JP2009170688A - ステージおよびこれを用いたボール搭載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を搭載して移送可能なステージであって、基板の上に良好にマスクを重ねることができるステージを提供する。
【解決手段】基板を支持する基板支持面４１を備えた基板支持台４２と、基板支持台４２を上下に移動させる第１の駆動機構４４と、基板支持面４１の周囲に位置する上端面５１を備えた、外形が矩形状のフレーム５２と、フレーム５２を上下に移動させる第２の駆動機構５４とを有する。ステージ１０の移動先上方に固定された薄板状のマスクの下で第２の駆動機構５４によりフレーム５２を上方に動かし上端面５１がマスクに接したときにマスクを吸引吸着するための複数の第１の吸引孔５８が、フレーム５２の上端面５１の相対する一対の辺に沿って設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板上にマスクを介して導電性の微小ボールを搭載する際や、基板上にマスクを介してフラックスを塗布する際に、基板を支持するのに好適なステージおよびこれを用いたボール搭載装置に関するものである。

特許文献１には、ワークにフラックスを印刷（塗布）するスクリーン印刷ユニットと、フラックスが印刷されたワークにボール（微小粒子）を搭載するボール搭載ユニットとを有するボールマウンタ（微小粒子の配置装置）が開示されている。スクリーン印刷ユニットでは、印刷用マスクを介して、ワークにフラックスが塗布される。ボール搭載ユニットでは、充填用マスクを介して、ワークにボールが搭載される。このボールマウンタでは、スクリーン印刷ユニットとボール搭載ユニットとは、搬送方向に順番に並んで配置されており、ワークを搭載したテーブルを搬送方向に移動させながら、フラックス印刷およびボール搭載を含む処理を全自動で行う。

特許文献２には、ボール充填装置（ボール搭載ユニット）に好適なステージが開示されている。このステージは、基板の他方の面を支持する基板支持面と、基板支持面の周囲に位置し、マスクに接する上端面であって、基板支持面に対して上下方向に可変な上端面とを有している。このステージによれば、基板支持面に対して上下方向に可変する上端面が基板支持面の周囲に設けられているため、マスクの外周に歪みが生じても、その歪みの影響が基板に重なる領域に及ぶのを防止できる。
特開２００６−１７３１９５号公報 特開２００７−８８３４４号公報

近年、半導体デバイスなどの電極を有するデバイスは、処理速度の高速化や多機能化などに伴い、実装される回路が高密度化され、微細化される傾向にある。このため、そのようなデバイスを製造する過程において、基板（ワーク）に搭載される電極形成用の導電性ボール（導電性粒子、微細粒子）も微小になる傾向にある。現在、搭載が検討されている導電性ボールの一例は、直径１０〜５００μｍ程度の半田ボールである。

基板上に導電性ボールを搭載するためのマスクに形成される多数の開口は、それぞれの開口により、導電性ボールが基板上に搭載（配置）される位置を１つ１つ制御するためのものである。したがって、開口の大きさは、基板へ搭載（配置）する対象となる導電性ボールの径（直径）に依存する。同時に、マスクの厚みも配置の対象となる導電性ボールの直径に依存する。配置の対象となる導電性ボールの直径が小さくなるほど、基板上に導電性ボールを搭載するためのマスクは薄くする必要がある。基板上にフラックスを塗布するためのマスクについても同様である。

これらのマスクは、薄くなるほどハンドリングは難しくなる。マスクを基板にセットしたときにマスクの基板に対応する部分（基板に重なる部分）に歪みが生じると、種々の問題を生じさせる。例えば、基板上に導電性ボールを搭載するためのマスクに歪みが生じると、マスクと基板との間に隙間が形成され、その隙間に導電性ボールが入り込む。それらのボールは、迷いボールとなって、基板上の所望の位置に対してずれた位置に配置されたり、不要な位置に配置される（ダブルボールとなる）などの問題を生じさせるおそれがある。また、基板上にフラックスを塗布するためのマスクに歪みが生じると、基板上の所望の位置に対してずれた位置にフラックスが塗布されてしまうおそれがある。

本発明の一つの態様は、基板を搭載して移送可能なステージである。このステージは、基板を支持する基板支持面を備えた基板支持台と、基板支持台を上下に移動させる第１の駆動機構と、基板支持面の周囲に位置する上端面を備えた外形が矩形状のフレームと、フレームを上下に移動させる第２の駆動機構とを有する。このステージには、当該ステージの移動先上方に固定された薄板状のマスクの下で第２の駆動機構によりフレームを上方に動かし上端面がマスクに接し、そのときにマスクをフレームに吸引吸着するための複数の第１の吸引孔が、フレームの上端面の相対する一対の辺に沿って設けられている。

このステージによれば、移動先にあらかじめ固定されているマスクを、基板の周囲の外側において、基板支持台の周囲に設けられたフレームの上端面で支持する。このため、フレームの内側におけるマスクの歪みの発生を抑制でき、マスクが固定状態や温度変化などにより微小な弛みなどの歪みの要因を含んでいる状況であっても、その歪みまたは歪みの要因の影響が基板に重なる領域に及ぶのを抑制できる。

さらに、このステージによれば、基板支持台の周囲に位置するフレームの上端面に複数の第１の吸引孔が設けられている。このため、基板に対応する部分の外側においてマスクをステージのフレームに吸引吸着させることができる。このようにすることにより、基板の周囲の外側で、フレームの上端面でマスクを支持するだけではなく、マスクを上端面に吸着させて、マスクのフレームの内側、すなわち基板に対応する部分を、フレームの上端面を基準にして、張り、延ばし、あるいは傾きを微調整することができる。したがって、固定された状態のマスクに、傾き、歪み、撓みなどが存在しても、ステージ側のフレームの上端面を基準として調整（再調整、再設定、あるいは微調整）することができる。このため、ステージの移動先に固定されたマスクの基板に対応する部分を、ステージ側の基準で、ステージにより搬送される基板にいっそうマッチした状態にセットできる。したがって、第２の駆動機構によりフレームを上方に動かすのに前後して、第１の駆動機構により基板支持台を上方に動かして基板をマスクに対して所定の位置（高さ、離隔位置）にセットすることにより、歪みがさらに抑制されたマスクの基板に対応する部分（基板に重なる部分）を用いて基板を処理することができる。

フレームの各辺（４辺）に沿って複数の第１の吸引孔を一列または複数列設けても良い。本願発明者らの観測によると、フレームの四方に第１の吸着孔を設け、四方のすべてでマスクをフレームの上端面に吸着させるよりも、フレームの上端面の相対する一方の一対の辺（２辺）に沿って複数の第１の吸引孔を一列または複数列設け、一方の一対の辺に沿ってマスクを主に吸着する方が、マスクの基板に対応する部分に歪みが現れるのを抑制できる。したがって、複数の第１の吸引孔は、一方の一対の辺に沿った部分に限り設けることが好ましい。

また、このステージによれば、フレームの上端面に、さらに、第１の吸引孔が設けられた一対の辺と交差する方向に上端面の縁に達するように延びる複数の溝を、複数の第１の吸引孔と重ならない位置に設けることが好ましい。ステージの移動先上方に固定された薄板状のマスクの下で第２の駆動機構によりフレームを上方に動かして、上端面がマスクに接したときには、複数の第１の吸引孔によりマスクを吸引吸着することができる。また、第２の駆動機構によりフレームを下方に動かし、上端面がマスクと離れるときには、複数の溝から、複数の溝に沿って上端面とマスクとの間に空気が流入するため、フレームからマスクを容易に外すことができる。

さらに、このステージによれば、基板支持台の基板支持面に、基板を吸引吸着によって支持するための複数の第２の吸引孔を設けることが好ましい。ステージに基板を反りの少ない状態で保持することができる。

このステージは、ボール搭載装置に好適に用いることができる。すなわち、本発明の他の態様は、上述のようなステージと、スキージを備えるフラックス塗布装置と、導電性ボールを搭載するボール充填装置と、ステージを、フラックス塗布装置のフラックス塗布用マスクおよびボール充填装置のボール搭載用マスクの下側に順番に移動する移動機構とを有するボール搭載装置である。フラックス塗布装置は、スキージを移動させることにより、多数の第１の開口を備えた薄板状のフラックス塗布用マスクを介して、基板にフラックスを塗布する。ボール充填装置は、多数の第２の開口を備えた薄板状のボール搭載用マスクの多数の第２の開口に導電性ボールを充填することにより、ボール搭載用マスクを介して基板に導電性ボールを搭載する。このボール搭載装置において、ステージは、移動先のフラックス塗布用マスクおよびボール搭載用マスクのそれぞれのマスクに対し、第２の駆動機構によりフレームを上方に動かし複数の第１の吸引孔を用いてそれぞれのマスクを吸着させ、第２の駆動機構によりフレームを下方に動かしてそれぞれのマスクから離す動作を繰り返す。

このボール搭載装置によれば、ステージの移動先のフラックス塗布用マスクおよびボール搭載用マスクのそれぞれの基板に面する部分を、ステージのフレームを基準として再設定できる。したがって、フラックス塗布用マスクにおいては、その歪みによる影響を抑制できるため、基板の所望の位置にフラックスを塗布することができる。また、ボール搭載用マスクにおいても、その歪みによる影響を抑制できるため、迷いボールなどを生じさせることなく、基板に導電性ボールを良好に搭載することができる。

このボール搭載装置では、ステージの複数の第１の吸引孔は、フラックス塗布装置のスキージの移動方向と交差する方向に沿って配置することが好ましい。ボール充填装置において、ボール搭載用マスクを介して基板に導電性ボールを搭載する場合と比べ、フラックス塗布装置において、フラックス塗布用マスクを介して基板にフラックスを塗布する場合には、スキージによりフラックス塗布用マスクが強く押される。このため、スキージの移動方向と交差する方向に沿って複数の第１の吸引孔を配置し、フラックス塗布用マスクにスキージの移動方向とほぼ同じ方向に張力が与えられるようにすると、フラックス塗布用マスクの歪みを効率良く抑制できる。

本発明のさらに異なる態様の１つは、上記に記載のステージと、多数の開口を備えた薄板状のマスクを介して、基板を処理する複数の処理ユニットと、ステージを、複数の処理ユニットのマスクの下側に順番に移動する移動機構とを有する基板処理装置である。ステージは、複数の処理ユニットのそれぞれに対し、第２の駆動機構によりフレームを上方に動かし複数の第１の吸引孔を用いて吸着させ、第２の駆動機構によりフレームを下方に動かして離す動作を繰り返す。

本発明のさらに異なる態様の１つは、基板処理装置により基板を処理する方法である。基板処理装置は、この処理する方法にしたがってマイコンなどの制御装置により制御することができる。基板処理装置は、基板を搭載して移送可能なステージと、多数の開口を備えた薄板状のマスクを介して基板を処理する複数の処理ユニットと、ステージを、複数の処理ユニットのマスクの下側に移動する移動機構とを有する。ステージは、基板の周囲に位置する上端面を備えたフレームと、フレームを上下に移動させる駆動機構とを含み、フレームには上端面に開いた複数の第１の吸引孔が設けられている。当該方法は、ステージを移動機構により、複数の処理ユニットのいずれかの処理ユニットの下側に移動させることと、その処理ユニットのマスクに対し、駆動機構によりフレームを上方に動かし複数の第１の吸引孔を用いて、その処理ユニットのマスクを吸着させることと、駆動機構によりフレームを下方に動かして、その処理ユニットのマスクを離すこととを含む。

ステージは、基板を支持する基板支持面を備えた基板支持台と、基板支持台を上下に移動させる第１の駆動機構とを有し、当該方法は、フレームを上方に動かすのと連動し、同時に、あるいは前後して、基板支持台を上方に動かし基板をマスクに対して所定の位置（高さ、離隔位置）に配置することを含んでも良い。当該方法によれば、マスクを介してフラックスを基板に塗布したり、マスクを介して基板にボールを配置したりすることができる。その後、当該方法は、フレームを下方に動かすのと連動し、同時に、あるいは前後して、基板支持台を下方に動かし基板をマスクから離して次の処理ユニットへ移動する準備をすることを含んでも良い。

基板処理装置の複数の処理ユニットの１つは、多数の第１の開口を備えた薄板状のフラックス塗布用マスクを介して、基板にフラックスを塗布するフラックス塗布装置である。この基板処理装置を用いて基板を処理する方法は、ステージを移動機構により、フラックス塗布用マスクの下側に移動させることと、フラックス塗布用マスクに対し、駆動機構によりフレームを上方に動かし複数の第１の吸引孔を用いてフラックス塗布用マスクを吸着させることと、駆動機構によりフレームを下方に動かしてフラックス塗布用マスクを離すこととを含む。

基板処理装置の複数の処理ユニットの１つは、多数の第２の開口を備えた薄板状のボール搭載用マスクを介して基板に導電性ボールを搭載するボール充填装置である。この基板処理装置を用いて基板を処理する方法は、ステージを移動機構により、ボール搭載用マスクの下側に移動させることと、ボール搭載用マスクに対し、駆動機構によりフレームを上方に動かし複数の第１の吸引孔を用いてボール搭載用マスクを吸着させることと、駆動機構によりフレームを下方に動かしてボール搭載用マスクを離すこととを含む。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。図１は、ボール搭載装置（搭載装置、ボールマウントシステム、ボールマウンタ）１の一例をＸ−Ｙ平面図（上面図）により示している。図２は、図１のボール搭載装置１の一部をＸ−Ｚ平面図（正面図）により模式的に示している。

図１および図２に示すボール搭載装置１は、マスクを用いて基板を処理する基板処理装置の一例であり、基板（ワーク、ワークピース、対象物）１００上の所定の位置（所望の位置）に導電性ボールＢ（図１４（ｃ）参照）を搭載するための装置である。本例のボール搭載装置１は、２次元的にマトリックス状に複数の電極が設けられた、公称８インチまたは１２インチの円形の半導体ウエハ（以下、単にウエハという）を基板１００として、この基板（ウエハ）１００の複数の電極の上に複数の導電性ボールＢを２次元的にマトリックス状に配列し、導電性ボールＢが取り付けられた基板を製造する。

ウエハ１００の電極の上に搭載される導電性ボールＢは、ウエハ１００を切断してチップを形成したときに、チップ同士あるいはチップと配線および／またはプリント基板との電気的な接続を得るために機能するものである。この装置により搭載される導電性ボール（配置の対象の導電性ボール）Ｂの直径は、例えば１ｍｍ以下、具体的には、１０〜５００μｍ程度である。このような導電性ボールＢは、微小ボール、マイクロボール、微小粒子、微細粒子などと呼ばれることもある。導電性ボールＢには、例えば、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）、金あるいは銀などの金属製のボール、セラミックス製のボールあるいはプラスチック製のボールに導電性のメッキなどの処理が施されたものが含まれる。本例では、導電性ボールＢとして、直径９０μｍ程度の半田ボールをウエハ１００に配置（搭載）する。

このボール搭載装置１は、ウエハ１００をロード（供給）およびアンロード（収納）するローダ・アンローダ装置２と、ウエハ１００を搬送する搬送ロボット３と、ウエハ１００を搭載して移送させるステージ１０を備える移送システム４と、ウエハ１００の粗位置合わせ（プリアライメント）を行うプリアライメント装置５と、ウエハ１００の反りを矯正する矯正装置６と、フラックスを塗布するフラックス塗布装置（フラックス印刷装置、スクリーン印刷装置）７と、複数の導電性ボールＢを搭載（配列）するボール充填装置８とを有している。フラックス塗布装置７は、ウエハ１００の複数の電極の上にフラックス塗布用マスク２１を介してウエハ１００と導電性ボールＢとを結合させるための素材であるフラックスを塗布するユニットであり、多数の開口を備えたマスクを介して基板を処理する基板処理ユニットの１つである。ボール充填装置８は、ウエハ１００の複数の電極の上にボール搭載用マスク３１を介して複数の導電性ボールＢを搭載（配列）するユニットであり、多数の開口を備えたマスクを介して基板を処理する基板処理ユニットの１つである。矯正装置６、フラックス塗布装置７、およびボール充填装置８は、一方向（Ｘ方向、搬送方向）に並んで配置されている。移送システム４、矯正装置６、フラックス塗布装置７、ボール充填装置８などは、制御ユニット２００によりその動作が制御されるようになっている。

ローダ・アンローダ装置２は、ウエハ１００をロード（供給）する第１のパッケージ２ａと、ウエハ１００をアンロード（収納）する第２のパッケージ２ｂとを有している。なお、ローダ・アンローダ装置２が備えるパッケージは１つであっても良い。搬送ロボット３は、ローダ・アンローダ装置２の第１のパッケージ２ａからウエハ１００をプリアライメント装置５の上方に搬入し、プリアライメント装置５からウエハ１００を移送システム４のステージ１０の上に搬送し、ステージ１０の上からウエハ１００をローダ・アンローダ装置２の第２のパッケージ２ｂに搬出する。

移送システム４は、ステージ１０と、ステージ移動装置（移動機構）１１とを含む。ステージ１０は、ウエハ１００を搭載して保持するとともにウエハ１００をＺ方向に上下に動かし、さらに、Ｘ−Ｙ平面において回転させてθ方向の調整を行うＸＹＺθステージである。移動装置１１は、このステージ１０を主にＸ方向に移動させる。ステージ移動装置１１は、Ｘ軸テーブルに加え、Ｙ軸テーブルおよびＺ軸テーブルを備えていても良い。ステージ移動装置１１は、ステージ１０を、フラックス塗布用マスク２１およびボール搭載用マスク３１の下側に順番に移動させる。このボール搭載装置１では、移動装置１１は、ステージ１０にウエハ１００をステージ１０の上に搭載して、ウエハ１００を、矯正装置６、フラックス塗布装置７、ボール充填装置８、およびそれらの間の任意の位置に移送することができる。

ウエハ１００は、減圧吸引などの方法により反りが矯正された状態で、ステージ１０の上（本例ではＸ−Ｙ平面）に保持される。ウエハ１００をステージ１０に保持する方法の一例は、減圧吸引であるが、ウエハ１００をステージ１０に保持する機構は、減圧吸引（吸引吸着）に限定されるものではなく、静電チャックのようなものであってもよく、また、複数の機構を併用することも可能である。

フラックス塗布装置７は、スキージ２２とスキージ移動装置２３を備えるスクリーン印刷装置である。このフラックス塗布装置７では、多数の第１の開口を備えた薄板状のフラックス塗布用マスク２１がウエハ１００に重ねられ、スキージ２２が移動されることにより、フラックス塗布用マスク２１を介して、ウエハ１００にフラックスが塗布される。フラックス塗布用マスク２１の複数の第１の開口は、フラックスをウエハ１００の所定の場所に塗布するためのものであり、それぞれの開口の径は、搭載する導電性ボールＢのサイズに対応したものである。

ボール充填装置８は、多数の第２の開口３１ａ（図１２参照）を備えた薄板状のボール搭載用マスク３１をウエハ１００に重ね、ボール搭載用マスク３１の多数の第２の開口３１ａに導電性ボールＢを充填することにより、ボール搭載用マスク３１を介してウエハ１００に導電性ボールＢを搭載するものである。ボール搭載用マスク３１の複数の第２の開口３１ａは、導電性ボールＢをウエハ１００の所定の場所に配置するためのものであり、それぞれの開口の径は、導電性ボールＢのサイズに対応したものである。

詳しくは、ボール充填装置８は、２つの回転式のヘッド３２と、これらのヘッド３２を移動させるヘッド移動装置３３とを備えている。これらヘッド３２は、ボール搭載用マスク３１の表面（上面、Ｘ−Ｙ平面）を自転しながら移動する。多数の導電性ボールＢは、ヘッド３２の回転によりヘッド３２により囲われ、ボール搭載用マスク３１の表面の限られた部分に保持される。したがって、これら２つのヘッド３２によって、導電性ボールＢが集中して存在する独立した２つの部分（動区域）がマスク３１の上に形成される。

２つのヘッド３２は、それらの間隔を所定の間隔に保った状態で、ヘッド移動装置３３により移動される。より具体的には、２つのヘッド３２は、２つの動区域がボール搭載用マスク３１の表面のうちの導電性ボールＢを充填する領域の全域をカバーするように、所定のルートで移動される（所定の軌跡をなすように移動される）。２つのヘッド３２により形成される２つの動区域がボール搭載用マスク３１の第２の開口３１ａを通過するときに、導電性ボールＢはボール搭載用マスク３１の第２の開口３１ａに充填され、マスク３１を介して導電性ボールＢがウエハ１００の電極の上に搭載される。

ボール搭載用マスク３１の第２の開口３１ａに導電性ボールＢが充填されることにより、ヘッド３２に保持されている導電性ボールＢが消費される。このため、ヘッド３２を移動させながらヘッド３２を介して動区域内に導電性ボールＢがそれぞれ補給されるように、ボール充填装置８は、ボール補給装置を備えていても良い。また、ボール充填装置８が備えるヘッド３２の数は２つに限らず、１つであってもよく、３つ以上であっても良い。さらにボール充填装置８が備えるヘッド３２は回転式のものに限らない。ヘッド３２は、導電性ボールＢをボール搭載用マスク３１の表面で移動させることができるものであればよい。

このボール搭載装置１は、第１のパッケージ２ａより取り出されたウエハ１００をプリアライメント装置５においてθ補正した後、ウエハ１００をステージ１０に移動させ、引き続き、矯正装置６においてウエハ１００の反りを矯正し、ウエハ１００をステージ１０に固定する。その後、ステージ１０はフラックス塗布装置７に移動し、ウエハ１００の所定の位置にフラックスを塗布し、さらにステージ１０はボール充填装置８に移動し、ウエハ１００に導電性ボールＢを搭載する。その後、ステージ１０は搬送ロボット３の位置に戻り、導電性ボールＢが搭載されたウエハ１００が第２のパッケージ２ｂに収納される。これら一連の処理は全自動で行われる。

図３は、図１のボール搭載装置１が備えるステージ１０の一例をＸ−Ｙ平面図（上面図）により示している。図４は、図３のステージ１０を分解斜視図により示している。このステージ１０は、ウエハ１００を支持（サポート）し、Ｚ方向に上下にウエハ１００を移動する基板サポートユニット４０と、基板サポートユニット４０を支持し、θテーブルとしての機能を備えたベースユニット５０とを有する。ベースユニット５０は、さらに、マスク（フラックス塗布用マスク２１、ボール搭載用マスク３１）を支持（サポート）するフレーム５２と、このフレーム５２をＺ方向に上下に移動する機能を含み、マスクサポートユニットとしても機能する。

基板サポートユニット４０は、ウエハ１００を支持する平坦な基板支持面４１を備えた基板吸着治具（ウエハ吸着治具、基板支持台）４２と、基板吸着治具４２を搭載する基板吸着治具ベース４３と、基板吸着治具ベース４３を上下に移動させることにより基板吸着治具４２を上下に移動させる第１の駆動機構４４と、第１の駆動機構４４が固定されている第１の支持部材（第１の支持フレーム）４５と、第１の支持フレーム４５に固定されているリフトピン４６とを備えている。リフトピン４６には、内部に、ウエハ１００を吸着する吸着孔４６ａが形成されている。吸引孔４６ａは、バキュームポンプ（バキュームジェネレータ、図示せず）と接続（連通）されている。この中空のリフトピン（ウエハ吸着ピン、基板吸着ピン）４６は、ウエハ１００を基板支持面４１から離す（相対的に持ち上げる）とともに、ウエハ１００を吸着支持することができる。

基板吸着治具４２は、ウエハ１００を搭載および支持する台（プラットフォーム）として機能する。基板吸着治具４２は、円盤状であり、その上面がウエハ１００の下面を支持する基板支持面４１となる。基板吸着治具４２には、基板支持面４１に開口端があり、ウエハ１００を吸引吸着によって保持（支持）するための複数の吸引孔（第２の吸引孔）４７が設けられている。複数の第２の吸引孔４７は、それぞれ、第１のバキュームポンプ（バキュームジェネレータ、図示せず）と接続（連通）されている。複数の第２の吸引孔４７を介してバキュームジェネレータにより平坦に加工された基板支持面４１とウエハ１００の下面との間を負圧にし、基板支持面４１にウエハ１００の下面を密着させる。この吸引吸着により、ウエハ１００の動きをステージ１０の動きに同調させることができ、さらに、ウエハ１００の上面の平坦度を高めることができるようになっている。また、基板吸着治具４２の基板支持面４１の中心近傍には、中心に対して対称な位置に配置された複数のリフトピン４６が突没する複数の開口４８が設けられている。

基板吸着治具４２は、少なくとも中央部分が磁性体材料によって形成されており、基板吸着治具４２は、磁石８１（図７および図８参照）により、磁気的に基板吸着治具ベース４３の上に保持されている。基板吸着治具ベース４３の中央には、基板吸着治具４２の突出部４２ａ（図１１参照）が入り込む中心孔４３ａが設けられている。リフトピン４６は中心孔４３ａから上方に突出するように配置されている。したがって、基板吸着治具４２が基板吸着治具ベース４３に連動して下降すると、開口４８を介して、リフトピン４６が基板支持面４１から上方に突出する。

この基板サポートユニット４０では、第１の駆動機構４４を動作させることにより、基板吸着治具ベース４３が上下に移動し、基板吸着治具ベース４３に連動（同調）して基板吸着治具４２が上下に移動する。基板吸着治具ベース４３および基板吸着治具４２を下降させるとリフトピン４６が上方に突出し、ロボットアーム３により保持されたウエハ１００をリフトピン４６に搭載できる。基板吸着治具ベース４３および基板吸着治具４２を所定の高さ（リフトピン４６が基板吸着治具４２から突出しない高さ）まで上昇させると、基板吸着治具４２の基板支持面４１にウエハ１００を搭載できる。さらに、複数の第２の吸引孔４７から空気を吸引することにより、基板吸着治具４２の基板支持面４１にウエハ１００を反りが少ない状態で吸引吸着できる。また、基板吸着治具ベース４３および基板吸着治具４２を下降させると、中心孔４３ａおよび基板吸着治具４２の開口４８を介してリフトピン４６が基板支持面４１の上方に突出し、リフトピン４６によりウエハ１００が支持される。したがって、基板吸着治具４２からウエハ１００を外し、ロボットアーム３によりウエハ１００を取り除くことができる。

ベースユニット５０は、移動装置１１に支持される第２の支持部材（第２の支持フレーム）５５と、第２の支持フレーム５５に固定されたダイレクトドライブモータ（ＤＤモータ）５６とを備えている。ダイレクトドライブモータ５６には、基板サポートユニット４０の第１の支持フレーム４５が搭載あるいは接続されている。ダイレクトドライブモータ５６は、θテーブルとして機能する。すなわち、ダイレクトドライブモータ５６によって基板サポートユニット４０を回転させることにより、基板サポートユニット４０に搭載されたウエハ１００は、そのθ位置が調整される。ベースユニット５０は、さらに、基板支持面４１の周囲に位置する上端面５１を備えた外形が矩形状のマスクサポート治具（フレーム）５２と、マスクサポート治具５２を搭載するマスクサポート治具ベース５３と、マスクサポート治具ベース５３を上下に移動させることによりマスクサポート治具（マスクサポートフレーム）５２を上下に移動させる第２の駆動機構５４とを有している。第２の駆動機構５４は、第２の支持フレーム５５に固定されている。

マスクサポートフレーム５２は、ステージ１０の側で、移動先のマスクを支持する機能を果たす。すなわち、マスクサポートフレーム５２の上端面５１が、移動先でマスク２１およびマスク３１のそれぞれに接することで、ウエハ１００の外側で、マスク２１およびマスク３１をそれぞれ支持する。マスクサポートフレーム５２は、マスクサポート取付治具５７により、マスクサポート治具ベース５３の上に着脱可能な状態で機械的に保持（固定）されている。ウエハ１００のサイズおよび形状に合わせて、基板吸着治具４２が変わると、基板吸着治具４２の形状にマッチするマスクサポートフレーム５２をベース５３に装着（交換）できる。

マスクサポートフレーム５２には、上端面５１に開口端が表れた複数の吸引孔（第１の吸引孔）５８が設けられている。ステージ１０の移動先において、ステージ１０の上方に固定された薄板状のマスク２１または３１の下で第２の駆動機構５４によりマスクサポートフレーム５２を上方に動かし上端面５１がマスク２１または３１に接したときに、複数の吸引孔（第１の吸引孔）５８により上端面５１とマスク２１または３１の下面との間から空気を吸引する。これにより、マスク２１または３１をマスクサポートフレーム５２の上端面５１に吸引吸着できる。

このマスクサポートフレーム５２においては、複数の第１の吸引孔５８は、マスクサポート治具５２の上端面５１の相対する一対の辺（一方の一対の辺）に沿った部分に限り設けられている。本例では、この一方の一対の辺５２ａおよび５２ｂを結ぶ方向は、フラックス塗布装置７のスキージ２２の移動方向（Ｙ方向）である。そして、複数の第１の吸引孔５８は、一方の一対の辺５２ａおよび５２ｂの延びた方向、すなわち、Ｘ方向に配列されている。このため、複数の第１の吸引孔５８は、フラックス塗布装置７のスキージ２２の移動方向（Ｙ方向）と交差する方向、例えば直交する方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。また、複数の第１の吸引孔５８は、それぞれ、第２のバキュームポンプ（バキュームジェネレータ、図示せず）と接続されている。

また、マスクサポートフレーム５２には、上端面５１に対して凹んだ溝であって、複数の第１の吸引孔５８が設けられた一対の辺と交差する方向、例えば直交する方向（Ｙ方向）に、上端面５１の縁に達するように延びる複数の溝（空気拡散用溝）５９が、複数の第１の吸引孔５８と重ならない位置に設けられている。空気拡散用溝５９は、上方がオープンで縁５２ａおよび５２ｂまで達しており、上端面５１にマスク２１または３１が密着した場合であっても溝５９は外気に通じている。

このステージ１０では、ステージ１０の移動先上方に固定された薄板状のマスク２１の下で第２の駆動機構５４によりマスクサポートフレーム５２を上方に動かして、上端面５１がマスク２１に接し、複数の第１の吸引孔５８によりマスク２１を上端面５１に吸引吸着できる。それと同時に、あるいは前後して、第１の駆動機構４４により基板吸着治具４２を上方に動かしてウエハ１００をマスク２１に対して所定の高さにセットできる。ウエハ１００をマスク２１の裏面に密着させても良いし、ウエハ１００の上面をマスク２１の裏面から微小距離だけ離れた位置にセットしても良い。

マスク２１を用いたウエハ１００の処理が終了すると、第２の駆動機構５４によりマスクサポートフレーム５２を下方に動かす。このとき、上端面５１とマスク２１の裏面との間には、上端面５１に沿ってウエハ１００の方向に奥まで延びた複数の空気拡散用溝５９から空気が流入する。したがって、上端面５１の端５２ａおよび５２ｂから離れたウエハ１００に近い位置であっても、上端面５１の端５２ａおよび５２ｂとほぼ同じ条件で剥離できる。このため、マスクサポートフレーム５２からマスク２１を容易に外すことができる。また、マスクサポートフレーム５２を下げてマスク２１から外すときに、上端面５１とマスク２１とが密着状態で、マスク２１を下側に引っ張り、マスク２１に余計な応力を加え、マスク２１を歪めたり変形させたりするようなことを抑制できる。

マスクサポートフレーム５２を下方に動かす際に、吸引孔５８から空気を吹き出し、密着状態を解除しても良い。しかしながら、吸引する際は、マスク２１は、上端面５１により支持されるので変形するとしても上端面５１に沿った形状になるだけなのに対し、空気を吹き出すとマスク２１の変形が予測できない。したがって、本例のように、複数の空気導入用の溝５９を設けて、自然にマスク２１がマスクサポートフレーム５２から離脱するようにすることが望ましい。第２の駆動機構５４によりマスクサポートフレーム５２を下げるのと同時に、あるいは前後して、第１の駆動機構４４により基板吸着治具４２を下げてウエハ１００をマスク２１から離し、ステージ１０の移動に備える。上記では、塗布用のマスク２１について説明したが、ステージ１０は、搭載用のマスク３１に対しても同様に動作する。

このステージ１０では、第１の駆動機構４４により、基板吸着治具４２が上下に移動するとともに、第２の駆動機構５４によりマスクサポート治具５２が、基板吸着治具４２とは独立して上下に移動する。図５は、ベースユニット５０を、マスクサポートフレーム５２を取り外した状態で、Ｘ−Ｙ平面図（上面図）により示している。図６は、ベースユニット５０を、マスクサポートフレーム５２を取り外した状態で、Ｙ−Ｚ平面図（側面図）により示している。

第２の駆動機構５４は、マスクサポート治具ベース５３の四隅に設けられた４つのスライドユニット６１と、駆動ベルト６９により４つのスライドユニット６１を回転駆動するためのサーボモータ６２とを備えている。４つのスライドユニット６１は、それぞれ、ねじ軸６３とナット６４とを備えたボールねじ６５と、ねじ軸６３の下端に設けられたプーリー６６と、ナット６４に固定されたスライダー６７と、スライダー６７のスライドを支持するスライドヘッド６８とを備えている。それぞれのスライドユニット６１は、固定部材６１ａを介して第２の支持フレーム５５に固定されている。ナット６４は、スライダー６７を介してマスクサポート治具ベース５３に連結されている。各スライドユニット６１のプーリー６６と、サーボモータ６２の回転軸６２ａに繋がったプーリー６２ｂとの間には、ベルト６９が架け渡されている。

また、４つのスライドユニット６１のうちの１つには、マスクサポート治具５２の位置を検知するための上限センサ７１、原点センサ７２、および下限センサ７３が設けられている。各センサ７１、７２、および７３としては、例えば、スリットを介してレーザー光を検知する光センサを用いることができる。

サーボモータ６２を回転させると、ベルト６９により連結された４つのスライドユニット６１のボールねじ６５のねじ軸６３が同期して回転する。このため、四隅に配置された４つのスライドユニット６１により、マスクサポート治具ベース５３は四隅が同時に同量だけ上方または下方に同期して動く。したがって、これら４つのスライドユニット６１と４つのスライドユニット６１を同期して動かすことができるサーボモータ６２とを備えた第２の駆動機構５４により、マスクサポート治具ベース５３およびマスクサポートフレーム５２を、姿勢を変えずに、傾いたりすることなく、上下に移動することができる。

ステージ１０では、基板吸着治具ベース４３を上下に動かす第１の駆動機構４４にも、第２の駆動機構５４と同様の構成が採用されている。すなわち、図４に示すように、第１の駆動機構４４も、４つのスライドユニット６１を備え、それらはベルト６９を介してサーボモータ（不図示）により同期して駆動される。したがって、基板吸着治具ベース４３および基板吸着治具４２、さらに、ウエハ１００を、姿勢を変えずに、傾いたりすることなく、上下に移動することができる。

図７は、基板サポートユニット４０を、第１の駆動機構４４を省略した状態で、Ｘ−Ｙ平面図（上面図）により示している。図７においては、基板吸着治具ベース４３に基板吸着治具４２が固定（ロック）されている状態を示している。図８は、図７中のVIII−VIII線に沿って切断した断面図を示している。図９は、基板サポートユニット４０を、第１の駆動機構４４を省略した状態で、Ｘ−Ｙ平面図（上面図）により示している。図９においては、基板吸着治具ベース４３に対して基板吸着治具４２がフリーである状態を示している。図１０は、図９中のX−X線に沿って切断した断面図を示している。図１１は、基板サポートユニット４０において、基板吸着治具ベース４３から基板吸着治具４２を取り外した状態をＹ−Ｚ平面図（側面図）により示している。

基板吸着治具４２は、基板吸着治具ベース４３に、磁石８１により固定されている。また、磁石８１と基板吸着治具４２との間に磁力を遮蔽する遮蔽板８４ａを出し入れすることにより、基板吸着治具４２を基板吸着治具ベース４３からワンタッチで取り外すことができるようになっている。

基板吸着治具ベース４３の中央部の下側には、磁石取付部品８２により磁石８１が固定されている。磁石８１の下側は、磁石蓋８３によりカバーされている。基板吸着治具４２の中央には、下方に突き出た突出部４２ａが設けられており、その下端を構成する円板４２ｂは磁性体となっている。基板吸着治具ベース４３に基板吸着治具４２を乗せると、突出部４２ａが基板吸着治具ベース４３の中央の中心孔４３ａを通って磁石８１と対面する。突出部４２ａと磁石８１との間には、磁性体からなる遮蔽板（遮蔽部）８４ａを有し、基板吸着治具ベース４３に対してスライドするスライド部材８４が設けられている。スライド部材８４には、スライダー８５が取り付けられており、基板吸着治具ベース４３に取り付けられたレール８６に沿ってＸ方向にスライドする。また、スライド部材８４には、レバー取付部品８７を介してレバー８８が取り付けられている。スライド部材８４を図９および図１０に示す位置にスライドさせたときに、スライド部材８４がリフトピン４６に干渉しないように、スライド部材８４には、リフトピン逃げ溝８４ｂが設けられている。

また、スライド部材８４には、治具抜け防止部品８９が設けられている。スライド部材８４を図７および図８に示す位置にスライドさせることにより、基板吸着治具４２に設けられたロック溝９０（図１１参照）に治具抜け防止部品８９が入り込むようになっている。また、スライド部材８４を図９および図１０に示す位置にスライドさせることにより、基板吸着治具４２に設けられたロック溝９０から治具抜け防止部品８９が外れるようになっている。さらに、基板吸着治具４２は、基板吸着治具ベース４３から取り外すときに把持するための取手部９２を備えている。また、レバー取付部品８７は、ロック位置およびフリー位置の位置決めを行うフリー／ロック位置決めピン９３を備えている。基板吸着治具ベース４３のロック位置およびフリー位置に対応する位置には、フリー／ロック位置決めピン９３が嵌合する孔（図示せず）が形成されている。

ステージ１０においては、レバー８８を持ち、スライド部材８４を図７および図８に示す位置に水平にスライドさせることにより、スライド部材８４の遮蔽板８４ａは、磁石８１の上方から退避する。このようにすることにより、基板吸着治具４２の突出部４２ａを構成する円板４２ｂと磁石８１とが磁気的にカップリングする。また、同時に、ロック溝９０に治具抜け防止部品８９が挿入される。したがって、基板吸着治具ベース４３に基板吸着治具４２が磁石８１により固定（ロック）され、基板吸着治具４２と基板吸着治具ベース４３とが一体化し、これらが同調して動くようにできる。

レバー８８を持ち、図７および図８とは逆方向に、スライド部材８４を図９および図１０に示す位置に水平にスライドさせる。レバー８８をフリー位置になるまでスライドさせることにより、遮蔽板８４ａが基板吸着治具４２の突出部４２ａと磁石８１との間に入る。これにより磁石８１の磁力が遮蔽される。同時に、治具抜け防止部品８９がロック溝９０から外れる。このようにすることにより、基板吸着治具４２を基板吸着治具ベース４３から外すことができる。したがって、基板吸着治具４２を交換できる。

ステージ１０により搬送するウエハ１００のサイズ、厚み、または形状が異なる場合、それぞれのウエハ１００に対応する基板吸着治具４２に交換する必要がある。また、基板吸着治具４２の形状が変わると、その外周部分を覆うマスクサポートフレーム５２も交換する必要がある。基板吸着治具４２は、上記のような、基板吸着治具４２の取り付け機構により、ステージ１０の基板サポートユニット４０に対しワンタッチで簡単に交換できる。

マスクサポートフレーム５２は、ベースサポートユニット５０のマスクサポート取付治具５７をオフとすることによりマスクサポート治具ベース５３から取り外すことができる。そして、異なるマスクサポートフレーム５２をマスクサポート治具ベース５３に乗せてマスクサポート取付治具５７をオンにすることにより、マスクサポートフレーム５２をマスクサポート治具ベース５３に固定でき、これらを一体で動かせるようになる。

基板吸着治具４２およびマスクサポート治具５２の着脱方法について説明する。基板吸着治具４２およびマスクサポート治具５２を取り外すときは、以下のようにする。

まず、レバー８８をフリー位置になるまでスライドさせる、すなわち、図７および図８の状態でレバー８８を右側に移動させ、図９および図１０の状態とする。このようにすることにより、治具抜け防止部品８９がロック溝９０から抜ける。また、磁石８１と円板４２ｂとの間に遮蔽板８４ａが入り込み、磁石８１の磁力線が円板４２ｂに届かなくなる。これにより、基板吸着治具４２は、基板吸着治具ベース４３から外れるようになるため、取手部９２を持ち、基板吸着治具４２を上方に移動させて取り外す。次に、マスクサポート取付治具５７をオフ（フリー）にしてマスクサポートフレーム５２をマスクサポート治具ベース５３から取り外す。以上により、基板吸着治具４２およびマスクサポート治具５２を取り外すことができる。

基板吸着治具４２およびマスクサポート治具５２を取り付ける場合は、以下のようにする。先ず、基板吸着治具４２に適合する形状のマスクサポートフレーム５２をマスクサポート治具ベース５３上に載置し、マスクサポート取付治具５７をオン（クローズ）にして固定する。次にレバー８８がフリー位置であることを確認する。基板吸着治具４２の突出部４２ａを基板吸着治具ベース４３の中心孔４３ａに挿入し、基板吸着治具４２を基板吸着治具ベース４３の上に置く。この時点では、磁石８１は遮蔽板８４ａによりシールドされているため、不用意に基板吸着治具４２が吸着することはない。基板吸着治具４２を回転させ、ロック溝９０と治具抜け防止部品８９との位置を合わせる。レバー８８をロック位置となるまでスライドさせる、すなわち、図９および図１０の状態でレバー８８を左側に移動させ、図７および図８の状態とする。このようにすることにより、治具抜け防止部品８９がロック溝９０に係る。また、磁石８１と円板４２ｂとの間から遮蔽板８４ａが退避するため、円板４２ｂと磁石８１とが磁気的に吸引する。これにより、基板吸着治具４２は基板吸着治具ベース４３上に固定される。以上により、基板吸着治具４２およびマスクサポート治具５２をセットすることができる。

次に、ボール搭載用マスク３１の取り付け機構について説明する。図１２は、図１のボール搭載装置１が備えるボール充填装置８にボール搭載用マスク３１がセットされている状態を、Ｘ−Ｙ平面図（上面図）により模式的に示している。図１３は、図１のボール搭載装置１が備えるボール充填装置８にボール搭載用マスク３１がセットされている状態を、Ｘ−Ｚ平面図（正面図）により模式的に示している。

ボール搭載用マスク３１は、マスク枠１１１の下部に樹脂製のシート１１２を介して固定され、マスクユニット１１３となっている。マスク枠１１１とシート１１２との間およびシート１１２とボール搭載用マスク３１の間は、接着剤などにより固定されている。マスク枠１１１の正面側（手前側）の部分には、取手１１４が設けられている。マスクユニット１１３は、ボール充填装置８に設けられているマスクテーブル１１５に取り付けられる。マスクテーブル１１５は、ボール搭載装置１のベースフレームに対して固定されており、マスクテーブル１１５にマスクユニット１１３を取り付けることにより、マスクユニット１１３のマスク３１のボール搭載装置１におけるＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置およびθ方向の向きが決まる。マスクテーブル１１５の下には、一対のマスク枠ガイド１１６が設けられており、マスクユニット１１３は、マスク枠ガイド１１６に沿って、前後方向（Ｙ方向）に移動できるようになっている。マスクユニット１１３を引き出す際には、取手１１４を用いて正面側（手前側）に引っ張ればよい。

また、マスク枠ガイド１１６の奥側には、度止め１１７が設けられている。マスクユニット１１３は、度止め１１７で止まるため、マスクユニット１１３の前後方向（Ｙ方向）の位置が決まる。なお、マスクユニット１１３の左右方向（Ｘ方向）の位置は、マスク枠ガイド１１６によって決まる。

さらに、十分にマスクユニット１１３を固定するために、マスクユニット１１３の四隅と対応する位置に、エアシリンダ１１８が設けられている。エアシリンダ１１８がオンになると、エアシリンダ１１８により、マスク枠１１１がマスク枠ガイド１１６に押圧され、マスク枠１１１が、エアシリンダ１１８とマスク枠ガイド１１６に挟みこまれ、マスク枠１１１がマスクテーブル１１５に対して固定される。これにより、マスクユニット１１３の上下方向（Ｚ方向）の位置が決まる。

フラックス塗布用マスク２１の取り付け機構も、基本的には、ボール搭載用マスク３１の取り付け機構と同様である。しかしながら、フラックスを塗布する際は、スキージ２２をフラックス塗布用マスク２１に押圧しながら後側から前側（Ｙ方向プラス側からＹ方向マイナス側）に移動させるため、ボール搭載用マスク３１と比べてフラックス塗布用マスク２１が前側（Ｙ方向マイナス側）に移動しやすい。このため、フラックス塗布装置７には、マスク枠ガイドの前側に２つのトグルクランプが設けられており、これによりマスクユニット（フラックス塗布用マスク２１）が固定されるようになっている。

以下に、ボール搭載装置１において、ウエハ１００に導電性ボールＢを搭載する過程についてさらに説明する。

ローダ・アンローダ装置２の第１のパッケージ２ａより取り出されたウエハ１００は、搬送ロボット３によりプリアライメント装置５に搬送され、プリアライメント装置５において、オリエンテーションフラットまたはノッチの位置合せ（θの粗位置合わせ）が行われる。θの粗位置合わせが行われたウエハ１００は、搬送ロボット３によりプリアライメント装置５からステージ１０の基板支持面４１にセットされる。第１のバキュームポンプを稼働させ、ウエハ１００をステージ１０の基板支持面４１に吸引吸着させる。

ステージ１０を、まず、矯正装置６に移動させる。矯正装置６においては、反り矯正治具６ａ（図１および図２参照）がウエハ１００の上面を基板支持面４１に向かって押さえつける。これにより、ウエハ１００の下面と基板支持面４１とが密着し、ウエハ１００の反りが矯正される。但し、ウエハ１００の反りは、真空吸着がなくなると初めの反りにほぼ戻るので、反り矯正による変形は、ボール搭載処理のための一時的なもので永久的ではない。その後、ステージ１０をフラックス塗布装置７に移動させ、ウエハ１００の上面に所定のパターンでフラックスを塗布する。さらに、ステージ１０をボール充填装置８に移動させ、ウエハ１００の上面に所定のパターンで導電性ボールＢを搭載する。

図１４（ａ）〜（ｃ）は、ボール充填装置８においてウエハ１００に導電性ボールＢを搭載する過程におけるステージ１０の動作を示している。フラックス塗布装置７においてウエハ１００にフラックスを塗布する過程におけるステージ１０の動作は、ボール充填装置８における動作とほぼ同様であるため、説明は省略する。

まず、図１４（ａ）に示すように、移動機構１１により、ステージ１０を、ボール充填装置８のボール搭載用マスク３１の下に移動させる。次に、図１４（ｂ）に示すように、第２の駆動機構５４によりマスクサポートフレーム５２を上方に動かす。マスクサポートフレーム５２の上端面５１がボール搭載用マスク３１と接している状態で、第２のバキュームポンプを稼働させ、ボール搭載用マスク３１をマスクサポートフレーム５２の上端面５１に吸引吸着させる。このようにすることにより、ボール搭載用マスク３１を、マスクサポートフレーム５２の上端面５１を基準に設定（張り直し、あるいは延ばし直し）することにより、マスクサポートフレーム５２により囲われる部分（ウエハ１００に対応する部分）のマスク３１の歪みを防止し、さらには、その部分のマスク３１の傾きをマスクサポートフレーム５２の上端面５１に合わせて微調整することができる。特に、マスク３１のウエハ１００に対応する部分にＹ方向に沿って張力が加えられるため、ボール搭載用マスク３１のウエハ１００に対応する部分（ウエハ１００に重なる部分）の歪みが矯正される。

図１４（ｂ）と同時に、あるいは前後して第１の駆動機構４４により基板吸着治具４２を上方に動かし、ウエハ１００をボール搭載用マスク３１に対して所定の位置にセットする。たとえば、ウエハ１００の上面とボール搭載用マスク３１の裏面とを重ねる、あるいは、ウエハ１００の上面とボール搭載用マスク３１の裏面との間に数μｍから数１０μｍ程度の微小な隙間が開いた状態にする。

ボール搭載用マスク３１は固定されているため、ボール搭載用マスク３１の下面のＺ座標の値は既知である。したがって、第２の駆動機構５４の移動量を、前もって、ボール搭載用マスク３１の下面のＺ座標の値までマスクサポート治具５２の上端面５１が移動するように、セットしておくことができる。同様に、第１の駆動機構４４の移動量を、前もって、ボール搭載用マスク３１の下面のＺ座標の値までウエハ１００の上面が移動するように、セットしておくことができる。これにより、ボール搭載用マスク３１の下面において、基板支持面４１にセットされたウエハ１００の上面と、マスクサポート治具５２の上端面５１とを一致させることができる。すなわち、ウエハ１００の上面とマスクサポート治具５２の上端面５１とを、理論的には段差が無い状態にセットできる。したがって、実際には、様々な部分に微小な誤差がありうるが、ウエハ１００の上面とマスクサポート治具５２の上端面５１との段差は、問題が生じない程度の微小な段差にセットできる。

図１４（ｃ）に示すように、マスクサポートフレーム５２およびウエハ１００が所定の位置にセットされると、マスク３１を介してウエハ１００を処理する。この場合は、ヘッド３２によりボール搭載用マスク３１の表面に導電性ボールＢを保持し、動区域がボール搭載用マスク３１の表面のうちの導電性ボールＢを充填する領域の全域をカバーするように、所定のルートで移動させる。これにより、ボール搭載用マスク３１の第２の開口３１ａに導電性ボールＢが充填され、ウエハ１００の電極の上に搭載される。本例のボール充填装置８は、回転式のヘッド３２を備えており、ヘッド３２は、その下側に多数の導電性ボールＢを保持した状態で、マスク３１の表面を自転しながら移動する。したがって、ヘッド３２の軌跡に沿って、導電性ボールＢは、ボール搭載用マスク３１の開口（アパーチャ、第２の開口）３１ａに順々に振り込まれ、ウエハ１００の所定の位置に配置される。

マスク３１を介したウエハ１００に対する処理が終了すると、第２のバキュームポンプを停止させ、マスクサポートフレーム５２を下降させる。上端面５１がボール搭載用マスク３１と離れるときには、複数の空気拡散用溝５９から上端面５１とマスク３１との間に空気が流入するため、マスクサポートフレーム５２を、ボール搭載用マスク３１から容易に、マスク３１に不必要に力を作用させずに、剥離できる。マスクサポートフレーム５２と同時に、あるいは前後して、基板吸着治具４２を下降させ、図１４（ａ）に示す状態に戻す。なお、マスクサポートフレーム５２とマスク３１の間の吸引が無くなった時と、マスクサポートフレーム５２が下降してマスク３１から離れる時に、マスク３１が移動したり振動したりして、搭載された導電性ボールを動かす等の問題を起こす可能性がある場合は、基板吸着治具４２を先に下降させ、その後にマスクサポートフレームの吸引停止と下降を行なうと良い。マスク３１から、マスクサポートフレーム５２と、基板吸着治具４２の搭載されたウエハ１００とを離すことにより、ステージ１０を次の処理ユニットに移動させることができる。

たとえば、ボール充填装置８に先行して処理が行われるフラックス塗布装置７においては、マスク２１に対して上記と同様の動作が行われ、その後、ステージ１０はボール充填装置８に移動し、上記の動作が行われる。すなわち、多数の第１の開口を備えた薄板状のフラックス塗布用マスク２１を介して、ウエハ１００にフラックスを塗布するフラックス塗布装置７では、ステージ１０を移動機構１１により、フラックス塗布用マスク２１の下側に移動させるステップと、フラックス塗布用マスク２１に対し、駆動機構５４によりフレーム５２を上方に動かし複数の第１の吸引孔５８を用いてフラックス塗布用マスク２１を吸着させるステップと、駆動機構５４によりフレーム５２を下方に動かしてフラックス塗布用マスク２１を離すステップとを含む動作が行われ、ウエハ１００が処理される。このような処理方法は、ボール搭載装置１に搭載されている制御ユニット２００（図２参照）により自動的に制御させることができる。制御ユニット２００の一例は、マイコンあるいはパーソナルコンピュータである。

すなわち、このボール搭載装置１においては、ステージ１０は、フラックス塗布用マスク２１およびボール搭載用マスク３１のそれぞれに対し、第２の駆動機構５４によりマスクサポート治具５２を上方に動かし複数の第１の吸引孔５８を用いてそれぞれのマスク２１または３１を吸着させ、第２の駆動機構５４によりマスクサポート治具５２を下方に動かしてそれぞれのマスク２１または３１から離す動作を繰り返す。

ステージ１０を矯正装置６の位置まで戻し、第１のバキュームポンプを停止させ、基板吸着治具４２を下降させる。これにより、リフトピン４６が基板吸着治具４２から突出するため、リフトピン４６によりウエハ１００が支持され、基板吸着治具４２から外れる。ボールが搭載されたウエハ１００は、搬送ロボット３により、ローダ・アンローダ装置２の第２のパッケージ２ｂに移送（搬出）される。以上により、ウエハ１００への導電性ボールＢの搭載処理は完了する。

上述のように、本実施形態のステージ１０によれば、それぞれのマスク２１および３１は、ウエハ１００の近傍（周囲）において、ステージ１０に装着されたマスクサポートフレーム５２の上端面５１に吸着支持され、ウエハ１００を搭載および搬送するステージ１０を基準として再度、支持される。すなわち、それぞれのマスク２１および３１は、マスクサポートフレーム５２の上端面５１の相対する一対の辺に沿って設けた第１の吸引孔５８により吸着支持されるので、上端面５１を基準にマスク２１および３１はセットされ、マスクサポートフレーム５２により支持される内側の部分はマスクサポートフレーム５２を基準にウエハ１００に対してほぼ水平な状態となるようにセットされる。

これらのマスク２１および３１は、ボール搭載装置１において、上述したような機構を用いて、水平な状態が保たれ、さらに、歪みや撓みなどができるだけない状態で固定される。しかしながら、マスクは、数μｍあるいは数１０μｍの微小なオーダーで傾いたり、歪んだりする可能性は常にあり、温度、湿度を含む環境の変化などの後発的な要因によってもマスクが傾いたり歪んだりする可能性がある。このボール搭載装置１においては、ウエハ１００を搬送するステージ１０に、基準面となる上端面５１を備えたマスクサポートフレーム５２を設け、ウエハ１００をマスク２１または３１により処理する都度、マスク２１および３１を上端面５１に吸着支持し、上端面５１に対してマスク２１および３１を水平に張りなおしている。

したがって、ウエハ１００の縁部において、マスク２１または３１に歪みあるいは撓みが生じてマスクとウエハ１００との間に隙間ができるなどの不具合の発生を未然に防止できる。このステージ１０を採用することにより、マスク２１または３１のそのような微小な歪みあるいは撓みは、マスク２１および３１を上端面５１に吸着支持することにより、上端面５１の外側に排除することができ、上端面５１の内側のウエハ１００に対応する領域（中央部）は、ウエハ１００に対して水平でまっすぐな状態にマスク２１および３１を保持できる。

マスクサポートフレーム５２の各辺（４辺）に沿って複数の第１の吸引孔５８を一列または複数列設けて、四方から張力を与えるようにしても良い。しかしながら、本願発明者らの観測によると、フレーム５２の四方に第１の吸引孔５８を設け、四方のすべてでマスク２１または３１をフレーム５２の上端面５１に吸着支持させるよりも、フレーム５２の上端面５１の相対する一方の一対の辺（２辺）に沿って複数の第１の吸引孔５８を設け、一方の一対の辺に沿ってマスク２１または３１を主に吸着する方が、マスク２１または３１のフレーム５２の内側の部分に歪みが現れるのを抑制できる。フレーム５２の一方の一対の辺５２ａおよび５２ｂに沿ってマスク２１または３１を吸着支持することによりマスク２１および３１の動きあるいは変位をほぼ固定し、２方から張力を与え、他方の一対の辺では吸着支持せず上端面５１で下側から支持するだけでマスク２１および３１が上端面５１に沿って動いたり変位したりすることを許すことで、マスク２１および３１の歪みや撓みをフレーム５２の外側へ逃がし、上端面５１を基準としてマスク２１および３１を張り直すことができるためであると考えられる。

マスク２１または３１において、フレーム５２に固定する方向は、スキージ２２が前後に動く方向であることが望ましく、スキージ２２の動きによりマスク２１および３１が不規則に歪むのをさらに効率良く抑制できる。

このように、本実施形態のステージ１０によれば、マスク２１および３１のウエハ１００に対応する部分（基板１００に重なる部分）の歪みを抑制することができる。したがって、ウエハ１００上の所望の位置に精度良く、フラックスを塗布したり、導電性ボールＢを搭載することができる。

上述したステージ１０は、導電性ボールＢを薄板状のマスクを介して基板１００に搭載する装置や、フラックスなどを薄板状のマスクを介して基板１００に塗布する装置の全てに対して有効であると考えられる。特に、微細化された導電性ボールＢを基板１００に搭載するボール搭載装置１に用いられるマスク（フラックス塗布用マスク２１、ボール搭載用マスク３１）は薄くなり、歪み、撓み、傾きなどの微小な変化あるいは変位が発生しやすい。したがって、上述したステージ１０は、微小なボール、たとえば直径が１ｍｍ以下、さらには、数１０〜数１００μｍ程度のボールを用いる装置に有効である。

なお、導電性ボールＢを搭載する基板１００は、半導体基板であるウエハ１００に限定されるものではない。導電性ボールＢを搭載する基板１００は、プリント配線板などの電子回路基板であっても良い。プリント配線板は、プリント配線基板、プリント回路板、プリント回路基板、回路基板、あるいはプリント基板などとも呼ばれ、半導体が実装される半導体実装基板、ビルドアップ基板、多層基板などを含む。

以下に、矩形状のプリント配線板１００を支持する際に好適なステージ１０について説明する。図１５は、図１のボール搭載装置１が備えるステージ１０の他の例（矩形状のプリント配線板１００を支持する際に好適なステージ１０）をＸ−Ｙ平面図（上面図）により示している。図１６は、図１５中のXVI−XVI線に沿って切断した断面図を示している。

このステージ１０では、基板サポートユニット４０は、矩形状の基板吸着治具（基板支持台）４２と、枠状の基板ガイド部材１２０とを有している。基板ガイド部材１２０は、その上面（上端面）１２１が基板支持面４１よりも上方へ突き出るように、基板吸着治具４２の側壁にねじ止めされている。基板吸着治具４２と基板ガイド部材１２０とにより、プリント配線板１００を搭載する空間が形成されるため、ステージ１０にプリント配線板１００を搭載する際に、プリント配線板１００をある程度決まった位置に配置（搭載、ガイド）することができる。

基板吸着治具４２の基板支持面４１の一対の辺（２辺）に対応する部分には切り欠き部１３１が形成されており、基板吸着治具４２と基板ガイド部材１２０とにより溝１３２が形成されている。この溝１３２は、プリント配線板１００のバリ逃げ溝として機能する。すなわち、プリント配線板１００の縁には、断裁時に生じるバリが残っていることがある。また、プリント配線板１００は、その表面にめっき処理を施していることがあり、このような場合には、プリント配線板１００の縁に、めっきが異常析出していることがある。バリ逃げ溝１３２を形成することにより、プリント配線板１００がステージ１０に対して浮いてしまうのを抑制できる。

また、基板吸着治具４２のバリ逃げ溝１３２に対応する部分には、マスク２１および３１のそれぞれを吸引するための複数の第３の吸引孔１３３が設けられている。このステージ１０では、第１の吸引孔５８によりマスクサポート治具５２にマスク２１および３１のそれぞれを吸引吸着させるとともに、第３の吸引孔１３３によりマスク２１および３１のそれぞれを吸引することにより、プリント配線板１００の周囲においてマスク２１および３１のそれぞれをステージ１０側に引っ張って、マスク２１および３１のそれぞれの歪みを抑制するようにしている。なお、バリ逃げ溝１３２は、基板支持面４１の４辺に対応する部分に設けても良い。他の構成は、上記実施形態と同様であるため、重複する説明は図面に同符号を付して省略する。

プリント配線板のような基板１００に導電性ボールＢを搭載する場合には、上述のようなステージ１０が好適である。このようなステージ１０を用いても、マスク２１および３１のそれぞれの基板１００に対応する部分（基板１００に重なる部分）の歪みを抑制することができる。

なお、基板吸着治具（基板支持台）４２の形状およびサイズは、それに搭載するウエハやプリント配線板などの基板１００の形状により多角形にも変更され得る。マスクサポート治具（フレーム）５２の形状も変更され得る。

ボール搭載装置の一例を示す上面図。 図１のボール搭載装置の一部を模式的に示す正面図。 図１のボール搭載装置が備えるステージの一例を示す上面図。 図３のステージを示す分解斜視図。 図３のステージが備えるマスクサポートユニットを、マスクサポート治具を取り外した状態で示す上面図。 図３のステージが備えるマスクサポートユニットを、マスクサポート治具を取り外した状態で示す側面図。 図３のステージが備える基板サポートユニットを、第１の駆動機構を省略した状態で示す上面図であって、基板吸着治具ベースに基板吸着治具がロックされている状態を示す図。 図７中のVIII−VIII線に沿って切断して示す断面図。 図３のステージが備える基板サポートユニットを、第１の駆動機構を省略した状態で示す上面図であって、基板吸着治具ベースに対して基板吸着治具がフリーである状態を示す図。 図９中のX−X線に沿って切断して示す断面図。 図３のステージが備える基板サポートユニットにおいて、基板吸着治具ベースから基板吸着治具を取り外した状態を示す側面図。 図１のボール搭載装置が備えるボール充填装置にボール搭載用マスクがセットされている状態を模式的に示す上面図。 図１のボール搭載装置が備えるボール充填装置にボール搭載用マスクがセットされている状態を模式的に示す正面図。 （ａ）〜（ｃ）は、基板に導電性ボールを搭載する過程を説明するための図。 図１のボール搭載装置が備えるステージの他の例を示す上面図。 図１５中のXVI−XVI線に沿って切断して示す断面図。

符号の説明

１ ボール搭載装置、 ７ フラックス塗布装置
８ ボール充填装置、 １０ ステージ、 １１ ステージ移動装置（移動機構）
２１ フラックス塗布用マスク、 ３１ ボール搭載用マスク
４１ 基板支持面、 ４２ 基板吸着治具（基板支持台）
４４ 第１の駆動機構、 ４７ 第２の吸引孔
５１ 上端面、 ５２ マスクサポート治具（フレーム）
５４ 第２の駆動機構、 ５８ 第１の吸引孔
５９ 空気拡散用溝、 １００ ウエハ、プリント配線板（基板）

Claims (10)

1. 基板を搭載して移送可能なステージであって、
   前記基板を支持する基板支持面を備えた基板支持台と、
   前記基板支持台を上下に移動させる第１の駆動機構と、
   前記基板支持面の周囲に位置する上端面を備えた、外形が矩形状のフレームと、
   前記フレームを上下に移動させる第２の駆動機構とを有し、
   当該ステージの移動先上方に固定された薄板状のマスクの下で前記第２の駆動機構により前記フレームを上方に動かし前記上端面が前記マスクに接したときに前記マスクを吸引吸着するための複数の第１の吸引孔が、前記フレームの上端面の相対する一対の辺に沿って設けられている、ステージ。
2. 請求項１において、前記複数の第１の吸引孔は、前記一対の辺に沿った部分に限り設けられている、ステージ。
3. 請求項１または２において、前記フレームの前記上端面に、さらに、前記一対の辺と交差する方向に前記上端面の縁に達するように延びる複数の溝が、前記複数の第１の吸引孔と重ならない位置に設けられている、ステージ。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記基板支持台の前記基板支持面に、前記基板を吸引吸着によって支持するための複数の第２の吸引孔が設けられている、ステージ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のステージと、
   スキージを備えるフラックス塗布装置であって、前記スキージを移動させることにより、多数の第１の開口を備えた薄板状のフラックス塗布用マスクを介して、前記基板にフラックスを塗布するフラックス塗布装置と、
   多数の第２の開口を備えた薄板状のボール搭載用マスクの前記多数の第２の開口に導電性ボールを充填することにより、前記ボール搭載用マスクを介して前記基板に導電性ボールを搭載するボール充填装置と、
   前記ステージを、前記フラックス塗布用マスクおよび前記ボール搭載用マスクの下側に順番に移動する移動機構とを有し、
   前記ステージは、前記フラックス塗布用マスクおよび前記ボール搭載用マスクのそれぞれに対し、前記第２の駆動機構により前記フレームを上方に動かし前記複数の第１の吸引孔を用いて吸着させ、前記第２の駆動機構により前記フレームを下方に動かして離す動作を繰り返す、ボール搭載装置。
6. 請求項５において、前記ステージの前記複数の第１の吸引孔は、前記スキージの移動方向と交差する方向に沿って配置されている、ボール搭載装置。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載のステージと、
   多数の開口を備えた前記薄板状のマスクを介して、前記基板を処理する複数の処理ユニットと、
   前記ステージを、前記複数の処理ユニットのマスクの下側に順番に移動する移動機構とを有し、
   前記ステージは、前記複数の処理ユニットのそれぞれに対し、前記第２の駆動機構により前記フレームを上方に動かし前記複数の第１の吸引孔を用いて吸着させ、前記第２の駆動機構により前記フレームを下方に動かして離す動作を繰り返す、基板処理装置。
8. 基板処理装置により基板を処理する方法であって、
   前記基板処理装置は、基板を搭載して移送可能なステージと、
   多数の開口を備えた薄板状のマスクを介して前記基板を処理する複数の処理ユニットと、
   前記ステージを、前記複数の処理ユニットのマスクの下側に移動する移動機構とを有し、
   前記ステージは、前記基板の周囲に位置する上端面を備えたフレームと、前記フレームを上下に移動させる駆動機構とを含み、前記フレームには前記上端面に開いた複数の第１の吸引孔が設けられており、
   当該方法は、前記ステージを前記移動機構により、前記複数の処理ユニットのいずれかの処理ユニットの下側に移動させることと、
   前記処理ユニットのマスクに対し、前記駆動機構により前記フレームを上方に動かし前記複数の第１の吸引孔を用いて前記処理ユニットのマスクを吸着させることと、
   前記駆動機構により前記フレームを下方に動かして前記処理ユニットのマスクを離すこととを含む、方法。
9. 請求項８において、前記基板処理装置の複数の処理ユニットの１つは、多数の第１の開口を備えた薄板状のフラックス塗布用マスクを介して、前記基板にフラックスを塗布するフラックス塗布装置であり、
   当該方法は、前記ステージを前記移動機構により、前記フラックス塗布用マスクの下側に移動させることと、
   前記フラックス塗布用マスクに対し、前記駆動機構により前記フレームを上方に動かし前記複数の第１の吸引孔を用いて前記フラックス塗布用マスクを吸着させることと、
   前記駆動機構により前記フレームを下方に動かして前記フラックス塗布用マスクを離すこととを含む、方法。
10. 請求項８または９において、前記基板処理装置の複数の処理ユニットの１つは、多数の第２の開口を備えた薄板状のボール搭載用マスクを介して前記基板に導電性ボールを搭載するボール充填装置であり、
    当該方法は、前記ステージを前記移動機構により、前記ボール搭載用マスクの下側に移動させることと、
    前記ボール搭載用マスクに対し、前記駆動機構により前記フレームを上方に動かし前記複数の第１の吸引孔を用いて前記ボール搭載用マスクを吸着させることと、
    前記駆動機構により前記フレームを下方に動かして前記ボール搭載用マスクを離すこととを含む、方法。

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