(57)【要約】【課題】  被加工物をレーザ切削加工しながら，被加工物の表面に酸化膜を形成し，形成された酸化膜上にデブリを付着させて，酸化膜を剥がすことによって容易にデブリを除去できるレーザ加工方法を提供する。【解決手段】  被加工物１０にレーザ光を照射して，加工点でアブレーション反応を起こして被加工物１０を切削し，加工点を移動させて被加工物１０に切削溝９０を形成する。このとき，被加工物１０の加工点付近に，不活性ガスおよび酸素ガスを供給する，または被加工物１０が大気中に置かれた状態で加工点付近に不活性ガスを供給することによって，被加工物１０の表面に切削溝９０を形成しながら，被加工物１０のレーザ入射面側の表面上において切削溝９０の両側に酸化膜９１を形成する。そして，酸化膜９１上にデブリ９２３を付着させ，酸化膜９１を剥がすと同時にデブリ９２３を除去する。【選択図】    図５
2006198664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の加工点に向けてレーザ光を照射し，前記加工点でアブレーション反応を起こさせることによって前記被加工物を切削し，前記加工点を移動させて前記被加工物に切削溝を形成するレーザ加工方法において：
前記被加工物の前記加工点付近に，不活性ガスと酸素ガスとを供給することによって，前記被加工物に切削溝を形成しながら，前記被加工物のレーザ入射面側の表面上において前記切削溝の両側に酸化膜を形成して，前記切削溝の形成により前記加工点から生じて飛散したデブリを前記酸化膜上に付着させた後，前記酸化膜を前記被加工物の表面から除去することを特徴とする，レーザ加工方法。
【請求項２】
被加工物の加工点に向けてレーザ光を照射し，前記加工点でアブレーション反応を起こすことによって前記被加工物を切削し，前記加工点を移動させて前記被加工物に切削溝を形成するレーザ加工方法において：
前記被加工物が大気中に置かれた状態で前記加工点付近に不活性ガスを供給することによって，前記被加工物に切削溝を形成しながら，前記被加工物のレーザ入射面側の表面上において前記切削溝の両側に酸化膜を形成して，前記切削溝の形成により前記加工点から生じて飛散したデブリを前記酸化膜上に付着させさせた後，前記酸化膜を前記被加工物の表面から除去することを特徴とする，レーザ加工方法。
【請求項３】
前記不活性ガスは，前記加工点に対して非対称の流れとなるように供給されることを特徴とする，請求項１または２のいずれかに記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，レーザ光を照射することにより被加工物を切削するレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工は，高密度エネルギー熱源であるレーザ光を集中して照射し，被加工物を局部的かつ瞬時に溶融，溶断する加工方法である。レーザ加工では，被加工物を微細かつ高精度で加工できるという利点を有する。このため，近年では，半導体ウェハや電子材料などに対してもレーザ加工を行うことが検討されている。例えば，半導体ウェハをチップ状に分割するダイシング工程において，従来の切削ブレードを用いた切削加工に代えて，レーザ光照射による切削加工を行うことが検討されている。
【０００３】
レーザ切削を行うレーザ加工方法として，レーザアブレーションと呼ばれるレーザ加工方法がある。ここで，アブレーションとは，例えばポリマー等の材料表面に対してＹＡＧレーザ等のパルスレーザを高エネルギー密度で照射した際，材料を構成する分子・原子間の結合が瞬時に切断され，分解・気化・蒸散を経て，材料表面が爆発的に除去される現象のことである。このレーザアブレーションでは，ポリマーだけでなく，例えば，セラミックス，ガラス，金属または半導体等の各種材料を，加工点の周囲に熱によるダメージを与えることなく，極めてシャープに切削加工することができる。
【０００４】
このように，レーザアブレーションは，被加工物を局部的にガス化・蒸散させて除去する手法である。しかし，レーザ照射された部分の被加工物の全てをガス化させることは困難である。そのため，加工熱による溶融物が，不要物であるデブリとして被加工物の表面に残存してしまう。かかるデブリが加工点の周囲に飛散して，被加工物である半導体ウェハの回路面等に付着すると，製品不良の原因となる。さらに，デブリは，発生した直後に，デブリが熱を有する状態で半導体ウェハに付着すると，通常の洗浄では容易に除去できないという問題があった。
【０００５】
このため，レーザアブレーションでは，アブレーション反応を促進させるために，アシシトガスを加工点付近に供給しながら加工する場合もある。このアシストガスは，半導体ウェハ等の被加工物のガス化を促進させる作用を有する。しかし，このアシストガスを用いたとしても，上記デブリを完全になくすまでには至っていない。
【０００６】
このため，レーザ光の入射面側の表面には，切削溝付近を中心にデブリが付着する。このデブリが一度半導体ウェハに付着してしまうと，剥離させることは困難である。このような問題を解決する方法として，あらかじめ被加工物のレーザ光の入射面側に酸化膜を形成して，デブリが半導体ウェハの表面に直接接触しないようにし，この酸化膜上にデブリを付着させる方法がある（例えば，特許文献１）。この方法によれば，酸化膜は，レーザクリーニングやエッチングなどの手段によって容易に除去できるので，酸化膜上に存在するデブリも容易に除去することができる。また，特許文献１の方法と主旨は異なるが，同様に，被加工物の表面に酸化膜を形成して，被加工物のレーザ切断を行う方法もある（例えば，特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２４６４７４号公報
【特許文献２】特開２０００−２７３５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら，上記従来技術の方法は，いずれも酸化膜を半導体ウェハの表面に形成した後に，レーザ光を照射させて，被加工物を加工するものである。そのため，被加工物の表面に酸化膜を形成するための装置や工程が別途必要であるという問題があった。
【０００９】
また，レーザアブレーションのメカニズムについて説明すると，まず，レーザ光が被加工物の表面に照射されたときに表面爆発が起こり，衝撃波が発生する。続いて，被加工物が，例えばシリコン（Ｓｉ）から形成されている場合には，シリコンがガス化して，蒸気が発生する。その後，加工点から伝わる熱により溶融したシリコンが直径１μｍ以下の小さいデブリとなって飛散し，さらに，直径１μｍ以上の大きいデブリが飛散する。
【００１０】
本願発明者は，このようなメカニズムについて，鋭意研究した結果，上記のようにあらかじめ酸化膜を半導体ウェハの表面に形成すると，最初の表面爆発による衝撃波により，加工点を含むその周囲の酸化膜が吹き飛んでしまうことを見出した。すなわち，あらかじめ酸化膜を半導体ウェハの表面に形成すると，切削時に半導体ウェハの切削溝の両側に形成された酸化膜は失われてしまうことが判明した。
【００１１】
一方，レーザアブレーションでは，一般的に，加工点を減圧させた状態（酸素が少ない状態）におき，加工点に向けてガスを供給しながら加工が行なわれる。これは，デブリが切削溝付近で固着するのを防ぐために行うものである。これにより，デブリを飛散し易くし，デブリを遠くに飛散させることによって空中でデブリを冷却し，被加工物の表面に固着させないようにする。
【００１２】
この場合にも，切削溝の両側には，極薄い酸化膜が形成される。しかし，酸化膜を除去するためにレーザクリーニングを行うと，酸化膜が薄いため，酸化膜を剥がすときに，デブリを一緒に剥がすことができないという問題があった。
【００１３】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，レーザ加工を行う前に，あらかじめ酸化膜を形成するための装置および工程を省略することができ，デブリを好適に除去することの可能な，新規かつ改良されたレーザ加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，被加工物の加工点に向けてレーザ光を照射し，加工点でアブレーション反応を起こさせることによって被加工物を切削し，加工点を移動させて被加工物に切削溝を形成するレーザ加工方法において，被加工物の加工点付近に，不活性ガスおよび酸素ガスを供給することによって，被加工物の表面に切削溝を形成しながら，被加工物のレーザ入射面側の表面上において切削溝の両側に酸化膜を形成して，レーザ加工により前記加工点から生じて飛散したデブリを付着させた後，酸化膜を被加工物の表面から除去することを特徴とする，レーザ加工方法が提供される。
【００１５】
かかるレーザ加工方法では，被加工物（例えば，半導体ウェハ）の加工点付近に不活性ガスおよび酸素ガスを供給しながら加工する。ここで，不活性ガスとは，半導体ウェハ等の被加工物のガス化を促進させる作用を有する安定したガスであり，例えば希ガス（ヘリウム，アルゴンなど）であるが，かかる例に限定されず，それ以外の反応性に乏しいガス（例えば，六フッ化硫黄：ＳＦ６）であってもよい。また，酸素ガスは，酸化膜の形成を促進させる作用を有する。そして，切削時に不活性ガスと酸素ガスとを混合したガスを供給しながら，被加工物の表面に切削溝を形成すると同時並行して，被加工物のレーザ入射面側の表面上において切削溝の両側に，帯状の酸化膜を形成する。この過程をナノ秒レベルで検証すると，レーザが被加工物の表面に照射されたときに表面爆発が起こり，衝撃波が発生した後に，酸化膜が形成されることになる。このため，衝撃波によって酸化膜が破壊されることがない。したがって，レーザ加工により発生して飛散したデブリが，被加工物の表面上に落下する前に，上記酸化膜が形成されるので，当該酸化膜上にデブリを付着させることができる。かかる方法により形成された酸化膜は，適度な厚さを有しており，レーザクリーニングにより容易に除去できる。よって，酸化膜上に付着したデブリも酸化膜と共に好適に同時に除去することができる。
【００１６】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被加工物の加工点に向けてレーザ光を照射し，加工点でアブレーション反応を起こさせることによって被加工物を切削し，加工点を移動させて被加工物に切削溝を形成するレーザ加工方法において，被加工物が大気中に置かれた状態で加工点付近に不活性ガスを供給することによって，被加工物の表面に切削溝を形成しながら，被加工物のレーザ入射面側の表面上において切削溝の両側に酸化膜を形成して，レーザ加工により前記加工点から生じて飛散したデブリを付着させた後，酸化膜を被加工物の表面から除去することを特徴とする，レーザ加工方法が提供される。
【００１７】
かかるレーザ加工方法は，被加工物を大気中に置いた状態で，加工点付近に不活性ガスを供給しながら切削する点で前述のレーザ加工方法と異なる。この場合も，不活性ガスは，被加工物のガス化を促進する作用を奏する。また，大気中に存在する酸素は，酸化膜の形成を促進する作用を奏する。したがって，被加工物をレーザアブレーションにより切削して，切削溝を形成するのと同時並行して，切削溝の両側に酸化膜を形成することができる。この過程をナノ秒レベルで検証すると，レーザが被加工物の表面に照射されたときに表面爆発が起こり，衝撃波が発生した後に酸化膜が形成されるため，衝撃波によって酸化膜が破壊されることがない。そして，この酸化膜上にデブリを付着させて，酸化膜の除去と同時に，酸化膜上に付着したデブリを好適に除去することができる。
【００１８】
さらに，上記のレーザ加工方法において，不活性ガスは，加工点に対して非対称の流れとなるように供給されるのが好ましい。レーザ加工により，被加工物である例えばシリコンがガス化することにより，蒸気が発生する。この蒸気が加工点付近に滞留すると，酸化膜の形成を妨げてしまう。そこで，不活性ガスを加工点に対して非対称の流れとなるように供給することで，酸化膜の形成の妨げとなる蒸気を加工点付近から除くことができる。非対称な流れを形成するには，例えば，レーザの進行方向に対して斜め方向からガスを供給してもよい。あるいは，加工点付近に発生したガスやデブリを吸引するノズルのノズル口に，例えばリンデン型のサイクロンの溝加工を施すことで，このノズル口から渦状にガス等を吸引し，加工点付近の気流を非対称にしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように，本発明によれば，被加工物の表面でレーザによる切削を行いながら，被加工物の切削溝の両側に酸化膜を形成し，この酸化膜上にデブリを付着させるので，酸化膜の除去と共にデブリを容易に除去できる。これにより，レーザ加工を行う前に，あらかじめ酸化膜を形成するための装置および工程を省略することができ，デブリを好適に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
（第１の実施形態）
まず，図１〜図５に基づいて，第１の実施形態にかかるレーザ加工方法について説明する。
【００２２】
図１は，本実施形態にかかるレーザ加工装置１の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように，レーザ加工装置１は，例えば，静止基台２と，この静止基台２に水平方向（矢印Ｘで示す方向。以下「Ｘ方向」という。）に移動可能に配設され，被加工物を保持するチャックテーブル機構３と，静止基台２に上記Ｘ方向と垂直な水平方向（矢印Ｙで示す方向。以下「Ｙ方向」という。）に移動可能に配設されたレーザ光照射ユニット支持機構４と，レーザ光照射ユニット支持機構４に対して鉛直方向（矢印Ｚで示す方向。以下「Ｚ方向」という。）に移動可能に配設されたレーザ光照射ユニット５と，撮像手段６と，ガス供給手段７と，吸引装置８と，から構成される。
【００２３】
チャックテーブル機構３は，例えば，静止基台２上にＸ方向に沿って略平行に配設された一対の案内レール３１，３１と，この案内レール３１，３１上にＸ方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と，第１の滑動ブロック３２上にＹ方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と，第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と，被加工物を保持するチャックテーブル３６と，を備える。
【００２４】
このチャックテーブル３６は，例えば，多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備している。そして，吸着チャック３６１上に載置された被加工物（例えば，半導体ウェハＷ）を真空吸引して保持することができる。また，チャックテーブル３６は，円筒部材３４内に配設されたパルスモータ（図示せず。）によって，水平方向に移動可能である。
【００２５】
ここで，第１の滑動ブロック３２は，その下面に一対の案内レール３１，３１と嵌合する一対の被案内溝３２１，３２１が設けられているとともに，その上面にＹ方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２，３２２が設けられている。かかる構成の第１の滑動ブロック３２は，被案内溝３２１，３２１が一対の案内レール３１，３１に嵌合することにより，一対の案内レール３１，３１に沿ってＸ方向に移動可能に構成される。
【００２６】
さらに，チャックテーブル機構３は，第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１，３１に沿ってＸ方向に移動されるための移動手段３７を具備する。この移動手段３７は，一対の案内レール３１，３１の間に平行に配設された雄ねじロッド３７１と，雄ねじロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を備えている。雄ねじロッド３７１は，その一端が静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており，その他端がパルスモータ３７２の出力軸に減速装置（図示せず。）を介して伝動連結されている。したがって，パルスモータ３７２によって雄ねじロッド３７１を正転および逆転駆動することにより，第１の滑動ブロック３２は案内レール３１，３１に沿ってＸ方向に移動させることができる。
【００２７】
上記第２の滑動ブロック３３は，その下面に第１の滑動ブロック３２を設けられた一対の案内レール３２２，３２２と嵌合する一対の被案内溝３１１，３１１が設けられている。この被案内溝３１１，３１１を一対の案内レール３２２，３２２に嵌合することにより，Ｙ方向に移動可能に構成される。第２の滑動ブロック３３をＹ方向に移動させるための移動手段３８は，上述した移動手段３７と同様に，雄ねじロッド３８１と，雄ねじロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を備えている。そして，パルスモータ３８２によって雄ねじロッド３８１を正転および逆転駆動することにより，第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２，３２２に沿ってＹ方向に移動させることができる。
【００２８】
次いで，レーザ光照射ユニット支持機構４は，静止基台２上に割り出し送り方向（Ｙ方向）にそって平行に配設された一対の案内レール４１，４１と，案内レール４１，４１上にＹ方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は，案内レール４１，４１上に移動可能に配設された可動支持部４２１と，移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなる。装着部４２２は，一側面にＺ方向に延びる一対の案内レール４２３，４２３が平行に設けられている。
【００２９】
このレーザ光照射ユニット支持機構４は，可動支持基台４２を一対の案内レール４１，４１に沿ってＹ方向に移動させるための移動手段４３を具備している。移動手段４３は，上述した移動手段３７と同様に，一対の案内レール４１，４１の間に平行に配設された雄ねじロッド４３１と，雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を備えている。そして，パルスモータ４３２によって雄ねじロッド４３１を正転および逆転駆動することにより，可動支持基台４２は，案内レール４１，４１に沿って，Ｙ方向に移動させることができる。
【００３０】
そして，レーザ光照射ユニット５は，ユニットホルダ５１と，ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザ光照射手段５２と，移動手段５３と，を含んで構成されている。
【００３１】
ユニットホルダ５１は，例えば，装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３，４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１，５１１が設けられている。この被案内溝５１１，５１１を案内レール４２３，４２３に嵌合することにより，Ｚ方向に移動可能に支持される。
【００３２】
レーザ光照射手段５２は，例えば，ユニットホルダ５１に固定され，略水平に延出する略円筒形状のケーシング５２１と，このケーシング５２１内に配設されたレーザ光発振装置５２２およびレーザ光変調装置５２３と，レーザ加工ヘッド１００とを備える。
【００３３】
ここで，レーザ光発振装置５２２は，例えば，ＹＡＧレーザ発振器などで構成されており，例えば，Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光を発振することができる。レーザ光発振手段５２２が発振したレーザ光は，レーザ光変調装置５２３を介してレーザ加工ヘッド１００に導かれる。また，レーザ光変調装置５２３は，例えば，繰り返し周波数設定部，レーザ光パルス幅設定部およびレーザ光波長設定部（いずれも図示せず。）などを備えており，レーザ光発振装置５２２が発振したレーザ光を変調することができる。そして，レーザ加工ヘッド１００は，例えば，レーザ光発振装置５２２およびレーザ光変調装置５２３から発振されたパルスレーザ光（以下，‘レーザ光’という。）を集光し，被加工物に向けて出射することができる。
【００３４】
移動手段５３は，ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３，４２３に沿ってＺ方向に移動させることができる。この移動手段５３は，上記各移動手段と同様に一対の案内レール４２３，４２３の間に配設された雄ねじロッド（図示せず。）と，雄ねじロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでいる。そして，パルスモータ５３２によって雄ねじロッド（図示せず。）を正転および逆転駆動することにより，ユニットホルダ５１およびレーザビーム照射手段５２を案内レール４２３，４２３に沿ってＺ方向に移動せしめる。
【００３５】
また，撮像手段６は，例えば，レーザ光照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部に配設されている。この撮像手段６は，可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に，被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と，この赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕える光学系と，この光学系によって捕えられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）と（いずれも図示せず。）を含んで構成される。この撮像手段６によって撮像された画像信号は，例えば，制御手段（図示せず。）に出力され，モニタ上に表示処理等される。
【００３６】
そして，ガス供給手段７は，例えば，不活性ガスを収容する不活性ガスボンベ装置７１と，酸素ガスを収容する酸素ガスボンベ装置７２と，ボンベ装置内のガスを所定の供給圧力で送出する送出装置（図示せず。）とを備える。本実施形態では，不活性ガスボンベ装置７１から供給される不活性ガスと，酸素ガスボンベ装置７２から供給される酸素ガスとを混合させた混合ガスを，供給管７３を介して，レーザ加工ヘッド１００に対して供給する。この混合ガスは，レーザ光照射によるアブレーション反応を高めて，シリコン等からなる被加工物のガス化を促進する作用，および酸化膜の形成を促進する作用を奏する。
【００３７】
また，吸引装置８は，例えば，所定の吸引圧力で吸引可能な真空ポンプ等を含んで構成されており，レーザ加工ヘッド１００と排出管８２を介して連通されている。この吸引装置８は，例えば，レーザ加工ヘッド１００から，排出管８２を介してガス等を吸引して排出することができる。このガスの排出流量は，例えば，３５Ｌ／ｍｉｎであり，蒸気ガスの供給流量の例えば１０倍以上に設定することが望ましい。
【００３８】
次に，図２に基づいて，本実施形態にかかるレーザ加工ヘッド１００の構成について詳細に説明する。なお，図２は，本実施形態にかかるレーザ加工ヘッド１００の構成を示す断面図である。
【００３９】
図２に示すように，レーザ加工ヘッド１００は，被加工物１０の直上に接近して設けられ，被加工物１０に対してレーザ光を照射するヘッド部分である。このレーザ加工ヘッド１００は，レーザ光出射部１１０と，ノズル１２０と，ガード部材１３０とを含んで構成される。
【００４０】
レーザ光出射部１１０は，例えば，鏡筒１１２と，集光レンズ１１４と，保護ガラス１１６とから構成される。鏡筒１１２は，例えば，略円筒形状のハウジングである。この鏡筒１１２の内部には，集光レンズ１１４および保護ガラス１１６が配設される。集光レンズ１１４は，レーザ光を集光する対物レンズである。また，保護ガラス１１６は，この集光レンズ１１４の被加工物１０側に設けられ，レーザ加工により発生したデブリ等から集光レンズ１１４を保護することができる。かかるレーザ光出射部１１０には，レーザ光発振装置５２２が発振したレーザ光が入射され，レーザ光出射部１１０は，このように入射されたレーザ光を，集光レンズ１１４で集光して，被加工物１０に向けて出射する。このようにしてレーザ光出射部１１０が出射したレーザ光は，ノズル１２０の内部空間である隙間１５２およびノズル口１２５を通過して，被加工物１０にスポット的に照射される。
【００４１】
次いで，ノズル１２０は，レーザ光出射部１１０の被加工物１０側に装着される部材であり，例えば，レーザ光出射部１１０を被覆して保護する機能と，加工点付近の外部雰囲気（ガスを含む。）を不要物とともに吸引して排出する機能とを有する。かかるノズル１２０は，例えば，レーザ光出射部１１０を取り囲むようにして配される胴体部１２２と，胴体部１２２とレーザ光出射部１１０とを連結する連結部１２４と，胴体部１２２と一体形成され被加工物１０側に位置するテーパ部１２６とから構成される。
【００４２】
ここで，胴体部１２２は，例えば，略円筒形状を有しており，レーザ光出射部１１０の鏡筒１１２の被加工物１０側の大半を取り囲むようにして設けられる。胴体部１２２の内周面と，鏡筒１１２の外周面との間には，隙間１５０が生じる。この隙間１５０は，ノズル口１２５から吸い込んだ不要物等の排出路として機能する。また，かかる胴体部１２２の一側には，所定径の排出口１２８が形成されている。この排出口１２８は，排出管８２を介して吸引装置８と連通されており，吸引装置８による真空吸引を行うことで，排出口１２８からノズル１２０内部の雰囲気および不要物等を外部に排出することができる。
【００４３】
また，連結部１２４は，例えば，胴体部１２２と鏡筒１１２を連結するＯリング部材である。連結部１２４を介して胴体部１２２を鏡筒１１２に装着することにより，胴体部１２２の内周面と鏡筒１１２の外周面との間に，隙間１５０を形成することができる。なお，この連結部１２４は，例えば，胴体部１２２と一体形成されてもよいし，別体に形成されてもよい。
【００４４】
そして，テーパ部１２６は，例えば，ノズル１２０の先端側（被加工物１０側）に設けられた，略テーパ形状を有する筒状部分である。テーパ部１２６の内部には，鏡筒１１２との間に所定の隙間１５２があり，この隙間１５２も不要物等の排出路として機能する。このテーパ部１２６の先端部には，例えば，略中央に，略円形状の孔のノズル口１２５が形成されている。かかるノズル口１２５は，例えば，レーザ光出射部１１０が出射したレーザ光が被加工物１０方向に向けて通過する一方，吸引された加工点付近の外部雰囲気および不要物等が，被加工物１０側からノズル１２０内部に向けて通過する。なお，ノズル口１２５の先端面１２７側には，例えば図３に示すようなリンデン型のサイクロン溝加工が施されている。
【００４５】
また，ガード部材１３０は，略円筒形状を有する部材（外側ノズル）であり，内部に供給されたガスが放散しないようにガードして，ガスを加工点付近に滞留させる機能を有する。このガード部材１３０は，例えば，ノズル１２０の外周面を取り囲むようにして着脱可能に装着される。
【００４６】
このようなレーザ加工ヘッド１００は，被加工物１０に接近させて配置することもできる。これにより，ガード部材１３０の内周面と，テーパ部１２６の外周面と，被加工物１０の加工面とによって囲まれる空間が形成され，この形成された空間をガス充満用空間１５４とすることができる。
【００４７】
また，ガード部材１３０の一側には，ガス供給口１３８が形成されている。このガス供給口１３８は，供給管７３を介して，不活性ガスボンベ装置７１および酸素ガスボンベ装置７２と連結されている。このような構成により，不活性ガスボンベ装置７１および酸素ガスボンベ装置７２から送られてきた混合ガスを，ガス充満用空間１５４に供給することができる。供給された混合ガスは，ガード部材１３０にガードされて外部に放散できないため，ガス充満用空間１５４に充満する。こうして，ガス充満用空間１５４内を，レーザ加工に好適なガス雰囲気とすることができる。
【００４８】
一方，ガード部材１３０の端面１３４と被加工物１０との間に，ガス溜り部１３２が形成されている。このガス溜り部１３２は，例えば，ガード部材１３０の端面の中央部分を陥没形成した，断面が略コの字型の溝である。ガス溜り部１３２を設けることにより，ガス溜り部１３２内にガスを滞留させて，ガード部材１３０の外部に漏れないようにすることができる。
【００４９】
さらに，ガード部材１３０の端面の被加工物１０との間の距離について，ガス溜り部１３２の内側と外側との間で高低差をつけることもできる。例えば，外側の端面１３４と被加工物１０との間に形成された隙間１５６は，内側の端面１３６と被加工物１０との間に形成された隙間１５８よりも狭くなるようにする。これにより，ガスに作用する気圧は，広い内側の隙間１５８内を通過するときよりも，狭い外側の隙間１５６内を通過するときの方が大きくなる。したがって，ガスが外側の隙間１５６からガード部材１３０の外側に漏れるのを防止できる。
【００５０】
以上のように，ガス溜り部１３２と，端面レベルの高低差によって，ガスをガード部材１３０内に閉じ込めて，ガス充満用空間１５４内のガスの密度を高めることができる。また，ガード部材１３０の外側からガス充満用空間部１５４に外気が入り込むのを防止することもできる。
【００５１】
ここで，かかる構成のレーザ加工ヘッド１００における混合ガスの流れ（図２の太い矢印）の概略を説明する。まず，ガス供給手段７から送られてきた混合ガスは，ガス供給口１３８を通って，ガス充満用空間部１５４に流れ込む。次いで，送られてきた混合ガスは，吸引装置８の吸引力によって，ガス充満用空間１５４のガード部材１３０周辺から，中心部である加工点付近に向かって集まる。その後，加工点の直上に近接して配置されたノズル口１２５を通ってノズル１２０内に吸引される。さらに，混合ガスは，ノズル１２０内の隙間１５２および隙間１５０を通って上方に向かって流れ，略最上部に位置する排出口１２８から排出されて吸引装置８に至る。このように，加工点付近に向けて外周側から集めるようにして混合ガスを供給できるため，この混合ガスの流れによって，レーザ加工によって発生したデブリおよびガスを好適に吸引することができる。
【００５２】
以上，本実施形態にかかるレーザ加工装置１について説明した。本実施形態にかかるレーザ加工方法は，上記レーザ加工装置１を用いて，被加工物の表面に切削溝を形成しながら，被加工物のレーザ入射面側の表面１０ａ（以下，「表面１０ａ」という。）上において，切削溝の両側に酸化膜を形成して，酸化膜上にデブリを付着させるものである。以下に，本実施形態にかかるレーザ加工方法について詳細に説明する。
【００５３】
まず，図４および図５に基づいて，表面１０ａ上に酸化膜９１を形成するタイミングについて説明する。ここで，図３は，被加工物１０切削後における被加工物１０の状態を表している。また，図４は，被加工物１０の切削により発生したデブリを除去する手順を表している。
【００５４】
レーザアブレーションのメカニズムは，まずレーザ光が表面１０ａに集中して照射されたときに，表面１０ａにおいて表面爆発が起こり，衝撃波が発生する。本願発明では，この衝撃波が発生した後に，酸化膜９１を形成するので，衝撃波によって酸化膜９１が破壊されることがない。
【００５５】
次いで，例えば被加工物１０がシリコン（Ｓｉ）から形成されている場合，シリコンがガス化して蒸気が発生する。この現象は，シリコン以外の物質でも，酸化する金属物質であれば同様に起こる。そして，シリコンのガス化と同時並行して，表面１０ａ上には，加工熱によって切削溝９０の両側に帯状の酸化膜９１が形成される。
【００５６】
さらに，加工点付近において熱で溶融したシリコンが，直径１μｍ以下の小さいデブリ９２１となって飛散する。小さいデブリ９２１は，軽量であるため飛散しやすく，小さいデブリ９２１のほとんどは，加工点から酸化膜９１より離れた被加工物１０上に落下する。また，その滞空時間が長いため，小さいデブリ９２１は飛散時に冷却され，その後，落下する。
【００５７】
小さいデブリ９２１が飛散した後，続いて，直径１μｍ以上の大きいデブリ９２３が噴出する。大きいデブリ９２３は，その自重により切削溝９０付近に落下する。このとき，切削溝９０の両側の表面上には酸化膜９１が形成されているので，図４に示すように，大きいデブリ９２３の大半は酸化膜９１上に落下する。
【００５８】
また，上記過程を時間で説明すると，例えば，レーザ光が被加工物１０であるシリコンの表面１０ａに照射されてから，シリコンがガス化するまでの時間は，約３０ｎｓ（ナノ秒）である。そして，大きなデブリ９２３が噴出するまでの時間は，数十μｓ（マイクロ秒）である。このように，ほんのわずかな時間内において，これらの一連の過程は行なわれている。
【００５９】
このように形成された酸化膜を，例えばレーザクリーニングにより除去する。この酸化膜９１を剥がすと同時に，酸化膜９１上のデブリ９２３を除去する。具体的には，被加工物１０の切削後の状態は，図５（ａ）に示すように，デブリ９２３は酸化膜９１上に付着している。ここで，レーザ加工装置１のレーザ光のスポット径を，形成された酸化膜９１の幅にあわせて広げる。そして，被加工物１０に対して，アブレーション反応を起こさない程度のレーザ出力でレーザ光を照射する。これにより，酸化膜９１の下側表面（被加工物１０側）が励起され，酸化膜９１は容易に剥がすことができるようになる。
【００６０】
次いで，被加工物１０から酸化膜９１を剥がすと，図５（ｂ）のように，酸化膜９１上にあるデブリ９２３も同時に除去される。また，酸化膜９１上に落下しなかった小さいデブリ９２１は，飛散途中で冷却された後に被加工物１０上に落下するため，被加工物１０に固着せず，容易に取り除くことができる。
【００６１】
したがって，切削加工と同時に酸化膜９１を形成し，酸化膜９１上にデブリ９２３を付着させることによって，図５（ｃ）のように，デブリ９２３を好適に除去することができる。
【００６２】
ここで，従来の技術では，ほとんどの場合，加工点付近に酸素が存在すると，レーザ加工時に発生する熱により酸化した膜が表面１０ａ上に固着してしまい，後で酸化膜を除去する手間がかかる。このため，加工点には酸素を供給しないようにすることが多い。これとは反対に，本願発明では，表面１０ａ上に積極的に酸化膜９１を形成するために，加工点に酸素ガスを供給しながら，加工点付近において酸素濃度の高い雰囲気を形成するのがよい。このようにして，酸化膜９１の成膜率を向上することができ，十分な強度を有する酸化膜９１が形成できる。ここで，酸素ガスの供給は，不活性ガスを供給すると同時に行っても問題ない。
【００６３】
なお，レーザ光を照射して，被加工物の切削と酸化膜の形成とを同時に行うという点では，例えば，特開２０００−０１５８３１号公報に開示される先行技術がある。特開２０００−０１５８３１号公報には，レーザ光によって被加工物を切断すると同時に，切断面に酸化膜を形成することが記載されている。
【００６４】
しかし，特開２０００−０１５８３１号公報に開示される先行技術は，基板間の絶縁性を保つために，酸化膜を絶縁膜として使用するものである。これに対して，この本願発明にかかる方法は，デブリを被加工物の表面上から除去するために，被加工物の表面上に酸化膜を形成するものである。したがって，本願発明と特開２０００−０１５８３１号公報に開示された発明とは技術的思想が全く異なるものである。
【００６５】
ところで，被加工物１０の切削時に，被加工物１０を形成するシリコンがガス化することによって蒸気が発生する。この蒸気が加工点付近に長く滞留していると，蒸気が妨げとなって酸化膜９１が形成できないという問題が生じる。
【００６６】
このような問題を回避するために，不活性ガスを加工点付近で乱流になるように供給し，加工点付近で発生した蒸気を霧散し易くする。こうして加工点付近にある蒸気を移動させて，加工点付近の蒸気が少なくなれば，酸化膜９１が形成され易くなる。その結果，酸化膜９１の成膜率を向上することができる。ここで，不活性ガスを加工点付近で乱流状態にするには，不活性ガスを供給するときに，加工点に対して非対称のガスの流れになるようにすればよい。
【００６７】
ここで，「非対称な流れ」とは，レーザの進行方向に対して加工点の部分の流れが非対称となっていることをいい，例えば，レーザの進行方向に対して斜め方向の角度からガスを供給することにより実現することができる。あるいは，加工点付近に発生したガスやデブリを吸引するノズルのノズル口に，例えば図３に示すような，リンデン型のサイクロンの溝加工を施すことで，このノズル口から渦状にガス等を吸引し，加工点付近の気流を非対称にしてもよい。なお，不活性ガスを供給するときに，加工点に対して非対称のガスの流れにすることによって，発生したシリコンガスの蒸気が滞留せずに霧散していくことは，本願発明者の実験によって検証されている。
【００６８】
以上，第１の実施形態にかかるレーザ加工方法についてについて説明した。第１の実施形態にかかるレーザ加工方法では，不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスを供給しながら切削するのと同時並行して，酸化膜を形成する。また，混合ガスの供給は，加工点に対して非対称となる流れとなるように行われるため，酸化膜の形成を妨げるレーザ加工時に発生するガスを霧散させることができる。これにより，十分な強度を有する酸化膜が形成されるため，酸化膜を除去する際，酸化膜上に落下したデブリも同時に除去することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
次に，図６および図７に基づいて，第２の実施形態にかかるレーザ加工方法について説明する。ここで，図６は，本実施形態にかかるレーザ加工装置の全体構成を示す斜視図である。また，図７は，本実施形態にかかるレーザ加工ヘッドの構成を示す断面図である。なお，第２の実施形態にかかるレーザ加工装置１は，上記第１の実施形態にかかるレーザ加工装置１と比して，ガス供給手段７およびレーザ加工ヘッド１００の構成が異なる点で相違するのみであり，その他の機能構成は，上記第１の実施形態の場合と略同一であるので，その説明は省略する。
【００７０】
本実施形態にかかるレーザ加工装置１は，ガス供給手段７として不活性ガスボンベ装置７１のみが備えられている。したがって，切削時に酸素ガスは供給せず，不活性ガスのみが供給される。また，レーザ加工ヘッド１００のノズル１２０は，上記ガード部材１３０に覆われていない。すなわち，被加工物１０は，大気中に置かれた状態で切削加工される。また，被加工物１０が大気中に置かれているため，不活性ガスボンベ装置７１から加工点に向けて不活性ガスを供給する供給管７３の吹き出し口も，ガード部材１３０に覆われておらず，大気中にある状態となっている。
【００７１】
このようなレーザ加工装置１を用いた本実施形態にかかるレーザ加工方法について，以下に説明する。
【００７２】
本実施形態にかかるレーザ加工方法も，第１の実施形態にかかるレーザ加工方法と同様に，まず，例えばシリコン製の被加工物１０に対して，レーザ光を表面１０ａに集中して照射する。すると，表面１０ａにおいて表面爆発が起こり，シリコンがガス化して蒸気が発生する。このシリコンのガス化と同時並行して，切削溝９０の両側に帯状の酸化膜９１が形成される。
【００７３】
次いで，加工点付近において熱で溶融したシリコンが，直径１μｍ以下の小さいデブリ９２１となって飛散し，切削溝９０から離れて落下する。その後，直径１μｍ以上の大きいデブリ９２３が飛散する。大きいデブリ９２３は，その自重により切削溝９０付近に落下する。このとき，第１の実施形態と同様，切削溝９０の両側の表面上には酸化膜９１が形成されているので，大きいデブリ９２３のほとんどは酸化膜９１上に落下する。
【００７４】
このように形成された酸化膜を，例えばレーザクリーニングにより除去する。この酸化膜９１を剥がすと同時に，酸化膜９１上のデブリ９２３を除去する。レーザクリーニングは，レーザ加工装置１のレーザ光のスポット径を，形成された酸化膜９１の幅にあわせて広げて，被加工物１０に対して，アブレーション反応を起こさない程度のレーザ出力でレーザ光を照射して行われる。これにより，酸化膜９１の下側表面（被加工物１０側）が励起され，酸化膜９１は容易に剥がすことができるようになる。
【００７５】
その後，被加工物１０から酸化膜９１を剥がすと，酸化膜９１上にあるデブリ９２３も同時に除去される。また，酸化膜９１上に落下しなかった小さいデブリ９２１は，飛散途中で冷却された後に被加工物１０上に落下するため，被加工物１０に固着せず，容易に取り除くことができる。
【００７６】
ここで，第１の実施形態にかかるレーザ加工方法では，表面１０ａ上に酸化膜９１を形成するために，加工点に酸素ガスを供給して，加工点付近に酸素濃度の高い雰囲気を形成する。また，被加工物１０のガス化を促進するために，例えばＳＦ６などの不活性ガスを供給しながら，レーザ光を照射する。すなわち，第１の実施形態にかかるレーザ加工装置１では，不活性ガスボンベ装置７１と酸素ガスボンベ装置７２とにより，不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスを供給する。上述したように，第１の実施形態は，不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスを充満させた雰囲気において切削するレーザ加工方法である。そのため，好適な雰囲気を作るために，レーザ加工ヘッド１００にはガード部材１３０が備えられ，混合ガスが外部に放散しないような構造となっている。
【００７７】
一方，本実施形態にかかるレーザ加工方法では，酸素ガスは供給せず，被加工物１０を大気中におくことによって，十分な強度を有する酸化膜９１を形成するのに必要な酸素を得る。さらに，不活性ガスを供給しながらレーザ光を照射することにより，被加工物１０のガス化を促進させる。このため，本実施形態にかかるレーザ加工装置１は，上述したように，不活性ガスボンベ装置７１のみを備え，被加工物１０は大気中に置かれた状態となるように構成されている。
【００７８】
また，被加工物１０がガス化する際に発生する蒸気を霧散させるために，第１の実施形態と同様に，不活性ガスを加工点に対して非対称の流れとなるように供給するのがよい。これにより，酸化膜の形成を妨げる蒸気が加工点付近に滞留するのを防止でき，酸化膜の成膜率を向上できる。
【００７９】
以上，第２の実施形態について説明した。第２の実施形態にかかるレーザ加工方法では，被加工物が大気中に置かれた状態で，不活性ガスのみを供給しながら切削するのと同時並行して，酸化膜を形成する。また，不活性ガスの供給は，加工点に対して非対称となる流れとなるように行われるため，酸化膜の形成を妨げるレーザ加工時に発生するガスを霧散させることができる。これにより，十分な強度を有する酸化膜が形成されるため，酸化膜を除去する際，酸化膜上に落下したデブリも同時に除去することができる。
【００８０】
（実験）
次に，上記第１および第２の実施形態にかかるレーザ加工方法について，レーザ加工後，レーザクリーニングによりデブリが好適に除去されることを確認するために，実験１および実験２を行った。以下に，実験１および実験２について説明する。
【００８１】
（実験１：不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスを供給しながら被加工物を切削した場合）
実験１では，第１の実施形態にかかるレーザ加工方法について検証した。図１に示すレーザ加工装置１を用いて，半導体ウェハ１０の加工点に対して不活性ガスである六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスと酸素（Ｏ２）ガスとを混合したガスを加工点に供給しながら，被加工物１０を切削した。ここで，不活性ガスとして六フッ化硫黄（ＳＦ６）を使用したのは，他の不活性ガスに比べて切削面に対するエッチング効果があり，切削効率の観点からも好適なためである。また，比較のため，六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスのみを加工点に供給した場合についても同様の実験を行った。
【００８２】
本実験では，波長３５５ｎｍ，アベレージパワー３Ｗ，パルス周波数１０ｋＨｚ，パルス幅３０ｎｓ，スポット径１０μｍのレーザ光を使用した。レーザ光の照射と同時に，外側ノズルのガス供給装置を介して，ガス供給口１３８から六フッ化硫黄（ＳＦ６）と酸素（Ｏ２）ガスとを５：１の比率で混合した混合ガスを供給した。このときのガス供給口１３８からのガス供給圧力は，１．０Ｌ／ｍｉｎであった。また，内側ノズルでは，デブリの再付着を防止するため，吸引装置８によって排出口１２８からガスやデブリ９２１，９２３を吸引する。排出口１２８の吸引圧力は，ガス供給圧力の１０倍以上に設定するのが望ましく，例えば，３５Ｌ／ｍｉｎとすることができる。なお，この吸引は，ノズル１２０のノズル口１２５に，例えば図５に示すようなリンデン型のサイクロンの溝加工をして，加工点に近接して行われる。このため，供給される混合ガスの流れは加工点付近で非対称の流れとなり，乱流状態となる。また，レーザの送り速度は，６０ｍｍ／ｓとした。
【００８３】
上記の条件下において，半導体ウェハ１０をレーザ切削装置１で切削すると，半導体ウェハ１０における切削溝９０の表面の両側に，酸化膜９１を積極的に形成することができる。これにより，０．２μｍ程度の厚さを有する酸化膜９１が形成され，その上にデブリ９２３が堆積する。
【００８４】
レーザ加工後，この酸化膜９１をレーザクリーニングにより除去する。レーザ光のスポット径を酸化膜９１の幅に合わせて広げる。そして，アブレーション反応を起こさない波長で，レーザ光のみを照射させる。このとき，ガスの供給は行わない。本実験では，レーザクリーニングを行う条件を，レーザ光の波長３５５ｎｍ，アベレージパワー１Ｗ，パルス周波数１０ｋＨｚ，パルス幅３０ｎｓ，スポット径５０μｍ，レーザの送り速度６０ｍｍ／ｓと設定した。
【００８５】
レーザクリーニングを行った後，切削溝９０付近におけるデブリ９２３の付着の有無を確認した。その結果，半導体ウェハ１０の切削溝９０の表面近傍にはデブリ９２３は付着していなかった。
【００８６】
一方，他の切削条件は同じにして，六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスのみを，ガス供給口１３８からガス供給圧力１．０Ｌ／ｍｉｎで供給した。そして，レーザ加工装置１でレーザ加工を行うと，極薄い酸化膜９１が形成され，酸化膜９１とデブリ９２３とが一体的に形成されていた。その後，上記と同様にレーザクリーニングを行い，半導体ウェハ１０の切削溝９０付近におけるデブリ９２３の付着の有無を確認した。その結果，半導体ウェハ１０の切削溝９０の表面近傍に，デブリ９２３が付着していた。
【００８７】
このように，六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスのみを供給してレーザ加工を行った場合に，半導体ウェハ１０の表面にデブリ９２３が付着した原因として，形成された酸化膜９１が薄いことが考えられる。このとき，デブリ９２３は酸化膜９１上に載っているのではなく，半導体ウェハ１０の表面に直接的にデブリ９２３が付着していると考えられる。また，デブリ９２３が酸化膜９１上に載っていたとしても，酸化膜９１の強度が十分でないために，酸化膜９１を剥がしてもデブリ９２３まで除去できなかったものと考えられる。
【００８８】
以上，実験１では，半導体ウェハ１０の加工点付近に，不活性ガスと酸素ガスとを供給しながら切削した。これにより，不活性ガスの作用によって，半導体ウェハ１０のガス化が促進される。また，酸素ガスの作用によって，酸化膜の形成が促進され，酸化膜９１を剥がしたときに，付着したデブリが一緒に剥がれる強度を持った，十分な厚さを有する酸化膜９１を形成することができる。また，ガスやデブリ９２１，９２３を吸引するノズル１２０のノズル口１２５に，例えばリンデン型のサイクロンの溝加工をして吸引することにより，ガスの流れを非対称にすることができ，半導体ウェハ１０の加工点付近にある半導体ウェハ１０のガス化によって発生した蒸気を霧散できる。よって，酸化膜９１の成膜率をより向上することができる。
【００８９】
（実験２：大気中において不活性ガスのみを供給しながら被加工物を切削した場合）
実験２では，第２の実施形態にかかるレーザ加工方法について検証した。本実験では，図６に示すレーザ加工装置１を用いて，半導体ウェハ１０の切削を行った。レーザ加工装置１では，不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスを供給したのに対し，本実験で使用するレーザ加工装置１では，半導体ウェハ１０を大気中に置いた状態で，不活性ガスのみを供給した。
【００９０】
本実験では，実験条件を実験１と同様に設定して，図７に示すように，半導体ウェハ１０を大気中に置いた状態で，不活性ガスである六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスのみを供給してレーザ加工を行った。ここで，ガス供給口１３８から供給される六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスのガス供給圧力は，１．０Ｌ／ｍｉｎとした。また，内側ノズルでは，デブリの再付着を防止するため，吸引装置８によって排出口１２８からガスやデブリ９２１，９２３を吸引する。この吸引は，実験１と同様に，ノズル１２０のノズル口１２５に，例えばリンデン型のサイクロンの溝加工することにより，供給される混合ガスの流れが加工点付近で非対称の流れとなる。
【００９１】
そして，半導体ウェハ１０に対してレーザ加工を行うと，切削溝９０の両側に帯状の酸化膜９１が形成されていた。その後，実験１と同様に，半導体ウェハ１０のレーザクリーニングを行い，切削溝９０付近におけるデブリ９２３の付着の有無を確認した。その結果，半導体ウェハ１０の切削溝９０の表面近傍にデブリ９２３は付着していなかった。
【００９２】
一方，比較実験として，半導体ウェハ１０を減圧下，すなわち大気中の酸素濃度が低い雰囲気においた状態で，他の条件を同一に設定して実験を行った。そして，上記と同様に，半導体ウェハ１０のレーザ加工が終了した後，レーザクリーニングを行い，切削溝９０付近におけるデブリ９２３の付着の有無を確認した。その結果，半導体ウェハ１０の切削溝９０の表面近傍にデブリ９２３が付着していた。
【００９３】
半導体ウェハ１０を減圧下においてレーザ加工を行った場合に，半導体ウェハ１０の切削溝９０の表面近傍にデブリ９２３が付着していた原因として，実験１と同じく，形成された酸化膜９１が薄いためと考えられる。つまり，大気中においてレーザ加工を行う場合と比べて，加工点のある雰囲気の酸素濃度が低いため，十分な強度を有する酸化膜９１を形成するに至らない。したがって，半導体ウェハ１０の表面に直接的にデブリ９２３が付着してしまっていたり，酸化膜９１を剥がしてもデブリ９２３まで除去できなかったものと考えられる。
【００９４】
以上，実験２では，被加工物１０を大気中に置いた状態で，不活性ガスのみを供給しながら切削した。この場合も，実験１と同等の効果が確認され，加工点が大気中にある状態でレーザ加工を行うことにより，レーザ加工時に十分な強度を有する酸化膜９１が形成された。また，不活性ガスの作用により，半導体ウェハ１０のガス化が促進される。さらに，ガスやデブリ９２１，９２３を吸引するノズル１２０のノズル口１２５に，例えばリンデン型のサイクロンの溝加工をして吸引することにより，ガスの流れを非対称にすることができ，半導体ウェハ１０のガス化によって発生した蒸気を霧散できる。よって，酸化膜９１の成膜率をより向上することができる。したがって，第２の実施形態にかかるレーザ加工方法を行った後，レーザクリーニングを行うと，切削溝９０付近のデブリ９２３を好適に除去することができた。
【００９５】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９６】
例えば，上記実施形態では，レーザとして，ＹＡＧレーザとしたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，Ｈｅ−Ｎｅレーザ，ＣＯ２レーザ（横型励起大気圧ＣＯ２レーザ等），半導体レーザ，エキシマレーザ，イオンレーザなどを用いてもよい。
【００９７】
また，上記実施形態では，不活性ガスとして，アブレーション反応を促進させるために六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスを使用したが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，冷却効果や流体制御が行い易くするために，アルゴン（Ａｒ）ガスを用いることもできる。また，気体として軽く，デブリが浮き易い状態にするために，ヘリウム（Ｈｅ）ガスを使用することもできる。さらに，これら特性の異なるガスを混合して使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は，レーザ光を照射することにより被加工物を切削するレーザ加工方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるレーザ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるレーザ加工ヘッドの構成を示す断面図である。
【図３】内側ノズルを下から見た図である。
【図４】レーザ加工による被加工物切削後の被加工物の表面状態を表した図である。
【図５】レーザ加工による被加工物切削後の被加工物に対して，レーザクリーニングの過程を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるレーザ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態にかかるレーザ加工ヘッドの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１              レーザ加工装置
７              ガス供給手段
８              吸引装置
１０            被加工物（半導体ウェハ）
７１            不活性ガスボンベ装置
７２            酸素ガスボンベ装置
７３            供給管
９０            切削溝
９１            酸化膜
１００          レーザ加工ヘッド
１１０          レーザ光出射部
１１２          鏡筒
１１４          集光レンズ
１２０          ノズル
１２２          胴体部
１２４          連結部
１２５          ノズル口
１２６          テーパ部
１２７          先端面
１２８          排出口
１３０          ガード部材
１３２          ガス溜り部
１３４          ガード部材の端面
１３８          ガス供給口
１５４          ガス充満用空間
９２１，９２３  デブリ
【図１】
2006198664.tif 000003
【図２】
2006198664.tif 000004
【図３】
2006198664.tif 000005
【図４】
2006198664.tif 000006
【図５】
2006198664.tif 000007
【図６】
2006198664.tif 000008
【図７】
2006198664.tif 000009