(57)【要約】【課題】スクリーンマスク上に異物が存在する場合であっても、スクリーンマスクに変形や損傷を与えないスクリーンマスククリーニング装置及びクリーニング方法を提供すること。【解決手段】スクリーンマスク１の上面をクリーニングするための上部拭き取りシート１１を備え、スクリーンマスク１の上面に上部拭き取りシート１１をその自重のみにより接触させるように構成したことを特徴とする、スクリーンマスククリーニング装置及びスクリーンマスククリーニング方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷用のスクリーンマスクをクリーニングするためのマスククリーニング装置であって、
該スクリーンマスクの上面をクリーニングするための上部拭き取りシートを備え、該スクリーンマスクの上面に該上部拭き取りシートを、該スクリーンマスクの上面に対する押圧力を作用させることなく接触させるように構成したことを特徴とする、マスククリーニング装置。
【請求項２】
前記上部拭き取りシートを前記スクリーンマスク上面に接触させつつ移動させる、上部拭き取りシート供給・巻取り部材を備えることを特徴とする、請求項１に記載のマスククリーニング装置。
【請求項３】
前記スクリーンマスクの下面をクリーニングするための下部拭き取りシートと、該下部拭き取りシートを該スクリーンマスクの下面に接触させるための下部押し付け部材とをさらに備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のマスククリーニング装置。
【請求項４】
前記上部拭き取りシートと前記スクリーンマスク上面とを接触させた状態で、どちらか一方又は両方を相対的に移動させることにより、該スクリーンマスク上面をクリーニングすることを特徴とする、請求項１に記載のマスククリーニング装置。
【請求項５】
スクリーン印刷用のスクリーンマスクを拭き取りシートでクリーニングするためのマスククリーニング方法であって、
該スクリーンマスクの上面をクリーニングするための上部拭き取りシートを該スクリーンマスクの上面に、該スクリーンマスクの上面に対する押圧力を作用させることなく接触させることを特徴とする、マスククリーニング方法。
【請求項６】
上部拭き取りシート供給・巻取り部材により、前記上部拭き取りシートを前記スクリーンマスク上面に接触させつつ移動させることにより、該スクリーンマスク上面をクリーニングすることを特徴とする、請求項５に記載のマスククリーニング方法。
【請求項７】
前記スクリーンマスクの下面をクリーニングするための下部拭き取りシートを、該下部拭き取りシートを該スクリーンマスクの下面に接触させるための下部押し付け部材を用いて該スクリーンマスクの下面に接触させ、該下面をクリーニングすることを特徴とする、請求項５又は６に記載のマスククリーニング方法。
【請求項８】
前記上部拭き取りシートと前記スクリーンマスク上面とを接触させた状態で、どちらか一方又は両方を相対的に移動させることにより、該スクリーンマスク上面をクリーニングすることを特徴とする、請求項５に記載のマスククリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン印刷に用いるスクリーンマスクのマスククリーニング装置及びマスククリーニング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程において、ウェハ電極パッド上にバンプを形成する際に用いられる方法の１つとして、スクリーン印刷工法がある。図４は、スクリーン印刷工法によるバンプ形成フローを示す図である。以下にスクリーン印刷によるバンプ形成方法について詳細に説明する。
【０００３】
図４は、スクリーンマスクを用いたバンプ形成工程の概要を示す断面図である。図４（Ａ）は電極パッド４を有するウェハ３の断面図である。これに図４（Ｂ）に示すように、ウェハ３の電極パッド４にスクリーンマスク孔２を位置合わせし、ウェハ３とスクリーンマスク１を接触させる。次に図４（Ｃ）に示すように、スクリーンマスク１上に印刷剤であるはんだペースト５（はんだ粉末とフラックスを混ぜ合わせたもの）を供給し、スキージ７でスキージングする。スキージングにより、スクリーンマスク孔２に印刷剤が充填される。全てのスクリーンマスク孔２に印刷剤を充填した後、ウェハ３からスクリーンマスク１を離す。このとき図４（Ｅ）のように印刷剤の一部は、スクリーンマスク１の孔側壁、及び表面裏面に付着するが、その多くは図４（Ｄ）のように電極パッド４上に残る。電極パッド４上に印刷剤が供給されたウェハ３をリフロー処理することで、印刷剤中のはんだは溶融凝固し、フラックス成分はバンプ６の表面に残る（フラックスの揮発成分は揮発する）。ここでバンプ６表面に残ったフラックスを洗浄処理することで、図４（Ｆ）に示すようにバンプ６の形成が完了する。図４（Ｅ）に示す、印刷剤が付着したスクリーンマスク１は、付着した印刷剤を除去するため、使用毎にクリーニングを実施している。
【０００４】
図５は、従来のスクリーンマスク１のクリーニング中の配置を示す図である。図５（Ａ）は印刷剤（はんだペースト５）が一部残存付着したスクリーンマスク１の断面図である。図５（Ｂ）はマスククリーニング装置の側面概略図及び正面概略図である。スクリーンマスク１のクリーニングは、図５（Ｃ）に示すように、まず上下の各拭き取りシート押し付け部材１０、２０が、上下の各拭き取りシート１１、２１を介して上下よりスクリーンマスク１を挟み込む。この時スクリーンマスク１は、上下の各拭き取りシート押し付け部材１０、２０から、スクリーンマスク面に垂直な方向でスクリーンマスク１に向かって（図５（Ｂ）の矢印Ｚの方向に）加圧を受けている。この状態で上下各拭き取りシート押し付け部材１０、２０を図５（Ｂ）、（Ｃ）の矢印Ｘに示す方向に往復運動させる。クリーニング動作前に拭き取りシート１１、２１には、洗浄剤が塗布されているため、上記の拭き取りシート押し付け部材１０、２０の往復運動によりスクリーンマスク１に付着した印刷剤は、拭き取りシート１１、２１によってクリーニングされる（図５（Ｄ））。
【０００５】
このような拭き取りシートを備えるスクリーンマスクのクリーニング装置の１例が特許文献１及び２に開示されている。
【０００６】
なお、従来技術では、スクリーンマスクのクリーニング装置は、拭き取りシートの押し付け部材は、拭き取りシートがない状態でスクリーンマスクの上面に接する位置に配置されている。この状態で拭き取りシートをスクリーンマスクと押し付け部材との間に挟みこむことにより、拭き取りシートがスクリーンマスクに密着し、加圧されてクリーニング効果を高めるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−８２４６３号公報
【特許文献２】特開平０９−３９２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようなクリーニング装置においては、スクリーンマスクのクリーニングの際にスクリーンマスク上に異物が付着しやすく、その異物をスクリーンマスクと拭き取りシートに挟み込んだ場合には以下のような問題が生じる。
【０００９】
図６は、スクリーンマスク１と上部拭き取りシート１１の間に異物８を挟み込んだ場合の概略断面図である。スクリーンマスク１は、拭き取りシート押し付け部材１０より加圧されているため、これらの間に異物８が存在した場合、スクリーンマスク１が受ける加圧は、異物８のある箇所に集中する。この集中加重を受けたスクリーンマスク１の該当箇所には、凹み等の変形が発生する。
【００１０】
図７は、上記の変形を受けたスクリーンマスク１で印刷した場合の状況を示す断面概略図である。変形したスクリーンマスク１をウェハ３と接触させた場合、スクリーンマスク１とウェハ３の間に空間が発生する。その状態にてスキージングにより印刷剤を充填させると、図７（Ａ）に示すようにこの空間に印刷剤が入り込む。この状態でスクリーンマスク１をウェハ３から離すと、図７（Ｂ）に示すように、この空間に供給された印刷剤がウェハ電極上に残る。この時ウェハ電極上に供給された印刷剤の量は、変形のないスクリーンマスク１で供給する量より多くなる。印刷剤が過剰に供給される事で、リフロー工程によって隣接するバンプ６同士が結合する状態となり（図７（Ｃ））、電気的短絡等半導体素子の不良が発生する等の問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述のように、従来技術では、拭き取りシートをスクリーンマスクと押し付け部材との間に挟み込んで加圧することにより、クリーニング効果を高めるようにしている。これはスクリーンマスククリーニングのために当然の構成仕様として認知されてきたものである。しかし本願発明者は、特に異物が付着しやすいスクリーンマスク上面について、上部押し付け部材を用いない構成により、クリーニング効率は若干低下するものの、異物によるスクリーンマスクの変形がなくなることにより、全体として歩留まりの向上が得られることを発見した。
【００１２】
第１の視点において、スクリーン印刷用のスクリーンマスクを拭き取りシートでクリーニングするための本発明に係るマスククリーニング装置は、該スクリーンマスクの上面をクリーニングするための上部拭き取りシートを備え、該スクリーンマスクの上面に該上部拭き取りシートを、スクリーンマスクの上面に対する押圧力を作用させることなく接触させるように構成したことを特徴とする。スクリーンマスクの上面に対する押圧力を作用させることがないので、上部拭き取りシートは基本的にその自重のみでスクリーンマスク上表面に接触する。自重とは、通常洗浄剤も含んだ自重であり、洗浄剤の表面張力による吸着効果と共にスクリーンマスク上面に密着させることができる。
【００１３】
第２の視点において、スクリーン印刷用のスクリーンマスクを拭き取りシートでクリーニングするための本発明に係るマスククリーニング方法は、該スクリーンマスクの上面をクリーニングするための上部拭き取りシートを該スクリーンマスクの上面に、該スクリーンマスクの上面に対する押圧力を作用させることなく接触させることを特徴とする。スクリーンマスクの上面に対する押圧力を作用させることがないので、上部拭き取りシートは基本的にその自重のみでスクリーンマスク上表面に接触する。自重とは、通常洗浄剤も含んだ自重であり、洗浄剤の表面張力による吸着効果と共にスクリーンマスク上面に密着させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
上部押し付け部材を備えていないことで、スクリーンマスク上に異物が存在した場合でも、スクリーンマスクが受ける局部加圧力がない。よってスクリーンマスクは異物を挟み込んでも変形せず、スクリーンマスクの変形により生じる電気的短絡等半導体素子の不良が発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るマスククリーニング装置は、上部拭き取りシートをスクリーンマスク上面に接触させつつ移動させる、上部拭き取りシート供給・巻取り部材を備えることが好ましい。
【００１６】
上部拭き取りシート供給・巻取り部材のシート供給・巻取り位置は、スクリーンマスクの上方又は同じ高さのみならず、スクリーンマスクよりも下方位置にも配置することができる。いずれによっても、上部拭き取りシートをスクリーンマスク上面側に密着させることができる。
【００１７】
さらに本発明に係るマスククリーニング装置は、スクリーンマスクの下面をクリーニングするための下部拭き取りシートと、下部拭き取りシートをスクリーンマスクの下面に接触させるための下部押し付け部材とをさらに備えることができる。下部拭き取りシート供給・巻取り部材をさらに備えても良い。
【００１８】
また、上部拭き取りシートとスクリーンマスク上面とを接触させた状態で、どちらか一方又は両方を相対的に移動させることにより、スクリーンマスク上面をクリーニングすることができる。
【００１９】
また、本発明に係るマスククリーニング方法は、拭き取りシート供給・巻取り部材により、上部拭き取りシートをスクリーンマスク上面に接触させつつ移動させることにより、スクリーンマスク上面をクリーニングすることができる。
【００２０】
また、スクリーンマスクの下面をクリーニングするための下部拭き取りシートを、下部拭き取りシートをスクリーンマスクの下面に接触させるための下部押し付け部材を用いてスクリーンマスクの下面に接触させ、下面をクリーニングすることができる。
【００２１】
また、上部拭き取りシートとスクリーンマスク上面とを接触させた状態で、どちらか一方又は両方を相対的に移動させることにより、スクリーンマスク上面をクリーニングすることができる。
【実施例】
【００２２】
以下に本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施例のマスククリーニング装置の、スクリーンマスク１及び上部拭き取りシート１１（さらに下部拭き取りシート押し付け部材２０、下部拭き取りシート２１）との配置関係を示す概略断面図である。従来技術では、図６に示すように、スクリーンマスク１のクリーニング効率を上げるために、拭き取りシート１１を上部拭き取りシート押し付け部材１０で押し付け、強い加圧力がスクリーンマスク１にかかるようにしている。それに対して、本実施例１では、図１に示すように、上部拭き取りシート押し付け部材１０を廃止している。
【００２４】
その結果、スクリーンマスク１のクリーニング効率は若干低下するものの、それはバンプの形成に影響を与えるほどではなく、図２に示すように、スクリーンマスク１をクリーニングする際に異物８を上部拭き取りシート１１とスクリーンマスク１との間に挟んだ場合でも、上部拭き取りシート１１が異物８の大きさに合わせて変形し、スクリーンマスク１に圧力を加えることがない。そのためスクリーンマスク１の変形が抑制され、結果的にバンプの短絡が発生しなくなることがわかった。なお、下部拭き取りシート押し付け部材２０及び下部拭き取りシート２１の配置関係については、従来と同様とした。
【００２５】
洗浄剤を含んだ上部拭き取りシート１１は、図１、２に図示しない上部拭き取りシート供給部及び上部拭き取りシート巻取り部（両者合わせて「上部拭き取りシート供給・巻取り部材」という。）により供給・巻き取りされ、その際、スクリーンマスク上面をクリーニングする。上部拭き取りシート１１は、上部拭き取りシート押し付け部材等により加圧されることはないが、洗浄剤を含む自重及び表面張力により、スクリーンマスク上面に密着し、実用的に十分なクリーニング効果を発揮できることがわかった。洗浄剤としては、例えばエタノールを用いることができるが、これに限定されるわけではない。
【００２６】
上部拭き取りシート供給・巻取り部材の構造は従来技術を適用することができる。ただし、上部拭き取りシート押し付け部材を廃止することから、上部拭き取りシートをローラ等によりスクリーンマスク上面を移動するように配置するか、上部拭き取りシート供給・巻取り部材をスクリーンマスクと同じ高さに配置する等の対応を行う。なお、上部拭き取りシート供給・巻取り部の高さ配置を、スクリーンマスクより低い位置に配置することも可能である。このような配置構成は、当業者にとって容易であるのでここでは詳細には説明しない。
【００２７】
また、拭き取りシートを移動させる代わりに、上部及び下部拭き取りシートの間を、スクリーンマスクを通過させてクリーニングする配置も考えられる。重要な点は、拭き取りシートとスクリーンマスクとが特に加圧されることなく接触した状態で相対的移動をさせることにより、スクリーンマスクをクリーニングすることができるということである。
【００２８】
図３は、従来技術と本実施例とのバンプ検査歩留りの比較を示したグラフである。従来技術では９０％程度の歩留まりであったものが、実施例ではほぼ１００％と大きく改善されている。即ち、本発明に係るマスククリーニング装置及びマスククリーニング方法を用いることにより、スクリーン印刷を高歩留まりで行うことができ、クリーニング中のスクリーンマスクの局部変形に起因する半導体素子の不良を大幅に低下させることができる。
【００２９】
以上、本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ制限されるものではなく、本発明の範囲内で当業者であればなしうるであろう各種変形、修正を含むことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例に係るマスククリーニング装置の、スクリーンマスク及び上部拭き取りシートの位置関係である。
【図２】本発明の実施例に係るマスククリーニング装置の、異物が存在した場合のクリーニング機構の断面図である。
【図３】従来技術及び本発明の実施例により作製したバンプの検査歩留りを示したグラフである。
【図４】（Ａ）電極パッドを有するウェハの断面図である。（Ｂ）スクリーンマスクを載せたウェハの断面図である。（Ｃ）はんだペーストをスキージでスキージングした場合の断面図である。（Ｄ）電極パッド上に残った印刷剤を示す断面図である。（Ｅ）印刷剤が一部残存付着したスクリーンマスクである。（Ｆ）バンプが形成されたウェハ断面である。
【図５】従来技術による、（Ａ）印刷剤が一部残存付着したスクリーンマスクである。（Ｂ）マスククリーニング装置の側面概略図及び正面概略図である。（Ｃ）拭き取りシート押し付け部材が拭き取りシートを介してスクリーンマスクを挟み込んだ断面図である。（Ｄ）印刷剤がクリーニングされたスクリーンマスクである。
【図６】従来技術による、異物が存在した場合のクリーニング装置の断面図である。
【図７】従来技術による、（Ａ）変形したスクリーンマスクの下部に印刷剤が入り込んだ断面図である。（Ｂ）ウェハ電極上に残る印刷剤である。（Ｃ）短絡が生じたバンプの断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  スクリーンマスク
２  スクリーンマスク孔
３  ウェハ
４  電極パッド
５  はんだペースト
６  バンプ
７  スキージ
８  異物
１０  上部拭き取りシート押し付け部材
１１  上部拭き取りシート
１５  上部拭き取りシート供給部
１６  上部拭き取りシート巻取り部
２０  下部拭き取りシート押し付け部材
２１  下部拭き取りシート
２５  下部拭き取りシート供給部
２６  下部拭き取りシート巻取り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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