JP2014107314A

JP2014107314A - 剥離補助方法および剥離補助装置

Info

Publication number: JP2014107314A
Application number: JP2012257123A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kimura; 貴弘木村; Koji Shibuta; 浩二渋田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2014-06-09
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: JP6126360B2

Abstract

【課題】被剥離層にダメージを与えることなく、均一かつ清浄に被剥離層の剥離を補助することができる剥離補助方法および剥離補助装置を提供する。
【解決手段】フラッシュ光を透過するガラス基板８１に貼り付けられたポリイミド膜８２にデバイス８３が形成されている。ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面にガラス基板８１を透過して波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を照射し、その界面の化学結合を切断してガラス基板８１とポリイミド膜８２との密着性を弱めている。このため、続く剥離工程では、被剥離層たるポリイミド膜８２を小さな応力にて容易にガラス基板８１から剥離することができる。従って、ポリイミド膜８２およびそれに形成されたデバイス８３に物理的なダメージを与えることなく、均一かつ清浄にポリイミド膜８２の剥離を補助することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、フラッシュ光を透過する基板上に貼り付けられた被剥離層の剥離を補助する剥離補助方法および剥離補助装置に関する。

近年、電子ペーパーの実用化にともない、ポリイミド等のフレキシブルな樹脂フィルム上にＴＦＴ素子等の半導体デバイスを形成することが試みられている。可撓性を有する樹脂フィルムはそのままでは搬送等の取り扱いが困難であるため、例えばガラス基板上に樹脂フィルムを形成し、その樹脂フィルム上にデバイスを形成している。ガラス基板を基材とすれば、ＦＰＤ(Flat Panel Display)製造用途などの既存のプロセス技術および設備を流用することができるため好都合である。そして、デバイス形成のためのプロセスが終了した後、ガラス基板から樹脂フィルムを剥離している。

このような剥離技術として、ガラス基板と樹脂フィルムとの界面にレーザー光をスキャン照射したときに生じるアブレーションにより樹脂フィルムを剥離するEPLaR(Electronics on Plastic by Laser Release)と称されるプロセス技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。レーザー光の照射後は、ベルヌーイチャック等によって樹脂フィルムのみを搬送する。また、樹脂フィルムの端部を把持して機械的に樹脂フィルムをガラス基板から剥離することも行われている。

特開２００３−１６３３３８号公報

しかしながら、ガラス基板から樹脂フィルムを剥離する際にレーザー光をスキャン照射した場合には、繰り返しレーザー光を照射することとなるため、ムラが生じやすい。また、レーザー光を照射したときに生じるアブレーションに起因したゴミの問題も発生する。さらに、樹脂フィルムを機械的にガラス基板から剥離した場合には、樹脂フィルム上に形成されたデバイスにダメージを与えるおそれもある。特に、樹脂フィルムの種類によってはガラス基板と樹脂フィルムとの密着性が相当に高いため、樹脂フィルムを強引に剥離すると樹脂フィルム自体が損傷することもあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被剥離層にダメージを与えることなく、均一かつ清浄に被剥離層の剥離を補助することができる剥離補助方法および剥離補助装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、フラッシュ光を透過する基板上に貼り付けられた被剥離層の剥離を補助する剥離補助方法において、所定の波長よりも短い波長域のフラッシュ光を前記基板と前記被剥離層との界面に前記基板を透過して照射することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る剥離補助方法において、前記フラッシュ光の照射によって前記界面の化学結合を切断することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る剥離補助方法において、前記波長域は、紫外域であることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る剥離補助方法において、前記所定の波長は４００ｎｍであることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る剥離補助方法において、フラッシュランプより出射された光からフィルタによって前記所定の波長以上の成分をカットして前記フラッシュ光を前記界面に照射することを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明に係る剥離補助方法において、前記被剥離層が貼り付けられた前記基板の周囲の雰囲気を減圧し、前記界面に存在する気泡を膨張させることを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る剥離補助方法において、前記基板はガラス基板であり、前記被剥離層は樹脂層であることを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかの発明に係る剥離補助方法において、前記被剥離層は前記基板上に接着剤にて貼り付けられていることを特徴とする。

また、請求項９の発明は、フラッシュ光を透過する基板上に貼り付けられた被剥離層の剥離を補助する剥離補助装置において、前記基板および前記被剥離層を収容するチャンバーと、前記チャンバー内にて、前記被剥離層が貼り付けられた前記基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記基板を透過して前記基板と前記被剥離層との界面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、前記保持部と前記フラッシュランプとの間に設けられ、所定の波長よりも短い波長域を透過するフィルタと、を備えることを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、請求項９の発明に係る剥離補助装置において、前記波長域は、紫外域であることを特徴とする。

また、請求項１１の発明は、請求項１０の発明に係る剥離補助装置において、前記所定の波長は４００ｎｍであることを特徴とする。

また、請求項１２の発明は、請求項９から請求項１１のいずれかの発明に係る剥離補助装置において、前記チャンバー内の雰囲気を減圧する減圧手段をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項１３の発明は、請求項９から請求項１２のいずれかの発明に係る剥離補助装置において、前記基板はガラス基板であり、前記被剥離層は樹脂層であることを特徴とする。

また、請求項１４の発明は、請求項９から請求項１３のいずれかの発明に係る剥離補助装置において、前記被剥離層は前記基板上に接着剤にて貼り付けられていることを特徴とする。

請求項１から請求項８の発明によれば、所定の波長よりも短い波長域のフラッシュ光を基板と被剥離層との界面に基板を透過して照射するため、その界面の化学結合を切断して基板と被剥離層との密着性を弱めることができ、被剥離層にダメージを与えることなく、均一かつ清浄に被剥離層の剥離を補助することができる。

特に、請求項６の発明によれば、被剥離層が貼り付けられた基板の周囲の雰囲気を減圧し、界面に存在する気泡を膨張させるため、基板と被剥離層との密着性をさらに弱めることができる。

また、請求項９から請求項１４の発明によれば、基板を透過して基板と被剥離層との界面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、保持部とフラッシュランプとの間に設けられ、所定の波長よりも短い波長域を透過するフィルタと、を備えるため、所定の波長よりも短い波長域のフラッシュ光を当該界面に照射し、界面の化学結合を切断して基板と被剥離層との密着性を弱めることができ、被剥離層にダメージを与えることなく、均一かつ清浄に被剥離層の剥離を補助することができる。

特に、請求項１２の発明によれば、チャンバー内の雰囲気を減圧する減圧手段をさらに備えるため、基板と被剥離層との界面に存在する気泡を膨張させて基板と被剥離層との密着性をさらに弱めることができる。

本発明に係る剥離補助装置の要部構成を示す図である。図１の剥離補助装置における処理手順を示すフローチャートである。被処理体の構造を示す断面図である。キセノンのフラッシュランプの放射分光分布を示す図である。被処理体にフラッシュ光が照射された状態を示す図である。ガラス基板から被剥離層たるポリイミド膜を剥離する様子の一例を示す図である。樹脂層を接着剤にてガラス基板に貼り付けた例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る剥離補助装置１の要部構成を示す図である。この剥離補助装置１は、ガラス基板上に樹脂膜を貼り付けた被処理体８にフラッシュ光を照射することによって、その樹脂膜の剥離を補助する装置である。剥離補助装置１は、主たる要素として、被処理体８を収容するチャンバー１０と、被処理体８を保持する保持プレート２０と、被処理体８にフラッシュ光を照射するフラッシュ光源７０と、光学フィルタ６０と、を備える。また、剥離補助装置１は、装置に設けられた各種動作機構を制御して処理を進行させる制御部３を備える。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。

チャンバー１０は、フラッシュ光源７０の下方に設けられており、チャンバー側壁１１およびチャンバー底部１２によって構成される。チャンバー底部１２は、チャンバー側壁１１の下部を覆う。チャンバー側壁１１およびチャンバー底部１２によって囲まれる空間が処理空間１５として規定される。また、チャンバー１０の上部開口にはチャンバー窓１８が装着されて閉塞されている。

チャンバー１０の天井部を構成するチャンバー窓１８は、石英により形成された板状部材であり、フラッシュ光源７０から照射された光を処理空間１５に透過する石英窓として機能する。チャンバー１０の本体を構成するチャンバー側壁１１およびチャンバー底部１２は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されている。

また、処理空間１５の気密性を維持するために、チャンバー窓１８とチャンバー側壁１１とは図示省略のＯリングによってシールされている。すなわち、チャンバー窓１８の下面周縁部とチャンバー側壁１１との間にＯリングを挟み込み、これらの隙間から気体が流出入するのを防いでいる。

チャンバー１０の内部には保持プレート２０が設けられている。保持プレート２０は、金属製（例えば、アルミニウム製）の平坦な板状部材である。保持プレート２０の上面には複数の支持ピン２２が設けられている。保持プレート２０は、チャンバー１０内にて複数の支持ピン２２によって被処理体８を支持して略水平姿勢に保持する。支持ピン２２は、図示省略の昇降駆動機構（例えば、エアシリンダ等）によって昇降可能とされていても良い。

また、保持プレート２０はヒータ２１を内蔵する。ヒータ２１は、ニクロム線などの抵抗加熱線で構成されており、図外の電力供給源からの電力供給を受けて発熱し、保持プレート２０を加熱する。なお、保持プレート２０には、ヒータ２１に加えて、水冷管等の冷却機構を設けるようにしても良い。

保持プレート２０には、熱電対を用いて構成された図示省略の温度センサが設けられている。温度センサは保持プレート２０の上面近傍の温度を測定し、その測定結果は制御部３に伝達される。制御部３は、温度センサによる測定結果に基づいてヒータ２１の出力を制御し、保持プレート２０を所定の温度とする。保持プレート２０に保持された被処理体８は、保持プレート２０のヒータ２１によって所定の温度に加熱されることとなる。

また、剥離補助装置１は、チャンバー１０内の処理空間１５に処理ガスを供給するガス供給機構４０および処理空間１５から雰囲気の排気を行う排気機構５０を備える。ガス供給機構４０は、処理ガス供給源４１、供給配管４２および供給バルブ４３を備える。供給配管４２の先端側はチャンバー１０内の処理空間１５に連通接続され、基端側は処理ガス供給源４１に接続される。供給配管４２の経路途中に供給バルブ４３が設けられる。供給バルブ４３を開放することによって、処理ガス供給源４１から処理空間１５に処理ガスが供給される。処理ガス供給源４１は、被処理体８の種類や処理目的に応じた適宜の処理ガスを供給することが可能であるが、本実施形態では窒素ガス（Ｎ_２）を供給する。

排気機構５０は、排気装置５１、排気配管５２および排気バルブ５３を備える。排気配管５２の先端側はチャンバー１０内の処理空間１５に連通接続され、基端側は排気装置５１に接続される。排気配管５２の経路途中に排気バルブ５３が設けられる。排気装置５１は、例えばドライポンプとスロットルバルブとを備える。排気装置５１を作動させつつ、排気バルブ５３を開放することによって、処理空間１５の雰囲気を装置外に排出することができる。これらガス供給機構４０および排気機構５０によって、処理空間１５の雰囲気を調整することができる。また、処理空間１５は密閉空間であるため、ガス供給機構４０から処理ガスの供給を行うことなく排気機構５０による雰囲気排出を行うと、処理空間１５内の雰囲気を大気圧未満にまで減圧することができる。

フラッシュ光源７０は、チャンバー１０の上方に設けられている。フラッシュ光源７０は、複数本（図１では図示の便宜上１１本としているが、これに限定されるものではない）のフラッシュランプＦＬと、それら全体の上方を覆うように設けられたリフレクタ７２と、を備えて構成される。フラッシュ光源７０は、チャンバー１０内にて保持プレート２０に保持される被処理体８に対して後述する光学フィルタ６０および石英のチャンバー窓１８を介してフラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射する。

複数のフラッシュランプＦＬは、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が水平方向に沿って互いに平行となるように平面状に配列されている。本実施形態では、フラッシュランプＦＬとしてキセノンフラッシュランプを用いている。キセノンフラッシュランプＦＬは、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設された棒状のガラス管（放電管）と、該ガラス管の外周面上に付設されたトリガー電極と、を備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、コンデンサーに電荷が蓄積されていたとしても通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気が両端電極間の放電によってガラス管内に瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。このようなキセノンフラッシュランプＦＬにおいては、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが０．１ミリ秒ないし１００ミリ秒という極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯のランプに比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。

また、リフレクタ７２は、複数のフラッシュランプＦＬの上方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ７２の基本的な機能は、複数のフラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光を処理空間１５の側に反射するというものである。

チャンバー１０のチャンバー窓１８とフラッシュ光源７０との間に光学フィルタ６０が配設されている。本実施形態の光学フィルタ６０は、石英ガラスにバリウム（Ｂａ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、カドミウム（Ｃｄ）などの金属を溶解させて形成される板状の光学部材である。より詳細には、石英ガラスにバリウム、ヒ素、アンチモン、カドミウムからなる群より選択された少なくとも１以上の金属を溶解させて含有させる。石英ガラスに金属成分を含有させることにより、光学フィルタ６０を透過する光から所定の波長域の光が反射または吸収されてカット（遮光）される。カットされる波長域は、石英ガラスに溶解させる金属の種類に依存する。本実施形態の光学フィルタ６０は、波長４００ｎｍ以上の長波長側の成分をカットし、波長４００ｎｍよりも短い紫外光を透過する。

チャンバー１０とフラッシュ光源７０との間に光学フィルタ６０を設けることによって、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光が光学フィルタ６０を透過するときに、波長４００ｎｍ以上の成分がカットされる。そして、残る波長４００ｎｍ以下の紫外域の成分を有するフラッシュ光が光学フィルタ６０を透過して保持プレート２０に保持された被処理体８に照射されることとなる。

制御部３は、剥離補助装置１に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。制御部３のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部３は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えて構成される。制御部３のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって剥離補助装置１における処理が進行する。

上記の構成以外にも剥離補助装置１には、種々の構成要素が適宜設けられる。例えば、チャンバー側壁１１には、被処理体８を搬入出するための搬送開口部が形設されている。また、フラッシュランプＦＬからの光照射による過剰な温度上昇を防止するために、チャンバー側壁１１に水冷管を設けるようにしても良い。また、チャンバー１０内の気圧を測定する圧力計が設けられている。さらに、フラッシュ光を吸収することによる光学フィルタ６０の加熱を防止するために、光学フィルタ６０に冷却エアを吹き付ける機構を設けるようにしても良い。

次に、上記構成を有する剥離補助装置１における処理手順について説明する。図２は、剥離補助装置１における処理手順を示すフローチャートである。以下に説明する剥離補助装置１の処理手順は、制御部３が剥離補助装置１の各動作機構を制御することにより進行する。

まず、チャンバー１０内に被処理体８が搬入される（ステップＳ１）。被処理体８の搬入は、剥離補助装置１外部の搬送ロボットによって行うようにしても良いし、手動にて行うようにしても良い。図３は、被処理体８の構造を示す断面図である。本実施形態の被処理体８は、ガラス基板８１の上面にポリイミド膜８２が貼り付けられて構成されている。ガラス基板８１としては、例えば、比較的紫外光を透過しやすい石英ガラスを用いるのが好ましい。石英ガラスのガラス基板８１は、フラッシュランプＦＬから放射されるフラッシュ光を概ね全波長域にわたって透過する。ポリイミドの溶液（厳密には、ポリアミド酸の溶液）をガラス基板８１の上面に塗布して乾燥させ、所定温度の熱処理によってイミド化させることにより、ガラス基板８１上にポリイミド膜８２が形成される。ポリイミドの種類にも依存するが、このような塗布法によって形成されたポリイミド膜８２とガラス基板８１との密着性は概ね良好である。

また、ポリイミド膜８２の上面にはデバイス８３が形成されている。ポリイミド膜８２の塗布形成およびデバイス８３の形成は剥離補助装置１とは異なる設備にて行われる。リジッド基板であるガラス基板８１上にポリイミド膜８２を貼り付け、さらにその上にデバイス８３を形成しているため、既存の設備の多くを流用してデバイス形成を行うことができる。そして、デバイス８３が形成された後に、図３のような被処理体８がチャンバー１０内に搬入される。

チャンバー１０内に搬入された被処理体８は支持ピン２２を介して保持プレート２０に載置されて保持される（ステップＳ２）。ここで、被処理体８は、デバイス８３が形成された側の面を下側に向けて、つまりガラス基板８１を上側に向けて保持プレート２０に保持される。また、被処理体８は、複数の支持ピン２２によって点接触で支持されて保持プレート２０に保持される。複数の支持ピン２２は、デバイス８３が形成されていないガラス基板８１の周縁部を支持するのが好ましい。

保持プレート２０は、内蔵するヒータ２１によって予め所定温度に加熱されている。保持プレート２０の温度は制御部３によって制御されている。ガラス基板８１にポリイミド膜８２が貼り付けられた被処理体８が複数の支持ピン２２によって保持プレート２０に近接支持されることにより、デバイス８３が形成されたポリイミド膜８２を含む被処理体８の全体が加熱される。被処理体８を加熱する温度は、デバイス８３に熱的ダメージを与えない範囲で適宜に設定される。このときの加熱効率を高めるため、複数の支持ピン２２によって支持する被処理体８の高さ位置は保持プレート２０の上面に近い方が好ましい。

また、被処理体８がチャンバー１０内に搬入されて、処理空間１５が密閉空間とされた後、チャンバー１０内が減圧される（ステップＳ３）。すなわち、ガス供給機構４０からのガス供給を行うことなく排気機構５０による排気を行うことにより、チャンバー１０内の処理空間１５の雰囲気が大気圧未満に減圧される。このときに、チャンバー１０内の酸素分圧をさらに低下させる必要があれば、ガス供給機構４０から窒素ガスを供給して処理空間１５を窒素雰囲気に置換した後に、チャンバー１０内を減圧するようにしても良い。

保持プレート２０に保持された被処理体８が加熱されて所定の温度にまで到達し、チャンバー１０内が大気圧未満にまで減圧された後、制御部３の制御によりフラッシュ光源７０の複数のフラッシュランプＦＬが一斉に点灯する（ステップＳ４）。フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光（リフレクタ７２によって反射されたフラッシュ光を含む）は処理空間１５にて保持プレート２０に保持された被処理体８へと向かう。フラッシュランプＦＬから出射されるフラッシュ光は、予め蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が０．１ミリ秒以上１００ミリ秒以下程度の極めて短く強い閃光である。

このとき、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光は、光学フィルタ６０を透過した後に処理空間１５に入射する。本実施形態では、波長４００ｎｍ以上の波長域の成分をカットする光学フィルタ６０がフラッシュ光源７０とチャンバー窓１８との間に設置されているため、フラッシュ光が光学フィルタ６０を透過するときに４００ｎｍ以上の光（主に可視光および赤外光）がカットされる。その結果、チャンバー１０内の処理空間１５には、波長４００ｎｍよりも短い波長域のフラッシュ光が入射されることとなる。

図４は、キセノンのフラッシュランプＦＬの放射分光分布を示す図である。同図に示すように、キセノンのフラッシュランプＦＬの放射分光分布は紫外域から近赤外域におよんでおり、波長４００ｎｍよりも短波長側の紫外光と長波長側の可視光および赤外光が含まれる。本実施形態においては、光学フィルタ６０によって波長４００ｎｍ以上の成分をカットすることにより、波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を被処理体８に照射している。

図５は、被処理体８にフラッシュ光が照射された状態を示す図である。チャンバー１０内にて、被処理体８はガラス基板８１を上側に向けて保持プレート２０に保持されている。チャンバー１０の上方に設けられたフラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光は、被処理体８の上側から、つまりガラス基板８１の側から照射される。被処理体８に照射されるフラッシュ光は、光学フィルタ６０によって波長４００ｎｍ以上の成分がカットされた紫外光である。

ガラス基板８１は、波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を透過する。その結果、紫外域のフラッシュ光は、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面にガラス基板８１を透過して照射されることとなる。また、本実施形態では、紫外域のフラッシュ光は被処理体８の全面に対して一括して照射される。

上述したように、塗布法によって形成されたポリイミド膜８２とガラス基板８１との密着性は高く、ポリイミド膜８２は化学結合によってガラス基板８１に貼り付いているものと考えられる。すなわち、塗布法によってポリイミド膜８２を成膜すると、ガラス基板８１の表面とポリイミド樹脂に含まれる官能基との間に化学結合が形成され、両者が強固に密着するのである。

周知のように、紫外線は化学結合を切断して有機物を分解する性質を有する。本実施形態においては、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面に紫外域のフラッシュ光を照射し、その界面に存在している化学結合を切断している。これにより、後述するステップＳ７の剥離工程におけるポリイミド膜８２の剥離が極めて容易となる。すなわち、本発明に係る剥離補助装置１での処理は、ガラス基板８１上に貼り付けられたポリイミド膜８２の剥離を補助するものである。

被処理体８に対するフラッシュ光照射が終了した後、排気機構５０による排気が停止されるとともに、ガス供給機構４０から処理空間１５に窒素ガスが供給されてチャンバー１０内が大気圧に復圧される（ステップＳ５）。その後、チャンバー１０から処理後の被処理体８が搬出される（ステップＳ６）。これにより、剥離補助装置１における一連の剥離補助処理は完了する。

チャンバー１０から搬出された被処理体８はポリイミド膜８２の剥離処理に供される（ステップＳ７）。図６は、ガラス基板８１から被剥離層たるポリイミド膜８２を剥離する様子の一例を示す図である。ポリイミド膜８２の端部を剥がして把持部材（図示省略）によって機械的に把持し、その把持部材が図６中の矢印にて示すように移動することによってポリイミド膜８２がガラス基板８１から剥離される。紫外域のフラッシュ光照射によってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の化学結合が切断され、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との密着が脆弱になっているため、小さな応力にて簡単にポリイミド膜８２をガラス基板８１から剥離することができる。このような剥離処理は、剥離補助装置１とは異なる設備において行われる。なお、把持部材に代えて、ポリイミド膜８２の端部をドラムに巻き付け、そのドラムを回転させることによってポリイミド膜８２をガラス基板８１から剥離するようにしても良い。

本実施形態においては、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面に波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を照射し、その界面の化学結合を切断してガラス基板８１とポリイミド膜８２との密着性を弱めている。このため、ステップＳ７の剥離工程では、被剥離層たるポリイミド膜８２を小さな応力にて容易にガラス基板８１から剥離することができる。従って、ポリイミド膜８２およびそれに形成されたデバイス８３に物理的なダメージを与えることなく、ポリイミド膜８２を剥離することができる。

また、本実施形態では、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の全面に対して紫外域のフラッシュ光を一括して照射しているため、界面全面の化学結合をムラなく均一に切断することができる。照射時間が０．１ミリ秒以上１００ミリ秒以下程度のフラッシュ光を一括照射すれば、従来のようにレーザー光をスキャン照射するのと比較して処理時間を顕著に短くすることもできる。

また、本実施形態においては、紫外域のフラッシュ光照射によってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の化学結合を切断しているため、従来のレーザー光照射によるアブレーションなどと比較してゴミの発生を少なく抑制することができる。すなわち、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面に波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を照射することにより、被剥離層たるポリイミド膜８２にダメージを与えることなく、均一かつ清浄に被剥離層の剥離を補助することができるのである。

特に、本実施形態では、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光から光学フィルタ６０によって波長４００ｎｍ以上の成分をカットし、波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を界面に照射している。波長４００ｎｍ以上の光（主に可視光および赤外光）は、界面の化学結合の切断には寄与しない一方、ポリイミド膜８２およびデバイス８３に吸収されてそれらを加熱する作用を有する。光学フィルタ６０によって波長４００ｎｍ以上の成分をカットすれば、デバイス８３を必要以上に加熱して熱的ダメージを与えることを防止できる。

また、紫外域のフラッシュ光照射による剥離補助は大気圧未満の雰囲気にて行われている。ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面に紫外域のフラッシュ光を照射すると、その界面の化学結合が切断されたときに微量のガスが発生する。被剥離層たるポリイミド膜８２が貼り付けられたガラス基板８１の周囲の雰囲気を減圧した状態にて界面に紫外域のフラッシュ光を照射して微量のガスを発生させると、周囲が減圧状態であるためにそのガスの気泡が膨張することとなる。その結果、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との密着性がさらに弱まり、被剥離層たるポリイミド膜８２をより簡単にガラス基板８１から剥離することができる。

さらに、本実施形態においては、フラッシュ光照射前に、保持プレート２０が内蔵するヒータ２１によって、デバイス８３に熱的ダメージを与えない程度の温度に被処理体８を加熱している。これにより、紫外域のフラッシュ光照射時に界面の化学結合が熱エネルギーによる補助を受けて切断されることとなり、切断効率を高めてガラス基板８１とポリイミド膜８２との密着性をさらに弱めることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は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、上記実施形態においては、ガラス基板８１上に貼り付けられたポリイミド膜８２にデバイス８３を形成したものを被処理体８としていたが、被処理体８はこれに限定されるものではなく、種々のバリエーションが可能である。

例えば、ポリイミド膜８２に代えてＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの他の樹脂材料をガラス基板８１に貼り付けたものを被処理体８とし、本発明に係る剥離補助装置１によって樹脂層の剥離補助を行うようにしても良い。この場合であっても、ガラス基板８１と被剥離層たる樹脂層との界面にガラス基板８１を透過して波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を照射することにより、その界面の化学結合を切断する。

ガラス基板８１と樹脂層との密着性が十分でない場合には、樹脂層をガラス基板８１上に接着剤にて貼り付けるようにしても良い。図７は、樹脂層を接着剤にてガラス基板８１に貼り付けた例を示す図である。図７の例では、ガラス基板８１の上面に接着剤８５を用いて樹脂層１８２を貼り付けている。すなわち、ガラス基板８１と樹脂層１８２とが接着剤８５を挟み込んで貼り合わされており、ガラス基板８１と樹脂層１８２との界面には接着剤８５が存在している。接着剤８５としては、例えばエポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系接着剤を用いることができる。このような接着剤８５にて貼り付けられた樹脂層１８２を剥離する際にも、ガラス基板８１と樹脂層１８２との界面の接着剤８５に波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を照射する。これにより、樹脂である接着剤８５の化学結合が切断され、ガラス基板８１と樹脂層１８２との密着性が弱まって上記実施形態と同様の剥離補助を行うことができる。

また、ガラス基板８１と樹脂層１８２との間に他の異なる介在層が挟み込まれていてもよい。この場合であっても、波長４００ｎｍよりも短い紫外域のフラッシュ光を照射することにより、介在層または介在層と樹脂層との界面の化学結合を切断してガラス基板８１と樹脂層との密着性を弱め、上記実施形態と同様の剥離補助を行うことができる。さらに、ガラス基板８１に代えて、フラッシュ光を透過する他の基板上に被剥離層たる樹脂層を貼り付けるようにしても良い。

また、上記実施形態においては、石英ガラスに所定の金属成分を含有させたものを光学フィルタ６０として用いていたが、これに限定されるものではなく、フラッシュ光から所定波長域の光をカットできるものであれば良い。例えば、所定の色のインクによって着色した水を中空のガラス部材に封入したものを光学フィルタ６０としても良い。或いは、石英ガラスの表面に金属または金属酸化物の薄膜を成膜することによって光学フィルタ６０を形成するようにしても良い。もっともこのような薄膜は、フラッシュ光照射時の急速な昇温によって剥離するおそれがあるため、石英ガラスに金属を溶解させる方が好ましい。

さらに、フラッシュランプＦＬ自体の構成を異なるものとすることによって所定の波長域の光をカットするようにしても良い。具体的には、フラッシュランプＦＬのガラス管内部に封入されているキセノンガスのガス圧を高くすると、図４の放射分光分布が短波長側にシフトする。その結果、フラッシュランプＦＬから放射されるフラッシュ光自体から長波長側の成分をカットすることができる。もっとも、キセノンガスのガス圧を変化させると、フラッシュ光の強度が低くなったり、或いはフラッシュランプＦＬにダメージを与えることがあるため、上記実施形態のように光学フィルタ６０によって所定の波長域の光をカットするのが望ましい。

また、上記実施形態においては、光学フィルタ６０によって波長４００ｎｍ以上の成分をカットするようにしていたが、これに限定されるものではなく、被剥離層の材質に応じて適宜の波長域をカットすれば良い。例えば、波長５００ｎｍ以上の成分をカットして、波長５００ｎｍよりも短い可視光および紫外光のフラッシュ光を被処理体８に照射するようにしても良い。また、波長３００ｎｍ以上の成分をカットして、波長３００ｎｍよりも短い遠紫外域のフラッシュ光を被処理体８に照射するようにしても良い。

また、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光をそのまま照射しても樹脂層およびデバイス８３に熱的ダメージを与えるおそれが無ければ、光学フィルタ６０は必ずしも必須の要素ではない。

また、上記実施形態においては、保持プレート２０に内蔵されたヒータ２１によってフラッシュ光照射前に被処理体８を加熱するようにしていたが、ヒータ２１に代えてハロゲンランプによって被処理体８を加熱するようにしても良い。複数の支持ピン２２によって支持される被処理体８と保持プレート２０の上面との間隔が大きい場合にはハロゲンランプによる加熱が好ましく、樹脂層が透明である場合にはヒータ２１によって加熱するのが好ましい。また、紫外域のフラッシュ光照射のみによって界面の化学結合を十分に切断できる場合には、フラッシュ光照射前の加熱は必須ではない。

また、上記実施形態では、フラッシュ光源７０にキセノンのフラッシュランプＦＬを備えていたが、これに代えてクリプトンなどの他の希ガスのフラッシュランプを用いるようにしても良い。

本発明に係る剥離補助方法および剥離補助装置は、基板上に被剥離層を貼り付けた種々の被処理体に適用することができ、特に電子ペーパーなどに用いられるフレキシブルデバイス、フレキシブルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、電子機器、太陽電池、燃料電池、半導体デバイスなどに好適に利用することができる。

１剥離補助装置
３制御部
８被処理体
１０チャンバー
１５処理空間
１８チャンバー窓
２０保持プレート
２１ヒータ
２２支持ピン
４０ガス供給機構
５０排気機構
６０光学フィルタ
７０フラッシュ光源
７２リフレクタ
８１ガラス基板
８２ポリイミド膜
８３デバイス
８５接着剤
１８２樹脂層
ＦＬフラッシュランプ

Claims

フラッシュ光を透過する基板上に貼り付けられた被剥離層の剥離を補助する剥離補助方法であって、
所定の波長よりも短い波長域のフラッシュ光を前記基板と前記被剥離層との界面に前記基板を透過して照射することを特徴とする剥離補助方法。
請求項１記載の剥離補助方法において、
前記フラッシュ光の照射によって前記界面の化学結合を切断することを特徴とする剥離補助方法。
請求項１または請求項２に記載の剥離補助方法において、
前記波長域は、紫外域であることを特徴とする剥離補助方法。
請求項３記載の剥離補助方法において、
前記所定の波長は４００ｎｍであることを特徴とする剥離補助方法。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の剥離補助方法において、
フラッシュランプより出射された光からフィルタによって前記所定の波長以上の成分をカットして前記フラッシュ光を前記界面に照射することを特徴とする剥離補助方法。
請求項１から請求項５のいずれかに記載の剥離補助方法において、
前記被剥離層が貼り付けられた前記基板の周囲の雰囲気を減圧し、前記界面に存在する気泡を膨張させることを特徴とする剥離補助方法。
請求項１から請求項６のいずれかに記載の剥離補助方法において、
前記基板はガラス基板であり、
前記被剥離層は樹脂層であることを特徴とする剥離補助方法。
請求項１から請求項７のいずれかに記載の剥離補助方法において、
前記被剥離層は前記基板上に接着剤にて貼り付けられていることを特徴とする剥離補助方法。
フラッシュ光を透過する基板上に貼り付けられた被剥離層の剥離を補助する剥離補助装置であって、
前記基板および前記被剥離層を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内にて、前記被剥離層が貼り付けられた前記基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記基板を透過して前記基板と前記被剥離層との界面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記保持部と前記フラッシュランプとの間に設けられ、所定の波長よりも短い波長域を透過するフィルタと、
を備えることを特徴とする剥離補助装置。
請求項９記載の剥離補助装置において、
前記波長域は、紫外域であることを特徴とする剥離補助装置。
請求項１０記載の剥離補助装置において、
前記所定の波長は４００ｎｍであることを特徴とする剥離補助装置。
請求項９から請求項１１のいずれかに記載の剥離補助装置において、
前記チャンバー内の雰囲気を減圧する減圧手段をさらに備えることを特徴とする剥離補助装置。
請求項９から請求項１２のいずれかに記載の剥離補助装置において、
前記基板はガラス基板であり、
前記被剥離層は樹脂層であることを特徴とする剥離補助装置。
請求項９から請求項１３のいずれかに記載の剥離補助装置において、
前記被剥離層は前記基板上に接着剤にて貼り付けられていることを特徴とする剥離補助装置。