JP3868940B2 - スクライビングツール及びそのホルダ並びに装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェハやサファイア基板をチップ状に分割するためのスクライビングツール及びそのホルダ並びにこれらを備えた装置に関する。

半導体ウェハ等をチップ状に分割すべく対象とするウェハ上に罫書き線をけがくスクライビング装置が知られている。スクライビング装置においては、例えば、対象ウェハをステージに吸着固定する一方、ダイヤモンドチップを先端に具備するスクライビングツールを所定の位置に固定した後、ステージをＸ軸及びＹ軸に沿って移動させることにより、スクライビングツールの先端でウェハをけがき、罫書き線（スクライブ溝）を形成する。

スクライビングツールは、通常、柱状のシャンク部と、シャンク部の一方の端部に設けたポイント部とから構成される。シャンク部は、スクライビングツールをスクライビング装置に固定するために把持される部分であり、従来は丸形（軸に垂直な断面が円形）又は角形（軸に垂直な断面が略四角形）のものが知られている。

図７(Ａ１)及び(Ａ２)は、シャンク部断面が円形である従来のスクライビングツールの一例を示す図である。図７(Ａ１)はポイント部１１１側から見た平面図であり、図７(Ａ２)はポイント部１１１及びシャンク部１１２の一部を含む部分側面図である。図示のスクライビングツール１１０は、ポイント部１１１に３つのカッティングポイントＰ１〜Ｐ３を形成した３ポイントツールである。これらのカッティングポイントは、ポイント形成面（結晶面）Ｓ０〜Ｓ３を切削することにより形成され、各ポイント形成面の交線である稜線Ｌ１〜Ｌ３が中心から外側へ延びている。尚、ポイント形成面の形成は、「研磨」によることが一般的であるが、本明細書中で用いる「切削」の語は「研磨」も含む広い意味である。このようなスクライビングツールを用いてウェハをけがく場合には、例えば稜線Ｌ１をけがく方向に一致させた状態でカッティングポイントＰ１をウェハに押し当てて移動させることにより、スクライブ溝を形成する。

図７(Ｂ１)及び(Ｂ２)は、シャンク部断面が角形である従来のスクライビングツールの一例を示す同様の図である。図示のスクライビングツール１２０は、ポイント部１２１に４つのカッティングポイントＰ１〜Ｐ４を形成した４ポイントツールである。これらのカッティングポイントは、ポイント形成面Ｓ０〜Ｓ４を切削することにより形成され、各ポイント形成面の交線である稜線Ｌ１〜Ｌ４が中心から外側へ延びている。また、シャンク部１２２には、シャンク軸Ｃ２に平行な平面である４つのシャンク面Ｔ１〜Ｔ４が形成されており、その断面は略正方形となる。ウェハをけがく方法は、上記の３ポイントツールと同様である。

シャンク部が丸形もしくは角形の従来のスクライビングツールは周知であり、例えば特許文献１及び２に記載されている。
特開平５−２８５９３６号公報 特開平８−８８２０１号公報

図８の各図は、従来の丸形又は角形のシャンク部をもつスクライビングツールの問題点を説明する図である。図８(Ａ)は、スクライビング装置の一部を概略的に示した図であり、図７のスクライビングツール１１０（又は１２０）をホルダ１３０（又は１４０）に挿通して固定した状態である。ホルダ１３０（又は１４０)は、スクライビングツール１１０（又は１２０）のポイント部の稜線が適切な方向及び角度となるように調整されて装置本体（図示せず）に固定されている。従って、このように固定された状態でスクライビングツールが矢印の方向に相対的に移動するとウェハ等６０上にスクライブ溝６１が形成されることとなる。

ここで、図８(Ｂ１)は、丸形シャンク部用のホルダ１３０の場合の図８(Ａ)のＸ−Ｘ断面図を示している。ホルダ１３０の本体１３１には、スクライビングツール１１０を挿通するための挿通孔が穿設されている。この挿通孔は、スクライビングツール１１０を円滑に挿通するために、シャンク部の径に遊びを加えた大きさの径で形成されている（図では誇張して示している）。シャンク部を挿通した後、留め具１３２をホルダ１３０の側面から螺入させ、シャンク部を挿通孔の内周面に押しつけることによりスクライビングツール１１０を固定している。

しかしながら、留め具１３２で固定する際、図８(Ｂ２)に示すようにスクライビングツール１１０がそのシャンク軸Ｃ１の周りで回転（自転）した状態で固定されることがある。この状態でスクライブ溝６１を形成した場合、図８(Ｂ３)に示すようにスクライブ溝６１とカッティングポイントＰ１の方向（図７(Ａ１)の稜線Ｌ１の方向）とが一致せずθだけ傾いた状態となり、良好なスクライブ溝が形成されない。丸形シャンク部をもつスクライビングツールは、本来、カッティングポイントの位置が分かり難い上、回転し易いという欠点がある。

また、図８(Ｃ１)は、角形シャンク部用のホルダ１４０の場合の図８(Ａ)のＸ−Ｘ断面を示している。ホルダ１４０の本体１４１には、スクライビングツール１２０を挿通するための挿通孔が穿設されている。この挿通孔は、スクライビングツール１２０を円滑に挿通するために、シャンク部の大きさに遊びを加えた大きさで形成されている（図では誇張して示している）。シャンク部を挿通した後、留め具１４２をホルダ１４０の側面から螺入させ、角形のシャンク部を挿通孔の平坦な内周面に押しつけることによりスクライビングツール１２０を固定している。この場合は、丸形シャンク部と異なり、シャンク軸Ｃ２の周りで回転することはない。

しかしながら、留め具１４２で固定する際、図８(Ｃ２)に示すようにスクライビングツール１２０のシャンク軸Ｃ２が傾斜した状態で固定されることがある。これは、ホルダ１４０の挿通孔の遊びのために生じる傾斜である。この状態でスクライブ溝６１を形成した場合も、スクライブ溝６１とカッティングポイントＰ１の方向（図７(Ｂ１)の稜線Ｌ１の方向）とが一致しない状態となり、良好なスクライブ溝が形成されない。

上記のような問題点は、ウェハ上に数百μmの間隔でスクライブ溝を形成しなければならない場合に、チッピングやクラックを誘引するし、歩留まりを悪化させる。

上記の問題点に鑑み、本発明は、ポイント部のカッティングポイントに対応する稜線をスクライブ溝の方向と確実に一致させるように位置決めすることが可能なシャンク部形状を具備するスクライビングツールを実現することを目的とする。特に、複数のカッティングポイントの各々の位置決めが、他のカッティングポイントの位置決めの影響を受けず、独立して位置決め可能なシャンク部形状を具備するスクライビングツールを実現することを目的とする。

また、斯かるスクライビングツールを挿通させ固定するためのホルダを実現することを目的とする。

さらにまた、斯かるスクライビングツール及びホルダを具備するスクライビング装置を実現することを目的とする。

上記の目的を達成すべく本発明は以下の構成を提供する。尚、（）内の符号は、後述する実施例を示す図面で用いる符号であるが、参考のために付したものであって、特許請求の範囲を実施例に限定するためではない。

（１）請求項１に係るスクライビングツールは、円柱のシャンク部材の周面に対し軸(C3)に平行な複数のシャンク面を切削してなるシャンク部(12)と、前記シャンク部の一方の端部に取り付けられかつ複数のポイント形成面(S0、S1..)を切削することにより複数のカッティングポイント(P1、P2..)を形成したポイント部(11)とを有するスクライビングツール(10)である。
このスクライビングツールにおいて、次の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすことを特徴とする。
（ａ）前記複数のシャンク面が、所定の角度(β)をなして隣り合うシャンク面の対(T2a、T2b)を、前記カッティングポイントと同数含む。
（ｂ）前記カッティングポイント(P2)と前記隣り合うシャンク面(T2a、T2b)の対とが１対１に対応付けられ、該対応付けられたシャンク面の対の交線(M2)の一端点(Q2)と該カッティングポイントとを結ぶ線上に稜線(L2)が形成されている。
（ｃ）前記軸(C3)に垂直な断面における前記シャンク部の形状である第１多角形(M1'N1'M2'N2'..)と、該断面に対し前記複数のカッティングポイントを投影して形成される第２多角形(P1'P2'..)と、該断面に対し前記稜線を投影して形成される投影稜線(L2')との関係において、
前記投影稜線が、前記断面内における前記軸(C3)と前記第２多角形の頂点(P2')とを結ぶ延長線(I)上に位置すると共に、該延長線がその上に位置する前記第１多角形の頂点(M2')の内角(β)を２等分する。
（ｄ）前記延長線(I)上に位置する前記第１多角形の頂点(M2')の内角が、前記第２多角形の頂点(P2')の内角より大きい。

（２）請求項２に係るスクライビングツールは、前記延長線(I)上に位置する前記第１多角形の頂点(M2')の内角が、該第１多角形の頂点の総数と同数の頂点をもつ正多角形の内角よりも小さいことが好適である。

（３）請求項３に係るスクライビングツール用ホルダは、請求項１又は２のいずれかに記載のスクライビングツールを固定するためのホルダ(30)である。このホルダは、前記スクライビングツール(10)を挿通するための挿通孔(32)を設けたホルダ本体(31)と、挿通された該スクライビングツール(10)を固定する留め具(34)とを有し、前記挿通孔の内周面に対し、前記隣り合うシャンク面(T2a、T2b)の対と嵌合可能な一対の嵌合面(32a、32b)を設けたことを特徴とする。

（４）請求項４に係るスクライビング装置は、請求項１又は２のいずれかに記載のスクライビングツール(10)と、請求項４に記載のスクライビングツール用ホルダ(30)とを有することを特徴とする。

本発明によるスクライビングツールは、多角形断面をもつシャンク部と複数のカッティングポイントを設けたポイント部を有する。シャンク部には、所定の角度をなして隣り合うシャンク面の対がカッティングポイント同数だけ設けられている。一対のシャンク面は、１つのカッティングポイントと対応付けられている。さらに、対となっているシャンク面同士の交線の一端点とカッティングポイントとを結ぶ線上に稜線が形成されている。軸に垂直なシャンク部断面上にカッティングポイントを投影した投影図において、軸とカッティングポイントの投影点を結ぶ延長線上に稜線が位置し、かつこの延長線上に位置するシャンク部断面多角形（第１多角形）の頂点の内角が、この延長線で２等分されている。さらにこの延長線上において、第１の多角形の頂点の内角が、カッティングポイントの投影点により形成される多角形（第２多角形）の内角よりも大きい。

このように構成したことから、１つのカッティングポイントの位置及びそれから延びる稜線方向が、シャンク部の一対の隣り合うシャンク面の位置と確実に対応付けられることとなる。従って、シャンク部の隣り合う一対のシャンク面の位置が確定されれば、必然的に対応するカッティングポイントの位置及びそれから延びる稜線方向が確定される。

また、上記延長線上において第１多角形の頂点の内角が、延長線により２等分されると共に第２多角形の内角よりも大きく形成されるので、１つのカッティングポイントに対応する一対の隣り合うシャンク面が、隣のカッティングポイントに対応する別の一対の隣り合うシャンク面とは独立して形成される。従って、一対の隣り合うシャンク面は、別の一対のシャンク面と干渉することはない。この結果、各カッティングポイントの位置決めを、他のカッティングポイントに影響されることなく行うことができる。

本発明によるスクライビングツール用ホルダは、上記のスクライビングツールのカッティングポイントに対応する一対の隣り合うシャンク面に嵌合する挿通孔内周面を設けたので、予定するスクライブ溝の位置にカッティングポイントを合わせかつスクライブ溝の方向に稜線方向を一致させた状態で確実に固定することができる。すなわち、固定時にスクライビングツールの軸が自転したり傾斜したりするおそれがない。従って、スクライビングツールをホルダに取り付けた後の調整も不要となる。

以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
＜第１の実施例（３ポイントツール）＞
図１は、本発明による３ポイントのスクライビングツールの一例の外観図である。図１(Ａ)は、ダイヤモンドチップを取り付けたスクライビングツール１０の先端をシャンク軸Ｃ３の方向からみた図であり、図１(Ｂ)は部分前面図であり、図１(Ｃ)は部分側面図である。

図１の各図を参照すると、本発明のスクライビングツール１０は、円柱シャンク部材の周面並びにその一方の端部に取り付けたダイヤモンドチップに対して適宜の複数の平面を切削することにより作製される。

シャンク部１２については、円柱シャンク部材の周面をその軸Ｃ３に平行な複数の平面であるシャンク面Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ..Ｔ３ａ、Ｔ３ｂで切削することにより形成される。これら複数のシャンク面は、所定の角度βをなして隣り合うシャンク面の対から構成される。図１の例では、シャンク面Ｔ１ａとＴ１ｂの対、シャンク面Ｔ２ａとＴ２ｂの対、及びシャンク面Ｔ３ａとＴ３ｂの対の３つの対が含まれている。これら隣り合うシャンク面の対の数は、カッティングポイントＰ１〜Ｐ３の総数と同数である。よって、シャンク面の総数は、カッティングポイントの総数の２倍（本例では６面）となる。

ポイント部１１については、シャンク部１２の一方の端部に取り付けられたダイヤモンドチップに対し、複数のポイント形成面Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２及びＳ３を切削することにより３つのカッティングポイントＰ１、Ｐ２及びＰ３を形成している。

本発明のスクライビングツール１０においては、各カッティングポイントと、隣り合うシャンク面の対とが１対１に対応付けられる。すなわち、図１の例では、カッティングポイントＰ１に対してシャンク面Ｔ１ａとＴ１ｂの対が、カッティングポイントＰ２に対してシャンク面Ｔ２ａとＴ２ｂの対が、そしてカッティングポイントＰ３に対してシャンク面Ｔ３ａとＴ３ｂの対がそれぞれ対応付けられる。

さらに、例えば、一対のシャンク面Ｔ１ａとＴ１ｂが交わって形成される交線Ｍ１の一つの端点Ｑ１と、対応するカッティングポイントＰ１とを結ぶ線分上に稜線Ｌ１が形成される。稜線Ｌ１は、ポイント形成面Ｓ１とＳ２の交線として形成されている。同様に、一対のシャンク面Ｔ２ａとＴ２ｂが交わって形成される交線Ｍ２の一つの端点Ｑ２と、対応するカッティングポイントＰ２とを結ぶ線分上に稜線Ｌ２が形成される。また、一対のシャンク面Ｔ３ａとＴ３ｂが交わって形成される交線Ｍ３の一つの端点Ｑ３と、対応するカッティングポイントＰ３とを結ぶ線分上に稜線Ｌ３が形成される。前述の通り、各カッティングポイントＰ１等を用いてスクライブ溝をけがくときには、その対応する稜線Ｌ１等をスクライブ溝方向と一致させる必要がある。交線Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３のように各カッティングポイントと対応する交線を「ポイント対応交線」と称し、それぞれの一端点Ｑ１、Ｑ２及びＱ３を「対応交線端点」と称することとする。

一方、図１において、本発明の主旨からすれば「対」をなしていないが隣り合っている２つのシャンク面（例えば、Ｔ１ｂとＴ２ａ）が存在する。そして、これらが交わることによっても交線（例えば、Ｎ１）が形成される。このような交線は、カッティングポイントと対応していない交線であり、「ポイント非対応交線」と称することとする。

スクライビングツール１０をこのように構成したことから、１つのカッティングポイント（例えばＰ２）の位置及びそれから延びる稜線（例えばＬ２）の方向が、シャンク部１２の一対の隣り合うシャンク面（例えばＴ２ａとＴ２ｂ）の位置と確実に対応付けられることとなる。すなわち、シャンク部１２の隣り合う一対のシャンク面の位置が確定されれば、必然的に対応するカッティングポイントの位置及びそれから延びる稜線方向が確定される。

図２は、図１のスクライビングツール１０の特徴をさらに詳細に説明する模式図であり、シャンク部１２における軸Ｃ３に垂直な断面に相当する図である。また、図１で示したカッティングポイントや稜線等をこの断面上へ軸Ｃ３に平行に投影した図でもある。

スクライビングツール１０を切り出す円柱シャンク部材の断面が、円形の破線で示されている。シャンク部１２の断面形状は、「第１多角形」により示されている。第１多角形は、図１のポイント対応交線Ｍ１〜Ｍ３のこの断面への投影点であるＭ１’〜Ｍ３’と、ポイント非対応交線Ｎ１〜Ｎ３のこの断面への投影点であるＮ１’〜Ｎ３’とが交互に各頂点として配置された多角形である。

さらに、図１のポイント部１１の各カッティングポイントＰ１〜Ｐ３をこの断面へ投影した投影点Ｐ１’〜Ｐ３’を頂点とする「第２多角形」が示されている。

またさらに、図１のポイント部１１の各稜線Ｌ１〜Ｌ３をこの断面へ投影した投影稜線Ｌ１’〜Ｌ３’が示されている。例えば、投影稜線Ｌ１’は、対応するカッティングポイント投影点Ｐ１’とポイント対応交線投影点Ｍ１’とを結ぶ線上にある。他の投影稜線についても同様である。

ここで、カッティングポイントＰ２（その投影点Ｐ２’）を例として、斯かる幾何学的配置における関係を説明する。他のカッティングポイントＰ１及びＰ３については説明を省くが、同様である。

先ず、投影稜線Ｌ２’は、軸Ｃ３とカッティングポイント投影点Ｐ２’を結ぶ直線の延長線Ｉ上に位置する。当然ながら、この延長線Ｉ上には、第１多角形の頂点（ポイント対応交線投影点）Ｍ２’が位置する。そして、この第１多角形の頂点Ｍ２’の内角βが延長線Ｉによって２等分（すなわちβ／２）される。つまり、投影稜線Ｌ２’が内角βを２分する中心線となるように、対応する隣り合うシャンク面の対Ｔ２ａとＴ２ｂが形成されている。

この延長線Ｉは、第２多角形の頂点（カッティングポイント投影点）Ｐ２’の内角αも２等分（すなわちα／２）している。因みに３ポイントツールの場合、αは６０度である。よって、シャンク面の対Ｔ２ａとＴ２ｂの位置を確定（固定）することにより、必然的に投影稜線Ｌ２’（稜線Ｌ２）がその中心線上に確定すると共に投影点Ｐ２’（カッティングポイントＰ２）の位置が確定することとなる。

加えて、延長線Ｉ上に位置する第１多角形の頂点Ｍ２’の頂点の内角βが、同じく延長線Ｉ上に位置する第２多角形の頂点Ｐ２’の内角αより大きく形成される必要がある。すなわち、３ポイントツールの場合、αが６０度であるから、βは６０度より大きい角度とする。

仮に、第１多角形の内角βが第２多角形の内角αと等しければ、シャンク面Ｔ１ｂとシャンク面Ｔ２ａが破線IIで示す線分上に位置することとなり、２つの面が重なり共通の平面となる。このような場合、一対の隣り合うシャンク面が、別の一対のシャンク面と干渉することとなる。従って、各カッティングポイント毎に独立して位置決めを行おうとする本発明の効果が発揮されない。

これに対し、第１多角形の内角βが第２多角形の内角αより大きければ、シャンク面Ｔ１ｂとシャンク面Ｔ２ａが、実線で示す線分Ｍ１’Ｎ１’と線分Ｎ１’Ｍ２’のようにそれぞれ独立して形成され、互いに干渉することがない。この結果、各カッティングポイントの位置決めを、他のカッティングポイントに影響されることなく行うことができるようになる。

さらに好適には、延長線Ｉ上に位置する第１多角形の頂点Ｍ２’の内角βが、第１多角形の頂点の総数と同数の頂点をもつ正多角形の内角よりも小さいことが好適である。３ポイントツールの場合、第１多角形は図示の通り六角形であるが、内角βが正六角形の内角１２０度であるとすると、シャンク面Ｔ１ｂとシャンク面Ｔ２ａが破線IIIで示す線分上に位置することとなる（すなわちシャンク部の断面形状がほぼ正六角形）。このようにシャンク部断面形状が正多角形に近いと、ポイント対応交線Ｍ１〜Ｍ３とポイント非対応交線Ｎ１〜Ｎ３の区別がつき難いため、スクライビングツールをホルダに装着する際にカッティングポイントの位置が判断できず不便である。

また、内角βが正六角形の内角１２０度より大きいと、シャンク面Ｔ１ｂとシャンク面Ｔ２ａが破線IVで示す線分上に位置することとなる。このようなシャンク部を形成するためには、元々の円柱シャンク部材を一回り大きくする必要があるため、材料が無駄となりコスト高となる。

従って、延長線Ｉ上に位置する第１多角形の頂点Ｍ２’の内角βは、第２多角形の頂点Ｐ２’の内角αより大きく、かつ第１多角形の頂点の総数と同数の頂点をもつ正多角形の内角よりも小さいことが好適である。３ポイントツールでは、βが６０より大きく１２０度未満の範囲内となり、例えば９０度である。

図３は、図１のスクライビングツールをスクライビング装置に装着するためのホルダの実施例を示す図である。図３(Ａ)は、図１のスクライビングツール１０の全体外観を概略的に示す図である。カッティングポイントＰ２と、これに対応する一対の隣り合うシャンク面Ｔ２ａ及びＴ２ｂ、これらのシャンク面により形成されるポイント対応交線Ｍ２及びその一端点Ｑ２が示されている。

図３(Ｂ)は、スクライビングツール１０を挿通し固定するためのホルダ３０を概略的に示した斜視図である。ホルダ３０は、図８(Ａ)の従来技術のように図示しないスクライビング装置に所定の角度で固定される。ホルダ３０は、ホルダ本体３１を具備し、このホルダ本体３１を貫通するように挿通孔３２が設けられている。スクライビングツール１０は、この挿通孔３２に挿通される。ホルダ本体３１の側面には、挿通されたスクライビングツール１０を固定するための螺子等の留め具を螺入する留め具孔３３が設けられる。留め具孔３３は、挿通孔３２の軸に垂直に穿設され、挿通孔３２内に開口している。挿通孔３２の内周面には、スクライビングツール１０の一対の隣り合うシャンク面と嵌合可能な一対の嵌合面が設けられている。符号３２ｃは、一対の嵌合面の交線を示しており、留め具孔３３に対向する位置にある。

図３(Ｃ)は、スクライビングツール１０をホルダ３０の挿通孔３２に挿通し、留め具３４を螺入し固定した状態を、ポイント部側から見た平面図である。挿通孔３２の内周面において、留め具３４と対向する側に、隣り合う一対の嵌合面３２ａと３２ｂが設けられている。これら一対の嵌合面３２ａ、３２ｂが、スクライビングツール１０の一対の隣り合うシャンク面Ｔ２ａ、Ｔ２ｂとそれぞれ嵌合する。すなわち、一対の嵌合面３２ａと３２ｂのなす角度は、シャンク面Ｔ２ａとＴ２ｂのなす角度βと等しくなるように形成されている。

挿通孔３２の大きさは、従来と同様にスクライビングツール１０を円滑に挿通できるように遊びを設けて形成されている（図では誇張して示している）。しかしながら、本発明においては、留め具３４を留め具孔３３に螺入してスクライビングツール１０を嵌合面３２ａ、３２ｂ側へ押し付けると、スクライビングツール１０は、その軸Ｃ３が回転することも傾斜することもなく適正な位置で固定される。稜線Ｌ２は、罫書き予定のスクライブ溝の方向と一致する。図示の例は、カッティングポイントＰ２を用いる場合であるが、他のカッティングポイントＰ１又はＰ３を用いる場合も同様である。

尚、一対の嵌合面３２ａ、３２ｂの位置及びこれらのなす角度以外の部分の挿通孔３２の形状については、図示のものに限定されない。

＜第２の実施例（４ポイントツール）＞
図４は、本発明による４ポイントのスクライビングツールの一例の外観図である。図４(Ａ)は、ダイヤモンドチップを取り付けたスクライビングツール２０の先端をシャンク軸Ｃ４の方向からみた図であり、図４(Ｂ)は部分側面図である。

図４の各図を参照すると、本発明のスクライビングツール２０は、円柱シャンク部材の周面並びにその一方の端部に取り付けたダイヤモンドチップに対して適宜の複数の平面を切削することにより作製される。

シャンク部２２については、円柱シャンク部材の周面をその軸Ｃ４に平行な複数の平面であるシャンク面Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ..Ｔ４ａ、Ｔ４ｂで切削することにより形成される。これら複数のシャンク面は、所定の角度βをなして隣り合うシャンク面の対から構成される。図４の例では、シャンク面Ｔ１ａとＴ１ｂの対、シャンク面Ｔ２ａとＴ２ｂの対、シャンク面Ｔ３ａとＴ３ｂの対、及びシャンク面Ｔ４ａとＴ４ｂの４つの対が含まれている。これら隣り合うシャンク面の対の数は、カッティングポイントＰ１〜Ｐ４の総数と同数である。よって、シャンク面の総数は、カッティングポイントの総数の２倍（本例では８面）となる。

ポイント部２１については、シャンク部２２の一方の端部に取り付けられたダイヤモンドチップに対し、複数のポイント形成面Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４を切削することにより４つのカッティングポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４を形成している。

本発明のスクライビングツール２０においては、各カッティングポイントと、隣り合うシャンク面の対とが１対１に対応付けられる。すなわち、図４の例では、カッティングポイントＰ１に対してシャンク面Ｔ１ａとＴ１ｂの対が、カッティングポイントＰ２に対してシャンク面Ｔ２ａとＴ２ｂの対が、カッティングポイントＰ３に対してシャンク面Ｔ３ａとＴ３ｂの対が、そしてカッティングポイントＰ４に対してシャンク面Ｔ４ａとＴ４ｂの対がそれぞれ対応付けられる。

さらに、例えば、一対のシャンク面Ｔ１ａとＴ１ｂが交わって形成される交線Ｍ１の一つの端点Ｑ１と、対応するカッティングポイントＰ１とを結ぶ線分上に稜線Ｌ１が形成される。稜線Ｌ１は、ポイント形成面Ｓ１とＳ４の交線として形成されている。同様に、一対のシャンク面Ｔ２ａとＴ２ｂが交わって形成される交線Ｍ２の一つの端点Ｑ２と、対応するカッティングポイントＰ２とを結ぶ線分上に稜線Ｌ２が形成される。以下、稜線Ｌ３及び稜線Ｌ４についても同様である。前述の通り、各カッティングポイントＰ１等を用いてスクライブ溝をけがくときには、その対応する稜線Ｌ１等をスクライブ溝方向と一致させる必要がある。交線Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３のように各カッティングポイントと対応する交線を「ポイント対応交線」と称し、それぞれの一端点Ｑ１、Ｑ２及びＱ３を「対応交線端点」と称することとする。

一方、図４において、本発明の主旨からすれば「対」をなしていないが隣り合っている２つのシャンク面（例えば、Ｔ１ｂとＴ２ａ、Ｔ２ｂとＴ３ａ）が存在する。そして、これらが交わることによっても交線（例えば、Ｎ１、Ｎ２）が形成される。このような交線は、カッティングポイントと対応していない交線であり、「ポイント非対応交線」と称することとする。

スクライビングツール２０をこのように構成したことから、１つのカッティングポイント（例えばＰ３）の位置及びそれから延びる稜線（例えばＬ３）の方向が、シャンク部２２の一対の隣り合うシャンク面（例えばＴ３ａとＴ３ｂ）の位置と確実に対応付けられることとなる。すなわち、シャンク部２２の隣り合う一対のシャンク面の位置が確定されれば、必然的に対応するカッティングポイントの位置及びそれから延びる稜線方向が確定される。

図５は、図４のスクライビングツール２０の特徴をさらに詳細に説明する模式図であり、シャンク部２２における軸Ｃ４に垂直な断面に相当する図である。また、図４で示したカッティングポイントや稜線等をこの断面上へ軸Ｃ４に平行に投影した図でもある。

スクライビングツール２０を切り出す円柱シャンク部材の断面が、円形の破線で示されている。シャンク部２２の断面形状は、「第１多角形」により示されている。第１多角形は、図４のポイント対応交線Ｍ１〜Ｍ４のこの断面への投影点であるＭ１’〜Ｍ４’と、ポイント非対応交線Ｎ１〜Ｎ４のこの断面への投影点であるＮ１’〜Ｎ４’とが交互に各頂点として配置された多角形である。

さらに、図４のポイント部２１の各カッティングポイントＰ１〜Ｐ４をこの断面へ投影した投影点Ｐ１’〜Ｐ４’を頂点とする「第２多角形」が示されている。

またさらに、図４のポイント部２１の各稜線Ｌ１〜Ｌ４をこの断面へ投影した投影稜線Ｌ１’〜Ｌ４’が示されている。例えば、投影稜線Ｌ１’は、対応するカッティングポイント投影点Ｐ１’とポイント対応交線投影点Ｍ１’とを結ぶ線上にある。他の投影稜線についても同様である。

ここで、カッティングポイントＰ３（その投影点Ｐ３’）を例として、斯かる幾何学的配置における関係を説明する。他のカッティングポイントＰ１、Ｐ２及びＰ４については説明を省くが、同様である。

先ず、投影稜線Ｌ３’は、軸Ｃ４とカッティングポイント投影点Ｐ３’を結ぶ直線の延長線Ｉ上に位置する。当然ながら、この延長線Ｉ上には、第１多角形の頂点（ポイント対応交線投影点）Ｍ３’が位置する。そして、この第１多角形の頂点Ｍ３’の内角βが延長線Ｉによって２等分（すなわちβ／２）される。つまり、投影稜線Ｌ３’が内角βを２分する中心線となるように、対応する隣り合うシャンク面の対Ｔ３ａとＴ３ｂが形成されている。

この延長線Ｉは、第２多角形の頂点（カッティングポイント投影点）Ｐ３’の内角αも２等分（すなわちα／２）している。因みに４ポイントツールの場合、αは９０度である。よって、シャンク面の対Ｔ３ａとＴ３ｂの位置を確定（固定）することにより、必然的に投影稜線Ｌ３’（稜線Ｌ３）がその中心線上に確定すると共に、投影点Ｐ３’（カッティングポイントＰ３）の位置が確定することとなる。

加えて、延長線Ｉ上に位置する第１多角形の頂点Ｍ３’の頂点の内角βが、同じく延長線Ｉ上に位置する第２多角形の頂点Ｐ３’の内角αより大きく形成される必要がある。すなわち、４ポイントツールの場合、αが９０度であるから、βは９０度より大きい角度とする。

仮に、第１多角形の内角βが第２多角形の内角αと等しければ、シャンク面Ｔ２ｂとシャンク面Ｔ３ａが破線IIで示す線分上に位置することとなり、２つの面が重なり共通の平面となる。このような場合、一対の隣り合うシャンク面が、別の一対のシャンク面と干渉することとなる。従って、各カッティングポイント毎に独立して位置決めを行おうとする本発明の効果が発揮されない。

これに対し、第１多角形の内角βが第２多角形の内角αより大きければ、シャンク面Ｔ２ｂとシャンク面Ｔ３ａが、実線で示す線分Ｍ２’Ｎ２’と線分Ｎ２’Ｍ３’のようにそれぞれ独立して形成され、互いに干渉することがない。この結果、各カッティングポイントの位置決めを、他のカッティングポイントに影響されることなく行うことができるようになる。

さらに好適には、延長線Ｉ上に位置する第１多角形の頂点Ｍ３’の内角βが、第１多角形の頂点の総数と同数の頂点をもつ正多角形の内角よりも小さいことが好適である。４ポイントツールの場合、第１多角形は図示の通り八角形であるが、内角βが正八角形の内角１３５度であるとすると、シャンク面Ｔ２ｂとシャンク面Ｔ３ａが破線IIIで示す線分上に位置することとなる（すなわちシャンク部の断面形状がほぼ正八角形）。このようにシャンク部断面形状が正多角形に近いと、ポイント対応交線Ｍ１〜Ｍ４とポイント非対応交線Ｎ１〜Ｎ４の区別がつき難いため、スクライビングツールをホルダに装着する際にカッティングポイントの位置が判断できず不便である。

また、内角βが正八角形の内角１３５度より大きいと、シャンク面Ｔ２ｂとシャンク面Ｔ３ａが破線IVで示す線分上に位置することとなる。このようなシャンク部を形成するためには、元々の円柱シャンク部材を一回り大きくする必要があるため、材料が無駄となりコスト高となる。

従って、延長線Ｉ上に位置する第１多角形の頂点Ｍ３’の内角βは、第２多角形の頂点Ｐ３’の内角αより大きく、かつ第１多角形の頂点の総数と同数の頂点をもつ正多角形の内角よりも小さいことが好適である。４ポイントツールでは、βが９０より大きく１３５度未満の範囲内となり、例えば１２０度である。

図６は、図４のスクライビングツールをスクライビング装置に装着するためのホルダの実施例を示す図である。図６(Ａ)は、図４のスクライビングツール２０の全体外観を概略的に示す図である。カッティングポイントＰ３と、これに対応する一対の隣り合うシャンク面Ｔ３ａ及びＴ３ｂ、これらのシャンク面により形成されるポイント対応交線Ｍ３及びその一端点Ｑ３が示されている。

図６(Ｂ)は、スクライビングツール２０を挿通し固定するためのホルダ４０を概略的に示した斜視図である。ホルダ４０は、図８(Ａ)の従来技術のように図示しないスクライビング装置に所定の角度で固定される。ホルダ４０は、ホルダ本体４１を具備し、このホルダ本体４１を貫通するように挿通孔４２が設けられている。スクライビングツール２０は、この挿通孔４２に挿通される。ホルダ本体４１の側面には、挿通されたスクライビングツール２０を固定するための螺子等の留め具を螺入する留め具孔４３が設けられる。留め具孔４３は、挿通孔４２の軸に垂直に穿設され、挿通孔４２内に開口している。挿通孔４２の内周面には、スクライビングツール２０の一対の隣り合うシャンク面と嵌合可能な一対の嵌合面が設けられている。符号４２ｃは、一対の嵌合面の交線を示しており、留め具孔４３に対向する位置にある。

図６(Ｃ)は、スクライビングツール２０をホルダ４０の挿通孔４２に挿通し、留め具３４を螺入し固定した状態を、ポイント部側から見た平面図である。挿通孔４２の内周面において、留め具４４と対向する側に、隣り合う一対の嵌合面４２ａと４２ｂが設けられている。これら一対の嵌合面４２ａ、４２ｂが、スクライビングツール２０の一対の隣り合うシャンク面Ｔ３ａ、Ｔ３ｂとそれぞれ嵌合する。すなわち、一対の嵌合面４２ａと４２ｂのなす角度は、シャンク面Ｔ３ａとＴ３ｂのなす角度βと等しくなるように形成されている。

挿通孔４２の大きさは、従来と同様にスクライビングツール２０を円滑に挿通できるように遊びを設けて形成されている（図では誇張して示している）。しかしながら、本発明においては、留め具４４を留め具孔４３に螺入してスクライビングツール２０を嵌合面４２ａ、４２ｂ側へ押し付けると、スクライビングツール２０は、その軸Ｃ４が回転することも傾くこともなく適正な位置で固定される。稜線Ｌ３は、罫書き予定のスクライブ溝の方向と一致する。図示の例は、カッティングポイントＰ３を用いる場合であるが、他のカッティングポイントＰ１、Ｐ２又はＰ４を用いる場合も同様である。

尚、一対の嵌合面４２ａ、４２ｂの位置及びこれらのなす角度以外の部分の挿通孔４２の形状については、図示のものに限定されない。

＜その他の実施例＞
本発明の原理を適用できる他のスクライビングツールの例として８ポイントツールがある。８ポイントツールは、例えば、図４(Ａ)に示す４ポイントツールの各稜線Ｌ１〜Ｌ４上に更なるカッティングポイントを１つずつ設けたポイント部を有する。従って、８ポイントツールの場合は、前述の４ポイントツールの場合と全く同様のシャンク部形状を適用することにより、本発明の効果を奏することができる。

＜スクライビング装置＞
図示しないが、本発明によるスクライビングツールとそのホルダを装着したスクライビング装置が実現される。斯かるスクライビング装置の他の構成要素、例えば、ステージ構造、Ｘ−Ｙ移動機構並びにホルダ位置調節機構等は従来と同様である。

本発明による３ポイントのスクライビングツールの一例の外観図である。(Ａ)は、ダイヤモンドチップを取り付けたスクライビングツール１０の先端をシャンク軸Ｃ３の方向からみた図であり、(Ｂ)は部分前面図であり、(Ｃ)は部分側面図である。 図１のスクライビングツール１０の特徴をさらに詳細に説明する模式図であり、シャンク部１２における軸Ｃ３に垂直な断面に相当する図である。 図１のスクライビングツールをスクライビング装置に装着するためのホルダの実施例を示す図である。(Ａ)は、図１のスクライビングツール１０の全体外観を概略的に示す図である。(Ｂ)は、スクライビングツール１０を挿通し固定するためのホルダ３０を概略的に示した斜視図である。(Ｃ)は、スクライビングツール１０をホルダ３０の挿通孔３２に挿通し、留め具３４を螺入し固定した状態を、ポイント部側から見た平面図である。 本発明による４ポイントのスクライビングツールの一例の外観図である。(Ａ)は、ダイヤモンドチップを取り付けたスクライビングツール２０の先端をシャンク軸Ｃ４の方向からみた図であり、(Ｂ)は部分側面図である。 図４のスクライビングツール２０の特徴をさらに詳細に説明する模式図であり、シャンク部２２における軸Ｃ４に垂直な断面に相当する図である。 図４のスクライビングツールをスクライビング装置に装着するためのホルダの実施例を示す図である。(Ａ)は、図４のスクライビングツール２０の全体外観を概略的に示す図である。(Ｂ)は、スクライビングツール２０を挿通し固定するためのホルダ４０を概略的に示した斜視図である。(Ｃ)は、スクライビングツール２０をホルダ４０の挿通孔４２に挿通し、留め具４４を螺入し固定した状態を、ポイント部側から見た平面図である。 (Ａ１)及び(Ａ２)は、シャンク部断面が円形である従来のスクライビングツールの一例を示す図である。(Ｂ１)及び(Ｂ２)は、シャンク部断面が角形である従来のスクライビングツールの一例を示す図である。(Ａ１)及び(Ｂ１)はそれぞれポイント部側から見た平面図であり、(Ａ２)及び(Ｂ２)はそれぞれポイント部及びシャンク部の一部を含む部分側面図である。 従来の丸形又は角形のシャンク部をもつスクライビングツールの問題点を説明する図である。

符号の説明

１０、２０ スクライビングツール
１１、２１ ポイント部
１２、２２ シャンク部
３０、４０ ホルダ
３１、４１ ホルダ部
３２、４２ 挿通孔
３３、４３ 留め具孔
３４、４４ 留め具
１１０、１２０ スクライビングツール（従来）
１１１、１２１ ポイント部
１１２、１２２ シャンク部
Ｌ１〜Ｌ４ 稜線
Ｃ１〜Ｃ４ シャンク軸
Ｌ１’〜Ｌ４’ 投影稜線
Ｍ１〜Ｍ４ ポイント対応交線
Ｍ１’〜Ｍ４’ポイント対応交線投影点
Ｎ１〜Ｎ４ ポイント非対応交線
Ｎ１’〜Ｎ４ 非対応交線投影点
Ｐ１〜Ｐ４ カッティングポイント
Ｐ１’〜Ｐ２’ カッティングポイント投影点
Ｑ１〜Ｑ４ シャンク面交線端点
Ｓ０〜Ｓ４ ポイント形成面
Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ１ａ〜Ｔ４ａ、Ｔ１ｂ〜Ｔ４ｂ シャンク面

Claims (4)

1. 円柱のシャンク部材の周面に対し軸(C3)に平行な複数のシャンク面を切削してなるシャンク部(12)と、前記シャンク部の一方の端部に取り付けられかつ複数のポイント形成面(S0、S1..)を切削することにより複数のカッティングポイント(P1、P2..)を形成したポイント部(11)とを有するスクライビングツール(10)において、
   （ａ）前記複数のシャンク面が、所定の角度(β)をなして隣り合うシャンク面の対(T2a、T2b)を、前記カッティングポイントと同数含み、
   （ｂ）前記カッティングポイント(P2)と前記隣り合うシャンク面(T2a、T2b)の対とが１対１に対応付けられ、該対応付けられたシャンク面の対の交線(M2)の一端点(Q2)と該カッティングポイントとを結ぶ線上に稜線(L2)が形成されており、
   （ｃ）前記軸(C3)に垂直な断面における前記シャンク部の形状である第１多角形(M1'N1'M2'N2'..)と、該断面に対し前記複数のカッティングポイントを投影して形成される第２多角形(P1'P2'..)と、該断面に対し前記稜線を投影して形成される投影稜線(L2')との関係において、
   前記投影稜線が、前記断面内における前記軸(C3)と前記第２多角形の頂点(P2')とを結ぶ延長線(I)上に位置すると共に、該延長線がその上に位置する前記第１多角形の頂点(M2')の内角(β)を２等分し、かつ
   （ｄ）前記延長線(I)上に位置する前記第１多角形の頂点(M2')の内角が、前記第２多角形の頂点(P2')の内角より大きいことを特徴とするスクライビングツール。
2. 前記延長線(I)上に位置する前記第１多角形の頂点(M2')の内角が、該第１多角形の頂点の総数と同数の頂点をもつ正多角形の内角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のスクライビングツール。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載のスクライビングツールを固定するためのホルダ(30)において、
   前記スクライビングツール(10)を挿通するための挿通孔(32)を設けたホルダ本体(31)と、挿通された該スクライビングツール(10)を固定する留め具(34)とを有し、
   前記挿通孔の内周面に対し、前記隣り合うシャンク面(T2a、T2b)の対と嵌合可能な一対の嵌合面(32a、32b)を設けたことを特徴とする
   スクライビングツール用ホルダ。
4. 請求項１又は２のいずれかに記載のスクライビングツール(10)と、請求項３に記載のスクライビングツール用ホルダ(30)とを有することを特徴とするスクライビング装置。

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