説明

基板洗浄用ブラシ及びそれを用いた基板洗浄方法

【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】基板洗浄用ブラシのブラシ毛を帯鋼の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において、隣り合うチャネル台座とチャネル台座との間の位置に柔軟な隔壁を設け、該柔軟な隔壁によって、隣り合うチャネルに植毛したブラシ毛の双方が絡まることを防止する基板洗浄用ブラシである。

【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において、透明基板を洗浄に用いるチャネルブラシの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】
従来のチャネルブラシの基板洗浄用ブラシは、カラーフィルタの製造工程の基板の洗浄用として使用されている。チャネルブラシは、ブラシ毛を帯鋼の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、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し基板洗浄用ブラシを製作する。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、U字状に曲げた帯鋼のチャネル台座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にチャネルブラシ10をコイル巻きの要領で、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している。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、ブラシ毛の品質が劣化するため、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、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、半導体装置用の基板の製造に用いる基板洗浄用の、ブラシ毛を帯鋼の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において、隣り合うチャネル台座とチャネル台座との間の位置に柔軟な隔壁を設け、該柔軟な隔壁によって、隣り合うチャネルに植毛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である。
【0023】
本発明の請求項2に係る発明は、前記柔軟な隔壁を、芯金の上面頂上の位置に設け、該柔軟な隔壁によって、同一チャネルブラシのブラシ毛同士が絡まることを防止することを特徴とする請求項1記載の基板洗浄用ブラシである。
【0024】
本発明の請求項3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洗浄方法において、前記請求項1、又は2記載の基板洗浄用ブラシを用いた洗浄方法であって、前記基板洗浄用ブラシの2個をセットとし、前方と後方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し、且つ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を横方向へ移動する位置に固定し、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。
【発明の効果】
【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。
【0026】
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、洗浄コストが削減できる。
【0027】
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】
【0028】
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。
【0029】
図1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。
【0030】
図1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。隣り合うチャネル台座11とチャネル台座11との間の位置に柔軟な隔壁1を設けた。該柔軟な隔壁1によって、両端部のブラシ毛13の外側への倒れ
を支えて、隣り合うチャネル11に植毛したブラシ毛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。柔軟な隔壁1は、絡み防止用の隔壁1である。隔壁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、隔壁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、その高さを調節することが重要である。また、隔壁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、又はそれ以下が好ましい。形状は、フイルムを円盤状に打ち抜き使用する場合もあり、適宜最適化することが重要である。
【0031】
隔壁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、40〜100μmより適宜選択する。
【0032】
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。
【0033】
図2は、前記柔軟な隔壁が、芯金の上面頂上の位置に設け、該柔軟な隔壁によって、同一チャネルブラシ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、該上部頂上に柔軟な隔壁1固着した芯金及びブラシ毛の束を、チャネル台座11の開口部で挟み込むように固着する。該隔壁は、同一チャネルのブラシ毛の束を分割し、各々のブラシ毛の束の双方が絡まないようにする。なお、柔軟な隔壁1の形成は、隣り合うチャネル台座11とチャネル台座11との間の位置及び芯金の上面頂上の位置に設ける場合もあり、適宜選択する。
【0034】
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。
【0035】
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】
【0036】
【図1】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】
【0037】
1…柔軟な隔壁
2…基板
3…送りローラ
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

【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体装置用の基板の製造に用いる基板洗浄用のブラシ毛を帯鋼の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において、隣り合うチャネル台座とチャネル台座との間の位置に柔軟な隔壁を設け、該柔軟な隔壁によって、隣り合うチャネルに植毛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。
【請求項2】
前記柔軟な隔壁を、芯金の上面頂上の位置に設け、該柔軟な隔壁によって、同一チャネルブラシのブラシ毛同士が絡まることを防止することを特徴とする請求項1記載の基板洗浄用ブラシ。
【請求項3】
基板洗浄用ブラシを回転させ基板表面を洗浄する洗浄方法において、前記請求項1、又は2記載の基板洗浄用ブラシを用いた洗浄方法であって、前記基板洗浄用ブラシの2個をセットとし、前方と後方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し、且つ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を横方向へ移動する位置に固定し、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。

【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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【公開番号】特開2006−286787(P2006−286787A)
【公開日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−102673(P2005−102673)
【出願日】平成17年3月31日(2005.3.31)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】