回收氧化铈磨料的方法技术

本发明专利技术公开了一种回收氧化铈磨料的方法。所述方法可包括向氧化铈磨料的废浆液中加入强碱溶液的步骤，向所述废浆液中加入氟化钠的步骤，以及分离所述废浆液中包含的氧化铈颗粒与其他种类的颗粒的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体地涉及有效回收在抛光玻璃材料例如玻璃衬底或光掩膜中使用的氧化铈磨料以重新使用所述磨料的方法。
技术介绍
进行抛光的目的是平坦化多种半导体衬底，包括玻璃衬底或光掩膜，或者在所述半导体衬底上形成的薄膜的表面。通常，在抛光过程中使用磨料以提高抛光效率。可使用多种磨料，其中氧化铈磨料广泛使用。氧化铈(CeO2)是一种用于多种应用例如催化剂、荧光材料、化妆品等的高性能陶瓷材料。含有氧化铈作为主成分的氧化铈磨料用于抛光多种玻璃材料。具体而言，最近氧化铈磨料广泛用于电子和电气设备例如LCD (液晶显示屏)的玻璃衬底、包括硬盘在内的记录媒体的玻璃等，并且氧化铈磨料的应用范围日益扩展。氧化铈磨料在玻璃材料的抛光过程中通过机械作用提高抛光效率。即，使用氧化铈磨料及抛光垫片与玻璃材料之间的摩擦来提高抛光过程中的抛光效率。此外，抛光效率还能通过化学反应提高。即，玻璃或光掩膜含有作为主要原料的二氧化硅(SiO2),这样的二氧化硅可在水溶液中通过颗粒表面的硅原子与OH基团的反应以Si-OH的形式存在。在这种情况下，氧化铈磨料与Si-OH中的OH基团发生化学反应，具体而言是键合，因此硅原子与玻璃或光掩膜分离。通常，将氧化铈磨料以结合氧化铈、水和分散剂等的浆液的形式置于浆液槽中，并在进行抛光过程时将氧化铈磨料供给抛光机。然而，氧化铈磨料价格昂贵，并在一次抛光过程中使用的量也不少，这就是为何在多次的抛光过程中重新使用氧化铈磨料的原因。换言之，从浆液槽中提供浆液形式的氧化铈磨料给抛光机以用于抛光过程，然后将其重新供给浆液槽以重新使用。然而，在抛光过程中氧化铈磨料的重复使用导致氧化铈磨抛光效率下降。图1和2 分别绘出了在现有技术的抛光过程中氧化铈磨料的反复使用后，在氧化铈颗粒100的表面上形成的Si-OH层200和附着的细粉300。S卩，如上所述，氧化铈磨料的作用是使Si-OH结构从二氧化硅上脱离，因此，当氧化铈磨料反复使用时，在氧化铈颗粒100的表面上可形成Si-OH层200，如图1所示。此外， 在抛光过程中形成的细粉300可附着于氧化铈颗粒100的表面，如图2所示。此处，细粉 300可为玻璃材料(SiO2)或氧化铈(CeO2)的细粉。当如上所述，在氧化铈颗粒100上形成Si-OH层200或者附着细粉300时，氧化铈磨料就不能正常发挥抛光作用。这是因为Si-OH层200或细粉300减少了氧化铈颗粒100的暴露面积，从而不仅阻碍了抛光过程中氧化铈颗粒100的化学反应，而且阻碍正常的机械作用。为解决此问题，应替换抛光效率下降的氧化铈磨料。然而，如上所述，氧化铈磨料单价昂贵，因此导致使用玻璃材料的产品的生产成本增加。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，因此本专利技术的一个目的是提供一种回收氧化铈磨料以在玻璃材料的抛光过程中有效地重新使用氧化铈磨料的方法。本专利技术的其他目的和优点将在下面的描述中进行阐明，并可通过本专利技术的实施例而知晓。另外，本专利技术的目的和优点可借助所附权利要求中具体指出的方法和组合而实现和获得。为实现所述目的，本专利技术提供一种回收在玻璃材料的抛光过程中使用的氧化铈磨料的方法，包括以下步骤向所述氧化铈磨料的废浆液中加入强碱溶液，向所述废浆液中加入氟化钠，以及分离所述废浆液中包含的氧化铈颗粒与其他种类的颗粒。根据本专利技术，在玻璃材料的抛光过程中使用的氧化铈磨料可通过有效地除去在废浆液中的氧化铈颗粒上形成的Si-OH层和细粉，并通过实现氧化铈颗粒与其他种类的颗粒之间的完全层分离而有效地回收。因此，氧化铈磨料可在抛光过程中反复重新使用而极大地延长了磨料的更新周期，从而有效地降低抛光加工成本，并因此降低使用玻璃材料的产品的生产成本。附图说明本说明书所附的以下附图示例性表示了本专利技术的优选实施例，其与下文记载的具体实施方式一起起到使得更容易理解本专利技术的技术思想的作用，因此，本专利技术并不能限于附图所记载的事项而解释。图1和2绘出了在现有技术的抛光过程中氧化铈磨料的反复使用后附着在氧化铈颗粒表面上的Si-OH层和细粉。图3是举例说明根据本专利技术的优选实施方案的示意流程图。具体实施例方式下文将参照附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述。在描述之前，应理解，本说明书和所述权利要求中所用的术语不应被理解为限制于常用意义和字典意义，而应在专利技术人被允许为了最佳解释而合适地定义术语的原则基础上，基于与本专利技术的技术思想对应的意义和概念来解释。因此，本说明书所记载的实施例和附图所图示的结构仅是本专利技术的最佳的实施例而已，而不能代表本专利技术的全部技术思想，因此应理解可对所述细节进行其他等同置换及修改而不背离本专利技术的精神和范围。图3是举例说明根据本专利技术的优选实施方案的示意流程图。参照图3，该可包括加入强碱溶液的步骤(SllO)、加入氟化钠的步骤(S120)以及分离颗粒的步骤(S140)。加入强碱溶液的步骤(SllO)包括向氧化铈磨料的废浆液中加入强碱溶液。在这种情况下，所述强碱溶液可为含有OH成分的化学物质。优选地，所述强碱溶液可为NaOH溶液和KOH溶液中的至少一种。所述强碱溶液可从氧化铈磨料的废浆液中包含的氧化铈颗粒上除去Si-OH层和玻璃材料(SiO2)细粉。即，如图1和图2所示，在抛光过程中反复使用的氧化铈磨料废浆液中的氧化铈颗粒的表面上可形成Si-OH层或者附着SiO2细粉。强碱溶液可使Si-OH层和S^2细粉从氧化铈颗粒的表面上脱离。根据一个实施方案，当将NaOH溶液作为步骤(SllO)中的强碱溶液加入氧化铈磨料废浆液中时，NaOH中的钠(Na)原子与Si-OH层或SiO2细粉中的硅(Si)原子键合而形成 Na-Si-O结构。因此，Si-OH层和SW2细粉可以从氧化铈颗粒的表面上脱离。另一方面，当如上所述在步骤(SllO)中使用NaOH溶液时，该NaOH溶液的浓度可为6克/升。另外，步骤(SllO)可在85°C到95°C之间的温度下进行。然而，本专利技术不一定限于这样的NaOH溶液的浓度和温度范围。尽管此实施方案将NaOH溶液作为强碱溶液，然而也可使用其他强碱溶液例如KOH 溶液等。加入氟化钠(NaF)的步骤(S120)是向氧化铈磨料的废浆液中加入氟化钠的步骤。 向所述废浆液中加入氟化钠有助于在加入强碱溶液步骤(SllO)中由强碱溶液处理并除去的成分与氧化铈的更好的层分离。例如，当如上所述在步骤(SllO)中使用NaOH溶液作为强碱溶液时，加入氟化钠会通过钠、硅和氟(F)原子之间的结合形成Na-F-Si-O结构。这样的Na-F-Si-O结构的颗粒易于与氧化铈(CeO2)颗粒分离，从而提高分离颗粒的步骤(S140)中的分离效率。在这种情况下，氟化钠的浓度可为1克/升，然而本专利技术不限于这样的氟化钠的浓度。尽管图3显示先进行加入强碱溶液的步骤(SllO)再进行加入氟化钠的步骤 (S120)，然而加入氟化钠的步骤(S120)和加入强碱溶液的步骤(SllO)也可同时进行，或者也可先进行步骤(S120)再进行步骤(SllO)。分离颗粒的步骤(S140)是将在所述废浆液中包含的氧化铈颗粒与其他种类的颗粒分离的步骤。例如，当在所述步骤(SllO)中使用NaOH溶液作为强碱溶液并在步骤 (S120)中加入氟化钠时，氧化铈磨料的废浆液中会存在Na-F-Si-O结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种回收抛光玻璃材料中使用的氧化铈磨料的方法，所述方法包括步骤：向氧化铈磨料的废浆液中加入强碱溶液的步骤；向所述废浆液中加入氟化钠的步骤；以及分离所述废浆液中包含的氧化铈颗粒与其他种类的颗粒的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：文元载，罗相业，吴亨泳，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR