TWI452421B - 防塵薄膜組件框架及防塵薄膜組件 - Google Patents

Description

防塵薄膜組件框架及防塵薄膜組件

本發明係關於一種在製造LSI、超LSI等的半導體裝置、印刷基板或液晶顯示板等產品時作為防塵器使用的微影用防塵薄膜組件所使用的防塵薄膜組件框架，以及使用該框架的防塵薄膜組件。

在LSI、超LSI等半導體裝置或是液晶顯示板等產品的製造過程中，會用光照射半導體晶圓或液晶用原板以製作圖案，惟若此時所使用的曝光原版有灰塵附著的話，由於該灰塵會吸收光，使光反射，除了會讓轉印的圖案變形、使邊緣變粗糙之外，還會使基底污黑，並損壞尺寸、品質、外觀等。又，在本發明中，「曝光原版」是指光罩等的微影用遮罩(亦簡稱「遮罩」)以及初縮遮罩的總稱。

因此，這些作業通常是在無塵室內進行，然而即使如此，想要經常保持曝光原版乾淨仍是相當困難。於是，吾人採用以下方法：在曝光原版表面貼合作為防塵器使用且對曝光用光線的透光性良好的防塵薄膜組件。此時，異物並非直接附著於曝光原版表面上，而係附著於防塵薄膜組件上，故只要在微影時將焦點對準曝光原版的圖案，防塵薄膜組件上的異物就不會對轉印造成影響。

一般而言，防塵薄膜組件，係將由具備良好透光性的硝化纖維素、醋酸纖維素或是氟樹脂等物質所構成的透明防塵薄膜，貼附或接合於由鋁、不銹鋼或聚乙烯等物質所構成的防塵薄膜組件框架的上端面。然後，在防塵薄膜組件框架的下端設置用來裝設到光罩上而由聚丁烯樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂或矽氧樹脂等物質所構成的粘著層，以及以保護粘著層為目的的脫模層(隔離部)。

防塵薄膜組件，係以包圍曝光原版表面上所形成之圖案區域的方式設置。防塵薄膜組件，係用來防止異物附著於曝光原版上而設置的構件，故能夠隔離該圖案區域與防塵薄膜組件外部，使防塵薄膜組件外部的灰塵不會附著到圖案表面上。

如上所述，一般而言防塵薄膜係很薄的樹脂，若欲張設在防塵薄膜組件框架上而無鬆弛的部分，則必須在受到適當大小之張力的狀態下接合於防塵薄膜組件框架上。

因此，一般所使用的角型防塵薄膜組件，在貼合防塵薄膜後，防塵薄膜組件框架會因為防塵薄膜的張力而向內側產生若干彎曲。這個現象，對於在例如印刷基板或液晶顯示板的製造過程中所使用的大型防塵薄膜組件、防塵薄膜組件框架邊長較大者，或為了減少防塵薄膜組件貼合後曝光原版的彎曲而採用了剛性較低之框架的防塵薄膜組件中，更為顯著。

另一方面，對於光罩等曝光原版而言，為了降低成本必須盡可能確保曝光區域的範圍大小。因此，若不儘量減少防塵薄膜組件框架向內側的彎曲程度的話，會造成可利用的曝光區域減少這個問題。

當然，採用擴大防塵薄膜組件框架的剖面積等提高剛性的方法，的確能夠解決相關問題。但是，實際上，防塵薄膜組件框架的內側存在如上所述之曝光區域減少的問題，而對外側而言也必須確保在固定或搬運光罩時的操作間隙。因此，一般而言，防塵薄膜組件框架的各邊會因為這些限制而被限定成直線形狀。

另外，也有使用剛性更高之材質來作為防塵薄膜組件框架之材質的方法，例如當使用碳纖維複合材料(CFRP)或鈦金屬時，可使彎曲量比一般使用鋁合金者更小。但是，這些基本材料價格昂貴而且加工性很差，會大幅增加成本，在現實層面上難以採用。

對於這個問題，專利文獻1揭示一種防塵薄膜組件框架，其在框體的至少一對的邊上，於中央部設置外側凸出的圓弧形狀部，並於其兩側設置外側凹入的圓弧形狀部，更在其外側設置直線形狀部。

另外，專利文獻2揭示一種防塵薄膜組件，包含：防塵薄膜(2)，其從防塵薄膜(2)的厚度方向觀察面積在1,000cm² 以上；以及框架(1)，防塵薄膜(2)伴隨著拉伸應力張設於其上，其特徵為：該框架(1)包含：從該防塵薄膜(2)的厚度方向觀察，在單一方向上互相對向的相對較短的一對外周圍邊；以及從該防塵薄膜(2)的厚度方向觀察，在與該單一方向垂直的另一方向上，互相對向的相對較長的一對外周圍邊；在將該防塵薄膜(2)張設於該框架(1)上之前，該相對較長的一對外周圍邊的至少其中一方的外周圍邊，預先以向外側凸出的方式彎曲，將作為該相對較長的外周圍邊的兩端部的第一點以及第二點以直線連結所形成的假想直線，與位於該第一點以及該第二地點之間且位於該相對較長的外周圍邊上的第三地點之間的關係為：將該防塵薄膜(2)以伴隨著拉伸應力的方式張設於該框架(1)上，使該第三地點横切該假想直線而該相對較長的外周圍邊變形並凹入比該假想直線更靠內側的位置。

[習知技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]　日本專利第4286194號公報

[專利文獻2]　日本專利第4024239號公報

上述專利文獻1所揭示的方法，的確是能夠將防塵薄膜組件框架的形狀於防塵薄膜張設後仍控制在適當形狀的優良方法，但存在以下所述的問題。

亦即，防塵薄膜組件框架的凹凸形狀必須配合所張設之防塵薄膜的張力分布形狀而設計之。然而，以量產方式生產的防塵薄膜的張力不可能經常保持一定，仍會產生些許差異。因此，當薄膜張力比設計值更大時，防塵薄膜組件框架向內側的彎曲量會變大，相反的當較小時，則原本設計好的向外側的突出量會有剩餘。通常，考慮防塵薄膜所造成的彎曲或防塵薄膜組件的貼合誤差等因素，防塵薄膜組件的內寸公差會相對於遮罩等的曝光原版的圖案部設定保持若干余裕，由於向外側的彎曲不可能排除機械性變形，故本來就不會考慮進去。因此，當防塵薄膜組件框架向外側變形時，在防塵薄膜組件貼合裝置或曝光機內進行處理時可能會產生互相干涉等的問題。

另外，若利用上述專利文獻2所揭示的方法，則雖然薄膜張力朝較弱方向分散，而向外側的突出量有剩餘的可能性較小。然而，由於原本就將邊的兩端部設成以圓弧方式連接的形狀，故無論突出量多小兩端部也都會留下圓弧形狀，嚴格來說仍不算是沒有突出的形狀。

如上所述，吾人希望能夠得到一種即使防塵薄膜張設前的形狀不是向外側突出的形狀，防塵薄膜張設後彎曲量也很少的防塵薄膜組件框架。

本發明所欲解決的問題在於提供一種不會因為防塵薄膜的張力差異而產生不良情況，且防塵薄膜張力所造成的彎曲很小的防塵薄膜組件框架，以及使用該防塵薄膜組件框架的防塵薄膜組件。

本發明的上述問題，可利用以下的手段(1)以及(4)解決之。較佳實施態樣(2)以及(3)亦一併列記。

(1)一種防塵薄膜組件框架，其特徵為：在框體互相對向的至少一對的邊上，於邊外側面的一部分設置從兩端部朝邊中點方向延伸的非貫通凹部，

(2)如(1)所記載的防塵薄膜組件框架，其僅在一對長邊上設置該凹部，

(3)如(1)所記載的防塵薄膜組件框架，其在所有的邊上設置該凹部，

(4)一種防塵薄膜組件，其在(1)～(3)任一項記載的防塵薄膜組件框架上張設防塵薄膜。

若利用本發明，則即使防塵薄膜組件框架的各邊的中央部的形狀為直線狀，藉由在框體互相對向的至少一對的邊上於邊外側面的部分位置上設置複數個從兩端部朝邊中點方向延伸的非貫通凹部的作用，也能夠控制防塵薄膜張力所造成的防塵薄膜組件框架的彎曲形狀。藉此，比起沒有凹部而呈通常剖面形狀的防塵薄膜組件框架而言，若利用本發明便能夠減少在防塵薄膜組件框架的邊中央部產生的最大彎曲量。結果，若利用本發明，則即使防塵薄膜張設前的形狀不是朝外側突出的形狀，也能夠得到防塵薄膜張力所導致的彎曲量很小的防塵薄膜組件。

以下，說明本發明的最佳實施形態，惟本發明並非以此為限。另外，本發明對使用於液晶製造用途且一邊長度超過500mm的大型防塵薄膜組件而言特別有效果，然而應用在使用於半導體用途且一邊在150mm左右的小型防塵薄膜組件也很有效，故其用途並無特別限定。

首先，用圖1說明使用本發明之防塵薄膜組件框架所構成的防塵薄膜組件的基本構造。

圖1係表示使用本發明之防塵薄膜組件框架所構成的防塵薄膜組件的基本構造的概略剖面圖。

如圖1所示的，防塵薄膜組件10在本發明之防塵薄膜組件框架11的上端面隔著防塵薄膜貼合用接合層2張設防塵薄膜1，此時，用來將防塵薄膜組件10粘著於曝光原版(遮罩基板或是初縮遮罩)5上的粘著層4設置在防塵薄膜組件框架11的下端面，該粘著層4的下端面以可剝離的方式貼合著墊片(未圖示)。另外，在防塵薄膜組件框架11上設置氣壓調整用孔(通氣口)6，亦可更進一步設置以除去微粒作為目的的除塵用過濾器7。

以下，用圖2～圖5說明本發明之防塵薄膜組件框架11的基本實施形態。

圖2係表示本實施形態之防塵薄膜組件框架的示意概略圖。圖2(a)係表示本實施形態之防塵薄膜組件框架的示意俯視圖，圖2(b)係從長邊側觀察圖2(a)所示之防塵薄膜組件框架的概略側視圖，圖2(c)係從短邊側觀察圖2(a)所示之防塵薄膜組件框架的概略側視圖，圖2(d)係圖2(b)中的A-A線段的剖面放大圖。

如圖2所示的，防塵薄膜組件框架11的整體形狀係約略矩形的框體。在張設防塵薄膜前，防塵薄膜組件框架11並無向外側突出的形狀，其長邊以及短邊的框架部分均為幾乎直線狀。另外，防塵薄膜組件框架11的各角落部在外側以及內側均呈R狀。該防塵薄膜組件框架11的大小與通常的防塵薄膜組件例如半導體微影用防塵薄膜組件、大型液晶顯示板製造微影步驟用防塵薄膜組件等組件相同。

另外，防塵薄膜組件框架11的各角落部無須外側以及內側均為R狀，亦可其中一側為R狀，但仍宜兩側均為R狀。

另外，防塵薄膜組件框架11的剖面形狀係例如約略矩形形狀，惟本發明除了一般的矩形剖面的框架之外，也同樣可應用於具有高低差之形狀或傾斜面的梯形剖面等其他剖面形狀的防塵薄膜組件框架，其效果與矩形形狀剖面相同。另外，亦可對矩形形狀的基本形狀的4個角，實施斜面倒角等的倒角加工。

另外，防塵薄膜組件框架11的基材，可使用以往所使用的習知材料，除了耐綸、聚縮醛、聚二醚酮、聚醯亞胺等的工程塑膠之外，亦可使用構造用鐵鋼、工具鋼、不銹鋼、鎂合金等的構造用金屬，其中更宜使用鋁合金。

在防塵薄膜組件框架11互相對向的兩個長邊上，於長邊外側面的部分位置上設置了從兩端部向長邊中間點延伸的非貫通凹部12。凹部12的剖面形狀可為矩形、梯形、三角形或這些形狀的組合，惟從加工性、洗淨性的觀點來看，宜像本實施形態這樣底部設成半圓形。另外，凹部12的外周圍方向的終端部，亦可使用加工刀具，使其形成各種形狀，惟若從洗淨性的觀點來看，仍宜形成圓弧狀。另外，凹部12，如本實施形態所示的，亦可包含防塵薄膜組件框架11的角落部的R形形狀部分，亦可迴避設置角落部的R形形狀部分，使其不包含該形狀。

再者，比起邊內側面而言，凹部12宜更設置在邊外側面上。

凹部12距離防塵薄膜組件框架11的長邊的兩端的距離，宜設置成從長邊的邊長L的約1/4處到外側端部附近，更宜設置成從長邊的邊長L的約1/5處到外側端部附近，最好設置成從長邊的邊長L的約1/10處到外側端部附近。在該等範圍內設置凹部12，便可發揮所期望的效果。

另外，就凹部12的長度l與防塵薄膜組件框架11的長邊的邊長L的關係而言，l/L的值宜設定在0.03～0.25的範圍內，更宜設定在0.05～0.1的範圍內。

另外，凹部12的寬度h宜設定為防塵薄膜組件框架11的厚度H的20～50%。另外，凹部12的深度d可利用防塵薄膜組件框架11的彎曲形狀作適當調整，但宜設定在防塵薄膜組件框架11的寬度D的20～50%以下，而且，宜設定在5mm以下。將凹部12的寬度h以及深度d設定在該等範圍內，以防止防塵薄膜組件框架11的高度方向的剛性降低太多，避免在操作或貼合防塵薄膜組件時防塵薄膜組件框架11變形。

另外，亦可在設置凹部12的兩端部以外的位置設置額外的凹部，設置數量、位置、剖面形狀、長度等，可在確認過防塵薄膜張設後的最後的彎曲形狀之後再適當調整之[參照後述的圖6(a)]。

如是在防塵薄膜組件框架11互相對向的一對長邊上，於長邊外側面的部分位置上設置從兩端部向長邊中間點延伸的非貫通凹部12。藉由該凹部12，便能夠控制防塵薄膜張設後的防塵薄膜組件框架11的彎曲形狀。再者，凹部12雖係為了控制防塵薄膜張設後的防塵薄膜組件框架11的彎曲形狀這個目的而設置的，惟亦可對其插入用來操作防塵薄膜組件的工具等。因此，對於凹部12的剖面形狀或位置而言，除了考慮到防塵薄膜組件框架11的彎曲形狀之外，更宜考慮到這些工具，再作出通盤的決定。

圖3以及圖4分別是防塵薄膜張設後防塵薄膜組件框架的彎曲形狀的示意俯視圖。

若對防塵薄膜組件框架張設防塵薄膜，則如圖3以及圖4所示的，防塵薄膜組件框架會因為防塵薄膜的張力而向內側彎曲。在此，圖3係表示本發明之防塵薄膜組件框架21(圖2所示之防塵薄膜組件框架11)於防塵薄膜張設後的彎曲形狀。另一方面，圖4係表示一般矩形剖面的習知防塵薄膜組件框架22於防塵薄膜張設後的彎曲形狀。又，圖4所示的習知防塵薄膜組件框架22，本身的形狀與圖2所示之本發明的防塵薄膜組件框架21相同，與本發明的防塵薄膜組件框架21不同之處在於並未設置凹部，剖面形狀是一般的矩形剖面。

在圖4所示之剖面形狀為一般矩形剖面的習知態樣中，防塵薄膜組件框架的彎曲形狀為圓弧狀，各邊中央部位的彎曲程度為最大，其值設為d_b 。相對於此，在圖3所示之設置有凹部的本發明的態樣中，就防塵薄膜組件框架的彎曲形狀而言，各邊中央部位的彎曲程度為最大，此點相同，其值設為d_a ，但與其說是圓弧狀，不如說是直線狀，長邊整體形成梯形的彎曲形狀。如是，利用本發明，便可讓最大彎曲量減少。

圖5係表示張設到防塵薄膜組件框架上之前的防塵薄膜的概略俯視圖。一般而言，防塵薄膜係成膜於玻璃基板上，在利用加熱機構除去溶媒之後，接合於暫用框架31上，將其剝離。此時，防塵薄膜32上會產生因為薄膜材料與成膜基板的熱膨張係數不同所造成的的張力33、34、35。因此，暫用框架31會被該張力33、34、35往中心方向拉，暫用框架31的各邊的中央部位附近會產生彎曲。此時，各邊的中央部位的張力33、34會形成對應所產生之彎曲量而減少的狀態。另一方面，由於暫用框架31的角落部位的附近區域的剛性比邊長的中央部位的剛性更高，故彎曲量較少，結果，其附近的張力35仍維持在比較高的狀態。

若將張力產生高低差異的防塵薄膜張設於本發明的防塵薄膜組件框架上，則防塵薄膜張力較高的角落附近的部位，會與防塵薄膜組件框架設有凹部的而剛性較低的部位組合。因此，該部位的彎曲量，會比通常矩形剖面的框架更大。然而，該部分大幅彎曲可減少施加於本發明的防塵薄膜組件框架的所有邊上的張力。另外，邊中央附近張力較低的部位，反而由剛性較高的部位承受，故邊中央附近的彎曲形狀會變成接近直線狀，結果便能夠降低最大彎曲量。如是，利用本發明，便能夠製得防塵薄膜張力所導致之彎曲較小的防塵薄膜組件。

另外，如上所述，該等凹部的配置除了各邊的兩端部之外，亦可因應需要，增設於其他位置上。然而，若是沿著整個邊長連續設置的話，只會單純的讓該邊整體的剛性降低。因此，凹部的追加配置，宜考慮防塵薄膜組件框架的剛性。在本發明中，不要沿著整個邊長連續設置，而是在部分位置上設置凹部，便能夠防止防塵薄膜組件框架整體剛性降低。

用圖6說明一邊迴避整體剛性降低一邊在其他位置增設凹部的另一實施形態。

圖6係本發明之防塵薄膜組件框架的另一個實施形態的示意概略俯視圖。圖6(a)係本實施形態之防塵薄膜組件框架的示意俯視圖，圖6(b)係從長邊側觀察圖6(a)所示之防塵薄膜組件框架的概略側視圖，圖6(c)係從短邊側觀察圖6(a)所示之防塵薄膜組件框架的概略側視圖。

如圖6所示的，在防塵薄膜組件框架41互相對向的兩個長邊上，與圖2所示的態樣相同，於長邊外側面的部分位置上設置從兩端部向長邊中間點延伸的非貫通凹部42。

再者，圖6所示的本實施形態，在防塵薄膜組件框架41互相對向的兩個短邊上，於短邊外側面的部分位置上，也設置從兩端部向短邊中間點延伸的非貫通凹部43。

如此，亦可在防塵薄膜組件框架的所有邊，亦即短邊與長邊雙方，於外側面上的部分位置上設置凹部。此時，凹部並非沿著整個邊上連續設置，而是在短邊與長邊雙方的部分位置上設置，故能夠避免上述整體剛性降低的問題。

又，上述係針對在防塵薄膜組件框架互相對向的一對長邊的兩端部，或是互相對向的一對長邊的兩端部以及互相對向的一對短邊的兩端部的附近設置凹部的情況進行說明，然而只要至少在互相對向的2邊的兩端部及/或其附近設置凹部即可。亦即，只要在防塵薄膜組件框架互相對向的至少一對邊上，於邊外側面的部分位置上設置從兩端部朝邊中點方向延伸的非貫通凹部即可。

[實施例]

以下根據實施例對本發明作具體的例示說明，惟本發明並非以此為限。

(實施例)

利用機械加工製作出如圖2所示之形狀的鋁合金製防塵薄膜組件框架11。該防塵薄膜組件框架11的形狀，係各角落部的外寸為1068mm×1526mm，同部內寸為1031mm×1490mm的長方形，厚度H為6.2mm，各角落部的大小在內側為R2，外側為R6。在此，於長邊的兩端部上，如圖2(a)～圖2(d)所示的，沿著長度1=65mm設置寬度h=2.4mm、深度d=4.0mm且最深部的半徑為1.2mm的凹部12。

將該防塵薄膜組件框架11洗淨、待其乾燥後，在一方端面上塗佈矽氧粘著劑作為防塵薄膜接合劑，在另一方端面上塗佈信越化學工業(股)公司製的矽氧粘著劑(商品名：KR3700)作為遮罩粘著劑，然後加熱使其硬化。

然後，將旭硝子(股)公司製的氟系聚合物(商品名：Cytop)以狹縫與旋轉式塗佈法在寬度1620mm×長度1780mm×厚度17mm的長方形石英基板上成膜，然後與形狀跟基板外形相同的框體接合，將其剝離，接著將所得到的厚度約6μm的防塵薄膜貼合於該防塵薄膜組件框架11上。然後，將防塵薄膜組件框架11周圍不要的薄膜用切割器切斷除去，便完成防塵薄膜組件。

如圖7所示的，將完成的防塵薄膜組件51立於鑄鐵製的定盤52上，利用測隙規53測量長邊中央的彎曲量，得到2.0mm。另外，從側邊觀察彎曲形狀，發現完全沒有從框架直線形狀突出的部分。

(比較例)

製作外形形狀與上述實施例完全相同，但角落部附近沒有凹部12的防塵薄膜組件框架，並完成防塵薄膜組件。以與上述同樣的方式測量所完成的防塵薄膜組件的長邊的彎曲量，發現在長邊中央部的彎曲量為3.4mm，數值比上述實施例更大。

1．．．防塵薄膜

2．．．接合層

4．．．粘著層

5．．．曝光原版

6．．．氣壓調整用孔(通氣口)

7．．．除塵用過濾器

10．．．防塵薄膜組件

11．．．防塵薄膜組件框架

12．．．凹部

21．．．本發明的防塵薄膜組件框架

22．．．習知的防塵薄膜組件框架

31．．．暫用框架

32．．．防塵薄膜

33．．．防塵薄膜的張力(長邊中央)

34．．．防塵薄膜的張力(短邊中央)

35．．．防塵薄膜的張力(角落部)

41．．．防塵薄膜組件框架

42．．．凹部

43．．．凹部

51．．．防塵薄膜組件

52．．．定盤

53．．．測隙規

L．．．邊長

l．．．長度

A-A．．．剖面線

H．．．厚度

D．．．寬度

h．．．寬度

d．．．深度

d_a ．．．彎曲量

d_b ．．．彎曲量

圖1係表示本發明一實施形態之防塵薄膜組件的基本構造的概略剖面圖。

圖2係表示本發明一實施形態之防塵薄膜組件框架的示意概略圖。

圖3係表示在本發明的防塵薄膜組件框架上張設防塵薄膜之後的彎曲形狀的示意俯視圖。

圖4係表示在一般矩形剖面的習知防塵薄膜組件框架上張設防塵薄膜後的彎曲形狀的示意俯視圖。

圖5係表示在張設於防塵薄膜組件框架上之前的防塵薄膜的示意俯視圖。

圖6係表示本發明另一實施形態之防塵薄膜組件框架的示意概略圖。

圖7係表示在防塵薄膜組件框架上張設防塵薄膜所製得之防塵薄膜組件的最大彎曲量的評價方法的示意概略圖。

1．．．防塵薄膜

2．．．接合層

4．．．粘著層

5．．．曝光原版

6．．．氣壓調整用孔(通氣口)

7．．．除塵用過濾器

10．．．防塵薄膜組件

11．．．防塵薄膜組件框架

Claims (3)

1. 一種防塵薄膜組件框架，其特徵為：全體形狀為約略矩形之框體；該框體不具向外側突出之形狀；該框體的各邊之中央部的形狀為直線狀；僅於該約略矩形之框體中的四個角，分別在從至少一邊的邊長L之1/4向外側的邊外側面的一部分，設置有從該至少一邊的兩端部朝邊中點方向延伸的非貫通凹部；該凹部之底部，係呈半圓形；相較於不具該凹部的情況，於該框體的各邊中央部所產生之由防塵薄膜張力所導致的彎曲量很小。
2. 如申請專利範圍第1項之防塵薄膜組件框架，其中，該凹部為僅於該約略矩形之框體中的四個角，分別從長邊的兩端部向邊中點方向延伸之非貫通凹部，且被設置於從該長邊的邊長L之1/4至外側的邊外側面之一部分。
3. 一種防塵薄膜組件，其特徵為：在申請專利範圍第1或2項之防塵薄膜組件框架上張設防塵薄膜。