CN113912014A - 研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种对于研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，包括：提供研磨废液，包括能够与氢氟酸反应生成非水溶性产物的氧化物；提供另一废液，含有氟硅酸与氢氟酸；混合上述两种废液，以形成第一混合液，其中所述氧化物与所述氢氟酸反应而形成非水溶性的氟化物；对第一混合液进行过滤；取出包括氟化物的第一回收产物；提供能够与氟硅酸反应而生成氟硅酸盐的金属盐；混合金属盐与经取出第一回收产物的第一混合液，以形成第二混合液，其中金属盐与氟硅酸反应生成非水溶性的氟硅酸盐；对第二混合液进行过滤；以及取出包括氟硅酸盐的第二回收产物。
Description
技术领域
本发明涉及一种研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，且特别是涉及一种能够分离出金属氟化物与氟硅酸盐的对于研磨废液与含氢氟酸废液的回收方法。
背景技术
在半导体产业、面板产业、光伏产业等科技产业的工艺中，需大量使用包含刻蚀液与研磨液的化学溶液。这些化学溶液经使用过后成为废液。不仅废液中的毒性物质可能对环境造成影响，且废液中仍可能含有一些具有经济价值的成分。随着科技产业的进展，废液的产量也日益提高。因此，用于降低废液的毒性与分离出废液中具有经济价值的成分的方法逐渐成为本领域中重要的课题之一。
发明内容
本发明提供一种用于处理研磨废液与含氢氟酸废液的方法，能够降低上述废液的毒性且分离出废液中具有经济价值的回收产物。
本发明的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，包括：提供研磨废液，其中所述研磨废液包括能够与氢氟酸反应生成非水溶性产物的氧化物；提供另一废液，其中所述废液含有氟硅酸与所述氢氟酸；混合所述研磨废液与所述废液，以形成第一混合液，其中所述研磨废液中的所述氧化物与所述废液中的所述氢氟酸反应而形成非水溶性的氟化物；对所述第一混合液进行第一过滤；取出所述第一混合液的包括所述氟化物的第一回收产物；提供能够与所述氟硅酸反应而生成氟硅酸盐的金属盐；混合所述金属盐与经取出所述第一回收产物的所述第一混合液，以形成第二混合液，其中所述金属盐与所述氟硅酸反应生成非水溶性的所述氟硅酸盐；对所述第二混合液进行第二过滤；以及取出所述第二混合液的包括所述氟硅酸盐的第二回收产物。
在一些实施例中，所述氧化物包括氧化铈。
在一些实施例中，所述氧化物更包括氧化铝。
在一些实施例中，所述方法更包括在混合所述研磨废液与所述废液之前对所述研磨废液进行提浓。
在一些实施例中，藉由管式膜提浓法、减压浓缩法或多效蒸发法对所述研磨废液进行所述提浓。
在一些实施例中，含有所述氟硅酸与所述氢氟酸的所述废液为刻蚀废液。
在一些实施例中，所述氟化物包括氟化铈。
在一些实施例中，所述氟化物更包括氟化铝。
在一些实施例中，所述金属盐包括硫酸钠，且所述氟硅酸盐包括氟硅酸钠。
在一些实施例中，提供所述金属盐的方法包括混合硫酸废液与含钠的溶液。
在一些实施例中，所述含钠的溶液包括氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、硝酸钠溶液、磷酸钠溶液或碳酸钠溶液。
基于上述，本发明的对于研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法包括混合研磨废液与含氢氟酸废液，而使研磨废液中的固态研磨颗粒与氢氟酸反应。如此一来，形成非水溶性的氟化物，且降低混合废液中的氢氟酸浓度，而降低废液的毒性。上述氟化物可经取出，而经处理而成为具有经济价值的回收产物。另一方面，剩余的废液可经加入例如是硫酸盐的金属盐，而使废液中的氟硅酸与此金属盐产生反应，以得到非水溶性的氟硅酸盐。氟硅酸盐经取出且处理过后可作为另一回收产物。在一些实施例中，上述的金属盐可由硫酸、硝酸、磷酸、盐酸等酸废液制成。在这些实施例中，上述酸废液的处理可与研磨废液及含氢氟酸废液的处理整合在一起，而可有效地降低对于这些废液的处理成本。
附图说明
图1是依照本发明一些实施例的用于处理研磨废液与含氢氟酸废液的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是依照本发明一些实施例的用于处理研磨废液与含氢氟酸废液的方法的流程图。在一些实施例中，上述方法包括下列步骤。
请参照图1，进行步骤S100，以提供研磨废液。研磨废液来自于化学机械研磨工艺期间经使用的研磨液。举例而言，此化学机械研磨工艺可用于平坦化半导体晶片上的氧化物(例如是氧化硅)、氮化物(例如是氮化硅)、金属(例如是钨、铜)或其组合。然而，上述化学机械研磨工艺也可以是用于面板产业、光伏产业等其他产业的化学机械研磨工艺，本发明并不以研磨液所应用的产业为限。研磨液包含研磨颗粒。在外力作用下，研磨颗粒可用于削磨工件的表面。在一些实施例中，研磨颗粒的材料包括氧化硅(例如是二氧化硅)、氧化铝(例如是三氧化二铝)以及氧化铈(例如是二氧化铈)。此外，研磨液更包括化学药剂。在一些实施例中，化学药剂可包括选自由介面活性剂、螯合剂、抑制剂、pH缓冲剂、氧化剂及其类似者所构成的群组中的一或多者。研磨液经使用后其中的研磨颗粒保留下来，且其中的化学药剂部分地反应后亦保留于研磨废液中。再者，研磨废液可能包括自工件移除的材料(例如是含硅材料、铜、钨等)。
在取得研磨废液之后，可选择性地对研磨废液进行提浓工艺。在一些实施例中，可藉由管式膜对研磨废液进行提浓。在这些实施例中，研磨废液通过管式膜时，研磨废液中的小分子物质(例如是水分子)可穿过膜壁而排出管式膜。另一方面，研磨废液中的大分子物质(例如是研磨颗粒)可通过管式膜的中心通道而被收集，以成为提浓的研磨废液。在其他实施例中，也可藉由减压浓缩法、多效蒸发法等方法对研磨废液进行提浓。
在步骤S102中，提供刻蚀废液。刻蚀废液来自于刻蚀工艺期间经使用的刻蚀液。举例而言，此刻蚀工艺可用于(但不限于)移除半导体晶片上的材料。在一些实施例中，此刻蚀工艺用于移除含硅材料。在这些实施例中，刻蚀液包括氢氟酸。氢氟酸可与含硅材料反应产生水溶性的氟硅酸。此水溶性反应产物与未反应的氢氟酸可存在于刻蚀废液中。举例而言，刻蚀废液的氢氟酸浓度约为10％(以重量百分比计)。
在步骤S104中，混合刻蚀废液与研磨废液，而形成第一混合液。在有对研磨废液进行提浓的实施例中，此处所述的研磨废液为经提浓的研磨废液。研磨废液中含有氧化铈的研磨颗粒与刻蚀废液中的氢氟酸产生化学反应。在一些实施例中，氧化铈与氢氟酸的反应如下式(1)所示。
4CeO2+12HF→4CeF3+6H2O+O2(1)
除此之外，在氢氟酸反应物过量的实施例中，研磨颗粒中的氧化铝可能与氢氟酸产生如式(2)所示的化学反应。
Al2O3+6HF→2AlF3+3H2O(2)
在这些实施例中，产生包括三氟化铝的反应产物。另一方面，在氢氟酸反应物并非过量的实施例中，可能不会产生三氟化铝反应产物。再者，研磨颗粒中的氧化硅可能溶于氢氟酸，而成为水溶性的氟硅酸。氟化铈(三氟化铈)与氟化铝(若有产生)为非水溶性，且可以固态的形式分散于第一混合液中。在一些实施例中，可在室温(约摄氏15度至约摄氏25度)下混合刻蚀废液与研磨废液。此外，可搅拌第一混合液，以使刻蚀废液与研磨废液充分反应。
在步骤S106中，对第一混合液进行第一过滤，以分离第一混合液中的固态物质与液态物质。由上可知，第一混合液中的固态物质可包括氟化铈(三氟化铈)、氟化铝(若有产生)，且更可包括未反应的研磨颗粒(包括氧化铝、氧化铈及氧化硅)。另一方面，第一混合液中的液态物质可包括氟硅酸水溶液，且可包括研磨废液中未反应的化学药剂与未反应的氢氟酸水溶液等。在一些实施例中，藉由离心分离法而将第一混合液的固态物质与液态物质分离。本领域技术人员可依据工艺需求而调整离心分离设备的转速以及离心分离的工艺时间，本发明并不以此为限。在其他实施例中，也可藉由板框过滤法、微孔过滤法、抽气过滤法、重力沈淀法等方法而过滤第一混合液。
随后，进行步骤S108，以取出对第一混合液过滤而得到的固态物质，而作为第一回收产物。换言之，第一回收产物可包括氟化铈(三氟化铈)、氟化铝(若有产生)，且更可包括未反应的研磨颗粒(包括氧化铝、氧化铈及氧化硅)。在一些实施例中，更可藉由例如是水洗的方式将第一回收物表面的水溶性物质去除。如此一来，可进一步纯化所取得的第一回收物。随后，可将第一回收物干燥，而得到符合销售规格的氟化铈(或氟化铈与氟化铝)。在一些实施例中，可藉由烘干机、回转干燥机、瞬间干燥机(flash dryer)、震动干燥机等设备来干燥第一回收产物。在取出第一回收产物之后，剩下的溶液包括氟硅酸水溶液，且可包括研磨废液中未反应的化学药剂与未反应的氢氟酸水溶液等。此剩余溶液在下文中称为第一过滤溶液。
在步骤S110中，提供硫酸盐溶液。硫酸盐溶液可以是硫酸溶液经酸碱中和反应或与金属盐溶液反应而得到的硫酸盐溶液。在一些实施例中，用于上述酸碱中和的碱液或金属盐溶液包括氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、硝酸钠溶液、磷酸钠溶液、碳酸钠溶液或其类似者。在这些实施例中，所得的硫酸盐溶液可包括硫酸钠溶液。在替代实施例中，也可使用包括其他碱金属元素的碱液或其他金属盐类溶液，而得到其他硫酸盐溶液。举例而言，在替代实施例中的碱液可为氢氧化钾溶液、碳酸钾溶液等，且所得的硫酸盐溶液可包括硫酸钾溶液。在其他实施例中，硫酸盐溶液也可代换成硝酸盐溶液、磷酸盐溶液或金属氯化物溶液。举例而言，硝酸盐可包括硝酸钠或硝酸钾；磷酸盐可包括磷酸钠或磷酸钾；且金属氯化物可包括氯化钠或氯化钾。
在步骤S112中，混合硫酸盐溶液与第一过滤溶液。第一过滤溶液中的氟硅酸可与硫酸盐溶液中的硫酸盐产生化学反应，而产生氟硅酸盐与硫酸水。在硫酸盐溶液包括硫酸钠的实施例中，氟硅酸与硫酸盐的反应可如式(3)所示。
H2SiF6+Na2SO4→Na2SiF6+H2SO4(3)
在这些实施例中，产生非水溶性的氟硅酸钠与水溶性的硫酸。在其他实施例中，氟硅酸可与其他种类的硫酸盐(例如是硫酸钾)反应，而生成其他种类的氟硅酸盐(例如是氟硅酸钾)与硫酸。在下文中，硫酸盐溶液与第一过滤溶液的混合液称为第二混合液。在一些实施例中，可在室温(约摄氏15度至约摄氏25度)下混合硫酸盐溶液与第一过滤溶液。此外，可搅拌第二混合液，以使硫酸盐溶液与第一过滤液能够充分反应。
在硫酸盐溶液被代换成硝酸盐溶液的实施例中，硝酸盐可与氟硅酸产生反应，而得到氟硅酸盐与硝酸。在硫酸盐水溶液被代换成磷酸盐水溶液的实施例中，磷酸盐可与氟硅酸产生反应，而得到氟硅酸盐与磷酸。另外，在硫酸盐水溶液被代换成金属氯化物水溶液的实施例中，金属氯化物可与氟硅酸产生反应，而得到氟硅酸盐与盐酸。
在步骤S114中，对第二混合液进行第二过滤，以分离第二混合液中的固态物质与液态物质。由上可知，第二混合液中的固态物质可包括氟硅酸盐(例如是氟硅酸钠)。另一方面，第二混合液中的液态物质可包括硫酸，且可包括未反应的氟硅酸水溶液以及来自于研磨废液的少量化学药剂与氢氟酸水溶液等。在下文中，第二混合液中的液态物质可称作第二过滤溶液。在硫酸盐被代换成硝酸盐、磷酸盐或金属氯化物的实施例中，第二过滤液中的硫酸可被代换成硝酸、磷酸或盐酸。在一些实施例中，藉由离心分离法而将第二混合液的固态物质与液态物质分离。本领域技术人员可依据工艺需求而调整离心分离设备的转速以及离心分离的工艺时间，本发明并不以此为限。在其他实施例中，也可藉由板框过滤法、微孔过滤法、抽气过滤法、重力沈淀法等方法而过滤第二混合液。
随后，进行步骤S116，以取出对第二混合液过滤而得到的固态物质，而作为第二回收产物。换言之，第二回收产物可包括氟硅酸盐(例如是氟硅酸钠或氟硅酸钾)。在一些实施例中，更可藉由例如是水洗的方式将氟硅酸盐表面的水溶性物质去除。如此一来，可进一步纯化所取得的氟硅酸盐。随后，可将氟硅酸盐干燥，而得到符合销售规格的氟硅酸盐。在一些实施例中，可藉由烘干机、回转干燥机、瞬间干燥机(flash dryer)、震动干燥机等设备来干燥取得的氟硅酸盐。
除此之外，进行步骤S118，而取出第二过滤溶液。由上可知，第二过滤溶液可包括硫酸、硝酸、磷酸或盐酸，且可能包括未反应的氟硅酸水溶液以及来自于研磨废液的少量化学药剂与氢氟酸水溶液等。若所取得的第二过滤溶液包括混合酸，可对第二过滤溶液做进一步中和或其他处理，以达到排放标准。若第二过滤溶液仅包含单一酸(例如是硫酸、硝酸、磷酸或盐酸)，则可回收该单一酸。
至此，已完成本发明一些实施例的对于研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法。此处理方法包括混合研磨废液与含氢氟酸废液，而使研磨废液中的固态研磨颗粒与氢氟酸反应。如此一来，形成非水溶性的氟化物，且降低混合废液中的氢氟酸浓度，而降低废液的毒性。上述氟化物可经取出，而经处理而成为具有经济价值的回收产物。另一方面，剩余的废液可经加入例如是硫酸盐的金属盐，而使废液中的氟硅酸与此金属盐产生反应，以得到非水溶性的氟硅酸盐。氟硅酸盐经取出且处理过后可作为另一回收产物。在一些实施例中，上述的金属盐可由硫酸、硝酸、磷酸、盐酸等酸废液制成。在这些实施例中，上述酸废液的处理可与研磨废液及含氢氟酸废液的处理整合在一起，而可有效地降低对于这些废液的处理成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，包括：
提供研磨废液，其中所述研磨废液包括能够与氢氟酸反应生成非水溶性产物的氧化物；
提供另一废液，其中所述废液含有氟硅酸与所述氢氟酸；
混合所述研磨废液与所述废液，以形成第一混合液，其中所述研磨废液中的所述氧化物与所述废液中的所述氢氟酸反应而形成非水溶性的氟化物；
对所述第一混合液进行第一过滤；
取出所述第一混合液的包括所述氟化物的第一回收产物；
提供能够与所述氟硅酸反应而生成氟硅酸盐的金属盐；
混合所述金属盐与经取出所述第一回收产物的所述第一混合液，以形成第二混合液，其中所述金属盐与所述氟硅酸反应生成非水溶性的所述氟硅酸盐；
对所述第二混合液进行第二过滤；以及
取出所述第二混合液的包括所述氟硅酸盐的第二回收产物。
2.根据权利要求1所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，所述氧化物包括氧化铈。
3.根据权利要求2所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，所述氧化物更包括氧化铝。
4.根据权利要求1所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，还包括：在混合所述研磨废液与所述废液之前对所述研磨废液进行提浓。
5.根据权利要求1所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，藉由管式膜提浓法、减压浓缩法或多效蒸发法对所述研磨废液进行所述提浓。
6.根据权利要求1所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，含有所述氟硅酸与所述氢氟酸的所述废液为刻蚀废液。
7.根据权利要求1所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，所述氟化物包括氟化铈。
8.根据权利要求7所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，所述氟化物更包括氟化铝。
9.根据权利要求1所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，所述金属盐包括硫酸钠，且所述氟硅酸盐包括氟硅酸钠。
10.根据权利要求9所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，提供所述金属盐的方法包括混合硫酸废液与含钠的溶液。
11.根据权利要求10所述的研磨废液与含氢氟酸废液的处理方法，其特征在于，所述含钠的溶液包括氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、硝酸钠溶液、磷酸钠溶液或碳酸钠溶液。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5242670A (en) * | 1992-07-02 | 1993-09-07 | Gehringer Ronald C | Method for hydrofluoric acid digestion of silica/alumina matrix material for the production of silicon tetrafluoride, aluminum fluoride and other residual metal fluorides and oxides |
| JP2008189483A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Morita Kagaku Kogyo Kk | フッ化水素酸、塩酸およびケイフッ化水素酸を含有する廃液から酸成分を分離・回収する方法およびその装置 |
| TW200930663A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Hiforce Chemicals Corp | Method of recycling fluoride from a waste solution including hydrofluoric acid to produce fluosilicate |
| CN102465203A (zh) * | 2010-11-02 | 2012-05-23 | 北京有色金属研究总院 | 一种萃取分离过程直接制备氟化铈的方法 |
| CN102745837A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-10-24 | 上海交通大学 | 一种对玻璃减薄刻蚀废液进行处理回收利用的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI231805B (en) * | 2002-06-07 | 2005-05-01 | Showa Denko Kk | Process for recovering rare earth oxide from waste liquid containing rare earth elements, and process for producing rare earth oxides by the recovering process |
| JP4729428B2 (ja) * | 2006-04-07 | 2011-07-20 | Ａｇｃセイミケミカル株式会社 | セリウム系研磨剤の再生方法 |
| WO2011099197A1 (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-18 | 三井金属鉱業株式会社 | セリウム系研摩材の再生方法 |
-
2020
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-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5242670A (en) * | 1992-07-02 | 1993-09-07 | Gehringer Ronald C | Method for hydrofluoric acid digestion of silica/alumina matrix material for the production of silicon tetrafluoride, aluminum fluoride and other residual metal fluorides and oxides |
| JP2008189483A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Morita Kagaku Kogyo Kk | フッ化水素酸、塩酸およびケイフッ化水素酸を含有する廃液から酸成分を分離・回収する方法およびその装置 |
| TW200930663A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Hiforce Chemicals Corp | Method of recycling fluoride from a waste solution including hydrofluoric acid to produce fluosilicate |
| CN102465203A (zh) * | 2010-11-02 | 2012-05-23 | 北京有色金属研究总院 | 一种萃取分离过程直接制备氟化铈的方法 |
| CN102745837A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-10-24 | 上海交通大学 | 一种对玻璃减薄刻蚀废液进行处理回收利用的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘海霞;: "氟硅酸综合利用工艺技术研究进展", 无机盐工业, vol. 49, no. 03, pages 9 - 13 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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