TWI479588B - 校準裝置 - Google Patents

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TWI479588B TW101118922A TW101118922A TWI479588B TW I479588 B TWI479588 B TW I479588B TW 101118922 A TW101118922 A TW 101118922A TW 101118922 A TW101118922 A TW 101118922A TW I479588 B TWI479588 B TW I479588B
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Description

校準裝置
本發明係關於一種校準裝置及校準方法，更詳細而言，係關於一種具備吸附旋轉手段的校準裝置、及使用吸附旋轉手段的校準方法。
在對基板等施行精密加工時，於加工前預先進行加工對象的基板等之校準(位置調整)係為有用。例如，專利文獻1所記載針對黏貼有切割膠帶的基板，藉由在切割前進行校準，便可非常成功地進行切割。
校準用的校準裝置存在有多個種類。其中之一，存在有使校準對象物(例如基板)進行旋轉，檢測旋轉中校準對象物的位置，根據目標位置與所檢測到位置之差而使校準對象物移動，藉此進行校準的校準裝置。
針對上述校準裝置進行詳細地說明。於上述校準裝置中，首先旋轉卡盤吸附基板(校準對象物)的中央附近，並使該基板旋轉。然後，從基板的表面側對上述基板照射光，藉由在背面側檢測光，而判定光所照射的位置是否有基板存在。因為上述基板係進行旋轉，因此藉由持續進行上述光的照射與檢測，便可確認上述基板整體的位置。上述校準裝置係如上述，藉由檢測上述基板的位置，再根據目標位置與所檢測到位置之差而使校準對象物移動，從而進行校準。
然而，上述校準裝置會有校準精度降低的情況。
即，因為旋轉卡盤通常僅吸附校準對象物的中央附近，因此在校準對象物的外周部分會有因自重而造成曲撓等變形的情況發生。於此情況下，因為隨上述變形會導致校準對象物端部的位置等偏移，因此造成上述校準裝置無法正確地檢測上述基板的位置。因此，校準的精度會降低。
尤其，如專利文獻1所記載之黏貼有切割膠帶的基板，僅由切割膠帶所構成的部分會因自重而容易曲撓，導致此問題趨於明顯。所以，於專利文獻2中提案有設置從從背側支撐切割膠帶外周部的支撐手段。
然而，因為專利文獻2的支撐手段會接觸到切割膠帶的背面，因此在校準對象物進行旋轉時會出現摩擦作用，導致對旋轉卡盤施加負荷，存在有消耗電力變大的問題。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-135272號公報
[專利文獻2]日本專利特開2011-3837號公報
本發明係有鑑於上述問題而完成者，目的在於提供一種抑制校準對象物變形、以低負荷進行高精度校準的校準技術。
本發明的校準裝置，具備有吸附旋轉手段與支撐手段。吸附旋轉手段係吸附校準對象物並進行旋轉。支撐手段係在與上述吸附旋轉手段所吸附位置不同的位置噴出惰性氣體，並利用所噴出的上述惰性氣體，支撐進行旋轉的上述校準對象物。
又，本發明的校準方法包括有吸附步驟、旋轉步驟、位置檢測步驟、位置調整步驟；該吸附步驟係利用吸附旋轉手段吸附校準對象物；該旋轉步驟係藉由使上述吸附旋轉手段旋轉，而使上述校準對象物旋轉；該位置檢測步驟係檢測進行旋轉的上述校準對象物位置；該位置調整步驟係使上述校準對象物移動。而且，本發明的校準方法，其特徵在於在上述旋轉步驟中，在與上述吸附旋轉手段所吸附位置不同的位置噴出惰性氣體，並利用所噴出的惰性氣體支撐上述校準對象物。
根據本發明，利用支撐手段支撐校準對象物未被吸附旋轉手段所吸附的部分，可抑制該部分發生因校準對象物的自重所造成曲撓等變形。又，由於支撐手段係以利用所噴出的惰性氣體使校準對象物浮起的方式支撐，因此幾乎不會產生作用於校準對象物的摩擦，可減輕對吸附旋轉手段所施加的負荷。又，亦可防止因固形物接觸到校準對象物所造成校準對象物之損傷。
根據本發明，可抑制校準對象物的變形，俾能以低負荷進行高精度的校準。
針對本發明一實施形態的校準裝置，參照圖1~圖5進行說明。校準裝置100係進行校準對象物10之校準(對位)的裝置。圖1係示意性地表示校準裝置100的概略構造之剖面圖。圖2係示意性地表示本發明一實施形態的校準裝置的概略構造之立體圖。
如圖1所示，校準裝置100的框體101具備有吸附校準對象物10並使其旋轉的旋轉卡盤(吸附旋轉手段)110。
在框體101中更設有支撐取像部120之構造體即橋部102。取像部120係構成在框體101內所設置之主控制部150(未圖示)的影像辨識部156之校準對象物10(嚴格而言為基板11)的位置檢測手段。影像辨識部156係辨識取像部120所取像的影像，而檢測校準對象物10的位置。
校準裝置100進一步具備有在與旋轉卡盤110所吸附位置不同的位置，利用所噴出的惰性氣體支撐與旋轉卡盤110一起旋轉之校準對象物10的支撐部(支撐手段)130。
因為校準裝置100具備有此一支撐部130，因此支撐在進行旋轉的校準對象物10中未被旋轉卡盤110所吸附之外周部分，可抑制該部分因校準對象物10的自重而造成曲撓等變形。藉此，校準裝置100可避免因校準對象物的變形所導 致在校準對象物10的位置檢測時的精度降低，俾可進行高精度的校準。
如圖1所示，本實施形態的校準對象物10係具有基板11黏貼於較基板11更大的切割膠帶(薄膜)12之構造，切割膠帶12係由外框即環狀之切割框13所保持(以上參照圖1與圖2)。因此，如圖2所示，支撐部130較佳為至少支撐在切割膠帶12中沒有黏貼基板11的部分，而切割框13係按押該支撐部分。藉此，可支撐柔軟且容易產生變形的切割膠帶12，從而抑制校準對象物10的變形。
如上所示，校準裝置100藉由位置檢測手段採用取像部120與影像辨識部156，即便位置檢測對象即基板11之素材為玻璃或矽(依情況亦可為玻璃與矽的積層基板)均可對應。又，由於並非為光學性的位置檢測，因此切割膠帶12亦可為不透光的素材、或顏色。
旋轉卡盤110只要為能利用真空泵等機構真空吸附校準對象物10，並使處於吸附狀態的校準對象物10朝吸附面的面內方向旋轉者即可。例如，可使用由一般的真空吸盤與馬達所構成的旋轉卡盤。
又，校準裝置100具備有使旋轉卡盤110朝上述吸附面的面內方向移動之旋轉卡盤位置調整部111。校準裝置100係根據位置檢測手段所檢測到校準對象物10的位置，利用旋轉卡盤位置調整部111使旋轉卡盤110移動，藉此將校準對 象物10校準至目標的位置。
支撐部130係在與旋轉卡盤110所吸附位置不同的位置，利用所噴出的惰性氣體支撐進行旋轉之校準對象物10者。
此一支撐部130較佳為例如具備有在上述不同的位置對校準對象物10噴出惰性氣體的噴嘴131，且從噴嘴131噴出惰性氣體的方向係與重力方向為相反方向。如此，支撐部130可對在校準對象物10中未被旋轉卡盤110所吸附的部分，利用從噴嘴131所噴出的惰性氣體施加具有與重力方向為相反方向之向量成分的力，從而抑制該部分因校準對象物10的自重而造成曲撓等的變形。
上述噴嘴131的形狀並無限定。又，在複數設置噴嘴131的情況時，不限制其數量與配置。於本實施形態中，如圖2所示，噴嘴131係呈箱形狀，且數量為4個。4個噴嘴131係在旋轉卡盤110的外側，於圓周方向上以90°間隔配置。在噴嘴131的上表面，於對應校準對象物10之外周部的部位設有多數個微小的噴出孔。
在噴嘴131設有氣體供應部(未圖示)133。氣體供應部133，例如具備有收容惰性氣體的氣體鋼瓶(未圖示)；連接氣體鋼瓶與噴嘴131之間，並將從氣體鋼瓶吐出的惰性氣體供應至噴嘴131的氣體管(未圖示)；以及調整在氣體管中流通的惰性氣體的流量之流量調整器(未圖示)。再者，流量調整器亦可由電磁閥所構成。氣體供應部133係構成為根據氣 體供應控制部151(參照圖5)的指令，將惰性氣體以非常大的流速供應至噴嘴131。
支撐部130進一步具備有使噴嘴131朝遠離或接近校準對象物10的方向移動之升降平台132。在本實施形態中，因為噴嘴131係設置於升降平台132上，因此隨升降平台132的上下移動，而朝上下方向，換言之即朝遠離或接近校準對象物10的方向移動。升降平台132例如，可由一般的電動平台等所構成。
圖3(A)及(B)係示意性地說明升降平台132的動作之剖面圖。對校準裝置100之校準對象物10的搬送係使用機器臂50而進行。機器臂50係利用吸盤等保持校準對象物10邊緣的切割框13部分，將校準對象物10從前一步驟的處理裝置搬送至校準裝置100。
此時，如圖3(A)所示，若旋轉卡盤110與校準對象物10所接觸的位置、與噴嘴131的上表面係在同一平面內(相同高度)，則當校準對象物10(的切割膠帶12)因自重而發生曲撓等變形時，會有校準對象物10(的基板11重疊部分)對旋轉卡盤110的載置無法順暢進行的情況，於該情況時無法使校準對象物10成功地吸附於旋轉卡盤110。
另一方面，如圖3(B)所示，在校準對象物10的搬送前，藉由升降平台132先將噴嘴131朝離開校準對象物10的方向移動，可使校準對象物10(的基板11重疊部分)成功地吸 附於旋轉卡盤110。
如此，藉由升降平台132將噴嘴131朝遠離或接近校準對象物10的方向移動，便可將校準對象物10成功地搬送至校準裝置100內。
再者，當校準對象物10搬送至校準裝置100內，且旋轉卡盤110吸附校準對象物10並進行旋轉時，如圖1所示，較佳為以使噴嘴131的上表面，稍微低於旋轉卡盤110與校準對象物10所接觸的位置的方式，由升降平台132使噴嘴131進行移動。其目的在於使因校準對象物10的自重所造成的變形，能利用從噴嘴131所噴出惰性氣體的空氣層而解除，俾將校準對象物10大致水平地保持。
圖4係示意性地表示旋轉卡盤位置調整部111的概略構造之俯視圖。作為旋轉卡盤位置調整部111係可列舉例如圖4所示，具備有支撐旋轉卡盤110的托盤115、將托盤115水平地支撐的L形可動板114、使可動板114朝上述吸附面的面內方向(沿紙面的方向)之第1方向(x軸方向)進行直線移動的第1直線移動手段112、以及使可動板114朝第2方向(y軸方向)方向移動的第2直線移動手段113之構成。若依照此一旋轉卡盤位置調整部111，利用第1直線移動手段112與第2直線移動手段113使可動板114朝x軸方向與y軸方向進行直線移動，藉此與可動板114之移動同步地，配合其移動距離使由托盤115所支撐的旋轉卡盤110朝吸附面的面 內方向移動。
如上述，檢測校準對象物10位置的位置檢測手段係含有取像部120與影像辨識部156而構成。取像部120係設置於橋部102，從上方對校準對象物10取像。
本實施形態中，取像部120係對包含校準對象物10之基板11邊緣的區域取像。又，取像部120係對在基板11上所設置之定向平面等角度檢測用標記取像。影像辨識部156係根據取像部120所取像的影像，計算出校準對象物10的中心、與旋轉中心(即旋轉卡盤110的旋轉中心)之偏移，以及旋轉角度。藉此，可檢測出校準對象物10的位置。
以下說明校準裝置100的概略動作。圖5係示意性地說明校準裝置的概略功能之方塊圖。如圖5所示，校準裝置100的主控制部150具備有氣體供應控制部151、升降平台控制部152、旋轉卡盤控制部154及影像辨識部156。
首先，若將校準對象物10搬入至校準裝置100中，旋轉卡盤控制部154就會使校準對象物10吸附於旋轉卡盤110並進行旋轉。此時，氣體供應控制部151係藉由控制氣體供應部133，如箭頭134(參照圖1)所示將惰性氣體供應至噴嘴131，並從其噴出孔如箭頭135(參照圖1)所示將惰性氣體朝上方噴出。利用所噴出的惰性氣體支撐校準對象物10的外周部，可防止校準對象物10變形。又，因為校準對象物10係以浮起的方式支撐，因此幾乎不會產生作用於校準對象物 10的摩擦，可減輕對旋轉卡盤110所施加的負荷。
接著，影像辨識部156係利用取像部120對基板11進行取像。影像辨識部156係取得取像部120所取像的影像，根據該影像，計算出校準對象物10的位置、與預先輸入主控制部150的校準目標位置之差，並將表示該差的資訊傳送至旋轉卡盤控制部154。旋轉卡盤控制部154係控制旋轉卡盤110與旋轉卡盤位置調整部111，以解除所接收之上述差。藉此，校準裝置100便可進行校準對象物10的校準。
校準裝置100的主控制部150係由硬體邏輯所構成即可。或者，如下述，亦可使用CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)並利用軟體實現。
即，主控制部150具備有：執行實現各功能之程式指令的MPU(Micro Processing Unit；微處理單元)等的CPU、儲存此程式的ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)將上述程式展開為可執行之形式的RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)、以及儲存上述程式與各種資料的記憶體等之記憶裝置(記憶媒體)。
而且，本發明之目的並不僅侷限於固定地載持於主控制部150的程式記憶體中的情況，亦可將記錄有上述程式的程式碼(執行形式程式、中間碼程式、或原始程式)的記錄媒體供應給裝置，由裝置讀取出並執行記錄於上述記錄媒體的上述程式碼而達成。
上述實施形態的說明均僅為例示，並應認為非限制本發明者。本發明範圍並非由上述實施形態，而是如申請專利範圍所示。而且，本發明之範圍亦涵蓋與申請專利範圍具均等含義與範圍內的所有變更。
10‧‧‧校準對象物
11‧‧‧基板
12‧‧‧切割膠帶(薄膜)
13‧‧‧切割框
50‧‧‧機器臂
100‧‧‧校準裝置
101‧‧‧框體
102‧‧‧橋部
110‧‧‧旋轉卡盤(吸附旋轉手段)
111‧‧‧旋轉卡盤位置調整部
112‧‧‧第1直線移動手段
113‧‧‧第2直線移動手段
114‧‧‧可動板
115‧‧‧托盤
120‧‧‧取像部
130‧‧‧支撐部(支撐手段)
131‧‧‧噴嘴
132‧‧‧升降平台
133‧‧‧氣體供應部
134‧‧‧箭頭
135‧‧‧箭頭
150‧‧‧主控制部
151‧‧‧氣體供應控制部
152‧‧‧升降平台控制部
154‧‧‧旋轉卡盤控制部
156‧‧‧影像辨識部
圖1係示意性地表示本發明一實施形態的校準裝置的概略構造之剖面圖。
圖2係示意性地表示本發明一實施形態的校準裝置的概略構造之立體圖。
圖3(A)及圖3(B)係示意性地表示對本發明一實施形態的校準裝置搬送校準對象物的概略動作之剖面圖。
圖4係示意性地表示本發明一實施形態的校準裝置的旋轉卡盤位置調整部的概略構造之俯視圖。
圖5係示意性地說明本發明一實施形態的校準裝置的概略功能之方塊圖。
10‧‧‧校準對象物
11‧‧‧基板
12‧‧‧切割膠帶(薄膜)
13‧‧‧切割框
100‧‧‧校準裝置
101‧‧‧框體
102‧‧‧橋部
110‧‧‧旋轉卡盤(吸附旋轉手段)
111‧‧‧旋轉卡盤位置調整部
120‧‧‧取像部
130‧‧‧支撐部(支撐手段)
131‧‧‧噴嘴
132‧‧‧升降平台
134‧‧‧箭頭
135‧‧‧箭頭

Claims (3)

  1. 一種校準裝置，係使黏貼於環狀之切割框底面的切割膠帶中位於上述切割框內側的部分對黏貼於基板底面之校準對象物進行對位，其具備有：吸附旋轉手段，其吸附上述校準對象物之上述切割膠帶中黏貼於上述基板之部分的底面並進行旋轉；以及支撐手段，其朝向上述校準對象物之上述切割膠帶中黏貼於上述切割框部分的底面噴出惰性氣體，利用所噴出的上述惰性氣體支撐與上述吸附旋轉手段一起旋轉的上述校準對象物之上述切割膠帶中黏貼於上述切割框的部分。
  2. 如申請專利範圍第1項之校準裝置，其具備有：升降手段，其在將上述校準對象物吸附於上述吸附旋轉手段前，使上述支撐手段先下降，再於上述吸附旋轉手段吸附於上述校準對象物後，使上述支撐手段上升。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之校準裝置，其具備有檢測上述校準對象物之位置的位置檢測手段。
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