KR20190077484A - 시트형 유리 기판의 레이저-기반 가공을 위한 유리 시트 전송 장치 - Google Patents

시트형 유리 기판의 레이저-기반 가공을 위한 유리 시트 전송 장치 Download PDF

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KR20190077484A
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토마스 헥커트
프랭크 파비앙 헤른버거
팀 마인
앨버트 로쓰 니버
플로리앙 스페쓰
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

유리 시트 처리 장치는 광학 배열의 빔 출력 측에 형성된 레이저 빔 초점 라인을 제공하는 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 배열을 포함하는 레이저 절단 어셈블리를 포함하는 유리 시트 처리 스테이션을 포함한다. 유리 유지 컨베이어 벨트는 레이저 빔 초점 라인이 상기 유리 유이 컨베이어 벨트 상에 유리 시트와 함께 상기 유리 시트 상에 위치되도록 레이저 절단 어셈블리에 의해 유리 시트를 이송한다. 상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 반복된 방식으로 상기 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 다수의 유리 시트를 절단하기 위한 레이저 절단 어셈블리로 다수의 유리 시트를 이송하도록 구성된다.

Description

시트형 유리 기판의 레이저-기반 가공을 위한 유리 시트 전송 장치
본 출원은 35 U.S.C.§119 하에 2016년 11월 1일 출원된 미국 가출원 제62/415,779호를 우선권 주장하고 있으며, 상기 특허 문헌의 내용은 참조를 위해 본 발명에 모두 포함된다.
본 개시는 시트형 유리 기판을 가공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 시트형 유리 기판의 레이저-기반 가공을 위한 유리 시트 전송 장치에 관한 것이다.
유리 시트를 절단하기 위한 다양한 방법 및 장치가 공지되어 있다. 하나의 예시 방법은 유리의 재료에 의해 강하게 흡수되는 파장 및 파워에 의해, 또는 제1상호작용이 그 재료를 강하게 흡착시킨 다음, 그 재료를 제거할 수 있는 레이저를 채용한다. 또 다른 방법은 표면의 트래이스(trace)가 먼저 레이저에 의해 강하게 가열되고, 이후 곧바로 이 트래이스가 빠르게 냉각되어(예컨대, 워터 제트에 의해) 열 응력이 달성되고, 이에 의해 재료를 절단하도록 그 재료의 두께를 거쳐(기계적 응력을 통해) 전파될 수 있는 크랙이 형성된다.
일부의 절단 프로세스에서, X/Y(때때로 2D라고도 함) 위치 맞춤 테이블을 포함하는 유리 절단 장치가 사용될 수 있다. 예를 들어, 처리 위치들 사이에서 유리 시트를 이송하기 위해 이송 장치가 사용될 수 있다. 유리 절단 장치의 X/Y 위치 맞춤 테이블은 이송 장치 및 그 위에 위치된 유리 시트와 함께 장착될 수 있다. 그 다음, 상기 이송 장치는 수평면에서 X 및 Y 방향 모두로 선형 액추에이터에 의해 이동될 수 있고, 반면 레이저를 포함하는 고정 프로세스 헤드는 절단 동작을 위해 유리 시트 상에 레이저 빔을 지향시킨다.
상술한 프로세스가 유리 시트를 절단하기에 적합할 수 있지만, 이송 장치 상의 개별 유리 시트의 핸들링은 시간 소모적일 수 있으며, 보다 큰 볼륨의 동작에 덜 적합할 수 있다. 그러한 절단 동작으로부터의 스크랩(scrap)은 통상적으로 이송 장치 상에 잔류되며, 이에 의해 그러한 스크랩이 이송 장치로부터 제거되어야 하는 또 다른 단계를 도입해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 특히 취성 재료의 시트형 기판이 현저한 입자 형성 없이, 현저한 용융된 에지 없이, 에지에서의 최소 크랙 형성으로, 현저한 절단 갭(즉, 재료 손실) 없이, 직선의 절단 에지로, 그리고 고속의 프로세스로 가공될 수 있는, 특히 완전하게 절단될 수 있는 방법(및 대응하는 장치)을 제공하는 것이다.
일 실시예에서, 유리 시트 처리 장치는 광학 배열의 빔 출력 측에 형성된 레이저 빔 초점 라인을 제공하는 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 배열을 포함하는 레이저를 구비하는 유리 시트 처리 스테이션을 포함한다. 유리 유지 컨베이어 벨트는 레이저 빔 초점 라인이 상기 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 유리 시트와 함께 상기 유리 시트 상에 위치되도록 레이저 절단 어셈블리로 유리 시트를 이송한다. 상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 반복된 방식으로 상기 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 다수의 유리 시트를 절단하기 위한 레이저 절단 어셈블리로 다수의 유리 시트를 이송하도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 기판을 다수의 부분으로 분리하기 위해, 기판을 가공하기 위한 레이저 절단 어셈블리의 레이저 빔이 기판 상으로 지향되는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 기판을 위치시키는 단계를 포함한다. 상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 상기 레이저 절단 어셈블리에 기판을 위치시키기 위해 사용된다. 상기 레이저 절단 어셈블리는 광학 배열의 빔 출력 측에 형성된 레이저 빔 초점 라인을 제공하는 레이저 절단 어셈블리의 빔 경로에 위치된 광학 배열을 포함한다. 상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 상기 레이저 빔 초점 라인이 상기 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 유리 시트와 함께 상기 유리 시트 상에 위치되도록 레이저 절단 어셈블리로 기판을 이송한다.
또 다른 실시예에서, 유리 시트 처리 장치는 광학 배열의 빔 출력 측에 형성된 레이저 빔 초점 라인을 제공하는 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 배열을 포함하는 레이저 절단 어셈블리를 구비한 유리 시트 처리 스테이션을 포함한다. 유리 유지 컨베이어 벨트는 레이저 빔 초점 라인이 상기 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 유리 조각 및 유리 찌꺼기로 유리 시트를 분리하기 위해 상기 유리 시트 상에 위치되도록 상기 레이저 절단 어셈블리로 유리 시트를 이송한다. 상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 유리 찌꺼기의 크기를 감소시키는 유리 찌꺼기 처리 장치로 상기 유리 찌꺼기를 운반한다.
추가적인 특징들 및 장점들은 이하의 상세한 설명에 기술될 것이며, 부분적으로는 그러한 설명으로부터 당업자에게 명백하거나, 또는 서술된 설명들 및 청구항들, 및 첨부된 도면에 기술된 실시예들을 실시함으로써 인식될 것이다.
상술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 단지 예시일 뿐이며, 청구범위의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 기초를 제공하기 위한 것임을 이해해야 한다.
첨부의 도면들은 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 그러한 도면들은 하나 이상의 실시예(들)를 도시하며, 설명과 함께 다양한 실시예의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.
본 발명에 따르면, 취성 재료의 시트형 기판이 현저한 입자 형성 없이, 현저한 용융된 에지 없이, 에지에서의 최소 크랙 형성으로, 현저한 절단 갭(즉, 재료 손실) 없이, 직선의 절단 에지로, 그리고 고속의 프로세스로 가공될 수 있는, 특히 완전하게 절단될 수 있는 방법(및 대응하는 장치)을 제공할 수 있다.
도 1은 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 시트형 기판의 레이저-기반 가공에 사용하는데 적합한 유리 시트 처리 장치의 평면도를 나타내고;
도 2는 도 1의 유리 시트 처리 장치의 측단면도를 나타내고;
도 3은 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 도 1의 유리 시트 처리 장치에 사용하기 위한 유리 유지 컨베이어 벨트의 일부를 나타내고;
도 4는 도 3의 라인 4-4에 따른 유리 유지 컨베이어 벨트의 다른 도면을 나타내고;
도 5는 도 3의 유리 유지 컨베이어 벨트의 다른 도면을 나타내고;
도 6은 도 3의 유리 유지 컨베이어 벨트의 다른 도면을 나타내고;
도 7은 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 유지 컨베이어 벨트가 제거된 도 1의 유리 시트 처리 장치의 단면도이고;
도 8은 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 도 1의 유리 시트 처리 장치에 사용하기 위한 레이저의 광학 배열을 나타내고;
도 9는 도 1의 유리 시트 처리 장치를 사용하여 가공된 기판의 표면을 나타내고;
도 10은 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 도 1의 유리 시트 처리 장치에 사용하기 위한 레이저의 다른 광학 배열을 나타내고;
도 11은 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 도 1의 유리 시트 처리 장치에 사용하기 위한 다중-갠트리 어셈블리(multi-gantry assembly)를 나타내고;
도 12는 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 다수의 처리 헤드를 포함하는 갠트리 어셈블리를 나타내고;
도 13은 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 도 1의 유리 시트 처리 장치를 위한 빔 분할 배열의 개략도이고;
도 14는 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 도 1의 유리 시트 처리 장치에 사용하기 위한 유리 찌꺼기 처리 장치를 나타내고;
도 15는 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 절단 공정의 개략도이고;
도 16은 도 15의 유리 절단 공정의 다른 개략도이며;
도 17은 본원에 나타내고 기술한 하나 이상의 실시예들에 따른 도 1의 유리 시트 처리 장치에 사용하기 위한 유리 찌꺼기 처리 장치를 나타낸다.
본원에 기술한 실시예들은 일반적으로 시트형 유리 기판들의 레이저-기반 가공에 사용하는데 적합한 유리 시트 전송 장치에 관한 것이다. 유리 시트 전송 장치는 일반적으로 유리 시트를 유리 시트 처리 장치로 로딩하는데 사용되는 하나 이상의 유리 시트 로딩 스테이션, 크로스 머신(cross machine) 방향으로 유리 시트를 위치시키기 위해 사용되는 유리 시트 센터링 스테이션, 절단 툴(예컨대, 레이저)이 유리 시트를 절단하는데 사용되는 유리 시트 처리 스테이션, 원하는 부분이 원하지 않는 스크랩(scrap)으로부터 제거되는 유리 언로딩 스테이션, 및 원하는 스크랩의 크기를 감소시키고 크러쉬(crush)된 스크랩을 수용 위치에 배치하기 위해 남아 있는 유리 스크랩이 처리되는 유리 찌꺼기 처리 스테이션을 포함한다.
도 1을 참조하면, 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 시트 처리 장치(10)가 나타나 있다. 그러한 유리 시트 처리 장치(10)는 유리 시트 로딩 스테이션(12), 유리 시트 센터링 스테이션(14), 유리 시트 처리 스테이션(16) 및 유리 찌꺼기 처리 스테이션(18)을 포함한다. 유리 시트 로딩 스테이션(12)은 유입 단부(20) 및 유출 단부(22)를 갖는 틸팅 테이블(tilting table) 구성이다. 상기 유리 시트 로딩 스테이션(12)은 그 위에 지지된 유리 시트(44)에 대한 지지면을 함께 형성하는 컨베이어 벨트(28)들의 어레이(26)를 포함하는 테이블 지지체(24)를 포함할 수 있다. 상기 컨베이어 벨트(28)들은 유리 시트를 이송하는데 적합하나, 사용 동안 인접한 벨트(28)들 간 접촉을 금지시키는 소정의 거리로 크로스 머신 방향으로 이격될 수 있다.
상기 테이블 지지체(24)는 로딩 구성 및 이송 구성을 가질 수 있다. 상기 로딩 스테이션에서, 테이블 지지체(24)의 유입 단부(20)는 유리 시트가 컨베이어 벨트(28)들에 의해 규정된 지지면 상에 쉽게 공급될 수 있는 액추에이터(예컨대, 공압식 액추에이터, 모터 등)를 사용하여 저하(예컨대, 바닥 또는 다른 유입 장치에 더 가깝게)될 수 있다. 상기 컨베이어 벨트(28)들은 미리 결정된 속도로 머신 방향(화살표 32로 표시됨)으로의 이동을 통해 유리 시트를 테이블 지지체(24) 상으로 당기기 위해 사용될 수 있다. 일단 유리 시트(44)가 테이블 지지체(24) 상에 놓여지면, 유입 단부(20)는 이 유입 단부(20) 및 유출 단부(22)가 실질적으로 동일한 높이에 있고 그 지지면이 유리 시트를 컨베이어 벨트(28)들을 사용하여 유리 시트 로딩 스테이션(12)에서 유리 시트 센터링 스테이션(14)으로 공급하기 위해 실질적으로 수평이되도록 상승될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 유입 단부(20)는 유리 시트 유입 프로세스 동안 실질적으로 수평을 유지할 수 있으며 저하 및 상승될 수 없다.
기술된 실시예에서, 상기 유리 시트 센터링 스테이션(12)은 유리 시트(44)의 한 측면 에지(42)에 위치된 제1측면 위치 조절 메카니즘(40) 및 상기 유리 시트(44)의 대향의 측면 에지(47)에 위치된 제2측면 위치 조절 메카니즘(46)을 포함한다. 제1 및 제2측면 위치 조절 메카니즘(40, 46)은 단부 구동 롤러(50, 52)들 및 중앙 벨트 위치 맞춤 롤러(54)에 대해 트레인된 조정 벨트(48)를 포함한다. 상기 중앙 벨트 위치 맞춤 롤러(54)는 제1 및 제2측면 위치 조절 영역(40, 46)의 테이퍼진 영역(56)을 생성하는 상류 단부 구동 롤러(20)들로부터 구동 경로(P)의 중심선을 향해 내측에 위치한다. 상기 테이퍼 진 영역(56)은 유리 시트(44)가 레이저 처리를 위해 유리 유지 컨베이어 벨트(60)에 의해 수용되기 바로 전에 원하는 위치로 유리 시트(44)의 크로스 머신 위치를 조절할 수 있는 구동 경로(P)의 이용 가능한 폭을 감소시킨다.
상기 유리 유지 컨베이어 벨트(60)는 비교적 높은 속도(예컨대, 약 1 m/sec 이상)로 유리 시트 처리 스테이션(16)을 통해 유리 시트(44)를 이송할 수 있다. 상기 유리 시트 처리 스테이션(16)은 서로 실질적으로 평행하게 배열되고 크로스 머신 방향으로 확장되는 적어도 2개의 갠트리 어셈블리(64, 66)를 포함하는 다중-갠트리(multiple-gantry) 타입일 수 있다. 상기 갠트리 어셈블리(64, 66)들은 머신 방향(32)으로 유리 시트 처리 스테이션(16)을 따라 독립적으로 이동하도록 제어기에 의해 제어될 수 있다. 상기 갠트리 어셈블리(64, 66)들의 이동은 유리 시트(44)로부터 가공되는 부품의 치수 및 수에 의해 지시될 수 있다. 아래에서 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 각각의 갠트리 어셈블리(64, 66)는 크로스 머신 방향(30)으로 선형적으로 이동 가능한 하나 이상의 처리 헤드(68 및 70)를 포함할 수 있으며, 각각은 유리 시트(44)의 섹션을 다른 세그먼트로부터 절단하기 위해 사용될 수 있는 각각의 레이저 절단 장치를 포함한다. 머신 방향(30)으로의 상기 갠트리 어셈블리(64, 66)들의 선형 이동 및 머신 방향(32)으로의 처리 헤드(68, 70)들의 선형 이동은 최종 제품의 필요에 따라 유리 시트(44)를 다양한 복잡하고 복잡하지 않은 형상으로 절단할 수 있게 한다. 또한, 상기 처리 헤드(68, 70)들은 다중-단계 절단 공정에서 유리 시트(44)를 절단하기 위해 함께 작동할 수 있다.
도 2를 참조하면, 유리 유지 컨베이어 벨트(60)는 유리 시트(44)를 하류로 이송하는 이송부(80) 및 상류 구동 롤러(78)를 향해 이동하는 복귀부(82)를 규정하는 연속 루프에서 하류 구동 롤러(76)와 상류 구동 롤러(78) 간 확장한다. 도 2로 나타낸 바와 같이, 유리 유지 컨베이어 벨트(60)는 유리 시트(44)에 대해 실질적으로 평탄한 지지면을 제공하도록 이송부(80)에서 상대적으로 유지된다. 이것은 유리 유지 컨베이어 벨트(60)의 복귀부(82)가 상류 구동 롤러(78)를 향해 이동함에 따라 복귀부(82)가 아이들 지지 롤러(84) 상에 놓이게 하는 비교적 느슨하게 유지되는 복귀부(82)와 비교된다. 하류 구동 롤러(76)에 대해, 유리 유지 컨베이어 벨트(60)가 이송부(80)로부터 복귀부(82)로 빠져 나갈 때 일정한 장력을 유지하기 위해 하류 구동 롤러(76)에 바로 인접한 아이들 지지 롤러(84a, 84b)들 사이에 텐션 롤러(86; tension roller)가 제공될 수 있다. 상기 하류 구동 롤러 (76) 및 상류 구동 롤러(78)는 연속 방식으로 유리 유지 컨베이어 벨트(60)를 구동시키기 위한 모터에 각각 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 하류 구동 롤러(76)만이 모터에 의해 구동될 수 있다.
도 3을 참조하면, 유리 유지 컨베이어 벨트(60)의 일부가 나타나 있으며, 그 일부는 연속의 유리 유지 컨베이어 벨트(60)를 제공하기 위해 상호 연결된 컨베이어 벨트 세그먼트(90)들을 포함한다. 그러한 컨베이어 벨트 세그먼트(90a 및 90b)들은 이들 컨베이어 벨트 세그먼트(90a 및 90b)들 사이에서 서로에 대한 관절 운동(예컨대, 회전)을 가능하게 하는 조인트 라인(92)을 따라 연결될 수 있다. 간략하게 도 4를 참조하면, 컨베이어 벨트 세그먼트(90a)는 실질적으로 평탄한 지지부(96a)로부터 외측으로 확장되고 컨베이어 벨트 세그먼트(90a)의 하측(102a)을 향해 뒤로 확장됨으로써 개구(100a)를 갖는 루프 부분(98a)을 형성하는 일체로 형성된 루프 부재들의 형태로 인터락킹 부재(94a)들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 컨베이어 벨트 세그먼트(90b)는 실질적으로 평탄한 지지부(96b)로부터 외측으로 확장되고 컨베이어 벨트 세그먼트(90b)의 하측(102b)을 향해 뒤로 확장됨으로써 개구(100b)를 갖는 루프 부분(98b)을 형성하는 일체로 형성된 루프 부재들의 형태로 인터락킹 부재(94b)들을 포함할 수 있다. 상기 인터락킹 부재(94a 및 94b)들은 컨베이어 벨트 세그먼트(90a, 90b)들의 분리를 억제하면서 화살표(95)의 방향으로 컨베이어 벨트 세그먼트(90a, 90b)들의 이동을 가능하게 하는 연결 로드(104)를 수용하도록 정렬되고 크기가 정해진 개구(100a 및 100b)들과 나란한 배열로 체결될 수 있다. 도 5에 의해 나타낸 바와 같이, 인접한 컨베이어 벨트 세그먼트(90)들의 다수의 인터락킹 부재(94)는 회전 방식으로 연결 로드(104)를 수용하기 위해 일렬로 나란히 위치된다. 각각의 컨베이어 벨트 세그먼트(90)는 유리 유지 컨베이어 벨트(60)에 이 유리 유지 컨베이어 벨트의 섹션을 제거/교체할 수 있는 상대적으로 높은 정도의 관절 및 능력을 제공하는 동일한 방식으로 연결될 수 있다.
도 6을 참조하면, 인터락킹 부재(94a, 94b)들 간 상호 연결 및 크기로 인해 각 조인트 라인(92)을 따라 일련의 진공 개구(110)들이 제공된다. 그러한 진공 개구(110)들은 유리 유지 컨베이어 벨트(60)의 두께에 걸쳐 제공되며, 상기 진공 개구(110)들은 인터락킹 부재(94a, 94b)들 간 상호 연결을 통해 공기 유동 경로를 따라 유리 유지 컨베이어 벨트(60) 아래에 생성된 음압이 상기 진공 개구(110)들을 통해 공기를 끌어들일 수 있게 한다. 일부의 실시예들에서, 최대 280 밀리바(milibar) 이상의 음압이 생성될 수 있다. 이러한 음압은 유리 유지 컨베이어 벨트(60)에 대해 유리 시트(44)를 유지하고 상기 유리 시트(44)가 머신 방향(32)으로 이동함에 따라 상기 유리 시트(44)의 이동을 억제하는데 사용될 수 있다.
상기 유리 유지 컨베이어 벨트(60)는 고품질 유리 시트(44)와 접촉하기에 적합한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 일 예로서, 폴리옥시메틸렌 C(POM C)는 유리 시트(44)와의 접촉 적합성 및 레이저 절단 공정 동안의 내열성으로 인해 사용될 수 있다. 상기 POM C의 자연스러운 컬러(컬러 성분을 추가하지 않음)는 흰색으로, 레이저 간섭을 줄이고 유리 시트로 생산된 부품의 처리 잔류물의 양을 줄일 수 있다. POM C는 또한 광범위한 레이저 프로세스에도 적합하다.
도 7을 참조하면, 명확성을 위해 유리 유지 컨베이어 벨트(60)가 제거된 상태로 유리 시트 처리 장치의 단면도가 나타나 있다. 유리 유지 컨베이어 벨트는 진공 지지 장치(200)에 의해 지지된다. 상기 진공 지지 장치(200)는 유리 유지 컨베이어 벨트(60)가 이송됨에 따라 컨베이어 지지면(206)에 대해 유리 유지 컨베이어 벨트(60)를 지지한다. 상기 컨베이어 지지면(206)은 실질적으로 수평으로 배열된 컨베이어 지지면(206)을 포함하는 실질적으로 평탄한 작업 테이블 어셈블리(210)를 규정하기 위해 머신 종 방향 및 머신 횡 방향 모두로 함께 정렬되는 다수의 작업 테이블 지지 섹션(208)들에 의해 제공된다. 개별적인 작업 테이블 지지 섹션(208)들은 기술된 실시예에서 직사각형인 플레이트들로 형성될 수 있지만, 나란한 배열로 함께 맞추어지도록 형상화된 임의의 적합한 형상일 수 있다.
상기 작업 테이블 지지 섹션(208)들은 높이 조절 스페이서 어셈블리(212)를 사용하여 수직 및 수평 모두로 정렬될 수 있다. 그러한 높이 조절 스페이서 어셈블리(212)는 개별 작업 테이블 지지 섹션(208)과 진공 챔버 바닥(214) 사이에 위치되는 스페이서 부재(216)들을 포함할 수 있다. 상기 스페이서 부재(216)들은 실질적으로 평탄한 컨베이어 지지면(206)을 제공하도록 수직으로 작업 테이블 지지 섹션(208)들을 정렬시키기 위해 실질적으로 동일한 높이일 수 있다. 상기 높이 조절 스페이서 어셈블리(212)는 또한 진공 챔버 바닥(214) 및 작업 테이블 어셈블리(210)를 포함한다.
각각의 작업 테이블 지지 섹션(208)은 유리 유지 컨베이어 벨트(60)가 작업 테이블 지지 어셈블리(210)에 대해 이동함에 따라 유리 유지 컨베이어 벨트(60)를 지지하는데 사용되는 동시에 유리 유지 컨베이어 벨트(60)의 길이를 따라 음압을 인가하는 것을 용이하게 한다. 특히, 상기 작업 테이블 지지 섹션(208)은 이 작업 테이블 지지 섹션(208)의 두께에 걸쳐 제공되는 진공 개구(220)들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 각각의 작업 테이블 지지 섹션(208)의 진공 개구(220)들은 진공 컨베이어 지지면(206)의 영역에 걸쳐 펼쳐지는 어레이의 개구(220)들을 제공하기 위해 행 및 열 모두로 정렬될 수 있다. 상기 진공 개구(220)들은 진공 챔버 볼륨(218)으로부터 유리 유지 컨베이어 벨트(60)에 음압이 가해지도록 작업 테이블 지지 섹션(208)를 통해 연통 통로를 제공한다.
상기 유리 유지 컨베이어 벨트(60)에 대해 유리 시트(44)를 포지티브하게 유지하는 것은 머신 방향으로 비교적 높은 컨베이어 벨트 가속 및 감속(예컨대, 적어도 약 5 m/s2와 같이 적어도 약 2 m/s2) 동안 유리 유지 컨베이어 벨트(60) 상에 유리 시트(44)의 위치를 유지하는 것과 같이 유리 시트(44)의 향상된 핸들링을 가능하게 함과 더불어 비교적 낮은 택트 타임(takt time)(예컨대, 약 3 내지 7초)으로 유리 시트(44)를 유리 유지 컨베이어 벨트(60) 상의 비교적 빠른 이송 속도를 가능하게 한다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 나타낸 바와 같이, 상기 유리 시트 처리 스테이션(16)은 실질적으로 서로 평행하게 배열되고, 유리 시트(44)의 측면 에지(42 및 48)들 간 크로스 머신 방향으로 확장되는 적어도 2개의 갠트리 어셈블리(64 및 66)를 포함하는 다중-갠트리 타입일 수 있다. 상기 갠트리 어셈블리(64 및 66)들은 선형 모터(115 및 117)를 사용하여 트랙(track) 어셈블리(122)를 따라 머신 방향(32)으로 유리 시트 처리 스테이션(16)을 따라 독립적으로 이동할 수 있다. 각각의 갠트리 어셈블리(64 및 66)는 이 갠트리 어셈블리(64 및 66)에 의해 제공되는 트랙 어셈블리(126 및 136)를 따라 크로스 머신 방향(30)으로 선형적으로 이동 가능하고 유리 시트(44)의 섹션을 다른 세그먼트로부터 절단하는데 사용될 수 있는 각각의 레이저 절단 장치를 각각 포함하는 하나 이상의 처리 헤드(68 및 70)를 포함할 수 있다.
상기 유리 시트(44)는 상기 처리 헤드(68 및 70)들의 레이저를 사용하여 유리 시트(44)의 레이저 처리(예컨대, 절단)를 위해 유리 시트 처리 스테이션(16)의 유리 유지 컨베이어 벨트(60) 상으로 이송될 수 있다. 일반적으로, 그러한 레이저 처리는 본원에서 종종 "투명 재료"로 지칭되는, 레이저에 투명한 유리 시트(44)를 관통할 수 있으며, 그러한 관통은 그 관통으로 투명 재료를 절단하거나 또는 절단에 기여할 수 있다. 상기 레이저 처리는 유리 시트(44)의 부분들을 분리하여 원하는 형상을 형성하는데 사용될 수 있다. 기판을 개별 부품으로 분리하는 일반적인 메카니즘이 이하 설명되어 있다.
상기 유리 시트 처리 장치(10)의 분리 방법은 각각의 레이저 펄스에 대해 그에 적합한 레이저 옵틱(laser optic; 이후 광학 배열이라고도 함)을 사용하여 레이저 초점 라인(초점과 구별되는)을 생성한다. 그러한 초점 라인은 레이저와 유리 시트(44)의 재료 간 상호작용의 구역을 결정한다. 상기 초점 라인이 분리될 재료 내에 있으면, 레이저 파라미터는 초점 라인을 따라 크랙 구역을 생성하는 재료와의 상호작용이 발생하도록 선택될 수 있다. 중요한 레이저 파라미터는 레이저의 파장, 레이저의 펄스 지속 시간, 레이저의 펄스 에너지가 있으며, 또한 가능할 경우 레이저의 편광이 있다. 재료와 레이저 광의 상호작용을 위해 다음을 제공할 수 있다:
1) 상기 레이저의 파장은 유리 시트(44)의 재료가 이러한 파장에서 실질적으로 투명하도록 선택될 수 있다(구체적으로 예를 들면: 재료의 깊이 mm 당 흡수 ＜＜ 10% =>
Figure pct00001
＜＜ 1/cm;
Figure pct00002
: Lambert-Beer 흡수 계수).
2) 레이저의 펄스 지속 시간은 상호작용의 시간 내에서 상호작용의 구역 밖으로 상당한 열 전달(열 확산)이 일어나지 않도록 선택될 수 있다(구체적으로 예를 들면: τ＜＜d2/
Figure pct00003
, d: 초점 직경, τ: 레이저 펄스 지속 시간,
Figure pct00004
: 재료의 열 확산 상수).
3) 레이저의 펄스 에너지는 상호작용의 구역에서, 즉 초점 라인에서의 강도가 유도 흡수를 생성하여, 초점 라인을 따라 유리 시트(44)의 재료의 국부 가열을 야기하고, 차례로 그 재료에 도입된 열 응력의 결과로서 초점 라인을 따라 크랙 형성을 야기하도록 선택될 수 있다.
4) 레이저의 편광은 유리 시트(44)의 표면에서의 상호작용(반사율) 및 유도 흡수에서 재료 내의 상호작용의 타입 모두에 영향을 미친다. 그러한 유도 흡수는 열적 여기 후에, 또는 다광자 흡수 및 내부 광 이온화에 의해, 또는 직접 전계 이온화에 의해(광의 전계 강도가 직접 전자 결합을 깨뜨림), 유도된 자유 전하 캐리어(통상적으로 전자)를 통해 일어날 수 있다. 전하 캐리어의 생성 타입은, 예를 들어 소위 켈디시(Keldysh) 파라미터에 의해 평가될 수 있다. 특정 재료(예를 들어, 복굴절 재료)의 경우에 있어서, 레이저 광의 추가 흡수/투과가 편광에 의존하고, 이에 따라 적절한 옵틱들(위상 플레이트들)을 통한 편광이 각각의 재료를 분리하는데 도움이 되도록 사용자에 의해 선택(예를 들어, 단순히 경험적 방식으로)되는 것이 중요할 수 있다. 따라서, 그러한 재료가 광학적으로 등방성이 아니라, 예컨대 복굴절인 경우, 그 재료 내의 레이저 광의 전파 또한 편광에 의해 영향을 받는다. 그래서, 편광 벡터의 편광 및 방위는, 필요에 따라 하나의 초점 라인만을 형성할 뿐 2개(일반적인 광선 및 특별한 광선)를 형성하지 않도록 선택될 수 있다. 광학적으로 등방성인 재료의 경우, 이것은 아무런 역할을 하지 않는다.
5) 더욱이, 펄스 지속 시간, 펄스 에너지 및 초점 라인 직경에 기초하여 강도가 선택되어야 하며, 이를 통해 가능한 한 현저한 제거 또는 현저한 용융이 발생하지 않도록 해야 하지만, 가급적 고형체의 미세구조에서 크랙 형성만이 일어나도록 해야 한다. 유리 또는 투명 결정과 같은 통상적인 재료의 경우, 이러한 요건은 서브-나노초 범위의 펄스 레이저, 즉, 특히 펄스 지속 시간이 예를 들어 10과 100 ps 사이인 경우에 가장 쉽게 충족될 수 있다.
발생하는 재료에서의 크랙 형성을 위한, 그리고 유리 시트(44)의 평면에 수직으로 확장하도록 이루어진 크랙 형성을 위한 프로세스는 그 재료의 구조적 강도(MPa의 압축 강도)를 초과하는 기계적 응력이다. 그러한 기계적 응력은 여기에서 레이저 에너지에 의해 급격하고 불균일한 가열(열적으로 유도된 응력)에 의해 달성된다. 초점 라인에 대한 유리 시트(44)의 적절한 위치 맞춤을 전제로, 유리 시트(44)의 표면에서 크랙 형성이 시작되는데, 그 이유는 거기가 변형이 가장 큰 곳이기 때문이다. 그 이유는 표면 위 절반의 공간에서 힘을 흡수할 수 있는 재료가 없기 때문이다. 이러한 주장은 또한 경화되거나 강화된 층의 두께가 초점 라인을 따라 갑자기 가열된 재료의 직경과 비교하여 큰 경우에 표면이 경화되거나 강화된 재료에도 적용된다.
일부의 실시예들에서, 1) 표면 또는 볼륨에서 현저한 용융이 일어나지 않고, 2) 표면에서 입자 형성에 따른 현저한 제거가 일어나지 않도록, 그러한 영향(Joules/cm2 단위의 에너지 밀도) 및 선택된 초점 라인 직경에 따른 레이저 펄스 지속 시간에 의해 상호작용의 타입이 설정될 수 있다. 실질적으로 투명한 재료에서, 몇몇의 유도 흡수 타입이 공지되어 있다:
a) 낮은 밴드 갭을 갖는 반도체 및 절연체에서, 예를 들어 낮은 잔류 흡수(재료에서의 불순물의 흔적으로 인한 또는 레이저 가공 전 해당 온도에서 이미 열적으로 여기된 전하 캐리어로 인한)에 기초하여, 레이저 펄스 지속 시간의 제1분률 내에서의 빠른 가열은 추가의 전하 캐리어의 열적 여기를 유도할 것이고, 차례로 증가된 흡수 및 그 결과로 초점 라인에서의 레이저 흡수의 누적 증가를 야기한다.
b) 절연체에서, 충분히 높은 광 강도가 있으면, 광 흡수는 재료의 원자와의 비선형-광학 상호작용에 기초하여 이온화를 야기하고, 결과적으로 차례로 유리 전하 캐리어의 생성, 결과적으로 레이저 광의 증가된 선형 흡수를 야기한다.
원하는 분리 표면(처리 헤드(68 및 70) 중 하나의 레이저 빔과 기판 표면 상의 라인을 따라 유리 유지 컨베이어 벨트(60)의 기판 간 상대적 이동)의 기하학적 형상의 생성은 아래에서 설명된다.
상기 유리 시트(44)와의 상호작용은 각각의 레이저 펄스에 대해, 초점 라인을 따라 재료에서의 개별적인 연속(기판 표면에 수직인 방향으로 보여지는)의 크랙 영역을 생성한다. 재료를 완전히 절단하기 위해 각 레이저 펄스에 대한 일련의 이러한 균열 영역이 원하는 분리 라인을 따라 함께 가까워지도록 설정되어 크랙의 측면 연결이 재료에 원하는 크랙 표면/윤곽을 생성한다. 이를 위해 레이저는 특정 반복 비율로 펄스된다. 스폿 크기 및 간격은 레이저 스폿들의 라인을 따라 표면에서 원하는 지향된 크랙이 형성되도록 선택된다. 원하는 분리 표면에 따른 개별적인 크랙 영역의 간격은 레이저 펄스에서 레이저 펄스까지의 시간주기 내에서 재료에 대한 초점 라인의 이동으로부터 얻어진다.
상기 유리 시트(44)의 재료에 원하는 분리 표면을 생성하기 위해, 펄스 레이저 광은 원하는 분리 라인이 형성되도록 상기 유리 시트(44)의 평면에 평행하게 이동할 수 있는 광학 배열에 의해 재료 상에서 이동된다. 상기 유리 시트(44)의 표면에 대한 초점 라인의 방위는, 표면에 대해 수직이든 또는 각도를 주든 상관없이, 고정된 값으로 선택되거나 또는 피봇 가능한(pivotable) 광학 배열(이하 단순화를 위해 옵틱이라고도 부름) 및/또는 원하는 분리 라인을 따라 레이저의 피봇 가능한 빔 경로에 의해 변경될 수 있다.
전체적으로, 원하는 분리 라인을 형성하기 위해, 그러한 초점 라인은 최대 5개의 개별적으로 이동 가능한 축으로 재료를 통과할 수 있는데, 그러한 축들은 재료에 초점 라인의 침투 지점을 고정시키는 2개의 공간 축(x, y), 그 재료에 침투 지점으로부터의 초점 라인의 방위를 고정하는 2개의 각도 축(θ, φ), 및 초점 라인이 표면에서의 관통 지점으로부터 얼마나 깊게 재료에 도달하는지를 고정시키는 추가의 공간 축(z', 반드시 x, y에 직교하지는 않음)이 있다.
여기에는 일반적으로 옵틱 및 레이저 파라미터들에 의해 지시되는 제한 사항들이 있다. 즉, θ 및 φ의 각도 방위는, 재료에서의 레이저 광의 굴절이 허용되는 범위(재료에서 전반사 각도보다 작음), 및 레이저 초점 라인의 침투 깊이가 이용 가능한 레이저 펄스 에너지 및 그에 따라 선택된 레이저 옵틱에 의해 제한되며, 이는 단지 이용 가능한 레이저 펄스 에너지로 크랙 구역을 생성할 수 있는 초점 라인의 길이만을 형성한다.
생성된 크랙 표면/윤곽에 따른 재료의 분리는 그 재료의 내부 응력, 또는 예컨대 기계적으로(장력) 또는 열적으로(불균일한 가열/냉각) 도입된 힘에 의해 발생한다. 상당한 양의 재료가 제거될 수 없기 때문에, 일반적으로 초기에는 재료에 연속의 갭이 없으나, 브릿지에 의해 여전히 연결되어 있는 일부 상황에서 그리고 그 자체 내에서 메쉬된 크게 파괴된 균열 표면 영역(미세 크랙)만 존재한다. 이후 도입된 힘은 나머지 브릿지를 분리하고 측면 크랙 성장(기판의 평면에 평행하게 일어남)에 의한 엉킴을 극복하는 효과를 가지므로, 재료가 그 분리 표면을 따라 분리될 수 있다.
도 8을 참조하면, 기판을 다수의 부분으로 분리하기 위해, 상기 유리 시트(44)를 가공하기 위한 레이저(103)의 레이저 빔(102a, 102b)이 유리 시트 상으로 지향되는, 유리 시트(44)의 레이저-기반 가공을 위항 방법은, 광학 배열(106)이 레이저(103)의 광선의 경로에 위치되고, 빔의 방향을 따라 본 확장된 레이저 빔 초점 라인(102b)이 유리 시트 상으로 지향된 레이저 빔(102a)으로부터 광학 배열(106)의 빔 출력 측에 형성되고, 상기 유리 시트(44)는 유도된 크랙 형성이 확장된 부분(102c)을 따라 기판의 재료에서 발생하는 효과에 의해 레이저 빔 초점 라인(102b)의 빔의 방향에서 본 확장된 부분(102c)을 따라 유리 시트(44)의 재료에서 유도 흡수가 일어나도록 레이저 빔 초점 라인(102b)에 대해 위치되는 것을 특징으로 한다.
일부의 실시예들에서, 상기 유리 시트(44)는 재료에서, 즉 유리 시트(44)의 내부에서 유도 흡수의 확장된 부분(102c)이 2개의 대향하는 기판 표면(101a, 101b)들의 적어도 하나까지 확장되도록 상기 레이저 빔 초점 라인(102b)에 대해 위치된다.
특정 실시예들에서, 상기 유리 시트(44)는 재료에서, 즉 유리 시트(44)의 내부에서 유도 흡수의 확장된 부분(102c)이 2개의 대향하는 기판 표면의 어느 한 표면(101a)으로부터 상기 2개의 대향하는 기판 표면의 또 다른 표면(101b)까지, 즉 상기 유리 시트(44)의 전체 층 두께(d)에 걸쳐 확장되도록 상기 레이저 빔 초점 라인(102b)에 대해 위치되거나, 또는 상기 유리 시트(44)는 재료에서, 즉 상기 유리 시트(44)의 내부에서 유도 흡수의 확장된 부분(102c)이 2개의 대향하는 기판 표면의 어느 한 표면(101a)으로부터 상기 유리 시트(44) 내로 확장되나, 상기 2개의 대향하는 기판 표면의 또 다른 표면(101b)까지는 확장되지는 않는, 즉 상기 유리 시트(44)의 전체 층 두께(d)에 걸쳐 확장되지 않도록, 바람직하게는 이 층 두께의 80% 내지 98%, 바람직하게 85% 내지 95%, 특히 바람직하게 90%에 걸쳐 확장되도록 상기 레이저 빔 초점 라인(102b)에 대해 위치된다.
일부의 실시예들에서, 상기 유도 흡수는 유리 시트(44)의 재료의 제거 없이 그리고 재료의 용융 없이 상기 유리 시트(44)의 미세구조에서 크랙 형성이 일어나도록 생성된다.
특정 실시예들에서, 각각의 경우 빔의 종 방향에서 본 유리 시트(44)에서, 즉 상기 유리 시트(44)의 내부에서 레이저 빔 초점 라인(102b)의 범위 및/또는 유도 흡수의 부분(102c)의 범위는 0.1 mm와 100 mm 사이, 바람직하게 0.3 mm와 10 mm 사이이며, 그리고/또 상기 2개의 대향하는 기판 표면(101a, 101b)에 대해 수직으로 측정된 유리 시트(44)의 층 두께(d)는 30 ㎛와 3000 ㎛ 사이, 바람직하게 100 ㎛와 1000 ㎛ 사이이다. 일부의 실시예들에서, 레이저 빔 초점 라인(102b)의 평균 직경(δ), 즉 스폿 직경은 0.5 ㎛와 5 ㎛ 사이, 바람직하게 1 ㎛와 3 ㎛ 사이, 바람직하게 2 ㎛이고, 그리고/또 레이저(103)의 펄스 폭(τ)은 유리 시트(44)의 재료와 상호작용하는 시간 내에 이 재료에서의 열 확산이 무시될 수 있도록, 바람직하게 열 확산이 일어나지 않도록 선택되고, 바람직하게 상기 τ, δ 및 상기 유리 시트(44)의 재료의 열 확산 상수(
Figure pct00005
)는 τ＜＜δ/
Figure pct00006
에 따라 설정되고, 그리고/또 상기 레이저(103)의 펄스 반복률은 10 kHz와 1000 kHz 사이이고, 바람직하게는 100 kHz이고, 그리고/또 상기 레이저(103)는 단일-펄스 레이저로서 또는 버스트-펄스 레이저로서 동작되며, 그리고/또 상기 레이저(103)의 빔의 출력 측에서 직접 측정된 평균 레이저 파워는 10 W(watt)와 100 W 사이, 바람직하게 30 W와 50 W 사이이다.
특정 실시예들에서, 레이저(103)의 파장(λ)은 유리 시트(44)의 재료가 상기 파장에 투명하거나 또는 실질적으로 투명하도록 선택되고, 상기 후자는 밀리미터의 침투 깊이 당 유리 시트(44)의 재료에서 빔의 방향을 따라 발생하는 레이저 빔의 강도의 감소가 10% 이하라는 것을 의미하며, 상기 레이저는 특히 유리 시트(44)와 같은 가시광선 파장 범위에서 투명한 유리 또는 크리스탈용 레이저이고, 바람직하게 1064 nm의 파장(λ)을 갖는 Nd:YAG 레이저이거나 1030 nm의 파장(λ)을 갖는 Y:YAG 레이저이거나, 또는 특히 적외선 파장 범위에서 투명한 반도체 기판용 레이저이고, 바람직하게 1.5 ㎛와 1.8 ㎛ 사이의 파장(λ)을 갖는 Er:YAG 레이저이다.
일부의 실시예들에서, 레이저 빔(102a, 102b)은 유리 시트(44) 상에 수직으로 지향되며, 이에 따라 상기 유리 시트(44)는 레이저 빔 초점 라인(102b)의 확장된 부분(102c)에 따른 유도 흡수가 기판의 평면에 수직으로 발생되도록 레이저 빔 초점 라인(102b)에 대해 위치되거나, 또는 상기 레이저 빔(102a, 102b)은 상기 유리 시트(44)의 평면에 수직인 방향에 대해 0˚보다 큰 각도(β)로 상기 유리 시트(44) 상으로 지향되고, 이에 따라 상기 유리 시트(44)는 레이저 빔 초점 라인(102b)의 확장된 부분(102c)에 따른 유도 흡수가 상기 기판의 평면에 각도 90˚-β에서 발생되도록 상기 레이저 빔 초점 라인(102b)에 대해 위치되며, 여기서 바람직하게 β≤45˚이고, 바람직하게 β≤30˚이다.
도 9를 참조하면, 특정 실시예들에서, 상기 레이저 빔(102a, 102b)은 유리 시트(44)가 다수의 부분을 얻기 위해 절단되어야 하는 라인(105)에 따른 유리 시트(44)의 표면(101a)에 대해 이동되며, 상기 유리 시트(44)의 내부에서 유도 흡수의 확장된 부분(102c)들의 다수의 부분(102c-1, 102c-2, ...)들은 이러한 라인(105)을 따라 생성되며, 여기서 유도 흡수의 바로 인접한 확장된 부분(102c)들, 즉 어느 한 부분 바로 다음에 생성된 또 다른 부분의 평균 간격(
Figure pct00007
)의 비율, 및 상기 레이저 빔 초점 라인(102b)의 평균 직경(δ), 즉 스폿 직경은 0.5와 3.0 사이, 바람직하게 1.0과 2.0 사이이다.
일부의 실시예들에서, 유리 시트(44)의 내부에서 유도 흡수의 확장된 부분(102c)들의 다수의 부분(102c-1, 102c-2, ...)의 생성 동안 및/또는 생성 후에, 유도 흡수의 확장된 부분(102c)들의 바로 인접한 부분(102c-1, 102c-2)들 간 각각 다수의 부분으로 기판을 분리하기 위한 크랙 형성을 야기하기 위해, 기계적 힘이 상기 유리 시트(44)에 인가되고 그리고/또 열 응력이 유리 시트(44)에 도입되고, 특히 기판이 다시 불균일하게 가열 및 냉각되며, 열 응력이 바람직하게 상기 라인(105)을 따라 C02 레이저에 의해 상기 유리 시트(44)를 조사함으로써 도입된다.
도 10을 참조하면, 기판을 다수의 부분으로 분리하기 위해, 상기 유리 시트(44)를 가공하기 위한 레이저(103)의 레이저 빔(102a, 102b)이 유리 시트 상으로 지향되는, 유리 시트(44)의 레이저-기반 가공을 위한 장치는, 광학 배열(106)이 레이저(103)의 광선의 경로에 위치되고, 빔의 방향을 따라 본 확장된 레이저 빔 초점 라인(102b)이 유리 시트 상으로 지향된 레이저 빔(102a)으로부터 광학 배열(106)의 빔 출력 측에 형성될 수 있고, 상기 유리 시트(44)는 유도된 크랙 형성이 확장된 부분(102c)을 따라 기판의 재료에서 발생하는 효과에 의해 레이저 빔 초점 라인(102b)의 빔의 방향에서 본 확장된 부분(102c)을 따라 유리 시트(44)의 재료에서 유도 흡수가 일어나도록 레이저 빔 초점 라인(102b)에 대해 위치되는 것을 특징으로 한다.
특정 실시예들에서, 상기 광학 배열(106)은 구면 수차를 갖는 포커싱 광학 요소, 바람직하게 구면으로 이루진 볼록 렌즈(107), 레이저(103)의 광선 경로에서 이러한 포커싱 광학 요소(107) 앞에 위치된 환형 다이어프램과 같은 상기 광학 배열(106)의 다이어프램(108)을 포함하며, 상기 다이어프램은 이 다이어프램에 충돌하는 레이저 빔(102a)의 중심에 있는 번들의 광선(102aZ)을 차단하는 효과가 있으며, 이에 따라 이러한 중심의 바깥측에 있는 주변 광선(102aR)들만이 상기 포커싱 광학 요소에 충돌한다.
일부의 실시예들에서, 상기 광학 배열(106)은 규정된 범위를 갖는, 즉 빔의 방향에서 본 규정된 길이를 갖는 레이저 빔 초점 라인(102b)을 형성하도록 형상화된 비구면 자유 표면을 가진 광학 요소를 포함하며, 상기 비구면 자유 표면을 갖는 광학 요소는 바람직하게 콘 프리즘(cone prism) 또는 액시콘(axicon)이 된다.
특정 실시예들에서, 상기 광학 배열(106)은 확장된 레이저 빔 초점 라인(102b)의 형성을 위해 형상화된 비구면 자유 표면을 갖는 광학 요소, 바람직하게 콘 프리즘 또는 액시콘을 우선적으로 상기 레이저(103)의 광선 경로에, 그리고 이러한 제1광학 요소, 제2포커싱 광학 요소, 특히 볼록 렌즈의 빔 출력 측에 포함하며, 이러한 상기 2개의 광학 요소는 상기 제1광학 요소가 상기 제2광학 요소 상에 환형으로 충돌하는 레이저 방사선을 투사하도록 위치 및 정렬되고, 이에 따라 상기 확장된 레이저 빔 초점 라인이 상기 제2광학 요소의 빔 출력 측에 생성된다.
일부의 실시예들에서, 특히 평-볼록 시준 렌즈인 제3포커싱 광학 요소는 상기 레이저(103)의 광선 경로에서 제1광학 요소와 제2광학 요소 사이에 위치되며, 상기 제3광학 요소는 바람직하게 상기 제1광학 요소에 의해 환형으로 형성된 레이저 방사선이 규정된 평균 링 직경을 갖는 상기 제3광학 요소 상에 떨어지도록 위치 및 정렬되고, 상기 제3광학 소자는 이러한 링 직경을 갖고 규정된 링 폭을 갖는 레이저 방사선을 상기 제2광학 요소 상에 환형으로 투사한다.
상술한 방법 및 장치들은 유리(예컨대, 약 0.7 mm 이하의 두께를 갖는), 특히 석영, 보로실리케이트, 사파이어 또는 소다-림 유리, 나트륨-함유 유리, 결정질 Al2O3의, SiO2·nH2O(오팔)의 또는 반도체 재료, 특히 Si, GaAs, GaN의 경화 유리 또는 비경화 유리의 기판을 분리하고, 단일 또는 다층 기판, 특히 유리-유리 합성물, 유리-필름 합성물, 유리-필름-유리 합성물 또는 유리-에어-유리 합성물을 분리하고, 코팅된 기판, 특히 금속-코팅 사파이어 웨이퍼, 금속 또는 금속-산화물 층이 제공된 실리콘 웨이퍼 또는 ITO, 또는 AlZnO이 코팅된 기판을 분리하고, 그리고/또는 단일 또는 다층 기판을 완전히 절단하거나 또는 하나 이상의 절단하지만, 다층 기판의 모든 층을 절단하지 않는데 사용될 수 있다.
상술한 광학 배열에 의해 생성된 레이저 빔 초점 라인은 대안으로 단순성을 위해 레이저 빔의 초점 라인으로서 상기 및 하기에서도 참조된다. 상기 유리 시트(44)는 크랙 형성(기판의 평면에 수직으로 확장되는 초점 라인에 따른 유도 흡수)에 의해 상기 유리 시트(44)의 평면에서 본 다수의 부분으로 분리되거나 개별적으로 분리된다. 결과적으로, 그러한 크랙 형성은 유리 시트(44)의 평면에 수직으로 또는 유리 시트(44) 내로 또는 기판의 내부로 발생한다(종 방향 크랙 형성). 이미 기술한 바와 같이, 일반적으로 유리 시트(44)의 각 개별 부분이 서로 분리될 수 있도록 다수의 개별적인 레이저 빔 초점 라인이 기판 표면 상의 라인을 따라 유리 시트(44)로 도입된다. 이러한 목적을 위해, 상기 유리 시트(44)는 레이저 빔에 대해 또는 광학 배열에 대해 유리 시트(44)의 평면에 평행하게 이동하도록 이루어질 수 있으며, 반대로, 상기 광학 배열은 유리 시트(44)에 대해 유리 시트 (44)의 평면에 평행하게 이동될 수 있다.
예
예를 들어, 평탄한 유리를 절단하기 위해, 다음을 갖는 상업적으로 이용 가능한 피코초 레이저(103)가 적절하다: 파장 1064 nm, 10 피코초의 펄스 지속 시간, 100 kHz의 펄스 반복 비율, 최대 50 W의 평균 파장(레이저 직후 측정). 레이저 빔은 초기에 약 2 mm의 빔 직경(피크 강도의 13%에서 측정, 즉 가우시안 광선 번들의 1/e2 직경)을 가지며, 그 빔 품질은 적어도 M2＜1.2(DIN/ISO 11146에 따라 결정)이다. 빔 확장 옵틱(상업적으로 이용 가능한 케플러(Kepler) 빔 망원경)의 경우, 상기 빔 직경은 10 내지 약 20-22 mm(21, 23, 24 및 25는 빔 편향 미러)의 비율로 증가한다. 직경 9 mm의 소위 환형 다이어프램(8)의 경우, 번들의 광선의 내부가 컷오프되어, 환형의 빔이 형성된다. 이러한 환형 빔의 경우, 28 mm 초점 길이를 갖는 평-볼록 렌즈(13 mm의 반경을 갖는 석영 유리)가 예를 들어 조명된다. 그러한 렌즈의 강한(원하는) 구면 수차는 초점 라인을 생성하는 효과를 가진다.
도 11을 참조하면, 제1갠트리 어셈블리(64) 및 제2갠트리 어셈블리(66)가 도시되어 있다. 상기 갠트리 어셈블리(64 및 66)의 하나 또는 모두는 일 예로서 상기 기술한 바와 같이 유리 시트(44)를 절단하는데 적합한 레이저 절단 어셈블리(123, 125)를 포함할 수 있다. 상기 제1갠트리 어셈블리(64)는 유리 시트 처리 스테이션(16)의 측면을 따라 확장되는 트랙 어셈블리(122)에 슬라이드식으로 연결되는 베이스 어셈블리(120)를 포함한다. 상기 트랙 어셈블리(122)는 머신 방향(30)으로 제1갠트리 어셈블리(64)의 선형 이동을 가능하게 한다. 처리 헤드 지지 어셈블리(124)는 상기 베이스 어셈블리(120)에 의해 지지된다. 상기 처리 헤드 지지 어셈블리(124)는 선형 액추에이터를 사용하여 크로스 머신 방향(32)으로 처리 헤드(68)의 선형 이동을 가능하게 한다. 따라서, 상기 머신 방향 트랙 어셈블리(122) 및 크로스 머신 방향 트랙 어셈블리(126)에 따라, 처리 헤드(68) 및 연관된 레이저 절단 어셈블리(123)의 위치 맞춤이 X-Y 평면의 어디에서든 달성될 수 있다.
상기 제2갠트리 어셈블리(66)는 유리 시트 처리 스테이션(16)의 측면을 따라 확장되는 트랙 어셈블리(122)에 슬라이드식으로 베이스 어셈블리(130)를 포함한다(상기 베이스 어셈블리의 베이스 플레이트는 예시를 위해 제거되었다). 상기 트랙 어셈블리(122)는 머신 방향(30)으로 상기 제2갠트리 어셈블리(66)의 선형 이동을 가능하게 한다. 처리 헤드 지지 어셈블리(134)는 베이스 어셈블리(130)에 의해 지지된다. 상기 처리 헤드 지지 어셈블리(134)는 선형 액추에이터를 사용하여 크로스 머신 방향(32)으로 처리 헤드(70)의 선형 이동을 가능하게 하는 트랙 어셈블리(136)를 제공한다. 따라서, 상기 머신 방향 트랙 어셈블리(132) 및 크로스 머신 방향 트랙 어셈블리(136)에 따라, 처리 헤드(70) 및 연관된 레이저 절단 어셈블리(125)의 위치 맞춤이 X-Y 평면의 어디에서든 달성될 수 있다.
도 11에 의한 갠트리 어셈블리 실시예가 단일의 처리 헤드(각 갠트리 어셈블리에 대해 하나)를 포함하는 것으로 나타냈지만, 일부의 실시예들에서, 갠트리 어셈블리(140)는, 도 12에 의해 나타낸 바와 같이, 그 모두가 동일한 갠트리 어셈블리(140)에 제공되는 둘 이상의 처리 헤드(142, 144 및 146)를 포함할 수 있다. 상기와 같이, 소정 하나 이상의 처리 헤드(142, 144 및 146)는 유리 시트(44)를 절단하는데 사용된 레이저 절단 어셈블리를 포함할 수 있다. 소정의 상기 하나 이상의 처리 헤드(142, 144 및 146)가 레이저 절단 어셈블리들을 포함하지만, 이들은 다이 및 코팅용 스프레이어, 코팅, 세정 노즐 및 다른 처리 툴과 같은 기판 분리 이외의 처리를 위한 다른 툴들을 포함할 수 있다. 동일 또는 다수의 유리 시트(14)로부터 추가의 부분들의 가공을 위해 추가의 처리 헤드(142, 144 및 146)가 허용될 수 있다. 그러한 부분들은 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 다수의 처리 헤드(142, 144, 146)는 이들 처리 헤드(142, 144, 146)의 독립 제어를 허용하도록 그들 자신의 선형 액추에이터를 사용할 수 있다. 동시에 각기 다른 처리 헤드의 옵틱에 레이저 빔을 제공하기 위해 레이저 빔 분할이 사용될 수 있다.
예를 들어, 간략하게 도 13을 참조하면, 빔 분할 장치(300)는 레이저 소스(302)의 레이저 빔 경로에 위치될 수 있다. 그러한 빔 분할 장치(300)는 상기 레이저 소스(302)에 의해 제공된 초기의 레이저 빔(304)을 2개의 분리된 레이저 빔(306a 및 306b)으로 분할하는데 적합한 광학 배열을 포함할 수 있다. 각각의 레이저 빔(306a 및 306b)은 처리 헤드(68 및 70) 및 레이저 절단 어셈블리(123 및 125)와 같은 각각의 처리 헤드 및 레이저 절단 어셈블리로 전달될 수 있다. 일부의 실시예들에서, 상기 레이저 소스(302)는 유리 시트를 천공하는데 유용하고 다수의 레이저 빔(306a 및 306b)으로 분할될 수 있는 레이저 빔(304)의 에너지 프로파일을 변경시키는 광학 배열(312)를 이용할 수 있다. 일부의 실시예들에서, 상기 광학 배열(312)은 상기 레이저 빔(304)의 에너지 프로파일을 변경하는데 사용되는 왁시콘(waxicon) 광학 배열을 포함할 수 있다. 그와 같은 광학 배열은 각각의 분리된 개별 레이저 빔(306a 및 306b)을 생성하기 위해 다수의 레이저 소스와 관련된 비용 및 복잡성을 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 도 14를 참조하면, 도 1의 유리 시트 처리 장치(10)와 함께 사용하기 위한 기판 처리 스테이션(320)의 개략도는 다중-갠트리 처리 장치(322)를 포함한다. 그러한 다중-갠트리 처리 장치(322)는 제1갠트리 어셈블리(324) 및 제2갠트리 어셈블리(326)를 포함하며, 상기 각각의 제1 및 제2갠트리 어셈블리(324 및 326)는 크로스 머신 방향(30)으로 유리 시트(44)를 가로질러 확장된다. 상기와 같이, 상기 제1갠트리 어셈블리(324)는 머신 방향(32)으로 상기 제1갠트리 어셈블리(324)의 이동을 수행하기 위해 동작 가능하게 연결된 선형 모터(328)를 가질 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2갠트리 어셈블리(326) 또한 머신 방향으로 상기 제2갠트리 어셈블리(326)의 이동을 수행하기 위해 동작 가능하게 연결된 선형 모터(330)를 포함할 수 있다. 제어기(332)는 협력 방식으로 상기 제1갠트리 어셈블리(324) 및 제2갠트리 어셈블리(326)의 동시 이동 또는 다른 방식으로 제어하는 로직을 포함할 수 있다.
상기 제1갠트리 어셈블리(324)는 다수의 처리 헤드(334, 336 및 338)를 포함할 수 있다. 각각의 처리 헤드(334, 336 및 338)는 상기 제1갠트리 어셈블리(324)의 길이를 따라 크로스 머신 방향(30)으로 상기 처리 헤드(334, 336 및 338)의 이동을 수행하기 위해 동작 가능하게 연결된 선헝 모터(340, 342 및 344)를 가질 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2갠트리 어셈블리(326)는 다수의 처리 헤드(348, 350 및 352)를 포함할 수 있다. 각각의 처리 헤드(348, 350 및 352)는 상기 제2갠트리 어셈블리(226)의 길이를 따라 크로스 머신 방향으로 상기 처리 헤드(348, 350 및 352)의 이동을 수행하기 위해 동작 가능하게 연결된 선형 모터(354, 356 및 358)를 가질 수 있다. 상기 제어기(332)는 협력 방식으로 상기 처리 헤드(334, 336, 338, 348, 350 및 352)의 동시 이동 또는 다른 방식으로 제어하는 로직을 포함할 수 있다.
그와 같은 다중-갠트리 처리 장치는 단일 유리 시트(44)의 부분을 동시에 가공하거나 동일한 또는 상이한 프로세스로서 다수의 유리 시트(44)의 동시 가공을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 연관된 다수의 처리 헤드(334, 336, 338, 348, 350 및 352)를 갖는 다수의 갠트리 어셈블리(324 및 326)는 분할 패턴 프로세스로 동시에 또는 다른 방식으로 다수의 분리된 섹션을 가공할 수 있게 함으로써, 유리 시트로부터 다수의 부분으로 가공하는 것과 관련된 절단 시간을 감소시킬 수 있다. 일부의 실시예들에서, 상기 레이저 절단 어셈블리들은 원하는 부품 형태를 형성하기 위해 사용될 수 있는 다수의 레이저 빔을 제공하도록 각각 구성될 수 있다. 약 100 mm × 100 mm와 약 5000 mm × 5000 mm 사이 및 약 25 ㎛와 약 10 mm 사이의 두께와 같은 5000 mm × 5000 mm까지의 유리 시트가 가공될 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 유리 시트(44)의 외부 섹션(360 및 362)이 상기 유리 시트(44)의 내부 섹션(364)으로부터 분리되는 유리 시트 절단 공정이 도시된다. 이러한 예에서, 상기 외부 섹션(360 및 362)들은 스크랩으로 간주될 수 있고, 상기 내부 섹션(364)은 상기 유리 시트(44)를 절단함으로써 형성된 양질의 부분일 수 있으며, 궁극적으로 3개의 분리된 섹션(360, 362 및 364)을 형성한다. 상기 기술한 레이저 절단 어셈블리 및 연관된 처리 헤드 중 하나에 의해 제공되는 레이저 빔(366)은 상기 기술한 바와 같이 음압을 사용하여 유리 유지 컨베이어 벨트(60)에 대해 유리 시트가 평평하게 유지된 상태에서 상기 유리 시트(44)로부터 이격된 위치에서 절단 동작을 개시할 수 있다. 상기 레이저 빔(366)은, 상기 유리 시트(44)로부터 이격된 위치에서, 점선(C)으로 나타낸 절단 경로를 시작하기 때문에, 상기 레이저 빔(366)은 상기 유리 시트(44) 상으로 지향되고 절단 경로(C)를 따르기 전에 상부 컨베이어 벨트 표면(368) 상으로 지향된다.
도 16을 참조하면, 레이저 절단 어셈블리는, 이 레이저 절단 어셈블리가 유리 시트(44) 쪽으로 이동함에 따라 유리 유지 컨베이어 벨트(60)에 직접 충돌하는 연속의 레이저 빔(366)을 제공한다. 상기 기술한 바와 같이, 상기 유리 유지 컨베이어 벨트(60)는, 레이저 절단 공정 동안 유리 유지 컨베이어 벨트(60)의 변성을 감소시킬 수 있는 내열성을 가짐과 더불어 유리 시트(44)와 접촉하는데 적합한 POM C로 형성될 수 있다. 일 예로서, 상기 예에서 기술된 레이저에 의해 제공된 바와 같은 레이저 빔(366)은, 깊이(d)가 약 300 미크론(micron)보다 크지 않고 폭(w)이 약 300 미크론보다 크지 않은 리세스(372; recess)를 유리 유지 컨베이어 벨트(60)에 생성할 수 있다. 그와 같은 배열은 상기 유리 유지 컨베이어 벨트(60)의 일부를 교체할 필요 없이 상기 유리 유지 컨베이어 벨트(60)가 다수의 유리 시트(44)에 대해 반복적으로 재사용되게 할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 유리 시트 처리 장치(10)는 유리 언로딩 스테이션(150)을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 유리 시트(44)로부터 형성된 원하는 유리 조각이 유리 유지 컨베이어 벨트(60)로부터 제거될 수 있다. 그러한 유리 조각은, 예를 들어 로봇에 의해 수동 또는 자동으로 제거되어 유리 유지 컨베이어 벨트(60) 상에 유리 스크랩을 남길 수 있다. 다음에, 상기 유리 스크랩은 유리 유지 컨베이어 벨트(60) 상에서 유리 찌꺼기 처리 스테이션(18)으로 운반될 수 있다.
도 17을 참조하면, 상기 유리 찌꺼기 처리 스테이션(18)은 수용 위치(154; 예컨대, 빈(bin))에 퇴적시키기 위해 더 작은 크기로 유리 찌꺼기를 더 분해할 수 있는 유리 찌꺼기 처리 장치(152)를 포함한다. 상기 유리 찌꺼기 처리 장치(152)는 제1유리 파괴 어셈블리(155) 및 제2유리 파괴 어셈블리(156)를 포함한다. 상기 제1유리 파괴 어셈블리(155)는 상기 유리 유지 컨베이어 벨트(60)로부터 유리 찌꺼기(162)를 수용하는 제1파괴 롤러(158) 및 제2파괴 롤러(160)를 포함한다. 나타낸 예에서, 상기 제1파괴 롤러(158)는 크로스 머신 방향 파괴시 상기 제2파괴 롤러(160)에 대해 유리 찌꺼기(162)를 체결하여 파손시키는(예컨대, 180°회전마다) 한 쌍의 블레이드(164 및 166)를 포함한다. 브러시 롤러(176)는 유리 찌꺼기(162) 상의 제1유리 파괴 어셈블리(155)의 충격을 감쇠시키고 파괴된 유리 입자들로부터 벨트 표면을 저지 또는 차폐하도록 제공될 수 있다. 상기 유리 유지 컨베이어 벨트(60)의 표면을 세정하기 위해 다른 브러시 롤러(178)가 제공될 수 있다. 그 다음, 파괴된 유리 찌꺼기(168)는 램프 구조물(170) 아래로 제2유리 파괴 어셈블리(156) 쪽으로 미끄러진다. 상기 제2유리 파괴 어셈블리(156)는 제1파괴 롤러(172) 및 제2파괴 롤러(174)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2파괴 롤러(172 및 174)는 머신 방향으로 상기 파괴된 유리 찌꺼기(168)를 더 파괴시키는 톱니형 치아를 포함할 수 있다. 그 다음, 상기 파괴된 유리 찌꺼기(168)는 수용 위치(154)에 퇴적될 수 있다.
유리형 기판의 핸들링은 부품 분리 동안 그리고 그 이후의 평탄성 및 안정성을 유지하는 측면에서 서투르고 복잡할 수 있다. 상기 기술한 유리 시트 처리 장치는 절단 공정 또는 기판 품질을 방해하지 않는 진공력을 기판에 인가함으로써 기판을 그 위에 유지할 수 있는 유리 유지 컨베이어 벨트를 제공할 수 있다. 유리 시트 처리 스테이션은 유리 유지 컨베이어 벨트의 표면에 최소의 미크론 크기의 영향으로 반복된 방식으로(즉, 하나씩) 다중 절단 작업을 위해 다수의 유리 시트를 레이저 절단 장치로 이송하는데 사용될 수 있는 유리 유지 컨베이어 벨트를 사용한다. 기판이 아직 분리되지 않았기 때문에, 상대적으로 작은 개별 벨트에 의해 기판을 상기 유리 유리 컨베이어 벨트로 이송할 수 있는 틸팅 가능 테이블 지지체를 포함하는 유리 시트 로딩 스테이션이 제공될 수 있다. 적절한 처리 위치 맞춤을 위해 기판을 XY 방위로 정렬시킬 수 있는 유리 시트 센터링 스테이션이 제공될 수 있다. 부품으로부터 제거된 찌꺼기의 크기를 더 감소시킬 수 있는 유리 찌꺼기 처리 스테이션이 제공될 수 있다.
달리 명시하지 않는 한, 본원에 기재된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로서 해석되는 것은 결코 아니다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그 단계들이 따르는 순서를 암시하지 않거나 그 단계들이 특정 순서로 제한된다는 것이 청구항 또는 설명에 달리 명시되어 있지 않은 경우, 특정 순서를 유추하는 것은 결코 아니다.
본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 사상 및 내용을 포함하는 개시된 실시예의 변형 조합, 서브-조합 및 변형들이 당업자에 의해 이루어질 수 있으므로, 본 발명은 수반된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (31)

  1. 광학 배열의 빔 출력 측에 형성된 레이저 빔 초점 라인을 제공하는 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 배열을 포함하는 레이저를 구비하는 레이저 절단 어셈블리를 포함하는 유리 시트 처리 스테이션; 및
    레이저 빔 초점 라인이 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 유리 시트와 함께 상기 유리 시트 상에 위치되도록 레이저 절단 어셈블리로 유리 시트를 이송하는 상기 유리 유지 컨베이어 벨트를 포함하며,
    상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 반복된 방식으로 상기 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 다수의 유리 시트를 절단하기 위한 레이저 절단 어셈블리로 다수의 유리 시트를 이송하도록 구성되는, 유리 시트 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 상기 유리 유지 컨베이어 벨트가 반복된 방식으로 사용되게 하도록 선택된 내열성을 갖는 재료를 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    레이저는 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 유리 시트의 절단 동안 상기 유리 유지 컨베이어 벨트에 깊이가 약 300 미크론 이하인 리세스를 생성하는, 유리 시트 처리 장치.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 약 1 m/sec 이상으로 유리 시트 처리 스테이션을 통해 유리 시트를 이송하는, 유리 시트 처리 장치.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    실질적으로 수평인 배열로 유리 유지 컨베이어를 지지하는 진공 지지 장치를 더 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    다수의 작업 테이블 지지 섹션을 더 포함하며, 상기 작업 테이블 지지 섹션은 실질적으로 평탄한 컨베이어 지지면을 제공하도록 나란하게 배열된 플레이트들을 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    각각의 작업 테이블 지지 섹션은 유리 유지 컨베이어 벨트에 음압을 제공하기 위해 관통 확장되는 다수의 진공 개구를 갖는, 유리 시트 처리 장치.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 조인트 라인을 따라 함께 연결되는 다수의 컨베이어 벨트 세그먼트를 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    인접한 컨베이어 세그먼트들은 이들 각각의 조인트 라인을 따라 서로에 대해 회전하는, 유리 시트 처리 장치.
  10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    다수의 컨베이어 벨트 세그먼트는 개구를 가진 루프 부재를 포함하는 인터락킹 부재를 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    인접한 컨베이어 벨트 세그먼트들의 인터락킹 부재들의 개구들은 연결 로드를 수용하도록 정렬되는, 유리 시트 처리 장치.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 상기 유리 유지 컨베이어 벨트의 두께를 걸쳐 확장되는 진공 개구들을 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 폴리옥시메틸렌 C를 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트로부터 유리 찌꺼기를 수용하는 유리 찌꺼기 배출 스테이션을 더 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  15. 기판을 다수의 부분으로 분리하기 위해, 기판을 가공하기 위한 레이저 절단 어셈블리의 레이저 빔이 기판 상으로 지향되는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    유리 유지 컨베이어 벨트 상에 기판을 위치시키는 단계; 및
    상기 레이저 절단 어셈블리에 기판을 위치시키기 위해 상기 유리 유지 컨베이어 벨트를 사용하는 단계를 포함하며,
    상기 레이저 절단 어셈블리는 광학 배열의 빔 출력 측에 형성된 레이저 빔 초점 라인을 제공하는 레이저 절단 어셈블리의 빔 경로에 위치된 광학 배열을 포함하고, 상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 상기 레이저 빔 초점 라인이 상기 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 유리 시트와 함께 상기 유리 시트 상에 위치되도록 레이저 절단 어셈블리로 기판을 이송하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 상기 유리 유지 컨베이어 벨트가 반복된 방식으로 사용되게 하도록 선택된 내열성을 갖는 재료를 포함하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    레이저는 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 유리 시트의 절단 동안 상기 유리 유지 컨베이어 벨트에 깊이가 약 300 미크론 이하인 리세스를 생성하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  18. 청구항 16 또는 17에 있어서,
    진공 지지 장치를 사용하여 실질적으로 수평인 배열로 유리 유지 컨베이어를 지지하는 단계를 더 포함하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  19. 청구항 15 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    실질적으로 평탄한 컨베이어 지지면을 제공하기 위해 다수의 작업 테이블 지지 섹션을 나란하게 위치시키는 단계를 더 포함하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    각각의 작업 테이블 지지 섹션은 유리 유지 컨베이어 벨트에 음압을 제공하는 관통 확장되는 다수의 진공 개구를 갖는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  21. 청구항 15 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 조인트 라인을 따라 함께 연결되는 다수의 컨베이어 벨트 세그먼트를 포함하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    인접한 컨베이어 세그먼트들은 이들 각각의 조인트 라인을 따라 서로에 대해 회전하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  23. 청구항 21 또는 22에 있어서,
    다수의 컨베이어 벨트 세그먼트는 개구를 가진 루프 부재를 포함하는 인터락킹 부재를 포함하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    인접한 컨베이어 벨트 세그먼트들의 인터락킹 부재들의 개구들은 연결 로드를 수용하도록 정렬되는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  25. 청구항 15 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 상기 유리 유지 컨베이어 벨트의 두께를 걸쳐 확장되는 진공 개구들을 포함하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  26. 청구항 15 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 폴리옥시메틸렌 C를 포함하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  27. 청구항 15 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트로부터 유리 찌꺼기를 수용하는 유리 찌꺼기 처리 스테이션을 더 포함하는, 시트형 기판의 레이저-기반 가공을 위한 방법.
  28. 광학 배열의 빔 출력 측에 형성된 레이저 빔 초점 라인을 제공하는 레이저의 빔 경로에 위치된 광학 배열을 포함하는 레이저를 구비하는 유리 시트 처리 스테이션; 및
    레이저 빔 초점 라인이 상기 유리 유지 컨베이어 벨트 상에 유리 조각 및 유리 찌꺼기로 유리 시트를 분리하기 위해 상기 유리 시트 상에 위치되도록 상기 레이저로 유리 시트를 이송하는 유리 유지 컨베이어 벨트를 포함하며,
    상기 유리 유지 컨베이어 벨트는 유리 찌꺼기의 크기가 감소되는 유리 찌꺼기 처리 장치로 상기 유리 찌꺼기를 운반하는, 유리 시트 처리 장치.
  29. 청구항 28에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 조인트 라인을 따라 함께 연결된 다수의 컨베이어 벨트 세그먼트를 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
  30. 청구항 29에 있어서,
    인접한 컨베이어 세그먼트들은 이들 각각의 조인트 라인을 따라 서로에 대해 회전하는, 유리 시트 처리 장치.
  31. 청구항 27 내지 30 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 유지 컨베이어 벨트는 폴리옥시메틸리 C를 포함하는, 유리 시트 처리 장치.
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