晶圓切割廢棄物資源化之研究

A study on Recovery of Silicon Wafer Cutting Slurry

許致瑋(Chih-Wei Hsu)

指導教授 ： 鄭大偉

國立臺北科技大學/工程學院/資源工程研究所/碩士(2014年)

摘要

近年來科技快速發展，能源的需求日益漸增，替代能源之發展為現今相當重要之議題。太陽能為再生能源之一，其符合現今永續發展之條件，但其於矽晶圓切割製程中會產生大量切割廢棄物，這些廢棄物中除切割油外，還包含碳化矽、矽，若能有效回收再利用，不僅解決廢棄物衍生之問題，同時能降低生產成本。
本研究利用物理分選的技術，搭配添加微量酸、鹼進行純化，回收矽晶圓切割廢棄物中的碳化矽及矽，使其資源化再利用。研究分為三階段，第一階段以濕式渦錐將矽晶圓切割廢棄物分為碳化矽及矽兩項產品，第二階段及第三階段則分別針對碳化矽及矽進行純化，僅以物理分選技術處理可回收純度為98 %的碳化矽及79 %的矽；添加微量酸鹼處理後則可回收純度99.8 %碳化矽及83.5 %之矽，其中碳化矽回收率可達88%以上，達到廢棄物減量、同時回收再利用以降低原料需求之目的。

關鍵字

矽晶圓 ； 物理分選 ； 碳化矽 ； 矽 ； 濕式渦錐 ； 離心機 ； 沉降

並列摘要

This study deals with the recovery of silicon carbide and silicon from silicon wafer cutting slurry waste by series processing. The slurry contained silicon carbide abrasives, silicon, glycol and metals generated by slicing silicon ingots in the wire-saw process was conducted. Hydrocyclone was applied to separate the silicon and silicon carbide with its different density and particles size. The experiment parameters investigated were diameter of hydrocyclone, size of spigot, feed pressure, pulp density and the series of connection of hydrocyclone. Experiment result shown that the grade of silicon carbide can be reached 97.8 % by two stage hydrocyclone seperation. The optimum conditions for the maximum grade of 99.8 % of silicon carbide were further treated by 0.1 M hydrochloric acid and sodium hydroxide.

並列關鍵字

Silicon wafer ； Classification ； Silicon carbide ； Silicon ； Hydrocyclone ； Centrifuge ； Settlement

參考文獻

吳弘任，焚化底渣洗選及資源化之研究，碩士論文，國立台北科技大學資源工程研究所，台北，2012。

林彥志，矽泥中矽粉之回收，博士論文，國立臺灣大學化學工程學系，台北，2010。

施郁霈，自矽泥廢料中回收切割液之研究，碩士論文，國立台北科技大學資源工程研究所，2011。

何昇陽，膜過濾法回收切割液以及改良沉降單元分離矽和碳化矽，碩士論文，國立台北科技大學資源工程研究所，台北，2012。

譚兆鵬，自矽晶切片廢渣中回收矽與碳化矽之研究，碩士論文，國立台北科技大學資源工程研究所，2013。