[发明专利]一种蚀刻工艺废弃物资源化利用的方法

说明书

本发明提供了一种蚀刻工艺废弃物资源化利用的方法，所述方法包括以下步骤：将蚀刻工艺产生的废气进行吸收，得到氟硅酸溶液；将蚀刻工艺产生的废液进行蒸发处理，得到氨气和蒸发浓液；将所述氟硅酸溶液与氨水混合，反应得到二氧化硅水合物和含氟含铵溶液，所述含氟含铵溶液返回与所述废液混合；将所述蒸发浓液进行冷却结晶，得到氟化氢铵产品。本发明所述方法通过将蚀刻工艺产生的不同相态的废弃物分别进行处理，废气转化为二氧化硅水合物，废液经过蒸发、冷却结晶进行氟化氢铵的回收，实现蚀刻工艺废弃物的资源化利用；所述方法工艺简单，所用原料及操作成本较低，可有效解决废弃物容易造成的污染问题，应用范围广。

技术领域

本发明属于废弃物利用技术领域，涉及一种蚀刻工艺废弃物资源化利用的方法。

背景技术

随着半导体和微电子技术的快速发展，电子芯片的应用范围日益扩展，基于芯片精细化的需要，微观尺寸图案的蚀刻是影响芯片性能的重要因素。蚀刻技术是芯片生产的重要工艺，其中湿法蚀刻是利用一些特定化学试剂将待蚀刻薄膜部分分解，转化为可溶性化合物进入水相而达到蚀刻目的。根据芯片材质的选择，常用的蚀刻剂主要包括氢氟酸，通常以氟化铵作为缓冲剂与氢氟酸混合使用，以控制刻蚀速率，同时为提高润湿性还会加入有机类添加剂或表面活性剂，基于蚀刻液组分的复杂性，蚀刻完成后会产生废液以及废气，若未经处理直接排放，会造成严重环境损害。

基于蚀刻剂以及蚀刻芯片的选择，蚀刻工艺产生的废液中通常含有氟、铵等离子，同时也会含有酸根离子以及有机组分等，目前的处理工艺通常是采用沉淀法将水相中的氟以沉淀物进行固定，但往往会产生大量污泥，难以进行回收利用，且处理成本较高；除此之外，蚀刻过程中还会产生四氟化硅等废气，若难以直接被溶液吸收，则会以气体形式逸出，容易造成环境及人员损伤，而目前的蚀刻工艺通常并未涉及到对废气的处理。

CN 110104842A公开了一种含氟含铵蚀刻废水的处理方法，该方法包括如下步骤：向废水中加入碳铵，反应后固液分离，尾气通过水吸收；将固液分离的滤液和吸收尾气的水液通过反渗透系统进行浓缩，制得淡水和浓水；采用该淡水对固液分离所得固体，进行水洗，干燥后得到白炭黑，洗水再循环至反渗透处理；将白炭黑加入浓水中，再加入硼酸搅拌混匀，保温反应，而后过滤、烘干；将烘干后所得固体进行焙烧，得含硼杂原子分子筛。该方法对蚀刻废水的处理是将氟、铵等组分共同转化为其他物质，无法再次用于蚀刻工艺，且该方法操作步骤众多，原料及操作成本较高。

CN 106517244A公开了一种含氟蚀刻废液生产氟化氢铵的方法，包括下述步骤：将含氟蚀刻废液进行除杂处理，除去废液中的硫酸根离子、氯离子和硝酸根离子；除杂后的废液中通入液氨，直到没有新沉淀物产生，再加热将未反应的氨气排出回收处理，液体和沉淀物过滤分离得到滤液和滤渣；向得到的滤液中再加入氢氟酸，直到pH值不再变化，再经蒸发、结晶、洗涤、烘干、粉碎，得氟化氢铵产品。该方法通过额外加入氨来沉淀含硅组分，回收废液中的氟，但无法保证沉淀物的纯度以及氟的回收率，也未涉及到对可能产生的废气的处理。

综上所述，对于蚀刻工艺废弃物的处理及回收利用，还需要选择合适的处理工艺，使不同相态、种类的废弃物组分能够充分分离回收，提高产物的纯度，并简化工艺操作，降低成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种蚀刻工艺废弃物资源化利用的方法，所述方法通过将蚀刻工艺产生的不同相态的废弃物分别进行处理，并根据废弃物组分选择相应的转化工艺，分别回收得到二氧化硅水合物和氟化氢铵产品，实现蚀刻工艺废弃物的资源化利用；所述方法工艺简单，成本较低，可有效解决废弃物容易造成的污染问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种蚀刻工艺废弃物资源化利用的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将蚀刻工艺产生的废气进行吸收，得到氟硅酸溶液；将蚀刻工艺产生的废液进行蒸发处理，得到氨气和蒸发浓液；