(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクライバー装置のヘッド部であって、スクライバーシャンクを挿通するヘッド部側挿通穴と、挿通したスクライバーシャンクを固定するヘッド部側固定部材とを備えた前記ヘッド部と、
前記ヘッド部の一部に前記ヘッド部の外側からはめ合わされる枠部材であって前記スクライバーシャンクを挿通する枠部材側挿通穴と、挿通したスクライバーシャンクを固定する枠部材側固定部材とを備えた前記枠部材と、
前記スクライバーシャンクの先端の方位角を観察する観察手段とを備え、
前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部に装填するシステムであって、
前記観察手段で観察した所定の方位角において前記スクライバーシャンクを、前記枠部材側挿通穴に挿通し、前記枠部材側固定部材で前記枠部材に固定し、
前記枠部材を前記ヘッド部にはめ合わせるとともに、前記枠部材に固定された前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部側挿通穴にも挿通し、前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部側固定部材で前記ヘッド部にも固定し、
前記枠部材側固定部材を緩め、前記前記枠部材を前記ヘッド部から離脱させることを特徴とするスクライバーシャンクの装填システム。
【請求項２】
けがき線方向に沿った前記ヘッド部の２つの側面を基準面として、
前記ヘッド部と前記枠部材をはめ合わせることを特徴とする請求項１記載の装填システム。
【請求項３】
前記装填システムは、さらに、止め座付き座金を備え、
前記スクライバーシャンクの一端を所定形状に加工し、
前記一端を前記所定形状の凹部を有する止め座付き座金にかん合し、
前記止め座の位置によって前記スクライバーシャンクの先端が前記枠部材から突き出す長さを設定し、
前記座金を回転しつつ前記観察手段によって前記スクライバーシャンクの方位角を設定することを特徴とする請求項１記載の装填システム。
【請求項４】
前記顕微鏡の焦点面は、けがくべきウエハの表面と同等であることを特徴とする請求項１記載の装填システム。
【請求項５】
スクライバー装置のヘッド部であって、スクライバーシャンクを挿通するヘッド部側挿通穴と、挿通したスクライバーシャンクを固定するヘッド部側固定部材とを備えた前記ヘッド部と、
前記ヘッド部の一部に前記ヘッド部の外側からはめ合わされる枠部材であって前記スクライバーシャンクを挿通する枠部材側挿通穴と、挿通したスクライバーシャンクを固定する枠部材側固定部材とを備えた前記枠部材と、
前記スクライバーシャンクの先端の方位角を観察する観察手段とを使用し、
前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部に装填する方法であって、
前記観察手段で観察した所定の方位角において前記スクライバーシャンクを、前記枠部材側挿通穴に挿通し、前記枠部材側固定部材で前記枠部材に固定し、
前記枠部材を前記ヘッド部にはめ合わせるとともに、前記枠部材に固定された前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部側挿通穴にも挿通し、前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部側固定部材で前記ヘッド部にも固定し、
前記枠部材側固定部材を緩め、前記前記枠部材を前記ヘッド部から離脱させることを特徴とするスクライバーシャンクの装填方法。
【請求項６】
けがき線方向に沿った前記ヘッド部の２つの側面を基準面として、
前記ヘッド部と前記枠部材をはめ合わせることを特徴とする請求項５記載の装填方法。
【請求項７】
前記装填システムは、さらに、止め座付き座金を備え、
前記スクライバーシャンクの一端を所定形状に加工し、
前記一端を前記所定形状の凹部を有する止め座付き座金にかん合し、
前記止め座の位置によって前記スクライバーシャンクの先端が前記枠部材から突き出す長さを設定し、
前記座金を回転しつつ前記観察手段によって前記スクライバーシャンクの方位角を設定することを特徴とする請求項５記載の装填方法。
【請求項８】
前記顕微鏡の焦点面は、けがくべきウエハの表面と同等であることを特徴とする請求項５記載の装填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクライバーシャンクの装填方法及びシステムに関し、特にスクライバーシャンク（丸棒状の柄の先端の円錐状部にダイヤモンドのカッターチップを付けたもの）を、半導体ウエハ等にけがき線を引くスクライビング装置のヘッド部を取り外すことなく、そのヘッド部に装填する方法及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等にけがき線を入れるスクライビング装置（ウエハスクライバー）は、典型的には、たとえば、シリコンウエハ等（厚さ１００〜２５０μｍ、直径４〜１２インチ）をステージに吸着させ、そのステージをＸ軸やＹ軸に移動させ、ウエハの表面に切削具であるダイヤモンドチップを押し当て、ウエハ表面にけがき線を入れる装置である。
このようなウエハスクライバーには、ウエハのアライメント・スクライブラインの観察等に使用するＣＣＤカメラ（モニタ含む）付顕微鏡、けがき速度や、けがいた線の本数その他のデータを表示する表示部装置その他が付属しており、このようなウエハスクライバーを使って、半導体素子等が多数形成されたウエハが多数の半導体チップに切り出される。
図１０は、ウエハスクライバーの部品の一つであるダイヤモンドチップを先端に取り付けたスクライバーシャンクを装填したヘッドの概念的斜視図である。
図中、スクライバーシャンク（柄）１０をスクライバーシャンク挿通穴３０に挿通しスクライバー固定ねじで固定することによって装填したヘッド部４０は、ヘッド収納部６０に収納される。また、荷重調整つまみ５０によって、スクライバーシャンク１０の先端に取り付けられたダイヤモンドチップ１１への荷重を調整する。
図１１は、ダイヤモンドチップ１１の拡大図であり、スクライバーシャンク１０の軸方向Ａから見ている。
この顕微鏡観察例では、ダイヤモンドチップ１１の中心には３つの結晶面（そのうち一つの面は１１１面）が露出し、中心付近から３本の稜線１２ａ、１２ｂ、１２ｃが伸びている。このようなダイヤモンドチップ１１を使用して半導体ウエハ等の表面にけがき線を引く場合には、たとえば稜線１２ａをけがき線の方向（図１０に図示したX方向）に一致させると、良好なけがき線を引くことができる。
従来、稜線１２ａをけがき線の方向（図１０に図示したX方向）に一致させるため、たとえば、実開昭５４−９１０５８号公報に開示されているように、スクライビング装置上でウエハにサンプルスクライブを施し、顕微鏡観察して、スクライ部溝の左右対性を検査する。
しかし、この方法では、検査を何度も繰り返さなければならないため、手間がかかる。
一方、ヘッド部をスクライバー装置から取り外し、顕微鏡下で稜線の方向を調整する方法もある。この方法は、上述したサンプルスクライブより効率的であるが、最も精度が要求されるヘッド部をスクライビング装置に再装着する時に誤差が生じる。また、精度を高めるためにヘッドを複雑にすると、ヘッドの寸法が大きく、重くなり、スクライビング性能が低下する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、ヘッド部をスクライバー装置に装着したままで、スクライバーシャンク先端のダイヤモンドチップの結晶面の稜線をけがき線方向に設定する方法及び装置を提供することを課題としている。
また、本発明は、スクライバーシャンクの軸回りの角度を容易に迅速に設定する補助具を提供することを課題としている。
また、本発明は、スクライバーシャンクをヘッドから突き出す長さを容易に迅速に設定する補助具を提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、
スクライバー装置のヘッド部であって、スクライバーシャンクを挿通するヘッド部側挿通穴と、挿通したスクライバーシャンクを固定するヘッド部側固定部材とを備えた前記ヘッド部と、
前記ヘッド部の一部に前記ヘッド部の外側からはめ合わされる枠部材であって前記スクライバーシャンクを挿通する枠部材側挿通穴と、挿通したスクライバーシャンクを固定する枠部材側固定部材とを備えた前記枠部材と、
前記スクライバーシャンクの先端の方位角を観察する観察手段とを備え、
前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部に装填するシステムであって、
前記観察手段で観察した所定の方位角において前記スクライバーシャンクを、前記枠部材側挿通穴に挿通し、前記枠部材側固定部材で前記枠部材に固定し、
前記枠部材を前記ヘッド部にはめ合わせるとともに、前記枠部材に固定された前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部側挿通穴にも挿通し、前記スクライバーシャンクを前記ヘッド部側固定部材で前記ヘッド部にも固定し、
前記枠部材側固定部材を緩め、前記前記枠部材を前記ヘッド部から離脱させる。
また、本発明のスクライバーシャンクの装填方法は、上述した装填システムを使用する。
本発明においては、スクライバーシャンクの先端のダイヤモンド結晶面の稜線を顕微鏡観察しながらスクライバーシャンクの方位角をけがき方向に合わせて枠部材に固定する。
そして、けがき線方向に沿ったヘッド部の２つの側面を使用してヘッド部と枠部材をはめ合わせるため、枠部材で設定した方位角が、ヘッド部でも保存される。従って、方位角の精度を保ったまま、スクライバーシャンクがスクライビング装置のヘッドに装填される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のスクライバーシャンク装填装置の概念的斜視図である。
この装置（スクライバーシャンクカートリッジ、以下単にカートリッジという）１００は、スクライバーシャンク１０を挿通するスクライバーシャンク挿通穴１３０と、図１０に示したヘッド部４０の先端にはめ合わされる面１４１、１４２、１４３、１４４と、顕微鏡下でカートリッジ１００を固定するカートリッジ固定面を備えている。
また、貫通穴１０３ａ、１０３ｂは、カートリッジ１００を顕微鏡下に固定するねじを通すための穴である。
また、図１中には現れていないが、スクライバーシャンク１０を固定するスクライバーシャンク固定ねじ１５０（図２参照）も備えている。
【０００６】
次に、本発明のスクライバーシャンク装填方法について説明する。
図２は、本発明のスクライバーシャンク装填方法の第１工程を示す断面図である。基準面に固定されたカートリッジ固定部材２００には、カートリッジ固定ねじ２０１によってカートリッジ１００が固定されている。カートリッジ１００は、はめ合わせ面１４１，１４２、１４３、１４４を顕微鏡３００側に向けて固定されている。そして、スクライバーシャンク１０がスクライバーシャンク挿通穴１３０に挿通されている。また、スクライバーシャンク１０の一端は止め板２０３で指示されている。
また、顕微鏡３００（その対物レンズ３０１、接眼レンズ３０２）は、架台３０５上のアーム３０４に固定されており、射出瞳３０３には図示しないＣＣＤカメラとモニタが付属している。
スクライバーシャンク１０の突き出し長さを変えるには、止め板２０３とカートリッジ固定部材２００の間のスペーサ２０２の厚みを変える。なお、止め板２０３とスペーサ２０２は止め板固定ねじ２０４でカートリッジ固定部材２００に固定されている。
この状態で、スクライバーシャンク１０先端のダイヤモンドチップ１１の稜線たとえば１２ａの方向を、図示しないマーカーでＸ方向（図１参照）に一致させ、そのときのスクライバーシャンクの方位角ψを固定するためにスクライバーシャンク固定ねじ１５０でスクライバーシャンク１０を固定する。
このように、顕微鏡の焦点面は、ウエハ表面と同等であるため、ダイヤモンドチップがウエハスクライバーに実装されるそのままの状態を観察することができ、極めて正確にスクライバーシャンクの方位角ψを決定することができる。
【０００７】
図３は、本発明のスクライバーシャンク装填方法の第２工程を示す断面図である。
カートリッジ１００は、カートリッジ固定部材２００から取り外され、ダイヤモンドチップ１１をヘッド部４０側に向けて、ヘッド部４０のスクライバーシャンク挿通穴３０（図１０参照）にスクライバーシャンク１０を挿通する。
スクライバーシャンク挿通穴１３０、３０は、スクライバーシャンク１０に同じスクライビング角θを与えるように設けられている。すなわち、スクライバーシャンク挿通穴１３０の出口と、スクライバーシャンク挿通穴３０の入り口を重ね合わせれば、スクライバーシャンク１０はそのままスクライバーシャンク挿通穴３０を挿通する。
さらに、ヘッド部４０の先端の面４１、４２、４３、４４とカートリッジ１００の面１４１、１４２、１４３、１４４をそれぞれはめ合わせる。このはめ合わせによって、スクライバーシャンクの方位角は、ヘッド部４０においても方位角ψのままに保たれる。そこで、ヘッド部４０における方位角ψを固定するためにスクライバーシャンク固定ねじ２０で、スクライバーシャンク１０をヘッド部４０に固定する。
【０００８】
図４は、本発明のスクライバーシャンク装填方法の第３工程を示す断面図である。
カートリッジ１００のスクライバーシャンク固定ねじ１５０を緩め、カートリッジ１００を持ち上げると、カートリッジ１００は、はめ合わせ面に沿ってヘッド部４０を離脱し、スクライバーシャンク１０からも離脱する。こうして、スクライバーシャンクが方位角ψ、スクライビング角θでヘッド部４０に固定される。
以上説明した第１工程は、ウエハスクライバー付属の顕微鏡を使用して、カートリッジ１００にスクライバーシャンク１０を取り付ける工程であり、ヘッド部４０から離れて行われる工程である。なお、ウエハスクライバー付属の顕微鏡とは別に第１工程専用の顕微鏡を使用してもい。
また、第２乃び第３工程は、ウエハスクライバーのヘッド部の上方からカートリッジ１００をはめ込み、スクライバーシャンク１０をヘッド部４０に固定した後、カートリッジをヘッド部４０の上方に離脱させるものである。
従って、第２工程及び第３工程を行っている最中は、ヘッド部４０はウエハスクライバーに装着されたままである。
【０００９】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。
たとえば、ヘッド部４０の先端の形状には限定がなく、スクライバーシャンク１０の一端（ダイヤモンドチップ１１のある先端と反対側の端）がヘッド収納部６０から露出していればよい。
また、はめ合わせには、たとえばヘッド部の面４３，４４（ヘッド部の左右の側面であり、けがき方向（Ｘ方向）と平行な面）と、これに対応するカートリッジの面１４３、１４４だけを利用してもよい。または、ヘッド部の面４１，４２（ヘッド部の左右の側面であり、けがき方向（Ｘ方向）と直角方向（Ｙ方向：図１参照）に平行な面）と、これに対応するカートリッジの面１４１、１４２だけを利用してもよい。
また、カートリッジ固定部材２００の形状は図１に限定されない。
また、カートリッジ１００の固定方法は、図２に示したカートリッジ固定ねじ２０１で固定すること以外に種々の変更が可能である。
【００１０】
【実施例】
次に、より具体的な実施例について説明する。
図５は、本発明の実施例の分解組立図である。
ヘッド収納部６０には、ヘッド部４０が収納され、左右１対のヘッド部固定点ＨＰにおいて、それぞれ左右１対のヘッド部固定ねじ７０で固定されている。ヘッド部４０の上面は、一平面をなしている。
ヘッド部４０は、アルミニウム（Ａｌ）製、マグネシウム（Ｍｇ）製又はこれらの合金製であり、略寸法は、たとえば、長さＬが８０ｍｍ、幅Ｗが１５ｍｍ、高さＨが１０ｍｍである。また、自重を低減するために、上面、左右側面にそれぞれ３箇所ずつ丸穴が設けられている。
また、左右の側面４３，４４はけがき方向（Ｘ方向）に向いた基準面であり、鏡面研磨されている。
また、ヘッド部４０は、荷重点ＷＰにおいて、荷重調整つまみ５０によって荷重を加えて、ダイヤモンドチップ１１にかかる荷重を０から３００ｇの範囲で調節する。
スクライビング角固定つまみ９０ａは、スクライバーシャンクのスクライビング角θを固定する機構であるが、後述する。
カートリッジ（枠部材）１００は、たとえば、真鍮製であり、面１４３、１４４は鏡面研磨され、ヘッド部の基準面４３、４４と、はめ合わされる。はめ合わせはこの２面のみで行われる。はめ合わせの公差は、カートリッジ１００とヘッドの基準面４３、４４との間でがたつきがなく、カートリッジ１００を容易に着脱できるように、たとえば１０μｍ程度とする。
【００１１】
図６は、スクライバーシャンク１０を挿通したカートリッジ（枠部材）１００をヘッド部４０の先端にはめ合わせた状態を示す斜視図である。
スクライバーシャンク１０は、図２に示したように、顕微鏡下で、スクライビング角θ、方位角ψで、カートリッジ（枠部材）１００に固定されている。ここに、スクライビング角θは、たとえば６０°である。また、方位角ψは、けがき方向（Ｘ方向：図１参照）とダイヤモンドチップ１１の結晶面の稜線の一つが一致するような角度である。
カートリッジ（枠部材）１００をヘッド部４０にはめ合わせるときは同時に、ヘッド部４０上面のスクライバーシャンク挿通穴３０からスクライバーシャンク１０を挿通する。これによって、スクライバーシャンク１０はヘッド部４０に対して、誤差を除けば略スクライビング角θで挿通される。スクライビング角θは、スクライビング角固定つまみ９０ａで固定される。これによって、各種部品の寸法誤差が吸収され、スクライバーシャンク１０がヘッド部４０に対して、所定のスクライビング角θで固定される。
次に、スクライバーシャンク固定ねじ２０でスクライバーシャンク１０をヘッド部に固定した後、スクライバーシャンク固定ねじ１５０を緩めて、スクライバーシャンク１０をカートリッジから自由にする。これによって、カートリッジ１００をヘッド部４０から離脱させる。
図７は、スクライビング角度固定つまみ９０ａ、９０ｂの断面図である。
スクライビング角度固定つまみ９０ａは円筒部９５、スクライバーシャンク挿通穴３０の一部となる穴３１と、スクライバーシャンク固定ねじ２０と対になるねじ穴２１が設けられている。
また、スクライビング角度固定つまみ９０ｂは雄ねじ９１を有し、円筒９５の図示しない雌ねじにねじ込まれる。この機構によって、各種部品の寸法誤差を吸収し、スクライビング角θが所定の値に固定される。
【００１２】
図８は、止め座及び高さブロック付き座金の断面図である。
止め座２２２は、スクライバーシャンク１０の一端をかん合するための所定の形状の穴を有する板である。また、座金２２３は、スクライバーシャンク１０を回転させるつまみであり、周囲をローレット加工している。
補助具（止め座（２２２）及び高さブロック（２２１）付き座金２２３）を取り付けるには、高さブロック２２１を、スペーサ２０２及び押さえバネ２３０を介して、高さブロック固定ねじ２３１でカートリッジ固定部材２００に固定する。
この例では、カートリッジ１００は、押さえバネ２３０とカートリッジ固定部材２００に挟まれているだけである。押さえバネ２３０と高さブロック２２１の間にさらに、図示しない押さえ部材を入れてカートリッジ１００の押さえを補強してもよい。
従って、高さブロック固定ねじ２３１を緩め、カートリッジ１００を手前に引き出すだけで、カートリッジ１００を簡単に取り外すことができる。
【００１３】
また、スクライバーシャンクを、たとえば鉄合金等の磁性体とし、止め座のかん合穴の底に磁性体を貼り付ける等によって、かん合をそれほどきつくしなくても、磁力によって容易に、補助具（止め座（２２２）及び高さブロック（２２１）付き座金２２３）をスクライバーシャンク１０に取り付けることができる。
スクライバーシャンク１０がヘッド部４０に固定された後、補助具は、スクライバーシャンク１０から外され、スクライバーシャンク固定ねじ１５０が緩められ、カートリッジ１０がヘッド部から取り外される。
【００１４】
図９は、スクライバーシャンク１０の一端にかん合するための所定の形状のかん合穴１９の一例の平面図である。
このかん合穴１９は、たとえば深さ２ｍｍ程度であり、たとえば直径３ｍｍの半円に、長さ３ｍｍで幅０．５ｍｍの長方形を付加したような形状である。スクライバーシャンクの一端は、このかん合穴１９にかん合するよう加工される。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、ヘッド部をスクライバー装置に装着したままで、スクライバーシャンク先端のダイヤモンドチップの結晶面の稜線をけがき線方向に設定することができる。
また、本発明の補助具（止め座及び高さブロック付き座金）によれば、スクライバーシャンクの方位角ψや、スクライバーシャンクをヘッドから突き出す長さを、容易に迅速に設定することができる。
このように、本発明によれば、スクライバーシャンクが容易に短時間でスクライバー装置に装填される。
また、スクライバーシャンクが正確に所定の角度でスクライバー装置に装填されるため、スクライビングの失敗が低減され、半導体回路等が形成されたウエハが無駄を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する枠部材（スクライバーシャンクを取り付けるカートリッジ）の概念的斜視図
【図２】本発明のスクライバーシャンク装填方法の第１工程の断面図
【図３】本発明のスクライバーシャンク装填方法の第２工程の断面図
【図４】本発明のスクライバーシャンク装填方法の第３工程の断面図
【図５】本発明の実施例における枠部材（カートリッジ）及びヘッド部の分解組立図
【図６】本発明の実施例において、カートリッジをヘッド部先端にはめ合わせ、スクライバーシャンクをヘッド部にも挿通した状態を示す斜視図
【図７】スクライビング角固定つまみの組立断面図
【図８】補助具（止め座及び高さブロック付き座金）の断面図
【図９】止め座のかん合穴形状の一例の平面図
【図１０】スクライバー装置のヘッド部の概念的外観図
【図１１】スクライバーシャンクの先端のダイヤモンドチップの拡大平面図
【符号の説明】
１０  スクライバーシャンク
１１  ダイヤモンドチップ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  稜線
１９  かん合穴
２０  スクライバーシャンク固定ねじ
３０  スクライバーシャンク挿通穴
４０  ヘッド部
４１、４２  カートリッジとはめ合わされる面
５０  荷重調整つまみ
６０  ヘッド収納部
７０  ヘッド部固定ねじ
９０ａ、９０ｂ  スクライビング角固定つまみ
１００  カートリッジ（スクライバーシャンクカートリッジ）
１０１、１０２  カートリッジ固定面
１０３ａ、１０３ｂ  ねじ通し穴
１３０  スクライバーシャンク挿通穴
１４１，１４２、１４３、１４４  ヘッド部とはめ合う面
１５０  スクライバーシャンク固定ねじ
２００  カートリッジ固定部材
２０１  カートリッジ固定ねじ
２０２  スペーサ
２０３  止め板
２０４  止め板固定ねじ
２２１  高さブロック
２２２  止め座
２２３  座金
２３０  押さえバネ
２３１  高さブロック固定ねじ
３００  顕微鏡
３０１  対物レンズ
３０２  接眼レンズ
３０３  出射瞳
３０４  アーム
３０５  架台
Ｘ方向  けがき方向
Ｙ方向  けがき方向に垂直な方向
ＷＰ  荷重点
ＨＰ  固定点
【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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【図１１】
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