(57)【要約】【課題】半導体装置用の基板の製造に用いる基板洗浄用ブラシのブラシ毛の絡み合いを防止し、洗浄能力の向上と、基板洗浄用ブラシの長寿命化図り、洗浄品質の向上による洗浄コストの削減をすることである。【解決手段】所定の本数のブラシ毛の束をパイプ状の柔軟な樹脂材で被覆したブラシ毛を、チャネル台座に芯金を介して挟みつけて製作するチャネルブラシであって、該チャネルブラシを円筒状のブラシシャフトの表面にコイル巻きの要領手順で、手前側から奥側へ順番に巻き付けるように取り付け、ブラシシャフトの表面をチャネルブラシで埋め尽くす基板洗浄用ブラシの、隣り合うパイプ状の柔軟な樹脂材で被覆したブラシ毛の位置に、前記パイプ状の柔軟な樹脂材によって、隣り合うパイプ状の柔軟な樹脂材で被覆したブラシ毛の双方が絡まることを防止することを特徴とする基板洗浄用ブラシ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の洗浄に用いる基板洗浄用ブラシにおいて、所定の本数のブラシ毛の束をパイプ状の柔軟な樹脂材で被覆し、且つ前記パイプ状の樹脂材の端部からブラシ毛を露出させた毛束を、チャネル台座に芯金を介して挟みつたチャネルブラシであって、該チャネルブラシを円筒状のブラシシャフトの表面にコイル巻きの要領手順で、ブラシシャフトの一端から他端に向け巻き付けるように取り付けたことで、前記パイプ状の樹脂材より露出したブラシ毛同士が絡まることをパイプ状の樹脂材により防止したことを特徴とする基板洗浄用ブラシ。
【請求項２】
基板洗浄用ブラシを回転させて基板表面を洗浄する基板洗浄方法において、前記請求項１記載の基板洗浄用ブラシを基板表面に接触させ、基板洗浄用ブラシを回転して、洗浄液を流しながら基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの製造、又は半導体チップの製造において、基板を洗浄するのに用いる基板洗浄用ブラシ及びそれを用いた基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラーフィルタ、又は半導体チップの製造において、製造工程中に行われる基板の洗浄には、ブラシが用いられることが多い。ブラシは、チャネルブラシと呼称されるブラシが多く使用されている。チャネルブラシは、ブラシ毛をチャネル台座に挟みつけて製作する。円筒状のブラシシャフトの表面にチャネルブラシをコイル巻きの手順で、ブラシシャフトの一端から他端に向け順番に巻き付けるように取り付け、ブラシシャフトの表面をチャネルブラシで埋め尽くし基板洗浄用のブラシとして製作する。チャネルブラシとブラシシャフトの固着方法は、留め金による固定、又はチャネル台座の裏面を溶接、又は接着剤による貼り合わせ等の方法がある。
【０００３】
図４は、従来のチャネルブラシの一例の部分拡大図で、ａは、側面図であり、ｂは、正面の断面図であり、ｃは、チャネル台座の近傍の、Ｘ―Ｘ及びＹ―Ｙ面の平面の断面図である。
【０００４】
図４ａのチャネルブラシ１０は、図４ｂに示すようにＵ字状に曲げたチャネル台座１１の上面の開口部１４にブラシ毛１３を隙間なく把持し、開口部を内側に狭めて、ブラシ毛１３を固定する。チャネルブラシ１０は、連続して、チャネル台座１１の内側にブラシ毛１３が密着して植毛されている。チャネルブラシ１０の高さは、２０ｍｍである。
【０００５】
チャネル台座の長さは帯状の長尺で製作され、必要に応じて切断される。チャネル台座１１の高さは、４ｍｍで、ブラシ毛１３は、４０ｍｍの長さに揃えて切断され、その太さは直径６０μｍの円柱形の繊維である。
【０００６】
図４ｂは、チャネルブラシ１０の正面の断面図であり、チャネル台座１１の開口部１４の内側にブラシ毛１３を把持させ、芯金１２より押さえて植毛した。なお、ブラシ毛を２つ折りにし、芯金１２より押さえて固定する。
【０００７】
チャネル台座１１に幅寸法は、底部で３ｍｍであり、その開口部１４の内径は２ｍｍである。
【０００８】
図４ｃは、チャネルブラシのＸ―Ｘ及びＹ―Ｙ面の平面の断面図である。植毛領域１３ａでは、Ｘ方向、Ｙ方向ともに植毛区域は、左右上下方向６０ミクロン毎にブラシ毛が植毛され、その植毛密度は、２５６本／ｍｍ2である。ブラシ毛１３は、Ｘ方向、Ｙ方向ともに１６本／ｍｍで植毛されている。
【０００９】
図５は、従来の基板洗浄用ブラシの一例の部分拡大図で、ａは、斜視図であり、ｂは、正面断面図であり、ｃは、その部分拡大の断面図である。
【００１０】
図５ａは、基板洗浄用ブラシ２０であり、ブラシシャフト２１の上にチャネル台座１１とブラシ毛１３がある。ブラシシャフト２１に図４に示すチャネルブラシ１０をコイル巻きの要領で、ブラシシャフトの一端から他端に順番に巻き付けるように取り付けている。チャネルブラシ１０は、３ｍｍ間隔で固定し、その配列数は１２列であり、該１２列のブラシ毛の先端表面が基板洗浄面となる。
【００１１】
ブラシシャフト２１は、長さ５０ｍｍ、直径４８ｍｍであり、ブラシ毛１３の長さは、３６ｍｍ、その径は８０ｍｍである。
【００１２】
図５ｂは、基板洗浄用ブラシ２０の正面断面図であり、中心側より、ブラシシャフト２１、チャネル台座１１、ブラシ毛１３がある。図上の破線ライン――イ及び破線ライン――ロ間の拡大図を図５ｃに示す。
【００１３】
図５ｃは、図下側にブラシシャフト２１、その上にチャネル台座１１、その上のブラシ毛１３が植毛した状態である。ブラシ毛１３は、チャネル台座近傍区域２８の植毛密度は１６本／ｍｍである。一方、計算によれば、表面近傍区域２９の植毛密度は１０本／ｍｍとなる。すなわち、植毛ピッチでは、チャネル台座近傍区域２８は６０μｍであり、且つ連続した植毛区域を持ち、表面近傍区域２９は、１０４μｍであり、視認の観測によれば、等間隔となる傾向である。
【００１４】
図６は、従来の基板洗浄用ブラシの一例の部分拡大図で、ａは、側断面図であり、ｂは、その部分拡大の側断面図である。
【００１５】
図６ａは、図５ａの側断面図であり、チャネルブラシの断面が視認でき、１２列配列した（図示せず）ブラシ毛１３がチャネル台座１１及びブラシシャフト２１で固定されている。
【００１６】
図６ｂは、図６ａの破線枠内の部分拡大図であり、ブラシシャフト２１の上に、チャネル台座１１が３ｍｍ間隔に固着されている。一方、植毛区域は２ｍｍであり、ブラシシャフト２１の上には、２ｍｍの植毛区域、１ｍｍ未植毛区域、２ｍｍ植毛区域と不連続に植毛された状態である。前記植区域では、１６本／ｍｍ、すなわち、ピッチが６０μｍである。チャネル台座近傍区域２８では、３ｍｍ間隔当たり、不連続ながら、３２本を植毛されている。表面近傍区域２９では、植毛密度が１０本／ｍｍとなる。
【００１７】
基板洗浄用ブラシ２０の円周方向をＹ方向、基板洗浄用ブラシ２０の幅方向をＸ方向とし、図５及び図６を集約すると、Ｙ方向では、チャネル台座近傍区域２８では、１６本／ｍｍ、表面近傍区域２９では、１０本／ｍｍであり、ともに各々等間隔である。Ｘ方向では、チャネル台座近傍区域２８では、１６本／ｍｍ、表面近傍区域２９では、１０本／ｍｍであり、チャネル台座近傍区域２８では不連続であり、表面近傍区域２９では等間隔でない状態に視認できる。
【００１８】
図６ｂを詳細に調査した。破線で囲った一個のチャネルブラシについて検証する。芯金の中心から左右対称に分布する。表面近傍区域２９のブラシ毛の密度は、中央部では、１６本／ｍｍの密度であり、両端部は６本／ｍｍ、両者の間は１０本／ｍｍであり、平均的には、１０本／ｍｍとなる。上記密度分布は、変動し、ブラシ毛の強さ（耐折強度、撓み曲げ強度等）の経時変化、特に長期使用による品質劣化の影響がある。強度劣化すると、両端部のブラシ毛は、その外側へ倒れる。倒れが頻発すると、隣のチャネルブラシのブラシ毛と絡み合う問題がある。さらに、ブラシ毛の倒れによる影響は、ブラシ毛の密度に影響し、部分的な密度低下による洗浄不良となる問題がある。
【００１９】
従来のカラーフィルタの製造では、基板の洗浄が行われる。基板の洗浄方法は、基板洗浄用ブラシを回転させ、同時に洗浄液を流しながら、基板面に接触させている。基板洗浄の頻度は多く、長時間基板洗浄用ブラシを使用していると、ブラシ毛の品質劣化するため、以下の問題が発生する。図６ｂに示すように、ブラシ毛の強度が劣化し、倒れ、隣り合うチャネルブラシのブラシ毛が絡み合う問題がある。さらに復元不能な絡み合いに進展し
、ブラシ毛の柔軟性が損なわれる。さらに使用を続けると、絡み合う部分が塊となり、硬化し、絡み合いによる洗浄ムラ、洗浄基板に傷を付ける結果となり、洗浄ブラシを交換する問題に発展する（特許文献１参照）。
【００２０】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開平１１−１７９２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の課題は、基板洗浄用ブラシのブラシ毛の絡み合いを防止し、洗浄能力の向上と、基板洗浄用ブラシの長寿命化図り、洗浄品質の向上による洗浄コストの削減をすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の請求項１に係る発明は、基板の洗浄に用いる基板洗浄用ブラシにおいて、所定の本数のブラシ毛の束をパイプ状の柔軟な樹脂材で被覆し、且つ前記パイプ状の樹脂材の端部からたブラシ毛を露出させた束を、チャネル台座に芯金を介して挟みつたチャネルブラシであって、該チャネルブラシを円筒状のブラシシャフトの表面にコイル巻きの要領手順で、ブラシシャフトの一端から他端に向け巻き付けるように取り付けたことで、前記パイプ状の樹脂材より露出したブラシ毛同士が絡まることをパイプ状の樹脂材により防止したことを特徴とする基板洗浄用ブラシである。
【００２３】
本発明の請求項２に係る発明は、基板洗浄用ブラシを回転させ基板表面を洗浄する基板洗浄方法において、前記請求項１記載の基板洗浄用ブラシを基板表面に接触させ、基板洗浄用ブラシを回転して、洗浄液を流しながら基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の基板洗浄用ブラシを用いることにより、ブラシ毛の絡み防止ができるため、基板への不具合、傷の発生又は洗浄ムラの発生等が防止でき、洗浄の歩留まりも向上する。
【００２５】
本発明の基板洗浄用ブラシを用いることにより、ブラシ毛の絡みが防止ができるため、耐用期間が増加し、基板洗浄用ブラシの長寿命化となり、洗浄コストが削減する。
【００２６】
本発明の基板洗浄用ブラシを用いた洗浄方法によれば、ブラシ毛の絡みが防止ができるため、洗浄した基板が均一な洗浄レベルに仕上がり、カラーフィルタの品質も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の基板洗浄用ブラシを一実施形態に基づいて以下説明する。
【００２８】
図１は、本発明の基板洗浄用ブラシの一実施の部分拡大側図で、ａは、パイプ状樹脂に被覆したブラシ毛の正面断面図であり、ｂは、チャネルブラシの側面図であり、ｃは、チャネルブラシの正面断面図であり、ｄは、チャネルブラシの平面断面図である。
【００２９】
図１ａは、所定の本数のブラシ毛１３の束をパイプ状の柔軟な樹脂材１の内側に包み込むようにパイプ状樹脂に被覆し、且つパイプ状の樹脂材１からブラシ毛を出した束５である。本例では、直径６０μｍのブラシ毛を１６本×１６本を１束にして、パイプ状の柔軟な樹脂材１の内側に封じ込めた。前記パイプ状樹脂に被覆したブラシ毛５を長さ４０ｍｍに切断し、チャネルブラシ１０用のブラシ毛束とする。
【００３０】
図１ｂは、チャネルブラシ１０の側面図で、チャネル台座１１上に前記パイプ状樹脂に被覆したブラシ毛５を２つ折りの状態で固定した状態であり、上面にはパイプ状の樹脂材より露出したブラシ毛１３があり、下面のブラシ毛は、パイプ状の柔軟な樹脂材１により覆われている。パイプ状樹脂に被覆したブラシ毛５では、上部表面のブラシ毛１３が均一な分布、例えば、１０本／ｍｍとなるように、パイプ状の柔軟な樹脂材１の高さを加減する必要がある。高すぎると、底部の分布、例えば１６本／ｍｍに近づき、上部表面のブラシ毛１３の均一な分布が形成されない。また、低いと、各々束の両端部のブラシ毛１３が外側への倒れを支えられない。以上のように、パイプ状の柔軟な樹脂材１の高さは、上部表面のブラシ毛１３が均一な分布となるように、最適な高さに調整することが重要である。
【００３１】
図１ｃは、チャネルブラシ１０の正面断面図であり、２つ折りのパイプ状樹脂に被覆したブラシ毛５を芯金１２を介して把持し、チャネル台座１１の開口部に挟んで固定した。
【００３２】
図１ｄは、チャネルブラシ１０のチャネル台座１１上近傍の平面断面図であり、パイプ状樹脂に被覆したブラシ毛５を連続して植毛した。ブラシ毛１３の束の本数は、任意に定めることができ、その本数は適宜最適化する必要がある。
【００３３】
図２は、本発明の基板洗浄用ブラシの一実施の側断面図である。
【００３４】
図２は、前記パイプ状樹脂に被覆したブラシ毛５が、芯金１２を介して把持され、該パイプ状の柔軟な樹脂材１によって、同一束のブラシ毛の同士が絡まることを防止することを特徴とする基板洗浄用ブラシである。チャネルブラシ１０は、４０ｍｍの長さに切断したブラシ毛１３の束を２つ折にし、その折部裏面をチャネル台座１１の内側に置き、折部の内側、表面に芯金１２押し込み、ブラシ毛の束をチャネル台座１１の開口部で挟み込むように固着する。該パイプ状の柔軟な樹脂材１は、同一束のブラシ毛を分割し、各々のブラシ毛の束の双方が絡まないようにする。
【００３５】
図２に示すように、ブラシシャフト２１の表面をチャネルブラシ１０で埋め尽くす基板洗浄用ブラシ２０である。隣り合うパイプ状樹脂に被覆したブラシ毛５の位置に、パイプ状の柔軟な樹脂材１が配置せれた。該パイプ状の柔軟な樹脂材１によって、各々束の両端部のブラシ毛１３が外側への倒れを支えて、隣り合うブラシ毛１３の双方が絡まることを防止する本発明の基板洗浄用ブラシである。パイプ状の柔軟な樹脂材１は、絡み防止用の柔軟な樹脂材１である。柔軟な樹脂材１では、高さの調整が重要である。高さ調整は、実際の使用状況で、ブラシ毛１３の押し込み量、すなわち基板洗浄用ブラシと被洗浄基板との接触の距離に合わせて調整し、柔軟な樹脂材１の先端と被洗浄基板の表面とが直接接触しないように、且つブラシ毛の均一な分布が確保できるように、その高さを調節することが重要である。また、柔軟な樹脂材１は、柔軟性が必要であり、その厚さは、ブラシ毛の直径と同等はそれ以下が好ましい。
【００３６】
特に、柔軟性を備えた、柔軟な樹脂材１の材料は、ブラシ毛と同じ材質でも良いが、ポリアミド樹脂類のナイロン６、ナイロン６，６、アクリル樹脂類、ＰＥＴ樹脂類、ＰＶＡ樹脂類、ＰＶＣ樹脂類等が使用できる。フイルム厚は、２０〜８０μｍより適宜選択する。
【００３７】
図３は、本発明の基板洗浄用ブラシを用いた一実施例の基板の洗浄方法である。ａは、側断面図であり、ｂは、破線枠の部分拡大の上面図である。
【００３８】
図３に示すように、本発明の基板洗浄用ブラシ２０を用いた洗浄方法である。ａに示す
ように、前記基板洗浄用ブラシ２０の２個をセットとした。前方基板洗浄用ブラシと後方基板洗浄用ブラシのチャネルブラシの表面が接触するように組み合わせて配置する。送りローラ３上の被洗浄基板３は図右方向へおくられ、基板洗浄用ブラシ２０及び被洗浄基板３面には洗浄液を掛け流しながら、ブラシを回転させ洗浄する。基板洗浄用ブラシの回転方向は、時計回りの方向で、駆動回転とし、両ブラシの接触面は逆回転とした。次に、ｂに示すように、後方の基板洗浄用ブラシを、左、又は右側へチャネル台座の幅の半分の距離を横方向へずらし移動した位置に固定し、該２個の基板洗浄用ブラシを回転させ、洗浄液を流しながら洗浄することを特徴とする洗浄方法である。なお、図３ｂに示すように、洗浄では、基板洗浄用ブラシのチャネルブラシ１０の半分を横方向にシフトしたことにより、被洗浄基板面では、より均一にブラシ毛が接触する。また、ブラシ毛同士の接触面は回転が逆になるため、ブラシ毛の表面に付着した異物が除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の基板洗浄用ブラシ用のチャネルブラシ一実施例の部分拡大で、ａは、パイプ状樹脂に被覆したブラシ毛であり、ｂは、チャネルブラシの側面図であり、ｃは、チャネルブラシの正面断面図であり、ｄは、チャネルブラシの平面断面図である。
【図２】本発明の基板洗浄用ブラシの一実施例の部分拡大の側断面図である。
【図３】本発明の基板洗浄用ブラシのを用いた一実施例の洗浄方法を説明する部分図で、ａは、側断面図であり、ｂは、上面図である。
【図４】従来のチャネルブラシを説明する部分拡大図で、ａは、側断面図であり、ｂは、正面断面図であり、ｃは、部分平面図である。
【図５】従来の基板洗浄用ブラシの部分拡大図で、ａは、斜視図であり、ｂは、正面の側断面図であり、ｃは、その部分拡大の正面の側断面図である。
【図６】従来の基板洗浄用ブラシの部分拡大図で、ａは、側断面図であり、ｂは、その部分拡大の側断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…パイプ状の柔軟な樹脂材
２…基板
３…送りローラ
５…パイプ状樹脂材に被覆したブラシ毛束
１０…チャネルブラシ
１１…チャネル台座
１２…芯金
１３…ブラシ毛
１３ａ…植毛領域
１４…開口部
２０…基板洗浄ブラシ
２１…ブラシシャフト
２８…チャネル台座近傍区域
２９…表面近傍区域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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