반도체 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지의 재활용을 위한 상압 저온가열법의 제안 (Proposal of Atmospheric Heating Method for Recycling Silicon Sludge from Semiconductor Process)

서지정보

· 발행기관 : 한국도시환경학회
· 수록지 정보 : 한국도시환경학회지 / 23권 / 3호 / 75 ~ 81페이지
· 저자명 : 윤창민

초록

본 연구에서는 실리콘 슬러지로부터 실라놀 전구체를 추출하지 않고 상압 저온가열법을 통해 실리카 나노입자를 제조하였으며, 기존의 수열합성법과 졸-겔법의 차이를 비교 분석하였다. 실리콘 슬러지의 산세처리를 통해 유기물과 금속 불순물을 제거한 실리콘 분말을 상압에서 가열하여 콜로이달 상태의 실리카 나노입자를 제조하였다. 상압가열법을 통해 제조한 실리카 나노입자는 수열합성법 및 졸겔법과 비교를 위해 형상 및 화학적 특성 분석을 진행하였다. 그 결과, 상압 저온가열법은 수열합성법 대비 균일하고 고순도의 실리카 나노입자가 제조됨을 확인할 수 있었다. 또한, 실리콘 슬러지 자체를 활용하기에 졸-겔법에 비해 높은 수득률의 실리카 나노입자가 합성되었다. 본 연구를 통해 반도체 공정에서 발생한실리콘 슬러지를 효과적으로 재활용하는 새로운 제조법에 대해 제시하였으며, 기존의 제조법에 비해 우수한 특성을 지니고 있어 환경적 측면에서 지속 가능한 방향성을 제공하는데 기여할 것으로 기대된다.

영어초록

In this study, silica nanoparticles are synthesized from silicon sludge using atmospheric heating method without extracting silanol precursor, in which the method is analyzed and compared with existing hydrothermal and sol-gel methods. Organic and metallic impurities in silicon sludge are removed by acid-washing process to obtain silicon powder, followed by heating the powder under atmospheric pressure to prepare silica nanoparticles. The morphological and chemical properties of as-synthesized silica nanoparticles are examined and compared with those obtained using conventional hydrothermal and sol-gel methods. As a result, silica nanoparticles fabricated by atmospheric heating method showed enhanced uniformity and higher purity compared to the nanoparticles synthesized by hydrothermal method. In addition, a higher yield of silica nanoparticles is synthesized compared to sol-gel method owing to the direct utilization of silicon sludge using atmospheric heating method. Accordingly, this study presents a novel approach for effectively recycling silicon sludge generated from semiconductor manufacturing process, which may contribute to providing continuous directions for protecting environment.

참고자료

· 없음