JP2002292346A - 付着膜回収装置および付着膜の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属または金属化合物の付着膜を有する成膜
治具から、上記付着膜を経済的にリサイクル可能とし、
かつ、成膜治具の研削量が少なく、廃棄物の発生量が抑
制された付着膜の回収方法および付着膜回収装置を提供
する。 【解決手段】 作業室２２内のテーブル２６上に載置さ
れた、付着膜を有する成膜治具２５に対し、水圧３０Ｍ
Ｐａ〜２００ＭＰａの範囲のウォータジェットを上記付
着膜に対し発生する洗浄ガン５１を設ける。作業室２２
内を陰圧に設定するための排気ファン６２を設ける。作
業室２２をウォータジェットによる飛沫の外部への飛散
を抑制するように密封可能に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング
法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法な
どで金属または金属化合物の薄膜を電子機器に形成する
ための真空成膜装置に使われる防着板、マスク、基板ト
レイ等の成膜治具に付着した、上記の金属または金属化
合物からなる付着膜を成膜治具から回収する付着膜回収
装置および付着膜の回収方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大量生産・大量廃棄の社会へと変
貌を遂げる中、電子機器、特に情報関連機器の増加は顕
著である。上記電子機器の中核部品としては、半導体、
液晶パネルを含むフラットディスプレイパネル、太陽電
池、半導体デバイス、メモリー等が挙げられる。

【０００３】上記電子機器は、スパッタリング法、真空
蒸着法、イオンプレーティング法などの真空成膜法によ
る真空成膜装置を用いて作製されており、成膜材に希少
金属が用いられることも多い。

【０００４】希少金属、特に、インジウムやタンタル等
の希少金属を成膜材として用いるものは、それらの資源
枯渇が問題になってきている。上記問題を軽減するため
に、従来の生産段階や使用段階での廃棄量を抑制でき
る、上記希少金属の回収・リサイクル処理技術の確立と
具体的対応が求められている。

【０００５】ここで、希少金属と言われるものとして、
推定埋蔵量の少ない順に、インジュウム（Ｉｎ）＜レニ
ウム（Ｒｅ）＜タンタル（Ｔａ）＜金（Ａｕ）＜白金族
（Ｐｔ他）＜セレン（Ｓｅ）＜セシウム（Ｃｓ）＜ガリ
ウム（Ｇａ）＜ビスマス（Ｂｉ）＜水銀（Ｈｇ）＜銀
（Ａｇ）が示される。

【０００６】一般に、前記の真空成膜法では、薄膜を形
成する基板以外の場所、例えば、基板以外の真空容器内
に付着膜が厚く付着して剥離するのを防止する為の防着
板、基板（ウエハ）の所定の箇所だけに成膜するための
マスク、基板を搬送する為の基板トレイ等（これらを総
称して成膜用治具（成膜用パーツ）という）が使われて
おり、これらにも薄膜と同組成の付着膜が付着する。

【０００７】そして、これら成膜治具は繰返し使用され
ることから、成膜治具に付着した付着膜は基板上に成膜
された薄膜と較べて厚くなる。このような付着膜は、あ
る程度厚くなると付着膜の内部応力や繰返し熱履歴によ
る応力によって成膜治具から小さな膜片となって剥離
し、基板に付着して局所的な膜欠陥の原因となる（これ
を一般にパーティクル汚染という）。

【０００８】このことから、成膜治具は、パーティクル
汚染を起こさない付着膜の膜厚範囲で、真空成膜装置か
ら取り外され、成膜治具洗浄と呼ばれる付着膜の除去
と、再使用のための表面仕上げとが定期的に施される。

【０００９】ここで、成膜治具についてさらに詳しく説
明する。真空成膜装置内で使用される成膜治具は、真空
状態を維持するために、材料としてはガス吸着が少な
く、かつ、ガス放出が容易な金属材料である、ステンレ
ス（ＳＵＳ）、Ｎｉ₄₂Ｆｅ₅₈（４２アロイ）といったニ
ッケル−鉄合金、アルミニウム、チタン、銅等が使用さ
れている。

【００１０】そして、成膜治具では、付着力を増強して
成膜治具の洗浄の間隔を長くするため、通常、表面粗さ
仕上げが施される。例えば、鉄系材料では数μｍの表面
粗さ仕上げが施され、アルミニウムにおいてはアルミニ
ウム溶射膜の表面処理により、数十μｍの表面粗さの仕
上げが施され、また、銅では、銅を主成分とするシート
物にエンボス加工により表面粗さの仕上げが施されるこ
ともある。

【００１１】従来、この成膜治具洗浄は、サンドと呼ば
れる、例えば、数百μｍφ程度のアルミナ粒子や炭化シ
リコン粒子を、空気圧を利用して成膜治具の付着膜に衝
突させ、この時の衝撃力で付着した付着膜を剥離除去す
るサンドブラスト法と呼ばれる処理方法によって行われ
ており、一部では酸によるウェットエッチング法も行わ
れている。例えば特開平１１−１９８３４４号公報に
は、スクリーン枠に付着している接着剤やテープを研磨
材ブラストで除去する方法が開示されている。

【００１２】そして、これら従来の処理方法では大量の
サンドブラスト屑や廃酸液が排出され、これらサンドブ
ラスト屑や廃酸液に含まれる、付着膜からの付着片の含
有率または濃度は、例えば、サンドブラスト屑では０．
１〜５重量％程度であり、エッチングの廃酸液では０．
２〜１．１ｇ／リットル（１０³ ｃｍ³ ）程度と小さ
い。

【００１３】よって、これら従来の処理方法では、付着
膜片が低含有量または低濃度であることにより経済的
（コスト的）に回収できないので、付着膜からの付着膜
片は回収されずに廃棄物として処理されている。

【００１４】このことから、これら従来の処理方法に代
わる廃棄物の排出量の少ない、低コストの処理方法が望
まれている。また、除去された付着膜片をリサイクルす
ることが望ましい。特に、希少金属であるインジウムや
タンタルを含む場合には、上記希少金属を有効に利用す
ることが重要である。

【００１５】ＩＴＯ（インジウムティンオキサイド、In
dium Tin Oxide）は、可視光の透過率が高く（透明性が
高く）、電気抵抗（比抵抗）が小さく、フォトエッチン
グ法によるパターニングが容易なことから、透明導電膜
として、液晶パネルの画素電極や対向電極、ＰＤＰや有
機・無機ＥＬの電極、ＰＤＰ用電磁波フィルタ、タッチ
パネル、太陽電池等に広く使用されている。

【００１６】しかしながら、ＩＴＯに含まれるインジウ
ムは、希少金属と呼ばれる埋蔵量の少ない金属であり、
また、国内で生産される液晶パネルだけで、全世界での
使用量の４割以上が使用されており、その上、年率１６
％程度の高い伸び率により使用量が増加している。した
がって、インジウムの回収・リサイクルは極めて重要と
いえる。

【００１７】ＩＴＯの薄膜形成方法としては、スパッタ
リング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの
真空成膜法が多く用いられている。例えば、一般に液晶
ディスプレイ等の、ＩＴＯからなる透明電極は、スパッ
タリング法を用いて薄膜形成されていることが多い。

【００１８】スパッタリング法では、例えば、図６に示
すようにターゲットの使用可能な量は約３０％、成膜治
具に付着する量はこの約半分程度の１５％程度と見込ま
れる。リサイクルの面では、重量比約７０％の未使用タ
ーゲットはメーカに返却されてリサイクルがなされてい
るが、それ以外のものは、リサイクルがなされていない
現状である。図６から、成膜治具洗浄からＩＴＯを回収
してリサイクルすれば、実質上、ＩＴＯつまりはインジ
ウムの使用量を半分程度に削減できることが判る。

【００１９】一方、例えば、サンドブラスト屑に含まれ
るＩＴＯを塩酸や硝酸で溶かして化学的な抽出操作によ
ってインジウムを回収してリサイクルする処理方法が既
にいくつか提案されているが、実際上リサイクルはなさ
れていない。これは、サンドブラスト屑やエッチングの
廃酸液のＩＴＯ含有率、例えば、サンドブラスト屑では
０．１〜５重量％程度、エッチングの廃酸液では０．２
〜１．１ｇ／リットル程度と小さく、これらを経済的に
回収できない理由の為である。

【００２０】これらに代わる高いＩＴＯ含有率の回収物
が得られる安価な成膜治具洗浄の処理技術の開発ができ
れば、経済的なリサイクルを可能とし、リサイクルを前
進させることが可能となる。

【００２１】また、サンドブラスト法では、加工すると
きサンドの一部も砕けて加工能力が小さくなるので、一
般に、砕けて小さくなったサンド粒子や膜片等はサイク
ロンで分離されて除去される。この時、多量のサンドブ
ラスト屑が廃棄物として発生して、その廃棄処理に手間
取っている。そこで、廃棄物量の少ない処理方法が望ま
れる。

【００２２】従来、アクア方式のウォータジェット装置
や研磨粒子を用いるアブレッシブ方式のウォータジェッ
ト装置を用いて、塵（埃）、塗膜、缶詰のラベル等を除
去する方法が知られている。

【００２３】しかし、これらは、鉄板や缶等の下地材料
と較べて硬度の小さな、表面の挨、塗膜、缶詰のラベル
等の異物を除去して清浄な鉄板や缶等の下地材料を得る
目的に使われており、成膜治具洗浄に使用した先行事例
は無い。

【００２４】成膜治具に付着した付着膜の膜材は一般に
硬度が高く、比較的水圧の低い従来のアクア方式のウォ
ータジェット法では剥離し難い物であること、また、サ
ンドブラスト法という比較的簡便な方法が既に利用可能
であったことから、成膜治具洗浄への適用が検討されて
こなかったものと考えられる。

【００２５】実際、ウォータジェット法では、市水が十
分な前処理を行わずに用いられており、市水に含まれる
カルシウムイオンが炭酸カルシウムとして高圧水発生装
置内や洗浄ガン内に析出して装置故障の原因となった
り、塩素による腐食を生じたりといった問題も生じ、成
膜治具洗浄には適していなかった。

【００２６】また、缶詰のラベル等を除去する方法で
は、それに用いる装置も高圧水が直接人体に当らないよ
うに簡単な囲いを設けた程度のものであり、水と一緒に
付着膜片が飛散して有効に付着膜片を回収することがで
きないものである。

【００２７】懸濁水からの固液分離方法については、沈
殿、濾過、遠心分離法、膜分離法等さまざまな方法が知
られており、懸濁粒子の大きさや処理量など使用目的に
よって使い分けられている。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術であるサンド
ブラスト法や酸を用いたエッチング法による成膜治具洗
浄では、大量のサンドブラスト屑や廃酸液が発生するこ
と、また、サンドブラスト屑や廃酸液に含まれる付着膜
片の含有率が小さく経済的なリサイクルが難しいという
課題が生じている。特に、希少金属であるインジウムや
タンタルを含む付着膜を有する成膜治具を治具洗浄する
場合には、これら希少金属を回収して有効に利用するこ
とは重要であるが、上記理由により困難である。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、成膜治具洗浄
を、純水を用いたアクア方式のウォータジェット法によ
り、通常の水圧１０ＭＰａから３０ＭＰａ未満ではな
く、水圧が３０ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下、より好
ましくは水圧が６０ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下の範
囲で行うことによって、(1) 良好な成膜治具洗浄が可能
であること、(2)洗浄後における成膜治具の研削量がサ
ンドブラスト法と較べて少ないこと、(3)剥離分離され
た金属または金属化合物の付着膜片がサンドブラスト法
と比較して、粒子サイズが数μｍ〜数十μｍと大きいも
のの比率が大きい（つまり回収が容易）ことが判ってな
されたものである。

【００３０】また、本発明は、一般に金属や金属化合物
の比重が２以上と水と較べて大きいこともあって、ろ過
法、沈殿法および遠心分離法といった固液分離法によっ
て容易に低コストで高純度に回収できることを見出して
なされたものである。

【００３１】また、アクア方式のウォータジェット法と
固液分離法とを組合せた処理方法は水以外の不純物の混
入量が極めて少なくできることから、後工程での金属の
回収リサイクル処理が容易に低コストでできることを見
出してなされたものである。

【００３２】本発明の付着膜回収装置は、前記課題を解
決するために、作業室内の保持台に載置された、付着膜
を有する成膜治具に対し、ウォータジェットを用いて上
記付着膜を成膜治具から回収する付着膜回収装置におい
て、ウォータジェットのための高圧水を発生するための
高圧水発生部が、水圧を３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの範
囲で発生するように設けられ、作業室がウォータジェッ
トによる飛沫の外部への飛散を抑制するように密封可能
に設定されていることを特徴としている。

【００３３】上記構成によれば、高圧水の水圧が３０Ｍ
Ｐａ〜２００ＭＰａ、望ましくは６０ＭＰａ〜２００Ｍ
Ｐａと高いことから、作業者に直接高圧水が当らないよ
うに、また、付着膜片が周囲に飛散しないように作業中
の作業室を概略密封状態とするように設けたので、上記
付着膜片の回収率を向上でき、かつ作業者に対する安全
性も改善できる。

【００３４】その上、上記構成では、成膜治具洗浄時の
成膜治具の研削量を、従来のサンドブラスト法に比べて
小さくできるので、成膜治具の使用回数すなわち寿命を
伸ばすことができる。

【００３５】さらに、上記構成では、高圧水発生部を水
圧３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの範囲で発生するように設
けたことにより、成膜治具の付着膜をウォータジェット
により付着膜片として除去することができ、かつ、上記
付着膜片を、従来のサンドブラスト法より大きくできる
ので、上記付着膜片の回収を簡便化、確実化できて、低
コスト化が可能となる。

【００３６】上記付着膜回収装置では、作業室内を陰圧
に設定するための排気ファンが設けられていることが好
ましい。上記構成によれば、作業室内を陰圧に設定する
ための排気ファンを設けたことにより、飛散し易い付着
膜片が作業室の外部に漏出することが抑制されるので、
上記付着膜片の回収率をさらに向上でき、かつ作業者に
対する安全性も改善できる。

【００３７】上記付着膜回収装置においては、高圧水発
生部に対しウォータジェットのための水を供給すると共
に、上記水を精製する純水製造部が設けられていること
が望ましい。

【００３８】上記構成によれば、純水製造部により高圧
水発生部に対する水を精製するので、上記高圧水発生部
における、水に含まれる不純物、例えばカルシウムイオ
ンが炭酸カルシウムとして析出することに起因する故障
の発生を抑制できる。

【００３９】上記付着膜回収装置では、成膜治具を下方
から弾性的に支持する支持部材が保持台上に配置されて
いてもよい。

【００４０】上記構成によれば、支持部材を設けたこと
により、例えば厚さが薄い防着板といった成膜治具を用
いた場合でも、上記成膜治具の変形を抑制できる。つま
り、上記支持部材により上記成膜治具を弾性的に支持す
ることによって、ウォータジェットによる付着膜を除去
するときの高圧水の圧力が上記成膜治具に印加されて
も、上記圧力が弾性的に成膜治具を支持する支持部材に
て分散される。このことから、上記成膜治具に印加され
る圧力も支持部材により分散されて、上記圧力に起因す
る成膜治具への変形も軽減される。

【００４１】上記付着膜回収装置においては、保持台
が、成膜治具からウォータジェットにより剥離した付着
膜片を含む懸濁水を下方に落下させる穴部を有してお
り、保持台から落下した懸濁水から付着膜片を分離する
ための固液分離部が設けられていることが好ましい。

【００４２】上記構成によれば、保持台に、ウォータジ
ェットにより成膜治具から剥離した付着膜片を含む懸濁
水を下方に落下させる穴部を設けたので、作業室内から
懸濁水を容易に搬出できる。また、上記構成では、固液
分離部を設けたことによって、懸濁水から付着膜片を容
易に分離できることから、付着膜片の回収を向上でき
る。

【００４３】上記付着膜回収装置では、固液分離部にて
付着膜片を分離した残りの排水を高圧水発生部に戻すた
めの配管が設けられていることが望ましい。また、付着
膜片の除去をより完全に行うために、固液分離後の排水
を、精密ろ過、限外ろ過、逆浸透等の膜分離を行った
後、高圧水発生部に戻してもよい。

【００４４】上記構成によれば、ウォータジェットによ
り剥離除去された付着膜片が比較的大きなことから、沈
殿処理または遠心分離といった固液分離後の排水は、付
着膜片の除去がほぼ完全なことにより、ウォータジェッ
トに用いる、例えば洗浄ガンのノズル部の穴の磨耗を実
使用上問題無いレベルにできる。

【００４５】したがって、上記構成では、排水を元に戻
してウォータジェットに使用しても支障がなく、排水を
繰返し元に戻して循環使用でき、ほほ廃棄物のでない成
膜治具洗浄が可能となる。よって、上記構成は、排水を
ウォータジェットに再利用することにより、さらに低コ
スト化できると共に環境にも優しくできて環境安全性を
向上できる。

【００４６】上記付着膜回収装置においては、ウォータ
ジェット以外に、作業室の内壁面を濡らすための加湿部
が配置されていることが好ましい。

【００４７】上記構成によれば、噴霧装置またはシャワ
ーといった加湿部を配置したことにより、従来のウォー
タジェット法では課題であった高圧水が付着膜片を巻き
込んで飛散し、作業室の内壁面等に付着しても、その付
着膜片を洗い流すことで小さな付着膜片が乾燥して空気
流により作業室外に飛散するのを防止でき、付着膜片の
回収率を上げることができる。

【００４８】上記付着膜回収装置では、ウォータジェッ
トを吐出するための洗浄ガンが設けられ、洗浄ガンから
のウォータジェットの方向を変えるための移動部が作業
室内に設けられ、移動部を制御するための制御部が、テ
ィーティングプレイバック方式または数値制御方式によ
り移動部を移動するように設定されていることが望まし
い。

【００４９】上記構成によれば、洗浄ガンを移動部（ロ
ボットアームの先端部）に取り付けて、所定の箇所（成
膜治具の付着膜面）のみ制御部（コントローラ）により
上記洗浄ガンで付着膜の剥離・除去の成膜治具洗浄を自
動で行うことによって、安全で効率よく作業ができ、付
着膜からの付着膜片の回収を容易にできる。

【００５０】本発明の付着膜の回収方法は、前記の課題
を解決するために、スパッタリング法、真空蒸着法、イ
オンプレーティング法、ＣＶＤ法などの真空成膜法を用
いた真空成膜装置に使用される防着板、マスク、基板ト
レイ等の成膜治具に付着した付着膜を剥離して回収する
付着膜の回収方法において、成膜治具に付着した付着膜
の剥離方法が水または液体を使うウォータジェット法で
あることを特徴としている。

【００５１】上記方法によれば、成膜治具に付着した付
着膜の剥離方法に水または液体を使うウォータジェット
法を用いたので、従来のサンドブラスト法と比較して被
洗浄物である成膜治具の研削量（磨耗量）を少なくする
ことができ、成膜治具の使用回数すなわち寿命を伸ばす
ことができる。

【００５２】また、上記方法では、成膜治具の付着膜を
ウォータジェット法により付着膜片として除去すること
ができ、かつ、上記付着膜片を、従来のサンドブラスト
法より大きくできるので、上記付着膜片の回収を簡便
化、確実化できて、低コスト化が可能となる。

【００５３】上記回収方法においては、ウォータジェッ
ト法に用いる市水を、少なくとも市水中に含まれる炭酸
カルシウムが低減されるように精製することが好まし
い。

【００５４】上記方法によれば、ウォータジェット法に
用いる水または液体から少なくとも炭酸カルシウムが低
減されているので、ウォータジェット法において、上記
炭酸カルシウムの析出による故障を軽減できるので、上
記回収を確実化できる。

【００５５】上記回収方法では、ウォータジェット法に
より発生する懸濁水から付着膜片を固液分離法によって
分離回収することが望ましい。上記回収方法において
は、固液分離法が、遠心分離法または沈殿法であること
が好ましい。

【００５６】上記方法によれば、遠心分離法または沈殿
法といった固液分離法を付着膜片の回収に用いることに
より、上記回収を簡素化、確実化できる。

【００５７】上記回収方法では、回収される付着膜片が
金属または金属化合物であることが望ましい。上記方法
によれば、付着膜片が金属または金属化合物であるば、
ウォータジェット法に用いる水または液体と、上記付着
膜片と比重差を大きく設定できるから、上記付着膜片を
含む懸濁水から上記付着膜片の分離・回収を容易化でき
る。

【００５８】上記回収方法においては、成膜治具に付着
した付着膜が、少なくとも、インジウム、タンタル等の
希少金属またはその化合物を含んでいてもよい。上記回
収方法では、成膜治具がスパッタリング装置用成膜治具
であり、成膜治具に付着した付着膜が、インジウムティ
ンオキサイドであってもよい。

【００５９】上記方法によれば、インジウムやタンタル
等の希少金属を低コストにて回収できるので、上記希少
金属のリサイクルを推進することが可能となる。よっ
て、上記方法では、希少金属の資源枯渇といった問題を
軽減できる。

【００６０】上記回収方法においては、固液分離した後
の水または液体を用いて、ウォータジェット法により、
成膜治具に付着した付着膜を剥離分離してもよい。上記
方法によれば、ウォータジェット法に用いた水または液
体を再利用できるので、成膜治具洗浄における廃棄物量
を低減できて、廃棄物ゼロも可能となる。

【００６１】上記回収方法では、成膜治具が、ステンレ
ス、チタン、銅、または鉄−ニッケル合金からなるもの
であり、少なくとも付着膜が付着する成膜治具の表面が
３μｍ〜５０μｍの粗さ仕上げされていることが好まし
い。

【００６２】上記回収方法においては、成膜治具がアル
ミニウムからなるものであり、少なくとも付着膜が付着
する成膜治具の表面がアルミニウム溶射仕上げされてい
てもよい。

【００６３】上記方法によれば、ステンレス、チタン、
銅、または鉄−ニッケル合金や、アルミニウムが、ガス
吸着量が少なく、また、ガス放出も容易なものであるの
で、真空成膜装置の成膜治具に好適に用いることができ
る。

【００６４】その上、上記方法では、ステンレス、チタ
ン、銅、または鉄−ニッケル合金や、アルミニウムの表
面に３μｍ〜５０μｍの粗さ仕上げ、または、アルミニ
ウム溶射仕上げを施すことにより、上記表面に形成され
る付着膜の付着力を向上できる。

【００６５】このことから、上記方法は、真空成膜装置
において上記付着膜からのダスト（膜片）の発生を抑制
できて、真空成膜装置の成膜治具に好適に用いることが
できる。

【００６６】その上、上記方法については、成膜治具洗
浄時の成膜治具への研削量を軽減できるので、真空成膜
装置に用いられる成膜治具に形成される付着膜の除去に
好適なものとなる。

【００６７】

【発明の実施の形態】本発明の付着膜回収装置および付
着膜の回収方法に係る実施の各形態について、図１ない
し図１１に基づいて説明すると以下の通りである。ま
ず、付着膜回収装置および付着膜の回収方法に用いられ
る成膜治具に対し、付着膜が真空成膜装置内にて形成さ
れるので、上記真空成膜装置の一例としてのスパッタリ
ング装置について、図３に基づいて説明する。

【００６８】図３に示すように、スパッタリング装置１
１の成膜室１２では、放電ガスを供給する配管Ａと真空
排気装置に繋がり成膜室１２を真空排気する配管Ｂが設
けられている。成膜室１２内には成膜室１２と電気的に
分離したターゲット保持板１３にターゲット１４が、そ
の周辺にはアノード板１５設けられている。成膜室１２
の外側には、ターゲット保持板１３を挟んでターゲット
１４に近接するように磁石１６が配置されている。

【００６９】薄膜を成膜する基板１７は、成膜室１２か
ら電気的に分離された基板トレイ１８にターゲット１４
と対面するするように着脱自在に取り付けられている。
上記基板トレイ１８は、成膜室１２内に設置され、ま
た、取り外しも可能なように設けられている。

【００７０】基板１７の前面（ターゲット１４と対面す
る面側）には、基板１７の成膜しない場所を覆うマスク
１９が着脱自在に配置されている。また、成膜室１２の
内面側およびアノード板１５のターゲット１４側には防
着板２０が着脱自在に取り付けられている。

【００７１】次に、上記スパッタリング装置１１の動作
について説明すると、まず、配管Ａより、アルゴン等の
不活性ガスを、また必要に応じて酸素や窒素等の反応性
ガスを混合した放電ガスを成膜室１２に導入し、ターゲ
ット１４をカソードとしてアノード板１５との間に高電
圧を印加して放電ガスをイオン化する。イオン化された
放電ガスをターゲット１４に衝突させてターゲット材を
たたき出し、たたき出されたターゲット材を基板１７上
に薄膜状に堆積して成膜を行う。

【００７２】このとき、基板１７以外の成膜室１２内の
各部材上にもターゲット材が付着して付着膜が形成され
るが、この付着膜は厚くなりすぎると付着膜の内部応力
や繰返し熱応力によって剥がれてダスト（膜片）とな
り、基板１７に形成される薄膜の欠陥の原因となること
から定期的に付着膜を除去することが必要である。

【００７３】この作業を容易にするために防着板２０が
設置されている。基板トレイ１８、マスク１９、防着板
２０等の成膜治具は、定期的に付着した付着膜を除去す
る成膜治具洗浄することが必要であり、通常、ＩＴＯで
は、付着膜が１００μｍ〜３００μｍ厚程度の膜厚、タ
ンタル等の金属ではそれよりも膜厚が厚くなった後で、
上記成膜治具は、スパッタリング装置１１から取り外さ
れ、成膜治具洗浄が行われる。

【００７４】成膜治具洗浄は、従来、サンドブラスト法
と呼ばれる方法で行われている。図４にサンドブラスト
法に用いられるサンドブラスト装置の要部断面図の一例
を示す。

【００７５】以下に、上記サンドブラスト装置の構成お
よび動作について説明すると、まず、保護壁で形成した
作業室２２内にロボット２１を設置してあり、ロボット
２１の先端にはノズル２３が取り付けられている。上記
ノズル２３は、サンドを空気と混合してノズル２３から
噴射するための圧縮混合機２４につながっている。

【００７６】成膜治具２５を作業室内に膜付着面がノズ
ル２３側になるように配置して、ロボット２１によって
ノズル２３を順次移動させて圧縮空気とともにサンドを
成膜治具２５の膜付着面に噴射してその衝撃力で付着し
た付着膜を剥離除去する。

【００７７】サンドは通常硬度の高いアルミナや炭化シ
リコンの粒子が用いられ、その大きさは処理速度と仕上
りから適当な大きさのものが選択されるが、通常１００
μｍ〜８００μｍ程度の大きさのものが用いられる。

【００７８】成膜治具２５の膜付着面に衝突したサンド
の一部は砕けて小さくなり、付着膜を剥離する力が小さ
くなるので穴の開いたテーブル２６の下方から市販のサ
イクロン２７に導かれ、サイクロン２７で元のサンドと
同程度の大きさのサンドと、小さくなったサンドと付着
膜片の混合物を分離して、前者は再び圧縮混合機２４に
戻して使用し、後者はサンドブラスト屑として矢印Ｃに
排出される。

【００７９】このため、上記従来の処理方法では、多量
のサンドブラスト屑が発生し、かつ、付着膜片の含有率
も、サンドブラスト屑に対し０．１〜５重量％程度と小
さく、上記両者の分離が経済的には困難であった。

【００８０】前記真空成膜装置にて薄膜形成する基板１
７を用いる例としての液晶パネルの一例を図５に示す。
図示した液晶パネルは、ＴＦＴ（Thin Film Transisto
r）等のアクティブ素子を備えたものである。なお、本
発明は、ＴＮ（Twisted Nematic ）液晶パネル、ＳＴＮ
（Super Twisted Nematic ）液晶パネル等のデューティ
ー液晶パネルにも勿論適用可能である。更に、液晶パネ
ル以外の無機ＥＬパネル、有機ＥＬパネル、ＰＤＰ等の
フラットディスプレイパネル、ＰＤＰ用電磁波フィル
タ、タッチパネル等にも適用可能である。

【００８１】上記液晶パネルは、図５に示すように、例
えば厚さ０．７ｍｍまたは１．１ｍｍの透明なガラス基
板３１ａ・３１ｂを、当該ガラス基板３１ａ・３１ｂの
周縁に沿って額縁状に配置したシール部材３２を介して
貼り合わせ、その間に液晶を充填させて液晶層３３とし
た構造となっている。図３に示す基板１７は、図５では
ガラス基板３１ａ・３１ｂに相当する。

【００８２】ガラス基板３１ａ・３１ｂにおける液晶層
３３とは反対側の面には、それぞれ厚さ０．２〜０．４
ｍｍの偏光板３４・３４が粘着剤を介して貼り合わされ
ている。液晶層３３の厚さ（ガラス基板３１ａ・３１ｂ
問の距離）は、一般に４μｍ〜６μｍである。なお、ガ
ラス基板３１ａ・３１ｂ、偏光板３４・３４、液晶層３
３の厚さは上記の値に限定されるわけではない。

【００８３】ガラス基板３１ａの液晶層３３側の面に
は、有機物を主体としたＲ、Ｇ、Ｂの各色を順次配列し
てなるカラーフィルタ３５、インジュウムを含む透明な
ＩＴＯ膜からなる対向電極３７、有機物からなる配向膜
３８が、液晶層３３側へ向かってこの順で積層されてい
る。

【００８４】一方、ガラス基板３１ｂの液晶層３３側の
面にはゲートバス電極３９、ゲート絶縁膜４０、シリコ
ン半導体膜４１、ソースバス電極４２、ドレイン電極４
３、インジュウムを含む透明なＩＴＯ膜からなる画素電
極４４、有機物からなる配向膜３８が順次形成されてい
る。

【００８５】ゲートバス電極３９、ソースバス電極４
２、ドレイン電極４３はタンタル、アルミニウム、チタ
ン等のうちのいずれかの金属または金属化合物の薄膜か
らなっており、これらとインジュウムを含む透明なＩＴ
Ｏの薄膜からなる対向電極３７および画素電極４４は、
真空薄膜形成法を用いて薄膜形成がなされる。このよう
な真空薄膜形成法には主にスパッタリング法が用いられ
る。

【００８６】次に、本発明の実施の各形態に係る成膜治
具洗浄用の付着膜回収装置の各例をそれぞれ示す要部模
式図を図１、図２に示す。以下、図１、図２に基づいて
説明する。

【００８７】本発明の実施の第一形態に係る付着膜回収
装置としてのウォータジェット装置では、図１に示すよ
うに、洗浄作業のための作業台であるテーブル２６を上
方から覆う箱状に形成された作業室２２が、上記テーブ
ル２６上に被洗浄物である成膜治具２５を搬入、搬出す
るための扉を側面に備えるように設けられている。

【００８８】さらに、上記作業室２２は、洗浄作業中で
は、ウォータジェットによる飛沫が外部に漏れ出すこと
を防止するように密閉可能に、かつ、保護壁（親水性を
備えていることが好ましい）で内壁を形成されている。

【００８９】作業室２２内には、多関節アーム状のロボ
ット（移動部）２１が、作業室２２の上部（天井部）か
ら下方にぶら下がるように、また、上記ロボット２１の
多関節部に、高圧水の配管の一部としてスイベルジョイ
ントを複数有して設置されている。

【００９０】これにより、ロボット２１は、多関節アー
ム状であり、複数のスイベルジョイントを有しているの
で、高圧水を搬送しながら、被洗浄物（洗浄対象）とな
る成膜治具２５の付着膜の形成面の形状に沿って三次元
的にロボット２１の先端部を移動できるようになってい
る。

【００９１】ロボット２１のアーム先端部には、略円柱
状の洗浄ガン５１が、上記アーム先端部と同軸状に、か
つ、洗浄ガン５１の中心軸を中心として回動自在に取り
付けられている。

【００９２】高圧水を発生するための高圧水発生装置
（高圧水発生部）５２が、洗浄ガン５１にロボット２１
を介して高圧水を供給するように連結されて作業室２２
の外部に近接して設けられている。高圧水発生装置５２
では、一般的に、１次側の油圧ユニットで発生させた圧
力を用いて２次側の増圧機で高圧水を得る増圧機タイプ
のものが用いられている。

【００９３】高圧水発生装置５２には、水を高圧水発生
装置５２に供給するための純水製造装置（純水製造部）
６１が接続されている。純水製造装置６１では、市水か
らイオン交換により、カルシウムイオンや塩素イオン等
のイオンを除去して上記水が送出されている。

【００９４】多関節アーム状のロボット２１は、ティー
ティングプレイバック方式のコントローラ（図示せず、
制御部）によって、洗浄する成膜治具２５の形状に合わ
せて予めティーティングされた動きを繰り返して成膜治
具洗浄を行うように設定されている。

【００９５】図１０に、洗浄ガン５１の一例を示す要部
断面の側面図を示す。ノズル部６９のみ断面を示してい
る。ノズル部６９は、先端に向かって内径が順次小さく
なるように略円筒状に形成されており、洗浄ガン５１を
介して高圧水発生装置５２に連結されている。

【００９６】上記ノズル部６９は、複数例えば７個、洗
浄ガン５１の先端面上（洗浄ガン５１の回転軸に対し直
交する平面上）に取り付けられており、各ノズル部６９
の中心軸が互いに平行となるように設けられている。上
記各ノズル部６９の一つは、洗浄ガン５１と同軸（回転
軸）上に設けられている。

【００９７】上記各ノズル部６９の他、例えば６個は、
洗浄ガン５１の先端面上に、洗浄ガン５１の回転軸を中
心とする仮想円の円周上に互いに隣り合う同士等間隔と
なるように設定されている。上記仮想円の直径は、ノズ
ル部６９のノズル先端開口の穴径であるＤに対し、２０
０倍〜２５００倍の範囲内、より好ましくは４００倍〜
１５００倍の範囲内である。

【００９８】また、このような仮想円上の各ノズル部６
９は、洗浄ガン５１の回転軸を中心として、洗浄ガン５
１と共に、ノズル部６９の先端側からみたとき時計方向
（図中ではＥ方向）に回転できるようになっている。こ
のような回転の駆動には、エアモータ、油圧モータ、ま
たは水圧モータが使用され、回転数は５００ｒｐｍ〜２
０００ｒｐｍ、より好ましくは１０００ｒｐｍ〜２００
０ｒｐｍの範囲内である。

【００９９】これら各ノズル部６９は、定常的に高圧水
を噴射するのに適した構造、例えば、各ノズル部６９の
内壁面が鏡面仕上げとなっており、かつ、それらの先端
部のノズル穴の開口部には耐磨耗性と加工性の点から、
サファイアチップやダイヤモンドチップ（図示せず）が
埋め込まれている。

【０１００】洗浄ガン５１のノズル部６９と成膜治具２
５との距離はインパクト領域内と呼ばれる範囲、つまり
Ｌ／Ｄ＝５０〜３００、となるように調整される。ここ
で、Ｌは洗浄ガン５１のノズル部６９の先端部と成膜治
具２５の表面との距離、Ｄは上記ノズル部６９のノズル
先端開口の穴径である。

【０１０１】さらに、これら各ノズル部６９は、成膜治
具２５の被洗浄表面に対し、各ノズル部６９の中心軸が
略直交するようにロボット２１により設定されているこ
とが好ましい。

【０１０２】なお、必要に応じて、各ノズル部６９の中
心軸を、成膜治具２５の被洗浄表面の法線方向に対し傾
斜、例えば１０°程度まで傾斜させてもよい。これによ
り、前記仮想円上に沿って回転する各ノズル部６９から
の各高圧水は、付着膜に対し傾斜により、衝撃力が所定
の範囲内で順次往復変動する疑似脈流水となり、付着膜
からの付着膜片の剥離を効率化できることがある。

【０１０３】さらに、成膜治具２５が概略長方形といっ
た比較的単純な形状の場合では、多関節アーム状のロボ
ット２１は、安価が期待できるＸＹロボットであっても
よいし、コントローラは数値制御方式であってもよい。
また、例えば、ＸＹステージを用いて、各ノズル部６９
を移動させる方法に代えて成膜治具２５の方を移動させ
てもよい。

【０１０４】作業室２２の内面壁は親水性の材料からな
り、作業室２２の天井には作業室２２の内面壁を濡らし
ておくための噴霧器またはシャワー（加湿部）５９が取
り付けてある。

【０１０５】このような付着膜回収装置では、成膜治具
２５をその膜付着面が洗浄ガン５１側になるように作業
室２２内のテーブル（保持台）２６上に配置し、ロボッ
ト２１により洗浄ガン５１を順次移動させて高圧水を、
上記膜付着面に噴射し、その衝撃力で付着した付着膜を
剥離除去する。成膜治具２５は、後述するように予め、
型取りされた洗浄治具載置台（支持部材）５３上に載せ
た状態で成膜治具洗浄させてもよい。

【０１０６】成膜治具２５または洗浄治具載置台５３
は、図中省略しているが、台車とガイドレールによって
作業室２２内のテーブル２６上にて移動し、ストッパー
により所定の位置に配置されるようになっている。

【０１０７】図１では、網状に多数の穴の開いたテーブ
ル２６の下方には、遠心分離機（固液分離部）５７が配
置されている。遠心分離機５７は、有底円筒状の固定容
器５４、固定容器５４の中にて同軸状にて高速で回転す
る有底円筒状の回転容器５６とを有している。回転容器
５６では、その周面に多数の穴が開けられており、回転
容器５６の内側面に濾材５５が上記の多数の穴を覆うよ
うに取り付けられている。

【０１０８】成膜治具２５に噴射された高圧水は、成膜
治具２５の付着膜からの付着膜片を含む懸濁水となる。
上記懸濁水は、直接または作業室２２の内壁面を伝って
噴霧器またはシャワー５９から噴出された水と共に、多
数の穴の開いたテーブル２６から下方に流れ回転容器５
６内に入り、遠心分離機５７により遠心分離されて、付
着膜片と排水とに分離される。

【０１０９】なお、上記懸濁水や排水は、水が主成分
（５０重量％以上）であればよく、他の例えば防錆剤や
研削力を増加させるための液状ポリマーを含んでいても
よい。また、遠心分離機５７は、遠心沈降法を用いた遠
心沈降装置であってもよい。

【０１１０】固定容器５４の底面にはドレイン５８が設
けられている。上記ドレイン５８は、配管７７によっ
て、流量調整のためのタンク（図示せず）を介して高圧
水発生装置５２に連結されており、遠心分離により生じ
た排水を高圧水発生装置５２に戻せるようになってい
る。これにより、排水も再利用可能であるので、廃棄物
量を少なくとも軽減でき、廃棄物の発生を全く回避する
ことも可能である。

【０１１１】本発明の実施の第二形態では、図２に示す
ように、遠心分離機５７に代えて、穴の開いたテーブル
２６の下方に、有底円筒状の沈殿槽（固液分離部）６０
がテーブル２６の穴から落下してきた懸濁水を受け入れ
るように設置されている。沈殿槽６０の側部にはドレイ
ン５８が所定の高さに設けられている。ドレイン５８か
らの排水は、配管７７によって、流量調整のためのタン
ク（図示せず）を介して高圧水発生装置５２に戻るよう
になっている。

【０１１２】なお、図１および図２に示したドレイン５
８からの配管７７は、流量調整のためのタンク（図示せ
ず）を介して、高圧水発生装置５２に代えて純水製造装
置６１に連結してもよい。

【０１１３】図７は、図１に示した付着膜回収装置を用
いた付着膜の回収方法を説明するためのフローチャート
である。まず、台車が作業室２２外の台車原点位置にあ
る状態で、成膜治具２５を位置合わせしてセットし、コ
ントルールボックスのスタートスイッチをＯＮする（ス
テップ１、以下、ステップをＳと略す）。

【０１１４】続いて、作業室２２の扉が開き（Ｓ２）、
ガイドレールに沿って台車が移動し（Ｓ３）、作業位置
に達すると停止し（Ｓ４）、ストッパーにより固定さ
れ、作業室２２の扉が閉まる（Ｓ６）。台車の停止位置
は、リミットスイッチで感知しているが、他の方法でも
よい。また、遠心分離機５７の回転容器５６は、遠心分
離作業を行う前に一定の回転速度となるように、作業室
２２の扉が閉まる前に動作を開始している（Ｓ５）。

【０１１５】また、作業室２２の天井には排気ファン６
２が取り付けてあり、少なくとも成膜治具洗浄作業中、
これを作動して、作業室２２内を僅かであるが減圧状態
（作業室２２の外部に対し陰圧状態）とし、高圧水の噴
射による、水や付着膜片を含む飛沫が作業室２２から周
辺に漏れ出るのを防止している。

【０１１６】次に、シャワー５９の弁を開き、噴水を開
始し（Ｓ７）、高圧水発生装置５２の高圧ポンプと洗浄
ガンエアモータの運転を開始して高圧水供給を開始する
（Ｓ８）。ロボット２１の動作開始前に噴水を開始する
のは、予め作業室２２の内壁面を濡らしておくためであ
る。また、高圧水供給を予め開始するのは、洗浄ガン５
１から噴射される高圧水の流速が一定になってから作業
を行うことで安定した成膜治具洗浄条件を得るためであ
る。図中省略しているが、成膜治具洗浄開始までの時間
は予めタイマーで設定されている。

【０１１７】続いて、作業室２２の内壁面が濡れ、高圧
水の流速が一定になると、ロボット２１が予めそれぞれ
の成膜治具２５の形状に合わせてティーティングされた
通りに動作して成膜治具洗浄がなされる（Ｓ９）。成膜
治具洗浄が終了すると、高圧ポンプと洗浄ガンエアモー
タの運転を停止し、高圧水供給を停止する（Ｓ１０）。
次いで、ロボット２１がロボット原点に戻り（Ｓ１
１）、シャワー５９の噴水を停止する（Ｓ１２）。

【０１１８】その後、作業室２２の扉を開き（Ｓ１
３）、台車を作業室２２から搬出するように移動し（Ｓ
１４）、台車原点位置で停止し（Ｓ１５）、扉が締まり
（Ｓ１６）、遠心分離機５７の回転容器５６を停止して
（Ｓ１７）、一連の成膜治具洗浄が終了する（Ｓ１
８）。

【０１１９】以上、図７のフローチャートにしたがって
説明したが、例えば遠心分離機５７の回転容器５６の動
作開始は、扉を開く前であってもよいし、高圧水発生装
置５２の性能によっては噴水開始と高圧水供給開始とは
それらの開始の順番が逆であってもよく、一連の作業に
支障の無い範囲で幾つかのバリエーションが可能であ
り、本発明が図７に制約されるものではない。

【０１２０】本発明の実施の第三形態に係る付着膜回収
装置を示す要部模式図を図８に示す。上記付着膜回収装
置では、自動ドア６８と保護壁で形成した作業室２２内
に多関節アーム状のロボット２１が設置されており、ロ
ボット２１の先端に、洗浄ガン５１が取り付けられてい
る。洗浄ガン５１は、３連プランジャーポンプよりなる
高圧水発生装置５２につながっており、さらに、純水製
造装置６１につながっている。

【０１２１】ロボット２１は、ティーティングプレイバ
ック方式のコントローラ（図示せず）によって予めティ
ーティングされた動きを繰り返して成膜治具洗浄を行う
ようになっている。

【０１２２】作業室２２の天井には、前述の排気ファン
６２が取り付けてある。作業室２２の床６５には、台車
６３を移動して所定の位置に位置合わせするためのガイ
ドレール６４と各リミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２が設
置されている。

【０１２３】台車６３上には、成膜治具２５を上面に載
置して保持する回転テーブル７０が台車６３の載置面の
法線方向を回転軸として９０°または１８０°回転する
ように設けられている。このような回転テーブル７０を
設けることにより、ロボット２１の稼働範囲を狭く設定
できて低コスト化を実現できる。当然のことであるが、
ロボット２１は床置きのものであってもよい。

【０１２４】作業室２２内の床６５には、排水口６６が
設けられている。排水口６６は、直接または配管によっ
て沈殿槽６０につながっている。沈殿槽６０に流入した
懸濁水については、沈殿槽６０にて付着膜片が沈殿して
沈殿層６７を形成し、上澄み液がドレイン５８から排水
される。

【０１２５】図９は、図８に示した付着膜回収装置を用
いた付着膜の回収方法を説明するためのフローチャート
である。コントロールボックスの起動スイッチをＯＮす
ると（Ｓ２１）、排気ファン６２が始動し（Ｓ２２）、
自動ドア６８が開き（Ｓ２３）、高圧ポンプが運転を開
始する（Ｓ２４）と共に、台車６３が作業室２２内から
作業室２２外に移動し（Ｓ２５）、リミットスイッチＬ
Ｓ１がＯＮする位置まで移動して停止し固定され待機状
態となる（Ｓ２６）。

【０１２６】続いて、成膜治具２５を台車６３の所定の
箇所、例えば回転テーブル７０上に取り付けて（Ｓ２
７）、洗浄開始スイッチ（図示せず）をＯＮすると（Ｓ
２８）、台車６３が作業室２２内へと移動し（Ｓ２
９）、作業室２２内での成膜治具洗浄を行う場所である
リミットスイッチＬＳ２がＯＮする位置まで移動し停止
して固定され（Ｓ３０）、自動ドア６８が閉じる（Ｓ３
１）。

【０１２７】その後、ロボット２１がロボット原点位置
にある状態で高圧水発生装置５２の弁が開いて高圧ポン
プがロード、すなわち、高圧ポンプから洗浄ガン５１に
高圧水が供給されて洗浄ガン５１から高圧水の噴射が開
始され（Ｓ３２）、これとほぼ同時に、洗浄ガンエアモ
ータがＯＮして洗浄ガン５１に設けられた複数のノズル
部６９がそれぞれ個々に連動して回転を開始する（Ｓ３
３）。

【０１２８】次に、高圧ポンプのロードを開始すると、
第一タイマーが予め設定された時間だけ作動して、タイ
ムアップ信号を発する（Ｓ３４）。こうして高圧水の噴
射が安定すると、ロボット２１は予めティーティングさ
れたとおりの動作を行い、成膜治具洗浄が行われる（Ｓ
３５）。

【０１２９】続いて、高圧ポンプをアンロードして高圧
水の噴射を停止し（Ｓ３６）、洗浄ガンエアモータをＯ
ＦＦし（Ｓ３７）、ロボット２１を台車６３から離れた
ロボット原点に移動する（Ｓ３８）。

【０１３０】成膜治具２５が大きい場合や、作業者の安
全を考慮して、高圧水の噴射が自動ドア６８側に向かな
いようにする場合には、成膜治具２５の中心側から作業
室２２の奥側（自動ドア６８とは反対側）に向かって半
面または１／４面の成膜治具洗浄を行った後、台車６３
に付設した回転テーブル７０を用いて成膜治具２５を１
８０°または９０°回転させ（Ｓ３９）、成膜治具洗浄
を終了まで順次繰り返せばよい（Ｓ３２〜Ｓ４０）。

【０１３１】図中簡略化して記載しているが、このとき
当然のことであるが、成膜治具洗浄のロボット２１の動
きは、９０°回転の場合や成膜治具２５の形状（特に非
対象形の場合）によっては前回の動きと相違している場
合もある。

【０１３２】成膜治具洗浄が終了したら、第二タイマー
が作動し（Ｓ４１）、予め設定された、作業室２２内の
飛沫による水蒸気がなくなる時間が経過すると、自動ド
ア６８が開き（Ｓ４２）、台車６３が移動して（Ｓ４
３）作業室２２外のリミットスイッチＬＳ１がＯＮする
位置まで移動して停止し固定されて待機状態となる（Ｓ
４４）。ここで、全ての成膜治具洗浄の作業の終了ま
で、成膜治具２５を取り外し（Ｓ４５）と取り付け（Ｓ
４６）とが行われ、Ｓ２７〜Ｓ４５の各工程が繰り返し
行われる。

【０１３３】全ての成膜治具洗浄の作業が終了したら、
コントロールボックスの終了スイッチのＯＮして、作業
終了を指示すると（Ｓ４６）、高圧ポンプが停止し（Ｓ
４７）、台車６３が作業室２２内に移動して（Ｓ４
８）、作業室２２内のリミットスイッチＬＳ２がＯＮす
る位置まで移動して停止し固定され（Ｓ４９）、自動ド
ア６８が閉じ（Ｓ５０）、排気ファン６２がＯＦＦとな
って停止して（Ｓ５１）、成膜治具洗浄の作業が完了す
る（Ｓ５２）。

【０１３４】作業終了後に、台車６３を作業室２２内に
保管するのは、台車６３が乾燥して、台車６３に付着し
ていた付着膜片が作業室２２外の周辺に飛散するのを防
止するためである。

【０１３５】なお、上記では、真空成膜装置の成膜治具
に付着した付着膜を回収する例を挙げたが、本発明は上
記に限定されるものではなく、例えば、廃棄された液晶
パネル等の電子機器に含まれる、インジウムやタンタル
等の金属または金属化合物の薄膜を回収するときにも適
用可能である。

【０１３６】

【実施例】〔実施例１〕液晶パネルの画素電極および対
向電極用ＩＴＯの薄膜形成用スパッタリング装置（図
３）で使用されたＳＵＳ４３０製の約２０μｍの粗さ仕
上げした、５ｍｍ厚の基板トレイ１８を、成膜治具２５
としてアクア方式のウォータジェット装置である本発明
に係る付着膜回収装置を用いて成膜治具洗浄を行った。

【０１３７】基板トレイ１８の表面に対し３μｍ〜５０
μｍの粗さ仕上げをするのは、付着膜の密着力を上げ
て、真空成膜装置内で剥離し難くし、より厚い付着膜が
付着するまで、上記付着膜からのダストの発生を押えて
基板トレイ１８を使用可能とし、付着膜の成膜治具洗浄
の頻度を低減するためである。

【０１３８】ノズル穴径１ｍｍ以下の複数のノズル部６
９を有した洗浄ガン５１を用いて、洗浄ガン５１と成膜
治具２５との距離がインパクト領域内、例えば１００ｍ
ｍとなるように調整し、高圧水の水圧を３０ＭＰａ〜２
００ＭＰａの範囲で変化させて、基板トレイ１８に付着
したＩＴＯの付着膜除去を行い、ＩＴＯの付着膜除去後
の基板トレイ１８表面の観察と反りの評価を行なった。

【０１３９】ノズル穴径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範
囲で、水圧が３０ＭＰａと低いときには付着膜の除去作
業時間が長くなるものの、水圧３０ＭＰａ〜２００ＭＰ
ａの範囲で付着膜の剥離除去状態、基板トレイ１８の表
面状態ともに良好であり、基板トレイ１８の反りも測定
限度未満であった。作業性を考慮すると、より望ましく
は水圧６０ＭＰａ〜２００ＭＰａの範囲であった。

【０１４０】このあと、基板トレイ１８表面の錆を取る
ためサンドブラスト法で表面仕上げ処理を行った後、超
音波洗浄と水洗仕上げし、短時間で乾燥した。本発明に
より洗浄された基板トレイ１８の研削量は約２μｍであ
り、サンドブラスト法による成膜治具洗浄の際の研削量
約２０μｍに較べると少ない量であった。

【０１４１】ノズル部６９を複数としているのは、成膜
治具２５の付着膜における付着面が通常数ｃｍ幅程度と
広いので、ロボット２１の動きを単純化するためであ
り、用いる成膜治具２５の形状に合わせて、ノズル部６
９の数や配置を選択することが望ましい。

【０１４２】高圧水に用いる水に例えばヒドラジン、ポ
リリン酸等の防錆剤を添加した液体を用いることで、サ
ンドブラスト法での表面の錆を取るための表面仕上げ処
理を省略することも可能である。これについては、後述
する各実施例２、３においても同様に適用可能である。

【０１４３】こうして得られた、洗浄済の成膜治具２５
をスパッタリング装置で使用して成膜治具２５の歪、ダ
ストの発生量や基板１７上に成膜された膜の欠陥の発生
状況等を調べた。結果は、サンドブラスト法で治具洗浄
したものと同等であり、実使用上間題ないことが判っ
た。

【０１４４】また、ウォータジェット装置の下方に沈殿
槽６０を配置（図２）して沈殿した付着膜片を回収する
場合についても検討した。結果は、沈殿槽６０外に飛散
したものや、沈殿時間が不十分であったことから、剥離
除去された付着膜片の約６４％のＩＴＯからなる付着膜
片が沈殿物として回収できた。

【０１４５】ＩＴＯの比重は約７と大きいことから、噴
霧装置またはシャワー５９によって沈殿槽６０外に飛散
したＩＴＯの付着膜片を流水で沈殿槽６０に導くこと、
沈殿槽６０を工夫して沈殿時間を長くすること、または
遠心分離法を用いることで、回収率はほほ１００％に高
めることができる。

【０１４６】図１１に、回収されたＩＴＯの付着膜片に
関するＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）測定の結果を示す。
回収されたＩＴＯの付着膜片は、図１１に示すように、
数μｍ〜数十μｍと大きいものの比率が高く、かつ、高
純度のＩＴＯの付着膜片であり、成膜治具２５としての
基板トレイ１８のＳＵＳ４３０に含まれる鉄とクロム以
外の不純物はほとんど測定されなかった。これにより、
回収されたＩＴＯの付着膜片は、後工程でのインジウム
の回収・リサイクル処理が簡単に行え、経済性に優れた
ものであった。

【０１４７】〔実施例２〕液晶パネルの画素電極および
対向電極用ＩＴＯの薄膜形成用スパッタリング装置（図
３の１１）で使用された２ｍｍ厚程度の薄いＳＵＳ４３
０製の防着板（図３の２０）をアクア方式のウオータジ
ェット装置を用い、上記実施例１と同様の方法て成膜治
具洗浄を行った。水圧３０ＭＰａ〜１２０ＭＰａの範囲
で変化させて付着膜除去を行った。

【０１４８】サンドブラスト法と比較して水圧による圧
力が大きいためと考えられるが、水圧９０ＭＰａ〜１２
０ＭＰａと水圧が高くなると、用いた防着板では、高圧
水の当った部分が変形し、反りが見られた。

【０１４９】このため、この防着板を付着膜面が上にな
るように、トレイ状の金属容器内（図１、図２）に置
き、防着板の付着膜面に型取り用シリコン樹脂が回り込
まないようにポリイミドテープやアルミテープで土手を
作って型取り用シリコン樹脂ＳＨ−８５０ＡとＳＨ−８
５０Ｂを１対１の比率で混合・脱泡したものを金属容器
内に流し込んで、防着板の付着膜面とは反対面（内面）
に沿うように成形し、室温で硬化させて洗浄治具載置台
（図１、図２の５３）を作製した。硬度を高くする目的
で１５０℃以下の所定温度のオーブン中で硬化させても
よい。

【０１５０】このような成形したシリコン樹脂体は、テ
ープを剥して洗浄治具載置台として使用するが、上記シ
リコン樹脂からなる洗浄治具載置台は弾力性に富んでお
り、アクア方式のウォータジェットの高圧水に対する耐
久性が比較的高い。さらに、上記洗浄治具載置台を密着
して内部にて保持する金属容器は、上記洗浄治具載置台
の強度アップの効果を有している。

【０１５１】この洗浄治具載置台の上に前記防着板を、
その内面が上記洗浄治具載置台の上面により、上記上面
に沿って弾性的に支持されるように載せて水圧３０ＭＰ
ａ〜１２０ＭＰａの範囲で実施例１と同様の条件で成膜
治具洗浄を上記防着板に対し行った。

【０１５２】結果は、防着板の付着膜の剥離除去状態、
除去後の防着板の表面状態ともに良好であり、課題であ
った成膜治具２５としての防着板の変形も無く良好であ
った。このあと、上記防着板について、サンドブラスト
法で表面仕上げ処理を行った後、超音波洗浄と水洗仕上
げし、短時間で乾燥した。

【０１５３】上記防着板を、スパッタリング装置（図
３）で使用してダストの発生量や基板１７上に成膜され
た薄膜の欠陥の発生状況等を調べた。結果は、サンドブ
ラスト法で治具洗浄したものと同等であり、実使用上良
好な結果が得られることが判った。

【０１５４】また、ウォータジェット装置の下方に沈殿
槽６０を配置して沈殿した付着膜片を回収した。結果
は、実施例１と同じく良好な結果であった。

【０１５５】〔実施例３〕液晶パネルのゲートバスライ
ン（図５の３９）用タンタルおよびタンタル化合物（窒
化タンタル）の薄膜形成用スパッタリング装置（図３）
で使用された、アルミ溶射仕上げされたアルミ製マスク
を、前述の実施例１と同様のアクア方式のウォータジェ
ット装置を用いて成膜治具洗浄を行った。

【０１５６】回転する複数のノズル部６９を有し洗浄ガ
ン５１を用いて、洗浄ガン５１と成膜治具２５との距離
を数ｃｍに調整して、ノズル部６９のノズル穴径を０．
１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲で水圧を変化させて付着膜の
除去を行い、付着膜の剥離除去状況とマスク母材の研削
量を調べた。

【０１５７】まず、水圧を５０ＭＰａに下げて洗浄ガン
５１の移動速度を２ｍ／分以上とした時に、マスクのア
ルミ溶射膜に付着膜が一部剥離されずに残存した。ま
た、水圧を２００ＭＰａ近くに上げたところ、アルミ製
マスクも削り取られることが判った。水圧６０ＭＰａ〜
１５０ＭＰａの範囲で、アルミ溶射膜から付着膜が剥離
され、アルミ製マスクの研削量もほとんど無く、良好な
結果が得られた。

【０１５８】こうして得られたアルミ製マスクを水洗仕
上げ、乾燥、アルミ溶射仕上げ後、スパッタリング装置
で使用してダストの発生や基板１７上に成膜された薄膜
の欠陥の発生状況等を調べた。結果は、サンドブラスト
法で治具洗浄したものと同等であり、また、薄膜の塩素
汚染も無く、実使用上問題無いことが判った。

【０１５９】また、ウォータジェット装置の下方に沈殿
槽６０を配置して付着膜片を回収した。結果は、タンタ
ルは比重が１６．６と大きいことから沈殿槽６０での回
収は容易であり、沈殿物はタンタル約７０％、アルミ約
３０％の混合物としてタンタルの付着膜片が１００％に
近い高収率で回収できた。回収されたタンタルの付着膜
片は、アルミ以外の不純物はほとんど測定されず、後工
程でのタンタル金属の回収・リサイクル処理が簡単に行
え、経済性にも優れたものであった。

【０１６０】

【発明の効果】本発明の付着膜回収装置は、以上のよう
に、作業室内に載置された成膜治具の付着膜を回収する
ためのウォータジェットに用いる高圧水の水圧が３０Ｍ
Ｐａ〜２００ＭＰａの範囲であり、作業室がウォータジ
ェットによる飛沫の外部への飛散を抑制するように密封
可能に設定されている構成である。

【０１６１】それゆえ、上記構成は、水圧が３０ＭＰａ
〜２００ＭＰａのウォータジェットにより成膜治具洗浄
を行うことにより、成膜治具の研削量が少なくサンドブ
ラスト法と同様の洗浄効果が得られる。

【０１６２】また、上記構成では、ウォータジェットに
より得られる付着膜片を大きくできるので、上記付着膜
片の回収を簡便化、確実化できるから、低コスト化でき
て、上記付着膜のリサイクルを推進できるという効果を
奏する。

【０１６３】本発明の付着膜の回収方法は、以上のよう
に、成膜治具に付着した付着膜の剥離方法が水または液
体を使うウォータジェット法である。

【０１６４】それゆえ、上記方法は、水または液体を使
うウォータジェット法を用いたことによって、付着膜か
らの付着膜片を低コストにて回収できて経済的なリサイ
クルが可能となり、排水も再使用できることから、廃棄
物がほとんど出ない、環境に優しい成膜治具洗浄が可能
となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一形態に係る付着膜回収装置
としてのウォータジェット装置の一例を示す要部模式図
である。

【図２】本発明の実施の第二形態に係る付着膜回収装置
としてのウォータジェット装置の一例を示す要部模式図
である。

【図３】上記付着膜回収装置にて洗浄するための成膜治
具に付着膜が形成される際の真空成膜装置の一例として
のスパッタリング装置の要部断面図である。

【図４】従来例の、付着膜の除去のためのサンドブラス
ト装置の一例を示す要部断面図である。

【図５】上記真空成膜装置にて薄膜が形成される液晶パ
ネルの一例を示す要部断面図である。

【図６】上記スパッタリング装置の材料排出内訳例を示
すグラフである。

【図７】本発明の実施の第一形態の付着膜の回収方法に
係る説明図であって、図１に示したウォータジェット装
置の動作を説明するためのフローチャートである。

【図８】本発明の実施の第三形態に係る付着膜回収装置
としてのウォータジェット装置の一例を示す要部模式図
である。

【図９】本発明の実施の第三形態の付着膜の回収方法に
係る説明図であって、図８のウォータジェット装置の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図１０】本発明の実施の各形態に係るウォータジェッ
ト装置の洗浄ガンの要部断面の側面図である。

【図１１】上記ウォータジェット装置により回収され
た、付着膜片のＳＥＭによる大きさや、純度を示す説明
図である。

【符号の説明】

１１ スパッタリング装置（真空成膜装置） １２ 成膜室 １３ ターゲット保持板 １４ ターゲット １５ アノード板 １６ 磁石 １７ 基板 １８ 基板トレイ １９ マスク ２０ 防着板 ２１ ロボット（移動部） ２２ 作業室 ２３ ノズル ２４ 圧縮混合機 ２５ 成膜治具 ２６ テーブル（保持台） ２７ サイクロン ３１ａ・３１ｂ ガラス基板 ３２ シール部材 ３３ 液晶層 ３４ 偏光板 ３５ カラーフィルタ ３７ 対向電極 ３８ 配向膜 ３９ ゲートバス電極 ４０ ゲート絶縁膜 ４１ シリコン半導体膜 ４２ ソースバス電極 ４３ ドレイン電極 ４４ 画素電極 ５１ 洗浄ガン ５２ 高圧水発生装置（高圧水発生部） ５３ 洗浄治具載置台（支持部材） ５４ 固定容器 ５５ 濾材 ５６ 回転容器 ５７ 遠心分離機（固液分離部） ５８ ドレイン ５９ 噴霧器またはシャワー（加湿部） ６０ 沈殿槽（固液分離部） ６１ 純水製造装置（純水製造部） ６２ 排気ファン ６３ 台車 ６４ ガイドレール ６５ 床 ６６ 排水口 ６７ 沈殿槽（固液分離部） ６８ 自動ドア ６９ ノズル部 ７０ 回転テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 迫野 郁夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 咲花 由和 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 岡 博史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山本 圭三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 上野 睦弘 三重県阿山郡大山田村大字炊村字赤坂3008 栗田エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 上野 龍三 大阪府大阪市中央区北浜２丁目２番22号 栗田エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3B201 AA46 AB01 AB34 BB22 BB32 BB43 BB55 BB90 BB92 BB93 CB01 CD11 CD36 4G075 AA24 AA51 AA57 BB05 BC01 BC03 BC04 BD16 CA05 CA65 CA80 DA01 DA02 EC01 4K029 BA10 BA16 BD00 BD01 CA01 CA03 CA05 DA10 GA00 HA02 KA02 4K030 BA11 BA17 BA42 CA06 DA08 KA12 KA46 LA15 LA16 LA18

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業室内の保持台に載置された、付着膜を
   有する成膜治具に対し、ウォータジェットを用いて上記
   付着膜を成膜治具から回収する付着膜回収装置におい
   て、 ウォータジェットのための高圧水を発生するための高圧
   水発生部が、水圧を３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの範囲で
   発生するように設けられ、 作業室がウォータジェットによる飛沫の外部への飛散を
   抑制するように密封可能に設定されていることを特徴と
   する付着膜回収装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の付着膜回収装置において、 作業室内を陰圧に設定するための排気ファンが設けられ
   ていることを特徴とする付着膜回収装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の付着膜回収装置に
   おいて、 高圧水発生部に対しウォータジェットのための水を供給
   すると共に、上記水を精製する純水製造部が設けられて
   いることを特徴とする付着膜回収装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３の何れかに記載の付着膜
   回収装置において、 成膜治具を下方から弾性的に支持する支持部材が保持台
   上に配置されていることを特徴とする付着膜回収装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし４の何れかに記載の付着膜
   回収装置において、 保持台が、成膜治具からウォータジェットにより剥離し
   た付着膜片を含む懸濁水を下方に落下させる穴部を有し
   ており、 保持台から落下した懸濁水から付着膜片を分離するため
   の固液分離部が設けられていることを特徴とする付着膜
   回収装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の付着膜回収装置におい
   て、 固液分離部にて付着膜片を分離した残りの排水を高圧水
   発生部に戻すための配管が設けられていることを特徴と
   する付着膜回収装置。
7. 【請求項７】請求項１ないし６の何れかに記載の付着膜
   回収装置において、 ウォータジェット以外に、作業室の内壁面を濡らすため
   の加湿部が配置されていることを特徴とする付着膜回収
   装置。
8. 【請求項８】請求項１ないし７の何れかに記載の付着膜
   回収装置において、 ウォータジェットを吐出するための洗浄ガンが設けら
   れ、 洗浄ガンからのウォータジェットの方向を変えるための
   移動部が作業室内に設けられ、 移動部を制御するための制御部が、ティーティングプレ
   イバック方式または数値制御方式により移動部を移動す
   るように設定されていることを特徴とする付着膜回収装
   置。
9. 【請求項９】スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプ
   レーティング法、ＣＶＤ法などの真空成膜法を用いた真
   空成膜装置に使用される防着板、マスク、基板トレイ等
   の成膜治具に付着した付着膜を剥離して回収する付着膜
   の回収方法において、 成膜治具に付着した付着膜の剥離方法が水または液体を
   使うウォータジェット法であることを特徴とする付着膜
   の回収方法。
10. 【請求項１０】請求項９に記載の付着膜の回収方法にお
    いて、 ウォータジェット法に用いる市水を、少なくとも市水中
    に含まれる炭酸カルシウムが低減されるように精製する
    ことを特徴とする付着膜の回収方法。
11. 【請求項１１】請求項９または１０に記載の付着膜の回
    収方法において、 ウォータジェット法により発生する懸濁水から付着膜片
    を固液分離法によって分離回収することを特徴とする付
    着膜の回収方法。
12. 【請求項１２】請求項１１記載の付着膜の回収方法にお
    いて、 固液分離法が、遠心分離法または沈殿法であることを特
    徴とする付着膜の回収方法。
13. 【請求項１３】請求項９ないし１２の何れかに記載の付
    着膜の回収方法において、 回収される付着膜片が金属または金属化合物であること
    を特徴とする付着膜の回収方法。
14. 【請求項１４】請求項９ないし１３の何れかに記載の付
    着膜の回収方法において、 成膜治具に付着した付着膜が、少なくとも、インジウ
    ム、タンタル等の希少金属またはその化合物を含んでい
    ることを特徴とする付着膜の回収方法。
15. 【請求項１５】請求項９ないし１４の何れかに記載の付
    着膜の回収方法において、 成膜治具がスパッタリング装置用成膜治具であり、 成膜治具に付着した付着膜が、インジウムティンオキサ
    イドであることを特徴とする付着膜の回収方法。
16. 【請求項１６】請求項９ないし１５の何れかに記載の付
    着膜の回収方法において、 固液分離した後の水または液体を用いて、ウォータジェ
    ット法により、成膜治具に付着した付着膜を剥離分離す
    ることを特徴とする付着膜の回収方法。
17. 【請求項１７】請求項９ないし１６の何れかに記載の付
    着膜の回収方法において、 成膜治具が、ステンレス、チタン、銅、または鉄−ニッ
    ケル合金からなるものであり、 少なくとも付着膜が付着する成膜治具の表面が３μｍ〜
    ５０μｍの粗さ仕上げされていることを特徴とする付着
    膜の回収方法。
18. 【請求項１８】請求項９ないし１６の何れかに記載の付
    着膜の回収方法において、 成膜治具がアルミニウムからなるものであり、 少なくとも付着膜が付着する成膜治具の表面がアルミニ
    ウム溶射仕上げされていることを特徴とする付着膜の回
    収方法。