特許 7606544 加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-17

(45)【発行日】2024-12-25

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20241218BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/78 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022581090

(86)(22)【出願日】2021-02-10

(86)【国際出願番号】 JP2021005042

(87)【国際公開番号】W WO2022172373

(87)【国際公開日】2022-08-18

【審査請求日】2023-07-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 芳邦

(72)【発明者】

【氏名】内山 茂行

【審査官】杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２７４１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０５８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－７１１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１６５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４５２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９１９９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向を板厚方向とする板状の被加工物を加工する加工装置であって、
前記加工装置の動作を制御する制御部と、
前記被加工物を収容する収容部と、
前記被加工物を載置する搬送ハンドを有し、前記収容部に対して前記被加工物の搬出及び搬入を行う搬出入部と、
前記被加工物を加工する加工部と、
前記被加工物の上面を保持する保持部と、
前記搬送ハンドと前記加工部の間で、前記保持部を水平移動させ、また、前記加工部による前記被加工物の加工の際には、前記保持部を、前記加工部に対して相対移動させる移動部と、を含み、
前記保持部は、前記搬送ハンドの上方において、前記搬送ハンドとの間で前記被加工物の受け渡しを行い、
前記加工部は、前記保持部に保持された前記被加工物を下方から加工し、
前記移動部は、前記上下方向と直交する第１方向に前記保持部を移動させる第１移動部と、前記上下方向及び前記第１方向と直交する第２方向に前記保持部を移動させる第２移動部と、を含み、
前記第１方向は、前記被加工物の加工の際の加工方向であり、
前記第２方向は、前記被加工物のピッチ送り方向であり、
前記保持部が前記搬送ハンドとの間で前記被加工物を受け渡す位置と、前記加工部が前記被加工物の加工を行うときの前記保持部の位置は、前記第１方向に並んでいる、加工装置。

【請求項2】

上下方向を板厚方向とする板状の被加工物を加工する加工装置であって、
前記加工装置の動作を制御する制御部と、
前記被加工物を収容する収容部と、
前記被加工物を載置する搬送ハンドを有し、前記収容部に対して前記被加工物の搬出及び搬入を行う搬出入部と、
前記被加工物を加工する加工部と、
前記被加工物の上面を保持する保持部と、
前記搬送ハンドと前記加工部の間で、前記保持部を水平移動させ、また、前記加工部による前記被加工物の加工の際には、前記保持部を、前記加工部に対して相対移動させる移動部と、を含み、
前記保持部は、前記搬送ハンドの上方において、前記搬送ハンドとの間で前記被加工物の受け渡しを行い、
前記加工部は、前記保持部に保持された前記被加工物を下方から加工し、
前記被加工物は、板面に少なくとも３つの板面測定点を含み、
前記加工部は、各前記板面測定点を撮影して、各前記板面測定点の座標を測定するカメラと、前記加工部を、前記上下方向に移動させる第３移動部と、を含み、
前記制御部は、加工前に各前記板面測定点の座標に基づいて前記板面を特定し、前記板面上の任意の点と前記加工部との距離が一定になるように、前記第３移動部に前記加工部を移動させながら、前記加工部による加工を行わせる、加工装置。

【請求項3】

上下方向を板厚方向とする板状の被加工物を加工する加工装置であって、
前記加工装置の動作を制御する制御部と、
前記被加工物を収容する収容部と、
前記被加工物を載置する搬送ハンドを有し、前記収容部に対して前記被加工物の搬出及び搬入を行う搬出入部と、
前記被加工物を加工する加工部と、
前記被加工物の上面を保持する保持部と、
前記搬送ハンドと前記加工部の間で、前記保持部を水平移動させ、また、前記加工部による前記被加工物の加工の際には、前記保持部を、前記加工部に対して相対移動させる移動部と、を含み、
前記保持部は、前記搬送ハンドの上方において、前記搬送ハンドとの間で前記被加工物の受け渡しを行い、
前記加工部は、前記保持部に保持された前記被加工物を下方から加工し、
前記保持部は、被加工物を保持する底面に少なくとも３つの底面測定点を含み、
前記加工部は、各前記底面測定点を撮影して、各前記底面測定点の座標を測定するカメラを含み、
前記制御部は、各前記底面測定点の座標に基づいて前記底面を特定し、前記底面上の任意の点と前記加工部との距離を算出する、加工装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の加工装置であって、
前記搬出入部は、少なくとも１つの挟持部を含み、
前記挟持部は、一対の挟持部材を有し、
前記一対の挟持部材は、前記搬送ハンドに載置した前記被加工物の側面を外側から挟み込んで、前記搬送ハンド上における前記被加工物の位置決めを行う、加工装置。

【請求項5】

請求項１に記載の加工装置であって、
前記搬送ハンドが前記収容部から前記被加工物を搬出入する方向は、前記第２方向であり、
前記収容部は、平面視にて前記移動部が占めうる領域と少なくとも一部が重畳するように、前記移動部の下方に配される、加工装置。

【請求項6】

請求項１又は請求項５に記載の加工装置であって、
前記第１移動部は、前記第１方向にのびて前記第２方向に並ぶ平行な一対の第１案内部を含み、
一対の前記第１案内部は、前記保持部を前記第１方向に移動可能に支持する、加工装置。

【請求項7】

請求項６に記載の加工装置であって、
前記第２移動部は、前記第２方向にのびて前記第１方向に並ぶ平行な一対の第２案内部を含み、
一対の前記第２案内部は、前記第１移動部を前記第２方向に移動可能に支持する、加工装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の加工装置であって、
前記収容部は、加工前の前記被加工物を収容する第１収容部と、加工後の前記被加工物を収容する第２収容部と、を含み、
前記搬送ハンドは、前記第１収容部から前記被加工物を搬出して、前記保持部に渡す第１搬送ハンドと、前記被加工物を前記保持部から受け取り前記第２収容部に搬入する第２搬送ハンドと、を含む、加工装置。

【請求項9】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の加工装置であって、
前記搬出入部は、前記被加工物を載置可能な補助ハンドをさらに備え、
前記補助ハンドは、前記保持部から前記被加工物を受け取り、また、前記搬送ハンドに前記被加工物を渡す、加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェハ等の被加工物を加工する加工装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１のレーザ加工装置（加工装置）は、カセット（収容部）内に収容されている被加工物を、ロボットハンドを用いて仮置きテーブルに移載する。次いで、仮置きテーブル上の被加工物を、吸着パッドを用いてチャックテーブル（保持部）に移載して、チャックテーブル上に保持した被加工物をレーザ加工する。
被加工物の受け渡しは、カセット－ロボットハンド－仮置きテーブル－吸着パッド－チャックテーブルの順に行われ、カセット内の被加工物の加工を開始するまでに、合計４回の受け渡しが行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０９８３６３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のレーザ加工装置によると、以下のような問題がある。仮置きテーブルのためのスペースが必要なため、加工装置が大型化して設置スペースが大きくなる。また、受け渡し回数が多いと、そのぶん時間を要するので、生産性の低下につながる。さらに、受け渡しの回数が多いと、被加工物と他の部材が接触したり、被加工物に衝撃が加わったりする機会が増えるため、歩留まりの低下が懸念される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書において開示される技術は、上下方向を板厚方向とする板状の被加工物を加工する加工装置であって、前記加工装置の動作を制御する制御部と、前記被加工物を収容する収容部と、前記被加工物を載置する搬送ハンドを有し、前記収容部に対して前記被加工物の搬出及び搬入を行う搬出入部と、前記被加工物を加工する加工部と、前記被加工物の上面を保持する保持部と、前記搬送ハンドと前記加工部の間で、前記保持部を水平移動させ、また、前記加工部による前記被加工物の加工の際には、前記保持部を、前記加工部に対して相対移動させ移動部と、を含み、前記保持部は、前記搬送ハンドの上方において、前記搬送ハンドとの間で前記被加工物の受け渡しを行い、前記加工部は、前記保持部に保持された前記被加工物を下方から加工する、加工装置である。

【0006】

保持部は、被加工物の上面を保持することができるため、搬送ハンド上に載置された被加工物を直接保持することができる。また、保持部が被加工物を保持している場合、保持を解除することで、下方の搬送ハンド上に被加工物を直接載置することができる。これにより、保持部と搬送ハンドとの間で被加工物を受け渡す際に、被加工物を仮置きするスペース（以下、仮置きスペースという）が不要になり、加工装置の小型化、省スペース化が可能になる。

【0007】

また、仮置きスペースを介さず直接受け渡しが行われるため、被加工物の受け渡し回数を低減して、加工を開始するまでの時間、及び、加工後に被加工物を収容部に収容するまでの時間を短縮できる。これにより、加工装置の生産性が向上する。

【0008】

さらに、受け渡し回数が減ることにより、被加工物に衝撃が加わる機会や、被加工物が他の部材と接触する機会が減り、被加工物の損傷を抑制して歩留まりを向上させることができる。

【0009】

また、加工部は、被加工物を下方から加工するため、加工により生じた塵埃は下方に落下して被加工物に付着しにくい。これにより、被加工物を清浄に保ち、コンタミネーションを低減して被加工物の歩留まりを向上させることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、収容部から被加工物を搬出した搬送ハンドは、仮置きテーブルを介さずに、保持部との間で直接被加工物を受け渡す。そのため、仮置きテーブルが不要になり、加工装置の小型化、省スペース化を実現できる。

【0011】

被加工物の受け渡しは、収容部－搬送ハンド－保持部、の間で行われる。このとき、加工開始までの受け渡し回数はわずか２回である。そのため、受け渡しに要する合計時間を短縮して、加工装置の生産性を向上させることができる。また、受け渡し回数が減少すると、受け渡しの際に被加工物がダメージを受ける機会を低減して、被加工物の歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】加工装置の平面図

【図1B】加工装置の正面図

【図1C】加工装置の側面図

【図2】加工装置のブロック図

【図3】保持部及び加工部の正面図

【図4】被加工物の斜視図

【図5】被加工物のＡ－Ａ断面図

【図6】搬出入部の平面図

【図7】搬出入部の側面図

【図8】仮位置決めユニットの側面図

【図9】ウェハ傾き補正処理における、傾き算出処理のフローチャート

【図10】半導体ウェハの底面図

【図11】デバイス面９１ａの傾きを表すグラフ

【図12】ＸｓＺｓ軸同期制御実行時のＸｓ軸及びＺｓ軸の速度を表すグラフ

【図13】事前キャリブレーション処理のフローチャート

【図14】任意の測定点Ｑ１～Ｑ３を示す図

【図15】加工装置における処理のフローチャート

【図16A】供給処理の説明図

【図16B】供給処理の説明図

【図16C】供給処理の説明図

【図16D】供給処理の説明図

【図16E】供給処理の説明図

【図16F】供給処理の説明図

【図16G】供給処理の説明図

【図16H】供給処理の説明図

【図16I】供給処理の説明図

【図17A】収容処理の説明図

【図17B】収容処理の説明図

【図17C】収容処理の説明図

【図17D】収容処理の説明図

【図17E】収容処理の説明図

【図17F】収容処理の説明図

【図17G】収容処理の説明図

【図17H】収容処理の説明図

【図17I】収容処理の説明図

【図18A】全体処理の説明図

【図18B】全体処理の説明図

【図18C】全体処理の説明図

【図18D】全体処理の説明図

【図18E】全体処理の説明図

【図18F】全体処理の説明図

【図18G】全体処理の説明図

【図18H】全体処理の説明図

【図19A】実施形態２に係る加工装置の平面図

【図19B】実施形態２に係る加工装置の正面図

【図19C】実施形態２に係る加工装置の側面図

【図20】第３搬出入部の平面図

【図21A】第３搬出入部の側面図

【図21B】第３搬出入部の側面図（Ｚ３軸移動部及びＹ３軸移動部を消去）

【図22】加工装置における処理のフローチャート

【図23A】供給～加工～収容処理の説明図

【図23B】供給～加工～収容処理の説明図

【図23C】供給～加工～収容処理の説明図

【図23D】供給～加工～収容処理の説明図

【図23E】供給～加工～収容処理の説明図

【図23F】供給～加工～収容処理の説明図

【図23G】供給～加工～収容処理の説明図

【図23H】供給～加工～収容処理の説明図

【図23I】供給～加工～収容処理の説明図

【図23J】供給～加工～収容処理の説明図

【図23K】供給～加工～収容処理の説明図

【図23L】供給～加工～収容処理の説明図

【図23M】供給～加工～収容処理の説明図

【図23N】供給～加工～収容処理の説明図

【図23O】供給～加工～収容処理の説明図

【図23P】供給～加工～収容処理の説明図

【図24A】供給～加工～収容処理の説明図（平面図）

【図24B】供給～加工～収容処理の説明図（平面図）

【図24C】供給～加工～収容処理の説明図（平面図）

【図24D】供給～加工～収容処理の説明図（平面図）

【図24E】供給～加工～収容処理の説明図（平面図）

【図24F】供給～加工～収容処理の説明図（平面図）

【図24G】供給～加工～収容処理の説明図（平面図）

【図24H】供給～加工～収容処理の説明図（平面図）

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜加工装置の概要＞
上下方向を板厚方向とする板状の被加工物を加工する加工装置は、前記加工装置の動作を制御する制御部と、前記被加工物を収容する収容部と、前記被加工物を載置する搬送ハンドを有し、前記収容部に対して前記被加工物の搬出及び搬入を行う搬出入部と、前記被加工物を加工する加工部と、前記被加工物の上面を保持する保持部と、前記搬送ハンドと前記加工部の間で、前記保持部を水平移動させ、また、前記加工部による前記被加工物の加工の際には、前記保持部を、前記加工部に対して相対移動させる移動部と、を含み、前記保持部は、前記搬送ハンドの上方において、前記搬送ハンドとの間で前記被加工物の受け渡しを行い、前記加工部は、前記保持部に保持された前記被加工物を下方から加工する。

【0014】

この構成では、搬送ハンドから保持部へ被加工物を渡すときは、搬送ハンドに載置された被加工物の上面を、保持部が保持する。また、保持部から搬送ハンドへ被加工物を渡すときは、保持部により上面が保持された被加工物を、搬送ハンドに載置する。つまり、搬送ハンドと保持部との間で、被加工物を直接受け渡すことができる。

【0015】

これにより、搬送ハンドと保持部との間の仮置きスペースが不要になり、加工装置の小型化、省スペース化が可能になる。

【0016】

また、仮置きスペースを介さず直接受け渡すため、被加工物の受け渡し回数が低減する。これにより、収容部内にある被加工物の加工を開始するまでの時間や、加工後に被加工物を収容部に収容するまでの時間を短縮でき、加工装置の生産性が向上する。

【0017】

さらに、受け渡し回数の低減により、被加工物に衝撃が加わる機会や、被加工物が他の部材と接触する機会が減り、被加工物の損傷を抑制して歩留まりを向上させることができる。

【0018】

また、加工部は、被加工物を下方から加工するため、加工により生じた塵埃は下方に落下して被加工物に付着しにくい。これにより、被加工物を清浄に保ち、コンタミネーションを低減して被加工物の歩留まりを向上させることができる。

【0019】

また、前記搬出入部は、少なくとも１つの挟持部を含み、前記挟持部は、一対の挟持部材を有し、前記一対の挟持部材は、前記搬送ハンドに載置した前記被加工物の側面を外側から挟み込んで、前記搬送ハンド上における前記被加工物の位置決めを行ってもよい。

【0020】

この構成では、搬送ハンドに載置された被加工物は、一対の挟持部材により、側面を外側から挟み込まれて搬送ハンド上の所定の位置に位置決めされる。搬送ハンド上で位置決めができるため、位置決めのために別途スペースを設ける必要がなく、加工装置の小型化、省スペース化が可能になる。

【0021】

また、搬送ハンド上で位置決めを行うことで、位置決めを行う場所に被加工物を移載する必要がなくなるため、被加工物の受け渡し回数を低減できる。これにより、生産性及び被加工物の歩留まりを向上させることができる。

【0022】

また、前記移動部は、前記上下方向と直交する第１方向に前記保持部を移動させる第１移動部と、前記上下方向及び前記第１方向と直交する第２方向に前記保持部を移動させる第２移動部と、を含み、前記第１方向は、前記被加工物の加工の際の加工方向であり、前記第２方向は、前記被加工物のピッチ送り方向であり、前記保持部が前記搬送ハンドとの間で前記被加工物を受け渡す位置と、前記加工部が前記被加工物の加工を行うときの前記保持部の位置は、前記第１方向に並んでいてもよい。

【0023】

一般に、保持部の移動距離は、ピッチ送りを行う第２方向よりも、受け渡し位置と加工位置の間で保持部を移動させる第１方向の方が大きい。また、被加工物の加工を行う加工方向と、受け渡し位置と加工位置の間で保持部が移動する方向とは、同じ第１方向である。ピッチ送り方向である第２方向の移動は、被加工物を高精度に加工するために、第１方向よりも高い位置決め精度が求められる。

【0024】

このようにすると、相対的に移動距離が大きく、加工方向でもある第１方向の移動を行う第１移動部を、移動速度及び直進性を重視した設計にすることが考えられる。一方、第２方向の移動を行う第２移動部は、移動速度及び直進性よりも、位置決め精度を重視すればよいため、第１移動部と第２移動部でそれぞれの役割に合わせて合理的な設計が可能になり、加工装置のコストを低減できる。

【0025】

また、前記搬送ハンドが前記収容部から前記被加工物を搬出入する方向は、前記第２方向であり、前記収容部は、平面視にて前記移動部が占めうる領域と少なくとも一部が重畳するように、前記移動部の下方に配されていてもよい。

【0026】

上述したように、受け渡し位置と加工位置は第１方向に並び、これらの間を保持部が移動する距離は、保持部が第２方向（ピッチ送り方向）に移動する距離よりも大きい。そのため、収容部を除いた加工装置の形状は、第１方向に長い。

【0027】

仮に、収容部から被加工物を搬出入する方向を第１方向にすると、収容部は受け渡し位置の第１方向側に配されるため、収容部を含めた加工装置は、さらに第１方向に大きくなる。

【0028】

一方、この構成では、被加工物の搬出入方向を第２方向にしている。これにより、収容部を受け渡し位置の第２方向側に配することができるため、収容部を加えても加工装置の第１方向の長さは大きくならない。

【0029】

また、収容部は、平面視にて移動部が占めうる領域と重畳するため、加工装置が第２方向に大きくなることを抑制できる。これにより、加工装置を小型化できる。

【0030】

また、前記第１移動部は、前記第１方向にのびて前記第２方向に並ぶ平行な一対の第１案内部を含み、一対の前記第１案内部は、前記保持部を前記第１方向に移動可能に支持してもよい。

【0031】

この構成では、保持部を、一対の第１案内部で支持するため、保持部を強固に支持してガタツキを抑え、振動を抑制できる。これにより、保持部が保持する被加工物が落下しにくくなり、保持部の第１方向の高速移動が可能になる。

【0032】

また、前記第２移動部は、前記第２方向にのびて前記第１方向に並ぶ平行な一対の第２案内部を含み、一対の前記第２案内部は、前記第１移動部を前記第２方向に移動可能に支持してもよい。

【0033】

第１移動部を、一対の第２案内部で支持するため、第１移動部を強固に支持してガタツキを抑え、第１移動部が支持する保持部の振動を抑制できる。これにより、ピッチ送りを行う第２方向の移動において、保持部の姿勢が安定するため、高精度なピッチ送りが可能になる。

【0034】

前記収容部は、加工前の前記被加工物を収容する第１収容部と、加工後の前記被加工物を収容する第２収容部と、を含み、前記搬送ハンドは、前記第１収容部から前記被加工物を搬出して、前記保持部に渡す第１搬送ハンドと、前記被加工物を前記保持部から受け取り前記第２収容部に搬入する第２搬送ハンドと、を含んでいてもよい

【0035】

このようにすると、保持部は、加工後の被加工物を第２搬送ハンドに渡した後、加工後の被加工物が収容部に収容されるのを待たずに、すぐに第１搬送ハンド上に移動して、第１搬送ハンドから加工前の被加工物を受け取ることができる。これにより、加工装置のタクトタイムが短縮され、生産性が向上する。

【0036】

また、前記搬出入部は、前記被加工物を載置可能な補助ハンドをさらに備え、前記補助ハンドは、前記保持部から前記被加工物を受け取り、また、前記搬送ハンドに前記被加工物を渡してもよい。

【0037】

このようにすると、保持部は、加工後の被加工物を補助ハンドに渡した後、すぐに搬送ハンド上に移動して、搬送ハンドから加工前の被加工物を受け取ることができる。つまり、保持部は、加工後の被加工物が収容部に収容されるのを待たずに、次に加工する被加工物を保持して加工部に移動できる。これにより、加工装置のタクトタイムが短縮され、生産性が向上する。

【0038】

また、前記被加工物は、板面に少なくとも３つの板面測定点を含み、前記加工部は、各前記板面測定点を撮影して、各前記板面測定点の座標を測定するカメラと、前記加工部を前記上下方向に移動させる第３移動部と、を含み、前記制御部は、加工前に各前記板面測定点の座標に基づいて前記板面を特定し、前記板面上の任意の点と前記加工部との距離が一定になるように、前記第３移動部に前記加工部を移動させながら、前記加工部による加工を行ってもよい。

【0039】

このようにすると、板面上の任意の点と加工部との距離を、第３移動部を用いて一定に保ちつつ、加工を行うことができる。これにより、加工部による上下方向の加工精度が上がり、加工のやり直し回数の低減、及び歩留まりの向上を図ることができる。

【0040】

また、前記保持部は、被加工物を保持する底面に少なくとも３つの底面測定点を含み、前記加工部は、各前記底面測定点を撮影して、各前記底面測定点の座標を測定するカメラを含み、前記制御部は、各前記底面測定点の座標に基づいて前記底面を特定し、前記底面上の任意の点と前記加工部との距離を算出してもよい。

【0041】

保持部は底面において被加工物の上面を保持しており、保持部と被加工物は接している。このようにして算出した、保持部の底面上の任意の点と加工部との距離を、加工開始時における、被加工物と加工部との距離の初期値として用いる。これにより、被加工物と加工部の距離を短時間で測定できる

【0042】

＜実施形態１＞
本明細書に開示された技術の一の実施形態を、実施形態１として、図１から図１８Ｈを参照して説明する。

【0043】

１．加工装置１０の構成
１．１ 全体構成
本発明に係る加工装置の一例として、加工装置１０を図１Ａ～図１Ｃに示す。加工装置１０は、被加工物９０にパルスレーザを照射してダイシング加工を行うレーザダイシング装置である。図１Ａ～図１Ｃは３面図を構成し、それぞれ平面図、正面図、側面図である。図２は、加工装置１０のブロック図である。

【0044】

加工装置１０は平面視でＸ方向に長い略長方形状をなし、基台２０と、被加工物９０を上方から保持する保持部３０と、基台２０上に配設され、保持部３０をＸＹ方向に移動させる移動部５０と、収容部７０と、収容部７０を載置する収容台６９と、被加工物９０を下方から加工する加工部８０と、これらの動作を一体的に制御する制御部１１と、を有する。

【0045】

図２に示すように、制御部１１は、キーボードやディスプレイ等の入出力部１２、演算処理を行う演算部（ＣＰＵ）１３、制御プログラムや計測データ、加工のレシピ等を保存する記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ）１４を有する。制御部１１は一般的なコンピュータである。

【0046】

以下の説明において、鉛直方向をＺ方向とし、図１Ａの平面図における左右方向（加工装置１０の長辺方向）をＸ方向、上下方向（加工装置１０の短辺方向）をＹ方向とする。Ｘ方向は「第１方向」の一例、Ｙ方向は「第２方向」の一例である。また、Ｘ方向とＹ方向にのびるＸＹ平面が水平面であるものとする。

【0047】

基台２０は、図１Ｂに示すように、矩形板状の基台水平部２１と、２つの基台垂直部２２と、を有している。基台垂直部２２は、基台水平部２１のＸ方向の両端から鉛直上方に立ち上がるように形成されており、その上端面には、Ｙｓ軸ボールねじ（「第２案内部」の一例）５２が、水平に配置されて固定されている。また、基台水平部２１には、収容部７０を載置する収容台６９が配設されている。

【0048】

収容台６９は、基台水平部２１の上に配設された直方体形状の台であり、上面６９ａは平坦かつ水平である。上面６９ａには、２つの収容部７０（第１収容部７１、第２収容部７２）がＹ方向に並んで載置される。収容台６９及び収容部７１、７２は、ともに移動部５０よりも下方に配される。

【0049】

第１収容部７１は、Ｙ方向手前側に開口部７１ｏを有する直方体形状の箱であり、内部は空間である。第１収容部７１の内部空間を構成する５つの面のうち、Ｘ方向に対向する２つの板面７１ａ、７１ｂには、それぞれの板面７１ａ、７１ｂに対して垂直に立ち上がる凸部７３が形成されている。

【0050】

板面７１ａの凸部７３と、板面７１ｂの凸部７３との間を橋渡すように、上方から板状の被加工物９０を載置することで、第１収容部７１の内部空間に被加工物９０を水平に収容できる。凸部７３は、板面７１ａ、７１ｂにおいてそれぞれ上下方向に６つ等間隔に並んでおり、本実施形態の第１収容部７１には、６枚の被加工物９０が互いに接触しないように収容可能である。本実施形態では、図を簡略化するため６枚の被加工物９０を収容する収容部を例示しているが、収容部に収容可能な被加工物９０の枚数は６枚に限られず、これより多くても少なくてもよい。

【0051】

第２収容部７２は、第１収容部７１と同じ構成をしており、Ｙ方向手前側に開口部７２ｏを有し、内部空間に６枚の被加工物９０を収容できる。本実施形態では、加工前の被加工物９０を収容する収容部を第１収容部７１、加工後の被加工物９０を収容する収容部を第２収容部７２としている。

【0052】

収容部７０として、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod)を用いてもよい。ＦＯＵＰは、半導体ウェハ等の複数の被加工物を互いに接触しないように間隔を空けて収容するために、一般に用いられている容器である。また、ＦＯＵＰは、蓋で開口を塞ぎ、密閉した状態で持ち運ぶことができるようになっている。したがって、ＦＯＵＰを用いると、前工程から加工装置１０へ、そして加工装置１０から後工程への搬送を、被加工物の汚染や破損を防ぎつつ安全かつ確実に行うことができる。

【0053】

１．２ 移動部の構成
移動部５０は、後述する保持部３０をＸ方向及びＹ方向に移動させる機能を有しており、Ｙ方向への移動を制御するＹｓ軸移動部（「第２移動部」の一例）５１と、Ｘ方向への移動を制御するＸｓ軸移動部（「第１移動部」の一例）６１と、からなる。

【0054】

＜Ｙｓ軸移動部＞
Ｙｓ軸移動部５１は、図１Ａに示すように、Ｙ方向に延設される２本のＹｓ軸ボールねじ（「第２案内部」の一例）５２と、２本のＹｓ軸ボールねじ５２にそれぞれ螺合して、Ｙ方向に自在に往復移動可能な４つのＹｓ軸スライダ５３と、２つのＹｓ軸スライダ５３に接合されて、２本のＹｓ軸ボールねじ５２の間に橋渡される２つのＹステージ５４と、を有する。２つのＹｓ軸スライダ５３と１つのＹステージ５４とを１つのユニットとして、このユニットがＹ方向に所定の間隔を空けて一対設けられている。

【0055】

Ｙｓ軸ボールねじ５２は、加工装置１０のＸ方向の両端において、基台垂直部２２の上面にそれぞれ１本ずつ、合計２本がＹ方向に延設される。Ｙｓ軸ボールねじ５２は、図示しない駆動部により、軸周りに回転する。

【0056】

Ｙｓ軸スライダ５３は、Ｙｓ軸ボールねじ５２と螺合する図示しないナットを内部に有しており、このナットを介してＹｓ軸ボールねじ５２と結合している。Ｙｓ軸ボールねじ５２を回転させることで、Ｙｓ軸スライダ５３を軸方向であるＹ方向に移動させることができる。駆動部によるＹｓ軸ボールねじ５２の回転方向や回転数を適宜制御することで、Ｙｓ軸スライダ５３をＹｓ軸ボールねじ５２上で任意の速度、任意の方向へ移動させ、また、任意の位置で停止させることができる。

【0057】

２本のＹｓ軸ボールねじ５２のどちらにも、それぞれ２個のＹｓ軸スライダ５３が螺合しており、Ｙｓ軸移動部５１が有するＹｓ軸スライダ５３は合計４つである。２本のＹｓ軸ボールねじ５２の回転方向及び回転数は同期しており、図１Ａのように、４つのＹｓ軸スライダ５３は、それぞれが長方形の各頂点となる位置関係を維持したまま、Ｙ方向に往復移動する。

【0058】

Ｙステージ５４は、図１Ｃに示すように、断面がＬ字型でＸ方向に延びる棒状の部材である。Ｙステージ５４は、４つのＹｓ軸スライダ５３のうち、Ｙ座標が等しい２つのＹｓ軸スライダ５３の間を架橋するような形で合計２本配設される。Ｙｓ軸スライダ５３の上面とＹステージ５４の下面は、相対変位しないように接合されている。Ｙｓ軸ボールねじ５２を回転させることにより、２本のＹステージ５４は、所定の間隔を保ったままＹ方向に往復移動する。２本のＹステージ５４の上に、Ｘｓ軸移動部６１が載置される。

【0059】

＜Ｘｓ軸移動部＞
２本のＹステージ５４の上に載置されるＸｓ軸移動部６１の構成は、上述したＹｓ軸移動部５１を平面視で９０°回転させたような構成をしている。すなわち、図１Ｃに示すように、Ｘｓ軸移動部６１は、Ｘ方向に延設される２本のＸｓ軸ボールねじ（「第１案内部」の一例）６２と、２本のＸｓ軸ボールねじ６２にそれぞれ螺合して、Ｘ方向に自在に往復移動可能な４つのＸｓ軸スライダ６３と、を有している。そして、２本のＹステージに代えて、４つのＸｓ軸スライダ６３の上面と接合して、２本のＸｓ軸ボールねじ６２の間に橋渡される１つのＸＹステージ６４を有する。

【0060】

Ｘｓ軸ボールねじ６２は、各Ｙステージ５４上において、Ｙステージ５４の延設方向であるＸ方向に延設される。Ｘｓ軸ボールねじ６２は、図示しない駆動部により、軸周りに回転する。

【0061】

Ｘｓ軸スライダ６３は、Ｘｓ軸ボールねじ６２と螺合するナットを内部に有しており、このナットを介してＸｓ軸ボールねじ６２と結合している。Ｘｓ軸ボールねじ６２を回転させると、Ｘｓ軸スライダ６３を軸方向であるＸ方向に移動させることができる。駆動部によるＸｓ軸ボールねじ６２の回転方向や回転数を適宜制御することで、Ｘｓ軸スライダ６３をＸｓ軸ボールねじ６２上で任意の速度、任意の方向へ移動させ、また、任意の位置で停止させることができる。

【0062】

２本のＸｓ軸ボールねじ６２のどちらにも、それぞれ２個のＸｓ軸スライダ６３が螺合しており、Ｘｓ軸移動部６１が有するＸｓ軸スライダ６３は合計４つである。２本のＸｓ軸ボールねじ６２の回転方向及び回転数は同期しており、図１Ａのように、４つのＸｓ軸スライダ６３は、それぞれが長方形の各頂点となる位置関係にあり、この位置関係を維持したまま、Ｘ方向に往復移動する。

【0063】

＜ＸＹステージ＞
ＸＹステージ６４は、平面視でＹ方向に長い長方形状をなし、中央に円形の孔６４ａを有している。孔６４ａの側面にはローラーベアリング６５が嵌入されている。後述する保持部３０は、ローラーベアリング６５を介して、ＸＹステージ６４に対してＺ方向にのびるＺ軸周りに回転可能な状態で保持されている。

【0064】

ＸＹステージ６４は、その下面の四隅においてＸｓ軸スライダ６３の上面と接合されており、Ｘｓ軸スライダ６３のＸ方向の移動に伴い、一体的に移動する。なお、Ｘｓ軸スライダ６３は、Ｙ方向に移動可能なＹステージ５４上にあり、Ｙステージ５４のＹ方向の移動に伴って一体的に移動する。

【0065】

以上のような構成により、Ｙｓ軸移動部５１は、Ｙステージ５４をＹ方向に移動させることができ、さらに、Ｘｓ軸移動部６１は、ＸＹステージ６４をＸ方向に移動させることができる。そして、Ｘｓ軸移動部６１はＹステージ５４上に載置されている。このような構成により、移動部５０は、ＸＹステージ６４をＸＹ方向の任意の位置に移動させることができる。

【0066】

＜移動部に求められる性能について＞
以下、Ｙｓ軸移動部５１及びＸｓ軸移動部６１に求められる性能について説明する。各移動部５１、６１に求められる主な性能として、「直進性」「位置決め精度」「移動速度」の３つが挙げられる。

【0067】

直進性とは、各移動部５１、６１が、移動させる対象物（本実施形態ではＹステージ５４又はＸＹステージ６４）をそれぞれの軸方向（Ｙ方向又はＸ方向）に沿って直進させる性能である。例えば、Ｘｓ軸移動部６１の直進性が低い場合には、ＸＹステージ６４をＸ方向に移動させる過程において、ＸＹステージ６４の軌道がＸ方向以外の方向（主にＹ方向）に大きく振れてしまう。逆に、Ｘｓ軸移動部６１の直進性が高ければ、Ｘ方向の移動中におけるＹ方向の振れは小さくなり、ＸＹステージ６４の軌道は、より直線的になる。

【0068】

位置決め精度とは、各移動部５１、６１が、対象物を所定の位置まで小さな誤差で移動させる性能である。例えば、Ｘｓ軸移動部６１の位置決め精度が高い場合、所定のＸ座標の位置に、より小さな誤差で、ＸＹステージ６４を移動させることができる。

【0069】

移動速度とは、各移動部５１、６１が、それぞれの軸方向に対象物を移動させるときに出すことが可能な速度である。例えば、Ｘｓ軸移動部６１の移動速度が大きい場合、ＸＹステージ６４をＸ方向に高速度で移動させることができる。

【0070】

Ｘｓ軸移動部６１とＹｓ軸移動部５１は、それぞれの役割の違いから、求められる性能が異なっている。本実施形態の加工装置１０では、Ｘｓ軸移動部６１には、Ｙｓ軸移動部５１と比べて直進性、及び移動速度が求められるが、位置決め精度はＹｓ軸移動部５１ほど求められない。また、Ｙｓ軸移動部５１には、Ｘｓ軸移動部６１よりも高い位置決め精度が求められるが、直進性及び移動速度はＸｓ軸移動部６１ほど求められない。以下に理由を述べる。

【0071】

Ｘ方向は加工方向である。仮にＸｓ軸移動部６１の直進性が低ければ、保持部３０とともにＸ方向に移動する被加工物９０に対して、加工部８０がレーザを照射する際に、照射位置が目標位置からＹ方向に外れ易くなり、加工精度が低下してしまう。したがって、加工精度を上げるため、Ｘｓ軸移動部６１には高い直進性が求められる。

【0072】

また、Ｘ方向は、加工方向であると同時に、受け渡し位置と加工位置とを結ぶ方向でもあり、上述の通りこの間の移動距離は長い。長距離を高速度で移動できれば、移動に要する時間を大きく減少させて、加工装置１０の生産性を向上させることができる。したがって、Ｘｓ軸移動部６１の移動速度は高速度であることが求められる。

【0073】

図１０は、後述する被加工物に含まれる、半導体ウェハ９１の表面を表している。図１０に示すように、全ての加工ライン９５は半導体ウェハ９１の表面を横断するように配されている。加工の際に、移動部は、１本の加工ライン９５において、一端から他端までの区間を一定速度で移動させつつレーザを照射すればよいため、高い位置決め精度は求められない。具体的には、図１０のＲ１とＲ２を結ぶ１本の加工ライン９５に沿って加工する際は、Ｒ１を始点として、終点のＲ２まで連続してレーザを照射することになる。実際の工程では、未加工の部分を残さないようにするために、Ｒ１より手前（図１０ではＲ１より右側）からレーザの照射を開始し、半導体ウェハ９１をＸ方向に移動させつつ照射を続け、Ｒ２を超えてからレーザの照射を停止する。つまり、Ｒ１とＲ２を結ぶ加工ライン９５よりもＸ方向に長い距離にわたってレーザを照射する。したがって、仮にＸｓ軸移動部６１の位置決め精度が低く、加工開始時に半導体ウェハ９１のＸ方向の位置がずれていても、レーザを照射する距離は加工ライン９５よりも長いため、Ｒ１からＲ２まで未加工の部分を残さず加工できる。よって、Ｘｓ軸移動部６１の位置決め精度には、後述するＹｓ軸移動部５１ほどの高精度は求められない。

【0074】

一方、上述したように、Ｙ方向はピッチ送り方向である。Ｙｓ軸移動部５１の位置決め精度が高ければ、加工ライン９５の間隔に従って正確な加工が可能になり、加工精度が向上する。したがって、Ｙｓ軸移動部５１には高い位置決め精度が求められる。

【0075】

レーザを照射して半導体ウェハ９１を加工している間はＸ方向（加工方向）の移動のみであり、Ｙ方向の移動はない。また、上述のように、レーザの照射は加工ライン９５よりもＸ方向に長い距離にわたって行われる。したがって、Ｙｓ軸移動部５１の直進性が低くＸ方向に振れが生じていても、加工精度に影響はなく、Ｙｓ軸移動部５１には高い直進性は求められない。

【0076】

また、１本の加工ライン９５について加工を終えると、移動部５０は次に加工する加工ライン９５の始点にレーザを照射するように半導体ウェハ９１を移動させ、加工を再開する。具体的には、図１０に示すように、始点Ｒ１から終点Ｒ２までの加工を終えると、移動部５０は半導体ウェハ９１を移動させ、始点Ｒ３から加工を再開する。レーザの照射を行わない区間（終点Ｒ２から始点Ｒ３まで）の移動に要する時間を短縮すれば、加工装置１０の生産性を向上させることができる。

【0077】

ここで、Ｒ２からＲ３までの移動をＸ方向とＹ方向に分離すると、Ｙ方向は１ピッチ分の移動であり、Ｙ方向の移動距離はＸ方向の移動距離よりも小さい。仮に各移動部５１、６１の移動速度が同じであれば、Ｙ方向の移動が先に終わることになる。Ｙ方向の移動は、Ｘ方向の移動が終わるまでの間に完了すればよいため、Ｙｓ軸移動部５１には、Ｘｓ軸移動部６１ほどの移動速度は求められない。

【0078】

以上述べたように、Ｙｓ軸移動部５１とＸｓ軸移動部６１とには、それぞれ求められる性能、及び、それほど求められない性能がある。したがって、各移動部５１、６１の設計にあたっては、全ての性能を高めるのではなく、各移動部５１、６１に求められる性能を満たすようなコスト配分を行うことで、コストを削減して合理的な設計をすることができる。

【0079】

本実施形態に係る加工装置１０では、Ｘｓ軸移動部６１の直進性は、Ｙｓ軸移動部５１の直進性よりも高い。このようにすると、加工方向に沿って、より直線的な加工ができるため、加工精度が向上する。Ｙｓ軸移動部５１の位置決め精度は、Ｘｓ軸移動部６１の位置決め精度よりも高い。このようにすると、正確なピッチ送りができるため、被加工物９０の加工精度が向上する。Ｘｓ軸移動部６１の移動速度は、Ｙｓ軸移動部５１の移動速度よりも高い。このようにすると、Ｘ方向の移動に要する時間を短縮して、加工装置１０の生産性が向上する。

【0080】

１．３ 保持部の構成
次に、保持部３０について説明する。図３に示すように、保持部３０は、θ軸モータ３１と、θ軸モータ３１の出力軸３１ａと結合してθ方向に自在に回転可能な回転体３２と、回転体３２の下面に接合されたチャックヘッド３３と、を有する。θ軸とは、出力軸３１ａと同軸の軸であり、θ方向の回転とは、θ軸周りの回転をいう。

【0081】

θ軸モータ３１は、例えば直流モータであり、外部から電力の供給を受けて出力軸３１ａを回転させる。電流の向きを変えることにより、出力軸３１ａの回転方向を切り替えることができる。

【0082】

回転体３２は、段付きの円柱形状をしており、上端面において、出力軸３１ａと同軸になるように接合されている。回転体３２は孔６４ａに嵌入しているが、嵌入部分の直径は、ＸＹステージ６４の孔６４ａの直径よりも小さい。嵌入部分における回転体３２の側面は、孔６４ａの内面と、ローラーベアリング６５を介して結合しており、回転体３２はＸＹステージ６４に対してθ方向に自由に回転できるようになっている。なお、θ軸モータ３１と回転体３２は、減速機を介して結合する構成であってもよい。

【0083】

チャックヘッド３３は、円板状をしており、回転体３２の下端面において、回転体３２及び出力軸３１ａと同軸になる位置に接合されている。チャックヘッド３３の底面３３ａに設けられた凹部３３ｂには、吸着チャック３４が隙間なく嵌入している。吸着チャック３４は、円板状に形成されたポーラスな素材（例えば多孔質セラミック）からなる。チャックヘッド３３の底面３３ａと吸着チャック３４の底面は面一状になっている。

【0084】

回転体３２及びチャックヘッド３３の内部には、凹部３３ｂ側の端部に開口を有する吸引通路３５が設けられている。吸引通路３５の他端は図示しない真空ポンプに接続されている。制御部１１は、真空ポンプを用いて、吸引通路３５の内部空間の負圧と正圧を切り替えることができる。

【0085】

吸引通路３５を負圧にすると、ポーラスな材料からなる吸着チャック３４の周囲には、下面側から上面側に向かう空気の流れが生じる。このとき、被加工物９０が吸着チャック３４の底面に密着していると、被加工物９０は吸着チャック３４の底面及び底面３３ａに吸着して吸着チャック３４に保持される。被加工物９０を保持した状態で、吸引通路３５の内部空間を正圧に切り替えると、被加工物９０の保持を解除できる。このようにして、保持部３０は、底面３３ａにおいて、底面３３ａより下方にある被加工物９０の保持及び保持の解除を行う。

【0086】

１．４ 被加工物の構成
被加工物９０は、半導体ウェハ９１と、ウェハリング９２と、ダイシングテープ９３と、からなる。図４、及び図４のＡ－Ａ断面図である図５に示すように、ダイシングテープ９３の一方の面に、半導体ウェハ９１及びウェハリング９２の双方が貼着され、被加工物９０を構成している。

【0087】

ウェハリング９２は、略円形のステンレス製の板の中央に、直径Ｗ２の円形の開口９２ａを形成したものである。ウェハリング９２の外周は、円の一部を４箇所切欠いて４つの辺を形成した形状である。２組の対向する２辺はそれぞれ平行であり、隣り合う辺を延伸すると直角に交わる。また、対向する２辺の間隔は等しく、その間隔を外形サイズＷ３とする（図４、図５参照）。

【0088】

ダイシングテープ９３の一方の面には粘着剤が塗布されている。ダイシングテープ９３は、粘着剤が塗布されている面をウェハリング９２の板面と対向させて、開口９２ａを塞ぐように貼着される。

【0089】

半導体ウェハ９１は、単結晶シリコンのインゴットを直径Ｗ１の円板状に切削加工し、一方の板面にＣＶＤ法等により回路パターンを形成したものである。回路パターンを形成した面をデバイス面９１ａ、他方の面をグラインディング面９１ｂとする。本実施形態では、半導体ウェハ９１のデバイス面９１ａが、ダイシングテープ９３と対向するように貼着される。

【0090】

図１０は、半導体ウェハ９１をグラインディング面９１ｂ側から見た底面図である。デバイス面９１ａ（図１０で見えている面とは反対側の面）には、矩形の半導体チップがマトリクス状に複数形成されている。加工ライン９５は、半導体チップ９４の辺を含む直線であり、後述する加工部８０によりレーザが照射されるラインである。加工ライン９５は、半導体ウェハ９１の外縁まで伸びており、他の加工ライン９５と直角に交わる。

【0091】

なお、保持部３０は、被加工物９０を、ダイシングテープ９３が上方、半導体ウェハ９１が下方になる向きで保持する（図５参照）。つまり、チャックヘッド３３の底面３３ａは、ダイシングテープ９３の、粘着剤が塗布されていない面を、上方から吸着することにより、被加工物９０を下向きに保持する。後述する加工部８０は、グラインディング面９１ｂ側から半導体ウェハ９１の加工ライン９５に沿ってレーザを照射して加工を行う。

【0092】

１．５ 加工部の構成
図３に示すように、加工部８０は、Ｚｓ軸移動部（「第３移動部」の一例）８１と、レーザ発振器８５と、カメラ８６と、を有する。Ｚｓ軸移動部８１は、レーザ発振器８５をＺ方向に移動させる機能を有する。具体的には、Ｚｓ軸移動部８１は、基台垂直部２２に固定され、Ｚ方向に延設されたＺｓ軸ボールねじ８２と、Ｚｓ軸ボールねじ８２と螺合するナットを備えたＺｓ軸スライダ８３と、Ｚｓ軸スライダ８３に固定されたＺステージ８４と、を有する。Ｚステージ８４には、レーザ発振器８５が固定されている。

【0093】

Ｚｓ軸移動部８１の構成は、上述したＹｓ軸移動部５１及びＸｓ軸移動部６１の構成と略同じである。すなわち、制御部１１は、Ｚｓ軸ボールねじ８２を、図示しない駆動部により軸周りに回転させることで、Ｚｓ軸スライダ８３をＺ方向に移動させることができる。Ｚｓ軸スライダ８３にはＺステージ８４及びレーザ発振器８５が固定されているため、Ｚｓ軸移動部８１により、レーザ発振器８５をＺ方向に移動させることができる。

【0094】

レーザ発振器８５は、一般的なレーザ発振器であり、半導体ウェハ９１を透過する性質を有する波長（透過光）のパルスレーザ（以下、単にレーザともいう）を発振する。パルスレーザはレーザヘッド８５ａの内部で集光され、レーザヘッド８５ａの上端から、上方の半導体ウェハ９１のグラインディング面９１ｂに向けて照射される。パルスレーザは、グラインディング面９１ｂの表面状態を変えることなく、半導体ウェハ９１の内部に改質層を形成する。

【0095】

カメラ８６は、レーザヘッド８５ａの近傍に、レーザの照射方向と同じく上方に向けて配設される。カメラ８６は、半導体ウェハ９１の回路パターン上に設定された任意の測定点を検出し、その座標（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）を制御部１１へ送信する。制御部１１は、測定点の座標に基づき、レーザヘッド８５ａと半導体ウェハ９１の相対的な位置関係を算出する。そして、制御部１１は、加工部８０が半導体ウェハ９１の加工ライン９５に沿ってレーザを照射できるように、Ｙｓ軸移動部５１、Ｘｓ軸移動部６１、Ｚｓ軸移動部８１をそれぞれ制御する。

【0096】

上述したように、半導体ウェハ９１は、グラインディング面９１ｂが下方を向いた状態で保持されている。そのため、カメラ８６が可視光線のみを検出するものである場合、カメラ８６とは反対側の面に形成されたデバイス面９１ａの回路パターンを認識することはできない。そこで、本実施形態では、カメラ８６として赤外線カメラが使用されている。赤外線はシリコンからなる半導体ウェハ９１を透過する性質を有するため、カメラ８６により、デバイス面９１ａに形成された回路パターンをグラインディング面９１ｂ側から撮影できる。また、撮影した画像から、予め設定した特定のパターンを認識して、そのパターンが存在する座標（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）を、画像とともに制御部１１に送信することもできる。

【0097】

以上のような構成により、加工部８０は、下方から半導体ウェハ９１のグラインディング面９１ｂにレーザを照射して、半導体ウェハ９１の表面状態を変えることなく内部に改質層を形成する。レーザを照射しながら保持部３０をＸ方向に移動させることで、加工ライン９５に沿って改質層を形成することができる。

【0098】

１本の加工ライン９５の加工が終わると、Ｘｓ軸移動部６１及びＹｓ軸移動部５１は保持部３０を移動させ、加工部８０は他の加工ライン９５の加工を順次行う。具体的には、図１０に示すＲ１からＲ２までの加工を終えると、レーザ照射を停止して保持部３０を移動させ、Ｒ３からＲ４までの加工を行う。次いで、同様に、Ｒ５からＲ６までの加工を行う。このようにして、加工部８０は図１０におけるＸ方向の加工ラインに沿って順次加工を行う。Ｘ方向の加工ライン９５全ての加工が完了すると、θ軸モータ３１により被加工物９０を９０°回転させ、未加工の加工ライン９５に対して、上記と同様に順次加工を行う。

【0099】

このようにして、加工部８０は、半導体ウェハ９１の全ての加工ライン９５を加工して、加工ライン９５に沿った改質層を形成する。加工開始位置や、終了位置、θ方向の回転角などは、カメラ８６で認識した画像及び座標と、記憶部１４に格納されたレシピを基に、制御部１１が決定する。

【0100】

次に、エキスパンド処理について簡単に説明する。改質層を形成すると、半導体ウェハ９１の内部には、改質層から半導体ウェハ９１の板面に向かう微小なクラックが発生する。ダイシングテープ９３を伸展して半導体ウェハ９１に引っ張り応力を加えることにより、改質層を起点にクラックが広がり、半導体ウェハ９１は加工ライン９５沿いの改質層を分離境界として分離される。このようにして、個々の半導体チップ９４を得ることができる。以上がエキスパンド処理である。エキスパンド処理は、加工装置１０で実施される処理ではなく、その後の工程で他の装置等により実行される処理である。

【0101】

以上説明したように、加工部８０は、加工ライン９５に沿ってレーザを照射し、個々の半導体チップ９４の分離境界となる改質層を形成する。また、加工部８０は、半導体ウェハ９１に対してレーザを照射する部分であるため、照射部ともいう。

【0102】

１．６ 搬出入部の構成
続いて、収容部７０から被加工物９０の搬出入を行う搬出入部について説明する。加工装置１０が有する２つの搬出入部は、図１Ａの左側が第１搬出入部１１０、右側が第２搬出入部１２０である。これらはそれぞれ「搬出入部」の一例であり、同一の構成である。以下、第１搬出入部１１０の構成を説明する。

【0103】

図６、図７に示すように、第１搬出入部１１０は、Ｚ１軸移動部１１１、Ｙ１軸移動部１１２、第１搬送ハンド（「搬送ハンド」の一例）１１３、仮位置決めユニット１３０を有する。Ｙ１軸及びＺ１軸は、第１搬送ハンド１１３が移動するときの軸であり、Ｙ軸及びＺ軸とそれぞれ平行な軸である。

【0104】

Ｚ１軸移動部１１１は、基台水平部２１に固定され、Ｚ方向に延設されたＺ１軸ボールねじ１１１ａと、Ｚ１軸ボールねじ１１１ａと螺合するナットを備えたＺ１軸スライダ１１１ｂと、Ｚ１軸スライダ１１１ｂに固定されたＺ１ステージ１１１ｃと、を有する。Ｚ１ステージ１１１ｃには、後述するＹ１軸移動部１１２及び仮位置決めユニット１３０が配設されている。

【0105】

Ｚ１軸移動部１１１の構成は、上述したＺｓ軸移動部８１の構成と略同じである。すなわち、制御部１１は、Ｚ１軸ボールねじ１１１ａを図示しない駆動部により軸周りに回転させて、Ｚ１軸スライダ１１１ｂをＺ方向に移動させることができる。Ｚ１軸スライダ１１１ｂにはＺ１ステージ１１１ｃが固定されているため、Ｚ１軸移動部１１１を動作させることにより、Ｚ１ステージ１１１ｃ上に配設されたＹ１軸移動部１１２及び仮位置決めユニット１３０がＺ方向に移動する。

【0106】

Ｙ１軸移動部１１２は、Ｚ１ステージ１１１ｃの上面に固定され、Ｙ方向に延設されたＹ１軸ボールねじ１１２ａと、Ｙ１軸ボールねじ１１２ａと螺合するナットを備えたＹ１軸スライダ１１２ｂと、を有する。

【0107】

上述したＺ１軸移動部１１１と同様に、制御部１１は、Ｙ１軸ボールねじ１１２ａを図示しない駆動部により軸周りに回転させることで、Ｙ１軸スライダ１１２ｂをＹ方向に移動させることができる。制御部１１は、Ｚ１軸移動部１１１及びＹ１軸移動部１１２を動作させることにより、Ｙ１軸スライダ１１２ｂを、ＹＺ方向に自在に移動させることができる。

【0108】

＜搬送ハンド＞
図６に示すように、第１搬送ハンド１１３は、略Ｙ字型をなす金属板であり、例えばステンレス鋼からなる。第１搬送ハンド１１３の基端部１１３ａは、Ｙ１軸スライダ１１２ｂの上面と接合されている。そのため、Ｙ１軸スライダ１１２ｂと第１搬送ハンド１１３は、一体的に移動する。

【0109】

第１搬送ハンド１１３の先端部１１３ｂは、２本に枝分かれしており、それぞれＹ方向に延設される。先端部１１３ｂの内側同士の間隔をＬ１、外側同士の間隔をＬ２、先端部１１３ｂのＹ方向の長さをＬ３とする。以下、これらの寸法に求められる条件について説明する。

【0110】

先端部１１３ｂの内側同士の間隔Ｌ１は、半導体ウェハ９１の直径Ｗ１よりも大きくなるように設定される。このようにすると、第１搬送ハンド１１３の上面に被加工物９０を載置するときに、先端部１１３ｂの２本の枝の真中と半導体ウェハ９１の中心が重なるようにすると、第１搬送ハンド１１３が半導体ウェハ９１に接触しないからである。

【0111】

また、先端部１１３ｂの外側同士の間隔Ｌ２、及びＹ方向の長さＬ３は、ウェハリング９２の外形サイズＷ３よりも小さい。このようにすると、第１搬送ハンド１１３の上面に被加工物９０を載置するときに、被加工物９０の少なくとも一部が、平面視にて先端部１１３ｂの外周からはみ出す。被加工物９０のはみ出した部分をさらに外側から挟み込むことで、後述する仮位置決めユニット１３０による仮位置決めが可能になる。

【0112】

以上が第１搬出入部１１０の構成である。第２搬出入部１２０は、第１搬出入部１１０と同一の構成であるため、詳細な説明は省略する。第２搬出入部１２０が有する第２搬送ハンド（「搬送ハンド」の一例）１２３の移動軸を、それぞれＹ２軸及びＺ２軸とする。第２搬出入部１２０は、Ｚ２軸移動部１２１、Ｙ２軸移動部１２２、第２搬送ハンド１２３を有している。

【0113】

１．７ 仮位置決めユニットの構成
仮位置決めユニット１３０は、第１搬送ハンド１１３上の被加工物９０を、第１搬送ハンド１１３上における所定の位置（通常は先端部１１３ｂの中央）に移動させるものである。図８に示すように、仮位置決めユニット１３０は、上下ステージ１３１と、シリンダ１３２と、Ｙ挟持部１３３と、Ｘ挟持部１３７と（図６参照）、を有する。Ｙ挟持部１３３と、Ｘ挟持部１３７は、それぞれ「挟持部」の一例である。

【0114】

シリンダ１３２は、一般的なエアシリンダであり、円筒状のシリンダ本体１３２ａと、シリンダ本体１３２ａに嵌入され、シリンダ本体１３２ａの軸方向に変位するロッド１３２ｂと、からなる。複数のシリンダ本体１３２ａが、ロッド１３２ｂを上方に向けた状態で、Ｚ１ステージ１１１ｃに埋め込まれている。複数のシリンダ１３２は、それぞれ図示しない空気供給路及び空気ポンプと接続されている。制御部１１は、空気供給路の空気圧を、正圧又は負圧に切り替えることで、複数のシリンダ１３２のロッド１３２ｂを同時に上下させることができる。

【0115】

上下ステージ１３１は、複数のロッド１３２ｂの上端と接合された板状のステージである。制御部１１が空気供給路の空気圧を正圧にすると、複数のシリンダ１３２が同時に上方に伸長して、上下ステージ１３１は上方に移動する。また、空気圧を負圧に切り替えると、複数のシリンダ１３２が同時に縮み、上下ステージ１３１は下方に移動する。

【0116】

上下ステージ１３１の上面１３１ａには、Ｙ挟持部１３３と、Ｘ挟持部１３７が配設されている。

【0117】

Ｙ挟持部１３３は、平行チャック１３４と、Ｙ挟持部材１３５と、ガイドレール１３５ｃと、ガイドブロック１３５ｄと、を有する。Ｙ挟持部材１３５と、後述するＸ挟持部材１３８は、それぞれ「一対の挟持部材」の一例である。

【0118】

平行チャック１３４は、内部に２つのシリンダが逆向きに配設された本体部１３４ａと、一対の爪部１３４ｂ、１３４ｃと、を有する。本体部１３４ａは図示しない空気供給路及び空気ポンプと接続されている。一対の爪部１３４ｂ、１３４ｃは、本体部１３４ａの両端にそれぞれ配されており、制御部１１が、空気供給路の空気圧を正圧又は負圧に切り替えると、爪部１３４ｂ、１３４ｃの間隔を広げたり、狭くしたりできる。このとき、各爪部１３４ｂ、１３４ｃは逆向きに同じ距離だけ移動する。

【0119】

Ｙ挟持部材１３５は、図８に示すように、Ｘ方向から見てＬ字型をなす２つの挟持部材１３５ａ、１３５ｂからなる。挟持部材１３５ａは、水平部１３５ａ１及び垂直部１３５ａ２からなり、水平部１３５ａ１の一端が爪部１３４ｃと結合している。水平部１３５ａ１の他端からは、垂直部１３５ａ２が垂直に立ち上がっている。また、水平部１３５ａ１の下面は、ガイドブロック１３５ｄが結合している。ガイドブロック１３５ｄは、上下ステージ１３１の上面１３１ａ上にＹ方向に延設されるガイドレール１３５ｃと滑合している。したがって、ガイドブロック１３５ｄ及びガイドブロック１３５ｄと結合している挟持部材１３５ａは、ガイドレール１３５ｃ上でＹ方向に移動することができる。

【0120】

もう一方の挟持部材１３５ｂも、水平部１３５ｂ１、及び垂直部１３５ｂ２からなり、挟持部材１３５ａとは逆向きに同様の構成を有し、Ｙ方向に移動できるようになっている。

【0121】

Ｙ挟持部１３３は次のように動作する。制御部１１が平行チャック１３４を動作させると、Ｙ挟持部材１３５は、挟持部材１３５ａ、１３５ｂのＹ方向の間隔を広げたり、狭くしたりできる。図８に示すように、挟持部材１３５ａ、１３５ｂの間隔を広げた状態で、２つの垂直部１３５ａ２、１３５ｂ２の間に被加工物９０を載置した第１搬送ハンド１１３を配する。次に、挟持部材１３５ａ、１３５ｂの間隔を狭くすると、それぞれの垂直部１３５ａ２、１３５ｂ２で被加工物９０を挟み込むことができる。２つの爪部１３４ｂ、１３４ｃは逆向きに同じ距離移動するため、挟持部材１３５ａ、１３５ｂが被加工物９０を挟み込むことで、被加工物９０を、第１搬送ハンド１１３上のＹ方向における所定の位置に移動させることができる。なお、被加工物９０を移動させた後は、挟持部材１３５ａ、１３５ｂの間隔を広げて被加工物９０の挟み込みを解除する。

【0122】

Ｘ挟持部１３７は、Ｙ挟持部１３３を平面視９０°回転させた構成であるため、詳細な説明は省略する。Ｘ挟持部１３７は、Ｘ挟持部材（「一対の挟持部材」の一例）１３８ａ、１３８ｂを有し、それぞれの挟持部材の垂直部１３８ａ２、１３８ｂ２で被加工物９０を挟み込むことにより、第１搬送ハンド１１３上において、被加工物９０をＸ方向における所定の位置に移動させることができる。

【0123】

以上のことから、仮位置決めユニット１３０は、Ｙ挟持部材１３５及びＸ挟持部材１３８で被加工物９０を挟み込むことにより、第１搬送ハンド１１３上の所定の位置に被加工物９０を移動させる、仮位置決めを行うことができる。本実施形態の仮位置決めは、被加工物９０を、半導体ウェハ９１の中心と、第１搬送ハンド１１３の先端部１１３ｂの中心が一致するように移動させるものであり、センタリングともいう。

【0124】

１．８ ウェハ傾き補正処理の説明
上述したように、加工装置１０は、保持部３０が保持する被加工物９０に下方からレーザを照射しつつ、保持部３０をＸ方向に移動させることで、格子状の加工ライン９５に沿って加工を行う。このような加工を高精度に行う場合、レーザを照射するレーザヘッド８５ａと半導体ウェハ９１の面（ここではデバイス面９１ａとする）の位置関係を高精度に制御することが重要である。

【0125】

そこで、加工装置１０は、レーザヘッド８５ａとデバイス面９１ａの距離Ｆを一定に保つために、ウェハ傾き補正処理を行う。

【0126】

デバイス面９１ａがＸ軸に対して傾いている状態では、半導体ウェハ９１をＸ方向に移動させると、Ｘ方向の移動に伴って距離Ｆが変化する。距離Ｆが変化すると、半導体ウェハ９１の内部でレーザが集束する深さが変化したり、レーザが半導体ウェハ９１の内部で集束せず、改質層を形成できなくなったりするおそれがある。

【0127】

そこで、ウェハ傾き補正処理として、半導体ウェハ９１の傾きをレーザ照射前に求めておき、その傾きに沿ってレーザ発振器８５をＺ方向に移動させて、レーザヘッド８５ａとデバイス面９１ａの距離Ｆを一定に保つ処理を行う。以下、図９のフローチャート及び図１０～図１２を用いてウェハ傾き補正処理を具体的に説明する。

【0128】

ウェハ傾き補正処理は、まず「ウェハ傾き算出処理」を行い、次に「ＸｓＺｓ軸同期制御」を行う。以下、ウェハ傾き算出処理について説明する。

【0129】

＜ウェハ傾き算出処理＞
デバイス面９１ａに形成するパターン中に、図１０に示すように、任意の測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を予め設定しておく。各測定点Ｐ１～Ｐ３としては、デバイス面９１ａ上で一直線に並ぶ３点ではなく、三角形の各頂点となりうる３点を設定する。また、各測定点間の距離を大きくした方が、より高精度に傾きを算出できる。デバイス面９１ａにおける測定点Ｐ１～Ｐ３の例を、図１０に示す。

【0130】

デバイス面９１ａがＸ軸及びＹ軸に対して完全に平行となる理想的な状態を仮定したときの各測定点Ｐ１～Ｐ３のＸＹＺ座標を、基準座標とする。基準座標の具体的な値は、半導体ウェハ９１上における測定点Ｐ１～Ｐ３の設計上の位置から計算で求めることができ、それぞれ記憶部１４に記憶されている。

【0131】

制御部１１がウェハ傾き算出処理を開始すると、制御部１１は、保持部３０に半導体ウェハ９１（被加工物９０）が供給された直後、あるいは、θ軸モータ３１が回転体３２を４５°以上回転させた直後か否かを判断する。

【0132】

半導体ウェハ９１の供給直後やθ方向の回転の直後であれば（Ｓ８１：ＹＥＳ）、デバイス面９１ａの傾きが不明であるか、前回の傾き補正時からずれている可能性が高いため、以下の処理を続行する。これら以外の場合は（Ｓ８１：ＮＯ）、前回の補正時と同様の傾きに基づき後述するＸｓＺｓ軸同期制御を行うため、ウェハ傾き算出処理を終了する。

【0133】

Ｓ８１でＹＥＳとした場合、次に、制御部１１は、カメラ８６の視野中に測定点Ｐ１が入るように保持部３０をＸＹ方向に移動させる。制御部１１は、カメラ８６が撮影した画像に、Ｚｓ軸を用いたコントラスト法を行い、Ｘｓ軸、Ｙｓ軸、Ｚｓ軸それぞれの位置から測定点Ｐ１の計測座標（Ｘｓ１、Ｙｓ１、Ｚｓ１）を測定する（Ｓ８２）。

【0134】

次に、制御部１１は、測定点Ｐ１の基準座標とＳ８２で測定した座標とを比較し、基準座標とのずれ量ΔＸｓ１、ΔＹｓ１、ΔＺｓ１をそれぞれ算出する（Ｓ８３）。

【0135】

測定点Ｐ２においても測定点Ｐ１と同様の測定を行い（Ｓ８４）、制御部１１は、基準座標とのずれ量ΔＸｓ２、ΔＹｓ２、ΔＺｓ２をそれぞれ算出する（Ｓ８５）

【0136】

このようにして求めたずれ量（ΔＸｓ１、ΔＹｓ１）、及び（ΔＸｓ２、ΔＹｓ２）から、測定点Ｐ１、Ｐ２がそれぞれＸ軸及びＹ軸に対して基準座標からどれだけずれているかがわかる。また、基準座標の線分Ｐ１Ｐ２と、計測座標の線分Ｐ１Ｐ２とがなす角度が、デバイス面９１ａのθ方向のずれ量Δθである（Ｓ８６）。

【0137】

次に、制御部１１は、ずれ量Δθが、所定の公差Δθ０以内か否かを判断する（Ｓ８７）。ずれ量Δθが公差Δθ０よりも大きい場合（Ｓ８７：ＮＯ）、制御部１１は、Δθが０になるようにθ軸を補正する。

【0138】

具体的には、制御部１１は、θ軸モータ３１を駆動して、回転体３２を－Δθだけ回転させる。これにより、ずれ量Δθはキャンセルされ、それを確認するために再度Ｓ８２に戻り、測定点Ｐ１、Ｐ２の座標を測定してずれ量ΔＸｓ１等を算出する。

【0139】

一方、ずれ量Δθが公差Δθ０よりも小さい場合（Ｓ８７：ＹＥＳ）、制御部１１は、測定点Ｐ３のＸＹＺ座標の測定（Ｓ８９）、及び、ずれ量ΔＸｓ３、ΔＹｓ３、ΔＺｓ３の算出を行う（Ｓ９０）。

【0140】

これにより、デバイス面９１ａ上の３つの測定点Ｐ１～Ｐ３の座標が全て得られたため、制御部１１は、デバイス面９１ａを一意に特定して、傾きを算出できる（Ｓ９１）。そして、ウェハ傾き算出処理は終了する。

【0141】

＜ＸｓＺｓ軸同期制御＞
次に、制御部１１は、ＸｓＺｓ軸同期制御を実行する。既にデバイス面９１ａは特定できており、Ｚｓ軸及びＸｓ軸に対するデバイス面９１ａのＺ座標とＸ座標は、図１１のような線分で表すことができる。したがって、保持部３０をＸ方向に移動させつつ加工を行う際、距離Ｆを一定に保つためには、レーザヘッド８５ａを、この線分に合わせてＺ方向に移動させるとよい。

【0142】

ＸｓＺｓ軸同期制御を行うときの、保持部３０、及び一体的に移動する半導体ウェハ９１のＸ方向の移動速度Ｖｘ（ｔ）と、レーザヘッド８５ａのＺ方向の移動速度Ｖｚ（ｔ）との関係は、下記の（１）式により表される。ａは、図１１の線分の傾きの逆数である。また、横軸を時間、縦軸を速度として、加工前後を含めた速度Ｖｘ（ｔ）及び速度Ｖｚ（ｔ）の値をプロットすると、図１２のようになる。
Ｖｘ（ｔ）＝ａ×Ｖｚ（ｔ）・・・（１）

【0143】

図１２には、時間ｔ＝０のときに保持部３０のＸｓ軸方向の移動及びレーザヘッド８５ａのＺｓ軸方向の移動を開始し、加速後に一定速度で加工を行い、加工を終えて減速、停止するまでの速度をプロットしている。したがって、グラフ中の平坦な部分が加工区間であり、この間レーザヘッド８５ａから半導体ウェハ９１に向けてレーザを照射している。

【0144】

このようにすると、レーザを照射している加工区間の最初から最後まで、速度Ｖｘ（ｔ）及び速度Ｖｚ（ｔ）は（１）式を満たしつつ、ともに一定である。つまり、傾き１／ａで傾いている半導体ウェハ９１が一定速度Ｖｘ（ｔ）でＸｓ軸方向に移動し、その半導体ウェハ９１に対してレーザヘッド８５ａが一定速度Ｖｚ（ｔ）＝Ｖｘ（ｔ）／ａでＺｓ軸方向に移動する。したがって、ＸｓＺｓ軸同期制御を行うと、加工区間の最初から最後まで、距離Ｆの値は一定である。

【0145】

ウェハ傾き算出処理とＸｓＺｓ軸同期制御からなるウェハ傾き補正処理は、以上のようにして行われる。これにより、デバイス面９１ａが傾いていたとしても、傾きを補正して、レーザがＯＮになっている加工区間において、距離Ｆを一定に保つことができる。このウェハ傾き補正処理は、加工の実行前に毎回行われ、Ｚｓ軸方向の加工精度を高めている。
１．９ 事前キャリブレーション処理の説明
上述したウェハ傾き補正処理では、デバイス面９１ａに計測点Ｐ１～Ｐ３を設け、各計測点Ｐ１～Ｐ３の計測座標に基づきデバイス面９１ａの傾きを算出した。このウェハ傾き補正処理を実行する前に、加工部８０と保持部３０の間で事前キャリブレーション処理を行ってもよい。

【0146】

事前キャリブレーション処理は、チャックヘッド３３の底面３３ａを一意に特定して、特定した底面３３ａに基づき、デバイス面９１ａ上の測定点Ｐ１～Ｐ３のＺ座標を推定する処理である。予め測定点Ｐ１～Ｐ３のＺ座標を推定することにより、ウェハ傾き補正処理におけるＺ座標の測定を短時間で行うことができる。以下、具体的なフローについて説明する。

【0147】

具体的なフローは図１３に示しているが、これは上述したウェハ傾き補正処理のウェハ傾き算出処理（図９）とほぼ同じである。すなわち、予め底面３３ａ上に、図１４に示すような任意の測定点Ｑ１～Ｑ３を設定しておく。そして、制御部１１は、まず２点（Ｑ１、Ｑ２）の実測座標から、θ方向のずれ量Δθを求め、Δθが０になるようにθを補正する（スタート～Ｓ１０８）。

【0148】

次に、制御部１１は、測定点Ｑ３の座標を測定し、３つの測定点Ｑ１～Ｑ３から、底面３３ａを一意に特定する（Ｓ１０９～エンド）。

【0149】

底面３３ａを特定すると、底面３３ａ上において任意のＸＹ座標を有する点の、Ｚ座標を算出できる。底面３３ａとデバイス面９１ａは、図３に示すように非常に近接しており、間にはダイシングテープ９３を挟むのみである。したがって、底面３３ａ上のＺ座標を算出することで、デバイス面９１ａ上に設定されている、測定点Ｐ１～Ｐ３のＺ座標に近い値を求めることができる。

【0150】

なお、事前キャリブレーション処理は、底面３３ａで被加工物９０を保持する前に行ってもよいし、本実施形態のように、被加工物９０の保持後であって、ウェハ傾き補正処理の実行前に行ってもよい。

【0151】

２．動作フローの説明
図１５は、加工装置１０全体で行われる処理を説明するためのフローチャートである。実際の加工装置１０では各処理は並行して実行されるが、以下において、主に第１搬出入部１１０で行われる供給処理（Ｓ１１～Ｓ１７）と、主に第２搬出入部１２０で行われる収容処理（Ｓ３１～Ｓ３７）と、これらの処理に加工部８０で行われる加工処理（Ｓ２１～Ｓ２９）を加えた全体処理と、に分割して説明する。

【0152】

２．１ 供給処理の説明
供給処理は、第１収容部７１内に収容されている加工前の被加工物９０を、第１搬出入部１１０の第１搬送ハンド１１３を用いて保持部３０のチャックヘッド３３へ供給する処理である。以下、供給処理の１サイクルである、Ｓ１１～Ｓ１７について説明する。

【0153】

第１搬出入部１１０の初期状態を図１６Ａに示す。第１収容部７１の内部空間には、被加工物９０がＺ方向に間隔を開けて複数収容されている。制御部１１は、Ｚ１軸移動部１１１を動作させて、第１搬送ハンド１１３の高さが、これから保持部３０へ供給しようとする被加工物９０の底面よりもわずかに低くなるように、第１搬送ハンド１１３を移動させる。

【0154】

制御部１１は、Ｙ１軸移動部１１２を動作させて、第１搬送ハンド１１３の先端部１１３ｂが被加工物９０と接触しないように、第１搬送ハンド１１３を第１収容部７１の内部に挿入する（図１６Ｂ、Ｓ１１）。

【0155】

制御部１１は、第１搬送ハンド１１３を上昇させる。被加工物９０は先端部１１３ｂにより持ち上げられ、先端部１１３ｂの上面に、被加工物９０が載置される（図１６Ｃ、Ｓ１２）。

【0156】

制御部１１は、先端部１１３ｂに被加工物９０を載置したまま、第１搬送ハンド１１３を第１収容部７１から引き抜く（図１６Ｄ、Ｓ１３）。このとき、被加工物９０は、図６に示すように、平面視にてＹ挟持部１３３の２つの垂直部１３５ａ２及び１３５ｂ２と、Ｘ挟持部１３７の２つの垂直部１３８ａ２及び１３８ｂ２と、に囲まれた位置に配される。

【0157】

制御部１１は、シリンダ１３２を動作させて、上下ステージ１３１を上昇させる。上下ステージ１３１とともにＹ挟持部１３３及びＸ挟持部１３７も上昇し、Ｙ挟持部１３３及びＸ挟持部１３７の各垂直部の上端は、被加工物９０よりも上になる（図１６Ｅ、Ｓ１４）。

【0158】

次いで、Ｙ挟持部１３３を動作させる。Ｙ挟持部１３３が被加工物９０の側面を両側から挟み込み、Ｙ方向の仮位置決めをする（図１６Ｆ）。次いでＸ挟持部１３７においても同様の操作を行い、Ｘ方向の位置決めをする（図１６Ｇ）。これにより、第１搬送ハンド１１３の先端部１１３ｂにおいて、所定の位置に被加工物９０が移動したことになる。そして、制御部１１は、シリンダ１３２を動作させて、上下ステージ１３１を下降させる（図１６Ｈ）。以上で仮位置決めは完了する。

【0159】

次に、制御部１１は、Ｘｓ軸移動部６１及びＹｓ軸移動部５１を動作させて、チャックヘッド３３を所定の受け渡し位置（第１受け渡し位置）に移動させる（Ｓ２８）。第１受け渡し位置は、先端部１１３ｂの真上である。チャックヘッド３３が第１受け渡し位置に到着した後に、第１搬送ハンド１１３を第１受け渡し位置まで上昇させて（Ｓ１５）、チャックヘッド３３の真空引きをＯＮにする（Ｓ１６）。これにより、チャックヘッド３３は、その底面３３ａにおいて、被加工物９０の上面を吸着保持する（図１６Ｉ）。確実に吸着保持したか否かを判定するため、保持部３０には、図示しない空気圧センサが配設され、吸引通路３５の空気圧をモニタしている。空気圧センサが示す空気圧の低下は、チャックヘッド３３が被加工物９０を保持したことを表す。

【0160】

制御部１１は、空気圧センサが示す圧力の低下によりチャックヘッド３３が被加工物９０を保持したことを確認した後に、空荷になった第１搬送ハンド１１３を、次にチャックヘッド３３へ供給する被加工物９０の高さまで下降させ（Ｓ１７）、第１搬送ハンド１１３を第１収容部７１に挿入する（Ｓ１１、図１６Ｂ）。以上が第１搬出入部１１０による供給処理の１サイクルである。

【0161】

なお、第２搬出入部１２０も第１搬出入部１１０と同一の構成であるため、第２搬出入部１２０が供給処理を行うこともできる。

【0162】

２．２ 収容処理の説明
次に、収容処理について説明する。収容処理は、チャックヘッド３３が保持する加工後の被加工物９０を、第２搬出入部１２０の第２搬送ハンド１２３を用いて第２収容部７２へ収容する処理である。以下、収容処理の１サイクルである、Ｓ３１～Ｓ３７を説明する。

【0163】

第２搬出入部１２０の初期状態を図１７Ａに示す。第２搬出入部１２０の内部空間には、加工後の被加工物９０がすでに５枚収容されているが、最上段の収容位置が空いており、ここに被加工物９０を収容する。制御部１１は、第２搬送ハンド１２３が、所定の受け渡し位置（第２受け渡し位置）の真下に位置するように、Ｚ２軸移動部１２１及びＹ２軸移動部１２２を動作させる。このとき、チャックヘッド３３と第２搬送ハンド１２３の衝突を避けるため、第２搬送ハンド１２３は、第２受け渡し位置よりも下方で待機する（図１７Ａ、Ｓ３１）。

【0164】

次に、制御部１１は、加工済みの被加工物９０を保持したチャックヘッド３３を、第２受け渡し位置に移動させる。チャックヘッド３３が第２受け渡し位置に到着したことを確認後、制御部１１は、第２搬送ハンド１２３を第２受け渡し位置まで上昇させ（図１７Ｂ、Ｓ３２）、チャックヘッド３３の真空をＯＦＦにする（Ｓ３３）。すると被加工物９０の保持が解除されて、被加工物９０は第２搬送ハンド１２３に載置される。

【0165】

制御部１１は、図示しない空気圧センサにより測定した吸引通路３５の空気圧が常圧になったことを確認後、加工後の被加工物９０が載置された第２搬送ハンド１２３を下降させ、最上段の収容位置よりもわずかに高い位置で静止させる（図１７Ｃ、Ｓ３４）。

【0166】

なお、空荷になったチャックヘッド３３は、第１受け渡し位置まで移動して、第１搬送ハンド１１３から被加工物９０を受け取る（Ｓ２８、Ｓ１５）。

【0167】

次に、制御部１１は、第２搬出入部１２０が有する仮位置決めユニット１３０を動作させて、第２搬送ハンド１２３上の先端部１２３ｂにおいて、被加工物９０の仮位置決めを行う（図１７Ｄ～図１７Ｇ、Ｓ３５）。被加工物９０を第２収容部７２へ収容する前に位置決めを行うことで、収容中に被加工物９０が第２収容部７２の壁面に接触して落下し、加工後の半導体ウェハ９１が破損することを抑制できる。仮位置決めの詳細は、上述した供給動作と同じなので、説明を省略する。

【0168】

制御部１１は、第２搬送ハンド１２３を第２収容部７２の内部に挿入する（図１７Ｈ、Ｓ３６）。続いて、第２搬送ハンド１２３を下降させて、第２収容部７２内部の凸部７３上に被加工物９０を載置して（図１７Ｉ、Ｓ３７）、第２搬送ハンド１２３を引き抜く。その後、制御部１１は第２搬送ハンド１２３を第２受け渡し位置に移動させ（Ｓ３１）、待機させる。以上が第２搬出入部１２０による収容処理の１サイクルである。

【0169】

なお、第１搬出入部１１０も第２搬出入部１２０と同一の構成であるため、第１搬出入部１１０が供給処理を行うこともできる。

【0170】

２．３ 全体の処理の説明
次に、上述した供給処理及び収容処理に、加工部８０によるレーザ加工を施す加工処理を加えた、加工装置１０全体で行われる処理について図１８Ａ～図１８Ｈを参照して説明する。

【0171】

図１８Ａに示す初期状態において、第１搬出入部１１０及び第２搬出入部１２０は、上述した供給処理及び収容処理の初期状態（図１６Ａ、図１７Ａ）と同じ状態にある。また、チャックヘッド３３の位置は、図１Ｂのように、レーザ発振器８５の真上（以下、加工位置という）であるが、チャックヘッド３３は被加工物９０を保持していないとする。

【0172】

全体の処理を開始すると（スタート）、制御部１１は、まず上述した供給処理を実行する。具体的には、第１搬送ハンド１１３を第１収容部７１に挿入して加工前の被加工物９０とともに引き抜く（Ｓ１１～Ｓ１４、図１８Ｂ、図１８Ｃ）。続いて、チャックヘッド３３を第１受け渡し位置に移動させて（Ｓ２８）、第１搬送ハンド１１３上に載置された被加工物９０を保持する（Ｓ１５～Ｓ１７、図１８Ｄ）。

【0173】

チャックヘッド３３が被加工物９０を保持したところで、保持している被加工物９０に予定されているレシピ内の加工が全て完了したか否かを判断する。通常は１枚の被加工物９０に対し、複数回の加工が行われるので、これまでに加工した内容が記録された実績データと、加工のレシピを照合して制御部１１が判断する（Ｓ２１）。

【0174】

ここで、保持している被加工物９０の加工が完了していない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、制御部１１はレシピを参照して、上述した事前キャリブレーションを実行するか否かを判断する（Ｓ２２）。制御部１１は、必要であれば事前キャリブレーション処理を実行する（Ｓ２３）。さらに、ウェハ傾き補正処理を実行するか否かも判断し、必要であれば実行する（Ｓ２４、Ｓ２５、図１８Ｅ）。これにより、チャックヘッド３３のＸＹＺθ位置がそれぞれ調整される。

【0175】

次に、制御部１１は、チャックヘッド３３を加工開始位置に移動させる（Ｓ２６）。続いて、加工が終了する位置まで、Ｘｓ軸移動部６１、及びＺｓ軸移動部８１（図３参照）によりチャックヘッド３３とレーザ発振器８５を移動させながら、レーザヘッド８５ａから半導体ウェハ９１にレーザを照射して、加工を実施する（Ｓ２７、図１８Ｆ）。

【0176】

加工が終わるとＳ２１に戻り、制御部１１は、レシピ内の加工が全て完了したか否か、再度判断する。このようにして、レシピ内の加工を完了するまでＳ２１～Ｓ２７を繰り返す。

【0177】

なお、保持部３０と加工部８０がキャリブレーション～加工（Ｓ２１～Ｓ２７）を繰り返している間、第１搬出入部１１０では供給処理の一部（Ｓ１１～Ｓ１４）が同時並行的に行われており、第１搬送ハンド１１３上に、次に加工する予定の被加工物９０が準備される（図１８Ｆ）。

【0178】

制御部１１は、レシピ内の加工が全て完了したと判断すると（Ｓ２１：ＹＥＳ）、チャックヘッド３３を第２受け渡し位置へ移動させて（Ｓ２９）、被加工物９０を第２搬送ハンド１２３に渡す（Ｓ３２～Ｓ３３、図１８Ｇ）。そして、第２搬出入部１２０で収容処理を実行し、チャックヘッド３３が保持している被加工物９０を第２収容部７２に収容する（Ｓ３４～Ｓ３７、図１８Ｈ）。

【0179】

制御部１１は、第２搬出入部１２０における収容処理と同時並行して、チャックヘッド３３に、次に加工する被加工物９０を受け取らせる。具体的には、チャックヘッド３３は、加工後の被加工物９０を第２搬送ハンド１２３に渡して空荷になると（Ｓ３３～Ｓ３４）、第１受け渡し位置に移動して（Ｓ２８）、既に第１搬送ハンド１１３上に準備されている被加工物９０を受け取る（Ｓ１５～Ｓ１７）。そして、制御部１１は、被加工物９０について、レシピ内の加工が完了したか否かの判断を行う（Ｓ２１）。

【0180】

全体処理はこのようにして実行され、第１収容部７１に収容されている全ての被加工物９０の加工が完了して、加工後の被加工物９０が第２収容部７２に収容されるまで、供給処理、収容処理とともに全体処理が繰り返される。

【0181】

３．効果説明
以下、本実施形態に係る加工装置１０の効果について説明する。

【0182】

このような構成の加工装置１０では、第１搬送ハンド１１３に載置された被加工物９０を、保持部３０によって上方から保持することで、保持部３０に直接渡すことができる。また、逆に、保持部３０の下方に保持した被加工物９０を第２搬送ハンド１２３に直接渡すこともできる。

【0183】

これにより、第１搬送ハンド１１３、１２３と保持部３０との間で被加工物９０を仮置きするためのスペース（以下、仮置きスペース）が不要になり、加工装置１０を小型化、省スペース化できる。

【0184】

また、仮置きスペースを介さず直接受け渡すことで、収容部７０に収容されている被加工物９０の受け渡し回数を低減できる。具体的には、仮置きスペースを介した受け渡しでは、「収容部－搬送ハンド－仮置きスペース－保持部」、の順に受け渡されるため、受け渡し回数は４回である。これに対し、本実施形態では、「収容部７０－第１搬送ハンド１１３－保持部３０」、の間で受け渡しが行われるため、加工開始までの受け渡し回数は２回で済む。これにより、受け渡しに要する時間を短縮して、収容部７０内にある被加工物９０の加工を短時間で開始できる。また、加工後の被加工物９０を短時間で収容部７０に収容できる。したがって、加工装置１０の生産性が向上する。

【0185】

また、受け渡しの際には、被加工物９０に衝撃が加わったり、他の部材と接触したりして被加工物９０が破損するおそれがある。本実施形態では、受け渡し回数を低減できるため、被加工物９０に衝撃等が加わる機会を低減して破損を防ぎ、歩留まりの低下を抑制できる。

【0186】

さらに、加工部８０は、保持部３０によって上方から保持された被加工物９０を、下方から加工する。加工により生じた塵埃は落下するため、被加工物９０に付着しにくい。これにより、被加工物９０を清浄に保ち、コンタミネーションを低減して歩留まりの低下を抑制できる。

【0187】

また、加工装置１０は、挟持部（Ｙ挟持部１３３、Ｘ挟持部１３７）を含み、挟持部１３３、１３７は、搬送ハンド（第１搬送ハンド１１３、第２搬送ハンド１２３）に載置した被加工物９０の側面を外側から挟み込んで、搬送ハンド上における被加工物９０を仮位置決めする。

【0188】

仮位置決めは、被加工物９０を、保持部３０の所定の位置に保持させること、及び、収容部７０の所定の位置に収容することを目的として行う。仮位置決めを行うことにより、レーザの照射位置を短時間で加工開始位置に移動させることができる。また、被加工物９０を収容部７０に収容する際の、位置ずれによる落下を抑制して、スムーズに収容できる。

【0189】

また、このようにすると、被加工物９０を第１搬送ハンド１１３等に載置したまま位置決めができるため、仮位置決めのための別途スペース（仮位置決めテーブル）を設ける必要がなく、加工装置１０を省スペース化できる。

【0190】

また、被加工物を仮位置決めテーブルに載置する必要がないため、被加工物９０の受け渡し回数を低減できる。これにより、タクトタイムが短縮されて生産性が向上する。また、受け渡し時に生じる被加工物９０の破損を低減して、歩留まりの低下を抑制できる。

【0191】

また、移動部５０は、上下方向と直交するＸ方向（第１方向）に保持部３０を移動させるＸｓ軸移動部（第１移動部）６１と、上下方向及びＸ方向と直交するＹ方向（第２方向）に保持部３０を移動させるＹｓ軸移動部（第２移動部）５１と、を含み、Ｘ方向は、被加工物９０の加工の際の加工方向であり、Ｙ方向は、被加工物９０のピッチ送り方向であり、保持部３０が搬送ハンド（第１搬送ハンド１１３又は第２搬送ハンド１２３）との間で被加工物９０を受け渡す位置（受け渡し位置）と、加工部８０が被加工物９０の加工を行うときの保持部３０の位置（加工位置）は、Ｘ方向に並んでいる。

【0192】

保持部３０の移動距離は、ピッチ送りを行うＹ方向よりも、受け渡し位置と加工位置の間で保持部３０を移動させるＸ方向の方が大きい。また、被加工物９０の加工を行う加工方向と、受け渡し位置と加工位置の間で保持部３０が移動する方向は、同じＸ方向である。

【0193】

このような構成では、保持部３０の移動に要する時間を短縮して生産性の向上を図るためには、移動距離の大きいＸ方向の移動速度を高速度にすることが特に有効である。さらに、加工ライン９５に沿って直線的な加工を行うために、Ｘ方向の移動には、高い直進性が求められる。一方、ピッチ送り方向であるＹ方向の移動においては、被加工物９０を高精度に加工するために、Ｘ方向よりも高い位置決め精度が求められる。

【0194】

つまり、相対的に移動距離が大きく、加工方向でもあるＸ方向の移動を行うＸｓ軸移動部６１を、移動速度及び直進性を重視した設計にできる。一方、ピッチ送り方向の移動を行うＹｓ軸移動部５１は、移動速度及び直進性よりも、位置決め精度を重視した設計にすればよい。このように、Ｘｓ軸移動部６１とＹｓ軸移動部５１でそれぞれの役割に合わせて合理的な設計が可能になり、加工装置１０のコストを低減できる。

【0195】

また、搬送ハンド（第１搬送ハンド１１３及び第２搬送ハンド１２３）が収容部７０から被加工物９０を搬出入する方向は、Ｙ方向であり、収容部７０は、移動部５０が移動可能な領域と、平面視にて少なくとも一部が重畳するように、移動部５０の下方に配されている。

【0196】

上述したように、受け渡し位置と加工位置はＸ方向に並び、これらの間を保持部３０が移動する距離は、保持部３０がＹ方向（ピッチ送り方向）に移動する距離よりも大きい。そのため、収容台６９を除いた加工装置１０の形状は、Ｘ方向に長い。

【0197】

仮に、収容部７０から被加工物９０を搬出入する方向をＸ方向とすると、収容台６９は受け渡し位置のＸ方向に配されるため、収容台６９を含めた加工装置１０は、さらにＸ方向に大きくなる。一方、被加工物９０の搬出入方向をＹ方向にすると、収容台６９を受け渡し位置のＹ方向に配することができるため、加工装置１０のＸ方向の長さは大きくならない。

【0198】

また、収容部及び収容台６９は、平面視にて移動部５０の移動可能領域と重畳するため、加工装置１０が第２方向に大きくなることを抑制できる。これにより、加工装置１０を省スペース化することができる。

【0199】

また、Ｘｓ軸移動部６１（第１移動部）は、第１方向（Ｘ方向）にのびて前記第２方向（Ｙ方向）に並ぶ平行な一対（２本）のＸｓ軸ボールねじ（第１案内部）６２を含み、一対のＸｓ軸ボールねじ６２は、Ｘｓ軸スライダ６３及びＸＹステージ６４を介して、保持部３０をＸ方向に移動可能に支持している。

【0200】

保持部３０を、一対（２本）のＸｓ軸ボールねじ６２で支持するため、保持部３０を強固に支持してガタツキを抑え、振動を抑制できる。これにより、保持部３０が保持する被加工物９０が落下しにくくなり、保持部３０のＸ方向の高速移動が可能になる。

【0201】

また、Ｙｓ軸移動部５１は、Ｙ方向にのびてＸ方向に並ぶ平行な一対（２本）のＹｓ軸ボールねじ５２を含み、一対のＹｓ軸ボールねじ５２は、Ｘｓ軸移動部６１をＹ方向に移動可能に支持している。

【0202】

このようにすると、一対（２本）のＹｓ軸ボールねじ５２で、Ｘｓ軸移動部６１を支持するため、Ｘｓ軸移動部６１を強固に支持してガタツキを抑制できる。これにより、ピッチ送りを行うＹ方向の移動において、保持部３０の姿勢が安定するため、高精度なピッチ送りが可能になる。

【0203】

また、収容部７０は、加工前の被加工物９０を収容する第１収容部７１と、加工後の被加工物９０を収容する第２収容部７２と、を含み、搬送ハンドは、第１収容部７１から被加工物９０を搬出して、保持部３０に渡す第１搬送ハンド１１３と、被加工物９０を保持部３０から受け取り第２収容部７２に搬入する第２搬送ハンド１２３と、を含んでいる。

【0204】

このようにすると、供給処理を第１搬送ハンド１１３で行い、収容処理を第２搬送ハンド１２３で行うことができる。したがって、保持部３０は、加工後の被加工物９０を第２搬送ハンド１２３に渡した後、第２搬送ハンド１２３が被加工物９０を第２収容部７２に収容している最中に、第１搬送ハンド１１３から加工前の被加工物９０を受け取ることができる。

【0205】

これにより、第２搬送ハンド１２３の収容処理と、第１搬送ハンド１１３の供給処理を同時並行的に行うことができ、加工装置１０のタクトタイムが短縮されて生産性が向上する。

【0206】

被加工物９０は、デバイス面９１ａ（板面）に３つの板面測定点Ｐ１～Ｐ３を含み、加工部８０は、各板面測定点Ｐ１～Ｐ３を撮影して、各板面測定点Ｐ１～Ｐ３の座標を測定するカメラ８６と、加工部８０を、上下方向に移動させるＺｓ軸移動部８１と、を含み、制御部１１は、加工前に各板面測定点Ｐ１～Ｐ３の座標に基づいて板面を特定し、板面上の任意の点と加工部８０との距離が一定になるように、Ｚｓ軸移動部８１に加工部８０を移動させながら、加工部８０による加工を行わせる。

【0207】

このようにすると、デバイス面９１ａと、加工部８０のレーザヘッド８５ａとの距離Ｆ１を一定に保ったまま、半導体ウェハ９１にレーザを照射して加工できるため、Ｚ方向の加工精度が向上する。これにより、半導体チップ９４の歩留まりを向上させることができる。

【0208】

保持部３０は、被加工物９０を保持するチャックヘッド３３の底面３３ａに３つの底面測定点Ｑ１～Ｑ３を含み、加工部８０は、各底面測定点Ｑ１～Ｑ３を撮影して、各底面測定点Ｑ１～Ｑ３の座標を測定するカメラ８６を含み、制御部１１は、各底面測定点Ｑ１～Ｑ３の座標に基づいて底面３３ａを特定し、底面３３ａ上の任意の点と加工部８０との距離Ｆ２を算出する。

【0209】

このようにして算出した、底面３３ａ上の任意の点と加工部８０（レーザヘッド８５ａ）との距離Ｆ２は、被加工物９０と加工部８０の距離に近い値である。そのため、算出した距離Ｆ２を、加工時における被加工物９０と加工部８０の距離の初期値として用いることで、被加工物９０と加工部８０の距離を短時間で測定できる。

【0210】

＜実施形態２＞
上述した実施形態１に係る加工装置１０は、加工前の被加工物９０を収容する第１収容部７１と、加工後の被加工物９０を収容する第２収容部７２という、Ｘ方向に並ぶ２つの収容部を有している。さらに、加工装置１０は、各収容部７１、７２にそれぞれ対応する２つの搬出入部（第１搬出入部１１０、第２搬出入部１２０）を有している。第１搬出入部１１０は供給処理のみを行い、第２搬出入部１２０は収容処理のみを行う。

【0211】

これに対し、実施形態２に係る加工装置２００が有する収容部１７０及び搬出入部（第３搬出入部２１０）は、図１９Ａに示すように、それぞれ１つずつである。このようにすると、加工装置１０に比べてＸ方向の長さを小さくすることができる。以下、加工装置２００の具体的な構成について図１９Ａ～図２２を参照して説明する。

【0212】

実施形態２に係る加工装置２００は、収容部（収容部１７０）が１つであること、第３搬送ハンド２１３（「搬送ハンド」の一例）の形状、及び、第３搬送ハンド２１３に加えて補助ハンド２１６を有するという点において、実施形態１の加工装置１０と異なる。実施形態１と重複する構成、作用、及び効果については説明を省略する。また、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を用いるものとする。

【0213】

加工装置２００の全体図を図１９Ａ～図１９Ｃに示す。図１９Ａ～図１９Ｃは３面図を構成し、それぞれ平面図、正面図、側面図である。加工装置２００は収容部１７０、第３搬出入部２１０を有している。

【0214】

第３搬出入部２１０のみ抜き出した平面図を図２０に、側面図を図２１Ａにそれぞれ示す。第３搬出入部２１０は、上述したＺ１軸移動部１１１、Ｙ１軸移動部１１２に加え、第３搬送ハンド２１３、Ｚ３軸移動部２１４、Ｙ３軸移動部２１５、補助ハンド２１６を有する。Ｙ３軸及びＺ３軸は、補助ハンド２１６が移動するときの軸であり、Ｙ軸及びＺ軸とそれぞれ平行な軸である。

【0215】

図１９Ｂに示すように、Ｚ３軸移動部２１４は、基台水平部２１に固定されている。また、図２１Ａに示すように、Ｚ３軸移動部２１４は、Ｚ方向に延設されたＺ３軸ボールねじ２１４ａと、Ｚ３軸ボールねじ２１４ａと螺合するナットを備えたＺ３軸スライダ２１４ｂと、Ｚ３軸スライダ２１４ｂに固定されたＺ３ステージ２１４ｃと、を有する。Ｚ３ステージ２１４ｃには、後述するＹ３軸移動部２１５が接合されている。

【0216】

Ｚ３軸移動部２１４の構成は、上述したＺ１軸移動部１１１の構成と略同じである。すなわち、制御部１１は、Ｚ３軸ボールねじ２１４ａを図示しない駆動部により軸周りに回転させて、Ｚ３軸スライダ２１４ｂをＺ方向に移動させることができる。Ｚ３軸スライダ２１４ｂにはＺ３ステージ２１４ｃが固定されているため、Ｚ３軸移動部２１４を動作させることにより、Ｚ３ステージ２１４ｃ上に配設されたＹ３軸移動部２１５がＺ方向に移動する。

【0217】

Ｙ３軸移動部２１５は、Ｚ３ステージ２１４ｃの上面に固定され、Ｙ方向に延設されたＹ３軸ボールねじ２１５ａと、Ｙ３軸ボールねじ２１５ａと螺合するナットを備えたＹ３軸スライダ２１５ｂと、を有する。

【0218】

上述したＹ１軸移動部１１２と同様に、制御部１１は、Ｙ３軸ボールねじ２１５ａを図示しない駆動部により軸周りに回転させることで、Ｙ３軸スライダ２１５ｂをＹ方向に移動させることができる。制御部１１は、Ｚ３軸移動部２１４及びＹ３軸移動部２１５を動作させることにより、Ｙ３軸スライダ２１５ｂを、Ｙ方向及びＺ方向に自在に移動させることができる。

【0219】

図２０に示すように、補助ハンド２１６は平面視にて略Ｙ字型をなす板状の部材であり、例えばステンレス鋼からなる。補助ハンド２１６の基端部２１６ａは、Ｙ３軸スライダ２１５ｂの上面と接合されている。そのため、Ｙ３軸スライダ２１５ｂのＹ及びＺ方向の動きに伴い、補助ハンド２１６もＹ方向及びＺ方向に一体的に移動する。

【0220】

補助ハンド２１６の先端部２１６ｂは、Ｕ字状に２本に枝分かれしており、それぞれＹ方向に延設される。先端部２１６ｂの内側同士の間隔をＬ４とする。

【0221】

ここで、第３搬送ハンド２１３の先端部２１３ｂの外側同士の間隔をＬ５とすると、先端部２１６ｂの内側同士の間隔Ｌ４は、先端部２１３ｂの外側同士の間隔Ｌ５よりも大きく、かつ、ウェハリング９２の外径サイズＷ３よりも小さい。つまり、下記（２）式の関係が成り立つ。
Ｌ２＜Ｌ４＜Ｗ３・・・（２）

【0222】

このようにすると、後述するように、第３搬送ハンド２１３と補助ハンド２１６との間で被加工物９０の受け渡しが可能になる。なお、第３搬送ハンド２１３の先端部２１３ｂの内側同士の間隔は、第１搬送ハンド１１３と同じくＬ１であり、ウェハ直径Ｗ１よりも大きい。

【0223】

また、図２１Ｂに示すように、第３搬送ハンド２１３は、実施形態１の第１搬送ハンド１１３（図７参照）とはＸ方向から見た形状が異なる。なお、図２１Ｂは、図２１Ａから、説明のためにＺ３軸移動部２１４及びＹ３軸移動部２１５を図示省略して、第３搬送ハンド２１３及び補助ハンド２１６を見易くしたものである。図２１Ｂにおいては、説明の都合上、図中にＺ３軸移動部２１４及びＹ３軸移動部２１５を図示していない。

【0224】

図２１Ｂに示すように、第３搬送ハンド２１３は、Ｚ１軸スライダ１１１ｂと接合している基端部２１３ａと、先端部２１３ｂと、の間に、Ｚ方向に立ち上がるクランク部２１３ｃを有している。クランク部２１３ｃの存在により、基端部２１３ａと先端部２１３ｂのＺ方向の位置（高さ）が異なっており、第３搬送ハンド２１３はＸ方向から見てクランク状になる。クランク部２１３ｃは、後述する供給・収容処理において、第３搬送ハンド２１３と補助ハンド２１６との間で被加工物９０を受け渡す際に、第３搬送ハンド２１３の基端部２１３ａが、補助ハンド２１６の基端部２１６ａと接触しないようにするために設けられている。

【0225】

＜全体の処理の説明（実施形態２）＞
次に、加工装置２００で行われる供給～加工～収容の各処理について、図２２のフローチャート、図２３Ａ～図２３Ｐ、及び図２４Ａ～図２４Ｈを参照して説明する。なお、収容部１７０及び第３搬出入部２１０の側面図（一部断面図）である図２３Ａ～図２３Ｐでは、上述した図２１Ｂと同様に、補助ハンド２１６を移動させるＺ３軸移動部２１４及びＹ３軸移動部２１５を図示していない。また、図２４Ａ～図２４Ｈは、図２３Ａ～図２３Ｐに示す側面図のいずれかと対応する平面図である。

【0226】

まず、スタート時の初期状態として、図２３Ａに示すように、収容部１７０の内部には加工前の被加工物９０が５枚収容されており、収容部１７０内部の最上段のみ空いているとする。また、第３搬送ハンド２１３、及び補助ハンド２１６にはそれぞれ被加工物９０は載置されていない。また、チャックヘッド３３（図２３Ｆ等に図示）の底面には、加工後の被加工物９０が保持されているとする。図２３Ａに対応する平面図は、図２４Ａである。

【0227】

制御部１１からの指示により、加工装置２００の動作がスタートすると、制御部１１は、Ｚ１軸移動部１１１を動作させて、第３搬送ハンド２１３の高さが、これから保持部３０へ供給しようとする被加工物９０（収容部１７０内で上から２段目）の底面よりもわずかに低くなるように、第３搬送ハンド２１３を移動させる（図２３Ａ、図２４Ａ、Ｓ４５）。

【0228】

制御部１１は、Ｙ１軸移動部１１２を動作させて、第３搬送ハンド２１３の先端部２１３ｂが被加工物９０と接触しないように、第３搬送ハンド２１３を収容部１７０の内部に挿入する（図２３Ｂ、図２４Ｂ、Ｓ４６）。

【0229】

制御部１１は、第３搬送ハンド２１３を上昇させる。被加工物９０は先端部２１３ｂにより持ち上げられ、先端部２１３ｂの上面に、被加工物９０が載置される（図２３Ｃ、Ｓ４７）。

【0230】

制御部１１は、先端部２１３ｂに被加工物９０を載置したまま、第３搬送ハンド２１３を収容部１７０から引き抜く（図２３Ｄ、図２４Ｃ、Ｓ４８）。

【0231】

制御部１１は、Ｚ１軸移動部１１１を動作させて、第３搬送ハンド２１３がチャックヘッド３３との間で加工前の被加工物９０を受け渡す位置（以下、受け渡し位置という）まで第３搬送ハンド２１３を上昇させる（図２３Ｅ、Ｓ４９）。これと同時に、仮位置決めユニット１３０を動作させ、第３搬送ハンド２１３上における被加工物９０の仮位置決めを行う（Ｓ５０）。

【0232】

これまでに説明したＳ４５～Ｓ５０では、第３搬送ハンド２１３は収容部１７０から加工前の被加工物９０を搬出して受け渡し位置まで移動させた。この間に、初期状態において加工後の被加工物９０を保持していたチャックヘッド３３は、第３搬送ハンド２１３の動きと並行して、補助ハンド２１６に被加工物９０を渡す動作（Ｓ５１～Ｓ５５）を行う。以下、Ｓ５１～Ｓ５５について説明する。

【0233】

制御部１１は、Ｙｓ軸移動部５１及びＸｓ軸移動部６１を動作させて、チャックヘッド３３を補助ハンド２１６の上方に移動させる（Ｓ５１、図２４Ｄ）。次に、Ｚ３軸移動部２１４により補助ハンド２１６を上昇させて、チャックヘッド３３が保持する被加工物９０に補助ハンド２１６の先端部２１６ｂの上面を近づけ（図２３Ｆ、Ｓ５２）、チャックヘッド３３の真空引きをＯＦＦにする。すると被加工物９０の保持が解除されて、被加工物９０は先端部２１６ｂに載置される（Ｓ５３）。

【0234】

制御部１１は、図示しない空気圧センサにより測定した吸引通路３５（図１９Ｃ参照）の空気圧が常圧になったことを検出して、保持の解除を確認した後、加工後の被加工物９０が載置された補助ハンド２１６を下降させる（Ｓ５４）。その後、制御部１１はチャックヘッド３３を加工前の被加工物９０が載置された第３搬送ハンド２１３上に移動させる（図２３Ｇ、図２４Ｅ、Ｓ５５）。

【0235】

制御部１１は、第３搬送ハンド２１３を上昇させて、被加工物９０をチャックヘッド３３の底面３３ａに押し付け、チャックヘッド３３の真空引きをＯＮにする（図２３Ｈ、Ｓ５６）。これにより、チャックヘッド３３は、その底面３３ａにおいて、被加工物９０を上方から吸着保持する。制御部１１は、図示しない空気圧センサが示す圧力の低下を検出して、保持したことを確認した後、空荷になった第３搬送ハンド２１３を下降させる（図２３Ｉ、Ｓ５７）。

【0236】

制御部１１はチャックヘッド３３を加工位置まで移動させ、加工前の被加工物９０を加工する（Ｓ７１～Ｓ７７）。Ｓ７１～Ｓ７７は、実施形態１のＳ２１～Ｓ２７と同一の工程であり、説明は省略する。

【0237】

Ｓ７１～Ｓ７７の加工を行っている間、第３搬出入部２１０では、補助ハンド２１６から第３搬送ハンド２１３へ加工後の被加工物９０を渡し（Ｓ５８～Ｓ６１）、第３搬送ハンド２１３が収容部１７０内へ被加工物９０を収容する処理（Ｓ４１～Ｓ４４）を行う。以下、この処理について説明する。

【0238】

制御部１１は、加工後の被加工物９０を載置した補助ハンド２１６を第３搬送ハンド２１３上に移動させ、第３搬送ハンド２１３を上昇させる（図２３Ｊ、図２４Ｆ、Ｓ５８）。上述した（２）式及び図２０に示すように、先端部２１６ｂの内側同士の間隔Ｌ４は、先端部２１３ｂの外側同士の間隔Ｌ５よりも大きい。そのため、図２３ＪのようにＸ方向から見て先端部２１６ｂと先端部２１３ｂが重畳しているように見えても、実際には先端部２１３ｂは先端部２１６ｂの内側を通ることができるので、両者は接触していない。また、図２１Ｂに示すように、第３搬送ハンド２１３はＸ方向から見てクランク状になっているため、図２３Ｋのように先端部２１３ｂが先端部２１６ｂよりも上になっても、基端部２１３ａは補助ハンド２１６に接触しない。

【0239】

したがって、図２３ＪのようにＸ方向から見て補助ハンド２１６と第３搬送ハンド２１３が重畳していても、両者は接触しない。図２３Ｊの状態よりもさらに第３搬送ハンド２１３を上昇させると、補助ハンド２１６上の被加工物９０は第３搬送ハンド２１３に載置される（図２３Ｋ、Ｓ５９）。このようにして補助ハンド２１６から第３搬送ハンド２１３へ加工後の被加工物９０を渡すことができる。

【0240】

次に、制御部１１は補助ハンド２１６を図中左側に退避させ（図２３Ｌ、図２４Ｇ、Ｓ６０）、仮位置決めユニット１３０により、第３搬送ハンド２１３上で仮位置決めを行う（Ｓ６１）。

【0241】

次に、第３搬送ハンド２１３上に載置された加工後の被加工物９０を、収容部１７０内に収容する。具体的には、制御部１１は、第３搬送ハンド２１３を下降させ、最上段の収容位置よりもわずかに高い位置で静止させる（図２３Ｍ、Ｓ４１）。

【0242】

制御部１１は、第３搬送ハンド２１３を収容部１７０内に挿入する（図２３Ｎ、図２４Ｈ、Ｓ４２）。続いて、第３搬送ハンド２１３を下降させて、収容部１７０内の凸部７３上に被加工物９０を載置して（図２３Ｏ、Ｓ４３）、第３搬送ハンド２１３を収容部１７０から引き抜く（図２３Ｐ、Ｓ４４）。その後、制御部１１は、第３搬送ハンド２１３を、次にチャックヘッド３３に供給する被加工物９０の高さまで下降させ（Ｓ４５）、収容部１７０内に挿入する（Ｓ４６）。以上が加工装置２００で行われる処理の１サイクルである。

【0243】

＜効果説明（実施形態２）＞
以上説明したように、実施形態２に係る加工装置２００の第３搬出入部２１０は、被加工物９０を載置可能な補助ハンド２１６を備え、補助ハンド２１６は、保持部３０（チャックヘッド３３）から被加工物９０を受け取り、また、第３搬送ハンド２１３に被加工物９０を渡すことができる。

【0244】

このようにすると、保持部３０は、加工後の被加工物９０を補助ハンド２１６に渡した後、すぐに第３搬送ハンド２１３上の受け渡し位置に移動して、加工前の被加工物９０を第３搬送ハンド２１３から受け取ることができる。つまり、加工後の被加工物９０が収容部１７０に収容されるのを待たずに、保持部３０は次回加工する被加工物９０を保持して、被加工物９０を加工部８０で加工できる。これにより、加工装置２００のタクトタイムが短縮され生産性が向上する。

【0245】

実施形態２の構成では、収容部及び搬出入部をそれぞれ１つずつ（収容部１７０、第３搬出入部２１０）しか有しない構成の加工装置２００であっても、加工部のアイドルタイムを短縮でき、加工装置２００の生産性が向上する。また、収容部及び搬出入装置を２つずつ有する構成の加工装置１０と比べて、装置を小型化、省スペース化することができる。

【0246】

＜他の実施形態＞
（１）上述した実施形態１では、２つの収容部（第１収容部、第２収容部）、及び２つの搬出入部（第１搬出入部１１０、第２搬出入部１２０）を含む加工装置１０を例示したが、収容部及び搬出入部の数は１つでもよい。この場合、１つの搬送ハンドが被加工物９０の搬出（供給処理）及び搬入（収容処理）の両方を行う。

【0247】

（２）上述した実施形態１では、第１収容部には加工前の被加工物を収容し、第２収容部には加工後の被加工物を収容する場合を例示した。しかし、各収容部に収容される被加工物を、加工前後のどちらかに限定しなくてもよい。この場合、各収容部に対応する搬出入部の搬送ハンドは、被加工物の搬出（供給処理）及び搬入（収容処理）の両方を行う。

【0248】

（３）搬出入部及び収容部の数は３以上であってもよい。

【0249】

（４）上述した各実施形態では、ボールねじを用いて保持部３０、搬送ハンド１１３等、補助ハンド２１６をＸ方向及びＹ方向や、Ｙ方向及びＺ方向に移動させた。保持部等を移動させる構成として、ボールねじ以外の機構、例えば、リニアモータ、ベルトプーリー機構、ギヤ機構等を用いてもよい。

【0250】

（５）上述した各実施形態では、レーザ加工の一例として、半導体ウェハの内部に改質層を形成する方法を例示した。しかし、これ以外のレーザ加工、例えばフルカット加工、ハーフカット加工、グルービング加工等であってもよい。フルカット加工は、半導体ウェハの厚みの全てをレーザでカットする方法である。ハーフカット加工は、半導体ウェハの表面から厚みの半分程度までをレーザでカットし、その後反対側の面を研削して個々の半導体チップを得る方法である。グルービング加工は、半導体ウェハに含まれる脆い層を先にレーザ加工して除去し、その他の層はレーザまたは他の方法により別途加工して個々の半導体チップを得る方法である。いずれの方法においても、レーザ加工された部分が、半導体ウェハを個片に分割する際の分離境界となる。

【0251】

（６）上述した各実施形態では、Ｚステージ８４にレーザ発振器８５を固定した。しかし、Ｚステージ８４とレーザ発振器８５の間に、Ｘ軸周りの回転角を調整するθｘステージ、及びＹ軸周りの回転角を調整するθｙステージを設けてレーザ発振器８５を任意の角度に調整できるようにしてもよい。このようにすると、θｘ、θｙステージにより、レーザヘッド８５ａのＺ軸に対する角度を調整できるため、被加工物９０の板面に対して任意の角度（通常は垂直）でレーザ光を照射することができる。

【符号の説明】

【0252】

１０…加工装置
１１…制御部
２０…基台
３０…保持部
５０…移動部
７０…収容部
８０…加工部
９０…被加工物
１１０…第１搬出入部（搬出入部）
１１３…第１搬送ハンド（搬送ハンド）
１２０…第２搬出入部（搬出入部）
１２３…第２搬送ハンド（搬出入部）
１３０…仮位置決めユニット
１３３…Ｙ挟持部（挟持部）
１３５…Ｙ挟持部材（一対の挟持部材）
１３７…Ｘ挟持部（挟持部）
１３８…Ｘ挟持部材（一対の挟持部材）

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図16D】

【図16E】

【図16F】

【図16G】

【図16H】

【図16I】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図17E】

【図17F】

【図17G】

【図17H】

【図17I】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図18D】

【図18E】

【図18F】

【図18G】

【図18H】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図20】

【図21A】

【図21B】

【図22】

【図23A】

【図23B】

【図23C】

【図23D】

【図23E】

【図23F】

【図23G】

【図23H】

【図23I】

【図23J】

【図23K】

【図23L】

【図23M】

【図23N】

【図23O】

【図23P】

【図24A】

【図24B】

【図24C】

【図24D】

【図24E】

【図24F】

【図24G】

【図24H】