废乙二醇基浆料的分离,再生和重新使用的方法技术

一种分离、回收和重新使用废弃的在从硅锭上切硅晶片过程中所用的浆料中的各成分的方法，在该方法中，降低废浆料的粘度，把浆料的润滑液成分与固体分离并收集，所收集的润滑液成分适合于在新浆料的制备过程中重新使用，而没有必要进行任何额外的分离步骤。另外，可以收集所分离的固体，并进一步分离成未失效的磨料颗粒成分和废产物部分，未失效的磨料颗粒成分适合于在新浆料的制备过程中重新使用，废产物含有硅颗粒和废磨料颗粒。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,再生和重新使用的方法
本专利技术一般涉及一种用于硅晶片制备过程中的磨料浆料的再生方法。更具体而言，本专利技术涉及一种在对单晶硅或多晶硅锭切片制备硅晶片中使用的对废浆料的成分进行分离的方法，使得其中希望的磨料颗粒和润滑或冷却液可以重新使用。首先，通过沿垂直于其轴的方向切片从单晶或多晶硅锭获得硅晶片。典型地，通过线锯完成切片操作，其中硅锭与往复的线接触，同时将含有磨料颗粒的浆料供应到硅锭与线之间的接触面上。传统的线锯浆料一般含有润滑或冷却液，例如，矿物油或某些水溶性液体(例如，聚乙二醇，或“PEG”)，和磨料颗粒，如碳化硅。在切片操作过程中，形成硅颗粒，这些硅颗粒混入浆料中。当浆料中硅颗粒浓度增大时，切片操作效率降低。最终，浆料变成无效的，或“废的”，必须废弃。典型地，废浆料通过焚化处理或通过废水处理设备处理。然而，燃烧这些浆料可能产生二氧化碳，而把这种浆料送入废水处理设备一般导致污泥的形成，这些污泥必须以填埋的形式处理。因此，从环境的角度来说，两种处理方法都是不适宜的。所以，希望的是消除或明显减少产生这种废物的量。除了环境方面的不利结果和处理废浆料相关的成本之外，由于所述浆料一般过早地被处理，也增大了硅晶片生产成本。更具体地，浆料中的磨料颗粒被切片操作“消耗”(即，磨损到太小的尺寸，不能有效切片)的速率通常比浆料受硅颗粒污染的速率小得多。此外，典型润滑或冷却液的使用寿命几乎完全受硅颗粒的积聚支配；即如果不是因为浆料中硅颗粒浓度增加，润滑或冷却液可以使用更长的时间。因此，一旦浆料中硅颗粒的浓度太高，即使大量的磨料颗粒和润滑液或冷却液仍然有用，浆料一般将被废弃。由于上述原因，一直需要对于可以用于从浆料中分离出硅颗粒，从而使得磨料颗粒和润滑或冷却液能够重新使用的方法。这样的方法将减少与硅锭切片相关的制造成本。此外，这样的方法将减少排放到环境中的废产物和/或废副产物的量。在本专利技术的若干目的和特征中，可以注意到，提供了一种延长在硅锭切片过程中所用浆料的成分的使用寿命的方法；提供这样一种方法，其中通过把这些成分与废浆料分离而再生这些成分；提供这样一种方法，其中，通过把润滑或冷却液与浆料中的固体分离，可以有效地再生润滑或冷却液；提供这样一种方法，其中，通过把磨料颗粒与硅颗粒、废颗粒和其它浆料中的颗粒污染物分离可以再生磨料颗粒；提供这样一种方法，其中，把再生的润滑或冷却液和再生的磨料颗粒重新引入到硅晶片制造过程中；提供这样一种方法，其中，减少了必须废弃的废物量；并且提供这样一种方法，其中，降低生产硅晶片的成本。因此，简言之，本专利技术涉及一种处理废弃的在硅锭切割成硅晶片中所用浆料的方法，所述浆料包含磨料颗粒成分和润滑液成分，使得至少所述成分之一可以回收并在制备新浆料中重新使用。本方法包括加热废浆料，来降低粘度，然后将加热的浆料分离成液体部分和固体部分。收集包含润滑液成分的液体部分并且在新浆料的制备中重新使用而不用进一步分离。本专利技术还涉及一种处理废弃的在从硅锭切割硅晶片中所用浆料的方法，所述浆料包含磨料颗粒成分和润滑液成分，使得至少所述成分之一可以回收并且在新浆料的制备中重新使用。该方法包括加热废浆料以减少粘度，并把加热的浆料分成液体部分和固体部分，所述固体部分含有硅颗粒和磨料颗粒成分，所述磨料颗粒成分还含有废磨料颗粒成分部分和未失效的磨料颗粒成分部分。所述固体成分与水混合形成一种固/液混合物，然后把这种混合物分成废产物部分和再循环部分，废产物部分包含硅颗粒和废磨料颗粒成分部分，再循环部分含有未失效的磨料颗粒成分部分。然后，把未失效的磨料颗粒成分部分从再循环部分中分离出来，用于在新浆料的制备过程中重新使用。本专利技术的其它目的和特征部分是显而易见的，部分将在下文中指出。附图说明图1是详细描述可以根据本专利技术使用的用于分离适合于在硅锭切片过程中所用浆料中重新使用的成分的各步骤的一个实例的流程图，其中的一些步骤是任选的。为了减少由标准硅片生产过程产生的废物量，并总体减少与硅片生产相关的成本，希望的是再生或再循环在硅锭切片获得硅晶片过程中产生的废磨料浆料。更具体地，希望的是从所说浆料的残余物中分离仍然适合于晶锭切片的那些浆料成分(即，冷却或润滑液和未失效的磨料颗粒)，并用它们制备新浆料。应该注意，本文所用的下列短语或术语具有给定的含义“废浆料”是指一种实质上不再适合于从硅锭切割硅晶片的浆料，例如，由于无法接受的高粘度或高硅颗粒浓度的原因；“废磨料颗粒”是指由于切片过程磨损的结果而具有一般不再适用于从硅锭切割硅晶片的直径或尺寸的磨料颗粒；“未失效磨料颗粒”是指在废浆料中的仍然适合于从硅锭切割硅晶片的磨料颗粒；“粘度”是指浆料的动态粘度，它是利用该领域中常见的方法在浆料流动时测定或测量的粘度。如上所述，在使用过程中，切片浆料的粘度增大，通常在约20℃时粘度达到约700cps(厘泊)或更高，这至少部分是由于浆料中颗粒物质(例如硅颗粒)的积聚。废浆料的高粘度阻止颗粒污染物与基础润滑或冷却液和没有被切片过程消耗的磨料颗粒轻松分离，因此使任何分离、回收和重新使用这些浆料成分的尝试变得复杂。本专利技术的方法涉及这些问题，并且提供容易并有效地使废固体(即硅颗粒和废磨料颗粒)与那些可以重新使用的浆料成分(即润滑或冷却液以及未失效的磨料颗粒)相离的方法。一般参考图1，根据本专利技术的方法，首先把废浆料的粘度降低到允许基本上所有固体物质(即废固体和未失效的磨料颗粒)与润滑或冷却液分离的水平。通过加热浆料使废浆料的粘度降低，浆料加热达到的准确温度至少部分是浆料组成的函数。例如，通常聚乙二醇基的润滑或冷却液被用作浆料的“悬浮介质”。在这种情况下，一般把废“乙二醇”浆料加热到至少约50℃，更优选的是至少约75℃，仍然更优选的是至少约100℃。最优选的是把浆料加热到刚好低于乙二醇基流体的沸点的温度，或者加热到刚好低于乙二醇基流体开始降解的温度。虽然达到所需温度时可以进一步处理所述浆料，但是通常保持所述温度约10，20，30分钟或更多。而且，为了有助于传热，可以任选地使用搅拌来加速加热过程。应该注意的是，浆料的加热温度可以不同于本文所述的，但是不违反本专利技术的方法。例如，一般来说，最优选的是把浆料加热到刚好低于特定润滑或冷却液的沸点或降解温度的温度，使液体与固体物质能最有效且基本上完全分离。然而，用于盛装、传输和把固体从液体中分离(或者反之)的设备，不可能承受这样的温度，在这种情况下，必须降低温度或改变所使用的设备。还应该注意的是，在优选的实施方案中，直接加热所述浆料；即，在加热之前不用水或其它的溶剂稀释所述浆料。这样的方法是优选的，因为在基础液体与固体物质分离时，所述液体适合于在硅锭切片浆料中重新使用而不用进一步分离或加工。然而，所说浆料的粘度也可以降低，例如通过加水或某些其它的合适溶剂(例如用于乙二醇基浆料的甲醇)。如果用这种方式稀释所述浆料来降低粘度，那么仍然可以加热，或直接加热稀释的浆料或先加热所加入的溶剂。然而，在使用溶剂时，典型地，在硅锭切片浆料中重新使用之前，所得的润滑或冷却液也必须是浓缩的(例如，通过蒸馏)。到目前为止的实验表明，一旦废浆料的粘度降低到约200cps或更低时(利用该领域中常见的方法测量动态粘度进行确定，温度在约50℃到约80℃之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理在从硅锭上切硅晶片过程中产生的废浆料的方法，所述浆料包含磨料颗粒成分和润滑液成分，使得可以回收至少所述成分之一并且在制备新浆料中重新使用，所述方法包括： 把所述废浆料加热，降低粘度； 把所加热的浆料分离成液体部分和固体部分，所述液体部分包含润滑液成分；和 收集所分离的液体部分，所述液体部分可以在新浆料的制备过程中重新使用，而无需进一步分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C加瓦塔利，G弗莱加科莫，
申请(专利权)人：MEMC电子材料有限公司，嘉尔宝服务有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]