JPH0776390B2 - 半導体装置のボンディングワイヤ用極軟質銅材の製造法 - Google Patents
半導体装置のボンディングワイヤ用極軟質銅材の製造法Info
- Publication number
- JPH0776390B2 JPH0776390B2 JP61053970A JP5397086A JPH0776390B2 JP H0776390 B2 JPH0776390 B2 JP H0776390B2 JP 61053970 A JP61053970 A JP 61053970A JP 5397086 A JP5397086 A JP 5397086A JP H0776390 B2 JPH0776390 B2 JP H0776390B2
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- JP
- Japan
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- copper material
- copper
- purity copper
- bonding wire
- compound
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ビッカース硬さ（Hv）で40以下のきわめて
低い硬さを有し、特に半導体装置の組立てにボンディン
グワイヤとして用いるのに適した極軟質銅材の製造法に
関するものである。
低い硬さを有し、特に半導体装置の組立てにボンディン
グワイヤとして用いるのに適した極軟質銅材の製造法に
関するものである。
一般に、半導体装置には、トランジスタやIC、さらにLS
Iなどがあり、これら半導体装置の組立てにはボンディ
ングワイヤとして金極細線が用いられていることはよく
知られるところである。
Iなどがあり、これら半導体装置の組立てにはボンディ
ングワイヤとして金極細線が用いられていることはよく
知られるところである。
しかし、金極細線はきわめて高価であるために、これを
無酸素銅や再電解銅、さらに再再電解銅などの高純度銅
で構成された銅極細線で代替する試みもなされたが、こ
れら従来銅極細線は、十分に焼鈍を施した状態でもHvで
約45〜50の硬さを示し、Hvで約30の硬さを示す金極細線
に比して硬質であり、したがって、これをボンディング
ワイヤとして使用すると、ボンディング時に、ワイヤ先
端に形成されたボールによって、例えばSiなどの半導体
素子の表面に形成されたAl合金の配線皮膜が破損され易
くなるなど、金極細線ほど円滑にボールボンディングを
行なうことができないのが現状である。
無酸素銅や再電解銅、さらに再再電解銅などの高純度銅
で構成された銅極細線で代替する試みもなされたが、こ
れら従来銅極細線は、十分に焼鈍を施した状態でもHvで
約45〜50の硬さを示し、Hvで約30の硬さを示す金極細線
に比して硬質であり、したがって、これをボンディング
ワイヤとして使用すると、ボンディング時に、ワイヤ先
端に形成されたボールによって、例えばSiなどの半導体
素子の表面に形成されたAl合金の配線皮膜が破損され易
くなるなど、金極細線ほど円滑にボールボンディングを
行なうことができないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、半導体
装置の組立てにボンディングワイヤとして使用しても半
導体素子表面の配線皮膜などを傷つけることなく、円滑
にボールボンディングを行なうことができる極軟質の銅
極細線を得べく、特にこれら銅極細線の素材である高純
度銅の軟質化について研究を行った結果、 上記の無酸素銅や再電解銅、さらに再再電解銅などの高
純度銅を原料とし、これに精製成分としてNa,K,Rb、お
よびCsのうちの１種または２種以上、さらに必要に応じ
て希土類元素のうちの１種または２種以上を重量比で0.
1〜100ppm含有させて、前記不可避不純物と前記精製成
分の化合物が形成された高純度銅素材を用意し、 ついで、この高純度銅素材に対して帯域溶融法による精
製処理を施して前記化合物を除去すると、この結果得ら
れた銅材は、例えば半導体装置の組立てにボンディング
ワイヤとして用いた場合に、高速でのボールボンディン
グを可能とするHvで40以下のきわめて軟質なものとなる
という知見を得たのである。
装置の組立てにボンディングワイヤとして使用しても半
導体素子表面の配線皮膜などを傷つけることなく、円滑
にボールボンディングを行なうことができる極軟質の銅
極細線を得べく、特にこれら銅極細線の素材である高純
度銅の軟質化について研究を行った結果、 上記の無酸素銅や再電解銅、さらに再再電解銅などの高
純度銅を原料とし、これに精製成分としてNa,K,Rb、お
よびCsのうちの１種または２種以上、さらに必要に応じ
て希土類元素のうちの１種または２種以上を重量比で0.
1〜100ppm含有させて、前記不可避不純物と前記精製成
分の化合物が形成された高純度銅素材を用意し、 ついで、この高純度銅素材に対して帯域溶融法による精
製処理を施して前記化合物を除去すると、この結果得ら
れた銅材は、例えば半導体装置の組立てにボンディング
ワイヤとして用いた場合に、高速でのボールボンディン
グを可能とするHvで40以下のきわめて軟質なものとなる
という知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
り、かつ上記の軟質化は、高純度銅原料中に添加含有さ
せた精製成分が、この高純度銅原料中に不可避不純物と
して含有するＳやAg成分などと結合して化合物を形成
し、この化合物が帯域溶融法による精製処理で容易に除
かれることによるものであり、したがって、上記精製成
分の含有量が0.1ppm未満では所望の軟質化をはかること
ができず、一方100ppmを越えて含有させると精製処理後
も精製成分が合金成分として残存する量が多くなって硬
さ上昇の要因となることから、その含有量を0.1〜100pp
mと定めた。また、Na,K,Rb、およびCsに対して、希土類
元素を併用することによって精製処理が一層促進される
ようになる。
り、かつ上記の軟質化は、高純度銅原料中に添加含有さ
せた精製成分が、この高純度銅原料中に不可避不純物と
して含有するＳやAg成分などと結合して化合物を形成
し、この化合物が帯域溶融法による精製処理で容易に除
かれることによるものであり、したがって、上記精製成
分の含有量が0.1ppm未満では所望の軟質化をはかること
ができず、一方100ppmを越えて含有させると精製処理後
も精製成分が合金成分として残存する量が多くなって硬
さ上昇の要因となることから、その含有量を0.1〜100pp
mと定めた。また、Na,K,Rb、およびCsに対して、希土類
元素を併用することによって精製処理が一層促進される
ようになる。
つぎに、この発明の方法を実施例により説明する。
まず、原料の高純度銅として、S:5ppm、Ag:3ppmを含有
する純度:99.999％の再電解銅を用意し、真空溶解炉に
て前記再電解銅を溶解し、これに所定量の精製成分を添
加含有させることによって、それぞれ第１表に示される
成分組成をもった高純度銅素材を調製し、ついで、断
面:10mm□×長さ:250mmのインゴットに鋳造した後、こ
の高純度銅素材に、真空中で５回の帯域溶融法による精
製処理を施すことによって本発明法１〜11を実施し、そ
れぞれ極軟質銅材を製造した。
する純度:99.999％の再電解銅を用意し、真空溶解炉に
て前記再電解銅を溶解し、これに所定量の精製成分を添
加含有させることによって、それぞれ第１表に示される
成分組成をもった高純度銅素材を調製し、ついで、断
面:10mm□×長さ:250mmのインゴットに鋳造した後、こ
の高純度銅素材に、真空中で５回の帯域溶融法による精
製処理を施すことによって本発明法１〜11を実施し、そ
れぞれ極軟質銅材を製造した。
つぎに、この結果得られた極軟質銅材の精製処理開始側
の端部から硬さ測定用試験片を採取し、この試験片に、
温度:600℃に30分間保持の条件で焼鈍処理を施し、引続
いて試験片採取時の切断研摩歪による加工硬化の影響を
除くために硝酸による十分な酸洗エッチングを施し、こ
の状態でビッカース硬さを測定した。これらの測定結果
を第１表に示した。なお、第１表には上記精製処理前の
硬さも示した。
の端部から硬さ測定用試験片を採取し、この試験片に、
温度:600℃に30分間保持の条件で焼鈍処理を施し、引続
いて試験片採取時の切断研摩歪による加工硬化の影響を
除くために硝酸による十分な酸洗エッチングを施し、こ
の状態でビッカース硬さを測定した。これらの測定結果
を第１表に示した。なお、第１表には上記精製処理前の
硬さも示した。
また、比較の目的で、上記インゴットと同一の寸法をも
った上記再電解銅、並びにこの再電解銅をさらに電解し
たものからなる再再電解銅を高純度銅原料として用意
し、ビッカース硬さを測定した後、これに直接同一の条
件で精製処理を施すことによって比較法1,2を行ない、
さらに同一の条件で試験片採取、焼鈍処理、および酸洗
エッチングを行ない、この状態でビッカース硬さを測定
した。これらの測定結果も第１表に示した。
った上記再電解銅、並びにこの再電解銅をさらに電解し
たものからなる再再電解銅を高純度銅原料として用意
し、ビッカース硬さを測定した後、これに直接同一の条
件で精製処理を施すことによって比較法1,2を行ない、
さらに同一の条件で試験片採取、焼鈍処理、および酸洗
エッチングを行ない、この状態でビッカース硬さを測定
した。これらの測定結果も第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明法１〜11によれば、
いずれの場合もHvで40以下のきわめて低い硬さを有する
極軟質銅材が得られるのに対して、比較法1,2に見られ
るように、精製成分を含有しない場合には帯域溶融法に
よる精製処理によっても著しい軟質化は不可能であるこ
とが明らかである。
いずれの場合もHvで40以下のきわめて低い硬さを有する
極軟質銅材が得られるのに対して、比較法1,2に見られ
るように、精製成分を含有しない場合には帯域溶融法に
よる精製処理によっても著しい軟質化は不可能であるこ
とが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、Hvで40以下の
きわめて軟質の銅材を製造することができ、したがっ
て、この極軟質銅材から製造した銅極細線は、これを半
導体装置の組立てにボンディングワイヤとして用いた場
合に、従来用いられている金極細線と同等の高速でのボ
ールボンディングによっても半導体素子の配線皮膜を破
損することがなく、金極細線の代替品として十分に実用
に供することができるものである。
きわめて軟質の銅材を製造することができ、したがっ
て、この極軟質銅材から製造した銅極細線は、これを半
導体装置の組立てにボンディングワイヤとして用いた場
合に、従来用いられている金極細線と同等の高速でのボ
ールボンディングによっても半導体素子の配線皮膜を破
損することがなく、金極細線の代替品として十分に実用
に供することができるものである。
Claims (2)
- 【請求項１】不可避不純物含有の高純度銅原料に、精製
成分としてNa,K,Rb、およびCsのうちの１種または２種
以上を重量比で0.1〜100ppm含有させて、前記不可避不
純物と前記精製成分の化合物が形成された高純度銅素材
を用意し、 ついで、上記高純度銅素材に対して帯域溶融法による精
製処理を施して、上記化合物を除去することを特徴とす
る半導体装置のボンディングワイヤ用極軟質銅材の製造
法。 - 【請求項２】不可避不純物含有の高純度銅原料に、精製
成分としてNa,K,Pb、およびCsのうちの１種または２種
以上と、希土類元素のうち１種または２種以上とを重量
比で0.1〜100ppm含有させて、前記不可避不純物と前記
精製成分の化合物が形成された高純度銅素材を用意し、 ついで、上記高純度銅素材に対して帯域溶融法による精
製処理を施して、上記化合物を除去することを特徴とす
る半導体装置のボンディングワイヤ用極軟質銅材の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053970A JPH0776390B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 半導体装置のボンディングワイヤ用極軟質銅材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053970A JPH0776390B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 半導体装置のボンディングワイヤ用極軟質銅材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62211331A JPS62211331A (ja) | 1987-09-17 |
| JPH0776390B2 true JPH0776390B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=12957511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61053970A Expired - Lifetime JPH0776390B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 半導体装置のボンディングワイヤ用極軟質銅材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776390B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337522A (en) * | 1976-09-20 | 1978-04-06 | Goto Gokin | Method of making high conductivity copper castings |
-
1986
- 1986-03-12 JP JP61053970A patent/JPH0776390B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337522A (en) * | 1976-09-20 | 1978-04-06 | Goto Gokin | Method of making high conductivity copper castings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62211331A (ja) | 1987-09-17 |
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