專利名稱：：半導體裝置用接合線的制作方法
技術領域：
：本發明涉及為連接半導體元件上的電極和線路板(引線框、基板、帶等)的配線而使用的半導體裝置用接合線。
背景技術：
：現在，作為將半導體元件上的電極與外部端子之間進行接合的接合線，主要使用線直徑2050ym左右的細線(接合線)。接合線的接合一般是超聲波并用熱壓接方式，可使用通用接合裝置、使接合線在其內部通過而用于連接的毛細管夾具等。在由電弧熱輸入將接合線的線端頭加熱熔融，借助于表面張力使之形成球后，使該球部壓接接合于在150300°C的范圍內加熱了的半導體元件的電極上，然后，通過超聲波壓接使接合線直接接合在外部引線側。近年，半導體組裝的結構、材料和連接技術等在急速地多樣化，例如，組裝結構除了使用現行的引線框的QFP(QuadFlatPackaging；四側引腳扁平封裝)以外，使用基板、聚酰亞胺帶等的BGA(BallGridArray；球柵陣列封裝)、CSP(ChipScalePackaging；芯片尺寸封裝)等的新形態也已實用化，需求進一步提高了環路(loop)性、接合性、大批量生產使用性等的接合線。相鄰的接合線的間隔變窄的窄間距化正在進行。作為與之對應的對接合線的要求，要求細線化、高強度化、環路控制、接合性的提高等。由于半導體組裝的高密度化，環路形狀復雜化。作為環路形狀的分類，環路高度、接合線的線長度(跨距；span)成為指標。在最新的半導體中，在一個組件內部使高環路和低環路、短跨距和長跨距等相反的環路形成混雜的情況增加。要將其用一種接合線實現，需要嚴格的接合線的材料設計。迄今為止，接合線的材料主要使用高純度4N系(純度>99.99質量％)的金。為了高強度化、提高高接合等特性，曾進行了微量的合金元素的調整。最近，出于提高接合部可靠性的目的等，使添加元素濃度增加直到1質量％以下的純度2N(純度>99%)的金合金線也實用化了。通過調整添加到金中的合金元素的種類、濃度，能夠進行高強度化、可靠性的控制等。另一方面，通過合金化，有時產生接合性降低、電阻增加等弊端，難以綜合地滿足對接合線所要求的多樣的特性。另外，由于金價格高，因此期望得到材料費廉價的其他種類金屬的接合線，曾開發了以材料費廉價、導電性優異的銅為原材料的接合線。可是，銅接合線存在如下問題由于接合線的線表面的氧化而導致接合強度降低，在進行了樹脂封裝時容易引起線表面腐蝕等。這些問題也成為銅接合線未進行實用化的原因。迄今為止已實用化的接合線其特征是全部是單層結構。即使材料變化為金、銅等，在內部也均勻地含有合金元素，從接合線的線截面來觀察，為線單層結構。也有時在線表面形成有薄的自然氧化膜、用于保護表面的有機膜等，但它們限于最表面的極薄的區域(約數個原子厚的層的水平)。為了適應對接合線所要求的多樣的需求，曾提出了在線表面被覆了別的金屬的多層結構的接合線。作為防止銅接合線表面氧化的方法，在專利文獻1中提出了使用金、銀、鉬、鈀、鎳、鈷、鉻、鈦等貴金屬和/或耐腐蝕性金屬被覆了銅的接合線。另外，從球形成性、防止鍍液劣化等的角度出發，在專利文獻2中提出了呈下述結構的接合線，所述結構具有以銅為主成分的芯材、在該芯材上形成的由銅以外的金屬構成的異種金屬層、和在該異種金屬層上形成的由熔點比銅高的耐氧化性金屬構成的被覆層。專利文獻3提出了具有以銅為主成分的芯材和在該芯材上的含有成分或組成的一方或兩方與芯材不同的金屬和銅的外皮層、且該外皮層為厚度0.0010.02ym的薄膜的接合線。另外，即使是金接合線，也曾提出了很多的多層結構的方案。例如，專利文獻4提出了在由高純度Au或Au合金構成的芯線的外周面被覆了由高純度Pd或Pd合金構成的被覆材料的接合線。專利文獻5提出了在由高純度Au或Au合金構成的芯線的外周面被覆了由高純度Pt或Pt合金構成的被覆材料的接合線。專利文獻6提出了在由高純度Au或Au合金構成的芯線的外周面被覆了由高純度Ag或Ag合金構成的被覆材料的接合線。作為在批量生產中使用的線特性，通過在接合工序中的環路控制穩定，接合性也提高，在樹脂封裝工序中抑制線變形，滿足連接部的長期可靠性等的綜合的特性，可期望能夠應對最尖端的窄間距、三維配線等的高密度組裝。與球接合關聯，在形成球時形成圓球性良好的球，并在該球部與電極的接合部得到充分的接合強度很重要。另外，為了應對接合溫度的低溫化、接合線的細線化等，還要求在線路板上的配線部楔連接了接合線的部位的接合強度、抗拉強度等。使用前的接合線其組織、強度等在縱向均勻，但通過被接合，組織、硬度等發生變化。作為其代表例，在球附近的頸部受到球形成時的熱影響而進行再結晶，因此，頸部的強度降低。伴隨著低環路等嚴格的環路控制或振動等的外力等，頸部受到裂紋等損傷的情況較多。即使是多層結構的接合線，也期待由該頸部的改性帶來強度提高。這樣的用于半導體的多層結構的接合線，雖然實用化的期待較大，但迄今為止還沒有實用化。一方面由多層結構所帶來的表面改性、高附加值等受到期待，另一方面必須綜合性地滿足線制造的生產率、品質、和接合工序中的成品率、性能穩定性、以及半導體使用時的長期可靠性等。專利文獻1日本特開昭62-97360號公報專利文獻2日本特開2004-64033號公報專利文獻3日本特開2007-12776號公報專利文獻4日本特開平4-79236號公報專利文獻5日本特開平4-79240號公報專利文獻6日本特開平4-79242號公報
發明內容以往的單層結構的接合線(以下記為單層線。)，為了改善抗拉強度、接合部的強度、可靠性等，添加合金化元素是有效的，但擔心特性的提高存在極限。呈多層結構的接合線(以下記為多層線)，可期待比單層線更加提高特性，提高附加值。作為帶來高功能化的多層線，例如，為了防止銅接合線表面氧化，可在線表面被覆貴金屬和/或耐氧化性的金4屬。即使是金接合線，通過在線表面被覆強度高的金屬或合金，也可期待得到降低樹脂流動的效果。可是，考慮半導體組裝的高密度化、小型化、薄型化等的要求，本發明者們進行評價的結果判明了多層線留有許多的如后所述的實用上的問題。作為多層線的不良情況，頸部的損傷、縮頸、強度降低等成為問題。當為低環路化、長跨距等時，由于在環路形成時將線拉伸，因此在受到熱影響從而強度本來就降低了的頸部，容易產生〈字形的裂紋、褶皺狀的疲勞不良等。多層線中的頸損傷的發生頻度存在比單層線增加的傾向，成為造成線接合工序的生產率降低的一個原因。若這成為低環路化的障礙，則會限定多層線的用途。例如，在最新的閃存中，數段地重疊芯片的三維組裝增加，而且要求薄型化，因此，對低環路化優異的接合線的要求更加提高。即使是多層線，對這樣的低環路化的適應性也變得重要。在環路形成的過程中，向各種方向彎曲或拉伸線，因此，在頸部，壓縮應力、拉伸應力等復雜地參與。另外，由于楔接合中的超聲波振動在接合線中傳播，也有時會導致頸部疲勞。要求頸部能夠耐受這樣的復雜的外力和殘余應變等。在多層線中，在芯材和表皮層的材質、機械特性不同，因此，容易從對這樣的外力、應變不能耐受的部位發生龜裂、縮頸等。調查頸部的龜裂、損傷的發生部位的結果，從表皮層發生的情形占一大半。作為在多層線中環路形成了時的不良情況，有時環路的直線性降低，產生接合線的傾倒、下垂、彎曲等不良情況。由于該環路的直線性降低而使制造成品率降低成為問題。作為多層線的球接合部的不良情況，代表性的是花瓣現象和偏芯現象。所謂花瓣現象是指球接合部的外周附近花瓣狀地發生凹凸變形，從正圓性偏離，成為在接合于小的電極上時球突出或誘發接合強度降低的不良的原因。所謂偏芯現象是指形成于線端頭的球部相對于線軸非對稱地形成，成為例如高爾夫球桿狀的現象，在窄間距連接中當接合了偏芯球時引起與相鄰的球接觸的短路不良成為問題。因為這些多層線中的花瓣現象與偏芯現象的發生頻度為比單層線增加的傾向，為帶來生產率的降低的一個原因，所以需要使線接合工序的管理基準嚴格。多層銅線與單層銅線相比能期待延遲氧化的效果，其效果根據表皮層或線表面附近中的組成、結構、厚度等而大大不同。多層銅線的結構的適當化變得重要。為確保與金線同等的作業性，就必需保障例如即使2個月左右的大氣保管之后楔接合性、環路形狀等也不劣化。這使得與單層銅線的保管壽命相比，需要提高數十倍的壽命，在以銅為主體的材料中要求相當嚴的條件。本發明的目的是解決如上所述的現有技術的問題，提供一種除了以往的基本性能之外，還謀求抑制線表面的損傷、刮傷、環路形狀的穩定化、良好的球形成等的性能提高的半導體裝置用接合線，。本發明者們為了解決上述頸部的損傷等的問題而研究了多層結構的接合線的結果，發現了控制作為特定的表皮層的上述表皮層的組織是有效的。本發明是基于上述見解而完成的，其要旨為以下的構成。本發明的權利要求1涉及的接合線，是具有由導電性金屬形成的芯材和在上述芯材上的以與芯材不同的金屬為主成分的表皮層的半導體裝置用接合線，其特征在于，上述表皮層的金屬為面心立方晶，在上述表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，<100>所占的比例為50%以上。本發明的權利要求2涉及的接合線，在權利要求1基礎上，其特征在于，在上述表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，<111>和<100>所占的比例的總計為60%以上。本發明的權利要求3涉及的接合線，在權利要求1或2基礎上，其特征在于，在上述芯材的截面的晶面中的線縱向的晶體取向<hkl>之中，<111>和<100>所占的比例為30%以上。本發明的權利要求4涉及的接合線，在權利要求13的任一項的基礎上，其特征在于，關于上述表皮層的表面中的晶粒的平均尺寸，縱向的平均尺寸相對于圓周方向的平均尺寸的比率為3以上。本發明的權利要求5涉及的接合線，在權利要求14的任一項的基礎上，其特征在于，作為上述表皮層的表面中的線縱向的晶體取向為<100>的晶粒的面積相對于線表面的總面積的比例為30%以上。本發明的權利要求6涉及的接合線，在權利要求15的任一項的基礎上，其特征在于，構成上述表皮層的主成分為Pd、Pt、Ru或Ag。本發明的權利要求7涉及的接合線，在權利要求16的任一項的基礎上，其特征在于，構成上述芯材的主成分是Cu或Au。本發明的權利要求8涉及的接合線，在權利要求17的任一項的基礎上，其特征在于，上述表皮層的厚度在0.0050.2ym的范圍。本發明的權利要求9涉及的接合線，在權利要求18的任一項的基礎上，其特征在于，在上述表皮層和芯材之間具有擴散層，所述擴散層具有濃度梯度。本發明的權利要求10涉及的接合線，在權利要求69的任一項的基礎上，其特征在于，構成上述芯材的主成分是Cu，且以5300ppm的范圍含有B、Pd、Bi和P之中的至少一種以上。本發明的權利要求11涉及的接合線，在權利要求610的任一項的基礎上，其特征在于，構成上述芯材的主成分是Cu，且以5lOOOOppm的范圍含有Pd，構成上述表皮層的主成分是Pd或Ag。本發明的權利要求12涉及的接合線，在權利要求69的任一項的基礎上，其特征在于，構成上述芯材的主成分是Au，且以58000ppm的范圍含有Be、Ca、Ni、Pd和Pt之中的至少一種以上。本發明的權利要求13涉及的接合線，在權利要求112的任一項的基礎上，其特征在于，在上述表皮層和上述芯材之間具有中間金屬層，所述中間金屬層由與構成上述表皮層和上述芯材的主成分不同的成分形成。根據本發明的半導體裝置用接合線，可以降低頸部的損傷。另外，可以提高環路的直線性、環路高度的穩定性。另外，可以促進接合線的接合形狀的穩定化。其結果，能夠提供也適應于細線化、窄間距化、長跨距化、三維組裝等最新的半導體組裝技術的高功能的接合線。圖1是多層結構的接合線(線直徑25um)的EBSP測定結果(將在線縱向取向成<100>取向的區域著色。線表示晶界)具體實施例方式對于半導體裝置用接合線(以下稱為接合線)，研究采用由導電性金屬形成的芯材和在該芯材上的以與芯材不同的面心立方晶的金屬為主成分的表皮層構成的線的結果判明通過在接合線的表面附近含有導電性金屬，可以期待楔接合性的提高等，而另一方面，由于在線接合工序中的球形成時的熱影響和復雜的環路控制等，在頸部附近的表面發生損傷成為問題；環路形狀的穩定性等不充分；等等。因此，研討了能夠對應于窄間距連接、三維連接的嚴格環路控制等的新的要求，也能夠對應于提高細線的線拉絲加工中的成品率等的多層結構的接合線的結果發現控制作為特定的表皮層的上述表皮層的組織是有效的。特別是通過著眼于迄今為止基本不為人所知的多層線的表面的織構和接合線的使用性能的關系，首次確認了通過控制特定的晶體取向，能夠綜合地改善可加工性、接合性、環路控制性等。更有效地發現了控制表皮層和芯材的組織的組合等是有效的。S卩，需要一種接合線，其是具有由導電性金屬形成的芯材和在上述芯材上的以與芯材不同的面心立方晶的金屬為主成分的表皮層的接合線，其中，在表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，<100>所占的比例為50%以上。若為上述接合線，則可得到抑制頸部損傷的高的效果。損傷包含各種形態的裂紋、破損，但線表面成為起點的損傷較多。若構成表皮層的成分為面心立方晶的金屬，則加工時不會屈服強度降低，可加工性也良好，容易順應于拉絲加工、環路控制等的復雜加工、彎曲等。面心立方晶的金屬的<100>取向具有提高延性的效果，通過還追隨彎曲、拉伸等的變形，在環路形成時即使受到壓縮、拉伸等的外力，也可抑制從頸部的表面的龜裂擴展。在這樣的特殊的變形和龜裂擴展上，線表面的組織，相比于中心部影響較大，因此，提高表面中的<100>取向的取向率是有效的。為了降低頸部的損傷，線整體和頸部的組織類似是有效的。在接合線的制造中，通常在最終線直徑和其附近實施熱處理的情況較多。相當于由于球形成時的熱影響，在頸部再被熱處理到高溫。在線整體和頸部的表面的晶體取向上差異小時，可減輕在頸部的表面附近的應力集中、殘余應變等。在面心立方晶的金屬中，作為通過熱處理所形成的再結晶織構，大多取向成為<100>取向。即使在頸部也同樣可確認因球形成時的熱影響而生長的晶體取向為<100>取向或其類似的取向。因此可認為原本通過在接合線表面提高向<100>取向的取向可以降低與頸部的組織的差別，這也具有降低頸部的損傷的作用。另外，提高線縱向的晶體取向之中的<100>取向的取向率具有即使在頸部也使向<100>的取向率增加的效果。球熔融熱在接合線中傳導，在頸部超過表皮層或芯材的再結晶溫度地被加熱。在頸部通過再結晶而進行晶體取向的旋轉等時，可助長以線自身的<100>取向為核，其周圍的晶體取向向<100>轉移。若在表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，<100>取向所占的比例為50%以上，則可得到抑制頸部損傷的充分效果。優選該<100>取向的比例為60%以上，若這樣的話，則可提高抑制頸損傷的效果，即使是線直徑25ym且環路高度90ym以下的低環路，也可降低頸損傷。更為優選為70%以上，若這樣的話，則可進一步提高抑制損傷的效果，例如，即使是環路高度為80ym以下的低環路，也可抑制頸損傷且可進行穩定的環路形成。在多層線中，表面和芯材用不同的成分構成，因此，分開地控制被覆著線表面的表層的組織比較容易。由該表面組織的控制所帶來的特性改善效果也高。在這樣的方面，與以往的單層線的組織控制不同。在單層線中，雖然能夠管理線整體的織構和晶體取向，但難以只表面附近與線內部分開地進行組織控制。因此，在多層線的表層的組織控制上，要求多層線獨自的想法，不能適用單層線的線截面中的織構和晶體取向的管理。若在表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，<111>和<100>所占的比例的總計為60%以上，則降低環路高度的偏差，在高速動作下的環路的穩定控制變得容易。在通常的線連接工序中，進行抽出或拉回通過毛細管的孔的接合線等復雜的動作。這是以數十毫秒級的相當快的高速使接合線出入的動作。<111>和<100>各取向的具體效果、關系不明確，但可認為通過降低接合線和毛細管的滑動抗力，環路高度穩定化了。換言之，為使這樣的滑動性和環路高度穩定化，將<111>和<100>以外的晶體取向抑制為低是有效的。若表皮層中的<111>和<100>所占的比例的總計為60%以上，則在線長為3mm以下的一般的跨距下，可得到使環路高度穩定化的高的效果。優選是80%以上，若這樣的話，則即使為線長5mm以上的長跨距，也可得到使環路高度穩定化的高的效果。另外，作為由提高<111>和<100>所占的比例所帶來的效果，通過抑制成膜后的加工、熱處理的工藝中的膜厚的不均勻性，還有利于表皮層厚度的均勻化。若在芯材的截面中的線縱向的晶體取向<hkl>之中，<111>和<100>所占的比例的合計為30%以上，則會降低球接合部的外周附近發生凹凸變形的花瓣不良，可以使球接合部接近于正圓且穩定化。若正圓度良好，則變得有利于接合面積的縮小，接合工序的制造管理變得容易，或可提高窄間距接合的生產率。確認了球部的凝固組織也大大地反映芯材的組織，提高在芯材的晶體取向<hkl>之中的<111>和<100>所占的比例是有效的。確認了就這樣的芯材的晶體取向的控制來說，在單層線中效果不充分，與此相對，在多層線中可得到高的效果。雖然就其要因而言還沒有完全弄清楚，但可以推測是由于通過在多層線的球熔融中先表皮層、其后芯材進行階段性的熔融，芯材的組織對球部的組織產生的影響較大。該作用效果、在通常的球尺寸的情況下，確認有更高的效果。例如，在接合初期球直徑/線直徑的比例為1.92.2的通常尺寸的球的情況下，可以降低球接合部中的各向異性和/或花瓣狀等形狀不良，提高正圓度。調查由壓縮變形、施加超聲波所產生的球部的變形行為的結果，確認了就球接合形狀來說，與表皮層的組織的相關性小，反而是芯材的組織起支配使用。在此，若芯材中的<111>和<100>所占的比例的合計為不到30%，則球接合時發生花瓣狀、橢圓狀的變形的頻度變高，有時變為不良。接合線的組織對球變形造成的影響，多層線一方顯著，與單層線的組織的影響不同的情況較多。優選芯材中的<111>和<100>所占的比例的總計為50%以上，若這樣的話，則可以使小徑球的接合形狀穩定化。例如，在接合初期球直徑/線直徑的比例處于1.51.7范圍的小徑球的情況下，通過提高球接合部的正圓度，由此即使是電極間隔為40ym以下的窄間距接合，也可得到良好的球接合形狀。在芯材中的<111>和<100>所占的比例的合計沒有特別的上限，但若為85%以下，則有制造時的控制變得比較容易的優點。通過組合這樣的芯材的組織和上述的表皮層的組織，可以期待協調作用，能夠同時改善環路形狀的控制、球變形的穩定化。即，期望是如下多層結構的接合線在表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，50%以上為<111>，并且，在芯材的截面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，<111>和<100>所占的比例為40%以上。由此，在作為三維組裝的代表例的、層疊了多個芯片的疊層芯片連接、BGA、CSP中最近使用的、相鄰的接合線的環路高度處于60500iim的范圍且大大不同的多段連接(Multi-TierBonding)等中，可以改善接合線的綜合特性。在到此為此的說明中，以可以測定的晶體取向<hkl>為基準，對于特定的取向所占的比例所帶來的作用、效果進行了說明。若為了適應于今后窄間距化而進行細線化，則通過增加表面的影響度，以接合線的表面為基準整理晶體取向所帶來的效果能夠準確把握實用的效果。具體來說，期望是在表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中50%以上為<100>的多層結構的接合線，而且，作為表皮層的表面中的線縱向的晶體取向為<100>的晶粒的面積相對于線表面的總面積的比例為30%以上。由此，使環路形狀穩定化的效果提高，其中即使是細線化到直徑22ym以下的接合線，環路特性也穩定化，對降低頸損傷是有效的。對于線直徑22ym以下的細的接合線，由于因拉絲加工應變的增大等而測定困難的晶體取向的區域增加等，只能夠測定的晶體取向之中的<100>取向的比例不能準確掌握環路特性的區域有增加的傾向。因此，如果在作為表皮層的表面中的<100>的晶粒的面積相對于線表面的總面積的比例(面積比率)設為適當的比例(適當的面積比率)，則即使為細線也可得到良好的特性。該面積比率為30%以上的理由是因為即使晶體取向之中的50%以上為<100>，若面積比率不足30%，則在使用了線直徑22ym以下的接合線的環路高度70pm以下的低環路連接中，有時頸損傷的不良率也會增加。優選該面積比率為40%以上，若這樣的話，即使連接直徑18ym以下的細線且為環路高度60ym以下的低環路，也可以降低頸損傷。更加優選該面積比率為50%上，若這樣的話，可進一步提高如下效果即使連接直徑18ym以下的細線且為環路高度60ym以下的超低環路，也可以抑制頸損傷，因此，例如也對層疊了3段以上的芯片的三維連接有利。若為如下特征的多層結構的接合線為在表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中50%以上為<100>的多層結構的接合線，而且，關于表皮層的表面中的晶粒的平均尺寸，縱向的平均尺寸相對于圓周方向的平均尺寸的比率(晶體粒徑的縱橫尺寸比)為3以上，則可以提高形成了環路的接合線的直線性。在通過接合線從毛細管端頭的孔出來或返回而形成環路時，由于接合線與毛細管內壁的摩擦等而發生接合線傾倒、彎曲所導致的卷曲不良、由下垂所導致的接合不良，由此，成品率降低。要抑制這樣的不良、提高環路直線性，發現提高表皮層的表面中的晶體粒徑的縱橫尺寸比是有效的。若提高縱橫尺寸比，則在線縱向長的晶粒形成纖維狀組織，從而變得有利于降低環路形成時殘留在接合線中的應變、變形偏差。若縱橫尺寸比為3以上，則可得到提高環路直線性的充分效果。優選縱橫尺寸比為5以上，若這樣的話，即使為直徑25ym以下且線長5mm以上的長跨距，也可得到良好的環路直線性。進一步優選縱橫尺寸比為10以上，若這樣的話，則可提高如下效果即使為線長7mm的超長跨距，也提高環路直線性。所謂成為表皮層的主成分的面心立方晶的金屬，為與作為芯材的主成分的導電性金屬不同的金屬，優選是如下金屬對改善接合線的接合性有效果，且對防止接合線氧化也有效。具體來說，Pd、Pt、Ru、Rh、Ag為候選，而且，若重視實用性、性能價格比等，則更加優選是Pd、Pt、Ru、Ag中的至少一種金屬。在此的主成分是指濃度具有50摩爾％以上的元素。Pd具有與封裝樹脂的粘附性、對電極的接合性都充分、品質管理也容易等優點。Pt較容易使球形狀穩定化。Ru容易形成硬質且致密的膜，材料費也比較廉價。Rh耐氧化性等性能良好，材料費為高價格，因此期待薄膜化等的今后的研究。Ag為軟質，因此在對形成有表皮層的線進行拉絲加工的場合，可比較容易地抑制損傷等，材料費也廉價，因此對重視成本的半導體等是有用的。S卩，表皮層優選是以Pd、Pt、Ru和Ag中的至少一種為主成分的純金屬或者以上述導電性金屬為主成分的合金。如果是純金屬，則具有容易提高耐氧化性、接合性等的優點，如果是合金，則具有由于抗拉強度、彈性模量的上升而抑制樹脂封裝時的線變形的優點。在此，所謂上述純金屬相當于表皮層的一部分包含具有99摩爾％以上的濃度的層或者除了擴散層之外的表皮層的平均濃度為80摩爾％以上。所謂上述合金是含有50摩爾％以上的Pd、Pt、Ru和Ag中的至少一種金屬的合金。構成芯材的導電性金屬，Cu.Au.Ag成為候選，如果重視實用性，則優選以Cu和Au之中的至少一種為主成分。Cu的材料費便宜，導電性高，在球形成時若噴吹保護氣體則也容易進行良好的球形成，上述等等的操作性都比較良好。Au耐氧化性強，在球形成時不需要保護氣體等，接合時的變形也良好，具有容易確保接合性等優點。Ag導電性優異，但拉絲加工稍有困難，需要將制造技術合適化。另一方面，Cu、Au也有作為單層接合線用材料的使用實績多的優點。如果芯材是以該導電性金屬為主成分的合金，則有時利于由線強度的增加帶來細線化或者提高接合可靠性等。在Cu合金的場合，通過以5300ppm的范圍含有B、Pd、Bi、P中的一種以上，由于接合線的抗拉強度、彈性模量增加等，可得到提高直到跨距5mm左右的長跨距下的直線性的效果。已確認要提高上述的添加作用對于Cu單層線而言并不充分，與此相對，應用于芯材的主成分為Cu的多層線時可得到高的效果。即芯材為以5300ppm的范圍含有B、Pd、Bi和P中的至少一種以上的Cu合金，表皮層以Pd、Pt或Ru為主成分，在上述表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中<100>所占的比例為50%以上，由此，可以進一步提高提高在長跨距下的直線性的效果。作為其理由可認為是由于控制了晶體取向的表皮層和含有合金元素的芯材的協同效應，使得直線性提高。若為如下的多層結構的接合線在上述表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中<100>所占的比例為50%以上，構成表皮層的主成分為Pd或Ag，構成芯材的主成分為Cu，在芯材中以5lOOOOppm的范圍含有Pd，則在線的逆連接方式中，對彈回不良的降低和柱形凸塊高度的穩定化有效，或者還能夠使球接合部的壓接高度穩定化。所謂逆連接方式是指在球接合的上方強制性使線斷裂形成柱形凸塊，在該柱形凸塊上楔接合線的方式，被用于疊層芯片用途等。降低逆連接方式的生產率的主要原因有不穩定的柱形凸塊高度和環路折曲變形的彈回不良。所謂彈回不良是指由于對連接到柱形凸塊上了的線進行尾部切割時的斷裂沖擊而導致線折曲變形的現象。可認為若為上述線，則在線制造中的熱處理工序中，在芯材/表皮層的界面附近，芯材中的Pd和表皮層中的Pd或Ag相互擴散時，通過使Pd濃度的變化均勻化且平緩的協同作用來抑制彈回不良。另外，上述的Pd添加所帶來的提高環路直線性的效果，也可期待影響到彈回不良的抑制。這樣的線內部的Pd濃度變化，不僅對線整體，對受到球熔融的熱影響的頸部也更有效地作用，因此對柱形凸塊高度的穩定化也有效。可認為這樣能夠使柱形凸塊高度穩定化具有下述作用通過使頸部的再結晶粒徑的分布在線中心部和表面附近均勻化，而使柱形凸塊形成時的斷裂長度穩定化。另外，對于Cu的芯材和Pd的表皮層的組合，在球熔融時，Cu和Pd、Ag的混合變得不均勻，有時發生球形狀的異形，但通過使芯材中含有Pd，可提高使初期球的尺寸穩定化、使球部的壓接高度穩定化的效果。在此，關于芯材中所含有的Pd濃度，如果為5ppm以上，則可確認到上述效果，優選為200ppm以上，如果這樣的話能使改善效果更加顯著。關于該Pd濃度的上限，如果為lOOOOppm以下，則能夠抑制由球的硬化所引起的芯片損傷，優選為8000ppm以下，如果這樣的話可進一步提高抑制芯片損傷的效果，對窄間距連接也有利。在Au合金的場合，如果以5800(^!11的范圍含有86、〔3、附、？(1和？{之中的至少一種以上，則具有同樣的效果，容易確保良好的直線性。即，優選芯材為以5SOOOppm的范圍含有Be、Ca、Ni、Pd和Pt中的至少一種以上的Au合金、表皮層以Pd、Pt或Ru為主成分，在上述表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中<100>所占的比例為50%以上。在多層結構的接合線的構成中，通過在表皮層和上述芯材之間具有中間金屬層，所述中間金屬層由與構成上述表皮層和上述芯材的主成分不同的成分形成，由此，控制上述的表皮層的晶體取向的取向變得更加有利。原因是在表皮層的形成中，有時受到基底的晶體取向的影響，與控制芯材的晶體取向相比，控制形成于芯材上的中間金屬層的晶體取向比較容易。具體來說，與表皮層的金屬相同的面心立方晶的金屬優選作為中間金屬層。特別是更優選表皮層的金屬的晶格常數與中間金屬層的金屬的晶格常數相近。S卩，優選是如下特征的多層結構的接合線，所述特征是在上述表皮層和上述芯材之間具有中間金屬層，所述中間金屬層由與構成上述表皮層和上述芯材的主成分不同的成分形成。作為添加中間金屬層的效果，通過表皮層和芯材的粘附性的提高等，能夠提高作為楔接合部的接合強度指標之一的剝離強度。在此，剝離強度的測定可采用測定楔接合附近的牽拉強度的簡便方法來代用。因此，通過插入中間金屬，可增加剝離強度。在此，中間金屬層的成分是應該與表皮層和芯材的成分的組合來選定的，優選是如上所述的金屬成分，特別更優選Au、Pd、Pt。更優選的是，在表皮層/芯材的主成分的組合為Pd/Cu的場合，中間金屬層的主成分為Au，如果這樣的話有利于控制表皮層的晶體取向，而且表皮層/中間金屬層/芯材的各個界面處的粘附性也比較良好。另外，在表皮層/芯材的主成分的組合為Pd/Au的場合，如果中間金屬層的主成分為Pt，則有利于晶體取向的控制和表皮層的組成、膜厚的均勻性。如果表皮層的厚度為0.0050.2ym的范圍，則也有利于上述的表皮層的晶體取向的控制，容易綜合地滿足接合性、環路控制等的要求特性。原因是如果厚度為0.005um以上，則可得到控制了晶體取向的表皮層的充分效果；若超過0.2ym，則由于球部的表面平滑性降低、發生高爾夫球棒狀的偏芯球的不良，有時球的形狀、尺寸變得不穩定。優選是表皮層的厚度處于0.010.15ym的范圍，如果這樣的話即使是復雜的環路控制，也可不降低速度地穩定形成所希望的環路形狀。更優選是0.0200.1ym的范圍，如果這樣的話，可一邊維持接合線的使用性能一邊提高膜形成工序的處理效率等，容易得到穩定的膜質。11如果中間金屬層的厚度處于0.0050.2ym的范圍，則控制表皮層的晶體取向變得容易，并且，提高與芯材的界面的粘附性，還可對應于復雜的環路控制。優選在0.010.lym的范圍，如果這樣的話，容易確保膜厚的均勻性、再現性。在此，表皮層與芯材的邊界設為構成表皮層的導電性金屬的檢測濃度的總計為50摩爾％的部位。因此，本發明中所說的表皮層是從構成表皮層的導電性金屬的檢測濃度的總計為50摩爾％的部位到表面，即，是構成表皮層的導電性金屬的檢測濃度的總計為50摩爾％以上的部位。本發明中的晶體取向優選包含晶體取向相對于接合線的縱向的角度差為15°以內的晶體取向。通常，即使著眼于某個方向的晶體取向，各個晶體也具有某種程度的角度差，另外，根據樣品準備、晶體取向的測定法等的實驗法，也會產生少許的角度差。在此，如果角度差的范圍為15°以內，則具有各自的晶體取向的特性，可有效地活用對接合線的各種特性帶來的影響度。關于25ym直徑程度的微細線的表面的織構，迄今為止不怎么知道，特別是與微細線的多層線的最表面的織構相關的報告例也少。要高精度地測定如接合線那樣比較軟質且線直徑小的金屬線中的織構，需要高度的測定技術。從有利于將測定區域縮小為微小或得到僅最表面的信息出發，織構的測定法可以采用最近開發的電子背散射圖形(ElectronBackScatteringPattern,以下稱為EBSP)法。通過用EBSP法對織構進行測定，即使為接合線那樣的細線，也可高精度并且具有充分再現性地測定其表面或截面的織構。關于接合線的微細組織，采用本測定方法可以高精度且再現性良好地測定亞微米的微細晶粒的晶體取向、線表面的晶體取向的分布等。在EBSP法中，通常在試樣的凹凸、曲面大的情況下，難以高精度測定晶體取向。但是，如果使測定條件適當化，則能夠進行高精度的測定、解析。將接合線在平面上直線狀地固定，用EBSP法測定該接合線的中心附近的平坦部。就測定區域而言，如果圓周方向的尺寸以線縱向的中心為軸是線直徑的50%以下，縱向的尺寸為100ym以下，則除了能提高精度之外，還能提高測定效率。優選是圓周方向的尺寸為線直徑的40%以下、縱向的尺寸為40ym以下，這樣的話由于測定時間縮短從而可進一步提高測定效率。在由EBSP法進行高精度的測定時，1次可測定的區域受到限制，因此希望進行3個地方以上的測定，得到考慮了偏差的平均信息。優選選定測定場所使得測定場所不接近、并能夠沿圓周方向觀察不同的區域。例如，在測定線直徑25ym的接合線時，使用以在平板上盡量改變線方向的方式固定了的接合線，以其線軸為中心將圓周方向Sym、縱向30i!m的尺寸作為一次的測定區域，相距1mm以上進行3個地方的測定，由此可得到線表面的晶體取向的平均信息。但是，測定的區域、場所的選定不限于此，優選對測定裝置、線狀態等加以考慮來進行適當化。另外，在測定芯材的晶體取向的情況下，測定接合線的縱向的垂直截面或與縱向平行且線中心附近的平行截面的任一方都是可能的。優選容易得到要求垂直截面的研磨面。在通過機械研磨制作截面時，為了減輕研磨面的殘留應變，優選通過蝕刻除去表層。在解析由EBSP法得到的測定結果時，通過利用裝在裝置中的解析軟件，能夠計算出各取向的晶粒的面積相對于上述的線表面的測定面積所占的面積比，或者以在測定區域之中可識別晶體取向的晶粒或區域的總面積為分母，各晶體取向所占的比例等。在此，計12算出晶體取向的面積的最小單位也可以是晶粒或晶粒內的一部分的微小區域。關于晶粒的尺寸，還可計算在縱向和圓周方向的平均尺寸等。在制造本發明的接合線時，需要在芯材的表面形成表皮層的工序和控制表皮層、擴散層、芯材等的結構的加工-熱處理工序。在芯材的表面形成表皮層的方法有鍍覆法、蒸鍍法、熔融法等。鍍覆法可以靈活采用電解鍍法、無電解鍍法。電解鍍的鍍覆速度快，與基底的粘附性也良好。電解鍍可以是一次的鍍覆處理，但可以區分為被稱為觸擊鍍的薄鍍和在其后使膜生長的主鍍，通過分成這些復雜的工序來進行，有利于膜質更穩定化。無電解鍍中所使用的溶液被分類成置換型和還原型，在膜薄的場合只利用置換型鍍覆便足夠，而在形成厚的膜的場合，在置換型鍍覆之后階段性地實施還原型鍍覆有效。對于無電解法而言，裝置等簡便，且容易，但比電解法需要時間。蒸鍍法可以利用濺射法、離子鍍法、真空蒸鍍等的物理吸附以及等離子CVD等的化學吸附。任一種方法都是干式，不需要膜形成后的洗滌，不用擔心洗滌時的表面污染等。對于實施鍍覆或蒸鍍的階段，按目標的線直徑形成導電性金屬的膜的方法、和在粗徑的芯材上形成膜后，進行多次拉絲直到目標線直徑的方法的任一種方法都有效。前者的在最終直徑下的膜形成，制造、品質管理等簡便，后者的膜形成與拉絲的組合對提高膜與芯材的粘附性有利。作為各形成法的具體例，可以采用在電解鍍溶液中一邊連續地對線牽引一邊進行膜形成從而得到目標的線直徑的細線的方法，或者將粗線浸漬在電解鍍浴或無電解鍍浴中形成膜后，將線拉絲達到最終直徑的方法等。在此，對于在上述的最終線直徑下形成表皮層的最終鍍覆法而言，在成膜后只有熱處理工序。另外，對于在粗徑的芯材上形成膜的粗徑鍍覆法而言，需要組合直到目標的線直徑的加工工序和熱處理工序。在形成表皮層后的加工工序中，根據目的對輥軋制、模鍛、模拉絲等進行選擇、靈活運用。通過加工速度、壓下率或模減面率等控制加工組織、位錯、晶界的缺陷等也對表皮層的組織、粘附性等帶來影響。只單純地對線進行成膜、加工和加熱了的話，并不能夠控制表皮層的表面和內部的織構的晶體取向。即使原樣地使用在通常的線制造中所使用的在最終線直徑下的消除加工應力退火，也由于表皮層與芯材的粘附性降低而導致環路控制變得不穩定，或難以控制線縱向的表皮層的均質性、在線截面中的表皮層、擴散層等的分布。因此，通過綜合性地組合表皮層的成膜條件、拉絲工序中的減面率、速度等的加工條件、熱處理工序的定時、溫度、速度、時間等的適當化等，能夠穩定地控制表皮層的織構。在線的軋制、拉絲的工序中，可形成加工織構，在熱處理工序中會進行回復、再結晶，可形成再結晶織構，這些織構相互關聯，最終決定表皮層的織構和晶體取向。為使表層的晶體取向取向為<100>，利用再結晶織構是有效的。通過進行剛成膜之后的熱處理或加工后的熱處理，并使加熱條件適當化，由此可提高向<100>的取向率。關于使上述的表層的<100>取向率為50%以上的制造技術，例如，在線的再結晶溫度以上進行加熱是有效的。優選通過在再結晶溫度的0.51.5倍的溫度范圍進行加熱，來提高在接合線整體上使<100>取向率穩定化的效果。在熱處理工序中，實施1次或多次熱處理是有效的。熱處理工序被分類成剛形成13膜后的退火、在加工途中的退火、在最終直徑下的最終退火，對它們進行選擇、靈活運用很重要。最終的表皮層、在表皮層與芯材的界面的擴散行為等根據在哪個加工階段進行熱處理而變化。在一個例子中，通過采用在鍍覆處理后的加工途中實施中間退火，進而對線進行拉絲，在最終直徑下實施最終退火的工序來制作，與不實施中間退火的工序比較，在表皮層/芯材的界面形成擴散層，有利于提高粘附性。作為熱處理法，通過對線一邊連續地進行牽引一邊進行熱處理，而且不使作為一般的熱處理的爐內溫度為一定，而在爐內形成溫度傾斜(溫度梯度)，容易批量生產具有作為本發明特征的表皮層和芯材的接合線。具體的事例有局部地導入溫度傾斜的方法、在爐內使溫度變化的方法等。在抑制接合線的表面氧化的場合，一邊在爐內流通隊和/或Ar等的惰性氣體一邊進行加熱也有效。在用鍍覆法成膜的情況下，優選利用與基底的晶體取向對應地進行膜形成的外延生長、提高向<100>的取向率。即，在多層線的制造工序中，通過控制芯材的表面組織來提高由鍍覆形成的表皮層的向<100>的取向率是有效的。若表皮層的膜厚處于上述范圍，則控制外延生長變得容易。另外，通過與由上述的熱處理所產生的再結晶織構組合，可以進一步提高生產率、多樣的取向控制。熔融法是使表皮層或芯材的某一方熔融而鑄入的方法，具有下述優點通過以10100mm左右的粗徑連接表皮層和芯材后進行拉絲生產率優異；與鍍覆、蒸鍍法相比，表皮層的合金成分設計容易，強度、接合性等的特性改善也容易；等等。在具體的工序中，可分成在預先制作的芯線的周圍鑄入熔融了的導電性金屬來形成表皮層的方法、和通過使用預先制作的導電性金屬的中空圓柱，并向其中央部鑄入熔融金屬從而形成芯線的方法。優選在后者的中空圓柱的內部鑄入芯材，此法能夠在表皮層中容易地穩定形成芯材的主成分的濃度梯度等。在此，只要使預先制作的表皮層中含有少量的銅，則容易控制在表皮層表面的銅濃度。另外，熔融法也能夠省去用于使Cu向表皮層擴散的熱處理作業，但通過為了調整表皮層內的Cu的分布而實施熱處理，估計更加改善特性。而且，利用這樣的熔融金屬的場合，也可通過連鑄來制造芯線和表皮層之中的至少一方。利用該連鑄法，與上述的鑄入法相比，可簡化工序，而且還能夠使線直徑細、并提高生產率。使用芯材的主成分為銅的多層銅線進行接合時，需要形成球時的保護氣體，使用以110%的范圍含有H2的隊混合氣體、或者純氮氣。對于以往的單層的銅線而言，推薦由5%H2+N2所代表的混合氣體。另一方面，對于多層銅線而言，即使使用廉價的純N2氣，也可得到良好的接合線，因此相比于作為標準氣體的5%H2+N2氣體，能夠降低操作費用。優選N2氣的純度為99.95%以上。即優選是通過一邊向線端頭或其周圍噴射純度為99.95%以上的N2氣一邊產生電弧放電來形成球部，將該球部進行接合的接合方法。另外，通過在表皮層和芯材之間形成擴散層，能夠提高粘附性。所謂擴散層是通過芯材和表皮層的主成分相互擴散而形成的區域，具有該主成分的濃度梯度。通過形成擴散層，提高了芯材與表皮層的粘附性，可以抑制環路控制和/或接合時的表皮層的剝離。而且，通過具有濃度梯度，與導電性金屬在整個表皮層濃度均勻的情況相比，可以使受到復雜的塑性變形的環路控制中的線變形穩定化。另外，可確認有下述效果通過上述的表皮層的表面的<100>取向為50%以上且具有有濃度梯度的擴散層，在成為高段差的短跨距的低環路的情況下，使環路高度穩定化。優選<111>和<100>所占的比例的總計為60%以上，且具有有濃度梯度的擴散層，如果這樣的話，則確認可以進一步提高使環路高度穩定化的效果。擴散層內的濃度梯度優選是向深度方向的濃度變化的程度為每IymlO摩爾％以上。更優選是每0.1μm5摩爾％以上，如果這樣的話，則不損害表皮層和芯材的不同物性，可期待相互利用的高的效果。擴散層的厚度優選在0.0020.2μπι的范圍。這是因為若擴散層的厚度小于0.002μm,則效果小，在分析中難以識別，若超過0.2μm，則會對表皮層的組織產生影響，難以穩定形成上述的晶體取向。為了控制該擴散層，利用熱處理是有效的。如上所述，通過組合熱處理和加工、控制擴散的進行度，可在線的圓周方向或縱向均勻形成所期望的擴散層。就表皮層、芯材等的濃度分析來說，一邊從接合線的表面通過濺射等向深度方向下挖一邊分析的方法，或進行線截面中的線分析或點分析的方法等是有效的。前者在表皮層薄的情況下有效，若變厚則過于花費測定時間。后者的在截面中的分析對表皮層厚的情況有效，另外，具有在截面整體的濃度分布和/或在數個部位的再現性的確認等比較容易的優點，但在表皮層薄的情況下，精度低下。也可以斜向研磨接合線，擴大擴散層的厚度來測定。在截面中，線分析比較簡便，但想要提高分析的精度時，減小線分析的分析間隔、或進行縮小為界面附近的想要觀察的區域的點分析也是有效的。在用于這些濃度分析的解析裝置中，可以利用電子束顯微分析法(ΕΡΜΑ)、能源分散型X射線分析法(EDX)、俄歇光譜分析法(AES)、透射電鏡(TEM)等。特別是AES法空間分辨率高，對最表面的薄的區域的濃度分析有效。另外，對于平均組成的調查等，也可從表面部階段性地溶解于酸等中，由在該溶液中含有的濃度求出溶解部位的組成；等等。在本發明中，不需要由上述全部的分析方法得到的濃度值都滿足本發明的規定范圍，只要由一種分析方法得到的濃度值滿足本發明的規定范圍就可得到該效果。實施例以下對實施例進行說明。作為接合線的原材料，芯材所使用的Cu、Au、Ag使用了純度為約99.99質量％以上的高純度的材料，表皮層或中間金屬層所使用的Au、Pt、Pd、Ru、Rh的材料準備了純度為99.9質量％以上的原料。將細到某個線直徑的線作為芯材，為了在該線表面形成不同的金屬的層，進行電解鍍法、無電解鍍法、蒸鍍法、熔融法等，并實施了熱處理。利用如下方法按最終線直徑形成表皮層的方法、在某個線直徑下形成了表皮層之后，進而通過拉絲加工拉細到最終線直徑的方法。電解鍍液、無電解鍍液使用按半導體用途市售的鍍液，蒸鍍采用濺射法。預先準備線直徑約151500μm的線，通過蒸鍍、鍍覆等對該線表面進行被覆，進行拉絲直到最終直徑1550μm，最后實施了熱處理使得消除加工應變且延伸率值為515%的范圍。根據需要在模拉絲到線直徑25200μm后，實施擴散熱處理，然后進一步實施拉絲加工。拉絲用模的減面率按每1個模515%的范圍來準備，通過這些模的組合來調整了線表面的加工應變的導入等。拉絲速度在20500m/分之間適當化。在利用熔融法的場合，采用了在預選制作的芯材的周圍鑄入熔融了的金屬的方法、和在預先制作的中空圓柱的中央部鑄入熔融了的金屬的方法。其后進行鍛造、輥軋制、模拉絲等的加工和熱處理，制造出接合線。就本發明例的線的熱處理而言，一邊連續地對線牽引一邊進行加熱。利用了局部地導入溫度傾斜的方式、在爐內使溫度變化的方式等。例如，利用了按照能夠將爐內溫度分三部分進行控制的方式進行改造了的熱處理爐。在溫度分布的一例中，從線的插入口朝向出口獲得高溫一中溫一低溫、或中溫一高溫一低溫的分布，對各自的加熱長度也進行了管理。線牽引速度等也與溫度分布一起進行了合適化。為了抑制氧化，熱處理的氣氛也利用了N2、Ar等的惰性氣體。氣體流量在0.00020.004m3/分的范圍進行調節，也用于爐內的溫度控制。作為進行熱處理的定時，可靈活使用對拉絲后的線實施熱處理后形成表皮層的情形、和將熱處理在加工前、加工途中或剛形成表皮層后等之中進行1次或2次以上等的情況。關于形成表皮層后的軋制、拉絲的加工水平，可利用由成膜時的線和最終直徑的面積比率算出的累計的加工率來整理。在該加工率(％)小于30%時用Rl表記，當為30%以上且小于70%時用R2表記，當為70%以上且小于95%時用R3表記，當為95%以上時用R4表記。為控制表皮層的表面組織，需要使材質、組成、厚度等的材料因子和膜形成條件、加工-熱處理條件等工藝因子適當化。在實施例中，作為增加在表皮層的表面中的縱向的<100>的比率的措施，降低加工率、使初期的膜厚薄、使熱處理高溫化等是有效的。作為一例子，上述加工率為RlR3，在構成表皮層的材料的熔點的30%以上的溫度下進行熱處理等，由此，<100>比率的增加變得比較容易。在一個比較例中，為了降低<100>比率，提高加工率、在低溫或短時間下實施熱處理是有效的。關于線表面的組織觀察，在接合線的表層中的表面的某個區域，利用EBSP法測定晶體取向。在準備測定試樣時，將35根接合線固定于平板上使得相互盡可能改變線朝向。觀察區域，作為包含線軸的四方形的區域，將尺寸沿圓周方向為5ομπκ沿縱向為1050μπι設為一次的測定區域。測定位置設為310個位置，相互離開0.5mm以上來選定。測定點的間隔為0.010.2μπι來實施。在芯材的組織觀察中，使用研磨接合線的截面、通過化學腐蝕降低了表面的加工應變的試樣，通過EBSP法測定晶體取向。關于截面，主要測定了與線縱向垂直的截面，但一邊研究試樣狀態、再現性等，一邊根據需要，在與線縱向平行且通過中心軸的截面也實施測定。EBSP測定數據的解析使用了專用軟件(TSL制OIManalysis等)。解析在測定區域的晶體取向，求出其中<111>、<100>取向等的晶粒的比例。以接合線的縱向為基準決定取向，連各自的晶體取向的角度差在15°以內的取向也包括。就該晶粒的比例的計算法而言，求出以測定區域的整個面積為分母計算出的各取向的比例(以下稱為面積比率)、和將僅僅以測定區域內的以可靠度為基準可鑒定的晶體取向的面積為分母計算出的各取向的比例(以下稱為取向比率)這2種類的比例。在求后者的取向比率的過程中，將不能測定晶體取向的部位、或即使可測定但取向解析的可靠度低的部位等除外來計算。在此，所謂可靠度，有時在解析軟件中準備參數，優選利用例如ConfidentialIndex(Cl值)、ImageQuality(IQ值)等數種的參數，根據試樣狀態、解析目的等選定判定基準。對線表面的膜厚測定使用AES深度分析，對晶界的濃化等元素分布的觀察是采用AES、EPMA等進行面分析、線分析。在AES深度分析時，一邊用Ar離子進行濺射一邊沿深度方向進行測定，深度的單位按SiO2換算而表示出。接合線中的導電性金屬濃度采用ICP分析、ICP質量分析等進行測定。接合線的連接使用市售的自動焊線機進行球/楔接合。由電弧放電在線端頭制作球，將該球接合在硅基板上的電極膜上，在引線端子上楔接合線的另一端。為抑制球形成時氧化而使用的保護氣體主要使用了純N2氣。氣體流量在0.0010.Olm3/分的范圍調節。作為接合對方，使用了作為硅基板上的電極膜材料的、厚度1μm的Al合金膜(Al-1%Si-O.5%Cu膜、Al-0.5%Cu膜)。另一方面，楔接合的對方使用了表面鍍Ag(厚度24μπι)的引線框。另外，關于對BGA基板上的Au/Ni/Cu的電極的接合性，也使用一部分線試樣，確認了可得到與上述引線框同樣的效果。關于頸損傷，通過SEM觀察接合了的接合線的頸部來進行評價。其中，作為在頸部容易受到損傷的部位，注意并觀察與楔接合相反的方向的頸部的外側。在損傷形態上，調查了微小龜裂、尺寸大的裂紋、褶皺狀的疲勞等。在環路高度變低的情況、線直徑變細的情況、線長度變長的情況下，通常頸損傷的發生率增加，因此成為更嚴格的評價。在線直徑、線長度、環路高度不同的條件下制作試樣進行了評價。具體地講，在線直徑為25μπι的情況下，按線長設在24mm的范圍、環路高度設為100μm、90μm、80μm的3種來制作試樣，進行觀察。在線直徑為22μm的情況下，按線長設在24mm的范圍、環路高度設為70μm來制作試樣，進行觀察。在線直徑為ISym的情況下，按線長設在23mm的范圍、環路高度設為60μm來制作試樣，進行觀察。線數量設為300根。如果頸損傷為10根以上則判斷為不良，用X符號表示，如果頸損傷為59根的范圍則判斷為是通常沒有問題的水平但需要改善，用Δ符號表示，如果頸損傷為14根的范圍則判斷為沒有問題，用〇符號表示，觀察不到頸損傷時判斷為穩定、良好，用◎符號表示。為了評價所接合了的環路的直線性，在線間隔(跨距)為2mm的通常跨距、5mm的長跨距、7mm的超長跨距的3種情況下進行了接合。線直徑設為25μm。利用投影機從上方觀察30根的接合線，將接合線相對于將球側和楔側的接合部連接的直線，距離最大的部位的偏移作為彎曲量進行測定。該彎曲量的平均值，如果小于1根線的直徑則判斷為良好，用◎符號表示。如果為2根線的直徑和以上則為不良，因此用Δ符號表示，如果在其中間則通常不成問題，因此用〇符號表示。關于接合工序中的環路形狀穩定性，以線長為5mm的長跨距且環路高度為200250μm的方式連接30個梯形環路，根據高度的標準偏差進行評價。將線直徑設為25μm。在高度測定中使用光學顯微鏡，位置設為環路的最頂點的附近、以及環路中央部的2個部位，從而進行測定。環路高度的標準偏差如果為線直徑的1/2以上則判斷為偏差大，如果小于線直徑的1/2則判斷為偏差小且良好。以該基準為基礎進行判斷，3個部位都偏差小時判斷為環路形狀穩定，用◎符號表示，在偏差大的部位是1個部位時為比較良好，因此用〇符號表示，在偏差大的部位是2個部位時用Δ符號表示，3個部位都偏差大時用X符號表示。在壓接球部的接合形狀的判定中，觀察200個接合了的球，評價形狀的正圓度、尺寸精度等。線直徑設為20μm。對如下兩種情況分別進行評價形成初期球直徑/線直徑的比率為1.92.2的通常尺寸的球的情況、和形成該比率為1.51.7的范圍的小徑球的情況。若偏離了正圓的各向異性和花瓣狀等的不良球形狀為5個以上，則判斷為不良，用X符號表示；若不良球形狀為24個，則根據需要希望改善，因此用Δ符號表示，若不良球形狀為1個以下，則為良好，因此用O符號表示。剝離接合強度的評價使用了楔接合部的牽拉試驗。線直徑設為25μπι，跨距設為2mm。這是使在比線長的3/4更接近于楔接合部的位置鉤在環路上的鉤子向上方移動，測定接合線的斷裂強度。牽拉強度也被接合線的直徑、環路形狀、接合條件等左右，因此不是絕對值，利用了牽拉強度/線抗拉強度的相對比率(Rp)。如果Rp為20%以上，則楔接合性良好，因此用◎符號表示，如果為15%以上且小于20%則判斷為沒有問題，用〇符號表示，如果為10%以上且小于15%則判斷為有時發生不良情況，用Δ符號表示，如果為10%以下，則在量產工序中存在問題，因此用X符號表示。在用于彈回不良的評價的線逆連接中，在接合于電極上了的球接合部的上方使線斷裂，形成柱形凸塊，將下一個球部連接到引線側，控制環路后，進行將線楔接合到該柱形凸塊上的連接。在彈回不良評價中，從上方用光學顯微鏡觀察環路，調查〈字狀的環路的彎曲變形的發生頻度。線直徑設為25μm，跨距設為4mm，芯片高度設為200μm。環路數觀察了800個。若彈回不良數為1個以下則判斷為良好，用◎符號表示；若為24個則判斷為通常使用不成問題，用〇符號表示，若為59個則要求改善，因此用Δ符號表示，若為10個以上，則在量產工序中產生問題，因此用X符號表示，在表2的“逆連接的彈回性能”欄中示出。在AES深度分析中，在表皮層和芯材之間可確認具有濃度梯度的擴散層，在該擴散層的厚度為0.0020.2μπι的范圍時，在表1中的“擴散層”欄中用〇符號表記。在芯片損傷的評價中，在電極膜上接合了球部之后，蝕刻除去電極膜，通過SEM觀察了對絕緣膜或硅芯片的損傷。電極數觀察了400個部位。確認不到損傷時用〇符號表示，裂紋為2個以下時判斷為沒有問題的水平，用Δ符號表示，裂紋為3個以上時判斷為擔心的水平，用X符號表示。表1和表2表示本發明所涉及的接合線的實施例和比較例。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>權利要求1涉及的接合線是實施例136，權利要求2涉及的接合線相當于實施例214、16、1836，權利要求3涉及的接合線相當于實施例17、1013、1517、1936，權利要求4涉及的接合線相當于實施例19、1214、16、17、1924,2636，權利要求5涉及的接合線相當于實施例15、921、2336，權利要求6涉及的接合線相當于實施例110、1236，權利要求7涉及的接合線相當于實施例122、2436，權利要求8涉及的接合線相當于實施例130、3236，權利要求9涉及的接合線相當于實施例19、1136，權利要求10涉及的接合線相當于實施例2、8、12、27、32，權利要求11涉及的接合線相當于實施例2、3234、36，權利要求12涉及的接合線相當于實施例17、19、20、22、30，權利要求13涉及的接合線相當于實施例2530。比較例16表示不滿足權利要求1的情況的結果。在圖1中示出了在實施例4的接合線的表面EBSP測定結果的一例子。對線縱向的晶體取向與<100>取向角度差15°以內的區域進行著色，線表示角度差為15°以上的晶界。圖1中的<100>面積比率為90%。對于各權利要求的代表例，對評價結果的一部分進行說明。實施例136的多層結構的接合線，通過本發明涉及的、表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中<100>所占的比例(<100>取向比率)為50%以上，確認了在作為采用線直徑25μm的一般的環路高度的100μm高度中，頸損傷降低。另一方面，在涉及表皮層的表面中的<100>取向比率小于50%的多層線結構的接合線的比較例16中，即使通常的環路形成也確認出多數的頸損傷。作為優選的事例，表皮層的<100>取向比率為60%以上的實施例25、8、9、11、13、14、16、1821、23、24、26、27、29、32、33、36，降低了在環路高度90μm下的頸損傷，而且，表皮層的<100>取向比率為70%以上的實施例35、9、11、14、20、21、23、26、29、32、36，已確認提高了在環路高度80μm的低環路中的頸損傷的降低。在此，作為用于提高在表皮層的表面向<100>的取向的制造條件之一，成膜后的加工率低比較容易。實施例214、16、1836的多層結構的接合線，通過本發明所涉及的、表皮層的表面中的<111>和<100>合計的取向比率為60%以上，確認了可以抑制在以跨距3mm的通常的環路條件下的環路高度的偏差，且使其穩定。優選該取向比率為80%以上的實施例35、711、14、16、20、21、23、26、29、32、3436，即使是跨距5mm的長跨距，也可以使環路高度穩定化。實施例17、1013、1517、1936的多層結構的接合線，通過本發明所涉及的、芯材的截面中的<111>和<100>合計的取向比率為30%以上，確認了在通常的球尺寸下，降低了球接合部的花瓣不良，可以使形狀穩定化。優選該取向比率為50%以上的實施例3、7、10、11、1921、23、24、26、29、30、32、33、36，確認了即使是作為嚴格接合條件的小徑球，球接合部的正圓度也提高。實施例19、1214、16、17、1924、2636的多層結構的接合線，通過本發明所涉及的、表皮層的表面中的晶粒的平均尺寸的縱向/圓周方向的縱橫尺寸比為3以上，確認了在通常條件的3mm跨距下，環路的直線性良好。優選該縱橫尺寸比為5以上的實施例25、7、8、13、14、16、2024、26、27、29、30、3224、36，確認了即使在作為嚴格的接合條件的5mm的長跨距下，也可提高直線性。更優選該縱橫尺寸比為10以上的實施例35、14、21、24、26、29、34、36，確認了即使是在作為嚴格的環路條件的7mm的超長跨距下，也可提高直線性。實施例15、921、2336的多層結構的接合線，通過本發明所涉及的、線縱向的晶體取向為<100>的晶粒的面積相對于線表面的總面積的比例(<100>面積比率)為30%以上，在線直徑為22μm的細線且環路高度為70μm的低環路連接中，已確認降低了頸損傷。優選該<100>面積比率為40%以上的實施例35、11、14、16、18、20、21、23、26、29、30、32、33、36，確認了即使是采用直徑18μm的極細線的環路高度60μm以下的超低環路，也可抑制頸損傷。更優選<100>面積比率為50%以上的實施例4、5、20、21、29、32、36，確認了可進一步提高如下效果即使是直徑18μm的極細線，也可抑制頸損傷。實施例2530的多層結構的接合線，通過本發明所涉及的、表皮層的表面的<100>取向比率為50%以上，并且，在表皮層和芯材之間具有中間金屬層，確認了可以提高在楔接合部的剝離強度。實施例130、3236的多層結構的接合線，通過本發明涉及的、表皮層的厚度處于0.0050.2μπι的范圍，芯片損傷降低且良好。作為比較，在實施例31中，確認了由于表皮層的厚度超過0.2μm，因此芯片損傷增加。實施例19、1136的多層結構的接合線，確認了由于在表皮層和芯材之間具有本發明所涉及的具有濃度梯度的擴散層，因此跨距為0.5mm的短跨距的環路高度的穩定性良好。實施例2、8、12、27、32的多層結構的接合線，確認了通過本發明涉及的、構成芯材的主成分是Cu，且以5300ppm的范圍含有B、Pd、Bi、P中的一種以上，由此，提高了跨距5mm左右的環路的直線性。同樣，在實施例17、19、20、22、30中，確認了通過本發明涉及的、構成芯材的主成分是Au、且以58000ppm的范圍含有Be、Ca、Ni、Pd和Pt中的至少一種以上，提高了直線性。在此，就改善跨距5mm左右的環路的直線性的作用來說，上述的縱向/圓周方向的縱橫尺寸比為5以上也是有效的，有時難以識別為由上述的合金成分的添加所產生的效果。另一方面，在實施例9、12、17、19中，確認了雖然縱橫尺寸比小于5，但通過含有上述合金成分，也可改善跨距5mm左右的直線性。實施例2、3234、36的多層結構的接合線，確認了如下效果通過本發明涉及的、構成上述芯材的主成分是Cu、以5IOOOOppm的范圍含有Pd，構成上述表皮層的主成分是Pd或Ag，由此抑制了逆連接中的彈回不良。優選在實施例2、33、34、36中，Pd濃度為200ppm以上，因此，上述效果更加顯著。另外，在實施例2、32、33、36中，確認了由于Pd含量處于5SOOOppm的范圍，因此抑制了芯片損傷。本發明中表示數值范圍的“以上”和“以下”均包括本數。權利要求一種半導體裝置用接合線，是具有由導電性金屬形成的芯材和在所述芯材上的以與芯材不同的金屬為主成分的表皮層的半導體裝置用接合線，其特征在于，所述表皮層的金屬為面心立方晶，在所述表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，<100>所占的比例為50％以上。2.根據權利要求1所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，在所述表皮層的表面的晶面中的縱向的晶體取向<hkl>之中，<111>和<100>所占的比例的總計為60%以上。3.根據權利要求1或2所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，在所述芯材的截面的晶面中的線縱向的晶體取向<hkl>之中，<111>和<100>所占的比例為30%以上。4.根據權利要求13的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，關于所述表皮層的表面中的晶粒的平均尺寸，縱向的平均尺寸相對于圓周方向的平均尺寸的比率為3以上。5.根據權利要求14的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，作為所述表皮層的表面中的線縱向的晶體取向為<100>的晶粒的面積相對于線表面的總面積的比例為30%以上。6.根據權利要求15的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，構成所述表皮層的主成分為Pd、Pt、Ru或Ag。7.根據權利要求16的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，構成所述芯材的主成分是Cu或Au。8.根據權利要求17的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，所述表皮層的厚度在0.0050.2μπι的范圍。9.根據權利要求18的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，在所述表皮層和芯材之間具有擴散層，所述擴散層具有濃度梯度。10.根據權利要求69的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，構成所述芯材的主成分是Cu，且以5300ppm的范圍含有B、Pd、Bi和P之中的至少一種以上。11.根據權利要求610的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，構成所述芯材的主成分是Cu，且以5IOOOOppm的范圍含有Pd，構成所述表皮層的主成分是Pd或Ag。12.根據權利要求69的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，構成所述芯材的主成分是Au，且以58000ppm的范圍含有Be、Ca、Ni、Pd和Pt之中的至少一種以上。13.根據權利要求112的任一項所述的半導體裝置用接合線，其特征在于，在所述表皮層和所述芯材之間具有中間金屬層，所述中間金屬層由與構成所述表皮層和所述芯材的主成分不同的成分形成。全文摘要本發明的目的是提供可以降低頸部的損傷，并且在環路的直線性、環路高度的穩定性、接合線的接合形狀的穩定化方面優異的也適應于低環路化、細線化、窄間距化、三維組裝等的半導體組裝技術的高功能的接合線。本發明的半導體裝置用接合線，是具有由導電性金屬形成的芯材和在所述芯材上的以與芯材不同的面心立方晶的金屬為主成分的表皮層的接合線，其特征在于，在所述表皮層的表面中的縱向的晶體取向之中，<100>所占的比例為50％以上。文檔編號H01L21/60GK101828255SQ20088011203公開日2010年9月8日申請日期2008年12月3日優先權日2007年12月3日發明者宇野智裕,山田隆,木村圭一申請人:新日鐵高新材料株式會社;日鐵新材料股份有限公司