반도체 공정에서 발생하는 폐실리콘 슬러지의 재활용을 통한 실리카 나노입자의 제조 및 합성법에 따른 형상 및 특성 비교 연구

A Comparative Study on Morphologies and Characteristics of Silica Nanoparticles Recycled from Silicon Sludge Waste of Semiconductor Process Based on Synthesis Methods

본 연구에서는 반도체 공정에서 발생하는 폐실리콘 슬러지를 활용하여 고부가가치의 실리카 나노입자로합성하는 방법들에 대한 비교 연구를 수행하였다. 상세히는, 폐실리콘 슬러지 내에 존재하는 금속과 유기 불순물을산세 처리를 통해 제거한 뒤 졸-겔법과 수열합성법을 통해 실리카 나노입자로 제조하였다. 두 가지 합성법을 통해제조된 실리카 나노입자에 대한 다양한 형상 및 특성 분석을 진행하였다. 그 결과, 졸-겔법으로 제조된 실리카나노입자는 순도가 높고 균일한 형상으로 합성되었으며, 수열합성법은 수율과 단순한 제조법의 이점을 확인할 수있었다. 본 비교 연구는 폐실리콘 슬러지에서 실리카 나노입자를 제조하는 두 가지 합성법에 대한 상세한 실험 결과를제시하여, 반도체 공정에서 발생하는 부산물을 활용한 고부가가치 소재 제조법 정립에 기여할 것으로 기대된다.

In this study, a comparative study is conducted on the synthesis methods for silica nanoparticle employing the silicon sludge waste generated from the semiconductor manufacturing processes. Specifically, acid-washed silicon sludge wastes with no impurities are employed as the precursors of sol-gel and hydrothermal methods for silica nanoparticles preparation. The morphologies and properties of silica nanoparticles synthesized via two synthetic methods are examined by various analysis methods. As a result, silica nanoparticles from the sol-gel method are fabricated with high purity and uniform shape, while the hydrothermal method exhibits advantages in yield and ease of synthetic process. This comparative study offers detailed experimental results on the two synthetic methods for silica nanoparticle synthesis, which may contribute to the establishment of manufacturing high-value materials using the by-products generated in the semiconductor process.