[發(fā)明專利]一種從磨削廢液中提取硅粉的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810118666.1
• 申請(qǐng)日: 2008-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101654250A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海濱;閆志瑞;庫(kù)黎明;葛鐘;索思卓;張國(guó)棟;盛方毓;黃軍輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院;有研半導(dǎo)體材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/037
• 分類號(hào): C01B33/037
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郭佩蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明利用化學(xué)方法從磨削廢液中提取硅粉，該磨削廢液是硅片制備過(guò)程中在雙面磨削工序中產(chǎn)生的。通過(guò)該方法既可以獲得納米級(jí)的硅粉，又可以減少排放磨削廢液帶來(lái)的污染。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體單晶硅片是大規(guī)模集成電路的襯底材料，傳統(tǒng)的制備工藝是：切片→倒角→磨片→腐蝕→拋光→清洗，但是對(duì)于12英寸硅片，由于對(duì)TTV(總厚度變化)和局部平整度的更高的要求，新的制備工藝變?yōu)榍衅菇恰p面磨削→拋光→清洗?？梢钥闯觯郧暗哪テに囎兂闪爽F(xiàn)在的雙面磨削工藝，磨片工藝和雙面磨削工藝的區(qū)別主要體現(xiàn)在兩方面，一是用的機(jī)器設(shè)備不同，二是所用的磨削劑不同。磨片工藝用的磨片機(jī)硅片是平放，研磨用的磨盤(pán)在硅片的上下方；雙面磨削工藝用的雙面磨削機(jī)硅片是垂直放置，磨削用的砂輪在硅片的左下方和右下方。磨片工藝用的研磨劑是由礦物油和粉末狀三氧化二鋁配制的懸浮液，而雙面磨削工藝用的磨削劑就是純水。雙面磨削工藝產(chǎn)生大量的磨削廢液，它里面含有大量的硅粉，這種納米級(jí)的硅粉是制造太陽(yáng)能電池的重要原料，如果能從磨削廢液里提取出硅粉，不僅可以變廢為寶，而且可以減少磨削廢液對(duì)環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種從磨削廢液中提取硅粉的方法，該方法簡(jiǎn)便、效果好，不僅可以變廢為寶，而且可以減少磨削廢液對(duì)環(huán)境的污染。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：這種從磨削廢液里提取硅粉的方法是往磨削廢液加鹽酸，控制pH在1.0-6.0之間，經(jīng)靜置、分離、干燥。

鹽酸濃度為0.1～37％，鹽酸溫度為15℃～60℃。

經(jīng)靜置、并沉淀完全后，用工具將上層很清的不含硅粉的溶液取出，讓下層含硅粉的渾濁的膠體干燥。所述的干燥是用加熱或涼干。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該方法簡(jiǎn)便、效果好，不僅可以變廢為寶，而且可以減少磨削廢液對(duì)環(huán)境的污染。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

將10升磨削廢液倒入50升容量的立方形塑料水槽里，往里加10升37％鹽酸，測(cè)其PH值為1.5，靜置7天后，用塑料勺子將上層很清的溶液舀出，待將大部分上層很清的溶液舀出時(shí)，改用移液管取上層溶液，這樣沉淀了的硅粉就不會(huì)因取液而攪上來(lái)。最后剩少量溶液，讓其自然晾干蒸發(fā)，可以得到所要的硅粉。

實(shí)施例2

將10升磨削廢液倒入50升容量的立方形塑料水槽里，往里加3升37％鹽酸，測(cè)其PH值為4，靜置14天后，用塑料勺子將上層很清的溶液舀出，待將大部分上層很清的溶液舀出時(shí)，改用移液管取上層溶液，這樣沉淀了的硅粉就不會(huì)因取液而攪上來(lái)。最后剩少量溶液，讓其自然晾干蒸發(fā)，可以得到所要的硅粉。

將磨削廢液長(zhǎng)時(shí)間放置，硅粉一直懸浮在廢液中幾乎不發(fā)生沉淀，說(shuō)明磨削廢液是一種膠體。那么我們可以通過(guò)改變膠體(磨削廢液)的環(huán)境特性，比如改變其PH值來(lái)達(dá)到使磨削廢液沉淀出硅粉的目的，這樣我們就可以提取出硅粉。我們采用往磨削廢液中加鹽酸的方法，將混合好的溶液放置在容器里，溶液會(huì)分成上下兩層，上層是很清的不含硅粉的溶液，下層是含硅粉的渾濁的膠體。并且隨時(shí)間增加，上下兩層的邊界向下移動(dòng)，到7天之后，下層是含硅粉的渾濁的膠體變成薄薄的一層，這個(gè)時(shí)候，硅粉已經(jīng)沉淀的差不多完全了。用工具將上層很清的不含硅粉的溶液取出，讓下層含硅粉的渾濁的膠體用常規(guī)方法(如涼干或加熱)干燥，得到所要的硅粉。鹽酸是比水更容易揮發(fā)的物質(zhì)，含硅粉的渾濁的膠體自然涼干的過(guò)程中，鹽酸和水都揮發(fā)掉了，提取的硅片不會(huì)含有鹽酸。取部分硅粉溶于少量水，其PH值為6.8，這也證明了硅粉里不含鹽酸。

前面提到，雙面磨削工藝用的磨削劑是純水，磨削用的砂輪是由金剛石做的，砂輪在磨削過(guò)程中會(huì)發(fā)生磨損，因此，磨削廢液是由水，硅粉和極少量的金剛石微粒構(gòu)成，那么磨削廢液的沉淀物是由硅粉和極少量的金剛石微粒構(gòu)成。但是，因?yàn)榻饎偸⒘：亢苌?，同時(shí)硅粉中含少量金剛石微粒對(duì)以后的運(yùn)用幾乎沒(méi)有影響，所以，沒(méi)有必要對(duì)含少量金剛石微粒的硅粉進(jìn)行再分離。