[发明专利]半导体化学机械研磨污泥资源化方法

说明书

本发明公开了一种半导体化学机械研磨污泥资源化方法，其半导体CMP污泥为含水率达30％～80％的CMP污泥，步骤如下：(1)将CMP污泥干燥除水，得固体污泥；(2)将步骤(1)所得的固体污泥置入一高温炉焙烧；(3)将步骤(2)焙烧后所得的固体污泥置入反应槽内，并加入浸渍液浸渍；(4)将步骤(3)的浸渍产物固液分离，得到固体和液体；(5)将步骤(4)所得的液体送至浓缩系统浓集反应，可得到硫酸铜水溶液副产品；(6)将步骤(4)所得的固体取出后，加入水清洗；(7)将步骤(6)所得的产物脱水；(8)步骤(7)所得的固体即为产品，其干基的二氧化硅及氧化铝总和大于94％。

技术领域

本发明是有关于一种针对半导体化学机械研磨污泥资源化方法。

背景技术

据考察，硅晶圆生产过程中一个非常重要的步骤就是化学机械研磨(CMP)制程，而半导体化学机械研磨所产生的污泥(简称CMP污泥)，是晶圆代工厂的主要固体废弃物，来源自晶圆代工厂制程中的化学机械研磨程序，成分以二氧化硅、氧化铝、氧化铈等高硬度的矿物陶瓷材料为主，是以二氧化硅颗粒为主的磨屑成分；目前CMP污泥被认定是一般工业废弃物，以废弃物代码D0902无机污泥的方式出厂，委托合法清除处理去进行掩埋、焚化等处理，然而，这样的处理方法，资源无法被再利用，极为浪费资源，且不具环保效益，亦或者再利用为水泥或砖瓦的副原料，但该等副原料的市场性受限。

发明内容

本发明的主要目的，是在于提供一种半导体化学机械研磨污泥资源化方法，可有效解决半导体化学机械研磨污泥处理方式的缺点。

本发明的半导体化学机械研磨污泥资源化方法，其半导体CMP污泥为含水率达30％～80％的CMP无机性污泥，而污泥资源化的处理步骤如下：

(1)干燥：将CMP污泥进行干燥除水，干燥温度100℃～200℃，干燥时间0.5～2小时，得固体污泥；

(2)焙烧：将步骤(1)所得的固体污泥置入一高温炉进行焙烧，焙烧温度为800℃～1200℃，焙烧时间为0.5～3小时；

(3)浸渍：将步骤(2)焙烧后所得的固体污泥置入反应槽内并加入浸渍液进行搅拌，搅拌温度为20℃～80℃，搅拌时间为0.5～2小时，浸渍液为包括盐酸、硝酸、硫酸或磷酸的无机酸成分及具有羧基(-COOH)、磺酸基(R-SO₃H)、亚磺酸基(R-SOOH)或硫羧酸基(R-SH)的有机酸成分的单一成分或混合物加去离子水所混合而成的溶液，浸渍液中无机酸的当量浓度不超过5N，有机酸的当量浓度不超过5N，浸渍液与焙烧后的污泥固体的液体与固体的重量比例为1：1～10：1；

(4)分离：将步骤(3)反应的产物进行固液分离，得到固体和液体，分离方法可为热干燥、冷冻干燥、过滤、离心、沉降等方法之一或一种以上串连使用；

(5)浓缩：将步骤(4)分离处理所得的液体送至浓缩系统进行浓集反应，可得到硫酸铜水溶液副产品，该浓缩系统中的残余液体进入再生浓缩液系统循环回用；

(6)清洗：将步骤(4)分离处理所得的固体污泥取出后，加入水进行水洗，水的浊度小于150NTU，水与固体污泥的重量比例为1：1～10：1，水洗时间为0.5～2小时，清洗后的残余水进入再生水系统循环回用；

(7)脱水：将步骤(6)清洗后所得的产物进行脱水，得到固体和液体；脱水方法可为热干燥、冷冻干燥、过滤、离心方法之一或一种以上串连使用；

(8)产品：步骤(7)脱水后的固体即为产品，其干基的二氧化硅及氧化铝总和大于94％。

本发明的半导体化学机械研磨污泥资源化方法，其优点是在于：CMP污泥经资源化所得的产品，可作为耐火材料、工业用填充材、陶瓷材料等，使资源得以被充分再利用，且极具环保效益。

附图说明

图1所示为本发明的CMP研磨污泥的成份表。