JP6682907B2 - 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し、特に、刃先の摺動を用いた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。本明細書において「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を意味する。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。この特許文献１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、この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。この特許文献１の技術に見られるように、従来の典型的な技術においては、スクライブラインの形成と同時にクラックラインが形成される。

特許文献２によれば、上記の典型的な分断技術とは顕著に異なる分断技術が提案されている。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、この特許文献２において「スクライブライン」と称される溝形状が形成される。本明細書においては、以降において、この溝形状のことを「トレンチライン」と称する。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。その後に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、典型的な技術とは異なり、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通常のブレイク工程が行われる。

上記特許文献２の技術のように、クラックを伴わないトレンチラインを積極的に利用する技術を、本明細書においては「クラックレススクライビング技術」と称する。クラックレススクライビング技術において形成されるトレンチラインは、クラックの同時形成を伴う典型的な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。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、この分断技術によれば、刃先の寿命を延ばすことができる。刃先の構成の一種として、上記特許文献２によれば、３つの面が合流する頂点と、そこから延びる稜線とを有するものが開示されている。具体的には、刃先は、天面と第１の側面と第２の側面とが合流する頂点と、第１の側面および第２の側面がなす稜線とを有する。脆性基板上で刃先が摺動される方向としては、天面から稜線へ向かう第１の方向と、稜線から天面へ向かう第２の方向とが開示されている。

特開平９−１８８５３４号公報 国際公開第２０１５／１５１７５５号

上述した刃先は、クラックレススクライビング技術に限らず、クラックの同時発生を伴う典型的なスクライビング技術においても広く用いられてきたものである。典型的なスクライビング技術においては、刃先の摺動方向は、上記第１の方向が標準的である。言い換えれば、稜線を前側とし、天面を後側とするのが標準的である。なぜならばその方が、刃先へのダメージを抑えやすいためである。一方で、クラックレススクライビング技術においては、刃先への荷重が低いことから刃先へのダメージが抑えられるので、上記第２の方向も十分に実用的である。そしてクラックレススクライビング技術においては、その用途によっては、第１の方向ではなく第２の方向が特に望まれる場合があり得る。このような場合に適した刃先の具体的な構成については、クラックレススクライビング技術の検討が始まってから間もないということもあり、具体的な検討が未だなされていなかった。

工業目的で用いられる刃先は、その交換頻度が比較的高いことから、容易に準備され得るものであることが望まれる。特に、刃先の摺動方向として上記第２の方向が選択される場合は、第１の方向が選択される場合に比して刃先へのダメージが加わりやすい。このため、刃先の寿命が短くなりやすく、それに応じて刃先の交換頻度が高くなりやすい。よって、刃先が容易に準備され得るものであることが、より一層望まれる。

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、３つの面が合流する頂点を有する刃先がその稜線を後側として摺動される場合において、刃先を容易に準備し、かつ刃先の十分な寿命を確保することができる、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、以下の工程ａ）〜ｅ）を有する。
ａ）一の面と、一の面に垂直な厚さ方向とを有する脆性基板が準備される。
ｂ）第１の面と、第１の面と隣り合う第２の面と、第２の面と隣り合うことで稜線をなしかつ第１の面および第２の面の各々と隣り合うことで頂点をなす第３の面と、を有する刃先が準備される。稜線は、面取り加工なしのものである。
ｃ）脆性基板の一の面上で刃先を稜線から第１の面へ向かう方向へ摺動させることによって、溝形状を有するトレンチラインが塑性変形により脆性基板の一の面上に形成される。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）の後に、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。クラックラインは、工程ｃ）によって摺動させられた刃先の稜線が脆性基板の一の面の縁を切り下ろされ、刃先の稜線によって切り下ろされた縁からトレンチラインに沿ってクラックラインが伸展することにより形成される。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、以下の工程ａ）〜ｅ）を有する。
ａ）一の面と、一の面に垂直な厚さ方向とを有する脆性基板が準備される。
ｂ）第１の面と、第１の面と隣り合う第２の面と、第２の面と隣り合うことで稜線をなしかつ第１の面および第２の面の各々と隣り合うことで頂点をなす第３の面と、を有する刃先が準備される。刃先は、稜線に垂直な断面において２μｍ以下の曲率半径を有する。
ｃ）脆性基板の一の面上で刃先を稜線から第１の面へ向かう方向へ摺動させることによって、溝形状を有するトレンチラインが塑性変形により脆性基板の一の面上に形成される。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）の後に、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。クラックラインは、工程ｃ）によって摺動させられた刃先の稜線が脆性基板の一の面の縁を切り下ろされ、刃先の稜線によって切り下ろされた縁からトレンチラインに沿ってクラックラインが伸展することにより形成される。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、刃先の稜線は、面取り加工なしのものである。これにより、刃先の稜線が面取り加工ありのものである場合に比して、刃先を容易に準備することができる。また、クラックレススクライビング技術が用いられることで、刃先への荷重を低くすることができる。これにより、稜線を後側とした摺動を行いつつも、刃先の十分な寿命を確保することができる。

本発明の他の局面に従う脆性基板の分断方法によれば、刃先は、稜線に垂直な断面において２μｍ以下の曲率半径を有する。このような曲率半径は、稜線をなす一対の面が形成された後に、稜線に対する面取り加工を控えるだけで、容易に得られる。よって、刃先を容易に準備することができる。また、クラックレススクライビング技術が用いられることで、刃先への荷重を低くすることができる。これにより、稜線を後側とした摺動を行いつつも、刃先の十分な寿命を確保することができる。

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。 図２の頂点近傍の部分拡大図である。 図３の稜線に垂直な断面における曲率半径を算出するための表面プロファイルを模式的に示すグラフ図である。 本発明の実施の形態１〜５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６の線ＶＩＩ−ＶＩＩ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８の線ＩＸ−ＩＸ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平面図である。 実施の形態１の実施例における脆性基板の分断形状を示す側面図である。 比較例３における脆性基板の分断形状を示す側面図である。 本発明の実施の形態２における脆性基板の分断方法における、トレンチラインの形成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。 図１４の線ＸＶ−ＸＶに沿う概略端面図である。 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。 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４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４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５における脆性基板の分断方法に用いられる刃先の構成を概略的に示す断面図である。 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アシスト刃先の構成を概略的に示す断面図である。

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および図２を参照して、はじめに、本実施の形態のガラス基板４（脆性基板）の分断方法におけるトレンチラインの形成工程に用いられるカッティング器具５０の構成について説明する。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（第１〜第３の面）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する。この頂点ＰＰによって刃先５１の突起部が構成されている。また側面ＳＤ２およびＳＤ３は、刃先５１の側部を構成する稜線ＰＳをなしている。稜線ＰＳは、頂点ＰＰから線状に延びており、かつ、線状に延びる凸形状を有する。以上の構成から、刃先５１は、天面ＳＤ１と、天面ＳＤ１と隣り合う側面ＳＤ２と、側面ＳＤ２と隣り合うことで稜線ＰＳをなしかつ天面ＳＤ１および側面ＳＤ２の各々と隣り合うことで頂点ＰＰをなす側面ＳＤ３と、を有する。

稜線ＰＳは、面取り加工なしのものである。このため刃先５１の稜線は鋭利な形状をなしている。具体的には、刃先５１は、稜線ＰＳに垂直な断面における曲率半径（以下、単に「稜線ＰＳの曲率半径」とも称する）として、２μｍ以下の曲率半径を有し、好ましくは１μｍ以下の曲率半径を有する。この曲率半径の測定方法の例について、以下に説明する。

図３を参照して、上記曲率半径は、測定線ＳＲ上での側面ＳＤ２およびＳＤ３の表面プロファイルの測定結果から算出され得る。測定線ＳＲは、刃先５１のうち、頂点ＰＰ近傍の、ガラス基板４への実質的な作用部分ＥＲ内に位置するものである。測定線ＳＲは、頂点ＰＰから離れた位置で稜線ＰＳと直交する。作用部分ＥＲは、稜線ＰＳに直交する方向における寸法Ｌ１と、稜線ＰＳに沿った方向における寸法Ｌ２とを有する。典型的には、寸法Ｌ１は３０μｍ以上５０μｍ以下であり、寸法Ｌ２は１０μｍ以上３０μｍ以下である。頂点ＰＰと測定線ＳＲとの間隔ＬＤは、頂点ＰＰの存在による表面プロファイルへの影響が十分に小さくなるような間隔であり、たとえば５μｍ程度である。図４は、測定線ＳＲ上の位置と高さＨとの関係の測定結果を模式的に示す表面プロファイルである。表面プロファイルの測定は、たとえばレーザ顕微鏡を用いて行い得る。得られた表面プロファイルに対して稜線ＰＳの位置で円ＲＲを当てはめることで、曲率半径が算出され得る。

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、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から作られていることが好ましい。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。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。

（ガラス基板の分断方法）
図５に示すフロー図を参照しつつ、次に、ガラス基板４の分断方法について、以下に説明する。

ステップＳ１０（図５）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。上面ＳＦ１には縁ＥＤが設けられている。図６で示す例においては、縁ＥＤは長方形状を有する。ガラス基板４は、上面ＳＦ１に垂直な厚さ方向ＤＴを有する。またステップＳ２０（図５）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６を参照して、ステップＳ３０（図５）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、刃先５１（図１）の頂点ＰＰが上面ＳＦ１に位置Ｎ１で押し付けられる。これにより刃先５１がガラス基板４に接触する。位置Ｎ１は、図示されているように、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤから離れていることが好ましい。言い換えれば、刃先５１の摺動開始時点において、刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤに衝突することが避けられる。

次に、上記のよう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６の矢印参照）。刃先５１（図１）は、上面ＳＦ１上で稜線ＰＳから天面ＳＤ１へ向かう方向へ摺動させられる。厳密に言えば、刃先５１は、稜線ＰＳから頂点ＰＰを経由して天面ＳＤ１へ向かう方向を上面ＳＦ１上に射影した方向ＤＢに摺動させられる。方向ＤＢは、頂点ＰＰの近傍における稜線ＰＳ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ＤＢは、刃先５１から延びる軸方向ＡＸを上面ＳＦ１上へ射影した方向と反対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上を押し進められる。

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ＰＳおよび天面ＳＤ１のそれぞれは、ガラス基板４の上面ＳＦ１と角度ＡＧ１および角度ＡＧ２をなしている。角度ＡＧ２は角度ＡＧ１よりも小さいことが好ましい。

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７）が形成される。トレンチラインＴＬは、ガラス基板４の塑性変形のみによって生じることが好ましく、その場合、ガラス基板４の上面ＳＦ１上で削れが生じない。削れを避けるためには、刃先５１の荷重を過度に高くしなければよい。削れがないことにより、上面ＳＦ１上に、好ましくない微細な破片が生じることが避けられる。ただし、若干の削れは、通常、許容され得る。

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Ｎ２を経由して位置Ｎ３ｅへ刃先５１を摺動させることによって行われる。位置Ｎ２は、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤから離れている。位置Ｎ３ｅは、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤ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。適切な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形成時点ではクラックが発生しない程度に小さくなるように、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大きくなるように、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。クラックレス状態は、刃先５１が位置Ｎ２に位置している時点で維持されており、さらに、刃先５１が位置Ｎ３ｅに達する瞬間まで維持されている。刃先５１が位置Ｎ３ｅに達すると、刃先５１の稜線ＰＳ（図１）は、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤを切り下ろす。

図８および図９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ＥＤ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８における矢印参照）。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５）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。

なお、クラックラインＣＬの形成をより確実にするために、刃先５１が位置Ｎ２から位置Ｎ３ｅを摺動する速度を、位置Ｎ１から位置Ｎ２における速度より小さくしてもよい。同様に、位置Ｎ２から位置Ｎ３ｅにおいて刃先５１に印加される荷重を、クラックレス状態が維持される範囲で位置Ｎ１から位置Ｎ２における荷重よりも大きくしてもよい。

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８における横方向）と交差する方向ＤＣ（図９）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６）に沿ってクラックラインＣＬ（図８）が伸展する方向（図８の矢印）は、トレンチラインＴＬが形成された方向（図６の矢印）と逆である。このような方向関係でクラックラインＣＬを発生させるためには、トレンチラインＴＬの形成のために刃先５１が方向ＤＢ（図１）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ことが好ましい。この角度関係が満たされていないと、クラックラインＣＬが発生しにくい。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。

次に、ステップＳ６０（図５）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９）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１０を参照して、本比較例の刃先５９の頂点ＰＰは、４つの面ＳＥ１〜ＳＥ４が合流する箇所に設けられている。頂点ＰＰからは４つの稜線ＰＳ１〜ＰＳ４が設けられている。この場合、図６の工程において、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤを、稜線ＰＳ１〜ＰＳ４のいずれかで切り下ろし得る。よって、本実施の形態と同様に、クラックラインＣＬが確実に形成されやすい長所がある。一方で、刃先５９の形成に高い加工精度が必要となり、よってその形成が容易ではない、という短所がある。なぜならば、本比較例のように面ＳＥ１〜ＳＥ４が合流する箇所によって刃先の頂点ＰＰが設けられる場合は、これらのうち３つの面が合流する点を通るように、残る１つの面の位置を合わせる必要があるためである。

（比較例２）
本比較例においては、刃先５１の摺動方向が、方向ＤＢ（図１）と反対であるものとする。この場合、図６の工程において、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤを、稜線ＰＳではなく天面ＳＤ１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ＰＳが作用するのに対して、本比較例においては、平坦な天面ＳＤ１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。

（実施例および比較例３）
図１１は、本実施の形態の実施例におけるガラス基板４の分断形状を概略的に示す側面図である。図１２は、比較例３のガラス基板４の分断形状を概略的に示す側面図である。分断されるガラス基板４の厚みは０．１ｍｍとされた。ガラス基板４が分断されることによって得られた面（以下、「分断面」とも称する）は、図１１および図１２における右辺に対応しており、レーザ顕微鏡によって得られた表面プロファイルに基づき、分断面の高度差を強調して描かれたものである。分断に用いられた刃先５１の稜線ＰＳ（図３）は、実施例においては面取り加工なしのものとされ、比較例３においては面取りありのものとされた。稜線ＰＳの曲率半径は、実施例においては０．６μｍであり、比較例３においては３．９μｍであった。

実施例の分断面は、比較例３の分断面に比して、上面ＳＦ１に対する直角度が良好であった。また実施例の分断面は、比較例３の分断面に比して、平坦度が良好であった。具体的には、分断面の高度差が、実施例においては０．５μｍであり、比較例３においては２．３μｍであった。ここで「高度差」とは、分断面の表面プロファイルのうち、最も低い位置と最も高い位置との差である。このように実施例の方が比較例３に比して良好な分断面が得られる理由は、稜線ＰＳの曲率半径が小さいことにより、トレンチラインＴＬの形成時にガラス基板４へ付与される内部応力が、より局所的に集中して付与されるためと推測される。

（効果のまとめ）
本実施の形態によれば、刃先５１を容易に準備することができる。その第１の理由は、上記比較例１とは異なり、刃先５１の頂点が、天面ＳＤ１、側面ＳＤ２および側面ＳＤ３の３つの面が合流する箇所として設けられるからである。仮に、３つを超える面が合流する箇所によって刃先の頂点が設けられる場合、３つの面が合流する点を通るように、残る面の位置を合わせる必要がある。このため、高い加工精度が必要となる。これに対して、３つの面が合流する箇所によって刃先の頂点が設けられる場合、そのような高い加工精度は必要ではない。第２の理由は、刃先５１の稜線ＰＳが、面取り加工なしのものであるからである。これにより、刃先５１の稜線ＰＳが面取り加工ありのものである場合に比して、刃先５１を容易に準備することができる。これを他の観点から見れば、刃先５１が、稜線ＰＳに垂直な断面において２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、の曲率半径を有するからである。このような曲率半径は、稜線ＰＳをなす一対の面が形成された後に、稜線ＰＳに対する面取り加工を控えるだけで、容易に得られる。よって、刃先５１を容易に準備することができる。

さらに、本実施の形態によれば、クラックレススクライビング技術が用いられることで、刃先５１への荷重を低くすることができる。これにより、天面ＳＤ１を前側とし稜線ＰＳを後側とする摺動を行いつつも、刃先５１の十分な寿命を確保することができる。

さらに本実施の形態によれば、稜線ＰＳに対する面取り加工がなされた比較例３に比して、良好な分断面が得られる。具体的には、上面ＳＦ１に対する直角度が良好な分断面が得られる。また、平坦度が良好な分断面が得られる。

さらに本実施の形態によれば、トレンチラインＴＬに沿ったクラックラインＣＬをより確実に形成することができる。その第１の理由は、上記比較例２とは異なり、トレンチラインＴＬの形成のために摺動させられた刃先５１の稜線ＰＳが、ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤを切り下ろすからである。第２の理由は、このように切り下ろしを行う稜線ＰＳが、面取りされていないために、または、２μｍ以下の曲率半径を有するために、鋭利な状態にあるためである。ガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤを、鋭利な稜線ＰＳが切り下ろすことで、クラックラインＣＬをより確実に形成することができる。

＜実施の形態２＞
再び図６を参照して、本実施の形態においては、ガラス基板４の上面ＳＦ１上において刃先５１が摺動することになる位置に、潤滑剤が供給される。言い換えれば、トレンチラインＴＬ（図６）を形成する工程（図５：ステップＳ３０）は、図１３に示すように、潤滑剤を供給するステップＳ３１と、潤滑剤が供給された位置において刃先５１が摺動されるステップＳ３２とを含む。ステップＳ３１を実施するためには、たとえば、シャンク５２（図１）に潤滑剤供給部（図示せず）が設けられれば良い。なお、これら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、その説明を繰り返さない。またステップＳ３１は、後述する実施の形態３〜５にも適用可能である。

本実施の形態においては、実施の形態１と同様、刃先５１の進行方向として方向ＤＢ（図１）が選択されている。刃先５１への荷重が同じである条件下では、方向ＤＢへの摺動は、その逆方向への摺動に比して、刃先５１へのダメージが大きくなりやすい。本実施の形態によれば、このダメージを効果的に抑制することができる。これにより、刃先の寿命を延ばすことができる。

＜実施の形態３＞
図１４を参照して、ステップＳ１０（図５）にて、上記実施の形態１と同様のガラス基板４が準備される。ただし本実施の形態においては、ガラス基板４の上面ＳＦ１上にアシストラインＡＬが設けられている。図１５を参照して、アシストラインＡＬは、アシストトレンチラインＴＬａと、アシストクラックラインＣＬａとを有する。アシストトレンチラインＴＬａは溝形状を有する。アシストクラックラインＣＬａは、厚さ方向ＤＴにおけるガラス基板４のクラックがアシストトレンチラインＴＬａに沿って延びることによって構成されている。

本実施の形態においては、アシストラインＡＬはガラス基板４の上面ＳＦ１に、アシストトレンチラインＴＬａおよびアシストクラックラインＣＬａを同時に形成する工程によって設けられる。このようなアシストラインＡＬは、通常の典型的なスクライブ方法によって形成され得る。たとえば、このようなアシストラインＡＬは、図１４の矢印に示すように、刃先がガラス基板４の上面ＳＦ１の縁ＥＤを乗り上げ、そして上面ＳＦ１上を移動することによって行い得る。乗り上げ時の衝撃により微細なクラックが発生することで、アシストトレンチラインＴＬａ形成時に、アシストクラックラインＣＬａを同時に形成することが、容易に可能である。この刃先は、乗り上げ時の刃先およびガラス基板４へのダメージを抑えるために、刃先５１の形状とは異なる、乗り上げに適した形状を有するものであることが好ましい。具体的には、刃先は、回動可能に保持されたもの（ホイール型のもの）であることが好ましい。言い換えれば、刃先はガラス基板４上で摺動ではなく回動するものであることが好ましい。なお、アシストラインＡＬの起点は、図１４においては縁ＥＤであるが、縁ＥＤから離れていてもよい。

次にステップＳ２０（図５）にて、実施の形態１と同様の刃先５１が準備される。なお、前述したアシストラインＡＬ用の刃先の準備を容易とするために、上記のアシストラインＡＬがこの刃先５１を用いて形成されていてもよい。あるいは、刃先５１の形状と同様の形状を有する刃先を用いて上記のアシストラインＡＬが形成されていてもよい。

図１６を参照して、次に、ステップＳ３０（図５）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。

まず実施の形態１と同様の動作が行われる。具体的には、上面ＳＦ１に刃先５１（図１）の頂点ＰＰが位置Ｎ１で押し付けられる。次に、押し付けられた刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦ１上で方向ＤＢ（図１）に摺動させられる（図１６の矢印参照）。これにより上面ＳＦ１上にトレンチラインＴＬがクラックレス状態で形成される。

本実施の形態においては、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Ｎ２を経由して位置Ｎ３ａへ刃先５１を摺動させることによって行われる。位置Ｎ３ａはアシストラインＡＬ上に配置されている。位置Ｎ２は、位置Ｎ１と位置Ｎ３ａとの間に配置されている。好ましくは、刃先５１は、アシストラインＡＬ上の位置Ｎ３ａを超えてさらに位置Ｎ４まで摺動させられる。位置Ｎ４は縁ＥＤ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においてアシストラインＡＬと交差する。よって刃先５１の稜線ＰＳ（図１）もアシストラインＡＬと交差する。こ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、アシストライン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１７の矢印参照）。言い換えれば、刃先５１の稜線ＰＳによって交差されたアシストラインＡＬから、トレンチラインＴＬに沿って、クラックラインＣＬが伸展する。これにより、ステップＳ５０（図５）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。クラックラインＣＬの形成後は、実施の形態１と同様、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。

刃先５１は、位置Ｎ３ａに達した後、ガラス基板４から離される。好ましくは、刃先５１は、位置Ｎ３ａを超えて位置Ｎ４まで摺動した後、ガラス基板４から離される。

次に、ステップＳ６０（図５）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。

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、トレンチラインＴＬに沿ったクラックラインＣＬをより確実に形成することができる。なぜならば、トレンチラインＴＬの形成のために摺動させられた刃先５１の稜線ＰＳが、ガラス基板４の上面ＳＦ１に設けられたアシストラインＡＬと、摺動する刃先５１の頂点によって形成されたトレンチラインＴＬとが交差する位置Ｎ３ａ（図１６）へ、局所的に応力を印加するからである。この応力印加により、クラックラインＣＬの形成開始のきっかけが、高い確実性で得られる。その他、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる。

＜実施の形態４＞
本実施の形態においては、実施の形態３と異なり、アシストラインＡＬ（図１５および図１６）が有するアシストトレンチラインＴＬａおよびアシストクラックラインＣＬａのそれぞれが、実施の形態１で説明されたトレンチラインＴＬおよびクラックラインＣＬの形成方法に類した方法によって形成される。以下、この方法について具体的に説明する。

まず、アシストラインＡＬの形成に用いられる刃先が準備される。この刃先は、刃先５１（図１および図２）と同じであってもよい。すなわち、アシストラインＡＬの形成と、その後に形成されるトレンチラインＴＬの形成とが、共通の刃先５１によって行われてもよい。あるいは、アシストラインＡＬの形成のための刃先として、刃先５１とは別の刃先（以下、「アシスト刃先」と称する）が準備されてもよい。アシスト刃先は、刃先５１（図１および図２）の形状と同じ形状を有してもよい。あるいは、アシスト刃先は、刃先５１の形状と異なる形状を有してもよい。アシスト刃先が刃先５１の形状と異なる形状を有している場合においても、アシスト刃先は、頂点ＰＰおよび稜線ＰＳを形成する天面ＳＤ１、側面ＳＤ２および側面ＳＤ３の構成を有し、上述した形状の相違は、これら構成間の配置の相違によるものであることが好ましい。ここで考慮されている刃先の「形状」は、刃先のうち、頂点ＰＰ近傍の部分、すなわちガラス基板４への作用部分、の形状であり、この作用部分から離れた部分の形状は、通常、重要ではない。以下において、説明を冗長としないために、アシストラインＡＬの形成に用いられる刃先のことを、それが刃先５１かあるいはアシスト刃先であるかを問わず、単に「刃先」と称する場合がある。

図１８を参照して、次に、トレンチラインＴＬの形成（図６）に類した方法によって、アシストトレンチラインＴＬａがクラックレス状態で形成される。図１９を参照して、次に、トレンチラインＴＬに沿ったクラックラインＣＬの形成方法（図８）に類した方法によって、アシストトレンチラインＴＬa（図１８）に沿ったアシストトレンチラインＴＬａが形成される。以上により、アシストラインＡＬ（図１５）が形成される。

次に、実施の形態３と同様に、ステップＳ３０およびＳ５０（図５）にて、トレンチラインＴＬ（図１６）およびクラックラインＣＬ（図１７）が形成され、ステップＳ６０（図５）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。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。

本実施の形態においては、トレンチラインＴＬ（図１６）の形成において刃先５１に印加される荷重は、アシストトレンチラインＴＬａ（図１８）の形成において刃先に印加される荷重に比して大きくされる。本発明者の実験的な検討によれば、このように荷重に差異を設けることで、クラックラインＣＬ（図１７）をより確実に発生させることができる。

好ましくは、トレンチラインＴＬ（図１６）の形成における角度ＡＧ２（図１）は、アシストトレンチラインＴＬａの形成における角度ＡＧ２（図１）よりも小さくされる。このような角度関係が用いられることにより、特に、アシストトレンチラインＴＬａの形成のための刃先が、刃先５１、または、刃先５１の形状と同じ形状を有するアシスト刃先である場合であっても、上述した荷重の差異を設けやすい。この理由は、刃先の形状が同様の場合、角度ＡＧ２が小さいほど、トレンチラインＴＬ（またはアシストトレンチラインＴＬａ）をクラックレス状態で形成可能な荷重が大きくなるためである。トレンチラインＴＬの形成において、角度ＡＧ２が大き過ぎると、トレンチラインＴＬをクラックレス状態で形成することと、アシストトレンチラインＴＬａの形成時の荷重よりも大きな荷重を用いることとを両立させることが困難となる。これに対して、トレンチラインＴＬ（図１６）の形成における角度ＡＧ２（図１）が、アシストトレンチラインＴＬａの形成における角度ＡＧ２（図１）よりも小さくされる場合、トレンチラインＴＬの形成において、アシストトレンチラインＴＬａの形成時の荷重よりも大きな荷重を用いることが容易となる。よって、トレンチラインＴＬのための刃先５１に高荷重向けの刃先設計を適用し、かつ、アシストトレンチラインＴＬａのための刃先に低荷重向けの刃先設計を適用する、という配慮が不要となる。よって、アシストトレンチラインＴＬａの形成において、トレンチラインＴＬの形成に用いられる刃先５１、またはその形状と同じ形状を有するアシスト刃先を用いることができる。

上述したように角度ＡＧ２（図１）に差異が設けられる場合、アシストトレンチラインＴＬａを形成するための刃先として、トレンチラインＴＬを形成するための刃先５１とは別に、アシスト刃先が準備されることが好ましい。これにより、刃先５１の角度ＡＧ２がトレンチラインＴＬの形成に適したものとなる状態で刃先５１の姿勢を固定しておくことができる。言い換えれば、アシストトレンチラインＴＬａの形成工程とトレンチラインＴＬの形成工程との間で、角度ＡＧ２の最適化のための刃先５１の姿勢調整が不要となる。

＜実施の形態５＞
図２０および図２１を参照して、本実施の形態においては、トレンチラインＴＬの形成においては刃先５１が用いられ、アシストトレンチラインＴＬａの形成においては、実施の形態４で説明されたアシスト刃先として、アシスト刃先５１ａが用いられる。刃先５１の形状と、アシスト刃先５１ａの形状とは、互いに相違している。たとえば、頂点ＰＰ（図２参照）の近傍において刃先５１およびアシスト刃先５１ａのそれぞれは、稜線ＰＳに垂直な断面における稜線ＰＳの角度ＡＰおよびＡＰａを有し、角度ＡＰは角度ＡＰａよりも大きい。なお、これら以外の構成については、上述した実施の形態４の構成とほぼ同じであるため、その説明を繰り返さない。

本実施の形態によれば、アシストトレンチラインＴＬａの形成時と、トレンチラインＴＬの形成時とで、異なる形状を有する刃先が用いられる。これにより、刃先の形状として、アシストトレンチラインＴＬａおよびトレンチラインＴＬのそれぞれの形成において、相対的に低荷重に適したものおよび高荷重に適したものを用いることができる。よって、アシストトレンチラインＴＬａおよびトレンチラインＴＬの形成時にクラックレス状態をより確実に得ることができ、かつ、アシストトレンチラインＴＬａおよびトレンチラインＴＬのそれぞれからアシストクラックラインＣＬａおよびクラックラインＣＬをより確実に発生させることができる。

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図示されているが、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ＴＬ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ＴＬ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。

ＥＤ 縁
ＡＬ アシストライン
ＣＬ クラックライン
ＳＤ１ 天面（第１の面）
ＳＤ２ 側面（第２の面）
ＳＤ３ 側面（第３の面）
ＳＦ，ＳＦ１ 上面（一の面）
ＰＰ 頂点
ＴＬ トレンチライン
ＰＳ 稜線
ＣＬａ アシストクラックライン
ＴＬａ アシストトレンチライン
４ ガラス基板（脆性基板）
５１ 刃先
５１ａ アシスト刃先

Claims (2)

1. ａ）一の面と、前記一の面に垂直な厚さ方向とを有する脆性基板を準備する工程を備え、さらに
   ｂ）第１の面と、前記第１の面と隣り合う第２の面と、前記第２の面と隣り合うことで稜線をなしかつ前記第１の面および前記第２の面の各々と隣り合うことで頂点をなす第３の面と、を有する刃先を準備する工程を備え、前記稜線は、面取り加工なしのものであり、さらに
   ｃ）前記脆性基板の前記一の面上で前記刃先を前記稜線から前記第１の面へ向かう方向へ摺動させることによって、溝形状を有するトレンチラインを塑性変形により前記脆性基板の前記一の面上に形成する工程を備え、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）の後に、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、
   前記工程ｄ）は、
   前記工程ｃ）によって摺動させられた前記刃先の前記稜線が前記脆性基板の前記一の面の縁を切り下ろす工程と、
   前記刃先の前記稜線によって切り下ろされた前記縁から前記トレンチラインに沿って前記クラックラインが伸展する工程と、を含む、
   脆性基板の分断方法。
2. ａ）一の面と、前記一の面に垂直な厚さ方向とを有する脆性基板を準備する工程を備え、さらに
   ｂ）第１の面と、前記第１の面と隣り合う第２の面と、前記第２の面と隣り合うことで稜線をなしかつ前記第１の面および前記第２の面の各々と隣り合うことで頂点をなす第３の面と、を有する刃先を準備する工程を備え、前記刃先は、前記稜線に垂直な断面において２μｍ以下の曲率半径を有し、さらに
   ｃ）前記脆性基板の前記一の面上で前記刃先を前記稜線から前記第１の面へ向かう方向へ摺動させることによって、溝形状を有するトレンチラインを塑性変形により前記脆性基板の前記一の面上に形成する工程を備え、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）の後に、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、
   前記工程ｄ）は、
   前記工程ｃ）によって摺動させられた前記刃先の前記稜線が前記脆性基板の前記一の面の縁を切り下ろす工程と、
   前記刃先の前記稜線によって切り下ろされた前記縁から前記トレンチラインに沿って前記クラックラインが伸展する工程と、を含む、
   脆性基板の分断方法。

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