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JP6519381B2 - Method of forming vertical cracks in brittle material substrate and method of dividing brittle material substrate - Google Patents

Method of forming vertical cracks in brittle material substrate and method of dividing brittle material substrate Download PDF

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JP6519381B2
JP6519381B2 JP2015147590A JP2015147590A JP6519381B2 JP 6519381 B2 JP6519381 B2 JP 6519381B2 JP 2015147590 A JP2015147590 A JP 2015147590A JP 2015147590 A JP2015147590 A JP 2015147590A JP 6519381 B2 JP6519381 B2 JP 6519381B2
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Description

本発明は、脆性材料基板を分断するための方法に関し、特に、脆性材料基板の分断に際して垂直クラックを形成する方法に関する。   The present invention relates to a method for dividing a brittle material substrate, and more particularly to a method of forming a vertical crack when dividing a brittle material substrate.

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製造プロセスは一般に、ガラス基板、セラミックス基板、半導体基板などの脆性材料からなる基板(母基板)を分断する工程を含む。係る分断には、基板表面にダイヤモンドポイントやカッターホイールなどのスクライブツールを用いてスクライブラインを形成し、該スクライブラインから基板厚み方向にクラック(垂直クラック)を伸展させる、という手法が広く用いられている。スクライブラインを形成した場合、垂直クラックが厚さ方向に完全に伸展して基板が分断されることもあるが、垂直クラックが厚み方向に部分的にしか伸展しない場合もある。後者の場合、スクライブラインの形成後に、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垂直クラックを厚み方向に完全に進行させることで、スクライブラインに沿って基板が分断される。   The manufacturing process of a flat display panel or a solar cell panel generally includes the step of dividing a substrate (mother substrate) made of a brittle material such as a glass substrate, a ceramic substrate, or a semiconductor substrate. For such division, a method of forming a scribe line on a substrate surface using a scribe tool such as a diamond point or a cutter wheel and extending a crack (vertical crack) in the thickness direction of the substrate from the scribe line is widely used. There is. When a scribe line is formed, the vertical crack may completely extend in the thickness direction and the substrate may be divided, but the vertical crack may only partially extend in the thickness direction. In the latter case, after the formation of the scribe line, stress is applied which is called a breaking step. The substrate is divided along the scribe line by completely advancing the vertical crack in the thickness direction by the break process.

このような、スクライブラインの形成によって垂直クラックを伸展させる手法として、アシストラインとも称される、垂直クラックの伸展にあたって起点(トリガー)となる線状の加工痕を形成する手法が、すでに公知である(例えば、特許文献1参照)。   As a method for extending a vertical crack by forming such a scribe line, a method for forming a linear processing mark serving as a starting point (trigger) for extending a vertical crack, which is also referred to as an assist line, has already been known. (See, for example, Patent Document 1).

また、脆性材料基板に孔部を形成する場合など、閉曲線領域を切り取る場合におけるスクライブラインの形成に適したカッターホイールもすでに公知である(例えば、特許文献2〜4参照)。   In addition, a cutter wheel suitable for forming a scribe line when cutting off a closed curve area, such as when forming a hole in a brittle material substrate, is already known (see, for example, Patent Documents 2 to 4).

特開2015−74145号公報JP, 2015-74145, A 特開2000−219527号公報JP, 2000-219527, A 特開平07−223828号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-223828 国際公開2010/087423号公報International Publication No. 2010/087423

例えば特許文献1に開示されているような、アシストラインを利用した手法は、これを利用しない手法に比して、分断用のスクライブラインの形成に際しカッターホイールやダイヤモンドポイントなどのスクライブツールが基板に与える力(衝撃)を小さくすることができるという利点がある。例えば、垂直クラックの伸展が難しいような弱い力(荷重)を作用させてスクライブラインを形成する態様であっても、アシストラインをトリガーにしてスクライブラインから垂直クラックを好適に伸展させることが可能である。   For example, in the method using an assist line as disclosed in Patent Document 1, a scribing tool such as a cutter wheel or a diamond point is used as a substrate in forming a scribing line for division as compared with a method not using this. There is an advantage that the applied force (impact) can be reduced. For example, even in a mode of forming a scribe line by applying a weak force (load) that makes it difficult to extend a vertical crack, it is possible to preferably extend the vertical crack from the scribe line using the assist line as a trigger. is there.

ただし、特に量産品の製造工程においてなされる脆性材料基板の分断においては高い歩留まり(確実な分断)が求められるところ、特許文献1に開示された技術は必ずしも、アシストラインを起点とする垂直クラックの伸展につき、その確実性を保証するものではない。   However, a high yield (certain division) is required particularly in the division of a brittle material substrate made in the manufacturing process of a mass-produced product, the technique disclosed in Patent Document 1 necessarily requires vertical cracks starting from the assist line. The extension does not guarantee its certainty.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、脆性材料基板のあらかじめ定められた分断位置において、高い確実性にて垂直クラックを形成することができる方法を提供することを、目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method capable of forming a vertical crack with high reliability at a predetermined dividing position of a brittle material substrate.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、脆性材料基板を厚み方向に分断する際に分断位置において垂直クラックを形成する方法であって、前記脆性材料基板の一方主面にライン状の溝部であるトレンチラインを形成するトレンチライン形成工程と、等間隔に複数の溝を設けた刃先を外周部に備えるスクライビングホイールを前記一方主面において圧接転動させることによって、前記トレンチラインに交差する加工痕であるアシストラインを形成するアシストライン形成工程と、を備え、前記トレンチライン形成工程においては、前記トレンチラインの直下においてクラックレス状態が維持されるように前記トレンチラインを形成し、前記アシストライン形成工程においては、前記複数の溝が前記外周に対して非対称な形状にて形成された前記スクライビングホイールを用いて前記アシストラインを形成し、前記トレンチラインと前記アシストラインとの交点を開始点として前記トレンチラインから前記脆性材料基板の厚み方向に垂直クラックを伸展させる、ことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a method of forming a vertical crack at a dividing position when dividing a brittle material substrate in the thickness direction, wherein one surface of the brittle material substrate is line-shaped A trench line forming step of forming a trench line which is a groove, and crossing the trench line by pressing and rolling a scribing wheel provided with a cutting edge provided with a plurality of grooves at equal intervals on the one main surface An assist line forming step of forming an assist line which is a processing mark, and in the trench line forming step, the trench line is formed immediately below the trench line so as to maintain a crackless state; In the line forming step, the plurality of grooves are formed in an asymmetrical shape with respect to the outer periphery. The assist line is formed using the scribing wheel, and a vertical crack is extended from the trench line in the thickness direction of the brittle material substrate starting from an intersection point of the trench line and the assist line. .

請求項2の発明は、請求項1に記載の脆性材料基板における垂直クラックの形成方法であって、前記アシストライン形成工程においては、前記アシストラインの形成に伴って、前記脆性材料基板の内部であって前記アシストラインの側方に多数のアシストクラックが存在する内部クラック領域が生じるようにし、前記内部クラック領域が前記トレンチライン上の垂直クラックの予定伸展方向側に形成されるように前記トレンチラインと前記アシストラインの形成位置を定める、ことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the method for forming a vertical crack in the brittle material substrate according to claim 1, wherein, in the assist line forming step, the inside of the brittle material substrate is formed along with the formation of the assist line. The trench line is formed such that an internal crack area having a large number of assist cracks is generated on the side of the assist line, and the internal crack area is formed on the planned extension direction side of the vertical crack on the trench line. And determining the formation position of the assist line.

請求項3の発明は、請求項2に記載の脆性材料基板における垂直クラックの形成方法であって、前記アシストラインを前記トレンチライン上の垂直クラックの予定伸展方向逆側近傍にて前記トレンチラインと交差するように形成する、ことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the method for forming a vertical crack in the brittle material substrate according to claim 2, wherein the assist line is formed on the trench line in the vicinity of the opposite side of the planned extension direction of the vertical crack on the trench line. It is characterized in that it is formed to intersect.

請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の脆性材料基板における垂直クラックの形成方法であって、前記トレンチラインを形成した後に前記アシストラインを形成する、ことを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the method for forming a vertical crack in a brittle material substrate according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the assist line is formed after the trench line is formed. I assume.

請求項5の発明は、脆性材料基板を厚み方向に分断する際に分断位置において垂直クラックを形成する方法であって、前記脆性材料基板の一方主面にライン状の溝部であるトレンチラインを形成するトレンチライン形成工程と、等間隔に複数の溝を設けた刃先を外周部に備えるスクライビングホイールを前記一方主面において圧接転動させることによって、前記トレンチラインに交差する加工痕であるアシストラインを形成するアシストライン形成工程と、を備え、前記トレンチライン形成工程においては、前記トレンチラインの直下においてクラックレス状態が維持されるように前記トレンチラインを形成し、前記アシストライン形成工程においては、前記複数の溝が前記外周の左右において異なる深さを有するように形成された前記スクライビングホイール用いて前記アシストラインを形成し、前記トレンチラインと前記アシストラインとの交点を開始点として前記トレンチラインから前記脆性材料基板の厚み方向に垂直クラックを伸展させる、ことを特徴とする。   The invention according to claim 5 is a method of forming a vertical crack at a dividing position when dividing a brittle material substrate in the thickness direction, and forming a trench line which is a line-shaped groove on one main surface of the brittle material substrate And an assist line, which is a processing mark that intersects the trench line, by pressing and rolling a scribing wheel having a cutting edge provided with a plurality of grooves at equal intervals on the outer peripheral portion. Forming an assist line forming step, forming the trench line so as to maintain a crackless state immediately below the trench line in the trench line forming step; and in the assist line forming step, A plurality of grooves formed to have different depths on the left and right of the outer periphery The assist line is formed by using Lee Bing wheel, said to extend the vertical crack in the thickness direction of the brittle material substrate from the trench line intersection of the trench line and the assist line as a starting point, and wherein the.

請求項6の発明は、脆性材料基板を厚み方向に分断する方法であって、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の垂直クラックの形成方法によって前記脆性材料基板に垂直クラックを形成する垂直クラック形成工程と、前記垂直クラックに沿って前記脆性材料基板をブレークするブレーク工程と、を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is a method for dividing a brittle material substrate in a thickness direction, wherein a vertical crack is formed in the brittle material substrate by the method for forming a vertical crack according to any one of claims 1 to 5. A vertical crack forming process, and a breaking process of breaking the brittle material substrate along the vertical crack are characterized.

請求項1ないし請求項6の発明によれば、脆性材料基板のあらかじめ定められた分断位置において高い確実性にて垂直クラックを伸展させることができるので、脆性材料基板を当該分断位置において確実に分断することが可能となる。   According to the present invention, vertical cracks can be extended with high certainty at a predetermined dividing position of a brittle material substrate, so that the brittle material substrate can be reliably divided at the dividing position. It is possible to

スクライブ装置100の構成を概略的に示す図である。FIG. 2 schematically shows a configuration of scribing apparatus 100. FIG. 部分Aにおけるスクライビングホイール51の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a scribing wheel 51 in part A. トレンチラインTL形成後の様子を例示する脆性材料基板Wの上面図である。It is a top view of the brittle material substrate W which illustrates the mode after trench line TL formation. トレンチラインTLの形成に用いるダイヤモンドポイント150の構成を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the composition of diamond point 150 used for formation of trench line TL. トレンチラインTLの垂直断面を含むzx部分断面図である。FIG. 35 is a zx partial cross sectional view including a vertical cross section of a trench line TL. アシストラインAL形成時の様子を例示する脆性材料基板Wの上面図である。It is a top view of the brittle material substrate W which illustrates the mode at the time of assist line AL formation. アシストラインALの形成に伴う垂直クラックVCの伸展の様子を例示する脆性材料基板Wの上面図である。It is a top view of brittle material substrate W which illustrates a situation of extension of vertical crack VC accompanying formation of assist line AL. アシストラインALの形成に伴う垂直クラックVCの伸展の様子を例示する脆性材料基板Wの上面図である。It is a top view of brittle material substrate W which illustrates a situation of extension of vertical crack VC accompanying formation of assist line AL. トレンチラインTLと垂直クラックVCの垂直断面を含むzx部分断面図である。FIG. 17 is a zx partial cross sectional view including vertical cross sections of a trench line TL and a vertical crack VC. 垂直クラックVCが形成される際のアシストラインAL近傍の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of assist line AL vicinity at the time of the vertical crack VC being formed. 実施例と比較例のそれぞれについて、VC成立率をアシストラインALの形成に際して印加した荷重に対しプロットしたグラフである。It is the graph which plotted VC establishment rate to the load applied in formation of assistant line AL about each of an example and a comparative example. 変形例に係るスクライビングホイール51の溝Gを通る部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which passes along the groove | channel G of the scribing wheel 51 which concerns on a modification.

<スクライブ装置>
図1は、本発明の実施の形態において用いるスクライブ装置100の構成を概略的に示す図である。スクライブ装置100は、一般には、ガラス基板、セラミックス基板、半導体基板などの脆性材料基板Wを所定の分断位置にて厚み方向DTに分断して小サイズ化する際に使用されるが、本実施の形態においては、スクライブ装置100を、脆性材料基板Wの一方主面SF1側の分断位置において垂直クラックを伸展させるべく行う、アシストラインAL(図6など参照)の形成に用いるものとする。なお、本実施の形態において、アシストラインALとは、主面SF1側の分断位置に形成されるトレンチラインTL(図3など参照)と交差する位置に形成される、トレンチラインTLの直下において垂直クラックを伸展させるに際して起点(トリガー)となる加工痕である。また、トレンチラインTLとは、その直下が垂直クラックの形成位置となる微細なライン状の溝部(凹部)である。アシストラインALとトレンチラインTLの詳細については後述する。
<Scribing apparatus>
FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a scribing apparatus 100 used in the embodiment of the present invention. The scribing apparatus 100 is generally used when dividing a brittle material substrate W such as a glass substrate, a ceramic substrate, a semiconductor substrate or the like in the thickness direction DT at a predetermined dividing position and reducing the size thereof. In the embodiment, the scribing device 100 is used to form an assist line AL (see FIG. 6 or the like) which is performed to extend a vertical crack at a dividing position on the one principal surface SF1 side of the brittle material substrate W. In the present embodiment, assist line AL is formed perpendicular to trench line TL (see FIG. 3 etc.) formed at the dividing position on the main surface SF1 side, and is perpendicular to trench line TL. It is a processing mark which becomes a starting point (trigger) when extending a crack. The trench line TL is a fine line-shaped groove (concave portion) located immediately below the trench line TL where the vertical crack is formed. The details of the assist line AL and the trench line TL will be described later.

スクライブ装置100は、脆性材料基板Wが載置されるテーブル1と、スクライブツール50を保持するスクライブヘッド2とを主として備える。   The scribing apparatus 100 mainly includes a table 1 on which the brittle material substrate W is placed, and a scribing head 2 for holding a scribing tool 50.

スクライブ装置100は、図示しないテーブル移動機構およびスクライブヘッド移動機構の一方または両方を備えており、これらの機構が備わることによって、スクライブ装置100においては、スクライブヘッド2はスクライブツール50を保持した状態でテーブル1に対し水平面内において相対移動できるようになっている。以降、説明の簡単のため、スクライブ動作に際しては、図1に示すスクライブ方向DPに向けて、スクライブヘッド2がテーブル1に対し移動するものとする。   The scribing apparatus 100 includes one or both of a table moving mechanism and a scribing head moving mechanism (not shown), and by providing these mechanisms, the scribing head 2 holds the scribing tool 50 in the scribing apparatus 100. It can move relative to the table 1 in the horizontal plane. Hereinafter, in order to simplify the description, it is assumed that the scribing head 2 moves relative to the table 1 in the scribing direction DP shown in FIG. 1 during the scribing operation.

スクライブツール50は、脆性材料基板Wに対するスクライブを行うためのツールである。スクライブツール50は、スクライビングホイール(カッターホイール)51と、ピン52と、ホルダ53とを有する。   The scribing tool 50 is a tool for performing scribing on the brittle material substrate W. The scribing tool 50 has a scribing wheel (cutter wheel) 51, a pin 52, and a holder 53.

スクライビングホイール51は、円盤状(算盤珠状)をなしており、その外周OPに沿って、刃先を備える。図2は、図1に示す部分Aにおけるスクライビングホイール51の拡大図である。図2(a)は、外周OPを含む面についての部分Aにおける拡大断面図であり、図2(b)は、部分Aのさらに一部について、矢印Bにて示す、スクライビングホイール51の外周に垂直な方向から見た図である。   The scribing wheel 51 has a disk shape (a beaded bead shape), and includes a cutting edge along the outer periphery OP. FIG. 2 is an enlarged view of the scribing wheel 51 in the portion A shown in FIG. 2 (a) is an enlarged cross-sectional view of a portion A of a plane including the outer periphery OP, and FIG. 2 (b) is an outer periphery of the scribing wheel 51 shown by the arrow B for a part of the portion A. It is the figure seen from the perpendicular direction.

スクライビングホイール51の外周OPは、巨視的には図1に示すように一様な円形をなしているように見受けられるが、実際には、図2に示すように、外周OPにおいては、複数の微細な溝Gが等間隔に設けられてなり、隣り合う溝G同士の間が突起Pとなることで、刃先PFが構成されてなる。すなわち、スクライビングホイール51は、溝Gと突起Pとが交互に存在する刃先PFを有する、いわゆる溝付きホイールである。なお、突起Pは、稜線とこれを挟む一対の傾斜面とからなる断面視略二等辺三角形状をなしている。   The outer periphery OP of the scribing wheel 51 appears to be macroscopically in the form of a uniform circle as shown in FIG. 1, but in fact, as shown in FIG. Fine grooves G are provided at equal intervals, and between adjacent grooves G is a protrusion P, thereby forming a blade edge PF. That is, the scribing wheel 51 is a so-called grooved wheel having a cutting edge PF in which the grooves G and the projections P alternately exist. The protrusion P has a substantially isosceles triangle shape in cross section, which includes a ridge line and a pair of inclined surfaces sandwiching the ridge line.

より詳細には、図2(b)に示すように、溝Gは外周OPに対して非対称な形状に設けられてなる。これは、溝Gを、外周OPを含む面に対して傾斜させて設けることにより実現されてなる。これにより、溝Gは、外周OPの左右において、相対的に深い部分G1(図2(b)においては外周OPよりも左側)と、相対的に浅い部分G2(図2(b)においては外周OPよりも右側)とを有するものとなっている。   More specifically, as shown in FIG. 2B, the groove G is provided in an asymmetrical shape with respect to the outer periphery OP. This is realized by providing the groove G at an angle with respect to the plane including the outer periphery OP. Thereby, the groove G has a relatively deep portion G1 (left side of the outer periphery OP in FIG. 2B) on the left and right of the outer periphery OP and an outer periphery in a relatively shallow portion G2 (FIG. 2B) And the right side of the OP).

係るスクライビングホイール51は、典型的には数mm程度の直径を有してなる。また、溝Gの深さは、部分G1において最大で数μm〜数十μm程度であり、部分G2においては最大で数μm程度である。溝Gは、数百個程度設けられてなる。   Such a scribing wheel 51 typically has a diameter of about several millimeters. Further, the depth of the groove G is about several μm to several tens of μm at maximum in the part G1, and is about several μm at maximum in the part G2. Several hundreds of grooves G are provided.

なお、このような溝形状を有するスクライビングホイール51としては、例えば、閉曲線領域を切り取る場合においてスクライブラインの形成に用いるものを、適用することが可能である。   As the scribing wheel 51 having such a groove shape, for example, it is possible to apply one used for forming a scribe line when cutting off a closed curve area.

ピン52は、スクライビングホイール51の軸中心AXの位置に垂直に挿通されてなる。ホルダ53は、スクライブヘッド2にて保持されてなるとともに、スクライビングホイール51が軸中心AXの周りで回転可能な態様にて、スクライビングホイール51に挿通されてなるピン52を支持してなる。すなわち、ホルダ53は、ピン52とスクライビングホイール51を軸中心AXの周りで回転可能に軸支してなる。より詳細には、スクライビングホイール51は、溝Gの部分G1が図1に示すスクライブ方向DPに対して右側(図面視手前側)に位置し、部分G2がスクライブ方向DPに対して左側(図面視奥側)に位置するように、軸支される。また、ホルダ53は、スクライビングホイール51の刃先PF(外周OP)のなす面が鉛直方向に延在するように、ピン52を水平に支持してなる。   The pin 52 is vertically inserted at the position of the axial center AX of the scribing wheel 51. The holder 53 is held by the scribing head 2 and supports a pin 52 inserted through the scribing wheel 51 in such a manner that the scribing wheel 51 can rotate around the axial center AX. That is, the holder 53 rotatably supports the pin 52 and the scribing wheel 51 around the axial center AX. More specifically, in the scribing wheel 51, the portion G1 of the groove G is positioned on the right side (the front side in the drawing) with respect to the scribing direction DP shown in FIG. It is pivotally supported so that it is located on the back side). Further, the holder 53 horizontally supports the pin 52 so that the surface formed by the cutting edge PF (outer periphery OP) of the scribing wheel 51 extends in the vertical direction.

スクライビングホイール51のうち、少なくとも溝Gと突起Pとが設けられた外周近傍部分は、例えば、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なる。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から、スクライビングホイール51全体が単結晶ダイヤモンドから作られていてもよい。   In the scribing wheel 51, at least the vicinity of the outer periphery where the groove G and the protrusion P are provided is formed using a hard material such as cemented carbide, sintered diamond, polycrystalline diamond or single crystal diamond, for example. . From the viewpoint of reducing the surface roughness of the ridge line and the inclined surface described above, the whole scribing wheel 51 may be made of single crystal diamond.

以上のような構成を有するスクライブ装置100においては、他方主面SF2を載置面としてテーブル1の上に水平に載置固定されてなる脆性材料基板Wの一方主面(以下、上面ともいう)SF1に対し、スクライビングホイール51を圧接させた状態で、スクライブツール50を保持してなるスクライブヘッド2がスクライブ方向DPに移動させられる。すると、脆性材料基板Wに圧接された状態のスクライビングホイール51が、刃先PFをわずかに脆性材料基板Wに侵入させた状態で矢印RTにて示す向きに軸中心AX周りで転動させられる。これにより、脆性材料基板Wの上面SF1においては、係るスクライビングホイール51の圧接転動に伴ってスクライビングホイール51の移動方向に沿った塑性変形が発生する。本実施の形態においては、係る塑性変形を発生させるスクライビングホイール51の圧接転動動作を、スクライビングホイール51によるスクライブ動作と称する。   In scribing apparatus 100 having the above configuration, one main surface (hereinafter also referred to as the upper surface) of brittle material substrate W horizontally mounted and fixed on table 1 with the other main surface SF2 as the mounting surface In a state where the scribing wheel 51 is in pressure contact with the SF 1, the scribing head 2 holding the scribing tool 50 is moved in the scribing direction DP. Then, the scribing wheel 51 in a state of being in pressure contact with the brittle material substrate W rolls around the axial center AX in the direction indicated by the arrow RT in a state where the cutting edge PF slightly intrudes into the brittle material substrate W. As a result, on the upper surface SF1 of the brittle material substrate W, plastic deformation occurs along the moving direction of the scribing wheel 51 along with the press-contacting rolling of the scribing wheel 51. In the present embodiment, the press-contacting and rolling operation of the scribing wheel 51 causing such plastic deformation is referred to as a scribing operation by the scribing wheel 51.

スクライビングホイール51が上述したように外周OPに対して非対称な溝Gを有することに起因して、スクライブ動作に際しスクライビングホイール51が脆性材料基板Wに対し作用させる応力についても、スクライブ方向DPに対して非対称となっている。具体的には、溝Gのうち相対的に深い部分G1が位置する、スクライブ方向DPに対して右側に作用する応力が相対的に大きくなり、溝Gのうち相対的に浅い部分G2が位置する、スクライブ方向DPに対して左側に作用する応力が相対的に小さくなる。   As for the stress that the scribing wheel 51 acts on the brittle material substrate W during the scribing operation due to the groove G being asymmetric with respect to the outer periphery OP as described above with respect to the scribing direction DP, as described above, It is asymmetric. Specifically, the stress acting on the right side with respect to the scribing direction DP is relatively large where the relatively deep portion G1 of the groove G is positioned, and the relatively shallow portion G2 of the groove G is positioned The stress acting on the left side with respect to the scribing direction DP is relatively small.

なお、上面SF1に対しスクライビングホイール51を圧接させる際にスクライビングホイール51が脆性材料基板に印加する荷重は、スクライブヘッド2に備わる図示しない荷重調整機構によって調整可能とされてなる。   The load applied to the brittle material substrate by the scribing wheel 51 when pressing the scribing wheel 51 against the upper surface SF1 can be adjusted by a load adjusting mechanism (not shown) provided on the scribing head 2.

<垂直クラックの形成手順>
次に、本実施の形態において行う、アシストラインALを利用した、分断位置における垂直クラックの形成の手順について説明する。図3ないし図9は、係る垂直クラックの形成の様子を段階的に示す図である。以降においては、矩形状の脆性材料基板Wに対し一組の対辺に平行な複数の分断位置(分断線)があらかじめ設定されている場合を例として説明を行う。また、各図には、アシストラインALの形成進行方向をx軸正方向とし、トレンチラインTLの形成進行方向をy軸正方向とし、鉛直上方をz軸正方向とする右手系のxyz座標を付している。
<Procedure for forming a vertical crack>
Next, the procedure of forming the vertical crack at the dividing position using the assist line AL performed in the present embodiment will be described. FIGS. 3 to 9 are views showing the state of formation of such vertical cracks in stages. In the following, the case where a plurality of dividing positions (division lines) parallel to a pair of opposite sides with respect to the rectangular brittle material substrate W are set in advance will be described as an example. In each figure, the xy-z coordinates of a right-handed system in which the formation advancing direction of the assist line AL is the x-axis positive direction, the formation advancing direction of the trench line TL is the y-axis positive direction, and the vertically upward is the z-axis positive direction. It is attached.

まず、トレンチラインTLを形成する。図3は、トレンチラインTL形成後の様子を例示する脆性材料基板Wの上面図(xy平面図)である。図4は、トレンチラインTLの形成に用いるスクライブツール150の構成を概略的に示す図である。図5は、トレンチラインTLの垂直断面を含むzx部分断面図である。図3に示すトレンチラインTLの形成位置が、脆性材料基板Wをその上面SF1側から平面視した場合の分断位置に該当する。   First, the trench line TL is formed. FIG. 3 is a top view (xy plan view) of the brittle material substrate W illustrating a state after formation of the trench line TL. FIG. 4 schematically shows a configuration of scribe tool 150 used to form trench line TL. FIG. 5 is a zx partial cross-sectional view including a vertical cross-section of the trench line TL. The formation position of the trench line TL shown in FIG. 3 corresponds to a division position when the brittle material substrate W is viewed in plan from the upper surface SF1 side.

本実施の形態においては、トレンチラインTLの形成に、ダイヤモンドポイント151を備えるスクライブツール150を用いる。ダイヤモンドポイント151は、例えば図4に示すように角錐台形状をなしており、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。より詳細には、図4(b)に示すように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)を含んでいる。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。ダイヤモンドポイント151においては、側面SD2およびSD3からなる稜線PSと、天面SD1、側面SD2およびSD3の3つの面がなす頂点PPとによって刃先PF2が形成されてなる。ダイヤモンドポイント151は、図4(a)に示すように棒状(柱状)をなすシャンク152の一方端部側に天面SD1が最下端部となる態様にて保持されてなる。   In the present embodiment, a scribe tool 150 provided with a diamond point 151 is used to form the trench line TL. The diamond point 151 has, for example, a truncated pyramid shape as shown in FIG. 4 and is provided with a top surface SD1 (first surface) and a plurality of surfaces surrounding the top surface SD1. More specifically, as shown in FIG. 4B, the plurality of surfaces include a side surface SD2 (second surface) and a side surface SD3 (third surface). Top surface SD1, side surfaces SD2 and SD3 face in mutually different directions, and are adjacent to each other. At the diamond point 151, a blade edge PF2 is formed by a ridge line PS composed of the side surfaces SD2 and SD3 and a vertex PP formed by three surfaces of the top surface SD1 and the side surfaces SD2 and SD3. As shown in FIG. 4A, the diamond point 151 is held in a mode in which the top surface SD1 is the lowermost end on one end side of a rod-like (columnar) shank 152.

スクライブツール150を使用する場合においては、図4(a)に示すように、シャンク152の軸方向AX2を鉛直方向から移動方向DA前方(y軸正方向)に向けて所定の角度だけ傾斜させた状態で、つまりは天面SD1を移動方向DA後方(y軸負方向)に向けた姿勢にて、ダイヤモンドポイント151を脆性材料基板Wの上面SF1に当接させる。そして、係る当接状態を保ちつつスクライブツール150を移動方向DA前方に移動させることで、ダイヤモンドポイント151の刃先PF2を摺動させるようにする。これによって、ダイヤモンドポイント151の移動方向DAに沿った塑性変形が発生する。本実施の形態においては、係る塑性変形を発生させるダイヤモンドポイント151の摺動動作を、ダイヤモンドポイント151によるスクライブ動作とも称する。   When the scribing tool 150 is used, as shown in FIG. 4A, the axial direction AX2 of the shank 152 is inclined from the vertical direction toward the moving direction DA forward (y-axis positive direction) by a predetermined angle In the state, that is, the diamond point 151 is brought into contact with the upper surface SF1 of the brittle material substrate W with the top surface SD1 directed rearward (in the y-axis negative direction) in the movement direction DA. Then, the blade tip PF2 of the diamond point 151 is made to slide by moving the scribing tool 150 forward in the moving direction DA while keeping such a contact state. As a result, plastic deformation occurs along the moving direction DA of the diamond point 151. In the present embodiment, the sliding operation of the diamond point 151 which causes such plastic deformation is also referred to as a scribing operation by the diamond point 151.

図3および図5に示すように、トレンチラインTLは、脆性材料基板Wの上面SF1にy軸方向に延在するように形成された微細なライン状の溝部である。トレンチラインTLは、スクライブツール150の姿勢を移動方向DAに対して対称とした状態で、ダイヤモンドポイント151を摺動させることで脆性材料基板Wの上面SF1において生じる塑性変形の結果として、形成される。係る場合、図5に模式的に示すように、トレンチラインTLは概ね、その延在方向に垂直な断面の形状が線対称な溝部として形成される。   As shown in FIGS. 3 and 5, the trench line TL is a fine line-shaped groove formed on the upper surface SF1 of the brittle material substrate W so as to extend in the y-axis direction. The trench line TL is formed as a result of plastic deformation that occurs on the upper surface SF1 of the brittle material substrate W by sliding the diamond point 151 in a state where the posture of the scribing tool 150 is symmetrical with respect to the moving direction DA. . In such a case, as schematically shown in FIG. 5, the trench line TL is formed as a groove having a generally symmetrical cross-sectional shape perpendicular to the extending direction.

トレンチラインTLは、図3に示すように、脆性材料基板Wの上面SF1に規定された分断位置において矢印AR1にて示すy軸正方向に、始点T1から終点T2まで形成される。以降においては、トレンチラインTLにおいて相対的に始点T1に近い範囲を上流側とも称し、相対的に終点T2に近い範囲を下流側とも称する。   The trench line TL is formed from the start point T1 to the end point T2 in the y-axis positive direction indicated by the arrow AR1 at the dividing position defined on the upper surface SF1 of the brittle material substrate W, as shown in FIG. Hereinafter, the range relatively close to the start point T1 in the trench line TL is also referred to as the upstream side, and the range relatively close to the end point T2 is also referred to as the downstream side.

なお、図3においては、トレンチラインTLの始点T1および終点T2が脆性材料基板Wの端部からわずかに離隔した位置とされているが、これは必須の態様ではなく、分断対象とされる脆性材料基板Wの種類や分断後の個片の用途等に応じて適宜に、いずれか一方もしくは両方が脆性材料基板Wの端部位置とされていてもよい。ただし、始点T1を脆性材料基板Wの端部とする態様は、図3に例示するように端部からわずかに離隔した位置を始点T1とする場合に比して、スクライブツール150の刃先PF2に加わる衝撃が大きくなるため、刃先PF2の寿命という点及び予期せぬ垂直クラックの発生が起こる点からは留意が必要である。   In FIG. 3, although the start point T1 and the end point T2 of the trench line TL are slightly separated from the end of the brittle material substrate W, this is not an essential aspect, and the brittleness to be divided is Depending on the type of the material substrate W, the use of the individual pieces after division, etc., either one or both may be set as the end position of the brittle material substrate W. However, in the aspect in which the start point T1 is the end of the brittle material substrate W, the cutting edge PF2 of the scribing tool 150 is different from the case where the position slightly separated from the end is the start point T1 as illustrated in FIG. Since the impact to be applied is large, it is necessary to be careful in terms of the life of the cutting edge PF2 and the occurrence of an unexpected vertical crack.

また、複数の分断位置のそれぞれにおけるトレンチラインTLの形成は、一のスクライブツール150を備える図示しない加工装置において当該スクライブツール150を用いて順次に形成する態様であってもよいし、複数のトレンチラインTL形成用の加工装置を用いて同時並行的に形成する態様であってもよい。   In addition, the formation of the trench line TL at each of the plurality of dividing positions may be in a mode of sequentially forming using the scribing tool 150 in a processing device (not shown) including one scribing tool 150, or a plurality of trenches It may be an aspect of forming in parallel by using a processing device for forming the line TL.

トレンチラインTLの形成に際しては、スクライブツール150が印加する荷重(スクライブツール150を鉛直上方から脆性材料基板Wの上面SF1に対し押し込む力に相当する)を、トレンチラインTLの形成は確実になされるものの、脆性材料基板Wの厚み方向DTにおいて該トレンチラインTLからの垂直クラックの伸展が生じないように設定する(図5)。   In forming the trench line TL, formation of the trench line TL is reliably performed, which corresponds to a load applied by the scribing tool 150 (corresponding to a force for pushing the scribing tool 150 against the upper surface SF1 of the brittle material substrate W from above vertically). However, in the thickness direction DT of the brittle material substrate W, it is set such that extension of the vertical crack from the trench line TL does not occur (FIG. 5).

換言すれば、トレンチラインTLの形成は、トレンチラインTLの直下において脆性材料基板WがトレンチラインTLと交差する方向において連続的につながっている状態(クラックレス状態)が維持されるように行う。なお、係る対応にてトレンチラインTLが形成される場合、脆性材料基板WのトレンチラインTL近傍(トレンチラインTLからおおよそ5μm〜10μm程度以内の範囲)においては、塑性変形の結果として内部応力が残留する。   In other words, the formation of the trench line TL is performed so as to maintain the state (crackless state) in which the brittle material substrate W is continuously connected in the direction crossing the trench line TL immediately below the trench line TL. Incidentally, when the trench line TL is formed by the corresponding method, internal stress remains as a result of plastic deformation in the vicinity of the trench line TL of the brittle material substrate W (within about 5 μm to about 10 μm from the trench line TL). Do.

係るトレンチラインTLの形成は、例えば、スクライブツール150が印加する荷重を、同じスクライブツール150を用いて垂直クラックの伸展を伴うスクライブラインを形成する場合に比して、小さい値に設定することで、実現される。   The formation of the trench line TL is performed, for example, by setting the load applied by the scribing tool 150 to a smaller value than when forming the scribing line with the extension of the vertical crack using the same scribing tool 150. Is realized.

クラックレス状態においては、トレンチラインTLは形成されていたとしても、該トレンチラインTLからの垂直クラックの伸展はないので、仮に脆性材料基板Wに対し曲げモーメントが作用したとしても、垂直クラックが形成されてなる場合に比して、トレンチラインTLに沿った分断は生じにくい。   In the crackless state, even if the trench line TL is formed, there is no extension of the vertical crack from the trench line TL, so even if a bending moment acts on the brittle material substrate W, the vertical crack is formed. Breakdown along the trench line TL is less likely to occur than in the case where it is formed.

トレンチラインTLの形成に続き、スクライブツール50を備えるスクライブ装置100によって、アシストラインALを形成する。図6は、アシストラインAL形成時の様子を例示する脆性材料基板Wの上面図である。図7および図8は、アシストラインALの形成に伴う垂直クラックVCの伸展の様子を例示する脆性材料基板Wの上面図である。図9は、トレンチラインTLと垂直クラックVCの垂直断面を含むzx部分断面図である。   Following the formation of the trench line TL, the assist line AL is formed by the scribing apparatus 100 provided with the scribing tool 50. FIG. 6 is a top view of the brittle material substrate W illustrating how the assist line AL is formed. 7 and 8 are top views of the brittle material substrate W illustrating how the vertical cracks VC extend with the formation of the assist lines AL. FIG. 9 is a zx partial cross-sectional view including the vertical cross-sections of the trench line TL and the vertical crack VC.

本実施の形態において、アシストラインALは、図6に示すように、トレンチラインTLの下流側近傍において、矢印AR2にて示すx軸正方向に(トレンチラインTLと直交するように)、始点A1から終点A2の範囲において脆性材料基板Wの上面SF1に塑性変形を生じさせることで形成される、加工痕である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 6, in the vicinity of the downstream side of trench line TL, assist line AL is in the positive direction of the x-axis indicated by arrow AR2 (as orthogonal to trench line TL) as starting point A1. From the upper surface SF1 of the brittle material substrate W to the plastic deformation in the range of the end point A2 to the end point A2.

アシストラインALの形成は、矢印AR2にて示すアシストラインALの形成進行方向をスクライブ方向DP(x軸正方向)と一致させる態様にて行う。すなわち、スクライビングホイール51を脆性材料基板Wの上面SF1に圧接させた状態で、スクライブヘッド2をスクライブ方向DPに移動させることによって、スクライビングホイール51を転動させる。すると、アシストラインALがトレンチラインTLと交差するたびに、図7に矢印AR3にて示すように、それぞれのトレンチラインTLとの交点Cの位置から垂直クラックVCの予定伸展方向(図7の場合であればトレンチラインTLの上流側)に向けて順次に、図9に示すような、トレンチラインTLから脆性材料基板Wの厚み方向DTへの垂直クラックVCの伸展が生じていく。   The formation of the assist line AL is performed in a mode in which the formation advancing direction of the assist line AL indicated by the arrow AR2 matches the scribing direction DP (x-axis positive direction). That is, in a state where the scribing wheel 51 is in pressure contact with the upper surface SF1 of the brittle material substrate W, the scribing wheel 51 is rolled by moving the scribing head 2 in the scribing direction DP. Then, each time the assist line AL intersects with the trench line TL, as indicated by an arrow AR3 in FIG. 7, the planned extension direction of the vertical crack VC from the position of the intersection C with each trench line TL (in the case of FIG. If this is the case, extension of the vertical cracks VC from the trench line TL to the thickness direction DT of the brittle material substrate W occurs sequentially as shown in FIG. 9 toward the upstream side of the trench line TL.

なお、アシストラインALの形成も、トレンチラインTLを形成する場合と同様、その直下にて垂直クラックを伸展させることを目的とはしていないので、アシストラインALを形成する際にスクライビングホイール51が印加する荷重も、同じスクライビングホイール51を用いて垂直クラックの伸展を伴うスクライブラインを形成する場合に比して、小さい値に設定することができる。   As in the case of forming the trench line TL, the formation of the assist line AL is not intended to extend the vertical crack immediately under it, and therefore the scribing wheel 51 is used to form the assist line AL. The load to be applied can also be set to a smaller value as compared to the case of forming a scribe line accompanied with the extension of the vertical crack using the same scribing wheel 51.

最終的には、図8に示すように、全ての分断位置において、トレンチラインTLからの垂直クラックVCの伸展が生じる。すなわち、アシストラインALの形成が契機となって(アシストラインALがトリガーとなって)、それまではトレンチラインTLが形成されているもののクラックレス状態であった脆性材料基板Wの各分断位置に、トレンチラインTLから延在する垂直クラックVCが形成される。   Finally, as shown in FIG. 8, extension of the vertical cracks VC from the trench line TL occurs at all the dividing positions. That is, the formation of the assist line AL is triggered (the assist line AL is a trigger), and at each division position of the brittle material substrate W which has been in the crackless state although the trench line TL is formed until then. , And a vertical crack VC extending from the trench line TL.

これは、ダイヤモンドポイント151を備えるスクライブツール150を用いてトレンチラインTLを形成した場合、トレンチラインTLの直下に発生する垂直クラックVCは天面SD1の存在する側に伸展するという性質を有するためである。すなわち、アシストラインALの近傍に発生した垂直クラックVCは、特定の一方向へと伸展するという性質を有する。トレンチラインTL上の上流側にダイヤモンドポイントの天面SD1が配置される態様にてトレンチラインTLを形成する本実施の形態においては、アシストラインALの形成後、トレンチラインTLの上流側においては垂直クラックVCは伸展するが、逆方向においては伸展しにくい。   This is because, when the trench line TL is formed using the scribe tool 150 including the diamond point 151, the vertical crack VC generated immediately below the trench line TL has a property of extending to the side where the top surface SD1 exists. is there. That is, the vertical crack VC generated in the vicinity of the assist line AL has a property of extending in a specific one direction. In the present embodiment in which the trench line TL is formed in a mode in which the top surface SD1 of the diamond point is arranged on the upstream side above the trench line TL, in the present embodiment, after the assist line AL is formed, the vertical side is vertical on the upstream side of the trench line TL. The crack VC extends but is difficult to extend in the opposite direction.

係る態様にて分断位置に垂直クラックVCが形成された脆性材料基板Wは、図示しない所定のブレーク装置に与えられる。ブレーク装置においては、いわゆる3点曲げあるいは4点曲げの手法によって、脆性材料基板Wに曲げモーメントを作用させることで、垂直クラックVCを脆性材料基板Wの下面SF2にまで伸展させるブレーク工程が行われる。係るブレーク工程を経ることで、脆性材料基板Wは分断位置において分断される。   The brittle material substrate W in which the vertical cracks VC are formed at the dividing position in such a mode is given to a predetermined breaking device (not shown). In the breaking apparatus, a breaking step of extending the vertical cracks VC to the lower surface SF2 of the brittle material substrate W is performed by applying a bending moment to the brittle material substrate W by a so-called three-point bending or four-point bending method. . By passing through the break process, the brittle material substrate W is divided at the dividing position.

以上のような手順の場合、分断位置におけるトレンチラインTLの形成は垂直クラックVCの伸展を伴わないので、従来のように分断位置に対するスクライブをスクライブラインの形成と同時に垂直クラックが形成されるように行う場合に比して、スクライブツール50に加わる荷重を低減することができるという利点がある。係る利点は、分断位置における分断に使用するスクライブツール50の長寿命化に資するものである。   In the case of the above procedure, the formation of the trench line TL at the dividing position does not involve the extension of the vertical crack VC, so that scribing for the dividing position is performed simultaneously with the formation of the scribing line as in the prior art. There is an advantage that the load applied to the scribing tool 50 can be reduced as compared to the case where it is performed. Such an advantage contributes to prolonging the life of the scribing tool 50 used for dividing at the dividing position.

<垂直クラック伸展の詳細>
図10は、トレンチラインTLの形成に続いてアシストラインALを形成することで垂直クラックVCが形成される際のアシストラインAL近傍の様子を示す模式図である。なお、図6ないし図8においてはアシストラインALを概略的に連続する線状の加工痕として図示していたが、微視的には、図10に示すように、アシストラインALは、溝Gと突起Pとが交互に存在する刃先PFの形状を反映して、十数μm程度の短い線分が断続する態様の加工痕として形成される。
<Details of vertical crack extension>
FIG. 10 is a schematic view showing a state in the vicinity of the assist line AL when the vertical crack VC is formed by forming the assist line AL following the formation of the trench line TL. Although FIGS. 6 to 8 illustrate the assist line AL as a substantially continuous linear processing mark, microscopically, as shown in FIG. As a result of reflecting the shape of the blade edge PF in which the protrusions P and the protrusions P are alternately present, a short line segment of about a few tens of μm is formed as a processing mark in an intermittent manner.

スクライブ方向DPたるx軸正方向に(y軸に垂直な方向に)アシストラインALが形成されると、その形成位置全般にわたって、脆性材料基板Wの内部であってy軸方向負側(図10においては、アシストラインALよりも図面視下側)のアシストラインALの側方に、アシストラインALを起点とする無数のアシストクラックが存在する内部クラック領域CRが形成される。   When the assist line AL is formed in the positive direction of the x-axis (direction perpendicular to the y-axis) which is the scribing direction DP, it is the inside of the brittle material substrate W over the entire forming position and the negative side in the y-axis direction (FIG. 10). In (b), an internal crack region CR in which innumerable assist cracks originating from the assist line AL exist is formed on the side of the assist line AL below the assist line AL).

より詳細には、内部クラック領域CRは、アシストラインALの任意の位置を起点として、(−y、−z)なる方向から−z方向にまでの範囲内に偏在する態様にて発生する。内部クラック領域CRは、上面SF1を平面視した場合においてアシストラインALよりもy軸負方向においてアシストラインALから最大でもおおよそ数十μm程度の範囲に形成される。   More specifically, the internal crack region CR is generated in a mode of being distributed within a range from the direction of (−y, −z) to the direction of −z, starting from an arbitrary position of the assist line AL. The internal crack region CR is formed in a range of about several tens of μm at maximum from the assist line AL in the y-axis negative direction more than the assist line AL when the upper surface SF1 is viewed in plan.

これは、アシストラインALを形成する際のスクライビングホイール51の向きと関係していると考えられる。すなわち、スクライブ方向DPたるx軸正方向にアシストラインALを形成する場合、アシストラインALの形成に用いたスクライビングホイール51は、溝Gのうち相対的に深い部分G1を垂直クラックVCの予定伸展方向であるトレンチラインTLの上流側(つまりはy軸方向負側)を向き、相対的に浅い部分G2がその反対方向であるトレンチラインTLの下流側(y軸方向正側)を向く姿勢にて、転動させられる。この場合、上述したように、部分G1が位置する、スクライブ方向DPに対して右側、つまりは、垂直クラックVCの予定伸展方向であるトレンチラインTLの上流側(y軸方向負側)に、相対的に大きな応力が作用する。そのため、y軸方向負側において、アシストラインALからのアシストクラックの形成が生じやすくなっていると考えられる。   This is considered to be related to the direction of the scribing wheel 51 when forming the assist line AL. That is, when the assist line AL is formed in the positive direction of the x-axis, which is the scribing direction DP, the scribing wheel 51 used to form the assist line AL moves the relatively deep portion G1 of the groove G into the planned extension direction of the vertical crack VC. Facing the upstream side (that is, the y-axis direction negative side) of the trench line TL, and the relatively shallow portion G2 faces the downstream side (the y-axis direction positive side) of the trench line TL which is the opposite direction. , Be rolled. In this case, as described above, the portion G1 is located on the right side with respect to the scribe direction DP, that is, on the upstream side (the negative side in the y-axis direction) of the trench line TL which is the planned extension direction of the vertical crack VC. Large stress acts. Therefore, it is considered that the formation of the assist crack from the assist line AL is likely to occur on the y axis direction negative side.

内部クラック領域CRは、アシストラインALの全般に渡って形成されることから、内部クラック領域CRは、アシストラインALがトレンチラインTLと交差する箇所の近傍においても高い確率で発生する。上述したように、トレンチラインTLの近傍には内部応力が残留していることから、内部クラック領域CRがトレンチラインTLの垂直クラックVCの予定伸展方向側に形成されるようにアシストラインを形成した場合、内部クラック領域CRが残留内部応力の存在領域に形成されることが契機となって、トレンチラインTLの近傍における残留内部応力の解放が生じる。その結果として、図10(b)において矢印AR4にて示すように、垂直クラックVCの予定伸展方向(本実施の形態においてはトレンチラインTLの上流側)に向けて、トレンチラインTLからの垂直クラックVCの伸展が生じる。これが、上述した本実施の形態に係る手法による垂直クラックVCの伸展の詳細である。   Since the internal crack region CR is formed over the entire assist line AL, the internal crack region CR is generated with a high probability also in the vicinity of the location where the assist line AL intersects with the trench line TL. As described above, since the internal stress remains in the vicinity of the trench line TL, the assist line is formed such that the internal crack region CR is formed on the planned extension direction side of the vertical crack VC of the trench line TL. In this case, the formation of the internal crack region CR in the presence region of the residual internal stress triggers the release of the residual internal stress in the vicinity of the trench line TL. As a result, as shown by arrow AR4 in FIG. 10 (b), the vertical crack from the trench line TL is directed toward the planned extension direction of the vertical crack VC (the upstream side of the trench line TL in the present embodiment). Extension of VC occurs. This is the detail of the extension of the vertical crack VC by the method according to the above-described embodiment.

なお、図10においては図示を省略しているが、溝Gの相対的に浅い部分G2が位置するy軸方向正側においても応力は作用しており、また、アシストクラックの形成は確率的に生じる現象ではあるので、アシストクラックは生じ得る。しかしながら、作用する応力が部分G1が位置する側に比して小さいことから、その発生確率は小さく、部分G2を垂直クラックVCの予定伸展方向に向けてスクライブしたとしても、上述した本実施の形態における手法に比して、垂直クラックVCの伸展の確実性が高まることはない。   Although not shown in FIG. 10, the stress acts also on the y-axis direction positive side where the relatively shallow portion G2 of the groove G is located, and the formation of the assist crack is stochastically As this is a phenomenon that occurs, assist cracking may occur. However, since the acting stress is smaller than that on the side where the portion G1 is located, the occurrence probability is small, and even if the portion G2 is scribed in the planned extension direction of the vertical crack VC, the present embodiment described above As compared with the method in the above, the certainty of extension of the vertical crack VC does not increase.

あるいはまた、外周に対して対称な形状を有する溝を備えたスクライビングホイールを用いることによって、アシストラインALを形成する態様も考えられ、その場合の内部クラック領域CRの形成はスクライブ方向DPの左右に対して等方的なものとなるが、目的とする、垂直クラックVCの予定伸展方向への垂直クラックVCの伸展に照らして、垂直クラックVCの予定伸展方向とは反対側においてより積極的に内部クラック領域CRを形成することに特段のメリットはないことから、この場合もやはり、上述した本実施の形態における手法に比して、垂直クラックVCの伸展の確実性が高まることはない。   Alternatively, an aspect in which the assist line AL is formed by using a scribing wheel provided with a groove having a symmetrical shape with respect to the outer periphery is also conceivable, in which case the formation of the internal crack region CR is made to the left and right of the scribing direction DP. However, in view of the intended extension of the vertical crack VC in the intended direction of extension of the vertical crack VC, the interior is more positively internal on the opposite side of the intended extension direction of the vertical crack VC. Since there is no particular merit in forming the crack region CR, again in this case, the certainty of the extension of the vertical crack VC does not increase as compared with the method in the above-described embodiment.

以上、説明したように、本実施の形態によれば、脆性材料基板をあらかじめ定められた分断位置において分断するに際して、当該分断位置に応じた形成位置にて、直下に垂直クラックが生じない条件でのトレンチラインの形成と、水平面内にて意図的に傾斜させてなるスクライビングホイールを用いた、垂直クラックVCの予定伸展方向であるトレンチラインの上流側にアシストクラックを偏在させる態様でのアシストラインの形成とを行うことで、当該分断位置にて高い確実性にて垂直クラックを伸展させることができる。垂直クラックが確実に形成されることにより、後工程たるブレーク工程において、脆性材料基板を当該分断位置において確実に分断することが可能となる。係る場合においては、トレンチラインとアシストラインの形成に際してスクライビングホイールが印加する荷重を、垂直クラックの伸展を伴うスクライブ動作を行う場合に比して小さい値とすることができる。   As described above, according to the present embodiment, when dividing a brittle material substrate at a predetermined dividing position, a vertical crack does not occur immediately below the forming position according to the dividing position. The formation of the trench line and the scribing wheel intentionally inclined in the horizontal plane, in which the assist crack is unevenly distributed on the upstream side of the trench line which is the planned extension direction of the vertical crack VC By performing the formation, the vertical crack can be extended with high certainty at the dividing position. By forming the vertical cracks reliably, it becomes possible to reliably divide the brittle material substrate at the dividing position in the subsequent breaking step. In such a case, the load applied by the scribing wheel in forming the trench line and the assist line can be set to a smaller value than in the case of performing the scribing operation accompanied with the extension of the vertical crack.

<実施例>
実施例として、上述の実施の形態にて示した手順によるトレンチラインTLとアシストラインALの形成を、アシストラインALの形成条件を違えつつ複数回行い、垂直クラックVCの伸展の発生状況を評価した。脆性材料基板Wとしては0.3mm厚のガラス基板を用いた。
<Example>
As an example, formation of the trench line TL and the assist line AL according to the procedure described in the above-described embodiment was performed a plurality of times under different conditions for forming the assist line AL, and the occurrence of the vertical crack VC was evaluated. . A 0.3 mm thick glass substrate was used as the brittle material substrate W.

具体的には、アシストラインALは、スクライビングホイール51に加える荷重を0.8N、1.1N、1.5N、1.9N、2.3N、2.6N、3.0Nの7水準に違えて形成した。スクライブヘッド2の移動速度は100mm/secとした。また、スクライビングホイール51としては、ホイール径が2.0mm、厚みが0.65mm、ピン52の挿通孔の径が0.8mm、刃先角度が110°、溝Gの数が360個、溝Gの最大深さが3μmのものを用いた。   Specifically, the assist line AL changes the load applied to the scribing wheel 51 to seven levels of 0.8N, 1.1N, 1.5N, 1.9N, 2.3N, 2.6N and 3.0N. It formed. The moving speed of the scribing head 2 was 100 mm / sec. As the scribing wheel 51, the wheel diameter is 2.0 mm, the thickness is 0.65 mm, the diameter of the insertion hole of the pin 52 is 0.8 mm, the blade angle is 110 °, the number of grooves G is 360, and the groove G is The maximum depth of 3 μm was used.

また、トレンチラインTLは、スクライブツール150に加える荷重を固定し、アシストラインALの各形成条件毎に、100本ずつ形成した。   In addition, the load applied to the scribing tool 150 was fixed, and 100 trench lines TL were formed for each formation condition of the assist line AL.

また、比較例として、外周に対して対称に溝が設けられてなるスクライビングホイールを用いたほかは実施例と同じ条件で、垂直クラックVCの伸展の発生状況を評価した。   Further, as a comparative example, the occurrence of the extension of the vertical crack VC was evaluated under the same conditions as in the example except that a scribing wheel having grooves provided symmetrically with respect to the outer periphery was used.

図11は、実施例および比較例における、全100本のトレンチラインTLからの垂直クラックVCの伸展の発生率(以下、VC成立率と称する)をアシストラインALの形成に際して印加した荷重に対しプロットしたグラフである。   FIG. 11 plots the incidence of extension of vertical cracks VC from all 100 trench lines TL (hereinafter referred to as VC establishment ratio) in the example and the comparative example against the load applied in forming the assist line AL. Is a graph.

図11に示すように、比較例では荷重が1.5N以下である場合に、90%以上のVC成立率が得られたが、その最大値は荷重が0.8Nの場合の93%に留まっていた。これに対し、実施例では、比較例において90%以上のVC成立率が得られた1.5N以下の荷重範囲において比較例よりもさらに高い95%以上のVC成立率が得られ、荷重が1.1Nの場合においては100%のVC成立率が達成された。   As shown in FIG. 11, in the comparative example, when the load is 1.5 N or less, a VC establishment rate of 90% or more is obtained, but the maximum value remains 93% of that in the case of 0.8 N load. It was On the other hand, in the example, in the load range of 1.5 N or less where the VC formation rate of 90% or more was obtained in the comparative example, a VC formation rate of 95% or more higher than that of the comparative example is obtained. In the case of 1N, a VC establishment rate of 100% was achieved.

これらの結果は、外周に対し非対称な形状の溝部を有する、上述の実施の形態に係る手法が、垂直クラックの伸展の確実化という点で適していることを示している。   These results show that the method according to the above-mentioned embodiment having a groove portion having an asymmetric shape with respect to the outer periphery is suitable in terms of securing extension of the vertical crack.

また、同じ条件のスクライビングホイール51を用いてスクライブ動作を行い、スクライブラインの形成とともに垂直クラックを伸展させるようにしようとすると、少なくとも3〜4N程度の荷重を印加する必要があることから、本実施例の結果は、アシストラインALの形成は、垂直クラックの伸展を伴うスクライブ動作の際にスクライビングホイール51が印加する荷重よりも小さい荷重の印加で行える、ということも示している。さらにいえば、トレンチラインTLの形成は、アシストラインALの形成時と同程度かより小さい荷重の印加で可能であることから、上述の実施の形態に係る手法は、スクライブ動作によって直接に垂直クラックを伸展させる手法に比して、低荷重の印加で垂直クラックの伸展を可能とする手法であるともいえる。   In addition, if a scribing operation is performed using the scribing wheel 51 under the same conditions to extend the vertical crack along with the formation of the scribing line, it is necessary to apply a load of at least about 3 to 4 N. The results of the example also show that the formation of the assist line AL can be performed by applying a load smaller than the load applied by the scribing wheel 51 in the scribing operation accompanied by the extension of the vertical crack. Furthermore, since formation of the trench line TL is possible by application of a load equal to or smaller than that at the time of formation of the assist line AL, the method according to the above-described embodiment directly generates vertical cracks by scribing operation. It can be said that this is a method that enables the extension of the vertical crack by the application of a low load as compared with the method of extending the.

<変形例および参考例>
上述の実施の形態においては、トレンチラインTLを形成した後に、アシストラインALを形成するようにしているが、トレンチラインTLとアシストラインALの形成順序は逆転していてもよい。
<Modification and Reference Example>
In the above embodiment, the assist line AL is formed after the trench line TL is formed, but the formation order of the trench line TL and the assist line AL may be reversed.

また、上述の実施の形態においては、トレンチラインTLとアシストラインALとを脆性材料基板Wの上面SF1において直交させているが、これは必須の態様ではなく、アシストラインALの形成に伴うトレンチラインTLからの垂直クラックの伸展が好適に実現される限りにおいて、トレンチラインTLとアシストラインALとは斜めに交差している態様であってもよい。   In the above embodiment, the trench line TL and the assist line AL are orthogonal to each other on the upper surface SF1 of the brittle material substrate W, but this is not an essential aspect, and a trench line associated with the formation of the assist line AL. The trench line TL and the assist line AL may obliquely intersect as long as the extension of the vertical crack from the TL is preferably realized.

また、上述の実施の形態においては、スクライブツール150によるトレンチラインTLの形成を、シャンク152の軸方向AX2を移動方向DA前方に向けて傾斜させた状態で、つまりは天面SD1を移動方向DA後方に向けた姿勢にて、ダイヤモンドポイント151を摺動させることによって、行うようにしているが、これに代わり、シャンク152の軸方向AX2を移動方向DA後方に向けて傾斜させた状態で、つまりは天面SD1を移動方向DA前方に向けた姿勢にて、ダイヤモンドポイント151を摺動させることによって、トレンチラインTLを形成するようにしてもよい。   In the above embodiment, the trench line TL is formed by the scribing tool 150 in a state where the axial direction AX2 of the shank 152 is inclined forward in the moving direction DA, that is, the moving direction DA of the top surface SD1. It is performed by sliding the diamond point 151 in a posture directed rearward, but instead, in a state in which the axial direction AX2 of the shank 152 is inclined rearward in the moving direction DA, that is, Alternatively, the trench line TL may be formed by sliding the diamond point 151 in a posture in which the top surface SD1 is directed forward in the moving direction DA.

あるいは、上述の実施の形態においては、トレンチラインTLの形成に、ダイヤモンドポイント151を用いているが、これに代わり、スクライビングホイールを圧接転動させることによってトレンチラインTLを形成する態様であってもよい。この場合、スクライビングホイールとしては、刃先に溝が設けられていないものを用いることが好ましい。   Alternatively, in the above embodiment, the diamond point 151 is used to form the trench line TL, but instead, the trench line TL may be formed by pressing and rolling the scribing wheel. Good. In this case, as the scribing wheel, it is preferable to use one having no groove on the cutting edge.

ただし、後二者の態様の場合、上述の実施の形態とは異なり、垂直クラックの予定伸展方向はトレンチラインTLの下流側となる。そのため、これらの態様においては、溝Gのうち相対的に深い部分G1がトレンチラインTLの下流側を向くようにスクライビングホイール51を配置し、トレンチラインTLの上流側近傍にアシストラインALを形成するようにする。   However, in the case of the latter two aspects, unlike the above-described embodiment, the planned extension direction of the vertical crack is on the downstream side of the trench line TL. Therefore, in these modes, scribing wheel 51 is arranged such that relatively deep portion G1 of trench G faces the downstream side of trench line TL, and assist line AL is formed in the vicinity of the upstream side of trench line TL. Let's do it.

この場合も、上述の実施の形態と同様、垂直クラックVCの予定伸展方向であるトレンチラインTLの下流側にアシストクラックACを偏在させる態様にてアシストラインALが形成され、これによって、垂直クラックVCの予定伸展方向においては好適にトレンチラインTLからの垂直クラックの伸展が生じる。結果として、トレンチラインTLが形成されてなる分断位置にて高い確実性にて垂直クラックを伸展させることができる。   Also in this case, the assist line AL is formed in a mode in which the assist crack AC is unevenly distributed on the downstream side of the trench line TL, which is the planned extension direction of the vertical crack VC, as in the above embodiment. In the predetermined direction of extension of D, the extension of the vertical crack from the trench line TL preferably occurs. As a result, the vertical crack can be extended with high reliability at the dividing position where the trench line TL is formed.

また、スクライビングホイール51における溝Gの形成態様は、上述の実施の形態において示したものに限定されるものではない。アシストラインの側方のうち一方に多数のアシストクラックが偏在する内部クラック領域が生じさせることができるのであれば、例えば特許文献2に開示されているような、外周OPに対して非対称な形状を有する種々の形成態様が採用されてもよい。   Moreover, the formation aspect of the groove | channel G in the scribing wheel 51 is not limited to what was shown in the above-mentioned embodiment. If an internal crack region in which a large number of assist cracks are unevenly distributed can be generated on one side of the assist line, for example, the shape is asymmetric with respect to the outer periphery OP as disclosed in Patent Document 2. Various formation modes having may be adopted.

さらに、図12は変形例に係るスクライビングホイール51の溝Gを通る部分拡大断面図である。上述の実施の形態においては、スクライビングホイール51が(より詳細にはその突起Pが)稜線とこれを挟む一対の傾斜面とからなる断面視略二等辺三角形状をなすものとしているが、アシストラインの側方のうち一方に多数のアシストクラックが偏在する内部クラック領域が生じるようなスクライビングホイール51として、図12に示すような、外周OPに対する角度(θ1、θ2)が互いに異なる2つの傾斜面を有するスクライビングホイール51を用いることもできる。   Furthermore, FIG. 12 is a partial enlarged cross-sectional view which passes through the groove G of the scribing wheel 51 according to a modification. In the above embodiment, although the scribing wheel 51 (more specifically, the protrusion P thereof) has a substantially isosceles triangle shape in cross section in which the ridge line and the pair of inclined surfaces sandwiching the ridge line form an assist line As a scribing wheel 51 in which an internal crack area in which a large number of assist cracks are unevenly distributed on one of the sides, two inclined planes having different angles (θ1 and θ2) with respect to the outer periphery OP as shown in FIG. The scribing wheel 51 can also be used.

1 テーブル
2 スクライブヘッド
50、150 スクライブツール
51 スクライビングホイール
52 ピン
53 ホルダ
100 スクライブ装置
151 ダイヤモンドポイント
152 シャンク
A1 (アシストラインTLの)始点
A2 (アシストラインTLの)終点
AL アシストライン
AX 軸中心
C (トレンチラインTLとアシストラインALの)交点
CR 内部クラック領域
DP スクライブ方向
G (スクライビングホイール51の)溝
OP (スクライビングホイール51の)外周
P (スクライビングホイール51の)突起
PF (スクライビングホイール51の)刃先
SF1 (脆性材料基板Wの)一方主面(上面)
SF2 (脆性材料基板Wの)他方主面(下面)
T1 (トレンチラインTLの)始点
T2 (トレンチラインTLの)終点
TL トレンチライン
VC 垂直クラック
W 脆性材料基板
1 table 2 scribing head 50, 150 scribing tool 51 scribing wheel 52 pin 53 holder 100 scribing device 151 diamond point 152 shank A1 starting point A2 (for assist line TL) end point A2 (for assist line TL) end point AL assist line AX axis center C (trench Line TL and assist line AL intersection point CR internal crack area DP scribing direction G (for scribing wheel 51) groove OP (for scribing wheel 51) perimeter P (for scribing wheel 51) protrusion PF (for scribing wheel 51) cutting edge SF1 (for scribing wheel 51) One main surface (upper surface) of the brittle material substrate W)
SF2 (of brittle material substrate W) other main surface (lower surface)
T1 (trench line TL) start point T2 (trench line TL) end point TL trench line VC vertical crack W brittle material substrate

Claims (6)

脆性材料基板を厚み方向に分断する際に分断位置において垂直クラックを形成する方法であって、
前記脆性材料基板の一方主面にライン状の溝部であるトレンチラインを形成するトレンチライン形成工程と、
等間隔に複数の溝を設けた刃先を外周部に備えるスクライビングホイールを前記一方主面において圧接転動させることによって、前記トレンチラインに交差する加工痕であるアシストラインを形成するアシストライン形成工程と、
を備え、
前記トレンチライン形成工程においては、前記トレンチラインの直下においてクラックレス状態が維持されるように前記トレンチラインを形成し、
前記アシストライン形成工程においては、前記複数の溝が前記外周に対して非対称な形状にて形成された前記スクライビングホイールを用いて前記アシストラインを形成し、
前記トレンチラインと前記アシストラインとの交点を開始点として前記トレンチラインから前記脆性材料基板の厚み方向に垂直クラックを伸展させる、
ことを特徴とする、脆性材料基板における垂直クラックの形成方法。
A method of forming a vertical crack at a dividing position when dividing a brittle material substrate in a thickness direction,
A trench line forming step of forming a trench line which is a linear groove on one main surface of the brittle material substrate;
An assist line forming step of forming an assist line, which is a processing mark intersecting the trench line, by pressing and rolling a scribing wheel having a cutting edge provided with a plurality of grooves at equal intervals on an outer peripheral portion on the one main surface; ,
Equipped with
In the trench line forming step, the trench line is formed to maintain a crackless state immediately below the trench line,
In the assist line forming step, the assist line is formed using the scribing wheel in which the plurality of grooves are formed in an asymmetrical shape with respect to the outer periphery,
A vertical crack is extended in the thickness direction of the brittle material substrate from the trench line starting from the intersection of the trench line and the assist line as a start point.
A method of forming a vertical crack in a brittle material substrate, characterized in that
請求項1に記載の脆性材料基板における垂直クラックの形成方法であって、
前記アシストライン形成工程においては、前記アシストラインの形成に伴って、前記脆性材料基板の内部であって前記アシストラインの側方に多数のアシストクラックが存在する内部クラック領域が生じるようにし、
前記内部クラック領域が前記トレンチライン上の垂直クラックの予定伸展方向側に形成されるように前記トレンチラインと前記アシストラインの形成位置を定める、
ことを特徴とする、脆性材料基板における垂直クラックの形成方法。
A method of forming a vertical crack in a brittle material substrate according to claim 1,
In the assist line forming step, an internal crack region in which a large number of assist cracks exist inside the brittle material substrate and to the side of the assist line is generated along with the formation of the assist line.
The formation positions of the trench line and the assist line are determined such that the internal crack region is formed on the planned extension direction side of the vertical crack on the trench line.
A method of forming a vertical crack in a brittle material substrate, characterized in that
請求項2に記載の脆性材料基板における垂直クラックの形成方法であって、
前記アシストラインを前記トレンチライン上の垂直クラックの予定伸展方向逆側近傍にて前記トレンチラインと交差するように形成する、
ことを特徴とする、脆性材料基板における垂直クラックの形成方法。
A method for forming a vertical crack in a brittle material substrate according to claim 2, wherein
The assist line is formed to cross the trench line in the vicinity of the opposite side of the planned extension direction of the vertical crack on the trench line.
A method of forming a vertical crack in a brittle material substrate, characterized in that
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の脆性材料基板における垂直クラックの形成方法であって、
前記トレンチラインを形成した後に前記アシストラインを形成する、
ことを特徴とする、脆性材料基板における垂直クラックの形成方法。
A method for forming a vertical crack in a brittle material substrate according to any one of claims 1 to 3, comprising:
Forming the assist line after forming the trench line;
A method of forming a vertical crack in a brittle material substrate, characterized in that
脆性材料基板を厚み方向に分断する際に分断位置において垂直クラックを形成する方法であって、
前記脆性材料基板の一方主面にライン状の溝部であるトレンチラインを形成するトレンチライン形成工程と、
等間隔に複数の溝を設けた刃先を外周部に備えるスクライビングホイールを前記一方主面において圧接転動させることによって、前記トレンチラインに交差する加工痕であるアシストラインを形成するアシストライン形成工程と、
を備え、
前記トレンチライン形成工程においては、前記トレンチラインの直下においてクラックレス状態が維持されるように前記トレンチラインを形成し、
前記アシストライン形成工程においては、前記複数の溝が前記外周の左右において異なる深さを有するように形成された前記スクライビングホイール用いて前記アシストラインを形成し、
前記トレンチラインと前記アシストラインとの交点を開始点として前記トレンチラインから前記脆性材料基板の厚み方向に垂直クラックを伸展させる、
ことを特徴とする、脆性材料基板における垂直クラックの形成方法。
A method of forming a vertical crack at a dividing position when dividing a brittle material substrate in a thickness direction,
A trench line forming step of forming a trench line which is a linear groove on one main surface of the brittle material substrate;
An assist line forming step of forming an assist line, which is a processing mark intersecting the trench line, by pressing and rolling a scribing wheel having a cutting edge provided with a plurality of grooves at equal intervals on an outer peripheral portion on the one main surface; ,
Equipped with
In the trench line forming step, the trench line is formed to maintain a crackless state immediately below the trench line,
In the assist line forming step, the assist line is formed using the scribing wheel in which the plurality of grooves are formed to have different depths on the left and right of the outer periphery,
A vertical crack is extended in the thickness direction of the brittle material substrate from the trench line starting from the intersection of the trench line and the assist line as a start point.
A method of forming a vertical crack in a brittle material substrate, characterized in that
脆性材料基板を厚み方向に分断する方法であって、
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の垂直クラックの形成方法によって前記脆性材料基板に垂直クラックを形成する垂直クラック形成工程と、
前記垂直クラックに沿って前記脆性材料基板をブレークするブレーク工程と、
を備えることを特徴とする、脆性材料基板の分断方法。
A method of dividing a brittle material substrate in the thickness direction,
A vertical crack forming step of forming a vertical crack in the brittle material substrate by the method of forming a vertical crack according to any one of claims 1 to 5.
A breaking step of breaking the brittle material substrate along the vertical crack;
A method of dividing a brittle material substrate, comprising:
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