(57)【要約】【課題】鏡面に生じるクラックやチッピングを無くす。【解決手段】スペーサ５−２の丸穴Ｈ１の内径を従来のものよりも小さくし（φ１＜φ２、φ２は従来の丸穴Ｈ１の内径の寸法）、鏡面４ａの露出を少なくする。この内径の小さいスペーサ５−２が重ねられた被加工物１の上面側（鏡面４ａ側）から、切削工具１００を押し下げて、スペーサ５−２をリング状に残すようにして、スペーサ５−２ごと被加工物１を円柱状に削り出す。切削工具１００は、従来の丸穴Ｈ１の内径（寸法φ２の内径）に合わせたものをそのまま用いる。この場合、チッピングやクラックはスペーサ５−２に発生し、鏡面４ａには発生しない。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が鏡面とされた脆性材料の積層構造よりなる被加工物と、
前記鏡面の周囲を覆うスペーサとを備え、
前記スペーサをリング状に残すようにして、当該スペーサごと前記被加工物をその表面から切削工具を用いて円柱状に削り出して作成されている
ことを特徴とする円柱構造。
【請求項２】
表面が鏡面とされた脆性材料の積層構造を被加工物とし、
前記鏡面の周囲をスペーサで覆い、
前記スペーサをリング状に残すようにして、当該スペーサごと前記被加工物をその表面から切削工具を用いて円柱状に削り出して円柱構造を作成する
ことを特徴とする円柱構造の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表面が鏡面とされた脆性材料の積層構造よりなる被加工物から作成される円柱構造およびその加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表面が鏡面とされた脆性材料の積層構造よりなる被加工物から作成される円柱構造として、半導体圧力センサなどがある。この円柱構造の一例として挙げられる半導体圧力センサでは、シリコンの上面を鏡面としたダイアフラムに流体を導いて、そのダイアフラムに加わる圧力を検出する。この半導体圧力センサにおいて、鏡面には信号を取り出すための電極パッドが形成される。以下、図６を用いて、従来の半導体圧力センサなどの円柱構造の加工方法について説明する。
【０００３】
図６（ｂ）に示す１は脆性材料の積層構造よりなる被加工物である。この被加工物１は、ガラス基台２と、このガラス基台２上に積層された第１のシリコン層３と、この第１のシリコン層３上に積層された第２のシリコン層４と、この第２のシリコン層４上に積層された第３のシリコン層５−１と、この第３のシリコン層５−１上に積層されたガラス層６とから構成されている。
【０００４】
この被加工物１において、第２のシリコン層４の上面４ａは鏡面とされている。また、この第２のシリコン層４の上面４ａを被加工物１の表面とし、この被加工物１の表面（鏡面）４ａの中央部に、第３のシリコン層５−１とガラス層６よりなる円柱状の積層構造が重ねられている。以下、第２のシリコン層４の上面４ａは、被加工物１の表面と呼んだり、鏡面と呼んだりする。
【０００５】
図６（ｂ）に示す５−２はスペーサである。このスペーサ５−２によって被加工物１の表面（鏡面）４ａの周囲が覆われている。すなわち、スペーサ５−２の中央に丸穴Ｈ１を設け、第３のシリコン層５−１とガラス層６よりなる円柱状の積層構造の周囲の鏡面４ａを環状に残すようにして、矩形状のスペーサ５−２が重ねられている。図７（ｂ）にこのスペーサ５−２が重ねられた被加工物１の断面図を示す。
【０００６】
このスペーサ５−２が重ねられた被加工物１は、図６（ａ）にその斜視図を、図７（ａ）にその断面図を示すような脆性材料の積層構造から作成されている。この積層構造において、５は第２のシリコン層４の上面（鏡面）４ａに重ねられた鏡面保護層であり、この鏡面保護層５は鏡面４ａとの間に環状の溝（中空部）５ａを有している。
【０００７】
この中空部５ａを有する積層構造に対し、図９（ａ）に太線で囲んで示した部分を削り取ることによって、鏡面保護層５を第３のシリコン層５−１とスペーサ５−２とに分け（図９（ｂ）参照）、図６（ｂ），図７（ｂ）に示されるようなスペーサ５−２が重ねられた被加工物１を得ている。
【０００８】
従来の加工方法では、このスペーサ５−２が重ねられた被加工物１から円柱構造を作成している。すなわち、図６（ｂ），図７（ｂ）に示されたスペーサ５−２が重ねられた被加工物１から、図６（ｃ），図７（ｃ）に示されるような円柱構造（２段の円柱構造）７を作成している。
【０００９】
この場合、図１０に示すように、スペーサ５−２が重ねられた被加工物１の上面側（鏡面４ａ側）から、スペーサ５−２の丸穴Ｈ１の内周面に沿って切削工具１００を押し下げて、被加工物１を円柱状に削り出す（図１０（ｂ）参照）。これにより、図６（ｃ），図７（ｃ）に示されるような、スペーサ５−２の積層部分を全て削り取った円柱構造７が得られる。
【００１０】
参考として、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した斜視図に対応して、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）における断面と同じハッチングを付して示した斜視図を示す。
【００１１】
この円柱構造７を半導体圧力センサとした場合、第２のシリコン層４がダイアフラムとされ、ガラス層６に設けられる小径の管を通して第２のシリコン層４の上面４ａに流体の圧力が導かれる。また、第３のシリコン層５−１とガラス層６よりなる円柱状の積層構造の周囲の鏡面４ａには、信号を取り出すための電極パッドが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平７−３２２０５号公報
【特許文献２】特開２００９−７６９５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述したような従来の円柱構造の加工方法によると、スペーサ５−２の丸穴Ｈ１の内周面に沿って切削工具１００を押し下げて被加工物１を円柱状に削り出す際に、切削工具１００が鏡面４ａに接触するため、鏡面４ａの端部にクラックやチッピングが発生するという問題があった。このため、歩留まり（イールド率）が下がり、加工コストも上昇してしまう。
【００１４】
なお、特許文献１には、板状ワークに孔を開ける作業時とくにドリルが板をつき抜く穴あけ終了時に、ドリル貫通部にクラック、チッピングが発生することを防止する技術が示されている。この特許文献１では、ドリルの先端部をアール形に加工することで、ドリル貫通部のクラック、チッピングの発生を防止している。この場合、穴貫通時、ドリルの先端が細いので、ワークを削る箇所が最初は少ないが段々とドリルが当たる面積が広がるため、ワークにクラック、チッピングが発生する確率が小さくなる。
【００１５】
また、特許文献２には、半導体素子が載ったウエハをダイシングするとき、粒度＃３０００の砥石を付けけた歯の断面をＶ字形にしたダイシングブレードを表面から２００μｍまで深くして切削することで、半導体素子端面の表面に発生するチッピングを小さくすることが示されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献１，２はクラックやチッピングを減少させることは可能ではあるが、この加工方法を適用したとしても上述したような円柱構造において鏡面に生じるクラックやチッピングを無くすことはできない。
【００１７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、鏡面に生じるクラックやチッピングを無くすことが可能な円柱構造およびその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】
【００１８】
このような目的を達成するために、本発明に係る円柱構造は、表面が鏡面とされた脆性材料の積層構造よりなる被加工物と、鏡面の周囲を覆うスペーサとを備え、スペーサをリング状に残すようにして、当該スペーサごと被加工物をその表面から切削工具を用いて円柱状に削り出して作成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る円柱構造の加工方法は、表面が鏡面とされた脆性材料の積層構造を被加工物とし、鏡面の周囲をスペーサで覆い、スペーサをリング状に残すようにして、当該スペーサごと被加工物をその表面から切削工具を用いて円柱状に削り出して円柱構造を作成することを特徴とする。
この発明によれば、スペーサをリング状に残すようにして、スペーサごと被加工物をその表面から切削工具を用いて円柱状に削り出すので、チッピングやクラックはスペーサに発生し、鏡面には発生しなくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、スペーサをリング状に残すようにして、スペーサごと被加工物をその表面から切削工具を用いて円柱状に削り出すようにしたので、鏡面に生じるクラックやチッピングを無くすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る円柱構造の加工方法の一実施の形態を説明する図（斜視図）である。
【図２】本発明に係る円柱構造の加工方法の一実施の形態を説明する図（断面図）である。
【図３】図２における断面と同じハッチングを付して示した図１に対応する図（斜視図）ある。
【図４】図１（ａ）に示された構造から図１（ｂ）に示された構造へ加工される様子を説明する図である。
【図５】図１（ｂ）に示された構造から図１（ｃ）に示された構造へ加工される様子を説明する図である。
【図６】従来の円柱構造の加工方法を説明する図（斜視図）である。
【図７】従来の円柱構造の加工方法を説明する図（断面図）である。
【図８】図７における断面と同じハッチングを付して示した図６に対応する図（斜視図）ある。
【図９】図６（ａ）に示された構造から図６（ｂ）に示された構造へ加工される様子を説明する図である。
【図１０】図６（ｂ）に示された構造から図６（ｃ）に示された構造へ加工される様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明に係る円柱構造の加工方法の一実施の形態を説明する図である。この図は従来の加工方法を説明した図６に対応する。図１において、図６と同一符号は図６を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００２２】
この円柱構造の加工方法では、図１（ｂ）に示されるように、スペーサ５−２の丸穴Ｈ１の内径を小さくし、鏡面４ａの露出を少なくしている。すなわち、従来の丸穴Ｈ１の内径の寸法をφ２とし、本実施の形態における丸穴Ｈ１の内径の寸法をφ１とした場合、φ１＜φ２とし、鏡面４ａの露出を少なくしている。以下、従来のスペーサ５−２と区別するために、本実施の形態におけるスペーサ５−２を内径の小さいスペーサと呼ぶ。図２（ｂ）にこのスペーサ５−２が重ねられた被加工物１の断面図を示す。
【００２３】
この内径の小さいスペーサ５−２が重ねられた被加工物１は、図１（ａ）にその斜視図を、図２（ａ）にその断面図を示すような脆性材料の積層構造から作成されている。図２（ａ）は従来の脆性材料の積層構造の断面を示した図７（ａ）に対応する。この積層構造においても、第２のシリコン層４の上面４ａに重ねられた鏡面保護層５は鏡面４ａとの間に環状の溝（中空部）５ａを有している。但し、この中空部５ａの溝幅は、従来のものよりも狭くされている。
【００２４】
本実施の形態では、この中空部５ａを有する積層構造に対し、図４（ａ）に太線で囲んで示した部分を削り取ることによって、鏡面保護層５を第３のシリコン層５−１と内径の小さいスペーサ５−２とに分け（図４（ｂ）参照）、図１（ｂ），図２（ｂ）に示されるような内径の小さいスペーサ５−２が重ねられた被加工物１を得ている。
【００２５】
そして、この内径の小さいスペーサ５−２が重ねられた被加工物１から円柱構造を作成している。すなわち、図１（ｂ），図２（ｂ）に示された内径の小さいスペーサ５−２が重ねられた被加工物１から、図１（ｃ），図２（ｃ）に示されるような円柱構造（２段の円柱構造）８を作成している。
【００２６】
この場合、図５に示すように、内径の小さいスペーサ５−２が重ねられた被加工物１の上面側（鏡面４ａ側）から、切削工具１００を押し下げて、スペーサ５−２をリング状に残すようにして、スペーサ５−２ごと被加工物１を円柱状に削り出す（図５（ｂ）参照）。なお、切削工具１００は、従来の内径（寸法φ２の内径）に合わせたものをそのまま用いる。すなわち、切削工具１００は変更せずに、そのまま用いる。これにより、図１（ｃ），図２（ｃ）に示すように、スペーサ５−２の積層部分がリング状に残された円柱構造８が得られる。
【００２７】
この実施の形態では、スペーサ５−２をリング状に残すようにして、スペーサ５−２ごと被加工物１を円柱状に削り出すようにしているので、チッピングやクラックはスペーサ５−２に発生し、鏡面４ａには発生しない。
【００２８】
参考として、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した斜視図に対応して、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）における断面と同じハッチングを付して示した斜視図を示す。
【００２９】
この円柱構造８を半導体圧力センサとした場合、第２のシリコン層４がダイアフラムとされ、ガラス層６に設けられる小径の管を通して第２のシリコン層４の上面４ａに流体の圧力が導かれる。また、第３のシリコン層５−１とガラス層６よりなる円柱状の積層構造の周囲の鏡面４ａには、信号を取り出すための電極パッドが形成される。
【００３０】
この場合、リング状に残されたスペーサ５−２は必要ではないが、残されていても構わない。また、スペーサ５−２をリング状に残した分、鏡面４ａの面積が少なくなるが、電極パッドの形状を工夫するなどの方法でカバーすることも可能である。
【００３１】
このようにして、本実施の形態の円柱構造８では、鏡面４ａに生じるチッピングやクラックを無くし、歩留まりを上げ、加工コストを低下させることが可能となる。
【００３２】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…被加工物、２…ガラス基台、３…第１のシリコン層、４…第２のシリコン層、４ａ…第２のシリコン層の上面（被加工物の表面、鏡面）、５…鏡面保護層、５ａ…環状の溝（中空部）、５−１…第３のシリコン層、５−２…スペーサ、６…ガラス層、８…円柱構造、１００…切削工具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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