JP6547556B2 - 脆性基板の分断方法 - Google Patents

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、脆性基板を分断することがしばしば必要となる。典型的な分断方法においては、まず、脆性基板上にクラックラインが形成される。ここで「クラックライン」とは、脆性基板の厚さ方向に部分的に進行したクラックが脆性基板の表面上においてライン状に延びているもののことである。次に、いわゆるブレイク工程が行われる。具体的には、脆性基板に応力を印加することによって、クラックラインのクラックが厚さ方向に完全に進行させられる。これにより、クラックラインに沿って脆性基板が分断される。

特開平９−１８８５３４号公報（特許文献１）によれば、ガラス板の上面にあるくぼみがスクライブ時に生じる。上記公報においては、このくぼみが「スクライブライン」と称されている。またスクライブラインの刻設と同時に、スクライブラインから直下方向に延びるクラックが発生する。よって上記公報の分断技術においては、「スクライブライン」の形成と同時に、上述したクラックラインが形成されるといえる。

特開平９−１８８５３４号公報

本発明者らは、上記従来の分断技術とは異なる独自の分断技術を開発してきた。この技術によれば、まず、脆性基板上での刃先の摺動によって塑性変形を発生させることにより、トレンチラインと称される溝形状が形成される。トレンチラインが形成されている時点では、その下方にクラックは形成されない。その後、トレンチラインに沿ってクラックを伸展させることで、クラックラインが形成される。つまり、上記従来の技術とは異なり、クラックを伴わないトレンチラインがいったん形成され、その後にトレンチラインに沿ってクラックラインが形成される。その後、クラックラインに沿ってブレイク工程が行われる。

クラックを伴わないトレンチラインは、クラックを伴う従来のスクライブラインに比して、より低い荷重での刃先の摺動により形成可能である。刃先への荷重が小さければ、刃先に加わるダメージも小さくなる。よって、この独自の分断技術によれば、刃先の寿命を延ばすことができる。

上記独自の技術においては、トレンチラインに沿ってクラックラインを形成し始めるための工程が必要となる。このためには、トレンチラインの形成によって脆性基板中に生じていた内部応力を開放するようなきっかけが必要である。このきっかけを与える方法のひとつとして、本発明者らは、トレンチラインと交差するように通常のスクライブラインを形成する工程が効果的であることを見出している。しかしながらこの工程に起因して脆性基板の分断方法が煩雑なものとなっていた。よって、これに代わる、より容易な工程が望まれていた。

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、その下方にクラックを有しないトレンチラインを形成した後、トレンチラインに沿ったクラックラインを容易に形成することができる、脆性基板の分断方法を提供することである。

本発明の脆性基板の分断方法は、以下の工程を有している。

脆性基板の一の面上において第１の位置から第２の位置まで第１の速度で刃先を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、溝形状を有する第１のトレンチラインが形成される。第１のトレンチラインを形成する工程は、第１のトレンチラインの下方において脆性基板が第１の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行われる。

第１のトレンチラインを形成する工程の後に、脆性基板の一の面上において第２の位置から第３の位置へ第１の速度よりも遅い第２の速度で刃先をさら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、溝形状を有する第２のトレンチラインが形成される。第２のトレンチラインを形成する工程は、第２のトレンチラインの下方において脆性基板が第２の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行われる。

第２のトレンチラインを形成する工程において摺動させられた刃先が第３の位置に達することで、第３の位置から第２のトレンチラインに沿って脆性基板のクラックを伸展させることによって、第１のクラックラインが形成される。第１のクラックラインによって第２のトレンチラインの下方において脆性基板は第２の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。

第１のクラックラインが第２の位置に達することで、第２の位置から第１のトレンチラインに沿って脆性基板のクラックを伸展させることによって、第２のクラックラインが形成される。第２のクラックラインによって第１のトレンチラインの下方において脆性基板は第１の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。

第１のクラックラインおよび第２の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、第１のトレンチラインを形成するために摺動させられた刃先がさらに第３の位置に摺動されることで、第１のトレンチラインに沿った第２のクラックラインが形成される。つまり、第１のトレンチラインを形成するための刃先の摺動をさらに継続することによって、第１のトレンチラインに沿って第２のクラックラインを容易に形成することができる。

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。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う概略断面図である。 図２の線ＩＶ−ＩＶに沿う概略断面図である。 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。 図５の線ＶＩ−ＶＩに沿う概略断面図である。 図５の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う概略断面図である。 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３の工程を概略的に示す上面図である。 図８の線ＩＸ−ＩＸに沿う概略断面図である。 脆性基板の第１のクラックラインに沿った分断面の顕微鏡写真である。 脆性基板の第２のクラックラインに沿った分断面の顕微鏡写真である。 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１２の矢印ＸＩＩＩの視点での概略平面図である。 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１４の矢印ＸＶの視点での概略平面図である。 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１６の矢印ＸＶＩＩの視点での概略平面図である。 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。 図１８の線ＸＩＸ−ＸＩＸに沿う概略断面図である。 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。 図２０の線ＸＸＩ−ＸＸＩに沿う概略断面図である。 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３の工程を概略的に示す上面図である。 図２２の線ＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩに沿う概略断面図である。

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。

＜実施の形態１＞
（ガラス基板の分断方法）
図１は、本実施の形態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。以下、この分断方法について説明する。

図２〜図４を参照して、まず、分断されることになるガラス基板４（脆性基板）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とを有している。またガラス基板４は、上面ＳＦ１に垂直な厚さ方向ＤＴ（図３）を有している。また、刃先５１を有するカッティング器具５０（図４）が準備される。なおカッティング器具５０の構成およびその使用方法の詳細については後述する。

次に、ガラス基板４から離れて配置された刃先５１が、ガラス基板４へ近づけられる。これによって、ガラス基板４の上面ＳＦ１上における位置Ｎ１（第１の位置）で、刃先５１がガラス基板４に接触させられる。位置Ｎ１はガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れている。

次に、ステップＳ１０（図１）にて、ガラス基板４の上面ＳＦ１上において、矢印Ｍ１（図２および図４）に示すように、位置Ｎ１から、位置Ｎ１と異なる位置Ｎ２（第２の位置）まで刃先５１が摺動させられる。この摺動の速度である第１の速度は、機械的な刃先を用いる場合の典型的なスクライブ速度であってよく、たとえば１００ｍｍ／秒程度である。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。このことで、溝形状を有するトレンチラインＴＬ１（第１のトレンチライン）が形成される。

トレンチラインＴＬ１は、クラックレス状態が得られるように形成される。ここでクラックレス状態とは、トレンチラインＴＬ１の下方においてガラス基板４がトレンチラインＴＬ１の延在方向（図２および図４における横方向）と交差する方向ＤＣ（図３）において連続的につながっている状態のことである。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ＴＬ１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。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、クラックが発生しない程度に小さく、かつ塑性変形が発生し、後にその下方にクラックが発生する程度に調整される。後述される他のトレンチラインについても、クラックレス状態が同様に定義される。

なお上記塑性変形はガラス基板４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。

次に、ステップＳ２０（図１）にて、ガラス基板４の上面ＳＦ１上において、矢印Ｍ２（図２および図４）に示すように、位置Ｎ２から、位置Ｎ１および位置Ｎ２のいずれとも異なる位置Ｎ３（第３の位置）へ、刃先５１がさらに摺動させられる。前述したトレンチラインＴＬ１の形成工程も含めて言えば、刃先５１は位置Ｎ１から位置Ｎ２を経由して位置Ｎ３へと連続的に摺動させられる。位置Ｎ３はガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れている。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。このことで、溝形状を有するトレンチラインＴＬ２（第２のトレンチライン）が形成される。

トレンチラインＴＬ２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ＴＬ２が形成される際に刃先５１に印加される荷重は、トレンチラインＴＬ１が形成される際に刃先５１に印加される荷重と同じであってもよく、異なってもよい。なお両荷重が同じとされた方が、荷重制御は容易である。

位置Ｎ２から位置Ｎ３への刃先の摺動は、前述した第１の速度よりも遅い第２の速度で行われる。第２の速度は、好ましくは２５ｍｍ／秒より小さく、より好ましくは５ｍｍ／秒よりも小さく、たとえば１ｍｍ／秒程度である。このため、工程の効率上、前述した第１の速度が１００ｍｍ／秒以上とされる場合は、第２の速度は、好ましくは第１の速度の２５％より小さく、より好ましくは５％よりも小さい。

図５〜図７を参照して、ステップＳ３０（図１）にて、トレンチラインＴＬ２を形成する工程において摺動させられた刃先５１が位置Ｎ３に達することで、矢印Ｒ１（図５および図７）に示すように、位置Ｎ３からトレンチラインＴＬ２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ＣＬ１（第１のクラックライン）が形成される。

クラックラインＣＬ１の形成により、トレンチラインＴＬ２のクラックレス状態は消失する。言い換えれば、クラックラインＣＬ１によってトレンチラインＴＬ２の下方においてガラス基板４はトレンチラインＴＬ２の延在方向（図５および図７における横方向）と交差する方向ＤＣ（図６）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ＣＬ１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い。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。

上記のようにクラックの伸展が開始される詳しいメカニズムは不明であり、よって位置Ｎ３がどこになるかを事前に厳密に予測することは困難である。しかしながら、上記第２の速度が十分に小さくされれば、それに応じて高い確率で、位置Ｎ３は位置Ｎ２から十分に近い位置となる。

ステップＳ４０（図１）にて、クラックラインＣＬ１が位置Ｎ２に達すると、それがきっかけとなって、矢印Ｒ２（図５および図７）に示すように、位置Ｎ２からトレンチラインＴＬ１に沿って厚さ方向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ＣＬ２（第２のクラックライン）が形成される。クラックラインＣＬ２の形成により、トレンチラインＴＬ１のクラックレス状態は消失する。言い換えれば、クラックラインＣＬ２によってトレンチラインＴＬ１の下方においてガラス基板４はトレンチラインＴＬ１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。

図８および図９を参照して、本実施の形態においては、上述したようにクラックラインＣＬ１が形成された後にも、刃先５１の摺動は継続される。すなわち、ガラス基板４の上面ＳＦ１上において、矢印Ｍ３に示すように、位置Ｎ３から、位置Ｎ１〜Ｎ３のいずれとも異なる位置Ｎ４（第４の位置）へ、第２の速度で刃先５１がさらに摺動させられる。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。このことで、溝形状を有するトレンチラインＴＬ３（第３のトレンチライン）が形成される。トレンチラインＴＬ３はクラックレス状態が得られるように形成され得る。言い換えれば、位置Ｎ１〜Ｎ４において刃先５１の摺動が行われ、位置Ｎ２〜Ｎ４の間のいずれかの位置Ｎ３においてクラックが発生する。

次に、ガラス基板４の上面ＳＦ１上における位置Ｎ４で、刃先５１がガラス基板４から離される。位置Ｎ４はガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れている。これにより、位置Ｎ１から位置Ｎ２および位置Ｎ３を順に経由して位置Ｎ４に至るまでの刃先５１の摺動工程が完了する。刃先５１が位置Ｎ２と位置Ｎ４との間で摺動する距離は、刃先５１が位置Ｎ１と位置Ｎ２との間で摺動する距離よりも小さい。刃先５１が位置Ｎ２と位置Ｎ４との間で摺動する距離は、好ましくは２ｍｍ以上であり、より好ましくは２０ｍｍ以上である。このため、前述した第２の速度が１ｍｍ／秒の場合、刃先５１が位置Ｎ２と位置Ｎ４との間で摺動する時間は、好ましくは２秒以上であり、より好ましくは２０秒以上である。

次に、ステップＳ５０（図１）にて、クラックラインＣＬ１およびクラックラインＣＬ２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われる。ブレイク工程は、ガラス基板４への外力の印加によって行い得る。たとえば、ガラス基板４の上面ＳＦ１上のクラックラインＣＬ１およびクラックラインＣＬ２（図９）に向かって下面ＳＦ２上に応力印加部材（たとえば、「ブレイクバー」と称される部材）を押し付けることによって、クラックラインＣＬ１およびクラックラインＣＬ２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ＣＬ１およびクラックラインＣＬ２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ＣＬ１およびクラックラインＣＬ２の形成と、ガラス基板４の分断とが同時に生じる。

なお上述したクラックラインの形成工程は、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、クラックラインの形成工程は、トレンチライン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。

以上によりガラス基板４の分断が行われる。ガラス基板４の分断面の品質については、クラックラインＣＬ１に沿った部分に比してクラックラインＣＬ２に沿った部分の方が良好である。図１０および図１１のそれぞれは、ガラス基板４のクラックラインＣＬ１およびクラックラインＣＬ２に沿った分断面の顕微鏡写真である。クラックラインＣＬ１に沿った分断面（図１０）上においては、クラックラインＣＬ１の領域に、凹凸によるサメの歯状の模様が明確に観察された。これに対して、クラックラインＣＬ２に沿った分断面（図１０）上においては、そのような模様は観察されず、より良好な鏡面が観察された。

（カッティング器具）
図１２は、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１３は、図１２の矢印ＸＩＩＩの視点での概略平面図である。なお矢印ＸＩＩＩの方向は、ガラス基板４の上面ＳＦ１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の間の境界部である。稜線部ＰＳ４は側面ＳＤ２およびＳＤ４の間の境界部である。刃先５１を矢印ＸＩＩＩ（図１２）の視野で見た平面視（図１３）において、稜線部ＰＳ１および稜線部ＰＳ２は、一直線（図中、横方向の直線）上において突起部ＰＰから互いに逆方向に延びている。図１２において稜線部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１２および図１３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１２に示す例においては、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る。

次に、トレンチラインＴＬ１〜ＴＬ３（図９）の形成時におけるカッティング器具５０の使用方法について、以下に説明する。

まず、刃先５１（図１２）の突起部ＰＰが上面ＳＦ１に位置Ｎ１（図４）で押し付けられる。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。刃先５１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。厳密に言えば、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１２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１２）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および角度ＡＧ２をなしている。角度ＡＧ２は角度ＡＧ１よりも大きいことが好ましい。角度ＡＧ２が角度ＡＧ１よりも小さくされていると、クラックラインＣＬ１（図７）は発生しにくい。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ＣＬ１が発生するか否かが不安定となりやすい。これらの事象が生じるメカニズムは正確には不明であるが、刃先５１の摺動に起因してガラス基板４内に生じる応力の分布が、刃先５１の姿勢によって変化するためではないかと推測される。

（効果）
本実施の形態によれば、図２および図４に示すように、トレンチラインＴＬ１を形成するために摺動させられた刃先５１がさらに位置Ｎ３へ摺動される。このことで、図５および図７に示すように、トレンチラインＴＬ２が形成され、その後、トレンチラインＴＬ２に沿ってクラックラインＣＬ１が形成される。このクラックラインＣＬ１が位置Ｎ２に達することがきっかけとなって、トレンチラインＴＬ１に沿ったクラックラインＣＬ２が形成される。以上から、トレンチラインＴＬ１を形成するための刃先５１の摺動をさらに継続するだけで、トレンチラインＴＬ１に沿ってクラックラインＣＬ２を容易に形成することができる。

位置Ｎ１（図４）はガラス基板４の上面ＳＦ１から離れている。これにより、刃先５１とガラス基板４の上面ＳＦ１の縁との衝突に起因した問題を避けることができる。具体的には、刃先５１の高さ方向の制御が容易となる。また刃先５１へのダメージを抑えることができる。またガラス基板４の縁の欠けを避けることができる。

位置Ｎ３は（図７）ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れている。これにより、クラックラインＣＬ１を発生させるために刃先５１をガラス基板４の上面ＳＦ１の縁にまで必ずしも摺動させる必要がない。よって刃先５１がガラス基板４の縁を切り下ろすことに起因した問題を避けることができる。具体的には、刃先５１の高さ方向の制御が容易となる。また刃先５１へのダメージを抑えることができる。またガラス基板４の縁の欠けを避けることができる。

本実施の形態においては、クラックラインＣＬ１が形成された後においても、刃先５１の摺動が継続される。すなわち、ガラス基板４の上面ＳＦ１上において位置Ｎ３から位置Ｎ４へ第２の速度で刃先５１をさらに摺動させることによって、トレンチラインＴＬ３（図９）が形成される。この理由は、クラックラインＣＬ１が形成されるタイミングの予測、または、クラックラインＣＬ１が形成された瞬間に刃先５１の摺動状態を変化させるフィードバックの瞬時の実施が困難なためである。このため、確率的にクラックラインＣＬ１が形成され始める可能性の高い時点より後も、ある程度にわたってトレンチラインを形成し続けること、すなわちトレンチラインＴＬ３を形成すること、が、クラックラインＣＬ１の発生確率を十分に高めるための実用性の高い方法である。ただし、高度な制御系を用いることが許容される場合は、上述したフィードバックが可能であり、その場合、たとえば刃先５１の摺動の終点が位置Ｎ３とされ得る。

位置Ｎ４（図９）はガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れている。これにより、刃先５１をガラス基板４の上面ＳＦ１の縁にまで摺動させる必要がない。よって刃先５１がガラス基板４の縁を切り下ろすことに起因した問題を避けることができる。具体的には、刃先５１の高さ方向の制御が容易となる。また刃先５１へのダメージを抑えることができる。またガラス基板４の縁の欠けを避けることができる。

刃先５１（図９）が位置Ｎ２と位置Ｎ４との間で摺動する距離は、刃先５１が位置Ｎ１と位置Ｎ２との間で摺動する距離よりも小さい。これにより、刃先５１が摺動する総距離のうちトレンチラインＴＬ１が占める割合が高められる。トレンチラインＴＬ１が形成される第１の速度はトレンチラインＴＬ２が形成される第２の速度よりも速いので、工程に要する時間が短縮される。またトレンチラインＴＬ１に沿った（すなわちクラックラインＣＬ２に沿った）分断面（図１１）は、トレンチラインＴＬ２に沿った（すなわちクラックラインＣＬ１に沿った）分断面よりも高品質の分断面を有しているので、分断面のうち高品質の部分の割合を増やすことができる。

刃先５１（図９）が位置Ｎ２と位置Ｎ４との間で摺動する距離は、好ましくは２ｍｍ以上であり、より好ましくは２０ｍｍ以上である。これにより、より確実にクラックラインＣＬ１を発生させることができる。

トレンチラインＴＬ２（図４）が形成される際の刃先５１の摺動速度である第２の速度は、好ましくは２５ｍｍ／秒より小さく、より好ましくは５ｍｍ／秒よりも小さい。これにより、より確実にクラックラインＣＬ１を発生させることができる。

＜実施の形態２＞
図１４および図１５を参照して、本実施の形態においては、カッティング器具５０（図１２）に代わり、カッティング器具５０ｕが用いられる。カッティング器具５０ｕは、刃先５１（図１２および図１３）に代わり、刃先５１ｕを有している。刃先５１ｕには、天面ＴＤ１と、天面ＴＤ１を取り囲む複数の面とが設けられている。これら複数の面は側面ＴＤ２および側面ＴＤ３を含む。天面ＴＤ１、側面ＴＤ２および側面ＴＤ３は、互いに異なる方向を向いており、かつ互いに隣り合っている。刃先５１ｕは、天面ＴＤ１、側面ＴＤ２および側面ＴＤ３が合流する頂点を有し、この頂点によって刃先５１ｕの突起部ＰＰが構成されている。また側面ＴＤ２および側面ＴＤ３は、突起部ＰＰから延びる稜線部ＰＳをなしている。

次に、トレンチラインＴＬ１〜ＴＬ３（図９）の形成時におけるカッティング器具５０ｕの２種類の使用方法について、以下に説明する。

第１の使用方法においては、まず、上面ＳＦ１に位置Ｎ１（図４）で刃先５１ｕ（図１４）の突起部ＰＰが押し付けられる。次に、押し付けられた刃先５１ｕがガラス基板４の上面ＳＦ１上で摺動させられる。刃先５１ｕは、上面ＳＦ１上で、天面ＴＤ１から稜線部ＰＳへ向かう方向ＤＡに摺動させられる。厳密に言えば、刃先５１ｕは、天面ＴＤ１から稜線部ＰＳ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ＰＳ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１４においては、方向ＤＡは、刃先５１ｕ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５１ｕ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５１ｕの稜線部ＰＳおよび天面ＴＤ１のそれぞれは、ガラス基板４の上面ＳＦ１と、角度ＡＨ１および角度ＡＨ２をなしている。クラックラインＣＬ１（図７）を発生しやすくするためには、角度ＡＨ１がより小さくなりかつ角度ＡＨ２がより大きくなるように刃先５１の姿勢が調整されればよい。

第２の使用方法においては、刃先５１ｕの摺動方向が方向ＤＡと反対の方向ＤＢとされる。よって刃先５１ｕはシャンク５２によって上面ＳＦ１上を位置Ｎ１から位置Ｎ４へと押し進められる。クラックラインＣＬ１（図７）を発生しやすくするためには、上記とは逆に、角度ＡＨ１がより大きくなりかつ角度ＡＨ２がより小さくなるように刃先５１の姿勢が調整されればよい。

＜実施の形態３＞
図１６および図１７を参照して、本実施の形態においては、カッティング器具５０（図１２）に代わり、カッティング器具５０ｖが用いられる。カッティング器具５０ｖは、刃先５１（図１２および図１３）に代わり、刃先５１ｖを有している。刃先５１ｖには、突起部ＰＰとしての頂点を有する円錐面ＳＣが設けられている。

次に、トレンチラインＴＬ１〜ＴＬ３（図９）の形成時におけるカッティング器具５０ｖの使用方法について説明する。まず、上面ＳＦ１に位置Ｎ１（図４）で刃先５１ｖ（図１６）の突起部ＰＰが押し付けられる。次に、押し付けられた刃先５１ｖがガラス基板４の上面ＳＦ１上で摺動させられる。図１６においては、方向ＤＡは、刃先５１ｖ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５１ｖはシャンク５２によって上面ＳＦ１上を引き摺られる。クラックラインＣＬ１（図７）を発生しやすくするためには、円錐面ＳＣと上面ＳＦ１とのなす角度が、図１６に示すように、方向ＤＡの反対側（図１６における左側）に比して、方向ＤＡの側（図１６における右側）において小さくされればよい。

＜実施の形態４＞
図１８および図１９を参照して、本実施の形態においては、トレンチラインＴＬ１の形成とトレンチラインＴＬ２の形成とにおいて、刃先５１の摺動速度だけでなく、刃先５１がガラス基板４に与える荷重が変化させられる。具体的には、前述した第１の速度での刃先５１の摺動によってトレンチラインＴＬ１が形成される際に、本実施の形態においては他の実施の形態と比較して、刃先５１の荷重がより低くされる。なお、前述した第２の速度での刃先５１の摺動によってトレンチラインＴＬ２が形成される際の荷重は、他の実施の形態におけるものと同様である。よって、トレンチラインＴＬ１形成時の荷重は、トレンチラインＴＬ２形成時の荷重よりも小さい。このような荷重の選択の結果、トレンチラインＴＬ１の幅はトレンチラインＴＬ２の幅よりも小さくなる。またトレンチラインＴＬ１の深さはトレンチラインＴＬ２の深さよりも小さくなる。

図２０および図２１を参照して、トレンチラインＴＬ２を形成する工程において摺動させられた刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦ１上における位置Ｎ３に達することで、矢印Ｒ１に示すように、位置Ｎ３から位置Ｎ２までトレンチラインＴＬ２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ＣＬ１が形成される。本実施の形態においては、前述したようにトレンチラインＴＬ１の形成時の刃先５１の荷重が小さくされていたことによって、実施の形態１と異なりクラックラインＣＬ２（図５および図７）が形成されない。言い換えれば、トレンチラインＴＬ１およびトレンチラインＴＬ２のうちトレンチラインＴＬ２のみに沿ってクラックラインが形成される。

図２２および図２３を参照して、その後、実施の形態１（図８および図９）と同様の理由で、刃先５１の摺動が位置Ｎ３から位置Ｎ４まで継続される。これによりトレンチラインＴＬ３が形成される。トレンチラインＴＬ３形成時の荷重は、トレンチラインＴＬ２形成時の荷重と同じであってよい。次に位置Ｎ４で刃先５１がガラス基板４から離される。これにより、位置Ｎ１から位置Ｎ２および位置Ｎ３を順に経由して位置Ｎ４に至るまでの刃先５１の摺動工程が完了する。

次に、クラックラインＣＬ１（言い換えればトレンチラインＴＬ２）およびトレンチラインＴＬ１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われる。ブレイク工程は、ガラス基板４への外力の印加によって行い得る。たとえば、ガラス基板４の上面ＳＦ１上のクラックラインＣＬ１（図２３）に向かって下面ＳＦ２上に応力印加部材（たとえば、「ブレイクバー」と称される部材）を押し付けることによって、クラックラインＣＬ１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。この応力印加がきっかけとなって、位置Ｎ２から位置Ｎ１へ向かってトレンチラインＴＬ１に沿ってクラックが伸展する。よって、ガラス基板４が分断される位置は、クラックラインＣＬ１（言い換えればトレンチラインＴＬ２）に加えてさらにトレンチラインＴＬ１によって規定される。

なお、上記以外の構成については、上述した他の実施の形態の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態によれば、トレンチラインＴＬ１を形成する際の刃先５１の荷重が、より小さくされる。これより刃先５１の摩耗を抑えることができる。

なお上記各実施の形態においてはガラス基板４の上面ＳＦ１が平坦である場合について説明したが、上面ＳＦ１は湾曲していてもよい。またトレンチラインＴＬ１〜ＴＬ３が直線状である場合について図示したが、トレンチラインＴＬ１〜ＴＬ３は曲線状であってもよい。またガラス基板４の上面ＳＦ１上の刃先５１の摺動は、ガラス基板４と刃先５１との間の相対的移動によって実施されるものであるので、ガラス基板４および刃先５１の少なくともいずれかの移動が制御されれば実施され得る。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。

４ ガラス基板（脆性基板）
５０，５０ｕ，５０ｖ カッティング器具
５１，５１ｕ，５１ｖ 刃先
ＣＬ１，ＣＬ２ クラックライン（第１および第２のクラックライン）
Ｎ１〜Ｎ４ 位置（第１〜第４の位置）
ＳＦ１ 上面（一の面）
ＴＬ１〜ＴＬ３ トレンチライン（第１〜第３のトレンチライン）

Claims (8)

1. 脆性基板の一の面上において第１の位置から第２の位置まで第１の速度で刃先を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、溝形状を有する第１のトレンチラインを形成する工程を備え、前記第１のトレンチラインを形成する工程は、前記第１のトレンチラインの下方において前記脆性基板が前記第１の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行われ、さらに
   前記第１のトレンチラインを形成する工程の後に、前記脆性基板の前記一の面上において前記第２の位置から第３の位置へ前記第１の速度よりも遅い第２の速度で前記刃先をさら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、溝形状を有する第２のトレンチラインを形成する工程を備え、前記第２のトレンチラインを形成する工程は、前記第２のトレンチラインの下方において前記脆性基板が前記第２の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行われ、さらに
   前記第２のトレンチラインを形成する工程において摺動させられた刃先が前記第３の位置に達することで、前記第３の位置から前記第２のトレンチラインに沿って前記脆性基板のクラックを伸展させることによって、第１のクラックラインを形成する工程を備え、前記第１のクラックラインによって前記第２のトレンチラインの下方において前記脆性基板は前記第２の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
   前記第１のクラックラインが前記第２の位置に達することで、前記第２の位置から前記第１のトレンチラインに沿って前記脆性基板のクラックを伸展させることによって、第２のクラックラインを形成する工程を備え、前記第２のクラックラインによって前記第１のトレンチラインの下方において前記脆性基板は前記第１の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
   前記第１のクラックラインおよび前記第２の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. 前記第１のトレンチラインを形成する工程の前に、前記脆性基板から離れて配置された前記刃先を前記脆性基板へ近づけることによって、前記脆性基板の前記一の面上における前記第１の位置で前記刃先を前記脆性基板に接触させる工程をさらに備え、前記第１の位置は前記脆性基板の前記一の面の縁から離れている、請求項１に記載の脆性基板の分断方法。
3. 前記第３の位置は前記脆性基板の前記一の面の縁から離れている、請求項１または２に記載の脆性基板の分断方法。
4. 前記第１のクラックラインを形成する工程の後に、前記脆性基板の前記一の面上において前記第３の位置から第４の位置へ前記第２の速度で前記刃先をさら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、溝形状を有する第３のトレンチラインを形成する工程をさらに備え、前記第３のトレンチラインを形成する工程は、前記第３のトレンチラインの下方において前記脆性基板が前記第３の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行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の脆性基板の分断方法。
5. 前記第３のトレンチラインを形成する工程の後に、前記脆性基板の前記一の面上における前記第４の位置で前記刃先を前記脆性基板から離す工程をさらに備え、前記第４の位置は前記脆性基板の前記一の面の縁から離れている、請求項４に記載の脆性基板の分断方法。
6. 前記刃先が前記第２の位置と前記第４の位置との間で摺動する距離は、前記刃先が前記第１の位置と前記第２の位置との間で摺動する距離よりも小さい、請求項４または５に記載の脆性基板の分断方法。
7. 前記刃先が前記第２の位置と前記第４の位置との間で摺動する距離は２ｍｍ以上である、請求項４から６のいずれか１項に記載の脆性基板の分断方法。
8. 前記第２の速度は２５ｍｍ／秒より小さい、請求項１から７のいずれか１項に記載の脆性基板の分断方法。