KR20190009034A - Apparatus and method of treating with laser beam - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a processing apparatus using laser beams and a processing method thereof. More specifically, the processing apparatus comprises: a laser beam irradiator which accommodates an optical system delivering laser beams, and has a protection window formed at a position where the laser beams are emitted; and a protection gas supply unit which supplies a protection gas to the periphery of the protection window where the laser beams are irradiated toward a workpiece. In a step of processing a workpiece by using laser beams having passed through a protection window, a protective gas is supplied from a protection gas supply unit to the periphery of the protective window. By suppressing a flow of a gas, dust, fume, and the like (hereinafter, simply referred to as ″fume″) generated in a workpiece to a protection window by a flow of a protection gas supplied around the protection window, fume and the like reach the protection window to prevent pollution of the protection window in a processing step using laser beams.

Description

레이저빔을 이용한 처리 장치 및 그 처리 방법 {APPARATUS AND METHOD OF TREATING WITH LASER BEAM}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a processing apparatus using a laser beam,

본 발명은 레이저빔을 이용한 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 레이저빔의 조사기의 보호창의 오염을 방지하여 지속적인 처리 공정을 보장하는 레이저빔을 이용한 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a processing apparatus using a laser beam and a processing method thereof, and more particularly, to a processing apparatus using a laser beam for preventing contamination of a protective window of a laser beam irradiator and ensuring a continuous processing process, and a processing method therefor .

최근 반도체나 디스플레이를 제조하는 공정의 집적도가 높아지면서 레이저빔을 이용한 처리 공정의 활용도가 점점 높아지고 있다. 예를 들어, 레이저빔을 이용하여 웨이퍼 또는 디스플레이 제작용 기판(이하, 간단히 '기판'이라고 통칭함)의 절삭 공정이나 스크러빙 공정 등 다양한 처리 공정이 행해지고 있다.Recently, as the degree of integration of processes for manufacturing semiconductors and displays has increased, utilization of processing processes using laser beams has been increasing. For example, various processing steps such as a cutting process or a scrubbing process of a wafer or a substrate for producing a display (hereinafter, simply referred to as a " substrate ") are performed using a laser beam.

최근에는, 얇고 가벼우며 휴대성이 높은 이점을 갖는 유연한(flexible) 디스플레이 기기의 제작을 위하여, 유연한 디스플레이 기판(G1)을 단단한 캐리어 기판(G2)에 결합시킨 상태로 유연한 디스플레이 기판(G1)의 표면에 디스플레이 기능을 위한 다양한 회로를 실장하는 공정을 행하고, 레이저빔을 조사하여 유연한 기판(G)을 단단한 캐리어 기판(G2)으로부터 분리하여, 유연한 디스플레이 기기의 제작에 레이저빔을 이용한 처리 공정이 적용되기도 한다. In recent years, in order to manufacture a flexible display device having advantages of being thin, light, and highly portable, a flexible display substrate G1 is bonded to a rigid carrier substrate G2, A process of mounting various circuits for a display function is performed on the flexible substrate G and the flexible substrate G is separated from the rigid carrier substrate G2 by irradiating a laser beam so that a processing process using a laser beam is applied to manufacture a flexible display device do.

그리고, 다양한 처리 공정에 사용되는 레이저 빔(Li)은 레이저빔 발진기에서 출사되어, 1개 이상의 미러로 이루어진 광학계(15)를 거쳐, 피가공물인 기판(G1, G2)을 향하여 조사된다. The laser beam Li used in the various processing steps is emitted from the laser beam oscillator and irradiated toward the workpieces G1 and G2 via the optical system 15 composed of one or more mirrors.

이와 같이 다양한 처리 공정에 레이저빔을 조사하여 처리 공정이 행해지는데, 높은 에너지 강도를 갖는 레이저빔(Li)을 기판(G1, G2)에 조사하는 과정에서 기판(G1, G2)이 국부적으로 용융되면서 가스, 분진 또는 흄(fume, 66)이 발생된다. 그리고, 레이저빔을 이용한 처리 공정 중에 발생된 흄(66)은 부력 차이에 의한 자연 대류 현상에 의해 상측으로 이동하여, 레이저빔 조사기(10)로 유동하여 광학계(15)를 오염시킨다.In the course of irradiating the substrates G1 and G2 with the laser beam Li having a high energy intensity, the substrates G1 and G2 are locally melted while being irradiated with various laser beams, Gas, dust or fume (66) is generated. The fumes 66 generated during the processing using the laser beam are moved upward by the natural convection due to the difference in buoyancy and flow to the laser beam irradiator 10 to contaminate the optical system 15.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 레이저빔 조사기(10)에서 레이저빔(Li)이 출사되는 위치에는 투명한 유리 또는 수지 재질의 보호창(protection window, 12)이 형성되어, 레이저빔을 이용한 처리 공정 중에 발생된 가스, 분진, 흄 등(66)이 보호창(12)에 의해 차단되어 광학계(15)의 오염을 방지한다. In order to solve such a problem, a protection window 12 made of transparent glass or resin is formed at a position where the laser beam Li is emitted from the laser beam irradiator 10, The generated gas, dust, fumes, etc. 66 are blocked by the protective window 12 to prevent contamination of the optical system 15.

그러나, 레이저빔 조사기(10)에 보호창(12)이 형성되어 있더라도, 레이저빔(Li)을 이용한 처리 공정이 반복하여 행해지면, 처리 공정 중에 기판에서 발생된 흄(66)이 상측으로 이동(89)하여 보호창(12)의 표면과 접촉하게 되고, 이에 따라 보호창(12)은 시간의 경과에 따라 오염되는 문제가 발생된다. 이에 따라, 레이저빔 조사기(10)의 광학계(15)에서 레이저 빔(Li)의 강도와 밀도 등이 정확하게 생성되더라도, 보호창(12)의 오염에 의하여 피가공물인 기판(G1, G2)에 예정된 강도와 밀도 분포를 갖는 레이저빔(Li)이 정확하게 도달하지 못하므로, 레이저빔을 이용한 처리 공정의 정확성이 점점 저하되는 문제가 야기된다. However, even if the protective window 12 is formed in the laser beam irradiator 10, if the processing process using the laser beam Li is repeatedly performed, the fume 66 generated in the substrate during the processing process moves upward 89) to come into contact with the surface of the protection window 12, thereby causing a problem that the protection window 12 is contaminated over time. Even if the intensity and density of the laser beam Li are accurately generated in the optical system 15 of the laser beam irradiator 10 due to contamination of the protective window 12, A laser beam Li having a strength and a density distribution can not be accurately reached, and thus the accuracy of a process using a laser beam is lowered.

따라서, 레이저빔 조사기(10)에 보호창(12)을 형성하더라도, 레이저빔을 이용한 처리 공정이 진행될수록 보호창(12)의 오염이 심해지면서 레이저빔의 품질이 저하되며, 장시간 동안 처리 공정을 진행한 후에 보호창(12)의 교체나 세정 공정이 필요하게 되므로 연속적인 처리 공정을 진행하지 못하는 한계가 있었다.Therefore, even if the protective window 12 is formed in the laser beam irradiator 10, as the processing process using the laser beam proceeds, the contamination of the protective window 12 becomes worse and the quality of the laser beam deteriorates. It is necessary to replace the protective window 12 or to perform a cleaning process.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 레이저빔을 이용한 처리 공정을 행함에 있어서, 레이저빔의 조사기의 보호창의 오염을 방지하여 지속적인 처리 공정을 보장하는 레이저빔을 이용한 처리 장치 및 그 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Disclosure of the Invention In order to solve the above problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a processing apparatus using a laser beam for preventing contamination of a protective window of a laser beam irradiator, And a method thereof.

이를 통해, 본 발명은, 레이저빔을 이용하여 처리 공정을 진행하더라도 보호창의 오염을 방지하여, 광학계에서 생성된 레이저빔이 그대로 피가공물에 조사되도록 하여 레이저빔을 이용한 처리 공정의 신뢰성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to improve the reliability of a processing process using a laser beam by preventing contamination of a protective window even if the processing process is performed using a laser beam, and irradiating the laser beam generated by the optical system The purpose.

그리고, 본 발명은, 레이저빔을 이용한 처리 공정을 장시간 동안 행하더라도, 레이저빔을 이용한 처리 공정을 중단없이 연속적으로 행하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to continuously perform a treatment process using a laser beam without interruption even if the treatment process using the laser beam is performed for a long time.

그리고, 본 발명은, 레이저빔을 이용한 처리 공정 중에 발생되는 가스, 분진, 흄 등을 곧바로 제거하여, 처리 공정이 행해지는 공간의 오염을 억제하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to directly remove gas, dust, and fumes generated during a process using a laser beam to suppress contamination of a space in which the process is performed.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 레이저빔을 전달하는 광학계를 수용하고, 상기 레이저빔을 출사되는 위치에 보호창이 형성된 레이저빔 조사기와; 상기 레이저빔이 피가공물을 향하여 조사되는 보호창의 주변에 보호 가스를 공급하는 보호가스 공급부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus comprising: a laser beam irradiator for receiving an optical system for transmitting a laser beam and having a protective window at a position where the laser beam is emitted; A protective gas supply unit for supplying a protective gas to a periphery of a protective window irradiated with the laser beam toward the workpiece; And a laser beam processing unit for processing the laser beam.

이는, 보호창을 투과한 레이저빔을 이용하여 피가공물의 처리 공정이 행해지는 과정에서, 보호가스 공급부로부터 보호창의 주변에 보호 가스를 공급함으로써, 피가공물에서 발생되는 가스, 분진, 흄 등(이하, 간단히 '흄(fume)'이라고 함)이 보호창에 도달하고자 하는 유동을 보호창 주변에 공급된 보호 가스의 유동에 의해 억제하는 것에 의하여, 레이저빔을 이용한 처리 공정 중에 보호창으로 흄 등이 도달하여 보호창의 오염을 방지하기 위함이다.This is because the protective gas is supplied to the periphery of the protective window from the protective gas supply part in the process of processing the workpiece by using the laser beam transmitted through the protective window so that the gas, dust, (Hereinafter simply referred to as " fume ") to flow into the protective window by the flow of the protective gas supplied around the protective window, a fume or the like So as to prevent contamination of the protective window.

이 때, 상기 보호가스 공급부는 상기 피가공물에서 발생된 흄(fume)이 상기 보호창에 침투하는 압력보다 보다 높은 압력으로 보호 가스를 상기 보호창 주변에 공급하는 것에 의하여, 보호창의 하측 공간에는 보호 가스의 유동이 지배적으로 됨에 따라, 피가공물로부터의 흄이 보호창에 도달하지 못하게 된다.At this time, the protective gas supply unit supplies protection gas to the periphery of the protection window at a higher pressure than a pressure at which the fume generated in the processing material penetrates into the protection window, As the flow of gas becomes dominant, fumes from the workpiece do not reach the protective window.

l l

무엇보다도, 상기 보호창을 둘러싸는 형태로 격벽이 형성되어 상기 보호가스 공급부로부터 공급된 보호 가스가 수용되는 차단 공간이 형성되되, 상기 레이저빔이 관통하는 개구가 상기 격벽에 형성될 수 있다. Above all, a barrier is formed in a form surrounding the protective window to form a shielding space for receiving the protective gas supplied from the protective gas supplying part, and an opening through which the laser beam penetrates can be formed on the barrier.

이를 통해, 격벽으로 둘러싸인 차단 공간 내에 보호가스가 지속적으로 공급되면서 채워지고, 차단 공간에 채워진 보호 가스가 개구를 통해 조금씩 배출되면서, 피가공물에서 발생된 흄이 차단 공간으로 유입되는 것이 보호 가스의 배출 유동에 의해 억제된다. 따라서, 보호창까지 흄이 도달하지 못하므로, 최소한의 보호 가스의 공급량으로 보호창의 오염을 확실하게 방지할 수 있다. In this way, the protective gas is continuously supplied into the shielding space surrounded by the barrier ribs, and the protective gas filled in the shielding space is gradually discharged through the openings, so that the fume generated in the workpiece flows into the shielding space, It is inhibited by flow. Therefore, since the fume does not reach the protection window, the protection window can be surely prevented from being contaminated by the minimum supply amount of the protection gas.

이 때, 상기 보호가스 공급부는, 상기 피가공물에서 발생된 흄이 상기 차단 공간에 침투하는 압력보다 보다 높은 압력으로 상기 차단 공간에 보호 가스로 채우는 것이 바람직하다. 대체로, 피가공물은 대기압 상에 노출되어 자연 대류에 의해 상측으로 이동하므로, 보호가스 공급부로부터 보호가스를 공급하는 압력은 대기압과 동일하거나 이보다 약간만 높더라도 충분하다. 예를 들어, 보호가스 공급부는 1.0bar 내지 1.2bar 보다 더 높은 압력으로 차단 공간에 보호 가스를 공급할 수 있다.At this time, it is preferable that the protective gas supply unit fills the cutoff space with the protective gas at a higher pressure than the pressure at which the fumes generated in the workpiece penetrate into the cutoff space. In general, the workpiece is exposed to atmospheric pressure and moves upward by natural convection, so that the pressure for supplying the protective gas from the protective gas supply portion may be equal to or slightly higher than the atmospheric pressure. For example, the protective gas supply may supply a protective gas to the shut-off space at a pressure greater than 1.0 bar to 1.2 bar.

여기서, 상기 보호 가스는 아르곤 등의 불활성 가스와, 질소와 탄소가 없는 공기와, 일반적인 공기를 필터링한 공기, 일반 공기(간단히, '공기'라고 함) 중 어느 하나 이상을 포함하여 채워져 상기 차단 공간 내에 불활성 분위기를 형성할 수 있다. 이를 통해, 차단 공간을 통과하는 레이저 빔과 보호 가스의 반응을 억제할 수 있고, 동시에 피가공물에서 발생된 가스, 분진, 흄과 보호 가스의 반응을 억제하여, 안정적인 분위기 하에서 레이저 빔에 의한 처리 공정이 행해질 수 있다. Here, the protective gas is filled with at least one of an inert gas such as argon, air containing no nitrogen and carbon, air filtered by general air, or general air (simply referred to as 'air'), An inert atmosphere can be formed. This makes it possible to suppress the reaction of the protective gas with the laser beam passing through the blocking space and at the same time to suppress the reaction of the gas, dust and fume with the protective gas generated in the workpiece, Can be performed.

한편, 상기 보호 가스는 공기보다 가벼운 기체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 헬륨 등이 선택될 수 있다. 이에 따라, 레이저빔의 조사 방향은 대체로 중력의 반대 방향인 하방을 향하여 조사되므로, 보호 가스를 차단 공간에 공급하면, 차단 공간 내에서 보호 가스가 상측으로 이동하여 보호 창의 저면 영역을 채우므로, 공급되는 보호 가스의 양을 최소화하면서 보호창으로 흄이 침투하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.On the other hand, the protective gas may be formed of a gas that is lighter than air. For example, helium and the like can be selected. Accordingly, when the protective gas is supplied to the blocking space, the protective gas moves upward in the blocking space to fill the bottom area of the protection window. Therefore, It is possible to effectively suppress the penetration of the fume into the protection window while minimizing the amount of the protective gas.

그리고, 보호가스 공급부는 차단 공간의 상측을 포함하여 보호 가스를 차단 공간 내부로 공급할 수 있다. 이에 의하여, 보호 가스가 차단 공간의 상측에 보다 높게 채워져 차단 공간의 상측에서의 보호 가스 밀도를 보다 높일 수 있다. The protective gas supply unit may supply the protective gas to the inside of the blocking space, including the upper side of the blocking space. As a result, the protective gas is filled higher on the upper side of the shielding space, and the protective gas density on the upper side of the shielding space can be further increased.

특히, 상기 격벽은 상기 개구가 뾰족한 위치에 형성되어 상기 개구의 주변의 외면(外面)이 경사면으로 형성될 수 있는데, 차단 공간으로 지속적으로 공급되는 보호 가스가 차단 공간의 하단에 형성된 개구를 통해 차단 공간의 바깥으로 조금씩 하방 유출되면, 유출된 보호 가스가 개구 주변의 상향 경사면을 타고 유동하면서 주변의 가스, 흄, 분진 등도 함께 유동하여, 흄 등이 보호창의 주변으로 유동하는 것을 억제할 수 있다.Particularly, the partition wall may be formed at a point where the opening is sharp and the outer surface of the periphery of the opening may be formed as an inclined surface. The protective gas continuously supplied to the interception space may be intercepted through the opening formed at the lower end of the interception space When the outflow of the protective gas gradually flows downward outwardly of the space, the gas, fume, dust and the like around the periphery flow along the upward inclined surface around the opening so that the fume and the like can be prevented from flowing to the periphery of the protection window.

예를 들어, 상기 경사면은 뒤집힌 원추 형태로 형성될 수 있다.For example, the slope may be formed in the form of an inverted cone.

무엇보다도, 상기 경사면 또는 상기 경사면의 상단부에는 기체를 흡입하는 기체 흡입부를; 더 포함하여 구성되어, 보호 가스와 흄 등이 경사면을 타고 중력 반대 방향인 상향 이동하면, 상향 이동된 보호 가스와 흄 등을 흡입하여 외부로 배기시킨다. 이를 통해, 레이저빔을 이용한 처리 공정이 행해지는 현장에 인체에 유해한 흄이 잔류하는 것을 최소화할 수 있으며, 분진, 흄 등이 처리 공정이 행해지는 공기 중을 잔류하다가 기판으로 내려앉아 2차 오염이 발생되는 것을 방지할 수 있다.Above all, a gas suction unit for sucking a gas is formed at the upper end of the inclined surface or the inclined surface; When the protective gas and the fume or the like move upwardly in the gravity opposite direction on the inclined surface, the upwardly moved protective gas and the fumes are sucked and exhausted to the outside. In this way, it is possible to minimize the residual of harmful fumes on the site where the processing process using the laser beam is performed, and the dust, fume, etc. remain in the air where the processing process is performed, Can be prevented.

여기서, 상기 기체 흡입부는 상기 격벽을 둘러싸는 형태로 기체를 포집하는 기체 포집부를 구비하고, 상기 기체 포집부에 연통되게 부압이 인가되어 상기 기체 포집부로 유입되는 기체를 배출시키도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 경사면을 타고 유동하는 보호 가스와 흄의 전부를 외부로 배출시키는 것이 가능해진다. Here, the gas suction unit may include a gas collecting unit for collecting the gas in the form of surrounding the partition, and may be configured to discharge a gas introduced into the gas collecting unit by applying a negative pressure to the gas collecting unit. This makes it possible to discharge the entire protective gas and the fumes flowing on the inclined surface to the outside.

이 때, 상기 보호가스 공급부에 의해 상기 차단 공간에 채워지는 보호 가스의 공급 압력은, 상기 피가공물에서 발생된 흄이 상기 차단 공간에 침투하는 압력보다 보다 높고, 상기 보호 가스가 상기 개구로 배출되어 주변으로 흩어지게 하는 압력보다 보다 낮게 정해진다. 예를 들어, 보호가스 공급부로부터 보호 가스가 지속적으로 또는 간헐적으로 차단 공간으로 공급하여, 차단 공간 내에 보호 가스로 채워지는 압력을 1.0bar ~ 3.0bar로 유지하여, 개구를 통해 배출되는 보호 가스가 하방으로 강하게 분사되지 않고, 개구를 통해 배출된 보호 가스가 경사면을 타고 상향 이동하게 유도할 수 있다.At this time, the supply pressure of the protective gas filled in the cutoff space by the protective gas supply unit is higher than the pressure that the fume generated in the workpiece penetrates into the cutoff space, and the protective gas is discharged to the opening Is set lower than the pressure that causes it to scatter around. For example, the protective gas is continuously or intermittently supplied to the shut-off space from the protective gas supply unit, and the pressure to be filled with the protective gas in the shut-off space is maintained at 1.0 to 3.0 bar so that the protective gas, It is possible to induce the protective gas discharged through the opening to move upwards on the inclined surface.

이에 따라, 보호 가스는 상기 보호가스 공급부에 의해 공급되면서 상기 개구를 통해 배출되어 상기 경사면을 타고 이동하여 상기 기체 흡입부에 의해 배출될 수 있다.Accordingly, the protective gas is supplied by the protective gas supply unit, is discharged through the opening, travels on the inclined surface, and can be discharged by the gas suction unit.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 광학계를 수용하는 레이저빔 조사기로부터 레이저 빔을 피가공물을 향하여 출사하되, 상기 레이저빔 조사기의 출사부에는 레이저빔이 통과하는 보호창이 형성되어 상기 레이저빔이 상기 피가공물을 향하여 상기 보호창을 통해 상기 레이저빔을 하방 조사하는 레이저빔 조사단계와; 상기 보호창의 하측 둘레를 감싸는 격벽으로 형성된 차단 공간에, 보호 가스를 공급하여 상기 차단 공간을 상기 보호 가스로 채우는 보호가스 공급단계를; 포함하여 구성되어, 상기 피가공물로부터의 흄(fume)이 상기 보호 가스에 차단되어 상기 보호창에 도달하는 것이 억제되는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus including a laser beam irradiator for emitting a laser beam toward a workpiece from a laser beam irradiator accommodating an optical system, wherein a protective window through which a laser beam passes is formed in an emitting portion of the laser beam irradiator, A laser beam irradiating step of irradiating the laser beam downward through the protection window toward the workpiece; A protective gas supply step of supplying a protective gas to the barrier space formed by the barrier ribs surrounding the lower side of the protection window to fill the barrier space with the protective gas; Wherein a fume from the workpiece is blocked by the protective gas and is prevented from reaching the protection window.

여기서, 상기 차단 공간을 형성하는 상기 격벽의 하단에는 상기 레이저빔이 통과하는 개구가 형성되고, 상기 개구의 주변의 상기 격벽은 상향 경사면으로 형성되어, 상기 차단 공간에 공급된 보호 가스가 상기 개구를 통해 조금씩 누출되면서, 상기 보호 가스가 상기 피가공물로부터 발생된 흄(fume)과 함께 상기 상향 경사면을 따라 상향 이동하게 유도하고, 상기 상향 경사면을 따라 이동하는 기체를 흡입 배기하는 기체 흡입단계를; 더 포함하여 구성될 수 있다.Here, an opening through which the laser beam passes is formed in the lower end of the barrier rib forming the blocking space, and the barrier ribs around the opening are formed as an upward inclined surface, so that the protective gas, A gas sucking step for guiding the protective gas upward along the upward inclined surface together with the fume generated from the workpiece and sucking and exhausting gas moving along the upward inclined surface; And the like.

그리고, 상기 상향 경사면을 따라 상향 이동하는 기체를 포집하는 포집부가 구비되어, 상기 포집부에 부압을 인가하여, 보호가스와 흄을 포함하는 기체와 분진을 한번에 흡입 배기할 수 있다.In addition, a collecting unit for collecting the upwardly moving gas along the upward inclined surface may be provided, and a negative pressure may be applied to the collecting unit to suck and discharge the gas and the dust including the protective gas and the fume at one time.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 보호창을 투과한 레이저빔을 이용하여 피가공물의 처리 공정이 행해지는 과정에서, 보호가스 공급부로부터 보호창의 주변에 보호 가스를 공급함으로써, 피가공물에서 발생되는 가스, 분진, 흄 등이 보호창에 도달하고자 하는 유동을 보호창 주변에 공급된 보호 가스의 유동에 의해 억제하여, 레이저빔을 이용한 처리 공정 중에 보호창으로 흄 등이 도달하여 보호창의 오염을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, by supplying the protective gas to the periphery of the protective window from the protective gas supply part in the process of processing the workpiece by using the laser beam transmitted through the protective window, , Dust, and fumes are prevented by the flow of the protective gas supplied around the protective window to prevent the contamination of the protective window by reaching the protective window during the processing process using the laser beam. Effect can be obtained.

또한, 본 발명은, 레이저빔 조사기의 보호창의 하부를 둘러싸는 형태로 격벽이 형성되어, 격벽에 의해 보호 가스를 수용하는 차단 공간이 마련되어, 차단 공간 내에 보호 가스를 채우는 간단한 공정으로 레이저빔이 투과하는 보호창을 향하여 침투하는 흄 등을 확실하게 차단하는 효과를 얻을 수 있다.The present invention also provides a laser beam irradiation apparatus in which a partition wall is formed so as to surround a lower portion of a protective window of a laser beam irradiator and a shielding space for accommodating the shielding gas is provided by a partition wall, It is possible to obtain an effect of reliably blocking fumes or the like penetrating toward the protection window.

그리고, 본 발명은, 격벽으로 둘러싸인 차단 공간 내에 보호가스가 지속적으로 공급되면서 채워지고, 차단 공간에 채워진 보호 가스가 개구를 통해 조금씩 배출되면서, 차단 공간의 하단에 형성된 개구 주변의 상향 경사면을 타고 보호 가스가 유동하도록 유도하여, 피가공물에서 발생된 분진과 흄 등이 보호 가스와 함께 격벽의 상향 경사면을 타고 이동하여 외부로 배출시킴으로써, 처리 공정이 이루어지는 대기 중에 분진이 부유하다가 기판에 내려앉는 2차 오염을 방지하고, 인체에 유해한 흄, 가스를 외부로 배출시켜 청결한 환경을 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the protective gas is continuously supplied into the shielding space surrounded by the barrier rib, and the protective gas filled in the shielding space is discharged little by little through the opening, The dust and fumes generated from the workpiece travel along the upward inclined surface of the partition wall together with the protective gas to be discharged to the outside so that the dust is floated in the atmosphere where the treatment process is performed, It is possible to obtain an advantageous effect of preventing contamination and discharging fumes and gases harmful to the human body to the outside to maintain a clean environment.

도1은 종래의 레이저빔을 이용한 처리 공정을 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔을 이용한 처리 장치의 구성을 도시한 도면,
도3은 도2의 'A'부분의 확대도,
도4는 도3의 'B'부분의 확대도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔을 이용한 처리 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.FIG. 1 is a view showing a processing process using a conventional laser beam,
2 is a view showing a configuration of a processing apparatus using a laser beam according to an embodiment of the present invention,
3 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG. 2,
FIG. 4 is an enlarged view of a portion 'B' in FIG. 3,
5 is a flowchart sequentially illustrating a method of processing using a laser beam according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔을 이용한 처리 장치(100)는, 레이저빔 발진기(118)로부터 출사된 레이저빔(Li)을 보호창(112)을 투과하여 조사하는 레이저빔 조사기(110)와, 보호창(112)의 하측을 둘러싸는 형태로 형성되어 내부에 차단 공간(S2)을 형성하는 격벽(120)과, 격벽(120)의 경사면(120s)의 상측을 감싸는 형태로 형성되어 기체를 포집하는 기체 포집부(130)와, 격벽(120)으로 둘러싸인 차단 공간(S2)에 보호 가스를 공급하는 보호가스 공급부(G)와, 기체 포집부(130)에 부압을 인가하여 기체 포집부에 포집된 분진과 가스 등을 외부로 배기시키는 기체 흡입부(V)를 포함하여 구성된다.2 and 3, a processing apparatus 100 using a laser beam according to an embodiment of the present invention includes a protective window 112 for protecting a laser beam Li emitted from a laser beam oscillator 118, A barrier rib 120 formed in a shape surrounding the lower side of the protection window 112 and forming a blocking space S2 therein and a barrier rib 120 formed on the inclined surface of the barrier rib 120 A protective gas supply unit G for supplying a protective gas to the blocking space S2 surrounded by the barrier 120 and a gas collecting unit 130 for collecting the gas, And a gas suction unit (V) for exhausting dust and gas collected in the gas collecting unit to the outside by applying a negative pressure to the gas collecting unit (130).

상기 레이저빔 조사기(110)는, 레이저빔을 발진시키는 레이저빔 발진기(118)와, 레이저빔 발진기(118)로부터 발진된 레이저빔(Li)을 다수의 미러 등으로 구성된 광학계(115, 도면에는 편의상 하나만 도시되어 있음)와, 광학계(115)를 감싸고 내부에 불활성 분위기의 질소 가스나 카본프리에어가 채워진 케이싱과, 레이저빔(Li)이 출사되는 위치에 광투과성 재질로 형성된 보호창(112)이 구비된다.The laser beam irradiator 110 includes a laser beam oscillator 118 for oscillating a laser beam and an optical system 115 composed of a plurality of mirrors or the like for the laser beam Li oscillated from the laser beam oscillator 118 And a protection window 112 formed of a light transmitting material at a position where the laser beam Li is emitted at a position where the laser beam Li is projected, and a casing enclosing the optical system 115 and filled with nitrogen gas or carbon free air in an inert atmosphere, Respectively.

여기서, 보호창(112)은 투명한 유리나 플라스틱, 수지 재질로 형성될 수 있다. Here, the protection window 112 may be formed of transparent glass, plastic, or resin.

상기 격벽(120)은, 도3에 도시된 바와 같이, 레이저빔(Li)이 조사되는 방향을 따라 보호창(112)의 주변을 감싸도록 형성된다. 격벽(120)은 가스나 분진이 퉁과할 수 없는 재질로 형성되며, 처리 공정에서 발생되는 가스 등과 반응이 일어나지 않는 재질로 정해진다. As shown in FIG. 3, the barrier rib 120 is formed so as to surround the periphery of the protective window 112 along the direction in which the laser beam Li is irradiated. The partition 120 is formed of a material that can not be mixed with gas or dust, and is made of a material that does not react with gases generated in the processing process.

격벽(120)의 하단부에는 레이저빔(Li)이 통과하는 개구(120a)가 형성된다. 따라서, 격벽(120)으로 둘러싸인 공간은 상부가 하단부의 개구(120a)를 제외하고 밀폐 공간을 형성하며, 보호가스 공급부(G)로부터 보호 가스(77)가 채워진다. An opening 120a through which the laser beam Li passes is formed at the lower end of the barrier rib 120. [ Therefore, the space surrounded by the partition 120 forms a closed space except the opening 120a at the lower end, and the protective gas 77 is filled from the protective gas supply part G.

도면에 도시된 바와 같이, 격벽(120)은 개구(120a) 주변의 외면이 상향 경사면(120s)으로 형성된다. 개구(120a)의 하단부는 주변 유동에 와류나 난류의 발생을 최소화하기 위하여 매끈한 곡면 형태(120r)로 형성되는 것이 바람직하다. 대체로, 개구(120a) 주변의 격벽 외면은 뒤집힌 원추 형태 또는 이와 유사한 형태로 형성될 수 있다. 다만, 격벽(120)의 외면이 형성하는 상향 경사면(120s)은 개구(120a)를 중심으로 대칭 형태로 배치되지 않고, 개구(120a)의 일측에만 형성되더라도 무방하다. As shown in the figure, the partition wall 120 is formed with an upwardly inclined surface 120s whose outer surface around the opening 120a. The lower end of the opening 120a is preferably formed in a smooth curved shape 120r to minimize the generation of vortex or turbulence in the peripheral flow. In general, the outer surface of the partition wall around the opening 120a may be formed in an inverted cone shape or the like. However, the upward sloping surface 120s formed by the outer surface of the partition 120 may not be disposed symmetrically with respect to the opening 120a, but may be formed only on one side of the opening 120a.

여기서. 상향 경사면(120s)은 피가공물인 기판(G1, G2)에서 발생된 분진, 가스, 흄 등(66)이 자연 대류에 의하여 서서히 상향 이동을 할 때에, 자연스럽게 타고 이동할 수 있는 정도의 기울기로 정해진다. 예를 들어, 20도 내지 65도 정도로 정해질 수 있다. here. The upward sloping surface 120s is set to a slope such that dust, gas, and fumes 66 generated from the substrates G1 and G2 to be processed can move naturally when they move upward gradually due to natural convection . For example, from about 20 degrees to about 65 degrees.

한편, 도면에 도시된 격벽(120)의 하부 형태는 V자 형태인 구성이 예시되었지만, 격벽(120)은 하방이 개방된 원통 형태로 형성될 수도 있으며, 다양한 형태로 변형 실시 가능하다. In the meantime, although the lower part of the partition 120 shown in the figure has a V-shaped configuration, the partition 120 may be formed in a cylindrical shape having an opened lower part and may be modified into various forms.

상기 보호가스 공급부(G)는, 격벽(120)으로 둘러싸인 차단 공간(S2)의 내부에 보호 가스(77)를 지속적으로 또는 간헐적으로 공급(PG)하여, 레이저빔을 이용한 처리 공정 중에 차단 공간(S2)의 내부에는 보호 가스(77)가 항상 채워진 상태를 유지하면서, 개구(120a)를 통해 보호 가스(77)가 완만히 배출되고 있는 상태를 유지하도록 한다. The protective gas supply unit G continuously or intermittently supplies (PGs) the protective gas 77 to the inside of the blocking space S2 surrounded by the partition 120 to remove the blocking gas The protective gas 77 is maintained in a state in which the protective gas 77 is always filled and the protective gas 77 is gently discharged through the opening 120a.

여기서, 보호가스 공급부(G)는 보호창(112)으로 흄(66) 등의 유입을 보다 효과적으로 억제하기 위하여, 상측 공급로(Ga)를 통해서는 보호창(112)이 위치한 수용 챔버(S2)의 상측에 보호 가스(77)를 공급(PG)하고, 동시에 하측 공급로(Gb)를 통해서는 개구(120a)를 향하여 보호 가스(77)를 공급한다. The protection gas supply unit G is provided with a protection chamber 112 in which the protection window 112 is located via the upper supply path Ga in order to more effectively suppress the inflow of the fumes 66 into the protection window 112. [ The protection gas 77 is supplied to the upper side of the lower supply path Gb and the protection gas 77 is supplied toward the opening 120a through the lower side supply path Gb.

이와 같이, 상측 공급로(Ga)로부터 공급되는 보호 가스(77)에 의해, 보호창(112)의 저면에는 보호 가스(77)가 항상 잔류하는 상태가 되므로, 일부의 흄(fume, 66)이 개구(120a)를 통해 차단 공간(S2)으로 유입되더라도, 보호창(112)이 흄(66) 등에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 하측 공급로(Gb)로부터 개구(120a)를 향해 보호 가스(77)를 공급하는 것에 의하여, 개구(120a)를 통해 흄(66)의 일부가 유입되는 것을 보호 가스(77)가 밀어내는 역할을 하여, 차단 공간(S2)으로 흄(66) 등이 유입되는 것을 억제한다. Since the protective gas 77 always remains on the bottom surface of the protective window 112 by the protective gas 77 supplied from the upper supply path Ga as described above, It is possible to prevent the protection window 112 from being contaminated by the fume 66 even if it flows into the blocking space S2 through the opening 120a. The protective gas 77 is supplied from the lower side supply passage Gb to the opening 120a so that the protective gas 77 pushes a part of the fume 66 through the opening 120a So that the fumes 66 and the like are prevented from flowing into the blocking space S2.

여기서, 상측 공급로(Ga)와 하측 공급로(Gb)는 각각 하나씩 형성될 수도 있지만, 도4에 도시된 바와 같이, 서로 다른 원주 방향의 위치에 2개 이상 배치되는 것이 바람직하다. Here, the upper supply path Ga and the lower supply path Gb may be formed one by one, but as shown in FIG. 4, it is preferable that two or more are disposed at different circumferential positions.

바람직하게는, 상측 공급로(Ga)는 보호 가스(77)를 반경 방향으로 공급할 수도 있지만, 원주 방향 성분을 갖고 공급할 수도 있다. 그리고, 상측 공급로(Ga)의 일부에서 공급되는 보호 가스(77)는 수평 또는 약간 상측을 향하여 경사지게 공급되고, 상측 공급로(Ga)의 다른 일부에서 공급되는 보호 가스(77)는 약간 하측을 향해 경사지게 공급된다. 이를 통해, 차단 공간(S2) 내에 채워지는 보호 가스(77)는 소용돌이 방향 성분을 갖는 유동과 반경 중심을 향하는 유동이 합쳐지면서, 차단 공간(S2)을 채우고 있는 보호 가스(77)는 하방을 향하는 소용돌이 형태의 유동 성분이 존재하면서, 개구(120a)를 통해 흄(66)이 유입되더라도, 유입된 흄(66)이 보호 가스(77)의 소용돌이 형태의 하방 유동에 휩쓸려 곧바로 개구(120a)를 통해 외부로 배출된다. 따라서, 보호창(112)이 오염되는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. Preferably, the upper supply path Ga may supply the protective gas 77 in the radial direction, but may also supply the protective gas 77 in the circumferential direction. The protective gas 77 supplied from a part of the upper supply path Ga is supplied to be inclined horizontally or slightly upward and the protective gas 77 supplied from another part of the upper supply path Ga is supplied slightly Lt; / RTI > Thereby, the protective gas 77 filled in the blocking space S2 is combined with the flow having the swirling direction component and the flow toward the radial center, so that the protective gas 77 filling the blocking space S2 is directed downward The inflowing fume 66 is swept away by the downward flow of the swirl of the protective gas 77 and flows directly through the opening 120a even if the fume 66 flows through the opening 120a while the swirl- And is discharged to the outside. Therefore, it is possible to obtain an advantageous effect that the contamination of the protection window 112 can be suppressed more reliably.

보호가스 공급부(G)는 차단 공간(S2)으로 보호 가스(77)를 공급하는 압력은 대기압보다 살짝 높은 정도로 충분하다. 즉, 보호가스 공급부(G)로부터 보호 가스(77)를 공급(PG)하여 차단 공간(S2)의 압력은 대기압의 압력인 1.0bar의 압력으로 유지되게 보호 가스(77)를 차단 공간(S2)에 공급하더라도 충분하다. 다만, 차단 공간(S)의 보호가스의 압력이 3.0bar를 초과하면, 개구(120a)를 통해 보호 가스(77)가 배출(78)되는 압력이 높아져, 개구(120a)로 배출된 보호 가스(77)가 격벽(120)의 상향 경사면(78)을 타고 유동하는 데 방해될 수 있으므로, 보호가스 공급부(G)에 의해 차단 공간(S2)에 채워진 보호 가스(77)의 압력은 3.0bar 이하로 유지되는 것이 바람직하다. 보호가스 공급부(G)의 공급압력은 차단 공간(S2)의 체적과 처리 공정이 행해지는 주변 분위기에 따라 차이가 있지만, 예를 들어, 차단 공간(S2) 내의 압력은 1.2bar ~ 1.6bar로 유지되며, 상측 공급로(Ga)는 1.3~1.7bar로 공급되고 하측 공급로(Gb)에서는 1.1~1.4bar정도로 공급될 수 있다. The protective gas supply part G is sufficiently high that the pressure for supplying the protective gas 77 to the blocking space S2 is slightly higher than the atmospheric pressure. That is, the protective gas 77 is supplied (PG) from the protective gas supply part G so that the pressure of the blocking space S2 is maintained at the pressure of 1.0 bar, which is the atmospheric pressure, . However, if the pressure of the protective gas in the blocking space S exceeds 3.0 bar, the pressure at which the protective gas 77 is discharged 78 through the opening 120a is increased, and the protective gas discharged into the opening 120a The pressure of the protective gas 77 filled in the cutoff space S2 by the protective gas supply part G is reduced to 3.0 bar or less because the pressure of the protective gas 77 can be prevented from flowing on the upward inclined face 78 of the partition 120 . Although the supply pressure of the protective gas supply part G varies depending on the volume of the blocking space S2 and the surrounding atmosphere in which the processing is performed, for example, the pressure in the blocking space S2 is maintained at 1.2 to 1.6 bar And the upper supply path Ga may be supplied at 1.3 to 1.7 bar and the lower supply path Gb may be supplied at 1.1 to 1.4 bar.

즉, 보호가스 공급부(G)에 의해 차단 공간(S2)에 채워지는 보호 가스(77)의 공급 압력은, 피가공물인 기판(G1, G2)에서 발생된 흄(66)이 차단 공간(S2)에 침투하는 압력보다 보다 높고, 보호 가스(77)가 개구(120a)로 배출되어 주변으로 흩어지게 하는 압력보다 보다 낮게 정해진다. 이에 의해, 보호 가스(77)는 차단 공간(S2)의 개구(120a)를 통해 배출되어, 대부분이 상향 경사면(120s)을 타고 이동하여 기체 포집부(130)에 도달하게 된다.That is, the supply pressure of the protective gas 77 filled in the cutoff space S2 by the protective gas supply unit G is set so that the fumes 66 generated from the substrates G1 and G2, And is lower than the pressure at which the protective gas 77 is discharged into the opening 120a and scattered to the periphery. Thus, the protective gas 77 is discharged through the opening 120a of the blocking space S2 and mostly travels on the upward inclined surface 120s to reach the gas collecting part 130. [

상기 보호 가스(77)는 다양한 형태의 기체가 사용될 수 있으며, 처리 공정 중에 발생되거나 공급되는 가스 또는 기판(G1, G2)과 반응하지 않는 기체가 바람직하다. 예를 들어, 아르곤 등의 불활성 가스나, 질소나, 탄소가 없는 공기나, 일반 공기 중 어느 하나 이상을 포함하여 채워져 상기 차단 공간 내에 불활성 분위기를 형성할 수 있다. 한편, 적은 공급량의 보호 가스(77)로 차단 공간(S2)을 채운 상태로 유지하기 위하여, 공기보다 가벼운 헬륨(He) 등의 기체를 적용하여, 헬륨이 항상 중력 반대 방향으로 차단 공간(S2)을 채움에 따라, 흄(66) 등이 개구(120a)를 통해 차단 공간(S2)의 내부로 유입되는 것을 억제할 수 있다. Various types of gases may be used for the protective gas 77, and a gas generated or supplied during the treatment process or a gas that does not react with the substrates G1 and G2 is preferable. For example, an inert gas such as argon, nitrogen, carbon-free air, or general air, so as to form an inert atmosphere in the blocking space. On the other hand, a gas such as helium (He) which is lighter than air is applied to keep the shielding space S2 filled with the shielding gas 77 with a small supply amount, It is possible to prevent the fume 66 or the like from flowing into the interception space S2 through the opening 120a.

도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 격벽(120)에 의한 차단 공간(S2)을 구비하지 않고, 피가공물(G1, G2)에서 발생된 흄(fume, 66)이 보호창(112)에 침투하는 압력보다 보다 높은 압력으로 보호 가스를 상기 보호창(112)의 주변 또는 보호창(112)을 향하여 분사하여, 보호가스의 유동으로 흄(66)이 보호창(112)에 도달하는 것을 억제하여, 흄(66) 등에 의해 보호창(112)이 오염되는 것을 억제하게 구성될 수도 있다.Although not shown in the drawings, according to another embodiment of the present invention, the fume (66) generated in the workpieces (G1, G2) A protective gas is injected toward the periphery of the protective window 112 or the protective window 112 at a pressure higher than the pressure that penetrates the protective window 112, And to prevent the protection window 112 from being contaminated by the fumes 66 or the like.

상기 기체 포집부(130)는, 격벽(120)의 상향 경사면 또는 그 상측에서 'ㄱ'단면 또는 '∩'단면을 포함하게 형성되어, 격벽(120)의 상향 경사면(120s)을 타고 유동하는 기체 및 분진을 포집한다. The gas collecting part 130 is formed to include a cross section or an ∩ cross section on the upward sloping face or the upper face of the partition 120 and is formed to have a cross- And dust.

즉, 보호가스 공급부(G)로부터 낮은 압력으로 차단 공간(S2)에 공급된 보호 가스(77)는, 차단 공간(S2)을 모두 채우고, 추가로 공급(PG)되는 보호 가스(77)에 의하여 개구(120a)를 통해 지속적으로 배출(78)되는 상태로 유지된다. 이에 따라, 레이저 빔(Li)을 이용한 처리 공정 중에 발생된 분진, 가스, 흄(66) 등은 개구(120a)를 통해 차단 공간(S2)으로 유입되지 못하는데, 개구(120a)를 통해 배출(78)되는 보호 가스(77)는 대기압보다 약간 높은 압력 상태로 배출되므로, 자연대류 현상에 의해 격벽(120)의 완만한 경사면(120s)을 타고 상측으로 이동(88)한다. 또한, 이와 함께 피가공물(G1, G2)에서 발생된 흄(66) 등은 보호 가스(77)의 유동(88)과 함께 격벽(120)의 완만한 경사면(120s)을 타고 상측으로 이동(88)한다.That is, the protective gas 77 supplied from the protective gas supply unit G to the blocking space S2 at a low pressure is supplied to the blocking space S2 by the protective gas 77 which is further supplied (PG) And is maintained in a state of being continuously discharged (78) through the opening 120a. Accordingly, the dust, gas, and fumes 66 generated during the processing process using the laser beam Li can not flow into the blocking space S2 through the opening 120a, but are discharged through the opening 78a The protective gas 77 is discharged at a pressure slightly higher than the atmospheric pressure and therefore moves upward 88 on the gentle slope 120s of the partition 120 due to the natural convection phenomenon. The fumes 66 generated in the workpieces G1 and G2 together with the flow 88 of the protective gas 77 are moved upward on the gentle slopes 120s of the partition wall 120 )do.

따라서, 기체 포집부(130)는 격벽(120)의 경사면(120s)을 타고 부력 차이에 의해 중력 반대 방향 성분을 갖고 상측으로 낮은 유속으로 완만히 이동하는 보호 가스(77)와 분진, 가스, 흄(66) 등을 'ㄱ'자 또는 '∩'자 또는 이와 유사한 형태의 단면을 갖는 포집 공간(S3)으로 포집하게 된다. Accordingly, the gas trapping unit 130 is installed on the inclined surface 120s of the partition wall 120, and has a protective gas 77 having an opposite gravity direction component due to the buoyancy difference and moving slowly toward the upper side, 66) are collected in a collecting space S3 having a cross-sectional shape of '?' Or '?' Or the like.

도면에 도시된 기체 포집부(130)는 격벽의 경사면(120s)의 상측에 격벽(130)의 둘레를 감싸는 형태로 형성된 구성이 예시되어 있지만, 격벽 경사면(120s)의 중간 지점에 배치될 수도 있다. Although the gas trapping unit 130 shown in the figure is configured to surround the periphery of the partition 130 on the upper side of the slope 120s of the partition wall, the gas trapping unit 130 may be disposed at an intermediate point of the partition wall slope 120s .

상기 기체 흡입부(V)는, 기체 포집부(130)의 포집 공간(S3)과 연통하는 위치에 대기압보다 낮은 부압을 인가하여, 기체 포집부(130)의 포집 공간(S3)으로 포집되는 기체와 분진 등을 흡수하여 외부로 배기시킨다. The gas suction unit V applies a negative pressure lower than the atmospheric pressure to a position communicating with the trapping space S3 of the gas trapping unit 130 so that the gas trapped in the trapping space S3 of the gas trapping unit 130 And the dust and the like are absorbed and exhausted to the outside.

이에 따라, 레이저 빔(Li)을 이용한 처리 공정 중에 발생되는 분진이나 흄 등이 대기 중에 부유하다가 피가공물인 기판(G1, G2)에 내려앉아 2차 오염이 생기는 것을 방지할 수 있으며, 인체에 유해한 흄, 가스 등을 곧바로 외부로 배기하여 친환경적인 환경에서 처리 공정이 행해지게 유지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent dust and fumes generated during the processing process using the laser beam Li from floating on the substrates and descending on the substrates G1 and G2 to cause secondary contamination, Fumes, and gases can be directly discharged to the outside, thereby enabling the treatment process to be performed in an environmentally friendly environment.

이하, 첨부된 도5를 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔을 이용한 처리 방법(S100)을 상술한다.Hereinafter, a method (S100) for processing using a laser beam according to an embodiment of the present invention constructed as described above will be described in detail with reference to FIG.

단계 1: 먼저, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(Li)을 이용한 처리 공정이 시작되기에 앞서, 격벽(120)으로 둘러싸인 차단 공간(S2) 내에 보호가스 공급부(G)로부터 보호 가스(77)를 공급하여, 차단 공간(S2) 내를 보호 가스(77)로 채운다(S110). Step 1: First, from the laser beams (Li) a blocking space protective gas supply (G) in a (S2) prior to treatment process begins, surrounded by the barrier ribs 120 using, as shown in Figs. 3 and 4 The protective gas 77 is supplied to fill the blocking space S2 with the protective gas 77 (S110).

여기서, 보호 가스(77)는 레이저빔(Li)과 반응하지 않으며 기판이나 기판으로부터 발생된 분진, 흄 등과 반응하지 않는 가스로 정해진다. Here, the protective gas 77 is not reacted with the laser beam Li and is determined as a gas which does not react with dust, fumes, etc. generated from the substrate or the substrate.

단계 2: 그리고 나서, 도2에 도시된 바와 같이, 거치대(90)에 캐리어 기판(G2)에 유연한 디스플레이 기판(G1)이 결합된 상태의 피가공물을 위치시킨 후, 레이저빔 조사기(110)를 이동(110d)시켜 원하는 위치에 레이저빔(Li)을 조사한다(S120). Step 2 : Then, as shown in FIG. 2, the workpiece in a state where the flexible display substrate G1 is coupled to the carrier substrate G2 is placed on the holder 90, and then the laser beam irradiator 110 The laser beam Li is irradiated to a desired position (S120).

도면에는, 유연한 디스플레이 장치를 제조하기 위한 구성을 예로 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 레이저빔을 이용한 절단, 스크러빙 등 다양한 처리 공정에 적용될 수 있다.In the drawings, a configuration for manufacturing a flexible display device is taken as an example, but the present invention is not limited thereto and can be applied to various processing processes such as cutting using a laser beam, scrubbing, and the like.

단계 3: 레이저 빔(Li)이 피가공물인 기판(G1, G2)에 도달하여 처리공정이 행해지는 동안에, 기판(G1, G2)으로부터 가스, 분진, 흄(66)이 발생되지만, 도4에 도시된 바와 같이, 차단 공간(S2)의 개구(120a)로부터 보호 가스(77)가 지속적으로 배출되면서 흄(66) 등이 개구(120a)의 내부로 유입되는 것이 방해된다. Step 3 : Gas, dust, and fumes 66 are generated from the substrates G1 and G2 while the laser beam Li reaches the substrates G1 and G2 to be processed and the process is performed. The protective gas 77 is continuously discharged from the opening 120a of the blocking space S2 so that the fumes 66 are prevented from flowing into the inside of the opening 120a.

또한, 흄(66)의 일부가 개구(120a)를 통하여 차단 공간(S2)의 내부로 유입되더라도, 차단 공간(S2)의 내부에 하방으로 향하는 소용돌이 유동으로 보호 가스(77)가 하방으로 유동하고 있으므로, 차단 공간(S2)의 내부로 유입된 흄(66)은 하향 소용돌이 유동과 함께 개구(120a)를 통해 곧바로 바깥으로 배출된다.Even if a part of the fume 66 flows into the interception space S2 through the opening 120a, the protective gas 77 flows downward by the vortex flow directed downward into the interception space S2 Therefore, the fume 66 flowing into the interception space S2 is discharged to the outside through the opening 120a together with the downward vortex flow.

그리고, 개구(120a)를 통해 배출된 보호 가스(77)는 주변의 공기와의 부력 차이로 인하여, 그리고 기판에서 발생된 낮은 부력의 흄(66) 등과 함께 격벽(120)의 상향 경사면(120s)을 타고 완만한 속도로 상측으로 이동한다(S130).The protective gas 77 discharged through the opening 120a is separated from the upward inclined face 120s of the partition wall 120 by the difference in buoyancy with surrounding air and with the low buoyancy fumes 66 generated in the substrate, And moves upward at a gentle speed (S130).

단계 4: 격벽(120)의 상향 경사면(120s)을 타고 상측으로 이동하던 보호 가스(77)와 흄(66) 등은 기체 포집부(130)에 의해 포집되어 포집 공간(S3)에 있게 되는데, 기체 흡입부(V)에 의해 포집 공간(S3)에 인가되는 부압에 의해 곧바로 외부로 배기된다(S140). Step 4 : The protective gas 77, the fumes 66 and the like which have been moved upward by the upward inclined face 120s of the partition 120 are collected by the gas collecting unit 130 and are located in the collecting space S3. And is immediately discharged to the outside by the negative pressure applied to the trapping space S3 by the gas suction unit V (S140).

상기 단계 1 내지 단계 4는 레이저 빔을 이용한 처리 공정이 행해지는 내내 지속된다. The above steps 1 to 4 are continued throughout the processing process using the laser beam.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명은, 레이저 빔(Li)을 피가공물에 조사하여 행해지는 다양한 처리 공정 중에 발생되는 흄 등에 의해 레이저빔 조사기(110)의 보호창(112)의 오염을 신뢰성있게 방지하므로, 장시간 동안 사용하더라도 보호창(112)이 깨끗한 상태를 유지하여, 보호창 오염에 따른 레이저빔의 출력 저하나 스폿 크기의 오류 등의 문제를 완전히 해소할 수 있다.Therefore, the present invention configured as described above can reliably prevent the contamination of the protective window 112 of the laser beam irradiator 110 by fumes generated during various processing steps performed by irradiating the workpiece with the laser beam Li The protective window 112 is maintained in a clean state even if it is used for a long period of time. Thus, problems such as a reduction in the output of the laser beam due to the contamination of the protective window and an error in the spot size can be completely solved.

또한, 본 발명은, 보호창의 오염을 근본적으로 해결하므로, 주기적으로 보호창의 세정이나 교체를 위해 처리 공정을 중단하였던 것을 없앨 수 있으므로, 중단없이 연속적인 처리 공정을 할 수 있게 되어 처리 공정의 효율을 높일 수 있다.In addition, since the present invention fundamentally solves the contamination of the protective window, it is possible to eliminate the interruption of the process for periodic cleaning or replacement of the protective window, so that the continuous process can be performed without interruption, .

이 뿐만 아니라, 본 발명은, 레이저 빔을 이용한 처리 공정 중에 발생된 흄(66) 등을 곧바로 외부로 배기시키므로, 레이저 빔을 이용한 처리 공정 중에 발생된 분진이나 흄(66)에 의해 2차 오염이 생기거나 인체에 유해한 환경이 되는 것을 효과적으로 억제하는 이점을 얻을 수 있다. In addition, in the present invention, since the fumes (66) generated during the processing process using the laser beam are directly exhausted to the outside, secondary contamination is generated by the dust or fume (66) generated during the processing process using the laser beam It is possible to obtain an advantage of effectively restraining the environment from being generated or harmful to the human body.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

100: 처리 장치 110: 레이저빔 조사기
112: 보호창 115: 광학계
118: 레이저빔 발진기 120: 격벽
130: 기체 포집부 G: 보호가스 공급부
V: 기체 흡입부100: processing apparatus 110: laser beam irradiator
112: protection window 115: optical system
118: laser beam oscillator 120:
130: gas collection part G: protective gas supply part
V: gas suction part

Claims (16)

레이저빔을 전달하는 광학계를 수용하고, 상기 레이저빔을 출사되는 위치에 보호창이 형성된 레이저빔 조사기와;
상기 레이저빔이 피가공물을 향하여 조사되는 보호창의 주변에 보호 가스를 공급하는 보호가스 공급부를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
A laser beam irradiator for receiving an optical system for transmitting a laser beam and having a protective window at a position where the laser beam is emitted;
A protective gas supply unit for supplying a protective gas to a periphery of a protective window irradiated with the laser beam toward the workpiece;
Wherein the laser beam is irradiated with a laser beam.
제 1항에 있어서,
상기 보호가스 공급부는 상기 피가공물에서 발생된 흄(fume)이 상기 보호창에 침투하는 압력보다 보다 높은 압력으로 보호 가스를 상기 보호창 주변에 공급하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the protective gas supply unit supplies a protective gas to the periphery of the protective window at a pressure higher than a pressure at which the fume generated in the workpiece penetrates into the protective window.
제 1항에 있어서,
상기 보호창을 둘러싸는 형태로 격벽이 형성되어 상기 보호가스 공급부로부터 공급된 보호 가스가 수용되는 차단 공간이 형성되되, 상기 레이저빔이 관통하는 개구가 상기 격벽에 형성된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the barrier rib is formed to surround the protective window, and a blocking space is formed in which the protective gas supplied from the protective gas supply unit is received, and an opening through which the laser beam passes is formed in the barrier rib. Processing device.
제 3항에 있어서,
상기 보호가스 공급부는, 상기 피가공물에서 발생된 흄이 상기 차단 공간에 침투하는 압력보다 보다 높은 압력으로 상기 차단 공간에 보호 가스로 채우는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
The method of claim 3,
Wherein the protective gas supply unit fills the cutoff space with a protective gas at a pressure higher than a pressure at which fumes generated in the workpiece infiltrate into the cutoff space.
제 4항에 있어서,
상기 보호가스 공급부는, 상기 보호창에 인접한 상기 차단 공간의 상측을 향하여 상기 보호 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the protective gas supply unit supplies the protective gas toward the upper side of the blocking space adjacent to the protection window.
제 4항에 있어서,
상기 보호가스 공급부는, 서로 다른 원주 방향의 2개 이상의 위치에서 상기 보호 가스를 상기 차단 공간의 내부에 공급하여, 보호 가스의 하방으로의 소용돌이 유동을 유도하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the protective gas supply unit supplies the protective gas into the blocking space at two or more positions in different circumferential directions to induce vortex flow downward of the protective gas. .
제 4항에 있어서,
상기 보호가스 공급부는, 상기 차단 공간 내의 압력을 1.0 bar 내지 3.0 bar의 범위로 유지하도록 상기 보호 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the protective gas supply unit supplies the protective gas to maintain the pressure in the blocking space within a range of 1.0 bar to 3.0 bar.
제 1항에 있어서,
상기 보호 가스는 불활성 가스와, 질소와 탄소가 없는 공기, 공기 중 어느 하나 이상을 포함하여 채워져 상기 차단 공간 내에 불활성 분위기를 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the protective gas is filled with at least one of an inert gas, nitrogen and carbon-free air, and air to form an inert atmosphere in the blocking space.
제 1항에 있어서,
상기 보호 가스는 공기보다 가벼운 기체인 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the protective gas is a gas that is lighter than air.
제 1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격벽은 상기 개구가 뾰족한 하단부에 형성되고, 상기 개구의 주변의 외면(外面)이 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the partition is formed at a lower end portion having a sharp opening, and an outer surface of the periphery of the opening is formed as an inclined surface.
제 10항에 있어서,
상기 경사면 또는 상기 경사면의 상단부에는 기체를 흡입하는 기체 흡입부를;
더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
11. The method of claim 10,
A gas sucking portion for sucking a gas is formed at an upper end of the inclined surface or the inclined surface;
Further comprising a laser beam processing unit for processing the laser beam.
제 11항에 있어서,
상기 기체 흡입부는 상기 격벽을 둘러싸는 형태로 기체를 포집하는 기체 포집부를 구비하고, 상기 기체 포집부에 연통되게 부압이 인가되어 상기 기체 포집부로 유입되는 기체를 배출시키는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the gas suction unit includes a gas collecting unit for collecting the gas in the form of surrounding the partition wall and discharges a gas introduced into the gas collecting unit by applying a negative pressure to the gas collecting unit to communicate with the gas collecting unit. Processing device.
제 11항에 있어서,
상기 보호가스 공급부에 의해 상기 차단 공간에 채워지는 보호 가스의 공급 압력은, 상기 피가공물에서 발생된 흄이 상기 차단 공간에 침투하는 압력보다 보다 높고, 상기 보호 가스가 상기 개구로 배출되어 주변으로 흩어지게 하는 압력보다 보다 낮아, 상기 보호 가스는 상기 보호가스 공급부에 의해 공급되면서 상기 개구를 통해 배출되어 상기 경사면을 타고 이동하여 상기 기체 흡입부에 의해 배출되는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein a supply pressure of the protective gas filled in the cutoff space by the protective gas supply unit is higher than a pressure of the fumes generated in the workpiece penetrating into the cutoff space and the protective gas is discharged into the opening, Wherein the protective gas is supplied by the protective gas supply unit, is discharged through the opening, moves along the inclined surface, and is discharged by the gas suction unit.
광학계를 수용하는 레이저빔 조사기로부터 레이저 빔을 피가공물을 향하여 출사하되, 상기 레이저빔 조사기의 출사부에는 레이저빔이 통과하는 보호창이 형성되어 상기 레이저빔이 상기 피가공물을 향하여 상기 보호창을 통해 상기 레이저빔을 하방 조사하는 레이저빔 조사단계와;
상기 보호창의 하측 둘레를 감싸는 격벽으로 형성된 차단 공간에, 보호 가스를 공급하여 상기 차단 공간을 상기 보호 가스로 채우는 보호가스 공급단계를;
포함하여 구성되어, 상기 피가공물로부터의 흄(fume)이 상기 보호 가스에 차단되어 상기 보호창에 도달하는 것이 억제되는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 방법.
And a protective window is formed in the emitting portion of the laser beam irradiator through which the laser beam passes so that the laser beam is directed toward the workpiece through the protective window, A laser beam irradiation step of irradiating the laser beam downward;
A protective gas supply step of supplying a protective gas to the barrier space formed by the barrier ribs surrounding the lower side of the protection window to fill the barrier space with the protective gas;
Wherein a fume from the workpiece is blocked by the protective gas and is prevented from reaching the protection window.
제 14항에 있어서,
상기 차단 공간을 형성하는 상기 격벽의 하단에는 상기 레이저빔이 통과하는 개구가 형성되고, 상기 개구의 주변의 상기 격벽은 상향 경사면으로 형성되어, 상기 차단 공간에 공급된 보호 가스가 상기 개구를 통해 조금씩 누출되면서, 상기 보호 가스가 상기 피가공물로부터 발생된 흄(fume)과 함께 상기 상향 경사면을 따라 상향 이동하게 유도하고,
상기 상향 경사면을 따라 이동하는 기체를 흡입 배기하는 기체 흡입단계를;
더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein an opening through which the laser beam passes is formed in a lower end of the barrier rib forming the blocking space, the barrier ribs around the opening are formed as an upward inclined surface, and the protective gas supplied to the blocking space is gradually Guiding the protective gas upward along the upward inclined surface together with the fume generated from the workpiece,
A gas sucking step of sucking and exhausting gas moving along the upward inclined surface;
Wherein the laser beam is irradiated with a laser beam.
제 14항 또는 제15항에 있어서,
상기 상향 경사면을 따라 상향 이동하는 기체를 포집하는 포집부가 구비되어, 상기 포집부에 부압을 인가하여 기체를 흡입 배기하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 처리 방법.


16. The method according to claim 14 or 15,
And a collecting part for collecting the gas moving upward along the upward inclined surface, wherein the vacuum is applied to the collecting part to suck and discharge the gas.


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