TWI500111B - 對位裝置及對位方法 - Google Patents

Description

對位裝置及對位方法

本發明，係為有關於對位裝置及對位方法者，更詳細而言，係為有關於具備有旋轉吸著手段之對位裝置，以及使用有旋轉吸著手段之對位方法。

在對於基板等進行精密之加工時，在加工前而進行對於加工對象之基板等的對位(位置之調整)一事，係為有用。例如，針對如同在專利文獻1中所記載一般之被貼附有切割膠帶的基板，藉由在切割前而進行對位，能夠良好一貫地進行切割。

在用以進行對位之對位裝置中，係存在有數種之種類。作為其中一種，係有著使對位對象物(例如基板)作旋轉，並檢測出旋轉中之對位對象物的位置，而根據其與作為目的之位置之間的位置差距，來使對位對象物作移動，而藉由此來進行對位之對位裝置。

針對上述之對位裝置而作詳細說明。在上述對位裝置中，首先，係使旋轉吸盤在基板(對位對象物)之中央附近作吸著，並使該基板旋轉。而後，對於上述基板，而從基板之表面側來照射光，並在背面側而將光檢測出來，藉由此，而判定在將光作了照射的位置處是否存在有基板。上述基板，由於係正在作旋轉，因此，藉由持續進行上述之光的照射以及檢測，能夠對於上述基板全體之位置作確認。上述對位裝置，係如同上述一般，而檢測出上述基板之位置，而根據作為目的之位置與所檢測出之位置之間的差距，來使對位對象物作移動，而藉由此來進行對位。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本公開專利公報「特開2006-135272號公報(平成18年5月25日公開)」

然而，在上述之對位裝置中，係會有對位之精確度降低的問題。

亦即是，旋轉吸盤，由於通常係僅將對位對象物之中央附近作吸著，因此，在對位對象物之外周部分處，會有產生由於其之自身重量所導致的彎曲等之變形的情況。於此情況中，由於伴隨著上述之變形，對位對象物之端部的位置等係會偏移，因此，在上述之對位裝置中，係無法將上述基板的位置正確地檢測出來。因此，對位之精確度係降低。

特別是，當如同專利文獻1中所記載一般之被貼附有切割膠帶之基板的情況時，則僅由切割膠帶所成之部分係容易彎曲，而此問題係成為顯著。但是，對於此種變形作抑制之技術，至今為止係仍未有任何的報告。

本發明，係為有鑑於上述課題而進行者，其主要之目的，係在於提供一種能夠對於對位對象物之變形作抑制並且進行高精確度之對位的對位技術。

本發明之對位裝置，係為具備有將對位對象物作吸著並作旋轉之吸著旋轉手段的對位裝置，其特徵為：在與上述吸著旋轉手段作吸著之位置相異的位置處，係具備有將作旋轉之上述對位對象物作支持之支持手段。

本發明之對位方法，係包含：將對位對象物吸著在吸著旋轉手段上之吸著工程、和藉由使上述吸著旋轉手段作旋轉而使上述對位對象物作旋轉之旋轉工程、和將作旋轉之上述對位對象物的位置檢測出來之位置檢測工程、以及使上述對位對象物作移動之位置調整工程，該對位方法，其特徵為：在上述旋轉工程中，係經由支持手段，而在與上述吸著旋轉手段作吸著之位置相異的位置處來將上述對位對象物作支持。

若依據本發明，則係將旋轉之對位對象物中的並未經由吸著旋轉手段而被作吸著之部分適當地作支持，並對於在該部分處之由於對位對象物的自身重量所導致之彎曲等的變形作抑制。藉由此，而能夠對於對位對象物之變形作抑制，並進行高精確度之對位。

[第1實施型態]

對於本發明之其中一種實施形態的對位裝置，參考圖1～4來作說明。對位裝置100，係為進行對位對象物10之對位的裝置。圖1，係為對於對位裝置100之概略構成作模式性展示的剖面圖。圖2，係為對於對位裝置100之概略構成作模式性展示之上面圖，(a)係為從下方(朝向旋轉吸盤110之方向)來對於對位對象物10作了觀察時之上面圖，(b)係為從橋102之更上方處起來對於對位裝置100作了觀察時之上面圖。

如圖1中所示一般，對位裝置100之筐體101，係具備有將對位對象物10作吸著並使其旋轉之旋轉吸盤(吸著旋轉手段)110。

在筐體101處，係又被設置有身為將投光部(光照射手段)120作支持之構造體的橋102、和將從投光部120所照射而來之光檢測出來的受光部(光檢測手段)121。投光部120以及受光部121，係與被設置在筐體101內之主控制部150(未圖示)的位置檢測部(判斷手段)156一同地而構成將對位對象物10之位置檢測出來的位置檢測手段。位置檢測部156，係與投光部120以及受光部121進行訊號之授受，並檢測出對位對象物10之位置。

對位裝置100，係更進而在與旋轉吸盤110所作吸著之位置相異的位置處，而具備有將旋轉之對位對象物10作支持的支持部(支持手段)130。對位裝置100，由於係如此這般地而具備有支持部130，因此，係將旋轉之對位對象物10中的並未經由旋轉吸盤110而被作吸著之部分作支持，並能夠對於在該部分處之由於對位對象物10的自身重量所導致之彎曲等的變形作抑制。藉由此，對位裝置100，係能夠避免起因於對位對象物10之變形所導致的在對位對象物10之位置檢測中之精確度的降低，而能夠進行高精確度之對位。

特別是，如圖1以及圖2中所示一般，支持部130，較理想，係成為在對位對象物10之外周部分(相對於旋轉中心而較旋轉吸盤110所作吸著之位置更遠的位置)處，而從下方來對於對位對象物10作支持。藉由此，對位裝置100，係對於容易產生彎曲之對位對象物10的外周部作支持，而對於在該外周部處的變形作抑制，並能夠進行高精確度之對位。

(對位對象物)

本實施形態之對位對象物10，係具備有將基板11貼附在較基板11而更大之切割膠帶(薄膜)12上的構成，並在切割膠帶12之中央部處而將基板11作貼附。又，切割膠帶12，係經由身為外框之切割框架13而被作保持(以上，請參考圖1以及圖2(b))。

又，為了在對位中而對於旋轉角度作調整，較理想，係在基板11之外緣部的1個場所而設置有定向平面或者是缺口(切缺)等之記號。

另外，對位裝置100所進行處理之對位對象物10，只要是應進行對位之對象物，則係並不被限定於上述，例如，亦可為金屬或是非金屬之基板、被貼附於基板上之金屬或是非金屬之支持板、切割膠帶或是保護膠帶等之薄膜、以及具備有將該些作了組合之構成者。

(旋轉吸盤)

旋轉吸盤110，只要是能夠藉由真空幫浦等之機構來將對位對象物10作真空吸著，並使吸著後之狀態的對位對象物10在吸著面之面內方向上作旋轉者即可。例如，係可使用一般性的由真空吸盤以及馬達所構成之旋轉吸盤。另外，在本說明書中，所謂的用語「真空吸著」，係指將與被吸著物作接觸之接觸部設為減壓狀態，並藉由其與周圍間之氣壓差來將被吸著物作吸著的意思，上述接觸部(藉由被吸著物與接觸部所形成之空間)係並非一定需要成為所謂的真空狀態。又，「真空吸著」，係亦有記載為「真空抽氣」的情況。

旋轉吸盤110之排氣量等，係只要配合於對位對象物10之尺寸等來適當作選擇即可。又，在旋轉吸盤110中之與對位對象物10相接的接觸面(吸著面)處，係亦可被設置有用以進行真空抽氣之溝，該接面，亦可為由多孔質物質所成。又，旋轉吸盤110之旋轉速度，只要是能夠前後一貫地來良好的進行對位，則並不作特別限定，但是，係可設為2rpm以上50rpm以下之範圍，例如，係可設為10rpm左右。

又，對位裝置100，係具備有使旋轉吸盤110在上述吸著面之面內方向上作移動的旋轉吸盤位置調整部111。對位裝置100，係經由根據後述之位置檢測手段所檢測出之對位對象物10的位置來藉由旋轉吸盤位置調整部111而使旋轉吸盤110作移動，來將對位對象物10朝向目的之位置而作對位。

(支持部)

支持部130，係為在與旋轉吸盤110所作吸著之位置相異的位置處，而將旋轉之對位對象物10作支持者。在本說明書中，所謂「在某一位置而對於某一物體作支持」，係指對於上述某一物體之上述某一位置來施加具備有與重力方向相反方向之向量成分的力一事。

此種支持部130，例如係具備有在上述相異之位置處而與對位對象物10作接觸之接觸部，從該接觸部起而朝向對位對象物10之方向，係以與重力方向成為相反方向為理想。如此這般，支持部130，係對於對位對象物10中的並未經由旋轉吸盤110而被作吸著之部分，而施加具備有與重力方向相反方向之向量成分的力，並能夠對於在該部分處之由於對位對象物10的自身重量所導致之彎曲等的變形作抑制。

上述接觸部之形狀以及素材，雖並未特別限定，但是，係以不會對於對位對象物10之旋轉作阻礙者為理想。亦即是，上述接觸部，係以具備有對於由旋轉吸盤110所致之對位對象物10的旋轉動作進行輔助之旋轉輔助手段為理想。在本實施形態中，上述旋轉輔助手段，係為與對位對象物10相接觸並伴隨著對位對象物10之旋轉而亦使自身作旋轉之滾輪(旋轉體)131。作為上述旋轉輔助手段，除此之外，例如亦可使用鋁、不鏽鋼、合成樹脂等之低摩擦材。

滾輪131，由於係一面與對位對象物10相接觸，一面伴隨著對位對象物10之旋轉而亦使自身作旋轉，因此，除了對於對位對象物10作支持以外，亦能夠將對於對位對象物10之旋轉造成阻礙的磨擦力降低。亦即是，支持部130，係經由具備有滾輪131，而能夠並不對於對位對象物10之旋轉造成阻礙地來將對位對象物10作支持。

另外，滾輪131，較理想，係成為以與旋轉吸盤110之旋轉軸相正交的直線(例如，在圖2(a)中之點鍊線)作為旋轉軸來進行旋轉。藉由此，滾輪131，係伴隨著對位對象物10之旋轉而順暢地作旋轉，而不會有對於對位對象物10之旋轉造成阻礙的情況。

又，支持部130，係亦可並不具備有上述接觸部，而代替此地來具備有對於對位對象物10與支持部130之間供給氣體並對於對位對象物10來施加具備有與重力方向相反方向之向量成分的空氣壓之空氣汽缸構造。就算是設為此種構成，支持部130，亦係能夠對於對位對象物10中的並未經由旋轉吸盤110而被作吸著之部分，而施加具備有與重力方向相反方向之向量成分的力，因此，係能夠對於在該部分處之由於對位對象物10的自身重量所導致之彎曲等的變形作抑制。

支持部130之將對位對象物10作支持的位置，只要是與旋轉吸盤110所吸著之位置相異的位置，則並不被作特別限定，但是，較理想，係如圖2(b)中所示一般，成為相對於旋轉中心而較旋轉吸盤110所吸著之位置更遠的位置。旋轉吸盤110由於通常係吸著於對位對象物10之中央部處，因此，在對位對象物10之外周部(亦即是相對於旋轉中心而較旋轉吸盤110所吸著之位置更遠的位置)處，係容易產生由於自身重量所導致的變形。因此，藉由在外周部處而將對位對象物10作支持，能夠適當地對於對位對象物10之變形作抑制。

特別是，當如同本實施形態一般之將具備有使基板11被貼附在較基板11而更大之切割膠帶12上的構成之對位對象物10作支持的情況時，較理想，係如圖2(b)中所示一般，而成為至少對於在切割膠帶12中之並未被貼附有基板11的部分作支持。藉由此，能夠對於柔軟且容易產生變形之切割膠帶12作支持，並對於對位對象物10之變形前後一貫地作良好抑制。

在本實施形態中，如同圖2之(a)及(b)中所示一般，滾輪131，係在切割框架13內之位置處，以將對位對象物10作均等的支持的方式而被作設置。藉由此，係能夠適當地將對位對象物10作支持。

支持部130，係以又具備有使與對位對象物10相接之接觸部(在本實施形態中，係為滾輪131)在相對於對位對象物10而接近遠離的方向上作移動之升降平台(接觸部移動手段)132為理想。在本實施形態中，滾輪131，由於係被設置在升降平台132之上，因此，係伴隨著升降平台132之上下移動，而在上下方向(換言之，相對於對位對象物10而接近遠離之方向)上作移動。升降平台132，例如，係可藉由一般性之電動平台等來構成。

圖3，係為對於升降平台132之動作作模式性說明的剖面圖。使用圖3，對於升降平台132之優點作說明。

對於對位裝置100之對位對象物10的搬送，例如係使用機器臂50來進行。機器臂50，係藉由吸盤等而將對位對象物10之端部的切割框架13部分作保持，並從前一工程之處理裝置來將對位對象物10搬送至對位裝置100處。

此時，如圖3(a)中所示一般，旋轉吸盤110以及對位對象物10所相接觸之位置、和支持部130以及對位對象物10所相接觸之位置，若是位在同一平面內(位於相同高度)，則當對位對象物10(之切割膠帶12)由於自身重量而產生了彎曲等之變形時，會有無法將對位對象物10(之基板11作重合的部分)的對於旋轉吸盤100上之載置作順暢地進行的情況，於此情況，係無法將對位對象物10前後一貫地而良好的吸著在旋轉吸盤110上。

另一方面，如圖3(b)中所示一般，在對位對象物10之搬送前，經由使升降平台132預先將滾輪131朝向從對位對象物10而遠離之方向來移動，就算是對位對象物10(之切割膠帶12)由於自身重量而產生了彎曲等之變形時，亦能夠將對位對象物10(之基板11作重合的部分)順暢地載置在旋轉吸盤100上，而能夠將對位對象物10前後一貫地而良好的吸著在旋轉吸盤110上。

如此這般，升降平台132，係藉由使滾輪131在相對於對位對象物10而遠離接近的方向上作移動，而能夠將對位對象物10前後一貫地而順利地搬送至對位裝置100內。

另外，當對位對象物10被搬送至對位裝置100內，而旋轉吸盤110係將對位對象物10作吸著並使其旋轉時，較理想，係如圖1中所示一般，以使旋轉吸盤110以及對位對象物10相接觸的位置、和支持部130以及對位對象物10相接觸之位置，成為位在同一平面內(位於相同高度)的方式，來讓升降平台132使滾輪131作移動。

(位置檢測手段)

如同上述一般，將對位對象物10之位置檢測出來的位置檢測手段，係為包含有投光部120、受光部121以及位置檢測部156之構成。投光部120，係被設置在橋102上，並對於對位對象物10而從上方來照射光。受光部121，係被設置在筐體101上，並對於從投光部120所照射而來之光作受光。

在本實施形態中，投光部120，係對於對位對象物10之包含有基板11之端部的區域來照射光。藉由使受光部121檢測出此光，能夠檢測出基板11之旋轉中心(亦即是對位對象物10之旋轉中心)係從對位對象物10之中心或者是基板11之中心而作了多少程度之偏移。

例如，在圖2(b)中，基板11通過投光部120以及受光部121所被設置之位置處的時間，係可作為基板11之中心與基板11之旋轉中心間的距離之函數來作表現一事，若是該技術領域之同業者，則應能夠容易地理解此事。

又，在其他實施形態中，當對位對象物10之中心與旋轉中心係有所偏移的情況時，由於基板11之對於投光部120所照射的光作遮光之區域係會伴隨著旋轉而改變，因此，受光部121所受光之光的形狀亦會改變。位置檢測部156，係亦可設為根據受光部121所受光之光的形狀之改變來計算出對位對象物10之中心與旋轉中心間之偏移，並檢測出對位對象物10之位置。

又，較理想，受光部121，係將如同上述一般之被設置在基板11處的定位平面等之角度檢測用的記號檢測出來，並藉由此而檢測出對位對象物10之角度。

如同上述一般，上述位置檢測手段，由於係能夠將對位對象物10之中心與旋轉中心(亦即是旋轉機盤110之旋轉中心)間的偏移以及旋轉角度檢測出來，因此，能夠檢測出對位對象物之位置。

(對位裝置之概略動作)

於以下，對於對位裝置100之概略動作作說明。圖4，係為對於對位裝置100之概略功能作模式性說明的區塊圖。如圖4中所示一般，對位裝置100之主控制部150，係具備有升降平台控制部152、和吸盤控制部154、以及位置檢測部(判斷手段)156。

首先，當對位對象物10被搬入至對位裝置100中時，升降平台控制部152，係使升降平台132移動至圖3(b)中所示之位置處。接著，對位對象物10之搬送裝置(例如機器臂50)，係以將基板11配置在旋轉吸盤110上的方式來對於對位對象物10作搬送。若是對位對象物10之搬送結束，則升降平台控制部152，係以使旋轉吸盤110以及支持部130在同一平面內而與對位對象物10作接觸的方式，來使升降平台132作移動。

接著，旋轉吸盤控制部154，係將對位對象物10吸著在旋轉吸盤110上，並使其作旋轉。支持部130(之滾輪131)，係對於對位對象物10之外周部作支持，而防止對位對象物10之變形。

後續之動作，係能夠與一般性之對位裝置相同地來進行。亦即是，位置檢測部156，係從投光部120來照射光。受光部121，係將從投光部120所照射而來並經由基板11而被作了遮光或者是未被作遮光之光檢測出來。位置檢測部156，係取得受光部121之檢測結果，並根據該檢測結果，來算出對位對象物10之位置。位置檢測部156，係進而將所算出之對位對象物10之位置與已預先被輸入至主控制部150中之對位的目的位置的兩者間之差計算出來，並將代表該差之資訊送訊至旋轉吸盤控制部154處。旋轉吸盤控制部154，係以將所受訊了的上述差消除的方式，來對於旋轉吸盤110以及旋轉吸盤位置調整部111作控制。藉由上述動作，對位裝置100，係能夠進行對位對象物10之對位。

(變形例)

當在主控制部150處預先被輸入有相關於對位對象物10之顏色(特別是使光透過之切割膠帶12的顏色)的資訊之情況時，位置檢測部156，係亦可由受光部121之光的檢測結果與上述之預先被輸入了的相關於對位對象物10之顏色的資訊，來檢測出對位對象物10之位置。

亦即是，在受光部121處之光的檢測結果，係會受到該光所透過之切割膠帶12的顏色之影響。在本變形例中之位置檢測部156，由於係對於切割膠帶12之顏色作考慮地而將對位對象物10之位置檢測出來，因此，係能夠檢測出更正確之位置。若是作詳細敘述，則例如，位置檢測部156，係亦可在對於受光部121之檢測結果而使用與切割膠帶12之顏色相對應了的修正係數來作了修正後，由修正後之受光部121的檢測結果來計算出對位對象物10之位置。與切割膠帶12之顏色相對應了的修正係數，例如，係只要實驗性地求取出最適當之數值，並將該些與切割膠帶12所可能具有的各顏色相附加關連地而在主控制部150中作為表來預先作記憶，再使位置檢測部156對於該表作參考即可。

又，位置檢測部156，係亦可因應於上述之預先所輸入了的相關於對位對象物10之顏色的資訊，來對於投光部120所照射之光的波長作控制。藉由此，位置檢測部156，係能夠將對位對象物10之更加正確的位置檢測出來。投光部120所應照射之光的波長，例如，係只要實驗性地求取出最適當之數值，並將該些與切割膠帶12所可能具有的各顏色相附加關連地而在主控制部150中作為表來預先作記憶，再使位置檢測部156對於該表作參考即可。

對位裝置100之主控制部150，係只要經由硬體邏輯來構成即可。又，亦可如同下述一般，使用CPU(Central Processing Unit)來經由軟體而實現之。

亦即是，主控制部150，係具備有：對於實現各功能之程式的命令作實行的MPU等之CPU、和將此程式作了儲存的ROM(Read Only Memory)、和將上述程式展開為可實行之形式的RAM(Random Access Memory)、以及將上述程式和各種資料作儲存之記憶體等的記憶裝置(記錄媒體)。

而，本發明之目的，係並不被限定於固定地被限制在主控制部150之程式記憶體中的情況，就算是將記錄有上述程式之程式碼(實行形式程式、中間碼程式或者是源頭程式)的記錄媒體供給至裝置處，並使裝置將被記錄在上述記錄媒體中的上述程式碼讀出並實行之，亦能夠達成本發明之目的。

本發明，係並不被上述之各實施形態所限定，而能夠在申請專利範圍所示之範圍中作各種之變更，關於將在相異之實施形態中所分別揭示的了技術性手段作適當組合所得到之實施形態，係亦被包含在本發明之技術性範圍中。

[產業上之利用可能性]

本發明，例如，係可利用在基板之加工機械的製造領域等之中。

10．．．對位對象物

11．．．基板

12．．．切割膠帶(薄膜)

13．．．切割框架

50．．．機器臂

100．．．對位裝置

101．．．筐體

102．．．橋

110．．．旋轉吸盤(吸著旋轉手段)

111．．．旋轉吸盤位置調整部

120．．．投光部(光照射手段)

121．．．受光部(光檢測手段)

130．．．支持部(支持手段)

131．．．滾輪(旋轉輔助手段)

132．．．升降平台(接觸部移動手段)

150．．．主控制部

152．．．升降平台控制部

154．．．旋轉吸盤控制部

156．．．位置檢測部(判斷手段)

[圖1]對於本發明之其中一種實施形態的對位裝置之概略構成作模式性展示的剖面圖。

[圖2]對於本發明之其中一種實施形態的對位裝置之概略構成作模式性展示的上面圖。

[圖3]對於本發明之其中一種實施形態的對位裝置之接觸部移動手段的概略動作作模式性說明之剖面圖。

[圖4]對於本發明之其中一種實施形態的對位裝置之概略功能作模式性說明的區塊圖。

10．．．對位對象物

11．．．基板

12．．．切割膠帶(薄膜)

13．．．切割框架

100．．．對位裝置

101．．．筐體

102．．．橋

110．．．旋轉吸盤(吸著旋轉手段)

111．．．旋轉吸盤位置調整部

120．．．投光部(光照射手段)

121．．．受光部(光檢測手段)

130．．．支持部(支持手段)

131．．．滾輪(旋轉輔助手段)

132．．．升降平台(接觸部移動手段)

Claims (9)

1. 一種對位裝置，係為具備有將對位對象物作吸著並作旋轉之吸著旋轉手段的對位裝置，其特徵為：在與上述吸著旋轉手段作吸著之位置相異的位置處，係具備有與作旋轉之上述對位對象物相接觸並將作旋轉之上述對位對象物作支持之支持手段。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之對位裝置，其中，上述支持手段，係成為在相較於上述吸著旋轉手段所作吸著之位置而更從上述對位對象物之旋轉中心遠離的位置處，而將上述對位對象物作支持。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之對位裝置，其中，上述支持手段，係具備有：與作旋轉之上述對位對象物相接觸之接觸部、和使上述接觸部在相對於上述對位對象物而作遠離接近的方向上作移動之接觸部移動手段。
4. 如申請專利範圍第3項所記載之對位裝置，其中，上述接觸部，係具備有伴隨著上述吸著旋轉手段之旋轉而對於上述對位對象物之旋轉動作作輔助之旋轉輔助手段。
5. 如申請專利範圍第4項所記載之對位裝置，其中，上述旋轉輔助手段，係為與上述對位對象物相接觸並伴隨著該對象物之旋轉而亦使自身作旋轉之旋轉體。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之對位裝置，其中，上述旋轉體，係成為以與上述吸著旋轉手段之旋轉軸相正交的旋轉軸為中心而作旋轉。
7. 如申請專利範圍第1項所記載之對位裝置，其中，上述對位對象物，係具備有使基板被貼附在較該基板而更大的薄膜上之構成，上述支持手段，係成為至少將在上述薄膜中之未被貼附有基板的部分作支持。
8. 如申請專利範圍第1項所記載之對位裝置，其中，係具備有將上述對位對象物之位置檢測出來的位置檢測手段。
9. 一種對位方法，係包含：將對位對象物吸著在吸著旋轉手段上之吸著工程、和藉由使上述吸著旋轉手段作旋轉而使上述對位對象物作旋轉之旋轉工程、和將作旋轉之上述對位對象物的位置檢測出來之位置檢測工程、以及使上述對位對象物作移動之位置調整工程，該對位方法，其特徵為：在上述旋轉工程中，係經由支持手段，而在與上述吸著旋轉手段作吸著之位置相異的位置處來與上述對位對象物相接觸並將上述對位對象物作支持。