CN102304444A - 环保型太阳能级硅片水基清洗剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能级硅片清洗剂，具体是涉及一种用于太阳能级硅片清洗的环保型水基清洗剂。本发明环保型太阳能级硅片水基清洗剂，无需复杂的制备工艺，仅通过简单的复配混合即可，大大地提高了生产的效率；清洗剂安全环保，不含有毒有害成分，与传统硅片清洗剂相比，常温使用，清洗效率高，对硅片无过腐蚀，并且成本有所下降。
Description
技术领域
本发明公开了一种太阳能级硅片清洗剂，具体是涉及一种用于太阳能级硅片清洗的环保型水基清洗剂。
背景技术
太阳能级硅片表面的洁净度及表面态对高质量的硅器件工艺至关重要，如果表面质量达不到要求，无论其他工艺步骤控制得多么优秀，都不可能获得高质量的太阳能级硅片器件。
硅片表面上存在的污染物主要是粒子、金属、有机物、湿气分子和自然氧化物中的一种或几种。目前，硅片清洗方法大致可分为化学清洗、超声清洗、兆声清洗、声光清洗、离心清洗、气相干洗和高压喷洗等。
其中化学清洗又可分为RCA清洗和临界流体清洗等。目前生产线上常常把多种清洗方法串联起来使用。RCA清洗由WernerKern于1965年在N·J·Prin-ceton的RCA实验室首创，并由此得名，RCA清洗是一种典型的湿式化学清洗。在RCA清洗工艺中主要使用两组混合化学试剂。第1种(SC-1)是NH4OH、H2O2和H2O，比例为1∶1∶5；第2种(SC-2)为HCl、H2O2和H2O，比例亦为1∶1∶5。此工艺分为氧化、络合处理两个过程。使用H2O2-NH4OH和H2O2-HCl液，温度控制在75-80℃。H2O2在高pH值时为强氧化剂破坏有机沾污，其分解为H2O和O2。NH4OH对许多金属有强的络合作用。SC-2中的HCl靠溶解和络合作用形成可溶的碱或金属盐，此符合硅片清洗的主要要求。但该清洗方法也存在有诸多弊端，如其处理均在高温过程中进行，要消耗大量的液体化学品和超纯水。同时要消耗大量的空气来抑制化学品蒸发，使之不扩散到洁净室。同时，由于化学试剂的作用，加大了硅片的粗糙度。因此，发明新型清洗技术成为半导体工业中的迫切需求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种使用效果良好的环保型太阳能级硅片水基清洗剂。
本发明采用的技术方案如下：
环保型太阳能级硅片水基清洗剂，其特征在于，由如下重量配比的原料组成：
柠檬酸20～40份
非离子型表面活性剂5～15份
pH调节剂15～20份
螯合剂10～20份
去离子水300～450份。
较为完善的是，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
较为完善的是，所述pH调节剂为醋酸。
较为完善的是，所述螯合剂为乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、聚天门冬氨酸中的一种或两种。
进一步，所述清洗剂呈荧光黄色透明液体，所述清洗剂的使用温度为常温。
为了使新型半导体清洗工艺对硅片的清洗达到满意的效果，在对硅片清洗时既要考虑清洗剂本身，又要对清洗工艺进行研究，清洗剂主要中主要起清洗作用的为表面活性剂。下面结合利用表面活性剂有效去除ULSI衬底硅片表面吸附颗粒，具体说明表面活性剂去除硅片表面颗粒的原理：颗粒在硅片上首先是以色散力和范德华力形成的物理吸附，然后逐渐形成紧密的化学键合吸附，很难去除。所以，清除硅片表面颗粒最重要的是保证它不会与硅片形成化学键合吸附。当颗粒以物理吸附的形式吸附于硅片表面时，颗粒与硅片以色散力和范德华力作用，随着溶液分子的热运动，颗粒会在硅片表面作微小位移，硅片表面的断裂键会与颗粒不断的吸引和拉开，此时向溶液中加入表面活性剂，活性剂分子会借助于润湿作用迅速在硅片和颗粒表面铺展开，形成一层致密的保护层。由于活性剂分子亲水基会与硅片表面形成多点吸附，颗粒在硅片表面移动时，渗透压使溶液中自由的活性剂分子及已吸附的活性剂分子的亲水基上未吸附的自由部分积极地向硅片与颗粒的接触缝隙间伸入，随时与硅片和颗粒上出现的剩余自由键相吸引、结合，促使硅片与颗粒间作用的力键越来越少，颗粒与硅片的吸附力场不断减弱，最终将整个颗粒从硅片表面分离开，活性剂分子在硅片和颗粒表面形成致密的质点保护层，防止颗粒与硅片形成二次吸附，至此完成了颗粒从硅片表面的解吸。
表面活性剂种类很多，其中非离子型表面活性剂由于其具有不受酸、碱和电解质影响，具有较强的渗透力等许多优点，可很好的满足硅片清洗剂的需要。
本发明环保型太阳能级硅片水基清洗剂，利用表面活性剂的复配性能，提高了表面去污力及保持清洁度的持续性，同时可使硅片洗后无水痕，更加光亮，对于单晶硅片等物料具有良好的清洁效果，并且提高了清洗速度和耐用性能。配制浓度低、用料少，不仅降低了用户的使用成本，还减少了污水排放，达到了节能减排的目的。
本发明环保型太阳能级硅片水基清洗剂，无需复杂的制备工艺，仅通过简单的复配混合即可，大大地提高了生产的效率；清洗剂安全环保，不含有毒有害成分，与传统硅片清洗剂相比，常温使用，清洗效率高，对硅片无过腐蚀，并且成本有所下降。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
环保型太阳能级硅片水基清洗剂，由如下重量配比的原料组成：
柠檬酸20份
脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚15份
醋酸20份
乙二胺四乙酸10份
去离子水350份。
通过简单的复配混合，即可制成环保型的用于太阳能级硅片清洗的水基清洗剂，清洗剂呈荧光黄色透明液体，使用温度为常温。
实施例2
环保型太阳能级硅片水基清洗剂，由如下重量配比的原料组成：
柠檬酸40份
脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚磷酸酯10份
醋酸17份
氨基三乙酸17份
去离子水450份。
实施例3
环保型太阳能级硅片水基清洗剂，由如下重量配比的原料组成：
柠檬酸35份
脂肪醇聚氧乙烯醚5份
醋酸15份
二亚乙基三胺五乙酸15份
去离子水380份。
实施例4
环保型太阳能级硅片水基清洗剂，由如下重量配比的原料组成：
柠檬酸30份
脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚磷酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚8份
醋酸18份
聚天门冬氨酸20份
去离子水400份。
实施例5
环保型太阳能级硅片水基清洗剂，由如下重量配比的原料组成：
柠檬酸25份
脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚和脂肪醇聚氧乙烯醚6份
醋酸16份
乙二胺四乙酸和氨基三乙酸13份
去离子水300份。
在用量和清洗条件基本相同时，采用本发明的清洗剂与现有传统工艺进行对比，经过实际生产应用，得出以下数据：
| 清洗剂种类 | 现有传统工艺 | 本发明实施例 |
| 清洗硅片数量 | 10000 | 17000 |
通过以上数据可以看出本发明对硅片清洗大大优于现有传统工艺，并且清洗效果好，能满足太阳能硅片的清洗需要。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.环保型太阳能级硅片水基清洗剂，其特征在于，由如下重量配比的原料组成：
柠檬酸20～40份
非离子型表面活性剂5～15份
pH调节剂15～20份
螯合剂10～20份
去离子水300～450份。
2.根据权利要求1所述的环保型太阳能级硅片水基清洗剂，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的环保型太阳能级硅片水基清洗剂，其特征在于，所述pH调节剂为醋酸。
4.根据权利要求1所述的环保型太阳能级硅片水基清洗剂，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、聚天门冬氨酸中的一种或两种。
5.根据权利要求1-4任何一项所述的环保型太阳能级硅片水基清洗剂，其特征在于，所述清洗剂呈荧光黄色透明液体。
6.根据权利要求1-4任何一项所述的环保型太阳能级硅片水基清洗剂，其特征在于，所述清洗剂的使用温度为常温。
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