JP2007246336A - ガラス板の切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水素火炎を用いた処理によって安価で精度の良いガラス板の切断を行う。
【解決手段】ガラス基板１００のスクライブエリアＳＡの端部に凹部（亀裂、切欠き）１００ａを形成し、次いで、凹部１００ａに、水素及び酸素の混合ガスを燃料とするガスバーナー２２の火炎を照射し、スクライブエリアＳＡに沿ってガスバーナー２２を走査する。また、この際、ガラス基板１００のスクライブエリアＳＡと直交する端部を、引っ張り治具３０により挟持し、スクライブエリアＳＡと直交する方向（ｙ方向）に０．１Ｎ以上の引っ張り力（引張力）を加える。
【選択図】図１０

Description

本発明はガラス板の切断方法、特に、半導体素子が形成されたガラス基板の切断方法に関するものである。

例えば、液晶やＥＬ（electroluminescence）素子を利用した表示装置は、透過性を有するガラス基板を用いて構成されることが多く、その製造工程においては、ガラス基板のスクライブ（切断）工程を有することも多い。

例えば、ガラス板の切断方法について、例えば、下記特許文献１（特開平８−１７５８３７）に、ガラス微粉とマイクロクラックを生じにくくするため、ガラス端部に予備亀裂（２ａ）を設ける際にガラス１に曲げモーメントを加えて予備亀裂の深さを増したのち、その予備亀裂（２ａ）を起点に熱応力割断し、割断の終端部の切断の際にもガラスに曲げモーメントを加えて切り残しを回避させる技術が開示されている。なお、括弧内は当該公報の符号番号である。
特開平８−１７５８３７号公報

本発明者らは、表示装置の研究・開発に従事しており、その製造工程における精度の良いガラス基板の切断方法の検討を行っている。

例えば、液晶やＥＬ（electroluminescence）素子を利用した表示装置は、スイッチング素子や駆動回路となるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や画素電極などを形成したガラス基板を用いて構成される。即ち、当該ガラス基板と他の基板（電極）との間に、液晶やＥＬ薄膜を挟み込んだ構造となっている。

このような表示装置の製造工程においては、その歩留まりを向上させるために、大面積のガラス基板を用いて複数の表示装置分のＴＦＴや画素電極を形成し、その後、各装置に対応する領域毎にガラス基板をスクライブ（切断）することが多い。

このガラス基板のスクライブに際しては、その切断面の平坦性（平滑性）が要求され、また、ガラスの破片や粉塵の低減が課題である。

例えば、上記特許文献記載の方法では、曲げモーメントを加えて割断を行っているため、追って詳細に説明するように、その切断面に傷や欠けが生じやすい。また、この傷や欠けによりガラスの破片や粉塵が生じる。

特に、本発明者らが、検討している表示装置においては、ガラスの破片や粉塵が、その後の製造工程において汚染物となり、装置の特性を劣化させてしまう。

また、上記特許文献記載の方法では、炭酸ガス等のレーザビームを使用している。このようなレーザ光を発生させるには、放電管が必要であり、この放電管は消耗品であるため、レーザ装置のメンテナンス費用が大きくなる。つまり、割断工程のコストが大きくなる。

一方、本発明者らは、追って詳細に説明する水素火炎を用いた装置および処理に関する研究・開発を行っており、当該処理の半導体装置への適用、応用に関し鋭意検討を重ねている。

そこで、本発明は、水素火炎を用いた処理によって安価で精度の良いガラス板の切断を行うことを目的とする。また、精度良くガラス板（ガラス基板）を切断することで、当該ガラス板を有する装置の特性を向上させることを目的とする。

（１）本発明に係るガラス板の切断方法は、ガラス板上の切断予定領域の一部に凹部を形成する工程と、上記凹部に水素及び酸素の混合ガスを燃料とするガスバーナーの火炎を照射し、上記切断予定領域方向に上記ガスバーナーを走査することにより、上記切断予定領域に沿って上記ガラス板を切断する工程と、を有することを特徴とする。

このように、ガスバーナーの火炎を熱源とした処理によりガラス板の切断を行ったので、精度良くガラス板の切断を行うことができる。具体的には、ガラスの切断面が平坦で、また、ガラスの破片や粉塵の発生量を低減することができる。

（２）本発明に係るガラス板の切断方法は、ガラス板上の切断予定領域の端部に、水素及び酸素の混合ガスを燃料とするガスバーナーの火炎を照射し、上記切断予定領域方向に上記ガスバーナーを走査することにより、上記切断予定領域に沿って上記ガラス板を切断することを特徴とする。

このように、ガスバーナーの火炎を熱源とした処理によりガラス板の切断を行ったので、精度良くガラス板の切断を行うことができる。具体的には、ガラスの切断面が平坦で、また、ガラスの破片や粉塵の発生量を低減することができる。

上記ガスバーナーの走査は、上記切断予定領域と直交する方向であって互いに逆方向に上記ガラス板に対し引張力を加えた状態で行われることが好ましい。

このように、ガラス板に対し、水平方向に引張力を加えることで、切断面の平坦性を向上させ、また、ガラスの破片や粉塵の発生量を低減することができる。

上記ガラス板は、例えば、その主表面に半導体素子が形成されたガラス基板であり、上記切断予定領域は、上記ガラス基板を分割（個片化）する際のスクライブ領域である。

このように、その主表面に半導体素子が形成されたガラス基板のスクライブ領域に対し、ガスバーナーの火炎を熱源とした処理（切断）を施すことにより、切断面の平坦性を向上させ、また、ガラスの破片や粉塵の発生量を低減することができるため、当該ガラス基板を有する装置の特性の向上を図ることができる。

本実施の形態では、水素及び酸素の混合ガスを燃料とするガスバーナーを用いてガラス基板の切断を行う。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。

１）半導体製造装置
まず、本実施の形態の半導体装置の製造に用いられる半導体製造装置（ガラス基板の切断装置）について図１〜図９を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態の半導体装置の製造に用いられる半導体製造装置の構成例を示す図である。図１において、水タンク１１には純水が蓄えられおり、電気分解槽（電気分解装置）１２に水を供給する。水は電気分解槽１２によって電気分解されて水素ガス及び酸素ガスに分離される。分離された水素ガス及び酸素ガスはガスコントローラ１５に供給される。ガスコントローラ１５はコンピュータシステムと調圧弁、流量調整弁、各種センサ等によって構成されており、予め設定されたプログラムに従って下流のガスバーナー２２に供給する水素ガス及び酸素ガス（混合ガス）の供給量、供給圧力、両ガスの混合比等を調整する。

また、ガスコントローラ１５は図示しないガス貯蔵タンクから供給される、水素ガス（Ｈ_２）、酸素ガス（Ｏ_２）を更に前述の混合ガスに導入し、ガスバーナー２２に供給する。これにより、混合ガスの水素および酸素の混合比（混合比率）を水（Ｈ_２Ｏ）の化学量論組成比（Ｈ_２：Ｏ_２＝２ｍｏｌ：１ｍｏｌ）からずらし、水素過剰（水素リッチ）あるいは酸素過剰（酸素リッチ）な混合ガスを得る。

また、ガスコントローラ１５は、図示しないガス貯蔵タンクから供給される、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスを更に上記混合ガスに導入することができる。これにより、ガスバーナー２２の火炎温度（燃焼温度）や火炎状態の制御を行っている。

上述した水タンク１１、電気分解槽１２およびガスコントローラ１５は燃料（原料）供給部を構成する。

ガスコントローラ１５の下流には閉空間を形成するチャンバー（処理室）２１が配置されている。チャンバー２１には、熱処理の火炎を発生するガスバーナー２２、処理対象の基板（半導体基板やガラス基板等）１００を載置してガスバーナー２２に対して相対的に移動可能とするステージ部５１等が配置されている。

チャンバー２１内の雰囲気は、これに限定されないが、例えば、内部圧力が大気圧〜０．５ＭＰａ程度、内部温度が室温〜１００℃程度に設定可能なよう構成されている。チャンバー２１内の気圧を所望状態に保つために、前述のアルゴンなどの不活性ガスをチャンバー２１内に導入することができる。

ステージ部５１はパーティクル防止のために基板を載置した台を一定速度で移動する機構が設けられている。また、急激な温度差等による基板１００のヒートショックを防止するため、基板１００の載置台に加熱（予熱）や冷却を行う機構が設けられており、外部の温度調節部５２によってこの温度制御がなされる。加熱には電気ヒーター機構、冷却には冷却ガスや冷却水を用いる冷却機構などが用いられる。

図２は、半導体製造装置のガスバーナー部の構成例を示す平面図である。図２に示すように、図１の半導体製造装置のガスバーナー２２はステージ部５１の幅（図示の上下方向）よりも大きい長手部材によって形成され、ステージ部５１の幅より広い幅の火炎を放射できる。ガスバーナー２２の長手方向と直交する方向（図中の矢印方向）にステージ部５１を移動することにより、あるいはガスバーナー２２を移動することによって、ガスバーナー２２が基板１００を走査（スキャン）するように構成されている。

図３は、半導体製造装置のガスバーナー部の構成例を示す断面図である。図３に示すように、ガスバーナー２２は、混合ガスを燃焼室に導出するガスの出口穴が設けられた導気管２２ａ、導気管２２ａを囲む遮蔽器２２ｂ、遮蔽器２２ｂによって囲まれて混合ガスが燃焼する燃焼室２２ｃ、燃焼ガスが遮蔽器２２ｂから外方に出る出口となるノズル２２ｄ、導気管２２ａに設けられた混合ガスの流出口２２ｅなどによって構成されている。

ノズル２２ｄと基板１００とのギャップ（距離）を広く設定すると、燃焼ガスがノズルから放出される際に圧力が低下する。ノズル２２ｄと基板１００とのギャップをせまく設定する（しぼる）と、燃焼ガスの圧力低下が抑制され、圧力は高くなる。従って、ギャップを調整することによってガス圧力を調整することができる。加圧によって水蒸気アニール、水素リッチアニール、酸素リッチアニールなどを促進することができる。各種アニールは混合ガスの設定によって選択可能である。図中には、水蒸気（Ｈ_２Ｏ蒸気）の噴出の様子を示す。

後述するように、混合ガスの流出口２２ｅを複数あるいは線状に形成することによって、ガスバーナー２２の燃焼室２２ｃの火炎（トーチ）形状を線状（長尺の火炎）、複数のトーチ状等にすることができる。ガスバーナー２２近傍の温度プロファイルは流出口２２ｅや遮蔽器２２ｂのノズル２２ｄ等の設計により、好ましくは、火炎の走査方向において矩形となるように設定される。

図４は、半導体製造装置のガスバーナー部の第１構成例を示す図である。図４（Ａ）はガスバーナー２２の短手方向における断面図、図４（Ｂ）はガスバーナー２２の長手方向における部分断面図を示し、図４（Ｃ）はガスバーナー部を模式的に示した見取り図である。これらの図において、図３と対応する部分には同一符号を付している。

この例では、導気管２２ａを囲むように遮蔽器２２ｂが形成されている。遮蔽器２２ｂの下方がノズル２２ｄとなっており、導気管２２ａの下方（ノズル２２ｄ側）にガス流出口２２ｅが線状（長穴）に設けられている。なお、直線状のガス流出口２２ｅの各部位の流出量を同じにするために穴の幅を場所に応じて変えるようにしてもよい。

図５は、半導体製造装置のガスバーナー部の第２構成例を示す図である。ガスバーナー２２の他の構成例を示している。図５（Ａ）はガスバーナー２２の短手方向における断面図、図５（Ｂ）はガスバーナー２２の長手方向における部分断面図を示している。両図において、図３と対応する部分には同一符号を付している。

この例では、導気管２２ａを囲むように遮蔽器２２ｂが形成されている。遮蔽器２２ｂの下方がノズル２２ｄとなっており、導気管２２ａの下方（ノズル２２ｄ側）に複数のガス流出口２２ｅが等間隔で設けられている。この構成では燃焼室のガス密度を一様とし、ノズル２２ｄから外部に流れるガス流量を均一にするために、導気管２２ａを例えば図示の左右方向に適宜移動可能なように構成されている。なお、導気管２２ａを固定とし、ガス流出口２２ｅの各部位の流出量を同じにするために、必要によりガス流出口２２ｅの間隔を場所に応じて変えるようにしてもよい。

図６は、半導体製造装置のガスバーナー部の第３構成例を示す図である。図６（Ａ）はガスバーナー２２の短手方向における断面図、図６（Ｂ）はガスバーナー２２の長手方向における部分断面図を示している。両図において、図３と対応する部分には同一符号を付している。

この例でも、導気管２２ａを囲むように遮蔽器２２ｂが形成されている。遮蔽器２２ｂの下方がノズル２２ｄとなっており、導気管２２ａの側面に複数のガス流出口２２ｅが螺旋状に等間隔で設けられている。この構成では燃焼室のガス密度を一様とし、ノズル２２ｄから外部に流れるガス流量を均一にするために、導気管２２ａを図中の矢印のように回転可能に構成している。

図７は、ノズルの高さと流出ガスの圧力との関係を示す図である。図７（Ａ）に示すように、基板１００の表面からノズル２２ｄを離間させることによって流出燃焼ガスの圧力を下げることができる。また、図７（Ｂ）に示すように、基板１００の表面にノズル２２ｄを接近させることによって流出燃焼ガスの圧力を上げることができる。

図８は、ノズルの形状および角度と流出ガスの圧力との関係を示す図である。図８に示すように、ノズル２２ｄの形状や姿勢の調整（例えば、流出口の形状や基板に対する角度の調整）により流出ガス圧力を調整することができる。この例では、図８（Ａ）に示すように、ノズル２２ｄの流出口形状を片側に開放した形状としている。このため、ガスバーナー２２が直立した状態では流出燃焼ガスの圧力を下げることができる。また、図８（Ｂ）に示すように、ガスバーナー２２を回動あるいは傾斜させると、基板１００の表面にノズル２２ｄの流出口が接近して流出燃焼ガスの圧力を上げることができる。

図９は、ノズルと導気管との距離と流出ガスの圧力との関係を示す図である。図９に示すように、導気管２２ａと遮蔽器２２ｂとの相対的な位置関係を可変としてノズル２２ｄから流出する燃焼ガスの温度を調整することができる。例えば、導気管２２ａが遮蔽器２２ｂ内でノズル２２ｄに向かって進退可能である構造にして、燃焼室２２ｃを移動し、熱源とノズル２２ｄ間の距離を変えることが可能となる。また、熱源と基板間との距離の調整が可能となる。

従って、図９（Ａ）に示すように、導気管２２ａがノズル２２ｄに相対的に接近する場合にはノズル２２ｄから流出する燃焼ガスは相対的に高温になる。また、図９（Ｂ）に示すように、導気管２２ａがノズル２２ｄから相対的に離間する場合にはノズル２２ｄから流出する燃焼ガスは相対的に低温になる。

このような構造は、ガスバーナー２２と基板１００間のギャップを変えることなく、流出燃焼ガスの温度を調整することを可能とし、具合がよい。もちろん、ガスバーナー２２と基板間のギャップを変えて基板温度を調整してもよい。もちろん、ガスバーナー２２と基板間のギャップを変えて、更に、導気管２２ａと遮蔽器２２ｂとの相対的な位置関係を調整してガス温度を調整する構成とすることができる。また、ガスバーナー２２の基板に対する走査速度を変えることにより基板温度を調整することができる。

なお、図４〜図９に示したガスバーナーの構造は、これらを適宜に組み合わせることが可能である。

例えば、図７に示す構成と図９に示す構成とを組み合わせることができる。図７に示すガスバーナー２２全体を基板１００に対して接近あるいは離間する構成としてノズル２２ｄと基板１００間のギャップを調整可能とし、基板１００の温度（例えば、表面温度）を調節する。更に、図９に示したようにガスバーナー２２内の導気管２２ａをノズル２２ｄに向かって進退可能とすることによって基板１００の温度を微調節する。これによって、基板１００の温度を目標とする熱処理温度とすることがより容易となる。

また、図７と図８に示す構成を組み合わせることができる。ガスバーナー２２全体を基板１００に対して接近あるいは離間する構成としてノズル２２ｄと基板１００間のギャップを調整可能とし（図７参照）、基板１００の表面温度や火炎の圧力を調節する。更に、ガスバーナー２２全体の基板１００に対する姿勢を調整することによって基板１００の表面温度や火炎の圧力を調節する（図８参照）。

また、図７と図８と図９に示す構成を組み合わせることができる。ガスバーナー２２全体を基板１００に対して接近あるいは離間する構成としてノズル２２ｄと基板１００間のギャップを調整可能とし、基板１００の表面温度や火炎の圧力を粗調節する（図７参照）。更に、ガスバーナー２２全体の基板１００に対する姿勢を調整することによって基板１００表面の火炎の圧力を調節する（図８参照）。更に、ガスバーナー２２内の導気管２２ａをノズル２２ｄに向かって進退可能とすることによって基板１００の表面温度を微調節する（図９参照）。かかる構成により、より正確な熱処理が可能となる。

また、図示していないが、ガスバーナー２２の遮蔽板２２ｂを可動式として、ノズル２２ｄの開口（流出口、絞り）をガスバーナー２２の走査方向において広狭に変更可能とすることができる。それにより、ガスバーナー２２の走査方向における基板１００の被処理部部分の暴露時間、基板１００の熱処理の温度プロファイル、熱処理温度、火炎圧などを調整することが可能となる。

以上説明した半導体製造装置においては、基板を横切るような長尺のガスバーナーを備えるので、窓ガラスのような大面積の基板の熱処理を行うことができる。また、燃料となる水素と酸素を水の電気分解によって得ることができるので、ガス材料の入手が容易でランニングコストが安価である。

また、上記半導体製造装置においては、ガスバーナー２２は、遮蔽器２２ｂを設けたが、遮蔽器２２ｂを用いず、ガスバーナー２２を外気にさらした状態で処理を行ってもよい。また、上記半導体製造装置においては、遮蔽器２２ｂから燃焼ガスが噴出している場合について説明したが、遮蔽器２２ｂから火炎が出るよう調整してもよい。

また、基板に対する処理は、燃焼ガスによる処理でも、火炎を直接接触させる処理でもよい。これらの処理の制御は、各処理の条件毎に適宜設定することができる。

特に、火炎は、還元性の強い内炎（還元炎）と酸化性の強い外炎（酸化炎）とを有し、いずれを基板に接触させるかによって、処理条件に応じた設定をすることができる。また、内炎は比較的低温（５００℃程度）であり、外炎は、高温（１４００〜１５００℃程度）である。内炎と外炎との間は、さらに高温で１８００℃程度となる。従って、処理条件に応じた設定をすることができる。

また、熱処理工程において、水素と酸素の混合比及び供給量を適宜に設定することによって還元雰囲気（水素リッチ）あるいは酸化雰囲気（酸素リッチ）を容易に設定できる。

また、燃料となる水素と酸素を水の電気分解によって得るので、水（Ｈ_２Ｏ）の化学量論組成比である２ｍｏｌ：１ｍｏｌの水素及び酸素の混合ガスを容易に得ることができ、この混合ガスに別途酸素もしくは水素を添加することで、還元雰囲気（水素リッチ）あるいは酸化雰囲気（酸素リッチ）を容易に設定できる。

また、火炎温度の調整も容易である。更に、必要により不活性ガスを導入し、もしくは原料ガスの流量を調整して火炎状態（温度、ガス圧力など）を調整することができる。

また、ガスバーナーのノズル形状などを調整することによって所望の温度プロファイルを得ることが容易である。

このようなガスバーナーを用いた処理は、生産性が高く、また、安価に処理を行うことができる。また、火炎の原料ガスが水素や酸素など、クリーンなエネルギーであり、主生成物が水であるため、環境負荷（環境破壊）を低減できる。

２）ガラス基板の切断方法（表示装置の製造方法）
次に、前述した半導体製造装置を使用したガラス基板（ガラス板）の切断方法について図１０および図１１を参照しながら説明する。図１０は、本実施の形態のガラス基板の切断方法を示す工程斜視図である。図１１は、本実施の形態のガラス基板の切断方法によるガラス基板の切断面を模式的に示す正面図および側面図である。なお、図１２は、本実施の形態の効果を説明するためのガラス基板の切断方法を示す工程断面図である。図１３は、図１２に示すガラス基板の切断方法によるガラス基板の切断面を模式的に示す正面図および側面図である。

まず、略矩形のガラス基板（石英基板、基板、透明基板、絶縁性基板）１００を準備する。このガラス基板には、各装置対応領域が複数形成され、各装置対応領域は、例えば、画素電極およびＴＦＴがアレイ状に配置された表示部と、ＴＦＴよりなる駆動回路等が形成された周辺部を有する。この各装置対応領域間にはスクライブエリアが設けられる。このスクライブエリアは、ガラス基板を略矩形の各装置対応領域に切断すべく、縦横にライン状に設けられる。

このようなガラス基板をスクライブエリア（切断予定領域）ＳＡに沿って切断することにより各装置対応領域ごとにガラス基板１００が切断される。以下、この切断工程について詳細に説明する。

図１０に示すように、ガラス基板１００のスクライブエリアＳＡの端部に凹部（亀裂、切欠き）１００ａを形成する。この凹部１００ａは、例えば、ダイヤモンドカッターを用いてスクライブを行う（刻みを付ける）。なお、図１０においては、ｘ方向に延在するスクライブエリアＳＡを１ラインしか表示していないが、前述したように、複数のスクライブラインを縦横に碁盤目に形成してもよい。

次いで、凹部１００ａに、水素及び酸素の混合ガスを燃料とするガスバーナー２２の火炎を照射し、スクライブエリアＳＡに沿ってガスバーナー２２を走査する。なお、ここでは、図２を参照しながら説明したライン状の火炎ではなく、後述する直径１０ｍｍのガスバーナー２２からの火炎（ポイント火炎）を用いる。なお、火炎の形状がライン状かポイントかで異なる以外は、１）半導体製造装置で説明した装置と同様である。

ガスバーナー２２へは、水素３０〔ｌ／ｍｉｎ〕、酸素１５〔ｌ／ｍｉｎ〕で供給し、空燃比は１とする。空燃比とは混合気体に含まれる空気の重量を燃料の重量で割ったものである。また、ガスバーナー２２の直径は１０ｍｍで、放出する火炎の直径も１０ｍｍ程度である。また、ガスバーナー２２の先端からガラス基板１００の表面までの距離（ｄ）は、５〜１００ｍｍ（５≦ｄ≦１００ｍｍ）程度である。また、ガラス基板１００に到達する火炎温度は、２０００〜２５００℃程度であり、その照射時間は、１００ｍｓ（ミリ秒）以下である。例えば、基板の走査速度を１００ｍｍ／ｓとした場合、各ポイントにおける照射時間は、１００ｍｓとなる。このような火炎の照射条件においては、基板表面温度は、４００〜８００℃となる。なお、ステージ５１の温度は室温である。

また、ガラス基板１００のスクライブエリアＳＡと直交する端部は、引っ張り治具３０により挟持され、スクライブエリアＳＡと直交する方向（ｙ方向）であり、水平方向に０．１Ｎ以上の引っ張り力（引張力）が加えられている。言い換えれば、スクライブエリアと直交する方向であって互いに逆方向にガラス基板に対し引張力が加えられている。なお、図中では、各辺に対し１個の引っ張り治具３０しか記載していないが、ガラス基板１００の当該辺に対し、均等に引張力が加わるよう、治具の位置や個数を調整してもよい。

また、前述した通り、スクライブラインＳＡが碁盤目状に延在している場合には、切断するスクライブラインＳＡの延在方向によって、引張力が加わる辺が異なる。従って、あらかじめ、ガラス基板１００の４つの辺に引っ張り治具３０を準備し、引張力が加わる対向する２つの辺を適宜変更してもよい。

また、この引張力を加えるタイミングは、火炎の照射および走査の前であってもよいし、火炎の照射および走査と同時もしくはその後であってもよい。但し、前述したように、火炎の走査は短時間であるため、あらかじめ引張力を加えた後、火炎の照射および走査を行う方が、制御がしやすく、また、高速処理が可能である。

ガラス基板１００の切断の後は、各装置対応領域毎に、適宜組み立て（製造）工程がなされる。

このように、本実施の形態においては、水素及び酸素の混合ガスを燃料とするガスバーナー２２の火炎を、スクライブエリアＳＡの凹部１００ａに照射したので、熱応力により、当該凹部１００ａを起点とした亀裂が生じる。また、当該亀裂は、ガスバーナー２２の走査方向に延長することを、本発明者らの実験により確認している。また、その切断面が、平坦であることを確認している。即ち、図１１（Ａ）に示すように、その切断面の上部には、スクライブによる傷（凹部１００ａ）が僅かに確認されるものの、その切断面は、ほぼ平坦（滑らか）であり、さらなるへき開処理の必要はなかった。また、図１１（Ｂ）に示すように、その切断面をガラス基板１００の側面（例えばｘ方向）から確認した場合、そのエッジが直角であり、角部の欠けなども少なかった。なお、ここでは、亀裂の発生の起点とすべく、凹部１００ａを形成したが、かかる凹部１００ａを形成しなくとも、当該ポイント（スクライブエリアＳＡの端部）にガスバーナー２２の火炎を照射するだけでも、亀裂は生じ、ガラス基板１００の切断が可能である。

また、本実施の形態においては、ガラス基板１００にスクライブエリアＳＡと直交する方向に引張力を加えたので、ガラス破片や粉塵の発生を低減できる。

例えば、図１２に示すように、ガラス基板１００に対し、曲げモーメントを加えた場合、割断の際に、ガラスのエッジ同士が擦れ合い、図１３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、そのエッジに欠けが生じる。この欠けた部分（１００ｂ）がガラス破片や粉塵となって、ガラス基板１００上の半導体素子（例えば、画素電極やＴＦＴ等）等を汚染し、その装置特性を劣化させる。

これに対し、本実施の形態によれば、上記不具合を解消でき、高精度のガラス基板の切断を行うことができる。また、高品質のガラスの切断面を得ることができる。

なお、ガラス基板の切断に際しては、短時間で大きな熱応力を加えることが望ましいと考えられる、従って、高温の内炎と外炎との間がガラス基板１００の表面に当接するよう制御することがより好ましい。

また、ガラス基板１００全体に加わる熱応力ができるだけ小さい方が好ましい。基板全体が高温となると基板の歪の原因となり、また、予期せぬ箇所での基板の割れが生じるからである。

従って、ガラス基板１００（もしくはガスバーナー２２）の走査速度は、１００〜３００ｍｍ／ｓ程度が好ましい。

また、上記実施の形態においては、ガスバーナー２２の直径および放出する火炎の直径を１０ｍｍとしたが、火炎の直径は１０ｍｍ以下がより好ましいと考えられる。この場合、ガスバーナー２２とガラス基板１００との間に耐熱性の部材よりなるスリットを配置し、火炎の直径を１０ｍｍ以下とすることが可能である。図１４は、本実施の形態の他のガラス基板の切断方法を示す工程斜視図である。図１４に示すように、幅０．１ｍｍのスリットＳを有する耐熱性の部材（例えば、石英）よりなるスリット板４０をガラス基板１００上に搭載し、スリットＳの端部にガスバーナー２２の火炎を照射し、スリットＳに沿ってガスバーナー２２を走査する。このスリットＳが、スクライブエリアＳＡ上に位置するよう耐熱性の部材４０を配置する。この場合は、特に、ガラス基板１００に加える熱応力を大きくすることができるため、凹部１００ａを形成しなくとも、直線性の良い切断が可能である。なお、ガスバーナー２２を囲む遮蔽器２２ｂのノズル２２ｄによって、ノズル２２ｄの直径を調整することで、ノズル２２ｄから出る火炎の直径を１０ｍｍ以下としてもよい（図３参照）。

また、上記実施の形態においては、ガスバーナー２２をスクライブエリアＳＡの全域に走査するまでもなく、ガラス基板１００の切断が可能である。即ち、前述したように、ガスバーナー２２の走査方向に沿って亀裂が延長する現象が見られるため、スクライブエリアＳＡの途中でガスバーナーの走査を停止することも可能である。もちろん、ガスバーナー２２をスクライブエリアＳＡの全域に走査してもよい。このような走査条件は、ガラス基板１００の厚さや材質等により適宜設定することができる。また、上記実施の形態においては、ポイント火炎を例に説明したが、スクライブエリアＳＡに沿ってライン状の火炎（図２参照）を照射してもよい。但し、前述したように、本発明者らによりガスバーナー２２の走査方向と亀裂の延長方向とが関係していることが確認されているため、ポイント火炎を走査した方が、より精度の良い処理を行なうことができると考えられる。

また、ガラス基板１００のスクライブエリアＳＡには、アライメントマーク（位置合わせマーク）や検査パターン等の膜が形成されることが多い。このように、スクライブエリアＳＡ（ガラス基板）上に他の膜が残存していても、上記実施の形態においては、ガラス基板１００の切断が可能である。即ち、熱応力が加わる限りにおいて、ガラス基板には、亀裂が生じ、また、水平方向に引張力が加えられているため、その上層の膜の存在に関わらずガラス基板１００の切断が可能となる。

但し、その上層の膜による破片の発生等を少なくするため、あらかじめ、スクライブエリアＳＡ上の膜のみをダイヤモンドカッター等で切断（もしくはエッチング除去）した後、その下層のガラス基板を上記実施の形態に記載の方法で切断することにより、より精度の良い処理を行なうことができる。

このように、本実施の形態によれば、ランニングコストが安価な処理を行うことができる。また、大面積のガラス基板を用いることにより生産性が高く、装置の大量生産が可能となる。また、火炎の原料ガスが水素や酸素など、クリーンなエネルギーであり、主生成物が水であるため、ガラス基板上に形成された各種素子や配線等を汚染することがなく、また、環境負荷（環境破壊）も低減できる。

なお、本実施の形態においては、ガラス基板上に例えばＴＦＴ等の素子を形成した後のスクライブ工程を例に説明したが、素子形成前のガラス基板の切断時にも本実施の形態を適用可能である。

また、本実施の形態においては、ガラス基板を用いる装置として表示装置（電気光学装置）を例に説明したが、本実施の形態は、ガラス基板を有する装置の製造に広く適用可能である。

また、本実施の形態は、もちろん、ガラス基板を有する装置に限らず、単なるガラスの切断にも適用可能であるが、ガラス基板を有する装置（特に、表示装置や電子機器）においては、その製造工程のクリーン度が高く要求され、その装置特性に大きく影響する。従って、本実施の形態は、これらの精密機器の製造に用いて好適である。具体的には、前述したＴＦＴ等、半導体装置（素子）の製造方法や、この半導体装置を有する電子機器（たとえば、上記ＴＦＴを駆動素子として用いた電気光学装置）の製造方法に用いて好適である。

また、上記発明の実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。

実施の形態１の半導体装置の製造に用いられる半導体製造装置の構成例を示す図 半導体製造装置のガスバーナー部の構成例を示す平面図である。 半導体製造装置のガスバーナー部の構成例を示す断面図である。 半導体製造装置のガスバーナー部の第１構成例を示す図である。 半導体製造装置のガスバーナー部の第２構成例を示す図である。 半導体製造装置のガスバーナー部の第３構成例を示す図である。 ノズルの高さと流出ガスの圧力との関係を示す図である。 ノズルの形状および角度と流出ガスの圧力との関係を示す図である。 ノズルと導気管との距離と基板温度との関係を示す図である。 本実施の形態のガラス基板の切断方法を示す工程斜視図である。 本実施の形態のガラス基板の切断方法によるガラス基板の切断面を模式的に示す正面図および側面図である。 本実施の形態の効果を説明するためのガラス基板の切断方法を示す工程断面図である。 図１２に示すガラス基板の切断方法によるガラス基板の切断面を模式的に示す正面図および側面図である。 本実施の形態の他のガラス基板の切断方法を示す工程斜視図である。

符号の説明

１１…水タンク、１２…電気分解槽、１５…ガスコントローラ、２１…チャンバー（処理室）、２２…ガスバーナー、２２ａ…導気管、２２ｂ…遮蔽器、２２ｃ…燃焼室、２２ｄ…ノズル、２２ｅ…流出口、２５…吸気ノズル、２７…吸気ノズル、２９…残渣、３０…引っ張り治具、４０…スリット板、５１…ステージ部、１００…ガラス基板（基板）、１００ａ…凹部、ＳＡ…スクライブエリア、Ｓ…スリット

Claims (4)

1. ガラス板上の切断予定領域の一部に凹部を形成する工程と、
   前記凹部に水素及び酸素の混合ガスを燃料とするガスバーナーの火炎を照射し、前記切断予定領域方向に前記ガスバーナーを走査することにより、前記切断予定領域に沿って前記ガラス板を切断する工程と、
   を有することを特徴とするガラス板の切断方法。
2. ガラス板上の切断予定領域の端部に、水素及び酸素の混合ガスを燃料とするガスバーナーの火炎を照射し、前記切断予定領域方向に前記ガスバーナーを走査することにより、前記切断予定領域に沿って前記ガラス板を切断することを特徴とするガラス板の切断方法。
3. 前記ガスバーナーの走査は、前記切断予定領域と直交する方向であって互いに逆方向に前記ガラス板に対し引張力を加えた状態で行われることを特徴とする請求項１又は２記載のガラス板の切断方法。
4. 前記ガラス板は、その主表面に半導体素子が形成されたガラス基板であり、前記切断予定領域は、前記ガラス基板を分割する際のスクライブ領域であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のガラス板の切断方法。

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