TW201421607A - 基板與遮罩貼合夾持裝置 - Google Patents

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jaw mechanism
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Chen-Chung Du
Muh-Wang Liang
Yuan-Yuan Chiang
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Ind Tech Res Inst
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

基板與遮罩貼合夾持裝置包括推動組件、上部夾爪機構及下部夾爪機構。上部夾爪機構包括第一斜面、擺動件、第二斜面及滑動面。下部夾爪機構包括下部夾爪固定座及夾爪。夾爪可動地裝設於下部夾爪固定座。在推動組件沿第一方向運動的過程中，推動組件與第一斜面相對運動而帶動上部夾爪機構沿第二方向運動，且推動組件帶動第二斜面與擺動件進行相對運動，進而使擺動件帶動夾爪沿與第一方向反向之第三方向運動，且推動組件帶動滑動面與下部夾爪機構產生相對運動，進而帶動夾爪沿第四方向運動。

Description

基板與遮罩貼合夾持裝置
本發明是有關於一種基板與遮罩貼合夾持裝置，且特別是有關於一種機械式基板與遮罩貼合夾持裝置。
傳統蒸鍍製程中，利用磁吸力將基板固定於遮罩上，然後再對基板鍍膜。然而，若於物理蒸鍍(Physical vapor deposition,PVD)或電漿輔助化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)中，此種磁性吸附方式容易影響製程中的電漿場，而造成基板鍍膜均勻性不佳的問題。
本發明係有關於一種基板與遮罩對位夾持裝置，其係為一機械式夾持裝置，並不會影響製程中的電漿場分佈。
根據本發明之一實施例，提出一種基板與遮罩貼合夾持裝置。基板與遮罩貼合夾持裝置包括一推動組件、一上部夾爪機構及一下部夾爪機構。上部夾爪機構包括一第一往復運動組件及一第二往復運動組件。第一往復運動組件包括一第一斜面及一擺動件。第二往復運動組件包括一第二斜面及一滑動面。下部夾爪機構包括一下部夾爪固定座及一夾爪。夾爪可動地裝設於下部夾爪固定座。其中，在推動組件沿第一方向運動的過程中，推動組件與第一斜面 進行斜面運動進而帶動第一往復運動組件沿第二方向運動，且推動組件帶動第二斜面與該擺動件進行斜面運動，進而使該擺動件帶動該夾爪沿與該第一方向反向之第三方向運動，且該推動組件帶動該滑動面與該下部夾爪機構相互產生相對運動，進而帶動該夾爪沿第四方向運動，其中該第一方向、該第二方向及該第四方向實質上彼此互相垂直。
為了對本發明之上述及其他方面有更詳盡的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，詳細說明如下：
請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施例之基板與遮罩貼合夾持裝置的外觀圖。基板與遮罩貼合夾持裝置100係一種機械式夾持裝置，因此不會影響製程中的電漿場。基板與遮罩貼合夾持裝置100包括傳輸機構110、靜電吸盤120、遮罩組件130、頂起元件140、至少一上部夾爪機構150及推動組件160。
傳輸機構110為滾輪傳輸機構，可沿Y軸向傳輸遮罩組件130至上部夾爪機構150的下方且在基板170被貼合夾持於遮罩組件130上後，再傳輸夾含有基板170的遮罩組件130至一鍍膜裝置(未繪示)，以進行後續鍍膜處理，如化學蒸鍍、物理蒸鍍、電漿輔助化學氣相沉積或其它可能應用具有磁場的鍍膜製程。另一例中，傳輸機構110亦可為其它種類的傳輸機構，包括輸送帶機構等。
靜電吸盤120可吸住基板170，待上部夾爪機構150 與遮罩組件130結合後，靜電吸盤120再把基板170放置於遮罩組件130上。
請參照第2圖，其繪示第1圖之基板被貼合夾夾持於遮罩組件的外觀圖。遮罩組件130包括框架131、遮罩132及至少一下部夾爪機構133(以粗線表示)。框架131具有非鍍膜面131u，遮罩132及下部夾爪機構133設於框架131之非鍍膜側131u上。此下部夾爪機構133配置於框架131的邊緣，可夾住基板170的邊緣。
請參照第3圖，其繪示第1圖之下部夾爪機構進入上部夾爪機構內之示意圖。頂起元件140包括至少一突出部141，遮罩組件130具有至少一穿孔134。頂起元件140之突出部141穿過遮罩組件130之穿孔134後，頂起遮罩組件130往上部夾爪機構150前進，直到下部夾爪機構133進入上部夾爪機構150內。當下部夾爪機構133進入上部夾爪機構150內，頂起元件140之突出部141進入且卡合於基板與遮罩貼合夾持裝置100之卡合孔101內，以固定遮罩組件130。
請參照第4圖，其繪示第1圖之上部夾爪機構的外觀圖。上部夾爪機構150包括至少一第一往復運動組件151、第二往復運動組件152、上部本體153、第一彈性件154及第二彈性件155。
第一往復運動組件151及第二往復運動組件152相對上部本體153可動地設於上部本體153中。本例中，各上部夾爪機構150包括兩組第一往復運動組件151，其分別位於第二往復運動組件152的相對兩側。
第一彈性件154連接第一往復運動組件151與上部本體153，當第一往復運動組件151受驅動而相對於上部本體153運動時，第一彈性件154形變而儲存彈性位能；當第一往復運動組件151被釋放後，第一彈性件154釋放而驅使第一往復運動組件151復歸至初始位置。第二彈性件155連接第二往復運動組件152與上部本體153，當第二往復運動組件152受驅動而相對於上部本體153運動時，第二彈性件155形變而儲存彈性位能；當第二往復運動組件152被釋放後，第二彈性件155釋放而驅使第二往復運動組件152復歸至初始位置。
請參照第5圖，其繪示第1圖之下部夾爪機構的外觀圖。下部夾爪機構133包括下部夾爪固定座1331、夾爪1332、圓柱結構1333及突出結構1334。夾爪1332相對下部夾爪固定座1331可動地穿過下部夾爪固定座1331配置，且包括夾持端1335及尾端1336，其中夾持端1335及尾端1336突出於下部夾爪固定座1331。圓柱結構1333設於尾端1336。突出結構1334之兩端(於第5圖之視角僅顯示其一端)突出於下部夾爪固定座1331，且連接於夾爪1332。突出結構1334的延伸方向與圓柱結構1333的延伸方向實質上同軸向(如同樣沿X軸向延伸)，而與夾爪1332的延伸方向實質上垂直(如夾爪沿Y軸向延伸，而突出結構沿X軸向延伸)。
請參照第6圖，其繪示第3圖之下部夾爪機構及上部夾爪機構的局部放大圖。第一往復運動組件151包括水平滑動件1511及擺動件1512，其中水平滑動件1511樞接於 擺動件1512且具有第一斜面151s1。本例中，第一斜面151s1係平面，然亦可為曲面。
推動組件160(圖示於第7圖)包括至少一第一推動件161及第二推動件162。當下部夾爪機構133進入上部夾爪機構150後，第一推動件161可沿第一方向(如-Z軸向)推動第一斜面151s1，而驅動水平滑動件1511件沿第二方向(如-X軸向)運動，其中第二方向係朝向下部夾爪機構133，本例中即X軸向。詳細來說，在推動組件160之第一推動件161沿第一方向(-Z軸向)運動的過程中，第一推動件161與第一斜面151s1進行斜面運動而驅動第一往復運動組件151之水平滑動件1511沿第二方向(-X軸向)運動一距離S1。
請參照第7圖，其繪示第6圖中第一往復運動組件沿第二方向運動的示意圖。當第一推動件161繼續沿第一方向運動直到接觸到水平滑動件1511的表面151s2，水平滑動件1511停止沿第二方向運動，據此可控制水平滑動件1511的位移量及極限位置。此處的表面151s2指的是其延伸方向與第一方向共面的表面。
水平滑動件1511沿第二方向(-X軸向)移動距離S1的過程中，第一彈性件154形變而儲存彈性位能；當第一推動件161沿相反於第一方向之第三方向(如+Z軸向)運動而脫離水平滑動件1511後，第一彈性件154釋放彈性位能，而驅使水平滑動件1511復歸至初始位置(如第6圖之位置)。
請再參照第7圖，擺動件1512包括L型桿1513、第 一突起結構1514及第二突起結構1515，第一突起結構1514及第二突起結構1515分別連接於L型桿1513之二端。當水平滑動件1511沿第二方向(-X軸向)運動距離S1後，第二突起結構1515進入下部夾爪機構133之突出結構1334下方，如此可使第二突起結構1515於後續操作中從突出結構1334下方將突出結構1334往上頂起，以帶動夾爪1332沿第三方向(+Z軸向)運動。以下先介紹第二往復運動組件152的細部構造，再介紹第二突起結構1515如何頂起夾爪1332。
請參照第8圖，其繪示第4圖之第二往復運動組件152的外觀圖。第二往復運動組件152包括主板1521、至少一第一突塊1522及第二突塊1523，其中主板1521具有一朝向-Z軸的下表面1521b，各第一突塊1522設於主板1521之下表面1521b上且具有第二斜面152s1，其中第二斜面152s1與下表面1521b夾一銳角A1。第二突塊1523設於主板1521之下表面1521b上且具有滑動面152s2，其中滑動面152s2與下表面1521b夾一鈍角A2。本例中，第二斜面152s1係平面，然亦可為曲面。本例中，滑動面152s2係斜面，此斜面係平面，然亦可為曲面；然另一例中，滑動面152s2也可以是凸輪輪廓面，例如是凸輪槽之輪廓面。
第二往復運動組件152具有至少一開孔1524，開孔1524可讓上部本體153(第4圖)的固定柱1531(第4圖)穿過，使第二往復運動組件152可沿固定柱1531運動。此外，上述第二彈性件155(第4圖)可設於固定柱1531的底盤1532(第4圖)與第二往復運動組件152之間。
請參照第9圖，其繪示第7圖之推動組件驅動第二往復運動組件進行斜面運動的示意圖。當推動組件160之第二推動件162沿第一方向(-Z軸向)推動第二往復運動組件152之主板1521，第二往復運動組件152之第二斜面152s1與擺動件1512之第一突起結構1514進行斜面運動，而使擺動件1512擺動，進而使第二突起結構1515帶動突出結構1334沿第三方向(+Z軸向)運動。
在第二斜面152s1沿第一方向(-Z軸向)推動第二往復運動組件152的過程中，第二彈性件155形變而儲存彈性位能；在第二斜面152s1沿第三方向(+Z軸向)位移的過程中，第二彈性件155釋放彈性位能，而驅使第二往復運動組件152可自動復歸至初始位置。
請參照第10圖，其繪示往第9圖中往-X軸向看去的側視圖。藉由擺動件1512之第二突起結構1515(第9圖)帶動突出結構1334(第9圖)沿第三方向(+Z軸向)運動，進而帶動夾爪1332沿第三方向運動一距離S2，即夾爪1332往上提起距離S2。
請參照第11圖，其繪示第10圖之推動組件推動夾爪沿第四方向運動的示意圖。推動組件160之第二推動件162沿第一方向(-Z軸向)繼續推動第二往復運動組件152，直到滑動面152s2與圓柱結構1333產生相對運動，使滑動面152s2帶動圓柱結構1333沿第四方向(如-Y軸向)運動一距離S3，進而帶動夾爪1332沿第四方向運動距離S3，即夾爪1332後退距離S3，以謄出基板170的容置空間。
如第11圖所示，當夾爪1332沿第四方向(-Y軸向) 運動距離S3而謄出基板170的容置空間後，第1圖之靜電吸盤120可將基板170放置於遮罩132上，其中基板170之非鍍膜面170s1朝向夾爪1332。
以下進一步說明下部夾爪機構133的結構。下部夾爪機構133更包括第四彈性件1339。第四彈性件1339沿第四方向(Y軸向)連接下部夾爪固定座1331與夾爪1332。當夾爪1332相對下部夾爪固定座1331運動時，第四彈性件1339形變而儲存彈性位能。如此，當滑動面152s2沿第三方向(+Z軸向)運動而脫離圓柱結構1333時，第四彈性件1339釋放彈性位能，而驅使夾爪1332復歸到初始位置。
下部夾爪機構133更包括可動件1337及第三彈性件1338。第三彈性件1338沿第一方向(-Z軸向)連接下部夾爪固定座1331與可動件1337。當夾爪1332受驅動而沿第三方向(+Z軸向)運動時，第三彈性件1338形變而儲存彈性位能。如此，在第二斜面152s1(第9圖)沿第一方向(-Z軸向)位移的過程中，第三彈性件1338釋放彈性位能，而驅使可動件1337去推動夾爪1332沿第一方向(-Z軸向)復歸至初始位置，以夾持基板170於遮罩132上。
然後，遮罩組件130(第3圖)回到傳輸機構110(第3圖)上，並透過傳輸機構110傳輸至一鍍膜製程環境。由於下部夾爪機構133位於基板170之非鍍膜面170s1之側，後續鍍膜製程中電漿氣氛往基板170之鍍膜面170s2的方向作用(也就是非鍍膜面170s1的相對面)，因此非鍍膜面170s1不會受到電漿鍍膜的汙染，並且電漿解離的活 性氣體也不會汙染到下部夾爪機構133。
綜上所述，雖然本發明已實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧基板與遮罩貼合夾持裝置
101‧‧‧卡合孔
110‧‧‧傳輸機構
120‧‧‧靜電吸盤
130‧‧‧遮罩組件
131‧‧‧框架
131u、170s1‧‧‧非鍍膜面
132‧‧‧遮罩
133‧‧‧下部夾爪機構
1331‧‧‧下部夾爪固定座
1332‧‧‧夾爪
1333‧‧‧圓柱結構
1334‧‧‧突出結構
1335‧‧‧夾持端
1336‧‧‧尾端
1337‧‧‧可動件
1338‧‧‧第三彈性件
1339‧‧‧第四彈性件
134‧‧‧穿孔
140‧‧‧頂起元件
141‧‧‧突出部
150‧‧‧上部夾爪機構
151‧‧‧第一往復運動組件
151s1‧‧‧第一斜面
151s2‧‧‧表面
1512‧‧‧擺動件
1513‧‧‧L型桿
1514‧‧‧第一突起結構
1515‧‧‧第二突起結構
1511‧‧‧水平滑動件
152‧‧‧第二往復運動組件
152s1‧‧‧第二斜面
152s2‧‧‧滑動面
1521‧‧‧主板
1521b‧‧‧下表面
1522‧‧‧第一突塊
1523‧‧‧第二突塊
1524‧‧‧開孔
153‧‧‧上部本體
1531‧‧‧固定柱
1532‧‧‧底盤
154‧‧‧第一彈性件
155‧‧‧第二彈性件
160‧‧‧推動組件
161‧‧‧第一推動件
162‧‧‧第二推動件
170‧‧‧基板
170s2‧‧‧鍍膜面
A1‧‧‧銳角
A2‧‧‧鈍角
S1、S2、S3‧‧‧距離
第1圖繪示依照本發明一實施例之基板與遮罩貼合夾持裝置的外觀圖。
第2圖繪示第1圖之基板被夾持於遮罩組件的外觀圖。
第3圖繪示第1圖之下部夾爪機構進入上部夾爪機構內之示意圖。
第4圖繪示第1圖之上部夾爪機構的外觀圖。
第5圖繪示第1圖之下部夾爪機構的外觀圖。
第6圖繪示第3圖之下部夾爪機構及上部夾爪機構的局部放大圖。
第7圖繪示第6圖中第一往復運動組件沿第二方向運動的示意圖。
第8圖繪示第4圖之第二往復運動組件的外觀圖。
第9圖繪示第7圖之推動組件驅動第二往復運動組件進行斜面運動的示意圖。
第10圖繪示往第9圖中往-X軸向看去的側視圖。
第11圖繪示第10圖之推動組件推動夾爪沿第四方向 運動的示意圖。
100‧‧‧基板與遮罩貼合夾持裝置
133‧‧‧下部夾爪機構
1333‧‧‧圓柱結構
1334‧‧‧突出結構
1336‧‧‧尾端
150‧‧‧上部夾爪機構
151‧‧‧第一往復運動組件
151s1‧‧‧第一斜面
1512‧‧‧擺動件
1511‧‧‧水平滑動件
152‧‧‧第二往復運動組件
1531‧‧‧固定柱
154‧‧‧第一彈性件
152s2‧‧‧滑動面
155‧‧‧第二彈性件
161‧‧‧第一推動件
162‧‧‧第二推動件

Claims (14)

  1. 一種基板與遮罩貼合夾持裝置，包括：一推動組件；一上部夾爪機構，包括：一第一往復運動組件，包括一第一斜面及一擺動件；一第二往復運動組件，包括一第二斜面及一滑動面；以及一下部夾爪機構，包括：一下部夾爪固定座；及一夾爪，可動地設於該下部夾爪固定座；其中，在該推動組件沿一第一方向運動的過程中，該推動組件與該第一斜面進行相對運動而帶動該第一往復運動組件沿一第二方向運動，且該推動組件帶動該第二斜面與該擺動件進行相對運動，進而帶動該夾爪沿與該第一方向反向之一第三方向運動，且該推動組件帶動該滑動面與該下部夾爪機構產生相對運動，進而帶動該夾爪沿一第四方向運動，其中該第一方向、該第二方向及該第四方向實質上互垂直。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該夾爪抵壓於一基板之非鍍膜面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該第一往復運動組件更包括：一水平滑動件，具有該第一斜面，且與該擺動件樞接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾 持裝置，其中該擺動件包括：一第一突起結構；以及一第二突起結構；其中，在該推動組件沿該第一方向運動的過程中，該推動組件帶動該第二斜面與該擺動件之該第一突起結構產生斜面運動，而使該擺動件擺動，進而使該第二突起結構帶動該夾爪沿該第三方向運動。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該下部夾爪機構包括一突出結構，該突出結構連接於該夾爪，該第二突起結構從該突出結構下方帶動該夾爪沿該第三方向運動。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該上部夾爪機構更包括：一上部本體；以及一第一彈性件，連接該上部本體與該第一往復運動組件；當該第一往復運動組件運動時，該第一彈性件形變而儲存彈性位能。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該上部夾爪機構更包括：一上部本體；以及一第二彈性件，連接該上部本體與該第二往復運動組件；當該第二往復運動組件運動時，該第二彈性件形變而儲存彈性位能。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該下部夾爪機構更包括： 一可動件；以及一第三彈性件，沿該第一方向連接該下部夾爪固定座與該可動件；當該夾爪運動時，該第三彈性件形變而儲存彈性位能。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該下部夾爪機構更包括：一第四彈性件，沿該第四方向連接該下部夾爪固定座與該夾爪；當該夾爪運動時，該第四彈性件形變而儲存彈性位能。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該下部夾爪機構包括一圓柱結構，該滑動面與該圓柱結構產生相對運動，而帶動該夾爪沿該第四方向運動。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，其中該滑動面係斜面或凸輪輪廓面。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，更包括：一遮罩組件，包括該下部夾爪機構、一框架及一遮罩，該框架具有一非鍍膜面，該遮罩及該下部夾爪機構設於該框架之該非鍍膜面上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，包括：複數個該下部夾爪機構，設於該框架的邊緣。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之基板與遮罩貼合夾持裝置，更包括： 一傳輸機構，係傳輸該遮罩組件至該上部夾爪機構的位置。
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