TWI625211B - 脆性材料基板中之傾斜裂痕之形成方法及脆性材料基板之分斷方法 - Google Patents

脆性材料基板中之傾斜裂痕之形成方法及脆性材料基板之分斷方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種於脆性材料基板形成傾斜裂痕之新穎方法。
於脆性材料基板形成傾斜裂痕之方法係具備：溝槽線形成步驟，其藉由在脆性材料基板之一主面使具有含稜線之刀尖之刻劃工具滑動或滾動，而形成線狀溝槽部即溝槽線；及裂痕形成步驟，其使裂痕產生於溝槽線之正下方；且於溝槽線形成步驟中，以如下方式形成溝槽線，即，於將金剛石尖於水平面內自溝槽線之形成行進方向傾斜特定之傾斜角之狀態下，於溝槽線之正下方維持無裂痕狀態；於上述裂痕形成步驟中自溝槽線使相對於脆性材料基板之主面傾斜之裂痕即傾斜裂痕伸展。

Description

脆性材料基板中之傾斜裂痕之形成方法及脆性材料基板之分斷方法
本發明係關於一種用以分斷脆性材料基板之方法，尤其是關於一種於脆性材料基板之分斷時形成傾斜裂痕之方法。
平面顯示器面板或太陽電池面板等之製造工藝通常包含將玻璃基板、陶瓷基板、半導體基板等包含脆性材料之基板(母基板)分斷之步驟。於該分斷中，廣泛使用如下方法：於基板表面使用金剛石尖或刀輪等刻劃工具形成劃線，並使裂痕(垂直裂痕)自該劃線沿基板厚度方向伸展。於已形成劃線之情形時，存在垂直裂痕沿厚度方向完全地伸展而基板被分斷之情形，亦存在垂直裂痕沿厚度方向僅局部地伸展之情形。於後者之情形時，於形成劃線後，進行被稱為裂断步驟之應力賦予。藉由裂断步驟使垂直裂痕沿厚度方向完全地行進，藉此基板沿劃線被分斷。
作為此種藉由形成劃線而使垂直裂痕伸展之方法，已公知之方法為：形成亦被稱為輔助線之於垂直裂痕之伸展時成為起點(觸發)之線狀加工痕跡(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-74145號公報
關於上述對各種脆性材料基板之沿厚度方向之分斷，於多數情形時設為垂直於基板主面，但亦存在有意識地欲以分斷面相對於基板主面傾斜之方式進行分斷之情形。該分斷係藉由使裂痕相對於基板主面沿斜向伸展而實現，但於專利文獻1中，關於藉由形成輔助線之方法形成此種裂痕(傾斜裂痕)之態樣，未作任何揭示或提示。
本發明係鑒於上述問題而完成者，目的在於提供一種於脆性材料基板形成傾斜裂痕之新穎之方法。
為了解決上述問題，技術方案1之發明之特徵在於：其係於脆性材料基板形成傾斜裂痕之方法，且具備：溝槽線形成步驟，其藉由沿上述脆性材料基板之一主面之預先規定之分斷位置使具有含稜線之刀尖之刻劃工具滑動或滾動，而形成線狀溝槽部即溝槽線；及裂痕形成步驟，其使裂痕產生於上述溝槽線之正下方；且於上述溝槽線形成步驟中，以如下方式形成上述溝槽線，即，於將上述刻劃工具之稜線於水平面內自上述溝槽線之形成行進方向傾斜特定之傾斜角之狀態下，於上述溝槽線之正下方維持無裂痕狀態，使相對於上述脆性材料基板之主面傾斜之裂痕即傾斜裂痕伸展。
技術方案2之發明係如技術方案1之脆性材料基板中之傾斜裂痕之形成方法，其特徵在於：上述傾斜角之絕對值為1.0°~3.0°。
技術方案3之發明係如技術方案1或技術方案2之脆性材料基板中之傾斜裂痕之形成方法，其特徵在於：上述分斷位置被規定為曲線狀，於上述溝槽線形成步驟中，以如下方式形成上述溝槽線，即，於將上述刻劃工具於水平面內自上述分斷位置之切線方向傾斜特定之傾斜角之狀態下，於上述溝槽線之正下方維持無裂痕狀態。
技術方案4之發明之特徵在於：其係將脆性材料基板分斷之方 法，且具備：傾斜裂痕形成步驟，藉由如技術方案1至技術方案3中任一項之傾斜裂痕之形成方法於上述脆性材料基板形成傾斜裂痕；及裂断步驟，其沿上述傾斜裂痕裂断上述脆性材料基板。
根據技術方案1至技術方案4之發明，可實現利用了於溝槽線之正下方可維持無裂痕狀態之方法之、將分斷面相對於基板主面傾斜之態樣下之脆性材料基板之分斷。
1‧‧‧平台
2‧‧‧刻劃頭
50‧‧‧刻劃工具
51‧‧‧劃線輪
52‧‧‧銷
53‧‧‧保持器
100‧‧‧刻劃裝置
150‧‧‧刻劃工具
151‧‧‧金剛石尖
152‧‧‧柄
A1‧‧‧起點
A2‧‧‧終點
AL‧‧‧輔助線
AR1‧‧‧箭頭
AR2‧‧‧箭頭
AR3‧‧‧箭頭
AR4‧‧‧箭頭
AR5‧‧‧箭頭
AX‧‧‧(劃線輪之)軸中心
AX2‧‧‧(柄之軸向)軸向
C‧‧‧(溝槽線之)交點
D1‧‧‧延伸方向
DA‧‧‧(金剛石尖之)移動方向
DP‧‧‧刻劃方向
DT‧‧‧(脆性材料基板之)厚度方向
IC‧‧‧傾斜裂痕
PF‧‧‧(劃線輪之)刀尖
PF2‧‧‧(金剛石尖之)刀尖
PP‧‧‧(金剛石尖之)頂點
PS‧‧‧(金剛石尖之)稜線
RT‧‧‧箭頭
SD1‧‧‧頂面(第1面)
SD2‧‧‧側面(第2面)
SD3‧‧‧側面(第3面)
SF1‧‧‧(脆性材料基板之一)主面(上表面)
SF2‧‧‧(脆性材料基板之另一)主面(下表面)
T1‧‧‧起點
T2‧‧‧終點
TL‧‧‧溝槽線
VC‧‧‧垂直裂痕
W‧‧‧脆性材料基板
W1‧‧‧單片
x‧‧‧x軸
y‧‧‧y軸
z‧‧‧z軸
δ‧‧‧傾斜角
θ‧‧‧傾斜角
圖1係例示溝槽線TL形成後之情況之脆性材料基板W之俯視圖。
圖2(a)、(b)係概略性地表示用於溝槽線TL之形成之刻劃工具150之構成之圖。
圖3係包含溝槽線TL之垂直剖面之zx局部剖視圖。
圖4係例示輔助線AL形成時之情況之脆性材料基板W之俯視圖。
圖5係概略性地表示用於輔助線AL之形成之刻劃裝置100之構成之圖。
圖6係例示伴隨輔助線AL之形成之傾斜裂痕IC之伸展之情況之脆性材料基板W之俯視圖。
圖7係例示伴隨輔助線AL之形成之傾斜裂痕IC之伸展之情況之脆性材料基板W之俯視圖。
圖8係包含溝槽線TL及傾斜裂痕IC之垂直剖面之zx局部剖視圖。
圖9係每當於傾斜角θ之值相同之情形時便對在形成溝槽線TL時施加於金剛石尖151之荷重、與形成之裂痕之傾斜角δ之關係進行繪圖所得之曲線圖。
圖10係針對賦予金剛石尖151之3位準之傾斜角θ之各者，對關於施加於金剛石尖151之荷重不同之6種裂痕之傾斜角δ之平均值、最大值、及最小值進行繪圖所得之曲線圖。
圖11係針對對將傾斜角θ設為-2.1°之金剛石尖151施加1.6N之荷重而形成有溝槽線TL之玻璃基板，藉由在形成傾斜裂痕IC後進行裂断步驟而獲得之單片之光學顯微鏡像。
圖12係表示於分斷位置被規定為圓形狀之情形時之溝槽線TL及輔助線AL之形成位置之圖。
圖13(a)、(b)係模式性地表示於圖12所示之態樣中形成溝槽線TL及輔助線AL後之脆性材料基板W之情況之圖。
圖14係表示於脆性材料基板W被挖空成圓錐台狀之情形時之、於與圖12所示之態樣不同之態樣中之溝槽線TL及輔助線AL之形成位置之圖。
圖15係表示於脆性材料基板W被挖空成圓錐台狀之情形時之、於與圖12所示之態樣不同之態樣中之溝槽線TL及輔助線AL之形成位置之圖。
以下所示之本發明之實施形態之方法係於脆性材料基板W之特定位置(分斷位置)，形成用以分斷該脆性材料基板W之裂痕、即相對於基板主面傾斜之裂痕(以下稱為傾斜裂痕)。概略而言，該方法係藉由與分斷位置對應之被稱為溝槽線之加工槽之形成、及繼其之後之與該溝槽線交叉之態樣下之輔助線之形成，而使傾斜裂痕自溝槽線向基板厚度方向伸展。再者，於本實施形態中，所謂溝槽線係指成為傾斜裂痕之基板厚度方向上之形成起點位置之微細之線狀溝槽部(凹部)。又，所謂輔助線係指於與溝槽線交叉之態樣中形成於脆性材料基板W之主面上、且於使傾斜裂痕於溝槽線之正下方伸展時成為起點(觸發)之加工痕跡。
以下，以對矩形狀脆性材料基板W預先設定有平行於一組對邊之複數個直線狀分斷位置(分斷線)之情形為例進行說明。又，於用於說 明之圖中，適當地標註有將輔助線AL之形成行進方向設為x軸正方向、將溝槽線TL之形成行進方向設為y軸正方向、將鉛垂上方設為z軸正方向之右手系統之xyz座標。
<溝槽線之形成>
圖1係例示溝槽線TL形成後之情況之脆性材料基板W之俯視圖(xy俯視圖)。圖2係概略性地表示用於溝槽線TL之形成之刻劃工具150之構成之圖。圖3係包含溝槽線TL之垂直剖面之zx局部剖視圖。圖1所示之溝槽線TL之形成位置對應於在對脆性材料基板W自其一主面(上表面)SF1側俯視之情形時之分斷位置。
於本實施形態中，於溝槽線TL之形成中，使用具備金剛石尖151之刻劃工具150。金剛石尖151係例如如圖2所示般形成為角錐台形狀，且設有頂面SD1(第1面)、及包圍頂面SD1之複數個面。更詳細而言，如圖2(b)所示般該等複數個面包含側面SD2(第2面)及側面SD3(第3面)。頂面SD1、側面SD2及SD3朝向互不相同之方向，且互相鄰接。於金剛石尖151中，藉由由側面SD2及SD3所成之稜線PS、及頂面SD1、側面SD2及SD3之3個面所成之頂點PP而形成刀尖PF2。金剛石尖151係如圖2(a)所示般以頂面SD1成為最下端部之態樣保持於呈棒狀(柱狀)之柄152之一端部側。
又，於本實施形態中，將進行如下設置時之角度θ定義為金剛石尖151之傾斜角，即，將金剛石尖151之移動方向DA設為基準方向，如圖2(b)所示般將頂面SD1配置於xy平面內，於自頂面SD1之側觀察金剛石尖151之狀態下，使金剛石尖151相對於移動方向DA於水平面內沿順時針方向傾斜角度θ。傾斜角θ亦為金剛石尖151之稜線PS所成之鉛垂面與水平面之正交軸之延伸方向D1和金剛石尖151之移動方向DA所成之角。又，傾斜角θ亦可取正負任一值。再者，於自柄152之側觀察之情形時，逆時針方向成為角度θ之正向。
於使用刻劃工具150之情形時，如圖2(a)所示般，於使柄152之軸向AX2自鉛垂方向朝向移動方向DA前方(y軸正方向)僅傾斜特定之角度，且賦予並非0°之特定之傾斜角θ之狀態下，使金剛石尖151抵接於脆性材料基板W之上表面SF1。然後，藉由一面保持該抵接狀態一面使刻劃工具150向移動方向DA前方移動，而使金剛石尖151之刀尖PF2滑動。藉此，產生沿金剛石尖151之移動方向DA之塑性變形。於本實施形態中，亦將使該產生塑性變形之金剛石尖151之滑動動作稱為金剛石尖151之刻劃動作。
作為金剛石尖151，可應用公知者。惟，於形成溝槽線TL時，傾斜角θ之絕對值被設定於1.0°~3.0°之範圍。於將傾斜角θ之絕對值設定為大於3.0°之情形時，無法較佳地形成溝槽線TL。又，於傾斜角θ之絕對值小於1.0°之情形時，自溝槽線TL之裂痕之伸展方向大致為垂直於上表面SF1，而裂痕無法較佳地形成傾斜裂痕。
如圖1及圖3所示，溝槽線TL係於脆性材料基板W之上表面SF1形成為沿y軸方向延伸之微細之線狀溝槽部。溝槽線TL係作為藉由在將刻劃工具150之姿勢設為相對於移動方向DA對稱之狀態下，使金剛石尖151滑動而於脆性材料基板W之上表面SF1產生之塑性變形之結果而形成。
溝槽線TL係如圖1所示般，於在脆性材料基板W之上表面SF1規定之分斷位置沿箭頭AR1所示之y軸正方向，自起點T1形成至終點T2。以下，關於溝槽線TL，亦將相對地靠近起點T1之範圍稱為上游側，亦將相對地靠近終點T2之範圍稱為下游側。
再者，於圖1中，溝槽線TL之起點T1及終點T2被設為稍微離開脆性材料基板W之端部之位置，但其並非必須之態樣，亦可根據被設為分斷對象之脆性材料基板W之種類或分斷後之單片之用途等，適當地將任一者或兩者設為脆性材料基板W之端部位置。但是，將起點T1設 為脆性材料基板W之端部之態樣係與如圖1所例示般將稍微離開端部之位置設為起點T1之情形時相比，由於對刻劃工具150之刀尖PF2施加之衝擊變大，故而就刀尖PF2之壽命之方面及會引起無法預期之垂直裂痕之產生之方面而言，必須留意。
又，複數個分斷位置之各者上之溝槽線TL之形成可為於具備一個刻劃工具150之未圖示之加工裝置中使用該刻劃工具150依序形成之態樣，亦可為使用複數個溝槽線TL形成用之加工裝置同時並行地形成之態樣。
於形成溝槽線TL時，以如下方式設定刻劃工具150施加之荷重(相當於將刻劃工具150自鉛垂上方對脆性材料基板W之上表面SF1壓入之力)，即，雖能夠確實地實現溝槽線TL之形成，但於脆性材料基板W之厚度方向DT上不會產生自該溝槽線TL之垂直裂痕之伸展(圖3)。
換言之，溝槽線TL之形成係以如下方式進行，即，於溝槽線TL之正下方，脆性材料基板W於與溝槽線TL交叉之方向上維持連續地連接之狀態(無裂痕狀態)。再者，於藉由該應對而形成溝槽線TL之情形時，於脆性材料基板W之溝槽線TL附近(距溝槽線TL大致約5μm~10μm以內之範圍)，作為塑性變形之結果，內部應力殘留。
該殘留內部應力係於傾斜角θ為正之情形時，有偏集存在於溝槽線TL之形成行進方向(於圖1中為箭頭AR1所示之方向)右側之傾向，於傾斜角θ為負之情形時，有偏集存在於溝槽線TL之形成行進方向(於圖1中為箭頭AR1所示之方向)左側之傾向。若基於圖3而言，於前者之情形時有偏集存在於形成為溝槽線TL之溝槽部之圖式觀察左半部分(x軸方向正側)之下方之傾向，於後者之情形時有偏集存在於該溝槽部之圖式觀察右半部分(x軸方向負側)之下方之傾向。
此種溝槽線TL之形成係藉由如下而實現，即，例如，將刻劃工 具150施加之荷重設定為與使用相同之刻劃工具150形成伴隨垂直裂痕之伸展之劃線之情形相比較小之值。
於無裂痕狀態下，由於即便形成有溝槽線TL，亦無自該溝槽線TL之垂直裂痕或傾斜裂痕之伸展，故而即便假設對脆性材料基板W作用彎曲力矩，與此種形成有裂痕之情形相比，亦難以產生沿溝槽線TL之分斷。
<輔助線之形成及傾斜裂痕之伸展>
若藉由上述態樣形成溝槽線TL，則繼其之後，形成輔助線AL。
圖4係例示輔助線AL形成時之情況之脆性材料基板W之俯視圖。圖5係概略性地表示用於輔助線AL之形成之刻劃裝置100之構成之圖。圖6及圖7係例示伴隨輔助線AL之形成之傾斜裂痕IC之伸展之情況之脆性材料基板W之俯視圖。圖8係包含溝槽線TL及傾斜裂痕IC之垂直剖面之zx局部剖視圖。
於本實施形態中，輔助線AL係如圖4所示般於溝槽線TL之下游側附近，藉由沿箭頭AR2所示之x軸正方向(以與溝槽線TL正交之方式)，於起點A1至終點A2之範圍內使脆性材料基板W之上表面SF1產生塑性變形而形成之加工痕跡。
輔助線AL係使用圖5所示之刻劃裝置100所具備之刻劃工具50進行。刻劃裝置100主要具備：平台1，其供載置脆性材料基板W；及刻劃頭2，其保持刻劃工具50；刻劃工具50具有劃線輪(刀輪)51、銷52、及保持器53。
劃線輪51形成為圓盤狀(算盤珠狀)，且沿其外周同樣地具備剖面觀察為大致三角形狀之(由稜線與夾著其之一對傾斜面構成之)刀尖PF。劃線輪51典型性地具有數mm左右之直徑。銷52係垂直地插通於劃線輪51之軸中心AX之位置。保持器53係由刻劃頭2保持，並且以劃線輪51能夠繞軸中心AX旋轉之態樣，支持插通於劃線輪51之銷52。 即，保持器53係利用銷52對劃線輪51能夠繞軸中心AX旋轉地進行軸支。更詳細而言，保持器53係以劃線輪51之刀尖PF(外周部)所成之面沿鉛垂方向延伸之方式，水平地支持銷52。
刀尖PF係使用例如超硬合金、燒結金剛石、多晶金剛石或單晶金剛石等硬質材料而形成。就減小上述稜線及傾斜面之表面粗糙度之觀點而言，亦可劃線輪51整體由單晶金剛石製造。
於形成輔助線AL時，對以另一主面SF2作為載置面而水平地載置固定於刻劃裝置100之平台1上之脆性材料基板W之上表面SF1，以使劃線輪51壓接之狀態，藉由未圖示之移動機構，使保持刻劃工具50之刻劃頭2沿亦為箭頭AR2所示之輔助線AL之形成行進方向之刻劃方向DP移動。由此，被壓接於脆性材料基板W之狀態之劃線輪51於使刀尖PF稍微侵入至脆性材料基板W之狀態下沿箭頭RT所示之方向繞軸中心AX而滾動。藉此，於脆性材料基板W之上表面SF1，伴隨該劃線輪51之壓接滾動產生沿劃線輪51之移動方向之塑性變形。
於本實施形態中，將使該塑性變形產生之劃線輪51之壓接滾動動作稱為利用劃線輪51所進行之刻劃動作。再者，於使劃線輪51對上表面SF1進行壓接時，劃線輪51施加於脆性材料基板之荷重設為可藉由刻劃頭2所具備之未圖示之荷重調整機構而調整。
若將於如上所述之態樣中之輔助線AL之形成，於劃線輪51施加之荷重成為特定之臨限值以上之條件下進行，則每當輔助線AL與溝槽線TL交叉，便如於圖6中箭頭AR3所示般，以與各條溝槽線TL之交點C之位置作為起點，朝向傾斜裂痕IC之預定伸展方向(若為圖6之情形，則為溝槽線TL之上游側)依序產生自溝槽線TL朝向脆性材料基板W之厚度方向DT之傾斜裂痕IC之伸展。
此時之傾斜裂痕IC之脆性材料基板W之厚度方向上之伸展方向、即傾斜裂痕IC之斜率成為與形成溝槽線TL時之金剛石尖151之傾斜角 θ對應者。具體而言，如圖8所示，將於設為θ=0°而形成溝槽線TL之情形時伸展之垂直裂痕VC之伸展方向即鉛垂下方(z軸正方向)設為基準方向，將自與刻劃時之頂面相對之稜線PS之延伸方向(於本實施態樣中為溝槽線TL之下游側)觀察之順時針方向設為正而定義傾斜裂痕IC之傾斜角δ，於上述情況下，於傾斜角θ為正之情形時δ亦成為正。即，傾斜裂痕IC自溝槽線TL朝向x軸方向正側傾斜而伸展。另一方面，於傾斜角θ為負之情形時δ亦成為負。即，傾斜裂痕IC自溝槽線TL朝向x軸方向負側傾斜而伸展。再者，該傾斜裂痕IC之傾斜方向係與上述於溝槽線TL形成時有殘留內部應力偏集存在之傾向之側一致。其原因在於，與輔助線AL之形成一併產生於脆性材料基板W之表面之微細之龜裂即微裂痕被向溝槽線正下方引導，殘留內部應力得以釋放而產生傾斜裂痕IC之伸展。
如上所述，金剛石尖151之傾斜角θ之絕對值被設定於1.0°~3.0°之範圍，傾斜裂痕IC之傾斜角δ之絕對值亦成為1.0°~3.0°。再者，金剛石尖151之傾斜角θ、與傾斜裂痕IC之傾斜角δ之間大概存在線性關係。
於形成輔助線AL後，最終如圖7所示般，於所有分斷位置上產生自溝槽線TL之傾斜裂痕IC之伸展。即，輔助線AL之形成成為契機(輔助線AL成為觸發)，至此，於雖然形成有溝槽線TL但是為無裂痕狀態之脆性材料基板W之各分斷位置，形成自溝槽線TL延伸之傾斜裂痕IC。
再者，傾斜裂痕IC之預定伸展方向如上所述般成為朝向溝槽線TL之上游側之方向之原因在於具有如下性質，即，於使用具備金剛石尖151之刻劃工具150形成溝槽線TL之情形時，產生於溝槽線TL之正下方之傾斜裂痕IC於頂面SD1所存在之側伸展。即，傾斜裂痕IC具有朝向特定之一方向伸展之性質。於藉由將金剛石尖之頂面SD1配置 於溝槽線TL上之上游側之態樣形成溝槽線TL之本實施形態中，於形成輔助線AL時，於溝槽線TL之上游側傾斜裂痕IC伸展，但於反方向上不易伸展。
藉由以上之態樣於分斷位置形成有傾斜裂痕IC之脆性材料基板W被給予至未圖示之特定之裂断裝置。於裂断裝置中進行如下裂断步驟，即，藉由所謂之3點彎曲或4點彎曲之方法，使彎曲力矩作用於脆性材料基板W，藉此，使傾斜裂痕IC伸展至脆性材料基板W之下表面SF2。藉由經過該裂断步驟，脆性材料基板W於分斷位置被分斷。
以上，如所說明般，根據本實施形態，於將脆性材料基板於預先規定之分斷位置分斷時，可藉由如下方法於該分斷位置使傾斜裂痕伸展，即，於與該分斷位置對應之形成位置，一面使金剛石尖傾斜一面進行於在正下方不產生垂直裂痕及傾斜裂痕之條件下之溝槽線之形成，然後於該溝槽線之上游側形成輔助線。
<實施例>
藉由傾斜角θ不同之金剛石尖151形成溝槽線TL，其後形成輔助線AL，對伸展之裂痕之傾斜角δ進行評價。具體而言，準備刀尖PF2之稜線PS之曲率半徑為9.5μm者作為金剛石尖151，藉由使傾斜角θ為不同之-2.1°、0.0°、1.9°之3種，並且將於溝槽線TL形成時施加於金剛石尖151之荷重設為不同之1.0N、1.1N、1.3N、1.4N、1.5N、及1.6N之6個位準，而針對全部18種情形，求出傾斜角δ。
作為脆性材料基板W，準備厚度為0.2mm之玻璃基板。將形成輔助線AL時之刻劃頭2之移動速度設為100mm/sec，作為劃線輪51，使用輪直徑為2.0mm、厚度為0.65mm、銷52之插通孔之直徑為0.8mm、刀尖角度為100°者。
圖9係每當於傾斜角θ之值相同之情形時便對在形成溝槽線TL時施加於金剛石尖151之荷重、與形成之裂痕之傾斜角δ之關係進行繪圖 所得之曲線圖。又，圖10係基於圖9所示之結果，分別針對賦予金剛石尖151之3位準之傾斜角θ，對關於施加於金剛石尖151之荷重不同之6種裂痕之傾斜角δ之平均值(Ave.)、最大值(Max)、及最小值(Min)進行繪圖所得之曲線圖。
根據圖9及圖10，可確認於形成溝槽線TL時賦予金剛石尖151之傾斜角θ、與於形成該溝槽線TL後藉由形成輔助線AL而自溝槽線TL伸展之裂痕之傾斜角δ之間，存在大致正相關。
又，圖11係藉由針對對將傾斜角θ設為-2.1°之金剛石尖151施加1.6N之荷重而形成有溝槽線TL之玻璃基板，於形成傾斜裂痕IC後進行裂断步驟而獲得之單片之光學顯微鏡像。更詳細而言，圖11表示藉由將以將傾斜角θ設為-2.1°且圖式觀察近前側為下游側之方式形成有溝槽線TL之玻璃基板裂断而獲得之單片。根據圖11，可確認分斷面朝向於圖8中設為θ<0之情形時所示之方向傾斜。其意指沿該方向形成有傾斜裂痕IC。
<變化例>
於上述實施形態中，設為於形成溝槽線TL之後，形成輔助線AL，但亦可將溝槽線TL與輔助線AL之形成順序顛倒。
又，於上述實施形態中，使溝槽線TL與輔助線AL於脆性材料基板W之上表面SF1正交，但其並非必須之態樣，只要能夠較佳地實現伴隨輔助線AL之形成之自溝槽線TL之傾斜裂痕之伸展，亦可為溝槽線TL與輔助線AL傾斜地交叉之態樣。
進而，於上述實施形態中將溝槽線TL與輔助線AL交叉之點設為傾斜裂痕伸展之起點，但亦可為藉由在溝槽線TL之附近形成微裂痕而使傾斜裂痕伸展之態樣。微裂痕之形成係藉由如下方法進行，即，例如於脆性材料基板W之上表面SF1，藉由特定之按壓體局部地按壓溝槽線TL之附近，藉此形成壓痕。伴隨該壓痕之形成，自壓痕延伸 之微裂痕到達至溝槽線TL之下方，藉此傾斜裂痕於上述溝槽線之正下方伸展。
又，於上述實施形態中，設為藉由如下方法進行利用刻劃工具150所進行之溝槽線TL之形成，即，於使柄152之軸向AX2朝向移動方向DA前方傾斜之狀態下、即以將頂面SD1朝向移動方向DA後方之姿勢，使金剛石尖151滑動；但亦可代替其設為藉由如下方法形成溝槽線TL，即，於使柄152之軸向AX2朝向移動方向DA後方傾斜之狀態下、即以將頂面SD1朝向移動方向DA前方之姿勢，使金剛石尖151滑動。
但是，於該態樣之情形時，與上述實施形態不同，傾斜裂痕之預定伸展方向成為溝槽線TL之下游側。因此，於該態樣中，設為於溝槽線TL之上游側附近形成輔助線AL。又，於該態樣中，將於設為θ=0°而形成溝槽線TL之情形時伸展之垂直裂痕VC之伸展方向即鉛垂下方(z軸正方向)設為基準方向，自與刻劃時之頂面相對之稜線PS之延伸方向(於本實施態樣中為溝槽線TL之上游側)觀察將順時針方向設為正，而定義傾斜裂痕IC之傾斜角δ，於上述情形時，於傾斜角θ為正之情形時δ亦成為正。即，傾斜裂痕IC自溝槽線TL朝向x軸方向正側傾斜而伸展。另一方面，於傾斜角θ為負之情形時δ亦成為負。即，傾斜裂痕IC自溝槽線TL朝向x軸方向負側傾斜而伸展。再者，該傾斜裂痕IC之傾斜方向係與上述之於溝槽線TL形成時有殘留內部應力偏集存在之傾向之側一致。
於該情形時，亦與上述實施形態同樣地，於傾斜裂痕IC之預定伸展方向上較佳地產生自溝槽線TL之傾斜裂痕之伸展。
或者，又，於上述實施形態中，於形成溝槽線TL時使用金剛石尖151，但亦可代替其為如下態樣，即，藉由使刻劃裝置100之劃線輪51壓接滾動而形成溝槽線TL。於該情形時，包含劃線輪之稜線PF之 鉛垂面與水平面之正交軸之延伸方向、與刻劃工具之移動方向所成之角成為傾斜角，自保持器側觀察，逆時針方向成為角度θ之正向。
但是，於該態樣中，亦與上述實施形態不同，傾斜裂痕IC之預定伸展方向成為溝槽線TL之下游側。因此，於該等態樣中，與上述實施例2同樣地設為於以傾斜角θ成為負之方式使劃線輪51傾斜之狀態下，於溝槽線TL之上游側附近形成輔助線AL。與上述實施形態同樣地，於傾斜裂痕IC之預定伸展方向上較佳地產生自溝槽線TL之傾斜裂痕之伸展。
又，於該態樣中，將於設為θ=0°而形成溝槽線TL之情形時伸展之垂直裂痕VC之伸展方向即鉛垂下方(z軸正方向)設為基準方向，自溝槽線TL之下游側觀察，將順時針方向設為正，而定義傾斜裂痕IC之傾斜角δ，於上述情形時，於傾斜角θ為正之情形時δ亦成為正。即，傾斜裂痕IC係自溝槽線TL朝向x軸方向正側傾斜而伸展。另一方面，於傾斜角θ為負之情形時δ亦成為負。即，傾斜裂痕IC係自溝槽線TL朝向x軸方向負側傾斜而伸展。再者，該傾斜裂痕IC之傾斜方向係與上述之於溝槽線TL形成時有殘留內部應力偏集存在之傾向之側一致。
<對曲線狀之分斷之應用>
於上述實施形態中，用以分斷脆性材料基板W之分斷位置被設為直線狀，但於上述實施形態中傾斜裂痕之形成可應用於分斷位置被規定為曲線狀之情形。以下，以分斷位置被規定為圓形狀，脆性材料基板W沿該分斷位置被挖空成圓錐台狀之情形為例進行說明。
圖12係表示分斷位置被規定為圓形狀之情形時之溝槽線TL與輔助線AL之形成位置之圖。於該情形時，溝槽線TL係沿於脆性材料基板W之上表面SF1預先規定之圓形狀之分斷位置自起點T1形成，但此時，分斷位置之切線方向被設為金剛石尖151之移動方向DA，且以該 切線方向作為基準而被賦予傾斜角θ(方向D1被規定)。
然後，於維持傾斜角θ之狀態下，溝槽線TL形成為圓形狀。但是，終點T2係較起點T1稍微向外側偏移而被設定。若於終點T2之附近以與溝槽線TL交叉之態樣形成輔助線AL，則自該交叉點朝向起點T1，產生沿溝槽線TL之傾斜裂痕IC之伸展。
圖13係模式性地表示以圖12所示之態樣形成溝槽線TL及輔助線AL後之脆性材料基板W之情況之圖。以圖12所示之態樣形成之傾斜裂痕IC係如圖13(a)所示般成為相對於脆性材料基板W之厚度方向向基板外側傾斜者。此時，由傾斜裂痕IC包圍之區域成為圓錐台狀(剖面觀察梯形狀)。
於該情形時，如箭頭AR4所示，若對由傾斜裂痕IC包圍之區域自脆性材料基板W之上方施加力，則傾斜裂痕IC進而伸展。若最終傾斜裂痕IC到達至相反面(下表面SF2)，則如於圖13(b)中箭頭AR5所示般，被挖空出圓錐台狀(剖面觀察梯形狀)之單片W1。
圖14及圖15係表示於脆性材料基板W被挖空成圓錐台狀之情形時之、於與圖12所示之態樣不同之態樣中之溝槽線TL及輔助線AL之形成位置之圖。於圖14所示之態樣中，終點T2被設定為較起點T1更向內側偏移。於該情形時亦為如下情況：若於終點T2之附近以與溝槽線TL交叉之態樣形成輔助線AL，則自該交叉點朝向起點T1，產生沿溝槽線TL之傾斜裂痕IC之伸展。
圖12所示之態樣通常被應用於欲獲取被挖空成圓錐台狀之部分之情形，相對於此，圖14所示之態樣通常被應用於欲獲取除被挖空成圓錐台狀之部分以外之部分之情形。任一種態樣之共通點在於未形成輔助線AL之部位被作為獲取對象。
又，於圖15所示之態樣中，以於起點T1附近溝槽線TL自身重疊之方式設定終點T2。於該情形時，即便不形成輔助線AL，亦可藉由 溝槽線TL之重複部分發揮作為輔助線AL之作用，而實現與圖13(b)所示之情形相同之圓錐台狀之單片之挖空。
再者，於上述例中分斷位置被規定為圓形狀，但於分斷位置被規定為其他曲線狀之情形時，亦可藉由以相對於其切線方向賦予傾斜角θ之態樣形成溝槽線TL，而使傾斜裂痕沿分斷位置伸展。

Claims (4)

  1. 一種脆性材料基板中之傾斜裂痕之形成方法，其特徵在於：其係於脆性材料基板形成傾斜裂痕之方法，且具備：溝槽線形成步驟，其藉由沿上述脆性材料基板之一主面之預先規定之分斷位置使具有含稜線之刀尖之刻劃工具滑動或滾動，而形成線狀溝槽部即溝槽線；及裂痕形成步驟，其使裂痕產生於上述溝槽線之正下方；且於上述溝槽線形成步驟中，以如下方式形成上述溝槽線，即，於將上述刻劃工具之稜線於水平面內自上述溝槽線之形成行進方向傾斜特定之傾斜角之狀態下，於上述溝槽線之正下方維持無裂痕狀態；於上述裂痕形成步驟中，自上述溝槽線使相對於上述脆性材料基板之主面傾斜之裂痕即傾斜裂痕伸展。
  2. 如請求項1之脆性材料基板中之傾斜裂痕之形成方法，其中上述傾斜角之絕對值為1.0°~3.0°。
  3. 如請求項1或2之脆性材料基板中之傾斜裂痕之形成方法，其中上述分斷位置被規定為曲線狀，且於上述溝槽線形成步驟中，以如下方式形成上述溝槽線，即，於將上述刻劃工具於水平面內自上述分斷位置之切線方向傾斜特定之傾斜角之狀態下，於上述溝槽線之正下方維持無裂痕狀態。
  4. 一種脆性材料基板之分斷方法，其特徵在於：其係分斷脆性材料基板之方法，且具備：傾斜裂痕形成步驟，其藉由如請求項1至3中任一項之傾斜裂痕之形成方法於上述脆性材料基板形成傾斜裂痕；及裂断步驟，其沿上述傾斜裂痕裂断上述脆性材料基板。
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