KR100953686B1 - 레이저 가공장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 레이저 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판으로부터 박막을 분리하는 레이저 리프트 오프 공정에 사용되는 레이저 가공장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 레이저 가공장치는 레이저 빔을 방출하는 레이저 빔 광원과, 레이저 빔 광원에서 방출된 레이저 빔의 형상 및 에너지분포를 가공하는 광학계와, 광학계에 의해 가공된 레이저 빔이 조사되며, 조사된 레이저 빔에 의해 가공되는 가공대상물이 배치되는 스테이지와, 광학계에 의해 가공된 레이저 빔이 통과하도록 레이저 빔의 진행경로 상에 배치되며, 가공대상물의 가공시 발생되는 부산물을 흡입하기 위한 석션 유닛을 포함한다.
빔 스플리터, 레이저 빔, 광학계, 팬

Description

레이저 가공장치{Laser processing device}
본 발명의 레이저 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판으로부터 박막을 분리하는 레이저 리프트 오프 공정에 사용되는 레이저 가공장치에 관한 것이다.
최근 들어 엑시머 레이저(Eximaer Laser) 빔의 안정성과 출력이 향상됨에 따라 반도체 물질을 가공하는 공정으로까지 그 사용 범위가 넓어지고 있다. 특히, 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)와 같은 소자를 형성하기 위하여, 레이저 빔을 이용하여 웨이퍼 기판 위의 박막을 분리하는 공정이 많이 이루어지는데, 이러한 공정을 레이저 리프트 오프(Laser Life Off : LLO) 공정이라고 한다. 도 1에는 레이저 리프트 오프 공정을 수행하는 종래의 레이저 가공장치가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 레이저 가공장치는 248nm의 파장을 가지는 KrF 엑시머 레이저(1)와, 복수의 렌즈로 이루어지는 광학계(2)를 포함한다. 이하, 상기한 레이저 가공장치(9)로 레이저 리프트 오프 공정을 수행하는 과정에 대해 설명한다. 먼저, KrF 엑시머 레이저(1)에서 레이저 빔을 방출하면, 이 레이저 빔은 광학계(2)를 통과하면서 적절한 형상 및 세기로 가공되며, 이후 사파이어 윈도우(P1)와 GaN 계열의 에피층(P2)을 포함하는 가공대상물(P)에 조사된다. 이때, 레이저 빔의 에너지가 사파이어의 밴드갭(약 10.0 eV) 보다는 낮으며 GaN의 밴드갭(약 3.3 eV) 보다는 높으므로, 레이저 빔은 사파이어 윈도우(P1)에 흡수되지 않고 그대로 투과된 뒤 GaN 계열의 에피층(P2)에 흡수된다. 그리고, 이렇게 흡수되는 레이저 빔의 에너지에 의해 사파이어 윈도우와 접하는 에피층(P2)의 계면이 가열 및 분해됨으로써 사파이어 윈도우(P1)와 에피층(P2)이 분리된다.
한편, 상술한 레이저 리프트 오프 공정 중 에피층의 계면이 분해됨에 따라 흄 및 파티클의 형태로 부산물(0)이 발생하게 되며, 이 부산물(0)은 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈의 표면이나, 사파이어 윈도우의 상면에 부착된다. 그리고, 이와 같이 부산물이 부착되면, 에피층(P2)으로 조사되는 레이저 빔의 일부가 진행도중에 부산물(0)에 흡수되며, 이에 따라 에피층 계면에 도달되는 레이저 빔의 에너지 분포가 불균일하게 된다. 따라서, 에피층의 계면 중 과도한 에너지가 흡수되는 부분에서는 스트레스에 의한 균열 또는 결함이 발생하게 되고, 적은 양의 에너지가 흡수되는 부분에서는 사파이어 윈도우와 에피층이 분리되지 않게 되며, 그 결과 생산되는 제품의 품질 및 수율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기한 부산물(0)에 의해 레이저 가공장치 내의 다른 구성들이 오염되거나 손상됨으로 인해, 레이저 가공장치의 내구성이 떨어지게 되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가공대상물의 가공시 발생되는 부산물에 의해 생산되는 제품의 품질 및 수율이 저하되거나, 주변 기구들이 오염되는 것이 방지되도록 구조가 개선된 레이저 가공장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이저 가공장치는 레이저 빔을 방출하는 레이저 빔 광원과, 상기 레이저 빔 광원에서 방출된 레이저 빔의 형상 및 에너지분포를 가공하는 광학계와, 상기 광학계에 의해 가공된 레이저 빔이 조사되며, 상기 조사된 레이저 빔에 의해 가공되는 가공대상물이 배치되는 스테이지와, 상기 광학계에 의해 가공된 레이저 빔이 통과하도록 상기 레이저 빔의 진행경로 상에 배치되며, 상기 가공대상물의 가공시 발생되는 부산물을 흡입하기 위한 석션 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 석션 유닛은 상기 레이저 빔이 통과되도록 관통 형성되는 관통공과, 상기 부산물이 유동되며 관통 형성되는 배출공을 가지는 하우징과, 상기 관통공을 막도록 상기 하우징에 결합되는 빔 스플리터와, 상기 부산물이 배출공으로 흡입되도록 상기 부산물을 흡입하는 팬을 포함하며, 상기 빔 스플리터에서 반사된 레이저 빔을 이용하여 상기 레이저 빔을 모니터링하는 모니터링 유닛을 더 가지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 석션 유닛은, 상기 레이저 빔이 통과되도록 관통 형성되는 관통공과, 상기 관통공과 연통되며 상기 부산물이 유동되는 배출공과, 상기 관통공과 연통되며 상기 배출공을 향하여 외부로부터 공급되는 불활성기체를 분사하는 노즐부를 가지는 하우징 및 상기 부산물이 배출공으로 흡입되도록 상기 부산물을 흡입하는 팬을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 하우징에는, 상기 관통공을 막도록 빔 스플리터가 결합되며, 상기 관통공과 연통되며 상기 빔 스플리터를 향하여 불활성기체를 분사하는 분사부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 부산물의 유동 경로 상, 상기 배출공과 상기 팬 사이에 배치되며 상기 부산물을 걸러내는 필터를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 가공대상물과 상기 레이저 빔을 정렬시키는 정렬 유닛 및 상기 가공대상물에 대한 상기 레이저 빔의 초점을 정렬하는 포커싱 유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 가공대상물의 가공시 발생되는 석션 유닛 내부로 효율적으로 흡입할 수 있다. 따라서, 부산물에 의해 가공조건이 악화 되는 것이 방지되며, 그 결과 생산되는 제품의 품질이 우수해지며, 레이저 가공장치의 생산수율이 향상된다.
또한, 부산물의 의해 레이저 가공장치가 오염되거나 손상되는 것이 방지되므로, 레이저 가공장치의 내구성이 향상된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치에 관하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이며, 도 3은 도 2에 도시된 석션 유닛의 사시도이며, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 도 3에 도시된 레이저 가공장치를 자른 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)는 레이저 빔 광원(10)과, 감쇠기(attenuator)(20)와, 광학계(30)와, 스테이지(40)와, 석션 유닛(50)과, 모니터링 유닛(60)과, 영상촬영기(70)를 포함한다.
레이저 빔 광원(10)은 레이저 빔을 발생시키는 공지의 구성으로서, 이용하고자 하는 레이저 빔의 파장에 따라 KrF 엑시머 레이저와, ArF 엑시머 레이저 등 다양한 종류의 것이 채용될 수 있다.
감쇠기(20)는 레이저 빔의 진행경로 상에 배치되며, 레이저 빔의 세기를 조절한다. 감쇠기(20)는 공지의 구성이므로, 상세한 설명은 생략한다.
광학계(30)는 레이저 빔 광원에서 방출된 레이저 빔의 진행경로 상에 배치되며, 레이저 빔의 형상 및 에너지분포를 가공한다. 본 실시예에서 광학계(30)는 레이저 빔의 형상을 가공하는 빔 팽창 망원경(Beam Expansion Telescope)(31)과, 가공된 레이저 빔의 에너지 분포를 균일하게 하는 빔 균일제(Beam Homogenizer)(32)와, 레이저 빔의 초점을 조절하는 프로젝션 렌즈(33)를 포함한다. 또한, 필요에 따라 레이저 빔을 반사시켜 레이저 빔의 진행경로를 변화시키는 미러(34)와, 빔 균 일제(32)를 통과한 레이저 빔 단면의 가장자리를 마스킹하는 마스크(35)와, 필드 렌즈(36)를 구비할 수도 있다. 상술한 바와 같이 구성되는 광학계(30)는 대한민국 등록특허 제10-0724540호 등에 개시된 공지의 구성이므로 개별적 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
스테이지(40)는 광학계(30)를 통과한 레이저 빔의 진행경로 상에 배치된다. 스테이지(40)의 상면에는 레이저 빔의 조사시 가공되는 가공대상물(P)이 배치된다. 스테이지(40)는 스테이지 구동부에 연결된다. 스테이지 구동부는 모션 제어부와 전기적으로 연결되며, 모션 제어부에서 출력된 이동신호를 인가받아 스테이지(40)를 수평 및 수직 방향으로 이동시킨다.
석션 유닛(50)은 가공대상물(P)의 가공시 발생되는 부산물(0)을 흡입하기 위한 것으로, 레이저 빔의 진행경로 상에 배치된다. 석션 유닛(50)은 하우징(51)과, 빔 스플리터(52)와, 팬(53)과, 필터(54)와, 카트리지(55)를 포함한다.
하우징(51)은 가공대상물(P)의 상측에 배치되며, 관통공(511)과, 배출공(512)과, 노즐부(513)와, 분사부(514)를 가진다. 관통공(511)은 하우징(51) 중앙부에 상하 방향으로 관통 형성된다. 관통공(511)의 내부로는 레이저 빔이 통과된다. 배출공(512)은 관통공(511)의 내측면과 하우징(51)을 관통하며 형성된다. 배출공(512)은 관통공(511) 및 하우징(51)에 결합된 배기덕트(515)와 연통된다. 노즐부(513)는 관통공(511) 및 하우징(51)의 측면에 설치된 제1가스공급관(516)과 연통된다. 노즐부(513)는 외부로부터 제1가스공급관(516)을 통하여 공급되는 불활성기체를 배출공(512)을 향하여 분사한다. 분사된 불활성기체는 배출공(512)으로 유입되며, 이때 불활성기체와 함께 부산물(0)이 배출공(512)으로 유입된다. 분사부(514)는 관통공(511) 및 하우징(51)의 측면에 설치된 제2가스공급관(517)과 연통된다. 분사부(514)는 외부로부터 제2가스공급관(517)을 통하여 공급되는 불활성기체를 후술할 빔 스플리터(52)를 향하여 분사한다. 분사된 불활성기체는 빔 스플리터(52) 및 관통공(511)을 따라 하방향으로 유동된다. 따라서, 빔 스플리터(52)의 하면은 불활성기체 분위기에 있게 되며, 부산물(0)은 불활성기체와 함께 하방향으로 유동된다.
빔 스플리터(52)는 판상으로 형성되며, 레이저 빔의 진행경로 상에 레이저 빔의 진행방향과 45도 기울어지게 배치된다. 빔 스플리터(52)는 하우징(51)의 상면에 결합되며, 관통공(511)을 막는다. 빔 스플리터(52)는 입사되는 레이저 빔을 투과 및 반사시킨다. 특히, 본 실시예에서는 입사되는 레이저 빔의 95%는 투과시키며, 5%는 반사시킨다.
팬(53)은 배기덕트(515) 내에 설치된다. 팬(53)은 관통공(511) 및 배출공(512)을 통해 부산물(0)을 흡입한다.
필터(54)는 배기덕트(515)의 내부에 설치되며, 부산물(0)의 배출 경로 상 배출공(512)과 팬(53) 사이에 배치된다. 필터(54)는 배기덕트(515)를 통해 배출되는 기체를 필터링하여 그 속에 포함된 부산물(0)을 걸러낸다.
카트리지(55)는 수용부(551)를 가지며, 배기덕트(515)에 착탈 가능하게 결합된다. 카트리지(55)는 필터(54)의 하측에 배치되며, 카트리지의 수용부(551)에는 필터(54)를 통과하지 못한 큰 크기의 부산물(0)이 쌓인다. 그리고, 카트리지의 수 용부(551)에는 발광소자(561)와 수광소자(562)로 이루어지는 레벨센서(56)가 설치되어 있다. 발광소자(561)는 광을 발생시키며, 이 광은 발광소자(561)와 마주보게 배치된 수광소자(562)에서 수광된다. 카트리지의 수용부(551)에 적정량 이상의 부산물(0)이 쌓이게 되면, 이 부산물에 의해 발광소자(561)에서 발생된 광이 차단되어 수광소자(562)에서 수신되지 않으며, 이때 레벨센서(56)와 전기적으로 연결된 알림부(미도시)에서 카트리지(55)를 비우라는 소정의 신호가 발생된다.
모니터링 유닛(60)은 빔 스플리터(52)에서 반사된 레이저 빔을 수광하고, 이를 이용하여 레이저 빔을 모니터링 한다. 특히, 본 실시예에서 모니터링 유닛(60)은 빔 프로라일러(61)와 에너지 미터(62)를 포함한다. 빔 프로파일러(61)는 빔 스플리터(52)에서 반사된 레이저 빔의 진행경로 상에 배치되며, 반사된 레이저 빔을 수광한다. 빔 프로파일러(61)는 반사된 레이저 빔의 에너지 분포도(profile)를 측정한다. 에너지 미터(62)는 빔 스플리터(52)에서 반사된 레이저 빔의 진행경로 상에 배치되며, 반사된 레이저 빔을 수광한다. 에너지 미터(62)는 반사된 레이저 빔의 세기를 측정한다. 그리고, 이와 같이 반사된 빔의 에너지 분포도 및 세기를 측정하면, 빔 스플리터(52)를 투과한 레이저 빔의 에너지 분포도 및 세기도 알 수 있다.
영상촬영기(70)는 관통공(511)의 상측에 배치되며, 가공대상물(P)의 가공과정을 촬영한다. 그리고 영상촬영기(70)에 디스플레이 장치 등을 연결하면, 가공대상물의 가공과정을 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 레이저 가공장치(100)는 정렬 유닛(80)과, 포커싱 유닛(90)을 더 구비 한다. 도 6은 정렬 유닛의 작동 원리를 설명하는 블록도이며, 도 7은 포커싱 유닛의 작동 원리를 설명하는 블록도이다. 이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.
정렬 유닛(Aligner)(80)은 가공대상물(P)과 레이저 빔을 정렬시키기 위한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면 가공하고자 하는 가공지점을 레이저 빔의 진행경로 상에 배치하기 위한 것이다. 본 실시예에서 정렬 유닛(80)은 비전(81)과, 비전 제어부(82)를 구비한다. 비전(81)은 가공대상물(P)의 상측에 배치된다. 가공대상물(P)이 비전(81) 아래로 이동되면, 비전(81)은 가공대상물(P) 내의 마크를 인식하고, 이를 이용하여 가공지점의 수평방향 상에서의 위치를 측정하며, 측정된 위치를 비전 제어부(82)로 전송한다. 비전 제어부(82)는 비전(81)에서 전송된 가공지점의 위치와 레이저 빔의 조사위치 사이의 차이를 산출하고, 이에 대응되는 제어신호를 모션 제어부(42)로 출력한다. 그리고, 제어신호를 인가받은 모션 제어부(42)는 제어신호에 대응되는 이동신호를 스테이지 구동부(41)로 출력하며, 스테이지 구동부(41)는 이동신호를 수신하고 이에 따라 스테이지(40)를 수평 방향으로 이동시킨다.
포커싱 유닛(90)은 레이저 빔의 초점을 가공대상물(P)에 정렬시키기 위한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면 레이저 빔의 초점을 가공지점에 맞추기 위한 것이다. 본 실시예에서 포커싱 유닛(90)은 포커싱부(91)와 포커싱 제어부(92)를 구비한다. 포커싱부(81)는 가공대상물(P)의 상측에 배치된다. 가공대상물(P)이 포커싱부(81) 아래로 이동되면, 포커싱부(81)는 가공대상물(P)의 휨 정도를 감지하고 이를 이용하여 가공지점의 수직방향 상에서의 위치를 측정하며, 측정된 위치를 포 커싱 제어부(82)로 전송한다. 포커싱 제어부(82)는 포커싱부(81)에서 전송된 가공지점의 위치와 레이저 빔의 초점 사이의 차이를 산출하고, 이에 대응되는 제어신호를 모션 제어부(42)로 출력한다. 그리고, 제어신호를 인가받은 모션 제어부(42)는 제어신호에 대응되는 이동신호를 스테이지 구동부(41)로 출력하며, 스테이지 구동부(41)는 이동신호를 수신하고 이에 따라 스테이지(40)를 수직 방향으로 이동시킨다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 레이저 가공장치(100)를 사용하여 레이저 리프트 오프 공정을 수행하는 과정에 대해 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광학계(30)를 통과한 레이저 빔은 하방향으로 진행하여 빔 스플리터(52)에 도달된다. 빔 스플리터(52)에 도달된 레이저 빔 중 5%는 반사되어 수평방향으로 진행되며, 95%는 빔 스플리터(52)를 투과하여 가공대상물(P)에 조사된다. 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 가공대상물(P)에 조사된 레이저 빔은 사파이어 윈도우(P1)를 투과한 뒤 GaN 계열의 에피층(P2)에 흡수되며, 이에 따라 에피층(P2)의 계면이 가열 및 분해됨으로써 사파이어 윈도우(P1)와 에피층(P2)이 분리된다. 그리고, 에피층(P2)이 분해됨에 따라 부산물(0)이 흄 및 파티클 형태로 발생하게 된다.
발생된 부산물(0)은 팬(53)에 의해 발생되는 흡입력 및 노즐부(513)와 분사부(514)에서 분사되는 불활성기체에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 관통공(511) 및 배출공(512)을 따라 유동하다가 필터(54)에 의해 걸러지게 된다. 보다 상세하게 설명하면, 팬(53)의 흡입력에 의해 관통공(511)을 따라 상방향으로 유동하는 부산 물(0)은 노즐부(513)에서 배출구(512)쪽으로 분사되는 불활성기체와 함께 대부분 배출공(512)으로 유입된 뒤 배기덕트(515)를 따라 유동하다가 필터(54)에 의해 걸러진다. 그리고, 배출구(512)로 유입되지 않은 채 분사구(511)를 따라 상방향으로 유동하는 일부의 부산물(0)은 분사부(514)에서 분사되어 빔 스플리터(52) 및 투과구(511)를 따라 하방향으로 유동하는 불활성기체에 의해 다시 하방향으로 유동하게 되며, 이후 팬(53)의 흡입력에 의해 배출공(512)으로 유입된 뒤 필터(54)에 의해 걸러진다.
한편, 모니터링 유닛(60)을 이용하면 레이저 빔의 에너지 분포도와 세기를 측정할 수 있으며, 정렬 유닛(80)과 포커싱 유닛(90)을 이용하면 정확한 위치에 레이저 빔을 조사할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)에는 석션 유닛(50)이 구비되어 있으므로 가공시 발생되는 부산물(0)이 가공대상물에 부착되거나 주변장치에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 석션 유닛(50)이 흡입력을 발생시키는 팬(53) 만으로 이루어지는 것이 아니라 과, 배출구(512) 쪽으로 부산물(0)이 유동되도록 불활성기체를 분사하는 노즐부(513)와, 부산물(0)이 빔 스플리터(52) 쪽으로 유동되는 것이 방지되도록 불활성기체를 분사하는 분사부(514)를 더 포함하고 있다. 그러므로, 부산물(0)을 배기덕트 내부로 효율적으로 흡입할 수 있으며, 동시에 부산물(0)이 빔 스플리터(52)에 부착되는 것도 방지할 수 있다. 따라서, 에피층(P2)에 도달되는 레이저 빔의 에너지가 불균일하게 되는 것이 방지되며, 그 결과 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있고, 레이저 가공장치(100)의 생산 수율도 향상된다. 또한, 부산물(0)에 의해 레어저 가공장치가 오염 및 손상되는 것이 방지되므로, 레이저 가공장치의 내구성이 향상된다.
또한, 빔 스플리터(52)가 석션 장치(50) 내에 설치되어 있다. 따라서, 레이저 빔의 분포도 및 세기를 측정하기 위하여 레이저 빔을 분할하는 별도의 구성을 추가적으로 설치하지 않더라도, 빔 스플리터(52)에 반사된 레이저 빔을 이용하면 레이저 리프트 오프 공정 중에도 레이저 빔의 분포도 및 세기를 실시간으로 측정할 수 있다. 따라서, 레이저 가공장치의 공간 활용성이 우수해지며, 그 구성이 단순해지게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1에는 종래 레이저 가공장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치의 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 석션 유닛의 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 도 3에 도시된 레이저 가공장치를 자른 단면도이다.
도 6은 정렬 유닛의 작동 원리를 설명하는 블록도이다.
도 7은 포커싱 유닛의 작동 원리를 설명하는 블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...레이저 가공장치 10...레이저 빔 광원
20...가변 감쇄기 30...광학계
40...스테이지 50...석션 유닛
51...하우징 52...빔 스플리터
53...팬 60...모니터링 유닛
70...영상촬영기 80...정렬 유닛
90...포커싱 유닛

Claims (6)

  1. 레이저 빔을 방출하는 레이저 빔 광원;
    상기 레이저 빔 광원에서 방출된 레이저 빔의 형상 및 에너지분포를 가공하는 광학계;
    상기 광학계에 의해 가공된 레이저 빔이 조사되며, 상기 조사된 레이저 빔에 의해 가공되는 가공대상물이 배치되는 스테이지; 및
    상기 광학계에 의해 가공된 레이저 빔이 통과하도록 상기 레이저 빔의 진행경로 상에 배치되며, 상기 가공대상물의 가공시 발생되는 부산물을 흡입하기 위한 석션 유닛;을 포함하며,
    상기 석션 유닛은,
    상기 레이저 빔이 통과되도록 관통 형성되는 관통공과, 상기 관통공과 연통되며 상기 부산물이 유동되는 배출공이 형성되어 있으며, 상기 관통공을 막도록 결합되는 빔 스플리터와, 상기 관통공과 연통되며 상기 배출공을 향하여 불활성기체를 분사하는 노즐부와, 상기 빔 스플리터를 향하여 불활성기체를 분사하는 분사부를 가지는 하우징과,
    상기 부산물이 배출공으로 흡입되도록 상기 부산물을 흡입하는 팬을 포함하며,
    상기 빔 스플리터에서 반사된 레이저 빔을 이용하여 상기 레이저 빔을 모니터링 하는 모니터링 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부산물의 유동 경로 상, 상기 배출공과 상기 팬 사이에 배치되며 상기 부산물을 걸러내는 필터;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가공대상물과 상기 레이저 빔을 정렬시키는 정렬 유닛; 및
    상기 가공대상물에 대한 상기 레이저 빔의 초점을 정렬하는 포커싱 유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012178534A (ja) * 2011-02-02 2012-09-13 Gigaphoton Inc 光学システムおよびそれを用いた極端紫外光生成システム
JP5788716B2 (ja) * 2011-06-02 2015-10-07 株式会社ディスコ 粉塵排出装置
KR20140052844A (ko) * 2012-10-18 2014-05-07 디앤에이 주식회사 레이저 리프트 오프 장치
JP6004933B2 (ja) * 2012-12-21 2016-10-12 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6008210B2 (ja) * 2014-04-08 2016-10-19 ウシオ電機株式会社 レーザリフトオフ装置
US11311967B2 (en) 2014-08-19 2022-04-26 Lumileds Llc Sapphire collector for reducing mechanical damage during die level laser lift-off
KR102572643B1 (ko) * 2015-05-13 2023-08-31 루미리즈 홀딩 비.브이. 다이 레벨의 레이저 리프트-오프 중에 기계적 손상을 줄이기 위한 사파이어 수집기
JP6999264B2 (ja) 2016-08-04 2022-01-18 株式会社日本製鋼所 レーザ剥離装置、レーザ剥離方法、及び有機ｅｌディスプレイの製造方法
KR102092712B1 (ko) 2017-02-24 2020-03-24 에이피시스템 주식회사 레이저 처리 장치 및 방법
ES2636715B2 (es) * 2017-06-07 2018-02-12 Sitexco Girona, S.L. Máquina de limpieza de rodillos anilox por láser y procedimiento para autoajuste del punto focal láser al diámetro del rodillo anilox.
JP7130735B2 (ja) * 2017-09-12 2022-09-05 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 仮ボンディングされた基板スタックを分離させるための装置および方法
KR102379215B1 (ko) 2017-10-31 2022-03-28 삼성디스플레이 주식회사 레이저 장치
WO2023032037A1 (ja) * 2021-08-31 2023-03-09 信越エンジニアリング株式会社 ワーク分離装置及びワーク分離方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1099978A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Hitachi Ltd レーザー加工装置
KR20050078411A (ko) * 2004-01-29 2005-08-05 삼성에스디아이 주식회사 레이저 패터닝 시스템에서의 레이저 모니터링 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3268052B2 (ja) * 1993-03-24 2002-03-25 株式会社東芝 水中レーザー加工装置
JPH09174262A (ja) * 1995-12-27 1997-07-08 Hitachi Ltd レーザマーカ
JP2001150176A (ja) * 1999-11-22 2001-06-05 Matsushita Electronics Industry Corp レーザマーキング集塵装置
JP4555743B2 (ja) * 2005-07-21 2010-10-06 本田技研工業株式会社 レーザ加工ヘッド

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1099978A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Hitachi Ltd レーザー加工装置
KR20050078411A (ko) * 2004-01-29 2005-08-05 삼성에스디아이 주식회사 레이저 패터닝 시스템에서의 레이저 모니터링 시스템

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