KR100514995B1 - 열전소자 응용 레이저 가공장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

레이저를 이용한 대상물 가공시 발생하는 비용 및 오염물을 최소화하기 위한 레이저 가공장치 및 방법을 제시한다.

본 발명의 레이저 가공장치는 가공 챔버 내에 로딩된 대상물을 고정하기 위한 척, 척의 배면에 설치되며 척을 통해 대상물을 냉각하여, 대상물 표면에 결빙층이 형성되도록 하기 위한 열전소자, 열전소자의 배면에 설치되는 단열수단, 지정된 구경을 갖는 레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 발생수단, 레이저 발생수단으로부터 생성되는 레이저를 상기 대상물로 조사하기 위한 반사수단을 포함하며, 결빙층이 형성된 대상물 표면에 레이저 빔을 조사하여 가공을 수행하면 결빙층 표면에 파티클이 부착되게 되고, 가공 완료 후 결빙층 및 파티클을 습식 또는 건식으로 제거한다.

본 발명에 의하면 저비용으로 대상물을 가공할 수 있으며, 대상물 가공 공정을 간단화할 수 있고, 레이저 가공시 발생한 파티클들을 세정공정 중에 용이하게 회수할 수 있기 때문에 환경 오염을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

열전소자 응용 레이저 가공장치 및 방법{Laser Processing Apparatus and Method using TEC module}

본 발명은 레이저 가공장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저를 이용한 대상물 가공시 발생하는 비용 및 오염물을 최소화하기 위한 열전소자 응용 레이저 가공장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼, 금속, 플라스틱 등과 같은 다양한 재료를 이용하여 물질을 제조하기 위해서는 절단, 그루빙 등과 같은 가공 절차가 필요하다. 일 예로, 반도체 제조 공정을 완료한 후에는 웨이퍼 상에 형성된 복수의 칩을 개별적인 칩 단위로 절단하기 위한 공정이 후속된다. 웨이퍼의 절단 공정은 후속 공정에서의 품질 및 생산성에 큰 영향을 미치기 때문에 매우 중요한 의미를 가지며, 현재, 웨이퍼의 절단에는 기계적 절단 방법, 레이저를 이용한 절단 방법 등이 이용되고 있으며, 특히 레이저를 이용한 가공장치는 기계적 장치에 비해 많은 장점이 있어 현재 활발히 연구되어 지고 있다.

레이저를 이용한 웨이퍼 절단 방법은 높은 자외선 영역(250~360nm)의 레이저 빔을 웨이퍼 표면에 집속시킴으로써 가열 및 화학 작용을 유발시켜 집속 부위가 제거되도록 하는 방법이다. 즉, 레이저 빔이 집속되어 웨이퍼에 가해지면 집속 부위는 순식간에 온도가 상승하게 되고, 빔의 집속도에 따라 웨이퍼 재료의 용융 뿐 아니라 승화가 발생하게 되며, 재료의 기화에 따라 압력이 상승하여 집속 부위가 폭발적으로 제거되게 된다. 이러한 제거 현상이 연속적으로 일어남에 따라 웨이퍼의 절단이 이루어지며, 이동 경로에 따라 선형 또는 곡선 절단이 가능한 이점이 있다.

도 1a 및 1b는 일반적인 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1a에 도시한 것과 같이, 대상물(10)의 지정된 위치에 레이저 빔을 조사함에 따라, 도 1b에 도시한 것과 같이 대상물(10)이 레이저 빔의 집속부위(A)가 제거되게 되며, 대상 목적에 따라 레이저 빔의 집속 시간을 조절하여 대상물(10)을 절단 또는 그루빙하게 된다.

이 경우, 대상물(10)의 레이저 빔 집속부위는 원하는 깊이만큼 홈이 형성되거나 절단되게 되는데, 집속부위에서 발생한 파티클(B)이 대상물(10)의 표면에 접촉되어, 대상물(10)의 성능에 영향을 주게 된다. 또한, 이러한 파티클(B)을 제거하기 위하여 대상물(10)을 세정하게 되면 대상물(10)이 세정물질에 노출된 상태이기 때문에 대상물(10)에 오류가 발생하는 등의 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 대상물(10)을 레이저 빔으로 가공하기 전 대상물(10) 표면을 코팅처리하는 방법이 이용되고 있으며, 이에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a 내지 2d는 가공 대상물 코팅 후의 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a에 도시한 것과 같이, 먼저 가공하고자 하는 대상물(10) 상에 코팅층(20)을 형성한다. 이 코팅층(20)은 후속할 세정 공정에 대비하여 수용성 물질을 이용하는 것이 바람직하고, 레이저 빔의 흡수가 우수한 물질을 이용하는 것이 좋다.

코팅층(20)을 형성한 후에는 도 2b에 도시한 것과 같이 지정된 가공 위치에 레이저 빔을 조사한다. 이와 같이 레이저 빔을 조사하게 되면, 가공 부위(A)에서 발생한 파티클(B)이 도 2c에 도시한 것과 같이 코팅막(20) 표면에 접촉되게 된다.

이후, 코팅막(20) 및 파티클(B)을 제거하기 위한 세정공정을 실시하여 도 2d와 같이 가공이 완료된 대상물(10)을 얻는다. 그런데, 코팅막(20) 세정을 위한 세정액 내에는 대상물(10) 가공시 발생한 파티클(B)이 포함되어 있고, 이러한 파티클(B)을 회수하기 위하여 별도의 필터 장치가 필요하다.

아울러, 대상물(10)을 별도의 물질을 이용하여 코팅하고 세정하는 공정 등을 반드시 수행하여야 하기 때문에 코팅장치와 세정장치의 설비 및 유지가 필요하고 공정과정이 번거로워 생산성이 저하되어 생산단가가 상승하게 된다. 또한, 코팅 및 세정 공정시 진동이 발생하고 주위를 부식시킬 수 있으므로 별도의 조치가 필요하다.

본 발명은 상술한 문제점 및 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이저를 이용하여 대상물을 가공할 때, 가공 챔버 내의 수증기를 이용하여 대상물 표면을 결빙시키고, 이 결빙층을 코팅층으로 활용함으로써, 대상물 가공 공정을 간단화할 수 있는 열전소자 응용 레이저 가공장치 및 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 대상물 상에 결빙층을 형성하고 대상물을 가공한 후 결빙층을 제거하며, 이때 함께 제거된 파티클을 필터를 이용하여 회수함으로써, 산업 폐수의 발생을 최소화하는 데 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 주변 온도와 물체와의 온도 차이에 의해 발생하는 결로 및 결빙 현상을 이용한다. 즉, 가공 대상물을 냉각하게 되면, 가공 챔버와의 온도 차이에 의해 대상물 표면에 결빙층이 형성되게 되며, 이 결빙층을 레이저 가공시의 코팅층으로 활용하여, 대상물 가공시 발생하는 부산물이 결빙층 상부에 부착되도록 하며, 가공이 완료되면 결빙층을 습식 또는 건식으로 제거하고 이때 함께 제거되는 부산물을 별도로 필터링하여 회수함으로써, 레이저 가공을 위한 코팅 과정, 이후의 세정 과정으로부터 유발되는 비용 및 폐수 처리 문제를 용이하게 해결하는 것이다.

본 발명에서, 대상물의 냉각은 열전소자를 이용하며, 챔버 내의 수증기를 대상물 표면에서 냉각시켜 코팅층으로 사용하므로, 적은 비용만으로 대상물을 효과적으로 가공할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 레이저 가공장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도시한 것과 같이, 레이저 가공장치는 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부(110), 지정된 구경의 레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 발생수단(120), 레이저 발생수단(120)으로부터 출사되는 레이저 빔의 방향을 전환하여 웨이퍼와 같은 대상물의 가공 위치로 집속시키기 위한 반사수단(130), 제어 파라미터 및 제어 명령을 입력하기 위한 입력부(140), 작동 상태 등의 정보를 표시하기 위한 표시부(150) 및 데이터 저장을 위한 저장부(160), 챔버(190) 내의 온도 및 습도를 감지하기 위한 센서(170), 챔버(190) 내의 습도를 상승시키기 위해 챔버(190) 내로 습기를 공급하기 위한 가습 수단(180), 대상물(10) 상에 형성될 결빙층을 녹이기 위한 해빙수단(200), 웨이퍼와 같은 가공 대상물(10)이 흡착 고정되는 척(30), 척(30)을 냉각시키기 위한 열전소자(Thermoelectric Cooling Module; TEC Module, 40), 열전소자(40)에 의해 연결부재(60)와 같은 타 기계장치가 냉각되는 것을 방지하기 위한 단열수단(50)을 포함한다. 연결부재(60)는 예를 들어, 대상물(10) 가공시 대상물(10)을 이동시키기 위한 이송수단(도시하지 않음)과 접속된다.

여기에서, 열전소자(40)는 열 에너지를 전기 에너지로, 또는 전기 에너지를 열 에너지로 직접 변환시킬 수 있는 기능성 전자부품으로, 펠티에(Peltier) 소자라고도 불리운다. 이것은 열을 흡열면에서 방열면으로 이동시키는 열대책 부품으로서 열전 방향의 역전에 의해 냉각, 가열의 변환이 가능하며, 온/오프 제어로서가 아닌 전압, 전류의 제어에 의해 미세한 수준의 온도 제어가 가능한 이점이 있다. 소자의 가동부분이 없기 때문에 진동이나 소음이 없고, 프레온 냉매를 사용하지 않으므로 오염이나 공해가 없는 것이 특징이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 열전소자의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도시한 것과 같이, 열전소자(40)는 하부 기판(410) 및 상부기판(412) 사이에 하부 전도층(420) 및 상부 전도층(422)이 각각 형성되고, 하부 전도층(420) 및 상부 전도층(422) 사이에 반도체칩(430)이 형성된 구조를 가지며, 전원공급 케이블(440, 442)에 전원을 공급함에 따라 냉각이 이루어지게 된다.

여기에서, 하부 및 상부 기판(410, 412)은 열을 효율적으로 전달하면서 전기의 흐름을 제한하는 역할을 하며, 하부 및 상부 전도층(420, 422)과 반도체 칩(430)이 실질적인 냉각 엔진으로 작용한다. 반도체 칩(430)의 경우 P형 반도체와 N형 반도체 전체가 직렬로 이어져서 최대한의 냉각 효율을 나타내도록 구성되어 있다.

이와 같은 열전소자(40)가 냉각을 개시함에 따라 열전소자(40) 상의 척(30)이 냉각되게 되고, 결국 가공 대상물(10)의 온도가 낮아지게 된다. 챔버(190) 내의 온도는 상온이므로 대상물(10)의 온도가 저하됨에 따라 그 온도 차이에 의해 수증기가 응축하여 대상물(10) 표면에 결로가 발생하게 되고, 열전소자(40)가 계속해서 냉각을 계속함에 따라 대상물(10) 표면에 결빙층(22)이 형성되게 된다.

이러한 결빙층(22)은 레이저 빔을 이용하여 대상물(10)을 가공할 때 대상물(10) 표면을 보호하고 부수적으로 발생되는 파티클이 대상물(10) 표면에 직접 접촉되는 것을 방지하기 위한 코팅층으로서의 역할을 한다.

즉, 척(30) 상의 대상물(10)을 열전소자(40)에 의해 냉각시킴으로써, 대상물(10) 상에 코팅층으로서의 결빙층(22)을 형성하고 레이저 발생수단(120)으로부터 반사수단(130)을 통해 대상물(10) 상에 레이저 빔을 조사한다. 이때, 대상물(10) 상에는 결빙층(22)이 형성되어 있으므로, 레이저 빔에 의해 대상물(10)이 가공되면서 발생하는 파티클은 결빙층(22) 상에 부착되게 된다. 가공이 완료되면 결빙층(22)을 녹임으로써 대상물(10)을 세정하며, 이때 결빙층(22) 상에 부착되어 있던 파티클 또한 함께 제거된다. 따라서, 결빙층이 녹아서 발생한 물에는 파티클이 포함되어 있게 되며, 이 물을 필터링함으로써 환경 오염의 원인이 되는 파티클을 회수할 수 있게 된다.

한편, 챔버(190) 내로 대상물(10)을 로딩하고 난 후 대상물(10)을 냉각시킴으로써 소요되는 시간을 단축시키기 위하여 대상물(10)을 예비냉각한 후 챔버(190) 내로 로딩하는 것도 가능하다. 이 경우, 대상물(10)을 챔버(190)내로 로딩한 후 대상물(10)과 척(30) 사이에 응결된 수분이 결빙되는 현상이 발생할 수 있으므로, 예비 냉각 온도는 응결점보다 높게 설정하는 것이 바람직하다. 응결점은 수증기가 물로 변화하기 시작하는 온도로서, 주위의 습도에 따라 결정되며, 습도와 응결점은 비례관계에 있다.

이와 같이, 본 발명은 챔버(190) 내의 온도와 대상물(10)과의 온도 차이를 이용하여 대상물(10) 표면에 결빙층(22)을 형성하고 이를 코팅층으로 활용한다. 결빙은 주위의 수증기가 응결되면서 일어나는 현상으로, 일종의 얼음 결정이 성장되는 현상이므로 결빙층(22)은 투명하지 않으며, 이 경우 결빙층(22) 하부의 대상물(10)에 형성된 패턴, ID 등과 같은 정보를 읽을 수 없게 된다. 이러한 현상은 결빙층(22)을 일부 녹인 후 재냉각시키는 과정에 의해 해결할 수 있으며, 이를 위하여 본 발명의 레이저 가공장치(100)는 해빙수단(200)을 더 포함한다.

결빙층(22)을 녹이기 위한 해빙수단(200)은 접촉식 및 비접촉식 중 어느 하나로 구성할 수 있으며, 접촉식으로 결빙층(22)을 녹이는 경우에는 결빙층 표면을 가열된 금속판에 의해 활주시키기 위하여 해빙수단(200)을 금속판으로 구성하고, 비접촉식으로 결빙층(22)을 녹이는 경우에는 결빙층(22)에 더운 공기를 고루 분사하기 위하여 히팅 코일(heating coil)로 구성할 수 있다. 접촉식 해빙수단(200)의 경우 결빙층(22) 표면이 평탄한 경우에 유용하며, 비접촉식 해빙수단(200)은 결빙층(22) 표면이 평탄한 경우 뿐 아니라 요철이 있는 경우에도 유용하다.

아울러, 대상물(10) 표면에 형성되는 결빙층(22)의 두께는 챔버(190) 내의 습도에 따라 변화되며, 습도는 또한 온도에 따라 변화되게 된다. 본 발명에서는 챔버(190) 내의 온도와 습도를 제어하여 결빙층(22)의 두께를 조절하기 위하여 챔버(190) 내에 센서(170)를 부착한다. 챔버(190) 내의 습도는 낮게 관리하는 것이 일반적이므로 습도가 과도하여 결빙층(22)의 두께가 계속해서 두꺼워지는 문제는 고려하지 않아도 되며, 센서(170)에서 감지한 챔버(190) 내의 습도가 지정된 값 이하인 경우 챔버(190) 내의 습도가 부족하여 결빙층(22)이 충분히 형성되지 않는 것을 방지하기 위하여 챔버(190) 내로 습기를 보충하기 위한 가습 수단(180)을 추가로 구성한다.

도 5는 본 발명에 의한 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

대상물을 가공하기 위하여, 대상물(10)을 챔버(190) 내로 로딩하고, 척(30) 상에 대상물(10)을 고정시킨다. 아울러, 가공하고자 하는 대상물에 따른 제어 파라미터를 설정한다(S10). 이러한 설정 과정은 가공하고자 하는 대상물의 종류, 가공 형태(절단, 그루빙 등) 등에 따라 기 설정된 메뉴로 등록하여 저장부(160)에 저장하여 두고, 메뉴를 호출함으로써 용이하게 이루어질 수 있다.

제어 파라미터 설정이 완료되면, 열전소자(40)를 구동하여 대상물(10)을 냉각시키며, 이에 따라 대상물(10) 표면에 결빙층(22)이 형성된다(S20). 대상물(10)은 챔버(190) 내에 로딩된 후 열전소자(40)에 의해 냉각을 개시하는 것도 가능하지만, 냉각시간을 단축시키기 위해 예비냉각된 상태로 챔버(190) 내에 로딩할 수도 있다. 이때에는 전술한 것과 같이, 대상물(10)과 척(30) 사이에 응결된 수분이 냉각되는 것을 방지하기 위해 응결점보다 높은 온도로 예비냉각하는 것이 바람직하다.

아울러, 대상물(10) 표면에 형성된 결빙층(22)이 불투명하여 대상물(10) 표면이 잘 관찰되지 않는 것을 해결하기 위하여, 해빙수단(200)에 의해 결빙층(22)을 일부 녹인 후 재냉각하여, 투명한 결빙층(22)을 얻도록 한다. 결빙층(22)을 녹일 때에는 가열된 금속판을 결빙층(22) 표면에 활주시키는 접촉식 또는 더운 공기를 결빙층(22) 표면에 고루 분사하는 비접촉식 방법을 사용할 수 있다.

또한, 센서(170)에서 감지한 챔버(190) 내의 습도가 지정된 값보다 낮은 경우 가습 수단(180)을 통해 챔버(190) 내로 습기를 공급하여 충분한 두께의 결빙층(22)이 형성되도록 한다.

이후, 스테이지 이송 수단을 구동하여 스테이지를 기 설정된 속도로 이송하며(S30), 이때 제어부(110)는 레이저 발생수단(120)을 제어하여 레이저를 발생시킨다(S40). 이에 따라, 레이저 발생수단(120)에서 생성된 레이저 빔이 반사수단(130)을 통해 대상물(10)에 조사되어 가공이 이루어진다.

가공이 완료된 후에는 대상물(10) 상의 결빙층(22) 및 가공시 발생한 파티클을 제거하기 위한 세정공정을 수행한다(S50). 세정공정은 습식 또는 건식으로 진행할 수 있다. 습식 세정은 물을 사용하여 결빙층(22)과 함께 결빙층(22) 표면에 부착된 파티클을 함께 제거하는 방법이며, 건식 세정은 결빙층(22) 표면에 가스(더운 공기)를 분사하여 결빙층(22)을 녹이면서 결빙층(22) 표면의 파티클을 함께 제거하는 방법이다. 세정 공정의 결과로 결빙층이 녹은 물을 얻을 수 있으며, 이 물에는 파티클이 포함되어 있다. 이러한 파티클은 필터를 통해 별도로 회수할 수 있고, 이에 따라 산업 폐수가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 하여 대상물 가공 및 세정이 완료되면 대상물을 챔버로부터 언로딩하여 이후 공정을 진행할 수 있도록 한다.

도 6a 내지 6d는 본 발명에 의한 레이저 가공방법에 의해 대상물을 가공하는 예를 나타내는 도면이다.

도 6a에 도시한 것과 같이, 척(30) 상에 고정된 대상물(10)을 척(30) 하부의 열전소자(40)에 의해 냉각시켜 결빙층(22)을 형성하고, 도 6b에 도시한 것과 같이 지정된 가공 위치에 레이저 빔을 조사한다.

레이저 빔을 조사하여 가공이 완료되고 나면, 도 6c와 같이 결빙층(22) 표면에 가공 부산물인 파티클(B)이 부착되게 되며, 가공부위(A)에도 결빙층(24)이 형성되게 된다. 즉, 레이저 빔을 조사하는 중에도 대상물(10)이 냉각된 상태를 유지하기 때문에 가공부위(A)에도 대상물(10)과 챔버 내의 온도 차이에 의해 결빙층(24)이 형성되는 것이다.

가공이 완료되면 대상물을 건식 또는 습식으로 세정하여 결빙층(22) 및 파티클(B)을 제거하여 도 6d에 도시한 것과 같이 세정이 완료된 원하는 가공부위(A)가 가공된 대상물(10)을 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 웨이퍼 등과 같은 대상물을 레이저를 이용하여 가공할 때 고가의 코팅액을 사용하지 않아도 되므로 비용을 절감시킬 수 있고, 가공 완료 후 파티클이 포함된 세정액을 처리하기 위한 비용 또한 절감시킬 수 있다.

아울러, 레이저를 이용한 대상물의 가공 공정을 간단화할 수 있으며, 레이저 가공시 발생한 파티클들을 가공 완료 후의 세정공정시에 용이하게 회수할 수 있기 때문에 환경 오염을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1a 및 b는 일반적인 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 도면,

도 2a 내지 2d는 가공 대상물 코팅 후의 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 의한 레이저 가공장치의 구성을 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명에 적용되는 열전소자의 구성을 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명에 의한 레이저 가공방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 6a 내지 6d는 본 발명에 의한 레이저 가공방법에 의해 대상물을 가공하는 예를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 대상물 20 : 코팅층

22 : 결빙층 30 : 척

40 : 열전소자 50 : 단열수단

60 : 연결 부재 100 : 레이저 가공장치

110 : 제어부 120 : 레이저 발생수단

130 : 반사수단 140 : 입력부

150 : 표시부 160 : 저장부

170 : 센서 180 : 가습수단

410, 412 : 기판 420, 422 : 전도층

430, 432 : 반도체 칩

Claims (14)

1. 레이저를 이용하여 대상물을 가공하기 위한 장치로서,

   가공 챔버 내에 로딩된 대상물을 고정하기 위한 척;

   상기 척의 배면에 설치되어, 상기 척을 통해 상기 대상물을 냉각시켜 상기 가공 챔버 내의 온도와 상기 대상물의 온도 차이에 의한 수증기의 응축에 의해 상기 대상물 표면에 결로를 생성하고, 냉각을 계속 진행하여 상기 대상물 표면에 코팅층으로서의 결빙층이 형성되도록 하기 위한 열전소자;

   상기 열전소자의 배면에 설치되는 단열수단;

   지정된 구경을 갖는 레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 발생수단;

   상기 레이저 발생수단으로부터 생성되는 레이저를 상기 결빙층이 형성된 상기 대상물로 조사하기 위한 반사수단; 및

   상기 가공 챔버 내의 온도 및 습도를 측정하기 위한 센서;

   를 포함하는 레이저 가공장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 레이저 가공 장치는 상기 센서의 측정결과에 따라 상기 챔버 내의 습도가 지정된 값보다 낮은 경우 상기 챔버 내로 수증기를 공급하기 위한 가습수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 레이저 가공장치는 상기 결빙층의 일부를 녹이기 위한 해빙수단을 더 포함하며, 상기 대상물 표면의 상기 결빙층은 상기 열전소자에 의해 투명한 상태로 재냉각되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 해빙수단은 접촉식 또는 비접촉식으로 구현하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 접촉식 해빙수단은 가열 가능한 금속판이며, 상기 비접촉식 해빙 수단은 수증기를 공급받아 가열하는 히팅코일인 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 대상물은 상기 챔버에 로딩되기 전 응결점보다 높은 온도로 예비냉각되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
8. 레이저를 이용한 대상물 가공방법으로서,

   배면에 열전소자가 설치된 척 상에 대상물을 고정하고 챔버에 로딩하는 단계;

   상기 대상물의 종류 및 가공 형태에 따른 제어 파라미터를 설정하는 단계;

   상기 열전소자를 구동하여 상기 척 상의 대상물을 냉각시켜, 상기 가공 챔버 내의 온도와 상기 대상물의 온도 차이에 의한 수증기의 응축에 의해 상기 대상물 표면에 결로를 생성하고, 상기 열전소자에 의한 냉각을 계속 진행하여 상기 대상물 표면에 코팅층으로서의 결빙층이 형성되도록 하는 단계;

   상기 대상물을 이송하는 단계;

   상기 결빙층이 형성된 상기 대상물 표면의 가공 위치에 레이저 빔을 조사하는 단계;

   가공이 완료된 후 상기 대상물을 세정하는 단계;

   를 포함하는 레이저 가공방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 대상물을 상기 챔버에 로딩하기 전 상기 대상물을 응결점보다 높은 온도로 예비냉각하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 대상물 표면에 결빙층을 형성하는 단계 이후, 상기 대상물을 이송하기 전, 상기 결빙층을 일부 녹인 후 재냉각하여, 상기 결빙층을 투명한 상태로 형성하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 결빙층은 접촉식 또는 비접촉식 방법으로 녹이는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 결빙층을 접촉식으로 녹이는 방법은 가열 가능한 금속판으로 상기 결빙층 표면을 활주시키는 방법이며, 상기 결빙층을 비접촉식으로 녹이는 방법은 상기 결빙층 표면에 가열된 공기를 분사하는 방법인 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
13. 제 8 항에 있어서,

    상기 결빙층을 형성하는 단계는 상기 챔버 내의 습도를 측정한 후 상기 습도가 지정된 값보다 낮은 경우 상기 챔버 내로 수증기를 공급한 후 결빙층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
14. 제 8 항에 있어서,

    상기 대상물을 세정하는 단계는 습식 또는 건식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.