[發明專利]對硅晶片制造工藝中產生的使用后漿料進行再循環的設備

有效

• 申請號: 200680053789.0
• 申請日: 2006-07-25
• 公開（公告）號: CN101401192A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 張煐哲
• 申請（專利權）人: 張煐哲
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;H01L21/66
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐江華;王珍仙

技術領域

本發明涉及一種用于對硅晶片制造工藝中產生的使用后漿料進行再循環的設備，更具體地，涉及通過從使用后漿料中有效地分離并回收研磨劑和切削油使使用后漿料再循環的設備。

背景技術

隨著信息技術和半導體工業取得迅速進步，對單晶硅片的需求正在劇增。正如本領域中眾所周知的，單晶硅片通常通過用涂敷研磨劑的線鋸在供應切削油的同時對單晶硅錠進行切割來制造。然后，用磨光機磨光晶片。在此工藝中，約20～30％的初始單晶硅錠作為鋸屑而浪費。

在單晶硅片的制造工藝中，通過清洗從硅晶片上除去諸如研磨劑(碳化硅、氧化鋁和二氧化硅)、鋸屑和切削油等副產物。因此，在硅晶片制造工藝中產生的使用后漿料中存在分散于切削油中的研磨劑和硅鋸屑。

這種在硅晶片制造工藝中產生的使用后漿料可以歸類為特殊的工業廢料。因為使用后漿料含有鋸屑和切削油，所以不能簡單地用火燒掉。又因為使用后漿料會造成嚴重的土壤污染，所以也不能埋于地下。因此，來自硅晶片制造工藝的使用后漿料需用水泥固化，然后將固化的漿料埋于地下。

然而，從環境、經濟和時間等角度來看，這種常規處理是不當的。因此，為了克服固化和埋藏使用后漿料的常規處理中的問題，提出了從使用后漿料中分離并回收研磨劑、鋸屑和切削油的方法。

在這種用于再循環使用后漿料的方法中，基于離心分離法的再循環方法的應用比通過溶劑萃取進行漿料再循環的方法更廣泛。因為漿料很容易溶解于水或油，所以能夠容易地從漿料中分離切削油。然而，切削油含有在干燥或者蒸餾工藝中很容易被改變性質的乳化劑。當重復利用所述切削油時，改變性質的乳化劑引起研磨劑沉淀，而不是使其分散于切削油中。

基于離心分離法的再循環方法通過兩步來完成：在第一離心分離步驟中，通過將漿料分離為主要包含研磨劑的固體物質和主要包含鋸屑和切削油的第一液體物質從而使研磨劑回收。在第二離心分離步驟中，通過將從第一離心分離步驟中得到的第一液體物質分離為主要包含切削油的第二液體物質和鋸屑從而使切削油回收。

在利用兩個離心分離步驟的基于離心分離法的再循環方法中，在第一離心分離之前將切削油添加到使用后漿料中，以降低使用后漿料的粘度。由于含有大量的硅鋸屑，所以使用后漿料具有非常高的粘度。由于存在大量的硅鋸屑，不向使用后漿料內添加切削油而對使用后漿料進行離心分離是不可能的。通常，在第一離心分離步驟之前添加到使用后漿料中的切削油在第二離心分離步驟中從使用后漿料中回收。

根據常規技術，在第一離心分離步驟之前，在常溫或者稍高于常溫，例如30℃±15℃下，對使用后漿料連同添加的切削油進行加熱。然而，其目的僅僅是將切削油和使用后漿料均勻混合。即，該加熱被認為僅僅是用于提高添加切削油效率的輔助方式。

在添加切削油之后，通過離心分離漿料以再循環漿料的常規方法存在以下缺點。

首先，添加的切削油不可避免地增加將被處理的漿料量。這會延長處理時間，增加處理成本，而且需要大尺寸的設備。已發現，添加的切削油使將被處理的漿料量增加4～5倍。

同樣，添加切削油需要用于將第二離心分離步驟中回收的切削油返回的附加設備，以及用于將使用后漿料和切削油的混合比保持恒定的另一個附加設備。這些設備使漿料再循環設備變得復雜。

發明內容

已進行本發明來解決現有技術中的上述問題，因此本發明的目的是提供一種用于再循環使用后漿料的設備，該設備能夠提高使用后漿料的再循環效率，作為為了稀釋目的而添加切削油的現有技術的備選方法。

本發明的另一個目的是提供一種用于再循環使用后漿料的設備，該設備能夠最小化工藝時間、工藝成本，并具有簡單且緊湊的結構。

本發明的進一步目的是提供一種用于再循環使用后漿料的設備，該設備具有所需安裝成本最低的簡單結構。

根據用于實現所述目的的本發明的一個方面，本發明提供一種用于對硅晶片制造工藝中產生的使用后漿料進行再循環的設備。該設備包括：第一加熱器，用于在60℃至沸點的溫度范圍內加熱使用后漿料；第一離心分離機，用于以1200～1500rpm的轉速旋轉由第一加熱器加熱的使用后漿料，以通過離心分離為固體物質和第一液體物質；第二加熱器，用于在50℃至沸點的溫度范圍內加熱由第一離心分離機分離的第一液體物質；和第二離心分離機，用于以最低為2800rpm的轉速旋轉由第二加熱器加熱的第一液體物質，以通過離心分離為鋸屑和第二液體物質。

較佳地，第一加熱器在60～90℃的溫度范圍內加熱所述使用后漿料。