(57)【要約】【課題】被剥離層に与えるダメージを抑制しつつ、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。線膨張係数が異なるガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面にフラッシュ光を照射して加熱し、それらの熱膨張の程度が異なることを利用して当該界面と平行な方向に沿ってせん断応力を生じさせる。せん断応力が作用することによってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の結合力が低下し、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に与える物理的なダメージを最小限に抑制しつつ、清浄にポリイミド膜８２を剥離することができる。【選択図】図４
2014120664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記基板の線膨張係数と前記被剥離層の線膨張係数とは異なり、
前記基板の側からフラッシュ光を照射して前記基板と前記被剥離層との界面に、当該界面と平行な方向のせん断応力を作用させることによって前記界面の結合力を低下させることを特徴とする剥離補助方法。
【請求項２】
請求項１記載の剥離補助方法において、
前記基板および前記被剥離層の端縁部のみにフラッシュ光を照射することを特徴とする剥離補助方法。
【請求項３】
請求項１記載の剥離補助方法において、
前記基板および／または前記被剥離層の端縁部にフラッシュ光の吸収率が所定値以上の光吸収層を設けることを特徴とする剥離補助方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３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５】
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、
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６】
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、
前記基板の線膨張係数と前記被剥離層の線膨張係数とは異なり、
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および前記被剥離層に対して前記基板の側からフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記フラッシュランプから出射されたフラッシュ光の一部を遮光して前記基板および前記被剥離層の端縁部のみにフラッシュ光を導く遮光部材と、
を備えることを特徴とする剥離補助装置。
【請求項７】
請求項６記載の剥離補助装置において、
前記基板および前記被剥離層の前記端縁部に対向する位置のみにフラッシュランプを配置することを特徴とする剥離補助装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７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】
請求項６から請求項８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６３３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被剥離層に与えるダメージを抑制しつつ、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、前記基板の線膨張係数と前記被剥離層の線膨張係数とは異なり、前記基板の側からフラッシュ光を照射して前記基板と前記被剥離層との界面に、当該界面と平行な方向のせん断応力を作用させることによって前記界面の結合力を低下させることを特徴とする。
【０００８】
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、前記基板および前記被剥離層の端縁部のみにフラッシュ光を照射することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る剥離補助方法において、前記基板および／または前記被剥離層の端縁部にフラッシュ光の吸収率が所定値以上の光吸収層を設けることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３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。
【００１１】
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、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。
【００１２】
また、請求項６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、前記基板の線膨張係数と前記被剥離層の線膨張係数とは異なり、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および前記被剥離層に対して前記基板の側からフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、前記フラッシュランプから出射されたフラッシュ光の一部を遮光して前記基板および前記被剥離層の端縁部のみにフラッシュ光を導く遮光部材と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る剥離補助装置において、前記基板および前記被剥離層の前記端縁部に対向する位置のみにフラッシュランプを配置することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８の発明は、請求項６または請求項７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。
【００１５】
また、請求項９の発明は、請求項６から請求項８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。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１から請求項５の発明によれば、基板の線膨張係数と被剥離層の線膨張係数とは異なり、基板の側からフラッシュ光を照射して基板と被剥離層との界面に、当該界面と平行な方向のせん断応力を作用させることによって界面の結合力を低下させるため、基板と被剥離層との密着性を弱めて被剥離層に与えるダメージを抑制しつつ、清浄に被剥離層の剥離を補助することができる。
【００１７】
特に、請求項２の発明によれば、基板および被剥離層の端縁部のみにフラッシュ光を照射するため、端縁部よりも内側の領域に形成されているデバイスに熱的ダメージを与えることを防止することができる。
【００１８】
特に、請求項４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。
【００１９】
また、請求項６から請求項９の発明によれば、保持部に保持された基板および被剥離層に対して基板の側からフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、フラッシュランプから出射されたフラッシュ光の一部を遮光して基板および被剥離層の端縁部のみにフラッシュ光を導く遮光部材と、を備えるため、基板と被剥離層との界面の端縁部に、当該界面と平行な方向のせん断応力を作用させて界面の結合力を低下させ、被剥離層に与えるダメージを抑制しつつ、清浄に被剥離層の剥離を補助することができる。また、端縁部よりも内側の領域に形成されているデバイスに熱的ダメージを与えることを防止することができる。
【００２０】
特に、請求項８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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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２】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。
【図３】被処理体の構造を示す断面図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】第２実施形態の剥離補助装置の要部構成を示す図である。
【図７】遮光板を上方から見た平面図である。
【図８】光吸収層を形成した被処理体の平面図である。
【図９】第３実施形態におけ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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
＜第１実施形態＞
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、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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（Ｎ２）を供給する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。さらに、剥離補助装置１には、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。
【００３７】
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。
【００３８】
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の材質としては、例えば石英ガラスを用いることができる。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。
【００３９】
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。
【００４０】
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の端縁部を支持するのが好ましい。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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）はチャンバー窓１８を透過し、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。
【００４４】
図４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。ガラス基板８１は、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光を透過する。その結果、フラッシュ光は、上側のガラス基板８１を透過し、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面に照射されることとなる。また、第１実施形態では、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。
【００４５】
ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面はフラッシュ光を吸収して急激に昇温し、その後急速に降温する。このときに、ガラス基板８１およびポリイミド膜８２の双方の界面近傍の領域が昇温する。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いフラッシュ光照射であれば、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面近傍のみを選択的に昇温することができる。このため、フラッシュ光照射によってポリイミド膜８２上に形成されたデバイス８３を必要以上に加熱して熱的ダメージを与えることは防止される。
【００４６】
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との界面近傍が急速に昇温したときに、ガラス基板８１およびポリイミド膜８２のそれぞれの界面近傍領域が昇温して熱膨張することとなる。このとき、ガラス基板８１とポリイミド膜８２とでは線膨張係数が異なるため、同じ温度に昇温したとしても膨張の程度が異なる。ガラス基板８１およびポリイミド膜８２の種類にも依存するが、一般にはポリイミド膜８２の線膨張係数がガラス基板８１のそれよりも顕著に大きい（数倍程度以上）。
【００４７】
また、フラッシュ光照射によって直接的に加熱されるのは界面近傍のポリイミド膜８２であり（ガラス基板８１はフラッシュ光を透過する）、ガラス基板８１は昇温したポリイミド膜８２からの熱伝導によって加熱される。よって、フラッシュ光照射時の到達温度自体も通常はポリイミド膜８２の方がガラス基板８１よりも高い。このため、フラッシュ光照射によってガラス基板８１およびポリイミド膜８２のそれぞれの界面近傍領域が昇温したときに、ポリイミド膜８２の方がガラス基板８１よりも大きく熱膨張することとなる。その結果、図４の矢印ＡＲ４にて示すように、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面には、当該界面と平行な方向に沿ってポリイミド膜８２がガラス基板８１よりも大きく伸びようとするせん断応力が作用する。
【００４８】
このようなガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面に沿ったせん断応力が作用することにより、その界面におけるガラス基板８１とポリイミド膜８２との結合力が低下することとなる。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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５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５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。フラッシュ光照射時にガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面に作用するせん断応力によって界面の結合力が低下し、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。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。或いは、ベルヌーイチャックによってポリイミド膜８２を吸引しつつガラス基板８１から剥離するようにしても良い。
【００５１】
第１実施形態においては、線膨張係数が異なるガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面にフラッシュ光を照射して加熱し、それらの熱膨張の程度が異なることを利用して当該界面と平行な方向に沿ってせん断応力を生じさせている。このせん断応力が作用することによってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の結合力が低下し、それらの密着性が弱まる。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に与える物理的なダメージを最小限に抑制しつつ、ポリイミド膜８２を剥離することができる。
【００５２】
また、第１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フラッシュ光を一括して照射しているため、界面全面の結合力を均一に低下させて密着性を弱めることができる。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。
【００５３】
また、第１実施形態においては、フラッシュ光照射によるガラス基板８１とポリイミド膜８２との熱膨張の差異を利用して界面の結合力を低下させているため、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、線膨張係数が異なるガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面に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に与えるダメージを抑制しつつ、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。
【００５４】
また、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との界面にフラッシュ光を照射して加熱すると、その界面から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。
【００５５】
さらに、第１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、フラッシュ光照射時にガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の結合力が熱エネルギーによる補助を受けて低下することとなり、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。
【００５６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態の剥離補助装置１ａの要部構成を示す図である。図６において、第１実施形態と同一の要素については、同一の符号を付している。
【００５７】
第２実施形態の剥離補助装置１ａは、チャンバー１０内に遮光板６０を備える。図７は、遮光板６０を上方から見た平面図である。遮光板６０は、平面視矩形の板状部材であり、図示省略の支持部材によってチャンバー１０内に固定設置されている。遮光板６０は、フラッシュランプＦＬのフラッシュ光を透過しない材質（例えば、フラッシュ光に対する耐性に優れたアルミニウム等の金属材料）にて形成されている。遮光板６０は、チャンバー１０内にて保持プレート２０よりも上方に設置されており、保持プレート２０に保持される被処理体８の大部分を覆うように設けられている。
【００５８】
第２実施形態では図７に示すように、保持プレート２０に保持される矩形の被処理体８の端縁部のうち、一辺のみが上方のフラッシュ光源７０に露出するように遮光板６０が設けられている。ここで、被処理体８の端縁部とは、デバイス８３が形成されている領域よりも外側の領域である。すなわち、デバイス８３はガラス基板８１上に貼り付けられたポリイミド膜８２の全面にわたって形成されているものではなく、ポリイミド膜８２の端部から内側に向けて所定幅の領域には形成されていない。このような、ポリイミド膜８２の周縁のデバイス８３が形成されていない不要な領域が端縁部であり、その幅は５ｍｍ〜１０ｍｍである。なお、デバイス８３が形成されていないポリイミド膜８２の端縁部に対応するガラス基板８１の領域をガラス基板８１の端縁部と称し、被処理体８の領域を被処理体８の端縁部と称する。
【００５９】
また、第２実施形態においては、図６に示すように、フラッシュ光源７０に１本のフラッシュランプＦＬを備えている。フラッシュランプＦＬの上方にはリフレクタ７２が設けられている。第２実施形態のフラッシュランプＦＬは、遮光板６０によって覆われていない被処理体８の端縁部の直上に設置されている。すなわち、フラッシュランプＦＬは、遮光板６０から露出している被処理体８の端縁部に対向する位置のみに配置されている。このため、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光は、遮光板６０によって覆われていない被処理体８の端縁部のみに照射されることとなる。
【００６０】
遮光板６０およびフラッシュ光源７０を除く剥離補助装置１ａの残余の構成については第１実施形態の剥離補助装置１と同じである。また、第２実施形態の剥離補助装置１ａにおける処理手順も第１実施形態と概ね同様である（図２参照）。
【００６１】
第２実施形態においては、ステップＳ４のフラッシュ光照射時に、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光の一部が遮光板６０によって遮光され、保持プレート２０に保持された被処理体８のうち遮光板６０によって覆われていない端縁部のみにフラッシュ光が導かれて照射される。よって、フラッシュ光は、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面のうちの端縁部のみに照射され、その端縁部のみが昇温されることとなる。端縁部にはデバイス８３が形成されていないため、第２実施形態ではポリイミド膜８２の端縁部表面が相当高温に加熱される程度に強いフラッシュ光を照射するようにしても良い。
【００６２】
ガラス基板８１とポリイミド膜８２とでは線膨張係数が異なるため、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部にフラッシュ光が照射されて加熱されると、それらの熱膨張の差異に起因したせん断応力が当該界面に作用する。このせん断応力が作用することによってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面端縁部の結合力が低下し、ポリイミド膜８２の端縁部がガラス基板８１から剥がれることとなる。また、第２実施形態においても、大気圧未満の減圧雰囲気にてフラッシュ光照射を行っているため、加熱により界面端縁部に生じた微量のガスの気泡が膨張してガラス基板８１とポリイミド膜８２との密着性がさらに弱まってポリイミド膜８２の端縁部が確実に剥がれる。
【００６３】
その後、ステップＳ７の剥離工程では、フラッシュ光照射により剥がれたポリイミド膜８２の端縁部を把持部材によって機械的に把持し、第１実施形態と同様にしてポリイミド膜８２の全体をガラス基板８１から剥離する。
【００６４】
第２実施形態においては、遮光板６０によってフラッシュ光の一部を遮光することにより、被処理体８の端縁部のみにフラッシュ光を照射してガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部のみを加熱している。一般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、中央部近傍よりも端縁部において強くなる傾向が認められる。従って、第２実施形態のように、フラッシュ光照射によりガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部のみを加熱して結合力を低下させ、ポリイミド膜８２の端縁部をガラス基板８１から剥がすようにすれば、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を容易にガラス基板８１から剥離することができる。
【００６５】
また、第１実施形態と同様に、フラッシュ光照射によるガラス基板８１とポリイミド膜８２との熱膨張の差異を利用して界面の結合力を低下させているため、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。よって、第２実施形態のようにしても、被剥離層たるポリイミド膜８２に与えるダメージを抑制しつつ、清浄に被剥離層の剥離を補助することができる。
【００６６】
特に、第２実施形態においては、デバイス８３が形成されていない不要領域である被処理体８の端縁部のみにフラッシュ光を照射して加熱しているため、デバイス８３に熱的ダメージを与えることを確実に防止することができる。また、デバイス８３に与える熱的ダメージを考慮する必要がないため、フラッシュランプＦＬの発光強度を相当に強くすることができ、フラッシュ光照射によってポリイミド膜８２の端縁部を確実にガラス基板８１から剥離することができる。
【００６７】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の剥離補助装置の構成は第１実施形態の剥離補助装置１と全く同じである。また、第３実施形態における処理手順も第１実施形態と概ね同様である（図２参照）。
【００６８】
第３実施形態においては、チャンバー１０内に被処理体８を搬入する前に、ガラス基板８１の端縁部に黒色の光吸収層８５を形成している。図８は、光吸収層８５を形成した被処理体８をガラス基板８１の側から見た平面図である。矩形の被処理体８の端縁部において、黒色の光吸収層８５がガラス基板８１の表面に形成されている。具体的には、例えば、ガラス基板８１の表面端縁部に黒色の塗料を塗布して光吸収層８５を形成すれば良い。なお、被処理体８の端縁部とは、第２実施形態と同様に、デバイス８３が形成されている領域よりも外側の領域である。第３実施形態では、矩形の被処理体８の四辺全ての端縁部に光吸収層８５が形成されている。
【００６９】
このような端縁部に光吸収層８５を形成した被処理体８がチャンバー１０内に搬入されて保持プレート２０に保持される。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に保持される。よって、被処理体８の端縁部に形成された光吸収層８５も上側を向くこととなる。
【００７０】
第３実施形態においては、ステップＳ４のフラッシュ光照射時に、第１実施形態と同様に被処理体８の全面に対してフラッシュ光が照射される。図９は、第３実施形態における被処理体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。光吸収層８５は黒色であるため、受光したフラッシュ光を全波長域にわたって吸収する。このため、被処理体８の端縁部においては、フラッシュ光照射によって光吸収層８５が著しく昇温し、その光吸収層８５からの熱伝導によってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部が集中的に加熱される。被処理体８の端縁部よりも内側の領域においては、第１実施形態と同様にガラス基板８１を透過したフラッシュ光によってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面が加熱されることとなるが、黒色の光吸収層８５を設けた界面端縁部の方が内側領域よりも強く加熱される。
【００７１】
ガラス基板８１とポリイミド膜８２とでは線膨張係数が異なるため、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面にフラッシュ光が照射されて加熱されると、それらの熱膨張の差異に起因したせん断応力が当該界面に作用する。第３実施形態では、特に、ガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部が集中的に加熱されるため、当該界面の端縁部に強いせん断応力が作用する。この強いせん断応力が作用することによってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面端縁部の結合力が低下し、ポリイミド膜８２の端縁部がガラス基板８１から剥がれることとなる。また、第３実施形態においても、大気圧未満の減圧雰囲気にてフラッシュ光照射を行っているため、加熱により界面端縁部に生じた微量のガスの気泡が膨張してガラス基板８１とポリイミド膜８２との密着性がさらに弱まってポリイミド膜８２の端縁部が確実に剥がれる。
【００７２】
その後、ステップＳ７の剥離工程では、フラッシュ光照射により剥がれたポリイミド膜８２の端縁部を把持部材によって機械的に把持し、第１実施形態と同様にしてポリイミド膜８２の全体をガラス基板８１から剥離する。
【００７３】
第３実施形態においては、被処理体８のガラス基板８１の端縁部に黒色の光吸収層８５を形成し、その被処理体８に対してフラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射している。光吸収率の高い黒色の光吸収層８５はフラッシュ光照射によって著しく昇温し、その光吸収層８５からの熱伝導によってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部が集中的に加熱される。既述したように、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、中央部近傍よりも端縁部において強くなる傾向が認められる。従って、第３実施形態のように、フラッシュ光照射によりガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部を集中的に加熱して結合力を低下させ、ポリイミド膜８２の端縁部をガラス基板８１から剥がすようにすれば、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を容易にガラス基板８１から剥離することができる。
【００７４】
また、第１実施形態と同様に、フラッシュ光照射によるガラス基板８１とポリイミド膜８２との熱膨張の差異を利用して界面の結合力を低下させているため、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。よって、第３実施形態のようにしても、被剥離層たるポリイミド膜８２に与えるダメージを抑制しつつ、清浄に被剥離層の剥離を補助することができる。
【００７５】
＜変形例＞
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、上記各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。
【００７６】
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１，１ａ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、フラッシュ光照射により線膨張係数が異なるガラス基板８１と樹脂層との界面を加熱し、それらの熱膨張の程度が異なることを利用して当該界面と平行な方向に沿ってせん断応力を生じさせ、界面の結合力を低下させる。
【００７７】
また、ガラス基板８１とポリイミド膜８２等の樹脂層との間に介在層が挟み込まれていても良い。このような介在層としては、接着剤やアモルファスシリコン等の機能層が例示される。ガラス基板８１と樹脂層との間に介在層が挟み込まれている場合であっても、フラッシュ光照射によって線膨張係数が異なる介在層と樹脂層との界面を加熱し、それらの熱膨張の程度が異なることを利用して界面にせん断応力を作用させて結合力を低下させることにより、被剥離層たる樹脂層の剥離補助を行うことができる。
【００７８】
また、第２実施形態においては、矩形の被処理体８の端縁部のうち、一辺のみが上方のフラッシュ光源７０に露出するようにしていたが、端縁部の二辺以上がフラッシュ光源７０に露出するように遮光板６０を設けても良い。このようにしても、フラッシュ光照射によりガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部のみを加熱して結合力を低下させ、被剥離層たるポリイミド膜８２を容易にガラス基板８１から剥離することができる。
【００７９】
被処理体８の端縁部の二辺以上が露出するように遮光板６０を設けた場合には、その露出した端縁部の形状に応じてフラッシュランプＦＬを配置すれば良い。例えば、矩形の被処理体８の四辺全ての端縁部が露出するように遮光板６０を設けた場合には、フラッシュ光源７０に４本のフラッシュランプＦＬを四角形に配置する。すなわち、遮光板６０から露出している被処理体８の端縁部に対向する位置にフラッシュランプＦＬを配置する。
【００８０】
また、第２実施形態において、被処理体８の端縁部が露出するように遮光板６０を設けるとともに、第１実施形態と同様の複数本のフラッシュランプＦＬを平行に配置したフラッシュ光源７０を設けるようにしても良い。或いは、遮光板６０を設けることなく、被処理体８の端縁部に対向する位置のみにフラッシュランプＦＬを配置するようにしても良い。
【００８１】
また、第３実施形態においては、矩形の被処理体８の四辺全ての端縁部に光吸収層８５を形成していたが、端縁部の一辺以上に光吸収層８５を形成すれば良い。このようにしても、光吸収層８５がフラッシュ光照射によって著しく昇温し、その光吸収層８５からの熱伝導によってガラス基板８１とポリイミド膜８２との界面の端縁部が集中的に加熱されて結合力が低下され、被剥離層たるポリイミド膜８２を容易にガラス基板８１から剥離することができる。
【００８２】
また、第３実施形態においては、ガラス基板８１の端縁部に光吸収層８５を形成するようにしていたが、これに代えて、ポリイミド膜８２の端縁部に黒色の光吸収層８５を形成するようにしても良い。或いは、ガラス基板８１およびポリイミド膜８２の双方の端縁部に黒色の光吸収層８５を形成するようにしても良い。
【００８３】
また、第３実施形態において、光吸収層８５は黒色に限定されるものではなく、フラッシュ光の吸収率が所定値以上となる色に着色されていれば良い。
【００８４】
また、フラッシュ光源７０に設ける複数のフラッシュランプＦＬの配置面積を被処理体８より十分に大きなものとすることによって、被処理体８の端縁部におけるフラッシュ光の照度を端縁部よりも内側の領域より大きくするようにしても良い。すなわち、複数のフラッシュランプＦＬの配置面積が被処理体８より十分に大きければ、被処理体８の端縁部に影響を与えるフラッシュランプＦＬの本数が増えることとなり、端縁部におけるフラッシュ光の照度が相対的に増加することとなる。このようにすれば、第３実施形態と同様に、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との界面の端縁部が集中的に加熱されることとなり、その界面の結合力を低下させて被剥離層たるポリイミド膜８２を容易にガラス基板８１から剥離することができる。このような被処理体８の端縁部における照度増加効果を得るためには、複数のフラッシュランプＦＬの配置面積を被処理体８の面積の１．２倍以上とする必要がある。
【００８５】
また、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせるようにしても良い。すなわち、第２実施形態の遮光板６０から露出した被処理体８の端縁部に第３実施形態の黒色の光吸収層８５を形成するようにしても良い。
【００８６】
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、フラッシュ光照射のみによって界面の結合力を十分に低下できる場合には、フラッシュ光照射前の加熱は必須ではない。
【００８７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
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。
【符号の説明】
【００８９】
１，１ａ  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  遮光板
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  光吸収層
ＦＬ  フラッシュランプ
【図１】
2014120664.tif 000003
【図２】
2014120664.tif 000004
【図３】
2014120664.tif 000005
【図４】
2014120664.tif 000006
【図５】
2014120664.tif 000007
【図６】
2014120664.tif 000008
【図７】
2014120664.tif 000009
【図８】
2014120664.tif 000010
【図９】
2014120664.tif 000011