(57)【要約】【課題】ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する際に、ペーストの印刷マスクからの抜け性を向上する半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置、印刷マスクを提供する。【解決手段】ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する工程にて、前記印刷マスクからのペーストの抜け性を高める版離れ補助操作を前記印刷マスクに加える半導体装置の製造方法および製造装置。前記版離れ補助操作を、前記印刷マスクを振動させる操作、前記印刷マスクに熱を加える操作とする。前記ペーストの温度調整によって、版離れ時の前記印刷マスクからのペーストの抜け性を高める半導体装置の製造方法。ウエハ上にペーストを印刷する工程に用いられ、ペーストが充填される開口部付近を避けた箇所に、前記開口部付近よりも厚さの薄い薄部が形成されている印刷マスク。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ（２０）上に印刷マスク（３０）を用いてペーストを印刷する工程にて、前記印刷マスクからのペーストの抜け性を高める版離れ補助操作を前記印刷マスクに加えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記版離れ補助操作は、前記印刷マスクを振動させる操作であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記印刷マスクとして、ペーストが充填される開口部付近を避けた箇所に、前記開口部付近よりも厚さの薄い薄部が形成されている印刷マスクを用いることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記版離れ補助操作は、前記印刷マスクに熱を加える操作であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する工程にて、前記ペーストの温度調整によって、版離れ時の前記印刷マスクからのペーストの抜け性を高めることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する機構を有する半導体装置の製造装置であって、
前記印刷マスクからのペーストの抜け性を高める版離れ補助操作を前記印刷マスクに加える版離れ補助手段を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項７】
前記版離れ補助手段が、前記印刷マスクを振動させる機構であることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造装置。
【請求項８】
前記版離れ補助手段が、前記印刷マスクに熱を加える機構であることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載の半導体装置の製造装置であって、
版離れ時の前記印刷マスクからのペーストの抜け性を確保する温度調整機構を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項１０】
ウエハ上にペーストを印刷する工程に用いられる印刷マスクであって、
ペーストが充填される開口部付近を避けた箇所に、前記開口部付近よりも厚さの薄い薄部が形成されていることを特徴とする印刷マスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板（インタポーザ）を使用しないウエハレベルＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）などの半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置、印刷マスクに関するものであり、特に、ウエハ上にはんだバンプなどを形成するためのはんだペーストが、ウエハ上に樹脂パターンなどを形成するための樹脂であるペーストを、ウエハ上に印刷する工程を有する半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置、印刷マスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の小型化が促進されており、これに伴って、そのパッケージの小型化が注目されている。特に、ＣＳＰと呼ばれる半導体パッケージによるウエハレベルＣＳＰは、パッケージの小型化およびコストの低減に高い効果を示す。このＣＳＰは、ウエハごと樹脂封止されたパッケージである。
【０００３】
図９は、半導体パッケージの一例を示す断面図である。
この例の半導体パッケージ１０は、電極２が設けられたウエハ１上に形成された絶縁層３と、この絶縁層３の電極２に整合する領域に形成された開口部３ａと、この開口部３ａを介して電極２に接続された導電層である再配線層４と、ウエハ１、絶縁層３および再配線層４を封止する封止樹脂層５と、この封止樹脂層５を貫通し頂部６ａにはんだバンプ１１が形成されたポスト６とを有している。
【０００４】
上記はんだバンプ（以下、「バンプ」と略す。）の形成方法としては、メタルマスクなどの印刷マスクを用いた印刷法、ボールマウント法、めっき法などが用いられる。
これらの中でも、印刷マスクを用いた印刷法によるバンプの形成方法は、ボールマウント法、めっき法などと比較して、設備や材料費が安価な上に、工程時間が短く、生産性に優れている。
【０００５】
印刷マスクを用いた印刷法では、印刷マスクに形成されている開口部へのはんだペーストの充填性と、はんだペーストのウエハ上への転写率により、バンプの大きさ（はんだペーストの量）が決まる。したがって、各バンプの外形形状を均一にするためには、はんだペーストの充填性および転写率を一定にしなければならない。
【０００６】
はんだペーストの充填性を向上するためには、従来のスキージ方式だけでなく、圧入ヘッド方式、ローリングスキージ方式などが用いられている。
また、はんだペーストの転写率を向上するためには、はんだペーストの印刷マスクからの抜け性を向上しなければならない。はんだペーストの印刷マスクからの抜けをスムーズに行うためには、印刷マスクの張力を用いた版離れ機構（ギャップ印刷）、印刷マスクを版離れさせる際に印刷マスクの垂直方向の移動速度を変化させる方法、印刷マスクを版離れさせる際に印刷マスクを斜めに持ち上げる方法などがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、はんだペーストの印刷によるバンプ形成では、狭ピッチ、高密度のバンプ形成が求められている。
はんだペーストなどの高粘度樹脂をウエハ上へ印刷する場合には、印刷マスクからのはんだペーストの抜け性が、印刷の良否を決める。特に、ウエハレベルＣＳＰにおけるバンプ形成では、狭ピッチ化、高スタンドオフに対応するために、開口径が小さく、厚さの厚い印刷マスクを用いる必要がある。しかしながら、印刷マスクの厚さを厚くすると、印刷マスクの開口部の側面と、はんだペーストとの接触面積が増えて、はんだペーストが印刷マスクから抜け難くなるという問題があった。
また、狭ピッチ、高密度のバンプを形成するためには、厚さの厚い印刷マスクからのはんだペーストの抜け性を向上し、ウエハ上へのはんだペーストの転写率を安定させる必要があった。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する際に、ペーストの印刷マスクからの抜け性を向上する半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置、印刷マスクを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する工程にて、前記印刷マスクからのペーストの抜け性を高める版離れ補助操作を前記印刷マスクに加える半導体装置の製造方法を提供する。
前記版離れ補助操作としては、前記印刷マスクを振動させる操作や、前記印刷マスクに熱を加える操作などを採用できる。
前記印刷マスクとしては、ペーストが充填される開口部付近を避けた箇所に、前記開口部付近よりも厚さの薄い薄部が形成されている印刷マスクなどを採用できる。
本発明は、ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する工程にて、前記ペーストの温度調整によって、版離れ時の前記印刷マスクからのペーストの抜け性を高める半導体装置の製造方法を提供する。
本発明は、ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する機構を有する半導体装置の製造装置であって、前記印刷マスクからのペーストの抜け性を高める版離れ補助操作を前記印刷マスクに加える版離れ補助手段を有する半導体装置の製造装置を提供する。
本発明は、前記版離れ補助手段が、前記印刷マスクを振動させる機構である半導体装置の製造装置を提供する。
本発明は、前記版離れ補助手段が、前記印刷マスクに熱を加える機構である半導体装置の製造装置を提供する。
本発明は、上記半導体装置の製造装置であって、版離れ時の前記印刷マスクからのペーストの抜け性を確保する温度調整機構を有する半導体装置の製造装置を提供する。
本発明は、ウエハ上にペーストを印刷する工程に用いられる印刷マスクであって、ペーストが充填される開口部付近を避けた箇所に、前記開口部付近よりも厚さの薄い薄部が形成されている印刷マスクを提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
（版離れ補助操作を加える）
本発明に係る半導体装置の製造方法は、ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する工程（以下、印刷工程とも言う。）にて、印刷マスクからのペーストの抜け性を高める版離れ補助操作を印刷マスクに加えるものである。
ここで、「ペースト」とは、はんだペーストや、ウエハ上に樹脂パターンなどを形成するための樹脂などである。この実施の形態では、主に、ウエハ上へのはんだペーストの印刷により、はんだバンプを形成する例を説明するが、本発明は、これに限定されず、印刷マスクを用いてウエハ上にペーストを印刷する場合に、広く適用可能である。
また、「版離れ補助操作」とは、例えば、印刷マスクに振動を加えたり、熱を加えたりして、ウエハ上から印刷マスクを版離れさせる際の印刷マスクからのペーストの抜け性を高める操作である。印刷工程において、版離れ補助操作を実施するタイミングは、版離れ時に印刷マスクからのペーストの抜け性を高める効果が得られるという条件の下に、ウエハ上への印刷マスクの設置から版離れが完了するまでのいつでもよい。
従来の半導体装置の製造方法では、ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する工程において、印刷マスクからのペーストの抜け性を高めるためには、［従来の技術］で説明したような、印刷マスクの版離れ速度を速くしたり、印刷マスクを版離れする際の印刷マスクと印刷面（ウエハの表面）との角度を調節する対応では、厚さの厚い印刷マスクを用いた場合には、ペーストの抜け性の確保に限界があり、ウエハ上へのペーストの転写率を維持し難くなるが（狭ピッチ化、高スタンドオフに対応するには、印刷マスクの角度調整は適用できないケースもある）、本発明では、版離れ補助操作によって、印刷マスクの開口部内面とこれに充填されているペーストとの界面状態に変化を与えることで効果的に抜け性を高めることができる。
【００１２】
（版離れ補助操作１：印刷マスクに振動を加える）
まず、本発明の第１の実施形態を、図１を参照して説明する。
符号２０は、半導体装置を構成するウエハを示す。また、符号３０は、はんだペーストの印刷に用いられる印刷マスクを示し、符号３１は、印刷マスク３０に、周期が短くかつ振幅が小さい振動を印加する超音波発生装置を示す。
この実施形態に係る半導体装置の製造装置としては、版離れ補助手段として前記超音波発生装置３１を有することを特徴とするものを採用する。
超音波発生装置３１としては、印刷マスク３０に、周期が短くかつ振幅が小さい振動を印加することができるものであれば、いかなるものも使用することができる。この実施形態では、ホーンなどから超音波を出力するものなどを用いることができる。
【００１３】
この実施形態では、例えば、はんだバンプの形成工程において、半導体装置を構成するウエハ２０上に印刷マスク３０を配置し、公知のスキージ方式、圧入ヘッド方式、ローリングスキージ方式などにより、印刷マスク３０の開口部３０ａ内に、所定量のはんだペースト２１を充填する。スキージ方式など、印刷マスク３０の開口部３０ａにペーストを充填する機構および印刷マスクは、ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する機構を構成する。次いで、印刷マスク３０の表面に超音波発生装置３１を近付ける。この際、超音波発生装置３１は、印刷マスク３０に接触していても、印刷マスク３０と適宜の間隔を置いて配置してもよい。次いで、超音波発生装置３１によって、印刷マスク３０を振動させながら、印刷マスク３０からはんだペースト２１を抜いて、ウエハ２０上に、はんだペースト２１からなる、はんだバンプを形成する。
【００１４】
なお、超音波発生装置３１は、ウエハ２０の大きさや、所望のはんだバンプの数などに応じて異なる種類のものを複数組み合せて用いてもよい。さらに、超音波発生装置３１の大きさや、超音波発生装置３１を印刷マスク３０の表面に配置する位置は適宜設定されるが、はんだペースト２１の印刷マスク３０からの抜け性を良くする観点から、開口部３０ａの周辺が好ましい。
また、超音波発生装置３１によって印刷マスク３０を振動させる際の周期および振幅は、ウエハ２０の大きさや、所望のはんだバンプの数などに応じて適宜設定される。
【００１５】
この実施形態では、はんだペースト２１を印刷マスク３０から抜く際に、印刷マスク３０の開口部３０ａ周辺を、振動させることによって、はんだペースト２１と印刷マスク３０の開口部３０ａの内壁面との間に隙間が生じ、抜け易くなる。さらに、この振動によって、印刷マスク３０と接する、はんだペースト２１が加熱され、両者の接する面において、はんだペースト２１の粘度が下がるようにすることもでき、これにより、抜け性を高めることも可能である。したがって、印刷により所望の形状に形成された、すなわち転写率に優れた、はんだバンプを得ることが可能となり、狭ピッチ、高密度のバンプ形成も可能となる。
【００１６】
次に、本発明の第２の実施形態を、図２を参照して説明する。
図２において、図１に示した第１の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
符号３０ｂは、印刷マスク３０の外周部に設けられたマスクフレームを示す。この実施形態では、例えば、はんだバンプの形成工程において、印刷マスク３０のマスクフレーム３０ｂに超音波発生装置３１を近付け、超音波発生装置３１によって、印刷マスク３０全体を振動させながら、印刷マスク３０からはんだペースト２１を抜く。
【００１７】
この実施形態では、印刷マスク３０のマスクフレーム３０ｂに、周期が短くかつ振幅が小さい振動を印加して、印刷マスク３０全体を振動させることで、印刷マスク３０からはんだペースト２１を容易に抜くことができる。
なお、この実施形態でも、超音波発生装置３１は、ウエハ２０の大きさや、所望のはんだバンプの数などに応じて異なる種類のものを複数組み合せて用いてもよい。
【００１８】
次に、本発明の第３の実施形態を、図３を参照して説明する。
図３において、図１および図２に示した第１および第２の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
符号３２は、ウエハ２０の下面に接触するように設けられた第１の超音波発生装置、符号３３は、ウエハ２０を固定するホルダ３４に接触するように設けられた第２の超音波発生装置を示す。
第１の超音波発生装置３２、第２の超音波発生装置３３としては、上記超音波発生装置３１と同様のものを用いることができる。
この実施形態に係る半導体装置の製造装置としては、版離れ補助手段として前記第１の超音波発生装置３２および第２の超音波発生装置３３を有することを特徴とするものを採用する。
【００１９】
この実施形態では、例えば、はんだバンプの形成工程において、ウエハ２０を、第１の超音波発生装置３２および／または第２の超音波発生装置３３によって、直接または間接的に、振動させることによって、印刷マスク３０からはんだペースト２１を容易に抜くことができる。
なお、この実施形態では、第１の超音波発生装置３２、第２の超音波発生装置３３は、ウエハ２０の大きさや、所望のはんだバンプの数などに応じて、これらの一方または両方を設けてもよい。さらに、第１の超音波発生装置３２、第２の超音波発生装置３３はそれぞれ、ウエハ２０の大きさや、所望のはんだバンプの数などに応じて異なる種類のものを複数組み合せて用いてもよい。
【００２０】
次に、本発明の第４の実施形態を、図４を参照して説明する。
図４において、図１〜図３に示した第１〜第３の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
符号３５は、印刷マスク３０の表面に接し、印刷マスク３０の表面上を回転しながら移動できる歯車を示す。
この実施形態に係る半導体装置の製造装置としては、印刷マスク３０に振動を与える機構として、前記歯車３５を印刷マスク３０上で転動させる機構を例示するが、印刷マスク３０に振動を与える機構として、歯車３５の代わりに、バイブレータを用いてもよい。
【００２１】
この実施形態では、例えば、はんだバンプの形成工程において、印刷マスク３０の開口部３０ａ周辺で、歯車３５を移動させながら、あるいは、所定の位置で回転させ、印刷マスク３０を振動させることによって、はんだペースト２１と開口部３０ａの内壁面との間に隙間が生じ、印刷マスク３０からはんだペースト２１が抜け易くなる。
また、歯丈や歯数の異なる歯車を複数組み合せることにより、任意の周期、振幅の振動を、印刷マスク３０に印加することができる。
ところで、歯車３５は、通常、はんだペースト２１の印刷部分を避けて配置されるが、歯車３５を、はんだペースト２１が付着しない材料で形成すれば、印刷マスク３０のいかなる場所にも配置することができる。
【００２２】
次に、本発明の第５の実施形態を、図５を参照して説明する。
図５において、図１〜図４に示した第１〜第４の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
符号４０は印刷マスクを示す。この印刷マスク４０には、開口部４０ａ以外の部分に、他の部分よりも厚さの薄い薄部４０ｂが設けられている。
【００２３】
この実施形態では、例えば、はんだバンプの形成工程において、上述の第１〜第４の実施形態および後述の第６の実施形態で用いられる手段（版離れ補助手段）によって、印刷マスク４０を振動させ、印刷マスク４０からはんだペースト２１を容易に抜くことができる。
この実施形態のように、印刷マスク４０に薄部４０ｂを設けることにより、印刷マスク４０に振動が加えられると、印刷マスク４０が振動し易い上に、振動が全体に伝わり易くなる。したがって、はんだペースト２１を印刷マスク４０から抜き易くなる。さらに、はんだペースト２１をウエハ２０の表面に印刷中に、スキージ、ローラなどを接触させたまま、印刷マスク４０上を移動させることにより、印刷マスク４０を振動させてもよい。このようにすれば、印刷マスク４０の開口部４０ａ内へのはんだペースト２１の充填性が向上し、結果として、はんだバンプの仕上がり高さを高くすることができる。
【００２４】
また、印刷マスクを振動し易い形状にする他の例としては、例えば、印刷マスクの表面に多数の微小な凹凸を形成したものが挙げられる。このような印刷マスクの表面にスキージ、歯車、ローラなどを接触させたまま、印刷マスク上を移動させれば、印刷マスクの表面の微小な凹凸とスキージなどとの接触により、短い周期かつ小さい振幅で、印刷マスクを振動させることができる。
【００２５】
なお、上記第１〜第５の実施形態では、印刷マスクからはんだペーストを抜くために、印刷マスクを振動させたが、本発明の半導体装置の製造方法では、はんだペーストをウエハの表面に印刷している最中に、印刷マスクを振動させてもよい。このようにすれば、印刷マスクの開口部内へのはんだペーストの充填性が向上し、結果として、はんだバンプの仕上がり高さを高くすることができる。
また、上記第１〜第５の実施形態によれば、はんだペーストの印刷マスクの開口部内への充填性および転写率が向上するから、バンプの高さのばらつきが低減され、歩留まりが向上する。さらに、いかなる印刷マスクを用いても安定した印刷を行うことができるから、はんだペーストの印刷不良が低減する。そして、転写率の向上により、印刷後に、印刷マスクの開口部内に、はんだペーストが残留する量が減少し、印刷マスクの洗浄回数を減らすことができ、生産性が格段に向上する。
また、上記第１〜第５の実施形態によれば、スルーホールや有底のビアホールなどの、深い穴や溝の中にも、はんだペーストを高い充填率で充填することができ、さらに、高い転写率でバンプなどを形成することができる。
【００２６】
次に、本発明の第６の実施形態を、図６を参照して説明する。
図６において、図１〜図５に示した第１〜第５の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
符号３６は、印刷マスク３０の表面に、高圧ガスまたは高温高圧ガスを吹き付けるガス噴出口を示す。このガス噴出口３６は、高圧ガスまたは高温高圧ガスを供給するガス供給源（図示略）に接続されており、ここから噴出されるガスの圧力、温度、噴出する周期などが自動的に制御可能となっている。
この実施形態に係る半導体装置の製造装置としては、版離れ補助手段として前記ガス噴出口３６を有することを特徴とするものを採用する。
また、ここで用いられる高圧ガスまたは高温高圧ガスとしては、はんだペーストやウエハを劣化しないものであれば、特に限定されないが、例えば、空気、不活性ガスなどが用いられる。
【００２７】
この実施形態では、第１の方法として、はんだペースト２１の印刷時、または、印刷マスク３０からはんだペースト２１を抜く際に、印刷マスク３０の表面にガス噴出口３６から高圧ガスを吹き付けて、印刷マスク３０を短い周期かつ小さい振幅で振動させる。はんだペースト２１の印刷時に、印刷マスク３０を振動させることにより、はんだペースト２１の印刷マスク３０の開口部３０ａ内への充填性を向上することができる。さらに、印刷マスク３０を、印刷時と同様に振動させることにより、はんだペースト２１と開口部３０ａの内壁面との間に隙間が生じ、印刷マスク３０からはんだペースト２１を抜き易くなる。
また、第２の方法として、印刷マスク３０の表面にガス噴出口３６から高温高圧ガスを吹き付けて、印刷マスク３０を短い周期かつ小さい振幅で振動させ、かつ、はんだペースト２１を加熱することにより、印刷マスク３０からはんだペースト２１を容易に抜くことができる。高温高圧ガスによって、印刷マスク３０を加熱し、はんだペースト２１の軟化温度以上に加熱することによって、はんだペースト２１の粘度が低下し、印刷マスク３０からはんだペースト２１を抜け易くなる。
【００２８】
また、この実施形態によっても、はんだペーストの印刷マスクの開口部内への充填性および転写率が向上するから、バンプの高さのばらつきが低減され、歩留まりが向上する。また、いかなる印刷マスクを用いても安定した印刷を行うことができるから、はんだペーストの印刷不良が低減する。さらに、転写率の向上により、印刷後に、印刷マスクの開口部内に、はんだペーストが残留する量が減少し、印刷マスクの洗浄回数を減らすことができ、生産性が格段に向上する。そして、スルーホールや有底のビアホールなどの、深い穴や溝の中にも、はんだペーストを高い充填率で充填することができ、高い転写率でバンプなどを形成することができる。
なお、ガス噴出口３６から印刷マスク３０に、高圧ガスまたは高温高圧ガスを吹き付ける際の周期、ガスの圧力は、ウエハ２０の大きさや、所望のはんだバンプの数などに応じて適宜設定される。
【００２９】
（版離れ補助操作２：印刷マスクに熱を加える）
次に、本発明の第７の実施形態を、図７を参照して説明する。
図７において、図１〜図６に示した第１〜第６の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
符号３７は、印刷マスク３０のウエハ２０側の表面３０ｃに、開口部３０ａを囲むように設けられた発熱体を示す、符号３８はウエハ２０を固定するホルダを示す。
この実施形態に係る半導体装置の製造装置としては、版離れ補助手段として前記発熱体３７を有することを特徴とするものを採用する。
発熱体３７としては、電熱線、金属の焼き付けにより形成された抵抗体、金属ペーストの印刷により形成されて抵抗体などが用いられる。また、発熱体３７は開口部３０ａを囲んでいればよく、その形状は、開口部３０ａの大きさや数などに応じて、円形、四角形、矩形などに適宜形成される。
なお、発熱体３７は、図７に示すように、複数の開口部３０ａを囲むように設けられていても、個々の開口部３０ａを囲むように、個々の開口部３０ａ付近に設けられていてもよい。また、発熱体３７は、印刷マスク３０の開口部３０ａの内壁面に設けられていてもよい。
【００３０】
この実施形態では、印刷マスク３０の開口部３０ａの周囲または内壁面に発熱体３７を設け、はんだペースト２１を、はんだペースト２１の軟化温度以上に加熱することによって、はんだペースト２１の粘度が低下し、印刷マスク３０からはんだペースト２１を抜け易くする。はんだペースト２１を軟化温度以上に加熱すると、はんだペースト２１に含まれる余分なアルコールなどの有機溶剤が除去され、はんだペースト２１は僅かに体積収縮し、印刷マスク３０から抜け易くなる。したがって、印刷により所望の形状に形成された、すなわち転写率に優れた、はんだバンプを得ることが可能となり、狭ピッチ、高密度のバンプ形成も可能となる。
なお、はんだペースト２１の加熱による劣化を防止するためには、印刷マスク３０からはんだペースト２１を抜く際に、発熱体３７をできる限り開口部３０ａに近付けて配置し、開口部３０ａを局部的に加熱することが望ましい。
【００３１】
（版離れ補助操作以外の手法）
次に、本発明の第８の実施形態を、図８を参照して説明する。
図８において、図１〜図７に示した第１〜第７の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
符号３９は、印刷マスク３０の開口部３０ａ内に充填された、はんだペースト２１を加熱するための加熱器を示す。
この実施形態の半導体装置の製造装置は、版離れ補助手段として、前記加熱器３９を有するものである。
加熱器３９としては、特に限定されないが、例えば、赤外線ランプ、ハロゲンランプなどを用いることができる。
【００３２】
この実施形態では、第１の方法としては、はんだバンプの形成工程において、図８（ａ）に示すように、まず、印刷マスク３０の開口部３０ａ内に、はんだペースト２１を充填する。次いで、図８（ｂ）に示すように、加熱器３９で、はんだペースト２１を、そのリフロー温度（溶融温度）まで加熱する。すると、はんだペースト２１は、体積収縮し、その表面張力により球状となる。はんだペースト２１を加熱する温度は、具体的には２００℃以上とし、はんだペースト２１の劣化、ウエハ２０の劣化を防止する観点から、２５０〜２６０℃程度が好ましい。
この方法によれば、はんだペースト２１が体積収縮して球状になるから、印刷マスク３０から抜け易くなる。さらに、加熱後のはんだペースト２１は流れ難くなるから、所定の間隔で配置された複数のバンプが得られる。これにより、隣接するバンプ同士が接触して、ブリッジを形成することがなくなる。
【００３３】
この実施形態の第２の方法としては、はんだバンプの形成工程において、印刷マスク３０の開口部３０ａ内に、はんだペースト２１を充填した後に、加熱器３９で、はんだペースト２１を、５０〜１５０℃程度に加熱する。これにより、はんだペースト２１に含まれる余分なアルコールなどの有機溶剤が除去されて、はんだペースト２１が僅かに体積収縮して、印刷マスク３０から抜け易くなる。また、この方法でも、加熱後のはんだペースト２１は流れ難くなるから、所定の間隔で配置された複数のバンプが得られ、隣接するバンプ同士が接触して、ブリッジを形成することがなくなる。
【００３４】
次に、本発明の第９の実施形態を説明する。
この実施形態では、例えば、はんだバンプの形成工程において、ウエハ上に配置された印刷マスクの開口部内に、はんだペーストを圧入ヘッドによって充填する際に、圧入ヘッドに設けられた温度調節機構により、はんだペーストを加熱し、印刷後のはんだペーストの温度が軟化温度以上であるうちに、印刷マスクからはんだペーストを抜く。
この実施形態の半導体装置の製造装置は、前記温度調節機構が搭載された圧入ヘッドを有するものである。
圧入ヘッドに設けられる温度調節機構としては、圧入ヘッドが設置されるチャンバ全体を温調する機構、圧入ヘッドのシリンダを温調する機構、圧入ヘッドのシリンジ内に挿入されるピストンを温調する機構などが挙げられる。あるいは、はんだペーストの印刷が行われる室内を所定の温度に温調してもよい。これらの温度調節機構を１つまたは複数設けることにより、印刷マスクの開口部内へ圧入前のはんだペーストを所定温度に調節する。
【００３５】
この実施形態では、印刷マスクの開口部内へ圧入前のはんだペーストを所定温度に加熱することにより、はんだペーストの流動性が増し、開口部内へのはんだペーストの充填率が向上する。よって、はんだバンプの仕上がり高さを高くすることができる。さらに、印刷後のはんだペーストの温度が軟化温度以上、すなわち、はんだペーストの粘度が低いうちに、印刷マスクからはんだペーストを抜くことができる。この場合、印刷マスクに上述のような発熱体を設けなくても、発熱体によって再加熱した場合と同様の抜け性を確保できる。
【００３６】
また、上記第７〜第８の実施形態によっても、はんだペーストの印刷マスクの開口部内への充填性および転写率が向上するから、バンプの高さのばらつきが低減され、歩留まりが向上する。また、いかなる印刷マスクを用いても安定した印刷を行うことができるから、はんだペーストの印刷不良が低減する。さらに、転写率の向上により、印刷後に、印刷マスクの開口部内に、はんだペーストが残留する量が減少し、印刷マスクの洗浄回数を減らすことができ、生産性が格段に向上する。そして、スルーホールや有底のビアホールなどの、深い穴や溝の中にも、はんだペーストを高い充填率で充填することができ、高い転写率でバンプなどを形成することができる。
【００３７】
なお、本発明の半導体装置の製造方法は、ウエハレベルＣＳＰのバンプ形成に限定されるものではなく、ボールマウントのフラックス印刷、ファインピッチＳＭＴ（表面実装技術）における配線の形成、シリコン貫通配線の形成、スルーホール基板における配線の形成、はんだペースト以外の高粘度ペーストなどの印刷にも有効な方法である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウエハ上に印刷マスクを用いてペーストを印刷する工程にて、印刷マスクに振動を加えたり、熱を加えたりすることにより、ウエハ上から印刷マスクを版離れさせる際に、印刷マスクからのペーストの抜け性を効果的に高めることができる。その結果として、ペーストの転写率が向上し、かつ安定する。また、ペーストの流動性が増し、印刷マスクの開口部へのペースト充填性が安定し、ペーストの充填量を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第７の実施形態を示す概略図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は断面図である。
【図８】本発明の第８の実施形態を示す概略断面図である。
【図９】半導体パッケージの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
２０・・・ウエハ、２１・・・はんだペースト、３０，４０・・・印刷マスク、３０ａ，４０ａ・・・開口部、３０ｂ・・・マスクフレーム、３１・・・超音波発生装置、３２・・・第１の超音波発生装置、３３・・・第２の超音波発生装置、３４・・・ホルダ、３５・・・歯車、３６・・・ガス噴出口、３７・・・発熱体、３９・・・加熱器、４０ｂ・・・薄部
【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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【図８】
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【図９】
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