TW201609564A - 矽粉回收方法及矽粉回收裝置 - Google Patents

矽粉回收方法及矽粉回收裝置 Download PDF

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TW201609564A
TW201609564A TW104124516A TW104124516A TW201609564A TW 201609564 A TW201609564 A TW 201609564A TW 104124516 A TW104124516 A TW 104124516A TW 104124516 A TW104124516 A TW 104124516A TW 201609564 A TW201609564 A TW 201609564A
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Atsushi Fujita
Miki Yoshida
Masayoshi Uchida
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Disco Corp
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Abstract

本發明的課題為有效率地回收已去除水分之矽粉。解決手段是使吸附板與矽通過限制板接觸於含有矽粉的廢液,並對其等通電而使矽粉附著在帶正電之矽吸附板上,其中該廢液是由使磨石抵接於矽晶圓而進行加工之加工裝置所排出。接著,將矽吸附板從廢液中拉起而將附著於矽吸附板上之含有矽粉與廢液的矽溶液從矽吸附板削取並回收。接著,以乾燥機構使從矽吸附板所削取之矽溶液的水分乾燥。

Description

矽粉回收方法及矽粉回收裝置 發明領域
本發明是有關於一種矽粉回收方法及矽粉回收裝置,特別是有關於一種可從削減固體矽而被排出之廢液中回收矽粉的矽粉回收方法及矽粉回收裝置。
發明背景
過去,在鋰離子電池等蓄電池中,常使用碳類材料當作負電極材料。另一方面,為了將鋰離子電池做成可進行快速充電或快速放電,並能應付大容量化,利用矽作為負電極材料之作法已受到矚目。在矽中,備受期待的是使蓄電容量相較於碳類材料形成為數倍,為此,重要的是將矽製作成微細粉末狀。
作為回收這種微細粉末狀之矽(矽粉)的技術,已有從加工裝置所排出的含有矽粉的廢液中分離矽粉的方法被提出(參照例如專利文獻1)。在此方法中,是在蓄積有包含矽粉之廢液的液槽內配置使其帶正電的矽吸附板,而使其吸附已帶有負電的矽粉。然後,藉由用刮刀(scraper)把吸附在矽吸附板上之矽粉刮落,來回收矽粉。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2013-119050號公報
發明概要
但是,在上述專利文獻1所記載的方法中,要完全去除源自於已含有矽粉之廢液中的水分是困難的。另一方面,在負電極材料等用途上被再利用之矽粉中,也被要求要去除源自於此種廢液中的水分。
本發明是有鑒於所述問題點而作成的發明,其目的在於提供一種能有效地回收已去除掉水分之矽粉的矽粉回收方法及矽粉回收裝置。
本發明之矽粉回收方法,是使用加工液與磨粒來削減固體的矽,並回收被排出之含有矽粉的廢液且去除該廢液的水分以回收該矽粉,該矽粉回收方法的特徵為具備:附著步驟,使陽極部與陰極部接觸於廢液,並對陽極部與陰極部通電而使矽粉附著於帶正電之陽極部;回收步驟,將陽極部從廢液中拉起,並將附著於陽極部之含有矽粉與廢液的矽溶液從陽極部削取並回收;以及乾燥步驟,以乾燥機構使在回收步驟中從陽極部所削取之矽溶液的水分乾燥。
根據此構成,因為是以乾燥機構使從陽極部削取 之矽溶液的水分乾燥,所以可以使矽溶液中所含有的水分蒸發。藉此,可以從含有矽粉與廢液之矽溶液中去除掉水分,而有效地回收已去除水分之矽粉。
又,本發明之矽粉回收裝置,是從含有矽粉的廢液中回收矽粉,其中該廢液是由使磨石抵接於矽晶圓而進行加工之加工裝置中所排出,該矽粉回收裝置的特徵在於具備:陽極部與陰極部,使其接觸於從加工裝置排出之廢液;削取機構,從陽極部削取附著於陽極部之矽粉;乾燥機構,使削取機構所削取之由矽粉與廢液所構成之矽溶液乾燥;以及收集箱,收集以乾燥機構所乾燥之矽粉。
根據此構成,因為是以乾燥機構使從陽極部削取之矽溶液的水分乾燥,所以可以使矽溶液中所含有的水分蒸發。藉此,可以從含有矽粉與廢液之矽溶液中去除水分,而可以有效地將已去除水分之矽粉回收到收集箱中。
根據本發明,可以有效地回收已去除水分之矽粉。
1‧‧‧矽粉回收裝置
2‧‧‧廢液收容槽
21‧‧‧供給口
22‧‧‧廢液幫浦
23‧‧‧輸送管
3‧‧‧分離處理機構
31‧‧‧液槽
31a‧‧‧流入口
32‧‧‧矽吸附板
32a‧‧‧被卡合片
32b‧‧‧被卡合孔
33‧‧‧矽通過限制部
33a、10‧‧‧筐體
33b‧‧‧排出部
33c‧‧‧框體
33d‧‧‧矽通過限制板
33e‧‧‧輸送配管
33f‧‧‧開閉閥
4‧‧‧回收機構
41‧‧‧回收部
42‧‧‧吸附板移動部
42a‧‧‧水平移動機構
42b‧‧‧鉛直板
42c‧‧‧升降機構
42d‧‧‧升降板
42e‧‧‧吸附板支撐機構
421a‧‧‧水平滾珠螺桿
421b‧‧‧螺帽
421c‧‧‧鉛直滾珠螺桿
421e‧‧‧夾頭氣缸
422a、422c‧‧‧導軌
422b‧‧‧滑塊
422e‧‧‧氣缸本體
423e‧‧‧突伸回縮插銷
43‧‧‧回收容器
43a、43d‧‧‧槽縫
43b‧‧‧吹入口
43c‧‧‧支撐板部
44‧‧‧削取機構
44a‧‧‧開閉氣缸
44b‧‧‧削取板
5‧‧‧淨水貯水槽
6‧‧‧乾燥機構
61‧‧‧乾燥箱
61a、61b‧‧‧開口部
62、63‧‧‧搬送滾筒
64‧‧‧搬送帶
65‧‧‧驅動馬達
66‧‧‧加熱器部
7‧‧‧收集箱
8‧‧‧控制機構
100‧‧‧加工裝置
101‧‧‧基台
101a‧‧‧開口部
102‧‧‧工作夾台
102a‧‧‧保持面
103‧‧‧磨削機構
103a‧‧‧轉軸
103b‧‧‧輪座
103c‧‧‧磨削輪
103d‧‧‧磨石
104‧‧‧工作台支撐台
105‧‧‧水箱
105a‧‧‧排水口
105b‧‧‧輸送管
L‧‧‧廢液
P‧‧‧矽粉
S‧‧‧矽晶圓
SF‧‧‧矽溶液
W‧‧‧淨水
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1為本實施形態之矽粉回收裝置的概要立體圖。
圖2為圖1所示之A-A線的剖面圖。
圖3為本實施形態之矽粉回收裝置的剖面模式圖。
圖4A、B為本實施形態之矽粉回收裝置所具有的削取機構之模式圖。
圖5為本實施形態之矽粉回收裝置所具有的乾燥機構之模式圖。
用以實施發明之形態
以下,就本發明之一實施形態,參照所附圖式詳細地進行說明。本發明之矽粉回收裝置是從含有矽粉的廢液中回收矽粉的裝置,其中該廢液是由使磨石抵接於矽晶圓而進行加工之加工裝置中所排出。在以下,作為將含有矽粉之廢液供給到本發明之矽粉回收裝置的加工裝置,是舉磨削矽晶圓的磨削裝置為例進行說明。但是,關於供給含有矽粉之廢液的加工裝置,並不受限於此,且可作適當變更。
圖1為本實施形態之矽粉回收裝置的概要立體圖。圖2為圖1所示之A-A線的剖面圖。圖3為本實施形態之矽粉回收裝置的剖面模式圖。再者,在圖1中,為了方便說明,所顯示的是已將後述之收集箱7從矽粉回收裝置拉出的狀態。又,在圖3中,是顯示將含矽粉之廢液供給到本實施形態之矽粉回收裝置的加工裝置的一部分,並且顯示矽粉回收裝置的主要部位。
如圖1所示,本實施形態之矽粉回收裝置(以下,簡稱為「回收裝置」)1是包含廢液收容槽2、分離處理機構 3、回收機構4、淨水貯水槽5、乾燥機構6、收集箱7與控制機構8而被構成。本實施形態的回收裝置1是具有此種構成,而從使磨石103d抵接於矽晶圓S而進行加工之加工裝置(磨削裝置)100所排出之含有矽粉P的廢液L中回收矽粉P的裝置(參照圖3)。
廢液收容槽2是收容廢液L的容器。廢液收容槽2 是配置於回收裝置1的筐體10之底上且配置於後述之分離處理機構3的液槽31的側邊。如上所述,是從對矽晶圓S施行磨削加工之磨削裝置100中將含有矽粉P之廢液L供給到廢液收容槽2內。
在此,參照著圖3來說明對廢液收容槽2供給廢液 L之磨削裝置100的構成例。如圖3所示,磨削裝置100是包含設於基台101之上部的工作夾台102、磨削工作夾台102上所保持之矽晶圓S的磨削機構103而被構成。
工作夾台102大致具有圓盤形狀,並以可藉由圖 未示之夾台旋轉機構而以圓盤中心為軸進行旋轉的形式被設置。工作夾台102的上表面設有吸附保持矽晶圓S之保持面102a。保持面102a是由例如多孔陶瓷材料所構成,並將多孔陶瓷材料連接至吸引源(圖未示)。工作夾台102會受到工作台支撐台104所支撐。此工作台支撐台104是配設在形成於基台101上表面之開口部101a內。
在磨削機構103中,是在圓筒狀之主軸103a的下 端設置輪座103b,且相對於輪座103b之下表面而裝設有磨削輪103c。主軸103a是被固定在圖未示之驅動馬達的輸出 軸上。因此,磨削輪103c是藉由此驅動馬達的驅動而透過主軸103a被旋轉。
磨削輪103c是在輪基台的下表面將複數個磨石 103d配置成環狀而被構成。磨石103d是以例如陶瓷結合劑(vitrified bond)磨石所構成,且會隨主軸103a之驅動而繞Z軸進行高速旋轉。磨石103d是將下表面形成為磨削面而對矽晶圓S以旋轉著的狀態接觸,並藉由此接觸來磨削矽晶圓S而生成微粒子狀的矽粉P。
磨削機構103具有圖未示的噴嘴,在以磨石103d 磨削矽晶圓S之時,會從噴嘴將加工液供給至工作夾台102所保持之矽晶圓S上。所供給的加工液,會於磨削加工中混入矽粉P。含有此矽粉P之加工液即成為廢液L。
廢液L會流入配設於基台101內部之水箱105而 被貯存。水箱105在底部設置有將所貯存之廢液L排出的排水口105a。再者,水箱105,雖然是圖示在圖3之左右2處的位置上,但也可形成於圖3中紙面直交方向兩側,且以平面來看是形成為矩形的框狀,並具有成為一體的貯水空間。
排水口105a是透過輸送管105b而連通於廢液收 容槽2之供給口21。藉此,使水箱105內之廢液L流入廢液收容槽2內而被收容。
廢液收容槽2中包括有將內部之廢液L送出到後 述之分離處理機構3的液槽31的廢液幫浦22。在液槽31中會設置流入口31a,並透過輸送管23將此流入口31a連接於廢液幫浦22的吐出口。廢液幫浦22是透過此輸送管23而將含 有矽粉P之廢液輸送到液槽31內。
分離處理機構3將廢液幫浦22所供給之廢液L, 分離成矽粉P與不含矽粉P的淨水W。如圖1及圖2所示,此分離處理機構3包括有液槽31、複數個矽吸附板32與複數個矽通過限制部33。
液槽31是將上部開放的長方體形狀的容器,用來 蓄積藉由廢液幫浦22而供給之廢液L。液槽31是以使廢液收容槽2位於側邊的形式設置在筐體10之底上。液槽31連接有輸送管23(參照圖3)。又,在液槽31的上部設置有防止廢液L溢出之圖未示的排水管。排水管會連結至廢液收容槽2,以將從液槽31溢出之廢液L再次引導到廢液收容槽2中。
矽吸附板32是構成陽極部之吸附板,且由在電化 學上貴重的材料所構成,並形成為平面形狀為矩形之平板狀。例如,矽吸附板32可由銅(Cu)、銀(Ag)、鉑(Pt)、金(Au)等材料構成。在本實施形態中,所應用的是不鏽鋼(SUS316與SUS304等)。
矽吸附板32是在液槽31內以等間隔的方式配置 複數片。複數片矽吸附板32是以使其表面與液槽31的長邊方向直交的狀態,換言之,即與液槽31的寬邊方向平行的狀態,互相間隔隔開而配置。矽吸附板32上設有二個從寬邊方向的中央部互相間隔隔開而往上方突出的被卡合片32a。被卡合片32a是形成為矩形板狀,且設有沿矽吸附板32的表面而貫通於中央之被卡合孔32b。可使回收機構4之後述的吸附板移動部42的突伸回縮插銷423e進入而卡合於 被卡合孔32b中。
矽通過限制部33是設置在相互相鄰的矽吸附板 32之間。矽通過限制部33是與矽吸附板32相向,並與矽吸附板32相隔開而交互地配設複數個。矽通過限制部33是在液槽31內以等間隔的方式配置,且與矽吸附板32平行地配置著。
如圖2所示,矽通過限制部33具備有筐體33a與排 出部33b。筐體33a具備有矩形的框體33c與一對矽通過限制板33d,該一對矽通過限制板33d是以將框體33c的兩側開口面堵塞的形式配設成互相間隔隔開而呈平行。亦即,筐體33a是由框體33c與一對矽通過限制板33d所構成。
矽通過限制板33d是構成陰極部的限制板,並與 矽吸附板32一樣,是由電化學上的貴重的材料所構成,且形成為平面形狀為矩形之平板狀。例如,矽通過限制板33d可由銅(Cu)、銀(Ag)、鉑(Pt)、金(Au)等材料構成。在本實施形態中,所應用的是不鏽鋼(SUS316與SUS304等)。
在本實施形態中,是於矽吸附板32與矽通過限制 板33d之間施加直流電壓(參照圖2)。亦即,是對吸附板32電連接直流電源DC之正極(+)側以在廢液L中被帶正電。讓矽吸附板32在廢液L中帶正電,以用於吸附廢液L中帶負電之矽粉P。另一方面,是對矽通過限制板33d電連接直流電源DC之負極(-)側以在廢液L中被帶負電。
矽通過限制板33d是形成為網孔狀。矽通過限制 板33d之網孔的開口是形成為充分地大於矽粉P。矽通過限 制板33d,可以是不具有以網孔卡住矽粉P的功能,而是可藉由帶負電的方式,來對矽粉P產生相斥力程度的網孔大小。 矽通過限制板33d是藉由帶負電,而僅容許廢液L之作為液體的淨水(水)W通過,並與帶負電之矽粉P之間產生相斥力來限制矽粉P的通過。筐體33a是藉由以框體33c與一對矽通過限制板33d來構成之方式,將通過矽通過限制板33d之淨水W存在的區域形成在內測,並藉由使矽通過限制板33d與矽粉P之間產生相斥力的作法,而從液槽31內之廢液L中區隔出淨水W存在的區域。
排出部33b是設於各筐體33a中,並將配置於筐體 33a內之淨水W排出至淨水貯水槽5。排出部33b具有配設於筐體33a之輸送配管33e、和連結在輸送配管33e上之開閉閥33f。輸送配管33e會連結著筐體33a與淨水貯水槽5雙方。輸送配管33e是從框體33c的上部中央直立設置,並且朝向淨水貯水槽5的上方彎曲成水平之後,再朝向淨水貯水槽5而往下方彎曲,以連結於淨水貯水槽5之後述的供給口51。輸送配管33e是將通過矽通過限制板33d之淨水W從各筐體33a內輸送到淨水貯水槽5。開閉閥33f是設置在輸送配管33e之流動路徑上,且構成為將輸送配管33e內之流動路徑開閉自如。
回收機構4會回收分離處理機構3所分離之矽粉P。 如圖1所示,回收機構4具備有從矽吸附板32回收矽粉P(更具體來說,是含有矽粉P之矽溶液SF(參照圖4))之回收部41、與使矽吸附板32從分離處理機構3之液槽31中移動到回收 部41的吸附板移動部42。
如圖1所示,是將回收部41配置於分離處理機構3 之液槽31的一端部的外側。回收部41具備有使下方形成開口之箱狀的回收容器43、與設於回收容器43內之削取機構44(圖1中未圖示出,參照圖4)。
吸附板移動部42是設置於分離處理機構3之液槽 31的上方。如圖1所示,吸附板移動部42具備有水平移動機構42a、鉛直板42b、升降機構42c、升降板42d、及吸附板支撐機構42e。
水平移動機構42a是在液槽31的上方沿著液槽31 的長邊方向使矽吸附板32移動的機構。水平移動機構42a具備有水平滾珠螺桿421a、圖未示之水平移動用馬達、和一對水平移動用的導軌422a。水平滾珠螺桿421a是設置成與液槽31的長邊方向平行,並在筐體10之上部被支撐成以繞軸心的方式旋轉自如。水平滾珠螺桿421a是形成為比液槽31還長,以橫跨於液槽31之遠離回收部41之側的另一端部的上方與回收部41的上方而設置。在水平滾珠螺桿421a上螺合有安裝於鉛直板42b上之螺帽421b。
水平移動用馬達是設置於裝置本體等上,以將水 平滾珠螺桿421a以繞軸心的方式旋轉驅動。一對水平移動用的導軌422a是與水平滾珠螺桿421a平行地配設於筐體10的上部,而將固定在鉛直板42b上之滑塊422b安裝成可滑動。 一對水平移動用的導軌422a是形成為比液槽31還長,以橫跨於液槽31之另一端部的上方與回收部41的上方而設置。 水平移動機構42a是藉由水平移動用馬達來旋轉驅動水平滾珠螺桿421a,而將被鉛直板42b(吸附板支撐機構42e)卡合之矽吸附板32於藉由一對水平移動用的導軌422a進行引導時使其沿著液槽31的長邊方向移動。
鉛直板42b是將兩個表面設置成與鉛直方向以及 液槽31的寬邊方向雙方平行。鉛直板42b會與螺帽421b和滑塊422b固定,而構成為沿著水平移動用的導軌422a移動自如。
升降機構42c是為了將矽吸附板32從液槽31內拉 起,或將矽吸附板32插入液槽31中,而使矽吸附板32升降的機構。升降機構42c包括有鉛直滾珠螺桿421c、圖未示之升降用馬達、和一對升降用導軌422c。鉛直滾珠螺桿421c是設置成與鉛直方向平行,並被鉛直板42b之表面支撐成以繞軸心的方式旋轉自如。鉛直滾珠螺桿421c是形成為較矽吸附板32的高度為長,而橫跨鉛直板42b的全長而設置。在鉛直滾珠螺桿421c上螺合有安裝於升降板42d上之圖未示的螺帽。
升降用馬達是設置於鉛直板42b等上,以將鉛直 滾珠螺桿421c以繞軸心的方式旋轉驅動。一對升降用導軌422c,與鉛直滾珠螺桿421c平行地配設於鉛直板42b的表面,而將升降板42d支撐成可滑動。一對升降用導軌422c是形成為與矽吸附板32的高度大致相等的長度,以橫跨鉛直板42b的全長而設置。升降機構42c是藉由升降用馬達來旋轉驅動鉛直滾珠螺桿421c,以將被升降板42d(吸附板支撐機構42e) 卡合之矽吸附板32在藉由一對導軌422c進行引導時使其升降移動。
升降板42d是形成為與液槽31的寬邊方向平行的 板條狀,而被配設在鉛直板42b之自由端側的表面上。升降板42d會與圖未示之螺帽與滑塊固定,而設置成沿著升降用之導軌422c移動自如。
吸附板支撐機構42e具有一對夾頭氣缸421e。一 對夾頭氣缸421e是在液槽31的寬邊方向上相互間隔隔開而配設。夾頭氣缸421e包括有安裝在升降板42d上之氣缸本體422e、設置成從氣缸本體422e突伸回縮自如的突伸回縮插銷423e。夾頭氣缸421e是在使從氣缸本體422e突伸出之突伸回縮插銷423e為相互接近的狀態下,被安裝在升降板42d的下表面。突伸回縮插銷423e是形成為與液槽31的寬邊方向平行之圓柱狀。突伸回縮插銷423e是橫跨圖1中以虛線表示之位置、和以實線表示之位置,而從氣缸本體422e進行突伸回縮。突伸回縮插銷423e,當在升降板42d被升降機構42c降下的狀態下而從氣缸本體422e突伸出時,會進入矽吸附板32之被卡合孔32b內而卡合。
回收容器43在上表面設置有能讓矽吸附板32通 過之槽縫43a。又,回收容器43之側面(圖1所示之右下側的側面)設有吹入口43b,其被利用於將氮(N2)氣吹入回收容器43內。氮氣是為了將回收容器43內的空間變成脫氧狀態而被吹入。藉由將回收容器43內變成脫氧狀態,可以抑制在後述之矽溶液SF內的矽粉P的表面上形成氧化膜之情形。
削取機構44是在回收容器43內,被設置於槽縫 43a附近。圖4為本實施形態之回收裝置1所具有的削取機構44的模式圖。再者,在圖4中,所示為分離處理機構3所具備之矽吸附板32以及將矽吸附板32升降之升降機構42c。圖4A是顯示將被吸附於矽吸附板32之矽粉P(更具體來說,是含有矽粉P與廢液的矽溶液SF)削取前之狀態的削取機構44,圖4B所示為將被吸附於矽吸附板32之矽溶液SF削取後之狀態的削取機構44。
如圖4所示,削取機構44是被配設於設在回收容 器43內之支撐板部43c上。此支撐板部43c是從回收容器43的內側側面與回收容器43的上表面平行地延伸而設置。在支撐板部43c上,於對應於槽縫43a之位置上形成有槽縫43d。 削取機構44包括有配置於支撐板部43c上之一對開閉氣缸44a,與從這個開閉氣缸44a往回收容器43的內側延伸設置的一對削取板44b。
一對開閉氣缸44a是設置在包夾槽縫43d而相向 的支撐板部43c上。削取板44b是從這些開閉氣缸44a的槽縫43側的側面朝向對方側的開閉氣缸44a延伸。削取板44b是形成為與液槽31的寬邊方向平行地延伸的板條狀。削取板44b是形成為比矽吸附板32之寬度稍長的長度。開閉氣缸44a是連接於圖未示之驅動馬達。削取板44b是構成為可因應開閉氣缸44a之驅動狀態而在槽縫43d上進退。
具有此種構成,讓削取機構44可藉由削取板44b 將被收容於回收容器43內的矽吸附板32的表面夾入。在已 將矽吸附板32的表面夾入的狀態下,藉由回收機構4之升降機構42c將矽吸附板32拉起,即可削取被吸附在矽吸附板32上之矽粉P(更具體來說,是含有矽粉P與廢液的矽溶液SF)(參照圖4B)。
淨水貯水槽5是貯存以分離處理機構3從廢液L 中分離出的不含矽粉P之淨水W的容器。如圖1所示,是將淨水貯水槽5疊置於廢液收容槽2上,且配設於分離處理機構3的液槽31的側邊。已被配置於矽通過限制部33之筐體33a內的淨水W是透過輸送配管33e輸送到供給口51,而被貯存於淨水貯水槽5中。
乾燥機構6被配置於回收機構4之回收容器43的 下方側。乾燥機構6會發揮將水分從藉由回收機構4之回收部41回收的矽溶液SF中蒸發而去除的作用。乾燥機構6具備有乾燥箱61、一對搬送滾筒62、63、搬送帶64、驅動馬達65、及加熱器部66(參照圖3、圖5)。以下,參照圖3及圖5來說明此乾燥機構6的構成。圖5為本實施形態之回收裝置1所具有的乾燥機構6的模式圖。再者,在圖5中,為了方便說明,是將乾燥箱61省略,並且顯示有矽溶液SF及收集箱7。
乾燥箱61大致具有長方體形狀,並將其上表面及 下表面的一部分開放。亦即,在乾燥箱61上,在上表面之對應於削取機構44的位置上形成有開口部61a,且在下表面之對應於收集箱7的位置上形成有開口部61b(參照圖3)。在此乾燥箱61內的空間中,收容有將乾燥箱61除外之乾燥機 構6的構成要素。
一對搬送滾筒62、63是在乾燥箱61內以稍微具有 高低差的狀態並以在圖3所示之Y軸方向上分隔開的狀態被配置。更具體地說,是將搬送滾筒62配置於液槽31側之端部附近,在比搬送滾筒63還低的位置上配置於乾燥箱61內之相反側的端部附近。這些搬送滾筒62、63是配置成在與液槽31的寬邊方向平行的方向(圖3所示之X軸方向)上延伸。 這些搬送滾筒62、63具有比矽吸附板32之寬度稍長的長度。
搬送帶64是由捲繞於這些搬送滾筒62、63上之無 端傳送帶所構成。搬送帶64與搬送滾筒62、63一樣,具有比矽吸附板32之寬度稍長的寬度。搬送帶64是例如由鐵氟龍(註冊商標)等之樹脂製的帶體所構成。像這樣藉由使用樹脂製的搬送帶64,可輕易地將矽粉P從搬送帶64的表面剝離。 又,若考量耐久性、熱傳導性、矽粉P之剝離性,則作為實施形態宜採用芯材使用銅等金屬,而在載置矽溶液SF的表面上使用了鐵氟龍片的搬送帶64。或者是使用已在金屬製之帶體的表面上施行鐵氟龍塗覆之搬送帶64亦可。
驅動馬達65被連接到搬送滾筒62上,供給驅動力。 搬送滾筒62會接受來自驅動馬達65之驅動力而朝圖5所示之箭頭A方向旋轉。同樣地,搬送滾筒63會透過搬送帶64接受來自搬送滾筒62之驅動力,而朝圖5所示之箭頭B方向旋轉。隨著這些搬送滾筒62、63之旋轉,搬送帶64會朝圖5所示之箭頭C方向旋轉。
加熱器部66是在搬送滾筒62與搬送滾筒63之間,而被配置在配置於上方側之搬送帶64的背面(下表面)附近。加熱器部66會發揮將已搬送到搬送帶64上之矽溶液SF加熱之作用。加熱器部66中雖可採用例如以電阻產生熱的電阻加熱方式,但並不受限於此。以將搬送帶64上之矽溶液SF加熱為前提,可採用任意的加熱方式。又,也可以將相對於搬送帶64的位置適當變更。
收集箱7被配置於乾燥裝置6的下方側。收集箱7具有上方形成有開口之箱狀。收集箱7是在使上方的開口部與乾燥機構6之搬送滾筒63對峙的狀態下配置,而可貯存被搬送帶64搬送之矽粉P。又,如圖1所示,收集箱7可從回收裝置1之筐體10拉出,而可輕易地將所貯存之矽粉P取出。又,藉由從吹入口43b吹進的氮氣,來將回收容器43、乾燥箱61、收集箱7形成氮氣環境,而可防止矽粉P表面之自然氧化膜的附著。
控制機構8是將回收裝置1的構成要素分別控制的機構。控制機構8是包含實行各種處理之處理器、與ROM、RAM等之儲存媒體而構成。例如,控制機構8會控制回收機構4之吸附板移動部42與削取機構44、乾燥機構6的驅動等。
其次,針對使用本實施形態之回收裝置1的矽粉P回收方法來加以說明。首先,如圖3所示,在以工作夾台102之保持面102a吸引保持矽晶圓S後,驅動工作台支撐台104以將工作夾台102形成定位在使矽晶圓S與磨石28相向的磨 削位置上的狀態。形成此狀態後,以旋轉著磨石102d的狀態降下磨削機構103。然後,一邊自圖未示之噴嘴對矽晶圓S供給加工液,一邊使磨石103d接觸矽晶圓S來進行磨削加工。藉此磨削加工將矽晶圓S磨削而形成呈微細粉末狀之矽粉P,並且使矽粉P混入加工液而生成廢液L。所生成之廢液L於透過開口部101a流入水箱105後,會經過廢液收容槽2而被貯存於液槽31中。
像這樣,在廢液L貯存於液槽31中的狀態中,在 本實施形態之矽粉回收方法中,首先,會進行使矽粉P從貯存於液槽31中之廢液L中附著至於矽吸附板32上的附著步驟。在這個附著步驟中,是讓矽吸附板32及矽通過限制板33d接觸於廢液L,並在將直流電源DC之正電(+)接通於矽吸附板32,另一方面,將直流電源DC之負電(-)接通於矽通過限制板33d。像這樣通電後,被混入廢液L中而帶負電(-)之矽粉P就會藉由電泳從帶負電(-)之矽通過限制板33d排斥開,而被吸附於帶正電(+)之矽吸附板32(參照圖2)上。
接下來,進行將附著於矽吸附板32上之含有矽粉 P與廢液L的矽溶液SF以回收機構4回收的回收步驟。在此回收步驟中,是藉由回收機構4之吸附板移動部42,將矽吸附板32從廢液L中拉起,並且使其移動到回收部41之回收容器43的上方。並且,透過上表面之槽縫43a將矽吸附板32插入回收容器43內(參照圖4A)。之後,用削取機構44之開閉氣缸44a驅動削取板44b,將氣缸吸附板32夾入。自這個狀態以吸附板移動部42(升降機構42c)將氣缸吸附板32拉起(參 照圖4B)。藉此,可自矽吸附板32將矽溶液SF削取並回收。
其次,進行以乾燥機構6使從矽吸附板32削取之 矽溶液SF的水分乾燥的乾燥步驟。在此乾燥步驟中,會將藉由削取機構44所削取之矽溶液SF移動到配置於下方之乾燥機構6(更具體來說是搬送帶64)上。然後,以驅動馬達65使搬送帶64旋轉以搬送矽溶液SF,並且藉由以加熱器部66加熱來使矽溶液SF的水分蒸發。藉此,去除由矽粉P與廢液L形成之矽溶液SF的水分。
像這樣,藉由以加熱器部66從矽溶液SF中去除 水分,以在搬送帶64上僅殘存矽粉P。搬送帶64上之矽粉P,在超過搬送滾筒63而被搬送時,就會掉落到收集箱7內。藉此,可以在收集箱7中收取已去除水分的矽粉P。
如上所述,根據本實施形態,可以藉由乾燥機構 6使以削取機構44從矽吸附板32所削取之矽溶液SF的水分蒸發,而可以有效地回收已去除水分之矽粉P。
特別是,根據本實施形態,藉由以乾燥機構6所 具備之加熱器部66來加熱以讓含有矽粉P與廢液L之矽溶液SF的水分乾燥,因此可以有效地去除矽溶液SF中所含之水分。藉此,與對所回收之矽粉P吹送氮氣等來使其乾燥的情形相比較,可以有效地去除水分,並可以有效率地回收已去除水分之矽粉P。
又,在本實施形態中,是將已去除水分而乾燥之 狀態的矽粉P回收到收集箱7中。因此,可以防止像是矽粉P中含有水分的情況而使矽粉P氧化之事態,並且可以防止氫 氣產生之事態。其結果,可以安全地處理矽粉P。
此外,在本實施形態中,是在於搬送帶64上搬送的過程藉由加熱器部66之加熱以從矽溶液SF中去除水分。因此,在搬送帶64上會使已去除水分而乾燥之矽粉P形成塊狀殘存。藉此,在搬送帶64上超過搬送滾筒63而被搬送時,會變得容易掉落到收集箱7中。其結果,可以將針對收集箱7的收集作業效率化。
再者,根據本實施形態,因為在矽粉P的收取上是利用電泳,所以可以輕易地收取粒徑均等之矽粉P。而且,因為是藉由磨石103d之磨削而形成矽粉P,所以可以藉由縮小磨粒而輕易地縮小矽粉P的粒徑。藉此,藉由將本實施形態之矽粉P應用於鋰離子電池的負極,可以有助於鋰離子電池的快速充電與快速放電、蓄電的大容量化。
再者,本發明並不受限於上述實施形態,且可進行各種變更而實施。在上述實施形態中,關於在附圖中所圖示之大小或形狀等,並不受限於此,而可在發揮本發明的效果的範圍內作適當的變更。另外,只要不脫離本發明之目的範圍,均可以作適當的變更而實施。
例如,在上述實施形態中,是針對包含以乾燥箱61、搬送滾筒62、63、搬送帶64、驅動馬達65及加熱器部66作為構成零件之乾燥機構6來作說明。但是,關於乾燥機構6之構成,並不受限於此,而是可適當變更的。以具備加熱器部66為前提,使用包括有任意的構成零件之乾燥機構6是可行的。
在上述實施形態中,所顯示的是包括加熱器部66,且使搬送帶64上之矽溶液SF的水分乾燥之情況。但是,關於乾燥機構6之構成,並不受限於此,且可作適當之變更。例如,也可以採用下列的乾燥機構6:使搬送帶64振動而使載置於搬送帶64上之矽溶液SF與乾燥箱61內之氣體接觸,藉此使其乾燥。此時,雖然即使未具備加熱器部66也可進行乾燥,但是會使矽溶液SF的表面容易乾燥而內部則不易乾燥。從矽粉P之乾燥的觀點來看,以如上述實施形態一般具備加熱器部66的乾燥機構6較佳。
產業上之可利用性
如以上之說明,本發明可以有效率地回收已去除水分之矽粉,對於回收磨削矽晶圓而形成之含有矽粉的廢液,並從此廢液中回收矽粉的矽粉回收方法及矽粉回收裝置是有用的。
2‧‧‧廢液收容槽
21‧‧‧供給口
22‧‧‧廢液幫浦
23‧‧‧輸送管
3‧‧‧分離處理機構
31‧‧‧液槽
31a‧‧‧流入口
32‧‧‧矽吸附板
33‧‧‧矽通過限制部
33a‧‧‧筐體
33b‧‧‧排出部
33d‧‧‧矽通過限制板
42‧‧‧吸附板移動部
42a‧‧‧水平移動機構
42b‧‧‧鉛直板
61‧‧‧乾燥箱
61a、61b‧‧‧開口部
62、63‧‧‧搬送滾筒
64‧‧‧搬送帶
66‧‧‧加熱器部
7‧‧‧收集箱
100‧‧‧加工裝置
101‧‧‧基台
101a‧‧‧開口部
102‧‧‧工作夾台
102a‧‧‧保持面
103‧‧‧磨削機構
103a‧‧‧主軸
103b‧‧‧輪座
103c‧‧‧磨削輪
103d‧‧‧磨石
104‧‧‧工作台支撐台
105‧‧‧水箱
105a‧‧‧排水口
105b‧‧‧輸送管
L‧‧‧廢液
P‧‧‧矽粉
SF‧‧‧矽溶液
W‧‧‧淨水
X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (2)

  1. 一種矽粉回收方法,是使用加工液與磨粒來削減固體的矽,並回收被排出之含有矽粉的廢液且去除該廢液的水分以回收該矽粉,該矽粉回收方法是由下列所構成:附著步驟,使陽極部與陰極部接觸於該廢液,並對該陽極部與該陰極部通電而使該矽粉附著於帶正電之該陽極部;回收步驟,將該陽極部從該廢液中拉起,並將附著於該陽極部之含有該矽粉與該廢液的矽溶液從該陽極部削取並回收;以及乾燥步驟,以乾燥機構使在該回收步驟中從該陽極部所削取之該矽溶液的水分乾燥。
  2. 一種矽粉回收裝置,是從含有矽粉的廢液中回收矽粉,其中該廢液是由使磨石抵接於矽晶圓而進行加工之加工裝置中所排出,該矽粉回收裝置是由下列所構成:陽極部與陰極部,使其接觸於從該加工裝置排出之該廢液;削取機構,從該陽極部削取附著於該陽極部之該矽粉;乾燥機構,使該削取機構所削取之由該矽粉與該廢液所構成之矽溶液乾燥;以及收集箱,收集以該乾燥機構所乾燥之該矽粉。
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