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【発明の名称】 ウエハ割断用工具
【発明者】 【氏名】八重樫 道

【要約】 【課題】ウエハを簡単に割断することができる工具を提供する。

【構成】割断工具2は、第1挟持体3、第2挟持体4等から構成されている。第1、第2挟持体3、4はそれぞれの基端3a、4aがスペーサ6を介して合わせられ、先端が開閉可能となっている。第2挟持体4の先端部4bには、第1挟持体3の先端3bに向かって突出し、かつ基端4a側に向けて延びた突起11が形成されている。第1挟持体3の先端には、シリコンウエハの上面に切り欠きを形成する切削ブレードを突起11に沿って移動させるためのガイドスリット7、シリコンウエハ上に形成された切り筋の両サイドでシリコンウエハを下方へ押圧して突起11と当接した部分を支点として曲げモーメントを加えるクッション9が形成されている。シリコンウエハがクッション9によって押圧されると切り筋の深さが進展し、シリコンウエハは割断される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウエハを挟持する一対の挟持体を備え、
一方の挟持体に、他方の挟持体に向かって突出し、前記ウエハの下面にライン状に当接する突出部を設け、
他方の挟持体に、前記ウエハの表面を削る切削ブレードの移動をガイドして前記ウエハの上面であって前記突出部の直上に切り筋を形成するためのスリットと、一方の挟持体に向かって突出し、かつ前記切り筋を境にその両側の上面を下面側に押して前記突出部の当接部を支点として曲げモーメントを前記ウエハに加える押圧部とを設けたことを特徴とするウエハ割断用工具。
【請求項2】
前記押圧部は、前記切り筋を対称軸として軸対称となる位置を押圧することを特徴とする請求項1記載のウエハ割断用工具。
【請求項3】
前記一方の挟持体に、他方の挟持体に向かって突き出るとともに、前記切り筋の延びる方向と略垂直をなす方向に略直線状に配列された3つのガイドピンを設け、
外周にオリエンテーションフラットが形成された前記ウエハを挟持するときは、3つの前記オリエンテーションフラットを前記ガイドピンに当接させ、
外周にノッチが形成されたウエハを挟持するときは、真中に位置したガイドピンに前記ノッチを係合させ、残り2つののガイドピンに前記ウエハの縁を当接させることを特徴とする請求項1または2記載のウエハ割断用工具。
【請求項4】
前記押圧部を、クッション部材で形成したことを特徴とする請求項1ないし3いずれか1つ記載のウエハ割断用工具。
【請求項5】
前記切削ブレードを、前記スリット内を移動自在に組み付けたことを特徴とする請求項1ないし4いずれか1つ記載のウエハ割断用工具。
【請求項6】
前記一方の前記挟持体に、前記押圧部と対向するようにクッション部材を設けたことを特徴とする請求項1ないし5いずれか1つ記載のウエハ割断用工具。
【請求項7】
前記突出部、及び前記押圧部はそれぞれの挟持体の一端に配置され、各挟持体は、前記一端が向かい合うように他端側を支点として回動可能に合わせられ、前記他端側がユーザによって握られたときに前記一端が閉じることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1つ記載のウエハ割断用工具。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ウエハを割断するために用いられる工具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ウエハとして、例えばシリコンウエハでは、不良の有無や出来の確認を行う目的でシリコンウエハを割って断面を観察することがある。シリコンウエハの断面を観察するときはシリコンウエハを割断し、露呈した断面を光学顕微鏡で観察したり、電子顕微鏡などで観察していた。シリコンウエハを割断するときは、例えば、切削ブレードをシリコンウエハの表面で直線状に移動させてウエハ上に切り筋を形成し、形成された切り筋を境にシリコンウエハの両側を手で握って切り筋を進展させて割っていた。
【0003】
一方、上記のように、切り筋の両側を手で把持してシリコンウエハを割断した場合では、偏って割れてしまうことがあった。これに対し、シリコンウエハ割断時の偏りを低減するため、切り筋の裏側にスペーサが位置するようにリコンウエハをスペーサの上に置き、スペーサによって支えられたポイントを支点としてシリコンウエハの両サイドを台座に押し付けてシリコンウエハを割断する方法(特許文献1参照)が既に考案されている。
【特許文献1】特開平6−321567号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のようにシリコンウエハを割断するとき、切り筋をシリコンウエハ上に形成する工程と、切り筋を突起上に位置させる工程と、切り筋の両側を下方に押す工程とを別々に行わなければならず、シリコンウエハの割断に手間がかかっていた。また、切り筋の両サイドに等しい力を加えることが難しく、切筋のライン通りにシリコンウエハを割断できないことがあった。
【0005】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエハをより簡単に割断することができる工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するために、本発明のウエハ割断用工具では、ウエハを挟持する一対の挟持体を備え、一方の挟持体に、他方の挟持体に向かって突出し、ウエハの下面にライン状に当接する突出部を設け、他方の挟持体に、ウエハの表面を削る切削ブレードの移動をガイドしてウエハの上面であって突出部の直上に切り筋を形成するためのスリットと、一方の挟持体に向かって突出し、かつ切り筋を境にその両側の上面を下面側に押して突出部の当接部を支点として曲げモーメントをウエハに加える押圧部とを設けたことを特徴とする。
【0007】
また、押圧部は、切り筋を対称軸として軸対称となる位置を押圧することを特徴とする。
【0008】
また、一方の挟持体に、他方の挟持体に向かって突き出るとともに、切り筋の延びる方向と略垂直をなす方向に略直線状に配列された3つのガイドピンを設け、外周にオリエンテーションフラットが形成されたウエハを挟持するときは、3つのオリエンテーションフラットをガイドピンに当接させ、外周にノッチが形成されたウエハを挟持するときは、真中に位置したガイドピンにノッチを係合させ、残り2つののガイドピンにウエハの縁を当接させることを特徴とする。
【0009】
また、押圧部を、クッション部材で形成したことを特徴とする。
【0010】
また、切削ブレードを、スリット内を移動自在に組み付けたことを特徴とする。
【0011】
また、一方の挟持体に、押圧部と対向するようにクッション部材を設けたことを特徴とする。
【0012】
また、突出部、及び押圧部はそれぞれの挟持体の一端に配置され、各挟持体は、一端が向かい合うように他端側を支点として回動可能に合わせられ、他端側がユーザによって握られたときに一端が閉じることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明のウエハ割断用工具によれば、ウエハを挟持する一対の挟持体を備え、一方の挟持体に、他方の挟持体に向かって突出し、ウエハの下面にライン状に当接する突出部を設け、他方の挟持体に、ウエハの表面を削る切削ブレードの移動をガイドしてウエハの上面であって突出部の直上に切り筋を形成するためのスリットと、一方の挟持体に向かって突出し、かつ切り筋を境にその両側の上面を下面側に押して突出部の当接部を支点として曲げモーメントをウエハに加える押圧部とを設けたことにより、ユーザによって切削ブレードがスリット内を移動して切り筋がウエハの上面に形成され、切り筋の両側が押圧部によって押されて突出部が当接した部分を支点に曲げモーメントがウエハに加えられ、これにより切り筋が深められてウエハが割断される。これによって切り筋を形成する工程と切り筋の両側で曲げモーメントをウエハに加えてウエハを割断する工程とをスムーズに実行することができ、より簡単にウエハを割断することができる。
【0014】
また、押圧部は、切り筋を対称軸として軸対称となる位置を押圧することにより、切り筋の両側で加えられる曲げモーメントの大きさの差異を小さくすることができる。
【0015】
また、一方の挟持体に、他方の挟持体に向かって突き出るとともに、切り筋の延びる方向と略垂直をなす方向に略直線状に配列された3つのガイドピンを設け、外周にオリエンテーションフラットが形成されたウエハを挟持するときは、3つのオリエンテーションフラットをガイドピンに当接させ、外周にノッチが形成されたウエハを挟持するときは、真中に位置したガイドピンにノッチを係合させ、残り2つののガイドピンにウエハの縁を当接させることにより、外周にオリエンテーションフラットが形成されたウエハと、外周にノッチが形成されたウエハとの両方を動かないようにしっかりと挟持することができる。
【0016】
また、押圧部を、クッション部材で形成したことにより、割断時にシリコンウエハが損傷してしまうことを低減することができる。
【0017】
また、切削ブレードを、スリット内を移動自在に組み付けたことにより、ウエハが挟持された後、ユーザは切削ブレードを移動させて切り筋をすることができ、容易にウエハ上に切り筋を形成することができる。
【0018】
また、一方の挟持体に、押圧部と対向するようにクッション部材を設けたことにより、割断時にウエハが損傷してしまうことを防止することができる。
【0019】
また、突出部、及び押圧部はそれぞれの挟持体の一端に配置され、各挟持体は、一端が向かい合うように他端側を支点として回動可能に合わせられ、他端側がユーザによって握られたときに一端が閉じることにより、ユーザは各挟持体の他端側を握ることで各挟持体の一端を閉じてウエハに曲げモーメントを加えることができ、利便性の高い工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
次に本発明の実施形態について説明する。図1及び図2に示すように、本発明のウエハ割断用工具である割断工具2は、第1挟持体(他方の挟持体)3、第2挟持体(一方の挟持体)4、スペーサ6とから構成されている。第1、第2挟持体3、4の基端はスペーサ6を介して合わせられている。スペーサ6は略三角柱状に形成されており、第1、第2挟持体3、4の基端は略三角柱状に形成されたスペーサ6の側面に固着されている。これにより、第1、第2挟持体3、4の先端は、一定角度だけ開かれ、ユーザによって第1、第2挟持体3、4の基端側が握られたときに、第1、第2挟持体3、4の先端3a、4aが閉じる。
【0021】
第1挟持体3の先端3bは、基端3aと先端3bとを結ぶラインと略垂直な方向に広がっている。第1挟持体3の先端3bには、シリコンウエハ上に切り筋を形成する後述する切削ブレードの移動をガイドするガイドスリット(スリット)7が形成され、ガイドスリット7は先端が外部に開き、ガイドスリット7の基端側には後述する位置決めガイドピンが嵌入される開口7aが形成されている。ガイドスリット7の両サイドには、第2挟持体4側に突出した略直方体形状のクッション(押圧部)9が設けられ、各クッション9は、例えばゴムによって構成されている。それぞれのクッション9はガイドスリット7から等しく離れた位置に配置されており、これにより、シリコンウエハ上に形成された切り筋を対称軸として軸対象な位置を押すことが可能となる。なお、クッション9の材質はこれに限らず、他の材質で構成してもよい。
【0022】
図2に示すように、第2挟持体4の先端部4bは、基端4aと先端4bとを結ぶラインと略垂直な方向に広がっている。第2挟持体4の先端4bには、第1挟持体3側に向かって突出した突起(突出部)11が設けられ、突起11は略三角柱形状に形成され、基端4b側に延びている。突起11の両サイドには、例えばゴムなどからなり、略直方体形状に形成されたクッション(クッション部材)13がクッション9と対向するように配置され、クッション13の高さは突起11の高さに合せられている。クッション13の基端4b側には第1、第2、第3位置決めガイドピン15a,15b,15cが設けられ、第1〜第3位置決めガイドピン15a〜15cは第1挟持体3の先端3bに向かって突出している。これら第1〜第3位置決めガイドピン15a〜15cによって、後述するが、オリエンテーションフラットが外周に形成されたシリコンウエハとV型の切り込みであるVノッチが外周に形成されたシリコンウエハとの両方を動かないように固定することができる。
【0023】
図3(a)に示すように、オリエンテーションフラット17aが形成されたシリコンウエハ17が割断工具2に挟持されたとき、シリコンウエハ17の下面は突起11によって支えられ、第1〜第3位置決めガイドピン15a〜15cは、シリコンウエハ17のオリエンテーションフラット17aに当接している。これにより、先端4bから基端4aに向かう方向でシリコンウエハ17が動かないようにすることができる。
【0024】
図3(b)に示すように、Vノッチ18aが形成されたシリコンウエハ18では、3つのガイドピンのうち、真中に位置した第2位置決めガイドピン15bがVノッチ18aに係合し、第1、第3位置決めガイドピン15a、15cがシリコンウエハ18の縁に当接する。これにより、シリコンウエハ18が先端4bから基端4aに向かう方向、及び第1〜第3ガイドピン15a〜15cの配列方向で動かないようにすることができ、しっかりとシリコンウエハ18を挟持することができる。
【0025】
次に本発明の割断工具を用いてシリコンウエハを割断する工程について説明する。なお、シリコンウエハとしては、オリエンテーションフラット17aが形成されたものを用いて説明する。図4(a)に示すように、まず、割断工具2の基端側が、例えばユーザの右手に握られ、割断工具2先端の第1〜第3ガイドピン15a〜15cにオリエンテーションフラット17aが当接した状態でシリコンウエハ17の上面にクッション9が当接し、かつシリコンウエハ17の下面にクッション13が当接してシリコンウエハ17が挟持される。
【0026】
図4(b)に示すように、ユーザによってガイドスリット7に切削ブレード25が挿入され、ユーザの移動操作により切削ブレード25がガイドスリット7内を移動すると、切削ブレード25がシリコンウエハ17の上面を切削してライン状の切り筋20が形成される。ガイドスリット7は突起11に重なるように形成されており、このため切り筋20は突起11の直上に形成される。また、ガイドスリットは突起11に合わせて延設されており、このため切り筋20も突起11の直上でライン状に形成されている。
【0027】
切り筋20がシリコンウエハ17の上面に形成された後、ユーザによって第1、第2挟持体3、4の基端がさらに強く握られると、クッション9が切り筋20の両サイドをさらに強く下面側に押す。このとき、それぞれのクッション9は切り筋20を対称軸として軸対称となる位置を押しているため、切り筋20の両サイドで等しい力でシリコンウエハ17が押される。クッション9によってシリコンウエハ17の上面が押されるとクッション13が圧縮され、シリコンウエハ17の下面に突起11が当接する。突起11がシリコンウエハ17の下面に当接すると、支点Pを中心に曲げモーメントがシリコンウエハ17に加えられ、切り筋20が次第に深くなってシリコンウエハ17が割断される。このとき、シリコンウエハ17には切り筋20をはさんで両サイドに等しい力が加えられているため、シリコンウエハ17が切り筋20からずれて割断されてしまうことが低減される。また、2つに割断された部分はそれぞれ、クッション9及びクッション13によって挟持されるため、表面に傷はつかない。
【0028】
なお、上記の実施形態では、第1挟持体3にガイドスリット7を形成し、ユーザがこのガイドスリット7に切削ブレードを挿入して移動操作することで切り筋を形成したが、切削ブレードは第1挟持体に保持させてもよい。図5に示すように、割断工具30は第1、第2挟持体32、33を備え、第1挟持体32の先端にはスライドレバー35が基端側に向かって移動自在に保持されている。スライドレバー35はユーザによって操作され、切削ブレード35aが取り付けられている。ガイドスリット37内には溝37aが形成され、スライドレバー35には溝37aに係合するボス35bが形成され、溝37aにボス35bが係合されることにより、スライドレバー35が第1挟持体32に保持される。これにより、ユーザは、例えば、一方の手で割断工具30の基端部を把持してシリコンウエハを挟持した後、他方の手でスライドレバー35をスライド移動させてシリコンウエハ上に切り筋を形成することができ、ウエハ上に切り筋を形成するまでの作業を効率良く実行できる。
【0029】
また、上記の実施形態では、第1、第2挟持体の基端を中心として先端が開閉するピンセット型を例示したが、割断工具の形式はこれに限らない。例えば、先端と基端との間でそれぞれの挟持体が互いに軸着されたプライヤ型の割断工具としてもよい。第1、第2挟持体を先端と基端との間の中間付近で互いに軸着し、基端側に設けられた把持部を握ることで先端が閉じられるようになっており、ピンセット型に比べて容易に挟持する力を強力にすることができる。これにより、曲げモーメントの大きさを容易に大きくすることができ、シリコンウエハの割断が容易になる。
【0030】
また、上記の実施形態では、押圧部として一対のクッション9を設けたが、押圧部の形状はこれに限らない。例えば、押圧部を、断面半円の半円柱形状にし、側面がシリコンウエハの上面に当接するように第1挟持体に一体形成してもよい。切り筋の両サイドをこれら半円柱形状の突出部によって押すようにすることで、シリコンウエハに傷をつけることを低減することが期待できる。また、押圧部を第1挟持体に一体形成することで、コストの低減が期待できる。
【0031】
また、上記の実施形態では、突出部として突起11は第1挟持体3に向かって鋭く突き出た三角柱形状であったが、突起の形状はこれに限らない。例えば、突起を断面半円形の半円柱形状に形成し、側面のうちの湾曲面が第1挟持体を向くように第2挟持体に設けてもよい。このようにすることでシリコンウエハの下面に当接して、シリコンウエハに曲げモーメントが加えられるときにウエハに傷がつかないようにすることが期待できる。また、切り筋の進展を補助することが期待できる。
【0032】
また、上記の実施形態では、割断工具2は一方の手で握るタイプのものを例示したが、本発明のウエハ割断用工具の形式はこれに限らず、卓上に載置して使用する形式にしてもよい。例えば、割断工具は第2挟持体を下にして卓上に載置できるようになっており、ユーザは第1挟持体を上から押すことで割断工具にシリコンウエハを挟持させることができる。切り筋の形成後は、さらに強く上から第1挟持体を押すことでシリコンウエハにさらに強く曲げモーメントが加えられてシリコンウエハを割断することができる。
【0033】
また、上記の実施形態では、ウエハとしてほぼシリコンから構成されたシリコンウエハを例示したが、ウエハはこれに限らない。ウエハとして、例えば、ケイ酸から構成された水晶ウエハやガラスからなるガラスウエハ、セラミックからなるセラミックウエハに対して本発明の割断工具を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】割断工具の外観斜視図である。
【図2】割断工具を構成する部材ごとに分解された割断工具の分解斜視図である。
【図3】3つの位置決めガイドピンにオリエンテーションフラットを当接させてシリコンウエハを保持した様子を示した平面図、及び真中の位置決めガイドピンにノッチを係合させ、両サイドのガイドピンにシリコンウエハの縁を当接させてシリコンウエハを保持した様子を示した平面図である。
【図4】シリコンウエハを挟持し、挟持されたシリコンウエハの上面に切り筋を形成し、切り筋が形成されたシリコンウエハを更に強く挟持してシリコンウエハを割断する工程を説明する断面図である。
【図5】シリコンウエハ表面に突出部に沿って切削ブレードがガイドスリット内で移動自在なように組み付けられた割断工具の外観斜視図である。
【符号の説明】
【0035】
2 割断工具(ウエハ割断用工具)
3 第1挟持体(他方の挟持体)
3a 基端
3b 先端
4 第2挟持体(一方の挟持体)
4a 基端
4b 先端
6 スペーサ
7 ガイドスリット(スリット)
9 クッション(押圧部)
11 突起(突出部)
13 クッション(クッション部材)
15a〜15b 位置決めガイドピン
17、18 シリコンウエハ(ウエハ)
20 切り筋
25 切削ブレード
【出願人】 【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
【出願日】 平成18年7月10日(2006.7.10)
【代理人】 【識別番号】100075281
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 和憲

【識別番号】100095234
【弁理士】
【氏名又は名称】飯嶋 茂

【識別番号】100117536
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 英了


【公開番号】 特開2008−12893(P2008−12893A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−189350(P2006−189350)