特許 6288260 脆性基板の分断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6288260

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】脆性基板の分断方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 33/037 20060101AFI20180226BHJP

   B28D 5/00 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   C03B33/037

   B28D5/00 Z

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-523384(P2016-523384)

(86)(22)【出願日】2015年4月22日

(86)【国際出願番号】JP2015062223

(87)【国際公開番号】WO2015182298

(87)【国際公開日】20151203

【審査請求日】2016年10月4日

(31)【優先権主張番号】特願2014-112648(P2014-112648)

(32)【優先日】2014年5月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390000608

【氏名又は名称】三星ダイヤモンド工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】曽山 浩

【審査官】 岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０１６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３１９８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３３／００−３３／１４

Ｂ２８Ｄ １／００−７／０４

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面を有し、前記表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、
前記脆性基板の前記表面に刃先を押し付ける工程と、
前記押し付ける工程によって押し付けられた前記刃先を前記脆性基板の前記表面上で摺動させることによって前記脆性基板の前記表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なわれ、さらに
前記トレンチラインを形成する工程の後、前記表面上に部材を設ける工程を備え、前記部材は、前記表面上において前記トレンチラインを介して互いに分離した部分を有し、さらに
前記部材を配置する工程の後に、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直下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
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。

【請求項2】

前記部材を設ける工程は、前記表面上において、互いに分離した前記部分の間から前記トレンチラインが突出するように行なわれる、請求項１に記載の脆性基板の分断方法。

【請求項3】

前記部材を設ける工程において、前記部分は前記脆性基板の前記表面上に前記トレンチラインを介して１００μｍ以下の間隔で配置される、請求項１または２に記載の脆性基板の分断方法。

【請求項4】

前記脆性基板を準備する工程において、前記脆性基板はガラスから作られている、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。

【請求項5】

前記脆性基板を準備する工程において、前記表面は、互いに対向する第１および第２の辺を含む縁に囲まれており、
前記刃先を押し付ける工程において、前記刃先は、突起部と、前記突起部から延びかつ凸形状を有する側部とを有し、前記刃先を押し付ける工程は前記脆性基板の前記表面上で前記刃先の前記側部が前記突起部と前記第２の辺の間に配置されるように行なわれ、
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は、第１の位置と、前記第１の位置より前記第２の辺に近い第２の位置との間で形成され、
前記クラックラインを形成する工程は、前記トレンチラインに沿って前記第２の位置から前記第１の位置の方へ、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行なわれる、
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は脆性基板の分断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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。たとえば特開平９−１８８５３４号公報によれば、スクライブラインをガラスカッターホイールによって形成する方法が開示されている。ガラスカッターが基板上を転動することで、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垂直クラックが形成される。その後、ブレーク工程と称される応力付与がなされる。ブレーク工程により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。

【0003】

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なわれることが多い。しかしながら、スクライブラインを形成する工程とブレーク工程との間において基板上に何らかの部材を設ける工程を行なうことも提案されている。

【0004】

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することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−１８８５３４号公報

【特許文献2】国際公開第２００２／１０４０７８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来の技術によれば、ガラス基板（脆性基板）上に封止キャップ（部材）を設ける工程がスクライブラインの形成後に行なわれる。よってこの技術を用いれば、部材間の狭い領域を境界として脆性基板を分断することができる。一方で、脆性基板上へ封止キャップを設ける工程時に垂直クラックが既に存在することから、この垂直クラックの厚さ方向におけるさらなる伸展が意図せず発生しやすい。よって、この工程中は一体であるべき脆性基板が、意図せず分断されてしまうことがあり得る。

【0007】

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、脆性基板上に部材を設ける工程中に脆性基板が意図せず分断してしまうことを避けつつ、部材間の狭い領域を境界として脆性基板を分断することができる、脆性基板の分断方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の脆性基板の分断方法は、表面を有し、前記表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、前記脆性基板の前記表面に刃先を押し付ける工程と、前記押し付ける工程によって押し付けられた前記刃先を前記脆性基板の前記表面上で摺動させることによって前記脆性基板の前記表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る。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なわれる。本発明の脆性基板の分断方法はさらに、前記トレンチラインを形成する工程の後、前記表面上に部材を設ける工程を備える。前記部材は、前記表面上において前記トレンチラインを介して互いに分離した部分を有する。本発明の脆性基板の分断方法はさらに、前記部材を配置する工程の後に、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る。前記クラックラインによって前記トレンチラインの直下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いる。本発明の脆性基板の分断方法はさらに、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。

【0009】

なお上記「表面に刃先を押し付ける」とは、「表面」の任意の位置に刃先を押し付けることを意味するものであり、よって、「表面」の縁に刃先を押し付けることも意味し得る。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、脆性基板が分断される位置を規定するラインとして、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。分断の直接のきっかけとして用いられることになるクラックラインは、トレンチラインに沿ってクラックを自己整合的に伸展させることで形成される。よってトレンチラインの形成後かつクラックラインの形成前の脆性基板は、分断される位置がトレンチラインによって規定されつつも、クラックラインが未だ形成されていないので容易に分断は生じない安定状態にある。脆性基板上に部材を設ける工程がこの安定状態において行なわれることにより、この工程時に脆性基板が意図せず分断してしまうことを避けることができる。またこの工程はトレンチラインの形成後に行なわれるので、トレンチラインの形成のための刃先の移動が部材によって妨げられることがない。これにより、トレンチラインの配置と部材の配置とは互いに自由に定められ得る。よってトレンチラインが部材間の狭い領域を通る構造を得ることが可能である。その後、トレンチラインを用いてクラックラインを形成し、そしてそれに沿って脆性基板を分断することにより、部材間の狭い領域を境界として脆性基板を分断することができる。以上のように、脆性基板上に部材を設ける工程中に脆性基板が意図せず分断してしまうことを避けつつ、部材間の狭い領域を境界として脆性基板を分断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】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上面図である（（Ａ）〜（Ｅ））。

【図2】図１（Ａ）の線ＩＩＡ−ＩＩＡに沿う概略端面図（Ａ）、図１（Ｂ）の線ＩＩＢ−ＩＩＢに沿う概略端面図（Ｂ）、図１（Ｃ）の線ＩＩＣ−ＩＩＣに沿う概略端面図（Ｃ）、図１（Ｄ）の線ＩＩＤ−ＩＩＤに沿う概略端面図（Ｄ）、および図１（Ｅ）の線ＩＩＥ−ＩＩＥに沿う概略端面図（Ｅ）である。

【図3】本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法において形成されるトレンチラインの構成を概略的に示す端面図（Ａ）、およびクラックラインの構成を概略的に示す端面図（Ｂ）である。

【図4】本発明の実施の形態１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。

【図5】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器具の構成を概略的に示す側面図（Ａ）、および、上記器具が有する刃先の構成を図５（Ａ）の矢印ＶＢの視点で概略的に示す平面図（Ｂ）である。

【図6】本発明の実施の形態２における脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である（（Ａ）および（Ｂ））。

【図7】本発明の実施の形態２の第１の変形例の脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である（（Ａ）および（Ｂ））。

【図8】本発明の実施の形態２の第２の変形例の脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である。

【図9】本発明の実施の形態２の第３の変形例の脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である。

【図10】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11】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。

【図12】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。

【図13】本発明の実施の形態３の第１の変形例の脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である（（Ａ）および（Ｂ））。

【図14】本発明の実施の形態３の第２の変形例の脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である。

【図15】本発明の実施の形態４における脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である（（Ａ）および（Ｂ））。

【図16】本発明の実施の形態５における脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である（（Ａ）および（Ｂ））。

【図17】本発明の実施の形態５の変形例の脆性基板の分断方法を概略的に示す上面図である。

【図18】本発明の実施の形態６における脆性基板の分断方法に用いられる器具の構成を概略的に示す側面図（Ａ）、および、上記器具が有する刃先の構成を図１８（Ａ）の矢印ＸＶＩＩＩＢの視点で概略的に示す平面図（Ｂ）である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

（実施の形態１）
本実施の形態の脆性基板の分断方法について、以下に説明する。

【0014】

図１（Ａ）および図２（Ａ）を参照して、まずガラス基板４（脆性基板）が準備される（図４：ステップＳ１０）。ガラス基板４は、上面ＳＦ１（表面）と、その反対の下面ＳＦ２とを有する。ガラス基板４は、上面ＳＦ１に垂直な厚さ方向ＤＴを有する。また刃先５１およびシャンク５２を有するカッティング器具５０が準備される。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。なおカッティング器具のより詳しい構造は実施の形態２および６において説明される。

【0015】

次に、ガラス基板４の上面ＳＦ１に刃先５１が押し付けられる（図４：ステップＳ２０）。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１（Ａ）中の矢印参照）。

【0016】

図１（Ｂ）および図２（Ｂ）を参照して、刃先５１の上記摺動によってガラス基板４の上面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が形成される（図４：ステップＳ３０）。図３（Ａ）を参照して、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４がトレンチラインＴＬの延在方向（図１（Ｂ）における横方向）と交差する方向ＤＣ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なわれる。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。よって従来のブレーク工程のようにガラス基板４に単純に曲げモーメントなどを発生させる外力を加えても、トレンチラインＴＬに沿った分断は容易には生じない。このためクラックレス状態においてはトレンチラインＴＬに沿った分断工程は行われない。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、クラックが発生しない程度に小さく、かつ塑性変形が発生する程度に大きくされる。

【0017】

クラックレス状態は、必要な時間に渡って維持される（図４：ステップＳ４０）。クラックレス状態の維持のためには、トレンチラインＴＬにおいてガラス基板４に対して過度の応力が加わるような操作、たとえば基板に破損を生じるような大きな外部応力の印加または大きな温度変化を伴う加熱、が避けられればよい。クラックレス状態が維持されつつ、ガラス基板４が次の工程の実施場所へと搬送され得る。またクラックレス状態が維持されつつ、ガラス基板４が次の工程の実施まで保管され得る。

【0018】

図１（Ｃ）および図２（Ｃ）を参照して、トレンチラインＴＬの形成後、クラックレス状態が維持されつつ、上面ＳＦ１上に積層材１１（部材）が設けられる。積層材１１を設ける工程は、たとえば、予め準備された部材を接合することによって、または、原料を堆積することによって行い得る。

【0019】

積層材１１は、上面ＳＦ１上においてトレンチラインＴＬを介して互いに分離した部分１１ａおよび１１ｂを有する。言い換えれば、上面ＳＦ１上において部分１１ａおよび１１ｂはトレンチラインＴＬを挟んでいる。部分１１ａおよび１１ｂはガラス基板４の上面ＳＦ１上にトレンチラインＴＬを介して間隔Ｗで配置されてもよい。間隔Ｗは、表面ＳＦ１上において部分１１ａおよび１１ｂの間を通るように刃先５１を摺動させる動作が不可能な程度に小さくてもよい。なぜならば本実施の形態によればそのような動作が不要なためである。刃先５１の上記動作が不可能となる原因は、部材１１と、刃先５１またはシャンク５２との衝突である。間隔Ｗは、たとえば１００μｍ以下とされ得る。部分１１ａおよび１１ｂの各々はトレンチラインＴＬにごく近接していてもよい。

【0020】

積層材１１は、上面ＳＦ１上において部分１１ａおよび１１ｂの間からトレンチラインＴＬが突出するように設けられることが好ましい。図１（Ｃ）においては、部分１１ａおよびｂの間の領域からトレンチラインＴＬの右端部および左端部の各々が突出している。トレンチラインＴＬの一方端のみが突出していてもよい。

【0021】

なお下面ＳＦ２上にも積層材１２が設けられてもよい。積層材１２は、互いに分離した部分１２ａおよび１２ｂを有してもよい。

【0022】

さらに図１（Ｄ）および図２（Ｄ）を参照して、積層材１１が設けられた後、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のクラックが伸展させられる。これにより、トレンチラインＴＬに対して自己整合的にクラックラインＣＬが形成される（図４：ステップＳ５０）。図３（Ｂ）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の直下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１（Ｂ）における横方向）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４の部分同士が接触していてもよい。

【0023】

クラックラインＣＬの形成は、たとえば、トレンチラインＴＬの端部においてガラス基板４に、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みを解放するような応力を印加することによって開始される。図１（Ｃ）の例においては、トレンチラインＴＬの右端部または左端部においてガラス基板４に応力が印加される。図１（Ｃ）に示すように部分１１ａおよび１１ｂの間からトレンチラインＴＬが突出している場合、応力印加の際に部分１１ａおよび１１ｂが障害となりにくい。なお詳しくは実施の形態２以降で後述するが、上記の両端部のうち応力が印加されるのにより好ましい方が存在し得る。また応力の印加は、たとえば、形成されたトレンチラインＴＬ上に再度刃先を押し付けることによる外部応力の印加、または、レーザ光の照射などによる加熱によって行ない得る。

【0024】

さらに図１（Ｅ）および図２（Ｅ）を参照して、次に、クラックラインＣＬに沿ってガラス基板４が基板片４ａおよび４ｂへ分断される（図４：ステップＳ６０）。すなわち、いわゆるブレーク工程が行なわれる。ブレーク工程は、たとえば、ガラス基板４への外力ＦＢ（図２（Ｄ））の印加によって行ない得る。これにより部分１１ａおよび１２ａが設けられた基板片４ａと、部分１１ｂおよび１２ｂが設けられた基板片４ｂとが得られる。

【0025】

本実施の形態によれば、ガラス基板４が分断される位置を規定するラインとして、その直下にクラックを有しないトレンチラインＴＬが形成される。分断の直接のきっかけとして用いられることになるクラックラインＣＬは、トレンチラインＴＬに沿ってクラックを自己整合的に伸展させることで形成される。よってトレンチラインＴＬの形成後かつクラックラインＣＬの形成前のガラス基板４は、分断される位置がトレンチラインＴＬによって規定されつつも、クラックラインＣＬが未だ形成されていないので容易に分断は生じない安定状態にある。ガラス基板４上に積層材１１を設ける工程がこの安定状態において行なわれることにより、この工程時にガラス基板４が意図せず分断してしまうことを避けることができる。

【0026】

またこの工程はトレンチラインＴＬの形成後に行なわれるので、トレンチラインＴＬの形成のための刃先の移動が積層材１１によって妨げられることがない。これにより、トレンチラインＴＬの配置と積層材１１の配置とは互いに自由に定められ得る。よってトレンチラインＴＬが積層材１１間の狭い領域を通る構造を得ることが可能である。その後、トレンチラインＴＬを用いてクラックラインＣＬを形成し、そしてそれに沿ってガラス基板４を分断することにより、積層材１１間の狭い領域（図１（Ｄ）における部分１１ａおよび１１ｂの間の領域）を境界としてガラス基板４を分断することができる。

【0027】

以上のように、ガラス基板４上に積層材１１を設ける工程中にガラス基板４が意図せず分断してしまうことを避けつつ、積層材１１間の狭い領域を境界としてガラス基板４を分断することができる。

【0028】

また本実施の形態によれば、積層材１１の部分１１ａおよび１１ｂ間の幅Ｗを任意に狭くできる。これにより部分１１ａおよび１１ｂがより密集して配置され得る。よってガラス基板４をより効率的に利用し得る。

【0029】

また本実施の形態は、積層材１１が耐熱性の低い材料、たとえば合成樹脂、からなる部分を含む場合に、特に有利である。なぜならばそのような場合、積層材の間の狭い隙間に対応して狭い幅を有するレーザ光によるスクライブを行なう技術を本実施の形態の方法に代わって用いることが、積層材への熱的悪影響を考慮すれば困難だからである。

【0030】

なお本実施の形態におけるクラックラインＣＬの形成工程は、いわゆるブレーク工程と本質的に異なっている。ブレーク工程は、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、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。トレンチラインＴＬの形成時の塑性変形の状態、およびトレンチラインＴＬの形成によって生成される内部応力の大きさや方向性などの状態は、回転刃の転動が用いられる場合と、本実施の形態のように刃先の摺動が用いられる場合とでは異なると考えられ、刃先の摺動が用いられる場合には、より広いスクライブ条件においてクラックが発生しやすくなる。また内部応力の開放には何らかのきっかけが必要であり、上述したような外部からの応力印加によるトレンチラインＴＬ上のクラックの発生がそのようなきっかけとして作用すると考えられる。トレンチラインＴＬおよびクラックラインＣＬの好適な形成方法の詳細は、以下の実施の形態２〜６において説明する。

【0031】

（実施の形態２）
はじめに、本実施の形態における脆性基板の分断方法において用いられる刃先について、以下に説明する。

【0032】

図５（Ａ）および（Ｂ）を参照して、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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

カッティング器具５０を用いてトレンチラインＴＬ（図３（Ａ））を形成するためには、ガラス基板４の上面ＳＦ１に、刃先５１の突起部ＰＰおよび側部ＰＳが、ガラス基板４が有する厚さ方向ＤＴへ押し付けられる。次に側部ＰＳを上面ＳＦ１上に射影した方向におおよそ沿って、刃先５１が上面ＳＦ１上を摺動させられる。これにより上面ＳＦ１上に、垂直クラックを伴わない溝状のトレンチラインＴＬが形成される。トレンチラインＴＬはガラス基板４の塑性変形によって生じるが、この際にガラス基板４が若干削れてもよい。ただしこのような削れは微細な破片を生じ得ることから、なるべく少ないことが好ましい。

【0037】

刃先５１の摺動によって、トレンチラインＴＬおよびクラックラインＣＬ（図３（Ｂ））が同時に形成される場合と、トレンチラインＴＬのみが形成される場合とがある。クラックラインＣＬは、トレンチラインＴＬのくぼみから厚さ方向ＤＴに伸展したクラックであり、上面ＳＦ１上においては線状に延びている。後述する方法によれば、トレンチラインＴＬのみが形成された後、それに沿ってクラックラインＣＬを形成することができる。

【0038】

次に、ガラス基板４の分断方法について、以下に説明する。

【0039】

図６（Ａ）を参照して、ステップＳ１０（図４）にて、まずガラス基板４が準備される。ガラス基板４は平坦な上面ＳＦ１を有する。上面ＳＦ１を囲む縁は、互いに対向する辺ＥＤ１（第１の辺）および辺ＥＤ２（第２の辺）を含む。図６（Ａ）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６（Ａ）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５（Ａ））を有する。

【0040】

次に、ステップＳ２０（図４）にて、上面ＳＦ１に刃先５１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５（Ａ）を参照して、ガラス基板４の上面ＳＦ１上で刃先５１の突起部ＰＰが辺ＥＤ１および側部ＰＳの間に配置されるように、かつ刃先５１の側部ＰＳが突起部ＰＰと辺ＥＤ２の間に配置されるように行なわれる。

【0041】

次に、ステップＳ３０（図４）にて、上面ＳＦ１上に複数のトレンチラインＴＬ（図中では５つのライン）が形成される。トレンチラインＴＬの形成は、位置Ｎ１（第１の位置）および位置Ｎ３の間で行なわれる。位置Ｎ１およびＮ３の間には位置Ｎ２（第２の位置）が位置する。よってトレンチラインＴＬは、位置Ｎ１およびＮ２の間と、位置Ｎ２およびＮ３の間とに形成される。

【0042】

位置Ｎ１およびＮ３は、図６（Ａ）に示すようにガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れて位置してもよく、あるいは、その一方または両方が上面ＳＦ１の縁に位置してもよい。形成されるトレンチラインＴＬは、前者の場合はガラス基板４の縁から離れており、後者の場合はガラス基板４の縁に接している。

【0043】

位置Ｎ１およびＮ２のうち位置Ｎ１の方が辺ＥＤ１により近く、また位置Ｎ１およびＮ２のうち位置Ｎ２の方が辺ＥＤ２により近い。なお図６（Ａ）に示す例では、位置Ｎ１は辺ＥＤ１およびＥＤ２のうち辺ＥＤ１に近く、位置Ｎ２は辺ＥＤ１およびＥＤ２のうち辺ＥＤ２に近いが、位置Ｎ１およびＮ２の両方が辺ＥＤ１またはＥＤ２のいずれか一方の近くに位置してもよい。

【0044】

トレンチラインＴＬが形成される際には、本実施の形態においては、位置Ｎ１から位置Ｎ２へ刃先５１が変位させられ、さらに位置Ｎ２から位置Ｎ３へ変位させられる。すなわち、図５（Ａ）を参照して、刃先５１が、辺ＥＤ１から辺ＥＤ２へ向かう方向である方向ＤＡへ変位させられる。方向ＤＡは、刃先５１から延びる軸ＡＸを上面ＳＦ１上へ射影した方向に対応している。この場合、刃先５１はシャンク５２によって上面ＳＦ１上を引き摺られる。

【0045】

図６（Ｂ）を参照して、次に、実施の形態１で説明したクラックレス状態（図３（Ａ））が所望の時間に渡って維持される。その間に、ステップＳ４０（図４）として、実施の形態１と同様に積層材１１が設けられる。積層材１１は、上面ＳＦ１上において積層材１１の部分の間からトレンチラインＴＬが辺ＥＤ２に向かって突出するように設けられる。

【0046】

次にステップＳ５０（図４）にて、トレンチラインＴＬに沿って位置Ｎ２から位置Ｎ１の方へ（図中、破線矢印参照）、厚さ方向ＤＴ（図３（Ｂ））におけるガラス基板４のクラックを伸展させることによってクラックラインＣＬが形成される。クラックラインＣＬの形成は、アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬが位置Ｎ２で互いに交差することによって開始される。この目的で、トレンチラインＴＬを形成した後にアシストラインＡＬが形成される。アシストラインＡＬは、厚さ方向ＤＴにおけるクラックをともなう通常のスクライブラインであり、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みを解放するものである。アシストラインＡＬの形成方法は、特に限定されないが、図６（Ｂ）に示すように、上面ＳＦ１の縁を基点として形成されてもよい。

【0047】

なお位置Ｎ２から位置Ｎ１への方向に比して、位置Ｎ２から位置Ｎ３への方向へは、クラックラインＣＬが形成されにくい。つまりクラックラインＣＬの伸展のしやすさには方向依存性が存在する。よってクラックラインＣＬが位置Ｎ１およびＮ２の間には形成され位置Ｎ２およびＮ３の間には形成されないという現象が生じ得る。本実施の形態は位置Ｎ１およびＮ２間に沿ったガラス基板４の分断を目的としており、位置Ｎ２およびＮ３間に沿ったガラス基板４の分離は目的としていない。よって位置Ｎ１およびＮ２間でクラックラインＣＬが形成されることが必要である一方で、位置Ｎ２およびＮ３間でのクラックラインＣＬの形成されにくさは問題とはならない。

【0048】

次に、ステップＳ６０（図４）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。具体的にはブレーク工程が行なわれる。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得る。この場合、ブレーク工程を省略し得る。

【0049】

以上によりガラス基板４の分断が行なわれる。

【0050】

次に、上記分断方法の第１〜第３の変形例について、以下に説明する。

【0051】

図７（Ａ）を参照して、第１の変形例は、アシストラインＡＬとトレンチラインＴＬとの交差が、クラックラインＣＬ（図６（Ｂ））の形成開始のきっかけとして不十分な場合に関するものである。図７（Ｂ）を参照して、ガラス基板４へ、曲げモーメントなどを発生させる外力を加えることで、アシストラインＡＬに沿ってガラス基板４が分離される。これによりクラックラインＣＬの形成が開始される。

【0052】

なお、図７（Ａ）においてはアシストラインＡＬがガラス基板４の上面ＳＦ１上に形成されるが、ガラス基板４を分離するためのアシストラインＡＬはガラス基板４の下面ＳＦ２上に形成されてもよい。この場合、アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは、平面レイアウト上、位置Ｎ２で互いに交差するが、互いに直接接触はしない。

【0053】

また第１の変形例においては、ガラス基板４の分離によりトレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みが解放され、それによりクラックラインＣＬの形成が開始される。したがってアシストラインＡＬ自身が、トレンチラインＴＬに応力を加えることで形成されたクラックラインＣＬであってもよい。

【0054】

図８を参照して、第２の変形例においては、ステップＳ２０（図４）にて、ガラス基板４の上面ＳＦ１に刃先５１が位置Ｎ３で押し付けられる。ステップＳ３０（図４）にて、トレンチラインＴＬが形成される際には、本変形例においては、位置Ｎ３から位置Ｎ２へ刃先５１が変位させられ、さらに位置Ｎ２から位置Ｎ１へ変位させられる。すなわち、図５を参照して、刃先５１が、辺ＥＤ２から辺ＥＤ１へ向かう方向である方向ＤＢへ変位させられる。方向ＤＢは、刃先５１から延びる軸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。この場合、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。

【0055】

図９を参照して、第３の変形例においては、ステップＳ３０（図４）にてトレンチラインＴＬが形成される際に、刃先５１はガラス基板４の上面ＳＦ１に位置Ｎ１に比して位置Ｎ２でより大きな力で押し付けられる。具体的には、位置Ｎ４を位置Ｎ１およびＮ２の間の位置として、トレンチラインＴＬの形成が位置Ｎ４に至った時点で、刃先５１の荷重が高められる。言い換えれば、トレンチラインＴＬの荷重が、位置Ｎ１に比して、トレンチラインＴＬの終端部である位置Ｎ４およびＮ３の間で高められる。これにより、終端部以外での荷重を軽減しつつ、位置Ｎ２からのクラックラインＣＬの形成を誘起されやすくすることができる。

【0056】

本実施の形態によれば、トレンチラインＴＬからクラックラインＣＬを、より確実に形成することができる。

【0057】

また、後述する実施の形態３と異なり本実施の形態においては、トレンチラインＴＬが形成された時点（図６（Ａ））ではアシストラインＡＬは未だ形成されていない。よってクラックレス状態を、アシストラインＡＬからの影響なく、より安定的に維持することができる。なお、クラックレス状態の安定性が問題とならない場合は、アシストラインＡＬが形成されていない図６（Ａ）の状態の代わりに、アシストラインＡＬが形成された図７（Ａ）の状態で積層材１１が設けられてもよい。

【0058】

（実施の形態３）
本実施の形態における脆性基板の分断方法について、図１０〜図１２を用いつつ、以下に説明する。

【0059】

図１０を参照して、本実施の形態においてはアシストラインＡＬがトレンチラインＴＬの形成前に形成される。アシストラインＡＬの形成方法自体は、図６（Ｂ）（実施の形態２）と同様である。

【0060】

図１１を参照して、次に、ステップＳ２０（図４）にて上面ＳＦ１に刃先５１が押し付けられ、そしてステップＳ３０（図４）にて、トレンチラインＴＬが形成される。トレンチラインＴＬの形成方法自体は、図６（Ａ）（実施の形態２）と同様である。アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは位置Ｎ２で互いに交差する。次に、実施の形態２と同様、ステップＳ４０（図４）が行なわれる。

【0061】

図１２を参照して、次に、ステップＳ４０（図４）として実施の形態２と同様に積層材１１が設けられる。次に、ガラス基板４へ曲げモーメントなどを発生させる外力を加える通常のブレーク工程によって、アシストラインＡＬに沿ってガラス基板４が分離される。これにより、ステップＳ５０（図５）として、実施の形態１と同様のクラックラインＣＬの形成が開始される（図中、破線矢印参照）。なお、図１０においてはアシストラインＡＬがガラス基板４の上面ＳＦ１上に形成されるが、ガラス基板４を分離するためのアシストラインＡＬはガラス基板４の下面ＳＦ２上に形成されてもよい。この場合、アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは、平面レイアウト上、位置Ｎ２で互いに交差するが、互いに直接接触はしない。

【0062】

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じである。

【0063】

図１３（Ａ）を参照して、第１の変形例においては、アシストラインＡＬはガラス基板４の下面ＳＦ２上に形成される。そして、図８（実施の形態２）と同様に、トレンチラインＴＬの形成が位置Ｎ３から位置Ｎ１へ行なわれる。図１３（Ｂ）を参照して、積層材１１が設けられた後、ガラス基板４へ曲げモーメントなどを発生させる外力を加えることで、アシストラインＡＬに沿ってガラス基板４が分離される。これによりクラックラインＣＬの形成が開始される（図中、破線矢印参照）。

【0064】

図１４を参照して、第２の変形例においては、ステップＳ３０（図４）にてトレンチラインＴＬが形成される際に、刃先５１はガラス基板４の上面ＳＦ１に位置Ｎ１に比して位置Ｎ２でより大きな力で押し付けられる。具体的には、位置Ｎ４を位置Ｎ１およびＮ２の間の位置として、トレンチラインＴＬの形成が位置Ｎ４に至った時点で、刃先５１の荷重が高められる。言い換えれば、トレンチラインＴＬの荷重が、位置Ｎ１に比して、トレンチラインＴＬの終端部である位置Ｎ４およびＮ３の間で高められる。これにより、終端部以外での荷重を軽減しつつ、位置Ｎ２からのクラックラインＣＬの形成を誘起されやすくすることができる。

【0065】

（実施の形態４）
図１５（Ａ）を参照して、本実施の形態における脆性基板の分断方法においては、ステップＳ３０（図４）にて、位置Ｎ１から位置Ｎ２を経由して辺ＥＤ２へ達するトレンチラインＴＬが形成される。

【0066】

図１５（Ｂ）を参照して、次に、実施の形態２と同様、ステップＳ４０（図４）として積層材１１が設けられる。次に位置Ｎ２と辺ＥＤ２との間に、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みを解放させるような応力が加えられる。これによりトレンチラインＴＬに沿ったクラックラインの形成が誘起される（図４：ステップＳ５０）。

【0067】

応力の印加として具体的には、上面ＳＦ１上において位置Ｎ２と辺ＥＤ２との間（図中、破線および辺ＥＤ２の間の領域）で、押し付けられた刃先５１が摺動させられる。この摺動は辺ＥＤ２に達するまで行なわれる。刃先５１は好ましくは最初に形成されたトレンチラインＴＬの軌道に交差するように、より好ましくは最初に形成されたトレンチラインＴＬの軌道に重なるように摺動される。この再度の摺動の長さは、たとえば０．５ｍｍ程度である。またこの再度の摺動は、複数のトレンチラインＴＬ（図１５（Ａ））が形成された後にそれぞれに対して行なわれてもよく、あるいは、１つのトレンチラインＴＬの形成および再度の摺動を行なう工程がトレンチラインＴＬごとに順次行なわれてもよい。

【0068】

変形例として、位置Ｎ２と辺ＥＤ２との間に応力を加えるために、上述した刃先５１の再度の摺動に代えて、上面ＳＦ１上において位置Ｎ２と辺ＥＤ２との間にレーザ光が照射されてもよい。これにより生じた熱応力によっても、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みが解放され、それによりクラックラインの形成開始を誘起することができる。

【0069】

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じである。

【0070】

（実施の形態５）
図１６（Ａ）を参照して、本実施の形態における脆性基板の分断方法においては、ステップＳ３０（図４）にて、位置Ｎ１から位置Ｎ２へ、そしてさらに位置Ｎ３へ刃先５１を変位させることによって、上面ＳＦ１の縁から離れたトレンチラインＴＬが形成される。トレンチラインＴＬの形成方法自体は図６（Ａ）（実施の形態２）とほぼ同様である。

【0071】

図１６（Ｂ）を参照して、次に、実施の形態２と同様、ステップＳ４０（図４）として積層材１１が設けられる。次に、図１５（Ｂ）（実施の形態４またはその変形例）と同様の応力印加が行なわれる。これによりトレンチラインＴＬに沿ったクラックラインの形成が誘起される（図４：ステップＳ５０）。

【0072】

図１７を参照して、図１６（Ａ）の工程の変形例として、トレンチラインＴＬの形成において、刃先５１が位置Ｎ３から位置Ｎ２へそして位置Ｎ２から位置Ｎ１へ変位させられてもよい。

【0073】

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じである。

【0074】

（実施の形態６）
図１８（Ａ）および（Ｂ）を参照して、上記各実施の形態において、刃先５１（図５（Ａ）および（Ｂ））に代わり、刃先５１ｖ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１８（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。

【0075】

上記各実施の形態においてはガラス基板の縁の第１および第２の辺が長方形の短辺であるが、第１および第２の辺は長方形の長辺であってもよい。また縁の形状は長方形に限定されるものではなく、たとえば正方形であってもよい。また第１および第２の辺は直線状のものに限定されるものではなく曲線状であってもよい。また上記各実施の形態においてはガラス基板の面が平坦であるが、ガラス基板の面は湾曲していてもよい。

【0076】

上述した分断方法に特に適した脆性基板としてガラス基板が用いられるが、脆性基板はガラス基板に限定されるものではない。脆性基板は、ガラス以外に、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。

【0077】

本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

【符号の説明】

【0078】

４ ガラス基板（脆性基板）
１１ 積層材（部材）
５０ カッティング器具
５１，５１ｖ 刃先
５２ シャンク
ＡＬ アシストライン
ＣＬ クラックライン
ＥＤ１ 辺（第１の辺）
ＥＤ２ 辺（第２の辺）
Ｎ１ 位置（第１の位置）
Ｎ２ 位置（第２の位置）
ＳＦ１ 上面（表面）
ＳＦ２ 下面
ＴＬ トレンチライン
ＰＰ，ＰＰｖ 突起部
ＰＳ，ＰＳｖ 側部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】