CN113874131A - 基板清洗用刷 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基板清洗用刷，在将支架上部(11)安装于刷旋转轴(2)的支架安装状态下，支架上部(11)的下表面和支架下部(18)的内周面划分出刷收纳空间(23)，支架底板部(19)的内周缘划分出比支架下部(18)的内径小径的圆形状的支架开口(24)。刷主体(30)的被保持部(31)为无法插通支架开口(24)的圆柱状，被收纳保持于刷收纳空间(23)。刷主体(30)的清洗部(32)为比被保持部(31)小径且能够插通刷开口(24)的圆柱状，插通支架开口(24)而朝下方突出。刷支架(10)的支架开口(24)的上下长度(L2)为清洗部(32)从刷主体(30)的被保持部(31)突出的突出长度(L1)的1/4以上且比清洗部(32)的突出长度(L1)短。

Description

基板清洗用刷
技术领域
本发明涉及一种基板清洗用刷，安装于对基板进行刷洗的基板清洗装置来使用。
背景技术
在专利文献1中记载有一种在由上部安装部和下部保持部构成的刷支架上保持刷主体而构成的基板清洗用刷。刷主体的上半部分为大径部，下半部分为比大径部小径的小径部。刷主体由多孔质材料形成，该多孔质材料形成有连续的气孔，具有亲水性，在湿润时呈现良好的柔软性、弹性。在刷支架的上部安装部的上表面中央部，一体地突出设置有用于将基板清洗用刷安装于基板清洗装置的刷旋转轴的卡止部。刷支架的下部保持部的内径尺寸比刷主体的大径部的外径稍大，在下部保持部的下端附近的内周面上一体地形成设置有支承环状部。支承环状部的内径尺寸比刷主体的小径部的外径稍大且比大径部的外径小。
在将刷主体组装于刷支架时，将刷主体的小径部插入到下部保持部的支承环状部的圆形孔中，将刷主体收纳在下部保持部内，然后使上部安装部的嵌合部嵌合安装于下部保持部的上端部。由此，刷主体被保持于刷支架，成为刷主体的下端面比下部保持部的下端朝下方突出的状态。
通过将基板清洗用刷安装于基板清洗装置的刷保持臂的刷旋转轴，一边使保持于旋转卡盘的基板绕铅垂轴旋转，一边向基板上供给纯水等清洗液，使基板清洗用刷一边自转一边从上方位置下降，在使刷主体的下表面与基板表面接触的状态下，使基板清洗用刷沿着基板的表面在基板上从中心部朝向周缘部移动，由此进行基板的清洗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-181025号公报
发明内容
发明要解决的课题
在基于专利文献1的基板清洗用刷进行清洗时，刷主体的小径部的下表面在基板的表面上移动，柔软的小径部以相对于旋转轴(铅垂轴)倾斜的方式朝径向弹性变形，因此与小径部朝径向的弹性变形相对应，小径部相对于基板表面的接触压力也变动。因此，当能够朝径向弹性变形的小径部的上下方向的长度过大时，小径部的接触压力的变动也变大，难以均匀地清洗基板的被清洗面。因而，为了均匀地清洗被清洗面，优选在不损害小径部的清洗效果的范围(以产生所期望的清洗效果的方式弹性变形的范围)内，将能够朝径向弹性变形的小径部的上下方向的长度抑制得尽量短。
但是，在专利文献1的基板清洗用刷中，小径部插通薄板状的支承环状部的圆形孔，相对于小径部从大径部突出的突出长度来说，圆形孔的上下方向的长度极短。因此，能够朝径向弹性变形的小径部的上下方向的长度有可能变得过大，而无法均匀地清洗被清洗面。
因此，本发明的目的在于提供一种基板清洗用刷，适合均匀地清洗基板的被清洗面的整个区域。
为了实现上述目的，本发明的第1方案为一种基板清洗用刷，通过与轴心沿着上下方向延伸的基板清洗装置的刷旋转轴一体地旋转来清洗基板，其具备刷支架以及刷主体。
刷支架具有支架上部、支架下部以及支架底板部。支架上部安装于刷旋转轴的下端。支架下部为在将支架上部安装于刷旋转轴的支架安装状态下从支架上部朝下方延伸的圆筒状。支架底板部为在支架安装状态下从支架下部的下端内缘朝径向内侧突出的中空圆板状。在支架安装状态下，支架上部的下表面、支架下部的内周面以及支架底板部的上表面划分出刷收纳空间，支架底板部的内周缘划分出比支架下部的内径小径的圆形状的支架开口，刷收纳空间的中心轴以及支架开口的中心轴与刷旋转轴的轴心大致一致。
刷主体一体地具有被保持部和清洗部。被保持部为无法插通支架开口的圆柱状，被收纳保持于刷收纳空间。清洗部为比被保持部小径且能够插通支架开口的圆柱状，在支架安装状态的刷收纳空间中保持了被保持部的刷安装状态下，插通支架开口而朝下方突出。刷主体在刷安装状态下使清洗部的下表面从上方与基板接触而进行清洗。
刷支架的支架开口的上下长度为清洗部从刷主体的被保持部突出的突出长度的1/4以上且比清洗部的突出长度短。另外，当考虑到清洗部的清洗能力时，支架开口的上下长度优选为清洗部的突出长度的2/3以下。
在对基板的被清洗面进行清洗的情况下，将以刷旋转轴为中心进行旋转的刷主体的清洗部的下表面从上方按压于被清洗面并使其在被清洗面上移动。通过这样的移动，清洗部以相对于刷旋转轴倾斜的方式朝径向弹性变形。
在上述构成中，刷支架的支架开口的上下长度为清洗部从刷主体的被保持部突出的突出长度的1/4以上且比清洗部的突出长度短，因此在刷主体的清洗部的被保持部侧(上端侧)，清洗部的突出长度的1/4以上的上下长度范围的径向的弹性变形被支架开口限制。因而，能够在不损害清洗部的清洗效果的范围(以产生所期望的清洗效果的方式弹性变形的范围)内，将能够朝径向弹性变形的清洗部的上下方向的长度抑制得尽量短，能够均匀地清洗被清洗面的整个区域。
本发明的第2方案为，在第1方案的基板清洗用刷中，刷支架具有在支架安装状态下从支架底板部的内周缘朝下方突出的圆筒状的刷变形限制部。刷变形限制部的内周面与支架底板部的内周缘一起划分出支架开口。
在上述构成中，设置从支架底板部的内周缘朝下方突出的刷变形限制部，并通过支架底板部的内周缘和刷变形限制部的内周面来划分出支架开口，因此不需要与支架开口的上下长度相匹配地使支架底板部厚壁化。
本发明的第3方案为，在第1或第2方案的基板清洗用刷中，在支架下部的内周面上形成有使收纳于刷收纳空间的刷主体的被保持部的外周面朝径向内侧局部地弹性变形的多个突起。
在上述构成中，能够通过支架下部的多个突起来抑制刷主体的被保持部相对于刷支架旋转。
发明的效果
根据本发明，能够均匀地清洗基板的被清洗面的整个区域。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的基板清洗用刷的分解立体图。
图2是将图1的刷主体安装于刷支架的基板清洗用刷的截面图。
图3是图2的平截面图，(a)表示IIIa-IIIa截面，(b)表示IIIb-IIIb截面，(c)表示IIIc-IIIc截面，(d)表示IIId-IIId截面。
图4是将图1的刷主体安装于其他方式的刷支架的例子的基板清洗用刷的截面图，(a)表示第1变形例，(b)表示第2变形例。
具体实施方式
参照图1～图3对本发明的一个实施方式的基板清洗用刷(以下，简称为清洗用刷)1进行说明。
如图2所示，清洗用刷1由刷支架10和刷主体30构成，安装于基板清洗装置的刷旋转轴2的下端来使用。刷旋转轴2的轴心3沿着上下方向(大致铅垂方向)延伸，清洗用刷1通过与刷旋转轴2一体地旋转来对基板4的被清洗面(基板4的上表面的大致整个区域)5进行刷洗。清洗对象的基板4例如是半导体晶片、液晶显示装置用或光掩模用的玻璃基板、光盘用的基板等各种基板，基板清洗装置一边将基板4保持为水平姿态并使其绕铅垂轴(轴心3)旋转、一边向被清洗面5上供给清洗液来进行刷洗。
如图1～图3所示，刷支架10由上支架(支架上部)11和下支架12构成。上支架11以及下支架12例如由聚丙烯等硬质树脂材料形成，通过将下支架12组装于上支架11而一体化。
上支架11一体地具有圆板状的上支架大径部13、比上支架大径部13稍微小径的圆板状的上支架小径部14、以及在外周面上形成有外螺纹的支架外螺纹部15，上支架大径部13、上支架小径部14以及支架外螺纹部15设置成同轴状。上支架小径部14从上支架大径部13的下表面朝下方突出，支架外螺纹部15从上支架大径部13的上表面朝上方突出。在上支架小径部14的外周面上突出设置有多个(在本实施方式中为两处)卡止突部16，在支架外螺纹部15的上表面形成有朝下方延伸的有底的方孔17。
通过将基板清洗装置的刷旋转轴2侧的方形轴(省略图示)插入到方孔17中，并将螺母(省略图示)螺合紧固于支架外螺纹部15，由此上支架11被安装于刷旋转轴2的下端，并与刷旋转轴2一体地旋转。
下支架12一体地具有圆筒状的支架下部18、中空圆板状的支架底板部19、圆筒状的刷罩部20以及圆筒状的刷变形限制部21，支架下部18、支架底板部19、刷罩部20以及刷变形限制部21设置成同轴状。
支架下部18的外径被形成为与上支架大径部13的外径大致相同的直径，支架下部18的内径被形成为与上支架小径部14的外径大致相同的直径或者比其稍微大径。在支架下部18的一端部(上端部)形成有能够供上支架小径部14的卡止突部16插入并卡合的多个(在本实施方式中为两处)卡止孔22，通过将上支架小径部14的下端从上方插入到支架下部18，并将卡止突部16与卡止孔22卡合，由此下支架12被固定地安装于上支架11。
在将下支架12安装于上支架11且将上支架11安装于刷旋转轴2的支架安装状态下，支架下部18从上支架11朝下方延伸。支架底板部19在支架安装状态下从支架下部18的下端内缘朝径向内侧突出。刷罩部20为与支架下部18相同直径的圆筒状，在支架安装状态下从支架下部18的下端连续地朝下方延伸。刷变形限制部21为比刷罩部20小径的圆筒状，在支架安装状态下从支架底板部19的内周缘朝下方突出。刷罩部20从支架底板部19突出的突出高度以及刷变形限制部21从支架底板部19突出的突出高度分别能够任意地设定，在本实施方式中将两者设定为大致相等的突出高度。
在支架安装状态下，上支架11的下表面、支架下部18的内周面以及支架底板部19的上表面划分出刷收纳空间23。支架底板部19的内周缘与刷变形限制部21的内周面一起划分出比支架下部18的内径(支架下部18的内周面的直径)小径的圆形状的支架开口24。此外，刷收纳空间23的中心轴以及支架开口24的中心轴与刷旋转轴2的轴心3大致一致。
刷主体30由具有亲水性的海绵状的多孔质材料形成，一体地具有圆柱状的被保持部31以及比被保持部31小径的圆柱状的清洗部32。多孔质材料例如是以PVA为原料的多孔质材料(PVAt系多孔质材料)。例如，如下地制造PVAt系多孔质材料：通过以酸为催化剂而使甲醛与PVA结合的缩醛化反应来生成聚乙烯醇缩甲醛，此时，添加造孔剂来进行气孔形成，在完成了不溶性的多孔基质之后，提取气泡产生剂。由PVAt系多孔质材料形成的刷主体30为，在其整个区域中形成有连续的气孔，具有亲水性，在湿润时呈现良好的柔软性以及弹性，在干燥时丧失弹性而硬化。
被保持部31具有无法插通支架开口24的外径(比支架开口24大的外径)，被收纳保持于刷收纳空间23。清洗部32为，具有比被保持部31小径且能够插通支架开口24的外径，在支架安装状态的刷收纳空间23中保持有被保持部31的刷安装状态下，插通支架开口24而朝下方突出。在向刷支架10安装刷主体30的情况下，将上支架11与下支架12分离，一边向下支架12的支架开口24中插入清洗部32一边在刷收纳空间23中收纳被保持部31，将下支架12安装于上支架11。由此，通过上支架11的下表面与支架底板部19的上表面从上下夹持地保持被保持部31。在基于刷主体30进行刷洗时，清洗部32的下表面从上方与基板4的被清洗面5接触。
在支架下部18的内周面上一体地突出设置有使收纳于刷收纳空间23的被保持部31的外周面朝径向内侧局部地弹性变形的多个突起25。在本实施方式中，在周向上大致等间隔地形成有半圆弧状且沿着上下方向延伸的12处的突起25。
刷支架10的支架开口24的上下长度L2被设定为，清洗部32从刷主体30的被保持部31突出的突出长度L1的1/4以上且比清洗部32的突出长度L1短(L1＞L2≥L1/4)。在本实施方式中，考虑到清洗部32的清洗能力，将支架开口24的上下长度L2设定在清洗部32的突出长度L1的1/4以上且2/3以下的范围内(L1×2/3≥L2≥L1/4)。
在将清洗用刷1安装于基板清洗装置的刷旋转轴2而对基板4的被清洗面5进行刷洗的情况下，例如，一边使保持于旋转卡盘(省略图示)的基板4绕铅垂轴旋转，一边向基板4的被清洗面5上供给纯水等清洗液，使清洗用刷1一边自转一边从上方位置下降，在使刷主体30的清洗部32的下表面与被清洗面5接触的状态下，使清洗用刷1从基板4的中心部朝向周缘部沿着被清洗面5移动。如此，将以刷旋转轴2的轴心3为中心进行旋转的刷主体30的清洗部32的下表面从上方按压于被清洗面5并使其在被清洗面5上移动，因此清洗部32以相对于刷旋转轴2(轴心3)倾斜的方式朝径向弹性变形。
在本实施方式中，刷支架10的支架开口24的上下长度L2为，清洗部32从刷主体30的被保持部31突出的突出长度L1的1/4以上且比清洗部32的突出长度L1短，因此在刷主体30的清洗部32的上端侧，清洗部32的突出长度L1的1/4以上的上下长度范围的径向的弹性变形被支架开口24限制。因而，能够在不损害清洗部32的清洗效果的范围(以产生所期望的清洗效果的方式弹性变形的范围)内，将能够朝径向弹性变形的清洗部32的上下方向的长度抑制得尽量短，能够均匀地清洗被清洗面5的整个区域。
此外，设置从支架底板部19的内周缘朝下方突出的刷变形限制部21，并通过支架底板部19的内周缘和刷变形限制部21的内周面划分出支架开口24，因此不需要与支架开口24的上下长度L2相匹配地使支架底板部19厚壁化。
此外，能够通过支架下部18的多个突起25来抑制刷主体30的被保持部31相对于刷支架10的旋转，清洗性能进一步提高。
另外，本发明并不限定于作为一例而说明了的上述实施方式及其实施例，除了上述实施方式等以外，只要是不脱离本发明的技术思想的范围，则也能够根据设计等进行各种变更。
例如，如图4的(a)所示，也可以成为省略了刷罩部20(参照图2)的刷支架10。此外，如图4的(b)所示，也可以省略刷罩部20以及刷变形限制部21(参照图2)，通过使支架底板部19厚壁化而使支架开口24的上下长度伸长到所期望的长度。
工业上的可利用性
本发明作为安装于对基板进行刷洗的基板清洗装置来使用的基板清洗用刷较有用。
符号的说明
1：基板清洗用刷；2：刷旋转轴；3：刷旋转轴的轴心；4：基板；5：被清洗面；10：刷支架；11：上支架(支架上部)；12：下支架；13：上支架大径部；14：上支架小径部；15：支架外螺纹部；16：卡止突部；17：方孔；18：支架下部；19：支架底板部；20：刷罩部；21：刷变形限制部；22：卡止孔；23：刷收纳空间；24：支架开口；25：突起；30：刷主体；31：被保持部；32：清洗部；L1：清洗部的突出高度；L2：支架开口的上下长度。

Claims (3)

1.一种基板清洗用刷，通过与轴心沿着上下方向延伸的基板清洗装置的刷旋转轴一体地旋转来清洗基板，其特征在于，具备：
刷支架，具有安装于上述刷旋转轴的下端的支架上部、在将上述支架上部安装于上述刷旋转轴的支架安装状态下从上述支架上部朝下方延伸的圆筒状的支架下部、以及在上述支架安装状态下从上述支架下部的下端内缘朝径向内侧突出的中空圆板状的支架底板部，在上述支架安装状态下，上述支架上部的下表面、上述支架下部的内周面以及上述支架底板部的上表面划分出刷收纳空间，上述支架底板部的内周缘划分出比上述支架下部的内径小径的圆形状的支架开口，上述刷收纳空间的中心轴以及上述支架开口的中心轴与上述刷旋转轴的上述轴心大致一致；以及
刷主体，一体地具有被保持部以及清洗部，上述被保持部为无法插通上述支架开口的圆柱状，被收纳保持于上述刷收纳空间，上述清洗部为比上述被保持部小径且能够插通上述支架开口的圆柱状，在上述支架安装状态的上述刷收纳空间中保持有上述被保持部的刷安装状态下，插通上述支架开口而朝下方突出，在上述刷安装状态下使上述清洗部的下表面从上方与上述基板接触而进行清洗，
上述刷支架的上述支架开口的上下长度为上述清洗部从上述刷主体的上述被保持部突出的突出长度的1/4以上且比上述清洗部的突出长度短。
2.根据权利要求1所述的基板清洗用刷，其特征在于，
上述刷支架具有圆筒状的刷变形限制部，该刷变形限制部在上述支架安装状态下从上述支架底板部的上述内周缘朝下方突出，
上述刷变形限制部的内周面与上述支架底板部的上述内周缘一起划分出上述支架开口。
3.根据权利要求1或2所述的基板清洗用刷，其特征在于，
在上述支架下部的上述内周面上形成有多个突起，该多个突起使收纳于上述刷收纳空间的上述刷主体的上述被保持部的外周面朝径向内侧局部地弹性变形。
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