[发明专利]一种脱胶剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种脱胶剂，所述脱胶剂按照质量百分比包括如下组分：有机酸60～80％，渗透润湿剂1～10％，余量为水。所述渗透润湿剂和有机酸相互协同配合，辅助有机酸快速渗透浸润至窄锯缝的硅片和胶体之间，促使胶体溶胀和软化，实现胶体与硅片的分离；所述脱胶剂中还包括分散剂，分散剂与有机酸及渗透润湿剂三者协同，能够有效防止脱胶清洗过程中硅粉团聚，降低硅加工后续的清洗难度。本发明提供的脱胶剂渗透性和分散性好，易于制备，尤其适用于金刚线切割工艺的脱胶清洗工序，具有脱胶效率高、脱胶效果好的特点，是一种具有广阔应用前景的脱胶剂。

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种脱胶剂及其制备方法和应用。

背景技术

单晶硅片、多晶硅片是制备半导体、太阳能电池片的基础材料之一，具有十分广泛的市场需求，因此也带动了硅片加工、切割产业的迅速发展。金刚线切割晶体硅是近年发展起来的新型硅片加工工艺，与传统的砂线切割工艺相比，金刚线切割工艺具有显著的成本优势，具体表现在切割产能高、环境污染小、锯缝硅料损失少等方面，产能相比砂线切割提升6倍以上，已逐渐发展成为主流的硅片切割工艺，切片产能的提升也要求整个硅片加工流程的各个工序同步提升产能、与之匹配。

在硅加工领域，硅片表面的洁净度是影响硅片合格率和后期使用效果的关键因素之一，为了获得高洁净度的硅片，硅片切割后的脱胶清洗工序十分重要。CN106824903A公开了一种金刚线切割的晶体硅片的脱胶方法，包括预清洗、一次超声清洗、超声脱胶和超声漂洗四个步骤，并特殊设计了超声装置中超声波的传播方向；其中超声脱胶步骤中的脱胶剂为乳酸和/或柠檬酸；该方法通过超声装置的特殊设计实现了超声波在超声水槽中的均匀分布，提高了晶体硅片狭缝中水的润湿度和脱胶剂的分散速率，实现脱胶效率的提升。CN102500569A公开了一种甲基磺酸水溶液脱胶工艺，通过将硅片与切割基板在不高于70℃的甲基磺酸水溶液中浸泡实现硅片脱胶，具有脱胶时间短、脱胶充分、成本低的优点。CN108711547A公开了一种硅片脱胶工艺，包括如下步骤：先将硅片置于处理池中用去离子水清洗3～6次，然后使硅片在脱胶液中45～55℃浸泡35～50min，用水喷洗处理后，再次使硅片在脱胶液中50～60℃震动浸泡3～6min，而后超声清洗、经表面处理液处理、喷洗并干燥；其中，所述脱胶液为10～20份有机酸、5～8份草酸、5～8份卤代烷烃、2～5份丙酮、2～5份乙二醇、0.3～0.6份表面活性剂、0.1～0.2份缓蚀剂和0.1～0.2份消泡剂的混合物；该硅片脱胶工艺能够对硅片的残留胶进行全面的清理，从而保证了脱胶质量，还能够保证硅片的表面不受损伤。

在传统的硅片加工工艺中，砂线切割粘接板为玻璃板，锯缝的宽度为120～150μm，使用乳酸或冰醋酸脱胶剂，可在药剂浓度40％的条件下600～800s完成脱胶。随着金刚线切割工艺的不断发展，硅片切割日趋薄片化，切割对应的主辊槽距越来越窄；而且金刚线切割粘接板为树脂板，在水中会有轻微溶胀，锯缝的宽度缩小为60～85μm，以乳酸和/或冰醋酸为主要有效成分的脱胶剂渗透能力较差，短时间内无法渗入更窄的锯缝中带出硅片和硅片之间夹杂的硅粉，使脱胶时间延长到1200～2000s，从而导致脱胶清洗的产能与线切产能不匹配，制约了硅片切割工艺整体产能的提升，而且大大增加了硅片被氧化的风险。在现有技术中，通常采用向脱胶剂中加入强酸性物质或增加酸性物质浓度的方法提高脱胶效率，但这些方法会加剧设备腐蚀、产生大量刺激性气味，给人体和环境都带来较大危害。

因此，开发一种脱胶效率高、脱胶效果好、且尤其适用于金刚线切割工艺的脱胶剂，是本领域的研究重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脱胶剂及其制备方法和应用，所述脱胶剂中包含有机酸和渗透润湿剂，其中，渗透润湿剂与有机酸相互协同配合，辅助有机酸快速充分地渗透到锯缝中，与固定硅铸锭和基板的胶体充分接触，进而通过有机酸对胶体的溶胀作用，实现快速、有效地脱胶效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：