WO2008069323A1

WO2008069323A1 - 手術ナイフ、手術ナイフ用ブレード及びその製造方法、並びに手術ナイフ用ハンドル

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Publication number: WO2008069323A1
Application number: PCT/JP2007/073723
Authority: WO
Inventors: Nozomi Satake; Elito Kazawa
Original assignee: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI); Mani Inc
Current assignee: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI); Mani Inc
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: RU2009126138A; US20100023041A1; EP2095780A4; JP5107261B2; CN101600395A; EP2095780A1; JPWO2008069323A1

Abstract

手術ナイフのブレードは、単結晶シリコンを素材として使用し、研磨面の面方位が〈１１０〉又は〈１００〉の単結晶シリコンウエハを結晶異方性エッチングすることにより形成される。このブレードは、結晶異方性エッチングの高次面としてのエッジを有し、このエッジは前記研磨面に対して鋭利な角度で傾斜する。これにより、この手術ナイフのブレードは、鋭利な切れ味を有し、また切れ味の品質のばらつきが抑制される。

Description

明細書

手術ナイフ、手術ナイフ用ブレード及びその製造方法、並びに手術ナイフ用ハンドノレ

技術分野

[0001] 本発明は、眼科、外科及びその他の医科で使用する手術ナイフに関し、特に、単結晶シリコンウェハの結晶異方性エッチングにより製造される手術ナイフ用ブレード及びその製造方法、このブレードを使用した手術ナイフ、並びに前記ブレードが取り付けられる手術ナイフ用ハンドルに関する。

背景技術

[0002] 眼科用又は外科用の手術ナイフは、体表面（皮膚、角膜等）を切開するもので、切れ味が優れていることが必要である。切れ味が優れていれば、切開創口を必要以上に傷付けることなぐ直線的に切ることができ、治癒を早めて瘢痕が残らないか、又は瘢痕が目立たないようにすることができる。また、眼科角膜手術では、術後の乱視を防止すること力できる。このため、切れ味が良ぐ軽い力できれいに切れる手術ナイフの開発が要望されている。

[0003] 従来の手術ナイフとしては、金属（ステンレス鋼等）を加工したもの、又はダイヤモンドの結晶構造を利用して研磨したもの等がある。この金属製ナイフは、機械的なプレス、切断又は切削加工による方法と、電気化学的な加工（electroforming)又は研磨による方法と、それらの組合せの方法とにより、製造されている。しかし、金属製ナイフは、エッジ（刃先）の成形に限界があり、切れ味がダイヤモンドナイフよりも悪ぐ加ェバラツキにより品質が安定しないという問題点がある。なお、エッジとは、刃の端のことをいう。

[0004] また、機械的な加工では、加工精度と量産性が反比例の関係にある。即ち、短時間に大量に生産しょうとすると、加工ばらつきを含んだものとなり、切れ味品質が低下する、時間をかけて機械加工すれば、量産が困難となる。

[0005] 一方、ダイヤモンドナイフは、結晶構造方向に沿って研磨することにより、切れ味が極めて良ぐ品質も安定したものを製造できるが、ダイヤモンドナイフは、価格が高ぐ量産性が低!/、と!/、う難点がある。

[0006] そこで、単結晶シリコンをエッチングして製造する手術ナイフが提案されて!/、る（特許文献 1 , 2, 3)。なお、エッチングにはドライエッチングとウエットエッチングがある。ドライエッチングは反応性ガス又はイオンビームによってエッチングする方法で、ゥエツトエッチングは液体中のイオンによってエッチングする方法である。また、エッチングが進む方向によって分けると、等方性エッチングと異方性エッチングがある。等方性エッチングはどの方向にも同じ速度でエッチングが進むもので、ウエットエッチングとドライエッチングのいずれの方法でも可能である。また、異方性エッチングの中にも、結晶構造の方向に依存してエッチング速度が異なるウエットエッチングと、イオンビームの照射方向に依存するドライエッチングとがある。そして、ウエットエッチングにおける異方性エッチングは、そのエッチング方向が結晶構造に依存するため、これは結晶異方性エッチングと呼ばれてレ、る。特許文献 1に記載の単結晶シリコンを使用した外科用ナイフは、ウェハにトレンチを切削加工により形成し、このウェハを等方性エッチング液溶液内に浸漬し、結晶材料を均一に取り除いて、ブレードを得る方法により製造される。

[0007] また、特許文献 2に記載のブレードは、〈100〉単結晶シリコンを使用し、〈100〉面からなる相互に平行な上面及び底面と、この上面及び底面間に形成された〈111〉面及び〈110〉面からなるカッティングエッジとを有する。このブレードは、単結晶シリコンゥェハを結晶異方性エッチングすることにより形成される。しかし、この特許文献 2においては、〈111〉面、〈110〉面等の基本面のみからエッジが構成されている。なお、〈1 00〉、〈110〉、〈111〉面等のように、 0と 1だけで示される面を基本面、それ以外（〈21 0〉、〈211〉、〈321〉等）を高次面という。

[0008] 更に、特許文献 3に記載のブレードは、金属材料で形成したエッジを収束イオンビーム（FIB (Focused Ion Beam) )によりミリングカロェして、鋭利なエッジに成形したものである。この FIBはビーム方向に依存するドライエッチングである。

[0009] 特許文献 1 :特表 2005— 519703号公報

特許文献 2 :米国特許 US 7, 059, 054

特許文献 3：ヨーロッパ特許 EP1092515A1 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] しかしながら、上述の特許文献 1に記載の手術ナイフは、機械加工と等方性ウエットエッチングとを併用するものであるため、前述の機械加工の欠点が残存する。即ち、特許文献 1の技術では、切れ味が良くなぐまた切れ味の品質がばらつくという問題点がある。従って、特許文献 1では、結晶構造を利用していないため、ブレードの形状及び切れ味は機械加工精度に限定されてしまい、実用的なナイフ形状及び刃先角度を得ることができない。

[0011] また、このように、シリコンブレードを機械加工及び等方性エッチングにより形成する方法では、工程が多くなり、品質がばらつく要素が増えるため、生産上、不利である。

[0012] 更に、特許文献 2に記載のブレードは、表裏両面が〈100〉面であり、この表面に対して傾斜するエッジ斜面は〈111〉面及び〈110〉面等の基本面であるから、表面とェッジ斜面とのなす角度は、 54° と大きくなる。このため、エッジ角度が大きぐ鋭利な切れ味を期待することができなレ、。

[0013] 更にまた、特許文献 3に記載のブレードは、 FIBという異方性エッチング（ドライエツチング）によりエッジが成形されており、エッジの鋭利化が図られている力ブレード自体は形状を機械加工する必要であり、形状のバラツキは回避できない。

[0014] 従来の金属性ブレードやダイヤモンドナイフはブレードの研磨工程など製造時の取扱い中に、作業者がエッジに触れると負傷し、エッジが他のものに接触すると変形して切れなくなる。また、手術などで使用するときにも準備しているときに接触させると切れなくなる可能性がある。

[0015] 特許文献 1ではあらかじめ基板をテープで裏打ちした後にエッチングすることで、ブレードの散逸及びブレードのエッジ又は切っ先が硬いものに接触することを防止しているが、ブレード単体をテープから離脱させ、ハンドルに組み込む際にエッジがピンセットなどの把持具に接触するおそれが高い。

[0016] 特許文献 2にはブレードを作る方法が開示されているものの、ブレード形成後のハンドルへの組み込み作業時において、エッジが硬いものに接触して破損する虞があ [0017] 特許文献 3にはブレードを固定する台が開示されているものの、エッジを包装する作業等において、エッジが硬いものに接触して破損する虞がある。

[0018] 切れ味試験は、通常抜き取りサンプルによる使用試験で行う。一度使用すると切れ味が低下するため、破壊試験となる。従って、生産した数量に対してサンプル数量分差し引いたもの力、製品となる。

[0019] 本発明は力、かる問題点に鑑みてなされたものであって、単結晶シリコンを素材として使用し、鋭利な切れ味を有し、また切れ味の品質のばらつきが抑制されており、低コストで且つ高生産性で、実用的な手術ナイフ、手術ナイフ用ハンドル及び手術ナイフ用ブレードを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0020] 本発明に係る手術ナイフは、研磨面の面方位が〈110〉又は〈100〉の単結晶シリコンウェハを結晶異方性エッチングすることにより、前記研磨面に対して傾斜する斜面が形成されたブレードを有し、前記斜面とウェハの前記研磨面との間にエッジが形成されていることを特徴とする。

[0021] この手術ナイフにおいては、前記研磨面の面方位が〈110〉である場合は、前記ェッジを構成する斜面は、結晶異方性エッチングにより形成された高次面、例えば〈32

2〉及び〈311〉面である。

[0022] また、前記研磨面の面方位が〈100〉である場合は、前記エッジを構成する斜面は、結晶異方性エッチングにより形成された高次面及び基本面、例えば〈122〉及び〈01

1〉である。

[0023] 本発明に係る手術ナイフ用ブレードは、研磨面の面方位が〈110〉又は〈100〉の単結晶シリコンウェハを結晶異方性エッチングすることにより、前記研磨面に対して傾斜する斜面が形成され前記斜面とウェハの前記研磨面との間にエッジが形成されているブレードと、このブレードの周辺のブレードから離隔した位置に設けられたリムと、前記リムと前記ブレードの前記エッジが形成されていない部分とを連結するリブとを有することを特徴とする。

[0024] 本発明に係る手術ナイフ用ブレードの製造方法は、前記単結晶シリコンウェハ上に製品ブレードの他に検査用ダミー部を含むマスクパターンを形成し、結晶異方性エツチングにより、前記マスクパターンをマスクとして前記シリコンウェハをエッチングすることにより、前記手術用ナイフを製造することを特徴とする。

[0025] また、本発明に係る手術ナイフ用ハンドルは、前述の手術ナイフ用ブレードを前記リブから切り離して、先端にブレードが取り付けられた手術ナイフとするための手術ナィフ用ハンドルにおいて、ハンドル本体と、このハンドル本体の前端に設けられ前端部が開閉するように後端部が前記ハンドル本体に対して回動可能に支持された開閉部と、この開閉部の側縁に設けられ前記開閉部が閉じられたときに前記リブを切断する突起と、を有することを特徴とする。

発明の効果

[0026] 本発明においては、半導体材料として周知の単結晶シリコンを素材として使用する。この単結晶シリコンに対し、フォトリソグラフィによって、ブレード、リム及びリブ、並びにダミーブレードの形状を単結晶シリコンウェハの研磨面に転写し、結晶異方性のェツチングにより単結晶シリコンウェハを加工するので、手術ナイフの製造に通常の半導体製造技術を適用することができ、低コストで高精度の均一な切れ味の手術ナイフを得ること力 Sできる。

[0027] また、単結晶シリコンを結晶異方性エッチングすることにより、原子結合サイズ (格子常数 5. 43 A)の数 10倍程度の 10〜50nmまでエッジを鋭利にすることが可能になる。この結果、エッジと皮膚等の手術対象物との間の接触面積が小さくなり、弱い力でも皮膚等を切開するのに十分な力（圧力）を印加することができる。このため、刃先を痛めることなぐ簡単に切ることができ、優れた切り味が得られる。

[0028] 本願請求項 2においては、研磨面の面方位が〈110〉であり、エッジを構成する斜面は、例えば、図 1に示すように、〈322〉及び〈311〉であるので、図 1に示すように、ブレード先端の〈311〉面とブレード裏面 (研磨面）とのなす角度は 34° 、ブレード側縁の〈322〉面とブレード裏面とのなす角度は 33° となり、極めて鋭利な刃先角度が得られる。

[0029] また、本願請求項 3においても、研磨面の面方位が〈100〉であり、エッジを構成する斜面は、図 14に示すように、例えば、〈122〉及び〈011〉であるので、図 14に示すように、ブレード先端の〈011〉面とブレード裏面 (研磨面）とのなす角度は、 45° 、ブレード側縁の〈122〉面とブレード裏面とのなす角度は 48° となり、特許文献 2に記載のブレードの 54° よりも小さく、鋭利な刃先角度のブレードが得られる。

[0030] 更に、本願請求項 4及び 5においては、例えば、シリコンウェハ上に、ブレード及び必要に応じてダミーブレードのためのマスクパターンを形成し、これらのブレードの周囲にリム用のマスクパターンを配置し、更に、リムとブレードとを連結するリブ用のマスクパターンを形成することにより、半導体製造技術で周知のフォトリソグラフィにより、これらのブレード、リム及びリブのパターンをシリコンウェハに形成することができる。そして、本願請求項 6に記載のハンドルを使用し、その開閉部を開いた状態でブレードを開閉部の口に挿入し、開閉部を閉じることにより、開閉部がブレードを挟持し、突起力 Sリブを劈開切断するので、極めて簡単な操作で、ブレードをリブから分離し、ハンドルの先端にブレードを取り付けることができる。また、このブレードをハンドルに取り付ける際に、ブレードを作業者がつかんだり、保持したりする必要がなぐ従って、作業者がブレードに接触しないので、作業者の指がブレードのエッジに触れることによる切り味の劣化を防止することができる。また、ブレードのエッジにより指が負傷してしまうことを防止できる。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]本発明の実施形態の〈1 10〉面方位の単結晶シリコンを使用したブレード 1を示す平面図である。

[図 2] (a)はマスクパターン 5を示し、 (b)はマスクパターンとブレードとの関係を示し、 (c)はブレードの斜視図を示す。

[図 3]手術ナイフを示す図である。

[図 4]ブレードの製造方法を工程順に示す断面図である。

[図 5] (a)はリム付きブレードのマスクパターンを示し、（b)はこのマスクパターンとエツチング結果を示す断面図である。

[図 6] (a)はリム付きブレードの斜視図、（b)は平面図、（c)は斜視図、（d)はリムとブレードとの連結点を拡大して示す図、（e)はブレードを後方から見た斜視図である。

[図 7]本発明の実施形態のハンドルを示す斜視図である。

[図 8]このハンドルにブレードを取り付ける方法を示す斜視図である。 [図 9]ブレードの片側にリブを設けた片側リブのマスクパターンを示す平面図である。園 10] (a)は片側リブの場合のリム付きブレードを示す平面図、（b)は斜視図、（C)はリブとブレードとの連結部の拡大平面図である。

[図 11]ハンドルが予め取り付けられたリム付きブレードを示す斜視図である。

[図 12] (a)はブレードの他に、捨て刃を設けたリム付きブレードを示す平面図、（b)は断面図である。

園 13]同じく捨て刃を備えたリム付きブレードを示す平面図である。

園 14]本発明の他の実施形態の〈100〉面方位の単結晶シリコンを使用したブレードを示す平面図である。

[図 15] (a)はマスクパターンを示す平面図、（b)はマスクパターンとブレードとの関係を示す図、（c)はブレードを示す斜視図である。

[図 16] (a)はリム付きブレードのマスクパターン、（b)はマスクパターンとエッチング結果との関係を示す断面図である。

[図 17] (a)はリム付きブレードを示す斜視図、（b)はブレードとリブとの連結部の拡大図、（c)はリム付きブレードの平面図、（d)はブレードを後方から見た斜視図である。符号の説明

1 ブレード

2 エッジ

3 切っ先

4 ノヽンドノレ

5 マスタノターン

6 ナイフ

10 単結晶シリコンゥ

11 酸化膜

12 酸化膜

13 レジスト

14 マスタノターン

15 斜面 320 ブレード o

31 2リ 1ム

32 リブ 2

2

33 エッジ 8

2

34 8

切っ先 3

35 捨て刃

分

36 捨て刃

40 ノヽント"ノレ

41 固定部

42 開閉部

43 凹部

44 突起

50 部分

51 部分

52 部分

60 ブレード

61 リム

62 リブ

65 ノヽン 1 'ノレ

70 ブレード

71 エッジ

72 切っ先

74 コーナー

80, 81 マスクパターン

92 リブ

40a 本体

発明を実施するための最良の形態 [0033] 以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図 1は本発明の第 1実施形態のブレード 1を示す平面図である。このブレード 1は、単結晶シリコンウェハの研磨された表裏両面が、〈110〉の面方位を有する。このウェハに対し、図 2 (a)に示すマスクパターン 5を形成し、結晶異方性エッチングを施すことにより、図 2 (c)の斜視図に示すブレード 1が得られる。このブレード 1とマスクパターン 5 とを重ねて表示すると、図 2 (b)に示すように、結晶異方性エッチングにより、マスクパターン 5の縁部下方までシリコンが侵食され、ブレード 1の側面が傾斜したものとなり、更にブレード 1の先端が若干後退する。

[0034] このようなブレード 1は、図 3に示すように、ハンドル 4の先端に取り付けられて、手術ナイフ 6が組み立てられる。なお、ブレード 1は、ハンドル 4の先端に取り付けられる刃の部分を指し、このブレード 1の先端が切っ先 3であり、ブレード 1の側縁の傾斜面が対象物を切開するエッジである。

[0035] 図 4 (a)乃至 (j)は単結晶シリコンウェハから図 1に示すブレード 1を得るための方法を工程順に示すウェハの断面図である。先ず、図 4 (a)に示すように、表裏両面を研磨した単結晶シリコンウェハ 10の表裏両面の上に、酸化膜 11 , 12を形成し、図 4 (b) に示すように、ウェハ 10の表面上の酸化膜 1 1の上にレジスト 13を厚さが約 1 mになるようにスピンコーティング法により塗布する。

[0036] 次に、図 4 (c)に示すように、レジスト 13上に、予めブレードパターンを形成したハードマスク（又は、パターンフィルム） 14を重ねる。そして、図 4 (d)に示すように、全面を紫外線により露光する。次いで、ハードマスク（又は、パターンフィルム） 14を除去して、露光したウェハを現像及び洗浄すると、ハードマスク（又は、パターンフィルム） 1 4のマスクパターンにより覆われて紫外線が露光しな力た部分のレジスト 13が残存し、露光された部分のレジスト 13が除去される。その後、図 4 (e)に示すように、ハードマスク（又は、パターンフィルム） 14を除去すると、レジスト 13のパターンが形成される

[0037] 次いで、図 4 (f)に示すように、レジスト 13をマスクとして、バッファードフッ酸等のフッ酸で等方性エッチングすると、レジスト 13のマスクに覆われていない部分の酸化膜 11が除去される。そして、図 4 (g)に示すように、レジスト 13を除去すると、単結晶シリコンウェハ 10の表面上に、酸化膜 11のパターンが形成される。この酸化膜 11のパタ一ンが図 2 (a)に示すマスクパターン 5である。

[0038] この状態で、図 4 (g)乃至（i)に示すように、単結晶シリコンウェハ 10を結晶異方性エッチングする。この結晶異方性エッチングは、濃度と温度が管理されているエッチング液にウェハ 10を浸漬し、浸漬後、所定時間経過した後、ウェハ 10を取り出して、洗浄する。この結晶異方性エッチングにおいて、単結晶シリコン 10における酸化膜 1 1に覆われて!/、な!/、部分からエッチングされ、マスクパターンに沿った〈111)面及び時間と共にエッチングが進行する高次面が出現する。これにより、酸化膜 11の縁部においては、単結晶シリコンウェハ 10の表裏面に対して傾斜した斜面 15となってェツチングが進行する。最終的には、斜面 15が酸化膜 12まで達し、単結晶シリコンゥェハ 10の上部酸化膜 11の下方の部分は隣接する部分から分離される。その後、図 4 (j)に示すように、酸化膜 11及び 12を除去し、洗浄する。

[0039] これにより、図 1に示すブレード 1が得られる。このとき、マスクパターン (酸化膜 11) と、成形されたブレード 1との間の関係は、図 2 (b)に示すようになる。即ち、ブレード 1 は、図 1に示すように、表裏両面が研磨面で面方位が〈110〉であり、ブレード 1の先端の切っ先 3は、 2個の〈311〉面がブレード 1の中心線で交差するように形成されており、この切っ先 3から後方に向けてブレード 1の幅が広がり、その拡幅部の縁部にェッジ 2が形成される。そして、ブレード 1の後部側縁と、後端部にも斜面が形成される。エッジ 2の斜面は、〈322〉面であり、後部側縁は〈111〉面、後端部は〈100〉面である

〇

[0040] このように、結晶異方性エッチングにより、表裏面が〈110〉面であるブレード 1の縁部に、切っ先 3に〈311〉面、エッジ 2に〈322〉面、後部側縁に〈111〉面、後端部に〈1 00〉面というように、特定の面方位の斜面が形成される。この場合に、切っ先 3の〈31 1〉面は表裏面に対し 34° の角度をなし、エッジ 2の〈322〉面は表裏面に対し 33° の角度をなす。そして、ブレードの中心線方向の切っ先 3の表裏面に対する角度は 2 9° である。よって、ブレード 1における刃となる部分がなす角度は極めて小さぐ鋭利な手術ナイフが得られる。なお、後部側縁の〈111〉面がなす角度は 35° 、後端部の〈100〉面がなす角度は 45° である。 [0041] このような面は、得ようとするブレード形状に合わせて図 2 (a)に示すようなマスクパターン (例えば、先端鋭角が 30° 、後部側縁が〈100〉面に平行）を形成し、エツチング液を例えば KOH水溶液として結晶異方性エッチングし、エッチング時間を管理することにより、〈311〉面、〈322〉面等の高次面が現れて形成することができる。得られたブレード 1の寸法例は、ウェハの厚さを 150 mにした場合、例えば幅が 2. 4mm 、〈311〉2面の幅が 0. 4mm、エッジ 2のブレード中心線方向の長さが 4. 5mmとなる

〇

[0042] おおよそのエッチング時間は、ウェハの厚さ（例えば 150 m)を〈110〉面のエッチングレートで除した時間とする。〈110〉面のエッチングレートは、エッチング液が KO Hであり、質量濃度が 25%、温度が 40°Cの場合は、 10. 4 111/時間である。エッジは、高次面で形成されるため、厳密な時間管理が必要である。

[0043] 本実施形態にぉレ、ては、結晶異方性エッチングにより形成されるエッジ及び切っ先の傾斜面を構成する高次面が〈322〉、〈311〉であるが、その形成のためのエツチング条件の一例は以下のとおりである。

[0044] 20質量％の KOH水溶液を使用した場合に、エッチング時間は下記表 1により表される。

[0045] [表 1]

[0046] ただし〈322〉、〈311〉などの高次面はマスクパターンの形状に近いものが形成される。ナイフ先端角度が 30° のマスクパターンを使用すると、図 1において、エッジ 2は、〈433〉面と〈322〉面との間になり、エッジ角度は 31〜32° になる。これを、図 1においては、〈322〉と表現している。〈110〉ウェハで〈111〉面を利用する場合、エッジの角度は 35. 26° なので、高次面によって鋭いエッジが得られる。

[0047] なお、マスクパターンのナイフ先端角度を 70° にすると、エッジは〈21 (— 1)〉面になり、エッジ角度は 30° になる。

[0048] このように、エッチング条件は同じでもマスクパターンの角度によって面方位を変えること力 Sできる。よって、〈110〉ウェハを使用しても、その高次面は〈311〉、〈322〉に限らず、種々の高次面をエッジ又は切っ先に使用することができる。

[0049] 以上のように、面方位が〈110〉の単結晶シリコンウェハに対し、所定のマスクパターンを使用して結晶異方性エッチングすることにより、エッジが極めて鋭利な手術ナイフを得ること力 Sできる。しかも、その形成工程は、通常の半導体製造技術のものを使用すること力 Sでき、容易かつ低コストであり、切れ味の品質のばらつきも小さい。

[0050] 次に、本発明の第 2実施形態について説明する。図 5 (a)はこの実施形態のマスクパターンを示す平面図、図 5 (b)は（a)の A—A泉による断面図である。また、図 6 (a) は得られたブレード形状を示し、図 6 (b)は平面図、（c)は斜視図、（d)はブレードとリブとの接続部を拡大して示す図、（e)はブレード後方からみた斜視図である。図 5に示すように、マスクパターンは、ブレード 30に対応する部分 20と、リム 31 (図 5には図示せず、図 6参照）に対応する部分 21と、リブ 32に対応する部分 22とからなる。ブレード部分 20とリブ部分 22とは、適当な間隔で離隔している。このようなマスクパターン (部分 20, 21 , 22)を使用して単結晶シリコンウェハを結晶異方性エッチングすると、図 6に示すような形状のブレード 30、リブ 31及びリム 32が得られる。この場合に、図 5 (b)に示すように、ブレード 30及びリブ 32の側面は傾斜して斜面となっており、僅かな厚さ部分でブレード 30とリブ 32とが連結されている。この図 6に示すブレード 30は、リブ 32に支持されて、ブレード 30の切っ先及びエッジがリム 31に囲まれるような位置に配置されている。従って、ブレード 30の取り扱い中に、作業者がブレード 30の切つ先又はエッジが不用意に接触して負傷したり、ブレードの刃先及びエッジが硬いものに当接して、切っ先及びエッジが破損したり劣化したりすることが防止される。よつて、リム 31及びリブ 32を設けることによりブレード 30の取り扱いが極めて容易になる。また、このように、ブレード 30をリブ 32で支持することにより、後述するように、ブレードをハンドルに容易に取り付けることができる。

[0051] 図 7は本発明の実施形態に係る手術ナイフ用ハンドル 40を示す斜視図、図 8はそのブレード取付方法を示す斜視図である。図 6に示すように、ウェハの結晶異方性ェツチングにより、リム 31及びリブ 32が僅かな厚さ部分で連結するように形成されたブレード 30に対し、ブレード 30に作業者が接触することなぐ図 7に示すハンドル 40を取り付ける。このノヽンドル 40は、作業者が握持するハンドル本体 40aを有し、このハンドル本体 40aの先端部には、ハンドル本体 40aの下半部を構成する固定部 41と、この固定部 41と共に、ハンドル本体 40aの先端部を構成し、ハンドル本体 40aに対して回動可能に支持された開閉部 42とが設けられている。開閉部 42の両側縁には突起 44力 S設けられ、固定部 41の両側縁における突起 44に整合する位置には突起 44 が嵌入する凹部 43が設けられている。また、ハンドル本体 40aの少なくとも先端部側の部分は中空であり、固定部 41及び開閉部 42は相互に重ねられたときに、側壁同士が当接した状態で、内部に空間が形成されるようになっている。また、固定部 41の先端縁は U字状をなし、ブレード 30が固定部 41の内底面上に重ねられた状態で、開閉部 42を閉じると、この開閉部 42と固定部 41との間で、ブレード 30が挟持されるようになつている。

[0052] そこで、図 8に示すように、結晶異方性エッチング後のブレード 30に対し、開閉部 4 2を開いた状態で、ハンドル 40をブレード 30に近付け、固定部 41の凹部 43がリブ 3 2とブレード 30との連結部に整合するようにハンドル 40を位置させる。そして、開閉部 42を固定部 41に重ねるように開閉部 42を閉じると、開閉部 42の突起 44が凹部 43 内に嵌合され、これにより、リブ 32とブレード 30との連結部が切断される。また、同時に、開閉部 42の突起 44が固定部 41の凹部 43内に嵌合して係止され、これにより、開閉部 42が開くことがなぐ分離されたブレード 30が開閉部 42と固定部 41との間に挟持される。このようにして、ブレード 30がハンドル 40に作業者がブレード 30に接触することなく取り付けられる。従って、ブレードに皮脂が付着したりして、ブレードの切れ味が劣化することが防止される。

[0053] 次に、ブレードの片側側縁にのみリブを連結させた手術ナイフ用ブレードにつ!/、て説明する。図 9は、このブレードのマスクパターンを示す平面図である。図 9に示すように、このマスクパターンは、ブレードに対応する部分 50と、このブレード部分 50の長手方向及び幅方向に延びるリム部分 51と、リム部分 51からブレード部分 50に向かつて延びるリブ部分 52とから構成されている。そして、本実施形態においては、ブレード部分 50の片側側縁近傍にのみリブ部分 52が配置されており、このリブ部分 52はブレード部分 50から若干離隔するようにパターン形成されている。

[0054] そして、この図 9に示すマスクパターンを使用して、単結晶シリコンを結晶異方性ェツチングすると、図 10 (a)、（b)、（c)に示す形状のブレード 60,リム 61及びリブ 62力 S 得られる。このブレード 60は一側縁において、 1個のリブ 62に連結されている。

[0055] 図 11はハンドル 65が予め装着されたリム付きブレードを示す斜視図である。図 8のハンドル 40のように手術ナイフを使用するときに、ブレードを取り付ける以外に、あら力、じめハンドルを取り付けて製品にした例である。このハンドル 65にブレード 60を固定する方法として、ハンドルとの隙間に充填して固める接着、熱可塑性の材料をハンドルに用いて加熱する溶着などがある。このように、ブレード 60にハンドル 65が予め装着されているので、ハンドル 65をその中心軸の回りに回転させることにより、ブレード 60をリブ 62から容易に切り離すことができる。

[0056] 次に、本発明の他の実施形態について説明する。図 12 (a)は切れ味確認用のダミ一ブレード（捨て刃）を設けたリム付きブレードを示す平面図、図 12 (b)はその A— A 線による断面図である。ブレード 30のエッジ 33及び切っ先 34には、結晶異方性エツチングにより、所定の鋭利な角度の斜面が形成されており、同時に、リム 31の側縁にも、斜面が形成される。このリム 31の側縁に形成された斜面は、ブレード 30のエッジ 33の斜面と同一の断面角度で傾斜したものであり、リム 31に形成されたダミーブレード 35となる。そこで、リム付きブレードからブレード 30を取り外した後、このダミーブレード 35を利用して、切れ味の確認を行うことができる。これにより、製品としてのブレード 30を無駄にすることなぐ結晶異方性エッチングを含む製造工程における良否を確認試験し、製品出荷検査に換えることができる。又は、使用するときに外したリムを用いて、切れ味を確認することができる。

[0057] 図 13は本実施形態の変形例を示す平面図である。この変形例においては、製品のブレード 30を形成する領域の外側に、製品用ブレード先端と同じ形状のダミーブレード 36を形成し、このダミーブレード 36で切れ味を確認試験する。この変形例においては、ダミーブレード 36をハンドルに取り付けて手術ナイフに組立て、この手術ナィフで切れ味を確認試験できるので、より実際に即した確認を行うことができる。 [0058] 次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、表裏両面の研磨面が、〈100〉面である単結晶シリコンを使用してブレードを製造した場合のものである。図 14は、本実施形態の手術ナイフのブレード 70を示す平面図、図 15 (a)はその製造のためのマスクパターン 80を示す平面図、図 15 (b)はブレード 70とマスクパターン 80との関係を示す図、図 15 (c)はブレード 70の斜視図である。このようなマスクパターン 80を使用して結晶異方性エッチングすることにより、ブレード 70を成形すること力 Sできる。このブレード 70においては、切っ先 72がブレード中心線の両側に〈0 11〉面が形成されたものであり、〈011〉面とブレード裏面とのなす角度は 45° である 1S この 2つの〈011〉面が交差する線（中心線）とブレード裏面とがなす角度は 55° である。この切っ先 72から後部側に向かってブレード中心線に対して傾斜するように直線的に延びるエッジ 71が設けられており、このエッジ 71は〈122〉面であり、ブレード裏面に対して 48° で傾斜する。ブレード 70の後部側縁 73はブレード裏面に対して 55° で傾斜する〈111〉面であり、後部コーナー部 74はブレード裏面に対して 45 。で傾斜する〈101〉面である。更に、ブレード後端縁 75はブレード裏面に対して 55 ° で傾斜する〈111〉面である。

[0059] 図 16 (a)はこの面方位が〈100〉である単結晶シリコンを使用して、リム付きブレードを成形するときのリム部のマスクパターン 81を示す平面図、図 16 (b)は図 16 (a)の A —A線による断面図であって、このマスクパターン 81による単結晶シリコンのエツチング結果を示す図である。マスクパターン 81は、ブレード用マスクパターン 80を取り囲むリム部分 82と、このリム部分 82からブレード用マスクパターン 80に向けて延びるリブ部分 83とから構成されている。そして、このマスクパターン 80, 81から、図 16 (b) に示すように、傾斜角 55° の斜面（〈111〉面）が形成される。

[0060] 図 17はこのマスクパターン 80, 81を使用して結晶異方性エッチングすることにより形成されたリム付きブレードを示す図であり、（a)は斜視図、（b)はブレード 70とリブ 9 2との連結部を拡大して示す平面図、（c)は平面図、（d)はブレード後部からみた斜視図である。このブレード 70は、図 14に示すように、鋭利な角度で傾斜する斜面を有するエッジ 71と切っ先 72が形成される。

[0061] この〈100〉ウェハを使用した場合にも、前述と同様に、マスクパターンの先端角度を適切に設定することにより、結晶異方性エッチングにより種々の高次面を形成することができる。上記〈122〉、〈011〉面は一例に過ぎない。

産業上の利用可能性

本発明は、眼科又は外科の手術用ナイフとして好適である。

Claims

請求の範囲

[1] 研磨面の面方位が〈110〉又は〈100〉の単結晶シリコンウェハを結晶異方性エツチングすることにより、前記研磨面に対して傾斜する斜面が形成されたブレードを有し、前記斜面とウェハの前記研磨面との間にエッジが形成されていることを特徴とする手術ナイフ。

[2] 前記研磨面の面方位が〈110〉であり、前記エッジを構成する斜面は、結晶異方性ェツチングにより形成された高次面を含むことを特徴とする請求項 1に記載の手術ナイフ。

[3] 前記研磨面の面方位が〈100〉であり、前記エッジを構成する斜面は、結晶異方性ェツチングにより形成された高次面を含むことを特徴とする請求項 1に記載の手術ナイフ。

[4] 研磨面の面方位が〈110〉又は〈100〉の単結晶シリコンウェハを結晶異方性エツチングすることにより、前記研磨面に対して傾斜する斜面が形成され前記斜面とウェハの前記研磨面との間にエッジが形成されているブレードと、このブレードの周辺のブレードから離隔した位置に設けられたリムと、前記リムと前記ブレードの前記エッジが形成されて!/、な!/、部分とを連結するリブとを有することを特徴とする手術ナイフ用ブレード、。

[5] 前記請求項 1乃至 4のいずれ力、 1項に記載の手術ナイフ用ブレードの製造方法において、前記単結晶シリコンウェハ上に製品ブレードの他に検査用ダミー部を含むマスクパターンを形成し、結晶異方性エッチングにより、前記マスクパターンをマスクとして前記シリコンウェハをエッチングすることにより、前記手術用ナイフを製造することを特徴とする手術ナイフ用ブレードの製造方法。

[6] 前記請求項 4に記載の手術ナイフ用ブレードを前記リブから切り離して、先端にブレードが取り付けられた手術ナイフとするための手術ナイフ用ハンドルにおいて、ハンドル本体と、このハンドル本体の前端に設けられ前端部が開閉するように後端部が前記ハンドル本体に対して回動可能に支持された開閉部と、この開閉部の側縁に設けられ前記開閉部が閉じられたときに前記リブを切断する突起と、を有することを特徴とする手術ナイフ用ハンドル。