JP6207857B2 - 剥離装置および剥離方法 - Google Patents

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。

この目的のために利用可能な技術として、例えば特許文献１には、有機層を介して互いに密着された素子形成用基板と転写用基板とを剥離するための装置が記載されている。この技術では、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。上下基板は、分散配置された複数の吸着パッドによりそれぞれ吸着保持される。

特開２００８−２８７９４９号公報（例えば図６）

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、特に剥離初期段階での不規則な剥離境界線の形状および進行速度を安定させる方法がなかった。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枚の板状体の間に形成されたパターン等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、薄膜またはパターンを介して互いに密着した第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、第１板状体のうち薄膜またはパターンが形成された有効領域の平面サイズよりも大きい保持面を有し、該保持面に第１板状体の表面のうち第２板状体と密着した面とは反対側の面を当接させて第１板状体を保持する保持手段と、第２板状体の一端部を保持しながら保持手段から離間する方向に移動して、第２板状体の一端部を第１板状体から剥離させる剥離手段と、第２板状体の一端部から該一端部と反対側の他端部に向かう剥離進行方向に直交する方向に第２板状体に沿って延設されたローラ状に形成されるとともに剥離進行方向に移動可能に構成され、剥離進行方向における一端部の下流側に隣接する当接開始位置で、第１板状体と密着した面とは反対側の第２板状体の一方面に当接して当接ニップを形成する当接手段と、第１板状体のうち、第２板状体と密着している未剥離領域と、第２板状体から剥離した剥離領域との境界に生じる剥離境界線を第１板状体を介して撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像される画像に基づいて剥離境界線の位置を検出し、当接ニップの剥離進行方向の上流側端部に対応する位置に剥離境界線が到達した時に、当接手段を当接開始位置から剥離進行方向に移動開始させる移動制御手段とを備えている。

また、この発明の他の態様は、薄膜またはパターンを介して互いに密着した第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、第１板状体のうち薄膜またはパターンが形成された有効領域の平面サイズよりも大きい保持面に第１板状体の表面のうち第２板状体と密着した面とは反対側の面を当接させて第１板状体を保持する工程と、第２板状体の一端部から該一端部と反対側の他端部に向かう剥離進行方向における一端部の下流側に隣接する当接開始位置で、第１板状体と密着した面とは反対側の第２板状体の一方面に、剥離進行方向に直交する方向に延設されたローラ状の当接手段を当接させて当接ニップを形成する工程と、第２板状体の一端部を第１板状体から離間する方向に移動させて、第２板状体の一端部を第１板状体から剥離させる工程と、第１板状体のうち、第２板状体と密着している未剥離領域と、第２板状体から剥離した剥離領域との境界に生じる剥離境界線を第１板状体を介して撮像する工程と、撮像された画像に基づいて当接ニップの剥離進行方向の上流側端部に対応する位置に剥離境界線が到達する時刻を求め、その時刻に当接手段を当接開始位置から剥離進行方向に移動開始させる工程とを備えている。

２枚の板状体を互いに離間する方向に相対移動させることで剥離を進行させる場合、両者が剥離前の密着した状態にある未剥離領域と、既に剥離した剥離領域との境界に生じる剥離境界線を一定速度で進行させることが、剥離を良好に行う上で必要である。剥離境界線の進行速度が変動すると、板状体間に担持される薄膜やパターン（以下、「パターン等」という）に局所的な応力集中が生じてパターン等を損傷することがあるからである。本発明では、ローラ状の当接手段を第２板状体に当接させ、これを剥離進行方向に移動させながら剥離を進行させる。当接手段との当接位置を超えて剥離境界線が進行することはないから、当接手段により剥離の進行を適切に管理することができる。

ただし、このような当接手段による効果を得るためには、剥離の初期段階において剥離境界線の移動と当接手段の移動とを同期させる必要がある。これらの間にずれがあると剥離境界線の移動が停滞したり、管理ができなくなるからである。しかしながら、特に剥離の初期段階では剥離境界線の進行速度は不安定である。

そこで、本発明では、第１板状体を介して剥離境界線を撮像し、その結果に基づき当接手段の移動開始タイミングを制御している。パターン等や第２板状体と周囲雰囲気との屈折率の差異に起因して、剥離境界線は第１板状体を介して容易に観察することが可能である。したがって、実際の剥離境界線の進行状況を観察して当接手段の移動開始タイミングを決定することで、初期段階における剥離境界線の進行速度の不安定さによらず、剥離境界線の進行に合わせて当接手段の移動を開始させることができる。そのため、本発明によれば、当接手段の移動と剥離境界線の進行とのずれを抑えることができ、２枚の板状体の間に形成されたパターン等を損傷させることなくそれらを良好に剥離させることが可能である。

これらの発明においては、例えば、当接手段は、剥離進行方向における有効領域よりも上流側の当接開始位置で第２板状体に当接するように構成されてもよい。このような構成では、剥離境界線が有効領域に到達する前に当接手段による進行管理が確立されているので、有効領域内のパターン等にダメージを与えることがない。

また例えば、当接ニップの剥離進行方向の上流側端部に対応する位置を予め基準位置として設定しておき、剥離境界線が基準位置に到達したことを検出した時に当接手段の移動を開始させる構成であってもよい。このような構成では、剥離境界線が基準位置に到達した時に遅滞なく当接手段の移動を開始させることができる。

また例えば、当接ニップの剥離進行方向の上流側端部に対応する位置から所定距離だけ剥離進行方向の上流側にシフトした位置を予め基準位置として設定しておき、剥離境界線が基準位置に到達したことを検出した時に当接手段の移動を開始させる構成であってもよい。このような構成では、例えば当接手段の始動や定速に達するまでに時間を要する場合に剥離境界線の進行が当接手段により停滞することが防止される。

また例えば、剥離境界線が当接ニップに到達する前における剥離境界線の位置検出結果に基づいて予測した、剥離境界線が当接ニップの剥離進行方向の上流側端部に対応する位置に到達する時刻に、当接手段の移動を開始させる構成であってもよい。このような構成では、当接手段の移動を開始すべきタイミングを事前に把握してその移動を制御することができ、剥離境界線の進行をスムーズに行うことができる。

また、第１板状体を保持する保持手段は、例えば、第１板状体の有効領域と当接する平面部と、該平面部に接続するとともに平面部と接続する稜線部から離れるにつれて平面部を延長した延長平面から後退するテーパー面部とを含む保持面を有するとともに、第１板状体の有効領域よりも剥離進行方向における上流側の周縁部を平面部からテーパー面部側へ突き出させて保持する構成とされる一方、第１板状体の周縁部を押圧して第２板状体とは反対側へ屈曲させて、第２板状体との間で剥離を開始させる押圧部材をさらに備え、当接手段は、稜線部と有効領域との間の当接開始位置で第２板状体に当接する構成であってもよい。

このような構成では、剥離の初期段階において第１板状体の周縁部を屈曲させることで直線状の剥離境界線を稜線部近傍に形成することができるので、剥離境界線を早期に安定したものとすることができる。そして、こうして安定した剥離境界線が最初に形成される稜線部と有効領域との間を当接開始位置として当接手段を当接させておくことにより、剥離境界線が有効領域に到達する前に当接手段による進行管理をより確実に確立させておくことができる。

この場合、例えば、平面部のうち有効領域に対応する位置よりも剥離進行方向の上流側に設けられた光透過性を有する撮像窓を介して撮像を行う構成であってもよい。このような構成では、保持手段を介して第１板状体とは反対側から剥離境界線を撮像することが可能となる。このため、撮像手段の設置位置に対する自由度が高くなる。

また例えば、撮像手段は、剥離進行方向に直交する方向における第１板状体の中央部を撮像する構成であってもよい。剥離の初期段階において、剥離の進行は剥離進行方向に直交する方向において必ずしも揃ったものとはならない。多くの場合、板状体の隅部に剥離力が集中的に作用してその近傍から最初の剥離が始まる。したがって、剥離進行方向に直交する方向における端部付近で観察される剥離の進行は、必ずしも全体の剥離の進行状況を表すものとはならない。剥離の進行が遅くなりやすい中央部を撮像することで、少なくとも剥離境界線の到達前に当接手段の移動が開始されてしまうことは回避される。

また、これらの発明においては、移動開始後の当接手段を一定速度で剥離進行方向に移動させることが好ましい。このような構成では、剥離を一定速度で進行させて、速度変動に起因するパターン等へのダメージを確実に防止することができる。

本発明によれば、剥離の初期段階において剥離境界線の進行状況を実際に撮像して当接手段の移動開始を制御するので、当接手段の移動と剥離境界線の進行とのずれに起因するパターン等へのダメージを防止して、２枚の板状体を良好に剥離させることができる。

この発明にかかる剥離装置の一実施形態を示す斜視図である。 この剥離装置の主要構成を示す斜視図である。 ステージのより詳細な構成を示す斜視図である。 初期剥離ユニットの構造および各部の位置関係を示す側面図である。 ステージとこれに載置されるワークとの位置関係を示す図である。 この剥離装置の電気的構成を示すブロック図である。 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。 処理中の各段階における各部の位置関係を示す第３の図である。

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、筺体に取り付けられたメインフレーム１１の上にステージブロック３および上部吸着ブロック５がそれぞれ固定さ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、これらの各ブロックの他に、この剥離装置１は後述する制御ユニット７０（図６）を備えている。

ステージブロック３は、版または基板とブランケットとが密着されてなる密着体（以下、「ワーク」という）を載置するためのステージ３０を有しており、ステージ３０は、上面が略水平の平面となった水平ステージ部３１と、上面が水平面に対して数度（例えば２度程度）の傾きを有する平面となったテーパーステージ部３２とを備えている。ステージ３０のテーパーステージ部３２側、すなわち（−Ｙ）側の端部近傍には初期剥離ユニット３３が設けられている。また、水平ステージ部３１を跨ぐようにローラユニット３４が設けられる。

一方、上部吸着ブロック５は、メインフレーム１１から立設されるとともにステージブロック３の上部を覆うように設けられた支持フレーム５０と、該支持フレーム５０に取り付けられた第１吸着ユニット５１、第２吸着ユニット５２、第３吸着ユニット５３および第４吸着ユニット５４とを備えている。これらの吸着ユニット５１〜５４は（＋Ｙ）方向に順番に並べられている。

図２はこの剥離装置の主要構成を示す斜視図である。より具体的には、図２は、剥離装置１の各構成のうちステージ３０、ローラユニット３４および第２吸着ユニット５２の構造を示している。ステージ３０は、上面３１０が略水平面となった水平ステージ部３１と上面３２０がテーパー面となったテーパーステージ部３２とを備えている。水平ステージ部３１の上面３１０は載置されるワークの平面サイズより少し大きい平面サイズを有している。

テーパーステージ部３２は水平ステージ部３１の（−Ｙ）側端部に密着して設けられており、その上面３２０は、水平面３２１とテーパー面３２２とを有している。より具体的には、テーパーステージ部３２の上面３２０のうち、水平ステージ部３１と接する部分は水平ステージ部３１の上面３１０と同じ高さ（Ｚ方向位置）に位置する水平面３２１となっている。一方、該水平面３２１よりも（−Ｙ）方向側では、テーパーステージ部３２の上面３２０は、水平ステージ部３１から（−Ｙ）方向に離れるにつれて下方、つまり（−Ｚ）方向へ後退する下り勾配を有するテーパー面３２２となっている。したがって、ステージ３０全体では、水平ステージ部３１の上面３１０の水平面とテーパーステージ部３２の上面３２０のうち水平面３２１とが連続して一体の水平面となっており、該水平面の（−Ｙ）側端部にテーパー面３２２が接続している。水平面３２１とテーパー面３２２とが接続する稜線部ＥはＸ方向に延びる直線状となっている。

テーパーステージ部３２の上面３２０のうち水平面３２１には、そのＸ方向における中央部に撮像窓３２３が設けられている。撮像窓３２３は、水平面３２０からテーパーステージ部３２の下面側まで貫通する貫通孔に透明部材が嵌め込まれた構造を有しており、その上面はテーパーステージ部３２の水平面３２１と同一平面とされる。なお、撮像窓はステージ３０に載置されるワークを下方から光学的に観察することが可能な構造であればよく、例えば単に貫通孔のみでもよい。またその開口形状も任意である。さらには、テーパーステージ部３２全体または水平面３２１全体が光透過性を有する材料、例えばガラスや石英などにより構成されてもよく、この場合には撮像窓を設けるには及ばない。

また、水平ステージ部３１の上面３１０には格子状の溝が刻設されている。より具体的には、水平ステージ部３１の上面３１０の中央部に格子状の溝３１１が設けられるとともに、該溝３１１が形成された領域を取り囲むように、矩形のうちテーパーステージ部３２側の１辺を除いた概略コの字型となるように、溝３１２が水平ステージ部３１の上面３１０周縁部に設けられている。これらの溝３１１，３１２は制御バルブを介して後述する負圧供給部７０４（図６）に接続されており、負圧が供給されることで、ステージ３０に載置されるワークを吸着保持する吸着溝としての機能を有する。２種類の溝３１１，３１２はステージ上では繋がっておらず、また互いに独立した制御バルブを介して負圧供給部７０４に接続されているので、両方の溝を使用した吸着の他に、一方の溝のみ使用した吸着も可能となっている。

このように構成されたステージ３０を跨ぐように、ローラユニット３４が設けられる。具体的には、水平ステージ部３１のＸ方向両端部に沿って、１対のガイドレール３５１，３５２がＹ方向に延設されており、これらのガイドレール３５１，３５２はメインフレーム１１に固定されている。そして、ガイドレール３５１，３５２に対し摺動自在にローラユニット３４が取り付けられている。

ローラユニット３４は、ガイドレール３５１，３５２とそれぞれ摺動自在に係合するスライダ３４１，３４２を備えており、これらのスライダ３４１，３４２を繋ぐように、ステージ３０上部を跨いでＸ方向に延設された下部アングル３４３が設けられている。下部アングル３４３には適宜の昇降機構３４４を介して上部アングル３４５が昇降自在に取り付けられている。そして、上部アングル３４５に対して、Ｘ方向に延設された円柱状の剥離ローラ３４０が回転自在に取り付けられる。

上部アングル３４５が昇降機構３４４により下方、つまり（−Ｚ）方向に下降されると、ステージ３０に載置されたワークの上面に剥離ローラ３４０の下面が当接する。一方、上部アングル３４５が昇降機構３４４により上方、つまり（＋Ｚ）方向の位置に位置決めされた状態では、剥離ローラ３４０はワークの上面から上方に離間した状態となる。上部アングル３４５には、剥離ローラ３４０の撓みを抑制するためのバックアップローラ３４６が回転自在に取り付けられるとともに、上部アングル３４５自体の撓みを防止するためのリブが適宜設けられる。剥離ローラ３４０およびバックアップローラ３４６は駆動源を有しておらず、これらは自由回転する。

ローラユニット３４は、メインフレーム１１に取り付けられたモータ３５３によりＹ方向に移動可能となっている。より具体的には、下部アングル３４３が、モータ３５３の回転運動を直線運動に変換する変換機構としての例えばボールねじ機構３５４に連結されており、モータ３５３が回転すると下部アングル３４３がガイドレール３５１，３５２に沿ってＹ方向に移動し、これによりローラユニット３４がＹ方向に移動する。ローラユニット３４の移動に伴う剥離ローラ３４０の可動範囲は、（−Ｙ）方向には水平ステージ部３１の（−Ｙ）側端部の近傍まで、（＋Ｙ）方向には水平ステージ部３１の（＋Ｙ）側端部よりも外側、つまりさらに（＋Ｙ）側へ進んだ位置までとされる。

次に第２吸着ユニット５２の構成について説明する。なお、第１ないし第４吸着ユニット５１〜５４はいずれも同一構造を有しており、ここでは代表的に第２吸着ユニット５２の構造について説明する。第２吸着ユニット５２は、Ｘ方向に延設されて支持フレーム５０に固定される梁部材５２１を有しており、該梁部材５２１には鉛直下向き、つまり（−Ｚ）方向に延びる１対の柱部材５２２，５２３がＸ方向に互いに位置を異ならせて取り付けられている。柱部材５２２，５２３には図では隠れているガイドレールを介してプレート部材５２４が昇降自在に取り付けられており、プレート部材５２４はモータおよび変換機構（例えばボールねじ機構）からなる昇降機構５２５により昇降駆動される。

プレート部材５２４の下部にはＸ方向に延びる棒状のパッド支持部材５２６が取り付けられており、該パッド支持部材５２６の下面に複数の吸着パッド５２７がＸ方向に等間隔で配列されている。図２では第２吸着ユニット５２を実際の位置よりも上方に移動させた状態を示しているが、昇降機構５２５によりプレート部材５２４が下方へ移動されたとき、吸着パッド５２７が水平ステージ部３１の上面３１０にごく近接した位置まで下降することができ、ステージ３０にワークが載置された状態では該ワークの上面に当接する。各吸着パッド５２７には後述する負圧供給部７０４からの負圧が付与されて、ワークの上面が吸着保持される。

図３はステージのより詳細な構成を示す斜視図である。図３（ａ）に示すように、ステージ３０の水平ステージ部３１とテーパーステージ部３２とは別体に形成されて分離可能となっている。テーパーステージ部３２は図示を省略する水平移動機構により水平ステージ部３１に対して水平方向に接近・離間移動可能となっており、テーパーステージ部３２が水平ステージ部３１の側面に密着することで、水平ステージ部３１とテーパーステージ部３２とが一体的にステージ３０として機能する。

水平ステージ部３１の上面３１０には、上記した吸着溝３１１，３１２の他に、互いに形状の異なる開口３１３，３１４が設けられている。より具体的には、水平ステージ部３１の上面３１０のうち吸着溝３１１と吸着溝３１２との間の平坦部分の複数箇所に、長円形状を有する複数の第１の開口３１３が分散配置される。また、水平ステージ部３１の上面３１０の中央部の互いに離隔する４箇所に、略円形の第２の開口３１４が設けられている。第１の開口３１３および第２の開口３１４はいずれも、水平ステージ部３１の上面３１０において吸着溝３１１，３１２とは接続していない。このために、第２の開口３１４の周囲では吸着溝３１１が分断されている。

一方、テーパーステージ部３２が設けられる側、つまり（−Ｙ）側の水平ステージ部３１の側面には、４組のメインリフタ３６がＸ方向に並べて配置されている。これらのメインリフタ３６の構造は互いに同一である。メインリフタ３６のそれぞれは、水平ステージ部３１の側面に沿うように薄板状に仕上げられたリフタピン３６１と、該リフタピン３６１を下方から支持するとともにこれを制御ユニット７０（図６）からの駆動信号に応じて上下方向（Ｚ方向）に昇降させる昇降機構３６５とを備えている。昇降機構３６５は水平ステージ部３１の底面に固定されている。

図３（ｂ）はリフタピン３６１の概略構造を示しており、同図に示すように、リフタピン３６１の上面３６１ａは略平面に仕上げられている。その中央部には吸着パッド３６２が設けられており、吸着パッド３６２はリフタピン３６１の内部を貫通して設けられた負圧供給経路３６３に連通している。負圧供給経路３６３は制御バルブを介して後述する負圧供給部７０４（図６）に接続されている。

同様の構造を有するメインリフタ３６が、水平ステージ部３１の上面３１０に穿設された複数の第１の開口３１３に対してそれぞれ１組ずつ設けられている。すなわち、第１の開口３１３から水平ステージ部３１の底面まで貫通する貫通孔の下端に昇降機構３６５がそれぞれ取り付けられ、リフタピン３６１が各開口３１３に連通する貫通孔に挿通されている。

各メインリフタ３６は制御ユニット７０からの駆動信号に応じて同一の動作をする。すなわち、各リフタピン３６１は、その上端が水平ステージ部３１の上面３１０よりも下方に後退した下部位置と、上端が水平ステージ部３１の上面３１０よりも上方に突出した上部位置とでそれぞれ位置決め可能となっており、制御ユニット７０からの駆動信号に応じて上部位置と下部位置との間で一斉に昇降する。各リフタピン３６１の上端が水平ステージ部３１の上面３１０よりも上方に突出して位置決めされる上部位置では、ステージ３０に載置されるワークの下面にリフタピン３６１の上面３６１ａを当接させることでワークをステージ３０から離間した状態で支持することが可能である。

また、水平ステージ部３１の上面３１０のうち吸着溝３１１が配置される中央部に穿設された第２の開口３１４には、図示を省略するサブリフタが配置される。サブリフタはメインリフタ３６と同様にリフタピンおよびこれを昇降させる昇降機構を有しており、制御ユニット７０からの駆動信号に応じてリフタピンを水平ステージ部３１の上面３１０よりも上方に突出させることで、ワークを補助的に支持することが可能である。サブリフタのリフタピンの上面は、メインリフタ３６のリフタピン３６１の上面３６１ａよりも小さい円板形状となっており、第２の開口３１４もこれに対応した形状となっている。

図４は初期剥離ユニットの構造および各部の位置関係を示す側面図である。まず図１および図４を参照しながら初期剥離ユニット３３の構造を説明する。図４（ａ）に示すように、初期剥離ユニット３３は、テーパーステージ部３２の上方でＸ方向に延設された棒状の押圧部材３３１を有しており、押圧部材３３１は支持アーム３３２により支持されている。支持アーム３３２は鉛直方向に延設されるガイドレール３３３を介して柱部材３３４に昇降自在に取り付けられており、昇降機構３３５の作動により、支持アーム３３２が柱部材３３４に対して上下動する。柱部材３３４はメインフレーム１１に取り付けられたベース部３３６により支持されるが、位置調整機構３３７によりベース部３３６上での柱部材３３４のＹ方向位置が所定の範囲内で調整可能となっている。

水平ステージ部３１およびテーパーステージ部３２により構成されるステージ３０に対して、剥離対象物たるワークＷＫが載置される。前述したパターニング工程におけるワークは版とブランケットとがパターン形成材料の薄膜を介して密着した密着体である。一方、転写工程におけるワークは基板とブランケットとがパターニングされたパターンを介して密着した密着体である。以下では転写工程における基板ＳＢとブランケットＢＬとの密着体をワークＷＫとした場合の剥離装置１の剥離動作について説明するが、版とブランケットとによる密着体をワークとする場合でも同様の方法によって剥離を行うことが可能である。

ワークＷＫにおいて、基板ＳＢよりもブランケットＢＬの方が大きい平面サイズを有しているものとする。基板ＳＢはブランケットＢＬの略中央部に密着される。ワークＷＫはブランケットＢＬを下、基板ＳＢを上にしてステージ３０に載置される。このとき、図４（ａ）に示すように、ワークＷＫのうち基板ＳＢの（−Ｙ）側端部がステージ３０の水平面とテーパー面との境界、すなわちテーパーステージ部３２の水平面３２１とテーパー面３２２との境界の稜線部Ｅの略上方に位置する。より詳しくは、基板ＳＢの（−Ｙ）側端部が稜線部Ｅよりも僅かに（−Ｙ）側にずれた位置となるように、ワークＷＫがステージ３０に載置される。したがって、（−Ｙ）方向において基板ＳＢよりも外側のブランケットＢＬはテーパーステージ部３２のテーパー面３２２の上にせり出すように配置され、ブランケットＢＬの下面とテーパー面３２２との間には隙間が生じる。ブランケットＢＬの下面とテーパー面３２２とがなす角θはテーパーステージ部３２のテーパー角と同じ数度（この実施形態では２度）程度である。

水平ステージ部３１には吸着溝３１１が設けられており、ブランケットＢＬの下面を吸着保持する。より詳しくは、吸着溝３１１は基板ＳＢの下部に当たるブランケットＢＬの下面を吸着する。一方、図３に示すように、吸着溝３１１の周囲を取り囲むように他の吸着溝３１２が設けられており、吸着溝３１２は基板ＳＢよりも外側のブランケットＢＬの下面を吸着する。吸着溝３１１，３１２は互いに独立して吸着をオン・オフすることができ、２種類の吸着溝３１１，３１２を共に使用して強力にブランケットＢＬを吸着することができる。一方、外側の吸着溝３１２のみを使用して吸着を行い、パターンが有効に形成されたブランケットＢＬの中央部については吸着を行わないようにすることで、吸着によるブランケットＢＬの撓みに起因するパターンの損傷を防止することができる。このように、中央部の吸着溝３１１と周縁部の吸着溝３１２とへの負圧供給を独立に制御することで、ブランケットＢＬの吸着保持の態様を目的に応じて切り換えることが可能となっている。

このようにしてステージ３０に吸着保持されるワークＷＫの上方に、第１ないし第４吸着ユニット５１〜５４と、ローラユニット３４の剥離ローラ３４０とが配置される。図４（ａ）では４つの吸着ユニットのうち（−Ｙ）側の２つの吸着ユニット５１，５２のみが現れている。前述したように第２吸着ユニット５２の下部には複数の吸着パッド５２７がＸ方向に並べて設けられている。より詳しくは、吸着パッド５２７は、例えばゴムやシリコン樹脂などの柔軟性および弾性を有する材料で一体的に形成された、下面がワークＷＫの上面（より具体的には基板ＳＢの上面）に当接してこれを吸着する吸着部５２７ａと、上下方向（Ｚ方向）への伸縮性を有するべローズ部５２７ｂとを有している。他の吸着ユニット５１，５３および５４に設けられた吸着パッドも同一構造である。以下では第１吸着ユニット５１に設けられた吸着パッドに符号５１７を付して、第２吸着ユニット５２の吸着パッド５２７と区別することとする。

第１吸着ユニット５１は稜線部Ｅの上方に設けられており、下降したときに基板ＳＢの（−Ｙ）側端部の上面を吸着する。一方、最も（＋Ｙ）側に配置された第４吸着ユニット５４（図１）は、ステージ３０に載置される基板ＳＢの（＋Ｙ）側端部の上方に設けられ、下降したときに基板ＳＢの（＋Ｙ）側端部の上面を吸着する。第２吸着ユニット５２および第３吸着ユニット５３はこれらの間に適宜分散配置され、例えば各吸着ユニット５１〜５４に設けられた吸着パッド５１７等がＹ方向において略等間隔となるようにすることができる。これらの吸着ユニット５１〜５４の間では、上下方向への移動および吸着のオン・オフを互いに独立して実行可能となっている。

剥離ローラ３４０は上下方向に移動して基板ＳＢに対し接近・離間移動するとともに、Ｙ方向に移動することで基板ＳＢに沿って水平移動する。剥離ローラ３４０が下降した状態では、基板ＳＢの上面に当接して転動しながら水平移動する。最も（−Ｙ）側に移動したときの剥離ローラ３４０の位置は、第１吸着ユニット５１の吸着パッド５１７の（＋Ｙ）側直近位置である。このような近接位置への配置を可能とするために、第１吸着ユニット５１については、図２に示す第２吸着ユニット５２と同一構造のものが、図１に示すように他の第２ないし第４吸着ユニット５２〜５４とは反対向きにして支持フレーム５０に取り付けられている。

初期剥離ユニット３３は、テーパーステージ部３２の上方に突き出されたブランケットＢＬの上方に押圧部材３３１が位置するように、そのＹ方向位置が調整されている。そして、支持アーム３３２が下降することにより、押圧部材３３１の下端が下降してブランケットＢＬの上面を押圧する。このとき押圧部材３３１がブランケットＢＬを傷つけることがないように、押圧部材３３１の先端は弾性部材により形成されている。

前述したように、水平ステージ部３１の（−Ｙ）側側面にはメインリフタ３６が設けられている。下部位置に後退したリフタピン３６１とテーパーステージ部３２とが干渉しないように、テーパーステージ部３２の水平面３２１の下部が切り欠かれている。

また、テーパーステージ部３２の水平面３２１に設けられた撮像窓３２３の直下位置には、例えばＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子および上向きを撮像方向とする撮像光学系を有する撮像部３７が設けられている。撮像部３７は水平ステージ部３１、テーパーステージ部３２およびメインフレーム１１のいずれかに固定される。撮像部３７は撮像窓３２３を介して該撮像窓３２３に臨むワークＷＫを下方から撮像し、取得した画像データを制御ユニット７０（図６）に送信する。

なお、テーパーステージ部３２は図示しない水平移動機構によりＹ方向に移動可能に構成されている。図４（ａ）に示すように、テーパーステージ部３２が水平移動機構により（＋Ｙ）側位置に位置決めされた状態では、テーパーステージ部３２が水平ステージ部３１の側面に当接して一体のステージ３０として機能する。一方、テーパーステージ部３２が水平移動機構により（−Ｙ）側位置に位置決めされた状態では、図４（ｂ）に示すように、テーパーステージ部３２が水平ステージ部３１から離間して両者の間に隙間が形成され、水平ステージ部３１の（−Ｙ）側側面に取り付けられたメインリフタ３６のリフタピン３６１はこの隙間を通って昇降する。

図４（ｂ）は撮像部３７が水平ステージ部３１またはメインフレーム１１に固定された場合を示しており、テーパーステージ部３２の移動に伴って撮像部３７が移動することはない。一方、撮像部３７がテーパーステージ部３２に固定された場合には、テーパーステージ部３２の移動とともに撮像部３７もＹ方向に移動する。後述するように、撮像部３７は水平ステージ部３１とテーパーステージ部３２とが結合された図４（ａ）に示す状態で撮像を行うので、いずれの態様であってもよい。

水平ステージ部３１に設けられた複数のリフタピン３６１がこのようにステージ上面３１０よりも上方に突出した状態では、ワークＷＫをステージ上面３１０から離間した状態で支持することが可能である。外部から剥離装置１に対してワークＷＫが搬入される際、リフタピン３６１を上部位置に突出させることでワークＷＫを受け取ることが可能である。こうしてワークＷＫを受け取った後、リフタピン３６１が下降してステージ上面３１０よりも下方に退避することで、ワークＷＫはステージ３０に受け渡される。一方、ワークＷＫに対する剥離処理が終了した後にステージ３０上に残るブランケットＢＬについても、リフタピン３６１によってステージ３０から持ち上げることにより、外部への受け渡しが可能となる。

これらの場合において、各リフタピン３６１に設けた吸着パッド３６２に負圧を供給することで、ブランケットＢＬの下面を吸着保持することができる。また、必要に応じてサブリフタを作動させることで、ワークＷＫまたはブランケットＢＬの中央部が撓むのを抑制することができる。

図５はステージとこれに載置されるワークとの位置関係を示す図である。基板ＳＢとブランケットＢＬとが密着してなるワークＷＫ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とブランケットＢＬとを剥離させることである。

基板ＳＢの有効領域ＡＲの全体が水平ステージ部３１の上面３１０に位置するように、ワークＷＫはステージ３０に載置される。一方、有効領域ＡＲよりも外側において、基板ＳＢの（−Ｙ）側端部はステージ３０の水平面とテーパー面との境界の稜線部Ｅよりも僅かに（−Ｙ）側に突出した位置に位置決めされる。

図においてドットを付した領域Ｒ１は吸着溝３１１によりブランケットＢＬが吸着される領域を示している。吸着溝３１１により吸着される領域Ｒ１は有効領域ＡＲ全体をカバーする。また、領域Ｒ２は吸着溝３１２によりブランケットＢＬが吸着される領域を示している。吸着溝３１２は有効領域ＡＲよりも外側でブランケットＢＬを吸着する。したがって、例えば吸着溝３１２のみによってブランケットＢＬを吸着する態様では、有効領域ＡＲ内のパターンが吸着の影響を受けることが回避される。

また領域Ｒ６は、メインリフタ３６のリフタピン３６１が当接するブランケットＢＬの下面領域を示している。リフタピン３６１は、ワークＷＫのうち、基板ＳＢとブランケットＢＬとが重なり合う領域であって、かつ有効領域ＡＲよりも外側の領域において、ブランケットＢＬの下面に当接する。これにより、支持の際に有効領域ＡＲ内のパターン等に押圧力が加わるのを防止することができる。また基板ＳＢの剛性とブランケットＢＬの剛性とでワークＷＫを支持するので、大型で自重の大きいワークＷＫであっても確実に支持することができる。図５に示した他の領域Ｒ３，Ｒ４，Ｒ７については、後の動作説明の際に説明する。

図６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、工場用力など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、ステージブロック３に設けられたモータ３５３および昇降機構３３５，３４４，３６５、水平移動機構、上部吸着ブロック５の各吸着ユニット５１〜５４にそれぞれ設けられた昇降機構５２５などのモータ群を駆動制御する。なお、ここでは各可動部の駆動源として代表的にモータを記載しているが、これに限定されるものではなく、その用途に応じて例えばエアシリンダ、ソレノイド、圧電素子などの各種アクチュエータを駆動源として用いてもよい。

バルブ制御部７０３は、負圧供給部７０４から水平ステージ部３１に設けられた吸着溝３１１，３１２およびリフタピン３６１に設けられた吸着パッド３６２につながる配管経路上に設けられてこれらの吸着溝および吸着パッドに対し所定の負圧を個別に供給するためのバルブ群Ｖ3、負圧供給部７０４から各吸着ユニット５１〜５４の吸着パッド５１７等につながる配管経路上に設けられて各吸着パッド５１７等に所定の負圧を供給するためのバルブ群Ｖ5などを制御する。

さらに、制御ユニット７０は、ステージブロック３に設けられた撮像部３７を制御して必要な撮像動作を実行させるとともに、撮像部３７により取得された画像データを受信して画像処理を行う。撮像部３７はテーパーステージ部３２に設けられた撮像窓３２３を介してブランケットＢＬの下面を撮像する。制御ユニット７０は、撮像された画像に基づき、以下に説明する剥離動作の進行を制御する。

次に、上記のように構成された剥離装置１による剥離動作について、図７ないし図１０を参照しながら説明する。図７は剥離処理を示すフローチャートである。また、図８ないし図１０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。

まず、オペレータまたは外部の搬送ロボット等によってワークＷＫがステージ３０上の上記位置にロードされると（ステップＳ１０１）、装置が初期化されて装置各部が所定の初期状態に設定される（ステップＳ１０２）。初期状態では、ワークＷＫが吸着溝３１１，３１２の一方または両方によって吸着保持され、初期剥離ユニット３３の押圧部材３３１、ローラユニット３４の剥離ローラ３４０、第１ないし第４吸着ユニット５１〜５４の吸着パッド５１７等はいずれもワークＷＫから離間している。また剥離ローラ３４０はその可動範囲において最も（−Ｙ）側に寄った位置にある。

この状態から、第１吸着ユニット５１および剥離ローラ３４０を下降させて、それぞれワークＷＫの上面に当接させる（ステップＳ１０３）。このとき、図８（ａ）に示すように、第１吸着ユニット５１の吸着パッド５１７が基板ＳＢの（−Ｙ）側端部の上面を吸着し、剥離ローラ３４０はその（＋Ｙ）側隣接位置で基板ＳＢの上面に当接する。なお、図８（ａ）において押圧部材３３１の近傍に付した下向き矢印は、図に示される状態から、続く工程では押圧部材３３１が当該矢印方向に移動することを意味している。以下の図においても同様である。

図５に示される領域Ｒ３はこの時に第１吸着ユニット５１により基板ＳＢが吸着される領域を示し、領域Ｒ４は剥離ローラ３４０が基板ＳＢに当接することにより形成される当接ニップ領域を示す。図５に示すように、第１吸着ユニット５１は基板ＳＢの（−Ｙ）側端部を吸着保持する一方、剥離ローラ３４０は第１吸着ユニット５１による吸着領域Ｒ３の（＋Ｙ）側に隣接する領域Ｒ４で基板ＳＢに当接する。剥離ローラ３４０が当接する当接ニップ領域Ｒ４は、有効領域ＡＲよりも外側、つまり有効領域ＡＲから（−Ｙ）側に寄った位置であって、ステージ３０の稜線部Ｅよりも（＋Ｙ）側の水平面上の位置とされる。したがって、有効領域ＡＲの内部は第１吸着ユニット５１による吸着、剥離ローラ３４０による押圧のいずれをも受けていない。

続いて、撮像部３７による撮像を開始する（ステップＳ１０４）。これ以後撮像部３７は随時撮像した画像をリアルタイムで制御ユニット７０に送信するが、撮像部３７自体はこれ以前から動作していてもよい。図５に示される領域Ｒ７はテーパーステージ部３２の水平面３２１のうち撮像窓３２３が設けられた領域を示している。図５に示されるように、撮像窓３２３が設けられた領域Ｒ７と剥離ローラ３４０により形成される当接ニップの領域Ｒ４とは互いに一部が重なり合っている。言い換えれば、このような配置となるように、撮像窓３２３の位置と剥離ローラ３４０の初期位置とが予め設定されている。

図８（ａ）に示すように、撮像窓３２３の直下位置には撮像部３７が設けられており、撮像部３７は撮像窓３２３を介して上方を撮像する。上記したように、撮像窓３２３には剥離ローラ３４０が基板ＳＢに当接してなる当接ニップの一部が臨んでいる。図８（ｂ）に示すように、撮像部３７がブランケットＢＬ下面を撮像する際の撮像視野ＦＶには当接ニップ領域Ｒ４の少なくとも一部、望ましくはその（−Ｙ）側の端部Ｐ４が含まれるようにする。

図７に戻って、次に初期剥離ユニット３３を作動させ、押圧部材３３１を下降させてブランケットＢＬ端部を押圧する（ステップＳ１０５）。ブランケットＢＬの端部はテーパーステージ部３２のテーパー面３２２の上方に突出しており、その下面とテーパー面３２２との間には隙間がある。したがって、図９（ａ）に示すように、押圧部材３３１がブランケットＢＬの端部を下方へ押圧することにより、ブランケットＢＬの端部がテーパー面３２２に沿って下方へ屈曲する。その結果、第１吸着ユニット５１により吸着保持される基板ＳＢの（−Ｙ）側端部ＰＳとブランケットＢＬとの間が離間し剥離が開始される。押圧部材３３１はＸ方向に延びる棒状に形成され、しかもそのＸ方向長さがブランケットＢＬよりも長く設定されている。したがって、図５に示すように、押圧部材３３１がブランケットＢＬに当接する当接領域Ｒ５は、ブランケットＢＬの（−Ｘ）側端部から（＋Ｘ）側端部まで直線状に延びる。こうすることで、ブランケットＢＬを柱面状に屈曲させることができ、基板ＳＢとブランケットＢＬとが既に剥離した剥離領域と、まだ剥離していない未剥離領域との境界線（以下、「剥離境界線」という）を直線状にすることができる。

こうして基板端部ＰＳから剥離が開始された状態から、第１吸着ユニット５１の上昇を開始する（ステップＳ１０６）。これにより、図９（ｂ）に示すように、第１吸着ユニット５１に吸着保持された基板ＳＢの端部ＰＳがブランケットＢＬからさらに離間してゆき、これに伴って剥離境界線は（＋Ｙ）方向へ移動して剥離が進行してゆく。すなわち、この実施形態における剥離進行方向は（＋Ｙ）方向である。

図９（ｃ）はこの間の剥離境界線の動きと撮像部３７により撮像される画像との関係を模式的に示す図である。図９（ａ）に例示される押圧部材３３１の押圧により基板ＳＢとブランケットＢＬとの間の剥離が開始された直後の時刻Ｔ１における剥離境界線ＴＬ１は、図９（ｃ）に示すようにステージ３０の稜線部Ｅよりも（−Ｙ）側に位置しており、必ずしも撮像視野ＦＶには入らない。

剥離境界線の（−Ｙ）側、つまり剥離進行方向の上流側では、ブランケットＢＬの上面に密着していた基板ＳＢが既に離間した剥離領域となっており、両者の間には隙間ができて周囲雰囲気が流れ込んでいる。一方、剥離境界線の（＋Ｙ）側、つまり剥離進行方向の下流側では、ブランケットＢＬの上面には基板ＳＢがまだ密着したままの未剥離領域である。ブランケットＢＬを介した撮像では、基板ＳＢと周囲雰囲気との色調および屈折率の差異に起因して剥離領域と未剥離領域との間で大きな輝度差があるので、剥離境界線を光学的に検出することが容易である。

この目的のために、ブランケットＢＬは入射光の少なくとも一部を透過させる光透過性を有するものであることが望ましい。制御ユニット７０では、例えば画像において輝度変化の大きいエッジを検出することにより、剥離境界線の位置を検出することが可能である。なお、当接ニップ領域Ｒ４については、その位置と撮像視野ＦＶとの位置関係が既知であればよく、必ずしも画像から検出可能である必要はない。

その後、図９（ｂ）に例示される基板端部ＰＳの引き上げが開始されて剥離境界線が（＋Ｙ）側へ進行した時刻Ｔ２においては、剥離境界線ＴＬ２が撮像視野ＦＶ内に入ってくる。このことは、撮像窓３２３の直上位置まで剥離が進行したことを示している。そして、さらに基板ＳＢが引き上げられ剥離境界線が進行し、最終的には剥離ローラ３４０による当接ニップ領域Ｒ４まで剥離境界線が進んでくる。

このタイミングで剥離ローラ３４０を（＋Ｙ）方向へ移動開始させれば、その後は剥離境界線が剥離ローラ３４０にその進行を規制されつつさらに（＋Ｙ）方向へ進行する。つまり、剥離が剥離ローラ３４０の移動によって管理されながら進行する。

このとき、剥離境界線は当接ニップ領域Ｒ４に侵入しさらにこれを超えて（＋Ｙ）側まで進行することはない。したがって、剥離境界線が当接ニップ領域Ｒ４に到達してから剥離ローラ３４０の移動開始までに時間遅れがあれば、その間剥離の進行は停止され剥離ローラ３４０の移動開始とともに再開されるため、剥離速度の変動が生じる。このことはパターン等へのダメージの原因となる。また、剥離ローラ３４０に押さえられた基板ＳＢを無理に引き上げることで、第１吸着ユニット５１による吸着から基板ＳＢが離脱することもあり得る。一方、剥離境界線が当接ニップ領域Ｒ４に到達する前に剥離ローラ３４０の移動が開始されれば、剥離ローラ３４０が剥離の進行を管理する機能を果たさなくなり、不規則な剥離の進行によりやはりパターン等へのダメージをもたらす。したがって、剥離境界線が当接ニップ領域Ｒ４に到達した時に遅滞なく剥離ローラ３４０の移動が開始されることが求められる。

この実施形態では、撮像部３７により撮像される画像から剥離境界線の進行状況をリアルタイムに検出し、その検出結果に基づいて剥離ローラ３４０の移動を制御することで、上記要求に応えられるようにしている。具体的には、撮像部３７の撮像視野ＦＶ内を進行する剥離境界線に対して、剥離ローラ３４０の移動開始タイミングを決める基準位置としての判定ラインＪＬを予め設定しておき、剥離境界線が当該判定ラインＪＬに到達したことを検出した時に、剥離ローラ３４０の移動を開始するようにしている（ステップＳ１０７、Ｓ１０８）。

判定ラインＪＬとしては、例えば当接ニップ領域Ｒ４の（−Ｙ）側端部Ｐ４、つまり剥離進行方向における上流側端部の位置とすることができる。こうすることで、剥離境界線が当接ニップ領域Ｒ４に到達するのとほぼ同時に剥離ローラ３４０の移動を開始することができる。一方、剥離境界線が判定ラインＪＬに達してから剥離ローラ３４０の移動が開始されるまでに時間遅れが想定されるような場合には、例えば当接ニップ領域Ｒ４の上流側端部Ｐ４から剥離進行方向における上流側、つまり（−Ｙ）側に所定量だけシフトさせた位置を基準位置として、この位置に判定ラインＪＬを設定してもよい。

さらに別の方法として、撮像される画像から撮像視野ＦＶ内における剥離境界線の進行速度を検出し、その検出結果から剥離境界線が当接ニップ領域Ｒ４に到達する時刻を予測してそのタイミングで剥離ローラ３４０を移動開始させるようにしてもよい。このようにすれば、剥離境界線の当接ニップ領域Ｒ４への到達と剥離ローラ３４０の始動との間の時間差をほぼゼロとすることが可能である。

なお、いずれの場合でも、初期状態での当接ニップ領域Ｒ４は有効領域ＡＲよりも（−Ｙ）側、つまり剥離進行方向の上流側に外れた位置に設定されているから（図５）、剥離境界線の当接ニップ領域Ｒ４への到達と剥離ローラ３４０の始動との間に微小の時間差があったとしても、それにより有効領域ＡＲ内のパターンに影響が及ぶことは回避される。

この後、第１吸着ユニット５１は上方、つまり（＋Ｚ）方向に、また剥離ローラ３４０は（＋Ｙ）方向に、それぞれ一定速度で移動する。こうして第１吸着ユニット５１の上昇に加えて剥離ローラ３４０の移動が開始されることにより、さらに剥離が進行する。

図１０（ａ）に示すように、基板ＳＢの端部を保持する第１吸着ユニット５１が上昇することで基板ＳＢが引き上げられてブランケットＢＬとの剥離が（＋Ｙ）方向に向かって進行するが、剥離ローラ３４０を当接させているため、剥離ローラ３４０による当接領域Ｒ４（図５）を超えて剥離が進行することはない。剥離ローラ３４０を基板ＳＢに当接させながら一定速度で（＋Ｙ）方向に移動させることで、剥離の進行速度を一定に維持することができる。すなわち、剥離境界線がローラ延設方向つまりＸ方向に沿った一直線となり、しかも一定速度で（＋Ｙ）方向に進行する。これにより、剥離の進行速度の変動による応力集中に起因するパターンの損傷を確実に防止することができる。

その後、剥離ローラ３４０が予め設定された切り替え位置を通過するのを待つ（ステップＳ１０９）。この切り替え位置は、各吸着パッド５２〜５４に対応してそれぞれ設定されたものであり、当該吸着パッド直下の基板ＳＢ上の位置である。例えば第２吸着ユニット５２に対応する切り替え位置は第２吸着ユニット５２直下の基板ＳＢの表面位置である。当該位置を剥離ローラ３４０が通過すると、図１０（ｂ）に示すように、第２吸着ユニット５２を下降させ、第２吸着ユニット５２の吸着パッド５２７により基板ＳＢを捕捉した後、第２吸着ユニット５２を再び上昇させる（ステップＳ１１０）。

図１０（ｂ）に示すように、剥離ローラ３４０が既に通過していることから、第２吸着ユニット５２の直下位置では基板ＳＢはブランケットＢＬから剥離して上方へ浮き上がった状態となっている。伸縮性を有する弾性部材で構成された吸着パッド５２７に負圧を付与しながら基板ＳＢに近付けてゆくことで、吸着パッド５２７の下面が基板ＳＢの上面に当接した時点で基板ＳＢを捕捉し吸着することができる。吸着パッド５２７を所定位置まで下降させた後、引き上げられてくる基板ＳＢを待機する態様であってもよい。いずれにおいても、吸着パッドに柔軟性を持たせることで、吸着の失敗を防止することができる。

基板ＳＢの吸着を開始した後、第２吸着ユニット５２の移動を上昇に転じる。これにより、図１０（ｃ）に示すように、剥離の進行速度は依然として剥離ローラ３４０により制御されつつ、剥離のための基板ＳＢの引き上げの主体は第１吸着ユニット５１から第２吸着ユニット５２に引き継がれる。また剥離後の基板ＳＢは、第１吸着ユニット５１のみによる保持から第１吸着ユニット５１と第２吸着ユニット５２とによる保持に切り替わり、保持箇所が増加することになる。なお、各吸着ユニット５１〜５４が上昇する際、剥離後の基板ＳＢの姿勢が略平面となるように、各吸着ユニット５１〜５４間のＺ方向における相対位置が維持される。

同様の処理（ステップＳ１０９〜Ｓ１１１）を残りの吸着ユニット５３，５４についても実行することで、図１０（ｄ）に示すように、吸着ユニットによる基板ＳＢの保持箇所が順次追加されて、基板ＳＢの引き上げの主体が順次下流の吸着ユニットに切り替わってゆく。全ての吸着ユニットについて処理が終了すると（ステップＳ１１１）、基板ＳＢの全体がブランケットＢＬから引き離される。そこで、剥離ローラ３４０をステージ３０よりも（＋Ｙ）側まで移動させてその移動を停止させる（ステップＳ１１２）。そして、各吸着ユニット５１〜５４を全て同じ高さまで上昇させた後に停止させる（ステップＳ１１３）。また、初期剥離ユニット３３の押圧部材３３１をブランケットＢＬから離間させ、ブランケットＢＬの上面より上方かつブランケットＢＬの（−Ｙ）側端部よりも（−Ｙ）側の退避位置まで移動させる（ステップＳ１１４）。その後、吸着溝によるブランケットＢＬの吸着保持を解除し、分離された基板ＳＢおよびブランケットＢＬを装置外へ搬出することで（ステップＳ１１５）、剥離処理が完了する。

各吸着ユニット５１〜５４の高さを同じとするのは、剥離後の基板ＳＢとブランケットＢＬとを平行に保持することで、外部ロボットまたはオペレータにより挿入される払い出し用ハンドのアクセスと、それへのブランケットＢＬおよび基板ＳＢの受け渡しとを容易にするためである。

以上のように、この実施形態では、剥離の進行方向（ここではＹ方向）に直交するＸ方向に延設された剥離ローラ３４０を基板ＳＢに当接させ、剥離ローラ３４０を剥離の進行方向に一定速度で移動させながら基板ＳＢを引き上げることにより、剥離の進行速度を一定に保って基板ＳＢとブランケットＢＬとの間を良好に剥離させることができる。すなわち、基板ＳＢとブランケットＢＬとが既に剥離した剥離領域とまだ剥離していない未剥離領域との間に形成される剥離境界線の形状および進行速度を、剥離ローラ３４０により制御することができる。

特に、剥離が開始される基板ＳＢの（−Ｙ）側端部ＰＳから、有効なパターン等が形成される有効領域ＡＲまでの間で剥離ローラ３４０の当接を開始させることで、剥離境界線が有効領域ＡＲに到達するよりも前に剥離ローラ３４０による剥離の進行管理が確立され、剥離進行速度の変動に起因する有効領域ＡＲ内のパターン等へのダメージを防止することができる。

剥離ローラ３４０による管理が確立する前の初期段階では剥離の進行速度が不安定となりやすい。しかしながら、この実施形態では、撮像部３７により撮像される画像から実際の剥離境界線の進行状況を把握して剥離ローラ３４０の移動開始タイミングを決定しているので、実際の剥離境界線の進行に合わせて剥離ローラ３４０を移動させることができる。これにより、剥離ローラ３４０の始動前後においても剥離境界線がスムーズに進行し、剥離進行速度の変動に起因するパターン等へのダメージを確実に防止することが可能である。

また、この実施形態では、図５に示すように、剥離の初期段階で基板ＳＢの引き上げを担う第１吸着ユニット５１により基板ＳＢが吸着される領域Ｒ３は、有効なパターンが形成された有効領域ＡＲよりも外側である。基板ＳＢが局所的に吸着されることによりその部分で基板ＳＢが部分的にブランケットＢＬから剥離し、これによりパターンが変形したり損傷するなどの影響が生じる可能性があるが、有効領域外を吸着することで、このような問題は回避される。また、剥離境界線が剥離ローラ３４０の直下位置に到達するまでは剥離速度が不安定となるが、同様に初期段階における剥離ローラ３４０の当接領域Ｒ４を有効領域外とすることで、剥離速度の変動に起因するパターンの損傷も防止される。

一方、剥離の進行中に新たに基板ＳＢを吸着する第２ないし第４吸着ユニット５２〜５４は、ブランケットＢＬから既に剥離した領域において基板ＳＢと当接するため、この場合の吸着によって基板ＳＢに転写されたパターンを傷めることはない。

以上説明したように、この実施形態においては、剥離対象物たるワークＷＫのうちブランケットＢＬが本発明の「第１板状体」に相当する一方、基板ＳＢが本発明の「第２板状体」に相当している。また、基板ＳＢの（−Ｙ）側端部が本発明の「一端部」に相当し、これとは反対側の（＋Ｙ）側端部が本発明の「他端部」に相当する。そして、（＋Ｙ）方向が本発明の「剥離進行方向」に相当する。

また、この実施形態では、ステージ３０が本発明の「保持手段」として機能しており、水平ステージ部３１の上面３１０およびテーパーステージ部３２の上面３２０が一体として本発明の「保持面」として機能している。特に、水平ステージ部３１の上面３１０とテーパーステージ部３２の水平面３２１とが一体として本発明の「平面部」として機能し、テーパーステージ部３２のテーパー面３２２が本発明の「テーパー面」として機能している。

また、この実施形態では、第１吸着ユニット５１が本発明の「剥離手段」として機能している。また、剥離ローラ３４０が本発明の「当接手段」として機能しており、図５および図８（ａ）に示す移動開始前の剥離ローラ３４０による当接ニップ領域Ｒ４の位置が本発明における「当接開始位置」に相当している。また、上記実施形態においては、撮像部３７が本発明の「撮像手段」として機能し、制御ユニット７０が本発明の「移動制御手段」として機能している。また、押圧部材３３１が本発明の「押圧部材」として機能している。

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、テーパーステージ部３２の水平面３２１のＸ方向における略中央部に１つの撮像窓３２３と、その直下位置に１つの撮像部３７を設けている。しかしながら、前記したように剥離ローラ３４０による進行管理が確立されるまでの剥離境界線の進行は不規則であり、位置によっても異なる場合がある。この点から、Ｘ方向の複数箇所で剥離境界線を撮像し、その結果から剥離ローラの開始タイミングを決めるようにしてもよい。この場合、最も進行の遅い位置での剥離境界線に合わせて剥離ローラを移動開始させることが好ましい。こうすることで、少なくとも剥離境界線が当接ニップに到達するよりも前にローラの移動が開始されることは回避される。

一般的な矩形基板では、剥離力が集中的に作用する角部から剥離が始まりやすく、辺の中央では剥離が遅れる場合が多い。この点から、撮像位置を１箇所とする場合には中央部とすることが効果的であり、本実施形態はこのケースに相当する。

また、上記実施形態では真空吸着によって基板およびブランケットを保持しているが、保持の態様はこれに限定されない。例えば静電的または磁気的な吸着力により吸着保持するものであってもよい。特に基板の有効領域外を保持する第１吸着ユニット５１については、吸着によらず、基板周縁部を機械的に把持することにより保持してもよい。

また、上記実施形態ではワークＷＫの搬入出時の受け渡しの便宜からステージ３０を分離可能な構成としているが、ワーク搬入出の態様はこれに限定されるものではなく、ステージの分離構造も必須の要件ではない。

また、上記実施形態ではテーパーステージ部３２にブランケットＢＬを突き出させて保持し、押圧部材３３１によりブランケットＢＬを屈曲させて剥離のきっかけを作っているが、このようにすることは必須の要件ではなく、例えば第１吸着ユニットの引き上げのみで剥離を開始させるようにしてもよい。この場合、ステージにテーパーを設ける必要はなくなる。

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。

１ 剥離装置
３０ ステージ（保持手段）
３１ 水平ステージ部（保持手段）
３２ テーパーステージ部（保持手段）
３７ 撮像部（撮像手段）
５１ 第１吸着ユニット（剥離手段）
５２〜５４ 第２ないし第４吸着ユニット
７０ 制御ユニット（移動制御手段）
３１０ （水平ステージ部３１の）上面（保持面）
３２１ （テーパーステージ部３２の）水平面（保持面）
３２２ （テーパーステージ部３２の）テーパー面
３３１ 押圧部材
３４０ 剥離ローラ（当接手段）
５１７，５２７ 吸着パッド
ＢＬ ブランケット（第１板状体）
Ｒ４ 当接ニップ
ＳＢ 基板（第２板状体）

Claims (13)

1. 薄膜またはパターンを介して互いに密着した第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板状体のうち前記薄膜またはパターンが形成された有効領域の平面サイズよりも大きい保持面を有し、該保持面に前記第１板状体の表面のうち前記第２板状体と密着した面とは反対側の面を当接させて前記第１板状体を保持する保持手段と、
   前記第２板状体の一端部を保持しながら前記保持手段から離間する方向に移動して、前記第２板状体の前記一端部を前記第１板状体から剥離させる剥離手段と、
   前記第２板状体の前記一端部から該一端部と反対側の他端部に向かう剥離進行方向に直交する方向に前記第２板状体に沿って延設されたローラ状に形成されるとともに前記剥離進行方向に移動可能に構成され、前記剥離進行方向における前記一端部の下流側に隣接する当接開始位置で、前記第１板状体と密着した面とは反対側の前記第２板状体の一方面に当接して当接ニップを形成する当接手段と、
   前記第１板状体のうち、前記第２板状体と密着している未剥離領域と、前記第２板状体から剥離した剥離領域との境界に生じる剥離境界線を、前記第１板状体を介して撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像される画像に基づいて前記剥離境界線の位置を検出し、前記当接ニップの前記剥離進行方向の上流側端部に対応する位置に前記剥離境界線が到達した時に、前記当接手段を前記当接開始位置から前記剥離進行方向に移動開始させる移動制御手段と
   を備える剥離装置。
2. 前記当接手段は、前記剥離進行方向における前記有効領域よりも上流側の前記当接開始位置で、前記第２板状体に当接する請求項１に記載の剥離装置。
3. 前記移動制御手段は、前記当接ニップの前記剥離進行方向の上流側端部に対応する位置を予め基準位置として設定しておき、前記剥離境界線が前記基準位置に到達したことを検出した時に前記当接手段の移動を開始させる請求項１または２に記載の剥離装置。
4. 前記移動制御手段は、前記当接ニップの前記剥離進行方向の上流側端部に対応する位置から所定距離だけ前記剥離進行方向の上流側にシフトした位置を予め基準位置として設定しておき、前記剥離境界線が前記基準位置に到達したことを検出した時に前記当接手段の移動を開始させる請求項１または２に記載の剥離装置。
5. 前記移動制御手段は、前記剥離境界線が前記当接ニップに到達する前における前記剥離境界線の位置検出結果に基づいて予測した、前記剥離境界線が前記当接ニップの前記剥離進行方向の上流側端部に対応する位置に到達する時刻に、前記当接手段の移動を開始させる請求項１または２に記載の剥離装置。
6. 前記保持手段は、前記第１板状体の前記有効領域と当接する平面部と、該平面部に接続するとともに前記平面部と接続する稜線部から離れるにつれて前記平面部を延長した延長平面から後退するテーパー面部とを含む前記保持面を有するとともに、前記第１板状体の前記有効領域よりも前記剥離進行方向における上流側の周縁部を前記平面部から前記テーパー面部側へ突き出させて保持し、
   前記第１板状体の前記周縁部を押圧して前記第２板状体とは反対側へ屈曲させて、前記第２板状体との間で剥離を開始させる押圧部材をさらに備え、
   前記当接手段は、前記稜線部と前記有効領域との間の前記当接開始位置で前記第２板状体に当接する請求項１ないし５のいずれかに記載の剥離装置。
7. 前記撮像手段は、前記平面部のうち前記有効領域に対応する位置よりも前記剥離進行方向の上流側に設けられた光透過性を有する撮像窓を介して撮像を行う請求項６に記載の剥離装置。
8. 前記撮像手段は、前記剥離進行方向に直交する方向における前記第１板状体の中央部を撮像する請求項１ないし７のいずれかに記載の剥離装置。
9. 薄膜またはパターンを介して互いに密着した第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板状体のうち前記薄膜またはパターンが形成された有効領域の平面サイズよりも大きい保持面に前記第１板状体の表面のうち前記第２板状体と密着した面とは反対側の面を当接させて前記第１板状体を保持する工程と、
   前記第２板状体の一端部から該一端部と反対側の他端部に向かう剥離進行方向における前記一端部の下流側に隣接する当接開始位置で、前記第１板状体と密着した面とは反対側の前記第２板状体の一方面に、前記剥離進行方向に直交する方向に延設されたローラ状の当接手段を当接させて当接ニップを形成する工程と、
   前記第２板状体の一端部を前記第１板状体から離間する方向に移動させて、前記第２板状体の前記一端部を前記第１板状体から剥離させる工程と、
   前記第１板状体のうち、前記第２板状体と密着している未剥離領域と、前記第２板状体から剥離した剥離領域との境界に生じる剥離境界線を、前記第１板状体を介して撮像する工程と、
   撮像された画像に基づいて前記当接ニップの前記剥離進行方向の上流側端部に対応する位置に前記剥離境界線が到達する時刻を求め、その時刻に前記当接手段を前記当接開始位置から前記剥離進行方向に移動開始させる工程と
   を備える剥離方法。
10. 前記当接ニップの前記剥離進行方向の上流側端部に対応する位置を予め基準位置として設定しておき、前記剥離境界線が前記基準位置に到達したことを検出した時に前記当接手段の移動を開始する請求項９に記載の剥離方法。
11. 前記当接ニップの前記剥離進行方向の上流側端部に対応する位置から所定距離だけ前記剥離進行方向の上流側にシフトした位置を予め基準位置として設定しておき、前記剥離境界線が前記基準位置に到達したことを検出した時に前記当接手段の移動を開始する請求項９に記載の剥離方法。
12. 前記剥離境界線が前記当接ニップに到達する前における前記剥離境界線の位置検出結果に基づいて予測した、前記剥離境界線が前記当接ニップの前記剥離進行方向の上流側端部に対応する位置に到達する時刻に、前記当接手段の移動を開始する請求項９に記載の剥離方法。
13. 移動開始後の前記当接手段を一定速度で前記剥離進行方向に移動させる請求項９ないし１２のいずれかに記載の剥離方法。

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