JP2002121500A - 密着した２枚の平坦部材を剥離する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平坦性が５μｍ以下であるような高い平坦性
を持つ部材を基盤として用いて、高い表面平坦性を持つ
製品を作製する場合に、その高い平坦性を阻害すること
なく基盤から作製後の製品を剥離することを可能とする
改良された剥離方法とそれに用いる装置を得る。 【解決手段】 回転可能に支持された第１の平坦部材
（基盤）２に密着している第２の平坦部材Ｂを第１の平
坦部材２から剥離するに際して、真空チャック２０によ
り第２の平坦部材Ｂに密着面に垂直かつ剥離する方向へ
の力を作用させておき、その状態で両者を回転させなが
ら密着部の周囲に流体をノズル１０から吹き付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は密着した２枚の平坦
部材を剥離する方法と装置に関し、特に、平坦性が５μ
ｍ以下であるような高い平坦性を持つ部材を基盤として
用いて、高い表面平坦性を持つ製品を作製する場合に、
その高い平坦性を阻害することなく基盤から作製後の製
品を剥離することを可能とする改良された剥離方法とそ
れに用いる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばホログラムカラーフィルタのよう
に、５μｍ以下の表面の平坦性が求められ、かつ複数の
層を積層することが必要とそれる製品を作製するに際し
ては、表面平坦性の高い基盤が用意され、その上に、同
じように高い表面平坦性を持つ薄板ガラスのような表面
材が載置され、さらにその上に接着剤を介して、ホログ
ラム感材のような機能性材料や製品基材などが積層され
た後、全体を上下から圧着しかつ接着剤を硬化するよう
な作業が行われる。その後、製品は作製時に使用した基
盤から剥離され、基盤は次の製品の作製に再使用され
る。

【０００３】基盤表面と表面材とはともに高い表面平坦
性を持つことから、基盤表面に表面材を単に載置するだ
けで、両者間は真空密着状態となり、作製過程において
相互に自由移動するようなことはない。基盤側の表面平
坦度が低くそのままでは密着性に欠けるような場合に
は、適宜の液剤を塗布して両者の密着性を確保すること
も行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】基盤に表面材が密着し
た状態にある製品を基盤から剥離するのは容易でない。
従来、先端が先鋭にされたヘラ状のセパレータが剥離用
具として用いられ、該セパレータの先端を基盤と表面材
の間に挿入した後、セパレータを操作して次第に両者の
剥離面積を広げていくような手法が採用されている。し
かし、上記の剥離手法では、基盤と製品との双方に局所
的な応力が加わることから、μｍオーダーの表面平坦性
が求められる製品の場合に、表面歪みが生じてしまい、
不良品発生の一因となっていた。

【０００５】また、剥離は基本的に作業者の手作業によ
っており、製品精度が作業者の技量に左右されるととも
に、剥離作業に長い時間を要していた。さらに、異部材
（セパレータのような剥離用具）が基盤及び製品表面の
双方に接することから、基盤及び表面材に傷を生じさせ
たり、また、発生した粉塵が基盤及び表面材に付着する
ことがあり、それも製品歩留まりの低下原因となってい
た。同時に、基盤の寿命も短くしていた。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、作製過程において、例えば基盤である第１の平
坦部材の表面と、例えば製品側である第２の平坦部材の
表面とが高度に密着した状態とならざるを得ないような
場合において、作成後に、第１の平坦部材と第２の平坦
部材の双方に局所的な応力を生じさせることなく、かつ
短時間で、両者を剥離することのできる改良された剥離
方法とそれに用いる装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明は、回転可能に支持された第１の平坦部材に
密着している第２の平坦部材を前記第１の平坦部材から
剥離する改良された方法であって、適宜の手段により第
２の平坦部材に密着面に垂直かつ剥離する方向への力を
作用させておき、その状態で第１の平坦部材を回転させ
ながら密着部の周囲に流体をノズルから吹き付けること
を特徴とする。回転数は、例えば、５００〜３０００ｒ
ｐｍ程度であればよい。

【０００８】本発明による剥離方法では、剥離に必要と
される応力は、ノズルから噴出する流体（気体、液体又
はその双方であってよい）が密着部の周囲に衝突すると
きの衝撃力と、剥離する方向への引っ張り力によって生
じる。その際に、互いに密着した第１と第２の平坦部材
にともに所要の周速度で回転しており、衝撃による応力
は局所的にかかることなく分散される。それにより、第
１の平坦部材と第２の平坦部材の双方に局所的な歪みが
生じることなく、両者は短時間で剥離される。

【０００９】また、本発明では、セパレータのような剥
離用具を用いないので、第１と第２の平坦部材の双方の
表面に傷が付くようなことはなく、粉塵が発生すること
もない。それにより製品歩留まりは高くなるとともに、
再利用される基盤側の平坦部材の寿命も長くなる。結果
として、作製コストが低減する。

【００１０】本発明において、好ましくは、第１の平坦
部材と第２の平坦部材の一方又は双方における互いに密
着する面側の周囲に面取加工をなすようにする。面取部
分にノズルからの流体が衝接することにより、流体の密
着面への浸入は一層確実かつ容易となり、剥離に要する
時間はさらに短縮する。

【００１１】本発明において、好ましくは、第１の平坦
部材は、例えばスピンナーのような回転する支持部材の
上に非回動的に定着されており、かつ、第１の平坦部材
の少なくとも第２の平坦部材に密着する側の面は平面性
を高めた平坦面とされている。このようにすることによ
り、第１の平坦部材の表面平坦性が不足してきたような
場合に、第１の平坦部材を容易に交換することが可能と
なる。

【００１２】本発明の剥離方法は、作成される製品の種
類を問わず種々適用可能であるが、例えば、第２の平坦
部材が、少なくとも薄板ガラス又はフィルムである第１
の基板と機能性材料層と第１の基板より厚さの厚い第２
の基板とを接着剤により貼り合わせた複合基材であり、
薄板ガラスである第１の基板側が第１の平坦部材への密
着面として該複合基材が作製されるような場合に、特に
有効となる。より具体的には、前記複合基材における第
１の基板が１０〜３００μｍ程度の厚みであり、第２の
基板が０．４〜５ｍｍ程度の厚みであり、機能性材料層
がホログラム感材層であるようなホログラムカラーフィ
ルタを製造するような場合に、第１の基板がきわめて薄
くかつ製品としてその高い表面平坦性が求められること
から、特に望ましい。

【００１３】本発明は、また、上記の方法を実施するた
めの装置して、回転可能な支持部材と、該支持部材の上
方に位置しており支持部材と共通の回転軸を持ちかつ回
転軸に沿って上下方向に位置調整自在とされた真空チャ
ックと、支持部材の支持面近傍に位置する流体噴出ノズ
ルと、支持部材と真空チャックに回転を与える駆動装置
とを少なくとも備える装置をも開示している。回転可能
な支持部材としては、従来知られた回転塗布機における
スピンナーを挙げることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を詳細に説明する。図１ａは、本発明による密着した２
枚の平坦部材を剥離する方法を実施するための装置の一
例を示しており、図１ｂは、剥離される一方の平坦部材
（「第２の平坦部材」）の一例である複合基板Ｂを示し
ている。この例において、装置としては、従来知られた
回転塗布機を用いており、そのスピンナー１を「回転す
る支持部材」として使用している。スピンナー１はエア
チャックとしての機能を有するとともに、駆動装置Ｍ１
及び制御機構Ｃとにより、停止状態から１００００ｒｐ
ｍ程度の高速回転までの間の任意の回転数で回転できる
ようにされている。

【００１５】スピンナー１には、本発明でいう「第１の
平坦部材」に相当する基準板２が真空吸引により密着さ
れる。なお、基準板２の固定は、機械的に行う等、真空
吸引以外の手段で固定しても構わない。基準板２の表側
の面、即ち、スピンナー１で固定したのとは反対側の面
は、平面性を高めた平坦面とされており、好ましくは、
平面度が５μｍ以下のもので、材質は例えば、石英ガラ
スのものが使用される。

【００１６】スピンナー１の周囲には、先端が基準板２
の回転軌跡外縁に位置するようにして、１個以上のノズ
ル１０が配置される。各ノズル１０は適宜の流体源に接
続しており、前記制御機構Ｃからの信号により、ポンプ
１１を介してノズル先端から流体を噴出する。流体は、
気体（例えば、空気や不活性ガス）又は液体（例えば、
水）、あるいはその双方であってよく、図示のように、
気体用ノズルと液体用ノズルとを別個に設けるようにし
てもよい。

【００１７】スピンナー１の上方には、スピンナー１と
共通の回転軸心を持ち、かつ図示しない制御機構により
回転軸心に沿って上下方向に位置調整自在とされた真空
チャック２０が設けられる。真空チャック２０は駆動装
置Ｍ２により回転駆動され、駆動装置Ｍ２は制御装置Ｃ
により回転数制御を受ける。制御装置Ｃを適宜操作する
ことにより、スピンナー１と真空チャック２０とを等速
で回転することが可能となる。

【００１８】図３を参照しながら、上記の装置を用いて
本発明でいう「第２の平坦部材」を作製し、かつ剥離す
る方法を説明する。この例で「第２の平坦部材」はホロ
グラムカラーフィルタのような高い表面表面平坦性が求
められる複合基材Ｂであり、図１ｂに示すように、薄板
ガラス又はフィルムである第１の基板３と、ホログラム
感材層である機能性材料層２０と、第１の基板３より厚
さの厚い第２の基板５とが接着剤４により貼り合わせて
製品とされる。その際に、前記第１の基板３側が第１の
平坦部材である基準板２への密着面とされ、例えば、第
１の基板３は１０〜３００μｍ程度の厚みであり、第２
の基板５は０．４〜５ｍｍ程度の厚みである。

【００１９】最初に、図２に示すように、平面度が５μ
ｍ以下とされた基準板２の上に、基準板２よりもわずか
に広い表面積を持つ第１の基板３を貼り付ける。その際
に、中央線位置（図２ａ）あるいは対角線位置（図２
ｂ）を最初に基準板２に定着し、順次接触面を広げてい
くことにより、真空密着により両者間の高い密着性が得
られる。必要に応じて、揮発性の有機溶媒のような液体
を最初に滴下しておいてもよい。この密着により、第１
の基板３自身のたわみが多少あっても、基準板２により
矯正され、第１の基板３の下面、すなわち基準板２に接
している面は基準板２の持つ平坦面を持つようになる。
基準板２の大きさは、第１の基板３の６０〜９０％程度
が好ましい。また、基準板２はエアチャックなどの固定
手段によりたわむことがないよう、十分厚い方がよい。
一例として、第１の基板３として、６５ｍｍ×６５ｍ
ｍ、厚み１００μｍの薄板ガラスを置くための基準板２
は、好ましくは、５３ｍｍ×５３ｍｍ、厚み６ｍｍ程度
である。

【００２０】次に、図１に示すように、真空チャック２
０を上方の退避位置におき、図２に示すようにして第１
の基板３を密着した基準板２（図３ａ）を、第１の基板
３側を上面としてスピンナー１の上に定着する（図３
ｂ）。その状態で、第１の基板３の表面に、液状の接着
剤４を滴下し（図３ｃ）、その上に、機能性材料層２０
と第２の基板５との積層板５ａを機能性材料層２０が第
１の基板３側として載置する。なお、液状接着剤４をデ
イスペンサーなどを使用して滴下する際、貼り合わせに
十分かつ過剰でない量になるよう、吐出条件を設定して
おき、気泡が混入しないよう注意して行う。

【００２１】図３ｃに示すように、滴下した接着剤４は
当初は山なりの状態にあり、積層板５ａはその影響を受
けて傾斜した状態になるのが普通である。そこで、この
状態でしばらく放置し、積層板５ａの重量により接着剤
４が延伸して、図３ｄに示すように、接着剤４が第１の
基板３と積層板５ａの間にその周辺部近傍にまで行き渡
らせる。それにより、接着剤４は第１の基板３と積層板
５ａとの間に均一な厚さで広がり、かつ、第１の基板３
と積層板５ａ（第２の基板５）との平行度も確保され
る。放置の間に、延伸の補完的手段として、接着剤の種
類に応じて、適宜の振動発生手段により接着剤４に振動
を与えてもよく、接着剤４を加熱してその粘性を下げる
ような処理を行ってもよい。さらに、制御機構Ｃを操作
して、前記スピンナー１を１００〜５００ｒｐｍ程度の
低速で回転させ、それにより、第１の基板３と積層板５
ａの間で遠心力の作用によって接着剤４を延伸させるよ
うにしてもよい。上記の処理を複数同時に行ってもよ
い。

【００２２】上記のようにして、接着剤４が第１の基板
３と積層板５ａの間にその周辺部近傍にまで広がった段
階（図３ｄの状態）で、制御機構Ｃを操作し、スピンナ
ー１を高速回転（１０００〜５０００ｒｐｍ程度）させ
ると、接着剤４の第１の基板３と積層板５ａとの間の厚
みが均一に減少していき、余剰の接着剤４は周囲よりは
み出して、遠心力により振り切られる（図３ｅ）。な
お、このとき、接着剤の粘度、経過時間に対する回転数
（ｒｐｍ）および回転時間を調整することにより、接着
剤４の厚みを適宜制御することができる。以上の工程に
より、第１の基板３と第２の基板５（積層板５ａ）が接
着剤４により積層される。そして、接着剤が熱硬化性の
ものであれば、ヒーターまたは温風等で加熱し、接着剤
が電離放射線硬化性のものであれば、電離放射線放射線
（例えば、電子線や紫外線）を照射して、接着剤を硬化
させる（図３ｆ）。それにより複合基板Ｂは完成する。

【００２３】硬化後、真空チャック２０を第２の基板５
の裏面に密着させ、かつ、真空チャック２０にわずかな
上方への付勢力を与える。それと同時に、制御装置Ｃを
操作して、スピンナー１及び真空チャック２０を等速で
回転させる（図３ｇ）。好ましくは回転数は１０００ｒ
ｐｍ程度である。その後、さらに制御装置Ｃを操作し
て、ノズル１０から空気や純水のような適宜の流体を噴
出させ、基準板２と複合基板Ｂとの密着面、すなわち、
基準板２と第１の基板３との密着面における基準板２の
該周縁に沿って、流体を吹き付ける。密着面に前記流体
の吹き付けによる衝撃力が作用するが、基準板２と複合
基板Ｂとは回転しているので、局所的に応力がかかるこ
となく、両者は迅速に剥離する。剥離した複合基板Ｂは
真空チャック２０の上昇により持ち上げられ（図３
ｈ）、その後、真空チャック２０から外されて製品とさ
れる。なお、流体の吹き付けによる剥離を容易にする意
味で、基準板２の周囲に面取り部（不図示）を形成して
幅の狭い斜面を周囲に形成しておくは好ましい。

【００２４】

【実施例】第１の基板３に相当する薄板ガラス（ＡＦ４
５：ショット社製、屈折率１．５２，熱膨張係数４５×
１０^−７／℃、厚さ５０μｍ、１４０ｍｍ角）を基準板
２（ＡＬ硝子：旭硝子社製、熱膨張係数３７×１０^−７
／℃、厚さ６．３５ｍｍ、１４０ｍｍ角、平坦性５μｍ
以下）２に貼り付け、第１の基板３側を上にして、平坦
性を有するスピンナー１上に固定した。基準板２、第１
の基板３の双方共、洗浄済のものを使用し、貼り付け時
に、異物等の混入を防ぐためクリーンルーム内の清浄度
の高いクリーンベンチ内で行った。

【００２５】次に、第１の基板３の中央部に接着剤（Ｘ
ＮＲ５５０７Ｆ、長瀬チバ社製：波状屈折率１．５３１
（２０℃）、粘度９００ｃｐｓ）４を３ｇ滴下した。滴
下後、その上に、機能性材料層２０と第２の基板５（１
７３７硝子：屈折率１．５２、コー二ング社製、厚さ
１．１ｍｍ、１５０ｍｍ角、）との積層板５ａを機能性
材料層２０が第１の基板３側として積載した。積層板５
ａを積載後は、回転チャック１を低速（１００〜５００
ｒｐｍ）で回転させ、第１の基板３と第２の基板５の間
で接着剤４が複合基板の４辺の周辺部近傍までに行き渡
るようにした。

【００２６】続いて、回転チャック１を高速回転（１０
００〜５０００ｒｐｍ）させると接着剤は完全に第１の
基板３と第２の基板５の間全体に均一に行き渡り、それ
に伴って接着剤の厚みが減少し、複合基板からはみ出た
接着剤は複合基板を汚すことなく周辺に振り切れた。接
着剤４の硬化後、真空チャック２０を第２の基板５の裏
面に密着させ、かつ、真空チャック２０にわずかな上方
への付勢力を与えた状態で、スピンナー１及び真空チャ
ック２０を低速（５００ｒｐｍ）で回転させた。その状
態で、ノズル１０から、基準板２と第１の基板３との密
着面における基準板２の該周縁に沿って、空気を吹き付
けた。それにより両者は迅速に剥離した。剥離後に真空
チャック２０から製品を取り外し、製品の表面（第１の
基板３の表面）の平坦度を調べたところ、１５０ｍｍ角
面内で５μｍ程度であり、剥離に際して局所的な応力が
作用しなかったことが確認された。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、作製過程において、例
えば基盤である第１の平坦部材の表面と、例えば製品側
である第２の平坦部材の表面とが高度に密着した状態と
ならざるを得ないような場合において、作成後に、第１
の平坦部材と第２の平坦部材の双方に局所的な応力を生
じさせることなく、かつ短時間で、両者を剥離すること
が可能となり、高い平面性を維持した製品を確実に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａは、本発明による密着した２枚の平坦部
材を剥離する方法を実施するための装置の一例を示し、
図１ｂは、剥離される一方の平坦部材（「第２の平坦部
材」）の一例である複合基板を示す。

【図２】第１の平坦部材に薄板ガラスのような第１の基
板を真空密着させる手法を説明する図。

【図３】第１の平坦部材に密着した状態で第２の平坦部
材を作成し、かつ、本発明の方法により第１の平坦部材
から第２の平坦部材を剥離する手順を説明するための
図。

【符号の説明】

１…スピンナー、２…基準板（第１の平坦部材）、Ｂ…
複合基板（第２の平坦部材）、１０…ノズル、２０…真
空チャック、Ｍ１，Ｍ２…駆動装置、Ｃ…制御機構

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に支持された第１の平坦部材に
   密着している第２の平坦部材を前記第１の平坦部材から
   剥離する方法であって、適宜の手段により第２の平坦部
   材に密着面に垂直かつ剥離する方向への力を作用させて
   おき、その状態で第１の平坦部材を回転させながら密着
   部の周囲に流体をノズルから吹き付けることを特徴とす
   る密着した２枚の平坦部材の剥離方法。
2. 【請求項２】 第１の平坦部材と第２の平坦部材の一方
   又は双方における互いに密着する面側の周囲には面取加
   工がなされていることを特徴とする請求項１記載の密着
   した２枚の平坦部材の剥離方法。
3. 【請求項３】 第１の平坦部材は回転する支持部材の上
   に非回動的に定着されており、かつ、少なくとも第２の
   平坦部材に密着する面は平面性を高めた平坦面とされて
   いることを特徴とする請求項１又は２記載の密着した２
   枚の平坦部材の剥離方法。
4. 【請求項４】 第２の平坦部材は、少なくとも薄板ガラ
   ス又はフィルムである第１の基板と機能性材料層と第１
   の基板より厚さの厚い第２の基板とを接着剤により貼り
   合わせた複合基材であり、薄板ガラスである第１の基板
   側が第１の平坦部材への密着面とされることを特徴とす
   る請求項１ないし３いずれか記載の密着した２枚の平坦
   部材の剥離方法。
5. 【請求項５】 複合基材における第１の基板が１０〜３
   ００μｍ程度の厚みであり、第２の基板が０．４〜５ｍ
   ｍ程度の厚みであり、機能性材料層がホログラム感材層
   であることを特徴とする請求項４記載の密着した２枚の
   平坦部材の剥離方法。
6. 【請求項６】 回転可能な支持部材と、該支持部材の上
   方に位置しており支持部材と共通の回転軸を持ちかつ回
   転軸に沿って上下方向に位置調整自在とされた真空チャ
   ックと、支持部材の支持面近傍に位置する流体噴出ノズ
   ルと、支持部材と真空チャックに回転を与える駆動装置
   とを少なくとも備える、請求項１ないし５いずれか記載
   の密着した２枚の平坦部材の剥離方法を実施するための
   装置。