用于电镀的阳极材料的制备方法及具有黑膜的阳极材料技术

一种用于电镀的阳极材料的制备方法，包含步骤a与步骤b，步骤a是以成型方式制备一个铜磷合金粗胚，该铜磷合金粗胚的磷含量大于0，且小于0.1wt%，步骤b将该铜磷合金粗胚进行均质化热处理，并在均质化热处理完成后以淬冷方式进行冷却，得到一个用于电镀的阳极材料。以本发明专利技术所制得的阳极材料中的磷分布均匀，而可供后续电镀在表面形成的黑膜非常均匀。本发明专利技术还提供具有黑膜的阳极材料。

【技术实现步骤摘要】
用于电镀的阳极材料的制备方法及具有黑膜的阳极材料
本专利技术涉及一种阳极材料的制备方法及阳极材料，特别是涉及一种用于电镀的阳极材料的制备方法及具有黑膜的阳极材料。
技术介绍
在早期的铜电镀制程中，是以金属铜作为阳极材料。由于使用铜作为阳极会于溶解一价铜时造成不均化反应(heterolyticreaction)而产生金属铜或氧化铜的粒子，且以铜作为阳极的特性在于铜析出速率快，但溶解铜时的不均化反应与快速析出铜却也导致许多缺点。例如：电镀液中的铜含量太高，而使电镀液中多余的铜粉及阳极泥不断增加，从而污染被电镀物；此外，经电镀而于析出的铜的表面也由于铜析出速率过快而粗糙不细致。而后，美国研究学者Neverse等人发现，在金属铜中掺杂少量磷所形成的铜磷合金，再经过电镀制程后，会于该铜磷合金阳极材料的表面形成一具导电性的黑膜。该黑膜的主要元素为铜、磷、氯，该黑膜可抑制一价铜的不均化反应，进而避免金属铜或氧化铜的生成，因而抑制铜粒子的产生。美国专利号第US6783611号揭示一种形成用于电镀的阳极材料的制备方法，主要是将一已掺杂磷的铜磷合金粗胚经热处理而使其再结晶而得到适于铜电镀制程的晶粒尺寸的阳极材料。然而，上述用于电镀的阳极材料的制备方法的主要缺点在于：磷元素于制作过程中易于晶粒边界或树枝状组织边界中析出，造成铜磷合金靶材中的磷元素分布不均，所以，即便使用铜磷合金作为阳极，仍会因磷的分布不均匀，导致磷含量高的区域表面所形成的黑膜较厚处容易脱落，磷含量低的区域表面所形成的黑膜薄层处易生成金属铜或氧化铜，且当这些铜及氧化铜粒子存在于电镀浴(platingbath)中并附着于被电镀材表面(阴极表面)，将成为半导体晶圆等被电镀材表面的污染源或凸起等的电镀缺陷。所以，有许多文献记载如何得到品质较佳的用于电镀的阳极材料。例如，日本专利公开号P2011-162875A对电镀的含磷的铜金属给予加工偏错(processingskewness)后，接着再结晶化热处理，借以提高所谓特种结晶(specialgrainboundary)的形成比例：利用特种结晶不易发生选择性溶解，以抑制未溶解的结晶粒的剥离，而形成均匀的黑膜。则能在电解初期形成均匀的黑膜，可防止黑膜的脱落进而大幅度降低因阳极淤渣所引起的电镀不良。因此，如何使黑膜均匀地分布于用于电镀的铜磷合金阳极材料的表面，进而提供品质优良黑膜的品质，是所属
的研究人员持续研究与发展的方向。
技术实现思路
专利技术人就对电镀铜时的铜磷阳极的磷元素分布状况与阳极淤渣的发生、电镀缺陷的关连性加以专心研究后发现：借由“改良阳极材料的磷元素分布均匀性”，可于电镀过程中产生一层均匀的黑膜，可安定地进行减少粒子附着于被电镀物表面的铜电镀制程。本专利技术的目的在于提供一种可以提高后续铜电镀制程良率的用于电镀的阳极材料的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供一种可以提高后续铜电镀制程良率的具有黑膜的阳极材料。于是，本专利技术用于电镀的阳极材料的制备方法，包含一个步骤a，及一个步骤b。该步骤a以成型方式制备一个铜磷合金粗胚，该铜磷合金粗胚的磷含量大于0，且小于0.1wt%。步骤b将该铜磷合金粗胚进行均质化热处理，并在均质化热处理完成后以淬冷方式进行冷却，得到一个用于电镀的阳极材料。较佳地，前述用于电镀的阳极材料的制备方法，其中，该步骤a的成型方法选自真空熔炼、大气熔炼，及喷覆成型。较佳地，前述用于电镀的阳极材料的制备方法，其中，该步骤b该铜磷合金粗胚的均质化热处理是在温度范围为540至1085℃间进行。较佳地，前述用于电镀的阳极材料的制备方法，其中，该步骤b的该铜磷合金粗胚是在温度范围为800至1050℃间进行5至8小时的均质化热处理。较佳地，前述用于电镀的阳极材料的制备方法，还包含一个实施于该步骤b后的步骤c，将该用于电镀的阳极材料进一步进行热机处理后再进行淬冷。较佳地，前述用于电镀的阳极材料的制备方法，其中，该步骤c的热机处理选自热锻造、热压延、冷压延、热油压，及前述的一组合配合退火热处理。较佳地，前述用于电镀的阳极材料的制备方法，其中，该淬冷方式以选自水冷及油冷方式进行冷却。较佳地，前述用于电镀的阳极材料的制备方法，其中，以淬冷方式进行冷却的冷却液体的平均温度不大于60℃。再者，本专利技术具有黑膜的阳极材料，包含一个包括一个表面的本体，及一层覆盖于该表面的黑膜。该本体是由铜磷合金构成，以该铜磷合金的重量百分比为100%计，该铜磷合金的磷含量大于0，且小于0.1wt%，且该黑膜于该本体表面的每一平方公分的单位面积覆盖率不小于98%。较佳地，前述具有黑膜的阳极材料，其中，该本体是以上述用于电镀的阳极材料的制备方法而得。本专利技术的有益效果在于：于均质化热处理后将该铜磷合金粗胚浸置于冷却液体中，以快速降温的淬冷方式进行冷却，进而使所制得的用于电镀的阳极材料中磷元素分布均匀，而可供后续电镀在表面形成的黑膜非常均匀。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明图1是说明本专利技术用于电镀的阳极材料的制备方法的第一较佳实施例的流程图；图2是说明本专利技术用于电镀的阳极材料的制备方法的第二较佳实施例的流程图；图3是说明本专利技术用于电镀的阳极材料的制备方法的第三较佳实施例的流程图；图4是说明本专利技术具有黑膜的阳极材料的剖视示意图；图5是说明该用于电镀的阳极材料于电镀槽中进行铜电镀制程的局部剖视示意图；图6是说明该具体例的具有均匀黑膜的阳极材料的裸视图；图7是说明该具体例的黑膜均匀分布的光学显微镜图(OpticalMicroscope，以下简称OM图)；图8是说明该比较例1的具有黑膜的阳极材料，且黑膜呈现树枝状的裸视图；图9是说明该比较例1的黑膜不均匀，呈现树枝状的OM图；图10是说明该比较例2的具有黑膜的阳极材料，且黑膜呈现出具有镂空区域的点状的裸视图；及图11是说明该比较例2的黑膜不均匀，呈现出具有镂空区域的点状的裸视图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明：参阅图1，本专利技术用于电镀的阳极材料的制备方法的第一较佳实施例包含一个步骤11，及一个步骤12。该步骤11是以成型方式制备一个铜磷合金粗胚，且所制成的铜磷合金粗胚的磷含量大于0，且小于0.1wt%。该步骤12是将该铜磷合金粗胚进行热处理，并在热处理完成后以淬冷的方式进行冷却，得到一磷元素分布均匀的用于电镀的阳极材料。以下将叙述该第一较佳实施例的详细步骤。首先，进行该步骤11，先在金属铜中掺入磷元素，并使其磷含量不大于0.1wt%，并将其放置于一个真空炉中，以真空熔炼的方式进行熔炼铸造。其中，真空熔炼即是在真空度为10-2至10-4mmHg的真空炉中对一铜、磷原料进行加热熔炼处理，优点在于可防止铜、磷原材料氧化，可获得具有较佳的熔炼品质的铜磷合金粗胚。此外，该步骤11的成型方式除了真空熔炼外，还可选自大气熔炼，及喷覆成型，主要的目的在于初步地混合铜与磷，成为该铜磷合金粗胚。当使用于喷覆成型方式时，喷涂距离范围为0-100mm，雾化压力范围为5-60bar，孔径的范围为3-7mm。接着，进行该步骤12，对该铜磷合金粗胚进行温度范围为540至1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电镀的阳极材料的制备方法，其特征在于，包含：一个步骤a：以成型方式制备一个铜磷合金粗胚，该铜磷合金粗胚的磷含量大于0，且小于0.1wt%；及一个步骤b：将该铜磷合金粗胚进行均质化热处理，并在均质化热处理完成后以淬冷方式进行冷却，得到一个用于电镀的阳极材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于电镀的阳极材料的制备方法，其特征在于，包含：一个步骤a：以成型方式制备一个铜磷合金粗胚，该铜磷合金粗胚的磷含量大于0，且小于0.1wt％；一个步骤b：将该铜磷合金粗胚在温度范围为800至1050℃间，进行5至8小时的均质化热处理，并在均质化热处理完成后以淬冷方式进行冷却，得到一个用于电镀的阳极材料；及一步骤c：将该用于电镀的阳极材料进一步进行热机处理后再进行淬冷。2.如权利要求1所述的用于电镀的阳极材料的制备方法，其特征在于：该步骤a的成型方法选自真空熔炼、大气熔炼，及喷覆成型。3.如权利要求2所述的用于电镀的阳极材料的制备方法，其特征在于：该步骤c的热机处理选自热锻造、热压延、冷压延、热油压，及前述的一组合配...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畊甫，蔡宗闵，许舒惠，林德庆，
申请(专利权)人：光洋应用材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：