一种电子级过氧化氢溶液的稳定剂及应用的制作方法

1.本发明属于化学稳定剂技术领域，具体涉及一种电子级过氧化氢溶液的稳定剂及应用。


背景技术：

2.电子级过氧化氢水溶液作为一种超净高纯电子化学品，是电子技术微细加工制作过程中不可缺少的关键性基础化工材料之一，主要用做半导体晶片的清洗剂、腐蚀剂和光刻胶的去除剂，电子工业制取高级绝缘层、去除电镀液中无机杂质，以及铜、铜合金和半导体材料镓、锗及显像管制造工序的处理等，它的纯度对集成电路的成品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。
3.由于超净高纯的电子级过氧化氢的稳定性偏低，且一般是与其他电子化学品复配成工作液使用，更为重要的是在使用过程中会不可避免地混入金属离子、有机物和颗粒物等杂质，从而使得过氧化氢变得更加不稳定，所以需要加入一种能使其增加稳定性又尽量不引入杂质的稳定剂。
4.目前，市场上的过氧化氢稳定剂主要包括无机磷酸、镁盐、锡酸钠或有机磷类等稳定剂。该类稳定剂对上述问题有了部分解决，但没有彻底解决，例如向过氧化氢中加入无机磷酸、镁盐、锡酸钠等稳定剂在食品级过氧化氢或消毒液过氧化氢中应用比较广泛，加入该类稳定剂不可避免地会引入杂质，或使产品的不挥发物含量超标，而加入少量的该类稳定剂，在单一过氧化氢存在时可以起到稳定作用，一旦将过氧化氢和其他电子化学品一起应用在半导体晶体片的清洗剂、腐蚀剂等环节时，过氧化氢的稳定性就下降极其明显了。而有机膦类稳定剂属于螯合或络合型稳定剂，比其他无机类稳定剂的效果要更好，只要在超净高纯过氧化氢中加入极微量的有机膦酸（或其盐），不会影响过氧化氢的主要作用，但目前市场上能获得的有机膦酸（或其盐）均为工业级产品，其纯度无法达到作为超净高纯电子级过氧化氢稳定剂的标准。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的在于设计提供一种电子级过氧化氢溶液的稳定剂及应用的技术方案。该稳定剂可以确保单一过氧化氢溶液或过氧化氢和其他电子化学品复配使用时的稳定性。只在超净高纯过氧化氢中加入极微量的稳定剂，不会影响过氧化氢的主要作用，几乎不引入杂质，明显增强了过氧化氢的稳定性，使其使用效果更加明显。而且该稳定剂的制备工艺简单，适合于工业化生产，具有良好的经济效益。具体通过以下技术方案加以实现：所述的一种电子级过氧化氢溶液的稳定剂，由有机膦酸或其盐与超存水组成的溶液，有机膦酸或其盐为对过氧化氢溶液中的金属离子具有螯合或络合作用的物质。
6.进一步地，稳定剂中有机膦酸或其盐与超存水的重量比为1-3：1-2。
7.进一步地，有机膦酸或其盐主要包括次氮基三亚甲基膦酸、1,2丙二胺四亚甲基膦
酸、2-羟基膦酰基乙酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、羟基乙叉二磷酸、1-羟基亚乙基二膦酸。
8.进一步地，稳定剂可以是单一有机膦酸或其盐组成的溶液，也可以是两种或两种以上有机膦酸或其盐组成的混合溶液；所述电子级过氧化氢溶液含量为25-50%。
9.所述的稳定剂在电子级过氧化氢溶液中的应用。
10.进一步地，在洁净环境下，将所述稳定剂加入到电子级过氧化氢溶液中直接混合，稳定剂的加入量为有机膦酸或其盐的浓度范围在1-10mg/l。
11.进一步地，稳定剂的加入量为有机膦酸或其盐的浓度范围在1-5mg/l。
12.进一步地，稳定剂加入到电子级过氧化氢溶液前，进行预处理，所述预处理是指在洁净室内将配制一定浓度的有机膦酸或其盐溶液，经树脂进行纯化。
13.其中，纯化处理具体为将有机膦酸或其盐溶液以1-10倍树脂体积/小时的流速依次通过一组或多组树脂提纯系统，再通过一组或多组滤芯循环系统过滤，控制稳定剂温度至5-25℃进入树脂提纯系统，其中，纯化装置与稳定剂接触部分的材质选用ptfe、fep或pfa。
14.进一步地，有机膦酸或其盐溶液的流速为2-5倍树脂体积/小时，每一组树脂提纯系统中：阳离子交换树脂、混合树脂和阴离子树脂交换树脂的位置为随机组合，其中阳、阴树脂选用抛光树脂、电子级树脂或核级树脂。
15.本发明经经过纯化处理的螯合或络合型的有机膦酸（或其盐）溶液为主要成分，只在超净高纯过氧化氢中加入极微量的稳定剂，既不影响过氧化氢的主要作用，又几乎不引入杂质，明显增强了过氧化氢的稳定性，使其使用效果更佳明显。从而使得过氧化氢在电子行业的应用更稳定，使电子产品的成品率、电性能及可靠性都更稳定。而且该稳定剂的制备工艺简单，适合于工业化生产，具有良好的经济效益。
具体实施方式
16.以下结合具体实施例，对本发明做进一步详细描述。
17.实施例1一种电子级过氧化氢溶液的稳定剂，该稳定剂由以下重量百分比的原料组成：次氮基三亚甲基膦酸20%、1,2丙二胺四亚甲基膦酸20%、1-羟基亚乙基二膦酸20%、超纯水40%。
18.其制备方法是：将次氮基三亚甲基膦酸、1,2丙二胺四亚甲基膦酸、1-羟基亚乙基二膦酸依次加入超纯水至配比要求，搅拌处理2h，使得各组分充分溶解混匀。然后采用3倍树脂体积/小时的流速经过一组电子级阳阴树脂对该稳定剂进行纯化处理，即得电子级过氧化氢稳定剂。
19.室温条件下，在洁净室内该稳定剂与31.52%电子级过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，有机膦酸（或其盐）浓度为3mg/l。并按1份氨水、2份过氧化氢、7份超纯水的比例配制成复配溶液，并进行2h的80℃恒温水浴处理。以未加稳定剂过氧化氢溶液和加未纯化稳定剂过氧化氢作为对照组。结果见表1。
20.表1 ：单一过氧化氢和复配溶液各指标变化情况
实施例2一种电子级过氧化氢溶液的稳定剂，该稳定剂由以下重量百分比的原料组成：羟基乙叉二膦酸60%、超纯水40%。
21.其制备方法是：将羟基乙叉二膦酸加入超纯水至配比要求，搅拌处理2h，使得各组分充分溶解混匀。然后采用5倍树脂体积/小时的流速经过一组电子级阳阴树脂和一组抛光混床树脂对该稳定剂进行纯化处理，即得电子级过氧化氢稳定剂。
22.室温条件下，在洁净室内该稳定剂与35.46%电子级过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，有机膦酸（或其盐）浓度为5mg/l。并按1份氨水、2份过氧化氢、7份超纯水的比例配制成复配溶液，并进行3h的70℃恒温水浴处理。以未加稳定剂过氧化氢溶液和加未纯化稳定剂过氧化氢作为对照组。结果见表2。
23.表2单一过氧化氢和复配溶液各指标变化情况实施例3一种电子级过氧化氢溶液的稳定剂，该稳定剂由以下重量百分比的原料组成：2-羟基膦酰基乙酸10%、二乙烯三胺五甲叉膦酸10%、羟基乙叉二磷酸30%、超纯水50%。
24.其制备方法是：将2-羟基膦酰基乙酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、羟基乙叉二磷酸依次加入超纯水至配比要求，搅拌处理2h，使得各组分充分溶解混匀。然后采用2倍树脂体积/小时的流速经过一组电子级阳阴树脂和一组核级阳阴树脂对该稳定剂进行纯化处理，即得电子级过氧化氢稳定剂。
25.室温条件下，在洁净室内该稳定剂与31.36%电子级过氧化氢直接混合，此过氧化氢溶液中，有机膦酸（或其盐）浓度为2mg/l。并按1份氨水、2份过氧化氢、7份超纯水的比例配制成复配溶液，并进行5h的65℃恒温水浴处理。以未加稳定剂过氧化氢溶液和加未纯化稳定剂过氧化氢作为对照组。结果见表3。
26.表3单一过氧化氢和复配溶液各指标变化情况
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