JP2008012893A - ウエハ割断用工具 - Google Patents

Abstract

【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。
【解決手段】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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。
特開平６−３２１５６７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

割断工具の外観斜視図である。 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。 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。 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。 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

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

Claims (7)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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