多单元旋转端末效应器机制制造技术

一种旋转式端末效应器被揭示，其用以高速操作工件，其中工件例如为太阳能电池。旋转式端末效应器可无限制地旋转。旋转式端末效应器具有夹具支架，其能够支持多个夹具，夹具可安排成任何配置，例如为4×1的线性阵列。每一夹具和抽吸系统相连通，其中，在一些实施例中，每一夹具可以选择性地启用或停用。也提供多个电性元件，例如为邻近传感器，其被安装在转动的夹具支架。在另一实施例中，使用了具有多个侧面的端末效应器，每一侧面包含多个夹具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工件操作系统及应用于其中的端末效应器
本专利技术涉及一种工件操作系统，且尤其涉及一种工件操作系统及应用于其中的端末效应器(endeffector)。
技术介绍
离子布植为引入可改变导电率的杂质于工件的一种标准技术，所需的杂质材料在离子源中被离子化，离子被加速而形成预定能量的离子束，且离子束被射向工件的表面。离子束中的高能离子穿透至工件材料的块材中且嵌入工件材料的晶格，并形成具有预期导电性的区域。离子布植已被证明是一种掺杂太阳能电池的可行的方法。太阳能电池制造工业最为关注的两件事为制造输出量和电池效率，电池效率测量了能量转换成电能的量。为了在太阳能电池制造业保持竞争力，可能需要更高的电池效率。然而，制造输出量不能为了增加电池的效率而牺牲。离子布植移除了使用于现行的太阳能电池的处理步骤，如扩散炉。若使用离子布植处理而非使用炉管扩散处理，则激光边缘隔离处理步骤也可能会被省略，这是因为离子布植仅掺杂所需的表面。离子布植也提供了对太阳能电池的整个表面执行的全面性离子布植(blanketimplant)或对太阳能电池的局部表面的选择性(或图案化)的离子布植的能力。在高输出量时使用选择性离子布植来选择性植入可避免炉管扩散所需的昂贵且费时的微影或图案化步骤。选择性植入也使新的太阳能电池设计成为可能。此外，离子布植已被用于制造具有较高电池效率的太阳能电池。任何离子布植机的制造输出量或可靠性的任何改良，将有利于全球的太阳能电池制造商，这样的改良可以是能一次拿起与移动多个工件的能力，因此，能够一次拿起多工件的端末效应器可加速采用太阳能电池作为一种替代能源来源。
技术实现思路
一种旋转式端末效应器被揭示，其用以高速操作工件，工件例如为太阳能电池。旋转式端末效应器可以无限地旋转，旋转式端末效应器具有夹具支架，其能够支持多个夹具，夹具可安排成任何配置，如4×1的线性阵列。每一夹具和抽吸系统相连通，其中，在一些实施例中，每一夹具可以选择性地启用和停用。也提供电性元件，如邻近传感器，其被安装于转动的夹具支架。在另一实施例中，具有多个表面的端末效应器被使用，其中每一表面具有多个夹具。附图说明为更好地了解本专利技术，请参考附图，这些附图被引入本文作为参考：图1为第一实施例的工件操作系统的立体图。图2为图1所示第一实施例的工件操作系统的顶部立体图。图3为图1所示第一实施例的工件操作系统的侧面立体图。图4为根据一实施例的端末效应器。图5为图4所示端末效应器的横截面图。图6为图4和图5所示端末效应器的夹具支架的内部图。图7为根据第二实施例的端末效应器。图8的A-L显示使用图7中的端末效应器而装载及卸载工件的一顺序。图9为根据另一实施例的端末效应器。图10的A-B显示一实施例使用的旋转管套节。具体实施方式在此描述有关太阳能电池的工件操作系统(workpiecehandlingsystem)。然而，实施例可用于其他工件，例如为半导体晶圆(semiconductorwafers)、发光二极管(lightemittingdiodes，LEDs)以及绝缘层覆硅晶圆(silicon-on-insulator(SOI)wafers)或其他元件。工件操作系统除了可与离子布植设备一起使用，也可与其他处理设备一起使用，其他处理设备例如为沉积、蚀刻或其他工件处理系统。因此，本专利技术并不限于下面描述的具体实施例。图1至图3显示的作为示例的工件操作系统100使用4x4的工件矩阵可每小时处理超过2000片晶圆(wafersperhour，wph)。当然，也可采用其他的工件矩阵的设计，此处的实施例不限于仅是4x4矩阵。这些附图表示工件操作系统，其每一单独元件将于如下描述更多细节。图1显示传送带模块(beltmodules)、支架模块(gantrymodule)、矩阵(matrix)、生成站(buildstation)、交换(swapbot)以及装载锁定装置(loadlocks)的立体图。图2和图3显示上述元件的相对应的上视图及侧视图。工件的矩阵101可放置于载具(carrier)中，载具具有独立的槽或凹部可以抓住工件。在另一实施例中，没有载具用于工件，在处理之前和处理中，矩阵101是由机器臂或其他方式来操作。在此实施例中的矩阵101可经由静电、机械夹具或重力而被抓住。此工件操作系统100通过晶舟(cassette)或其他接口转移工件，建立矩阵101并且将其移至装载锁定装置(loadlock)102。相反的过程也可被执行，其通过工件操作系统100将工件转移回晶舟或其他接口。装载锁定装置(loadlock)102则连接至离子布植机(ionimplanter)或其他处理工具中。在本实施例中，三个传送带模块106a-c可从晶舟输送工件。工件的输送可执行于特定的速度、区间(interval)或间距(pitch)，机器臂或机器人(robot)也可用以放置工件于传送带模块106a-c上。在传送带模块106a-c的末端，相机(camera)107及控制器(controller)将会决定每一工件的位置且将会决定工件转移至矩阵101时，工件的位置或方位是否需要被修正。而在其他实施例中，也可采用多于或小于三个传送带模块106a-c。每一传送带模块106a-c可指定为装载或卸载工件，或可用于装载和卸载工件两种。支架模块(gantrymodule)108从传送带模块106a-c拿起工件并且建置矩阵101，其例如是利用静电、机械或真空力来达成。支架模块108可三维地移动，且也可实现旋转运动。此支架模块108可以使用从相机107和控制器的信息来校正工件的位置或方位。支架模块108也可以将工件从矩阵101移开并放置于传送带模块106a-c，进而移转回晶舟或其他接口。支架模块108可具有至少一Y轴致动器(actuator)、一X轴致动器、一Z轴致动器以及一倾斜或旋转的致动器，其提供了四个自由度并使拿取及放置操作可被实行。支架模块108可以在x方向、y方向和θ(倾斜)方向上修正工件，支架模块108也可将工件由任一传送带模块106a-c输送至矩阵101中的任一位置。支架模块108也可以执行在θ方向上的旋转或倾斜。.在另一实施例中，支架模块108可以跳过或不放置“坏”的工件。这些“坏”的工件可能已损坏或破损。支架模块108还可弥补可能没有正确装上传送带模块106a-c的“遗漏”的工件。在这一方面，相机107及处理器(processor)也可用以协助支架模块108。支架模块108的端末效应器105是一个多重夹具设计(multi-gripperdesign)，其为较小版本的矩阵101。因此，虽然矩阵101可为4x4的工件，而支架模块108可为1x4或其他设计。支架模块108可修正各别的单一工件或1x4组(1x4group)中的所有工件。在本实施例的操作中，支架模块108拿取四个已处理的工件并将其放置于传送带模块106a-c中的其中之一，之后，支架模块108由传送带模块106a-c拿取四个未处理过的工件并将其放置于矩阵101，这减少了运送时间的时数及支架模块108没有输送工件的时间。未处理的工件被放置于之前处理过的工件已被移开的矩阵101，此过程可重复且由支架模块108合并装载或卸载工件于矩阵101上的过程可被使用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种端末效应器，应用于工件操作系统，其特征在于所述端末效应器包括：多个夹具，每一所述夹具与对应的流体导管相互连通，所述流体导管适于作为抽吸系统的接口；可旋转支架，支撑所述夹具；旋转管套节，包括第一固定部以及旋转部，所述第一固定部包括多个固定连接器，所述旋转部具有相对应数量的旋转连接器，其中每一所述固定连接器和对应的所述旋转连接器经由对应的导管相连通于所述旋转管套节中，其中每一所述旋转连接器附接至对应的流体导管且其中所述旋转部为固定于所述可旋转支架；滑环，包括固定外部部分及旋转内部部分，第一导线连接至所述固定外部部分，第二导线则由所述旋转内部部分伸出，其中所述第一导线和所述第二导线经由所述滑环而相互连通；旋转致动器，配置的位置使得所述滑环位于所述旋转致动器及所述旋转管套节之间；以及轴，耦合所述旋转致动器与所述旋转部，其中所述滑环以及所述旋转管套节各包括内部孔，使所述轴通过所述内部孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.10 US 13/468,1341.一种端末效应器，应用于工件操作系统，其特征在于所述端末效应器包括：多个夹具，每一所述夹具与对应的流体导管相互连通，所述流体导管适于作为抽吸系统的接口；夹具支架，为可旋转的，且支撑所述夹具；旋转管套节，包括第一固定部以及旋转部，所述第一固定部具有多个固定连接器，所述旋转部具有相对应数量的旋转连接器，其中每一所述固定连接器和对应的所述旋转连接器经由对应的导管相连通于所述旋转管套节中，其中每一所述旋转连接器附接至对应的流体导管且其中所述旋转部为固定于所述夹具支架；滑环，包括固定外部部分及旋转内部部分，第一导线连接至所述固定外部部分，第二导线则由所述旋转内部部分伸出，其中所述第一导线和所述第二导线经由所述滑环而相互连通；旋转致动器，配置的位置使得所述滑环位于所述旋转致动器及所述旋转管套节之间；以及轴，所述轴耦合所述旋转致动器与所述旋转部，其中所述滑环以及所述旋转管套节各包括内部孔，所述轴通过所述内部孔，且所述滑环以及所述旋转管套节配置于所述旋转致动器与所述夹具支架之间。2.根据权利要求1所述的端末效应器，其特征在于所述轴包括内部孔，且所述第二导线穿越所述内部孔。3.根据权利要求1所述的端末效应器，其特征在于所述夹具在所述夹具支架上排列成线性阵列。4.根据权利要求3所述的端末效应器，其特征在于还包括四个夹具。5.根据权利要求1所述的端末效应器，其特征在于所述轴与所述旋转管套节为一体，且所述轴由所述旋转管套节的所述旋转部延伸。6.根据权利要求5所述的端末效应器，其特征在于还包括旋转耦合器，耦合所述旋转致动器与所述轴，其中所述滑环位于所述轴上，且位于所述旋转管套节以及所述旋转耦合器之间。7.一种工件操作系统，包括支架模块，其用以将多个工件从第一位置移动至第二位置，其特征在于所述支架模块包括：端末效应器，用以拿起所述工件；第一致动器，用以在X方向移动所述端末效应器；第二致动器，用以在Y方向移动所述端末效应器；第三致动器，用以在Z方向移动所述端末效应器；其中，所述端末效应器包括：多个夹具，每一所述夹具与对应的流体导管相互连通，所述流体导管适于作为抽吸系统的接口；夹具支架，支撑所述夹具；旋转管套节，包括第一固定部与旋转部，所述第一固定部具有多个固定连接器，所述旋转部具有相对应数量的旋转连接器，其中每一所述固定连接器和对应的所述旋转连接器经由对应的导管相连通于所述旋转管套节中，其中每一所述旋转连接器附接至对应的流体导管，且其中所述旋转部为固定于所述夹具支架；滑环，包括固定外部部分及旋转内部部分，第一导线连接至所述固定外部部分，第二导...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰森·夏勒，罗伯特·B·宝佩特，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：美国;US