JP2014146770A - 剥離装置および剥離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２枚の板状体の間にパターン等が担持されている場合でもこれを損傷させることなく２枚の板状体を良好に剥離させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】第１板状体ＢＬを保持する第１保持手段３１０と、第１板状体の一端部を第２板状体とは反対の方向へ柱面状に屈曲させて、第１板状体が密着している第２板状体の密着領域の一部を第１板状体が剥離した剥離領域に転換させ、しかも、密着領域と剥離領域との境界がなす剥離境界線を単一かつ直線状とする剥離開始手段３２１と、剥離境界線が形成された第２板状体ＳＢを保持する第２保持手段１２２と、第１保持手段と第２保持手段との間隔を増大させて第１板状体と第２板状体とを離間させる離間手段とを備える剥離装置である。
【選択図】図６

Description

この発明は、互いに密着した２枚の板状体を剥離して離間させる剥離装置および剥離方法に関するものである。

ガラス基板や半導体基板などの板状体に所定のパターンや薄膜を形成する技術として、他の板状体に担持されたパターンや薄膜（以下、「パターン等」という）を基板に転写するものがある。この技術においては、２枚の板状体を密着させてパターン等を一方から他方に転写した後、パターン等を損壊させることなく２枚の板状体を剥離する必要がある。

この目的のために、例えば特許文献１に記載の技術では、貼り合わせた２枚の基板を水平姿勢に保持し、上下基板それぞれを真空吸着した状態で離間方向に移動させている。このとき、上側基板を局所的に吸着する多数の吸着パッドを基板の一方端部側から順に上昇させることで、剥離が基板の一方端から他方端へ向けて進行するようにされている。さらに、剥離初期段階において基板の分離のきっかけを与えるために、一方基板の端部を突き上げる構成が開示されている。また特許文献２には、ステージ上に載置したシートを取り出すために、ステージとシートとの間に楔状の剥離爪を挿入して両者の間に隙間を作る技術が記載されている。

特開２００８−２８７９４９号公報（例えば図１０、図１５） 特開２００３−０７２１２３号公報（例えば図１３）

この種の転写技術は種々のデバイス製造プロセスに適用されるようになってきているが、パターン等を形成する材料の多様化やパターンの微細化、基板の大型化等に伴って、剥離プロセスにおいてより緻密な進行管理が必要となってきている。すなわち、剥離プロセスでは、２枚の板状体の間において剥離済みの領域と未剥離の領域との境界である剥離境界線が未剥離の領域側へ進行することにより最終的に全体が剥離されるが、この剥離境界線の進行速度、つまり剥離速度が変動すると応力集中に起因するパターン等の損壊が生じやすい。特に、剥離プロセスの初期段階では剥離境界線の形状が安定していないため、剥離境界線の形状変化に伴う剥離速度の変動が起きやすい。

しかしながら、上記従来技術では、剥離速度をこのように厳密に管理することができる構成となっておらず、特に剥離境界線の局所的な形状変化に起因する剥離速度の変動を抑制する方法がなかった。このため、パターン等の損壊を防止するという点で、上記従来技術には改善の余地が残されていた。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、互いに密着した２枚の板状体を剥離して離間させる剥離装置および剥離方法において、２枚の板状体の間にパターン等が担持されている場合でもこれを損傷させることなく２枚の板状体を良好に剥離させることが可能な技術を提供することを目的とする。

この発明の一の態様は、互いに密着した第１板状体と第２板状体とを剥離させる剥離装置において、上記目的を達成するため、前記第１板状体を保持する第１保持手段と、前記第１板状体の一端部を前記第２板状体とは反対の方向へ柱面状に屈曲させて、前記第１板状体が密着している前記第２板状体の密着領域の一部を前記第１板状体が剥離した剥離領域に転換させ、しかも、前記密着領域と前記剥離領域との境界がなす剥離境界線を単一かつ直線状とする剥離開始手段と、前記剥離境界線が形成された前記第２板状体を保持する第２保持手段と、前記第１保持手段と前記第２保持手段との間隔を増大させて、前記第１板状体と前記第２板状体とを離間させる離間手段とを備えている。

また、この発明の他の態様は、互いに密着した第１板状体と第２板状体とを剥離させる剥離方法において、上記目的を達成するため、前記第１板状体の一端部を前記第２板状体とは反対の方向へ柱面状に屈曲させて、前記第１板状体が密着している前記第２板状体の密着領域の一部を前記第１板状体が剥離した剥離領域に転換させ、前記密着領域と前記剥離領域との境界に単一かつ直線状の剥離境界線を形成する剥離境界線形成工程と、前記第１板状体と前記第２板状体とを離間方向に相対移動させて、前記剥離境界線を直線状に維持しつつ前記密着領域側に進行させる剥離工程とを備えている。

このように構成された発明では、互いに密着した第１板状体と第２板状体とを離間させるのに先立って、その一方である第１板状体の一端部を第２板状体とは反対側へ屈曲させることで、剥離のきっかけを与える。このとき、第１板状体を柱面状に屈曲させることにより、密着領域と剥離領域との境界の剥離境界線を直線状とすることができる。こうして初期段階の剥離境界線を直線状としておくことで、第１板状体と第２板状体とを離間させる過程では直線状の剥離境界線を密着領域側に進行させることができ、剥離境界線の形状変動に起因する剥離速度の変化を抑制することができる。そのため、本発明では、剥離速度をより厳密に管理して剥離を進行させることが可能であり、例えば２枚の板状体の間にパターン等（パターンや薄膜）が担持されている場合であってもその損壊を防止しながら剥離を行うことができる。

この発明にかかる剥離装置は、例えば、第１保持手段は、第１板状体の主面のうち第２板状体に密着する一方主面と反対側の他方主面に当接して第１板状体を保持する平面状の当接面を有するとともに、当接面とこれに接続する他の面との間の稜線の少なくとも一部が当該稜線方向における第１板状体の長さ以上の長さの直線となっており、第１板状体の一端部を稜線よりも外側に突出させた状態で第１板状体を保持し、剥離開始手段は、稜線の外側において第１板状体を屈曲させるように構成されてもよい。

このような構成では、第１板状体のうち平面状の当接面に当接している領域は平面状態に保持されるので、この領域での屈曲を防止して一端部のみを確実に屈曲させることができる。また直線状の稜線に第１板状体を当接させた状態で屈曲させることで、屈曲により生じる剥離境界線を確実に直線状とすることができる。

また例えば、互いに密着した平面サイズの異なる２枚の板状体を剥離させる場合には、それらのうち平面サイズの大きいものを第１板状体、他方を第２板状体として、第１保持手段は第１板状体のうち第２板状体と密着していない周縁部を稜線の外側に突出させて保持し、剥離開始手段は、第２板状体側から周縁部に当接して第１板状体を第２板状体とは反対の方向へ押し遣る押圧部材を備えるように構成されてもよい。押圧部材によって第１板状体の一端部を押し遣ることで、第１板状体を確実に変形させ、第２板状体からの部分的な剥離が可能となる。

この場合、押圧部材が稜線と平行な方向において一様に第１板状体に当接するように構成されてもよい。第１板状体への押圧力が不均一である場合、第１板状体が波打つように変形し柱面状の変形とならないことがある。それにより形成される剥離境界線もうねってしまい直線状とならない。１つの方向に沿って均一な押圧力を与えることで第１板状体を柱面状に屈曲させて剥離境界線を確実に直線状とすることができる。それが稜線と平行な方向であればより効果的である。

また例えば、第２板状体の一方主面中央部の有効領域に担持されたパターンまたは薄膜を介して密着した第１板状体と第２板状体とを剥離させる場合には、剥離開始手段は、有効領域の外側に剥離境界線を生成させることが望ましい。このような構成では直線状の剥離境界線が確立されるまでの初期段階で剥離境界線のうねりが生じたとしても、その影響が有効領域に及ぶことが防止される。すなわち、有効領域内のパターン等の損壊が防止される。

この場合、例えば、第１板状体とは反対側かつ有効領域の外側で、剥離境界線と平行な方向において一様に第２板状体に当接する当接部材を備えるように構成されてもよい。このようにすると、剥離の初期段階で剥離境界線が有効領域まで到達するのを防止することができる。

なおこの場合、第１板状体と第２板状体との離間移動につれて、当接部材を第２板状体に当接させながら剥離境界線から離れる方向に移動させるようにしてもよく、このようにすれば、当接部材によって剥離境界線の不規則な進行を規制しつつ剥離を進行させることができる。

また例えば、第１保持手段は、第１板状体を有効領域との対向位置よりも外側で吸着保持し、剥離開始手段は、第１板状体の第１保持手段に吸着保持される部分よりも外側の第１板状体の一端部を屈曲させるように構成されてもよい。このような構成では、第１板状体の変形が起こる位置は吸着保持された位置よりも外側に限定されるので、有効領域との対向位置での変形が防止される。これにより、パターン等へのストレスやその歪みを防止することができる。

また例えば、第２保持手段は、剥離境界線が形成される位置に最も近い第２板状体の周縁部を保持するように構成されてもよい。こうすることで、剥離境界線の近傍に応力を集中させて第１板状体と第２板状体との分離を確実に開始させることができ、また剥離境界線を、第２保持手段により保持される第２板状体の周縁部から反対方向に向けて確実に進行させることができる。

また例えば、離間手段は、第１保持手段と第２保持手段との間隔を一定の速さで増大させるように構成されてもよい。直線状の剥離境界線を形成した上で一定速度で第１保持手段と第２保持手段とを離間させることで、密着領域全体において一定の剥離速度を得ることができる。

また、この発明にかかる剥離方法は、例えば、剥離境界線形成工程に先立って、ステージの平面部の稜線よりも外側に第１板状体の一端部を突出させた状態でステージの平面部に第１板状体を当接させる設置工程を備え、剥離境界線形成工程では、ステージと反対側から一端部を第２板状体とは反対の方向へ押し遣るように構成されてもよい。

このような構成では、上記した剥離装置と同様に、第１板状体の一端部を第２板状体から離間する方向に変形させることができ、これにより第１板状体と第２板状体とを部分的に剥離させて剥離境界線を形成することができる。

また、第２板状体の一方主面中央部の有効領域に担持されたパターンまたは薄膜を介して密着した第１板状体と第２板状体とを剥離させる場合には、例えば設置工程では、第１板状体のうち有効領域と対向する領域を平面部に当接させる一方、有効領域と対向する領域よりも外側で第１板状体を平面部の稜線に当接させるようにしてもよい。これにより、剥離工程の実施前に剥離境界線が有効領域まで到達するのを防止することができ、また第１板状体の変形を有効領域の外側のみに限定することができる。

また例えば、剥離工程では、第２板状体の第１板状体とは反対側の面に対して、剥離境界線の方向に直交する方向に延びる当接部材を当接させながら、第２板状体に対して当接部材を相対的に、第１板状体と第２板状体との離間移動に同期させて剥離領域とは反対側に移動させるようにしてもよい。このようにすれば、当接部材によって剥離境界線の不規則な進行を規制しつつ、剥離の進行を安定的に管理することができる。

この発明によれば、第１板状体と第２板状体とが密着する密着領域の端部に予め単一かつ直線状の剥離境界線を形成した上で第１板状体と第２板状体とを離間させるので、剥離境界線の進行速度が管理しやすくなる。そのため、第１板状体と第２板状体との間にパターン等が担持されている場合でも、剥離速度の変動に起因するパターン等の損壊が防止されて、良好に剥離を行うことができる。

この発明にかかる剥離装置の一実施形態を示す斜視図である。 この剥離装置の主要部を示す図である。 この剥離装置の電気的構成を示すブロック図である。 ステージとこれに載置される積層体との位置関係を示す図である。 剥離処理を示すフローチャートである。 処理中の各段階における各部の位置関係を示す第１の図である。 処理中の各段階における各部の位置関係を示す第２の図である。 剥離境界線と剥離速度との関係を示す図である。

図１はこの発明にかかる剥離装置の一実施形態を示す斜視図である。各図における方向を統一的に示すために、図１右下に示すようにＸＹＺ直交座標軸を設定する。ここでＸＹ平面が水平面、Ｚ軸が鉛直軸を表す。より詳しくは、（＋Ｚ）方向が鉛直上向き方向を表している。

この剥離装置１は、主面同士が互いに密着した状態で搬入される２枚の板状体を剥離させるための装置である。例えばガラス基板や半導体基板等の基板の表面に所定のパターンを形成するパターン形成プロセスの一部において用いられる。より具体的には、このパターン形成プロセスでは、被転写体である基板に転写すべきパターンを一時的に担持する担持体としてのブランケット表面にパターン形成材料を均一に塗布し（塗布工程）、パターン形状に応じて表面加工された版をブランケット上の塗布層に押し当てることによって塗布層をパターニングし（パターニング工程）、こうしてパターンが形成されたブランケットを基板に密着させることで（転写工程）、パターンをブランケットから基板に最終転写する。

このとき、パターニング工程において密着された版とブランケットとの間、または転写工程において密着された基板とブランケットとの間を離間させる目的のために、本装置を好適に適用することが可能である。もちろんこれらの両方に用いられてもよく、これ以外の用途で用いられても構わない。例えば担持体に担持された薄膜を基板に転写する際の剥離プロセスにも適用することができる。

この剥離装置１は、上部ユニット１０、中央ユニット３０および下部ユニット５０がそれぞれ筐体に据え付けられた構造を有している。図１では装置の内部構造を示すために筐体の図示を省略している。また、この剥離装置１は後述する制御ユニット７０（図３）を備えている。

上部ユニット１０では、筐体に固定される支持ベース１０１の上面に１対の支柱１０２，１０３がＹ方向に所定の間隔で並べて立設されており、これらの支柱の上部に梁部材１０４が架設されている。支柱１０２，１０３の（＋Ｘ）側側面には鉛直方向（Ｚ方向）に延びるガイドレール１０２ａ，１０３ａがそれぞれ取り付けられている。ガイドレール１０２ａ，１０３ａにはそれぞれスライダ１１１，１１２が鉛直方向に摺動自在に取り付けられており、これらのスライダ１１１，１１２はＹ方向に延設されるアーム支持プレート１１３の両端部にそれぞれ取り付けられている。

アーム支持プレート１１３の両端部には（＋Ｘ）方向に延びる１対のアーム１１４，１１５が取り付けられており、これらのアームに種々の処理ブロックを装着することができる。この実施形態では（＋Ｙ）側の１つのアーム１１５に処理ブロックとしての上部吸着ブロック１２０が装着されている。上部吸着ブロック１２０については後で説明する。

アーム支持プレート１１３の（−Ｘ）側側面にはプレート昇降機構１１６が設けられ、その上方の梁部材１０４に取り付けられたモータ１０５の回転軸と接続されている。モータ１０５の回転軸が回転すると、その回転運動がプレート昇降機構１１６に設けられた例えばボールねじ機構などの変換機構によって上下運動に変換され、これによりアーム支持プレート１１３がガイドレール１０２ａ，１０３ａに沿ってＺ方向に移動する。これに伴って、アーム１１５に取り付けられた上部吸着ブロック１２０もＺ方向に移動する。

次に中央ユニット３０の構成を説明する。中央ユニット３０は、筐体に固定される支持ベース３０１の上面略中央部にステージ３１０が設置されている。詳しくは後述するが、塗布層を介して版とブランケットとが密着してなる積層体、またはパターンを介して基板とブランケットとが密着してなる積層体が外部からこの剥離装置１に搬入されると、該積層体はステージ３１０の上面に載置される。ステージ３１０はその上に載置される積層体よりも大きな平面サイズを有している。

支持ベース３０１上においてステージ３１０の（＋Ｙ）側には、ステージ３１０の上面に載置された積層体の端部を下方へ屈曲させることで剥離を開始させる初期剥離ブロック３２０が取り付けられている。初期剥離ブロック３２０については後に詳述する。

下部ユニット５０では、筐体に固定される支持ベース５０１が中央ユニット３０の支持ベース３０１の下方にＹ方向に延設されており、その上面にガイドレール５１０が取り付けられている。ガイドレール５１０にはスライダ５１１が摺動自在に取り付けられており、スライダ５１１は押圧ローラブロック５２０を支持している。したがって押圧ローラブロック５２０はＹ方向に移動自在となっている。

押圧ローラブロック５２０は、中央ユニット３０のステージ３１０の上方でＸ方向に延設されたローラ５２１と、ステージ３１０の下方にＸ方向に延設された横架部およびその両端からステージ３１０の上面より上方まで突き出した立設部を有し該立設部でローラ５２１の両端を回転自在に保持するローラ保持部５２２と、図１では隠れているがローラ保持部５２２をＺ方向に移動させてローラ５２１の高さを変化させる昇降機構５２３（図３）とを備えている。

下部ユニット５０はさらにモータ５０２を備えており、モータ５０２の回転運動は図示しない変換機構によってＹ方向の直線運動に変換され、押圧ローラブロック５２０を駆動する。すなわち、押圧ローラブロック５２０は、モータ５０２の回転によって、ガイドレール５１０に沿ってＹ方向に移動する。

図２はこの剥離装置の主要部を示す図である。より詳しくは、図２（ａ）はステージ３１０の周辺構成の配置を示す斜視図であり、図２（ｂ）はそのＹ−Ｚ切断面を見た部分断面図である。図において破線矢印は各構成要素の可動方向を示している。

ステージ３１０には複数の溝が刻設されている。具体的には、最も内側に、ステージ３１０の中央部分を囲むように矩形環状の環状溝３１３が設けられている。そして、環状溝３１３の外側（±Ｘ）側、（±Ｙ）側の周囲に隣接して、概略矩形形状をした溝３１４が設けられている。なお溝３１４は環状でなくてもよく、例えば矩形の四辺のうち一部が独立したものであってもよい。

これらの各溝には、実行される処理に応じて適宜陽圧、負圧および大気圧のいずれかが個別に供給される。これにより、ステージ３１０に載置される物体の吸着および吸着の解除、さらに該物体の浮上が実現される。後述するように、この実施形態では主として、環状溝３１３が大気圧に解放された大気解放溝として、また他の溝３１４が負圧を供給されて真空吸引溝としてそれぞれ機能する。

図２（ｂ）からわかるように、ステージ３１０の上面は略水平の平面である水平面部３１１と、これに接続し所定の傾き角θを有する平面である傾斜面部３１２とで構成されている。水平面部３１１と傾斜面部３１２とが接する稜線部Ｅは、Ｘ方向に平行な直線状となっている。図では傾きが強調されているが、傾き角θとしては数度程度であり、例えば２度とすることができる。溝３１４は水平面部３１１のうち稜線部Ｅの近傍に設けられている。

ステージ３１０の水平面部３１１の上方には、ステージ３１０下方から延びるローラ保持部５２２により回転自在に保持されたローラ５２１がＸ方向に延設配置されている。ローラ５２１は図示しない昇降機構によりＺ方向に移動可能であり、これによりステージ３１０に対して接近、離間移動する。また、モータ５０２（図１）の回転によってローラ５２１は押圧ローラブロック５２０と一体的にＹ方向へ移動する。ローラ５２１は駆動源を有しておらず自由回転する。

ステージ３１０の稜線部Ｅの上方には、上部吸着ブロック１２０（図１）の吸着機構が設けられる。該吸着機構は、Ｘ方向に延設されるヘッド部１２１と、該ヘッド部１２１にそれぞれ装着されてＸ方向に並べられた複数の吸着パッド１２２とを有している。吸着パッド１２２は例えばゴムなどの弾性材料により形成され、それぞれに負圧が供給されることで、物体を吸着することができる。ヘッド部１２１は上部吸着ブロック１２０の昇降機構１２３（図１）により昇降移動が可能となっており、これにより、各吸着パッド１２２が一体的に、ステージ３１０に対して接近、離間移動する。なお、図示を省略しているが、上部吸着ブロック１２０はさらに、ヘッド部１２１をＹ方向に移動させることで各吸着パッド１２２のＹ方向位置を調整するための位置調整機構を有している。

ステージ３１０の傾斜面部３１２の上方には、初期剥離ブロック３２０の押圧部材３２１が配置されている。より具体的には、初期剥離ブロック３２０は、傾斜面部３１２の上方でＸ方向に延設された押圧部材３２１を有しており、押圧部材３２１は支持アーム３２２により支持されている。押圧部材３２１は、１枚の板状体により略直方体形状に形成され、長手方向に垂直な断面において、その一方短辺に向けて幅が小さくなるテーパーが設けられるとともにその頂部に平坦な頂面が形成される。このような形状の押圧部材３２１がＸ方向を長手方向として、また頂面を下向きにして支持アーム３２２に支持される。押圧部材３２１はＸ方向の両端部がそれぞれステージ３１０の端部よりも外側まで延びており、したがってステージ３１０に載置される積層体のＸ方向端部よりも外側まで延設されている。

支持アーム３２２は、筺体に固定されたベースプレート３２５に立設された１対のガイドレール３２６，３２７に摺動自在に取り付けられた１対のスライダ３２３，３２４により支持されている。さらに、初期剥離ブロック３２０は例えばモータやシリンダ等の適宜の駆動源を有する駆動部３２８を備えており、駆動部３２８の駆動力は必要に応じ例えばボールねじ機構などの変換機構によりＺ方向の直線運動に変換されて支持アーム３２２に伝達される。したがって、駆動部３２８が作動すると支持アーム３２２がＺ方向に昇降移動し、これと一体的に押圧部材３２１が昇降してステージ３１０に対して接近、離間移動する。なお、図示を省略しているが、初期剥離ブロック３２０はさらに、ベースプレート３２５上でガイドレール３２６，３２７をＹ方向に移動させることで押圧部材３２１のＹ方向位置を調整するための位置調整機構を有している。

図３はこの剥離装置の電気的構成を示すブロック図である。装置各部は制御ユニット７０により制御される。制御ユニット７０は、装置全体の動作を司るＣＰＵ７０１と、各部に設けられたモータ類を制御するモータ制御部７０２と、各部に設けられたバルブ類を制御するバルブ制御部７０３と、各部に供給する負圧を発生する負圧供給部７０４と、ユーザからの操作入力を受け付けたり装置の状態をユーザに報知するためのユーザインタフェース（ＵＩ）部７０５とを備えている。なお、外部から供給される負圧を利用可能である場合には制御ユニット７０が負圧供給部を備えていなくてもよい。

モータ制御部７０２は、上部ユニット１０に設けられたモータ１０５、上部吸着ユニット１２０に設けられた昇降機構１２３、中央ユニット３０の初期剥離ブロック３２０に設けられた駆動部３２８、下部ユニット５０に設けられたモータ５０２および昇降機構５２３などを制御する。バルブ制御部７０３は、負圧供給部７０４から吸着パッド１２２につながる配管経路上に設けられて吸着パッド１２２に所定の負圧を供給するためのバルブ群Ｖ10、負圧供給部７０４からステージ３１０に設けられた真空吸着溝につながる配管経路上に設けられて真空吸着溝３１４に所定の負圧を供給するためのバルブ群Ｖ30などを制御する。

図４はステージとこれに載置される積層体との位置関係を示す図である。より具体的には、図４（ａ）はステージ３１０に載置される積層体の位置を示す平面図であり、図４（ｂ）はステージ３１０に積層体が載置された状態を表す部分側面図である。ここでは、最終的にパターンが転写されるべき基板ＳＢと、該基板ＳＢに転写すべきパターンを一時的に担持するブランケットＢＬとが重ね合わされてなる積層体がステージ３１０に載置される場合を例として説明するが、ブランケットＢＬをパターニングする版とブランケットＢＬとの積層体の場合でも同様に考えることができる。この場合、以下の説明において「基板」を「版」に読み替えればよい。

パターンを介して基板ＳＢとブランケットＢＬとが密着してなる積層体においては、ブランケットＢＬが基板ＳＢより大きな平面サイズを有している。このため、基板ＳＢではその全面がブランケットＢＬに対向しているのに対して、ブランケットＢＬはその中央部分が基板ＳＢと対向しているが、周縁部は基板ＳＢと対向しない余白部分となっている。基板ＳＢの表面領域のうち周縁部を除く中央部分に、パターンが有効に転写されてデバイスとして機能する有効領域ＡＲが設定される。したがって、この剥離装置１の目的は、ブランケットＢＬから基板ＳＢの有効領域ＡＲに転写されたパターンを損傷させることなく、基板ＳＢからブランケットＢＬを剥離させることである。

図４（ａ）に示すように、基板ＳＢの有効領域ＡＲの全体がステージ３１０の水平面部３１１に位置するように、積層体はステージ３１０に載置される。このときに環状溝３１３が有効領域ＡＲを完全に取り囲むように、予め環状溝３１３の配置が決定されている。一方、ステージ３１０の水平面部３１１に環状溝３１３を取り囲むように設けられた溝３１４は、ブランケットＢＬがステージ３１０に載置されたときブランケットＢＬによって塞がれる位置に設けられている。

基板ＳＢの（＋Ｙ）側端部は、ステージ３１０の稜線部Ｅより僅かに（＋Ｙ）側へ突出した位置に配置される。一方、ブランケットＢＬの（＋Ｙ）側端部は、ステージ３１０の稜線部Ｅから大きくせり出して傾斜面部３１２の上方にまで広がる。このため、この部分ではブランケットＢＬの下面はステージ３１０に当接しておらず、ブランケットＢＬと傾斜面部３１２との間には隙間が空いている。

吸着パッド１２２は、基板ＳＢの（＋Ｙ）側端部の直上で、かつステージ３１０に設けられた溝３１４よりも（＋Ｙ）側の位置となるように、そのＹ方向位置が予め調整されている。一方、押圧部材３２１は、傾斜面部３１２に突出したブランケットＢＬ端部の上方に位置している。このように基板ＳＢとブランケットＢＬとの積層体がステージ３１０に載置された状態でＣＰＵ７０１の制御指令に応じて各部が動作することで、基板ＳＢとブランケットＢＬとの剥離が行われる。

図５は剥離処理を示すフローチャートである。また、図６および図７は処理中の各段階における各部の位置関係を示す図であり、処理の進行状況を模式的に表したものである。この剥離処理は、ＣＰＵ７０１が予め記憶された処理プログラムを実行して各部を制御することによりなされる。

オペレータまたは外部の搬送ロボット等によって積層体が搬入されステージ３１０上の上記位置に配置されると（ステップＳ１０１）、ステージ３１０の真空吸着溝３１４に負圧が供給されて、積層体がステージ３１０により吸着保持される（ステップＳ１０２）。続いて、装置各部が剥離を実行するための初期位置に配置される（ステップＳ１０３）。図６（ａ）は各部の初期位置を示している。同図に示すように、ヘッド部１２１が降下されて各吸着パッド１２２の下面が基板ＳＢの端部上面に当接するが、この時点では吸着パッド１２２には負圧が供給されておらず単に機械的に基板ＳＢの上面に押し当てられているだけである。また、押圧部材３２１はブランケットＢＬの端部付近で、かつその上面からは上方に離間した位置に配置される。さらに、ローラ５２１は、基板ＳＢの有効領域ＡＲよりも（＋Ｙ）側で、かつ真空吸着溝３１４の位置よりも（−Ｙ）側の位置で、基板ＳＢの上面に当接される。

次に、この状態で押圧部材３２１を降下させ（ステップＳ１０４）、押圧部材３２１の下端（頂面）をブランケットＢＬに当接させつつさらに降下させる。このとき、図６（ｂ）に示すように、ブランケットＢＬの（＋Ｙ）側端部が押圧部材３２１の頂面によって下方へ押し遣られて下向きに屈曲する。稜線部Ｅよりも（−Ｙ）側、つまり図において左側では、ブランケットＢＬの下面はステージ３１０の水平面部３１１に吸着保持されているためブランケットＢＬの変形が規制される。したがって、ブランケットＢＬの屈曲が発生する箇所は、稜線部Ｅよりも（＋Ｙ）側、つまり図において右側に限定される。特に稜線部Ｅの近傍に応力が集中するため、この部分で屈曲が起きやすくなっている。

Ｘ方向に延設された押圧部材３２１は、Ｘ方向において一様にブランケットＢＬを押圧する。つまり、Ｘ方向位置によらず押圧力が一定である。このため、ブランケットＢＬの曲がり方はＸ方向において一様となる。すなわち、ブランケットＢＬはＸ方向に平行な軸を有する柱面状に屈曲する。また、ステージ３１０の稜線部ＥもＸ方向となっているのでその傾向はより顕著である。

一方、基板ＳＢはブランケットＢＬよりも剛性の高い材料により形成されており、変形はブランケットＢＬよりも限定的である。つまり、基板ＳＢの（＋Ｙ）側端部はブランケットＢＬの下方への屈曲に追従せず、自身の剛性により元の水平姿勢に戻ろうとする。このため、下向きに屈曲するブランケットＢＬと水平姿勢を維持しようとする基板ＳＢとの間に隙間が生じ、部分的な剥離が開始される。つまり、押圧部材３２１がブランケットＢＬを押圧することが、基板ＳＢとの分離のきっかけとなっている。基板ＳＢがブランケットＢＬとともに下方へ屈曲するのを防止するために、ブランケットＢＬは適度の柔軟性を備えるとともに基板ＳＢはより高剛性である必要がある。また、吸着パッド１２２は、押圧部材３２１によるブランケットＢＬの押圧に伴う基板ＳＢの変形に追従できる、つまり基板ＳＢが一時的に撓んだ場合でも当接状態が解除されないだけの伸縮性を備えている必要がある。

ここではブランケットＢＬと基板ＳＢとが密着した未剥離の領域を密着領域、既に剥離して両者に隙間ができている領域を剥離領域と称し、さらに密着領域と剥離領域との境界がなす線を剥離境界線と称し符号ＰＬにより表す。ブランケットＢＬがＸ方向の軸を有する柱面状に屈曲することから、剥離境界線ＰＬはＸ方向に沿った単一の直線状となる。

図６（ｃ）は図６（ｂ）の状態における基板ＳＢとブランケットＢＬとを上方から見た図であり、斜線を付した領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ、ブランケットＢＬにおいて押圧部材３２１と当接する領域、ブランケットＢＬにおいて真空吸着溝３１４に供給される負圧により吸着される領域、および基板ＳＢにおいてローラ５２１と当接する領域を示している。同図に示すように、剥離が始まった初期段階では、ブランケットＢＬの中央側（図において左側）から（＋Ｙ）側に向かって、有効領域ＡＲの（＋Ｙ）側端部、ローラ５２１との当接領域Ｒ３、吸着される領域Ｒ２、剥離境界線ＰＬ、基板ＳＢの（＋Ｙ）側端部、押圧部材３２１との当接領域Ｒ１がこの順番に並ぶ。

ローラ５２１と基板ＳＢとの当接領域Ｒ３およびブランケットＢＬが吸着される領域Ｒ２よりも外側（図において右側）でブランケットＢＬが押圧されることで、ブランケットＢＬの変形が有効領域ＡＲにまで及ぶことが防止される。また、ローラ５２１の当接位置が有効領域ＡＲよりも外側となっていることで、有効領域ＡＲ内のパターンにローラ５２１からの局所的な押圧力が加わることが回避される。

図５に戻って、こうして押圧部材３２１の押し当てによりブランケットＢＬが下方へ屈曲する一方で基板ＳＢが水平状態に戻ることで剥離境界線ＰＬが形成されると、続いて基板ＳＢの上面に当接している吸着パッド１２２に負圧を供給して基板ＳＢを吸着保持させ、吸着パッド１２２の上昇を開始させる（ステップＳ１０５）。吸着パッド１２２の上昇と同期してローラ５２１を基板ＳＢ上面に当接させたまま、剥離済みの領域とは反対方向、つまり（−Ｙ）方向へ移動させる（ステップＳ１０６）。吸着パッド１２２の上昇速度およびローラ５２１の移動速度はいずれも一定速度である。

図７（ａ）に示すように、吸着パッド１２２を上昇させると、吸着パッド１２２に吸着された基板ＳＢの端部が持ち上げられ、ブランケットＢＬからの剥離が進む。つまり剥離境界線が（−Ｙ）方向（図において左方向）に進行する。ローラ５２１を基板ＳＢの上面に当接させることで、剥離境界線の進行はローラ５２１との当接位置までに限定される。ローラ５２１はＸ方向に延設されているから、剥離境界線もＸ方向に延びる直線状となっている。この実施形態では複数（図２では６個）の吸着パッド１２２をＸ方向に並設することで、高い吸着保持力を得ている。また、基板ＳＢの端部にできるだけ近い位置で吸着することで、基板ＳＢが確実に持ち上げられるようにしている。

この状態で吸着パッド１２２を上昇させつつローラ５２１を一定速度で（−Ｙ）方向に移動させることで、剥離境界線は直線状態が維持されたまま一定速度で（−Ｙ）方向に進行する。すなわち、（−Ｙ）方向を剥離方向として剥離が進行する。有効領域ＡＲよりも外側からローラ５２１の移動を開始しているので、有効領域ＡＲ上方を通過するローラ５２１の速度は一定となっており、有効領域ＡＲ内でパターンがローラ５２１から受ける押圧力は場所によらず均一である。

こうして吸着パッド１２２の上昇およびローラ５２１の移動を継続し、これらが基板ＳＢ全体について剥離が完了する終了位置に到達すると（ステップＳ１０７）、これらの移動を停止するとともに、ローラ５２１および押圧部材３２１を所定の退避位置に移動させる（ステップＳ１０８）。この状態で吸着パッド１２２の吸着が解除されると、ブランケットＢＬから剥離された基板ＳＢの搬出が可能となる（ステップＳ１０９）。続いてステージ３１０による吸着が解除されると、ブランケットＢＬの搬出が可能となる（ステップＳ１１０）。これらが搬出されて、剥離処理は終了する。

上記した剥離処理の過程において、環状溝３１３は常時大気解放されている。ブランケットＢＬは環状溝３１３よりも外側に設けた真空吸着溝３１４によって真空吸着されているため、環状溝３１３が大気解放された状態でもブランケットＢＬの保持が失われることはない。一方、有効領域ＡＲを取り囲むように設けられた環状溝３１３を大気解放状態とすることで、次のような利点が得られる。

もしステージ３１０の上面に例えば傷や異物の付着などの凹凸があった場合、真空吸着によってブランケットＢＬがステージ３１０上面に押し付けられると、ステージの凹凸に倣ってブランケットＢＬも撓んでしまうことがある。これにより、基板ＳＢが撓んだり、基板ＳＢとブランケットＢＬとの間に挟まれたパターンが歪んだりすることがある。いずれにしても基板ＳＢにパターンを良好に転写するという目的からは好ましくない現象である。本実施形態では、環状溝３１３よりも内側の領域ではブランケットＢＬがステージ３１０の上面に強く押し付けられることがない。このため、ステージ上面に凹凸があったとしてもその影響が基板ＳＢやパターンに及ぶことは回避される。

上記のようなブランケットＢＬから基板ＳＢへのパターン転写においては、ブランケットＢＬに担持されたパターンを完全な形で基板ＳＢに移行させるためには剥離境界線の進行速度、つまり剥離の進行速度（ここでは「剥離速度」と称する）が一定であることが求められる。特に微細なパターンの場合やパターン形成材料の性質によっては、剥離速度が変化するときにせん断力が加わってパターンが損壊することがあるからである。版からブランケットＢＬへのパターニングについても同様である。

上記した剥離処理では、予め直線状に形成した剥離境界線を一定速度で進行させることが可能であり、少なくとも有効領域ＡＲ内において剥離境界線の進行速度を一定とすることで、剥離速度の変化に起因するパターンの損壊を防止することが可能となっている。

図８は剥離境界線と剥離速度との関係を示す図である。剥離の初期段階で特に分離のきっかけを与えることなく基板ＳＢとブランケットＢＬとを引き離した場合、図８（ａ）に比較例１として示すように、一般的には基板ＳＢの両角部から剥離が始まり、剥離境界線ＰＬは当初２箇所に形成された後にそれらが一体化し、最終的にはローラとの当接によって直線状となる。

また、前記した従来技術のようにブランケットを局所的に押し出したり剥離爪を挿入することによって分離のきっかけを与える構成では、図８（ｂ）に比較例２に示すように、きっかけを与えられた部分で局所的に大きな剥離領域ができ、それが次第に広がることで最終的に剥離境界線ＰＬがつながる。

これらの構成では、剥離の初期段階で生じる剥離境界線の形状が管理されておらず一定しない。このため基板とブランケットとの離間を一定速度で行ったとしても、局所的に生じた剥離境界線ＰＬが一体化するときに進行速度の不連続な変動があるほか、うねった剥離境界線ＰＬが直線状に変化する過程では局所的に見れば随所で速度変動が発生している（位置による速度差があるが故に剥離境界線の形状が変化する）。これがパターン損壊の原因となり得る。

これらの比較例でも、基板にローラを当接させることで最終的には剥離境界線を直線とすることは可能であるが、その効果を確実に得るためには、ローラとの当接位置まで剥離が進んだ時点でいったんその進行を止め、その後ローラを移動させながら剥離を行う必要がある。このときに速度変動が生じてしまうため、やはりパターン損壊の原因となる。予めローラを有効領域よりも外側で基板に当接させておけば有効領域内での損壊は防止できるが、ローラをどれだけ基板端部に近づけることができるかで有効領域のサイズが決まってしまい、構造上の制約から有効領域が狭まってしまう可能性がある。

これに対して、本実施形態の剥離処理では、図８（ｃ）に示すように、剥離の初期段階で剥離方向に直交する直線状の剥離境界線ＰＬを形成しており、処理が進行する過程でもその形状は変わることなく剥離方向に進行するのみである。このため、局所的にも剥離速度が終始一定に保たれ、パターンの損壊が防止される。

剥離の初期段階で剥離境界線ＰＬを直線状とするための本実施形態における主たる構成は、ブランケットＢＬを基板ＳＢから離間する方向に柱面状に屈曲させることであり、ローラ５２１を当接させることは剥離境界線ＰＬを直線に保ちつつ一定速度で進行させるための構成要素である。この意味において、初期段階におけるローラ５２１の位置に関わらず、本実施形態では当初より直線状の剥離境界線を生じさせることが可能である。

以上のように、この実施形態では、剥離の初期段階において、剥離対象物である積層体の一方であるブランケットＢＬの一端部を他方の基板ＳＢから離間する方向に柱面状に屈曲させることで、両者が密着する密着領域の端部に単一かつ直線状の剥離境界線ＰＬを生じさせる。そして、剥離境界線ＰＬを直線状に維持しつつ、これを一定速度で進行させて剥離を行うことで、剥離速度の変動に伴うパターン損壊を防止しながら良好に剥離を行うことが可能となっている。

ブランケットＢＬを柱面状に変形させるために、この実施形態では、直線状の稜線部Ｅを有するステージ３１０の水平面部３１１に積層体を載置し、稜線部Ｅから突出した部分のブランケットＢＬを押圧部材３２１で押圧する。このとき、押圧部材３２１は稜線方向と平行に延びる広い範囲で一様にブランケットＢＬを押圧する。これにより、ブランケットＢＬが局所的に撓んでしまうことが防止され、柱面状の変形を安定して確実に生じさせることができる。

以上説明したように、この実施形態では、剥離処理の対象物である積層体のうちブランケットＢＬが本発明の「第１板状体」に相当し、基板ＳＢ（または版）が本発明の「第２板状体」に相当する。したがって、本実施形態におけるステージ３１０が本発明の「第１保持手段」および「ステージ」として、また吸着パッド１２２が本発明の「第２保持手段」としてそれぞれ機能している。また、初期剥離ブロック３２０が本発明の「剥離開始手段」として機能する一方、吸着パッド１２２を上昇させる昇降機構５２３が本発明の「離間手段」として機能している。

また、上記実施形態ではステージ３１０の水平面部３１１が本発明の「当接面」として機能しており、押圧部材３２１およびローラ５２１がそれぞれ本発明の「押圧部材」および「当接部材」として機能している。

また、本発明の剥離処理（図５）においては、ステップＳ１０１およびＳ１０２が本発明の「設置工程」に相当し、ステップＳ１０４が本発明の「剥離境界線形成工程」に相当している。さらに、ステップＳ１０５ないしＳ１０８が、本発明の「剥離工程」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、上記実施形態では、基板ＳＢとブランケットＢＬとが重ね合わされた積層体が、ブランケットＢＬを下にして水平姿勢に載置される。しかしながら、基板およびブランケットの姿勢はこれに限定されるものではなく任意である。

また例えば、上記実施形態では平板状の押圧部材３２１によりブランケットＢＬを押し下げて屈曲させているが、これに代えて、例えばローラ状の押圧部材を用いてもよい。また、ステージ３１０の上面は水平面部３１１から傾斜面部３１２に接続するテーパー形状となっているが、例えば階段状の段差を有するステージであってもよい。この場合には、ブランケットＢＬを必要以上に屈曲させることのないように、押圧部材にストッパ機構を設けることが望ましい。

また例えば、上記実施形態ではステージ３１０の表面状態の影響が基板ＳＢやパターンに及ぶのを防止するために大気解放された環状溝３１３を設けているが、環状溝３１３は必須の要件ではなく、また適宜に管理された陽圧または負圧が供給されてもよい。また溝の形状も環状に限定されるものではなく、有効領域の外側を連続的にまたは断続的に取り囲む任意の形状とすることができる。

また、基板ＳＢおよびブランケットＢＬそれぞれの保持は真空吸着によるものに限定されない。例えば機械的または磁気的にこれらを保持するものであってもよい。例えばブランケットＢＬについてはその外周部を保持枠で機械的に押さえるようにすることができる。また上記実施形態では基板ＳＢの一端部のみ真空吸着しているが、基板全体を吸着したり、吸着パッドを基板の各所に分散配置するようにしてもよい。

また例えば、ステージ３１０の傾斜面部３１２に真空吸着溝を設けて、押圧部材３２１により押圧されて屈曲したブランケットＢＬを吸着して屈曲した姿勢を維持させるようにしてもよい。

この発明は、２枚の板状体を密着させてパターン等を転写させるパターン形成処理における剥離プロセスに適用することができるほか、このようなパターン転写を伴うものに限らず、互いに密着した２枚の板状体を良好に剥離する種々の目的に対して好適に適用可能である。

１２２ 吸着パッド（第２保持手段）
３１０ ステージ（第１保持手段、ステージ）
３１１ （ステージ３１０の）水平面部（当接面）
３２０ 初期剥離ブロック（剥離開始手段）
３２１ 押圧部材
５２１ ローラ（当接部材）
５２３ 昇降機構（離間手段）
ＢＬ ブランケット（第１板状体）
Ｓ１０１，Ｓ１０２ 設置工程
Ｓ１０４ 剥離境界線形成工程
Ｓ１０５〜Ｓ１０８ 剥離工程
ＳＢ 基板（第２板状体）

Claims (13)

1. 互いに密着した第１板状体と第２板状体とを剥離させる剥離装置において、
   前記第１板状体を保持する第１保持手段と、
   前記第１板状体の一端部を前記第２板状体とは反対の方向へ柱面状に屈曲させて、前記第１板状体が密着している前記第２板状体の密着領域の一部を前記第１板状体が剥離した剥離領域に転換させ、しかも、前記密着領域と前記剥離領域との境界がなす剥離境界線を単一かつ直線状とする剥離開始手段と、
   前記剥離境界線が形成された前記第２板状体を保持する第２保持手段と、
   前記第１保持手段と前記第２保持手段との間隔を増大させて、前記第１板状体と前記第２板状体とを離間させる離間手段と
   を備える剥離装置。
2. 前記第１保持手段は、前記第１板状体の主面のうち前記第２板状体に密着する一方主面と反対側の他方主面に当接して前記第１板状体を保持する平面状の当接面を有するとともに、前記当接面とこれに接続する他の面との間の稜線の少なくとも一部が当該稜線方向における前記第１板状体の長さ以上の長さの直線となっており、前記第１板状体の前記一端部を前記稜線よりも外側に突出させた状態で前記第１板状体を保持し、
   前記剥離開始手段は、前記稜線の外側において前記第１板状体を屈曲させる請求項１に記載の剥離装置。
3. 前記第１保持手段は、互いに密着した平面サイズの異なる２枚の板状体のうち平面サイズの大きいものを前記第１板状体、他方を前記第２板状体として、前記第１板状体のうち前記第２板状体と密着していない周縁部を前記稜線の外側に突出させて保持し、
   前記剥離開始手段は、前記第２板状体側から前記周縁部に当接して前記第１板状体を前記第２板状体とは反対の方向へ押し遣る押圧部材を備える請求項２に記載の剥離装置。
4. 前記押圧部材が前記稜線と平行な方向において一様に前記第１板状体に当接する請求項３に記載の剥離装置。
5. 前記第２板状体の一方主面中央部の有効領域に担持されたパターンまたは薄膜を介して密着した前記第１板状体と前記第２板状体とを剥離させ、
   前記剥離開始手段は、前記有効領域の外側に前記剥離境界線を生成させる請求項１ないし４のいずれかに記載の剥離装置。
6. 前記第１板状体とは反対側かつ前記有効領域の外側で、前記剥離境界線と平行な方向において一様に前記第２板状体に当接する当接部材を備える請求項５に記載の剥離装置。
7. 前記第１保持手段は、前記第１板状体を前記有効領域との対向位置よりも外側で吸着保持し、
   前記剥離開始手段は、前記第１板状体の前記第１保持手段に吸着保持される部分よりも外側の前記第１板状体の前記一端部を屈曲させる請求項５または６に記載の剥離装置。
8. 前記第２保持手段は、前記剥離境界線が形成される位置に最も近い前記第２板状体の周縁部を保持する請求項１ないし７のいずれかに記載の剥離装置。
9. 前記離間手段は、前記第１保持手段と前記第２保持手段との間隔を一定の速さで増大させる請求項１ないし８のいずれかに記載の剥離装置。
10. 互いに密着した第１板状体と第２板状体とを剥離させる剥離方法において、
    前記第１板状体の一端部を前記第２板状体とは反対の方向へ柱面状に屈曲させて、前記第１板状体が密着している前記第２板状体の密着領域の一部を前記第１板状体が剥離した剥離領域に転換させ、前記密着領域と前記剥離領域との境界に単一かつ直線状の剥離境界線を形成する剥離境界線形成工程と、
    前記第１板状体と前記第２板状体とを離間方向に相対移動させて、前記剥離境界線を直線状に維持しつつ前記密着領域側に進行させる剥離工程と
    を備える剥離方法。
11. 前記剥離境界線形成工程に先立って、ステージの平面部の稜線よりも外側に前記第１板状体の前記一端部を突出させた状態で前記ステージの前記平面部に前記第１板状体を当接させる設置工程を備え、
    前記剥離境界線形成工程では、前記ステージと反対側から前記一端部を前記第２板状体とは反対の方向へ押し遣る請求項１０に記載の剥離方法。
12. 前記第２板状体の一方主面中央部の有効領域に担持されたパターンまたは薄膜を介して密着した前記第１板状体と前記第２板状体とを剥離させる請求項１１に記載の剥離方法において、
    前記設置工程では、前記第１板状体のうち前記有効領域と対向する領域を前記平面部に当接させる一方、前記有効領域と対向する領域よりも外側で前記第１板状体を前記平面部の稜線に当接させる剥離方法。
13. 前記剥離工程では、前記第２板状体の前記第１板状体とは反対側の面に対して、前記剥離境界線の方向に直交する方向に延びる当接部材を当接させながら、前記第２板状体に対して前記当接部材を相対的に、前記第１板状体と前記第２板状体との離間移動に同期させて前記剥離領域とは反対側に移動させる請求項１０ないし１２のいずれかに記載の剥離方法。

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