KR102551890B1

KR102551890B1 - 반도체 장비 구성에 대한 아크 스프레이 코팅을 위한 로봇 암 장치

Info

Publication number: KR102551890B1
Application number: KR1020230034279A
Authority: KR
Inventors: 김상근
Original assignee: (주)수성하이테크
Priority date: 2023-03-16
Filing date: 2023-03-16
Publication date: 2023-07-05

Abstract

본 발명은 기저부, 제1 암부, 제2 암부, 제3 암부, 제4 암부, 제5 암부 및 분사부를 포함하고, 기저부, 제1 암부, 제2 암부, 제3 암부, 제4 암부, 제5 암부 및 분사부가 상호 회전 가능하도록 제어되어 분사부의 위치를 조정할 수 있는 아크 스프레이 코팅 공정용 로봇 암 장치에 관한 것으로서, 효율적이고 정확하며 다양한 각도로 정밀한 아크 스프레이 코팅 공정을 행할 수 있고, 또한 효율적인 세정 작업을 통해 관리가 용이한 아크 스프레이 코팅 공정용 로봇 암 장치에 관한 것이다.

Description

반도체 장비 구성에 대한 아크 스프레이 코팅을 위한 로봇 암 장치{Robot arm device for arc spray coating on semiconductor device part}

본 발명은 반도체 장비 구성에 대한 아크 스프레이 코팅을 위한 로봇 암 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 6축 로봇 암의 구동을 통해 보다 효율적인 아크 스프레이 코팅 공정을 가능하게 하여 반도체 장비 구성의 제조 스루풋을 향상시킬 수 있는 로봇 암 장치에 관한 것이다.

일반적으로　아크　스프레이 코팅 공정은 양과 음의 전극에 고압 전위차를 가할 경우 발생하는 고온의 전기 불꽃(arc)을 이용하는 방식의　코팅　공정으로서,　아크　방전을 이용한 용융 방식과 압축 공기의　스프레이　분사에 의한 융착 방식이 혼합된 기술이다.

이러한　아크　스프레이 코팅공정은, 2개의 금속 와이어를 공급하되 1개는 (+)전극으로 하고 나머지 1개는 (-)전극으로 사용하여 전극 팁 부분을 서로 접촉시킴에 의해　아크　방전에 의한 고온의 열을 발생시킴으로써 금속 와이어를 용융시킴과 동시에 압축공기를 제트 노즐을 통해　스프레이　분사함에 의해 용융물을 피대상물 측 표면에 융착시키는 기술이며, 이러한　아크　방전에 의한　코팅기술을 이용하여 금속 코팅층을 형성하는 공정이다.

종래　아크　스프레이 코팅 공정은 주로 알루미늄(Al) 와이어를 전극으로 사용하여 알루미늄　코팅을 수행하고 있다.

상술한　아크　스프레이 코팅 공정은 피대상물 측 표면 처리를 위한 산업분야에 다양하게 적용되어 활용되고 있는데,　반도체　제조를 위한 증착 공정을 실시하는 스퍼터링 장치 측 챔버 내에　코팅층을 형성하는 데에도 많이 적용되고 있다.

부연하여, 스퍼터링 장치는 보통 타겟 및 백플레이트가 설치되는 챔버를 구비하는데, 진공 상태의 챔버 내부에 아르곤 등의 공정가스를 공급한 상태에서 RF전압 또는 DC전압을 인가하여 챔버 내에 플라즈마 방전을 발생시키고 플라즈마 방전에 의해 공정가스의 이온화된 입자가 타겟과 충돌하면서 충돌에너지에 의해 타겟으로부터 박막 형성을 위한 스퍼터링 입자(박막 물질이라고도 함)들이 방출되며, 이 스퍼터링 입자들이 챔버 내부에 배치된　기판　쪽으로 확산되면서　기판　일면에 증착되어 박막을 형성하게 된다.

또한, 스퍼터링 장치에는 이러한 증착 박막의 형성 시 그 증착 효율을 높이기 위해 챔버의 내벽에　코팅층을 형성함으로써 스퍼터링 시 타겟에서 방출되어 챔버 상에 분산되는 스퍼터링 입자를 잡아주어　기판　측에 증착되는 박막의 정밀성을 높이거나 오염 또는 불량을 방지하는 등 스퍼터링 효율을 향상시킬 수 있도록 하고 있다.

한편, 상술한 바와 같은 아크 스프레이 코팅 공정을 효율화하여 보다 높은 생산성(through-put)을 발휘할 수 있는 방법에 대한 고민이 있다.

본 발명의 목적은, 보다 효율적인 아크 스프레이 코팅 공정을 실현 가능한 로봇 암 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 보다 정확하고 다양한 각도로 아크 스프레이 코팅 공정을 행할 수 있는 로봇 암 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 효율적인 세정 작업을 통해 관리가 용이한 아크 스프레이 코팅 공정용 로봇 암 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 암 장치는, 기저부, 제1 암부, 제2 암부, 제3 암부, 제4 암부, 제5 암부 및 분사부를 포함하고, 기저부는 바닥면에 고정될 수 있다. 제1 암부의 일단은 기저부와 제1 회전부를 통해 연결되고, 제1 암부는 제1 회전부의 제1 축을 중심으로 회전 가능하고, 제1 축은 지면에 수직한 축일 수 있다. 제2 암부의 일단은 제1 암부의 타단과 제2 회전부를 통해 연결되고, 제2 암부는 제2 회전부의 제2 축을 중심으로 회전 가능하고, 제2 축은 지면과 수평한 축일 수 있다. 제3 암부의 일단은 제2 암부의 타단과 제3 회전부를 통해 연결되고, 제3 암부는 제3 회전부의 제3 축을 중심으로 회전 가능하고, 제3 축은 지면과 수평한 축일 수 있다. 제4 암부의 일단은 제3 암부의 타단과 제4 회전부를 통해 연결되고, 제4 암부는 제4 회전부의 제4 축을 중심으로 회전 가능하고, 제3 암부 및 제4 암부는 동일한 방향으로 연장하고, 제4 축의 연장 방향은 제3 암부 및 제4 암부의 연장방향과 동일할 수 있다. 제5 암부의 일단은 제4 암부의 타단과 제5 회전부를 통해 연결되고, 제5 암부는 제5 회전부의 제5 축을 중심으로 회전 가능하고, 제5 축은 제4 축의 연장방향과 수직한 방향으로 연장할 수 있다. 분사부의 일단은 제5 암부의 타단과 제6 회전부를 통해 연결되고, 분사부는 제6 회전부의 제6 축을 중심으로 회전 가능하고, 제6 축의 연장방향은 제5 암부의 연장방향과 동일할 수 있다. 로봇 암 장치는, 분사부를 통해 알루미늄 증착액을 분사하여 반도체 장비 구성에 대한 아크 스프레이 코팅 공정을 행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 암 장치에 있어서, 제4 암부의 일단은, 제4 축의 연장방향으로 연장하는 기둥 형태를 갖고, 제4 암부의 타단은, 서로 평행하게 마주보며 그 사이에 공간을 형성하는 두 개의 플랜지부를 포함하고, 두 개의 플랜지부 사이의 공간은 제5 암부가 회전 가능하도록 삽입 결합되는 제5 회전부(51)일 수 있다. 제5 축은, 두 개의 플랜지부의 서로 마주보는 면과 수직한 방향으로 연장하고, 제5 암부는, 제5 축에 수직한 방향으로 연장하도록 제4 암부와 결합될 수 있다. 분사부는, 제5 암부의 연장방향에 수직한 방향으로 연장하고 그 일단이 제5 암부의 타단에 연결되는 장착부와, 제5 암부의 연장방향과 평행한 방향으로 연장하고 장착부의 타단에 연결되는 조준부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 암 장치는, 조준부에 알루미늄 증착액을 공급하는 증착액 공급 케이블과, 알루미늄 증착액 저장부와, 증착액 공급 케이블을 거치하는 복수의 케이블 거치부를 더 포함할 수 있다. 증착액 공급 케이블의 일단은 알루미늄 증착액 저장부에 연결되고, 증착액 공급 케이블의 타단은 조준부에 연결되고, 증착액 공급 케이블의 적어도 일부는 복수의 케이블 거치부에 의해 거치되고, 케이블 거치부는 로봇 암 장치가 설치되는 작업 공간의 천장면에 고정될 수 있다. 분사부는, 장착부의 타단으로부터 조준부의 연장방향과 반대 방향으로 연장하는 케이블 가이드부를 더 포함하고, 케이블 가이드부는, 바닥면 및 서로 마주보는 두 개의 측면을 포함하고, 케이블 가이드부의 두 개의 측면은 케이블 가이드부의 연장 방향으로 연장하고, 케이블 가이드부의 바닥면과 두 개의 측면 사이에 형성되는 공간은 증착액 공급 케이블을 수용하여 증착액 공급 케이블을 가이드하고, 이로 인해 증착액 공급 케이블이 제1 암부 내지 제5 암부와 간섭하는 것이 방지될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 보다 효율적인 아크 스프레이 코팅 공정을 실현 가능한 로봇 암 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 보다 정확하고 다양한 각도로 아크 스프레이 코팅 공정을 행할 수 있는 로봇 암 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 효율적인 세정 작업을 통해 관리가 용이한 아크 스프레이 코팅 공정용 로봇 암 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치의 분사부의 부분 확대 측단면도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다.　 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.　 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다.　 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다.　 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다.　 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.　 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.　 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.　 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.　 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.　 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 ‘포함한다’, ‘갖는다’, ‘이루어진다’ 등이 사용되는 경우 ‘~만’이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다.　 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ‘~상에’, ‘~상부에’, ‘~하부에’, ‘~옆에’ 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, ‘바로’ 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.　 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)의 측면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)는 기저부(10), 제1 암부(20), 제2 암부(30), 제3 암부(40), 제4 암부(50), 제5 암부(60) 및 분사부(70)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 암 장치(1)는, 기저부(10), 제1 암부(20), 제2 암부(30), 제3 암부(40), 제4 암부(50), 제5 암부(60) 및 분사부(70) 사이에 상대적인 회전 동작 구동을 가능하게 하는 구동부(예컨대, 모터 등; 도시되지 않음) 및 기어부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)는, 제1 암부(20), 제2 암부(30), 제3 암부(40), 제4 암부(50), 제5 암부(60) 및 분사부(70) 사이의 상대적인 회전 구동을 통해 분사부(70)의 위치를 빠르고 정확하게 정렬하고, 분사부(70)를 통해 알루미늄 증착액을 분사하여 반도체 장비 구성(예컨대, 웨이퍼)에 대한 아크 스프레이 코팅 공정을 효율적으로 행하여 반도체 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 있어서 반도체 장비 구성이란, 웨이퍼 외에도 반도체 제조 공정에 수반되는 어떠한 구성도 포함한다.

이하, 제1 암부(20), 제2 암부(30), 제3 암부(40), 제4 암부(50), 제5 암부(60) 및 분사부(70) 등에 대해서, '일단'이란 로봇 암 장치(1)를 지지하는 기저부(10) 측의 단부를 의미하고, '타단'이란 로봇 암 장치(1)에 있어서 알루미늄 증착액을 분사하는 분사구 측의 단부를 의미한다.

일 실시예에서, 기저부(10)는 로봇 암 장치(1)의 최하단에 위치하며 바닥면에 고정되는 부분이다. 기저부(10)는, 바닥면에 고정되어 로봇 암 장치(1) 전체를 지지하는 부분일 수 있다.

일 실시예에서, 로봇 암 장치(1)의 제1 암부(20)의 일단은 기저부(10)와 제1 회전부(11)를 통해 연결될 수 있다. 이 때, 제1 암부(20)는 제1 회전부(11)의 제1 축(X1)을 중심으로 회전 가능하도록, 기저부(10)와 연결될 수 있다. 제1 회전부(11)는 지면과 수평한 면으로 형성될 수 있고, 제1 축(X1)은 제1 회전부(11)와 수직한 축일 수 있다. 즉, 제1 축(X1)은 지면에 수직한 축일 수 있다. 이 때문에, 제1 암부(20)는 지면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하도록(즉, 좌우 방향으로 회전 가능하도록) 기저부(10)와 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 암부(30)의 일단은 제1 암부(20)의 타단과 제2 회전부(21)를 통해 연결될 수 있다. 즉, 제2 암부(30)의 일단은, 기저부(10)와 연결된 제1 암부(20)의 일단의 반대측에 위치한 제2 회전부(21)에서 제1 암부(20)와 연결될 수 있다. 제2 암부(30)는 제2 회전부(21)의 제2 축(X2)을 중심으로 회전 가능하도록 제1 암부(20)와 연결될 수 있다. 이 때, 제2 축(X2)은 지면과 수평한 축일 수 있다. 이 때문에, 제2 암부(30)는 제1 암부(20)에 대해 상하 방향으로 회전 가능하다.

일 실시예에서, 제3 암부(40)의 일단은 제2 암부(30)의 타단과 제3 회전부(31)를 통해 연결될 수 있다. 즉, 제3 암부(40)의 일단은, 제1 암부(20)와 연결된 제2 암부(30)의 일단의 반대측에 위치한 제3 회전부(31)에서 제2 암부(30)와 연결될 수 있다. 제3 암부(40)는 제3 회전부(31)의 제3 축(X3)을 중심으로 회전 가능하도록 제2 암부(30)와 연결될 수 있다. 이 때, 제3 축(X3)은 지면과 수평한 축일 수 있다. 이 때문에, 제3 암부(40)는 제2 암부(30)에 대해 상하 방향으로 회전 가능하다.

일 실시예에서, 제4 암부(50)의 일단은 제3 암부(40)의 타단과 제4 회전부(41)를 통해 연결될 수 있다. 즉, 제4 암부(50)의 일단은, 제2 암부(30)와 연결된 제3 암부(40)의 일단의 반대측에 위치한 제4 회전부(41)에서 제3 암부(40)와 연결될 수 있다. 제4 암부(50)는 제4 회전부(41)의 제4 축(X4)을 중심으로 회전 가능하도록 제3 암부(40)와 연결될 수 있다. 또한, 제4 암부(50)는 제3 암부(40)의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장할 수 있다. 이 때, 제4 축(X4)의 연장 방향은 제3 암부(40) 및 제4 암부(50)의 연장방향과 동일한 방향일 수 있다. 또한, 제4 암부(50)는 원기둥 형상을 가질 수 있고, 원기둥 형상의 중심 축이 제4 축(X4)과 일치할 수 있다. 이 때문에, 제4 암부(50)는 제4 축(X4)을 중심으로 제자리에서 회전(자전)할 수 있다. 단, 제4 암부(50)는 제3 암부(40)의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장하는 기둥 형태이면 족하고, 반드시 원기둥 형태일 필요는 없다.

일 실시예에서, 제4 회전부(41)의 반대측에 위치한 제4 암부(50)의 타단은, 서로 평행하게 마주보며 그 사이에 소정의 공간을 형성하는 두 개의 플랜지부(52)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제5 암부(60)의 일단은 제4 암부(50)의 타단과 제5 회전부(51)를 통해 연결될 수 있다. 즉, 제5 암부(60)의 일단은, 제3 암부(40)와 연결된 제4 암부(50)의 일단의 반대측에 위치한 제5 회전부(51)에서 제4 암부(50)와 연결될 수 있다. 제5 암부(60)는 제5 회전부(51)의 제5 축(X5)을 중심으로 회전 가능하도록 제4 암부(50)와 연결될 수 있다. 이 때, 제5 축(X5)은 제4 축(X4)의 연장방향과 수직한 방향으로 연장할 수 있다.

일 실시예에서, 제4 암부(50)의 타단에 형성된 두 개의 플랜지부(52) 사이의 공간에는 제5 암부(60)가 삽입되어 제4 암부(50)와 상대적으로 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 즉, 제4 암부(50)의 두 개의 플랜지부(52) 사이에 형성되는 소정의 공간은 제4 암부(50)와 제5 암부(60)가 연결되는 제5 회전부(51)일 수 있다.

일 실시예에서, 제5 축(X5)은, 제4 암부(50)의 타단에 형성된 두 개의 플랜지부(52)의 서로 마주보는 면과 수직한 방향으로 연장할 수 있다. 또한, 제5 암부(60)는, 제5 축(X5)에 수직한 방향으로 연장하도록 제4 암부(50)와 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 분사부(70)의 일단은 제5 암부(60)의 타단과 제6 회전부(61)를 통해 연결될 수 있다. 즉, 분사부(70)의 일단은, 제4 암부(50)와 연결된 제5 암부(60)의 일단의 반대측에 위치한 제6 회전부(61)에서 제5 암부(60)와 연결될 수 있다. 분사부(70)는 제6 회전부(61)의 제6 축(X6)을 중심으로 회전 가능하도록 제5 암부(60)와 연결될 수 있다. 이 때, 제6 축(X6)은 제5 암부(60)의 연장방향과 동일한 방향으로 연장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)에 있어서, 분사부(70)는, 제5 암부(60)의 연장방향에 수직한 방향으로 연장하고 그 일단이 제5 암부(60)의 타단에 연결되는 장착부(71)와, 제5 암부(60)의 연장방향과 평행한 방향으로 연장하고 장착부(71)의 타단에 연결되는 조준부(72)를 포함할 수 있다. 즉, 분사부(70)는 'ㄱ'자 형상(또는 권총 형상)으로 형성될 수 있고, 'ㄱ'자 형상에서 수평 부분은 조준부(72), 수직 부분은 장착부(71)일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)의 부분 확대도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)는, 조준부(72)에 알루미늄 증착액을 공급하는 증착액 공급 케이블(81)과, 알루미늄 증착액을 저장하는 증착액 저장부(도시되지 않음)와, 증착액 공급 케이블(81)의 적어도 일부분을 거치하는 복수의 케이블 거치부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 증착액 공급 케이블(81)의 일단은 증착액 저장부에 연결되고, 증착액 공급 케이블(81)의 타단은 조준부(72)에 연결될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 증착액 저장부로부터 조준부(72)로 알루미늄 증착액을 공급할 수 있다.

일 실시예에서, 증착액 공급 케이블(81)의 적어도 일부는 복수의 케이블 거치부에 의해 거치될 수 있다. 케이블 거치부는, 로봇 암 장치(1)가 설치되는 작업 공간의 천장면에 고정될 수 있다. 즉, 증착액 공급 케이블(81)의 일부가 천정면에 지지된 케이블 거치부에 의해 거치되므로, 증착액 공급 케이블(81)이 바닥에 질질 끌려다니지 않고 공중에 적절하게 거치될 수 있다. 이로 인해, 작업자가 증착액 공급 케이블(81)에 걸려 넘어지는 등의 안전사고를 방지할 수 있고, 작업공간의 관리가 용이해질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)에 있어서, 분사부(70)는, 장착부(71)의 타단으로부터 조준부(72)의 연장방향과 반대 방향으로 연장하는 케이블 가이드부(73)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 케이블 가이드부(73)는 바닥면(74) 및 서로 마주보는 두 개의 측면(75)을 포함할 수 있다. 케이블 가이드부(73)의 두 개의 측면(75)은 바닥면(74)의 양 측단부에서 바닥면(74)과 수직하도록 연결되고, 바닥면(74)의 측단부를 따라 케이블 가이드부(73)의 연장 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 즉, 케이블 가이드부(73)는, 바닥면(74) 및 서로 마주보는 두 개의 측면(75)이 'ㄷ'자 형상을 이루는 형태로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 케이블 가이드부(73)의 바닥면(74)과 두 개의 측면(75) 사이에 형성되는 공간에는 증착액 공급 케이블(81)이 수용될 수 있다. 이와 같이 증착액 공급 케이블(81)을 케이블 가이드부(73)에 형성된 공간 내에 배치함으로써 증착액 공급 케이블(81)의 배치 방향을 가이드할 수 있다. 이로 인해, 증착액 공급 케이블(81)이 제1 암부 내지 제5 암부(20, 30, 40, 50, 60)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)의 사시도이다.

도 1 및 도 4를 비교해 보면, 로봇 암 장치(1)가 서로 다른 자세를 취하고 있다. 이하, 도 1에 도시된 상태를 로봇 암 장치(1)의 제1 자세라고 칭하고, 도 4에 도시된 상태를 로봇 암 장치(1)의 제2 자세라고 칭한다.

제1 자세에서는, 제1 암부(20)와 제2 암부(30)가 대략 동일한 방향으로 연장하도록 배치된다. 이 때문에, 분사부(70)는 바닥면으로부터 높은 곳에 위치할 수 있다. 분사 위치가 바닥면으로부터 높게 떨어져 있을 때에는, 제1 자세와 같이 제1 암부(20)와 제2 암부(30)가 대략 동일한 방향으로 연장하도록 배치한 후 아크 스프레이 공정을 진행할 수 있다.

제2 자세에서는, 제2 암부(30)가 제1 암부(20)에 대해 후방(도 1, 4 기준)으로 회전하여, 제2 회전부(21) 및 제3 회전부(31)가 지면으로부터 대략 같은 높이에 위치한다. 이와 같은 자세에서는, 분사부(70)가 지면으로부터 상대적으로 낮은 높이에 위치한다. 분사 위치가 바닥면으로부터 별로 떨어져 있지 않을 때에는, 제2 자세와 같이 제2 암부(30)가 제1 암부(20)에 대해 후방으로 회전하도록 하여 제2 회전부(21) 및 제3 회전부(31)가 지면으로부터 대략 같은 높이에 위치하도록 배치한 후 아크 스프레이 공정을 진행할 수 있다.

한편, 로봇 암 장치(1)의 자세가 제1 자세 또는 제2 자세인지 여부와 무관하게, 제3 암부(40) 및 제4 암부(50)의 연장 방향을 조정하여 알루미늄 증착액의 분사 방향의 상하 각도를 결정할 수 있다. 제3 회전부(31)를 통해 제2 암부(30)에 대한 제3 암부(40)의 회전 정도를 조정하면, 알루미늄 증착액의 분사 방향을 상하 방향으로 조정할 수 있다. 제3 암부(40) 및 제4 암부(50)가 동일한 방향으로 연장하기 때문이다.

또한, 제5 회전부(51)를 통해 제5 암부(60)를 제4 암부(50)에 대해 상대적으로 회전하는 것에 의해 알루미늄 증착액의 좌우로의 분사 방향 각도를 조정할 수 있다.

또한, 제4 회전부(41) 및 제6 회전부(61)를 통한 제4 암부(50) 및 분사부(70)의 회전 동작을 통해 알루미늄 증착액의 분사 방향을 보다 정밀하게 조정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)의 분사부(70)의 부분 확대 측단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)에 있어서, 조준부(72)는, 알루미늄 증착액이 분사되는 분사 노즐(72a) 및 알루미늄 증착액의 분사 범위를 제한하는 분사 범위 제한부(72b)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 분사 범위 제한부(72b)는 원뿔대 형상을 가질 수 있고, 분사 노즐(72a)은 분사 범위 제한부(72b) 내에 배치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의해, 분사 노즐(72a)로부터 분사되는 알루미늄 증착액의 분사 각도가 분사 범위 제한부(72b)에 의해 제한될 수 있다. 즉, 분사 범위 제한부(72b)의 원뿔대 형상이 벌어지는 각도보다 더 큰 각도 범위로의 알루미늄 증착액 분사를 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 분사 노즐(72a)은 분사 노즐 회전축(X7)을 중심으로 소정의 각도 범위 내에서 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 이에 의해 분사 노즐(72a)로부터의 알루미늄 증착액 분사 각도를 보다 세밀하게 제어 가능하므로, 보다 정확한 아크 스프레이 코팅 공정이 가능하다.

일 실시예에서, 분사 노즐 회전축(X7)은 장착부(71)의 연장 방향 및 조준부(72)의 연장 방향 모두와 수직한 방향으로 연장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 장치(1)는 조준부(72)에 세정유체를 공급하는 세정유체 공급 케이블(82)을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 세정유체 공급 케이블(82)은 케이블 가이드부(73)에 의해 가이드 될 수 있다. 이로 인해, 세정유체 공급 케이블(82)이 제1 내지 제5 암부(20, 30, 40, 50, 60)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 분사 노즐(72a)은, 분사 노즐 회전축(X7)을 중심으로 회전하여 분사 범위 제한부(72b)의 내벽면을 향하도록 배치된 상태에서, 분사 범위 제한부(72b)의 내벽면에 세정유체를 분사하도록 제어될 수 있다. 이로 인해, 분사 범위 제한부(72b)의 내벽면에 증착된 알루미늄을 효과적이고 편리하게 세정할 수 있다. 이로 인해, 로봇 암 장치(1)를 매우 용이하게 관리할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

1: 로봇 암 장치
10: 기저부
11: 제1 회전부
20: 제1 암부
21: 제2 연결부
30: 제2 암부
31: 제3 연결부
40: 제3 암부
41: 제4 연결부
50: 제4 암부
51: 제5 연결부
60: 제5 암부
61: 제6 연결부
70: 분사부
81: 증착액 공급 케이블
82: 세정유체 공급 케이블

Claims

기저부(10), 제1 암부(20), 제2 암부(30), 제3 암부(40), 제4 암부(50), 제5 암부(60), 분사부(70), 증착액 공급 케이블(81), 알루미늄 증착액 저장부, 상기 증착액 공급 케이블(81)을 거치하는 복수의 케이블 거치부 및 세정유체 공급 케이블(82)을 포함하고,
상기 기저부(10)는 바닥면에 고정되고,
상기 제1 암부(20)의 일단은 상기 기저부(10)와 제1 회전부(11)를 통해 연결되고, 상기 제1 암부(20)는 상기 제1 회전부(11)의 제1 축(X1)을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제1 축(X1)은 지면에 수직한 축이고,
상기 제2 암부(30)의 일단은 상기 제1 암부(20)의 타단과 제2 회전부(21)를 통해 연결되고, 상기 제2 암부(30)는 상기 제2 회전부(21)의 제2 축(X2)을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제2 축(X2)은 지면과 수평한 축이고,
상기 제3 암부(40)의 일단은 상기 제2 암부(30)의 타단과 제3 회전부(31)를 통해 연결되고, 상기 제3 암부(40)는 상기 제3 회전부(31)의 제3 축(X3)을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제3 축(X3)은 지면과 수평한 축이고,
상기 제4 암부(50)의 일단은 상기 제3 암부(40)의 타단과 제4 회전부(41)를 통해 연결되고, 상기 제4 암부(50)는 상기 제4 회전부(41)의 제4 축(X4)을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제3 암부(40) 및 상기 제4 암부(50)는 동일한 방향으로 연장하고, 상기 제4 축(X4)의 연장 방향은 상기 제3 암부(40) 및 제4 암부(50)의 연장방향과 동일하고,
상기 제5 암부(60)의 일단은 상기 제4 암부(50)의 타단과 제5 회전부(51)를 통해 연결되고, 상기 제5 암부(60)는 상기 제5 회전부(51)의 제5 축(X5)을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제5 축(X5)은 상기 제4 축(X4)의 연장방향과 수직한 방향으로 연장하고,
상기 분사부(70)의 일단은 상기 제5 암부(60)의 타단과 제6 회전부(61)를 통해 연결되고, 상기 분사부(70)는 상기 제6 회전부(61)의 제6 축(X6)을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제6 축(X6)의 연장방향은 상기 제5 암부(60)의 연장방향과 동일하고,
상기 분사부(70)를 통해 알루미늄 증착액을 분사하여 반도체 장비 구성에 대한 아크 스프레이 코팅 공정을 행하고,
상기 제4 암부(50)의 일단은, 상기 제4 축(X4)의 연장방향으로 연장하는 기둥 형태를 갖고,
상기 제4 암부(50)의 타단은, 서로 평행하게 마주보며 그 사이에 공간을 형성하는 두 개의 플랜지부(52)를 포함하고, 두 개의 상기 플랜지부(52) 사이의 공간은 상기 제5 암부(60)가 회전 가능하도록 삽입 결합되는 상기 제5 회전부(51)이고,
상기 제5 축(X5)은, 두 개의 상기 플랜지부(52)의 서로 마주보는 면과 수직한 방향으로 연장하고,
상기 제5 암부(60)는, 상기 제5 축(X5)에 수직한 방향으로 연장하도록 상기 제4 암부(50)와 결합되고,
상기 분사부(70)는,
상기 제5 암부(60)의 연장방향에 수직한 방향으로 연장하고 그 일단이 상기 제5 암부(60)의 타단에 연결되는 장착부(71)와,
상기 제5 암부(60)의 연장방향과 평행한 방향으로 연장하고 상기 장착부(71)의 타단에 연결되는 조준부(72)를 포함하고,
상기 증착액 공급 케이블(81)은 상기 조준부(72)에 알루미늄 증착액을 공급하고,
상기 증착액 공급 케이블(81)의 일단은 상기 알루미늄 증착액 저장부에 연결되고, 상기 증착액 공급 케이블(81)의 타단은 상기 조준부(72)에 연결되고,
상기 증착액 공급 케이블(81)의 적어도 일부는 복수의 상기 케이블 거치부에 의해 거치되고,
상기 케이블 거치부는 로봇 암 장치(1)가 설치되는 작업 공간의 천장면에 고정되고,
상기 분사부(70)는, 상기 장착부(71)의 타단으로부터 상기 조준부(72)의 연장방향과 반대 방향으로 연장하는 케이블 가이드부(73)를 더 포함하고,
상기 케이블 가이드부(73)는, 바닥면(74) 및 서로 마주보는 두 개의 측면(75)을 포함하고,
상기 케이블 가이드부(73)의 두 개의 상기 측면(75)은 상기 케이블 가이드부(73)의 연장 방향으로 연장하고,
상기 케이블 가이드부(73)의 상기 바닥면(74)과 두 개의 상기 측면(75) 사이에 형성되는 공간은 상기 증착액 공급 케이블(81)을 수용하여 상기 증착액 공급 케이블(81)을 가이드하고, 이로 인해 상기 증착액 공급 케이블(81)이 상기 제1 암부 내지 상기 제5 암부(60)와 간섭하는 것이 방지되고,
상기 조준부(72)는,
알루미늄 증착액이 분사되는 분사 노즐(72a) 및 알루미늄 증착액의 분사 범위를 제한하는 분사 범위 제한부(72b)를 포함하고,
상기 분사 범위 제한부(72b)는 원뿔대 형상을 갖고,
상기 분사 노즐(72a)은 상기 분사 범위 제한부(72b) 내에 배치되고,
상기 분사 노즐(72a)은 분사 노즐 회전축(X7)을 중심으로 소정의 각도 범위 내에서 회전 가능하도록 배치되고,
상기 분사 노즐 회전축(X7)은 상기 장착부(71)의 연장 방향 및 상기 조준부(72)의 연장 방향 모두와 수직한 방향으로 연장하고,
상기 세정유체 공급 케이블(82)은 상기 조준부(72)에 세정유체를 공급하고,
상기 세정유체 공급 케이블(82)은 상기 케이블 가이드부(73)에 의해 가이드 되고,
상기 분사 노즐(72a)은, 상기 분사 노즐 회전축(X7)을 중심으로 회전하여 상기 분사 범위 제한부(72b)의 내벽면을 향하도록 배치된 상태에서, 상기 분사 범위 제한부(72b)의 내벽면에 세정유체를 분사하여, 상기 분사 범위 제한부(72b)의 내벽면에 증착된 알루미늄을 세정하는,
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