JP2023167401A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学部品への異物の付着を抑制することが可能なレーザー加工装置を提供する。【解決手段】被加工物を加工するレーザー加工装置であって、被加工物を保持する保持テーブルと、保持テーブルによって保持された被加工物に対して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、を備え、レーザービーム照射ユニットは、レーザー発振器と、レーザー発振器から出射したレーザービームを集光する集光器と、レーザービームをレーザー発振器から集光器へと導く光学部品と、光学部品を収容する収容部と、収容部の内部に設けられ、収容部の内部に存在する異物を捕獲するイオナイザと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザービームの照射によって被加工物を加工するレーザー加工装置に関する。

デバイスチップの製造プロセスでは、格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割して個片化することにより、デバイスを備えるデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。

ウェーハの分割には、環状の切削ブレードで被加工物を切削する切削装置が用いられる。また、近年では、ウェーハの分割にレーザー加工装置によるレーザー加工を用いるプロセスの開発も進められている。レーザー加工装置は、被加工物を保持する保持テーブルと、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を備える。ウェーハを保持テーブルで保持し、レーザービーム照射ユニットからウェーハにレーザービームを照射することにより、ウェーハにレーザー加工が施される。

例えば特許文献１には、ウェーハを切削ブレードで切削する前に、ウェーハに形成されている低誘電率絶縁膜をレーザービームの照射によってストリートに沿って除去する手法が開示されている。この手法を用いると、ウェーハに切削ブレードをストリートに沿って切り込ませる際、高速で回転する切削ブレードが低誘電率絶縁膜に接触することを回避でき、低誘電率絶縁膜の剥離が防止される。

特開２００３－３２０４６６号公報

レーザー加工装置に搭載されるレーザービーム照射ユニットは、レーザー発振器から出射したレーザービームを被加工物へと導く光学系を備えている。光学系は、レーザービームを所定の方向に反射させるミラー、レーザービームを集光させる集光器等の各種の光学部品を含んで構成される。

光学系の光学部品にパーティクル（塵、ダスト等）のような異物が付着すると、レーザービームの形状の歪み、集光位置のずれ、出力の低下等、様々な不都合が生じるおそれがある。そのため、レーザービーム照射ユニットには光学系を収容する収容部が設けられ、光学部品は外部から隔離されるように収容部の内部に配置される。これにより、大気中のパーティクル等が光学部品に付着することを防止できる。

しかしながら、収容部の内部には、光学系を構成する光学部品以外の部品も配置される。例えば、光学部品を保持するホルダや、光学部品の位置又は角度を制御するモータ等のアクチュエータが、光学部品とともに収容部に収容される。そのため、収容部の内部が隔離、密閉されていても、ホルダやアクチュエータから放出されるアウトガスが光学部品に付着して光学部品が汚染されることがある。また、レーザー加工装置のメンテナンス時には、光学部品の調節、交換、洗浄等を行うため、収容部を構成する容器が開けられる。その際、収容部内にパーティクルが侵入して滞留し、メンテナンス後の光学部品に付着することがある。したがって、レーザービーム照射ユニットの光学系を収容部に収容しても、光学部品への異物の付着を完全に防止することは難しい。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、光学部品への異物の付着を抑制することが可能なレーザー加工装置の提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、被加工物を加工するレーザー加工装置であって、該被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルによって保持された該被加工物に対して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、を備え、該レーザービーム照射ユニットは、レーザー発振器と、該レーザー発振器から出射した該レーザービームを集光する集光器と、該レーザービームを該レーザー発振器から該集光器へと導く光学部品と、該光学部品を収容する収容部と、該収容部の内部に設けられ、該収容部の内部に存在する異物を捕獲するイオナイザと、を有するレーザー加工装置が提供される。

なお、好ましくは、該イオナイザは無風タイプである。また、好ましくは、該レーザー加工装置は、該イオナイザによって生成されたイオンの量に基づいて該収容部の内部の清浄度を判定する判定部を更に有する。

本発明の一態様に係るレーザー加工装置は、レーザービーム照射ユニットの光学部品を収容する収容部を備え、収容部の内部に異物を捕獲するイオナイザが設置される。これにより、収容部の内部に存在する異物が光学部品に付着しにくくなり、レーザービームを適切な条件下で被加工物に照射することが可能になる。

レーザー加工装置を示す斜視図である。 被加工物を示す斜視図である。 レーザー加工装置を示す一部断面側面図である。 イオン生成の継続時間と生成されるイオンの量との関係を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るレーザー加工装置の構成例について説明する。図１は、レーザー加工装置２を示す斜視図である。なお、図１において、Ｘ軸方向（加工送り方向、第１水平方向、左右方向）とＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向、前後方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（鉛直方向、高さ方向、上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。

レーザー加工装置２は、レーザー加工装置２を構成する各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の上面は水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な平坦面であり、基台４の上面上には移動ユニット（移動機構）６が設けられている。移動ユニット６は、Ｙ軸移動ユニット（割り出し送りユニット）８と、Ｘ軸移動ユニット（加工送りユニット）１８と、Ｚ軸移動ユニット３２とを備える。

Ｙ軸移動ユニット８は、基台４の上面上にＹ軸方向に沿って配置された一対のＹ軸ガイドレール１０を備える。一対のＹ軸ガイドレール１０には、平板状のＹ軸移動テーブル１２がＹ軸ガイドレール１０に沿ってスライド可能に装着されている。

Ｙ軸移動テーブル１２の裏面（下面）側には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のＹ軸ガイドレール１０の間にＹ軸方向に沿って配置されたＹ軸ボールねじ１４が螺合されている。また、Ｙ軸ボールねじ１４の端部には、Ｙ軸ボールねじ１４を回転させるＹ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｙ軸パルスモータ１６でＹ軸ボールねじ１４を回転させると、Ｙ軸移動テーブル１２がＹ軸ガイドレール１０に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動ユニット１８は、Ｙ軸移動テーブル１２の表面（上面）側にＸ軸方向に沿って配置された一対のＸ軸ガイドレール２０を備える。一対のＸ軸ガイドレール２０には、平板状のＸ軸移動テーブル２２がＸ軸ガイドレール２０に沿ってスライド可能に装着されている。

Ｘ軸移動テーブル２２の裏面（下面）側には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のＸ軸ガイドレール２０の間にＸ軸方向に沿って配置されたＸ軸ボールねじ２４が螺合されている。また、Ｘ軸ボールねじ２４の端部には、Ｘ軸ボールねじ２４を回転させるＸ軸パルスモータ２６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ２６でＸ軸ボールねじ２４を回転させると、Ｘ軸移動テーブル２２がＸ軸ガイドレール２０に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動ユニット８及びＸ軸移動ユニット１８には、保持テーブル（チャックテーブル）２８が連結されている。保持テーブル２８は、レーザー加工装置２によるレーザー加工の対象物である被加工物１１（図２参照）を保持する。保持テーブル２８は、Ｘ軸移動テーブル２２の表面（上面）上に設置されている。また、保持テーブル２８の周囲には、被加工物１１を支持する環状のフレーム１７（図２参照）を把持して固定する複数のクランプ３０が設けられている。

図２は、被加工物１１を示す斜視図である。例えば被加工物１１は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを備える。被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）１３によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、ストリート１３によって区画された複数の領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１５が形成されている。

ただし、被加工物１１の種類、材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板（ウェーハ）であってもよい。また、デバイス１５の種類、数、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイス１５が形成されていなくてもよい。

被加工物１１をレーザー加工装置２（図１参照）で加工する際には、被加工物１１の取り扱い（搬送、保持等）の便宜のため、被加工物１１が環状のフレーム１７によって支持される。フレーム１７はＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなり、フレーム１７の中央部にはフレーム１７を厚さ方向に貫通する円形の開口１７ａが設けられている。なお、開口１７ａの直径は被加工物１１の直径よりも大きい。

被加工物１１及びフレーム１７には、円形のシート１９が固定される。例えばシート１９として、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを含むテープが用いられる。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなる。また、粘着層は、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。なお、粘着層は紫外線硬化性樹脂であってもよい。

被加工物１１をフレーム１７の開口１７ａの内側に配置した状態で、シート１９の中央部を被加工物１１の裏面１１ｂ側に貼付するとともに、シート１９の外周部をフレーム１７に貼付する。これにより、被加工物１１がシート１９を介してフレーム１７によって支持される。

図１に示すように、保持テーブル２８の上面は、水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面２８ａを構成している。保持面２８ａは、保持テーブル２８の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

Ｙ軸移動テーブル１２をＹ軸方向に沿って移動させると、保持テーブル２８がＹ軸方向に沿って移動する。また、Ｘ軸移動テーブル２２をＸ軸方向に沿って移動させると、保持テーブル２８がＸ軸方向に沿って移動する。さらに、保持テーブル２８には、保持テーブル２８をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

基台４の後端部（Ｙ軸移動ユニット８、Ｘ軸移動ユニット１８、保持テーブル２８の後方）には、Ｚ軸移動ユニット３２が設けられている。Ｚ軸移動ユニット３２は、基台４の上面上に配置された支持構造３４を備える。支持構造３４は、基台４に固定された直方体状の基部３４ａと、基部３４ａの端部から上方に突出する柱状の支持部３４ｂとを含む。支持部３４ｂ側面は、Ｚ軸方向に沿って平面状に形成されている。

支持部３４ｂの側面には、一対のＺ軸ガイドレール３６がＺ軸方向に沿って設けられている。一対のＺ軸ガイドレール３６には、平板状のＺ軸移動プレート３８がＺ軸ガイドレール３６に沿ってスライド可能に装着されている。

Ｚ軸移動プレート３８の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のＺ軸ガイドレール３６の間にＺ軸方向に沿って配置されたＺ軸ボールねじ（不図示）が螺合されている。Ｚ軸ボールねじの端部には、Ｚ軸ボールねじを回転させるＺ軸パルスモータ４０が連結されている。また、Ｚ軸移動プレート３８の表面側には、支持部材４２が固定されている。Ｚ軸パルスモータ４０でＺ軸ボールねじを回転させると、Ｚ軸移動プレート３８及び支持部材４２がＺ軸ガイドレール３６に沿ってＺ軸方向に移動する。

また、レーザー加工装置２には、被加工物１１（図２参照）に対して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４４が搭載されている。レーザービーム照射ユニット４４は、支持部材４２によって支持されたレーザー加工ヘッド４６を備え、レーザー加工ヘッド４６からレーザービーム４８が照射される。保持テーブル２８によって保持された被加工物１１に対してレーザービーム４８を照射することにより、被加工物１１にレーザー加工が施される。

レーザー加工ヘッド４６に隣接する位置には、撮像ユニット５０が設けられている。撮像ユニット５０は、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等のイメージセンサを備え、保持テーブル２８によって保持された被加工物１１（図２参照）等を撮像する。撮像ユニット５０の種類に制限はなく、例えば可視光カメラや赤外線カメラが用いられる。撮像ユニット５０で被加工物１１を撮像することによって取得された画像に基づいて、被加工物１１とレーザービーム４８との位置合わせ等が行われる。

Ｚ軸移動プレート３８をＺ軸方向に沿って移動させると、レーザー加工ヘッド４６及び撮像ユニット５０がＺ軸方向に沿って移動（昇降）する。これにより、レーザービーム４８のＺ軸方向における集光位置の調節や撮像ユニット５０のピント合わせが行われる。

また、レーザー加工装置２は、レーザー加工装置２に関する各種の情報を表示する表示ユニット（表示部、表示装置）５２を備える。例えば、表示ユニット５２としてタッチパネル式のディスプレイが用いられる。この場合、表示ユニット５２にはレーザー加工装置２に情報を入力するための操作画面が表示され、オペレーターは表示ユニット５２のタッチ操作によってレーザー加工装置２に情報を入力できる。すなわち、表示ユニット５２は、レーザー加工装置２に各種の情報を入力するための入力ユニット（入力部、入力装置）としても機能し、ユーザーインターフェースとして用いられる。ただし、入力ユニットは、表示ユニット５２とは別途独立して設けられたマウス、キーボード等の入力装置であってもよい。

さらに、レーザー加工装置２は、レーザー加工装置２を制御する制御ユニット（制御部、制御装置）５４を備える。制御ユニット５４は、レーザー加工装置２を構成する各構成要素（移動ユニット６、保持テーブル２８、クランプ３０、レーザービーム照射ユニット４４、撮像ユニット５０、表示ユニット５２等）に接続されている。制御ユニット５４は、レーザー加工装置２の構成要素の動作を制御する制御信号を生成して出力することにより、レーザー加工装置２を稼働させる。

例えば、制御ユニット５４はコンピュータによって構成される。具体的には、制御ユニット５４は、レーザー加工装置２の稼働に必要な各種の演算を行う演算部と、レーザー加工装置２の稼働に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部とを備える。演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶物は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んで構成される。

図３は、レーザー加工装置２を示す一部断面側面図である。レーザービーム照射ユニット４４は、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ_４レーザー、ＹＬＦレーザー等のレーザー発振器６０と、レーザー発振器６０から出射したレーザービーム４８を保持テーブル２８によって保持された被加工物１１へと導く光学系６２とを備える。光学系６２は、複数の光学部品を含んで構成され、被加工物１１に照射されるレーザービーム４８の進行方向、形状、集光位置等を制御する。

具体的には、光学系６２は、レーザー発振器６０から出射したレーザービーム４８の出力を調整する出力調整ユニット６４と、レーザー発振器６０から出射したレーザービーム４８を集光させる集光器（光学部品）６６とを備える。例えば、出力調整ユニット６４としてアッテネータが用いられ、集光器６６として凸レンズ等の集光レンズが用いられる。

また、光学系６２は、レーザービーム４８をレーザー発振器６０から集光器６６へと導く１又は複数の光学部品６８を備える。光学部品６８は、レーザービーム４８を成形又は集光するレンズ、レーザービーム４８を反射させるミラー等に相当する。図３には一例として、光学部品６８がミラーである場合を示している。レーザー発振器６０から出射したレーザービーム４８は、出力調整ユニット６４及び光学部品６８を経由して集光器６６に入射する。

ただし、光学部品６８の種類に制限はない。光学部品６８の例としては、レンズ、ミラー、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element）、ＬＣＯＳ－ＳＬＭ（Liquid Crystal On Silicon - Spatial Light Modulator）等が挙げられる。また、光学系６２は異なる２種類以上の光学部品６８を含んで構成されてもよい。

また、レーザービーム照射ユニット４４は、光学系６２の構成要素（出力調整ユニット６４、集光器６６、光学部品６８等）を収容する収容部７０を備える。例えば収容部７０は、直方体状の容器（箱）７２と、筒状の遮光管７４，７６とを備える。遮光管７４の一端側はレーザー発振器６０に接続され、遮光管７４の他端側は容器７２の側壁に接続されている。また、遮光管７６の一端側は容器７２の底壁に接続され、遮光管７６の他端側はレーザービーム４８が透過する透明な保護カバーによって覆われている。なお、保護カバーを設置する代わりに、遮光管７６の他端側を集光器６６で覆ってもよい。

容器７２及び遮光管７４，７６は、レーザービーム４８を遮光する材質でなり、レーザービーム４８が収容部７０の外部に漏れることを防止する。そして、容器７２には出力調整ユニット６４及び光学部品６８が収容され、遮光管７６には集光器６６が収容される。ただし、集光器６６は容器７２に収容されてもよい。

レーザー発振器６０から出射したレーザービーム４８は、遮光管７４を介して容器７２に進入し、出力調整ユニット６４に入射する。これにより、レーザービーム４８の出力が出力調整ユニット６４によって調整される。また、出力調整ユニット６４から出射したレーザービーム４８は、１又は複数の光学部品６８によって遮光管７６に導かれる。そして、レーザービーム４８は集光器６６に入射して所定の位置で集光し、保持テーブル２８によって保持された被加工物１１に照射される。

レーザー加工装置２で被加工物１１を加工する際には、まず、被加工物１１が保持テーブル２８によって保持される。例えば被加工物１１は、表面１１ａ側が上方に露出し、裏面１１ｂ側（シート１９側）が保持面２８ａに対面するように、保持テーブル２８上に配置される。また、フレーム１７が複数のクランプ３０によって固定される。この状態で、保持面２８ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がシート１９を介して保持テーブル２８によって吸引保持される。

次に、レーザービーム照射ユニット４４から被加工物１１に向かってレーザービーム４８が照射され、被加工物１１にレーザー加工が施される。レーザービーム４８の照射条件は、被加工物１１に施されるレーザー加工の内容に応じて設定される。

例えば、被加工物１１にアブレーション加工を施す場合には、少なくともレーザービーム４８の一部が被加工物１１に吸収されるように、レーザービーム４８の波長が設定される。すなわち、被加工物１１に対して吸収性を有するレーザービーム４８が用いられる。また、レーザービーム４８の他の照射条件（平均出力、繰り返し周波数、加工送り速度等）も、被加工物１１に適切なアブレーション加工が施されるように適宜設定される。例えば、被加工物１１が単結晶シリコンウェーハであり、単結晶シリコンウェーハにアブレーション加工を施す場合には、レーザービーム４８の照射条件は以下のように設定できる。
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：２Ｗ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／ｓ

レーザービーム４８を被加工物１１の表面１１ａ又は内部で集光させつつ、保持テーブル２８を移動ユニット６（図１）によって加工送り方向に沿って移動させると、保持テーブル２８とレーザービーム４８とが相対的に移動し、レーザービーム４８が加工送り方向に沿って走査される。その結果、被加工物１１にアブレーション加工が施され、被加工物１１の表面１１ａ側に線状のレーザー加工溝が形成される。

例えば、全てのストリート１３（図２参照）に沿って被加工物１１の表面１１ａから裏面１１ｂに至るレーザー加工溝を形成することにより、被加工物１１がストリート１３に沿って分割される。また、全てのストリート１３に沿って深さが被加工物１１の厚さ未満のレーザー加工溝を被加工物１１の表面１１ａ側に形成した後、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削砥石で研削してレーザー加工溝を被加工物１１の裏面１１ｂに露出させることにより、被加工物１１をストリート１３に沿って分割することもできる。その結果、デバイス１５をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。

なお、光学系６２の構成要素（出力調整ユニット６４、集光器６６、光学部品６８等）にパーティクル（塵、ダスト等）のような異物が付着すると、レーザービーム４８の形状の歪み、集光位置のずれ、出力の低下等、様々な不都合が生じるおそれがある。そのため、光学系６２の構成要素は外部から隔離されるように収容部７０に収容される。これにより、大気中のパーティクル等が光学系６２の構成要素に付着することを防止できる。

しかしながら、収容部７０の内部には、光学系６２の構成要素以外の部品も配置される。例えば、光学部品６８を保持するホルダや、光学部品６８の位置又は角度を制御するモータ等のアクチュエータが、光学部品６８とともに収容部７０に収容される。そのため、収容部７０の内部が隔離、密閉されていても、ホルダやアクチュエータから放出されたアウトガスが光学部品６８に付着して光学部品６８が汚染されることがある。また、レーザー加工装置２のメンテナンス時には、光学系６２の構成要素の調節、交換、洗浄等を行うため、容器７２が開けられる。その際、収容部７０内にパーティクルが侵入して滞留し、メンテナンス後の光学系６２の構成要素に付着することがある。

そこで、本実施形態におけるレーザービーム照射ユニット４４においては、収容部７０の内部に存在するパーティクル等の異物を捕獲するイオナイザ７８が、収容部７０の内部に設けられる。これにより、収容部７０の内部に存在する異物が浮遊して光学系６２の構成要素に付着することを抑制でき、レーザービーム４８を適切な条件下で被加工物１１に照射することが可能になる。

例えばイオナイザ７８は、放電電極（放電針）、アース端子及び高電圧電源を備える。放電電極に高電圧を印加すると、放電電極とアース端子との間でコロナ放電が発生する。これにより、放電電極の周囲の空気が電離され、陽イオン及び陰イオンが生成される。例えば、バータイプのイオナイザ７８が容器７２の上壁に固定され、イオナイザ７８によって生成されたイオンが容器７２の内部で分散される。

イオナイザ７８によって生成されたイオンは、容器７２の内部に存在するパーティクル等の異物に作用し、異物を帯電させる。そして、帯電した異物は、電圧が印加されているイオナイザ７８の放電電極に付着する。これにより、容器７２の内部の異物がイオナイザ７８によって捕獲、回収され、出力調整ユニット６４、集光器６６、光学部品６８等への異物の付着が防止される。

なお、イオナイザ７８の種類、数、設置場所等に制限はない。例えば、容器７２の内部には複数のスポットタイプ（ノズルタイプ）のイオナイザ７８が設置されてもよい。この場合には、容器７２の内部の複数の地点で異物を捕獲できる。また、光学系６２が複数の光学部品６８を備える場合には、光学部品６８ごとにイオナイザ７８が設置されてもよい。この場合には、複数のイオナイザ７８がそれぞれ対応する光学部品６８から所定の範囲内に配置される。これにより、複数の光学部品６８への異物の付着が個々のイオナイザ７８によって防止される。さらに、イオナイザ７８は、容器７２の内部に加えて遮光管７４，７６の内部にも設置できる。特に、遮光管７６の内部にイオナイザ７８を設けることにより、集光器６６への異物の付着が効果的に防止される。

ただし、イオナイザ７８を作動させた際に収容部７０の内部で気流が発生すると、異物が気流に流されてイオナイザ７８に付着しにくくなる。そのため、イオナイザ７８は、エアブローを行わない無風タイプであることが好ましい。

図４は、イオン生成の継続時間（イオナイザ７８の作動時間）と生成されるイオンの量との関係を示すグラフである。イオナイザ７８によるイオンの生成が継続されると、イオナイザ７８の放電電極に異物が徐々に堆積し、放電電極の露出面積が減少する。その結果、イオナイザ７８によって生成されるイオンの量が減少する。すなわち、イオナイザ７８によって異物が捕獲されて収容部７０の内部の清浄度が上がるほど、イオナイザ７８によるイオンの生成量が減少する。そのため、イオナイザ７８によって生成されるイオンの量と収容部７０の清浄度との間には相関関係がある。

そこで、レーザー加工装置２は、イオナイザ７８によって生成されたイオンの量に基づいて、収容部７０の内部の清浄度を判定してもよい。これにより、収容部７０の清浄度を監視し、適切なタイミングで光学系６２及びイオナイザ７８のメンテナンスや部品交換を行うことが可能になる。

具体的には、レーザービーム照射ユニット４４は、イオナイザ７８によって生成されたイオンの量に対応する情報（イオン量情報）を取得する検出器を備える。例えば、イオナイザ７８には、イオナイザ７８の内部に流れる電流を測定する電流計８０が接続されている。なお、電流計８０はイオナイザ７８に内蔵されていてもよい。

イオナイザ７８及び電流計８０は、制御ユニット５４に接続されている。制御ユニット５４は、イオナイザ７８に制御信号を出力することによってイオナイザ７８を作動させ、イオナイザ７８にイオンを生成させる。また、イオナイザ７８の作動中は、イオナイザ７８に流れる電流が電流計８０によって測定、監視される。

イオナイザ７８を一定時間作動させると、帯電した異物がイオナイザ７８の放電電極に堆積してイオンの生成量が減少し（図４参照）、イオナイザ７８に流れる電流が変化する。そのため、電流計８０によって測定される電流値は、イオナイザ７８によって生成されたイオンの量に応じた値となる。そして、電流計８０によって測定された電流値が、イオン量情報として制御ユニット５４に入力される。

制御ユニット５４は、イオナイザ７８によって生成されたイオンの量に基づいて収容部７０の内部の清浄度を判定する判定部８２と、判定部８２による清浄度の判定に用いられる情報を記憶する参照情報記憶部８４とを含む。判定部８２は、電流計８０から入力されたイオン量情報（電流値）と参照情報記憶部８４に記憶されている参照情報とに基づいて、収容部７０の清浄度を判定する。

例えば、参照情報記憶部８４には、電流計８０によって測定されるイオン量情報の基準値（閾値）が記憶される。そして、判定部８２は、電流計８０から入力されたイオン量情報と参照情報記憶部８４に記憶されている基準値とを比較することにより、収容部７０の清浄度を判定する。具体的には、電流計８０によって測定された電流値が基準値以上である場合（又は基準値を超える場合）には、判定部８２は収容部７０の清浄度が正常であると判定する。一方、電流計８０によって測定された電流値が基準値未満（又は基準値以下）である場合には、判定部８２は収容部７０の清浄度が異常であると判定する。

ただし、収容部７０の清浄度の判定方法に制限はない。例えば、参照情報記憶部８４には複数の基準値が記憶されてもよい。この場合、判定部８２は、電流計８０から入力されたイオン量情報と複数の基準値とを比較することにより、収容部７０の清浄度を３段階以上のレベルで判定することができる。

また、参照情報記憶部８４には、電流計８０によって測定されるイオン量情報と、収容部７０の清浄度との対応関係を表す対応関係情報（グラフ、テーブル等）が記憶されてもよい。この場合、判定部８２は、電流計８０から入力されたイオン量情報を対応関係情報に当てはめることにより、イオン量情報に対応する清浄度を特定できる。

判定部８２によって収容部７０の清浄度が判定されると、制御ユニット５４は表示ユニット５２（図１参照）に制御信号を出力することにより、判定部８２による判定の結果を表示ユニット５２に表示させる。例えば表示ユニット５２は、判定部８２による判定の結果に対応する文字、図形、記号、数値等を表示する。これにより、収容部７０の清浄度がオペレーターに通知される。

なお、収容部７０に複数のイオナイザ７８が設けられている場合には、イオナイザ７８それぞれに電流計８０が接続され、清浄度の判定はイオナイザ７８ごとに行われる。そして、表示ユニット５２は、各判定部８２によって判定された清浄度を、イオナイザ７８が設置されている場所を示す情報とともに表示する。これにより、オペレーターは収容部７０の内部における清浄度のばらつきを把握することができる。

また、制御ユニット５４は、判定部８２によって判定された収容部７０の清浄度の時間推移を表示ユニット５２に表示させてもよい。例えば、イオナイザ７８の作動時間（イオン生成の継続時間）と、判定部８２によって判定された収容部７０の清浄度との関係を示すグラフが表示ユニット５２に表示される。これにより、オペレーターは収容部７０の清浄度の時間推移を把握することができる。

以上の通り、本実施形態に係るレーザー加工装置２は、レーザービーム照射ユニット４４の光学系６２を収容する収容部７０を備え、収容部７０の内部に異物を捕獲するイオナイザ７８が設置される。これにより、収容部７０の内部に存在する異物が光学系６２の構成要素に付着しにくくなり、レーザービーム４８を適切な条件下で被加工物１１に照射することが可能になる。

また、本実施形態に係るレーザー加工装置２は、イオナイザ７８によって生成されたイオンの量に基づいて収容部７０の内部の清浄度を判定する判定部８２を備える。これにより、収容部７０の内部の清浄度を監視し、光学系６２及びイオナイザ７８のメンテナンスや部品交換を適切なタイミングで実施することが可能になる。

なお、上記ではイオン量情報が電流計８０によって測定された電流値である場合について説明したが、イオン量情報を取得する検出器の種類に制限はない。例えば、レーザービーム照射ユニット４４は、イオナイザ７８によって生成されたイオンの量を測定するイオン測定器を備えていてもよい。

イオン測定器は、イオナイザ７８の近傍に配置されるように収容部７０に収容される。なお、イオン測定器はイオナイザ７８に内蔵されていてもよい。また、収容部７０に複数のイオナイザ７８が収容されている場合には、複数のイオン測定器がそれぞれイオナイザ７８の近傍に設置されてもよい。

イオナイザ７８の作動中は、イオナイザ７８によって生成されたイオンの量がイオン測定器によって測定される。また、イオン測定器によって測定されたイオンの量が、イオン量情報として制御ユニット５４に入力される。そして、判定部８２は、イオン測定器によって測定されたイオンの量と、参照情報記憶部８４に記憶されている参照情報（基準値等）とに基づいて、収容部７０の清浄度を判定する。

また、図１に示すレーザー加工装置２は、オペレーターに異常を知らせる報知ユニット（報知部、報知装置）を備えていてもよい。例えば、レーザー加工装置２の上部に表示灯（警告灯）が報知ユニットとして設置される。そして、判定部８２によって判定された収容部７０の清浄度が異常である場合には、制御ユニット５４は表示灯を点灯又は点滅させることにより、オペレーターに清浄度の異常を通知する。なお、報知ユニットは、音又は音声で異常を知らせるスピーカーであってもよい。

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。

１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ デバイス
１７ フレーム
１７ａ 開口
１９ シート
２ レーザー加工装置
４ 基台
６ 移動ユニット（移動機構）
８ Ｙ軸移動ユニット（割り出し送りユニット）
１０ Ｙ軸ガイドレール
１２ Ｙ軸移動テーブル
１４ Ｙ軸ボールねじ
１６ Ｙ軸パルスモータ
１８ Ｘ軸移動ユニット（加工送りユニット）
２０ Ｘ軸ガイドレール
２２ Ｘ軸移動テーブル
２４ Ｘ軸ボールねじ
２６ Ｘ軸パルスモータ
２８ 保持テーブル（チャックテーブル）
２８ａ 保持面
３０ クランプ
３２ Ｚ軸移動ユニット（Ｚ軸移動機構）
３４ 支持構造
３４ａ 基部
３４ｂ 支持部
３６ Ｚ軸ガイドレール
３８ Ｚ軸移動プレート
４０ Ｚ軸パルスモータ
４２ 支持部材
４４ レーザービーム照射ユニット
４６ レーザー加工ヘッド
４８ レーザービーム
５０ 撮像ユニット
５２ 表示ユニット（表示部、表示装置）
５４ 制御ユニット（制御部、制御装置）
６０ レーザー発振器
６２ 光学系
６４ 出力調整ユニット
６６ 集光器（光学部品）
６８ 光学部品
７０ 収容部
７２ 容器（箱）
７４，７６ 遮光管
７８ イオナイザ
８０ 電流計
８２ 判定部
８４ 参照情報記憶部

Claims (3)

1. 被加工物を加工するレーザー加工装置であって、
   該被加工物を保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルによって保持された該被加工物に対して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、を備え、
   該レーザービーム照射ユニットは、
   レーザー発振器と、
   該レーザー発振器から出射した該レーザービームを集光する集光器と、
   該レーザービームを該レーザー発振器から該集光器へと導く光学部品と、
   該光学部品を収容する収容部と、
   該収容部の内部に設けられ、該収容部の内部に存在する異物を捕獲するイオナイザと、を有することを特徴とする、レーザー加工装置。
2. 該イオナイザは無風タイプであることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 該イオナイザによって生成されたイオンの量に基づいて該収容部の内部の清浄度を判定する判定部を更に有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーザー加工装置。
   

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