TWI460533B - 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

本發明涉及樹脂製防塵薄膜組件框架及使用樹脂製防塵薄膜組件框架的防塵薄膜組件。

在大規模集成電路或超大規模集成電路等的半導體製造或液晶顯示器等的製造過程中，需要進行將光照射到半導體晶片或液晶用原板上從而製作圖案的光刻作業。此時，如果光罩(photomask)或倍縮光罩(reticle)上附著了灰塵，有時會發生轉印圖案的變形，或邊緣不清晰且基底髒汙等現象。這是由於灰塵會吸收光或使光屈折的緣故。這種作業通常是在無塵室裏進行的，但要保持光罩的時常清潔是很困難的，因此，通常使用將透明的防塵薄膜組件膜粘貼於防塵薄膜組件框架而製作的防塵薄膜組件。例如，在進行光刻時，將防塵薄膜組件置於光罩上，既能夠防止異物附著於光罩上，又可通過將焦點對準光罩上的圖案進行曝光，從而進行轉印而不會受到附著於防塵薄膜上的灰塵的影響。

近幾年，市場上對防塵薄膜組件低成本化的要求日益強 烈，而防塵薄膜組件的構成材料中，費用最高的是防塵薄膜組件框架。這是因為現有的防塵薄膜組件框架是將金屬製的板材或角管材通過機器切削加工刨削而形成的。因此，為了實現防塵薄膜組件框架的低成本化，有過各種各樣的研究和探討。例如，在下面的專利文獻1中記載了通過鋁合金的壓鑄來形成防塵薄膜組件框架的研究。

專利文獻

專利文獻1 日本特開2002-318451號公報

與現有的通過金屬製的板材或角管材的機器切削加工刨削而成的防塵薄膜組件框架相比，通過鋁合金的壓鑄形成的防塵薄膜組件框架能夠實現低成本化。不過，由壓鑄形成的防塵薄膜組件框架，由於熔融金屬液的流動距離長，容易產生因填充時夾帶空氣等引起的內部瑕疵，而且表面也容易出現針孔等的缺陷。另外，出於增加熔融液在壓鑄加工時流動性的目的，壓鑄加工用的鋁合金中往往添加有各種元素，由壓鑄得到的防塵薄膜組件框架中容易產生大量的金屬間化合物，因此，在實施鋁陽極化處理後的防塵薄膜組件框架中還容易產生白點、凹陷等外觀上的缺陷。由於以上緣故，由鋁合金壓鑄形成的防塵薄膜組件框架目前尚未投入實際應用。

作為比由鋁合金壓鑄形成的防塵薄膜組件框架能夠進 一步實現低成本化的材料，不難想到樹脂製的防塵薄膜組件框架。然而，樹脂製的防塵薄膜組件框架的剛性較差，容易出現不可接受翹曲，或粘貼的防塵薄膜組件膜上產生皺紋。

本發明為解決上述課題而提出，其目的是提供一種提高了剛性的樹脂製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。

為了達到上述目的，本發明的第1技術方案中所述的防塵薄膜組件框架是通過溶融加壓成型得到的樹脂製的防塵薄膜組件框架，其特徵在於，所述防塵薄膜組件框架由混合有纖維狀強度增強物質(reinforcing material)的熱塑性樹脂形成。

第2技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第1技術方案中所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，所述強度增強物質的長度為0.2~10mm，且粗細為0.05~20μm。

第3技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第1技術方案或第2技術方案中任一項所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，所述強度增強物質選自由碳纖維、芳綸纖維(aramid fiber)、玻璃纖維、碳奈米管所組成的群組。

第4技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第1~3技術方案中任一項所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，以相對於所述熱塑性樹脂的重量比計，所述強度增強物質的含量為5~50%的範圍。

第5技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第1~4技術方案中任一項所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，所述溶融加壓成型為注射成型。

第6技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第1~5技術方案中任一項所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，所述熱塑性樹脂選自由聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚縮醛、聚苯醚、聚醯胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物所組成的群組。

第7技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第1~6技術方案中任一項所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，所述防塵薄膜組件框架的至少內側表面，由對紫外線具有耐光性的樹脂覆膜覆蓋。

第8技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第7技術方案中所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，所述樹脂覆膜由氟樹脂或有機矽樹脂構成。

第9技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第7技術方案或第8技術方案中所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，所述樹脂覆膜為黑色。

第10技術方案中所述的防塵薄膜組件框架以第7~9技術方案中任一項所述的防塵薄膜組件框架為基礎，其特徵在於，覆蓋所述防塵薄膜組件框架內側表面的所述樹脂覆膜用由粘著性樹脂構成的內表面粘著層覆蓋。

第11技術方案中所述的防塵薄膜組件具有以下特徵，在第1~10技術方案中任一項所述的防塵薄膜組件框架的一側的表面粘貼有防塵薄膜。

本發明的防塵薄膜組件框架，雖為樹脂製，但由於是由混合有纖維狀強度增強物質的熱塑性樹脂形成的，所以不會產生不可接受的翹曲，實際使用上具有足夠的剛性。採用該防塵薄膜組件框架的防塵薄膜組件，所粘貼的防塵薄膜組件膜上不會發生皺紋，足可供實際使用。

10‧‧‧防塵薄膜組件框架

10a‧‧‧防塵薄膜組件框架

12‧‧‧通氣孔

14‧‧‧治具孔

16‧‧‧樹脂覆膜

18‧‧‧內表面粘著層

20‧‧‧澆口部

22‧‧‧防塵薄膜組件膜

24‧‧‧過濾器

26‧‧‧光罩粘著層

28‧‧‧分離膜

30‧‧‧防塵薄膜組件

圖1是表示本發明的防塵薄膜組件框架的一例的立體圖。

圖2是圖1所示的防塵薄膜組件框架10的橫截面圖。

圖3是圖1所示的防塵薄膜組件框架10的剛注射成型後的立體圖。

圖4是使用圖1所示的防塵薄膜組件框架10而得到的防塵薄膜組件的立體圖。

圖1表示本發明的防塵薄膜組件框架的一例。圖1是長方形的防塵薄膜組件框架10的立體圖，在長邊部的側面形成有通氣孔12和治具(jig)孔14與另一治具孔14。通氣孔12貫通防塵薄膜組件框架10的長邊部，用於在一面側粘貼了防塵薄膜組件 膜的防塵薄膜組件內側的通氣。治具孔14是在長邊部側開口的凹部，當防塵薄膜組件框架10或防塵薄膜組件的移動等時，移動治具的前端部插入其中。防塵薄膜組件框架10的四角的角部形成為平面或曲面，以防止因與其他物體接觸引起的粉塵發生等。

防塵薄膜組件框架10由混合有纖維狀強度增強物質的熱塑性樹脂形成。優選纖維狀強度增強物質的長度為0.2~10mm，且粗細為0.05~20μm。作為強度增強物質，優選使用選自由碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、碳奈米管所組成的群組的物質。就纖維狀強度增強物質相對於熱塑性樹脂的含量而言，其含量越增加，防塵薄膜組件框架10的彈性模量及強度越高，同時熱膨脹率下降，尺寸穩定性也越好。但是，過度地含有強度增強物質的熱塑性樹脂，其成型性及製作的防塵薄膜組件框架10的外觀有變差的傾向。因此，通過將強度增強物質的含有量設定為相對於熱塑性樹脂以重量比計5~50%(更優選30~50%)，能保持良好的成型形及外觀，同時又能提高所得到的防塵薄膜組件框架10的強度等的物性，故優選。

作為上述熱塑性樹脂，從強度、成型性等觀點考慮，優選從由下列物質所組成的群組中選擇：聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂、聚碳酸脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚縮醛、聚苯醚、聚醯胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物。其中，從剛性的觀點優選聚醯胺和聚苯硫醚，從耐光性的觀點優選聚醚醚酮。此外，只要呈現熱塑性，聚醯亞胺樹脂、 環氧樹脂等也可使用。在這些熱塑性樹脂中，除了強度增強物質以外，例如也可以混入黑色化用的氧化鐵、二氧化鈦等的顏料或炭黑等。

圖1所示的防塵薄膜組件框架10，如其沿X-X線的橫向截面圖(即圖2中的(a))所示，優選為防塵薄膜組件框架10的內側表面用對紫外線具有耐光性的樹脂覆膜16覆蓋。這是因為，對於在光刻等時所照射的紫外線，能夠保護形成防塵薄膜組件框架10的熱塑性樹脂，提高耐光性，並且能夠防止由形成防塵薄膜組件框架10的內側的熱塑性樹脂中的強度增強物質所產生粉塵。另外，如圖2中的(b)所示，通過用樹脂覆膜16覆蓋防塵薄膜組件框架10的整個表面，能夠防止由形成防塵薄膜組件框架10的整個表面的熱塑性樹脂中的強度增強物質產生粉塵。

作為樹脂覆膜16，優選使用與形成防塵薄膜組件框架10的內表面的熱塑性樹脂不同的、對紫外線具有耐光性的樹脂，例如，氟樹脂或有機矽樹脂。樹脂覆膜優選黑色。樹脂覆膜16的黑色化可以通過向對紫外線具有耐光性的樹脂中添加氧化鐵、二氧化鈦、炭黑等來進行。其中，優選添加對紫外線的遮蔽效果好且無需擔心老化的氧化鐵。不過，當形成防塵薄膜組件框架10的熱塑性樹脂進行了黑色化處理的情況，樹脂覆膜16也可以是透明的。

並且，如圖2中的(c)所示，通過用樹脂覆膜16覆蓋防塵薄膜組件框架10的整個表面，再用由粘著性樹脂構成的內表面 粘著層18覆蓋防塵薄膜組件框架10的樹脂覆膜16的內側表面，能夠防止附著於防塵薄膜組件框架10的內表面的異物的脫落，從而進一步提高防塵薄膜組件框架10對紫外線的耐光性和防塵效果。尤其當樹脂覆膜16中含有氧化鐵等的黑色化材料時，通過內表面粘著層18，能夠有效地防止由樹脂覆膜16中的黑色化材料的剝離等引起粉塵。內表面粘著層18可以通過塗布具有粘著性的有機矽樹脂、丙烯樹脂等來形成。另外，如圖2中的(a)所示，既可以僅在防塵薄膜組件框架10的內表面形成樹脂覆膜16，也可以用內表面粘著層18覆蓋樹脂覆膜16。

因此，在形成防塵薄膜組件框架10的熱塑性樹脂具有足夠的耐光性的情況，例如配合了作為強度增強物質的碳纖維的聚醚醚酮，由於是黑色且具有足夠的耐光性，所以，形成的防塵薄膜組件框架10，通過在其內表面塗布粘著性的有機矽樹脂等形成樹脂覆膜16，便可供實際使用。

圖1所示的防塵薄膜組件框架10，可通過將混合了纖維狀強度增強物質的熱塑性樹脂溶融加壓成型而形成。這種溶融加壓成型可以優選採用注射成型。強度增強物質可以在注射成型時混合到熱塑性樹脂顆粒中去，不過優選預先將強度增強物質均一地分散到熱塑性樹脂顆粒中。現有的使用熱塑性樹脂通過注射成型製作的防塵薄膜組件框架，在尺寸精度方面大大劣於金屬的切削加工品。相對於這種現有的樹脂製防塵薄膜組件框架，將混入了纖維狀強度增強物質的熱塑性樹脂通過注射成型得到的圖1所示 的防塵薄膜組件框架10，能降低由熱膨脹引起的尺寸誤差，使尺寸精度保持在可供實用的範圍之內。

圖3表示從注射成型模具中取出的防塵薄膜組件框架10a。防塵薄膜組件框架10a的一側的端面上附著有澆口部20。對於除去了澆口部20後的防塵薄膜組件框架10，為了使澆口部20的除去痕跡平滑化以及消除模具結合面的毛刺，優選對防塵薄膜組件框架10的兩端面輕輕地進行手工處理或者施以非常輕微的機械切削。並在圖3的防塵薄膜組件框架10a的長邊部的側面上，通過機械加工形成圖1所示的通氣孔12和治具孔14與另一治具孔14，從而即可得到圖1所示的防塵薄膜組件框架10。需要說明的是，在防塵薄膜組件框架10a的注射成型時，同時形成通氣孔12和治具孔14與另一治具孔14也是可能的，但模具的結構變得復雜。

如圖2中的(a)或圖2中的(b)所示，可根據需要，通過噴塗、輥塗、浸漬等在所得到的防塵薄膜組件框架10的內側表面或整個表面上塗布氟樹脂或有機矽樹脂以形成樹脂覆膜16。塗布方法可根據所塗布的材質適宜選擇。並且，可根據需要，通過噴塗、輥塗、浸漬等在所形成的樹脂覆膜16的內側表面上塗布粘著性的有機矽樹脂、丙烯酸樹脂等，以形成圖2中的(c)所示的內表面粘著層18。

圖4表示使用了圖1的防塵薄膜組件框架10的防塵薄膜組件。在圖4的防塵薄膜組件30的防塵薄膜組件框架10的一 側面上，借助防塵薄膜組件膜粘著層(未圖示)粘貼有防塵薄膜組件膜22，而在另一側面上粘貼有光罩粘著層26。光罩粘著層26由在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等的膜上設有離型層的分離膜保護著。另外，為了防止灰塵等向防塵薄膜組件30內的侵入，形成在防塵薄膜組件框架10的長邊部側面的通氣孔12，用由聚四氯乙烯(PTFE)的多孔質膜等構成的過濾器24覆蓋。

就圖4所示的防塵薄膜組件30而言，因為圖1的防塵薄膜組件框架10能夠在維持與現有的金屬製的防塵薄膜組件框架同等性能的同時，通過注射成型等以低成本進行生產，所以整體來講能夠實現低成本化。並且，由於圖4中的防塵薄膜組件30全部都是由樹脂材料構成的，與現有的金屬製的防塵薄膜組件框架比較還具有其它優點。具體來講，近年，在使用ArF雷射光源(193nm)等的曝光環境下，會在曝光中的光罩或防塵薄膜組件的表面生成一種異物狀生成物(霧狀物)，這已成為問題。作為其原因，被懷疑與金屬製的防塵薄膜組件框架(例如鋁製的防塵薄膜組件框架的陽極氧化處理膜)中的酸、鹼性離子成分有關。由於圖1中的防塵薄膜組件框架10中完全不包含成為異物狀生成物(霧狀物)的原因的離子成分，所以可以期待即使在這種用途中也能夠抑制異物狀生成物的發生。

對於防塵薄膜組件30而言，只要能通過溶融加壓成型來形成防塵薄膜組件框架10的大小即可適用，其他沒有什麽特別的限制。不過，越是大型的防塵薄膜組件30，防塵薄膜組件框架 10的成型機也越大，成型用的模具的也增大從而成為低成本化的障礙，因此，可適用的防塵薄膜組件30的範圍可設定為邊長100~1400mm，優選100~800mm，進一步優選100~600mm。

實施例

以下，對本發明的實施例進行詳細說明，不過，本發明的範圍並不限定於這些實施例。

(實施例)

使用在聚醯胺中含有40%的長度為2~6mm、粗細為5~7μm的碳纖維的含碳纖維熱塑性樹脂(商品名：NXMR-C-40B三菱麗陽株式會社製)，通過注射成型製作了圖1所示的長方形的防塵薄膜組件框架10。注射成型並從冷卻後的模具中取出的圖3所示的防塵薄膜組件框架10a上形成有澆口部20。對於切斷澆口部20後得到的防塵薄膜組件框架10，將其兩端面用銑刀(milling cutter)銑削0.2mm。然後，再用沙紙對防塵薄膜組件框架10的邊緣部輕輕地進行手工加工處理，除去澆口部20的去除痕跡及模具結合面的毛刺。此時，通過機械加工在防塵薄膜組件框架10的長邊部的側面形成通氣孔12和治具孔14與另一治具孔14，從而形成了圖1所示的防塵薄膜組件框架10。其尺寸是149×113×高度4.7mm，內尺寸是145×109mm。

將防塵薄膜組件框架10搬入空氣潔凈度等級10(Class 10)的無塵室，用純水和表面活性劑清洗後，讓其充分乾燥。然後，將氟系樹脂(商品名：CYTOP，旭硝子株式會社製)稀釋於 氟系溶劑中，再向其中混合氧化鐵(商品名：Todakara，戶田工業株式會社製)，用噴塗法向防塵薄膜組件框架10上塗布上述混合後的溶液，從而如圖2中的(b)所示，在防塵薄膜組件框架10的整個表面形成厚15μm的樹脂覆膜16。並且，在防塵薄膜組件框架10的內表面上，噴塗用甲苯稀釋的有機矽粘著劑，從而如圖2中的(c)所示，在樹脂覆膜16的內側表面上形成厚10μm的內表面粘著層18。

接下來，在防塵薄膜組件框架10的上端表面，塗布有機矽粘著劑(信越化學工業株式會社製：商品名KR3700)作為防塵薄膜組件膜粘著層，在下端表面塗布有機矽粘著劑(信越化學工業株式會社製：商品名KR3700)作為光罩粘著層26，然後讓其乾燥、固化。在光罩粘著層26上裝上分離膜28進行保護，用聚四氟乙烯(PTFE)製的多孔質膜的過濾器24覆蓋通氣孔12。並且，再在防塵薄膜組件膜粘著層上粘貼由氟系樹脂構成的厚約0.8μm的防塵薄膜組件膜22，並剪掉外側多餘的膜，得到圖4所示的防塵薄膜組件30。

在暗室裏用聚光燈對該防塵薄膜組件30的外觀進行檢查，結果在其表面未觀察到任何起因於注射成型或樹脂的缺陷。並且，在防塵薄膜組件30的使用過程中，也未發現防塵薄膜組件膜22上起皺等的問題。然後，將該防塵薄膜組件30放在平臺上，對防塵薄膜組件框架10的翹曲量進行了測量，結果為：長邊部中央單側0.22mm，短邊部中央單側0.1mm，這是在使用上完全可以 容許的數字。

(比較例)

除了用聚醯胺(無纖維狀強度增強物質)代替含碳纖維熱塑性樹脂來製作與實施例相同形狀相同尺寸的防塵薄膜組件框架以外，以與實施例完全同樣的工序製作了防塵薄膜組件。將該防塵薄膜組件放在平臺上，對防塵薄膜組件框架的翹曲量進行了測量，結果為：長邊部中央單側1.0mm，短邊部中央單側0.5mm左右。另外，在該防塵薄膜組件的使用時，一握持防塵薄膜組件框架的長邊部的中央，就在防塵薄膜組件膜上出現了皺紋，因此，不握持角部便無法使用。此外，在這個防塵薄膜組件框架上，還出現了被認為是起因於成型工序的扭曲，當放置於平臺上時，觀察到兩個角部分別浮起了0.5mm左右。發生如此扭曲的防塵薄膜組件框架，無論如何也無法在防塵薄膜組件上使用。

工業可用性

本發明的防塵薄膜組件框架及防塵薄膜組件，可用於半導體設備、印刷電路板、液晶或有機EL顯示器等的製造工序中。

10‧‧‧防塵薄膜組件框架

12‧‧‧通氣孔

14‧‧‧治具孔

Claims (8)

1. 一種防塵薄膜組件框架，其特徵在於：所述防塵薄膜組件框架為通過溶融加壓成型得到，由聚醚醚酮構成並混合有碳纖維，所述防塵薄膜組件框架的至少內側表面由矽樹脂覆膜所覆蓋。
2. 如申請專利範圍第1項所述的防塵薄膜組件框架，其中所述碳纖維的長度為0.2mm~10mm，且粗細為0.05μm~20μm。
3. 如申請專利範圍第1項所述的防塵薄膜組件框架，其中相對於所述聚醚醚酮，以重量比計所述碳纖維的含量為5%~50%的範圍。
4. 如申請專利範圍第1項所述的防塵薄膜組件框架，其中所述溶融加壓成型為注射成型。
5. 如申請專利範圍第1項所述的防塵薄膜組件框架，其中所述矽樹脂覆膜對紫外線具有耐光性。
6. 如申請專利範圍第1項所述的防塵薄膜組件框架，其中所述矽樹脂覆膜為黑色。
7. 如申請專利範圍第1項所述的防塵薄膜組件框架，其中覆蓋所述防塵薄膜組件框架內側表面的所述矽樹脂覆膜具有內表面粘著性。
8. 一種防塵薄膜組件，其特徵在於：在如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的防塵薄膜組件框架的一側的表面粘貼有防塵薄膜。