半导体装置用Cu合金接合线的制作方法

本发明涉及用于对半导体元件上的电极和外部导线等电路布线基板的布线进行连接的半导体装置用cu合金接合线。

背景技术：

当前，作为对半导体元件上的电极与外部导线之间进行接合的半导体装置用接合线(以下，称为“接合线”)，主要使用线径15～50μm左右的细线。接合线的接合方法一般是超声波并用热压接方式，使用通用接合装置、以及使接合线通过其内部以用于连接的劈刀(capillary)夹具等。接合线的接合工艺如下：利用电弧热量输入来加热熔融线尖端，并利用表面张力形成球(fab：freeairball：自由空气球)后，在加热到150～300℃的范围内的半导体元件的电极上压着接合该球部(以下，称为“球接合”)，接着，在形成了线弧后，将线部压着接合(以下，称为“楔接合”)到外部导线侧的电极上，从而完成。

接合线的材料迄今为止金(au)是主流，但最近开始使用铜(cu)。使用cu的接合线电导率高、廉价，因此被用作各种半导体封装。使用cu的接合线可以大致划分为在cu的表面具有pd或au等的涂层的接合线(下面，多层cu线)和没有涂层的接合线(下面，单相cu线)。多层cu线由于抑制单相cu线的技术问题即线表面的铜氧化等，在使用性能方面优点很多。因此，多层cu线被较多采用在特别是线径细、性能要求严格的高密度lsi用途中。另一方面，单相cu线由于比多层cu线便宜，因此主要被采用于线径粗、性能要求相对低的功率装置用途。

另一方面，发挥单相cu线的成本优势，已尝试将单相cu线应用扩大至更细的线径。但是，技术问题在于单相cu线随着线径变细，劈刀磨损增加，其应用前景受到限制。在本说明书中，将劈刀磨损定义为由于接合线和劈刀内部的接触界面摩擦，劈刀内部磨损的现象。发生劈刀磨损时，引起环形状打乱、球接合部或线接合部的接合强度降低等的不良。特别是劈刀前端的孔附近，由于与接合线接触的机会多而容易磨损。通常，使用前的劈刀前端的孔形状为圆形，但随着劈刀磨损增加而成为椭圆形。针对这样的减少劈刀磨损的方法，主要研究了提高劈刀的耐磨损性的方法，以及在线表面涂覆不同种类金属的方法。

专利文献1中公开了以下技术：关于接合劈刀，由以氧化铝结晶为主相的第一多晶陶瓷形成，由于所述氧化铝的结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下，实现适用于使用铜等形成的硬金属细线(接合线)的情况的耐磨损性的提高。

专利文献2中公开了：关于以ag为主体的接合线，通过在涂层的最表面具有包含15～50at.％以上的au的au含有区域，减小接合线的表面与劈刀的界面产生的摩擦，能够改善劈刀的使用寿命。专利文献3中公开了：在球接合用贵金属覆铜线中，作为在线表面形成金(au)极薄延展层的情况的效果，改善线表面对劈刀的滑动。

但是，即使使用这些技术也存在后述的技术问题，并不能满足所要求的劈刀磨损性能。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2014－146622号公报

专利文献2：日本特开2016－115875号公报

专利文献3：日本特开2017－92078号公报

技术实现要素：

[发明要解决的技术问题]

上述劈刀磨损主要在环(loop)形成工序中产生。在环形成工序中，一边从劈刀持续放出接合线一边移动劈刀，在球接合部和楔形接合部之间形成环。在该过程中，劈刀前端的孔内侧与接合线经常持续接触，劈刀前端的孔附近磨损。在线为细线径的情况下，应力容易集中在接合线和劈刀的接触界面，劈刀磨损倾向于增加。

为了减少劈刀磨损，一般认为有效的是，例如提高劈刀的耐磨损性，减少劈刀与接合线接触的界面的摩擦阻抗。然而，即使采用专利文献1所公开的提高劈刀的耐磨损性的技术，或专利文献2、3所公开的改变接合线的最表面的结构的技术，在使用线径为30μm以下的细单相cu线的情况下，难以降低劈刀磨损。这样，在使用线径细的单相cu线的情况下，寻求降低劈刀磨损的技术。

在楔接合中，经由劈刀，对接合线施加超声波和负荷，与外部电极进行接合。一般使用镀覆了ag或pd的电极作为外部电极。通过楔接合，接合线变形的部分被称为尾。尾的变形举动对楔形接合部的接合强度或接合的稳定性产生影响，因此变形举动的控制很重要。以往的单相cu线在进行楔接合时尾的变形量存在偏差，有时不能得到良好的接合强度。在尾的变形量小的情况下，楔形接合部的接合强度不足，有时会发生接合线从电极剥落的不良状况。在尾的变形量大的情况下，进行楔接合时接合线在尾部的附近断裂，存在接合装置停止的情况。由以上，寻求一种技术，其在使用单相cu线的情况下，为了充分地确保楔形接合部的接合强度，稳定地进行接合，将尾的变形量控制在合适的范围中。

球接合后，将形成环时球正上方的弯曲部称为颈部。颈部由于相比于其他环部承受大的弯曲变形，因此，存在其局部损伤的技术问题。颈部相当于球形成时承受电弧加热的影响的部分(以下，热影响部)。热影响部由于加热而晶粒增大，因此强度低于其他环部分，易受损伤。因此，对于单相cu线，寻求抑制热影响部的强度降低，减小颈部的损伤的技术。

伴随半导体设备的长寿命化，寻求改善长期使用的寿命。作为评价长期使用寿命的方法，一般进行高温放置试验、高温高湿试验、热循环试验等。单相cu线的情况下，在温度130℃、相对湿度85％的高温高湿试验中，存在在相对短的时间在球接合部附近发生剥离，接合强度降低的课题。因此，因此需要改善高温高湿试验中球接合部寿命，具体而言，需要在400小时以上的条件下满足动作性能。在使用单相cu线的情况下，与纯al电极进行球接合，用市售的密封树脂进行铸模，在温度为130℃、相对湿度为85％的条件下实施高温高湿试验的结果，最终在300小时，球接合部的接合强度显著降低。研磨被发现接合强度降低的球接合部的截面，通过扫描型电子显微镜进行观察的结果，发现在球接合部的接合界面，形成有以al和cu为主体的多个金属间化合物，在其附近发生剥离。这样，对于单相cu线，寻求一种技术，其在抑制高温高湿环境下球接合部的剥离，改善球接合部寿命。

伴随电子设备的高效化和智能化，半导体安装的高密度化不断发展。高密度化安装导致电极间的窄间距化发展，需要较高环直线传播性。另一方面，所使用的接合线的线径变细，其强度倾向于降低。在使用细单相cu线的情况下，接合后的树脂密封工序中流入树脂时接合线的环部分弯曲，存在失去直线性的技术问题。因此，对于单相cu线，为了在密封树脂后也维持较高的环直线性，需要抑制环部分的变形的技术。

本发明的目的在于提供一种可以抑制劈刀磨损的半导体装置用cu合金接合线。

[用于解决技术问题的方法]

本发明的半导体装置用cu合金接合线，其特征在于，线表面的结晶方位中，相对于与包含线中心轴的一个平面垂直的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示为40％以上90％以下。

[发明效果]

本发明的半导体装置用cu合金接合线通过将线表面的结晶方位中，相对于与包含线中心轴的一个平面垂直的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示为40％以上90％以下，即使在使用线径细的单相cu线的情况下也能够降低劈刀磨损。

附图说明

图1是用于说明测量区域的立体图。

具体实施方式

本实施方式的接合线是半导体装置用cu合金接合线，其特征在于，线表面的结晶方位中，相对于与包含线中心轴的一个平面垂直的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示为40％以上90％以下。

(线表面的结晶方位的决定方法)

针对本说明书中测量接合线表面的结晶方位的方法进行说明。在本说明书中，线表面的结晶方位定义为存在于线表面的cu以及以cu为主体的合金部分的结晶方位。线表面的结晶方位的测量可以利用扫描型电子显微镜(sem：scanningelectronmicroscope)附带的、电子背散射衍射(ebsd：electronbackscattereddiffraction)法。ebsd法是将向样品照射电子束时产生的反射电子的衍射图案投影到检测器面上，通过解析该衍射图案，确定各测定点的结晶方位的方法。解析通过ebsd法获得的数据，优选专用软件(tslsolutions制造的oimanalysis等)。在本实施方式中，将接合线固定于样品台，使电子束从一方向向线表面照射，得到结晶方位的数据。通过使用该方法，可以确定线表面的结晶方位中，相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的结晶方位，以及相对于线中心轴方向的结晶方位。使用通过所述方法决定的结晶方位数据，计算特定的结晶方位的存在比率。

作为示例，说明用于计算接合线表面的结晶方位中、相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计的方法。＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计是将相对于基于ebsd的测量区域的面积，通过所述方法决定的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位占的面积的比率合计的值。

在本说明书中，如图1所示，＜110＞结晶方位、＜111＞结晶方位定义为在线表面各个中，＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位中相对于与包含线中心轴x的一个平面p垂直的方向y的角度差为15度以下的方位。其原因在于，所述方位差为15度以下时，可以得到改善接合线的特性的效果。接合线的线表面的结晶方位中，关于相对于线中心轴x方向，角度差为15度以下的＜100＞结晶方位的存在比率，也可以使用同样的方法计算。

在本说明书中，采用平均面积率作为特定结晶方位的存在比率的值。平均面积率为通过ebsd至少测量10处以上所得到的存在比率的各值的算术平均。测量位置的选择时，优选确保测量数据的客观性。作为其的方法，优选从测量对象的接合线中，在接合线的线中心轴x方向上以3～5m间隔获取测量用样品，供测量用。测量区域a优选在sem的图像上，圆周方向的长度w为线直径的25％以下，线中心轴x方向的长度l为40μm～100μm。

关于通过上述方法ebsd测量的结晶方位和其的所述面积率，确认了与本发明的作用效果即降低劈刀磨损的效果很大程度相关。线表面为曲面，从线的顶点(固定于样品台的线的圆周方向上的最高位置)逐渐向圆周方向，发生自垂直于线表面的方位的偏移，但基于上述方法的测量数据可以说与表示降低劈刀磨损的效果的实态整合。这是因为如果测量区域a的长度w为线的直径的至少25％以下，则在具有曲面的线表面的ebsd的测量区域内，可以允许相对于圆周方向、垂直于线表面的方位的偏移，得到降低劈刀磨损的效果。相对于线中心轴x方向对测量区域a设置下限的原因在于，如果长度l为40μm以上，则判断为测量数据充分地反映样品的特性。相对于线中心轴x方向对测量区域a设置上限的原因在于，如果长度l为100μm以下，则能够有效地进行解析。

有时在接合线的表面存在铜氧化膜或杂质。作为杂质，可以举出有机物、硫黄、氮或其的化合物等。当存在这些杂质时，在其的厚度薄的情况或存在量少的情况下，通过设定适当的ebsd法的测量条件，也能够测量接合线表面的结晶方位。在接合线表面的铜氧化膜厚的情况或杂质的附着量多的情况下，有时不能测量cu以及cu合金部分的结晶方位。在该情况下，在进行ebsd测量之前，通过碱脱脂、酸洗或离子溅射等，处理接合线的表面是有效的。

(降低劈刀磨损的效果)

发明者等调查使用单相cu线时发生劈刀磨损的原因，发现可以确认与线表面的结晶方位相关。即，线表面的结晶方位中，相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计与劈刀磨损之间存在相关性，通过将所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计控制在合适的范围内，可以得到减少劈刀磨损的效果。

具体而言，线表面的结晶方位中，通过将相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计设为以平均面积率表示为40％以上90％以下，可以得到减少劈刀磨损的效果。实际上，使用本实施方式的接合线进行3000根的接合后，用光学显微镜观察劈刀前端的孔，确认到劈刀的孔维持圆形，没有磨损。进一步，通过sem详细地观察劈刀的前端，发现线的材料即cu合金几乎没有附着。由此，认为发现本实施方式的接合线减少劈刀磨损的效果的原因在于，线表面的结晶方位中，通过提高相对于与包含线中心轴的一个平面的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计，线和劈刀间产生的摩擦降低。

在所述存在比率的合计以平均面积率表示为小于40％的情况下，上述效果不充分，不能确认减少劈刀磨损的效果。所述存在比率的合计以平均面积率表示为超过90％的情况下，在球形成工序中异形球的发生率增加，可知不适用于应用。作为其原因，认为是在通过电弧放电熔化接合线的前端形成球时，电弧扩展，接合线开始熔化的位置变得不稳定等。

在线表面的结晶方位中，相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向、角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示50％以上85％以下的情况下，可以得到减少劈刀磨损的良好效果而优选。

(减少楔形接合部的尾形状偏差的效果)

本实施方式的接合线还优选，线表面的结晶方位中，相对于线中心轴方向角度差为15度以下的＜100＞结晶方位的存在比率以平均面积率表示为30％以上100％以下。发明者等针对对楔形接合部的尾形状造成影响的要素进行调查的结果，发现与线表面的结晶方位相关，通过提高所述＜100＞结晶方位的存在比率，可以得到减少楔形接合部的尾形状偏差的效果。一般认为，这是因为通过提高所述＜100＞结晶方位的存在比率，降低相对于线中心轴方向的变形阻力偏差的效果，以及通过控制线表面的结晶方位中，相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率，减少劈刀磨损的效果协同作用。在所述＜100＞结晶方位的存在比率小于30％的情况下，减小相对于线中心轴方向的变形阻力的偏差的效果不充分，减少尾形状的偏差的效果不充分。

(减少颈部的线损伤)

本实施方式的接合线还优选，平行于线中心轴的方向的截面中的结晶方位中，相对于线中心轴方向的角度差为15度以下的＜111＞结晶方位和＜100＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示为25％以上100％以下。发明者等针对对颈部的线损伤造成影响的要素进行调查的结果，发现与平行于线中心轴的方向的截面中的结晶方位相关，通过提高所述＜111＞结晶方位和＜100＞结晶方位的存在比率的合计，得到减少颈部的线损伤的效果。一般认为，这是因为通过提高所述＜111＞结晶方位和＜100＞结晶方位的存在比率的合计，提高形成颈部时对于热影响部的弯曲变形的变形阻力的效果，以及线表面的结晶方位中，通过控制相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率，减少劈刀磨损的效果协同作用。在所述＜111＞结晶方位和＜100＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示为小于25％的情况下，提高形成颈部时对弯曲变形的变形阻力的效果不充分，减少颈部的线损伤的效果并不充分。

(改善高温高湿试验中的球接合部寿命的效果)

本实施方式的接合线还优选为总计含有0.01质量％以上1.5质量％以下的ni、pd、pt、au的一种以上，剩余部分为cu和不可避免的杂质。发明者等针对对温度130℃、相对湿度85％的高温高湿试验中的球接合部寿命造成影响的要素进行调查的结果，发现取决于接合线所包含的合金元素的种类和浓度，通过总计含有0.01质量％以上1.5质量％以下的ni、pd、pt、au的一种以上，可以得到改善高温高湿试验中的球接合部寿命的效果。通过研磨使球接合部的截面露出，使用扫描型电子显微镜进行观察，金属间化合物的成长受到抑制。由此可知，通过以适当的浓度包含ni、pd、pt、au的一种以上，形成在球接合部的接合界面的金属间化合物的成长受到抑制，从而改善高温高湿试验中的球接合部寿命。在接合线所含的ni、pd、pt、au的一种以上的浓度总计小于0.01质量％的情况下，抑制金属间化合物的成长的效果不充分，改善高温高湿试验中的球接合部寿命的效果不充分。在以总计多于1.5质量％包含ni、pd、pt、au的一种以上的情况下，球的硬度上升，金属间化合物的成长不均匀，改善高温高湿试验中的球接合部寿命的效果不充分。

本实施方式的接合线包含pt或pd时，抑制形成在球接合部的线和电极的界面的金属间化合物的成长的效果特别高，得到改善高温高湿试验中的球接合部寿命的优异效果，因而优选。

(进一步减少劈刀磨损的效果)

本实施方式的接合线还通过总计包含0.001质量％以上0.75质量％以下的p、in、ga、ge、ag的一种以上，也可以得到进一步减少劈刀磨损的效果。一般认为，这是因为线表面的结晶方位中，通过将相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计设为40％以上90％以下，减少劈刀磨损的效果，以及通过所述元素的一部分向线表面偏析，降低线和劈刀的接触界面的摩擦阻抗的效果协同作用。

(进一步减少楔形接合部的尾形状偏差的效果)

本实施方式的接合线还通过总计包含0.001质量％以上0.75质量％以下的p、in、ga、ge、ag的一种以上，也可以得到进一步减少楔形接合部的尾形状偏差的效果。一般认为，这是因为线表面的结晶方位中，通过将相对于线中心轴方向的角度差为15度以下的＜100＞结晶方位的存在比率以平均面积率表示为30％以上100％以下，减少相对于线中心轴方向的变形阻力的偏差的效果与所述元素的一部分提高接合线的强度从而减少线变形量的偏差的效果协同作用。

(改善环直线传播性的效果)

本实施方式的接合线还可以通过总计含有0.001质量％以上0.75质量％以下的p、in、ga、ge、ag的一种以上，可以得到改善接合接合线，并进行树脂密封后的环直线性的效果。一般认为，其原因在于，通过总计含有0.001质量％以上的所述元素的一种以上，提高树脂密封时对于树脂流动的变形阻力的效果，以及线表面的结晶方位中，通过控制相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率，减少劈刀磨损，从劈刀稳定地输出接合线的效果协同作用。在接合线所包含的p、in、ga、ge、ag的一种以上的浓度总计为小于0.001质量％的情况下，改善树脂密封后的环直线性的效果不充分。在总计含有多于0.75质量％的p、in、ga、ge、ag的一种以上的情况下，由于线强度过度增加，难以形成目标的环形状，因此改善环直线性的效果不充分。

本实施方式的接合线在包含ag的情况下，可以得到优异的改善环直线传播性的效果，因此优选。

(接合线的制造方法)

针对本实施方式的半导体装置用接合线的制造方法进行说明。

(熔化方法)

首先，使用铜的纯度为4n～6n(cu浓度：99.99质量％以上99.9999质量％以下)的高纯度铜，通过熔化制作含有必要浓度的添加元素的铜合金。熔化能够利用电弧熔炉、高频熔炉等。为了防止混入来自大气中的o2、h2等的气体，优选在真空环境或者ar或n2等惰性气体环境中进行熔化。熔化后，在炉内逐渐冷却制作锭(铸块)。通过熔化制成的锭优选对表面进行酸清洗、酒精清洗，其后使其干燥。

(合金化)

在对铜添加合金元素进行合金化的情况下，可以使用直接熔化铜和高纯度的添加组分进行合金化的方法，以及预先制作铜中含有添加元素3～5质量％左右的母合金，熔化铜和母合金进行合金化的方法等。利用母合金的方法在低浓度下使元素分布均匀化的情况下是有效的。在接合线所含的元素的浓度分析中，能够利用icp发光分光分析装置等。在接合线的表面吸附氧、碳、硫磺等元素的情况下，进行浓度分析前用溅射等从接合线的表面削去1～2nm的区域后再进行浓度测量即可。作为其他方法，使用酸洗的方法也是有效的。

(拉丝加工、热处理的说明)

制造的铜合金的锭优选首先通过轧制或锻造加工加工为粗径，接着通过拉拔加工细加工成最终线径。拉拔加工可以使用能够设置多个金刚石涂层的模具的连续拉丝装置。连续拉丝时，为了降低模具的磨损和线表面瑕疵，优选使用润滑液。在到达最终线径前阶段的中间线径下，在拉拔加工的中间阶段，优选以去畸变为主要目的进行中间热处理。在最终线径下，进行使接合线再结晶从而用于调整断裂伸长率的最终热处理。中间热处理和最终热处理使用边连续性地扫掠线边进行的方法是有效的。需要说明的是，出于尽量抑制热处理时的接合线表面的氧化的目的，优选边使ar气体或n2气体逆流边进行。为了进一步防止氧化包含几％h2也是有效的。

(线表面的结晶方位的控制方法)

线表面的结晶方位控制线的拉拔加工条件或最终热处理条件是有效的。以下示出其代表性的控制方法。示出一个示例：在线表面的结晶方位中，将相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向、角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计控制为以平均面积率表示为40％以上90％以下的方法。进行拉拔加工时，线表面的结晶方位相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的＜110＞结晶方位的存在比率倾向于增加。另一方面，在进行拉拔加工后进行热处理时，引起再结晶，所述＜110＞结晶方位减少，所述＜111＞结晶方位倾向增加。为了控制线表面的结晶方位，通过拉拔加工使所述＜110＞结晶方位发展后，通过最终热处理使其再结晶，控制所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率是有效的。

首先，针对拉拔加工的适当条件进行说明。在拉拔加工中，线表面的结晶方位中，为了使相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向、角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率发展，增加拉拔加工的加工率是有效的。以下述式子定义拉拔加工中的加工率。

p＝{(r1²－r2²)/r1²}×100

p：拉拔加工的加工率

r1：拉拔加工前的线的直径(mm)、r2：最终产品的线的直径(mm)

为了制造本实施方式的接合线，将拉拔加工的加工率设为92％以上且小于100％的范围是有效的。其原因在于，如果拉拔加工的加工率为92％以上，则能够增加刚拉拔加工后的所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率。另外，在适当的温度范围进行其后的最终热处理，能够进一步增加所述＜111＞结晶方位，可以最终将所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计控制为40％以上。在到达最终产品的线径之前进行中间热处理的情况下，将进行了中间热处理的线径用作拉拔加工前的线的直径(r1)。

接着，针对最终热处理的适当条件进行说明。对所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计的值造成影响的最终热处理的条件主要是热处理温度、热处理时间和降温工序。

最终热处理的温度和热处理时间分别设为350℃以上670℃以下、0.05秒以上1.6秒以下是有效的。如果在该热处理温度和热处理时间的范围内，则留下通过拉拔加工使其发展的所述＜110＞结晶方位，并且可以通过再结晶增加所述＜111＞结晶方位。最终热处理的温度的下限为350℃、热处理时间的下限为0.05秒的原因在于，在小于这些下限的条件下，引起再结晶，但不能充分地得到接合线所要求的强度和伸展特性等机械特性。最终热处理的温度的上限为670℃、热处理时间的上限为1.6秒的原因在于，在超过上述上限的条件下，所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位之外的结晶方位发展，所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计变成小于40％。

针对最终热处理后的降温工序进行说明。最终热处理后的线在300℃以上且小于350℃的温度范围，保持0.03秒以上且小于1.0秒后，冷却至室温是有效的。其原因在于，通过在降温中保持在所述温度范围，可以残留所述＜110＞结晶方位，并优先使具有＜111＞结晶方位的结晶粒成长。这是因为，在降温工序的温度小于300℃、保持时间小于0.03秒的情况下，得不到残留所述＜110＞结晶方位的同时优先使具有＜111＞结晶方位的结晶粒成长的效果。降温工序的温度为350℃以上、保持时间为1.0秒以上时，由于引起再结晶等，所述＜110＞结晶方位降低，所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计可能变成小于40％。例如在假设为连续性地扫掠线的结构的情况下，该降温工序在对线进行热处理后，设置使惰性气体循环的场所，作为使线通过该场所的结构是有效的。通过这样的最终热处理，可以将所述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计控制在40％以上90％以下的范围中。

(线表面的相对于线中心轴方向的结晶方位的控制方法)

针对线表面的结晶方位中，将相对于线中心轴方向角度差为15度以下的＜100＞结晶方位的存在比率控制为以平均面积率表示为30％以上100％以下的方法进行说明。为了控制所述＜100＞结晶方位，控制拉拔加工时的线的输送速度和拉拔加工的加工率是有效的。通过改变线的输送速度，可以控制辅助线表面的线中心轴方向的结晶方位的发展的模具与线的界面产生的摩擦力。越是提高拉拔加工的加工率，＜100＞结晶方位越趋于增加。为了控制所述＜100＞结晶方位，线的输送速度设为500m/min以上700m/min以下是有效的。拉拔加工的加工率设为95％以上是有效的。如果是上述条件，可以将所述＜100＞结晶方位控制为以平均面积率表示30％以上100％以下。线的输送速度小于500m/min，拉拔加工的加工率的下限小于95％时，所述＜100＞结晶方位的存在比率小于30％。线的输送速度超过700m/min时，模具的磨损变大，构成生产性降低的问题。

(控制平行于线中心轴的方向的截面的结晶方位的方法)

针对平行于线中心轴的方向的截面的结晶方位中，将相对于线中心轴方向角度差为15度以下的＜111＞结晶方位和＜100＞结晶方位的存在比率的合计控制为以平均面积率表示25％以上100％以下的方法，示出代表性的控制方法。为了控制所述＜111＞结晶方位和＜100＞结晶方位，控制拉拔加工中使用的每一个模具的压缩率是有效的。具体而言，每一个模具的加工率设为18％以上是有效的。在此，每一个模具的加工率是指，由拉拔加工减少的线的截面积相对于拉拔加工前的线的截面积的比率。其原因在于，通过将每一个模具的加工率设为18％以上，不仅在线表面，直至线内部都会发生拉拔加工导致的结晶的旋转或滑动变形。

实施例

(接合线的制作方法)

针对接合线的制作方法进行说明。使用由原材料即cu的纯度为99.99质量％以上、剩余部分为不可避免的杂质形成的接合线。接合线在包含ni、pd、pt、au、p、in、ga、ge、ag作为添加元素的情况下，通过高频熔化炉使cu和这些元素熔化，进行合金化。在不可避免的杂质之外的添加元素的合计的目标浓度小于0.5质量％的情况下，使用高浓度含有添加元素的cu合金，制造目标浓度的合金。

为了极力防止氧等杂质的混入，熔化时的环境设为ar环境。通过熔化制造的锭的形状为直径为几mm的圆柱状。对于所得的锭，为了除去表面的氧化膜，用硫酸、盐酸等进行了酸清洗。其后，对锭进行轧制加工和锻造加工，制作的线。其后，进行中间热处理，并且通过拉拔加工加工至拉拔加工时的线的输送速度设为500m/min以上700m/min以下。润滑液也使用市售的润滑液。此时，每一个模具的加工率为19％以上25％以下。拉拔加工的加工率为92％以上99.5％以下。中间热处理和最终热处理以350以上670℃以下的温度，以20～700m/min的输送速度边连续性地扫掠线边进行。为了防止氧化，热处理时的环境设为n2环境或者ar环境。制作的接合线的构成如表1所示。

(评价方法)

本实施方式的接合线所包含的各添加元素的浓度使用icp发光分光分析装置进行分析。本评价中使用的接合线的线径设为

本实施方式的接合线的线表面的结晶方位中，相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向、角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计的值通过ebsd法测量的数据算出。所述存在比率设为以3m间隔测量10处线的测量值的算术平均。所述测量区域设为在进行ebsd的测量的画面上，圆周方向为5μm(线直径的25％)、被40μm的直线围住线中心轴方向的区域。并且所述测量区域设为包含相对于样品台上固定的样品的圆周方向最高的位置的区域。

本实施方式的接合线的线表面的结晶方位中，由通过ebsd法测量的数据算出相对于线中心轴方向角度差为15度以下的＜100＞结晶方位的存在比率。所述存在比率设为以3m间隔测量10处线的测量值的平均值。测量区域设为在进行ebsd的测量的画面上，圆周方向为5μm(线直径的25％)、被40μm的直线围住线中心轴方向的区域。并且所述测量区域设为包含相对于样品台上固定的样品的圆周方向最高的位置的区域。

本实施方式的相对于平行于线中心轴的方向的截面的接合线的线中心轴方向、角度差为15度以下的＜111＞结晶方位和＜100＞结晶方位的存在比率的合计是在用ar离子束研磨线截面并使其露出后，通过ebsd测量的。相对于线中心轴方向角度差为15度以下的＜111＞结晶方位和＜100＞结晶方位的存在比率的合计设为以3m间隔测量10处线的测量值的算术平均。测量区域设为，线中心轴方向为80μm，直径方向为20μm。此时，设定测量区域以使直径方向上完全包含线的两端。

(劈刀磨损的评价方法)

劈刀磨损的评价通过劈刀磨损发生为止需要的接合线的试行接合次数进行判定。劈刀以及接合装置使用通用品。有没有发生劈刀磨损的判定是用光学显微镜观察劈刀的前端的孔，如果保持正圆度则判断为没有问题，如果损害正圆度则判断为磨损。上述劈刀的观察对每隔试行接合次数500根实施。试行接合次数小于3000根时发生劈刀磨损的情况，判断为存在实际应用上的问题，设为0分。试行接合次数在3000根以上且小于5000根时发生劈刀磨损的情况，判断为没有实际应用上的问题，设为1分。试行接合次数为5000根以上且小于7000根时发生劈刀磨损的情况，判断为良好，设为2分。如果试行接合次数为7000根以上也没有发生劈刀磨损，则判断为优异，设为3分。评价结果记录在表2的“劈刀磨损”的栏中。仅0分不合格，其以外合格。

(楔形接合部的尾形状偏差的评价方法)

楔形接合部的尾形状的偏差可以通过楔接合的连续接合性评价进行评价。其原因在于，尾形状的偏差大时由于接合强度不足接合线从楔形接合部剥离，或者接合线在楔形接合部附近断裂，接合装置停止。在楔接合的连续接合性的评价中，使用窗口评价。窗口评价是改变进行楔接合时的超声波和负荷的参数，通过可进行一定次数连续接合的接合条件的宽度判定连续接合性的方法。劈刀使用通用品。接合装置使用kulicke&soffa社制造的iconn。接合对象的电极使用对引线框施以ag镀敷的电极。接合时的载台温度设为175℃。在超声波的振荡输出的参数为20～80的范围，负荷的参数为20～80的范围，分别每10个进行改变，针对合计49个条件试行接合。49个条件中，如果可连续接合200根以上的条件小于40个条件，则判断为存在实际应用上的问题，设为0分。如果所述条件为40个条件以上且小于43个条件，则判断为没有实际应用上的问题，设为1分。如果所述条件为43个条件以上且小于45个条件，则判断为良好，设为2分。如果所述条件为45个条件以上，则判断为优异，设为3分。评价结果记录在表2的“楔接合的窗口评价”的栏中。仅0分不合格，其以外合格。

(评价颈部的线损伤的方法)

颈部的线损伤的评价是在使用通用的接合装置接合后，观察颈部分，评价是否发生损伤。将环长度设为2.5mm，将环高度设为0.2mm，将环形状设为梯形。用电子显微镜观察接合的200根接合线的颈部分，如果发生损伤的位置为2处以上，则判断为不良，设为0分。如果发生损伤的位置为1处，则判断为不存在实际应用上的问题，设为1分，如果完全没有发生不良，则判断为优异，设为2分。评价结果记录在表2的“颈部的线损伤”的栏中。仅0分不合格，其以外合格。

(高温高湿试验中的球接合部寿命的评价方法)

高温高湿试验用的样品是在一般的金属框上的si基板上成膜厚度1.0μm的al膜的电极，使用常用的接合装置进行球接合，通过市售的环氧树脂密封进行制作。球边以流量0.4～0.6l/min流动n2+5vol.％h2气体边形成，球径为相对于线径1.5～1.6倍的范围。高温高湿试验的试验温度设为130℃，相对湿度设为85％。高温高湿试验中的球接合部的寿命设为球接合部的接合强度降低至试验开始前的50％以下为止需要的时间。在本评价中，每隔100小时测量球接合部的接合强度。球接合部的接合强度采用了利用dage社制造的微小强度试验机测量的值。高温高湿试验后的剪切试验在通过酸处理除去树脂，露出球接合部后进行。剪切强度的值使用随机选择的球接合部的10处的测定值的平均值。在上述评价中，如果球接合部的寿命小于400小时则判断为存在实际应用上的问题，记为0分，如果为400小时以上且小于600小时，则判断为没有实际应用上的问题，记为1分，如果为600小时以上则判断为优异，记为2分，如果为1000小时以上则判断为特别优异，记为3分。评价结果记录在表2的“高温高湿试验中的球接合部寿命”的栏中。仅0分不合格，其以外合格。

(环直线传播性的评价方法)

环直线传播性的评价是使用通用的接合装置接合后，用树脂密封，观察环部分，评价环是否弯曲。环长度设为2.5mm，环高度设为0.2mm。通过软x射线装置观察200根接合线的环部分，如果离用直线连接球接合部和线接合部的位置最远的位置为20μm以上，则为不良。如果不良的根数为3处以上则判断为不良，设为0分。如果不良的根数为2处则判断为没有实际应用上的问题，设为1分，如果不良的根数为1处则判断为优异，设为1分，如果完全没有发生不良则判断为特别优异，设为2分。评价结果记录在表2的“环直线传播性”的栏中。0分为不合格，其以外为合格。

(评价结果的说明)

实施例no.1～72是半导体装置用铜合金接合线，线表面的结晶方位中，相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向的角度差为15度以下的＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示为40％以上90％以下，因此关于劈刀磨损的评价，在实际应用上都没有问题。实施例no.3～72中，上述＜110＞结晶方位和＜111＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示为50％以上85％以下，因此关于劈刀磨损的评价，得到良好的评价结果。

实施例no.5～72是半导体装置用cu合金接合线，线表面的结晶方位中，相对于垂直于包含线中心轴的一个平面的方向、角度差为15度以下的＜100＞结晶方位的存在比率以平均面积率表示为30％以上100％以下，关于楔接合的窗口评价，均得到良好的评价结果。

实施例no.7～72是半导体装置用cu合金接合线，在平行于线中心轴的方向的截面中的结晶方位中，相对于线中心轴方向角度差为15度以下的＜111＞和＜100＞结晶方位的存在比率的合计以平均面积率表示为25％以上100％以下，因此关于颈部的线损伤，可以得到优异的评价结果。

实施例no.9～22总计包含0.01质量％以上1.5质量％以下的ni、pd、pt、au的一种以上，因此关于高温高湿试验中的球接合部寿命，得到了优异的评价结果。实施例no.10、11、13、14、16、17、19～22包含pd、pt，因此得到特别优异的评价结果。

实施例no.59～72总计含有0.001质量％以上0.75质量％以下的p、in、ga、ge、ag的一种以上，因此关于环直线性、劈刀磨损、颈部的线损伤，得到优异的评价结果。实施例no.63、68～72包含ag，因此关于环直线传播性，示出特别优异的效果。

实施例no.23～58是总计含有0.01质量％以上1.5质量％以下的ni、pd、pt、au的一种以上，并且总计含有0.001质量％以上0.75质量％以下的p、in、ga、ge、ag的一种以上，因此针对高温高湿试验中的球接合部寿命、劈刀磨损、楔形接合部的尾形状的偏差、环直线性，得到优异的评价结果。实施例no.27、32～40、45、50～58包含ag，因此关于环直线性示出特别优异的效果。实施例no.23～58包含pd、pt，因此关于高温高湿试验中的球接合部寿命，得到了特别优异的评价结果。

【表1】

【表2】