JP2008306146A - 電極ポスト平坦化装置およびウェハレベルパッケージ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハ上に金属ペーストを形成し、金属ペーストで形成された電極ポストの高さを均一に形成するとともに、電極先端部に発生する尖りや片寄りを平坦化した電極ポスト平坦化装置およびウエハレベルパッケージ製造方法を提供する。
【解決手段】スクリーン印刷にて製造されるウェハレベルパッケージの電極ポスト１４を平坦化する平坦化装置であって、平坦化処理部材１５を用いて、金属ペーストで形成される電極ポスト１４の高さを均一化し且つ前記電極ポスト１４の先端部を平坦化することを特徴とする電極ポスト平坦化装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリーン印刷にて製造されるウェハレベルパッケージの電極ポストを平坦化する平坦化装置およびウェハレベルパッケージ製造方法に関する。

従来、シリコンウェハレベルパッケージを製造する場合、電極ポストの上面の高さは、シリコン面を下にして樹脂上面と同一か低い構造がとられている。例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）構造では、ウェハ（シリコン基板）に電極ポストが設けられ、電極ポストに半田ボールが搭載される。また、ＬＧＡ（Land Grid Array）構造では、シリコン基板に電極ポストが設けられ、電極ポストと基板に設けられた配線とが半田により接続される。ただし、ＢＧＡ構造やＬＧＡ構造を用いた場合、電極ポストは平面のみで接続されることになり、一般にスタンドオフ構造にした場合より落下試験時の強度が落ち、電極ポストの上面の面積を多く取る必要がある。

上記のようなシリコンウェハレベルパッケージの電極ポストを印刷により形成する製造方法について、特許文献１および特許文献２などの提案がされている。
特許文献１によれば、ウェハ上にメッキによる再配線回路を形成すると共に該再配線回路上にはんだ等の導電材による熱応力緩和ポストを形成する。また、これら再配線回路と熱応力緩和ポストの周囲に、該熱応力緩和ポストの上面を除いてポリイミド等からなる絶縁層を形成し、さらに熱応力緩和ポスト上にはんだバンプを形成する。そしてまた、熱応力緩和ポスト、絶縁層並びにはんだバンプはスクリーン印刷により形成する。上記のように熱応力緩和ポスト、絶縁層並びにはんだバンプの形成を能率よく行うようにして全体の製造能率を大幅に向上させる提案がされている。

また、特許文献２によれば、再配線を印刷するための第１層目スクリーンと、電極を印刷するための第２層スクリーンを有する段付きスクリーンを、シリコン基板上の所定の場所に搭載し、第２層スクリーンの有する孔部から、第１層スクリーンと第２層スクリーンの孔部に、金属ペーストを高圧で充填して印刷し、印刷が終了後、段付きスクリーンを外し、所定の温度でキュアする半導体装置の製造方法が提案されている。

しかしながら、ウェハ上に形成されるＩＣパッドからの再配線および応力を吸収する電極ポストの製造方法を、スクリーン印刷方式により行う場合、金属ペーストには強い粘性があるためスキージの移動、あるいはマスクを剥がす際に、金属ペーストが引き上げられ電極ポストの電極先端部の平坦度（コプラナリティ）が均一にならないという問題がある。均一にならない場合とは、図１２Ａに示すように金属ペーストに尖りが発生することや、図１２Ｂに示すように電極先端部に尖りや片寄りが発生することであり、また、電極ポストの高さにばらつきが発生することである。
特開２００５−０９３７７２号公報 特開２００７−０５９８５１号公報

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、金属ペーストで形成された電極ポストの高さを均一にするとともに、電極先端部に発生する尖りや片寄りを平坦化する電極ポスト平坦化装置およびウェハレベルパッケージ製造方法を提供することを目的とする。

本発明の態様のひとつである、スクリーン印刷にて製造されるウェハレベルパッケージの電極ポストを平坦化する平坦化装置であって、ウェハ上に前記スクリーン印刷により印刷された金属ペーストで形成される前記電極ポストの高さを均一にするとともに、前記電極ポストの先端部分を平坦化する平坦化処理部材と、前記平坦化処理部材を移動駆動する前記駆動部と、前記駆動部により駆動される前記平坦化処理部材の移動方向および移動量を制御する制御部と、を具備する構成である。

好ましくは、前記金属ペーストを乾燥させる。
好ましくは、前記平坦化処理部材は、略平面を有する平板を用いて、前記ウェハ面に略平行に前記平板を配置し、押圧時に前記金属ペーストの前記先端部分に接触するために下降し前記平坦化処理を行う。

好ましくは、少なくとも前記平板または前記ウェハを固定する定盤に前記金属ペーストを乾燥させるヒータを備える。
好ましくは、前記平坦化処理部材の押圧時の降下または押圧完了後の上昇の速度を段階的に切り替える。

好ましくは、前記平坦化処理部材として略円筒形のローラを用いて、前記ローラを前記ウェハ面に略平行に移動して前記金属ペーストの前記先端部分に前記平坦化処理をする。
好ましくは、少なくとも前記ローラまたは前記ウェハを固定する定盤に前記金属ペーストを乾燥させるヒータを備える。

本発明はスクリーン印刷によって製造するウェハレベルパッケージ製造方法であって、ウェハ上に前記スクリーン印刷により印刷された金属ペーストを使って再配線と電極ランドを形成して樹脂封止する処理と、前記電極ランド上に金属ペーストにより電極ポストを形成する処理と、前記電極ポストの高さを均一にするとともに前記電極ポストの先端部を平坦化する平坦化工程処理と、を有することを特徴とする。

好ましくは、前記平坦化工程では、前記電極ポストが形成された前記ウェハを定盤上に配置し、前記ウェハを加温して乾燥する乾燥処理と、ウェハ上に前記スクリーン印刷により印刷された金属ペーストである前記電極ポストの高さを均一にするとともに、前記電極ポストの先端部分を平坦化する平坦化処理部材を押圧して平坦化をするために平坦化処理部材を移動させる第１の移動処理と、前記平坦化処理部材による前記電極ポストに前記平坦化処理を行う平坦化処理と、前記平坦化処理部材を元の位置に戻すための第２の移動処理と、を有する。

本発明によれば、金属ペーストで形成された電極ポストの高さを均一に形成するとともに、電極先端部に発生した尖りや片寄りを平坦化することができる。さらに、乾燥処理を行うことにより電極先端部平坦化の精度を向上できる。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
（原理説明）
本発明は、ウェハ上にマスク印刷により印刷された金属ペーストで形成される電極ポストの先端部分を平坦にする平坦化処理部材を用いて押圧して、先端部を均して金属ペーストの高さを均一にするとともに先端部分を略平坦にする平坦化処理をする電極ポスト平坦化装置である。また、金属ペーストを乾燥させる構成を採用することでさらに平坦化処理の精度を向上させることが可能である。

（実施例１）
実施例１は、平坦化処理部材に略平面を有する平板を用いて、ウェハ面に略平行に平板を配置し、押印時に金属ペーストで形成される電極ポストの先端部分に接触させるために下降させ平坦化処理を行う。

また、平板の押圧時の降下または押圧完了後の上昇の段階的に速度を切り替えて平坦化処理の精度を向上させることが可能である。
図１はウェハレベルパッケージの工程を示した図である。例えば、図１に示すウェハ１はシリコン基板（断面図：側面方向）であり、ウェハ１には電極２（ＩＣパッド）などが設けられている。

ステップＳ１（金属ペースト印刷工程）では図１のＡに示すように金属ペースト印刷を行う。まず、ウェハ１に金属ペースト印刷用マスク３をセットする。ここで、金属ペースト印刷用マスク３（断面図：側面方向）は金属ペースト４（例えばＣｕペースト、銀ペースト、ハイブリットペースト）などを用いて再配線を行うための印刷用マスクである。

次に、金属ペースト４をセットして金属ペースト印刷用スキージ５により金属ペースト４の印刷を行う。金属ペースト印刷用スキージ５を矢印方向に移動して印刷する。印刷した後、金属ペースト印刷用マスク３を取り外す。

ここで、金属ペースト印刷用マスク３は多層配線に用いる段付きスクリーンを用いてもよい。例えば二層分を一度で印刷する場合であれば、段付きスクリーンは一層目の配線を印刷するために一層目のスクリーンと、二層目を印刷するためのスクリーンから構成されるものである。

ステップＳ２では図１のＢに示すようにウェハ１（印刷済み）を焼成またはキュアする。例えば、キュア炉でキュアして配線と電極を固体化する。ここで、金属ペースト４をキュアするための温度は、ウェハ１への影響を考慮すると、例えば略４００℃以下でキュアすることが望ましい。

ステップＳ３では図１のＣに示すように樹脂封止を行う。まず、Ｓ２により焼成またはキュア済みのウェハ１にさらに樹脂封止用マスク６をセットする。ここで、樹脂封止用マスク６はネガティブマスクであり、本例では図１のＣに示す黒塗り部７以外の部分に樹脂封止が行われない。樹脂封止用マスク６を使用して樹脂８を封止して電極ポスト１４を形成するためのポスト用孔部１０（電極ランド部を形成する個所）を樹脂層（樹脂８）により形成する。ここで、樹脂封封止に使用する樹脂材料はエポキシなどである。

次に、樹脂ペースト（樹脂８）を必要な分量セットし樹脂封止用スキージ９により樹脂封止する。また、アクチュエータなどで高圧により樹脂ペースト（樹脂８）を型どおりに樹脂封止してもよい。

その後、樹脂封止用マスク６を取り外す。取り外したウェハ１には樹脂８により樹脂層が形成されるとともに、ポスト用孔部１０が形成されている。このポスト用孔部１０にはダレ部１１が形成される。ダレ部１１は樹脂８が自然にダレを利用したものである。例えば円形であればフィレット状に形成される。また、ポスト用孔部１０の直径よりダレ部１１の直径が大きく形成される。本例ではポスト用孔部１０は円柱状であるが特に限定するものではない。

また樹脂８の粘度を調整してダレ部１１のダレ方を調整することも可能である。例えば、略ダレのない構造にすることができる。
ステップＳ４では図１のＤに示すように樹脂８をキュアする。

ステップＳ５では図１のＥに示すようにポスト形成用マスク１２をＳ４のキュア済みウェハ１にセットする。ポスト形成用マスク１２はポスト用孔部１０およびダレ部１１に金属ペースト４を印刷して電極ポスト１４を形成する。ポスト形成用マスク１２はポスト用孔部１０に対応しポスト用孔部１０の上部面積より大きいマスク用ポスト孔部１３を備える。金属ペースト４を印刷してポスト用孔部１０とマスク用ポスト孔部１３に充填し、その後ポスト形成用マスク１２を取り外す。

ポスト形成用マスク１２のマスク用ポスト孔部１３の大きさは、ポスト用孔部１０のダレ部１１の面積に合わせて調整する。ダレ部１１の面積と同じかそれ以上であればよい。
ステップＳ６でな図１のＦに示すようにマスク１２を抜き取ると金属ペースト４により電極ポスト１４が形成される。このとき、上記従来例に示したようにマスク１２のマスク用ポスト孔部１３から金属ペースト４で形成された電極ポスト１４が上手く抜けない場合や、上手くマスクが抜けても金属ペースト４には粘性があるため、スキージの移動の際に金属ペースト４が引き上げられることで、尖りや片寄りが発生してしまう（図１２Ａ、図１２Ｂを参照）。

ステップＳ７（平坦化工程）では図１のＧに示すように電極ポスト１４の先端部分に平板１５を用いて押圧して平坦化を行う。ここで、先端部分を平坦化するために用いる平坦面を有する上記平板１５は、例えばＳＵＳ（ステンレス）製の平板などである。

ステップＳ８では図１のＨに示すように焼成またはキュアして電極ポスト１４を形成する。また、ステップＳ２の後にステップＳ９〜ステップＳ１２の処理を行ってもよい。
次に、ステップＳ９〜Ｓ１２は、上記説明したＳ５〜Ｓ８と同じような処理を行う。

ステップＳ９では図１のＩに示すように、ポスト形成をするために、メタルマスク ステップＳ１０では図１のＪに示すように、金属ペースト４を印刷したのちステップＳ６と同じようにマスク１２を抜き取ると金属ペースト４により電極ポスト１４が形成される。

ステップＳ１１とステップＳ１２では図１のＫおよびＬに示すように、平板１５を用いて電極ポスト１４の先端部の平坦化を行い、ステップＳ８では図１のＬに示すように焼成またはキュアして電極ポスト１４を形成する。

（構成）
次に、ステップＳ７およびステップ１１で説明した平坦化工程について説明する。
図２は平坦化処理を、平板１５を用いて行う場合の平坦化装置の構成を示す図である。

平坦化装置２０は、制御部２１、サーボモータ２２、ボールねじ２３、センサ２４、センサ２５、平板１５（ペーストプレス適正温度用ヒータ２６を内蔵）、定盤２７（ウェハペースト乾燥用ヒータ２８を内蔵）から構成されている。

サーボモータ２２の軸には、ボールねじ２３を構成するねじ軸が接続され、平板１５にはボールねじ２３を構成するボールねじナットと直接または間接的に接続される。そして、平板１５を、センサ２４と定盤２７との間を、ボールねじ２３に沿って上下に移動させる。このように平板１５を移動することにより、定盤２７に固定して配置されたウェハ１上の電極ポスト１４の先端部分を平坦化することができる。

センサ２４は予め設定した位置に配置され、平板１５が上限位置に来たことを検出して制御回路２９に通知する。また、センサ２５（図示しない）は支持部材３８または平板１５に固設され、平板１５の降下開始の原点を検出できるように取り付けられている。この原点位置に支持部材３８または平板１５があることを検出して制御回路２９に通知する。この通知を受けたときパルスカウンタ２１３のカウント値を初期値に設定されている。

ペーストプレス適正温度用ヒータ２６は平板１５に内蔵され、平板１５の温度を適温に保つものである。このように構成することにより電極ポスト１４を押圧したときに適温に金属ペースト４の温度を適温に保ち、電極ポスト１４の形状が歪まず、容易に均一な形状に成形することができる。

定盤２７にはウェハペースト乾燥用ヒータ２８が内蔵されている。例えば、金属ペースト４を適度に乾燥させるために設けられている。
制御部２１は、制御回路２９、駆動パルス設定レジスタ２１０（メモリ）、パルスジェネレータ２１１、駆動制御回路２１２、パルスカウンタ２１３、モータ駆動回路２１４、操作・表示部２１５から構成されている。

制御回路２９はＣＰＵやメモリなどを備えた回路である。例えば、シーケンサやＰＣなどプログラムに従って平坦化処理を順次行う制御を行う。また、センサ２４、センサ２５から検出信号を受信してサーボモータ２２を制御する。

駆動パルス設定レジスタ２１０は、サーボモータ２５を駆動するための駆動パルスの周期など制御パラメータを設定するメモリである。
パルスジェネレータ２１１は、駆動制御回路２１２からサーボモータ２２の運転開始指示を受信して駆動パルス（指令パルス信号）を生成しモータ駆動回路２１４に出力する。

駆動制御回路２１２は、上記駆動パルス設定レジスタ２１０に設定した制御パラメータに従って、パルスジェネレータ２１１に駆動パルス生成の開始指示を出力する。また、パルスカウンタ２１３から転送されるカウント値を受信し、パルスジェネレータ２１１に運転停止指示を出力する。

パルスカウンタ２１３はサーボモータ２２に内蔵されている回転検出器（エンコーダ）からエンコード信号を受信してカウントしてカウント値を駆動制御回路２１２に出力する。ここで、回転検出器は、モータ軸の回転角度や回転速度を検知し、指令パルスと比較指定フィードバック制御を行う。

モータ駆動回路２１４は、駆動パルスに基づいてモータ駆動電流に変換されてサーボモータ２２を動作させる。
操作・表示部２１５では、利用者がウェハ上に形成される電極ポスト１４に平坦化処理を行うために必要な指示を行う。

また、非常停止ボタンにより異常検出時に利用者が直接、平坦化装置２０の運用を停止することができる。
（機構説明）
図３に平坦化処理を行うための機構を示す。図３に示す機構は図２に示した機構をさらに詳しく示した側面図である。

サーボモータ２２にギア３１を接続してシャフト３２とボールねじ２３をジョイント３３により接続する。ボールねじ２３に螺設されているボールナット３４と支持部材３５の中心を固設し、さらに支持部材３５の両端にはリニアブッシュ３６ａ、３６ｂが固設されている。リニアブッシュ３６ａ、３６ｂは、ポストガイド３７ａ、３７ｂに周設し、支持部材３５とともにポストガイド３７ａ、３７ｂに沿って上下方向に移動する。

また、ポストガイド３７ａ、３７ｂは平板１５を固定するための支持部材３８と固設されている。支持部材３８には平板１５を固定するために固定部材３９ａ、３９ｂが設けられている。また、定盤２７上のウェハ１は固定部材３１０ａ、３１０ｂにより固設され、支持部材３８および平板１５と略平行に配置されている。

図４に平坦化処理を行うための機構を示す。図４に示す機構は図３に示した機構と異なりウェハ１を上側に配置した側面図である。
サーボモータ２２にギア３１を接続してシャフト３２とボールねじ２３をジョイント３３により接続する。ボールねじ２３に螺設されているボールナット３４と支持部材３５の中心を固設し、支持部材３５の両端にはリニアブッシュ３６ａ、３６ｂが固設されている。リニアブッシュ３６ａ、３６ｂは、ポストガイド３７ａ、３７ｂに周設し、支持部材３５とともにポストガイド３７ａ、３７ｂに沿って上下方向に移動する。

また、ポストガイド３７ａ、３７ｂはウェハ１を固定するための支持部材４１と固設されている。支持部材４１に取り付けられたウェハ１を固定するために固定部材４３ａ、４３ｂが設けられている。また、支持部材４１に取り付けられた、ウェハ１の電極ポスト１４を成形するための平板４５は固定部材４４ａ、４４ｂにより固設され、支持部材４１およびウェハ１と略平行に配置されている。

図３および図４に示した機構のようにウェハ１上の電極ポスト１４の先端部分に平板１５または平板４５を押し当てるようにして電極ポスト１４を成形するものであれば本実施例に限定されるものではない。

（動作説明）
次に、図２に示した平坦化装置２０の動作について図５を用いて説明する。
図５は図３に示した平板を用いる場合の平坦化処理の制御フローを示す図である。

ステップＳ５１では、金属ペースト４で形成された電極ポスト１４が印刷されたウェハ１を定盤２７上に配置する。
ステップＳ５２（乾燥処理）では、ウェハ１上の印刷した金属ペースト４を乾燥させる。乾燥するために、定盤２７内に設けられたウェハペースト乾燥用ヒータ２８を加温する。ここで、ウェハペースト乾燥用ヒータ２８は予め一定温度にしておき、ウェハ１を固定した後に加温することが望ましい。ウェハペースト乾燥用ヒータ２８の制御は図示していないが制御回路２９が行い、図３では平板１５、支持部材３８、定盤２７に、図４では支持部材４１、定盤２７に温度センサ（不図示）などを取り付けることにより温度を検出し、その温度センサの検出結果に基づいて温度制御を行う。

この乾燥処理により金属ペースト４を乾燥させることにより、次のステップＳ５３〜ステップＳ５５で行われる平坦化をして電極ポスト１４から平板１５を剥がすとき、金属ペースト４が平板１５に付着（残留）しないようにすることができる。

ステップＳ５３（第１の移動処理）では平板１５を下降させる。操作・表示部２１５から平坦化処理開始の指示を制御部２９が受信すると、駆動パルス設定レジスタに指示された平坦化処理を行うための制御パラメータが設定される。駆動制御回路２１２は制御パラメータに基づいてパルスジェネレータ２１１にモータ駆動回路２１４に駆動パルス（指示パルス）を出力するように指示をする。パルスジェネレータ２１１は駆動パルスをモータ駆動回路２１４に供給を開始し、モータ駆動回路２１４により電流変換された信号を受信してサーボモータが駆動し、ボールねじ２３を回転させ支持部材３８に固設された平板１５を下降させる。ここで、Ｓ５３では所定の位置まで降下させる。パルスカウンタ２１３により所定の位置に対応するカウント値になるまでカウントをする。つまり、金属ペースト４に接触する直前まで降下させる速度と、金属ペースト１４を押圧する速度は異なったものであってもかまわないため、電極ポスト１４に接触する直前までは早い速度で平板１５を降下してもよい。

ステップＳ５４（平坦化処理）では、平板１５の平面がウェハ１上に形成された電極ポスト１４を押圧する。パルスカウンタ２１３は予め設定された押圧位置に対応したカウント値までカウントをし、そのカウント値に基づいて平板１５の降下を停止するように駆動制御回路２１２はパルスジェネレータの駆動パルスの出力を停止させる。

ステップＳ５５（第２の移動処理）では平板１５を上昇させる。駆動制御回路２１２からパルスジェネレータ２１１に駆動パルス出力の開始指示を行うとともに、モータ駆動回路２１４を介してサーボモータ２２とパルスカウント２１３に反転指示をする。そして、平板１５が原点に来たことをセンサ２５が検出して各回路の動作を停止する。

パルスカウンタ２１３のカウント値を初期値にし、パルスジェネレータ２１１は駆動パルスの生成を停止し、操作・表示部２１５に制御回路２９を介して平坦化処理が完了したことを通知する。

ここで、平板１５に内蔵されているペーストプレス適正温度用ヒータ２６は適温に設定されている。
ステップＳ５６（本乾燥処理）では、定盤２７上のウェハ１の電極ポスト１４の本乾燥を行う。乾燥するために、定盤２７内に設けられたウェハペースト乾燥用ヒータ２８をさらに加温する。

ステップＳ５７ではウェハ１を冷却する。上記温度センサの検出した温度が、予め設定した冷却温度になるまで冷却する。ステップＳ５８ではワーク排出する。
図６は平板１５の上下方向の移動速度の制御について示した図である。ステップＳ５３〜ステップＳ５５に示した平坦化処理における平板１５について示した図である。

図６は縦軸に平板１５の高さ（パルスカウンタ２１３の計測したカウント値）と、横軸に時間軸を示している。
期間Ａは、ステップＳ５３に示す平板１５をウェハ１上の金属ペースト４で形成された電極ポスト１４の直前まで下降させる期間である。

期間Ｂは、ステップＳ５４に示した電極ポスト１４を押圧する動作について示し、金属ペースト１４の先端部分を押込み位置まで押圧する期間である。また、期間ＣはステップＳ５４に示した金属ペースト４を一定時間押圧するとともに加温する期間である。

期間Ｄは、ステップＳ５５に示す平板１５をウェハ１上の電極ポスト１４の直前まで上昇させる期間である。
期間Ｅと期間Ｆは、ステップＳ５５に示す平板１５をセンサ２５が原点位置を検出するところまで上昇させる期間である。

上記平坦化装置のプロセス条件の一例を示す。ステップＳ５２の乾燥時間（プリヒート）は温度１２０（℃）／乾燥時間１２０（ｓｅｃ）程度がのぞましい。
平板１５のステップＳ５３の平板１５の押込み速度１０（μｍ／ｓｅｃ）とし、ステップＳ５４の平板１５の下降距離設定を２μ単位で電極ポスト１４の高さを設定してもよい。また、ステップＳ５４（期間Ｃ）の期間押込み停留時間を５００（ｍｓｅｃ）としてもよい。ステップＳ５５の平板１５の平板引き剥がし速度は１０（μ／ｓｅｃ）程度がのぞましい。帰還Ｅに示した平板引き剥がし後停留時間は特に限定しないが３００（ｍｓｅｃ）としている。

期間Ｆの平板１５の引き剥がし速度は１０（ｍｍ／ｓｅｃ）程度がのぞましいが特に規定するものではない。
また、本乾燥は温度１２０℃／１８００（ｓｅｃ）がのぞましい。

ここで、図４に示した平坦化装置の機構についても図３と同じように処理することができる。つまり、図３定盤２７側の制御を図４の支持部材４１側で行い、図３の支持部材３８側の制御を図４の定盤２７側で行う。

上記構成により、電極ポスト１４の高さを均一に形成するとともに、電極ポスト１４の先端部に尖りや片寄りの発生を防止することができる。
（実施例２）
実施例２では、平坦化処理部材として略円筒形のローラを用いて、ローラをウェハ面に略平行に移動して電極ポスト１４の先端部分に平坦化処理をする。

また、ローラに金属ペーストを乾燥させるヒータを備えることでさらに平坦化処理の精度を向上することができる。
（構成）
次に、図１に示すステップＳ７およびステップ１１で説明した平坦化処理を、図７においてローラを用いた場合について説明する。

平坦化装置７０は、制御部７１、水平移動用サーボモータ７２、ローラ回転用サーボモータ７３、ボールねじ２３、ローラ７４（ペーストプレス適正温度用ヒータ７５を内蔵）、センサ７６、センサ７７、センサ７８、定盤２７（ウェハペースト乾燥用ヒータ２８を内蔵）から構成されている。

水平移動用サーボモータ７２の軸には、ボールねじ２３を構成するねじ軸を接続し、ローラ７４はボールねじ２３を構成するボールねじナットと直接または間接的に接続される。そして、センサ７７からセンサ７８の間をローラ７４が、ボールねじ２３に沿って水平方向に移動する。このようにローラ７４を移動することにより、定盤２７に固定して配置されたウェハ１上の電極ポスト１４の先端部分を平坦化することができる。

ローラ回転用サーボモータ７３の軸はローラ７４を回転させるためにローラ７４の軸に接続されている。ローラ回転用サーボモータ７３はボールねじ２３を構成するボールねじナットに直接固設してローラ７４と一緒に移動するか、ローラ７４とは分離して設置してローラ回転用サーボモータ７３の軸とローラ７４の軸をベルトなどで連動してローラ７４を回転させる。

ローラ７４にはペーストプレス適正温度用ヒータ７５が内蔵され、ローラ７４の温度を適温に保つものである。電極ポスト１４を押圧したときに適温に温度を保つことができる。

センサ７６は予め設定した位置に配置され、ローラ７４が水平移動用サーボモータ７２付近の上限位置に来たことを検出して制御回路７９に通知する。
センサ７７はローラ７４を支持する部材（不図示）などに固設され、ローラ７４の水平方向への移動開始の原点を検出できるように取り付けられている。この原点位置にそのローラ７４があることを検出して制御回路７９に通知する。この通知を受けたときパルスカウンタ７１３のカウント値が初期値に設定されている。

センサ７７は予め設定した位置に配置され、ローラ７４がウェハ１上を通過して平坦化処理を完了すると下限位置に来たことを検出して制御回路７９に通知する。
定盤２７にはウェハペースト乾燥用ヒータ２８が内蔵されている。例えば、金属ペースト４を適度に乾燥させるために設けられている。

制御部７１は、制御回路７９、駆動パルス設定レジスタ７１０（メモリ）、パルスジェネレータ７１１、駆動制御回路７１２、パルスカウンタ７１３、モータ駆動回路７１４、操作・表示部７１５から構成されている。

制御回路７９はＣＰＵやメモリなどを備えた回路である。例えば、シーケンサやＰＣなどプログラムに従って平坦化処理を順次行う制御を行う。また、センサ７６、センサ７７、センサ７８から検出信号を受信して水平移動用サーボモータ７２とローラ回転用サーボモータ７３を制御する。

駆動パルス設定レジスタ７１０は、水平移動用サーボモータ７２およびローラ回転用サーボモータ７３を駆動するための駆動パルスの周期など制御パラメータを設定するメモリである。

パルスジェネレータ７１１は水平移動用サーボモータ用パルスジェネレータ、ローラ回転用サーボモータ用パルスジェネレータを備えている。駆動制御回路７１１から水平移動用サーボモータ用の運転開始指示を受信して駆動パルス（指令パルス信号）を生成しモータ駆動回路７１４の有する水平移動用サーボモータ用モータ駆動回路に出力する。

また、駆動制御回路７１１からローラ回転用サーボモータ７３の運転開始指示を受信して駆動パルス（指令パルス信号）を生成しモータ駆動回路７１４の有するローラ回転用サーボモータ用モータ駆動回路に出力する。

駆動制御回路７１２は、上記駆動パルス設定レジスタ７１０に設定した制御パラメータに従って、パルスジェネレータ７１１に各駆動パルス生成の開始指示を出力する。また、パルスカウンタ７１３から転送される各カウント値を受信し、パルスジェネレータ７１１に運転停止指示を出力する。

パルスカウンタ７１３に設けられている水平移動用サーボモータ用パルスカウンタは、水平移動用サーボモータ７２に内蔵されている回転検出器（エンコーダ）からエンコード信号を受信し、カウントしたカウント値を駆動制御回路７１２に出力する。ここで、回転検出器は、モータ軸の回転角度や回転速度を検知し、指令パルスと比較指定フィードバック制御を行う。

また、パルスカウンタ７１３に設けられているローラ回転用サーボモータ用パルスカウンタは、ローラ回転用サーボモータ７３に内蔵されている回転検出器（エンコーダ）からエンコード信号を受信し、カウントしたカウント値を駆動制御回路７１２に出力する。

モータ駆動回路７１４、各駆動パルスに基づいてモータ駆動電流に変換されて水平移動用サーボモータ７２およびローラ回転用サーボモータ７３を動作させる。
操作・表示部７１５では、利用者がウェハ上に形成される電極ポスト１４に平坦化処理を行うために必要な指示を行う。

また、非常停止ボタンにより異常検出時に利用者が直接、平坦化装置７０の運用を停止することができる。
（機構説明）
図８は平坦化処理を行うための機構を示す側面図と上面図である。図８に示す機構は図７に示した機構をさらに詳しく示した図である。

サーボモータ７２にギア８１を接続してシャフトとボールねじ２３をジョイントにより接続し、ボールねじ２３に螺設されているボールナット８３とローラ７４の中心軸である支持部材８５が回動するように接続されている。

ローラ７４の両側にはガイド８６ａ、ガイド８６ｂが配設されている。ガイド８６ａとガイド８６ｂは略平行に配置され、さらにボールねじ２３のねじ軸のガイド８６ａ、８６ｂに略平行に配置されている。

ガイド８６ａ上に周設されているスプライン８４ａと、支持部材８５は、ローラ７４が回動するように接続されている。
また、ガイド８６ｂ上に周設されているスプラインイ８４ｂにはローラ回転用サーボモータ７３が固設され、ボールナット８３に連動して水平移動をする。

ローラ回転用サーボモータ７３はギア８２と接続され、シャフトと支持部材８５をジョイントにより接続し、支持部材８５を回転することによりローラ７４を回転させる。
ローラ７４の支持部材８５は、定盤２７上のウェハ１と略平行に配置され、平坦化処理するときに降下して電極ポスト１４の成形を行う。また、ローラ７４にはペーストプレス適正温度用ヒータ７５が内蔵されている。

図９に平坦化処理を行うための機構を示す。図９に示す機構は図８に示した機構と異なりローラ７４をシリンダ９１によってアーム９５をガイド９２ａ、ガイド９２ｂに沿って水平方向に移動させる。

シリンダ９１に設けられたシャフト９４はアーム９５に設けられたブロック９６と固設されている。
ローラ７４の回転軸を有する支持部材８５は両端部分をブロック９３ａとブロック９３ｂに沿って可動するように接続されている。

シリンダ９１のシャフト９４によって水平方向にアーム９５を移動することでローラ７４が一定の速度で回転してウェハ１上の電極ポスト１４の先端部を平坦化する。そして、平坦化処理が終了するとローラ７４を上昇させて平坦化処理開始時の位置に戻り、再び降下する。

図８および図９に示した機構のようにウェハ１上の電極ポスト１４の先端部分にローラ７４を押し当てるようにして電極ポスト１４を成形するものであれば本実施例に限定されるものではない。

図１０は図７に示した平板を用いる場合の平坦化処理の制御フローを示す図である。
ステップＳ１０１では、金属ペースト４が印刷されたウェハ１を定盤２７上に配置する。

ステップＳ１０２（乾燥処理）では、ウェハ１上の印刷した電極ポスト１４を乾燥させる。乾燥するために、定盤２７内に設けられたウェハペースト乾燥用ヒータ２８を加温する。ここで、ウェハペースト乾燥用ヒータ２８は予め一定温度にしておき、ウェハ１を固定した後に加温することが望ましい。ウェハペースト乾燥用ヒータ２８の制御は制御回路７９が行い、ローラ７４に直接または間接的に温度センサ（不図示）などを取り付けることにより温度を検出し、その温度センサの検出結果に基づいて温度制御を行う。

ステップＳ１０３（第１の移動処理）では、操作・表示部７１５から平坦化処理開始の指示を制御部７９が受信すると、ローラ７４を所定の位置まで下降する。降下と上昇は図示しないが上下方向の機構により行う。

ステップＳ１０４（平坦化処理）では、駆動パルス設定レジスタ７１０に指示された平坦化処理を行うための制御パラメータが設定される。駆動制御回路７１２は制御パラメータに基づいてパルスジェネレータ７１１にモータ駆動回路７１４に水平移動用サーボモータ７２とローラ回転用サーボモータ７３へ各駆動パルスを出力するように指示をする。パルスジェネレータ７１１は各駆動パルス（指示パルス）をモータ駆動回路７１４に供給を開始し、モータ駆動回路７１４により電流変換された信号を受信して水平移動用サーボモータ７２とローラ回転用サーボモータ７３が駆動してボールねじ２３を回転させローラ７４を水平方向に移動させ、ローラ７４の曲面がウェハ１上に形成された電極ポスト１４を押圧する。

パルスカウンタ７１３の水平移動用サーボモータ用パルスカウンタは予め設定されたセンサ７８によってローラ検出位置に対応したカウント値までカウントをし、そのカウント値に基づいてローラ７４の水平移動を停止する。また、駆動制御回路７１２は水平移動用サーボモータ用パルスジェネレータの駆動パルスの出力を停止させる。同様に、ローラ回転用サーボモータ用パルスカウンタは予め設定されたセンサ７８のローラ検出位置に対応したカウント値までカウントをし、そのカウント値に基づいてローラ７４の回転を停止する。また、駆動制御回路７１２はローラ回転用サーボモータ用パルスジェネレータの駆動パルスの出力を停止させる。

ステップＳ１０５（第２の移動処理）ではローラ７４を上昇させる。駆動制御回路７１２からパルスジェネレータ７１１の水平移動用サーボモータ用パルスジェネレータに駆動パルス出力の開始指示を行うとともに、モータ駆動回路７１４を介して水平移動用サーボモータ７２とパルスカウント７１３に反転指示をする。そして、ローラ７４を原点に戻し、センサ７７がローラ７４の位置を検出して各回路の動作を停止する。

パルスカウンタ７１３の各カウント値を初期値にし、パルスジェネレータ７１１は駆動パルスの生成を停止し、操作・表示部７１５に制御回路７９を介して平坦化処理が完了したことを通知する。

ここで、ローラ７４に内蔵されているペーストプレス適正温度用ヒータ７５は適温に設定されている。
ステップＳ１０６（本乾燥処理）では、定盤２７上のウェハ１の電極ポスト１４の本乾燥を行う。乾燥するために、定盤２７内に設けられたウェハペースト乾燥用ヒータ２８をさらに加温する。

ステップＳ１０７では、定盤２７内に設置されているヒータ２８によって乾燥を行う。
ステップＳ１０８ではウェハ１を冷却する。上記温度センサの検出した温度が、予め設定した温度になるまで冷却する。

ステップＳ１０９ではワーク排出する。
図１１はローラ７４の水平方向の移動速度と自転の制御について示した図である。ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５に示した平坦化処理におけるローラ７４について示した図である。

図１１は縦軸にローラ７４の移動速度と自転速度（パルスカウンタ７１３の計測した各カウント値）と、横軸に時間軸を示している。
期間Ａは、ステップＳ１０３に示すローラ７４をウェハ１上の電極ポスト１４を押圧する位置まで下降させる期間である。

期間Ｂは、ステップＳ１０４に示した電極ポスト１４を一定時間押圧するとともに加温する期間である。
期間Ｃは、ステップＳ１０５に示すローラ７４をウェハ１上の電極ポスト１４から上昇させる期間である。

上記平坦化装置のプロセス条件の一例を示す。ステップＳ１０２の乾燥時間（プリヒート）は温度１２０（℃）／乾燥時間１２０（ｓｅｃ）程度がのぞましい。
平板１５のステップＳ１０３のローラ７４の押込み速度１０（μｍ／ｓｅｃ）とし、ステップＳ１０４のローラ７４の下降距離設定を２μ単位で電極ポスト１４高さを設定してもよい。本乾燥は温度１２０℃／１８００（ｓｅｃ）がのぞましい。

ここで、図９に示した平坦化装置の機構の場合、センサ７７からセンサ７８を用いてシリンダ９１のシャフト９４の押圧の速度と水平方向の移動量を制御には、パルスジェネレータ７１１、駆動制御回路７１２、パルスカウンタ７１３、モータ駆動回路７１４の代わりに、シリンダ制御とシリンダを駆動する回路があればよい。

上記構成により、電極ポスト１４の高さを均一に形成するとともに、電極ポスト先端部に発生する尖りや片寄りを平坦化することができる。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

ウェハレベルパッケージの製造工程を示す図である。 実施例１の構成を示すブロック図である。 平板を上部に配置した平坦化処理装置の機構を示す側面図である。 平板を下部に配置し、ウェハを上部に配置した平坦化処理装置の機構を示す側面図である。 実施例１の動作を示すフロー図である。 実施例１の動作を示すタイムチャートである。 実施例２の構成を示すブロック図である。 ローラを用いた平坦化処理装置の機構を示す側面図と上面図である。 ローラをシリンダを用いて水平移動する平坦化処理装置の機構を示す側面図と上面図である。 実施例２の動作を示すフロー図である。 実施例２の動作を示すタイムチャートである。 高さが不均一な電極ポスト形状を示す従来例である。 先端部に片寄りのある電極ポスト形状を示す従来例である。

符号の説明

１ ウェハ、
２ 電極、
３ 金属ペースト印刷用マスク、
４ 金属ペースト、
５ 金属ペースト印刷用スキージ、
６ 樹脂封止用マスク、
８ 樹脂、
９ 樹脂封止用スキージ、
１０ ポスト用孔部、
１１ ダレ部、
１２ ポスト形成用マスク、
１３ マスク用ポスト孔部、
１４ 電極ポスト
１５ 平板
２０ 平坦化装置、
２１ 制御部、
２２ サーボモータ、
２３ ボールねじ、
２４ センサ、
２５ センサ、
２６ ペーストプレス適正温度用ヒータ、
２７ 定盤、
２８ ウェハペースト乾燥用ヒータ、
２９ 制御回路、
２１０ 駆動パルス設定レジスタ（メモリ）、
２１１ パルスジェネレータ、
２１２ 駆動制御回路、
２１３ パルスカウンタ、
２１４ モータ駆動回路、
２１５ 操作・表示部、
３１ ギア、
３２ シャフト、
３３ ジョイント、
３４ ボールナット、
３５ 支持部材、
３６ リニアブッシュ、
３７ ポストガイド、
３８ 支持部材、
３９ 固定部材、
３１０ 固定部材、
４１ 支持部材、
４２ ヒータ、
４３ 固定部材、
４４ 固定部材、
７０ 平坦化装置、
７１ 制御部、
７２ 水平移動用サーボモータ、
７３ ローラ回転用サーボモータ、
７４ ローラ、
７５ ペーストプレス適正温度用ヒータ、
７６ センサ、
７７ センサ、
７８ センサ、
７９ 制御回路、
７１０ 駆動パルス設定レジスタ（メモリ）、
７１１ パルスジェネレータ、
７１２ 駆動制御回路、
７１３ パルスカウンタ、
７１４ モータ駆動回路、
７１５ 操作・表示部、
８１、８２ ギア、
８３ ボールナット、
８４ スプライン、
８５ 支持部材、
８６ ガイド、
９１ シリンダ、
９２ ガイド、
９３ ブロック、
９４ シャフト、
９５ アーム、

Claims (9)

1. スクリーン印刷にて製造されるウェハレベルパッケージの電極ポストを平坦化する平坦化装置であって、
   ウェハ上に前記スクリーン印刷により印刷された金属ペーストで形成される電極ポストの高さを均一にするとともに、前記電極ポストの先端部分を平坦化する平坦化処理部材と、
   前記平坦化処理部材を移動駆動する駆動部と、
   前記駆動部により駆動される前記平坦化処理部材の移動方向および移動量を制御する制御部と、
   を具備することを特徴とする電極ポスト平坦化装置。
2. 前記金属ペーストを乾燥させることを特徴とする請求項１に記載の電極ポスト平坦化装置。
3. 前記平坦化処理部材は、
   略平面を有する平板を用いて、前記ウェハ面に略平行に前記平板を配置し、押圧時に前記金属ペーストの前記先端部分に接触するために下降し前記平坦化処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の電極ポスト平坦化装置。
4. 少なくとも前記平板または前記ウェハを固定する定盤に前記金属ペーストを乾燥させるヒータを備えることを特徴とする請求項３に記載の電極ポスト平坦化装置。
5. 前記平坦化処理部材の押圧時の降下または押圧完了後の上昇の速度を段階的に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の電極ポスト平坦化装置。
6. 前記平坦化処理部材として略円筒形のローラを用いて、前記ローラを前記ウェハ面に略平行に移動して前記金属ペーストの前記先端部分に前記平坦化処理をすることを特徴とする請求項１または２に記載の電極ポスト平坦化装置。
7. 少なくとも前記ローラまたは前記ウェハを固定する定盤に前記金属ペーストを乾燥させるヒータを備えることを特徴とする請求項６に記載の電極ポスト平坦化装置。
8. スクリーン印刷によって製造するウェハレベルパッケージ製造方法であって、
   ウェハ上に前記スクリーン印刷により印刷された金属ペーストを使って再配線と電極ランドを形成して樹脂封止する処理と、
   前記電極ランド上に金属ペーストにより電極ポストを形成する処理と、
   前記電極ポストの高さを均一にするとともに前記電極ポストの先端部を平坦化する平坦化工程処理と、
   を有することを特徴とするウェハレベルパッケージ製造方法。
9. 前記平坦化工程では、
   前記電極ポストが形成された前記ウェハを定盤上に配置し、前記ウェハを加温して乾燥する乾燥処理と、
   ウェハ上に前記スクリーン印刷により印刷された金属ペーストである前記電極ポストの高さを均一にするとともに、前記電極ポストの先端部分を平坦化する平坦化処理部材を押圧して平坦化をするために平坦化処理部材を移動させる第１の移動処理と、前記平坦化処理部材による前記電極ポストに前記平坦化処理を行う平坦化処理と、
   前記平坦化処理部材を元の位置に戻すための第２の移動処理と、
   を有することを特徴とする請求項８に記載のウェハレベルパッケージ製造方法。