JP2016098152A - 脆性基板の分断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クラックを有しないトレンチラインに沿った分断を簡素な工程で行う。【解決手段】脆性基板１１の縁ＥＧに刃先を乗り上げさせることによって、縁ＥＧ上の始点Ｎ１に欠けが形成される。始点Ｎ１に乗り上げた刃先を移動させることによって、始点Ｎ１から終点Ｎ３まで第１のトレンチラインＴＬが形成される。第１のトレンチラインＴＬはクラックレス状態が得られるように形成される。脆性基板１１に応力を加えることにより、欠けを起点としたクラックを始点Ｎ１から終点Ｎ３へ伸展させることによって、第１のトレンチラインＴＬに沿って脆性基板１１が分断される。【選択図】図２

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、刃先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。刃先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、このトレンチの直下には垂直クラックが形成される。その後、ブレーク工程と称される応力付与がなされる。これにより上記垂直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われることが比較的多い。しかしながら、スクライブラインを形成する工程とブレー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。

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度のブレーク工程で２枚の脆性基板を同時にブレー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われ、その後の応力付与によりブレーク工程が行われる。このことは、脆性基板への加工時にスクライブライン全体に沿って垂直クラックが既に存在していることを意味する。よって、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離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ーク工程との間に基板の加工工程が行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ー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。

上記課題を解決するために本発明者は独自の分断技術を開発してきた。この技術によれば、脆性基板が分断される位置を規定するラインとして、まず、その直下にクラックを有しないトレンチラインが形成される。トレンチラインが形成されることにより、脆性基板が分断されることになる位置が規定される。その後、トレンチラインの直下にクラックが存在していない状態が維持されていれば、トレンチラインに沿った分断が容易には生じにくい。この状態を用いることで、脆性基板が分断されることにな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脆性基板が意図せず分断されることを防ぐことができる。

上述したようにトレンチラインは、通常のスクライブラインに比して、それに沿った分断が発生しにくい。このことは、意図しない分断を防ぐ意味では有用である一方で、意図的な分断を行うには、それに適した特別な処理を必要とすることを意味する。脆性基板の分断方法を簡素化するためには、この処理が容易なものであることが望ましい。

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、その直下にクラックを有しないトレンチラインに沿った分断を簡素な工程で行う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。

脆性基板の分断方法は、以下の工程を有する。縁を有する表面が設けられた脆性基板が準備される。次に、脆性基板へ刃先を押し付けながら脆性基板上で刃先が移動させられる。刃先を移動させる工程は、脆性基板の縁に刃先を乗り上げさせることによって、縁上の一の位置である始点に欠けを形成する工程と、欠けを形成する工程によって始点に乗り上げた刃先を脆性基板の表面上へ押し付けながら表面上で刃先を移動させることによって脆性基板の表面上に塑性変形を発生させることで、始点から表面上の他の位置である終点まで第１のトレンチラインを形成する工程とを含む。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直下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。次に、脆性基板に応力を加えることにより、欠けを起点としたクラックを始点から終点へ伸展させることによって、第１のトレンチ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のトレンチラインに沿ってクラックを伸展させるきっかけとして、脆性基板の縁に形成された欠けが用いられる。この欠けは、第１のトレンチラインの形成開始時に移動する刃先が脆性基板の縁を乗り上げるだけで形成される。よって第１のトレンチラインに沿った脆性基板の分断を簡素な工程で行うことができる。

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一工程を概略的に示す上面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う視野で本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の工程を順に示す概略部分断面図（Ａ）〜（Ｃ）である。 図２の線ＩＶＡ−ＩＶＡに沿う概略断面図でありクラックレス状態におけるトレンチラインの構成を示す図（Ａ）、および、トレンチライン直下にクラックラインが形成された状態を同様の視野で示す断面図（Ｂ）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１における脆性基板の分断方法に用いられるスクライビング器具の構成を概略的に示す側面図である。 図６におけるスクライビングホイールおよびピンの構成を概略的に示す正面図（Ａ）、および図７（Ａ）の部分拡大図（Ｂ）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一工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す断面図である。 図９の矢印Ｘに対応する視野による概略的な側面図である。 本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す断面図である。 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４における脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す部分上面図（Ａ）〜（Ｄ）である。 図１７（Ａ）の線ＸＶＩＩＩＡ−ＸＶＩＩＩＡに沿う概略部分断面図（Ａ）、図１７（Ｂ）の線ＸＶＩＩＩＢ−ＸＶＩＩＩＢに沿う概略部分断面図（Ｂ）、図１７（Ｃ）の線ＸＶＩＩＩＣ−ＸＶＩＩＩＣに沿う概略部分断面図（Ｃ）、および図１７（Ｄ）の線ＸＶＩＩＩＤ−ＸＶＩＩＩＤに沿う概略部分断面図（Ｄ）である。 本発明の実施の形態５における脆性基板の分断方法に用いられるスクライビング器具の構成を概略的に示す側面図（Ａ）、および図１９（Ａ）の矢印ＸＩＸに対応する視野による刃先の底面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態５の変形例における脆性基板の分断方法に用いられるスクライビング器具の構成を概略的に示す側面図（Ａ）、および図２０（Ａ）の矢印ＸＸに対応する視野による刃先の底面図（Ｂ）である。

以下、図面に基づいて本発明の各実施の形態における脆性基板の分断方法について説明する。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）
図１は、本実施の形態におけるガラス基板１１（脆性基板）の分断方法を概略的に示すフロー図である。図２は、ステップＳ２０（図１）直後の状態を概略的に示す上面図である。図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う視野で工程を順に示す概略部分断面図（Ａ）〜（Ｃ）である。

まずガラス基板１１が準備される（図１：ステップＳ１０）。ガラス基板１１は、縁ＥＧを有する上面ＳＦ１（表面）と、下面ＳＦ２とを有する。またガラス基板１１は、上面ＳＦ１に垂直な厚さ方向ＤＴを有する。また刃先が設けられたスクライビングホイール５１Ｒを有するスクライビング器具が準備される。スクライビング器具の詳細については後述する。

次に、矢印Ｍ１（図３（Ａ））に示すスクライビングホイール５１Ｒの移動により、その刃先がガラス基板１１の上面ＳＦ１の縁ＥＧに接触する。次に、ガラス基板１１へ刃先を押し付けながらガラス基板１１上で刃先が移動させられる（図１：ステップＳ２０）。以下、その工程について説明する。

まず、矢印Ｍ２（図３（Ｂ））に示すスクライビングホイール５１Ｒの移動により、ガラス基板１１の縁ＥＧに刃先が乗り上げる。これにより、縁ＥＧ上の一の位置である始点Ｎ１（図２）に欠けＣＰ（図３（Ｃ））が形成される（図１：ステップＳ２０Ｃ）。

次に、上記のように欠けＣＰを形成する工程によって始点Ｎ１に乗り上げた刃先をガラス基板１１の上面ＳＦ１上へ押し付けながら、矢印Ｍ３（図３（Ｃ））に示すように、上面ＳＦ１上で、刃先が設けられたスクライビングホイール５１Ｒが移動させられる。これによって、ガラス基板１１の上面ＳＦ１上に塑性変形が発生する。その結果、始点Ｎ１から、上面ＳＦ１上の他の位置である終点Ｎ３まで、トレンチラインＴＬ（第１のトレンチライン）が形成される（図１：ステップＳ２０Ｔ）。

図４（Ａ）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の直下においてガラス基板１１がトレンチラインＴＬ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。よってガラス基板１１に曲げモーメントが加わっても、トレンチラインＴＬに沿った分断は容易には生じない。クラックレス状態を得るためには、刃先がガラス基板１１に押し付けられる荷重が過度に大きくならないようにすればよい。なお図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の比較例を示すものであり、トレンチラインＴＬと、それに沿ってその直下に延びるクラックであるクラックラインＣＬとが形成された状態を示す。

上述したトレンチラインＴＬの形成工程が必要に応じて繰り返されることにより、所望の数のトレンチラインが形成され得る。図２は、３つのトレンチラインＴＬが形成される場合を例示している。

図５を参照して、次にブレーク工程が行われる。具体的には、ガラス基板１１に応力を加えることにより、欠けＣＰを起点としたクラックを始点Ｎ１から終点Ｎ３へ伸展させることによって、トレンチラインＴＬに沿ってガラス基板１１が分断される（図１：ステップＳ３０）。ブレーク工程はトレンチラインＴＬの数に応じて複数回行い得る。なおブレーク工程のより詳細な方法は後述する。

以上により、トレンチラインＴＬに沿ってガラス基板１１が分断される。

図６および図７を参照して、次に、上述したスクライビングホイール５１Ｒを有するスクライビング器具５０Ｒの詳細について、以下に説明する。

スクライビング器具５０Ｒは、スクライブヘッド（図示せず）に取り付けられることによってガラス基板１１に対して相対的に移動することにより、ガラス基板１１に対するスクライブを行うものである。スクライビング器具５０Ｒは、スクライビングホイール５１Ｒと、ホルダ５２Ｒと、ピン５３とを有する。スクライビングホイール５１Ｒは、おおよそ円盤状の形状を有しており、その直径は、典型的には数ｍｍ程度である。スクライビングホイール５１Ｒは、ホルダ５２Ｒにピン５３を介して、回転軸ＲＸ周りに回転可能に保持されている。

スクライビングホイール５１Ｒは、刃先が設けられた外周部ＰＦを有する。外周部ＰＦは、回転軸ＲＸ周りに円環状に延びている。外周部ＰＦは、図７（Ａ）に示すように、目視レベルでは稜線状に切り立っており、それによって、稜線と傾斜面とからなる刃先を構成している。一方、顕微鏡レベルでは、スクライビングホイール５１Ｒがガラス基板１１内へ侵入することによって実際に作用する部分（図７（Ｂ）の二点鎖線よりも下方）において外周部ＰＦの稜線は微細な表面形状ＭＳを有する。表面形状ＭＳは、正面視（図７（Ｂ））において、有限の曲率半径を有する曲線形状を有することが好ましい。

スクライビングホイール５１Ｒは、超硬合金、焼結ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンドまたは単結晶ダイヤモンドなどの硬質材料を用いて形成されている。上述した稜線および傾斜面の表面粗さを小さくする観点でスクライビングホイール５１Ｒ全体が単結晶ダイヤモンドから作られてもよい。

次にスクライビング器具５０Ｒの使用方法について説明する。スクライビング器具５０Ｒの刃先をガラス基板１１の表面ＳＦ１上において移動させることにより（図６参照）、トレンチラインＴＬ（図３（Ｃ））を形成するスクライブが行われる。この際、刃先に加えられる荷重Ｆは、ガラス基板１１の厚さ方向ＤＴに平行な垂直成分Ｆｐと、上面ＳＦ１に平行な面内成分Ｆｉとを有する。スクライビングホイール５１Ｒの転動（矢印ＲＴ）によるスクライビングホイール５１Ｒの進行方向ＤＢは面内成分Ｆｉの方向と同じである。言い換えれば、トレンチラインＴＬの形成方向は、面内成分Ｆｉの方向と同じである。

次に本実施の形態におけるブレーク工程に特に適した方法について、以下に説明する。

図８を参照して、ガラス基板１１の上面ＳＦ１が敷物８１を介してテーブル８０に対向するように、トレンチラインＴＬが形成されたガラス基板１１（図２）が敷物８１を介してテーブル８０上に置かれる。敷物８１は、ガラス基板１１およびテーブル８０の材料に比して変形しやすい材料からなる。

図９および図１０を参照して、ブレークバー８５が準備される。ブレークバー８５は、図１０に示すように、ガラス基板１１の表面を局所的に押し付けることができるように突出した形状を有することが好ましく、図１０においては略Ｖ字状の形状を有する。図９に示すように、この突出部分は直線状に延在している。

次に、ブレークバー８５がガラス基板１１の下面ＳＦ２の一部に接触させられる。この接触部分は、下面ＳＦ２のうち厚さ方向（図９における縦方向）において欠けＣＰと対向する対向部分ＳＦ２Ｃから離れている。

次に、矢印ＣＴ１に示すように、上記接触部分が、トレンチラインＴＬに沿って拡張され、対向部分ＳＦ２Ｃの方へ近づく。上述した最初の接触時、またはそれに続く接触部分の拡張によって、ブレークバー８５が下面ＳＦ２において、トレンチラインＴＬに対向する部分に接触し、かつ欠けＣＰに対向する部分からは離れた状態が生じる。

図１１を参照して、矢印ＣＴ２に示すように、上記接触部分が対向部分ＳＦ２Ｃに達する。言い換えれば、ブレークバー８５は、前述した工程によってトレンチラインＴＬに先に応力を印加し、その後、さらに欠けＣＰにも同時に応力を印加する。この応力により欠けＣＰからトレンチラインＴＬに沿ってクラックが伸展する（図１２の矢印ＰＲ参照）。

以上のブレーク工程により、ガラス基板１１の分断（図５）が行われる。

本実施の形態によれば、トレンチラインＴＬに沿ってクラックを伸展させるきっかけとして、ガラス基板１１の縁ＥＧに形成された欠けＣＰが用いられる。この欠けＣＰは、トレンチラインＴＬの形成開始時に移動する刃先がガラス基板１１の縁ＥＧを乗り上げるだけで形成される。よってトレンチラインＴＬに沿ったガラス基板１１の分断を簡素な工程で行うことができる。

また欠けＣＰの形成には、スクライビングホイール５１Ｒの刃先、すなわち回転する刃先、が用いられる。これにより、ダイヤモンドポイントのような固定された刃先が用いられる場合に比して、ガラス基板１１の縁ＥＧに刃先が乗り上げる際に刃先が受けるダメージが抑制される。

（実施の形態２）
図１３を参照して、本実施の形態においては、トレンチラインＴＬの一部として高荷重区間ＨＲを形成する工程と、トレンチラインＴＬの一部として低荷重区間ＬＲを形成する工程とが行われる。高荷重区間ＨＲは、始点Ｎ１から、始点Ｎ１と終点Ｎ３との間の途中点Ｎ２まで形成される。低荷重区間ＬＲは途中点Ｎ２から終点Ｎ３まで形成される。低荷重区間ＬＲを形成する工程において刃先に加えられる荷重は、高荷重区間ＨＲを形成する工程で用いられる荷重よりも低い。

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ＴＬのうち欠けＣＰから延びる部分である高荷重区間ＨＲが、高荷重による塑性変形で形成される。これにより、低荷重区間ＬＲで用いられる低荷重による塑性変形でトレンチラインＴＬ全体が形成される場合に比して、欠けＣＰからトレンチラインＴＬへクラックが発生しやすくなる。よってブレーク工程（図８〜図１２）において、欠けＣＰをきっかけとしたクラックをより確実に発生させることができる。よってこのクラックの伸展を用いた、トレンチラインＴＬに沿ったガラス基板１１の分断をより確実に行うことができる。

なお図２においては終点Ｎ３がガラス基板１１の縁ＥＧから離れているが、終点Ｎ３はガラス基板１１の縁ＥＧ上（図２の例においてはガラス基板１１の表面ＳＦ１の右辺の縁上）に位置してもよい。

（実施の形態３）
図１４を参照して、まず、実施の形態１とほぼ同様の方法により、その始点に欠けＣＰを伴い、かつ終点まで延びるトレンチラインＴＬが、方向ＤＬへ向けて形成される。

図１５を参照して、次に、荷重を加えることによって刃先をガラス基板１１の上面ＳＦ１上へ押し付けながら、上面ＳＦ１上で刃先が方向ＤＭへ向けて移動させられる。これによってガラス基板１１の上面ＳＦ１上に塑性変形を発生させることで、トレンチラインＴＭ（第２のトレンチライン）が点Ｔ１およびＴ６の間に形成される。トレンチラインＴＭの形成は、トレンチラインＴＬ（図４（Ａ））に関して実施の形態１において説明したのと同様に、トレンチラインＴＭに関してクラックレス状態が得られるように行われる。

点Ｔ１および点Ｔ２の間と、点Ｔ３およびＴ４の間と、点Ｔ５およびＴ６の間は、トレンチラインＴＭの一部として高荷重区間ＨＲが形成される。点Ｔ２およびＴ３の間と、点Ｔ４およびＴ５の間は、トレンチラインＴＭの一部として低荷重区間ＬＲが形成される。高荷重区間ＨＲを形成する工程において刃先に加えられる荷重は、低荷重区間ＬＲを形成する工程で用いられる荷重よりも高い。高荷重区間ＨＲはトレンチラインＴＬと交差する。なおトレンチラインＴＭの形成方法は、トレンチラインＴＬの形成方法と同様のものを用いることができる。

次に、実施の形態１と同様のブレーク工程により、欠けＣＰを起点としてトレンチラインＴＬに沿ってクラックが伸展させられる。これによりトレンチラインＴＬに沿ってガラス基板１１が分断される（図１６）。この分断をきっかけとしてトレンチラインＴＭのうち高荷重区間ＨＲにのみクラックが伸展する。この結果、トレンチラインＴＭの一部に沿ってクラックラインＣＬが形成される。具体的には、分断によって新たに生じた辺と、その辺を挟む１対の途中点のうちの一方との間の部分において、高荷重区間ＨＲにクラックラインＣＬが形成される。

なお分断によって新たに生じた辺と、その辺を挟む１対の途中点のうちの他方との間の部分においては、高荷重区間ＨＲであってもクラックラインＣＬが形成されにくい。この理由は、クラックラインＣＬに沿ったクラックの伸展のしやすさに方向依存性があるためである。この方向依存性は、ガラス基板１１がスクライブされた際に生じる内部応力の分布に起因すると推測される。

高荷重区間ＨＲにおいては、図４（Ｂ）に示すように、ガラス基板１１はトレンチラインＴＭの直下においてクラックラインＣＬによって、トレンチラインＴＭの延在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１１の部分同士が接触していてもよい。

次に、実施の形態１と同様のブレーク工程によりガラス基板１１に応力を加えることによって、クラックラインＣＬを起点として低荷重区間ＬＲに沿ってクラックが伸展する。これにより、トレンチラインＴＭに沿ってガラス基板１１が分断される。すなわち、前述したトレンチラインＴＬに沿った分断に加えてさらに、トレンチラインＴＭに沿った分断が行われる。

本実施の形態によれば、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる。またガラス基板１１が分断される位置を、トレンチラインＴＬと、それに交差するトレンチラインＴＭとによって規定することができる。

（実施の形態４）
図１７（Ａ）および図１８（Ａ）を参照して、はじめに、本実施の形態におけるガラス基板１１の分断装置について説明する。

分断装置は、スクライビング器具５０Ｒと、コンベア７０と、ブレークローラ６１と、補助ローラ６２とを有する。コンベア７０は、ガラス基板１１の上面ＳＦ１を露出しつつガラス基板１１を方向ＣＶへ搬送するものである。スクライビング器具５０Ｒはスクライブヘッド（図示せず）に固定されており、コンベア７０によって移動させられるガラス基板１１と接触することによって、ガラス基板１１の上面ＳＦ１をスクライブするものである。

ブレークローラ６１は、ブレーク工程を行うためにガラス基板１１の下面ＳＦ２を局所的に押し付ける部材である。補助ローラ６２は、ブレークローラ６１による下面ＳＦ２上への押し付けが行えるよう、反対面である上面ＳＦ１上でガラス基板１１に接触するローラである。ブレークローラ６１による押し付けによってガラス基板１１が安定的に撓むことができるように、平面レイアウト（図１７（Ａ））において補助ローラ６２はブレークローラ６１と異なる位置に配置されており、好ましくは、回転軸方向（図１７（Ａ）における縦方向）においてブレークローラを挟むように配置されている。

なお、図１７（Ａ）および図１８（Ａ）において図を見やすくするために、コンベア７０は二点鎖線によって模式的に示している。他の図においても同様である。

次に、上述した分断装置による分断方法について、以下に説明する。

コンベア７０の搬送方向ＣＶへの移動に従って、ガラス基板１１が搬送方向ＣＶへ搬送される。これにより、スクライビング器具５０Ｒが有するスクライビングホイール５１Ｒの刃先がガラス基板１１の縁ＥＧから上面ＳＦ１上へ乗り上げる。この乗り上げにより、ガラス基板１１の縁ＥＧに欠けＣＰが形成される。

上面ＳＦ１上に乗り上げた刃先は、ガラス基板１１の搬送方向ＣＶへの移動により、ガラス基板１１の上面ＳＦ１に対して相対的に搬送方向ＣＶと反対方向に移動する。上面ＳＦ１に対する刃先の相対的な移動方向は、方向ＤＢ（図１７（Ａ））に対応するものとされる。この移動中、刃先に荷重が加えられることで、上面ＳＦ１上に、欠けＣＰの位置を始点として有する、トレンチラインＴＬの高荷重区間ＨＲが形成される。

図１７（Ｂ）および図１８（Ｂ）を参照して、ガラス基板１１がさらに搬送された後、刃先に加えられる荷重が高荷重区間ＨＲにおけるものよりも小さくされることにより、トレンチラインＴＬの低荷重区間ＬＲの形成が開始される。

図１７（Ｃ）および図１８（Ｃ）を参照して、ガラス基板１１がさらに搬送されることで、ブレークローラ６１および補助ローラ６２による、欠けＣＰが設けられた高荷重区間ＨＲへの応力印加が行われる。これにより、欠けＣＰからクラックが伸展し、その結果、高荷重区間ＨＲにクラックラインＣＬが形成される。図１８（Ｃ）においては、クラックラインＣＬはガラス基板１１を厚さ方向に貫通して下面ＳＦ２にまで達している。

図１７（Ｄ）および図１８（Ｄ）を参照して、ガラス基板１１がさらに搬送されることで、ブレークローラ６１および補助ローラ６２による、低荷重区間ＬＲへの応力印加が開始される。低荷重区間ＬＲのうち応力印加を受けた部分まで、上述したクラックラインＣＬからクラックが伸展する。以降、ガラス基板１１の搬送の進行に従って、低荷重区間ＬＲにおいてクラックが伸展する。

クラックが伸展させられている際に、スクライビング器具５０Ｒにより低荷重区間ＬＲが形成されることで、低荷重区間ＬＲが延長される。これにより、トレンチラインＴＬの終点が始点から遠ざかりつつ、トレンチラインＴＬが延長された長さに応じてガラス基板１１の分断が進行する。すなわちガラス基板１１の連続的な分断が進行する。

本実施の形態によれば、欠けＣＰをきっかけとして伸展するクラックを用いて、ガラス基板１１を連続的に分断することができる。これにより、ガラス基板１１の長さについての制約を受けずにガラス基板１１を分断することができる。

また、高荷重区間ＨＲと異なり低荷重区間ＬＲにおいては、ブレークローラ６１による応力印加を未だ受けていない部分にまでクラックが伸展しにくい。よって、図１８（Ｄ）に示す連続分断工程において、クラックが刃先に達したり、さらに刃先の位置を超えて伸展したりすることが防止される。これにより、ガラス基板１１の連続的な分断を安定的に行うことができる。

（実施の形態５）
図１９（Ａ）および（Ｂ）を参照して、ガラス基板１１の縁ＥＧに刃先が乗り上げる際のダメージが特に問題とならない場合は、固定された刃先を有するスクライビング器具５０（図１９（Ａ）および（Ｂ））が用いられてもよい。

スクライビング器具５０は、スクライブヘッド（図示せず）に取り付けられることによってガラス基板１１に対して相対的に移動することにより、ガラス基板１１に対するスクライブを行うものである。スクライビング器具５０は刃先５１およびシャンク５２を有する。刃先５１は、シャンク５２に保持されている。

刃先５１には、天面ＳＤ１（第１の面）と、天面ＳＤ１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ＳＤ２（第２の面）および側面ＳＤ３（第３の面）を含む。天面ＳＤ１、側面ＳＤ２およびＳＤ３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５１は、天面ＳＤ１、側面ＳＤ２およびＳＤ３が合流する頂点を有し、この頂点によって刃先５１の突起部ＰＰが構成されている。また側面ＳＤ２およびＳＤ３は、刃先５１の側部ＰＳを構成する稜線をなしている。側部ＰＳは突起部ＰＰから線状に延びている。また側部ＰＳは、上述したように稜線であることから、線状に延びる凸形状を有する。

刃先５１はダイヤモンドポイントであることが好ましい。すなわち刃先５１はダイヤモンドから作られていることが好ましい。この場合、容易に、硬度を高く、表面粗さを小さくすることができる。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。さらに好ましくは結晶学的に言って、天面ＳＤ１は｛００１｝面であり、側面ＳＤ２およびＳＤ３の各々は｛１１１｝面である。この場合、側面ＳＤ２およびＳＤ３は、異なる向きを有するものの、結晶学上、互いに等価な結晶面である。

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、微粒のグラファイトや非グラファイト状炭素から、鉄族元素などの結合材を含まずに焼結された多結晶体ダイヤモンド、または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。

シャンク５２は軸方向ＡＸに沿って延在している。刃先５１は、天面ＳＤ１の法線方向が軸方向ＡＸにおおよそ沿うようにシャンク５２に取り付けられることが好ましい。

スクライビング器具５０を用いたトレンチラインＴＬの形成においては、押し付けられた刃先５１が上面ＳＦ１上で方向ＤＢへ摺動させられる。方向ＤＢは、突起部ＰＰから側部ＰＳに沿って延びる方向を上面ＳＦ１上に射影した方向と反対の方向であり、軸方向ＡＸを上面ＳＦ１上へ射影した方向と反対の方向におおよそ対応している。

なおトレンチラインＴＭ（図１５）の形成時のように、ガラス基板１１の縁ＥＧに欠けＣＰを形成する必要がない場合は、刃先５１が方向ＤＢと反対の方向ＤＡに摺動されてもよい。この場合、ガラス基板１１の上面ＳＦ１上での刃先の移動方向は逆（図１５においては方向ＤＭと反対の方向）とされる。

スクライビング器具５０Ｒとスクライビング器具５０とが、トレンチラインによって使い分けられてもよい。特に、実施の形態３において、トレンチラインＴＬの形成がスクライビング器具５０Ｒによって行われる一方で、刃先の乗り上げを伴わないトレンチラインＴＭの形成がスクライビング器具５０によって行われてもよい。

図２０（Ａ）および（Ｂ）を参照して、本実施の形態の変形例として、スクライビング器具５０ｖが用いられてもよい。スクライビング器具５０ｖの刃先５１ｖは、頂点と、円錐面ＳＣとを有する円錐形状を有する。刃先５１ｖの突起部ＰＰｖは頂点で構成されている。刃先の側部ＰＳｖは頂点から円錐面ＳＣ上に延びる仮想線（図２０（Ｂ）における破線）に沿って構成されている。これにより側部ＰＳｖは、線状に延びる凸形状を有する。

上記各実施の形態による脆性基板の分断方法はガラス基板に対して特に好適に適用されるが、脆性基板は、ガラス以外の材料から作られていてもよい。たとえば、ガラス以外の材料として、セラミックス、シリコン、化合物半導体、サファイア、または石英が用いられてもよい。

Ｎ１ 始点
Ｎ２ 途中点
Ｎ３ 終点
ＥＧ 縁
ＣＬ クラックライン
ＣＰ 欠け
ＳＦ１ 上面（表面）
ＨＲ 高荷重区間
ＳＦ２ 下面
ＬＲ 低荷重区間
ＴＬ トレンチライン（第１のトレンチライン）
ＴＭ トレンチライン（第２のトレンチライン）
１１ ガラス基板（脆性基板）
５０，５０Ｒ，５０ｖ スクライビング器具
５１，５１ｖ 刃先
５１Ｒ スクライビングホイール
５２ シャンク
５２Ｒ ホルダ
５３ ピン
６１ ブレークローラ
６２ 補助ローラ
７０ コンベア
８０ テーブル
８１ 敷物
８５ ブレークバー

Claims (5)

1. 縁を有する表面が設けられた脆性基板を準備する工程と、
   前記脆性基板へ刃先を押し付けながら前記脆性基板上で前記刃先を移動させる工程とを備え、前記刃先を移動させる工程は、
   前記脆性基板の前記縁に前記刃先を乗り上げさせることによって、前記縁上の一の位置である始点に欠けを形成する工程と、
   前記欠けを形成する工程によって前記始点に乗り上げた前記刃先を前記脆性基板の前記表面上へ押し付けながら前記表面上で前記刃先を移動させることによって前記脆性基板の前記表面上に塑性変形を発生させることで、前記始点から前記表面上の他の位置である終点まで第１のトレンチラインを形成する工程とを含み、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直下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
   前記脆性基板に応力を加えることにより、前記欠けを起点としたクラックを前記始点から前記終点へ伸展させることによって、前記第１のトレンチ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. 前記刃先を移動させる工程は、回転軸周りに外周部を有するスクライビングホイールを用いて行われ、前記刃先は前記外周部に設けられている、請求項１に記載の脆性基板の分断方法。
3. 前記第１のトレンチラインを形成する工程は、
   前記始点から前記始点と前記終点との間の途中点まで、前記第１のトレンチラインの一部として高荷重区間を形成する工程と、
   前記途中点から前記終点まで、前記第１のトレンチラインの一部として低荷重区間を形成する工程とを含み、前記低荷重区間を形成する工程において前記刃先に加えられる荷重は、前記高荷重区間を形成する工程で用いられる荷重よりも低い、請求項１または２に記載の脆性基板の分断方法。
4. 荷重を加えることによって刃先を前記脆性基板の前記表面上へ押し付けながら前記表面上で前記刃先を移動させることによって前記脆性基板の前記表面上に塑性変形を発生させることで第２のトレンチラインを形成する工程をさらに備え、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直下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、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一部として低荷重区間を形成する工程と、
   前記第２のトレンチラインの一部として高荷重区間を形成する工程とを含み、前記高荷重区間を形成する工程において前記刃先に加えられる荷重は、前記低荷重区間を形成する工程で用いられる荷重よりも高く、前記高荷重区間は前記第１のトレンチラインと交差し、さらに
   前記第１のトレンチラインに沿って前記脆性基板を分断する工程をきっかけとして前記第２トレンチラインのうち前記高荷重区間にのみクラックが伸展することによって、前記第２のトレンチラインの一部に沿ってクラックラインを形成する工程と、
   前記脆性基板に応力を加えることによって前記クラックラインを起点として前記低荷重区間に沿ってクラックを伸展させることにより、前記第２のトレンチラインに沿って前記脆性基板を分断する工程とを備える、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１のトレンチラインに沿って前記脆性基板を分断する工程において前記クラックが伸展している際に、前記第１のトレンチラインを形成する工程により前記第１のトレンチラインが延長される、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。

Images