CN101930164A - 防尘薄膜组件 - Google Patents

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CN101930164A CN2010101727087A CN201010172708A CN101930164A CN 101930164 A CN101930164 A CN 101930164A CN 2010101727087 A CN2010101727087 A CN 2010101727087A CN 201010172708 A CN201010172708 A CN 201010172708A CN 101930164 A CN101930164 A CN 101930164A
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Abstract

本发明提供一种防尘薄膜组件，其在使用中没有从通气孔或过滤元件产生尘屑的疑虑，可靠度很高。本发明的防尘薄膜组件在通气孔的周缘部实施C或R倒角加工，而且将其直径设置成从内面侧向外面侧以逐渐增大的方式扩大的构造。再者，将通气孔内壁的表面粗糙度Ra设在1.0以下。像这样就能够大幅减少从周缘部所产生的尘屑，并且能够很精确地检查通气孔内部是否有异物，洗净效率也能够提高。结果，就能够提供一种防尘薄膜组件，其在使用中没有从通气孔或过滤元件周边产生异物的疑虑，可靠度极高。

Description

防尘薄膜组件
技术领域
本发明是关于一种在制造半导体装置、印刷基板或液晶显示器等产品时作为防尘器使用的防尘薄膜组件。
背景技术
在LSI、超LSI等半导体装置或液晶显示器等产品的制造过程中，会用光照射半导体晶圆或液晶用原板以制作形成图案，如果此时所使用的光罩或是初缩遮罩(以下均称为光罩)有灰尘附着的话，由于该灰尘会吸收光，使光反射，除了会让转印的图案变形、使边缘***糙之外，还会使基底污黑，损坏尺寸、品质、外观等。
因此，这些作业通常是在无尘室内进行，然而即使如此，想要经常保持光罩清洁仍是相当困难。于是，在光罩表面贴合防尘薄膜组件之后再进行曝光。此时，异物并非直接附着于光罩表面上，而是附着于防尘薄膜组件上，所以只要在微影时将焦点对准光罩的图案，防尘薄膜组件上的异物就不会对转印造成影响。
一般而言，防尘薄膜组件，是将由具备良好透光性的硝化纤维素、醋酸纤维素或氟树脂等物质所构成的透明防尘薄膜，贴附或接合于由铝、不锈钢、聚乙烯等物质所构成的防尘薄膜组件框架的上端面。然后，在防尘薄膜组件框架的下端设置用来装设到光罩上而由聚丁烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂等物质所构成的粘着层，以及以保护粘着层为目的的脱模层(隔离部)。
然后，在将防尘薄膜组件贴附于光罩上的状态下，为了消除防尘薄膜组件内部所包围的空间与外部的气压差，而在防尘薄膜框架一部份上开设气压调整用小孔，并设置过滤元件防止异物从通过小孔流动的空气侵入到内部(参照专利文献1)。
通常会以获得所期望的异物捕集性能以及通气性能的方式来考虑该过滤元件的捕集口径以及面积，当仅设置1片过滤元件无法获得所期望的通气性能时，可设置多片过滤元件。例如，在半导体制造过程中所使用的防尘薄膜组件大多仅设置1片，相对于此，1边超过500mm的大型液晶制造用防尘薄膜组件为了确保通气量通常会设置8片～数十片。
在此使用的过滤元件，一般是采用将PTFE等材质延伸加工成多孔质薄膜以作为通气膜使用的片状构件，从成本、形状等观点来考虑，很适合使用于防尘薄膜组件，是很常用的构件。其构造如图4所示，在过滤元件通气膜41的单面上以环状的方式配置用来与框架接合的粘着层43，在其相对侧的表面上接合用来保护过滤元件通气膜41而由PP等材质所构成的粗网格状的保护网42，形成3层构造，厚度整体为0.15～0.3mm左右。对于该过滤元件而言，有时为了防止产生尘屑，会在过滤元件上实施涂布或浸润粘着性物质的加工(参照专利文献2)。
防尘薄膜组件框架，一般是用表面活性剂或在纯水中用超声波等方式洗净。此时，通气孔的内部虽然也会在液中被超声波洗净，然而由于超声波比较难以侵入通气孔内部，故通常洗净效果会比(孔部以外的)防尘薄膜组件框架表面更差。尤其，一边超过500mm的大型防尘薄膜组件由于其框架宽度很宽，因而通气孔也很长，故洗净效率明显变得更差。再者，在洗净后对通气孔内部进行异物检查时，会有通气孔内部几乎无法用目视观察的不良情况存在。
再者，过滤元件通常是以在防尘薄膜组件框架的外侧表面覆盖通气孔的形式安装的。因此，例如，当对过滤元件吹送空气使膜面振动时膜面会因为接触通气孔周缘部而擦伤，此时便有产生尘屑的疑虑。在该部位所产生的尘屑，因为是在防尘薄膜组件的内侧区域，可能会引起异物附着到光罩图案上的严重问题。
[专利文献]
[专利文献1]日本实公昭63-39703号公报
[专利文献2]日本特开平09-068792号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种防尘薄膜组件，其在防尘薄膜组件框架上设置用来将防尘薄膜组件内部与外部的气压调整成相同气压的通气孔以及防止微粒从该通气孔侵入到防尘薄膜组件内部的过滤元件，其特征为：在使用中不会有从通气孔或过滤元件产生尘屑的疑虑，可靠度非常高。
用于解决问题的方案
本发明的防尘薄膜组件，在防尘薄膜组件框架上设置用来将防尘薄膜组件内部的气压调整成与外部相同的通气孔，并在该通气孔上设置防止微粒侵入防尘薄膜组件内部的过滤元件，其特征为：在防尘薄膜组件框架上的通气孔的周缘部设置C0.5～C1.0或R0.5～R1.0的倒角。通常，通气孔周缘部会因为喷砂等处理而有C0.1左右的自然倒角，如果借助由实施倒角加工，能够降低从周缘部所产生的尘屑，而且还能够防止过滤元件膜与通气孔周缘部在接触时产生尘屑。
又，在同上的防尘薄膜组件中，设置在防尘薄膜组件框架上的通气孔从框架内面侧向外面侧以逐渐增大的(tapered)方式扩大。若通气孔径以逐渐增大的方式扩大，则用目视观察洗净后的通气孔内部就会变得比较容易，而且有助于超声波在洗净时深入通气孔内部，让洗净效果提高。
再者，在同上的防尘薄膜组件中，将通气孔壁面的表面粗糙度Ra设在1μm以下。如是除了能够提高洗净效果之外，还能够让异物难以附着。
又，在上述防尘薄膜组件中，除了这类通气孔的发明态样之外，若对所安装的过滤元件的通气膜涂布或浸润粘着性物质的话，则能够更进一步消除在使用中产生尘屑的疑虑。
发明的效果
若利用本发明，则由于对通气孔的周缘部实施倒角加工，且使其直径从内面侧向外面侧以逐渐增大的方式扩大，故能够大幅减少从周缘部所产生的尘屑，并能够很精确地检查出通气孔内部是否残留异物。再者，由于通气孔内壁的表面粗糙度很小，故洗净效率很高，而且异物附着可能性也很小。如此，便能够提供出一种防尘薄膜组件，其在使用中没有从通气孔或过滤元件周边产生异物的疑虑，可靠度很高。
附图说明
图1是本发明一个实施方案的防尘薄膜组件框架的通气孔附近的剖面图，该通气孔的两端周缘部设置成R倒角。
图2是本发明另一实施方案的通气孔附近的剖面图，该通气孔设置成逐渐增大状。
图3是通气孔附近的剖面图，该通气孔显示出组合一部分形成逐渐增大状与周缘部设置成倒角的实施方案。
图4是过滤元件的构造概略图。
图5是防尘薄膜组件的外观概略图。
图6是现有技术通气孔其附近的概略图。
图7是用来说明过滤元件是否产生尘屑的评价方法的概略图。
附图标记说明
11防尘薄膜组件框架
12通气孔
13薄膜接合层
14防尘薄膜
15光罩粘着层
16过滤元件
17(通气孔的)周缘部
21防尘薄膜组件框架
22通气孔
23薄膜接合层
24防尘薄膜
25光罩粘着层
26过滤元件
31防尘薄膜组件框架
32通气孔
33薄膜接合层
34防尘薄膜
35光罩粘着层
36过滤元件
37(通气孔的)周缘部
3a通气孔同径部
3b通气孔逐渐增大部径长
3c周缘部R倒角半径
41过滤元件通气膜
42保护网
43粘着层
61防尘薄膜组件框架
62通气孔
63薄膜接合层
64防尘薄膜
65光罩粘着层
66过滤元件
71玻璃基板
72防尘薄膜组件
具体实施方式
以下，就用来实施本发明的实施方案进行说明，而本发明并非以此为限。又，本发明在框架宽度很宽(＝通气孔很长)、使用于液晶制造用途、且一边长度超过500mm的大型防尘薄膜组件中效果特别明显，然而应用于使用在半导体用途、框架宽度很窄(＝通气孔很短)、且一边约150mm左右的小型防尘薄膜组件也能得到所期望的效果，故其用途并无特别限定。
图4表示在本发明中所使用的过滤元件的构造。过滤元件通气膜41是由PTFE等材质所构成的多孔质薄膜，其底面设置用来粘着固定到防尘薄膜组件框架上的粘着层43，又，顶面设置用来保护过滤元件通气膜的保护网42。由于粘着层43设置成环状，故可用在中央部露出的过滤元件膜41让气体流通。
图1是表示将作为本发明一个实施方案的防尘薄膜组件框架11的通气孔12的两端周缘部17设置成R倒角的实施例的通气孔附近的剖面图。当加工用的刀具无法作出R倒角(圆弧面倒角)时，也可作成直面状倒角的C倒角，然而从防止产生尘屑的观点来看，仍宜设置成R倒角比较好。
在此，周缘部17的倒角的大小(在该图的R倒角的情况下，曲率半径)宜在0.5～1.0mm的范围内。若在0.5mm以下，倒角的程度不够，效果不充分，除此之外，尺寸太小加工也会变得很困难。相反的，若设置成超过1mm这么大时，对框架刚性所造成的影响会太大，而且对于提高通气孔内的洗净效率或检查效率而言，太大并没有什么意义，再者，会造成所安装的过滤元件16会趋向大型化、安装位置所要求的公差变严格等不利的因素，故比较不宜这样设置。
如果通气孔端部的周缘部17设置成倒角，即使从外面对过滤元件16吹送强力的气流让过滤元件16凹陷而接触到通气孔的周缘部17，因其不是锐利的部位，故几乎不会因为摩擦而产生尘屑。又，周缘部17的开口变大，也有在防尘薄膜组件框架11洗净后用目视检查通气孔12内是否有异物变得比较容易这个优点。
又，在该实施例中是在防尘薄膜组件框架11的外侧以及内侧双方的周缘部17都实施R倒角，而如果考虑到成本方面而仅在外侧实施也无不可。
图2是表示本发明另一实施方案的通气孔附近的剖面图。通气孔22设置成从防尘薄膜组件框架内面侧向外面侧以逐渐增大的方式扩大。因此，当在防尘薄膜组件框架洗净后从外侧以目视观察通气孔内部时，便能够很容易地深入检查通气孔内部是否有异物，除了作业效率改善之外，检查精确度也大幅提高。
此时，通气孔内的表面粗糙度Ra宜在1μm以下，更宜在0.5μm以下。该粗糙度是在利用钻孔加工开孔之后实施绞孔加工，再因根据需要利用磨石进行研磨、使用药液进行化学研磨，或实施电解研磨所得到的结果。
由于通气孔的内壁变平滑，故洗净效率大幅提高，洗净后仍有异物残留在通气孔内部的可能性降低。又，表面变平滑，检查是否残留异物也变得比较容易。再者，在制造步骤中，异物附着的可能性也会降低。
另外，从提高检查效率的观点来看，也有考虑到让通气孔径变大这样的解决手段。然而，即使增大孔径，由于没有朝目视方向的对向面，比起逐渐增大状而言效果明显变差。而且孔径加大虽然能够提高检查效率，但是会有越大框架刚性越低的缺点。
然后，上述本发明的手段，可用各种方式组合以更进一步提高效果。
例如，除了在图1所示的通气孔周缘部设置倒角之外，还实施加工处理使该通气孔内壁的Ra在1μm以下，或是实施加工处理使图2所示的逐渐增大状通气孔内壁的表面粗糙度Ra在1μm以下，就是很好的例子。逐渐增大锥角虽然并无限制，而顶角在5°左右就不会有问题。
图3是表示在一部分形成逐渐增大的通气孔上组合周缘部的倒角的实施方案的通气孔附近的剖面图。
此时，能够获得上述2个实施例的组合效果。由于通气孔32的一部分设置成逐渐增大状，且周缘部37设置成R倒角，故比较容易从外面侧检查是否有异物，检查精确度也比较高。又，因为周缘部37是R倒角，过滤元件36的通气膜附近没有锐利的部分，故产生尘屑的危险性大幅降低。
该实施例并未如上述图2那样将通气孔全部设成逐渐增大状，而是将框架内侧附近的一部分区域设置成通常的孔径大小。从加工手段的观点来看，因为根据需要设置成这样的形状也无不可，两者之间的效果并无差别。
然后，在上述图3的构造中，更宜进一步让通气孔内壁的表面粗糙度Ra在1μm以下。如此便可制得无论从防止通气孔的周缘部37以及过滤元件36产生尘屑、通气孔的洗净效率、检查的容易度任一观点来看，都非常良好的防尘薄膜组件。
在此，如果对所安装的过滤元件36涂布或浸润粘着性物质，便能够让防尘薄膜组件在使用时更没有产生尘屑的疑虑。一般而言，过滤元件并非在无尘室环境制造，而且就算是在无尘室环境制造的，在经过若干阶段的冲孔加工到制成完成品之前，仍无法完全防止异物的附着。因此，在让空气流通时所附着的异物会有脱落的疑虑，然而通过粘着性物质的涂布或浸润，便能够将附着异物完全固定在过滤元件表面上。
在此，粘着性物质，可使用硅氧烷粘着剂、丙烯酸粘着剂等。将此类粘着剂用溶剂稀释成数％的稀释粘着剂，并用精密涂布器等工具适量涂布之。另外，该溶液的浓度或浸润的液量，在能够确保过滤元件的通气性能的范围内适当决定即可。
[实施例]
以下记载本发明的实施例，而本发明并非以此为限。
利用机械加工从A5052铝合金的压延板制作出如图5所示的形状的防尘薄膜组件框架，其外部尺寸为1526×1748mm，内部尺寸为1493×1711mm，高度为6.2mm。在该框架上设置16个通气孔，各通气孔形成如图3所示的剖面形状。在此，图中的尺寸为：3a＝1.5mm、3b＝2.2mm、3c(曲率半径)＝0.5mm。又，该通气孔32的内壁的Ra研磨加工至0.5μm。然后，在机械加工完成之后，对该框架表面实施喷砂处理，再实施黑色氧皮铝(black alumite)处理。
在Class10的无尘室内将该框架洗净并使其干燥，然后在暗室内进行异物检查。当然，对通气孔内部也进行异物检查，从框架外侧仔细观察，确认内部并无异物残留。
在该框架的上端面涂布用甲苯稀释且干燥后的膜厚约为100μm的硅氧烷粘着剂[信越化学工业(股)制；商品名KR3700]作为防尘薄膜接合剂33。然后，在另一端面上涂布用甲苯稀释且宽度为6mm的硅氧烷粘着剂[信越化学工业(股)制；商品名KR3700]作为光罩粘着剂35。此时，粘着剂的高度约为2mm。
然后，用镊子将利用冲孔加工制得如图4所示的构造的PTFE制过滤元件贴附在各通气孔上，并将用甲苯稀释过的硅氧烷粘着剂[信越化学工业(股)制；商品名KR3700]以手动式涂布器涂布于过滤元件36表面，让粘着剂浸润过滤元件。
然后，将该框架加热到130℃使粘着剂、接合剂中的溶剂干燥，同时让硅氧烷粘着剂完全交联，接着将另外制作好的隔离部贴合于光罩粘着层上作为粘着剂保护用构件。该隔离部是将单面涂布脱模剂的PET薄膜(厚度125μm，半透明)切成框架的形状所制作而成的构件。
接着，详述防尘薄膜的制造过程。在上述无尘室内，将表面被研磨得很平滑且尺寸为1620×1780mm的石英基板洗净、待其干燥之后，在其单面上用模具涂布法涂布氟树脂[旭硝子(股)制；商品名Cytop]作为薄膜材料，其干燥后膜厚为6μm。成膜方法在此是使用模具涂布法，而也可使用其他如旋涂法、狭缝与旋转式涂布法等的各种方法。之后，将每片成膜基板用烤箱加热到200℃，让溶剂干燥。接着，在冷却之后，将框状的薄膜剥离工具接合于该薄膜上，然后缓缓地从基板上剥离撕下，如是便制得剥离膜。
最后，将该剥离膜贴合于前述框架的薄膜接合层上，用切割器将外侧多余的薄膜切除，便完成防尘薄膜组件。
针对所完成的防尘薄膜组件在对过滤元件吹送气流时是否产生尘屑的特性进行评价。
首先，准备1620×1780×厚度10mm且表面经过研磨的石英玻璃基板，在上述无尘室内洗净、干燥之后，在暗室内用集光灯检查基板上是否残留异物。用吹风器将附着的异物去除，无法去除的异物用图将其位置正确记录起来。
之后，如图7所示的，将所制作的防尘薄膜组件72贴合于该石英玻璃基板71上，制作出由防尘薄膜组件72与玻璃基板71所包围出来的密闭空间。然后，在所有防尘薄膜组件72的过滤元件部(未经图示)当中随意选出5个，从外侧吹送气流。气流吹送的条件为喷嘴口径：2mm、距离：20mm、压力：约392kPa(4kgf/cm2)，吹送时间：10秒。
然后，在对过滤元件吹送气流之后，在暗室内用集光灯以目视方式检查石英玻璃基板71上的异物，并与气流吹送前的检查图作比较。结果发现异物并未增加。
[比较例]
利用机械加工从A5052铝合金的压延板制作出如图5所示的形状的防尘薄膜组件框架，其外部尺寸为1526×1748mm，内部尺寸为1493×1711mm，高度为6.2mm。在该框架上设置16个如图6所示同一径剖面形状且直径为1.5mm的通气孔62。在机械加工完成后，对该框架表面实施喷砂处理，再实施黑色氧皮铝处理。另外，测量到通气孔62的内壁表面粗糙度Ra为2～4μm左右。
然后，与上述实施例相同，在Class10的无尘室内将该框架洗净并使其干燥，在暗室内确认有无异物附着。此时，也对通气孔内部进行异物检查，而因为通气孔又狭又深，无法很明确地确认通气孔内部的状况。
之后，在该框架上与上述实施例同样涂布薄膜接合剂63、光罩粘着剂65，并用镊子贴附如图4所示的形状的过滤元件。接着，将该框架加热到130℃让溶剂干燥，同时让硅氧烷粘着剂完全交联，并在光罩粘着层上贴合另外制作好的隔离部作为粘着剂保护用构件。
最后，与上述实施例同样将所制作的防尘薄膜贴合于该框架的薄膜接合层，并用切割器切除框架外侧多余的薄膜，完成防尘薄膜组件。
该防尘薄膜组件的评价，与上述实施例完全相同，如图7所示的，从外部对贴附在玻璃基板71上之防尘薄膜组件72的过滤元件吹送气流，评价是否产生尘屑。结果发现5个当中的2个通气孔其附近的玻璃基板上附着数个直径10～20μm的异物。

Claims (4)

1.一种防尘薄膜组件，其于防尘薄膜组件框架上设置用来将防尘薄膜组件内部的气压调整成与外部相同的通气孔，并在该通气孔上安装用以防止异物侵入到防尘薄膜组件内部的过滤元件，其特征在于，在通气孔的周缘部设置C0.5～C1.0的倒角或R0.5～R1.0的倒角。
2.一种防尘薄膜组件，其于防尘薄膜组件框架上设置用来将防尘薄膜组件内部的气压调整成与外部相同的通气孔，并在该通气孔上安装用以防止异物侵入到防尘薄膜组件内部的过滤元件，其特征在于，所述通气孔从框架内面侧向外面侧以逐渐增大的方式扩大。
3.一种防尘薄膜组件，其于防尘薄膜组件框架上设置用来将防尘薄膜组件内部的气压调整成与外部相同的通气孔，并在该通气孔上安装用以防止异物侵入到防尘薄膜组件内部的过滤元件，其特征在于，所述通气孔内壁的表面粗糙度Ra在1μm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的防尘薄膜组件，其中，在所述过滤元件上涂布或浸润粘着性物质。
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