KR20180086416A - 프린팅된 3-차원 구조들의 표면 특성들의 제어 - Google Patents

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KR20180086416A
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오르보테크 엘티디.
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Abstract

제작 방법은 하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴이 내부에 형성된 상부 표면을 가진 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 레이저 빔은 도너 필름으로부터의 유체의 액적(droplet)들을 LIFT(laser-induced forward transfer)에 의해 하나 또는 그 초과의 리세스들로 토출하기 위해 도너 필름상에 충돌하도록 지향된다. 유체는 하나 또는 그 초과의 리세스들 내에서 경화되어 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스(piece)를 형성한다. 기판은 고체 피스로부터 제거된다. 일부 실시예들에서, 리세스들은 액적들을 리세스들로 토출하기 전에 얇은-필름 층으로 코팅되어, 얇은-필름 층은 기판을 제거한 이후 고체 피스의 외부 표면으로서 남는다.

Description

프린팅된 3-차원 구조들의 표면 특성들의 제어
본 발명은 일반적으로 3-차원 구조들의 프린팅, 및 특히 몰드로의 재료의 주입에 의해 기판 상에 생성된 구조들의 특성들을 제어하는 것에 관한 것이다.
LDW(laser direct-write) 기법들에서, 레이저 빔은 재료 어블레이션(ablation) 또는 증착을 제어함으로써 공간적으로-분해된 3-차원(3D) 구조들을 가진 패턴닝된 표면을 생성하는데 사용된다. LIFT(Laser-induced forward transfer)는 표면상에 마이크로-패턴들을 증착하는데 적용될 수 있는 LDW 기법이다.
LIFT에서, 레이저 광자들은 도너(donor) 필름으로부터 억셉터(acceptor) 기판으로 작은 볼륨의 재료를 발사하기 위한 구동력을 제공한다. 통상적으로, 레이저 빔은 비-흡수 캐리어 기판 상에 코팅된 도너 필름의 내부 측과 상호작용한다. 다른 말로, 입사 레이저 빔은, 광자들이 필름의 내부 표면에 의해 흡수되기 전에 투명 캐리어를 통해 전파된다. 특정 에너지 임계치 초과에서, 재료는 도너 필름으로부터 기판의 표면으로 토출(eject)되고, 기판은 일반적으로, 당업계에 공지된 LIFT 시스템들에서 도너 필름에 근접하거나 심지어 접촉하여 배치된다. 적용된 레이저 에너지는 조사된 필름 볼륨 내에서 생성된 순방향 추진의 추력(thrust)을 제어하기 위해 변경될 수 있다. 나겔 및 리퍼트(Nagel and Lippert)는 Nanomaterials: Processing and Characterization with Lasers, Singh et al., eds(Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2012)에서 공개된 "Laser-Induced Forward Transfer for the Fabrication of Devices"의 255-316 페이지에서 마이크로-제작시 LIFT의 원리들 및 응용들의 유용한 조사를 제공한다.
금속 도너 필름들을 사용하는 LIFT 기법들은 다양한 애플리케이션들, 이를테면 전기 회로들의 수리를 위해 개발되었다. 예컨대, PCT 국제 공개 WO 2010/100635 호(이의 개시내용은 인용에 의해 본원에 포함됨)는, 회로 기판 상에 형성된 전도체의 전도체 수리 영역을 전-처리하는데 레이저가 사용되는 전기 회로들을 수리하는 시스템 및 방법을 설명한다. 레이저 빔은 도너 기판의 일부가 도너 기판으로부터 분리되게 하고 그리고 미리결정된 전도체 위치로 전달되게 하는 방식으로 도너 기판에 적용된다.
미국 특허 6,155,330호는 금속 증착물들을 스프레이 형성하는 방법을 설명한다. 제1 온도에서 용융점을 가지는 제1 금속의 스프레이 형성 패턴은 마스터(master) 패턴의 형상을 가진 공동을 정의하는 표면으로 형성된다. 강철 입자들은 스프레이 형성 패턴 상에 스프레이되어 스프레이 형성 패턴 상에 증착물을 형성한다. 스프레잉 조건들은, 스프레이 형성 패턴과 접촉하게 되는 강철 입자들이 약 80℃ 미만의 스프레이 형성 패턴의 표면 온도를 초래하도록 제어된다. 증착물 및 스프레이 형성 패턴은 가열되어 증착물로부터 스프레이 형성 패턴을 용융시킨다. 결과적인 증착물은 일반적인 형상의 마스터 패턴을 가진다.
아래에 설명되는 본 발명의 실시예들은 3-차원(3D) 구조들의 프린팅을 위한 개선된 방법들 및 장치를 제공한다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따라, 하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴이 내부에 형성된 상부 표면을 가진 기판을 제공하는 것을 포함하는 제작 방법이 제공된다. 레이저 빔은 도너 필름으로부터의 유체의 액적(droplet)들을 LIFT(laser-induced forward transfer)에 의해 하나 또는 그 초과의 리세스들로 토출하기 위해 도너 필름상에 충돌하도록 지향된다. 유체는 하나 또는 그 초과의 리세스들 내에서 경화되어 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스(piece)를 형성한다. 기판은 고체 피스로부터 제거된다.
일부 실시예들에서, 도너 필름은 금속 필름을 포함하여, 유체의 액적들은 용융된 금속을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 도너 필름은 반도체 재료를 포함하여, 유체의 액적들은 용융된 형태의 반도체 재료를 포함한다. 추가로 부가적으로 또는 대안적으로, 도너 필름은 유전체 재료를 포함하여, 유체의 액적들은 용융된 형태의 유전체 재료를 포함한다. 다른 실시예에서, 도너 필름은 유동(rheological) 재료를 포함하여, 유체의 액적들은 유체 형태의 유동 재료를 포함한다.
개시된 실시예에서, 방법은 리세스들 내에서 유체를 큐어링(curing)하는 단계를 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 방법은, 고체 피스를 형성한 이후, 고체 피스의 재료 특성을 수정하기 위해 에너지를 적용하는 단계를 포함한다.
하나 또는 그 초과의 리세스들은 1 mm 미만인 치수를 가질 수 있다.
개시된 실시예에서, 기판은 반도체 웨이퍼를 포함하고, 그리고 기판을 제공하는 것은 하나 또는 그 초과의 리세스들을 정의하기 위해 반도체 웨이퍼 상의 적어도 하나의 표면 층을 패터닝하고 에칭하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 기판을 제거하는 것은 예컨대 고체 피스로부터 기판을 선택적으로 에칭 제거함으로써 기판의 분해를 유도하는 것을 포함한다.
개시된 실시예에서, 기판을 제공하는 것은 액적들을 하나 또는 그 초과의 리세스들로 토출하기 전에 하나 또는 그 초과의 리세스들을 얇은-필름 층으로 코팅하는 것을 포함하여, 얇은-필름 층은 기판을 제거한 이후 고체 피스의 외부 표면으로서 남는다.
통상적으로, 레이저 빔을 지향시키는 것은 액적들을 토출하는 동안 도너 필름을 기판으로부터 적어도 100 μm의 거리에 홀딩하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 레이저 빔을 지향시키는 것은 제1 유체의 제1 액적들 및 제1 유체와 상이한 조성을 가진 제2 유체의 제2 액적들을 상이한 각각의 도너 필름 영역들로부터 하나 또는 그 초과의 리세스들로 토출하는 것을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따라, 하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴이 내부에 형성된 상부 표면을 가진 기판을 제공하는 것을 포함하는 제작 방법이 또한 제공된다. 하나 또는 그 초과의 리세스들은 얇은-필름 층으로 코팅된다. 유체의 액적들은 하나 또는 그 초과의 코팅된 리세스들에 주입된다. 유체는 하나 또는 그 초과의 코팅된 리세스들 내에서 경화되어 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스를 형성한다. 기판은 고체 피스로부터 제거되는 반면, 얇은-필름 층은 기판을 제거한 이후 고체 피스의 외부 표면으로서 남는다.
개시된 실시예에서, 얇은-필름 층은 금속을 포함한다. 얇은-필름 층 및 주입된 액적들은 동일하거나 상이한 재료들을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 하나 또는 그 초과의 리세스들을 코팅하는 것은 경화된 유체와 얇은-필름 층 사이의 제2 접착력보다 더 약한 제1 접착력으로 얇은-필름 층을 기판에 적용하는 것을 포함하고, 그리고 고체 피스로부터 기판을 제거하는 것은 하나 또는 그 초과의 리세스들로부터 고체 피스에 부착되어 있는 얇은-필름 층과 함께 고체 피스를 풀링(pulling)하는 것을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따라, 도너 필름이 증착되어 있는 투명 도너 기판을 포함하는 증착 스테이션, 및 상부 표면에 형성된 하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴을 가진 억셉터 기판의 상부 표면에 근접하게 도너 기판을 포지셔닝하도록 구성된 포지셔닝 어셈블리를 포함하는 제작 장치가 추가로 제공된다. 광학 어셈블리는 도너 필름으로부터의 유체의 액적들을 LIFT(laser-induced forward transfer)에 의해 하나 또는 그 초과의 리세스들에 토출하기 위해 도너 필름상에 충돌하게 레이저 빔을 지향시키도록 구성된 레이저를 포함하고, 유체는 하나 또는 그 초과의 리세스들 내에서 경화되어 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스를 형성한다. 릴리스(release) 스테이션은 고체 피스로부터 기판을 릴리스하도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따라, 하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴이 내부에 형성되어 있는 상부 표면을 가진 억셉터 기판을 수용하고 그리고 억셉터 기판 내의 적어도 하나 또는 그 초과의 리세스들을 얇은-필름 층으로 코팅하도록 구성된 코팅 스테이션을 포함하는 제작 장치가 추가로 제공된다. 증착 스테이션은 하나 또는 그 초과의 리세스들의 코팅 이후 억셉터 기판의 하나 또는 그 초과의 리세스들에 유체의 액적들을 주입하도록 구성되고, 유체는 하나 또는 그 초과의 코팅된 리세스들 내에서 경화되어 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스를 형성한다. 릴리스 스테이션은 고체 피스로부터 기판을 릴리스하지만, 얇은-필름 층이 기판을 제거한 이후 고체 피스의 외부 표면으로서 남도록 구성된다.
본 발명은 도면들과 함께 취해진 본 발명의 실시예들의 다음 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 3D 프린팅을 위한 시스템의 개략 측면도 및 블록 다이어그램이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른, 리세스가 3D 프린팅을 위해 준비된 기판의 개략 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른, 리세스에 3D 구조의 프린팅 다음 도 2a의 기판의 개략 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른, 기판의 제거 다음 도 2b의 3D 구조의 개략 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 리세스가 3D 프린팅을 위해 준비된 패턴화된 층을 가진 기판의 개략 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른, 리세스에 3D 구조의 프린팅 다음 도 3a의 기판의 개략 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 실시예에 따른, 패턴화된 층으로부터 코팅 층을 트리밍(trimming)하는 동안 도 3b의 3D 구조의 개략 단면도이다.
도 3d는 본 발명의 실시예에 따른, 기판의 제거 다음 도 3c의 3D 구조의 개략 단면도이다.
도 3e는 본 발명의 실시예에 따른, 패턴화된 층의 제거 다음 도 3d의 3D 구조의 개략 단면도이다.
3D 프린팅의 공지된 방법들(잉크젯 방법들, FDM(fused deposition modeling), 스테레오리소그래피(stereolithography) 및 LIFT를 포함함)은, 원하는 3D 구조가 구축될 때까지 편평한 표면상에 재료의 연속 층들의 증착에 기반한다. 이런 접근법을 사용하면, 원하는 표면 품질을 획득하는 것이 어려울 수 있다.
본 발명의 실시예들은 몰드로서 역할을 하는 패턴화된 기판, 이를테면 패턴화된 반도체 기판에 프린팅함으로써 이 문제를 처리한다. 이 경우에, 적합한 유체의 액적들은 몰드의 리세스 또는 리세스들에 주입된다. 이어서, 액적들은 몰드의 형상으로 경화되고, 이후 기판은 (예컨대, 에칭에 의해) 분해되거나 그렇지 않으면 제거되어, 고체 최종-제품을 남긴다. 일부 실시예들에서, 액적들은 LIFT에 의해 도너 시트로부터 토출된다. 이런 종류의 LIFT-기반 몰딩은 금속 부분들뿐 아니라, LIFT 제팅(jetting) 동안 용융되고 이어서 몰드 표면들 상에서 비정질 또는 결정질 형태로 쉽게 고체화하는 적절한 반도체, 유전체 및 위상-변경 재료들을 포함하는 높은 용융 온도들(실온보다 훨씬 더 높음)을 가진 다른 재료들을 만드는데 유용하다.
대안적으로 또는 부가적으로, 주입된 액적들은 잉크젯 또는 LIFT에 의해 토출되고 이어서 예컨대 열적으로 또는 포토닉(photonic) 프로세스에 의해 경화되는 폴리머들 또는 큐어링가능 단량체 또는 올리고머 액체들을 포함할 수 있다. 이런 종류의 실시예들은 특히 포토-큐어링가능 접착제들(전도성 및 비-전도성 둘 모두), 금속 또는 유전체 입자들을 포함하는 용액들, 및 다른 종류의 폴리머 용액들의 프린팅에 적용될 수 있다.
최종-제품의 표면 품질의 더 나은 제어를 위해, 일부 실시예들에서, 기판은, 몰드가 충진되기 전에 초기 얇은-필름 층으로 도금되거나 그렇지 않으면 코팅된다. 몰드가 충진되고 기판이 제거된 이후, 이 초기 층은 최종 제품의 외부 층으로서 남는다. 이 경우에, 몰드 표면들의 높은 품질은 프린팅된 최종 제품의 표면 품질을 결정하고, 이는 LIFT 만으로 달성가능한 표면 품질이 상당히 더 향상되고 더 부드럽게 할 수 있다. (LIFT 프린팅에서, 용융된 액적들은 억셉터 표면상에 착지한 이후 함께 편평해지고 혼합되지만, 작은 보이드(void)들은 여전히 액적들 사이에 남아 있고, 그리고 표면 품질은, LIFT 프린팅 이후 폴리싱되지 않으면 통상적으로 2-3 μm의 거칠기로 제한된다). 코팅 재료는 주입된 유체와 동일한 재료 또는 상이한 재료 또는 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 몰드에 구리의 LIFT 주입에 의해 생성된 부분은 이런 방식으로 적용된 금 코팅을 가질 수 있고, 따라서 부드러울 뿐 아니라 향상된 환경 친화성을 가진 표면을 제공한다.
본원에 설명된 기법들은 다양한 상이한 재료들 및 재료들의 조합들로부터 실질적으로 임의의 폐쇄된 3D 형상을 가진 높은-품질 작은 부분들(예컨대, 몇십 미크론 내지 몇 밀리미터의 크기)을 빠르고 경제적으로 생성하는데 사용될 수 있다. 결과적인 부분들은 매우 향상된 표면 품질을 가질 수 있고 날카로운 모서리들 및 개재물들을 가진 형상을 포함하는, 종래의 몰딩 및 3D 프린팅 프로세스들에 의해 쉽게 달성가능하지 않은 다양한 형상들로 만들어질 수 있다. 코팅(만약 요구되면)이 액적을 주입하기 전에 몰드 기판에 적용되기 때문에, 많은 경우들에서 제작 후 최종-제품을 코팅할 필요가 없을 것이다. 이전에 주목된 바와 같이, 유동 또는 폴리머 재료들이 몰드에 주입될 때, 열적 또는 포토닉 큐어링은 제조 프로세스의 부분으로서 적용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 에너지는 더 연속적인 고체를 생성하기 위한 어닐링(재용융) 같은, 자신의 재료 특성들을 수정하기 위해 위에서 설명된 프로세스들에 의해 만들어진 몰딩된 피스들에 적용될 수 있다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 프로세스를 개략적으로 예시하는 도 1 및 도 2a-c에 대해 참조가 이루어진다. 도 1은 3D 프린팅을 위한 시스템(20)의 블록 다이어그램 및 측면도인 반면, 도 2a-c는 3D 구조의 프린팅의 스테이지들을 도시하는 단면도들이다.
시스템(20)은 함께 기판 준비 서브시스템으로서 역할을 하는 리소그래피 스테이션(22), 에칭 스테이션(24) 및 코팅 스테이션(26)을 포함한다. 이 예에서 기판(34)은 반도체 웨이퍼를 포함하고, 반도체 웨이퍼는 유체의 액적들(54)을 몰드에 주입하는 증착 스테이션(28)의 몰드로서 사용되는 하나 또는 그 초과의 리세스들(36)을 정의하기 위해 패터닝되고 에칭된다. 몰드 내 액적들이 고체 피스로 경화된 후, 릴리스 스테이션(30)은 기판을 고체 피스로부터 릴리스한다. 예컨대, 릴리스 스테이션은 기판을 고체 피스로부터 선택적으로 에칭 제거함으로써, 통상적으로 화학적 용해, 또는 열적 프로세스에 의해 기판의 분해를 유도할 수 있다. 선택적으로, 몰딩된 재료는 기판이 스테이션(30)에 의해 릴리스되기 이전 또는 이후 (방사선 또는 가열에 의해) 큐어링되거나 어닐링된다.
대안적인 실시예에서, 릴리스 스테이션(30)은, 표면에 대한 프린팅된 재료의 접착력이 충분히 낮을 때 분해 없이 기판(34)을 릴리스한다. 예컨대, 금속(이를테면 구리)이 유리 또는 폴리머 기판의 리세스들에, 또는 심지어 산화된 표면 층을 가진 금속 기판의 리세스들에 프린팅되거나 그렇지 않으면 증착될 때, 금속의 고체 피스를 풀링 아웃함으로써 간단히 리세스로부터 금속의 고체 피스를 릴리스하는 것이 가능하다.
도시된 실시예에서, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 증착 스테이션(28)은 재료의 용융된 액적들(54)을 몰드에 주입하기 위해 LIFT 프로세스를 사용한다. 여기에 도시된 것과 유사한 LIFT 시스템의 추가 양상들은 예컨대 PCT 국제 공개 WO 2015/155662호에 설명되고, 이의 개시내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
시스템(20)의 다른 기능들은 일반적으로-이용가능한 반도체 프로세스 장비 및 기법들을 사용하여 구현될 수 있다. 리소그래피 스테이션(22)에서, 반도체 웨이퍼는 포토레지스트, 이를테면 SU-8 포로테리지스트로 코팅되고, 원하는 몰드에 대응하는 패턴은 적절한 마스크 또는 직접-라이트(write) 기법을 사용하여 포토레지스트에 라이팅된다. 이어서, 에칭 스테이션(24)은 노출되지 않은 포토레지스트(또는 사용된 포토레지스트의 타입에 따라, 노출된 포토레지스트)를 제거하여 경화된 포토레지스트에서 리세스들의 형태의 몰드 패턴을 남긴다. 포토레지스트의 코팅, 라이팅 및 에칭 단계들은 하나 또는 그 초과 횟수로 반복되어 다수의 오버라잉(overlying) 패턴 층들을 생성할 수 있고, 이는 함께 복잡한 3D 몰드 형상을 정의한다. 도 2a는 이런 종류의 프로세스 다음 기판(34)의 개략적인 단면이고, 여기서 다수의 포토레지스트 층들의 연속적인 코팅, 라이팅 및 에칭에 의해 3D 프린팅을 위해 복잡한 리세스(36)가 준비되었다.
대안적으로, 당업계에 알려진 임의의 다른 적절한 기법은 기판에 원하는 패턴의 리세스들을 생성하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 기판 상에 적절한 폴리머 또는 수지의 층은 레이저 어블레이션에 의해 직접 패터닝될 수 있다. 이런 목적을 위한 우수한 어블레이션 특성들을 가진 폴리머들은 예컨대 PVA(polyvinyl alcohol), PVB(polyvinyl butyral) 및 QPAC® 폴리프로필렌 카보네이트(polypropylene carbonate)를 포함하고, 이들은 릴리스 스테이션(30)의 레이저 어블레이션 시 최소 잔류물들과 함께 깨끗하게 제거될 수 있다.
다른 예로서, 실리콘 웨이퍼 기판 자체는 에칭되어 3D LIFT 프린팅을 위한 몰드로서 역할을 할 수 있다. 실리콘 몰드는 마이크로전자 분야에서 알려진 방법들을 사용하여, 이를테면 포토리소그래피에 의해 유사하게 패터닝될 수 있다. LIFT 프린팅 이후 실리콘의 선택적인 에칭은 프린팅된 부분에 영향을 미치지 않고 실리콘 몰드의 제어되고 선택적인 제거를 허용한다.
금속 구조들은 또한, 몰드가 만들어지는 금속이 이후 선택적으로 에칭 제거될 수 있거나 그렇지 않으면 릴리스 스테이션(30)에서 제거될 수 있는 한, 증착 스테이션(28)에서 3D LIFT 프린팅을 위한 기판(34)으로서 사용될 수 있다. 에칭 프로세스는, 3D-프린팅 제품이 아닌 몰드에만 영향을 미치도록 선정된다. 예컨대, 알루미늄 몰드의 리세스들은 코팅될 수 있고 이어서 LIFT 프린팅에 의해 다른 금속, 이를테면 구리로 충진될 수 있다. 이어서, 알루미늄은 형성된 금속 부분에 영향을 미치지 않고 적합한 염기성 용액(예컨대, 농축된 KOH 용액)을 사용하여 선택적으로 에칭 제거된다.
많은 경우들에서, 기판(34)이 낮은 열 전도도 및 낮은 열 용량을 가져서, 리세스들(36)에 주입되는 용융된 액적들(54)이 비교적 느리게 냉각되고 따라서 액적들(54)이 고체화하기 전에 리세스들의 형상을 충진하는데 더 많은 시간을 가지는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해, 낮은 열 전도도 및 낮은 열 용량을 가진 유전체 기판을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이에 관해, 예컨대 두꺼운 금속 코팅이 열 전도를 향상시키고 따라서 리세스들 내의 액적들의 더 빠른 냉각을 유발하기 때문에, 리세스들(36)의 표면 코팅의 두께(아래에 설명됨)가 또한 역할을 할 수 있다.
기판(34)이 에칭 스테이션(24)에서 패터닝된 이후, 코팅 스테이션(26)은 도 2a에 도시된 바와 같이 패턴의 리세스들(36)의 내부 표면을 포함하는 기판의 표면을 얇은-필름 코팅(60)으로 코팅한다. 얇은 필름은 얇고, 매우-부드러운 표면들을 생성하기 위해, 당업계에서 알려진 임의의 적절한 기법, 이를테면 전기 도금 또는 무전해 도금, 스퍼터링, 또는 기상 증착에 의해 적용될 수 있다. 얇은-필름 코팅은 금속 또는 유전체 재료를 포함할 수 있고, 그리고 애플리케이션 요건들에 따라 LIFT 스테이션(28)에 의해 주입되는 재료와 유사한 재료 또는 일부 다른 재료(또는 재료들의 조합)를 포함할 수 있다. 코팅(60)에 사용될 수 있는 금속 코팅 재료들은 예컨대 구리, 은, 니켈 및 금뿐 아니라, 그런 금속들의 합금들, 이를테면 NiP 및 CuW 또는 NiW를 포함한다. 시스템(20)에서 코팅 스테이션(26)의 동작은 선택적이고; 그리고 일부 실시예들에서, 액적들은 리세스들의 사전 코팅 없이, 기판의 표면상의 패턴의 리세스들에 직접 주입된다.
일부 실시예들에서, 코팅(60)은 기판의 분해 없이, 기판(34)으로부터 경화된 고체 피스의 후속 제거를 가능하게 하는 방식으로 리세스들(36)의 내부 표면에 선정되고 적용될 수 있다. 예컨대, 위에서 주목된 바와 같이, 금속 코팅, 이를테면 금 또는 은이 유리, 폴리머, 또는 산화된 금속 기판 상에 증착되면, 코팅과 기판 사이의 접착력은 비교적 약할 것이다. 다른 한편, 예컨대 이후 코팅된 리세스들에 주입되는 구리를 포함하는 금속 액적들은 금속 코팅에 강하게 접착할 것이다. 그런 상황에서, 경화된 금속 피스들이 리세스들로부터 밖으로 풀링될 때, 코팅(60)은 기판으로부터 자유롭게 분리될 것이고 금속 피스들의 외부 표면으로서 남는다.
코팅(60)은 다양한 목적들을 위해 선정되고 적응될 수 있다. 위에서 주목된 바와 같이, 코팅은 LIFT-프린팅 제품에 대해 부드러운 표면 마무리를 제공하는데 유용하다. 부가적으로 또는 대안적으로, 코팅은 비활성 표면 층, 이를테면 의료용 제품들의 생체적합성 층을 제공할 수 있다. 예컨대, 티타늄 및 금은 그런 점에서 바람직한 특성들을 가진다. 그러므로, 일 실시예에서, 층(60)은 티타늄 또는 금을 포함하는 반면, LIFT-프린팅된 재료는 원하는 기계적 및 열적 특성들을 가진 다양한 프린팅가능 금속들, 이를테면 알루미늄, 구리, 니켈, 주석 또는 이들 금속들의 합금들로 선정된다.
다른 옵션으로서, 코팅(60)은 낮은-마찰 외부 층을 제공할 수 있는 반면, 벌크 3D-프린팅된 재료는 요구된 기계적 특성들, 이를테면 재료 강도 및 가소성을 가진다. 특정 구리 합금들은 예컨대 낮은 마찰 계수들을 가지며 이 목적을 위해 코팅(60)에 사용될 수 있다.
보다 일반적으로, 재료들의 쌍(코팅 및 충진물)은, 그들의 특성들이 상보적이도록 선정될 수 있다. 그런 쌍을 이룬 특성들의 예들은 높은 열 전도도를 가진 충진 재료와 함께 낮은-마찰 코팅; 가벼운 충진 재료와 함께 강한, 비활성 코팅; 및 금속 충진 재료 위의 절연 코팅을 포함한다.
도 1의 측면도에 도시된 바와 같이, 상부 표면에 형성된 하나 또는 그 초과의 리세스들(36)의 패턴을 가진 기판(34)은 LIFT 스테이션(28)에서 억셉터 기판으로서 역할을 한다. 따라서, 리세스들(36)은 도 2b에 예시된 바와 같이 액적들(54)로 충진된다. 이 목적을 위해, LIFT 스테이션(28)은 광학 어셈블리(40)를 포함하고, 광학 어셈블리(40)에서, 레이저(42)는 펄스화된 방사선을 방출하고, 펄스화된 방사선은 임의의 적절한 광학기기(46)에 의해 LIFT 도너 시트(48) 상에 포커싱된다. 도너 시트(48)는 그 위에 증착된 도너 필름(52)을 가진 투명 도너 기판(50)을 포함한다. 포지셔닝 어셈블리(32)는, 도너 기판이 억셉터 기판의 상부 표면에 근접하도록 도너 기판(50) 및/또는 억셉터 기판(34)을 포지셔닝하고, 도너 필름(52)은 억셉터 기판을 향하고 사이에 작은 갭(통상적으로 몇백 미크론 이하, 가능하게는 그 미만)을 가진다. 포지셔닝 어셈블리(32)가 도 1에 도시되지만, 간략성을 위해, 억셉터 기판(34) 아래 기본 X-Y-Z 스테이지로서, 실제로 LIFT 스테이션(28)의 포지셔닝 어셈블리는 부가적으로 또는 선택적으로 당업자들에게 자명할 바와 같이 광학 어셈블리(40)의 도너 기판(50) 및/또는 엘리먼트들을 포지셔닝할 수 있다.
도너 기판(50)은 통상적으로 유리 또는 플라스틱 시트 또는 다른 적절한 투명 재료를 포함하는 반면, 도너 필름(52)은 적절한 도너 재료, 이를테면 금속(또는 금속 합금), 반도체, 유전체 또는 유동 재료, 또는 그런 재료들의 조합을 포함한다. 통상적으로, 도너 필름의 두께는 몇 미크론 이하이다.
광학기기(46)는 레이저(42)로부터의 빔을 도너 기판(50)의 외부 표면을 통해 도너 필름(52) 상에 충돌하도록 포커싱하고, 이에 의해 유체의 액적들(54)이 필름(52)으로부터 토출되고 갭을 거쳐 억셉터 기판(34)의 리세스들(36)로 비행하게 한다. 유체는 도너 필름(52)의 재료의 용융된 형태를 포함하고, 이어서 재료는 리세스들(36) 내에서 경화되어 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스를 형성한다.
레이저(42)는 예컨대, 펄스 진폭이 편리하게 제어 유닛(56)에 의해 제어되는 것을 허용하는, 주파수-2배 출력을 가진 펄스화된 Nd:YAG 레이저를 포함한다. 통상적으로, 제어 유닛(56)은 광학 어셈블리(40), 모션 어셈블리(32) 및 LIFT 스테이션(28)의 다른 엘리먼트들로부터의 피드백을 제어하고 수신하기 위한 적절한 인터페이스들을 가진 범용 컴퓨터를 포함한다. 본 발명자들은, 우수한 LIFT 증착 결과들을 위해, 최적 펄스 지속기간이 0.1 ns 내지 1 ns의 범위이지만, 애플리케이션 요건들에 따라 더 길거나 더 짧은 펄스들이 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 광학기기(46)는 도너 필름(52)에 대한 레이저 빔에 의해 형성된 초점 스폿(spot)의 사이즈를 조정하기 위해 유사하게 제어가능하다.
액적들(54)의 사이즈는 특히, 레이저 펄스 에너지, 지속기간 및 도너 필름의 초점 스폿 사이즈 및 두께에 의해 결정된다. 위에서-언급된 PCT 국제 공개 WO 2015/155662호는, 각각의 레이저 펄스에 의해 단일의, 비교적 큰 액적이 도너 필름으로부터 토출되게 하도록 적용될 수 있는 LIFT 기법들 및 파라미터들을 설명한다. 이들 기법들 및 파라미터들은 유리하게 LIFT 스테이션(28)에 적용될 수 있는데, 그 이유는 이런 방식으로 리세스들(36)에 주입되는 큰 에너제틱(energetic) 액적들이 비교적 느리게 냉각되고 따라서 액적들이 고체화되기 전에 리세스들의 형상을 충진하는데 더 많은 시간을 가지기 때문이다. 이런 단일-액적 레짐(regime)에서 동작할 때의 추가 장점은, 액적들이 정확한 방향성으로 억셉터 기판(34)을 향해 토출되는 것이고, 이는 액적들의 토출 동안 억셉터 기판으로부터 적어도 100 μm의 거리에 도너 필름(52)을 홀딩하고 그리고 정밀하게 심지어 깊은 리세스들(아마도 1 mm의 깊이)을 충진하는 것을 가능하게 한다.
일부 실시예들에서, LIFT 스테이션(28)은 상이한 조성들을 가진 2 또는 그 초과의 상이한 유체들의 액적들이 리세스들(36)에 주입되게 한다. 통상적으로, 상이한 유체들은 상이한 재료들을 포함하는 (동일한 도너 기판(50) 또는 상이한 도너 기판들 상의) 도너 필름(52)의 상이한 영역들 상에 충돌하도록 레이저(42)를 지향시킴으로써 토출된다. 상이한 유체들은 최종-제품의 원하는 특성들에 따라, 억셉터 기판(34)의 동일한 리세스에 또는 상이한 리세스들에 순차적으로 주입될 수 있다. 실질적으로 임의의 원하는 패턴 및 계조(gradation)로, 이런 방식으로 재료들을 혼합하기 위한 능력은 당업계에 알려진 제작 방법들과 비교하여 본 기법의 현저한 장점이다.
스캐너(44), 이를테면 제어 유닛(56)의 제어 하의 회전가능 미러 및/또는 음향-광학 빔 편향기는 도너 필름(52) 상의 상이한 스폿들을 방사하기 위해 레이저 빔을 스캔한다. 따라서, 제어 유닛(56)은 기판(34) 상의 리세스들(36)의 위치 위에 필름(52)으로부터의 도너 재료를 라이팅하고 그리고 도너 재료의 증착된 볼륨을 원하는 두께로 구축하기 위해 필요에 따라 다수의 패스(pass)들을 하도록 광학 어셈블리(40)를 제어한다. 예컨대, LIFT 스테이션(28)은 이런 방식으로 동작하여 1 mm 미만인 하나 또는 그 초과의 치수들(높이, 폭 및 두께)을 가진 고체 피스들을 생성할 수 있다. 이들 치수들 중 적어도 하나는 100 μm미만이고, 그리고 일부 경우들에서 10 μm 미만일 수 있고, 따라서 정확한 형상 및 표면 품질의 소형(또는 심지어 미세) 피스들이 생성된다.
리세스들(36)이 도 2b에 도시된 바와 같이, 액적들(54)에 의해 원하는 레벨로 충진되고, 그리고 액적들이 고체로 경화된 이후, 릴리스 스테이션(30)은 위에서 언급된 바와 같이, 예컨대 적절한 화학 에칭 프로세스 또는 다른 분해 기법에 의해 또는 접착력이 약할 때 간단히 기계적 풀링에 의해 기판(34)을 제거한다. 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른, 기판의 제거 다음 남은 3D 구조(62)의 개략 단면도이다. 리세스(36)에 주입된 액적들은 (아마도 부가적인 큐어링 또는 어닐링 단계 다음) 고체 벌크(64)로 경화되었고, 그리고 코팅(60)은 원하는 표면 특성들을 가진, 구조(62)의 외부 표면으로 역할을 한다.
많은 애플리케이션들에서, 향상된 표면 품질은 최종-제품의 표면들 중 단지 하나 또는 소수의 표면들에만 요구되고, 그러므로 3D 구조(62)는, 기판(34)으로부터 릴리스될 때 그대로 사용될 수 있다. 대안적으로, 구조(62)의 거친 개구 표면은 예컨대 적절한 화학 또는 전기화학 폴리싱 프로세스에 의해 폴리싱될 수 있다. 추가로 대안적으로 또는 부가적으로, 부가적인 코팅 층은, 아마도 심지어 구조가 기판(34)으로부터 릴리스되기 전에, 필요하다면 벌크(64)의 개구 표면(도 2c에서 구조(62)의 하부 측에 있음) 위에 적용될 수 있어서, 최종-제품의 모든 측들은 원하는 표면 특성들을 가진다.
시스템(20)은 부가적인 엘리먼트들(간략성을 위해 도면들로부터 생략됨), 이를테면 시스템의 기능들을 세팅하기 위해 오퍼레이터에 의해 사용될 수 있는 오퍼레이터 단자, 및 증착 프로세스를 모니터링하기 위한 검사 어셈블리를 포함할 수 있다. 시스템(20)의 이들 및 다른 부수적인 엘리먼트들은 당업자들에게 자명할 것이고 간략성을 위해 본 상세한 설명에서 생략된다.
이제, 본 발명의 대안적인 실시예에 따른, 3D 프린팅 프로세스의 연속 스테이지들을 도시하는 개략 단면도들인 도 3a-도 3e에 대해 참조가 이루어진다. 도 3a-도 3e의 프로세스는 위에서 설명된 3D 구조들을 제작하는 원리들의 하나의 가능한 구현을 나타낸다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 기판(34)을 생성하기 위해, 희생 층(70)이 웨이퍼(62)의 표면 위에 증착되고, 이어서 패턴(64)이 희생 층 위에 증착된다. 위에서 설명된 바와 같이, 패턴(64)은 통상적으로 리소그래피 스테이션(22) 및 에칭 스테이션(24)에서 패터닝되고 에칭되는 적절한 포토레지스트를 포함하고, 이어서 코팅 스테이션(26)에서 코팅(60)에 의해 커버된다. 그러나, 본 실시예에서, 포토레지스트는 패터닝 전에 웨이퍼(62) 상에 직접 코팅되는 것이 아니라, 패턴(64)으로 프린팅되는 구조로부터 웨이퍼(62)를 분리하는 희생 층(70) 위에 코팅된다.
희생 층(70)은 통상적으로 용매 및/또는 물리적 프로세싱에 의해 (릴리스 스테이션(30)에서) 선택적으로 제거되도록 허용할 특성들을 가진 얇은 층이지만, 우수한 표면 품질을 가진 (스퍼터링 또는 증발에 의한) 코팅(60)을 수용하기에 여전히 충분히 안정적이다. 희생 층(70)은 예컨대 용해가능 폴리머, 이를테면 PVA, 또는 열적으로 증발될 수 있는 폴리머, 이를테면 QPAC, 또는 H2O2에서 선택적으로 제거될 수 있는 용해가능 유전체, 이를테면 TiWN을 포함할 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 유체의 액적들은 위에서 설명된 바와 같이, 패턴(64)의 리세스들에 주입되고 따라서 코팅(60) 위에 증착되고, 그리고 이런 방식으로 패턴(64)의 리세스들을 충진하는 3D 구조(66)를 구축한다. 구조(66)의 상부 표면의 형상은 LIFT 스테이션(28)에서 적용된 프린팅의 패턴에 의해 결정된다. 프린팅 이후, 이어서 구조(66)의 원하는 경계들을 넘어 연장되는 구조(66) 및 코팅(60) 내의 잉여 재료는 트리밍되어, 도 3c에 도시된 바와 같이 구조(66)의 측부들이 직선화되고 코팅에 갭들(72)이 생성된다. 이 트리밍 단계는 예컨대 레이저 어블레이션에 의해 수행될 수 있다. 이 스테이지에서, 희생 층(70)은 예컨대 화학 또는 열적 프로세스에 의해 제거되고, 따라서 도 3d에 도시된 바와 같이, 패턴(64)과 함께 구조(66)가 웨이퍼(62)로부터 자유롭게 된다. 마지막으로, 도 3e에 도시된 바와 같이, 패턴(64)은 예컨대 패턴을 생성하는데 사용된 포토레지스터의 화학적 및/또는 물리적 에칭에 의해 또한 제거된다. 결과는 위에서 설명된 바와 같이 코팅(60)에 의해 정의된 표면을 가진 최종-제품(74)이다.
위에서 설명된 실시예들이 예로써 인용되고, 본 발명이 특히 위에서 도시되고 설명된 것으로 제한되지 않는 것이 인지될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위는 위에서 설명된 다양한 특징들의 조합들 및 서브조합들뿐 아니라, 위의 설명을 읽은 당업자들에게 떠오르고 종래 기술에 개시되지 않은 본 발명의 변형들 및 수정들 둘 모두를 포함한다.

Claims (51)

  1. 제작 방법으로서,
    하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴이 내부에 형성된 상부 표면을 가진 기판을 제공하는 단계;
    도너(donor) 필름으로부터의 유체의 액적(droplet)들을 LIFT(laser-induced forward transfer)에 의해 하나 또는 그 초과의 리세스(recess)들에 토출(eject)하기 위해 도너 필름상에 충돌하게 레이저 빔을 지향시키는 단계 ― 상기 유체는 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들 내에서 경화되어 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스(piece)를 형성함 ―; 및
    상기 고체 피스로부터 상기 기판을 제거하는 단계
    를 포함하는,
    제작 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 도너 필름은 금속 필름을 포함하여, 상기 유체의 액적들은 용융된 금속을 포함하는,
    제작 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 도너 필름은 반도체 재료를 포함하여, 상기 유체의 액적들은 용융된 형태의 반도체 재료를 포함하는,
    제작 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 도너 필름은 유전체 재료를 포함하여, 상기 유체의 액적들은 용융된 형태의 유전체 재료를 포함하는,
    제작 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 도너 필름은 유동(rheological) 재료를 포함하여, 상기 유체의 액적들은 용융된 형태의 유동 재료를 포함하는,
    제작 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 리세스들 내에서 상기 유체를 큐어링(curing)하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 고체 피스를 형성한 이후, 상기 고체 피스의 재료 특성을 수정하기 위해 에너지를 적용하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 리세스들은 1 mm 미만인 치수를 가지는,
    제작 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은 반도체 웨이퍼를 포함하고, 그리고 상기 기판을 제공하는 단계는 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들을 정의하기 위해 상기 반도체 웨이퍼 상의 적어도 하나의 표면 층을 패터닝하고 에칭하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 기판을 제거하는 단계는 상기 기판의 분해를 유도하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 분해를 유도하는 단계는 상기 고체 피스로부터 상기 기판을 선택적으로 에칭 제거하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 기판을 제공하는 단계는 상기 액적들을 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들로 토출하기 전에 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들을 얇은-필름 층으로 코팅하는 단계를 포함하여, 상기 얇은-필름 층은 상기 기판을 제거한 이후 상기 고체 피스의 외부 표면으로서 남는,
    제작 방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 지향시키는 단계는 상기 액적들을 토출하는 동안 상기 도너 필름을 상기 기판으로부터 적어도 100 μm의 거리에 홀딩하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 지향시키는 단계는 제1 유체의 제1 액적들 및 상기 제1 유체와 상이한 조성을 가진 제2 유체의 제2 액적들을 상이한 각각의 도너 필름 영역들로부터 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들로 토출하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  15. 제작 방법으로서,
    하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴이 내부에 형성된 상부 표면을 가진 기판을 제공하는 단계;
    상기 하나 또는 그 초과의 리세스들을 얇은-필름 층으로 코팅하는 단계;
    유체의 액적들을 하나 또는 그 초과의 코팅된 리세스들 내에 주입하는 단계 ― 상기 유체는 상기 하나 또는 그 초과의 코팅된 리세스들 내에서 경화되어 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스를 형성함 ―; 및
    상기 고체 피스로부터 상기 기판을 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 얇은-필름 층은 상기 기판을 제거한 이후 상기 고체 피스의 외부 표면으로서 남는,
    제작 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 얇은-필름 층은 금속을 포함하는,
    제작 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 얇은-필름 층 및 주입된 액적들은 동일한 재료를 포함하는,
    제작 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 얇은-필름 층 및 상기 액적들은 상이한 재료들을 포함하는,
    제작 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    주입된 액적들은 금속 재료를 포함하는,
    제작 방법.
  20. 제15 항에 있어서,
    주입된 액적들은 반도체 재료를 포함하는,
    제작 방법.
  21. 제15 항에 있어서,
    주입된 액적들은 유전체 재료를 포함하는,
    제작 방법.
  22. 제15 항에 있어서,
    주입된 액적들은 유동 재료를 포함하는,
    제작 방법.
  23. 제15 항에 있어서,
    경화된 유체를 큐어링하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  24. 제15 항에 있어서,
    상기 기판은 반도체 웨이퍼를 포함하고, 그리고 상기 기판을 제공하는 단계는 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들을 정의하기 위해 상기 반도체 웨이퍼 상의 적어도 하나의 표면 층을 패터닝하고 에칭하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  25. 제15 항에 있어서,
    상기 기판을 제거하는 단계는 상기 고체 피스로부터 상기 기판을 선택적으로 에칭 제거하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  26. 제15 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 리세스들을 코팅하는 단계는 경화된 유체와 상기 얇은-필름 층 사이의 제2 접착력보다 더 약한 제1 접착력으로 상기 얇은-필름 층을 상기 기판에 적용하는 단계를 포함하고, 그리고 상기 고체 피스로부터 상기 기판을 제거하는 단계는 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들로부터 상기 고체 피스에 부착되어 있는 상기 얇은-필름 층과 함께 상기 고체 피스를 풀링(pulling)하는 단계를 포함하는,
    제작 방법.
  27. 제15 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 리세스들은 1 mm 미만인 치수를 가지는,
    제작 방법.
  28. 제작 장치로서,
    증착 스테이션; 및
    고체 피스로부터 기판을 릴리스(release)하도록 구성된 릴리스 스테이션
    을 포함하고,
    상기 증착 스테이션은:
    도너 필름이 위에 증착되어 있는 투명 도너 기판;
    억셉터(acceptor) 기판의 상부 표면에 형성된 하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴을 가진 상기 상부 표면에 근접하게 상기 도너 기판을 포지셔닝하도록 구성된 포지셔닝 어셈블리; 및
    상기 도너 필름으로부터의 유체의 액적들을 LIFT(laser-induced forward transfer)에 의해 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들에 토출하기 위해 상기 도너 필름상에 충돌하게 레이저 빔을 지향시키도록 구성된 레이저를 포함하는 광학 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 유체는 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들 내에서 경화되어 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스를 형성하는,
    제작 장치.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 도너 필름은 금속 필름을 포함하여, 상기 유체의 액적들은 용융된 금속을 포함하는,
    제작 장치.
  30. 제28 항에 있어서,
    상기 도너 필름은 반도체 재료를 포함하여, 상기 유체의 액적들은 용융된 형태의 반도체 재료를 포함하는,
    제작 장치.
  31. 제28 항에 있어서,
    상기 도너 필름은 유전체 재료를 포함하여, 상기 유체의 액적들은 용융된 형태의 유전체 재료를 포함하는,
    제작 장치.
  32. 제28 항에 있어서,
    상기 도너 필름은 유동 재료를 포함하여, 상기 유체의 액적들은 용융된 형태의 유동 재료를 포함하는,
    제작 장치.
  33. 제28 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 리세스들은 1 mm 미만인 치수를 가지는,
    제작 장치.
  34. 제28 항에 있어서,
    상기 기판은 반도체 웨이퍼를 포함하고, 그리고 상기 반도체 웨이퍼 상의 적어도 하나의 표면 층은 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들을 정의하기 위해 패터닝되고 에칭되는,
    제작 장치.
  35. 제28 항에 있어서,
    상기 릴리스 스테이션은 상기 기판의 분해를 선택적으로 유도하도록 구성되는,
    제작 장치.
  36. 제35 항에 있어서,
    상기 릴리스 스테이션은 상기 고체 피스로부터 상기 기판을 선택적으로 에칭 제거함으로써 상기 분해를 유도하도록 구성되는,
    제작 장치.
  37. 제28 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 리세스들로 상기 액적들의 토출 전에 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들을 얇은-필름 층으로 코팅하여, 상기 기판을 릴리싱한 이후 상기 얇은-필름 층이 상기 고체 피스의 외부 표면으로서 남도록 구성되는 코팅 스테이션을 포함하는,
    제작 장치.
  38. 제28 항에 있어서,
    상기 도너 필름은, 상기 액적들이 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들로 토출되는 동안, 상기 기판으로부터 적어도 100 μm의 거리에서 홀딩되는,
    제작 장치.
  39. 제28 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 상이한 각각의 도너 필름 영역들로부터 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들로 제1 유체의 제1 액적들 및 상기 제1 유체와 상이한 조성을 가진 제2 유체의 제2 액적들의 토출을 유발하도록 지향되는,
    제작 장치.
  40. 제작 장치로서,
    하나 또는 그 초과의 리세스들의 패턴이 내부에 형성되어 있는 상부 표면을 가진 억셉터 기판을 수용하고 그리고 상기 억셉터 기판 내의 적어도 하나 또는 그 초과의 리세스들을 얇은-필름 층으로 코팅하도록 구성된 코팅 스테이션;
    상기 하나 또는 그 초과의 리세스들의 코팅 이후 상기 억셉터 기판의 하나 또는 그 초과의 리세스들에 유체의 액적들을 주입하도록 구성된 증착 스테이션 ― 상기 유체는 하나 또는 그 초과의 코팅된 리세스들 내에서 경화되어 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들에 의해 정의된 형상을 가진 고체 피스를 형성함 ―; 및
    상기 고체 피스로부터 기판을 릴리스하지만, 상기 얇은-필름 층이 상기 기판을 제거한 이후 상기 고체 피스의 외부 표면으로서 남도록 구성되는 릴리스 스테이션
    을 포함하는,
    제작 장치.
  41. 제40 항에 있어서,
    상기 얇은-필름 층은 금속을 포함하는,
    제작 장치.
  42. 제40 항에 있어서,
    상기 얇은-필름 층 및 주입된 액적들은 동일한 재료를 포함하는,
    제작 장치.
  43. 제40 항에 있어서,
    상기 얇은-필름 층 및 상기 액적들은 상이한 재료들을 포함하는,
    제작 장치.
  44. 제40 항에 있어서,
    주입된 액적들은 금속 재료를 포함하는,
    제작 장치.
  45. 제40 항에 있어서,
    주입된 액적들은 반도체 재료를 포함하는,
    제작 장치.
  46. 제40 항에 있어서,
    주입된 액적들은 유전체 재료를 포함하는,
    제작 장치.
  47. 제40 항에 있어서,
    주입된 액적들은 유동 재료를 포함하는,
    제작 장치.
  48. 제40 항에 있어서,
    상기 기판은 반도체 웨이퍼를 포함하고, 그리고 상기 반도체 웨이퍼 상의 적어도 하나의 표면 층은 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들을 정의하기 위해 패터닝되고 에칭되는,
    제작 장치.
  49. 제40 항에 있어서,
    상기 릴리스 스테이션은 상기 고체 피스로부터 상기 기판을 선택적으로 에칭 제거하도록 구성되는,
    제작 장치.
  50. 제40 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 리세스들은 1 mm 미만인 치수를 가지는,
    제작 장치.
  51. 제40 항에 있어서,
    상기 얇은-필름 층은 경화된 유체와 상기 얇은-필름 층 사이의 제2 접착력보다 더 약한 제1 접착력으로 상기 기판에 부착하도록 적용되고, 그리고 상기 릴리스 스테이션은 상기 하나 또는 그 초과의 리세스들로부터 상기 고체 피스에 부착되어 있는 상기 얇은-필름 층과 함께 상기 고체 피스를 풀링하도록 구성되는,
    제작 장치.
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