[發(fā)明專利]一種蝕刻工藝廢棄物資源化利用的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110275551.9
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113023749A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 陳琪;郎超
• 申請（專利權）人: 盛隆資源再生（無錫）有限公司
• 主分類號: C01C1/16
• 分類號: C01C1/16;C01B33/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種蝕刻工藝廢棄物資源化利用的方法，所述方法包括以下步驟：將蝕刻工藝產生的廢氣進行吸收，得到氟硅酸溶液；將蝕刻工藝產生的廢液進行蒸發(fā)處理，得到氨氣和蒸發(fā)濃液；將所述氟硅酸溶液與氨水混合，反應得到二氧化硅水合物和含氟含銨溶液，所述含氟含銨溶液返回與所述廢液混合；將所述蒸發(fā)濃液進行冷卻結晶，得到氟化氫銨產品。本發(fā)明所述方法通過將蝕刻工藝產生的不同相態(tài)的廢棄物分別進行處理，廢氣轉化為二氧化硅水合物，廢液經過蒸發(fā)、冷卻結晶進行氟化氫銨的回收，實現(xiàn)蝕刻工藝廢棄物的資源化利用；所述方法工藝簡單，所用原料及操作成本較低，可有效解決廢棄物容易造成的污染問題，應用范圍廣。

技術領域

本發(fā)明屬于廢棄物利用技術領域，涉及一種蝕刻工藝廢棄物資源化利用的方法。

背景技術

隨著半導體和微電子技術的快速發(fā)展，電子芯片的應用范圍日益擴展，基于芯片精細化的需要，微觀尺寸圖案的蝕刻是影響芯片性能的重要因素。蝕刻技術是芯片生產的重要工藝，其中濕法蝕刻是利用一些特定化學試劑將待蝕刻薄膜部分分解，轉化為可溶性化合物進入水相而達到蝕刻目的。根據芯片材質的選擇，常用的蝕刻劑主要包括氫氟酸，通常以氟化銨作為緩沖劑與氫氟酸混合使用，以控制刻蝕速率，同時為提高潤濕性還會加入有機類添加劑或表面活性劑，基于蝕刻液組分的復雜性，蝕刻完成后會產生廢液以及廢氣，若未經處理直接排放，會造成嚴重環(huán)境損害。

基于蝕刻劑以及蝕刻芯片的選擇，蝕刻工藝產生的廢液中通常含有氟、銨等離子，同時也會含有酸根離子以及有機組分等，目前的處理工藝通常是采用沉淀法將水相中的氟以沉淀物進行固定，但往往會產生大量污泥，難以進行回收利用，且處理成本較高；除此之外，蝕刻過程中還會產生四氟化硅等廢氣，若難以直接被溶液吸收，則會以氣體形式逸出，容易造成環(huán)境及人員損傷，而目前的蝕刻工藝通常并未涉及到對廢氣的處理。

CN 110104842A公開了一種含氟含銨蝕刻廢水的處理方法，該方法包括如下步驟：向廢水中加入碳銨，反應后固液分離，尾氣通過水吸收；將固液分離的濾液和吸收尾氣的水液通過反滲透系統(tǒng)進行濃縮，制得淡水和濃水；采用該淡水對固液分離所得固體，進行水洗，干燥后得到白炭黑，洗水再循環(huán)至反滲透處理；將白炭黑加入濃水中，再加入硼酸攪拌混勻，保溫反應，而后過濾、烘干；將烘干后所得固體進行焙燒，得含硼雜原子分子篩。該方法對蝕刻廢水的處理是將氟、銨等組分共同轉化為其他物質，無法再次用于蝕刻工藝，且該方法操作步驟眾多，原料及操作成本較高。

CN 106517244A公開了一種含氟蝕刻廢液生產氟化氫銨的方法，包括下述步驟：將含氟蝕刻廢液進行除雜處理，除去廢液中的硫酸根離子、氯離子和硝酸根離子；除雜后的廢液中通入液氨，直到沒有新沉淀物產生，再加熱將未反應的氨氣排出回收處理，液體和沉淀物過濾分離得到濾液和濾渣；向得到的濾液中再加入氫氟酸，直到pH值不再變化，再經蒸發(fā)、結晶、洗滌、烘干、粉碎，得氟化氫銨產品。該方法通過額外加入氨來沉淀含硅組分，回收廢液中的氟，但無法保證沉淀物的純度以及氟的回收率，也未涉及到對可能產生的廢氣的處理。

綜上所述，對于蝕刻工藝廢棄物的處理及回收利用，還需要選擇合適的處理工藝，使不同相態(tài)、種類的廢棄物組分能夠充分分離回收，提高產物的純度，并簡化工藝操作，降低成本。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種蝕刻工藝廢棄物資源化利用的方法，所述方法通過將蝕刻工藝產生的不同相態(tài)的廢棄物分別進行處理，并根據廢棄物組分選擇相應的轉化工藝，分別回收得到二氧化硅水合物和氟化氫銨產品，實現(xiàn)蝕刻工藝廢棄物的資源化利用；所述方法工藝簡單，成本較低，可有效解決廢棄物容易造成的污染問題。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)明提供了一種蝕刻工藝廢棄物資源化利用的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將蝕刻工藝產生的廢氣進行吸收，得到氟硅酸溶液；將蝕刻工藝產生的廢液進行蒸發(fā)處理，得到氨氣和蒸發(fā)濃液；