TWI466734B - 清洗海綿滾輪用的核心 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種清洗海綿滾輪用的核心,更詳細地說,是關於一種安裝在清洗海綿滾輪上並在基板製造的清洗工程中所使用的核心。
在鋁硬碟(hard disk)、玻璃硬碟、晶圓、光罩或液晶玻璃基板等的製造過程中,為了將其表面加工為精度極高的面,而利用氧化矽、氧化鋁、二氧化鈰等的各種砥粒進行高精度研磨,亦即所謂的拋光(polishing)加工。在進行了拋光加工的被研磨物的表面上附著有砥粒或研磨屑。為了除去它們,隨後需要施行充分的清洗。
雖然有利用超音波清洗或噴射水流的清洗方法,但為了得到高清洗效果,而且為了減輕對基板的損害,廣泛應用一種利用聚乙烯縮醛系多孔質體所構成的海綿滾輪而施行的擦刷清洗。而且,作為清洗液,通常不只是DI水,還使用酸、鹼、溶劑這些適應各基板的各種藥劑。例如,作為矽晶圓的清洗液,已知有氨水和過氧化氫水的混合液、稀氟酸、鹽酸和過氧化氫水的混合液等。
在聚乙烯縮醛系多孔質體的海綿滾輪內,也是廣泛利用圓周表面具有多個突起的圓筒狀刷式滾輪來對它們進行清洗,這是藉由使海綿滾輪旋轉並使其突起的頭頂部與被清洗體的清洗面連續地接觸,而得到良好的清洗效果(美國專利第4566911號)。因為與被清洗體的接觸只是在突
起部產生,所以與平板式海綿滾輪相比,具有摩擦小,對被清洗體的損害小,或者容易使夾雜物與清洗液一起通過突起的間隙而從被清洗體除去之優點。
在清洗過程中通常是使用與各個基板相對應的專用清洗裝置。在任一裝置通常都是在與旋轉驅動部連接的核心上覆蓋該清洗海綿滾輪,並在使滾輪的突起頭頂部和被清洗體接觸的狀態下,使海綿滾輪與核心一起旋轉。
雖然也有利用噴嘴等,對被清洗體或海綿滾輪從其上部或側面供給清洗液的裝置,但為了進一步提高清洗能力,也有從核心內部對海綿滾輪的內側供給清洗液之情況。在後者的情況下,是使核心為中空的圓筒形狀,並使清洗液從核心的一端導入,且從由中空部連通至核心的外表面之孔部供給到海綿滾輪,然後流出到海綿滾輪的外表面處。
在美國專利第6240588號中記載有一種刷式芯,其特徵在於:具有沿著芯的軸方向呈一直線排列的多個第1孔和沿著芯的軸方向呈一直線排列的多個第2孔,且第1孔群和第2孔群位於彼此不同的位置;該第1孔群和第2孔群沿著芯的周圍交互反復;該第1孔群和第2孔群位於從芯的外表面凹下的溝中。芯的中心的內孔具有0.060~0.35英寸(1.524~8.89mm)的直徑。
在美國專利第6543084號中記載有一種刷式芯,刷式芯由細長構件形成,且該細長構件具有圍繞中心軸且從中心軸離開的多個液狀排出表面,且該多個液狀排出表面彼
此空開間隔,且該細長構件在中心設置具有0.060~0.35英寸(1.524~8.89mm)直徑的液體供給內孔,且該細長構件具有從該液體供給內孔通向液體排出表面的多個孔。從該液體供給內孔通向液體排出表面的多個孔具有0.005~0.092英寸(0.127~2.34mm)的直徑。
美國專利第6308369號記載有一種刷式組合體,其在晶圓清洗裝置中具有沿著表面而在軸方向上開掘有通道的刷芯、與刷芯同心的第1圓筒狀套筒(sleeve)以及第2套筒(刷主體),該通道容許液體沿著刷芯的軸方向而流動且然後朝著第1及第2套筒而流動。
美國專利第6247197號及第5806126號記載有一種安裝清洗用刷而使用的裝置。
WO2005/065849揭示有一種清洗海綿滾輪用的核心,在清洗海綿滾輪用的核心中,可對海綿滾輪均勻地供給清洗液,且在清洗液的更換時迅速地完成清洗液的置換。對沿著核心的軸方向延伸的內孔,及與圓周外表面連通的多個小孔的絕對尺寸及相對尺寸進行規定。該多個小孔沿著該核心的圓周方向及軸方向而分散,並在軸方向上沿著直線排列,且配置在1條該直線上的小孔和配置在鄰接的該直線上的小孔,排列在核心的同一圓周上,且從該核心的圓周外表面陷沒的溝處於該核心的軸方向上,且該小孔在該溝中形成開口。
本發明者們發現,當在習知的核心上覆蓋海綿滾輪並用於清洗時,隨著時間的消逝,海綿滾輪會在旋轉方向(圓
周方向)上扭曲,並在軸方向上偏離,因此產生清洗不均勻的問題。本發明正是為了解決這一問題。
本發明提出一種清洗海綿滾輪用的核心,是一種具有沿著軸方向延伸的內孔(2)及從該內孔而與圓周外表面連通的多個小孔(3)之清洗海綿滾輪用的大致圓筒形的核心(1),其特徵在於,在該核心的外表面上,沿著圓周方向設置有多個在軸方向中成細長的突起(4),且該突起(4)的從與軸方向成直角的方向所觀察的橫斷面具有凹凸(5A、5B)。
參照圖1A至圖1D來對本發明進行說明。圖1A至圖1D所示為本發明的清洗海綿滾輪用的核心的例子,圖1A為核心的示意圖,圖1B為沿著核心的軸方向的側面圖,圖1C為圖1B的X-X方向的剖面圖,圖1D為圖1B的Y-Y方向的剖面圖。在圖1A至圖1D中,核心1具有中空圓筒狀的形狀,並具有沿著軸方向延伸的內孔2,且具有從該內孔2而與核心外表面5相連通的多個小孔3。該內孔的直徑為5mm~20mm,為例如10mm以上,較佳為10mm~20mm,特別是12~15mm,較佳是7mm~15mm,小孔的直徑為0.5mm~5mm,較佳為0.8mm~3mm例如2.5mm以上,較佳為2.5mm~5mm,特別是2.8~4mm。
在該核心的外表面上,沿著圓周方向設置有多個(在圖1A至圖1D中為4個)在軸方向中成細長的突起(4),
且該突起(4)的從與軸方向垂直的方向所觀察之橫斷面具有凹凸(5A、5B)。當在該核心中嵌入海綿滾輪時,突起(4)的凸部(5B)咬入到海綿滾輪的柔軟內面中,牢固地保持海綿滾輪。因此,可防止海綿滾輪在旋轉方向(圓周方向)上的扭曲及在軸方向上的偏離,從而確保均勻的清洗。
較佳是該凹凸的高度(在圖1B中為5A和5B的高度差)為0.3~5mm,更佳是0.3~2mm。突起(4)可如圖1A至圖1D所示那樣為板狀的肋部,但並不限定於此。板狀的肋部為了加強,而與沿著圓周方向延伸而形成的肋部(10)一體連結較佳。該肋部(10)還具有防止海綿滾輪沿著軸方向偏離的作用。在凹部所測定的突起的高度要適當地進行設定,但較佳為2~15mm,更佳為3~13mm,較佳為1mm~20mm,更佳為2mm~15mm。
突起較佳是在核心的圓周方向上至少設置4個(在圖1中為4個),更佳是設置8~32個。通常,一個突起是從核心的一端延續到多端,但也可不採用這種形態。但是,無論是哪種形態,都是在平行於核心的軸方向之假設直線(在一個突起從核心的一端延續到多端的情況下,與突起的軸方向相同)上,至少設置2個凸部,較佳是設置4~20個。
相鄰的假想直線上的突起的凹凸不在核心的同一圓周上較佳。在圖1A至圖1D中,一個突起上的凹部5A、凸部5B和相鄰的突起的凹部5A、凸部5B分別不是在彼此
相同的圓周上。更佳是多個凹凸在核心的周面上呈鋸齒柵格狀配置、藉此,使本發明的效果更加良好。
圖2A至圖2D所示為本發明的另一形態,凹凸(5A、5B)具有不帶銳角角度的波狀形狀。可順利地對核心進行海綿滾輪的裝卸。
圖3所示為在凹凸的頂部附近具有1個或多個陷入部的形態。藉此,特別是在圖2A至圖2D那樣凹凸(5A、5B)自身具有不帶銳角角度的波狀形狀的情況下,也可確實地保持著清洗中的海綿滾輪。較佳是該陷入部的核心軸方向的長度為0.3~10mm,且該陷入部的深度為0.3~5mm。
從內孔(2)連通圓周外表面的多個小孔(3)的尺寸及數目並不限定於圖1A至圖1D所記述的形態,可為眾所周知的形態,也可為例如WO2005/065849所記述的形態。
突起(4)沒有必要如圖1A至圖2D所示那樣朝向核心的中心軸,也可如圖4所示那樣朝向從核心的中心軸脫離的方向,該形態在強度方面及射出成型的容易性方面較佳。
本發明的核心的材料並不特別限定,可考慮強度或對所使用的藥劑的耐性,而從聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚縮醛、聚碳酸酯、氟樹脂、硬質聚氯乙烯中適當地選定。而且,作為核心的成形法,可適當地選定例如射出成型、注模成型、研削加工。較佳是使用射出成型法,可利用沿著核心的軸方向將直角的斷面分割為4個之4個分割模所構
成的金屬鑄模而製作。具有圖4所示的剖面之核心也可利用這樣的4分割模而製作。
核心的一端部具有應嵌入到清洗裝置的旋轉驅動部(未圖示)中的套筒,且內孔2在該端部閉合,但在圖1A至圖2D中省略記述。在該核心的另一端部,內孔2打開,並在該另一端部連接著清洗液供給管(未圖示)。由核心的軸方向的長度及突起的凹部所計測的直徑,取決於海綿滾輪的軸方向長度及內徑,一般分別可為50~500mm及15~100mm的範圍。
從上述的該另一端部的方向將清洗用的海綿滾輪罩在核心的上面,而完成該清洗海綿滾輪的設置。清洗海綿滾輪自身可使用眾所周知的清洗海綿滾輪,例如美國專利第4566911號公報所揭示的清洗海綿滾輪。
較佳可在中芯的端部的一側或兩側設置凸緣,例如也可利用螺絲來進行裝卸。在這種情況下,可卸下凸緣並在核心上安裝海綿滾輪,繼而嵌合凸緣並進行固定以供使用。凸緣具有防止在清洗工程中海綿滾輪於核心上沿著軸方向偏離之效果。
產業上的可利用性
本發明提供用於嵌合在磁碟、晶圓等的清洗過程中所使用之清洗海綿滾輪的核心。
1‧‧‧核心
2‧‧‧內孔
3‧‧‧小孔
4‧‧‧突起
5A、5B‧‧‧凹凸
10‧‧‧肋部
圖1A至圖1D所示為本發明的清洗海綿滾輪用的核心的例子,圖1A為核心的示意圖,圖1B為沿著核心的軸
方向的側面圖,圖1C為圖1B的X-X的剖面圖,圖1D為圖1B的Y-Y的剖面圖。
圖2A至圖2D所示為本發明的清洗海綿滾輪用的核心的另一例子,圖2A為核心的示意圖,圖2B為沿著核心的軸方向的側面圖,圖2C為圖2B的X-X的剖面圖,圖2D為圖2B的Y-Y的剖面圖。
圖3所示為本發明的清洗海綿用的核心上的突起具有陷入部之狀態的凸部的側面圖。
圖4所示為本發明的清洗海綿滾輪用的核心之另一形態的剖面圖。
1‧‧‧核心
3‧‧‧小孔
4‧‧‧突起
10‧‧‧肋部
Claims (4)
- 一種清洗海綿滾輪用的核心,是一種具有沿著軸方向延伸的內孔(2)及從該內孔而與圓周外表面連通的多個小孔(3)之清洗海綿滾輪用的大致圓筒形的核心(1),其特徵在於,在該核心的外表面上,沿著圓周方向設置有軸方向細長的突起(4)至少8個,該突起(4)是由從核心的外表面上立起之大致板狀的肋部構成,且該突起(4)的從與軸方向成直角的方向所觀察的橫斷面具有凹凸(5A、5B),其中,該凹凸的高度為0.3~5mm,且凸部在與核心的軸平行的假想直線上至少設置4個,多個凹凸在核心的周面上呈鋸齒柵格形狀配置著,該突起(4)與沿著圓周方向延伸而形成的肋部(10)一體連結。
- 如申請專利範圍第1項所述的清洗海綿滾輪用的核心,其中,在凹凸的頂部附近具有1個或多個陷入部。
- 如申請專利範圍第2項所述的清洗海綿滾輪用的核心,其中,該陷入部的核心軸方向的長度為0.3~10mm,且該陷入部的深度為0.3~5mm。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的清洗海綿滾輪用的核心,其中,該核心利用射出成型而製成。
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