專利名稱：從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過從半導(dǎo)體的后處理步驟的背面研磨(back lapping)過程產(chǎn) 生的廢料漿中收集和提純硅粉以回收硅粉的方法，并且更特別地涉及采用以下過程回收硅 粉的方法用收集離心機(jī)從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中收集低純度硅粉；將從收集離心 機(jī)收集的硅粉與化學(xué)溶液混合以溶解雜質(zhì)；并且通過使用提純離心機(jī)將與化學(xué)溶液混合的 硅粉提純?yōu)楦呒兌裙璺邸?br> 背景技術(shù)：
一般地，半導(dǎo)體晶片工藝通常被分為三大步驟制備步驟、前處理步驟和后處理步
馬聚ο前處理步驟指的是通過將多種膜層壓在晶片表面上并且使用預(yù)制模板重復(fù)進(jìn)行 選擇性地蝕刻晶體的特定部分來構(gòu)造電路。一般地，前處理被稱為“FAB”。后處理步驟被分為對(duì)晶片的與形成有電路的一側(cè)相背的表面進(jìn)行研磨以具有預(yù) 定厚度的背面研磨過程；將晶片切割為各個(gè)芯片并且將每個(gè)芯片連接于引線框架的組裝過 程；以及測試過程。通常地，半導(dǎo)體晶片可被制成多種尺寸，如基于晶片的直徑，為3英寸、4英寸、6英 寸和8英寸。最初的晶片厚度約為600 800 μ m，并且晶片的背側(cè)在后處理過程中通過背 面研磨過程進(jìn)行研磨，這樣處理過的晶片厚度約為200 μ m。在半導(dǎo)體制造的后處理步驟的背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中包括硅粉。廢料漿中 硅粉的粒徑約為0. 02 5 μ m，平均粒徑為2 μ m。背面研磨過程中產(chǎn)生的廢料漿中包含的硅粉量約為0. 05%。也就是說，每IOOOkg 廢料漿中就包含0. 5kg的硅粉。目前，僅韓國的一個(gè)半導(dǎo)體公司每天就能產(chǎn)生2000噸的廢料漿量。2000噸廢料漿 大約包含1噸硅粉。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體的使用也日益增多。因此，半導(dǎo)體制造產(chǎn)生的廢料漿 量也逐漸增多。另一方面，如上所述，背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中含有的硅粉百分比不僅很小， 而且硅粉的粒徑也很小。由于這些原因，很難收集硅粉，并且因此通常通過廢品處理公司來 丟棄廢料漿。本發(fā)明涉及通過從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中收集和提純硅粉來回收約 99. 9999% (6N)的高純度硅粉的方法，這些廢料漿過去通常當(dāng)做廢品被丟棄。通常地，如果用離心機(jī)來收集廢料漿中包含的硅粉，那么因?yàn)楸趁嫜心ミ^程產(chǎn)生 的廢料漿中含有的硅粉的尺寸和百分比含量的特性，不能用普通離心機(jī)的操作方法來收集 硅粉。因此，用過濾器來收集硅粉的方法已經(jīng)有人使用。在普通離心機(jī)中，通過供給管供給廢料漿，并且當(dāng)筒體和螺桿軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過筒體 的旋轉(zhuǎn)向供給的廢料漿施加離心力。廢料漿中包含的硅粉被收集在筒體的內(nèi)表面上并且流體通過離心力被排出。收集在筒體內(nèi)表面上的硅粉在螺桿軸的作用下沿筒體的斜面移動(dòng)。 接著，通過筒體的高速旋轉(zhuǎn)來干燥大量水分，并且硅粉被排至硅粉收集出口。但是，如上所述，背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中包含的硅粉粒徑非常小。因此，在 使用普通離心機(jī)時(shí)，當(dāng)硅粉在螺桿軸翼瓣的作用下沿筒體的斜面移動(dòng)時(shí)，最初被收集在筒 體的內(nèi)表面上的一些硅粉散開了。但是，當(dāng)散開硅粉量增加并且要干燥的水分增加時(shí)，大部 分粒徑為2 3 μ m或更小粒徑的散開硅粉不被排至硅粉收集出口，而是混合在流體中并且 通過流體出口被排至外部。因此，背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中包含的硅粉不能被普通離 心機(jī)所收集。由于這些原因，廢料漿被丟棄或包含在廢料漿中的硅粉被過濾器所收集。但是，在用過濾器收集硅粉的方法中，需要頻繁地更換過濾器，當(dāng)廢料漿中包含的 硅粉量很小時(shí)由于收集的硅粉量很小所以收集性能不佳，并且因?yàn)檫^濾器的成分與收集的 硅粉混合所以硅粉純度很低。此外，將低純度硅粉提純?yōu)楦呒兌裙璺鄣姆椒ㄖ型ǔ２捎没瘜W(xué)方法進(jìn)行提純。在 化學(xué)方法中，硅粉被置于含有化學(xué)溶液的攪拌器中以待提純?；瘜W(xué)溶液使用酸作為主要成分來分離包含在硅粉中的雜質(zhì)。酸的實(shí)施例包括硫 酸、過氧化氫、鹽酸、硝酸、磷酸等，其通常用于半導(dǎo)體晶片的清潔和蝕刻。常規(guī)的化學(xué)方法還未提供用于將硅粉從硅粉與化學(xué)溶液的混合物分離出來的任 何裝置。因此，為分離硅粉就使用過濾器或沉淀法。但是，在用過濾器分離硅粉的方法中，需要頻繁地更換過濾器，并且由于來自過濾 器的外來物被添加于硅粉所以不能得到高純度的硅粉。此外，在用沉淀法分離硅粉的方法 中，分離硅粉需要很長的時(shí)間，因此不可能提純大量的硅粉。最終，前述的常規(guī)方法具有的問題在于將低純度硅粉提純?yōu)楦呒兌裙璺坌枰荛L 時(shí)間并且因此增加了提純成本。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，本發(fā)明旨在解決上述問題，并且本發(fā)明的一個(gè)方面在于提供了一種通過使 用離心機(jī)收集包含在廢料漿中的硅粉細(xì)顆粒并且提純從離心機(jī)收集的硅粉從而在短時(shí)間 內(nèi)從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法，這樣從廢料漿中得到的硅粉被提純并 且作為高純度硅粉被回收。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明，通過一種從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法可實(shí)現(xiàn)上 述和其它方面，該方法包括收集步驟SlOO 將背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿供至收集離心機(jī)，收集離心機(jī)內(nèi)水 平安裝有筒體和螺桿軸并且筒體馬達(dá)Ml和螺桿軸馬達(dá)M2被安裝為分別控制筒體和螺桿軸 的旋轉(zhuǎn)，并且采用離心分離法從廢料漿中收集硅粉；對(duì)從廢料漿中收集來的硅粉進(jìn)行提純的提純步驟S200，其中提純步驟S200包括 攪拌步驟S210 ；和分離步驟S220，其中攪拌步驟S210將收集步驟SlOO中收集的硅粉與其 中酸作為主要成分從而溶解雜質(zhì)的化學(xué)溶液混合，并且分離步驟S220將攪拌步驟S210中 混合的硅粉和化學(xué)溶液的混合物供至提純離心機(jī)300從而從廢料漿中分離所收集的硅粉；干燥步驟S300，其用于在真空干燥器內(nèi)干燥提純步驟S200中提純的硅粉；以及包裝在干燥步驟S300中所干燥硅粉的包裝步驟S400。提純步驟S200、干燥步驟S300和包裝步驟S400在干凈的房間內(nèi)進(jìn)行以得到高純 度的硅粉。在提純步驟S200中以如下順序多次交替地進(jìn)行形成混合物的攪拌步驟S210和分 離硅粉的分離步驟S220 攪拌步驟一分離步驟一攪拌步驟一分離步驟，一般進(jìn)行2 6次。在利用收集離心機(jī)的收集步驟SlOO中，根據(jù)硅粉收集步驟SllO和硅粉排出步驟 S120有差別地驅(qū)動(dòng)收集離心機(jī)，其中硅粉收集步驟SllO高速旋轉(zhuǎn)筒體從而將廢料漿分離 為硅粉和流體，并且從廢料漿中將硅粉收集在筒體的內(nèi)表面，這樣流體被排至流體出口同 時(shí)供給廢料漿且停止螺桿軸；而硅粉排出步驟S120降低筒體的旋轉(zhuǎn)速度以將收集的硅粉 保持在筒體內(nèi)表面上并且排出硅粉收集步驟SllO中收集在筒體內(nèi)表面上的硅粉同時(shí)中斷 廢料漿的供給且旋轉(zhuǎn)螺桿軸。包括水平安裝的筒體和水平安裝于筒體內(nèi)的螺桿軸的收集離心機(jī)包括分別控制 筒體和螺桿軸的驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)從而收集細(xì)顆粒硅粉的筒體馬達(dá)Ml和螺桿軸馬達(dá)M2。在使用提純離心機(jī)的分離步驟S220中，根據(jù)如下步驟驅(qū)動(dòng)提純離心機(jī)硅粉收集 步驟S221，化學(xué)溶液排出步驟S222和硅粉去除步驟S223，其中硅粉收集步驟S221將混合 物供至筒體內(nèi)并且高速旋轉(zhuǎn)筒體以將混合物分離為硅粉S和化學(xué)溶液并且硅粉S被收集在 筒體內(nèi)；化學(xué)溶液排出步驟S222在硅粉收集步驟S221之后停止混合物的供應(yīng)，降低筒體的 旋轉(zhuǎn)速度，且用勺形刮刀排出殘留在筒體內(nèi)的化學(xué)溶液；并且硅粉去除步驟S223在化學(xué)溶 液排出步驟S222之后通過移動(dòng)勺形刮刀去除收集在筒體內(nèi)表面上的硅粉。提純離心機(jī)包括圓柱形外殼，其水平安裝且具有從外殼向下形成的排水管；圓 柱形筒體，其安裝于外殼內(nèi)側(cè)從而被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)且具有形成于筒體一側(cè)處的孔口以收 集其內(nèi)表面上硅粉；被安裝為將硅粉的混合物供至筒體內(nèi)的供給管；用于將收集在筒體內(nèi) 表面上的硅粉排至外部的出口 ；以及用于將收集在筒體內(nèi)表面上的硅粉供至出口的勺形刮 刀，其中該勺形刮刀被安裝為從筒體的旋轉(zhuǎn)中心向外移動(dòng)。有益效果根據(jù)本發(fā)明，一種從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法的特征在于通 過收集廢料漿中含有的即使很少量細(xì)顆粒硅粉來回收高純度的硅粉。也就是說，即使廢料漿中含有很少量的細(xì)顆粒硅粉，也能通過有差別地操作收集 離心機(jī)來收集它，該離心機(jī)能夠根據(jù)硅粉收集步驟SllO和硅粉排出步驟S120單獨(dú)地控制 水平安裝的筒體和螺桿軸的驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。此外，使用提純離心機(jī)可在短時(shí)間內(nèi)將收集的低純度硅粉和化學(xué)溶液的混合物分 離為提純的硅粉和流體。因此，由于低純度硅粉在短時(shí)間內(nèi)被提純?yōu)楦呒兌裙璺?，這就節(jié)約了回收硅粉的 時(shí)間和成本。


本發(fā)明的這些和其它方面和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)下面參照附圖對(duì)實(shí)施例的描述更為清楚 和易于理解，附圖中
圖1為示出根據(jù)本發(fā)明從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法的流程 圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法的框圖；圖3為示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的收集離心機(jī)的前剖視圖；圖4為示出用于本發(fā)明的收集離心機(jī)的部分細(xì)節(jié)剖視圖；圖5為示出用于本發(fā)明的收集離心機(jī)的部分細(xì)節(jié)剖視圖；圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的收集離心機(jī)的操作步驟的圖；圖7為示出用于本發(fā)明的提純離心機(jī)的平面圖；圖8為示出用于本發(fā)明的提純離心機(jī)的側(cè)視圖；圖9為示出用于本發(fā)明的提純離心機(jī)的前剖視圖；圖10為示出用于本發(fā)明的提純離心機(jī)的側(cè)剖視圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的提純離心機(jī)的部分細(xì)節(jié)剖視圖；以及圖12為示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的提純離心機(jī)操作的視圖。主要元件的附圖標(biāo)記的簡要描述SlOO 收集步驟 S200 提純步驟S300 干燥步驟 S400 包裝步驟Atl:收集時(shí)間 At2:排出時(shí)間10 廢料漿100 收集離心機(jī)110:外殼 120 筒體121 斜面 122，123:孔130 螺桿軸 131 翼瓣133:供給孔140:供給管Ml 筒體馬達(dá)M2 螺桿軸馬達(dá)300 提純離心機(jī)310 基座 320 外殼321 排水管 330 筒體331:孔口 340 馬達(dá)341，342:皮帶輪343 動(dòng)力傳動(dòng)軸350:出口管 351:入口352:導(dǎo)板 353:出口354 螺桿軸 355 螺桿軸馬達(dá)360:勺形刮刀 361 活塞362:凸輪連桿363 勺形刮刀軸364 壓力傳感器365 制動(dòng)器370 供給管
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法的流程 圖，并且圖2為示出相同方法的框圖。用于回收硅粉的方法包括使用收集離心機(jī)100從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿10中回收硅粉的收集步驟 SlOO ；使用提純離心機(jī)300將收集步驟SlOO收集的低純度硅粉提純?yōu)楦呒兌裙璺鄣奶峒儾?驟S200 ；干燥在提純步驟S200中提純的硅粉的干燥步驟S300 ；以及包裝所述干燥硅粉的 包裝步驟S400。所述收集步驟SlOO包括在收集離心機(jī)100的筒體的內(nèi)表面上收集硅粉的硅粉收 集步驟SlLO ；以及將步驟SllO中收集在筒體內(nèi)表面上的硅粉排出的硅粉排出步驟S120。為更詳細(xì)地描述，在硅粉收集步驟SllO中，供給廢料漿10并且高速旋轉(zhuǎn)筒體以使 硅粉被收集在筒體的內(nèi)表面，并且通過將硅粉與流體從廢料漿10中分離同時(shí)停止螺桿軸 來將流體排至流體出口 160。在硅粉排出步驟S120中，中斷廢料漿10的供給從而將步驟 SllO中收集在筒體內(nèi)表面上的硅粉排出，該筒體以減小的速度旋轉(zhuǎn)以將收集的硅粉保持在 筒體內(nèi)表面上，并且螺桿軸旋轉(zhuǎn)從而將筒體內(nèi)表面上收集的硅粉排出。如圖3至5所示，所示收集離心機(jī)100包括為筒體120安裝的筒體馬達(dá)Ml和為 螺桿軸130安裝的螺桿軸馬達(dá)M2，從而獨(dú)立地控制筒體120和螺桿軸130的驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。 圓柱形的筒體120水平地安裝在同樣水平安裝的圓柱形外殼110內(nèi)。筒體120的相反兩端 被軸承所支撐從而旋轉(zhuǎn)。螺桿軸130水平地安裝于筒體內(nèi)同時(shí)螺桿軸130的相反兩端被軸 承所支撐從而旋轉(zhuǎn)。更詳細(xì)地，收集離心機(jī)100主要包括水平安裝的圓柱形外殼110 ；其相反兩端被軸 承所支撐的圓柱形筒體120，其水平地安裝于外殼110內(nèi)側(cè)并且被從筒體馬達(dá)Ml傳輸?shù)膭?dòng)力 所旋轉(zhuǎn)；其相反兩端被軸承所支撐且具有翼瓣的圓柱形螺桿軸130，其安裝于筒體120內(nèi)并且 被從螺桿軸馬達(dá)M2傳輸?shù)膭?dòng)力所旋轉(zhuǎn)；用于將廢料漿供至螺桿軸130內(nèi)的供給管140 ；用于 排出所收集硅粉的出口 150 ；以及用于排出從廢料漿10分離出的除硅粉外的流體的流體出口 160，并且其中筒體120和螺桿軸130的旋轉(zhuǎn)以及廢料漿10的流量Q受到控制器的控制。收集離心機(jī)100還包括高度可調(diào)且安裝于外殼110下部的多個(gè)支腳170以控制 收集離心機(jī)100的水平高度。筒體120和螺桿軸130都被安裝為連接于其各自的動(dòng)力傳動(dòng)單元125和135并且 獨(dú)立地被筒體馬達(dá)Ml和螺桿軸馬達(dá)M2的動(dòng)力所驅(qū)動(dòng)。控制器控制筒體馬達(dá)Ml和螺桿軸 馬達(dá)M2從而控制筒體120和螺桿軸130的驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力傳動(dòng)單元125和135通常使用V帶。如圖5所示，在用于為筒體120傳輸動(dòng) 力的動(dòng)力傳動(dòng)單元125中，連接于筒體馬達(dá)Ml的V帶驅(qū)動(dòng)輪126驅(qū)動(dòng)連接于驅(qū)動(dòng)輪126的 V帶從動(dòng)輪127，并且從動(dòng)輪127旋轉(zhuǎn)連接于筒體120的中空軸128以傳輸動(dòng)力。如圖4所示，在用于為螺桿軸130傳輸動(dòng)力的動(dòng)力傳動(dòng)單元135中，連接于螺桿軸 馬達(dá)M2的V帶驅(qū)動(dòng)輪136驅(qū)動(dòng)連接于驅(qū)動(dòng)輪136的V帶從動(dòng)輪137，并且從動(dòng)輪137使安 裝于連接架138內(nèi)側(cè)的一軸旋轉(zhuǎn)，從而使連接于與該軸連接的螺桿軸130的軸139旋轉(zhuǎn)，以 傳輸動(dòng)力。如圖3至5所示，筒體120形成為圓柱形。筒體120的一側(cè)形成為具有斜面121的圓錐形，繞斜面121末端沿圓周方向形成多個(gè)孔122以排出所收集的硅粉。在筒體120另 一側(cè)沿圓周方向形成多個(gè)孔123以排出流體。安裝于筒體120內(nèi)側(cè)的螺桿軸130形成為圓柱形。螺形形狀的翼瓣131從螺桿軸 130向外突出形成。在螺桿軸130內(nèi)側(cè)前部(相關(guān)附圖中的左側(cè))形成有入口腔132，穿過 供給管140供給的廢料漿10在該入口腔132內(nèi)流動(dòng)。沿入口腔132的圓周方向形成多個(gè) 供給孔133以將廢料漿10供至筒體120內(nèi)。供給管140被形成為將廢料漿10供至螺桿軸130的入口腔132并且具有供給閥 141以控制廢料漿10的流量Q。在所述收集離心機(jī)100中，在控制器內(nèi)設(shè)定的收集時(shí)間Atl和排出時(shí)間At2段 內(nèi)，筒體馬達(dá)Ml和螺桿軸馬達(dá)M2被控制為控制筒體120和螺桿軸130的驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，并且 安裝于供給管140內(nèi)側(cè)的供給閥141被控制為控制廢料漿10的流量Q。圖6示出操作收集離心機(jī)100的方法。在控制器內(nèi)設(shè)定的收集時(shí)間Atl內(nèi)，螺桿 軸130停止并且筒體120以4000 7000rpm的高速旋轉(zhuǎn)同時(shí)廢料漿10被供至供給管140。 接著，供給的廢料漿10通過螺桿軸130的入口腔132內(nèi)形成的供給孔133被供至筒體120 內(nèi)。供至筒體120內(nèi)的廢料漿10被筒體120的高速旋轉(zhuǎn)分離為硅粉和流體。分離出的硅 粉被收集在筒體120的內(nèi)表面上，從廢料漿10分離出的除硅粉外的流體通過筒體120內(nèi)形 成的孔123被排至流體出口 160。當(dāng)控制器內(nèi)輸入的收集時(shí)間Atl過去時(shí)，在排出時(shí)間八t2內(nèi)，控制器驅(qū)動(dòng)螺桿軸 馬達(dá)M2以旋轉(zhuǎn)螺桿軸130，從而排出收集在筒體120內(nèi)表面上的硅粉。當(dāng)被排出時(shí)，安裝于 供給管140內(nèi)的供給閥141中斷從而停止供應(yīng)廢料漿，并且筒體120以1500 2500rpm的 降低的速度旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，由于螺桿軸130的旋轉(zhuǎn)，收集在筒體120內(nèi)表面上的硅粉朝筒體120 的斜面121移動(dòng)，從而穿過斜面121端部處形成的孔122被排至硅粉收集出口 150。如圖1所示，提純步驟S200包括將收集步驟SlOO中收集的低純度硅粉與攪拌器 內(nèi)的化學(xué)溶液混合并且溶解硅粉中雜質(zhì)的攪拌步驟S210 ；以及使用提純離心機(jī)300從攪拌 步驟S210制造的混合物中分離出硅粉的分離步驟S220。分離步驟S220包括將硅粉收集在筒體中的硅粉收集步驟S221將殘留在筒體 中的化學(xué)溶液排出的化學(xué)溶液排出步驟S222 ；以及將筒體中的提純硅粉去除的去除步驟 S223。如圖2所示，攪拌步驟S210和分離步驟S220重復(fù)進(jìn)行并且通常重復(fù)1 6次。攪拌步驟S210將收集步驟SlOO中收集的低純度硅粉與攪拌器中的化學(xué)溶液一起 攪拌，從而用化學(xué)溶液溶解混合于硅粉中的雜質(zhì)。分離步驟S220使用提純離心機(jī)300從硅粉與化學(xué)溶液的混合物中僅分離出硅粉， 其中雜質(zhì)已在攪拌步驟S210中被化學(xué)反應(yīng)所溶解。根據(jù)下述步驟操作提純離心機(jī)300 將 混合物供至筒體內(nèi)并且高速旋轉(zhuǎn)筒體以將混合物分離為硅粉S和化學(xué)溶液從而硅粉S被收 集在筒體內(nèi)的硅粉收集步驟S221在硅粉收集步驟S221之后停止混合物的供應(yīng)并且降低 筒體的旋轉(zhuǎn)速度從而用勺形刮刀排出殘留在筒體內(nèi)的化學(xué)溶液的化學(xué)溶液排出步驟S222 ； 以及在化學(xué)溶液排出步驟S222之后通過移動(dòng)勺形刮刀去除筒體內(nèi)所收集硅粉的硅粉去除 步驟S223。
如圖7至10所示，提純離心機(jī)300主要包括基座310 ；水平安裝于基座310上的 圓柱形外殼320 ；水平安裝于外殼320內(nèi)從而可旋轉(zhuǎn)的筒體330 ；被安裝為與動(dòng)力傳動(dòng)單元 連接從而旋轉(zhuǎn)筒體330的馬達(dá)340 ；用于排出筒體330內(nèi)分離出的硅粉的出口管350 ；用于 排出單獨(dú)收集在筒體330內(nèi)表面上的硅粉S的勺形刮刀360 ；以及用于將硅粉和化學(xué)溶液 混合物供至筒體330內(nèi)的供應(yīng)管370。如圖7和8所示，基座310包括形成為具有厚度的方形板的上基座311 ；形成為 與上基座311對(duì)應(yīng)的下基座312 ；以及位于上基座311與下基座312之間的多個(gè)緩沖部件 313。通常，緩沖部件313使用具有彈性的橡膠以吸收法向(normal)沖擊。如圖7至10所示，外殼320形成為圓柱形并且水平安裝于基座310上。排水管321 從外殼320向下形成。在筒體330內(nèi)從其中分離出硅粉S的混合物流體通過排水管321被 排出。旋轉(zhuǎn)軸外殼344安裝于外殼320的一側(cè)處。連接于筒體330的旋轉(zhuǎn)軸343安裝于 旋轉(zhuǎn)軸外殼344內(nèi)，這在后面將進(jìn)行描述。蓋子322位于外殼320的另一側(cè)處。如圖9所示，筒體330形成為圓柱形并且水平安裝從而在外殼320內(nèi)旋轉(zhuǎn)。筒體 330的一側(cè)被支撐從而繞安裝于旋轉(zhuǎn)軸外殼344內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸343旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸外殼344隨 著旋轉(zhuǎn)軸343的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。如圖9至12所示，筒體330的另一側(cè)包括孔口 331。除了從 被供至筒體330內(nèi)的混合物分離出的硅粉S外的流體穿過孔口 331被排出，從而通過外殼 320的排水管321被排至外部。如圖9至12所示，在筒體330另一側(cè)處形成的孔口 331的尺寸小于筒體330的內(nèi) 徑，從而避免單獨(dú)收集在筒體330內(nèi)表面上的硅粉S穿過孔口 331被排出。馬達(dá)340被安裝于基座310的一側(cè)，用于通過動(dòng)力傳動(dòng)單元旋轉(zhuǎn)筒體330。如圖7 所示，馬達(dá)340包括驅(qū)動(dòng)皮帶輪341 ；通過帶可操作地連接于驅(qū)動(dòng)皮帶輪341的從動(dòng)皮帶 輪342 ；以及可操作地連接于從動(dòng)皮帶輪342的旋轉(zhuǎn)軸343。馬達(dá)340與控制器電連接，這樣筒體330的驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)受到控制器的控制。如圖9所示，出口管350穿過外殼320的蓋子322并且穿過筒體330的孔口 331 安裝于筒體330內(nèi)側(cè)，從而排出單獨(dú)收集在筒體330內(nèi)的硅粉S。如圖9至12所示，出口管350包括形成于筒體330內(nèi)側(cè)的入口 351 ；以及用于將 通過勺形刮刀360 (后面將描述)供應(yīng)的硅粉S引導(dǎo)至入口 351的導(dǎo)板352。如圖11所示，出口管350還可包括在出口 350內(nèi)側(cè)形成有螺形翼瓣的螺桿軸 354，從而輕易將流入入口 351的硅粉S排至外部；以及旋轉(zhuǎn)螺桿軸354的螺桿軸馬達(dá)355。 出口 353形成于出口管350的一側(cè)處。螺桿軸馬達(dá)355與控制器電連接，這樣控制器控制螺桿軸354的驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。如圖7至12所示，勺形刮刀360被安裝于筒體330內(nèi)側(cè)從而從筒體330的旋轉(zhuǎn)中 心向外移動(dòng)并且將單獨(dú)收集在筒體330內(nèi)表面上的硅粉供至出口管350的入口 351。勺形刮刀360借助移位器從筒體330內(nèi)側(cè)(旋轉(zhuǎn)中心)向外移動(dòng)。如圖7至10 所示，移動(dòng)勺形刮刀360的移位器包括其一側(cè)穿過外殼320的蓋子322且另一側(cè)安裝于勺 形刮刀360處同時(shí)與筒體的旋轉(zhuǎn)中心偏心設(shè)置的勺形刮刀軸363 ；固定地安裝為可操作地 連接于勺形刮刀軸363末端的凸輪連桿362 ；以及被安裝為在凸輪連桿362內(nèi)通過銷樞轉(zhuǎn) 的膨脹和收縮活塞361。如圖7和8所示，制動(dòng)器365被安裝于外殼320的蓋子322的一側(cè)處從而限制凸輪連桿362的樞轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪連桿362在膨脹和收縮活塞361的作用下繞勺形刮刀軸363旋轉(zhuǎn)并且勺形 刮刀軸363由于凸輪連桿362的旋轉(zhuǎn)被旋轉(zhuǎn)時(shí)，移位器將勺形刮刀360從筒體330的中心 向外或向內(nèi)移動(dòng)，如圖10至12所示。在勺形刮刀360的末端處安裝有壓力傳感器364。壓力傳感器364測量對(duì)勺形刮刀360施加的壓力從而辨別被勺形刮刀360引導(dǎo)的 材料?？刂破骺刂苹钊?61的膨脹和收縮并且因此控制勺形刮刀360的移動(dòng)?？刂破骰?于被傳至壓力傳感器364的信號(hào)來辨別被勺形刮刀360導(dǎo)入硅粉和化學(xué)溶液(流體)中的 材料。如圖9所示，供給管370穿過外殼320的蓋子322并且被安裝于筒體330的開口 331內(nèi)從而將混合物供至筒體330內(nèi)。因?yàn)樵跀嚢杵鲀?nèi)攪拌的硅粉和化學(xué)溶液的混合物被供至供給管370，控制器控制 供至供給管370的混合物的供應(yīng)。為此，通常在供給管370的開口內(nèi)安裝閥從而控制供至 供給管370的混合物。外殼320、筒體330、出口管350、勺形刮刀360等都涂覆有聚四氟乙烯，從而避免外 來物混入正在提純的硅粉內(nèi)。干燥步驟S300干燥提純的高純度硅粉，優(yōu)選在真空干燥器內(nèi)進(jìn)行干燥。包裝步驟S400包裝所干燥的硅粉。提純步驟S200、干燥步驟S300和包裝步驟S400在干凈的房間內(nèi)進(jìn)行以得到高純 度的硅粉。已經(jīng)使用優(yōu)選的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。但是，要了解本發(fā)明的范圍 不受到所公開實(shí)施例的限定。相反，本發(fā)明的范圍意圖包括在利用現(xiàn)有已知或未來的技術(shù) 和等價(jià)物的本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力之內(nèi)作出的不同的改進(jìn)和可選設(shè)置。因此權(quán)利要求的范 圍應(yīng)當(dāng)被給予最廣義的解讀，從而包括所有這樣的改進(jìn)和類似設(shè)置。
權(quán)利要求
一種從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法，包括從廢料漿回收硅粉的收集步驟(S100)，其中收集步驟(S100)將廢料漿供至收集離心機(jī)(100)并且采用離心分離法從廢料漿中收集硅粉，該收集離心機(jī)內(nèi)水平安裝有筒體和螺桿軸，并且筒體馬達(dá)(M1)和螺桿軸馬達(dá)(M2)被安裝為獨(dú)立地控制筒體和螺桿軸的旋轉(zhuǎn)；以及對(duì)從廢料漿中收集的硅粉進(jìn)行提純的提純步驟(S200)，其中提純步驟(S200)包括將收集步驟(S100)中收集的硅粉與其中酸作為主要成分且溶解雜質(zhì)的化學(xué)溶液混合的攪拌步驟(S210)；以及將攪拌步驟(S210)中混合的混合物供至提純離心機(jī)(300)并且分離硅粉的分離步驟(S220)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在真空干燥器內(nèi)干燥提純步驟(S200)中提純的硅粉的干燥步驟(S300)；以及包裝在干燥步驟(S300)中所干燥硅粉的包裝步驟(S400)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提純步驟(S200)以如下順序交替地進(jìn)行形 成混合物的攪拌步驟(S210)和分離硅粉的分離步驟(S220)攪拌步驟一分離步驟一攪拌 步驟一分離步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用收集離心機(jī)(100)的收集步驟(S100) 包括在筒體內(nèi)表面上收集硅粉的硅粉收集步驟(SllO)，其中步驟(SllO)高速旋轉(zhuǎn)筒體從 而將廢料漿分離為硅粉和流體，并且從廢料漿中將硅粉收集在筒體的內(nèi)表面，這樣在供給 廢料漿且停止螺桿軸的同時(shí)使流體被排至流體出口 ；以及將收集在筒體內(nèi)表面上的硅粉排出的硅粉排出步驟(S120)，其中步驟(S120)降低筒 體的旋轉(zhuǎn)速度以將收集的硅粉保持在筒體內(nèi)表面上，并且在中斷廢料漿的供給且旋轉(zhuǎn)螺桿 軸的同時(shí)排出收集在筒體內(nèi)表面上的硅粉。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用提純離心機(jī)(300)的分離步驟(S220) 包括將混合物供至筒體內(nèi)并且高速旋轉(zhuǎn)筒體以從混合物中分離出硅粉(S)和化學(xué)溶液并 將硅粉(S)收集在筒體內(nèi)的硅粉收集步驟(S221)；在硅粉收集步驟(S221)之后停止混合 物的供應(yīng)、降低筒體的旋轉(zhuǎn)速度、且用勺形刮刀排出殘留在筒體內(nèi)的化學(xué)溶液的化學(xué)溶液 排出步驟(S222)；以及在化學(xué)溶液排出步驟(S222)之后通過移動(dòng)勺形刮刀去除筒體內(nèi)所 收集硅粉的硅粉去除步驟(S223)。
全文摘要
提供了一種通過從半導(dǎo)體的后處理步驟的背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中收集和提純硅粉以回收硅粉的方法，并且更特別地提供了一種采用如下步驟回收硅粉的方法利用收集離心機(jī)從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中收集低純度硅粉；將從收集離心機(jī)收集的硅粉與化學(xué)溶液混合以溶解雜質(zhì)；并且通過使用提純離心機(jī)將與化學(xué)溶液混合的硅粉提純?yōu)楦呒兌裙璺?。用于從背面研磨過程產(chǎn)生的廢料漿中回收硅粉的方法包括從廢料漿回收硅粉的收集步驟(S100)，其中收集步驟(S100)將廢料漿供至收集離心機(jī)(100)并且采用離心分離法從廢料漿中收集硅粉，該收集離心機(jī)內(nèi)水平安裝有筒體和螺桿軸，并且筒體馬達(dá)(M1)和螺桿軸馬達(dá)(M2)被安裝為獨(dú)立地控制筒體和螺桿軸的旋轉(zhuǎn)；對(duì)從廢料漿收集的硅粉進(jìn)行提純的提純步驟(S200)，其中提純步驟(S200)包括將收集步驟(S100)中收集的硅粉與其中酸作為主要成分且溶解雜質(zhì)的化學(xué)溶液混合的攪拌步驟(S210)；以及將攪拌步驟(S210)中混合的混合物供至提純離心機(jī)(300)并且分離硅粉的分離步驟(S220)；在真空干燥器內(nèi)干燥提純步驟(S200)中提純的硅粉的干燥步驟(S300)；以及包裝在干燥步驟(S300)中所干燥硅粉的包裝步驟(S400)。
文檔編號(hào)B04B3/04GK101959605SQ200980107539
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者林承龍, 金圣信 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Silfine