(57)【要約】【課題】加工部周辺に汚れやダメージの発生を抑制した、液体中での超短パルスレーザによるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供する。【解決手段】被加工物８を加工ハウジング１１内の水１３の中に配置し、超短パルスレーザ発生器２から発生されたレーザ光３のフルエンスが、被加工物８の面８ａで水１３の発光閾値の２倍以下、または発光閾値以下となるようにパワー減衰器４、マスク６及び集光レンズ７によって調整し、フルエンスが調整された超短パルスのレーザ光３を被加工物８に照射して被加工物８の加工を行う。【選択図】図１
2009066657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の少なくとも加工側の面に、超短パルスのレーザ光が照射されることで発光する液体が存在する状態で、超短パルスのレーザ光を前記液体を介して前記加工側の面に照射して前記被加工物の加工を行うものであって、
前記超短パルスのレーザ光による加工が、実質的に前記液体の発光によるものではなく、前記液体を透過したレーザ光によるものとなる程度の強度で前記レーザ光を照射するレーザ加工方法。
【請求項２】
被加工物の少なくとも加工側の面に液体が存在するように前記被加工物を配置し、
前記被加工物への照射時のフルエンスが前記液体の発光閾値以下になるように集光した超短パルスのレーザ光を、前記液体を介して前記被加工物の前記加工側の面に照射して前記被加工物の加工を行うレーザ加工方法。
【請求項３】
前記超短パルスのレーザ光は、フェムト秒レーザ光である請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記液体は、水である請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
被加工物の少なくとも加工側の面に液体が存在するように前記被加工物を保持する保持手段と、
集光部を有し、該集光部によって前記被加工物への照射時のフルエンスが前記液体の発光閾値の２倍以下になるように集光された超短パルスのレーザ光を、前記液体を介して前記被加工物の前記加工側の面に照射する照射手段と、
前記照射手段に対して前記保持手段を相対的に移動させる移動手段とを備えたレーザ加工装置。
【請求項６】
被加工物の少なくとも加工側の面に液体が存在するように前記被加工物を保持する保持手段と、
集光部を有し、該集光部によって前記被加工物への照射時のフルエンスが前記液体の発光閾値以下になるように集光された超短パルスのレーザ光を、前記液体を介して前記被加工物の前記加工側の面に照射する照射手段と、
前記照射手段に対して前記保持手段を相対的に移動させる移動手段とを備えたレーザ加工装置。
【請求項７】
前記液体が水であり、前記超短パルスのレーザ光はフェムト秒レーザである請求項５又は６に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記被加工物を所定の電位に帯電させる帯電手段を、さらに備えた請求項５に記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
前記被加工物の前記加工側の面に対向するように前記液体中に配置された対向電極と、
前記被加工物および前記対向電極に互いに異なる極性の電位を帯電させる帯電手段とをさらに備えた請求項５に記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記液体は、電解質を含む水である請求項８又は９に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工方法及びレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、実質的に被加工物に熱影響を与えない加工として、超短パルスレーザ加工が注目を集めている。超短パルスレーザ加工は、パルス幅が１０ｐｓ以下と短い代わりに、１パルス当たりのピークパワーを非常に大きくすることによって、物質を加工するものであり、アブレーション加工と呼ばれている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、レーザ加工を水中で行うレーザ加工技術がある（例えば、特許文献２）。このレーザ加工技術によれば、水中で行うことによって、レーザ加工によって発生する飛沫物が被加工物に付着するのを防いだり、また被加工物に毒性がある場合は、毒性のある材料が飛沫するのを防いだりすることができる。
【特許文献１】特表２００５−５３３６５８号公報
【特許文献２】特開平０６−２６９９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、加工部周辺に汚れやダメージの発生を抑制した、液体中での超短パルスレーザによるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下のレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供する。
【０００６】
［１］被加工物の少なくとも加工側の面に、超短パルスのレーザ光が照射されることで発光する液体が存在する状態で、超短パルスのレーザ光を前記液体を介して前記面に照射して前記被加工物の加工を行うものであって、前記超短パルスのレーザ光による加工が、実質的に前記液体の発光によるものではなく、前記液体を透過したレーザ光によるものとなる程度の強度で前記レーザ光を照射するレーザ加工方法。
【０００７】
［２］被加工物の少なくとも加工側の面に液体が存在するように前記被加工物を配置し、前記被加工物への照射時のフルエンスが前記液体の発光閾値以下になるように集光した超短パルスのレーザ光を、前記液体を介して前記被加工物の前記加工側の面に照射して前記被加工物の加工を行うレーザ加工方法。
【０００８】
［３］前記超短パルスのレーザ光は、フェムト秒レーザ光である前記［１］又は［２］に記載のレーザ加工方法。
【０００９】
［４］前記液体は、水である前記［１］又は［２］に記載のレーザ加工方法。
【００１０】
［５］被加工物の少なくとも加工側の面に液体が存在するように前記被加工物を保持する保持手段と、集光部を有し、該集光部によって前記被加工物への照射時のフルエンスが前記液体の発光閾値の２倍以下になるように集光された超短パルスのレーザ光を、前記液体を介して前記被加工物の前記加工側の面に照射する照射手段と、前記照射手段に対して前記保持手段を相対的に移動させる移動手段とを備えたレーザ加工装置。
【００１１】
［６］被加工物の少なくとも加工側の面に液体が存在するように前記被加工物を保持する保持手段と、集光部を有し、該集光部によって前記被加工物への照射時のフルエンスが前記液体の発光閾値以下になるように集光された超短パルスのレーザ光を、前記液体を介して前記被加工物の前記加工側の面に照射する照射手段と、前記照射手段に対して前記保持手段を相対的に移動させる移動手段とを備えたレーザ加工装置。
【００１２】
［７］前記液体が水であり、前記超短パルスのレーザ光はフェムト秒レーザである前記［５］又は［６］に記載のレーザ加工装置。
【００１３】
［８］前記被加工物を所定の電位に帯電させる帯電手段を、さらに備えた前記［５］に記載のレーザ加工装置。
【００１４】
［９］前記被加工物の前記加工側の面に対向するように前記液体中に配置された対向電極と、  前記被加工物および前記対向電極に互いに異なる極性の電位を帯電させる帯電手段とをさらに備えた前記［５］に記載のレーザ加工装置。
【００１５】
［１０］前記液体は、電解質を含む水である前記［８］又は［９］に記載のレーザ加工装置。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係るレーザ加工方法によれば、液体の発光による加工が実質的に生じないような加工をすることができる。
【００１７】
請求項２に係るレーザ加工方法によれば、超短パルスレーザ光のエネルギーの利用効率が高くなる。
【００１８】
請求項３に係るレーザ加工方法によれば、本発明を用いない場合に比べて、被加工物への熱の影響が少なく、広範囲な加工対象について微細な加工が可能となる。
【００１９】
請求項４に係るレーザ加工方法によれば、液体として水を用いているため、安価で安定性が高い。
【００２０】
請求項５に係るレーザ加工装置によれば、本発明を用いない場合に比べて、加工部周辺に汚れやダメージの発生を抑制して、液体中での超短パルスレーザによる加工をすることができる。
【００２１】
請求項６に係るレーザ加工装置によれば、超短パルスレーザ光のエネルギーの利用効率が高くなる。
【００２２】
請求項７に係るレーザ加工装置によれば、液体として水を用いているため、安価で安定性が高く、また超短パルスのレーザ光としてフェムト秒レーザを用いているため、本発明を用いない場合に比べて、被加工物への熱の影響が少なく、広範囲な加工対象について微細な加工が可能となる。
【００２３】
請求項８に係るレーザ加工装置によれば、超短パルスレーザ光による加工によって被加工物からの加工屑（イオン）と被加工物との間の静電的な反発力によって加工屑が被加工物に付着するのを抑制することができる。
【００２４】
請求項９に係るレーザ加工装置によれば、対向電極を用いない構成と比べて、加工屑が被加工物に付着するのをより一層抑制することができる。
【００２５】
請求項１０に係るレーザ加工装置によれば、水を純粋に保つことができ、加工屑が被加工物に付着するのを安定して抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザ加工装置の概略の構成を示す図である。なお、同図中、Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向（光軸方向）を示す。
【００２７】
このレーザ加工装置１は、超短パルスのレーザ光３を発生する超短パルスレーザ発生器２と、レーザ光３の光路上に配置された、パワー減衰器４、シャッター５、マスク６、集光レンズ７、および被加工物８が取り付けられる保持部材９と、保持部材９を移動させる移動ステージ１０と、移動ステージ１０上に設置された加工ハウジング１１と、シャッター５及び移動ステージ１０を制御するコントローラ１２とを備える。そして、被加工物８及び保持部材９は、加工ハウジング１１内に収容された蒸留水等の水（液体）１３中に配置される。なお、超短パルスレーザ発生器２、パワー減衰器４、シャッター５、マスク６、及び集光レンズ７は、被加工物８にレーザ光３を照射する照射手段を構成する。
【００２８】
また、加工ハウジング１１の外側には、下方に形成された排出口１５ａと上方に形成された注入口１５ｂとを接続する配管１５が設けられ、この配管１５にフィルター１６及びポンプ１７が介装されている。フィルター１６は、加工ハウジング１１から排出された水１３中に含まれる加工屑等を除去する。ポンプ１７は、加工ハウジング１１内の水１３を排出口１５ａから注入口１５ｂを経由して循環させる。
【００２９】
超短パルスレーザ発生器２は、パルス幅が１０ｐｓ以下の超短パルスのレーザ光３を所定の繰り返し周波数で発生するものである。本実施の形態では、フェムト秒レーザ発振器の出力を再生増幅器により増幅してパルス幅１００ｆｓ、中心波長８００ｎｍ、平均パワー８００ｍＷ、１パルス当たりのエネルギー８００ｍＪ／パルス、繰り返し周波数１ｋＨｚの直線偏光のレーザ光３を出射するフェムト秒レーザ発生器を用いる。
【００３０】
パワー減衰器４は、超短パルスレーザ発生器２から発生されたレーザ光３の平均パワー８００ｍＷを例えば０．５ｍＷに減衰させる。
【００３１】
集光レンズ７は、レーザ光３が被加工物８の表面８ａ又はその近傍に集光するように、光軸方向（Ｚ軸方向）の焦点位置が図示しない移動機構又は移動ステージ１０によって調整される。なお、集光素子として、集光レンズ７の他に、被加工物８の向きを変更することで凹面鏡等を用いてもよい。
【００３２】
被加工物８は、シリコン、ＧａＡｓ等からなる半導体基板や、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等を対象とすることができる。
【００３３】
保持部材９は、加工ハウジング１１に固定され、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の樹脂、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属から形成されている。なお、被加工物８に貫通孔を形成する場合は、レーザ光３が通過するのに十分な大きさの開口を形成する。
【００３４】
移動ステージ１０は、加工ハウジング１１を互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させる機構を備える。
【００３５】
加工ハウジング１１は、透明ガラス又は透明樹脂から形成される。レーザ光３が入射する側には、レーザ光３の反射を抑制する反射防止膜としてのＡＲ（Anti Reflection）コート１４ａを形成してもよい。ＡＲコート１４は、光の干渉によって反射を抑制するものであり、例えば、屈折率の異なる薄膜（例えば、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２）を交互に積層することにより形成され、レーザ光３の波長域（波長８００ｎｍ）における反射率が、例えば、０．２％以下と小さいものが好ましい。
【００３６】
加工ハウジング１１に収容する液体として、上記水１３の他に、アルコール等の有機溶媒や、四塩化炭素等を用いることができる。また、水中に酸、アルカリ、あるいは界面活性剤などを溶かした溶液を用いることができる。
【００３７】
加工ハウジング１１の内側の面と被加工物８の表面８ａとの間の距離は、短い方がよく、３ｍｍ以下が望ましく、１ｍｍ以下がより好ましい。
【００３８】
以上のように構成されたレーザ加工装置１において、被加工物８に照射されるレーザ光３の被加工物８上でのフルエンスが加工閾値以上であって、さらに水への照射時点で、被加工物８に対する加工が実質的に水１３の発光によるものではないように調整される。具体的には、水１３の発光閾値フルエンス以下、又は今回の例においては水１３の発光閾値の２倍以下となるように集光レンズ７の倍率、焦点距離が選択され、あるいはマスク６のマスク開口６ａの直径（マスク開口直径）が選択される。２倍という数値に関しては、後述する。「フルエンス」とは、レーザ光の１パルス当りのエネルギーを照射面積で割って求めたエネルギー密度（Ｊ／ｃｍ２）をいう。「加工閾値」とは、被加工物８を加工可能な最小フルエンスをいう。「発光閾値」とは、レーザ光の照射によって液体が発光する最小フルエンスをいう。なお、水１３の発光閾値及び被加工物の加工閾値の具体的数値については後述する。
【００３９】
＜発光閾値の決定＞
図２は、水の発光閾値を測定するためのシステムを示す。このシステムは、図１に示す加工装置１において、マスク開口直径＝１ｍｍを有するマスク６と、焦点距離ｆ＝４０ｍｍを有する集光レンズ７を用い、加工ハウジング１１から被加工物８及び保持部材９を取り外し、蒸留水を入れた加工ハウジング１１を移動ステージ１０上に設置し、可視光から近赤外領域に感度を有するＣＣＤカメラ１８を入射ビームに対して垂直方向に配置して加工ハウジング１１内の蒸留水の発光の有無を観察した。同図中、３ａは発光位置を示す。超短パルスのレーザ光を集光レンズのような集光素子によって集光して水に照射すると、非線形光学効果が生じて水の屈折率が変化し、一定の閾値（発光閾値）を超えると入射光よりも広いスペクトルで発光する。なお、空気中でも一定の閾値を超えると、入射光よりも広いスペクトルで発光するが、この空気中の発光の閾値は、水中における発光の閾値よりもはるかに高いので空気中での加工では空気中における発光は問題とならない。
【００４０】
フルエンスが蒸留水の発光閾値以上のときは、ビーム集光位置を中心として白色で発光した。パワー減衰器４により入射エネルギーを変化させてＣＣＤカメラ１８により発光の有無を測定し、発光閾値を決定した。水中発光の閾値は、２．０μＪ／パルスであり、フルエンスに換算すると、１．２Ｊ／ｃｍ２であった。
【００４１】
次に、マスク開口直径＝４ｍｍを有するマスク６と、焦点距離ｆ＝１０ｍｍを有する集光レンズ７を用いて、同様に蒸留水の発光閾値を測定したところ、発光閾値は０．１８μＪ／パルスであり、フルエンスに換算すると３．８Ｊ／ｃｍ２であった。これらの結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2009066657.tif 000003
【００４３】
図３は、被加工物を蒸留水に配置したときの加工による発光閾値を測定するためのシステムを示す。同図に示すように、シリコン基板を被加工物８として保持部材９に取り付けて、蒸留水を入れた加工ハウジング１１内に設置した。移動ステージ１０により被加工物８の表面８ａがレーザ光３の集光位置に一致するように調整して、超短パルスレーザ発生器２からレーザ光３を出射し、パワー減衰器４により入射エネルギーを変化させてＣＣＤカメラ１８により発光の有無を観察した。フルエンスが加工閾値よりも高いときに、発光が観察された。同図中、３ａは発光位置を示す。発光位置３ａは、被加工物８の表面８ａであった。また、水からの発光でないことを確認するために、上記測定終了後に被加工物８の表面８ａを顕微鏡で観察して、加工穴が形成されていることを確認した。発光が有ると、加工穴が必ず形成されることを確認した。
【００４４】
＜加工閾値の決定＞
マスク開口直径＝４ｍｍ、集光レンズ７の焦点距離１０ｍｍとし、パワー減衰器４により入射エネルギーを変化させて加工穴の有無を顕微鏡により観察し、加工閾値を決定した。ＧａＡｓ基板の水中での加工閾値は、６．１μＪ／パルスであり、フルエンスに換算すると０．１２Ｊ／ｃｍ２であった。同様の方法で決定したＳｉ基板の加工閾値は、１３μＪ／パルスであり、フルエンスに換算すると、０．２６Ｊ／ｃｍ２であった。これらの結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
2009066657.tif 000004
【００４６】
以上の表１、表２に示す実験結果から明らかなように、フルエンスが０．１２〜３．８Ｊ／ｃｍ２の範囲ではＧａＡｓが加工でき、０．２６〜３．８Ｊ／ｃｍ２の範囲では、Ｓｉが加工でき、しかも水中発光によるエネルギー損失は抑制されることが分かる。すなわち、被加工物８の材料に応じて加工閾値が決まり、被加工物８が配置される液体によって発光閾値が決まる。
【００４７】
＜フルエンスの上限＞
図４は、フルエンスを変えて穴加工を行い、穴の深さを測定した結果を示す図である。この実験結果は、図５で示す加工穴８ｂの深さがフルエンスＦに比例する低フルエンス領域（Ｆ＜１０Ｊ／ｃｍ２）と、穴８ｂの深さがフルエンスに対して飽和する高フルエンス領域（Ｆ＞１０Ｊ／ｃｍ２）とに分かれた。２つの領域の境界は、Ｆ＝８．６Ｊ／ｃｍ２であった。一方、この加工条件での水の発光閾値は３．８Ｊ／ｃｍ２であった。
【００４８】
図５は、低フルエンス領域と高フルエンス領域で加工した場合の被加工物の表面の状態を示す図である。高フルエンス領域では、加工穴８ｂの周囲に加工屑の付着による汚れ８ｃが生じた。高フルエンス領域のフルエンスは、水の発光閾値の２倍（７．６Ｊ／ｃｍ２）を超えており、入射光エネルギーが水中発光のために散逸して加工に有効に使われないだけでなく散乱された光が穴の周囲にダメージを引き起こしたものと考えられる。
【００４９】
従って、今回の条件においては、フルエンスが発光閾値フルエンスの２倍以下（グラフの変曲点）であれば、液体の発光による加工が実質的に生じず、被加工物表面が液体を透過した超短パルスレーザ光により実質的に加工することができる。
【００５０】
（レーザ加工装置の動作）
次に、レーザ加工装置１の動作を説明する。
【００５１】
超短パルスレーザ発生器２から発生されたレーザ光３は、パワー減衰器４でパワーが調整された後、コントローラ１２によって開に制御されたシャッター５を通過し、マスク６のマスク開口６ａを介して集光レンズ７によって被加工物８の表面８ａに集光し、被加工物８にレーザ光３が照射される。一方、移動ステージ１０を制御して被加工物８を、例えば、Ｘ軸方向に１０μｍ／ｓで移動させる。これにより被加工物８上に、例えば、幅１〜１０μｍ、深さ１〜１０μｍの溝がＸ軸方向に沿って形成される。
【００５２】
［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るレーザ加工装置を示す図である。なお、同図中、Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向（光軸方向）を示す。
【００５３】
本実施の形態は、第１の実施の形態とは、主に加工ハウジング１１が異なり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。すなわち、このレーザ加工装置１は、超短パルスのレーザ光３を発生する超短パルスレーザ発生器２と、レーザ光３の光路上に配置された、パワー減衰器４、シャッター５、マスク６、ミラー２０、集光レンズ７、および被加工物８が取り付けられる保持部材９と、保持部材９を移動させる移動ステージ１０と、移動ステージ１０上に設置された加工ハウジング１１と、シャッター５及び移動ステージ１０を制御するコントローラ１２とを備える。そして、被加工物８及び保持部材９は、加工ハウジング１１内に収容された蒸留水等の水（液体）１３中に配置される。なお、超短パルスレーザ発生器２、パワー減衰器４、シャッター５、マスク６、ミラー２０、及び集光レンズ７は、被加工物８にレーザ光３を照射する照射手段を構成する。
【００５４】
また、加工ハウジング１１には、一方の端部側上方に注入口２１が設けられ、他方の端部側上方に排出管２２が設けられ、排出管２２の排出側には、排出タンク２３が接続されている。注入口２１から加工ハウジング１１に水１３が供給されると、その水１３は加工ハウジング１１内を通過し、排出管２２を経由して排出タンク２３に排出される。このとき、水１３は、レーザ光３の照射によって生じた加工屑を排出管２２を介して排出タンク２３に排出する。
【００５５】
図７は、被加工物の保持方法の他の例を示す断面図である。被加工物８の表面８ａに所定の距離を設けて透明ガラス又は透明樹脂からなる透光板３０を配置することによって、被加工物８の表面８ａと透光板３０の背面との間に水の流路を形成してもよい。水を上部の注入口３１から注入し、下部の排出口３２から排出することによって、図１に示したのと同様に、レーザ光による加工屑を水とともに排出することができ、被加工物８の表面８ａに加工屑が残らないようになる。
【００５６】
［第３の実施の形態］
図８は、本発明の第３の実施の形態に係るレーザ加工装置を示す図である。なお、同図中、Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向（光軸方向）を示す。
【００５７】
本実施の形態は、被加工物８を正又は負の電位に帯電させて加工屑（イオン）が被加工物８に付着し難いようにしたものである。
【００５８】
本実施の形態のレーザ加工装置１は、第１の実施の形態において、加工ハウジング１１内の水中に被加工物８に対向するように対向電極４０を配置し、被加工物８および対向電極４０に直流電圧を印加する直流電源４１を接続したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００５９】
直流電源４１から対向電極４０にマイナスの電圧を印加して対向電極４０を負の電位に帯電させ、被加工物８にプラスの電圧を印加して被加工物８を正の電位に帯電させておく。第１の実施の形態と同様に、レーザ光によって被加工物８のアブレーション加工を行うと、被加工物８から発生した加工屑が水１３と反応して分解し、金属イオン（陽イオン）が生成され、正の電位に帯電している被加工物８との間の静電的な反発力を誘起し、金属イオンが被加工物８に付着するのを抑制する。金属イオンは、一部は対向電極４０に付着し、他の金属イオンは水１３とともに排出管２２を介して排出タンク２３に排出される。
【００６０】
なお、上記第３の実施の形態において、水中にアンモニア水等の電解質を含ませてもよい。また、対向電極４０は液体中の被加工物８から離れた場所に設けてもよい。
【００６１】
（レーザ加工装置の動作）
本実施の形態では、超短パルスレーザ発生器２として、フェムト秒レーザ発振器の出力を直接に用い、繰返周波数８０ＭＨｚ、パルス幅１００ｆｓ、中心波長８００ｎｍ、平均パワー２．０Ｗのレーザ光をパワー減衰器４により平均パワー８００ｍＷに減衰させる。焦点距離ｆ＝４ｍｍを有する集光レンズ７を用いてレーザ光３を集光して被加工物８に照射するときのフルエンスは０．３Ｊ／ｃｍ２である。被加工物８は、ＧａＡｓ基板として、直流電源４１の出力電圧を１８Ｖに設定して被加工物８と対向電極４０の間に１８Ｖの電圧を印可して被加工物８を正の電位に帯電させておく。ポンプ１７を動作させて一定の流量の水流を加工ハウジング１１内に流す。シャッター５を開くと同時に移動ステージ１０を制御して被加工物８をＸ軸方向に１ｍｍ／ｓで移動させる。これにより被加工物８上に幅１０μｍ、深さ５μｍの溝がＸ軸方向に沿って形成される。加工後の被加工物８表面は直流電源を使わない場合よりも加工屑の付着が少ない。被加工物８の種類によっては被加工物８を負の電位に帯電させてもよい。例えば、ｎ型シリコンを被加工物８とする場合には、被加工物８を負の電位に帯電させることが有効である。
【００６２】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々に変形実施が可能である。
【００６３】
例えば、上記各実施の形態では、被加工物側を移動させたが、照射手段側を移動させてもよい。また、上記実施の形態では、移動ステージ１０は、加工ハウジング１１を移動させたが、加工ハウジング１１に対して保持部材９を移動させてもよい。また、移動ステージ１０を加工ハウジング１１内に配置してもよい。また、ＣＣＤカメラで加工ハウジング１１内の発光をモニターしながら被加工物８への入射エネルギーをパワー減衰器４によって調整してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザ加工装置の概略の構成を示す図である。
【図２】図２は、水の発光閾値を測定するためのシステムを示す図である。
【図３】図３は、被加工物を蒸留水に配置したときの発光閾値を測定するためのシステムを示す図である。
【図４】図４は、フルエンスを変えて穴加工を行い、穴の深さを測定した結果を示す図である。
【図５】図５は、低フルエンス領域と高フルエンス領域で加工した場合の被加工物の表面の状態を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係るレーザ加工装置を示す図である。
【図７】図７は、被加工物の保持方法の他の例を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施の形態に係るレーザ加工装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  レーザ加工装置、２  超短パルスレーザ発生器、３  レーザ光、３ａ  発光位置、
４  パワー減衰器、５  シャッター、６  マスク、６ａ  マスク開口、７  集光レンズ、
８  被加工物、８ａ  表面、８ｂ  穴、８ｃ  汚れ、９  保持部材、１０  移動ステージ、１１  加工ハウジング、１２  コントローラ、１３  水、１４  ＡＲコート、１５  配管、１５ａ  排出口、１５ｂ  注入口、１６  フィルター、１７  ポンプ、１８  ＣＣＤカメラ、２０  ミラー、２１  注入口、２２  排出管、２３  排出タンク、３０  透光板、３１  注入口、３２  排出口、４０  対向電極、４１  直流電源
【図１】
2009066657.tif 000005
【図２】
2009066657.tif 000006
【図３】
2009066657.tif 000007
【図４】
2009066657.tif 000008
【図５】
2009066657.tif 000009
【図６】
2009066657.tif 000010
【図７】
2009066657.tif 000011
【図８】
2009066657.tif 000012