(57)【要約】  １つの態様において、スクラバブラシアセンブリが提供される。該スクラバブラシアセンブリは、（１）外面及び内面を含む円筒形ブラシと、（２）該スクラバブラシの内面に結合された外面と、内面とを有するスリーブとを含む。該スリーブの外面は、該スリーブの該ブラシに対する回転を防ぐように適合された第１のカップリング特徴部を含む。該スクラバブラシアセンブリは、該スリーブの内面に結合されたマンドレルも含む。他の多くの態様も提供される。【選択図】  図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラバブラシアセンブリを組立てる方法であって、
スリーブ上に形成されたスクラバブラシを設けるステップと、
マンドレルを前記スリーブに挿入して、前記スクラバブラシアセンブリを形成するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記スリーブの前記スクラバブラシに対する回転を防ぐように適合されたカップリング特徴部を、前記スリーブの外面に設けるステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記マンドレルの前記スリーブに対する回転を防ぐように適合されたはめ合いカップリング特徴部を、前記スリーブ及びマンドレルに設けるステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
流体が、前記マンドレルの開口を通って前記スクラバブラシへ噴出することができるように、前記スリーブ及びマンドレルに、位置合わせされた開口を設けるステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
外面及び内面を含む円筒形ブラシと、
前記ブラシの前記内面に結合された外面と、内面を有するスリーブであって、前記スリーブの外面が、前記スリーブの前記ブラシに対する回転を防ぐように適合された第１のカップリング特徴部を含むスリーブと、
前記スリーブの内面に結合されたマンドレルと、
を備えるスクラバブラシアセンブリ。
【請求項６】
前記第１のカップリング特徴部が、前記スリーブの外面から突出する複数のリブを備え、および前記スリーブの全長に沿って長手方向に延びている請求項５に記載のスクラバブラシアセンブリ。
【請求項７】
前記複数のリブが、前記スリーブの外面上で等間隔で離間している４つのリブを含む請求項６に記載のスクラバブラシアセンブリ。
【請求項８】
前記スリーブの内面が、前記スリーブの前記マンドレルに対する回転を防ぐように適合された第２のカップリング特徴部を含む請求項５に記載のスクラバブラシアセンブリ。
【請求項９】
前記第２のカップリング特徴部が、前記スリーブの内面から突出する複数のリブを備え、および前記スリーブの全長に沿って長手方向に延びている請求項８に記載のスクラバブラシアセンブリ。
【請求項１０】
前記スリーブが、前記マンドレルと前記ブラシの間の接触を実現できるように、前記ブラシが中を通って延びる複数の開口を含む請求項５に記載のスクラバブラシアセンブリ。
【請求項１１】
前記マンドレルが、前記マンドレルの複数の開口から前記ブラシへの流体の供給を可能にするために、前記スリーブの複数の開口と位置合わせされた複数の開口を含む請求項１０に記載のスクラバブラシアセンブリ。
【請求項１２】
スクラバブラシアセンブリに用いるためのスリーブであって、
スクラバブラシに結合するように適合された外面と、マンドレルに結合するように適合された内面とを有する円筒体を備えるスリーブ。
【請求項１３】
前記スリーブの前記スクラバブラシに対する回転を防ぐように適合された、前記外面に配置された第１のカップリング特徴部をさらに備える請求項１２に記載のスリーブ。
【請求項１４】
前記第１のカップリング特徴部が、前記スリーブの外面から突出する複数のリブを備え、および前記スリーブの全長に沿って長手方向に延びている請求項１２に記載のスリーブ。
【請求項１５】
前記複数のリブは、前記スリーブの外面で等間隔に離間している４つのリブを含む請求項１４に記載のスリーブ。
【請求項１６】
前記スリーブの前記マンドレルに対する回転を防ぐように適合された、前記内面に配置された第２のカップリング特徴部をさらに備える請求項１２に記載のスリーブ。
【請求項１７】
前記第２のカップリング特徴部が、前記スリーブの内面から突出する複数のリブを備え、および前記スリーブの全長に沿って長手方向に延びている請求項１６に記載のスリーブ。
【請求項１８】
前記複数のリブが、前記スリーブの内面から内方に延びる傾斜した側壁を含む請求項１７に記載のスリーブ。
【請求項１９】
スリーブ上にスクラバブラシを形成したスクラバブラシアセンブリに用いるためのマンドレルであって、
前記スリーブの内面に結合するように適合された外面を有する円筒体を備えるマンドレル。
【請求項２０】
前記円筒体の外面に配置された複数の溝及び隆起した領域をさらに備える請求項１９に記載のマンドレル。
【請求項２１】
前記溝が、前記スリーブの内面の対応するカップリング特徴部に一致するように適合されている請求項２０に記載のマンドレル。
【請求項２２】
前記円筒体が、第１及び第２の端部を含み、前記第１の端部は、前記マンドレルが、前記スリーブの内面を長手方向に摺動し外れるのを防ぐように適合されたリップ部を有する請求項１９に記載のマンドレル。
【請求項２３】
前記マンドレルをドライブシャフトに結合するように、かつ前記ドライブシャフトと前記スリーブの間にスペースを設けるように適合された、前記円筒体の第２の端部に配置されたドライブシャフトカップリング特徴部をさらに備える請求項２２に記載のマンドレル。
【発明の詳細な説明】
【相互参照】
【０００１】
本発明は、２００６年３月７日に出願された米国特許仮出願第６０／７８０，６８８号の優先権を主張し、該仮出願明細書の全体は本明細書に参照により組み込まれる。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、一般に、半導体デバイスの製造に関し、より具体的には、スリーブを備えたスクラバブラシ、および該スクラバブラシと共に用いるためのブラシマンドレルに関する。
【背景】
【０００３】
マンドレルに結合されたスクラバブラシを含むスクラバブラシアセンブリは、基板を洗浄するのに用いることができる。例えば、該スクラバブラシアセンブリは、基板の処理中に、該基板の主面をこするために、基板洗浄システム等の基板処理システムに採用することができる。さらに、該スクラバブラシアセンブリは、他の基板処理システムにも用いることができる。
【０００４】
基板処理システムに用いるための従来のスクラバブラシアセンブリを組立てるためには、該スクラバブラシを該マンドレル上に取付け（例えば、摺動させ）なければならない。しかし、スクラバブラシをマンドレル上に取付けることは、組立て中に、該スクラバブラシとマンドレルとの間に生じる摩擦により、困難である。従って、スクラバブラシをマンドレルに取付けるための改善された方法及び装置が求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様においては、スクラバブラシアセンブリを組立てる方法が提供される。該方法は、（１）スリーブ上に形成されたスクラバブラシを設けることと、（２）マンドレルを該スリーブに挿入して、該ブラシアセンブリを形成することとを含む。
【０００６】
本発明の第２の態様においては、スクラバブラシアセンブリが提供される。該スクラバブラシアセンブリは、（１）外面及び内面を含む円筒形ブラシと、（２）該スクラバブラシの内面に結合された外面と、内面とを有するスリーブとを含む。該スリーブの外面は、該スリーブの該ブラシに対する回転を防ぐように適合された第１のカップリング特徴部を含む。また、該スクラバブラシは、該スリーブの内面に結合されたマンドレルを含む。
【０００７】
本発明の第３の態様においては、スクラバブラシアセンブリに用いるためのスリーブが提供される。該スリーブは、スクラバブラシに結合するように適合された外面と、マンドレルに結合するように適合された内面とを有する円筒体を含む。
【０００８】
本発明の第４の態様においては、スクラバブラシをスリーブ上に形成したスクラバブラシアセンブリに用いるためのマンドレルが提供される。該マンドレルは、該スリーブの内面に結合するように適合された外面を有する円筒体を含む。その他の多くの態様が提供される。
【０００９】
本発明の他の特徴及び態様は、以下の例示的な実施形態の詳細な説明、添付の特許請求の範囲及び添付図面からより完全に明白になるであろう。
【詳細な説明】
【００１０】
ブラシマンドレルに結合するように適合されたスリーブを含むスクラバブラシが提供される。少なくとも１つの実施形態において、該スクラバブラシは、該スクラバブラシが製造されるときに、該スリーブ上に形成される。基板を洗浄するのに用いることのできるスクラバブラシアセンブリを形成するように該スリーブ内にフィットするブラシマンドレルが提供される。例えば、該スクラバブラシアセンブリは、基板処理中に、基板の主面をこするために、基板洗浄システム等の基板処理システムに採用することができる。さらに、該スクラバブラシアセンブリは、他の基板処理システムに用いることができる。
【００１１】
該スクラバブラシアセンブリを組立てるためには、該スクラバブラシを該マンドレル上に取付け（例えば、摺動させ）なければならない。上述したように、従来のスクラバブラシをマンドレル上に取付けることは、組立て中に、該スクラバブラシとマンドレルの間に生じる摩擦によって、困難である。本発明の方法及び装置は、該スクラバブラシにスリーブを設けることにより、該スクラバブラシとマンドレルの間に生じる摩擦を低減すると共に、該ブラシアセンブリを組立てる。例えば、いくつかの実施形態において、該スリーブは、該マンドレル上に容易に摺動させることができ、および／または（例えば、該スクラバブラシが、該マンドレルに対して摺動するおよび／またはねじれるのを防ぐために）該スクラバブラシを該マンドレルに対して定位置に固定することができる。本発明のこれらおよび他の態様は、図１〜図１０を参照して以下に説明されている。
【００１２】
図１は、本発明の１つの実施形態によるブラシアセンブリに含めることができるスクラバブラシ１０１の等角図である。ブラシ１０１は、円筒形状にすることができ、また、輪郭形成された外面１０３を有することができる。例えば、ブラシ１０１の外面１０３は、小さいこぶ等の隆起した表面特徴部１０５を含むことができる。別法として、他の実施形態においては、ブラシ１０１の外面１０３は、滑らかな形状を含んでもよい。ブラシ１０１は、例えば、多孔質および／またはスポンジ状にすることができ、および／またはポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）等の弾性材料を備えることができる。ブラシ１０１は、他のおよび／または異なる材料および／または形状を備えてもよく、および他のおよび／または異なる材料特性を呈してもよい。
【００１３】
ブラシ１０１は、スリーブ１０９に結合されている内面１０７を含むことができる。以下に記載されているように、スリーブ１０９は、（基板処理中に用いるための）ブラシアセンブリを形成するために、ブラシ１０１をブラシマンドレルに容易に結合するのに用いることができる。本発明の１つ以上の実施形態においては、ブラシ１０１は、スリーブ１０９上に直接形成してもよい。例えば、スリーブ１０９は、（例えば、ブラシ材料を型に導入する前に、ブラシ型内に該スリーブを配置することにより）該ブラシの形成中に、ブラシ１０１に形作ることができる。別法として、ブラシ１０１は、形成した後に、（例えば、接合、接着または他の適当な方法を介して）スリーブ１０９に結合することができる。
【００１４】
スリーブ１０９は、好ましくは、基板スクラビング中に用いられるいかなる化学物質に対しても耐久性のある材料で形成される。例えば、スリーブ１０９は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）または他の適当な材料から形成することができる。
【００１５】
図２は、本発明によって提供される図１のスリーブ１０９の例示的な実施形態の等角図であり、図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、ブラシ１０１がスリーブ１０９上に形成されたスリーブ１０９の端面図および側断面図である。図２〜図３Ｂに示すように、スリーブ１０９は、ブラシ１０１の内径を設定する。
【００１６】
図２〜図３Ｂの実施形態においては、スリーブ１０９は、スリーブ１０９の全長に延び、かつスリーブ１０９がブラシ１０１に対してねじれるおよび／または回転するのを防ぐ４つの外側リブ２０１ａ〜２０１ｄを含む。加えて、図３Ａに示すように、スリーブ１０９は、スリーブ１０９の全長に延び、かつ（図４〜図６を参照して以下にさらに説明するように）スリーブ１０９が、スリーブ１０９内に挿入されたブラシマンドレルに対してねじれるおよび／または回転するのを防ぐ４つの内側リブ３０１ａ〜３０１ｄを含む。少なくとも１つの実施形態においては、（例えば、スリーブ１０９の開口が穿孔プロセスによって形成される場合）内側リブ３０１ａ〜３０１ｄには、スリーブ１０９の内面３０５から内方に延びる傾斜した側壁３０３が設けられている。その他の数および／またはタイプの外側および／または内側リブを採用することもできる。例えば、これらのリブは、スリーブ１０９の全長に延びていなくてもよく、または、各リブは、スリーブ１０９の全長に沿って走る２つ以上のリブに置き換えてもよい。
【００１７】
また、スリーブ１０９は、ブラシ１０１が中に延びることのできる複数の開口２０３ａ〜２０３ｄも含む。開口２０３ａ〜２０３ｄは、スリーブ１０９のブラシ１０１に対するねじれおよび／または回転を制限し、また、以下に説明するように、スリーブ１０９内に挿入されたマンドレルからブラシ１０１内に薬剤が噴出することを可能にする。その他の数および／または形状の開口２０３ａ〜２０３ｄを採用してもよい。例えば、各開口２０３ａ〜２０３ｄは、スリーブ１０９の全長に沿って走る２つ以上の開口と置き換えてもよい。
【００１８】
スリーブ１０９の少なくとも一方の端部は、リップ部２０５と外側リブ２０１ａ〜２０１ｄ（図２及び図３Ｂ参照）の間のギャップまたは凹部２０７を生じさせるリップ部２０５を含むことができる。図３Ｂに示すように、ブラシ１０１の一部は、ブラシ１０１が、スリーブ１０９から（長手方向に）摺動し外れるのを防止するように、凹部２０７内に延びることができる。スリーブ１０９の一方または両方の端部がリップ部２０５を含んでもよいことに留意する。
【００１９】
図４は、本発明によって提供される例示的なマンドレル４０１の等角図である。図４を参照すると、マンドレル４０１は、スリーブ１０９の各内側リブ３０１ａ〜３０１ｄに結合しおよび／またはかみ合うようなサイズの複数の溝４０３ａ〜４０３ｄ（図４には、４０３ｄのみが示されている）を含む。すなわち、マンドレル４０１は、スリーブ１０９の内側リブ３０１ａ〜３０１ｄ（図３Ａ）が、溝４０３ａ〜４０３ｄ内で摺動し、以下にさらに説明するように、ブラシアセンブリの形成中に、マンドレル４０１をスリーブ１０９に挿入できるように成形される。
【００２０】
図４に示すように、溝４０３ａ〜４０３ｄは、内側リブ３０１ａ〜３０１ｄの側壁３０３の傾斜に略一致する傾斜した側壁４０５を有する。溝４０３ａ〜４０３ｄおよび／または内側リブ３０１ａ〜３０１ｄに対して、他の側壁形状を用いてもよい。少なくとも１つの実施形態において、側壁４０５、３０３は、内側リブ３０１ａ〜３０１ｄの内側縁部から約４５度の角度が付けられているが、他の角度も用いることができる。
【００２１】
また、マンドレル４０１は、溝４０３ａ〜４０３ｄの間に、隆起した領域４０７ａ〜４０７ｄ（図４には、４０７ａ及び４０７ｄのみが図示されている）も含む。隆起した領域４０７ａ〜４０７ｄは、スリーブ１０９の内側リブ３０１ａ〜３０１ｄの間に延び、かつスリーブ１０９の内面３０５に接触するようなサイズにされる。少なくとも１つの実施形態において、各隆起した領域４０７ａ〜４０７ｄは、薬剤のマンドレル４０１からブラシ１０１内への噴出を可能にする複数の開口４０９ａ〜４０９ｔを含むことができる。図４には、各隆起した領域４０７ａ〜４０７ｄに対して、２０個の穴からなるラインが示されているが、他の数、レイアウト、サイズおよび／または形状の開口を用いてもよいことは理解されよう。
【００２２】
マンドレル４０１は、好ましくは、基板スクラビング中に、いかなる薬剤に対しても耐久性のある材料で形成される。例えば、マンドレル４０１は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）または他の適当な材料で形成することができる。
【００２３】
図５は、ブラシ１０１及びスリーブ１０９に挿入されているマンドレル４０１の拡大等角図である。図５に示すように、スリーブ１０９の内側リブ３０１ａ〜３０１ｄは、マンドレル４０１の溝４０３ａ〜４０３ｄにフィットするように、およびマンドレル４０１がスリーブ１０９内に摺動することを可能にするようなサイズにされる。
【００２４】
図６は、マンドレル４０１をスリーブ１０９（及びブラシ１０１）に挿入することによって形成されるブラシアセンブリ６０１の端面図である。マンドレル４０１及びスリーブ１０９は、好ましくは、マンドレル４０１をスリーブ１０９に容易に挿入して、ブラシアセンブリ６０１を形成できるようにデザインされている。従って、ブラシアセンブリ６０１は、例えば、基板の主面をこする基板処理に用いることができる。スリーブ１０９の内側リブ３０１ａ〜３０１ｄ、およびマンドレル４０１の溝４０３ａ〜４０３ｄにより、マンドレル４０１及びスリーブ１０９（及びブラシ１０１）は、互いに滑りおよび／または回転することが防止される。すなわち、マンドレル４０１は、スクラビング動作中に、ブラシ１０１を基板表面に対して回転させるために、例えば、ブラシボックスのモータまたは他のツールによって駆動／回転させることができる。
【００２５】
ブラシ１０１を交換する必要がある場合、マンドレル４０１は、スリーブ１０９から容易に取り外すことができ、その後、新たなブラシアセンブリを形成するために、上にブラシ１０１が形成された新たなスリーブ１０９に挿入することができる。この結果、該新たなブラシアセンブリは、前述したような基板処理に用いることができる。
【００２６】
図７は、ブラシボックス等の基板処理システムの（別々には示されていない）回転マウント７０１とドライブシャフト７０３の間に挿入されたブラシアセンブリ６０１の側断面図である。図７に示すように、マンドレル４０１がスリーブ１０９に沿って摺動するのを防ぐために、マンドレル４０１の一方の端部は、マンドレル４０１がスリーブ１０９に完全に挿入されたときに、スリーブ１０９に接触するストップまたはリップ部７０５を含むことができる。マンドレル４０１の反対側の端部は、ドライブシャフト７０３に接触している。本発明の少なくとも１つの実施形態において、マンドレル４０１は、ドライブシャフト７０３に接触すると共に、スリーブ１０９とドライブシャフト７０３の間にスペースを生じさせるように構成されている。図８は、スリーブ１０９とドライブシャフト７０３の間の間隔８０１を図示する図７のブラシアセンブリ６０１の一部の拡大側断面図である。間隔８０１は、例えば、公差および／またはプロセスエラーに適合するために用いることができる。
【００２７】
ドライブシャフト７０３とスリーブ１０９の間の間隔が、（例えば、スリーブ１０９のマンドレル４０１に沿った過剰な摺動が可能になるように）大きすぎる場合には、スペーサを、スリーブ１０９とドライブシャフト７０３の間に設けてもよい。例えば、図９は、基板処理システムの（別々には示されていない）回転マウント７０１とドライブシャフト７０３の間に挿入されたブラシアセンブリ６０１の側断面図である。図９に示すように、マンドレル４０１が、スリーブ１０９に沿って摺動するのを防ぐために、マンドレル４０１の一方の端部は、マンドレル４０１がスリーブ１０９に完全に挿入されたときに、スリーブ１０９に接触するリップ部７０５を含む。
【００２８】
マンドレル４０１の反対側の端部は、ドライブシャフト７０３に接触しており、スペーサ９０１が、ドライブシャフト７０３とスリーブ１０９の間に設けられている。スペーサ９０１は、ＰＶＤＦ等の任意の適当な材料から形成することができ、また、任意の適当な厚さを有することができる。本発明の少なくとも１つの実施形態において、マンドレル４０１は、ドライブシャフト７０３に接触すると共に、スペーサ９０１とドライブシャフト７０３の間にスペースを生じさせるように構成される。図１０は、スペーサ９０１とドライブシャフト７０３の間の間隔１００１を図示している、図９のブラシアセンブリ６０１の一部の拡大側断面図である。
【００２９】
従って、本発明を例示的な実施形態に関して開示してきたが、他の実施形態も、特許請求の範囲によって画成される本発明の趣旨及び範囲に含まれることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の１つの実施形態によって提供されるスクラバブラシアセンブリに含めることができるスクラバブラシの等角図である。
【図２】本発明によって提供される例示的なスリーブの等角図である。
【図３Ａ】本発明によって提供されるブラシに結合されたスリーブの例示的な実施形態の端面図である。
【図３Ｂ】本発明によって提供されるブラシに結合されたスリーブの例示的な実施形態の側断面図である。
【図４】本発明によって提供される例示的なマンドレルの等角図である。
【図５】本発明によって提供されるブラシ及びスリーブに挿入されている、図４に描かれたマンドレルの拡大等角図である。
【図６】本発明によって提供されるスリーブにマンドレルを挿入することによって形成される例示的なブラシアセンブリの端面図である。
【図７】本発明によって提供される基板処理システムの例示的な回転マウントとドライブシャフトの間に挿入されたブラシアセンブリの側断面図である。
【図８】スリーブとドライブシャフトの間の間隔を示す、図７に描かれたブラシアセンブリの一部の拡大側断面図である。
【図９】本発明によって提供される、スペーサを含む基板処理システムの回転マウントとドライブシャフトの間に挿入されたブラシアセンブリの側断面図である。
【図１０】スリーブとドライブシャフトの間の間隔を示す、図９に描かれたブラシアセンブリの一部の拡大側断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０１…ブラシ、１０３…外面、１０７…内面、１０９…スリーブ、２０１ａ〜２０１ｄ…外側リブ、２０３ａ〜２０３ｄ…開口、２０５…リップ部、３０１ａ〜３０１ｄ…内側リブ、４０１…マンドレル、４０３ａ〜４０３ｄ…溝、７０３…ドライブシャフト。
【図１】
2009529241.tif 000003
【図２ａ】
2009529241.tif 000004
【図２ｂ】
2009529241.tif 000005
【図３ａ】
2009529241.tif 000006
【図３ｂ】
2009529241.tif 000007
【図４ａ】
2009529241.tif 000008
【図４ｂ】
2009529241.tif 000009
【図５ａ】
2009529241.tif 000010
【図５ｂ】
2009529241.tif 000011
【国際調査報告】
2009529241.tif 000012