JP2017065006A - 脆性基板の分断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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確実かつ容易に形成すること。【解決手段】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を有する刃先５１が準備される。刃先５１を脆性基板４の一の面ＳＦ１上で、第２の稜線部ＰＳ２から第１の稜線部ＰＳ１へ向かう方向に摺動させることによって、溝形状を有する、クラックレス状態のトレンチラインが形成される。摺動させられた刃先５１が脆性基板４の一の面ＳＦ１の縁を切り下ろすことで、縁からトレンチライン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、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、トレンチラインと交差するようにスクライブラインを形成する方法を用い得る。しかしながらこの方法では、クラックラインの形成開始のきっかけとして不十分である場合もある。そのような場合であっても、このスクライブラインに沿ったブレイク工程が行われれば、それがトレンチラインの形成開始のきっかけとなり得る。しかしながらこの場合は、本来目的とされているブレイク工程とは別のブレイク工程が追加で行われるため、脆性基板の分断方法がより煩雑なものとなる。

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確実かつ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） 縁が設けられた一の面を有し、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） 工程ｃ）によって摺動させられた刃先が脆性基板の一の面の縁を切り下ろすことで、縁からトレンチライン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） スクライブラインが設けられた一の面を有し、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） 工程ｃ）によって摺動させられた刃先がスクライブラインと一の箇所において交差することで、一の箇所からトレンチライン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。

本発明の一の局面に従う脆性基板の分断方法によれば、トレンチラインの形成のために摺動させられた刃先の第２の稜線部が、脆性基板の一の面の縁を切り下ろす。これによりクラックラインの形成開始のきっかけが得られる。よって、トレンチラインに沿ったクラックラインを確実かつ容易に形成することができる。

本発明の他の局面に従う脆性基板の分断方法によれば、トレンチラインの形成のために摺動させられた刃先の第２の稜線部が、脆性基板の一の面上でスクライブラインと交差する。これによりクラックラインの形成開始のきっかけが得られる。よって、トレンチラインに沿ったクラックラインを確実かつ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１〜３の各々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４の線Ｖ−Ｖに沿う概略端面図である。 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。 図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う概略端面図である。 比較例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８の矢印ＩＸの視点での概略平面図である。 比較例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１０の矢印ＸＩ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。

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（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１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。

（ガラス基板の分断方法）
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に設けられた縁は、互いに対向する辺ＥＤ１および辺ＥＤ２を有している。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（図１）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。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。

上記摺動によって上面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５）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Ｎ３ｅの間で位置Ｎ１から位置Ｎ３ｅへ刃先５１を摺動させることによって行われる。上面ＳＦ１上で刃先５１が摺動し始める位置である位置Ｎ１は、図４に示すように、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れていることが好ましい。これにより、刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦ１の縁に衝突することが避けられる。よってガラス基板４の縁の欠けが発生することが防止される。位置Ｎ３ｅは、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁に位置しており、具体的には辺ＥＤ２に位置している。

トレンチラインＴＬ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（図５）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。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。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。

トレンチラインＴＬを形成するために上記のように摺動させられた刃先５１は、最終的に位置Ｎ３ｅに達する。その時点で、刃先５１の稜線部ＰＳ２（図１）は、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁、具体的には辺ＥＤ２、を切り下ろす。

図６および図７を参照して、上記の切り下ろしによって、位置Ｎ３ｅに微細な破壊が生じる。この破壊を起点として、トレンチラインＴＬ付近の内部応力を解放するようにクラックが発生する。具体的には、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁に位置する位置Ｎ３ｅからトレンチラインＴＬに沿って、厚さ方向ＤＴにおけるガラス基板４のクラックが伸展する（図中、矢印参照）。言い換えれば、クラックラインＣＬの形成が開始される。これにより、ステップＳ５０（図３）として、位置Ｎ３ｅから位置Ｎ１へクラックラインＣＬが形成される。

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（図７）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。

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の矢印）は、トレンチラインＴＬが形成された方向（図４の矢印）と逆である。このようなクラックラインＣＬを発生させるためには、前述したように、刃先５１が方向ＤＡ（図１）へ摺動する際に角度ＡＧ２が角度ＡＧ１よりも大きくされていることが好ましい。なお、刃先５１が方向ＤＡへ摺動する際に角度ＡＧ２が角度ＡＧ１よりも小さくされていると、クラックラインＣＬ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ＣＬが発生するか否かが不安定となりやすい。

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°とされるとクラックラインＣＬの上記のような伸展が生じなかった。カッティング器具５０（図１）の軸方向ＡＸの調整により、角度ＡＧ１＝９°かつ角度ＡＧ２＝１６°とされるとクラックラインＣＬの上記のような伸展が生じた。

トレンチラインＴＬ上における位置Ｎ１および位置Ｎ３ｅの間の位置を位置Ｎ２と定義するとして、トレンチラインＴＬ（図４）が形成される際に、刃先５１が位置Ｎ１および位置Ｎ２の間の少なくとも一部で第１の速度で摺動するとする。また刃先５１が上面ＳＦ１の縁を切り下ろす際に、刃先５１が第２の速度で変位するとする。工程に必要な時間を短くするためには第１および第２の速度のいずれも大きいことが好ましいが、本発明者らの検討によれば、クラックラインＣＬ（図６）をより確実に発生させるには、特に第２の速度が小さくされることが好ましい。実験では、切り下ろし時の刃先５１の速度が２０ｍｍ／秒程度以下であると、クラックラインＣＬがほぼ確実に形成された。逆にこの速度が２０ｍｍ／秒程度よりも大きいと、クラックラインＣＬが１０〜２０％程度の割合で形成されないことがあった。このため、クラックラインＣＬを確実に形成しつつ、工程に必要な時間をできるだけ短くするためには、第１の速度よりも第２の速度が小さくされることが好ましい。また、刃先５１の速度が遅い区間である位置Ｎ２と位置Ｎ３ｅとの間の距離を小さくすることで、工程に必要な時間をより短くすることができる。ただし刃先５１の速度を瞬間的に低下させる制御は困難であることから、位置Ｎ２と位置Ｎ３ｅとの間の区間の距離は、この区間において刃先５１の速度を十分に低下させることができる程度に大きいことが望ましく、たとえば１０ｍｍ程度とされる。

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、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（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。

（比較例１）
図８および図９を参照して、本比較例のカッティング器具５０ｕは、刃先５１（図１および図２）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ＴＤ３は、突起部ＰＰから延びる稜線部ＰＳをなしている。

本比較例においては、トレンチラインＴＬ（図４）を形成するために摺動させられた刃先５１ｕが、最終的に位置Ｎ３ｅに達する。その時点で、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁を、刃先５１ｕの天面ＴＤ１（図８および図９）が切り下ろす。つまり、切り下ろしの際、上記本実施の形態においては鋭利な稜線部ＰＳ２が作用するのに対して、本比較例においては、平坦な天面ＴＤ１が作用する。このため本比較例においては、クラックラインＣＬの形成開始のきっかけとなる微細な破壊が十分に生じにくくなる。よってクラックラインＣＬが確実には形成されにくくなる。

（比較例２）
図１０および図１１を参照して、本比較例のカッティング器具５０ｖは、刃先５１（図１および図２）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。

本比較例においては、トレンチラインＴＬ（図４）を形成するために摺動させられた刃先５１ｖが、最終的に位置Ｎ３ｅに達する。その時点で、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁を刃先５１ｖの円錐面ＳＣ（図１０および図１１）が切り下ろす。つまり、切り下ろしの際、上記本実施の形態においては鋭利な稜線部ＰＳ２が作用するのに対して、本比較例においては、なだらかな円錐面ＳＣが作用する。このため、クラックラインＣＬの形成開始のきっかけとなる微細な破壊が十分に生じにくくなる。よってクラックラインＣＬが確実には形成されにくくなる。

＜実施の形態２＞
図１２を参照して、本実施の形態においては、ステップＳ１０（図３）として、スクライブラインＡＬが設けられた上面ＳＦ１を有するガラス基板４が準備される。スクライブラインＡＬは、厚さ方向に部分的に浸透したクラックを伴うスクライブラインであり、通常のスクライブ方法によって形成され得る。クラックを伴いつつスクライブラインＡＬを形成するためには、スクライブラインＡＬの起点を、図１２に示すように上面ＳＦ１の縁とすることが好ましい。またステップＳ２０（図３）として、実施の形態１と同様、刃先５１を有するカッティング器具（図１および図２）が準備される。

図１３を参照して、ステップＳ３０（図３）にて、クラックレス状態のトレンチライン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。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１３の矢印参照）。刃先５１（図１）は、実施の形態１と同様、方向ＤＡに摺動させられその際の角度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５）が形成される。トレンチラインＴＬの形成は、位置Ｎ１および位置Ｎ３ａの間で位置Ｎ１から位置Ｎ３ａへ刃先５１が摺動することによって行われる。位置Ｎ３ａは、スクライブラインＡＬ上に位置している。上面ＳＦ１上で刃先５１が摺動し始める位置である位置Ｎ１は、図１３に示すように、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れていることが好ましい。

トレンチラインＴＬを形成するために上記のように摺動させられた刃先５１は、位置Ｎ３ａ（一の箇所）においてスクライブラインＡＬと交差する。よって刃先５１の稜線部ＰＳ２（図１）もスクライブラインＡＬと交差する。

図１４を参照して、上記の交差によって位置Ｎ３ａに微細な破壊が生じる。この破壊を起点として、トレンチラインＴＬ付近の内部応力を解放するようにクラックが発生する。具体的には、スクライブラインＡＬ上に位置する位置Ｎ３ａからトレンチラインＴＬに沿って、厚さ方向ＤＴにおけるガラス基板４のクラックが伸展する（図中、矢印参照）。言い換えれば、クラックラインＣＬの形成が開始される。これにより、ステップＳ５０（図３）として、位置Ｎ３ａから位置Ｎ１へクラックラインＣＬが形成される。

なお位置Ｎ３ａを通過した刃先５１は、上面ＳＦ１上を位置Ｎ４まで摺動した後、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とが好ましい。

次に、ステップＳ６０（図３）にて、実施の形態１と同様に、クラックラインＣＬに沿ってガラス基板４が分断される。以上により本実施の形態のガラス基板４の分断方法が行われる。

トレンチラインＴＬ上における位置Ｎ１および位置Ｎ３ａの間の位置を位置Ｎ２と定義するとして、トレンチラインＴＬ（図１３）が形成される際に、刃先５１が位置Ｎ１および位置Ｎ２の間の少なくとも一部で第１の速度で摺動するとする。また刃先５１がスクライブラインＡＬと位置Ｎ３ａにおいて交差する際に、刃先５１が第２の速度で変位するとする。工程に必要な時間を短くするためには第１および第２の速度のいずれも大きいことが好ましいが、実施の形態１と同様、第２の速度が小さくされてもよい。この場合、刃先５１の速度が遅い区間である位置Ｎ２と位置Ｎ３ａとの間の距離を小さくすることで、工程に必要な時間の増加を最低限にすることができる。ただし刃先５１の速度を瞬間的に低下させる制御は困難であることから、位置Ｎ２と位置Ｎ３ａとの間の区間の距離は、この区間において刃先５１の速度を十分に低下させることができる程度に大きいことが望ましく、たとえば１０ｍｍ程度とされる。

また、位置Ｎ１と位置Ｎ２の間と比較して、位置Ｎ３ａを通過する際にガラス基板４に与えられる荷重はより大きくされることが好ましい。このように、トレンチラインＴＬ形成中に荷重を変化させる場合、位置Ｎ３ａにおける荷重を十分に大きくするため、第２の速度が小さくされることが好ましい。すなわち、刃先５１の荷重を瞬間的に増加させる制御は困難であることから、位置Ｎ２と位置Ｎ３ａとの間においては速度を低下させながら、荷重が大きくされる。この区間の距離は、この区間において刃先５１の荷重を十分に増加させることができる程度に大きいことが望ましい。

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。

＜実施の形態３＞
本実施の形態においては、まず、実施の形態１の方法によって、刃先５１（図１および図２）を用いたトレンチラインＴＬの形成（図４）と、それに沿ったクラックラインＣＬ（図６）の形成とが行われる。言い換えれば、クラックラインＣＬを伴うスクライブラインが設けられた上面ＳＦ１を有するガラス基板４が準備される（図３：ステップＳ１０）。

図１５を参照して、次に、上面ＳＦ１にトレンチラインＴＬ２を形成するための刃先が準備される（図３：ステップＳ２０）。本実施の形態においては、この刃先は、トレンチラインＴＬを形成するために用いられた刃先５１またはそれと同じ刃先である。そして、ステップＳ３０（図３）にて、クラックレス状態のトレンチラインＴＬ２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Ｍ１で押し付けられる。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１５の矢印参照）。刃先５１（図１）は、実施の形態１と同様、方向ＤＡに摺動させられその際の角度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、トレンチラインＴＬ（図５）と同様、溝形状を有する、クラックレス状態のトレンチラインＴＬ２が形成される。トレンチラインＴＬの形成は、位置Ｍ１および位置Ｍ３ａの間で位置Ｍ１から位置Ｍ３ａへ刃先５１が摺動することによって行われる。位置Ｍ３ａは、クラックラインＣＬ上に位置している。上面ＳＦ１上で刃先５１が摺動し始める位置である位置Ｍ１は、図１５に示すように、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れていることが好ましい。

トレンチラインＴＬを形成するために上記のように摺動させられた刃先５１は、位置Ｍ３ａ（一の箇所）においてクラックラインＣＬと交差する。よって刃先５１の稜線部ＰＳ２（図１）もクラックラインＣＬと交差する。

図１６を参照して、上記の交差によって位置Ｍ３ａに微細な破壊が生じる。この破壊を起点として、トレンチラインＴＬ２付近の内部応力を解放するようにクラックが発生する。具体的には、クラックラインＣＬ上に位置する位置Ｍ３ａ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のクラックが伸展する（図中、矢印参照）。言い換えれば、クラックラインＣＬ２の形成が開始される。これにより、ステップＳ５０（図３）として、位置Ｍ３ａから位置Ｍ１へクラックラインＣＬ２が形成される。

なお位置Ｍ３ａを通過した刃先５１は、上面ＳＦ１を位置Ｍ４まで摺動させられた後、ガラス基板４から離される。位置Ｍ４はガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れていることが好ましい。

次に、ステップＳ６０（図３）にて、クラックラインＣＬ２に沿ってガラス基板４が分断される。以上により本実施の形態のガラス基板４の分断方法が行われる。

好ましくは、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、クラックラインＣＬの形成に先立ってトレンチラインＴＬが形成される際に印加される荷重よりも大きくされる。この理由は、トレンチラインＴＬの形成が上面ＳＦ１の縁の切り下ろしを伴うのに対して、トレンチラインＴＬ２の形成はこのような切り下ろしを伴わないためである。刃先５１への荷重が高められることで、このような切り下ろしを伴うことなく、トレンチラインＴＬ２に沿ったクラックラインＣＬ２がより確実に形成される。

トレンチラインＴＬ２上における位置Ｍ１および位置Ｍ３ａの間の位置を位置Ｍ２と定義するとして、トレンチラインＴＬ２（図１５）が形成される際に、刃先５１が位置Ｍ１および位置Ｍ２の間の少なくとも一部で第１の速度で摺動するとする。また刃先５１がクラックラインＣＬと位置Ｍ３ａにおいて交差する際に、刃先５１が第２の速度で変位するとする。工程に必要な時間を短くするためには第１および第２の速度のいずれも大きいことが好ましいが、クラックラインＣＬ２（図１６）をより確実に発生させるため第２の速度が小さくされてもよい。この場合、刃先５１の速度が遅い区間である位置Ｍ２と位置Ｍ３ａとの間の距離を小さくすることで、工程に必要な時間の増加を最低限にすることができる。ただし刃先５１の速度を瞬間的に低下させる制御は困難であることから、位置Ｍ２と位置Ｍ３ａとの間の区間の距離は、この区間において刃先５１の速度を十分に低下させることができる程度に大きいことが望ましく、たとえば１０ｍｍ程度とされる。

また、位置Ｍ１と位置Ｍ２との間と比較して、位置Ｍ３ａを通過する際に基板に与えられる荷重はより大きくされることが好ましい。このように、トレンチラインＴＬ形成中に荷重を変化させる場合、位置Ｍ３ａにおける荷重を十分に大きくするため、第２の速度が小さくされることが好ましい。すなわち、刃先５１の荷重を瞬間的に増加させる制御は困難であることから、位置Ｍ２と位置Ｍ３ａとの間においては速度を低下させながら、荷重が大きくされる。この区間の距離は、この区間において刃先５１の荷重を十分に増加させることができる程度に大きいことが望ましい。

なお上記においてはトレンチラインＴＬの形成に用いられた刃先５１（図１および図２）またはそれと同じ刃先によってトレンチラインＴＬ２が形成される場合について説明したが、トレンチラインＴＬ２が、刃先５１とは異なる種類の別の刃先によって形成されてもよい。ただし、この別の刃先も、刃先５１と同様に、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の稜線部とに対応する部分を有している。このように別の刃先が用いられる場合、それに印加される荷重は、その特性に応じて最適化され得る。

なお上記各実施の形態においては上面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。

４ ガラス基板（脆性基板）
５１ 刃先
ＡＬ スクライブライン
ＣＬ クラックライン
ＳＦ１ 上面（一の面）
ＴＬ トレンチライン
ＰＰ 突起部
ＰＳ１ 稜線部（第１の稜線部）
ＰＳ２ 稜線部（第２の稜線部）

Claims (5)

1. ａ）縁が設けられた一の面を有し、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）前記工程ｃ）によって摺動させられた前記刃先が前記脆性基板の前記一の面の前記縁を切り下ろすことで、前記縁から前記トレンチライン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）スクライブラインが設けられた一の面を有し、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）前記工程ｃ）によって摺動させられた前記刃先が前記スクライブラインと一の箇所において交差することで、前記一の箇所から前記トレンチライン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。
4. 前記工程ｃ）は、前記刃先を第１の速度で摺動させる工程を含み、
   前記工程ｄ）において、前記刃先は前記第１の速度よりも小さい第２の速度で変位させられる、
   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. 前記工程ｃ）において、前記脆性基板の前記一の面上で前記刃先が摺動し始める位置は、前記脆性基板の前記縁から離れている、請求項１から４のいずれか１項に記載の脆性基板の分断方法。

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