本發明專利技術的高純度銅加工材，由純度99.9999質量%以上的Cu構成，平均結晶粒徑為20μm以下、且在晶粒的粒徑分布中，具有超過2.5倍平均結晶粒徑的粒徑的晶粒所占的面積比率小于總晶粒面積的10%。本發明專利技術的高純度銅加工材的制造方法中，將由Cu純度99.9999質量%以上的高純度銅構成的鑄錠在初期溫度550℃以上熱鍛后水冷，接著在初期溫度350℃以上溫熱鍛造后水冷，然后以50%以上的總軋制率進行冷斜軋，接著在200℃以上進行低溫退火。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及例如適合用作濺射靶的。本申請基于2010年3月5日在日本申請的日本特愿2010-48516號主張優先權，在此援引其內容。
技術介紹
作為制造IC、LSI、ULSI等半導體裝置時形成導電性膜等的方法，已知例如使用具有微細晶粒的高純度銅靶進行的濺射、使用高純度銅陽極在電鍍浴中進行的電解等。該高純度銅優選純度為99. 9999質量％以上、且具有平均結晶粒徑200 u m以下的微細晶粒。 例如，如專利文獻1、2所示，具有微細晶粒的高純度銅如下制造。首先，將銅在真空或惰性氣體氣氛中熔解、鑄造，得到純度為99. 9999質量％以上的高純度銅錠。將高純度銅錠在55(T650°C下進行加熱，對該加熱了的高純度銅錠進行熱鍛、接著進行冷加工。然后，在初期溫度35(T500°C的溫度范圍內進行低溫退火。重復進行冷加工和低溫退火，最終進行冷加工。由此，能得到高純度銅加工材。在上述現有技術中，通過使用純度99.9999質量％以上的原材料，可以確保99. 9999質量％以上的純度。然而，存在難以在工業上穩定地得到平均粒徑為200 y m以下的微細晶粒的問題。因此，為了穩定地得到更微細的結晶組織，提出了各種技術。例如，在專利文獻3中，將純度99. 9999質量％以上的高純度銅錠在30(T50(TC下進行熱鍛，接著進行冷加工。然后進行低溫退火。由此，得到由平均結晶粒徑為KTSOiim的微細晶粒構成、被用作濺射靶或電鍍用陽極的高純度銅加工材。此外，在專利文獻4中，將高純度銅原材料在約一 50°C以下的溫度下進行冷卻，接著實施加工而對高純度銅導入加工應變。接著，使導入了應變的高純度銅在約320°C以下的溫度下再結晶。由此，得到具有約IOym以下的結晶粒度的高純度銅加工材。在專利文獻5中，在超過300°C的溫度下進行熱鍛，接著根據需要進行中間退火。然后進行冷軋。由此，得到具有I U nr約50 i! m的平均結晶粒度的高純度銅加工材。在專利文獻6中，進行熱鍛，接著進行水淬。然后進行冷軋。由此，得到具有比較均勻的結晶粒徑、且平均結晶粒度為50 以下的高純度銅加工材。近年來，通過Si晶片的大型化，實現濺射靶的大型化。伴隨該大型化，要求防止在晶片上產生缺陷。具體地說，要求提高通過濺射形成的膜厚度的均勻性和防止異常放電的產生。專利文獻I :日本特開平10-195609號公報專利文獻2 :日本特開平10-330923號公報專利文獻3 :日本特開2001-240949號公報專利文獻4 :日本特開2004-52111號公報專利文獻5 :日本特表2005-533187號公報專利文獻6 :日本特表2009-535518號公報
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于，提供即使在實現濺射靶的大型化的情況下，也能確保通過濺射形成的膜厚度的均勻性、且可以防止異常放電的產 生、。本專利技術人對使用高純度銅加工材構成的濺射靶進行濺射時的異常放電的產生與高純度銅加工材的結晶組織之間的相關性進行了深入研究。結果發現，構成上述濺射靶的高純度銅加工材的晶粒的平均結晶粒徑及結晶粒徑的均勻性對濺射膜(通過濺射形成的膜)的特性帶來大的影響。例如，根據上述專利文獻3飛所示的制造方法，能得到結晶粒徑比較小的高純度銅。對該結晶粒徑的分布進行測定時可知，結晶粒徑的分布幅度寬。特別是在提高純度而制作純度99. 9999質量％以上的高純度銅加工材時，難以使晶粒均勻地微細化。此外，即使假設平均結晶粒徑為小的數值，由于粒徑的偏差幅度大，因此得不到平均結晶粒徑小、且在加工材整體上結晶粒徑均勻的高純度銅加工材。 因此，本專利技術人對具有平均結晶粒徑小、且在加工材整體上結晶粒徑均勻的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法進行了進一步研究。結果發現，通過以下的方法，可以制造具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材。首先，將純度99. 9999質量％以上的高純度銅構成的鑄錠在初期溫度550°C以上進行熱鍛。由此，破壞鑄造組織，接著進行水冷。然后，在初期溫度350°C以上進行溫熱鍛造，接著進行水冷。由此，實現組織的微細化及均勻化，并且抑制再結晶的進行。接著，以50%以上的總軋制率進行冷斜軋(冷間々口 7圧延)。由此，在整體上使組織更微細化且均勻化，同時賦予用于再結晶化的加工應變。接著，在200°C以上進行低溫退火。由此，除去應變的同時進行再結晶化。由此，可以制造平均結晶粒徑為20um以下，且在晶粒的粒徑分布中，具有超過2. 5倍平均結晶粒徑的粒徑的晶粒所占的面積比率小于總晶粒面積的10%的高純度銅加工材。例如，通過上述高純度銅加工材制作小300mmSi晶片用的大直徑濺射靶，并用于濺射時，也沒有異常放電的產生，能均勻地進行濺射。結果可以降低晶片上的缺陷產生。本專利技術是基于上述發現而提出的，具有以下必要條件。(I)本專利技術的一方案涉及的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材，由純度99. 9999質量％以上的Cu構成，平均結晶粒徑為20 y m以下、且在晶粒的粒徑分布中，具有超過2. 5倍平均結晶粒徑的粒徑的晶粒所占的面積比率小于總晶粒面積的10%。( 2 )上述(I)中記載的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材中，高純度銅加工材還可以為濺射靶。(3)上述(I)或(2)中記載的本專利技術的一方案涉及的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法，將由Cu純度99. 9999質量％以上的高純度銅構成的鑄錠在初期溫度550°C以上熱鍛后水冷，接著在初期溫度350°C以上溫熱鍛造后水冷，然后以50%以上的總軋制率進行冷斜軋，接著在200°C以上進行低溫退火。(4)上述(3)中記載的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法中，作為所述由純度99. 9999質量％以上的高純度銅構成的鑄錠，還可以使用通過單向凝固制造、沒有由縮孔或空隙形成的鑄造缺陷的高純度銅鑄錠。(5)上述(3)或(4)中記載的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法中，在所述熱鍛時，還可以在初期溫度55(T900°C的范圍內進行至少一次以上的熱壓縮擴展鍛造。(6)上述(5)中記載的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法中，在所述熱壓縮擴展鍛造中，還可以將所述鑄錠在其凝固方向壓縮，接著從與所述鑄錠的凝固方向垂直的方向且至少雙軸以上的多向對所述鑄錠進行鍛造，同時使所述鑄錠伸展。(7)上述(3)至(6)的任意一項中記載的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法中，在所述溫熱鍛造時，還可以在初期溫度35(T500°C的范圍內進行至少一次以上的溫熱壓縮擴展鍛造。 (8)上述(7)中記載的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法中，在所述溫熱壓縮擴展鍛造時，還可以將所述鑄錠在其凝固方向壓縮后，從與所述鑄錠的凝固方向垂直的方向且至少雙軸以上的多向進行鍛造的同時使所述鑄錠伸展。(9)上述(3)至(8)的任意一項中記載的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法中，還可以在20(T40(TC的溫度范圍內實施所述低溫退火。若通過本專利技術的一方案涉及的高純度銅加工材制作濺射靶，使用該靶進行濺射，則能夠均勻地進行濺射而不會產生異常放電。因此，可以降低晶片上的缺陷產生。附圖說明圖I為用于說明本實施方式的高純度本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.05 JP 2010-0485161.一種具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材，其特征在于， 由純度99. 9999質量％以上的Cu構成， 平均結晶粒徑為20 y m以下、且在晶粒的粒徑分布中，具有超過2. 5倍平均結晶粒徑的粒徑的晶粒所占的面積比率小于總晶粒面積的10%。2.根據權利要求I所述的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材，其特征在于，所述高純度銅加工材為濺射靶。3.—種權利要求I所述的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材，其特征在于，將由Cu純度99. 9999質量％以上的高純度銅構成的鑄錠在初期溫度550°C以上熱鍛后水冷，接著在初期溫度350°C以上溫熱鍛造后水冷，然后以50%以上的總軋制率進行冷斜車L接著在200°C以上進行低溫退火。4.根據權利要求3所述的具有均勻且微細的結晶組織的高純度銅加工材的制造方法，其特征在于，作為所述由純度99. 9999質量％以上的高純度銅構成的鑄錠，使用通過單向凝固制造、沒有由縮孔或空隙形成的鑄造缺陷的高純度銅鑄...
【專利技術屬性】
技術研發人員：熊谷訓，小出正登，
申請(專利權)人：三菱綜合材料株式會社，
類型：發明
國別省市：
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