專利名稱：清洗用海綿滾輪芯的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為關于清洗用海綿滾輪的輪芯，更詳細地說是在基板制造的清洗工程時，安裝清洗用的海綿滾輪的輪芯。
背景技術：
在鋁硬碟片、玻璃碟片、晶圓、光掩?；蛞壕РＡЩ宓鹊闹圃旃こ?，為將表面整修成極高精度的面，用氧化硅、氧化鋁、二氧化鈰等的各種研磨粒高精度研磨，進行所謂的磨光加工。在磨光加工的被研磨物的表面，有研磨粒或研磨屑附著。為除去該些細粒，有必要再施行充分的清洗。
目前雖已有超音波清洗或噴射水流等清洗方法，但為得高度清洗效果并減低對基板的損傷，用聚乙烯乙縮醛(polyvinyl acetal)是多孔質體制成的海綿滾輪的擦洗清洗法廣被采用。又，清洗劑，不只是常用的DI水，酸、堿溶劑等適合各種基板的各種藥劑亦被使用。例如，硅晶圓的清洗液有氨水與過氧化氫水的混合液，稀氫氟酸，鹽酸與過氧化氫水的混合液等。
聚乙烯乙縮醛是多孔質體的海綿滾輪之中，亦有在圓筒表面有多數突出狀的圓筒狀滾輪刷(brush roller)廣被使用于該些清洗工程。即一面回轉海綿滾輪，使該突出狀的頭頂部連續(xù)的接觸被清洗體的清洗面，以得良好的清洗效果(美國專利第4566911號)。因只有突起部與被清洗體發(fā)生接觸，故與平面的海綿滾輪比較，磨擦較小，對被清洗體的損傷較少。或有清洗液與夾帶雜物容易通過突起之間隙從被清洗體除去的優(yōu)點。
在清洗工程時，通常對各種基板使用專用的清洗裝置。任一種裝置，通常都在與旋轉驅動部接觸的輪芯套戴清洗用的海綿滾輪，在滾輪的突起頭頂部與被清洗體接觸的狀態(tài)，使輪芯與海綿滾輪一起旋轉。
亦有用噴嘴等將清洗液從被清洗體或海綿滾輪的上部或側面供給的裝置，但為提高清洗能力，亦有采用由輪芯內部向海綿滾輪內側供給清洗液的裝置，后者的場合，輪芯為中空的圓筒狀，清洗液由輪芯的一端導入，從中空部經連通輪芯外表面的小孔供給海綿滾輪，然后流出海綿滾輪的外表面。
在美國專利第6240588號中記述一種刷子芯，其特征為具備第一孔群及第二孔群，該些第一孔群與第二孔群皆有多數的孔沿輪芯的軸方向一直線排列，第一孔群與第二孔的位置互相錯開；且該第一孔群與第二孔群在輪芯的周圍交互重復配置，及該些第一孔群與第二孔群配設在輪芯的由外表面向內凹入的溝中，該輪芯之中心的內孔的直徑有0.06～0.35吋(1.524～8.89毫米)。
在美國專利第6543084號中記述一種刷子芯，該刷子芯由細長的部材構成，該細長部材在中心軸的周圍且離開中心軸處有多數的液體排出表面，該些多數的液體排出表面互相隔離配置，該細長部材有直徑0.06～0.35吋的液體供給內孔在其中心，該細長部材設有多數的小孔，從該液體供給內孔通到液體排出表面，由該液體供給內孔通到液體排出表面的多數小孔的直徑有0.005～0.095吋(0.127～2.34毫米)。
在美國專利第6308369號記述一種刷子組件(brush assembly)是一種晶圓清洗裝置，在刷子芯表面沿軸方向挖設溝道，有與刷子芯同心的第一圓筒狀套管及第二套管(即刷子本體)。該溝道為容許液體沿刷子芯的軸方向流到第一及第二套管的處所。
在美國專利第6247197號及第5806126號，記述安裝著清洗用刷子使用的裝置。
不過，先前的裝置，清洗液由輪芯至海綿滾輪的供應極不均勻，因此，要均一地將清洗液流出滾輪外表，成為困難的問題。
又，在清洗工程時，多數種類不同的清洗液輪流使用的場合甚多，在使用中的清洗液切換到其他的清洗液時，輪芯之中空或清洗的海綿滾輪始終殘留先前使用的清洗液，所以有清洗液的換置需要長時間的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種清洗用海綿滾輪的輪芯，能夠將清洗液均勻分配到輪芯的全部外表面區(qū)域，亦即可將清洗液均勻供給海綿滾輪；而且清洗液替換時，能夠迅速完成清洗液的換置工作。先前的海綿滾輪芯，因中空部與連通的小孔的開口部面積顯然甚小，供給海綿滾輪的清洗液有極端的偏差，為清洗液難以均勻流出滾輸外表面的理由之一。
本發(fā)明的清洗用海綿滾輪芯的特征，為具有略成圓筒形沿軸方向延伸的內孔，由該內孔向圓周外表連通的多數的小孔。該內孔的直徑有10毫米以上，小孔的直徑2.5毫米以上，且該些小孔的開口斷面的合計，大于該內孔的斷面積。
為讓本發(fā)明的上述原理和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下


圖1示本發(fā)明的清洗用海綿滾輪芯的例，圖1A為輪芯的沿軸方向的斷面圖，圖1B為該輪芯的右側面，圖1D為該輪芯的正面圖，圖1C為圖1D的B-B處斷面圖。圖1D’為與圖1D的輪芯不同形態(tài)的輪心的正面圖。
圖2示本發(fā)明的清洗用海綿滾輪芯的其他例，圖2A為該輪芯的沿軸方向的斷面圖，圖2B為該輪芯的右側面圖。
1輪芯2內孔3小孔4溝槽5外表面具體實施方式
下面參考圖1說明本發(fā)明，圖1A示本發(fā)明的清洗用海綿滾輪芯的例的斷面圖，圖1B為該右側面的圖，圖1C為B-B的側斷面圖。圖1中，輪芯1為中空圓筒狀有沿軸方向延伸的內孔2，由該內孔2有多數的小孔3連通輪芯外表面5。該內孔的直徑為10毫米以上。10毫米～20毫米較佳，最好為12～15毫米。該些小孔的直徑需2.5毫米以上，2.5毫米～5毫米較佳，尤其在2.8～4毫米最佳。而且，該些小孔的開口斷面積的合計應大于內孔斷面積，以1.2～5倍較佳，特別是1.5～3倍最好。在圖中的實施例，如設內孔的直徑為10毫米(即1cm)，小孔的直徑為2.5毫米，則內孔的斷面積為約0.785cm2，小孔數有40個，小孔的開口斷面積的合計約1.96cm2，比內孔斷面積大約2.5倍。采用如此的構造，可減低在小孔的液體壓力損失，能夠設定較低的供給壓力。如此則清洗液由小孔向海綿滾輪擴散，故清洗液不會由小孔局部地流出海綿滾輪的外表面，能夠對海綿滾輪的全表面均勻地供給清洗液。又，清洗液切換時，亦因通路短，沒有清洗液換置困難的部位，故可迅速完成清洗液的換置。
在本發(fā)明的輪芯形成的該些多數的小孔，最好沿該輪芯的圓周方向及軸方向分散，在軸方向直線排列。而且在一個直線上配置的小孔與相鄰的直線上配置的相對的小孔，配設在輪芯的同一圓周上。例如圖1Dn的排列與圖1D’的排列為相鄰的場合，在各個前端的小孔互相在同一圓周上，由前端第2、第3等等各小孔亦相同。在軸方向設有由該輪芯的圓周外表面向內凹陷的多數個溝槽4、4’、4”，在各溝槽之中最少有一個小孔，最好開二個以上小孔。該些各個溝槽形成清洗液的滯留擴散區(qū)域。該些溝槽的寬度最好有小孔直徑的二倍以上。
在圖1中，溝槽4有四個小孔，溝槽4’有二個小孔，溝槽4”中有四個小孔。在一個溝槽開設的小孔數，通常有2～5個，最佳2～4個。在一個溝槽中小孔開設數，在該輪芯的軸方向2、3或4的重復圖案，或2與3，2與4，3與4形成的圖案較佳。例如，在一個軸方向的直線上排列的小孔的合計數為10時，則配置成(2，2，2，2，2)、(2，3，3，2)，或(3，4，3)的圖案較佳。在一個軸方向的直線上配置的小孔的合計數并無特別的限制，通?？稍?～20個之間選擇。相鄰的小孔間隔全部相同亦可，但分成輪芯之中央部與端部變化也可以。依上述的圖案適宜設定，控制清洗液在輪芯的軸方向及圓周方向的流況，可得最適的清洗效果。如小孔的開口部直接與海綿滾輪的內面接觸，則清洗液在海綿內的擴散容易不均勻。為避免該擴散不均現象，上述的溝槽形成擴散區(qū)域，以便能在軸方向均勻且迅速地將清洗液供給安裝于輪芯的外表面5上的海綿滾輪(未圖示)。
在該輪心的圓周方向等間隔配置4～8個溝槽較佳，特別是4或6個最好，在圖1C中有四個溝槽等間隔配置。特佳的情況為該輪芯的圓周方向相鄰的溝槽內開設不同個數的內孔。例如該些內孔的配置，在端部的圓周方向成(4，3，4，3)，在軸方向分別為(4，2，4)與(3，4，3)的配置。此為圖1D的圖案與圖1D’的圖案成90度的重復配置?；蛘咴诙瞬康膱A周方向成(2，4，4，2)，在軸方向分別為(2，3，3，2)與(4，2，4)的配置。如上的配置，能在海綿滾輪(未圖示)的旋轉方向均勻且迅速地供給清洗液。
在該輪芯的一側的端部11，為嵌入清洗裝置的旋轉驅動部(未圖示)的套管，內孔2在端部11封閉。在該輪芯的他側的端部10，如圖1B所示，內孔2開口，在該端部10連接清洗液供給管(未圖示)。該輪芯的軸方向長度及外表面5的直徑，依海綿滾輪的軸方向長度及內徑而定，一般各別為50～500毫米，及15～100毫米的范圍。
從端部10的方向將清洗用海綿滾輪安裝到輪芯之上，即完成清洗用海綿滾輪裝置。清洗用海綿滾輪個體，可使用公知的例如美國專利第4566911號所記述者。
較佳的狀況為端部10或端部10與端部11，用比輪芯的外表面5的直徑更大的法蘭盤(flange)構成，可用螺絲釘安裝或取下。此場合，可先取下該法蘭盤，再將海綿滾輪安裝于輪芯，再嵌入法蘭盤固定的，就可供使用。該法蘭盤在清洗工程進行時，有防止海綿滾自輪芯上的軸方向松脫的效果。
本發(fā)明的其他實施例，為如圖2A及圖2B所示，在軸方向及圓周方向的溝槽與溝槽之間的外周面成不連續(xù)的周面，成部份切缺的構造。如此，不僅能節(jié)省材料費亦可減輕重量。輪芯的材料雖無特別限定，可由聚乙稀、聚丙烯、聚甲醛、聚碳酸脂、硬質聚氯乙烯、氟樹脂，考慮強度或對使用藥劑的耐性適宜選定。又，輪芯的成型法，可適宜選擇例如射出成形法，注模成形法，磨削加工法。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種清洗用海綿滾輪芯，為清洗用海綿滾輪使用的略圓筒形的輪芯，其特征為有沿軸方向延伸的內孔，及由該內孔向圓周外表面連通的多數的小孔；該內孔的直徑為10毫米以上，該些小孔的直徑為2.5毫米以上，且該些小孔的開口斷面積的合計大于該內孔的斷面積。
2.根據權利要求1所述的清洗用海綿滾輪芯，其特征為，該些多數的小孔沿該輪芯的圓周方向及軸方向分散，在軸方向成直線排列，且在該一個直線上配置的小孔與該相鄰的直線上配置的小孔在同一圓周上排列；在軸方向設有由該輪芯的圓周外表面沿向內凹陷的溝槽，在該些溝槽中開設上述的小孔。
3.根據權利要求2所述的清洗用海綿滾輪芯，其特征為在該些的一個溝槽之中開設的小孔數在2～5個之間。
4.根據權利要求3所述的清洗用海綿滾輪芯，其特征為在該輪芯的軸方向的各溝槽中的小孔數，成2、3或4的重復排列圖案，或2與3、2與4或3與4的排列圖案。
5.根據權利要求3或4所述的海綿滾輪芯，其特征為沿該輪芯的圓周方向等間隔配置四或六道溝槽，該些相鄰的溝槽開設互相不同個數的內孔，該些內孔的個數為在該輪芯的圓周方向重復的圖案。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的清洗用海綿滾輪芯，其特征為在該輪芯的一側端部或兩方的端部安裝有法蘭盤。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的清洗用海綿滾輪芯，其特征為該內孔的直徑為10毫米至20毫米，該些小孔的直徑為2.5～5毫米，且該些小孔的開口面積的合計大于該內孔的斷面積。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的清洗用海綿滾輪芯，其特征為該些小孔的開口斷面積的合計為該內孔斷面積的1.2～5倍。
全文摘要
一種清洗用海綿滾輪芯，為清洗用海綿滾輪使用的略圓筒形的輪芯，其特征為有沿軸方向延伸的內孔，及由該內孔向圓周的外表面連通的多數的小孔。該內孔的直徑為10毫米以上，該些小孔的直徑為2.5毫米以上，且該些小孔的開口斷面積的合計大于該內孔的斷面積。本發(fā)明即提供上述的海綿滾輪芯，以及由該輪芯與載覆其上的清洗用海綿滾輪組合而成的清洗用海綿滾輪裝置。
文檔編號H01L21/304GK1886206SQ20038011090
公開日2006年12月27日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權日2003年12月26日
發(fā)明者奧薗則佳, 宮地宏, 田中洋一 申請人:艾翁株式會社