TW201815727A - 具有在生坯片陶瓷上金屬化材料之次微米均勻性之精密網版印刷 - Google Patents

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Abstract

描述了精密網版印刷，其能夠使得印刷在生坯片陶瓷上的金屬化材料具有次微米均勻性。在一些例子中，藉由在陶瓷生坯片上以電跡線的圖案而網版印刷含有金屬的糊狀物而形成具有電跡線的圓盤；及處理印刷的生坯片，以形成工件載體的圓盤。在一些例子中，印刷包括當生坯片在網版印刷機的印刷機床上時，在刮墨方向上將網版印刷機的刮片施加到印刷的生坯片上。方法進一步包括沿刮墨方向在多個位置處映射印刷機床；識別印刷機床映射中的不均勻性；及修改網版印刷機的印刷機控制器，用於補償印刷機床中的映射不均勻性。

Description

具有在生坯片陶瓷上金屬化材料之次微米均勻性之精密網版印刷
本發明關於用於製成微電子和微機械裝置的工件的載體的領域，且特別關於使用在生坯片陶瓷上的網版印刷形成這種載體。
在半導體晶片的製造中，工件(諸如矽晶圓或其它基板)在不同的處理腔室中曝露於各種不同的製程。這些腔室可將晶圓曝露於許多不同的化學和物理製程，由此在基板上產生微小的積體電路和微機械結構。構成積體電路的材料層由包括化學氣相沉積、物理氣相沉積、磊晶生長及類似的製程所產生。使用光阻劑遮罩和濕式或乾式蝕刻技術將材料層的一些圖案化。基板可為矽、砷化鎵、磷化銦、玻璃，或其它合適的材料。
在這些製程中使用的處理腔室通常包括在處理期間支撐基板的基板支撐件、基座或卡盤。在一些製程中，基座可包括嵌入式加熱器，以控制基板的溫度，且在一些情況下，用以提供可在製程中使用的升高溫度。靜電卡盤（ESC）具有一個或多個嵌入的導電電極，以使用靜電而產生將晶圓保持在卡盤上的電場。
ESC將具有頂板(稱為圓盤)、底板或底座(稱為基座)及將兩者保持在一起的界面或接合。圓盤的頂表遮罩有保持工件的接觸表面，接觸表面可由各種材料所製成(如，聚合物、陶瓷或組合)，且可在所有的位置之上方或在選擇的位置之上方等具有塗層。各種部件嵌入到圓盤中，包括用於保持或夾持晶圓的電子部件和用於加熱晶圓的熱部件。
因為形成在工件上的電路和結構非常小，所以由工件支撐件所提供的熱和電子環境必須非常精確。當工件上的溫度不均勻或不一致時，電路和結構將具有變化。若一個支撐件與另一個支撐件不同，則電路和結構將隨不同的支撐件而變化。對於極端情況，這些製程可能需要調整以用於不同的支撐件。這直接影響在製造在工件上的電路和結構的品質和產量。因此，具有嵌入部件、熱部件和電子部件的圓盤具有嚴格的尺寸要求，包括平面和垂直兩者，以確保不僅在特定ESC的表面上，而且還可從一個ESC到另一個ESC保持一致的效能。
描述了精密網版印刷，其能夠使得印刷在生坯片陶瓷上的金屬化材料具有次微米均勻性。在一些例子中，藉由在陶瓷生坯片上以電跡線的圖案而網版印刷含有金屬的糊狀物而形成具有電跡線的圓盤；及處理印刷的生坯片，以形成工件載體的圓盤。在一些例子中，印刷包括當生坯片在網版印刷機的印刷機床上時，在刮墨方向上將網版印刷機的刮片施加到印刷的生坯片上。方法進一步包括沿刮墨方向在多個位置處映射印刷機床；識別印刷機床映射中的不均勻性；及修改網版印刷機的印刷機控制器，用於補償印刷機床中的映射不均勻性。
在下面的描述中，闡述了許多細節，然而，對於熟悉該領域者顯而易見的是，可在沒有這些具體細節的情況下實施本發明。在一些情況下，已知的方法和裝置以方塊圖形式，而不是詳細地顯示，以避免模糊本發明。在貫穿這份說明書中對「實施例」或「一個實施例」的引用意味著結合實施例而描述的特定特徵、結構、功能或特性包括在本發明的至少一個實施例中。因此，貫穿這份說明書的各個地方的短語「在實施例中」或「在一個實施例中」的出現不一定代表本發明的相同實施例。此外，特定特徵、結構、功能或特性可以任何合適的方式組合在一個或多個實施例中。例如，在與兩個實施例相關聯的特定特徵、結構、功能或特性不是相互排斥的任何地方，第一實施例可與第二實施例組合。
如於此所述，頂板可製成用於在載體中支撐工件（例如矽或其它晶圓）的卡盤、基座或載體。頂板可由具有嵌入式電子部件的陶瓷形成，且在嵌入式部件的形狀和尺寸方面提供非常高的精確度。這樣可更好地控制工件上的製程參數。部件亦從頂板到頂板更一致。當頂板磨損並被更換時，這提供了更一致的生產結果。結果，可以更高的品質和均勻性在工件上形成更小和更精確的特徵、降低成本、增加生產量，並減少調節生產參數的停機時間。
於此揭露了一種用於具有次微米均勻性的網版印刷的方法。該方法適用於需要遍及網版遮罩圖案的精密印刷厚度和均勻性的某些材料的網版印刷。所示的應用是在用於製造在靜電卡盤（ESC）設備中使用的均勻加熱器跡線圖案的核心製程的生坯片陶瓷上印刷金屬化材料。ESC對於晶片裝置效能和晶圓產量的半導體處理是特別重要的。
具有非常高的溫度均勻性的ESC受益於在生坯片陶瓷上金屬化材料的非常高的均勻印刷。印刷在包括具有金屬化材料的任何表面的表面上的材料以下將簡稱為墨水。在於此的例子中，ESC圓盤由多個生坯片所製成，且他們的一些是用加熱器跡線和靜電電極圖案所印刷的墨水。印刷均勻度可在次微米級。
第1圖是靜電卡盤（ESC）設備結構的橫截面側視圖。ESC 2具有由導熱材料(諸如鋁或合金)所製成的冷卻基座4。存在有輸入埠6和輸出埠8耦接到外部熱流體泵和熱交換器。在冷卻基座內，這些埠耦接到內部冷卻通道20，內部冷卻通道20使熱流體透過基座而循環，以幫助控制ESC的溫度。陶瓷圓盤12用導熱接合層10附接到冷卻基座4上。接合層通常是一種黏合劑，但亦可使用其它材料。工件14(諸如矽晶圓、玻璃片、砷化鎵晶圓或其它工件)藉由靜電電荷而保持在圓盤12上的適當位置。
靜電電荷藉由在圓盤內的夾持電極16而產生和保持。電極可使用在圓盤的側面或底部上的接點（未顯示）進行充電或放電。加熱器跡線18亦可形成在圓盤內，以使用例如來自導電跡線的電阻式加熱來加熱工件。可使用多個跡線來藉由不同的跡線施加不同量的熱量，以更精確地控制圓盤的溫度，並從而更好地控制晶圓的溫度。
陶瓷圓盤可由墨水印刷、層壓、機械加工、燒結、拋光的多個生坯片所形成，並具有在一系列複雜製程中所產生的表面特徵。用於兩個加熱器跡線和圓盤中的電極的互連件未顯示。加熱器跡線18的圖案的品質影響ESC的溫度均勻度效能。
陶瓷生坯片可以各種不同的方式的任一種而形成。在一些實施例中， 90-96％的(如Al2 O3 或AlN和玻璃的)陶瓷粉末用黏合劑(如，增塑劑)在高壓下壓實，且接著在短時間內燒結以形成可在室溫下處理的柔韌材料，並接著稍後藉由燒結硬化。生坯片可具有各種不同厚度的任一種。例如，生坯片可為從0.05mm到0.5mm厚，並在承載在用於處理目的的不銹鋼框架中。
替代地，可使用生坯體或任何其它柔韌的陶瓷材料。一些例子中的生坯體是具有其他填料的陶瓷粉末和黏合劑的整體式壓實塊。在如下所述的成型之後，其可在爐中受熱和受壓而燒結。此類處理亦可如下所述地應用於生坯片。
如於此所述，加熱器跡線圖案和其它結構可藉由將糊狀物印刷到生坯片上而形成。生坯片可與其他生坯片堆疊，使得糊狀物嵌入在生坯片之間。可將不同的糊狀物分配到不同的圖案中，以形成不同類型的電子部件。糊狀物用以形成嵌入式或表面式導電部件。糊狀物含有合適的導電材料，諸如像鎢、鉬、鋅、銀、金的金屬，或例如粉末形式的合適耐火材料，並攜帶合適的懸浮液和分散劑。將糊狀物與堆疊的生坯片一起乾燥、燒結或固化，以形成完成的圓盤。
將堆疊的生坯片以足夠的壓力壓在一起，以形成單一、穩定的結構。將糊狀物乾燥至足夠硬，以進行堆疊和壓實而沒有太多的變形。接著將具有所欲的熱部件和電子部件的各個陶瓷生坯片的層狀物燒結，以將分離的片固結成單一固體實體。此後，可使用額外的修整加工(諸如機械加工、研磨、拋光、噴砂、清洗等)，將其轉換成最終的頂板或圓盤。因為金屬或耐火材料可以分配到中間片材上，所以這些特徵可以在將片材壓在一起之後嵌入到所得的結構內。
為了在生產批次中或來自各種批次的ESC的可重複和一致的品質，所描述的方法首先識別一些隱藏的印刷機硬體的偏差，用於消除或最小化稍後難以識別的系統印刷偏差的根本原因。
第2圖是用於對稱墨水印刷（SIP）的印刷機設置的圖，用以顯示不同可能的偏差的方向。印刷機22包括承載待印刷的生坯片26的印刷台24。印刷機用越過工件的刮片28刷擦工件。
首先認識和最小化主要設置偏差。網版遮罩和刮片兩者的中心可與加熱器跡線圖案的中心對齊。特別地，在加熱器跡線圖案中心、網版遮罩中心和刮片中心之間的對稱對準以緊密的公差強制。加熱器跡線圖案的中心通常位於網版遮罩的中心30上。在印刷機上，網版遮罩位於工件26上方。當刮片拉引越過網版時，墨水藉由刮片而被推動透過網版，以在工件上形成墨水圖案。這被顯示為從開始位置開始並結束於結束位置處，結束位置在刮片顯示如安置在圖式中處。透過網版遮罩擠壓的印刷圖案是加熱器的圖案和工件上的其他電跡線。
安裝的刮片32的中心亦可與網版的加熱器跡線圖案的中心30對準。任何隱藏或忽略的硬體偏差可能導致印刷偏差。這種偏差可能使加熱器跡線設計無效。接著將該印刷機硬體校準原理用於於此稱為金屬化材料的對稱墨水印刷（SIP）的方法。
傳統的印刷方法使用一些填隙裝置來為每個生產訂單設置刮片。第3圖是傳統刮片設置的圖式。已經使用設置方法來添加不同類型的填隙裝置。印刷機302具有印刷機床304，且樣品、試件或試驗工件306被放置在床上。遮罩308放置在工件上方。刮片310安裝在托架或導軌312上，並接著進行試驗。填隙裝置314被添加到導軌以補償任何不平行度的缺陷。在這個製程之後，刮片在新的更準確的位置316。
不幸的是，實際的印刷墨水厚度及其均勻性在設置時是不知道的。若試印刷結果不令人滿意，操作者重複完整的設置製程。所欲的刮片間隙應能實現適應性印刷，從而在所有加熱器跡線圖案上導致高均勻的墨水厚度。
刮片間隙和印刷機床的平行度皆僅使用填隙裝置而近似，但印刷的墨水厚度及其均勻性在那時實際上是未知的。在用於測試的用於量測印刷墨水的隊列時間之後，印刷機設置條件亦可能會偏離。因此，傳統的印刷方法不能在次微米級產生印刷均勻性。
因此，刮片安裝在其保持器上的可重複性可能是重要的。用於刮片安裝的專用托架或對準夾具可用於確保從批次到批次生產的高安裝重複性，如第4圖所示。
第4圖是可調節印刷機的側面橫截面圖。印刷機402具有承載工件406的印刷機床404。印刷網版408在工件406上方緊固到印刷機床。如第3圖所示，印刷網版可在或可不在一側或兩側上安裝有填隙件414，取決於實施方案。刮片托架422、424一個一個安裝在刮片410的每一側上，以當刮片在印刷網版408上從其初始起始位置410刷擦到其完成位置416時將刮片保持在適當位置。
右側托架422與第3圖相同，但是左側托架424已在刮片安裝處上用填隙件426調節。這個填隙件允許系統補償在兩個托架之間的任何不對準。如圖所示，在左側存在有比右側更大的間隙430。托架填隙件可補償這一點，而網版填隙件414可補償與網版和工件的任何不對準。任選地，當不必要時，任一種或兩種類型的填隙件可移除。
來自電動致動器的編碼器可用以在編碼器的分辨率下精確地控制刮片間隙。刮片安裝托架對於這種方法可能非常有用。刮片傾斜可用印刷機的「自動歸零」特徵或替代手段進行補償。帶電動執行機構的精密網版印刷
一些實施例使用具有編碼器的電動致動器（線性或旋轉）的方法，一個在刮片安裝件的每一端上，其通常是整體的或可被添加到印刷機系統。馬達編碼器可能可從印刷機控制器取得。電動致動器精確地控制刮片間隙，並以單個馬達編碼器的分辨率（如，步長數）來補償其不平行度。此外，一些印刷機具有內建的自動歸零特徵，具有某種傳感器反饋，如第5圖所示，使得可容易地獲得所需的編碼器補償。隨著專用的刮片安裝托架的使用，印刷機刮片設置可實現從批次到批次的高重複性。
第5圖是垂直軸線上的馬達編碼器換能器反饋對比於水平軸線上的曝光順序的曲線圖。資料具有僅用於這個例子中每個曝光次數為2到10的點，且透過資料點而繪製直線，以顯示這是否是整體增加或減少趨勢。在這個示例資料中，曝光順序沒有顯著的趨勢。
刮片設置可藉由托架的使用而可高度重複。在這個例子中，刮片設置比傳統的填隙方法更可重複。由於任何各種不同的原因導致的非平行性可藉由印刷機的自動歸零特徵而進行補償，在這個例子中估計接近1 mm。
利用上述使用馬達編碼器作為控制的SIP印刷機設置方法，印刷加熱器跡線在生坯片陶瓷上具有高的印刷墨水的可重複性。在燒結、印刷墨水的金屬化製程之後，所得的加熱器跡線圖案能夠產生具有批次到批次重複性的高溫均勻性的ESC圓盤。
另一方面，所欲的墨水厚度的精確印刷可利用基於知識的模型來實現，該模型利用精益DOE（實驗設計）計劃來建立，以覆蓋關注區域。對於給定的網版遮罩設計，可因而在DOE計劃中導出加熱器跡線電阻率與印刷墨水厚度之間的高分辨率的一對一關係。
第6圖是在垂直軸線上的印刷墨水厚度對比於水平軸上的步長中的電動編碼器的曲線圖。墨水厚度520的量和馬達編碼器值或步長值522在圖式上的點524處相遇。接著可透過點來繪製相關曲線526，以基於DOE來決定相關性。因此，可在相同的DOE實驗中導出在印刷墨水厚度與刮片馬達編碼器步長之間的高分辨率的一對一關係。一旦建立了基於知識的模型，操作者就可藉由參照模型來設置印刷機刮片並印刷。
以類似的方式，可執行DOE計劃以獲得覆蓋加熱器跡線電阻率的設計規範窗口的高度可重複的相關性。對於目標加熱器跡線電阻率而言，操作者在DOE模型中查看相應的馬達編碼器，並接著印刷生坯片。
第7圖是根據設計的垂直軸上的印刷墨水厚度對比於目標加熱器跡線電阻率的曲線圖。基於曲線圖上的經驗值，特定墨水厚度530與特定加熱器跡線電阻率532相交於交點534處。接著可使用多個實驗資料點來構建相關曲線536。可使用像厚度/編碼器相關曲線此類曲線來設置用於特定跡線印刷任務的參數。
所描述的方法可以許多不同的方式在ESC陶瓷圓盤製造中實現。這個方法中所提及的金屬化材料可為以液體形式或墨水而配製的任何耐火基金屬。在這個方法中所提及的生坯片陶瓷可為氧化鋁基或氮化鋁基陶瓷，而不管其純度等級或添加劑配方材料如何。這個方法可用於印刷需要材料的精確和高均勻厚度的非金屬化材料。電動致動器可為線性的或旋轉的。來自電動致動器的任何編碼器資訊可用以表示刮片設置的控制極限。
印刷在生坯片陶瓷上的傳統金屬化材料可能具有以下缺點： 1)不準確和不可重複的印刷厚度：當前傳統的印刷機刮片設置方法採用某些類型的填隙裝置。這種類型的設置製程依賴於操作者的經驗，且結果對於ESC應用是不可重複的。印刷金屬化材料的厚度僅藉由試驗印刷時猜測才知道。批次對批次設置經受低的重複性。 2）耗時：金屬化材料的試驗印刷是填隙方法所必需的。在進行厚度量測之前，印刷墨水需要花很長的隊列時間才能進行墨水穩定化。 3）試驗印刷之後的刮片設置的漂移：網版遮罩上的殘留墨水材料在量測隊列時間內會乾燥。網版遮罩清潔對後續印刷有影響。印刷結果經常在生產設置時漂移。 4）繁瑣的生產調度：若試驗運行結果偏離製造規範，操作者需要重作刮片設置。這種重作的不確定性影響了複雜製造環境中的製造調度。 5）保證的品質：製造工程由於繁瑣的刮片設置製程而傾向於接受平均水準以下的品質。SIP 印刷方法的實現
可將生坯片陶瓷上的金屬化材料的SIP印刷方法直接應用於靜電卡盤（ESC）設備。印刷方法可應用於在用於半導體晶圓處理應用的ESC圓盤中具有單個或多個主要加熱器的ESC。印刷方法可應用於在ESC圓盤中具有對稱或非對稱佈置的微型加熱器的ESC。這些微型加熱器用於通用的熱控制。印刷方法可應用於用於非ESC應用的生坯片陶瓷上的金屬化材料，其中在生坯片陶瓷上需要高印刷均勻性。
第8圖是顯示調整點的印刷機和刮片導軌的等距圖。印刷機床404具有安裝在其上的右側刮片導軌422和左側刮片導軌424。刮片越過印刷網版從起始位置410運行到完成位置416。印刷機床的平整度和刮片導軌的精確平行度的缺乏都不能影響墨水印刷的一致性。刮片間隙（h1、h2、h3、h4）在每個導軌和兩個位置410、416處在刮片的左側和右側指出。若印刷機床不是完全平坦的，則間隙不一樣。此外，若刮片安裝不一致，則每次量測的間隙將不一樣。
可應用一種方法來輔助精確的網版印刷，其能夠使得在生坯片材陶瓷上的金屬化材料具有次微米均勻性。首先，網版遮罩和刮片被設置為與加熱器跡線的中心對齊。接著使用印刷機的自動歸零特徵來優化印刷機床的刮片間隙和平行度。馬達編碼器記錄有自動歸零特徵的結果。作為在中心位置處的例子，馬達編碼器可能設置為Left=25000、Right=25850。
第9圖是相同印刷機床404和刮片416的頂視圖。在這個例子中，加熱器跡線中心430可與印刷網版的中心線432和刮片的中心4345對準，但是僅在一個點處。任何未對準將會導致來自對齊中心的線偏離。第9圖還顯示了沿著刮片從開始到結束的路徑的7個不同位置（L1．．．L7）的例子。
印刷機刮片的自動歸零特徵可沿著刮墨方向在這些多個位置的每一個處使用，以映射出適形平行度。接著可將映射的資料編程為用於適形印刷的刮片控制軟體參數組。在多個位置（L1．．．L7）處的自動歸零可能會映射到印刷機床的不平整度。
第10圖是顯示可能與馬達編碼器一起使用的量測的曲線圖。第10圖是垂直軸上的馬達編碼器值或步長對比於沿著刮片的路徑的八個不同位置的每一個的曲線圖。印刷機刮片的自動歸零特徵被用於沿著刮墨方向的八個多個位置的每一個，以獲得加熱器跡線圖案上的適形平行度。在右導軌上存在有與左導軌不同的值，且因此每個刮片位置（L1．．．L8）存在有兩組資料點。基於 SIP 印刷方法的用於印刷厚度趨勢的補償方法
使用於此所論述的原理，可描述補償SIP印刷中的印刷厚度的方法。這種方法使用： 1）一種對稱墨水印刷方法，其首先識別隱藏的印刷機硬體的偏差，用於消除或最小化鈉些稍後難以識別的系統印刷偏差的根本原因，及 2）電動致動器編碼器，用以精確地控制刮片設置，即印刷機床的間隙和平行度。 3）利用這種SIP印刷方法，接著建立了基於知識的模型，並採用精益DOE計劃。操作者可使用這種簡單且可重複的方法，用於輕鬆設置刮片而無需試驗印刷。
印刷機床不平坦度和刮片導軌沿刮墨方向的不平行度是使用印刷生坯片或生坯體所形成的ESC中的不一致的溫度輪廓的另一主要根本原因。如第9圖所示，不一致的溫度輪廓可能會影響腔室匹配和CD（臨界尺寸）微調。在這個圖式中，沿著刮墨方向的七個位置映射在印刷機床上，其中五個位置覆蓋網版遮罩圖案的加熱器跡線。所獲得的馬達編碼器值的組相當於刮墨期間適形平面關係的指紋，且該關係可被編程到印刷機控制系統中，用於適形印刷。
在為特定印刷機床、網版決定參數或馬達編碼器步長，且墨水設置之後，墨水厚度可能隨時間和使用而變化。印刷墨水厚度在印刷網版上可能是均勻的，但是厚度在大的生產批次中可能有向上或向下的趨勢。
第11圖是垂直軸上的印刷墨水厚度對比於水平軸上批次編號的曲線圖。對每個批次而言，存在有平均墨水厚度值，且一線段透過這些值而繪製，以顯示增加的趨勢。在這個例子中，透過從第一片到最後一片的60個陶瓷生坯片的印刷，墨水厚度增加了1.5微米。這個很大的變化對於某些應用來說是關鍵的，且因此限制了批次的尺寸。趨勢的根本原因可能是複雜和混亂的相乘。它們可能包括：改變印刷期間的墨水黏度、改變網版張力的網版遮罩清潔、網版遮罩提升等。無論這些複雜的趨勢機制如何，趨勢可能會被補償以平坦化該趨勢。
對於許多系統而言，可觀察到在刮片間隙或馬達編碼器位置與墨水厚度之間存在有線性關係。第12圖是垂直軸上的墨水厚度對比於水平軸上的刮片間隙的曲線圖。存在有兩個資料點在產生兩個不同厚度的兩個不同間隙處。若存在有額外的點，則可畫出相同的直線透過它們全部。
對於任何給定的網版遮罩設計而言，可使用依賴於在刮片間隙/編碼器與墨水厚度之間的線性關係的平坦化方法。在第11圖所示的示例資料中，趨勢在60片生坯片的印刷上估計為1.5μm的厚度變化。為了改善印刷精確度，這種線性關係可藉由簡單的DOE計劃來量測。如第12圖所示的DOE可將刮片設置在（x1，x2）μm或等效馬達編碼器步長的兩個間隙處，並接著生成（y1，y2）μm的對應配對墨水厚度。趨勢靈敏度可計算為（y2-y1）=4μm的墨水厚度變化與（x2-x1）=28μm的刮片間隙變化的比率。
印刷機刮片間隙設置在（x1，x2）μm的範圍內，且相應的印刷墨水厚度在（y1，y2）μm的範圍內。這種關係對於計算用於印刷墨水厚度趨勢的補償是重要的。DOE中在x1和x2之間的間隔越大，模型的精確度和堅固性越大，但是間隔應該足夠窄以保持在線性區域中。
可藉由組合上述兩件資訊來補償馬達編碼器設置。補償可導出為（28/4）×（1.5/60）=0.175μm/片。與編碼器的等效表達式是簡單的。例如，若編碼器單位等於1μm，則補償方案將是為印刷的每6（亦即1/0.175）生坯片改變那一個編碼器的編碼器單位。已應用補償之後的印刷厚度變化減小到0.15μm，或者是原始趨勢範圍的1/10。
編碼器補償可與適形圖整合（從印刷機自動歸零特徵）。第13圖顯示了馬達編碼器補償的計算結果。第13圖是垂直方向的印刷墨水厚度對比於水平的印刷生坯片的批次尺寸的曲線圖。若沒有補償墨水厚度，則上部線性增加線段450顯示墨水厚度的增加。下部線段452顯示當藉由調節馬達編碼來補償趨勢時的墨水厚度及其變化454。
在這個例子中，刮片設置在（x1，x2）μm的範圍內，且相應的墨水厚度範圍是（y1，y2）μm。平坦化這種增長趨勢的方式是基於如上所述的在墨水厚度和刮片間隙之間的關係。結果，藉由減少刮片間隙來補償網版印刷效能的降低。
一旦ESC製造具有可重複的溫度輪廓圖案，則晶圓溫度圖的比較允許用於改善加熱器跡線設計或冷卻基座設計或兩者的資訊。金屬化材料的高度可重複和均勻的印刷使得ESC設計有效性和效率能用於先進的靜電卡盤設備。SIP 印刷方法的實現
在刮刀和印刷機床之間的適形關係資料可在印刷機控制軟體中被編程，該印刷機控制軟體在刮墨期間協調每個刮片端的馬達編碼器的補償。若溫度偏差一致且從ESC到ESC持續，則可進一步嘗試以馬達編碼器步長進行優化。可計劃DOE以獲得用於決定補償參數的核心資料。第11和12圖顯示了可用以獲得如第13圖所示的結果的一些資料。
網版遮罩和刮片兩者的設置與加熱器跡線中心對準。刮片間隙及其與印刷機床的平行度可藉由印刷機的自動歸零特徵進行優化，並用馬達編碼器進行記錄。
印刷機床平坦度和刮片導軌的不平行度都影響墨水印刷的一致性。第8圖的刮片間隙（h1、h2、h3、h4）並不相同，因為印刷機床不是完全平坦的。若刮片安裝不一致，則其量測不可重複。
印刷機刮片的自動歸零特徵在沿著刮墨方向的多個位置處被使用，以映射適形平行度。映射資料可編程為刮片控制軟體適形印刷。基於對稱墨水印刷方法的用於精密應用的網版遮罩設計方法
描述了一種用於對稱墨水印刷（SIP）方法的高度可重複的刮片安裝程序，其在生坯片陶瓷上的金屬化材料具有次微米均勻度。還描述了如何使用線性或旋轉的刮片電動致動器的馬達編碼器來映射非平坦的印刷機床，以用於在馬達編碼器的精確度下的適形平行度。還描述了如何平坦化均勻的墨水印刷，但是具有印刷厚度的線性趨勢。還論述了使用印刷機控制軟體的所有這些方法的實現。
於此描述了用於精確墨水印刷的最佳網版遮罩設計的SIP印刷方法的應用。具有精確厚度的印刷需要進行一些設計疊代。若使用SIP印刷方法最小化印刷偏差，則疊代可有效。縮短涉及一系列冗長複雜的陶瓷燒結製程和後燒結製程的產品開發週期是有用的。
網版遮罩設計涉及網版線選擇和網版「高度」參數X。X的值與實現的墨水厚度相關。線選擇在經驗上是直截了當的，但設計參數X需要對關鍵應用進行多次疊代。描述了對於給定的線徑來優化設計參數X的精益製程。
新的網版遮罩設計從遮罩設計者所開發的經驗方程式開始。經驗模型只有一級準確度。網版遮罩設計活動可分為兩個製程：第一個製程重點是建立在刮片間隙和印刷墨水厚度之間的堅固模型，而第二個製程重點是建立在印刷墨水厚度和加熱器電阻率之間的相關性。這種方式意欲最小化頻繁燒結的需求。所有試驗印刷生坯片陶瓷在同一批次中燒結。製程 1 ：
這個製程的目的是利用SIP印刷方法建立具有在刮片間隙和印刷墨水厚度之間的最小誤差的品質相關性。這是藉由在x-，xo和x+之間的寬間隔所實現的。間隔儘可能寬，但仍保持在線性區域中。
第14圖是在垂直方向上的印刷墨水厚度或印刷墨水電阻率對比於在水平方向上被識別為X的遮罩厚度設計參數的曲線圖。由於墨水厚度和電阻率對於任何一種墨水類型和處理方法都具有線性關係，因此可將它們繪製在相同的垂直軸上。
為了使用第14圖的圖表，設計者設置如水平軸上所示的X=x0並將其輸入到僅僅是一級精確度的設計方程式中。t0是使用設計方程式的輸出墨水厚度。在完成燒結製程之後，可驗證設計。
為了加快遮罩設計，並還獲得品質模型，製作了分別還在水平軸上顯示的具有輸入設計參數x-和x+的兩個附加網版遮罩，使得預測的t-和t+是比t0分別低20％-25％和比t0高20％-25％。它只是一個DOE計劃，用於具有更好的訊噪比的相關性。
按照SIP印刷方法，其意欲在生坯片陶瓷上印刷高度均勻且可重複的墨水厚度，印刷了幾種具有遮罩A、B和C的試驗生坯片陶瓷。請注意，三個遮罩的製造前置時間比燒結和其他製程的前置時間短得多。利用這些輸出資料，可在遮罩設計參數X和印刷墨水T或電阻率之間建立品質相關模型，且結果繪製在第14圖中。
在第14圖中，假設XΩ= 50是網版遮罩設計參數X的期望值，其將允許印刷機印刷TΩ= 50，且導致目標加熱器跡線的電阻率Ω= 50/ESC設計。在該例子中，在XΩ=50和X0之間的水平軸上存在有間隙。可實施編碼器DOE以使用刮片間隙調節或另一參數來關閉這個間隙。
在第15圖中被稱為A、B、C的三個遮罩設計分別表示在X+、X0和X-的等級的三個參數X的等級。相關的印刷墨水厚度分別表示為t+、t0、t-，且燒結之後的電阻率分別表示為Ω+、Ω0、Ω-。在這個例子中，遮罩B表示意欲的設計，且遮罩A和C都用以開發在印刷墨水厚度的遮罩設計參數和加熱器跡線電阻率之間的堅固相關性。
第15圖是顯示當為特定印刷機配置設計網版時可收集的資料類型的例子的表格。如刮片間隙欄所表示，計劃基於刮片間隙g0的多級編碼器DOE。在這個例子中使用用於遮罩設計B的編碼器DOE，以開發遮罩設計B的補償方法。
設置五級刮片間隙（g0．．． g4）以決定在刮片編碼器與印刷墨水厚度之間的相關性。在每個編碼器設置下的試驗印刷可能至少為2，以估計誤差項。遮罩A、B和C的試驗印刷可能至少為3。
刮片設置g0是遮罩工程師將使用或需要DOE來決定它的先前設置。刮片間隙g0可能基於遮罩設計工程師的以往經驗，或印刷機製造商可藉由經驗而推薦作為一個值。在這個例子中，若燒結批料足夠大以在相同燒結製程中容納所有試驗生坯片，則可使用如編碼器DOE欄中所示的五級編碼器DOE。若沒有，一些等級(如等級g1和g3)可能會被跳過。g2和g4的資訊可能足以設定建設性。在這個例子中，編碼器等級或值被設置如下（然而可使用任何其他等級）：
g1編碼器被設置為比g0多10％
g2編碼器被設置為比g0多20％
g3編碼器被設置為比g0少10％
g4編碼器被設置為比g0少20％
在這個例子中，如最小試驗印刷欄中所表示，每個遮罩設計存在有三個試驗印刷和在每個編碼等級處遮罩B存在有兩個試驗印刷。因此，在具有有限燒結能力的情況下，在五級編碼器DOE的製程A中印刷總共17個生坯片，或在3級編碼器DOE印刷13個生坯片。遮罩A和遮罩B可重複相同的操作。製程 2 ：
回顧印刷和燒結結果。
若用編碼器DOE的遮罩設計B產生的結果可滿足ESC設計規範，則藉由一個燒結製程完成網版遮罩設計。
若在製程A中用遮罩設計B產生的結果不符合設計要求，或期望進一步優化遮罩設計，則可使用3個遮罩設計的品質相關性來指出所欲的遮罩設計參數電阻率，以提供如XΩ= 50，和輸出電阻為Ω= 50，與合理誤差。在第二次設計疊代中，由於編碼器步長補償功率已經在製程A中估計，故可計劃或忽略編碼器DOE。
用於關鍵應用的網版遮罩設計的傳統方式的挑戰之一是用以實現設計目標的眾多設計疊代。由於缺乏印刷技術的優化，墨水印刷品質和一致性不足。SIP精確度和均勻的印刷能力打破了追尾圖案，並允許以有成本效益的方式開發具有足夠知識的有效設計製程。
以上所述的技術可表示為一系列的操作。四個不同且相關的製程已於以下描述及指出為方法A、B、C和D。
方法 A ： 第16圖是使用電動編碼器的精確度用於高度可重複的刮片設置的方法的製程流程圖。 1）從502開始，網版遮罩是基於用於ESC應用的目標印刷墨水厚度的網版遮罩設計而製造的。量測在加熱器跡線圖案中心與網版遮罩中心之間的對準間隙。將間隙與某些公差進行比較。若網版遮罩間隙滿足公差，則轉到下一個操作。 2）在504處設計一套兩個刮片安裝托架，以將刮片緊緊地安裝到印刷機刮片保持器。刮片安裝托架經設計成使得安裝的刮片的中心與網版遮罩的中心以一定的公差而對準。若需要硬體更換，修改刮片保持器而用於使用刮片托架。 3）檢查印刷機控制系統的自動歸零能力。自動歸零是印刷機控制系統用於當兩個刮片端(左端或右端)終止到印刷機床的適形接觸時，用於均衡一些換能器信號（諸如壓力或其他信號）的特徵。在506處，刮片刷擦在網版上的糊狀物的期間，當執行自動歸零功能時，在508處，印刷機控制系統可將馬達編碼器值記錄在其記憶體中，並在控制介面上顯示編碼器步長。若自動歸零特徵是不可用的，為印刷機配備這個能力。 4）在510處，藉由印刷機的自動歸零特徵，驗證安裝在加熱器跡線圖案中心的位置處的刮片的可重複性。為了可重複性而分析來自控制界面的編碼器讀數。對編碼器資料進行統計分析，包括平均值和變化。編碼器的這些統計屬性取決於換能器的分辨率或靈敏度。根據應用需求選擇合適的換能器。可將編碼器值與所得到的圓盤進行比較。重複印刷的生坯片可在512處形成載體圓盤，並且印刷的電子跡線可在514測試電阻率。 5）在刮片左端和右端之間平均的編碼器值之間的差異表示刮片與印刷機床的不平行度，或傾斜偏差。這個差異是所使用的刮片和相關的安裝托架的特性。編碼器資訊和填隙件可用以在516處配置用於下一批次的網版印刷機。使用自動歸零特徵的編碼器資訊表示印刷機硬體能力限制，用於最高可能的可重複的刮片裝置。
傳統的刮片設置方法使用填隙裝置以耗時的方式而設置刮片間隙。這種方法在不知道刮片間隙、平行度等的情況下，使用主觀判斷而操作。重複性差，且難以應用於次微米均勻性應用的調整。除了可重複性差之外，每個生產批次都會使用生坯片陶瓷進行試驗印刷。這種傳統的方法本質上是無效率和無效的。
在印刷機控制系統中使用可重複的刮片設置和編碼器資訊的SIP印刷方法為關鍵應用的次微米均勻性的適形和精確印刷佈置了架構。一旦建立了印刷配方，任何經過培訓的操作者都可為新的生產作業重複相同的編碼器設置。不需要填隙法或試驗印刷。
方法 B ：第17圖是用於具有對稱墨水印刷（SIP）的網版遮罩上的次微米均勻性的適形精密網版印刷的方法的製程流程圖。
用於網版印刷的印刷機床不是完美製造的。任何印刷機床具有其獨特的以Ra量測的平坦度變化，且任何一個印刷機床與其他印刷機床不同。以同樣的方式，任何電動刮片的動作都是獨一無二的，且對於每一印刷機而言都是不一樣的。組合的這些變化可能會導致印刷偏差，這對於網版印刷來說難以識別。網版印刷產業當前沒有已知的方法或技術來解決這些變化。
適形網版印刷技術被定義為在印刷期間沿印刷機床的全刮片長度而施加均勻的刮片壓力的印刷方法。下面描述一種用於大型生坯片陶瓷的適形網版印刷技術。基於上述方法A的SIP方法進一步開發這種適形印刷。 6）在520處沿著刮墨方向在多個位置處映射印刷機床。使用等間隔。獲得的編碼器資料是給定的印刷機系統和所使用的刮片的特性，包括刮片安裝托架。選擇映射位置的數量以允許適當的仿樣曲線擬合。 7）利用上述映射資料在522處進行統計仿樣曲線擬合，每個刮片端用一個仿樣曲線，所以得到兩個仿樣。這些仿樣曲線用編碼器表示，並表示藉由控制刮片間隙的電動致動器的平滑的刮片間隙補償。 8）將仿樣資料儲存在控制系統記憶體中。在524處，印刷機控制系統在其演算法中使用這些輪廓，以平滑的適形刮片壓力下在印刷方向上主動地驅動刮片間隙。 9）回顧ESC溫度效能，並在526處決定是否需要加熱器跡線圖案的另一個設計疊代。在此製程的這一階段，所得的ESC將呈現出可重複的溫度圖，製造變化很小。可能存在溫度不均勻性，但在此階段，藉由對設計週期效率的設計補償可獲得進一步的改進。這些設置可用以在516處為下一組生坯片配置印刷機
方法 C ：第18圖是適用於對稱墨水印刷（SIP）的大印刷批次的墨水厚度趨勢的補償方法的製程流程圖。
可藉由SIP方法以有條不紊的方式實現具有次微米均勻性的印刷。然而，印刷趨勢通常在當印刷大批次時發生。印刷趨勢是墨水黏度、網版線張力、網版篩網清潔度等之間的多種複雜和互動機制的綜合作用。這可如下所述來解決。 10）在530處以上述SIP方法網版印刷大批次(如60片生坯片)。 11）在532處量測印刷墨水厚度趨勢比率。這個比率可以厚度變化與生坯片的總數的比率來量測。例如，發現1.5μm的印刷厚度變化與60片陶瓷生坯片的印刷批次相關聯。 12）在534處根據編碼器而計劃具有較寬間隔的刮片間隙的兩級DOE。這個間隔足夠大，以堅固地決定兩級的印刷厚度比率。作為指引，這個DOE的厚度差為約目標厚度的±20％-30％。這個DOE藉由以兩個或更多附加的刮片間隙執行多個生坯片的印刷而建立了對趨勢補償是有用的轉變。 13）在536處結合11和12兩者的結果來決定每片印刷的趨勢比率。墨水厚度趨勢比率是在不同刮片間隙下的墨水厚度的指示。這個關係可從μm/片轉變為等效的編碼器數或值/片。 14）趨勢平坦化的方法是基於每個連續片材的等效編碼器趨勢比率。在538處，當印刷片材時，調整編碼器值，以補償印刷後續片材時的墨水厚度的增加。若這個比率大於1.0編碼器步長，則用於補償的編碼調整處於單個編碼器步長的分辨率。例如，若這個比率是每片2.5個編碼器步長，則可進行用於一個片材的2個編碼器步長的第一次調整及下一次印刷的3個編碼器步長的下一個調整。若比率是編碼器步長的分數，則分數的倒數是所欲的調整。例如，若將等效的趨勢比率決定為0.25編碼器步長/片，則可進行每四（1 / 0.25）次連續印刷的一個編碼器步長的調整。趨勢補償方法可用軟體來實現。亦可進行手動調整。可開發軟體演算法來整合於此的所有特徵。
方法 D ：第19圖是適用於具有SIP印刷的精確應用的網版遮罩設計的方法的製程流程圖。
網版遮罩設計通常涉及兩個設計參數，一個參數是線徑，而另一個參數是與厚度相關的設計參數，這裡稱為X。 1）在540處產生具有不同印刷厚度參數的多個網版印刷遮罩。接著可將它們用於執行測試，以優化X值和刮片間隙。在一個例子中，三個網版遮罩用三個不同的X值製成。這些遮罩被指定為遮罩A、遮罩B和遮罩C。注意在這些遮罩中使用相同的篩網線和相同的加熱器跡線圖案，只有X參數具有不同的值。這些值是用理論或經驗導出的公式來估計的。該公式提供一級準確度。在特定例子中，遮罩B在X0處具有X，亦即X=X0。遮罩A具有X=X-，且遮罩C具有X=X+。取比例如下：X-/X0=〜80％，X0/X=〜80％。使所有遮罩在步驟3中所描述的相同的印刷作業中可用。遮罩B是目標設計的候選遮罩。 2）在542處計劃用於刮片設置的DOE。刮片設置可基於經驗決定或用作起始估計的參數g0。典型的範圍可為從50μm至200μm，用於精密網版印刷。創建用於決定編碼器補償的五級DOE。這個DOE稱為編碼DOE。一個例子如第15圖所示。 3）例如，在544處，利用以上所述的SIP方法印刷總共17片生坯片。在所描述的例子中，存在有使用遮罩A的3次試驗印刷，使用遮罩C的3次試驗印刷，及使用B的3次試驗印刷，且所有這些試驗印刷在g0具有相同的刮片設置。編碼器DOE僅使用遮罩B，且在這個DOE中印刷2次試驗印刷，其中刮刀等級在如第15圖所示的其他間隙等級處。在相同的印刷作業中印刷8次試驗印刷。取決於印刷機及其參數，可進行任何其他數量的重複印刷的等級或數量。 4）在546處以可靠的方法量測印刷墨水厚度，無論是接觸式方法還是非接觸式方法。 5）在548處將17片生坯片轉換成17個生坯ESC圓盤，每一印刷片一個圓盤。 6）所有17個圓盤在相同的燒結工作中燒結。若燒結爐容量小於17個生坯圓盤，則可跳過編碼DOE中的g1和g3。使用相同的爐和相同的工作來消除可能影響量測的燒結變化。 7）在550處量測燒結後的每個圓盤的個別電阻率和完成每個圓盤所需的任何其他製造製程，諸如硬焊。 8）在552處建構如第14圖所示的圖。在設計參數X、墨水厚度T和電阻率Ω之間的所有相關性都被繪製。這些圖被稱為使用SIP方法進行網版遮罩設計的知識庫。結果可用以在554處決定生產印刷網版的參數，並接著在516處使用具有所決定的印刷機參數和配置的適當的產品網版。 9）若設計錯誤過大，則可使用設計疊代。下一次疊代的X值的選擇可用模型或另一種方式來選擇決定。若設計誤差較小，則內建編碼器DOE可藉由編碼器補償橋接設計誤差。藉由這種方式，可藉由一個燒結工作或最多兩個燒結工作而完成網版遮罩設計。網版遮罩的開發時間和精密應用的成本大大地降低。
第20圖是組裝的靜電卡盤的等距視圖。支撐軸212透過隔離件216支撐底板210。中間隔離板208和上部冷卻板206由底板承載。頂部冷卻板206在上部冷卻板的頂表面上承載介電圓盤205。圓盤具有上部圓形平台205，用以支撐工件204和下部同心圓形底座207，以附接到冷卻板206。上部平台具有內部電極，用以靜電附接工件。工件可替代地夾緊、抽真空或以另一種方式附接。在圓盤215和頂部冷卻板206之間存在有黏合接合218，以將頂板的陶瓷保持在冷卻板的金屬上。如於此所述，可使用在生坯片上的印刷製程在圓盤中形成加熱器、電極或兩者。中間板可執行冷卻、氣體流動及其他功能，取決於具體實施方式。
ESC能夠使用圓盤中的電阻加熱器、冷卻板中的冷卻劑流體或兩者來控制工件的溫度。電力、冷卻劑、氣體等透過支撐軸而供應給冷卻劑板206和圓盤205。ESC亦可使用支撐軸而進行操縱並保持定位。
第21圖是根據於此所述的實施例的具有基座128的電漿系統100的局部橫截面圖。儘管這裡顯示了基座，但是於此所述的原理可用於各種不同工件載體的任一種上，包括不同類型的卡盤、載體和基座。儘管顯示了腔室基座，但是所描述的原理亦可應用於在處理腔室外側所使用的工件載體。基座128具有主動冷卻系統，其允許在寬的溫度範圍內主動控制位於基座上的基板的溫度，同時基板經受許多製程和腔室條件。電漿系統100包括具有側壁112和底壁116的處理腔室主體102，側壁112和底壁116限定處理區域120。
基座、載體、卡盤或ESC 128透過形成在系統100中的底壁116中的通道122而設置在處理區域120中。基座128適以將基板（未顯示）支撐在其上部表面。基板可為用於由各種不同材料的任一種所製成的腔室100所施加的處理的各種不同工件的任一種。基座128可任選地包括加熱元件（未顯示），例如電阻元件，以在所欲的製程溫度下加熱和控制基板溫度。替代地，基座128可藉由諸如燈組件的遠端加熱元件而加熱。
基座128藉由軸126而耦接到電源插座或電源箱103，電源插座或電源箱103可包括控制基座128在處理區域120內的升高和移動的驅動系統。軸126還含有電力介面以向基座128提供電力。電源箱103還包括用於電力和溫度指示器的介面（諸如熱電偶介面）。軸126還包括適以可拆卸地耦接到電源箱103的底座組件129。在電源箱103之上方顯示了圓周環135。在一個實施例中，圓周環135是適於作為機械止擋件或檯面的肩部，經配置以在底座組件129和電源箱103的上表面之間提供機械介面。
桿130透過形成在底壁116中的通道124而設置並用以致動設置透過基座128的基板提升銷161。基板提升銷161將工件從基座頂部表面提升，以允許工件通常使用機器人（未顯示）透過基板傳送埠160而被移除並且進出腔室。
腔室蓋104耦接到腔室主體102的頂部。蓋104容納與其耦合的一個或多個氣體分配系統108。氣體分配系統108包括氣體入口通道140，其將反應物和清潔氣體透過噴頭組件142輸送到處理區域120中。噴頭組件142包括環形底板148，其具有設置在面板146中間的阻擋板144。
射頻（RF）源165耦接到噴頭組件142。RF源165為噴頭組件142供電，以促進在噴頭組件142的面板146和加熱的基座128之間產生電漿。在一個實施例中，RF源165可為諸如13.56MHz RF產生器的高頻射頻（HFRF）電源。在另一個實施例中，RF源165可包括HFRF電源和低頻射頻（LFRF）電源，諸如300kHz RF產生器。替代地，RF源可耦合到處理腔室主體102的其它部分，諸如基座128，以促進電漿產生。介電隔離器158設置在蓋104和噴頭組件142之間，以防止向蓋104傳導RF功率。陰影環106可設置在基座128的周邊上，在基座128的周邊處以基座128的所欲高度嚙合基板。
任選地，在氣體分配系統108的環形底板148中形成冷卻通道147，以在操作期間冷卻環形底板148。傳熱流體(諸如水、乙二醇、氣體，或類似者)可循環透過冷卻通道147，使得底板148保持在預定溫度。
腔室襯套組件127設置在處理區域120內非常接近腔室主體102的側壁112，以防止側壁112曝露於處理區域120內的處理環境。襯套組件127包括耦接到經配置以從處理區域120排出氣體和副產品並控制處理區域120內的壓力的泵送系統164的圓周泵送腔125。可在腔室襯套組件127上形成複數個排氣埠131。排氣埠131經配置以允許以促進系統100內的處理的方式將氣體從處理區域120流到圓周泵送腔125。
系統控制器170耦接到各種不同的系統，以控制腔室中的製造製程。控制器170可包括用以執行溫度控制演算法（如，溫度反饋控制）的溫度控制器175，並且可為軟體或硬體，或軟體和硬體兩者的組合。系統控制器170還包括中央處理單元172、記憶體173和輸入/輸出介面174。溫度控制器從基座上的感測器（未顯示）接收溫度讀數143。溫度感測器可靠近冷卻劑通道、靠近晶圓，或放置在基座的介電材料中。溫度控制器175使用所感測的溫度或多個溫度來輸出影響在基座組件142與電漿腔室105外部的熱源及/或散熱器(諸如熱交換器177)之間的熱傳遞比率的控制信號。
系統還可包括具有基於溫度反饋迴路的流動控制的受控傳熱流體迴路141。在示例實施例中，溫度控制器175耦接到熱交換器（HTX）/冷卻器177。傳熱流體以藉由透過傳熱流體迴路141的閥所控制的比率而流動透過閥（未顯示）。閥可結合到熱交換器中或熱交換器內側或外側的泵，以控制熱流體的流速。傳熱流體流道透過基座組件142中的導管，並接著返回到HTX177。傳熱流體的溫度藉由HTX而增加或減小，並接著流體透過迴路返回到基座組件。
HTX包括加熱器186，用以加熱傳熱流體，並從而加熱基板。加熱器可使用在熱交換器內圍繞管道的電阻線圈或者熱交換器而形成，其中加熱的流體將熱量透過交換器傳導到含有熱流體的導管。HTX還包括從熱流體吸取熱量的冷卻器188。這可使用輻射器來將熱量放入環境空氣或冷卻劑流體中或以各種其它方式的任一種來進行。加熱器和冷卻器可組合，使得溫度控制的流體首先被加熱或冷卻，並接著將控制流體的熱量與傳熱流體迴路中的熱流體的熱量進行交換。
在HTX 177和基座組件142中的流體導管之間的閥（或其它流量控制裝置）可藉由溫度控制器175而控制，以控制傳熱流體流向流體迴路的流速。可組合溫度控制器175、溫度感測器和閥，以簡化結構和操作。在實施例中，熱交換器感測傳熱流體從流體導管返回之後的溫度，並基於流體的溫度和腔室102的操作狀態的所欲溫度來加熱或冷卻傳熱流體。
電加熱器（未顯示）亦可用於ESC中，以將熱量加熱到工件組件。通常以電阻元件形式的電加熱器耦接到由溫度控制系統175所控制的電源179，以充能加熱器元件，以獲得所欲的溫度。
傳熱流體可為液體，諸如(但不限於)去離子水/乙二醇、來自3M的氟化冷卻劑(諸如Fluorinert®)，或來自Solvay Solexis, Inc的Galden®，或任何其它合適的介電流體(諸如那些含有全氟化惰性聚醚者)。儘管本說明書在上下文中描述了在PECVD處理腔室的基座，但是於此所述的基座可用於各種不同的腔室中以及用於各種不同的製程。
背側氣體源178(諸如加壓氣體供應器或泵)和氣體儲存器透過質量流量計185或其它類型的閥而耦接到基座組件142。背側氣體可為氦氣、氬氣或在晶圓和圓盤之間提供熱對流，而不影響腔室的製程的任何氣體。在系統連接的系統控制器170的控制下，氣體源將氣體透過下面更詳細描述的基座組件的氣體出口泵送到晶圓的背側。
處理系統100還可包括在第21圖中未具體顯示的其它系統，諸如電漿源、真空泵系統、存取門、微機械加工、雷射系統和自動化處理系統等。提供說明的腔室作為例子，且取決於工件的性質和所欲的製程，可使用本發明的各種其它腔室的任一個。所描述的基座和熱流體控制系統可適於與不同的物理腔室和製程一起使用。
如在本發明的實施方式和附隨的申請專利範圍中所使用的，單數形式「一(a)」、「一(an)」和「該(the)」亦意欲包括複數形式，除非上下文另有明確指出。還將理解於此所用的術語「及/或」是代表並包括一個或多個相關列出的項目的任何和所有可能的組合。
於此可使用術語「耦接」和「連接」及其衍生物來描述部件之間的功能或結構關係。應當理解這些術語不是意欲作為彼此的同義詞。相反，在特定實施例中，「連接」可用以指示兩個或更多個元件彼此直接物理，光學或電接觸。「耦接」我用以表示兩個或更多個元件是彼此直接或間接的（在它們之間具有其他中間元件）物理、光學或電接觸，及/或兩個或更多個元件彼此合作或互動（如，因為效果關係）。
如於此所使用的術語「之上(over)」、「之下(under)」、「之間(between)」和「上(on)」是指相對於這些物理關係值得注意的其它部件或層的一個部件或材料層的相對位置。例如，在材料層的上下文中，設置在另一層之上或之下的一層可直接與另一層接觸或可具有一個或多個中間層。此外，設置在兩層之間的一層可直接與兩層接觸，或可具有一個或多個中間層。相比之下，第二層「上」的第一層與該第二層直接接觸。在部件組件的上下文中將做出類似的區別。
應當理解，上述描述意欲是說明性的而不是限制性的。例如，儘管圖式中的流程圖顯示了由本發明的某些實施例所執行的操作的特定順序，但是應當理解不需要此類順序（如，替代實施例可以不同的順序執行操作、組合某些操作、重疊某些操作等）。此外，在閱讀和理解上述實施方式之後，許多其他實施例對於熟悉本領域者將是顯而易見的。儘管已經參考具體示例性實施例而描述了本發明，但是將認識到本發明不限於所描述的實施例，而是可在附隨的申請專利範圍的精神和範圍內進行修改和更改而實施。因此，本發明的範圍應當參照附隨的申請專利範圍及這些申請專利範圍的等效元件的全部範圍來決定。
2‧‧‧ESC
4‧‧‧冷卻基座
6‧‧‧輸入埠
8‧‧‧輸出埠
10‧‧‧導熱接合層
12‧‧‧圓盤
14‧‧‧工件
16‧‧‧電極
18‧‧‧加熱器跡線
20‧‧‧內部冷卻通道
22‧‧‧印刷機
24‧‧‧印刷台
26‧‧‧生坯片/工件
28‧‧‧刮片
30‧‧‧中心
32‧‧‧刮片
100‧‧‧系統/腔室
102‧‧‧腔室主體/腔室
103‧‧‧電源箱
104‧‧‧蓋
106‧‧‧陰影環
108‧‧‧氣體分配系統
112‧‧‧側壁
116‧‧‧底壁
120‧‧‧處理區域
122‧‧‧通道
124‧‧‧通道
125‧‧‧圓周泵送腔
126‧‧‧軸
127‧‧‧襯套組件
128‧‧‧基座/ESC
129‧‧‧底座組件
130‧‧‧桿
131‧‧‧排氣埠
135‧‧‧圓周環
140‧‧‧氣體入口通道
141‧‧‧傳熱流體迴路
142‧‧‧噴頭組件/基座組件
143‧‧‧溫度讀數
144‧‧‧阻擋板
146‧‧‧面板
147‧‧‧冷卻通道
148‧‧‧底板
158‧‧‧介電隔離器
160‧‧‧基板傳送埠
161‧‧‧基板提升銷
164‧‧‧泵送系統
165‧‧‧射頻（RF）源
170‧‧‧控制器
172‧‧‧中央處理單元
173‧‧‧記憶體
174‧‧‧輸入/輸出介面
175‧‧‧溫度控制器/溫度控制系統
177‧‧‧熱交換器/冷卻器/HTX
178‧‧‧背側氣體源
179‧‧‧電源
185‧‧‧質量流量計
186‧‧‧加熱器
188‧‧‧冷卻器
204‧‧‧工件
205‧‧‧圓盤/圓形平台
206‧‧‧冷卻板/冷卻劑板
207‧‧‧圓形底座
208‧‧‧中間隔離板
210‧‧‧底板
212‧‧‧支撐軸
216‧‧‧隔離件
218‧‧‧黏合接合
302‧‧‧印刷機
304‧‧‧印刷機床
306‧‧‧工件
308‧‧‧遮罩
310‧‧‧刮片
312‧‧‧托架或導軌
314‧‧‧填隙裝置
316‧‧‧位置
402‧‧‧印刷機
404‧‧‧印刷機床
406‧‧‧工件
408‧‧‧印刷網版
410‧‧‧刮片/位置
414‧‧‧填隙件
416‧‧‧位置/刮片
422‧‧‧托架/右側刮片導軌
424‧‧‧托架/左側刮片導軌
426‧‧‧填隙件
430‧‧‧間隙/中心
4345‧‧‧中心
450‧‧‧ 線段
452‧‧‧線段
454‧‧‧變化
502
504
506
508
510
512
514
516
520‧‧‧墨水厚度
522‧‧‧步長值
524‧‧‧點
526‧‧‧曲線
530‧‧‧墨水厚度
532‧‧‧加熱器跡線電阻率
534‧‧‧交點
536‧‧‧曲線
538
540
542
544
546
548
550
552
554
在圖式中藉由例子而非限制的方式顯示了本發明的實施例，其中：
第1圖是根據實施例的靜電卡盤（ESC）設備結構的橫截面側視圖。
第2圖是根據實施例的用於對稱墨水印刷（SIP）的印刷機設置的頂視圖。
第3圖是設置用於SIP的傳統刮片設置的側面橫截面圖。
第4圖是根據實施例的可調節印刷機的側面橫截面圖。
第5圖是根據實施例的馬達編碼器換能器反饋對比於曝光順序的曲線圖。
第6圖是根據實施例的印刷墨水厚度對比於電動編碼器的曲線圖。
第7圖是根據實施例的印刷墨水厚度對比於每個設計的目標加熱器跡線電阻率的曲線圖。
第8圖是根據實施例的印刷機和刮片導軌的等距圖，以顯示調整點。
第9圖是根據實施例的用於具有多個刮片位置的對稱墨水印刷（SIP）的印刷機設置的頂視圖。
第10圖是根據實施例的馬達編碼器值對比於沿著刮片的路徑的八個不同位置中的每一個的曲線圖。
第11圖是根據實施例的印刷墨水厚度對比於編號的曲線圖。
第12圖是根據實施例的墨水厚度對比於刮片間隙的關係圖。
第13圖是根據實施例的印刷墨水厚度對比於印刷生坯片的批次尺寸的曲線圖。
第14圖是根據實施例的印刷墨水厚度或印刷墨水電阻率對比於被辨識為X的遮罩厚度設計參數的曲線圖。
第15圖是根據實施例的當設計印刷網版和刮片間隙配置時所收集的資料的表格。
第16圖是根據實施例的用於高度可重複的刮片設置的方法的製程流程圖。
第17圖是根據實施例的用於適形精密網版印刷的方法的製程流程圖。
第18圖是根據實施例的用於墨水厚度趨勢的補償方法的製程流程圖。
第19圖是根據實施例的用於網版遮罩設計的方法的製程流程圖。
第20圖是根據實施例的適合使用的組裝的靜電卡盤的等距視圖。
第21圖是根據實施例的包括適合使用的基座組件的電漿蝕刻系統的示意圖。
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Claims (20)

  1. 一種用電跡線形成一載體的一圓盤的方法，包含以下步驟： 在一陶瓷生坯片上以電跡線形式網版印刷含有金屬的一糊狀物；及處理該印刷的生坯片，以形成一工件載體的一圓盤。
  2. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：乾燥該糊狀物，且其中處理該印刷的生坯片包含以下步驟：用複數個生坯片壓實該印刷的生坯片，以形成該圓盤。
  3. 如請求項2所述之方法，其中處理進一步包含以下步驟：燒結該等壓實的生坯片並研磨該等燒結的生坯片。
  4. 如請求項1所述之方法，該網版印刷包含以下步驟：使用一刮片在一網版印刷機上進行印刷，該方法進一步包含以下步驟： 使用該網版印刷機的一自動歸零特徵，以當印刷時將多個馬達編碼器值記錄在一記憶體中；及調整該印刷機的該刮片安裝，以補償由該自動歸零特徵所偵測到的多個變化。
  5. 如請求項1所述之方法，其中網版印刷包含以下步驟：當該生坯片在一網版印刷機的一印刷機床上時，將該網版印刷機的一刮片沿一刮墨方向施加到該印刷的生坯片上，該方法進一步包含以下步驟： 沿該刮墨方向在多個位置處映射該印刷機床；識別在該印刷機床映射中的多個不均勻性；及修改該網版印刷機的一印刷機控制器，以補償在該印刷機床中的多個映射不均勻性。
  6. 如請求項5所述之方法，進一步包含以下步驟： 將一統計仿樣曲線應用於該刮片的一左側和一右側的該印刷機床映射；及使用該仿樣曲線以平滑的適形刮片壓力在印刷方向上主動地驅動多個刮片間隙。
  7. 如請求項6所述之方法，進一步包含以下步驟： 使用該等主動驅動的刮片間隙印刷多個附加的生坯片；將該等附加的生坯片形成多個載體圓盤；量測該等載體圓盤的一電阻；及基於所量測的該電阻來調整該刮片間隙。
  8. 如請求項7所述之方法，其中印刷多個附加的生坯片包含以下步驟：用多個印刷網版進行印刷，且其中量測該電阻包含以下步驟：量測對應於該多個印刷網版的該電阻，該方法進一步包含以下步驟：產生具有基於該所量測的電阻而選擇的多個參數的一印刷網版。
  9. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟： 將該糊狀物網版印刷在大批次的陶瓷生坯片上；繪製在連續印刷的片材之間的糊狀物厚度變化的一趨勢；及以基於該繪製的趨勢的多個後續印刷而調整該印刷。
  10. 如請求項9所述之方法，調整該印刷包含以下步驟：調整一刮片間隙，以多個後續印刷來降低該墨水厚度。
  11. 一種形成一工件載體的一圓盤的方法，包含以下步驟： 產生用於一網版印刷機一起使用的一網版遮罩；使用該遮罩在一陶瓷生坯片上網版印刷多個金屬化材料；及處理該印刷的片材，以形成一工件載體的一圓盤。
  12. 如請求項11所述之方法，進一步包含以下步驟：藉由以下的步驟而設計該網版遮罩： 用該網版印刷機的不同刮片設置而以不同的網板遮罩試驗印刷複數個生坯片；將該等試驗的生坯片轉化為多個圓盤；量測該等圓盤的電阻率；及將該電阻率與不同的網版遮罩相關，其中產生該網版遮罩包含以下步驟：基於該相關來產生該網版遮罩。
  13. 如請求項12所述之方法，其中相關該電阻率包含以下步驟：將該電阻率與每個不同網版遮罩的一印刷厚度參數相關。
  14. 一種一工件載體的頂板，包含： 複數個陶瓷生坯片；一印刷陶瓷生坯片，其上印刷有多個導電圖案，該印刷片材被嵌入複數個片材中，其中該複數個陶瓷生坯片被燒結和硬化。
  15. 如請求項14所述之頂板，其中該等導電圖案形成多個電阻加熱器。
  16. 如請求項14所述之頂板，其中該印刷片材進一步包含附接到該片材並耦接到該等圖案的多個電子部件。
  17. 如請求項16所述之頂板，其中該等導電圖案形成一線圈。
  18. 如請求項14所述之頂板，進一步包含用於承載該硬化的複數個生坯片的一框架。
  19. 如請求項14所述之頂板，其中該等陶瓷生坯片由陶瓷粉末和用黏合劑壓實的玻璃所形成。
  20. 如請求項14所述之頂板，其中該等印刷導電圖案包含以一糊狀物形式的一導電金屬，該糊狀物包括一懸浮液和分散在該等圖案中的分散劑。
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