JP2009239071A - 剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状の基材を貼付された基板の一方主面を下向きに保持したまま基材を剥離することのできる剥離装置を提供する。
【解決手段】表面にシートフィルムＦが貼付されフェースダウン状態で搬入された基板Ｗを、吸着ステージブロック１００によりフェースダウン状態のまま吸着保持する（図１０（ａ））。巻き取りローラ２２０を有する巻き取りブロック２００を基板Ｗの左下に移動させ（同図（ｂ））、シートフィルムＦの吸着を一部解除するとともに突き出しピン１４２により突き出すことで、端部を下方に垂れ下がらせる（同図（ｃ））。こうして垂れ下がった端部をシートクランプ２２３、２２５によりクランプし（同図（ｄ））、巻き取りローラ２２０を回転させながら右方向に移動させることにより、シートフィルムを剥離させ巻き取る。
【選択図】図１０

Description

この発明は、基板の一方主面に貼付されたシート状の基材を剥離する剥離装置に関するものである。なお、処理対象となる基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等が含まれる。

近年、ＬＳＩの製造に用いるウエハの大口径化や液晶パネルなどの大面積化に伴い、大面積に適合した薄膜形成方法が必要となってきた。また、ＬＳＩ製造技術における多層配線技術の分野においては、多層配線を実現するために絶縁膜の表面を高い精度で平坦化する必要があり、大面積化に加えて、薄膜形成における表面の平坦化技術への要求も高まってきている。そこで、これらの要求を満足すべく、加圧転写方法によって基板に薄膜を形成する薄膜形成技術が提案されている。

このような薄膜形成装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この薄膜形成装置では、パターン形成面（基板表面）を下向きに、すなわちフェースダウン状態に保持された基板に対し、シート状の基材上面に薄膜材料を塗布したもの（シートフィルム）を貼付し、これらを加熱・加圧して基板表面に薄膜を転写することで、基板表面に薄膜を形成している。

また、こうしてシートフィルム上の薄膜が基板表面に転写された後には基材を剥離する必要があり、このような剥離装置としては例えば特許文献２に記載されたものがある。この剥離装置では、シートフィルムが貼付された基板表面を上向きに、すなわちフェースアップ状態に保持するとともに、基板上方に設けられた巻き取りローラにより基材を巻き取ることにより、基板表面から基材を剥離する。

特開２００３−１００７２７号公報（図１８） 特開２００３−２２４１８４号公報（図１）

特許文献１および２に記載の装置を組み合わせることで、シート状の基材の貼付から剥離に至る一連の工程を連続的に行う処理システムを構築することが期待される。しかしながら、特許文献１に記載の薄膜形成装置では基板がフェースダウン状態に保持される一方、特許文献２に記載の剥離装置では基板がフェースアップ状態に保持されるため、これらの装置を組み合わせるためには、シートフィルムを貼付された状態の基板を反転させるための工程が必要となる。

このような反転工程は処理のスループットを低下させ、また基板の反転を含めた一連の工程を自動化するためには反転機構を必要とするため装置構成が複雑になってしまう。そのため、基板をフェースダウン状態のままシート状の基材を剥離することのできる装置の出現が望まれるが、これまでそのような装置が実用化されるには至っていなかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、シート状の基材を貼付された基板の一方主面を下向きに保持したまま基材を剥離することのできる剥離装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる剥離装置は、上記目的を達成するため、一方主面にシート状の基材を貼付された基板を、該一方主面を下向きに保ちながら前記基板の上側から保持する基板保持手段と、前記基板に貼付された前記基材の一部を保持しながら前記基板の下方を一方向に移動することで、前記基板から前記基材を剥離させる剥離手段と、前記基材を貼付された前記基板を前記一方主面が下向きの状態で外部から受け入れて、前記基板保持手段に受け渡す受け渡し手段とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、シート状の基材を貼付された一方主面を下向きにして外部から搬入された基板を受け渡し手段によって受け入れる。そして、受け渡し手段は、一方主面を下向きのまま基板を上側から保持する基板保持手段に基板を受け渡す。こうして一方主面を下向きに保持された基板の下方を、基材の一部を保持しながら剥離手段が移動することにより、基板から基材が剥離される。このような構成によれば、基板の搬入から基材の剥離に至る一連の処理を、基板の一方主面を下向きの状態に保持したままで行うことができる。そのため、基板に基材を貼付する前工程において基板の一方主面を下向きにした状態で処理が行われる場合、基材の貼付から剥離までの間に基板の反転を行う必要がない。したがって、基板への基材の貼付から剥離までを高いスループットで実行することができ、また基板を反転させるための機構を要しないので装置構成を簡単にすることができる。

また、この発明にかかる剥離装置を、基板の一方主面を下向きにした状態で該一方主面に薄膜材料を塗布したシート状の基材を貼付する装置（例えば特許文献１に記載の薄膜形成装置）と組み合わせることで、基板の一方主面に高品質の薄膜を形成することのできる薄膜形成システムを構築することが可能である。このシステムにおいては、基板を反転させるための工程および構成を要しないため、簡単な構成で、しかも高いスループットで基板上に薄膜を形成することが可能となる。

ここで、例えば、前記剥離手段は、前記基材を巻き取るための巻き取りローラと、前記巻き取りローラを回転させながら移動させるローラ駆動部とを備えるようにしてもよい。こうすることで、基板に貼付された基材を巻き取りローラにより巻き取って、基板から基材を確実に剥離させることができる。

また、前記基板保持手段は、前記基板の上方から前記基板の前記一方主面とは反対の他方主面を吸着することにより前記基板を保持するようにしてもよい。剥離手段が基板の下方を移動することにより基材を剥離する構成においては、剥離手段に干渉しないように基板を保持する必要があり、例えば基板の上面に当たる他方主面の吸着によって基板を保持することで、この目的を達成することができる。

また、前記受け渡し手段は、前記基板保持手段の下方に設けられて、外部から受け入れた前記基板を前記一方主面を下向きにして一時的に支持する支持台と、前記支持台を昇降駆動する支持台駆動部とを備え、前記支持台駆動部により前記支持台を前記基板保持手段から離間させた状態で外部から前記基板を前記支持台に受け入れ、前記支持台駆動部により前記支持台を上昇させることにより前記基板を前記基板保持手段に受け渡すようにしてもよい。

このような構成によれば、外部からの基板の搬入は、基板を支持台に載置することによって行えるので、従来から公知の搬送機構、例えばアームを有する搬送ロボットを用いて基板の搬入が可能である。また、支持台は基板保持手段の下方に設けられており、支持台を昇降させるだけで基板の受け渡しを行うことができるので、簡単な構成により装置を構成することが可能となる。

また、前記受け渡し手段は、前記基板の周縁部よりも外側にまで延出させた延出部を前記基材に設けた前記基板を受け入れるように構成され、前記基板保持手段は、前記基材の前記延出部の少なくとも一部を下方に突き出す突き出し機構を備え、前記剥離手段は、前記突き出し機構により突き出された前記延出部を把持するための把持機構を備えるようにしてもよい。

このような構成によれば、突き出し機構によって突き出された基材の延出部は、重力の作用により下向きに垂れ下がることとなる。したがって、こうして垂れ下がった基材を把持機構により容易に、しかも確実に把持させることができる。そして、基材の一部を把持しながら剥離手段を移動させることで、基材を基板から確実に剥離させることができる。

この場合において、前記基板保持手段は、前記基材の前記延出部のうち前記突き出し機構により突き出される領域以外の領域を吸着する基材吸着機構を備えるようにしてもよい。このようにすれば、延出部のうち下向きに垂れ下がる領域の形状や大きさを制御することができる。そのため、把持機構による基材の把持をより確実に、しかも安定的に行うことが可能となる。

この発明によれば、基材が貼付された基板の一方主面を下向きにした状態を維持したまま基材を剥離することができる。このため、基板の搬入前あるいは搬入後に基板を反転させる必要がなく、簡単な装置構成で、しかも高いスループットで基板からの基材の剥離を行うことができる。また、基板の一方主面を下向きにした状態で該一方主面に薄膜材料を塗布したシート状の基材を貼付する薄膜形成装置と組み合わせて、簡単な構成で、しかも高いスループットで基板の一方主面に高品質の薄膜を形成することのできる薄膜形成システムを構築することができる。

図１はこの発明にかかる剥離装置の一実施形態を示す図である。より詳しくは、図１（ａ）は剥離装置１の外観上面図、図１（ｂ）はその側面図である。また、図２は図１の剥離装置の主要な制御構成を示すブロック図である。この剥離装置１は、シートフィルムを貼付された状態で外部から搬入される基板をワークとして受け入れて、該シートフィルムを基板から剥離・回収するための装置である。この剥離装置１は、基板からシートフィルムを剥離するための剥離ユニット１０、剥離されたシートフィルムを回収するための回収ユニット５０、装置全体の動作を制御する制御ユニット７０およびこれらを固定するフレーム９０を備えている。

剥離ユニット１０は、基板をその上方から吸着保持するための吸着ステージブロック１００、こうして吸着保持された基板の下方を移動しながらシートフィルムを巻き取り剥離するための巻き取りブロック２００、巻き取りブロック２００を略水平方向（図１のＸ方向）に移動させるためのガイドレールブロック３００、および、外部から基板を受け入れて吸着ステージブロック１００に受け渡すための仮置きステージブロック４００を備えている。吸着ステージブロック１００および巻き取りブロック２００の詳細な構造については後に説明する。

ガイドレールブロック３００は、巻き取りブロック２００を水平移動させる際のガイドとなるガイドレール３０３、巻き取りブロック２００を駆動するボールねじ機構を構成するボールねじ３０２、ボールねじ駆動部３０４およびこれらを保持するベース部３０１を備えている。

また、仮置きステージブロック４００は、本装置の処理対象である基板およびシートフィルムを含むワークを外部から受け入れて一時的に支持する仮置きステージ４１０を備えている。仮置きステージ４１０の上面には、後述するワークを構成するリングを支持するためのリング支持ピン４１１と、シートフィルムが剥離された後の基板を支持する基板支持ピン４１２とが突設されている。リング支持ピン４１１および基板支持ピン４１２はそれぞれ３個以上設けられている。リング支持ピン４１１それぞれの先端には、後述するワークの下部リングに設けられた凹部と嵌合する先端突起部が設けられている。また、仮置きステージの下部には鉛直下向きにシャフト４２０が延びており、該シャフト４２０を保持するとともにこれを上下方向（Ｚ軸方向）に駆動するステージ昇降機構４３０に取り付けられている。すなわち、この仮置きステージブロック４００では、仮置きステージ４１０がステージ昇降機構４３０により昇降自在に保持されている。

また、回収ユニット５０は、基板から剥離されたシートフィルムを後方（図１において右方）に搬送する搬送ブロック５００と、搬送ブロック５００により搬送されてきた剥離後のシートフィルムを回収・貯留する回収ボックス６００とを備えている。搬送ブロック５００は、ハウジング昇降機構５４０により昇降自在に保持されたハウジング５０１に取り付けられた、シート剥がし機構５１０、上側搬送機構５２０および下側搬送機構５３０などを備えている。また、回収ボックス６００は内部にシートフィルムを貯留可能な中空の筐体であり、その一部には貯留されたシートフィルムを取り出すための扉６０１が設けられている。

上側搬送機構５２０と下側搬送機構５３０とに挟まれた領域は、基板から剥離されたシートフィルムを回収ボックス６００に向けて搬送するための搬送経路となっている。上側搬送機構５２０は、基板から剥離されたシートフィルムを搬送経路に案内するためのシートガイド５２１、５２４と、これらに回転自在に軸着された複数の従動ローラ５２２と、シートガイド５２１を昇降させて搬送経路を開閉するガイド開閉機構５２３とを備えている。また下側搬送機構５３０は搬送ローラ駆動部５３２により回転駆動される複数の搬送ローラ５３１を備えている。従動ローラ５２２と搬送ローラ５３１とは互いに当接してニップ部を形成しており、搬送経路はこのニップ部を含んでいる。

図２に示した各構成のうちこれまで説明していないものについては、後にその動作とともに詳しく説明するが、その前に、この剥離装置１で取り扱うワークについて説明しておく。

図３はこの剥離装置の処理対象であるワークの構成を示す図である。本実施形態の剥離装置１では、ワークの分解図である図３（ａ）および断面図である図３（ｂ）に示すように、円板状の基板Ｗに貼り付けたシートフィルムＦをそれぞれ円環状で基板Ｗの中心軸Ｊと同軸の上部リングＲup、下部リングＲdwで挟み込んでなる構造体を処理対象たるワークＷkとして取り扱う。図示を省略しているが、上部リングＲupおよび下部リングＲdwは内蔵された永久磁石により互いに磁気的に吸着結合される。図示していないが、下部リングＲdwの下面にはリング支持ピン４１１の先端突起部と嵌合するための凹部が設けられており、これらの嵌合により仮置きステージ４１０に対する下部リングＲdwの位置ズレが防止される。

シートフィルムＦの上面Ｆaには薄膜材料（例えばＳＯＧ；Spin-on-Glass）が塗布されており、これに基板Ｗがその表面（パターン形成面）Ｗfを下向きにして重ねられている。したがって、ワークＷkにおいては基板の裏面Ｗbが上向きになっている。なお、このワークＷkの構造は前記した特許文献１（特開２００３−１００７２７号公報）に開示されたものと同じであり、その詳細な構造やこれを作成するための装置・方法については同公報に詳しく記載されているので、ここではその詳しい説明を省略する。

また、ワークＷkは、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、シートフィルムＦが貼付された基板表面Ｗfを下向きにして、いわゆるフェースダウン状態で剥離装置１に搬入されてくるものとする。

図４は吸着ステージブロックの構造を示す図である。より詳しくは、図４（ａ）は吸着ステージブロック１００を下方から見た図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。吸着ステージブロック１００は第１プレート（トッププレート）１０１、第２プレート１０２および第３プレート１０３を重ね合わせた構造を有している。第３プレート１０３は基板Ｗとほぼ同じ直径を有する円板状をなしており、その下面は基板Ｗの上面（裏面Ｗb）と対向する対向平面１３０ａとなっている。また、第３プレート１０３の周縁部近傍には、基板吸着制御弁１２３を介して吸着機構部１３０と接続されて基板Ｗを真空吸着するための基板吸着器１１３が複数設けられている。

また、第２プレート１０２は上部リングＲupの外径とほぼ同じ直径を有する円板状をなしており、その周縁部には、リング吸着制御弁１２１を介して吸着機構部１３０と接続されて上部リングＲupを真空吸着するためのリング吸着器１１１が複数設けられている。また、リング吸着器１１１より内側に、シートフィルムＦを吸着するためのシート吸着器１１２ａ、１１２ｂが複数設けられている。また、第１および第２プレート１０１、１０２を貫通して後述する突き出しピンを突出させるための突き出しピン用孔１１４が設けられており、シート吸着器のうち突き出しピン用孔１１４に隣接する位置に設けた２つの吸着器１１２ａと、それ以外の吸着器１１２ｂとは、互いに独立したシート吸着制御弁１２２ａ、１２２ｂを介して吸着機構部１３０にそれぞれ接続されている。

ここで、シート吸着器１１２ａ、１１２ｂはリング吸着器１１１より内側に設けられているが、リング吸着器１１１と同一の円周上に設けるようにしてもよい。この場合、リング吸着器１１１の間にシート吸着器が配置され、これと対向する上部リングＲupの部位に貫通孔が形成される。そして、シート吸着器は上部リングの貫通孔を通してシートフィルムの上面を吸着する構成とすることができる。

吸着機構部１３０および各制御弁１２１、１２２ａ、１２２ｂおよび１２３は制御ユニット７０により制御されており、制御ユニット７０は基板Ｗ、上部リングＲupおよびシートフィルムＦの吸着・解除をそれぞれ独立に行うことができる。さらにシートフィルムＦに関しては、突き出しピン用孔１１４の近傍とそれ以外の領域とで独立に吸着・解除を行うことができる。

図５は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図であり、突き出し機構の動作を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、第１プレート１０１の上部には突き出し機構１４０が設けられている。突き出し機構１４０はシリンダ１４１とその内部に上下動自在に設けられた突き出しピン１４２とを備えており、制御ユニット７０からの制御指令に応じて突き出しピン１４２が上下動する。突き出し機構１４０の直下には第１プレート１０１および第２プレート１０２を貫通して突き出しピン用孔１１４が穿設されているので、突き出し機構１４０が作動すると突き出しピン１４２が突き出しピン用孔１１４を通して下方へ突出する。

突き出しピン１４２の位置は、基板Ｗの中心軸Ｊからみてその外周部よりも外側かつ上部リングＲupの内周部よりも内側に設けられているので、下方へ突出した突き出しピン１４２は、基板Ｗよりも外側に延びるシートフィルムＦに当接してこれを下方に突き出す機能を有することになる。なお、詳しくは後述するが、この実施形態ではワークＷkから下部リングＲdwを取り外したものを吸着ステージブロック１００に保持させるので、図５（ｂ）に示すように、突き出されたシートフィルムＦの周縁部は下向きに垂れ下がることとなる。

図６は巻き取りブロックの構成を示す斜視図である。巻き取りブロック２００では、ベースフレーム２１１と、２つのサイドフレーム２１２および２１３とにより構成される略Ｕ字型のフレーム２１０に、巻き取りローラ２２０およびガイドローラ２１４が回転自在に軸着されている。ベースフレーム２１１には、ガイドレールブロック３００に設けられたガイドレール３０３と摺動自在に嵌合するスライダ２１５が設けられて、巻き取りブロック２００の移動方向がＸ方向に規制されている。また、ガイドレールブロック３００に設けられたボールねじ３０２と嵌合するボールねじ用ナット２１６が設けられており、ボールねじ３０２とボールねじ用ナット２１６からなるボールねじ機構により、巻き取りブロック２００全体がＸ方向に往復移動する。

巻き取りローラ２２０は略円柱状の包絡外形を有するが、その軸方向の中央部には周面の約１／４に相当する部分が取り除かれた切り欠き部２２１が設けられている。この切り欠き部２２１には、下向きに垂れ下がったシートフィルムＦの周縁部を把持するためのシートクランプ２２３、２２５と、制御ユニット７０により制御されてこれらをそれぞれ開閉させるためのモータ２２２、２２４とが設けられている。

次に、上記のように構成された剥離装置の動作について説明する。この剥離装置１の動作は、（１）ワークを搬入する（搬入動作）、（２）基板からシートフィルムを剥離する（剥離動作）、（３）剥離したシートフィルムを回収する（回収動作）、（４）基板およびリングを搬出する（搬出動作）、という一連の動作を繰り返すことによって、多数のワークを連続的に処理するように構成されている。以下では、１つのワークＷkに対する処理の流れについて、図７ないし図１５を参照しながら説明する。

図７はこの剥離装置の動作の概略を示すフローチャートである。また、図８および図９はワークの搬入動作を説明するための模式図である。また、図１０および図１１は剥離動作を説明するための模式図である。また、図１２ないし図１５は回収動作を説明するための模式図である。

まず最初に、ワークＷkを搬入する搬入動作（ステップＳ１０１ないしＳ１０４）が行われる。すなわち、図８に示すように、ハウジング昇降機構５４０を作動させて、搬送ブロック５００を収めたハウジング５０１を下方に移動させ、これによってできたスペース（右方）に巻き取りブロック２００を退避させる（ステップＳ１０１）。また、ステージ昇降機構４３０を作動させて仮置きステージ４１０を下降させ、吸着ステージブロック１００との間隔を広くする。この状態で、図示しない外部の搬送機構により図８および図９（ａ）の矢印方向に沿って搬入されてくるワークＷkを受け入れる。搬入されたワークＷkは仮置きステージ４１０に載置される（ステップＳ１０２）。ワークＷkは仮置きステージ４１０の上面に設置されたリング支持ピン４１１によって下部リングＲdwの下方から支持される（図９（ａ））。

このとき、外部からのワーク搬入は単なる水平移動と上下移動との組み合わせによって行うことができるので、従来から公知の搬送機構を用いることができる。また、ガイドレールブロック３００は上から見ると図８の左方側が開口する略コの字型をしており、巻き取りブロック２００は右端位置に退避しているので、いずれも左側からのワーク搬入の妨げとなることはない。

こうして仮置きステージ４１０にワークＷkが載置されると、ステージ昇降機構４３０により仮置きステージ４１０を吸着ステージブロック１００に向けて上昇させる。そして、仮置きステージ４１０上のワークＷkが吸着ステージブロック１００の直下まで来ると、吸着機構部１３０によりワークＷkを吸着保持する（ステップＳ１０３）。このとき、リング吸着器１１１はワークＷkのうち上部リングＲupを吸着する。また、シート吸着器１１２ａ、１１２ｂはシートフィルムＦを吸着する。また、基板吸着器１１３は基板Ｗの裏面Ｗbを吸着する（図９（ｂ））。

次に、ワークＷkから下部リングＲdwのみを取り外す。この実施形態では、下部リングＲdwを支持する仮置きステージ４１０を基板Ｗの回転軸Ｊ周りに回転させることにより上部リングＲupとの磁気的な結合を切り離し、下部リングＲdwを載せたまま仮置きステージ４１０を下降させることにより、下部リングＲdwを下方へ退避させる（ステップＳ１０４、図９（ｃ））。このときリング支持ピン４１１の先端突起部と下部リングＲdwの凹部との嵌合が下部リングＲdwの回り止めとして機能する。取り外した下部リングＲdwについては仮置きステージ４１０と共に下方に退避させた状態としておくが、この時点で外部へ搬出してもよい。

次いで剥離動作を行う。この時点では、図１０（ａ）に示すように、吸着ステージブロック１００の下部に上部リングＲup、基板ＷおよびシートフィルムＦが一体的に吸着保持される一方、巻き取りブロック２００が右方に退避した状態となっている。そこで、図１０（ｂ）に示すように巻き取りブロック２００を左端に移動させるとともに、下方に退避させていた搬送ブロック５００を元の位置に戻しておく（ステップＳ１０５）。また、モータ２２２、２２４を作動させてシートクランプ２２３、２２５を開く。

この状態で、シート吸着器１１２ａによる吸着のみを解除する（ステップＳ１０６）。これにより、シートフィルムＦのうち突き出しピン用孔１１４に隣接する領域のみが吸着されない一方、その他の領域は吸着された状態となる。ここで突き出し機構１４０を作動させ突き出しピン１４２を下方に突き出すと（ステップＳ１０７）、シートフィルムＦの周縁の一部が下方に垂れ下がる。図１０（ｃ）に示すように、突き出し機構１４０は左端に位置決めされた巻き取りブロック２００の真上に設けられて、垂れ下がったシートフィルムＦの端部Ｆsが巻き取りローラ２２０にかかる位置関係となっている。ここでモータ２２２、２２４を作動させてシートクランプ２２３、２２５を閉じると（ステップＳ１０７）、図１０（ｄ）に示すように、垂れ下がったシートフィルムＦの端部Ｆsがシートクランプ２２３、２２５によりクランプされ巻き取りローラ２２０に固定される。シートフィルムＦの端部Ｆsがクランプされても残りのシート吸着器１１２ｂによる吸着については解除しない。

このように、この実施形態では、重力によって垂れ下がるシートフィルムＦの端部をクランプし、これを巻き取るようにしている。従来技術のように基板が下側、シートフィルムが上側になるよう設置してシートフィルムを上向きに引き剥がそうとすると、柔軟なシートフィルムの端部をクランプするための構成が複雑となり得るが、本実施形態のようにシートフィルムを下側に配置して下向きに引き剥がす構成とすれば、シートフィルムＦの端部は重力によって垂れ下がるのでクランプしやすくなる。さらにこの実施形態では、基板Ｗの外周部よりも外側に延びたシートフィルムＦのうち、突き出しピン１４２により突き出される領域の近傍のみを吸着解除する一方、その他の領域を吸着しておく。これにより、シートフィルムＦの垂れ下がり箇所やその形状を制御することができ、シートクランプ２２３、２２５によるクランプを容易にしかも確実に行うことができる。

続いて、巻き取りローラ２２０を図１１（ａ）の矢印Ｄ1方向に回転させながら基板Ｗの下方をＸ方向に移動させると（ステップＳ１０８）、シートフィルムＦはクランプされた端部Ｆs側から順に基板Ｗから引き剥がされ巻き取りローラ２２０に巻き取られてゆく（図１１（ｂ））。このとき、巻き取りローラ２２０の位置にかかわりなく基板ＷからのシートフィルムＦの引っ張り方向はガイドローラ２１４により一定に制御されており、基板表面Ｗfに均一な薄膜を残すことができる。

このときシート吸着器１１２ｂによる吸着は解除されていないため、巻き取りローラ２２０が吸着を強制的に解除しながら基板ＷからシートフィルムＦを引き剥がすこととなる。そして、巻き取りブロック２００が後述する終了位置（図１１（ｃ）の位置）に達するとシート吸着器１１２ｂによる吸引が解除される。こうすることで剥離動作中にシートフィルムＦが垂れ下がることを防止する。なお、この際、シートフィルムＦが引き剥がされることに起因する部分的な真空破壊が全体に広がらないようにするために、各シート吸着器１１２ｂには図示しないニードル弁が設けられている。

巻き取りブロック２００が基板の下部を通過し所定の終了位置（図１、図１１（ｃ）に示す位置）まで到達すると（ステップＳ１１０）、図１１（ｃ）に示すように、シートフィルムＦは基板Ｗから完全に剥離され巻き取りローラ２２０に巻き取られた状態となる。

なお、巻き取りブロック２００が移動する間の巻き取りローラ２２０の回転量は約３／４回転（２７０度）である。このように、シートフィルムＦを巻き取る際の巻き取りローラ２２０の回転量を１回転未満とすることにより、シートフィルムＦの巻き取り開始位置（端部Ｆs）が巻回されたシートフィルムによって覆われることがない。このため、次に説明する回収動作において巻き取りローラ２２０からシートフィルムＦを引き剥がす際、その巻き取り開始位置（端部Ｆs）から引き剥がすことができる。このことは、巻き取りローラ２２０からシートフィルムＦを確実に除去するという目的の達成のために大きな意味を持っている。

こうして基板ＷとシートフィルムＦが分離されると、回収動作によってシートフィルムＦが回収ボックス６００に回収される一方、搬出動作によって基板Ｗが外部に搬出される。

まず、剥離されたシートフィルムＦを回収するための回収動作（ステップＳ１２１ないしＳ１２４）について説明する。剥離動作の終了後には、図１２（ａ）に示すように、巻き取りローラ２２０にシートフィルムＦが巻き取られた状態で巻き取りブロック２００が搬送ブロック５００のすぐ左隣の終了位置に位置している。このとき、巻き取りローラ２２０上におけるシートフィルムＦの巻き始め位置が搬送ブロック５００側（同図において右側）に向くようにしておく。

搬送ブロック５００に設けられたシート剥がし機構５１０は、その本体５１１に対しＸ方向に摺動自在に装着されたシート剥がし爪５１２を備えている。巻き取りローラ２２０上のシートクランプ２２３、２２５がクランプを解除するのとほぼ同時にシート剥がし爪５１２が巻き取りローラ２２０方向に伸びて、シートフィルムＦの端部を引っ掛ける。そのままシート剥がし爪５１２が後退し（図１２（ｂ））、元の位置に戻ってくると（図１２（ｃ））、シート剥がし機構５１０はシートフィルムＦの端部Ｆsを保持することとなる（ステップＳ１２１）。

図１３（ａ）に示すように、シート剥がし爪５１２は、弾性を有する金属板または樹脂板により形成された先端部材５１２ｂを本体５１２ａの先端部から下向きに突出させて装着した構造となっている。そのため、シート剥がし爪５１２が巻き取りローラ２２０に向かって進行するときには、図１３（ｂ）に示すように、その進行方向とは逆方向に、先端部材５１２ｂが巻き取りローラ２２０の切り欠き部２２１の平坦面に沿って弾性的に変形する。そして、シート剥がし爪５１２が巻き取りローラ２２０から離間方向に後退するときには、図１３（ｃ）に示すように、こうして弾性変形した先端部材５１２ｂがシートフィルムＦの先端部Ｆsをすくい上げるように作用するため、シートフィルムＦの端部を確実に引っ掛けて保持することができる。

また、前記したように、こうしてシート剥がし爪５１２により引き出されるシートフィルムＦの端部は、巻き取りローラ２２０により最初に巻き取られる巻き始めの端部Ｆsである。基板Ｗから薄いシート状のシートフィルムＦを剥離し巻き取ったとき、その終端部が反り返ったり湾曲したり、甚だしい場合には筒状に丸まってしまうことがあり、このように様々な形状を取り得る終端部を把持することは極めて困難である。これに対し、巻き始めの端部Ｆsにおいてはシートクランプ２２３、２２５によって巻き取りローラ２２０の切り欠き部２２１に押し付けられた状態となっているためこのような問題が少ない。このように、シートフィルムＦのうち、巻き取りローラ２２０による巻き取り始め側の端部Ｆsをシート剥がし爪５１２により引き出すことにより、この実施形態では、巻き取りローラ２２０からシート剥がし機構５１０へのシートフィルムＦの受け渡しをスムーズにかつ確実に行うことができる。

シートフィルムＦの端部がシート剥がし機構５１０に把持されると、図１４（ａ）に示すように、上側搬送ローラ機構５２０のうち巻き取りブロック２００に近い側に設けられたガイドローラ５２１を従動ローラ５２２とともにガイド開閉機構５２２により上昇させる。これにより、上側搬送機構５２０と下側搬送機構５３０とにより挟まれた搬送経路Ｐが巻き取りローラ２２０側に向けて大きく開口する。シート剥がし機構５１０によるシートフィルムＦの把持よりも先に開口させておいてもよい。

シート剥がし機構５１０は、その本体５１１を図１４（ａ）の矢印Ｄ2方向に沿って斜め下方に移動させる斜行機構５１３を備えており、該斜行機構５１３の作動によりシート剥がし機構本体５１０およびシート剥がし爪５１２はシートフィルムＦの端部Ｆsを把持したまま矢印Ｄ2方向に下降移動する（ステップＳ１２２）。これにより、図１４（ｂ）に示すように、巻き取りローラ２２０に巻き取られていたシートフィルムが引っ張られて次第に剥がされてゆく。

図１４（ｃ）に示すように、シート剥がし機構５１０が最下端にまで移動してくると、ガイド開閉機構５２３によりシートガイド５２１が下降され搬送経路が閉じられる。このため、シート剥がし機構５１０とともに下降してきたシートフィルムＦの端部Ｆsが上下ローラ５２２、５３１によりクランプされる（ステップＳ１２３、図１５（ａ））。この状態でシート剥がし爪５１２によるシートフィルムの保持を解除し、搬送ローラ５３１を図１５（ａ）の矢印Ｄ3方向に回転駆動することにより、シートフィルムＦはさらに巻き取りローラ２２０から引き剥がされて、搬送経路Ｐに沿って矢印Ｄ4方向に搬送されてゆく（図１５（ｂ））。搬送されたシートフィルムについては、最終的に回収ボックス６００に回収する（ステップＳ１２４、図１５（ｃ））。

次に、基板Ｗの搬出動作について説明する。基板Ｗの搬出に先立って、仮置きステージ４１０の昇降動作や外部の搬送機構の動作と干渉しないようにするためのスペースを創出する。すなわち、ワーク搬入時と同様に、搬送ブロック５００を収めたハウジング５０１を下方へ退避させるとともに、これによって生じたスペース（右方）に巻き取りブロック２００を退避させる（ステップＳ１２５）。

剥離動作が完了した時点では、シートフィルムが剥離された後の基板Ｗと上部リングＲupとは互いに切り離されてそれぞれが個別に吸着ステージブロック１００に吸着された状態となっている。そこで、これらを受け取るべく仮置きステージ４１０を上昇させる（ステップＳ１２６）。具体的には、仮置きステージ４１０上に退避されていた下部リングＲdwが上部リングＲupに近接し永久磁石により両者が結合すると、リング吸着器１１１による吸着を解除する。これにより、上部リングＲupと下部リングＲdwとが結合してなるリング体が仮置きステージ４１０のリング支持ピン４１１により支持された状態となる。また、基板吸着器１１３による吸着を解除することにより、基板Ｗが仮置きステージ４１０の基板支持ピン４１２により支持された状態となる。この状態で仮置きステージ４１０を下降させ、基板Ｗ、リング体をそれぞれ個別に外部に搬出することができる（ステップＳ１２７）。

なお、ここでは仮置きステージ４１０に基板Ｗとリング体とを載せてこれらを同時に下降させるようにしているが、基板Ｗとリング体とをそれぞれ別のタイミングで吸着ステージブロック１００から取り外し搬出するようにしてもよい。基板吸着器１１３とリング吸着器１１１とを個別に制御することにより、いずれにも対応することができる。

これにより、１つのワークＷkについて、基板ＷからのシートフィルムＦの剥離および回収が完了する。上記一連の動作をワークごとに繰り返すことで多数のワークについての処理を連続的に行うことができる。なお、上記実施形態では剥離されたシートフィルムＦを回収ボックス６００に回収した後で基板Ｗ等の搬出を行っている。しかしながら、シートフィルムＦが剥がされた後の巻き取りブロック２００は初期状態に戻り回収ユニット５０の動作とは切り離されるため、各部の動作が干渉しない範囲で、回収ユニット５０によるシートフィルムの回収と、剥離ユニット１０による基板Ｗ等の搬出や次のワークに対する処理とを併行して行うようにしてもよい。こうすることで複数のワークに対する処理をさらに効率よく行って、処理のスループットを向上させることが可能となる。

こうして回収ボックス６００に回収・貯留されたシートフィルムについては、オペレータが必要なタイミングで扉６０１から取り出し、再利用または廃棄することができる。

以上のように、この実施形態では、シートフィルムＦを貼付された基板Ｗを、該貼付面Ｗfを下向きにした状態で受け入れ、これを上方から吸着保持してシートフィルムＦを下方から剥離している。すなわち、この実施形態では、シートフィルム貼付面を下向きにした状態で搬送されてくる基板Ｗを反転させることなく、シートフィルムの剥離を行う。このため、反転のための構成および工程が不要となり、簡単な装置構成で、しかも高いスループットで基板からのシートフィルムの剥離作業を行うことができる。

また、シートフィルムＦが基板の下面に貼付された状態から下向きに剥離を行うため、シートフィルムの端部を重力により垂れ下がらせて容易にかつ確実に巻き取ることができる。

また、搬送されてくる基板Ｗをいったん仮置きステージ４１０に載置し、仮置きステージ４１０を上昇させて吸着ステージブロック１００に受け渡す構成としているので、外部からの基板の搬入については公知の搬送機構を用いることができる。また、基板の搬出に関しても、仮置きステージ４１０に載置された処理済みの基板を公知の搬送機構により搬出することができる。

また、基板Ｗから剥離されたシートフィルムＦについては、巻き取りローラ２２０から引き剥がして後方に搬送し回収する回収ユニット５０を設けているので、シートフィルムの剥離から回収に至る一連の処理を連続的に行うことができる。また、シートフィルムＦは回収ボックス６００に回収・貯留されるので、１つのワークに対する処理の終了後シートフィルムの取り出しのために作業を中断することなく、続けて次のワークに対する処理を開始することができる。このため、複数のワークを連続的に高いスループットで処理することが可能である。

また、この実施形態の剥離装置と、シートフィルムを貼付した基板をフェースダウン状態で出力する貼付装置や薄膜形成装置とを組み合わせることにより、シートフィルムの貼付から剥離までを反転工程を介在させずに連続的に行う処理システムを構築することができ、システムの生産性を大きく向上させることができる。

以上説明したように、この実施形態においては、吸着ステージブロック１００が本発明の「基板保持手段」として機能しており、突き出し機構１４０が本発明の「突き出し機構」として機能している。また、シート吸着器１１２ａ、１１２ｂが本発明の「基材吸着機構」に相当している。また、巻き取りブロック２００およびガイドレールブロック３００が一体として本発明の「剥離手段」として機能している。特に、巻き取りローラ２２０が本発明の「巻き取りローラ」に相当し、ボールねじ３０２およびボールねじ用ナット２１６からなるボールねじ機構が本発明の「ローラ駆動部」に相当している。また、シートクランプ２２３、２２５が本発明の「把持機構」として機能している。

また、上記実施形態では、仮置きステージブロック４００が本発明の「受け渡し手段」として機能しており、そのうちの仮置きステージ４１０が本発明の「支持台」として機能する一方、ステージ昇降機構４３０が本発明の「支持台駆動部」として機能している。また、この実施形態では、シートフィルムＦが本発明の「基材」に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態の剥離装置は、基板Ｗに貼付したシートフィルムＦを上部および下部リングで挟持した状態で受け入れるものであるが、本発明はこのようにリングを付したもののみに限定されず、基板とシートフィルムのみからなるワークを処理対象とする剥離装置にも適用可能である。この場合においても、リングの着脱を省くことにより上記実施形態と同様にして基板からのシートフィルムの剥離・回収処理を行うことができる。

また、上記実施形態の剥離装置は、円板状の基板Ｗに同じく円板状のシートフィルムＦを貼り付けたものをワークとしているが、これに限定されない。例えば、いずれも四角形のものや、円板状の基板に四角形等のシートフィルムを貼り付けたものをワークとする装置に対しても本発明を適用可能である。ただし、円形のシートフィルムを用いる場合には、シートフィルムの周縁部が曲線状であり端部を確実に把持することが容易でないため、特に本実施形態の構成とすることが有効である。

また、本実施形態におけるワークＷkでは基板Ｗの周囲全体にシートフィルムが延出した状態となっているが、シートフィルムの延出は必ずしも基板の周囲全体である必要はない。

また、上記実施形態では、ワークの保持を真空吸着によって行っているが、特に基板Ｗを上方から保持することのできるものであれば、他の方法によってもよい。また、例えば基板Ｗの保持を真空吸着により行う一方、上部リングＲupの保持を磁力によって行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では突き出しピン１４２によってシートフィルムを下向きに突き出す構成としているが、例えばガス圧によってシートフィルムを突き出すように構成してもよい。

また、上記実施形態では、ワークから取り外した下部リングＲdwを仮置きステージ４１０に載置したまま下方に退避させておき、剥離動作の終了後に再び上部リングＲupと結合させてから搬出するようにしているが、ワークから取り外した直後に外部へ搬出してもよい。この場合には、剥離動作の終了後再び下部リングＲdwを戻し入れて上部リングＲupとともに搬出するか、上部リングＲupのみを単体で搬出するようにすればよい。

また、上記実施形態の回収ユニット５０は、搬送ローラ５３１の回転によりシートフィルムを搬送するものであるが、これ以外に、例えばベルトを回転させたりローラに巻きつけることによってシートフィルムを搬送するようにしてもよい。

また、上記実施形態における剥離ユニット１０と回収ユニット５０とは、これらを組み合わせることは必須でなくそれぞれ単独で使用可能なものである。したがって、各ユニットを別の処理ユニットと組み合わせて使用してもよい。特に、剥離ユニット１０については、基板にシートフィルムを貼付する処理ユニットと組み合わせることにより効率的な処理が可能な処理システムを構築することが可能となる。また、回収ユニット５０については、例えば特許文献２に記載されているようなフェースアップ状態で基板からシートフィルムを剥離する装置と組み合わせて使用することも可能である。

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板全般を処理対象とし、これらの基板に貼付されたシート状基材を剥離する剥離装置に適用することができる。また、特にシート状基材を表面に貼付した基板をフェースダウン状態で出力する処理ユニットと組み合わせれば、装置構成が簡単でスループットの高い処理システムを構築することができる。

この発明にかかる剥離装置の一実施形態を示す図である。 図１の剥離装置の主要な制御構成を示すブロック図である。 この剥離装置の処理対象であるワークの構成を示す図である。 吸着ステージブロックの構造を示す図である。 図４（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。 巻き取りブロックの構成を示す斜視図である。 この剥離装置の動作の概略を示すフローチャートである。 ワークの搬入動作を説明するための第１の模式図である。 ワークの搬入動作を説明するための第２の模式図である。 剥離動作を説明するための第１の模式図である。 剥離動作を説明するための第２の模式図である。 回収動作を説明するための第１の模式図である。 回収動作を説明するための第２の模式図である。 回収動作を説明するための第３の模式図である。 回収動作を説明するための第４の模式図である。

符号の説明

１００…吸着ステージブロック（基板保持手段）
１１２ａ，１１２ｂ…シート吸着器（基材吸着機構）
１４０…突き出し機構
２００…巻き取りブロック（剥離手段）
２１６…ボールねじ用ナット（ローラ駆動部）
２２０…巻き取りローラ
２２３，２２５…シートクランプ（把持機構）
３００…ガイドレールブロック（剥離手段）
３０２…ボールねじ（ローラ駆動部）
４００…仮置きステージブロック（受け渡し手段）
４１０…仮置きステージ（支持台）
４３０…ステージ昇降機構（支持台駆動部）
Ｆ…シートフィルム（基材）
Ｗ…基板
Ｗf…基板表面
Ｗk…ワーク

Claims (6)

1. 一方主面にシート状の基材を貼付された基板を、該一方主面を下向きに保ちながら前記基板の上側から保持する基板保持手段と、
   前記基板に貼付された前記基材の一部を保持しながら前記基板の下方を一方向に移動することで、前記基板から前記基材を剥離させる剥離手段と、
   前記基材を貼付された前記基板を前記一方主面が下向きの状態で外部から受け入れて、前記基板保持手段に受け渡す受け渡し手段と
   を備えることを特徴とする剥離装置。
2. 前記剥離手段は、前記基材を巻き取るための巻き取りローラと、前記巻き取りローラを回転させながら移動させるローラ駆動部とを備える請求項１に記載の剥離装置。
3. 前記基板保持手段は、前記基板の上方から前記基板の前記一方主面とは反対の他方主面を吸着することにより前記基板を保持する請求項１または２に記載の剥離装置。
4. 前記受け渡し手段は、前記基板保持手段の下方に設けられて、外部から受け入れた前記基板を前記一方主面を下向きにして一時的に支持する支持台と、前記支持台を昇降駆動する支持台駆動部とを備え、前記支持台駆動部により前記支持台を前記基板保持手段から離間させた状態で外部から前記基板を前記支持台に受け入れ、前記支持台駆動部により前記支持台を上昇させることにより前記基板を前記基板保持手段に受け渡す請求項１ないし３のいずれかに記載の剥離装置。
5. 前記受け渡し手段は、前記基板の周縁部よりも外側にまで延出させた延出部を前記基材に設けた前記基板を受け入れるように構成され、前記基板保持手段は、前記基材の前記延出部の少なくとも一部を下方に突き出す突き出し機構を備え、前記剥離手段は、前記突き出し機構により突き出された前記延出部を把持するための把持機構を備える請求項１ないし４のいずれかに記載の剥離装置。
6. 前記基板保持手段は、前記基材の前記延出部のうち前記突き出し機構により突き出される領域以外の領域を吸着する基材吸着機構を備える請求項５に記載の剥離装置。

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