[发明专利]一种单晶大尺寸硅片用高游离碱度单组分清洗剂

说明书

本发明涉及一种单晶大尺寸硅片用高游离碱度单组分清洗剂，该清洗剂以重量组分计包括：无机碱15~35份，润湿分散剂5~15，润湿分散剂3~8份，纯水余量。本发明具有如下有益效果：具有高游离碱性的单组分低泡沫类型产品，使用操作方便；对大尺寸单晶硅片表面污物的分散能力强，湿性能佳；易被漂洗、低残留；对沾污硅粉的碱蚀反应能力强，硅片表面的金属离子残留浓度极低；非常适合大尺寸单晶硅片表面的清洗。

技术领域

本发明涉及单晶硅片清洗剂，尤其涉及一种单晶大尺寸硅片用高游离碱度单组分清洗剂。

背景技术

单晶硅片作为半导体和光伏太阳能行业的主要原材料，随着电子产品的科技飞速发展和全球提倡低碳、减排行动的不断进行，单晶硅片的需求量也越来越大，同时为了提升单晶硅片的生产效率，单晶硅片的尺寸越来越大、光伏用单晶硅片的厚度也越来越薄。为了不断追求的品质提升，下游工序也对单晶硅片的表面质量要求越来越高，其中单晶硅片表面脏污率的指标的要求也是越来越严苛，而清洗剂的性能好坏是直接影响表面脏污率的重要因素。

单晶硅片表面的脏污主要由有机物、金属离子、硅粉颗粒、金刚石颗粒、硅酸盐、手指印等，尤其现在半导体单晶晶圆和光伏太阳能单晶硅片大尺寸化，以及光伏太阳能单晶硅片的片厚减薄，切割过程硅粉浓度的提升以及硅粉颗粒度的减小，加剧了硅片表面的脏污附着，目前硅片表面的清洗脏污主要有以下几种：1）硅粉脏污；2）水印脏污；3）有机物残留脏污（包括手指印、清洗药剂残留、胶水脏污等）；4）金属离子残留。针对以上脏污的挑战，需要清洗剂具有更高的硅粉去除能力和对硅粉的碱蚀反应能力，更佳的漂洗性能，残留率更低，更强的金属离子螯合带出能力，更佳的硅片表面洁净度。

现有文献资料报道的硅片清洗剂主要的原材料有以下几种：1）螯合剂，主要作用是去除水溶液和硅片表面的金属离子，降低硅片表面金属离子含量，避免重金属离子导致表面活性剂活性下降，选用材料为乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、氮川三乙酸三钠、二乙撑三胺五乙酸（钠）、N-羟乙基乙胺三乙酸（钠）、有机酸和有机酸盐、乙二胺四乙酸（钠）、丙二胺四乙酸（钠）、二乙基三胺五乙酸（钠）、三乙基四胺六乙酸（钠）、乙二胺四甲基膦酸（钠）、二乙三胺五亚乙基膦酸（钠）、三乙四胺六亚乙基膦酸（钠）、丙二胺四亚甲基膦酸（钠）等；2）复合酶，主要起助洗作用，选用材料为水解蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素等；3）盐类，主要作用为pH缓冲及助洗，选用材料为醋酸钠、焦磷酸钠、乙醇钠等；4）表面活性剂，主要以非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂为主，主要作用为提升清洗剂的表面活性性能，如润湿、分散、乳化、消泡等功能，选用材料为阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、椰子酰甲基牛磺酸钠、烯烃磺酸钠、丁二酸二异辛酯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、环己基氨基磺酸钠，阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、聚丙烯酰胺，非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、牛油脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基糖苷、聚山梨醇酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚醚改性聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性二甲基硅氧烷；5）可溶性碱，主要作用为对硅粉和有机物组分的碱蚀，选用材料为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等；6）醇类添加剂，主要作用为增强相容性和增加对有机物溶解能力，选用材料为丙三醇、二缩三乙二醇、二丙酮醇等；6）消泡剂，主要作用为消除泡沫，选用材料为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚丙二醇、聚二甲基硅氧烷等；7）抗氧化剂，主要作用为防止发生氧化作用，选用材料为特丁基对苯二酚、二叔丁基对甲酚等。

综上，现有清洗剂原料都是市售常见的表面活性剂及其他助剂材料，容易在硅片表面吸附、不易漂洗、易残留，不能满足现有大尺寸硅片的清洗洁净度的质量性能要求，影响下游工序使用，而且目前光伏行业使用单晶清洗剂均为双组分AB剂类型清洗剂，员工操作使用不方便，劳动强度大，清洗脏污率高。因此，单晶大尺寸用硅片单组分高游离碱度清洗剂的开发亟待解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有硅片清洗剂污垢的清洗能力不足、容易在硅片表面残留、不易漂洗、对金属离子去除能力弱、双组分产品不方便、游离碱度含量低等。