JP2017065007A - 脆性基板の分断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインによって規定する。【解決手段】突起部ＰＰと、平面視において突起部ＰＰから互いに逆方向に延びる第１の稜線部ＰＳ１および第２の稜線部ＰＳ２とを有する刃先５１が準備される。刃先５１を脆性基板４上で、第２の稜線部ＰＳ２から第１の稜線部ＰＳ１へ向かう方向ＤＡに摺動させることによって、トレンチラインが形成される。トレンチラインは、クラックレス状態が得られるように形成される。トレンチラインが形成された方向と逆方向に向かってトレンチラインの少なくとも一部に沿ってクラックを伸展させることによって、クラックラインが形成される。クラックラインによってトレンチラインの下方において脆性基板４は連続的なつながりが断たれている。クラックラインに沿って脆性基板４が分断される。【選択図】図１

Description

本発明は脆性基板の分断方法に関する。

フラットディスプレイパネルまたは太陽電池パネルなどの電気機器の製造において、ガラス基板などの脆性基板を分断することがしばしば必要となる。まず基板上にスクライブラインが形成され、次にこのスクライブラインに沿って基板が分断される。スクライブラインは、カッタを用いて基板を機械的に加工することによって形成され得る。カッタが基板上を摺動または転動することで、基板上に塑性変形によるトレンチが形成されると同時に、このトレンチの下方には垂直クラックが形成される。その後、ブレイク工程と称される応力付与がなされる。ブレイク工程によりクラックを厚さ方向に完全に進行させることで、基板が分断される。

基板が分断される工程は、基板にスクライブラインを形成する工程の直後に行なわれることが多い。しかしながら、スクライブラインを形成する工程とブレイク工程との間において基板を加工する工程を行なうことも提案されている。基板を加工する工程とは、たとえば、基板上に何らかの部材を設ける工程である。

たとえば国際公開第２００２／１０４０７８号の技術によれば、有機ＥＬディスプレイの製造方法において、封止キャップを装着する前に各有機ＥＬディスプレイとなる領域毎にガラス基板上にスクライブラインが形成される。このため、封止キャップを設けた後にガラス基板上にスクライブラインを形成したときに問題となる封止キャップとガラスカッターとの接触を回避させることができる。

また、たとえば国際公開第２００３／００６３９１号の技術によれば、液晶表示パネルの製造方法において、２つのガラス基板が、スクライブラインが形成された後に貼り合わされる。これにより１度のブレイク工程で２枚の脆性基板を同時にブレイクすることができる。

国際公開第２００２／１０４０７８号 国際公開第２００３／００６３９１号

上記従来の技術によれば、脆性基板への加工がスクライブラインの形成後に行なわれ、その後応力付与によりブレイク工程が行なわれる。このことは、脆性基板への加工時に垂直クラックが既に存在することを意味する。この垂直クラックの厚さ方向におけるさらなる伸展が加工中に意図せず発生することで、加工中は一体であるべき脆性基板が分断されてしまうことがあり得た。また、スクライブラインの形成工程と基板のブレイク工程との間に基板の加工工程が行なわれない場合においても、通常、スクライブラインの形成工程の後かつ基板のブレイク工程の前に基板の搬送または保管が必要であり、その際に基板が意図せず分断されてしまうことがあり得た。このため、脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないライン（言い換えれば、後述する「クラックレス状態」にあるライン）によって規定することができれば、極めて有用である。

また上述したような意図しない分断への配慮が不要な場合であっても、脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインによって規定することができるのであれば、当該ラインの形成工程において脆性基板へ刃先を押し付ける荷重がより小さくても十分となる。刃先の荷重の軽減は、刃先の摩耗または脆性基板表面のダメージを軽減するのに有用である。

しかしながら、脆性基板が分断されることになる位置を規定することができる、垂直クラックを伴わないラインを、刃先の摺動を用いて形成する技術は、これまで十分に検討されてきていなかった。むしろ、そのように垂直クラックを伴わないラインは、刃先への荷重不足などに起因した単なる不良ラインとしか認識されてこなかったのが通常であった。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインによって規定することができる、脆性基板の分断方法を提供することである。

本発明の一の局面に従う脆性基板の分断方法は、以下のａ）〜ｅ）の工程を有する。

ａ）一の面を有し、一の面に垂直な厚さ方向を有する脆性基板が準備される。

ｂ）突起部と、平面視において突起部から互いに逆方向に延びる第１の稜線部および第２の稜線部と、を有する刃先が準備される。

ｃ）刃先を脆性基板の一の面上で、第２の稜線部から第１の稜線部へ向かう方向に摺動させることによって、一の面上に塑性変形を発生させることで、溝形状を有するトレンチラインが形成される。トレンチラインは、トレンチラインの下方において脆性基板がトレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように形成される。

ｄ）トレンチラインが形成された方向と逆方向に向かってトレンチラインの少なくとも一部に沿って厚さ方向における脆性基板のクラックを伸展させることによって、クラックラインが形成される。クラックラインによってトレンチラインの下方において脆性基板はトレンチラインと交差する方向において連続的なつながりが断たれている。

ｅ）クラックラインに沿って脆性基板が分断される。

本発明の他の局面に従う脆性基板の分断方法は、以下のａ）〜ｅ）の工程を有する。

ａ）一の面を有し、一の面に垂直な厚さ方向を有する脆性基板が準備される。

ｂ）突起部と、平面視において突起部から互いに逆方向に延びる第１の稜線部および第２の稜線部と、を有する刃先が準備される。

ｃ）刃先を脆性基板の一の面上で、第１の稜線部から第２の稜線部へ向かう方向に摺動させることによって、一の面上に塑性変形を発生させることで、溝形状を有するトレンチラインが形成される。トレンチラインは、トレンチラインの下方において脆性基板がトレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように形成される。

ｄ）トレンチラインが形成された方向と同じ方向に向かってトレンチラインの少なくとも一部に沿って厚さ方向における脆性基板のクラックを伸展させることによって、クラックラインが形成される。クラックラインによってトレンチラインの下方において脆性基板はトレンチラインと交差する方向において連続的なつながりが断たれている。

ｅ）クラックラインに沿って脆性基板が分断される。

本発明によれば、脆性基板が分断される位置を規定するラインとして、その下方にクラックを有しないトレンチラインが形成される。分断の直接のきっかけとして用いられることになるクラックラインは、トレンチラインの形成後にそれに沿ってクラックを伸展させることで形成される。これにより、脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインによって規定することができる。

本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法に用いられるカッティング器具の構成を概略的に示す側面図である。 図１の矢印ＩＩの視点での概略平面図である。 本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の構成を概略的に示すフロー図である。 本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法において形成されるトレンチラインの構成を概略的に示す端面図である。 本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法において形成されるクラックラインの構成を概略的に示す端面図である。 本発明の実施の形態１の第１の変形例の脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態１の第１の変形例の脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。 図８の工程の変形例を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態１の第２の変形例の脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態２における脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態２における脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態２における脆性基板の分断方法の第３の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態２の変形例の脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態３における脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態３における脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態４における脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態４における脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。 本発明の実施の形態６における脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す上面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

＜実施の形態１＞
（カッティング器具の構成）
図１は、本実施の形態におけるガラス基板４（脆性基板）の分断方法に用いられるカッティング器具５０の構成を概略的に示す側面図である。図２は、図１の矢印ＩＩの視点での概略平面図である。なお矢印ＩＩの方向は、ガラス基板４の上面ＳＦ１（一の面）の法線方向に対応している。カッティング器具５０は刃先５１およびシャンク５２を有している。刃先５１は、そのホルダとしてのシャンク５２に固定されることによって保持されている。

刃先５１は、突起部ＰＰと、稜線部ＰＳ１〜ＰＳ４（第１〜第４の稜線部）と、側面ＳＤ１〜ＳＤ４とを有している。側面ＳＤ１〜ＳＤ４は、互いに異なる方向を向いている。稜線部ＰＳ１は側面ＳＤ１およびＳＤ２の間の境界部である。稜線部ＰＳ２は側面ＳＤ３およびＳＤ４の間の境界部である。稜線部ＰＳ３は側面ＳＤ１およびＳＤ３の間の稜線部である。稜線部ＰＳ４は側面ＳＤ２およびＳＤ４の間の稜線部である。刃先５１を矢印ＩＩ（図１）の視野で見た平面視（図２）において、稜線部ＰＳ１および稜線部ＰＳ２は、図２に示すように、一直線上において突起部ＰＰから互いに逆方向に延びている。図１において稜線ＰＳ１およびＰＳ２がなす角度、言い換えれば、突起部ＰＰから稜線部ＰＳ１が延びる方向と、突起部ＰＰから稜線部ＰＳ２が延びる方向とがなす角度、は鈍角であることが好ましく、たとえば１４０°程度である。刃先５１は、図１および図２に示すように、四角錘の頂点部の形状を有していることが好ましい。

なお、稜線部ＰＳ１は、側面ＳＤ１と側面ＳＤ２との間で刃先５１の表面が合流する部分であることから、微視的に見れば若干の曲率半径（以下、稜線部ＰＳ１の曲率半径ともいう）を有し得る。この曲率半径は、たとえば数μｍ〜十数μｍ程度である。稜線部ＰＳ２についても同様である。稜線部ＰＳ１の曲率半径と稜線部ＰＳ２の曲率半径とは、互いに同じであってもよく、異なってもよい。

刃先５１は、硬度および表面粗さを小さくすることができる点から、ダイヤモンドで作られていることが好ましい。すなわち刃先５１はダイヤモンドポイントであることが好ましい。より好ましくは刃先５１は単結晶ダイヤモンドから作られている。なお単結晶でないダイヤモンドが用いられてもよく、たとえば、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法で合成された多結晶体ダイヤモンドが用いられてもよい。あるいは、単結晶または多結晶体ダイヤモンド粒子を鉄族元素などの結合材によって結合させた焼結ダイヤモンドが用いられてもよい。多結晶体ダイヤモンド粒子は、微粒のグラファイトまたは非グラファイト状炭素を、鉄族元素などの結合材を含まずに焼結させることによって作られ得る。

シャンク５２は軸方向ＡＸに沿って延在している。図１に示すように、突起部ＰＰから稜線部ＰＳ１が延びる方向と突起部ＰＰから稜線部ＰＳ２が延びる方向との中間の方向に軸方向ＡＸがおおよそ沿うように、刃先５１がシャンク５２に取り付けられていてもよい。

（ガラス基板の分断方法）
本実施の形態においては、ガラス基板４の分断方法であって、特に、トレンチライン（詳しくは後述する）の形成のためにガラス基板４の上面ＳＦ１上で刃先５１（図１および図２）が方向ＤＡに摺動させられる工程を含むものについて説明する。

ステップＳ１０（図３）にて、分断されることになるガラス基板４（図１）が準備される。ガラス基板４は、上面ＳＦ１（一の面）と、その反対の下面ＳＦ２（他の面）とを有している。さらに図４を参照して、上面ＳＦ１を囲む縁は、互いに対向する辺ＥＤ１および辺ＥＤ２を含む。図４で示す例においては、縁は長方形状である。よって辺ＥＤ１およびＥＤ２は互いに平行な辺である。また図４で示す例においては辺ＥＤ１およびＥＤ２は長方形の短辺である。またガラス基板４は、上面ＳＦ１に垂直な厚さ方向ＤＴを有している。またステップＳ２０（図３）にて、上述した、刃先５１を有するカッティング器具５０（図１および図２）が準備される。

図４および図５を参照して、ステップＳ３０（図３）にてトレンチラインＴＬが形成される。具体的には、以下の工程が行われる。

まず、上面ＳＦ１に刃先５１（図１）の突起部ＰＰが位置Ｎ１で押し付けられる。位置Ｎ１の詳細は後述する。刃先５１の押し付けは、図１に示すように、ガラス基板４の上面ＳＦ１上で刃先５１の稜線部ＰＳ２が辺ＥＤ１および稜線部ＰＳ１の間に配置されるように、かつ刃先５１の稜線部ＰＳ１が稜線部ＰＳ２と辺ＥＤ２の間に配置されるように行なわれる。

次に、押し付けられた刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦ１上で摺動させられる（図４の矢印参照）。刃先５１（図１）は、上面ＳＦ１上で、稜線部ＰＳ２から稜線部ＰＳ１へ向かう方向ＤＡに摺動させられる。言い換えれば、刃先５１は、稜線部ＰＳ２から稜線部ＰＳ１へ向かう方向を上面ＳＦ１上に射影した方向ＤＡに摺動させられる。方向ＤＡは、突起部ＰＰの近傍における稜線部ＰＳ１および稜線部ＰＳ２の各々の延在方向を上面ＳＦ１上に射影した方向におおよそ沿っている。図１においては、方向ＤＡは、刃先５１から延びる軸方向ＡＸを上面ＳＦ１上へ射影した方向に対応している。よって刃先５１はシャンク５２によって上面ＳＦ１上を引き摺られる。

ガラス基板４の上面ＳＦ１上を摺動させられる刃先５１（図１）の稜線部ＰＳ１および稜線部ＰＳ２のそれぞれは、ガラス基板４の上面ＳＦ１と角度ＡＧ１（第１の角度）および角度ＡＧ２（第２の角度）をなしている。角度ＡＧ２は角度ＡＧ１よりも大きい。

この摺動によって上面ＳＦ１上に塑性変形が発生させられる。これにより上面ＳＦ１上に、溝形状を有するトレンチラインＴＬ（図４においては５つのライン）が形成される。このようにトレンチラインＴＬはガラス基板４の塑性変形によって生じ、この塑性変形はガラス基板の表面が削れない、低い荷重で十分に形成されるが、ガラス基板４が若干削れてもよい。ただしこのような削れは、好ましくない微細な破片を生じ得ることから、生じないことが好ましい。

トレンチラインＴＬの形成は、位置Ｎ１および位置Ｎ３の間で行なわれる。位置Ｎ１およびＮ３の間には位置Ｎ２が位置する。よってトレンチラインＴＬは、位置Ｎ１およびＮ２の間と、位置Ｎ２およびＮ３の間とに形成される。位置Ｎ１およびＮ３は、図４に示すように、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れて位置していることが好ましい。これにより、ガラス基板４の縁の欠けが発生することが防止される。位置Ｎ１およびＮ２のうち位置Ｎ１の方が辺ＥＤ１により近く、また位置Ｎ１およびＮ２のうち位置Ｎ２の方が辺ＥＤ２により近い。なお図４に示す例では、位置Ｎ１は辺ＥＤ１およびＥＤ２のうち辺ＥＤ１に近く、位置Ｎ２は辺ＥＤ１およびＥＤ２のうち辺ＥＤ２に近いが、位置Ｎ１およびＮ２の両方が辺ＥＤ１またはＥＤ２のいずれか一方の近くに位置してもよい。

トレンチラインＴＬが形成される際には、本実施の形態においては、位置Ｎ１から位置Ｎ２へ刃先５１が変位させられ、さらに位置Ｎ２から位置Ｎ３へ変位させられる。すなわち、図１を参照して、刃先５１が、辺ＥＤ１から辺ＥＤ２へ向かう方向である方向ＤＡへ変位させられる。

図５を参照して、トレンチラインＴＬを形成する工程は、トレンチラインＴＬの下方においてガラス基板４がトレンチラインＴＬの延在方向（図４における横方向）と交差する方向ＤＣにおいて連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように行なわれる。クラックレス状態においては、塑性変形によるトレンチラインＴＬは形成されているものの、それに沿ったクラックは形成されていない。よって従来のブレイク工程のようにガラス基板４に単純に曲げモーメントなどを発生させる外力を加えても、トレンチラインＴＬに沿った分断は容易には生じにくい。クラックレス状態を得るために、刃先５１に加えられる荷重は、トレンチラインＴＬ形成時にはクラックが発生しない程度に小さく、かつ後の工程でクラックを発生させることができる内部応力の状態を作り出すような塑性変形が発生する程度に調整される。

上記クラックレス状態は所望の時間に渡って維持され得る。クラックレス状態の維持のためには、トレンチラインＴＬにおいてガラス基板４に対して過度の応力が加わるような操作、たとえば基板に破損を生じるような大きな外部応力の印加または大きな温度変化を伴う加熱、が避けられればよい。その間に、ガラス基板４が搬送されたり、保管されたり、加工されたりし得る。ガラス基板４の加工は、たとえば、ガラス基板４上に部材（図示せず）を設ける工程であってもよい。

図６を参照して、ステップＳ５０（図３）にて、トレンチラインＴＬの少なくとも一部に沿って厚さ方向ＤＴにおけるガラス基板４のクラックが伸展させられる。図６においては、形成されていたトレンチラインＴＬ（図４）のうち位置Ｎ２および位置Ｎ１の間の部分に沿って、位置Ｎ２から位置Ｎ１へガラス基板４のクラックが伸展させられる。これによってクラックラインＣＬが形成される。

本実施の形態においては、トレンチラインＴＬと位置Ｎ２で交差するアシストラインＡＬが形成されることをきっかけとして、クラックラインＣＬの形成が開始される。アシストラインＡＬは、厚さ方向ＤＴにおけるクラックをともなう通常のスクライブラインであってよく、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みを解放するものである。アシストラインＡＬの形成方法は、特に限定されないが、図６に示すように、上面ＳＦ１の縁を基点として形成されてもよい。

図７を参照して、クラックラインＣＬによってトレンチラインＴＬの下方においてガラス基板４はトレンチラインＴＬの延在方向（図６における横方向）と交差する方向ＤＣにおいて連続的なつながりが断たれている。ここで「連続的なつながり」とは、言い換えれば、クラックによって遮られていないつながりのことである。なお、上述したように連続的なつながりが断たれている状態において、クラックラインＣＬのクラックを介してガラス基板４の部分同士が接触していてもよく、またトレンチラインＴＬの直下にわずかに連続的なつながりが残されていてもよい。

本実施の形態においては、トレンチラインＴＬ（図４）に沿ってクラックラインＣＬ（図６）が伸展する方向（図６の破線矢印）は、トレンチラインＴＬが形成された方向（図４の実線矢印）と逆とされる。クラックラインＣＬの伸展方向をそのように選択するためには、上述したように、刃先５１が方向ＤＡへ摺動される際に角度ＡＧ２が角度ＡＧ１よりも大きくされていればよい。なお、刃先５１が方向ＤＡへ摺動される際に角度ＡＧ２が角度ＡＧ１よりも小さくされていると、トレンチラインに沿ってクラックラインが伸展する方向は、トレンチラインが形成された方向と同じとなりやすい。また角度ＡＧ１および角度ＡＧ２がおおよそ同じであると、クラックラインの伸展方向は不安定となりやすい。

よってクラックラインＣＬの伸展方向をトレンチラインＴＬの形成方向に対して、より確実に逆とするためには、角度ＡＧ２が角度ＡＧ１よりも十分に大きくなるように、刃先５１の姿勢が調整されればよい。言い換えれば、角度ＡＧ２を増大させ、かつ角度ＡＧ１を減少させることによって、クラックラインＣＬの伸展方向をより確実にトレンチラインＴＬの伸展方向と逆とすることができる。

稜線部ＰＳ１と稜線部ＰＳ２との間の角度が１５５°の刃先５１を用いた実験によれば、角度ＡＧ１＝１５°かつ角度ＡＧ２＝１０°とすると、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と同じとなった。カッティング器具５１（図１）の軸方向ＡＸの調整により、角度ＡＧ１＝９°かつ角度ＡＧ２＝１６°とすると、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と逆となった。より一般的に言えば、本発明者の検討によれば、角度ＡＧ２＞角度ＡＧ１とすると、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と逆となりやすかった。なお、刃先５１の突起部ＰＰは、ある程度鋭利であることが望まれるため、稜線部ＰＳ１と稜線部ＰＳ２との間の角度は１６０°程度以下であることが好ましい。

上記のように刃先５１の姿勢が選択されることで、トレンチラインＴＬに沿って位置Ｎ２から位置Ｎ１の方へ（図６中、破線矢印参照）、厚さ方向ＤＴ（図７）におけるガラス基板４のクラックが伸展する。これによりクラックラインＣＬが形成される。なお、クラックラインの伸展方向が上述したように方向依存性を有することから、クラックラインは、位置Ｎ２から位置Ｎ１への方向に比して、位置Ｎ２から位置Ｎ３への方向へは形成されにくい。つまりクラックラインの伸展のしやすさには方向依存性が存在する。よって、クラックラインＣＬが位置Ｎ２およびＮ１の間には形成され位置Ｎ２およびＮ３の間には形成されない、という現象が生じやすい。本実施の形態は位置Ｎ２およびＮ１間に沿ったガラス基板４の分断を目的としており、位置Ｎ２およびＮ３間に沿ったガラス基板４の分離は目的としていない。よって位置Ｎ２およびＮ１間でクラックラインＣＬが形成されることが必要である一方で、位置Ｎ２およびＮ３間でのクラックラインの形成されにくさは問題とはならない。

次に、ステップＳ６０（図３）にて、クラックラインＣＬに沿ってガラス基板４が分断される。すなわち、いわゆるブレイク工程が行なわれる。ブレイク工程は、たとえば、ガラス基板４への外力の印加によって行ない得る。たとえば、ガラス基板４の上面ＳＦ１上のクラックラインＣＬ（図７）に向かって下面ＳＦ２上に応力印加部材を押し付けることによって、クラックラインＣＬのクラックを開くような応力がガラス基板４へ印加される。なおクラックラインＣＬがその形成時に厚さ方向ＤＴに完全に進行した場合は、クラックラインＣＬの形成とガラス基板４の分断とが同時に生じ得る。

以上によりガラス基板４の分断が行なわれる。なお上述したクラックラインＣＬの形成工程は、いわゆるブレイク工程と本質的に異なっている。ブレイク工程は、既に形成されているクラックを厚さ方向にさらに伸展させることで基板を完全に分離するものである。一方、クラックラインＣＬの形成工程は、トレンチラインＴＬの形成によって得られたクラックレス状態から、クラックを有する状態への変化をもたらすものである。この変化は、クラックレス状態が有する内部応力の開放によって生じると考えられる。内部応力の開放にはそのきっかけとして応力印加が必要であり、本実施の形態においては、アシストラインＡＬの形成がそのようなきっかけとして作用する。

なお上記においては上面ＳＦ１の縁が長方形状である場合について説明したが、他の形状が用いられてもよい。また上面ＳＦ１が平坦である場合について説明したが、上面は湾曲していてもよい。またトレンチラインＴＬが直線状である場合について説明したが、トレンチラインは曲線状であってもよい。また脆性基板としてガラス基板４が用いられる場合について説明したが、脆性基板は、ガラス以外の脆性材料から作られていてもよく、たとえば、セラミックス、シリコン、化合物半導体、サファイアまたは石英から作られ得る。

（効果）
本実施の形態によれば、ガラス基板４が分断される位置を規定するラインとして、その下方にクラックを有しないトレンチラインＴＬ（図５）が形成される。分断の直接のきっかけとして用いられることになるクラックラインＣＬ（図７）は、トレンチラインＴＬの形成後にそれに沿ってクラックを伸展させることで形成される。これにより、ガラス基板４が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインであるトレンチラインＴＬによって規定することができる。

上記のように、垂直クラックを伴わないラインであるトレンチラインＴＬが形成される際には、垂直クラックを伴う通常のスクライブラインに比して、ガラス基板４へ刃先５１を押し付ける荷重が比較的小さくされる。刃先５１の荷重の軽減は、刃先５１の摩耗またはガラス基板４の上面ＳＦ１のダメージを軽減するのに有用である。

また、角度ＡＧ２＞角度ＡＧ１の条件下において、本実施の形態のように刃先５１が方向ＤＡ（図１）に向かって摺動させられる場合、刃先５１が方向ＤＢに向かって摺動させられる場合に比して、刃先５１の局所的な摩耗が生じにくくなる。これにより刃先５１の寿命が長くなる。

また、トレンチラインＴＬの形成後かつクラックラインＣＬの形成前のガラス基板４（図４）は、ガラス基板４が分断される位置がトレンチラインＴＬによって規定されつつも、クラックラインＣＬが未だ形成されていないので容易に分断は生じない状態にある。この状態を用いることで、ガラス基板４が分断される位置を予め規定しつつも、分断されるべき時点より前にガラス基板４が意図せず分断されることを防ぐことができる。たとえば、搬送中にガラス基板４が意図せず分断されることを防ぐことができる。また、このガラス基板４への何らかの加工中にガラス基板４が意図せず分断されることを防ぐことができる。

また、後述する実施の形態２と異なり本実施の形態においては、トレンチラインＴＬが形成された時点（図３）ではアシストラインＡＬ（図５）は未だ形成されていない。よってクラックレス状態を、アシストラインＡＬからの影響なく、より安定的に維持することができる。

（第１の変形例）
図８を参照して、第１の変形例は、アシストラインＡＬとトレンチラインＴＬとの位置Ｎ２での交差ではクラックラインＣＬ（図６）の形成開始のきっかけが十分に得られない場合に関するものである。図９を参照して、ガラス基板４へ、曲げモーメントなどを発生させる外力を加えることで、アシストラインＡＬに沿って厚さ方向ＤＴにおけるクラックが伸展し、その結果、アシストラインＡＬに沿ってガラス基板４が分離される。これをきっかけとしてクラックラインＣＬの形成が開始される。本変形例によれば、アシストラインＡＬの形成時にクラックラインＣＬが形成されなくても、クラックラインＣＬを形成することができる。

図１０を参照して、またアシストラインＡＬは、ガラス基板４の上面ＳＦ１に代わり下面ＳＦ２上に形成されてもよい。この場合、アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは、平面レイアウト上、位置Ｎ２で互いに交差するが、互いに直接は接触しない。

（第２の変形例）
図１１を参照して、第２の変形例においては、ステップＳ３０（図３）にてトレンチラインＴＬが形成される際に、刃先５１はガラス基板４の上面ＳＦ１に位置Ｎ１に比して位置Ｎ２でより大きな力で押し付けられる。具体的には、位置Ｎ４を位置Ｎ１およびＮ２の間の位置として、トレンチラインＴＬの形成が位置Ｎ４に至った時点で、刃先５１の荷重が増大される。言い換えれば、刃先５１の荷重が、位置Ｎ１およびＮ４の間に比して、トレンチラインＴＬの終端部である位置Ｎ４およびＮ３の間で高められる。これにより、終端部以外での荷重を軽減しつつ、位置Ｎ２からのクラックラインＣＬの形成を誘起されやすくすることができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態におけるガラス基板４の分断方法について、図１２〜図１４を用いつつ、以下に説明する。

図１２を参照して、本実施の形態においては、実施の形態１と異なり、アシストラインＡＬがトレンチラインＴＬの形成前に形成される。アシストラインＡＬの形成方法自体は、図６（実施の形態１）と同様である。

図１３を参照して、次にステップＳ３０（図３）にてトレンチラインＴＬが形成される。トレンチラインＴＬの形成方法自体は、図４（実施の形態１）と同様である。アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは位置Ｎ２で互いに交差する。

図１４を参照して、次に、ガラス基板４へ曲げモーメントなどを発生させる外力を加える通常のブレイク工程によって、アシストラインＡＬに沿ってガラス基板４が分離される。これにより、ステップＳ５０（図３）として、実施の形態１と同様のクラックラインＣＬの形成が開始される（図中、破線矢印参照）。なお、図１３においてはアシストラインＡＬがガラス基板４の上面ＳＦ１上に形成されるが、ガラス基板４を分離するためのアシストラインＡＬはガラス基板４の下面ＳＦ２上に形成されてもよい。この場合、アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは、平面レイアウト上、位置Ｎ２で互いに交差するが、互いに直接は接触しない。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じである。

図１５を参照して、次に変形例について説明する。本変形例においては、ステップＳ３０（図３）にてトレンチラインＴＬが形成される際に、刃先５１はガラス基板４の上面ＳＦ１に、位置Ｎ１に比して位置Ｎ２で、より大きな力で押し付けられる。具体的には、位置Ｎ４を位置Ｎ１およびＮ２の間の位置として、トレンチラインＴＬの形成が位置Ｎ４に至った時点で、刃先５１の荷重が増大される。言い換えれば、刃先５１の荷重が、位置Ｎ１およびＮ４の間に比して、トレンチラインＴＬの終端部である位置Ｎ４およびＮ３の間で高められる。これにより、終端部以外での荷重を軽減しつつ、アシストラインＡＬに沿ったガラス基板４の分離をきっかけとした位置Ｎ２からのクラックラインＣＬ（図１４）の形成（図３：ステップＳ５０）を誘起されやすくすることができる。

なお上記変形例においてはアシストラインＡＬに沿ったガラス基板４の分離をきっかけとしてクラックラインＣＬの形成が誘起されるが、さらなる変形例として、トレンチラインＴＬがアシストラインＡＬと位置Ｎ２で交差することをきっかけとしてクラックラインＣＬの形成が誘起されてもよい。このような誘起を発生させるためには、トレンチラインＴＬの形成時における位置Ｎ２での刃先５１の荷重が調整されればよい。この場合、アシストラインＡＬに沿ったガラス基板４の分離工程を省略することができる。

＜実施の形態３＞
図１６を参照して、本実施の形態におけるガラス基板４の分断方法においては、ステップＳ３０（図３）にて、位置Ｎ１から位置Ｎ２を経由して辺ＥＤ２へ達するトレンチラインＴＬが形成される。

図１７を参照して、次に、位置Ｎ２と辺ＥＤ２との間に、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みを解放させるような応力が加えられる。これによりトレンチラインＴＬに沿ったクラックラインの形成が誘起される（図４：ステップＳ５０）。

応力の印加として具体的には、上面ＳＦ１上において位置Ｎ２と辺ＥＤ２との間（図中、破線および辺ＥＤ２の間の領域）で、押し付けられた刃先５１が摺動させられる。この摺動は辺ＥＤ２に達するまで行なわれる。刃先５１は、好ましくは、最初に形成されたトレンチラインＴＬの軌道に交差するように、より好ましくは、最初に形成されたトレンチラインＴＬの軌道に重なるように摺動させられる（図１７の矢印参照）。この再度の摺動の長さは、たとえば０．５ｍｍ程度である。またこの再度の摺動は、複数のトレンチラインＴＬ（図１６）が形成された後にそれぞれに対して行なわれてもよく、あるいは、１つのトレンチラインＴＬの形成および再度の摺動を行なう工程がトレンチラインＴＬごとに順次行なわれてもよい。

変形例として、位置Ｎ２と辺ＥＤ２との間に応力を加えるために、上述した刃先５１の再度の摺動に代えて、上面ＳＦ１上において位置Ｎ２と辺ＥＤ２との間にレーザ光が照射されてもよい。これにより生じた熱応力によっても、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みが解放される。それによりクラックラインの形成開始を誘起することができる。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じである。

＜実施の形態４＞
図１８を参照して、本実施の形態におけるガラス基板４の分断方法においては、ステップＳ３０（図３）にて、位置Ｎ１から位置Ｎ２へ、そしてさらに位置Ｎ３へ刃先５１を変位させることによって、上面ＳＦ１の縁から離れたトレンチラインＴＬが形成される。トレンチラインＴＬの形成方法自体は図４（実施の形態１）とほぼ同様である。

図１９を参照して、図１７（実施の形態３またはその変形例）と同様の応力印加が行なわれる。たとえば、図１９における矢印に示すように、刃先５１が、最初に形成されたトレンチラインＴＬの軌道に部分的に重なるように摺動させられる。これによりトレンチラインＴＬに沿ったクラックラインの形成が誘起される（図３：ステップＳ５０）。

＜実施の形態５＞
再び図１８を参照して、本実施の形態におけるガラス基板４の分断方法においては、ステップＳ３０（図３）にて、位置Ｎ１から位置Ｎ２へ、そしてさらに位置Ｎ３へ刃先５１を変位させることによって、上面ＳＦ１の縁から離れたトレンチラインＴＬが形成される。刃先５１はガラス基板４の上面ＳＦ１に、位置Ｎ１に比して位置Ｎ２で、より大きな力で押し付けられる。本実施の形態においては、刃先５１が、最初に形成されたトレンチラインＴＬの軌道に部分的に重なるように、位置Ｎ３から位置Ｎ２へと逆方向に摺動させられる。この再度の摺動は位置Ｎ１から位置Ｎ２までと同じ方向へ行われてもよいが、位置Ｎ３において刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦから離れることなく折り返し摺動させられることにより、確実に位置Ｎ３から位置Ｎ２へ、既に形成されたトレンチラインＴＬ上に刃先を再度摺動させることができる。これによりトレンチラインＴＬに沿ったクラックラインの形成が誘起される（図３：ステップＳ５０）。

＜実施の形態６＞
本実施の形態においては、実施の形態１〜４と異なり、トレンチラインＴＬが、ガラス基板４の上面ＳＦ１上で刃先５１（図１）を方向ＤＢに摺動させることによって形成される。具体的には、以下の工程が行われる。

まず、上面ＳＦ１に刃先５１の突起部ＰＰが位置Ｎ３で押し付けられる。刃先５１の押し付けは、図１を参照して、実施の形態１と同様、ガラス基板４の上面ＳＦ１上で刃先５１の稜線部ＰＳ２が辺ＥＤ１および稜線部ＰＳ１の間に配置されるように、かつ刃先５１の稜線部ＰＳ１が稜線部ＰＳ２と辺ＥＤ２の間に配置されるように行なわれる。

図２０を参照して、次に、押し付けられた刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦ１上で摺動される（図中の矢印参照）。刃先５１（図１）は、上面ＳＦ１上で、稜線部ＰＳ１から稜線部ＰＳ２へ向かう方向ＤＢに摺動させられる。言い換えれば、刃先５１（図１）は、稜線部ＰＳ１から稜線部ＰＳ２へ向かう方向を上面ＳＦ１上に射影した方向ＤＢに摺動させられる。方向ＤＢは、突起部ＰＰの近傍における稜線部ＰＳ１および稜線部ＰＳ２の各々の延在方向を上面ＳＦ１上に射影した方向におおよそ沿っている。図１においては、方向ＤＢは、刃先５１から延びる軸方向ＡＸを上面ＳＦ１上へ射影した方向と逆の方向に対応している。よって刃先５１はシャンク５２によって上面ＳＦ１上を押し進められる。この摺動によって、刃先５１の摺動方向をのぞき実施の形態１と同様に、トレンチラインＴＬが形成される。

トレンチラインＴＬが形成される際には、本実施の形態においては、位置Ｎ３から位置Ｎ２へ刃先５１が変位させられ、さらに位置Ｎ２から位置Ｎ１へ変位させられる。すなわち、図１を参照して、刃先５１が、辺ＥＤ２から辺ＥＤ１へ向かう方向である方向ＤＢへ変位させられる。

次に、実施の形態１（図６）と同様に、トレンチラインＴＬの少なくとも一部に沿って厚さ方向ＤＴにおけるガラス基板４のクラックが伸展させられる。これによってクラックラインＣＬが形成される。クラックラインＣＬの伸展方向は実施の形態１のもの（図６における破線矢印）と同じである。よって本実施の形態においては、トレンチラインＴＬ（図２０）に沿ってクラックラインＣＬ（図６）が伸展する方向（図６の破線矢印）は、トレンチラインＴＬが形成された方向（図２０の実線矢印）と同じとされる。クラックラインＣＬの伸展方向をそのように選択するためには、トレンチラインＴＬの形成方法が適切に選択されればよい。具体的には、刃先５１の姿勢が実施の形態１と同様に選択されればよい。本発明者の検討によれば、クラックラインＣＬの伸展方向は主に、トレンチラインＴＬの形成時の刃先５１の摺動方向が方向ＤＡおよびＤＢ（図１）のいずれであるかには依存せず、トレンチラインＴＬの形成時の刃先５１の姿勢に依存する。具体的には、角度ＡＧ２＞角度ＡＧ１の場合、トレンチラインＴＬの形成時に稜線ＰＳ１から稜線ＰＳ２へ向かう方向が、クラックラインＣＬの伸展方向となる。

なお本実施の形態においても、実施の形態１における第１の変形例（図８〜図１０）および第２の変形例（図１１）と同様の変形例が適用可能である。また実施の形態２およびその変形例と同様、トレンチラインＴＬが形成される前にアシストラインＡＬが形成されてもよい。

４ ガラス基板（脆性基板）
５１ 刃先
ＡＧ１，ＡＧ２ 角度（第１および第２の角度）
ＡＬ アシストライン
ＣＬ クラックライン
ＰＰ 突起部
ＰＳ１〜ＰＳ４ 稜線部（第１〜第４の稜線部）
ＳＦ１ 上面（一の面）
ＴＬ トレンチライン

Claims (3)

1. ａ）一の面を有し、前記一の面に垂直な厚さ方向を有する脆性基板を準備する工程と、
   ｂ）突起部と、平面視において前記突起部から互いに逆方向に延びる第１の稜線部および第２の稜線部と、を有する刃先を準備する工程と、
   ｃ）前記刃先を前記脆性基板の前記一の面上で、前記第２の稜線部から前記第１の稜線部へ向かう方向に摺動させることによって、前記一の面上に塑性変形を発生させることで、溝形状を有するトレンチラインを形成する工程とを備え、前記トレンチラインは、前記トレンチラインの下方において前記脆性基板が前記トレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように形成され、さらに
   ｄ）前記トレンチラインが形成された方向と逆方向に向かって前記トレンチラインの少なくとも一部に沿って前記厚さ方向における前記脆性基板のクラックを伸展させることによって、クラックラインを形成する工程を備え、前記クラックラインによって前記トレンチラインの下方において前記脆性基板は前記トレンチラインと交差する方向において連続的なつながりが断たれており、さらに
   ｅ）前記クラックラインに沿って前記脆性基板を分断する工程
   を備える、脆性基板の分断方法。
2. ａ）一の面を有し、前記一の面に垂直な厚さ方向を有する脆性基板を準備する工程と、
   ｂ）突起部と、平面視において前記突起部から互いに逆方向に延びる第１の稜線部および第２の稜線部と、を有する刃先を準備する工程と、
   ｃ）前記刃先を前記脆性基板の前記一の面上で、前記第１の稜線部から前記第２の稜線部へ向かう方向に摺動させることによって、前記一の面上に塑性変形を発生させることで、溝形状を有するトレンチラインを形成する工程とを備え、前記トレンチラインは、前記トレンチラインの下方において前記脆性基板が前記トレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように形成され、さらに
   ｄ）前記トレンチラインが形成された方向と同じ方向に向かって前記トレンチラインの少なくとも一部に沿って前記厚さ方向における前記脆性基板のクラックを伸展させることによって、クラックラインを形成する工程を備え、前記クラックラインによって前記トレンチラインの下方において前記脆性基板は前記トレンチラインと交差する方向において連続的なつながりが断たれており、さらに
   ｅ）前記クラックラインに沿って前記脆性基板を分断する工程
   を備える、脆性基板の分断方法。
3. 前記工程ｃ）において、前記刃先の前記第１の稜線部および第２の稜線部のそれぞれは前記脆性基板の前記一の面と第１の角度および第２の角度をなし、前記第２の角度は前記第１の角度よりも大きい、請求項１または２に記載の脆性基板の分断方法。

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