CN101224457B - 对防护薄膜框架涂布膜接合剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外观良好之接合剂层的形成方法，其可在宽度较大的防护薄膜框架上平均涂布适量的接合剂，而不会发生未涂布或溢出的情况。在本发明之对防护薄膜框架端面涂布膜接合剂的方法中，系以一面从吐出口连续滴下膜接合剂一面使吐出口移动的方式进行涂布，此时，将设有吐出口之构件的外径宽度设在防护薄膜框架宽度的60～120％的范围内。即使对于具有宽度较大之膜接合面的防护薄膜框架、长边与短边之膜接合面宽度不同的防护薄膜框架、甚至4角形以外的防护薄膜框架，也能平均稳定的涂布适量的接合剂，而不会发生未涂布或溢出的情况。结果，便能形成外观良好的膜接合剂层。

Description

对防护薄膜框架涂布膜接合剂的方法

技术领域

本发明关于一种在制造半导体装置、印刷基板或液晶显示器等对象时、作为防尘器使用的光刻用防护薄膜组件的制造方法，特别是关于一种在防护薄膜框架上涂布、形成防护薄膜接合层的方法。

背景技术

在LSI、超LSI等半导体或是液晶显示板等产品的制造中，用光照射半导体晶圆或液晶用原板以制作形成图案，若此时所使用的光掩模或标线(以下仅称光掩模)有灰尘附着的话，由于该灰尘会吸收光，使光弯曲，故除了会使转印的图案变形、使边缘变粗糙以外，还会使基底污黑，并损坏尺寸、质量、外观等。

因此，该等作业通常在无尘室内进行，但即使如此经常保持光掩模清洁仍相当困难。于是，在光掩模表面贴附作为防尘器用的防护薄膜组件后再进行曝光。此时，异物并非直接附着于光掩模表面上，而是附着于防护薄膜组件上，故只要在光刻步骤中将焦点对准光掩模图案，防护薄膜组件上的异物就不会对转印造成影响。

一般而言，该防护薄膜组件，为用透光性良好的硝化纤维素、醋酸纤维素或氟系树脂等物质构成透明防护薄膜，并以铝、不锈钢、聚乙烯等物质构成防护薄膜组件框架，将该防护薄膜贴附黏着于该防护薄膜组件框架的上端面。接着，在防护薄膜组件框架的下端设置为装着于光掩模上而由聚丁烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂等物质所构成的黏着层，以及保护黏着层的脱模层(隔离部)。

像使用于半导体用途的小型防护薄膜组件，由于其防护薄膜框架之膜接合面宽度为1.5～2mm左右，较为狭窄，故膜接合剂的涂布并不会很困难。然而，像液晶用途所使用的大型防护薄膜组件，其防护薄膜框架宽度(膜接合面宽度)甚至可达到10mm以上，故在未经涂布的面上涂布膜接合剂就会伴随着很大的困难。另外，液晶用途所使用的防护薄膜组件，其长边与短边的防护薄膜框架宽度(膜接合面宽度)大多不相同，此时困难程度更上一层，故有公知技术采取在框架上设置大小相异的倒角使膜接合面宽度相等的方法(参照专利文献1)。然而，在防护薄膜框架上设置太大的倒角会降低刚性，故并非优选的做法。

涂布未经涂布的防护薄膜框架膜接合面全宽度最简便的方法是增加涂布液量，但若使膜接合剂层在必要厚度以上的话除了有损接合面附近的外观之外，更必须将防护薄膜框架的高度再减少该增加厚度部分的高度，而这样会导致框架刚性降低。特别是在UV硬化型接合剂等柔软状态下贴合防护薄膜时，可能会有溢出到防护薄膜框架侧面去等的情况发生。另外，增加膜接合剂溶液的溶媒量可以达到降低粘度与增加液量的目的，但由于会发生涂布后蒸发溶媒量增加，干燥时膜接合剂凝集，因框架弯曲而流动变不均匀等问题，造成条件限制，而无法让没涂布到的情况不发生。

专利文献1：日本特开2001-109135号公报

膜接合剂涂布使用一般的涂布器。图5表示以空气加压式涂布器在防护薄膜框架的膜接合面上涂布防护薄膜接合剂的概略图。送液机构除了空气加压以外还可以使用注射泵、柱塞泵、导管泵等，送液以及液量控制方法以外的部分基本上完全相同。

注射器53内充填着膜接合剂溶液，注射器53利用所连接的空气等加压源从注射器53所安装的针管51前端的吐出口52将该溶液挤出。然后，使针管前端的吐出口52一面滴膜接合剂溶液一面移动，将防护薄膜框架54端面整个周围涂布好。

该方式为一般所使用的方式，除了机器构造单纯，管理保管简便之外，吐出量控制容易也是优点。

针管51通常为单独使用中央具有贯通孔的针状导管，自针管51前端连续滴下的膜接合剂溶液55根据其粘性适当扩张形成膜层，其涂布宽度在针管51进行方向后方扩散。

膜接合剂扩散宽度相对膜接合面宽度不足时，可考虑相对针管进行方向在横方向上设置多个针管61[图6(a)]。然而，在这样的情况下，当涂布之边改变，针管61的进行方向改变90°后，针管在进行方向上多个并行并没有什么意义。

因此可考虑在针管进行方向上斜设多个针管61作为对应方案(图6(b))。此时，垂直的2个边也可在宽度方向上配置针管61。然而，如图6(b)所示的，虽然一般4边形防护薄膜组件其对角2个转角部A、C能够适当的被涂布到，但邻接的2个转角部B、D会产生大片的未涂布部分64。63为防护薄膜框架。

为了防止这种问题发生，通常，只要在由XY2轴或XYZ3轴垂直机械装置所构成的涂布装置上加设使针管部分旋转的机构即可，但因为装置成本会变高，且液量供给控制变得相当复杂，所以很难实现。当迫近转角部时，必须在直线涂布方向改变90°的一瞬间使针管旋转完成，此时，在针管急速旋转的情况下欲控制好涂布液的吐出量使其不会没有涂布到或吐出太多而溢出是相当困难的。

再加上，从该等多个针管吐出的接合剂，会因为液体表面张力而分别凝聚在针管内侧，故实际上接合剂无法如预期那样扩散到框架宽度外侧。

当防护薄膜框架的膜接合面宽度不同时，若不将该等针管间隔设定成符合最狭窄的宽度的话，膜接合剂便会溢出，因此欲使宽度无论狭窄边还是宽广边两者都不会发生没有涂布到的情况是非常困难的。

另外，如图6(c)所示，为了不用旋转机构而在对应转角部以及垂直的两边上配置4根针管61时，由于针管通过位置多个重迭，使涂布液62分布明显产生不均匀，且转角部还是容易产生未涂布或溢出等不良情况。

如以上所述，到目前为止，尚未得到一种安定的涂布方法，其对防护薄膜框架，特别是对用于液晶用途而宽度较大的防护薄膜框架，能涂布适量的接合剂而不会产生没有涂布到或溢出的情况。

发明内容

本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种涂布方法，其能在宽度较大的防护薄膜框架上均匀涂布适量的接合剂而不会产生未涂布或溢出的情况，并能形成外观优良的接合剂层。

本发明的对防护薄膜框架涂布膜接合剂的方法，为边从吐出口连续滴下膜接合剂边使吐出口移动来进行涂布的，此时，设有吐出口的涂布头的外径宽度在防护薄膜框架膜接合面宽度的60～120％的范围内。

另外，当防护薄膜框架其膜接合面宽度的长边与短边不同时，该涂布头其一方向的宽度宜在长边宽度的60～120％的范围内，与其垂直之方向的宽度宜在短边宽度的60～120％的范围内，并宜以涂布长边时使对应长边宽度的外径与涂布头移动方向垂直、涂布短边时使对应短边宽度的外径与涂布头移动方向垂直的方式移动涂布头为佳。

然后，该涂布头宜在前端中央设置吐出口，且呈现中央部作为顶部的凸出形状。

此时，该凸出形状更宜由一个或多个曲面所形成。

然后，在涂布中该涂布头顶部与防护薄膜框架表面之间的间隙宜在1.5mm以下，再者，宜利用毛细管现象控制涂布头表面，使其80％以上的范围维持在处于与粘接剂溶液接触的状态下。维持该状态涂布膜接合剂便能非常稳定的进行涂布工作，而且不会产生没有涂布到的情况。

根据本发明，即使对具有宽度较大之膜接合面的防护薄膜框架、长边与短边之膜接合面宽度不同的防护薄膜框架、以及4角形以外的防护薄膜框架，也能均匀稳定的涂布适量的接合剂，且不会有未涂布或溢出的情况发生，这样便能形成外观良好的膜接合剂层。

附图说明

图1表示本发明的设有吐出口的涂布头，其前端构造的一个实施形态的概略图，(a)为平面说明图，(b)为剖面说明图。

图2表示对于长边与短边的膜接合面宽度不同的防护薄膜框架实施本发明的一实施形态的概略图，并附有A-A线、B-B线的剖面说明图。

图3表示本发明的涂布头其安装构造的实施形态的说明图，(a)为针管与涂布头一体成型的形态，(b)为分别在针管前端透过螺栓安装一对涂布头的形态。

图4表示本发明利用的膜接合剂涂布装置的概略说明图。

图5表示公知的利用1根针管对防护薄膜框架涂布膜接合剂之方法的说明图。

图6表示公知的利用多个针管对防护薄膜框架涂布膜接合剂的方法的说明图，(a)为在横方向上排列2根针管，(b)为在斜方向上排列2根针管，(c)为菱形排列4根针管为例示的说明图。

附图标记说明

11涂布头

12吐出口

13涂布头的前端(顶点)

14防护薄膜框架

15膜接合剂溶液

16注射器

21涂布头

22吐出口

23涂布头前端

24防护薄膜框架

31涂布头(一体加工型)

32注射器

33涂布头(针管安装型)

34针管

35安装螺栓

41架台

42XYZ垂直3轴机械装置

43注射器

44防护薄膜框架

51针管

52吐出口

53注射器

54防护薄膜框架

55膜接合剂

61针管

62膜接合剂(涂布液)

63防护薄膜框架

64未涂布部分

a涂布头外径宽度

b膜接合面宽度

c涂布头的前端与宽度方向最外侧的端部之间的高度差

d涂布头的前端与防护薄膜框架表面之间的距离

e涂布头外径宽度(长轴)

f涂布头外径宽度(短轴)

A，B，C，D  转角部

A-A、B-B剖面线

大箭号涂布方向

具体实施方式

以下，以图面详细说明本发明，但本发明并非仅限于此。

图1表示设置了本发明的吐出口的涂布头其前端构造的一实施形态的平面图以及剖面概略图。图2表示对长边与短边之膜接合面宽度不同的防护薄膜框架实施本发明一实施形态的平面图以及剖面概略图。

涂布头11以不会漏出液体的方式安装在装满膜接合剂溶液的注射器16的前端，且利用机械装置所构成的移动机构(未经图示)而能在水平面上以及互相垂直的3个轴方向上自由移动。涂布头11边从所设置的吐出口12滴下膜接合剂溶液15，边在防护薄膜框架14上移动，并绕防护薄膜框架14的膜接合面1圈，将膜接合剂涂布在框架上。

在此，除了空气加压、氮气加压等气体加压之外，还可以利用注射泵、柱塞泵、导管泵等可控制供给量以及吐出停止动作的各种不同移送机构作为膜接合剂的移送机构(未经图示)。

此时，涂布头11的外径宽度a宜在防护薄膜框架14其膜接合面宽度b的60～120％的范围内。当膜接合面宽度其长边与短边相异时，如图2的平面图所示，涂布头其一方向的宽度e形成在长边宽度的60～120％的范围内，与其垂直的方向上的宽度f形成在短边宽度的60～120％的范围内，宜以长边涂布时对应长边宽度的外径e在与涂布头移动方向垂直的方向上，以及短边涂布时对应短边宽度的外径f在与涂布头移动方向垂直的方向上的方式，设置涂布头并使其移动。

图1中，涂布头11的前端13与防护薄膜框架14之间的间隙，因为吐出口12所吐出的膜接合剂溶液的毛细管现象而被溶液注满。结果，即使宽度较大的防护薄膜框架，膜接合剂也能连续的供给到外侧为止，而能防止没有涂布到的情况发生。

此时，由于涂布头11下面的膜接合剂溶液经常因为表面张力而凝聚，故涂布头11的宽度a比膜接合面宽度b更宽，即使外径部移出膜接合面外侧，只要不要超过该数量的限度，膜接合剂就不会滴到外侧去。相反的，即使涂布头11的外径宽度a比膜接合面宽度b更小，也可藉所使用的膜接合剂的粘度将表面涂满而没有遗漏。

因此，膜接合剂的粘度(浓度)以及涂布头11的规格，宜考虑防护薄膜框架膜接合面宽度、干燥后的膜厚、外观等因素后适当决定。

同样的，涂布头11的外径宽度也应考虑膜接合面宽度、膜接合剂粘度以及涂布头与膜接合面之间的距离等因素，而在膜接合面宽度60～120％的范围内，特别宜在80～100％的范围内适当决定。图2所示纵横外径不同的涂布头21，可先配合较大径长该侧制作出圆形对象后，再平面切削其一方向，便能得到所希望的形状，制作最简便，实际应用上也不会有什么阻碍。

涂布头11宜在前端中央设置吐出口12，并形成以中央部为顶部的凸出形状。再者，该凸出形状宜由一个或多个曲面形成更好。

吐出口设置在中央部，无论在互相垂直的2边之中的哪一边涂布情况都能稳定，且因为设置在顶部故涂布前其前端液滴稳定，再者吐出口也不容易变干燥。

另外，涂布头11其前端13的形状，即使几乎是平面状的也能涂布，但若欲使涂布开始/结束点的接连处不会太醒目，而使转角部的涂布情况稳定的话，还是只有凸形状效果会比较好。

另外，该凸形状宜形成曲面形状，特别是旋转体的曲面，这样的话在膜接合剂涂布中涂布头与膜接合面间的膜接合剂比较稳定，涂布效果最佳。曲面以固定的曲率制作比较容易，但若有必要也可以组合使用数种曲面。

另外，顶点与宽度方向最外侧端部之间的高度差c，可考虑膜接合剂的粘度、涂布头1 1的外径宽度a、膜接合面宽度b间的关系等因素后适当决定，宜大约在0.3～1mm的范围内。再者，为了调整涂布头11之前端13与膜接合剂的可润湿性(接触角)，可实施表面加工处理。

涂布中之涂布头11其前端(顶部)13与防护薄膜框架14表面之间的间隙d宜在1.5mm以下，再者，涂布时宜利用如前所述之毛细管现象使涂布头表面13之80％以上的范围保持在与膜接合剂溶液15接触的状态。这样，防护薄膜框架通常边框的中央部会因为本身重量而往下垂，因此有必要从下方向往上支撑该部位使其保持水平。这样的话，可以防止涂布后膜接合剂流动而变得不均匀，并可使膜接合剂在平坦且外观良好的状态下逐渐干燥，具有双重效果。

再者，使涂布中的膜接合剂吐出量以及涂布头的移动速度保持稳定这点不用说当然是很重要的。在涂布中经常保持这样的状态，对于良好的涂布来说是很重要的一点。

另外，涂布头，如图3(a)中31所示的，一体制作成型也可以，如图3(b)中33所示的，用螺栓35等构件将其安装在通常针管34的前端也可以。32表示注射器。

涂布头的材质，宜使用碳钢、不锈钢、黄铜等金属、PTFE(四氟乙烯)等对接合剂溶剂具有耐性的材质，欲在该等材质上加工形成精密度良好且平滑的细小径孔相当耗费工时。因此，比起如图3(a)所示一体制作成型的对象而言，如图3(b)那样的吐出口部分若使用市面贩卖的针管并组合安装使用，制作出独立构件，就工业制造观点来看，是较佳的选择。

实施例

以下，说明本发明的实施例，但本发明并非仅限于此。

实施例1

首先，以机械加工制作出外寸1146×1366mm、内寸1122×1342mm、高度6mm、转角部内寸R2、外寸R6mm、膜接合面宽度12mm的长方形铝合金制防护薄膜框架，用SUS细珠进行喷砂处理让Ra达到0.8～0.9程度左右后，再对表面实施黑色氧皮铝处理。将该防护薄膜框架搬入等级1的无尘室中，用中性洗剂与纯水彻底洗净干燥后，便在端面上进行涂布膜接合剂的测试。

图4表示本发明所使用之膜接合剂涂布装置的概略图。架台41上安装有门型XYZ垂直3轴机械装置42，其Z轴前端安装有PP制注射器43。

PP制注射器43连接于空气加压式涂布器(Iwashita Engineering，Inc.(IEI)制，未图示)，并利用3轴机械装置42的控制部控制机械装置动作与涂布液吐出动作。然后，将上述规格的防护薄膜框架44以接合剂涂布端面朝上保持水平的方式固定在该装置上。另外，为了防止防护薄膜框架44因为本身重量而弯曲，并保持膜接合面水平，在防护薄膜框架下各边以大约200mm的间隔设置POM树脂制的支持部。

然后，注射器43内充填用甲苯稀释成15％的硅氧粘接剂(信越化学工业(股)制，商品名：X-40-3004A)作为膜接合剂溶液。

该注射器43的前端部上安装着如图1所示形状的涂布头11。涂布头11由黄铜经机械加工所制作而成，其表面为了防锈而镀了一层镍。在吐出口12部分将SUS304的管子加工压入较大直径的开孔内。

涂布头11的外径a与防护薄膜框架14的接合面宽度b同样设为12mm，前端13的形状系曲率R30的球面，吐出口12的直径为0.3mm。另外，在涂布中涂布头11的前端13与防护薄膜框架14表面之间的间隙设定成大约0.8mm。

然后，利用自动运转实施膜接合剂涂布，直到膜接合剂风干不会流动为止。之后，再利用高频率诱导加热装置(未经图标)将防护薄膜框架加热到120℃，使溶媒完全干燥，并使粘接剂完全硬化。

将这样试作的测试样品搬运到暗室内，用光量30万勒克司的卤素灯观察膜接合剂涂布面的外观。结果，膜接合端面完全被膜接合剂涂布到，而转角部也没有发现未涂布到的部分。涂布在防护薄膜框架内面、外面以及倒角部分的膜接合剂也没有发现有溢出的情况。再者，表面变成具有光泽的平滑表面，没有任何弯曲起伏或偏斜，外观看起来相当良好。

实施例2

首先，利用机械加工制作出外寸436×745.5mm、内寸418×734.5mm、高6mm、转角部内寸R2mm、外寸R9mm、膜接合面之长边宽度9mm、短边宽度5.5mm的长方形铝合金制防护薄膜框架，并利用SUS细珠进行喷砂处理到Ra0.8～0.9左右程度后，再对表面实施黑色氧皮铝处理。将该防护薄膜框架搬入等级1的无尘室内，用中性洗剂与纯水彻底洗净、干燥后，进行在端面上涂布膜接合剂的测试。

使用与上述实施例1完全相同的对象作为涂布装置，只有涂布头使用像图2所示那样形状的构件。

涂布头21的长轴外径e为9mm，短轴外径f为5.5mm，前端23的形状为曲率R25mm的球面，吐出口22的直径为0.3mm。另外，在涂布中涂布头21的顶点与防护薄膜框架24表面之间的间隙设定为大约0.8mm。

然后，进行与上述实施例1完全相同的膜接合剂涂布以及评价。结果，无论短边、长边膜接合端面完全被膜接合剂涂布到，转角部也没有发现未涂布到的部分。另外，涂布于防护薄膜框架内面、外面以及倒角部分的膜接合剂也没有发现有溢出的情况。再者，表面变成具有光泽的平滑表面，没有任何弯曲起伏或偏斜，外观看起来相当良好。

比较例

使用与上述实施例1相同的防护薄膜框架、涂布装置，只有注射器下部的吐出口部分使用如图6(b)所示那样配置2根针管61的形状的构件，并进行膜接合剂涂布评价。

在此，各针管材质SUS304、内径0.25×外径0.46mm、针管间距离8mm、相对移动方向错开的角度为45°。

然后，进行与上述实施例1、2完全同样的膜接合剂涂布以及评价。结果，在转角部B、D外侧发现最大宽度约2mm左右程度的新月形的未涂布部分64，另外，在长边内侧边缘的数个位置发现宽度0.5～1mm的长条状延伸的未涂布部分，很难说是合格的涂布质量。

工业实用性

根据本发明的膜接合剂涂布方法，能在防护薄膜框架的防护薄膜贴附面上以不会残留未涂布部分、均匀、均质、简便、确实的方式涂布接合剂，对利用光刻技术的产业领域裨益甚大。

Claims (5)

1.一种对防护薄膜框架端面涂布膜接合剂的方法，其特征为：

以边从吐出口连续滴下膜接合剂边使吐出口移动的方式进行涂布，此时，设有吐出口的圆筒形涂布头的外径宽度在防护薄膜框架宽度的60～120％的范围内，

且所述涂布头在前端中央设置有吐出口，且形成为以中央部为顶部的凸出形状。

2.如权利要求1所述的对防护薄膜框架端面涂布膜接合剂的方法，其中，

当具备相互垂直的长边与短边的防护薄膜框架的膜接合面宽度在长边与短边不同时，所述涂布头更在外周围设置了切削圆筒面所得到的平行的两个平面，其中一个方向的宽度设置成在长边宽度的60～120％的范围内，与其垂直的方向的宽度设置成在短边宽度的60～120％的范围内，设置并移动涂布头，使长边涂布时对应长边宽度的涂布头外径在与涂布头移动方向垂直的方向上、短边涂布时对应短边宽度的涂布头外径在与涂布头移动方向垂直的方向上。

3.如权利要求1或2所述的对防护薄膜框架端面涂布膜接合剂的方法，其中，

所述涂布头前端的凸出形状由一个或多个曲面形成。

4.如权利要求1或2所述的对防护薄膜框架端面涂布膜接合剂的方法，其中，

在涂布中所述涂布头顶部与防护薄膜框架表面之间的间隙在1.5mm以下，并控制为利用毛细管现象将所述涂布头表面80％以上的范围维持在与粘接剂溶液接触的状态。

5.如权利要求3所述的对防护薄膜框架端面涂布膜接合剂的方法，其中，

在涂布中所述涂布头顶部与防护薄膜框架表面之间的间隙在1.5mm以下，并控制为利用毛细管现象将所述涂布头表面80％以上的范围维持在与粘接剂溶液接触的状态。

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