JP4430693B2 - 導電性ボール載置装置、導電性ボールの載置方法、導電性ボール載置用マスク、及びその製造方法 - Google Patents

導電性ボール載置装置、導電性ボールの載置方法、導電性ボール載置用マスク、及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、導電性ボール載置装置、導電性ボールの載置方法、導電性ボール載置用マスク、及びその製造方法に係り、特に配線基板や半導体ウエハ等の基板に設けられ、粘着材が形成された複数のパッド上に導電性ボールを載置する導電性ボール載置装置、導電性ボールの載置方法、導電性ボール載置用マスク、及びその製造方法に関する。
図１は、従来の導電性ボール載置装置の断面図である。図１では、導電性ボール載置装置１０が基板１５に設けられた複数のパッド１７上に導電性ボール２４を載置している状態を模式的に図示する。
図１を参照するに、従来の導電性ボール載置装置１０は、ステージ１１と、導電性ボール載置用マスク１２と、導電性ボール供給手段１３とを有する。
ステージ１１は、フラックス１６が形成された複数のパッド１７を有した基板１５を保持するためのものである。導電性ボール載置用マスク１２は、水平方向に所定の張力で引っ張られた状態（導電性ボール載置用マスク１２が撓まない状態）で、基板１５の上方に配置されている。導電性ボール載置用マスク１２は、複数のパッド１７（フラックス１６が形成されたパッド）の夫々に導電性ボール２４を載置するための複数のボール載置用貫通穴１９を有する。
導電性ボール供給手段１３は、吸引ヘッド２１と、吸引装置２２と、駆動装置２３とを有する。吸引ヘッド２１は、吸引口２１Ａを有する。吸引ヘッド２１は、吸引口２１Ａが導電性ボール載置用マスク１２と対向するように、導電性ボール載置用マスク１２の上方に配置されている。吸引ヘッド２１は、吸引装置２２が駆動した際、導電性ボール載置用マスク１２上に供給された複数の導電性ボール２４を吸引ヘッド２１と対向する部分の導電性ボール載置用マスク１２上に集合させるためのものである。
吸引装置２２は、吸引ヘッド２１の上部に設けられている。吸引装置２２は、吸引口２１Ａを介して、吸引口２１Ａが対向する部分（導電性ボール載置用マスク１２の上面１２Ａ側）を吸引するためのものである。
駆動装置２３は、吸引ヘッド２１に設けられている。駆動装置２３は、吸引ヘッド２１を導電性ボール載置用マスク１２の上面１２Ａと平行な方向に移動させるためのものである。
上記構成とされた導電性ボール供給手段１３は、導電性ボール載置用マスク１２の上面１２Ａに供給された複数の導電性ボール２４を、吸引ヘッド２１の吸引口２１Ａと対向する部分の導電性ボール載置用マスク１２の上面１２Ａに集合させながら、吸引ヘッド２１及び複数の導電性ボール２４を導電性ボール載置用マスク１２の上面１２Ａと平行な方向に移動させることにより、複数のパッド１７（フラックス１６が形成されたパッド）の夫々に導電性ボール２４を載置する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−７３９９９号公報
しかしながら、従来の導電性ボール載置用マスク１２を用いて複数のパッド１７上に導電性ボール２４を載置した場合、図１に示すように、パッド１７上に導電性ボール２４が載置された部分の導電性ボール載置用マスク１２の上方と下方との間の空気の流通が悪くなる。
図２は、従来の導電性ボール載置装置を用いて複数のパッド上に導電性ボールを載置した場合の問題点を説明するための図である。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
図２に示すように、従来の方法では、導電性ボール供給手段１３の吸引により導電性ボール載置用マスク１２が所定の位置から浮上してしまう。このように、導電性ボール載置用マスク１２が所定の位置から浮上した場合、導電性ボール２４が載置されたパッド１７の上方に配置されたボール載置用貫通穴１９から他の導電性ボール２４が落下することにより、パッド１７上に載置された導電性ボール２４の載置位置が所望の位置からずれてしまうという問題や、１つのパッド１７上に複数の導電性ボール２４が載置されてしまうという問題があった。
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、粘着材が形成された複数のパッドに夫々１つの導電性ボールを確実に載置することのできる導電性ボール載置装置、導電性ボールの載置方法、導電性ボール載置用マスク、及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、粘着材が形成された複数のパッドを有する基板上に対向配置されると共に、前記複数のパッドに対向する配列で形成され、前記複数のパッドの夫々に１つの導電性ボールを載置するための複数のボール載置用貫通穴を有した導電性ボール載置用マスクと、
前記導電性ボール載置用マスクの上面側を吸引することにより、前記導電性ボール載置用マスク上の複数の前記導電性ボールを移動又は除去する導電性ボール供給手段と、を備えた導電性ボール載置装置であって、
前記導電性ボール載置用マスクに、前記導電性ボールが通過することを阻止するように形成された貫通部を設けると共に、前記貫通部を複数の前記ボール載置用貫通穴の間に配置したことを特徴とする導電性ボール載置装置が提供される。
本発明によれば、粘着材が形成された複数のパッド上の夫々に１つの導電性ボールを載置するための複数のボール載置用貫通穴を有した導電性ボール載置用マスクに、導電性ボールが通過することを阻止するように形成された貫通部を設けることにより、導電性ボールが載置されたパッドの上方に配置された部分の導電性ボール載置用マスクが所定の位置から浮上することがなくなるため、複数のパッド上に夫々１つの導電性ボールを確実に載置することができる。
また、前記貫通部は、前記導電性ボール供給手段による吸引に伴って、前記導電性ボール載置用マスクの上方と下方との間の空気の流通を行ってもよい。これにより、導電性ボール載置用マスクの上方と下方との間の圧力差が小さくなるため、導電性ボール載置用マスクが所定の位置から浮上することを防止できる。
さらに、前記貫通部として貫通溝を用いてもよい。
また、前記導電性ボール載置用マスクは、薄板形状とされ、前記複数のボール載置用貫通穴及び前記貫通部が形成される板体と、前記基板と接触することにより、前記板体を支持する支持部とを有してもよい。このように、複数のボール載置用貫通穴及び貫通部が形成された板体を支持する支持部を設けることにより、板体が撓みにくくなるため、複数のパッドに対応するボール載置用貫通穴の相対的な位置ずれを小さくすることが可能となるので、複数のパッド上の所定の位置に精度良く導電性ボールを載置することができる。
さらに、前記導電性ボール載置用マスクの材料としてシリコンを用いてもよい。このように、導電性ボール載置用マスクの材料としてシリコンを用いることにより、薄板化されたシリコン板は金属箔と比較して外力に対する変形が小さいため、導電性ボール載置用マスクを水平方向に所定の張力で引っ張って導電性ボール載置用マスクの位置を規制する場合、複数のパッドに対応するボール載置用貫通穴の相対的な位置ずれを小さくすることが可能となるので、複数のパッド上の所定の位置に精度良く導電性ボールを載置することができる。
本発明の他の観点によれば、基板上に設けられると共に、粘着材が形成された複数のパッドの夫々に１つの導電性ボールを載置する導電性ボールの載置方法であって、
前記複数のパッドの夫々に１つの前記導電性ボールを載置するための複数のボール載置用貫通穴と、前記導電性ボールが通過することを阻止するように形成された貫通部とを備え、前記貫通部が複数の前記ボール載置用貫通穴の間に配置された導電性ボール載置用マスクを、前記基板の上方に対向配置する導電性ボール載置用マスク配置工程と、
前記導電性ボール載置用マスク上に複数の前記導電性ボールを供給する導電性ボール供給工程と、
前記導電性ボール供給工程後に、前記導電性ボール載置用マスクの上面側を吸引することにより、前記導電性ボール載置用マスク上の複数の前記導電性ボールを移動又は除去する導電性ボール移動工程と、を含むことを特徴とする導電性ボールの載置方法が提供される。
本発明によれば、複数のパッドの夫々に１つの前記導電性ボールを載置するための複数のボール載置用貫通穴と、導電性ボールが通過することを阻止するように形成された貫通部とを備えた導電性ボール載置用マスクを基板の上方に対向配置し、導電性ボール載置用マスクの上面側を吸引して、導電性ボール載置用マスク上の複数の導電性ボールを移動又は除去することにより、導電性ボールが載置されたパッドの上方に配置された導電性ボール載置用マスクが所定の位置から浮上することがなくなるため、複数のパッドに夫々１つの導電性ボールを確実に載置することができる。
また、前記貫通部として貫通溝を用いてもよい。
本発明のその他の観点によれば、粘着材が形成された複数のパッドを有する基板上に対向配置されると共に、前記複数のパッドに対向する配列で形成され、前記複数のパッド上の夫々に１つの導電性ボールを載置するための複数のボール載置用貫通穴を有した導電性ボール載置用マスクであって、
前記導電性ボール載置用マスクに、前記導電性ボール載置用マスクの上方と下方との間の空気の流通を行うと共に、前記導電性ボールの通過を阻止する貫通部を設け、前記貫通部を複数の前記ボール載置用貫通穴の間に配置したことを特徴とする導電性ボール載置用マスクが提供される。
本発明によれば、導電性ボール載置用マスクに、導電性ボール載置用マスクの上方と下方との間の空気の流通を行うと共に、導電性ボールの通過を阻止する貫通部を設けたことにより、例えば、導電性ボール載置用マスクの上面側を吸引することにより、導電性ボール載置用マスク上の複数の導電性ボールを移動又は除去して導電性ボールを載置する場合、導電性ボールが載置されたパッドの上方に位置する部分の導電性ボール載置用マスクが所定の位置から浮上することがなくなるため、粘着材が形成された複数のパッドに夫々１つの導電性ボールを確実に載置することができる。
また、前記貫通部として貫通溝を用いてもよい。
また、請求項８又は９記載の導電性ボール載置用マスクの製造方法であって、薄板化されたシリコン基板を準備するシリコン基板準備工程と、前記シリコン基板上に、前記ボール載置用貫通穴の形成領域に対応する部分の前記シリコン基板を露出する第１の開口部と、前記貫通部の形成領域に対応する部分の前記シリコン基板を露出する第２の開口部とを有したレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜をマスクとする異方性エッチングにより、前記複数のボール載置用貫通穴と前記貫通部とを同時に形成するボール載置用貫通穴及び貫通部形成工程と、前記ボール載置用貫通穴及び前記貫通部を形成後に、前記レジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含み、前記貫通部を、前記導電性ボールの通過を阻止するような形状に形成してもよい。
本発明によれば、薄板化されたシリコン基板上に、複数のボール載置用貫通穴の形成領域に対応する部分のシリコン基板を露出する第１の開口部と、貫通部の形成領域に対応する部分のシリコン基板を露出する第２の開口部とを有したレジスト膜を形成し、レジスト膜をマスクとする異方性エッチングにより、複数のボール載置用貫通穴と、導電性ボールの通過を阻止するような形状とされた複数の貫通部とを同時に形成し、その後、レジスト膜を除去することにより、シリコン基板を母材とした導電性ボール載置用マスクを製造することができる。
本発明によれば、導電性ボール供給手段による吸引によってマスクが撓むことを防止することが可能となるので、粘着材が形成された複数のパッド上に夫々１つの導電性ボールを確実に載置することができる。
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態）
図３は、本発明の実施の形態に係る導電性ボール載置装置の断面図である。図３では、本実施の形態の導電性ボール載置装置１００により、基板１０１に設けられた複数のパッド１１２上に導電性ボール１０５を載置している様子を模式的に示す。
図３を参照するに、本実施の形態の導電性ボール載置装置１００は、基板１０１を保持するステージ１０２と、導電性ボール載置用マスク１０３と、導電性ボール供給手段１０４とを有する。
図４は、図３に示す基板の平面図である。図４では、説明の便宜上、図３に示す粘着材１５の図示を省略する。
始めに、説明の便宜上、図３及び図４を参照して、ステージ１０２により保持される基板１０１の構成について説明する。基板１０１は、多数個取り可能な構成とされており、基板本体１０７の各基板形成領域Ａの夫々に基板１０８が形成された構成とされている。言い換えれば、基板１０１は、複数の基板１０８が一体化された構成とされている。複数の基板１０８は、切断位置Ｂに沿って基板１０１を切断することにより、個片化される。基板１０８としては、例えば、配線基板（具体的には、例えば、インターポーザ）やＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ等を例に挙げることができる。なお、本実施の形態では、基板１０８として配線基板を用いた場合を例に挙げて以下の説明を行う。
基板１０８は、基板本体１０７と、貫通電極１１１と、パッド１１２，１１６と、ソルダーレジスト１１３，１１７と、粘着材１１５とを有する。基板本体１０７は、貫通電極１１１、パッド１１２，１１６、及びソルダーレジスト１１３，１１７を形成するためのものである。基板本体１０７の材料としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂を用いることができる。
貫通電極１１１は、パッド１１２とパッド１１６の間に位置する部分の基板本体１０７を貫通するように設けられている。貫通電極１１１は、その一方の端部がパッド１１２と接続されており、他方の端部がパッド１１６と接続されている。貫通電極１１１は、パッド１１２とパッド１１６とを電気的に接続するためのものである。貫通電極１１１の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
パッド１１２は、基板本体１０７の面１０７Ａ（導電性ボール１０５が載置される側の基板本体１０７の面）のパッド形成領域Ｃに複数設けられている。パッド１１２は、基板１０８の外部接続端子となる導電性ボール１０５が載置されるパッドである。パッド１１２としては、例えば、基板本体１０７の面１０７ＡにＣｕ膜、Ｎｉ膜、Ａｕ膜を順次積層したＣｕ／Ｎｉ／Ａｕ積層膜や、基板本体１０７の面１０７ＡにＣｕ膜、Ｐｄ膜、Ｎｉ膜、Ａｕ膜を順次積層したＣｕ／Ｐｄ／Ｎｉ／Ａｕ積層膜等を用いることができる。
ソルダーレジスト１１３は、パッド１１２の導電性ボール１０５が載置される領域を露出する開口部１１９を有する。ソルダーレジスト１１３は、パッド１１２の外周部を覆うように、基板本体１０７の面１０７Ａに設けられている。
粘着材１１５は、開口部１１９に露出された部分の複数のパッド１１２上に設けられている。導電性ボール１０５をパッド１１２上に仮固定するためのものである。粘着材１１５としては、例えば、フラックスやはんだペースト等を用いることができる。
パッド１１６は、基板本体１０７の面１０７Ｂ（基板本体１０７の面１０７Ａとは反対側の基板本体１０７の面）に設けられている。パッド１１６は、電子部品（具体的には、例えば、受動部品、能動部品、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ等）が実装されるパッドである。パッド１１６としては、例えば、基板本体１０７の面１０７ＢにＣｕ膜、Ｎｉ膜、Ａｕ膜を順次積層したＣｕ／Ｎｉ／Ａｕ積層膜や、基板本体１０７の面１０７ＢにＣｕ膜、Ｐｄ膜、Ｎｉ膜、Ａｕ膜を順次積層したＣｕ／Ｐｄ／Ｎｉ／Ａｕ積層膜等を用いることができる。
ソルダーレジスト１１７は、電子部品（図示せず）が実装される領域を露出する開口部１２１を有する。ソルダーレジスト１１７は、パッド１１６の一部を覆うように、基板本体１０７の面１０７Ｂに設けられている。
上記構成とされた基板１０８は、粘着材１１５が形成された複数のパッド１１２が導電性ボール載置用マスク１０３と対向するように、ステージ１０２に保持されている。
図３を参照するに、ステージ１０２は、基板１０１を保持するためのものであり、導電性ボール供給手段１０４の下方に配置されている。
導電性ボール供給手段１０４は、吸引ヘッド１３１と、吸引装置１３２と、駆動装置１３３とを有する。吸引ヘッド１３１は、筒部１３５と、筒部１３５の上端に設けられた板部１３６とを有する。筒部１３５は、板部１３６が設けられた側とは反対側の端部に吸引口１３７を有する。筒部１３５の下端と導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａとの隙間は、導電性ボール１０５の直径よりも大きくなるように形成するとよい。このように、筒部１３５の下端と導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａとの隙間を導電性ボール１０５の直径よりも大きくすることにより、吸引ヘッド１３１と導電性ボール載置用マスク１０３との間に導電性ボール１０５が挟まれて、導電性ボール１０５が変形することを防止できる。板部１３６は、吸引装置１３２と接続された開口部１３９を有する。開口部１３９は、吸引ヘッド１３１の下方に位置する空気を吸引装置１３２に通過させるための開口部である。
吸引装置１３２は、板部１３６上に設けられている。吸引装置１３２は、開口部１３９を介して、吸引口１３７と対向する部分の導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａ近傍に位置する空気を吸引することにより、複数の導電性ボール１０５を導電性ボール載置用マスク１０３上の所定の領域（具体的には、吸引口１３７と対向する部分の導電性ボール載置用マスク１０３上の領域）に集合させる（図３に示す状態）ための装置である。
駆動装置１３３は、吸引ヘッド１３１に設けられている。駆動装置１３３は、吸引装置１３２が導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａ近傍に位置する空気を吸引した状態で、導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａと平行な方向に吸引ヘッド１３１を移動させて、複数のパッド１１２上に導電性ボール１０５を載置するための装置である。
上記構成とされた導電性ボール供給手段１０４は、導電性ボール載置用マスク１０３の上面側を吸引して、導電性ボール載置用マスク１０３上の複数の導電性ボール１０５を移動又は除去することにより、複数のパッド１１２上に導電性ボール１０５を載置するためのものである。
導電性ボール載置用マスク１０３は、基板１０１上に配置されており、薄板形状とされた板体１２５と、支持部１２６とを有する。
図５は、図３に示す導電性ボール載置用マスクの平面図であり、図６は、基板上に配置された導電性ボール載置用マスクの平面図である。
図５及び図６を参照するに、板体１２５は、複数のボール載置用貫通穴１２８と、複数の貫通部１２９とを有する。複数のボール載置用貫通穴１２８は、板体１２５を貫通するように形成されている。複数のボール載置用貫通穴１２８は、基板１０１に設けられた複数のパッド１１２のうち、いずれか１つのパッド１１２と対向するように配置されている。複数のボール載置用貫通穴１２８は、複数のパッド１１２上に夫々１つの導電性ボール１０５を載置するための穴である。ボール載置用貫通穴１２８の直径は、例えば、導電性ボール１０５の直径の１．１倍〜１．７倍の大きさとすることができる。導電性ボール１０５としては、例えば、導電性材料（例えば、Ｐｂ，Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｌ等）により構成された球状体、或いは樹脂を核とし、その表面を前記導電性材料により被覆した球状体を用いることができる。また、導電性ボール１０５の直径は、例えば、５０μｍ〜１００μｍとすることができる。
貫通部１２９は、導電性ボール載置用マスク１０３を貫通するように複数形成されている。貫通部１２９は、導電性ボール載置用マスク１０３の上方と下方との間の空気の流通を行うための通気部である。貫通部１２９は、導電性ボール１０５が通過することを阻止するような形状とされている。平面視した際の貫通部１２９の形状は、例えば、円形とすることができる（図５及び図６参照）。また、平面視した際の貫通部１２９の形状が円形の場合、貫通部１２９の直径は、例えば、導電性ボール１０５の直径の０．０５倍〜０．９倍の大きさとすることができる。
上記構成とされた貫通部１２９は、基板１０１のパッド形成領域Ｃと対向する部分の板体１２５と、パッド形成領域Ｃ以外の基板１０１の領域と対向する部分の板体１２５（言い換えれば、ボール載置用貫通穴１２８の近傍に位置する部分の板体１２５）とに形成されている。
このように、基板１０１のパッド形成領域Ｃと対向する部分の板体１２５に、導電性ボール載置用マスク１０３の上方と下方との間の空気の流通を行う貫通部１２９を設けることにより、例えば、吸引により複数の導電性ボール１０５を導電性ボール載置用マスク１０３上に集合させると共に、複数の導電性ボール１０５を導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａと平行な方向に移動させて導電性ボール１０５を複数のパッド１１２上に載置する場合、導電性ボール１０５が載置されたパッド１１２の上方に配置された部分の導電性ボール載置用マスク１０３が所定の位置から浮上することがなくなるため、粘着材１１５が形成された複数のパッド１１２に夫々１つの導電性ボールを確実に載置することができる。
また、パッド形成領域Ｃ以外の基板１０１の領域と対向する部分の板体１２５に、導電性ボール載置用マスク１０３の上方と下方との間の空気の流通を行う貫通部１２９を設けることにより、例えば、吸引装置１３２の吸引により複数のパッド１１２上に導電性ボール１０５を載置する際の吸引装置１３２の吸引力が強い場合、パッド形成領域Ｃ以外の基板１０１の領域と対向する部分の導電性ボール載置用マスク１０３が所定の位置から浮上することを防止できる。
なお、吸引装置１３２の吸引力が弱い場合には、基板１０１のパッド形成領域Ｃと対向する部分の板体１２５にのみ貫通部１２９を設けてもよい。
上記構成とされた板体１２５は、板体１２５が撓まないようにステージ１０２の上面１０２Ａと平行な方向に所定の張力で引っ張られている。板体１２５の厚さは、例えば、５０μｍとすることができる。
なお、図５及び図６では、平面視した際の貫通部１２９の形状が円形の場合を例に挙げて図示したが、貫通部１２９の形状は、導電性ボール１０５が通過することを阻止するように形成された形状であればよく、円形に限定されない。具体的には、平面視した際の貫通部１２９の形状として、例えば、楕円形、三角形、四角形、多角形、十字型を用いてもよい。
支持部１２６は、板体１２５の下面側に設けられている。支持部１２６は、板体１２５と一体に構成されている。支持部１２６は、基板１０１に設けられたソルダーレジスト１１３と接触することで、板体１２５を支持するための部材である。支持部１２６の高さは、例えば、５０μｍとすることができる。
このように、複数のボール載置用貫通穴１２８及び貫通部１２９が形成された板体１２５を支持する支持部１２６を設けることにより、板体１２５が撓みにくくなるため、複数のパッド１１２に対するボール載置用貫通穴１２８の相対的な位置ずれを小さくすることが可能となるので、複数のパッド１１２上の所定の位置（例えば、複数のパッド１１２の中央）に精度良く導電性ボール１０５を載置することができる。
上記導電性ボール載置用マスク１０３の材料としては、例えば、金属（金属箔）やシリコン等を用いることが可能であるが、シリコンを用いることが好ましい。薄板化されたシリコン板は金属箔と比較して外力に対する変形が小さいため、例えば、導電性ボール載置用マスク１０３を水平方向に所定の張力で引っ張って導電性ボール載置用マスク１０３の位置を規制する場合、複数のパッド１１２に対応するボール載置用貫通穴１２８の相対的な位置ずれを小さくすることが可能となるので、複数のパッド１１２上の所定の位置（例えば、パッド１１２の中心）に精度良く導電性ボール１０５を載置することができる。
また、シリコンを母材とする導電性ボール載置用マスク１０３の表面に、例えば、絶縁膜（例えば、酸化膜や窒化膜等）や金属膜（例えば、Ｎｉ膜，Ａｕ膜，Ｃｕ膜，Ｔｉ膜，Ｃｒ膜等）等を設けてもよい。シリコンを母材とする導電性ボール載置用マスク１０３の表面に金属膜を設けることにより、導電性ボール載置用マスク１０３が帯電することを防止できる。
図７〜図１２は、シリコン基板を用いて導電性ボール載置用マスクを製造する場合の導電性ボール載置用マスクの製造工程を示す図である。図７〜図１２において、図３に示す導電性ボール載置用マスク１０３と同一構成部分には同一符号を付す。
ここで、図７〜図１２を参照して、母材としてシリコン基板を用いた場合の導電性ボール載置用マスク１０３の製造方法について説明する。始めに、図７に示す工程では、薄板化したシリコン基板１４１を準備する（シリコン基板準備工程）。具体的には、例えば、シリコンウエハ（例えば、厚さ７２５μｍ）をその厚さが１００μｍとなるまで研磨を行うことにより、薄板化したシリコン基板１４１を形成する。
次いで、図８に示す工程では、シリコン基板１４１上に、第１及び第２の開口部１４４，１４５を有したレジスト膜１４２を形成する（レジスト膜形成工程）。このとき、第１の開口部１４４は、ボール載置用貫通穴１２８の形成領域に対応する部分のシリコン基板１４１の上面を露出するように形成し、第２の開口部１４５は、貫通部１２９の形成領域に対応する部分のシリコン基板１４１の上面を露出するように形成する。第１の開口部１４４の直径は、例えば、導電性ボール１０５の直径の１．１倍〜１．７倍の大きさとすることができる。また、第２の開口部１４５の直径は、例えば、導電性ボール１０５の直径の０．０５倍〜０．９倍の大きさとすることができる。
次いで、図９に示す工程では、レジスト膜１４２をマスクとする異方性エッチング（例えば、ドライエッチング）により、第１及び第２の開口部１４４，１４５に露出された部分のシリコン基板１４１をエッチングして、複数のボール載置用貫通穴１２８と、複数の貫通部１２９とを同時に形成する（ボール載置用貫通穴及び貫通部形成工程）。これにより、複数のボール載置用貫通穴１２８及び貫通部１２９を有した板体１２５が製造される。また、複数のボール載置用貫通穴１２８と、複数の貫通部１２９とを同時に形成することにより、複数のボール載置用貫通穴１２８と、複数の貫通部１２９とを別々に形成した場合と比較して、導電性ボール載置用マスク１０３の製造工程を簡略化することができる。
次いで、図１０に示す工程では、図９に示すレジスト膜１４２を除去する（レジスト膜除去工程）。次いで、図１１に示す工程では、支持部１２６の形成領域に対応する部分のシリコン基板１４１の下面にレジスト膜１６１を形成し、その後、レジスト膜１６１をマスクとする異方性エッチングにより、シリコン基板１４１をエッチングして支持部１２６を形成する。
次いで、図１２に示す工程では、図１１に示すレジスト膜１６１を除去する。これにより、シリコン基板１４１を母材とする導電性ボール載置用マスク１０３が製造される。
このように、薄板化されたシリコン基板１４１上に、複数のボール載置用貫通穴１２８の形成領域に対応する部分のシリコン基板１４１を露出する第１の開口部１４４と、貫通部１２９の形成領域に対応する部分のシリコン基板１４１を露出する第２の開口部１４５とを有したレジスト膜１４２を形成し、次いで、レジスト膜１４２をマスクとする異方性エッチングにより、複数のボール載置用貫通穴１２８と貫通部１２９とを同時に形成し、その後、レジスト膜１４２を除去し、次いで、支持部１２６の形成領域に対応する部分のシリコン基板１４１の下面にレジスト膜１６１を形成し、その後、レジスト膜１６１をマスクとする異方性エッチングにより、シリコン基板１４１をエッチングして支持部１２６を形成することにより、シリコン基板１４１を母材とした導電性ボール載置用マスク１０３を製造することができる。
本実施の形態の導電性ボール載置装置によれば、粘着材１１５が形成された複数のパッド１１２上の夫々に導電性ボール１０５を載置するための複数のボール載置用貫通穴１２８を有した導電性ボール載置用マスク１０３に、吸引装置１３２による吸引に伴って、導電性ボール載置用マスク１０３の上方と下方との間の空気の流通を行うと共に、導電性ボール１０５が通過することを阻止する貫通部１２９を設けることにより、導電性ボール１０５が載置されたパッド１１２の上方に配置された部分の導電性ボール載置用マスク１０３が所定の位置から浮上することがなくなるため、複数のパッド１１２上に夫々１つの導電性ボール１０５を確実に載置することができる。
図１３〜図１５は、本発明の実施の形態に係る導電性ボールの載置方法の一例を説明するための図である。図１３〜図１５において、図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
図１３〜図１５を参照して、導電性ボール載置装置１００を用いた導電性ボール１０５の載置方法について説明する。始めに、図１３に示す工程では、複数のパッド１１２の夫々に１つの導電性ボール１０５を載置するための複数のボール載置用貫通穴１２８と、導電性ボール１０５が通過することを阻止するように形成された貫通部１２９とを備えた導電性ボール載置用マスク１０３を基板１０１の上方に対向配置する（導電性ボール載置用マスク配置工程）。
次いで、図１４に示す工程では、ステージ１０２に保持された基板１０１上の所定の位置に配置した導電性ボール載置用マスク１０３上に複数の導電性ボール１０５を供給する（導電性ボール供給工程）。このとき、複数のパッド１１２のうち、一部のパッド１１２上に導電性ボール１０５が載置される。
次いで、図１５に示す工程では、導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３側を吸引することにより、導電性ボール載置用マスク１０３上に供給された複数の導電性ボール１０５を導電性ボール載置用マスク１０３上の所定の領域（具体的には、吸引口１３７と対向する部分の導電性ボール載置用マスク１０３上）に集合させながら複数の導電性ボール１０５を導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａと平行な方向に移動させる（導電性ボール移動工程）。これにより、導電性ボール供給工程において、導電性ボール１０５が載置されなかった全てのパッド１１２上に夫々１つの導電性ボール１０５が載置される。
本実施の形態の導電性ボールの載置方法によれば、複数のボール載置用貫通穴１２８と、導電性ボール１０５が通過することを阻止するように形成された貫通部１２９とを備えた導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａ側を吸引することにより、導電性ボール載置用マスク１０３上に供給された複数の導電性ボール１０５を吸引口１３７と対向する部分の導電性ボール載置用マスク１０３上に集合させながら複数の導電性ボール１０５を導電性ボール載置用マスク１０３の上面１０３Ａと平行な方向に移動させることにより、導電性ボール１０５が載置されたパッド１１２の上方に配置された部分の導電性ボール載置用マスク１０３が所定の位置から浮上することがなくなるため、複数のパッド１１２上に夫々１つの導電性ボール１０５を確実に載置することができる。
図１６は、導電性ボール載置用マスクの変形例を示す平面図である。図１６では、導電性ボール載置用マスク１５０の構成要素の１つである支持部１２６を図示することを阻止するように形成されたため、支持部１２６の図示を省略する。
図１６を参照するに、導電性ボール載置用マスク１５０は、図３及び図５で説明した導電性ボール載置用マスク１０３に設けられた板体１２５の代わりに、板体１５１を設けた以外は導電性ボール載置用マスク１０３と同様に構成される。
板体１５１は、複数のボール載置用貫通穴１２８と、貫通部１５２とを有する。貫通部１５２は、板体１５１を貫通するように形成された貫通溝（スリット）であり、板体１５１に複数形成されている。貫通部１５２は、導電性ボール載置用マスク１５０の上方と下方との間の空気の流通を行うための通気口であり、導電性ボール１０５が通過することを阻止するように形成された大きさ（形状）とされている。平面視した際の貫通部１５２の幅は、例えば、導電性ボール１０５の直径の０．０５倍〜０．９倍の大きさとすることができる。
貫通部１５２は、基板１０１のパッド形成領域Ｃと対向する部分（言い換えれば、ボール載置用貫通穴１２８の近傍に位置する部分）の板体１５１と、基板１０１のパッド形成領域Ｃ以外の領域と対向する部分の板体１５１とに形成されている。板体１５１の厚さは、例えば、５０μｍとすることができる。
本実施の形態では、図５に示す導電性ボール載置用マスク１０３を用いて複数のパッド１１２上に導電性ボール１０５を載置する場合を例に挙げて説明したが、導電性ボール載置用マスク１０３の代わりに、図１６に示す導電性ボール載置用マスク１５０を導電性ボール載置装置１００に設けて、複数のパッド１１２上に導電性ボール１０５を載置してもよい。この場合、導電性ボール載置用マスク１０３を用いた場合と同様な効果を得ることができる。
なお、吸引装置１３２の吸引力が弱い場合には、基板１０１のパッド形成領域Ｃと対向する部分の板体１２５にのみ貫通部１５２を設けてもよい。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、パッド１１２上に載置されない不要な導電性ボール１０５を吸引により回収するボール回収手段を備えた導電性ボール載置装置に、本実施の形態で説明した導電性ボール載置用マスク１０３，１５０を適用してもよい。
本発明は、配線基板や半導体ウエハ等の基板に設けられ、粘着材が形成された複数のパッド上に導電性ボールを載置する導電性ボール載置装置、導電性ボールの載置方法、導電性ボール載置用マスク、及びその製造方法に適用可能である。
従来の導電性ボール載置装置の断面図である。 従来の導電性ボール載置装置を用いて複数のパッド上に導電性ボールを載置した場合の問題点を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る導電性ボール載置装置の断面図である。 図３に示す基板の平面図である。 図３に示す導電性ボール載置用マスクの平面図である。 基板上に配置された導電性ボール載置用マスクの平面図である。 シリコン基板を用いて導電性ボール載置用マスクを製造する場合の導電性ボール載置用マスクの製造工程を示す図（その１）である。 シリコン基板を用いて導電性ボール載置用マスクを製造する場合の導電性ボール載置用マスクの製造工程を示す図（その２）である。 シリコン基板を用いて導電性ボール載置用マスクを製造する場合の導電性ボール載置用マスクの製造工程を示す図（その３）である。 シリコン基板を用いて導電性ボール載置用マスクを製造する場合の導電性ボール載置用マスクの製造工程を示す図（その４）である。 シリコン基板を用いて導電性ボール載置用マスクを製造する場合の導電性ボール載置用マスクの製造工程を示す図（その５）である。 シリコン基板を用いて導電性ボール載置用マスクを製造する場合の導電性ボール載置用マスクの製造工程を示す図（その６）である。 本発明の実施の形態に係る導電性ボールの載置方法の一例を説明するための図（その１）である。 本発明の実施の形態に係る導電性ボールの載置方法の一例を説明するための図（その２）である。 本発明の実施の形態に係る導電性ボールの載置方法の一例を説明するための図（その３）である。 導電性ボール載置用マスクの変形例を示す平面図である。
符号の説明
１００ 導電性ボール載置装置
１０１，１０８ 基板
１０２ ステージ
１０２Ａ，１０３Ａ 上面
１０３，１５０ 導電性ボール載置用マスク
１０４ 導電性ボール供給手段
１０５ 導電性ボール
１０７ 基板本体
１１１ 貫通電極
１１２，１１６ パッド
１１３，１１７ ソルダーレジスト
１１５ 粘着材
１０７Ａ，１０７Ｂ 面
１１９，１２１，１３９ 開口部
１２５，１５１ 板体
１２６ 支持部
１２８ ボール載置用貫通穴
１２９，１５２ 貫通部
１３１ 吸引ヘッド
１３２ 吸引装置
１３３ 駆動装置
１３５ 筒部
１３６ 板部
１３７ 吸引口
１３９ 開口部
１４１ シリコン基板
１４２，１６１ レジスト膜
１４４ 第１の開口部
１４５ 第２の開口部
Ａ 基板形成領域
Ｂ 切断位置
Ｃ パッド形成領域

Claims (10)

  1. 粘着材が形成された複数のパッドを有する基板上に対向配置されると共に、前記複数のパッドに対向する配列で形成され、前記複数のパッドの夫々に１つの導電性ボールを載置するための複数のボール載置用貫通穴を有した導電性ボール載置用マスクと、
    前記導電性ボール載置用マスクの上面側を吸引することにより、前記導電性ボール載置用マスク上の複数の前記導電性ボールを移動又は除去する導電性ボール供給手段と、を備えた導電性ボール載置装置であって、
    前記導電性ボール載置用マスクに、前記導電性ボールが通過することを阻止するように形成された貫通部を設けると共に、前記貫通部を複数の前記ボール載置用貫通穴の間に配置したことを特徴とする導電性ボール載置装置。
  2. 前記貫通部は、前記導電性ボール供給手段による吸引に伴って、前記導電性ボール載置用マスクの上方と下方との間の空気の流通を行うことを特徴とする請求項１記載の導電性ボール載置装置。
  3. 前記貫通部は、貫通溝であることを特徴とする請求項１または２記載の導電性ボール載置装置。
  4. 前記導電性ボール載置用マスクは、薄板形状とされ、前記複数のボール載置用貫通穴及び前記貫通部が形成される板体と、前記基板と接触することにより、前記板体を支持する支持部とを有することを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか一項記載の導電性ボール載置装置。
  5. 前記導電性ボール載置用マスクの材料は、シリコンであることを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか一項記載の導電性ボール載置装置。
  6. 基板上に設けられると共に、粘着材が形成された複数のパッドの夫々に１つの導電性ボールを載置する導電性ボールの載置方法であって、
    前記複数のパッドの夫々に１つの前記導電性ボールを載置するための複数のボール載置用貫通穴と、前記導電性ボールが通過することを阻止するように形成された貫通部とを備え、前記貫通部が複数の前記ボール載置用貫通穴の間に配置された導電性ボール載置用マスクを、前記基板の上方に対向配置する導電性ボール載置用マスク配置工程と、
    前記導電性ボール載置用マスク上に複数の前記導電性ボールを供給する導電性ボール供給工程と、
    前記導電性ボール供給工程後に、前記導電性ボール載置用マスクの上面側を吸引することにより、前記導電性ボール載置用マスク上の複数の前記導電性ボールを移動又は除去する導電性ボール移動工程と、を含むことを特徴とする導電性ボールの載置方法。
  7. 前記貫通部は、貫通溝であることを特徴とする請求項６記載の導電性ボールの載置方法。
  8. 粘着材が形成された複数のパッドを有する基板上に対向配置されると共に、前記複数のパッドに対向する配列で形成され、前記複数のパッド上の夫々に１つの導電性ボールを載置するための複数のボール載置用貫通穴を有した導電性ボール載置用マスクであって、
    前記導電性ボール載置用マスクに、前記導電性ボール載置用マスクの上方と下方との間の空気の流通を行うと共に、前記導電性ボールの通過を阻止する貫通部を設け、前記貫通部を複数の前記ボール載置用貫通穴の間に配置したことを特徴とする導電性ボール載置用マスク。
  9. 前記貫通部は、貫通溝であることを特徴とする請求項８記載の導電性ボール載置用マスク。
  10. 請求項８又は９記載の導電性ボール載置用マスクの製造方法であって、
    薄板化されたシリコン基板を準備するシリコン基板準備工程と、
    前記シリコン基板上に、前記ボール載置用貫通穴の形成領域に対応する部分の前記シリコン基板を露出する第１の開口部と、前記貫通部の形成領域に対応する部分の前記シリコン基板を露出する第２の開口部とを有したレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
    前記レジスト膜をマスクとする異方性エッチングにより、前記複数のボール載置用貫通穴と前記貫通部とを同時に形成するボール載置用貫通穴及び貫通部形成工程と、
    前記ボール載置用貫通穴及び前記貫通部を形成後に、前記レジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含み、
    前記貫通部を、前記導電性ボールの通過を阻止するような形状に形成することを特徴とする導電性ボール載置用マスクの製造方法。
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