TWI547773B - 防塵薄膜組件 - Google Patents
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Description
本發明是關於作為在製造半導體器件、IC封裝、印刷電路板、液晶顯示器或有機EL顯示器等時的防塵器使用的防塵薄膜組件,且關於其邊長大於500mm的大型防塵薄膜組件。
在LSI、超LSI等的半導體或液晶顯示器等的製造過程中,藉由向半導體晶片或液晶用玻璃板上照射紫外線光來製作圖案,但此時存在一個問題,即如果在所使用的光掩模上附著有灰塵的話,由於這種灰塵遮擋或反射紫外線光,會導致轉印的圖案發生變形或短路,從而使質量受損。
由於這個緣故,這些作業通常是在無塵室內進行的,但儘管如此,要保持光掩模時常清潔也是困難的。因此,通常是在光掩模的表面粘貼一個作為防塵器的防塵薄膜組件之後進行曝光。這種情況下,異物不直接附著於光掩模的表面而是附著於防塵薄膜組件上,所以,在進行光刻時只要把焦點對準光掩模的圖案上,防塵薄膜組件上的異物便與轉印無關。
一般而言,上述防塵薄膜組件藉由在由鋁、不銹鋼等構成的框架的上端表面上粘貼或膠合由透光性良好的硝化纖維素、醋酸纖維素或氟樹脂等構成的透明的防塵薄膜而構成,在框架的下端表面設有用於安裝於光掩模的由聚丁烯樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、有機矽樹脂等構成的粘合層及以保護粘合層為目的的離型層(分離層)。
因為防塵薄膜通常為薄樹脂,所以為了將其不產生鬆弛地粘貼並支撐於框架上,將對框架施加適當大小的張力。因此,對於通常所使用的矩形防塵薄膜組件而言,粘貼了防塵薄膜之後的框架,會因防塵薄膜的張力作用略微產生向內側的翹曲。這種現象,除了在例如印刷電路板、液晶顯示器製造中所使用的框架邊長大的大型防塵薄膜組件以外,即使在半導體製造用的小型防塵薄膜組件中,由於材質或尺寸上的限制而採用低剛性的框架的防塵薄膜組件的情況下也很明顯。
另一方面,對於光掩模而言,出於低成本化的目的,要求盡可能確保曝光的區域,若不盡可能地減小如上所述的向框架內側的翹曲,則存在可利用的曝光區域減小的問題。因此,若能夠開發一種盡可能抑制翹曲量並且寬度更窄的框架使內側的可曝光面積擴大的話,成本降低效果必定很大。
然而,在實際當中,光掩模及防塵薄膜組件的外尺寸是根據曝光機而規定了的。例如,防塵薄膜組件的外形一般從光掩模的外形扣除光掩模的支撐區域、操作時所使用的區域等,設計
為距外尺寸5mm~30mm左右被內側的尺寸。這樣的設計不僅是考慮曝光機,而是以檢驗機和防塵薄膜組件安裝裝置等與曝光工序相關的所有裝置的設計為前提的,因此,要變更這種設計實際上很困難。
因此,一直以來,人們努力探討著實現更大的曝光區域的辦法。例如,專利文獻1中記載了一種使短邊的框架寬度比長邊細的大型防塵薄膜組件用框體,不過,在例如邊長超過1000mm的特大型的框架的情況下,由於該框體難於維持剛性,故存在不能適用於大型框架的問題。另外,這中框體雖然可適用於短邊,但對於長邊,由於框架發生翹曲無法使其變細,因此存在無法向短邊方向擴大曝光區域的問題。
作為解決這種翹曲的方法,例如,專利文獻2中記載了一種如下的防塵薄膜組件框架,即,在框體的至少一對的邊上,具有中央部向外側凸出的圓弧形狀部,在其兩側具有外側凹陷的圓弧形狀部,再往外側具有直線形狀部。據說藉由這種形狀的防塵薄膜組件框架,能夠防止由防塵薄膜的張力引起的向框架內側的翹曲,進而可防止曝光區域的減小,不過,這個效果僅僅限於能夠藉由適當的設計而將防塵薄膜組件框架的翹曲量控制在一定值以下的情況。
但是,當試圖盡可能地減少框架寬度時,理論上來講,在任何框架寬度下都應該能夠與張力取得平衡從而得到框架的直線形狀,然而,即便是得到了這樣的形狀,剛性也無疑會降低,
因此,會產生位移過大無法操作,或者些許的外力就會使防塵薄膜出現皺紋等的問題,所以,僅靠這個方法無法滿足實用。
專利文獻1 日本專利第4007752號
專利文獻2 日本專利第4286194號
因此,鑒於上述情況,本發明的目的,是提供一種利用減小了寬度的框架來確保更大的曝光面積,並且在防塵薄膜組件的製造、運輸過程中不發生框架的變形以及起皺問題,從而能夠以所期望的尺寸精度將防塵薄膜粘貼光掩模上的防塵薄膜組件。
本發明人藉由對光掩模的實際使用情況進行深入的調查研究發現,在光掩模的長軸方向及短軸方向的雙方向上要求更大的曝光區域的情況極為稀少,在實際的曝光作業當中所要求的幾乎都是長軸方向及短軸方向中的某個方向,因此,為了最大限度地獲得實質性的曝光區域,建議索性犧牲不用於曝光圖案的區域,從而促成了本發明。
即,本發明的防塵薄膜組件,為至少一對邊長是大於500mm的矩形的防塵薄膜組件,其特徵在於在至少一對相對邊的以
邊中心為中心的邊長的40%~80%的區域,該防塵薄膜組件的框架的寬度藉由使框架的內側壁凹陷而變細,並且該變細的區域的框架寬度為3mm以上6mm以下。
本發明的防塵薄膜組件的進一步的特徵在於,從該框架寬度細的部位的兩端到相鄰邊,或者細的部位的兩端到相對邊的相同部位為止連接有加強構件。
在上述加強構件的光掩模側的表面未設置光掩模粘合層,在防塵薄膜組件粘貼之後,該加強構件呈從光掩模表面分離的狀態。另一方面,較佳地,加強構件的防塵薄膜側的表面與框架的防塵薄膜側的表面處於同一平面上,並且,在該表面上設有防塵薄膜膠粘層,粘貼有防塵薄膜。
並且,較佳為該加強構件與框架一體地加工,較佳為加強構件的截面形狀為在光掩模側具有頂點的三角形或光掩模側的表面寬度變窄的梯形。較佳為光掩模粘合層遍及防塵薄膜組件全部外周而以相同的寬度設置,並且,沿著框架外周形狀而配置。
根據本發明,由於在邊長的40%~80%的區域內藉由使框架內壁凹陷而框架寬度變窄,所以能夠在維持防塵薄膜組件框架整體的剛性的同時,擴大實際使用的曝光區域,因此,不會出現操作時防塵薄膜起皺等的問題,從而能夠以所期望的尺寸精度將防塵薄膜粘貼到光掩模上。
10‧‧‧防塵薄膜組件
11‧‧‧框架
11a‧‧‧長邊
11b‧‧‧短邊
12‧‧‧通氣孔
13‧‧‧過濾器
14‧‧‧夾具孔
15‧‧‧槽
16‧‧‧光掩模粘合層
17‧‧‧防塵薄膜膠粘層
18‧‧‧防塵薄膜
50‧‧‧防塵薄膜組件
51‧‧‧框架
51a‧‧‧長邊
51b‧‧‧短邊
51c‧‧‧加強構件
52‧‧‧通氣孔
53‧‧‧過濾器
54‧‧‧夾具孔
55‧‧‧槽
56‧‧‧光掩模粘合層
57‧‧‧防塵薄膜組件膠粘層
58‧‧‧防塵薄膜
90‧‧‧光掩模表面
91‧‧‧圖案
101‧‧‧框架
101a‧‧‧長邊
101b‧‧‧短邊
101c‧‧‧加強構件
110‧‧‧光掩模基板
111‧‧‧圖案部
圖1是表示本發明的實施方式(1)的俯視圖。
圖2是表示本發明的實施方式(1)的前視圖。
圖3是表示本發明的實施方式(1)的右視圖。
圖4是表示本發明的實施方式(1)的仰視圖。
圖5是表示本發明的實施方式(2)的俯視圖。
圖6是表示本發明的實施方式(2)的前視圖。
圖7是表示本發明的實施方式(2)的右視圖。
圖8是表示本發明的實施方式(2)的仰視圖。
圖9(a)和圖9(b)是表示本發明的實施方式(2)的B-B剖面圖。
圖10是表示本發明的實施方式(3)的俯視圖。
圖11是將本發明的防塵薄膜組件粘貼到光掩模的示意圖。
圖12是表示現有的防塵薄膜組件的示意圖。
以下,對本發明的具體實施方式進行說明,但本發明並非限定於這些實施方式。
圖1~4表示本發明的防塵薄膜組件的實施方式(1)。構成防塵薄膜組件10的框架11由長邊11a、短邊11b組成。短邊11b中央部在箭頭符號A所示的區域,其寬度從內側方向朝外側方向變細。該區域A設為短邊11b的內尺寸長的40%~80%有效,並
且,要求區域A內的框架寬度為3mm以上6mm以下。
該區域A的長度較佳為根據所使用的光掩模的圖案範圍適當選擇,不過,如果超過邊長的80%,則剛性顯著下降,且無法設置後述的加強構件,因此,使其為邊長的80%以下有效。另外,雖然未設定區域A的下限,當從成本方面考慮,低於40%是不可取的。再者,對於區域A內的框架寬度,若為3mm以下,在不能確保光掩模粘合層的區域和防塵薄膜組件粘貼時的加壓區域,而若為6mm以上,則成本方面的優點減小,因此,要求為3mm以上6mm以下。
框架11可使用鋁合金、鋼鐵、不銹鋼、各種工程塑料、纖維強化塑料等的材料製作,較佳為利用機器切削加工或鑄造、射出成形等熱加工法進行一體地製作,並對其表面實施防反射、抗氧化及防塵的表面處理。
在圖1~4的實施方式(1)中,是在短邊11b上設置了框架寬度窄的區域A,不過,也可以將其設在長邊11a側,並且還可以設在長邊、短邊雙方。從剛性和防塵的觀點,較佳為將該區域A的兩端加粗製成錐形,以便與其外側的區域平滑地連接。此外,在框架寬度變窄的區域A,特別較佳為與譬如專利文獻2所述的現有技術那樣的使框架向外側突出的構成組合,從而減少向框架內側的翹曲。
在框架11的長邊11a上,借助粘合層(未圖示)裝有由通氣孔12及防止異物侵入的PTFE多孔質膜等組成的片狀的過濾
器13。另外,在框架11上面,長邊11a的外側面配置有用於操作的非貫通的夾具孔14,短邊外側面配置有用於操作的槽15。
框架11的一個面上設置由橡膠系粘合劑、熱熔粘合劑、有機矽粘合劑等組成的光掩模粘合層16,其表面根據需要設置用於保護粘合層的分離層(未圖示)。光掩模粘合層16沿著框架11的外周形狀在整周上以相同寬度而設置,在框架寬度變窄的區域A也呈直線狀地配置。
這裡,“沿著外周形狀”除了指沿著外周設置光掩模粘合層的意思之外,也包含從外周隔開一定距離的間隔而配置的含義。此外,在框架11的角部等具有局部與外周形狀不同情況也包括在本發明的思想之中。
在框架11的反面,設置由丙烯酸系膠粘劑、氟系膠粘劑、有機矽系膠粘劑等組成的防塵薄膜膠粘層17,在其上面以適度的張力無鬆弛地粘貼由纖維素系樹脂、氟系樹脂等組成的厚度為2~10μm的防塵薄膜18。
圖5~圖9(a)和圖9(b)表示本發明的另一個實施方式(以下,稱為實施方式(2))。在該實施方式(2)中,防塵薄膜組件50由包含長邊51a、短邊51b的框架51構成。與上述實施方式(1)同樣,短邊51b的中央附近的箭頭C的區域從框架51的內側朝向外側防塵薄膜組件框架的寬度變細。並且,實施方式(2)中,從區域C的兩端部D朝向相鄰的長邊51a還設有加強構件51c。
框架51與上述實施方式(1)同樣,可採用鋁合金、鋼
鐵、不銹鋼、各種工程塑料、纖維強化塑料等的材料進行製作,較佳為利用機器切削加工或鑄造、射出成形等的熱加工法一體地製作,並對其表面實施防反射、抗氧化及防塵的表面處理。
加強構件51c可使用與框架51同樣的材料製作。雖然也可以將單獨製作的加強構件51c使用膠粘劑、螺釘、鉚釘等的固定手段進行安裝,但由於防塵處理繁雜,較佳為利用機器切削加工或鑄造、射出成形等的熱成形方法和長邊51a、短邊51b一體地進行加工。另外,其連接部較佳為根據需要設置R倒角等,設計成不容易產生灰塵的形狀。
加強構件51c的截面形狀,較佳為如圖9(a)所示的在光掩模側具有頂點的三角形狀,或者如圖9(b)所示的光掩模側的寬變窄的的梯形狀。需要說明的是,這裡雙點劃線90為表示粘貼防塵薄膜組件50時的光掩模表面位置的假想線,雙點劃線91為表示光掩模上的圖案的假想線。
加強構件51c的三角形狀或梯形狀,其一個側面相對於光掩模的垂直面,其相反側的面為傾斜面,此種情況下,較佳為垂直面配置在有光掩模的圖案91的一側(內側),傾斜面配置沒有圖案91的一側(外側)。藉由以這種朝向配置加強構件51c,能夠降低曝光時的不規則反射給曝光質量帶來的影響。並且,加強構件51c的寬度及向鄰邊的連接位置(角度),較佳為從提高剛性的觀點進行探討確定,大致為3mm~15mm的範圍。
框架51的一個表面設有光掩模粘合層56,而相反側的表
面設有防塵薄膜膠粘層57,不過,上述加強構件51c上較佳為不設置光掩模粘合層56。另外,加強構件51c的下表面較佳為與框架的長邊51a以及短邊51b的下表面位於同一面上或位於更高的位置,以使防塵薄膜組件粘貼後處於從光掩模表面分離的位置。這是為了防止因外力加強構件51c與光掩模表面90接觸而引起產生灰塵的緣故,分離的高度較佳為至少確保1mm。
並且,光掩模粘合層56與上述實施方式(1)同樣,較佳為沿著框架51的外形形狀而設置。光掩模粘合層56不在加強構件51c上設置,而沿著框架51的外周形狀,在整周上以相同的寬度進行設置,在框架寬度變窄的區域C中也配置成直線形狀。這裡,與上述實施形態(1)同樣,“沿著外周形狀”除了指沿著外周設置光掩模粘合層的意思之外,也包含從外周隔開一定距離的間隔而配置的含義。此外,在框架51的角部等具有局部與外周形狀不同的情況也涵蓋於本發明的思想之中。
該加強構件51c的防塵薄膜側的表面較佳為與長邊51a、短邊51b的防塵薄膜側的表面處於同一平面,在該表面上設置與長邊51a、短邊51b上的防塵薄膜膠粘層連接而形成的防塵薄膜膠粘層57,並且,較佳為以適當的張力無鬆弛地將防塵薄膜58粘貼在該表面。
需要說明的是,在該實施方式(2)中框架51上也設有通氣孔52、過濾器53、夾具孔54及槽55等,因這些較佳為的方式與上述實施方式(1)相同,故省略說明。
圖10表示又一個實施方式(3)的俯視圖,在由長邊101a、短邊101b組成的框架101中,從長邊101a上的寬度變窄的區域E的兩端F橫跨至相對的邊連接有加強構件101c。而且,藉由這種加強構件101c可確保長邊101a的剛性,因此,即使在框架寬度窄的區域E中也能夠維持膜張力,並確保框架的粘貼精度。在該實施方式(3)中,因為加強構件101c的配置以外所要求的實施方式與上述實施方式(1)、(2)相同,故省略以後的說明。
圖11表示在描繪有圖案111的光掩模110上粘貼了上述實施方式(2)的防塵薄膜組件50的狀態的俯視圖。在上述實施方式(1)、(2)及(3)中,在加強構件的有無或其配置方面各有差異,根據所使用的光掩模的圖案111形狀對它們適宜區別使用即可。
實施方式(1)的構成最為簡單,框架的加工容易且防塵薄膜組件內的構成要素少,因此,其優點是不僅在製造過程中而且在使用當中也容易維持質量。另外,實施方式(2)及(3),由於加強構件的效果,能夠設計得比實施方式(1)的框架寬度更窄,因此其效果是能夠確保更大的曝光區域。再者,實施形態(3)與實施方式(2)相比,雖然具有框架的加工、製作較為容易這樣的優點,但對於短邊而言,由於距相對邊的距離長,加強構件變得很長,因此具有難於適用的缺點。
不過,正如前面所述,雖然在光掩模上實際描繪圖案的範圍根據所製造的商品有各有不同,但在長軸方向、短軸方向兩
方向上最大限度地要求曝光區域的情況很少,如圖11所示,多數情況下曝光需要的區域只是長軸方向、短軸方向中的任意方向。因此,多數情況下,由於存在對曝光上不產生影響的區域,要麽無需減小框架寬度,要麽可以設置加強構件等,因此,如果預先設定幾種典型方案的話,大部分的情況是可以應對的。
另外,在本發明的防塵薄膜組件中,能夠將其外形統一成與標準的防塵薄膜組件相同的形狀,所以可以使用通常所使用的粘貼裝置,此外,對於檢驗機等的工序而言,由於只需改變檢驗區域即可,所以極其容易導入。
以下,對本發明的實施例進行更詳細的說明。
<實施例1>
製作了如圖1~4所示的實施方式(1)的防塵薄膜組件10。框架11藉由對鋁合金進行機器加工而製作,外尺寸為750mm x 904.5mm,內尺寸為734mm x 890.5mm,高度為5.8mm。框架11的短邊11b上有寬度小的區域A,使該區域A的長度為580mm。並且,短邊11b的寬度為7mm,不過,在該區域A中的框架寬度變細為4mm。在該框架11上設置通氣孔12、夾具孔14、槽15,並且,對整個表面實施黑色耐酸鋁處理。
接著,將該框架11搬入等級為10的無塵室內,用表面活性劑和純水洗滌並使其充分幹燥。並且,在框架11底側表面,作為光掩模粘合層16利用噴塗器塗佈了有機矽粘合劑(信越化學
工業製),並加熱固化。這個光掩模粘合層16沿著框架11的外形尺寸組以4mm的恆定寬度而設置。
並且,在其相反側的表面上,作為防塵薄膜膠粘層17塗佈有機矽膠粘劑(信越化學工業製),將其加熱並使其完全固化。然後,藉由丙烯酸製粘著片材安裝PTFE製的膜片過濾器13,使其覆蓋通氣孔12。
然後,用溶劑稀釋氟系樹脂(商品名:CYTOP,旭硝子株式會社製)並藉由模塗法將其均勻地塗敷於石英基板上,然後,放入烘箱加熱除去溶劑而得到幹燥膜。此後,將與基板外形相同尺寸的框狀夾具膠粘於基板上的膜上,藉由將該框狀夾具從基板提起使膜剝離,從而製作了厚度為約4μm的防塵薄膜18。然後將該防塵薄膜18膠粘於製作的框架11上的防塵薄膜膠粘層17,用刀具切出周圍多餘的部分,從而完成了防塵薄膜組件10的製作。
對於所完成的該防塵薄膜組件10,對防塵薄膜18進行了仔細觀察,結果完全未發現皺紋和鬆弛,保持著良好的狀態。並且,之後,將該防塵薄膜組件10粘貼於尺寸為800mm x 920mm x厚10mm的石英基板(未圖示)上,結果發現,操作時也未出現框架11產生大的翹曲或防塵薄膜18上出現皺紋等的現象。此外,對粘貼後的尺寸進行確認的結果,長邊、短邊的尺寸均符合規定,而且長邊與短邊之間的直角也得到了保持。
<實施例2>
製作了如圖5~9所示的實施方式(2)的防塵薄膜組件50。
這個防塵薄膜組件的大小是外尺寸1146mm x 1366mm,內尺寸1122mm x 1342mm,高度5.8mm。框架51短邊51b上有寬度小的區域C,該區域C的長度為880mm。短邊51b的寬度為12mm,而在該區域C中的框架寬度減少而形成為5.5mm。
另外,加強構件51c以從區域C的兩端的D部與相鄰的長邊51a使連接的方式與長邊51a、短邊51c一體地加工。這裡,加強構件51c為寬6mm、高5.8mm,與長邊51a、短邊51b的連接部以半徑2mm的R平滑地連接,與長邊51a所構成的角度設定為30度。此外,在該框架51設有直徑為1.5mm的通氣孔52、夾具孔54、槽55,並對整個表面實施了黑色耐酸鋁處理。
對於該框架51,與上述實施例1同樣,設置光掩模粘合層56和防塵薄膜膠粘層57,並粘貼防塵薄膜58完成防塵薄膜組件50,然後對整體進行了觀察,結果是,框架51短邊51b的剛性得到了維持,操作時也完全未觀察到防塵薄膜58上起皺或紋和鬆弛。並將該防塵薄膜組件50粘貼於1220mm x 1400mm x 13mm的石英基板(未圖示)進行觀察,結果發現各邊的尺寸及長邊與短邊之間的直角均保持在所規定的精度。
<比較例1>
在比較例1中,用與上述實施例1相同的步驟製作了相同外尺寸的防塵薄膜組件。不過,該防塵薄膜組件是如圖12所示的傳統的外形,外尺寸為750mm x 904.5mm,內尺寸為734mm x 896.5mm,高度為5.8mm,短邊的寬度在整個長度上變細為4mm。
對完成的該防塵薄膜組件進行確認的結果發現,即便用手指輕輕觸摸框架的短邊,短邊中央附近的防塵薄膜上也會出現皺紋,處理上需要非常小心。並且,將其粘貼於800mm x 920mm x 10mm的石英基板(未圖示)後發現,除了在短邊中央部附近的防塵薄膜上出現了略微傾斜斜方向的皺紋之外,其尺寸也變成了從標準位置偏離了約1.5mm平行四邊形形狀,成為無法使用的狀態。
<比較例2>
在比較例2中,用與上述實施例2同樣的步驟製作了相同外尺寸的防塵薄膜組件。不過,該防塵薄膜組件是如圖12所示的傳統的外形,外尺寸為1146mm x 1366mm,內尺寸為1116mm x 1354mm,高度為5.8mm,短邊的寬度在整個長度上變細為6mm。
對完成的該防塵薄膜組件進行確認的結果發現,雖然大體上維持了防塵薄膜組件的形狀,不過,只是用手指輕輕地觸摸框架短邊,附近的防塵薄膜上就出現了皺紋。此外,當試圖將該防塵薄膜組件從水平狀態垂直地立起時,由於框架短邊的翹曲太大有塑性變形的危險,所以若不從下方支撐短邊中央則不能垂直立起。並且,即使在垂直立起的狀態下,由於稍微的外力便會使框架發生變形,因此,粘貼作業等通常的使用極為困難。
10‧‧‧防塵薄膜組件
11‧‧‧框架
11a‧‧‧長邊
11b‧‧‧短邊
18‧‧‧防塵薄膜
Claims (7)
- 一種防塵薄膜組件,為至少一對邊長大於500mm的矩形的防塵薄膜組件,其特徵在於:在至少一對相對邊的以邊中心為中心的按內尺寸長計的邊長的40%~80%的區域,該防塵薄膜組件的框架的寬度藉由使框架的內側壁凹陷而變細,並且該變細的區域的框架寬度為3mm以上6mm以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的防塵薄膜組件,其中從上述框架的寬度細的部位的兩端到相鄰邊或者到相對邊的相同部位為只連接有加強構件。
- 如申請專利範圍第2項所述的防塵薄膜組件,其中在上述加強構件的光掩模側的表面未設置光掩模粘合層,在防塵薄膜組件粘貼之後,上述加強構件呈從光掩模表面分離的狀態。
- 如申請專利範圍第2項或第3項所述的防塵薄膜組件,其中上述加強構件的防塵薄膜側的表面與框架的防塵薄膜側的表面處於同一平面上,並且,在該表面上設有防塵薄膜膠粘層,粘貼有防塵薄膜。
- 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述的防塵薄膜組件,其中上述加強構件與框架一體地被加工。
- 如申請專利範圍第2項至第5項中任一項所述的防塵薄膜組件,其中上述加強構件的截面形狀為在光掩模側具有頂點的三角形狀或光掩模側的表面寬度變窄的梯形狀。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的防塵薄膜組件,其中光掩模粘合層遍及防塵薄膜組件全部外周而以相同的寬度設置,並且,沿著框架外周形狀而配置。
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