(57)【要約】【課題】迷いボールを除去できるマスクを備えたボール搭載装置を提供する。【解決手段】ボール搭載装置７は、複数の孔１１１を備えたマスク１１０と、ボール供給ユニット７４とを有する。ボール供給ユニット７４は、マスク１１０を基板１００に重ねた状態で、マスク１１０上に微小ボールＢを供給することにより、マスク１１０の複数の孔１１１を介して、基板１００にボールＢを搭載する。マスク１１０の下面には、複数の孔１１１を避けて、直線的に延びる複数の細長凸部１１２が設けられている。これら細長凸部１１２は、一方向にのみ設けられている。このボール搭載装置７によれば、マスク１１０の下面に接しながら一方向に動くクリーニングユニット１４０によってマスク１１０の下面を拭浄することにより、マスク１１０の下面に付着したフラックスや迷いボールなどを除去できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の孔を備え、それら複数の孔を介して微小ボールを基板に搭載するためのマスクと、
このマスクを基板に重ねた状態で、前記マスクの基板側とは反対側となる一方の面の上に微小ボールを供給するためのボール供給ユニットと、
を有するボール搭載装置であって、
前記マスクは、その基板側となる他方の面に、前記複数の孔を避けて第１の方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部を備えており、
さらに、前記マスクの他方の面を拭浄するためのクリーニングユニットであって、前記マスクを前記基板から離した状態で、前記マスクの他方の面に接しながら前記第１の方向に動くクリーニングユニットを有する、ボール搭載装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ボール供給ユニットは、前記マスクの一方の面の一部に微小ボールの集団を保持するヘッドと、
前記ヘッドを前記マスクの一方の面に沿って移動させるための移動手段とを備えており、
さらに、前記ヘッドにより前記マスクの一方の面上に微小ボールの集団が保持されている動区域を、前記移動手段により、前記動区域の軌跡の一部が重複するように移動させることを含む制御を行うための制御ユニットを有する、ボール搭載装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ヘッドは、前記マスクの一方の面の前記動区域の周囲を掃いて微小ボールを前記動区域に集めるために、当該ヘッドから突き出た部材、または、気体を吹き出す口を備えており、
前記ヘッドから突き出た部材または気体の吹き出しにより加圧される領域の外周の直径は、互いに隣り合う細長凸部の間隔のうちの最大の間隔よりも大きい、ボール搭載装置。
【請求項４】
請求項１において、前記基板は、少なくとも互いに交差する２方向に延びるスクライブラインを有し、前記スクライブラインに沿って複数のピースに分割可能であり、
前記複数の細長凸部が延びる前記第１の方向は、前記スクライブラインの延びる２方向のいずれか一方の方向であり、
前記複数の細長凸部は、前記一方の方向に延びる前記スクライブラインと一致するように配置されている、ボール搭載装置。
【請求項５】
基板の所定の位置に微小ボールを搭載するための複数の孔と、前記基板と対峙する下面に、前記複数の孔を避けて、第１の方向にのみ直線的に設けられた細長凸部とを有するマスクを介して、微小ボールを前記基板に搭載する方法であって、
前記マスクの下面を前記基板に向けて、前記マスクと前記基板とを重ねることと、
前記マスクの上に微小ボールを供給することで、前記マスクの複数の孔を介して前記基板の所定の位置に微小ボールを搭載することと、
前記マスクを前記基板から外した状態で、前記マスクの下面を、クリーニング媒体を前記第１の方向に動かして、拭浄することとを含む、微小ボールの搭載方法。
【請求項６】
請求項５において、前記微小ボールを搭載する工程は、前記マスクの上面に微小ボールの集団が保持されている動区域を形成することと、前記動区域の軌跡の一部が重複するように前記動区域を移動させることとを含む、微小ボールの搭載方法。
【請求項７】
基板の所定の位置に微小ボールを搭載するためのマスクであって、
前記基板の所定の位置と対応するように設けられた複数の孔と、前記複数の孔を避けて第１の方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部とを有するマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば直径が１ｍｍ以下の微小ボールを基板の所定の位置に搭載するための装置およびこの装置に用いられるマスクに関し、特に、半導体デバイス、光学デバイス、集積回路装置、あるいは表示装置などを製造する際に、基板上に導電性の微小ボールを搭載するのに好適な装置およびこの装置に用いるマスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性の微小ボールを半導体ウエハ上または電子回路基板上に搭載する方法としては、微小粒子が貫通する程度の開口部が形成されたマスクを用いる方法が知られている。特許文献１には、規則的に配置された複数の半導体チップから構成されているウエハに、所定の配列パターンで導電性ボールを配列するための軟磁性を有するマスクが開示されている。
【０００３】
このマスクは、導電性ボールが挿通可能な開口部と、それらの周囲の非開口部とを備えている。開口部は、基板（ウエハ）の電極の配列パターンに対応し形成されている。ウエハには、電極と導電性ボールとを後にリフロー処理により固定化するためのフラックスが塗布されている。したがって、フラックスがマスクに付着することは導電不良あるいは短絡などの不具合の発生の要因となる可能性がある。このため、マスクの非開口部の下面（ウエハ側となる面）には、マスクをウエハに重ね合わせたときに、このマスクにフラックスが付着し難い逃げ（凹部）を形成するように、その凹部からウエハ側に突き出た凸部が形成されている。凸部は、ウエハに含まれる各半導体チップに複数の導電性ボールを配置するための複数の開口部が密に配置された領域の域外（所定の配列パターンを構成する１つのユニットとなる複数の開口部を包含する領域の周囲）に枠状（格子状）に形成されている。
【０００４】
このマスクは、ウエハの載置部の下方に永久磁石を備えるような配列装置に用いられる。すなわち、この配列装置は、真空ポンプを動作させて、載置部にウエハを固定し、マスクとウエハとを位置決めした状態で、永久磁石の磁力により、マスクをウエハに密着固定した状態で使用する。
【特許文献１】特開２００６−５２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、半導体デバイス、光学デバイス、集積回路装置、あるいは表示装置などの精密なデバイスを製造する際に、ウエハなどの基板の所定の位置に導電性の微小ボールを搭載する目的で使用されるボール搭載装置（配列装置）では、できるだけ高い確率で、基板の所定の位置にのみ導電性の微小ボールを搭載することが求められる。これは、基板の不要な位置に微小ボールが搭載されると、リペアなどの後工程に時間がかかるだけでなく、万一、微小ボールがそのまま基板に残ると、それだけで全工程を経て製造されたデバイスの価値がなくなる（不良品となる）ためである。
【０００６】
マスクを用いて基板に微小ボールを搭載するボール搭載装置では、マスクと基板とを重ね合わせ、マスクに形成された複数の孔を介して、基板に微小ボールを搭載（配置）する。この際、電気的あるいは物理的な吸着作用などにより、マスクの下面（基板側となる面）に、不要なボール（迷いボール）が吸着される場合がある。迷いボールがマスクの下面に吸着されている状態で、このマスクを次の基板に重ね合わせると、基板の不要な位置に微小ボールが搭載される可能性がある。また、マスクの下面にフラックスが付着していると、ボールが吸着したり、ウエハの不要な位置にフラックスを転写し、導電性能を低下させる可能性がある。したがって、ボール搭載装置では、１つの基板にボールを搭載すると、マスクの基板側となる下面を拭いてから、次の基板にボールを搭載するなどの対応がとられている。
【０００７】
特許文献１に記載のマスクは、その下面に、ウエハを構成する複数のチップに対応するように互いに直交する２方向に延びる（２次元的に形成されている）凸部を備えている。このため、凸部が交差する部分などがデッドスペースとなり、マスクの下面を拭いたとしても、迷いボールが下面に残留したり、フラックスが残留する可能性を排除し難い。すなわち、特許文献１に記載のマスクの下面を拭いた場合、迷いボールは、凸部により形成された枠状（格子状）の領域内においては移動するかもしれないが、凸部の縁に接触した段階で、この凸部の縁に引っ掛かって、この領域内に留まってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの形態はボール搭載装置であり、このボール搭載装置は、複数の孔を備え、それら複数の孔を介して微小ボールを基板に搭載するためのマスクと、このマスクを基板に重ねた状態で、マスクの基板側とは反対側となる一方の面の上に微小ボールを供給するためのボール供給ユニットとを有するボール搭載装置であって、マスクは、その基板側となる他方の面に、複数の孔を避けて第１の方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部を備えている。このボール搭載装置は、さらに、マスクの他方の面を拭浄するためのクリーニングユニットであって、マスクを基板から離した状態で、マスクの他方の面に接しながら第１の方向に動くクリーニングユニットを有する。
【０００９】
複数の細長凸部が、基板側となる他方の面に、複数の孔を避けて第１の方向にのみ直線的に延びているマスクであれば、これら複数の細長凸部が延びる第１の方向に沿って上記他方の面を拭くことにより、これら複数の細長凸部は、上記他方の面の拭浄の妨げになり難い。すなわち、他方の面に、複数の孔を避けて第１の方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部を備えているということは、上記他方の面は、第１の方向以外に、拭浄の妨げになるような突起を有していないことを意味する。したがって、上記他方の面に微小ボールが静電気などにより吸着されて迷いボールとなったとしても、これら複数の細長凸部が延びる第１の方向に沿って上記他方の面を拭くことにより、迷いボールを第１の方向に移動させながら（滑らせながら）、マスク外に排除することができる。
【００１０】
また、複数の細長凸部は、複数の孔を避けて設けられている。このため、これら細長凸部は、基板への微小ボールの搭載の邪魔にならない。さらに、基板とマスクとを重ねたときには、複数の孔を避けて形成されている細長凸部がマスクの脚としての役割を果たす。したがって、複数の孔と対応するように、基板にフラックスを塗布し、その上に微小ボールを搭載するような場合であっても、マスクを基板に重ねたときに、マスクにフラックスが付着し難い。しかも、マスクの下面にフラックスが付着するようなことがあっても、これら複数の細長凸部が延びる第１の方向に沿ってその他方の面を拭くことにより、細長凸部の縁にフラックスを残留させることなく、フラックスを良好に除去する（拭き取る）ことが可能である。
【００１１】
したがって、本発明の他の形態は、基板の所定の位置に微小ボールを搭載するためのマスクであって、基板の所定の位置と対応するように設けられた複数の孔と、複数の孔を避けて第１の方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部とを有するマスクである。
【００１２】
クリーニングユニットとしては、マスクの他方の面に接しながら第１の方向に動くクリーニング媒体を備えているものがさらに好ましい。クリーニング媒体の一例は、不織布などのクロスである。マスクの他方の面には、第１の方向にのみ延びた細長凸部が設けられているだけなので、第１の方向に動くクリーニングユニットによりマスクの他方の面を効率良くクリーニングでき、簡易な構成で、高いクリーニング効果を備えたボール搭載装置を提供できる。
【００１３】
また、ボール搭載装置としては、たとえば、基板を支持するステージと、ステージを移送（搬送）するステージ移送装置とを有するものが挙げられる。複数の細長凸部が延びる第１の方向と基板の移送方向とが直交するようにマスクを配置し、基板の移送方向と直交する方向にクリーニングユニットを移動させるものは、本発明の一形態にかかるボール搭載装置の好ましい形態の一つである。
【００１４】
さらに、本発明の一形態にかかるボール搭載装置において、ボール供給ユニットは、マスクの一方の面の一部に微小ボールの集団を保持可能なヘッドと、ヘッドをマスクの一方の面に沿って移動させる移動手段とを備えることが好ましい。また、ヘッドによりマスクの一方の面上に微小ボールの集団が保持されている動区域を、移動手段により、動区域の軌跡の一部が重複するように移動させることを含む制御を行うための制御ユニットをさらに有することが好ましい。制御ユニットは、ボール供給ユニット（ヘッドおよび移動手段）を制御するものであってもよく、ボール搭載装置全体を制御するものであってもよい。
【００１５】
本発明に含まれるマスクは、他方の面に第１の方向にのみ延びた細長凸部を備え、他方の面に、四方に等方的ではなく、方向性のある、１次元的あるいは異方性の高い構成を採用している。そして、方向性の高い構成を採用することにより、その方向にユニットを動かすクリーニング方法により、簡易な構成で効率良く、マスクの他方の面をクリーニングできる。加えて、マスクの一方の面の一部を占める仮想的な領域である動区域に微小ボールが保持され、この動区域は、適当な面積があり、広がりがある。このため、微小ボール自身による荷重および微小ボールを動区域に保持するための圧力あるいは荷重は、マスクの一部の適当な面積を備えた範囲に印加され、その範囲は、複数の細長凸部を跨ぐ程度の、等方的な、あるいは２次元的な広がりを持つ。このため、第１の方向にのみ延びた細長凸部により、微小ボールを動区域に保持するために発生するマスクに対する圧力あるいは荷重を支持させることができ、そのような圧力あるいは荷重によりマスクに撓みが発生するのを抑制できる。マスクの一方の面の一部を占める程度の面積の動区域を形成でき、さらに、その動区域を２次元のいずれの方向にも移動できる好適な手段は、微小ボールが逸散しないようにマスクの一方の面の一部に微小ボールの集団を保持可能なヘッドである。
【００１６】
さらに、微小ボールの集団が保持されてなる動区域を形成することにより、比較的少ない数の微小ボールであっても、動区域内における微小ボールの密度を高くすることができる。このため、動区域が通過する部分のマスクの孔に対し、効率良く微小ボールを充填することができ、マスクの上に供給する微小ボールの総数を減らすことができる。そして、動区域を、その軌跡の一部が重複するように動かすことにより、マスク全体あるいは少なくともボールを振り込む領域を漏れなくカバーできるため、基板に対する微小ボールの充填ミスの発生率を極めて低く抑えることができる。
【００１７】
動区域を構成するためのヘッドの好ましい形態の１つとしては、マスクの一方の面の動区域の周囲を掃いて微小ボールを動区域に集める手段、たとえば、当該ヘッドから突き出た部材、または、気体を吹き出す口を備えているものを挙げることができる。ヘッドから突き出た部材の１つの形態は、マスクの一方の面を掃く効果が得られるスキージと称されるものである。微小ボールを集める円形の動区域の接線方向に延びたスキージは、直線状の簡易な形状のスキージの１つである。
【００１８】
ヘッドから突き出た部材、または、気体を吹き出す口を備えるヘッドを用いることにより、ヘッドから突き出た部材または気体の吹き出しにより、動区域から微小ボールが逸散することを抑制すると共に、マスクの一方の面のうちの動区域の周囲を加圧できる。すなわち、ヘッドから突き出た部材または気体の吹き出す口は、動区域の周囲のマスクを基板に対して押さえる機能も有する。そして、その圧力は、動区域の周囲に分散されるので、上述したように、マスクの他方の面に設けられた一方向にのみ延びた細長凸部により支持し易い。また、動区域の周辺のマスクを押さえ込むことにより、動区域内におけるマスクの反りあるいは歪みなどによるマスクの撓みを抑制でき、迷いボールの発生を抑制できる。
【００１９】
また、ヘッドの好ましい形態の一つとして、マスクに対して垂直な軸を中心に回転可能であり、この回転により、微小ボールが逸散しないようにマスクの一方の面の一部に微小ボールの集団を保持可能なヘッドを挙げることができる。たとえば、複数のスキージを備えたヘッドを回転させることにより、円形の動区域の周囲にある微小ボールに対して、円形の動区域の方向に力を加えることができる。複数のスキージを、ヘッドの回転によりそれらが移動する方向に多重に配置する形態は、ヘッドの好ましい形態の一つである。このようなヘッドによれば、１つのスキージから微小ボールが漏れても、他のスキージでこの微小ボールを捕らえることができる。結果として、微小ボールを円形の区域の方向に確実に回収できる。
【００２０】
微小ボールを搭載する基板が半導体デバイスのウエハあるいはワーク（ワークピース）である場合、基板は大型化する傾向にあり、それに合わせてマスクも大型になる。一方、デバイスの集積化が進むに連れて、電極となる微小ボール（導電性ボール）は小型化する傾向にある。導電性ボールの一例は、直径３０〜３００μｍ程度の半田ボール、金ボールまたは銅ボールである。搭載するボールが小径になるほど、微小な隙間にボールが入り込んで迷いボールとなる可能性が高くなる。したがって、ボールを基板に搭載する際に、マスクの歪みや反りにより、基板とマスクとの間に発生する隙間の影響を少なくすることが重要となる。
【００２１】
特許文献１では、磁性体のマスクを用い、ステージに固定した基板との間で位置決めを行った状態で、永久磁石の磁力によりマスクを基板に密着固定する。半導体デバイスの中には、磁界の影響を嫌うものもあり、このようなデバイスの製造には、永久磁石とマスクにより基板を挟み、磁力が基板に直接作用するような密着方法は適当ではない。
【００２２】
これに対し、本発明に含まれるボール搭載装置によれば、永久磁石とマスクにより基板を挟み込まなくても、動区域の周囲を押さえることができる。さらに、強力な吸着力によりマスク全体の平坦度（面精度）を改善する代わりに、動区域の平坦度（面精度）を部分的に改善することができるため、強力な吸着力に対抗するようなマスクの構造は不要となる。
【００２３】
上述のようなヘッドを用いる場合、ヘッドから突き出た部材または気体の吹き出しにより加圧される領域の外周の直径は、互いに隣り合う細長凸部の間隔のうちの最大の間隔よりも大きいことが好ましい。ヘッドから突き出た部材または気体の吹き出しにより加圧される領域の外周の直径は、連続して並ぶ３つの細長凸部の最大の間隔よりも大きいことがさらに好ましい。このようにすることにより、ヘッドにより加えられる力（押圧）を、互いに平行に並んだ複数の細長凸部によって支えることができる。
【００２４】
本明細書中において、基板とは、微小ボールが搭載される対象を示し、半導体ウエハ、回路基板、およびその他のワークピースを含むものである。これらの基板には、少なくとも互いに交差する２方向に延びるスクライブラインを有し、これらスクライブラインに沿って複数のワークピース（ピース／チップ）に分割可能な基板が含まれる。この場合、マスクが有する複数の細長凸部の延びる第１の方向を、スクライブラインの延びる２方向のうちのいずれか一方の方向とすることが好ましい。すなわち、マスクは、スクライブラインの延びる２方向のうちの一方の方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部を備えていることが好ましい。さらに好ましくは、複数の細長凸部は、２方向に延びるスクライブラインうちの一方の方向に延びるスクライブラインと一致するように設けるとよい。このような構成は、マスクの他方の面に、複数の細長凸部を、複数の孔を避けて第１の方向にのみ直線的に延びるように配置する際の好ましい形態の一つである。
【００２５】
本発明のさらに他の形態は、基板の所定の位置に微小ボールを搭載するための複数の孔と、マスクの基板と対峙する下面に、複数の孔を避けて、第１の方向にのみ直線的に設けられた細長凸部とを有するマスクを介して、微小ボールを基板に搭載する方法である。この微小ボールの搭載方法は、以下の工程を含む。
（ａ）マスクの下面を基板に向けて、マスクと基板とを重ねる。
（ｂ）マスクの上に微小ボールを供給することで、マスクの複数の孔を介して基板の所定の位置に微小ボールを配置（搭載）する。
（ｃ）マスクを基板から外した状態で、クリーニング媒体を第１の方向に動かして、マスクの下面を拭浄する。
【００２６】
このボール搭載方法によれば、１またはいくつかの基板に微小ボールを搭載した後、マスクを基板から外し、クリーニング媒体を第１の方向に動かすことにより、マスクの下面を効率よく拭浄できる。したがって、マスクに迷いボールあるいはフラックスが付着している可能性を低減でき、それらに起因する不具合の発生を未然に抑制できる。
【００２７】
また、上記（ｂ）の微小ボールを配置（搭載）する工程は、以下の工程を含むことが好ましい。
（ｂ１）マスクの上面に微小ボールの集団が保持されている動区域を形成する。
（ｂ２）動区域の軌跡の一部が重複するように動区域を移動させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に、マイクロボールマウンタの概略構成を上面図により示してある。図２に、マイクロボールマウンタの概略構成を側面図により示してある。なお、図１では、マスク１１０に形成された孔１１１を省略して示してある。このマイクロボールマウンタ１は、たとえば、８インチ（対角線長さまたは直径が約２０ｃｍ）あるいは１２インチ（対角線長さまたは直径が約３０ｃｍ）程度の基板（ワークピース）の上面の所定の位置に、導電性の微小ボールＢを実装（搭載）するためのものである。
【００２９】
図３に基板の一例を示してある。図３に示すように、基板１００は、たとえば、８インチまたは１２インチの平面円形状の半導体ウエハである。この半導体ウエハ１００は、マイクロボールマウンタ１により、その上面１００ａのうちの所定の位置１０３に、電極として機能する導電性の微小ボールＢが搭載（マウント）される。その後、半導体ウエハ１００は、Ｘ方向に沿う複数のスクライブライン１０１ｘおよびＹ方向に沿う複数のスクライブライン１０１ｙに沿って分割（切断）され、複数の半導体デバイス（チップ）１０２となる。
【００３０】
Ｘ方向に沿う複数のスクライブライン１０１ｘは、所定のピッチＰｘとなるように、互いに平行に設けられている。Ｙ方向に沿う複数のスクライブライン１０１ｙは、所定のピッチＰｙとなるように、互いに平行に設けられている。本例では、形成される半導体デバイス１０２の外形が正方形状であり、ピッチＰｘはピッチＰｙと等しい。なお、スクライブラインは、ウエハ１００を各半導体デバイス１０２にカットする（分割する）ための境界線であり、必ずしもウエハ１００上に明確な（視認可能な）線を必要とするものではなく、仮想的な線であってもよい。
【００３１】
電極として機能する導電性の微小ボールＢとしては、たとえば、直径が１ｍｍ以下、具体的には、直径３０〜３００μｍ程度の半田ボール（銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）などを含む、主成分が錫（Ｓｎ）からなるボール）、金あるいは銅からなる金属性ボール、あるいは、プラスチック製のボールにメッキなどの処理が施された導電性ボールを挙げることができる。本例では、微小ボールＢとして、１００μｍ程度の半田ボールを用いている。
【００３２】
本例のマイクロボールマウンタ１は、吸引などの方法によりウエハ１００を水平な状態で支持するＸＹＺθステージ２と、このステージ２に対してウエハ１００をロード（供給）／アンロード（収納）するローダ／アンローダ装置３と、ステージ２の位置を微調整するためのプリアライメント装置４と、ウエハ１００の反りを矯正するための反り矯正装置５と、ウエハ１００にフラックスを塗布するためのフラックス印刷装置６と、ウエハ１００にマスク１１０を介して導電性ボールＢを搭載（配列）するためのボール搭載装置７と、これら装置３，４，５，６および７の間でステージ２を移送するためのステージ移送装置８と、ステージ２およびこれら装置３，４，５，６，７および８を制御する制御ユニット９を有している。制御ユニット９の多くは、コンピュータあるいはマイクロコンピュータを用いて構成される。制御用のプログラム（プログラム製品）は、ＲＯＭなどの適当な記録媒体に記録して提供される。本例のマイクロボールマウンタ１は、ＬＡＮなどのコンピュータネットワークを介して制御することも可能であり、プログラムをネットワーク上のサーバなどから提供することも可能である。
【００３３】
このボールマウンタ１では、プリアライメント装置４、ローダ／アンローダ装置３、反り矯正装置５、フラックス印刷装置６、ボール搭載装置７が、移送方向（搬送方向）Ｘに沿って順番に並んで配置されている。ステージ２は、ウエハ１００を支持するプラットフォームであり、ウエハ１００とほぼ同じ、または若干サイズが異なる円盤状であって、その上面２１ａがウエハ１００の下面１００ｂを支持する支持面となる支持台２１と、この支持台２１の周囲に設けられたフレーム２２とを備えている（図８参照）。支持面２１ａは、平坦に加工されている。支持台２１は、支持面２１ａ上にウエハ１００を吸着によって支持するための複数の吸着用の孔２３を備えている。この支持台２１は、図示しない外部のバキュームジェネレータにより、これら孔２３を介して支持面２１ａ近傍を負圧にし、支持面２１ａにウエハ１００の下面１００ｂを密着させるように構成されている。このような支持台２１を用いることにより、ウエハ１００の上面１００ａの平坦度を向上させることができる。
【００３４】
フレーム２２の上面（上端面）２２ａは、支持台２１の支持面２１ａの周囲に位置し、ほぼ正方形の外形を有している。フレーム２２の上端面２２ａは、ボール搭載装置７においてボール配列用（ボール振込み用、ボール配置用）マスク１１０と接し、ウエハ１００の外側の領域でボール配列用マスク１１０を支持する。
【００３５】
また、ステージ２は、図示しないが、支持台２１を支持するとともに、この支持台２１を上下に移動させる複数のアクチュエータを備えている。これらアクチュエータは、１つまたは複数のモータにより、それぞれが連動してあるいは独立して駆動されるようになっている。すなわち、このステージ２は、アクチュエータを移動機構として駆動することにより、支持面２１ａを上端面２２ａに対して上下に移動させることができる。
【００３６】
フラックス印刷装置６は、スクリーン印刷装置であって、ウエハ１００の上面１００ａのうちの電極が形成される所定の位置１０３に、ウエハ１００と導電性ボールＢとを結合させるための素材（フラックス）を塗布するためのものである。このフラックス印刷装置６は、印刷用マスクをクリーニングするためのユニット６１を備えている。このクリーニングユニット６１は、１つのウエハ１００に対してフラックスの印刷が終了する毎、あるいは印刷用マスクのクリーニングが必要と判断されたときに、印刷用マスクのクリーニングを行なう。
【００３７】
図４に、ボール搭載装置７の概略構成を上面図にて示している。図５に、ボール搭載装置７の概略構成を側面図にて示している。なお、図４では、マスク１１０に形成された孔１１１を省略して示している。
【００３８】
ボール搭載装置７は、ウエハ１００の上面１００ａに導電性ボールＢを搭載するためのボール配列用マスク１１０と、このボール配列用マスク１１０を保持するためのマスク保持機構７２（図２参照）と、マスク１１０の上面１１０ａに複数の導電性ボールＢを供給するボール供給ユニット７４と、ボール配列用マスク１１０をクリーニングするためのクリーニングユニット１４０とを備えている。
【００３９】
ボール供給ユニット７４は、ボール充填状態にあるボール配列用マスク１１０上にボールＢを供給するためのものである。すなわち、マスク保持機構７２にセットされたマスク１１０と、ウエハ１００とが重なるように、ウエハ１００を移動させ、マスク１１０とウエハ１００との位置合わせを行った状態で、ボール供給ユニット７４によりマスク１１０上にボールＢを供給する。供給されたボールＢは、マスク１１０の複数の孔１１１を介して、ウエハ１００の所定の位置に搭載（配列）される。
【００４０】
ボール供給ユニット７４は、マスク１１０に対して垂直な軸１２１を中心に回転可能なヘッド１２０と、このヘッド１２０をマスク１１０の上面１１０ａに沿って移動させるヘッド移動装置１３０とを備えている。ヘッド１２０およびヘッド移動装置１３０は、上述した制御ユニット９により、その動作が制御されるようになっている。
【００４１】
ヘッド移動装置１３０は、ヘッド１２０がマスク１１０に垂直な軸１２１を中心に回転するように、このヘッド１２０を支持するモータ１３１と、Ｙ方向に伸縮可能なアーム１３２を介してモータ１３１を支持するキャリッジ１３３とを備えている。キャリッジ１３３は、キャリッジシャフト１３４に沿ってＸ方向に移動可能である。したがって、アーム１３２、キャリッジ１３３、およびキャリッジシャフト１３４により、ヘッド１２０は、マスク１１０上のＸ−Ｙ方向の任意の方向に移動でき、任意の位置にセットされる。また、制御ユニット９は、ヘッド移動装置を制御するためのプログラム１３５を格納している。この制御用プログラム１３５に基づき、制御ユニット９を介して、ヘッド移動装置１３０の動作を制御することにより、ヘッド１２０を、マスク１１０の上面１１０ａに沿って、あるいは上面１１０ａを横断するように、任意の軌跡１２８を描くように移動させることができる。すなわち、ヘッド１２０は、Ｘ−Ｙ平面において、直線的に、あるいは円を描くように、さらには、楕円を描くように移動可能である。
【００４２】
クリーニングユニット１４０は、ウエハ１００がマスク１１０から外れた状態で、マスク１１０の下面１１０ｂを中心にクリーニングする。
【００４３】
図６に、ボール配列用マスク１１０の一例を示してある。ボール配列用マスク１１０は、複数の孔（開口）１１１を備えている。これら複数の孔１１１は、微小な導電性ボールＢが１つずつ挿入されるのに適したサイズに形成されている。マスク１１０に形成された複数の孔１１１は、ウエハ１００の導電性ボールＢが搭載される所定の位置（電極位置）１０３と対応している。
【００４４】
ウエハ１００は、複数の半導体デバイス１０２に分割されるものである。マスク１１０は、これら半導体デバイス１０２の所定の位置１０３に導電性ボールＢを配置するため、複数の孔１１１は、繰り返しのあるデザイン（パターン）で形成される。これらの孔１１１は、開口、開孔、パターン孔などとも称されている。また、これらの孔１１１をまとめて、開口パターンなどと称することもある。このマスク１１０は、ある程度の張力（テンション）が与えられた状態で、マスク枠１１４に固定され、マスク保持装置７２により保持されている。
【００４５】
マスク１１０の下面１００ｂには、複数の孔１１１を避けて第１の方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部（突条）１１２が設けられている。本例では、これら細長凸部１１２は、ウエハ１００が搬送されるＸ方向に対して直交するＹ方向に延びている。また、このＹ方向は、ウエハ１００のＸ方向のスクライブライン１０１ｘおよびＹ方向のスクライブライン１０１ｙの内の、Ｙ方向と一致する。さらに、これら細長凸部１１２は、マスク１１０とウエハ１００との位置合わせを行なったときに、ウエハ１００のＹ方向に延びるスクライブライン１０１ｙの幅方向の中央部に配設される。すなわち、これら細長凸部１１２は、ウエハ１００のＹ方向のスクライブライン１０１ｙのピッチＰｙと等しい所定のピッチＰ１で、互いに平行に配置されている。
【００４６】
それぞれの細長凸部１１２は、Ｙ方向の長さに対してＸ方向の幅は非常に小さく、全体として細長い形状となっている。さらに、このマスク１１０に設けられた細長凸部１１２は、Ｙ方向の長さおよびＸ方向の幅が揃っており、相互に並列に配置されている。細長凸部１１２のＹ方向の長さは、ウエハ１００の直径よりも若干長く、マスク１１０をウエハ１００と重ねたときに、各細長凸部１１２がウエハ１００の上面からはみ出す構成となっている。
【００４７】
これら細長凸部１１２の製造方法の一例は、マスク本体１１３を構成する樹脂性のフィルムや金属製の薄板などを機械加工あるいはエッチングすることにより細長凸部１１２を残して他の部分を薄くする方法である。この方法では、細長凸部１１２をマスク本体１１３と一体に形成できる。製造方法の他の一例は、樹脂性のフィルムや金属性の薄板などからなるマスク本体１１３に、（フォト）レジストやめっきなどの方法を用いて、これら細長凸部１１２を付加することである。この方法は、細長凸部１１２を後から形成する方法であり、すなわち、マスク本体１１３の厚みを変えずに細長凸部１１２の部分を厚くする方法である。これら細長凸部１１２は、マスク本体１１３と同じ材料であってもよく、また、別の材料であってもよい。マスク本体１１３を複数の層で形成することも可能であり、その一つの層を用いた細長凸部１１２を形成しても良い。細長凸部１１２は、マスク本体１１３の反り、歪みの発生を抑制する機能を持たせることが可能である。
【００４８】
１２インチのウエハ１００に１００μｍの導電性ボールＢをマウントする場合のマスク１１０の寸法の一例は、以下の通りである。
マスク本体１１３の厚さ（膜厚）：６５μｍ
細長凸部１１２（以下、縦桟とも呼ぶ）の高さ：４５μｍ
細長凸部１１２（縦桟）の幅：４０μｍ
細長凸部１１２（縦桟）の最短長：１２インチ
孔１１１の直径：１１５μｍ
互いに隣り合う孔１１１の最小ピッチ（互いに隣り合う円形の孔１１１の中心間距離（最小））：２００μｍ
互いに隣り合う孔１１１と孔１１１との間の部分の最小長さ（マスク本体１１３が残っている部分の長さ／互いに隣り合う円形の孔１１１の最短距離）：８５μｍ
なお、スクライブラインＰｘおよびＰｙの幅は、３００μｍで、縦桟（桟）１１２と孔１１１との距離は、孔１１１間の最短距離より長い。
【００４９】
図７は、ヘッド１２０の構成を上方から透かして示している。図８は、ボール搭載装置７によってウエハ１００に導電性ボールＢを搭載されている状態を示す断面図である。図９は、動区域１２５の軌跡の一例を示している。図１０は、動区域１２５の軌跡の他の例を示している。なお、図７では、マスク１１０に形成された孔１１１を便宜上省略して示している。
【００５０】
図４、図５、図７、および図８に示すように、ヘッド１２０は、円盤状のサポート１２２と、このサポート１２２の下面１２２ａからマスク１１０の上面１１０ａに向かって突き出た６セットのスキージ１２３とを備えている。サポート１２２の中心は、マスク１１０に対して垂直方向に延びたシャフト（軸）１２１に繋がっている。ヘッド１２０は、上記モータ１３１により、シャフト１２１を中心とし、上方から見て反時計方向に回転駆動される。このヘッド１２０においては、上記モータ１３１は、シャフト１２１を中心としてサポート１２２をマスク１１０の上面１１０ａに沿って回転駆動させる手段であって、シャフト１２１は、アーム１３２、キャリッジ１３３、およびキャリッジシャフト１３４により、マスク１１０の上面１１０ａに沿って（Ｘ―Ｙ平面上において）任意の方向に動かされる。したがって、このボール供給ユニット７４によれば、ヘッド移動装置１３０によりヘッド１２０を回転させながら、このヘッド１２０をマスク１１０の上面１１０ａに沿って任意の軌跡１２８を描くように移動させることができる。
【００５１】
また、キャリッジ１３３には、シャフト１２１の内部を介して導電性ボールＢをマスク１１０上に補給するためのボール補給装置１３６が搭載されている。ボール補給装置１３６から補給されるボールＢの量は、上記制御ユニット９により制御されるようになっている。
【００５２】
６セットのスキージ１２３は、それぞれ、上方から見ると長方形になるように取り付けられた複数のスウィープ部材１２４を備えている。スウィープ部材１２４は、スキージ１２３の進行方向に対して、マスク１１０の上面１１０ａに当たる先端が後退するようにサポート１２２に取り付けられている。スウィープ部材１２４は、マスク１１０の上面１１０ａに比較的柔らかく接し、マスク１１０上に乗っている導電性ボールＢを掃き集めることができるものであれば良い。また、スウィープ部材１２４は、一旦マスク１１０の孔１１１に挿入されたボールＢを掻き出さない程度の弾性を備えたものであることが望ましい。スキージ１２３の好適な一例としては、マスク１１０の上面１１０ａに沿って長手方向に延びたワイヤーの両端をＵ字型に曲げてなるスウィープ部材１２４をサポート１２２に取り付けてなるものを挙げることができる。
【００５３】
本実施形態のヘッド１２０においては、スキージ１２３は、回転シャフト１２１と同心円状の内円１２５の回りに、円周方向に均等なピッチで、内円１２５の接線方向の反時計方向に、外円１２６まで直線的に延びるように配置されている。したがって、スキージ１２３がマスク１１０の上面１１０ａに接した状態で、サポート１２２を上方から見て反時計方向に回転させると、スキージ１２３の進行方向（回転方向）にある導電性ボールＢは、図７に矢印Ａ１で示すように、内円１２５の方向（内円１２５の領域内）に向けて押し払われる。このため、マスク１１０の上面１１０ａに残った導電性ボールＢは、内円１２５の方向に移動し、内円１２５の内部に集められる。
【００５４】
したがって、このヘッド１２０によれば、マスク１１０上の導電性ボールＢが逸散しないように、このマスク１１０の上面１１０ａの一部である内円、すなわち動区域１２５に導電性ボールＢの集団Ｂｇを保持され、動区域１２５がヘッド１２０とともにマスク１１０上を移動する。動区域１２５の移動中も、ヘッド１２０の回転により、マスク１１０の上面１１０ａの動区域１２５の周囲１２７が掃かれ、導電性ボールＢは、これらが逸散しないように、動区域１２５の周辺１２７である外円１２６（外円１２６の内部のうちの内円１２５と外円１２６との間の領域１２７）から動区域１２５である内円１２５に向けて集められる。
【００５５】
なお、図面において、内円１２５および外円１２６として示した区域は仮想的なものである。しかしながら、マスク１１０の上面１１０ａにおいて、ヘッド１２０をヘッド移動装置１３０により回転させながら移動させると、内円１２５と外円１２６との間の領域１２７に残った過剰な導電性ボールＢは、ヘッド１２０の中心の方向（内円１２５の内部）に集められる。
【００５６】
ヘッド１２０の円形の動区域１２５の回りに配置された複数のスキージ１２３は、動区域１２５の周囲１２７の部分を確実に押さえるのにも適している。すなわち、本例のボール供給ユニット７４においては、内円１２５と外円１２６との間の領域１２７がスキージ１２３により加圧される領域に対応する。動区域１２５の周囲１２７が押さえられると、動区域１２５の平坦度（面精度）が部分的に改善される。したがって、導電性ボールＢが充填される限られた領域内、すなわち、動区域１２５内においては、マスク１１０の平坦度が改善されるため、迷いボールの発生を未然に防ぐことができる。
【００５７】
さらに、本例のボール供給ユニット７４おいては、スキージ１２３により加圧される領域１２７の外周の直径、すなわち、外円１２６の直径Ｒ１が、上述したボール配列用マスク１１０の複数の細長凸部１１２が並んだ間隔Ｐ１よりも大きくなるように、ヘッド１２０が形成されている。スキージ１２３により加圧される領域１２７の外周の直径Ｒ１を細長凸部１１２の間隔Ｐ１よりも大きくすると、領域１２７の直下には、必ず、複数の細長凸部１１２のうちの少なくとも１つの細長凸部１１２が存在し、マスク１１０の撓みを防止できる。また、加圧される領域１２７は複数の細長凸部１１２に跨る十分な面積を備えているので、動区域１２５の進行方向によらず、マスク１１０の加圧される領域１２７にヘッド１２０から加わる力を、直下の複数の細長凸部１１２により支持できる。
【００５８】
スキージ１２３は、Ｕ字型のワイヤーを使用したものに限定されるものではない。スキージ１２３としては、この他にも、マスク１１０の上面１１０ａに接するような形状のゴムプレート、スポンジのような弾性部材、導電性のスポンジ、ポリイミドの薄板をＵ字状にして複数枚を積層したもの、樹脂製あるいは金属製の極細のワイヤーをブラシの毛のように直線的にサポート１２２に取り付けたものなどを挙げることができる。スキージ１２３のさらに他の例としては、方形のサポートと、そのサポートの裏面からマスク１１０の上面１１０ａに向かって延びた平面視がＶ字状の２セットのスキージとを備え、Ｖ字状の２セットのスキージの間に方形の動区域１２５が形成されるようなものを挙げることができる。このようなスキージを備えたヘッド１２０は、振動させることで、導電性ボールＢを動区域１２５の中に保持することができる。いずれの場合にも、スキージのセット数は任意である。
【００５９】
これらのスキージを備えたヘッドは、マスク１１０（マスク本体１１３）の上面１１０ａに柔軟に接しながら、確実にボールＢを掃き集めるのに適している。さらに、ヘッドからの荷重がスポットあるいはラインに集中してマスクに加わることがなく、一方向のみに形成された細長凸部１１２により支えられているマスク１１０（マスク本体１１３）が撓むのを防止できる。
【００６０】
図９に、マスク１１０の上面１１０ａのうちの少なくとも円形のウエハ１００に対応する領域をカバーするように、円形の動区域１２５を移動させるための軌跡１２８の一例を示している。なお、図９では、マスク１１０に形成された孔１１１を省略して示してある。
【００６１】
ヘッド１２０の移動により、導電性ボールＢをマスク１１０の複数の孔１１１にそれぞれ充填するためには、円形の動区域１２５を、マスク１１０の上面１１０ａにおいて、螺旋状または渦巻き状の軌跡１２８をたどるように移動させるとよい。螺旋状または渦巻き状の軌跡１２８は、ウエハ１００が円形であったり、マスク１１０が円形であったり、導電性ボールＢを充填する全体の領域が円形である場合に適している。
【００６２】
また、ヘッド１２０を自転させながら、このヘッド１２０を、孔１１１が設けられている領域の外からマスク１１０の中心付近へ移動させた後、マスク１１０の中央部Ｏから周辺部に向けて螺旋状に移動させる（螺旋状に向かう軌跡１２８にする）ことにより、マスク１１０の中央部Ｏおよびその近傍における導電性ボールＢの未充填を少なくすることができる。
【００６３】
なお、図９においては、動区域１２５の移動の軌跡１２８を、ヘッド１２０の回転中心が移動する線で代表して示している。また、分かりやすくするために、ヘッド１２０と動区域１２５とをともに同じ円で示しているが、上述したように動区域１２５はヘッド１２０と同心円状に形成されるものであり、同じ大きさになるものではない。しかしながら、動区域１２５はヘッド１２０と同心円状に構成されるので、それらが移動する際の中心の軌跡１２８は実質的に一致する。
【００６４】
動区域１２５により、マスク１１０の上面１１０ａのうちの少なくとも円形のウエハ１００に対応する領域の全体を漏れなくカバーするために、ヘッド１２０は、ヘッド移動装置１３０により、動区域１２５の軌跡１２８の一部が重複するように動かされることが好ましい。たとえば、動区域１２５の直径が４０ｍｍである場合、螺旋ピッチは８ｍｍ程度とすることが好ましい。この条件では、重複率（１つの軌跡１２８に対し、次の軌跡１２８が重複する率）は、８０％程度となる。
【００６５】
軌跡１２８としては、互いに隣接する部分がほぼ５０％重複するようなものを選択することもできる。このような軌跡（重複率がほぼ５０％の軌跡）１２８でヘッド１２０を移動させることにより、結果として、動区域１２５は、マスク１１０の上面１１０ａのうちの少なくとも円形のウエハ１００に対応する領域のほぼ全体を２回通るように移動する。そして、これにより、導電性ボールＢは、マスク１１０の複数の孔１１１に充填される。
【００６６】
マスク１１０の開口パターンへの導電性ボールＢの充填漏れを抑制するためには、動区域１２５は、重複率の高い軌跡１２８を描くように移動させることが望ましい。一方、動区域１２５の軌跡１２８の重複率が高いと、導電性ボールＢをウエハ１００の全体に配置するために要する処理時間が長くなる。また、動区域１２５の軌跡１２８の重複率が高いと、導電性ボールＢの単位時間あたりの消費量が低下し、ボールＢが長時間にわたり動区域１２５内に存在することになるため、導電性ボールＢが損傷する確率が上がる。したがって、動区域１２５は、１０％〜９８％の範囲の重複率の軌跡１２８を描くように動かすことが好ましい。動区域１２５は、３０％〜９５％の範囲の重複率の軌跡１２８を描くように動かすことがさらに好ましい。重複率が４０％〜９０％の軌跡１２８は、動区域１２５を移動させる際における最適な軌跡である。
【００６７】
図８に示すように、スキージ１２３を回転させながら、動区域１２５を移動させると、動区域１２５の内部では、導電性ボールＢの集団Ｂｇは、進行方向の後側に三日月状に不均一に分布する。すなわち、動区域１２５の内部に、導電性ボールＢが存在する三日月状の領域１２５ａと、導電性ボールＢが存在しない領域１２５ｂとが存在する。さらに、導電性ボールＢが存在する領域１２５ａと導電性ボールＢが存在しない領域１２５ｂとの境界部分に、導電性ボールＢが一層となる部分１２５ｃができる。その部分１２５ｃにおいては、導電性ボールＢは、自重により、マスク１１０の孔１１１に落下し、マスク１１０の孔１１１に導電性ボールＢが充填され易い。
【００６８】
ヘッド１２０の動作（自転および移動）は、以下のような条件を鑑みて決定するとよい。ヘッド１２０の移動速度が遅すぎると、導電性ボールＢをウエハ１００の全体に配置するために要する時間が長くなる。一方、ヘッド１２０の移動速度が速過ぎると、導電性ボールＢがマスク１１０の孔１１１に落ち込まないうちに動区域１２５が通過する確率が高くなる。したがって、ヘッド１２０の移動速度は、２〜６０ｍｍ／ｓの範囲が好ましい。ヘッド１２０の移動速度は、５〜４０ｍｍ／ｓの範囲であることがさらに好ましい。
【００６９】
さらに、ヘッド１２０の回転速度が低すぎると、動区域１２５の内部における導電性ボールＢの移動が不十分となり、導電性ボールＢが一層の状態で存在する領域１２５ｃの面積が減少するおそれがある。この場合、ボールＢの充填ミスの発生率が高まる。したがって、ヘッド１２０の回転速度は、１０ｒｐｍ以上が好ましい。一方、回転速度が速すぎると、ボールＢの移動速度が速くなり、導電性ボールＢがマスク１１０の孔１１１に落ち込まないで通過する確率が高くなる。この場合も、ボールＢの充填ミスの発生率が高まる。したがって、ヘッド１２０の回転速度は、１２０ｒｐｍ以下が好ましい。さらに好ましいヘッド１２０の回転速度の範囲は、３０〜９０ｒｐｍである。
【００７０】
本例のボール搭載装置７においては、動区域１２５の直径が４０ｍｍとなるようなヘッド１２０を用い、このヘッド１２０を、回転数４５ｒｐｍで回転させ、動区域１２５の軌跡１２８が４０％〜９０％程度で重複するように、移動速度２０ｍｍ／ｓで移動させるようにプログラム制御されている。
【００７１】
なお、動区域１２５の適切な面積は、導電性ボールＢの直径、マスク１１０に形成された複数の孔１１１の大きさおよび密度などの条件により変わる。導電性ボールＢの直径が１０〜５００μｍ程度であれば、直径が１０〜１００ｍｍの円形の動区域１２５をマスク１１０上に形成できるヘッド１２０を用いることが望ましい。円形の動区域１２５のより好ましい範囲は、２０〜６０ｍｍである。
【００７２】
図１０に、円形の動区域１２５の軌跡１２８の異なる例を示してある。なお、図１０でも、マスク１１０に形成された孔１１１を省略して示してある。この例では、動区域１２５が、ジグザク、サインカーブ、または蛇行するような軌跡１２８を描くように、ヘッド１２０を動かすようにしている。そして、ジグザク、サインカーブ、または蛇行するような軌跡１２８を描く動区域１２５により、マスク１１０の上面１１０ａのうちの少なくとも円形のウエハ１００に対応する領域の全体をカバーするようにしている。この様な移動方法は、動区域１２５を往復させる動きと、それに直交する方向に動区域１２５を進める動きとの組合せである。動区域１２５を往復させる方向の一例は、細長凸部１１２の延びた方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）である。動区域１２５を細長凸部１１２の延びたＹ方向に対して斜めに交差する方向、さらには、Ｙ方向に往復動させても良い。
【００７３】
図１１に、クリーニングユニット１４０の概略構成を断面図により示している。図１２に、クリーニングユニット１４０を、図１１中XII-XII線に沿って切断して示している。マスク１１０は、複数のウエハ１００と次々と繰り替えし重ねられ、複数のウエハ１００に導電性ボールＢを配列するために用いられる。したがって、次のウエハ１００と重ねるときにマスク１１０の下面１１０ｂに、導電性ボールＢが静電気などにより吸着されていたり、フラックスが付着していることは好ましくない。クリーニングユニット１４０は、ボール配列用マスク１１０をウエハ１００から外した状態で、マスク１１０との相対位置を変化させることにより、ボール配列用マスク１１０の下面１１０ｂを拭浄する。クリーニングユニット１４０は、図１および図１１に矢印Ａ２で示すように、複数の細長凸部１１２が直線的に延びるＹ方向に移動し、静電気などにより吸着された迷いボールをマスク１１０外に排除したり、フラックスを除去したりするように構成されている。
【００７４】
クリーニングユニット１４０は、マスク１１０の下面１１０ｂに接して拭浄するクリーニング媒体１４１を備えている。クリーニング媒体１４１としては、クロスなどを用いることができる。クリーニングユニット１４０は、さらに、４つのローラ１４２〜１４５を備えている。クロス１４１は、その一端側が送り出し用ローラ１４２に巻き取られており、その他端側が巻き取り用ローラ１４３で巻き取られるようになっている。送り出し用ローラ１４２と巻き取り用ローラ１４３との間に、方向転換用ローラ１４４が設けられている。方向転換用ローラ１４４と巻き取り用ローラ１４３との間に、このクロス１４１をマスク１１０の下面１１０ｂに接触させるための接触用ローラ１４５が設けられている。
【００７５】
したがって、クロス１４１は、送り出し用ローラ１４２によりＹ方向に沿って図１１に矢印Ａ３で示す方向（図１１において右側から左側）に送り出され、方向転換用ローラ１４４によって方向転換し、Ｙ方向に沿って図１１に矢印Ａ４で示す方向（図１１において左側から右側）に移動し、巻き取り用ローラ１４３により巻き取られるようになっている。そして、クロス１４１は、方向転換用ローラ１４４により方向転換されてから巻き取り用ローラ１４３により巻き取られるまでの間において、接触用ローラ１４５によりマスク１１０の下面１１０ｂに接触し、この下面１１０ｂを拭浄する。
【００７６】
また、クリーニングユニットは、ローラ１４３に未使用のクロスが巻かれており、使用済みのクロスがローラ１４２に巻き取られる構成でも良い。そして、接触用ローラ１４５は、回転しないスポンジやゴム等の弾性体でも良い。その弾性体の形状は、円筒に限定されず、クロス１４１を介してマスクに接する部分が楕円状、板状でも良い。他方、マスクをクリーニングする前に、有機溶媒がクロスに施される。クロスは、有機溶媒で湿っている状態でマスクをクリーニングする。この有機溶剤により、クロスのクリーニング能力が格段に高められる。
【００７７】
クリーニングユニット１４０は、このクリーニングユニット１４０自体およびクロス１４１の双方がＹ方向に摺動する。細長凸部１１２はＹ方向にのみ延びているため、クリーニングユニット１４０をＹ方向に移動させると、クリーニングユニット１４０は細長凸部１１２に沿って動く。このように、細長凸部１１２の延びた方向と、クリーニングユニット１４０の移動方向とを一致させると、接触用ローラ１４５が細長凸部１１２を横断あるいは乗り越えるような動きは発生しない。したがって、クロス１４１がマスク１１０の下面１１０ｂからクリーニング中に離れることが少なく、マスクの下面１１０ｂに拭き残りが発生することが少ない。
【００７８】
図１３に、ボールＢの搭載方法の一例を説明するためのフローチャートを示してある。ステージ２がボール搭載装置７に移動すると、ステップ２０１において、支持台２１の位置が微調整される。ステージ２に支持されたウエハ１００とマスク保持機構７２に保持されたボール配列用マスク１１０との位置合せが行われ、ウエハ１００とマスク１１０がセットされる。すなわち、マスク１１０の下面１１０ｂをウエハ１００の上面１００ａ側に向けて、マスク１１０とウエハ１００とが重ねられる。
【００７９】
ステップ２０２において、ヘッド１２０により、マスク１１０上に、導電性ボールＢの集団Ｂｇが保持される動区域１２５を形成する。ヘッド移動装置１３０により、動区域１２５の軌跡１２８の一部が重複するように、ヘッド１２０を移動させる。これにより、マスク１１０上の導電性ボールＢの集団Ｂｇは、スキージ１２３（スウィープ部材１２４）により押されながら（掃かれながら）移動する。ヘッド１２０（動区域１２５）の軌跡１２８に沿って、導電性ボールＢが、マスク１１０の孔１１１に充填され（振り込まれ）、ウエハ１００の所定の位置１０３に配列される。マスク１１０の孔１１１に充填された導電性ボールＢはフラックスに密着し、ウエハ１００の所定の位置１０３に仮固定される。導電性ボールＢが配列されたウエハ１００は、その後、公知のリフロー過程を経ることにより、ボールＢが所定の位置１０３に固定（搭載）される。
【００８０】
ウエハ１００への導電性ボールＢの充填が終了すると、ステップ２０３において、ウエハ１００を下げてボール配列用マスク１１０をウエハ１００から外す。ステップ２０４において、クリーニングユニット１４０を細長凸部１１２の方向に動かすことにより、マスク１１０の下面１１０ｂをクリーニングする。なお、クリーニングは、１つのウエハ１００に対して振込みが終了する毎ではなく、クリーニングが必要と判断されたときに行なうように制御してもよい。クリーニングユニット１４０およびクロス１４１は、それぞれ、Ｙ方向に移動しながら、マスク１１０の下面１１０ｂを拭浄する。これにより、マスク１１０の下面１１０ｂに迷いボールやフラックスが付着していたとしても、これらが排除される。以上により、ウエハ１００の上面１００ａへの導電性ボールＢの搭載が終了する。
【００８１】
以上のように、このボール搭載装置７は、ウエハ１００側となる下面１１０ｂに、複数の孔１１１を避けてＹ方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部１１２を備えるマスク１１０を備えている。このようなマスク１１０は、下面１１０ｂに導電性ボールＢが静電気などにより吸着されて迷いボールとなっていたとしても、複数の細長凸部１１２が延びるＹ方向に沿って下面１１０ｂを拭くことにより、迷いボールをマスク１１０から排除できる。
【００８２】
また、このボール搭載装置７は、マスク１１０の上面１１０ａに導電性ボールＢの集団Ｂｇが保持されている動区域１２５を形成可能なヘッド１２０を備えている。そして、ヘッド移動装置１３０により、この動区域１２５を、その軌跡１２８の一部が重複するように移動させるようにしている。このようなヘッド１２０およびヘッド移動装置１３０を備えるボール供給ユニット７４を用いることにより、比較的少ない数の導電性ボールＢであっても、動区域１２５内における導電性ボールＢの密度を高くすることができる。したがって、その動区域１２５が通過する部分と対応するマスク１１０の孔１１１に対し、効率良く導電性ボールを充填することができる。
【００８３】
しかも、このようなボール供給ユニット７４を用いることにより、永久磁石とマスクとによりウエハを挟み、磁力によりボール配列用マスクをウエハに密着固定しなくても良い。マスクのうち、導電性ボールＢを振り込む領域だけをヘッドで押さえ込むことにより、平坦度を確保できる。このため、ボール配列用マスクの剛性は、その全面をウエハ側に密着させるための圧力に対抗して撓みを防止するような高いものは不要である。また、マスクは、限られた領域に存在する比較的少ない数の導電性ボールを支えることができるものであればよい。したがって、下面１１０ｂに複数の孔１１１を避けてＹ方向にのみ直線的に延びる複数の細長凸部１１２を備えるマスク１１０により、動区域１２５内に集められた導電性ボールＢの集団Ｂｇを支持できる。
【００８４】
また、サポート１２２から突き出たスキージ１２３により、動区域１２５内においては、マスク１１０の平坦度が改善されるので、迷いボールの発生を未然に防ぐことができる。さらに、ヘッド１２０から突き出たスキージ１２３により加圧される領域１２７の外周の直径Ｒ１は、細長凸部１１２の間隔Ｐ１より大きいため、複数の細長凸部１１２により、スキージによる荷重を支持でき、マスクの撓みあるいは歪みを防止できる。
【００８５】
そして、マスクの裏面１１０ｂは、複数の細長凸部１１２が一方向に延びた、方向性の高い構成である。したがって、その方向に沿ってクリーニングユニット１４０を動かすことにより、マスク１１０の下面１１０ｂを掃いたり、拭いたりすることにより、ボールＢあるいはフラックスなどを目詰まりさせることなく、除去できる。
【００８６】
なお、本例では、ヘッド１２０の回転方向（ヘッド１２０の自転方向）を、上方から見て反時計回りの方向にしているが、ヘッド１２０の回転方向は、上方から見て時計回りの方向であってもよい。ヘッド１２０の回転方向を上方から見て時計回りの方向とする場合、スキージ１２３やスウィープ部材１２４は、本実施形態の配置に対して鏡像反転させた配置として、ヘッド１２０に設けるとよい。また、本実施形態では、動区域１２５の軌跡１２８が螺旋状の場合、その軌跡１２８の方向を、上方から見て時計回りの方向にしているが、動区域１２５の螺旋状の軌跡１２８の方向は、上方から見て反時計回りの方向であってもよい。
【００８７】
また、ボールを配列する対象となる基板は、円形の基板（半導体ウエハ）１００に限らず、長方形の電子回路基板（多層基板）であっても良い。また、マスクの形状も、全体が長方形の充填領域を備えたマスクであっても良い。図１４ないし図１６に、多層基板の一例を示してある。図１７および図１８に、この多層基板に導電性ボールＢを配列させるためのマスクの一例を示してある。図１９に、ヘッドにより加圧される領域とマスクに設けられた複数の細長凸部との関係、および、多層基板に導電性ボールＢを搭載する際のヘッドにより構成される区域の軌跡の一例を示してある。
【００８８】
多層基板１５０の上面（基板本体部分１５７の上面）１５０ａには、レジスト層１５３が形成されている。多層基板１５０の上面１５０ａの導電性ボールＢが装着される部分は、エッチングなどによりレジスト層１５３が除去されている。基板１５０とマスク１６０とを、基板のレジスト層１５３と、マスク１６０に形成された複数の細長凸部１６２とが密着するように重ねることにより、マスク１６０を基板１５０の上にセットすることができる。そして、マスク１６０の複数の孔１６１に導電性ボールＢを充填することにより、導電性ボールＢが基板１５０の上面１５０ａの電極の位置１５６に電気的なコンタクトをもった状態で配列され、その後、リフローなどのプロセスによって固定されることにより、個々の導電性ボールＢが接続端子として機能する。
【００８９】
多層基板１５０の下面（基板本体部分１５７の下面）１５０ｂには、たとえば４個×２組（計８個）のＩＣチップ１５４がマウントされている。これらのチップ１５４は、たとえば４個単位で、樹脂性の保護層１５５でモールドされている。この多層基板１５０は、Ｘ方向およびＹ方向に沿う複数のスクライブライン１５１ｘおよび１５１ｙに沿って切断され、複数（８つ）の半導体デバイス１５２となる。
【００９０】
この基板１５０では、４個単位で所定の間隔でＩＣチップ１５４がマウントされ、Ｙ方向に所定の間隔をあけ、再び、４個単位で所定の間隔でＩＣチップ１５４がマウントされている。したがって、Ｘ方向に沿うスクライブライン１５１ｘの間隔Ｐｘは一定であるが、Ｙ方向に沿うスクライブライン１５１ｙの間隔Ｐｙが一定ではない。このような基板１５０に導電性ボールＢを配列するためのマスク１６０は、図１７に示すように、Ｙ方向に沿うスクライブライン１５１ｙと一致するように、スクライブライン１５１ｙの間隔Ｐｙで、Ｙ方向に沿った複数の細長凸部１６２を備えたものが好ましい。なお、図１７および図１８の符号１６３はマスク本体、符号１６４はマスク枠である。
【００９１】
図１９に示すように、ヘッド１２０は、そのヘッド１２０から突き出たスキージ１２３により加圧される領域１２７の外周の直径が、マスク１６０の下面１６０ｂに設けられた複数の細長凸部１６２が並んだ最大の間隔（互いに隣り合う細長凸部１６２の間隔Ｐ２およびＰ３のうちの最大の間隔）Ｐ３よりも大きいことが好ましい。この例では、スキージ１２３により加圧される領域１２７の外周の直径は、複数の細長凸部１６２が並んだ最大の間隔（互いに隣り合う細長凸部１１２の間隔のうちの最大の間隔）Ｐ３よりも大きい。このヘッド１２０を動かすことにより、動区域１２５を、Ｙ方向に沿って形成された複数の細長凸部１６２と直交するように、Ｘ方向の往復運動を含むジグザグ、サインカーブまたは蛇行するような軌跡１２８を描くように移動させる。動区域１２５が、マスク１６０の上面１６０ａのうちの少なくとも多層基板１５０に対応する領域を覆うように動くことにより、所定の範囲に導電性ボールＢを配置できる。この場合も、軌跡１２８の重複率が１０％〜９８％の範囲となるように、動区域１２５を動かすことが好ましい。なお、方形の外周に沿ったルートを描く螺旋状の軌跡１２８も、方形の充填領域をカバーするのに適した軌跡の１つである。
【００９２】
なお、また、上記のボール搭載装置７においては、回転ヘッド１２０を用いているが、ヘッドは、必ずしも、回転するものでなくてもよい。また、上記のボール搭載装置７においては、マスク１１０の上面１１０ａの動区域１２５の周囲１２７を掃いてボールＢを動区域１２５に集めるために、スウィープ部材１２４を備えたタイプのヘッド１２０を用いているが、ヘッドは、これに限定されるものではない。ヘッドとしては、空気などの気体を吹き出してボールＢを動区域１２５に集めるタイプのものを用いてもよい。この場合、ヘッドは、回転するものであっても、回転しないものであってもよい。
【００９３】
図２０は、異なるヘッド１７０の構成を示している。このヘッド１７０は、ボールＢを掃き集めるための気体をマスク１６０の上面１６０ａに吹き付けるエアーノズル１７１を備えている。このヘッド１７０も、上述したヘッド１２０と置換して、ボール搭載装置７のボール供給ユニット７４に使用できる。エアーノズル１７１は、サポート１２２に取り付けられている。エアーノズル１７１の一例は、サポート１２２の裏面１２２ａの内円１２５の接線方向に外円１２６まで延びた直線状のノズル端１７１ａを備えたものである。このノズル端１７１ａには、焼結金属製などのフィルタ１７３が取り付けられており、このフィルタ１７３を通してエアーがマスク１６０の上面１６０ａに向かって斜め下方に噴出する。エアーノズル１７１のエアー吐出部１７１ａは、フィルタ１７３に代わり、スリットや微小な円柱状の孔の集合により構成しても良い。吹き出されたエアーは、マスク１６０の上面１６０ａを内円１２５の方向に向かって流れるため、エアーにより導電性ボールＢを内円１２５の動区域１２５の方向に吹き払いながら、ヘッド１２０を移動させることができる。さらに、マスク１６０の上面１６０ａに吹き付けられるエアーの圧力により、ボールＢを充填する動区域１２５の周囲１２７を押さえ、マスク１６０の歪みや反りを矯正できる。
【００９４】
図２１に、エアーを吹出すタイプのヘッド１８０の異なる例を示してある。このヘッド１８０は、サポート１２２と、その裏面１２２ａからマスク１６０の上面１６０ａに向かって突き出たスキージタイプのノズル１８１を備えている。ノズル１８１は、ゴムなどの弾性のある部材により形成されており、マスク１６０の上面１６０ａに接してマスク１６０を押さえる。ノズル１８１は、内側に向いた吹出し口１８１ａを備えており、内側に向かってエアーを放出することにより導電性ボールＢを動区域１２５に集める。このヘッド１８０も、上述したヘッド１２０と置換して、ボール搭載装置７（ボール供給ユニット７４）に取り付けて使用できる。また、吹き出すエアーにより導電性ボールＢを移動できるので、ヘッド１２０を回転させずに導電性ボールＢをはき集めることも可能である。
【００９５】
エアーなどの気体を吹き出すタイプのヘッド１７０および１８０においては、エアーの圧力によりボールＢを駆動できる。したがって、ボール搭載装置７は、ヘッド移動装置１３０によりヘッド１７０および１８０を任意の方向に動かすだけで、ヘッド１７０および１８０を回転させなくても、動区域１２５にボールＢを集めることが可能である。もちろん、ヘッド１７０および１８０を回転させて、動区域１２５にボールＢを集合させることも可能である。気体を吹き出すタイプのヘッド１７０および１８０を用いたボール搭載装置７は、ヘッド１７０および１８０を回転駆動するモータを省くことが可能であるため、ヘッド移動装置１３０の構成を簡易にできる。また、エアーに代わり、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス、あるいは導電性ボールＢの帯電性を制御するためにイオン化した気体を用いることも有効である。
【００９６】
本発明において、導電性ボールＢが集められる動区域１２５の形状は、ヘッド１２０が回転あるいは振動（揺動）し、さらに、ヘッド１２０が任意の方向に進むので、ほとんどの場合は、明確な境界をもった幾何学的な図形にならない。しかしながら、ヘッド１２０を回転させながらボールＢを集めるタイプのボール供給ユニット７４では、動区域１２５は略円形ということができる。また、ボール供給ユニット７４の他の例としては、ヘッド１２０を振動させながらボールＢを集めるタイプのものが挙げられる。このようなボール供給ユニット７４では、動区域１２５は、スキージ１２３の形状に依存した円形または円形に外接する多角形となる。ここで、多角形とは、正方形に限定されず、三角形、さらには、５角形以上の多角形を含む。
【００９７】
なお、本例では、ボール搭載装置は、ローダ／アンローダ装置、反り矯正装置、フラックス印刷装置を含めたボールマウンタの一部として提供されているが、ボール搭載装置を単独で提供することも可能である。また、本例では、ボールマウンタの配置上、クリーニングユニットはＹ方向に動くことが望ましく、そのため、マスクはＹ方向にのみ延びた細長凸部（縦桟）を備えているが、マスクに細長凸部を形成する方向は、クリーニングユニットの移動方向と関連して、任意に選択できる。また、スクライブラインと一致するように配列された細長凸部は、半導体チップ間のスペースを細長凸部として有効利用できる例である。細長凸部は、必ずしも、スクライブラインと一致した位置でなくても良く、平行にシフトして配列しても良く、スクライブラインを１本ないし複数本飛ばすように配列しても良い。また、半導体チップの電極範囲内に適当なスペースが確保できれば、スクライブラインの内側に細長凸部を配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】マイクロボールマウンタの一例を示す上面図。
【図２】図１のマイクロボールマウンタを示す側面図。
【図３】基板の一例を示す上面図。
【図４】ボール搭載装置の概略構成を示す上面図。
【図５】ボール搭載装置の概略構成を示す側面図。
【図６】図３の基板の上面に微小ボールを搭載する際に好適なマスクの一例を示す上面図。
【図７】ヘッドの一例を上方から透かして示す図。
【図８】ボール搭載装置により基板に微小ボールを搭載している状態を示す断面図。
【図９】図３の基板にボールを搭載する際のヘッドにより構成される区域の軌跡の一例を示す図。
【図１０】図３の基板にボールを搭載する際のヘッドにより構成される区域の軌跡の他の例を示す図。
【図１１】クリーニングユニットの概略構成を示す断面図。
【図１２】図１１中XII-XII線に沿って切断して示す断面図。
【図１３】ボールの搭載方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図１４】基板の他の例を示す上面図。
【図１５】図１４の基板を示す下面図。
【図１６】図１４中XVI-XVI線に沿って切断して示す断面図。
【図１７】図１４の基板の上面に微小ボールを搭載する際に好適なマスクの一例を示す上面図。
【図１８】図１７中XVIII-XVIII線に沿って切断して示す断面図。
【図１９】図１４の基板にボールを搭載する際のヘッドにより構成される区域の軌跡の一例を示す図。
【図２０】ヘッドの他の例の一部分を示す断面図。
【図２１】ヘッドのさらに他の例の一部を示す断面図。
【符号の説明】
【００９９】
７    ボール搭載装置、  ７４    ボール供給ユニット
１００、１５０    基板、
１０１ｘ、１０１ｙ、１５１ｘ、１５１ｙ    スクライブライン
１０２、１５２    半導体デバイス（ワークピース、ピース、チップ）
１１０、１６０    マスク
１１０ａ、１６０ａ    マスクの上面（一方の面）
１１０ｂ、１６０ｂ    マスクの下面（他方の面）
１１１、１６１    孔、  １１２、１６２    細長凸部
１２０、１７０、１８０    ヘッド
１２１    軸（シャフト）、  １２３    スキージ
１２５    動区域、  １２８    軌跡
１３０    ヘッド移動装置（移動手段）、  １４０    クリーニングユニット
Ｂ    導電性ボール（半田ボール、微小ボール）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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