[发明专利]钢丝锯

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢丝锯，且更明确地说，涉及一种具有优良可加工性的钢 丝锯。

背景技术

钢丝锯通常用于切割例如磁头芯片或半导体晶片的晶锭(crystal ingots) 等硬质材料。在切割操作期间，在将钢丝锯放置成与待切割材料接触之后，沿 着所述材料驱动钢丝锯，同时将由研磨微粒(例如，充了碳酸气的硅粉末和金 刚石粉末)的混合物形成的研磨液体和滑润剂(例如，油)施加在钢丝锯与材 料之间。

一般来说，钢丝锯由具有3300到4500MPa的高硬度且具有0.08到0.3mm 的直径Φ的高碳素钢丝形成，以便确保在研磨期间具有高张力(tension)。

此外，常规的钢丝锯镀敷有比高碳素钢丝柔软的铜、锡或黄铜，以便获得 精确切割公差并确保钢丝可拉性。明确地说，由于黄铜具有高柔软度，所以当 将黄铜涂覆在钢丝锯上时获得各种优点。也就是说，所镀敷的黄铜不仅在钢丝 锯与钢丝拉丝模(drawing die)之间传送滑润剂，而且具有滑润功能。因此，镀 敷有黄铜的钢丝锯具有相对较高的直径公差和圆度，且另外，其即使在非常高 的钢丝拉丝速度下也可防止发生短路。并且，用黄铜镀敷可用低成本实现。

当制造半导体晶片时，使用钢丝锯来切割比如硅块等硬质材料。将一系列 钢丝锯缠绕在具有以预定节距形成的多个凹槽的多个辊上，且驱动所述辊。接 着，用预定力将钢丝锯按压在待切割的硅块上。同时，在钢丝锯与硅块之间施 加抛光液体以使用抛光液体的微粒的研磨效应来切割硅块，进而制造多个晶片。

切割工艺的效率和所获得的晶片的质量取决于例如正被切割的硅块的特性 和钢丝锯的驱动速度等各种因素。在这些因素中，钢丝锯的厚度均匀性和施加 在钢丝锯上的抛光材料的量是最重要的因素。

待用于切割比如硅块等硬质材料的一系列钢丝锯通常缠绕300到1000次。 在切割工艺期间，所述钢丝锯中的每一者沿着辊中所形成的凹槽移动，且因此 通过用注射于硅块与钢丝锯之间的抛光液体中所包含的抛光材料研磨来影响钢 丝锯。因此，钢丝锯受到磨损，进而变薄。

另外，当在钢丝锯上形成柔软的镀敷层时，可在切割工艺开始时通过钢丝 锯上的柔软镀敷层来施加大量抛光材料。然而，当正在切割硅块时，逐渐移除 柔软的镀敷层并暴露瓷料层，且施加在钢丝锯上的抛光材料的量减少。因此， 切割工艺的效率降低，且此外，所制造的半导体晶片的厚度不均匀。因此，半 导体晶片的表面平整度也降低。

为了解决这一问题，第WO 90/12670号国际专利申请公开案中已揭示一种 上面可施加增加量的抛光材料的钢丝锯。在此情况下，在钢丝锯的外表面中形 成多个微穴或圆周凹槽(grooves)，使得钢丝锯的直径改变，且因此施加在钢丝 锯上的抛光材料的量增加。然而，难以在钢丝锯的外表面中形成微穴或圆周凹 槽。

发明内容

本发明提供一种钢丝锯，即使当所述钢丝锯的直径由于用于制造多个晶 片的硬质材料的磨损而减小时，所述钢丝锯也允许增加施加在其上的抛光材 料的量，进而导致切割工艺的效率增加且所获得的晶片的厚度均匀性和表面 平整度增加。

根据本发明的一方面，提供一种用于切割硬质材料的钢丝锯，其中所述 钢丝锯的直径Φ为0.08到0.30mm，且在所述钢丝锯的处于距其表面5到 10μm的深度处的部分中钢丝锯在长度方向上的残余应力为400到1000 MPa。

所述钢丝锯可满足以下等式：

H_W＝0.5(D₀-D₁)-1.5(D₀-D₁)，

P_W＝30D₀-50D₀，

其中H_W是钢丝锯在使用后的弯曲截面的高度，P_W是钢丝锯在使用后的 弯曲截面的节距，D₀是钢丝锯在使用前的钢丝直径，且D₁是钢丝锯在使用 后的钢丝直径。

在所述钢丝锯的处于距其表面5到10μm的深度处的部分中钢丝锯在长 度方向上的残余应力可为450到950MPa。

附图说明

通过结合附图参考以下详细描述将容易了解且更好地理解对本发明的更 完整评价及其许多附随优点，在附图中相同参考符号指示相同或相似的组件， 其中：