表膜构件框架和表膜构件的制作方法

本发明涉及在制造半导体器件、液晶显示器、有机el显示器等时用于防尘的表膜构件框架和表膜构件(pellicle)。

背景技术：

在lsi、超lsi等半导体的制造、液晶显示器等的制造中，对半导体晶圆、液晶用原板照射光来形成图案，但是如果此时所使用的光掩模或者中间掩模(以下仅记为光掩模)附着有灰尘，则会存在如下问题：边缘变粗糙、基底污黑等，导致尺寸、质量、外观受损。

因此，这些作业通常在无尘室中进行，但是即使如此也难以保持光掩模总是清洁，因此对光掩模表面贴附用于防尘的表膜构件后进行曝光。在这种情况下，异物不会直接附着于光掩模的表面，而是附着在表膜构件上，因此在光刻时只要使焦点对准在光掩模的图案上即可，表膜构件上的异物与转印无关。

一般来说，表膜构件是如下构成的：在包括铝、钢、碳钢、不锈钢、工程塑料等的表膜构件框架的单侧端面设置使光良好地透射的包括硝化纤维、醋酸纤维素或者氟树脂等的透明表膜，而且在表膜构件框架的相反侧端面设置用于安装到光掩模的包括聚丁烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂等的粘合层和用于保护粘合层的隔离物(参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2005-338722号公报

专利文献2：特开2008-176102号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

通常，表膜是隔着形成于表膜构件框架的面上的粘接层设置的。涂敷在表膜构件框架的面上的粘接剂以由其表面张力和表膜构件框架的表面状态决定的接触角隆起，成为凸形状。如果该凸形状显著，则仅有凸形状的顶点附近与表膜接触，因此存在粘接面积小而与表膜的粘接力弱的问题。

另外，粘接层的内缘部在从截面观察时为曲面，因此若表膜粘接到该区域，则如图11、图12所示，有时膜会绷紧而产生微小的皱褶，成为外观上的问题。特别是，在液晶、有机el等的显示器等的制造所使用的大型表膜构件中，框架宽度大，膜粘接层也厚，因此会显著出现该问题。

因此，用于设置表膜的粘接层需要尽可能平坦地涂敷，在专利文献1中，提出了在表膜构件框架表面设置槽来控制粘接层的形状的方法。另外，在专利文献2中提出了如下方法：使用较低粘度的粘接剂，一边利用毛细管现象抑制粘接层的高度，一边将其涂敷于宽度大的表膜构件框架。

专利文献1和2记载的方法在能使膜粘接层的顶点变低，确保与表膜的粘接面积这方面能充分地解决问题。然而，达不到完全消除由表面张力形成的粘接层的内缘部的曲面，不一定能完全解决在膜粘接层的内缘附近发生的表膜的绷紧(引き攣れ)。

另外，在专利文献1记载的方法中，在涂敷的粘接剂量少的情况下，还有如下问题：膜粘接层的表面成为凹状，在其与表膜之间发生空气积存，难以粘接。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能防止由于膜粘接层的内缘部从截面观察时为曲面而发生的表膜的绷紧的表膜构件框架和表膜无绷紧而外观优异的表膜构件。

用于解决问题的方案

本发明的表膜构件框架和表膜构件如下。

(1)一种表膜构件框架，是框状的表膜构件框架，其特征在于，在设置表膜的面上，设有从内缘侧向外缘侧下降的倾斜面，从该倾斜面的外缘侧终端到上述设置表膜的面的外缘设有平坦面。

(2)根据发明1所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面设置在上述设置表膜的面的整周上。

(3)根据发明1或2所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面的宽度为上述设置表膜的面的宽度的50％以下。

(4)根据发明1至3中的任意一项所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面与垂直于上述平坦面的面所成的角度为60～89°。

(5)根据发明1至4中的任意一项所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面的内缘侧始端位于与上述设置表膜的面的内缘相距0.2mm以内的位置。

(6)根据发明1至5中的任意一项所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面的内缘侧始端为上述设置表膜的面的内缘。

(7)根据发明1至6中的任意一项所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面的宽度为0.3～3mm。

(8)根据发明1至7中的任意一项所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面的高度为0.03～0.3mm。

(9)根据发明1至8中的任意一项所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面是由平面构成的。

(10)根据发明1至8中的任意一项所述的表膜构件框架，其特征在于，上述倾斜面是由曲面构成的。

(11)一种表膜构件，包括发明1至10中的任意一项所述的表膜构件框架，上述表膜构件的特征在于，在上述表膜构件框架的上述设置表膜的面上，在上述倾斜面上和上述平坦面上设有粘接层，隔着该粘接层设置有上述表膜。

(12)一种表膜构件，在框状的表膜构件框架上隔着粘接层设置有表膜，上述表膜构件的特征在于，在上述粘接层的表膜粘接面上，设有从该表膜粘接面的内缘侧向外缘侧下降的倾斜面，该倾斜面的内缘侧始端的上述粘接层的厚度小于上述倾斜面的外缘侧终端的上述粘接层的厚度。

发明效果

根据本发明，能得到膜粘接层附近的表膜不发生绷紧而外观优异的表膜构件。

附图说明

图1是说明本发明的表膜构件框架的一个实施方式的俯视图。

图2是说明本发明的表膜构件框架的一个实施方式的图，是图1中的a-a截面图。

图3是说明本发明的表膜构件框架的一个实施方式的图，是图1中的b-b截面图。

图4是说明本发明的表膜构件框架的一个实施方式的图，是图2中的c部的放大图。

图5是说明本发明的表膜构件框架的一个实施方式的截面图。

图6是说明本发明的表膜构件框架的一个实施方式的截面图。

图7是说明本发明的表膜构件框架的一个实施方式的立体图。

图8是说明本发明的表膜构件的一个实施方式的立体图。

图9是说明本发明的表膜构件的一个实施方式的放大截面图。

图10是说明本发明的表膜构件的一个实施方式的截面图，示出了粘接剂涂敷工序。

图11是说明现有例(比较例)的表膜构件的立体图。

图12是说明现有例(比较例)的表膜构件框架的内缘附近的立体图。

图13是说明现有例(比较例)的表膜构件的截面图。

图14是说明现有例(比较例)的表膜构件框架的截面图。

附图标记说明

11表膜构件框架

12膜粘接面

12a倾斜面

12b平坦面

13掩模粘合面

14垂直于平坦面的面

51曲面

52倾斜面

53倾斜面

61平面部

62反向倾斜面

80表膜构件

81表膜

82膜粘接层

83掩模粘合层

84通气孔

85夹具孔

86槽

87过滤器

88隔离物

92膜粘接层的膜粘接面

92a膜粘接面的倾斜面

92b膜粘接面的平坦面

110表膜构件

111表膜构件框架

112膜粘接层

112a曲面部

113掩模粘合层

114通气孔

115夹具孔

116槽

117过滤器

118隔离物

119表膜

120绷紧

a倾斜面的内缘侧始端

b倾斜面的外缘侧终端

w倾斜面的宽度

w′平坦面的宽度

h倾斜面的高度

α倾斜面的角度

w表膜构件框架的膜粘接面的宽度

h表膜构件框架主体部的高度。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的实施方式，但是本发明不限于这些方式。

本发明能应用于所有大小、用途的表膜构件，特别是在应用于边宽超过5mm、主要用于显示器制造用途的大型表膜构件的情况下效果大。这是由于，在大型且表膜构件框架的宽度大的表膜构件中膜粘接层也厚，表膜绷紧时的外观恶化也显著。

图1～4是示出本发明的表膜构件框架的一个实施方式。图1是俯视图，图2是图1中的a-a截面图，图3是图1中的b-b截面图，图4是图2中的c部的放大图。

在框状的表膜构件框架11的设置表膜的面(膜粘接面)12上，设有从内缘侧向外缘侧下降的倾斜面12a，从倾斜面的外缘侧终端b到设置表膜的面的外缘设有平坦面12b。在此，在设置表膜的面的整周上设有倾斜面12a。

接下来，对倾斜面12a的高度h、倾斜角α、宽度w进行详细说明，但是以下举出的数值是根据所应用的表膜构件框架的宽度以及所使用的膜粘接剂的粘度、涂敷量、干燥速度等性状而适当决定。

优选倾斜面12a的宽度w为表膜构件框架11的膜粘接面12的宽度w的50％以下。这样，能充分确保将表膜构件安装于光掩模时用作加压区域的平坦面12b的区域。因此，优选平坦面12b的宽度w′为表膜构件框架11的膜粘接面12的宽度w的50％以上，由此，只要在半导体制造用的小型的表膜构件中有1mm以上，在显示器制造用的大型的表膜构件中有2mm以上，就能足够用作加压区域。

倾斜面12a相对于平坦面12b是突出的，其与对面的掩模粘合面13不平行，因此在将表膜构件安装于光掩模时，如果对倾斜面12a的区域进行加压则有可能会发生位置偏移、贴附不良。所以，平坦面12b被用作将表膜构件安装于光掩模时的加压区域，因此优选平坦面12b与表膜构件框架的要安装于光掩模的面(掩模粘合面)13平行。

优选倾斜面12a与垂直于平坦面12b的面14所成的角度(倾斜角)α为60～89°，更优选为80～87°。如果倾斜角α超过89°，则无法充分发挥防止表膜绷紧的效果。倾斜角α越小，则使膜粘接层的内缘变尖锐的效果越大，表膜的内缘外观也随之提高。但是，如果倾斜角α不到60°，则锐利的缘部有可能会对所粘接的表膜造成损伤，而且在表膜构件框架的制造时、操纵时会容易产生毛刺、缺损，另外，在表膜构件制造时难以不卷入空气地将表膜与膜粘接层粘接。

从设计、加工的容易度出发，优选倾斜面12a如图4所示由一个平面构成，但是也可以如图5的(b)所示由2个以上的平面52、53构成。另外，也可以如图5的(a)所示由曲面51构成。在这些情况下，优选2个以上的平面和曲面构成凹面，这能使倾斜面与平坦面的边界不醒目。

此外，在由曲面构成倾斜面的情况下，倾斜角α是内缘侧始端a处的倾斜面(曲面)51的切线54与垂直于平坦面的面所成的角度。另外，在由2个以上的平面构成倾斜面的情况下，倾斜角α是包含内缘侧始端a的面52与垂直于平坦面的面所成的角度。

另外，从设计、加工的容易度出发，优选倾斜面的内缘侧始端a与表膜构件框架11的膜粘接面的内缘一致，但也可以如图6的(a)、图6的(b)所示，从内缘侧始端a到膜粘接面的内缘设置平面部61或从外缘侧到内缘侧下降的倾斜面(反向倾斜面)62。如果设置这种平面部61或反向倾斜面62，则能使以内缘侧始端a为顶点的角的角度变大，因此在表膜构件框架的加工上能防止毛刺、毛边、缺损等的发生。

此外，优选倾斜面的内缘侧始端a位于与设置表膜的面的内缘相距0.2mm以内的位置。

在倾斜面12a由图4所示的1个平面构成的情况下，倾斜角α由倾斜面12a的宽度w和高度h决定。宽度w越小，另外，高度h越大，则倾斜角α越小，越能期待可靠的防止表膜绷紧的效果。

另一方面，表膜构件整体的高度是根据所使用的曝光装置的规格而决定的，因此倾斜面12a的高度h越大，则表膜构件框架主体部的高度h越小。其结果是，表膜构件框架的截面积减小，刚性、强度降低。另外，高度h越大，则越难以不卷入空气地将表膜粘接于膜粘接层。因此，优选倾斜面12a的高度h为表膜构件框架整体的高度(h+h)的0.5～5％。另外，优选高度h为0.03～0.3mm的范围，更优选为0.05～0.15mm的范围。

另外，在增大了倾斜面12a的宽度w的情况下，为了使倾斜角α成为所希望的范围而需要使倾斜面12a的高度h变大，如前所述，这有时会成为外观和使用上的问题。因此，优选倾斜面12a的宽度w为0.3～3mm的范围，更优选为0.5～1.5mm的范围。

另外，特别是，虽然用于显示器用途的大型的表膜构件多使用表膜构件框架的长边和短边的宽度不同的表膜构件，但是在这种情况下，优选在长边和短边，倾斜面12a均为相同的尺寸、形状。通过形成为同一尺寸、形状，在通过机械加工制作倾斜面12a时很方便，另外，能使角部的连接形状的外观平滑。图7示出了表膜构件框架11的角部分，像这样包括宽度不同的边、角部在内将倾斜面12a形成为一样就好。

本发明中使用的表膜构件框架11的材质除了能使用一般的铝合金以外，还能使用镁合金、钢、碳钢、不锈钢、殷钢、sin、sic等陶瓷、工程塑料、cfrp等纤维强化塑料。关于制造方法，在金属系材质的情况下，最优选从板材、管材进行机械切削加工，但是为了削减成本也能进行棒状材的组装、从压铸或失蜡等的铸造品进行的制造。另外，在使用塑料系材质的情况下，除了从板材进行机械切削加工以外，也能利用注塑成型。

图8是示出使用上述的表膜构件框架11构成了表膜构件80的一个实施方式的立体图，图9是长边的截面放大图。表膜构件框架11也能根据需要设置使表膜构件内外通气的通气孔84、在制造、贴附时操纵用的夹具孔85、槽86。另外，在设置掩模粘合层83的掩模粘合面13中，也能为了控制掩模粘合层83的形状、宽度而设置台阶、倒角、槽(未图示)。

在表膜构件框架11的呈框状的膜粘接面12上设有膜粘接层82，在此处粘接有表膜81。另外，在其对面的掩模粘合面13上设有掩模粘合层83，在粘合层83的表面上，为了保护粘合层，根据需要设置对厚度为0.5mm以下的pet等的膜涂敷有机硅系或氟系的脱模剂而成的隔离物88。而且，在设于表膜构件框架11的侧面的通气孔84处，为了防止尘埃侵入内部，隔着粘合层(未图示)装配有包括ptfe等多孔质膜的片状的过滤器87。

膜粘接层82能使用丙烯酸系粘接剂、氟系粘接剂、有机硅系粘接剂等公知的材料。将这些粘接剂用适当的溶剂进行稀释等而调整粘度，并以形成所希望的厚度的液量涂敷于作为表膜构件框架11的一面的膜粘接面12上。涂敷装置能利用空气加压式分配器等公知的装置。膜粘接层82的厚度需要根据粘接力、粘接的容易度、外观决定，作为一个例子优选20～300μm的范围。

图10是示出形成了膜粘接层82时的状态。在刚刚涂敷粘接剂后，如图10的(a)那样，倾斜面12a被粘接剂埋没。然后，如图10的(b)那样，随着溶剂的不断干燥而粘接剂沿着倾斜面12a收缩，倾斜面12a的内缘侧始端a被露出。并且，最终如图10的(c)那样，倾斜面12a的内缘侧始端a处的膜粘接层82的厚度比倾斜面12a的外缘侧终端b处的粘接层的厚度小(薄)，形成为薄到能忽略由于膜粘接层82的表面张力而产生的曲面的影响的程度。此时，粘接层的与表膜81接触的面(膜粘接面)92具有从内缘侧向外缘侧下降的倾斜面92a。

并且，在倾斜面12a的内缘侧始端a处的膜粘接层82的厚度薄的情况下，不会在膜粘接层82中形成如图13所示的曲面部112a那样沿着表膜119的方向的粘接面，因此膜粘接层82中不存在表膜81部分地粘接的情况，因此能防止如现有例的图13的(a)所示的那样表膜81部分地接触、粘接而发生绷紧的情况。

膜粘接面92的倾斜面92a的内缘侧始端不需要一定与表膜构件框架11的膜粘接面12的内缘一致，但是优选其与膜粘接层82的内缘侧始端一致。其原因在于，在如图10的(c)所示的膜粘接层82形成至比膜粘接面92的倾斜面92a的内缘侧始端靠内缘侧的情况下，虽然还取决于粘接层的形状，但有时会发生表膜的绷紧。

当然，在如图4和图5所示的表膜构件框架11中，可以认为膜粘接层82几乎不会形成至膜粘接面92的比倾斜面92a的内缘侧始端靠内缘侧，但是特别在如图6的(b)所示的表膜构件框架11中，可以想到会有膜粘接层82形成于反向倾斜面62的情况。在这种情况下，如果膜粘接层82形成至比倾斜面92a的内缘侧始端a靠内缘侧，则该内缘侧的膜粘接层82有时会形成如图13的(a)、(b)所示的曲面部112a，而成为表膜81绷紧的原因。另外，在如图6的(a)所示的表膜构件框架11中，如果膜粘接层82形成至内缘的平面部61为止，则也有可能同样发生表膜81的绷紧，但是如果平面部61没有过大而是狭窄的，则即使膜粘接层82形成至内缘侧为止，也不会出现表膜81部分粘接的情况，因此几乎不会发生表膜81的绷紧，所以不会特别成为问题。

因此，在如图6的(a)、图6的(b)所示的表膜构件框架11的形状的情况下，优选在平面部61、反向倾斜面62上不设置粘接层，但是在平面部61、反向倾斜面62的宽度足够窄、反向倾斜面62的坡度小等的情况下，不受此限。

表膜81能使用以旋涂法、狭缝涂布法等公知的方法将纤维素系树脂、氟系树脂等膜材料溶液涂敷到平滑基板上并使其干燥固化而制造的、例如0.1～10μm程度的厚度的表膜。

掩模粘合层83的材质能使用丙烯酸系树脂、聚丁烯树脂、sebs、有机硅树脂等公知的材料，与膜粘接层82同样，可以根据需要用适当的溶剂进行稀释，并使用空气加压式分配器等涂敷到掩模粘合面13上。如图9所示，关于掩模粘合层83的形状，除了仅设于掩模粘合面13的一部分区域以外，也可以是按多列设置或者形成于整个面。另外，其截面形状可以为凸状，也可以实施掩模粘合层83的高度调整和为了提高平坦度而实施压碎加工使其成为平面。

并且，关于如上述那样构成的表膜构件，如图9所示，在膜粘接层82的内缘侧几乎不会形成由于表面张力而形成的凸形状的曲面，或者即使形成了曲面也是能忽略其影响的程度，因此，表膜81无间隙地完全粘接至膜粘接层82的内缘为止，表膜81不会被膜粘接层82拉伸而绷紧。其结果是，在表膜构件框架11的内缘附近，表膜81的外观极大提高。

[实施例]

〈实施例1〉

以下，示出实施例来更具体地说明本发明。

图8、图9示出了使用图1、图2、图3和图4所示的表膜构件框架制作的表膜构件的立体图和截面图。

表膜构件框架11是使用5000系铝合金并通过机械加工制作的，并实施了黑色氧化铝膜处理。此时，表膜构件框架11的尺寸为：外部尺寸为756×937.5mm，内部尺寸为740×925.5mm，高度为5.8mm。在设置表膜的面(膜粘接面)12上，在整周上设有从内缘侧向外缘侧下降的倾斜面12a，从倾斜面12a的外缘侧终端b到设置表膜的面的外缘形成有平坦面12b。

倾斜面12a的宽度为w＝1mm，高度为h＝0.1mm，倾斜角α为约84.3°，平坦面的宽度为长边7mm，短边5mm。此外，倾斜面12a的内缘侧始端a与膜粘接面的内缘是一致的。将该表膜构件框架11搬入10级无尘室，用界面活性剂和纯水进行清洗，使其完全干燥。

对该表膜构件框架11利用空气加压式分配器在掩模粘合面13上涂敷用甲苯稀释后的有机硅粘合剂(信越化学工业(株)制造)，形成掩模粘合层83。另外，在膜粘接面12上，用空气加压式分配器涂敷作为表膜粘接剂的有机硅粘合剂(信越化学工业(株)制造)使其厚度为约80μm，而形成膜粘接层82。然后，在120℃以上进行加热，使溶剂完全除去，并且使有机硅粘合剂加热固化。

膜粘接层82成为如图9和图10的(c)所示的截面形状，倾斜面12a的内缘侧始端a处的膜粘接层82的厚度小于倾斜面的外缘侧终端b处的膜粘接层82的厚度。此时，膜粘接层82的与表膜接触的面(膜粘接面)92具有从内缘侧向外缘侧下降的倾斜面92a。另外，膜粘接面92的倾斜面92a的内缘侧始端与膜粘接层82的内缘侧始端是一致的。

然后，在掩模粘合层83的表面上，为了进行表面保护而装配隔离物88，该隔离物88是对厚度为0.125mm的pet膜涂敷脱模剂，并切割加工为与表膜构件框架11的外形大致相同的形状而得到的。而且，在设于表膜构件框架11侧面的通气孔84的外侧，隔着丙烯酸树脂粘合层(未图示)装配包括ptfe多孔质膜的防尘过滤器87。

最后，将在研磨得平滑的石英玻璃基板上使氟系聚合物(旭硝子(株)制)通过狭缝涂布法成膜并将其干燥、剥离而得到的厚度为约2.2μm的表膜81隔着膜粘接层82进行贴附，而完成表膜构件80。

对完成的表膜构件80进行了观察，如图9所示，膜粘接层82形成为完全覆盖膜粘接面12，并且越去往表膜构件框架11的倾斜面12a的内缘侧始端a，其厚度越薄，在内缘侧始端a附近极薄，为边缘陡立的截面形状。

并且，关于该表膜构件80，对表膜81的表膜构件框架附近进行了观察，在表膜构件框架11的内缘整周上，在膜粘接层82中几乎都观察不到表膜81的未粘接区域。另外，考虑到输送中的振动，而通过送风试着使表膜81进行了振动，但在表膜81上未观察到局部的皱褶、绷紧，保持了良好的外观。

〈比较例1〉

作为比较例1，使用与上述实施例1相同尺寸而仅有截面形状不同的表膜构件框架111来制作图11所示的表膜构件110。除了所使用的表膜构件框架111以外，制造工序、条件全部与实施例1相同。此时使用的表膜构件框架111的截面形状如图14所示，没有如上述实施例1中那样的表膜构件框架11的内缘附近的突起，为矩形截面。

在完成的表膜构件110的表膜119中，在表膜构件框架111的内缘附近产生了多处如图12的放大图所示的膜的微小绷紧120。另外，在表膜构件110的截面中，产生了膜的绷紧120的部位如图13的(a)那样，另一方面，未产生绷紧120的部位如图13的(b)那样。

另外，表膜粘接层112虽然形成为大致均匀的厚度，但是由于粘接层的表面张力的作用，在内缘附近产生了凸状的曲面部112a。并且，推测是在表膜119的松弛大的区域中或随着工序间的搬运而表膜119晃动时，表膜119与曲面部112a接触并粘接，而产生了绷紧120。并且，这会使外观恶化，因而是不优选的。