CN100562374C

CN100562374C - 清洗用海绵滚轮芯

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Publication number: CN100562374C
Application number: CNB2003801109054A
Authority: CN
Inventors: 奥薗则佳; 宫地宏; 田中洋一
Original assignee: Aion Co Ltd
Current assignee: Aion Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JPWO2005065849A1; WO2005065849A1; MY137380A; EP1698404A1; EP1698404A4; US20070163066A1; US8656545B2; CN1886206A; EP1698404B1; AU2003292719A1; JP4053060B2

Abstract

一种清洗用海绵滚轮芯，为清洗用海绵滚轮使用的略圆筒形的轮芯，其特征为有沿轴方向延伸的内孔，及由该内孔向圆周的外表面连通的多数的小孔。该内孔的直径为10毫米以上，该些小孔的直径为2.5毫米以上，且该些小孔的开口断面积的合计大于该内孔的断面积。本发明即提供上述的海绵滚轮芯，以及由该轮芯与载覆其上的清洗用海绵滚轮组合而成的清洗用海绵滚轮装置。

Description

清洗用海绵滚轮芯

技术领域

本发明为关于清洗用海绵滚轮的轮芯，更详细地说是在基板制造的清洗工程时，安装清洗用的海绵滚轮的轮芯。

背景技术

在铝硬碟片、玻璃碟片、晶圆、光掩模或液晶玻璃基板等的制造工程，为将表面整修成极高精度的面，用氧化硅、氧化铝、二氧化铈等的各种研磨粒高精度研磨，进行所谓的磨光加工。在磨光加工的被研磨物的表面，有研磨粒或研磨屑附着。为除去该些细粒，有必要再施行充分的清洗。

目前虽已有超音波清洗或喷射水流等清洗方法，但为得高度清洗效果并减低对基板的损伤，用聚乙烯乙缩醛(polyvinyl acetal)是多孔质体制成的海绵滚轮的擦洗清洗法广被采用。又，清洗剂，不只是常用的DI水，酸、碱溶剂等适合各种基板的各种药剂亦被使用。例如，硅晶圆的清洗液有氨水与过氧化氢水的混合液，稀氢氟酸，盐酸与过氧化氢水的混合液等。

聚乙烯乙缩醛是多孔质体的海绵滚轮之中，亦有在圆筒表面有多数突出状的圆筒状滚轮刷(brush roller)广被使用于该些清洗工程。即一面回转海绵滚轮，使该突出状的头顶部连续的接触被清洗体的清洗面，以得良好的清洗效果(美国专利第4566911号)。因只有突起部与被清洗体发生接触，故与平面的海绵滚轮比较，磨擦较小，对被清洗体的损伤较少。或有清洗液与夹带杂物容易通过突起之间隙从被清洗体除去的优点。

在清洗工程时，通常对各种基板使用专用的清洗装置。任一种装置，通常都在与旋转驱动部接触的轮芯套戴清洗用的海绵滚轮，在滚轮的突起头顶部与被清洗体接触的状态，使轮芯与海绵滚轮一起旋转。

亦有用喷嘴等将清洗液从被清洗体或海绵滚轮的上部或侧面供给的装置，但为提高清洗能力，亦有采用由轮芯内部向海绵滚轮内侧供给清洗液的装置，后者的场合，轮芯为中空的圆筒状，清洗液由轮芯的一端导入，从中空部经连通轮芯外表面的小孔供给海绵滚轮，然后流出海绵滚轮的外表面。

在美国专利第6240588号中记述一种刷子芯，其特征为具备：第一孔群及第二孔群，该些第一孔群与第二孔群皆有多数的孔沿轮芯的轴方向一直线排列，第一孔群与第二孔的位置互相错开；且该第一孔群与第二孔群在轮芯的周围交互重复配置，及该些第一孔群与第二孔群配设在轮芯的由外表面向内凹入的沟中，该轮芯之中心的内孔的直径有0.06～0.35时(1.524～8.89毫米)。

在美国专利第6543084号中记述一种刷子芯，该刷子芯由细长的部材构成，该细长部材在中心轴的周围且离开中心轴处有多数的液体排出表面，该些多数的液体排出表面互相隔离配置，该细长部材有直径0.06～0.35时的液体供给内孔在其中心，该细长部材设有多数的小孔，从该液体供给内孔通到液体排出表面，由该液体供给内孔通到液体排出表面的多数小孔的直径有0.005～0.095时(0.127～2.34毫米)。

在美国专利第6308369号记述一种刷子组件(brush assembly)是一种晶圆清洗装置，在刷子芯表面沿轴方向挖设沟道，有与刷子芯同心的第一圆筒状套管及第二套管(即刷子本体)。该沟道为容许液体沿刷子芯的轴方向流到第一及第二套管的处所。

在美国专利第6247197号及第5806126号，记述安装着清洗用刷子使用的装置。

不过，先前的装置，清洗液由轮芯至海绵滚轮的供应极不均匀，因此，要均一地将清洗液流出滚轮外表，成为困难的问题。

又，在清洗工程时，多数种类不同的清洗液轮流使用的场合甚多，在使用中的清洗液切换到其他的清洗液时，轮芯之中空或清洗的海绵滚轮始终残留先前使用的清洗液，所以有清洗液的换置需要长时间的问题。

发明内容

本发明提供一种清洗用海绵滚轮的轮芯，能够将清洗液均匀分配到轮芯的全部外表面区域，亦即可将清洗液均匀供给海绵滚轮；而且清洗液替换时，能够迅速完成清洗液的换置工作。先前的海绵滚轮芯，因中空部与连通的小孔的开口部面积显然甚小，供给海绵滚轮的清洗液有极端的偏差，为清洗液难以均匀流出滚输外表面的理由之一。

本发明的清洗用海绵滚轮芯的特征，为具有略成圆筒形沿轴方向延伸的内孔，由该内孔向圆周外表连通的多数的小孔。该内孔的直径有10毫米～20毫米，小孔的直径2.5毫米～5毫米，且该些小孔的开口断面的合计为该内孔断面积的1.2～5倍；该些多数的小孔沿该轮芯的圆周方向及轴方向分散，在轴方向成直线排列，且在该一个直线上配置的小孔与该相邻的直线上配置的小孔在同一圆周上排列；在轴方向设有由该轮芯的圆周外表面沿向内凹陷的沟槽，在该些沟槽中开设上述的小孔。

为让本发明的上述原理和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1示本发明的清洗用海绵滚轮芯的例，图1A为轮芯的沿轴方向的断面图，图1B为该轮芯的右侧面，图1D为该轮芯的正面图，图1C为图1D的B-B处断面图。图1D’为与图1D的轮芯不同形态的轮心的正面图。

图2示本发明的清洗用海绵滚轮芯的其他例，图2A为该轮芯的沿轴方向的断面图，图2B为该轮芯的右侧面图。

1轮芯 2内孔

3小孔 4沟槽

5外表面

具体实施方式

下面参考图1说明本发明，图1A示本发明的清洗用海绵滚轮芯的例的断面图，图1B为该右侧面的图，图1C为B-B的侧断面图。图1中，轮芯1为中空圆筒状有沿轴方向延伸的内孔2，由该内孔2有多数的小孔3连通轮芯外表面5。该内孔的直径为10毫米以上。10毫米～20毫米较佳，最好为12～15毫米。该些小孔的直径需2.5毫米以上，2.5毫米～5毫米较佳，尤其在2.8～4毫米最佳。而且，该些小孔的开口断面积的合计应大于内孔断面积，以1.2～5倍较佳，特别是1.5～3倍最好。在图中的实施例，如设内孔的直径为10毫米(即1cm)，小孔的直径为2.5毫米，则内孔的断面积为约0.785cm²，小孔数有40个，小孔的开口断面积的合计约1.96cm²，比内孔断面积大约2.5倍。采用如此的构造，可减低在小孔的液体压力损失，能够设定较低的液体供给压力。如此则清洗液由小孔向海绵滚轮扩散，故清洗液不会由小孔局部地流出海绵滚轮的外表面，能够对海绵滚轮的全表面均匀地供给清洗液。又，清洗液切换时，亦因通路短，没有清洗液换置困难的部位，故可迅速完成清洗液的换置。

在本发明的轮芯形成的该些多数的小孔，最好沿该轮芯的圆周方向及轴方向分散，在轴方向直线排列。而且在一个直线上配置的小孔与相邻的直线上配置的相对的小孔，配设在轮芯的同一圆周上。例如图1D的排列与图1D’的排列为相邻的场合，在各个前端的小孔互相在同一圆周上，由前端第2、第3等等各小孔亦相同。在轴方向设有由该轮芯的圆周外表面向内凹陷的多数个沟槽4、4’、4”，在各沟槽之中最少有一个小孔，最好开二个以上小孔。该些各个沟槽形成清洗液的滞留扩散区域。该些沟槽的宽度最好有小孔直径的二倍以上。

在图1D中，沟槽4有四个小孔，沟槽4’有二个小孔，沟槽4”中有四个小孔。在一个沟槽开设的小孔数，通常有2～5个，最佳2～4个。在一个沟槽中小孔开设数，在该轮芯的轴方向2、3或4的重复图案，或2与3，2与4，3与4形成的图案较佳。例如，在一个轴方向的直线上排列的小孔的合计数为10时，则配置成(2，2，2，2，2)、(2，3，3，2)，或(3，4，3)的图案较佳。在一个轴方向的直线上配置的小孔的合计数并无特别的限制，通常可在5～20个之间选择。相邻的小孔间隔全部相同亦可，但分成轮芯之中央部与端部变化也可以。依上述的图案适宜设定，控制清洗液在轮芯的轴方向及圆周方向的流况，可得最适的清洗效果。如小孔的开口部直接与海绵滚轮的内面接触，则清洗液在海绵内的扩散容易不均匀。为避免该扩散不均现象，上述的沟槽形成扩散区域，以便能在轴方向均匀且迅速地将清洗液供给安装于轮芯的外表面5上的海绵滚轮(未图示)。

在该轮心的圆周方向等间隔配置4～8个沟槽较佳，特别是4或6个最好，在图1C中有四个沟槽等间隔配置。特佳的情况为该轮芯的圆周方向相邻的沟槽内开设不同个数的小孔。例如该些小孔的配置，在端部的圆周方向成(4，3，4，3)，在轴方向分别为(4，2，4)与(3，4，3)的配置。此为图1D的图案与图1D’的图案成90度的重复配置。或者在端部的圆周方向成(2，4，4，2)，在轴方向分别为(2，3，3，2)与(4，2，4)的配置。如上的配置，能在海绵滚轮(未图示)的旋转方向均匀且迅速地供给清洗液。

在该轮芯的一侧的端部11，为嵌入清洗装置的旋转驱动部(未图示)的套管，内孔2在端部11封闭。在该轮芯的他侧的端部10，如图1B所示，内孔2开口，在该端部10连接清洗液供给管(未图示)。该轮芯的轴方向长度及外表面5的直径，依海绵滚轮的轴方向长度及内径而定，一般各别为50～500毫米，及15～100毫米的范围。

从端部10的方向将清洗用海绵滚轮安装到轮芯之上，即完成清洗用海绵滚轮装置。清洗用海绵滚轮个体，可使用公知的例如美国专利第4566911号所记述者。

较佳的状况为端部10或端部10与端部11，用比轮芯的外表面5的直径更大的法兰盘(flange)构成，可用螺丝钉安装或取下。此场合，可先取下该法兰盘，再将海绵滚轮安装于轮芯，再嵌入法兰盘固定的，就可供使用。该法兰盘在清洗工程进行时，有防止海绵滚自轮芯上的轴方向松脱的效果。

本发明的其他实施例，为如图2A及图2B所示，在轴方向及圆周方向的沟槽与沟槽之间的外周面成不连续的周面，成部份切缺的构造。如此，不仅能节省材料费亦可减轻重量。轮芯的材料虽无特别限定，可由聚乙稀、聚丙烯、聚甲醛、聚碳酸脂、硬质聚氯乙烯、氟树脂，考虑强度或对使用药剂的耐性适宜选定。又，轮芯的成型法，可适宜选择例如射出成形法，注模成形法，磨削加工法。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种清洗用海绵滚轮芯，为清洗用海绵滚轮使用的略圆筒形的轮芯，其特征为有沿轴方向延伸的内孔，及由该内孔向圆周外表面连通的多数的小孔；该内孔的直径为10毫米～20毫米，这些小孔的直径为2.5毫米～5毫米，且这些小孔的开口断面积的合计为该内孔断面积的1.2～5倍；这些小孔沿该轮芯的圆周方向及轴方向分散，在轴方向成直线排列，且在一个直线上配置的小孔与相邻的直线上配置的小孔在同一圆周上排列；在轴方向设有由该轮芯的圆周外表面沿向内凹陷的沟槽，在这些沟槽中开设上述的小孔。

2.根据权利要求1所述的清洗用海绵滚轮芯，其特征为在这些的一个沟槽之中开设的小孔数在2～5个之间。

3.根据权利要求2所述的清洗用海绵滚轮芯，其特征为在该轮芯的轴方向的各沟槽中的小孔数，成2、3或4的重复排列图案，或2与3、2与4或3与4的排列图案。

4.根据权利要求2或3所述的海绵滚轮芯，其特征为沿该轮芯的圆周方向等间隔配置四或六道沟槽，这些相邻的沟槽开设互相不同个数的小孔，这些小孔的个数为在该轮芯的圆周方向重复的图案。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的清洗用海绵滚轮芯，其特征为在该轮芯的一侧端部或两方的端部安装有法兰盘。