[发明专利]锯丝

说明书

技术领域

本发明涉及用于丝锯以将半导体坯料切割成晶片的钢丝，并且尤其涉及用于丝锯的具有高屈服强度的钢丝。本发明还提供了制造用于丝锯的高屈服强度钢丝的方法和设备。

背景技术

半导体晶片通常由圆柱形单晶坯料例如硅坯料制备。沿着与其纵向轴线垂直的方向切割该坯料以生产出多达几百块薄圆盘状晶片。切割操作可以通过丝锯来完成，其中坯料与往复运动或单向运动钢丝接触，同时给位于坯料和钢丝之间的接触区域提供包含磨粒的浆液。当在浆液中的磨粒在钢丝作用下在坯料上摩擦时，去除硅晶碎片并且逐渐切割坯料。丝锯提供了用于切割的轻柔机械方法并且使之理想地用于切割硅晶体，由于硅晶体是脆性的，其它类型的锯可能会损坏硅晶体。

现有技术US5189897A披露了用于拉拔钢丝的方法和设备。通过在拉丝机中的多个标准模具来拉拔出该钢丝。除了最后两个模具之外，钢丝的横截面在每个标准模具处以约15%至约18%的恒定减少量减小。然后，该钢丝在倒数第二个模具处以约10%至约90%的典型减少量减小，并且在最后的模具中完成剩余的减少量。

在切割半导体坯料时的重要问题在于保持由丝锯切割的晶片的平坦度。避免厚度变化和在晶片表面上出现锯切印记的一个关键之处在于控制在切割期间钢丝的笔直度。因此，对钢丝的笔直度的改善有助于改善晶片质量。

在切割半导体坯料时的另一个问题在于切割用的钢丝的使用寿命。如果钢丝在切割期间断裂，则所加工的硅坯料可能不得不废弃。因此，没有致命钢丝缺陷的钢丝是极其优选的。

发明内容

本发明的目的在于提供改善了笔直度和经断裂筛选的丝锯用的高屈服强度钢丝。本发明的目的还在于提供用于制造丝锯用的高屈服强度钢丝的方法和设备。

根据本发明，用于丝锯的高屈服强度钢丝，其特征在于，Rp0.2/Rm的比率不小于96%，优选不小于97%。

根据本发明，用于丝锯的高屈服强度钢丝，其特征在于，Rp0.05/Rm的比率不小于80%，优选不小于85%。

根据本发明，用于丝锯的高屈服强度钢丝，其中残余应力为-40至40mm，优选为-20mm至20mm，更优选为-20mm至0mm。

根据本发明，一种制造丝锯用钢丝的方法，包括以下步骤：

a.通过布置在拉丝机中的多个标准模具和在所述标准模具之后的最终模具来拉拔钢丝；

b.在多个标准模具中的每一个处以约8%至约20%的减少量减小所述钢丝的横截面，并且使用以下具体方法或其组合中的一个；

c.（1）在所述最终模具处以约15%至约25%的减少量减小所述钢丝的横截面；

c.（2）使用模具角小于10度的模具；

c.（3）在张力下进行热处理。

根据本发明，一种制造用在丝锯中的钢丝的方法，其中在所述最终模具处的减少量优选为约17%至约21%。

根据本发明，一种制造用在丝锯中的钢丝的方法，其中在所述多个标准模具中的每一个处的减少量优选为约10%至约18%。

根据本发明，一种制造用在丝锯中的钢丝的方法，其中最后5个模具的角度不大于8度。

根据本发明，一种制造用在丝锯中的钢丝的方法，其中在其加载断裂负载的50至85%、优选60%至80%的张力期间，将钢丝加热至温度Tp℃持续Tm秒。热处理的温度Tp和时间Tm遵守以下方程，90<Tp×Tm<250，并且优选100<Tp×Tm<180。这里Tp×Tm反映在热处理中传递给钢丝的热量。如果Tp×Tm小于90，则热量不足以保持Rp0.2/Rm和Rp0.05/Rm的高比率。如果Tp×Tm大于250，则热量高于所需要的热量并且将减小钢丝的Rm。

根据本发明，一种制造用在丝锯中的钢丝的方法，其中所述最终钢丝在最终驱动绞盘之前穿过钢丝矫直器。

根据本发明，一种制造用在丝锯中的钢丝的设备，包括：

a.布置在拉丝机中的多个标准模具和在所述标准模具之后的最终模具；

b.所述多个标准模具中的每一个以约8%至约20%的减少量减小所述钢丝的横截面；并且使用了下面具体方法或其组合中的一种：

c.（1）在所述最终模具处以约15%至约25%的减少量减小所述钢丝的横截面；

c.（2）使用模具角小于10度的模具；

c.（3）在张力下进行热处理。

根据本发明，一种制造用在丝锯中的钢丝的设备，其中在所述最终模具处的减少量优选为约17%至约21%。