JPS62111455A - 半導体装置のボンディングワイヤ用高純度銅極細線の製造法 - Google Patents

半導体装置のボンディングワイヤ用高純度銅極細線の製造法

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JPS62111455A
JPS62111455A JP60250410A JP25041085A JPS62111455A JP S62111455 A JPS62111455 A JP S62111455A JP 60250410 A JP60250410 A JP 60250410A JP 25041085 A JP25041085 A JP 25041085A JP S62111455 A JPS62111455 A JP S62111455A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、著しく高い純度を有し、半導体装置のボン
ディングワイヤとして用いた場合に、ボールボンディン
グ後のワイヤボール部に硬さ上昇のきわめて少ない高純
度銅極細線に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、一般に、半導体装置として、トランジスタやＩＣ
１さらにＬＳＩやＶＬＳＩなどが知られているが、この
中で１例えばＩＣの製造法の１つとして。
（ａν　まず、リードフレーム素材として板厚二０．１
〜０．３園を有するＣｕ合金条材を用意し、（ｂｌ　　
上記リードフレーム素材より、エツチングまたはプレス
打抜き加工にて製造せんとＴるＩＣの形状に適合したリ
ードフレームを形成し。
（ｃｌ　　ついで、上記リードフレームの所定個所Ｃ−
１高純度ＳｉあるいはＧｅなどの半専体チッグＹ、Ａｇ
ペーストなどの導電性樹脂を用いて加熱接着するか。
あるいは予め上記半導体チップおよびリードフレームの
片面に形成しておいたＡｕ　、　Ａｇ　ｐ　Ｎｉ　、　
Ｃｕ　、あるいはこれらの合金で構成されためつき層を
介してはんだ付け、あるいはＡｕろう付けし、ｆｄｌ　
　上記半導体チップと上記リードフレームとに渡って、
ボンディングワイヤとして直径＝２０〜５０μｍを有す
るＡｕ極細線または無酸素鋼極細線を用いてポールボン
ディングを旌し、（ｅ）　　引続いて、上記の半導体チ
ップ、ボンディングワイヤ、および半導体チップが取付
けられた部分のリードフレームを、これらを保護する目
的で樹脂封止し、 げ）最終的に、上記リードフレームにおける相互に連な
る部分を切削してＩＣを形成する。
思上（ａｔ〜げ）の主′皮工程からなる方法が知られて
いる。
上記のように、半導体装置の製造には、ボンディングワ
イヤとしてＡｕ極細線や無酸素銅極細線が用いられてい
るが、近年、高価なＡｕ極細線に代って安価な無酸素鋼
極細線が注目されるようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、無酸素銅極細線の場合、Ａｕ極細線で通常採用
されている０、１５〜０，３秒に１回の高速ポールボン
ディングを行なうと、ボンディング時にワイヤ先端部に
形成されたポール部によって１例えばＭ合金配線被膜が
破壊されたり、時にはチップ自体にマイクロクラックが
生じたりするなどの問題点が発生し、高速ポールボンデ
ィングを行なうことができないのが現状である。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで１本発明者等は、上述のような観点から。
従来半導体装置のボンディングワイヤとして用いられて
いる無酸素銅極細線のもつ、上記のような問題点を解決
丁べく研究を行なった結果、（ａｔ　　Ａｕ極細線では
、ワイヤボンディング前のワイヤポール部の硬さと、高
速でのワイヤボンディング後のワイヤボール部にあまり
硬さ変（ヒが見られないのに対して、無酸素鋼極細線で
は、高速でのワイヤボンディング後に、ワイヤボール部
に著しい硬さ上昇が見られ、このワイヤボール部におけ
る硬さ上昇は、その変形に伴う加工硬１ヒに原因し、こ
れによって半導体チップ自体やその表面に形成されてい
る被膜が損傷されるようになること。
ｆｂｌ　　このような無酸素鋼極細線における高速での
ポールボンディング後のワイヤボール部の変形に伴う加
工硬化は、特に不可避不純物として含有するＳ　１ｓｅ
ｔおよびＴｅ成分に大きく影響されること。
（ｃｌ　　無酸素銅に電解精製や帯域溶融精製を旌して
、その純度を高くシ、不可避不純物としてのＳ。
Ｓｅ　、およびＴｅ成分の含有量を低くしてやると、高
速でのポールボンディング後のポール部の変形に伴う硬
さ向上を小さく下ることができ、無酸素鋼極細線に発生
していた上記の問題点の発生を低減することができるが
、これを皆無とすることはできないこと。
（ｄｉ　　上記の電解精製や帯域溶融精製によって精製
された高純度銅で構成された極細線は、不可避不純物と
してのＳ　ｐ　Ｓｅ　ｙおよびＴｅｆｊ３Ｅ分を、それ
ぞし０．３〜５　ｐｐｍ程度含亘し、しかもこれらの不
可避不純物の含有量は＠記の精製処理によっては。
これより低減することはできないが、この高純度銅に、
脱硫成分として希土類元素、Ｔ’＋　ＨＺｒ　）　Ｈｆ
　＋Ｃａ、および狗のうちの１種以上を、望ましくは０
、１〜１００　ｐｐｍの範囲で含有させた状態で、帯域
溶融精製な稚子と、これらの不可避不純物が硫（ヒ物、
セレンｆヒ物、およびＴｅｆヒ合物などを形成して分離
されることから、これらの不純物の含亘ト一は、それぞ
れ、 Ｓ　：　０．１　ｐｐｍ以下、 Ｓｅ　：　０．１　ｐｐｍ以下、 Ｔｅ　：　０．１　ｐｐｍ以下、 となると共に、その他の不可避不純物であるＡｇ。
Ｓｉ　、Ｆｅ、Ｎｉ　、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｎ、およびＺｎ
なども精製除去されるので、不可避不純物の全含有量も
０．３ｐｐｍ　Ｊ２を丁となり、このように不可避不純
物の著しく低い高純度銅で構成した極細線は、これを半
導体装置のボンディングワイヤとして用いた場合、高速
でのワイヤボンディングによってもボンディング後のワ
イヤボール部における変形に伴う加工硬（ヒがきわめて
低く、半導体チップは勿論のこと。
その表面の被膜の損傷もほとんどなくなること。
以上（ａｌ〜（ｄ＋に示される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っ
て、不可避不純物としてのＳ　ｐ　Ｓｅ　ｊおよびＴｅ
の含有量が、それぞれ Ｓ　：　０．１　ｐｐｍ以下。
Ｓｅ　：　０．１　ｐｐｍ以下、 Ｔｅ　：　０．１　ｐｐｍ以下。
で、η１つ不可避不純物の全含有量が０．３　ｐｐｍ以
下の高純度とした半導体装置のボンディングワイヤ中高
純度銅極細線Ｃ二特徴を有するものである。
なお、この発明の高純度鋼極細線において、不可避不純
物としてのＳ　）　Ｓｅ　ｔおよびＴｅ成分の上限値、
並びｌ二不可避不純物の全含有量の上限値は、上記のよ
うに経験的に定められたものであって、いずれの場合も
、これらの上限値を越えると、従来皿酸素銅極細線にお
いて発生していた上記のような問題点の発生を避けるこ
とができなくなるのである。
〔実施例〕
つぎに、この発明の高純度銅極細線を実施例により具体
的に説明する。
それぞれ第１表に示される純度をもった。無酸素銅素材
、これに電解精製を施して得られた電解高純度銅素材、
同じ〈無酸素銅に帯域溶融精製を旌して得られた帯域溶
融高純度銅素材を用意し、さらに的紀電解高純反銅素材
を真空溶解炉で溶解し、これにそれぞれ第２表に示され
る割合で脱硫成分を添加含有させた後、断面：１０ｍＯ
ｘ長さ：２５０■の寸法をもったインゴ、ットに鋳造し
。
ついでこのインゴットにそれぞれ真空中で５回の帯域溶
融精製を旌した後、帯域溶融精製開始部から長さ：１０
０ｍを分取することによって、同じく第１Ｈに示される
純度をもった本発明高純度銅極細１〜４２￥調製し、つ
ぎに、このように調製した各種の素材に、通常の条件で
熱間および冷間線引加工を施工ことによって、いずれも
直径：２５μｍを有する、無酸素銅極細線、電解高純度
鋼極細線、帯域溶融高純度銅極細線、および本発明高純
度銅極細ｆｉ１１〜４２をそれぞれ製造した。
つぎに、この結果得られた各種の極細線について、ボー
ルボンディング前のワイヤボール部の断面硬さ、丁なわ
ちワイヤ先端に、結線を行なわないでボールを形成した
状態でのボール部の断面硬さをビッカース硬さで測定し
、さらに、これをＳｉ半導体チップのＭ合金配線扱膜上
に０．１５秒／回の高速でポールボンディングし、１万
回の試験回数のうちの＠紀被膜の損傷個数を測定すると
共に。
ボール部の断面硬さを同じくビッカース硬さで測定した
。なお、ボール部の断面硬さは、無歪′切断し、エツチ
ングした状態のものを超微小マイクロビッカーヌ計を用
いて１ｌｌｌｌ定した。これらの測定結果ン第１表に示
した。
〔発明の効果〕
第１表Ｃ二示される結果力）ら明らかなようζ二５本発
明昼純度銅極細線１〜４２は、いずれもＳ、Ｓｅ。
およびＴｅ成分の含有口がそれぞれ０．１１）ｐｍ以Ｆ
にして、全不可避不純物の含有母も０．１５　ｐｐｍ以
下ときわめて低いので、ボールボンディング前後におけ
るワイヤボール部の硬さ変化が少なく、この結果高速で
のボールボンディングに際じて半導体チップ表面部を傷
つけることがほとんど皆無であるのに対して、冊酸素銅
極細線や電解高純度銅極細線、さらに帯域溶融高純度銅
極細線においては。
Ｓ、Ｓｅ、およびＴｅ成分や、全不可避不純物の含有機
が相対的に高く、このことは特に高速でのボールボンデ
ィング後のワイヤボール部の硬さ上昇として現われてお
り、かつポールボンディング＋９ζ；おける半導体チッ
プ表面部の損傷が著しいものとなっている。
上述のように、この発明の高純度鋼極細線は。
高速でのボールボンディングＣ；際して、半導体チップ
表面部を損傷することがほとんどないので、Ａｕ極細線
に代る半導体装置のボンディングワイヤとして七分実用
に供することができるのである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 不可避不純物としてのＳ、Ｓｅ、およびＴｅの含有量を
    、それぞれ、 Ｓ：０．１ｐｐｍ以下、 Ｓｅ：０．１ｐｐｍ以下、 Ｔｅ：０．１ｐｐｍ以下、 とすると共に、不可避不純物の全含有量を０．３ｐｐｍ
    以下とした高純度を有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高純度銅極細線。
JP60250410A 1985-03-27 1985-11-08 半導体装置のボンディングワイヤ用高純度銅極細線の製造法 Granted JPS62111455A (ja)

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GB8607528A GB2175009B (en) 1985-03-27 1986-03-26 Wire for bonding a semiconductor device and process for producing the same
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DE19863610587 DE3610587A1 (de) 1985-03-27 1986-03-27 Zum bonden von halbleitervorrichtungen geeigneter draht und verfahren zu dessen herstellung
KR1019860002527A KR900005561B1 (ko) 1985-11-08 1986-04-03 반도체 장치용 본딩 와이어 및 그 제조방법
US07/036,249 US4717436A (en) 1985-03-27 1987-04-09 Wire for bonding a semiconductor device
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