JP2017061398A - 脆性基板の分断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脆性基板をトレンチラインに沿って正確に分断すること。【解決手段】第１の部分ＬＲおよび第２の部分ＨＲを有するトレンチラインＴＬが設けられた第１の面ＳＦ１と、第１の面ＳＦ１と反対の第２の面ＳＦ２とを有する脆性基板１１が準備される。第１の部分ＬＲおよび第２の部分ＨＲのうち第２の部分ＨＲのみに沿ってクラックが延びている。次に、支持部８０上に第１の弾性部材７１を介して脆性基板１１の第１の面ＳＦ１が載置される。第１の弾性部材７１は脆性基板１１および支持部８０の各々よりも弾性に富んでいる。次に、脆性基板１１の第２の面ＳＦ２に第２の弾性部材７２を介して応力印加部材８５が押し付けられる。第２の弾性部材７２は脆性基板１１および応力印加部材８５の各々よりも弾性に富んでいる。【選択図】図１５

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。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。

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われ、その後の応力付与によりブレイク工程が行われる。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イ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。

上記課題を解決するために本発明者ら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。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、トレンチラインの下方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。これにより脆性基板の意図しない分断が防がれる一方で、脆性基板の分断をトレンチラインに沿って正確に行うことの難易度が高くなるという問題があった。

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、その下方にクラックを有しないトレンチラインに沿った分断を正確に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。

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。

ａ）第１および第２の部分を有するトレンチラインが設けられた第１の面と、第１の面と反対の第２の面と、を有し、第１の面に垂直な厚さ方向を有する脆性基板が準備される。第１の部分および第２の部分のうち第１の部分のみ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につながっている状態であるクラックレス状態にある。第１および第２の部分のうち第２の部分のみに沿ってクラックが延びている。

ｂ）支持部上に第１の弾性部材を介して脆性基板の第１の面が載置される。第１の弾性部材は脆性基板および支持部の各々よりも弾性に富んでいる。

ｃ）工程ｂ）の後に、脆性基板の第２の面に第２の弾性部材を介して応力印加部材が押し付けられる。第２の弾性部材は脆性基板および応力印加部材の各々よりも弾性に富んでいる。

本発明によれば、第１の弾性部材は脆性基板および支持部の各々よりも弾性に富んでいる。また第２の弾性部材は脆性基板および応力印加部材の各々よりも弾性に富んでいる。これにより、まずトレンチラインの第２の部分に沿った脆性基板の分離が安定的に生じる。この後に、脆性基板のさらなる分離がトレンチラインの第１の部分に沿って安定的に生じる。よって脆性基板をトレンチラインの全体に沿って安定的に分断することができる。

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に沿う概略断面図である。 図２の線ＩＶＡ−ＩＶＡに沿う概略断面図（Ａ）、および図２の線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿う概略断面図（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。 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一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。 図８の線Ｘ−Ｘ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１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿う概略的な部分断面図である。 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１７（Ａ）の矢印ＸＶＩＩ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１の第１の変形例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の第２の変形例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の第３の変形例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の第４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２１（Ａ）の矢印ＸＸＩ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２の第１の変形例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２の第１の変形例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２の第２の変形例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２の第３の変形例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２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２９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３０（Ａ）の部分拡大図（Ｂ）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。 図３１の線ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩに沿う概略的な断面図である。 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断面図である。 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断面図である。

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＞
（分断方法）
本実施の形態の脆性基板の分断方法について、図１のフロー図を参照しつつ、以下に説明する。

図２〜図４を参照して、ガラス基板１１が準備される。ガラス基板１１は、第１の面ＳＦ１と、それと反対の第２の面ＳＦ２とを有する。またガラス基板１１は、第１の面ＳＦ１に垂直な厚さ方向ＤＴを有する。

また刃先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、刃先がガラス基板１１の第１の面ＳＦ１上へ押し付けられながら、第１の面ＳＦ１上で刃先が始点Ｎ１から途中点Ｎ２を経由して終点Ｎ３へ移動させられる。これによってガラス基板１１の第１の面ＳＦ１上に塑性変形が発生させられる。これによって第１の面ＳＦ１上に、始点Ｎ１から途中点Ｎ２を経由して終点Ｎ３へ延びるトレンチラインＴＬが形成される（図１：ステップＳ１１）。図２においては、方向ＤＡへの刃先の移動により、３つのＴＬが形成される。

トレンチラインＴＬを形成する工程は、トレンチラインＴＬの一部として低荷重区間ＬＲ（第１の部分）を形成する工程と、トレンチラインＴＬの一部として高荷重区間ＨＲ（第２の部分）を形成する工程とを含む。図２においては、始点Ｎ１から途中点Ｎ２まで低荷重区間が形成され、途中点Ｎ２から終点Ｎ３まで高荷重区間が形成される。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。逆に言えば、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く、たとえば、高荷重区間ＨＲの荷重の３０〜５０％程度である。そのため、高荷重区間ＨＲの幅は、低荷重区間ＬＲの幅よりも大きい。たとえば、高荷重区間ＨＲが幅１０μｍを有し、低荷重区間ＬＲが幅５μｍを有する。また高荷重区間ＨＲの深さは、低荷重区間ＬＲの深さよりも大きい。トレンチラインＴＬの断面は、たとえば、角度１６０°程度のＶ字形状を有する。

トレンチラインＴＬを形成する工程は、低荷重区間ＬＲおよび高荷重区間ＨＲの両方の下方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（図４（Ａ）および（Ｂ））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。このためには、刃先に加えられる荷重が、ガラス基板１１の塑性変形を発生させる程度に大きく、かつ、この塑性変形部を起点としたクラックを発生させない程度に小さくされる。

次に、トレンチラインＴＬの高荷重区間ＨＲおよび低荷重区間ＬＲのうち高荷重区間ＨＲのみに沿ってクラックが発生させられる（図１：ステップＳ１２）。具体的には、以下の工程が行われる。

図５〜図７を参照して、まず、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１上において高荷重区間ＨＲに交差するアシストラインＡＬが形成される。アシストラインＡＬは、ガラス基板１１の厚さ方向に浸透するクラックを伴う。アシストラインＡＬは、通常のスクライブ方法によって形成し得る。

次に、アシストラインＡＬに沿ってガラス基板１１が分離される。この分離は、通常のブレイク工程によって行い得る。この分離をきっかけとして、厚さ方向におけるガラス基板１１のクラックが、トレンチラインＴＬの低荷重区間ＬＲおよび高荷重区間ＨＲのうち高荷重区間ＨＲのみに沿って伸展させられる。

図８および図９を参照して、以上により、トレンチラインＴＬの低荷重区間ＬＲおよび高荷重区間ＨＲのうち高荷重区間ＨＲにのみ沿ってクラックが発生させられる。具体的には、高荷重区間ＨＲのうち、分離によって新たに生じた辺と、途中点Ｎ２との間の部分に、クラックラインＣＬが形成される。クラックラインＣＬが形成される方向は、トレンチラインＴＬが形成された方向ＤＡ（図２）と反対である。なお、分離によって新たに生じた辺と終点Ｎ３との間の部分にはクラックラインＣＬが形成されにくい。この方向依存性は、高荷重区間ＨＲの形成時における刃先の状態に起因するものであり、詳しくは後述する。

図１０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の高荷重区間ＨＲの下方において、ガラス基板１１はトレンチラインＴＬ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。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。

以上により、後述する工程によってブレイクされることになるガラス基板１１が準備される（図１：ステップＳ１０）。この時点では、低荷重区間ＬＲおよび高荷重区間ＨＲのうち低荷重区間ＬＲのみの下方においてガラス基板１１は、トレンチラインＴＬ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にある。また低荷重区間ＬＲおよび高荷重区間ＨＲのうち高荷重区間ＨＲのみに沿ってクラックが延びている。

次に、トレンチラインＴＬに沿ってガラス基板１１を分断するブレイク工程が行われる。この際に、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させられる。クラックが伸展する方向（図１１における矢印ＰＲ）は、トレンチラインＴＬが形成された方向ＤＡ（図２）と反対である。以下、ブレイク工程の詳細について説明する。

図１２を参照して、テーブル８０（支持部）が準備される。テーブル８０は、たとえば、ガラスまたはステンレス鋼から作られている。テーブル８０は、典型的には、平坦な表面を有している。次に、テーブル８０上に下側弾性シート７１（第１の弾性部材）を介してガラス基板１１の第１の面ＳＦ１が載置される（図１：ステップＳ２０）。

下側弾性シート７１は、通常の意味での弾性体から作られており、よってガラス基板１１およびテーブル８０の各々よりも弾性に富んでいる。言い換えれば、下側弾性シート７１は、ガラス基板１１およびテーブル８０の各々のヤング率よりも低いヤング率を有している。さらに言い換えれば、下側弾性シート７１は、ガラス基板１１およびテーブル８０の各々の硬度よりも低い硬度を有している。下側弾性シート７１の硬度は、好ましくは４０〜９０°である。下側弾性シート７１の材料としての弾性体は、ゴムであることが好ましく、たとえば、シリコーンゴム、クロロプレンゴムまたは天然ゴムである。下側弾性シート７１の厚さは、たとえば数ｍｍ程度である。

図１３および図１４を参照して、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２に上側弾性シート７２（第２の弾性部材）が載置される。またブレイクバー８５（応力印加部材）が準備される。ブレイクバー８５は、図１４に示すように、応力が印加される対象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１４においては略Ｖ字状の形状を有する。図１３に示すように、この突出部分は直線状に延在している。ブレイクバー８５は、たとえば、超硬合金、部分安定化ジルコニアまたはステンレス鋼から作られている。

上側弾性シート７２は、通常の意味での弾性体から作られており、よってガラス基板１１およびブレイクバー８５の各々よりも弾性に富んでいる。言い換えれば、上側弾性シート７２は、ガラス基板１１およびブレイクバー８５の各々のヤング率よりも低いヤング率を有している。さらに言い換えれば、上側弾性シート７２は、ガラス基板１１およびブレイクバー８５の各々の硬度よりも低い硬度を有している。上側弾性シート７２の硬度は、好ましくは４０〜９０°である。上側弾性シート７２の材料としての弾性体は、ゴムであることが好ましく、たとえば、シリコーンゴム、クロロプレンゴムまたは天然ゴムである。上側弾性シート７２の材料は、下側弾性シート７１の材料と同じであってもよい。上側弾性シート７２の厚さは、たとえば数ｍｍ程度である。

図１５を参照して、次に、ブレイクバー８５がテーブル８０に近づけられる。好ましくは、ブレイクバー８５がテーブル８０に対して方向ＤＲへ相対的に直線移動させられる。方向ＤＲは、ブレイクバー８５がテーブル８０に近づくように選択されればよく、たとえば、テーブル８０の表面（図中、上面）に垂直な方向である。ブレイクバー８５は、それが上側弾性シート７２を介してガラス基板１１に接触する位置を基準として、典型的には、ガラス基板１１へ向かってさらに数百μｍ程度移動される。この移動によって、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２に上側弾性シート７２を介してブレイクバー８５が押し付けられる（図１：ステップＳ３０）。これによりガラス基板１１には、上側弾性シート７２および下側弾性シート７１に挟まれることで応力が印加される。この結果、高荷重区間ＨＲに沿って設けられていたクラックラインＣＬからクラックが拡張する。

図１６を参照して、上述したクラックの拡張により、高荷重区間ＨＲに沿ってガラス基板１１が分離される。そしてさらに、図中矢印ＰＲに示すように、高荷重区間ＨＲから低荷重区間ＬＲへとクラックが伸展する。

以上により、高荷重区間ＨＲおよび低荷重区間ＬＲの両方に沿って、言い換えればトレンチラインＴＬに沿って、ガラス基板１１が分断される。すなわち、ガラス基板１１を図１１に示すように分断するブレイク工程が行われる。

（スクライビング器具）
図１７（Ａ）および（Ｂ）を参照して、上述したトレンチラインＴＬの形成に適したスクライビング器具５０について説明する。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および側面ＳＤ３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、まずガラス基板１１の第１の面ＳＦ１に刃先５１が押し付けられる。具体的には、刃先５１の突起部ＰＰおよび側部ＰＳが、ガラス基板１１が有する厚さ方向ＤＴへ押し付けられる。

次に、押し付けられた刃先５１が第１の面ＳＦ１上で方向ＤＡへ摺動させられる。方向ＤＡは、突起部ＰＰから側部ＰＳに沿って延びる方向を第１の面ＳＦ１上に射影したものであり、軸方向ＡＸを第１の面ＳＦ１上へ射影した方向におおよそ対応している。摺動時、刃先５１はシャンク５２によって第１の面ＳＦ１上を引き摺られる。この摺動によって、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１上に塑性変形が発生させられる。この塑性変形によりトレンチラインＴＬが形成される。

なお本実施の形態における始点Ｎ１から終点Ｎ３へのトレンチラインＴＬの形成において、刃先５１が方向ＤＢへ移動させられるとすると、言い換えれば、刃先５１の移動方向を基準として刃先５１の姿勢が逆方向に傾いているとすると、図９に示すクラックラインＣＬの形成、および図１６に示すクラックの進行が、方向ＤＡを用いた場合に比して生じにくくなる。より一般的に言えば、方向ＤＡへの刃先５１の移動により形成されたトレンチラインＴＬにおいては、方向ＤＡとは逆方向にクラックが伸展しやすい。一方で、方向ＤＢへの刃先５１の移動により形成されたトレンチラインＴＬにおいては、方向ＤＢと同方向にクラックが伸展しやすい。このような方向依存性は、トレンチラインＴＬの形成時に生じる塑性変形に起因してガラス基板１１内に生じる応力分布と関連しているのではないかと推測される。また本発明者らの検討によれば、軸方向ＡＸを第１の面ＳＦ１に対してより垂直に近づけることによって、上記の方向依存性は逆転させ得る。

（比較例）
図１５において、テーブル８０およびブレイクバー８５の間にガラス基板１１が下側弾性シート７１および上側弾性シート７２なしに挟み込まれる比較例について説明する。この場合、ブレイクバー８５によるガラス基板１１への応力印加の初期段階において、ガラス基板１１に大きな応力が局所的に印加され得る。具体的には、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２のうちブレイクバー８５が最初に接触する箇所に、局所的に大きな応力が印加され得る。当該箇所が、クラックが設けられていない低荷重区間ＬＲ（図１５）上に位置する場合、起点となるクラックが存在しない領域に大きな応力が局所的に印加される結果、低荷重区間ＬＲのラインから逸脱してガラス基板１１が分断されやすい。

ブレイクバー８５が、トレンチラインＴＬに沿ったライン（図１５におけるガラス基板１１の上辺）の全体に同時に接触することができれば、この問題は回避され得る。しかしながらそのためには厳密な位置制御が必要となり、特にガラス基板１１の長さ（図１５における横方向の寸法）が大きいほどその実施が困難となり、５００ｍｍ程度以上になると特に困難となる。

ブレイクバー８５（図１３）の、図中での右側が左側よりも十分に下方に位置するように配置された後に、ブレイクバー８５がテーブル８０に対して方向ＤＲ（図１５）へ相対的に直線移動させられるとすると、応力印加の初期段階においてブレイクバー８５が第２の面ＳＦ２のうち低荷重区間ＬＲよりも高荷重区間ＨＲ上に先に、余裕をもって接触する。この場合、応力印加の初期段階において、大きな応力が低荷重区間ＬＲ近傍へ局所的に印加されることが防止される。しかしながら、ブレイク工程を進行させるためにブレイクバー８５をテーブル８０にさらに近づけようとすると、ブレイクバー８５の右側とテーブル８０とが衝突してしまう。このためブレイク工程を最後まで完了することが困難となる。この問題は、ガラス基板１１の長さ（図１５における横方向の寸法）が大きいほど顕著となり、５００ｍｍ程度以上になると特に問題となる。

（効果）
上記比較例と異なり本実施の形態によれば、ブレイク工程において下側弾性シート７１および上側弾性シート７２（図１５）が用いられる。下側弾性シート７１はガラス基板１１およびテーブル８０の各々よりも弾性に富んでいる。また上側弾性シート７２はガラス基板１１およびブレイクバー８５の各々よりも弾性に富んでいる。この下側弾性シート７１および上側弾性シート７２により、応力印加の初期段階においてガラス基板１１へ大きな応力が局所的に印加されることが抑制される。これにより、初期段階においてまず、トレンチラインＴＬの高荷重区間ＨＲに沿ったガラス基板１１の分離が安定的に生じる。この後に、ガラス基板１１のさらなる分離がトレンチラインＴＬの低荷重区間ＬＲに沿って安定的に生じる。よって、ガラス基板１１をトレンチラインＴＬの全体に沿って安定的に分断することができる。

好ましくは、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２へのブレイクバー８５の接触は、テーブル８０に対してブレイクバー８５を方向ＤＲに沿って直線移動させることによって行われる。これにより、ブレイクバー８５またはテーブル８０の複雑な動作を必要とせずに、ブレイクを行うことができる。

また本実施の形態によれば、ガラス基板１１が分断される位置を規定するためのトレンチラインＴＬ（図２および図３）の形成に際して、高荷重区間ＨＲに比して低荷重区間ＬＲにおいて、刃先５１（図１７（Ａ））に加えられる荷重が軽減される。これにより刃先５１へのダメージを小さくすることができる。

また低荷重区間ＬＲおよび高荷重区間ＨＲのうち低荷重区間ＬＲがクラックレス状態である場合（図８および図９）、ガラス基板１１が分断される起点となるクラックが低荷重区間ＬＲにはない。よってこの状態においてガラス基板１１に対して任意の処理を行う場合、低荷重区間ＬＲに不慮の応力が加わっても、ガラス基板１１の意図しない分断が生じにくい。よって上記処理を安定的に行うことができる。

また低荷重区間ＬＲおよび高荷重区間ＨＲの両方がクラックレス状態である場合（図２および図３）、ガラス基板１１が分断される起点となるクラックがトレンチラインＴＬにない。よってこの状態においてガラス基板１１に対して任意の処理を行う場合、トレンチラインＴＬに不慮の応力が加わっても、ガラス基板１１の意図しない分断が生じにくい。よって上記処理をより安定的に行うことができる。

またトレンチラインＴＬはアシストラインＡＬの形成前に形成される。これにより、トレンチラインＴＬの形成時にアシストラインＡＬが影響を及ぼすことを避けることができる。特に、トレンチラインＴＬ形成のために刃先５１がアシストラインＡＬ上を通過した直後における形成異常を避けることができる。

次に実施の形態１の変形例について、以下に説明する。

図１８を参照して、アシストラインＡＬがトレンチラインＴＬと交差することをきっかけとして、クラックラインＣＬが形成されてもよい。アシストラインＡＬの形成時にガラス基板１１に加わる応力が大きい場合、このような事象が生じ得る。

図１９を参照して、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１に、まずアシストラインＡＬが形成され、その後にトレンチラインＴＬ（図１９において図示せず）が形成されてもよい。

図２０を参照して、アシストラインＡＬは、平面レイアウトにおいて高荷重区間ＨＲと交差するように、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２上に形成されてもよい。これにより、アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬの両方を、互いに影響を及ぼし合うことなく形成することができる。

図２１（Ａ）および（Ｂ）を参照して、スクライビング器具５０（図１７（Ａ）および（Ｂ））の代わりに、スクライビング器具５０ｖが用いられてもよい。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２１（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。

＜実施の形態２＞
図２２を参照して、まずガラス基板１１が準備される。また刃先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、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１上における方向ＤＢへの刃先の移動により、後述する高荷重区間ＨＲ（図２３）に交差することになるアシストラインＡＬが第１の面ＳＦ１上に形成される。

図２３を参照して、方向ＤＢへの刃先の移動により、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１上において始点Ｑ１から途中点Ｑ２を経由して終点Ｑ３までトレンチラインＴＬが形成される。始点Ｑ１から途中点Ｑ２までのトレンチラインＴＬは高荷重区間ＨＲとして形成される。途中点Ｑ２から終点Ｑ３までのトレンチラインＴＬは低荷重区間ＬＲとして形成される。

次に、アシストラインＡＬに沿ってガラス基板１１が分離される。この分離は、通常のブレイク工程によって行い得る。この分離をきっかけとして、厚さ方向におけるガラス基板１１のクラックがトレンチラインＴＬに沿って、トレンチラインＴＬのうち高荷重区間ＨＲにのみ伸展させられる。

図２４を参照して、上述したクラックの伸展により、トレンチラインＴＬ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、高荷重区間ＨＲのうち、分離によって新たに生じた辺と、途中点Ｑ２との間の部分に、クラックラインＣＬが形成される。クラックラインＣＬが形成される方向は、トレンチラインＴＬが形成された方向ＤＢ（図２３）と同じである。なお、分離によって新たに生じた辺と始点Ｑ１との間の部分にはクラックラインＣＬが形成されにくい。この方向依存性は、高荷重区間ＨＲの形成時における刃先の状態に起因するものであり、詳しくは後述する。

次に、実施の形態１と同様のブレイク工程（図１２〜図１６）により、クラックラインＣＬを起点としてトレンチラインＴＬに沿って途中点Ｑ２から終点Ｑ３に向かってクラックを伸展させるブレイク工程が行われる。これによりガラス基板１１が分断される。

図２５および図２６を参照して、第１の変形例として、まずトレンチラインＴＬが形成され、その後、アシストラインＡＬが形成されてもよい。図２７を参照して、第２の変形例として、アシストラインＡＬの形成をきっかけとして、クラックラインＣＬが形成されてもよい。図２８を参照して、アシストラインＡＬは、平面レイアウトにおいて高荷重区間ＨＲと交差するように、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２上に形成されてもよい。また本実施の形態においては高荷重区間ＨＲが始点Ｑ１から形成されるが、高荷重区間ＨＲはアシストラインＡＬと交差する部分に形成されていればよい。たとえば、始点Ｑ１から、アシストラインＡＬと交差することになる箇所の手前まで、低荷重区間ＬＲが形成され、それに続いて、アシストラインＡＬと交差するように高荷重区間ＨＲが形成されてもよい。

図２９を参照して、次に本実施の形態におけるトレンチラインＴＬの形成に適したスクライビング器具５０Ｒについて説明する。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３０（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、図３０（Ｂ）に示すように、スクライビングホイール５１Ｒが第１の面ＳＦ１内へ侵入することによって実際に作用する部分（図３０（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３０（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。

スクライビング器具５０Ｒを用いたトレンチラインＴＬの形成は、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１上でスクライビングホイール５１Ｒを転動させることによって（図２９：矢印ＲＴ）、スクライビングホイール５１Ｒが第１の面ＳＦ１上を方向ＤＢへと進行することにより行われる。この転動による進行は、スクライビングホイール５１Ｒに荷重Ｆを加えることによってスクライビングホイール５１Ｒの外周部ＰＦをガラス基板１１の第１の面ＳＦ１上へ押し付けながら行われる。これによりガラス基板１１の第１の面ＳＦ１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ＴＬが形成される。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、第１の面ＳＦ１に平行な面内成分Ｆｉとを有する。方向ＤＢは面内成分Ｆｉの方向と同じである。

なお、トレンチラインＴＬは、方向ＤＢへ移動するスクライビング器具５０Ｒ以外の方法によって形成されてもよく、たとえば、方向ＤＢへ移動するスクライビング器具５０（図１７（Ａ）および（Ｂ））または５０ｖ（図２１（Ａ）および（Ｂ））によって形成されてもよい。

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。

本実施の形態によっても、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる。また本実施の形態においては、固定された刃先ではなく回転する刃先を用いてトレンチラインＴＬを形成することができるため、刃先の寿命を長くすることができる。

＜実施の形態３＞
図３１および図３２を参照して、本実施の形態においては、刃先によってトレンチラインＴＬが形成される際に、その高荷重区間ＨＲが、終点Ｎ３（図２）に代わり、ガラス基板１１の縁上の終点Ｎ４まで形成される。よってトレンチラインＴＬが形成される際に、刃先は終点Ｎ４においてガラス基板４の縁を切り下ろす。

図３３を参照して、ガラス基板４の縁が切り下ろされることをきかっけとして、ガラス基板４の縁から、図中矢印に示すように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。

図３４を参照して、この工程を繰り返すことにより所望の数のトレンチラインＴＬが形成される。この後、実施の形態１と同様のブレイク工程が行われる。

本実施の形態によれば、クラックラインＣＬの形成が開始されるきっかけを、アシストラインＡＬ（図５）などの形成を特に必要とすることなく、ガラス基板４へ容易に与えることができる。

＜実施の形態４＞
図３５を参照して、本実施の形態においては、テーブル８０上に下側弾性シート７１を介してガラス基板１１の第１の面ＳＦ１が載置される際に、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１と下側弾性シート７１との間にフィルム８１が配置される。フィルム８１は、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１側において、下側弾性シート７１の粘着性（タック）に比して低い粘着性を有する。フィルム８１は、好ましくは樹脂フィルムであり、たとえば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルまたはポリオレフィンから作られている。フィルム８１の厚さは、下側弾性シート７１の厚さよりも小さく、たとえば数十μｍ程度である。

また、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２に上側弾性シート７２を介してブレイクバー８５が押し付けられる際に、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２と上側弾性シート７２との間にフィルム８２が配置される。具体的には、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２上にフィルム８２が載置される。上側弾性シート７２はフィルム８２上に載置される。フィルム８２は、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２側において、上側弾性シート７２の粘着性に比して低い粘着性を有する。フィルム８２は、好ましくは樹脂フィルムであり、たとえば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルまたはポリオレフィンから作られている。フィルム８２の厚さは、上側弾性シート７２の厚さよりも小さく、たとえば数十μｍ程度である。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１〜３のいずれか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、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１と下側弾性シート７１との間にフィルム８１が配置されることにより、第１の面ＳＦ１に下側弾性シート７１が貼り付くことが防止される。またガラス基板１１の第２の面ＳＦ２と上側弾性シート７２との間にフィルム８２が配置されることにより、第２の面ＳＦ２に上側弾性シート７２が貼り付くことが防止される。

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。

ＡＬ アシストライン
ＣＬ クラックライン
ＨＲ 高荷重区間（第２の部分）
ＬＲ 低荷重区間（第１の部分）
ＳＦ１ 第１の面
ＳＦ２ 第２の面
ＴＬ 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
８０ テーブル（支持部）
８１，８２ フィルム
８５ ブレイクバー（応力印加部材）

Claims (4)

1. ａ）第１および第２の部分を有するトレンチラインが設けられた第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面と、を有し、前記第１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を備え、前記第１の部分および前記第２の部分のうち前記第１の部分のみ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につながっている状態であるクラックレス状態にあり、前記第１および第２の部分のうち前記第２の部分のみに沿ってクラックが延びており、さらに
   ｂ）支持部上に第１の弾性部材を介して前記脆性基板の前記第１の面を載置する工程を備え、前記第１の弾性部材は前記脆性基板および前記支持部の各々よりも弾性に富んでおり、さらに
   ｃ）前記工程ｂ）の後に、前記脆性基板の前記第２の面に第２の弾性部材を介して応力印加部材を押し付ける工程を備え、前記第２の弾性部材は前記脆性基板および前記応力印加部材の各々よりも弾性に富んでいる、
   脆性基板の分断方法。
2. 前記工程ａ）は、
   ａ１）刃先を前記脆性基板の第１の面上へ押し付けながら前記第１の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第１の面上に塑性変形を発生させることで、前記トレンチラインを形成する工程を含み、前記トレンチラインを形成する工程において、前記トレンチラインの前記第２の部分を形成するために前記刃先に加えられる荷重は、前記トレンチラインの前記第１の部分を形成するために前記刃先に加えられる荷重よりも高く、前記トレンチラインを形成する工程は、前記第１および第２の部分の両方の下方においてクラックレス状態が得られるように行われ、さらに
   ａ２）前記トレンチラインの前記第１および第２の部分のうち前記第２の部分のみに沿ってクラックを発生させる工程を含む、
   請求項１に記載の脆性基板の分断方法。
3. 前記工程ｂ）において、前記脆性基板の前記第１の面と前記第１の弾性部材との間に、前記第１の弾性部材の粘着性に比して低い粘着性を有するフィルムが配置される、請求項１または２に記載の脆性基板の分断方法。
4. 前記工程ｃ）において、前記脆性基板の前記第２の面と前記第２の弾性部材との間に、前記第２の弾性部材の粘着性に比して低い粘着性を有するフィルムが配置される、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。

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