JP2005302827A - レーザ発振器診断装置及びレーザ発振器診断装置を備えたレーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はレーザ発振器のレーザ光透過窓ガラスの汚れ具合を計測することを課題とする。
【解決手段】 レーザアニーリング装置１０は、レーザ発振器１２と、レーザ発振器診断装置１４と、主制御装置１００とを備えている。レーザ発振器１２は、チャンバ７０に設けられたレーザ光透過窓ガラスの汚れを検出するための受光部７２,７４が設けられている。この受光部７２,７４は、レーザ光透過窓ガラスからの反射光を受光し、受光した反射光の光強度に応じた計測信号を第１、第２の判定回路７６,７８に出力する。この判定回路７６,７８では、受光部７２,７４から出力された計測信号による光強度値と予め設定された基準値とを比較して光強度の低下率を演算し、レーザ光透過窓ガラスのメンテナンスの有無を判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明はレーザ発振器に設けられたレーザ光透過窓ガラスの汚れ及びレーザ光の出力低下を検知するよう構成されたレーザ発振器診断装置及びレーザ発振器診断装置を備えたレーザ加工機に関する。

例えば、エキシマレーザ光源を有するレーザ発振器を用いたレーザ加工機では、レーザ発振器から出力されたレーザ光が、各種光学部品（例えば、レンズ及びミラー等）で構成された光学系を通過して、ワークの加工点に導かれる。そして、レーザ加工機では、加工点に導かれたレーザ光を用いてワークに対する各種加工を行っている。

ところで、レーザ発振器においては、密閉されたチャンバ内にレーザガスの放電・励起を行わせる放電管が収納されており、放電管の両端には互いに対向するようにレーザ光透過窓ガラスを嵌めこんだ透過窓が取り付けられている。また、チャンバ内には、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の不活性ガスが充填されており、放電により分子が励起されることで任意の波長のレーザ光が生成される。

また、レーザ発振器では、レーザ光が出力される放電管の軸線方向（前後方向）に上記透過窓が設けられており、軸線方向（前後方向）には、透過窓に対向するように前側共振器（部分反射鏡）と後側共振器（全反射鏡）とが設けられている。そして、前側共振器とリヤ共振器との間で共振されたレーザ光は、前側共振器を通過してレーザビームとして取り出される。

一方、チャンバ内では、ガス雰囲気中で放電による励起状態が維持されており、レーザ光の共振状態が継続されると、次第に透過窓の内面に塵埃が付着する。このように、透過窓の内面に塵埃が付着すると、レーザ光の光強度が低下する。特にレーザ光が透過する部分が汚れやすいので、定期的に透過窓の清掃を行う必要がある。しかしながら、透過窓の汚れ具合は、様々であるので、透過窓が汚れていなくても清掃作業を行っており、あるいは、透過窓が汚れているのに清掃を行っていなかったりする場合があった。

このような問題を解消するため、本出願人は、レーザ光を発生するレーザ光源及び光学部品の劣化状況を診断する装置を開発している（例えば、特許文献１参照）。

この装置では、レーザ発振器から出射されたレーザ光のビーム断面内の一方向に関する強度分布特性を検出し、この強度分布特性に基づいて、レーザ発振器の光学部品等の劣化を判別している。
特開２０００−１２９２３号公報

上記のような従来の装置では、レーザ発振器から出力されたレーザ光の一部をビームスプリッタにより取り出してその光強度を測定してレーザ光の劣化状況を診断しているので、ビームスプリッタによる光強度の損失があり、且つレーザ発振器の内部での状況を間接的に検出してレーザ光の劣化を判定することになり、レーザ発振器の透過窓の汚れ具合を正確に検出することが難しかった。

さらに、従来の装置では、レーザ光のエネルギ低下を検出した場合、チャンバ内のガスの劣化によるものなのか、共振器の劣化によるものか、あるいは透過窓のガラスの汚れなのかを判別することができず、レーザ発振器及び全ての光学部品を点検する必要があり、レーザ光のエネルギ低下原因を調べるのに手間と時間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決したレーザ発振器診断装置及びレーザ発振器診断装置を備えたレーザ加工機を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、密閉されたチャンバ内でレーザ光を発生させるレーザ発振器に設けられたレーザ光透過窓ガラスの汚れ及びレーザ光の出力変化を監視するレーザ発振器診断装置において、前記レーザ光透過窓ガラスからの光を受光する受光手段を前記チャンバの壁面に設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記請求項１に記載のレーザ発振器診断装置であって、前記受光手段により受光された光強度に基づいて前記レーザ光透過窓ガラスの汚れ及びレーザ光の出力低下を判定する判定手段を有することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記請求項１に記載のレーザ発振器診断装置であって、前記レーザ光透過窓ガラスに向けて検出光を照射する投光手段を前記チャンバ内に設け、前記受光手段は、前記投光手段からの検出光が前記レーザ光透過窓ガラスで反射した光を受光することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記受光手段が、受光した光のエネルギに応じた計測信号を出力する光センサを有することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記受光手段が、前記チャンバの壁面に設けられた受光部と、一端が該受光部に接続された光ファイバと、該光ファイバの他端が接続された光センサと、を有することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至５に記載のレーザ発振器診断装置を備えたことを特徴とするレーザ加工機である。

本発明によれば、レーザ光透過窓ガラスからの光を受光する受光手段をチャンバの壁面に設けることにより、レーザ光透過窓ガラスの汚れ具合によるレーザ光の出力低下を直接的に検出することが可能になり、従来のようなビームスプリッタによる光強度の損失がなく、レーザ光出力用窓ガラスの汚れを高精度に検出してメンテナンス時期になったか否かを正確に判定することが可能になる。よって、レーザ光透過窓ガラスのメンテナンスを定期的に行うのではなく、レーザ光透過窓ガラスの汚れ具合によってメンテナンス時期であると判定された場合にメンテナンスを行うため、無駄な保守、点検作業を省いてメンテナンスの効率を高めることができる。

以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。

図１は本発明になるレーザ発振器診断装置の実施例１を有するレーザ加工機を示す構成図である。
図１に示されるように、レーザ加工機としてのレーザアニーリング装置１０は、ガラス基板上にアモルファス状Ｓｉ等の半導体薄膜を形成した被加工体である基板Ｗを熱処理するように構成されている。

また、レーザアニーリング装置１０は、半導体薄膜を加熱するためのエキシマレーザその他のレーザ光ALを発生するレーザ発振器１２と、レーザ発振器診断装置１４と、このレーザ光ＡＬを線状にして所定の照度で基板Ｗ上に入射させるホモジナイザ２０と、基板Ｗを支持してこの基板ＷをＸ−Ｙ面内で滑らかに並進移動させると共にＺ軸方向に昇降移動させることができるプロセスステージ装置３０と、プロセスチャンバ８０と、主制御装置１００とを備えている。

レーザ発振器１２とホモジナイザ２０との間には、ホモジナイザ２０に入射するレーザ光ALのエネルギレベルを調整するためのバリアブルアッテネータ４０が配置されている。

ホモジナイザ２０は、レーザ発振器１２からのレーザ光ALを均一にして基板Ｗ表面すなわち照射位置に投影するための照射光学系を構成している。また、ホモジナイザ２０の下方の計測位置には、入射したレーザ光ALのエネルギを計測するジュールメータ６０が配置されている。

ジュールメータ６０は、ホモジナイザ２０から出射されたレーザ光ALのエネルギを計測し、その検出信号を主制御装置１００に出力する。主制御装置１００では、ジュールメータ６０により計測されたエネルギ計測値が予め設定された目標値になるように制御信号を出力してバリアブルアッテネータ４０の透過率制御、及びレーザ発振器１２のレーザ電源５０の制御を行う。

また、レーザ発振器１２とホモジナイザ２０との間には、レーザ光ＡＬの光路を調節するための複数のミラーＭ１〜Ｍ４が配置されている。

レーザ発振器１２は、後述するようにチャンバ７０に設けられたレーザ光透過窓ガラスの汚れを検出するための受光部７２,７４が設けられている。この受光部７２,７４は、レーザ光透過窓ガラスからの反射光を受光し、受光した反射光の光強度に応じた計測信号を第１、第２の判定回路（判定手段）７６,７８に出力する。この判定回路７６,７８では、受光部７２,７４から出力された計測信号による光強度値と予め設定された基準値とを比較して光強度の低下率を演算し、レーザ光透過窓ガラスのメンテナンスの有無を判定する。従って、レーザ発振器診断装置１４は、上記受光部７２,７４と、判定回路７６,７８とから構成される。

そして、主制御装置１００では、判定回路７６,７８による判定結果に基づいてレーザ光透過窓ガラスのメンテナンスが必要であるときは報知手段１１０により作業員に報知する。尚、報知手段１１０としては、アラーム装置あるいはメッセージを表示するディスプレイ装置などが考えられる。

プロセスステージ装置３０は、処理容器であるプロセスチャンバ８０内に収容されており、基板Ｗを支持するステージ３１と、このステージ３１をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に３次元的に移動させるステージ駆動装置３２とを備えている。そのため、プロセスステージ装置３０は、プロセスチャンバ８０内に基板Ｗを支持すると共に、基板Ｗをプロセスチャンバ８０内で適宜移動させることができる。

また、ステージ３１は、基板Ｗを下面から支持する支持プレート部分を有している。この支持プレート部分は、基板Ｗをレーザアニール処理に必要な高温に保持するヒータを内蔵している。

ホモジナイザ２０及びミラーＭ４は、光学系ユニット２１に収納されており、光学系ユニット２１は移動装置９０によってＡ，Ｂ方向に移動可能に設けられている。この移動装置９０は、光学系ユニット２１の移動を案内するガイドレール９１と、光学系ユニット２１をガイドレール９１に沿って駆動する駆動装置９２とを備えた構成となっている。

従って、光学系ユニット２１は、移動装置９０によって基板Ｗにレーザ光を照射するレーザ光照射位置と、ジュールメータ６０にレーザ光のエネルギレベルを計測させるレーザ光計測位置（図１に示す位置）との間を移動することができる。

移動装置９０によりＢ方向に駆動された光学系ユニット２１がレーザ光照射位置にあるとき、ホモジナイザ２０を通過したレーザ光ALは、プロセスチャンバ８０の上面に設けた窓８０ａを通過して、ステージ３１に保持された基板Ｗ上の所望領域に入射する。また、移動装置９０によりＡ方向に駆動された光学系ユニット２１がレーザ光計測位置にあるとき、ホモジナイザ２０を通過したレーザ光ALは、図１に示すようにジュールメータ６０に入射する。

主制御装置１００は、判定回路７６,７８による判定結果に基づいてレーザ光透過窓ガラスのメンテナンスが必要である場合には報知手段１１０により報知する制御プログラムが格納されている。

ここで、レーザ発振器１２のチャンバ７０の構成について説明する。
図２はチャンバ７０の構成を示す縦断面図である。

図２に示されるように、チャンバ７０は、内部に放電を行う電極１１２と、電極１１２の軸線Ｌ上に配置されたレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５が嵌めこまれた透過窓１１６,１１７とを有する。また、チャンバ７０は、箱状の筐体からなり、内部が密閉されるように構成されている。そして、チャンバ７０の内部空間には、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の不活性ガスが充填されており、放電により分子が励起されることで任意の波長のレーザ光が生成される。

透過窓１１６,１１７は、レーザ光が発生する軸線Ｌに対して所定角度θ傾斜するように設けられており、レーザ光はレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の表面に対して角度θ傾斜した方向から入射される。そのため、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の表面に塵埃が付着した場合、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の斜め上方に配置された受光部７２,７４に対してレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの漏れ光MLが照射される。

また、レーザ光が出力される前側の透過窓１１７の前方には、前側共振器１２０が対向配置され、後側の透過窓１１６の後方には、後側共振器１２２が対向配置されている。前側共振器１２０は、部分反射鏡からなり、後側共振器１２２は、全反射鏡からなる。そして、電極１１２で発生した放電光は、レーザ光透過窓ガラス１１４を透過して後側共振器１２２で全反射し、レーザ光透過窓ガラス１１５を透過して前側共振器１２０で反射する。

このように、レーザ発振器診断装置１４では、前側共振器１２０と後側共振器１２２との間で共振されたレーザビームALが前側共振器１２０を透過して出力される。

レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５は、透明ガラスからなり、経時的に塵埃が付着することによって透過率が次第に低下する。そして、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の内面に塵埃が付着することによって反射率が高まるため、レーザ光が透過する際の漏れ光MLの光強度はレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に付着した塵埃の量（汚れ具合）に比例することになる。

また、チャンバ７０の壁面７０ａ，７０ｂに取り付けられた受光部７２,７４は、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの漏れ光MLを受光する位置に設けられている。

ここで、受光部７２,７４の構成例について図３を参照して説明する。
図３に示されるように、受光部７２,７４は、壁面７０ａ，７０ｂに締結される保持部材１３０と、壁面７０ａ，７０ｂの開口７０ｃを閉塞するように保持された透明な保護ガラス１３２と、保持部材１３０の筒状部１３０ａに保持されたレンズ１３４と、レンズ１３４を透過した漏れ光MLの光強度を均一化するホモジナイザ１３６と、ホモジナイザ１３６からの漏れ光MLを受光する光センサ１３８と、光センサ１３８を保持するセンサ保持部材１４０とを有する。保持部材１３０の筒状部１３０ａは、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの漏れ光MLを受光するように軸線Ｌに対して所定角度θ傾斜する方向に延在形成されている。

光センサ１３８は、ホモジナイザ１３６に対向する側に受光面１３８ａを有しており、受光面１３８ａで受光された光強度に応じた電気信号を計測信号として出力する光導電型センサからなる。

保持部材１３０は、上記筒状部１３０ａと、ボルト１４１により壁面７０ａ，７０ｂに固定される鍔部１３０ｂと、光センサ１３８が挿入されるセンサ保持部１３０ｃとを有する。鍔部１３０ｂは、壁面７０ａ，７０ｂに設けられたシール部材１４２によって壁面７０ａ，７０ｂとの間を気密に取り付けられている。また、光センサ１３８は、筒状部１３０ａの内部に突出するセンサ受け部１３０ｄとの間をシール部材１４４によって気密に取り付けられている。また、センサ保持部材１４０は、光センサ１３８の外周が嵌合される嵌合部１４０ａと、筒状部１３０ａのめねじ部１３０ｅに螺入されるおねじ部１４０ｂとを有する。また、センサ保持部材１４０の鍔部１４０ｃには、筒状部１３０ａの内周面との間をシールするシール部材１４６が設けられている。

従って、受光部７２,７４は、チャンバ７０のガスが漏洩しないように取り付けられており、且つ光センサ１３８の受光面１３８ａにガスが接触しない構成となっている。

尚、レンズ１３４及びホモジナイザ１３６は、外周が筒状部１３０ａの内壁に保持されるように取り付けられているが、その取付構造の説明は省略する。

レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に塵埃が付着すると、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの漏れ光MLは、保護ガラス１３２を透過してレンズ１３４及びホモジナイザ１３６に至り、光センサ１３８の受光面１３８ａに結像される。そして、光センサ１３８は、受光面１３８ａに受光された光強度に応じた計測信号を出力する。この計測信号は、判定回路７６,７８に供給され、主制御装置１００は判定回路７６,７８の判定結果によりレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の何れか一方でメンテナンスの必要がある場合には報知手段１１０により報知させる。

そして、レーザ発振器１２のメンテナンスを行う作業員は、報知手段１１０の報知によりレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の汚れを清掃すると共に、受光部７２,７４の保護ガラス１３２も清掃する。このように、レーザ発振器診断装置１４では、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの光を受光する受光部７２,７４をチャンバ７０の壁面に設けることにより、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の汚れ具合を直接的に検出することが可能になり、従来のようにビームスプリッタによる光強度の損失がなく、レーザ光出力用窓ガラス１１４,１１５の汚れを高精度に検出してメンテナンス時期になったか否かを正確に判定することが可能になる。

よって、メンテナンス作業員は、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５のメンテナンスを定期的に行うのではなく、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の汚れ具合によるレーザ光の出力低下によってメンテナンス時期であると判定された場合にメンテナンスを行うため、無駄な保守、点検作業を省いてメンテナンスの効率を高めることが可能になる。

図４はレーザ発振器診断装置の実施例２を示す構成図である。尚、図４において、上記実施例１と共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図４に示されるように、実施例２のレーザ発振器診断装置１５０は、レーザ発振器１２のチャンバ７０の前側壁面７０ａに、レーザ光透過窓ガラス１１４に検出光を照射する第１の投光部（投光手段）１５２と、投光部１５２からの検出光KLがレーザ光透過窓ガラス１１４で反射された場合、その反射光HLを受光する第１の受光部７２とが取り付けられている。また、レーザ発振器１２のチャンバ７０の後側壁面７０ｂには、レーザ光透過窓ガラス１１５に検出光を照射する第２の投光部（投光手段）１５４と、投光部１５４からの検出光がレーザ光透過窓ガラス１１５で反射された場合、その反射光HLを受光する第２の受光部７４とが取り付けられている。

投光部１５２，１５４は、検出光KLをレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に向けて所定の周期でパルス的に照射する。尚、投光部１５２，１５４及び受光部７２,７４は、検出光KL及び反射光HLが電極１１２と干渉しないように配置されている。そして、投光部１５２と投光部１５４とは、検出光KLが互いに交差しないように所定の位相差で交互に照射されるように制御される。

投光部１５２，１５４は、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの反射光HLが受光部７２,７４で受光されるようにレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に対して直角に近い角度で入射されるように取り付けられている。

このレーザ発振器診断装置１５０は、上記受光部７２,７４と、判定回路７６,７８と、投光部１５２，１５４とから構成される。そして、投光部１５２，１５４からの光がレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に定期的に照射された際、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の汚れ具合に応じてレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の反射率が低下する。そのため、判定回路７６,７８では、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの反射光HLの光強度の低下率を求めることによりメンテナンスの時期になったか否かを判定する。

また、レーザ発振器診断装置１５０では、投光部１５２，１５４からの検出光KLをレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に照射し、その反射光HKを受光部７２,７４で受光する構成であるので、漏れ光を検出するよりも受光部７２,７４の検出精度が高められており、メンテナンス時期の判定結果の精度を向上させることができる。

図５はレーザ発振器診断装置の実施例３を示す構成図である。尚、図５において、上記実施例１、２と共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図５に示されるように、実施例３のレーザ発振器診断装置１６０は、チャンバ７０の上部の壁面７０ａ，７０ｂに投光部１５２，１５４が取り付けられており、チャンバ７０の下部の壁面７０ａ，７０ｂに受光部７２,７４が取り付けられている。

投光部１５２，１５４及び受光部７２,７４は、検出光KL及び反射光HLが電極１１２と干渉しないように配置されている。投光部１５２，１５４は、検出光をレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に向けて所定の周期でパルス的に照射する。そして、投光部１５２と投光部１５４とは、検出光KLが互いに交差しないように所定の位相差で交互に照射されるように制御される。

また、レーザ発振器１２の透過窓１１６,１１７は、軸線Ｌ上に設けられ、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５は、軸線Ｌと直交する向きに取り付けられている。

このレーザ発振器診断装置１６０は、上記実施例２と同様に、受光部７２,７４と、判定回路７６,７８と、投光部１５２，１５４とから構成される。そして、投光部１５２，１５４からの光がレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に所定の周期で照射される際、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の汚れ具合に応じてレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の反射率が低下する。そのため、判定回路７６,７８では、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの反射光HLの光強度の低下率を求めることによりメンテナンスの時期になったか否かを判定する。

また、レーザ発振器診断装置１６０では、上記実施例２と同様に、投光部１５２，１５４からの検出光KLをレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に照射し、その反射光HKを受光部７２,７４で受光する構成であるので、漏れ光を検出するよりも受光部７２,７４の検出精度が高められており、メンテナンス時期の判定結果の精度を向上させることができる。

図６はレーザ発振器診断装置の実施例４を示す構成図である。尚、図６において、上記実施例１〜３と共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図６に示されるように、実施例４のレーザ発振器診断装置１７０は、チャンバ７０の上部の壁面７０ａ，７０ｂに投光・受光部１７２，１７４が取り付けられている。投光・受光部１７２，１７４から引き出された光ファイバ１７６,１７８は、所定長さを有しており、別の場所に設置された光分配器１８０,１８２に接続されている。

光分配器１８０,１８２の出力側には、２系統の光ファイバ１８４ａ，１８４ｂ，１８６ａ，１８６ｂが接続されている。そして、一系統の光ファイバ１８４ａ，１８６ａは投光・受光センサ１８８に接続されており、他系統の光ファイバ１８４ｂ，１８６ｂは光エネルギモニタ装置１９０に接続されている。光エネルギモニタ装置１９０による計測結果は、前述した判定回路７６,７８に供給され、メンテナンスの有無が判定される。

従って、レーザ発振器診断装置１７０は、上記投光・受光部１７２，１７４、光ファイバ１７６,１７８、光分配器１８０,１８２、光ファイバ１８４ａ，１８４ｂ，１８６ａ，１８６ｂ、投光・受光センサ１８８、光エネルギモニタ装置１９０、前述した判定回路７６,７８とから構成されている。

投光・受光センサ１８８は、計測時に光ファイバ１８４ａ，１８６ａに対して検出光をパルス的に投光している。この検出光は光分配器１８０,１８２及び光ファイバ１７６,１７８を伝播して投光・受光部１７２，１７４からチャンバ７０内に照射される。そして、投光・受光部１７２，１７４から投光された検出光KLは、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５に照射される。

レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５で反射した反射光HLは、投光・受光部１７２，１７４で受光される。そして、投光・受光部１７２，１７４で受光された反射光HLは、光ファイバ１７６,１７８、光分配器１８０,１８２、光ファイバ１８４ａ，１８４ｂ，１８６ａ，１８６ｂを伝播して投光・受光センサ１８８及び光エネルギモニタ装置１９０に分配される。これにより、投光・受光センサ１８８によりレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの反射光HLが受光されたことを検出する。同時に、光エネルギモニタ装置１９０では、反射光HLの光強度を計測する。

光エネルギモニタ装置１９０による計測結果が、前述した判定回路７６,７８に供給されると、判定回路７６,７８では、光エネルギモニタ装置１９０から出力された計測信号による光強度値と予め設定された基準値とを比較して光強度の低下率を演算し、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５のメンテナンスの有無を判定する。

ここで、投光・受光部１７２，１７４の構成例について図７を参照して説明する。
図７に示されるように、投光・受光部１７２，１７４は、壁面７０ａ，７０ｂに締結される保持部材１９２と、壁面７０ａ，７０ｂの開口７０ｃを閉塞するように保持された透明な保護ガラス１９４と、保持部材１９２の筒状部１９２ａに保持されたレンズ１９６と、レンズ１９６を透過した反射光HLの光強度を均一化するホモジナイザ１９８と、ホモジナイザ１９８からの光を受光する光ファイバ１７６,１７８の端部を保持する光ファイバ保持部材２００と、光ファイバ保持部材２００の螺入により光ファイバ１７６,１７８の外周を内側に弾力的に締め付ける弾性部材２０２とを有する。保持部材１９２の筒状部１９２ａは、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの反射光HLを受光するように軸線Ｌに対して所定角度θ傾斜する方向に延在形成されている。

レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５からの反射光HLは、保護ガラス１９４、レンズ１９６及びホモジナイザ１９８を透過して光ファイバ１７６,１７８の端面１７６ａ,１７８ａに入射される。そして、反射光HLは、光ファイバ１７６,１７８を伝播して投光・受光センサ１８８及び光エネルギモニタ装置１９０に入射される。

上記実施例では、チャンバ７０の前後側に配置されたレーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の両方の汚れを検出する構成について説明したが、これに限らず、レーザ光透過窓ガラス１１４,１１５の何れか一方の汚れ具合を計測してメンテナンス時期か否かを判定するようにしても良いのは勿論である。

また、上記実施例では、レーザ加工機に用いられたレーザ発振器診断装置を例に挙げて説明したが、レーザ加工機以外の装置にも適用できるのは言うまでもない。

本発明になるレーザ発振器診断装置の実施例１を有するレーザ加工機を示す構成図である。 チャンバ７０の構成を示す縦断面図である。 受光部７２,７４の構成例を説明するための縦断面図である。 レーザ発振器診断装置の実施例２を示す構成図である。 レーザ発振器診断装置の実施例３を示す構成図である。 レーザ発振器診断装置の実施例４を示す構成図である。 投光・受光部１７２，１７４の構成例を説明するための縦断面図である。

符号の説明

１０ レーザアニーリング装置
１２ レーザ発振器
１４，１５０，１６０，１７０ レーザ発振器診断装置
３０ プロセスステージ装置
８０ プロセスチャンバ
１００ 主制御装置
７０ チャンバ
７２,７４ 受光部
７６,７８ 判定回路
１１０ 報知手段
１１４,１１５ レーザ光透過窓ガラス
１１６,１１７ 透過窓
１２０ 前側共振器
１２２ 後側共振器
１３０ 保持部材
１３２，１９４ 保護ガラス
１３４，１９６ レンズ
１３６，１９８ ホモジナイザ
１４０ センサ保持部材
１５２，１５４ 投光部
１７２，１７４ 投光・受光部
１７６，１７８，１８４ａ，１８４ｂ，１８６ａ，１８６ｂ 光ファイバ
１８０,１８２ 光分配器
１８８ 投光・受光センサ
１９０ 光エネルギモニタ装置
２００ 光ファイバ保持部材

Claims (6)

1. 密閉されたチャンバ内でレーザ光を発生させるレーザ発振器のレーザ光透過窓ガラスの汚れ及びレーザ光の出力変化を監視するレーザ発振器診断装置において、
   前記レーザ光出力用窓ガラスからの光を受光する受光手段を前記チャンバの壁面に設けたことを特徴とするレーザ発振器診断装置。
2. 前記請求項１に記載のレーザ発振器診断装置であって、
   前記受光手段により受光された光強度に基づいて前記レーザ光透過窓ガラスの汚れ及びレーザ光の出力低下を判定する判定手段を有することを特徴とするレーザ発振器診断装置。
3. 前記請求項１に記載のレーザ発振器診断装置であって、
   前記レーザ光透過窓ガラスに向けて検出光を照射する投光手段を前記チャンバ内に設け、
   前記受光手段は、前記投光手段からの検出光が前記レーザ光透過窓ガラスで反射した光を受光することを特徴とするレーザ発振器診断装置。
4. 前記受光手段は、受光した光のエネルギに応じた計測信号を出力する光センサを有することを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器診断装置。
5. 前記受光手段は、
   一端が前記チャンバの壁面に接続された光ファイバと、
   該光ファイバの他端が接続された光センサと、
   を有することを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器診断装置。
6. 前記請求項１乃至５に記載のレーザ発振器診断装置を備えたことを特徴とするレーザ加工機。

Images