JP2005089007A - 剥離装置及び剥離方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 短時間で確実に基板を剥離できる剥離装置を提供する。
【解決手段】 第1の基板に積層された第2の基板を第1の基板から剥離する剥離装置であって、第1の基板と第2の基板との積層界面において、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方に対して、第1の基板と第2の基板の積層方向に力を加えることにより、第1の基板の第1の領域において第1の基板を第2の基板から剥離させる第1の剥離手段と、積層界面において、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方に対して、積層方向と略垂直な方向に力を加えることにより、第1の領域を含む第2の領域において第1の基板を第2の基板からさらに剥離させる第2の剥離手段とを備えた剥離装置。
【選択図】 図1
【解決手段】 第1の基板に積層された第2の基板を第1の基板から剥離する剥離装置であって、第1の基板と第2の基板との積層界面において、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方に対して、第1の基板と第2の基板の積層方向に力を加えることにより、第1の基板の第1の領域において第1の基板を第2の基板から剥離させる第1の剥離手段と、積層界面において、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方に対して、積層方向と略垂直な方向に力を加えることにより、第1の領域を含む第2の領域において第1の基板を第2の基板からさらに剥離させる第2の剥離手段とを備えた剥離装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は剥離装置及び剥離方法に関する。本発明は、特に第1の基板に積層された第2の基板を当該第1の基板から剥離する剥離装置及び剥離方法に関する。
従来の剥離方法として、特開平10−125931号公報(特許文献1)に開示されたものがある。上記特許文献1に開示された剥離方法では、基板に分離層を介して形成された薄膜デバイス層を転写体に接合した後、基板を離脱させている。
特開平10−125931号公報
しかしながら、従来の剥離方法では、素子を転写すべく基板を離脱させてはいるものの、基板を離脱させる方法について具体的に開示されていない。特に近年は基板の大型化が進み、このような大型化された基板を確実に剥離するのはきわめて困難である。
よって、本発明は、上記の課題を解決することのできる剥離装置及び剥離方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
上記課題を解決するため、本発明の第1の形態によれば、第1の基板に積層された第2の基板を前記第1の基板から剥離する剥離装置であって、前記第1の基板と前記第2の基板との積層界面において、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方に対して、前記第1の基板と前記第2の基板の積層方向に力を加えることにより、前記第1の基板の第1の領域において前記第1の基板を前記第2の基板から剥離させる第1の剥離手段と、前記積層界面において、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方に対して、前記積層方向と略垂直な方向に力を加えることにより、前記第1の領域を含む第2の領域において前記第1の基板を前記第2の基板からさらに剥離させる第2の剥離手段とを備えたことを特徴とする剥離装置を提供する。
かかる構成では、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方に対して、複数の方向から力を加えることとなる。また、第1の基板と第2の基板との積層界面において、第1の基板及び/又は第2の基板に対して力を加えることとなる。したがって、第1の基板を第2の基板から短時間で確実に剥離させることができる。また、積層界面において第1の基板及び/又は第2の基板に対して力を加えることができるため、第1の基板及び第2の基板が大きい場合であっても、確実に剥離させることができる。
また、前記第2の剥離手段は、流体を噴射することにより前記略垂直な方向に前記力を加えることが好ましい。この場合、前記流体は、気体又は液体であることが好ましい。
かかる構成では、第1の基板と第2の基板との積層界面において、液体や気体等の流体を噴射することとなる。したがって、第1の剥離手段により剥離された、第1の基板の一部の領域において、第1の基板と第2の基板との隙間が狭い場合であっても、当該積層界面に対して確実に力を加えることができる。
また、前記流体は、イオン化流体や第1の基板及び/又は第2の基板の表面を洗浄可能な洗浄液であってもよい。かかる構成によれば、第1の基板を第2の基板から剥離するとともに、第1の基板及び第2の基板の表面において発生した静電気を除去したり、第1の基板及び/又は第2の基板の表面を洗浄したりすることができる。
本発明の第2の形態によれば、第1の基板に積層された第2の基板を前記第1の基板から剥離する剥離方法であって、前記第1の基板と前記第2の基板との積層界面において、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方に対して、前記第1の基板と前記第2の基板の積層方向に力を加えることにより、前記第1の基板の第1の領域において前記第1の基板を前記第2の基板から剥離させる第1の剥離ステップと、前記積層界面において、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方に対して、前記積層方向と略垂直な方向に力を加えることにより、前記第1の領域を含む第2の領域において前記第1の基板を前記第2の基板からさらに剥離させる第2の剥離ステップとを備えたことを特徴とする剥離方法を提供する。
以下、図面を参照しつつ、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一実施形態にかかる剥離装置100を示す図である。図1(a)は、剥離装置100の上面図を、図1(b)は、剥離装置100をy軸方向(図1(a)参照)から見た側面図を、図1(c)は、剥離装置100をx軸方向(図1(a)参照)から見た側面図である。本実施形態の剥離装置100は、接着剤144を介して積層された第1の基板140及び第2の基板142からなる貼り合わせ基板102において、第1の基板140を第2の基板142から剥離するものである。
剥離装置100は、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120と、第1のx軸スライドステージ118及び第2のx軸スライドステージ128と、第1のy軸スライドステージ114及び第2のy軸スライドステージ124と、貼り合せ基板102が載置されるステージ130と、上基板吸着部150とを備えて構成される。
第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120は、貼り合せ基板102を構成する第1の基板140を第2の基板142から剥離する手段である(詳細は図2において説明する)。本実施形態において貼り合せ基板102は矩形形状を有しており、貼り合せ基板102の一辺に略平行な軸をx軸とし、当該一辺に略垂直な軸をy軸とする。そして、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120は、貼り合せ基板102における略平行な二辺において、第1の基板140を第2の基板142から剥離するよう構成されている。すなわち、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120は、ステージ130を挟んで互いに対向して設けられている。
第1のy軸スライドステージ114及び第2のy軸スライドステージ124には、それぞれ第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120をy軸方向にスライドさせるスライド溝112が設けられている。これにより、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120は、それぞれ第1のy軸スライドステージ114及び第2のy軸スライドステージ124上を、y軸方向に滑動することができる。
また、第1のx軸スライドステージ118及び第2のx軸スライドステージ128には、それぞれ第1のy軸スライドステージ114及び第2のy軸スライドステージ124をx軸方向にスライドさせるスライド溝116が設けられている。これにより、第1のy軸スライドステージ114及び第2のy軸スライドステージ124は、それぞれ第1のx軸スライドステージ118及び第2のx軸スライドステージ128上を、x軸方向に滑動することができる。すなわち、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120は、それぞれx軸方向及びy軸方向に、自由に滑動可能に構成されている。
ステージ130は、貼り合せ基板102を載置する。ステージ130は、貼り合せ基板102を移動可能に構成されている。具体的には、ステージ130は、貼り合せ基板102をx軸及びy軸の双方に対して略垂直な方向であるz軸方向に移動可能に構成されている。また、ステージ130は、貼り合せ基板102を、z軸を中心として所定の角度(θ)に回転可能に構成されている。また、ステージ130は、貼り合せ基板102を固定すべく、下基板である第2の基板142を吸着する、例えば真空チャック等の下基板吸着部132を有して構成されている。
上基板吸着部150は、上基板である第1の基板140を吸着することにより、第1の基板140を固定可能に構成される。これにより、第1の基板140を第2の基板142から剥離した後も、第1の基板140及び第2の基板142は、それぞれ上基板吸着部150及び下基板吸着部132により固定することができる。
図2は、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120の構成を示す図である。第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120は、略同じ構成を有してよいため、以下において第1のブレードユニット110の構成について説明する。
図2(a)に示す例における第1のブレードユニット110は、ブレード保持部160と、ブレード170と、流体噴射口180とを有して構成される。ブレード170は、第1のブレード板172と、第1のブレード板174と対向して設けられた第2のブレード板174とを有する。
ブレード170は、貼り合せ基板102の積層方向に、第1の基板140及び第2の基板142の少なくとも一方に対して力を加える手段である。本例において、ブレード170の先端部分は楔形状に形成されている。具体的には、第1のブレード板172及び第2のブレード板174の双方とも当該進行方向における先端部分が楔形状を有するように構成されており、第1のブレード板172及び第2のブレード板174の当該先端部分が互いに接合されることにより、ブレード170の先端部分が楔形状になるように構成されている。また、第1のブレード板172と第2のブレード板174との間隔は、当該進行方向と略反対方向に向かうにつれ、広くなるように構成される。
本例では、ブレード170、並びに第1のブレード板172及び第2のブレード板174は、それぞれ先端部分が楔形状を有するように構成されているが、他の例では先端部分が平面や曲面等の形状となるように構成されてもよい。
ブレード保持部160は、ブレード170を保持する。具体的には、ブレード170は、第1のブレード板172及び第2のブレード板174がブレード保持部160に接合されることにより、ブレード保持部160に保持される。また、ブレード保持部160は、図3において後述する流体供給部182から流体が供給可能に構成されている。また、ブレード保持部160には、第1のブレード板172と第2のブレード板174との間において、当該流体を噴射する流体噴射口180が設けられている。そして、流体供給部182から供給された流体を、流体噴射口180から第1の基板140と第2の基板142との積層界面に対して、その積層方向と略垂直な方向に噴射することにより、第1の基板140及び第2の基板142の少なくとも一方に対して当該略垂直な方向に力を加える。
図2(b)は、ブレード170の他の例を示す図である。本例において第1のブレード板は、一端が第2のブレード板174の一端と他端との間に接合されており、他端が第2のブレード板174から離れて設けられている。すなわち、第1のブレード板172は、第2のブレード板174が延在する方向に対して所定の角度を有して延在するように構成されている。また、ブレード170の先端部分、すなわち、第2のブレード板174の一端は、平面形状を有して構成されてもよく、また、曲面や楔形状を有して構成されてもよい。
図2(c)は、ブレード170の他の例を示す図である。本例においてブレード170は、互いに対向して設けられた第1のブレード板172及び第2のブレード板174に加えて、第3のブレード板176をさらに有して構成される。本例において第3のブレード板176は、貼り合せ基板102の積層方向に、第1の基板140及び第2の基板142の少なくとも一方に対して力を加える手段として、楔形状を有して構成されている。
また、第1のブレード板172及び第2のブレード板174は、第1のブレードユニット110の進行方向に対して略垂直な方向において互いに対向するように設けられる。また、第1のブレード板172及び第2のブレード板174は、略平行に対向するようにブレード保持部160に保持されている。また、第3のブレード板176と、第1のブレード板172及び第2のブレード板174とは、第1のブレードユニット110の進行方向において並んで設けられている。
図3は、剥離装置100の制御系の構成を示す図である。剥離装置100は、各制御部を統括的に制御する統括制御部200と、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120の移動を制御するブレード制御部210と、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120から噴射される流体を制御する流体噴射制御部220と、貼り合せ基板102の吸着や移動を制御する基板位置制御部230とを有して構成される。
ブレード制御部210は、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120、並びに第1のy軸スライドステージ118及び第2のy軸スライドステージ128を制御する。具体的には、ブレード制御部210は、第1のx軸スライドステージ114及び第2のx軸スライドステージ124上において、それぞれ第1のy軸スライドステージ118及び第2のy軸スライドステージ128をスライドさせることにより、それぞれ第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120のx軸方向における位置を制御する。また、ブレード制御部210は、第1のy軸スライドステージ118及び第2のy軸スライドステージ128上において、それぞれ第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120をスライドさせることにより、それぞれ第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120のy軸方向における位置を制御する。
流体噴射制御部220は、流体供給部182から第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120に供給された流体を、流体噴射口180から噴射する動作を制御する。具体的には、流体噴射制御部220は、流体噴射口180から流体を噴射するタイミング、噴射量、噴射速度、噴射方向等を定めることにより、流体の噴射動作を制御する。
基板位置制御部230は、上基板吸着部150及び下基板吸着部132が、ステージ130に載置された貼り合せ基板102を構成する第1の基板140及び第2の基板142を吸着する動作を制御する。上基板吸着部150は、上基板である第1の基板140を吸着し、吸着した状態で貼り合せ基板102を移動させることにより、貼り合せ基板102をステージ130に載置する搬送手段として用いられてもよい。
また、基板位置制御部230は、ステージ130に載置された貼り合せ基板102のz軸方向における位置、及びz軸を中心とする貼り合せ基板102の角度を制御する。ステージ130は、載置された貼り合せ基板102をx軸方向及び/又はy軸方向に移動させる手段を有して構成されてもよい。この場合、基板位置制御部230は、例えばステージ130に貼り合せ基板102を載置したり、ステージ130に載置された貼り合せ基板102を搬送したりするために、ステージ130のx軸方向及び/又はy軸方向における移動を制御する。
図4は、本実施形態における剥離装置100により剥離される貼り合せ基板102の一例を示す図である。図4(a)は、貼り合せ基板102を第1の基板140の方向から見た上面図を、図4(b)は、図4(a)における貼り合せ基板102のAA´断面図を、図4(c)は、図4(a)における貼り合せ基板102のBB´断面図である。
貼り合せ基板102は、第1の基板140と第2の基板142とが接着剤144により貼り合わされた接着領域(144)と、第1の基板140と第2の基板142との間に隙間を有する非接着領域146とを有する。本実施形態において貼り合せ基板102は、その周辺部に非接着領域146が形成されている。すなわち、貼り合せ基板102は、その周辺部における第1の基板140と第2の基板142との間に、剥離装置100のブレード170が挿入可能に設けられた隙間を有する。
第1の基板140には複数の素子190が設けられており、素子190と第2の基板142とは接着剤144により接着されている。また、第1の基板140と第2の基板142との間にはスペーサ192が設けられている。他の例において貼り合せ基板102は、第1の基板140と素子190との間に犠牲層を有して構成されてもよい。この場合、貼り合せ基板102は、第1の基板140と素子190との間において絶縁層をさらに有してもよい。犠牲層は、所定の処理がなされることにより、第1の基板140及び/又は素子190若しくは絶縁層から容易に剥離可能となる材料により構成されるのが望ましい。
ここで、素子とは、一定の電気特性をもち、かつ回路をつくるために他の素子と接続する端子をもつ電気部品をいう。素子には、例えばダイオード、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、配線等が含まれる。また、素子は、半導体層、誘電体層、絶縁層等の所定の機能を実現するための薄膜が積層された構造体であることが好ましく、例えば薄膜回路層や微細構造体を含み回路基板としても機能することができる。また素子は、電気光学材料を含むことにより電気光学素子としても機能できる。薄膜回路層としては、TFT(薄膜トランジスタ)や薄膜ダイオードなどの薄膜を用いて構成された機能素子(例えばスイッチング素子)が例示でき、また薄膜回路装置とは、上記薄膜回路層を含んで回路を構成したもので、例えば上記TFTを含むドライバ回路などが例示できる。
図5は、本実施形態の剥離装置100を用いて第1の基板140を第2の基板142から剥離するときの貼り合せ基板102の様子の一例を示す図である。以下において、図2(a)に示したブレード170を用いて、剥離装置100が第1の基板140を第2の基板142から剥離する動作について説明する。
まず、ブレード制御部210が、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120、並びに第1のy軸スライドステージ118及び第2のy軸スライドステージ128を制御することにより、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120(図1参照)に設けられたブレード170を、第1の基板140と第2の基板142との界面に挿入する。
本実施形態では、貼り合せ基板102の周辺部分において非接着領域146を有している。そして、非接着領域146において第1の基板140と第2の基板142との間に、ブレード170を挿入することにより、第1の基板140及び第2の基板142の積層方向に、第1の基板140及び第2の基板142の少なくとも一方に対して力を加える。これにより、第1の基板140の一部の領域が第2の基板142から剥離される。第1の基板140が第2の基板142から剥離された剥離領域198を、図5において斜線で示す。
次に、ブレード制御部210が、第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120を制御して、ブレード170を、y軸方向(図5におけるブレード進行方向)にさらに進行させることにより、ブレード170を第1の基板140と第2の基板142との間にさらに挿入する。本実施形態においてブレード170は、ブレード進行方向と反対方向において、第1のブレード板172と第2のブレード板174(図2参照)の間隔が広がるように構成されている。このため、ブレード170がさらに挿入されることにより、積層方向において、第1の基板140及び第2の基板142の少なくとも一方に対してさらに力が加わるため、剥離領域198がさらに広がる。
また、図5(b)に示すように、流体噴射制御部220は、流体供給部182から第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120に供給された流体を、流体噴射口180から噴射する。流体噴射制御部220は、流体噴射口180から、第1の基板140と第2の基板142とが積層された積層方向と略垂直な方向に流体を噴射する。これにより、第1の基板140と第2の基板142との界面において、第1の基板140及び/又は第2の基板142に対して、当該積層方向と略垂直な方向に力を加えることができるため、第1の基板140を第2の基板142からさらに剥離することができる。また、第1の基板140と第2の基板142との界面において、流体を噴射することにより、貼り合せ基板102の周辺部分のみならず中央部分においても、第1の基板140及び/又は第2の基板142に対して力を加えることができるため、第1の基板140を第2の基板142から短時間に剥離させることができる。
また、流体噴射口180から流体を噴射する方向は、図5(b)における矢印で示すように、x軸に対して略平行な方向であってもよく、x軸方向とy軸方向との間の方向であってもよい。
次に、図5(c)に示すように、ブレード制御部210が第1のブレードユニット110及び第2のブレードユニット120をy軸に沿って移動させつつ、流体噴射制御部220が流体噴射口180から流体を噴射することにより、第1の基板140を第2の基板142からさらに剥離させる。これにより、貼り合せ基板102において剥離領域198を徐々に広げていき、第1の基板140を第2の基板142から完全に剥離させる。このとき、第1の基板140が上基板吸着部150により吸着されるように、基板位置制御部230は、上基板吸着部150を制御するのが望ましい。また、基板位置制御部230は、剥離装置100が第1の基板140を第2の基板142から剥離している間において、上基板吸着部150が第1の基板140をz軸方向に引き上げるように制御してもよい。これにより、第1の基板140は第2の基板142に対して湾曲するため、第1の基板140を第2の基板142からさらに剥離し易くなる。
上記発明の実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
100・・・剥離装置、102・・・貼り合せ基板、110・・・第1のブレードユニット、112・・・スライド溝、114・・・第1のx軸スライドステージ、116・・・スライド溝、118・・・第1のy軸スライドステージ、120・・・第2のブレードユニット、124・・・第2のx軸スライドステージ、128・・・第2のy軸スライドステージ、130・・・ステージ、132・・・下基板吸着部、140・・・第1の基板、142・・・第2の基板、144・・・接着剤(接着領域)、146・・・非接着領域、148・・・犠牲層、150・・・上基板吸着部、160・・・ブレード保持部、170・・・ブレード、172・・・第1のブレード板、174・・・第2のブレード板、176・・・第3のブレード板、180・・・流体噴射口、182・・・流体供給部、190・・・素子、192・・・スペーサ、198・・・剥離領域、200・・・統括制御部、210・・・ブレード制御部、220・・・流体噴射制御部、230・・・基板位置制御部
Claims (5)
- 第1の基板に積層された第2の基板を前記第1の基板から剥離する剥離装置であって、
前記第1の基板と前記第2の基板との積層界面において、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方に対して、前記第1の基板と前記第2の基板の積層方向に力を加えることにより、前記第1の基板の第1の領域において前記第1の基板を前記第2の基板から剥離させる第1の剥離手段と、
前記積層界面において、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方に対して、前記積層方向と略垂直な方向に力を加えることにより、前記第1の領域を含む第2の領域において前記第1の基板を前記第2の基板からさらに剥離させる第2の剥離手段と
を備えたことを特徴とする剥離装置。 - 前記第2の剥離手段は、流体を噴射することにより前記略垂直な方向に前記力を加えることを特徴とする請求項1に記載の剥離装置。
- 前記第2の剥離手段は、前記流体として気体を噴射することを特徴とする請求項2に記載の剥離装置。
- 前記第2の剥離手段は、前記流体として液体を噴射することを特徴とする請求項2に記載の剥離装置。
- 第1の基板に積層された第2の基板を前記第1の基板から剥離する剥離方法であって、
前記第1の基板と前記第2の基板との積層界面において、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方に対して、前記第1の基板と前記第2の基板の積層方向に力を加えることにより、前記第1の基板の第1の領域において前記第1の基板を前記第2の基板から剥離させる第1の剥離ステップと、
前記積層界面において、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方に対して、前記積層方向と略垂直な方向に力を加えることにより、前記第1の領域を含む第2の領域において前記第1の基板を前記第2の基板からさらに剥離させる第2の剥離ステップと
を備えたことを特徴とする剥離方法。
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JP2003320451A JP2005089007A (ja) | 2003-09-11 | 2003-09-11 | 剥離装置及び剥離方法 |
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JP2010049026A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk | 接着剤により貼り合された複数の光学機能性部材の剥離方法 |
US9333736B2 (en) | 2013-08-30 | 2016-05-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Processing apparatus and processing method of stack |
JP2021140174A (ja) * | 2016-04-26 | 2021-09-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
-
2003
- 2003-09-11 JP JP2003320451A patent/JP2005089007A/ja active Pending
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