TWM638936U - 曝光機之萬向定位裝置之整平機構 - Google Patents

Abstract

本創作係包括一機台、一承座、一光罩承座、一第一流體控制結構及一第二流體控制結構。承座從機台向上依序設一萬向下座組件及一萬向上座組件；萬向下、上座組件相對應而分別設一半球凹部與一半球凸部。第一與第二流體控制結構分別穿過承座及半球凹部而連通半球凸部。當第一流體控制結構啟動且第二流體控制結構關閉時，第一流體控制結構朝半球凹部供入高壓氣體，使半球凹部與半球凸部之間形成一空氣薄膜，使半球凸部與半球凹部間之摩擦力減少，提高萬向轉動效率者。並當第一流體控制結構關閉且第二流體控制結構開啟時，空氣薄膜消失，且半球凹部與半球凸部之間形成真空，進而提高定位效率。達到空氣薄膜可大幅提高萬向轉動調整之效率、真空吸附可大幅提高定位效果，及可多方向自動調整等優點。

Description

曝光機之萬向定位裝置之整平機構

本創作係有關一種曝光機之萬向定位裝置之整平機構，尤指一種兼具空氣薄膜可大幅提高萬向轉動調整之效率、真空吸附可大幅提高定位效果，及可多方向自動調整之曝光機之萬向定位裝置之整平機構。

參閱第9圖，習用曝光機係包括：

一機台910，係用以承載者。

一伸縮組件92，係設於該機台910上。該伸縮組件92至少包括一馬達921、一連結器922及一滾珠螺桿923。

一下座組件93，係設於該伸縮組件92上。

一上座組件94，係設於該下座組件93上，並於四個位置(第9圖僅顯示其中兩個位置)分別各設一調整螺件941，分別用以與該下座組件93螺旋鎖緊或是螺旋放鬆，以進行調整(兩個調X軸方向之水平程度，另兩個調Y軸方向之水平程度，此公知技術，恕不贅述)。

一晶圓95，係設於該萬向上座組件94上。

一光罩承座96，係用以固定一光罩961。

一曝光結構97，係用以發出一光線971，其係穿透該光罩961而使該晶圓95曝光。

問題在於，該上座組件94係於四個位置分別設置該調整螺件941，以達成微量調整該上座組件94在該下座組件93上的位置。

而正常情況下，該光罩961(及該光罩承座96)應為水平，該上座組件94相對應位於一第一位置P1，但實際上當該光罩961有些微傾斜，以致必須透過人工分別調整該四支調整螺件941，而使該上座組件94能相對微量傾斜至一第二位置P2(此為科技業悉知之曝光作業調整，恕不贅述，合先陳明。)時，即造成調整作業繁鎖及十分耗時的缺點，而人工調整亦產生個人調整技術是否成熟的問題。

因此，有必要研發新技術以解決上述缺點。

本創作之目的，在於提供一種曝光機之萬向定位裝置之整平機構，其兼具空氣薄膜可大幅提高萬向轉動調整之效率、真空吸附可大幅提高定位效果，及可多方向自動調整等優點。特別是，本創作所欲解決之問題係在於當公知曝光機之該光罩有些微傾斜，以致必須透過人工分別調整該四支調整螺件，才能使該上座組件能相對微量傾斜時，即造成調整作業繁鎖及十分耗時的缺點，而人工調整亦產生個人調整技術是否成熟的問題。

解決上述問題之技術手段係提供一種曝光機之晶圓邊緣與光罩接觸時的水平與俯仰角半自動整平機構，其包括：一機台，係用以承載者；一承座，係設於該機台上，該承座係包括一伸縮組件、一萬向下座組件及一萬向上座組件；該伸縮組件係設於該機台與該萬向下座組件之間，該萬向下座組件係設一半球凹部，該萬向上座組件係設於該萬向下座組件上，並對應該半球凹部而設一半球凸部； 一光罩承座，係對應該承座而設，該光罩承座係用以固定一光罩，該伸縮組件係控制該承座與該光罩承座相對升降，並當上升時可推頂該半球凹部；使該萬向上座組件透過該半球凸部與該半球凹部進行萬向滑動調整者；一第一流體控制結構，係對應該承座而設，該第一流體控制結構係包括一第一控制部及一第一管部；該第一控制部係用以進行啟動與關閉其中之一動作，且該第一控制部係連通該第一管部之一端，該第一管部之另端係伸入該萬向下座組件，並經該半球凹部連通該半球凸部；及一第二流體控制結構，係對應該承座而設，該第二流體控制結構係包括一第二控制部及一第二管部；該第二控制部係用以進行啟動與關閉其中之一動作，且該第二控制部係連通該第二管部之一端，該第二管部之另端係氣密伸入該萬向下座組件，並經該半球凹部連通該半球凸部；藉此，當該第一控制部啟動且該第二控制部關閉時，該第一控制部係用以持續對該第一管部輸入一流體，該流體係經該第一管部，而以預定壓力供出該半球凹部，並於該半球凹部與該半球凸部之間形成一空氣薄膜，該空氣薄膜係用以撐頂而使該半球凸部與該半球凹部之摩擦力減少，進而提高萬向轉動調整之效率者；並當該第一控制部關閉且該第二控制部啟動時，該空氣薄膜係消失，且該第二控制部係用以持續經該第二管部抽吸該流體，使該半球凹部與該半球凸部之間形成真空，進而提高定位效率者。

本創作之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本創作於後：

10、910:機台

20:承座

21、92:伸縮組件

211、921:馬達

212、922:連結器

213、923:滾珠螺桿

22:萬向下座組件

221:半球凹部

23:萬向上座組件

231:半球凸部

24:固定組件

30、96:光罩承座

31、961:光罩

40:第一流體控制結構

41:第一控制部

42:第一管部

50:第二流體控制結構

51:第二控制部

52:第二管部

60:曝光結構

61、971:光線

91、95:晶圓

93:下座組件

94:上座組件

941:調整螺件

A:流體

A1:空氣薄膜

H1:第一高度

H2:第二高度

P1:第一位置

P2:第二位置

θ:傾斜角

第1圖係本創作之第一實施例之示意圖。

第2圖係本創作之應用於(略為)傾斜之光罩之示意圖。

第3圖係第2圖之部分結構之實施例之示意圖。

第4圖係本創作之應用於整平過程之一之示意圖。

第5圖係本創作之應用於整平過程之二之示意圖。

第6圖係本創作之應用於整平過程之三之示意圖。

第7圖係本創作之應用於整平過程之四之示意圖。

第8圖係本創作之第二實施例之示意圖。

第9圖係公知裝置之示意圖。

本創作係為一種曝光機之萬向定位裝置之整平機構，參閱第1、第2及第3圖，其第一實施例係包括：

一機台10，係用以承載者。

一承座20，係設於該機台10上，該承座20係包括一伸縮組件21、一萬向下座組件22及一萬向上座組件23。該伸縮組件21係設於該機台10與該萬向下座組件22之間；該萬向下座組件22係設一半球凹部221；該萬向上座組件23係設於該萬向下座組件22上，並對應該半球凹部221而設一半球凸部231。

一光罩承座30，係對應該承座20而設，該光罩承座30係用以固定一光罩31，該伸縮組件21係控制該承座20與該光罩承座30相對升降，並當上升時可推頂該半球凹部221；使該萬向上座組件23透過該半球凸部231與該半球凹部221進行萬向滑動調整者。

一第一流體控制結構40，係對應該承座20而設，該第一流體控制結構40係包括一第一控制部41及一第一管部42。該第一控制部41係用以進行啟動與關閉其中之一動作，且該第一控制部41係連通該第一管部42之一端，該第一管部42之另端係伸入該萬向下座組件22，並經該半球凹部221連通該半球凸部231。

一第二流體控制結構50，係對應該承座20而設，該第二流體控制結構50係包括一第二控制部51及一第二管部52。該第二控制部51係用以進行啟動與關閉其中之一動作，且該第二控制部51係連通該第二管部52之一端，該第二管部52之另端係氣密伸入該萬向下座組件22，並經該半球凹部221連通該半球凸部231(如第4圖所示)。

藉此，當該第一控制部41啟動且該第二控制部51關閉時，該第一控制部41係用以持續對該第一管部42輸入一流體A(如第5圖所示)，該流體A係經該第一管部42，而以預定壓力供出該半球凹部221，並於該半球凹部221與該半球凸部231之間形成一空氣薄膜A1，該空氣薄膜A1係用以撐頂而使該半球凸部231與該半球凹部221之摩擦力減少，進而提高萬向轉動調整(如第6圖所示)之效率者。

並當該第一控制部41關閉且該第二控制部51啟動時，該空氣薄膜A1係消失，且該第二控制部51係用以持續經該第二管部52抽吸該流體A，使該半球凹部221與該半球凸部231之間形成真空，進而提高定位(參閱第7圖)效率者。

實務上，該伸縮組件21可包括一馬達211、一連結器212及一滾珠螺桿213。

該馬達211係固定於該機台10上。

該連結器212係立設於該馬達211與該滾珠螺桿213之間。

該滾珠螺桿213係供該伸縮組件21承載該承座20。

藉此，啟動該馬達211，係可透過該連結器212與該滾珠螺桿213配合動作(公知技術，非本案重點，恕不贅述，合先陳明)，而控制該承座20與該光罩承座30相對升降(伸縮)，而可用以進行萬向定位者。

該萬向上座組件23係用以承載一晶圓91。

該第一控制部41可為公知之氣泵結構。

該第二控制部51可為公知之真空泵結構。

該流體A可為高壓空氣。

進一步，本案中，該第一管部42與該第二管部52雖然為各一組，但實際上可為複數組平均於該半球凹部221(如第3圖所示，至於該第二管部52之設計雷同，只差元件編號不同，同樣參考第3圖)之設計。

本案可再包括：

一固定組件24，係設於該半球凹部221，並對應該半球凸部231。該固定組件24可為磁性定位裝置、卡止裝置其中至少一者，用以固定該萬向上座組件23。

一曝光結構60，係對應該光罩承座30而設，該曝光結構60係用以朝該光罩31照射一光線61，該光線61係穿透該光罩31而對該晶圓91進行曝光加工作業者。

在此要先說明的部分是，在實際曝光作業中，該光罩31(實際上是連同該光罩承座30為同一連動結構)在每次曝光作業中，可能都不一定水平而有些微傾斜(如第2圖所示為誇張示意)，則承載該晶圓91之該萬向上座組件23即須能使該 晶圓91配合該光罩31自動調整而可密合(此過程為業界需知，恕不贅述，合先陳明)。

舉例來講，參閱第2(及第4)圖，假設該光罩31與該晶圓91(被該萬向上座組件23承載)可能未保持平行，該晶圓91之一端與該光罩31之間具有一第一高度H1，且該晶圓91之另端與該光罩31之間具有一第二高度H2，該第二高度H2係高於該第一高度H1，進而產生一傾斜角θ(為便於說明，該傾斜角θ係誇大化，合先陳明。)。

此時可進行下列微調整平動作：

[a]啟動該第一控制部41且關閉該第二控制部51(如第4圖所示)：此時該第一控制部41係用以持續對該第一管部42輸入該流體A(亦即高壓空氣)，該流體A係經該第一管部42而供出該半球凹部221，進而可於該半球凹部221與該半球凸部231之間形成該空氣薄膜A1，該空氣薄膜A1可將該半球凸部231撐離該半球凹部221，使該半球凸部231與該半球凹部221之間「幾乎沒有摩擦力」(參閱第5圖)，而可供承載該晶圓91之該萬向上座組件23，輕易的使該晶圓91配合該光罩31自動調整至密合(如第6圖所示，且該光罩31省略未示，合先陳明。)。

[b]啟動該第二控制部51且關閉該第一控制部41：由於該第一控制部41關閉，未能持續供入高壓空氣，使該空氣薄膜A1消失，並因重力而使該半球凸部231回復壓制該半球凹部221，加上該第二控制部51透過該第二管部52持續抽吸該流體A(實際上已算是吸住該半球凸部231)，使該半球凹部221與該半球凸部231之間形成真空，進而提高定位(參閱第7圖)效率者。

此時該萬向上座組件23雖略為傾斜，但該晶圓91係與該光罩31已完全平行密貼。即可進一步再透過該固定組件24固定該萬向上座組件23，進而可供應用於曝光加工作業。

最後，參閱第8圖，關於本案之第二實施例，其與第一實施例之差異處，僅在於下列動作過程：

控制該伸縮組件21退回微量距離(例如30微米、60微米或其他距離)，其係連動拉回該承座20，進而使該晶圓91與該光罩31平行的保持一預定間隙(即該第一高度H1)，再啟動該曝光結構60發出該光線61，該光線61係穿透該光罩31而對該晶圓91進行曝光加工作業。

本創作之優點及功效如下所述：

[1]空氣薄膜可大幅提高萬向轉動調整之效率。當啟動該第一控制部且關閉該第二控制部時，該第一控制部係經該第一管部持續朝該半球凹部輸入該流體，進而可於該半球凹部與該半球凸部之間形成該空氣薄膜，該空氣薄膜可將該半球凸部「撐離」該半球凹部，使該半球凸部與該半球凹部之間「幾乎沒有摩擦力」，而可使該萬向上座組件輕易的讓該晶圓配合該光罩自動萬向轉動，調整至密合。故，空氣薄膜可大幅提高萬向轉動調整之效率。

[2]真空吸附可大幅提高定位效果。當萬向轉動調整完畢後，關閉該第一控制部且開啟該第二控制部，除該空氣薄膜被抽吸消失外，藉由該第二控制部持續抽吸該流體，使該半球凹部與該半球凸部之間形成真空，進而提高定位效率者。故，真空吸附可大幅提高定位效果。

[3]可多方向自動調整。只要該晶圓(也可以說是萬向上座組件)與該光罩間非平行狀態，則當該晶圓(也可以說是萬向上座組件)與該光罩相互接觸時，該萬 向上座組件自動會以該半球凸部在該萬向下座組件之該半球凹部上自行調整角度(不分X、Y或是Z軸方向)，完全不需人工作業，相當方便。故，可多方向自動調整。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本創作，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本創作之精神與範圍。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本創作的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出新型專利申請。

10:機台

20:承座

21:伸縮組件

211:馬達

212:連結器

213:滾珠螺桿

22:萬向下座組件

221:半球凹部

23:萬向上座組件

231:半球凸部

24:固定組件

30:光罩承座

31:光罩

40:第一流體控制結構

41:第一控制部

42:第一管部

50:第二流體控制結構

51:第二控制部

52:第二管部

60:曝光結構

91:晶圓

H1:第一高度

H2:第二高度

θ:傾斜角

Claims (5)

1. 一種曝光機之萬向定位裝置之整平機構，係包括：一機台，係用以承載者；一承座，係設於該機台上，該承座係包括一伸縮組件、一萬向下座組件及一萬向上座組件；該伸縮組件係設於該機台與該萬向下座組件之間，該萬向下座組件係設一半球凹部，該萬向上座組件係設於該萬向下座組件上，並對應該半球凹部而設一半球凸部；一光罩承座，係對應該承座而設，該光罩承座係用以固定一光罩，該伸縮組件係控制該承座與該光罩承座相對升降，並當上升時可推頂該半球凹部；使該萬向上座組件透過該半球凸部與該半球凹部進行萬向滑動調整者；一第一流體控制結構，係對應該承座而設，該第一流體控制結構係包括一第一控制部及一第一管部；該第一控制部係用以進行啟動與關閉其中之一動作，且該第一控制部係連通該第一管部之一端，該第一管部之另端係伸入該萬向下座組件，並經該半球凹部連通該半球凸部；及一第二流體控制結構，係對應該承座而設，該第二流體控制結構係包括一第二控制部及一第二管部；該第二控制部係用以進行啟動與關閉其中之一動作，且該第二控制部係連通該第二管部之一端，該第二管部之另端係氣密伸入該萬向下座組件，並經該半球凹部連通該半球凸部；藉此，當該第一控制部啟動且該第二控制部關閉時，該第一控制部係用以持續對該第一管部輸入一流體，該流體係經該第一管部，而以預定壓力供出該半球凹部，並於該半球凹部與該半球凸部之間形成一空氣薄膜，該空氣薄膜係用 以撐頂而使該半球凸部與該半球凹部之摩擦力減少，進而提高萬向轉動調整之效率者；並當該第一控制部關閉且該第二控制部啟動時，該空氣薄膜係消失，且該第二控制部係用以持續經該第二管部抽吸該流體，使該半球凹部與該半球凸部之間形成真空，進而提高定位效率者。
2. 如請求項1所述之曝光機之萬向定位裝置之整平機構，其中：該伸縮組件係包括一馬達、一連結器及一滾珠螺桿；該馬達係固定於該機台上；該連結器係立設於該馬達與該滾珠螺桿之間；及該滾珠螺桿係供該伸縮組件承載該承座；藉此，當啟動該馬達，係可透過該連結器與該滾珠螺桿，控制該承座與該光罩承座相對升降，而可用以進行萬向定位者。
3. 如請求項1所述之曝光機之萬向定位裝置之整平機構，其中：該萬向上座組件係用以承載一晶圓；該第一控制部係為氣泵結構；該第二控制部係為真空泵結構；及該流體係為高壓空氣。
4. 如請求項1所述之曝光機之萬向定位裝置之整平機構，其又包括：一固定組件，係設於該半球凹部，並對應該半球凸部； 該固定組件係為磁性定位裝置、卡止裝置其中至少一者，用以固定該萬向上座組件。
5. 如請求項3所述之曝光機之萬向定位裝置之整平機構，其又包括：一曝光結構，係對應該光罩承座而設，該曝光結構係用以朝該光罩照射一光線，該光線係穿透該光罩而對該晶圓進行曝光加工作業者。

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