掩膜及使用该掩膜的基板的制造方法

专利名称：掩膜及使用该掩膜的基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及可适合在将例如直径为lmm以下的导电性J求 装设于基板的多个电极中各个电极上时使用的掩膜(mask)、及 使用该掩膜的基板的制造方法。
背景技术：
公知有在晶圆(半导体晶圆)上按规定排列图案设置电极的 技术。这样的晶圆为了获得电极与半导体等之间的电连接，在 各个电极上排列(装设)有焊锡球等导电性球。作为在设于晶圆 上的各个电极上排列导电性球的方法，公知有如下方法使按 规定的掩膜图案设置有开口部(孔)的掩膜与晶圆重叠，并使开 口部与按规定的排列图案(电极图案)设置的电极相对应，借助 该掩膜将导电性球排列于各个电极上。
在日本特开2006—5276号公报中公开的掩膜是用于在由 规则配置的多个半导体芯片构成的晶圆的、按规定的排列图案 设置的电极上排列导电性球。该掩膜具有开口部和非开口部， 该开口部与规定的排列图案对应地形成，可供导电性球穿过。
在按规定的排列图案设置的电极的上表面，印刷有规定厚 度的用于使电极与导电性球结合的钎焊膏或焊剂焊药，由此形 成粘合膜。因此，在使掩膜与晶圆重叠时，为了避免粘合膜与 掩膜接触，该掩膜还具有形成于非开口部下表面的凸部，且凸 部形成于开口部的开口端周围。
近年来，随着处理速度的高速化、多功能化等，半导体装 置、电路基板等装置的安装电路也倾向于高密度化、细微化。 因此，在制造上述那样的装置的过程中，装设于半导体基板及/或电路基板上的电极形成用的导电性球(导电性粒子、微细粒子) 也倾向于微小。
用于在这些基板上装设导电性球的l个较佳的方法是使用 具有多个孔的掩膜的方法，形成于该掩膜上的多个孔用于逐个 控制导电性球装设(配置)到基板上的位置。因此，孔的大小依 赖于向基板装设(配置)的对象的直径、即导电性球的直径。
掩膜越薄越难以处理。在使掩膜与基板对位(安装)时，若 在掩膜的与基板重叠的部分产生应变，则会产生各种问题。例 如，若在掩膜上产生应变，则在掩膜与基板之间形成间隙，导 电性球会进入到该间隙内。这些球可能会成为迷失球而配置在 偏离基板上的期望位置的位置、或配置在不需要的位置(成为双 球)。

发明内容
本发明的一个形态是用于将导电性球装设于多个电极中各 个电极上的掩膜，该多个电极包含于设于基板上的电极图案中。 该掩膜具有掩膜图案、包围掩膜图案的具有第l厚度的第1区
域、包围该第1区域的第2区域。第2区域由于掩膜背面凹陷而 比第l区域薄。掩膜图案包含与多个电极相对应地设置的多个 孔。在该掩膜上，以使掩膜图案与基板的电极图案相对应的方 式使掩膜与基板对位时，使第1区域与第2区域的交界位于基板 的缘的内侧，使第2区域向基板的缘的外侧扩大。
采用本发明的一个形态的上述掩膜，掩膜背面凹陷，由比 第l区域薄的第2区域包围第l区域。另外，在使掩膜的掩膜图 案与基板的电极图案相对应时，第1区域与第2区域的交界位于 基板的缘的内侧，第2区域向基板的缘的外侧扩大。采用该掩 膜，在使掩膜的掩膜图案与基板的电极图案对位了时，比第l区域薄的第2区域至少包含与基板的缘相对应(对峙)的区域，第 2区域自基板的缘的内侧向该缘的外侧扩大。
为了使用该掩膜装设导电性球，在使掩膜与基板对位了时，
基板的缘与掩膜的第2区域相对，第2区域比第1区域薄。因此，
提高掩膜在基板的缘处向基板的追随性(适应性)。因此，可以 抑制在掩膜上产生应变、或在掩膜与基板之间(典型的是在基板 的缘的附近)形成间隙。因此，通过使用该掩膜，可以将导电性 球良好地装设于多个电极中各个电极上，该多个电极包含于设 在基板上的电极图案中。
形成该掩膜的方法之 一 是对掩膜的背面进行机械加工或蚀
刻加工，并使第2区域比第l区域薄。形成该掩膜的其他方法之 一是对掩膜背面进行添加(additive)加工，并使第l区域比第2
区域厚。
该掩膜可以是第l区域外侧的全部区域为第2区域。并且， 该掩膜还可以具有包围第2区域的、由于该掩膜背面突出而比 第2区域厚的第3区域。通过在第2区域周围设置由于掩膜背面 突出而比第2区域厚的第3区域，可以提高掩膜的强度。
具有第3区域的掩膜的一个形态为第l区域的厚度与第3区 域的厚度相等。通过蚀刻加工或添加加工等容易制造上述那样 的掩膜。即，在进行蚀刻加工的情况下，可以通过4又蚀刻掩膜 背面的第1 ~第3区域中的第2区域来制造上述那样的掩膜。在 进行添加加工的情况下，通过在第1区域与第3区域以相同条件 形成金属层，可以制造第1区域的厚度与第3区域的厚度相等的 掩膜。
具有第3区域的掩膜的其他形态之一是第3区域的至少一 部分比第l区域厚。其主要原因是，通过在第2区域的周围设置 由于掩膜背面突出而比第2区域厚的第3区域，可以提高掩膜强度。通过使第3区域的至少一部分比第l区域较厚，可以进一步 提高掩膜的强度。多数情况下，掩膜被安装(固定)于掩膜架上。
第3区域的至少一部分比第l区域厚，进一步提高了掩膜强度， 从而在将掩膜安装于掩膜架上时，难以在掩膜上产生应变。
另外，具有第3区域的掩膜的其他形态之 一 是使第3区域背 面的至少 一部分与导向构件的上表面接触。导向构件是包围用 于吸附支承基板背面的支承台的支承面、相对于支承面突出、 包围基板地配置的构件。第3区域背面的至少 一 部分为接触部 分，与导向构件的上表面接触，从而在使掩膜与基板对位时， 可以更稳定地支承掩膜的高度。另外，在该情况下，也可以利 用导向构件调整掩膜的高度。
具有第3区域的掩膜的其他方式之一是在第3区域背面的 至少一部分与导向构件的上表面之间设有间隙。在使掩膜与基 板对位时，可以防止掩膜(第3区域的至少 一 部分)与导向构件之 间的干扰，可以防止导向构件妨碍调整掩膜高度。
基板包含印刷线路板(印刷电路板)、晶圓等。在基板包含 印刷线路板的情况下，典型的第l区域为四边形。另外，在基 板包含晶圆的情况下，典型的第l区域为圆形。无论哪种情况， 通过使基板的缘与比第l区域薄的第2区域相对，都可以提高掩 膜基板的缘处向基板的追随性(适应性)，可以抑制在掩膜上产 生应变、或在掩膜与基板之间形成间隙。
本发明的其他形态为使用了上述掩膜的基板的制造方法。 该制造方法包4舌以下工序。
(1) 利用支承台吸附支承基板背面(吸附支承工序)。
(2) 将用于将导电性球装设于多个电极中各个电极上的掩 膜与基板直接或间接地对位(对位工序)，该多个电极包含于设 在基板上的电极图案中。掩膜具有掩膜图案、第1区域和第2区域，该掩膜图案包含 与多个电极相对应地设置的多个孔；该第l区域包围掩膜图案、
具有第l厚度；该第2区域包围第1区域，由于掩膜背面凹陷而 比第1区域薄。并且，在对位工序中，使掩膜的掩膜图案与基 板的电极图案相对应，并且使第l区域与第2区域的交界位于基 板的缘的内侧，使第2区域向基板的缘的外侧扩大。另外，该 制造方法包括以下工序。
(3)将多个导电性球供给到掩膜表面，将导电性球填充到包 含于掩膜图案中的多个孔中(填充工序)。
在该制造工序中，对位可以为掩膜与基板直接对位，还可 以为例如通过使掩膜与支承台对位，从而间接地使掩膜与被支 承台吸附支承的基板对位。
采用该制造方法，通过对位，使掩膜的掩膜图案与基板的 电极图案相对应，并且使第1区域与第2区域的交界位于基板的 缘的内侧，使第2区域向基板的缘的外侧扩大。即，采用该制 造方法，由于基板的缘以与比第1区域薄的第2区域相对的方式 被对位，因此，提高了掩膜在基板的缘处向基板的追随性(适应 性)。因此，可以抑制在掩膜上产生应变、或在掩膜与基板之间 形成间隙。因此，可以通过将导电性球填充于包含在掩膜图案 中的多个孔中，借助掩膜将导电性球良好地装设于基板的多个 电极中各个电极上。
采用该制造方法，也可以使用还具有第3区域的掩膜，该 第3区域包围第2区域、由于掩膜的背面突出而比第2区域厚。 另外，支承台也可以具有用于吸附支承基板背面的支承面、和 导向构件，该导向构件包围支承面、且配置成相对于支承面突 出。
在对位时，也可以在第3区域背面的至少 一部分与导向构件的上表面之间设置间隙。由于掩膜(第3区域背面的至少 一 部 分)不会被导向构件不慎向上方推起，因此，导向构件不会导致 推起掩膜，从而不会在基板与掩膜之间产生间隙或产生需要程 度以上的较大间隙。
另外，在对位时，也可以使第3区域背面的至少一部分与 导向构件的上表面接触。可以利用导向构件的上表面支承掩膜 的第3区域背面的至少一部分、例如与基板周围相对应的区域 (与基板的缘相对应的区域)，或利用导向构件调整掩膜的高度。
本发明的另 一 个形态为用于将导电性球装设于基板上的球 装设装置。该球装设装置具有可在支承着基板背面的状态(例 如，吸附支承)下输送基板的支承台、上述的掩膜、球填充装置， 该球填充装置使该掩膜与被支承台支承的基板对位并将导电'性 球装设于基板上。采用该球装设装置，可以将导电性球良好地 装设于多个电极中的各个电极上，该多个电极包含于设在基板 上的电极图案中。
另外，该球装设装置优选还具有焊剂焊药涂覆装置，该焊 剂焊药涂覆装置用于在基板被输送到球填充装置之前，对被支 承台支承的基板涂覆焊剂焊药。典型的是，可以使在基板上涂 覆焊剂焊药、然后将导电性球装设于基板上的工序为 一 连串的 作业并自动进行上述工序。


图l是表示球装设装置的一个例子的概略结构的俯视图。
图2是表示印刷线路板的 一 个例子的俯视图。 图3是放大表示被图2中的圆III包围的区域的图。 图4是放大表示图l的球装设装置所具有的球填充装置的 概略结构的图。图5是从下侧看本发明的第1实施方式的掩膜的图。
图6是放大表示被图5中的圓VI包围的区域的图。
图7是从上侧看支承台的 一个例子的图。
图8是表示在被支承台支承的印刷线路板上安置了掩膜的 状态的一个例子的图。
图9是放大表示图8中的掩膜的第1区域与第2区域的交界 附近的图。
图IO是用于说明印刷线路板的制造方法的一个例子的流程图。
图11是表示将导电性球填充于图9中的掩膜的孔中的状态的图。
图12是在被支承台支承的印刷线路板上安置了掩膜的状 态的其他例子，是放大表示掩膜的第1区域与第2区域的交界附
近的图。
图13是一并表示与第1 第4区域的厚度、对应的导电性球 的直径、及在掩膜上产生的应变有关的评价结果的图。
图14是将本发明的第2实施方式的掩膜安置于被支承台支 承的印刷线路板上的状态的 一 个例子，是放大表示第1区域与 第2区域的交界附近的图。
图15是将本发明的第3实施方式的掩膜安置于被支承台支 承的印刷线路板上的状态的 一 个例子，是放大表示第1区域与 第2区域的交界附近的图。
图16是从下侧看本发明的第4实施方式的掩膜的图。
图17是将图16的掩膜安置于被支承台支承的半导体晶圆 上的状态的 一个例子，是放大表示第1区域与第2区域的交界附 近的图。
具体实施例方式
下面，说明掩膜的一个实施方式及基板的制造方法的一个 实施方式。在该制造方法中，例如可以-使用图l所示的球装设 装置。图l用俯视图表示球装设装置的一个例子的概略结构。 图l所示的球装设装置l是用于将导电性球装设于多个电极中 各个电极上的装置，也被称作球安装装置等，该多个电极包含
于设在基板110上的电极图案中。该球装设装置l具有球填充装 置9，可在球填充装置9中安置掩膜90。该掩膜90具有多个孔， 该多个孔形成固定的图案(掩膜图案)。该掩膜90为用于将导电 性球配置于基板规定部位的、具有多个孔的球配置用板(金属 板)。通过球填充装置9将导电性球填充于掩模图案中所包含的 多个孔中，可以借助该掩模90将导电性球装设于基板110的电 极图案中所含有的多个电极的各个电极上。
因此，在该球装设装置l中，在制造基板110的过程(工序) 中，实施使用掩模90将导电性球装设于基板110的多个电极中 的各个电极上的处理(工序)。
图1所示的基板110为平面矩形状(四边形)的印刷线路板 (印刷电路板)。图2通过俯视图表示印刷线路板的 一 个例子的概 略结构。图3放大表示被图2中的圆III包围的区域。印刷线路板 IIO也被称作印刷布线基板、印刷电路板、印刷电路基板、电 路基板、或印刷基板等，包括安装有半导体的半导体安装基板、 加强(built-up)基板、多层基板等。在印刷线路板110的一面(在 本例子中为上表面)110a上设有包含多个电极112的电极图案 111。典型的是，在印刷线路板110上设有至少一个配置成矩阵 状或阵列状的、包含多个电极112的电极图案lll。并且，为了 获得电极112与半导体等之间的电连接，要求在印刷线路板IIO 的多个电极112中的各个电极上装设导电性球B。如图2及图3所示，在用本例子装设导电性球B的印刷线路 板110上，通过印刷或其他方法设置(形成)有电极图案lll和与 电极图案111的电极112相关的布线(未图示)，该电极图案111 包含多个电极112,该电极图案lll设置成可呈矩阵状或阵列状 安装多个半导体芯片(半导体装置)。在对各个电极112进行包含 装设导电性球B的处理之后，在该印刷线路板110上装设半导体 芯片，并对该半导体芯片进行软溶(reflow),从而将半导体芯 片与布线连接起来。然后，印刷线路板110也可切断为包含适 当数量的半导体芯片的基板。因此，在该印刷线路板110上设 有多个电极图案lll，该多个电极图案lll配置有与各个半导体 芯片的电才及配置相对应的电才及112。也可以将这些多个电极图 案lll的集合作为l个电极图案。
设于印刷线路板110上的电极112例如为焊盘(land)状(凸 状)的电极(焊盘)(参照图4)。另外，在印刷线路板110为多层基 板等的情况下形成有保护层(rasist)。通过蚀刻等除去保护层的 与电极112相对应的部分。因此，这种印刷线路板110中的电极 部分有时也呈凹状。
装设于印刷线路板110的电极112上的导电性球B具有用于 获得电连接的功能，其直径例如为lmm以下，具体地讲为10 500 nm左右。这种导电性球B也被称作微小球(微球)。导电性 球B包括焊锡球(包含银(Ag)、铜(Cu)等，主要成分由锡(Sn)构 成的球)、金或银等的金属制球、以及对陶瓷制的球或塑料制的 球实施了导电性电镀等处理的球。在本例子中，使用直径90n m左右的焊锡球作为导电性球B。
图l所示的球装设装置l包括装载'卸载装置2、 XYZ6支承 台(移动台)3、搬运机器人4、对准器5、矫正装置6、焊剂焊药 涂覆装置(焊剂焊药印刷装置、网板印刷装置)7、第1及第2摄像机8a及摄像机8b、球填充装置9。矫正装置6、焊剂焊药涂覆装 置7、摄像机8a及8b及球填充装置9沿X方向排列配置。
装载'卸载装置2是用于装载(供给)及卸载(收纳)印刷线路 板110的装置，具有第l箱2a与第2箱2b。对准器5是用于对印刷 线路板110和支承台3进行粗对位(预对准)的装置。矫正装置6 是用于矫正印刷线路板110的翘曲的装置。焊剂焊药涂覆装置7 是用于借助焊剂焊药涂覆用掩膜7a，将结合印刷线路板IIO与 导电性球B用的原料(焊剂焊药)涂覆于印刷线路板IIO的多个电 极112上的装置。2个摄像机8a及8b用于分别检测设于印刷线路 板110上的2个对准标记(未图示)、并求出装设于支承台3上的印 刷线路板110相对于支承台3的具体位置。球填充装置9是用于 将导电性球B填充于设在掩膜90上的多个孔92中的各个孔内， 从而借助焊剂焊药将导电性球B装设(配置、排列)于印刷线路板 IIO的多个电极112上的装置。搬运机器人4用于将印刷线路板 110从装载 卸载装置2的第1箱2 a搬入到对准器5的上方，将印 刷线路板110从对准器5向支承台3搬送，将印刷线路板110从支 承台3搬出到装载.卸载装置2的第2箱2b上。
支承台3具有X轴台、Y轴台、Z轴台及6台。支承台3在通 过负压吸引等方法矫正了印刷线路板110的翘曲的状态下，将 该印刷线路板110的背面(下表面)110 b吸附支承在支承台3的上 表面(支承面，在本例子中为X—Y平面)21a上。在本例子中， 支承台3以印刷线路板110的长度方向沿Y方向那样的姿势吸附 支承印刷线路板IIO。
并且，支承台3使该印刷线路板110移动到矫正装置6、焊 剂焊药涂覆装置7、摄像机8a及8b、及球填充装置9之间的任意 位置。并且，支承台3可以沿X轴方向、Y轴方向、z轴方向及e 方向调整印刷线路板110的位置(朝向)。将印刷线路板110吸附支承于支承台3上的方法的一个例子是负压吸引，但将印刷线 路板110吸附支承于支承台3上的方法并不限定于负压吸引，也 可以用静电卡盘的方法，或也可并用这两种方法。
图4用局部放大的剖视图表示球装设装置1中所包括的球 填充装置9的概略结构。图5表示从下方看被安置于球填充装置 9上的、本发明第l实施方式的掩膜90的状态。图5中的双点划 线表示将掩膜90对位到印刷线路板110时的、印刷线路板IIO 的缘(边缘)113。图6放大表示被图5中的圆VI包围的区域。
如图l及图4所示，球填充装置9包括保持掩膜90的掩膜支 架ll、 2个球分酉己器12a及12b、支承2个球分配器12a及12b的 支承构件13、用于借助支承构件13使2个球分配器12a及12b向 X及Y方向移动的分配器移动机构14、被装设于分配器移动机构 14上的第3摄像机15。
安装于掩膜支架11上的掩膜90用于将导电性球B装设于设 在印刷线路板110上的多个电极112的各个电极上。如图4~图6 所示，掩膜90具有与多个电极112相对应地设置的多个孔(微小 开口、孑L、微孔)92。本例子的掩膜90用于配置直径90 u m的焊 锡球B,多个孔92的各个孔的直径为90 lOOia m左右。另外， 用于装设球B的印刷线路板IIO，将分别包含多个电极112的多 个电极图案lll配置成2维矩阵状或阵列状。
球装设用掩膜9 0与被支承台3支承的印刷线路板110例如 可以直接进行对位。在该例中，利用摄像机8a及8b检测出装设 于支承台3上的印刷线路板IIO的2个对准标记，从而求出装设 于支承台3上的印刷线路板IIO相对于支承台3的具体位置。另 外，利用装设于分配器移动机构14上的摄像机15,从上方看掩 膜图案91的开口 92与电极图案lll的电极112,使掩膜图案91 与电极图案lll对齐。通过这些处理(工序)，可以使球装设用掩膜图案91与电极图案lll高精度地对应。不限于该方法，也可 以通过使用掩膜9 0的对准标记的检测结果和印刷线路板110的 对准标记的检测结果，使掩膜9 0与印刷线路板110直接对位。
球装设用掩膜90与被支承台3支承的印刷线路板110也可 以间接地对位。例如，利用装设于分配器移动机构14上的摄像 机15一全测支承台3的对准标记和掩膜的对准标记。并且，反映 由摄像机8a及8b得到的偏置值(印刷线路板IIO相对于支承台3 的偏置值)。通过这些处理(工序)，也可以借助支承台3使球装 设用掩膜9 0与被支承台3支承的印刷线路板110间接对位。
通过这些方法使球装设用掩膜90与被支承台3支承的印刷 线路板110直接或间接地对位，目的是使球装设用掩膜90的掩 膜图案91与被支承台3支承的印刷线路板110的电极图案111相 对应(相对、面对)。因此，支承台3具有可使印刷线路板110沿 X方向、Y方向及6方向移动的部件。
在填充装置9中，利用2个球分配器12a及12b向掩膜90的表 面供给多个导电性球B,将导电性球B填充于分别包含在多个掩 膜图案91中的多个孔92内。由此，借助掩膜90，可以将导电性 球B分别装设于多个电极112上，该多个电极112分别包含于印 刷线路板110的多个电极图案lll上。
更具体地讲，首先，在对该掩膜90施加一定程度的张力(拉 力)的状态下，将该掩膜90安装于掩膜架99上。掩膜90例如通 过强力的双面胶带等固定于掩膜架99上。掩膜90借助掩膜架99 安置于设在球填充装置9上的掩膜支架11上。
如图l所示，2个球分配器12a及12b被支承构件13支承，利 用包含X轴台14a及一对Y轴台14b及14c的分配器移动机构14, 使2个球分配器12a及12b移动到掩膜90的表面(上表面)90a的2维方向的任意位置。另夕卜，如图4所示，2个J求分酉己器12a及12b 在掩膜90的表面90a上形成2个移动区域M1及M2。因此，独立 的2个导电性球B的集团B g分别被保持于掩膜9 0的表面9 0 a的 不同部位M1及M2，该掩膜90被保持于掩膜支架11上。在该球 填充装置9中，以使移动区域M1及M2相互独立或相互连动的方 式，使2个球分配器12a及12b移动，从掩膜90的上方将导电性 球B填充于多个孔92的各个孔中。
2个球分配器12a及12b实际上为相同结构。球分配器12a 及12b分别具有圆盘状的橡胶扫帚支架16、从橡胶扫帚支架16 的下表面向掩膜90的上表面90a突出的橡胶扫帚17。橡胶扫帚 支架16的中心与沿与掩膜90垂直的方向延伸的轴18连接。橡胶 扫帚17比较柔和地与掩膜90的上表面90a接触，只要是可以将 该掩膜90上的导电性球B扫在 一起即可。
2个球分配器12a及12b分别被电动机(未图示)驱动而以轴 18为中心旋转。通过使2个球分配器12a及12b旋转，导电性球 B被从移动区域M1及M2周围的区域集中到移动区域M1及M2 的内部，从而避免逸散。因此，在由2个球分配器12a及12b形 成的圆形移动区域M1及M2分别保持由多个导电性球B构成的 集团Bg。伴随着球分配器12a及12b的移动，被保持于球分配 器12a及12b上的导电性球B的集团Bg也移动。然后，被保持于 圆形移动区域M1及M 2的导电性球B依次被填充于掩膜9 0的孔 92中，从而分别被装设于印刷线路板110的电极112上。
另外，在本例子中，以具有2个球分配器的球填充装置9为 例进行说明，预先将掩膜90安置于球填充装置9的掩膜支架11 上。在安置有掩膜90的球填充装置中，球分配器的数量可以为 l个，也可以为具有3个以上球分配器的球填充装置。另外，球 填充装置所具有的球分配器的类型并不限定于上述旋转型，只要可将球B填充于掩膜90的多个孔92中即可。例如，也可以为 使球B在掩膜90的上表面90a上往返移动，或一边振动一边使球 B移动振入的类型的分配器(橡胶扫帚)。
近年来，为了使设于印刷线路板(印刷电路板)上的多个电 极与半导体芯片相连接，研究了在印刷线路板上装设导电性球、 特别是直径lmm以下的微细导电性球。将导电性球装设于印刷 线路板上的l个方法是使用上述的掩膜。使用具有包含多个开 口部(多个孔)的掩膜图案的掩膜的方法，作为在晶圆上的电极 上装设微细的导电性球、特别是直径lmm以下的球的方法正被
性球的方法还需要进一步研究。
例如，由于硅片(半导体晶圆)硬且脆，因此加工时容易破 裂或缺损。为了防止这个问题，对切出的圆板外周进行倒角处 理(倒角)。因此，在使掩膜与晶圆重叠时，晶圆边缘难以千扰 掩膜。与此相对，印刷线路板存在通常无需倒角这样的不同点。
印刷线路板110有时是切断许多张基板而形成的，在这样 的情况下，在印刷线路板110的缘113有时会残留有切割时产生 的毛刺。另外，有时对印刷线路板110的表面实施电镀处理， 在这样的情况下，在印刷线路板110的缘113有时异常析出电 镀。在借助掩膜90将微细的导电性球B装设于印刷线路板110 上时，若印刷线路板110的缘113的毛刺、电镀的异常析出物等 突起物与掩膜9 0相干扰，则难以控制印刷线路板110与掩膜9 0 之间的间隙，导电性球B可能会进入到印刷线路板110与掩膜90 之间，成为迷失球等问题的主要原因。
因此，本例子的掩膜90为了使导电性球B可在其上移动， 其上表面90a为平坦的面，但加工下表面(背面)90b而使其厚度 变化，即使在印刷线路板110的缘113上存在由毛刺、电镀的异常析出物等产生的突起物，也难以使该突起物干扰掩膜90的下
表面90b。因此，通过使用该掩膜90,可以抑制由印刷线路板 110的缘113上存在的毛刺、电镀的异常析出物等突起物引起 的、难以控制印刷线路板110与掩膜90之间的间隙。另外，冲是 高了掩膜90在印刷线路板110的缘113处向印刷线路板110的追 随性(适应性)、即提高了即使在印刷线路板110的缘113上产生 一些应变、倾斜等变位，掩膜90也会追随其形状的变位而变形 的性能。因此，可以抑制在掩膜90上产生应变、或在掩膜90与 印刷线路板IIO之间(典型的是在印刷线路板IIO的缘113附近) 形成间隙。
具体地讲，该掩膜90具有多个掩膜图案91、第1区域101 和第2区域102;该多个掩膜图案91分别包含配置成矩阵状或阵 列状的多个孔92;该第1区域101为具有第l厚度dl(参照图9) 的四边形，分别包围多个掩膜图案91;该第2区域102由于掩膜 90的背面90b凹陷而具有比第1区域101厚度薄的第2厚度d2(参 照图9),包围第1区域101。另外，该掩膜90包含多个将多个孔 92配置成矩阵状或阵列状的区域(包含一个掩膜图案91的区 域、以下称作图案区域)104。第2区域102以包括多个图案区域 104的方式包围形成上述图案区域104外周的第1区域101的更 外側。掩膜90还具有第3区域103,该第3区域103包围第2区域 102的外周，具有由于掩膜90的背面突出而比第2区域102厚度 厚的第3厚度d3(参照图9)。
本例子的掩膜90的多个图案区域104分别为由于掩膜90的 背面90b凹陷而具有比第1区域IOI厚度薄的第4厚度d4的区域。 由于第1区域101分别包围多个图案区域104,因此，掩膜90的 背面90b具有第1区域101突出为格子状的部分、以及在该突出 的部分外侧包围突出为格子状的部分的突出为框状的部分。第1区域101的突出为框状的部分的外侧为第2区域102 ,并相对于
第1区域101凹陷。另外，由于第2区域102外侧的第3区域103 突出，因此，掩膜90的背面90b中的与第2区域102相对应的区 域成为包围第1区域101外周那样的平面矩形状的槽部。
在本例子的掩膜90中，第l区域101的厚度dl与第3区域 103的厚度d3相等。多个图案区域104的厚度d4分别相等，并 且等于第2区域102的厚度d2。因此，本例子的掩膜90在厚度 dl(即厚度d3)的板上形成有厚度d2(即厚度d4)的图案区域104 及第2区域102,可以在相同条件下通过对板进行蚀刻而比较简 单地形成这些区域102及104。相反，该掩膜90可以通过对厚度 d2(即厚度d4)的板上进行添加加工而使其在相同条件下析出金 属等方式，来比较简单地形成厚度dl(即厚度d3)的第1区域101 和第3区域10 3 。也可以通过机械加工等其它方法来制造该掩膜 90。 通过在作为基体的金属4反上电4寿(electroforming)或无电 解电镀镍或镍合金来形成本例子的掩膜90。
在该掩膜90中，在以掩膜90的掩膜图案91与印刷线路板 110的电极图案11 l相对应的方式使掩膜90与印刷线路板110重 叠(对位时)时，使掩膜90的第1区域101背面与印刷线路板110 的上表面110a的未形成电极112的区域接触。因此，利用第l 区域101的厚度dl，可以将图案区域104背面与电极112之间的 间隙维持在规定值。因此，可以降低导电性球B进入到印刷线 路板110与掩膜90之间而成为迷失球B的可能性。另外，由于第 l区域101从掩膜90的背面90b像肋一样突出，因此，可以良好 地保持掩膜90的强度。
另一方面，在使掩膜90与印刷线路板110重叠时，使掩膜 90的第1区域101背面不与印刷线路板110接触也是有效的。即， 也可以在掩膜9 0的背面9 0 b与印刷线路板110之间设置规定间隙。可以使形成于印刷线路板IIO表面的布线不与掩膜90的背
面90b接触地装设导电性球B。
图7为支承台3的一个例子，用从上侧看的图表示。图8表 示在被支承台3支承的印刷线路板110上安置了掩膜90的状态 的 一 个例子。图9放大表示掩膜9 0的第1区域101与第2区域10 2 的交界E1附近。
支承台3包括支承台21 、导向构件(引导印刷线路板110的 构件、基板导向构件)22、掩膜支承构件23;该支承台21具有 用于吸附支承基板(印刷线路板)110的背面110b的支承面21a; 该导向构件22为配置成包围印刷线路板110的框状(框架状)，包 围支承面21a,并相对于支承面21a突出；该掩膜支承构件23 包围基板导向构件22的上表面(上端面)22a,设置成可突没的框 状(框架状)。掩膜支承构件23的上表面(上端面)23a的外形大致 为正方形，与掩膜90的第3区域103的一部分接触，由印刷线路 板110的外侧(基板导向构件22的外侧)支承掩膜90。
支承台3还包括多个第l驱动器(在图8中仅图示2个)24和4 个第2驱动器(在图8中仅图示2个)25,该多个第1驱动器24沿支 承台21的缘部大致等间隔地设置，并可使支承台21上下移动； 该4个第2驱动器25配置于掩膜支承构件23的四个角处，并可使 掩膜支承构件23上下移动。这些驱动器24及25分别被1个或多 个电动机驱动，可相连动或各自独立地动作。因此，该支承台 3可以利用第l驱动器24及/或第2驱动器25,使掩膜支承构件23 的上表面23a相对于支承台21的支承面21a相对上下移动，相对 调整掩膜90与印刷线路板110的表面110a之间的间隔。
基板导向构件2 2螺紋固定于支承台21的侧壁，并且其上表 面(上端面)22a相对于支承面21a向上方突出。利用支承台21与 基板导向构件22形成了装设印刷线路板110的空间，因此，在将印刷线路板IIO装设于支承台3上时，可以将印刷线路板110 配置(装设、引导)于一定程度上已确定的位置。
支承台21的支承面21a被基板导向构件22包围，形成为与 印刷线路板110大致相同大小或稍大于印刷线路板110。支承面 21a在通过负压吸引矫正了印刷线路板110的翘曲的状态下，可 将该印刷线路板110的背面110b吸附支承于其上表面(支承 面)21a上。因此，在支承台21上设置有用于通过吸附来支承印 刷线路板110的、露出于支承面21a的多个吸附孔26。支承台21 一边吸附支承印刷线路板110, —边纟皮第l驱动器24驱动而在掩 膜支承构件23内侧(框内)上下移动。支承台3还具有4个销(在图 8中仅图示2个)27,其用于相对于支承面21a装卸印刷线路板 110, 4个销27可相对于支承面21a出没。图7所示的设于支承面 21a上的4个孔28是用于使这些销27从支承面21a突出的孔。
基板导向构件22螺紋固定于支承台21的侧壁，可调整基板 导向构件22的上表面22a与支承台21的支承面21a之间的落差 (高度)H。考虑印刷线路板110的厚度d来确定落差H。在本例子 中，落差H调整为比印刷线路板110的厚度d小一些。因此，在 印刷线路板110被设置于支承台21上时，印刷线路板110的表面 110a呈比基板导向构件22的上表面22a突出 一 些的状态。在改 变作为球B的装设对象的印刷线路板110 ，使印刷线路板110的 厚度d变化时，可以与厚度d相应地改变落差H。
在填充装置9中，可以在印刷线路板110被支承台21支承的 状态下，使掩膜90与印刷线路板110重叠，从而使掩膜90的掩 膜图案91与印刷线路板110的电极图案lll相对应。此时，掩膜 90的第1区域101与第2区域102的交界E1位于印刷线路板110 的缘113的内侧，第2区域102向印刷线路板IIO的缘113的外侧 扩大地形成了掩膜90的第2区域102。在掩膜90与印刷线路板IIO对位时，背面凹陷的第2区域102覆盖印刷线路板110的缘 113及其附近。
即使印刷线路板110的缘113存在毛刺、电镀的异常析出物 等突起物，该突起物也会进入到形成于第2区域10 2背侧(下侧) 的空间(掩膜90的第2区域102背面与印刷线路板IIO的上表面 110a之间)G2，本例子的掩膜90可以避开该突起物。因此，印 刷线路板110的缘113的毛刺、电镀的异常析出物等突起物不会 与掩膜90的下表面90b接触或相干扰，可以防止影响控制印刷 线路板110与掩膜9 0之间的间隙。
即，在将导电性球B装设于多个电极112中的各个电极上 时，该多个电极112包含于设在印刷线路板110上的电极图案 lll上，若使用该掩膜90,则可以预先防止由印刷线路板110的 缘113上存在的毛刺、电镀的异常析出物等突起物引起的、导 致印刷线路板IIO与掩膜90之间的间隙(图案区域104的间隙、 掩月莫90的图案区域104背面与印刷线路板110的上表面110a之 间)G 4过大而使导电性球B进入到印刷线路板110与掩膜9 0之 间而成为迷失J求B那样的问题。因此，可以抑制印刷线路板110 的边缘113的部分带来的影响，可以将导电性球B良好地装设于 多个电极112的各个电极上，该多个电极112包含于设在印刷线 路板110上的电极图案lll中。
另外，在使掩膜90与印刷线路板110重叠时，设有掩膜图 案91的区域(图案区域104)与设有电极图案lll的区域(作为半 导体芯片的区域)相对应。因此，掩膜90的背面90b中的与图案 区域104相对应的区域(图案区域104的背面)与印刷线路板110 接触时，可能附着涂覆于电极112上的焊剂焊药。为了使图案 区域104难以附着焊剂焊药，在该掩膜90中，图案区域104的背 面比第1区域101背面更凹陷。由于掩膜90的背面90b中的与图案区域1 0 4相对应的区域为与成为平面矩形状半导体芯片的部 分(区域)相对应的大小的平面矩形状的凹部，因此，在使掩膜
90与印刷线鴻一反IIO重叠时，可以在形成于图案区域104下侧的 空间(掩膜90的图案区域104背面与印刷线路板110的上表面 110a之间)G4避开焊剂焊药。
在本例子的掩膜90中，掩膜90的表面90a为了易于使球B 移动而j故成平面，背面90b有凸出和凹入(上下、凹凸、凸台 (land)及槽)，与第2区域102相关地反映利用掩膜90装设焊 锡球的对象物、即印刷线路板110的外形(外周)形状。另外，第 l区域101的厚度dl与第3区域103的厚度d3也可以不必一定相 等。并且，图案区域104的厚度d4与第2区域102的厚度d2也可 以不必一定相等。图案区域104的厚度d4优选为在使掩膜90 与印刷线路板IIO重叠时，可在图案区域104的背面与印刷线路 板IIO的表面之间形成有间隙G4,该间隙G4为不会使涂覆于印 刷线路板IIO的电极112上的焊剂焊药附着在图案区域104上的 程度。并且，优选使球B不会流通到该间隙G4与印刷线路板IIO 之间。通过设置第2区域102,可以高精度地设定符合上述那样 的要求的间隙。
例如，在第2区域102的厚度d2比图案区域104的厚度d4厚 的情况下，在可以进一步提高掩膜90的强度方面是理想的。在 第2区域102的厚度d2比图案区域104的厚d4薄的情况下，在第 2区域102可成为柔软、挠性(flexibility)较高的状态方面是理想 的。通过设置第3区域103,可以进一步提高掩膜90的强度，但 也可以没有第3区域103。
在上述的例子中，以使基板导向构件22的上表面22a位于 印刷线路板IIO表面的下方的方式，将基板导向构件22安置于 支承台21上。另外，如图9所示，使掩膜90的第1区域101与印刷线路板110的上表面110a接触，当掩膜90重叠于印刷线路板 IIO时，第2区域102与第3区域103的交界E2位于基板导向构件 22的上表面22a的上方。因此，在掩膜90的第3区域103背面与 基板导向构件2 2的上表面2 2 a之间设有间隙(空隙)G 3 。掩膜9 0 的第3区域103背面与基板导向构件22的上表面22a之间的间隙 G3例如可以为10 ~ 50 ju m左右。在该例中，通过使掩膜90的背 侧不与基板导向构件22接触，来避免基板导向构件22的高度影 响图案区域104的空隙G4。为了使掩膜90的背面不与基板导向 构件22的上表面22a接触，也可以将掩膜背侧凹陷的第2区域 102延伸设置到基板导向构件22的外侧。在该例子中，将第3 区域10 3延伸到基板导向构件2 2之上，尽量使容易降低掩膜强 度的第2区域102狭窄。
图10用流程图表示球装设装置l的印刷线路板110的制造 方法(制造过程)的概要。
在步骤201中，借助对准器5等将印刷线路板110装设于支 承台3上，利用支承台3吸附支承印刷线路板110的背面110 b 。 在步骤202中，使支承台3移动到焊剂焊药涂覆装置7的下方。 在焊剂焊药涂覆装置7中，预先使安置于涂覆装置7上的涂覆用 掩膜7a与支承台3的印刷线路板110对位，借助掩膜7a将焊剂焊 药涂覆于印刷线路板110的多个电极112上。
在步骤203中，使装设了由焊剂焊药涂覆装置7涂覆了焊剂 焊药的印刷线路板110的支承台3向球填充装置9下方移动。使 支承台3沿X方向、Y方向及/或6方向移动，从而使掩膜90与印 刷线路板110对位。对位方法之一是使用掩膜图案91的开口 92 与电极图案lll的电极112直接对位。具体地讲，利用对准器5 使印刷线路板110与支承台3粗对位(预对准)，通过摄像机8a及 8b检测印刷线路板IIO的对准标记，从而进行印刷线路板110相对于支承台3的定位。然后，通过填充装置9的摄像机15,借
助规定的开口 92一全测与开口 92对应的规定电才及112, /人而进行 掩膜9 0与印刷线路板110的对位。
在步骤203中，当进行对位从而使掩膜90的掩膜图案91与 印刷线路板1 IO的电极图案11 l相对应时，印刷线路板1 IO的边 缘(缘)113位于掩膜90的第2区域102之下，边缘113部分的毛刺 等进入到第2区域102下方的空隙G2内。因此，即使在印刷线路 板110的边缘113上有毛刺等突起，也可将图案区域104下侧的 空隙G 4维持在预先设定的状态。
另外，此时，在掩膜90的第3区域103背面与基板导向构件 22的上表面22a之间设有间隙G3。因此，掩膜90不会与基板导 向构件22接触，在这方面，也可以将图案区域104下侧的空隙 G 4维持在预先设定的状态。
在步骤204中，对掩膜90的表面90a供给多个导电性球B， 将导电性球B填充于包含在掩膜图案91中的多个孔92内。由于 掩膜90的上表面平坦，因此导电性球B随着分配器在掩膜90上 移动而填充于掩膜90的孔内。由于图案区域104下侧的空隙G4 被维持在规定状态，因此，可以防止产生迷失球于未然，如图 11所示，借助掩膜90将导电性球B装设于印刷线路板110的多个 电极112的各个电极上。
图12表示与上述例子不同的、以使掩膜90的背面与基板导 向构件22的上表面22a接触的方式安置了填充装置9的状态。在 该例子中，使基板导向构件22的上表面22a与支承台21的支承 面21a之间的落差H与印刷线路板110的厚度d相等，将基板导 向构件22安置于支承台21上。因此，在上述的步骤203中，当 使印刷线路板110与掩膜9 0对位时，基板导向构件2 2的上表面 22a与印刷线路板110的上表面110a高度相等。第2区域102与第3区域103的交界E2位于基板导向构件22的上表面22a，掩膜 90的第3区域103背面的一部分成为接触部分103c而与基板导 向构件22的上表面22a接触。接触部分103c为基准，利用基板 导向构件22的上表面22a控制第3区域103背面的高度方向位 置，可支承掩膜90及/或调整掩膜90的高度。因此，可以利用基 板导向构件2 2积极地控制在对位(重叠)了时的掩膜9 0与印刷线 路板110的高度关系。可以举出用于更高精度且积极地控制图 案区域104的空隙G4的 一个例子。
另外，也可以使基板导向构件22的上表面22a与支承台21 的支承面21a之间的落差H大于印刷线路板110的厚度d。在该 情况下，在上述步骤201中，当将印刷线路板110吸附支承于支 承台3上时，基板导向构件22的上表面22a呈自印刷线路板IIO 的上表面110a突出的状态。在该状态下，也可以利用基板导向 构件22的上表面22a支承掩膜90,使掩膜90的背面90b以及第1 区域101的背面不与印刷线路板110的上表面110 a接触。
像以上那样，采用本例子的掩膜90,在使掩膜90的掩膜图 案91与印刷线路板110的电极图案lll相对应时，比第1区域101 薄的第2区域102的背面至少与印刷线路板IIO的缘113相对峙。 因此，即使在印刷线路板110的缘113上存在毛刺、电镀的异常 析出物等突起物，由于该突起物逃到变较薄的第2区域10 2的下 侧，因此，该突起物也难以与掩膜90的下表面90b接触(千扰)。
因此，在使用该掩膜90将导电性球B装设于印刷线路板110 上时，印刷线路板110的缘113上存在的毛刺、电镀的异常析出 物等突起物，难以影响印刷线路板IIO与掩膜90之间的间隙控 制。因此，不会产生或较少产生导电性球B进入到印刷线路板 110与掩膜90之间而成为迷失球的情况，可以将导电性球B良好 地装设于多个电极112的各个电极上，该多个电极112包含于设在印刷线路板110上的电极图案lll中。
如上述那样，上述第l实施方式的掩膜90适于在例如装设 直径90y m的导电性球B时使用，在该情况下，第1区域101的 厚度dl的一个例子例如为100 ia m。
另外，最有助于提高掩膜刚性的是相对于整体具有较大的 面积比例的第1区域(包围掩膜图案91的区域、包围图案区域 104的区域)101。通常是，所装设的导电性球B的直径越小，则 第l区域101的厚度dl越薄，因此，所装设的导电性球B的直径 越小，则掩膜的强度(掩膜的刚性)越低。
在本申请的发明人的实验中可知在掩膜的厚度(第l区域
101的厚度dl)为100 p m左右的情况(第l实施方式的情况)下， 可以得到比较良好的刚性，但当掩膜厚度(第1区域101的厚度 dl)为90ym以下时，掩膜的刚性急剧降低。例如，第1区域101 的厚度dl为80p m的掩膜的刚性，为第l区域101的厚度dl为 100u m的掩膜的刚性的大致一半。当掩膜刚性变小时，掩膜呈 波浪起伏状，掩膜的平坦度降低。另外，当掩膜厚度(第l区域 101的厚度dl)变薄时，掩膜具有均匀的张力而难以固定于掩膜 架99上。当掩膜的平坦度降低或不能良好地将掩膜安装于掩膜 架上(在掩膜上产生应变的状态下将其安装于掩膜架上)时，就 成为产生迷失球的原因，难以良好地将导电性球B装设于基板 IIO上。但是，第l区域101的厚度dl依赖于球直径，不能为了 提高掩膜的刚性而自由改变其厚度dl。
本申请的发明人发现通过加厚第3区域103的厚度d3、减 小刚性较小的区域的面积，可以提高整个掩膜的刚性。即，上 述第l实施方式那样的掩膜90,由于第3区域103的厚度d3与第1 区域101的厚度dl相同，因此，当所装设的导电性球B的直径变 小时，不仅是第1区域101的刚性变小，第3区域103的刚性也变小。就是说，刚性较小的区域的面积变大，该情况导致整个掩 膜的刚性降低。由于第1区域101的厚度dl基本由导电性球B的 直径决定，因此，通过加厚不依赖于导电性球B直径的第3区域
103的厚度d3,使刚性较小的区域的面积变小。因此，可以提 高整个掩膜的刚性。
图13—并示出对第1 第4区域的厚度、对应的导电性球的 直径、及将掩膜安装于掩膜架上时在掩膜上产生的应变的评价 结果。在将掩膜安装于掩膜架上之后进行评价(特性评价)。图 13中的评价基准如以下所示。
A 不产生应变
B 几乎不产生应变
C 由于安装导致产生应变
D 产生应变
E 产生较大的应变
在第l区域101的厚度dl为100 ia m时，即使第1区域101的 厚度dl与第3区域103的厚度d3相等，在将掩膜安装于掩膜架上 时，掩膜也几乎不产生应变(参照试样编号l的结果，评价B)。
但是，可知当第l区域101的厚度dl为90 ia m时，在第l 区域101的厚度dl与第3区域103的厚度d3相等的情况下，安装 导致产生应变(参照试样编号2的结果，评价C)。还可知当第l 区域101的厚度dl小于90 in m时，在第l区域101的厚度dl与第 3区域103的厚度d3相等的情况下，产生应变(参照试样编号5、 9、 11、 13及15的结果，评价D E)。
与此相对，可知即使第l区域101的厚度dl小于90 ia m时， 由于第3区域103的厚度d3比第l区域101的厚度dl厚，因此可 以抑制产生应变(参照试样编号6 8、 10、 12、 14、 16的结果， 评价A C)。另外，可知在第l区域101的厚度dl为90ia m的情况也是，通过使第3区域103的厚度d3比第1区域101的厚度 dl厚，也可以进一 步抑制产生应变(参照试样编号3及4的结果， 评价A B)。
从上述评价结果也可知若第3区域103的厚度d3为100 p m以上，则掩膜不呈波浪起伏状(不易弯)，几乎没有安装时产 生应变的问题。相反地，当第l区域101的厚度dl及第3区域103 的厚度d3都为80y m以下时，掩膜呈波浪起伏状(易弯)，安装 时容易产生比较大的应变。特别是，当第l区域101的厚度dl 及第3区域103的厚度d3都为70 m m以下时，这些问题更明显。
因此，从掩膜的强度方面考虑，优选第l区域101的厚度dl 及第3区域103的厚度d3为100 ia m以上。另夕卜，即使第1区域101 的厚度dl小于100ja m,也可以通过使第3区域103的厚度d3比 厚度dl厚而在一定程度上避免产生应变。即，第3区域103的厚 度d3优选大于等于第l区域101的厚度dl。特别是，在第l区域 101的厚度dl为90 iu m以下时，进一步优选厚度d3至少比厚度 dl厚10jum。更优选为，第3区域103的厚度d3为100u m以上。 第3区域10 3的厚度为d 3的部分(区域)也可以不覆盖第2区域 102外侧的所有掩膜。例如，第3区域103也可以以构成肋、横 档或梁的方式设置较厚的部分，也可以阶段性地设置较厚的部 分。
可以认为作为可以通过加厚第3区域103的厚度d3来抑制 整个掩膜产生应变的理由是，由于提高第3区域103(掩膜的外 周部(外延部))的刚性，因此使第1区域101(掩膜的中心部(中央 部))也难以呈波浪起伏状。相反，可以认为，当第3区域103(掩 膜的外周部(夕卜延部))的刚性较低时，甚至连第1区域101 (掩膜 的中心部(中央部))都容易产生应变。
另外，在第2区域102背面设置槽的目的是避开基板的缘的毛刺，在图案区域104背面设置凹陷目的是避开焊剂焊药。因
此，在上述评价中，使用第2区域的厚度d2与图案区域104的厚 度d4相等的掩膜作为试样，但第2区域的厚度d2与图案区域104 的厚度d4也不一定非要相等。
另外，如上述那样，这种掩膜(作用试样的掩膜)典型的是 可以通过镍或镍合金的电铸、无电解电镀等来形成。根据组成、 电铸条件(电镀条件)等，所形成的掩膜的强度有一些不同，但 若考虑到在维护等方面在搬运掩膜时使掩膜不容易被外力损 坏，掩膜厚度(第1区域101的厚度dl)优选为20 n m左右(所对应 的导电性球B的直径为15 )J m左右)以上，厚度dl更优选为大致 30ym以上。当掩膜厚度在为20ju m以下时，在现实中要求非 常慎重地进行搬运。另一方面，即使是厚度(也包含第1区域101 的厚度dl)为lmm左右或lmm以上的掩膜，也可以通过适当的 制造方法来制造。在半导体安装技术中，球直径为500 ju m左右 以上的在其它技术中也能实现。因此，使用上述那样的掩膜的 球振入方法在^求直径为500ju m左右以下时是有用的。并且，在 球直径为100 ja m以下特别有效。如图13所示，确:〖人了球直径 为100 iu m ~ 35 iu m的应用效果显著，可充分推定王求直径为10 U m左右的应用效果显著。
图14表示本发明不同实施方式(第2实施方式)的掩膜。在图 14中，表示第2实施方式的掩膜与被支承台支承的印刷线路板 对位了的状态，还用剖面(端面)图放大表示掩膜的第1区域与第 2区域的交界附近。
在该第2实施方式的掩膜190上，第3区域103的厚度d3比第 l区域101的厚度dl厚。另外，还使该掩膜190的第2区域102的 宽度大于第1实施方式的掩膜90的第2区域102的宽度。更具体 地讲，第1实施方式是使第2区域102与第3区域103的交界E2位于基板导向构件22的上表面22a上或上方(第2区域102与第3区 域103的交界E2与基板导向构件22的上表面22a相对应)。但是， 本实施方式是使第2区域102与第3区域103的交界E2位于越过 基板导向构件22的位置(第2区域102与第3区域103的交界E2 与基板导向构件22的外侧相对应)，扩大了第2区域102的宽度。
采用本例子的掩膜190，由于第3区域103的厚度d3比第1 区域101的厚度dl厚，因此，可以抑制掩膜的应变。另外，印 刷线路板这样的基板110误差较大，l条边的长度有时会变动几 毫米左右。本例子的掩膜190由于扩大了第2区域102的宽度， 因此，即使在各个基板110之间在1条边的长度上有几毫米左右 的差异，也可以使基板110的缘113与第2区域102相对，使毛刺、 电镀的异常析出物等突起物逃到形成于第2区域102背侧(下侧) 的空间(掩膜190的第2区域102的背面与印刷线路板IIO的上表 面110a之间)G2中。
如图14所示，在使用本例子的掩膜190的情况下，在第2 区域102的背面与基板导向构件22的上表面22a接触的状态下， 使基板110与掩膜190对位即可。即，优选第2区域102具有与基 板导向构件22的上表面22a接触的接触部分102c。由于可以用 基板导向构件22借助接触部分102c支承刚性较小的第2区域 102,因此，可以抑制第2区域102弯曲而使掩膜190挠曲。或者， 也可以将接触部分102c作为基准，以在第2区域102的背面与基 板导向构件22的上表面22a之间设置间隙的方式，包含基板IIO 与掩膜190的高度方向位置地进行对位。
图15表示本发明另一个不同实施方式(第3实施方式)的掩 膜。在图15中，表示第3实施方式的掩膜与被支承台支承的印 刷线路板对位了的状态，还用剖面(端面)图放大表示掩膜的第1 区域与第2区域的交界附近。在第3实施方式的掩膜290上，第3区域103的一部分比第1 区域101的厚度dl厚。具体地讲，第3区域103具有内侧区域 103a和夕卜侧区；或103b; i亥内#J区i或103a在第2区；或102的夕卜#J, 其厚度d3a与第l区域101的厚度dl相等；该外侧区域103b在该 内侧区域103a的夕卜侧，其厚度d3b比第l区域101的厚度dl厚。
另外，在本实施方式的掩膜290中，以使第2区域102、与 第3区域103的内侧区域103a的交界E2a位于基板导向构件22 的上表面22a上或上方(第2区域102与第3区域103的内侧区域
式，形成了内侧区域103a。另外，在本实施方式中，以使第3 区域103的内侧区域103a与夕卜侧区域103b的交界E2b位于超过 基板导向构件22的位置(第3区域103的内侧区域103a与外侧区 域103b的交界E2b与基板导向构件22的外侧相对应)的方式，形 成内侧区域103a和外侧区域103b。
如上述那样，可以通过提高掩膜的外周部(外延部)的刚性 来抑制掩膜中心部(中央部)的应变。也可以加厚整个第3区域 103的厚度，但通过使第3区域103的外侧区域103b的厚度d3b 比第l区域101的厚度dl厚，也可以抑制掩膜的应变。
如图15所示，在使用本例子的掩膜290的情况下，将第3 区域10 3的内侧区域10 3 a背面的 一 部分作为接触部分10 3 c,优 选在接触部分103c与基板导向构件22的上表面22a接触的状态 下，使基板110与掩膜290对位。可以借助接触部分103c,由基 板导向构件22的上表面22a控制第3区域103的内侧区域103a 背面的高度方向位置，可以支承掩膜290及/或调整掩膜290的 高度。或者，也可以以在第3区域103的内侧区域103a背面与基 板导向构件2 2的上表面2 2 a之间设置间隙的方式使基板110与 掩膜290对位。可以防止掩膜290(第3区域103的内侧区域103a)与基板导向构件22相干扰，可以防止基板导向构件22妨碍调整 掩膜290高度。
图16表示本发明的第4实施方式的掩膜。在图16中，环状 的双点划线表示使掩膜390与基板310对位时的基板310的缘 (边缘)113的位置。图16表示第4实施方式的掩膜390与被支承 台支承的基板对位了的状态。另外，图17用剖面(端面)图放大 表示掩膜390的第1区域与第2区域的交界附近。
在本例子中，使用圆形状的半导体晶圆作为基板310。半 导体晶圆310还设有配置成矩阵状或阵列状的至少l个电极图 案lll,这些电极图案lll包含多个电极112。并且，为了获得 电极112与半导体等之间的电连接，要求将导电性球B装设于半 导体晶圆310的多个电极112中的各个电极上。
用于将导电性球B装设于该基板310上的掩膜390,具有多 个配置成矩阵状或阵列状的掩膜图案91、第1区域101和第2区 域102;该多个掩膜图案91分别包含多个孔92;该第1区域101 分别包围多个掩膜图案91，具有第l厚度dl;该第2区域102包 围第1区域101，由于掩膜390的背面90b凹陷而具有比第l区域 101薄的第2厚度d2。
另外，该掩膜390包含多个区域(图案区域)104，该多个区 域104配置有矩阵状或阵列状的多个孔92。第2区域102包括多 个图案区域104，并包围形成上述图案区域104外周的第1区域 IOI的更外侧。掩膜390还具有第3区域103,该第3区域103包 围第2区域102的外周，由于掩膜390的背面突出而具有比第2 区域102厚的第3厚度d3。第1区域101为与基板310的形状相对 应的圆形，第2区域102为圆环状(环状)的槽。另外，可以使第3 区域103的厚度d3与第l区域101的厚度dl相等，也可以使第3 区域103的厚度d3或第3区域103至少一部分的厚度大于第l区域101的厚度dl。
另外，在借助掩膜390将导电性球B装设于半导体晶圆310 上的情况下，也可以在支承台3上设置导向构件22。典型的是， 在基板为半导体晶圆310的情况下，不在支承台3上设置导向构 件22。另外，如图17所示，支承台21的周缘150呈凹状。因此， 在被支承台3支承的基板(半导体晶圓)310与掩膜390对位了 时，基板310的缘113呈上表面(上端)不与掩膜390接触、且其 下表面(下端)不与支承台21接触的状态。
另外，如图17所示，第3区域103被可出没地设置的框状(框 架状)掩膜支承构件23支承。可省略第3区域103，在该情况下， 第2区域102的一部分被掩膜支承构件23支承。另外，如基于图 13说明的那样，在基板310为半导体晶圆的情况下，也优选设 置第3区域103,并且，优选第3区域103的厚度d3比第1区域101 的厚度dl厚。并且，优选第3区域103的厚度d3比第1区域101 的厚度dl大至少10ju m左右。并且，优选第3区域103的厚度d3 大于90pm。并且，更优选第3区域103的厚度d3大于100)a m。
第2区域102的效果是所装设的球的直径越小就越大。在球 的直径超过200 ja m的情况下，球装设错误的发生率与使用无第 2区域102的掩膜的情况相比没有大的差别。但是，在装设于基 板上的球的直径为200ia m以下时，通过使用具有第2区域102 的掩膜390,从而，与使用无第2区域102的掩膜(无槽掩膜)的 情况相比，球装设错误的发生率变小。
例如，在球的直径为150ja m的情况下，通过使用掩膜390, 球装设错误的发生率与使用无槽掩膜的情况相比大约变小至其 4/5。在球的直径为lOOy m的情况下，通过使用掩膜390，球 装设错误的发生率与使用无槽掩膜的情况相比大约变小至其 1/2。在球的直径为75p m的情况下，通过使用掩膜390,球装设错误的发生率与使用无槽掩膜的情况相比大约变小至其1/4。
在球的直径为50p m的情况下，通过使用掩膜390,球装设错 误的发生率相对于使用无槽掩膜的情况大约变小至其1/10。
可以认为，这是由于提高了掩膜390在半导体晶圆310的缘 113处的追随性(适应性)。即，可以认为，在基板310的缘113 的形状变化或变位(例如，微小的基板应变、变形等)方面，提 高了掩膜390进行追随变化的性能。并且，可以认为，在使掩 膜3 9 0与基板310对位时，也可以抑制在掩膜3 9 0的与基板310 重叠的部分的端部残存孩i小的应变或变形。因此，通过使用掩 月莫3 9 0 ，可以抑制在掩膜3 9 0与半导体晶圆310之间(典型的是在 半导体晶圆310的缘113附近)形成间隙。
因此，包含上述第2区域102的掩膜90、 190、 290及390, 不仅适用于将导电性球B装设于印刷线路板上的情况，也适用 于将导电性球B装设于半导体晶圆上的情况，可以将导电性球B 良好地装设于包含在电极图案lll中的多个电极112中的各个 电极上。
另外，掩膜也可以是包围图案区域104的第1区域101的整 个外侧为第2区域102。通过设置包围第2区域102的、由于该掩 膜背面90b突出而比第2区域102厚的第3区域103,可以进一步 提高掩膜强度。另外，第2区域102背面的形状不限于像上述例 子那样凹陷成台阶状。第2区域102与第l区域101及第3区域 103的交界部分可以为斜面或曲面，也可以为将斜面、曲面、 垂直面等多个形状的面组合起来的形状。
另外，上述例子所示的基板形状、电极图案、设于掩膜上 的掩膜图案只不过是例示，并不仅限定于此。基板的外周形状 不限于长方形，也可以为正方形或圆形，还可以为其它多边形。 典型的印刷线路板为长方形或正方形这样的多边形，典型的半导体晶圆为圓形。另外，设于这些基板上的电极图案并不一定 反复为矩阵状。另外，如上所述，将导电性球填充于掩膜中的 方法不限定于使用旋转型分配器的方法。使用本发明的掩膜的 装置，不限定于具有上述涂覆装置及球填充装置的球装设装置， 也可以为其它结构，例如，不具有涂覆装置的球装设装置、包含矫正装置(repair)或软溶装置的球装设装置。本发明的基板 制造方法不限于适用于上述球装设装置，也适用于使用包含于 本发明的掩膜的其他球装设装置或球填充装置。
权利要求
1.一种掩膜，该掩膜(90、190、290、390)用于将导电性球(B)装设于多个电极(112)中的各个电极上，该多个电极(112)包含于设在基板(110、310)上的电极图案(111)中，其中，该掩膜(90、190、290、390)具有掩膜图案(91)，其包含多个孔(92)，上述多个孔(92)设置为与上述多个电极(112)相对应；第1区域(101)，其具有第1厚度(d1)，包围上述掩膜图案(91)；第2区域(102)，其包围上述第1区域(101)，由于该掩膜(90、190、290、390)的背面(90b)凹陷而比上述第1区域(101)薄；在以使该掩膜(90、190、290、390)的掩膜图案(91)与上述基板(110、310)的电极图案(111)相对应的方式使该掩膜(90、190、290、390)与上述基板(110、310)对位了时，上述第1区域(101)与上述第2区域(102)的交界(E1)位于上述基板(110、310)的缘(113)的内侧，上述第2区域(102)向上述基板(110、310)的缘(113)的外侧扩大。
2. 根据权利要求1所述的掩膜(90、 190、 290、 390),其中，该掩膜(90、 190、 290、 390)还具有第3区域(103),该第3 区域(103)包围上述第2区域(102),由于该掩膜(90、 190、 290、 390)的背面(90b)突出而比上述第2区域(102)厚。
3. 根据权利要求2所述的掩膜(90、 190、 290、 390)，其中，上述第3区域(103)背面的至少 一部分为用于与支承台(3) 的 一部分接触的接触部分(103c),该支承台(3)具有用于吸附支 承上述基板(IIO、 310)的背面(110b)的支承面(21a);上述支承台(3)包括配置成包围上述基板(110、 310)的导向 构件(22)，该导向构件(22)包围上述支承面(21a)，且相对于上述支承面(21a)突出；上述接触部分(103c)与上述导向构件(22)的上表面(22a)接触。
4. 根据权利要求2所述的掩膜(90、 190、 290、 390)，其中，上述第3区域(103)的厚度(d3)与上述第1区域(101)的厚度 (dl)相等。
5. 才艮才居4又利要求2所述的掩月莫(90、 190、 290、 390),其中，上述第3区域(103)的至少一部分比上述第1区域(101)厚。
6. 根据权利要求l ~ 5中任一项所述的掩膜(90、 190、 290、 390)，其中，上述基板(IIO、 310)包含印刷线路板(110),上述第l区域 (IOI)为四边形。
7. 根据权利要求l ~ 5中任一项所述的掩膜(90、 190、 290、 390)，其中，上述基板(IIO、 310)包含半导体晶圆(310),上述第l区域 (IOI)为圆形。
8. —种基板的制造方法，其用于制造基板(IIO、 310),其中，该基板的制造方法包括吸附支承工序，用支承台(3)吸附 支承上述基板(IIO、 310)的背面(110b);对位工序，使掩膜(90、 190、 290、 390)与上述基板(110、 310)直接或间接地对位，该 掩膜(90、 190、 290、 390)用于将导电性球(B)装设于多个电极 (112)中的各个电极上，该多个电极(112)包含于设在上述基板 (110、 310)上的电极图案(111)中；上述掩膜(90、 190、 290、 390)包括掩膜图案(91)、第l区域(101)和第2区域(102);该掩膜图案(91)包含与上述多个电极 (112)相对应地设置的多个孔(92);第1区域(101)包围上述掩膜 图案(91),具有第l厚度(dl);第2区域(102)包围上述第l区域 (101)，由于该掩膜(90、 190、 290、 390)的背面(90b)凹陷而比 上述第1区域(101)薄；在上述对位工序中，使上述掩膜(90、 190、 290、 390)的 掩膜图案(91)与上述基板(110、 310)的电极图案(lll)相对应， 且使上述第1区域(101)与上述第2区域(102)的交界(E1)位于上 述基板(IIO、 310)的缘(113)的内侧，使上述第2区域(102)向上 述基板(IIO、 310)的缘(113)的外侧扩大;该基板的制造方法还具有填充工序，在填充工序中，对上 述掩膜(90、 190、 290、 390)的表面(90a)供给多个导电性球(B)， 将导电性球(B)填充到上述掩膜图案(91)中所含有的多个孔(92)中。
9. 根据权利要求8所述的基板的制造方法，其中， 上述掩膜(90、 190、 290、 390)还具有第3区域(103),该第3区域(103)包围上述第2区域(102),由于该掩膜(90、 190、 290、 390)的背面(90b)突出而比上述第2区域(102)厚；上述支承台(3)包括支承面(21a)和导向构件(22);上述支承 面(21a)用于吸附支承上述基板(IIO、 310)的背面(110b);该导 向构件(22)包围上述支承面(21a)，相对于上述支承面(21a)突 出，且被配置成包围上述基板(IIO、 310);上述对位工序包含在上述第3区域(103)背面的至少一部分 与上述导向构件(22)的上表面(22a)之间设置间隙(G3)的工序。
10. 根据权利要求8所述的基板的制造方法，其中， 上述掩膜(90、 190、 290、 390)还具有第3区域(103),该第3区域(103)包围上述第2区域(102),由于该掩膜(90、 190、)的背面(90b)突出而比上述第2区域(102)厚；上述支承台(3)包括支承面(21a)和导向构件(22);上述支承面(21a)用于吸附支承上述基板(110、 310)的背面(110b);该导向构件(22)包围上述支承面(21 a),相对于上述支承面(21 a)突出，且被配置成包围上述基板(110、 310);上述对位工序包含使上述第3区域(10 3)背面的至少 一 部分与上述导向构件(22)的上表面(22a)接触的工序。
11. 一种球装设装置，该球装设装置(l)用于将导电性球(B) 装设于基板(110、 310)中，其中，该球装设装置(l)包括支承台(3),其可在支承上述基板(110、 310)的背面(110b) 的状态下输送上述基板(110、 310);权利要求1所述的掩膜(90、 190、 290、 390);球填充装置(9),其在上述掩膜(90、 190、 290、 390)与被 上述支承台(3)支承的上述基板(110、 310)对位后、将导电性球 (B)装设于上述基板(llO、 310)中。
12. 根据权利要求ll所述的球装设装置(l),其中，该球装设装置(l)还具有焊剂焊药涂覆装置(7),该焊剂焊药 涂覆装置(7)在上述基板(110、 310)被输送到上述球填充装置(9) 之前，对被上述支承台(3)支承的上述基板(110、 310)涂覆焊剂 焊药。
全文摘要
本发明提供掩膜及使用该掩膜的基板的制造方法。其中，掩膜(90)用于将导电性球(B)装设于多个电极(112)中的各个电极上，该多个电极包含于设在基板(110)上的电极图案(111)中。该掩膜包含掩膜图案(91)，其具有多个孔(92)，该多个孔与多个电极相对应地设置；第1区域(101)，其包围掩膜图案，具有第1厚度(d1)；第2区域(102)，其包围第1区域，由于掩膜背面(90b)凹陷而比第1区域薄。在使掩膜的掩膜图案与基板的电极图案相对应了时，第1区域与第2区域的交界(E1)位于基板的缘(113)的内侧，第2区域向基板的缘的外侧扩大。
文档编号H05K3/34GK101290898SQ200810093728
公开日2008年10月22日 申请日期2008年4月16日 优先权日2007年4月16日
发明者川上茂明, 根桥彻, 浅野邦一, 矢泽一郎 申请人:爱立发股份有限公司