CN103365074A

CN103365074A - 防尘薄膜组件框架及防尘薄膜组件

Info

Publication number: CN103365074A
Application number: CN2013101141962A
Authority: CN
Inventors: 关原一敏
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2013-10-23
Also published as: TW201403216A; JP2013214013A; KR102044230B1; TWI460533B; KR20130112737A; JP5795747B2

Abstract

本发明提供一种提高了刚性的树脂制的防尘薄膜组件框架。该防尘薄膜组件框架为一种通过溶融加压成型得到的树脂制的防尘薄膜组件框架（10），由混合有纤维状的强度增强剂的热塑性树脂形成。优选，防尘薄膜组件框架（10）的至少内侧表面由对紫外线具有耐光性的树脂覆膜（16）覆盖。

Description

防尘薄膜组件框架及防尘薄膜组件

技术领域

本发明涉及树脂制防尘薄膜组件框架及使用树脂制防尘薄膜组件框架的防尘薄膜组件。

背景技术

在大规模集成电路或超大规模集成电路等的半导体制造或液晶显示器等的制造过程中，需要进行将光照射到半导体晶片或液晶用原板上从而制作图案的光刻作业。此时，如果光掩模或精密掩模上附着了灰尘，有时会发生转印图案的变形，或边缘不清晰且基底脏污等现象。这是由于灰尘会吸收光或使光屈折的缘故。这种作业通常是在无尘室里进行的，但要保持光掩模的时常清洁是很困难的，因此，通常使用将透明的防尘薄膜组件膜粘贴于防尘薄膜组件框架而制作的防尘薄膜组件。例如，在进行光刻时，将防尘薄膜组件置于光掩模上，既能够防止异物附着于光掩模上，又可通过将焦点对准光掩模上的图案进行曝光，从而进行转印而不会受到附着于防尘薄膜上的灰尘的影响。

近几年，市场上对防尘薄膜组件低成本化的要求日益强烈，而防尘薄膜组件的构成材料中，费用最高的是防尘薄膜组件框架。这是因为现有的防尘薄膜组件框架是将金属制的板材或角管材通过机器切削加工刨削而形成的。因此，为了实现防尘薄膜组件框架的低成本化，有过各种各样的研究和探讨。例如，在下面的专利文献1中记载了通过铝合金的压铸来形成防尘薄膜组件框架的研究。

专利文献

专利文献1日本特开2002-318451号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

与现有的通过金属制的板材或角管材的机器切削加工刨削而成的防尘薄膜组件框架相比，通过铝合金的压铸形成的防尘薄膜组件框架能够实现低成本化。不过，由压铸形成的防尘薄膜组件框架，由于熔融金属液的流动距离长，容易产生因填充时夹带空气等引起的内部瑕疵，而且表面也容易出现针孔等的缺陷。另外，出于增加熔融液在压铸加工时流动性的目的，压铸加工用的铝合金中往往添加有各种元素，由压铸得到的防尘薄膜组件框架中容易产生大量的金属间化合物，因此，在实施铝阳极化处理后的防尘薄膜组件框架中还容易产生白点、凹陷等外观上的缺陷。由于以上缘故，由铝合金压铸形成的防尘薄膜组件框架目前尚未投入实际应用。

作为比由铝合金压铸形成的防尘薄膜组件框架能够进一步实现低成本化的材料，不难想到树脂制的防尘薄膜组件框架。然而，树脂制的防尘薄膜组件框架的刚性较差，容易出现不可接受翘曲，或粘贴的防尘薄膜组件膜上产生皱纹。

本发明为解决上述课题而提出，其目的是提供一种提高了刚性的树脂制的防尘薄膜组件框架，以及使用该防尘薄膜组件框架的防尘薄膜组件。

解决问题的技术方案

为了达到上述目的，本发明的第1技术方案中所述的防尘薄膜组件框架是通过溶融加压成型得到的树脂制的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述防尘薄膜组件框架由混合有纤维状强度增强剂的热塑性树脂形成。

第2技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第1技术方案中所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，所述强度增强剂的长度为0.2～10mm，且粗细为0.05～20μm。

第3技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第1技术方案或第2技术方案中任一项所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，所述强度增强剂选自由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、碳纳米管组成的组。

第4技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第1～3技术方案中任一项所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，以相对于所述热塑性树脂的重量比计，所述强度增强剂的含量为5～50％的范围。

第5技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第1～4技术方案中任一项所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，所述溶融加压成型为注射成型。

第6技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第1～5技术方案中任一项所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，所述热塑性树脂选自由聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚苯醚、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物组成的组。

第7技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第1～6技术方案中任一项所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，所述防尘薄膜组件框架的至少内侧表面，由对紫外线具有耐光性的树脂覆膜覆盖。

第8技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第7技术方案中所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，所述树脂覆膜由氟树脂或有机硅树脂构成。

第9技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第7技术方案或第8技术方案中所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，所述树脂覆膜为黑色。

第10技术方案中所述的防尘薄膜组件框架以第7～9技术方案中任一项所述的防尘薄膜组件框架为基础，其特征在于，覆盖所述防尘薄膜组件框架内侧表面的所述树脂覆膜用由粘着性树脂构成的内表面粘着层覆盖。

第11技术方案中所述的防尘薄膜组件具有以下特征，在第1～10技术方案中任一项所述的防尘薄膜组件框架的一侧的表面粘贴有防尘薄膜。

发明的效果

本发明的防尘薄膜组件框架，虽为树脂制，但由于是由混合有纤维状强度增强剂的热塑性树脂形成的，所以不会产生不可接受的翘曲，实际使用上具有足够的刚性。采用该防尘薄膜组件框架的防尘薄膜组件，所粘贴的防尘薄膜组件膜上不会发生皱纹，足可供实际使用。

附图说明

图1是表示本发明的防尘薄膜组件框架的一例的立体图。

图2有三个图,即图2a,图2b以及图2c是图1所示的防尘薄膜组件框架10的横截面图。

图3是图1所示的防尘薄膜组件框架10的刚刚注射成型后的立体图。

图4是使用图1所示的防尘薄膜组件框架10而得到的防尘薄膜组件的立体图。

具体实施方式

图1表示本发明的防尘薄膜组件框架的一例。图1是长方形的防尘薄膜组件框架10的立体图，在长边部的侧面形成有通气孔12和夹具孔14,14。通气孔12贯通防尘薄膜组件框架10的长边部，用于在一面侧粘贴了防尘薄膜组件膜的防尘薄膜组件内侧的通气。夹具孔14是在长边部侧开口的凹部，当防尘薄膜组件框架10或防尘薄膜组件的移动等时，移动夹具的前端部插入其中。防尘薄膜组件框架10的四角的角部形成为平面或曲面，以防止因与其他物体接触引起的粉尘发生等。

防尘薄膜组件框架10由混合有纤维状强度增强剂的热塑性树脂形成。优选纤维状强度增强剂的长度为0.2～10mm，且粗细为0.05～20μm。作为强度增强剂，优选使用选自由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、碳纳米管组成的组的物质。就纤维状强度增强剂相对于热塑性树脂的含量而言，其含量越增加，防尘薄膜组件框架10的弹性模量及强度越高，同时热膨胀率下降，尺寸稳定性也越好。但是，过度地含有强度增强剂的热塑性树脂，其成型性及制作的防尘薄膜组件框架10的外观有变差的倾向。因此，通过将强度增强剂的含有量设定为相对于热塑性树脂以重量比计5～50％（更优选30～50％），能保持良好的成型形及外观，同时又能提高所得到的防尘薄膜组件框架10的强度等的物性，故优选。

作为上述热塑性树脂，从强度、成型性等观点考虑，优选从由下列物质组成的组中选择：聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂、聚碳酸脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚苯醚、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物。其中，从刚性的观点优选聚酰胺和聚苯硫醚，从耐光性的观点优选聚醚醚酮。此外，只要呈现热塑性，聚酰亚胺树脂、环氧树脂等也可使用。在这些热塑性树脂中，除了强度增强剂以外，例如也可以混入黑色化用的氧化铁、二氧化钛等的颜料或炭黑等。

图1所示的防尘薄膜组件框架10，如其沿X-X线的横向截面图图2(ａ)所示，优选防尘薄膜组件框架10的内侧表面用对紫外线具有耐光性的树脂覆膜16覆盖。这是因为，对于在光刻等时所照射的紫外线，能够保护形成防尘薄膜组件框架10的热塑性树脂，提高耐光性，并且能够防止由形成防尘薄膜组件框架10的内侧的热塑性树脂中的强度增强剂所产生粉尘。另外，如图2(b)所示，通过用树脂覆膜16覆盖防尘薄膜组件框架10的整个表面，能够防止由形成防尘薄膜组件框架10的整个表面的热塑性树脂中的强度增强剂产生粉尘。

作为树脂覆膜16，优选使用与形成防尘薄膜组件框架10的内表面的热塑性树脂不同的、对紫外线具有耐光性的树脂，例如，氟树脂或有机硅树脂。树脂覆膜优选黑色。树脂覆膜16的黑色化可以通过向对紫外线具有耐光性的树脂中添加氧化铁、二氧化钛、炭黑等来进行。其中，优选添加对紫外线的遮蔽效果好且无需担心老化的氧化铁。不过，当形成防尘薄膜组件框架10的热塑性树脂进行了黑色化处理的情况，树脂覆膜16也可以是透明的。

并且，如图2(c)所示，通过用树脂覆膜16覆盖防尘薄膜组件框架10的整个表面，再用由粘着性树脂构成的内表面粘着层18覆盖防尘薄膜组件框架10的树脂覆膜16的内侧表面，能够防止附着于防尘薄膜组件框架10的内表面的异物的脱落，从而进一步提高防尘薄膜组件框架10对紫外线的耐光性和防尘效果。尤其当树脂覆膜16中含有氧化铁等的黑色化材料时，通过内表面粘着层18，能够有效地防止由树脂覆膜16中的黑色化材料的剥离等引起粉尘。内表面粘着层18可以通过涂布具有粘着性的有机硅树脂、丙烯树脂等来形成。另外，如图2(ａ)所示，既可以仅在防尘薄膜组件框架10的内表面形成树脂覆膜16，也可以用内表面粘着层18覆盖树脂覆膜16。

因此，在形成防尘薄膜组件框架10的热塑性树脂具有足够的耐光性的情况，例如配合了作为强度增强剂的碳纤维的聚醚醚酮，由于是黑色且具有足够的耐光性，所以，形成的防尘薄膜组件框架10，通过在其内表面涂布粘着性的有机硅树脂等形成树脂覆膜16，便可供实际使用。

图1所示的防尘薄膜组件框架10，可通过将混合了纤维状强度增强剂的热塑性树脂溶融加压成型而形成。这种溶融加压成型可以优选采用注塑注射成型。强度增强剂可以在注射成型时混合到热塑性树脂颗粒中去,不过优选预先将强度增强剂均一地分散到热塑性树脂颗粒中。现有的使用热塑性树脂通过注射成型制作的防尘薄膜组件框架，在尺寸精度方面大大劣于金属的切削加工品。相对于这种现有的树脂制防尘薄膜组件框架，将混入了纤维状强度增强剂的热塑性树脂通过注射成型得到的图1所示的防尘薄膜组件框架10，能降低由热膨胀引起的尺寸误差，使尺寸精度保持在可供实用的范围之内。

图3表示从注射成型模具中取出的防尘薄膜组件框架10a。防尘薄膜组件框架10a的一侧的端面上附着有浇口部20。对于除去了浇口部20后的防尘薄膜组件框架10，为了使浇口部20的除去痕迹平滑化以及消除模具结合面的毛刺，优选对防尘薄膜组件框架10的两端面轻轻地进行手工处理或者施以非常轻微的机械切削。并在图3的防尘薄膜组件框架10ａ的长边部的侧面上，通过机械加工形成图1所示的通气孔12和夹具孔14,14，从而即可得到图1所示的防尘薄膜组件框架10。需要说明的是，在防尘薄膜组件框架10ａ的注射成型时，同时形成通气孔12和夹具孔14,14也是可能的，但模具的结构变得复杂。

如图2(a)或图2(b)所示，可根据需要，通过喷涂、辊涂、浸渍等在所得到的防尘薄膜组件框架10的内侧表面或整个表面上涂布氟树脂或有机硅树脂以形成树脂覆膜16。涂布方法可根据所涂布的材质适宜选择。并且，可根据需要，通过喷涂、辊涂、浸渍等在所形成的树脂覆膜16的内侧表面上涂布粘着性的有机硅树脂、丙烯酸树脂等，以形成图2(c)所示的内表面粘着层18。

图4表示使用了图1的防尘薄膜组件框架10的防尘薄膜组件。在图4的防尘薄膜组件30的防尘薄膜组件框架10的一侧面上，借助防尘薄膜组件膜粘着层(未图示)粘贴有防尘薄膜组件膜22，而在另一侧面上粘贴有光掩模粘着层26。光掩模粘着层26由在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等的膜上设有离型层的分离膜保护着。另外，为了防止灰尘等向防尘薄膜组件30内的侵入，形成在防尘薄膜组件框架10的长边部侧面的通气孔12，用由聚四氯乙烯(PTFE)的多孔质膜等构成的过滤器24覆盖。

就图4所示的防尘薄膜组件30而言，因为图1的防尘薄膜组件框架10能够在维持与现有的金属制的防尘薄膜组件框架同等性能的同时，通过注射成型等以低成本进行生产，所以整体来讲能够实现低成本化。并且，由于图4中的防尘薄膜组件30全部都是由树脂材料构成的，与现有的金属制的防尘薄膜组件框架比较还具有其它优点。具体来讲，近年，在使用ArF激光光源（193nm）等的曝光环境下，会在曝光中的光掩模或防尘薄膜组件的表面生成一种异物状生成物(雾状物)，这已成为问题。作为其原因，被怀疑与金属制的防尘薄膜组件框架（例如铝制的防尘薄膜组件框架的阳极氧化处理膜）中的酸、碱性离子成分有关。由于图1中的防尘薄膜组件框架10中完全不包含成为异物状生成物(雾状物)的原因的离子成分，所以可以期待即使在这种用途中也能够抑制异物状生成物的发生。

对于防尘薄膜组件30而言，只要能通过溶融加压成型来形成防尘薄膜组件框架10的大小即可适用，其他没有什么特别的限制。不过，越是大型的防尘薄膜组件30，防尘薄膜组件框架10的成型机也越大，成型用的模具的也增大从而成为低成本化的障碍，因此，可适用的防尘薄膜组件30的范围可设定为边长100～1400mm，优选100～800mm，进一步优选100～600mm。

实施例

以下，对本发明的实施例进行详细说明,不过，本发明的范围并不限定于这些实施例。

(实施例)

使用在聚酰胺中含有40%的长度为2～6mm、粗细为5～7μm的碳纤维的含碳纤维热塑性树脂（商品名：NXMR-C-40B三菱丽阳株式会社制），通过注射成型制作了图1所示的长方形的防尘薄膜组件框架10。注射成型并从冷却后的模具中取出的图3所示的防尘薄膜组件框架10ａ上形成有浇口部20。对于切断浇口部20后得到的防尘薄膜组件框架10，将其两端面用铣刀铣削0.2mm。然后，再用沙纸对防尘薄膜组件框架10的边缘部轻轻地进行手工加工处理，除去浇口部20的去除痕迹及模具结合面的毛刺。此时，通过机械加工在防尘薄膜组件框架10的长边部的侧面形成通气孔12和夹具孔14,14，从而形成了图1所示的防尘薄膜组件框架10。其尺寸是149×113×高度4.7mm，内尺寸是145×109mm。

将防尘薄膜组件框架10搬入空气洁净度等级10（Class10）的无尘室，用纯水和表面活性剂清洗后，让其充分干燥。然后，将氟系树脂（商品名：CYTOP,旭硝子株式会社制）稀释于氟系溶剂中，再向其中混合氧化铁（商品名：Todakara户田工业株式会社制），用喷涂法向防尘薄膜组件框架10上涂布上述混合后的溶液，从而如图2(b)所示，在防尘薄膜组件框架10的整个表面形成厚15μm的树脂覆膜16。并且，在防尘薄膜组件框架10的内表面上，喷涂用甲苯稀释的有机硅粘着剂，从而如图2(c)所示，在树脂覆膜16的内侧表面上形成厚10μm的内表面粘着层18。

接下来，在防尘薄膜组件框架10的上端表面，涂布有机硅粘着剂（信越化学工业株式会社制：商品名KR3700）作为防尘薄膜组件膜粘着层，在下端表面涂布有机硅粘着剂（信越化学工业株式会社制：商品名KR3700）作为光掩模粘着层26，然后让其干燥、固化。在光掩模粘着层26上装上分离膜28进行保护，用聚四氟乙烯(PTFE)制的多孔质膜的过滤器24覆盖通气孔12。并且，再在防尘薄膜组件膜粘着层上粘贴由氟系树脂构成的厚约0.8μm的防尘薄膜22，并剪掉外侧多余的膜，得到图4所示的防尘薄膜组件30。

在暗室里用聚光灯对防尘薄膜组件30的外观进行检查，结果在其表面未观察到任何起因于注射成型或树脂的缺陷。并且，在防尘薄膜组件30的使用过程中，也未发现防尘薄膜组件膜22上起皱等的问题。然后，将该防尘薄膜组件30放在平台上，对防尘薄膜组件框架10的翘曲量进行了测量，结果为：长边部中央单侧0.22mm，短边部中央单侧0.1mm，这是在使用上完全可以容许的数字。

(比较例)

除了用聚酰胺（无纤维状强度增强剂）代替含碳纤维热塑性树脂来制作与实施例相同形状相同尺寸的防尘薄膜组件框架以外，以与实施例完全同样的工序制作了防尘薄膜组件。将该防尘薄膜组件放在平台上，对防尘薄膜组件框架的翘曲量进行了测量，结果为：长边部中央单侧1.0mm，短边部中央单侧0.5mm左右。另外，在该防尘薄膜组件的使用时，一握持防尘薄膜组件框架的长边部的中央，就在防尘薄膜组件膜上出现了皱纹，因此，不握持角部便无法使用。此外，在这个防尘薄膜组件框架上，还出现了被认为是起因于成型工序的扭曲，当放置于平台上时，观察到两个角部分别浮起了0.5mm左右。发生如此扭曲的防尘薄膜组件框架，无论如何也无法在防尘薄膜组件上使用。

工业可用性

本发明的防尘薄膜组件框架及防尘薄膜组件，可用于半导体设备、印刷电路板、液晶或有机ＥＬ显示器等的制造工序中。

标号说明

10：防尘薄膜组件框架

10ａ：注射成型概念紧后的防尘薄膜组件框架

12：通气孔

14：夹具孔

16：树脂覆膜

18：内表面粘着层

20：浇口部

22：防尘薄膜组件膜

24：过滤器

26：光掩模粘着层

28：分离膜

30：防尘薄膜组件

Claims

1.一种防尘薄膜组件框架，其为通过溶融加压成型得到的树脂制的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述防尘薄膜组件框架由混合有纤维状的强度增强剂的热塑性树脂形成。

2.如权利要求1所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述强度增强剂的长度为0.2～10mm，且粗细为0.05～20μm。

3.如权利要求1或权利要求2所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述强度增强剂选自由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、碳纳米管组成的组。

4.如权利要求1～3中任一项所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，相对于所述热塑性树脂，以重量比计所述强度增强剂的含量为5～50％的范围。

5.如权利要求1～4中任一项所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述溶融加压成型为注射成型。

6.如权利要求1～5中任一项所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述热塑性树脂选自由聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂、聚碳酸脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚苯醚、聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物组成的组。

7.如权利要求1～6中任一项所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述防尘薄膜组件框架的至少内侧表面，由对紫外线具有耐光性的树脂覆膜覆盖。

8.如权利要求7所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述树脂覆膜由氟树脂或有机硅树脂构成。

9.如权利要求7或权利要求8所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，所述树脂覆膜为黑色。

10.如权利要求7～9中任一项所述的防尘薄膜组件框架，其特征在于，覆盖所述防尘薄膜组件框架内侧表面的所述树脂覆膜为由粘着性树脂构成的内表面粘着层覆盖。

11.一种防尘薄膜组件，其特征在于，在权利要求1～10中任一项所述的防尘薄膜组件框架的一侧的表面粘贴有防尘薄膜。