專利名稱：硅片清洗劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子工業(yè)清洗技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種清洗劑，具體涉及一種硅片清洗劑。
背景技術(shù)：
在光伏和半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)過程中，尤其是在用于制造太陽能電池的太陽能硅片生產(chǎn)過程中，往往有一些雜質(zhì)附著在硅片表面上，需要對硅片進行清洗，才能得到合格產(chǎn)品。 太陽能硅片是制造太陽能電池的基礎(chǔ)，它的表面狀態(tài)會影響到電池的可靠性和成品率，因此對太陽能硅片的表面清洗要求較高。常規(guī)的硅片清洗劑由于配方的原因而具有如下缺點清洗時間較長，一般需要5-20分鐘，清洗效果不理想，會出現(xiàn)花片，即清洗后的硅片表面會出現(xiàn)殘留物斑跡，對硅片表面腐蝕較嚴重等。例如，CN101020866A公開了一種太陽能硅片清洗劑，該清洗劑清洗效果一般，尤其對硅片上附著的金屬雜質(zhì)的清洗效果還不理想， 清洗后硅片表面發(fā)暗，并且該清洗劑對硅片的腐蝕較嚴重，清洗良品率降低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中硅片清洗劑的上述缺點，本發(fā)明提供一種硅片清洗劑，該清洗劑通過對其所含的表面活性劑的種類和含量比的選擇，獲得了一種既不會對硅片表面造成嚴重腐蝕、又具有極佳的清洗效果的高效硅片清洗劑。根據(jù)本發(fā)明的硅片清洗劑含有表面活性劑、助溶劑、金屬絡(luò)合物、懸浮劑、硅片腐蝕劑和水，優(yōu)選去離子水，其特征在于，所述的表面活性劑含有水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑，所述水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑的重量比為1 10至1 40。優(yōu)選地，水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑的重量比為 1 14 至 1 25?；诒景l(fā)明所述的硅片清洗劑的總重量，上述各組分的含量分別優(yōu)選為10-30% 重量，更優(yōu)選10-25 %重量的表面活性劑；2-6 %重量，更優(yōu)選3-5 %重量的助溶劑，2-6 % 重量，更優(yōu)選3-5 %重量的金屬絡(luò)合物，0. 5-1. 5 %重量，更優(yōu)選0. 5-1 %重量的懸浮劑， 10-25%重量，更優(yōu)選15-20%重量的硅片腐蝕劑和適量的水。本發(fā)明所述的硅片清洗劑可以由上述組分組成，也可以進一步包含硅片清洗劑的其他常規(guī)組分，例如通常用來調(diào)整腐蝕速度的反蝕劑，所述反蝕劑可選自硅酸鹽，例如硅酸鈉。這些其他常規(guī)組分可以以包含于硅片清洗劑中的常規(guī)量存在于本發(fā)明的硅片清洗劑中。在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，基于硅片清洗劑的總重量，水溶性含氟非離子表面活性劑的含量為0. 5-1. 5%重量，更優(yōu)選0. 5-1%重量。在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述水溶性含氟非離子表面活性劑選自全氟烷基乙氧基醚醇(例如可購自哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司，牌號S-201)、全氟烷基乙氧基甲醚(例如可購自哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司，牌號S-2(^)或其組合。在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述醇醚類表面活性劑選自脂肪醇聚氧乙烯(7)醚(例如可購自邢臺藍星助劑廠，牌號AE0-7)、脂肪醇聚氧乙烯(9)醚(例如可購自邢臺藍星助劑廠，牌號AE0-9)或其組合。除了水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑，本發(fā)明硅片清洗劑還可以含有其他表面活性劑，例如酚醚類表面活性劑，如烷基酚聚氧乙烯(10)醚、烷基酚聚氧乙烯(1 醚或其組合。本發(fā)明硅片清洗劑含有金屬絡(luò)合物。金屬絡(luò)合物具有很強的螯合能力，可以有效地螯合水中微量的多價金屬離子，如鈣、鎂、鉛、鋅、鎳、鐵、銅和錳。在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述金屬絡(luò)合物選自以下的一種或多種乙二胺四乙酸二鈉，檸檬酸鈉，乙二胺四乙酸，氮川三乙酸和氮川三乙酸鈉。懸浮劑可使硅片表面極其細小的顆粒，如碳化硅，硅粉等，穩(wěn)定地懸浮在水中，避免清洗過程中再次吸附在硅片表面，造成二次污染。在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述懸浮劑選自馬來酸-丙烯酸共聚物、羧甲基纖維素鈉或其組合。助溶劑能使清洗劑各組分更好地互溶在一起。在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述助溶劑選自乙酸乙酯、乙二醇丁醚或其混合物。硅片腐蝕劑可去除硅片表面的切割損壞層，而同時又不會造成過度的腐蝕。在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述硅片腐蝕劑選自以下的一種或多種氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉。這些優(yōu)選的腐蝕劑可與硅反應(yīng)形成溶于水的硅酸鹽，可很好地去除硅片的切割損壞層，而同時又對硅片表面不會造成嚴重的腐蝕。本發(fā)明所述的硅片清洗劑可以通過將各組分直接混合均勻而制備。本發(fā)明所述的硅片清洗劑用于在硅晶棒或硅晶錠切割成片后對硅片進行清洗的方法如下為延長清洗劑的壽命，可以將經(jīng)過切割后的硅片用水，優(yōu)選去離子水預(yù)清洗，然后將硅片浸入盛有清洗劑的清洗槽中(本發(fā)明清洗劑在使用前須經(jīng)水稀釋，其中清洗劑與水的稀釋比為1 10至1 30，較佳范圍為1 15至1 25)，并輔以超聲波來加強其清洗效果，清洗時間例如為3. 5-5分鐘，清洗溫度例如為50-60°C。本發(fā)明的硅片清洗劑可使硅片表面極其細小的顆粒，如碳化硅，硅粉等，穩(wěn)定地懸浮在水中，避免再次吸附在硅片表面，造成二次污染。使用本發(fā)明清洗劑既不會對硅片表面造成嚴重腐蝕、又具有極佳的清洗效果，尤其對硅片上附著的金屬雜質(zhì)具有極佳的清洗效果。而且本發(fā)明清洗劑的清洗時間也較短。本發(fā)明的硅片清洗劑適用于光伏和半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)過程中的硅片清洗，優(yōu)選地用于太陽能硅片清洗。


圖1為用本發(fā)明實施例1所制得的硅片清洗劑和CN101020866A實施例1公開的不含水溶性含氟非離子表面活性劑的對比清洗劑分別清洗硅片后，硅片表面金屬含量的數(shù)據(jù)示意圖。圖2為用本發(fā)明實施例1所制得的硅片清洗劑和CN101020866A實施例1公開的不含水溶性含氟非離子表面活性劑的對比清洗劑分別清洗硅片后，硅片表面腐蝕厚度的數(shù)據(jù)示意圖。
以下通過實施例進一步說明本發(fā)明，這些實施例不應(yīng)被理解為對本發(fā)明的限制。 除非另有說明，本發(fā)明中的百分比均為重量百分比。
具體實施例方式實施例1將脂肪醇聚氧乙烯(7)醚(邢臺藍星助劑廠生產(chǎn)的AE0-7) 1.5千克，全氟烷基乙氧基醚醇(哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司生產(chǎn)的s-201)0. 1千克，乙二醇丁醚0. 4千克， 乙二胺四乙酸二鈉0.4千克，馬來酸-丙烯酸共聚物(山東省泰和水處理有限公司生產(chǎn)的 MA-AA)0. 1千克，氫氧化鉀2千克和去離子水5. 5千克混合均勻，配成10千克的清洗劑。實施例2將脂肪醇聚氧乙烯(7)醚(邢臺藍星助劑廠生產(chǎn)的AE0_7)2千克，全氟烷基乙氧基醚醇(哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司生產(chǎn)的s-201)0. 1千克，乙二醇丁醚0. 4千克， 乙二胺四乙酸二鈉0.4千克，馬來酸-丙烯酸共聚物(山東省泰和水處理有限公司生產(chǎn)的 MA-AA)0. 1千克，氫氧化鉀2千克和去離子水5千克混合均勻，配成10千克的清洗劑。實施例3將脂肪醇聚氧乙烯(7)醚(邢臺藍星助劑廠生產(chǎn)的AE0-7) 1.1千克，全氟烷基乙氧基醚醇(哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司生產(chǎn)的s-201)0. 1千克，乙酸乙酯0. 3千克， 乙二胺四乙酸二鈉0.4千克，馬來酸-丙烯酸共聚物(山東省泰和水處理有限公司生產(chǎn)的 MA-AA)0. 1千克，氫氧化鉀1. 5千克和去離子水6. 5千克混合均勻，配成10千克的清洗劑。實施例4將脂肪醇聚氧乙烯(7)醚(邢臺藍星助劑廠生產(chǎn)的AE0_7)2.4千克，全氟烷基乙氧基醚醇(哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司生產(chǎn)的s-201)0. 1千克，乙二醇丁醚0. 5千克， 乙二胺四乙酸二鈉0.4千克，馬來酸-丙烯酸共聚物(山東省泰和水處理有限公司生產(chǎn)的 MA-AA)0. 1千克，氫氧化納2千克和去離子水4. 5千克混合均勻，配成10千克的清洗劑。實施例5將脂肪醇聚氧乙烯(9)醚(邢臺藍星助劑廠生產(chǎn)的AE0_9)2千克，全氟烷基乙氧基甲醚(哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司生產(chǎn)的S-202)0. 1千克，乙二醇丁醚0. 4千克，乙二胺四乙酸二鈉0. 4千克，羧甲基纖維素鈉0. 1千克，氫氧化鉀2千克和去離子水5千克混合均勻，配成10千克的清洗劑。實施例6將脂肪醇聚氧乙烯(7)醚(邢臺藍星助劑廠生產(chǎn)的AE0-7) 1.5千克，全氟烷基乙氧基醚醇(哈爾濱雪佳氟硅化學(xué)有限公司生產(chǎn)的s-201)0. 1千克，乙二醇丁醚0. 4千克， 乙二胺四乙酸二鈉0.4千克，馬來酸-丙烯酸共聚物(山東省泰和水處理有限公司生產(chǎn)的 MA-AA) 0. 1千克，氫氧化鉀2千克，硅酸鈉0. 1千克，碳酸鈉0. 1千克和去離子水5. 3千克混合均勻，配成10千克的清洗劑。硅片清洗分別用本發(fā)明實施例1-6所得的硅片清洗劑和作為對比清洗劑的CN101020866A 實施例1公開的不含水溶性含氟非離子表面活性劑的清洗劑清洗硅片。具體清洗方法如下將實施例1-6配制的10千克清洗劑和CN101020866A實施例1公開的不含水溶性含氟非離子表面活性劑的10千克清洗劑分別加入到容量為200千克的超聲波清洗槽中，加入190 千克去離子水，混勻，然后將硅片浸入盛有清洗劑的清洗槽中，并輔以超聲波來加強其清洗效果，清洗時間為4分鐘，清洗溫度為55°C。用本發(fā)明實施例1-6所得的硅片清洗劑清洗后的硅片經(jīng)目測不發(fā)暗、無花片、無斑點、無明顯殘留物(比如水漬)。試驗例1 表面金屬含量測定將分別用本發(fā)明實施例1所得的硅片清洗劑和CN101020866A實施例1公開的不含水溶性含氟非離子表面活性劑的清洗劑清洗后的硅片分別浸泡在氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸與硝酸的混合比例為1 幻中2分鐘，從而將硅片表面的金屬離子溶于該浸泡液中，然后使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-0EQ測試硅片浸泡液中的金屬離子含量，并相應(yīng)地換算為單位硅片面積上的金屬原子數(shù)目，測試結(jié)果如圖1所示，縱坐標為單位面積上的原子數(shù)目，橫坐標為金屬原子的種類。從結(jié)果可以看到，與對比清洗劑相比，使用本發(fā)明清洗劑清洗的硅片表面，銅、鐵金屬含量明顯更低。試驗例2 硅片腐蝕厚度測定使用分析天平(精確度為0. 0001克)，稱量分別用本發(fā)明實施例1-6所得的硅片清洗劑和CN101020866A實施例1公開的不含水溶性含氟非離子表面活性劑的清洗劑清洗前后硅片質(zhì)量的差異，通過質(zhì)量差異分析來計算硅片的腐蝕厚度硅片腐蝕厚度=質(zhì)量差異/ (硅的密度*硅片表面積)。結(jié)果顯示，與對比清洗劑相比，使用本發(fā)明清洗劑清洗的硅片的腐蝕厚度明顯更低。
權(quán)利要求
1.硅片清洗劑，含有表面活性劑、助溶劑、金屬絡(luò)合物、懸浮劑、硅片腐蝕劑和水，優(yōu)選去離子水，其特征在于，所述的表面活性劑含有水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑，所述水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑的重量比為1 10至 1 40，優(yōu)選重量比為1 14至1 25。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片清洗劑，其包含10-30%重量，優(yōu)選10-25%重量的表面活性劑，2-6%重量，優(yōu)選3-5%重量的助溶劑，2-6%重量，優(yōu)選3-5%重量的金屬絡(luò)合物， 0. 5-1. 5%重量，優(yōu)選0. 5-1%重量的懸浮劑，10-25%重量，優(yōu)選15-20 %重量的硅片腐蝕劑和適量的水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅片清洗劑，其特征在于基于清洗劑的總重量，水溶性含氟非離子表面活性劑的含量為0. 5-1. 5%重量，優(yōu)選0. 5-1. 0%重量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一項所述的硅片清洗劑，其特征在于，所述水溶性含氟非離子表面活性劑選自全氟烷基乙氧基醚醇、全氟烷基乙氧基甲醚或其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之任一項所述的硅片清洗劑，其特征在于，所述醇醚類表面活性劑選自脂肪醇聚氧乙烯(7)醚、脂肪醇聚氧乙烯(9)醚或其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之任一項所述的硅片清洗劑，其特征在于，所述金屬絡(luò)合物選自以下的一種或多種乙二胺四乙酸二鈉，檸檬酸鈉，乙二胺四乙酸，氮川三乙酸和氮川三乙酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之任一項所述的硅片清洗劑，其特征在于，所述懸浮劑選自馬來酸-丙烯酸共聚物、羧甲基纖維素鈉或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之任一項所述的硅片清洗劑，其特征在于，所述助溶劑選自乙酸乙酯、乙二醇丁醚或其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之任一項所述的硅片清洗劑，其特征在于，所述硅片腐蝕劑選自以下的一種或多種氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之任一項所述的硅片清洗劑，其特征在于，所述的表面活性劑還含有酚醚類表面活性劑，所述酚醚類表面活性劑優(yōu)選選自烷基酚聚氧乙烯(10)醚、烷基酚聚氧乙烯(1 醚或其組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅片清洗劑，含有表面活性劑、助溶劑、金屬絡(luò)合物、懸浮劑、硅片腐蝕劑和水，其特征在于，所述的表面活性劑含有水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑，所述水溶性含氟非離子表面活性劑和醇醚類表面活性劑的重量比為1∶10至1∶40。本發(fā)明公開的硅片清洗劑既不會對硅片表面造成嚴重腐蝕、又具有極佳的清洗效果。
文檔編號C11D3/60GK102477358SQ20101056627
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者朱戰(zhàn)軍, 胡亞蘭, 薛抗美, 陳龍, 黃春來 申請人:江蘇協(xié)鑫硅材料科技發(fā)展有限公司