TW202147430A - 於輸送帶上之研磨墊的積層製造 - Google Patents

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Abstract

一種用於製造研磨墊的設備，包括：輸送帶、澆鑄站，以形成研磨墊的層及傳送研磨墊的層至輸送帶上、印刷站，包括配置成沉積一或多層以形成研磨墊的一或多個印刷頭、馬達，用以驅動輸送帶，以及能量源。一或多個印刷頭包括複數個噴嘴，配置成噴射液體研磨墊材料前驅物的微滴至由澆鑄站所形成的層上。當一或多個印刷頭噴射微滴時，馬達驅動輸送帶，使得微滴提供研磨墊材料前驅物的層。能量源至少部分地硬化墊材料前驅物以形成固化的研磨墊材料的層。

Description

於輸送帶上之研磨墊的積層製造
本文關於積層製造，以及特別是關於研磨墊的積層製造。
積體電路通常經由在矽晶圓上順序沉積導電、半導體，或絕緣層而形成在基板上。多種製造方法需要基板上之層的平坦化。針對某些應用，如研磨金屬層以形成圖案化層之介層窗、插塞，及溝渠中的線，覆層經平坦化直到曝露圖案化層的頂表面。於其他應用中，如用於光微影術之介電層的平坦化，覆層經研磨直到所欲的厚度維持於底層之上。
化學機械研磨(CMP)為一種公認的平坦化方法。此平坦化方法通常需要基板安裝在載具頭上。基板曝露的表面通常抵靠旋轉的研磨墊而放置。載具頭在基板上提供可控制的負載以推動基板抵靠研磨墊。研磨液，諸如具有磨料顆粒的淤漿，通常供應至研磨墊的表面。
化學機械研磨製程的一個目標為研磨均勻性。如果基板上的不同區域以不同速率被研磨，則基板的一些區域可能有太多材料被移除(“過度研磨”)或太少材料被移除(“研磨不足”)。除了平坦化之外，研磨墊可用於精整操作(finishing operation)，諸如拋光(buffing)。
一些研磨墊包括“標準”墊及固定-磨料墊(fixed-abrasive pad)。標準墊具有具耐用的粗化表面的聚胺基甲酸酯研磨層，及亦可包括可壓縮的背托層。與之相較，固定-磨料墊具有保持於涵容介質中的磨料顆粒，及可支撐於大致上不可壓縮的背托層上。
研磨墊通常由模製、澆鑄或燒結聚胺基甲酸酯材料製成。於模製的情況中，如藉由注入成型，可一次製成一個研磨墊。於澆鑄的情況中，液體前驅物澆鑄且硬化至餅塊中，其接續被切片成個別墊件。這些墊件可接著加工至最終厚度。溝槽可經加工至研磨表面中，或作為注入成型製程的部分而形成。
此說明書描述關於印刷研磨墊的技術。
於一態樣中，用於製造研磨墊的設備包括：輸送帶、一或多個印刷頭，配置成在輸送帶上沉積一或多層以形成研磨墊、馬達，以驅動輸送帶，以及能量源。一或多個印刷頭包括複數個噴嘴，複數個噴嘴配置成在輸送帶上噴射液體研磨墊材料前驅物的微滴，以及複數個噴嘴橫跨輸送帶對應於研磨墊的整個寬度。當一或多個印刷頭噴射微滴時，馬達驅動輸送帶，使得微滴提供研磨墊材料前驅物的層。能量源至少部分地硬化墊材料前驅物以形成固化的研磨墊材料的層。
於另一態樣中，用於製造研磨墊的設備包括：輸送帶、澆鑄站，用以形成研磨墊的層及傳送研磨墊的層至輸送帶上、印刷站，包括一或多個印刷頭，一或多個印刷頭配置成沉積一或多層以形成研磨墊、馬達，用以驅動輸送帶，以及能量源。一或多個印刷頭包括複數個噴嘴，複數個噴嘴配置成在由澆鑄站所形成的層上噴射液體研磨墊材料前驅物的微滴。當一或多個印刷頭噴射微滴時，馬達驅動輸送帶，使得微滴提供研磨墊材料前驅物的層。能量源至少部分地硬化墊材料前驅物以形成固化的研磨墊材料的層。
任何以上態樣的實作可包括一或多個以下特徵。
一或多個印刷頭可配置成在輸送帶上直接地沉積一或多層的初始層。基板可由輸送帶運載，以及一或多個印刷頭可配置成在基板上直接地沉積一或多層的初始層。基板可為金屬、玻璃、塑膠、陶瓷或複合材料。基板可為圓盤。
澆鑄站可形成研磨墊的層及傳送研磨墊的層至輸送帶或基板上。一或多個印刷頭可配置成在研磨墊的層上直接地沉積一或多層的初始層。澆鑄站可包括運載研磨墊的層之液體形式的輥子。澆鑄站可包括第二輻射源以硬化液體。
設備可包括液體研磨墊材料前驅物的供應器。液體研磨墊材料前驅物可為液體聚合物。液體研磨墊材料前驅物可包括單體，諸如聚胺基甲酸酯單體或丙烯酸酯單體。
能量源可包括UV輻射源。UV輻射源可包括第一UV輻射源以產生UV光的第一波長，以及第二UV輻射源以產生較第一波長為長的第二波長。第二UV輻射源可沿著輸送帶的移動方向位於第一UV輻射源之後。
能量源可包括輻射熱源。能量源可為烘箱。烘箱可沿著輸送帶的移動方向位於能量源之後。能量源可配置成部分地硬化墊材料前驅物及烘箱可配置成完全硬化墊材料前驅物。
檢查站可設置於輸送帶之上且沿著輸送帶的移動方向於能量源之後。輸送帶可為不鏽鋼或聚亞醯胺。一或多個印刷頭包括沿著輸送帶的寬度排列成交錯圖案的複數個印刷頭。一或多個印刷頭可提供沿著輸送帶的移動方向連續排列的複數個印刷頭。複數個印刷頭可配置成沉積研磨墊的複數個連續層。研磨墊的複數個連續層可不超過五層。
於另一態樣中，製造研磨墊的方法包括以下步驟：藉由澆鑄形成研磨墊的下部；以及在下部上印刷研磨墊的上部。
上述各者的優點可包括，但不限於，下列內容。
研磨墊可以增進的產量製造。揭示的設備允許無塵室條件下之研磨墊的現場及隨選製造。現場製造允許半導體製造商依需要及所欲規格印刷新的墊。此系統允許設施維持低庫存並且僅依需求生產產品。隨選部件製造亦有助於防止高成本延誤，如果來自外源之墊遺失或裝運延遲可能發生高成本延誤。系統可針對客製化研磨墊設計提供快速的處理時間。
此說明書中描述之主題的一或多個實作的細節係陳明於隨附圖式及以下的實施方式中。主題的其他特徵、態樣以及優點，基於實施方式、圖式及申請專利範圍，為顯而易見的。
積層製造(AM)，亦稱為實體自由成型技術(solid freeform fabrication)或3D印刷，指的是於其中三維物體由原料(通常為粉末、絲線、液體、分散體，或熔融固體)以一系列二維層或截面建構的任何製造製程。與之相較，傳統加工技術涉及消去製程並且生產由切除諸如木頭或金屬塊之原料(stock material)而得的物體。
多種積層製程可用於積層製造中。各種製程的不同之處在於層經沉積以產生最終物體的方式以及在於適合用於各製程中的材料。一些方法熔化或軟化材料以製造層，如選擇性雷射熔融(SLM)或直接金屬雷射燒結(DMLS)、選擇性雷射燒結(SLS)、熔融沉積成型(FDM)，而其他方法使用不同的技術，如立體微影技術(SLA)，來硬化液體材料。
立體微影技術為一積層製造製程，藉由將紫外(UV)雷射聚焦至一桶光聚合物樹脂上而運作。藉助於電腦輔助製造或電腦輔助設計軟體(CAM/CAD)，UV雷射用以在光聚合物桶的表面上描繪預編程的設計或形狀。因為光聚合物在紫外光下為光敏的，因此樹脂經固化並形成所欲3D物體的單層。針對設計的各層重複此製程直到完成3D物體。
由於3D物體需要更高的製造產量，利用積層製造技術來符合需求變得更困難。經常，以積層製程製造的3D物體是一次建構一個物體。取決於使用的積層製造技術，針對下一個待製造的部件，積層製造設施可能需要清潔或預備。單一物體製造及部件間周轉時間的組合使得典型的積層製造技術僅適用於小批量部件。
積層製造設備可配置成包括輸送帶及沿著輸送帶的多個積層製造站。此可利用使較前面的站執行“進程(course)”製造技術(即，以較低精確度添加較多材料)，並且使較後面的站執行“較精細(finer)”製造技術(即，以較高精確度添加較少材料)而達成。
積層製造設備亦可包括精整站。精整站可包括用於基於液體之積層製造(諸如立體微影術)的硬化站，或包括用於基於金屬之積層製造技術的熱處理站。積層製造設備亦可包括一或多個測量系統，測量積層製造製程的各種參數，例如熱/溫度均勻性、表面粗糙度或均勻性、表面影像，和/或沉積的饋料之應力。
於一些實例中，所欲的是利用以上討論的方法製造實質上薄的品項(經常是厚度少於或等於五層印刷介質的連續層)。當必須印刷薄的品項時，製造時需要遠遠較少的垂直間距。可能使用此製程之薄的品項的範例為化學-機械平坦化(CMP)研磨墊，諸如半導體製造中使用的那些。
利用揭示的積層製造設備，可以在無塵室條件下現場製造研磨墊。現場製造允許半導體製造商依需要及所欲規格印刷新的墊。此系統允許設施維持低庫存並且僅依需求生產產品。
第1A圖顯示範例研磨墊100的俯視圖。墊可為圓形且尺寸可在直徑自約20至45吋的範圍中。第1B圖顯示範例研磨墊100的側視圖。研磨墊100可具有以各種圖案排列的一或多個溝槽以允許研磨操作期間的流體流動。取決於企求的研磨應用，研磨墊100表面上生成的圖案可以不同。
於第1A及1B圖中描繪之研磨墊100的範例中，研磨墊100為多層的墊。研磨墊100，例如，包括研磨層106及背托層108。研磨層106由例如對研磨製程無作用的材料所形成。研磨層106的材料可為塑膠，如聚胺基甲酸酯或丙烯酸酯。研磨層106具有肖氏D硬度表上，例如約40至80，如50至65的硬度。
於一些實作中，研磨層106為一層均質組成物。研磨層106可包括懸置於塑料基質(如聚胺基甲酸酯)112中的孔110。可藉由懸置於基質112中的中空微球、藉由基質110自身的孔隙，或藉由懸置於基質中的水溶性材料的區域來提供孔110。
於一些實作中，研磨層106包括保持於塑料的基質112中的磨料顆粒。磨料顆粒較基質112的材料硬。磨料顆粒的材料可為金屬氧化物，諸如氧化鈰、氧化鋁、氧化矽或彼等的組合。
於一些實作中，研磨層106的厚度D1為80密耳或更小，如50密耳或更小，如25密耳或更小。由於調節製程傾向磨損覆層，可選擇研磨層106的厚度以提供具有有用的使用期限，如1000次研磨及調節週期，的研磨墊100。
於一些實作中，研磨層106包括用於運載淤漿的溝槽114。溝槽114形成圖案，諸如，舉例而言，同心圓、直線、網格狀(cross-hatched)、螺旋等等。如果存在溝槽，溝槽114間的平線區為研磨墊100的總水平表面積的例如約25-90%。溝槽114佔研磨墊100的總水平表面積的例如約10%-75%。溝槽160間的平線區可具有約0.1至2.5 mm的側向寬度。
於一些實作中，例如若具有背托層108，溝槽114延伸通過研磨層106整體。於一些實作中，溝槽114延伸通過研磨層106厚度的約20-80%，如40%。溝槽114的深度為，例如0.25至5 mm或0.25至1 mm。於一些情形中，例如在具有50密耳厚之研磨層106的研磨墊100中，溝槽114的深度D2為約20密耳。
於一些實作中，背托層108較研磨層106軟且更可壓縮。背托層108具有，例如肖式A硬度計上80或更小的硬度，如約具有60肖式A的硬度。背托層108可較研磨層106厚或薄或背托層108與磨層106厚度相同。
研磨墊100在研磨設備可用以研磨一或多個基板。合適之研磨設備的描述可見於美國專利第5,738,574號中。於一些實作中，參照第1C圖，研磨系統150包括可旋轉的平台154，研磨墊100放置於該平台上。於研磨操作期間，藉由研磨液供應埠158將研磨液156，如磨料淤漿，分配於研磨墊100的表面上，研磨液供應埠可與淋洗臂組合。於一些情形中，研磨液156含有磨料顆粒、酸鹼度調整劑，或化學活性組分。
於一些實作中，為研磨基板140，藉由載具頭162保持基板140抵靠研磨墊100。載具頭162從支撐結構懸掛，諸如旋轉料架，並且經由載具驅動軸164連結到載具頭旋轉馬達以使載具頭能繞軸166旋轉。研磨液166存在時，研磨墊110與基板140的相對運動造成基板210的研磨。
第2圖顯示用於印刷製品（如用於半導體製造中的研磨墊100）之範例積層製造設備200的俯視圖。積層製造設備200包括輸送帶202、驅動輸送帶202的馬達222、澆鑄站204、印刷站206，以及控制器208。積層製造設備200亦可包括退火站210及檢查站212。
輸送帶202運輸基板214 (如，沿著箭頭A所示的方向)，於其上將藉由印刷製程來製造研磨墊直到產生完成的研磨墊100。輸送帶202依照以下順序將基板214運載至各站：澆鑄站204、印刷站206、退火站210，以及檢查站212。輸送帶202可由不鏽鋼、聚亞醯胺，或其他適合的材料建構。
積層製造製程始於在輸送帶202上的起始位置224處，藉由如操作者或機器人來放置基板214。基板214可與待製造的製品為相同形狀(頂視)。舉例而言，針對圓形研磨墊，基板214可為圓盤狀。基板214可為金屬、玻璃、塑膠、陶瓷或複合主體。
積層製造設備200包括液體饋送系統320以供應將會固化的液體饋送材料以形成製品，如研磨墊。因此，液體饋送材料可為用於印刷研磨墊的墊前驅物。液體墊前驅物可由一或多種聚合物和/或單體形成，如胺基甲酸酯單體或丙烯酸酯單體。相同的饋送材料可被供應至澆鑄站204及印刷站206兩者，或是液體饋送系統320可供應不同液體饋送材料至澆鑄站204及印刷站206。
液體饋送系統320可包括一或多個貯槽312以保持液體饋送材料。利用習知泵314及管316，液體饋送材料可由貯槽312被饋送至印刷站206和/或澆鑄站204。控制器208可控制液體饋送材料的流動速率以及使液體饋送材料流至積層製造設備200之任何泵的工作週期。
輸送帶202運載基板204至澆鑄站204中，其可為基板214進入的第一站。第3圖顯示範例澆鑄站204的側視圖。澆鑄站204包括於輸送帶202整體寬度延伸的輥子304。輥子304可為不受拘束而能旋轉，或可連結至能驅動輥子304的馬達318。來自液體饋送系統320的導管308可配置成將液體饋送材料分配至輥子304的外表面上。選擇性地，在傳送澆鑄層306至基板上之後，可使用刮刀(blade)來使澆鑄層306平滑。於一些實作中，輥子經刮刀塗佈機取代。
輥子304由支撐件302保持，支撐件如高架(gantry)、懸臂配置，或於輸送帶之上延伸的框架。支撐件302可使輥子304懸掛於輸送帶202之上，於輥子304的底部、液體饋送材料層322將接觸支撐件302且傳輸至支撐件302的位置中。當帶202移動時(如，沿著箭頭A所示的方向)，沉積饋送材料的澆鑄層306。然而，輥子304可被放置於輥子302不會接觸輸送帶202之充分的高度，並因此饋送材料322不會被傳輸至帶202。
於一些實作中，輥子304由兩個可旋轉地連結至輥子304相對端的支撐支柱310而耦接至支撐件302。致動器可耦接至支撐支柱310以控制輥子304相對於輸送帶202的垂直位置。替代性的或另外的，支撐支柱310可耦接至減振系統以減少振動。
如上註明，輥子304係配置成塗施液體饋送材料至基板214以在基板214上形成澆鑄層306，其提供待製造製品的初始層，如研磨墊的底層。澆鑄層306為印刷製程的第一步驟以及後續層將建構於澆鑄層306的頂上。
澆鑄層306可為待製造製品之整體厚度的實質部分，如製品總厚度的30%至80%，如50%至75%。於一些實作中，澆鑄層306提供溝槽114之下的全部研磨層106 (見第1B圖)，如澆鑄層306的厚度為D1-D2。
澆鑄層306可例如藉由輥子304而以連續片被塗施在基板214上。澆鑄層306可以掃過基板214的連續伸長帶而被塗施。舉例而言，澆鑄層306可被塗施於基板214的整體寬度。此外，澆鑄層306可以“非選擇性”方式被塗施，即，澆鑄站並非被配置成接收將控制基板214的哪個部分接受層306的信號。
在運載至印刷站206之前，澆鑄層306之塗佈的材料可經部分地或完全地硬化。可由紅外光、可見光或紫外輻射，或彼等的組合來執行硬化，以及硬化機構可整合至澆鑄站204中或為位於澆鑄站與印刷站206之間的獨立站。
輸送帶202接者運載基板214至印刷站206。第4圖顯示於經過印刷站206之製程中之薄的製品216，如澆鑄研磨墊。印刷站206包括一或多個印刷頭414，印刷頭各具有一或多個噴嘴412。印刷站206亦可包括支撐件418以保持印刷頭414，以及輻射源416以部分地或完全地硬化分配在澆鑄層306之上的液體饋送材料。多個印刷頭414較單一印刷頭414能夠生產的允許更大的產量。
希望的是具有標準化的印刷頭414，其可包括各樣部件，諸如饋送材料分配器、熱源及能量源。本文中的“標準化”指的是各印刷頭414於實體構形上實質相同(可能有軟體例外，諸如序列號碼或分配器間不同的韌體版本)。標準化的印刷頭414簡化了積層製造設備200的構形及修復。
於一些實作中，支撐件418為懸掛於支撐件上、配置於輸送帶202之相對側的高架，如兩個柱。替代性地，支撐件418可保持於懸臂配置中、僅於帶202的一側上。
於一些實作中，如第4A圖中所示的，印刷頭414的噴嘴沒有配置成遍佈基板214的寬度和/或輸送帶202的寬度。於此情況中，印刷頭414能夠沿著支撐件418在垂直於輸送帶202運輸製品的移動方向的水平軸上移動。舉例而言，支撐件418可包括沿著X軸延伸的線性導件420，如軌條，以及可沿著X軸上的線性導件驅動印刷頭414的線性致動器422。於一些實作中，印刷頭414可與輸送帶202的移動方向平行移動。
於一些實作中，印刷頭414能以可卸除方式安裝於支撐件上以形成印刷頭組件。印刷頭組件可包括允許印刷頭414相對彼此移動的機構，例如致動器。此外，印刷頭414可包括允許印刷頭414中的部件相對彼此移動的機構，例如致動器。
於一些實作中，如第4B圖中所示的，一或多個印刷頭414的噴嘴412配置成遍佈基板214的寬度和/或輸送帶202的寬度。於此情況中，當輸送帶202在印刷頭414之下移動時，支撐件418可維持固定。於一些實作中，多個印刷頭414及噴嘴412可配置成遍佈整個輸送帶之寬度的交錯圖案。
於一些實作中，如第4C圖中所示的，多個印刷頭414及噴嘴412可沿著輸送帶202的移動軸(如，Y軸)連續配置。此使得基板214通過印刷站206時能連續沉積多個層408。
替代性地，為於印刷站中沉積多個層408，支撐件418可配置成沿著輸送帶202的移動方向（如Y軸）往復移動。舉例而言，支撐件418可自沿著Y軸延伸的軌條懸掛，以及線性致動器可沿著軌條驅動支撐件418，因此沿著Y軸運載印刷頭414。替代性地，輸送帶202可以交替方式被向前及向後驅動以運載基板214通過印刷頭414多次。
各印刷頭414可配置成噴射饋送材料的微滴410至下方層，如澆鑄層306或先前於印刷站206沉積的層。當基板214移動通過印刷頭414以增加新的墊前驅物微滴410之層408時，各印刷頭414調控液體饋送材料（如研磨墊材料前驅物）的流動速率以及微滴尺寸。
輻射源416可配置成在延伸遍佈輸送帶202的區域中部分地硬化饋送材料。輻射源416可例如為加熱燈陣列。
各層408可在剛沉積時由輻射源416硬化。輻射源416部分地硬化墊材料前驅物以形成部分固化的研磨墊材料之層406，其足夠強固以支撐下一個層。
於薄物體的製造中，僅有限制數目的層408需要沉積，如一百層或更少，如十層或更少，如二至五層，如二或三層。
第5A-5C圖為可於印刷站206發生之範例硬化製程的概略圖。第4A圖顯示在先前硬化的層406頂上沉積作為層的兩個微滴410。微滴曝露至至少一輻射，如來自輻射源416的可見光、熱，或UV輻射。
如第4B圖中所示的，輻射源416可包括多個發射不同波長之輻射的輻射發射器。舉例而言，如第4C圖中所示的，輻射源416可具有發射第一輻射508的第一光源502，如一組一或多個第一LED，以及發射第二輻射510的第二光源504，如一組一或多個第二LED。於此範例中，第一輻射508可為具有第一波長的紫外(UV)光以及第二輻射510可為具有較第一波長為長之第二波長的UV光。沿著輸送帶202的移動方向，第一光源502可放置於第二光源504之前。第二輻射510的波長帶可較第一輻射500的波長帶為寬。
第一光源502可配置成硬化微滴410上的外表面506；第一輻射508之較短的波長不會深入穿透至微滴410中，因此微滴410的外表面506優先硬化。第二光源504可配置成硬化微滴410的內部512；第二輻射510之較長的波長可穿越至微滴410的內部512中以提供硬化。可連續或並行地使用第一光源504及第二光源502以由印刷站206達成希望的結果。一旦剩餘的層於澆鑄基板上被印刷及硬化，則藉由輸送帶202將印刷的研磨墊218由印刷站206運載至退火站210。
於一些實作中，系統包括發射寬UV光譜的單一UV光源，而非多個光源。
此外，輻射源416可經選擇性地啟動以選擇性地硬化沉積的液體墊前驅物的所欲區域。舉例而言，輻射源416可發射撞擊印刷的層406的某些部分之第一輻射508或第二輻射510，藉以硬化沉積在該部分中的饋送材料，如液體墊前驅物。藉由相對於印刷頭414來移動輻射源416，或藉由在液體墊前驅物之上移動第一輻射508或第二輻射510或兩者，結合輻射源416的選擇性啟動，可達成以輻射源416選擇性照射饋送材料的某些部分。
舉例而言，藉由控制器208所控制的馬達或致動，輻射源416可沿著與印刷頭414模組之移動(如，y軸)垂直的方向(如，x軸)移動。於另一個範例中，輻射源416可不相對印刷頭414移動。然而，輻射源416可包括例如安裝於振鏡(galvo)或壓電微鏡元件上之機構，其可沿著與印刷頭414模組之移動方向垂直的方向偏轉第一輻射508或第二輻射510。微鏡元件可包括沿著與印刷頭414模組之移動方向垂直的方向配置的鏡之線性陣列。在所有前述的情況中，相對於液體墊前驅物之第一輻射508或第二輻射510的撞擊位置改變。
第6圖顯示範例退火站210的側視圖，退火站包括具有輻射熱源602的大烘箱以完成印刷的研磨墊218之硬化製程。烘箱配置成具有充分的長度及溫度以完全地硬化印刷的研磨墊218而不會使彼等受損。
藉由控制器208可控制傳送至各熱源602的能量。改變傳送至熱源602各者的能量可改變由熱源602輻射的能量。因此，藉由控制器208可控制由熱源602產生之能量的空間分佈。因此，沉積於平台上接收來自熱源陣列602的能量之饋送材料的部分可具有溫度分佈。換句話說，熱源陣列602可提供前述之沉積的液體墊前驅物部分之溫度分佈的控制。
一旦印刷的研磨墊218經完全硬化，完全硬化的墊2可由輸送帶202運載至檢查站212。在離開退火站210時，完全硬化的墊220已基本上完成，但是硬化的墊220可在檢查站212針對製造規格受到核查。硬化的墊220可通過光學測量、硬度計測量、厚度測量，或業界熟知的任何其他測量而受到檢查。各硬化的墊220可獨立地受檢。
完成的且經過檢查的研磨墊100可自基板移除，如自基板214剝離。研磨墊可被送至各種目的地。如果研磨墊100不符規格，其被退回且可被送去拋棄或回收。如果完成的且經過檢查的研磨墊100符合規格，則完成的且經過檢查的研磨墊100可被送至貯藏、包裝、直接至CMP研磨機，或其他操作者可能需要之處。
控制器208控制積層製造設備200的各種態樣。舉例而言，控制器208控制馬達222及因此控制輸送帶202的移動。控制器208亦可控制印刷站206及因此控制自印刷頭414之微滴的噴射以及（若適用）印刷頭414的移動。控制器208亦可控制包括於印刷站206中之多個印刷頭414的相對移動及操作。控制器亦可接收來自包括於印刷頭414中之各種印刷部件的反饋和/或控制包括於印刷頭414中之各種印刷部件的操作。
可實施本文描述之系統的控制器208及其他運算元件部件於數位電子電路中，或是於電腦軟體、韌體或硬體中。舉例來說，控制器可包括執行儲存於電腦程式產品中，如於非暫時機器可讀取儲存媒體中，之電腦程式的處理器。此電腦程式(亦稱為程式、軟體、軟體應用，或程式碼)可由任何形式的程式語言書寫，包括編譯語言或解譯語言，以及其可用任何形式部署，包括作為獨立操作程式或作為模組、部件、子程序，或其他適用於運算環境中的單元。
描述之系統的控制器208及其他運算元件部件可包括非暫時電腦可讀取儲存媒體以儲存資料目標，如辨識於其中饋送材料應沉積以用於各層之圖案的與電腦輔助設計(CAD)相容的檔案。舉例而言，資料目標可為STL-格式化的檔案、3D製造格式(3MF)檔案，或積層製造檔案格式(AMF)檔案。作為另一個範例，資料目標可為具有一或多層的影像檔案，如一或多個tiff、jpeg格式的影像。控制器208可自遠端電腦接收資料目標。控制器208中的處理器，如受到韌體或軟體控制的處理器，可解譯自電腦接收的資料目標，以產生控制積層製造設備之部件所必要的信號組以硬化用於各層之規定的圖案。
已描述了數個實作。然而，將可理解的是可進行各種下列的修飾。
‧儘管以研磨墊之製作來描述設備，設備可用於製造藉由積層製造之其他製品。
‧代替輥子，可藉由自一或多個印刷頭噴射微滴，或傾倒至基板(或輸送帶)上並且以刮刀抹平來沉積澆鑄層。
‧可直接於輸送帶上製造製品，如研磨墊；於此情況中，基板並非必須。於製造後，製品可如藉由延伸橫越輸送帶的刀片而自輸送帶分離。
‧基板可形成製品的部分。舉例來說，基板可為研磨墊100的背托層108。於此情況中，設備係用以形成研磨層106。選擇性地，如金屬或玻璃片的加勁層可置於背托層108下方；一旦研磨層106經製造，移除此加勁層。
‧設備不需包括澆鑄站。舉例而言，製品的下部，如研磨墊的下部，可由不同製程形成，如注入成型，以及設備可僅用以形成製品的上部。舉例來說，研磨層106的部分106a上至溝槽114的底部(見第1B圖)，可由注入成型或藉由澆鑄塊狀研磨材料接著削下片狀來形成。此下部106a可提供基板214。接著印刷站可用以形成具有溝槽114的上部106b。
‧研磨墊100不需包括背托層；其可僅包括研磨層106。
‧積層製造設備可用於僅製造研磨層106。如果背托層為欲用於研磨墊的，其可在形成研磨層106黏著性地附接。
‧研磨墊可在退火站中於硬化前自基板移除，如在放入烘箱之前。
於一些情況中，申請專利範圍中記載的步驟(action)可以不同順序執行而仍能達成所欲結果。此外，隨附圖式中描述的製程並不必然需要依所示之特定順序，或順序次序，以達成所欲結果。
因此，其他實作落於申請專利範圍的範圍內。
100:研磨墊 106:研磨層 106a:下部 106b:上部 108:背托層 110:孔 112:基質 114:溝槽 140:基板 150:研磨系統 154:平台 156:研磨液 158:供應埠 162:載具頭 200:積層製造設備 202:輸送帶 204:澆鑄站 206:印刷站 208:控制器 210:退火站 212:檢查站 214:基板 216:製品 218:研磨墊 220:硬化的墊 222:馬達 224:起始位置 302:支撐件 304:輥子 306:澆鑄層 308:導管 310:支撐支柱 312:貯槽 314:泵 316:管 318:馬達 320:液體饋送系統 322:饋送材料 406:層 408:層 410:微滴 412:噴嘴 414:印刷頭 416:輻射源 418:支撐件 420:導件 422:致動器 502:第一光源 504:第二光源 506:外表面 508:第一輻射 510:第二輻射 512:內部 602:熱源 D1:厚度 D2:厚度
第1A圖為研磨墊的概略頂視圖。
第1B圖為第1A圖之研磨墊的概略側視圖。
第1C圖為研磨設備的概略側視圖。
第2圖為用於印刷研磨墊之範例積層製造設備的概略俯視圖(top-down view)。
第3圖為範例研磨墊通過範例澆鑄站的概略側視圖。
第4圖為範例印刷站中印刷之範例研磨墊的概略側視圖。
第4A-4C圖為範例印刷站的概略頂視圖。
第5A-5C圖為概略側視圖，顯示在能量源下硬化之印刷介質的範例。
第6圖為概略側視圖，顯示在範例退火站中被硬化的範例研磨墊。
在各圖式中，類似的元件符號及代號表示類似的元件。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:研磨墊
200:積層製造設備
202:輸送帶
204:澆鑄站
206:印刷站
208:控制器
210:退火站
212:檢查站
214:基板
216:製品
218:研磨墊
220:硬化的墊
222:馬達
224:起始位置

Claims (15)

  1. 一種積層製造設備，包含： 一平台； 一支撐件，該支撐件配置成掃描橫跨該平台； 一或多個印刷頭，該一或多個印刷頭安裝於該平台之上之該支撐件上並且配置成分配饋送材料的連續層； 第一及第二能量源，該第一及第二能量源安裝於該平台之上之該支撐件上以朝向該平台上之饋送材料的該等連續層發射個別的第一及第二輻射束； 一控制器，該控制器配置成針對各連續層， 操作該等印刷頭以分配饋送材料的一液滴於該平台上以提供一層的一部分， 操作該第一能量源以朝向於該層之該部分中之饋送材料的該液滴發射該第一輻射束，以固化饋送材料的該液滴之一外表面，以及 於該液滴之該外表面經固化之後且於分配一後續液滴於該層之該部分上之前，操作該第二能量源以朝向於該層之該部分中之饋送材料的該液滴發射該第二輻射束，以固化饋送材料的該液滴之一內部容積。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該第一輻射束和該第二輻射束具有不同的波長。
  3. 如請求項2所述之設備，其中該第一輻射束具有小於該第二輻射束之一波長的一波長。
  4. 如請求項1所述之設備，其中該控制器配置成針對各連續層，操作該第一能量源以朝向饋送材料的該液滴發射該第一輻射束，以固化饋送材料的該液滴之一外表面，而留下該液滴之一內部部分未經固化。
  5. 如請求項1所述之設備，其中沿著該支撐件掃描橫跨該平台之一方向定位該第一能量源於該第二能量源之前。
  6. 如請求項1所述之設備，其中該控制器配置成使該一或多個印刷頭分配饋送材料的連續線以形成饋送材料的一層，同時操作該第一能量源以連續地固化饋送材料的該等線之外表面，及同時操作該第二能量源以連續地固化饋送材料的該等線之內部容積。
  7. 如請求項1所述之設備，其中該第一能量源包含一第一能量發射器庫以發射該第一輻射束，及該第二能量源包含一第二能量發射器庫以發射該第二輻射束。
  8. 如請求項7所述之設備，其中該等第一及第二能量發射器庫沿著垂直於該支撐件之一移動方向的一水平方向延伸。
  9. 如請求項7所述之設備，其中該等第一及第二能量發射器庫覆蓋於該平台上之一構建區域的一整個寬度。
  10. 如請求項1所述之設備，其中該等第一及第二能量源經配置，使得該等第一及第二輻射束暴露饋送材料的該等層之一伸長部分，該伸長部分沿著垂直於該支撐件之一移動方向的一方向延伸。
  11. 如請求項1所述之設備，其中該等第一及第二能量源為UV光源。
  12. 如請求項1所述之設備，其中該第一輻射束具有290 nm和385 nm間之一波長，及該第二輻射束具有385 nm和405 nm間之一波長。
  13. 如請求項1所述之設備，其中該等第一及第二能量源經定位並且該控制器經配置以操作該等第一及第二能量源，使得饋送材料的該液滴同時地暴露至該等第一及第二輻射束。
  14. 如請求項1所述之設備，其中該等第一及第二能量源經定位並且該控制器經配置以操作該等第一及第二能量源，使得饋送材料的該液滴同時地暴露至該等第一及第二輻射束。
  15. 如請求項1所述之設備，包含偶合至該等印刷頭之一饋送材料源及包含饋送材料，以及其中該饋送材料為可固化的以形成適用於供化學機械研磨之一研磨層之一研磨材料。
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