CN106814550A - 工件台基板交接装置与预对准方法 - Google Patents

工件台基板交接装置与预对准方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工件台基板交接装置与预对准方法，所述装置包括设置在工件台上的检测反馈装置和气浮导轨装置、安装在气浮导轨装置上的运动基台、安装在运动基台上的支撑台、安装在支撑台上的带有气孔的基板台，气浮导轨装置控制运动基台沿X、Y向移动到基板交接位置，基板台上设置有真空吸盘装置，基板台周边的支撑台上设置有旋转夹紧机构；基板台利用气浮承放基板，真空吸盘装置吸附基板，旋转夹紧机构用于夹紧基板，根据检测反馈装置的检测真空吸盘装置以自身为中心旋转，进而实现基板沿Rz方向旋转，完成基板的交接和预对准。本发明不仅为基板的上板和预对准节省了时间，还采用无接触式的检测反馈装置有效避免了污染和损坏基板。

Description

工件台基板交接装置与预对准方法
技术领域
本发明涉及光刻领域，特别涉及一种工件台基板交接装置与预对准方法。
背景技术
在当今信息化社会，显示器技术的快速发展，使其在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。与此同时，人们对显示器的要求也越来越高。最新出现的OLED(有机发光显示器)具有超薄、主动发光、高亮度、高对比度、宽视角、宽工作温度范围、低功耗、低成本、全固态等优点，将为人们提供更加理想的显示画面，并对现有的显示产业格局产生巨大的影响，也被认为是LCD(液晶显示器)最强有力的竞争者。而OLED的制作依赖于光刻工艺，在进行光刻工艺之前基板传输定位具有很重要的作用。
现有基板传输定位方法，具有曝光等待时间长、定位精度低、工作效率低、基板易碎等缺点。现有技术中提供了一种基于接触式传感器的机械检测方法，该方法的特点是在基板台上放置位置传感器，实现对玻璃基板的预对准，其缺点是采用接触式的对准方法容易污染和损坏玻璃基板。
发明内容
本发明提供一种工件台基板交接装置与预对准方法，以克服现有技术中基板传输曝光工位对上板的等待和预对准的时间过长以及定位不准等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种工件台基板交接装置，包括设置在所述工件台上的检测反馈装置和气浮导轨装置、安装在所述气浮导轨装置上的运动基台、安装在所述运动基台上的支撑台、安装在所述支撑台上的带有气孔的基板台，所述气浮导轨装置控制所述运动基台沿X、Y向移动到基板交接位置，其特征在于，所述基板台上设置有真空吸盘装置，所述基板台周边的支撑台上设置有旋转夹紧机构；
所述基板台利用气浮承放所述基板，所述真空吸盘装置吸附所述基板台上的基板，所述旋转夹紧机构用于夹紧被所述真空吸盘装置吸附的基板，根据所述检测反馈装置的检测所述真空吸盘装置以自身为中心旋转，进而实现所述基板沿Rz方向旋转，完成所述基板的交接和预对准。
作为优选，所述基板台周边的所述支撑台上还设置有导向销和挡销，用于对所述基板进行导向和粗定位。
作为优选，所述气浮导轨装置包括Y向气浮导轨和X向气浮导轨，所述X向气浮导轨安装在所述Y向气浮导轨上，所述运动基台设置在所述X向气浮导轨上，所述运动基台在X向气浮导轨上沿X向运动，所述X向气浮导轨在所述Y向气浮导轨上沿Y向运动。
作为优选，所述真空吸盘装置包括真空吸盘、升降机构、旋转机构、马达及真空泵，所述真空吸盘与所述真空泵连接，用于吸附所述基板，所述马达驱动所述升降机构带动所述真空吸盘升降，所述马达驱动所述旋转机构带动所述真空吸盘绕自身旋转，继而带动所述基板沿Rz方向旋转。
作为优选，所述旋转夹紧机构包括夹紧部件、气缸及电磁阀组件，所述气缸驱动所述夹紧部件夹紧所述基板，所述电磁阀组件控制所述夹紧部件的夹紧力度和角度。
作为优选，所述检测反馈装置包括非接触式探测器和交接安全传感器。
作为优选，所述非接触式探测器为CCD。
本发明还提供一种工件台基板预对准方法，包括：
步骤1、根据检测反馈装置的检测将基板台移动至正确的基板交接位，打开气阀使基板台上方形成气浮；
步骤2、机械手将基板移动至所述基板台上方，使所述基板悬浮在所述基板台上；
步骤3、所述基板台上的真空吸盘装置伸出并吸住所述基板，机械手返回；
步骤4、所述基板周边的旋转夹紧机构夹紧所述基板；
步骤5、所述真空吸盘装置根据检测反馈装置的检测以自身为中心旋转，同时所述旋转夹紧机构调整夹紧力度和角度，实现所述基板Rz方向的旋转，完成所述基板的预对准。
作为优选，所述步骤1中根据检测反馈装置的检测将基板台移动至基板交接位具体包括：在基板未到达工件台之前，基板台沿Rx、Ry方向旋转并Z向下降调整至上片所需高度，检测反馈装置检查确认基板台交接状态正常后，用于支撑所述基板台的运动基台通过气浮导轨装置沿X、Y向移动到基板交接位置。
作为优选，用于支撑所述基板台的运动基台通过气浮导轨装置沿X、Y向移动到基板交接位置具体为，所述气浮导轨装置包括Y向气浮导轨和X向气浮导轨，所述X向气浮导轨安装在所述Y向气浮导轨上，所述运动基台设置在所述X向气浮导轨上，所述运动基台在X向气浮导轨上沿X向运动，所述X向气浮导轨在所述Y向气浮导轨上沿Y向运动。
与现有技术相比，本发明的基板交接装置中采用了气浮导轨装置，其摩擦系数极小，运动基台可以快速进行X向、Y向移动，基板交接装置中真空吸盘装置可以快速吸住基板，旋转夹紧装置快速夹持基板，进行预对准，使得基板的交接时间大幅度地下降；而且工件台通过检测反馈装置，可以以真空吸盘的中心轴为中心，快速调整旋转夹紧机构，实现基板旋转，从而快速完成基板的预对准；由此大幅度降低曝光工位对上板的等待和预定位时间，大幅度地提高生产率。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式中工件台基板交接装置的俯视图；
图2为本发明一具体实施方式中工件台基板交接装置的主视图；
图3a～11b为本发明一具体实施方式中各阶段基板交接装置的状态示意图。
图中所示：1-Y向气浮导轨、2-X向气浮导轨、3-运动基台、4-支撑台、5-基板台、6-真空吸盘装置、7-旋转夹紧机构、81-第一导向销、82-第二导向销、83-挡销、91-机械手、92-气浮台、10-基板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1至图11b所示，本发明的工件台基板交接装置，包括：Y向气浮导轨1、安装在所述Y向气浮导轨1上的X向气浮导轨2、安装在所述X向气浮导轨2上的运动基台3、安装在所述运动基台3上的支撑台4以及安装在所述支撑台4上的带有气孔的基板台5。具体的，所述支撑台4能够沿垂向升降，其驱动装置安装于所述运动基台3内；所述运动基台3能够在X向气浮导轨2上沿X向运动，X向气浮导轨2能够在Y向气浮导轨1上沿Y向运动，这样可以快速实现运动基台3的X、Y向位移，也就是说，可以快速实现带有气孔的基板台5的X向、Y向位移。
进一步的，参照图1和图2，所述工件台基板交接装置还包括真空吸盘装置6、旋转夹紧机构7和限位装置，其中，真空吸盘装置6安装在所述基板台5上，用于吸附基板10；所述旋转夹紧机构7和所述限位装置安装在所述基板台5周边的支撑台4上，所述真空吸盘装置6与旋转夹紧机构7配合，实现对所述基板10的Rz方向旋转。
具体地，所述限位装置包括第一导向销81、第二导向销82和挡销83，所述第一、第二导向销81、82和挡销83用于对基板10进行导向限位，避免基板10偏离理论位置太多，起到粗定位的作用。
作为优选，所述真空吸盘装置6包括：真空吸盘、升降机构、旋转机构、马达及真空泵，其中，所述真空吸盘与真空泵连接，用于吸附基板10，所述马达用于驱动升降机构带动所述真空吸盘升降，所述马达驱动旋转机构带动真空吸盘绕自身旋转，继而带动基板10沿Rz方向旋转。
作为优选，所述旋转夹紧机构7包括：夹紧部件、气缸及电磁阀组件，所述气缸驱动夹紧部件夹紧基板10，所述电磁阀组件控制夹紧部件的夹紧力度和角度。
作为优选，所述工件台基板交接装置还包括检测反馈装置，所述检测反馈装置包括非接触式探测器和交接安全传感器，优选地，所述非接触式探测器为CCD。其中，所述CCD用于探测所述基板10的位置，判断基板10是否处于正确的基板交接位置处，CCD无需与所述基板10接触，避免对基板10造成接触污染、损坏基板10；所述交接安全传感器用于在基板台5进行Rx、Ry方向上的旋转及Z向的位移时检测基板台5的位置，判断基板台5是否处于正常的交接状态。
请重点参照图3a～图11b，本发明还提供一种工件台基板预对准方法，包括：
基板上板和基板预对准，如图3a～图9b所示：
(1)在基板10未到达工件台之前，基板台5沿Rx、Ry方向旋转并Z向下降调整至上片所需高度，交接安全传感器检查确认交接状态正常后，运动基台3通过Y向气浮导轨1和X向气浮导轨2快速移动到工件台基板交接位置，打开气阀，向基板台5通气，使基板台5上方形成气浮；与此同时，气浮台92通气使机械手91吸住基板10准备向基板交接位置运动，如图3a、3b所示；
(2)机械手91吸住基板10准确运动到基板交接位置，基板10悬浮在基板台5上，CCD非接触式探测器检测基板10的X、Y方向的位置，如图4a、4b所示；
(3)真空吸盘装置6伸出真空吸盘吸住基板10上点A，然后机械手91回到起始位置，如图5a、5b所示；
(4)旋转夹紧机构7夹紧基板10，使基板10固定，实现基板10的预夹持，如图6a、6b所示；
(5)通过检测反馈装置的检测结果，真空吸盘装置6以基板10上的点A为中心旋转真空吸盘，同时旋转夹紧机构7调整夹紧基板10的角度和力度，进而实现基板10在Rz方向的旋转，从而快速完成基板10的预对准，检测反馈装置是无接触式的，故不会污染和损害基板10；
(6)关闭气阀，停止向基板台5气孔通气，真空吸盘下降回到起始位置，打开真空阀门，基板台5上的气孔输出真空，将基板10吸附在基板台5上，如图7a、7b所示，再进行后续曝光工艺。
曝光完成后，基板10下板包括以下步骤：
(1)曝光完成后，基板台5回到基板交接位置；
(2)运动基台3驱使基板台5Z向上升，如图8a、8b所示；
(3)交接安全传感器检查基板台5，确认交接位置正常；
(4)旋转夹紧机构7松开基板10，关闭真空，打开气阀，向基板台5气孔通气，使基板10悬浮在基板台5上，如图9a、9b所示；
(6)机械手91运动到基板交接位置，吸住基板10向气浮台92方向运动，使基板10位于气浮台92上方，如图10a、10b所示；
(7)关闭机械手91中的真空，使基板10与机械手91分离，机械手91撤出，基板10落在气浮台92上，同时停止向基板台5通气，如图11a、11b所示。
综上所述，本发明的基板交接装置中采用气浮导轨装置，因其摩擦系数极小，运动基台3可以快速X向、Y向移动，采用真空吸盘装置6快速吸住基板10、旋转夹紧机构7快速夹持基板10，进行基板10预夹紧定位，基板10的交接时间大幅度地下降；而且工件台通过检测反馈装置的检测结果，以真空吸盘自身为中心旋转，同时调整旋转夹紧机构7夹紧基板10的角度和力度，实现了基板10在Rz方向的旋转，从而快速地完成了基板10的预对准，大幅度地降低了曝光工位对上板的等待和预定位时间，大幅度地提高了生产率，同时在预对准时采用无接触式探测器克服了现有技术中接触式传感器的缺点，有效避免了污染和损坏基板10。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种工件台基板交接装置，包括设置在所述工件台上的检测反馈装置和气浮导轨装置、安装在所述气浮导轨装置上的运动基台、安装在所述运动基台上的支撑台、安装在所述支撑台上的带有气孔的基板台，所述气浮导轨装置控制所述运动基台沿X、Y向移动到基板交接位置，其特征在于，所述基板台上设置有真空吸盘装置，所述基板台周边的支撑台上设置有旋转夹紧机构；
所述基板台利用气浮承放所述基板，所述真空吸盘装置吸附所述基板台上的基板，所述旋转夹紧机构用于夹紧被所述真空吸盘装置吸附的基板，根据所述检测反馈装置的检测所述真空吸盘装置以自身为中心旋转。
2.如权利要求1所述的工件台基板交接装置，其特征在于，所述基板台周边的所述支撑台上还设置有导向销和挡销。
3.如权利要求1所述的工件台基板交接装置，其特征在于，所述气浮导轨装置包括Y向气浮导轨和X向气浮导轨，所述X向气浮导轨安装在所述Y向气浮导轨上，所述运动基台设置在所述X向气浮导轨上，所述运动基台在X向气浮导轨上沿X向运动，所述X向气浮导轨在所述Y向气浮导轨上沿Y向运动。
4.如权利要求1所述的工件台基板交接装置，其特征在于，所述真空吸盘装置包括真空吸盘、升降机构、旋转机构、马达及真空泵，所述真空吸盘与所述真空泵连接，用于吸附所述基板，所述马达驱动所述升降机构带动所述真空吸盘升降，所述马达驱动所述旋转机构带动所述真空吸盘绕自身旋转，继而带动所述基板沿Rz方向旋转。
5.如权利要求1所述的工件台基板交接装置，其特征在于，所述旋转夹紧机构包括夹紧部件、气缸及电磁阀组件，所述气缸驱动所述夹紧部件夹紧所述基板，所述电磁阀组件控制所述夹紧部件的夹紧力度和角度。
6.如权利要求1所述的工件台基板交接装置，其特征在于，所述检测反馈装置包括非接触式探测器和交接安全传感器。
7.如权利要求6所述的工件台基板交接装置，其特征在于，所述非接触式探测器为CCD。
8.一种采用如权利要求1～7中任一种所述的工件台基板交接装置进行工件台基板预对准的方法，其特征在于，包括：
步骤1、根据检测反馈装置的检测将基板台移动至正确的基板交接位，打开气阀使基板台上方形成气浮；
步骤2、机械手将基板移动至所述基板台上方，使所述基板悬浮在所述基板台上；
步骤3、所述基板台上的真空吸盘装置伸出并吸住所述基板，机械手返回；
步骤4、所述基板周边的旋转夹紧机构夹紧所述基板；
步骤5、所述真空吸盘装置根据检测反馈装置的检测以自身为中心旋转，同时所述旋转夹紧机构调整夹紧力度和角度，实现所述基板Rz方向的旋转，完成所述基板的预对准。
9.如权利要求8所述的工件台基板预对准方法，其特征在于，所述步骤1中根据检测反馈装置的检测将基板台移动至基板交接位具体包括：在基板未到达工件台之前，基板台沿Rx、Ry方向旋转并Z向下降调整至上片所需高度，检测反馈装置检查确认基板台交接状态正常后，用于支撑所述基板台的运动基台通过气浮导轨装置沿X、Y向移动到基板交接位置。
10.如权利要求9所述的工件台基板预对准方法，其特征在于，用于支撑所述基板台的运动基台通过气浮导轨装置沿X、Y向移动到基板交接位置具体为，所述气浮导轨装置包括Y向气浮导轨和X向气浮导轨，所述X向气浮导轨安装在所述Y向气浮导轨上，所述运动基台设置在所述X向气浮导轨上，所述运动基台在X向气浮导轨上沿X向运动，所述X向气浮导轨在所述Y向气浮导轨上沿Y向运动。
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