TWI802343B - 對位設備及對位方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種對位設備及對位方法。所述對位設備包含有一第一載台、一第二載台、及一鏡頭模組。所述第一載台具有一第一承載面、及自所述第一承載面形成有一觀察視窗。所述第一承載面用以供一第一物件置於其上，並使所述第一物件的第一對位標記的位置對應於所述觀察視窗。所述第二載台具有一第二承載面，用以供一第二物件置於其上，並使所述第二物件的第二對位標記的位置對應於所述觀察視窗。所述第一載台與所述第二載台能通過相對地移動，以使得所述第一對位標記與所述第二對位標記落在所述鏡頭模組的一景深範圍內。

Description

對位設備及對位方法

本發明涉及一種對位設備及對位方法，尤其涉及一種利於縮小對位誤差的對位設備及對位方法。

現有對位設備是通過將一讀取單元移動至待對位的兩個物件之間，據以分別讀取待對位的兩個所述物件的對位標記，進而實現兩個所述物件的對位作業。然而，在現有對位設備的架構之下，兩個所述物件之間的分開距離較大，因而不利於在上述對位作業之後，對兩個所述物件實施後續的其他作業。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種對位設備及對位方法，其能改善現有對位設備所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種對位方法，其包括：一設置步驟：分別將一第一物件與一第二物件設置於一第一載台與一第二載台上，以使所述第一物件的第一對位標記與所述第二物件的第二對位標記的位置皆沿一預設方向對應於所述第一載台的一觀察視窗，用以供一鏡頭模組進行觀察；一調距步驟：使所述第一載台與所述第二載台相對地移動而靠近，並且令所述第一對位標記與所述第二對位標記之間留有一預設距離，其小於所述鏡頭模組的一景深範圍；以及一對位步驟：以所述鏡頭模組沿所述預設方向且通過所述觀察視窗來同時讀取所述第一對位標記與所述第二對位標記，並確認所述第一對位標記與所述第二對位標記之間的一相對位置。

本發明實施例也公開一種對位設備，其包括：一第一載台，具有一第一承載面，並且所述第一載台自所述第一承載面沿一預設方向形成有一觀察視窗；其中，所述第一載台的所述第一承載面用以供一第一物件置於其上，並使所述第一物件的第一對位標記的位置對應於所述觀察視窗；一第二載台，具有一第二承載面，用以供一第二物件置於其上，並使所述第二物件的第二對位標記的位置對應於所述觀察視窗；以及一鏡頭模組，其沿所述預設方向對應於所述第一載台的所述觀察視窗設置，並且所述鏡頭模組具有一景深範圍；其中，所述第一載台與所述第二載台能通過相對地移動，以使得所述第一對位標記與所述第二對位標記落在所述鏡頭模組的所述景深範圍內，以供所述鏡頭模組通過所述觀察視窗且沿所述預設方向進行觀察。

綜上所述，本發明實施例所公開的對位設備及對位方法，能通過在所述第一載台形成有所述觀察視窗，以使所述鏡頭模組能通過所述觀察視窗來同時讀取位於其所述景深範圍內的所述第一對位標記與所述第二對位標記，來令所述第一物件與所述第二物件在間隔較小（如：間隔小於景深範圍）的相對位置之下完成對位，進而利於所述第一物件與所述第二物件準確地實施後續作業。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“對位設備及對位方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[實施例一]

請參閱圖1至圖7所示，其為本發明的實施例一。如圖1和圖2所示，本實施例公開一種對位設備100及對位方法S100，並且為了便於理解，所述對位方法S100的實施於本實施例中是以採用所述對位設備100來說明，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述對位方法S100也可以是採用其他設備來實施。

如圖3至圖6所示，所述對位設備100於本實施例中包含一第一腔體1、搭配於所述第一腔體1的一第二腔體2、一抽氣模組3、安裝於所述第一腔體1內部的一第一載台4、安裝於所述第二腔體2內部的一第二載台5、一鏡頭模組6、及一補償機構7，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述第一腔體1、所述第二腔體2、所述抽氣模組3、及所述補償機構7可以依據設計需求而省略或以其他構件取代。

於本實施例中，所述第一腔體1與所述第二腔體2能通過相對地移動，據以閉合而共同構成一作業腔室P（如：圖6）。其中，所述第一腔體1與所述第二腔體2較佳是未設有任何觀察視窗，據以降低所述第一腔體1與所述第二腔體2的製造成本，但本發明不以此為限。

再者，所述抽氣模組3可以是連通於所述第一腔體1與所述第二腔體2的至少其中之一（如：所述抽氣模組3於本實施例中是安裝且連通於所述第一腔體1），用以對所述作業腔室P進行抽氣。於本實施例中，所述作業腔室P較佳是通過所述抽氣模組3進行抽氣、直至其達到一預設壓力值的一真空環境，並且所述預設壓力值例如是小於50托（torr），但本發明不以此為限。

所述第一載台4於本實施例中是沿一預設方向D可移動地安裝於所述第一腔體1，並且所述第一載台4具有一第一承載面41、及自所述第一承載面41沿所述預設方向D形成有一觀察視窗42。其中，所述第一載台4的所述第一承載面41用以供一第一物件O1置於其上，並使所述第一物件O1的第一對位標記O11的位置對應於所述觀察視窗42。

需說明的是，所述第一承載面41於本實施例中是面向所述第二載台5，並且所述觀察視窗42是指能夠供光源穿過所述第一載台4的構造，例如：所述觀察視窗42可以包含位於所述第一載台4不同側且呈鏤空狀的多個穿孔421、或是進一步於每個所述穿孔421內鑲嵌有一透明體422（如：玻璃）、又或者是其他構造，而所述鏡頭模組6則是可以包含有數量對應於所述穿孔421的鏡頭。

所述第二載台5於本實施例中是沿所述預設方向D可移動地安裝於所述第二腔體2，並且所述第二載台5具有（面向所述第一載台4的）一第二承載面51，用以供一第二物件O2置於其上，並使所述第二物件O2的第二對位標記O21的位置對應於所述觀察視窗42。也就是說，所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21大致沿所述預設方向D而對應於所述觀察視窗42。

所述鏡頭模組6具有一景深範圍，並且所述鏡頭模組6沿所述預設方向D對應於所述第一載台4的所述觀察視窗42設置。於本實施例中，所述鏡頭模組6並未安裝在所述第一腔體1或是所述第二腔體2，並且所述鏡頭模組6是選擇性地移動進入所述第一腔體1且沿所述預設方向D面向所述觀察視窗42，但本發明不受限於此。

據此，所述第一載台4與所述第二載台5能通過（沿所述預設方向D）相對地移動，以使得所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21落在所述鏡頭模組6的所述景深範圍內，以供所述鏡頭模組6通過所述觀察視窗42且沿所述預設方向D進行觀察。

其中，當所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21落在所述鏡頭模組6的所述景深範圍內時，所述第一物件O1與所述第二物件O2較佳是彼此不接觸、但彼此間隔很小（也就是，間隔小於所述景深範圍），據以利於所述第一物件O1與所述第二物件O2在所述鏡頭模組6進行觀察之後，更為準確地實施其他的後續作業。

再者，所述第一物件O1與所述第二物件O2可以是選用能夠被光源穿透的材質，以利於所述鏡頭模組6讀取所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21的其中之一可以是一貫穿孔，而其中另一則是對應於所述貫穿孔的構型。

此外，所述補償機構7安裝於所述第一載台4與所述第二載台5的至少其中之一（如：所述補償機構7於本實施例中是安裝於所述第一載台4），並且所述補償機構7能依據所述鏡頭模組6的觀察結果，而對應地調整所述第一載台4與所述第二載台5的相對位置，據以利於所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21能夠精準地落在所述鏡頭模組6的所述景深範圍內。

需說明的是，所述補償機構7於本實施例中可以包含有具備不同補償精度的多組補償單元（例如：所述補償機構7包含精度較低的二維移動平台71及精度高於所述二維移動平台的壓電平台72），據以有效率地使所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21被調整至預定位置。

以上為本實施例的所述對位設備100的結構說明，以下接著介紹採用所述對位設備100的所述對位方法S100。如圖2所示，所述對位方法S100於本實施例中依序包含有一設置步驟S110、一調距步驟S130、一對位步驟S150、一抽氣步驟S170、及一連接步驟S190。

以下接著說明本實施例的所述對位方法S100的各個步驟S110～S190的具體實施方式，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，各個步驟S110～S190的實施方式可依據設計需求而加以調整變化，並且所述抽氣步驟S170與所述連接步驟S190的至少其中之一可以省略或是以其他步驟取代。

所述設置步驟S110：如圖2和圖3所示，分別將所述第一物件O1與所述第二物件O2設置於所述第一載台4（如：所述第一承載面41）與所述第二載台5（如：所述第二承載面51）上，以使所述第一物件O1的所述第一對位標記O11與所述第二物件O2的所述第二對位標記O21的位置皆沿所述預設方向D對應於所述第一載台4的所述觀察視窗42，用以供所述鏡頭模組6進行觀察。進一步地說，於所述設置步驟S110中，所述第一腔體1與所述第二腔體2是位在彼此分離的位置，所述鏡頭模組6可以是位在所述第一腔體1與所述第二腔體2的外側。

所述調距步驟S130：如圖2和圖4所示，使所述第一載台4與所述第二載台5相對地移動而靠近，並且令所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21之間留有一預設距離D0，其小於所述鏡頭模組6的所述景深範圍。需說明的是，所述鏡頭模組6可採用高解析度的至少一個鏡頭且其所述景深範圍例如是小於100微米（μm），據以利於所述第一物件O1與所述第二物件O2可以彼此不接觸、但間隔很小（如：所述預設距離D0例如是50微米），但本發明不以此為限。

所述對位步驟S150：如圖2和圖5所示，以所述鏡頭模組6沿所述預設方向D且通過所述觀察視窗42來同時讀取所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21，並確認所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21之間的一相對位置。於本實施例中，所述鏡頭模組6在所述對位步驟S150是通過移動而使其沿所述預設方向D面向所述觀察視窗42。此外，在本發明未繪示的其他實施例中，所述鏡頭模組6也可以是在所述設置步驟S110或所述調距步驟S130時，就移動進入所述第一腔體1。

需說明的是，於所述對位步驟S150之中，當所述鏡頭模組6僅讀取到所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21的其中之一時（或者，當所述鏡頭模組6並未讀取到所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21的其中任一個時），以所述補償機構7使所述第一載台4與所述第二載台5相對地移動、直至所述鏡頭模組6同時讀取到所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21。

進一步地說，於所述對位步驟S150之中，當所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21已被所述鏡頭模組6所同時讀取、但其之間的所述相對位置相較於一預設位置之間存在有一差距時，以所述補償機構7使所述第一載台4與所述第二載台5相對地移動、直至所述差距小於一預設誤差容許值。也就是說，所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21之間的對位（或疊合）精準度須符合預設誤差容許值，並且所述預設誤差容許值可以是至少達到次微米等級，但本發明不受限於此。

所述抽氣步驟S170：如圖2和圖6所示，將所述第一腔體1及所述第二腔體2閉合以共同構成所述作業腔室P，並對所述作業腔室P進行抽氣、直至達到所述預設壓力值的所述真空環境。更詳細地說，當所述鏡頭模組6完成所述對位步驟S150之後，所述鏡頭模組6移動離開所述第一腔體1，以使所述第一腔體1與所述第二腔體2可以閉合而構成所述作業腔室P（也就是，所述鏡頭模組6於所述抽氣步驟S170之前，移動離開所述作業腔室P）。

所述連接步驟S190：如圖2和圖7所示，使所述第一載台4與所述第二載台5相對地移動，以連接所述第一物件O1與所述第二物件O2。於本實施例中，所述第一載台4與所述第二載台5是在所述真空環境下相對地移動，但本發明不受限於此。需額外說明的是，所述第一物件O1與所述第二物件O2之間的具體『連接』方式可以依據設計需求而加以調整變化，例如：壓接、黏接、嵌合、或其他各種相接的方式。

[實施例二]

請參閱圖8所示，其為本發明的實施例二。由於本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異主要在於：所述鏡頭模組6於所述對位設備100中的配置方式。

於本實施例中，所述鏡頭模組6是固定於所述第一腔體1的所述內部且沿所述預設方向D面向所述觀察視窗42。也就是說，於所述對位步驟S150中，所述鏡頭模組6無須移動，即可沿所述預設方向D且通過所述觀察視窗42來同時讀取所述第一對位標記O11與所述第二對位標記O21。

[本發明實施例的技術效果]

綜上所述，本發明實施例所公開的對位設備及對位方法，能通過在所述第一載台形成有所述觀察視窗，使得所述鏡頭模組能通過所述觀察視窗（而以單向）來同時讀取位於其所述景深範圍內的所述第一對位標記與所述第二對位標記，以令所述第一物件與所述第二物件在間隔較小（如：小於景深範圍）的相對位置之下完成對位，進而利於所述第一物件與所述第二物件準確地實施後續作業（如：降低所述第一物件或所述第二物件於實施後續作業時，因移動行程而產生的誤差）。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。

100:對位設備 1:第一腔體 2:第二腔體 3:抽氣模組 4:第一載台 41:第一承載面 42:觀察視窗 421:穿孔 422:透明體 5:第二載台 51:第二承載面 6:鏡頭模組 7:補償機構 71:二維移動平台 72:壓電平台 D:預設方向 P:作業腔室 O1:第一物件 O11:第一對位標記 O2:第二物件 O21:第二對位標記 D0:預設距離 S100:對位方法 S110:設置步驟 S130:調距步驟 S150:對位步驟 S170:抽氣步驟 S190:連接步驟

圖1為本發明實施例一的對位設備的示意圖。

圖2為本發明實施例一的對位方法的步驟流程示意圖。

圖3為本發明實施例一的對位方法的設置步驟的示意圖。

圖4為本發明實施例一的對位方法的調距步驟的示意圖。

圖5為本發明實施例一的對位方法的對位步驟的示意圖。

圖6為本發明實施例一的對位方法的抽氣步驟的示意圖。

圖7為本發明實施例一的對位方法的連接步驟的示意圖。

圖8為本發明實施例二的對位設備的示意圖。

100:對位設備

1:第一腔體

2:第二腔體

3:抽氣模組

4:第一載台

41:第一承載面

42:觀察視窗

421:穿孔

422:透明體

5:第二載台

51:第二承載面

6:鏡頭模組

7:補償機構

71:二維移動平台

72:壓電平台

D:預設方向

O1:第一物件

O11:第一對位標記

O2:第二物件

O21:第二對位標記

D0:預設距離

S150:對位步驟

Claims (15)

1. 一種對位方法，其包括：一設置步驟：分別將能夠被光源穿透的一第一物件與一第二物件設置於一第一載台與一第二載台上，以使所述第一物件的第一對位標記與所述第二物件的第二對位標記的位置皆沿一預設方向對應於所述第一載台的一觀察視窗，用以供一鏡頭模組進行觀察；一調距步驟：使所述第一載台與所述第二載台相對地移動而靠近，並且令所述第一對位標記與所述第二對位標記之間留有一預設距離，其小於所述鏡頭模組的一景深範圍；以及一對位步驟：以所述鏡頭模組沿所述預設方向且通過所述觀察視窗來同時讀取所述第一對位標記與所述第二對位標記，並確認所述第一對位標記與所述第二對位標記之間的一相對位置。
2. 如請求項1所述的對位方法，其中，於所述對位步驟之中，當所述鏡頭模組僅讀取到所述第一對位標記與所述第二對位標記的其中之一時，以安裝於所述第一載台與所述第二載台至少其中之一的一補償機構，使所述第一載台與所述第二載台相對地移動、直至所述鏡頭模組同時讀取到所述第一對位標記與所述第二對位標記。
3. 如請求項1所述的對位方法，其中，於所述對位步驟之中，當所述第一對位標記與所述第二對位標記之間的所述相對位置相較於一預設位置之間存在有一差距時，以所述補償機構使所述第一載台與所述第二載台相對地移動、直至所述差距 小於一預設誤差容許值。
4. 如請求項3所述的對位方法，其中，所述預設誤差容許值限定在次微米等級。
5. 如請求項1所述的對位方法，其中，所述對位方法在所述對位步驟之後，進一步包括有一連接步驟：使所述第一載台與所述第二載台相對地移動，以連接所述第一物件與所述第二物件。
6. 如請求項5所述的對位方法，其中，於所述連接步驟之中，所述第一載台與所述第二載台是在一真空環境下相對地移動。
7. 如請求項6所述的對位方法，其中，所述對位方法在所述對位步驟與所述連接步驟之間進一步包括有一抽氣步驟：將內部安裝有所述第一載台的一第一腔體、及內部安裝有所述第二載台的一第二腔體閉合以共同構成一作業腔室，並對所述作業腔室進行抽氣、直至達到一預設壓力值的所述真空環境。
8. 如請求項7所述的對位方法，其中，於所述對位步驟之中，所述鏡頭模組通過移動而使其沿所述預設方向面向所述觀察視窗；並且所述鏡頭模組於所述抽氣步驟之前，移動離開所述作業腔室。
9. 如請求項1所述的對位方法，其中，所述第一載台安裝於一 第一腔體的內部，所述第二載台安裝於一第二腔體的內部，並且所述第一腔體與所述第二腔體能閉合以共同構成一作業腔室；其中，所述鏡頭模組固定於所述第一腔體的所述內部且沿所述預設方向面向所述觀察視窗。
10. 一種對位設備，其包括：一第一載台，具有一第一承載面，並且所述第一載台自所述第一承載面沿一預設方向形成有一觀察視窗；其中，所述第一載台的所述第一承載面用以供能夠被光源穿透的一第一物件置於其上，並使所述第一物件的第一對位標記的位置沿所述預設方向對應於所述觀察視窗；一第二載台，具有一第二承載面，用以供能夠被光源穿透的一第二物件置於其上，並使所述第二物件的第二對位標記的位置沿所述預設方向對應於所述觀察視窗；以及一鏡頭模組，其沿所述預設方向對應於所述第一載台的所述觀察視窗設置，並且所述鏡頭模組具有一景深範圍；其中，所述第一載台與所述第二載台能通過相對地移動，以使得所述第一對位標記與所述第二對位標記落在所述鏡頭模組的所述景深範圍內，以供所述鏡頭模組通過所述觀察視窗且沿所述預設方向進行觀察。
11. 如請求項10所述的對位設備，其中，所述對位設備進一步包括有一補償機構，其安裝於所述第一載台與所述第二載台的至少其中之一；其中，所述補償機構能依據所述鏡頭模組的觀察結果，而對應地調整所述第一載台與所述第二載台的相對位置。
12. 如請求項10所述的對位設備，其中，所述對位設備進一步包括有：一第一腔體，其內部安裝有所述第一載台；一第二腔體，其內部安裝有所述第二載台，並且所述第一腔體與所述第二腔體能閉合而共同構成一作業腔室；以及一抽氣模組，連通於所述第一腔體與所述第二腔體的至少其中之一，用以對所述作業腔室進行抽氣。
13. 如請求項12所述的對位設備，其中，所述鏡頭模組選擇性地移動進入所述第一腔體且沿所述預設方向面向所述觀察視窗。
14. 如請求項12所述的對位設備，其中，所述鏡頭模組固定於所述第一腔體的所述內部且沿所述預設方向面向所述觀察視窗。
15. 如請求項12所述的對位設備，其中，所述第一腔體與所述第二腔體未設有任何觀察視窗。

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