JP6493537B2 - 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、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、
ａ）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を準備する工程と、
ｂ）刃先を脆性基板の第１の面上へ押し付けながら第１の面上で刃先を移動させることによって脆性基板の第１の面上に塑性変形を発生させることで、第１および第２の部分を有するトレンチラインを形成する工程とを備え、トレンチラインを形成する工程において、トレンチラインの第２の部分を形成するために刃先に加えられる荷重は、トレンチラインの第１の部分を形成するために刃先に加えられる荷重よりも高く、トレンチラインを形成する工程は、トレンチラインの直下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行われ、さらに
ｃ）トレンチラインの第１および第２の部分のうち第２の部分にのみ沿ってクラックを発生させる工程と、
ｄ）工程ｃ）の後に、脆性基板の第１の面が支持部に対向するように脆性基板を支持部上に置く工程と、
ｅ）工程ｄ）の後に、応力印加部材を、脆性基板の第２の面のうちトレンチラインの第１の部分に対向する第３の部分からは離しつつ、脆性基板の第２の面のうちトレンチラインの第２の部分に対向する第４の部分に接触させる工程と、
ｆ）工程ｅ）の後に、脆性基板の第２の面のうち第３の部分に応力印加部材を接触させる工程と、
を有する。

本発明によれば、脆性基板の第２の面のうちトレンチラインの第２の部分に対向する第４の部分に接触しかつ第１の部分に対向する第３の部分から離れるように脆性基板の第２の面に応力印加部材が接触させられる。すなわち、第３の部分よりも先に、既にそれに沿ってクラックが発生している第２の部分に対向する第４の部分に応力印加部材が接触させられる。これにより第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、トレンチラインの第１の部分に対向する第３の部分に応力印加部材が接触させられる。これにより、脆性基板のさらなる分離が第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。

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）
本実施の形態のガラス基板１１（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、まずガラス基板１１が準備される（図１：ステップＳ１１０）。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５１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Ｓ１２０）。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（図１：ステップＳ１２０Ｌ）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（図１：ステップＳ１２０Ｈ）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５１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５１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１５０°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、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（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、クラックライン（図１：ステップＳ１３０）が、以下のように形成される。

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の直下において、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。

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。

次に上記ブレイク工程の詳細について、以下に説明する。

図１２を参照して、受刃８０（支持部）が準備される。受刃８０は、ギャップＧＰ（図１４を参照して後述）が設けられた平坦な表面を有している。そして、ガラス基板１１の第１の面ＳＦ１が受刃８０に対向するように、クラックラインＣＬが形成されたガラス基板１１（図９）が受刃８０上に置かれる（図１：ステップＳ１４０）。

図１３および図１４を参照して、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、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。また受刃８０の表面のうち、ブレイクバー８５の上記突出部分に対向することになる部分には、ギャップＧＰが設けられている。

そして、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２から間隔を空けて第２の面ＳＦ２にブレイクバー８５が対向させられる。ここで、第２の面ＳＦ２は、トレンチラインＴＬの低荷重区間ＬＲに厚さ方向（図１３における縦方向）において対向する部分ＳＰ３（第３の部分）と、トレンチラインＴＬの高荷重区間ＨＲに厚さ方向において対向する部分ＳＰ４（第４の部分）とを有している。ブレイクバー８５は、ブレイクバー８５と部分ＳＰ４との間の距離がブレイクバー８５と部分ＳＰ３との間の距離よりも小さくなるように、第２の面ＳＦ２に対向させられる。

具体的には、直線に沿って延在する突出部分（図１３における下辺）を有するブレイクバー８５が準備され、上記直線が第２の面ＳＦ２から傾くようにブレイクバー８５が配置される。たとえば、受刃８０の表面（図１３における上面）が水平面である場合、上記直線が水平面から傾くようにブレイクバー８５が配置される。逆に、上記直線が水平面に沿っている場合、受刃８０の表面が水平面から傾けられる。第２の面ＳＦ２を含む平面を基準面として、この基準面から部分ＳＰ３側のブレイクバー８５の端（図１３における左端）までの距離を距離Ｌ３とし、この基準面から部分ＳＰ４側のブレイクバー８５の端（図１３における右端）までの距離を距離Ｌ４とすると、上述した傾きを得るには、距離Ｌ３＞距離Ｌ４とされればよい。距離Ｌ３と距離Ｌ４との差異は、たとえば２００μｍ程度であり、好ましくは３００μｍ以下である。距離の差が過度に大きいと、ブレイクバー８５と受刃８０とを直線移動によって相対的に近づけていった際に、ブレイクバー８５のうち部分ＳＰ４側の部分（図１３における左部分）がガラス基板１１に接触する前に、部分ＳＰ４側のブレイクバー８５の端（図１３における右端）が受刃８０に接触してしまう。この場合、ブレイクバー８５の左部分がその機能を果たせなくなる。

図１５を参照して、次に、ブレイクバー８５が受刃８０に対して方向ＤＲ（一の方向）へ相対的に直線移動させられる。これによって、ブレイクバー８５が、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２のうち部分ＳＰ３からは離されつつ、部分ＳＦ４に接触させられる（図１：ステップＳ１５０）。方向ＤＲは、ブレイクバー８５が受刃８０に接近するように選択されればよく、たとえば、受刃８０の表面（図中、上面）に垂直な方向である。

ブレイクバー８５が部分ＳＰ４に接触し、そして方向ＤＲに沿って部分ＳＰ４上に押し込まれることによって、部分ＳＰ４に応力が加えられる。これにより、部分ＳＰ４に対向する高荷重区間ＨＲに沿って設けられていたクラックラインＣＬ（図１３）からクラックが拡張する。この結果、高荷重区間ＨＲに沿ってガラス基板１１が分離される。

図１６を参照して、次に、ブレイクバー８５が受刃８０に対して方向ＤＲ（一の方向）へ相対的にさらに直線移動させられる。これによって、ブレイクバー８５が、第２の面ＳＦ２の部分ＳＰ４上からガラス基板１１中へさらに侵入しつつ、部分ＳＰ３に接触させられる（図１：ステップＳ１６０）。

ブレイクバー８５が部分ＳＰ３に接触し、そして方向ＤＲに沿って部分ＳＰ３上に押し込まれることによって、部分ＳＰ３に応力が加えられる。これにより、部分ＳＰ３に対向する低荷重区間ＬＲに沿って高荷重区間ＨＲ側（図中右側）から矢印ＰＲに示すようにクラックが拡張する。この結果、低荷重区間ＬＲに沿ってガラス基板１１が分離される。

以上により、高荷重区間ＨＲおよび低荷重区間ＬＲの両方に沿ってガラス基板１１が分離される。これによりガラス基板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。

なおブレイクバー８５（応力印加部材）を用いたブレイク工程について上記において具体的に説明したが、ブレイク工程は他の方法によっても行い得る。ブレイク工程を行うためには、応力印加部材が、まずガラス基板１１の第２の面ＳＦ２の部分ＳＰ３からは離されつつ部分ＳＰ４に接触させられ、次にガラス基板１１の第２の面ＳＦ２の部分ＳＰ３に接触させられればよい。ガラス基板１１への応力印加のために、ブレイクバーに代わり、第２の面ＳＦ２上を転動するローラが用いられてもよい。このような場合、応力印加部材は、部分ＳＰ４上から部分ＳＰ３上へと移動することから、部分ＳＰ３と接触している際には部分ＳＰ４と必ずしも接触していない。また受刃８０（より一般的にいえば支持部）に対する応力印加部材の相対的移動は、一の方向に沿った直線移動のみに限定されるものではなく、より複雑な移動をともなってもよい。また応力印加部材が複数の部分を有し、それらが個別に移動させられてもよい。

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（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、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。

本実施の形態によれば、図１５に示すように、ガラス基板１１の第２の面ＳＦ２の部分ＳＰ４に接触しかつ部分ＳＰ３から離れるように、第２の面ＳＦ２にブレイクバー８５が接触させられる。すなわち、部分ＳＰ３よりも先に、既にそれに沿ってクラックが発生している高荷重区間ＨＲに対向する部分ＳＰ４に、ブレイクバー８５が接触させられる。これにより、部分ＳＰ４に対向する高荷重区間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、図１６に示すように、部分ＳＰ３にブレイクバー８５が接触させられる。これにより、ガラス基板１１のさらなる分離が低荷重区間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。

なお、本実施の形態と異なり、仮にブレイクバー８５が部分ＳＰ４よりも先に部分ＳＰ３に接触させられる場合、部分ＳＰ４に対向する高荷重区間ＨＲに沿った分離が生じる前に、部分ＳＰ３に対向する低荷重区間ＬＲを起点とする分離が促される。しかしながら、低荷重区間ＬＲには、分離の起点となり得るクラックが設けられていないため、低荷重区間ＬＲに沿った分離は安定的には生じにくい。このため、低荷重区間ＬＲから外れた箇所でガラス基板１１が割れてしまう可能性が高くなる。すなわち、ガラス基板１１をトレンチラインＴＬに沿って安定的に分断することが困難である。

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、受刃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または受刃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、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およびＱ３を経由して終点Ｑ４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、および途中点Ｑ３から終点Ｑ４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。途中点Ｑ２から途中点Ｑ３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。

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Ｑ３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途中点Ｑ２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Ｑ３から終点Ｑ４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が途中点Ｑ２からＱ３まで形成されるが、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く、たとえば始点Ｑ１から途中点Ｑ３まで形成されてもよい。

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の形成は、方向ＤＢへ移動するスクライビング器具５０Ｒによる代わりに、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））が用いられてもよい。

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。

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
ＳＰ３ 部分（第３の部分）
ＳＰ４ 部分（第４の部分）
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 受刃（支持部）
８５ ブレイクバー（応力印加部材）

Claims (2)

1. ａ）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と、
   ｂ）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、第１および第２の部分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、前記トレンチラインの直下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行われ、さらに
   ｃ）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と、
   ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記脆性基板の前記第１の面が支持部に対向するように前記脆性基板を前記支持部上に置く工程と、
   ｅ）前記工程ｄ）の後に、応力印加部材を、前記脆性基板の前記第２の面のうち前記トレンチラインの前記第１の部分に対向する第３の部分からは離しつつ、前記脆性基板の前記第２の面のうち前記トレンチラインの前記第２の部分に対向する第４の部分に接触させる工程と、
   ｆ）前記工程ｅ）の後に、前記脆性基板の前記第２の面のうち前記第３の部分に前記応力印加部材を接触させる工程と、
   を備える、脆性基板の分断方法。
2. ｇ）前記工程e）の前に、前記脆性基板の前記第２の面から間隔を空けて前記第２の面に前記応力印加部材を対向させる工程をさらに備え、前記応力印加部材を対向させる工程は、前記応力印加部材と前記第４の部分との間の距離が前記応力印加部材と前記第３の部分との間の距離よりも小さくなるように行われ、
   前記工程ｅ）および前記工程ｆ）は、前記工程ｇ）の後に、前記応力印加部材を前記支持部に対して一の方向へ相対的に直線移動させることによって行われる、請求項１に記載の脆性基板の分断方法。

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