(57)【要約】  ＰＶＡブラシの洗浄方法が提供される。前記ＰＶＡブラシの洗浄方法は、ＰＶＡブラシを用意する段階、有機物を含む洗浄溶液で、前記ＰＶＡブラシ内のシロキサン（siloxane）化合物を除去する段階、及び前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の不純物を除去する段階を含むことができる。
2020534690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＶＡブラシを用意する段階；
有機物を含む洗浄溶液で、前記ＰＶＡブラシ内のシロキサン（siloxane）化合物を除去する段階；及び
前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の不純物を除去する段階を含む、ＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄溶液は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の濃度を有する前記有機物を含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項３】
前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の前記不純物を除去する段階は、前記ＰＶＡブラシに１０分間、振動を加えた場合、前記ＰＶＡブラシから除去された前記不純物の量が最大値を有することを含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項４】
前記ＰＶＡブラシ内の前記シロキサン化合物及び前記不純物は、同時に除去されることを含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項５】
前記ＰＶＡブラシ内の前記シロキサン化合物及び前記不純物は、前記シロキサン化合物が除去された後、前記不純物が除去されるか、又は前記不純物が除去された後、前記シロキサン化合物が除去されることを含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項６】
前記有機物は、ＴＨＦ又はＴＭＡＨであることを含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項７】
前記シロキサン化合物は、ＰＤＭＳであることを含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項８】
前記ＰＶＡブラシ内のシロキサン（siloxane）化合物を除去する段階；及び
前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の前記不純物を除去する段階をユニット工程（unitprocess）と定義し、
さらに、前記シロキサン化合物及び前記不純物が除去された前記ＰＶＡブラシの摩擦特性及び弾性特性を測定する段階を含み、
測定された前記ＰＶＡブラシの摩擦特性及び弾性特性が、基準範囲以下である場合、前記ユニット工程が、繰り返し行われることを含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項９】
前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の前記不純物を除去する段階は、前記振動が伝達されたＰＶＡブラシの粒子状の不純物を粒子測定器を用いて測定する過程を含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項１０】
前記粒子測定器は、単一粒子光学測定法（SPOS、singleparticleopticalsizing）、レーザー回折法（laserdiffraction）、動的光散乱法（dynamiclightscattering）、及び音響減衰分光学法（acousticattenuationspectroscopy）のうち少なくとも何れか１つを含む、請求項９に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項１１】
前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の前記不純物を除去する段階は、前記振動が伝達されたＰＶＡブラシの有機性の不純物を、有機物測定器を用いて測定する過程を含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項１２】
前記有機物測定器は、紫外線検出器（ultraviolet  detector）、伝導度検出器（conductivity  analyzer）、電流充電検出器（current  charge  detector）、ＮＤＩＲ検出器（nondispersive  infrared  gas  analyzer）及び総有機炭素分析器（total  organic  carbon  analyzer）のうち少なくとも何れか１つを含む、請求項１１に記載の洗浄用ＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項１３】
前記洗浄溶液は、前記ＰＶＡブラシとのＲＥＤが１未満の範囲を有する前記有機物を含む、請求項１に記載のＰＶＡブラシの洗浄方法。
【請求項１４】
ＰＶＡブラシ内のシロキサン化合物を除去する、有機物を含む洗浄溶液が配置される洗浄容器；
前記ＰＶＡブラシ内の不純物を除去する振動を、前記ＰＶＡブラシに提供し、前記洗浄容器内に配置される振動装置；
前記シロキサン化合物及び前記不純物が除去された前記ＰＶＡブラシの摩擦特性を測定する摩擦測定装置；及び
前記シロキサン化合物及び前記不純物が除去された前記ＰＶＡブラシの弾性特性を測定する弾性測定装置を含む、ＰＶＡブラシ洗浄装置。
【請求項１５】
前記有機物は、ＴＨＦ又はＴＭＡＨであり、
前記洗浄溶液は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の濃度を有する前記有機物を含む、請求項１４に記載のＰＶＡブラシ洗浄装置。
【請求項１６】
前記振動装置が１０分間前記ＰＶＡブラシに振動を提供する場合、前記ＰＶＡブラシから除去された前記不純物の量が最大値を有することを含む、請求項１４に記載のＰＶＡブラシ洗浄装置。
【請求項１７】
前記シロキサン化合物は、ＰＤＭＳであることを含む、請求項１４に記載のＰＶＡブラシ洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＶＡブラシの洗浄方法及び装置に関し、より詳しくは、使用前の状態におけるＰＶＡブラシ内の不純物を除去するＰＶＡブラシの洗浄方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学機械的平坦化（Chemical Mechanical Planarization、ＣＭＰ）の後、基板上の粒子（particle）又は有機物（organic)の残留物（residue)を除去するためのＣＭＰ後洗浄（post ＣＭＰ cleaning）工程が必要であり、このために、一般に、円筒状構造のＰＶＡ（Poly Vinyl Acetal）ブラシ（brush)が用いられている。従来、ＰＶＡブラシは、残留物の除去効率を増加するために、円柱状の結節 （nodule）構造物が、円筒状のＰＶＡブラシの表面に突出されており、結節構造物が、回転運動により基板上と接触されることで、残留物を除去する。また、洗浄効率を増加するために、洗浄溶液（cleaning solution)を、分注（dispense)して用いてもよい。
【０００３】
従来、ＰＶＡブラシは、ＰＶＡを架橋する（cross linking)ための樹脂 （resin）混合物に、気孔（pore)を形成するための気孔形成剤（pore-forming agent)を混合した後、表面上に結節構造物を形成するために、樹脂混合物を射出成形（injection molding)工程で成形製造されている。射出成形の後、ＰＶＡブラシ内部の気孔形成剤を、溶液などを用いて除去することにより、ＰＶＡブラシに気孔を形成することができる。
【０００４】
ＰＶＡブラシは、製造工程で生じた粒子又は有機性の不純物（impurity)が、内部に存在するため、洗浄工程中、ブラシ内部の不純物が、基板上に転写されて、歩留まり（yield)を阻害する問題が発生し、使用前のブラシ内部の不純物を除去する前処理工程（break-in process)が、必ず必要である。製造工程の後に、気孔を形成するための気孔形成剤の除去が不完全になっているか、又は不完全の架橋などによる接合力の低いＰＶＡデブリ（debris)や、射出成形後、ＰＶＡブラシ製品を金型（mold)から分離するための離型剤（mold release agent)の混合物などが、ＰＶＡブラシの内部に不純物として存在することがある。
【０００５】
従来、ＰＶＡブラシの前処理工程では、ＣＭＰ装置に装着の後、ブラシの内側に位置しているコア（core)を介して、超純水（ＤＩＷ、de-ionized water)をＰＶＡブラシの気孔を通って、外方向に押し出す超純水流入法（DIW flow-through)を用いるか、或いは未使用の基板の表面を擦るスクラブ洗浄（scrubbing）方法が用いられている。しかし、超純水流入法は、ＰＶＡブラシ内部の不純物を除去する効率が低く、スクラブ洗浄方法もまた、内部の不純物の除去効率が低く、１５時間以上の時間がかかることで、ＣＭＰ装置のスループット（throughput)を阻害する問題がある。従来、ＰＶＡブラシの前処理工程は、内部の不純物の除去効率が低いため、ＣＭＰ後洗浄工程中、基板上に不純物が転写されて、収率を阻害する問題を解決できず、超純水のみを用いるため、超純水への非溶解性を有する不純物が除去できない。従って、内部の不純物を高効率で除去可能な前処理工程の技術の開発が必要な実情である。
【０００６】
なお、従来、超純水流入法を用いたＰＶＡブラシの前処理工程は、超純水内に含まれたＰＶＡブラシの残留物の濃度が低いため、残留物の分析を行い難いという問題がある。したがって、ＰＶＡブラシの残留物を高濃度で捕集及び分析する技術の開発が求められる。
【０００７】
これにより、ＰＶＡブラシ内の不純物を除去する方法及び装置について多くの研究が進まれている。例えば、韓国公開特許第１０−２００８−００７３５８６号公報（出願番号：１０−２００７−００１２３６１号、出願人：株式会社ハイニックス半導体）には、ポリシリコンウェーハを用意する段階；前記ポリシリコンウェーハの表面に、酸性化学溶液を噴射する段階；及び、前記酸性化学溶液が噴射されたポリシリコンウェーハの表面に、汚染されたＰＶＡブラシを接触させる段階を含む、ＰＶＡブラシのクリーニング方法が開示されている。その他にも、レーザー結晶化方法に関する多様な技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００８−００７３５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする一つの技術的課題は、粒子状の不純物を除去しやすいＰＶＡブラシの洗浄方法及び装置を提供することである。
【００１０】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、有機物が含まれた不純物を、除去しやすいＰＶＡブラシの洗浄方法及び装置を提供することである。
【００１１】
本発明が解決しようとするまた他の技術的課題は、洗浄効率が向上されたＰＶＡブラシの洗浄方法及び装置を提供することである。
【００１２】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前述したものに限定されない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記技術的課題を解決するために、本発明は、ＰＶＡブラシの洗浄方法を提供する。
【００１４】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシの洗浄方法は、ＰＶＡブラシを用意する段階、有機物を含む洗浄溶液で、前記ＰＶＡブラシ内のシロキサン（siloxane）化合物を除去する段階、及び前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の不純物を除去する段階を含んでもよい。
【００１５】
一実施形態によると、前記洗浄溶液は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の濃度を有する前記有機物を含んでもよい。
【００１６】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の前記不純物を除去する段階は、前記ＰＶＡブラシに１０分間、振動を加えた場合、前記ＰＶＡブラシから除去された前記不純物の量が、最大値を有することを含んでもよい。
【００１７】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ内の前記シロキサン化合物及び前記不純物は、同時に除去されることを含んでもよい。
【００１８】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ内の前記シロキサン化合物及び前記不純物は、前記シロキサン化合物が除去された後、前記不純物が除去されるか、又は前記不純物が除去された後、前記シロキサン化合物が除去されることを含んでもよい。
【００１９】
一実施形態によると、前記有機物は、ＴＨＦ又はＴＭＡＨであることを含んでもよい。
【００２０】
一実施形態によると、前記シロキサン化合物は、ＰＤＭＳであることを含んでもよい。
【００２１】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシの洗浄方法は、前記ＰＶＡブラシ内のシロキサン（siloxane）化合物を除去する段階、及び前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の前記不純物を除去する段階を、ユニット工程（unit process)と定義し、前記シロキサン化合物及び前記不純物が除去された前記ＰＶＡブラシの摩擦特性及び弾性特性を測定する段階をさらに含み、測定された前記ＰＶＡブラシの摩擦特性及び弾性特性が、基準範囲の以下である場合、前記ユニット工程が繰り返し行われることを含んでもよい。
【００２２】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の前記不純物を除去する段階は、前記振動が伝達されたＰＶＡブラシの粒子状の不純物を、粒子測定器を用いて測定する過程を含んでもよい。
【００２３】
一実施形態によると、前記粒子測定器は、単一粒子光学測定法（ＳＰＯＳ、single particle optical sizing)、レーザー回折法（laser diffraction)、動的光散乱法（dynamic light scattering)、及び音響減衰分光学法（acoustic attenuation spectroscopy）のうち少なくとも何れか１つを 含んでもよい。
【００２４】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の前記不純物を除去する段階は、前記振動が伝達されたＰＶＡブラシの有機性の不純物を、有機物測定器を用いて測定する過程を含んでもよい。
【００２５】
一実施形態によると、前記有機物測定器は、紫外線検出器（ultravilolet detector)、伝導度検出器（conductivity analyzer)、電流充電検出器（current charge detector)、ＮＤＩＲ検出器（nondispersive infrared gas analyzer）及び 総有機炭素分析器（total organic carbon analyzer）のうち少なくとも何れか１つを含んでもよい。
【００２６】
一実施形態によると、前記洗浄溶液は、前記ＰＶＡブラシとのＲＥＤが、１未満の範囲を有する前記有機物を含んでもよい。
【００２７】
前記技術的課題を解決するために、本発明は、ＰＶＡブラシ洗浄装置を提供する。
【００２８】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ洗浄装置は、ＰＶＡブラシ内のシロキサン化合物を除去する、有機物含有洗浄溶液が配置される洗浄容器、前記ＰＶＡブラシ内の不純物を除去する振動を、前記ＰＶＡブラシに提供し、前記洗浄容器内に配置される振動装置、前記シロキサン化合物及び前記不純物が除去された前記ＰＶＡブラシの摩擦特性を測定する摩擦測定装置、及び前記シロキサン化合物及び前記不純物が除去された前記ＰＶＡブラシの弾性特性を測定する弾性測定装置を含んでもよい。
【００２９】
一実施形態によると、前記有機物は、ＴＨＦ又はＴＭＡＨであり、前記洗浄溶液は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の濃度を有する前記有機物を含んでもよい。
【００３０】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ洗浄装置は、前記振動装置が１０分間、前記ＰＶＡブラシに振動を提供する場合、前記ＰＶＡブラシから除去された前記不純物の量が、最大値を有することを含んでもよい。
【００３１】
一実施形態によると、前記シロキサン化合物は、ＰＤＭＳであることを含んでもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法は、ＰＶＡブラシを用意する段階、有機物を含む洗浄溶液で、前記ＰＶＡブラシ内のシロキサン（siloxane）化合物を除去する段階、及び、前記ＰＶＡブラシに振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ内の不純物を除去する段階を含んでもよい。これにより、前記ＰＶＡブラシ内のシリコンのような有機性物質、及び、粒子状の不純物などが容易に除去され得る。結果的に、化学機械的平坦化工程、半導体工程、及びディスプレイ工程などから得られる生産物の収率が向上できる、ＰＶＡブラシの洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法を説明するフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄装置を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄装置が備える摩擦特性測定装置を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄装置が備える弾性特性測定装置を示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法が行われる前、ＰＶＡブラシの特性を測定する方法の図面及び測定装置の写真である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で洗浄された、ＰＶＡブラシの特性を測定する方法の図面及び測定装置の写真である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法中、振動時間に伴って除去された不純物の量を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で除去された物質を、ＬＣ−ＭＳ測定したグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で除去された物質を撮影した電子顕微鏡写真である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で除去された物質を撮影した電子顕微鏡写真である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で除去された物質を、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定したグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法中の洗浄溶液の効率を比較する写真である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法中の洗浄溶液の効率を比較する写真である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で洗浄されたＰＶＡブラシの特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明の技術的思想は、ここで説明された実施形態に限定されず、他の形態で具体化されてもよい。もっぱら、ここで記述されている実施形態は、開示の内容が徹底で完全になるように、かつ当業者に本発明の思想が十分に伝われるようにするために提供されることである。
【００３５】
本明細書において、ある構成要素が、他の構成要素上にあると言及される場合に、それは、他の構成要素上に直接形成されてもよく、又はそれらの間に、第３の構成要素が介在されてもよいことを意味する。また、図面において、膜及び領域の厚さは、技術的内容の効果的な説明のために誇張されたものである。
【００３６】
また、本明細書の多様な実施形態において、第１、第２、第３などの用語が、多様な構成要素を記述するために使われているが、これらの構成要素が、このような用語により限定されてはいけない。これらの用語は、単にある構成要素を、他の構成要素と区別するために使われているだけである。したがって、ある一つの実施形態において第１構成要素と言われたものが、 別の実施形態では、第２構成要素と言われてもよい。ここで説明、例示される各実施形態は、その相補的な実施形態も含む。また、本明細書において、「及び／又は」とは、前後に並べた構成要素のうち、少なくとも一つを含む意味として使用されている。
【００３７】
明細書において、単数の表現は、文脈上、断りのない限り、複数の表現を含む。また、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書上に記載されている特徴、数字、段階、構成要素又はこれらの組合せが存在することを指定するだけであって、一つ又はこれ以上の別の特徴や数字、段階、構成要素又はこれらの組合せの存在又は付加の可能性を排除すると理解してはいけない。なお、本明細書において、「連結」とは、複数の構成要素を間接的に繋げること、及び直接的に繋げることを全て含む意味として使用される。
【００３８】
さらに、以下に本発明を説明するにあたって、関連の公知の機能又は構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を不要に曖昧にする恐れがあると判断する場合には、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
ＰＶＡブラシは、化学機械的平坦化（ＣＭＰ)工程、半導体工程及びディスプレイ工程などで、基板上の残留物を除去するための用途で用いられる。このようなＰＶＡブラシは、製造工程上の欠陥により、前記ＰＶＡブラシの内に気孔形成剤、離型剤、ＰＶＡデブリなどのような不純物を含み得る。このような不純物は、基板上の残留物を除去する中、基板に転写でき、これにより、化学機械的平坦化工程、半導体工程、及びディスプレイ工程などから得られる歩留まり（yield)を低下する問題が生じられる。以下、ＰＶＡブラシ内の不純物を除去する方法を、図１及び図２を参照して説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法を説明するフローチャートであり、図２は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法を示す図である。
【００４１】
図１及び図２を参照すると、ＰＶＡブラシ１００が用意される（Ｓ１１０)。 一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ１００は、使用される前の状態であり得る。即ち、前記ＰＶＡブラシ１００は、化学機械的平坦化（Chemical Mechanical Planarization、ＣＭＰ）工程、半導体工程、及びディスプレイ工程などで、基板上の残留物（residue)を除去する前の状態であり得る。
【００４２】
前記ＰＶＡブラシ１００の製造工程において、シロキサン化合物が用いられてもよく、製造された前記ＰＶＡブラシ１００の内に、シロキサン化合物及び不純物などが残っていてもよい。具体的には、前記ＰＶＡブラシ１００が、射出成形などを通じて製造される場合、製造工程でシロキサン化合物が用いられてもよく、シロキサン化合物は、前記ＰＶＡブラシ１００の表面及び内部に残存できる。
【００４３】
以下、前記ＰＶＡブラシ１００内のシロキサン化合物、及び不純物を除去する方法を具体的に説明する。
【００４４】
前記ＰＶＡブラシ１００内のシロキサン（siloxane）化合物１１０ａが除去できる（Ｓ１２０)。 前記シロキサン化合物１１０ａは、洗浄溶液２００で除去できる。一実施形態によると、前記シロキサン化合物１１０ａは、前記洗浄溶液２００が満たされている容器内に、前記ＰＶＡブラシ１００を浸漬する方法で除去できる。即ち、前記洗浄溶液２００と、前記シロキサン化合物１１０ａとが反応する場合、前記シロキサン化合物１１０ａが、前記洗浄溶液２００内に溶解され、前記ＰＶＡブラシ１００から除去できる。
【００４５】
一実施形態によると、前記洗浄溶液２００は、有機物を含んでもよい。例えば、前記有機物は、ＴＨＦ（tetrahydrofuran)、又はＴＭＡＨ（tetramethyl  ammonium hydroxide)であってもよい。一実施形態によると、前記シロキサン化合物１１０ａは、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane)であってもよい。
【００４６】
前記シロキサン化合物１１０ａは、前記洗浄溶液２００内の前記有機物の濃度が高くなるほど、除去される量が多くなり得る。しかし、前記洗浄溶液２００内の前記有機物の濃度が、一定の範囲以上高くなると、前記ＰＶＡブラシ１００が損傷される。これにより、一実施形態によると、前記洗浄溶液２００は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の濃度を有する前記有機物を含んでもよい。
【００４７】
他の実施形態によると、前記洗浄溶液２００は、有機溶媒、塩基性溶液、及び酸性溶液を含んでもよい。例えば、前記有機溶媒は、トルエン（toluene）、キシレン（xylene）、ベンゼン（benzene）、ソルベントナフサ（solvent naptha）、ケロシン（kerosene）、シクロヘキサン（cyclohexane）、ｎ−ヘキサン（n-hexane）、ｎ−ヘプタン（n-heptane）、ジイソプロピルエーテル（diisopropyl ether）、へキシルエーテル（hexyl ether）、酢酸エチル（ethyl acetate）、酢酸ブチル（butyl acetate）、ラウリン酸イソプロピル（isopropyl laurate）、パルミチン酸イソプロピル（isopropyl palmitate）、テトラヒドロフラン（tetrahydrofuran）、ミリスチン酸イソプロピル（isopropyl myristate）、ジメチルスルホキシド（dimethyl sulfoxide）、メチルエチルケトン（methyl ethyl ketone）、メチルイソブチルケトン（methyl isobutyl ketone）、メチルイソブチルケトン（methyl isobutyhl ketone）及びラウリルアルコール（lauryl alcohol）のうち少なくとも何れか１つを含んでもよい。例えば、前記塩基性溶液は、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣｅＯＨ、ＲｂＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、水酸化テトラメチルアンモニウム（tetramethylammonium hydroxide）、水酸化テトラエチルアンモニウム（tetraethylammonium hydroxide）、水酸化テトラブチルアンモニウム（tetrabutylammonium hydroxide）、水酸化テトラプロピルアンモニウム（tetrapropylammonium hydroxide）、エチレンジアミン（ethylene diamine）、ピロカテコール（pyrocatechol）、及びピラジン（pyrazine）のうち少なくとも何れか１つを含んでもよい。 例えば、前記酸性溶液は、ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＦ、及びＨＮＯ３のうち少なくとも何れか１つを含んでもよい。
【００４８】
また、前記ＰＶＡブラシ１００内の不純物１１０ｂが、除去され得る（Ｓ１３０)。 前記不純物は、前記ＰＶＡブラシ１００に振動を加えて、除去することができる。 このために、前記ＰＶＡブラシ１００内の不純物１１０ｂを除去する容器内に、振動装置３００を用意してもよい。即ち、前記振動装置３００により発生された振動が、前記ＰＶＡブラシ１００に加えられる場合、前記ＰＶＡブラシ１００内の不純物１１０ｂが脱落され、前記ＰＶＡブラシ１００から除去できる。
【００４９】
一実施形態によると、前記不純物１１０ｂは、気孔形成剤、及び不完全な架橋などによる接着力の低いＰＶＡデブリなどであってもよい。例えば、前記気孔形成剤は、ポテト澱粉、又はコーンスターチなどであってもよい。 一実施形態によると、前記振動装置３００は、超音波（ultrasonic）発生装置であってもよい。
【００５０】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ１００に１０分間、振動を加えた場合、前記ＰＶＡブラシ１００から除去された前記不純物１１０ｂの量が最大値を有してもよい。これにより、前記ＰＶＡブラシ１００に振動を加えてから、10分内に前記ＰＶＡブラシ１００内の不純物１１０ｂが、殆ど除去できる。
【００５１】
また、一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ１００に加えられる振動の振動数が低い場合、前記ＰＶＡブラシ１００に加えられる振動の振動数が高い場合より、 前記ＰＶＡブラシ１００内の前記不純物１１０ｂの量がより少ないことがある。即ち、前記ＰＶＡブラシ１００に振動を加えて、前記不純物１１０ｂを除去する場合、高い振動数を有する振動を加えることより、低い振動数を有する振動を加えるのが、 前記ＰＶＡブラシ１００内の前記不純物１１０ｂの除去効率が高いことがある。
【００５２】
図１及び図２を参照して、前記ＰＶＡブラシ１００内の前記シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが除去される場合、前記シロキサン化合物１１０ａが先に除去され、前記不純物１１０ｂが後で除去されると説明したが、前記不純物１１０ｂが除去された後、前記シロキサン化合物１１０ａが除去されてもよい。即ち、前記ＰＶＡブラシ１００に振動を加えて、前記不純物１１０ｂを先に除去し、その後、前記ＰＶＡブラシ１００を、前記洗浄溶液２００内に浸漬させ、前記シロキサン化合物１１０ａを除去することができる。
【００５３】
その上に、一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ１００内の前記シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが同時に除去できる。即ち、洗浄溶液２００が入っている容器内に、前記振動装置３００を配置し、前記ＰＶＡブラシ１００が浸漬される間、振動を加えて、前記シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが同時に除去できる。
【００５４】
一実施形態によると、前記シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが除去された前記ＰＶＡブラシ１００は、リンス（rinsing)してもよい。即ち、前記ＰＶＡブラシ１００の表面及び内部に残存する前記洗浄溶液２００を、リンス溶液で除去できる。例えば、前記リンス溶液は、超純水（DI water)であってもよい。
【００５５】
一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ１００の洗浄方法は、前記シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが除去された前記ＰＶＡブラシ１００の摩擦特性及び弾性特性を測定する段階をさらに含んでもよい。
【００５６】
例えば、シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが除去された前記ＰＶＡブラシ１００は、前記ＰＶＡブラシ１００と、摩擦部材との間の摩擦特性の変化に従い、回転モーターの回転力の変化を測定することで、摩擦特性が測定できる。
【００５７】
例えば、シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが除去された前記ＰＶＡブラシ１００は、前記ＰＶＡブラシ１００と、摩擦部材との間の弾性特性の変化に従い、弾性特性装置の圧力の変化を測定することで、弾性特性が測定できる。
【００５８】
前記ＰＶＡブラシ１００内の前記シロキサン化合物１１０ａを除去する段階、及び前記ＰＶＡブラシ１００内の前記不純物１１０ｂを除去する段階は、ユニット工程（unit process)と定義してもよい。前記ユニット工程は、前記シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが除去された前記ＰＶＡブラシ１００の摩擦特性及び弾性特性が、基準範囲以下である場合、繰り返し行ってもよい。前記ユニット工程は、前記摩擦特性及び前記弾性特性が、基準範囲を有するまで、繰り返し行ってもよい。
【００５９】
言い換えれば、前記ＰＶＡブラシ１００は、前記ＰＶＡブラシ１００内の前記シロキサン化合物１１０ａを除去する段階、及び前記ＰＶＡブラシ１００内の前記不純物１１０ｂを除去する段階が行われて、前記ＰＶＡブラシ１００内の前記シロキサン 化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが除去できる。前記シロキサン化合物１１０ａ及び前記不純物１１０ｂが除去された前記ＰＶＡブラシ１００は、摩擦特性及び弾性特性が測定され、測定された摩擦特性及び弾性特性が、基準範囲以下である場合、前記ＰＶＡブラシ１００内の前記シロキサン化合物１１０ａを除去する段階、及び前記ＰＶＡブラシ１００内の前記不純物１１０ｂを除去する段階が、摩擦特性及び弾性特性が、前記基準範囲を有するまで、繰り返し行われてもよい。これにより、洗浄された前記ＰＶＡブラシ１００の摩擦特性及び弾性特性が、容易に制御できる。
【００６０】
前述の本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシ１００の洗浄方法とは異なって、ＰＶＡブラシ内に、超純水（DI water)を通過させるＰＶＡブラシの洗浄方法は、シリコンのような有機物が除去できない。また、超純水流体を通過させるＰＶＡブラシの洗浄方法は、不純物の除去効率が低いため、前処理の時間が長くかかることにより、ＣＭＰ装置のスループット（throughput)を阻害する問題があり、ＣＭＰ後洗浄工程中、基板上に不純物が転写されて、収率を阻害する問題がある。
【００６１】
これと異なり、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシ１００の洗浄方法は、前記ＰＶＡブラシ１００を用意する段階、前記有機物を含む前記洗浄溶液２００で、前記ＰＶＡブラシ１００内の前記シロキサン（siloxane）化合物１１０ａを除去する段階、及び前記ＰＶＡブラシ１００に振動を加えて、前記ＰＶＡブラシ１００内の不純物１１０ｂを除去する段階を含んでもよい。これにより、前記ＰＶＡブラシ１００内のシリコンのような有機性物質及び粒子状の不純物などが容易に除去できる。結果的に、化学機械的平坦化工程、半導体工程、及びディスプレイ工程などから得られる歩留まり（yield)の向上可能なＰＶＡブラシの洗浄方法が提供できる。
【００６２】
以下、前記ＰＶＡブラシ１００内の前記シリコン化合物１１０ａ、及び前記不純物１１０ｂを除去するためのＰＶＡブラシ洗浄装置を、図３〜図５を参照して説明する。
【００６３】
図３は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシ洗浄装置を示す図であり、図４は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシ洗浄装置が備える摩擦特性測定装置を示す図であり、図５は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシ洗浄装置が備える弾性特性測定装置を示す図である。
【００６４】
図３を参照すると、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシ洗浄装置１０は、洗浄容器４０、洗浄溶液供給装置５０、粒子測定装置６０ａ、有機物測定装置６０ｂ、摩擦特性測定装置７０、及び弾性特性測定装置８０を含んでもよい。
【００６５】
前記洗浄容器４０の内に、ＰＶＡブラシ２０、洗浄溶液２５、振動装置３０、及び振動発生器３１が配置されてもよい。
【００６６】
前記ＰＶＡブラシ２０及び前記洗浄溶液２５は、図１及び図２を参照して説明された、前記ＰＶＡブラシの洗浄方法で説明したＰＶＡブラシ及び前記洗浄溶液と同様であってもよい。一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシは、コア２１及び突起２２からなってもよい。
【００６７】
前記ＰＶＡブラシ２０は、製造工程上の欠陥により、シロキサン化合物２３ａ、及び不純物２３ｂなどを含んでもよい。前記ＰＶＡブラシ２０内の前記シロキサン化合物２３ａは、有機物を含む前記洗浄溶液２５で除去され得る。一実施形態によると、前記ＰＶＡブラシ２０内の前記シロキサン化合物２３ａは、前記洗浄溶液２５の内に、前記ＰＶＡブラシ２０を浸漬する方法で除去できる。
【００６８】
前記シロキサン化合物２３ａは、前記洗浄溶液２５内の前記有機物の濃度が高くなるほど、除去される量が多くなり得る。しかし、前記洗浄溶液２５内の前記有機物の濃度が、一定の範囲以上高くなると、前記ＰＶＡブラシ２０が損傷され得る。これにより、一実施形態によると、前記洗浄溶液２５は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の濃度を有する前記有機物を含んでもよい。一実施形態によると、前記有機物は、ＴＨＦ又はＴＭＡＨであってもよい。一実施形態によると、前記シロキサン化合物は、ＰＤＭＳであってもよい。
【００６９】
前記ブラシ２０内の前記不純物２３ｂは、前記ブラシ２０に振動が提供されることで除去できる。このために、前記振動発生器３１は、振動を生成し、前記振動装置３０は、生成された振動を、前記ブラシ２０に提供できる。前記不純物２３ｂ及び振動は、図１及び図２を参照して説明した、前記ＰＶＡブラシの洗浄方法で説明した不純物及び振動と同様であってもよい。
【００７０】
一実施形態によると、前記振動装置３０が、前記ＰＶＡブラシ２０に、１０分間、振動を提供する場合、前記ＰＶＡブラシ２０から除去された前記不純物２３ｂの量が最大値を有することがある。これにより、前記ＰＶＡブラシ２０に振動を加えてから、１０分以下の時間内に、前記ＰＶＡブラシ２０内の不純物２３ｂが殆ど除去できる。
【００７１】
一実施形態によると、前記振動発生器３１は、前記振動発生器３１を発振する発振器３２、周波数制御装置３３、及びパワー制御装置３４と連結できる。一実施形態によると、前記振動装置３０は、クォーツ 、アルミナ、セラミックス、及び金属のうち少なくとも何れか１つを含んでもよい。
【００７２】
前記洗浄溶液供給装置５０は、ノズル５１、タンク５２、ポンプ５３、フィルタ５４、圧力計５５、流量計５６、及びポンプ調節装置５７を含んでもよい。
【００７３】
具体的に、前記洗浄溶液供給装置５０は、前記ノズル５１を介して、前記ＰＶＡブラシ２０上の前記コア２１に、直接、前記洗浄溶液２５を供給するか、前記洗浄容器４０に、前記洗浄溶液２５を供給してもよい。前記タンク５２は、前記洗浄溶液２５を貯蔵できる。前記ポンプ５３は、前記タンク５２と、前記洗浄容器４０との間の圧力を調整することができる。例えば、前記ポンプ５３は、ダイアフラムポンプ（diaphragm pump)、ベローズ定量ポンプ（bllows metering pump)、ぜん動ポンプ（peristaltic pump)、シリンジポンプ（syringe pump)、ソレノイドポンプ（solenoid diaphragm pump)、マグネットインペラー式ポンプ（magnetic drive impeller pump)、及び磁気浮上ポンプ（magnetically levitated centrifugal pump)などであってもよい。
【００７４】
前記フィルタ５４は、前記ポンプ５３から前記洗浄容器４０内に提供される前記洗浄溶液２５内の不純物が除去できる。一実施形態によると、前記フィルタ５４は、１０ｎｍ〜２００ｎｍのサイズの気孔を有してもよい。一実施形態によると、前記フィルタ５４は、バルブ（図示せず）を含んでもよい。例えば、前記バルブは、ベントバルブ又は排出バルブであってもよい。一実施形態によると、前記フィルタ５４は、ＰＥＳ（Polyethersulfone)、ＰＴＦＥ（polytetrafluorethylene)、ＳＦＣＡ（sufactant-free cellulose acetate)、ＰＶＤＦ（polyvinylidene fluoride)、セルロース、ナイロン、アセチルセルロース（cellulose acetate）、ニトロセルロース（cellulose nitrate）、ガラスマイクロファイバー（glass microfiber）、及びポリプロピレン（polypropylene ）のうち少なくとも何れか１つを含んでもよい。
【００７５】
前記圧力計５５は、前記洗浄溶液２５の供給圧力が確認できる。前記流量計５６は、前記洗浄溶液２５の供給流量が確認できる。前記ポンプ調節装置５７は、前記洗浄溶液２５の供給圧力及び供給流量の条件が調節できる 。
【００７６】
前記粒子測定装置６０ａは、洗浄された前記ＰＶＡブラシ２０内の前記不純物２３ｂのサイズ及び個数が測定できる。例えば、前記粒子測定装置６０ａは、洗浄された前記ＰＶＡブラシ２０内の残留の気孔形成剤、及び不完全な架橋などによる接合力の低いＰＶＡデブリが測定できる。例えば、前記粒子測定装置６０ａは、消滅測定器（extinction detector)、単一粒子光学測定法（ＳＰＯＳ、single particle optical sizing）装置、レーザー回折法（laser diffraction）装置、動的光散乱法（dynamic light scattering）装置、及び音響減衰分光学法（acoustic attenuation spectroscopy）装置などであってもよい。
【００７７】
前記有機物測定装置６０ｂは、洗浄された前記ＰＶＡブラシ２０内のシロキサン化合物２３ａの量が側的できる。例えば、前記有機物測定装置６０ｂは、洗浄された前記ＰＶＡブラシ２０内のＰＤＭＳの量が測定できる。例えば、前記有機物測定装置６０ｂは、紫外線検出器（ultraviolet detector)、伝導度検出器（conductivity analyzer)、電流充電検出器（current charge detector)、ＮＤＩＲ検出器（nondispersive infrared gas analyzer）及び総有機炭素分析器（total organic carbon analyzer）などであってもよい。
【００７８】
前記シロキサン化合物２３ａ及び前記不純物２３ｂが除去された前記ＰＶＡブラシ２０は、前記摩擦特性測定装置７０及び前記弾性特性測定装置８０へ移動され、摩擦特性及び弾性特性が測定できる。以下、図４及び図５を参照して、前記摩擦特性測定装置７０及び前記弾性特性測定装置８０を、具体的に説明する。摩擦特性測定装置７０を、まず、説明し、その後、弾性特性測定装置８０を説明するが、前記ＰＶＡブラシ２０の摩擦特性の測定及び弾性特性の測定の順序が、これに局限されることではない。
【００７９】
図４を参照すると、前記摩擦特性測定装置７０は、回転モーター７０ａ、摩擦測定器７０ｂ、及び第１摩擦部材７０ｃからなってもよい。前記ＰＶＡブラシ２０は、前記コア２１の一端が、前記回転モーター７０ａと連結され、前記突起２２の一端が、前記第１摩擦部材７０ｃと接触され得る。これにより、前記ＰＶＡブラシ２０と、前記第１摩擦部材７０ｃとの間の摩擦特性の変化、及び前記回転モーター７０ ａの回転力の変化を測定して、前記ＰＶＡブラシ２０の摩擦特性が測定できる。
【００８０】
例えば、前記摩擦測定器７０ｂは、ＳＡＷ（surface acoustic wave）トルク（torque）センサ、ＥＭＤ（embedded magnetic domain）トルクセンサ、オプトエレクトロニクス（optical electronics）トルクセンサ、テレメトリー（telemetry）トルクセンサ、ライト（wire）トルクセンサ、 正弦固定式（stationary）トルクセンサ、接触回転式（slip ring rotational）トルクセンサ、及び非接触回転式（contactless rotational）トルクセンサのうちいずれか一つであってもよい。
【００８１】
図５を参照すると、前記弾性特性測定装置８０は、移動モーター８０ａ、弾性測定器８０ｂ、及び第２摩擦部材８０ｃからなってもよい。前記ＰＶＡブラシ２０は、前記コア２１の一端が、前記回転モーター ８０ａと連結され、前記突起２２の一端が、前記第２摩擦部材８０ｃと接触され得る。また、前記第２摩擦部材８０ｃと接触する前記突起２２の反対側に配置された前記突起２２の他端は、前記弾性測定装置８０と接触され得る。これにより、前記ＰＶＡブラシ２０と、前記第２摩擦部材８０ｃとの間の弾性特性の変化及び、前記弾性測定器８０ｂの圧力の変化を測定して、前記ＰＶＡブラシ２０の弾性特性が測定できる。
【００８２】
例えば、前記弾性測定器８０ｂは、ひずみゲージロードセル（strain gauge load cell)、ビームロードセル（beam load cell)、及びコラム型ロードセル（column load cell）のうち少なくとも一つであってもよい。
【００８３】
本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシ洗浄装置１０は、前記ＰＶＡブラシ２０内の前記シロキサン化合物２３ａを除去する、前記有機物を含む前記洗浄溶液２５が配置される前記洗浄容器４０、前記ＰＶＡブラシ２０内の前記不純物２３ｂを除去する振動を、前記ＰＶＡブラシ２０に提供し、前記洗浄容器４０内に配置される前記振動装置３０、前記シロキサン化合物２３ａ及び前記不純物２３ｂが除去された前記ＰＶＡブラシ２０の摩擦特性を測定する前記摩擦特性測定装置７０、前記ＰＶＡブラシ２０の弾性特性を測定する弾性特性測定装置８０を含んでもよい。これにより、前記ＰＶＡブラシ２０内のシリコンのような有機性物質及び粒子状の不純物などが容易に除去できる。結果的に、化学機械的平坦化工程、半導体工程、及びディスプレイ工程などから得られる歩留まり（yield)が向上されたＰＶＡブラシの洗浄装置が提供できる。
【００８４】
以下、前記実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法の具体的な実験例及び特性評価を説明する。
【実施例】
【００８５】
図６は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法が行われる前に、ＰＶＡブラシの特性を測定する方法の図面及び測定装置の写真である。
【００８６】
図６を参照すると、ＰＶＡブラシの一部を、Ｈ３ＰＯ４溶液内でマイクロ波アッシング（microwave ashing）を行った後、 Agilent（ＵＳＡ）社の７９００ＩＣＰ−ＭＳを用いて、ＰＶＡブラシ内の物質の特性を測定した。測定の結果は、以下の表１にまとめた。
【００８７】
【表１】
2020534690.tif 000003
【００８８】
図６及び表１から分かるように、Ｈ３ＰＯ４溶液内でマイクロ波アッシングしたＰＶＡブラシ内には、約８８．６５ｗｔ％濃度のＳｉ、約１０．８５ｗｔ％濃度のＴｉなどが含まれていることが分かる。即ち、前記実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法が行われる前のＰＶＡブラシ内には、多量のシロキサン及び不純物が含まれていることが分かる。
【００８９】
図７は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で洗浄された、ＰＶＡブラシの特性を測定する方法の図面及び測定装置の写真であり、図８は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法中、振動時間によって除去された不純物の量を示すグラフである。
【００９０】
図７を参照すると、ＰＶＡブラシを、２０ｗｔ％濃度のＴＨＦ及び８０ｗｔ％濃度のＤＩ ｗａｔｅｒが混合された溶液内に浸漬し、４０ｋＨｚの周波数及び６００Ｗのパワーを有する超音波を用いて、ＰＶＡブラシ内の不純物を除去し、除去した不純物の量を測定した。除去された不純物の測定には、ＰＳＳ（ＵＳＡ）社のAccusizer ７８０ＡＤが用いられた。
【００９１】
図８を参照すると、図７で前述した方法で、ＰＶＡブラシを０〜４０分間、超音波を提供して洗浄した後、ＰＶＡブラシから除去された不純物の量を測定した。図８から分かるように、１０分間、超音波が提供された場合、ＰＶＡブラシから除去された不純物の量が、顕著に多いことが確認できた。即ち、前記実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法を行う場合、超音波を提供する１０分内の時間の間、殆どの 不純物が除去されることが分かる。また、ＰＶＡブラシに超音波を提供する場合、不純物を高濃度で捕集できるため、ＰＶＡブラシの不純物が容易に分析できる。
【００９２】
図９は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で除去した物質を、 ＬＣ−ＭＳ測定したグラフである。
【００９３】
図９を参照すると、図７で前述の方法で除去された物質を、ＬＣ−ＭＳ（liquid chromatography-mass spectrometry）で測定した。 図９のＡから分かるように、前記実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法が行われ、ＰＶＡブラシから除去された物質の中にＰＤＭＳが含まれていることが確認できた。
【００９４】
図１０及び図１１は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で除去された物質を撮影した電子顕微鏡の写真である。
【００９５】
図１０を参照すると、図７で前述の方法で除去された物質を乾燥した後、０．５ｋの倍率でＦＥ−ＳＥＭ（field emission-scanning electron microscope）撮影を行った。図１０から分かるように、前記実施形態による方法で除去された物質の所々に、不純物の粒子（particle)が分布されていることが確認できた。
【００９６】
図１１を参照すると、図１０のＢ部分を拡大して、５ｋの倍率でＦＥ−ＳＥＭ撮影を行った。図１１から分かるように、前記実施形態による方法で除去された物質の所々に、不純物の粒子（particle）のみならず、ＰＤＭＳ（Organic Containment）も分布されていることが確認できた。
【００９７】
図１２は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で除去された物質を、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定したグラフである。
【００９８】
図１２を参照すると、図７で記述した方法で除去された物質を乾燥した後、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（time of flight - secondary mass spectrometry）測定を行った。 図１２のＣ及びＤから分かるように、前記実施形態による方法で除去された物質が、シロキサンを含んでいることが分かる。
【００９９】
図８〜図１２を通じて分かるように、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で、ＰＶＡブラシを洗浄した場合、ＰＶＡブラシからＰＤＭＳ及び不純物が、容易に除去されることが分かる。
【０１００】
図１３及び図１４は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法中の洗浄溶液の効率を比較する写真である。
【０１０１】
図１３の（ａ）及び（ｂ）を参照すると、図７で記述した方法でＰＶＡブラシを洗浄するものの、ＴＨＦなしでＤＩｗａｔｅｒのみを含む洗浄溶液でＰＶＡブラシを洗浄し、洗浄されたＰＶＡブラシの表面を、１ｋ及び５ｋの倍率でＦＥ−ＳＥＭ撮影を行った。図１３の（ａ）及び（ｂ）から分かるように、ＴＨＦなしでＤＩ ｗａｔｅｒのみを含む洗浄溶液でＰＶＡブラシを洗浄した場合、ＰＶＡブラシの表面に多量のＰＤＭＳが残っていることが確認できた。
【０１０２】
図１４の（ａ）及び（ｂ）を参照すると、図７で記述した方法でＰＶＡブラシを洗浄し、洗浄されたＰＶＡブラシの表面を、１ｋ及び５ｋの倍率でＦＥ−ＳＥＭ撮影を行った。図１４の（ａ）及び（ｂ）から分かるように、前記実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法でＰＶＡブラシを洗浄した場合、ＰＶＡブラシの表面に、実質的にＰＤＭＳが残っていないことが確認できた。
【０１０３】
即ち、図１３及び図１４から分かるように、ＰＶＡブラシを洗浄する場合、ＴＨＦによりＰＤＭＳが容易に除去されることが分かる。但し、ＴＨＦの濃度が高くなるにつれ、ＰＶＡブラシが損傷されることがあって、適正のＴＨＦ濃度の調整が必要である。ＰＶＡブラシが損傷せず、ＰＤＭＳが除去できるＴＨＦの濃度を調べるための実験の結果を、以下の表２から表４にまとめた。
【０１０４】
【表２】
2020534690.tif 000004
【０１０５】
【表３】
2020534690.tif 000005
【０１０６】
【表４】
2020534690.tif 000006
【０１０７】
表４のＲＥＤは、以下の数式１及び数式２により計算された。
【０１０８】
＜数式１＞
RA2=4（δD1- δD2)2 + （δP1- δp2)2 + （δH1- δH2)2 
（RA: 分子間距離（Distance between molecules）、1:溶媒（solvent）、2: 溶質（solute））
【０１０９】
＜数式２＞
RED = RA / R0 
（RA: 分子間距離（Distance between molecules）、R0: 溶解球の半径（radius of solubility sphere））
【０１１０】
前述の表2〜表４を通じて分かるように、ＴＨＦの濃度が高くなるにつれ、ＰＤＭＳの除去率も向上されるものの、ＴＨＦの濃度が、５０％以上となる場合、ＰＶＡブラシに損傷が与えられることが分かる。また、前述の表４におけるＲＥＤの値が１未満の場合、ＰＶＡブラシに損傷が与えられることが分かる。したがって、前記実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法に用いられる洗浄溶液は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の濃度を有するＴＨＦを含むのが、ＰＶＡブラシが損傷されず、ＰＤＭＳが除去できる効率的なＴＨＦ濃度の範囲であることが分かる。
【０１１１】
図１５は、本発明の一実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で洗浄されたＰＶＡブラシの特性を示すグラフである。
【０１１２】
図１５を参照すると、図７で記述した方法でＰＶＡブラシを洗浄するものの、洗浄溶液に含まれたＴＨＦの濃度を、０ｗｔ％〜５０ ｗｔ％に変化させ、ＴＨＦの濃度によるポロシティ（porosity）（％)を測定した。
【０１１３】
図１５から分かるように、前記実施形態によるＰＶＡブラシの洗浄方法で洗浄されたＰＶＡブラシは、洗浄溶液に含まれたＴＨＦの濃度が、４０％を超過する場合、漸次減少することが確認できた。洗浄されたＰＶＡブラシのポロシティ（％)は、以下の数式３により計算された。
【０１１４】
＜数式３＞
ポロシティ（Porosity）（％）= ＷＢ − ＷＡ／（ＷＢ − ＷＡ）− （ＷＡ／ＤＰＶＡ）
（ ＷＡ：乾燥されたブラシの重さ、ＷＢ：水に濡れているブラシの重さ、ＤＰＶＡ：ＰＶＡブラシの密度（１．３ｇ／ｃｍ３）
【０１１５】
以上、本発明を好適な実施形態を用いて詳細に説明したが、本発明の範囲は、特定の実施形態に限定されることではなく、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきである。また、この技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの修正と変形が可能であることが分かる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  ＰＶＡ洗浄装置、２０  ＰＶＡブラシ、２１  コア、２２  突起、２３ａシロキサン化合物、２３ｂ  不純物、２５  洗浄溶液、３０  振動装置、３１  振動発生器、３２  発振器、３３ 周波数制御装置、３４  パワー制御装置、５０  洗浄溶液供給装置、５１  ノズル、５２  タンク、５３  ポンプ、５４  フィルタ、５５  圧力計、５６  流量計、５７  ポンプ調節装置、７０  圧力特性測定装置、８０  弾性特性測定装置、１００  ＰＶＡブラシ、１１０ａ  シロキサン化合物、１１０ｂ  不純物、２００  洗浄溶液、３００  振動装置
【図１】
2020534690.tif 000007
【図２】
2020534690.tif 000008
【図３】
2020534690.tif 000009
【図４】
2020534690.tif 000010
【図５】
2020534690.tif 000011
【図６】
2020534690.tif 000012
【図７】
2020534690.tif 000013
【図８】
2020534690.tif 000014
【図９】
2020534690.tif 000015
【図１０】
2020534690.tif 000016
【図１１】
2020534690.tif 000017
【図１２】
2020534690.tif 000018
【図１３（ａ）】
2020534690.tif 000019
【図１３（ｂ）】
2020534690.tif 000020
【図１４（ａ）】
2020534690.tif 000021
【図１４（ｂ）】
2020534690.tif 000022
【図１５】
2020534690.tif 000023
【国際調査報告】
2020534690.tif 000024
2020534690.tif 000025
2020534690.tif 000026
2020534690.tif 000027