KR101874920B1 - 브러시 코어 및 브러시 구동 방법 - Google Patents

브러시 코어 및 브러시 구동 방법 Download PDF

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KR101874920B1
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로버트 지 코베스키
다니엘 피 맥도날드
알란 버라씬스
데이비드 에프 하칼라
웨진 리
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일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
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Abstract

중공 보어를 갖는 전체적으로 원통형의 브러시에 맞물려서 이를 회전시키기 위한 브러시 코어가 제공된다. 브러시 코어는 원통형의 브러시의 중공 보어에 맞물리기 위한 외측 표면을 형성하는 몸체부를 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 몸체부의 외측 표면은 3개 이상의 면을 포함한다.

Description

브러시 코어 및 브러시 구동 방법{BRUSH CORE AND BRUSH DRIVING METHOD}
상호참조 및 관련 출원
본 특허출원은 2009년 5월 15일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 61/178,843호를 우선권으로 주장한다. 상기 미국 특허 가출원의 내용은 그 전체가 본 명세서에 병합되어 있다.
본 발명은 일반적으로 물품을 세척하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 기판을 세척하는데 사용되는 브러시를 유지하는 브러시 코어에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 또는 다른 디스크 형상의 기판 등과 같은 기판의 표면을 효과적으로 세척하기 위한 포스트 CMP(post Chemical Mechanical Planarization) 공정을 제공하기 위해, 주조된 원통형의 폴리비닐 알코올 브러시(cast cylindrical polyvinyl alcohol brush)가 자동 세척 시스템에 통상적으로 사용된다. 원통형의 폴리비닐 알코올 브러시는 평판 디스플레이 제조, 유리 제조, 및 인쇄회로기판 조립에 있어서 유리 및 다른 디스크 형상이 아닌 기판을 세척하고 건조하기 위한 세척 시스템에도 또한 사용된다. 바람직하게는, 원통형 브러시는 짧게는 50mm 혹은 길게는 10m의 길이를 갖는다.
원통형 브러시는 세척 공정 중에 중앙 브러시 코어에 위치되어 이 중앙 브러시 코어에 의해 구동된다. 원통형 브러시와 중앙 브러시 코어의 사이에는 정확하면서 안정적인 접속이 바람직하다. 원통형 브러시는 기판의 세척에 도움을 줄 수 있도록 그 외측 표면에 마디(nodule)를 가질 수 있다.
원통형 브러시는 그 축 상에서 정확하게 회전하며 그 사용수명에 걸쳐서 전체적으로 원통형의 표면에 대체로 일관된 마디 압력 패턴(nodule pressure pattern)을 제공할 것으로 기대되며, 이는 기판 표면에 최소한의 손상을 주면서 최소한의 시간으로 전체 기판 표면에 대한 최적의 세척을 규정하게 된다.
가끔 원통형 브러시의 수명에 걸쳐서, 브러시가 브러시 코어 상에서 부분적으로 미끄러짐으로써 축방향으로 또는 회전방향으로 이동하는 경향이 전형적으로 발생할 수 있으며, 이는 만족스럽지 못한 성능으로 간주된다. 그 결과, 원통형 브러시와 중앙 브러시 코어의 사이에 정확하면서 안정적인 접속을 갖는 것이 바람직하다.
일 양태에서는, 중공 보어(hollow bore)를 구비한 전체적으로 원통형의 브러시와 맞물려서 이를 회전시키는 브러시 코어가 제공된다. 브러시 코어는 원통형 브러시의 중공 보어에 맞물리는 외측 표면을 형성하는 몸체부(body section)를 가지나, 이에 국한되지 않는다. 몸체부의 외측 표면은 3개 이상의 면(side)을 포함한다.
일 양태에서는, 기판을 세척하기 위한 세척 시스템이 제공된다. 이 세척 시스템은 중공 보어를 갖는 브러시와 브러시의 중공 보어에 맞물리는 외측 표면을 형성하는 몸체부를 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 몸체부의 외측 표면은 3개 이상의 면을 포함한다.
일 양태에서는, 기판 세척 방법이 제공된다. 상기 방법은 중공 보어를 갖는 전체적으로 원통형의 브러시와 브러시 코어를 갖는 세척 시스템과 기판을 접하는 단계를 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 브러시 코어는 원통형 브러시의 중공 보어에 맞물리는 외측 표면을 형성하는 몸체부를 갖는다. 몸체부의 외측 표면은 3개 이상의 면(面)을 포함한다.
이하의 도면과 설명을 참조함으로써 본 발명이 보다 잘 이해될 수 있다. 도면에서 각 구성요소는 반드시 축척에 맞는 것은 아니며, 본 발명의 원리를 예시하기 위해 강조될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 시스템은 브러시의 회전 미끄러짐(슬립)을 제거함으로써 종래의 브러시와 브러시 코어 시스템의 결점을 극복한다. 특히, 원통형 브러시는 스플라인(spline) 또는 다각형 윤곽 단면을 형성하는 3개 이상의 면을 갖는 외측 표면을 구비하는 브러시 코어에 장착된다. 이들 면들은 서로 만나서 원통형 브러시에 보다 잘 맞물리도록 돕는 모서리를 형성하여 원통형 브러시와 브러시 코어 사이의 미끄러짐을 방지한다. 원통형 브러시는 이 원통형 브러시의 보어를 형성하는 원통형 브러시의 내측 표면을 따라서 유사한 스플라인 또는 다각형 윤곽 단면을 가질 수 있다.
도 1a 내지 도 1l은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 예시적인 브러시와 코어 조합의 횡단면도를 도시하고,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 육각형 브러시 코어의 다양한 도면을 도시하며,
도 2e 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 스플라인 브러시 코어(splined brush core)의 다양한 도면을 도시하고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판을 세척 및 연마(polishing)하기 위한 세척 시스템의 사시도를 도시하며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나의 1/2 인치(12.7mm) 디스크의 하중-휨변형(load-deflection) 곡선을 도시하고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 두 개의 1/2 인치(12.7mm) 디스크의 하중-휨변형 곡선을 도시하며,
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른, 세 개의 1/2 인치(12.7mm) 디스크의 하중-휨변형 곡선을 도시한다.
도 3을 참조하면, 기판(104)을 세척 및 연마하기 위한 세척 시스템(100)이 도시되어 있다. 바람직하게는, 세척 시스템(100)은 기판(104), 보다 구체적으로는 기판(104)의 표면(106)을 연마 및/또는 세척하도록 자동으로 또는 수동으로 설정될 수 있는 자동 세척 시스템이다. 기판(104)은 이하와 같은 다양한 디스크 형상 또는 디스크 형상이 아닌 기판 중 임의의 것을 포함한다: 유리, 드라이 글래스(dry glass), 반도체 웨이퍼, 평판 디스플레이 유리 패널, 유리 제조 패널, 및 인쇄회로기판을 포함하는 실리콘을 기초로 한 기판; 폴리머를 기초로 한 기판; 및 실리콘을 기초로 한 반도체 기판, 단일소자(single element) 반도체 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, III-V 반도체 기판, II-VI 반도체 기판, 다른 바이너리(binary) 반도체 기판, 터너리(ternary) 반도체 기판, 쿼터너리(quaternary) 반도체 기판 등과 같은 다양한 유형의 반도체 기판; 광섬유 기판; 초전도 기판; 유리 기판; 용융 석영(fused quartz) 기판; 에피택시컬(epitaxical) 실리콘 기판; 및 유기 반도체 기판.
도 1a 내지 도 1l, 도 2a 내지 도 2f, 및 도 3을 참조하면, 세척 시스템(100)은 중공 보어(112)를 갖는 전체적으로 원통형의 브러시(110), 중공 보어(112) 내에서 브러시(110)와 맞물리는 브러시 코어(130), 및 브러시 코어(130)와 맞물리는 회전 장치(102)를 포함한다. 브러시(110)는 주조된 원통형의 폴리비닐 알코올(PVA: polyvinyl alcohol) 폼 브러시 또는 유사한 브러시 등과 같이, 기판(104)의 표면(106)을 효과적으로 세척하기 위한 포스트 CMP(post Chemical Mechanical Planarization) 공정을 제공하기 위해 자동 시스템에 통상적으로 사용되는 또는 사용될 수 있는 임의의 브러시일 수 있다. 도 1e를 참조하면, 브러시(110)는 내측 맞물림 표면(116)에 상반되는 외측 세척 표면(114)을 포함한다.
외측 세척 표면(114)은 도 3에 도시된 바와 같이 대체로 평탄(smooth)하거나, 또는 외측 세척 표면(114)은 도 1a에 도시된 바와 같이 마디들(nodules: 118) 사이에 채널(120)이 형성된 (복수의) 마디(118)를 가질 수 있다. 채널(120)을 갖는 마디(118)를 구비함으로써, 브러시(110)가 특정 기판(104)을 보다 잘 세척하도록 도움을 줄 수 있다. 채널(120), 라인, 모서리, 뾰족부, 또는 다른 융기 표면(raised surface) 혹은 마디(118) 등과 같은, 외측 세척 표면(114) 상의 표면 특징부가 병합되어 토크 전달 레벨을 증대시키는 유익한 효과를 가질 수 있으나, 외측 세척 표면(114) 형상의 변화에 미치는 효과 및 브러시 코어(130) 상에의 브러시(110)의 장착의 난이성에 대해 미치는 그 효과로 인해서 제한적일 수 있다.
내측 맞물림 표면(116)은 중공 보어(112)의 윤곽을 형성한다. 도 3, 도 1e, 도 1k, 및 도 1l을 참조하면, 브러시 코어(130)의 회전축(a1)에 수직인 A-A 라인을 따르는 내측 맞물림 표면(116)의 횡단면은 중공 보어(112)의 윤곽을 형성하며, 양자(兩者) 모두는 그 형상에 있어서 원형, 스플라인, 또는 다각형을 이룬다. 도 1e를 참조하면 내측 맞물림 표면(116)의 횡단면과 중공 보어(112)의 윤곽은 다각형 형상을 가지고, 도 1k를 참조하면 내측 맞물림 표면(116)의 횡단면과 중공 보어(112)의 윤곽은 원형 형상을 가지며, 도 1l를 참조하면 내측 맞물림 표면(116)의 횡단면과 중공 보어(112)의 윤곽은 스플라인 형상을 갖는다.
도 3 및 도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 브러시 코어(130)는 중공 보어(112) 내에서 브러시(110)에 맞물려진다. 브러시 코어(130)는 브러시(110)의 중공 보어(112)와 맞물리는 외측 표면(133)을 형성하는 몸체부(132)를 포함한다. 도 3 및 도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 몸체부(132)의 외측 표면(133)은 브러시 코어(130)의 회전축(a1)에 수직인 A-A 라인을 따라서 윤곽을 형성하며 횡단면을 갖는 3개 이상의 면(134)을 포함하며, 양자(兩者) 모두는 그 형상에 있어서 스플라인 또는 다각형을 이룬다. 일 실시예에서, 외측 표면(133)은 스플라인 횡단면을 갖는 윤곽을 형성하고, 몸체부(132)의 각 면(134)은 도 2e와 도 2f에 도시된 바와 같이 곡면을 이룬다. 일 실시예에서, 외측 표면(133)은 다각형 횡단면을 갖는 윤곽을 형성하며, 몸체부(132)의 각 면(134)은 도 2b와 도 2c에 도시된 바와 같이 대체로 편평하다. 도 2a 내지 도 2f에 도시된 바와 같이, 브러시(110)의 내측 맞물림 표면(116)에 보다 잘 맞물리도록 두 면(134)이 만나는 곳에 모서리(135)가 형성된다. 3개 이상의 면(134)을 포함하는 외측 표면(134)을 구비함으로써, 브러시(110)의 내측 맞물림 표면(116)에 보다 잘 맞물리게 하고 브러시(110)와 브러시 코어(130) 사이에 미끄러짐이 방지되는 것을 돕는 모서리(135)가 외측 표면(133)에 형성된다.
바람직하게는, 몸체부(132)의 외측 표면(133)은 4개 이상의 짝수 개의 면(134)을 포함함으로써, 몸체부(132)가 연마되거나 세척되는 기판(104)의 표면(106)에 보다 더 균등한 회전력을 가할 수 있게 한다.
모서리(135) 외에, 브러시(110)와 브러시 코어(130) 사이의 축방향 이동을 추가로 방지하기 위해, 외측 표면(133) 또는 각 면(134)의 단면 또는 윤곽은 브러시 맞물림 부재(140)에 의해 중단될 수 있다. 축방향 이동은 본 명세서에서 회전축(a1)을 중심으로 회전방향(α)을 따르는 이동으로 정의된다. 브러시 맞물림 부재(140)는 브러시(110)의 내측 맞물림 표면(116)과 보다 잘 맞물리도록 외측 표면(133)의 전체적인 윤곽을 중단하는 임의의 특징부이다. 브러시 맞물림 부재(140)는 도 2a 내지 도 2f 및 도 3에 도시된 바와 같이, 브러시(110)를 브러시 코어(130)에 효과적으로 축방향으로 고정시키기 위해 외측 표면(133)을 따라서 또는 면(134)을 따르는 임의의 개수의 지점의 밴드(142) 또는 일련의 밴드(142), 혹은 리지(ridge: 145) 또는 일련의 리지(145)와 같은 특징부를 포함한다.
밴드(142)는 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 브러시 코어(130)의 회전축(a1)에 평행하게, 브러시 코어(130)의 길이를 따라서 배치된다. 바람직하게는, 유체 채널(150)로부터 몸체부(132)의 외측 표면(133) 및 브러시(110)로 연마액(polishing fluid)을 유동시키기 위해 몸체부(132)의 외측 표면(133)으로부터 유체 채널(150)로 세공(細孔: 156)이 형성된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 오목부(145) 사이의 외측 표면(133)에 리지(145)가 형성된다. 배드(142)와 리지(145)는 외측 표면(133)에 중단부(interruptions)를 형성함으로써 브러시(110)의 내측 맞물림 표면(116)에 보다 잘 맞물리도록 도움을 준다.
모서리(135)와 브러시 맞물림 부재(140)의 결과로서, 브러시 코어(130)의 외측 표면(133)과 브러시(110)의 내측 맞물림 표면(116) 사이의 물리적인 결합(끼워맞춤)은 미끄러짐에 대한 실질적인 저항을 제공한다. 미끄러짐에 대한 이러한 저항은 접착제, 코어의 표면 처리(화학적, 물리적, 코로나 등에 의한), 또는 널(knurl), 날카로운 모서리, 훅(hook), 뾰족부, 키(key), 또는 다른 접속 특징부와 같은 추가적인 표면 특징부를 포함하는 다른 방법에 의해 더욱 향상될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에서 브러시 코어(130)는 회전 장치(102)에 맞물려지고 이에 접속하기 위한 회전 맞물림 부재(160)를 또한 포함한다. 회전 맞물림 부재(160)는 다른 장치에 접속하거나 고정하는데 사용될 수 있는 임의의 장치이며, 브러시 코어(130)와 일체형으로 형성되어 회전 장치(102)에 고정될 수 있는 너트 형상의 부품과 같은 것을 포함한다. 회전 장치(102)는 전기 모터, 가스 모터 또는 엔진, 모터 동력식 또는 수동식 크랭크 샤프트, 및 풀리, 휠, 기계적인 링크, 및/또는 자동 또는 수동으로 움직이는 기어의 임의의 조합 등과 같이 브러시 코어(130)에 회전 운동을 유도할 수 있는 임의의 장치를 포함한다. 회전 장치(102)는 이 회전 장치(102)와 브러시 코어(130)를 맞물리고 접속시키기 위해 회전 맞물림 부재(160)와 접속되는 상보적인 맞물림 부재를 구비한다.
브러시 코어(130)의 테스트를 통해서, 본 발명의 발명자들은 도 2c에 도시된 바와 같이 규칙적인 육각형 횡단면을 갖는 윤곽을 형성하는 외측 표면(133)을 갖는 브러시 코어(130)를 사용하여 브러시(110)와 브러시 코어(130) 사이의 효과적인 구동 접속을 입증하였다. 하지만, 다양한 이점을 제공하기 위해 규칙적이든 그러지 않든 간에 3개 이상의 면을 갖는 임의의 윤곽이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 브러시 코어(130)는 A-A 라인을 따라서 브러시(110)의 중공 보어(112)와는 다른 윤곽 및 횡단면을 가질 수도 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 브러시 코어(130)는 A-A 라인을 따라서 다각형 또는 이와 유사한 횡단면을 갖는 반면에, 브러시(110)의 중공 보어(112)는 A-A 라인을 따라서 원통형 횡단면을 가질 수 있다. 브러시 코어(130)가 3개 이상의 면(134)을 포함하는 원통형이 아닌 코어-브러시 접속을 병합함으로써, 본 발명에 따른 방법 및 장치는 동일 장비에서 더 적은 시간으로 보다 잘 세척할 수 있도록 다른 차원의 세척 효율을 부가하는 새로운 기술을 제공한다.
전형적인 폴리비닐 알코올 폼 브러시(110)의 탄성 및 탄력성 재료는 조립시에 강성 브러시 코어(130)에 확장될 때 두 가지 방식으로 반응한다. 첫째로, 중공 보어(112) 근처의 코어에서의 브러시(110)의 브러시 재료는 국부적으로 압축되며; 둘째로, 외측 세척 표면(114)까지의 브러시(110)의 외경(outside diameter)은 미소량 확장하는데, 전형적으로는 압입 끼워맞춤(press-fit)의 60%는 중공 보어(112)에서의 압축으로 되고 40%는 외경에서의 브러시(110)와 마디(118)의 확장으로 된다. 브러시(110)와 브러시 코어(130) 사이의 더 강한 압입 끼워맞춤은 회전 장치(102)로부터 브러시(110)의 외측 세척 표면(114) 및 웨이퍼 기판 표면 등과 같은 기판(104) 표면의 세척으로 구동 토크의 보다 더 우수하고 정확한 전달을 제공한다.
상당량의 코어 확장을 발생시키고 제어할 수 있는 능력으로 인해, 본 발명에 따른 방법 및 시스템은 외측 세척 표면(114)상의 돌출부(bump)에 반영되는 브러시 코어(130)의 표면(133)에 큰 단속적인(intermittent) 융기부 또는 리지(145)를 형성함으로써 세척 효율을 증진시킨다.
외측 세척 표면(114)의 전형적인 반경방향 압축은 1mm이며, 리지(145)와 같은 이들 융기부는 추가로 1mm를 부가할 수 있는데, 이는 브러시(110)와 기판(104)의 회전시에 부가적인 스크러빙(scrubbing: 문지름) 작용을 부여하도록 일정 간격으로 이격된 마디(118)의 열(row)이 통과하는 것에 더해서 추가적인 반-임의적인(semi-random) 표면 압력 패턴 변동을 유발할 수 있다. 브러시 코어(130)의 사이즈, 브러시 코어(130)의 형상, 및 브러시(110)의 외경에 대한 브러시 코어(130)의 외경의 비를 변경함으로써, 외측 세척 표면(114)의 단면과 윤곽 및 그 압축을 변경시킴에 있어서 큰 신축성을 가져다준다. 그래서 마디(118)에 의해 형성된 압력 패턴과 외측 세척 표면(114)의 반경방향 압축은 유익할 수 있는 규칙적으로 위에 놓인 압력 변동을 병합하게 된다.
상기 사항에 대해 부연하면, 브러시 코어(130)의 오각형, 스플라인, 및 육각형 횡단면 모두에 대한 다양한 브러시 맞물림 영역을 갖는 규칙적인 다각형 횡단면의 예가 도 1a 내지 도 1l에 도시되어 있다. 또한, 외측 세척 표면(114)이 기판(104)의 표면에 맞물릴 때의 하중-휨변형 곡선이 도 4 내지 도 6에 도시되어 있으며, 다양한 양의 브러시 휨변형으로부터 야기된 압력을 나타내고 있다.
일 실시예에서는, 브러시 코어(130)의 외측 표면(133)과 브러시(110)의 내측 맞물림 표면(116) 사이의 미끄러짐을 방지하기 위해 브러시(110)가 브러시 코어(130)에 몰딩될 수 있다.
작동시, 브러시 코어(130)를 브러시(110)의 중공 보어(112) 안으로 삽입함으로써 브러시(110)가 브러시 코어(130)에 장착된다. 중공 보어(112)안으로의 삽입 후에, 회전 맞물림 부재(160)를 회전 장치(102)의 맞물림 부재에 접속함으로써 브러시 코어(130)와 브러시(110)가 회전 장치(102)에 접속되게 된다. 그리고 나서, 회전축(a1)을 중심으로 회전방향(α)를 따라 브러시(110)가 회전된다. 브러시(110)를 회전시키면서, 또는 브러시(110)를 회전시키기 전에, 브러시(110)는 기판(104)의 표면(106) 근처에 배치되어 표면(106)에 접하게 된다. 표면(106)에서의 브러시(110)의 회전 운동은 표면(106)을 세척 및/또는 연마하는 것을 돕는다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에서는, 회전축(a2)을 중심으로 회전방향(β)를 따라서 기판(104)도 또한 회전된다. 일 실시예에서는, 몸체부(132)에 형성된 유체 채널(150)을 통해 연마액(polishing fluid)이 펌핑되어, 몸체부(132)의 외측 표면(133)을 통해 형성된 세공(156)을 통해서 브러시(110) 및 유체 채널(150)로 들어간다. 연마액은 기판(104)의 추가적인 세척 및/또는 연마를 돕는다.
상기의 예시적인 예들은 반도체 기판(104)을 세척하는데 사용되는 원통형 PVA 브러시(110)에 대해 기재하고 있으나, 당업자는 본 발명에 따른 방법 및 시스템이 이에 국한되지 않음을 이해할 것이다. 예를 들면, 브러시(110)는 다른 재료를 포함할 수도 있으며, 다른 유형의 표면(106) 또는 기판(104)을 세척하는데 사용될 수도 있다. 또한, 브러시(110)는 원통 형상을 갖는 것에만 국한되지 않고, 임의의 형상 또는 구성을 가질 수도 있다.
독자가 본 기술내용의 본질을 신속하게 파악할 수 있도록 하기 위해 본 발명의 요약서가 제공되어 있다. 특허청구범위의 기술 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는데 사용되지 않도록 하는 전제하에 제출되었다. 또한, 전술한 상세한 설명에서는, 본 개시를 간략화하고자 하는 목적으로 다양한 특징부들이 다양한 실시예에 함께 그룹화되어 있음을 알 수 있다. 본 개시의 방법은 청구된 실시예가 각 청구항에 명시적으로 기재된 것보다 더 많은 특징부를 필요로 한다는 것으로 해석되어서는 안 된다. 대신에, 이하의 청구범위에서 고려되는 바와 같이, 본 발명의 기술 내용은 개시된 단일 실시예의 모든 특징부들보다 더 적은 특징부들로 이루어진다. 따라서, 이하의 특허청구범위는 각 청구항 그 자체가 개별적으로 청구된 기술사항으로 존재하는 상태로 상세한 설명에 병합되어 있다.
본 발명의 다양한 실시예가 기재되었으나, 본 발명의 범위 내에서 다른 실시예 및 구현예도 가능함을 당업자에게는 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위 및 그 동등물에 의해서만 제한된다.
100: 세척 시스템 102: 회전 장치
104: 기판 106: 표면
110: 브러시 112: 중공 보어
114: 외측 세척 표면 116: 내측 맞물림 표면
118: 마디(nodule) 120: 채널
130: 브러시 코어 132: 몸체부
133: 외측 표면 140: 브러시 맞물림 부재

Claims (18)

  1. 중공 보어(hollow bore)를 갖는 일체형의 전체적으로 원통형의 브러시에 맞물려서 상기 원통형의 브러시를 회전시키는 브러시 코어(brush core)로서,
    상기 브러시 코어는 상기 원통형의 브러시의 중공 보어에 맞물리는 외측 표면을 형성하는 일체형 몸체부(body section)를 포함하며,
    상기 일체형 몸체부의 외측 표면은 상기 일체형 몸체부의 외주(perimeter)를 한정하면서 상기 일체형 몸체부의 길이를 따라서 윤곽(contour)을 형성하며, 상기 윤곽은 3개 이상의 꼭대기를 포함하고, 각 꼭대기는 상기 브러시의 내측 맞물림 표면에 직접 맞물리는 모서리(edge)로 구성되며, 상기 꼭대기는 상기 브러시 코어의 길이를 따라 연속되게 형성되고, 상기 윤곽은 인접한 꼭대기들 사이에 연속되게 형성된 편평면(flat side)을 더 포함하며, 상기 편평면은 상기 브러시 코어의 길이를 따라 연속되게 형성되고, 상기 모서리와 편평면은 상기 일체형 몸체부의 외주를 따라 연속적으로 교호(交互)적으로 형성되며,
    상기 원통형의 브러시가 중공 보어에 인접한 곳에서 국부적으로 압축되도록 상기 브러시 코어는 상기 원통형의 브러시의 중공 보어 내에 압입 끼워맞춤(press-fit)되게 구성되며, 그에 따라 상기 브러시 코어와 상기 원통형의 브러시 사이에 접속이 이루어지는,
    브러시 코어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일체형 몸체부는 상기 일체형 몸체부의 축을 따라 유체를 수용하기 위한 유체 채널을 형성하고, 상기 일체형 몸체부는 상기 유체 채널로부터 상기 일체형 몸체부의 외측 표면으로 유체를 유동시키기 위해 상기 일체형 몸체부의 외측 표면으로부터 상기 유체 채널로의 세공(細孔: pore)을 형성하는, 브러시 코어.
  3. 제1항에 있어서, 상기 일체형 몸체부의 외측 표면은 상기 일체형 몸체부에 스플라인(spline) 또는 다각형 윤곽 단면을 제공하는, 브러시 코어.
  4. 제1항에 있어서, 상기 일체형 몸체부의 외측 표면은 4개 이상의 짝수 개의 면(面)을 포함하는, 브러시 코어.
  5. 제1항에 있어서, 상기 원통형의 브러시의 중공 보어는 원형 횡단면을 갖는, 브러시 코어.
  6. 제1항에 있어서, 회전 장치를 맞물리기 위하여 상기 브러시 코어에 접속된 회전 맞물림 부재를 더 포함하는, 브러시 코어.
  7. 기판을 세척하기 위한 세척 시스템으로서,
    중공 보어를 갖는 일체형의 브러시와,
    상기 브러시의 중공 보어와 맞물리는 외측 표면을 형성하는 일체형 몸체부를 구비한 브러시 코어를
    포함하며,
    상기 일체형 몸체부의 외측 표면은 상기 일체형 몸체부의 외주를 한정하면서 상기 일체형 몸체부의 길이를 따라서 윤곽을 형성하며, 상기 윤곽은 3개 이상의 꼭대기를 포함하고, 각 꼭대기는 상기 브러시의 내측 맞물림 표면에 직접 맞물리는 모서리로 구성되며, 상기 꼭대기는 상기 브러시 코어의 길이를 따라 연속되게 형성되고, 상기 윤곽은 인접한 꼭대기들 사이에 연속되게 형성된 편평면을 더 포함하며, 상기 편평면은 상기 브러시 코어의 길이를 따라 연속되게 형성되고, 상기 모서리와 편평면은 상기 일체형 몸체부의 외주를 따라 연속적으로 교호적으로 형성되며,
    상기 브러시가 중공 보어에 인접한 곳에서 국부적으로 압축되도록 상기 브러시 코어는 상기 브러시의 중공 보어 내에 압입 끼워맞춤되게 구성되며, 그에 따라 상기 브러시 코어와 상기 브러시 사이에 접속이 이루어지는,
    세척 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 일체형 몸체부는 상기 일체형 몸체부의 축을 따라 유체를 수용하기 위한 유체 채널을 형성하고, 상기 일체형 몸체부는 상기 유체 채널로부터 상기 일체형 몸체부의 외측 표면으로 유체를 유동시키기 위해 상기 일체형 몸체부의 외측 표면으로부터 상기 유체 채널로의 세공을 형성하는, 세척 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 일체형 몸체부의 외측 표면은 상기 일체형 몸체부에 스플라인 또는 다각형 윤곽 단면을 제공하는, 세척 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 상기 브러시는 주조된 원통형의 폴리비닐 알코올 브러시(cast cylindrical polyvinyl alcohol brush)인, 세척 시스템.
  11. 기판 세척 방법으로서,
    중공 보어를 갖는 일체형의 전체적으로 원통형의 브러시와 브러시 코어를 구비한 세척 시스템에 기판을 접하는 단계를
    포함하며,
    상기 브러시 코어는 상기 원통형의 브러시의 중공 보어와 맞물리는 외측 표면을 형성하는 일체형 몸체부를 구비하고,
    상기 일체형 몸체부의 외측 표면은 상기 일체형 몸체부의 외주를 한정하면서 상기 일체형 몸체부의 길이를 따라서 윤곽을 형성하며, 상기 윤곽은 3개 이상의 꼭대기를 포함하고, 각 꼭대기는 상기 브러시의 내측 맞물림 표면에 직접 맞물리는 모서리로 구성되며, 상기 꼭대기는 상기 브러시 코어의 길이를 따라 연속되게 형성되고, 상기 윤곽은 인접한 꼭대기들 사이에 연속되게 형성된 편평면을 더 포함하며, 상기 편평면은 상기 브러시 코어의 길이를 따라 연속되게 형성되고, 상기 모서리와 편평면은 상기 일체형 몸체부의 외주를 따라 연속적으로 교호적으로 형성되며,
    상기 원통형의 브러시가 중공 보어에 인접한 곳에서 국부적으로 압축되도록 상기 브러시 코어는 상기 원통형의 브러시의 중공 보어 내에 압입 끼워맞춤되게 구성되며, 그에 따라 상기 브러시 코어와 상기 원통형의 브러시 사이에 접속이 이루어지는,
    기판 세척 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 원통형의 브러시를 상기 브러시 코어로부터 상기 기판위로 회전시키는 단계를 더 포함하는, 기판 세척 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 기판은 실리콘을 기초로 하여 이루어진, 기판 세척 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 일체형 몸체부의 외측 표면은 상기 일체형 몸체부에 스플라인 또는 다각형 윤곽 단면을 제공하는, 기판 세척 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 원통형의 브러시는 상기 원통형의 브러시의 외측 표면 상에 복수의 마디(nodules)를 구비하는, 기판 세척 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 일체형 몸체부에 형성된 유체 채널을 통해서 상기 일체형 몸체부의 외측 표면을 통해 형성된 세공을 통해서 상기 원통형의 브러시로 및 상기 유체 채널로 연마액(polishing fluid)을 펌핑하는 단계를 더 포함하는, 기판 세척 방법.
  17. 브러시와 브러시 코어의 조립체로서,
    소정의 길이와 중공 보어를 형성하는 내측 맞물림 표면을 구비하며, 상기 길이를 따라 연속된 일체형의 전체적으로 원통형의 브러시와;
    소정의 길이를 가지며 상기 원통형의 브러시의 내측 맞물림 표면에 직접 맞물리는 외측 표면을 형성하는 일체형 몸체부를 포함하는 브러시 코어를
    포함하며,
    상기 일체형 몸체부의 외측 표면은 상기 일체형 몸체부의 외주를 한정하면서 상기 일체형 몸체부의 길이를 따라서 윤곽을 형성하며, 상기 윤곽은 3개 이상의 꼭대기를 포함하고, 각 꼭대기는 상기 브러시의 내측 맞물림 표면에 직접 맞물리는 모서리로 구성되며, 상기 꼭대기는 상기 브러시 코어의 길이를 따라 연속되게 형성되고, 상기 윤곽은 인접한 꼭대기들 사이에 연속되게 형성된 편평면을 더 포함하며, 상기 편평면은 상기 브러시 코어의 길이를 따라 연속되게 형성되고, 상기 모서리와 편평면은 상기 일체형 몸체부의 외주를 따라 연속적으로 교호적으로 형성되며,
    상기 원통형의 브러시가 중공 보어에 인접한 곳에서 국부적으로 압축되도록 상기 브러시 코어는 상기 원통형의 브러시의 중공 보어 내에 압입 끼워맞춤되게 구성되며, 그에 따라 상기 브러시 코어와 상기 원통형의 브러시 사이에 접속이 이루어지는,
    브러시와 브러시 코어의 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 밴드 또는 리지를 갖는 브러시 맞물림 부재를 더 포함하는, 브러시와 브러시 코어의 조립체.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9524886B2 (en) 2009-05-15 2016-12-20 Illinois Tool Works Inc. Brush core and brush driving method
KR101980206B1 (ko) * 2011-06-08 2019-05-20 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드 Ｐｖａ 스폰지 브러시를 위한 브러시 굴대
TWD161994S (zh) * 2011-06-08 2014-08-01 伊利諾工具工程公司 海綿刷的刷心之部分（一）
US20140348290A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 General Electric Company Apparatus and Method for Low Capacitance Packaging for Direct Conversion X-Ray or Gamma Ray Detector
WO2015127301A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-27 Entegris, Inc. Nodule ratios for targeted enhanced cleaning performance
KR101584427B1 (ko) * 2014-03-31 2016-01-11 주식회사 브러쉬텍 반도체 웨이퍼 세정용 브러쉬 유닛

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007289878A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Hitachi High-Technologies Corp ディスク洗浄ブラシ、ディスク洗浄機構およびディスク洗浄装置
JP2008004618A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
KR100833036B1 (ko) * 2006-07-25 2008-05-27 아이온 가부시키가이샤 세정용 스폰지 롤러용 코어

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2410848C3 (de) * 1974-03-07 1981-09-17 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung von offenporigen Formkörpern aus Polyvinylalkohol- Acetalschwamm
US5924154A (en) 1996-08-29 1999-07-20 Ontrak Systems, Inc. Brush assembly apparatus
US6286169B1 (en) * 1997-01-27 2001-09-11 Tennant Company Tessellated cylindrical brush
US6070284A (en) 1998-02-04 2000-06-06 Silikinetic Technology, Inc. Wafer cleaning method and system
US20020020434A1 (en) 2000-07-07 2002-02-21 Mcmullen Daniel T. Injection molded disposable core featuring recessed pores for substrate treatment member
US20020100132A1 (en) * 2001-01-30 2002-08-01 Mcmullen Daniel T. Porous polymeric substrate treatment device and method
WO2005016599A1 (en) 2003-08-08 2005-02-24 Mykrolys Corporation Methods and materials for making a monolithic porous pad cast onto a rotatable base
JP4516508B2 (ja) 2005-10-13 2010-08-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ ディスク洗浄装置
US7841035B2 (en) * 2005-10-13 2010-11-30 Hitachi High-Technologies Corporation Disc cleaning machinery, disc cleaning device thereof and rotary brush thereof
WO2007067348A2 (en) * 2005-12-06 2007-06-14 Entegris, Inc. A molded rotatable base for a porous pad
WO2007103399A2 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Applied Materials, Inc. Scrubber brush with sleeve and brush mandrel
JP4934644B2 (ja) * 2007-06-25 2012-05-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ ディスク洗浄機構およびディスク洗浄装置
JP2009101253A (ja) 2007-10-19 2009-05-14 Rindaasu Roojikuto:Kk スポンジローラーブラシ
WO2009147747A1 (ja) 2008-06-06 2009-12-10 アイオン株式会社 洗浄用スポンジローラー用の中芯
US9524886B2 (en) 2009-05-15 2016-12-20 Illinois Tool Works Inc. Brush core and brush driving method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007289878A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Hitachi High-Technologies Corp ディスク洗浄ブラシ、ディスク洗浄機構およびディスク洗浄装置
JP2008004618A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
KR100833036B1 (ko) * 2006-07-25 2008-05-27 아이온 가부시키가이샤 세정용 스폰지 롤러용 코어

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