CN102183880A - Led自动曝光机基板快速预定位装置 - Google Patents

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CN102183880A CN2011101200270A CN201110120027A CN102183880A CN 102183880 A CN102183880 A CN 102183880A CN 2011101200270 A CN2011101200270 A CN 2011101200270A CN 201110120027 A CN201110120027 A CN 201110120027A CN 102183880 A CN102183880 A CN 102183880A
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刘卫东
何琪
戚琳
陈睿
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Abstract

本发明公开了一种LED自动曝光机基板快速预定位装置，它包括由杆件和板件构成支撑架，支撑架内设有XY方向移动工作平台，XY方向移动工作平台上垂直设有旋转支撑轴，旋转支撑轴上端连接有真空吸附基板工作台，旋转支撑轴连接旋转驱动传动机构，支撑架上设有边缘感测器，边缘感测器设在真空吸附基板工作台的一侧。其结构简单，操作方便，预定过程中不存在使用顶推的方式，保证晶片在搬送中的破损率为零，降低成本；同时，在基板的放置过程中，无需将基板送入大致基准位置，可以任意放置基板，这样能够大大缩短基板预定位的时间，实现快速预定位，提高效率。

Description

LED自动曝光机基板快速预定位装置
技术领域
本发明属于LED自动曝光机技术，具体涉及一种LED自动曝光机基板的快速预定位方法。
背景技术
LED全自动曝光机是将涂有光刻胶的基板与掩膜重叠，并将掩膜的图形烧制到基板上的设备，是半导体设备最关键的设备之一。
全自动曝光机的主要技术指标体现在搬送控制***的准确性、预定位和曝光定位的精度、曝光光学***的分辨率及曝光光源的均匀稳定性上，而预定位是该设备的关键技术之一，目前，此类设备在国内仍属空白项目，而国外在预定位***中，主要是采用的接触式预定位方式。如现有日本出厂的产品说明书中，对预定位方法是，如图1所示，以顶针60将基板1推向两点基准针61方向定位；顶针60通过气缸和弹簧控制。这种预定位方法的缺陷在于：1、在基板放置位置时，是需要比较准确的，这样基板放置要求比较高；采用高精密的机械手，将基板送入大致基准位置，2、在利用顶针60顶推基板时，对顶推气缸的压力及移动精度要求非常高，否则，将造成半导体晶片破损，从而导致加工成本的增加以及半导体晶片浪费。这也是目前LED全自动曝光加工成本高的原因之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED自动曝光机基板快速预定位装置，以解决上述问题。
本发明的技术方案为：LED自动曝光机基板快速预定位装置，它包括由杆件和板件构成支撑架，支撑架内设有XY方向移动工作平台，XY方向移动工作平台上垂直设有旋转支撑轴，旋转支撑轴上端连接有真空吸附基板工作台，旋转支撑轴连接旋转驱动传动机构，支撑架上设有边缘感测器，边缘感测器设在真空吸附基板工作台的一侧。
支撑架上还设有基板尺寸调整滑道，基板尺寸调整滑道上设有边缘感测器的支撑框架，边缘感测器与支撑框架连接。
支撑框架与基板尺寸调整气缸连接。
旋转支撑轴及真空吸附基板工作台在支撑框架内。
XY方向移动工作平台包括工作平台，工作平台下设有X方向移动轨道和Y方向移动轨道。
将基板放在真空吸附基板工作台上，基板旋转一周，利用边缘感测器采集基板的边缘点的电位信号数据，然后利用边缘点的电位信号数据，将各边缘点进行拟合计算得到基板边缘图形，确定基板的基准点位置，求出基准点与旋转中心点的偏差，再通过移动XY方向移动工作平台和/或转动旋转支撑轴，使基准点进入基准位置，实现基板非接触式快速预定位。其结构简单，操作方便，预定位过程中不存在使用顶推的方式，避免了对顶推装置与半导体晶片基板的接触造成半导体晶片破损问题的发生，保证晶片在搬送中的破损率为零，降低成本；同时，在基板的放置过程中，无需将基板送入大致基准位置，可以任意放置基板，这样能够大大缩短基板预定位的时间，实现快速预定位，提高效率。
附图说明
图1现有接触式预定位示意图。
图2本发明原理示意图。
图3本发明原理俯视示意图。
图4基板任意放置起始位置。
图5本发明装置结构主视示意图。
图6本发明装置结构俯视示意图。
图7本发明装置结构右视示意图。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明权利要求的技术方案，以便于理解本发明的内容，同时，本发明的保护范围并不限于下描述的内容。
如图2所示，基板1放置在XY方向移动工作平台2的旋转支撑轴3上，边缘感测器4为光敏模拟式边缘感测器(Edge Sensor)；边缘感测器4边缘与旋转支撑轴3的中心线的距离为r1是固定常量值，边缘感测器4采集到的是基板1边缘与边缘感测器4边缘的距离值r2，测量值。
如图3所示，基板1是切面式基准面6，即基板的基准面是圆切去一定长度园弧后的一个直边，基准点是直边的中点7。基板1处于准确预定位的状态示意。
如图4所示，基板任意放置起始位置，基准点7不在准确预定位的基准位置。
本装置如图5所示，支撑架100是由杆件和板件构成框架式的支承结构；其顶部是框架的台面101。支撑架内设有XY方向移动工作平台2，XY方向移动工作平台2包括工作平台2.1，工作平台下设有X方向移动轨道2.2(图5所示)和Y方向移动轨道2.3(图7所示)；X方向移动轨道2.2由X向驱动电机及传动装置2.4驱动，Y方向移动轨道2.3由Y向驱动电机及传动装置2.5驱动。
X方向移动轨道2.2和Y方向移动轨道2.3可以是多种结构形式，如底层X方向移动轨道2.2上设滑板，滑板上设Y方向移动轨道2.3，工作平台2.1设在Y方向移动轨道2.3。XY方向移动工作平台2上设有四个光敏传感器，分别用于检测X方向移动量和Y方向移动量。
工作平台2.1垂直设有旋转支撑轴3，旋转支撑轴3上端连接有真空吸附基板工作台10。旋转支撑轴3连接旋转驱动传动机构11。
如图5、7所示，支撑架100的框架的台面101上设基板尺寸调整滑道102，基板尺寸调整滑道102上设有边缘感测器的支撑框架103，边缘感测器4的支撑框架103上设由立板104，边缘感测器4连接在立板104上。如图6所示，旋转支撑轴及真空吸附基板工作台10在支撑框架103内。边缘感测器4设在真空吸附基板工作台10的一侧。图7中旋转支撑轴3及旋转驱动传动机构11未示。
支撑框架103与基板尺寸调整气缸105连接，这样通过移动支撑框架103，可以实现对不同直径的半导体基板进行定位。
支撑框架103内还设有基板检出传感器12，用于检测真空吸附基板工作台10上是否由基板，以便实现自动控制。
边缘感测器为光敏模拟式边缘感测器，是读入旋转中的半导体基板边缘电位信号的关键部件，该部件的精度及抗干扰性能，直接影响到设备的精度，因此，我们选用的是日本KNECE公司的产品，型号位IG-028，计测范围为0-28mm重复观测精度为±10μm。
工作时，将基板任意放置起始位置在真空吸附基板工作台10上，真空吸附基板工作台10将基板吸附，旋转支撑轴3旋转360°；边缘感测器4等间隔角度读取的4096个外缘数据为r2i；将4096个外缘数据由极坐标转化为x，y坐标系的坐标值，再将4096外缘点x，y坐标系的坐标值利用边缘点的电位信号数据用robust法或最小二乘法进行拟合计算得到基板边缘图形；得到基板圆切去一定长度园弧后的一个直边的基准面上的基准点，求出基准点与旋转中心点的偏差，再通过移动XY方向移动工作平台和/或转动旋转支撑轴，使基准点进入基准位置，实现基板非接触式快速预定位。

Claims (5)

1.一种LED自动曝光机基板快速预定位装置，它包括由杆件和板件构成支撑架，支撑架内设有XY方向移动工作平台，其特征在于XY方向移动工作平台上垂直设有旋转支撑轴，旋转支撑轴上端连接有真空吸附基板工作台，旋转支撑轴连接旋转驱动传动机构，支撑架上设有边缘感测器，边缘感测器设在真空吸附基板工作台的一侧。
2.如权利要求1所述LED自动曝光机基板快速预定位装置，其特征在于支撑架上还设有基板尺寸调整滑道，基板尺寸调整滑道上设有边缘感测器的支撑框架，边缘感测器与支撑框架连接。
3.如权利要求2所述LED自动曝光机基板快速预定位装置，其特征在于支撑框架与基板尺寸调整气缸连接。
4.如权利要求2所述LED自动曝光机基板快速预定位装置，其特征在于旋转支撑轴及真空吸附基板工作台在支撑框架内。
5.如权利要求1所述LED自动曝光机基板快速预定位装置，其特征在于XY方向移动工作平台包括工作平台，工作平台下设有X方向移动轨道和Y方向移动轨道。
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