[發明專利]環保型太陽能級硅片水基清洗劑

有效

• 申請號: 201110217066.2
• 申請日: 2011-08-01
• 公開（公告）號: CN102304444A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 饒丹;劉萬青
• 申請（專利權）人: 合肥華清金屬表面處理有限責任公司
• 主分類號: C11D10/02
• 分類號: C11D10/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了一種太陽能級硅片清洗劑，具體是涉及一種用于太陽能級硅片清洗的環保型水基清洗劑。

背景技術

太陽能級硅片表面的潔凈度及表面態對高質量的硅器件工藝至關重要，如果表面質量達不到要求，無論其他工藝步驟控制得多么優秀，都不可能獲得高質量的太陽能級硅片器件。

硅片表面上存在的污染物主要是粒子、金屬、有機物、濕氣分子和自然氧化物中的一種或幾種。目前，硅片清洗方法大致可分為化學清洗、超聲清洗、兆聲清洗、聲光清洗、離心清洗、氣相干洗和高壓噴洗等。

其中化學清洗又可分為RCA清洗和臨界流體清洗等。目前生產線上常常把多種清洗方法串聯起來使用。RCA清洗由WernerKern于1965年在N·J·Prin-ceton的RCA實驗室首創，并由此得名，RCA清洗是一種典型的濕式化學清洗。在RCA清洗工藝中主要使用兩組混合化學試劑。第1種(SC-1)是NH₄OH、H₂O₂和H₂O，比例為1∶1∶5；第2種(SC-2)為HCl、H₂O₂和H₂O，比例亦為1∶1∶5。此工藝分為氧化、絡合處理兩個過程。使用H₂O₂-NH₄OH和H₂O₂-HCl液，溫度控制在75-80℃。H₂O₂在高pH值時為強氧化劑破壞有機沾污，其分解為H₂O和O₂。NH₄OH對許多金屬有強的絡合作用。SC-2中的HCl靠溶解和絡合作用形成可溶的堿或金屬鹽，此符合硅片清洗的主要要求。但該清洗方法也存在有諸多弊端，如其處理均在高溫過程中進行，要消耗大量的液體化學品和超純水。同時要消耗大量的空氣來抑制化學品蒸發，使之不擴散到潔凈室。同時，由于化學試劑的作用，加大了硅片的粗糙度。因此，發明新型清洗技術成為半導體工業中的迫切需求。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種使用效果良好的環保型太陽能級硅片水基清洗劑。

本發明采用的技術方案如下：

環保型太陽能級硅片水基清洗劑，其特征在于，由如下重量配比的原料組成：

檸檬酸20～40份

非離子型表面活性劑5～15份

pH調節劑15～20份

螯合劑10～20份

去離子水300～450份。

較為完善的是，所述非離子型表面活性劑為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種或兩種。

較為完善的是，所述pH調節劑為醋酸。

較為完善的是，所述螯合劑為乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、聚天門冬氨酸中的一種或兩種。

進一步，所述清洗劑呈熒光黃色透明液體，所述清洗劑的使用溫度為常溫。

為了使新型半導體清洗工藝對硅片的清洗達到滿意的效果，在對硅片清洗時既要考慮清洗劑本身，又要對清洗工藝進行研究，清洗劑主要中主要起清洗作用的為表面活性劑。下面結合利用表面活性劑有效去除ULSI襯底硅片表面吸附顆粒，具體說明表面活性劑去除硅片表面顆粒的原理：顆粒在硅片上首先是以色散力和范德華力形成的物理吸附，然后逐漸形成緊密的化學鍵合吸附，很難去除。所以，清除硅片表面顆粒最重要的是保證它不會與硅片形成化學鍵合吸附。當顆粒以物理吸附的形式吸附于硅片表面時，顆粒與硅片以色散力和范德華力作用，隨著溶液分子的熱運動，顆粒會在硅片表面作微小位移，硅片表面的斷裂鍵會與顆粒不斷的吸引和拉開，此時向溶液中加入表面活性劑，活性劑分子會借助于潤濕作用迅速在硅片和顆粒表面鋪展開，形成一層致密的保護層。由于活性劑分子親水基會與硅片表面形成多點吸附，顆粒在硅片表面移動時，滲透壓使溶液中自由的活性劑分子及已吸附的活性劑分子的親水基上未吸附的自由部分積極地向硅片與顆粒的接觸縫隙間伸入，隨時與硅片和顆粒上出現的剩余自由鍵相吸引、結合，促使硅片與顆粒間作用的力鍵越來越少，顆粒與硅片的吸附力場不斷減弱，最終將整個顆粒從硅片表面分離開，活性劑分子在硅片和顆粒表面形成致密的質點保護層，防止顆粒與硅片形成二次吸附，至此完成了顆粒從硅片表面的解吸。