일성이 요구되는 비-ESC 애플리케이션들을 위한 그린 시트 세라믹들 상의 금속화 재료들에 적용될 수 있다.
[0054] 도 8은 조정 포인트들을 도시하기 위한, 프린터 및 스퀴지 레일들의 등각도이다. 프린터 베드(404)는 프린터 베드(404)에 장착된 우측(422) 및 좌측(424) 스퀴지 레일을 갖는다. 스퀴지는 시작 포지션(410)으로부터 프린트 스크린을 가로질러 마무리 포지션(416)으로 이동(run)한다. 스퀴지 레일들의 정밀 평행성의 결여 및 프린터 베드 평탄성 둘 모두는 잉크 프린팅의 일관성에 영향을 미친다. 스퀴지 갭들(h1, h2, h3, h4)은 각각의 레일에서의 그리고 2개의 포지션들(410, 416)에서의 스퀴지의 우측 및 좌측 상에 표시된다. 프린터 베드가 완전히 평탄하지 않은 경우, 갭들은 동일하지 않다. 게다가, 스퀴지 장착이 일관적이지 않은 경우, 각각의 측정에 대해 갭들은 동일하지 않을 것이다.
[0055] 그린 시트 세라믹 상의 금속화 재료들의 서브-미크론 균일성이 가능한 정밀 스크린 프린팅을 돕기 위한 방법이 적용될 수 있다. 첫 번째로, 스크린 마스크 및 스퀴지는 히터 트레이스 중심과 정렬되도록 셋업된다. 이어서, 스퀴지 갭 및 프린터 베드에 대한 평행성은 프린터의 오토-제로 피처를 사용하여 최적화된다. 오토-제로 피처 결과들은 모터 인코더들로 레코딩된다. 중심 위치에서의 예로서, 모터 인코더는 좌측 =25000, 우측 =25850로 세팅될 수 있다.
[0056] 도 9는 동일한 프린터 베드(404) 및 스퀴지(416)의 상면도이다. 이러한 예에서, 히터 트레이스 중심(430)은 프린트 스크린의 중심 라인(432) 및 스퀴지의 중심(4345)과 정렬될 수 있지만, 단지 하나의 포인트에서만 정렬될 수 있다. 임의의 오정렬은 정렬된 중심으로부터의 라인들이 분기(diverging)되는 것을 초래할 것이다. 도 9는 또한, 시작부터 종료까지 스퀴지의 경로를 따라 7개의 상이한 포지션들(L1, ... L7)의 예들을 도시한다.
[0057] 프린터 스퀴지의 오토-제로 피처는, 스퀴징 방향을 따라 이러한 다수의 위치들 각각에서 등각성의 평행성을 맵핑 아웃(map out)하기 위해 사용될 수 있다. 이어서, 맵핑된 데이터는 등각성의 프린팅을 위해 스퀴지 제어 소프트웨어 파라미터 세트에 프로그래밍될 수 있다. 다수의 위치들(L1, ...L7)에서의 오토-제로는 프린터 베드의 비-평탄성에 맵핑될 수 있다.
[0058] 도 10은 모터 인코더에 사용될 수 있는 측정치들을 도시하는 그래프이다. 도 10은 스퀴지의 경로를 따르는 8개의 상이한 포지션들 각각에 대한, 수직 축 상의, 모터 인코더 값들 또는 스텝들의 그래프이다. 프린터 스퀴지의 오토-제로 피처는, 히터 트레이스 패턴에 걸쳐 등각성의 평행성을 획득하기 위해 스퀴징 방향을 따라 8개의 다수의 위치들 각각에서 사용된다. 우측 레일에 대해 좌측 레일과 상이한 값이 있으며, 그러므로, 각각의 스퀴지 포지션(L1 ... L8)에 대해 데이터 포인트의 두 개의 세트가 있다.
SIP 프린팅 방법에 기반한 프린트 두께 트렌딩에 대한 보상 방법
[0059] 본원에서 논의된 원리들을 사용하여, SIP 프린팅에서 프린트 두께를 보상하는 방법이 설명될 수 있다. 그러한 방법은 다음을 사용한다:
1) 체계적 프린트 스큐에 대한 그러한 나중의 식별하기 어려운 근본 원인들을 제거 또는 최소화하기 위해, 숨겨진 프린터 하드웨어의 스큐들을 첫 번째로 식별하는 대칭적 잉크 프린팅 방법, 및
2) 스퀴지 셋업, 즉, 갭 및 프린터 베드에 대한 평행성을 정밀하게 제어하기 위한 전동 액추에이터 인코더.
3) 이어서, 이러한 SIP 프린팅 방법을 이용하여, 지식-기반 모델은 린(lean) DOE 계획으로 확립된다. 오퍼레이터들은, 시험 프린팅 없이, 스퀴지를 용이하게 셋업하기 위해 이러한 간단하고 반복가능한 방법을 사용할 수 있다.
[0060] 스퀴즈 방향(squeezing direction)을 따르는 프린터 베드 비-평탄성 및 스퀴즈 레일 비-평행성은, 프린팅된 그린 시트들 또는 그린 바디들을 사용하여 형성되는 ESC에서 일관적이지 않은 온도 윤곽(temperature contour)의 또 다른 주요 근본 원인이다. 일관적이지 않은 온도 윤곽은, 도 9에 도시된 바와 같이, 챔버 매칭 및 임계 치수(CD; critical dimension) 튜닝에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 도면에서, 스퀴즈 방향을 따르는 7개의 위치들이 프린터 베드 상에 맵핑되며, 그 중에서 5개의 위치들은 스크린 마스크 패턴의 히터 트레이스들을 커버한다. 획득된 세트의 모터 인코더 값들은, 스퀴즈 동안의 등각성의 평면 관계의 핑거프린트와 등가이며, 그 관계는 등각성의 프린팅을 위해 프린터 제어 시스템에 프로그래밍될 수 있다.
[0061] 특정 프린터 베드에 대한 파라미터들 또는 모터 인코더 스텝들이 결정되고, 스크린, 및 잉크가 세팅된 후에, 잉크 두께는 시간의 경과에 따라 그리고 사용에 따라 여전히 변화될 수 있다. 프린팅된 잉크 두께는 프린트 스크린에 걸쳐 균일할 수 있지만, 두께는 큰 생산 로트에 걸쳐 상향 또는 하향 트렌드가 있을 수 있다.
[0062] 도 11은 수평 축 상의 로트 넘버들에 대한 수직 축 상의 프린팅된 잉크 두께의 그래프이다. 각각의 로트에 대한 평균 잉크 두께 값이 있으며, 증가 트렌드를 도시하기 위한 값들을 통해 라인이 드로잉된다. 이러한 예에서, 첫 번째 시트부터 마지막 시트까지 60개의 세라믹 그린 시트들의 프린팅을 통해, 잉크 두께는 1.5 μm 증가한다. 이러한 많은 변화는 일부 애플리케이션들에서 중요할 수 있으며, 따라서, 로트 사이즈를 제한한다. 트렌딩에 대한 근본 원인들은 복합적으로 복잡하고 혼란스러울 수 있다. 이들은: 프린팅 동안의 잉크 점도의 변화, 스크린 장력의 변화, 스크린 마스크 세정, 스크린 마스크 리프팅 등을 포함할 수 있다. 이러한 복잡한 트렌딩 메커니즘들과 관계없이, 트렌드를 평탄화하기 위해 트렌드가 보상될 수 있다.
[0063] 스퀴지 갭 또는 모터 인코더 포지션과 잉크 두께 사이에 선형 관계가 있다는 것이 많은 시스템들에서 관찰될 수 있다. 도 12는 수평 축 상의 스퀴지 갭에 대한 수직 축 상의 잉크 두께의 그래프이다. 2개의 상이한 두께들을 생성하는 2개의 상이한 갭들에서 2개의 데이터 포인트들이 있다. 추가의 포인트들이 있다면, 그들 모두를 통해 동일한 직선이 드로잉될 수 있다.
[0064] 임의의 주어진 스크린 마스크 설계에 대해, 스퀴지 갭/인코더와 잉크 두께 사이의 선형 관계에 의존하는 평탄화 방법(flattening method)이 사용될 수 있다. 도 11에 도시된 예시적 데이터에서, 60개의 그린 시트들의 프린팅에 걸쳐 1.5μm 두께 변화로 트렌딩이 추정된다. 프린팅 정밀도를 개선하기 위해, 이러한 선형 관계는 간단한 DOE 계획으로 측정될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같은 DOE는 (x1, x2) μm 또는 등가의 모터 인코더 스텝들의 2개의 갭들에서 스퀴지를 세팅할 수 있고, 이어서, (y1, y2) μm의 대응하는 쌍의 잉크 두께를 생성한다. 트렌딩 민감도는 (y2-y1) =4μm의 잉크 두께 변화 대 (x2-x1) = 28μm의 스퀴지 갭 변화의 비율로서 계산될 수 있다.
[0065] 프린터 스퀴지 갭 세팅은 (x1, x2)um의 범위이고, 대응하는 프린팅된 잉크 두께는 (y1, y2)μm의 범위이다. 이러한 관계는 프린팅된 잉크 두께 트렌딩에 대한 보상을 계산하는 데 중요하다. DOE 계획에서 x1과 x2 사이의 간격이 더 클수록, 모델의 정밀도 및 견고성은 더 크지만, 간격은 선형 구역에서 유지될 정도로 충분히 좁아야 한다.
[0066] 모터 인코더 세팅들은 위의 정보의 2개의 피스들을 결합함으로써 보상될 수 있다. 보상은 (28/4) x (1.5/60) = 0.175 μm/sheet로서 유도될 수 있다. 인코더에 대한 등가의 표현식은 간단하다. 예컨대, 인코더 유닛이 1μm와 등가적이면, 보상 방식은 프린팅되는 매 6번째(즉, 1/0.175) 그린 시트에 대해 그 하나의 인코더에 대한 인코더 유닛들을 변경하는 것일 것이다. 이어서, 보상이 적용된 후의 프린팅된 두께 변동은 0.15μm로 감소되거나, 또는 오리지널 트렌딩 범위의 1/10로 감소된다.
[0067] 인코더 보상은 (프린터 오토-제로 피처로부터의) 등각성의 맵과 통합될 수 있다. 도 13은 모터 인코더 보상을 이용하여 계산된 결과들을 예시한다. 도 13은 수평 상의, 프린팅된 그린 시트들의 배치 사이즈(batch size)에 대한 수직에서의, 프린팅된 잉크 두께의 그래프이다. 상부의 선형 증가 라인(450)은, 잉크 두께가 보상되지 않는 경우의 잉크 두께의 증가를 도시한다. 하부의 라인(452)은, 모터 인코딩을 조정함으로써 트렌드가 보상된 경우의 잉크 두께 및 그 변동(454)을 도시한다.
[0068] 이러한 예에서, 스퀴지 세팅은 (x1, x2)μm의 범위이고, 대응하는 잉크 두께 범위는 (y1, y2)μm이다. 이러한 증가하는 트렌드를 평탄화하기 위한 접근법은, 위에서 설명된 바와 같이 잉크 두께와 스퀴지 갭 사이의 관계에 기반한다. 결과적으로, 스크린 프린팅 성능의 감소는, 스퀴지 갭을 감소시킴으로써 보상된다.
[0069] 일단 ESC 제조가, 반복가능한 온도 윤곽 패턴을 가지면, 웨이퍼 온도 맵의 비교는, 히터 트레이스 설계 또는 냉각 베이스 설계 또는 둘 모두를 개선하기 위한 정보를 가능하게 한다. 금속화 재료들의 고도로 반복가능하고 균일한 프린팅은, 진보된 정전 척킹 장치에 대한 ESC 설계 유효성 및 효율을 가능하게 한다.
SIP 프린팅 방법의 구현
[0070] 스퀴지와 프린터 베드 사이의 등각성의 관계 데이터는, 스퀴즈(squeezing) 동안에 모터 인코더의, 각각의 스퀴지 단부의 보상을 조정하는 프린터 제어 소프트웨어에 프로그래밍될 수 있다. 온도 스큐가 일관적이고, ESC마다 지속적인 경우, 모터 인코더 스텝들을 이용한 최적화가 추가로 시도될 수 있다. DOE는, 보상 파라미터들을 결정하기 위한 핵심 데이터(core data)를 획득하도록 계획될 수 있다. 도 11 및 도 12는 도 13의 결과들과 같은 결과들을 획득하기 위해 사용될 수 있는 데이터 중 일부를 도시한다.
[0071] 스크린 마스크 및 스퀴지 둘 모두의 셋업은 히터 트레이스 중심과 정렬된다. 스퀴지 갭, 및 프린터 베드에 대한 그 평행성은 프린터의 오토-제로 피처를 이용하여 최적화되고, 모터 인코더들로 레코딩된다.
[0072] 프린터 베드 평탄성 및 스퀴지 레일들의 비-평행성 둘 모두는 잉크 프린팅의 일관성에 영향을 미친다. 도 8의 스퀴지 갭들(h1, h2, h3, h4)은 동일하지 않은데, 왜냐하면, 프린터 베드가 완벽하게 평탄하지 않기 때문이다. 스퀴지 장착이 일관적이지 않은 경우, 그들의 측정은 반복가능하지 않다.
[0073] 프린터 스퀴지의 오토-제로 피처는, 스퀴즈 방향(squeezing direction)을 따라 다수의 위치들에서 등각성의 평행성을 맵핑 아웃(map out)하기 위해 사용된다. 맵핑된 데이터는 스퀴지 제어 소프트웨어 등각성 프린팅으로 프로그래밍될 수 있다.
대칭적 잉크 프린팅 방법에 기반한 정밀 애플리케이션을 위한 스크린 마스크 설계 방법
[0074] 그린 시트 세라믹 상의 금속화 재료들의 서브-미크론 균일성을 갖는 대칭적 잉크 프린팅(SIP) 방법을 위한 고도로 반복가능한 스퀴지 셋업 절차가 설명된다. 모터 인코더의 정밀도로 등각성의 평행성을 위해, 평탄하지 않은 프린터 베드를 맵핑 아웃하기 위하여, 스퀴지 전동 액추에이터들(선형 또는 회전식)의 모터 인코더들을 사용하는 방법이 또한 설명된다. 균일한 잉크 프린팅을 평탄화(그러나 프린트 두께의 선형 트렌딩이 있음)하는 방법이 또한 설명된다. 프린터 제어 소프트웨어로 이러한 방법들 모두를 구현하는 것이 또한 논의된다.
[0075] 정밀 잉크 프린팅을 위한 최적의 스크린 마스크 설계를 위한 SIP 프린팅 방법의 적용이 여기에서 설명된다. 정밀한 두께로 프린팅하는 것은 일부 설계 반복을 필요로 한다. SIP 프린팅 방법으로 프린트 스큐가 최소화되는 경우, 반복은 효과적일 수 있다. 일련의 길고 복잡한 세라믹 소결 프로세스들 및 소결후 프로세스들을 수반하는 제품 개발 사이클을 단축시키는 것이 유용하다.
[0076] 스크린 마스크 설계는 스크린 와이어 선택 및 스크린 "높이" 파라미터 X를 수반한다. X의 값은 실현된 잉크 두께와 상관된다. 와이어 선택은 경험적으로 간단하지만, 설계 파라미터 X는 중요 애플리케이션들을 위해 많은 반복들을 필요로 한다. 주어진 와이어 직경에 대해 설계 파라미터 X를 최적화하기 위한 린(lean) 프로세스가 설명된다.
[0077] 새로운 스크린 마스크 설계는 마스크 설계자에 의해 개발된 경험적 수학식으로 시작된다. 경험적 모델들은 단지 1차 정확도만을 갖는다. 스크린 마스크 설계 활동은 2개의 프로세스들로 분할될 수 있다: 제1 프로세스는 스퀴지 갭과 프린팅된 잉크 두께 사이의 견고한 모델을 확립하는 데 중점을 두고, 제2 프로세스는 프린팅된 잉크 두께와 히터 저항률 사이의 상관관계를 확립하는 데 중점을 둔다. 이러한 접근법은 빈번한 소결의 필요성을 최소화하도록 의도된다. 모든 시험 프린팅 그린 시트 세라믹들은 동일한 로트에서 소결된다.
프로세스 1:
[0078] 이러한 프로세스의 목적은 SIP 프린팅 방법을 이용하여 스퀴지 갭과 프린팅된 잉크 두께 사이의 최소 에러로 품질 상관관계를 확립하는 것이다. 이는 x-와 xo와 x+ 사이의 넓은 간격에 의해 달성된다. 간격은 가능한 한 넓지만 선형 구역 내에 유지된다.
[0079] 도 14는 수평의, X로서 식별된 마스크 두께 설계 파라미터에 대한, 수직의, 프린팅된 잉크 두께 또는 프린팅된 잉크 저항률의 그래프이다. 잉크 두께 및 저항률이 임의의 하나의 잉크 타입 및 프로세싱 방법에 대해 선형 관계를 갖기 때문에, 이들은 동일한 수직 축 상에서 플로팅될 수 있다.
[0080] 도 14의 차트를 사용하기 위해, 설계자는 수평 축 상에 도시된 바와 같이 X=x0을 세팅하고, 이를, 단지 1차 정확도를 갖는 설계 수학식에 입력한다. t0은 설계 수학식에 따른 출력 잉크 두께이다. 설계는, 소결 프로세스를 완료한 후에 검증될 수 있다.
[0081] 마스크 설계를 가속하고, 그리고 또한, 품질 모델을 획득하기 위해, 예측된 t- 및 t+가 각각, t0보다 대략 20%-25% 더 적고, t0보다 20%-25% 더 높도록, 또한 수평 축 상에 도시된 입력 설계 파라미터 x- 및 x+를 각각 갖는 2개의 추가의 스크린 마스크들이 만들어진다. 이는 간단히, 더 양호한 신호대잡음비와의 상관관계를 위한 DOE 계획이다.
[0082] 그린 시트 세라믹 상에 고도로 균일하고 반복가능한 잉크 두께를 프린팅하기 위해 의도된 SIP 프린팅 방법에 따라, 마스크들 A, B 및 C가 있는 수 개의 시험 그린 시트 세라믹이 프린팅된다. 3개의 마스크들에 대한 제조 리드 시간(lead time)은 소결 및 다른 프로세스들에 대한 리드 시간보다 훨씬 더 짧다는 것을 주목한다. 이러한 출력 데이터를 이용하여, 마스크 설계 파라미터 X와 프린팅된 잉크 T 또는 저항률 사이에서 품질 상관관계 모델이 확립될 수 있으며, 그 결과들은 도 14에 플로팅된다.
[0083] 도 14에서, XΩ=50은, 프린터가 TΩ=50을 프린팅하는 것을 가능하게 할 스크린 마스크 설계 파라미터 X에 대해 원하는 값이고, 그리고 이는 ESC 설계마다 타겟 히터 트레이스 저항률 Ω=50을 유도한다고 가정한다. 그 예에서, XΩ=50과 X0 사이에서 수평 축 상에 갭이 있다. 인코더 DOE는 스퀴지 갭 조정 또는 다른 파라미터를 사용하여 이러한 갭을 폐쇄(close)하도록 구현될 수 있다.
[0084] 도 15에서 A, B, C로서 참조되는 3개의 마스크 설계들은 X+, X0, 및 X-의 레벨에서 파라미터 X의 3개의 레벨들을 각각 나타낸다. 연관된 프린팅된 잉크 두께는 t+, t0, t-로서 각각 표기되고, 소결 후의 저항률은 Ω+, Ω0, Ω-로서 각각 표기된다. 이러한 예에서, 마스크 B는 의도된 설계를 나타내고, 마스크 A 및 C 둘 모두는 히터 트레이스 저항률과 프린팅된 잉크 두께에 대한 마스크 설계 파라미터들 사이의 견고한 상관관계를 개발하는 데 사용된다.
[0085] 도 15는 특정 프린터 구성을 위한 스크린을 설계할 때 수집될 수 있는 데이터의 타입들의 예를 도시하기 위한 표이다. 스퀴지 갭 컬럼(column)에 의해 표시되는 바와 같이, 스퀴지 갭 g0에 기반한 다중-레벨 인코더 DOE가 계획된다. 이 예에서, 마스크 설계 B에 대한 보상 방법을 개발하기 위해, 마스크 설계 B에 대한 인코더 DOE가 사용된다.
[0086] 스퀴지 인코더와 프린팅된 잉크 두께 사이의 상관관계를 결정하기 위해, 5 레벨 스퀴지 갭(g0... g4)이 셋업된다. 각각의 인코더 세팅에서의 시험 프린트들은 에러 기간을 추정하기 위해 최소 2일 수 있다. 마스크들 A, B, 및 C를 이용한 시험 프린팅은 최소 3일 수 있다.
[0087] 스퀴지 셋업 g0은, 이를 결정하기 위해 DOE가 필요하거나, 또는 마스크 엔지니어들이 사용할 사전 셋업(prior set up)이다. 스퀴지 갭 g0은 마스크 설계 엔지니어들로부터의 사전 경험에 기반할 수 있거나 또는 프린터 제조자들이 경험에 의한 값으로서 추천할 수 있다. 이러한 예에서, 소결 배치(sintering batch)가, 동일한 소결 프로세스에서 모든 시험 그린 시트들을 수용하기에 충분히 큰 경우, 인코더 DOE 컬럼에서 표시되는 바와 같이, 5 레벨 인코더 DOE가 사용될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 일부 레벨들, 예컨대, 레벨들 g1 및 g3은 스킵될 수 있다. g2 및 g4에 대한 정보는 건설적인 것(constructive)을 세팅하기에 충분할 수 있다. 이러한 예에서, 인코더 레벨들 또는 값들은 다음과 같이 세팅된다(그러나, 임의의 다른 레벨들이 사용될 수 있음):
[0088] g1 인코더는 g0보다 10% 더 많게 세팅됨.
[0089] g2 인코더는 g0보다 20% 더 많게 세팅됨.
[0090] g3 인코더는 g0보다 10% 더 적게 세팅됨.
[0091] g4 인코더는 g0보다 20% 더 적게 세팅됨.
[0100] 이러한 예에서, 최소 시험 프린팅 컬럼에서 표시되는 바와 같이, 각각의 인코드 레벨에서 마스크 B를 이용한 2회의 시험 프린팅들 및 각각의 마스크 설계를 이용한 3회의 시험 프린팅들이 있다. 따라서, 5 레벨 인코더 DOE에 대해 프로세스 A에서 총 17개의 그린 시트들이 프린팅되거나, 또는 제한된 소결 용량의 경우에서 3 레벨 인코더 DOE에 대해 13개의 그린 시트들이 프린팅된다. 동일한 것이 마스크 A 및 마스크 B에 대해 반복될 수 있다.
프로세스 2:
[0101] 프린팅 및 소결 결과를 리뷰한다.
[0102] 인코더 DOE와 함께 마스크 설계 B를 이용하여 생성된 결과들이 ESC 설계 규격을 충족시킬 수 있는 경우, 스크린 마스크 설계는 하나의 소결 프로세스로 완료된다.
[0103] 프로세스 A에서 마스크 설계 B로 생성된 결과들이 설계 요건을 충족시키지 않거나 또는 마스크 설계를 추가로 최적화하기를 원하는 경우, 3개의 마스크 설계들로부터의 품질 상관관계는, 예컨대 XΩ=50이고 합당한 에러로 출력 저항률이 Ω=50이 되는 것을 제공하기 위해, 원하는 마스크 설계 파라미터 저항률을 언급하는 데 사용될 수 있다. 제2 설계 반복에서, 인코더 DOE가 계획되거나 또는 무시될 수 있는데, 왜냐하면, 인코더 스텝 보상 전력이 이미 프로세스 A에서 추정되었기 때문이다.
[0104] 중요 애플리케이션들에 대한 스크린 마스크 설계의 통상적인 접근법들의 난제들 중 하나는, 설계 타겟을 달성하는 데 사용되는 많은 설계 반복들이다. 잉크 프린팅 품질 및 일관성은 프린팅 기술의 최적화의 결여로 인해 부적합하다. SIP 정밀도 및 균일한 인쇄 능력은 테일-체이싱 패턴(tail-chasing pattern)들을 없애고(break up), 충분한 지식을 가진 효율적인 설계 프로세스가 비용 효과적인 방식으로 개발되는 것을 가능하게 한다.
[0105] 위에서 설명된 기법들은 동작들의 시퀀스로서 표현될 수 있다. 아래에서 방법들 A, B, C, 및 D로서 표시된 4개의 상이한 그리고 관련된 프로세스들이 설명된다.
[0106] 방법 A: 도 16은 전동 인코더의 정밀도를 사용하여 고도로 반복가능한 스퀴지 셋업을 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
1) 502에서, ESC 애플리케이션에 대한 타겟 프린트 잉크 두께에 대한 스크린 마스크 설계에 기반하여 제조되는 스크린 마스크로 시작된다. 히터 트레이스 패턴 중심과 스크린 마스크 중심 사이의 정렬 갭을 측정한다. 갭을 일부 허용오차와 비교한다. 스크린 마스크 갭이 허용오차를 충족하는 경우, 다음 동작으로 이동한다.
2) 504에서, 스퀴지를 프린터 스퀴지 홀더에 단단히 장착하기 위해 2개의 스퀴지 장착 브래킷들의 세트를 설계한다. 스퀴지 장착 브래킷들은, 장착된 스퀴지의 중심이 일부 허용오차로 스크린 마스크의 중심과 정렬되도록, 설계된다. 하드웨어 변경이 필요한 경우, 스퀴지 브래킷들을 사용하기 위해 스퀴지 홀더를 수정한다.
3) 프린터 제어 시스템의 오토-제로 능력(auto-zero capability)에 대해 프린터 제어 시스템을 체크한다. 오토-제로는, 스퀴지 단부들(좌측 또는 우측) 모두가 프린터 베드에 대해 등각성 접촉을 이룰 때, 일부 트랜스듀서 신호들, 이를테면, 압력 또는 다른 신호들을 균등화하기 위해 프린터 제어 시스템이 사용하는 피처이다. 506에서의 스크린에 걸친 페이스트의 스퀴지 와이핑들 동안, 프린터 제어 시스템은, 오토-제로 기능이 실행되고 제어 인터페이스 상에 인코더 스텝들을 디스플레이할 때, 508에서 모터 인코더 값들을 자신의 메모리에 레코딩할 수 있다. 오토-제로 능력이 이용가능하지 않은 경우, 프린터가 이러한 능력을 구비하게 한다.
4) 510에서, 프린터 오토-제로 피처로 히터 트레이스 패턴 중심의 위치에서 스퀴지 장착의 반복성을 검증한다. 제어 인터페이스로부터의 인코더 판독들은 반복성에 대해 분석된다. 평균 및 분산을 포함하는 인코더 데이터에 대해 통계적 분석을 수행한다. 인코더의 관점들에서 이러한 통계적 속성들은 트랜스듀서 분해능 또는 민감도에 의존한다. 애플리케이션 요건마다 적절한 트랜스듀서를 선택한다. 인코더 값들은 결과적인 퍽들과 비교될 수 있다. 반복된 프린팅된 그린 시트들은 512에서 캐리어 퍽들로 형성될 수 있고, 프린팅된 전기 트레이스들은 514에서 저항률에 대해 테스트될 수 있다.
5) 스퀴지 좌측 및 우측 단부들 사이에서 평균된 인코더 값들 사이의 차이는, 기울어진 스큐(skew) 또는 프린터 베드에 대한 스퀴지의 비-평행성을 나타낸다. 이러한 차이는, 사용되는 스퀴지 및 연관된 장착 브래킷들에 대해 특유하다. 516에서, 인코더 정보 및 시임들은 다음 배치(next batch)에 대한 스크린 프린터를 구성하는 데 사용될 수 있다. 오토-제로 피처의 사용에 따른 인코더 정보는, 최고로 가능한 반복가능 스퀴지 셋업에 대한 프린터 하드웨어 능력 한계를 나타낸다.
[0107] 통상적인 스퀴지 셋업 방법들은 시간-소모적인 방식으로, 스퀴지 갭을 셋업하기 위해 시밍 디바이스들을 사용한다. 이러한 방법은 스퀴지 갭, 평행성 정도 등을 알지 못한 채 주관적인 판단을 사용하여 동작된다. 반복성은 서브-미크론 균일성 애플리케이션들을 위한 조정들에 적용하기 어려우며 불충분하다. 불충분한 반복성 외에, 그린 시트 세라믹을 이용한 시험 프린팅(trial printing)이 모든 각각의 생산 로트(production lot)마다 수행된다. 이러한 통상적인 방법은 근본적으로 비효율적이고 비효과적이다.
[0108] 프린터 제어 시스템에서 반복가능한 스퀴지 셋업 및 인코더 정보를 사용하는 SIP 프린팅 방법은, 중요 애플리케이션들에 대해 서브-미크론 균일성을 갖는 등각성의 그리고 정밀한 프린팅을 위한 아키텍처를 정한다(lay down). 일단 프린팅 레시피가 확립되면, 임의의 트레이닝된 오퍼레이터는 새로운 생산 작업에 대해 동일한 인코더 세팅을 반복할 수 있다. 어떤 시밍 방법 또는 시험 프린팅도 필요하지 않다.
[0109] 방법 B: 도 17은 대칭적 잉크 프린팅(SIP)을 이용하여 스크린 마스크에 걸쳐 서브-미크론 균일성을 갖는 등각성의 정밀 스크린 프린팅을 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0110] 스크린 프린팅을 위한 프린터 베드는 완벽하게 제조되지 않았다. 임의의 프린터 베드는 Ra로 측정된 그 자신의 고유한 평탄성 변동들을 가지며, 임의의 하나의 프린터 베드는 다른 프린터 베드들과 상이하다. 동일한 방식으로, 임의의 전동 스퀴지 모션은 고유하며, 각각의 프린터에 대해 상이하다. 이러한 변동들이 조합되는 것은, 인지하기 어려운 프린트 스큐를 스크린 프린팅에 대해 야기할 수 있다. 이러한 변동들을 처리(address)하기 위해 스크린 프린팅 산업들에서 현재 이용가능한 어떤 알려진 방법 또는 기술도 없다.
[0111] 등각성의 스크린 프린팅 기술은 프린팅 동안에 프린터 베드의 전체 스퀴지 길이를 따라 균일한 스퀴징 압력을 가하는 프린팅 방법으로서 정의된다. 큰 그린 시트 세라믹을 위한 등각성의 스크린 프린팅 기술의 일 타입이 아래에서 설명된다. 이러한 등각성의 프린팅은, 위의 방법 A에서 설명된 SIP 방법에 기반하여 추가로 개발된다.
6) 520에서, 스퀴징 방향을 따라 다수의 위치들에서 프린터 베드를 맵핑한다. 동등한 간격이 사용된다. 획득된 인코더 데이터는 주어진 프린터 시스템, 및 스퀴지 장착 브래킷들을 포함한 사용되는 스퀴지에 대한 특징이다. 맵핑 위치들의 수는, 적절한 스플라인 곡선-피팅을 가능하게 하도록 선택된다.
7) 522에서, 위의 맵핑된 데이터를 이용하여 통계적 스플라인 곡선 피팅을 수행하며, 하나의 스플라인 곡선은 각각의 스퀴지 단부에 대한 것이며, 따라서, 2개의 스플라인들이 획득된다. 이러한 스플라인 곡선들은 인코더의 관점들에서 표현되며, 스퀴지 갭들을 제어하는 전동 액추에이터에 의한 평활화된 스퀴지 갭 보상을 나타낸다.
8) 스플라인 데이터를 제어 시스템 메모리에 저장한다. 524에서, 프린터 제어 시스템은, 평활화된 등각성의 스퀴지 압력으로, 프린팅 방향으로 스퀴지 갭들을 능동적으로 드라이빙하기 위해, 그 자신의 알고리즘에서 이러한 프로파일들을 사용한다.
9) 526에서, ESC 온도 성능을 리뷰하고, 히터 트레이스 패턴에 대한 다른 설계 반복이 필요한지를 판단한다. 프로세스의 이러한 단계에서, 결과적인 ESC는 제조 변동이 거의 없는 반복가능한 온도 맵들을 제시할 것이다. 온도 비-균일성이 존재할 수 있지만, 이러한 단계에서, 설계 사이클 효율에 대한 설계 보상에 의해 추가의 개선이 획득가능하다. 516에서, 세팅들은 그린 시트들의 다음 세트를 위해 프린터를 구성하는 데 사용될 수 있다.
[0112] 방법 C: 도 18은 대칭적 잉크 프린팅(SIP)과 함께 사용하기에 적절한 큰 프린트 배치(print batch)에 걸친 잉크 두께 트렌딩을 보상하는 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0113] 서브-미크론 균일성을 갖는 프린팅은 체계적인 접근법(methodical approach)에서 SIP 방법을 이용하여 달성될 수 있다. 그러나, 프린트 트렌딩은 종종, 큰 로트(large lot)를 프린팅할 때 발생한다. 프린트 트렌딩은, 잉크 점도, 스크린 와이어 장력, 스크린 메시 청정도 등의 사이의 다수의 복잡하고 상호작용적인 메커니즘들의 결합된 효과이다. 이는 아래에서 설명되는 바와 같이 처리될 수 있다.
10) 530에서, 위에서 설명된 SIP 방법을 이용하여, 큰 로트, 예컨대 60개의 그린 시트들을 스크린 프린팅한다.
11) 532에서, 프린트 잉크 두께 트렌딩 레이트를 측정한다. 이러한 레이트는 총 갯수의 그린 시트들에 대한 두께 변화의 비율로서 측정될 수 있다. 예컨대, 60개의 세라믹 그린 시트들의 프린팅 로트와 관련하여 1.5 μm의 프린트 두께 변화가 발견된다.
12) 534에서, 인코더의 관점들에서 스퀴지 갭의 넓은 간격으로 2-레벨 DOE를 계획한다. 이러한 간격은 2개의 레벨들에서 프린트 두께 레이트를 견고하게 결정하기에 충분히 넓다. 가이드라인으로서, 이러한 DOE에 대한 두께 차이는 타겟 두께의 대략 ±20%-30%이다. 이러한 DOE는, 2개 이상의 추가의 스퀴지 갭들로 그린 시트들의 다수의 프린팅들을 수행함으로써 트렌딩 보상에 유용한 트랜슬레이션(translation)을 확립한다.
13) 536에서, 시트 프린팅마다 트렌딩 레이트를 결정하기 위해 11과 12 둘 모두로부터의 결과들을 결합한다. 잉크 두께 트렌딩 레이트는 상이한 스퀴지 갭들에서의 잉크 두께의 표시이다. 이러한 관계는 μm/sheet로부터 등가의 인코더 카운트 또는 value/sheet로 트랜슬레이팅될(translated) 수 있다.
14) 트렌드 평탄화를 위한 방법은 연속적인 시트마다의 등가의 인코더 트렌딩 레이트에 기반한다. 538에서, 인코더 값은, 시트들이 프린팅될 때 조정되어, 후속적인 시트들이 프린팅될 때 잉크의 두께 증가를 보상한다. 이러한 레이트가 1.0 인코더 스텝보다 더 큰 경우, 보상을 위한 인코드 조정은 단일 인코더 스텝의 분해능에 있다. 예컨대, 이러한 레이트가 시트마다 2.5 인코더 스텝들인 경우, 하나의 시트에 대한 2개 인코더 스텝들의 제1 조정 및 다음 시트 프린팅에 대한 3개 인코더 스텝들의 다음 조정이 수행될 수 있다. 레이트가 인코더 스텝들의 분수(fraction)인 경우, 그 분수의 역수(reciprocal)가 원하는 조정이다. 예컨대, 등가의 트렌딩 레이트가 0.25 인코더 steps/sheet인 것으로 결정되는 경우, 매 4회(1/0.25)의 연속적인 프린팅에 대해 하나의 인코더 스텝들의 조정이 이루어질 수 있다. 트렌딩 보상 방법은 소프트웨어로 구현될 수 있다. 수동 조정이 또한 가능하다. 본원의 피처들 모두를 통합하기 위해, 소프트웨어 알고리즘이 개발될 수 있다.
[0114] 방법 D: 도 19는 SIP 프린팅을 이용한 정밀 애플리케이션에 적절한 스크린 마스크 설계를 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0115] 스크린 마스크 설계는 전형적으로 2개의 설계 파라미터들을 포함하는데, 하나의 파라미터는 와이어 직경이고 다른 파라미터는, 여기서 X로 지칭되는 두께 관련 설계 파라미터이다.
1) 540에서, 상이한 프린트 두께 파라미터들을 갖는 다수의 스크린 프린팅 마스크들을 생성한다. 이어서, 이들은, X 값 및 스퀴지 갭을 최적화하기 위한 테스트들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 일 예에서, 3개의 상이한 X 값들로 3개의 스크린 마스크들이 만들어진다. 이러한 마스크들은 마스크 A, 마스크 B 및 마스크 C로 지정된다. 동일한 메시 와이어 및 동일한 히터 트레이스 패턴이 이러한 마스크들에서 사용되며, X 파라미터만이 상이한 값들을 갖는다는 것을 주목한다. 이러한 값들은, 이론적으로 또는 경험적으로 유도될 수 있는 공식을 사용하여 추정된다. 공식은 1차 정확도를 제공한다. 특정 예에서, 마스크 B는 X0에서 X, 즉, X=X0을 갖는다. 마스크 A는 X=X-를 갖고, 마스크 C는 X=X+를 갖는다. 다음과 같이, X-/X0= ~ 80% 및 X0/X= ~ 80 %의 비율을 취한다. 스텝 3에서 설명되는 동일한 프린팅 작업에서 모든 마스크들을 이용가능하게 만든다. 마스크 B는 타겟 설계에 대한 후보 마스크이다.
2) 542에서, 스퀴지 셋업에 대한 DOE를 계획한다. 스퀴지 셋업은, 경험적으로 결정되거나 또는 시작 추정치로서 사용되는 파라미터 g0에 기반할 수 있다. 정밀 스크린 프린팅을 위한 전형적인 범위는 50μm 내지 200μm일 수 있다. 인코더 보상을 결정하기 위한 5 레벨 DOE가 생성된다. 이러한 DOE는 인코드 DOE로 지칭된다. 예는 도 15에 도시된다.
3) 544에서, 예컨대, 총 17 개의 그린 시트들이 위에서 설명된 SIP 방법으로 프린팅된다. 설명된 예에서, 마스크 A를 사용한 3개의 시험 프린트들, 마스크 C를 사용한 3개의 시험 프린트들, 마스크 B를 사용한 3개의 시험 프린트들이 있으며, 모든 이러한 시험 프린트는 g0에서 동일한 스퀴지 세팅을 갖는다. 인코더 DOE는 마스크 B만을 사용하며, 이러한 DOE에서, 도 15에 도시된 바와 같이 다른 갭 레벨들에서 스퀴지 레벨들로 2회의 시험 프린트들을 프린팅한다. 동일한 프린트 작업에서 8회의 시험 프린트들이 프린팅된다. 프린터 및 프린터의 파라미터들에 따라, 임의의 다른 수의 레벨들 또는 수들의 중복 프린트들이 만들어질 수 있다.
4) 546에서, 신뢰적인 방법인 접촉식 또는 비-접촉식 방법들로, 프린팅된 잉크 두께를 측정한다.
5) 548에서, 17개의 그린 시트들을 17개의 그린 ESC 퍽들로 변환하며, 하나의 퍽은 각각의 프린팅된 시트에 대한 것이다.
6) 모든 17개의 퍽들은 동일한 소결 작업에서 소결된다. 소결 노 용량이 17개의 그린 퍽들 미만인 경우, 인코드 DOE에서 g1 및 g3은 스킵될 수 있다. 측정들에 영향을 미칠 수 있는, 소결에서의 변동들을 제거하기 위해, 동일한 노 및 동일한 작업이 사용된다.
7) 550에서, 소결, 및 각각의 퍽을 완료하기 위해 요구되는 임의의 다른 제조 프로세스들, 이를테면, 브레이징 후에, 각각의 퍽의 개별적인 저항률을 측정한다.
8) 552에서, 도 14에 도시된 바와 같은 플롯을 구성한다. 설계 파라미터 X와 잉크 두께 T와 저항률 Ω 사이의 모든 상관관계가 모두 플로팅된다. 이러한 플롯들은 SIP 방법을 이용한 스크린 마스크 설계를 위한 지식-기반으로 지칭된다. 결과들은, 554에서 생산 프린트 스크린에 대한 파라미터들을 결정하는 데 사용될 수 있고, 이어서, 516에서, 결정된 프린터 파라미터들 및 구성으로 적절한 생산 스크린이 사용된다.
9) 설계 에러가 과도한 경우, 설계 반복이 사용될 수 있다. 다음 반복에 대한 X 값에 대한 선택은 모델 또는 다른 방식으로 선택되고 판단될 수 있다. 설계 에러가 사소한(minor) 경우, 빌트-인 인코더 DOE는 설계 에러를 인코더 보상과 연결(bridge)할 수 있다. 이러한 접근법을 이용하여, 스크린 마스크 설계는 한 번의 소결 작업 또는 최대 두 번의 소결 작업으로 완료될 수 있다. 정밀 애플리케이션들을 위한 스크린 마스크 개발 시간 및 비용이 크게 감소된다.
[0116] 도 20은 어셈블링된 정전 척의 등각도이다. 지지 샤프트(212)는 아이솔레이터(216)를 통해 베이스 플레이트(210)를 지지한다. 중간 아이솔레이터 플레이트(208) 및 상부 냉각 플레이트(206)는 베이스 플레이트에 의해 지탱된다. 최상부 냉각 플레이트(206)는 상부 냉각 플레이트의 최상부 표면 상에 유전체 퍽(205)을 지탱한다. 퍽은 워크피스(204)를 지지하기 위한 상부 원형 플랫폼(205), 및 냉각 플레이트(206)에 부착하기 위한 하부 동심 원형 베이스(207)를 갖는다. 상부 플랫폼은 워크피스를 정전기적으로 부착시키기 위한 내부 전극들을 갖는다. 대안적으로, 워크피스는 클램핑될 수 있거나, 진공흡인(vacuum)될 수 있거나, 또는 다른 방식으로 부착될 수 있다. 최상부 플레이트의 세라믹을 냉각 플레이트의 금속에 홀딩하기 위해, 퍽(215)과 최상부 냉각 플레이트(206) 사이에는 접착 본드(218)가 있다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 히터들, 전극들, 또는 둘 모두는 그린 시트들 상에서 프린팅 프로세스를 사용하여 퍽에 형성될 수 있다. 특정 구현에 따라, 중간 플레이트는, 냉각, 가스 유동, 및 다른 기능들을 수행할 수 있다.
[0117] ESC는, 퍽 내의 저항성 히터들, 냉각 플레이트 내의 냉각제 유체, 또는 이 둘 모두를 사용하여 워크피스의 온도를 제어할 수 있다. 지지 샤프트를 통해 냉각제 플레이트(206) 및 퍽(205)에 전력, 냉각제, 가스들 등이 공급된다. ESC는 또한, 지지 샤프트를 사용하여 조작될 수 있고, 적소에 홀딩될 수 있다.
[0118] 도 21은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 페디스털(128)을 갖는 플라즈마 시스템(100)의 부분 단면도이다. 여기서 페디스털이 도시되었지만, 본원에서 설명되는 원리들은, 상이한 타입들의 척, 캐리어들, 및 페디스털들을 포함하는 다양한 상이한 워크피스 캐리어들 중 임의의 것에 대해 사용될 수 있다. 챔버 페디스털이 도시되었지만, 설명되는 원리들은 또한, 프로세싱 챔버들 외측에서 사용되는 워크피스 캐리어들에 적용될 수 있다. 페디스털(128)은 능동 냉각 시스템을 가지며, 그 능동 냉각 시스템은, 기판이 다수의 프로세스 및 챔버 컨디션들에 종속되어 있는 동안, 광범위한 온도 범위에 걸친, 페디스털 상에 포지셔닝된 기판의 온도의 능동 제어를 가능하게 한다. 플라즈마 시스템(100)은 프로세싱 챔버 바디(102)를 포함하며, 그 프로세싱 챔버 바디(102)는 측벽들(112) 및 최하부 벽(116)을 갖고, 그 측벽들(112)과 최하부 벽(116)은 프로세싱 구역(120)을 정의한다.
[0119] 시스템(100)에서 최하부 벽(116)에 형성된 통로(122)를 관통하여 페디스털, 캐리어, 척 또는 ESC(128)가 프로세싱 구역(120)에 배치된다. 페디스털(128)은 페디스털(128)의 상부 표면 상에 기판(도시되지 않음)을 지지하도록 적응된다. 기판은 다양한 상이한 재료들 중 임의의 재료로 제조된 챔버(100)에 의해 적용되는 프로세싱을 위한 다양한 상이한 워크피스들 중 임의의 워크피스일 수 있다. 페디스털(128)은 선택적으로, 원하는 프로세스 온도로 기판 온도를 가열 및 제어하기 위해 가열 엘리먼트들(도시되지 않음), 예컨대 저항성 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 페디스털(128)은 원격 가열 엘리먼트, 이를테면, 램프 어셈블리에 의해 가열될 수 있다.
[0120] 페디스털(128)은 샤프트(126)에 의해 전력 아웃렛 또는 전력 박스(103)에 커플링되며, 그 전력 아웃렛 또는 전력 박스(103)는 프로세싱 구역(120) 내의 페디스털(128)의 높이 및 이동을 제어하는 구동 시스템을 포함할 수 있다. 샤프트(126)는 또한, 전력을 페디스털(128)에 제공하기 위해 전력 인터페이스들을 포함한다. 전력 박스(103)는 또한, 전력 및 온도 표시기들을 위한 인터페이스들, 이를테면, 열전쌍 인터페이스를 포함한다. 샤프트(126)는 또한, 전력 박스(103)에 탈착가능하게 커플링되도록 적응된 베이스 어셈블리(129)를 포함한다. 원주형 링(135)은 전력 박스(103) 위에 도시된다. 일 실시예에서, 원주형 링(135)은 전력 박스(103)의 상부 표면과 베이스 어셈블리(129) 사이에 기계적 인터페이스를 제공하도록 구성된 기계적 스톱(stop) 또는 랜드(land)로서 적응된 숄더(shoulder)이다.
[0121] 최하부 벽(116)에 형성된 통로(124)를 관통하여 로드(rod)(130)가 배치되고, 로드(130)는 페디스털(128)을 관통하여 배치된 기판 리프트 핀들(161)을 활성화시키는 데 사용된다. 기판 리프트 핀들(161)은 페디스털 최상부 표면으로부터 워크피스를 리프팅함으로써, 전형적으로는 기판 이송 포트(160)를 통해 로봇(도시되지 않음)을 사용하여, 워크피스가 제거될 수 있게 하고 챔버 내외로 운반될 수 있게 한다.
[0122] 챔버 덮개(chamber lid)(104)가 챔버 바디(102)의 최상부 부분에 커플링된다. 덮개(104)는 자신에 커플링된 하나 이상의 가스 분배 시스템들(108)을 수용한다. 가스 분배 시스템(108)은, 반응물 및 세정 가스들을 샤워헤드 어셈블리(142)를 통해 프로세싱 구역(120)으로 전달하는 가스 유입 통로(140)를 포함한다. 샤워헤드 어셈블리(142)는, 면판(faceplate)(146)에 대해 중간에 배치된 블로커 플레이트(144)를 갖는 환형 베이스 플레이트(148)를 포함한다.
[0123] 라디오 주파수(RF; radio frequency) 소스(165)가 샤워헤드 어셈블리(142)에 커플링된다. RF 소스(165)는, 샤워헤드 어셈블리(142)의 면판(146)과 가열된 페디스털(128) 사이의 플라즈마의 발생을 가능하게 하기 위해 샤워헤드 어셈블리(142)에 전력을 공급한다. 일 실시예에서, RF 소스(165)는 고주파 라디오 주파수(HFRF; high frequency radio frequency) 전력 소스, 이를테면, 13.56 MHz RF 생성기일 수 있다. 다른 실시예에서, RF 소스(165)는 HFRF 전력 소스 및 저주파 라디오 주파수(LFRF; low frequency radio frequency) 전력 소스, 이를테면, 300 kHz RF 생성기를 포함할 수 있다. 대안적으로, RF 소스는 플라즈마 발생을 용이하게 하기 위해 프로세싱 챔버 바디(102)의 다른 부분들, 이를테면, 페디스털(128)에 커플링될 수 있다. 유전성 절연체(158)는 RF 전력이 덮개(104)로 전도되는 것을 방지하기 위해 덮개(104)와 샤워헤드 어셈블리(142) 사이에 배치된다. 페디스털(128)의 원하는 높이에서 기판과 맞물리는 섀도우 링(shadow ring)(106)이 페디스털(128)의 주변부 상에 배치될 수 있다.
[0124] 선택적으로, 동작 동안 환형 베이스 플레이트(148)를 냉각시키기 위해 가스 분배 시스템(108)의 환형 베이스 플레이트(148) 내에 냉각 채널(147)이 형성된다. 열 전달 유체, 이를테면, 물, 에틸렌 글리콜, 가스 등은, 베이스 플레이트(148)가 미리 정의된 온도로 유지되도록, 냉각 채널(147)을 통해 순환될 수 있다.
[0125] 프로세싱 구역(120) 내의 프로세싱 환경에 대한 측벽들(112)의 노출을 방지하기 위해, 챔버 라이너 어셈블리(127)가 프로세싱 구역(120) 내에서 챔버 바디(102)의 측벽들(112)에 매우 근접하게 배치된다. 라이너 어셈블리(127)는 펌핑 시스템(164)에 커플링된 원주형 펌핑 캐비티(125)를 포함하며, 그 펌핑 시스템(164)은 프로세싱 구역(120)으로부터 가스들 및 부산물들을 배기하고 프로세싱 구역(120) 내의 압력을 제어하도록 구성된다. 복수의 배기 포트들(131)은 챔버 라이너 어셈블리(127) 상에 형성될 수 있다. 배기 포트들(131)은, 시스템(100) 내의 프로세싱을 촉진하는 방식으로, 프로세싱 구역(120)으로부터 원주형 펌핑 캐비티(125)로의 가스들의 유동을 가능하게 하도록 구성된다.
[0126] 시스템 제어기(170)는, 챔버 내에서의 제조 프로세스를 제어하기 위해, 다양한 상이한 시스템들에 커플링된다. 제어기(170)는, 온도 제어 알고리즘들(예컨대, 온도 피드백 제어)을 실행하기 위한 온도 제어기(175)를 포함할 수 있고, 소프트웨어 또는 하드웨어이거나 또는 소프트웨어와 하드웨어 둘 모두의 조합일 수 있다. 시스템 제어기(170)는 또한, 중앙 프로세싱 유닛(172), 메모리(173), 및 입력/출력 인터페이스(174)를 포함한다. 온도 제어기는 페디스털 상의 센서(도시되지 않음)로부터 온도 판독(143)을 수신한다. 온도 센서는 냉각제 채널 근처에 있을 수 있거나, 웨이퍼 근처에 있을 수 있거나, 또는 페디스털의 유전체 재료에 위치될 수 있다. 온도 제어기(175)는, 플라즈마 챔버(105) 외부에 있는 열 소스 및/또는 열 싱크, 이를테면, 열 교환기(177)와 페디스털 어셈블리(142) 사이의 열 전달의 레이트에 영향을 미치는 제어 신호들을 출력하기 위해, 감지된 온도 또는 온도들을 사용한다.
[0127] 시스템은 또한, 온도 피드백 루프에 기반하여 제어되는 유동을 갖는 제어식 열 전달 유체 루프(141)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 온도 제어기(175)는 열 교환기(HTX)/칠러(177)에 커플링된다. 열 전달 유체는, 열 전달 유체 루프(141)를 통해 밸브에 의해 제어되는 레이트로, 밸브(도시되지 않음)를 통하여 유동한다. 밸브는 열 유체의 유량을 제어하기 위해, 열 교환기 내에, 또는 열 교환기 내부 또는 외부에 있는 펌프 내에 통합될 수 있다. 열 전달 유체는 페디스털 어셈블리(142) 내의 도관들을 통해 유동하고, 이어서, HTX(177)로 리턴한다. 열 전달 유체의 온도는 HTX에 의해 증가 또는 감소되고, 이어서, 유체는 루프를 통해 다시 페디스털 어셈블리로 리턴된다.
[0128] HTX는, 열 전달 유체를 가열하고, 그에 의해, 기판을 가열하기 위해 히터(186)를 포함한다. 히터는, 가열된 유체가 교환기를 통해 열 유체를 수용하는 도관으로 열을 전도하는 열 교환기로, 또는 열 교환기 내의 파이프 주위의 저항성 코일들을 사용하여, 형성될 수 있다. HTX는 또한, 열 유체로부터 열을 인출하는 냉각기(188)를 포함한다. 이는, 주변 공기 또는 냉각제 유체로 열을 방출(dump)하기 위한 라디에이터를 사용하여, 또는 다양한 다른 방식들 중 임의의 방식으로 이루어질 수 있다. 히터와 냉각기가 조합될 수 있고, 그에 따라, 온도 제어 유체가 먼저 가열 또는 냉각되고, 이어서, 제어 유체의 열이 열 전달 유체 루프 내의 열 유체의 열과 교환된다.
[0129] 페디스털 어셈블리(142) 내의 유체 도관들과 HTX(177) 사이의 밸브(또는 다른 유동 제어 디바이스들)는, 유체 루프로의 열 전달 유체의 유량을 제어하기 위해, 온도 제어기(175)에 의해 제어될 수 있다. 온도 제어기(175), 온도 센서, 및 밸브는 구성 및 동작을 단순화하기 위해 조합될 수 있다. 실시예들에서, 열 교환기는 유체 도관으로부터 열 전달 유체가 리턴한 후에 열 전달 유체의 온도를 감지하고, 그리고 챔버(102)의 동작 상태에 대한 원하는 온도 및 유체의 온도에 기반하여 열 전달 유체를 가열하거나 또는 냉각시킨다.
[0130] 워크피스 어셈블리에 열을 가하기 위해, 전기 히터들(도시되지 않음)이 또한 ESC에서 사용될 수 있다. 전형적으로는 저항성 엘리먼트들의 형태인 전기 히터들은 전력 공급부(179)에 커플링되며, 그 전력 공급부(179)는 원하는 온도를 획득하도록 히터 엘리먼트들을 에너자이징(energize)하기 위해 온도 제어 시스템(175)에 의해 제어된다.
[0131] 열 전달 유체는, 액체, 이를테면, 탈이온수/에틸렌 글리콜, 플루오르화 냉각제, 이를테면, 3M으로부터의 Fluorinert® 또는 Solvay Solexis, Inc.로부터의 Galden®, 또는 임의의 다른 적절한 유전체 유체, 이를테면, 퍼플루오르화 불활성 폴리에테르들을 함유하는 것들(그러나 이에 제한되지 않음)일 수 있다. 본 설명이 PECVD 프로세싱 챔버의 맥락에서 페디스털을 설명하지만, 본원에서 설명되는 페디스털은 다양한 상이한 챔버들에서 그리고 다양한 상이한 프로세스들을 위해 사용될 수 있다.
[0132] 배면 가스 소스(178), 이를테면, 가압식 가스 공급부 또는 펌프 및 가스 저장소가 질량 유량계(185) 또는 다른 타입의 밸브를 통해 페디스털 어셈블리(142)에 커플링된다. 배면 가스는 헬륨, 아르곤, 또는 챔버의 프로세스들에 영향을 미치지 않으면서 웨이퍼와 퍽 사이에 열 대류를 제공하는 임의의 가스일 수 있다. 시스템이 연결되어 있는 시스템 제어기(170)의 제어 하에서, 가스 소스는 아래에서 더 상세히 설명되는 페디스털 어셈블리의 가스 배출구를 통해 웨이퍼의 배면으로 가스를 펌핑한다.
[0133] 프로세싱 시스템(100)은 또한, 도 21에서 구체적으로 도시되지 않은 다른 시스템들, 이를테면, 특히, 플라즈마 소스들, 진공 펌프 시스템들, 접근 도어들, 마이크로머시닝, 레이저 시스템들, 및 자동화된 핸들링 시스템들을 포함할 수 있다. 예시된 챔버는 예로서 제공되며, 그리고 워크피스 및 원하는 프로세스들의 성질에 따라, 다양한 다른 챔버들 중 임의의 챔버가 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 설명된 페디스털 및 열 유체 제어 시스템은 상이한 물리적 챔버들 및 프로세스들과 함께 사용하도록 적응될 수 있다.
[0134] 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥이 명백히 달리 나타내지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하도록 의도된다. 본원에서 사용되는 "및/또는"이라는 용어는, 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 항목의 임의의 그리고 모든 가능한 조합들을 지칭하고 그리고 포함한다는 것이 또한 이해될 것이다.
[0135] "커플링된(coupled)" 및 "연결된(connected)"이라는 용어들은, 이들의 파생어들과 함께, 본원에서 컴포넌트들 사이의 기능적 또는 구조적 관계들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 서로에 대해 동의어들로서 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 그보다는, 특정 실시예들에서, "연결된"은 2개 이상의 엘리먼트들이 서로 직접적으로 물리적, 광학적 또는 전기적으로 접촉하고 있음을 나타내기 위해 사용될 수 있다. "커플링된"은, 2개 이상의 엘리먼트들이 서로 직접적으로 또는 (그들 사이의 다른 개재된 엘리먼트들과 함께) 간접적으로 물리적, 광학적 또는 전기적으로 접촉하고 있음을, 그리고/또는 2개 이상의 엘리먼트들이 (예컨대, 인과 관계의 경우와 같이) 서로 협동하거나 상호작용한다는 것을 나타내기 위해 사용될 수 있다.
[0136] 본원에서 사용되는 "위에(over)", "아래에(under)", "사이에(between)", 및 "상에(on)"라는 용어들은, 그러한 물리적 관계들이 주의되어야(noteworthy) 할 경우, 하나의 컴포넌트 또는 재료 층의, 다른 컴포넌트들 또는 층들에 대한 상대적인 포지션을 지칭한다. 예컨대, 재료 층들의 맥락에서, 다른 층 위에 또는 아래에 배치된 하나의 층은, 다른 층과 직접적으로 접촉할 수 있거나 하나 이상의 개재 층들을 가질 수 있다. 더욱이, 2개의 층들 사이에 배치된 하나의 층은, 2개의 층들과 직접적으로 접촉할 수 있거나 하나 이상의 개재 층들을 가질 수 있다. 반면에, 제2 층 "상의" 제1 층은 제2 층과 직접적으로 접촉한다. 유사한 구별들이, 컴포넌트 어셈블리들의 맥락에서 이루어져야 한다.
[0137] 위의 설명은 예시적인 것으로 의도되고, 제한적인 것으로 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 도면들의 흐름도들은 본 발명의 소정의 실시예들에 의해 수행되는 동작들의 특정 순서를 도시하지만, 그러한 순서가 필수적인 것은 아니라는 점이 이해되어야 한다(예컨대, 대안적인 실시예들은 동작들을 상이한 순서로 수행할 수 있고, 소정의 동작들을 조합할 수 있으며, 소정의 동작들을 중복(overlap)할 수 있는 것 등등임). 게다가, 많은 다른 실시예들은 위의 설명을 판독하여 이해할 때 당업자들에게 명백해질 것이다. 본 발명이 특정 예시적 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 설명되는 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내에서 수정 및 변경되어 실시될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는, 첨부된 청구항들에 의해 권리가 부여되는 등가물들의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구항들에 관하여 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 워크피스 지지부의 최상부 플레이트로서,
    복수의 세라믹 그린 시트들; 및
    프린팅된 세라믹 그린 시트를 포함하며,
    상기 프린팅된 세라믹 그린 시트는 상기 프린팅된 세라믹 그린 시트 상에 프린팅된 전도성 패턴들을 갖고, 상기 프린팅된 전도성 패턴들은 제1 페이스트로부터 형성되는 제1 전도성 패턴 및 제2 페이스트로부터 형성되는 제2 패턴을 포함하고, 상기 제2 페이스트의 재료는 상기 제1 페이스트의 재료와 상이하고, 상기 제1 페이스트 또는 상기 제2 페이스트 중 적어도 하나는 몰리브덴, 아연, 은, 금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전도성 재료를 포함하고, 상기 프린팅된 세라믹 그린 시트는 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 내에 임베딩되고, 상기 복수의 세라믹 그린 시트들은 소결 및 경화되는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프린팅된 세라믹 그린 시트는, 상기 프린팅된 세라믹 그린 시트에 부착되고 그리고 상기 프린팅된 전도성 패턴들에 커플링된 전기 컴포넌트들을 더 포함하는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 프린팅된 전도성 패턴들은 코일을 형성하는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 경화된 복수의 세라믹 그린 시트들을 지지(carry)하기 위한 프레임을 더 포함하는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 세라믹 그린 시트들은 결합제(binder)로 컴팩팅되는 유리 및 세라믹 파우더로 형성되는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 프린팅된 전도성 패턴들은, 상기 프린팅된 전도성 패턴들 내로 분배되는(dispensed) 분산제(dispersant) 및 현탁액(suspension)을 포함하는 페이스트 형태의 전도성 금속을 포함하는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 프린팅된 전도성 패턴들은 복수의 히터 트레이스들을 포함하고, 각각의 히터 트레이스는 적어도 50Ω의 저항을 갖는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  9. 제1 항에 있어서,
    프린팅된 세라믹 그린 시트는 Al2O3를 포함하는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  10. 제1 항에 있어서,
    프린팅된 세라믹 그린 시트는 AlN을 포함하는,
    워크피스 지지부의 최상부 플레이트.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 정전 척으로서,
    최상부 플레이트 ― 상기 최상부 플레이트는:
    복수의 세라믹 그린 시트들; 및
    프린팅된 세라믹 그린 시트를 포함하며,
    상기 프린팅된 세라믹 그린 시트는 상기 프린팅된 세라믹 그린 시트 상에 프린팅된 전도성 패턴들을 갖고, 상기 프린팅된 전도성 패턴들은 제1 페이스트로부터 형성되는 제1 전도성 패턴 및 제2 페이스트로부터 형성되는 제2 패턴을 포함하고, 상기 제2 페이스트의 재료는 상기 제1 페이스트의 재료와 상이하고, 상기 제1 페이스트 또는 상기 제2 페이스트 중 적어도 하나는 몰리브덴, 아연, 은, 금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전도성 재료를 포함하고, 상기 프린팅된 세라믹 그린 시트는 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 내에 임베딩되고, 상기 복수의 세라믹 그린 시트들은 소결 및 경화됨 ―;
    상기 최상부 플레이트 아래의 냉각 플레이트;
    상기 최상부 플레이트를 상기 냉각 플레이트에 부착시키는 접착제; 및
    상기 냉각 플레이트 아래의 베이스 플레이트
    를 포함하는,
    정전 척.
  16. 삭제
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트와 상기 베이스 플레이트 사이의 절연 플레이트를 더 포함하는,
    정전 척.
  18. 삭제
  19. 제15 항에 있어서,
    워크피스를 상기 최상부 플레이트에 정전기적으로 부착시키기 위한 내부 전극들을 더 포함하는,
    정전 척.
  20. 플라즈마 시스템으로서,
    프로세싱 구역을 정의하는 측벽들 및 최하부 벽을 갖는 프로세싱 챔버 바디;
    상기 프로세싱 구역 내의 정전 척 ― 상기 정전 척은:
    최상부 플레이트 ― 상기 최상부 플레이트는:
    복수의 세라믹 그린 시트들; 및
    프린팅된 세라믹 그린 시트를 포함하며,
    상기 프린팅된 세라믹 그린 시트는 상기 프린팅된 세라믹 그린 시트 상에 프린팅된 전도성 패턴들을 갖고, 상기 프린팅된 전도성 패턴들은 제1 페이스트로부터 형성되는 제1 전도성 패턴 및 제2 페이스트로부터 형성되는 제2 패턴을 포함하고, 상기 제2 페이스트의 재료는 상기 제1 페이스트의 재료와 상이하고, 상기 제1 페이스트 또는 상기 제2 페이스트 중 적어도 하나는 몰리브덴, 아연, 은, 금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전도성 재료를 포함하고, 상기 프린팅된 세라믹 그린 시트는 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 내에 임베딩되고, 상기 복수의 세라믹 그린 시트들은 소결 및 경화됨 ―;
    상기 최상부 플레이트 아래의 냉각 플레이트; 및
    상기 최상부 플레이트를 상기 냉각 플레이트에 부착시키는 접착제
    를 포함함 ―;
    상기 챔버 바디의 최상부 부분에 커플링되는 덮개; 및
    상기 덮개와 상기 프로세싱 구역 사이의 샤워헤드
    를 포함하는,
    플라즈마 시스템.
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