專利名稱：導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜除去方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將通過例如濺射蒸鍍等形成在基材上的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜以 能夠再利用的狀態(tài)除去的方法以及實(shí)施該方法的裝置。
背景技術(shù)：
例如，形成了ITO(作為銦和錫的氧化物，具有透明導(dǎo)電性的膜)的高性能玻璃 基板的光學(xué)性能(透射率等)和機(jī)械性能(平坦度等)良好，例如被用于平板顯示器。 但是，由于該高性能玻璃基板的價(jià)格高，因此形成于其表面的ITO不滿足品質(zhì)管 理標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，除去該ITO后再利用，從而試圖降低成本。作為除去該ITO等導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的方法，有通過機(jī)械摩擦除去的方 法和通過化學(xué)蝕刻除去的方法。其中，前一種方法為，如圖9所示，將形成在被加 工物1的表面的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜通過研磨刷2摩擦，從而除去的方法。另外，后一種方法為，如

圖10所示，將被加工物l浸漬于以化學(xué)反應(yīng)使導(dǎo)電 性金屬氧化物薄膜溶解的化學(xué)液3中，從而除去形成于其表面的導(dǎo)電性金屬氧化物 薄膜的方法(例如專利文獻(xiàn)1、 2)。專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平6-321581號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開平9-86968號(hào)公報(bào)發(fā)明的揭示但是，通過機(jī)械摩擦除去的方法由于用研磨刷摩擦，因此被加工物的表面可 能會(huì)產(chǎn)生擦痕(傷)或應(yīng)力變形的情況。產(chǎn)生擦痕的情況下，無法再利用。另外，作 為加工對(duì)象的被加工物為平板顯示器時(shí)，玻璃基板的玻璃厚度約為0.5mm，因此 可能會(huì)因接觸方式的機(jī)械磨擦而損壞。因此，需要精細(xì)的刷子的壓力調(diào)整，完全剝 離所需要的時(shí)間長。另一方面，通過化學(xué)蝕刻除去的方法使用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的化學(xué)液，因此操作時(shí) 需要嚴(yán)加注意，不僅作業(yè)性變差，還需要將使用后的電解液進(jìn)行廢液處理。另外，稀有金屬的回收需要另外的提取作業(yè)，因此非常不經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是機(jī)械磨擦方法中，產(chǎn)生擦痕或應(yīng)力變形而無法 再利用基材，而且需要刷子的精細(xì)的壓力調(diào)整而完全剝離所需要的時(shí)間長的問題； 化學(xué)蝕刻的方法中，不僅作業(yè)性變差，而且需要將使用后的電解液進(jìn)行廢液處理， 并且稀有金屬的回收需要另外的提取作業(yè)而不經(jīng)濟(jì)的問題。為了在不在基材上留下擦痕或應(yīng)力變形等且不使用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的化學(xué)液的情 況下，除去基材的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜，本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去 方法的最主要的特征為，具有浸漬于電解液的具備導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的基材、 被浸漬于電解液的第1電極，被浸漬于電解液且與所述導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜相對(duì) 地配置的第2電極，通過以第1電極為負(fù)極、第2電極為正極的條件施加電壓，以 還原反應(yīng)除去所述導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜。在本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去方法中，如果所述還原反應(yīng)后的基 材表面的導(dǎo)電性金屬的除去通過例如采用海綿等柔軟物體的磨擦或噴射水流的噴 射來進(jìn)行，則不會(huì)在基材表面產(chǎn)生損傷或變質(zhì)層，可以可靠地除去殘留的導(dǎo)電性金 屬。在上述的本發(fā)明中，通過使用電阻率為1020 'cm l()SQ ，cm的電解液，能夠高效率地除去形成于基材上的導(dǎo)電性金屬。本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去方法可以通過使用本發(fā)明的裝置來實(shí) 施，所述裝置具有以至少一端浸漬在電解液中的狀態(tài)配置的第1電極；以浸漬于加 工槽內(nèi)的電解液的基材的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜為負(fù)極的條件，以至少一端浸漬在 電解液中的狀態(tài)配置，且所述一端與所述導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜相對(duì)的第2電極； 以該第2電極為正極、所述第1電極為負(fù)極的條件施加電壓的電源。如果采用將本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜除去裝置的所述第1電極或所述 第2電極制成以電解液流下至所述基材的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜上的條件在所述 基材的上方以不與電解液接觸的狀態(tài)傾斜配置的平板狀，具備向該傾斜配置的平板 狀的第1電極或第2電極供給電解液的電解液供給部件的結(jié)構(gòu)，則可以減小導(dǎo)電性 金屬氧化物薄膜上的電解液層的厚度，因此除去效率提高。另外，所述本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜除去裝置中具有所述基材、所述 第2電極等的移動(dòng)部件時(shí)，形成于所述基材的表面的導(dǎo)電性金屬的除去可以高效率 地進(jìn)行。在上述的本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜除去裝置中，最好是以所述第1電極比所述第2電極先通過所述基材的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜上的狀態(tài)配置所述第1 電極和所述第2電極。這是因?yàn)?，如果為了使將電壓施加于正極的第2電極附近的 導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜產(chǎn)生還原作用而使其向反方向移動(dòng)，則進(jìn)行還原反應(yīng)而失去 連續(xù)的導(dǎo)電性的部分通過電極之間，可能會(huì)無法形成后述的閉合電路。另外，在所述本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜除去裝置中，采用將所述加工 槽內(nèi)的電解液引至電解液供給部件或所述噴射部件而使所述電解液可循環(huán)利用的 結(jié)構(gòu)時(shí)，所需的電解液的量可以減少。在本發(fā)明中，通過基于非接觸方式的電解析出而減弱附著力后，除去形成在 基材上的導(dǎo)電性金屬，因此不會(huì)在基材上留損傷或應(yīng)力變形，可以高效率地除去導(dǎo) 電性金屬氧化物薄膜，能夠?qū)崿F(xiàn)使用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的高價(jià)的功能性玻璃基板等的再 生利用。另外，由于不使用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的化學(xué)液，因此可以減少環(huán)境負(fù)荷，且能夠 實(shí)現(xiàn)以基材為代表的稀有金屬等的資源循環(huán)利用，成本上也是有利的。附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明的基本原理的圖。 圖2是說明實(shí)施本發(fā)明方法的本發(fā)明裝置的第1例的圖。 圖3是說明實(shí)施本發(fā)明方法的本發(fā)明裝置的第2例的圖。 圖4是說明實(shí)施本發(fā)明方法的本發(fā)明裝置的第3例的圖。 圖5是說明實(shí)施本發(fā)明方法的本發(fā)明裝置的第4例的圖。 圖6是說明實(shí)施本發(fā)明方法的本發(fā)明裝置的第5例的圖。 圖7是說明實(shí)施本發(fā)明方法的本發(fā)明裝置的第6例的圖。 圖8是表示利用本發(fā)明裝置的第4例將導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜電解還原處理 后的回收裝置的一例的圖。圖9是關(guān)于通過機(jī)械磨擦除去金屬薄膜的方法進(jìn)行說明的圖。 圖IO是關(guān)于通過化學(xué)蝕刻除去金屬薄膜的方法進(jìn)行說明的圖。 符號(hào)說明11導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜lla導(dǎo)電性金屬12基材13第2電極14電源15旋轉(zhuǎn)海綿體 16加工槽17電解液 18第1電極 19循環(huán)槽 20泵 22噴射嘴實(shí)施發(fā)明的最佳方式本發(fā)明通過由基于非接觸方式的電解析出減弱附著力后除去形成在基材上的 的導(dǎo)電性金屬，從而實(shí)現(xiàn)在不在基材上殘留擦痕或應(yīng)力變形等且不使用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿 的化學(xué)液的情況下，除去基材的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的目的。實(shí)施例下面，使用圖1對(duì)本發(fā)明方法的基本原理進(jìn)行說明后，使用圖2 圖8對(duì)用于 實(shí)施本發(fā)明的最佳方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。本發(fā)明是對(duì)基材不留損傷或應(yīng)力變形等的非接觸的加工方法，而且是不使用 強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去方法。艮P，在本發(fā)明中，如圖1所示，將具有導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜ll的絕緣體或 導(dǎo)電體等基材12、第1電極18和第2電極13浸漬于加工槽16內(nèi)的電解液17中。 然后，以第1電極18為負(fù)極、第2電極B為正極的條件，由電源14施加例如直 流電壓或脈沖電壓。通過這樣的方法，在導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11發(fā)生還原反應(yīng)而金屬化，與基 材12的結(jié)合變?nèi)?。與基材12的結(jié)合變?nèi)趿说膶?dǎo)電性金屬lla通過以弱的應(yīng)力磨擦， 例如通過旋轉(zhuǎn)海綿體15等柔軟物體，被可靠地從基材12除去。另外，也可以采用噴射水流等非接觸的方法來代替所述柔軟物體。艮卩，在本發(fā)明中，如果以形成有導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11的基材12和第1電極18為負(fù)極、第2電極13為正極的條件施加例如直流電壓，則與第2電極13 的正極相對(duì)的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11的表面部分成為負(fù)極，通過電解作用自兩 電極的表面開始產(chǎn)生氫 氧離子以及微細(xì)氣泡。在導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11的表面，通過該電解作用產(chǎn)生H2，而該H2成為 還原劑，產(chǎn)生除去導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜中的02的作用。另外，該H2的產(chǎn)生發(fā)生在導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的表面，因此發(fā)生高效率的還原反應(yīng)。失去基于02的結(jié)合的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜僅剩金屬元素，對(duì)基材表面的結(jié)合力變?nèi)?。該僅剩金屬元素的導(dǎo)電性金屬可以通過海綿等柔軟物體產(chǎn)生的弱應(yīng)力的磨擦或通過噴射水流容易地除去。本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去方法是基于上述基本原理的方法，例如用示于圖2的本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜除去裝置來實(shí)施。圖2是在加工槽16的電解液17中，在使導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11朝向液面 浸漬的基材12的上方，不與該導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11接觸地、平行地配置第1 電極18和第2電極13并使其浸漬于電解液17中的裝置。接著，如果以第l電極18為負(fù)極、第2電極13為正極的條件由電源14施加 例如直流電壓，則形成電源14(+)-第2電極13-電解液17-導(dǎo)電金屬線氧化物薄膜 11-電解液17-第1電極18-電源14(一)的閉合電路，自施加于正極的第2電極13附 近的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11的表面產(chǎn)生氫的微細(xì)氣泡。這時(shí)，在第2電極13附近的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11的表面產(chǎn)生的H2成為 還原劑，產(chǎn)生除去導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜ll中的02的作用。并且，該H2的產(chǎn)生 發(fā)生在導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11的表面，因此發(fā)生高效率的還原反應(yīng)。失去基于02的結(jié)合的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11僅剩金屬元素，在基材12的 表面以結(jié)合力變?nèi)趿说臓顟B(tài)存在。與基材12的結(jié)合變?nèi)趿说膶?dǎo)電性金屬lla通過 配置于第2電極13的下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)海綿體15，以弱應(yīng)力磨擦，從而從基材12被 除去。本發(fā)明的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜除去裝置不局限于示于圖2的結(jié)構(gòu)，也可以 是示于圖3 圖7的結(jié)構(gòu)。圖3是將所述第1電極18制成以電解液17流下至所述基材12的導(dǎo)電性金屬 氧化物薄膜11上的條件，在基材12的上方以不與電解液17接觸的狀態(tài)傾斜配置 的平板狀的裝置。并且，在圖3中，將加工槽16的電解液17暫時(shí)接收到循環(huán)槽19后，由泵20 送至第1電極18，從而將加工槽16內(nèi)的電解液17供給于該傾斜配置的平板狀的 第1電極18而循環(huán)使用。將該電解液17接收到循環(huán)槽19時(shí)，如果使其通過濾器 21來除去混入電解液17中的金屬，則可以防止采用旋轉(zhuǎn)海綿體15磨擦?xí)r在基材 12上產(chǎn)生損傷。另外，在示于圖3的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置中，將第2電極13和旋轉(zhuǎn)海綿體15合為一體的裝置為圖4。通過示于該圖4的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11在還 原的同時(shí)被磨擦，被可靠地從基材12除去。圖5是將噴射噴射水流的噴射嘴22設(shè)置于基材12的表面來代替示于圖2的 結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置的旋轉(zhuǎn)海綿體15,對(duì)于該噴射嘴22的電解液17的供給采用與 圖3同樣地供給加工槽16內(nèi)的電解液17而循環(huán)使用的方式的裝置。通過自該噴射 嘴22的噴射水流進(jìn)行與基材12的結(jié)合變?nèi)趿说膶?dǎo)電性金屬lla的除去的裝置可以 可靠地防止基材12上產(chǎn)生損傷。另外，圖6是設(shè)置噴射嘴22來代替圖3所示的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置的旋轉(zhuǎn)海綿 體15，對(duì)于該噴射嘴22的電解液17的供給采用供給加工槽16內(nèi)的電解液17而 循環(huán)使用的方式的裝置。圖7是所述示于圖2的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置中將第2電極13和噴射嘴22合為 一體的裝置。這些示于圖3 圖7的例子中，使電解液通過濾器21來除去混入電解液17 中的金屬，但也可以如圖8所示回收混入至電解液17中的還原金屬來代替該方法。即，將包含從基材12被除去的導(dǎo)電性金屬lla的電解液17蓄至回收槽23， 通過微細(xì)氣泡發(fā)生器24混入微細(xì)氣泡。由此，微細(xì)氣泡成為核而金屬微粒聚集， 可以通過濾器回收，所以通過濾器25回收還原金屬。如上所述，本發(fā)明不采用通常進(jìn)行的在被加工物上施加正電壓的電解析出除 去反應(yīng)，而是在被加工物上施加負(fù)電壓的具有特征的加工方法。另外，這里的電解反應(yīng)在導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜表面的極微少的領(lǐng)域上使H2 產(chǎn)生即可，因此幾乎不需要電流。因此，使用的電解液17可以采用通常被使用的中性鹽溶液或者在自來水或河 水等中混合中性鹽溶液而得的電解液，但較好是電阻率被調(diào)節(jié)至102Q 'cm 106 Q *cm，更好是1()3Q .cm l()4Q cm。其理由是在本發(fā)明中，由于第1電極 18 第2電極13均不與基材12接觸，因此在電阻率為不足102Q cm的高導(dǎo)電 性的電解液17中，被施加于第1電極18以及第2電極13之間的電壓不通過導(dǎo)電 性金屬氧化物薄膜11，而在所述第1電極18以及第2電極13之間通過電解液17 形成導(dǎo)通狀態(tài)，因此導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11的除去效率降低；另外，如果電阻 率超過1060 ，cm，則需要施加高電壓，成本上是不理想的。如上所述，在本發(fā)明中，較好是電阻率比高的電解液17，因此可以使用以往 不適合作為電解液17的自來水或河水等，在經(jīng)濟(jì)性以及安全性方面也良好。順便提一下，作為電解液使用自來水，將在玻璃基板上形成了膜厚為iooox l(T1Qm的ITO的lOOmmX 100mm的被加工物如圖3所示浸漬于所述電解液中，在 同樣浸漬于電解液中的Cu制的第2電極(正極)和所述平板裝第1電極(負(fù)極)之間施 加約100V的直流電壓約1分鐘(電流0.5A)，然后以直徑為150mm的旋轉(zhuǎn)海綿體 磨擦玻璃基板的表面而擦除后，可以除去ITO，能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃基板的再生。本發(fā)明不局限于前述的例子，當(dāng)然可以在記載于各權(quán)利要求的技術(shù)內(nèi)容的范 圍內(nèi)適當(dāng)?shù)馗淖儗?shí)施方式，例如將第2電極13制成傾斜配置的平板狀來代替圖3 的第1電極18。另外，混入電解質(zhì)17中的還原金屬的回收也不局限于示于圖8的 方法。
權(quán)利要求
1.導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去方法，其特征在于，具有浸漬于電解液的具有導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的基材、被浸漬于電解液的第1電極以及被浸漬于電解液且與所述導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜相對(duì)地配置的第2電極，通過以第1電極為負(fù)極、第2電極為正極的條件施加電壓，以還原反應(yīng)將所述導(dǎo)電性金屬氧化物除去。
2. 如權(quán)利要求l所述的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去方法，其特征在于，所 述電解液的電阻率為102Q cm 106Q cm。
3. 導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去裝置，它是實(shí)施權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)電 性金屬氧化物薄膜的除去方法的裝置，其特征在于，具有以至少一端浸漬在電解液 中的狀態(tài)配置的第1電極；以浸漬于加工槽內(nèi)的電解液的基材的導(dǎo)電性金屬氧化物 薄膜為負(fù)極的條件，以至少一端浸漬在電解液中的狀態(tài)配置，且所述一端與所述導(dǎo) 電性金屬氧化物薄膜相對(duì)的第2電極；以該第2電極為正極、所述第1電極為負(fù)極 的條件施加電壓的電源。
4. 如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去裝置，其特征在于，將 所述第1電極或所述第2電極制成以電解液流下至所述基材的導(dǎo)電性金屬氧化物薄 膜上的條件在所述基材的上方以不與電解液接觸的狀態(tài)傾斜配置的平板狀，具備向 該傾斜配置的平板狀的第1電極或第2電極供給電解液的電解液供給部件。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的除去裝置，其特征在于， 具有所述基材或所述第2電極的移動(dòng)部件，或者所述基材以及所述第2電極的移動(dòng) 部件。
全文摘要
本發(fā)明提供不留傷痕或應(yīng)力變形等地除去導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜的方法以及裝置。所述裝置具有以一端浸漬于電解液17的狀態(tài)配置的第1電極18；以浸漬于加工槽16內(nèi)的電解液17的基材12的導(dǎo)電性金屬有機(jī)物薄膜11為負(fù)極的條件，以一端浸漬于電解液17的狀態(tài)配置，所述一端與導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜11相對(duì)的第2電極13；以該第2電極13為正極、且第1電極18為負(fù)極的條件施加直流電壓的電源14。在兩電極13、18上施加交流電壓，通過還原反應(yīng)除去導(dǎo)電性金屬氧化物氧化物薄膜11。本發(fā)明可以將導(dǎo)電性金屬氧化物氧化物薄膜不發(fā)生損傷或應(yīng)力變形地高效率地除去，能夠?qū)崿F(xiàn)高價(jià)的功能性玻璃基板等的再生利用。
文檔編號(hào)C25F3/00GK101233088SQ20068002792
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者井上鐵也, 大工博之 申請(qǐng)人:日立造船株式會(huì)社;日立造船精密科技股份有限公司