(57)【要約】結晶材料又は多結晶材料のいずれかから、好ましくはウェーハ（２０２）の形態で外科用ブレード（２４０２）を製造するための方法が開示される。この方法は、結晶又は多結晶ウェーハを取り付け、該ウェーハにトレンチを切削加工することによって、該ウェーハを準備することを含む。ベベル・ブレード表面を形成するトレンチを切削加工するための方法は、ダイアモンド・ブレード・ソー（５０２、５０４、５０６、５０８）と、レーザ・システム（９００）と、超音波装置（１００）と、熱間鍛造プレス（１０５２、１０５４）とを含む。ウェーハは、該ウェーハを均一な方法で等方性エッチングするエッチング溶液（１４０２）内に置かれ、そのことにより、結晶材料又は多結晶材料の層が均一に取り除かれて、片面又は両面ベベル・ブレード（２０Ａ−Ｇ）を作り出す。ほぼいかなる角度でも、エッチング後に残るウェーハに加工されることができる。結果として得られるブレード刃半径は５から５００ｎｍであり、これは、わずかなコストで製造されるダイアモンド刃ブレードと等しい。
2005519703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断装置を結晶材料から製造するための方法であって、
少なくとも一つのブレード輪郭を前記結晶材料のウェーハの第一の面に切削加工し、
少なくとも一つの外科用ブレードを形成するために該結晶材料のウェーハをエッチングし、
前記エッチングされた結晶材料の外科用ブレードを個別化する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記切削加工ステップは、
少なくとも一つのブレード輪郭を、ダイシング・ソー・ブレードを用いて結晶材料のウェーハに切削加工する、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記切削加工ステップは、
少なくとも一つのブレード輪郭を、レーザ・ビームを用いて結晶材料のウェーハに切削加工する、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザ・ビームは、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェットによって発生させられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記切削加工ステップは、
少なくとも一つのブレード輪郭を、超音波加工機を用いて結晶材料のウェーハに切削加工する、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記切削加工ステップは、
少なくとも一つのブレード輪郭を、熱間鍛造工程を用いて結晶材料のウェーハに切削加工する、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記エッチングステップは、
少なくとも一つのブレード輪郭を備えた前記結晶材料のウェーハをウェーハ・ボート上に置き、
該ウェーハ・ボートと、少なくとも一つのブレード輪郭を備えた該結晶材料のウェーハとを、等方性酸浴槽に浸し、
該結晶材料がいかなる露出表面においても均一に除去されるように該結晶材料を均一にエッチングし、それにより、鋭利な外科用ブレード刃が前記少なくとも一つのブレード輪郭の形状でエッチングされる、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記等方性酸浴槽は、フッ化水素酸と硝酸と酢酸との混合物からなることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記等方性酸浴槽は、フッ化水素酸と硝酸と水との混合物からなることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記エッチングステップは、
少なくとも一つのブレード輪郭を備えた前記結晶材料のウェーハをウェーハ・ボート上に置き、
該ウェーハ・ボートと、少なくとも一つのブレード輪郭を備えた該結晶材料のウェーハとに、噴霧状エッチング液を吹き付け、
該結晶材料がいかなる露出表面においても均一に除去されるように前記噴霧状エッチング液を用いて該結晶材料を均一にエッチングし、それにより、鋭利な外科用ブレード刃が前記少なくとも一つのブレード輪郭の形状でエッチングされる、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記エッチングステップは、
少なくとも一つのブレード輪郭を備えた前記結晶材料のウェーハをウェーハ・ボート上に置き、
該ウェーハ・ボートと、少なくとも一つのブレード輪郭を備えた該結晶材料のウェーハとを、等方性の二フッ化キセノン、六フッ化硫黄、又は類似のフッ素化気体の環境に入れ、
該結晶材料がいかなる露出表面においても均一に除去されるように前記等方性の二フッ化キセノン、六フッ化硫黄、又は類似のフッ素化気体を用いて該結晶材料を均一にエッチングし、それにより、鋭利な外科用ブレード刃が前記少なくとも一つのブレード輪郭の形状でエッチングされる、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記エッチングステップは、
少なくとも一つのブレード輪郭を備えた前記結晶材料のウェーハをウェーハ・ボートに置き、
該ウェーハ・ボートと、少なくとも一つのブレード輪郭を備えた該結晶材料のウェーハとを、電解浴槽に浸し、
該結晶材料がいかなる露出表面においても均一に除去されるように前記電解浴槽を用いて該結晶材料を均一にエッチングし、それにより、鋭利な外科用ブレード刃が前記少なくとも一つのブレード輪郭の形状でエッチングされる、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記個別化ステップは、
前記切削加工された結晶材料のウェーハを、ダイシング・ブレードを用いてダイシングする、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記個別化ステップは、
前記切削加工された結晶材料のウェーハを、レーザ・ビームを用いてダイシングする、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記レーザ・ビームは、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェットによって発生させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つのブレード輪郭を片面ベベル外科用ブレードの形態に切削加工した後であって、前記エッチングステップの前に、前記切削加工された結晶材料のウェーハの輪郭をダイシングする、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ダイシングステップは、
前記切削加工された結晶材料のウェーハを、ダイシング・ブレードを用いてダイシングする、
ことを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ダイシングステップは、
前記切削加工された結晶材料のウェーハを、レーザ・ビームを用いてダイシングする、
ことを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記レーザ・ビームは、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェットによって発生させられることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１に従って外科用ブレードを結晶材料から製造するための方法であって、
前記エッチングステップの前に、少なくとも一つの第二のブレード輪郭を、前記結晶材料のウェーハの第二の面に切削加工する、
ことをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記切削加工された結晶材料のウェーハの前記第一の面をコーティングする、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記コーティングステップは、
前記切削加工された結晶材料のウェーハの前記第一の面を、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化アルミニウムチタン、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化ホウ素、及びダイアモンド状結晶からなる群から選択された材料の層でコーティングする、
ことを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも一つの第二のブレード輪郭を前記第二の面に切削加工した後であって、前記エッチングステップの前に、前記切削加工された結晶材料のウェーハをダイシングして、別個の切削加工された両面ベベル・ブレード輪郭にする、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記ダイシングステップは、
前記切削加工された結晶材料のウェーハを、ダイシング・ブレードを用いてダイシングする、
ことを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ダイシングステップは、
前記切削加工された結晶材料のウェーハを、レーザ・ビームを用いてダイシングする、
ことを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記レーザ・ビームは、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェットによって発生させられることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記結晶材料のウェーハを切削加工するステップの後に、該結晶材料のウェーハの前記第一の面をコーティングし、
前記エッチングステップの前に、該結晶材料のウェーハの第一の面を取り付ける、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記コーティングステップは、
前記成形済みの結晶材料のウェーハの前記第一の面を、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化アルミニウムチタン、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化ホウ素、及びダイアモンド状結晶からなる群から選択された材料の層でコーティングする、
ことを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記結晶材料はシリコンからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
切断装置を結晶材料から製造するための方法であって、
結晶材料のウェーハを取付アセンブリに取り付け、
複数のスルーホール基準を切削して切削加工ステップに役立つようにするために、前記取り付けられた結晶材料のウェーハをプレカットし、
少なくとも一つのブレード輪郭を、該結晶材料のウェーハの第一の面に切削加工し、
少なくとも一つの外科用ブレードを形成するために該結晶材料のウェーハをエッチングし、
前記エッチングされた結晶材料の外科用ブレードを個別化し、
販売のためのパッケージングに備えて、前記個別化されたエッチング済み結晶材料の外科用ブレードに紫外光を照射して、前記取付アセンブリから分離させる、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
前記プレカットステップは、
スルーホール基準を、レーザ・ビームを用いて前記取り付けられた結晶材料のウェーハにプレカットする、
ことを含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記レーザ・ビームは、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェットによって発生させられることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記プレカットステップは、
スルーホール基準を、機械的切削加工装置を用いて前記取り付けられた結晶材料のウェーハにプレカットする、
ことを含むことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記機械的切削加工装置は、穿孔工具、超音波加工工具、又は機械的研削装置を含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記結晶材料はシリコンからなることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
切断装置を結晶材料から製造するための方法であって、
結晶材料のウェーハを取付アセンブリに取り付け、
複数のスロットを切削して切削加工ステップに役立つようにするために、前記取り付けられた結晶材料のウェーハをプレカットし、
少なくとも一つのブレード輪郭を、該結晶材料のウェーハの第一の面に切削加工し、
少なくとも一つの外科用ブレードを形成するために該結晶材料のウェーハをエッチングし、
前記エッチングされた結晶材料の外科用ブレードを個別化し、
販売のためのパッケージングに備えて、前記個別化されたエッチング済み結晶材料の外科用ブレードに紫外光を照射して、前記取付アセンブリから分離させる、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】
スロットを、レーザ・ビームを用いて、前記取り付けられた結晶材料のウェーハに該結晶材料の縁部から距離をおいてプレカットし、
前記少なくとも一つのブレード輪郭を、前記プレカットされたスロットで該結晶ウェーハに係合するダイシング・ソー・ブレードを用いて切削加工する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記レーザ・ビームは、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェットによって発生させられることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
スロットを、機械的切削加工装置を用いて、前記取り付けられた結晶材料のウェーハに該結晶材料の縁部から距離をおいてプレカットし、
前記少なくとも一つのブレード輪郭を、前記プレカットされたスロットで該結晶ウェーハに係合するダイシング・ソー・ブレードを用いて切削加工する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記機械的切削加工装置は、穿孔工具、超音波加工工具、又は機械的研削装置を含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記結晶材料はシリコンからなることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科用器具の製造のためのシステム及び方法に関する。より具体的には、本発明は、シリコン及び他の結晶材料から製造される外科品位ブレードの製造のためのシステム及び方法に関する。関連する主題が、同時継続中の二つの米国仮特許出願、すなわち、２００２年３月１１日に出願された第６０／３６２，９９９号、及び、２００２年１２月３日に出願された第６０／４３０，３３２号に開示されており、これらの内容全体は、引用により本明細書に特に組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
既存の外科用ブレードは、幾つかの異なる方法によって製造され、該方法の各々は、それ自体に特有の利点及び欠点を有する。最も一般的な製造方法は、ステンレス鋼を機械的に研削することである。ブレードは、続いて、鋭利な刃を得るために、（超音波スラリー、機械的アブレーション、及びラッピングなどの様々な異なる方法によって）磨き上げられるか又は電気化学的に研磨される。これらの方法の利点は、これらが、使い捨てブレードを大量に作るための実績のある経済的な工程であるということである。これらの工程の最大の欠点は、より優れた均一な鋭利度を達成することが依然として課題であるという点で、刃の品質が定まらないことである。これは、主に、工程自体の固有の限界のためである。ブレード刃の半径は、３０ｎｍから１０００ｎｍまでの範囲となる可能性がある。
【０００３】
ブレード製造の比較的新しい方法は、研削の代わりにステンレス鋼の圧印加工を用いる。ブレードは、続いて、鋭利な刃を得るために電気化学的に研磨される。この工程は、研削法と比べて、より経済的であることが見出された。それは、より良好な均一な鋭利度をもつブレードを作り出すことも見出された。この方法の欠点は、鋭利度の均一性が、ダイアモンド・ブレード製造工程によって得られるものと比べて、依然として低いことである。軟組織の外科手術に金属ブレードを使用することは、その使い捨てコスト及びその改善された品質のため、今日では一般に行われている。
【０００４】
ダイアモンド・ブレードは、多くの外科市場、特に眼科手術市場において、鋭利度についての確立された基準となるものである。ダイアモンド・ブレードは、軟組織を最小限の組織抵抗できれいに切断できることが知られている。ダイアモンド・ブレードの使用はまた、何度切断してもその鋭利度が変わらないため、望まれる。金属ブレードの根本的な鋭利度及び鋭利度の変動性はダイアモンド・ブレードのそれより劣っているため、極めて多くの外科医の大部分が、ダイアモンド・ブレードを使用するであろう。ダイアモンド・ブレードを作るのに使用される製造工程は、極めて鋭利で、安定した刃の半径を得るために、ラッピング工程を採用する。そうしてできたブレードの刃の半径は、５ｎｍから３０ｎｍの範囲である。この工程の欠点は、工程に時間がかかり、その直接の結果として、こうしたダイアモンド・ブレードを製造するためのコストが５００ドルから５０００ドルの範囲であることである。従って、これらのブレードは、再利用用途のために販売される。この工程は、より低コストで同じ鋭利度を得るために、現在はルビー及びサファイアなどのそれほど硬くない他の材料に用いられる。しかしながら、ダイアモンドよりは安価であるとはいえ、ルビー及び／又はサファイアの外科品位ブレードは、依然として、製造コストが５０ドルから５００ドルの範囲と比較的高く、その刃は約２００例を経る間しか持たないという欠点をもつ。従って、これらのブレードは、再利用のために販売され、再利用用途に限定される。
【０００５】
シリコンを使用する外科用ブレードの製造について、幾つかの提案が存在してきた。しかしながら、どのような形にせよ、これらの工程は、様々な構造で、且つ、使い捨て可能なコストでブレードを製造する能力が限られている。シリコン・ブレード特許の多くは、シリコンの異方性エッチングに基づいている。異方性エッチング工程は、指向性が高く、異なる方向で異なるエッチング速度をもつものである。この工程は、鋭利な刃先を作り出すことができる。しかしながら、工程の特性のため、得ることができるブレード形状及び刃先ベベル角が制限される。水酸化カリウム（ＫＯＨ）、エチレン・ジアミン／ピロカテコール（ＥＤＰ）、及びトリメチル１−２−水酸化ハイドロキシエチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）の浴槽を用いる工程などのウェット・バルク異方性エッチング工程は、特定の結晶面に沿ってエッチングして鋭利な刃を得る。典型的にはシリコン＜１００＞における（１１１）面であるこの面は、シリコン・ウェーハの表面の面から５４．７°の角度を持つ。これにより、５４．７°の刃先ベベル角をもつブレードが生成されるが、このブレードは、極めて鈍いため大部分の外科用途では臨床的に受け入れられないことが分かった。この技術が両面ベベル・ブレードを作るのに適用されるときは、刃先ベベル角が１０９．４°であるため、この用途にはなおさら不適当である。この工程は、さらに、該工程が作り出すことができるブレード輪郭を制限する。エッチング面は、ウェーハ内で互いに対して９０°に配置される。従って、矩形の輪郭をもつブレードしか生産されることができない。
【０００６】
このように、上で検討した方法の欠点に対処するブレードを製造する必要性が存在する。本発明のこのシステム及び方法は、ダイアモンド・ブレードの鋭利度をもつブレードを、ステンレス鋼方法の使い捨て可能コストで作ることができる。さらに、本発明のシステム及び方法は、大量に且つ厳格なプロセス制御を用いて、ブレードを生産することができる。
【発明の開示】
【０００７】
シリコンなどの結晶材料又は多結晶材料から外科用ブレードを製造するためのシステム及び方法に関する本発明によって、上述の欠点が克服されて、多数の利点が実現され、本発明は、様々な手段によって、あらゆる所望のベベル角又はブレード外形で、結晶ウェーハ又は多結晶ウェーハにトレンチの切削加工を提供する。切削加工された結晶ウェーハ又は多結晶ウェーハは、次に、均一な半径をもち、軟組織の外科手術用途ための十分な品質をもつ刃先を形成するために、ウェーハ材料の分子の層を一層ずつ均一に取り除く等方性エッチング溶液に浸される。本発明のシステム及び方法は、こうした高品質の外科用ブレードの製造のための極めて安価な手段を提供する。
【０００８】
従って、本発明の目的は、シリコン・ウェーハ又は他の結晶若しくは多結晶ウェーハを取付アセンブリに取り付け、一つ又はそれ以上のトレンチを該結晶又は多結晶ウェーハの第一の面に切削加工し、一つ又はそれ以上の外科用ブレードを形成するために該結晶又は多結晶ウェーハの該第一の面をエッチングし、該外科用ブレードを個別化し、該外科用ブレードを組み立てるステップを含む、外科用ブレードを製造するための方法を提供することである。
【０００９】
さらに、本発明の目的は、結晶又は多結晶ウェーハを取付アセンブリに取り付け、一つ又はそれ以上のトレンチを該結晶又は多結晶ウェーハの第一の面に切削加工し、該結晶又は多結晶ウェーハの第一の面をコーティングで被覆し、該結晶又は多結晶ウェーハを該取付アセンブリから取り外し、該結晶又は多結晶ウェーハの該第一の面を該取付アセンブリに再び取り付け、該結晶又は多結晶ウェーハの第二の面を切削加工し、一つ又はそれ以上の外科用ブレードを形成するために該結晶又は多結晶ウェーハの該第二の面をエッチングし、該外科用ブレードを個別化し、該外科用ブレードを組み立てるステップを含む、外科用ブレードを製造するための方法を提供することである。
【００１０】
またさらに、本発明の目的は、結晶又は多結晶ウェーハを取付アセンブリに取り付け、一つ又はそれ以上のトレンチを該結晶又は多結晶ウェーハの第一の面に切削加工し、該結晶又は多結晶ウェーハを該取付アセンブリから取り外し、該結晶又は多結晶ウェーハの該第一の面を該取付アセンブリに再び取り付け、該結晶又は多結晶ウェーハの第二の面を切削加工し、一つ又はそれ以上の外科用ブレードを形成するために該結晶又は多結晶ウェーハの該第二の面をエッチングし、該結晶又は多結晶材料の層を転換して硬化させた表面を形成し、該外科用ブレードを個別化し、該外科用ブレードを組み立てるステップを含む、外科用ブレードを製造するための方法を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで、好ましい実施形態の種々の特徴が、描かれた図を参照して説明され、図の中では、同様の部分が同一の引用符号で識別される。現在考えられる、本発明を実施する最良の形態の以下の説明は、限定的な意味に解されるべきではなく、単に本発明の一般的原則を説明する目的のために提供されるものである。
【００１２】
本発明のシステム及び方法は、軟組織を切開するために使用される外科用ブレードの製造を提供する。好ましい実施形態は、外科用ブレードであるものとして示されるが、以下で詳細に検討される方法に従って、多くの切断装置を製造することもできる。従って、これらの検討を通じて「外科用ブレード」と言及されるが、例えば、医療用かみそり、ランセット、皮下注射針、サンプル採集カニューレ及び他の医療用鋭利物を含む、他の多くの種類の切断装置を製造できることが、本発明の当業者に明らかであろう。
【００１３】
ブレードが製造されることになる好ましい基材は、好ましい結晶方位をもつ結晶シリコンである。しかしながら、シリコンの他の方位、並びに、等方的にエッチングされ得る他の材料も適する。例えば、方位＜１１０＞及び＜１１１＞をもつシリコン・ウェーハ、並びに、種々の抵抗率及び酸素含有量レベルでドープされたシリコン・ウェーハを使用することもできる。また、窒化ケイ素及びガリウムヒ素などの他の材料から作られるウェーハを使用することができる。ウェーハ形態は、基材として好ましい形式である。結晶材料に加えて、多結晶材料を、外科用ブレードを製造するのに使用することもできる。これらの多結晶材料の例は、多結晶シリコンを含む。ここで使用される「結晶の」という用語は、結晶及び多結晶材料の両方を指すように使用されることが理解されるであろう。
【００１４】
従って、これらの検討を通じて「シリコン・ウェーハ」と言及されるが、種々の方位と組み合わせた前述の材料のいずれか、並びに、利用できるようになる可能性のある他の適切な材料及び方位が、本発明の種々の実施形態に従って使用され得ることが本発明の当業者に明らかであろう。
【００１５】
図１は、本発明の第一実施形態に従って、両面ベベル外科用ブレードをシリコンから製造するための方法のフロー図を示す。図１、図２及び図３の方法は、本発明に従ってシリコン外科用ブレードを製造するのに使用され得る工程を一般的に説明する。しかしながら、図１、図２及び図３に示される方法のステップの順序は、異なる基準のシリコン外科用ブレードを作成するために、又は、異なる製造環境に適合するように、変えることができる。従って、図１、図２及び図３の方法は、本発明の精神及び範囲に従って製造されたシリコン外科用ブレードをもたらすことが可能な同じステップを含む多くの異なる並べ替えが存在するという点で、本発明による方法の一般的な実施形態の典型となるように意図されている。
【００１６】
図１の方法は、本発明の実施形態に従って、好ましくはシリコンなどの結晶材料を用いて両面ベベル外科用ブレードを製造するのに使用されるものであり、ステップ１００２で開始する。ステップ１００２において、シリコン・ウェーハは、取付アセンブリ２０４上に取り付けられる。図４では、シリコン・ウェーハ２０２は、ウェーハ・フレーム／ＵＶテープ・アセンブリ（取付アセンブリ）２０４上に取り付けられて示される。取付アセンブリ２０４は、半導体産業においてシリコン・ウェーハ材料を扱うための一般的な方法である。当業者は、シリコン（結晶）ウェーハ２０２をウェーハ取付アセンブリ２０４上に取り付けることは、本発明の好ましい実施形態による外科用ブレードの製造には必ずしも必要ではないことを理解できる。
【００１７】
図５は、同じ取付アセンブリ２０４上に取り付けられた同じシリコン・ウェーハ２０２であるが、側面図（左又は右である、すなわち、対称形であるが、そうである必要はない）で示す。図５においては、シリコン・ウェーハ２０２は、次に取付アセンブリ２０４上に取り付けられるテープ３０８上に取り付けられる。シリコン・ウェーハ２０２は、第一の面３０４と第二の面３０６とを有する。
【００１８】
再び図１を参照すると、決定ステップ１００４がステップ１００２に続く。決定ステップ１００４は、所望であれば、ステップ１００６において、任意のプレカットがシリコン・ウェーハ２０２に作られるかどうかを決定する。このプレカットは、図６に示されるように、レーザ・ウォータジェット４０２によって行われることができる。図６においては、レーザ・ウォータジェット４０２が、レーザ・ビーム４０４を、取付アセンブリ２０４に取り付けられるシリコン・ウェーハ２０２に方向付けていることが示される。図６に見られることができるように、シリコン・ウェーハ２０２とのレーザ・ビーム４０４の衝突の結果として、種々のプレカット孔（又はスルーホール基準）４０６が、シリコン・ウェーハ２０２に生成され得る。
【００１９】
シリコン・ウェーハ２０２は、該シリコン・ウェーハ２０２上のレーザ・ビーム４０４によって融蝕される。シリコン・ウェーハ２０２を融蝕するレーザ・ビーム４０４の能力は、レーザの波長λに関係する。シリコン・ウェーハを使用する好ましい実施形態において、最良の結果をもたらす波長は、典型的にはＹａＧレーザによって与えられる１０６４ナノメートルであるが、他の種類のレーザも同様に使用されることができる。異なる結晶又は多結晶材料が使用される場合は、他の波長及びレーザの種類がより適切であろう。
【００２０】
結果として得られるスルーホール基準４０６（この方法で、複数の孔を切削することができる）は、特にダイシング・ソー・ブレードがトレンチを切削加工する（下のステップ１００８に関して詳細に検討される）のに使用される場合、該トレンチを切削加工するための案内として使用され得る。スルーホール基準４０６はまた、同じ目的のためのいかなるレーザ・ビーム（例えば、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェット４０２）によっても切削されることができる。プレカットされるスルーホール基準は、典型的には、プラス「＋」形状又は円形状に切削される。しかしながら、スルーホール基準形状の選択は、特定の製造工具及び環境によって導かれるものであり、このように、前述の二つの形状のみに限定される必要はない。
【００２１】
スルーホール基準をプレカットするためのレーザ・ビームの使用に加えて、他の機械的切削加工方法も使用されることができる。これらは、例えば、穿孔工具、機械研削工具及び超音波加工工具１００を含むが、それに制限されるものではない。装置の使用は本発明の好ましい実施形態に関しては新規であるが、該装置及びそれらの一般的な使用は、当業者によく知られている。
【００２２】
シリコン・ウェーハ２０２がエッチング工程の間にその完全な状態を維持して分解しないように、トレンチを切削加工する前に、プレカットをシリコン・ウェーハ２０２に行うことができる。レーザ・ビーム（例えば、レーザ・ウォータジェット４０２又はエキシマ・レーザ）は、（図７Ａ‐図７Ｃを参照して詳細に検討される）ダイシング・ブレード５０２がトレンチをシリコン・ウェーハ２０２の外周内部に切削加工し始めるための楕円形のスルーホール・スロット内で、スクロールするように使用されることができる。スルーホール基準を作成するのに使用された（上で検討された）機械的切削加工装置及び方法もまた、同様にスルーホール・スロットを作成するのに使用されることができる。
【００２３】
再び図１を参照すると、次のステップはステップ１００８であり、該ステップは、ステップ１００６（スルーホール基準４０６がシリコン・ウェーハ２０２内に切削される場合）か、又は、シリコン・ウェーハ取り付けステップであるステップ１００２及び１００４（「ステップ」１００４は物理的な製造ステップではなく、これらの決定ステップは、製造工程全体及びその変化を示すために含まれる）のいずれかに続くことができる。ステップ１００８では、トレンチは、シリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４に切削加工される。製造条件及び完成したシリコン外科用ブレード製品の所望の設計によって、トレンチを切削加工するのに使用され得るいくつかの方法が存在する。
【００２４】
切削加工するための方法は、ダイシング・ソー・ブレード、レーザ・システム、超音波加工工具、又は熱間鍛造工程のいずれかを用いることができる。切削加工するための他の方法を使用することもできる。各々が、順に検討されることになる。これらの方法のいずれかによって切削加工されるトレンチは、外科用ブレードの角度（ベベル角度）を与える。トレンチ装置がシリコン・ウェーハ２０２上で作動するにつれて、シリコン材料は、ダイシング・ソー・ブレードの形状か、エキシマ・レーザによって形成されるパターンか、又は超音波加工工具によって形成されるパターンのいずれかで、外科用ブレード予備形成体の所望の形状に取り除かれる。ダイシング・ソー・ブレードの場合には、シリコン外科用ブレードはまっすぐな刃のみを有し、後者の二つの方法では、該ブレードは、原則的にいかなる所望の形状とすることもできる。熱間鍛造工程の場合には、シリコン・ウェーハは、加熱されて可鍛性になり、次いで、各々が所望のトレンチの三次元形態を有する二つのダイの間で押圧されて、加熱された可鍛性のシリコン・ウェーハに「成形」される。この検討の目的で、トレンチを「切削加工すること」は、ダイシング・ソー・ブレードによるか、エキシマ・レーザによるか、超音波装置によるか、又は熱間鍛造工程によるかにかかわらず特に言及された方法と、言及されなかった同等の方法とを含む、シリコン・ウェーハにトレンチを製造するすべての方法を網羅する。トレンチを切削加工するこれらの方法は、ここで詳細に検討されることになる。
【００２５】
図７Ａから図７Ｄまでは、本発明の実施形態に従ってトレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに使用されるダイシング・ソー・ブレード構造を示す。図７Ａにおいて、第一のダイシング・ソー・ブレード５０２は、製造工程全体が完了した後に、原則的に外科用ブレードの結果として得られる角度である角度Φを呈する。図７Ｂは、各々が切削角度Φを呈する角度の付いた二つの切削面をもつ第二のダイシング・ソー・ブレード５０４を示す。図７Ｃは、同様に切削角度Φを有するが、第一のダイシング・ソー・ブレード５０２の構造とはわずかに異なる構造を有する第三のダイシング・ソー・ブレード５０６を示す。図７Ｄは、各々が切削角度Φを呈し、図７Ｂと類似の角度の付いた二つの切削面をもつ第四のダイシング・ソー・ブレード５０８を示す。
【００２６】
図７Ａから図７Ｄに示されるダイシング・ソー・ブレード５０２、５０４、５０６、及び５０８の各々は同一の切削角度Φを有するが、該切削角度は、シリコンベース外科用ブレードの異なる使用について、異なるものとすることができることが当業者に明らかであろう。さらに、以下で検討されるように、一つのシリコン外科用ブレードが、異なる刃先角をもつ異なる刃先を有することができる。第二のダイシング・ソー・ブレード５０４は、シリコンベース外科用ブレードの特定の設計のための製造能力を増やすか、又は、二つ若しくは三つの刃先を有するシリコン外科用ブレードを生産するのに使用されることができる。ブレード設計の種々の例が、図２０Ａから図２０Ｇを参照して詳細に検討されることになる。本発明の好ましい実施形態において、ダイシング・ソー・ブレードは、ダイアモンド砥粒ソー・ブレードとする。
【００２７】
特殊なダイシング・ソー・ブレードが、チャネルをシリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４に切削加工するのに使用される。ダイシング・ソー・ブレードの組成は、特に、許容できる磨耗寿命を維持すると同時に、結果として得られる最良の表面仕上げを提供するように選択される。ダイシング・ソー・ブレードの刃は、結果として得られるチャネルをシリコン・ウェーハ２０２に形作ることになる輪郭を伴って成形される。この形状は、結果として得られるブレードのベベル構造と密接に関連することになる。例えば、外科用ブレードは、典型的には、片面ベベル・ブレードの場合は１５°から４５°までの範囲の刃先ベベル角を有し、両面ベベル・ブレードの場合は１５°から４５°までの範囲の刃先べベル半角を有する。エッチング条件と併せてダイシング・ソー・ブレードを選択することが、ベベル角の正確な制御を提供する。
【００２８】
図８Ａは、本発明の実施形態による、支持基材上に取り付けられたシリコン・ウェーハを通るダイシング・ソー・ブレードの動きを示す。図８Ａは、トレンチをシリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４に切削加工しているダイシング・ソー・ブレード装置の動きを示す。この例においては、図７Ａから図７Ｄ（５０２、５０４、５０６又は５０８）のダイシング・ソー・ブレードのいずれも、シリコンベース外科用ブレード刃を作成するのに使用されることができる。図７Ａから図７Ｄのブレード構造は、ダイシング・ソー・ブレードについて作成され得る唯一の可能な構造ではないこともまた理解されるべきである。図９は、本発明の実施形態による、トレンチをテープに取り付けられたシリコン・ウェーハに切削加工するダイシング・ソー・ブレードの断面図を示す。図９は、実際にシリコン・ウェーハ２０２に貫入している状態の、図８Ａに示された同一のダイシング・ソー・ブレード・アセンブリの拡大断面図を示す。ダイシング・ソー・ブレード５０２は、シリコン・ウェーハ２０２を完全には貫通せず、片面ベベル切削の場合は、シリコン・ウェーハ２０２の厚さの約５０‐９０％まで貫入することを理解することができる。これは、片面ベベル・トレンチを切削加工する（又は熱間鍛造によって成形する）ために使用されるいかなる方法にも当てはまる。いずれかのダイシング・ソー・ブレードによるか、又は、切削加工方法のいずれかによる両面ベベル切削の場合は、シリコン・ウェーハ２０２の厚さの約２５−４９％が、シリコン・ウェーハ２０２の面の各々で切削除去される（又は成形される）ことになる。図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、本発明の実施形態に従って作られた、片面ベベル刃先をもつシリコン外科用ブレードと、両面ベベル刃先をもつシリコン外科用ブレードとを示す。
【００２９】
上で検討したように、特にダイシング・ソー・ブレードがトレンチを切削加工するのに使用される場合、スロットをシリコン・ウェーハ２０２に切削することもできる。スロットは、スルーホール基準と同様の方法で、すなわち、レーザ・ウォータジェット又はエキシマ・レーザを用いてシリコン・ウェーハ２０２に切削されることができるが、まったく異なる目的を果たす。スルーホール基準は、シリコン・ウェーハ２０２をトレンチ装置上に正確に位置決めするために、該トレンチ装置によって使用されることを思い出されたい。これは、両面ベベル・ブレードが適切に製造されるのを確実にするために、（シリコン・ウェーハ２０２の反対の面の）第二の切削加工を正確に位置決めしなければならないので、両面ベベル・ブレードを作る場合に特に役に立つ。しかしながら、スロットは、異なる目的のために使用される。スロットは、ダイシング・ソー・ブレードが、シリコン・ウェーハ２０２を割ったり壊したりすることなく、（図８Ａに示されるように）縁部から離れて該シリコン・ウェーハ２０２を切削し始めることを可能にする。これは、図８Ｂに示されるように、好ましい実施形態である。図８Ａを参照すると、スロットが使用されず、トレンチが示されるように切削加工される場合、切削加工されたシリコン・ウェーハ２０２は、該シリコン・ウェーハがその領域で極めて薄いため切削加工されたトレンチに沿って破損しやすく、小さい応力がそれを壊す原因となる可能性があることが明らかである。すなわち、図８Ａの切削加工されたシリコン・ウェーハは、構造上の剛性が不足している。これを図８Ｄのシリコン・ウェーハと比較されたい。図８Ｄの切削加工されたシリコン・ウェーハ２０２は、はるかに剛性があり、改良された製造スループットをもたらす。図８Ｄに従って切削加工されたシリコン・ウェーハ２０２は、図８Ａのシリコン・ウェーハと比べて、壊れるものがより少数であろう。図８Ｂ及び図８Ｃに示されるように、スロットは、ダイシング・ソー・ブレードと比べて幅広く、且つ、該ダイシング・ソー・ブレードが該スロットに挿入されて適切な深さで切削加工を開始することを可能にするように十分に長く、作られる。したがって、ダイシング・ソー・ブレードは、割れたり壊れたりする原因となる下方への移動の間はシリコン・ウェーハ２０２を切削しようとせず、該ダイシング・ソー・ブレードは、そうするように設計されたとおり水平に移動しているときに切削し始める。図８Ｄは、シリコン・ウェーハ２０２の第一の面の一連のスロット及び切削加工されたトレンチを示す。
【００３０】
図１１は、本発明の実施形態に従ってトレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに使用されるレーザ・システムのブロック図を示す。図１２を参照して説明され、以下で詳細に検討されるように、超音波を用いてトレンチを切削加工することもできる。これらの二つの方法の利点は、ブレードを、例えば、三日月形ブレード、スプーン状ブレード、及び強膜切開ブレードなど、非直線的で複合的な刃先の輪郭で製造できることである。図１１は、単純化したレーザ装置アセンブリ９００を示す。レーザ装置アセンブリ９００は、レーザ・ビーム９０４を放射するレーザ９０２と、ベース９０８に載っている多軸制御機構９０６とから構成される。当然のことながら、レーザ装置アセンブリ９００は、コンピュータと、可能であればネットワーク・インターフェースとを備えることもできるが、これらはわかりやすくするために省略された。
【００３１】
レーザ装置アセンブリ９００を用いてトレンチを切削加工するとき、シリコン・ウェーハ２０２は、多軸制御機構９０６によって操作されるのにも適する取付アセンブリ２０４上に取り付けられる。レーザ切削加工アセンブリ９００及び種々の光ビーム・マスキング技術の使用によって、ブレード輪郭のアレイを切削加工することができる。光ビーム・マスクが、レーザ９０２の内部に配置され、注意深く設計することによって、意図されない場所で該レーザ９０２がシリコン材料を融触することを防ぐ。両面ベベル・ブレードについては、反対の面は、位置合わせのためのプレカットされた面とり部２０６Ａ、２０６Ｂ又は基準４０６を使用して、同じ方法で切削加工される。
【００３２】
レーザ９０２は、（図１のステップ１０１８を参照して詳細に検討される）ウェット等方性エッチングステップに備えて、シリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４か、又は第二の面３０６のいずれかに、（レーザの使用に関しては「アブレーション輪郭」とも呼ばれる）トレンチ・パターンを正確且つ精密に切削加工するのに使用される。多軸制御及び内部レーザ光ビーム・マスクの使用は、前述のアブレーション輪郭をシリコン・ウェーハ２０２にラスタ化するのに用いられる。結果として、外科用ブレード製品に要求されるものと一致する浅い角度のスロープを有する傾斜トレンチが得られる。この工程によって、種々の曲線の輪郭パターンを得ることができる。この切削加工ステップで使用されることができるいくつかの種類のレーザが存在する。例えば、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェット４０２を使用することができる。エキシマ・レーザ９０２の波長は、１５７ｎｍから２４８ｎｍまでの範囲に分布し得る。他の例は、ＹａＧレーザ及び３５５ナノメートルの波長をもつレーザを含む。当然のことながら、当業者は、１５０ｎｍから１１，０００ｎｍまでの範囲内の或る波長をもつレーザ・ビームが、トレンチ・パターンを切削加工するのに使用され得るのを理解することができる。
【００３３】
図１２は、本発明の実施形態に従ってトレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに使用される超音波加工システムのブロック図を示す。超音波加工は、精密に切削加工され、次に、研磨スラリー１０２を用いてシリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４又は第二の面３０６を切削加工するのに使用される超音波工具１０４を用いて、行われる。切削加工は、一度に一つの面に対して行われる。両面ベベル・ブレードについては、反対の面は、位置合わせのためのスルーホール基準４０６を使用して、同じ方法で切削加工される。
【００３４】
超音波加工は、ウェット等方性エッチングステップに備えて、トレンチ・パターンをシリコン・ウェーハ２０２に正確且つ精密に切削加工するのに使用される。超音波加工は、超音波を用いてマンドレル／工具（工具）１０４を振動させることによって行われる。工具１０４は、シリコン・ウェーハ２０２と接触するようになるのではなく、該シリコン・ウェーハ２０２に極めて近い位置にあり、工具１０４によって発せられた超音波の働きにより研磨スラリー１０２を励振する。工具１０４によって発せられた超音波は、研磨スラリー１０２が、シリコン・ウェーハ２０２を工具１０４に切削加工されたものと一致するパターンに侵食するようにする。
【００３５】
工具１０４を、ミリング、研削、又は静電気放電加工（ＥＤＭ）によって切削加工して、トレンチ・パターンを生成する。切削加工されたシリコン・ウェーハ２０２上の結果として得られるパターンは、工具１０４上に切削加工されたパターンと一致する。エキシマ・レーザに優る超音波加工方法使用の利点は、シリコン・ウェーハ２０２の面全体が、超音波を用いて同時に切削加工される多数のブレードのトレンチ・パターンをもつことができることである。このように、この工程は迅速で、比較的安価である。また、エキシマ・レーザ切削加工工程と同様に、この工程によって、種々の曲線の輪郭パターンを得ることができる。
【００３６】
図１３は、本発明の実施形態に従ってトレンチをシリコン・ウェーハに形成するのに使用される熱間鍛造システムの図を示す。トレンチ構造を、ウェーハ表面に熱間鍛造することもできる。この工程は、熱を用いてウェーハを可鍛性状態にする。続いて、ウェーハ表面は、結果として得られるトレンチのパターンに対して反転したパターンを設けた二つのダイの間で押圧される。
【００３７】
シリコン・ウェーハ２０２は、熱チャンバ内であらかじめ加熱されるか、又は、シリコン・ウェーハ２０２を置く加熱済みベース部材１０５４の働きによって完全に加熱されることができる。高温で十分な時間が経過した後、シリコン・ウェーハ２０２は、可鍛性になる。次いで、加熱されたダイ１０５２が、該加熱されたダイ１０５２の反転像をシリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４に刻印するのに十分な圧力で、シリコン・ウェーハ２０２上に押し下げられる。ダイ１０５２の設計は、想定可能なあらゆるブレード設計を実質的に生成するために、種々のベベル角、深さ、長さ、及び輪郭の多数のトレンチが存在するようにすることができる。図１３に示された図は、熱間鍛造工程の適切な特徴を明確に示すために、極めて簡素化され、誇張されている。
【００３８】
トレンチを切削加工するためのいくつかの方法が検討されたが、再び図１に注意を向ける。トレンチがシリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４に切削加工されるステップ１００８に続いて、決定ステップ２００１において、シリコン・ウェーハ２０２をコーティングするかどうかについて決定がなされなければならない。図１４は、本発明の実施形態に従って、切削加工された面に施されたコーティングを有する片面切削加工トレンチをもつシリコン・ウェーハを示す。コーティングが施されることになる場合には、本発明の当業者に知られている多くの技術の一つによって、ステップ２００２において、コーティング１１０２をシリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４に施すことができる。コーティング１１０２は、エッチング制御を容易にし、結果として得られるブレードの刃に付加的な強度を与えるために施される。シリコン・ウェーハ２０２は、堆積チャンバ内に置かれ、そこで、平坦な領域及びトレンチ加工した領域を含むシリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４全体が、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）の薄層でコーティングされる。その結果として得られるコーティング１１０２の厚さは、１０ｎｍから２ミクロンまでの範囲をとり得る。コーティング１１０２は、シリコン（結晶）ウェーハ２０２と比べて硬い何らかの材料から構成されることができる。特に、コーティング１１０２は、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化アルミニウムチタン（ＡｌＴｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、又はダイアモンド状結晶（ＤＬＣ）から構成されることもできる。両面ベベル外科用ブレードのためのコーティングは、図１８Ａ及び図１８Ｂを参照して、再度、以下でさらに詳細に検討されることになる。
【００３９】
任意のステップ２００２においてコーティング１１０２が施された後、次のステップは、取り外し及び再取り付けを行うステップ２００３である（コーティングが施されなかった場合には、ステップ２００３はステップ１００８に続くこともある）。ステップ２００３においては、シリコン・ウェーハ２０２は、同じ標準的な取付装置を利用して、テープ３０８から取り外される。その装置は、紫外（ＵＶ）光をＵＶ感受性テープ３０８に放射してその粘着性を減少させることによって、シリコン・ウェーハ２０２を取り外す。ＵＶ感受性テープ３０８の代わりに、低粘着性テープ又は放熱テープを使用することもできる。十分なＵＶ光照射の後、シリコン・ウェーハ２０２は、取り付けているテープから間単に持ち上げられることができる。次いで、シリコン・ウェーハ２０２は、第二の面３０６のトレンチ切削加工に備えて、該第二の面３０６を上にした状態で、再取り付けされる。
【００４０】
次に、ステップ２００４がシリコン・ウェーハ２０２上で行われる。ステップ２００４において、両面ベベルのシリコンベース外科用ブレードを作成するために、ステップ１００６で行われたように、トレンチがシリコン・ウェーハ２０２の第二の面３０６に切削加工される。図１５は、本発明の実施形態に従って、第二のトレンチをテープに取り付けられたシリコン・ウェーハ２０２に切削加工しているダイシング・ソー・ブレード５０２の断面図を示す。当然のことながら、エキシマ・レーザ９０２、超音波加工工具１００又は熱間鍛造工程を、第二のトレンチをシリコン・ウェーハ２０２に切削加工するのに使用することもできる。図１５においては、ダイシング・ソー・ブレード５０２が、第二のトレンチをシリコン・ウェーハ２０２の第二の面３０６に切削加工している状態が示される。コーティング１１０２は、ステップ２００２において任意に施された状態で示される。図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、結果として得られる片面及び両面ベベル切削を示す。図１０Ａにおいては、片面切削がシリコン・ウェーハ２０２上に作られて、片面ブレード・アセンブリの切削角Φをもたらす。図１０Ｂにおいては、第二のトレンチは、第一のトレンチと同一の角度で、（前述のトレンチ切削加工工程のいずれかによって）シリコン・ウェーハ２０２に切削加工された。その結果、刃先の各々がΦの切削角を呈し、２Φの両面ベベル角を与える、両面ベベルのシリコンベース外科用ブレードとなる。図１６は、本発明の実施形態に従って、トレンチが両面に切削加工されたシリコン・ウェーハの断面画像を示す。
【００４１】
トレンチ切削加工ステップ２００４に続き、決定ステップ２００５において、両面トレンチ切削加工されたシリコン・ウェーハ２０２をステップ１０１８でエッチングするか、又は、両面トレンチ切削加工されたシリコン・ウェーハ２０２をステップ１０１６でダイシングするかどうかについて、決定がなされなければならない。ダイシングステップ１０１６は、ダイシング・ソー・ブレード、レーザ・ビーム（例えば、エキシマ・レーザ又はレーザ・ウォータジェット４０２）によって行われることができる。ダイシングの結果、ウェーハ・ボートの代わりにカスタム取付具において（ステップ１０１８で）エッチングされることになるストリップが得られる（以下で詳細に検討される）。
【００４２】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、本発明の実施形態による、切削加工されたトレンチを両面にもつシリコン・ウェーハ上で行われる等方性エッチング工程を示す。エッチングステップ１０１８において、切削加工されたシリコン・ウェーハ２０２は、テープ３０８から取り外される。次に、シリコン・ウェーハ２０２は、ウェーハ・ボートに置かれ、等方性酸浴槽１４００に浸される。エッチング液１４０２の温度、濃度及び攪拌は、エッチング工程の均一性を最大にするように制御される。使用される好ましい等方性エッチング液１４０２は、フッ化水素酸、硝酸、及び酢酸（ＨＮＡ）から構成される。他の組合せ及び濃度を、同一の目的を達成するのに使用することができる。例えば、水を酢酸と交換することができる。浸浸エッチングの代わりに、スプレー・エッチング、等方性二フッ化キセノンガス・エッチング、及び電解エッチングが、同一の結果を得るのに使用されることもできる。ガス・エッチングに使用され得る化合物の別の例は、六フッ化硫黄、又は他の同様のフッ素化ガスである。
【００４３】
エッチング工程は、向かい合うトレンチの輪郭が交わるまで、シリコン・ウェーハ２０２の両面と、そのそれぞれのトレンチとを均一にエッチングすることになる。これが生じるとすぐに、シリコン・ウェーハ２０２は、エッチング液１４０２から取り出されて、すすぎ洗いされることになる。この工程によって得られる期待刃先半径は、５ｎｍから５００ｎｍまでの範囲に分布する。
【００４４】
等方性化学エッチングは、シリコンを均一に除去するのに使用される工程である。本発明の実施形態による製造工程においては、上述の切削加工で作り出されたウェーハ表面の輪郭は、ウェーハの反対面上の輪郭と交わるまで均一に下げられる（片面ベベル・ブレードが望まれる場合は、シリコン・ウェーハの切削加工されていない反対面が交わることになる）。等方性エッチングは、ブレード角度を保ちつつ所望のブレードの鋭利度を得るために使用される。所望の刃の幾何学的形状があまりに壊れやすく、切削加工の機械的及び熱的力に耐えることができないため、切削加工のみによってウェーハの輪郭を交差させようとしてもうまくいかない。等方性エッチング液（エッチング液）１４０２の酸性成分の各々は、等方性酸浴槽１４００において特定の機能をもつ。第一に、硝酸は、露出したシリコンを酸化させ、第二に、フッ化水素酸は、酸化したシリコンを除去する。酢酸は、この工程の間、希釈剤として機能する。再現可能な結果を得るためには、組成、温度及び攪拌の正確な制御が必要である。
【００４５】
図１７Ａにおいては、コーティング１１０２のないシリコン・ウェーハ２０２が、等方性エッチング浴槽１４００内に置かれた。外科用ブレードの各々、すなわち第一の外科用ブレード１４０４、第二の外科用ブレード１４０６、及び第三の外科用ブレード１４０８は、互いに接続されていることに注目されたい。エッチング液１４０２がシリコン上で作用するにつれて、分子の層が時間の経過と共に次々と除去され、（第一の外科用ブレード１４０４の）１４１０及び１４１２の２つの角度が隣の外科用ブレード（第二の外科用ブレード１４０６）につながる点で交わるまで、シリコン（すなわち、外科用ブレード）の幅を減少させる。結果として、いくつかの外科用ブレード（１４０４、１４０６及び１４０８）が形成される。エッチング液１４０２によって溶解させられたためにより少量のシリコン材料が残留することを除いては、等方性エッチング工程全体を通じて同一の角度が維持されたことに注目されたい。
【００４６】
図１８Ａ及び１８Ｂは、本発明の別の実施形態による、両面に切削加工されたとトレンチもち、一方の面にコーティング層をもつシリコン・ウェーハ上の等方性エッチング工程を示す。図１８Ａ及び図１８Ｂにおいては、テープ３０８及びコーティング１１０２は、エッチング工程がシリコン・ウェーハ２０２の第二の面３０６にのみ作用するように、シリコン・ウェーハ２０２上に残されている。エッチング工程の際、ウェーハはテープに取り付けられる必要はなく、これは単なる製造上の選択肢である。この場合もやはり、等方性エッチング材料１４０２は、露出したシリコン・ウェーハ２０２にのみ作用して、シリコン材料を（一層ずつ）除去するが、ステップ２００４（これは第二の面３０６であるため）において切削加工された角度と同じ角度を維持する。結果として、図１８Ｂにおいては、第一の面３０４ではテープ３０８及び任意のコーティング１１０２のために、及び、第二の面３０６では等方性エッチング液１４０２が切削加工されたトレンチ表面に沿ってシリコン分子の均一な層を除去するために、シリコンベース外科用ブレード１５０４、１５０６及び１５０８は、ステップ１００８及びステップ２００４において切削加工された角度と同じ角度を有する。シリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４は、全くエッチングされず、完成したシリコンベース外科用ブレードに付加的な強度を与える。
【００４７】
コーティング１１０２をシリコン・ウェーハ２０２の第一の面３０４に施す任意のステップ２００２を用いる別の利益は、刃先（第１の切削加工されたトレンチ面）が、基材のシリコン材料と比べて強い材料特性を有するコーティング１１０２（窒化ケイ素の層からなることが好ましい）で構成されることである。従って、コーティング１１０２を施す工程は、より強く、より耐久性のある刃先をもたらす。コーティング１１０２はまた、ブレード表面に対して、電気機械式往復ブレード装置において鋼と接触するようになるブレードに望まれる可能性のある磨耗バリアを与える。表Ｉは、コーティング１１０２なし（シリコン）で、及び、コーティング１１０２あり（窒化ケイ素）で製造されたシリコンベース外科用ブレードの典型的な強度指標の諸元を示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
ヤング率（弾性係数としても知られる）は、材料固有の剛性の大きさである。係数が高くなればなるほど、材料は堅くなる。降伏応力は、材料が荷重下で弾性変形から塑性変形に移行する点である。言い換えれば、材料がそれ以上は曲がらず、永久にひずみが残るか又は壊れることになる点である。（コーティング１１０２の有無にかかわらず）エッチングの後、エッチングされたシリコン・ウェーハ２０２は、エッチング液１４０２の残留化学物質のすべてを除去するために、完全にすすぎ洗いされ、洗浄される。
【００５０】
図１９は、本発明の実施形態に従って製造された、一方の面にコーティングをもつ両面ベベル・シリコン外科用ブレードの、結果として得られる刃先を示す。刃先１６０２は、典型的には、ダイアモンド外科用ブレードの半径と同様であるがはるかに少ない費用で製造される５から５００ナノメートルの半径を有する。ステップ１０１８のエッチング工程が行われた後、シリコンベース外科用ブレードは、取り付けステップ１００２及びステップ２００３と同じステップ１０２０によって取り付けられることができる。
【００５１】
取り付けステップ１０２０に続き、ステップ１０２２において、シリコンベース外科用ブレード（シリコン・ブレード）を個別化することができ、これは、シリコン・ブレードの各々が、ダイシング・ソー・ブレード、レーザ・ビーム（例えば、レーザ・ウォータジェット４０２又はエキシマ・レーザ）、又は該シリコン・ブレードを互いに分離する他の適切な手段の使用によって、切り離されることを意味する。当業者であれば理解できるように、１５０ｎｍから１１，０００ｎｍまでの範囲内の或る波長をもつレーザを使用することもできる。この波長範囲のレーザの一例は、エキシマ・レーザである。レーザ・ウォータジェット（ＹＡＧレーザ）の特徴的な点は、曲線状の断続的なパターンをウェーハにスクロールできることである。これは、実質的に無制限の数の刃先のないブレード輪郭を作るための融通性を製造者に与える。レーザ・ウォータジェットは、レーザが帯鋸のように切削するのを可能にする導波路として、水流を用いる。これは、上述のように、連続的な直線のパターンにのみダイシングすることができる現在の技術のダイシング装置では、達成することができない。
【００５２】
ステップ１０２４においては、個別化された外科用シリコン・ブレードは、顧客の特定の要望に従って、選択され、ブレードハンドル・アセンブリに配置される。しかしながら、実際の「選択と配置」に先立って、（テープ及びフレームか、又はテープ／ウェーハ・フレームのいずれかに取り付けられている）エッチングされたシリコン・ウェーハ２０２は、テープ３０８の粘着性を減少させるために、ウェーハ取付装置内で紫外（ＵＶ）光によって照射される。「粘着性が低下した」テープ及びフレーム、又はテープ／ウェーハ・フレーム上にのせられたままのシリコン・ウェーハ２０２は、次に、市販のダイ接着アセンブリ・システムに装架される。或るステップの順序を、種々の製造環境によって入れ替えることができることが上で検討されたことを思い出されたい。このような一例は、個別化ステップ及び紫外光による照射ステップであり、必要に応じてこれらのステップを入れ替えることができる。
【００５３】
ダイ接着アセンブリ・システムは、個々のエッチングされたシリコン外科用ブレードを、「粘着性が低下した」テープ及びウェーハ、又は、テープ／ウェーハ・フレームから取り外し、該シリコン外科用ブレードを、所望の許容誤差の範囲内でブレードのそれぞれのホルダに接着することになる。エボキシ樹脂又は接着剤が、二つの部品を取り付けるのに使用されることになる。シリコン外科用ブレードをそのそれぞれの基板に接着するために、熱かしめ、超音波かしめ、超音波溶接、レーザ溶接又は共晶接合などを含む他のアセンブリ方法を使用することができる。最後に、ステップ１０２６において、完全に組み立てられたハンドル付きシリコン外科用ブレードが、無菌性及び安全性を確実なものとするように包装され、該シリコン外科用ブレードの設計に従った使用目的のために輸送される。
【００５４】
外科用ブレードをそのホルダに取り付けるのに使用され得る別のアセンブリ方法は、スロットの別の使用法を伴う。スロットは、上述のように、レーザ・ウォータジェット又はエキシマ・レーザによって作成されることが可能であり、トレンチを切削加工するときにダイシング・ソー・ブレードがシリコン・ウェーハ２０２に係合する開口を設けるのに使用された。スロットの別の使用法は、ホルダの一つ又はそれ以上の支柱のための受け部をブレードに与えるようにできることである。図２４は、このような構成を示す。図２４においては、完成した外科用ブレード２４０２は、そのホルダとの接続領域２４０６に作成された二つのスロット２４０４ａ、２４０４ｂを有している。これらは、ブレード・ホルダ２４１０の支柱２４０８ａ、２４０８ｂと接続する。スロットは、製造工程のいずれの時点でも、シリコン・ウェーハ２０２に切削されることができるが、外科用ブレードの個別化に先立って行われ得ることが好ましい。接続されるのに先立って、しっかりとした保持を確実にするように、接着剤を適切な範囲に塗布することができる。次に、カバー２４１２が、示されるように接着されて、完成した外観を最終製品に与えることができる。支柱−スロット・アセンブリを導入する目的は、それが、切断処置の際にブレード２４０２が遭遇する可能性のあるいかなる牽引力に対しても付加的な抵抗力を与えることである。
【００５５】
両面ベベルのシリコンベース外科用ブレードの製造工程を説明してきたが、本発明の第二実施形態に従って、片面ベベル外科用ブレードをシリコンから製造するための方法のフロー図を示す図２に注意を向ける。図１のステップ１００２、１００４、１００６、１００８は、図２に示される方法について同一であり、従って、繰り返されない。しかしながら、片面ベベル外科用ブレードを製造するための方法は、両面ベベル・ブレードを製造するための方法とは次のステップ、すなわちステップ１０１０で異なり、従って、詳細に検討されることになる。
【００５６】
ステップ１００８に続いて、決定ステップ１０１０は、切削加工されたシリコン・ウェーハ２０２がシリコン・ウェーハ取付アセンブリ２０４から取り外されることになるかどうかを決定する。片面トレンチ・シリコン・ウェーハ２０２が（ステップ１０１２において）取り外されることになった場合、さらなる選択肢は、ステップ１０１６で片面トレンチ・ウェーハをダイシングすることである。任意の取り外しステップ１０１２において、シリコン・ウェーハ２０２は、同一の標準的な取付装置を利用してテープ３０８から取り外される。
【００５７】
シリコン・ウェーハ２０２がステップ１０１２で取り外された場合、シリコン・ウェーハ２０２は、選択的に、ステップ１０１６でダイシングされることができる（すなわち、シリコン・ウェーハ２０２が切り離されてストリップになる）。ダイシングステップ１０１６は、ダイシング・ブレード、エキシマ・レーザ９０２、又はレーザ・ウォータジェット４０２によって行われることができる。ダイシングの結果、ウェーハ・ボートの代わりにカスタム取付具において（ステップ１０１８で）エッチングされることになるストリップが得られる（以下に詳細に検討される）。１０１６のダイシングステップ、１０１２の取り外しステップ、又は１００８のトレンチ切削加工ステップのいずれかに続いて、片面ベベルのシリコンベース外科用ブレードを製造するための方法の次のステップは、ステップ１０１８である。ステップ１０１８は、すでに上で詳細に検討されたエッチングステップである。その後、ステップ１０２０、１０２２、１０２４及び１０２６が続き、これらのすべては、両面ベベルのシリコンベース外科用ブレードの製造を参照して上で詳細に説明されており、従って再度検討される必要はない。
【００５８】
図３は、本発明の第三実施形態に従って片面ベベル外科用ブレードをシリコンから製造するための代替的な方法のフロー図を示す。図３に示される方法は、ステップ１００２、１００４、１００６、１００８を通じて、図２に示される方法と同一である。しかしながら、図３では、ステップ１００８の後に、コーティングステップ２００２が存在する。コーティングステップ２００２は、図１を参照して上で説明されており、再度詳細に検討される必要はない。コーティングステップの結果は、以前に説明されたものと同じであり、シリコン・ウェーハ２０２の切削加工された面は、その面を覆う層１１０２を有する。
【００５９】
コーティングステップ２００２に続き、ステップ２００３において、シリコン・ウェーハ２０２は取り外され、再び取り付けられる。このステップもまた、図１（ステップ２００３）を参照して以前に検討されたものと同一である。この結果、シリコン・ウェーハ２０２のコーティングされた面は、下向きに取付アセンブリ２０４に面する。その後、ステップ１０１８、１０２０、１０２２、１０２４及び１０２６が行われ、それらのすべては、上で詳細に説明された。最終的に、外科用ブレードの強度及び耐久性を改善するようにコーティング１１０２の層が設けられた第一の面３０４（切削加工された面）をもつ片面ベベル外科用ブレードが得られる。図２３Ａ及び図２３Ｂは、より詳細に、コーティングされた片面ベベル外科用ブレードを示し、説明する。
【００６０】
図２３Ａ及び図２３Ｂは、本発明のさらに別の実施形態による、一方の面には切削加工されたトレンチをもち、反対の面にはコーティング層をもつシリコン・ウェーハ上の等方性エッチング工程を示す。上述したように、シリコン・ウェーハ２０２は、次にテープ３０８に取り付けられる第一の面３０４に施されたコーティング１１０２を有し、従って、図２３Ａに示されるように、該テープに密着するようになる。次いで、シリコン・ウェーハ２０２は、上で詳細に検討されたように、エッチング液１４０２を含む浴槽１４００内に置かれる。エッチング液１４０２は、シリコン分子の層を一層ずつ除去しながら、シリコン・ウェーハ２０２の第二の面３０６（「上面」）をエッチングし始める。一定時間の後、シリコン・ウェーハ２０２の厚さは、第二の面３０６が第一の面３０４及びコーティング１１０２と接触するようになるまで、エッチング液１４０２によって減少させられる。その結果、窒化ケイ素でコーティングされた片面ベベルのシリコンベース外科用ブレードとなる。窒化ケイ素の（すなわちコーティングされた）ブレード刃を有することの前述の利点のすべては、図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１９を参照して示され、検討されたように、このタイプのブレードに等しく当てはまる。
【００６１】
図２０Ａから図２０Ｇまでは、本発明の方法に従って製造されることができるシリコンベース外科用ブレードの種々の例を示す。この工程を利用して、種々のブレード設計を製造することができる。片面ベベル、対称及び非対称の両面ベベル、及び曲線の刃先をもつブレードを製造することができる。片面ベベルの場合、切削加工はウェーハの一方の面にのみ行われる。単一刃のチゼル（図２０Ａ）、三つの刃のチゼル（図２０Ｂ）、細長い二つの刃の鋭利物（図２０Ｃ）、細長い四つの刃の鋭利物（図２０Ｄ）、穿刺用の一つの刃の鋭利物（図２０Ｅ）、角膜切開刀用の一つの刃の鋭利物（図２０Ｆ）、及び三日月型の曲線刃の鋭利物（図２０Ｇ）などの種々のブレード輪郭を作ることができる。輪郭の角度、幅、長さ、厚さ、及びベベル角度は、この工程を用いて変化させることができる。この工程は、従来のフォトリソグラフィと組み合わされて、より多くの変形物及び形態を作り出すことができる。
【００６２】
図２１Ａ及び図２１Ｂは、それぞれ、本発明の実施形態に従って製造されたシリコン外科用ブレード、及び、ステンレス鋼外科用ブレードの、倍率５，０００倍の側面図を示す。図２１Ａと図２１Ｂとの間の相違に注目されたい。図２１Ａは、はるかに滑らかで均一である。図２２Ａ及び図２２Ｂは、それぞれ、本発明の実施形態に従って製造されたシリコン外科用ブレードのブレード刃、及び、ステンレス鋼ブレードのブレード刃の、倍率１０，０００倍の平面図である。この場合もやはり、図２２Ａと図２２Ｂとの間の相違は、本発明の実施形態による方法の結果である前者が、図２２Ｂのステンレス鋼ブレードと比べて、はるかに滑らかで均一なことである。
【００６３】
図２５Ａ及び図２５Ｂは、結晶材料で作られたブレード刃と、本発明の実施形態に従って層転換工程を伴う結晶材料で作られたブレード刃の透視断面図を示す。本発明の別の実施形態においては、シリコン・ウェーハをエッチングした後で、基板材料の表面を新たな材料２５０４に化学的に転換することが可能である。このステップは、「熱酸化、窒化物転換」又は「シリコン表面の炭化ケイ素転換」ステップとしても知られている。どの元素が基板／ブレード材料と相互作用させられるかによって、他の化合物を生成することができる。ブレードの表面を基板材料の化合物に転換することの利点は、より堅い刃先が作成されるように、新たな材料／表面を選択できることである。しかし、コーティングとは異なり、ブレードの刃先は、エッチングステップ後の幾何学的形状及び鋭利度を維持する。図２５Ａ及び図２５Ｂにおいて、シリコン・ブレードの深さは転換工程のせいでは変化せず、「Ｄ１」（シリコンのみのブレードの深さ）が「Ｄ２」（転換層２５０４をもつシリコン・ブレードの深さ）と等しいことに注目されたい。
【００６４】
図１を参照すると、ステップ１０１８の後、表面を転換するための決定が行われる（決定ステップ１０１９）。転換層が加えられることになる場合（決定ステップ１０１９からの「はい」の経路）、ステップ１０２１で転換層が加えられる。方法は、次にステップ１０２０に移る。転換層が加えられないことになる場合（決定ステップ１０１９からの「いいえ」の経路）、方法はステップ１０２０に移る。転換工程は、拡散又は高温炉を必要とする。基板は、真空下で、又は不活性環境で、５００℃を越える温度まで加熱される。選択された気体が、制御された濃度で、計量されながら炉内に供給され、高温の結果として、該気体はシリコン内に拡散する。気体がシリコン内に拡散するにつれて、該気体はシリコンと反応して新たな化合物を形成する。新たな材料は、コーティングを施すことによってではなく、拡散及び基板との化学反応によって生成されるので、シリコン・ブレードの当初の幾何学的形状（鋭利度）が維持される。転換工程の別の利点は、転換層の光屈折率が基板の光屈折率と異なるので、ブレードが着色されたように見えることである。その色は、転換された材料の組成とその厚さとの両方によって決まる。
【００６５】
表面が転換された単結晶基板材料はまた、非転換ブレードと比べて、優れた耐破壊性及び耐磨耗性を呈する。表面をより堅い材料に変えることによって、基板が亀裂発生部位を形成する傾向と、基板が結晶面に沿って劈開する傾向とが減少する。
【００６６】
何らかの互換性を伴って行われることができる製造ステップのさらに別の実施例は、つや消し仕上げステップである。多くの場合、特に外科用ブレードの好ましい実施形態で製造されるとき、ブレードのシリコン表面は高反射性になる。これは、ブレードが照明源を備える顕微鏡の下で使用されている場合、外科医の気を散らす可能性がある。従って、ブレードの表面は、（例えば、外科手術の際に使用される高輝度ランプからの）入射光を拡散して、光沢があるのではなく、くすんだように見せるつや消し仕上げを施されることができる。つや消し仕上げは、適切なレーザを用いてブレード表面を照射し、特定のパターン及び密度に従って該ブレード表面の領域を融蝕することによって生成される。一般に円形状は放射されたレーザ・ビームの形状なので、融蝕された領域は円形状になるが、そうである必要はない。円形の融蝕領域の寸法は、直径２５−５０ミクロンの範囲に分布し、同様に、使用されるレーザの製造者及び種類によって決まる。円形の融蝕領域の深さは、１０−２５ミクロンの範囲に分布する。
【００６７】
円形の融蝕領域の「密度」は、円形の融蝕領域によって覆われた表面領域全体の百分率を指す。約５％の「融蝕領域密度」が、ブレードを通常の滑らかな鏡面状の外観から著しくくすませることになる。しかしながら、同時に配置されるすべての融蝕領域が、ブレードの残りの部分の鏡面効果に影響を及ぼすわけではない。従って、円形の融蝕領域は、ブレード表面の範囲全体に、しかし不規則に施される。実際には、不規則に窪みを配置するが、特定の融蝕領域密度及び不規則性の所望の効果をパターンに対して達成する図形ファイルを生成することができる。この図形ファイルは、手動で、又はコンピュータのプログラムによって自動で生成されることができる。実施され得る付加的な特徴は、ブレード自体に、シリアルナンバー、製造者のロゴ、又は外科医及び病院の名前を刻印することである。
【００６８】
典型的には、ガントリ・レーザ又はガルボヘッド・レーザ装置が、ブレードにつや消し仕上げを生成するのに使用されることができる。前者は時間がかかるが、極めて正確であり、後者は高速であるが、ガントリほど正確ではない。全体的な正確さは不可欠ではなく、製造速度は費用に直接的に影響するので、ガルボヘッド・レーザ装置が好ましい工具である。この装置は、１秒あたり何千ミリメートルもの移動が可能であり、典型的な外科用ブレードの場合は、約５秒という全融除領域エッチング時間を与えるものである。
【００６９】
本発明は、その特定の例示的な実施形態を参照して説明された。しかしながら、上述の例示的な実施形態の形式以外の特定の形式で本発明を具体化することが可能であることが、当業者に容易に明らかとなるであろう。これは、本発明の精神及び範囲から離れることなく行われることができる。例示的な実施形態は、一例に過ぎず、決して限定的なものとみなされるべきではない。本発明の範囲は、前述の説明によるよりむしろ、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第一実施形態に従って、両面ベベル外科用ブレードをシリコンから製造するための方法のフロー図を示す。
【図２】本発明の第二実施形態に従って、片面ベベル外科用ブレードをシリコンから製造するための方法のフロー図を示す。
【図３】本発明の第三実施形態に従って、片面ベベル外科用ブレードをシリコンから製造するための代替的な方法のフロー図を示す。
【図４】取付アセンブリ上に取り付けられたシリコン・ウェーハの上面図を示す。
【図５】テープを用いて取付アセンブリ上に取り付けられたシリコン・ウェーハの側面図を示す。
【図６】本発明の実施形態に従って、トレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに役立つように該シリコン・ウェーハをプレカットするためのレーザ・ウォータジェットの使用を示す。
【図７Ａ】本発明の実施形態に従って、トレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに用いられるダイシング・ソー・ブレード形状を示す。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に従って、トレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに用いられるダイシング・ソー・ブレード形状を示す。
【図７Ｃ】本発明の実施形態に従って、トレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに用いられるダイシング・ソー・ブレード形状を示す。
【図７Ｄ】本発明の実施形態に従って、トレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに用いられるダイシング・ソー・ブレード形状を示す。
【図８Ａ】本発明の実施形態に従って、支持基材上に取り付けられたシリコン・ウェーハを通るダイシング・ソー・ブレードの動きを示す。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に従って、ダイシング・ソー・ブレードを用いてトレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するときのスロットの使用を示す。
【図８Ｃ】本発明の実施形態に従って、ダイシング・ソー・ブレードを用いてトレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するときのスロットの使用を示す。
【図８Ｄ】本発明の実施形態に従って、ダイシング・ソー・ブレードを用いてトレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するときのスロットの使用を示す。
【図９】本発明の実施形態に従って、テープに取り付けられたシリコン・ウェーハにトレンチを切削加工しているダイシング・ソー・ブレードの断面図を示す。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に従って作られた、片面ベベルの刃先をもつシリコン外科用ブレードを示す。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に従って作られた、両面ベベルの刃先をもつシリコン外科用ブレードを示す。
【図１１】本発明の実施形態に従って、トレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに用いられるレーザ・システムのブロック図を示す。
【図１２】本発明の実施形態に従って、トレンチをシリコン・ウェーハに切削加工するのに用いられる超音波加工システムのブロック図を示す。
【図１３】本発明の実施形態に従って、トレンチをシリコン・ウェーハに形成するのに用いられる熱間鍛造システムのブロック図を示す。
【図１４】本発明の実施形態に従って、切削加工された面に施されたコーティングをもつ片面切削加工トレンチを備えるシリコン・ウェーハを示す。
【図１５】本発明の実施形態に従って、テープに取り付けられたシリコン・ウェーハに第二のトレンチを切削加工しているダイシング・ソー・ブレードの断面図を示す。
【図１６】本発明の実施形態に従って、トレンチを両面に切削加工したシリコン・ウェーハの断面画像を示す。
【図１７Ａ】本発明の実施形態に従って、切削加工されたトレンチを両面にもつシリコン・ウェーハ上で行われる等方性エッチング工程を示す。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態に従って、切削加工されたトレンチを両面にもつシリコン・ウェーハ上で行われる等方性エッチング工程を示す。
【図１８Ａ】本発明の実施形態に従って、切削加工されたトレンチを両面にもち、コーティング層を一方の面にもつシリコン・ウェーハ上の等方性エッチング工程を示す。
【図１８Ｂ】本発明の実施形態に従って、切削加工されたトレンチを両面にもち、コーティング層を一方の面にもつシリコン・ウェーハ上の等方性エッチング工程を示す。
【図１９】本発明の実施形態に従って製造された、一方の面にコーティングをもつ両面ベベル・シリコン外科用ブレードの結果として得られる刃先を示す。
【図２０Ａ】本発明の方法によって製造され得る外科用ブレードの種々の例を示す。
【図２０Ｂ】本発明の方法によって製造され得る外科用ブレードの種々の例を示す。
【図２０Ｃ】本発明の方法によって製造され得る外科用ブレードの種々の例を示す。
【図２０Ｄ】本発明の方法によって製造され得る外科用ブレードの種々の例を示す。
【図２０Ｅ】本発明の方法によって製造され得る外科用ブレードの種々の例を示す。
【図２０Ｆ】本発明の方法によって製造され得る外科用ブレードの種々の例を示す。
【図２０Ｇ】本発明の方法によって製造され得る外科用ブレードの種々の例を示す。
【図２１Ａ】本発明の実施形態に従って製造されたシリコン外科用ブレードの刃先の、５，０００倍の倍率での側面図を示す。
【図２１Ｂ】ステンレス鋼外科用ブレードの刃先の、倍率５，０００倍の側面図を示す。
【図２２Ａ】本発明の実施形態に従って製造されたシリコン外科用ブレードの刃先の、１０，０００倍の倍率での上面図を示す。
【図２２Ｂ】ステンレス鋼ブレードの刃先の、倍率１０，０００倍の上面図を示す。
【図２３Ａ】本発明のさらに別の実施形態による、切削加工されたトレンチを一方の面にもち、コーティング層を反対の面にもつシリコン・ウェーハ上の等方性エッチング工程を示す。
【図２３Ｂ】本発明のさらに別の実施形態による、切削加工されたトレンチを一方の面にもち、コーティング層を反対の面にもつシリコン・ウェーハ上の等方性エッチング工程を示す。
【図２４】ハンドルと、本発明の実施形態に従って製造された外科用ブレードとの支柱−スロット・アセンブリを示す。
【図２５Ａ】結晶材料で作られたブレード刃の透視断面図を示す。
【図２５Ｂ】本発明の実施形態による層転換工程を含む結晶材料で作られたブレード刃の透視断面図を示す。
【図１】
2005519703.tif 000004
【図２】
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【図３】
2005519703.tif 000006
【図４】
2005519703.tif 000007
【図５】
2005519703.tif 000008
【図６】
2005519703.tif 000009
【図７Ａ】
2005519703.tif 000010
【図７Ｂ】
2005519703.tif 000011
【図７Ｃ】
2005519703.tif 000012
【図７Ｄ】
2005519703.tif 000013
【図８Ａ】
2005519703.tif 000014
【図８Ｂ】
2005519703.tif 000015
【図８Ｃ】
2005519703.tif 000016
【図８Ｄ】
2005519703.tif 000017
【図９】
2005519703.tif 000018
【図１０Ａ】
2005519703.tif 000019
【図１０Ｂ】
2005519703.tif 000020
【図１１】
2005519703.tif 000021
【図１２】
2005519703.tif 000022
【図１３】
2005519703.tif 000023
【図１４】
2005519703.tif 000024
【図１５】
2005519703.tif 000025
【図１６】
2005519703.tif 000026
【図１７Ａ】
2005519703.tif 000027
【図１７Ｂ】
2005519703.tif 000028
【図１８Ａ】
2005519703.tif 000029
【図１８Ｂ】
2005519703.tif 000030
【図１９】
2005519703.tif 000031
【図２０Ａ】
2005519703.tif 000032
【図２０Ｂ】
2005519703.tif 000033
【図２０Ｃ】
2005519703.tif 000034
【図２０Ｄ】
2005519703.tif 000035
【図２０Ｅ】
2005519703.tif 000036
【図２０Ｆ】
2005519703.tif 000037
【図２０Ｇ】
2005519703.tif 000038
【図２１Ａ】
2005519703.tif 000039
【図２１Ｂ】
2005519703.tif 000040
【図２２Ａ】
2005519703.tif 000041
【図２２Ｂ】
2005519703.tif 000042
【図２３Ａ】
2005519703.tif 000043
【図２３Ｂ】
2005519703.tif 000044
【図２４】
2005519703.tif 000045
【図２５Ａ】
2005519703.tif 000046
【図２５Ｂ】
2005519703.tif 000047
【国際調査報告】
2005519703.tif 000048
2005519703.tif 000049