CN1736615A - 模具式涂布器涂布方法及以此法制的光刻用防护胶膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的为确立模具式涂布器的模具的维修管理方式，并以低成本得到含极少异物的大型防护胶膜组件。为达成前述目的，本发明提供一种模具式涂布器的涂布方法，其特征为预先令模具前端浸泡于或接触在容器等所储存的涂布液体；使用时借着向上方缓缓的升高的方式，利用涂布液体的表面张力，在模具前端形成无液滴的状态后，向基板上排出涂布液体而进行涂布。于不进行涂布时，优选的情况是：令模具时常浸泡于或接触涂布液体，同时并使通过过滤器的涂布液体由模具前端连续或间歇的排出，且对液中的模具进行超声波清洁。

Description

模具式涂布器涂布方法及 以此法制的光刻用防护胶膜组件

技术领域

本发明关于模具式涂布器的涂布方法及利用此方法所制造的光刻用防护胶膜组件。

背景技术

在LSI或液晶面板等的制造中，有利用光刻对半导体晶圆或液晶用原板制作图案的制作工艺，此时使用防护胶膜组件来作为光罩或初缩屏蔽(reticle)的灰尘防护装置。

在使用防护胶膜组件的情况，因异物不直接附着于光罩的表面上而附着于防护胶膜组件上，只要在光刻时将焦点对准光罩的图案上，防护胶膜组件上的异物就变成和图案的转印无关。

此一防护胶膜组件在构造上，将由纤维素衍生物或氟系聚合物等构成的透明的防护胶膜黏在铝等的框上端面，再在下端面设置用以装在光罩的由聚丁烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂等构成的黏接层。

近年来，由于大型液晶显示器开始普及，与为了降低制造费用而自一片大型基板取得尽量多的产品的所谓取多面的日益进展等因素，造成光罩逐渐大型化，此一防护胶膜组件也随之有要求大型制品的倾向。

以往，构成此一防护胶膜组件的防护胶膜基于膜厚精度佳或制膜时的异物较少等理由，而常利用旋转式涂布方式制造。

可是，随着大型化的进展，若采用旋转式涂布方式会过度消耗膜材料，而难以低费用将防护胶膜成膜。

利用模具式涂布器(也称为帘幕流式涂布器、狭缝式涂布器或狭缝模具式涂布器等)的涂布，过去一直应用于例如在液晶面板或PDP的彩色显示器或固态摄影组件等使用的彩色滤光器或光阻剂等的涂膜的形成。

模具式涂布器的涂布方法和旋转式涂布方式相比，因涂布液体的浪费量少，具有尤其能以低费用进行对大型平板的涂布的特征。

因此，若能将具有如上述所示的优点的模具式涂布器用于防护胶膜组件的成膜，在费用上很有利。

利用模具式涂布器涂布，于涂布前需要进行除去附着于模具前端的液滴的初步作业。因为在模具前端附着液滴时，会有因而无法形成液珠、发生条纹、不均匀等。

到目前为止也有人想到各种模具前端的初步作业方法。例如，如图8所示，是一种清洁方法(参照专利文献1)，在涂布涂布液体前，令具有橡胶弹性的上面制成为与口环的唇前端部密接的形状，而且表面由具有橡胶弹性的高分子树脂构成的清洁构件83与模具81口环的唇部密接，令其沿着唇部移动而刮掉所附着的涂布液体82。84系清洁构件驱动机构。

另外，也有一种方法(参照专利文献2)，是借着在模具本体的唇部接触硬质橡胶板、塑料板等板后令板移动，刮除在唇部所保持的涂布液体的方法。

可是，若采用这些方法，在附着的异物多的情况，为了自模具前端完全除去液滴，需要施加某程度的压力后令这些清洁构件或刮除装置移动。

因而，由于和模具的摩擦，这些刮除装置等会受到磨耗，变成无法充分刮除等，而在模具前端会残留异物。因此，若在此状态下进行涂布时，随着排出涂布液体，这些附着异物会自模具表面剥离，而分散地残留在涂布所得到的涂膜面上。

另外也有人提出以与模具本身非接触的方式进行本模具初步作业的方法。例如，借着向滚轮状的物体预备排出前后整理模具前端，进行初步作业(参照专利文献3)。此时同时可除去模具前端的异物。

在本方法，在初步作业时，因为刮除装置等未直接接触模具，可期待得到异物少的涂膜。

可是，因本方法的本来的目的在于整理模具前端，除去异物的作用小，为了完全消除异物，只有一直重复的涂在滚轮状的物体。

因此，在本方法，在所完成的涂膜有多少异物完全靠运气，尤其在因维修等接触(污染)了模具前端的情况，异物就暂时继续附着。

另外，关于残留于滚轮表面的异物或涂布材料，为了初步作业而自模具前端排出涂布液体的滚轮每次虽然大致清洁再生，但是因在清洁再生制作工艺无法完全除去，异物或涂布材料的干燥物或固态物自滚轮再附着的情况也不少。

此外，于长期使用中，有时会在排出狭缝的周围附着涂布材料的干燥物或固态物，借由初步作业操作难以将其除去，这些也可能偶而剥离而变成异物。

由于上述情形，利用模具式涂布器的涂布方法的现况是：尚未找到令人充分满意的技术，能在无异物附着的情况下对模具前端施以初步作业，其结果是难以保证获得含极少异物的涂膜。

而且，基于上述理由，在制造尤其要求异物要少的防护胶膜时，旋转式涂布方式乃为必要的，很难利用模具式涂布器。另外，含异物较少的大型防护胶膜及防护胶膜组件很难以低成本得到。

[专利文献1]特许3306838号公报

[专利文献2]特开平11-147062号公报

[专利文献3]特开2001-310147号公报

发明内容

发明欲解决的课题

本发明鉴于上述问题点，其课题在于借着确立在模具式涂布器的模具的维修管理方式，而确立可得到含十分少异物的涂膜的模具式涂布器的涂布方法，更借由将该方法应用于防护胶膜的制造，而能以低成本得到含异物极少的大型的防护胶膜组件。

解决课题的方式

为解决上述课题，本发明提供一种模具式涂布器的涂布方法，其特征为预先令模具前端浸泡于或接触在容器等所储存的涂布液体，使用时借着向上方缓缓的升高利用涂布液体的表面张力在模具前端形成无液滴的状态后，向基板上排出涂布液体进行涂布。

此时，在模具的向上的升高动作中，自模具前端除去液滴时的升高速度为2mm/s以下较好。

另外，不涂布时令模具经常浸泡于或接触涂布液体，同时自模具前端连续或间歇的排出令通过过滤器的涂布液体，另外，对液中的模具进行超声波清洁为较好的形态。

或者，在对涂布液体的浸泡中，对液中的模具利用弹性体进行擦洗清洁也为较好的形态。

此外，在进行权利要求1规定的模具前端的除去液滴的动作后，向平板形或转动的滚轮状的物体上预备排出后对基板上涂布为更好的形态。

本发明的光刻用防护胶膜组件，其特征为在涂布材料上使用纤维素衍生物或氟系聚合物，依据在权利要求1～6记载的模具式涂布器的涂布方法在基板上成膜后，使用将其剥离所得到的防护胶膜制作而成。

发明的效果

若依据本发明，借着以低速自涂布液体中升高模具，令模具表面的液缓慢的凝聚，利用表面张力拉下侧的涂布液体面，结果可将模具前端设为无液滴的状态。

另外，不涂布时，借着令模具经常浸泡于或接触涂布液体，可防止为异物的原因之一即涂布液体在模具前端干燥所产生的固态物的发生。此外，在将模具浸泡于涂布液体中间，借着自模具前端排出令通过过滤器的涂布液体，也可防止在模具内部产生凝胶或涂布液体的浓度不均匀，同时可保持清洁的涂布液体。

此外，在将模具浸泡于涂布液体中间，借着对于涂布液体中的模具进行超声波清洁利用弹性体进行擦洗清洁，可积极的完全除去模具前端的异物。

在利用模具涂布时，若同时进行以往进行的对板状或转动的滚轮状的物体上的预备排出，可更完全的除去异物。

利用这些涂布方法，因而可得到无异物、无条纹等外观上的不良、膜厚精度佳的涂膜，借着将本方法应用于制造防护胶膜，能以低费用得到大型的防护胶膜组件。

附图说明

图1为表示模具式涂布器的涂布方法的概略说明图。

图2(a)～(c)为表示本发明的一实施形态的概略说明图。

图3为表示本发明的别的实施形态的概略说明图(配管构造图)。

图4(a)～(b)为表示本发明的另外的实施形态的概略说明图(模具前端的清洗)。

图5为表示本发明的其它的实施形态的概略说明图。

图6为表示本发明的模具式涂布器的基本构造的概略说明图。

图7为表示光刻用防护胶膜组件的构造的概略说明图。

图8为表示以往的模具前端初步作业方法的例子的概略说明图。

主要组件符号说明

11  模具

12  基板

13  液体供给管线

14  涂膜

21  模具

22  模具干燥防止盘

23  涂布液体

31  模具

32  模具干燥防止盘

33  涂布液体

34  缸泵

35  过滤器

36  涂布液体槽

37  三通阀

41  模具

42  模具干燥防止盘

43  涂布液体

44  超声波振动板

45  弹性体

51  模具

52  模具干燥防止盘

53  涂布液体

54  滚轮

55  基板

61  模具

62  模具上下驱动机构

63  直线移动工作台机构

64  平台

65  模具干燥防止盘

66  基板

71  防护胶膜组件框

72  防护胶膜

73  防护胶膜黏接剂层

74  屏蔽黏接剂层

81  模具

82  附着于模具前端的涂布液体

83  清洁构件

84  清洁构件驱动机构

具体实施方式

以下，也使用图面说明本发明的实施形态，但是本发明未限定为这些实施形态。

图1为表示模具式涂布器的涂布方法的概略说明图。图2为表示本发明的一实施形态的概略说明图。图3为表示本发明的别的实施形态的概略说明图(配管构造图)。图4为表示本发明的另外的实施形态的概略说明图(模具前端的清洗)。图5为表示本发明的其它的实施形态的概略说明图。图6为表示本发明的模具式涂布器的基本构造的概略说明图。图7为表示光刻用防护胶膜组件的构造的概略说明图。

利用模具式涂布器的涂布，一般如图1所示，借着自精密加工了狭缝的模具11帘幕状的排出涂布液体，利用精密的驱动装置令其在平板(基板)12上定速移动，得到厚度均匀的涂膜14。另外，图1中的符号13为供给涂布液体用的液体供给管线。

依据图2说明本发明的一实施形态，如图2(a)所示，将模具21的前端部分浸泡于装满涂布液体23的模具干燥防止盘22中后，向上方升高。此时，至少在模具21要离开涂布液体23时，若使升高速度变慢，如图2(b)所示，模具21前端附近的液滴因表面张力而受到模具干燥防止盘22中的液体牵拉，最后如图2(c)所示，模具21前端未残留液滴，而全部移至模具干燥防止盘22。然后，使用未附着液滴的模具21在平板(基板)上形成涂膜。

于是，在本发明，因而除了涂布液体以外无异物接触模具前端，在除去液滴时不会自其它附着异物等，可实现干净的模具21。

此一升高速度在将液滴自模具21移动至模具干燥防止盘22时变成2mm/秒以下的低速较好，但是可配合黏度等涂布液体的性质作适当的选择。另外，为了缩短整体的操作时间，至模具21前端接近液面为止，以更高速升高，只在液滴移转时期设为低速较好。

另外，本模具的升高以在模具前端纵向变成和液面平行的状态进行为基本，但是尤其对于不易除去液滴的涂布液体，令模具纵向相对于液面稍微倾斜的提高也可。

在更换平板(基板)等中断涂布操作时，借着预先将模具浸泡于涂布液体，可防止在模具部分涂布液体固化或在大部分附着而发生异物。

图3所示的为本发明的别的实施形态，具有如图3所示的涂布配管，在不涂布时预先将模具31前端浸泡于模具干燥防止盘32中的涂布液体33，使利用缸泵34自涂布液体槽36吸出的涂布液体通过收集粒径适当的过滤器35后自模具31连续的或间歇的流出。涂布液体33超过在模具干燥防止盘32所预设的深度时溢流而回到涂布液体槽36。

泵34在本实施形态中是以适合涂布使用的缸泵为例加以显示，但是其它型式的可连续排出的泵当然也可使用。

借着将模具31前端经常浸泡于涂布液体中，除了可防止干燥所引起的固态物的产生以外，借着经常排出通过过滤器35的涂布液体也可防止在模具内部产生凝胶或发生浓度不均匀。此外，一般在照这样保护模具31前端后，在涂布前停止排出涂布液体，若进行如图2所示的除去液滴的动作，可更好防止异物产生，尤其适合。

图4所示的是本发明的另外的实施形态，是在模具干燥防止盘装入清洁装置，在图4(a)所示的，是组合了超声波清洁的形态，在图4(b)所示的，是组合了利用在模具干燥防止盘中的弹性体擦洗清洁的形态。

在图4(a)，在模具干燥防止盘42的底面配置超声波振动板44，使得向涂布液体43中照射超声波。超声波例如可适合使用30～100kHz的。在本形态，因非接触精密清洁模具41前端，对去除异物极有效。

可按照涂布液体适当的选择本振动板44的配置或照射的超声波的强度、频率等。此时，照射超声波时因空蚀现象(cavitation)而发生气泡，设定频率或强度，使得气泡对涂布无不良影响。

在图4(b)所示的擦洗清洁方法的形态，在因干燥等模具41前端的污染严重的或发泡显著而不适合使用超声波清洁的涂布液体的情况下尤其有效。当然，可按照涂布液体的种类及加工性选择弹性体45的材质或形状。在弹性体的材质上，要求不仅不受涂布液体侵蚀、无溶出物等的发生，而且可高精度的加工所要的形状，和模具接触时的灰尘的产生也尽量少。另外，弹性体的形状需要设计成易加工的而且可无间隙的和模具前端周边密接。

在图4(b)的实施形态的擦洗清洁方法，采用转动的滚轮，但是未限定为滚轮，适合(嵌合)模具的前端形状的板(鞘)状的紧靠模具的纵向的移动的也可。另外，若不会脱落，在清洁工装卡具的表面设置突起也可。

在这些图4(a)及图4(b)所示的实施形态的情况，也可与图3所示涂布液体循环的形态一并实施。

图5所示的是本发明的其它的实施形态，在上面所举例表示的本发明的模具前端的初步作业方法组合了使其碰触自以往提议的转动滚轮等后自模具使其预备排出涂布液体的形态的各种方案。

在快干燥的涂布液体的情况，在除去液滴后模具前端很快干燥，可能发生条纹等。

本实施形态在那种情况特别有效，在自涂布液体53升高模具51并进行除去液滴的动作后，向以适当速度转动的滚轮54上预备排出，马上向基板55开始涂布。当然，此时预备排出的对象不是滚轮也可，平板形的也可发挥一样的效果。

在上述的这些模具式涂布器的涂布方法的模具的初步作业(清洁化)未必要每次涂布时都进行。尤其，在量产线的利用，也有不是每次涂布都除去液滴而是持续涂布的情况。在此情况，可只在第一次的除去液滴进行这些模具的初步作业(清洁化)后，依次对新的基板持续涂布。

在此情况，也相对于以往至清洁模具前端为止制造异物不良品，自第一次的涂布品得到无异物的。

使用图6及图7，说明应用上述的模具式涂布器的涂布方法制作光刻用防护胶膜组件的实施形态。

首先，应用上述的模具式涂布器的涂布方法制作防护胶膜。如图6所示，在定水位于平台64上的基板66上，利用设置了按照平台上的涂布基板的高度使模具自动升降的控制机构的模具上下驱动机构62支撑两端，利用在涂布方向受到驱动模具的直线移动工作台机构63引导的模具61涂布。

还在平台64的一端设置装满涂布液体的模具干燥防止盘65。虽省略图示，利用适当的机构使模具干燥防止盘65上下动，使得可浸泡模具61的前端。

基板66借着在平台64上利用真空源(图上未示)吸附保持等定位较好。

自基板上剥离照这样所得到的涂膜后，如图7所示，若铺设于防护胶膜组件框71，能以低成本得到异物极少、大型的防护胶膜组件。图7中，72为防护胶膜，73为防护胶膜黏接剂层，74为屏蔽黏接剂层。

以上在具体的产品例上说明了防护胶膜组件，但是可应用于在液晶面板或PDP彩色显示器或固态摄影组件等使用的彩色滤光器等需要均一、宽度宽、无异物混入的涂膜·薄膜的广泛的技术领域。

[实施例1]

以下说明本发明的实施例，但是本发明未限定为本实施例。

在本实施例使用的模具式涂布器，使用在图6所示的并设图3所示的涂布配管，还配置图4(a)所示的超声波振动板。模具61为SUS304制、涂布宽度796mm、缝间隙0.3mm，涂布液体使用用氟系溶媒：CT-Solv(旭硝子(株)制、产品名称)将氟系聚合物：SAITOP(旭硝子公司制造的产品名称)稀释至9％，成膜基板使用平滑的研磨了双面的800×920×8(t)mm的合成石英。此外，全部的装置设置于等级10的无尘室内。

在以上所示的构造，在开始涂布前对浸泡于模具干燥防止盘65的模具61照射40kHz的超声波5分钟后，在排出涂布液体一样5分钟下使其静置。此时，将排出的涂布液体的流量设为50cc/min。

然后，停止对模具干燥防止盘排出涂布液体，如图2(a)～(c)所示，以0.1mm/s的速度向上方缓缓的升高模具61。

接着，确认自模具61前端完全除去液滴后，马上令模具61移往基板66上的涂布位置，以涂布速度10mm/s涂布。

涂布完了后，以180℃×5分钟的加热干燥去除膜材料的溶媒后，得到干燥厚度4.0μm的涂膜。然后，将该具有干燥涂膜的基板带入暗房内，自斜横向慎重的照射光量40万米烛光的聚光灯，进行目视检查。结果，以目视确认完全无异物。

因此，再黏接外形和在基板上所制膜的干燥涂膜的形状相同的铝合金制的黏接框(图上未示)后，自基板剥开涂膜，得到防护胶膜体。

然后，对机械加工成外尺寸750×904.5×6.5(t)mm、内尺寸734×890.5mm、进行黑色防蚀铝处理的铝合金制框的一端铺设涂布作为防护胶膜黏接剂的硅黏接剂(产品名称KR120，信越化学工业(株)制)后所得到的该防护胶膜。然后，用裁刀切除框周围的不要的膜，完成防护胶膜组件。

关于该所完成的防护胶膜组件，在无尘室的暗房内用40万米烛光的卤素灯进行目视检查。结果，可确认的异物在防护胶膜组件内尺寸734×890.5mm的范围在直径1μm以下只有8个，得到极干净的防护胶膜组件。另外，条纹或颜色不均等外观上的缺陷也完全未看到。

[比较例1]

和上述的实施例同型式的模具式涂布器，在涂布前应用如图8所示的型式的模具前端初步作业机构，替代浸泡模具的模具干燥防止盘。本清洁构件83的材质采用聚乙烯(PE)，厚度系500μm，前端斜加工成15°。

首先，以清洁模具81前端为目的，在排出约50cc的涂布液体后，用本模具前端初步作业机构刮除涂布液体82。

然后，马上令模具61移至基板66上涂布。

此外，此时所使用的基板、涂布液体、涂布条件等全部和上述的实施例相同。

利用180℃×5分钟的加热干燥自本基板上除去膜材料的溶媒后，得到干燥厚度4.0μm的涂膜。

然后，将该具有干燥涂膜的基板带入暗房内，自斜横向慎重的照射光量40万米烛光的聚光灯，进行目视检查。结果，在基板上整个面观察到无数个异物。其粒径最大的约200μm，个数为每100×100mm约30～50个。

这是完全无法用于作为防护胶膜的用途的。

产业上的利用性

依本发明的涂布方法，因利用模具式涂布器可简单的进行模具的清洁(初步作业)，异物也极少，形成无不均匀条纹等的均一且宽度宽的涂膜薄膜，在需要形成涂膜薄膜的技术领域，受益极大。尤其，对近年来大型化的防护胶膜组件的制造极有利。

Claims (6)

1.一种模具式涂布器的涂布方法，其特征在于，预先令模具前端浸泡在或接触在容器等所储存的涂布液体，使用时借着向上方缓缓的升高，利用涂布液体的表面张力在模具前端形成无液滴的状态后，向基板上排出涂布液体以进行涂布。

2.根据权利要求1所述的模具式涂布器的涂布方法，其特征在于，在模具的往上方的升高动作中，自模具前端除去液滴时的升高速度是2mm/s以下。

3.根据权利要求1或2所述的模具式涂布器的涂布方法，其特征在于，在不进行涂布时令模具经常浸泡于或接触涂布液体中，同时使通过过滤器的涂布液体自模具前端连续或间歇的排出。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的模具式涂布器的涂布方法，其特征在于，在对涂布液体的浸泡中，对液中的模具进行超声波清洁。

5.根据权利要求1至4项中任一项的模具式涂布器的涂布方法，其特征在于，在对涂布液体的浸泡中，对液中的模具利用弹性体进行擦洗清洁。

6.一种光刻用防护胶膜组件，其特征在于，使用纤维素衍生物或氟系聚合物作为涂布材料，借由权利要求1至6中任一项所述的模具式涂布器的涂布方法在基板上成膜后，利用将该膜剥离所得到的防护胶膜制作而成。

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