專利名稱：光伏工廠的設備工件傳送中的批次設備機器臂和方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例大致關于在每小時可生產l，OOO或更多工件以及高達 40,000或更多工件的高產率工廠體系中，進行批次陣列式工件操作及處理的自 動化設備。
背景技術：
可利用稱為光伏(photovoltaic, PV)(使用鋪設成模塊的太陽能電池)的太陽 能技術，將來自太陽的太陽能轉變成電能。太陽能電池可將太陽光直接轉換成 電流，以驅動設備、對電池充電或轉換成交流電以供并網(wǎng)發(fā)電(on-grid)應用。如果供應要滿足客戶需求的話，必須能同時批處理多個太陽能電池工件， 才能提高制造PV電池及模塊的產率。為制造PV電池及模塊，須在工件上執(zhí) 行多種處理。因此，工件必須能以有效的方式從一個處理工具移動到另一處理 工具。 一種處理工具可包含相互耦接在一起的一個或多個腔室。舉例來說，執(zhí) 行真空工藝的處理工具可包含有彼此耦接的一個或多個處理腔室和一個或多 個加載鎖定腔室。對諸如度量(metrology)之類的非真空處理來說，處理工具中 也可包含一個或多個度量腔室。因此，現(xiàn)有技術中需要實現(xiàn)多個太陽能電池工件由一個機器裝置到另一個 相連處理腔室和處理設備的高產率且低成本的自動化機器操作。發(fā)明內容本發(fā)明大致包括可用于自動化大量(highvolume)工件制造體系的設備，該 設備包含從一組包含平行線路(channd)的生產線中以規(guī)則方式組織而成的陣 歹U工{牛操作(array work-piece handling)禾口陣歹ll工件處理(array work-piece processing)。對各特定目標來說，工廠體系可支持大量(river)工件，其包含可 被進一步細分成一個或多個線路的多條流水線(stream)或生產線(line)。在某些 情況下，這些線路可在連續(xù)輸送帶上操作，其它情況下則可在分段的片段式(segmentedpiece-wise)的連續(xù)批次中操作。批次陣列可以是一維或二維的(艮口， lx n或n x m個工件)。
這些工件可從堆疊供給轉為由多個線路(包含流水線)組成的平行陣列而 傳送或呈現(xiàn)給設備。此外，這些工件可在制造體系的實體之間經(jīng)由陣列至陣列 式的批次傳送線路來進行傳送。這些工件可采平行至平行批次傳送操作(相對 于一次僅傳送一個工件的體系而言)而在制造體系中傳送。工件流水線的機器 化操作可發(fā)生在機器臂裝置之間、機器臂裝置與處理設備之間，以及在處理設 備內。
在一實施方式中，公開一種工件批次傳送設備。該設備包含軌道(延伸
在處理系統(tǒng)的多個腔室之間)；第一機器臂，與該軌道耦接以于該軌道上移動； 第一陣列末端作用器，設置在該第一機器臂上；該第一陣列末端作用器具有多 個第一指部，在這些第一指部間可設置有一個或多個工件；第二機器臂，與該 軌道耦接以沿著該軌道移動；以及第二陣列末端作用器，設置在該第二機器臂 上；該第二陣列末端作用器具有多個第二指部，且每個第二指部在共同軸上與 相對應的第一指部彼此對齊。
在另一實施方式中，公開一種傳送工件的方法。此該方法包括其上設置有 多個工件的第一陣列末端作用器從第一加載鎖定腔室移動到處理腔室內；該第 一陣列末端作用器沿著軌道移動，利用升高多個舉升銷來抬高這些工件；沿著 該軌道縮回該第一陣列末端作用器至該第一加載鎖定腔室；沿著該軌道將第二 陣列末端作用器自第二加載鎖定腔室移動到該處理腔室內；降低這些舉升銷以 將這些工件放置在該第二陣列末端作用器上；以及將該第二陣列末端作用器縮 回至該第二加載鎖定腔室中。
在另一實施方式中，公開一種傳送工件的方法。該方法包括沿著軌道在第 一加載鎖定腔室與處理腔室間移動第一陣列末端作用器；該第一陣列末端作用 器具有多個第一指部，在第一指部間可設置有多個工件，將這些工件設置在該 處理腔室內的多個舉升銷上；從該處理腔室內縮回第一陣列末端作用器；沿著 該軌道在第二加載鎖定腔室與該處理腔室間移動第二陣列末端作用器；該第二 陣列末端作用器具有多個第二指部，且每個第二指部沿著共同軸與相對應的第 一指部對齊；從這些舉升銷上取回這些工件；以及從該處理腔室縮回該第二陣 列末端作用器。


為讓本發(fā)明的上述特征更明顯易懂，可配合參考實施例說明，其部分在附 圖中示出。須注意的是，雖然附圖公開本發(fā)明特定實施例，但其并非用以限定 本發(fā)明的精神與范圍，任何本領域的技術人員，當可作各種修改與潤飾而得等 效實施例。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施方式的處理系統(tǒng)的頂視圖； 圖2為圖1的處理系統(tǒng)的側視圖； 圖3A為圖1的處理系統(tǒng)的前視圖3B為圖1的處理系統(tǒng)的立體視圖，示出從堆疊拾起的工件的線性陣列；
圖4A 4D示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，將工件從堆疊排列傳送到線性陣 列排列的工序；
圖5A 5C示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，通過處理系統(tǒng)抓取工件的工序； 圖6是圖1的處理系統(tǒng)的前視圖，其中以線性陣列從堆疊的工件中取回多 個工件；
圖7是圖1的處理系統(tǒng)的頂視圖，其中有多個工件放置在置入機器臂的陣 列末端作用器上；
圖8A 8C示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，將多個工件放在置入機器臂的陣 列末端作用器上的工序；
圖9A示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，被放置在置入機器臂的陣列末端作用 器上的多個工件的前視圖9B為圖9A的放大圖IO是圖1的處理系統(tǒng)的頂視圖，其中置入機器臂的陣列末端作用器被 部分置入該處理工具中；
圖11是圖1的處理系統(tǒng)的頂視圖，其中置入機器臂的陣列末端作用器被
置入該處理工具中；
圖12A 12D示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，將多個工件放在處理工具的工 件接收器上的工序；
圖13是圖1的處理系統(tǒng)的頂視圖，具有多個工件在處理工具中且置入機 器臂的陣列末端作用器被縮回以接收更多的工件；圖14是依據(jù)本發(fā)明另一實施方式的處理系統(tǒng)的頂視圖15是依據(jù)本發(fā)明一實施方式，傳送機器臂的陣列末端作用器延伸進入 處理工具內的頂視圖16是圖15的傳送機器臂的陣列末端作用器已從處理工具中取回多個工 件后的頂視圖17是圖16的傳送機器臂的陣列末端作用器旋轉時的頂視圖18是轉動圖17的傳送機器臂的陣列末端作用器以將工件置入至另一處
理工具時的頂視圖19是當圖18的傳送機器臂的陣列末端作用器置入至另一處理工具時的 頂視圖20是當圖14的處理系統(tǒng)具有多個工件位于另一處理工具內時的頂視
圖21是工件卸載機器臂的陣列末端作用器延伸進入處理工具內以取回多 個工件時的頂視圖22是工件卸載機器臂的陣列末端作用器卸下多個工件時的頂視圖23A和23B是多個處理工具耦接在一起時的示意圖24是依據(jù)本發(fā)明另一實施方式，處理工具的平行至平行排列的頂視圖25是圖24處理工具的陣列末端作用器延伸進入處理腔室內時頂視圖26為圖25的截面圖27是圖24處理工具的陣列末端作用器延伸進入處理腔室內時的截面
圖28是圖24處理工具的截面圖，其中工件是被處理腔室內的多個舉升銷 所接收；
圖29是圖24處理工具的另一陣列末端作用器進入處理腔室內以取回工件 時的截面圖30是圖24處理工具的頂視圖，其中有多個工件被置入處理腔室內； 圖31是圖24處理工具的頂視圖，其中從處理腔室內取回多個工件并送入 卸載鎖定腔室中；
圖32是可處理光伏工件的晶片制造廠的示意圖。
為便于了解，附圖中相同的標號表示相同的組件。某一實施例采用的組件當不需特別詳述而可應用到其它實施例。
具體實施例方式
本發(fā)明大致包含可用于自動化大量(highvolume)工件制造體系的設備，該 體系包含工件操作(work-piece handling)禾口工件處理(work-piece processing)。圖 32為晶片制造廠(FAB)的示意圖，有時稱為工廠，通過將工件引入至處理線 (processing line)來處理光伏工件。該處理線有時又稱為"流水線(streams)"。 FAB中多條相同的處理線又可合稱為"組流水線(river)"。這些工件開始可堆 疊在彼此頂部，但在被引入至處理線之前，將其從堆疊排列轉變成陣列排列。 處理線或流水線中個別陣列(如箭頭所示彼此相鄰排列)，可被稱為陣列線路 (array channels)。
可通過陣列至陣列式(array to array)傳送方式，沿著處理線或流水線而在處 理工具間傳送這些工件，使得陣列的工件可由一個處理工具以陣列的方式，而 非一次傳送一個工件的方式，被傳送到另一個處理工具中。各種處理工具可包 括一個或多個度量工具。以流動通過方式(a flow through manner)排列這些處理 工具，使得這些處理工具可以線性方式排列；或是以非線性的流經(jīng)方式排列(a flow-by arrangement);或是流動通過與流經(jīng)兩種方式混合排列。以平行至平行 (parallel to parallel)的批次傳送操作，而在制造體系中傳送這些工件。用于傳送 的機器化操作可以是在機器臂裝置之間、機器臂裝置與處理設備之間、或是處 理設備內進行。
每當任一處理線中有處理工具被關閉時，可將工件繞過該已關閉的處理工 具而送至FAB內交換節(jié)點處相鄰的處理線，而不是直接關掉含有該已關閉處 理工具的整條處理線。可通過緩沖站(buffer stations)或儲料站(stocker stations) 將多個工件傳送至其它處理線或流水線中。緩沖站可允許在相鄰處理線或流水 線之間進行傳送，至于儲料站則是可允許在非相鄰的處理線或流水線之間進行 傳送。緩沖站還可用來存放等待被送往下一處理工具的工件。在已關閉的處理 工具后面的一個位置處，可通過緩沖站或儲料站將工件送回至含有該己關閉的 處理工具的處理線中。待處理線或流水線中的處理已全部執(zhí)行完畢后，可將陣 列排列的工件再度轉變回堆疊排列。在處理工具關機期間，可提高FAB中其 它處理線的產率，以使FAB產率在一段特定時間內維持穩(wěn)定的最佳產量。在本文中，陣列(array)—詞，有時又稱矩陣(matrix)，可以理解成包含以n x m形式排列的多個工件，其中iel且n^1，且n與m中至少一個大于1。陣列是指一組以平板(tabular)形式展開的光伏工件，通常是多行、多列或多行加上多列。批次陣列則是一組陣列(a group of arrays)。批次陣列傳送是指傳送一組陣列。
雖然此處的說明可涵蓋在處理工具內進行的批次工件傳送、在工具之間的陣列至陣列式工件傳送以及堆疊至陣列式(stackto array)工件傳送，但所要求保護的范圍是針對光伏工件在處理工具內的批次工件傳送。
圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施方式的處理系統(tǒng)100的頂視圖。處理系統(tǒng)100包括處理工具102、堆疊至平行式(stack-to-parallel)裝載機器臂104、和置入機器臂106。處理工具102可包括多個用來界定出處理工具102的處理空間的壁108。雖然將其繪示成一個處理腔室，但需知處理工具102可指一個或多個腔室，其彼此耦接以完成工藝中的一個或多個處理步驟。 一個或多個腔室可包括加載鎖定腔室、處理腔室、度量腔室(metrologychambers)等。這些處理腔室可包括化學氣相沉積(CVD)室、物理氣相沉積(PVD)室、蝕刻腔室、清潔腔室等。在處理期間，可將這些工件設置在處理工具102的一個或多個接收器110上。這些接收器110可設有一個或多個舉升銷或多個橫跨腔室的桿。在一個實施方式中，這些工件可包括太陽能電池工件。
可利用置入機器臂106將這些工件置入處理工具102中。該置入機器臂106可沿著軌道116，在工件可設置在該置入機器臂106上的位置與該工件可被置入處理工具102的位置之間移動。置入機器臂106可包括陣列末端作用器(具有自掌部114延伸出來的一個或多個指部112)。末端作用器可包括設在機器臂末端用來與環(huán)境互動的裝置。末端作用器的確切性質根據(jù)機器臂的應用而定。該末端作用器本質上是連接到機器臂上用以夾持光伏工件的"手(hand)"。陣列末端作用器是能夠夾持一個或多個陣列的光伏工件(而非單一工件)的末端作用器。每個指部112可包括一個或多個凹槽(slot)126，用以夾持一個或多個工件。在一實施方式中，陣列末端作用器具有8個指部112，每個指部112包含8個凹槽126。這些凹槽126排列在陣列末端作用器上，使得沿著多個指部112具有多列凹槽126。雖然以下本發(fā)明的描述是關于具有8個凹槽126的8個指部112，但須知也可根據(jù)期望的批次工件尺寸和所需的設備產量，而使用具有更多或更少凹槽126的更多或更少的指部112。
可利用堆疊至平行式裝載機器臂104而將工件放置在陣列末端作用器上。裝載機器臂104可包括一個或多個設置在條狀物122上的工件取回器124。在一實施方式中， 一個或多個工件取回器124可包括8個工件取回器124。條狀物122可在與軌道116(置入機器臂106可在軌道116上移動)垂直的平面上移動。條狀物122從可沿軌道118移動的移動構件120處延伸出來，該移動構件120可將工件取回器124選擇性地放置在工件上方和陣列末端作用器的指部112上的凹槽126上方。
圖2是圖1的處理系統(tǒng)的側視圖。如圖2所示，處理工具102可包含頂部202和底部204。延伸在與軌道118(條狀物122可在其上移動)平行的平面中的多個側壁218，可在處理工具102的頂部202和底部204之間延伸。每個側壁218可包含開口 208a、 208b。置入機器臂106的陣列末端作用器可經(jīng)由開口208a而進入處理工具102以將工件放置在處理工具102中。類似的，另一機器臂(未示出)可經(jīng)由開口 208b進入處理工具102以取回經(jīng)處理完畢的工件。處理工具102可利用多個支腳206支撐離開地面。
可利用支柱210將軌道118(堆疊至平行式裝載機器臂104的移動構件120可在其上移動)設置在置入機器臂106的陣列末端作用器的多個指部112的上方。移動構件120可移動條狀物122，而在其上的一個或多個工件取回器124設置于陣列末端作用器的多個指部112以及一疊工件216的上方，而該疊工件216設置在支柱212頂端上的工件分配器214中。工件分配器214中的該疊工件216可節(jié)省寶貴的儲存空間，因為這些工件是被垂直地迭放在工件分配器214中。
處理期間，移動構件120可將適當?shù)墓ぜ』仄?24放置在該疊工件216上，如圖3A所示。之后，致動器302可垂直移動工件分配器214，如圖3B中的箭頭"A"所示，使得工件304可被工件取回器124取回。工件304， 一旦被工件取回器124取回后，可被與工件取回器124相鄰的側面支架306進一步支撐。側面支架306可與在工件取回器124中的這些工件對準。
圖4A 4D示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，將工件304從堆疊排列轉變?yōu)槠叫信帕械墓ば?。開始，將工件取回器124放在工件分配器214上的一疊工件216的上方(圖4A)。雖然僅描述一個取回器，但同時可有一個以上的取回器一起運作。之后，可利用致動器302垂直致動(箭頭"B"所示)該工件分配器 214(圖4B)。可利用一個或多個支腳402來延伸該工件分配器214。之后，工 件取回器124可抓取工件304(圖4C)。在工件取回器124取回工件304之后， 可通過致動器302將工件分配器214降下至原來的位置處(圖4D)。
圖5A 5C示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，通過工件取回系統(tǒng)抓取工件的工 序。工件取回器124可包含一個或多個延伸超過這些工件304的臂502。在這 些臂502的末端上有一個或多個抓取器504 (圖5A)。 一旦工件分配器214升 高至與工件取回器124會合，可收攏該臂502使得抓取器504能抓取這些工件 304(圖5B)。 一旦這些工件304被有效地抓住后，工件分配器214即可回縮至 其原來較低的位置處(圖5C)。在工件分配器214縮回的同時，可降低緊鄰該工 件取回器124的側面支架306，以從側面來支撐/對準這些工件304。
待每個工件304都被取回后，移動構件120可沿著軌道118移動條狀物 122，如箭頭"C"所示(圖6)。每個工件取回器124被分別放置在工件分配器 214上方，使得每個工件取回器124可分別取回工件304。隨著移動構件120 用條狀物122而線性致動工件取回器124，工件取回器124即被放置在陣列末 端作用器的指部112上方。
一旦每個工件取回器124分別從工件分配器214中取回工件304之后，移 動構件120就會將每個工件取回器124放置在陣列末端作用器的指部112的相 對應的凹槽126上方(圖7)。之后，將這些工件304放在指部112的凹槽126 中。
圖8A 8C示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，將工件放置在置入機器臂的陣列 末端作用器上的工序。開始，通過移動構件120將工件取回器124上的工件 304放在陣列末端作用器的指部112上(圖8A)。如箭頭"D"所示，升高指部 112，并相對應地升高整個陣列末端作用器，以與工件取回器124接合(圖8B)。 接著，工件取回器124的臂502末端上的抓取器504可釋放工件304到凹槽 126中。隨著工件取回器124釋放工件304的同時，側面支架306升高至其原 來的位置。降低指部112，以及相應地降低整個陣列末端作用器。待指部112 被降低之后，置入機器臂106即可使陣列末端作用器前進，如箭頭"E"所示， 使得下一排凹槽126可位于工件取回器124的下方。
圖9A示出依據(jù)本發(fā)明一實施方式，多個被放置在置入機器臂106的陣列末端作用器上的工件的前視圖。如圖9A所示，置入機器臂106可往上移動陣 列末端作用器以碰到工件取回器124，如箭頭"F"所示。每個工件取回器124 被放在相應的指部112的相應凹槽126上方。圖9B為圖9A的放大圖。工件 304可被釋放至指部112的凹槽126中。
隨著愈來愈多工件304被堆疊至平行式裝載機器臂104上的工件取回器 124取回，置入機器臂106的陣列末端作用器開始經(jīng)過開口 208a進入處理工 具102中，如圖10所示。隨著陣列末端作用器開始進入處理工具102中，工 件304可被放置在處理工具102內一個或多個工件接收器IIO上方。
待所有工件都經(jīng)由置入機器臂106而被放入處理工具102中(圖11)，接著 就可將這些工件放入處理工具102內的工件接收器110中。圖12A-12D示出 依據(jù)本發(fā)明一實施方式，將工件放到處理工具102內的工件接收器110的工序。 指部112上的工件304放在處理工具102內多個工件接收器IIO上方。圖12A 是處理工具102的截面圖，在該處理工具102中具有指部U2和工件304。圖 12B示出處理工具102內工件接收器110上方的指部112和工件304的放大圖。 每個工件接收器110均具有凹口 1202， 一旦工件304被放在工件接收器110 上之后，工件304可停放在凹口 1202。然后，降下指部112，且處理工具102 內的工件接收器110可從工件304的邊緣支撐住這些工件304 (圖12C)。如圖 12D所示，當指部112被降下時，每個工件可停放在工件接收器IIO上。工件 304的邊緣可放在工件接收器110的凹口 1202中。
一旦工件304被放置在處理工具102內，置入機器臂106可沿著軌道116 而從處理工具102內將陣列末端作用器縮回。當工件304在處理工具102內進 行處理時，可利用堆疊至平行式裝載機器臂104將其它的工件304放置在置入 機器臂106的陣列末端作用器上。待處理完成后，可利用具有與置入機器臂 106類似結構的機器臂，而經(jīng)由凹槽208b將工件304從處理工具102內移出。 可利用與堆疊至平行式裝載機器臂104類似的平行至堆疊式卸載機器臂從移 出機器臂上卸載下工件。在一實施方式中，可通過置入機器臂106的陣列末端 作用器，而將處理之后的工件304從處理工具102內移出，并利用堆疊至平行 裝載機器臂104而從置入機器臂106的陣列末端作用器上卸下這些工件304。
圖14為依據(jù)本發(fā)明另一實施方式的處理系統(tǒng)1400的頂視圖。處理系統(tǒng) 1400包括多個處理工具1408。堆疊至平行式機器臂1410可裝載工件到具有陣列末端作用器的機器臂1412上或從其上將工件卸載下來，該具有陣列末端作
用器的機器臂1412可置入多個工件至處理工具1408中或從處理工具1408中 移出多個工件。具有陣列末端作用器1406的傳送機器臂1402可從處理工具 1408中取回多個工件，并將這些工件傳送到另一處理工具1408中。傳送機器 臂1402可在軌道1404上而于處理工具1408之間移動陣列末端作用器1406。 該陣列末端作用器1406可包括多個指部1414。每個指部1414上可存在有一 個或多個凹槽1416。在工件傳送期間，可將一個或多個工件放在這些凹槽1416 中。
須知雖然只示出兩個處理工具1408，但若要使用更多處理工具1408也是 可行的。此外，每個處理工具1408指的是一個或多個彼此連接在一起的腔室， 以完成工藝中的一個或多個處理步驟。 一個或多個腔室可包含加載鎖定腔室、 處理腔室、度量腔室等。該些處理腔室可包括CVD腔室、PVD腔室、蝕刻腔 室、清潔腔室等。
傳送機器臂1402可被多個處理工具1408包圍，只要這些工具可被處理空 間容納即可。當有兩個以上的處理工具1408時，必須在軌道1404中提供分支 以容許傳送機器臂1402的陣列末端作用器1406可進出那些額外的處理工具 1408。
如圖15所示，傳送機器臂1402的陣列末端作用器1406可延伸進入處理 工具1408中。傳送機器臂1402可沿著軌道1404移動陣列末端作用器1406， 使得陣列末端作用器1406的指部1414可延伸進入處理工具1408內到達位于 處理工具1408內的多個工件1502下方。指部1414上的凹槽1416可位于處理 工具1408內每個工件1502下方。
除了取回工件1502的工序可能與置入工件的工序相反之外，陣列末端作 用器1406可以類似于上述圖12A-12D所討論的方式來取回工件。須知傳送機 器臂1402能在處理工具1408間進行工件的陣列至陣列方式傳送。陣列至陣列 傳送意指在從一個處理工具傳送工件到另一個處理工具時，維持工件在基本相 同的平面。
一旦陣列末端作用器1406取回工件1502之后，機器臂1402可從處理工 具1408縮回陣列末端作用器1406，如圖16所示。為了將工件1502放入另一 處理工具1408中，傳送機器臂1402需要依箭頭"G"所示，繞著轉動軸1702來轉動陣列末端作用器1406，如圖17所示。在一實施方式中，可旋轉陣列末 端作用器1406約180度至一位置，以便將工件置入至處理工具1408中，如圖 18所示。須知陣列末端作用器1406所需轉動的量將視下一處理工具1408的 位置而定。置入時，可將工件1502放置在多個工件取回器1802上。
一旦陣列末端作用器1406已就位，傳送機器臂1402即可沿著軌道1404 移動陣列末端作用器1406，以使指部1414延伸進入處理工具1408中，如圖 19所示?？蓪⒐ぜ?502放入處理工具1408中來進行處理。 一旦工件1502被 放入處理工具1408中后，即縮回、旋轉該機器臂1402，并準備陣列末端作用 器1406，以取回其它的工件1502做進一步處理。另一機器臂1412(具有沿著 軌道2002設置的陣列末端作用器)準備從處理工具1408中取回工件1502，如 圖20所示。
機器臂1412延伸陣列末端作用器進入處理工具1408中并取回工件1502， 如圖21所示?？蓪⑦@些工件1502放置在機器臂1412的陣列末端作用器上多 個指部2102的多個凹槽2202中(參見圖22)?？衫闷叫兄炼询B式卸載機器臂 1410從機器臂1412的陣列末端作用器上將工件1502卸下。除了卸載機器臂 1410可從平行方向取回工件并將其垂直堆疊之外，卸載機器臂1410的運作方 式與上述圖1-13中所討論的堆疊至平行式卸載機器臂104—樣。
圖23A和23B為多個在FAB2300、2350中彼此連接的處理工具的示意圖。 對非線性排列的FAB 2300來說，處理線2302、 2304、 2306、 2308可與排列 于其中的多個處理工具2312基本上相同。對每個處理線2302、 2304、 2306、 2308來說，陣列末端作用器2318可沿著共同軌道2310移動，使得每個陣列 末端作用器2318能進出多個處理工具2312。如圖中以陰影表示的陣列末端作 用器2318所示，陣列末端作用器2318可沿著軌道2310而如箭頭"J"所示往 左移動或如箭頭"K"所示往右移動。陣列末端作用器2318也可如箭頭"L" 所示延伸以進出處理工具2312或延伸以進出緩沖站2314，以容許工件在相鄰 的處理線2302、 2304、 2306或2308間傳送。當傳送工件至彼此不相鄰的處理 線2302、 2304、 2306或2308，或者是處理線2302、 2304、 2306或2308彼此 面向相反方向時，可使用儲料站2316來傳送這些工件。儲料站2316可往上傳 送這些工件至其它的處理線2302、 2304、 2306或2308上方，或容許傳送比陣 列末端作用器2318可延伸距離還要長的距離。類似的，對于線性排列的FAB 2350來說，處理線2352、 2354、 2356、 2358 可與在其中排列的多個處理工具2362基本相同。陣列末端作用器2368可沿著 軌道2360移動，使得每個陣列末端作用器2368能進出多個處理工具2362。 陣列末端作用器2368可如箭頭"M"所示移動，以進出處理工具2362，或如 箭頭"N"所示旋轉并延伸至緩沖站2364，以容許工件在相鄰的處理線2352、 2354、 2356或2358間傳送。為傳送工件至彼此并不相鄰的處理線2352、 2354、 2356或2358，可使用儲料站2366來傳送這些工件。儲料站2366可往上傳送 這些工件至其它的處理線2352、 2354、 2356或2358上方，或容許傳送至比陣 列末端作用器2368可延伸距離還要長的距離。
圖24為依據(jù)本發(fā)明一實施方式，處理工具2404的平行至平行傳送排列 2400的頂視圖。該排列2400包括陣列末端作用器2402，可將多個工件2424 置入加載鎖定腔室2408。這些工件2424可為加載鎖定腔室2408中陣列末端 作用器2414的接收器2422所接收。之后，陣列末端作用器2414可從加載鎖 定腔室2408延伸進入處理腔室2412中。圖25是圖24的處理工具的頂視圖， 其中陣列末端作用器2414已延伸進入處理腔室2412中。該處理腔室2412可 以是一個或多個處理腔室2412，且可包括CVD腔室、PVD腔室、蝕刻腔室、 清潔腔室等。
圖26是圖25的截面圖。在處理腔室2412中，設置有多個舉升銷2418。 這些舉升銷2418設置在舉升板2604上。舉升銷2418可如箭頭"H"所示被 升髙以碰到多個工件2424，并從陣列末端作用器2414的接收器2422將這些 工件2424舉起。在一實施方式中，舉升銷2418包含每個工件2424約4個舉 升銷2418。舉升銷2418可設置在處理腔室2412中，使得舉升銷2418可位于 陣列末端作用器2414的接收器2422之間。
圖27是圖24的處理工具的截面圖，其中陣列末端作用器已延伸進入處理 腔室內。待舉升銷2418從陣列末端作用器2414將工件2424舉起后，即可沿 著軌道2602從處理腔室2412中縮回陣列末端作用器2414(圖28)。圖30是圖 24的處理工具的頂視圖，其中多個工件已被置入處理腔室內。為清晰起見， 并未示出圖26-29中處理腔室2412內的軌道，但須知軌道2602可延伸進入處 理腔室2412中。如果有多個處理腔室2412存在，陣列末端作用器2414可沿 著軌道2602延伸進入多個處理腔室2412中。處理完成后，可從處理腔室2412中將工件2424移出。圖29是圖24的處 理工具排列2400的截面圖，其中另一陣列末端作用器2416已進入處理腔室 2412內來取回工件2424。陣列末端作用器2416可從卸載鎖定腔室2410延伸 進入處理腔室2412內。陣列末端作用器2416可包含多個接收器2420，用以 接收來自處理腔室2412的多個工件2424。圖31是圖24的處理工具的頂視圖， 其中有多個從處理腔室2412中取回的工件2424已進入卸載鎖定腔室2410中。 待陣列末端作用器2416從處理腔室2412中取回工件后，接著可以通過另一陣 列末端作用器2406從卸載鎖定腔室取回這些工件2424。接著將這些工件傳送 到另一處理工具或加以儲存。
通過維持工件以平行定向而從一個處理工具傳送至另一個處理工具中，可 提高工件的產量。通過以垂直堆疊方式存放工件，并平行地跨越陣列末端作用 器來裝載工件，可節(jié)省晶片廠內寶貴的空間。此外，可將大量的工件裝載至陣 列末端作用器上而用于在處理工具中同時進行處理。在處理工具內平行至平行 方式來傳送工件可容許在處理工具內將多個處理腔室連接在一起。因此，本發(fā) 明可節(jié)省晶片廠內寶貴的占地面積，同時提供較高的工件產量。
雖然本發(fā)明已參照實施方式公開于上，但在不悖離本發(fā)明精神范疇下，仍 可對本發(fā)明實施方式進行各種改良與修飾，這些改良與修飾仍為本發(fā)明的范 疇，而本發(fā)明的范疇由后面的權利要求來界定。
權利要求
1.一種光伏工件的批次傳送設備，用來在處理工具中傳送光伏工件，該設備包含軌道，延伸在處理工具的多個腔室之間；第一機器臂，與該軌道耦接，用于在該軌道上移動；第一陣列末端作用器，設置在該第一機器臂上，該第一陣列末端作用器具有多個第一指部，在所述第一指部間可放置有一個或多個工件，使得該第一陣列末端作用器可沿著該軌道而在該處理工具內的多個腔室間移動；第二機器臂，與該軌道耦接，用于沿著該軌道而移動；以及第二陣列末端作用器，設置在該第二機器臂上，該第二陣列末端作用器具有多個第二指部，且每個所述第二指部在共同軸上與相對應的第一指部對齊，使得該第二陣列末端作用器可沿著與該第一陣列末端作用器相同的該軌道而在該處理工具內的多個腔室間移動，且使得每個該第二陣列末端作用器與該第一陣列末端作用器可移動進入共同腔室。
2. 如權利要求l所述的設備，還包括多個舉升銷，其能夠上升以從該第一陣列末端作用器或該第二陣列末端作 用器上舉起所述光伏工件，所述舉升銷設置在該共同腔室內，其中所述舉升銷 的位置是對應于所述第一指部與所述第二指部的相鄰指部間的區(qū)域。
3. 如權利要求1所述的設備，其中所述第一指部是在該第一陣列末端作 用器的第一手部分處耦接在一起，其中所述第一指部延伸在該第一手部分的上 方。
4. 如權利要求1所述的設備，其中所述第二指部是在該第二陣列末端作 用器的第二手部分處耦接在一起，其中所述第二指部延伸在該第二手部分的上 方。
5. —種傳送光伏工件的方法，包含將其上設置有多個工件的第一陣列末端作用器從第一加載鎖定腔室移動到處理腔室內，該第一陣列末端作用器是沿著軌道移動；通過升高多個舉升銷而將所述工件從該第一陣列末端作用器上舉起； 將該第一陣列末端作用器沿著該軌道而縮回至該第一加載鎖定腔室； 沿著該軌道將一第二陣列末端作用器從一第二加載鎖定腔室移動到該處理腔室內；降低所述舉升銷以將所述工件放置在該第二陣列末端作用器上；以及 將該第二陣列末端作用器縮回至該第二加載鎖定腔室。
6. 如權利要求5所述的方法，其中該軌道是設置在該第一加載鎖定腔室 和該處理腔室中。
7. 如權利要求5所述的方法，其中該軌道是設置在該第一加載鎖定腔室、 該第二加載鎖定腔室和該處理腔室中，其中在該第一加載鎖定腔室、該處理腔 室和該第二加載鎖定腔室之間的該軌道是線性的。
8. 如權利要求5所述的方法，其中縮回該第二陣列末端作用器的步驟包 括沿著該軌道縮回該第二陣列末端作用器。
9. 如權利要求5所述的方法，其中該第一陣列末端作用器包含多個自該 第一陣列末端作用器延伸的指部，且每個所述工件與所述指部耦接，其中每個 所述指部是在共同軸上與該第二陣列末端作用器的相對應的指部對齊。
10. —種傳送光伏工件的方法，包含沿著軌道在第一加載鎖定腔室與處理腔室間移動第一陣列末端作用器，該第一陣列末端作用器具有多個第一指部，在所述第一指部間設置有多個工件； 將所述工件設置在該處理腔室內的多個舉升銷上； 從該處理腔室內縮回該第一陣列末端作用器；沿著該軌道而在第二加載鎖定腔室與該處理腔室間移動第二陣列末端作用 器，該第二陣列末端作用器具有多個第二指部，且每個第二指部可沿著共同軸與相對應的第一指部對齊；從所述舉升銷上取回所述工件；以及 將該第二陣列末端作用器從該處理腔室縮回。
11. 如權利要求10所述的方法，其中該軌道是設置在該第一加載鎖定腔 室、該第二加載鎖定腔室與該處理腔室內。
12. 如權利要求11所述的方法，其中在該第一加載鎖定腔室、該處理腔 室與該第二加載鎖定腔室間的該軌道是線性的。
13. 如權利要求10所述的方法，其中設置所述工件的步驟包含升高所述 舉升銷，以將所述工件舉起至所述第一指部上方。
14. 如權利要求13所述的方法，其中每個工件是由多個舉升銷所舉起的。
15. 如權利要求14所述的方法，其中所述舉升銷的位置是對應至所述第 一指部與所述第二指部的相鄰指部間的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明大致包含可用于自動化大量(high volume)批次工件制造體系的設備，包含在每小時可生產1,000或更多工件的高產率工廠體系中進行工件操作以及工件處理。這些工件可以堆疊供給至平行陣列形式提供給該設備使用。此外，這些工件可以陣列至陣列的批次傳送方式在制造體系間進行傳送。這些工件可以平行至平行的批次傳送方式在制造體系間進行傳送。機器化運作可在機器臂裝置之間、機器臂裝置與處理設備之間和處理設備內進行。
文檔編號C23C16/00GK101680084SQ200880018087
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權日2007年5月11日
發(fā)明者亞歷山大·S·波爾亞克, 羅伯特·Z·巴克拉克, 阿維·泰普曼 申請人:應用材料股份有限公司