[發明專利]硅污泥的洗滌方法

無效

• 申請號: 201080003352.2
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN102227375A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 沖田憲治
• 申請（專利權）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037;C01B33/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫秀武;郭文潔

技術領域

本發明涉及硅污泥的洗滌方法，具體而言涉及能夠洗滌硅加工工藝中產生的硅污泥、回收高純度的硅粉的硅污泥的洗滌方法。

背景技術

作為ULSI等超高集成設備的形成基板的硅晶片，通過對利用切克勞斯基（チョクラルスキー）（CZ）法提拉生長的單晶硅錠實施晶片加工而制作。具體而言，分塊切割單晶硅錠，然后，對硅塊依次進行利用研磨磨石的外周磨削、利用鋼絲鋸的切片，得到多片硅晶片。接著，對各硅晶片進行倒棱、拋光、蝕刻、研磨，從而制造設備形成用的制品晶片。

在晶片加工工藝中的外周磨削工序和切片工序等中，大量產生作為加工屑（硅廢棄物）的含有硅粉的硅污泥。此外，在設備制造商的背景工序（バックグラインド工程）中也產生大量的硅污泥。在該硅污泥中，除了高純度的硅粉以外，還混入例如有機物、由研磨磨石等的摩耗而產生的氧化鋁、氧化硅、金剛砂、Cu、Fe、C、氧化鋇、氧化鎂等雜質。因此，在硅粉的表面附著有Cu、Fe等金屬雜質。此外，金屬雜質也向內部擴散而存在于硅粉表層所形成的硅氧化膜中。

以往，已知有酸洗滌除去附著于硅粉表面的金屬雜質、表層的硅氧化膜中的金屬雜質的技術（例如，專利文獻1）。在專利文獻1中，在投入了硅污泥的洗滌槽中供給預定量的硫酸和氫氟酸的混合溶液。由此，附著于硅粉表面的金屬雜質利用硫酸溶解，同時硅氧化膜利用氫氟酸溶解，通過該溶解使流出到混合溶液中的表層中的金屬雜質利用硫酸溶解。這樣進行硅的高純度化。

專利文獻1：日本國特開2001-278612號公報。

發明內容

但是，在從晶片加工工藝排出的硅污泥中，除了金屬雜質以外，還含有大量的有機物，其污染硅粉。

此外，在硅粉的表層，由于例如外周磨削時的熱或與切削水反應而形成硅氧化膜。這里的硅氧化膜只不過在硅粉表層的較淺部分（0.5nm左右）形成，即使進行氫氟酸洗滌也無法除去存在于表層的較深部分的金屬雜質。

因此，發明人進行了深入的研究，結果發現，對由硅加工工藝產生的硅污泥依次實施以下各工序時，解決了上述所有問題，能夠回收高純度的硅。該各工序是指：臭氧氧化工序，其通過臭氧氧化除去硅粉表面的有機物，并且就連硅粉表層的深層部分也能形成硅氧化膜；臭氧除去工序，其添加適量的過氧化氫水而分解臭氧；鹽酸洗滌工序，通過鹽酸溶解附著于硅粉表面的金屬雜質；沉淀分離工序，將分散于鹽酸的硅污泥靜置預定時間，分離為上清液和硅污泥；溶解了金屬雜質的上清液的除去工序；氫氟酸洗滌工序，通過氫氟酸溶解硅粉表層的硅氧化膜，使分散在硅氧化膜內的金屬雜質混入氫氟酸中，并通過氫氟酸洗滌時產生的氣體（例如H₂SiF₆氣體）、或鼓泡等使硅粉上浮，形成摩絲（ムース）狀的硅。

本發明的目的在于提供一種硅污泥的洗滌方法，該方法能夠降低硅粉表面的有機物或雜質的污染量，并且能夠謀求除去在硅粉表層所形成的硅氧化膜和降低存在于表層的金屬雜質量，由此能夠回收高純度的硅。

本發明為一種硅污泥的洗滌方法，該方法如下：在容器中投入硅加工工藝中產生的含有硅粉的硅污泥和臭氧溶解水溶液，通過所述臭氧溶解水溶液中的臭氧使所述硅污泥發生臭氧氧化，由此除去所述硅粉的表面的有機物，同時在所述硅粉的表層形成硅氧化膜，將經臭氧氧化后的所述硅污泥中的臭氧分解，以實施臭氧除去，在該臭氧除去后，在所述容器中投入溶解附著于所述硅粉表面的金屬雜質的鹽酸，使所述硅污泥分散于所述鹽酸中，由此鹽酸洗滌所述硅污泥，該鹽酸洗滌后，將分散于所述鹽酸中的硅污泥在所述容器內靜置，沉淀分離為上清液和硅污泥，然后，從所述容器除去溶解了所述金屬雜質的上清液，除去所述上清液后，在所述容器中投入超純水，由此進行利用超純水淋洗沉淀的所述硅污泥的超純水淋洗，該超純水淋洗后，在所述容器中投入氫氟酸，由此實施利用所述氫氟酸溶解所述硅粉的硅氧化膜的氫氟酸洗滌，將所述硅氧化膜所包括進的金屬雜質排出到所述氫氟酸中。

根據本發明，使在硅加工工藝中產生的硅污泥在容器內發生臭氧氧化。結果，通過臭氧溶解水溶液中的氧化能力強的臭氧除去硅粉表面的有機物，同時在硅粉的表層均勻地形成厚的硅氧化膜。利用臭氧除去有機物是通過利用臭氧的氧化作用切斷碳鏈、降低分子量而完成的。然后，在硅污泥中添加適量的過氧化氫水，使臭氧還原。而后，使硅污泥分散于鹽酸中，溶解附著于硅粉的表面的金屬雜質。