CN210805713U - 加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种加热装置，能够在不限制基板的表面中的有效区域的情况下良好地加热基板，所述加热装置具有：加热板，从下方加热以表面朝向上方的面朝上状态定位在加热位置的基板；升降机构，使基板相对于加热板在上下方向上在高于加热位置的待机位置与加热位置之间升降，并将基板在上下方向上定位；吸附机构，在通过加热板加热利用升降机构定位在加热位置的基板的加热处理中，吸附基板的背面。

Description

加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用加热板从下方加热基板的加热装置。

背景技术

作为半导体器件的制造工艺的一种，存在一边以大致水平姿势支撑具有矩形状的基板一边从下方加热基板的所谓的加热处理。近年来，在该加热处理中，随着基板的大型化，基板的翘曲也进一步变大，从而难以进行均匀的加热处理。因此，提出了使用例如日本特开2006-339485号公报所记载的矫正技术。在该矫正技术中，在腔室盖的下表面周缘部设置倾斜面，在使该倾斜面与基板的周缘端抵接后，进一步使腔室盖向烘烤板(相当于本实用新型的“加热板”)侧下降，以矫正基板的翘曲。通过该矫正，能够适当地维持基板与烘烤板之间的距离，从而能够实现均匀的加热处理。

在上述加热处理中，在矫正基板的翘曲时，由于设置于腔室盖的倾斜面与基板的周缘端相互摩擦，因此，可能产生颗粒。因此，难以在清洁的加热环境中加热基板。

另外，要在基板表面的有效区域内制作各种部件，例如，在以晶片级封装(WLP：Wafer Level Packaging)或面板级封装(PLP：Panel Level Packaging)等制造方式制造的半导体封装中，期望扩大基板的表面上的有效区域来提高基板上的可搭载的半导体芯片等部件件数。但是，在上述加热装置中，由于使腔室盖从基板的表面侧进入来矫正基板的翘曲，因此，有效区域的扩大受到一定的限制，存在改良的余地。

实用新型内容

本实用新型鉴于上述课题而提出，其目的在于，提供一种加热装置，能够在不限制基板的表面中的有效区域的情况下良好地加热基板。

本实用新型的一个方式提供一种加热装置，其特征在于，具有：加热板，从下方加热以表面朝向上方的面朝上状态定位在加热位置的基板；升降机构，使基板相对于加热板在上下方向上在高于加热位置的待机位置与加热位置之间升降，并将基板在上下方向上定位；吸附机构，在通过加热板加热利用升降机构定位在加热位置的基板的加热处理中，吸附基板的背面。

在这样构成的实用新型中，基板以面朝上状态被加热板加热，在该加热处理中，基板的背面被吸附。因此，能够在不约束基板的表面的情况下限制基板的翘曲。

如上所述，由于在吸附基板的背面的状态加热基板，因此，能够在抑制该加热处理中的基板的翘曲的状态下加热基板，从而能够良好地加热基板。而且，在上述的以往装置中，为了抑制翘曲而约束基板的表面，而本实用新型不需要这样的约束手段，从而能够在不限制基板的表面中的有效区域的情况下良好地加热基板。

附图说明

图1是表示本实用新型的加热装置的第一实施方式的图。

图2是沿图1的A-A线的向视图。

图3是示意性地表示图1所示加热装置的加热动作的主要工序的图。

图4是表示本实用新型的加热装置的第二实施方式的图。

图5是沿图4的A-A线的向视图。

图6是示意性地表示图4所示加热装置的加热动作的主要工序的图。

图7是表示本实用新型的加热装置的第三实施方式的图。

图8是沿图7的A-A线的向视图。

图9是示意性地表示图7所示加热装置的加热动作的主要工序的图。

附图标记的说明：

1 加热装置

2 加热板

3 升降机构

4 吸附机构

21 (第一)通孔

22 (第二)通孔

25 凹部

32 提升销

34 提升销驱动部(第一驱动部)

41 吸附垫

42 负压供给部

43 升降销

46 升降销驱动部(第二驱动部)

321 (第一)吸引孔

422 吸引配管

431 (第二)吸引孔

P1 加热位置

P2 待机位置

S 基板

Sb (基板的)背面

Sf (基板的)表面

具体实施方式

图1是表示本实用新型的加热装置的第一实施方式的图。另外，图2是沿图1的A-A线的向视图。在俯视时，该加热装置1呈矩形状，接收并加热在其表面Sf上层叠有半导体芯片、布线的半导体封装用玻璃基板(以下，简称为“基板”)S。此外，基板的材质、层叠物的种类并不限定于此，另外，也可以是加热例如用于半导体封装以外的半导体器件的制造的基板的加热装置。即，本说明书的“基板”包括成为最终产品的一部分的基板以及在经过最终工序前虽为半成品的一部分但在最终产品完成前被清除废弃或者再利用的基板(所谓的载体(carrier)基板)。

如图1所示，加热装置1具有接收基板S的腔室10。通过在腔室10内进行处理，通过加热处理防止挥发的气体成分向周围飞散，并且通过覆盖被加热的基板S的周围来抑制热的扩散，从而能够提高能量转换效率。为了这些目的，腔室10为将顶板11、侧板12、底板13以及挡板14组合为箱型的构件。

挡板14自由开闭地安装于设置在腔室10的一个侧面的开口15，在关闭状态下，该挡板14经由密封件(省略图示)被按压至腔室10的侧面，从而堵住开口15。另一方面，在图1中，在由虚线所示的挡板14的打开状态下，能够经由被打开的开口15与外部之间进行基板S的交换。即，被未图示的外部的搬运机器人等保持的未处理的基板S经由开口15被搬入腔室10内。另外，在腔室10内处理完毕的基板S通过搬运机器人等向外部搬出。

在腔室10的底部设置有加热板2。在加热板2的上表面设置有多个凹部(省略图示)，直径比凹部的深度略大的球体23嵌入各个凹部。能够利用这些球体23的顶部从下方支撑基板S，从外部搬入的基板S以层叠有半导体芯片等的面(相当于本实用新型的“基板的表面”)向上的所谓面朝上状态载置于球体23上。这样一来，在距加热板2的上表面形成有称作邻近间隙的微小空间的状态下定位基板S。在本说明书中，将这样被定位并被加热处理的基板S的位置(在本说明书中，为上下方向上的基板S的背面Sb的高度位置)称作“加热位置”。另外，如后面详细说明的那样，在本说明书中，将为了在上下方向上在搬运机器人之间交接基板S而临时待机的基板S的位置称作“待机位置”。

如图1所示，为了对定位于加热位置(图3中的附图标记P1)的基板S实施加热处理，在加热板2的内部内置有加热器24。通过从控制整个装置的控制部90向该加热器24供给电力，加热器24工作。由此，通过来自加热板2的上表面的辐射热均匀地加热基板S。此外，能够根据基板S的平面尺寸等合适地设定球体23的个数、位置。

为了在加热板2与搬运机器人之间顺利地进行基板S的交接，在加热装置1中设置有升降机构3。具体而言，在腔室10的底板13以及加热板2上设置有多个沿上下方向延伸的通孔21。在本实施方式中，如图2所示，对应加热板2的四角的每一个角分别设置有一个通孔21，并且，在加热板2的中央部矩形状地设置有四个通孔21。并且，在各通孔21中插通有提升销(liftpin)32。

这八根提升销32的下端固定于升降构件33。升降构件33被提升销驱动部34支撑为在上下方向上能够自由升降。提升销驱动部34根据来自控制部90的升降指令进行动作，以使升降构件33升降。由此，八根提升销32能够一体地升降，从而能够使基板S在上下方向上升降。更具体地说，提升销32在上方位置与下方位置之间移动，所述上方位置是接下来要说明的吸附机构4的结构构件即吸附垫41的上端面与待机位置(图3中的附图标记P2)一致的位置，所述下方位置是吸附垫41的上端面与和球体23的顶部等高的位置即加热位置P1一致的位置。

吸附机构4具有：吸附垫41，与提升销32的数量相同；以及负压供给部42，向各个吸附垫41供给负压，以使吸附垫41吸附于基板S的背面。在每个提升销32上都安装有吸附垫41。如图1的局部放大图所示，各吸附垫41具有波纹结构，安装在提升销32的上端。另外，各个吸附垫41与在提升销32内部沿上下方向延伸的吸引孔321的上端连接。在各吸引孔321的下端连接有负压供给部42。

负压供给部42具有：吸引源421；吸引配管422，将吸引源421与各个吸引孔321连接；以及开闭阀423，安装于吸引配管422。作为吸引源421，例如，能够利用真空泵或设置于无尘室的真空操作空间等。并且，吸引配管422的一端与吸引源421连接。另一方面，吸引配管422的另一端分支成与吸附垫41相同的数量，这些分支部分分别与吸引孔321的下端连接。另外，在吸引配管422中的比分支部分更靠吸引源侧安装有开闭阀423。为此，通过根据来自控制部90的打开指令而打开开闭阀423，从而经由吸引孔321向吸附垫41供给负压，另一方面，通过根据关闭指令而关闭开闭阀423，从而停止向吸附垫41供给负压。

在这样构成的加热装置1中，根据预先存储在控制部90的存储部(省略图示)中的加热程序，控制部90控制装置各部，从而执行加热处理。下面，参考图3对加热装置1的加热处理进行说明。

图3是示意性地表示图1所示加热装置的加热动作的主要工序的图。在该加热装置1中，将装置各部初始化为用于接收基板S的初始状态。在初始状态下，关闭挡板14，加热板2升温至用于加热基板S的规定温度。另外，如图3中的(a)栏所示，为了搬入下一未处理基板S，通过提升销32位于上方位置，吸附垫41的上端面被定位在待机位置P2，直至搬入基板S为止进行待机。

这样，在向待机状态的加热装置1搬入基板S时，通过打开挡板14，变为能够从外部接收基板S的搬入的状态。在该状态下，通过外部的搬运机器人将基板S搬入腔室10内，并将基板S从搬运机器人交接到吸附垫41上。若该交接结束，则在搬运机器人退避后，关闭挡板14。另外，打开开闭阀423，通过向各吸附垫41供给负压，基板S的背面Sb被吸附垫41吸附。然后，如图3中的(b)栏所示，在通过吸附垫41吸附背面Sb的状态下，提升销32下降，使基板S朝向加热位置P1移动。在该移动中，由于基板S的背面Sb被吸附垫41吸附保持，因此，能够使基板S稳定地向加热位置P1移动。

然后，如图3中(c)栏所示，若提升销32下降至下方位置，则基板S的背面Sb被加热板2的球体23从下方支撑，基板S定位在该加热位置P1。另外，在吸附保持基板S的背面Sb的状态下，吸附垫41的上端面位于加热位置P1。从此刻开始加热处理，在通过吸附垫41吸附保持基板S的背面Sb的状态下，执行加热处理直至经过规定时间。在该加热处理中，由于基板S被安装于提升销32上端的吸附垫41吸附保持，因此，能够在加热处理中有效地抑制基板S的翘曲。

然后，若加热处理结束，则以与上述的基板S的搬入动作完全相反的顺序搬出基板。即，在通过吸附垫41吸附保持基板S的背面Sb的状态下，提升销32上升至上方位置，使基板S上升至待机位置P2。由此，基板S与加热板2分离。另外，解除吸附垫41对基板S的背面的吸附。然后，打开挡板14，使搬运机器人进入，从而从吸附垫41向搬运机器人交接基板S并将其搬出。

如上所述，根据本实施方式，由于在通过吸附垫41吸附基板S的背面Sb的状态下加热基板S，因此，能够在该加热处理中抑制基板S翘曲。而且，在上述的以往的装置中，为了抑制翘曲而要约束基板的表面，但是本实用新型不需要这样的约束手段，无需限制基板S的表面Sf上的有效区域即搭载有半导体芯片等的区域。这样，能够在不限制基板S的表面Sf的有效区域的情况下良好地加热基板S。

图4是表示本实用新型的加热装置的第二实施方式的图。另外，图5是沿图4的A-A线的向视图。该加热装置1与第一实施方式的主要区别点在于用于搬入搬出基板S的结构、使吸附垫41升降的结构以及升降时机，其他结构基本上与第一实施方式相同。下面，以区别点为中心进行说明，另一方面，对相同结构赋予相同的附图标记，并省略结构说明。

在第二实施方式中，通过四根提升销32来进行处于待机位置P2的基板S的交接以及相对于球体23的搬入搬出，所述四根提升销32是在第一实施方式中用于搬入搬出基板S的八根提升销32中的配置在中央部的四根升降销。另一方面，就对应于加热板2的四角设置的四根升降销用作使吸附垫41升降的销(以下，称作“升降销43”)。更详细地说，如图5所示，在腔室10的底板13及加热板2上，除提升销用四个通孔21外，对应于加热板2的四角的每一个角分别设置有一个沿上下方向延伸的升降销用的通孔22。并且，升降销43插通各通孔22，并且在各升降销43的上端安装有吸附垫41。

这四根升降销43的下端固定于升降构件45。升降构件45被升降销驱动部46支撑为在上下方向上能够自由升降。升降销驱动部46根据来自控制部90的升降指令进行动作，以使升降构件45升降。由此，四根升降销43能够一体地升降，从而能够使吸附垫41沿上下方向升降。更具体地说，升降销43在吸附保持位置和退避位置(参见图6中的(a)栏及(b)栏)之间移动，所述吸附保持位置是吸附垫41的上端面与加热位置P1一致的位置，所述退避位置是整个吸附垫41退避至升降销用的通孔22内的位置。

各个吸附垫41与在升降销43内部沿上下方向延伸的吸引孔431的上端连接。另外，与第一实施方式同样地，在各吸引孔431的下端连接有负压供给部42的吸引配管422。由此，通过根据来自控制部90的打开指令而打开开闭阀423，从而经由吸引孔431向吸附垫41供给负压，另一方面，通过根据关闭指令而关闭开闭阀423，从而停止向吸附垫41供给负压。

图6是示意性地表示图4所示加热装置的加热动作的主要工序的图。在该第二实施方式的加热装置1的初始状态下，与第一实施方式同样地，挡板14被关闭，加热板2升温至用于加热基板S的规定温度。另一方面，如图6中的(a)栏所示，为了搬入下一未处理基板S，提升销32上升并定位直至其上端与待机位置P2一致，在该状态下，进行待机直至搬入基板S。此外，如随后说明的那样，在开始加热处理之前，升降销43与吸附垫41一起退避至通孔22内，而且，停止向吸附垫41供给负压。

在向待机状态的加热装置1搬入基板S时，打开挡板14，通过外部的搬运机器人将基板S搬入腔室10内，如图6中(b)栏所示，基板S从搬运机器人被交接到提升销32上。若该交接结束，则在搬运机器人退避后，关闭挡板14。

在第二实施方式中，在该阶段仍不向吸附垫41供给负压，通过提升销32向通孔21中下降，从而将基板S从提升销32交接给加热板2的球体23，在将基板S定位在加热位置P1后，开始供给负压。更详细地说，如图6中(c)栏所示，在向球体23交接基板S后，升降销43上升，直至安装于该升降销43的上端的吸附垫41与定位在加热位置P1的基板S的背面相抵接。并且，在维持抵接的状态下，打开开闭阀423而向各个吸附垫41供给负压，从而基板S的背面Sb被吸附垫41吸附。

这样，在通过吸附垫41吸附定位在加热位置P1的基板S的背面Sb的状态下，执行对基板S的加热处理。在加热处理中持续地吸附保持该基板背面。因此，能够有效地抑制加热处理中基板S的翘曲。此外，若加热处理结束，则以与上述的基板S的搬入动作完全相反的顺序搬出基板。即，在解除吸附垫41的吸附的基础上，提升销32上升，从球体23接收加热处理完毕的基板S，并使其上升直至待机位置P2。然后，打开挡板14，使搬运机器人进入，由此，从提升销32向搬运机器人交接基板S并将其搬出。

如上所述，在第二实施方式中，由于在通过吸附垫41吸附基板S的背面Sb的状态下加热基板S，因此，在该加热处理中，也能够抑制基板S翘曲，从而能够达到与第一实施方式同样的作用效果，即，能够在不限制基板S的表面Sf中的有效区域的情况下良好地加热基板S。

在上述的实施方式中，通孔21、22分别相当于本实用新型的“第一通孔”和“第二通孔”的一个例子。另外，吸引孔321、431分别相当于本实用新型的“第一吸引孔”和“第二吸引孔”的一个例子。而且，提升销驱动部34以及升降销驱动部46分别相当于本实用新型的“第一驱动部”以及“第二驱动部”的一个例子。

虽然在上述实施方式中，本实用新型适用于经由邻近间隙进行加热处理并使吸附垫41沿上下方向升降来控制吸附垫41的高度位置的加热装置1，但本实用新型的适用对象并不仅限于此。例如，如图7及图8所示，可以构成为，在加热板2的上表面直接载置基板S，并且通过固定地配置在加热板2的上表面上的吸附垫41来吸附基板S的背面Sb并执行加热处理(第三实施方式)。

图7是表示本实用新型的加热装置的第三实施方式的图。另外，图8是沿图7的A-A线的向视图。如图7所示，与第二实施方式同样地，该加热装置1构成为，通过设置在加热板2的中央部的四根提升销32进行基板S的交接等。并且，通过提升销32的降升，在不具有球体23的加热板2的上表面上直接载置基板S的背面Sb来加热基板S。即，在第三实施方式中，上下方向上的加热板2的上表面位置为加热位置P1。

另外，在加热板2的四角设置有吸附垫41。更详细地说，如图7中局部放大图所示，在加热板2的四角，在加热板上表面设置有凹部25，并且配置有吸附垫41。吸附垫41与吸引配管422连接。如图7所示，当未从负压供给部42接受负压供给时，吸附垫41的上端部仅从凹部25的开口突出规定长度H。因此，若通过提升销32的升降而基板S下降，则吸附垫41的上端面与基板S的背面Sb相抵接。然后，在该抵接状态下，若吸附垫41从负压供给部42接受负压供给，则以在上下方向收缩而吸附基板S的背面Sb的状态，进入凹部25内，吸附垫41的上端面与加热位置P1一致，从而使基板S的背面Sb与加热板2的上表面紧密接触。

图9是示意性地表示图7所示加热装置的加热动作的主要工序的图。在该第三实施方式的加热装置1的初始状态下，与第一实施方式同样地，挡板14被关闭，加热板2升温至用于加热基板S的规定温度。另外，停止向吸附垫41供给负压，从而吸附垫41变为使上端部从凹部25的开口仅突出规定长度H的状态。另一方面，如图9中的(a)栏所示，为了搬入下一未处理基板S，提升销32上升并定位直至上端与待机位置P2一致，在该状态下，进行待机直至搬入基板S。

这样，在向待机状态的加热装置1搬入基板S时，打开挡板14，通过外部的搬运机器人将基板S搬入腔室10内，如图9中的(b)栏所示，基板S从搬运机器人交接到提升销32上。若该交接结束，则在搬运机器人退避后，关闭挡板14。在该阶段，也不向吸附垫41供给负压，吸附垫41的上端部从凹部25突出。

接着，提升销32向通孔21中下降，从而基板S的背面Sb中的中央区域直接载置于加热板2的上表面，另一方面，四角区域与吸附垫41的上端面相抵接而距加热板2浮起距离H。并且，与基板S的下降连动地打开开闭阀423，向各吸附垫41供给负压，如图9中的(c)栏所示，吸附垫41以在上下方向上收缩并吸附基板S的背面Sb的状态进入凹部25内，从而基板S的整个背面Sb与加热板2的上表面紧密接触。

这样，在通过吸附垫41吸附基板S的背面Sb的状态下，基板S定位在热位置P1，执行加热处理。在通过吸附垫41吸附保持基板S的背面Sb的状态下，执行该加热处理直至经过规定时间。因此，能够在加热处理中有效地抑制基板S的翘曲。此外，若加热处理结束，则以与上述的基板S的搬入动作完全相反的顺序搬出基板。即，在解除吸附垫41的吸附的基础上，提升销32上升，从加热板2接收加热处理完毕的基板S，并使其上升直至待机位置P2。然后，打开挡板14，使搬运机器人进入，由此，从提升销32向搬运机器人交接基板S并将其搬出。

如上所述，在第三实施方式中，由于在通过吸附垫41吸附基板S的背面Sb的状态下加热基板S，因此，能够在该加热处理中抑制基板S的翘曲，从而能够达到与上述实施方式同样的作用效果，即，能够在不限制基板S的表面Sf中的有效区域的情况下良好地加热基板S。

此外，本实用新型并不限定于上述的实施方式，只要不脱离其主旨，可以进行上述内容之外的各种变形。例如，在上述实施方式中，使用四根或者八根提升销32使基板S向加热位置P1定位，但是，提升销32的数量及配置等并不限于此。另外，升降销43的数量及配置等也同样不受上述内容所限。

另外，虽然在上述第一实施方式中，八根提升销32上均安装有吸附垫41，但是，也可以构成为仅对一部分提升销32安装吸附垫41。

另外，虽然在上述实施方式中，使用了波纹结构的吸附垫41，但是也可以使用具有除此之外的结构的吸附垫。另外，由于吸附垫41在加热处理中吸附基板S的背面Sb，因此，期望由热容量较大的材料构成吸附垫41，例如，优选使用硅系材料或橡胶系材料。

另外，由于通过吸附垫41吸附基板S的一部分，因此，该吸附部分中的基板温度可能局部降低。在这样的局部温度降低成为问题的情况下，可以构成为经由通孔21、44送入热风。另外，还可以与通孔21、44相邻地设置另外的通孔，经由该另外的通孔送入热风，以抑制局部温度降低。

另外，在上述实施方式中，如图2、图5及图8中的局部放大图所示，在俯视时，使用了具有圆形的吸附口的吸附垫41，但是，吸附口的形状并不限于此，可以使用加工为椭圆形或者卵形等的吸附垫。

本实用新型能够适用于通过加热板从下方加热基板的全部加热技术。

Claims (5)

1.一种加热装置，其特征在于，

具有：

加热板，从下方加热以表面朝向上方的面朝上状态定位在加热位置的基板；

升降机构，使所述基板相对于所述加热板在上下方向上在高于所述加热位置的待机位置与所述加热位置之间升降，并将所述基板在所述上下方向上定位；

吸附机构，在通过所述加热板加热利用所述升降机构定位在所述加热位置的所述基板的加热处理中，吸附所述基板的背面。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，

所述加热板具有在所述上下方向上贯通的第一通孔，

所述升降机构具有：

提升销，经由所述第一通孔在所述上下方向上可升降地设置；

第一驱动部，使所述提升销在所述上下方向上升降，

所述吸附机构具有：

吸附垫，安装于所述提升销的上端；

负压供给部，在所述加热处理中，经由设置于所述提升销的内部的第一吸引孔向所述吸附垫供给负压，通过所述吸附垫的上端面吸附于所述基板的背面。

3.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，

所述加热板具有在所述上下方向上贯通的第二通孔，

所述吸附机构具有：

升降销，经由所述第二通孔在所述上下方向上可升降地设置；

吸附垫，安装于所述升降销的上端；

第二驱动部，使所述升降销在所述上下方向上升降，并将所述吸附垫在所述上下方向上定位；

负压供给部，在所述加热处理中，经由设置于所述升降销的内部的第二吸引孔向所述吸附垫供给负压，通过所述吸附垫的上端面吸附于所述基板的背面。

4.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，

在所述加热板的上表面设置有凹部，

所述吸附机构具有：

吸附垫，配置于所述凹部，上端面与定位在所述加热位置的所述基板的背面能够抵接；

负压供给部，在所述加热处理中向所述吸附垫供给负压，通过所述吸附垫的上端面吸附于所述基板的背面。

5.根据权利要求4所述的加热装置，其特征在于，

所述吸附垫在未接受来自所述负压供给部的负压供给时，在所述上下方向上使所述上端面相比所述加热位置更靠上方，另一方面，所述吸附垫接受所述负压供给而沿所述上下方向收缩，在所述上下方向上使所述吸附垫的上端面与定位在所述加热位置的所述基板的背面一致的状态下，吸附所述基板的背面。

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