JP2022083109A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦の影響を受けることなく対物レンズを昇降させる。【解決手段】被加工物にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットを備えるレーザー加工装置であって、該レーザービーム照射ユニットは、レーザービームを該被加工物に集光する対物レンズを備える集光器を含み、該集光器は、該対物レンズを支持し該レーザービームが通り抜ける内筒体と、隙間を介して該内筒体を囲繞する外筒体と、該外筒体に形成された複数のオリフィスと、該オリフィスに連通し高圧エアーの供給を受けるポートと、該ポートから供給された高圧エアーが該オリフィスから噴出して該隙間に供給されることで該内筒体を該高圧エアーで支持するエアー支持機構と、該内筒体と該外筒体の一方に配設された永久磁石と、該内筒体と該外筒体の他方に配設されコイルと、を含むボイスコイルモータと、を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物をレーザー加工するレーザー加工装置に関する。

携帯電話やパソコン等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体等の材料からなるウエーハの表面に互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）を設定する。そして、分割予定ラインで区画される各領域にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integration）等のデバイスを形成する。その後、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割すると、個々のデバイスチップが形成される。

ウエーハの分割は、例えば、レーザービームをウエーハに照射して該ウエーハをレーザー加工できるレーザー加工装置で実施される。レーザー加工装置は、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持された被加工物にレーザービームを照射して該被加工物をレーザー加工するレーザービーム照射ユニットと、を備える。

レーザービーム照射ユニットは、被加工物に対して吸収性を有する波長（被加工物に吸収される波長）のレーザービームを該被加工物の上面に集光し、該被加工物をアブレーション加工する（特許文献１参照）。または、レーザービーム照射ユニットは、被加工物に対して透過性を有する波長（被加工物を透過できる波長）のレーザービームを該被加工物の内部に集光し、改質層を形成する（特許文献２参照）。その後、改質層から被加工物の厚さ方向にクラックを伸長させると、該被加工物を分割できる。

ところで、ウエーハ等の被加工物の厚さは完全に一様とはいえず、局所的にばらつきがある。そのため、レーザー加工装置では、この厚さのばらつきに起因して一様なレーザー加工を実施できない場合がある。そこで、被加工箇所において該被加工物の上面または下面の高さを高さ測定器で測定し、高さの測定結果を利用してレーザービームの集光高さを随時調整する（特許文献３参照）。

特開２００４－１８８４７５号公報 特開２００２－１９２３７０号公報 特開２０１２－２６０４号公報

被加工物の被加工箇所の高さに応じてレーザービームの集光高さを調整する場合、例えば、レーザービーム照射ユニットが備える集光器を構成する対物レンズをＺ軸方向（高さ方向）に沿って微小に繰り返し移動させることになる。従来、対物レンズを移動させるにあたって該対物レンズや移動機構等で摩擦が生じたため、該対物レンズをＺ軸方向に沿って円滑に移動できない場合や、摩擦による消耗が生じる場合があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、対物レンズを昇降させる際に摩擦の影響を受けないレーザー加工装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、該チャックテーブルと、該レーザービーム照射ユニットと、を相対的にＸ軸方向に移動させるＸ軸送りユニットと、該チャックテーブルと、該レーザービーム照射ユニットと、を相対的に該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させるＹ軸送りユニットと、を備えるレーザー加工装置であって、該レーザービーム照射ユニットは、レーザーを発振するレーザー発振器と、該レーザー発振器から出射したレーザービームを該チャックテーブルに保持された被加工物に該Ｘ軸方向および該Ｙ軸方向と直交するＺ軸方向から照射して集光する対物レンズを備える集光器と、を含み、該集光器は、該対物レンズを支持し該レーザー発振器から出射したレーザービームが通り抜ける該Ｚ軸方向に沿った内筒体と、隙間を介して該内筒体を囲繞する外筒体と、該外筒体に形成された複数のオリフィスと、該オリフィスに連通し高圧エアーの供給を受けるポートと、該ポートから供給された高圧エアーが該オリフィスから噴出して該隙間に供給されることで該内筒体を該高圧エアーで支持するエアー支持機構と、該内筒体と該外筒体の一方に配設された永久磁石と、該内筒体と該外筒体の他方に配設されコイルと、を含むボイスコイルモータと、を含むことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

好ましくは、該内筒体の上部開口には、粉塵の進入を防止するカバーガラスが配設される。

また、好ましくは、該内筒体と、該外筒体と、の間には、該Ｚ軸方向に沿った軸の周りへの該内筒体の回転を規制する回転規制ユニットが配設される。

また、好ましくは、該回転規制ユニットは、該内筒体に固定された第１規制用永久磁石と、該外筒体に固定された第２規制用永久磁石と、を含み、該第１規制用永久磁石と、該第２規制用永久磁石と、の間に働く磁力により非接触で該内筒体の回転を規制する。

また、好ましくは、該内筒体と該外筒体との一方には、該外筒体に対する該内筒体の該Ｚ軸方向の位置の計測に使用できるスケールが配設される。

また、好ましくは、該レーザー発振器は、被加工物に対して透過性を有する波長の該レーザービームを発振する。

本発明の一態様に係るレーザー加工装置では、レーザービーム照射ユニットは、発振器と、対物レンズを備える集光器と、を含む。集光器は、対物レンズを支持する内筒体と、隙間を介して該内筒体を囲繞する外筒体と、該内筒体を高圧エアーで支持するエアー支持機構と、を含む。さらに、集光器は、内筒体と外筒体の一方に配設された永久磁石と、内筒体と外筒体の他方に配設されたコイルと、を含むボイスコイルモータと、を含む。

該レーザー加工装置では、内筒体を外筒体に対してＺ軸方向（高さ方向）に移動させることで内筒体に含まれる対物レンズを移動できる。ここで、該内筒体と、該外筒体と、が物理的に接触していないため、両者の間に摩擦が生じない。そのため、該レーザー加工装置では、被加工物の厚みのばらつきに対応するように対物レンズをＺ軸方向に沿って移動させる際に、摩擦の影響を受けない。

したがって、本発明の一態様によると、対物レンズを昇降させる際に摩擦の影響を受けないレーザー加工装置が提供される。

被加工物を模式的に示す斜視図である。 レーザー加工装置を模式的に示す斜視図である。 レーザービーム照射ユニットの光学系を模式的に示す側面図である。 集光器の一例を模式的に示す断面図である。 集光器の他の一例を模式的に示す断面図である。 レーザー加工されたウエーハを拡大して模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係るレーザー加工装置について説明する。まず、本実施形態に係るレーザー加工装置で加工される被加工物について説明する。被加工物は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料の円板状のウエーハである。

または、被加工物は、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。該ガラスは、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。以下、被加工物が円板状のウエーハである場合を例に説明するが、該被加工物はこれに限定されない。図１は、被加工物１を含むフレームユニット１１を模式的に示す斜視図である。

被加工物１の表面１ａは格子状に配列された複数の分割予定ライン３で区画される。また、被加工物１の表面１ａの分割予定ライン３で区画された各領域にはＩＣやＬＳＩ等のデバイス５が形成される。本実施形態に係るレーザー加工装置では、分割予定ライン３に沿って被加工物１をレーザー加工して内部に改質層を形成する。そして、該改質層を起点として該被加工物１を分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。

ウエーハ等の被加工物１は、ダイシングテープ９を介してフレーム７に支持された状態でレーザー加工装置に搬入される。すなわち、被加工物１がレーザー加工装置に搬入される前に、被加工物１と、フレーム７と、ダイシングテープ９と、が一体化されてフレームユニット１１が形成される。フレームユニット１１は、開口７ａを備える環状のフレーム７と、開口７ａを塞ぐように該フレーム７に配設されたダイシングテープ９と、開口７ａの内側でダイシングテープ９に貼着された被加工物１と、を備える。

被加工物１が分割されて形成された個々のデバイスチップは、ダイシングテープ９に支持される。その後、ダイシングテープ９を拡張することでデバイスチップ間の間隔を広げると、デバイスチップのピックアップが容易となる。

フレーム７は、例えば、金属等の材料で形成され、被加工物１の径よりも大きい径の開口７ａを備える。フレームユニット１１を形成する際は、被加工物１は、フレーム７の開口７ａ内に位置付けられ、開口７ａに収容される。

ダイシングテープ９は、フレーム７の開口７ａよりも大きい径を有する。ダイシングテープ９は、基材層と、該基材層の上に形成された粘着層と、を備える。ダイシングテープ９は、粘着層で発現する粘着力によりフレーム７及び被加工物１の裏面１ｂに貼着される。被加工物１の裏面１ｂ側にダイシングテープ９が貼着されると、被加工物１の表面１ａ側が上方に露出する。なお、ダイシングテープ９は、被加工物１の表面１ａに貼着されてもよく、この場合、被加工物１の裏面１ｂが上方に露出した状態となる。

次に、フレームユニット１１に含まれるウエーハ等の被加工物１をレーザー加工する本実施形態に係るレーザー加工装置について説明する。図２は、本実施形態に係るレーザー加工装置２を模式的に示す斜視図である。

レーザー加工装置２は、各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の上面には、被加工物１を保持するチャックテーブル２８が設けられている。チャックテーブル２８の上方には、チャックテーブル２８に保持された被加工物１にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニット３２が設けられている。

また、基台４の上面には、チャックテーブル２８と、レーザービーム照射ユニット３２と、を相対的にＸ軸方向に移動させるＸ軸送りユニット６と、該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させるＹ軸送りユニット１６と、が設けられている。

Ｘ軸送りユニット６は、Ｘ軸方向に沿った一対のＸ軸ガイドレール８を基台４の上面に備える。一対のＸ軸ガイドレール８には、Ｘ軸移動テーブル１０がスライド可能に取り付けられる。Ｘ軸移動テーブル１０の裏面側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部にはＸ軸ガイドレール８に対して概ね平行なＸ軸ボールネジ１２が螺合されている。

Ｘ軸ボールネジ１２の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１４が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１４によってＸ軸ボールネジ１２を回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル１０がＸ軸ガイドレール８に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸送りユニット１６は、Ｙ軸方向に沿った一対のＹ軸ガイドレール１８をＸ軸移動テーブル１０の上面に備える。一対のＹ軸ガイドレール１８には、Ｙ軸移動テーブル２０がスライド可能に取り付けられる。Ｙ軸移動テーブル２０の裏面側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部にはＹ軸ガイドレール１８に対して概ね平行なＹ軸ボールネジ２２が螺合されている。

Ｙ軸ボールネジ２２の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２４が連結されている。Ｙ軸パルスモータ２４によってＹ軸ボールネジ２２を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル２０がＹ軸ガイドレール１８に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸移動テーブル２０の上面には、Ｘ軸送りユニット６及びＹ軸送りユニット１６を覆うカバー２６と、被加工物１を保持するチャックテーブル２８と、が設けられている。

チャックテーブル２８は、上面に露出する多孔質部材と、該多孔質部材に一端が接続された吸引路と、該吸引路の他端に接続された吸引源と、を備える。該吸引源を作動させると、チャックテーブル２８に載せられた被加工物１が吸引保持される。すなわち、チャックテーブル２８の該上面が保持面２８ａとなる。また、チャックテーブル２８の周囲には、被加工物１を含むフレームユニット１１のフレーム７を把持する複数のクランプ２８ｂが設けられる。

チャックテーブル２８の上方には、チャックテーブル２８で吸引保持された被加工物１をレーザー加工するレーザービーム照射ユニット３２が設けられる。レーザービーム照射ユニット３２は、被加工物１に対して透過性を有する波長のレーザービーム（被加工物１を透過する波長のレーザービーム）をチャックテーブル２８で保持された被加工物１の内部に集光して被加工物１をレーザー加工する。

分割予定ライン３と重なる位置で被加工物１の内部の所定の深さ位置に集光点を位置づけて、レーザービームを集光点に集光させつつチャックテーブル２８と、レーザービーム照射ユニット３２と、を保持面２８ａに平行な方向に相対的に移動させる。すると、レーザービームが分割予定ライン３に沿って被加工物１に照射され、分割予定ライン３に沿った改質層が被加工物１の内部に形成される。

さらに、改質層が形成される際に、該改質層から被加工物１の表面１ａ及び裏面１ｂに向かって伸張するクラックが形成されてもよい。また、改質層が内部に形成された被加工物１に外力を付与することでクラックを改質層から伸張させてもよい。被加工物１に改質層と、該改質層から伸張したクラックと、が形成されると、被加工物１が分割予定ライン３に沿って分割される。

レーザービーム照射ユニット３２は、基台４の後方上面から上方に伸張した柱部と、該柱部の上端からチャックテーブル２８の上方に伸びた腕部と、を備える支持部３０により支持される。そして、支持部３０の該腕部の先端のレーザービーム照射ユニット３２に隣接する位置には、チャックテーブル２８に保持された被加工物１の上面（表面１ａ）を撮像する撮像ユニット３４が設けられる。

撮像ユニット３４は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサを備え、撮像ユニット３４に到達した光を撮像して撮像画像を形成できる。撮像ユニット３４は、例えば、分割予定ライン３の位置を特定する際に使用される。すなわち、撮像ユニット３４で被加工物１の上面を撮像して得られた撮像画像に基づいて被加工物１の分割予定ライン３の位置が特定される。また、撮像ユニット３４は、レーザービーム照射ユニット３２による加工の結果を確認する際にも使用できる。

さらに、レーザー加工装置２は、該レーザー加工装置２の各構成要素を制御する制御ユニット３６を備える。制御ユニット３６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成される。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニット３６は、ソフトウェアと処理装置（ハードウェア資源）とが協働した具体的手段として機能する。

制御ユニット３６は、被加工物１を分割予定ライン３に沿って加工する際にＸ軸送りユニット６及びＹ軸送りユニット１６を制御して、レーザービーム照射ユニット３２に対してチャックテーブル２８を保持面２８ａに平行な方向に移動させる。そして、制御ユニット３６は、レーザービームの集光点を移動させるとともにレーザービームを被加工物１に照射させ、分割予定ライン３に沿って被加工物１をレーザー加工する。

なお、レーザー加工装置２では、Ｘ軸送りユニット６及びＹ軸送りユニット１６の一方又は両方は、チャックテーブル２８に代えてレーザービーム照射ユニット３２及び撮像ユニット３４を移動させてもよい。

ところで、半導体等で形成されたウエーハ等の被加工物１の厚さは全体で完全に一様とはいえず、局所的にばらつきがある。すなわち、被加工物１の上面は完全な平坦面ではなく、該上面の高さ位置は一様とはならない。そのため、レーザービーム照射ユニット３２が発するレーザービームの集光点の高さ位置を固定してレーザービームを被加工物１に照射する場合、該集光点の被加工物１の上面からの深さは一定とはならない。

集光点の被加工物１の上面からの深さが予定と異なる場合、レーザービームが予定された条件で該集光点に集光されない。このままでは、被加工物１の厚さのばらつきのために一様なレーザー加工を実施できない。そこで、各被加工箇所において被加工物１の上面（表面１ａ）の高さを高さ測定器で測定し、高さの測定結果を利用してレーザービームの集光高さを調整することが考えられる。

ここで、被加工物１の被加工箇所の高さに応じてレーザービームの集光点の高さ位置を調整する場合、例えば、レーザービーム照射ユニット３２が備える集光器を構成する対物レンズをＺ軸方向（高さ方向）に沿って移動させることになる。そして、被加工箇所を移動させながら繰り返してレーザービームを被加工物１に照射する場合、各被加工箇所における被加工物１の表面１ａの高さ位置に対応するように対物レンズを微小に繰り返し移動させることとなる。

従来、対物レンズを移動させるにあたって該集光器や移動機構等で摩擦が生じたため、該対物レンズをＺ軸方向に沿って円滑に移動できず、消耗の問題が生じる場合もあった。そこで、本実施形態に係るレーザー加工装置２では、摩擦の影響を受けない態様にて被加工物１の厚みのばらつきに対応するように対物レンズを移動可能とした。以下、摩擦の影響を受けない態様で対物レンズがＺ軸方向に沿って移動可能なレーザービーム照射ユニット３２の構成について詳述する。

図３は、レーザービーム照射ユニット３２の光学系を模式的に示す側面図である。ただし、レーザービーム照射ユニット３２の光学系はこれに限定されない。該レーザー加工装置２のレーザービーム照射ユニット３２は、レーザーを発振するレーザー発振器３８を備える。レーザー発振器３８は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧやＮｄ：ＹＶＯ_４等の媒質を備え、被加工物１に対して透過性を有する（被加工物１を透過する）波長のレーザービーム３８ａを出射できる。

レーザービーム照射ユニット３２は、レーザー発振器３８から出射したレーザービーム３８ａの光量を調整するアッテネータ４０と、アッテネータ４０で光量が調整されたレーザービーム３８ａを平行光に変換するコリメーションレンズ４２と、を備える。さらに、レーザービーム照射ユニット３２は、平行光に変換されたレーザービーム３８ａを集光器４６に向けて反射するミラー４４を備える。

集光器４６は、レーザー発振器３８から出射したレーザービーム３８ａをチャックテーブル２８に保持された被加工物１にＺ軸方向から照射して集光する対物レンズを備える。集光器４６は、ミラー４４で反射されたレーザービーム３８ａを集光点４８に集光できる。集光点４８は、後述の通りＺ軸方向に沿って移動可能である。次に、集光器４６の構成について説明する。

図４は、一例に係る集光器４６ａを模式的に示す断面図である。集光器４６ａは、対物レンズ６２を支持しレーザー発振器３８から出射したレーザービーム３８ａが通り抜けるＺ軸方向に沿った内筒体５０と、隙間９０を介して内筒体５０を囲繞する外筒体７０と、を含む。集光器４６ａの外筒体７０は、例えば、レーザー加工装置２の支持部３０（図１参照）に固定されており、内筒体５０は、外筒体７０に対して昇降する。

内筒体５０について説明する。内筒体５０は、外筒体７０の外径に対応する外径であり該外筒体７０を上方から覆う円環状の蓋部５２と、蓋部５２の下面中央から下方に伸びた筒部５４と、から構成される。筒部５４は、蓋部５２の中央の上部開口５８と連通しＺ軸に沿った貫通孔５６を備える。集光器４６ａに到達したレーザービーム３８ａは、貫通孔５６を通過してＺ軸方向に沿って下方に進む。

蓋部５２の上部開口５８には、粉塵等の光路への進入を防止するカバーガラス６０が固定される。図４に示す通り、上部開口５８には、カバーガラス６０を支持できる支持面５８ａが形成されているとよい。そして、カバーガラス６０は、筒部５４の貫通孔５６の径以上の径の円板状に形成されるとよく、上部開口５８を塞ぐ形状とされるとよい。

内筒体５０の下端には、対物レンズ６２が固定されている。内筒体５０の筒部５４の下端には貫通孔５６に連通する収容凹部６４が形成されており、対物レンズ６２は収容凹部６４に収容される。収容凹部６４の径は、対物レンズ６２の径よりも大きい。そして、収容凹部６４に下方から対物レンズ６２を挿し入れ、収容凹部６４と対物レンズ６２の間の隙間にアライメントリング６６を挿入し、アライメントリング６６を下方からリテーナ６８で支持すると、対物レンズ６２を内筒体５０に固定できる。

次に、外筒体７０について説明する。外筒体７０の内周壁７２は、Ｚ軸方向に沿った貫通孔を形成する。外筒体７０は、この貫通孔に収容され固定された円筒状のオリフィス体７６を含む。オリフィス体７６は、例えば、外筒体７０の外側から内側に向けて貫通する貫通孔（不図示）に挿し通された固定ネジ（不図示）により外筒体７０に固定される。

オリフィス体７６は、外筒体７０の内周壁７２との間に円筒空間８０が形成されるように、外径が内周壁７２の径よりも小さくなるように形成される。そして、この円筒空間８０の上端及び下端にはそれぞれＯリング８２が配され、円筒空間８０の上下がＯリング８２で密閉される。

また、オリフィス体７６の内径は、内筒体５０の筒部５４を収容できるように、筒部５４の外径よりも大きくなるように形成される。内筒体５０の筒部５４は、外筒体７０に固定された筒状のオリフィス体７６に収容される。このとき、外筒体７０のオリフィス体７６と、内筒体５０の筒部５４と、の間には隙間９０が形成される。

外筒体７０は、オリフィス体７６に形成された複数のオリフィス７８を含む。オリフィス７８は、円筒空間８０と、隙間９０と、を接続する細孔であり、後述するとおり高圧エアーの供給路となる。また、オリフィス７８の隙間９０側の端部は、高圧エアーの噴出口となる。そして、内筒体５０の筒部５４に外周方向から一様に高圧エアーが噴射されるように、オリフィス体７６には複数のオリフィス７８が均等に配置されるとよい。

外筒体７０には、一端が円筒空間８０に達し、他端が外部に達したエアー供給路８４が形成される。エアー供給路８４の該他端には外部から高圧エアーの供給を受けるポート８６が設けられる。ポート８６には、エアー供給管８８を介して高圧エアー供給源（不図示）が接続される。該高圧エアー供給源は、エアー供給管８８を介してポート８６に乾燥空気や窒素ガス等の高圧エアーを供給する。

すなわち、ポート８６は、エアー供給路８４と、円筒空間８０と、を介してオリフィス体７６のオリフィス７８に連通しており、高圧エアー供給源から供給された高圧エアーは、噴出口から内筒体５０の筒部５４に噴射される。オリフィス体７６に均等に配置されたオリフィス７８から高圧エアーが一様に筒部５４に噴射されると、筒部５４が外周部から非接触で外筒体７０に支持され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における筒部５４の位置が固定される。

このように、集光器４６ａは、ポート８６から供給された高圧エアーがオリフィス７８から噴出して隙間９０に供給されることで内筒体５０を高圧エアーで支持するエアー支持機構７４を備える。エアー支持機構７４で内筒体５０が支持される際、内筒体５０に当てられた高圧エアーは、隙間９０の上下に抜ける。内筒体５０の蓋部５２には、高圧エアーの排気経路となる通気孔（不図示）が形成されてもよい。

エアー支持機構７４で内筒体５０が支持されると、内筒体５０と外筒体７０とは互いに離間し、物理的に接触しない。そのため、本実施形態に係るレーザー加工装置２では、対物レンズ６２を昇降させるために内筒体５０をＺ軸方向に沿って昇降させる際、内筒体５０と外筒体７０との間で摩擦が生じない。

次に、内筒体５０を昇降させることで対物レンズ６２を昇降させ、レーザービーム３８ａの集光点４８の高さ位置を変更させる昇降機構について説明する。本実施形態に係るレーザー加工装置２では、物理的に外筒体７０から離間した内筒体５０の昇降を実現できる昇降機構として、ボイスコイルモータが集光器４６ａに組み込まれる。

該ボイスコイルモータは、内筒体５０と外筒体７０の一方に配設された永久磁石と、内筒体５０と外筒体７０の他方に配設されたコイルと、を含む。図４に示す一例では、集光器４６ａは、外筒体７０の下部に配置された第１のボイスコイルモータ９２と、外筒体７０の上部に配置された第２のボイスコイルモータ１０２と、を備える。

そして、図４に示す一例に係る集光器４６ａでは、２つのボイスコイルモータ９２，１０２において、それぞれ、内筒体５０の筒部５４に永久磁石９６，１０６が配設され、外筒体７０にコイル９４，１０４が配設されている。ただし。ボイスコイルモータの数、配置、及び構成は、これに限定されない。

図４に示された集光器４６ａでは、内筒体５０の筒部５４の外周面５５の下端付近に第１のボイスコイルモータ９２を構成する単数または複数の永久磁石９６が埋め込まれている。それぞれの永久磁石９６は、Ｚ軸方向からみたときに回転対称形に均等に配置されている。すべての永久磁石９６は、Ｓ極とＮ極の一方が筒部５４の径方向外向きに向けられており、Ｓ極とＮ極の他方が筒部５４の径方向内向き向けられている。

また、外筒体７０の下部の該永久磁石９６に対面する位置には、第１のボイスコイルモータ９２を構成するコイル９４が設けられている。コイル９４は、各永久磁石９６の外側で内筒体５０の筒部５４を囲むように複数回巻かれた導電線からなる。

該導電線の一端には、直流電源（不図示）の一方の電極が配線を介して接続され、該導電線の他端には、該直流電源の他方の電極が他の配線を介して接続される。コイル９４と、該直流電源と、で形成される回路には、レーザー加工装置２の制御ユニットで制御されるスイッチ（不図示）が設けられる。

コイル９４の外側には、形成される磁界を導くヨーク９８が設けられ、ヨーク９８の外側には、磁界の外部への漏出を抑制する非磁性体１００が設けられる。制御ユニット３６は、スイッチを制御してコイル９４に任意の電流値の電流を流す。すると、コイル９４によりこの電流値に対応した特定の強さの磁界が生じる。そして、コイル９４と、永久磁石９６と、の間の磁気的な相互作用により内筒体５０にはＺ軸方向に沿った力が働き、該内筒体５０が上昇または下降する。

図４に示された集光器４６ａでは、内筒体５０の筒部５４の外周面５５の上端付近に第２のボイスコイルモータ１０２を構成する単数または複数の永久磁石１０６が埋め込まれている。それぞれの永久磁石１０６は、Ｚ軸方向からみたときに回転対称形に均等に配置されている。すべての永久磁石１０６は、Ｓ極とＮ極の一方が筒部５４の径方向外向きに向けられており、Ｓ極とＮ極の他方が筒部５４の径方向内向き向けられている。

また、外筒体７０の上部の該永久磁石１０６に対面する位置には、第２のボイスコイルモータ１０２を構成するコイル１０４が設けられている。コイル１０４は、各永久磁石１０６の外側で内筒体５０の筒部５４を囲むように複数回巻かれた導電線からなる。第１のボイスコイルモータ９２のコイル９４と同様に、コイル１０４には直流電源が接続されている。また、コイル１０４の外側には、形成される磁界を導くヨーク１０８が設けられ、ヨーク１０８の外側には、磁界の外部への漏出を抑制する非磁性体１１０が設けられる。

制御ユニット３６は、コイル１０４に任意の電流値の電流を流す。すると、コイル１０４によりこの電流値に対応した特定の強さの磁界が生じる。そして、コイル１０４と、永久磁石１０６と、の間の磁気的な相互作用により内筒体５０にはＺ軸方向に沿った力が働き、該内筒体５０が上昇または下降する。

ここで、各ボイスコイルモータ９２，１０２では、永久磁石９６，１０６の向きやコイル９４，１０４の巻回方向、コイル９４，１０４の両端に接続する直流電源の電極の種別により、電流をコイル９４，１０４に流した際の内筒体５０に働く力の向きが変わる。

例えば、２つのボイスコイルモータ９２，１０２の両方において、コイル９４，１０４に直流電源を接続した際に内筒体５０が上昇するように力が働くように構成されてもよい。この場合、２つのボイスコイルモータ９２，１０２を連動させて作動させることにより、内筒体５０を所定の高さ位置に安定的に上昇できる。そして、この場合、コイル９４，１０４に流れる電流の電流値を低下させると、内筒体５０に働く力が弱まり重力に従って内筒体５０が下降する。

または、例えば、２つのボイスコイルモータ９２，１０２の一方は、内筒体５０が上昇するような力を内筒体５０に印加できるように構成するとともに、他方は、内筒体５０が下降するような力が働くように構成されてもよい。この場合、内筒体５０を上昇させる際には、該一方のボイスコイルモータ９２，１０２を作動させて内筒体５０に上向きの力を印加する。また、内筒体５０を下降させる際には、該他方のボイスコイルモータ９２，１０２を作動させて内筒体５０に下向きの力を印加する。

この場合、該他方のボイスコイルモータ９２，１０２により、重力の作用による内筒体５０の下降よりも速く内筒体５０を下降できる。また、該他方のボイスコイルモータ９２，１０２により、初期高さよりも内筒体５０を下降できる。

このように、ボイスコイルモータ９２，１０２を利用すると、内筒体５０を外筒体７０等に接触させることなく該内筒体５０を昇降できる。そのため、対物レンズ６２を昇降させて集光点４８の高さ位置を調整する際に、摩擦による問題が生じない。

次に、各ボイスコイルモータ９２，１０２を作動させていないときに内筒体５０を特定の初期高さに浮上させ、内筒体５０及び外筒体７０の衝突を防止する浮上機構１３８について説明する。浮上機構１３８は、内筒体５０の蓋部５２の下面に設けられた複数の上部磁石１４０と、外筒体７０の上面の該上部磁石１４０に対面する位置に設けられた複数の下部磁石１４２と、を有する。

上部磁石１４０と、下部磁石１４２と、は互いにＮ極同士またはＳ極同士を向けている。または、ともにＮ極とＳ極の一方を筒部５４の径方向内向きに向けており、Ｎ極とＳ極の他方を筒部５４の径方向外向きに向けている。そのため、上部磁石１４０と、下部磁石１４２と、の間には反発力が生じる。

この反発力は、上部磁石１４０及び下部磁石１４２の距離が近づくほど大きくなる。そして、各ボイスコイルモータ９２，１０２を作動させていないとき、この反発力と、内筒体５０に働く重力と、が釣り合う位置で内筒体５０が停止する。

したがって、上部磁石１４０及び下部磁石１４２の種別や大きさ、形成する磁界の強さは、内筒体５０の重さや内筒体５０の基準となる高さに応じて選択するとよい。そして、内筒体５０のこの停止位置は内筒体５０の初期高さとなり、このときの対物レンズ６２及び集光点４８の高さ位置が基準とされる。

次に、内筒体５０、対物レンズ６２及び集光点４８の高さを検出する高さ測定ユニット１２６について説明する。高さ測定ユニット１２６は、内筒体５０と外筒体７０の一方に設けられるスケール１３２と、内筒体５０と外筒体７０の他方に設けられこのスケール１３２を読む光学センサ１３４と、を備える。図４に示す集光器４６ａでは、スケール１３２が内筒体５０に固定されており、光学センサ１３４が外筒体７０に固定される。ただし、高さ測定ユニット１２６は、これに限定されない。

図４に示す例では、内筒体５０の蓋部５２の外周部下面には、固定ネジ１３０で固定された支持体１２８が配される。すなわち、蓋部５２の外周部には固定ネジ１３０が挿し入れられる貫通孔が形成されており、支持体１２８の上部には固定ネジ１３０が螺合されるネジ穴が形成されている。

支持体１２８は、スケール１３２を支持する。例えば、スケール１３２は棒状のガラス体で構成されており、該ガラス体の一面にはＣｒの蒸着膜等で形成されたＺ軸方向に沿って等間隔に並ぶ複数の目盛り線が設けられる。また、外筒体７０の上面の外周部の支持体１２８に対面する位置には、棒状の支持部１３６に支持された光学センサ１３４が設けられている。

支持部１３６は、スケール１３２に隣接した位置で立設している。光学センサ１３４は、スケール１３２を構成する該ガラス体の該目盛り線が形成された面に向けられている。そして、ボイスコイルモータ９２，１０２で内筒体５０が昇降すると、スケール１３２が光学センサ１３４に対して昇降する。このときのスケール１３２の昇降量は、対物レンズ６２の昇降量と一致する。

高さ測定ユニット１２６が内筒体５０、対物レンズ６２及び集光点４８の高さを測定する手法について説明する。光学センサ１３４は、スケール１３２に向けてプローブ光を発する機能と、該プローブ光がスケール１３２の目盛り線で反射された反射光を検出する機能と、を備える。

そして、内筒体５０を昇降させてスケール１３２を昇降させる際、光学センサ１３４からスケール１３２に向けて繰り返しプローブ光を照射していると、プローブ光といずれかの目盛り線の高さが一致するときに目盛り線で該プローブ光が反射される。この反射光は、光学センサ１３４で検出できる。これに対して、プローブ光の高さがいずれの目盛り線の高さとも一致しないとき、プローブ光はガラス体を透過して進行する。このとき、光学センサ１３４は、反射光を検出しない。

そこで、高さ測定ユニット１２６は、光学センサ１３４による反射光の検出状態と非検出状態との切り替わりによりスケール１３２の昇降を検出する。そして、切り替わりの回数がスケール１３２の昇降量に比例するため、特定の時間において、それまでに検出された切り替わりの回数から内筒体５０等の高さを算出できる。

光学センサ１３４はレーザー加工装置２の制御ユニット３６に接続されており、制御ユニットは光学センサ１３４を利用して集光点４８の高さ位置を検出できる。そして、検出された集光点４８の高さ位置を参照しながら各ボイスコイルモータ９２，１０２を制御し、集光点４８を特定の高さ位置に位置付ける。

次に、外筒体７０に非接触で浮上している内筒体５０のＺ軸方向に沿った軸の周りへの回転を規制する回転規制ユニット１１２について説明する。内筒体５０が回転すると、高さ測定ユニット１２６を利用した集光点４８の高さ位置の測定が適切に実施されない場合や、光学系に僅かな変化が生じてレーザービーム３８ａを被加工物１に適切に集光できない場合がある。そこで、回転規制ユニット１１２により内筒体５０の回転が規制される。回転規制ユニット１１２は、内筒体５０と外筒体７０との間に配設される。

内筒体５０の蓋部５２の外周部の下面には、固定ネジ１１６で固定された支持体１１４が配される。すなわち、蓋部５２の外周部には固定ネジ１１６が挿し入れられる貫通孔が形成されており、支持体１１４の上部には固定ネジ１１６が螺合されるネジ穴が形成されている。そして、Ｚ軸方向に沿った支持体１１４の下端には、第１規制用永久磁石１１８が固定ネジ１２０で固定されている。

また、外筒体７０の上面の支持体１１４に対応する位置には、該支持体１１４が進入する進入空間１２４が形成されている。そして、この進入空間１２４に面した外筒体７０の内壁には、規制が企図される内筒体５０の回転方向の前後から第１規制用永久磁石１１８を挟む一対の第２規制用永久磁石１２２が固定される。図４では、第１規制用永久磁石１１８の奥側に位置する一方の第２規制用永久磁石１２２が見えている。

第１規制用永久磁石１１８及び第２規制用永久磁石１２２は、ともに、Ｎ極とＳ極の一方が集光器４６ａの径方向外向きに向き、Ｎ極とＳ極の他方が集光器４６ａの径方向内向きに向く。そのため、一対の第２規制用永久磁石１２２で挟まれた第１規制用永久磁石１１８は、それぞれの第２規制用永久磁石１２２から反発力を受ける。

そして、内筒体５０が僅かに回転して第１規制用永久磁石１１８が一方の第２規制用永久磁石１２２に近づくとき、該一方の第２規制用永久磁石１２２から第１規制用永久磁石１１８が受ける反発力が強まる。これに対して、他方の第２規制用永久磁石１２２から第１規制用永久磁石１１８が受ける反発力は弱まる。

そのため、第１規制用永久磁石１１８が固定された内筒体５０には回転移動を戻すように力がかかり、最終的に２つの第２規制用永久磁石１２２から第１規制用永久磁石１１８が受ける反発力が一致する位置で第１規制用永久磁石１１８が止まる。このように、回転規制ユニット１１２は、第１規制用永久磁石１１８と、第２規制用永久磁石１２２と、の間に働く磁力により非接触で内筒体５０の回転を規制する。

ところで、レーザービーム照射ユニット３２は、被加工物１をレーザー加工するレーザービーム３８ａに加え、被加工物１の上面の各所の高さ位置を測定する際に用いられるプローブ光１４４を被加工物１に照射できてもよい。そして、レーザービーム照射ユニット３２は、図４に示す通り、ミラー４４に代えてビームスプリッター４４ａを備えてもよく、レーザービーム３８ａは、ビームスプリッター４４ａにより反射されて集光器４６ａに進行してもよい。

この場合、被加工物１の上面の高さ位置を測定するためのプローブ光１４４は、ビームスプリッター４４ａを透過して集光器４６ａに進行する。そして、レーザー加工装置２が備える高さ測定ユニットは、集光器４６ａを利用してプローブ光１４４を被加工物１に集光させる。

ここで、集光器４６ａが高さ測定ユニットに利用される場合、例えば、対物レンズ６２は、集光点４８の位置（集光距離）が光の波長により異なる色収差レンズを含むとよい。そして、高さ測定ユニットは、白色光のように複数の波長に強度を有する光をプローブ光１４４として集光器４６ａに進行させる。

このとき、被加工物１の上面ではプローブ光１４４が反射され、反射光が再び該色収差レンズを透過する。そして、プローブ光１４４に含まれる光のうち、該色収差レンズの集光点４８が被加工物１の上面と一致する波長の光の反射光のみが光学系を逆行する。そこで、プローブ光１４４の反射光の波長を特定し、該波長における該色収差レンズの集光点４８の高さ位置を被加工物１の上面の高さ位置として検出できる。

なお、ビームスプリッター４４ａにおいて、加工用のレーザービーム３８ａが反射されて集光器４６ａに進行し、プローブ光１４４が透過して集光器４６ａに進行する場合について説明したが、両者は入れ替えられてもよい。すなわち、プローブ光１４４がビームスプリッター４４ａで反射されて集光器４６ａに進行し、レーザービーム３８ａがビームスプリッター４４ａを透過して集光器４６ａに進行してもよい。

図２に示す通り、制御ユニット３６は、レーザービーム照射ユニット３２を制御して被加工物１にプローブ光１４４を照射し、その反射光を検出して被加工物１の上面の高さ位置を特定する高さ測定部３６ａを備えてもよい。さらに、制御ユニット３６は、レーザービーム照射ユニット３２を制御して被加工物１に加工用のレーザービーム３８ａを集光させ、被加工物１をレーザー加工させるレーザービーム照射ユニット制御部３６ｂを備えてもよい。

レーザービーム照射ユニット制御部３６ｂは、高さ測定部３６ａにより特定された被加工物１の上面の高さ位置を参照してレーザービーム照射ユニット３２を制御し、集光器４６ａの対物レンズ６２の高さ位置を調整する。そして、集光点４８を被加工物１の所定の深さ位置に位置づけて被加工物１を所定の条件でレーザー加工する。

すなわち、レーザー加工装置２は、プローブ光１４４を被加工物１に集光して被加工物１の上面の高さ位置を検出して対物レンズ６２の集光点４８の高さを継続的に調整しながら、加工用のレーザービーム３８ａを被加工物１に集光する。そのため、被加工物１の上面の凹凸形状に対応して分割予定ライン３に沿って一様に所定の条件で被加工物１をレーザー加工できる。

図６は、レーザー加工された被加工物１を模式的に示す断面図である。図６においては、説明の便宜のため、被加工物１の表面１ａの凹凸形状が裏面１ｂよりも大きく強調して描かれている。そして、図６に示す通り、本実施形態に係るレーザー加工装置２によると、被加工物１の厚みの局所的なばらつき（被加工物１の凹凸形状）に対応して被加工物１の表面１ａから所定の深さ位置にレーザービーム３８ａが集光できる。そのため、一様な条件で改質層１ｃが形成される。

なお、図４に示す一例に係る集光器４６ａでは、ボイスコイルモータ９２，１０２の永久磁石９６，１０６が内筒体５０に配設され、コイル９４，１０４が外筒体７０に配設されるが、本実施形態に係るレーザー加工装置２はこれに限定されない。すなわち、内筒体５０にコイルが配され、外筒体７０に永久磁石が配されてもよい。次に、図５を用いて他の一例に係る集光器４６ｂについて説明する。

図５に示す集光器４６ｂは、２つのボイスコイルモータ９２ａ，１０２ａ及び浮上機構１３８以外の構成は図４に示す集光器４６ａと同様であるため、説明を省略する。図５に示す該他の一例では、集光器４６ｂは、外筒体７０の下部に配置された第１のボイスコイルモータ９２ａと、外筒体７０の上部に配置された第２のボイスコイルモータ１０２ａと、を備える。

図５に示された集光器４６ｂでは、内筒体５０の筒部５４の外周面５５の下端付近に第１のボイスコイルモータ９２ａを構成するコイル９４ａが埋め込まれている。また、内筒体５０の筒部５４の外周面５５の上端付近に第２のボイスコイルモータ１０２ａを構成するコイル１０４ａが埋め込まれている。コイル９４ａ，１０４ａは、内筒体５０の筒部５４に複数回巻かれた導電線からなる。コイル９４ａ，１０４ａには、制御ユニット３６で制御される直流電源が接続されている。

外筒体７０の下部のコイル９４ａに対面する位置には、第１のボイスコイルモータ９２ａを構成する単数または複数の永久磁石９６ａが設けられている。また、外筒体７０の上部のコイル１０４ａに対面する位置には、第２のボイスコイルモータ１０２ａを構成する単数または複数の永久磁石１０６ａが配されている。

それぞれの永久磁石９６ａ，１０６ａは、Ｚ軸方向からみたときに回転対称形に均等に配置されている。すべての永久磁石９６ａ，１０６ａは、Ｓ極とＮ極の一方が筒部５４の径方向外向きに向けられており、Ｓ極とＮ極の他方が筒部５４の径方向内向き向けられている。

図４で説明した集光器４６ａと同様に、図５に示す集光器４６ｂにおいても、２つのボイスコイルモータ９２ａ，１０２ａにより対物レンズ６２を支持する内筒体５０が非接触で昇降される。これにより、摩擦の影響を受けることなく集光点４８を昇降できる。

なお、図５に示す集光器４６ｂでは、浮上機構１３８を構成する下部磁石１４２（図４参照）を省略でき、第２のボイスコイルモータ１０２ａを構成する永久磁石１０６ａが該浮上機構１３８の下部磁石の機能を兼ねることが可能である。この場合、上部磁石１４０の向きは、永久磁石１０６ａの向きにより決定される。

例えば、永久磁石１０６ａのＮ極が筒部５４の径方向内向きに向けられており、Ｓ極が筒部５４の径方向外向きに向けられている場合、上部磁石１４０もＮ極が筒部５４の径方向内向きに向けられ、Ｓ極が筒部５４の径方向外向きに向けられる。または、永久磁石１０６ａのＳ極が筒部５４の径方向内向きに向けられており、Ｎ極が筒部５４の径方向外向きに向けられている場合、上部磁石１４０もＳ極が筒部５４の径方向内向きに向けられ、Ｎ極が筒部５４の径方向外向きに向けられる。

この場合、浮上機構１３８の下部磁石として機能する永久磁石１０６ａと、上部磁石１４０と、の間に反発力が生じ、この反発力により内筒体５０が外筒体７０に対して浮上する。このように、図５に示す集光器４６ｂにおいても、内筒体５０は浮上機構１３８により外筒体７０に対して浮き上がり、オリフィス７８を通じて外筒体７０から高圧エアーが噴射される。そのため、内筒体５０は、外筒体７０に接触することはない。

以上に説明する通り、本実施形態に係るレーザー加工装置２では、対物レンズ６２を支持する内筒体５０が外筒体７０に接触することなく昇降可能である。そのため、該レーザー加工装置２では、被加工物１の厚みのばらつきに対応するように対物レンズをＺ軸方向に沿って移動させる際に、摩擦の影響を受けない。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、レーザー加工装置２は、被加工物１に対して透過性を有する波長（被加工物１を透過する波長）のレーザービーム３８ａを被加工物１に集光して改質層１ｃ（図６参照）を形成する場合について説明した。しかしながら、本発明の一態様はこれに限定されない。

レーザー加工装置２は、被加工物１に対して吸収性を有する波長（被加工物１が吸収できる波長）のレーザービームを被加工物１の表面１ａに集光し、被加工物１をアブレーション加工してもよい。この場合においても、被加工物１を分割予定ライン３に沿って一様に加工するために、被加工物１の表面１ａの凹凸形状に対応して集光点４８の高さ位置を調整する必要がある。

本発明の一態様に係るレーザー加工装置２では、被加工物１の表面１ａの高さ位置を検出しながら、被加工物１の表面１ａに集光点４８が合うように対物レンズ６２を支持する内筒体５０を昇降できる。そのため、分割予定ライン３に沿って被加工物１を一様に加工できる。このとき、摩擦の影響を受けることなく対物レンズ６２を昇降できる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ 被加工物
１ａ 表面
１ｂ 裏面
１ｃ 改質層
３ 分割予定ライン
５ デバイス
７ フレーム
７ａ 開口
９ ダイシングテープ
１１ フレームユニット
２ レーザー加工装置
４ 基台
６ Ｘ軸送りユニット
８，１８ ガイドレール
１０，２０ 移動テーブル
１２，２２ ボールネジ
１４，２４ パルスモータ
１６ Ｙ軸送りユニット
２６ カバー
２８ チャックテーブル
２８ａ 保持面
２８ｂ クランプ
３０ 支持部
３２ レーザービーム照射ユニット
３４ 撮像ユニット
３６ 制御ユニット
３６ａ 高さ測定部
３６ｂ レーザービーム照射ユニット制御部
３８ レーザー発振器
３８ａ レーザービーム
４０ アッテネータ
４２ コリメーションレンズ
４４ ミラー
４４ａ ビームスプリッター
４６，４６ａ，４６ｂ 集光器
４８ 集光点
５０ 内筒体
５２ 蓋部
５４ 筒部
５５ 外周面
５６ 貫通孔
５８ 上部開口
５８ａ 支持面
６０ カバーガラス
６２ 対物レンズ
６４ 収容凹部
６６ アライメントリング
６８ リテーナ
７０ 外筒体
７２ 内周壁
７４ エアー支持機構
７６ オリフィス体
７８ オリフィス
８０ 円筒空間
８２ Ｏリング
８４ エアー供給路
８６ ポート
８８ エアー供給管
９０ 隙間
９２，９２ａ，１０２，１０２ａ ボイスコイルモータ
９４，９４ａ，１０４，１０４ａ コイル
９６，９６ａ，１０６，１０６ａ 永久磁石
９８，１０８ ヨーク
１００，１１０ 非磁性体
１１２ 回転規制ユニット
１１４ 支持体
１１６ 固定ネジ
１１８，１２２ 規制用永久磁石
１２０ 固定ネジ
１２４ 進入空間
１２６ 高さ測定ユニット
１２８ 支持体
１３０ 固定ネジ
１３２ スケール
１３４ 光学センサ
１３６ 支持部
１３８ 浮上機構
１４０ 上部磁石
１４２ 下部磁石
１４４ プローブ光

Claims (6)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルに保持された被加工物にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、
   該チャックテーブルと、該レーザービーム照射ユニットと、を相対的にＸ軸方向に移動させるＸ軸送りユニットと、
   該チャックテーブルと、該レーザービーム照射ユニットと、を相対的に該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させるＹ軸送りユニットと、
   を備えるレーザー加工装置であって、
   該レーザービーム照射ユニットは、
   レーザーを発振するレーザー発振器と、
   該レーザー発振器から出射したレーザービームを該チャックテーブルに保持された被加工物に該Ｘ軸方向および該Ｙ軸方向と直交するＺ軸方向から照射して集光する対物レンズを備える集光器と、を含み、
   該集光器は、
   該対物レンズを支持し該レーザー発振器から出射したレーザービームが通り抜ける該Ｚ軸方向に沿った内筒体と、
   隙間を介して該内筒体を囲繞する外筒体と、
   該外筒体に形成された複数のオリフィスと、
   該オリフィスに連通し高圧エアーの供給を受けるポートと、
   該ポートから供給された高圧エアーが該オリフィスから噴出して該隙間に供給されることで該内筒体を該高圧エアーで支持するエアー支持機構と、
   該内筒体と該外筒体の一方に配設された永久磁石と、該内筒体と該外筒体の他方に配設されコイルと、を含むボイスコイルモータと、を含むことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 該内筒体の上部開口には、粉塵の進入を防止するカバーガラスが配設されることを特徴とする請求項１記載のレーザー加工装置。
3. 該内筒体と、該外筒体と、の間には、該Ｚ軸方向に沿った軸の周りへの該内筒体の回転を規制する回転規制ユニットが配設されることを特徴とする請求項１記載のレーザー加工装置。
4. 該回転規制ユニットは、
   該内筒体に固定された第１規制用永久磁石と、該外筒体に固定された第２規制用永久磁石と、を含み、
   該第１規制用永久磁石と、該第２規制用永久磁石と、の間に働く磁力により非接触で該内筒体の回転を規制することを特徴とする請求項３記載のレーザー加工装置。
5. 該内筒体と該外筒体との一方には、該外筒体に対する該内筒体の該Ｚ軸方向の位置の計測に使用できるスケールが配設されることを特徴とする請求項１記載のレーザー加工装置。
6. 該レーザー発振器は、被加工物に対して透過性を有する波長の該レーザービームを発振することを特徴とする請求項１記載のレーザー加工装置。

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