マスクを用いた処理装置および方法
【課題】マスクを用いた処理のタクトタイムを短縮できる装置を提供する。
【解決手段】フラックス印刷装置２は、基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂを含むマスク１０を保持するためのフレーム２１と、基板を搭載し、基板の位置決めをするための移動ステージ３０とを有する。移動ステージ３０は、基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台３１ａおよび第２の保持台３１ｂを含み、第１の位置Ｐ１と第２の位置とを移動する。第１の位置Ｐ１では、第１の保持台３１ａを第１の開口群１４ａに合わせるとともに、第２の保持台３１ｂをマスク１０の中間領域１９に対応する入出力位置１１９に合わせる。第２の位置では、第２の保持台３１ｂを第２の開口群１４ｂに合わせるとともに、第１の保持台３１ａを入出力位置１１９に合わせる。
【解決手段】フラックス印刷装置２は、基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂを含むマスク１０を保持するためのフレーム２１と、基板を搭載し、基板の位置決めをするための移動ステージ３０とを有する。移動ステージ３０は、基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台３１ａおよび第２の保持台３１ｂを含み、第１の位置Ｐ１と第２の位置とを移動する。第１の位置Ｐ１では、第１の保持台３１ａを第１の開口群１４ａに合わせるとともに、第２の保持台３１ｂをマスク１０の中間領域１９に対応する入出力位置１１９に合わせる。第２の位置では、第２の保持台３１ｂを第２の開口群１４ｂに合わせるとともに、第１の保持台３１ａを入出力位置１１９に合わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ボールを基板に搭載（配置）する処理、または、基板にクリーム半田やフラックスなどを塗布（印刷）する処理などのための複数の開口を備えたマスク（テンプレート）と基板とを位置合わせすることを含む装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ウェハの供給および収納を行うローダ／アンローダ区画と、ローダ／アンローダ区画から供給されたウェハをＸＹＺθテーブルに搭載し、この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（微小粒子）の搭載を行うマウント区画とを有するボールマウンタが開示されている。マウント区画は、ウェハの反りを矯正する反り矯正ユニットと、反り矯正されたウェハにフラックスを印刷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ウェハにボール（微小粒子）を搭載するボール搭載ユニットとを備えており、これらが搬送方向に順番に並んで配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７３１９５号公報（段落番号００１９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の開口（複数の孔、開口パターン）を備えたマスクをテンプレートとして用いて処理する方式が、印刷、ボール搭載位置などの処理される位置の誤差を数μｍ以下（サブミクロンメーターを含む）にすることが要望される多種多様な用途に適用されつつある。典型的な用途（処理）は、ボール搭載、フラックス印刷、ペースト半田印刷、導電性接着剤印刷、導電異方性接着剤印刷、絶縁性接着剤印刷、グラビア印刷、マスクを用いた露光処理が含まれるデバイスの製造に関する方法および製造装置である。たとえば、複数の微小開口を備えたマスクが、半導体デバイスあるいはプリント配線板などの基板に半田ボールなどの導電性ボール（導電性微小粒子）を搭載（実装）するためにも使用される。微小な導電性ボール、例えば直径が１ｍｍ以下、具体的には、１０〜５００μｍ程度の導電性ボールが、数μ以下の公差で基板の表面に搭載するために用いられる。このようなマスクを用いて基板の表面に処理するプロセスにおいて、タクトタイムをさらに短縮できる装置および方法を提供することは重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、複数の開口を備えたマスクと基板とを位置合わせした状態で、マスクを介して基板に対する処理を行うシステムである。マスクは、基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を含む。このシステムは、第１の開口群および第２の開口群が第１の方向に並んだマスクを保持するためのフレームと、基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台および第２の保持台と、基板の位置決めをするための移動ステージとを有する。移動ステージは、第１の保持台および第２の保持台をマスクの下で第１の方向に第１の位置と第２の位置とを往復動する。第１の位置では、第１の保持台を第１の開口群に合わせるとともに、第１の開口群および第２の開口群の中間で第１の保持台または第２の保持台に搭載される基板を入れ替えるための入出力位置に第２の保持台を合わせる。第２の位置では、第２の保持台を第２の開口群に合わせるとともに、入出力位置に第１の保持台を合わせる。
【０００６】
マスクを用いた処理では、その前後にマスクをクリーニングすることが必要となることがある。このシステムでは、マスクの第１の開口群を用いた処理と、第２の開口群のクリーニングとを平行して行うことができ、マスクのクリーニングに要するオーバーヘッドを隠すか、オーバーヘッドの影響を抑制でき、タクトタイムを短縮できる。
【０００７】
すなわち、このシステムは、第１の開口群を用いて第１の保持台に搭載された基板に処理を行うための第１の処理ユニットと、第２の開口群を用いて第２の保持台に搭載された基板に処理を行うための第２の処理ユニットと、第１の開口群をクリーニングするための第１のクリーニングユニットと、第２の開口群をクリーニングするための第２のクリーニングユニットとをさらに有することが有効である。そして、第１の位置において第１の処理ユニットおよび第２のクリーニングユニットを稼働し、第２の位置において第２の処理ユニットおよび第１のクリーニングユニットを稼働する制御機能をさらに有することが望ましい。
【０００８】
さらに、入出力位置において、移動ステージの第１または第２の保持台に基板を入れ替える処理、すなわち、第１または第２の保持台に基板を受け入れおよび排出することに関連する処理の少なくとも一部を、クリーニングなどと平行して行うことが可能となり、さらにタクトタイムを短縮できる。移動ステージの第１または第２の保持台に基板を入れ替える処理に関連した処理の１つは、反り矯正である。したがって、このシステムは、入出力位置において第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板の反りを矯正するためにマスクを介して第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板を第１の保持台または第２の保持台に押し付ける矯正ユニットをさらに有することが望ましい。
【０００９】
さらに、矯正ユニットによりマスクの中間領域を挟みこむことにより、基板の反りを矯正できるとともに、マスクを第１の開口群と第２の開口群との中間で矯正ユニットと第１または第２の保持台で挟み込んでマスクを支持できる。すなわち、第１の保持台に搭載された基板に対し第１の開口群で処理を行うときに、第２の保持台と矯正ユニットとによりマスクの中間領域を挟み込んで固定することができ、第１の開口群により近い位置でマスクを支持し、マスクの歪みなどに起因する不具合を未然に防止できる。したがって、フラックスの印刷、ボール搭載などのマスクを用いた処理の精度を向上でき、それにより製造される基板の歩留まりを向上できる。
【００１０】
このため、このシステムは、第１の処理ユニットまたは第２の処理ユニットにより第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、矯正ユニットによりマスクを第２の保持台または第１の保持台に押し付ける制御機能をさらに有することが望ましい。
【００１１】
さらに、このシステムは、入出力位置において、マスク側の基準マークおよび基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用カメラであって、マスクに設けられた観察用窓を介して基板側の基準マークを観察可能な観察用カメラを有することが望ましい。第１または第２の保持台に搭載された基板の姿勢を、マスクを通して確認できるので、マスクの下側で第１または第２の保持台に基板を受け入れでき、さらにタクトタイムを短縮できる。
【００１２】
このシステムは、さらに、第２の位置で観察用カメラにより得られた基板側の基準マークの位置に基づき、第１の位置において第１の開口群と第１の保持台に搭載された基板との位置合わせを行い、第１の位置で観察用カメラにより得られた基板側の基準マークの位置に基づき、第２の位置において第２の開口群と第２の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うように移動ステージを移動する制御機能を有することが望ましい。高精度での位置合わせを要求されるのは、第１の位置では第１の開口群と基板との間であり、第２の位置では第２の開口群と基板との間になる。したがって、第１の保持台および第２の保持台に共通し、移動ステージがＸＹＺおよびθ方向に精度よく動く機能を備えていれば、それぞれの開口群に対して精度よく基板を位置合わせできる。
【００１３】
マスクを用いて基板に行う処理の１つは、フラックスを塗布することである。したがって、マスクの第１の開口群および第２の開口群は、基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含み、第１の処理ユニットおよび第２の処理ユニットは、それぞれ、マスクの表面に沿って動き、第１の開口群および第２の開口群の塗布用開口を介して基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための塗布用ヘッドを含むことが望ましい。
【００１４】
マスクを用いて基板に行う処理の１つは導電性ボールを搭載することである。したがって、マスクの第１の開口群および第２の開口群は、基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含み、第１の処理ユニットおよび第２の処理ユニットは、マスクの表面に供給された複数の導電性ボールをマスクの表面に沿って移動し、第１の開口群および第２の開口群の配置用開口のそれぞれに充填するための充填用ヘッドを含むことが望ましい。
【００１５】
本発明の他の態様の１つは、複数の開口を有するマスク（マスクプレート、テンプレート）であって、当該マスクと基板とを位置合わせした状態で、当該マスクを介して基板に対する処理を行うマスクである。マスクは、基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を有し、第１の開口群および第２の開口群が第１の方向に並んでいる。このマスクは、さらに、第１の開口群および第２の開口群の中間領域に設けられた、マスク側の基準マークと、基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用窓とを有することが望ましい。
【００１６】
マスクの典型的なものの１つはフラックスを塗布（印刷）するためのマスクであり、第１の開口群および第２の開口群は、それぞれ、基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含むことが望ましい。マスクの典型的なものの他の１つは、導電性ボールを搭載するためのものであり、第１の開口群および第２の開口群は、それぞれ、基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含むことが望ましい。
【００１７】
本発明のさらに異なる他の態様の１つは、基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を含み、第１の開口群および第２の開口群が第１の方向に並んだマスクを介して基板に対する処理を行う方法である。この方法は、基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台および第２の保持台を、第１の方向に往復動する移動ステージが第１の位置と第２の位置とに移動させることを有する。第１の位置では、第１の保持台を第１の開口群に合わせるとともに、第１の開口群および第２の開口群の中間で第１の保持台または第２の保持台に搭載される基板を入れ替えるための入出力位置に第２の保持台を合わせる。第２の位置では、第２の保持台を第２の開口群に合わせるとともに入出力位置に第１の保持台を合わせる。
【００１８】
この方法は、第１の位置において、第１の開口群を用いて第１の保持台に搭載された基板に処理を行うための第１の処理ユニットと、第２の開口群をクリーニングするための第２のクリーニングユニットとが稼働することと、第２の位置において、第２の開口群を用いて第２の保持台に搭載された基板に処理を行うための第２の処理ユニットと、第１の開口群をクリーニングするための第１のクリーニングユニットとが稼働することとをさらに有することが望ましい。マスクのクリーニングに要する時間（オーバーヘッド）を隠し、もしくはオーバーヘッドの影響を削減し、基板を受け入れてから処理を行い排出するまでの時間（タクトタイム）を短縮できる。
【００１９】
この方法は、入出力位置において第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板の反りを矯正するためにマスクを介して第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板を第１の保持台または第２の保持台に押し付ける矯正ユニットが、第１の処理ユニットまたは第２の処理ユニットにより第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、マスクを第２の保持台または第１の保持台に押し付けることをさらに有することが望ましい。第１の処理ユニットにより第１の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、中間領域において矯正ユニットによりマスクを第２の保持台に押し付けて保持できる。同様に、第２の処理ユニットにより第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、中間領域において矯正ユニットによりマスクを第１の保持台に押し付けて保持できる。
【００２０】
この方法は、入出力位置において、マスク側の基準マークおよび基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用カメラであって、マスクに設けられた観察用窓を介して基板側の基準マークを観察可能な観察用カメラにより、第２の位置で得られた基板側の基準マークの位置に基づき、第１の位置において第１の開口群と第１の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うことと、第１の位置で観察用カメラにより得られた基板側の基準マークの位置に基づき、第２の位置において第２の開口群と第２の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うこととをさらに有することが望ましい。
【００２１】
この方法は、基板にフラックスを印刷（塗布）する処理に適している。すなわち、マスクの第１の開口群および第２の開口群は、基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含み、第１の処理ユニットおよび第２の処理ユニットは、マスクの表面に沿って動き、第１の開口群および第２の開口群の塗布用開口を介して基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布する。
【００２２】
この方法は、基板に導電性ボールを搭載する処理にも適している。すなわち、マスクの第１の開口群および第２の開口群は、基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含み、第１の処理ユニットおよび第２の処理ユニットは、マスクの表面に供給された複数の導電性ボールをマスクの表面に沿って移動し、第１の開口群および第２の開口群の配置用開口のそれぞれに充填する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様のシステムにおいては、マスクを用いた処理と、マスクのクリーニングとを並列実行でき、マスクのクリーニングに要するオーバーヘッドの影響をなくしたり、抑制できる。このため、マスクを用いた処理を含む基板の製造に要するタクトタイムを短縮でき、スループットを向上できる。さらに、マスク側はシステムに固定できるので、システムの構成を簡易にできる。また、このシステムを適用することにより、複数種類のマスクを用いて複数種類の処理をパイプライン的に行うことが可能となり、クリティカルパスとなる処理またはクリーニングに要する時間の単位で基板に複数種類の処理が適用された製品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】フラックス印刷装置の構成例を示す斜視図。
【図２】図１のフラックス印刷装置により第２の保持台に基板を受け入れる状態を示す図。
【図３】第１の保持台の基板にフラックスを印刷する状態を示す図。
【図４】第２の保持台の基板の位置を認識する状態を示す図。
【図５】図１のフラックス印刷装置により第１の保持台に基板を受け入れる状態を示す図。
【図６】第２の保持台の基板にフラックスを印刷する状態を示す図。
【図７】第１の保持台の基板の位置を認識する状態を示す図。
【図８】異なるフラックス印刷装置の例をＸ方向から見た側面図。
【図９】図８のフラックス印刷装置をＹ方向から見た側面図。
【図１０】図８のフラックス印刷装置の移動ステージを上方（Ｚ方向）から見た平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、基板の処理システムの一例を示す斜視図である。この処理システム１の一例はフラックス印刷装置（フラックス塗布装置）２であり、他の一例はボール搭載装置（搭載装置、ボールマウントシステム、ボールマウンタ）３である。図１は、フラックス印刷装置２と、ボール搭載装置３とに共通する典型的な構成と、それぞれの装置２および３に用いられるヘッドとを記載した図であり、システム１を説明するために各構成要素を展開して示している。フラックス塗布装置２は、基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置にマスク１０を介してクリーム半田などのフラックスを塗布用ヘッド５ａおよび５ｂにより塗布（印刷）するための装置である。ボール搭載装置３は、基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置（フラックスが印刷された位置）にマスク１０を介して充填用ヘッド４ａおよび４ｂにより導電性ボール（導電性微小粒子）を搭載するための装置である。フラックスを塗布するためのマスク１０と、導電性ボールを配置するためのマスク１０とは、厚み、開口（開口パターン、小孔）の大きさなどの差があってもよい。いずれの装置２および３においても、マスク１０は、複数の開口（開口パターン）１２を備えたテンプレート、ステンシルとして機能する。
【００２６】
ボール搭載装置３においては、スキージなどの導電性ボールを移動するのに適した構成を備えた充填用ヘッド４ａおよび４ｂが、マスク１０の表面１１に供給された複数の導電性ボール（不図示）をマスク１０の表面１１に沿って移動し、マスク１０の複数の配置用開口１２のそれぞれに充填する。その結果、マスク１０の配置用開口１２に規定された基板１００ａおよび１００ｂの表面１０１の所定の位置に導電性ボールが配置される。
【００２７】
フラックス印刷装置２においては、フラックスをつけるのに適したスキージなどの部材を備えた印刷ヘッド５ａおよび５ｂがマスク１０の表面１１に沿って移動し、マスク１０の複数の開口１２を通して基板１００ａおよび１００ｂの表面１０１の所定の位置にフラックスを塗布（印刷）する。
【００２８】
基板（ワーク、ワークピース）１００ａおよび１００ｂの典型的なものは、プリント配線板、半導体基板である。以下の説明の基板１００ａおよび１００ｂはプリント配線板であり、フラックス印刷装置２は、プリント配線板１００ａおよび１００ｂの表面１０１に所定のパターンで形成された複数の電極１０２の上に、フラックスを、その所定のパターンに合わせて搭載する。
【００２９】
プリント配線板１００ａおよび１００ｂ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。基板１００ａおよび１００ｂの電極１０２の上に搭載される導電性ボールは、電気的な接続を得るための電極（バンプ）として機能するものであり、その直径は、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は、微小ボール、マイクロボール、微小粒子などと呼ばれることもある。導電性ボールには、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、さらに、光−電気変換に使用される球状シリコンボールなどが含まれる。本例の導電性ボールは直径１００μｍ程度の半田ボールである。
【００３０】
プリント配線板１００ａおよび１００ｂの一方の面には、複数の半導体チップ（半導体デバイス）が実装されており、プリント配線板１００ａおよび１００ｂの他の面（表面）１０１には、それぞれの半導体チップに接続するための複数の電極１０２が、マトリックス状（アレイ状）１０３に分散（離散、グループ化）して設けられている。したがって、マスク１０には、プリント配線板１００ａおよび１００ｂの電極１０２の配置に対応した位置に複数の開口１２が、同様に複数のグループ（開口パターン）１３に分けて形成されている。さらに、このマスク１０は、２つの基板１００ａおよび１００ｂに同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂを含み、これらの第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂが第１の方向（Ｙ方向）に並んでいる。
【００３１】
処理システム１が印刷装置２であれば、マスク１０はフラックス印刷用のマスクであり、スキージを備えた塗布用ヘッド５ａおよび５ｂがマスク１０の表面１１の第１および第２の開口群１４ａおよび１４ｂに沿って動き、それぞれの開口群１４ａおよび１４ｂの塗布用開口１２を介して基板１００ａおよび１００ｂの表面１０１の所定の位置、すなわち、電極１０２の位置にフラックスを塗布する。なお、以下では、印刷装置２を中心として本発明を説明する。
【００３２】
フラックス印刷装置２は、第１および第２の開口群１４ａおよび１４ｂを備えたマスク１０と、基板１００ａおよび１００ｂとを次々と位置合わせした状態で、マスク１０を介して基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置にフラックスを印刷する。このため、フラックス印刷装置２は、マスク１０を保持するためのフレーム２１と、基板１００ａおよび１００ｂをそれぞれ搭載し保持するための保持台（テーブル、支持装置）３１ａおよび３１ｂと、基板１００ａおよび１００ｂの位置決めをするための移動ステージ３０とを含む。
【００３３】
移動ステージ３０は、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの高さ方向の位置を制御するＺテーブル（Ｚ方向駆動装置）３２と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂのθ方向（水平方向）の角度（回転角度）を制御するためのθテーブル（θ方向駆動装置）３３と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの前後方向（Ｙ方向）の位置を制御するためのＹテーブル（Ｙ方向駆動装置）３４と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの左右方向（Ｘ方向）の位置を制御するためのＸテーブル（Ｘ方向駆動装置）３５とを備えている。Ｚテーブル３２、θテーブル３３、Ｙテーブル３４およびＸテーブル３５は、それぞれ駆動用のモータを備えており、移動システムとしては、ボールねじなどの公知の方法およびメカニズムを使用できる。したがって、移動ステージ３０は、搭載した基板１００ａおよび１００ｂの位置および水平方向の向きθをベース２０に対して自由に設定することができ、基板１００ａおよび１００ｂの位置決めをすることができる。
【００３４】
それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂは、基板１００ａおよび１００ｂを入れ替えるためのコンベア１１０と、基板１００ａおよび１００ｂを吸引するための吸着システム１１２とを含む。コンベア１１０は、それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂの基板１００ａおよび１００ｂをそれぞれ入れ替えるときに保持台３１ａおよび３１ｂから突き出た状態になる。それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂに新しい基板１００ａおよび１００ｂが受け入れられると、コンベア１１０はそれぞれの台３１ａおよび３１ｂの下に沈み、バキュームなどにより基板１００ａおよび１００ｂをそれぞれ吸着するシステム１１２が稼働する。
【００３５】
移動ステージ３０は、Ｙ方向に移動することにより、第１の保持台３１ａおよび第２の保持台３１ｂを、マスク１０の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂの中間領域１９に該当する位置で、第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂに搭載される基板１００ａまたは１００ｂを入れ替えるための入出力位置１１９に設置できる。入出力位置１１９では、第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂが、基板を搬送するためのコンベアシステム１２１および１２２に位置合わせされる。たとえば、第２の保持台３１ｂが入出力位置１１９にセットされると、第２の保持台３１ｂの基板１００ｂが搬出用のコンベアシステム１２２に排出され、新しい基板１００ｂが搬入用のコンベアシステム１２１から第２の保持台３１ｂに受け入れられる。新しい基板１００ｂが第２の保持台３１ｂにセットされると、コンベア１１０が沈み、吸着システム１１２が稼働し、第２の保持台３１ｂに新しい基板１００ｂが固定される。
【００３６】
マスク１０は薄板、たとえば、数１０から１００μｍ程度の厚みの金属製の薄板であり、周囲が補強材（図示略）で補強され、さらにマスクフレーム２１に固定されている。マスクフレーム２１は、移動ステージ３０のベース２０とともにベースフレーム２２に固定されている。このため、マスク１０は、いったんマスクフレーム（マスクホルダー）２１に取り付けられるとベース２０に対する位置（Ｘ、Ｙ、Ｚおよびθ）は固定される。
【００３７】
マスク１０は、複数の開口（小孔）１２がＸ方向に同一のパターンで配列された第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂを含み、これら第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂがＹ方向の両縁に沿って並列に配列されている。さらに、マスク１０の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂの中間領域１９は、第１および第２の保持台３１ａおよび３１ｂの基板１００ａおよび１００ｂを入れ替えるための領域となっている。マスクの中間領域１９には、マスク１０の位置決め用の基準マーク（ターゲットマーク）１５ａおよび１５ｂが設けられている。ターゲットマーク１５ａおよび１５ｂの一例は、直径が１ｍｍ程度あるいはそれ以下のマークである。さらに、マスクの中間領域１９には、基板１００ａおよび１００ｂにそれぞれ設けられた基板側の基準マーク１０５ａおよび１０５ｂを観察するための観察用窓１７ａおよび１７ｂが設けられている。
【００３８】
このフラックス印刷装置２は、さらに、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂを含む。一方の観察用カメラ５０ａは、マスク側の基準マーク１５ａと、基板側の基準マーク１０５ａとを観察する。観察用カメラ５０ａは、基板側の基準マーク１０５ａについてはマスク１０に設けられた観察用窓１７ａを通して観察する。他方の観察用カメラ５０ｂは、マスク側の基準マーク１５ｂと、基板側の基準マーク１０５ｂとを観察する。観察用カメラ５０ｂは、基板側の基準マーク１０５ｂについてはマスク１０に設けられた観察用窓１７ｂを通して観察する。観察用カメラ５０ａおよび５０ｂによりターゲットマーク１５ａおよび１５ｂをそれぞれ認識することにより、ベースフレーム２２に対するマスク１０の位置（Ｘ、Ｙ）および姿勢（向き、θ）を高精度で得ることができる。
【００３９】
マスク１０の観察用窓１７ａおよび１７ｂの一例は、直径が１０〜１５ｍｍ程度の円形の孔（貫通穴）である。基板１００ａおよび１００ｂは、移動ステージ３０の保持台３１ａおよび３１ｂの上にコンベアシステム１２１により供給元、たとえば、搬送用のパッケージから出されて載置される。基板を供給する装置は、ロボットアームなど他のシステムであってもよい。その際、保持台３１ａおよび３１ｂの上において基板１００ａおよび１００ｂの位置は、プリアライメント（概略の位置決め）がなされるが、基板毎に保持台３１ａおよび３１ｂ、すなわち、移動ステージ３０に対する相対的な位置は多少ずれる可能性が高い。観察用窓１７ａおよび１７ｂの大きさは、移動ステージ３０の上に基板が供給される時の位置ずれを考慮した大きさに設定される。
【００４０】
そして、マスク１０の観察用窓１７ａおよび１７ｂを介して観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより基板１００ａおよび１００ｂの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂをそれぞれ認識することにより、移動ステージ３０の基準位置に対する基板１００ａおよび１００ｂの位置（Ｘ、Ｙ）および姿勢（回転角θ）を高精度で得ることができる。したがって、移動ステージ３０を適切に移動することにより、マスク１０の第１の開口群１４ａと基板１００ａとを高精度で位置合わせでき、マスク１０の第２の開口群１４ｂと基板１００ｂとを高精度で位置合わせできる。観察用カメラ５０ａおよび５０ｂはそれぞれ、ベース２０と一体になったベースフレーム２２に、不図示のＸＹＺテーブルにより動くように配置されている。
【００４１】
フラックス印刷装置２は、さらに、マスク１０の第１の開口群１４ａを用いて第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａにフラックスを塗布する処理を行うための第１の塗布用ヘッド５ａと、マスク１０の第２の開口群１４ｂを用いて第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂにフラックスを塗布する処理を行うための第２の塗布用ヘッド５ｂとを含む。フラックス印刷装置２は、これらの第１の塗布用ヘッド５ａおよび第２の塗布用ヘッド５ｂを、それぞれ独立してマスク１０の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂに沿って、マスク１０を横切るように移動するためのヘッド移動機構（不図示）を含む。ヘッド移動機構は、たとえば、マスクフレーム２１に対して２次元方向にそれぞれのヘッド５ａおよび５ｂを独立して移動するＸＹテーブルなどを用いて構成できる。
【００４２】
さらに、フラックス印刷装置２は、マスク１０の第１の開口群１４ａをクリーニングするための第１のクリーニングユニット９０ａと、第２の開口群１４ｂをクリーニングするための第２のクリーニングユニット９０ｂとをさらに有する。それぞれのクリーニングユニット９０ａおよび９０ｂは、マスク１０の反対側の面（裏面）をクリーニングし、マスク１０の残ったフラックスを除去する。除去するための手段としては、フラックスをかき落とすためのスクレーパ、フラックスを吸着除去するためのモップ、その他の高吸着材、フラックスをふき取るためのクロスなどを挙げることができる。
【００４３】
ボール搭載用のマスクについてもクリーニングユニットを設けることが望ましい。ボール搭載用のマスクのクリーニングユニットの好適な例は、残ボールを吸着するための粘着性の部材、たとえば粘着ゴムである。
【００４４】
フラックス印刷装置２は、これらの第１のクリーニングユニット９０ａおよび第２のクリーニングユニット９０ｂを、それぞれ独立してマスク１０の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂに沿って、マスク１０を横切るように移動するためのクリーニングユニット移動機構（不図示）を含む。移動機構は、たとえば、マスクフレーム２１に対して２次元方向にそれぞれのユニット９０ａおよび９０ｂを独立して移動するＸＹテーブルなどを用いて構成できる。
【００４５】
フラックス印刷装置２は、さらに、マスク１０の中間領域１９において第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ａまたは１００ｂの反りを矯正するために反り矯正ユニット８０を有する。矯正ユニット８０は、マスク１０を介して第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ａまたは１００ｂを第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂに押し付ける矯正プレート８１と、矯正プレート８１を上下に動かすためのシャフト８２とを含む。
【００４６】
フラックス印刷装置２は、さらに、上述した移動ステージ３０、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂ、塗布用ヘッド５ａおよび５ｂ、クリーニングユニット９０ａおよび９０ｂ、および矯正ユニット８０を含む、フラックス印刷装置２を構成する要素を制御するための制御ユニット７０を含む。制御ユニット７０は、ＣＰＵなどのプログラムを実行可能なプロセッサと、所定の動作を行うためのプログラムを内蔵したメモリなどを含む。制御ユニット７０は、まず、移動ステージ３０をＹ方向に往復動させて、第１の保持台３１ａがマスク１０の第１の開口群１４ａの下になり、第２の保持台３１ｂが入出力位置１１９になる第１の位置Ｐ１と、第２の保持台３１ｂがマスク１０の第２の開口群１４ｂの下になり、第１の保持台３１ａが入出力位置１１９になる第２の位置Ｐ２とにセットする第１の機能７１を含む。図１は、移動ステージ３０が第１の位置Ｐ１にセットされている状態を示している。
【００４７】
制御ユニット７０は、さらに、第１の位置Ｐ１において第１の塗布用ヘッド５ａおよび第２のクリーニングユニット９０ｂを稼働し、第２の位置Ｐ２において第２の塗布用ヘッド５ｂおよび第１のクリーニングユニット９０ａを稼働する第２の制御機能７２を有する。
【００４８】
制御ユニット７０は、さらに、第１の位置Ｐ１において、第１の塗布用ヘッド５ａにより第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａに対する処理を実行している間、矯正ユニット８０によりマスク１０の中間領域１９を第２の保持台３１ｂの基板１００ｂに押し付ける第３の機能７３を含む。この第３の機能７３は、第２の位置Ｐ２において、第２の塗布用ヘッド５ｂにより第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂに対する処理を実行している間、矯正ユニット８０によりマスク１０の中間領域１９を第１の保持台３１ａの基板１００ａに押し付ける。したがって、矯正ユニット８０によりそれぞれの基板１００ａおよび１００ｂの反りを矯正するとともに、塗布している間、マスク１０の中間領域１９を矯正ユニット８０および保持台３１ａまたは３１ｂにより基板を介して支持（保持）し、マスク１０の歪みや撓みによる影響を抑制できる。
【００４９】
制御ユニット７０は、さらに、第２の位置Ｐ２で観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより得られた基板１００ａの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂの位置に基づき、第１の位置Ｐ１において第１の開口群１４ａと第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａとの位置合わせを行うように移動ステージ３０を制御（移動）する第４の機能７４を含む。この第４の機能７４は、さらに、第１の位置Ｐ１で観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより得られた基板１００ｂの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂの位置に基づき、第２の位置Ｐ２において第２の開口群１４ｂと第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂとの位置合わせを行うように移動ステージ３０を移動する。
【００５０】
図２から図７は、このフラックス印刷装置２において、それぞれの基板１００ａおよび１００ｂの表面１０１の所定の位置にフラックスを塗布（印刷）してプリント配線板１００ａおよび１００ｂを製造するための表面処理の各ステップを模式的に示している。
【００５１】
図２は、移動ステージ３０が第１の位置Ｐ１にセットされており、第２の保持台３１ｂがマスク１０の中間領域１９に対応する入出力位置１１９にセットされた状態を示している。この図２のステップでは、第２の保持台３１ｂの基板１００ｂが入れ替えられ、処理済みの基板が排出され、未処理の基板が受け入れられる。
【００５２】
図３は、移動ステージ３０が上方（Ｚ方向）に移動した状態を示している。第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂはマスク１０の中間領域１９に位置合わせされ、第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａとマスク１０の第１の開口群１４ａとが位置合わせされる。その後、第１の塗布用ヘッド５ａにより、第１の開口群１４ａを用いて基板１００ａの表面１０１にフラックスが塗布される。
【００５３】
この図３のステップでは、さらに、中間領域１９において、第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂがマスク１０を挟んで、反り矯正ユニット８０の矯正プレート８１により第２の保持台３１ｂに押し付けられる。したがって、第２の保持台３１ｂの吸着システム１１２に基板１００ｂの全体が密着され、基板１００ｂの反りが矯正される。それとともに、マスク１０の中間領域１９が、矯正ユニット８０と、第２の保持台３１ｂとにより基板１００ｂを介して挟み込まれ、支持される。このため、マスク１０がマスクフレーム２１のみならず、矯正ユニット８０と第２の保持台３１ｂとにより支持され、マスク１０が撓んだり歪んだりすることを抑制できる。したがって、第１の塗布用ヘッド５ａにより、第１の開口群１４ａを用いて基板１００ａの表面１０１に精度よくフラックスを印刷できる。
【００５４】
さらに、この図３のステップでは、マスク１０の第２の開口群１４ｂの領域が第２のクリーニングユニット９０ｂによりクリーニングされる。したがって、第１の開口群１４ａを用いてフラックスを印刷する処理と、第２の開口群１４ｂの領域を第２のクリーニングユニット９０ｂを用いてクリーニングする処理とを並列に（並行して）実行できる。このため、クリーニングする処理に要する時間が、フラックスを印刷する処理に要する時間と同じまたは短ければ、クリーニングに要する時間がオーバーヘッドとして基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間（タクトタイム）として現れることを防止できる。クリーニングする処理に要する時間が、フラックスを印刷する処理に要する時間より長い場合であっても、クリーニングに要する時間がオーバーヘッドとして基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間（タクトタイム）として現れることを抑制できる。したがって、基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間を短縮できる。フラックスを印刷する処理と、クリーニングする処理とは、処理時間の相違などの要因から完全に同期して行う必要はない。
【００５５】
図４は、移動ステージ３０に対する基板の位置を認識する様子を示している。図４のステップでは、第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂの第２の保持台３１ｂの上の正確な位置および向き、および／または基板１００ｂの移動ステージ３０に対する正確な位置および向きが観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより認識される。このため、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂは、マスク１０の観察用窓１７ａおよび１７ｂを介して第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂを観察する。マスク１０を通して基板１００ｂを見ることができるようにマスク１０を貫通する観察用窓１７ａおよび１７ｂがマスク１０に設けられているので、移動ステージ３０をマスク１０から外に出さずに、移動ステージ３０の上の基板の正確な位置を把握できる。また、図３のステップにおいて、基板１００ｂが反り矯正ユニット８０により第２の保持台３１ｂに押し付けられて第２の保持台３１ｂに対する位置が決まる。したがって、その後、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより基板１００ｂの位置検出を行うことにより、より精度よく基板１００ｂとマスク１０とを位置合わせすることが可能となる。
【００５６】
このステップにより、移動ステージ３０に対する基板１００ｂの位置（ＸおよびＹ方向の相対的な位置、あるいは差分）および向き（θ方向の相対的な角度、あるいは差分）が判明する。移動ステージ３０の位置（移動量）とベースフレーム２２との関係は予め分かり、事前にマスク１０のターゲットマーク１５ａおよび１５ｂの位置は観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより判明している。このため、マスク１０の位置および方向と基板１００ｂの位置および方向との関係が判明し、移動ステージ３０により、基板１００ｂを、マスク１０に対し、任意の位置および向きとなるように精度よく移動することができる。第１の位置Ｐ１においては、前の段階（第２の位置Ｐ２）で求められた基板１００ａのマスク１０に対する位置により移動ステージ３０が制御され、第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａと、マスク１０の第１の開口群１４ａとが精度よく位置合わせされる。
【００５７】
図５は、移動ステージ３０が第２の位置Ｐ２に移動し、第１の保持台３１ａがマスク１０の中間領域１９に対応する入出力位置１１９にセットされた状態を示している。この図５のステップで、第１の保持台３１ａの基板１００ａが入れ替えられ、処理済みの基板が排出され、未処理の基板が受け入れられる。電極１０２にフラックスが塗布された基板１００ａは、その後、フラックスが塗布された位置に導電性ボールが搭載され、リフロー炉に入れることにより、リフローされ、所定の位置に半田バンプを備えたプリント配線板１００ａを製造できる。
【００５８】
図６は、第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａがマスク１０の中間領域１９に位置合わせされ、第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂとマスク１０の第２の開口群１４ｂとが位置合わせされた状態を示している。第２の位置Ｐ２においては、前の段階（図４参照）で求められた基板１００ｂのマスク１０に対する位置により移動ステージ３０が制御され、第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂと、マスク１０の第２の開口群１４ｂとが精度よく位置合わせされる。その後、第２の塗布用ヘッド５ｂにより、第２の開口群１４ｂを用いて基板１００ｂの表面１０１にフラックスが塗布される。
【００５９】
この図６のステップでは、中間領域１９において、第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａがマスク１０を挟んで、反り矯正ユニット８０の矯正プレート８１により第１の保持台３１ａに押し付けられる。したがって、図３を参照して説明したのと同様に、第１の保持台３１ａの吸着システム１１２に基板１００ａの全体が密着され、基板１００ａの反りが矯正される。それとともに、マスク１０の中間領域１９が、矯正ユニット８０と、第１の保持台３１ａとにより基板１００ａを介して挟み込まれ、支持される。このため、マスク１０が撓んだり歪んだりすることを抑制でき、第２の塗布用ヘッド５ｂにより、第２の開口群１４ｂを用いて基板１００ｂの表面１０１に精度よくフラックスを印刷できる。
【００６０】
さらに、この図６のステップでは、マスク１０の第１の開口群１４ａの領域が第１のクリーニングユニット９０ａによりクリーニングされる。したがって、第２の開口群１４ｂを用いてフラックスを印刷する処理と、第１の開口群１４ａの領域を第１のクリーニングユニット９０ａによりクリーニングする処理とを並列に（並行して）実行できる。このため、クリーニングに要する時間がオーバーヘッドとして基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間（タクトタイム）として現れることを防止または抑制でき、基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間を短縮できる。
【００６１】
図７は、移動ステージ３０に対する基板の位置を認識する様子を示している。この図７のステップでは、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより、マスク１０の観察用窓１７ａおよび１７ｂを介して第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂが認識される。すなわち、この図７のステップにより、移動ステージ３０に対する基板１００ａの位置（ＸおよびＹ方向の相対的な位置、あるいは差分）および向き（θ方向の相対的な角度、あるいは差分）が判明する。したがって、移動ステージ３０をマスク１０から外に出さずに、外部の基板供給手段であるコンベアシステム１２１および１２２との間で基板の受け渡しができ、さらに、移動ステージ３０の上の基板の正確な位置を把握できる。
【００６２】
以上では、フラックス印刷装置２を例に説明しているが、ボール搭載装置３においても同様である。ボール搭載のための充填用ヘッド４ａおよび４ｂの一例は、円周に沿って適当なピッチで配置されたワイヤースキージをマスク１０に垂直な軸により回転し、マスク１０の表面１１に形成される区域（動区域）に導電性ボールを保持するものである。充填用ヘッド４ａまたは４ｂを適当な方向、たとえば、長手方向（Ｘ方向）に移動することにより、導電性ボールの集団を、充填用ヘッドの下側の動区域から逃げないように保持しながら移動することができる。動区域の導電性ボールは適当な方法で、たとえば、導電性ボール供給装置（図示略）から各ヘッド４ａおよび４ｂのシャフトを介して充填あるいは補給でき、消費された導電性ボールを補充できる。さらに、このタイプの充填用ヘッド４ａおよび４ｂを採用すると、マスク１０の表面１１の限られた面積に導電性ボールを集中できるので、同じマスク１０に設けられた観察用窓１７ａおよび１７ｂに導電性ボールが流れ込んだりすることはない。
【００６３】
したがって、本発明に係るシステム１は、微小な導電性ボール、例えば直径が１ｍｍ以下、具体的には、１０〜５００μｍ程度の導電性ボールを、マスクを用いて基板の表面に搭載する装置に適しており、ボール搭載に関するタクトタイムをさらに短縮できる。同様に、フラックスの塗布装置に適用することにより、フラックスの塗布に関するタクトタイムをさらに短縮できる。
【００６４】
図８から図１０に、フラックス印刷装置２の異なる例を示している。このフラックス印刷装置２も、基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置にマスク１０を介してクリーム半田などのフラックスを塗布用ヘッド（印刷用ヘッド）５ａおよび５ｂにより塗布（印刷）するための装置である。なお、図８から図１０は、フラックス印刷装置２の移動ステージ３０を中心に示しており、印刷用ヘッド５ａおよび５ｂ、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂ、マスク１０を保持するためのフレーム２１などは省略している。しかしながら、上述したフラックス印刷装置２と以下において特に説明しない限り構成は共通している。また、構成が共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図８は、フラックス印刷装置２をＹ方向、すなわち、移動ステージ３０が左右（前後）に移動する第１の方向に対して直交する方向（Ｘ方向）から見た様子を示している。図９は、フラックス印刷装置２をＹ方向から見た様子を示している。さらに、図１０は、フラックス印刷装置２の移動ステージ３０を上方（Ｚ方向）から見た様子を示している。
【００６６】
フラックス印刷装置２は、第１および第２の開口群１４ａおよび１４ｂを備えたマスク１０と、基板１００ａおよび１００ｂとを次々と位置合わせした状態で、マスク１０を介して基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置にフラックスを印刷する。基板１００ａおよび１００ｂをそれぞれ搭載し保持するための保持台３１ａおよび３１ｂは同様の構成であり、保持台３１ａを例に説明する。保持台３１ａは、基板１００ａを吸着保持するための複数の吸着孔３１１が設けられた基板支持台３１０と、基板１００ａの両側の側端面（縁またはエッジ）をそれぞれガイドするため基板ガイド３２０とを備えている。基板ガイド３２０の内側には基板１００ａを搬送するための搬送ベルト３２１およびプーリー３２２が設けられており、基板ガイド３２０の外側にはプーリー３２２を駆動するための駆動プーリー３２３が設けられている。したがって、同様の構成のコンベアシステム１２１および１２２により、基板１００ａをロード・アンロードすることができる。
【００６７】
移動ステージ３０は、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの高さ方向の位置をそれぞれ制御するためのＺテーブル（Ｚ方向駆動装置）３２ａおよび３２ｂと、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂのθ方向（水平方向）の角度（回転角度）を制御するためのθテーブル（θ方向駆動装置）３３と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの前後方向（Ｙ方向）の位置を制御するためのＹテーブル（Ｙ方向駆動装置）３４と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの左右方向（Ｘ方向）の位置を制御するためのＸテーブル（Ｘ方向駆動装置）３５とを備えている。
【００６８】
このフラックス印刷装置２の移動ステージ３０は、それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂの高さを調整できるＺテーブル３２ａおよび３２ｂを備えている。この移動ステージ３０は、それぞれの基板１００ａおよび１００ｂを、マスク１０のそれぞれの開口群が設けられた部分に位置合わせする必要がある。したがって、それぞれの基板１００ａおよび１００ｂの条件と、マスク１０のそれぞれの開口群１４ａおよび１４ｂが設けられた領域の条件とにより微小ではあっても基板１００ａおよび１００ｂの高さを調整できることが望ましい。さらに、それぞれの基板１００ａおよび１００ｂを高さ調整することが可能であれば、ロード・アンロードのたびに両方の保持台３１ａおよび３１ｂをコンベアシステム１２１および１２２の高さまで下げる必要がなくなり、Ｚ方向の移動速度を上げたり、ロード・アンロードの不要な方の基板に何らかの処理を施すことが可能となる。したがって、Ｚ方向の移動手段（Ｚテーブル）３２ａおよび３２ｂを設け、それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂの高さを独立して制御できることは有用である。
【００６９】
さらに、このフラックス印刷装置２の移動ステージ３０のそれぞれのＺテーブル３２ａおよび３２ｂは、さらに、基板支持台３１０を上下に動かすことができる第１の上下駆動装置３３０と、基板支持台３１０とは独立して基板ガイド３２０を上下に動かすことができる第２の上下駆動装置３４０とを備えている。基板支持台３１０と基板ガイド３２０とを独立して上下に動かせるようにすることにより、基板ガイド３２０の上端を基板支持台３１０に搭載された基板１００ａの表面の高さに合わせたり、基板ガイド３２０の上端を基板支持台３１０に搭載された基板１００ａの表面より若干高くしたりすることができる。基板ガイド３２０が基板１００ａの表面より上でマスク１０を支持するように第１の上下駆動装置３３０と第２の上下駆動装置３４０とを制御したり、基板ガイド３２０がマスク１０に当たらないように第１の上下駆動装置３３０と第２の上下駆動装置３４０とを制御したりすることができる。
【００７０】
さらに、このフラックス印刷装置２も、マスク１０の第１の開口群１４ａをクリーニングするための第１のクリーニングユニット９０ａと、第２の開口群１４ｂをクリーニングするための第２のクリーニングユニット９０ｂとを有する。それぞれのクリーニングユニット９０ａおよび９０ｂは、図９に示すようにクリーニングクロス９１と、クリーニングクロス９１を送り出すためのリール（送りリール）９２と、クリーニングクロス９１を巻き取るためのリール（巻取りリール）９３と、クリーニングクロス９１をマスク１０の裏面に押し当てるためのクロス押圧部材９４と、クロス押圧部材９４を上下に動かす駆動装置９５とを備えている。これらのクリーニングユニット９０ａおよび９０ｂは、それぞれ独立してＸ方向に移動できるＸテーブル９６を備えており、マスク１０の裏面をＸ方向に移動しながらクリーニングする。
【００７１】
このフラックス印刷装置２も、第１の位置Ｐ１において第１の塗布用ヘッド５ａおよび第２のクリーニングユニット９０ｂを稼働させて、フラックスの印刷と、マスク１０のクリーニングとを平行して行うことができる。また、第２の位置Ｐ２において第２の塗布用ヘッド５ｂおよび第１のクリーニングユニット９０ａを稼働させて、フラックスの印刷と、マスク１０のクリーニングとを平行して行うことができる。
【００７２】
なお、上述した実施形態は、本発明に含まれる導電性ボールの搭載装置および方法、フラックスの搭載装置および方法を実現するための一例に過ぎない。例えば、移動ステージは、Ｘ方向およびＹ方向に延びたレール式の移動装置に限らず、アームを用いた移動装置であってもよい。本実施形態の目的の１つは、タクトタイムを短縮できる、装置、装置の制御方法、ボール搭載方法を提供することである。しかしながら、当業者にとって自明な部分的な変更やバリエーションは、本発明の範囲内であると考えられる。
【００７３】
本発明に含まれるマスク（テンプレート、マスク板）、マスクを用いて処理する方法およびマスクを用いて処理を行う装置は、処理位置の誤差を数μｍ以下（サブミクロンメーターを含む）にすることが要望される全ての用途に適している。典型的な用途（処理）は、ボール搭載、フラックス印刷、ペースト半田印刷、導電性接着剤印刷、導電異方性接着剤印刷、絶縁性接着剤印刷、グラビア印刷、マスクを用いた露光処理が含まれるデバイスの製造方法および製造装置、例えば、半導体素子、液晶表示体、プラズマ表示体、プリント配線板、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のフォトリソグラフィ工程を含む製造に関する装置および方法であるが、本発明のマスク、方法および装置の適用対象は、これらの処理および用途に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７４】
１ 処理システム、 ２ フラックス印刷装置、 ３ ボール搭載装置
５ａ、５ｂ フラックス印刷用ヘッド
９０ａ、９０ｂ クリーニングユニット
１０ マスク、 １２ 開口、 １４ａ、１４ｂ 開口群
１５ａ、１５ｂ マスク側の基準マーク、 １７ａ、１７ｂ 観察用窓
３０ 移動ステージ、 ３１ａ、３１ｂ 保持台
５０ａ、５０ｂ 観察用カメラ
８０ 反り矯正ユニット
１００ａ、１００ｂ 基板、 １０５ａ、１０５ｂ 基板側の基準マーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ボールを基板に搭載（配置）する処理、または、基板にクリーム半田やフラックスなどを塗布（印刷）する処理などのための複数の開口を備えたマスク（テンプレート）と基板とを位置合わせすることを含む装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ウェハの供給および収納を行うローダ／アンローダ区画と、ローダ／アンローダ区画から供給されたウェハをＸＹＺθテーブルに搭載し、この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（微小粒子）の搭載を行うマウント区画とを有するボールマウンタが開示されている。マウント区画は、ウェハの反りを矯正する反り矯正ユニットと、反り矯正されたウェハにフラックスを印刷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ウェハにボール（微小粒子）を搭載するボール搭載ユニットとを備えており、これらが搬送方向に順番に並んで配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７３１９５号公報（段落番号００１９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の開口（複数の孔、開口パターン）を備えたマスクをテンプレートとして用いて処理する方式が、印刷、ボール搭載位置などの処理される位置の誤差を数μｍ以下（サブミクロンメーターを含む）にすることが要望される多種多様な用途に適用されつつある。典型的な用途（処理）は、ボール搭載、フラックス印刷、ペースト半田印刷、導電性接着剤印刷、導電異方性接着剤印刷、絶縁性接着剤印刷、グラビア印刷、マスクを用いた露光処理が含まれるデバイスの製造に関する方法および製造装置である。たとえば、複数の微小開口を備えたマスクが、半導体デバイスあるいはプリント配線板などの基板に半田ボールなどの導電性ボール（導電性微小粒子）を搭載（実装）するためにも使用される。微小な導電性ボール、例えば直径が１ｍｍ以下、具体的には、１０〜５００μｍ程度の導電性ボールが、数μ以下の公差で基板の表面に搭載するために用いられる。このようなマスクを用いて基板の表面に処理するプロセスにおいて、タクトタイムをさらに短縮できる装置および方法を提供することは重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、複数の開口を備えたマスクと基板とを位置合わせした状態で、マスクを介して基板に対する処理を行うシステムである。マスクは、基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を含む。このシステムは、第１の開口群および第２の開口群が第１の方向に並んだマスクを保持するためのフレームと、基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台および第２の保持台と、基板の位置決めをするための移動ステージとを有する。移動ステージは、第１の保持台および第２の保持台をマスクの下で第１の方向に第１の位置と第２の位置とを往復動する。第１の位置では、第１の保持台を第１の開口群に合わせるとともに、第１の開口群および第２の開口群の中間で第１の保持台または第２の保持台に搭載される基板を入れ替えるための入出力位置に第２の保持台を合わせる。第２の位置では、第２の保持台を第２の開口群に合わせるとともに、入出力位置に第１の保持台を合わせる。
【０００６】
マスクを用いた処理では、その前後にマスクをクリーニングすることが必要となることがある。このシステムでは、マスクの第１の開口群を用いた処理と、第２の開口群のクリーニングとを平行して行うことができ、マスクのクリーニングに要するオーバーヘッドを隠すか、オーバーヘッドの影響を抑制でき、タクトタイムを短縮できる。
【０００７】
すなわち、このシステムは、第１の開口群を用いて第１の保持台に搭載された基板に処理を行うための第１の処理ユニットと、第２の開口群を用いて第２の保持台に搭載された基板に処理を行うための第２の処理ユニットと、第１の開口群をクリーニングするための第１のクリーニングユニットと、第２の開口群をクリーニングするための第２のクリーニングユニットとをさらに有することが有効である。そして、第１の位置において第１の処理ユニットおよび第２のクリーニングユニットを稼働し、第２の位置において第２の処理ユニットおよび第１のクリーニングユニットを稼働する制御機能をさらに有することが望ましい。
【０００８】
さらに、入出力位置において、移動ステージの第１または第２の保持台に基板を入れ替える処理、すなわち、第１または第２の保持台に基板を受け入れおよび排出することに関連する処理の少なくとも一部を、クリーニングなどと平行して行うことが可能となり、さらにタクトタイムを短縮できる。移動ステージの第１または第２の保持台に基板を入れ替える処理に関連した処理の１つは、反り矯正である。したがって、このシステムは、入出力位置において第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板の反りを矯正するためにマスクを介して第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板を第１の保持台または第２の保持台に押し付ける矯正ユニットをさらに有することが望ましい。
【０００９】
さらに、矯正ユニットによりマスクの中間領域を挟みこむことにより、基板の反りを矯正できるとともに、マスクを第１の開口群と第２の開口群との中間で矯正ユニットと第１または第２の保持台で挟み込んでマスクを支持できる。すなわち、第１の保持台に搭載された基板に対し第１の開口群で処理を行うときに、第２の保持台と矯正ユニットとによりマスクの中間領域を挟み込んで固定することができ、第１の開口群により近い位置でマスクを支持し、マスクの歪みなどに起因する不具合を未然に防止できる。したがって、フラックスの印刷、ボール搭載などのマスクを用いた処理の精度を向上でき、それにより製造される基板の歩留まりを向上できる。
【００１０】
このため、このシステムは、第１の処理ユニットまたは第２の処理ユニットにより第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、矯正ユニットによりマスクを第２の保持台または第１の保持台に押し付ける制御機能をさらに有することが望ましい。
【００１１】
さらに、このシステムは、入出力位置において、マスク側の基準マークおよび基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用カメラであって、マスクに設けられた観察用窓を介して基板側の基準マークを観察可能な観察用カメラを有することが望ましい。第１または第２の保持台に搭載された基板の姿勢を、マスクを通して確認できるので、マスクの下側で第１または第２の保持台に基板を受け入れでき、さらにタクトタイムを短縮できる。
【００１２】
このシステムは、さらに、第２の位置で観察用カメラにより得られた基板側の基準マークの位置に基づき、第１の位置において第１の開口群と第１の保持台に搭載された基板との位置合わせを行い、第１の位置で観察用カメラにより得られた基板側の基準マークの位置に基づき、第２の位置において第２の開口群と第２の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うように移動ステージを移動する制御機能を有することが望ましい。高精度での位置合わせを要求されるのは、第１の位置では第１の開口群と基板との間であり、第２の位置では第２の開口群と基板との間になる。したがって、第１の保持台および第２の保持台に共通し、移動ステージがＸＹＺおよびθ方向に精度よく動く機能を備えていれば、それぞれの開口群に対して精度よく基板を位置合わせできる。
【００１３】
マスクを用いて基板に行う処理の１つは、フラックスを塗布することである。したがって、マスクの第１の開口群および第２の開口群は、基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含み、第１の処理ユニットおよび第２の処理ユニットは、それぞれ、マスクの表面に沿って動き、第１の開口群および第２の開口群の塗布用開口を介して基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための塗布用ヘッドを含むことが望ましい。
【００１４】
マスクを用いて基板に行う処理の１つは導電性ボールを搭載することである。したがって、マスクの第１の開口群および第２の開口群は、基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含み、第１の処理ユニットおよび第２の処理ユニットは、マスクの表面に供給された複数の導電性ボールをマスクの表面に沿って移動し、第１の開口群および第２の開口群の配置用開口のそれぞれに充填するための充填用ヘッドを含むことが望ましい。
【００１５】
本発明の他の態様の１つは、複数の開口を有するマスク（マスクプレート、テンプレート）であって、当該マスクと基板とを位置合わせした状態で、当該マスクを介して基板に対する処理を行うマスクである。マスクは、基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を有し、第１の開口群および第２の開口群が第１の方向に並んでいる。このマスクは、さらに、第１の開口群および第２の開口群の中間領域に設けられた、マスク側の基準マークと、基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用窓とを有することが望ましい。
【００１６】
マスクの典型的なものの１つはフラックスを塗布（印刷）するためのマスクであり、第１の開口群および第２の開口群は、それぞれ、基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含むことが望ましい。マスクの典型的なものの他の１つは、導電性ボールを搭載するためのものであり、第１の開口群および第２の開口群は、それぞれ、基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含むことが望ましい。
【００１７】
本発明のさらに異なる他の態様の１つは、基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を含み、第１の開口群および第２の開口群が第１の方向に並んだマスクを介して基板に対する処理を行う方法である。この方法は、基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台および第２の保持台を、第１の方向に往復動する移動ステージが第１の位置と第２の位置とに移動させることを有する。第１の位置では、第１の保持台を第１の開口群に合わせるとともに、第１の開口群および第２の開口群の中間で第１の保持台または第２の保持台に搭載される基板を入れ替えるための入出力位置に第２の保持台を合わせる。第２の位置では、第２の保持台を第２の開口群に合わせるとともに入出力位置に第１の保持台を合わせる。
【００１８】
この方法は、第１の位置において、第１の開口群を用いて第１の保持台に搭載された基板に処理を行うための第１の処理ユニットと、第２の開口群をクリーニングするための第２のクリーニングユニットとが稼働することと、第２の位置において、第２の開口群を用いて第２の保持台に搭載された基板に処理を行うための第２の処理ユニットと、第１の開口群をクリーニングするための第１のクリーニングユニットとが稼働することとをさらに有することが望ましい。マスクのクリーニングに要する時間（オーバーヘッド）を隠し、もしくはオーバーヘッドの影響を削減し、基板を受け入れてから処理を行い排出するまでの時間（タクトタイム）を短縮できる。
【００１９】
この方法は、入出力位置において第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板の反りを矯正するためにマスクを介して第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板を第１の保持台または第２の保持台に押し付ける矯正ユニットが、第１の処理ユニットまたは第２の処理ユニットにより第１の保持台または第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、マスクを第２の保持台または第１の保持台に押し付けることをさらに有することが望ましい。第１の処理ユニットにより第１の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、中間領域において矯正ユニットによりマスクを第２の保持台に押し付けて保持できる。同様に、第２の処理ユニットにより第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、中間領域において矯正ユニットによりマスクを第１の保持台に押し付けて保持できる。
【００２０】
この方法は、入出力位置において、マスク側の基準マークおよび基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用カメラであって、マスクに設けられた観察用窓を介して基板側の基準マークを観察可能な観察用カメラにより、第２の位置で得られた基板側の基準マークの位置に基づき、第１の位置において第１の開口群と第１の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うことと、第１の位置で観察用カメラにより得られた基板側の基準マークの位置に基づき、第２の位置において第２の開口群と第２の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うこととをさらに有することが望ましい。
【００２１】
この方法は、基板にフラックスを印刷（塗布）する処理に適している。すなわち、マスクの第１の開口群および第２の開口群は、基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含み、第１の処理ユニットおよび第２の処理ユニットは、マスクの表面に沿って動き、第１の開口群および第２の開口群の塗布用開口を介して基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布する。
【００２２】
この方法は、基板に導電性ボールを搭載する処理にも適している。すなわち、マスクの第１の開口群および第２の開口群は、基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含み、第１の処理ユニットおよび第２の処理ユニットは、マスクの表面に供給された複数の導電性ボールをマスクの表面に沿って移動し、第１の開口群および第２の開口群の配置用開口のそれぞれに充填する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様のシステムにおいては、マスクを用いた処理と、マスクのクリーニングとを並列実行でき、マスクのクリーニングに要するオーバーヘッドの影響をなくしたり、抑制できる。このため、マスクを用いた処理を含む基板の製造に要するタクトタイムを短縮でき、スループットを向上できる。さらに、マスク側はシステムに固定できるので、システムの構成を簡易にできる。また、このシステムを適用することにより、複数種類のマスクを用いて複数種類の処理をパイプライン的に行うことが可能となり、クリティカルパスとなる処理またはクリーニングに要する時間の単位で基板に複数種類の処理が適用された製品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】フラックス印刷装置の構成例を示す斜視図。
【図２】図１のフラックス印刷装置により第２の保持台に基板を受け入れる状態を示す図。
【図３】第１の保持台の基板にフラックスを印刷する状態を示す図。
【図４】第２の保持台の基板の位置を認識する状態を示す図。
【図５】図１のフラックス印刷装置により第１の保持台に基板を受け入れる状態を示す図。
【図６】第２の保持台の基板にフラックスを印刷する状態を示す図。
【図７】第１の保持台の基板の位置を認識する状態を示す図。
【図８】異なるフラックス印刷装置の例をＸ方向から見た側面図。
【図９】図８のフラックス印刷装置をＹ方向から見た側面図。
【図１０】図８のフラックス印刷装置の移動ステージを上方（Ｚ方向）から見た平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、基板の処理システムの一例を示す斜視図である。この処理システム１の一例はフラックス印刷装置（フラックス塗布装置）２であり、他の一例はボール搭載装置（搭載装置、ボールマウントシステム、ボールマウンタ）３である。図１は、フラックス印刷装置２と、ボール搭載装置３とに共通する典型的な構成と、それぞれの装置２および３に用いられるヘッドとを記載した図であり、システム１を説明するために各構成要素を展開して示している。フラックス塗布装置２は、基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置にマスク１０を介してクリーム半田などのフラックスを塗布用ヘッド５ａおよび５ｂにより塗布（印刷）するための装置である。ボール搭載装置３は、基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置（フラックスが印刷された位置）にマスク１０を介して充填用ヘッド４ａおよび４ｂにより導電性ボール（導電性微小粒子）を搭載するための装置である。フラックスを塗布するためのマスク１０と、導電性ボールを配置するためのマスク１０とは、厚み、開口（開口パターン、小孔）の大きさなどの差があってもよい。いずれの装置２および３においても、マスク１０は、複数の開口（開口パターン）１２を備えたテンプレート、ステンシルとして機能する。
【００２６】
ボール搭載装置３においては、スキージなどの導電性ボールを移動するのに適した構成を備えた充填用ヘッド４ａおよび４ｂが、マスク１０の表面１１に供給された複数の導電性ボール（不図示）をマスク１０の表面１１に沿って移動し、マスク１０の複数の配置用開口１２のそれぞれに充填する。その結果、マスク１０の配置用開口１２に規定された基板１００ａおよび１００ｂの表面１０１の所定の位置に導電性ボールが配置される。
【００２７】
フラックス印刷装置２においては、フラックスをつけるのに適したスキージなどの部材を備えた印刷ヘッド５ａおよび５ｂがマスク１０の表面１１に沿って移動し、マスク１０の複数の開口１２を通して基板１００ａおよび１００ｂの表面１０１の所定の位置にフラックスを塗布（印刷）する。
【００２８】
基板（ワーク、ワークピース）１００ａおよび１００ｂの典型的なものは、プリント配線板、半導体基板である。以下の説明の基板１００ａおよび１００ｂはプリント配線板であり、フラックス印刷装置２は、プリント配線板１００ａおよび１００ｂの表面１０１に所定のパターンで形成された複数の電極１０２の上に、フラックスを、その所定のパターンに合わせて搭載する。
【００２９】
プリント配線板１００ａおよび１００ｂ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。基板１００ａおよび１００ｂの電極１０２の上に搭載される導電性ボールは、電気的な接続を得るための電極（バンプ）として機能するものであり、その直径は、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は、微小ボール、マイクロボール、微小粒子などと呼ばれることもある。導電性ボールには、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、さらに、光−電気変換に使用される球状シリコンボールなどが含まれる。本例の導電性ボールは直径１００μｍ程度の半田ボールである。
【００３０】
プリント配線板１００ａおよび１００ｂの一方の面には、複数の半導体チップ（半導体デバイス）が実装されており、プリント配線板１００ａおよび１００ｂの他の面（表面）１０１には、それぞれの半導体チップに接続するための複数の電極１０２が、マトリックス状（アレイ状）１０３に分散（離散、グループ化）して設けられている。したがって、マスク１０には、プリント配線板１００ａおよび１００ｂの電極１０２の配置に対応した位置に複数の開口１２が、同様に複数のグループ（開口パターン）１３に分けて形成されている。さらに、このマスク１０は、２つの基板１００ａおよび１００ｂに同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂを含み、これらの第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂが第１の方向（Ｙ方向）に並んでいる。
【００３１】
処理システム１が印刷装置２であれば、マスク１０はフラックス印刷用のマスクであり、スキージを備えた塗布用ヘッド５ａおよび５ｂがマスク１０の表面１１の第１および第２の開口群１４ａおよび１４ｂに沿って動き、それぞれの開口群１４ａおよび１４ｂの塗布用開口１２を介して基板１００ａおよび１００ｂの表面１０１の所定の位置、すなわち、電極１０２の位置にフラックスを塗布する。なお、以下では、印刷装置２を中心として本発明を説明する。
【００３２】
フラックス印刷装置２は、第１および第２の開口群１４ａおよび１４ｂを備えたマスク１０と、基板１００ａおよび１００ｂとを次々と位置合わせした状態で、マスク１０を介して基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置にフラックスを印刷する。このため、フラックス印刷装置２は、マスク１０を保持するためのフレーム２１と、基板１００ａおよび１００ｂをそれぞれ搭載し保持するための保持台（テーブル、支持装置）３１ａおよび３１ｂと、基板１００ａおよび１００ｂの位置決めをするための移動ステージ３０とを含む。
【００３３】
移動ステージ３０は、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの高さ方向の位置を制御するＺテーブル（Ｚ方向駆動装置）３２と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂのθ方向（水平方向）の角度（回転角度）を制御するためのθテーブル（θ方向駆動装置）３３と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの前後方向（Ｙ方向）の位置を制御するためのＹテーブル（Ｙ方向駆動装置）３４と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの左右方向（Ｘ方向）の位置を制御するためのＸテーブル（Ｘ方向駆動装置）３５とを備えている。Ｚテーブル３２、θテーブル３３、Ｙテーブル３４およびＸテーブル３５は、それぞれ駆動用のモータを備えており、移動システムとしては、ボールねじなどの公知の方法およびメカニズムを使用できる。したがって、移動ステージ３０は、搭載した基板１００ａおよび１００ｂの位置および水平方向の向きθをベース２０に対して自由に設定することができ、基板１００ａおよび１００ｂの位置決めをすることができる。
【００３４】
それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂは、基板１００ａおよび１００ｂを入れ替えるためのコンベア１１０と、基板１００ａおよび１００ｂを吸引するための吸着システム１１２とを含む。コンベア１１０は、それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂの基板１００ａおよび１００ｂをそれぞれ入れ替えるときに保持台３１ａおよび３１ｂから突き出た状態になる。それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂに新しい基板１００ａおよび１００ｂが受け入れられると、コンベア１１０はそれぞれの台３１ａおよび３１ｂの下に沈み、バキュームなどにより基板１００ａおよび１００ｂをそれぞれ吸着するシステム１１２が稼働する。
【００３５】
移動ステージ３０は、Ｙ方向に移動することにより、第１の保持台３１ａおよび第２の保持台３１ｂを、マスク１０の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂの中間領域１９に該当する位置で、第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂに搭載される基板１００ａまたは１００ｂを入れ替えるための入出力位置１１９に設置できる。入出力位置１１９では、第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂが、基板を搬送するためのコンベアシステム１２１および１２２に位置合わせされる。たとえば、第２の保持台３１ｂが入出力位置１１９にセットされると、第２の保持台３１ｂの基板１００ｂが搬出用のコンベアシステム１２２に排出され、新しい基板１００ｂが搬入用のコンベアシステム１２１から第２の保持台３１ｂに受け入れられる。新しい基板１００ｂが第２の保持台３１ｂにセットされると、コンベア１１０が沈み、吸着システム１１２が稼働し、第２の保持台３１ｂに新しい基板１００ｂが固定される。
【００３６】
マスク１０は薄板、たとえば、数１０から１００μｍ程度の厚みの金属製の薄板であり、周囲が補強材（図示略）で補強され、さらにマスクフレーム２１に固定されている。マスクフレーム２１は、移動ステージ３０のベース２０とともにベースフレーム２２に固定されている。このため、マスク１０は、いったんマスクフレーム（マスクホルダー）２１に取り付けられるとベース２０に対する位置（Ｘ、Ｙ、Ｚおよびθ）は固定される。
【００３７】
マスク１０は、複数の開口（小孔）１２がＸ方向に同一のパターンで配列された第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂを含み、これら第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂがＹ方向の両縁に沿って並列に配列されている。さらに、マスク１０の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂの中間領域１９は、第１および第２の保持台３１ａおよび３１ｂの基板１００ａおよび１００ｂを入れ替えるための領域となっている。マスクの中間領域１９には、マスク１０の位置決め用の基準マーク（ターゲットマーク）１５ａおよび１５ｂが設けられている。ターゲットマーク１５ａおよび１５ｂの一例は、直径が１ｍｍ程度あるいはそれ以下のマークである。さらに、マスクの中間領域１９には、基板１００ａおよび１００ｂにそれぞれ設けられた基板側の基準マーク１０５ａおよび１０５ｂを観察するための観察用窓１７ａおよび１７ｂが設けられている。
【００３８】
このフラックス印刷装置２は、さらに、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂを含む。一方の観察用カメラ５０ａは、マスク側の基準マーク１５ａと、基板側の基準マーク１０５ａとを観察する。観察用カメラ５０ａは、基板側の基準マーク１０５ａについてはマスク１０に設けられた観察用窓１７ａを通して観察する。他方の観察用カメラ５０ｂは、マスク側の基準マーク１５ｂと、基板側の基準マーク１０５ｂとを観察する。観察用カメラ５０ｂは、基板側の基準マーク１０５ｂについてはマスク１０に設けられた観察用窓１７ｂを通して観察する。観察用カメラ５０ａおよび５０ｂによりターゲットマーク１５ａおよび１５ｂをそれぞれ認識することにより、ベースフレーム２２に対するマスク１０の位置（Ｘ、Ｙ）および姿勢（向き、θ）を高精度で得ることができる。
【００３９】
マスク１０の観察用窓１７ａおよび１７ｂの一例は、直径が１０〜１５ｍｍ程度の円形の孔（貫通穴）である。基板１００ａおよび１００ｂは、移動ステージ３０の保持台３１ａおよび３１ｂの上にコンベアシステム１２１により供給元、たとえば、搬送用のパッケージから出されて載置される。基板を供給する装置は、ロボットアームなど他のシステムであってもよい。その際、保持台３１ａおよび３１ｂの上において基板１００ａおよび１００ｂの位置は、プリアライメント（概略の位置決め）がなされるが、基板毎に保持台３１ａおよび３１ｂ、すなわち、移動ステージ３０に対する相対的な位置は多少ずれる可能性が高い。観察用窓１７ａおよび１７ｂの大きさは、移動ステージ３０の上に基板が供給される時の位置ずれを考慮した大きさに設定される。
【００４０】
そして、マスク１０の観察用窓１７ａおよび１７ｂを介して観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより基板１００ａおよび１００ｂの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂをそれぞれ認識することにより、移動ステージ３０の基準位置に対する基板１００ａおよび１００ｂの位置（Ｘ、Ｙ）および姿勢（回転角θ）を高精度で得ることができる。したがって、移動ステージ３０を適切に移動することにより、マスク１０の第１の開口群１４ａと基板１００ａとを高精度で位置合わせでき、マスク１０の第２の開口群１４ｂと基板１００ｂとを高精度で位置合わせできる。観察用カメラ５０ａおよび５０ｂはそれぞれ、ベース２０と一体になったベースフレーム２２に、不図示のＸＹＺテーブルにより動くように配置されている。
【００４１】
フラックス印刷装置２は、さらに、マスク１０の第１の開口群１４ａを用いて第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａにフラックスを塗布する処理を行うための第１の塗布用ヘッド５ａと、マスク１０の第２の開口群１４ｂを用いて第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂにフラックスを塗布する処理を行うための第２の塗布用ヘッド５ｂとを含む。フラックス印刷装置２は、これらの第１の塗布用ヘッド５ａおよび第２の塗布用ヘッド５ｂを、それぞれ独立してマスク１０の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂに沿って、マスク１０を横切るように移動するためのヘッド移動機構（不図示）を含む。ヘッド移動機構は、たとえば、マスクフレーム２１に対して２次元方向にそれぞれのヘッド５ａおよび５ｂを独立して移動するＸＹテーブルなどを用いて構成できる。
【００４２】
さらに、フラックス印刷装置２は、マスク１０の第１の開口群１４ａをクリーニングするための第１のクリーニングユニット９０ａと、第２の開口群１４ｂをクリーニングするための第２のクリーニングユニット９０ｂとをさらに有する。それぞれのクリーニングユニット９０ａおよび９０ｂは、マスク１０の反対側の面（裏面）をクリーニングし、マスク１０の残ったフラックスを除去する。除去するための手段としては、フラックスをかき落とすためのスクレーパ、フラックスを吸着除去するためのモップ、その他の高吸着材、フラックスをふき取るためのクロスなどを挙げることができる。
【００４３】
ボール搭載用のマスクについてもクリーニングユニットを設けることが望ましい。ボール搭載用のマスクのクリーニングユニットの好適な例は、残ボールを吸着するための粘着性の部材、たとえば粘着ゴムである。
【００４４】
フラックス印刷装置２は、これらの第１のクリーニングユニット９０ａおよび第２のクリーニングユニット９０ｂを、それぞれ独立してマスク１０の第１の開口群１４ａおよび第２の開口群１４ｂに沿って、マスク１０を横切るように移動するためのクリーニングユニット移動機構（不図示）を含む。移動機構は、たとえば、マスクフレーム２１に対して２次元方向にそれぞれのユニット９０ａおよび９０ｂを独立して移動するＸＹテーブルなどを用いて構成できる。
【００４５】
フラックス印刷装置２は、さらに、マスク１０の中間領域１９において第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ａまたは１００ｂの反りを矯正するために反り矯正ユニット８０を有する。矯正ユニット８０は、マスク１０を介して第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ａまたは１００ｂを第１の保持台３１ａまたは第２の保持台３１ｂに押し付ける矯正プレート８１と、矯正プレート８１を上下に動かすためのシャフト８２とを含む。
【００４６】
フラックス印刷装置２は、さらに、上述した移動ステージ３０、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂ、塗布用ヘッド５ａおよび５ｂ、クリーニングユニット９０ａおよび９０ｂ、および矯正ユニット８０を含む、フラックス印刷装置２を構成する要素を制御するための制御ユニット７０を含む。制御ユニット７０は、ＣＰＵなどのプログラムを実行可能なプロセッサと、所定の動作を行うためのプログラムを内蔵したメモリなどを含む。制御ユニット７０は、まず、移動ステージ３０をＹ方向に往復動させて、第１の保持台３１ａがマスク１０の第１の開口群１４ａの下になり、第２の保持台３１ｂが入出力位置１１９になる第１の位置Ｐ１と、第２の保持台３１ｂがマスク１０の第２の開口群１４ｂの下になり、第１の保持台３１ａが入出力位置１１９になる第２の位置Ｐ２とにセットする第１の機能７１を含む。図１は、移動ステージ３０が第１の位置Ｐ１にセットされている状態を示している。
【００４７】
制御ユニット７０は、さらに、第１の位置Ｐ１において第１の塗布用ヘッド５ａおよび第２のクリーニングユニット９０ｂを稼働し、第２の位置Ｐ２において第２の塗布用ヘッド５ｂおよび第１のクリーニングユニット９０ａを稼働する第２の制御機能７２を有する。
【００４８】
制御ユニット７０は、さらに、第１の位置Ｐ１において、第１の塗布用ヘッド５ａにより第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａに対する処理を実行している間、矯正ユニット８０によりマスク１０の中間領域１９を第２の保持台３１ｂの基板１００ｂに押し付ける第３の機能７３を含む。この第３の機能７３は、第２の位置Ｐ２において、第２の塗布用ヘッド５ｂにより第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂに対する処理を実行している間、矯正ユニット８０によりマスク１０の中間領域１９を第１の保持台３１ａの基板１００ａに押し付ける。したがって、矯正ユニット８０によりそれぞれの基板１００ａおよび１００ｂの反りを矯正するとともに、塗布している間、マスク１０の中間領域１９を矯正ユニット８０および保持台３１ａまたは３１ｂにより基板を介して支持（保持）し、マスク１０の歪みや撓みによる影響を抑制できる。
【００４９】
制御ユニット７０は、さらに、第２の位置Ｐ２で観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより得られた基板１００ａの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂの位置に基づき、第１の位置Ｐ１において第１の開口群１４ａと第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａとの位置合わせを行うように移動ステージ３０を制御（移動）する第４の機能７４を含む。この第４の機能７４は、さらに、第１の位置Ｐ１で観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより得られた基板１００ｂの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂの位置に基づき、第２の位置Ｐ２において第２の開口群１４ｂと第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂとの位置合わせを行うように移動ステージ３０を移動する。
【００５０】
図２から図７は、このフラックス印刷装置２において、それぞれの基板１００ａおよび１００ｂの表面１０１の所定の位置にフラックスを塗布（印刷）してプリント配線板１００ａおよび１００ｂを製造するための表面処理の各ステップを模式的に示している。
【００５１】
図２は、移動ステージ３０が第１の位置Ｐ１にセットされており、第２の保持台３１ｂがマスク１０の中間領域１９に対応する入出力位置１１９にセットされた状態を示している。この図２のステップでは、第２の保持台３１ｂの基板１００ｂが入れ替えられ、処理済みの基板が排出され、未処理の基板が受け入れられる。
【００５２】
図３は、移動ステージ３０が上方（Ｚ方向）に移動した状態を示している。第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂはマスク１０の中間領域１９に位置合わせされ、第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａとマスク１０の第１の開口群１４ａとが位置合わせされる。その後、第１の塗布用ヘッド５ａにより、第１の開口群１４ａを用いて基板１００ａの表面１０１にフラックスが塗布される。
【００５３】
この図３のステップでは、さらに、中間領域１９において、第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂがマスク１０を挟んで、反り矯正ユニット８０の矯正プレート８１により第２の保持台３１ｂに押し付けられる。したがって、第２の保持台３１ｂの吸着システム１１２に基板１００ｂの全体が密着され、基板１００ｂの反りが矯正される。それとともに、マスク１０の中間領域１９が、矯正ユニット８０と、第２の保持台３１ｂとにより基板１００ｂを介して挟み込まれ、支持される。このため、マスク１０がマスクフレーム２１のみならず、矯正ユニット８０と第２の保持台３１ｂとにより支持され、マスク１０が撓んだり歪んだりすることを抑制できる。したがって、第１の塗布用ヘッド５ａにより、第１の開口群１４ａを用いて基板１００ａの表面１０１に精度よくフラックスを印刷できる。
【００５４】
さらに、この図３のステップでは、マスク１０の第２の開口群１４ｂの領域が第２のクリーニングユニット９０ｂによりクリーニングされる。したがって、第１の開口群１４ａを用いてフラックスを印刷する処理と、第２の開口群１４ｂの領域を第２のクリーニングユニット９０ｂを用いてクリーニングする処理とを並列に（並行して）実行できる。このため、クリーニングする処理に要する時間が、フラックスを印刷する処理に要する時間と同じまたは短ければ、クリーニングに要する時間がオーバーヘッドとして基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間（タクトタイム）として現れることを防止できる。クリーニングする処理に要する時間が、フラックスを印刷する処理に要する時間より長い場合であっても、クリーニングに要する時間がオーバーヘッドとして基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間（タクトタイム）として現れることを抑制できる。したがって、基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間を短縮できる。フラックスを印刷する処理と、クリーニングする処理とは、処理時間の相違などの要因から完全に同期して行う必要はない。
【００５５】
図４は、移動ステージ３０に対する基板の位置を認識する様子を示している。図４のステップでは、第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂの第２の保持台３１ｂの上の正確な位置および向き、および／または基板１００ｂの移動ステージ３０に対する正確な位置および向きが観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより認識される。このため、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂは、マスク１０の観察用窓１７ａおよび１７ｂを介して第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂを観察する。マスク１０を通して基板１００ｂを見ることができるようにマスク１０を貫通する観察用窓１７ａおよび１７ｂがマスク１０に設けられているので、移動ステージ３０をマスク１０から外に出さずに、移動ステージ３０の上の基板の正確な位置を把握できる。また、図３のステップにおいて、基板１００ｂが反り矯正ユニット８０により第２の保持台３１ｂに押し付けられて第２の保持台３１ｂに対する位置が決まる。したがって、その後、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより基板１００ｂの位置検出を行うことにより、より精度よく基板１００ｂとマスク１０とを位置合わせすることが可能となる。
【００５６】
このステップにより、移動ステージ３０に対する基板１００ｂの位置（ＸおよびＹ方向の相対的な位置、あるいは差分）および向き（θ方向の相対的な角度、あるいは差分）が判明する。移動ステージ３０の位置（移動量）とベースフレーム２２との関係は予め分かり、事前にマスク１０のターゲットマーク１５ａおよび１５ｂの位置は観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより判明している。このため、マスク１０の位置および方向と基板１００ｂの位置および方向との関係が判明し、移動ステージ３０により、基板１００ｂを、マスク１０に対し、任意の位置および向きとなるように精度よく移動することができる。第１の位置Ｐ１においては、前の段階（第２の位置Ｐ２）で求められた基板１００ａのマスク１０に対する位置により移動ステージ３０が制御され、第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａと、マスク１０の第１の開口群１４ａとが精度よく位置合わせされる。
【００５７】
図５は、移動ステージ３０が第２の位置Ｐ２に移動し、第１の保持台３１ａがマスク１０の中間領域１９に対応する入出力位置１１９にセットされた状態を示している。この図５のステップで、第１の保持台３１ａの基板１００ａが入れ替えられ、処理済みの基板が排出され、未処理の基板が受け入れられる。電極１０２にフラックスが塗布された基板１００ａは、その後、フラックスが塗布された位置に導電性ボールが搭載され、リフロー炉に入れることにより、リフローされ、所定の位置に半田バンプを備えたプリント配線板１００ａを製造できる。
【００５８】
図６は、第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａがマスク１０の中間領域１９に位置合わせされ、第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂとマスク１０の第２の開口群１４ｂとが位置合わせされた状態を示している。第２の位置Ｐ２においては、前の段階（図４参照）で求められた基板１００ｂのマスク１０に対する位置により移動ステージ３０が制御され、第２の保持台３１ｂに搭載された基板１００ｂと、マスク１０の第２の開口群１４ｂとが精度よく位置合わせされる。その後、第２の塗布用ヘッド５ｂにより、第２の開口群１４ｂを用いて基板１００ｂの表面１０１にフラックスが塗布される。
【００５９】
この図６のステップでは、中間領域１９において、第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａがマスク１０を挟んで、反り矯正ユニット８０の矯正プレート８１により第１の保持台３１ａに押し付けられる。したがって、図３を参照して説明したのと同様に、第１の保持台３１ａの吸着システム１１２に基板１００ａの全体が密着され、基板１００ａの反りが矯正される。それとともに、マスク１０の中間領域１９が、矯正ユニット８０と、第１の保持台３１ａとにより基板１００ａを介して挟み込まれ、支持される。このため、マスク１０が撓んだり歪んだりすることを抑制でき、第２の塗布用ヘッド５ｂにより、第２の開口群１４ｂを用いて基板１００ｂの表面１０１に精度よくフラックスを印刷できる。
【００６０】
さらに、この図６のステップでは、マスク１０の第１の開口群１４ａの領域が第１のクリーニングユニット９０ａによりクリーニングされる。したがって、第２の開口群１４ｂを用いてフラックスを印刷する処理と、第１の開口群１４ａの領域を第１のクリーニングユニット９０ａによりクリーニングする処理とを並列に（並行して）実行できる。このため、クリーニングに要する時間がオーバーヘッドとして基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間（タクトタイム）として現れることを防止または抑制でき、基板１００ａおよび１００ｂの処理に要する時間を短縮できる。
【００６１】
図７は、移動ステージ３０に対する基板の位置を認識する様子を示している。この図７のステップでは、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂにより、マスク１０の観察用窓１７ａおよび１７ｂを介して第１の保持台３１ａに搭載された基板１００ａの基準マーク１０５ａおよび１０５ｂが認識される。すなわち、この図７のステップにより、移動ステージ３０に対する基板１００ａの位置（ＸおよびＹ方向の相対的な位置、あるいは差分）および向き（θ方向の相対的な角度、あるいは差分）が判明する。したがって、移動ステージ３０をマスク１０から外に出さずに、外部の基板供給手段であるコンベアシステム１２１および１２２との間で基板の受け渡しができ、さらに、移動ステージ３０の上の基板の正確な位置を把握できる。
【００６２】
以上では、フラックス印刷装置２を例に説明しているが、ボール搭載装置３においても同様である。ボール搭載のための充填用ヘッド４ａおよび４ｂの一例は、円周に沿って適当なピッチで配置されたワイヤースキージをマスク１０に垂直な軸により回転し、マスク１０の表面１１に形成される区域（動区域）に導電性ボールを保持するものである。充填用ヘッド４ａまたは４ｂを適当な方向、たとえば、長手方向（Ｘ方向）に移動することにより、導電性ボールの集団を、充填用ヘッドの下側の動区域から逃げないように保持しながら移動することができる。動区域の導電性ボールは適当な方法で、たとえば、導電性ボール供給装置（図示略）から各ヘッド４ａおよび４ｂのシャフトを介して充填あるいは補給でき、消費された導電性ボールを補充できる。さらに、このタイプの充填用ヘッド４ａおよび４ｂを採用すると、マスク１０の表面１１の限られた面積に導電性ボールを集中できるので、同じマスク１０に設けられた観察用窓１７ａおよび１７ｂに導電性ボールが流れ込んだりすることはない。
【００６３】
したがって、本発明に係るシステム１は、微小な導電性ボール、例えば直径が１ｍｍ以下、具体的には、１０〜５００μｍ程度の導電性ボールを、マスクを用いて基板の表面に搭載する装置に適しており、ボール搭載に関するタクトタイムをさらに短縮できる。同様に、フラックスの塗布装置に適用することにより、フラックスの塗布に関するタクトタイムをさらに短縮できる。
【００６４】
図８から図１０に、フラックス印刷装置２の異なる例を示している。このフラックス印刷装置２も、基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置にマスク１０を介してクリーム半田などのフラックスを塗布用ヘッド（印刷用ヘッド）５ａおよび５ｂにより塗布（印刷）するための装置である。なお、図８から図１０は、フラックス印刷装置２の移動ステージ３０を中心に示しており、印刷用ヘッド５ａおよび５ｂ、観察用カメラ５０ａおよび５０ｂ、マスク１０を保持するためのフレーム２１などは省略している。しかしながら、上述したフラックス印刷装置２と以下において特に説明しない限り構成は共通している。また、構成が共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図８は、フラックス印刷装置２をＹ方向、すなわち、移動ステージ３０が左右（前後）に移動する第１の方向に対して直交する方向（Ｘ方向）から見た様子を示している。図９は、フラックス印刷装置２をＹ方向から見た様子を示している。さらに、図１０は、フラックス印刷装置２の移動ステージ３０を上方（Ｚ方向）から見た様子を示している。
【００６６】
フラックス印刷装置２は、第１および第２の開口群１４ａおよび１４ｂを備えたマスク１０と、基板１００ａおよび１００ｂとを次々と位置合わせした状態で、マスク１０を介して基板１００ａおよび１００ｂの所定の位置にフラックスを印刷する。基板１００ａおよび１００ｂをそれぞれ搭載し保持するための保持台３１ａおよび３１ｂは同様の構成であり、保持台３１ａを例に説明する。保持台３１ａは、基板１００ａを吸着保持するための複数の吸着孔３１１が設けられた基板支持台３１０と、基板１００ａの両側の側端面（縁またはエッジ）をそれぞれガイドするため基板ガイド３２０とを備えている。基板ガイド３２０の内側には基板１００ａを搬送するための搬送ベルト３２１およびプーリー３２２が設けられており、基板ガイド３２０の外側にはプーリー３２２を駆動するための駆動プーリー３２３が設けられている。したがって、同様の構成のコンベアシステム１２１および１２２により、基板１００ａをロード・アンロードすることができる。
【００６７】
移動ステージ３０は、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの高さ方向の位置をそれぞれ制御するためのＺテーブル（Ｚ方向駆動装置）３２ａおよび３２ｂと、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂのθ方向（水平方向）の角度（回転角度）を制御するためのθテーブル（θ方向駆動装置）３３と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの前後方向（Ｙ方向）の位置を制御するためのＹテーブル（Ｙ方向駆動装置）３４と、ベース２０に対する保持台３１ａおよび３１ｂの左右方向（Ｘ方向）の位置を制御するためのＸテーブル（Ｘ方向駆動装置）３５とを備えている。
【００６８】
このフラックス印刷装置２の移動ステージ３０は、それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂの高さを調整できるＺテーブル３２ａおよび３２ｂを備えている。この移動ステージ３０は、それぞれの基板１００ａおよび１００ｂを、マスク１０のそれぞれの開口群が設けられた部分に位置合わせする必要がある。したがって、それぞれの基板１００ａおよび１００ｂの条件と、マスク１０のそれぞれの開口群１４ａおよび１４ｂが設けられた領域の条件とにより微小ではあっても基板１００ａおよび１００ｂの高さを調整できることが望ましい。さらに、それぞれの基板１００ａおよび１００ｂを高さ調整することが可能であれば、ロード・アンロードのたびに両方の保持台３１ａおよび３１ｂをコンベアシステム１２１および１２２の高さまで下げる必要がなくなり、Ｚ方向の移動速度を上げたり、ロード・アンロードの不要な方の基板に何らかの処理を施すことが可能となる。したがって、Ｚ方向の移動手段（Ｚテーブル）３２ａおよび３２ｂを設け、それぞれの保持台３１ａおよび３１ｂの高さを独立して制御できることは有用である。
【００６９】
さらに、このフラックス印刷装置２の移動ステージ３０のそれぞれのＺテーブル３２ａおよび３２ｂは、さらに、基板支持台３１０を上下に動かすことができる第１の上下駆動装置３３０と、基板支持台３１０とは独立して基板ガイド３２０を上下に動かすことができる第２の上下駆動装置３４０とを備えている。基板支持台３１０と基板ガイド３２０とを独立して上下に動かせるようにすることにより、基板ガイド３２０の上端を基板支持台３１０に搭載された基板１００ａの表面の高さに合わせたり、基板ガイド３２０の上端を基板支持台３１０に搭載された基板１００ａの表面より若干高くしたりすることができる。基板ガイド３２０が基板１００ａの表面より上でマスク１０を支持するように第１の上下駆動装置３３０と第２の上下駆動装置３４０とを制御したり、基板ガイド３２０がマスク１０に当たらないように第１の上下駆動装置３３０と第２の上下駆動装置３４０とを制御したりすることができる。
【００７０】
さらに、このフラックス印刷装置２も、マスク１０の第１の開口群１４ａをクリーニングするための第１のクリーニングユニット９０ａと、第２の開口群１４ｂをクリーニングするための第２のクリーニングユニット９０ｂとを有する。それぞれのクリーニングユニット９０ａおよび９０ｂは、図９に示すようにクリーニングクロス９１と、クリーニングクロス９１を送り出すためのリール（送りリール）９２と、クリーニングクロス９１を巻き取るためのリール（巻取りリール）９３と、クリーニングクロス９１をマスク１０の裏面に押し当てるためのクロス押圧部材９４と、クロス押圧部材９４を上下に動かす駆動装置９５とを備えている。これらのクリーニングユニット９０ａおよび９０ｂは、それぞれ独立してＸ方向に移動できるＸテーブル９６を備えており、マスク１０の裏面をＸ方向に移動しながらクリーニングする。
【００７１】
このフラックス印刷装置２も、第１の位置Ｐ１において第１の塗布用ヘッド５ａおよび第２のクリーニングユニット９０ｂを稼働させて、フラックスの印刷と、マスク１０のクリーニングとを平行して行うことができる。また、第２の位置Ｐ２において第２の塗布用ヘッド５ｂおよび第１のクリーニングユニット９０ａを稼働させて、フラックスの印刷と、マスク１０のクリーニングとを平行して行うことができる。
【００７２】
なお、上述した実施形態は、本発明に含まれる導電性ボールの搭載装置および方法、フラックスの搭載装置および方法を実現するための一例に過ぎない。例えば、移動ステージは、Ｘ方向およびＹ方向に延びたレール式の移動装置に限らず、アームを用いた移動装置であってもよい。本実施形態の目的の１つは、タクトタイムを短縮できる、装置、装置の制御方法、ボール搭載方法を提供することである。しかしながら、当業者にとって自明な部分的な変更やバリエーションは、本発明の範囲内であると考えられる。
【００７３】
本発明に含まれるマスク（テンプレート、マスク板）、マスクを用いて処理する方法およびマスクを用いて処理を行う装置は、処理位置の誤差を数μｍ以下（サブミクロンメーターを含む）にすることが要望される全ての用途に適している。典型的な用途（処理）は、ボール搭載、フラックス印刷、ペースト半田印刷、導電性接着剤印刷、導電異方性接着剤印刷、絶縁性接着剤印刷、グラビア印刷、マスクを用いた露光処理が含まれるデバイスの製造方法および製造装置、例えば、半導体素子、液晶表示体、プラズマ表示体、プリント配線板、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のフォトリソグラフィ工程を含む製造に関する装置および方法であるが、本発明のマスク、方法および装置の適用対象は、これらの処理および用途に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７４】
１ 処理システム、 ２ フラックス印刷装置、 ３ ボール搭載装置
５ａ、５ｂ フラックス印刷用ヘッド
９０ａ、９０ｂ クリーニングユニット
１０ マスク、 １２ 開口、 １４ａ、１４ｂ 開口群
１５ａ、１５ｂ マスク側の基準マーク、 １７ａ、１７ｂ 観察用窓
３０ 移動ステージ、 ３１ａ、３１ｂ 保持台
５０ａ、５０ｂ 観察用カメラ
８０ 反り矯正ユニット
１００ａ、１００ｂ 基板、 １０５ａ、１０５ｂ 基板側の基準マーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口を備えたマスクと基板とを位置合わせした状態で、前記マスクを介して前記基板に対する処理を行うシステムであって、
前記マスクは、前記基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群であって、第１の方向に並んだ前記第１の開口群および前記第２の開口群を含み、
当該システムは、前記マスクを保持するためのフレームと、
前記基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台および第２の保持台と、
前記基板の位置決めをするための移動ステージとを有し、
前記移動ステージは、前記第１の保持台および前記第２の保持台を前記マスクの下で前記第１の方向に往復動し、
前記移動ステージは、さらに、前記第１の保持台を前記第１の開口群に合わせるとともに、前記第１の開口群および前記第２の開口群の中間で前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載される前記基板を入れ替えるための入出力位置に前記第２の保持台を合わせる第１の位置と、前記第２の保持台を前記第２の開口群に合わせるとともに前記入出力位置に前記第１の保持台を合わせる第２の位置とを移動する、システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の開口群を用いて前記第１の保持台に搭載された基板に処理を行うための第１の処理ユニットと、
前記第２の開口群を用いて前記第２の保持台に搭載された基板に処理を行うための第２の処理ユニットと、
前記第１の開口群をクリーニングするための第１のクリーニングユニットと、
前記第２の開口群をクリーニングするための第２のクリーニングユニットとをさらに有する、システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の位置において前記第１の処理ユニットおよび前記第２のクリーニングユニットを稼働し、前記第２の位置において前記第２の処理ユニットおよび前記第１のクリーニングユニットを稼働する制御機能をさらに有する、システム。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記入出力位置において前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板の反りを矯正するために前記マスクを介して前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板を前記第１の保持台または前記第２の保持台に押し付ける矯正ユニットをさらに有する、システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１の処理ユニットまたは前記第２の処理ユニットにより前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、前記矯正ユニットにより前記マスクを前記第２の保持台または前記第１の保持台に押し付ける制御機能をさらに有する、システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記入出力位置において、前記マスク側の基準マークおよび前記基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用カメラであって、前記マスクに設けられた観察用窓を介して前記基板側の基準マークを観察可能な観察用カメラをさらに有する、システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記第２の位置で前記観察用カメラにより得られた前記基板側の基準マークの位置に基づき、前記第１の位置において前記第１の開口群と前記第１の保持台に搭載された基板との位置合わせを行い、前記第１の位置で前記観察用カメラにより得られた前記基板側の基準マークの位置に基づき、前記第２の位置において前記第２の開口群と前記第２の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うように前記移動ステージを移動する制御機能をさらに有する、システム。
【請求項８】
請求項２において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含み、
前記第１の処理ユニットおよび前記第２の処理ユニットは、それぞれ、前記マスクの表面に沿って動き、前記第１の開口群および前記第２の開口群の塗布用開口を介して前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための塗布用ヘッドを含む、システム。
【請求項９】
請求項２において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、前記基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含み、
前記第１の処理ユニットおよび前記第２の処理ユニットは、それぞれ、前記マスクの表面に供給された複数の導電性ボールを前記マスクの表面に沿って移動し、前記第１の開口群および前記第２の開口群の配置用開口のそれぞれに充填するための充填用ヘッドを含む、システム。
【請求項１０】
複数の開口を有するマスクであって、当該マスクと基板とを位置合わせした状態で、当該マスクを介して前記基板に対する処理を行い、前記基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を有し、前記第１の開口群および前記第２の開口群が第１の方向に並んでいるマスク。
【請求項１１】
請求項１０において、前記第１の開口群および前記第２の開口群の中間領域に設けられた、マスク側の基準マークと、前記基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用窓とを有する、マスク。
【請求項１２】
請求項１０または１１において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、それぞれ、前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含む、マスク。
【請求項１３】
請求項１０または１１において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、それぞれ、前記基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含む、マスク。
【請求項１４】
基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を含み、前記第１の開口群および前記第２の開口群が第１の方向に並んだマスクを介して前記基板に対する処理を行う方法であって、
前記基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台および第２の保持台を、前記第１の方向に往復動する移動ステージが、前記第１の保持台を前記第１の開口群に合わせるとともに、前記第１の開口群および前記第２の開口群の中間で前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載される前記基板を入れ替えるための入出力位置に前記第２の保持台を合わせる第１の位置と、前記第２の保持台を前記第２の開口群に合わせるとともに前記入出力位置に前記第１の保持台を合わせる第２の位置とに移動させることを有する方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記第１の位置において、前記第１の開口群を用いて前記第１の保持台に搭載された基板に処理を行うための第１の処理ユニットと、前記第２の開口群をクリーニングするための第２のクリーニングユニットとが稼働することと、
前記第２の位置において、前記第２の開口群を用いて前記第２の保持台に搭載された基板に処理を行うための第２の処理ユニットと、前記第１の開口群をクリーニングするための第１のクリーニングユニットとが稼働することとをさらに有する、方法。
【請求項１６】
請求項１５において、前記入出力位置において前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板の反りを矯正するために前記マスクを介して前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板を前記第１の保持台または前記第２の保持台に押し付ける矯正ユニットが、前記第１の処理ユニットまたは前記第２の処理ユニットにより前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、前記マスクを前記第２の保持台または前記第１の保持台に押し付けることをさらに有する、方法。
【請求項１７】
請求項１４ないし１６のいずれかにおいて、
前記入出力位置において、前記マスク側の基準マークおよび前記基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用カメラであって、前記マスクに設けられた観察用窓を介して前記基板側の基準マークを観察可能な観察用カメラにより、前記第２の位置で得られた前記基板側の基準マークの位置に基づき、前記第１の位置において前記第１の開口群と前記第１の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うことと、
前記第１の位置で前記観察用カメラにより得られた前記基板側の基準マークの位置に基づき、前記第２の位置において前記第２の開口群と前記第２の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うこととをさらに有する、方法。
【請求項１８】
請求項１５において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含み、
前記第１の処理ユニットおよび前記第２の処理ユニットは、前記マスクの表面に沿って動き、前記第１の開口群および前記第２の開口群の塗布用開口を介して前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布する、方法。
【請求項１９】
請求項１５において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、前記基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含み、
前記第１の処理ユニットおよび前記第２の処理ユニットは、前記マスクの表面に供給された複数の導電性ボールを前記マスクの表面に沿って移動し、前記第１の開口群および前記第２の開口群の配置用開口のそれぞれに充填する、方法。
【請求項１】
複数の開口を備えたマスクと基板とを位置合わせした状態で、前記マスクを介して前記基板に対する処理を行うシステムであって、
前記マスクは、前記基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群であって、第１の方向に並んだ前記第１の開口群および前記第２の開口群を含み、
当該システムは、前記マスクを保持するためのフレームと、
前記基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台および第２の保持台と、
前記基板の位置決めをするための移動ステージとを有し、
前記移動ステージは、前記第１の保持台および前記第２の保持台を前記マスクの下で前記第１の方向に往復動し、
前記移動ステージは、さらに、前記第１の保持台を前記第１の開口群に合わせるとともに、前記第１の開口群および前記第２の開口群の中間で前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載される前記基板を入れ替えるための入出力位置に前記第２の保持台を合わせる第１の位置と、前記第２の保持台を前記第２の開口群に合わせるとともに前記入出力位置に前記第１の保持台を合わせる第２の位置とを移動する、システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の開口群を用いて前記第１の保持台に搭載された基板に処理を行うための第１の処理ユニットと、
前記第２の開口群を用いて前記第２の保持台に搭載された基板に処理を行うための第２の処理ユニットと、
前記第１の開口群をクリーニングするための第１のクリーニングユニットと、
前記第２の開口群をクリーニングするための第２のクリーニングユニットとをさらに有する、システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の位置において前記第１の処理ユニットおよび前記第２のクリーニングユニットを稼働し、前記第２の位置において前記第２の処理ユニットおよび前記第１のクリーニングユニットを稼働する制御機能をさらに有する、システム。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記入出力位置において前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板の反りを矯正するために前記マスクを介して前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板を前記第１の保持台または前記第２の保持台に押し付ける矯正ユニットをさらに有する、システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１の処理ユニットまたは前記第２の処理ユニットにより前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、前記矯正ユニットにより前記マスクを前記第２の保持台または前記第１の保持台に押し付ける制御機能をさらに有する、システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記入出力位置において、前記マスク側の基準マークおよび前記基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用カメラであって、前記マスクに設けられた観察用窓を介して前記基板側の基準マークを観察可能な観察用カメラをさらに有する、システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記第２の位置で前記観察用カメラにより得られた前記基板側の基準マークの位置に基づき、前記第１の位置において前記第１の開口群と前記第１の保持台に搭載された基板との位置合わせを行い、前記第１の位置で前記観察用カメラにより得られた前記基板側の基準マークの位置に基づき、前記第２の位置において前記第２の開口群と前記第２の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うように前記移動ステージを移動する制御機能をさらに有する、システム。
【請求項８】
請求項２において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含み、
前記第１の処理ユニットおよび前記第２の処理ユニットは、それぞれ、前記マスクの表面に沿って動き、前記第１の開口群および前記第２の開口群の塗布用開口を介して前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための塗布用ヘッドを含む、システム。
【請求項９】
請求項２において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、前記基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含み、
前記第１の処理ユニットおよび前記第２の処理ユニットは、それぞれ、前記マスクの表面に供給された複数の導電性ボールを前記マスクの表面に沿って移動し、前記第１の開口群および前記第２の開口群の配置用開口のそれぞれに充填するための充填用ヘッドを含む、システム。
【請求項１０】
複数の開口を有するマスクであって、当該マスクと基板とを位置合わせした状態で、当該マスクを介して前記基板に対する処理を行い、前記基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を有し、前記第１の開口群および前記第２の開口群が第１の方向に並んでいるマスク。
【請求項１１】
請求項１０において、前記第１の開口群および前記第２の開口群の中間領域に設けられた、マスク側の基準マークと、前記基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用窓とを有する、マスク。
【請求項１２】
請求項１０または１１において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、それぞれ、前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含む、マスク。
【請求項１３】
請求項１０または１１において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、それぞれ、前記基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含む、マスク。
【請求項１４】
基板に同一の処理を行うための実質的に同一の第１の開口群および第２の開口群を含み、前記第１の開口群および前記第２の開口群が第１の方向に並んだマスクを介して前記基板に対する処理を行う方法であって、
前記基板をそれぞれ搭載支持するための第１の保持台および第２の保持台を、前記第１の方向に往復動する移動ステージが、前記第１の保持台を前記第１の開口群に合わせるとともに、前記第１の開口群および前記第２の開口群の中間で前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載される前記基板を入れ替えるための入出力位置に前記第２の保持台を合わせる第１の位置と、前記第２の保持台を前記第２の開口群に合わせるとともに前記入出力位置に前記第１の保持台を合わせる第２の位置とに移動させることを有する方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記第１の位置において、前記第１の開口群を用いて前記第１の保持台に搭載された基板に処理を行うための第１の処理ユニットと、前記第２の開口群をクリーニングするための第２のクリーニングユニットとが稼働することと、
前記第２の位置において、前記第２の開口群を用いて前記第２の保持台に搭載された基板に処理を行うための第２の処理ユニットと、前記第１の開口群をクリーニングするための第１のクリーニングユニットとが稼働することとをさらに有する、方法。
【請求項１６】
請求項１５において、前記入出力位置において前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板の反りを矯正するために前記マスクを介して前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板を前記第１の保持台または前記第２の保持台に押し付ける矯正ユニットが、前記第１の処理ユニットまたは前記第２の処理ユニットにより前記第１の保持台または前記第２の保持台に搭載された基板に対する処理を実行している間、前記マスクを前記第２の保持台または前記第１の保持台に押し付けることをさらに有する、方法。
【請求項１７】
請求項１４ないし１６のいずれかにおいて、
前記入出力位置において、前記マスク側の基準マークおよび前記基板に設けられた基板側の基準マークを観察するための観察用カメラであって、前記マスクに設けられた観察用窓を介して前記基板側の基準マークを観察可能な観察用カメラにより、前記第２の位置で得られた前記基板側の基準マークの位置に基づき、前記第１の位置において前記第１の開口群と前記第１の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うことと、
前記第１の位置で前記観察用カメラにより得られた前記基板側の基準マークの位置に基づき、前記第２の位置において前記第２の開口群と前記第２の保持台に搭載された基板との位置合わせを行うこととをさらに有する、方法。
【請求項１８】
請求項１５において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布するための複数の塗布用開口を含み、
前記第１の処理ユニットおよび前記第２の処理ユニットは、前記マスクの表面に沿って動き、前記第１の開口群および前記第２の開口群の塗布用開口を介して前記基板の表面の所定の位置にフラックスを塗布する、方法。
【請求項１９】
請求項１５において、前記第１の開口群および前記第２の開口群は、前記基板の表面の所定の位置に導電性ボールを配置するための複数の配置用開口を含み、
前記第１の処理ユニットおよび前記第２の処理ユニットは、前記マスクの表面に供給された複数の導電性ボールを前記マスクの表面に沿って移動し、前記第１の開口群および前記第２の開口群の配置用開口のそれぞれに充填する、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２１２３０２（Ｐ２０１０−２１２３０２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４１１０（Ｐ２００９−５４１１０）
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（５９２１４１４８８）アスリートＦＡ株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（５９２１４１４８８）アスリートＦＡ株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
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