KR20010002635A - 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치 - Google Patents

Abstract

로봇 암(robot arm)에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치를 개시한다. 본 발명의 일 관점은 웨이퍼를 잡아 이송하는 로봇 암과, 로봇 암에 부착되어 로봇 암이 웨이퍼를 흡착하도록 진공을 제공하는 길게 늘어진 진공 호스, 및 진공 호스의 중간에 윤활되게 매달려 자체의 하중에 의해서 진공 호스를 인장하여 길게 펴줌으로써, 진공 호스가 로봇 암의 이동에 의해서 엉키는 것을 방지하는 추를 포함하는 엉킴 방지 장치를 제공한다.

Description

로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치{Apparatus of protecting vacuum hose following robot arm from being entangled}

본 발명은 반도체 장치 제조용 로봇 암 장비에 관한 것으로, 특히 로봇 암(robot arm)에 부착되어 로봇 암에 진공을 제공하는 진공 호스(vacuum hose)의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치에 관한 것이다.

반도체 장치를 제조하는 데 사용되는 여러 공정 설비들에는 반도체 재질의 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇 암들이 구비되어 있다. 특히, 스테퍼(stepper) 등과 같은 노광 설비에는 웨이퍼를 이송하는 로봇 암이 필수적으로 사용되고 있다. 예를 들어, 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지(wafer stage)로 이동할 때 사용되는 로딩/언로딩(loading/unloading)부에도 로봇 암이 사용되고 있다. 이러한 로봇 암은 잡은 웨이퍼가 로봇 암의 이동 중에 흔들리거나 떨어지는 것을 방지하기 위해서 진공을 필수적으로 제공받아야 한다. 이러한 진공은 로봇 암에 부착되어 로봇 암의 이동에 따라 이끌려지는 진공 호스에 의해서 제공된다.

이러한 진공 호스는 로봇 암의 이동에 따라 함께 이끌려 당겨지거나 느슨해진다. 이에 따라, 진공 호스가 느슨해질 때 서로 엉키거나 꼬일 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 진공 호스가 느슨해질 때 진공 호스를 길게 펴주는 인장 코일(tension coil)이 진공 호스에 중간에 부가된다. 인장 코일은 로봇 암이 이동하여 진공 호스가 당겨 질 때 인장되고 진공 호스가 느슨해질 때, 코일의 수축 복원력으로 진공 호스를 인장하여 길게 펴주는 힘을 구동한다.

그러나, 설비가 가동될 때 로봇 암은 매우 많은 횟수의 움직임이 필요하며, 이러한 설비의 가동이 장시간 지속될 때는 상기한 로봇 암의 움직임 또한 급속히 증가한다. 이에 따라, 상기 인장 코일의 인장 및 수축 동작이 반복되게 된다. 이러한 인장 코일의 인장 및 수축 동작의 지속적이 반복은 인장 코일의 탄성을 감쇠시켜 장력의 상실을 초래한다. 이에 따라, 인장 코일이 늘어나거나 끊어질 수 있으며, 결국 진공 호스의 꼬임 또는 엉킴을 초래하여 전체 설비의 가동 중단을 초래할 수 있다.

이와 같이 인장 코일의 수명이 다하면, 이를 교환해 주어야 한다. 따라서, 이러한 교환에 추가의 비용이 요구가 발생되며, 또한, 교환에 소모되는 시간에 의해서 설비 가동률의 감소가 발생된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 꼬임 또는 엉킴을 방지할 수 있는 엉킴 방지 장치를 제공하는 데 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치를 개략적으로 나타내는 평면도들이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치의 추 및 가이드 레일을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 설명>

10; 진공 호스, 21; 추,

23; 진공 호스 걸이, 30; 가이드 레일,

40; 고정 패널, 50; 진공 주입단,

60; 로봇 암.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 웨이퍼를 잡아 이송하는 로봇 암과, 상기 로봇 암에 부착되어 상기 로봇 암이 상기 웨이퍼를 흡착하도록 진공을 제공하는 길게 늘어진 진공 호스, 및 상기 진공 호스의 중간에 윤활되게 매달려 자체의 하중에 의해서 상기 진공 호스를 인장하여 길게 펴줌으로써, 상기 진공 호스가 상기 로봇 암의 이동에 의해서 엉키는 것을 방지하는 추를 포함하는 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치를 제공한다.

상기 추는 상기 로봇 암의 이동에 의해서 상기 진공 호스가 당겨지거나 느슨해짐에 따라 수직 운동을 할 수 있도록 가이드하는 가이드 레일에 윤활하도록 부착된다. 이에 따라, 상기 로봇 암의 이동에 의해서 상기 진공 호스가 당겨질 때 상기 가이드 레일을 따라 수직으로 미끄러져 상승하고, 상기 로봇 암의 이동에 의해서 상기 진공 호스가 느슨해질 때 자체 하중에 의해서 상기 가이드 레일을 따라 수직으로 하강함으로써 상기 진공 호스를 펴준다. 상기 가이드 레일 및 상기 추의 계면부에는 상기 추가 상기 가이드 레일을 따라 윤활하도록 볼이 도입된다.

본 발명에 따르면, 진공 호스의 엉킴 또는 꼬임을 위해서 소모되는 부품이 발생하는 것을 방지하며, 진공 호스가 꼬이거나 엉키는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 엉킴 방지 장치의 교환이 불필요하여 이의 교환을 위해 소모되는 시간의 절감을 구현할 수 있다. 따라서, 설비의 가동률을 증가시킬 수 있어, 생산성의 향상을 도모하고 비용 발생을 감소시킬 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치를 개략적으로 나타내는 도면들이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 엉킴 방지 장치가 작동하는 원리를 개략적으로 나타낸다. 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 엉킴 방지 장치의 추 및 가이드 레일의 단면 형상을 개략적으로 나타낸다.

도 1을 참조하면, 구체적으로, 본 발명의 실시예에 의한 엉킴 방지 장치는 진공 호스(10)에 추(21)가 매달려 이루어진다. 추는 가이드 레일(guide rail;30)을 따라 수직으로 상하 운동을 하도록 가이드 레일(30)에 부착된다. 그리고, 진공 호스(10)의 일단부는 웨이퍼(도시되지 않음)를 잡아 이송하는 로봇 암(60)에 연결되고, 다른 일단부는 진공 주입단(50)에 연결되어 진공이 로봇 암(60)에 전달되어 상기 웨이퍼를 진공으로 흡착하도록 한다.

도 1을 다시 참조하면, 로봇 암(60) 백(back)하여 움츠러든 상태에서는 진공 호스(10)가 느슨하게 길게 늘어진다. 이에 따라, 진공 호스(10)에 진공 호스(10)를 따라 윤활하며 매달려 있는 추(21)는 자체 하중에 의해서 아래로 하강하게 된다. 추(21)는 진공 호스 걸이(23)를 구비하고 있어, 상기 진공 호스(10)에 상기 진공 호스 걸이(23)에 의해서 윤활하며 매달리게 된다.

또한, 가이드 레일(30)의 수직으로 세워진 채로 고정 패널(panel;40)에 체결 수단(41), 예컨대, 볼트(bolt) 등으로 설치되므로, 상기 가이드 레일(30)에 윤활하도록 부착된 상기 추(21)는 상기 가이드 레일(30)을 따라 수직으로 하강하게 된다. 이때, 상기 진공 호스 걸이(23)를 따라 상기 진공 호스(10)는 추(21)에 대해서 미끄러져 윤활하거나, 상기 진공 호스 걸이(23)가 회전 바퀴 형태로 회전함으로써 상기 진공 호스(10)가 상기 추(21)에 대해서 미끄러져 위치가 변화되는 효과가 나타나도록 한다. 추(21)의 자체 하중에 의해서 느슨해진 진공 호스(10)는 길게 펴지게 된다. 이에 따라, 진공 호스(10)가 꼬이거나 엉키는 것이 방지된다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 패널(40)의 상측 부분에는 상기 진공 호스(10)를 윤활하게 미끄러질 수 있게 지지하는 지지 수단(도시되지 않음)이 상기 추(21)를 중심으로 양 측 방향부에 도입되는 것이 타당하다.

도 2를 참조하면, 로봇 암(60)이 이동하여 신장되어 진공 호스(10)가 당겨질 때, 추(21)는 가이드 레일(30)을 따라 수직으로 미끄러져 상승한다. 이에 따라, 추(21)에는 추(21)의 하중과 높이의 함수인 위치 에너지가 축적된다. 이러한 축적된 에너지는 도 1에 도시된 바와 같이 로봇 암(60)이 백하여 움츠러들 때, 추(21)의 하강을 구동하여 진공 호스(10)가 길게 펴지도록 하는 원동력으로 작용한다.

결론적으로, 본 발명은 진공 호스(10)의 중간에 추(21)를 윤활하게 매달아, 로봇 암(60)이 이동함에 따른 진공 호스(10)의 당겨짐 또는 느슨해짐에 따른 추(21)의 높이 변화를 이용하여 진공 호스(10)를 펴 주어 엉킴 또는 꼬임을 방지한다.

이와 같은 높이 변화는 추(21)의 위치 에너지를 변화시키고 이러한 위치 에너지에 의해서 추(21)는 하강 운동을 할 수 있다. 이러한 하강 운동에 의해서 또는 추(10)의 하중에 의해서 진공 호스(10)는 항상 팽팽한 상태로 인장될 수 있어, 길게 펴진 상태를 유지할 수 있다.

종래의 인장 코일이 반복적인 동작에 의해서 장력의 소실에 의해서 끊어지거나 늘어져 소모되는 것에 비해, 본 발명의 실시예에서의 추(21)의 하중을 이용하는 것은 소모되는 부품이 없다. 따라서, 거의 영구적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 이에 따라, 교환 또는 교체 등의 관리 작업이 불필요해지므로, 설비의 가동률을 증가시킬 수 있다.

이와 같은 추(21)의 하중을 진공 호스(10)를 펴주는 복원력으로 이용하기 위해서는 추(21)와 가이드 레일(30)간의 마찰력을 최소화하는 것이 바람직하다. 가이드 레일(30)은 추(21)의 흔들림 또는 진공 호스(10)로부터의 이탈을 방지하고, 추(21)의 운동을 일정한 수직 운동으로 이끄는 역할을 하므로 필수적으로 도입되는 것이 바람직하다. 따라서, 추(21)와 가이드 레일(30)간의 마찰력을 최소화해 주는 것이 본 발명의 실시예에 의한 효과를 최대화하는 데 필수적이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 가이드 레일(30)과 추(21)와의 계면부에 윤활 작용을 하는 부재로 볼(ball;35)을 도입한다. 볼(35)은 추(21)의 움직임에 의한 마찰력을 최소화하는 역할을 한다. 즉, 추(21)가 가이드 레일(30)에 윤활하여 움직이도록 한다.

예를 들어, 추(21)가 끼워져 추(21)가 가이드 레일(30)로부터 벗어나는 것을 방지하도록 길게 형성된 홈의 바닥 등과 같이 추(21)와 가이드 레일(30)간의 계면부에 볼(35)을 3개 도입한다. 이에 따라, 추(21)와 가이드 레일(30)은 볼(35)을 매개로 3접점하게 된다. 이에 따라, 접촉 부위가 작아지므로, 마찰력이 최소화된다. 또한, 볼(35)을 추(21)의 이동에 의해서 회전할 수 있어 마찰력이 더욱 최소화하게 된다.

부가적으로, 가이드 레일(30)의 길이는 로봇 암(60)이 움직이는 반경 또는 범위와 동일하도록 설정하는 것이 바람직하다. 이는 이러한 반경 또는 범위 정도의 길이 만큼 진공 호스(10)의 여유 길이 분이 필요하기 때문이다. 예를 들어, 스테퍼 장비의 로딩/언로딩 암의 경우에 가이드 레일(30)의 길이는, 로봇 암(60)이 모터(motor;도시되지 않음)측에 왔을 때, 진공 호스(10)가 꼬이지 않을 정도의 길이로 하고, 로봇 암(60)이 스테이지(도시되지 않음)로 갔을 때 추(21)가 가이드 레일(30)을 벗어나지 않을 정도의 길이로 설정한다.

또한, 추(21)의 무게가 너무 무거운 경우에 가이드 레일(30)에 의해서 추(21)가 지탱되지 못하고 가이드 레일(30)에서 이탈되는 경우가 발생할 수 있으므로, 대략 200g 이내로 하는 것이 적당하다. 그러나, 이에 추(21)의 무게가 한정되는 것은 아니며, 진공 호스(10)의 굵기 또는 길이 등과 같은 다른 요인에 의해서 무게를 달리할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

상술한 본 발명에 따르면, 진공 호스에 추를 매달아 추의 하중에 의한 인장력 또는 복원력으로 진공 호스를 펴 줌으로써, 진공 호스가 로봇 암의 이동에 의해서 엉키거나 꼬이는 것을 방지할 수 있다. 또한, 추의 하중을 이용하므로, 부품들이 소모되거나 교환할 필요성이 거의 없으므로, 교환 또는 교체를 위한 관리 필요성이 줄어든다. 이에 따라, 교체 등을 위한 관리 시간 및 소모품의 교환을 위한 비용의 절감을 구현할 수 있다. 설비 가동률을 증가시킬 수 있어 생산성 향상을 제고할 수 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼를 잡아 이송하는 로봇 암;

   상기 로봇 암에 부착되어 상기 로봇 암이 상기 웨이퍼를 흡착하도록 진공을 제공하는 길게 늘어진 진공 호스; 및

   상기 진공 호스의 중간에 윤활되게 매달려 자체의 하중에 의해서 상기 진공 호스를 인장하여 길게 펴줌으로써, 상기 진공 호스가 상기 로봇 암의 이동에 의해서 엉키는 것을 방지하는 추를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 추는

   상기 로봇 암의 이동에 의해서 상기 진공 호스가 당겨지거나 느슨해짐에 따라 수직 운동을 할 수 있도록 가이드하는 가이드 레일에 윤활하도록 부착되며,

   상기 로봇 암의 이동에 의해서 상기 진공 호스가 당겨질 때 상기 가이드 레일을 따라 수직으로 미끄러져 상승하고,

   상기 로봇 암의 이동에 의해서 상기 진공 호스가 느슨해질 때 자체 하중에 의해서 상기 가이드 레일을 따라 수직으로 하강함으로써 상기 진공 호스를 펴주는 것을 특징으로 하는 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가이드 레일 및 상기 추의 계면부에는

   상기 추가 상기 가이드 레일을 따라 윤활하도록 볼이 도입되는 것을 특징으로 하는 로봇 암에 부착되는 진공 호스의 엉킴을 방지하는 엉킴 방지 장치.