TW201502695A - 防塵薄膜組件及安裝此防塵薄膜組件的光罩 - Google Patents

Abstract

本發明的目的在於提供一種安裝防塵薄膜組件後的光罩的變形小，而且防塵薄膜組件的裝卸容易，且可靠性高的防塵薄膜組件以及安裝防塵薄膜組件的光罩。本發明的防塵薄膜組件40為使用具有至少4個邊的防塵薄膜組件框架10構成，在防塵薄膜組件框架10的至少4處的角部上，設置有從光罩70側端面到設置有防塵薄膜42的端面的陰螺桿11，另外，在防塵薄膜組件40的光罩70側的端面上設置有彈性體層43。然後，在防塵薄膜組件40藉由連接部件101安裝在光罩70上的情況下，此彈性體層43以與光罩70表面的接觸寬為0.3mm~1.0mm的範圍的方式被壓扁，由此防塵薄膜組件40和光罩70之間的密封性良好。

Description

防塵薄膜及安裝此防塵薄膜的光罩

本發明是有關於在半導體設備、IC封裝體、印刷基板、液晶顯示器或有機電致發光(electroluminescence，EL)顯示器等的製造中作為防塵器使用的防塵薄膜組件以及安裝該防塵薄膜組件的光罩。

在大型積體電路(Large Scale Integration，LSI)、超LSI等的半導體或液晶顯示器等的製造中，要向半導體晶圓或液晶用玻璃板進行紫外光照射而進行圖案的製作，此時如果在光罩上附著灰塵，該灰塵就會將紫外光遮擋，由於紫外光反射，就會發生轉印的圖案的變形等，從而發生品質的損害的問題。

因此，這樣的操作通常在無塵室中進行，即使如此，也很難經常保持光罩的清潔。由此，要在光罩表面上貼附作為防塵器的防塵薄膜組件後進行曝光。在該情況下，異物不在光罩的表面上直接附著，而是在防塵薄膜組件上附著，在微影時只要將焦點對準光罩的圖案，防塵薄膜組件上的異物就與轉印無關係了。

一般，防塵薄膜組件為將由光良好透過的硝化纖維素、乙酸纖維素或氟樹脂等構成的透明的防塵薄膜貼附或接著於由鋁、不銹鋼等構成的防塵薄膜組件框架的上端面而成。另外，防塵薄膜組件框架的下端具有用以安裝在光罩上的聚丁烯樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂等構成的黏著層以及對黏著層進行保護的離型層(separater)。

近年，伴隨在曝光圖案的細微化，由於防塵薄膜組件的貼附而造成的光罩的變形成為問題。如光罩和防塵薄膜組件框架通過遮罩黏著材進行連接，防塵薄膜組件框架的形狀就會給予光罩的形狀影響，光罩表面描繪的圖案就會發生變形。

由此，以往有多種解抉方案。例如，在專利文獻1中，記載了使防塵薄膜組件框架的向光罩貼附側的平坦度為30μm以下，且該防塵薄膜組件框架的防塵薄膜側的平坦度為15μm以下，從而達到使光罩的變形小的效果。

另外，專利文獻2中，記載了通過將貼附於遮罩的防塵薄膜組件的黏著劑的厚度和彈性率規定為所望值，來將防塵薄膜組件框架端面的凹凸用黏著劑層進行吸收，從而充分保持遮罩面的平滑度。

專利文獻3中，記載了通過使用由柔軟的凝膠組合物構成之物作為防塵薄膜組件黏著層，來減低防塵薄膜組件貼附於遮罩等的情況下的遮罩等的變形。

進一步，專利文獻4中，記載了將黏著劑層的黏著力抑 制在1N/m至100N/m的範圍，來抑制由於防塵薄膜組件貼附而造成的遮罩的變形。

但是，這些提案對於將防塵薄膜組件框架給予光罩形狀的影響加以減低不充分，還有很多問題。例如，在將黏著層製成柔軟之物的情況下，防塵薄膜組件剝離後，光罩表面上黏著劑的殘渣易於殘留，將其除去或再洗淨會很費事。

另外，即使提高黏著劑的平坦度，如不以加大的壓力貼附，黏著層和光罩之間會有氣體存留，密著性變差，防塵薄膜組件的內外會通氣，從而可靠性有問題。另一方面，為了解決此問題，要加以強的壓力進行確實貼附，但是，會由於防塵薄膜組件框架的形狀而給予光罩大的影響，從而具有使光罩圖案的變形變大的問題。

從以上可以得知，至今為止的技術，不能提供一種既將由於防塵薄膜組件安裝使光罩變形減少的同時，又使防塵薄膜組件的裝卸容易且使用可靠性高的防塵薄膜組件。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

【專利文獻1】日本專利特開2008-256925號

【專利文獻2】日本專利特開2008-65258號

【專利文獻3】日本專利特開2011-76042號

【專利文獻4】日本專利特開2012-108277號

由此，本發明就是鑒於上述情況而得到的，本發明的目 的是提供一種安裝後的光罩的變形小，且防塵薄膜組件的裝卸容易，且可靠性高的防塵薄膜組件以及安裝該防塵薄膜組件的光罩。

本發明人為了達到此目的，著眼於以小的緊縮力就會得到高的密封性的O環等的墊片的功能，對該功能是否可以適用於防塵薄膜組件框架進行了深入的研究的結果，得知即使在防塵薄膜組件框架10上設置彈性體層，對其加壓，光罩的變形也小，且可以保持高的密封性，從而完成了本發明。

本發明的防塵薄膜組件為使用具有至少4條邊的防塵薄膜組件框架10來構成，其特徵在於：防塵薄膜組件框架的至少4處的角部上，設置有從光罩側端面到設置有防塵薄膜的端面的陰螺桿，並且在光罩側的端面上設置有彈性體層。

然後，優選在該防塵薄膜組件安裝在光罩上的情況下，所述彈性體層與光罩表面的接觸寬為0.3mm~1.0mm的範圍。從防塵薄膜組件框架的寬度方向觀察時，所述彈性體層的截面形狀優選以中央為頂點的大致半圓形狀。另外，彈性體層的硬度，優選橡膠硬度計硬度A為50°以下，作為該材質，優選從由矽酮樹脂，氟改性矽酮樹脂，乙烯-丙烯共聚物(Ethylene-propylene copolymer，EPM)樹脂，乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(Ethylene-propylene-diene terpolymer，EPDM)樹脂，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(styrene-butadiene-styrene copolymer，SBS)樹脂以及苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 (styrene-ethylene-butadiene-styrene copolymer，SEBS)樹脂構成的群組中選擇。進一步，彈性體層的表面優選沒有黏著性。

安裝本發明的防塵薄膜組件的光罩特徵為對應陰螺桿的位置上有貫通孔。另外，此貫通孔的形狀優選圖案面的相反側為大直徑的錐體形狀或圖案面的相反側為大直徑的具有臺階的形狀，此貫通孔中***前端部具有陽螺桿的連接部件，通過陽螺桿和陰螺桿的連接，從而將防塵薄膜組件安裝。

在本發明中，防塵薄膜組件和光罩，通過具有墊片的功能的彈性體層，以螺桿機構的連接部件來進行連接，光罩黏著層不需要，所以光罩表面沒有黏著劑的殘渣存留，防塵薄膜組件卸下後的光罩的洗淨極容易。另外，本發明的彈性體層，沒有氣體滯留的發生而容易壓扁，用極弱的按壓力就可以完全密封，由此在由於安裝而給光罩的變形極小的同時，藉由螺桿機構連接，密封的可靠性也高，防塵薄膜組件的卸下也容易。

10‧‧‧防塵薄膜組件框架

11‧‧‧陰螺桿

12‧‧‧夾具孔

13‧‧‧通氣孔

14‧‧‧臺階

40‧‧‧防塵薄膜組件

41‧‧‧防塵薄膜接著層

42‧‧‧防塵薄膜

43‧‧‧彈性體層

44‧‧‧膜過濾器

70‧‧‧光罩基板

71‧‧‧貫通孔

101‧‧‧連接部件

111‧‧‧陽螺桿

112‧‧‧臺階部

113‧‧‧大直徑部

114‧‧‧圓筒部

圖1為防塵薄膜組件框架的一實施方式的平面圖。

圖2為防塵薄膜組件框架的一實施方式的側面圖。

圖3為圖1的A-A的截面圖。

圖4為本發明的防塵薄膜組件的一實施方式的斜視圖。

圖5為圖4的B部的截面圖。

圖6為圖4的C部的截面圖。

圖7為光罩基板的一實施方式的平面圖。

圖8為圖7的D-D的截面圖。

圖9為D-D截面的另一個實施方式的圖。

圖10為本發明的防塵薄膜組件被安裝於光罩基板的實施方式的截面圖。

圖11為圖10的角部的放大截面圖。

以下，對本發明的一個實施方式進行說明，但是本發明並不限於此。

圖1至圖3為防塵薄膜組件框架10的一實施方式的圖。圖1為，從光罩安裝側看到的平面圖，其外形為矩形，角部上有陰螺桿11設置。此陰螺桿11，從光罩安裝側向防塵薄膜側設置，此實施方式優選非貫通，但是根據尺寸以及加工上的需要，也可以貫通。

此陰螺桿11直接在防塵薄膜組件框架10上設置，也可以將另外加工製作之物***防塵薄膜組件框架10從而安裝。也可以進行鬆弛防止劑的塗布或從橫方向安裝針、止動螺桿(未圖示)等的鬆弛止動的部件。該防塵薄膜組件框架10的材質，除了鋁合金之外，亦可以使用碳鋼、不銹鋼等的鐵系合金，聚醚醚酮(polyether ether ketone，PEEK)等的工程塑膠，纖維強化塑膠等。

另外，為了本發明的目的達成，防塵薄膜組件框架10 的平坦度優選至少30μm以下，更優選為15μm以下。防塵薄膜組件框架10的側面上，也可以設置處理用的夾具孔12以及通氣孔13。

圖4為為用上述的防塵薄膜組件框架10構成的防塵薄膜組件40的斜視圖，為從光罩安裝面觀察的方向。該圖4的實施方式中，陰螺桿11僅在角部配置，但是在防塵薄膜組件框架10的邊長長的情況下，優選角部之外也可以適宜地增加配置陰螺桿部。防塵薄膜組件框架10的外形，不限於矩形，如果考慮陰螺桿11的位置，也可以為圓形或八角形狀。

防塵薄膜組件框架10為其一個面上設置由丙烯酸接著劑、矽酮接著劑、氟系接著劑等構成的防塵薄膜接著層41，使防塵薄膜42無折皺地接著。另一方面，在其相反的面上設置彈性體層43，該彈性體層43的形狀，如圖5所示，其截面為以防塵薄膜組件框架10的中線的正上方為頂點的大致半圓形狀。

然後，此彈性體層43在圖4中是在防塵薄膜組件框架10的寬方向全體設置，但是僅在寬方向的一部分設置也可以。另外，如圖6表示的那樣，在防塵薄膜組件框架10的具有陰螺桿11的角部中，該彈性體層43在陰螺桿11的內側配置，而且，在該彈性體層43的附近設置臺階14。在藉由塗布設置彈性體層43時，在將塗布寬進行規制的同時，該臺階14要設置為陰螺桿11內不會有塗布物流入。

在本發明中，不需要將防塵薄膜組件框架10接著於光 罩基板70，該防塵薄膜組件框架10的彈性體層43的表面優選沒有黏著性。在將防塵薄膜組件40安裝於光罩基板70時，如果彈性體層43的表面有微黏著性，防塵薄膜組件框架10與光罩接觸時就不容易橫向錯位，從而易於操作，所以也可以具有微黏著性。

從以上的觀點以及從耐臭氧性、發氣體、耐光性、硬度、成形性等的觀點來看，該彈性體層43優選從由矽酮樹脂、氟改性矽酮樹脂、EPM樹脂、EPDM樹脂、SBS樹脂以及SEBS樹脂組成的群組進行選擇。即使這些以外的樹脂，如可以在防塵薄膜組件框架10上進行塗布、成形，也可以作為彈性體層43來使用，但是，使用硫黃的加硫材質在防塵薄膜組件使用中會成為霧狀的發生原因，是不適用的。

另外，在安裝在光罩基板70的情況下，此彈性體層43的形狀優選與光罩基板70的接觸寬為0.3mm~1.0mm的範圍而形成，從可靠性以及安裝時的負荷的觀點來看，更優選0.4mm~0.6mm的範圍。接觸寬如未滿0.3mm，安裝時的按壓力弱，密封性不好，另外，如超過1.0mm，按壓力過強，彈性體層43的壓扁量多，反彈力變大，會給光罩基板70的變形變大。另外，從光罩側通過玻璃進行觀察的情況下，該接觸寬為彈性體層與玻璃接觸而色調不同的寬，這可以用顯微鏡等的低倍率的放大鏡進行測定。

進一步，彈性體層43的硬度優選由後述的連接部件101按壓使彈性體層43被適度壓扁，防塵薄膜組件40和光罩基板70的接觸寬為0.3mm~1.0mm的範圍，橡膠硬度計硬度A為50°以 下。

由此，本發明優選設定彈性體層43的形狀以及硬度，進一步由後述的連接部件101給予光罩基板70的按壓量，從而使彈性體層43和光罩基板70的接觸寬為0.3mm~1.0mm的範圍。另外，彈性體層43的頂點部分的平坦度當然越高越好，但是優選為30μm以下，更優選為10μm以下。

本發明的防塵薄膜組件40，如以上那樣構成，可以極度減少由該防塵薄膜組件40的安裝而產生的光罩基板70的變形。特別是在適用於要求細微加工的半導體製造用途的光罩基板時，可以發揮更大的效果，適用的防塵薄膜組件40的大小沒有特別的限制，可以適用從一邊150mm左右的半導體製造用防塵薄膜組件到一邊為超過1000mm的顯示器製造用。

以下，對安裝本發明的防塵薄膜組件40的光罩基板70的實施方式進行說明。本發明的光罩基板70中，設置有與防塵薄膜組件40的螺桿孔11對應的貫通孔71。此貫通孔71以圖案面的相反側為大直徑為好，可以為圖8表示的錐體形狀，或圖9表示的臺階形狀。做成這樣的形狀的目的，如後述那樣，是不使連接部件101從光罩基板70的表面突出，由於會對防塵薄膜組件40和光罩基板70之間的安裝尺寸有影響，此錐體形狀或臺階的加工深度需要進行精密管理。

然後，作為錐體形狀的情況下，具有連接部件101的***、連接時灰塵發生少的優點，另外，在為臺階形狀的情況下， 為了能更正確地進行加工深度的尺寸管理，具有防塵薄膜組件40和光罩基板70之間的安裝尺寸以及彈性體層43的按壓量能進行正確管理的優點。

以下，對將本發明的防塵薄膜組件40安裝在光罩基板70上的實施方式進行說明，該實施方式為使用具有圖9所示的臺階形狀的貫通孔71的光罩基板70的情況。

防塵薄膜組件40為通過從光罩基板70的圖案面的相反側***的連接部件101來緊固的。如圖11所示的那樣，此連接部件101為前端部和中間部之間具有臺階部112的圓棒形狀。該前端部由陽螺桿111構成，中間部由圓筒部114構成，另一端由大直徑部113構成。另外，為了使連接部件101的連接或解除成為可能，此大直徑部113的頂面優選加工+或一形狀的溝或四角、六角等的凹陷(未圖示)。

本發明的防塵薄膜組件40的安裝通過連接部件101進行，在陰螺桿11上將陽螺桿111擰上時，雖然擔心從螺桿有灰塵發生，但由於光罩基板70的圖案面由在防塵薄膜組件框架10上設置的彈性體層43完全密封，所以不會發生由灰塵發生而造成的污染等問題。

另外，連接部件101，具有臺階部112，該臺階部112的位置，換言之，圓筒部114的長度對防塵薄膜組件40和光罩基板70的安裝尺寸以及彈性體層43的壓扁狀況具有大的影響，如上述那樣，不僅僅對光罩基板70的貫通孔71的臺階尺寸進行管 理，還優選對此圓筒部114的長度也要進行適切的管理，有必要對該長度的不均一進行盡可能的抑制。

光罩基板70的貫通孔71的臺階尺寸、防塵薄膜組件框架的臺階14的尺寸以及連接部件101的圓筒部114的長度(或臺階部112的位置)要依據安裝防塵薄膜組件40的光罩基板70厚度、防塵薄膜組件框架10高度、彈性體層43高度以及曝光裝置所要求的間距高度(從光罩圖案面到防塵薄膜的高度)來進行設定，但是優選對各設計值的設定要至少使由於彈性體層43的壓扁狀況(壓扁量)而造成的彈性體層43和光罩基板70的接觸寬為0.3mm~1.0mm的範圍內。

在進行防塵薄膜組件40安裝的情況下，例如在將此連接部件101固定多個來進行強的連接的話，防塵薄膜組件40的固定的確實性增加，一方面，彈性體層43的壓扁量多，反彈力就會變大，光罩基板70的變形就會大。因此，要在對連接部件101的圓筒部114的長度進行適切設定的同時，對彈性體層43的形狀以及硬度與安裝時的壓扁量進行適切的設定，優選光罩基板70的平坦度的變化量在10%以下。

另外，本發明的防塵薄膜組件40中，該彈性體層43的頂點為凸型，所以接觸寬會變狹窄，但是即使這樣狹窄的接觸寬，即使使用極低的力進行的按壓，也可以確實地將內部進行密封。另外，在本發明中，不需要有進行接著來對防塵薄膜組件40的自重進行垂直支持的以往的功能，接觸寬的狹窄沒有任何問題。

以下，對將防塵薄膜組件40從光罩基板70卸下操作進行說明。該防塵薄膜組件40的卸下操作僅將連接部件101解除就可以，不需要以往那樣地將黏著劑剝離的夾具等。另外，光罩基板70上的黏著劑殘渣的洗淨也不必要，再洗淨極容易，不僅可以大量地縮短操作時間，還可以防止由於黏著劑殘渣的污染而光罩基板不能使用的問題。

以上那樣，根據本發明的防塵薄膜組件40，在防塵薄膜組件40的安裝、卸下的交換操作的情況下，有大的優點，另外，例如，即使在防塵薄膜組件安裝時的光罩基板70上出現問題的情況下，也有大的優點。即，防塵薄膜組件40的安裝後，即使在光罩基板70的圖案面有異物的情況下，可以立即將連接部件101解除，將防塵薄膜組件40卸下，將光罩基板70上的異物除去，然後再將防塵薄膜組件40容易地進行安裝。

另外，本發明的防塵薄膜組件40中，由於不使用黏著劑等，不需要將黏著劑痕跡除去的濕洗，可以縮短大量的時間，卸下的防塵薄膜組件40可以再利用，所以，沒有使用後的防塵薄膜組件40廢棄造成的浪費。

【實施例】

以下，對本發明的實施例進行說明，在此實施例中，機械加工製作如圖1以及圖2所示的方式的防塵薄膜組件框架10。此防塵薄膜組件框架10為外尺寸115mm×149mm，內尺寸111mm×145mm，高度3.5mm的矩形，其平坦度為20μm，在其側面中 具有處理用的夾具孔12以及通氣孔13。然後，其材質為使用A7075鋁合金，機械加工後，表面進行黑色防蝕處理。在該防塵薄膜組件框架10的角部中設置圖3表示的高度0.15mm±0.01mm的臺階14，其外側設置非貫通的M1、間距0.2的陰螺桿11。

然後，將該防塵薄膜組件框架10搬入無塵室內，用表面活性劑和純水進行洗淨，乾燥後，製作圖4所示的防塵薄膜組件40。在沒有陰螺桿11的側的端面中，設置由氟系樹脂組成的防塵薄膜接著層41，在此，將用旋塗法製造的氟系樹脂(旭硝子(股)製，商品名：CYTOP)製的防塵薄膜42進行接著。另外，在另一端面，用氟改性矽酮樹脂(商品名SIFEL，信越化學工業(股)製)進行塗布、硬化，得到高度0.55mm，硬度為橡膠硬度計硬度A為35。的彈性體層43。此彈性體層43的形狀為如圖5的截面圖所示的凸形狀，另外，該彈性體層43的設計如圖6表示的那樣，要使其位於該角部中陰螺桿11的內側，進一步，通氣孔13被由丙烯酸黏著層在框架上貼附得到的PTFE構成的膜過濾器44所覆蓋。

作為光罩基板70，準備圖7以及圖9所表示的那樣的，152mm×152mm×厚度6.35mm的尺寸，其平坦度為0.27μm的合成石英製光罩基板。通常，光罩基板70為一個面(圖案面)上形成Cr以及MoSi等的遮光膜，但是在本實施例中省略。光罩基板70的角部附近4處，用金剛石刀具進行機械加工，由此得到具有φ3.2mm，深2.5mm±0.01mm的臺階的φ1.5mm的貫通孔71。

以上那樣製作的光罩基板70的一個面上，將上述那樣製作的防塵薄膜組件40用連接部件101進行安裝。安裝後的截面如圖10以及圖11所示。使用的連接部件101為用SUS304不銹鋼進行機械加工製作，設定為圓筒部114為φ1.25mm、長4.5mm±0.01mm。然後，將這樣的連接部件101的前端的M1間距0.2的陽螺桿111在防塵薄膜組件框架10的陰螺桿11上擰緊，使其與臺階112相碰，由此將防塵薄膜組件40安裝。此時，彈性體層43壓扁為約0.05mm，該接觸寬為約0.5mm，在其全周上沒有發現缺失或接觸寬的極端的增減。

另外，對光罩基板70的平坦度進行確認，得知為0.28μm，與防塵薄膜組件40的安裝前的平坦度0.27μm相比，僅為0.01μm左右的小的變形。

最後，解除連接部件101，將防塵薄膜組件40從光罩基板70卸下，將光罩基板70的彈性體層43接觸的部位在暗室內用集光燈進行觀察，雖然可以發現線狀的極薄的接觸痕跡，但是沒有觀察到異物或黏著性的殘渣，確認到保持了清潔的狀態。

10‧‧‧防塵薄膜組件框架

11‧‧‧陰螺桿

12‧‧‧夾具孔

13‧‧‧通氣孔

40‧‧‧防塵薄膜組件

41‧‧‧防塵薄膜接著層

42‧‧‧防塵薄膜

43‧‧‧彈性體層

44‧‧‧膜過濾器

Claims (9)

1. 一種防塵薄膜組件，其為使用具有至少4個邊的防塵薄膜組件框架構成，其特徵在於：所述防塵薄膜組件框架的至少4處的角部上，設置有從光罩側的端面到設置有防塵薄膜的端面的陰螺桿，在所述光罩側的所述端面上設置有彈性體層。
2. 如申請專利範圍第1項所述的防塵薄膜組件，其中在所述防塵薄膜組件安裝於所述光罩的情況下，所述彈性體層與該光罩表面的接觸寬為0.3mm~1.0mm的範圍。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的防塵薄膜組件，其中從防塵薄膜組件框架的寬度方向觀察時，所述彈性體層的截面形狀為以中央為頂點的大致半圓形狀。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的防塵薄膜組件，其中所述彈性體層的橡膠硬度計硬度A為50°以下。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的防塵薄膜組件，其中所述彈性體層為從矽酮樹脂、氟改性矽酮樹脂、乙烯-丙烯共聚物樹脂、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂以及苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂組成的群組中選擇。
6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的防塵薄膜組件，其中所述彈性體層的表面沒有黏著性。
7. 一種光罩，其安裝有如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的防塵薄膜組件，所述光罩的特徵在於：在與所述陰螺桿 對應的位置上設置貫通孔。
8. 如申請專利範圍第7項所述的光罩，其中所述貫通孔的圖案面的相反側為大直徑的錐體形狀或具有臺階的形狀。
9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述的光罩，其中向所述貫通孔中***前端部具有陽螺桿的連接部件，所述陽螺桿與所述陰螺桿連接，從而將所述防塵薄膜組件安裝。