KR102045762B1 - 링크 아암 장치 - Google Patents

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Abstract

링크 아암 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 아암 장치는, 챔버 측의 구동부가 단부에 결합되는 제1 링크 아암; 제1 링크 아암과 상대 회전 가능하게 연결되는 제2 링크 아암; 및 제1 및 제2 링크 아암 사이에 마련되어 제1 및 제2 링크 아암을 상대 회전 가능하게 연결시키는 아암 회전축부를 포함하며, 아암 회전축부는 챔버 또는 구동부 측에서 제1 및 제2 링크 아암으로 전달되는 부하를 흡수하기 위해 제1 및 제2 링크 아암의 상대 회전이 구속되지 않도록 하면서 제1 및 제2 링크 아암을 회전 가능하게 연결시키는 비구속 회전 연결부를 포함한다.

Description

링크 아암 장치{Link arm device}
본 발명은, 링크 아암 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자체 자중으로 인한 처짐이나 주변의 연결 구조물로부터 전달되는 다양한 형태의 부하를 효과적으로 흡수할 수 있으며, 이로 인해 부품의 손상을 예방하는 한편 장치의 내구성을 향상시킬 수 있는 링크 아암 장치에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 반도체나 평판표시소자(Flat Panel Display) 등의 전자부품 혹은 전자기기가 각광 받고 있다.
다양한 종류와 형태를 갖는 반도체는 디지털 기기의 메모리나 CPU로 주로 활용될 수 있다.
그리고 평판표시소자는 액정표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는데, 주로 TV, 모니터, 휴대폰, 혹은 디지털 기기의 액정으로 사용될 수 있다. 물론, 평판표시소자 내의 회로 칩에는 반도체가 적용된다.
이러한 반도체와 평판표시소자의 경우, 클린 룸(clean room)에서 여러 공정을 거치면서 제조될 수 있다.
예컨대, 반도체와 평판표시소자는 증착, 식각 등의 다양한 공정을 순차적으로 진행함으로써 제조될 수 있다. 실제, 반도체와 평판표시소자의 경우에는 제조 공정이 일정 부분 유사한 것으로 알려지고 있다.
반도체와 평판표시소자를 제조하는 다양한 공정에는 해당 공정 기능에 부합되는 챔버(chamber)가 사용된다. 챔버의 종류에 따라 진공 챔버일 수도 있다.
뿐만 아니라 챔버 내에는 챔버 내로 출입되는 되는 예컨대, 반도체나 평판표시소자의 기판을 핸들링하기 위하여, 혹은 기판의 프로세싱(processing)을 위하여 구동부가 마련될 수 있는데, 이 구동부로 전원을 인가하고자 할 때, 링크 아암 장치(Link arm device)가 사용된다.
기판에 대한 증착 공정을 진행하는 진공 챔버를 예로 들면, 진공 챔버에는 리니어 소스(linear source)가 마련될 수 있고, 링크 아암 장치가 리니어 소스와 연결될 수 있다. 이때는 리니어 소스가 링크 아암 장치의 단부에 외팔보 형태로 연결될 수 있다.
기판에 대한 증착 공정을 위해, 리니어 소스는 진공 챔버 상에서 X축과 Y축으로 구동할 수 있으며, 이러한 리니어 소스에 연결되는 링크 아암 장치가 제한된 공간 내에서 다양한 궤적을 그리며 이동할 수 있다.
링크 아암 장치가 제한된 공간 내에서 다양한 궤적을 그리며 이동할 수 있도록 통상의 링크 아암 장치는 상호간 자유회전 가능하게 연결되는 제1 및 제2 링크 아암을 포함할 수 있다.
이 경우, 제1 링크 아암의 단부인 제1 회전축부가 리니어 소스와 연결될 수 있고, 제2 링크 아암의 단부인 제3 회전축부는 진공 챔버와 연결될 수 있으며, 제1 및 제2 링크 아암은 상대 회전 가능하게 연결된다.
한편, 링크 아암 장치가 적용되는 구조에서는 링크 아암 장치의 자체 자중으로 인한 처짐 또는 진공 챔버의 수축 변경, 또한 리니어 소스의 스캔 이동 시 그 평탄도가 유지되지 않는 현상 등의 여러 가지 다양한 원인의 부하가 링크 아암 장치로 전달될 수 있다.
이렇게 링크 아암 장치로 전달되는 부하를 적절하게 흡수하지 못하면 링크 아암 장치를 이루는 부품들, 예컨대 자성유체실, ATM 박스(BOX) 등의 부품들이 손상될 수 있을 뿐만 아니라 리크(leak) 발생 가능성이 높아질 수 있다. 뿐만 아니라 리니어 소스를 구동시키는 모터의 파손으로 이어질 수도 있다.
하지만, 현존하는 링크 아암 장치의 경우에는 전술한 것처럼 다양한 원인으로 전달되는 부하를 흡수하기 위한 수단이 적용되어 있지 않아 부품의 손상을 피하기 어렵다는 점에서 이를 해결하기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.
대한민국특허청 출원번호 제10-1998-0700078호
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 자체 자중으로 인한 처짐이나 주변의 연결 구조물로부터 전달되는 다양한 형태의 부하를 효과적으로 흡수할 수 있으며, 이로 인해 부품의 손상을 예방하는 한편 장치의 내구성을 향상시킬 수 있는 링크 아암 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 챔버 측의 구동부가 단부에 결합되는 제1 링크 아암; 상기 제1 링크 아암과 상대 회전 가능하게 연결되는 제2 링크 아암; 및 상기 제1 및 제2 링크 아암 사이에 마련되어 상기 제1 및 제2 링크 아암을 상대 회전 가능하게 연결시키는 아암 회전축부를 포함하며, 상기 아암 회전축부는 상기 챔버 또는 상기 구동부 측에서 상기 제1 및 제2 링크 아암으로 전달되는 부하를 흡수하기 위해 상기 제1 및 제2 링크 아암의 상대 회전이 구속되지 않도록 하면서 상기 제1 및 제2 링크 아암을 회전 가능하게 연결시키는 비구속 회전 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치가 제공될 수 있다.
상기 아암 회전축부는, 상기 제1 및 제2 링크 아암이 연결되는 Z축 방향을 따라 상기 제1 링크 아암의 하부에 결합되는 제1 커넥터; 상기 제2 링크 아암 측에 연결되며, 진공과 대기를 분리시키는 회전체로서의 자성유체실; 및 상기 Z축 방향을 따라 상기 자성유체실의 상부에 결합되는 제2 커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 비구속 회전 연결부는 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터에 연결될 수 있다.
상기 비구속 회전 연결부는 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터에 다수 개 연결되는 로드 엔드 베어링(rod end bearing)일 수 있다.
상기 아암 회전축부는, 상기 Z축 방향으로의 유격은 허용하면서도 상기 비구속 회전 연결부를 외부와 격리시키는 베어링 격리용 벨로우즈를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 링크 아암의 단부에 마련되고 상기 구동부와 연결되되 상기 구동부의 상하 플로팅(floating)이 가능하도록 상기 구동부를 완충 가능하게 지지하는 구동부 연결겸용 완충 지지유닛을 포함할 수 있다.
상기 구동부 연결겸용 완충 지지유닛은, 상기 제1 링크 아암의 단부에 마련되는 상부 보스에 결합되며, 상기 구동부의 상하 플로팅을 가이드하는 가이드 핀을 포함할 수 있다.
상기 구동부 연결겸용 완충 지지유닛은, 상기 가이드 핀이 결합되는 장소를 형성하되 상기 가이드 핀의 상하 이동을 가이드하는 가이드 부시를 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 부시는 상기 상부 보스의 상부 플랜지에 결합될 수 있다.
상기 가이드 부시는 상기 상부 플랜지의 원주 방향을 따라 등간격으로 다수 개 배열될 수 있다.
상기 구동부 연결겸용 완충 지지유닛은, 상기 가이드 부시의 내부에 마련되며, 상기 가이드 핀을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 구동부 연결겸용 완충 지지유닛은, 일측은 상기 가이드 핀의 하단부에 결합되고 타측은 상기 구동부와 연결되어 상기 가이드 핀과 함께 동작되는 핀 지지용 블록을 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부재는 비틀림 코일 압축스프링일 수 있으며, 상기 비틀림 코일 압축스프링의 하단부는 상기 핀 지지용 블록의 상단부에 지지되고, 상기 비틀림 코일 압축스프링의 상단부는 상기 가이드 부시에 지지될 수 있다.
상기 상부 보스는 다수의 체결핀에 의해 상기 제1 링크 아암의 단부에 결합될 수 있다.
상기 상부 보스와 상기 제1 링크 아암 사이의 외측에 마련되며, 상기 상부 보스와 상기 제1 링크 아암 사이를 기밀유지시키는 기밀유지부를 더 포함할 수 있다.
상기 기밀유지부는, 금속 재질로 제작되는 프레임 벨로우즈; 상기 프레임 벨로우즈의 상단부에 연결되는 상부 프레임; 및 상기 프레임 벨로우즈의 하단부에 연결되어 상기 제1 링크 아암의 상부에 결합되는 하부 프레임을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 링크 아암은 케이블(cable)의 배치를 위해 내부가 빈 구조물로 형성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 링크 아암 중 적어도 어느 하나의 표면에는 상기 제1 및 제2 링크 아암의 외부로 노출되는 케이블의 고정을 위한 케이블 고정용 플레이트가 더 결합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 자체 자중으로 인한 처짐이나 주변의 연결 구조물로부터 전달되는 다양한 형태의 부하를 효과적으로 흡수할 수 있으며, 이로 인해 부품의 손상을 예방하는 한편 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 아암 장치의 사용 상태 평면도이다.
도 2는 도 1의 부분 측면도이다.
도 3은 링크 아암 장치의 동작 궤적을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 A 영역인 아암 회전축부 영역의 개략적인 구조도이다.
도 5는 도 1에 도시된 링크 아암 장치의 사시도이다.
도 6은 제1 링크 아암의 부분 분해 사시도이다.
도 7은 도 2의 B 영역의 단면 구조도이다.
도 8은 도 7의 구동부 연결겸용 완충 지지유닛 영역의 확대도이다.
도 9는 도 8의 요부 확대도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 아암 장치의 사용 상태 평면도이고, 도 2는 도 1의 부분 측면도이며, 도 3은 링크 아암 장치의 동작 궤적을 도시한 도면이고, 도 4는 도 2의 A 영역인 아암 회전축부 영역의 개략적인 구조도이며, 도 5는 도 1에 도시된 링크 아암 장치의 사시도이고, 도 6은 제1 링크 아암의 부분 분해 사시도이며, 도 7은 도 2의 B 영역의 단면 구조도이고, 도 8은 도 7의 구동부 연결겸용 완충 지지유닛 영역의 확대도이며, 도 9는 도 8의 요부 확대도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 링크 아암 장치(100)는 자체 자중으로 인한 처짐이나 주변의 연결 구조물로부터 전달되는 다양한 형태의 부하를 효과적으로 흡수할 수 있으며, 이로 인해 부품의 손상을 예방하는 한편 장치의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
다시 말해, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 링크 아암 장치(100)는 챔버(10), 예컨대 진공 챔버(10)에 적용되어 기판의 증착 공정을 진행하는 리니어 소스(linear source)와 연결될 수 있다. 이때, 링크 아암 장치(100)는 외팔보 형태로서 구동부(130)를 통해 리니어 소스와 연결될 수 있으며, 리니어 소스는 구동부(130)의 작용으로 동작되면서 진공 챔버(10) 내의 기판에 대한 증착 공정을 진행할 수 있다.
이와 같은 구조에 본 실시예에 따른 링크 아암 장치(100)가 적용되는 경우, 본 실시예에 따른 링크 아암 장치(100) 자체 자중으로 인한 처짐 또는 진공 챔버(10)의 수축 변경, 또한 구동부(130)에 의한 리니어 소스의 스캔 이동 시 그 평탄도가 유지되지 않는 현상 등의 여러 가지 다양한 원인의 부하가 발생되어 링크 아암 장치(100)로 전달될 수 있다.
이처럼 다양한 형태의 부하가 링크 아암 장치(100)에 전달될 때, 이를 적절하게 흡수하지 못하면 특히 제1 및 제2 링크 아암(110,120)이 연결되는 아암 회전축부(170)에서의 부품 파손으로 이어질 수 있는데, 이를 방지하기 위해 본 실시예의 링크 아암 장치(100)가 적용되는 것이다.
본 실시예에 따른 링크 아암 장치(100)는 챔버(10) 측의 구동부(130)가 단부에 결합되는 제1 링크 아암(110)과, 제1 링크 아암(110)과 상대 회전 가능하게 연결되는 제2 링크 아암(120)과, 제1 및 제2 링크 아암(110,120) 사이에 마련되어 제1 및 제2 링크 아암(110,120)을 상대 회전 가능하게 연결시키되 비구속 회전 연결부(171)를 구비하는 아암 회전축부(170)를 포함한다.
제1 및 제2 링크 아암(110,120)은 케이블(cable)의 배치를 위해 내부가 빈 구조물로 마련된다. 본 실시예의 경우, 2개의 제1 및 제2 링크 아암(110,120)을 개시하고 있으나 대형 챔버(10)의 경우, 3개 이상의 링크 아암이 적용될 수도 있을 것인데, 이러한 사항 모두는 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
제1 링크 아암(110)의 단부에 구동부(130)가 연결된다는 점을 제외하고, 제1 및 제2 링크 아암(110,120)의 구조는 모두 동일할 수 있다.
다만, 제1 링크 아암(110)의 단부에 구동부(130)가 탑재되어야 하기 때문에 이 구동부(130)에 대한 완충을 위해 제1 링크 아암(110)이 단부에 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)이 더 적용되는 것을 제외하고 제1 및 제2 링크 아암(110,120)의 구조는 모두 동일하게 마련될 수 있다.
앞서 기술한 것처럼 챔버(10)의 외부에서 들어오는 전원 등의 케이블은 제2 링크 아암(120)과 제1 링크 아암(110)의 내부 빈 공간 혹은 외면에 배치되어 챔버(10) 내의 구동부(130)와 연결될 수 있다. 이때, 구동부(130)는 동작되어야 하고, 이에 따라 케이블 역시 움직여야 한다는 점을 고려해볼 때, 케이블을 제1 및 제2 링크 아암(110,120)에 고정시킬 필요가 있다.
이에, 본 실시예의 경우, 제1 및 제2 링크 아암(110,120)의 표면에는 제1 및 제2 링크 아암(110,120)의 외부로 노출되는 케이블의 고정을 위한 케이블 고정용 플레이트(160)가 결합된다.
케이블 고정용 플레이트(160)는 예컨대, 케이블 타이와 같은 부재를 고정시키기 위한 용도로 활용될 수 있다.
한편, 아암 회전축부(170)는 제1 및 제2 링크 아암(110,120) 사이에 마련되어 제1 및 제2 링크 아암(110,120)을 상대 회전 가능하게 연결시키는 역할을 한다.
이러한 아암 회전축부(170)는 챔버(10) 또는 구동부(130) 측에서 제1 및 제2 링크 아암(110,120)으로 전달되는 부하를 흡수하기 위해 제1 및 제2 링크 아암(110,120)의 상대 회전이 구속되지 않도록 하면서 제1 및 제2 링크 아암(110,120)을 회전 가능하게 연결시키는 비구속 회전 연결부(171)를 포함한다.
아암 회전축부(170)는 제1 및 제2 링크 아암(110,120)이 연결되는 Z축 방향을 따라 제1 링크 아암(110)의 하부에 결합되는 제1 커넥터(172)와, 제2 링크 아암(120) 측에 연결되며, 진공과 대기를 분리시키는 회전체로서의 자성유체실(173)과, Z축 방향을 따라 자성유체실(173)의 상부에 결합되는 제2 커넥터(174)와, 베어링 격리용 벨로우즈(175)를 포함할 수 있다.
베어링 격리용 벨로우즈(175)는 비구속 회전 연결부(171)의 외측에 배치되되 Z축 방향으로의 유격은 허용하면서도 비구속 회전 연결부(171)를 외부와 격리시키는 역할을 한다. 베어링 격리용 벨로우즈(175)는 금속 재질로 제작될 수 있다.
이와 같은 아암 회전축부(170)의 구조에서 비구속 회전 연결부(171)는 제1 커넥터(172)와 상기 제2 커넥터(174)에 연결된다.
본 실시예의 경우, 비구속 회전 연결부(171)는 제1 커넥터(172)와 제2 커넥터(174)에 다수 개 연결되는 로드 엔드 베어링(171, rod end bearing)으로 적용될 수 있다.
로드 엔드 베어링(171)은 자동조심이 가능한 베어링으로서 로드가 회전축에 대하여 꺾임(절곡)이 가능한 베어링이다. 따라서 도 2의 점선 화살표처럼 제1 링크 아암(110)이 R1 방향으로 처지거나 혹은 제2 링크 아암(120)이 R2 방향으로 처지는 상황이 발생되더라도 로드 엔드 베어링(171)의 자동조심 기능으로 인해 부품, 예컨대 자성유체실(173)이나 베어링 격리용 벨로우즈(175)가 파손되는 현상을 효과적으로 예방할 수 있게 되는 것이다.
이에 대해 좀 더 부연한다. 제1 링크 아암(110)과 제2 링크 아암(120)은 외팔보 구조라서 처짐이 발생된다. 외팔보에 발생되는 처짐 변형량 때문에 아암 회전축부(170) 영역에서의 부하 및 끼임 현상이 발생될 수 있다. 이때, 로드 엔드 베어링(171)은 샤프트(171a)에 대한 베어링 파트(171b)의 자동조심 기능, 즉 샤프트(171a)에 대하여 베어링 파트(171b)가 꺾였다가 되돌아오는 기능이 있어서 제1 링크 아암(110)과 제2 링크 아암(120)의 처짐으로 발생되는 엇각(도 2의 R1 화살표와 R2 화살표가 이루는 각도)을 보상할 수 있다. 로드 엔드 베어링(171)에 대한 샤프트(171a)와 베어링 파트(171b)의 자동조심 각도는 제1 링크 아암(110)과 제2 링크 아암(120)의 처짐 변형량의 계산으로 예측하여 선정할 수 있다.
한편, 이와 같은 구조 외에도 본 실시예에 따른 링크 아암 장치(100)에는 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)이 더 갖춰질 수 있다. 반드시 적용되어야 하는 것은 아니나 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)이 적용되면 구동부(130)와 연결되는 연결부위에 대한 파손의 원인을 제거하여 그 내구성을 향상시킬 수 있다.
이러한 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)은 제1 링크 아암(110)의 단부에 마련되고 구동부(130)와 연결되되 구동부(130)의 상하 플로팅(floating)이 가능하도록 구동부(130)를 완충 가능하게 지지하는 역할을 한다.
구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)은 제1 링크 아암(110)의 단부에 마련되어 챔버(10) 내의 구동부(130)와 연결되는 구조물로서 움직임 동작이 가능한 구동부(130)의 상하 플로팅(floating)이 가능하도록 구동부(130)를 완충 가능하게 지지하는 역할을 한다.
본 실시예처럼 제1 링크 아암(110)의 단부에 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)이 적용되면 움직임 동작이 가능한 구동부(130)의 상하 플로팅(floating)을 허용하여 파손의 위험 부담을 줄일 수 있다.
다시 말해, 챔버(10)의 진공상태와 대기상태가 반복됨에 따른 챔버(10)의 변형량이 발생되더라도 이를 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)이 완충할 수 있기 때문에 구동부(130)가 연결되는 제1 링크 아암(110)의 단부에서의 파손이 잘 일어나지 않게 된다. 이러한 역할을 수행하는 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)은 가이드 핀(141), 가이드 부시(142), 탄성부재(143), 그리고 핀 지지용 블록(145)을 포함한다.
가이드 핀(141)은 제1 링크 아암(110)의 단부에 마련되는 상부 보스(131)에 상하 방향을 따라 결합되며, 구동부(130)의 상하 플로팅을 가이드하는 역할을 한다.
핀 지지용 블록(145)을 통해 가이드 핀(141)이 구동부(130)와 연결되기 때문에 구동부(130)의 상하 플로팅 시 가이드 핀(141)이 함께 상하 이동될 수 있다.
가이드 부시(142)는 가이드 핀(141)이 결합되는 장소를 형성하되 가이드 핀(141)의 상하 이동을 가이드하는 역할을 한다. 즉 가이드 핀(141)은 가이드 부시(142)내에 배치된 상태에서 구동부(130)의 상하 플로팅 시 상하 이동될 수 있다.
이러한 가이드 부시(142)는 상부 보스(131)의 상부 플랜지(131a)에 결합될 수 있다. 상부 보스(131)는 다수의 체결핀(135)에 의해 제1 링크 아암(110)의 단부에 결합되는 구조물인데, 이러한 상부 보스(131)의 상부 플랜지(131a)에 가이드 부시(142)가 결합되고, 가이드 부시(142) 내에 가이드 핀(141)이 상하 이동 가능하게 배치된다.
가이드 부시(142)는 상부 보스(131)의 상부 플랜지(131a)의 원주 방향을 따라 등간격으로 다수 개 배열된다. 다수의 가이드 부시(142)가 적용됨에 따라 그에 대응되게 다수의 가이드 핀(141)이 마련될 수 있다.
본 실시예의 경우, 6개의 가이드 부시(142)가 상부 보스(131)의 상부 플랜지(131a)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배열되고 있는데, 이의 수치에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다.
참고로, 상부 보스(131)의 하부에는 하부 보스(132)가 마련되는데, 하부 보스(132)는 제1 링크 아암(110)의 단부 영역에 직결된다.
탄성부재(143)는 가이드 부시(142)의 내부에 마련되며, 가이드 핀(141)을 탄성적으로 지지하는 역할을 한다. 탄성부재(143)로 인해 실질적으로 구동부(130)를 안정적으로 완충 지지할 수 있다.
본 실시예에서 탄성부재(143)는 비틀림 코일 압축스프링으로 적용될 수 있다. 이때, 탄성부재(143)로서의 비틀림 코일 압축스프링의 하단부는 핀 지지용 블록(145)의 상단부에 지지되고, 비틀림 코일 압축스프링의 상단부는 가이드 부시(142)에 지지된다. 따라서 탄성부재(143)의 임의 이탈 현상은 없다.
핀 지지용 블록(145)은 그 일측은 가이드 핀(141)의 하단부에 결합되고 타측은 구동부(130)와 연결되어 가이드 핀(141)과 함께 동작되는 구조물이다.
도면에 도시된 것처럼 가이드 핀(141)의 하단부가 핀 지지용 블록(145)에 결합되어 이들이 하나의 몸체를 형성하기 때문에 구동부(130)의 상하 플로팅 시 핀 지지용 블록(145)과 가이드 핀(141)이 함께 움직일 수 있으며, 탄성부재(143)의 기능으로 완충 작용을 제공할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 링크 아암 장치(100)의 경우, 여러 구조물이 결합되는 형태를 가지기 때문에 결합부위의 밀봉을 위해, 즉 결합부의의 기밀유지를 위해 본 실시예에 따른 링크 아암 장치(100)에는 기밀유지부(150)가 더 적용된다.
본 실시예에서 기밀유지부(150)는 상부 보스(131)와 제1 링크 아암(110) 사이의 외측에 마련되며, 상부 보스(131)와 제1 링크 아암(110) 사이를 기밀유지시키는 역할을 한다. 이러한 기밀유지부(150)는 프레임 벨로우즈(151), 상부 프레임(152), 그리고 하부 프레임(153)을 포함한다.
프레임 벨로우즈(151)는 일종의 주름관으로서 상부 보스(131)와 제1 링크 아암(110) 사이의 외측에 마련되어 이 영역을 기밀유지시킨다. 따라서 이곳을 통해 진공이 임의로 해제되는 일은 없다.
참고로, 증착 공정 시 챔버(10) 내부가 고온을 유지할 수 있는데, 프레임 벨로우즈(151)의 변형을 방지하기 위해 프레임 벨로우즈(151)는 금속 재질로 제작될 수 있다.
상부 프레임(152)은 프레임 벨로우즈(151)의 상단부에 연결되어 핀 지지용 블록(145)에 결합된다. 상부 프레임(152)과 핀 지지용 블록(145) 사이에는 오링(154, O-Ring)이 개재되어 확실한 밀봉 작용을 제공한다.
하부 프레임(153)은 프레임 벨로우즈(151)의 하단부에 연결되어 제1 링크 아암(110)의 상부에 결합된다. 하부 프레임(153)과 제1 링크 아암(110) 사이에도 오링(154, O-Ring)이 개재되어 확실한 밀봉 작용을 제공한다.
이상 설명한 바와 같은 구조를 갖는 본 실시예의 링크 아암 장치(100)에 따르면, 로드 엔드 베어링(171)을 구비하는 아암 회전축부(170)가 적용되기 때문에 링크 아암 장치(100) 자체 자중으로 인한 처짐 또는 진공 챔버(10)의 수축 변경, 또한 구동부(130)에 의한 리니어 소스의 스캔 이동 시 그 평탄도가 유지되지 않는 현상 등의 여러 가지 다양한 원인의 부하가 발생되어 링크 아암 장치(100)로 전달되는 다양한 형태의 부하를 적절하게 흡수할 수 있으며, 이로 인해 부품이 파손되는 현상을 예방할 수 있다.
또한 본 실시예의 링크 아암 장치(100)에는 제1 링크 아암(110)의 단부에 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)이 마련되기 때문에, 챔버(10)의 진공상태와 대기상태가 반복됨에 따른 챔버(10)의 변형량이 발생되더라도 이를 구동부 연결겸용 완충 지지유닛(140)이 완충할 수 있다. 따라서 구동부(130)가 연결되는 제1 링크 아암(110)의 단부에서 파손이 발생되는 현상을 효과적으로 저지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 링크 아암 장치 110 : 제1 링크 아암
120 : 제2 링크 아암 130 : 구동부
131 : 상부 보스 131a : 상부 플랜지
132 : 하부 보스 135 : 체결핀
140 : 구동부 연결겸용 완충 지지유닛 141 : 가이드 핀
142 : 가이드 부시 143 : 탄성부재
145 : 핀 지지용 블록 150 : 기밀유지부
151 : 프레임 벨로우즈 152 : 상부 프레임
153 : 하부 프레임 154 : 오링
160 : 케이블 고정용 플레이트 170 : 아암 회전축부
171 : 비구속 회전 연결부 172 : 제1 커넥터
173 : 자성유체실 174 : 제2 커넥터
175 : 베어링 격리용 벨로우즈

Claims (17)

  1. 챔버 측의 구동부가 단부에 결합되는 제1 링크 아암;
    상기 제1 링크 아암과 상대 회전 가능하게 연결되는 제2 링크 아암; 및
    상기 제1 및 제2 링크 아암 사이에 마련되어 상기 제1 및 제2 링크 아암을 상대 회전 가능하게 연결시키는 아암 회전축부를 포함하며,
    상기 아암 회전축부는,
    상기 챔버 또는 상기 구동부 측에서 상기 제1 및 제2 링크 아암으로 전달되는 부하를 흡수하기 위해 상기 제1 및 제2 링크 아암의 상대 회전이 구속되지 않도록 하면서 상기 제1 및 제2 링크 아암을 회전 가능하게 연결시키는 비구속 회전 연결부;
    상기 제1 및 제2 링크 아암이 연결되는 Z축 방향을 따라 상기 제1 링크 아암의 하부에 결합되는 제1 커넥터;
    상기 제2 링크 아암 측에 연결되며, 진공과 대기를 분리시키는 회전체로서의 자성유체실; 및
    상기 Z축 방향을 따라 상기 자성유체실의 상부에 결합되는 제2 커넥터를 포함하며,
    상기 비구속 회전 연결부는 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터에 연결되는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비구속 회전 연결부는 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터에 다수 개 연결되는 로드 엔드 베어링(rod end bearing)인 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아암 회전축부는,
    상기 Z축 방향으로의 유격은 허용하면서도 상기 비구속 회전 연결부를 외부와 격리시키는 베어링 격리용 벨로우즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 링크 아암의 단부에 마련되고 상기 구동부와 연결되되 상기 구동부의 상하 플로팅(floating)이 가능하도록 상기 구동부를 완충 가능하게 지지하는 구동부 연결겸용 완충 지지유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동부 연결겸용 완충 지지유닛은,
    상기 제1 링크 아암의 단부에 마련되는 상부 보스에 결합되며, 상기 구동부의 상하 플로팅을 가이드하는 가이드 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동부 연결겸용 완충 지지유닛은,
    상기 가이드 핀이 결합되는 장소를 형성하되 상기 가이드 핀의 상하 이동을 가이드하는 가이드 부시를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 부시는 상기 상부 보스의 상부 플랜지에 결합되는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가이드 부시는 상기 상부 플랜지의 원주 방향을 따라 등간격으로 다수 개 배열되는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 구동부 연결겸용 완충 지지유닛은,
    상기 가이드 부시의 내부에 마련되며, 상기 가이드 핀을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동부 연결겸용 완충 지지유닛은,
    일측은 상기 가이드 핀의 하단부에 결합되고 타측은 상기 구동부와 연결되어 상기 가이드 핀과 함께 동작되는 핀 지지용 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탄성부재는 비틀림 코일 압축스프링이며,
    상기 비틀림 코일 압축스프링의 하단부는 상기 핀 지지용 블록의 상단부에 지지되고, 상기 비틀림 코일 압축스프링의 상단부는 상기 가이드 부시에 지지되는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 상부 보스는 다수의 체결핀에 의해 상기 제1 링크 아암의 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 상부 보스와 상기 제1 링크 아암 사이의 외측에 마련되며, 상기 상부 보스와 상기 제1 링크 아암 사이를 기밀유지시키는 기밀유지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기밀유지부는,
    금속 재질로 제작되는 프레임 벨로우즈;
    상기 프레임 벨로우즈의 상단부에 연결되는 상부 프레임; 및
    상기 프레임 벨로우즈의 하단부에 연결되어 상기 제1 링크 아암의 상부에 결합되는 하부 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 링크 아암은 케이블(cable)의 배치를 위해 내부가 빈 구조물로 형성되며,
    상기 제1 및 제2 링크 아암 중 적어도 어느 하나의 표면에는 상기 제1 및 제2 링크 아암의 외부로 노출되는 케이블의 고정을 위한 케이블 고정용 플레이트가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 링크 아암 장치.
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