JP2003128490A - 薄膜剥離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業性に優れるとともに品質向上を可能とす
る薄膜剥離装置を提供する。 【解決手段】 剥離ローラ１１の内周面１１Ａに軸受け
されるガイドローラ３５を設け、このガイドローラ３５
をガイドローラ板３６およびステージ３４を介してリー
ドスクリュー３２に連動させる。モータ３１を駆動して
リードスクリュー３２を回転させれば、これに連動して
ガイドローラ３５が回転して剥離ローラ１１を転動移動
させる。剥離ローラ１１はガイドローラ３５の下向きの
押圧力を受けて基板を確実に押圧する。断面円形で回転
軸が偏心されたフィルム固定ローラ６１をねじりコイル
ばね６２を介して支持板６３により剥離ローラ１１に固
定する。フィルム固定ローラ６１はねじりコイルばね６
２の回転力を受けて、剥離ローラ１１との間でフィルム
を確実に挟み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
た薄膜をこの基板から剥離するための薄膜剥離装置に関
する。すなわち、本発明は、薄膜単結晶シリコン太陽電
池素子や薄膜トランジスタなど、種々の薄膜素子の製造
に好適に用いられる薄膜剥離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プラスチックフィルムのよう
な可撓性を有する支持基板上に薄膜単結晶シリコン太陽
電池素子を製造するための好適な方法として、以下のよ
うな方法が知られている（例えば特開平８−２１３６４
５号公報，特開平１０−１３５５００号公報）。まず、
単結晶シリコン基板上に分離層として多孔質シリコン層
を形成する。そして、この多孔質シリコン層上に太陽電
池素子となる薄膜単結晶シリコンよりなる半導体層を成
長させ、その後、この半導体層上に接着剤を用いて薄い
プラスチックフィルムを接着させる。次いで、例えばプ
ラスチックフィルムとシリコン基板との間に引張り応力
をかけることにより、多孔質シリコン層を分離層として
太陽電池素子をシリコン基板から剥離する。こうして、
柔軟なプラスチックフィルムに転写された太陽電池素子
を得ることができる。

【０００３】ところで、半導体層を基板から剥離する
際、上述のような外力による剥離方法では、半導体層ま
たはそこに形成された素子にひびなどの損傷が発生する
虞がある。そこで、特開２０００−７７９６３号公報で
は、半導体薄膜が形成された基板を基板支持部材に固定
し、曲面を有する薄膜支持部材を半導体薄膜に接触させ
た状態で基板支持部材を水平方向に移動させ、これに同
期して薄膜支持部材が半導体薄膜上で回動するように
し、半導体薄膜を薄膜支持部材の曲面で支持しつつ基板
から剥離するようにした方法を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように曲面を有す
る薄膜支持部材の回動によって半導体薄膜をフィルムと
ともに曲面に巻き取るようにした方法においては、薄膜
支持部材の回動速度や剥離力を変化させることによりひ
び等の損傷の発生の防止を図っている。しかしながら、
基板支持部材を水平移動させ、これに同期して薄膜支持
部材が回動するようにした上記構成では、薄膜支持部材
の動作状態を直接制御することは困難であり、基板支持
部材の複雑な駆動制御が必要となる。また、特にフィル
ムの表面が滑らかな場合、薄膜支持部材が半導体薄膜か
ら浮いてしまったり軌道からずれたりして、フィルムや
薄膜に対する押圧力が不充分になり、剥離が不確実にな
る。

【０００５】上記方法においては、薄膜をフィルムごと
薄膜支持部材に巻き取るために、フィルムの先端を薄膜
支持部材に固定する必要がある。しかしながら、クリッ
プのように、フィルムの端部を薄膜支持部材に押さえつ
けるだけでは、薄くて滑らかなフィルムの脱落やずれを
防ぐことはできない。また、剥離時には薄膜およびフィ
ルムと基板との間に大きな力が働くので、フィルムは必
ずしも真直ぐに薄膜支持部材に巻き取られるとは限ら
ず、曲がったりずれたりすることがある。フィルム装着
時の片寄りやたるみ、フィルム固定部材による押圧力な
ども、フィルム巻取りの歪みの原因となる。フィルムが
曲がって巻き取られると、曲がり方が微妙であっても剥
離が進行するにつれて顕著なシワ、たるみなどを生じや
すく、品質低下の原因となる。

【０００６】さらに、多孔質層の熱アニールや半導体薄
膜のエピタキシャル成長などの高温プロセスにより基板
には若干の反りが生じているのが通常である。そのた
め、接着剤を用いず真空吸着や静電吸着のみにより基板
を固定しようとすると、剥離中にフィルムや薄膜を引っ
張る大きな力につられて基板がずれたり、最悪の場合割
れたりする危険がある。また、固定爪の形状に合わせて
基板の端部を切削したり、ナイフ状の固定爪を基板に食
い込ませたりすることによって、基板や半導体層に結晶
欠陥が生じ、素子の品質低下を招来する虞もある。

【０００７】一方、作業時間短縮や品質向上のため、剥
離そのものの機械化だけでなく、基板の装置への投入お
よび位置決め、半導体層へのフィルムの貼付、剥離終了
後の基板取り出しなど、剥離に伴う手作業まで含めた一
連のプロセスを円滑化することができる薄膜剥離装置の
開発が望まれている。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、作業性に優れるとともに品質向上を
可能とする薄膜剥離装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による薄膜剥離装
置は、基板上に剥離層を介して形成された薄膜にフィル
ムを貼付した後、剥離層を境として薄膜をフィルムとと
もに基板から剥離させるためのものであって、基板を支
持するための基板支持台と、外周部に弯曲面を有し、弯
曲面で基板を押圧しつつ転動移動する剥離ローラと、こ
の剥離ローラを駆動するための剥離ローラ駆動手段と、
剥離ローラおよび剥離ローラ駆動手段を支持する剥離ロ
ーラ支持台とを備えている。

【００１０】本発明による薄膜剥離装置では、基板を押
圧しつつ剥離ローラが転動駆動されることにより、薄膜
がフィルムとともに基板から剥離される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態に係る薄膜剥
離装置の外観の一例を表すものである。この薄膜剥離装
置は、基板上に剥離層を介して形成された薄膜をこの基
板から剥離するために用いられるものである。より具体
的には、例えば薄膜単結晶シリコン太陽電池素子や薄膜
トランジスタなどの薄膜半導体素子の製造工程におい
て、例えばシリコンなどの半導体からなる基板上に剥離
層としての多孔質層を形成し、この多孔質層を介して単
結晶シリコンからなる薄膜をエピタキシャル成長させ
て、この薄膜に薄いプラスチック等のフィルムを貼付し
た後、この薄膜剥離装置を用いて剥離層を境として薄膜
をフィルムとともに基板から剥離する。

【００１３】図１に示した薄膜剥離装置１０は、例えば
Ｕ字形に形成された剥離ローラ１１を有している。剥離
ローラ１１は、後述する剥離ローラ駆動手段により駆動
されるようになっており、Ｕ字形の外周部の弯曲面で基
板（図示せず）を押圧しつつ転動移動する。剥離ローラ
１１は、後述する剥離ローラ駆動手段とともに剥離ロー
ラ支持台１２によって支持され、例えば透明プラスチッ
クからなる開閉自由なカバー１３により覆われている。
剥離ローラ支持台１２のカバー１３に覆われていない部
分には、蓋１４がねじ等により固定されている。剥離ロ
ーラ１１、剥離ローラ支持台１２および蓋１４は例えば
アルミニウム（Ａｌ）等の金属から形成されている。

【００１４】剥離ローラ支持台１２の前面には、把持部
材１２Ａがねじ等により取り付けられている。図２は、
操作者が手でこの把持部材１２Ａを持って剥離ローラ支
持台１２を剥離ローラ１１ごと上方へ退避させた状態を
示すものであり、基板を載置するための基板支持台１５
が示されている。図１および図２から分かるように、剥
離ローラ支持台１２は、剥離ローラ１１と基板支持台１
５とが接触する位置（第１の位置、図１）と、剥離ロー
ラ１１と基板支持台１５とが離間する位置（第２の位
置、図２）との間で、基板支持台１５に対して相対的に
移動可能となっている。基板支持台１５は、図１に示し
た状態では剥離ローラ支持台１２の内側におさまってい
る。

【００１５】剥離ローラ支持台１２と基板支持台１５と
は、共通の基台１６上に設置されている。基台１６の前
面にはコントロールパネル１７が設けられている。この
コントロールパネル１７には剥離ローラ１１の駆動など
のための種々のスイッチや表示部などが設けられてい
る。

【００１６】基板支持台１５の両側には、剥離ローラ支
持台１２を第１の位置まで下降させたときに剥離ローラ
支持台１２を水平に支持するための枕部材１５Ａ，１５
Ｂが設けられている。枕部材１５Ａ，１５Ｂの一端部に
はそれぞれ剥離ローラ支持台１２との結合のためのヒン
ジ部１８が設けられている。剥離ローラ支持台１２はヒ
ンジ部１８を中心に回動する。なお、枕部材１５Ａ，１
５Ｂは、例えばアルミニウム等の金属から形成されてい
る。

【００１７】剥離ローラ支持台１２は例えばエアダンパ
１９により第２の位置に固定しておくことができる。こ
れにより、剥離ローラ支持台１２と基板支持台１５との
間に空きが生じ、作業エリア２０が形成される。この作
業エリア２０を利用して、基板支持台１５への基板の投
入および位置決め、基板上に形成された薄膜へのフィル
ムの貼付、剥離終了後の基板取り出しなど、剥離に伴う
種々の手作業を安全かつ円滑に行うことができる。な
お、剥離ローラ支持台１２を第２の位置から第１の位置
に下降させる際の安全性を高めるため、基板支持台１５
の両端にストッパ２１を設けてもよい。このように、本
実施の形態に係る薄膜剥離装置１０は作業性が向上する
とともに安全性も高い。

【００１８】以下、図３ないし図１３を参照して、薄膜
剥離装置１０の剥離ローラ支持台１２および基板支持台
１５の構成について、より詳細に説明する。なお、図３
以降においてはカバー１３は省略するとともに、蓋１４
は点線で示している。

【００１９】初めに、剥離ローラ支持台１２、剥離ロー
ラ１１、および剥離ローラ１１を回動させるための剥離
ローラ駆動手段について説明する。図３および図４に示
したように、剥離ローラ支持台１２は、一対の支持部材
１２Ｂ，１２Ｃからなり、これら支持部材１２Ｂ，１２
Ｃはそれぞれ剥離ローラ１１の長手方向両端部を支持し
ている。すなわち、剥離ローラ１１は一対の支持部材１
２Ｂ，１２Ｃに挟まれており、剥離ローラ支持台１２が
図１に示した第１の位置にあるときには、支持部材１２
Ｂ，１２Ｃの間において剥離ローラ１１と基板支持台１
５とが接触することができる。支持部材１２Ｂ，１２Ｃ
は前面において把持部材１２Ａによってつながれ、後部
には図１に示したように蓋１４が固定される。支持部材
１２Ｂ，１２Ｃは対称であり、両者の構成要素は同一で
あるから、以下、主として支持部材１２Ｂについて説明
する。また、図面においては、支持部材１２Ｂ，１２Ｃ
において同一の構成要素には同一の符号を付す。

【００２０】支持部材１２Ｂは、後部内側の一部が切り
取られた矩形形状の底面部１２Ｄと、前面および側面を
囲む側壁１２Ｅとからなっている。側壁１２Ｅのすぐ内
側の底面部１２Ｄには、モータ３１と、一端がこのモー
タ３１に接続されるとともに底面部１２Ｄに対して平行
に延設されたリードスクリュー３２と、リードスクリュ
ー３２の他端を玉軸受けするリードスクリュー軸受部材
３３とが設けられている。なお、図４においては、側壁
１２Ｅおよびリードスクリュー軸受部材３３は一部切り
欠いて示されている。

【００２１】リードスクリュー３２にはステージ３４が
螺合している。ステージ３４には、複数（本実施の形態
では二個）のガイドローラ３５を支持するガイドローラ
板３６が固定されている。ガイドローラ３５は、剥離ロ
ーラ１１の弯曲した内周面１１Ａに軸受けされている。
モータ３１を駆動するとリードスクリュー３２が回転
し、これにより、ステージ３４およびこれに固定された
ガイドローラ板３６が水平方向に移動するとともに、ガ
イドローラ３５が回転する。ガイドローラ３５の回転に
伴って、図５に示したように剥離ローラ１１が転動移動
する。

【００２２】剥離ローラ１１が基板支持台１５上の基板
を均一かつ確実に押圧するためには、剥離ローラ１１の
転動移動の軌道の平面性、および基板支持台１５に対す
る平行度が重要である。本実施の形態においては、剥離
ローラ１１は常にガイドローラ３５の押圧力により下方
に押し付けられており、ガイドローラ３５はガイドロー
ラ板３６およびステージ３４を介してリードスクリュー
３２に連動しているので、剥離ローラ１１の転動移動の
軌道は支持部材１２Ｂ，１２Ｃの底面部１２Ｄに対して
平行な平面となる。ここで、剥離ローラ支持台１２は第
１の位置では枕部材１５Ａ，１５Ｂ上に載せられるの
で、支持部材１２Ｂ，１２Ｃの底面部１２Ｄは水平とな
り、基板支持台１５に対して平行になっている。したが
って、剥離ローラ１１の転動移動の軌道は、基板支持台
１５に対する平行度と、底面部１２Ｄの平面性を基準に
した平面性とを併せ持つことができ、基板支持台１５上
の基板を均一かつ確実に押圧することが可能となる。

【００２３】加えて、第１の金属帯４１および第２の金
属帯４２からなる一対の金属帯４３が、剥離ローラ１１
の弯曲面１１Ｃの長手方向両端部のそれぞれに一対ずつ
設けられている。この金属帯４３は、例えばステンレス
鋼からなっており、剥離ローラ１１の転動移動を滑らか
にすることができる。

【００２４】内側に設けられた第１の金属帯４１は、図
６に示すように、一端が剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃ
の一方の頂部１１Ｂにねじ４１Ａにより固定され、剥離
ローラの弯曲面１１Ｃに沿って巻き付けられ、支持部材
１２Ｂの底面部１２Ｄに達してそのまま底面部１２Ｄに
沿って伸び、他端は底面部１２Ｄにねじ４１Ｂにより固
定されている。したがって、第１の金属帯４１は、両端
が固定されている。なお、図６において、向かい合う支
持部材１２Ｃは省略されている。

【００２５】一方、外側に設けられた第２の金属帯４２
は、図７に示すように、一端が剥離ローラ１１の弯曲面
１１Ｃの他方の頂部１１Ｄにねじ４２Ａにより固定さ
れ、剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃに沿って巻き付けら
れ、支持部材１２Ｂの底面部１２Ｄに達してそのまま底
面部１２Ｄに沿って伸び、他端はねじ４２Ｂ付きのナッ
ト４２Ｃに溶着されている。したがって、ねじ４２Ｂに
よりナット４２Ｃを矢印Ｔ方向へ移動させることによ
り、第２の金属帯４２の張力を調整することができ、第
１および第２の金属帯４１，４２の張力のバランスを図
ることができる。ナット４２Ｃは、支持部材１２Ｂの底
面部１２Ｄに形成された凹部１２Ｆに収納されている。
なお、図７において、向かい合う支持部材１２Ｃは省略
されている。

【００２６】さらに、剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃの
長手方向両端部には、ガイド溝５１が形成されている。
そして、図８に示すように、支持部材１２Ｂ，１２Ｃの
底面部１２Ｄには、ガイド溝５１に嵌まるようにガイド
レール５２が形成されている。ガイド溝５１とガイドレ
ール５２との嵌合により、剥離ローラ１１の転動移動の
軌道の直線性を確実に維持することができる。また、ガ
イド溝５１およびガイドレール５２は、第１の金属帯４
１と第２の金属帯４２との間に形成されているので、第
１および第２の金属帯４１，４２のずれ防止という付随
的な効果も得られる。なお、ガイド溝５１およびガイド
レール５２は、剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃの長手方
向両端部に設けてもよいし、いずれか一方の端部のみに
設けるようにしてもよい。

【００２７】モータ３１、リードスクリュー３２、リー
ドスクリュー軸受部材３３、ステージ３４、ガイドロー
ラ３５、ガイドローラ板３６、第１および第２の金属帯
４１，４２、ガイド溝５１、ならびにガイドレール５２
が、本発明における「剥離ローラ駆動手段」に相当す
る。

【００２８】次に、薄膜に貼付されたフィルムの端部を
剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃとの間で挟んで固定する
ための手段について説明する。

【００２９】図３に示したように、剥離ローラ１１の頂
部１１Ｂ近傍には、細長い筒状のフィルム固定ローラ６
１が設けられている。フィルム固定ローラ６１は、剥離
ローラ１１の長手方向に沿って設けられており、その両
端はねじりコイルばね６２を介して支持板６３により回
動可能に支持されている。支持板６３は、剥離ローラ１
１の弯曲面１１Ｃの頂部１１Ｂ近傍にねじ固定されてい
る。また、図９に示すように、本実施の形態では、フィ
ルム固定ローラ６１は断面円形であり、その回転軸は偏
心されている。外部からの力が加わらない状態では、フ
ィルム固定ローラ６１は、ねじりコイルばね６２の反時
計回りの（図９の矢印ＣＣＬ方向）回転力を受けて剥離
ローラ１１の弯曲面１１Ｃに対する圧接状態を維持して
いる。

【００３０】一方、フィルム固定ローラ６１を手動で少
しだけ時計回り（図９の矢印ＣＬ方向）に回転させる
と、逃げ角作用が働いて、フィルム固定ローラ６１の押
圧力を弱めることができる。ただし、このときも、フィ
ルム固定ローラ６１が剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃか
ら浮くわけではなく、押圧力が弱まるだけである。

【００３１】ここで、図８または図９に示したように、
剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃにおいて、フィルム固定
ローラ６１に対向する位置に摩擦部材６４を設けるよう
にしてもよい。摩擦部材６４は、例えばポリアセタール
樹脂またはＰＯＭ（ポリオキシメチレン）と呼ばれるプ
ラスチック材料からなる平面または曲面の板状とし、弯
曲面１１Ｃの所定の位置に埋め込むことができる。摩擦
部材６４を設けることにより、フィルム固定ローラ６１
からの側圧でフィルム自体の摩擦効果が維持され、フィ
ルムの滑りや脱落を防止することができる。

【００３２】図１０および図１１は、フィルム固定ロー
ラ６１へのフィルムの装着および取り外しを模式的に示
した断面図である。まず、図１０（Ａ）に示したよう
に、図２に示した作業エリア２０（図１０では省略）を
利用して、基板６５を基板支持台１５（図１０では要部
のみ示す）に載置し、フィルム６６を貼付した後で、剥
離ローラ支持台１２（図１０では省略）を下降させて剥
離ローラ１１を基板支持台１５に接触させる。なお、基
板６５には、図示しない剥離層を介して薄膜６７が形成
されている。

【００３３】次いで、図１０（Ｂ）に示したように、フ
ィルム６６の先端をフィルム固定ローラ６１と剥離ロー
ラ１１の弯曲面１１Ｃとの接点に当接させる。そして、
フィルム固定ローラ６１を手動で少しだけ時計回り（図
１０（Ｃ）の矢印ＣＬ方向）に回転させると同時に剥離
ローラ１１も手動で少しだけ逆転させて左へ回し（図１
０（Ｃ）の矢印Ａ方向）、フィルム固定ローラ６１の押
圧力を弱めると、図１０（Ｃ）に示したように、フィル
ム６６自体の弾性により先端がフィルム固定ローラーラ
６１と剥離ローラ１１との間に進入する。その後、フィ
ルム固定ローラ６１から手を離せば、フィルム固定ロー
ラ６１は再びねじりコイルばね６２の反時計回りの回転
力を受けてフィルム６６との間に食い込み作用を生じ、
フィルム６６はフィルム固定ローラ６１に真直ぐにかつ
確実に装着される。

【００３４】このように、本実施の形態では、フィルム
固定ローラ６１およびねじりコイルばね６２とを用いて
フィルム６６を固定するようにしたので、フィルム６６
を簡単に真直ぐに装着できる。

【００３５】フィルム６６を装着した後、剥離ローラ１
１を転動移動させ、図１１（Ａ）に示したように、薄膜
６７を基板６５から剥離してフィルム６６に転写してい
く。この剥離時に薄膜６７およびフィルム６６と基板６
５との間には大きな力が働き、フィルム６６は脱落する
方向に引っ張られるが、本実施の形態では、ねじりコイ
ルばね６２の回転力およびフィルム固定ローラ６１の側
圧によりフィルム６６にバックテンションをかけること
ができる。したがって、クリップのようにフィルムを押
さえつけるにとどまる従来の場合と異なり、フィルム６
６のずれや脱落を効果的に防止することができる。

【００３６】剥離が完了したら、図１１（Ｂ）に示すよ
うに、剥離ローラ支持台１２（図１１では省略）を図２
に示した第２の位置へ退避させ、フィルム固定ローラ６
１を手動で少しだけ時計回り（図１１（Ｂ）の矢印ＣＬ
方向）に回転させるとともに剥離ローラ１１も手動で少
しだけ逆転させて左へ回し（図１１（Ｂ）の矢印Ａ方
向）、フィルム固定ローラ６１の押圧力を弱めて、フィ
ルム６６のフィルム固定ローラ６１に挟まれていない方
の端部６６Ａを引っ張って慎重に外す。このようにすれ
ば、フィルム６６に転写された薄膜６７を損傷させるこ
となくフィルム６６を取り外すことができる。

【００３７】続いて、基板支持台１５の構成について説
明する。基板支持台１５は、図１２に示したように、基
台１６上において、枕部材１５Ａ，１５Ｂの間に設置さ
れている。すなわち、図１２において点線で示した剥離
ローラ支持台１２の支持部材１２Ｂ，１２Ｃの間に収ま
る位置に設置されている。

【００３８】基板６５は、図１３に示すように、基板載
置板７１に形成された基板埋込用凹部７１Ａに埋め込ま
れている。基板埋込用凹部７１Ａの底面（吸着面）７１
Ｃには、例えば、図示しない真空吸着機構が設けられて
おり、基板６５は真空吸着により基板埋込用凹部７１Ａ
の底面（吸着面）７１Ｃに固定される。基板載置板７１
は、複数の加圧ダンパ７２を介して基板支持台本体７３
の上に設置されている。基板載置板７１と基板支持台本
体７３との間に加圧ダンパ７２を挿入したことにより、
剥離ローラ１１の基板支持台１５に対する下向きの押圧
力に対する反発力を持たせ、基板６５と剥離ローラ１１
との間の隙間をなくすことができる。

【００３９】基板載置板７１には、図１４に示すよう
に、可動押止部８１および固定押止部８２が、基板６５
に関して互いに対向する位置に設けられている。固定押
止部８２は、図１５に示すように、基板載置板７１に形
成された凹部７１Ｂ内に埋め込まれ、例えばねじ等で固
定されているので、基板載置板７１の表面には段差を生
じない。固定押止部８２には、基板６５の周縁に係合す
る固定押止面８２Ａが形成されている。一般に基板６５
の周縁は取扱いの安全のために表面側および裏面側とも
に全周にわたって面取り（ｃカット）されているとこ
ろ、この固定押止面８２Ａは、斜面であり、しかも基板
６５の表面側の面取りされた斜面６５Ａに係合するよう
になっている。これにより、固定押止部８２が基板６５
の周縁を押圧して、基板６５を確実に基板埋込用凹部７
１Ａの底面（吸着面）７１Ｃに押し付けるようにしてい
る。

【００４０】可動押止部８１は、図１６に示したよう
に、基板載置板７１に形成された凹部７１Ｄ内に埋め込
まれており、基板載置板７１の表面に段差を生じない。
可動押止部８１は、基板６５の周縁を押圧する機能に加
えて、基板６５をプライマリーオリエンテーションフラ
ット６５Ｂを基準とした方位角で正確に位置決めする機
能を有している。このため、可動押止部８１には、基板
６５のプライマリーオリエンテーションフラット６５Ｂ
に係合する可動押止面８１Ａが設けられている。可動押
止面８１Ａは、斜面であり、しかも基板６５のプライマ
リーオリエンテーションフラット６５Ｂの表面側の面取
りされた斜面６５Ｃに係合するようになっている。ま
た、可動押止部８１には、可動押止面８１Ａに対して９
０度の方向に複数（本実施の形態では２本）のコイルば
ね８１Ｂが設けられており、可動押止部８１を凹部７１
Ｄ内において手動で摺動させ、所望の位置で長穴８１Ｃ
内のスライドローラ８１Ｄにより固定することができ
る。

【００４１】なお、スライドローラ８１Ｄは長穴８１Ｃ
に沿って移動可能であり、中心はねじになっていて可動
押止部８１を所望の位置で固定することができる。スラ
イドローラ８１Ｄと長穴８１Ｃとの接触部分は摩擦のた
め減りやすいが、スライドローラ８１Ｄは時計回り、反
時計回りのいずれの方向にも回転可能なので、減りを防
ぐことができる。なお、スライドローラ８１Ｄのかわり
に単なるねじを用いてもよい。スライドローラ８１Ｄま
たはこれの代わりに用いられるねじが、本発明の「固定
手段」に対応する。

【００４２】コイルばね８１Ｂは、基板載置板７１の凹
部７１Ｄに形成された溝７１Ｅの端部７１Ｆと可動押止
部８１の裏面に形成された溝８１Ｅの端部８１Ｆとをス
トッパとして装着されており、可動押止面８１Ａを介し
て基板６５のプライマリーオリエンテーションフラット
６５Ｂに押圧力を加えている。したがって、これらの複
数のコイルばね８１Ｂの押圧力がつりあうように基板６
５を回転させるだけで、可動押止面８１Ａをプライマリ
ーオリエンテーションフラット６５Ｂに極めて簡単かつ
正確に係合させることができる。

【００４３】このように、固定押止部８２と可動押止部
８１との組み合わせにより、基板６５をプライマリーオ
リエンテーションフラット６５Ｂを基準とした正確な方
位角で基板載置板７１に装着することができるととも
に、基板６５の周縁を押止して剥離時の基板６５のずれ
や割れを防ぐことができる。また、固定押止面８２Ａお
よび可動押止面８１Ａを斜面とし、基板６５の表面側の
面取りされた斜面６５Ａ，６５Ｃに係合させるようにし
たので、基板載置板７１の表面に段差を生じることはな
く、しかも基板６５を傷つけることなく周縁を確実に押
止することが可能となる。

【００４４】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、剥離ローラ支持台１２を、剥離ローラ１１と基板支
持台１５とが接触する位置（第１の位置、図１）と、剥
離ローラ１１と基板支持台１５とが離間する位置（第２
の位置、図２）との間で、基板支持台１５に対して相対
的に移動可能とし、剥離ローラ支持台１２を第２の位置
に固定しておくことにより剥離ローラ支持台１２と基板
支持台１５との間に作業エリア２０を形成するようにし
たので、この作業エリア２０を利用して、基板支持台１
５への基板の投入および位置決め、基板上に形成された
薄膜へのフィルムの貼付、剥離終了後の基板取り出しな
ど、剥離に伴う種々の手作業を安全かつ円滑に行うこと
ができる。したがって、本実施の形態に係る薄膜剥離装
置１０は、作業性が向上するとともに安全性も高い。

【００４５】また、本実施の形態では、剥離ローラ１１
を駆動する剥離ローラ駆動手段として、剥離ローラ１１
の内周面１１Ａに軸受けされるガイドローラ３５を設
け、このガイドローラ３５をガイドローラ板３６および
ステージ３４を介してリードスクリュー３２に連動させ
るようにしたので、モータ３１を駆動してリードスクリ
ュー３２を回転させれば、これに連動してガイドローラ
３５が回転して剥離ローラ１１を転動移動させることが
できる。また、剥離ローラ１１は常にガイドローラ３５
の押圧力により下方に押し付けられており、基板支持台
１５上の基板を均一かつ確実に押圧することが可能とな
る。

【００４６】さらに、基板支持台１５においては、基板
載置板７１と基板支持台本体７３との間に加圧ダンパ７
２を挿入したので、剥離ローラ１１の基板支持台１５に
対する下向きの押圧力に対する反発力を持たせ、基板６
５と剥離ローラ１１との間の隙間をなくすことができ
る。

【００４７】加えて、第１の金属帯４１および第２の金
属帯４２からなる一対の金属帯４３が、剥離ローラ１１
の長手方向両端部のそれぞれに一対ずつ設けられている
ので、剥離ローラ１１の転動移動を滑らかにすることが
できる。第１の金属帯４１は両端がねじ固定され、第２
の金属帯４２は、その張力が調整可能となっており、第
１および第２の金属帯４１，４２の張力のバランスを図
ることができる。

【００４８】さらに、剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃの
長手方向両端部には、ガイド溝５１を形成し、支持部材
１２Ｂ，１２Ｃの底面部１２Ｄには、ガイド溝５１に嵌
まるようにガイドレール５２を形成したので、ガイド溝
５１とガイドレール５２との嵌合により、剥離ローラ１
１の転動移動の軌道の直線性を維持することができる。
また、ガイド溝５１およびガイドレール５２は、第１の
金属帯４１と第２の金属帯４２との間に形成されている
ので、第１および第２の金属帯４１，４２のずれ防止と
いう付随的な効果も得られる。

【００４９】また、本実施の形態では、フィルム固定ロ
ーラ６１およびねじりコイルばね６２を用いてフィルム
６６を固定するようにしたので、フィルム６６のフィル
ム固定ローラ６１への装着および取り外しは著しく簡単
となる上に、フィルム６６を真直ぐにかつ確実に装着
し、薄膜６７への損傷を生じることなく取り外しでき
る。また、剥離時に薄膜およびフィルムと基板との間に
大きな力が働いてフィルム６６が脱落する方向に引っ張
られても、ねじりコイルばね６２の回転力およびフィル
ム固定ローラ６１の側圧によりフィルム６６にバックテ
ンションをかけることができる。したがって、クリップ
のようにフィルムを押さえつけるにとどまる従来の場合
と異なり、本実施の形態ではフィルム６６のずれや脱落
を効果的に防止することができる。

【００５０】加えて、剥離ローラ１１の弯曲面１１Ｃに
おいて、フィルム固定ローラ６１に対向する位置に、例
えばポリアセタール樹脂またはＰＯＭ（ポリオキシメチ
レン）と呼ばれるプラスチック材料からなる摩擦部材６
４を設ければ、フィルム固定ローラ６１からの側圧でフ
ィルム自体の摩擦効果が維持され、フィルムの滑りや脱
落を防止することができる。

【００５１】また、本実施の形態では、基板載置板７１
には、基板６５に関して互いに対向する位置に、固定押
止部８２と、複数のコイルばね８１Ｂにより摺動可能な
可動押止部８１とを設けたので、基板６５をプライマリ
ーオリエンテーションフラット６５Ｂを基準とした正確
な方位角で基板載置板７１に装着することができる。し
かも、仮に基板６５に高温プロセスによる反りが生じて
いた場合であっても、基板６５の周縁を押止して確実に
基板載置板７１に吸着させ、剥離時の基板６５のずれや
割れを防ぐことができる。固定押止面８２Ａおよび可動
押止面８１Ａは斜面とし、基板６５の表面側の面取りさ
れた斜面６５Ａ，６５Ｃに係合させるようにしたので、
基板載置板７１の表面に段差はなく、基板６５を傷つけ
ることなく周縁を確実に押止することが可能となる。

【００５２】本実施の形態に係る薄膜剥離装置１０は、
例えば薄膜単結晶シリコン太陽電池素子や薄膜トランジ
スタなどの薄膜素子製造プロセスにおける剥離工程に用
いることができるが、これに限らず、ＭＯＳトランジス
タ（Metal Oxide Semiconductor ），ＣＣＤ（Charge C
oupled Device ）あるいは太陽電池など他の受光素子，
発光素子，集積回路素子の製造にも利用することがで
き、これらの薄膜化を実現することが可能である。

【００５３】また、薄膜剥離装置１０は、図１０におい
て説明したような薄膜６７の剥離工程そのものだけでな
く、フィルム６６を薄膜６７に確実に貼付・定着させる
ために用いることも可能であることは言うまでもない。

【００５４】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、剥離ローラ支持台１２の支持部材１２Ｂ，１２Ｃと
基板支持台１５の枕部材１５Ａ，１５Ｂとをヒンジ部１
８を用いて結合し、剥離ローラ支持台１２をヒンジ部１
８の周りで回動可能としたが、ヒンジ部１８の代わりに
油圧ジャッキを用いて剥離ローラ支持台１２が基板支持
台１５に対して平行移動するようにしてもよい。

【００５５】また、上記実施の形態では、フィルム固定
ローラ６１は断面円形で回転軸が偏心されているように
したが、フィルム固定ローラ６１は断面楕円形としても
よい。

【００５６】さらに、上記実施の形態では、固定押止面
８１Ａおよび可動押止面８２Ａは、全体にわたって斜面
であるものとして説明したが、少なくとも一部において
斜面であればよい。また、剥離ローラ１１の断面はＵ字
形状のものに限らず、その他の形状であってもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項１７のいずれか１に記載の薄膜剥離装置によれば、
剥離ローラを駆動するための剥離ローラ駆動手段を備え
たので、剥離ローラの転動移動を直接制御することがで
きる。したがって、剥離プロセスの作業性の改善、スル
ープット向上、品質の安定などの優れた効果を得ること
ができる。

【００５８】特に、請求項１６または１７に記載の薄膜
剥離装置によれば、剥離ローラ支持台を、剥離ローラと
基板支持台とが接触する第１の位置と、剥離ローラと基
板支持台とが離間する第２の位置との間で、基板支持台
に対して相対的に移動可能としたので、剥離ローラ支持
台を第２の位置に固定しておくことにより剥離ローラ支
持台と基板支持台との間に作業エリアを形成し、この作
業エリアを利用して、基板支持台への基板の投入および
位置決め、基板上に形成された薄膜へのフィルムの貼
付、剥離終了後の基板取り出しなど、剥離に伴う種々の
手作業を安全かつ円滑に行うことができる。したがっ
て、作業性が向上するとともに安全性も高いという優れ
た効果が得られる。

【００５９】また、特に、請求項３に記載の薄膜剥離装
置によれば、剥離ローラ駆動手段として、剥離ローラの
内周面に軸受けされるガイドローラを設け、このガイド
ローラをガイドローラ板およびステージを介してリード
スクリューに連動させるようにしたので、モータを駆動
してリードスクリューを回転させれば、これに連動して
ガイドローラが回転して剥離ローラを転動駆動させるこ
とができる。また、剥離ローラは常にガイドローラの押
圧力により下方に押し付けられており、基板支持台上の
基板を均一かつ確実に押圧することが可能となるという
効果を奏する。

【００６０】加えて、特に、請求項１０に記載の薄膜剥
離装置によれば、基板支持台において、基板載置板と基
板支持台本体との間に加圧ダンパを挿入したので、剥離
ローラの基板支持台に対する下向きの押圧力に対する反
発力を持たせ、基板と剥離ローラとの間の隙間をなくす
ことができる。

【００６１】また、特に、請求項４または５に記載の薄
膜剥離装置によれば、第１の金属帯および第２の金属帯
からなる一対の金属帯が、剥離ローラの長手方向両端部
のそれぞれに一対ずつ設けられているので、剥離ローラ
の転動移動を滑らかにすることができる。第１の金属帯
は両端がねじ固定され、第２の金属帯は、その張力が調
整可能となっており、第１および第２の金属帯の張力の
バランスを図ることができる。

【００６２】さらに、特に、請求項６記載の薄膜剥離装
置によれば、剥離ローラの弯曲面の長手方向両端部にガ
イド溝を形成し、支持部材の底面部には、ガイド溝に嵌
まるようにガイドレールを形成したので、ガイド溝とガ
イドレールとの嵌合により、剥離ローラの転動移動の軌
道の直線性を維持することができる。

【００６３】また、特に、請求項７ないし９のいずれか
１に記載の薄膜剥離装置によれば、フィルム固定ローラ
とねじりコイルばねとを用いてフィルムを固定するよう
にしたので、フィルムのフィルム固定ローラへの装着お
よび取り外しは著しく簡単となる上に、フィルムを真直
ぐにかつ確実に装着し、薄膜への損傷を生じることなく
取り外しできる。また、剥離時に薄膜およびフィルムと
基板との間に大きな力が働いてフィルムが脱落する方向
に引っ張られても、ねじりコイルばねの回転力およびフ
ィルム固定ローラの側圧によりフィルムにバックテンシ
ョンをかけることができる。したがって、クリップのよ
うにフィルムを押さえつけるにとどまる従来の場合と異
なり、フィルムのずれや脱落を効果的に防止することが
できる。

【００６４】加えて、特に、請求項８に記載の薄膜剥離
装置によれば、剥離ローラの弯曲面において、フィルム
固定ローラに対向する位置に、摩擦部材を設けたので、
フィルム固定ローラからの側圧でフィルム自体の摩擦効
果が維持され、フィルムの滑りや脱落を防止することが
できる。

【００６５】また、特に、請求項１１ないし１４のいず
れか１に記載の薄膜剥離装置によれば、基板載置板に
は、基板に関して互いに対向する位置に、固定押止部
と、摺動可能な可動押止部とを設けたので、基板をプラ
イマリーオリエンテーションフラットを基準とした正確
な方位角で基板載置板に装着することができる。しか
も、仮に基板に高温プロセスによる反りが生じていた場
合であっても、基板の周縁を押止して確実に基板載置板
に吸着させ、剥離時の基板のずれや割れを防ぐことがで
きる。

【００６６】なかでも、特に、請求項１４記載の薄膜剥
離装置によれば、固定押止部の固定押止面および可動押
止部の可動押止面は斜面とし、基板の表面側の面取りさ
れた斜面に係合させるようにしたので、基板を傷つける
ことなく周縁を確実に押止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜剥離装置の外
観の一例を表す斜視図である。

【図２】図１に示した薄膜剥離装置の剥離ローラ支持台
を上方に退避させた状態を表す斜視図である。

【図３】図１に示した剥離ローラおよび剥離ローラ支持
台の概略構成を表す平面図である。

【図４】図３に示した剥離ローラおよび剥離ローラ支持
台の左側面図である。

【図５】図４に示した剥離ローラを回動させた状態を示
す左側面図である。

【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。

【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図であ
る。

【図８】図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図で
ある。

【図９】図３のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。

【図１０】図３に示したフィルム固定ローラへのフィル
ムの装着を説明するための断面図である。

【図１１】図３に示したフィルム固定ローラからのフィ
ルムの取り外しを説明するための断面図である。

【図１２】図１に示した基板支持台の概略構成を示す平
面図である。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面
図である。

【図１４】図１２に示した基板載置板の概略構成を表す
平面図である。

【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図であ
る。

【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図で
ある。

【符号の説明】

１０…薄膜剥離装置、１１…剥離ローラ、１１Ａ…内周
面、１１Ｂ，１１Ｄ…頂部、１１Ｃ…弯曲面、１２…剥
離ローラ支持台、１２Ａ…把持部材、１２Ｂ，１２Ｃ…
支持部材、１２Ｄ…底面部、１２Ｅ…側壁、１３…カバ
ー、１４…蓋、１５…基板支持台、１５Ａ，１５Ｂ…枕
部材、１６…基台、１７…コントロールパネル、１８…
ヒンジ部、１９…エアダンパ、２０…作業エリア、２１
…ストッパ、３１…モータ、３２…リードスクリュー、
３３…リードスクリュー軸受部材、３４…ステージ、３
５…ガイドローラ、３６…ガイドローラ板、４１…第１
の金属帯、４２…第２の金属帯、４３…金属帯、５１…
ガイド溝、５２…ガイドレール、６１…フィルム固定ロ
ーラ、６２…ねじりコイルばね、６３…支持板、６４…
摩擦部材、６５…基板、６６…フィルム、６７…薄膜、
７１…基板載置板、７１Ａ…基板埋込用凹部、７２…加
圧ダンパ、７３…基板支持台本体、８１…可動押止部、
８１Ａ…可動押止面、８１Ｂ…コイルばね、８１Ｃ…長
穴、８１Ｄ…スライドローラ、８２…固定押止部、８２
Ａ…固定押止面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原口 芳雅 神奈川県相模原市双葉１−10−11 (72)発明者 廣島屋 直子 東京都港区南青山１丁目15番９号 第45興 和ビル アデコ キャリアスタッフ株式会 社内 Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BA04 DB01 EE06 FJ03 TC13 TC16 TK11 5F051 AA02 CB02 CB11 CB30 GA04

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に剥離層を介して形成された薄膜
   にフィルムを貼付した後、前記剥離層を境として前記薄
   膜を前記フィルムとともに前記基板から剥離させるため
   の薄膜剥離装置であって、 前記基板を支持するための基板支持台と、 外周部に弯曲面を有し、前記弯曲面で前記基板を押圧し
   つつ転動移動する剥離ローラと、 この剥離ローラを駆動するための剥離ローラ駆動手段
   と、 前記剥離ローラおよび前記剥離ローラ駆動手段を支持す
   る剥離ローラ支持台とを備えたことを特徴とする薄膜剥
   離装置。
2. 【請求項２】 前記剥離ローラ支持台は、前記剥離ロー
   ラの長手方向両端部をそれぞれ支持する一対の支持部材
   からなり、 前記一対の支持部材の間において、前記剥離ローラと前
   記基板支持台とが接触することを特徴とする請求項１記
   載の薄膜剥離装置。
3. 【請求項３】 前記剥離ローラ駆動手段は、前記支持部
   材の底面部に設置されたモータと、一端がこのモータに
   接続されるとともに前記支持部材の底面部に対して平行
   に延設されたリードスクリューと、リードスクリュー軸
   受部材と、前記剥離ローラの内周面に軸受けされた複数
   のガイドローラと、この複数のガイドローラを支持する
   ガイドローラ板と、このガイドローラ板が固定されてい
   るとともに、前記リードスクリューに螺合して水平方向
   に移動可能なステージとを含むことを特徴とする請求項
   ２記載の薄膜剥離装置。
4. 【請求項４】 前記剥離ローラ駆動手段は、第１の金属
   帯および第２の金属帯からなる一対の金属帯を含み、前
   記一対の金属帯は、前記剥離ローラの弯曲面の長手方向
   両端部のそれぞれに設けられていることを特徴とする請
   求項２記載の薄膜剥離装置。
5. 【請求項５】 前記第１の金属帯は、一端が前記剥離ロ
   ーラの弯曲面の一方の頂部に固定され、前記剥離ローラ
   の弯曲面に沿って巻き付けられ、前記支持部材の底面部
   に達してそのまま前記支持部材の底面部に沿って伸び、
   他端は前記支持部材の底面部に固定されており、 前記第２の金属帯は、一端が前記剥離ローラの他方の頂
   部に固定され、前記剥離ローラの弯曲面に沿って巻き付
   けられ、前記支持部材の底面部に達してそのまま前記支
   持部材の底面部に沿って伸び、他端はねじ付きのナット
   に溶着されることにより張力が調整可能となっているこ
   とを特徴とする請求項４記載の薄膜剥離装置。
6. 【請求項６】 前記剥離ローラ駆動手段は、前記剥離ロ
   ーラの弯曲面の長手方向両端部の少なくとも一方にガイ
   ド溝を有すると共に、前記支持部材の底面部に前記ガイ
   ド溝に嵌まるガイドレールを有することを特徴とする請
   求項２記載の薄膜剥離装置。
7. 【請求項７】 前記剥離ローラの弯曲面の一方の頂部近
   傍に、 前記剥離ローラの長手方向に沿って設けられた、前記フ
   ィルムの端部を固定するためのフィルム固定ローラと、 このフィルム固定ローラを支持するために前記剥離ロー
   ラの長手方向の両端部に設けられた一対の支持板と、 一端が前記フィルム固定ローラの端部に接続され、他端
   が前記支持板に接続された一対のねじりコイルばねとを
   備えたことを特徴とする請求項１記載の薄膜剥離装置。
8. 【請求項８】 前記フィルム固定ローラは、断面円形で
   回転軸が偏心されているか、または断面楕円形であるこ
   とを特徴とする請求項７記載の薄膜剥離装置。
9. 【請求項９】 前記剥離ローラの弯曲面において、前記
   フィルム固定ローラに対向する位置に摩擦部材を設けた
   ことを特徴とする請求項８記載の薄膜剥離装置。
10. 【請求項１０】 前記基板支持台は、 前記支持部材を水平に載置するための一対の枕部材と、 この枕部材の間に設置された基板支持台本体と、 前記基板を埋め込み固定するための基板埋め込み用凹部
    が設けられた基板載置板と、 前記基板支持台本体と前記基板載置板との間に挿入設置
    された複数の加圧ダンパとを備えたことを特徴とする請
    求項２記載の薄膜剥離装置。
11. 【請求項１１】 前記基板載置板は、 前記基板のプライマリーオリエンテーションフラットに
    係合する可動押止面を有するとともに、水平方向に摺動
    可能な可動押止部と、 前記基板に関してこの可動押止部に対向する位置に設け
    られるとともに、前記基板の周縁に係合する固定押止面
    を有する固定押止部とを備えたことを特徴とする請求項
    １０記載の薄膜剥離装置。
12. 【請求項１２】 前記可動押止部は、 前記プライマリーオリエンテーションフラットに押圧力
    を加えるためのコイルばねと、 前記プライマリーオリエンテーションフラットに係合す
    る位置で前記可動押止面を固定させるための固定手段と
    を有することを特徴とする請求項１１記載の薄膜剥離装
    置。
13. 【請求項１３】 前記固定手段は、ねじまたはスライド
    ローラであることを特徴とする請求項１２記載の薄膜剥
    離装置。
14. 【請求項１４】 前記可動押止面および前記固定押止面
    は、前記基板の表面側の面取りされた斜面に係合する斜
    面であり、 前記可動押止面および前記固定押止面が前記基板の表面
    側周縁を押止することを特徴とする請求項１１記載の薄
    膜剥離装置。
15. 【請求項１５】 前記基板は前記基板埋め込み用凹部に
    真空吸着により埋め込まれることを特徴とする請求項１
    ０記載の薄膜剥離装置。
16. 【請求項１６】 前記剥離ローラ支持台は、 前記剥離ローラと前記基板支持台とが接触する第１の位
    置と、前記剥離ローラと前記基板支持台とが離間する第
    ２の位置との間で前記基板支持台に対して相対的に移動
    可能であることを特徴とする請求項１記載の薄膜剥離装
    置。
17. 【請求項１７】 前記剥離ローラ支持台および前記基板
    支持台は、一端においてヒンジ部により結合され、前記
    剥離ローラ支持台は前記ヒンジ部を中心に回動可能とな
    っていることを特徴とする請求項１６記載の薄膜剥離装
    置。