CN109760222A - 一种半导体切片用切割钢丝及其制备方法 - Google Patents

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李晓军
张年春
张释伟
盛荣生
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Abstract

本发明公开了一种半导体切片用切割钢丝及其制备方法，该半导体切片用切割钢丝，包括钢丝及包裹在所述钢丝外表面上的镀锌层，所述镀锌层的镀锌量为1～10g/m2；该半导体切片用切割钢丝的制备方法，包括以下步骤：1)将钢丝经过热处理炉，进行奥氏体化处理，后进行索氏体化冷却处理，得到预处理钢丝；2)将预处理钢丝表面的氧化层进行去除，并清洗预处理钢丝；3)将清洗后的预处理钢丝采用热镀锌或电镀锌方法，得到镀锌钢丝；4)将镀锌钢丝经过湿拉加工处理，得到半导体切片用切割钢丝。本发明的优点是由于在钢丝外表面上包裹有镀锌层，没有镀铜层，防止切割钢丝对半导体造成的铜污染问题，使切割钢丝使用于半导体切片中。

Description

一种半导体切片用切割钢丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及切割钢丝领域，特别是涉及一种半导体切片用切割钢丝及其制备方法。
背景技术
半导体行业大量使用硅晶圆，硅晶圆采用高纯度的单晶硅棒，用切割钢丝切片得到，钢丝切片一般采用镀铜的切割钢丝完成。镀铜的切割钢丝，会对半导体硅片表面造成铜污染，随着集成电路发展，单元图形尺寸日益微化，污染物对器件的影响也更加突出。
铜污染，会影响器件中少子寿命、表面的导电性、门氧化物的完整性和其他器件稳定性参数，特别在高温或电场下，他们能向半导体结构的本体扩散或在表面扩大分布，导致器件性能下降。因此，铜污染是半导体硅片表面特别要避免的问题，随着对半导体性能要求越来越高，这方面也变得愈加重要。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的之一是提供一种半导体切片用切割钢丝，以解决切割钢丝带来的铜污染问题。
本发明的目的之二是提供一种半导体切片用切割钢丝的制备方法。
技术方案：
一种半导体切片用切割钢丝，包括钢丝及包裹在所述钢丝外表面上的镀锌层，所述镀锌层的镀锌量为1～10g/m2。由于在钢丝外表面上包裹有镀锌层，而没有镀铜层，可以防止切割钢丝对半导体造成的铜污染问题，使切割钢丝能够使用于半导体切片中，提高切割钢丝的应用范围。
在其中一个实施例中，所述钢丝的直径为0.08～0.50mm。
一种半导体切片用切割钢丝的制备方法，包括以下步骤：
1)将钢丝经过热处理炉，进行奥氏体化处理，后进行索氏体化冷却处理，得到预处理钢丝；
2)将预处理钢丝表面的氧化层进行去除，并清洗预处理钢丝；
3)将清洗后的预处理钢丝采用热镀锌或电镀锌方法，在钢丝表面镀锌形成镀锌层，镀锌层的镀锌量为10～100g/m2，得到镀锌钢丝；
4)将镀锌钢丝经过湿拉加工处理，得到半导体切片用切割钢丝。上述方法，由于先将钢丝进行奥氏体化处理，并将预处理钢丝表面的氧化层去除后进行清洗，进行镀锌处理，后经湿加工处理后得到半导体切片用切割钢丝，整个制备方法过程简单，且能够有效避免铜污染的产生，同时保证半导体切片用切割钢丝的力学性能。
在其中一个实施例中，步骤1)中，奥氏体化处理的温度为850～1050℃，保温时间为0.2～1.5min。
在其中一个实施例中，步骤2)中还包括：将预处理钢丝表面的氧化层进行去除，包括使用酸洗或喷丸除鳞机将氧化层进行去除。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是由于在钢丝外表面上包裹有镀锌层，而没有镀铜层，可以防止切割钢丝对半导体造成的铜污染问题，使切割钢丝能够使用于半导体切片中，提高切割钢丝的应用范围；上述半导体切片用切割钢丝的制备方法，由于先将钢丝进行奥氏体化处理，并将预处理钢丝表面的氧化层去除后进行清洗，进行镀锌处理，后经湿加工处理后得到半导体切片用切割钢丝，整个制备方法过程简单，且能够有效避免铜污染的产生，同时保证半导体切片用切割钢丝的力学性能。
具体实施方式
实施例1
一种半导体切片用切割钢丝，包括钢丝及包裹在钢丝外表面上的镀锌层，镀锌层的镀锌量为4.9g/m2，钢丝的直径为0.175mm。
一种半导体切片用切割钢丝的制备方法，包括以下步骤：
1)将钢丝经过热处理炉，进行奥氏体化处理，后进行索氏体化冷却处理，得到预处理钢丝；
其中，奥氏体化处理采用五区燃气明火炉，炉温为五区温度，依次为980℃、1000℃、1025℃、995℃、975℃，保温时间为0.441min。
2)使用盐酸将预处理钢丝表面的氧化层进行清洗去除，并清洗预处理钢丝；
3)将清洗后的预处理钢丝采用热镀锌或电镀锌方法，在钢丝表面镀锌形成镀锌层，镀锌层的镀锌量为40g/m2，得到镀锌钢丝；
4)将镀锌钢丝经过湿拉加工处理，得到半导体切片用切割钢丝。
实施例2
一种半导体切片用切割钢丝，包括钢丝及包裹在钢丝外表面上的镀锌层，镀锌层的镀锌量为4.7g/m2，钢丝的直径为0.130mm。
一种半导体切片用切割钢丝的制备方法，包括以下步骤：
1)将钢丝经过热处理炉，进行奥氏体化处理，后进行索氏体化冷却处理，得到预处理钢丝；
其中，奥氏体化处理采用五区燃气明火炉，炉温为五区温度，依次为985℃、1000℃、1020℃、1000℃、970℃，保温时间为0.398min。
2)使用盐酸将预处理钢丝表面的氧化层进行清洗去除，并清洗预处理钢丝；
3)将清洗后的预处理钢丝采用热镀锌或电镀锌方法，在钢丝表面镀锌形成镀锌层，镀锌层的镀锌量为40g/m2，得到镀锌钢丝；
4)将镀锌钢丝经过湿拉加工处理，得到半导体切片用切割钢丝。
实施例3
一种半导体切片用切割钢丝，包括钢丝及包裹在钢丝外表面上的镀锌层，镀锌层的镀锌量为4.6g/m2，钢丝的直径为0.105mm。
一种半导体切片用切割钢丝的制备方法，包括以下步骤：
1)将钢丝经过热处理炉，进行奥氏体化处理，后进行索氏体化冷却处理，得到预处理钢丝；
其中，奥氏体化处理采用五区燃气明火炉，炉温为五区温度，依次为980℃、995℃、1015℃、990℃、965℃，保温时间为0.386min。
2)使用盐酸将预处理钢丝表面的氧化层进行清洗去除，并清洗预处理钢丝；
3)将清洗后的预处理钢丝采用热镀锌或电镀锌方法，在钢丝表面镀锌形成镀锌层，镀锌层的镀锌量为45g/m2，得到镀锌钢丝；
4)将镀锌钢丝经过湿拉加工处理，得到半导体切片用切割钢丝。
对比例1
本对比例与实施例1的区别点在于：本对比例中，钢丝外表面上包裹有镀铜层，镀铜层的镀铜量与实施例1中的镀锌量保持一致。
性能测试
将实施例1～3及对比例1得到的半导体切片用切割钢丝，采用激光测径仪测试切割钢丝的直径及椭圆度,采用美国Instron拉力试验机进行切割钢丝的抗拉强度测试，采用荷兰AxiosX分光光度计测试切割钢丝表面镀层量，测试结果如表1所示。
表1实施例1～3及对比例1得到的半导体切片用切割钢丝的性能对比表
直径/mm 椭圆度/mm 抗拉强度(MPa) 镀层量(g/m<sup>2</sup>)
实施例1 0.175 0.0014 3620 4.9
实施例2 0.130 0.0010 3700 4.7
实施例3 0.105 0.0010 3650 4.6
对比例1 0.175 0.0015 3620 1.8
由表1可知，实施例1～3得到的半导体切片用切割钢丝，抗拉强度、椭圆度都与对比例1的相近，且实施例1～3的半导体切片用切割钢丝不含镀铜层，减少铜污染，同时能够保证产品质量。

Claims (5)

1.一种半导体切片用切割钢丝，其特征在于，包括钢丝及包裹在所述钢丝外表面上的镀锌层，所述镀锌层的镀锌量为1～10g/m2。
2.根据权利要求1所述的一种半导体切片用切割钢丝，其特征在于，所述钢丝的直径为0.08～0.50mm。
3.一种半导体切片用切割钢丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将钢丝经过热处理炉，进行奥氏体化处理，后进行索氏体化冷却处理，得到预处理钢丝；
2)将预处理钢丝表面的氧化层进行去除，并清洗预处理钢丝；
3)将清洗后的预处理钢丝采用热镀锌或电镀锌方法，在钢丝表面镀锌形成镀锌层，镀锌层的镀锌量为10～100g/m2，得到镀锌钢丝；
4)将镀锌钢丝经过湿拉加工处理，得到半导体切片用切割钢丝。
4.根据权利要求3所述的一种半导体切片用切割钢丝的制备方法，其特征在于，步骤1)中，奥氏体化处理的温度为850～1050℃，保温时间为0.2～1.5min。
5.根据权利要求3所述的一种半导体切片用切割钢丝的制备方法，其特征在于，步骤2)中还包括：将预处理钢丝表面的氧化层进行去除，包括使用酸洗或喷丸除鳞机将氧化层进行去除。
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