專利名稱：一種硅片清洗液及使用該清洗液清洗硅片的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體制造工藝中硅片清洗工藝，尤其是涉及一種硅片清洗液及 使用該清洗液清洗硅片的方法。
背景技術：
隨著常規(guī)能源的日益枯竭，清潔方便的太陽能電源越來越受到人們的關注。在太 陽能電池制造工業(yè)中，硅片作為太陽能電池的核心部件，其各種性能參數(shù)的好壞直接影響 太陽能電池的發(fā)電效率。太陽能電池的制備過程一般為前道化學預處理；擴散制PN結； 去邊結處理(去PSG工藝)；鍍氮化硅薄膜(ARC工藝)；絲網(wǎng)印刷正、背面電極；燒結及電 極金屬化及氮化硅膜燒穿處理。其中，前道化學預處理工藝包括硅片清洗工藝和制絨工藝， 硅片清洗的好壞對后期制絨有很大影響，而好的絨面能更好地減少光反射，提高太陽能電 池的發(fā)電效率，因此硅片清洗的結果對太陽能電池的性能好壞有著極大地影響。硅棒經(jīng)過切片處理后，切成厚度為200 μ m左右的硅片，通常切好的硅片上面會存 在各種雜質，這些雜質一般來源于切割線與硅片磨損的金屬顆粒、切削液的殘留物、以及搬 運過程中的各種雜質沉淀等，這些雜質的存在將會影響后期的加工工藝，因此在太陽能電 池的制備工藝中，硅片清洗工藝是至關重要的。目前，常用的硅片清洗工藝，一般都采用去離子水、氫氟酸以及乙醇來清洗，具體 過程為首先用去離子水清洗硅片，把硅片上的一些金屬粒子、灰塵等物理顆粒清洗干凈； 然后用氫氟酸和乙醇的混合溶液，在一定溫度下清洗硅片，把硅片上的有機雜質清洗干凈。 如中國公開的申請?zhí)枮?00810067515. 8的發(fā)明專利申請“硅片清洗液及其清洗方法”(公 開號為CN101503650，
公開日為2009. 08. 12)，其公開了一種硅片清洗液，主要由乙醇和 氫氟酸經(jīng)混合配成，乙醇與氫氟酸的體積比為35 45 1，乙醇的質量百分比濃度為 18% 100%，氫氟酸由氟化氫和去離子水配成，其質量百分比濃度為48% 50% ；其還公 開了一種清洗硅片的方法，包括步驟用去離子水清洗硅片；采用上述硅片清洗液清洗硅 片。該發(fā)明的硅片清洗液及其清洗方法，能有效去除有機物沾污，提高氫氟酸清洗液的背面 清洗效果；但其所使用的氫氟酸是一種具有毒性的揮發(fā)性液體，具有強烈的刺激性氣味，這 樣在硅片清洗工藝過程中，工作人員極易通過呼吸道吸入氫氟酸酸霧，從而引起支氣管炎 和出血性肺水腫等疾病，氫氟酸也會經(jīng)皮膚吸收而引起嚴重中毒；另一方面，由于氫氟酸為 強酸，其易與金屬發(fā)生反應，因此使用氫氟酸清洗硅片對清洗槽的要求則相當高；此外，該 清洗方法難以清洗掉硅片切割時帶來的切削液殘留物，而切削液殘留物的存在將直接影響 后期的工藝操作。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠有效去除殘留在硅片的表面上的有 機雜質及無機雜質等的硅片清洗液及使用該清洗液清洗硅片的方法。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種硅片清洗液，主要由乙醇、丙酮、硅酸鈉及去離子水經(jīng)混合配制而成，所述的乙醇的質量百分比濃度為7 12%，所述的 丙酮的質量百分比濃度為3 7%，所述的硅酸鈉的質量百分比濃度為1 3%，余量為所 述的去離子水。所述的乙醇的質量百分比濃度為10%，所述的丙酮的質量百分比濃度為5%，所 述的硅酸鈉的質量百分比濃度為2%，余量為所述的去離子水。一種使用上述的硅片清洗液清洗硅片的方法，包括以下步驟①用去離子水清洗硅片；②用權利要求1所述的硅片清洗液清洗硅片。所述的步驟②中清洗硅片時硅片清洗液的溫度為40 55°C。所述的步驟②中清洗硅片的時間為4 8分鐘。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過配制一種新的硅片清洗液，該清洗液中 的丙酮可以清洗掉硅片上的有機物，因為硅片上殘留的有機雜質主要有膠水、合成蠟、油 脂、纖維及硅片切割時帶來的切削液殘留物，而這些有機雜質能較好地溶于丙酮；清洗液中 的乙醇可以有效地除去硅片清洗完后在其表面上殘留的丙酮，由于丙酮易溶于乙醇，因此 能夠將硅片表面上殘留的丙酮清洗干凈；此外，硅酸鈉可以緩減反應的速度，從而減少了對 硅片的損傷；清洗硅片時，先使用去離子水將硅片上的無機雜質如灰塵、金屬顆粒等清洗 掉，再使用上述清洗液進行清洗，去除硅片上的有機雜質，為硅片的制絨工藝創(chuàng)造了良好的 條件，從而提高了硅片的成品率與優(yōu)品率。由于本發(fā)明的清洗液未使用具有毒性、強酸性的 組分，因此不僅比較安全，而且對清洗槽也沒有特殊的要求。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。一種硅片清洗液，主要由乙醇、丙酮、硅酸鈉及去離子水經(jīng)混合配制而成，該硅片 清洗液的配比為乙醇的質量百分比濃度為7 12%，丙酮的質量百分比濃度為3 7%， 硅酸鈉的質量百分比濃度為1 3%，余量為去離子水。在此具體實施例中，可取乙醇的質量百分比濃度為10%，丙酮的質量百分比濃度 為5%，硅酸鈉的質量百分比濃度為2%，余量為去離子水。一種使用上述的硅片清洗液清洗硅片的方法，包括以下步驟①首先在一個清洗槽中通入一定量的去離子水，去離子水在清洗槽中的高度需超 過硅片的高度，以確保整個硅片浸泡于去離子水中對硅片進行清洗，把硅片上的無機物如 金屬粒子、灰塵等物理顆粒清洗掉。②然后在另一個清洗槽中通入上述硅片清洗液，將硅片放入硅片清洗液中進行清 洗。硅片清洗液中的丙酮可以清洗掉硅片上的有機物，因為硅片上殘留的有機雜質主要有 膠水、合成蠟、油脂、纖維及硅片切割時帶來的切削液殘留物，而這些有機雜質能較好地溶 于丙酮；硅片清洗液中的乙醇可以有效地除去硅片清洗完后在其表面上殘留的丙酮，由于 丙酮易溶于乙醇，因此能夠將硅片表面上殘留的丙酮清洗干凈；此外，考慮到在清洗過程中 有機雜質與丙酮的反應及丙酮與乙醇的反應過于強烈，這樣可能會損傷硅片，加入適量的 硅酸鈉可以減緩反應的進行，從而減少了對硅片的損傷。在此具體實施例中，清洗硅片時硅片清洗液的溫度可控制在40 55°C范圍內，清洗硅片的時間可控制在4 8分鐘范圍內。在此具體實施例中，根據(jù)相似相溶的規(guī)則，有機物如膠水、合成蠟、油脂、纖維及硅 片切割時帶來的切削液殘留物等易溶于丙酮，而很難溶于水，因此本發(fā)明中丙酮的量不能 太少，太少的話不能有效清洗掉硅片上的有機物殘留物，又因為含有羥基的乙醇能與水以 任何比例相溶，所以這樣不僅可以通過丙酮將有機雜質完全除去，而且通過乙醇也能把留 在硅片上的丙酮清洗干凈，因此乙醇的量也不能太少，如果太少則丙酮就容易殘留下來，又 因為在清洗過程中有機雜質與丙酮的反應及丙酮與乙醇的反應過于劇烈而存在一定的負 面作用，因此本發(fā)明通過添加適量的硅酸鈉能良好地控制清洗液的反應速度，所以硅酸鈉 的量也不能太少。經(jīng)過多次實驗和實際應用，在此具體實施例中給出了幾組硅片清洗液的配比、清 洗硅片時清洗液的溫度及清洗時間，具體如表1所列。表1硅片清洗液的配比、清洗液的溫度及清洗時間列表
權利要求
一種硅片清洗液，其特征在于主要由乙醇、丙酮、硅酸鈉及去離子水經(jīng)混合配制而成，所述的乙醇的質量百分比濃度為7～12％，所述的丙酮的質量百分比濃度為3～7％，所述的硅酸鈉的質量百分比濃度為1～3％，余量為所述的去離子水。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種硅片清洗液，其特征在于所述的乙醇的質量百分比濃度 為10%，所述的丙酮的質量百分比濃度為5%，所述的硅酸鈉的質量百分比濃度為2%，余 量為所述的去離子水。
3.一種使用權利要求1所述的硅片清洗液清洗硅片的方法，其特征在于包括以下步驟①用去離子水清洗硅片；②用權利要求1所述的硅片清洗液清洗硅片。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種清洗硅片的方法，其特征在于所述的步驟②中清洗硅片 時硅片清洗液的溫度為40 55°C。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的一種清洗硅片的方法，其特征在于所述的步驟②中清洗 硅片的時間為4 8分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅片清洗液及使用該清洗液清洗硅片的方法，硅片清洗液主要由乙醇、丙酮、硅酸鈉及去離子水經(jīng)混合配制而成，乙醇的質量百分比濃度為7～12％，丙酮的質量百分比濃度為3～7％，硅酸鈉的質量百分比濃度為1～3％，余量為去離子水，優(yōu)點在于清洗液中的丙酮可以清洗掉硅片上的有機物，因為硅片上殘留的有機雜質主要有膠水、合成蠟、油脂、纖維及切削液殘留物，而這些有機雜質能較好地溶于丙酮；清洗液中的乙醇可以有效地除去硅片清洗完后在其表面上殘留的丙酮；此外，硅酸鈉可以緩減反應的速度，從而減少了對硅片的損傷；清洗硅片時，先使用去離子水將硅片上的無機雜質清洗掉，再使用上述清洗液進行清洗，去除硅片上的有機雜質。
文檔編號B08B3/08GK101942365SQ201010121960
公開日2011年1月12日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權日2010年3月10日
發(fā)明者吳葉軍, 周體, 張晨, 肖劍峰 申請人:寧波太陽能電源有限公司