TWI765655B - 添加劑製造系統、用於添加劑製造系統之電腦程式產品、以及利用添加劑製造系統來製造物體的方法 - Google Patents

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Abstract

一種利用添加劑製造系統來製造拋光墊的方法包含接收指示出要藉由液滴噴射而製造的拋光墊的所希望形狀的資料。所希望形狀界定出包含拋光表面及在拋光墊上的一或更多個凹槽的輪廓。產生指示出分配饋送料的修改圖案的資料，用以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的輪廓變形，及根據修改圖案而藉由液滴噴射來分配饋送料的複數個層。

Description

添加劑製造系統、用於添加劑製造系統之電腦程式產品、以及利用添加劑製造系統來製造物體的方法
本案說明書涉及添加劑製造。
積體電路是藉由在矽晶圓上的導電、半導體或絕緣層的順序沉積而典型地形成在基板上。各種製造處理需要在基板上的層的平面化。針對某些應用(例如，拋光金屬層以在圖案層的溝槽中形成通孔、插頭及線)，將上覆層平面化直到暴露出圖案層的頂表面。在其他應用中(例如，用於光刻的介電層的平面化)，將上覆層拋光直到所希望厚度維持在底下層之上。
化學機械拋光(CMP)是一種平面化的公認方法。這平面化方法典型地需要將基板安裝在載具頭上。將基板的暴露表面典型地放置面對旋轉拋光墊。載具頭在基板上提供可控制負載，以推它面對拋光墊。將拋光液(像是具有磨料顆粒的漿料)典型地供給到拋光墊的表面。
化學機械拋光處理的一個目標是拋光均勻性。若將在基板上的不同區域以不同速率拋光，則基板的一些區域有可能會有太多材料被移除(「過拋光」)或太少材料被移除(「不及拋光」)。除了平面化，還能使用拋光墊來完成像是磨亮的操作。
典型地由模造、鑄造或燒結聚氨酯材料來製作拋光墊。在模造的情況下，能一次製作一個拋光墊(例如，藉由注射模造)。在鑄造的情況下，將液體前驅物鑄造及固化成餅狀物，後續將該餅狀物切成單獨的墊片。然後能加工這些墊片成最終厚度。能將凹槽加工到拋光表面中，或將凹槽形成為注射模造處理的一部分。
在一個態樣，一種利用添加劑製造系統來製造拋光墊的方法包含接收指示出要藉由液滴噴射而製造的拋光墊的所希望形狀的資料。所希望形狀界定出包含拋光表面及在拋光墊上的一或更多個凹槽的輪廓。產生指示出分配饋送料的修改圖案的資料，用以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的輪廓變形，及根據修改圖案而藉由液滴噴射來分配饋送料的複數個層。
在另一個態樣，一種利用添加劑製造系統來製造物體的方法包含接收指示出要藉由液滴噴射而製造的物體的所希望形狀的資料。所希望形狀界定出包含頂表面及一或更多個凹部的輪廓。產生指示出分配饋送料的修改圖案的資料，用以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的輪廓變形，及根據修改圖案而藉由液滴噴射來分配饋送料的複數個層。
在另一個態樣，一種電腦程式產品，是有形地體現於電腦可讀取媒體中，包含指令以使得處理器接收指示出在添加劑製造系統中要藉由液滴噴射而製造的拋光墊的所希望形狀的資料。所希望形狀界定出包含拋光表面及在拋光墊上的一或更多個凹槽的輪廓。產生指示出分配饋送料的修改圖案的資料，用以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的輪廓變形，及使得添加劑製造系統根據修改圖案而藉由液滴噴射來分配饋送料的複數個層。
在另一個態樣，一種電腦程式產品，是有形地體現於電腦可讀取媒體中，包含指令以使得處理器接收指示出在添加劑製造系統中要藉由液滴噴射而製造的物體的所希望形狀的資料。所希望形狀界定出包含頂表面及一或更多個凹部的輪廓。產生指示出分配饋送料的修改圖案的資料，用以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的輪廓變形，及使得添加劑製造系統根據修改圖案而藉由液滴噴射來分配饋送料的複數個層。
在另一個態樣，添加劑製造系統包含：平台，用以固持正在製造的拋光墊、打印頭，用以藉由將液滴噴射到平台或拋光墊的先前沉積層上來形成複數個層、及控制器，經配置以：(i)接收指示出拋光墊的所希望形狀的資料，所希望形狀界定出包含拋光表面及在拋光墊上的一或更多個凹槽的輪廓、(ii)產生指示出分配饋送料的修改圖案的資料，用以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的輪廓變形、及(iii)使得打印頭根據修改圖案而藉由液滴噴射來分配饋送料的複數個層。
在另一個態樣，添加劑製造系統包含：平台，用以固持正在製造的拋光墊、打印頭，用以藉由將液滴噴射到平台或拋光墊的先前沉積層上來形成複數個層、及控制器，經配置以：(i)接收指示出拋光墊的所希望形狀的資料，所希望形狀界定出包含拋光表面及在拋光墊上的一或更多個凹槽的輪廓、(ii)產生指示出分配饋送料的修改圖案的資料，用以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的輪廓變形、及(iii)使得打印頭根據修改圖案而藉由液滴噴射來分配饋送料的複數個層。
實施例可包含下面特徵中之一或更多者。
可由基本上垂直於複數個層的側壁來界定在拋光墊上的一或更多個凹槽。一或更多個凹槽的變形可包含側壁對拋光表面的垂直度的變形。
拋光表面可基本上平行於複數個層。修改圖案可經配置以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的拋光墊的拋光表面的變形。拋光墊的拋光表面的變形可包含拋光表面的平面度的變形。
指示出拋光墊的所希望形狀的資料可包含：指示出分配饋送料的複數個層的圖案的資料、指示出包含代表平面頂表面的資料的圖案的資料。指示出修改圖案的資料可包含代表基於代表平面頂表面的資料所產生的凹頂表面的資料。可產生代表凹頂表面的資料，以利用指示出圖案的資料，來至少部分地補償所形成的拋光墊的拋光表面的平面度的變形。
產生指示出修改圖案的資料可包含修改指示出原始圖案的資料以形成拋光墊的所希望形狀。可基於對原始圖案的校正輪廓，來修改指示出原始圖案的資料。校正輪廓可包含延伸超過原始圖案的寬的部分。可由識別在原始形狀與所希望形狀之間的差異來決定校正輪廓，原始形狀是至少部分地藉由變形而界定。修改指示出原始圖案的資料可包含修改每個立體像素所沉積的饋送料的量。
拋光表面可包含分開至少兩個凹槽的分隔區，且修改指示出原始圖案的資料可包含：(i)決定第一材料量，該第一材料量是分配在接近與凹槽相鄰的分隔區的邊緣部分、(ii)決定第二材料量，該第二材料量是分配在分隔區的中央部分中、及(iii)基於第一量與第二量，來修改饋送料的量分佈，以使得第二量大於第一量。
由添加劑製造系統所引起的輪廓變形可包含由正在製造的特徵上的所噴射液滴之流動所引起的變形。輪廓變形可包含一或更多個凹槽的高的變形。拋光墊的所希望形狀包含界定拋光表面的平面表面，且修改圖案可包含對應於平面表面的非平面部分。非平面部分可經配置以至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的拋光表面的變形。
前述的優點可包含(但非限定)下面所述。能更精確地控制拋光墊的幾何形狀，從而改進拋光墊的拋光效果。再者，校正輪廓能藉由調整添加劑製造設備使用以形成物品(例如：拋光墊)的資料來補償潛在變形，而不是在已最初形成物品之後移除材料。能減少在由添加劑製造設備來形成物品後的物品後期處理量。結果是，能減少饋送料浪費量，並能增加良率和產量。
在本說明書中所述的標的之一或更多個實施例的細節是在附圖與下面的實施方式中闡述。其他潛在的特徵、態樣及優點將會從說明書、圖式及申請專利範圍變得明顯。
能使用添加劑製造設備來形成拋光墊。能將最初圖案提供給添加劑製造設備以分配饋送料。最初圖案對應於要形成的拋光墊的所希望形狀。當使用最初圖案由添加劑製造設備來形成拋光墊時，拋光墊的實際形狀可包含相對於拋光墊的所希望形狀的變形。如本文所述，能藉由校正輪廓來修改提供給添加劑製造設備的最初圖案，以產生修改圖案，以至少部分地補償這些變形。使用修改圖案而形成的結果形狀能因此更加匹配拋光墊的所希望形狀。
現在討論圖1，拋光系統100包含能用來拋光一或更多個基板104的拋光墊102。合適的拋光設備的描述能在美國專利案第5,738,574號中找到，其全部公開內容藉由引用的方式併入本文。拋光系統100能包含可旋轉壓盤106，將拋光墊102放置在可旋轉壓盤106上。在拋光步驟期間，能由漿料供給埠或結合的漿料/沖洗臂110，來將拋光液108(例如：研磨漿料)供給到拋光墊102的拋光表面103。拋光液108能包含研磨顆粒、pH調整劑、或化學活性成分。
藉由載具頭112來將基板104固持面對拋光墊102。載具頭112是從支撐結構懸掛(像是旋轉木馬)，且是藉由載具驅動軸114而連結到載具頭旋轉馬達，以使得載具頭能繞軸116旋轉。拋光墊102與基板104的相對運動在拋光液108的存在下導致基板104的拋光。
參考圖2，在一些範例中，能使用分配饋送料的連續的層的添加劑製造設備120來形成拋光墊102。參考圖1和圖2，操作添加劑製造設備120以形成至少拋光墊102的拋光層122。在製造處理中，饋送料的薄層是逐漸地分配和固化。例如，能從分配器128(例如：液滴噴射器印表機)的噴嘴126噴射饋送料的液滴124 (例如：拋光墊前驅物材料)，以形成饋送料的層130。分配器128相似於噴墨印表機，但使用饋送料用以形成拋光墊102而不是墨水。
控制器129可操作以控制分配器128的分配操作，且(若可行)使用能量源131 (像是燈或雷射)來控制固化操作。噴嘴126跨支撐件134平移(由箭頭A所示)，以在支撐件134上的建構區域之任一部分分配饋送料。
在一些實施例中，當噴嘴126跨支撐件134平移時，能量源131落後噴嘴126，以使得經由噴嘴126所分配的饋送料能立刻固化。在一些實施例中，當噴嘴126在第一掃描方向上跨支撐件134平移而同時分配饋送料時，能量源131領先噴嘴126。當能量源131跨支撐件134掃描時(例如，在相對於第一掃描方向的第二掃描方向上)，能量源131能固化這分配的饋送料，因此提供給饋送料額外時間，以在被暴露於能量源131的輻射之前達到穩定狀態。在一些實施例中，當噴嘴126在第一掃描方向上跨支撐件134平移時，能量源131領先噴嘴126，且當能量源在第一掃描方向上掃描時，使用能量源131來固化所分配的饋送料。因此，在經由噴嘴126分配另一層前，饋送料的先前所分配的層能幾乎立刻固化。
針對沉積的第一層130a，噴嘴126能將饋送料噴射到支撐件134上。針對後來沉積的層130b，噴嘴126能噴射到已經固化的饋送料132上。在每個層130固化後，新的層然後沉積在先前沉積的層之上，直到製造完整的三維拋光層122。以儲存在3D繪圖電腦程式中的圖案而由噴嘴126來施加每個層，該3D繪圖電腦程式執行在電腦60上。每個層130是小於拋光層122的總厚度的50% (例如：小於10%，例如：小於5%，例如：小於1%)。
能在支撐件134上形成拋光層122。在一些範例中，支撐件134包含剛性基座或包含柔性膜(例如：聚四氟乙烯(PTFE)的層)。若支撐件134包含柔性膜，則支撐件134形成拋光墊102的部分。例如，支撐件134能包含拋光墊102的背層136(在圖1中所示)或在背層與拋光層122之間的層。若支撐件134包含拋光墊102的背層136，則在拋光墊102的製造完成後不會從拋光墊102移除支撐件134。參考圖1，將拋光墊102安裝於具有面對可旋轉壓盤106的背層136 (例如：支撐件134)的拋光系統100。或者，若支撐件134不包含拋光墊102的背層136，則在拋光墊102的製造完成後能從支撐件134移除拋光層122。
能藉由聚合來完成饋送料的層130的固化。例如，饋送料的層130能為單體，且能藉由紫外線(UV)固化來原位聚合該單體。在沉積時能立刻有效地固化饋送料，或能沉積墊前驅物材料的整個層130且然後同時固化整個層130。或者，液滴124能為在冷卻時固化的聚合物熔體。在進一步實施例中，設備120藉由散佈粉末的層及將黏合劑材料的液滴噴射到粉末的層來產生拋光層122。在這種情況下，粉末能包含添加劑(例如：研磨顆粒)。
在一些實施例中，也能藉由3D列印處理來製造背層136。例如，能藉由設備120在不間斷的操作中製造背層136和拋光層122。能藉由使用固化的不同量(例如：不同強度的UV輻射)或藉由使用不同材料，來提供具有與拋光層122不同硬度的背層136。在其他實施例中，背層136是藉由傳統處理來製造且然後固定於拋光層122。例如，能藉由薄黏合劑層(例如：如壓敏黏合劑)來將拋光層122固定於背層136。
在一些實施例中，參考圖2、圖3A和圖3B，當形成拋光層122時，設備120能選擇地分配及/或選擇地固化饋送料的部分，以在拋光層122中形成凹槽138。凹槽138能攜帶拋光液108 (在圖1中所示)。凹槽138可為幾乎任何圖案，像是同心圓、直線、交叉線、螺旋、及類似者。假設存在凹槽，在凹槽138之間的分隔區140界定出拋光表面103。拋光表面103 (例如，包含在凹槽138之間的分隔區140)能為拋光墊102的總水平表面區域的約25-90% (例如：70-90%)。因此，凹槽138能佔據拋光墊102的總水平表面區域的10-75% (例如：10-30%)。在凹槽138之間的分隔區能具有約0.1到2.5 mm的橫向寬。
參考圖3A和圖3B所顯示的範例，在一些實施例中，凹槽138包含同心圓形凹槽。這些凹槽138能以間距P均勻地隔開。間距P是在凹槽138之間的徑向距離。在凹槽138之間的分隔區140具有寬Wp 。每個凹槽138是由側壁142來界定，側壁142從凹槽138的底表面144延伸且終止在拋光表面103處(例如：在分隔區140處)。每個凹槽138可具有深Dg 和寬Wg 。
側壁142能從拋光表面103向下延伸且是大致垂直於拋光表面103。在這方面，側壁是基本上垂直於在支撐件134上所分配的饋送料的層130。此外，分隔區140基本上平行於在支撐件134上所分配的饋送料的層130延伸。
每個拋光循環導致拋光墊102的磨損，當拋光表面103磨損時，大致是以拋光墊102薄化的形式。當拋光墊磨損時，基本上垂直於側壁142的凹槽的寬Wg 不會改變。因此，大致垂直的側壁142確保拋光墊102在它的操作壽命具有基本上均勻的表面區域。如本文所述，形成拋光墊102的製造處理能包含補償操作，以預防拋光表面103成為非平面(例如，確保拋光表面103的平面度或平坦度)，且以製造垂直於拋光表面103的側壁142。
在一些實施例中，拋光墊102包含相比於在過去所使用的那些為寬且深的凹槽。凹槽138具有約0.381 mm (例如：約0.015英吋)的最小寬Wg 。每個凹槽138可具有在約0.381 mm與1.016 mm之間(例如：在0.015與0.04英吋之間)的寬Wg 。具體來說，凹槽138可具有大約0.508 mm (例如：大約0.020英吋)的寬Wg 。在凹槽138之間的每個分隔區140可具有在1.905 mm與5.08 mm之間(例如：約0.075與0.20英吋)的寬Wp 。具體來說，分隔區140可具有大約2.54 mm (例如：大約0.10英吋)的寬Wp 。因此，在凹槽138之間的間距P可為在約2.286 mm與6.096 mm之間(例如：在約0.09與0.24英吋之間)。具體來說，間距可為大約3.048 mm (例如：大約0.12英吋)。可選擇凹槽寬Wg 對分隔區寬Wp 的比例為在約0.10與0.25之間。比例可為大約0.2。
在一些實施例中，若拋光墊102包含背層136，則凹槽138能整個延伸穿過拋光層122。在一些實施例中，凹槽138能延伸穿過拋光層122的厚度的約20-80% (例如：40%)。凹槽138的深Dg 能為0.25到1 mm。拋光層122能具有在約1.524 mm與3.048 mm之間(例如：在約0.06與0.12英吋之間)的厚度T。因此，厚度T可為約1.778 mm (例如：約0.07英吋)。應選擇厚度T，以便在凹槽138的底表面144與背層136之間的距離Dp 是在約0.889 mm與2.159 mm之間(例如：在約0.035與0.085英吋之間)。具體來說，距離Dp 可為約1.016 mm (例如：約0.04英吋)。
參考圖4，顯示出要形成拋光墊102的製造處理200。例如，包含控制器129的添加劑製造設備120能執行製造處理200的操作。
在操作202，接收指示出要製造的拋光墊102的所希望形狀的資料。能藉由二維或三維點陣圖來界定出指示出形狀的資料，該資料包含指示出所希望形狀的資料。在一些實施例中，形狀資料包含代表電腦輔助設計(CAD)模型的資料。例如，若形狀資料對應於指示出所希望形狀的資料，則CAD模型代表要製造的拋光墊102。
在一些範例中，參考圖5，所希望形狀包含所希望特徵300。在沒有指示出所希望形狀的資料的進一步操作的情況下，當添加劑製造設備120形成所希望形狀(例如，分配饋送料及固化或允許饋送料固化以形成所希望形狀)時，可基於指示出包含所希望特徵300的所希望形狀的資料來形成實際特徵310。例如，要形成長方形所希望特徵300，控制分配器128以分配饋送料的平行層130。針對每個層，固化具有對應於長方形所希望特徵300的寬的均勻寬的饋送料的選擇部分。
在這分配及固化處理期間，材料特性與添加劑製造設備120的解析度能使得實際特徵310的邊緣變成不希望地圓的或斜的。特別是，若根據基於指示出所希望形狀的資料而決定的原始圖案來分配饋送料的層130，則結果形狀包含關於實際特徵310而如所繪的圓或斜。如在圖5中所示，當所希望特徵300的頂表面302是平面的時，實際特徵310的對應頂表面312是非平面的。因為在頂表面312上的斜效應，所希望特徵300的側邊緣304a、304b相較於由添加劑製造設備120所形成的實際特徵的實際側邊緣314a、314b具有更大的長度。所希望特徵300能對應於在凹槽138之間的分隔區140 (在圖3A和圖3B所示)。在這方面，在頂表面312上的圓或斜效應能使得由分隔區140所界定的拋光表面103變成非平面的。不限於任何特別的理論，噴射在先前沉積的層上的饋送料的液體液滴(例如：液體墊前驅物材料)能散佈及沿特徵300的側面向下動(例如，因為弄濕)而導致圓。
要減少圓或斜效應，能修改指示出所希望形狀的資料。在這方面，參考回圖4，在操作204，產生或接收指示出分配饋送料以補償拋光墊變形的修改圖案的資料。變形包含拋光墊102的拋光表面103的變形。在一些情況下，這些變形是由如本文所述的添加劑製造設備120所引起。修改圖案與分配饋送料的原始圖案的不同處在於：修改圖案說明了相對於所希望特徵在實際特徵310中的變形。在這方面，在一些實施例中，基於在實際特徵310與所希望特徵300之間的相對差異，來決定指示出修改圖案的資料。
例如，如在圖6中所示，指示出修改形狀的資料包含指示出修改特徵320的資料。即使所希望特徵300的頂表面302是平面的，但修改特徵320的頂表面322是非平面的，用以補償從原始圖案所形成的實際特徵310的頂表面312的變形。基於在所希望特徵300與實際特徵310之間的相對差異，來決定修改特徵320。修改特徵320的頂表面322是凹的，用以補償實際特徵310的頂表面312的凸度。在這方面，基於指示出所希望形狀的資料與指示出利用原始圖案而形成的實際形狀的資料的組合，來決定指示出修改形狀的資料。
參考回圖4，在操作206，根據修改圖案而藉由液滴噴射來分配饋送料的層130。基於指示出修改圖案的資料，來形成結果實際特徵330以分配饋送料，基於指示出修改形狀的資料，來決定修改圖案。
當根據指示出修改圖案的資料來控制分配器128以分配饋送料的層130時，固化的饋送料的層130的選擇部分的大小與形狀能經由特徵的高度而改變。這是對比於形成實際特徵310的處理，其中固化的饋送料的選擇部分從層到層是一致的，因為所希望特徵300的寬從層到層是一致的。修改特徵320包含具有從層到層改變的寬的凹部分326。要分配饋送料以形成凹部分326的修改圖案與要形成所希望特徵300的頂部分的原始圖案的對應部分的不同處在於：用於修改圖案的饋送料的層130的選擇固化的部分具有改變的寬及形狀。這些改變的寬及形狀補償存在於實際特徵310的變形，以使得利用修改圖案而形成的結果實際特徵330相比於利用原始圖案而形成的實際特徵310具有減少的凸度。例如，實際特徵330的頂表面332相比於實際特徵310的頂表面312具有增加的平面度及平坦度。藉由故意控制要分配及固化饋送料的地方，由修改圖案所界定的這校正比拋光墊102的原始所希望形狀能更佳匹配結果拋光墊102的形狀。
例如，控制器129能接收資料物件(例如：指定初始或想要的點陣圖的電腦輔助設計(CAD)相容檔案)。資料物件能儲存在非暫態電腦可讀取媒體上。能程式化控制器129以基於所希望點陣圖來產生修改點陣圖，該修改點陣圖包含要減少圓或斜的特徵。因此，當利用修改點陣圖來製造拋光墊102時，它更加匹配所希望設計。
圖7顯示出所希望特徵400及基於根據指示出所希望特徵400的資料而決定的分配與固化圖案而形成的實際特徵410的另一個範例。例如，所希望特徵400具有680 μm的寬和500 μm的高(雖然其他尺寸也合適)。寬能為在400 μm到800 μm之間，且高能為在300 μm到700 μm之間。
所希望特徵400是恆定寬特徵，(例如)分隔區140分開拋光墊102的凹槽138。分隔區140的恆定寬能改進晶圓到晶圓的拋光均勻性。再者，拋光墊102的拋光效果能取決於拋光表面103的平面度。利用本文所述的處理，能產生指示出修改圖案的資料，以便利用修改圖案而形成的結果實際特徵更加匹配所希望特徵400。特別是，修改圖案對應於具有利用本文所述的處理而決定的額外校正輪廓的原始圖案。額外校正輪廓補償利用原始圖案而形成的實際特徵410的變形。
圖8A到圖8C的範例代表由添加劑製造設備120使用來分配及固化饋送料的指示出形狀的資料。在一些實施例中，本文所述的指示出形狀的資料包含要形成的形狀或已形成的形狀的點陣圖代表。點陣圖的每個位元能對應於要形成的拋光墊102的特徵的立體像素。例如，圖8A顯示出基於所希望特徵400而產生的點陣圖代表500。圖8B及圖8C顯示出產生以補償實際特徵410的變形的點陣圖代表502、504。點陣圖代表502、504因此代表基於所希望特徵400及實際特徵410而產生的修改特徵。點陣圖代表502、504包含梯狀部分506、508以近似補償實際特徵410的凸度的修改特徵的凹。由梯狀部分506所近似的凹是小於由梯狀部分508所近似的凹。
圖9顯示出分別地利用大致對應於點陣圖代表500、502、504的修改圖案而形成的結果實際特徵510、512、514。實際特徵510、512、514分別地包含變動寬部分516、518、520，而實際特徵510的變動寬部分具有最大高。變動寬部分518具有大於變動寬部分520的高。因此，能更容易地經由包含非恆定的寬圖案的點陣圖代表502、504獲得恆定的寬，非恆定的寬圖案補償利用點陣圖代表500而形成的實際特徵510的變形。
圖10顯示出決定修改特徵的範例處理，且因此決定修改圖案，用該修改圖案分配饋送料以形成更匹配所希望特徵的特徵。基於代表所希望形狀600的資料來形成實際形狀(例如，利用本文所述的添加劑製造設備120)，且然後決定出代表實際形狀的量測形狀602的資料。能利用(例如)共焦雷射顯微鏡量測實際形狀的高輪廓，來決定代表量測形狀602的資料。然後決定出代表在量測形狀602與所希望形狀600之間的差異604的資料。差異604能指示出相對於所希望形狀600的量測形狀602的變形及/或相對於所希望形狀600的實際形狀的變形。差異604能對應於要從所希望形狀600減去的量測形狀602。代表差異604的資料代表(例如)不匹配所希望形狀600的量測形狀602的部分。
基於代表差異604的資料來決定代表倒差異606的資料。代表倒差異606的資料與差異604是互補的，從而補償量測形狀602的變形。在一些實施例中，能將倒差異縮放任意1到3次，以形成代表倒差異606的資料。倒差異606對應於用來修改原始所希望形狀600的校正輪廓。在這方面，將代表倒差異606的資料加到代表所希望形狀600的資料，以形成代表修改形狀608的資料。如本文所述，在這範例中所述的資料能對應於點陣圖。
能將控制器(例如：控制器129)實施在數位電子電路中，或在電腦軟體、韌體、或硬體中，或在它們的組合中。控制器能包含一或更多個電腦程式產品，即有形地實施在資訊載體中(例如，在非暫態機器可讀取儲存媒體中或在傳播信號中)的一或更多個電腦程式，用於由資料處理設備(例如：可程式化處理器、電腦、或多個處理器或電腦)執行或用以控制資料處理設備的操作。能以任何形式程式語言(包含：編譯或解譯語言)來撰寫電腦程式(也稱為程式、軟體、軟體應用程式、或代碼)，且能以任何形式來配置它(包含：如獨立程式或如模組、部件、子程序、或適合在計算環境中使用的其他單元)。能配置電腦程式以執行在一個電腦上或在一個站或跨多個站佈置而由通訊網路互連的多個電腦上。
能由一或更多個可程式化處理器執行在本說明書中所述的處理和邏輯流程，該一或更多個可程式化處理器執行一或更多個電腦程式，以藉由操作輸入資料和產生輸出來執行功能。也能由專用邏輯電路(例如：現場可程式化閘陣列(FPGA)或特殊應用積體電路(ASIC))執行處理和邏輯流程，且也能將設備實施為專用邏輯電路。
所述的控制器129和系統的其他計算裝置部分能包含非暫態電腦可讀取媒體，以儲存資料物件(例如：識別出針對每個層所應該形成的饋送料在其中的圖案的電腦輔助設計(CAD)可相容檔案)。例如，資料物件能為STL格式化檔案、3D製造格式(3MF)檔案、或添加製造檔案格式(AMF)檔案。例如，控制器能從遠端電腦接收資料物件。在控制器129中的處理器(例如，由韌體或軟體所控制般)能解譯從電腦所接收的資料物件，以產生必需的一組訊號，以控制添加劑製造設備120的部件，以沉積及/或固化在所希望圖案中的每個層。
已描述出數個實施例。然而，應當理解的是，可進行各種修改。
在一些實施例中，參考圖12，校正輪廓包含延伸超過原始所希望特徵的寬的部分。修改點陣圖代表800包含延伸超過所希望特徵的點陣圖代表500的寬的突出部分802。例如，以饋送料的最上層分配突出部分802。在饋送料的最上層底下的饋送料的層可因為在分配期間的材料滾下而經歷加寬。結果是，簡要地參考圖7，饋送料的底下層界定出具有比所希望特徵的寬更大的寬的加寬部分402。突出部分802能對應於要分配在加寬部分402的頂部的饋送料，以補償加寬部分402的變動的寬及改進在加寬部分402的特徵的寬的一致性。
在圖8B和圖8C中所示的方法是沉積饋送料的一或更多個額外層，以補償小於期望的特徵的高。例如，在圓或斜發生的區域，能沉積饋送料的一或更多個額外層。但是，替代或另外地，是沉積在層中的饋送料的量，以補償小於期望的高度特徵。例如，針對位於小於期望的高度特徵的區域(例如，圓或斜發生的地方)的立體像素，能增加所噴射的液滴大小或液滴數量。
在一些實施例中，取決於要分配液滴124所在的位置，來修改饋送料的量的分佈。在分配操作期間，饋送料的液滴124的量是變化的。例如，參考回圖6，用於形成特徵的邊緣322a、322b的液滴124的量能比用於形成特徵的內部322c的液滴124的量少。控制器129基於饋送料的材料特性來決定用於形成邊緣322a、322b的適合重量及用於形成內部322c的重量。分配器128能分配較少的饋送料，以最小化饋送料的滾下。當分配器128移動以形成特徵的內部322c時，將增加液滴的量。在一些實施例中，液滴124的量界定出從邊緣322a、322b到特徵中心的梯度。取決於饋送料的弄濕效應，當(若存在)能量源131操作時，能使用這種的量控制來調制固化的饋送料的量。例如，若能量源131是跨支撐件134掃描以固化所分配的饋送料的不同部分，則當注射較多的饋送料在特徵的邊緣322a、322b以減少本文所述的斜效應時，滴量控制能針對能量源131的每次通過允許較少的饋送料的滾下。
在一些實施例中，分配多種的饋送料。添加劑製造設備120包含(例如)兩個或兩個以上的分配器，每個分配器分配不同種的饋送料。在一些情況下，單一分配器(例如：分配器128)接收多種的饋送料且分配多種的饋送料的混合。因為第一種饋送料的特性可不同於第二種饋送料的特性，所以對原始圖案進行修改以分配第一種饋送料比對原始圖案進行修改以分配第二種饋送料可包含縮放的更大或更小量。或者，若控制液滴重量，則能控制第一種饋送料的液滴重量比第二種饋送料的液滴重量為更高或更低。在一些情況下，能控制第一種饋送料的液滴大小比第二種饋送料的液滴大小為更大或更小。
在一些實施例中，多種的饋送料形成拋光墊102的不同部分，(例如)形成拋光層122和背層136或形成拋光層122的不同部分，(例如)提供具有跨拋光表面橫向變化的拋光特性的拋光層。第二種饋送料能包含具有添加劑的第一種饋送料，該添加劑改變相對於第一種饋送料的第二種饋送料的特性。添加劑包含(例如)能調整未固化饋送料的特性(例如：界達電位、親水性等)的表面活性劑。
饋送料的層之每個層的厚度及每個立體像素的大小可從實施到實施而變化。在一些實施例中，當分配在支撐件134上時，每個立體像素能具有(例如)10 μm到50 μm的寬(例如：10 μm到30 μm、20 μm到40 μm、30 μm到50 μm、接近20 μm、接近30 μm、或接近50 μm)。每個層能具有預定的厚度。厚度能為(例如)10 μm到125 μm(例如：10 μm到20 μm、10 μm到40 μm、40 μm到80 μm、80 μm到125 μm、接近15 μm、接近25 μm、接近60 μm、或接近100 μm)。
雖然方法和設備已描述在拋光墊的製造的上下文中，但這方法和設備能適應於藉由添加劑製造進行其他物品的製造。在這情況下，只會有正在製造的物體的頂表面，及會有凹部在頂表面中，而不會有拋光表面。修改圖案能至少部分地補償由添加劑製造系統所引起的變形。
此外，雖然方法和設備已描述在藉由液滴噴射進行製造的上下文中，但這方法和設備能適應於藉由其他添加劑製造技術進行製造，(例如)選擇性粉末分配然後燒結。因此，其他實施例是在申請專利範圍的範圍內。
100:拋光系統 102:拋光墊 103:拋光表面 104:基板 106:可旋轉壓盤 108:拋光液 110:臂 112:載具頭 114:載具驅動軸 116:軸 120:設備 122:拋光層 124:液滴 126:噴嘴 128:分配器 129:控制器 130:層 130a:層 130b:層 131:能量源 132:饋送料 134:支撐件 136:背層 138:凹槽 140:分隔區 142:側壁 144:底表面 200:製造處理 202:操作 204:操作 206:操作 300:所希望特徵 302:修改特徵 304a:側邊緣 304b:側邊緣 310:實際特徵 312:頂表面 314a:實際側邊緣 314b:實際側邊緣 320:修改特徵 322:頂表面 322a:邊緣 322b:邊緣 322c:內部 326:凹部分 330:實際特徵 332:頂表面 400:所希望特徵 402:加寬部分 410:實際特徵 500:點陣圖代表 502:點陣圖代表 504:點陣圖代表 506:梯狀部分 508:梯狀部分 510:實際特徵 512:實際特徵 514:實際特徵 516:寬部分 518:寬部分 520:寬部分 600:所希望形狀 602:量測形狀 604:差異 606:倒差異 608:修改形狀 800:點陣圖代表 802:突出部分
圖1是一種拋光系統的示意側視圖。
圖2是一種添加劑製造設備的示意側視圖。
圖3A是一種拋光墊的範例的頂視圖。
圖3B是一種圖3A的拋光墊的側視圖。
圖4是一種形成物品的處理的流程圖。
圖5顯示出基於所希望形狀而形成的實際形狀的範例。
圖6顯示出基於圖5的所希望形狀的修改而形成的實際形狀。
圖7顯示出基於所希望形狀而形成的實際形狀的另一範例。
圖8A至圖8C是一種要分配的饋送料的圖案的點陣圖代表。
圖9顯示出使用圖8A至圖8C的點陣圖代表而形成的結果形狀。
圖10描繪出產生指示出修改形狀的資料的處理。
圖11是一種要分配的饋送料的圖案的點陣圖代表的範例，其中已調整過要分配的饋送料的層的順序。
圖12是一種要分配的饋送料的圖案的點陣圖代表的範例，其中點陣圖代表的部分延伸超過要形成的所希望形狀的原始寬。
在不同圖中相似的元件符號和標記表示相似的元件。
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
200:製造處理
202:操作
204:操作
206:操作

Claims (15)

  1. 一種利用一添加劑製造系統來製造一物件的方法，該方法包含以下步驟： 接收指示出要藉由液滴噴射而製造的該物件的一所希望形狀的資料，該所希望形狀界定出包含一頂表面及在該頂表面上的一或更多個凹部的一輪廓；產生指示出分配饋送料的一修改圖案的資料，用以至少部分地補償由該添加劑製造系統所引起的該輪廓的變形，其中該輪廓的變形包含該頂表面的平面度之變形；以及根據該修改圖案而藉由液滴噴射來分配該饋送料之複數個層，其中該物件的該所希望形狀包含界定出該頂表面的一平面表面，且該修改圖案包含對應於該平面表面的一非平面部分，該非平面部分經配置以至少部分地補償由該添加劑製造系統所引起的該頂表面的變形。
  2. 如請求項1所述之方法，其中在該頂表面上的該一或更多個凹部係由基本上垂直於該複數個層的一側壁來界定，且該一或更多個凹部的變形包含該側壁相對於該頂表面的垂直度之變形。
  3. 如請求項1所述之方法，其中由該添加劑製造系統所引起的該輪廓的變形包含由正在製造的特徵上的所噴射液滴之流動所引起的變形。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該非平面部分為一凹面部分。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該等凹部之間的分隔提供了特徵，且該凹面部分在正在製造的特徵之邊緣處提供了更多的饋送料。
  6. 一種電腦程式產品，其有形地體現於一非暫態電腦可讀取媒體中，包含指令以使得一處理器： 接收指示出在一添加劑製造系統中要藉由液滴噴射而製造的一物件的一所希望形狀的資料，該所希望形狀界定出包含一頂表面及在該頂表面上的一或更多個凹部的一輪廓；產生指示出分配饋送料的一修改圖案的資料，用以至少部分地補償由該添加劑製造系統所引起的該輪廓的變形，其中該輪廓的變形包含該頂表面的平面度之變形；並且使得該添加劑製造系統根據該修改圖案而藉由液滴噴射來分配該饋送料之複數個層，其中指示出該物件的該所希望形狀的資料包含指示出分配複數層饋送料的圖案之資料，該指示出分配複數層饋送料的圖案之資料包含代表一平面頂表面的資料，其中指示出該修改圖案的資料包含代表一非平面頂表面的資料，該代表一非平面頂表面的資料係基於該代表一平面頂表面的資料所產生。
  7. 如請求項6所述之電腦程式產品，其中該非平面頂表面為一凹面。
  8. 如請求項7所述之電腦程式產品，其中該等凹部之間的分隔提供了特徵，且該凹面部分在正在製造的特徵之邊緣處提供了更多的饋送料。
  9. 如請求項6所述之電腦程式產品，其中產生指示出該修改圖案的資料之指令包含修改指示出一原始圖案的資料以形成該物件的該所希望形狀之指令。
  10. 如請求項9所述之電腦程式產品，其中基於該原始圖案的一校正輪廓來修改指示出該原始圖案的資料。
  11. 如請求項10所述之電腦程式產品，其中該校正輪廓包含延伸超過該原始圖案的一寬度的一部分。
  12. 如請求項10所述之電腦程式產品，其中由識別在一原始形狀與該所希望形狀之間的一差異來決定該校正輪廓，該原始形狀是至少部分地由該等變形而界定。
  13. 如請求項9所述之電腦程式產品，其中修改指示出該原始圖案之指令包含修改每個立體像素所沉積的饋送料的量之指令。
  14. 如請求項9所述之電腦程式產品，其中該原始圖案包含代表具有分開至少兩個凹部的一分隔區之頂表面的資料，且其中修改指示出該原始圖案的該資料之指令包含下列指令： 決定一第一材料量，該第一材料量是分配在接近與該凹部相鄰的該分隔區的一邊緣部分， 決定一第二材料量，該第二材料量是分配在該分隔區的一中央部分中，及 基於該第一材料量與該第二材料量，來修改該饋送料的量之分佈，以使得該第二材料量大於該第一材料量。
  15. 一種添加劑製造系統，其包含： 一平台，用以固持正在製造的一物件；一打印頭，用以藉由將液滴噴射到該平台或該物件的一先前沉積層上來形成複數個層；以及一控制器，經配置以：接收指示出該物件的一所希望形狀的資料，該所希望形狀界定出包含一頂表面及在該頂表面上的一或更多個凹部的一輪廓，產生指示出分配饋送料的一修改圖案的資料，用以至少部分地補償由該添加劑製造系統所引起的該輪廓的變形，並且使得該打印頭根據該修改圖案而藉由液滴噴射來分配該饋送料之複數個層，其中該物件的該所希望形狀包含界定出該頂表面的一平面表面，且該修改圖案包含對應於該平面表面的一非平面部分，該非平面部分經配置以至少部分地補償由該添加劑製造系統所引起的該頂表面的變形。
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