技术领域
[0001] 本
发明属于金属材料加工和微
电子材料制造技术领域，特别涉及一种铜磷阳极制备工艺。
背景技术
[0002] 随着布线的微细化，
电阻更低的铜布线(
电阻率：约1.7μΩ·cm)已其较Al(电阻率：约3.1μΩ·cm)更优良的性能得以广泛应用。作为铜布线的形成工艺，多数情况下在布线或布线槽形成Ta、TaN等扩散阻挡层，将铜或铜
合金溅射成膜作为基底层(晶种层)，然后电
镀铜磷阳极形成Cu
薄膜进行填充，
电镀铜形成的薄膜的均匀性直接关乎产品品质。电镀铜磷阳极形成Cu薄膜的均匀性与铜磷阳极的P含量、杂质元素要求、晶粒组织等直接相关。市场上对铜磷阳极纯度要求一般为99.9％(3N)-99.99(4N)，P含量一般为400-650ppm，杂质元素要求范围较宽一般为几十个ppm，经过多年的积累，获得满足P含量、杂质元素要求的铜磷阳极
铸锭的技术已经日趋完善。但是不同
半导体厂由于各自制程的不同，对铜磷阳极的晶粒度的要求也各有不同，大致包括40-300μm的需求，范围很宽却各有差异。所以本发明主要研究铜磷阳极显微组织控制的制备工艺。
[0003] 由于电镀铜使用的铜磷阳极材料需求量在整个制程中是最多的，能获得客户需求的特殊晶粒要求的均匀组织的铜磷阳极具有显著的经济和技术效益。因此针对铜磷阳极，急需一种铜磷阳极制备工艺，以获得客户需求的晶粒度在40-300μm范围内的特殊晶粒要求的均匀组织的铜磷阳极。
发明内容
[0004] 针对
现有技术不足，本发明提供一种铜磷阳极制备工艺。所述工艺包括以下步骤，对铜磷阳极铸锭依次进行①热
锻造、②(
退火)、③冷
变形和④退火工序。
[0005] 所述的①
热锻造工序中，热锻和保温
温度为600-840℃，保温时间为1-4h。锻造方式可以是模具锻造四个方向，也可以是自由锻三墩三拔，也可以是沿直径方向锻造成细棒等。锻造完成后立即进行
水冷。
[0006] 所述的②(退火)中，退火温度为540-640℃，退火时间为1-2h。此工序是可选工序，对8寸阳极坯料可以略过此退火步骤，对12寸阳极坯料建议进行此步骤。退火出炉后立即进行水冷。
[0007] 所述的③冷变形中，总冷变形率为68-79％。冷变形方式包括
轧制或墩粗+轧制，其中轧制的道次变形量控制在10-13％。
[0008] 所述的④退火中，退火温度为490-640℃，退火时间为1-3h。退火后出炉空气冷却。
[0009] 本发明的有益效果，通过本发明的工艺可以获得客户需求的40-300μm范围内特殊晶粒要求的均匀组织的铜磷阳极，具有显著的经济和技术指导意义。
附图说明
[0010] 图1为本发明
实施例1中铜磷阳极坯料的100X显微组织图。
[0011] 图2为本发明实施例2中铜磷阳极坯料的100X显微组织图。
[0012] 图3为本发明实施例3中铜磷阳极坯料的100X显微组织图。
[0013] 图4为本发明实施例4中铜磷阳极坯料的100X显微组织图。
[0014] 图5为本发明实施例5中铜磷阳极坯料的100X显微组织图。
[0015] 图6为本发明实施例6中铜磷阳极坯料的100X显微组织图。
[0016] 图7为本发明实施例7中铜磷阳极坯料的100X显微组织图。
[0017] 图8为本发明实施例8中铜磷阳极坯料的100X显微组织图。
[0018] 图9为本发明实施例1-8中晶粒度随最终退火温度的变化图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0020] 实施例1
[0021] 对原材料为4Nφ200±10mm的铜磷阳极铸锭进行下列工序步骤：
[0022] 步骤一)将铜磷铸锭进行热锻造。热锻前保温温度为650±20℃，保温时间3h±0.5h。出炉后将φ200±10mm的铜磷铸锭沿直径方向锻造成φ100±10mm的细棒，锻造完成后立即水冷；
[0023] 步骤二)将步骤一)的坯料进行退火。退火温度为610±20℃，退火时间为1-2h。
[0024] 步骤三)将步骤二)的坯料进行轧制变形。总冷变形率为75％，冷变形方式为十字轧制，其中轧制的道次变形量控制在10-13％。
[0025] 步骤四)将步骤三)的坯料进行退火处理，退火温度500℃±10℃，退火时间3h。
[0026] 在坯料上取样并分析其显微组织得到晶粒度为48μm，见图1。
[0027] 实施例2
[0028] 步骤一)至三)同实施例一。
[0029] 步骤四)将步骤三)的坯料进行退火处理，退火温度530℃±10℃，退火时间3h。
[0030] 在坯料上取样并分析其显微组织得到晶粒度为81μm，见图2。
[0031] 实施例3
[0032] 步骤一)至三)同实施例一。
[0033] 步骤四)将步骤三)的坯料进行退火处理，退火温度560℃±10℃，退火时间3h。
[0034] 在坯料上取样并分析其显微组织得到晶粒度为86μm，见图3。
[0035] 实施例4
[0036] 步骤一)至三)同实施例一。
[0037] 步骤四)将步骤三)的坯料进行退火处理，退火温度570℃±10℃，退火时间3h。
[0038] 在坯料上取样并分析其显微组织得到晶粒度为121μm，见图4。
[0039] 实施例5
[0040] 步骤一)至三)同实施例一。
[0041] 步骤四)将步骤三)的坯料进行退火处理，退火温度580℃±10℃，退火时间3h。
[0042] 在坯料上取样并分析其显微组织得到晶粒度为124μm，见图5。
[0043] 实施例6
[0044] 步骤一)至三)同实施例一。
[0045] 步骤四)将步骤三)的坯料进行退火处理，退火温度590℃±10℃，退火时间3h。
[0046] 在坯料上取样并分析其显微组织得到晶粒度为131μm，见图6。
[0047] 实施例7
[0048] 步骤一)至三)同实施例一。
[0049] 步骤四)将步骤三)的坯料进行退火处理，退火温度600℃±10℃，退火时间3h。
[0050] 在坯料上取样并分析其显微组织得到晶粒度为168μm，见图7。
[0051] 实施例8
[0052] 步骤一)至三)同实施例一。
[0053] 步骤四)将步骤三)的坯料进行退火处理，退火温度630℃±10℃，退火时间3h。
[0054] 在坯料上取样并分析其显微组织得到晶粒度为258μm，见图8。
[0055] 汇总实施例1-8中晶粒度随退火温度变化的曲线得到图9，对于获得客户需求的晶粒度在40-300μm范围内的特殊晶粒要求的均匀组织的铜磷阳极具有技术指导意义。
[0056] 上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。
