TWI716856B - 角度調整裝置 - Google Patents

Abstract

一種角度調整裝置包含升降調整機構及角度調整機構。升降調整機構包含上主軸及升降調整組件。升降調整組件與上主軸連接以帶動上主軸。角度調整機構與升降調整機構連接並包含座體、第一調整軸、第一角度調整組件、第二調整軸及第二角度調整組件。座體供升降調整機構穿設，第一調整軸及第二調整軸穿設於座體，第一角度調整組件與座體連接以帶動座體以第一調整軸為軸心樞轉，第二角度調整組件設置於座體並與升降調整機構連接以帶動升降調整機構以第二調整軸為軸心樞轉。藉此，角度調整裝置可根據產品需求調整作業角度以提升產品良率。

Description

角度調整裝置

本發明是有關於一種角度調整裝置，尤其是一種應用於半導體製程設備的角度調整裝置。

目前半導體產業中，常見的製程設備為因應產品(如晶圓)製造上的需求，皆設置有角度調整裝置，用以配合製程需求調整工作元件相對於產品的設置角度。舉例來說，現有晶圓研磨設備中，角度調整裝置多透過人工目測判斷晶圓所需研磨的位置，並且手動操作角度調整裝置，以改變工作元件(如研磨機構)相對於晶圓的角度。然而，如此的角度調整裝置及調整方式，僅侷限於單一方向的角度調整，難以精準且適當地調整工作元件與晶圓的相對角度，且無法於同一設備中，針對不同材質或製程配方的晶圓，快速進行適應性的調整。

有鑑於此，發展一種可多角度調整作業角度的角度調整裝置是業界的一個未來趨勢。

因此，本發明之目的在於提供一種角度調整裝置，透過升降調整機構及角度調整機構的配置可依製程需求多角度地調整工作元件之作業角度，從而提升產品的良率。

依據本發明的結構態樣之一實施方式提供一種角度調整裝置，包含升降調整機構及角度調整機構。升降調整機構包含上主軸及升降調整組件，其中上主軸具有升降軸，上主軸之一端用以與工作元件連接，升降調整組件與上主軸連接並用以帶動上主軸沿升降軸位移。角度調整機構與升降調整機構連接並包含座體、第一調整軸、第一角度調整組件、第二調整軸及第二角度調整組件，其中座體供升降調整機構穿設，第一調整軸穿設於座體，第一角度調整組件與座體連接並用以帶動座體以第一調整軸為軸心樞轉以調整上主軸之作業角度，第二調整軸穿設於座體並與第一調整軸垂直，第二條整組件設置座體上並與升降調整機構連接，用以帶動升降調整機構以第二調整軸為軸心樞轉以調整上主軸之作業角度。

根據前段所述的角度調整裝置，可更包含至少一感測器，感測器可選擇地電性連接升降調整機構及角度調整機構之其中一者以反饋作業角度。

根據前段所述的角度調整裝置，其中座體包含複數軸承設置於座體上，並分別環設於第一調整軸或第二調整軸，且軸承可為滾珠軸承。

根據前段所述的角度調整裝置，其中第一角度調整組件包含第一升降部、第一伺服馬達。第一升降部與座體連 接。第一伺服馬達與第一升降部連接用以調整第一升降部之位置。

根據前段所述的角度調整裝置，其中第一角度調整組件可更包含減速機、螺桿、聯軸器及傾角部。減速機與第一伺服馬達連接用以調整第一伺服馬達的轉速及輸出扭力。螺桿與第一升降部連接並受第一伺服馬達帶動以調整第一升降部之位置。聯軸器設置於螺桿之一端以連接螺桿與減速機。傾角部環設於螺桿之另一端。

根據前段所述的角度調整裝置，其中第二角度調整組件包含第二升降部、第二伺服馬達。第二伺服馬達與第二升降部連接以調整第二升降部之位置。

根據前段所述的角度調整裝置，其中第二角度調整組件可更包含連接件。連接件與第二升降部、第二調整軸及升降調整組件連接，以調整上主軸之作業角度。

根據前段所述的角度調整裝置，其中第二角度調整組件可更包含減速機、螺桿、聯軸器及傾角部。減速機與第二伺服馬達連接用以調整第二伺服馬達的轉速及輸出扭力。螺桿與第二升降部連接並受第二伺服馬達帶動以調整第二升降部之位置。聯軸器設置於螺桿之一端以連接螺桿與減速機。傾角部環設於螺桿之另一端。

根據前段所述的角度調整裝置，其中升降調整組件包含第三升降部及第三伺服馬達。第三升降部與上主軸連接。第三伺服馬達與第三升降部連接以調整第三升降部之位置。

根據前段所述的角度調整裝置，其中升降調整組件更包含減速機、螺桿及聯軸器。減速機與第三伺服馬達連接用以調整第三伺服馬達的轉速及輸出扭力。螺桿第三升降部連接並受第三伺服馬達帶動以調整第三升降部之位置。聯軸器設置於螺桿之一端以連接螺桿與減速機。

本發明的有益效果在於，本發明提供的角度調整裝置可通過角度調整機構多方向地調整上主軸的作業角度，進而多角度地調整工作元件相對於待作業元件的角度，以根據不同的產品加工需求進行調整，提升產品良率。

100‧‧‧角度調整裝置

110‧‧‧升降調整機構

111‧‧‧上主軸

112‧‧‧升降調整組件

113‧‧‧第三伺服馬達

114‧‧‧第三升降部

115、143、155‧‧‧減速機

116、144、156‧‧‧聯軸器

117、145、157‧‧‧螺桿

120‧‧‧角度調整機構

130‧‧‧座體

131‧‧‧第一調整軸

132‧‧‧第二調整軸

133‧‧‧軸承

140‧‧‧第一角度調整組件

141‧‧‧第一伺服馬達

142‧‧‧第一升降部

146、158‧‧‧傾角部

146a、158a‧‧‧轉軸

146b、158b‧‧‧螺帽

150‧‧‧第二角度調整組件

151‧‧‧第二伺服馬達

152‧‧‧第二升降部

153‧‧‧連接件

154‧‧‧穿孔

170‧‧‧感測器

180‧‧‧工作元件

190‧‧‧作業平台

200‧‧‧晶圓研磨裝置

210‧‧‧龍門

220‧‧‧龍門馬達

230‧‧‧基座

240‧‧‧下主軸

250‧‧‧平台

X‧‧‧升降軸

第1圖繪示依照本發明一實施方式的角度調整裝置之立體圖；第2圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置之第一角度調整組件之側視圖；第3圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置之第一角度調整組件之剖面圖；第4圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置之第二角度調整組件之立體圖；第5圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置之第二角度調整組件之剖面圖；第6圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置之升降調整組件之立體圖； 第7圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置之升降調整組件之剖面圖；以及第8圖繪示依照本發明另一實施方式的角度調整裝置應用於晶圓研磨裝置之立體圖。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

第1圖繪示依照本發明一實施方式的角度調整裝置100之立體圖。由第1圖可知，角度調整裝置100包含升降調整機構110及角度調整機構120，其中角度調整機構120與升降調整機構110連接。

詳細來說，升降調整機構110包含上主軸111及升降調整組件112，其中上主軸111具有升降軸X，且上主軸111之一端用以與工作元件180連接，工作元件180可為砂輪，但不以此為限。升降調整組件112與上主軸111連接用以帶動上主軸111沿升降軸X位移，藉此，可調整工作元件180與待作業元件沿升降軸X的相對距離。角度調整機構120包含座體130、第一調整軸131、第一角度調整組件140、第二調整軸132及第 二角度調整組件150。座體130供升降調整機構110穿設，第一調整軸131穿設於座體130，第一角度調整組件140與座體130連接用以帶動座體130以第一調整軸131為軸心樞轉，以調整上主軸111之作業角度。第二調整軸132穿設於座體130並與第一調整軸131垂直，第二角度調整組件150設置於座體130上並與升降調整機構110連接，用以帶動升降調整機構110以第二調整軸132為軸心樞轉，以調整上主軸111之作業角度。也就是說，升降調整組件112可用以調整上主軸111沿升降軸X之方向進行位移，而角度調整機構120可用以調整上主軸111之作業角度，使上主軸111之作業角度可進行第一角度調整方向(圖未示)之調整以及第二角度調整方向(圖未示)之調整。第一角度調整組件140可用以帶動上主軸111以第一調整軸131為軸心在第一角度調整方向進行樞轉，第二角度調整組件150可用以帶動上主軸111以第二調整軸132為軸心在第二角度調整方向進行樞轉，且升降軸X之方向與第一角度調整方向或第二角度調整方向垂直。藉此，角度調整裝置100可透過角度調整機構120多方向地調整上主軸111之作業角度，進而多角度地調整工作元件180相對於待作業元件的角度，以根據不同的產品加工需求進行調整，提升產品良率。

角度調整裝置100可更包含至少一感測器170，感測器170可選擇地電性連接升降調整機構110或角度調整機構120之其中一者以反饋作業角度。詳細來說，感測器170可設置於上主軸111或座體130上，並可即時地反饋上主軸111之作業角度訊息至升降調整機構110或角度調整機構120之至少一 者，進而即時調整上主軸111之作業角度，避免上主軸111因受外力影響而產生角度偏差，導致產品的良率下降。具體而言，感測器170可用以感測上主軸111之作業角度。第1圖實施方式中，感測器170設置於上主軸111，且感測器170為角度感測器，但本發明不以此為限。

角度調整裝置100之座體130可包含複數軸承133，軸承133設置於座體130上並分別環設於第一調整軸131或第二調整軸132，且軸承133可為滾珠軸承。藉此，可使第一角度調整組件140與第二角度調整組件150帶動上主軸111的角度調整作業更加順暢。

第2圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置100之第一角度調整組件140之側視圖。由第2圖可知，第一角度調整組件140可包含第一伺服馬達141及第一升降部142，其中第一升降部142與座體130連接，第一伺服馬達141與第一升降部142連接並用以調整第一升降部142之位置。也就是說，第一伺服馬達141於調整第一升降部142之升降時，第一升降部142可帶動座體130以第一調整軸131為軸心進行樞轉，進而帶動升降調整機構110於第一角度調整方向樞轉。藉此，可調整上主軸111於第一角度調整方向之作業角度。另外，第一角度調整組件140可與感測器170電性連接以接收感測器170所反饋之上主軸111的作業角度訊息，進而即時調整上主軸111於第一角度調整方向之作業角度。

請配合參照第3圖，第3圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置100之第一角度調整組件140之剖面圖。由 第2圖及第3圖可知，第一角度調整組件140可更包含減速機143、聯軸器144、螺桿145及傾角部146，其中減速機143與第一伺服馬達141連接用以調整第一伺服馬達141的轉速及輸出扭力，螺桿145與第一升降部142連接並受第一伺服馬達141帶動以調整第一升降部142之位置，聯軸器144設置於螺桿145之一端以連接螺桿145與減速機143，傾角部146環設於螺桿145之另一端。第一角度調整組件140之傾角部146可包含轉軸146a及螺帽146b，其中轉軸146a可樞轉地穿設於螺帽146b中。詳細來說，角度調整裝置100設置於作業平台190上，螺帽146b可架設於作業平台190上，其中作業平台190可為龍門210(標示於第8圖)，但本發明不以此為限，第一伺服馬達141可透過減速機143及聯軸器144帶動螺桿145，且當螺桿145受第一伺服馬達141帶動時，螺桿145可調整第一升降部142之位置，進而帶動座體130沿第一角度調整方向樞轉，同時轉軸146a會隨座體130於第一角度調整方向的樞轉而於螺帽146b中轉動，使第一角度調整組件140配合座體130的樞轉而傾斜。也就是說，當第一角度調整組件140做動時，第一角度調整組件140可帶動座體130、第二角度調整組件150及升降調整機構110相對待作業元件傾斜，即第一角度調整組件140可調整上主軸111於第一角度調整方向的作業角度，使工作元件180相對於待作業元件於第一角度調整方向傾斜。藉此，可提升角度調整作業的順暢度。

請配合參照第4圖，第4圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置100之第二角度調整組件150之立體圖。由 第1圖及第4圖可知，第二角度調整組件150包含第二升降部152、第二伺服馬達151及連接件153，其中第二伺服馬達151與第二升降部152連接以調整第二升降部152之位置，連接件153與第二升降部152、第二調整軸132及升降調整組件112連接，以調整上主軸111之作業角度。連接件153可包含穿孔154，穿孔154可供升降調整機構110穿設，且升降調整機構110之升降調整組件112與上主軸111分別設置於連接件153之相異兩側。也就是說，第二伺服馬達151調整第二升降部152之升降時，第二升降部152可帶動連接件153以第二調整軸132為軸心進行樞轉，進而帶動升降調整機構110於第二角度調整方向樞轉。藉此，可調整上主軸111於第二角度調整方向之作業角度。另外，第二角度調整組件150可與感測器170電性連接以接收感測器170所反饋之上主軸111之作業角度訊息，進而即時調整上主軸111於第二角度調整方向之作業角度。

請配合參照第5圖，第5圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置100之第二角度調整組件150之剖面圖。由第1圖、第4圖及第5圖可知，第二角度調整組件150可更包含減速機155、聯軸器156、螺桿157及傾角部158，其中減速機155與第二伺服馬達151連接用以調整第二伺服馬達151的轉速及輸出扭力，螺桿157與第二升降部152連接並受第二伺服馬達151帶動以調整第二升降部152之位置，聯軸器156設置於螺桿157之一端以連接螺桿157與減速機155，傾角部158環設於螺桿157之另一端。詳細來說，傾角部158可設置於座體130上並包含轉軸158a及螺帽158b，其中轉軸158a可樞轉地穿設 於螺帽158b中，螺帽158b可架設於座體130上，因此當第二伺服馬達151透過減速機155及聯軸器156帶動螺桿157以調整第二升降部152之升降時，連接件153會受第二升降部152帶動而以第二角度調整方向進行樞轉，同時轉軸158a會隨連接件153於第二角度調整方向的樞轉而於螺帽158b中轉動，使第二角度調整組件150隨連接件153於第二角度調整方向樞轉而傾斜。也就是說，當第二角度調整組件150做動時，第二角度調整組件150可帶動升降調整機構110相對待作業元件傾斜，即第二角度調整組件150可調整上主軸111於第二角度調整方向的作業角度，使工作元件180相對於待作業元件於第二角度調整方向傾斜。藉此，可提升角度調整作業的順暢度。

第6圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置100之升降調整組件112之立體圖。由第6圖可知，升降調整組件112包含第三伺服馬達113及第三升降部114，其中第三升降部114與上主軸111連接，第三伺服馬達113與第三升降部114連接以調整第三升降部114之位置。也就是說，第三伺服馬達113可調整第三升降部114之位置以帶動上主軸111於升降軸X之方向進行位移，進而調整上主軸111之作業位置。藉此，可調整工作元件180與待作業元件沿升降軸X的相對距離。

請配合參照第7圖，第7圖繪示依照第1圖實施方式的角度調整裝置100之升降調整組件112之剖面圖。由6圖及第7圖可知，升降調整組件112可更包含減速機115、聯軸器116及螺桿117，其中減速機115與第三伺服馬達113連接用以調整第三伺服馬達113的轉速及輸出扭力，螺桿117與第三升降部 114連接並受第三伺服馬達113帶動以調整第三升降部114之位置，聯軸器116設置於螺桿117之一端以連接螺桿117與減速機115。詳細來說，第三伺服馬達113可透過減速機115及聯軸器116帶動螺桿117以調整第三升降部114之位置，進而帶動上主軸111沿升降軸X之方向產生位移，藉此，調整上主軸111之作業位置。

另外，本發明之角度調整裝置100可應用於晶圓研磨裝置200，第8圖繪示依照本發明另一實施方式的角度調整裝置100應用於晶圓研磨裝置200之立體圖。第8圖實施方式之角度調整裝置100與第1圖實施方式之角度調整裝置100具有相同的元件及功效，其差異在於第一角度調整組件140與第二角度調整組件150之設置位置不同，在第1圖實施方式中第一角度調整組件140與升降調整組件112設置於上主軸111之相對兩側，而在第8圖實施方式中第二角度調整組件150與升降調整組件112設置於上主軸111之相對兩側。由第8圖可知，晶圓研磨裝置200包含角度調整裝置100、龍門210、龍門馬達220、基座230、下主軸240及平台250，其中龍門210可用於承載角度調整裝置100，龍門馬達220可用於帶動龍門210進行位移，基座230可用以承載龍門210，下主軸240設置於基座230上，平台250設置於下主軸240上。詳細來說，平台250可為陶瓷真空吸盤並設置於下主軸240上，以真空吸附待作業元件，龍門馬達220可帶動龍門210於基座230上產生位移，以將角度調整裝置100承載至工作位置。角度調整裝置100可針對不同的產品加工需求調整其作業角度及作業位置，提升產品良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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‧‧‧角度調整裝置

110‧‧‧升降調整機構

111‧‧‧上主軸

112‧‧‧升降調整組件

120‧‧‧角度調整機構

130‧‧‧座體

131‧‧‧第一調整軸

132‧‧‧第二調整軸

133‧‧‧軸承

140‧‧‧第一角度調整組件

150‧‧‧第二角度調整組件

170‧‧‧感測器

180‧‧‧工作元件

X‧‧‧升降軸

Claims (10)

1. 一種角度調整裝置，包含：一升降調整機構，包含：一上主軸，具有一升降軸，該上主軸之一端用以與一工作元件連接；及一升降調整組件，與該上主軸連接，用以帶動該上主軸沿該升降軸位移；以及一角度調整機構，與該升降調整機構連接，其包含：一座體，供該升降調整機構穿設；一第一調整軸，穿設於該座體；一第一角度調整組件，與該座體連接，用以帶動該座體以該第一調整軸為軸心在一第一角度調整方向樞轉，以調整該上主軸之一作業角度；一第二調整軸，穿設於該座體，並與該第一調整軸垂直；及一第二角度調整組件，設置於該座體上，並與該升降調整機構連接，用以帶動該升降調整機構以該第二調整軸為軸心在一第二角度調整方向樞轉，以調整該上主軸之該作業角度，且該升降軸之方向與該第一角度調整方向或該第二角度調整方向垂直。
2. 如申請專利範圍第1項所述之角度調整裝置，更包含：至少一感測器，其可選擇地電性連接該升降調整機構及該角度調整機構之其中一者以反饋該作業角度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之角度調整裝置，其中該座體包含：複數軸承，設置於該座體上，並分別環設該第一調整軸或該第二調整軸，且該些軸承為滾珠軸承。
4. 如申請專利範圍第1項所述之角度調整裝置，其中該第一角度調整組件包含：一第一升降部，與該座體連接；及一第一伺服馬達，與該第一升降部連接，用以調整該第一升降部之位置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之角度調整裝置，其中該第一角度調整組件更包含：一減速機，與該第一伺服馬達連接，用以調整該第一伺服馬達的一轉速及一輸出扭力；一螺桿，與該第一升降部連接，並受該第一伺服馬達帶動，以調整該第一升降部之位置； 一聯軸器，其設置於該螺桿之一端以連接該螺桿與該減速機；及一傾角部，其環設該螺桿之另一端。
6. 如申請專利範圍第1項所述之角度調整裝置，其中該第二角度調整組件包含：一第二升降部；及一第二伺服馬達，與該第二升降部連接，以調整該第二升降部之位置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之角度調整裝置，其中該第二角度調整組件更包含：一連接件，與該第二升降部、該第二調整軸及該升降調整組件連接，以調整該上主軸之該作業角度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之角度調整裝置，其中該第二角度調整組件更包含：一減速機，與該第二伺服馬達連接，用以調整該第二伺服馬達的一轉速及一輸出扭力；一螺桿，與該第二升降部連接，並受該第二伺服馬達帶動，以調整該第二升降部之位置； 一聯軸器，其設置於該螺桿之一端以連接該螺桿與該減速機；及一傾角部，其環設該螺桿之另一端。
9. 如申請專利範圍第1項所述之角度調整裝置，其中該升降調整組件包含：一第三升降部，與該上主軸連接；及一第三伺服馬達，與該第三升降部連接，以調整該第三升降部之位置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之角度調整裝置，其中該升降調整組件更包含：一減速機，與該第三伺服馬達連接，用以調整該第三伺服馬達的一轉速及一輸出扭力；一螺桿，與該第三升降部連接，並受該第三伺服馬達帶動，以調整該第三升降部之位置；及一聯軸器，其設置於該螺桿之一端，以連接該螺桿與該減速機。

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