TW201827934A - 工件台基板交接裝置與預對準方法 - Google Patents

Abstract

工件台基板交接裝置與預對準方法。該裝置包括位於工件台上的檢測回饋裝置和氣浮導軌裝置；安裝在氣浮導軌裝置上的運動基台，氣浮導軌裝置控制運動基台相對工件台沿水平向移動；安裝在運動基台上的支撐台；以及安裝在支撐台上的基板台，基板台上設有真空吸盤裝置，用於吸附基板並帶動基板繞中心軸旋轉；支撐台上對應基板台兩側的位置設有旋轉夾緊機構，用於夾緊基板並與真空吸盤裝置協同工作以實現基板的旋轉；檢測回饋裝置檢測基板位置，並基於檢測結果控制氣浮導軌裝置和/或真空吸盤裝置及旋轉夾緊機構對基板的位置進行調整。本發明不僅為基板的上板和預對準節省了時間，還採用無接觸式的檢測回饋裝置有效避免了污染和損壞基板。

Description

工件台基板交接裝置與預對準方法

本發明提供曝光領域，特別提供一種工件台基板交接裝置與預對準方法。

在當今資訊化社會，顯示器技術的快速發展，使其在人們的生活中扮演著越來越重要的角色。與此同時，人們對顯示器的要求也越來越高。最新出現的OLED（有機發光顯示器）具有超薄、主動發光、高亮度、高對比、寬視角、寬工作溫度範圍、低功耗、低成本、全固態等優點，將為人們提供更加理想的顯示畫面，並對習知的顯示產業格局產生巨大的影響，也被認為是LCD（液晶顯示器）最強有力的競爭者。而OLED的製作依賴於曝光製程，在進行曝光製程之前基板傳輸定位具有很重要的作用。

習知基板傳輸定位方法，具有曝光等待時間長、定位精度低、工作效率低、基板易碎等缺點。習知技術中提供了一種基於接觸式感測器的機械檢測方法，該方法的特點是在基板台上放置位置感測器，實現對玻璃基板的預對準，其缺點是採用接觸式的對準方法容易污染和損壞玻璃基板。

本發明提供一種工件台基板交接裝置與預對準方法，以克服習知技術中基板傳輸曝光工位對上板的等待和預對準的時間過長以及定位不準等問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種工件台基板交接裝置，用於將工件台上的基板至少在基板交接位置和曝光位置之間移動，所述基板交接裝置包括：設置在所述工件台上的檢測回饋裝置和氣浮導軌裝置；安裝在所述氣浮導軌裝置上的運動基台，所述氣浮導軌裝置用於控制所述運動基台相對於工件台沿水平方向移動；安裝在所述運動基台上的支撐台；以及安裝在所述支撐台上的帶有氣孔的基板台，所述基板台利用氣浮承放所述基板，其中：所述基板台上設置有真空吸盤裝置，用於將基板吸附於基板台上以及帶動基板繞真空吸盤裝置的中心軸旋轉；所述支撐台上對應於所述基板台兩側的位置設置有旋轉夾緊機構，所述旋轉夾緊機構用於夾緊被所述真空吸盤裝置吸附的基板，並與所述真空吸盤裝置協同工作以實現所述基板的旋轉；所述檢測回饋裝置用於檢測所述基板是否位於所述基板交接位置或曝光位置，並基於檢測結果控制所述氣浮導軌裝置和/或所述真空吸盤裝置及旋轉夾緊機構對所述基板的位置進行調整。

較佳地，所述支撐台上對應於所述基板台周邊的位置更設置有導向銷和擋銷，用於對所述基板進行限位。

較佳地，所述氣浮導軌裝置包括Y向氣浮導軌和X向氣浮導軌，其中Y向和X向均沿水平方向且Y向與X向相互垂直，所述X向氣浮導軌安裝在所述Y向氣浮導軌上，所述運動基台設置在所述X向氣浮導軌上，所述運動基台在X向氣浮導軌上沿X向運動，所述X向氣浮導軌在所述Y向氣浮導軌上沿Y向運動。

較佳地，所述真空吸盤裝置包括真空吸盤、升降機構、旋轉機構、馬達及真空泵，所述真空吸盤與所述真空泵連接，用於吸附所述基板，所述馬達驅動所述升降機構帶動所述真空吸盤升降，所述馬達驅動所述旋轉機構帶動所述真空吸盤繞其中心軸旋轉，繼而帶動所述基板繞真空吸盤裝置的中心軸旋轉，所述中心軸是沿豎直Z向。

較佳地，所述旋轉夾緊機構包括夾緊部件、氣缸及電磁閥元件，所述氣缸驅動所述夾緊部件夾緊所述基板，所述電磁閥元件控制所述夾緊部件的夾緊力度和角度。

較佳地，透過控制所述夾緊部件的夾緊力度和角度，使所述旋轉夾緊機構與所述真空吸盤裝置協同工作以實現所述基板按預定角度旋轉。

較佳地，所述檢測回饋裝置包括非接觸式探測器和交接安全感測器，所述非接觸式探測器用於探測所述基板的位置，判斷基板是否處於正確的基板交接位置處，所述交接安全感測器用於在基板台進行Rx、Ry方向上的旋轉及Z向的位移時檢測基板台的位置。

較佳地，所述非接觸式探測器為CCD。

本發明更提供一種工件台基板預對準方法，包括： 步驟1、根據檢測回饋裝置的檢測將基板台移動至正確的基板交接位，打開氣閥使基板台上方形成氣浮；步驟2、機械手將基板移動至所述基板台上方，使所述基板懸浮在所述基板台上；步驟3、所述基板台上的真空吸盤裝置伸出並吸住所述基板，機械手返回；步驟4、所述基板周邊的旋轉夾緊機構夾緊所述基板；步驟5、所述真空吸盤裝置根據檢測回饋裝置的檢測繞其中心軸旋轉，同時所述旋轉夾緊機構調整夾緊力度和角度，實現所述基板繞豎直Z向旋轉，完成所述基板的預對準。

較佳地，所述步驟1中根據檢測回饋裝置的檢測將基板台移動至基板交接位置具體包括：在基板未到達工件台之前，基板台沿Rx、Ry方向旋轉並Z向下降調整至上片所需高度，檢測回饋裝置檢查確認基板台交接狀態正常後，用於支撐所述基板台的運動基台透過氣浮導軌裝置沿X、Y向移動到基板交接位置，其中Rx、Ry方向分別為繞X、Y方向旋轉。

較佳地，用於支撐所述基板台的運動基台透過氣浮導軌裝置沿X、Y向移動到基板交接位置包括，所述運動基台在所述氣浮導軌裝置的X向氣浮導軌上沿X向運動，所述X向氣浮導軌在所述氣浮導軌裝置的Y向氣浮導軌上沿Y向運動。

與習知技術相比，本發明的基板交接裝置中採用了氣浮導軌裝置，其摩擦係數極小，運動基台可以快速進行X向、Y向移動，基板交接裝置中真空吸盤裝置可以快速吸住基板，旋轉夾緊裝置快速夾持基板，進行預對準，使得基板的交接時間大幅度地下降；而且工件台透過檢測回饋裝置，可以以真空吸盤的中心軸為中心，快速調整旋轉夾緊機構，實現基板旋轉，從而快速完成基板的預對準；由此大幅度降低曝光工位對上板的等待和預定位時間，大幅度地提高生產率。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合圖式對本發明的具體實施方式做詳細的說明。需說明的是，本發明圖式均採用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

如第1至11b圖所示，本發明的工件台基板交接裝置，包括：Y向氣浮導軌1、安裝在Y向氣浮導軌1上的X向氣浮導軌2、安裝在X向氣浮導軌2上的運動基台3、安裝在運動基台3上的支撐台4以及安裝在支撐台4上的帶有氣孔的基板台5。具體的，支撐台4能夠沿垂向升降，其驅動裝置安裝於運動基台3內；運動基台3能夠在X向氣浮導軌2上沿X向運動，X向氣浮導軌2能夠在Y向氣浮導軌1上沿Y向運動，這樣可以快速實現運動基台3的X、Y向位移，也就是說，可以快速實現帶有氣孔的基板台5的X向、Y向位移。

進一步地，參照第1和2圖，工件台基板交接裝置更包括真空吸盤裝置6、旋轉夾緊機構7和限位元裝置，其中，真空吸盤裝置6安裝在基板台5上，用於吸附基板10；旋轉夾緊機構7和限位元裝置安裝在基板台5周邊的支撐台4上，真空吸盤裝置6與旋轉夾緊機構7配合，實現對基板10的Rz方向旋轉。

具體地，限位元裝置包括第一導向銷81、第二導向銷82和擋銷83，第一、第二導向銷81、82和擋銷83用於對基板10進行導向限位元，避免基板10偏離理論位置太多，起到粗定位的作用。

較佳地，真空吸盤裝置6包括：真空吸盤、升降機構、旋轉機構、馬達及真空泵，其中，真空吸盤與真空泵連接，用於吸附基板10，馬達用於驅動升降機構帶動真空吸盤升降，馬達驅動旋轉機構帶動真空吸盤繞自身旋轉，繼而帶動基板10沿Rz方向旋轉。

較佳地，旋轉夾緊機構7包括：夾緊部件、氣缸及電磁閥元件，氣缸驅動夾緊部件夾緊基板10，電磁閥元件控制夾緊部件的夾緊力度和角度。

較佳地，工件台基板交接裝置更包括檢測回饋裝置，檢測回饋裝置包括非接觸式探測器和交接安全感測器，較佳地，非接觸式探測器為CCD。其中，CCD用於探測基板10的位置，判斷基板10是否處於正確的基板交接位置處，CCD無需與基板10接觸，避免對基板10造成接觸污染、損壞基板10；交接安全感測器用於在基板台5進行Rx、Ry方向上的旋轉及Z向的位移時檢測基板台5的位置，判斷基板台5是否處於正常的交接狀態。

請重點參照第3a至11b圖，本發明更提供一種工件台基板預對準方法，包括：

基板上板和基板10預對準，如第3a至9b圖所示：

（1）在基板10未到達工件台之前，基板台5沿Rx、Ry方向旋轉並Z向下降調整至上片所需高度，交接安全感測器檢查確認交接狀態正常後，運動基台3透過Y向氣浮導軌1和X向氣浮導軌2快速移動到工件台基板交接位置，打開氣閥，向基板台5通氣，使基板台5上方形成氣浮；與此同時，氣浮台92通氣使機械手91吸住基板10準備向基板交接位置運動，如第3a及3b圖所示。

（2）機械手91吸住基板10準確運動到基板交接位置，基板10懸浮在基板台5上，CCD非接觸式探測器檢測基板10的X、Y方向的位置，如第4a及4b圖所示。

（3）真空吸盤裝置6伸出真空吸盤吸住基板10上點A，然後機械手91回到起始位置，如第5a及5b所示。

（4）旋轉夾緊機構7夾緊基板10，使基板10固定，實現基板10的預夾持，如第6a及6b所示。

（5）透過檢測回饋裝置的檢測結果，真空吸盤裝置6以基板10上的點A為中心旋轉真空吸盤，同時旋轉夾緊機構7調整夾緊基板10的角度和力度，進而實現基板10在Rz方向的旋轉，從而快速完成基板10的預對準，檢測回饋裝置是無接觸式的，故不會污染和損害基板10。

（6）關閉氣閥，停止向基板台5氣孔通氣，真空吸盤下降回到起始位置，打開真空閥門，基板台5上的氣孔輸出真空，將基板10吸附在基板台5上，如第7a及7b圖所示，再進行後續曝光製程。

曝光完成後，基板10下板包括以下步驟：

（1）曝光完成後，基板台5回到基板交接位置。

（2）運動基台3驅使基板台5Z向上升，如第8a及8b所示。

（3）交接安全感測器檢查基板台5，確認交接位置正常。

（4）旋轉夾緊機構7鬆開基板10，關閉真空，打開氣閥，向基板台5氣孔通氣，使基板10懸浮在基板台5上，如第9a及9b圖所示。

（6）機械手91運動到基板交接位置，吸住基板10向氣浮台92方向運動，使基板10位於氣浮台92上方，如第10a及10b圖所示。

（7）關閉機械手91中的真空，使基板10與機械手91分離，機械手91撤出，基板10落在氣浮台92上，同時停止向基板台5通氣，如第11a及11b圖所示。

綜上，本發明的基板交接裝置中採用氣浮導軌裝置，因其摩擦係數極小，運動基台3可以快速X向、Y向移動，採用真空吸盤裝置6快速吸住基板10、旋轉夾緊機構7快速夾持基板10，進行基板10預夾緊定位，基板10的交接時間大幅度地下降；而且工件台透過檢測回饋裝置的檢測結果，以真空吸盤自身為中心旋轉，同時調整旋轉夾緊機構7夾緊基板10的角度和力度，實現了基板10在Rz方向的旋轉，從而快速地完成了基板10的預對準，大幅度地降低了曝光工位對上板的等待和預定位時間，大幅度地提高了生產率，同時在預對準時採用無接觸式探測器克服了習知技術中接觸式感測器的缺點，有效避免了污染和損壞基板10。

顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。

1‧‧‧Y向氣浮導軌

2‧‧‧X向氣浮導軌

3‧‧‧運動基台

4‧‧‧支撐台

5‧‧‧基板台

6‧‧‧真空吸盤裝置

7‧‧‧旋轉夾緊機構

81‧‧‧第一導向銷

82‧‧‧第二導向銷

83‧‧‧擋銷

91‧‧‧機械手

92‧‧‧氣浮台

10‧‧‧基板

第1圖為本發明一具體實施方式中工件台基板交接裝置的俯視圖。

第2圖為本發明一具體實施方式中工件台基板交接裝置的主視圖。

第3a至 11b圖為本發明一具體實施方式中各階段基板交接裝置的狀態示意圖。

Claims (11)

1. 一種工件台基板交接裝置，用於將一工件台上的一基板至少在基板交接位置和曝光位置之間移動，該基板交接裝置包括： 設置在該工件台上的一檢測回饋裝置和一氣浮導軌裝置； 安裝在該氣浮導軌裝置上的一運動基台，該氣浮導軌裝置用於控制該運動基台相對於該工件台沿水平方向移動； 安裝在該運動基台上的一支撐台；以及 安裝在該支撐台上的帶有氣孔的一基板台，該基板台利用氣浮承放該基板，其中 該基板台上設置有一真空吸盤裝置，用於將該基板吸附於該基板台上以及帶動該基板繞該真空吸盤裝置的中心軸旋轉； 該支撐台上對應於該基板台兩側的位置設置有一旋轉夾緊機構，該旋轉夾緊機構用於夾緊被該真空吸盤裝置吸附的該基板，並與該真空吸盤裝置協同工作以實現該基板的旋轉； 該檢測回饋裝置用於檢測該基板是否位於基板交接位置或曝光位置，並基於檢測結果控制該氣浮導軌裝置和/或該真空吸盤裝置及旋轉夾緊機構對該基板的位置進行調整。
2. 如申請專利範圍第1項所述之工件台基板交接裝置，其中該支撐台上對應於該基板台周邊的位置更設置有一導向銷和一擋銷，用於對該基板進行限位。
3. 如申請專利範圍第1項所述之工件台基板交接裝置，其中該氣浮導軌裝置包括一Y向氣浮導軌和一X向氣浮導軌，其中Y向和X向均沿水平方向且Y向與X向相互垂直，該X向氣浮導軌安裝在該Y向氣浮導軌上，該運動基台設置在該X向氣浮導軌上，該運動基台在X向氣浮導軌上沿X向運動，該X向氣浮導軌在該Y向氣浮導軌上沿Y向運動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之工件台基板交接裝置，其中該真空吸盤裝置包括一真空吸盤、一升降機構、一旋轉機構、一馬達及一真空泵，該真空吸盤與該真空泵連接，用於吸附該基板，該馬達驅動該升降機構帶動該真空吸盤升降，該馬達驅動該旋轉機構帶動該真空吸盤繞其中心軸旋轉，繼而帶動該基板繞真空吸盤裝置的中心軸旋轉，該中心軸是沿豎直Z向。
5. 如申請專利範圍第1項所述之工件台基板交接裝置，其中該旋轉夾緊機構包括一夾緊部件、一氣缸及一電磁閥元件，該氣缸驅動該夾緊部件夾緊該基板，該電磁閥元件控制該夾緊部件的夾緊力度和角度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之工件台基板交接裝置，其中透過控制該夾緊部件的夾緊力度和角度，使該旋轉夾緊機構與該真空吸盤裝置協同工作以實現該基板按預定角度旋轉。
7. 如申請專利範圍第1項所述之工件台基板交接裝置，其中該檢測回饋裝置包括一非接觸式探測器和一交接安全感測器，該非接觸式探測器用於探測該基板的位置，判斷該基板是否處於正確的基板交接位置處，該交接安全感測器用於在基板台進行Rx、Ry方向上的旋轉及Z向的位移時檢測該基板台的位置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之工件台基板交接裝置，其中該非接觸式探測器為CCD。
9. 一種採用如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之工件台基板交接裝置進行工件台基板預對準的方法，其包括： 步驟1、根據該檢測回饋裝置的檢測將該基板台移動至正確的基板交接位置，打開氣閥使該基板台上方形成氣浮； 步驟2、一機械手將基板移動至該基板台上方，使該基板懸浮在該基板台上； 步驟3、該基板台上的該真空吸盤裝置伸出並吸住該基板，該機械手返回； 步驟4、該基板周邊的該旋轉夾緊機構夾緊該基板； 步驟5、該真空吸盤裝置根據該檢測回饋裝置的檢測繞其中心軸旋轉，同時該旋轉夾緊機構調整夾緊力度和角度，實現該基板繞豎直Z向旋轉，完成該基板的預對準。
10. 如申請專利範圍第9項所述之工件台基板預對準方法，其中該步驟1中根據該檢測回饋裝置的檢測將該基板台移動至基板交接位置具體包括在該基板未到達該工件台之前，該基板台沿Rx、Ry方向旋轉並Z向下降調整至上片所需高度，該檢測回饋裝置檢查確認該基板台交接狀態正常後，用於支撐該基板台的該運動基台透過該氣浮導軌裝置沿X、Y向移動到基板交接位置，其中Rx、Ry方向分別為繞X、Y方向旋轉。
11. 如申請專利範圍第10項所述之工件台基板預對準方法，其中用於支撐該基板台的該運動基台透過氣浮導軌裝置沿X、Y向移動到基板交接位置包括該運動基台在該氣浮導軌裝置的一X向氣浮導軌上沿X向運動，該X向氣浮導軌在該氣浮導軌裝置的Y向氣浮導軌上沿Y向運動。