JP5439122B2 - 加熱処理方法および加熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、大規模集積回路（ＬＳＩ）、マイクロエレクトロマイクロシステムデバイス（ＭＥＭＳ）の半導体チップの製造およびこれらの実装やパッケージにおいて行われる加熱を行うための加熱処理方法および加熱処理装置に関するものである。

近年、半導体チップなどを積層する技術が開発されており、深い接続孔に導電性材料などを埋め込む要求が強くなっている。接続孔内に導電性材料を充填する技術としては、めっき法や導電性樹脂を埋め込む技術などがある。しかしながら、めっき法では、接続孔の中央付近にボイド（空隙）が発生し、接続不良の問題が生じている。また、導電性樹脂を埋め込む場合も同様であり、深い孔内に均一に導電性樹脂を埋め込むことが難しいという問題が生じていた。

また、実装においては、半導体素子や接続部を保護するために樹脂封止を行うが、クラック耐性を高めるために金属酸化物粒子などのフィラーを充填する方法が一般的となっている。しかしながら、これらの材料は流動性が乏しく、樹脂封止するときの成形性が劣ってくるという問題が生じていた。また、パッケージ基板のサイズ縮小により端子間隔が狭くなり、封止樹脂が端子間に入らず、未充填部やボイド（空隙）が生じている。この結果、長期信頼性に乏しくなるという問題が生じていた。

これらの問題を解決するため、一般には、樹脂を押し込んで成型する射出成形（トランスファ成形）の技術が用いられている。しかしながらこの技術においては、樹脂が流動する際に端子に接続しているボンディングワイヤ部分が動いてショートしてしまうなど問題がある。従って、上述した技術では、近年の狭端子化傾向には対応できず、新たな樹脂封止の方法が期待されている。

これらに対し、均一に加圧する方法として、パッケージ基板全体を均一に加圧加熱する方法が提案されている（非特許文献１参照）。この方法では、ボンディングワイヤ部分が動く問題は生じない。また、ウェハへの直接封止が可能になるため、ＷＬＣＳＰ（wafer level chip size package）にも対応できることになる。さらには、上記方法によれば、樹脂内に発生してた気泡を加熱加圧することにより分散させ、充填した樹脂の内部における気泡を消滅させる効果があることが判明している。この方法では、基板を密閉容器に導入して窒素などで所定の圧力をかけると同時に、容器内部を昇温して加熱成形するものである。

この方法で用いられる装置では、図１１に示すように、容器１１０１を構成している内容器１１０２と外容器１１０３との間に断熱材１１０４を充填し、内容器１１０２の側にヒータ１１０５を埋め込むようにしているのが一般的である。容器１１０１の内側底部に処理対象の基板を載置する基板台１１１１が配置される。ヒータ１１０５の加熱により内容器１１０２およびこの内部を加熱することで、基板台１１１１の上に載置される基板を加熱する。

二階堂 広基、「封止樹脂」、日経ＢＰ社、日経マイクロデバイス、１０月号、６６−６９頁、２００８年。

しかしながら、上述した加熱の方法では、昇温に１時間以上と時間がかかるため、生産性に劣る問題が生じていた。また、容器の内部にヒータを設置する内部ヒータ方式によれば、昇温を速くすることができるが、降温に時間がかかるため、やはり生産性を満足するまでには至っていなかった。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より迅速に加熱処理ができるようにすることを目的とする。

本発明に係る加熱処理方法は、容器の内部に処理対象の基板を配置する第１工程と、気体を加熱して容器の内部に導入して容器の内部を加熱する第２工程と、気体の加熱を停止して容器の内部に導入して容器の内部を冷却する第３工程とを少なくとも備える。

また、本発明に係る加熱処理方法は、容器の内部に処理対象の基板を配置する第１工程と、排出される気体の量を制御することで容器の内部圧力を制御している状態で、圧縮した気体を容器の内部に導入して容器の内部圧力を上昇させる第２工程と、圧縮した気体を容器の内部に導入して容器の内部圧力を上昇させている状態で、圧縮した気体を加熱して容器の内部に導入して容器の内部を加熱する第３工程と、圧縮した気体を容器の内部に導入して容器の内部圧力を上昇させている状態で、圧縮した気体の加熱を停止して容器の内部に導入して容器の内部を冷却する第４工程とを少なくとも備える。

上記加熱処理方法において、圧縮した気体の導入を停止し、容器内部の気体を放出することで容器の内部圧力を低下させる第５工程を備えるようにしてもよい。また、上記加熱処理方法において、圧縮した気体は、複数の箇所から容器の内部に導入するようにしてもよい。なお、気体は、空気、窒素、アルゴンの中より選択されたものである

本発明に係る加熱処理装置は、容器およびこの容器の内部と外部とを連通する排気管と、容器の内部に加熱した気体を供給する加熱気体供給手段と、この加熱気体供給手段より供給される気体を容器に導入する導入管とを少なくとも備える。なお、加熱気体供給手段は、加熱動作をせずに気体を供給することも可能である。

上記加熱処理装置において、容器は、内側容器およびこの内側容器を収容する外側容器から構成されているとよい。また、内側容器に形成された排出口と、内側容器と外側容器との間に形成された排気流通層と、内側容器の内部に加熱した気体を供給する加熱気体供給手段と、加熱気体供給手段より供給される気体を内側容器に導入する上記導入管とを少なくとも備え、内側容器と排気流通層とは、排出口で連通し、排気流通層と外側容器の外部とは、排気管で連通しているとよい。

上記加熱処理装置において、内側容器と外側容器との間に配置された中間容器と、この中間容器に設けられた連通口とを備え、排気流通層は、内側容器と中間容器との間に形成された内側排気流通層、および中間容器と外側容器との間に形成された外側排気流通層とから構成され、内側容器と内側排気流通層とは、排出口で連通し、内側排気流通層と外側排気流通層とは、連通口で連通しているようにしてもよい。

上記加熱処理装置において、内側容器と外側容器との間に設けられた断熱材を備えるようにしてもよい。また、内側容器は、加熱により遠赤外線を放射する材料から構成されているようにしてもよい。

上記加熱処理装置は、気体を圧縮して供給する圧縮供給手段と、排気管より排出される気体の量を制御する圧力制御手段とを備え、加えて、圧力制御手段により排出される気体の量を制御させることで容器の内部圧力を制御している状態で、圧縮供給手段により圧縮した気体を容器の内部に導入させて容器の内部圧力を設定値一定にする制御、圧縮供給手段により圧縮した気体を容器の内部に導入させて容器の内部圧力を設定値一定にしている状態で、加熱気体供給手段により圧縮した気体を加熱して容器の内部に導入して容器の内部を加熱する制御、圧縮供給手段により圧縮した気体を容器の内部に導入させて容器の内部圧力を設定値一定にしている状態で、圧縮した気体の加熱気体供給手段による加熱を停止して容器の内部に導入して容器の内部を冷却する制御を行う制御手段を備える。

以上説明したように、本発明によれば、加熱した気体を容器の内部に導入するようにしたので、昇温しまた降温するなどの加熱処理が、より迅速にできるようになるという優れた効果が得られる。

本発明の実施の形態１における加熱処理方法を実施するための加熱処理装置の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態１における加熱処理方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１における加熱処理方法における圧力および温度の変化について示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１における加熱処理方法を実施するための他の加熱処理装置の構成を上方より見た構成図である。 本発明の実施の形態１における加熱処理方法を実施するための他の加熱処理装置の内部構成を側方より見た構成図である。 本発明の実施の形態１における加熱処理方法を実施するための他の加熱処理装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態２における加熱処理装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態３における加熱処理装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態４における加熱処理装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態５における加熱処理装置の構成を示す構成図である。 加熱処理装置の構成を示す構成図である。 従来よりある加熱処理装置の構成を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１における加熱処理方法について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における加熱処理方法を実施するための加熱処理装置の構成例を示す構成図である。この加熱処理装置は、まず、密閉可能な容器１０１と、処理対象の基板Ｗを載置する基板台１０２を備える。容器１０１は、例えば内容積が４０リットルである。また、容器１０１には、容器１０１の内部のガスを排気するための排気管１０３が接続し、排気管１０３の途中に圧力制御弁（圧力制御手段）１０４を備える。排気管１０３は、容器１０１の内部と外部とを連通している。

また、この加熱処理装置は、空気などのガス（気体）を圧縮して圧力を高めて出力する圧縮ポンプ（圧縮供給手段）１０５と、圧縮ポンプ１０５で圧縮されたガスを輸送する輸送管１０６と、輸送管１０６で輸送されている圧縮されたガス（圧縮ガス）を加熱する加熱部（加熱気体供給手段）１０７と、加熱部１０７で加熱された圧縮ガスを容器１０１に導入する導入管１０８とを備えている。また、導入管１０８のガス導入口付近には、温度センサー１０９が設けられ、温度センサー１０９で測定された温度をもとに、制御部１１０が加熱部１０７の動作を制御する。

ここで、加熱部１０７は、耐圧構造とした方がよい。例えば、加熱機構が耐圧容器に収容された構造とすればよい。圧縮ポンプ１０５により加圧されたガスを、上記耐熱容器の内部に流通させ、流通する高圧ガスを加熱機構により加熱して供給する。一般に用いられているガスを加熱する装置は、高圧ガスを対象とした場合にガス漏れなどが発生する場合がある。このようなガス加熱装置を、耐圧容器内に収容して用いることで、ガス漏れなどの問題が解消できる。

次に、本実施の形態における加熱処理方法について、図２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ２０１で、容器１０１の内部に基板Ｗを搬入して基板台１０２の上に載置する。次に、容器１０１を密閉した状態とし、排気管１０３より排出されるガスの量を圧力制御弁１０４で制御することで、容器１０１の内部圧力が、例えば０．５ＭＰａ程度となるように制御できる状態とする（ステップＳ２０２）。次に、圧縮ポンプ１０５により圧縮したガスを、輸送管１０６および加熱部１０７を経由し、導入管１０８より容器１０１の内部に導入し、容器１０１の内部圧力を上昇させる（ステップＳ２０３）。例えば、圧縮ポンプ１０５により、圧縮ガスを２０リットル／ｍｉｎで、容器１０１の内部に導入する。

次に、容器１０１の内部圧力が設定値（例えば０．５ＭＰａ）に到達したら（ステップＳ２０４）、加熱部１０７を動作させて導入している圧縮ガスの加熱を開始する（ステップＳ２０５）。例えば、圧縮ガスの導入により上昇する容器１０１の内部圧力が、圧力制御弁１０４に設定した圧力を超えると、排気管１０３よりガスが排気されるようになる。この排気の状態により、容器１０１の内部圧力が設定値に到達したことを検出することができる。圧力制御弁１０４により排出されるガスを制御している状態で、圧縮ポンプ１０５により圧縮ガスを導入し続けることで、容器１０１の内部圧力を設定値一定に制御する。

次に、容器１０１に導入している圧縮ガスの温度が設定値（例えば２００℃）に到達した後（ステップＳ２０６）、規定の処理時間の加熱処理を行う（ステップＳ２０７）。導入管１０８の排出口の温度は、温度センサー１０９により測定されており、制御部１１０は、測定している温度が設定値になるように、加熱部１０７の動作を制御する。加熱処理がなされている間は、一定の温度に加熱された圧縮ガスが容器１０１に導入される。また、前述したように、圧力制御弁１０４の制御により、容器１０１の内部は設定圧力に一定とされている。従って、設定されている加熱処理の時間内において、容器１０１の内部は、設定された圧力および設定された温度に一定の状態とされている。この結果、基板台１０２の上に載置されている基板Ｗは、０．５ＭＰａ程度に加圧された状態で、２００℃程度に加熱されることになる。

次に、規定の処理時間の加熱処理が終了すると（ステップＳ２０７）、加熱部１０７による圧縮ガスの加熱を停止する（ステップＳ２０８）。この加熱の停止により、輸送管１０６および加熱部１０７を経由して導入管１０８より容器１０１の内部に導入されている圧縮ガスの温度は急速に低下する。このように温度が低下した圧縮ガスの供給により、容器１０１の内部を冷却（降温）する。

この後、容器１０１の内部が設定温度（例えば５０℃）にまで冷却されたら（ステップＳ２０９）、圧縮ポンプ１０５の動作を停止して圧縮ガスの導入を停止し（ステップＳ２１０）、圧力制御弁１０４を開放状態とすることで容器１０１内のガスを外部に放出する（ステップＳ２１１）。圧力制御弁１０４を徐々に開放状態とすることで、容器１０１内のガスを徐々に放出するようにしてもよい。また、他に設けた開放用バルブ（図示せず）を用い、この開放用バルブを開放することで、容器１０１内のガスを外部に放出してもよい。以上のことにより、容器１０１の内部圧力が大気圧程度となった段階で、処理対象の基板Ｗを容器１０１より搬出する（ステップＳ２１２）。

次に、上述した加熱処理における圧力および温度の変化について、図３のタイミングチャートを用いて説明する。まず、基板Ｗを搬入して容器１０１を密閉状態とし、圧縮ガスを導入し始めることで、大気圧程度（０ＭＰａ）の容器１０１内の圧力は上昇し、例えば、２分で規定の圧力である０．５ＭＰａに到達する。この状態より圧縮ガスの加熱を開始すれば、１分程度で容器１０１の内部温度が２００℃程度にまで到達させることができる。

この状態を例えば１０分間継続した後、圧縮ガスの加熱を停止すれば、室温（２０〜２５℃）程度の圧縮ガスが容器１０１の内部に供給されるようになり、容器１０１の内部は、２分程度で５０℃程度にまで急速に冷却される。この後、圧縮ガスの供給を停止して容器１０１の内部よりガスを放出すれば、例えば、１分程度で容器１０１内部の圧力は低下して大気圧程度となり、基板Ｗの搬出が可能となる。

このように、本実施の形態によれば、加熱部１０７により加熱したガスを容器１０１の内部に供給（導入）するので、昇温および降温（冷却）をより迅速に行えるようになる。冷却においては、気体の加熱を停止してこれを容器の内部に導入する。また、圧力制御弁１０４および圧縮ポンプ１０５などの圧力調整機構により容器１０１の内部圧力を制御しているので、容器１０１の内部圧力を維持した状態で、昇温および降温（冷却）をより迅速に行えるようになる。本実施の形態と同様の容量の容器の内部を、内部に設けたヒータにより加熱する場合、容器内部を冷却するためには数時間を要することになる。これに対し、本実施の形態によれば、非常に迅速に冷却を行うことが可能となる。また、加熱と冷却とを、同一の機構（加熱気体供給手段）で行えるので、装置の大型化を抑制できるようになり、装置の小型化にとっては非常に有利である。

ところで、容器内部に対する圧縮ガスの導入は、１箇所に限らず、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、容器４０１に２箇所以上の導入管４０８を設けるようにしてもよい。図４Ａは、基板台４０２を下側として装置を上方より見た模式的な断面図であり、図４Ｂは図４ＡのＢＢ線における断面を模式的に示す断面図である。図４Ａおよび図４Ｂでは、圧縮ポンプ，加熱部，圧力制御弁など、他の構成は省略している。このように、複数の導入管４０８を設けることで、容器４０１内の圧力および温度を、より迅速に上昇させることが可能となる。

また、図４Ａに示すように、容器４０１を円筒形状とし、容器４０１の側面に導入管４０８を設け、導入管４０８の圧縮ガス排出口を容器４０１の側壁の円周方向に沿う向きに配置し、圧縮ガス排出口の排出先に拡散板４１１を設けるようにしてもよい。拡散板４１１の傾斜状態により、導入管４０８より導入される圧縮ガスが拡散する方向を最適化することで、容器４０１内部の温度均一性を向上させることができる。

また、図５に示すように、容器４０１の内部に配置された基板台４０２にヒータ５１１を内蔵するようにしてもよい。図５は、基板台４０２を下側とした装置側方の模式的な断面図であり、圧縮ポンプ，加熱部，圧力制御弁など、他の構成は省略しており、他の構成は図４Ｂと同様である。このように、容器４０１の内部にヒータ５１１が配置されているようにすることで、容器４０１の内部温度の均一性をより向上させることができる。

なお、容器内部の圧力は、０．５〜０．６ＭＰａ程度とすることができれば、めっきや樹脂の充填に必要な圧力が得られる。なお、容器の内部圧力は、１ＭＰａを超えないようにした方がよい。よく知られているように、１ＭＰａ以上の高圧を用いる場合、装置は高圧ガス製造保安法の規制対象となり、装置価格や装置管理の点でコストの上昇を招くことになる。また、用いるガスは、例えば、空気が最も一般的である。また、用いるガスは、窒素やアルゴンなどの不活性ガスでもよい。例えば、ボンベ内に加圧充填されたアルゴンガスを用いる場合、圧縮ポンプを用いることなく、圧縮ガスを供給することができる。また、コストの増大を招くことになるが、ヘリウムを用いるようにしてもよい。

次に、実施例に基づいて、より詳細に説明する。

［実施例１］
フレキシブルパッケージ基板とチップとを、アクリル系熱可塑性接着剤で貼り付け、これらを、図１に示す加熱処理装置の基板台１０２の上に載置し、容器１０１を密閉状態とする。次いで、圧縮ポンプ１０５で作製した高圧空気（圧縮ガス）を容器１０１内に導入し、また、圧力制御弁１０４を設定して容器１０１の内部圧力を０．６ＭＰａとする。次に、加熱部１０７を動作させて導入している高圧空気を１５０℃に加熱し、高圧空気が導入されている容器１０１の内部を１５０℃に昇温する。昇温時間は、２分程度である。

上述したように、容器１０１の内部を１５０℃に昇温してから、所定の処理時間が経過した後、加熱部１０７の動作を停止して導入している高圧空気の加熱を終了し、０．６ＭＰａの圧力を保持したまま室温の高圧空気を導入する。これにより、容器１０１内部の温度を５０℃以下とする。降温時間は５分程度である。この後、高圧空気の導入を停止し、容器１０１内の高圧空気を外部に放出し、容器１０１内の圧力を大気圧とし、処理した基板を取り出す。取り出した基板を検査した結果、ボイド無くパッケージ基板とチップとが貼り合わされていることが確認された。

［実施例２］
基板上にペーストを塗布し、塗布したペーストの上に細孔の開いたカバーを付ける。このように製造した基板を、容器１０１の基板台１０２の上に載置し、容器１０１を密閉状態とする。次いで、０．８ＭＰａの圧力の窒素（圧縮窒素）を容器１０１内に導入し、また、圧力制御弁１０４を設定して容器１０１の内部圧力を０．６ＭＰａとする。次に、加熱部１０７を動作させて導入している加圧窒素を２００℃に加熱し、加圧窒素が導入されている容器１０１の内部を２００℃に昇温する。昇温時間は５分程度である。

上述したように、容器１０１の内部を２００℃に昇温して所定時間維持することで、細孔の開いたカバーで覆われたペーストは、飽和蒸気下で熱処理される。この後、加熱部１０７の動作を停止して導入している高圧窒素の加熱を終了し、０．６ＭＰａの圧力を保持したまま室温の窒素を導入する。これにより、容器１０１内部の温度を５０℃以下とする。降温時間は５分程度である。この後、高圧窒素の導入を停止し、容器１０１内の高圧窒素を外部に放出し、容器１０１内の圧力を大気圧とし、処理した基板を取り出す。取り出した基板を検査した結果、ペーストに割れなどが発生することなく熱処理されていることが確認された。

［実施例３］
接着樹脂を介し、液晶基板を導光板に貼り合わせ、これら基板を図１に示す加熱処理装置の基板台１０２の上に載置し、容器１０１を密閉状態とする。次いで、０，８ＭＰａの高圧窒素を容器１０１内に導入し、また、圧力制御弁１０４を設定して容器１０１の内部圧力を０．８ＭＰａとする。次に、加熱部１０７を動作させて導入している高圧窒素を１００℃に加熱し、容器１０１の内部を１００℃に昇温する。昇温時間は１分程度である。

上述したように、容器１０１の内部を１００℃に昇温してから、所定の処理時間が経過した後、加熱部１０７の動作を停止して導入している高圧窒素の加熱を終了し、０．８ＭＰａの圧力を保持したまま室温の高圧窒素を導入する。これにより、容器１０１内部の温度を５０℃以下とする。降温時間は３分程度である。この後、高圧窒素の導入を停止し、容器１０１内の高圧窒素を外部に放出し、容器１０１内の圧力を大気圧とし、処理した基板を取り出す。取り出した基板を検査した結果、導光板と液晶基板とが、気泡なく張り合わされていることが確認された。

［実施例４］
細孔の開いたシリコン基板に導電性樹脂を塗布し、この基板を図１に示す加熱処理装置の基板台１０２の上に載置する。次いで、高圧窒素を容器１０１内に導入し、また、圧力制御弁１０４を設定して容器１０１の内部圧力を０．９ＭＰａとする。次に、加熱部１０７を動作させて導入している高圧窒素を１５０℃に加熱し、容器１０１の内部を１５０℃に昇温する。昇温時間は１分程度である。次いで、導入している高圧窒素を２５０℃に加熱し、容器１０１の内部を２５０℃に昇温する。この昇温時間も１分程度である。

上述したように、容器１０１の内部を２５０℃に昇温してから、所定の処理時間が経過した後、加熱部１０７の動作を停止して導入している高圧窒素の加熱を終了し、０．９ＭＰａの圧力を保持したまま室温の高圧窒素を導入する。これにより、容器１０１内部の温度を５０℃以下とする。降温時間は５分程度である。この後、高圧窒素の導入を停止し、容器１０１内の高圧窒素を外部に放出し、容器１０１内の圧力を大気圧とし、処理した基板を取り出す。取り出したシリコン基板を検査した結果、ボイド無く細孔に導電性樹脂が埋め込まれていることが確認された。

なお、上述した０．５ＭＰａなどの圧力の数字は、図の表記も含めて、ゲージ圧である。従って、大気圧を０ＭＰａとしているが、これもゲージ圧であり、実際には絶対圧で０．１ＭＰａである。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。以下では、本発明の加熱処理方法を実施する他の加熱処理装置について説明する。図６は、本発明の実施の形態２における加熱処理方法を実施するための加熱処理装置の構成例を示す構成図である。この加熱処理装置は、まず、排出口６０２を備える内側容器６０１と、内側容器６０１を収容する外側容器６０３と、内側容器６０１と外側容器６０３との間に形成された排気流通層６０４とを備える。内側容器６０１と排気流通層６０４とは、排出口６０２で連通している。本実施の形態においては、一例として、内側容器６０１の上部に排出口６０２を備えている。ここで、上部は、内側容器６０１内部に基板が配置される側を下側として本装置を設置した場合の位置を示すものであり、以降では、これを基準として位置を説明する。なお、外側容器６０３は、例えば耐圧容器であればよい。また、外側容器６０３は、断熱材を備えるなど断熱構造としてもよい。

また、排気流通層６０４と外側容器６０３の外部とを連通する排気管６０５と、内側容器６０１の内部に加熱した気体を供給する熱風発生部（加熱気体供給手段）６０６と、熱風発生部６０６より供給される加熱されたガスを内側容器６０１に導入する導入管（導入配管）６０７と、排気管６０５より排出されるガスの量を制御する圧力制御弁（圧力制御手段）６０８とを少なくとも備える。本実施の形態では、一例として、排気管６０５を、外側容器６０３の底部の側に配置し、導入管６０７は、内側容器６０１の底部の側に接続している。

熱風発生部６０６は、空気などのガスを圧縮して圧力を高めて出力する圧縮ポンプ機構と、圧縮ポンプ機構で圧縮されたガスをガス（圧縮ガス）を加熱する加熱機構とを備えている。例えば、熱風発生部６０６は、測温部（不図示）で測定される内側容器６０１の内部温度をもとにした制御により、温度を１００〜２００℃とした高温ガスを供給可能としている。熱風発生部６０６は、前述した実施の形態１の圧縮ポンプ１０５および加熱部１０７などにより構成してもよい。

例えば、排気管６０５より排出されるガスの量を圧力制御弁６０８で制御することで、外側容器６０３の内部圧力が、例えば０．５ＭＰａ程度となるように制御できる状態とし、ここに、熱風発生部６０６により圧縮して加熱したガスを、導入管６０７より導入すれば、外側容器６０３の内部圧力を上昇させることができる。例えば、上述したように圧力制御弁６０８で制御している状態で、熱風発生部６０６の圧縮ポンプ機構により、圧縮ガスを２０リットル／ｍｉｎで導入すれば、外側容器６０３の内部圧力を０．５ＭＰａ程度に制御することができる。

内側容器６０１は、内側容器６０１の内部と排気流通層６０４と間で、高い効率で熱交換が可能とされていればよい。例えば、内側容器６０１は、ステンレス合金やアルミニウム合金などの熱伝導率の高い金属で構成すればよい。また、金属材料から構成し、表面に金属以外の材料をコーティングした構成としてもよい。また、内側容器６０１は、例えば、重力に対して十分に構造体として維持できる程度の強度があればよく、上述した高い熱伝導率を得る観点からは、厚さを可能な範囲で薄くした方がよい。内側容器６０１は、排出口６０２によりこの外側の外側容器６０３内部（排気流通層６０４）と連通しているので、外側容器６０３の内部圧力は、内側容器６０１の外側および内側に共通となる。このため、内側容器６０１は、耐圧構造とする必要がない。

本実施の形態における加熱処理装置では、加熱機構を動作させた熱風発生部６０６より供給される高温とされたガス（高温ガス）は、まず、導入管６０７を通って内側容器６０１の底部側に導入される。内側容器６０１の底部側に導入された高温ガスは、内側容器６０１の内部を上昇し、排出口６０２を通って排気流通層６０４に排出（導出）される。排気流通層６０４に排出された高温ガスは、排気流通層６０４を外側容器６０３の上部側より下部側に移動する。このとき、排気流通層６０４を流通する高温ガスは、内側容器６０１の外側に触れており、内側容器６０１を加熱していく。このようにして排気流通層６０４を流通した高温ガスは、排気管６０５より外側容器６０３の外部に排気される。

このように、熱風発生部６０６より供給される高温ガスは、初期段階では、外側容器６０３の内側に触れることがなく、内側容器６０１より排出された後、排気流通層６０４において外側容器６０３の内側に触れることになる。また、内側容器６０１は、この内側および外側が、高温ガスに触れていることになる。

従って、外側容器６０３の温度が所望とする高温に到達していない動作初期において、外側容器６０３の温度を上昇させる熱源は、排気流通層６０４を流通する高温ガスとなる。言い換えると、内側容器６０１に導入された高温ガスは、低温状態の外側容器６０３に熱を奪われることがない。また、内部に導入された高温ガスにより加熱されている内側容器６０１は、この外側の排気流通層６０４に高温ガスが流通しているため、内側容器６０１の内部と外部との温度差が低下され、内側容器６０１内の温度の拡散が抑制された状態となる。

これらの結果、本実施の形態における加熱処理装置によれば、内側容器６０１の内部温度を、より迅速に上昇させることが可能となり、内側容器６０１の内部に載置される処理対象の基板の温度をより迅速に上昇させることができる。

また、本実施の形態における加熱処理装置では、加熱機構の動作を停止した熱風発生部６０６より２０〜２５℃程度の常温とした低温ガスを供給可能としている。このように、加熱動作を停止した熱風発生部６０６より供給される低温ガスは、まず、導入管６０７を通って内側容器６０１の底部側に導入される。内側容器６０１の底部側に導入された低温ガスは、内側容器６０１の内部を上昇し、排出口６０２を通って排気流通層６０４に排出（導出）される。排気流通層６０４に排出された低温ガスは、排気流通層６０４を外側容器６０３の上部側より下部側に移動する。このとき、排気流通層６０４を流通する低温ガスは、内側容器６０１の外側に触れており、内側容器６０１を冷却していく。このようにして排気流通層６０４を流通した低温ガスは、排気管６０５より外側容器６０３の外部に排気される。

このように、熱風発生部６０６より供給される低温ガスは、加熱処理の動作を行った後で高温となっている外側容器６０３の内側に触れることがなく、内側容器６０１より排出された後、排気流通層６０４において外側容器６０３の内側に触れることになる。また、内側容器６０１は、この内側および外側が、低温ガスに触れていることになる。

従って、内側容器６０１に導入された内側容器６０１の内部の低温ガスは、高温状態の外側容器６０３に触れることがない。低温ガスは、内側容器６０１より排気流通層６０４に排出されることで、外側容器６０３に触れることになり、この状態となって初めて外側容器６０３との間で熱交換（顕熱交換）がなされることになる。言い換えると、内側容器６０１に導入された低温ガスは、内側容器６０１内部に配置されている物体との間で熱交換をし、例えば、上記物体の冷却を行うが、外側容器６０３の冷却を行うことがない。

これらの結果、本実施の形態における加熱処理装置によれば、内側容器６０１の内部温度を、より迅速に低下させることが可能となり、内側容器６０１の内部に載置される処理対象の基板などをより迅速に冷却することができる。

次に、本実施の形態における加熱処理装置を用いた加熱処理について説明する。まず、外側容器６０３を開放して内側容器６０１の内部に基板を搬入し、図示しない基板台の上に載置する。次に、外側容器６０３を密閉した状態とし、排気管６０５より排出されるガスの量を圧力制御弁６０８で制御することで、外側容器６０３の内部圧力が、例えば０．５ＭＰａ程度となるように制御できる状態とする。

次に、熱風発生部６０６より圧縮して加熱したガスを、導入管６０７より内側容器６０１に導入し、外側容器６０３の内部圧力を上昇させる。例えば、圧縮ガスを２０リットル／ｍｉｎで導入する。これにより、外側容器６０３の内部圧力を、設定値（例えば０．５ＭＰａ）にすることができる。

例えば、圧縮ガスの導入により上昇する外側容器６０３の内部圧力が、圧力制御弁６０８に設定した圧力を超えると、排気管６０５よりガスが排気されるようになる。この排気の状態により、外側容器６０３の内部圧力が設定値に到達したことを検出することができる。圧力制御弁６０８により排出されるガスを制御している状態で、熱風発生部６０６により圧縮ガスを導入し続けることで、外側容器６０３の内部圧力を設定値一定に制御する。

次に、加熱した圧縮ガスが導入されている内側容器６０１の内部温度が設定値（例えば２００℃）に到達した後、規定の処理時間の加熱処理を行う。本実施の形態における加熱処理装置によれば、内容積４０リットルの内側容器６０１の場合、１０分以内で２００℃に到達する。加熱処理をしている間は、一定の温度に加熱された圧縮ガスが内側容器６０１に導入されるように制御する。また、前述したように、圧力制御弁６０８の制御により、外側容器６０３の内部は設定圧力に一定とされている。従って、設定されている加熱処理の時間内において、内側容器６０１の内部は、設定された圧力および設定された温度に一定の状態とされている。この結果、基板台（不図示）の上に載置されている基板は、０．５ＭＰａ程度に加圧された状態で、２００℃程度に加熱されることになる。

次に、規定の処理時間の加熱処理が終了したら、熱風発生部６０６において加熱機構の動作を停止し、供給している圧縮ガスの加熱を停止する。この加熱の停止により、熱風発生部６０６より供給される圧縮ガスの温度は急速に低下し、２０〜２５℃程度となる。このように温度が低下した圧縮ガスの供給により、内側容器６０１の内部を冷却する

この後、内側容器６０１の内部が設定温度（例えば５０℃）にまで冷却されたら、熱風発生部６０６の動作を停止して圧縮ガスの導入を停止し、また、圧力制御弁６０８を開放状態とし、外側容器６０３内のガスを外部に放出する。圧力制御弁６０８を徐々に開放状態とすることで、外側容器６０３内のガスを徐々に放出するようにしてもよい。また、他に設けた開放用バルブ（図示せず）を用い、この開放用バルブを開放することで、外側容器６０３内のガスを外部に放出してもよい。以上のことにより、内側容器６０１の内部圧力が大気圧程度となった段階で、処理対象の基板を内側容器６０１より搬出する。本実施の形態によれば、加熱機構を停止した後に、内側容器６０１の内部は、１０分程度で設定温度にまで冷却される。

図１１を用いて説明した装置の場合、処理対象の基板が配置される容器８０１の内部の温度を、室温（２０℃程度）から２００℃まで上昇させるのに１時間以上必要とし、また、２００℃から５０℃まで冷却するためには、３時間以上必要となる。これに対し、上述した実施の形態によれば、各々１０分程度となり、大幅な工程時間の短縮が見込める。また、この処理時間の差は、処理温度が高くなるほどより大きくなる。

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３について説明する。以下では、本発明の加熱処理方法を実施する他の加熱処理装置について説明する。図７は、本発明の実施の形態３における加熱処理方法を実施するための加熱処理装置の構成例を示す構成図である。この加熱処理装置は、まず、排出口７０２を備える内側容器７０１と、内側容器７０１を収容する外側容器７０３と、内側容器７０１と外側容器７０３との間に配置された中間容器７１１と、中間容器７１１に設けられた連通口７１２とを備える。本実施の形態では、一例として、内側容器７０１の上部に排出口７０２を備え、中間容器７１１の底部の側に連通口７１２を配置している。外側容器７０３は、例えば耐圧容器であればよい。また、外側容器７０３は、断熱材を備えるなど断熱構造としてもよい。

なお、処理対象の搬入および搬出は、外側容器７０３の開閉により行うが、これを容易にするために、中間容器７１１と内側容器７０１とを連結して構成してもよく、また、中間容器７１１と外側容器７０３とを連結して構成してもよい。ただし、連結する構造は、各排気流通層などにおけるガスの流れを妨げない構成とすることが重要である。

また、本実施の形態における加熱処理装置では、内側容器７０１と外側容器７０３との間に形成された排気流通層が、内側容器７０１と中間容器７１１との間に形成された内側排気流通層７４１、および中間容器７１１と外側容器７０３との間に形成された外側排気流通層７４２と、排気流通層を構成している外側排気流通層７４２と外側容器７０３の外部とを連通する排気管７０５と、内側容器７０１の内部に加熱した気体を供給する熱風発生部（加熱気体供給手段）７０６と、排気管７０５より排出されるガスの量を制御する圧力制御弁（圧力制御手段）７０８とを備える。なお、内側容器７０１と内側排気流通層７４１とは、排出口７０２で連通し、内側排気流通層７４１と外側排気流通層７４２とは、連通口７１２で連通している。また、排気管７０５は、外側容器７０３の上部の側に形成されている

熱風発生部７０６は、空気などのガスを圧縮して圧力を高めて出力する圧縮ポンプ機構と、圧縮ポンプ機構で圧縮されたガスをガス（圧縮ガス）を加熱する加熱機構とを備えている。例えば、熱風発生部７０６は、測温部（不図示）で測定される内側容器７０１の内部温度をもとにした制御により、温度を１００〜２００℃とした高温ガスを供給可能としている。

例えば、排気管７０５より排出されるガスの量を圧力制御弁７０８で制御することで、外側容器７０３の内部圧力が、例えば０．５ＭＰａ程度となるように制御できる状態とし、ここに、熱風発生部７０６により圧縮して加熱したガスを、導入管７０７より導入すれば、外側容器７０３の内部圧力を上昇させることができる。例えば、上述したように圧力制御弁７０８で制御している状態で、熱風発生部７０６の圧縮ポンプ機構により、圧縮ガスを２０リットル／ｍｉｎで導入すれば、外側容器７０３の内部圧力を０．５ＭＰａ程度に制御することができる。

内側容器７０１は、内側容器７０１の内部と内側排気流通層７４１と間で、高い効率で熱交換が可能とされていればよい。例えば、内側容器７０１は、ステンレス合金やアルミニウム合金などの熱伝導率の高い金属で構成すればよい。これは、中間容器７１１についても同様である。また、内側容器７０１は、金属材料から構成し、表面に金属以外の材料をコーティングした構成としてもよい。

また、内側容器７０１および中間容器７１１は、例えば、重力に対して十分に構造体として維持できる程度の強度があればよく、上述した高い熱伝導率を得る観点からは、厚さを可能な範囲で薄くした方がよい。内側容器７０１は、排出口７０２によりこの外側の外側容器７０３内部（内側排気流通層７４１）と連通し、中間容器７１１は、連通口７１２によりこの外側の外側容器７０３内部（外側排気流通層７４２）と連通している。このため、外側容器７０３の内部圧力は、内側容器７０１の外側および内側、中間容器７１１の外側および内側に共通となる。このため、内側容器７０１および中間容器７１１は、耐圧構造とする必要がない。

本実施の形態における加熱処理装置では、加熱機構を動作させた熱風発生部７０６より供給される高温とされたガス（高温ガス）は、まず、導入管７０７を通って内側容器７０１の底部側に導入される。内側容器７０１の底部側に導入された高温ガスは、内側容器７０１の内部を上昇し、排出口７０２を通って内側排気流通層７４１に排出（導出）される。内側排気流通層７４１に排出された高温ガスは、内側排気流通層７４１を内側容器７０１の上部側より下部側に移動する。このとき、内側排気流通層７４１を流通する高温ガスは、内側容器７０１の外側に触れており、内側容器７０１を加熱していく。

次に、内側排気流通層７４１を流通する高温ガスは、連通口７１２を通って外側排気流通層７４２に流れていき、外側排気流通層７４２を、外側容器７０３の下部側より上部側に移動する。このようにして、内側排気流通層７４１および外側排気流通層７４２からなる排気流通層を流通した高温ガスは、排気管７０５より外側容器７０３の外部に排気される。

このように、熱風発生部７０６より供給される高温ガスは、初期段階では、外側容器７０３の内側に触れることがなく、内側容器７０１より排出されて内側排気流通層７４１を流通した後、外側排気流通層７４２において外側容器７０３の内側に触れることになる。また、内側容器７０１は、この内側および外側が、高温ガスに触れていることになる。

従って、外側容器７０３の温度が所望とする高温に到達していない動作初期において、外側容器７０３の温度を上昇させる熱源は、外側排気流通層７４２を流通する高温ガスとなる。言い換えると、内側容器７０１に導入された高温ガスは、低温状態の外側容器７０３に熱を奪われることがない。また、内部に導入された高温ガスにより加熱されている内側容器７０１は、この外側の内側排気流通層７４１に高温ガスが流通しているため、内側容器７０１の内部と外部との温度差が低下され、内側容器７０１内の温度の拡散が抑制された状態となる。加えて、本実施の形態によれば、内側容器７０１と外側容器７０３との間の排気流通層が、内側排気流通層７４１および外側排気流通層７４２からなる２重の構造となっているため、内側容器７０１と外側容器７０３との間の断熱効果がより高められる。

これらの結果、本実施の形態における加熱処理装置によれば、内側容器７０１の内部温度を、より迅速に上昇させることが可能となり、内側容器７０１の内部に載置される処理対象の基板の温度をより迅速に上昇させることができる。

また、本実施の形態における加熱処理装置では、加熱機構の動作を停止した熱風発生部７０６より２０〜２５℃程度の常温とした低温ガスを供給可能としている。このように、加熱動作を停止した熱風発生部７０６より供給される低温ガスは、まず、導入管７０７を通って内側容器７０１の底部側に導入される。内側容器７０１の底部側に導入された低温ガスは、内側容器７０１の内部を上昇し、排出口７０２を通って内側排気流通層７４１に排出される。

内側排気流通層７４１に排出された低温ガスは、内側排気流通層７４１を内側容器７０１の上部側より下部側に移動する。このとき、内側排気流通層７４１を流通する低温ガスは、内側容器７０１の外側に触れており、内側容器７０１を冷却していく。このようにして内側排気流通層７４１した低温ガスは、連通口７１２を通って外側排気流通層７４２に流れていき、外側排気流通層７４２を、外側容器７０３の下部側より上部側に移動する。このようにして、内側排気流通層７４１および外側排気流通層７４２からなる排気流通層を流通した低温ガスは、排気管７０５より外側容器７０３の外部に排気される。

このように、熱風発生部７０６より供給される低温ガスは、加熱処理の動作を行った後で高温となってい外側容器７０３の内側に触れることがなく、内側容器７０１より排出されて内側排気流通層７４１を流通した後、外側排気流通層７４２において外側容器７０３の内側に触れることになる。また、内側容器７０１は、この内側および外側が、低温ガスに触れていることになる。

従って、内側容器７０１に導入された内側容器７０１の内部の低温ガスは、高温状態の外側容器７０３に触れることがない。低温ガスは、内側容器７０１より排出されて内側排気流通層７４１を流通した後、外側排気流通層７４２において外側容器７０３に触れることになり、この状態となって初めて外側容器７０３との間で熱交換（顕熱交換）がなされることになる。言い換えると、内側容器７０１に導入された低温ガスは、内側容器７０１内部に配置されている物体との間で熱交換をし、例えば、上記物体の冷却を行うが、外側容器７０３の冷却を行うことがない。

これらの結果、本実施の形態における加熱処理装置によれば、内側容器７０１の内部温度を、より迅速に低下させることが可能となり、内側容器７０１の内部に載置される処理対象の基板の温度をより迅速に低下させることができる。

次に、本実施の形態における加熱処理装置を用いた加熱処理について説明する。まず、外側容器７０３を開放して内側容器７０１の内部に基板を搬入し、図示しない基板台の上に載置する。次に、外側容器７０３を密閉した状態とし、排気管７０５より排出されるガスの量を圧力制御弁７０８で制御することで、外側容器７０３の内部圧力が、例えば０．５ＭＰａ程度となるように制御できる状態とする。

次に、熱風発生部７０６より圧縮して加熱したガスを、導入管７０７より内側容器７０１に導入し、外側容器７０３の内部圧力を上昇させる。例えば、圧縮ガスを２０リットル／ｍｉｎで導入する。これにより、外側容器７０３の内部圧力を、設定値（例えば０．５ＭＰａ）にすることができる。

例えば、圧縮ガスの導入により上昇する外側容器７０３の内部圧力が、圧力制御弁７０８に設定した圧力を超えると、排気管７０５よりガスが排気されるようになる。この排気の状態により、外側容器７０３の内部圧力が設定値に到達したことを検出することができる。圧力制御弁７０８により排出されるガスを制御している状態で、熱風発生部７０６により圧縮ガスを導入し続けることで、外側容器７０３の内部圧力を設定値一定に制御する。

次に、加熱した圧縮ガスが導入されている内側容器７０１の内部温度が設定値（例えば２００℃）に到達した後、規定の処理時間の加熱処理を行う。本実施の形態における加熱処理装置によれば、内容積４０リットルの内側容器７０１の場合、１０分以内で２００℃に到達する。加熱処理をしている間は、一定の温度に加熱された圧縮ガスが内側容器７０１に導入されるように制御する。また、前述したように、圧力制御弁７０８の制御により、外側容器７０３の内部は設定圧力に一定とされている。従って、設定されている加熱処理の時間内において、内側容器７０１の内部は、設定された圧力および設定された温度に一定の状態とされている。この結果、基板台（不図示）の上に載置されている基板は、０．５ＭＰａ程度に加圧された状態で、２００℃程度に加熱されることになる。

次に、規定の処理時間の加熱処理が終了したら、熱風発生部７０６において加熱機構の動作を停止し、供給している圧縮ガスの加熱を停止する。この加熱の停止により、熱風発生部７０６より供給される圧縮ガスの温度は急速に低下し、２０〜２５℃程度となる。このように温度が低下した圧縮ガスの供給により、内側容器７０１の内部を冷却する

この後、内側容器７０１の内部が設定温度（例えば５０℃）にまで冷却されたら、熱風発生部７０６の動作を停止して圧縮ガスの導入を停止し、また、圧力制御弁７０８を開放状態とし、外側容器７０３内のガスを外部に放出する。圧力制御弁７０８を徐々に開放状態とすることで、外側容器７０３内のガスを徐々に放出するようにしてもよい。また、他に設けた開放用バルブ（図示せず）を用い、この開放用バルブを開放することで、外側容器７０３内のガスを外部に放出してもよい。以上のことにより、内側容器７０１の内部圧力が大気圧程度となった段階で、処理対象の基板を内側容器７０１より搬出する。本実施の形態によれば、加熱機構を停止した後に、内側容器７０１の内部は、１０分程度で設定温度にまで冷却される。

図１１を用いて説明した装置の場合、処理対象の基板が配置される容器８０１の内部の温度を、室温（２０℃程度）から２００℃まで上昇させるのに１時間以上必要とし、また、２００℃から５０℃まで冷却するためには、３時間以上必要となる。これに対し、上述した実施の形態によれば、各々１０分程度となり、大幅な工程時間の短縮が見込める。また、この処理時間の差は、処理温度が高くなるほどより大きくなる。

［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図８は、本発明の実施の形態４における加熱処理方法を実施するための加熱処理装置の構成例を示す構成図である。この加熱処理装置は、まず、排出口８０２を備える内側容器８０１と、内側容器８０１を収容する外側容器８０３と、内側容器８０１と外側容器８０３との間に形成された排気流通層８０４とを備える。本実施の形態においては、一例として、内側容器８０１の下部に排出口８０２を備えている。内側容器８０１と排気流通層８０４とは、排出口８０２で連通している。

また、排気流通層８０４と外側容器８０３の外部とを連通する排気管８０５と、内側容器８０１の内部に加熱した気体を供給する熱風発生部８０６と、熱風発生部８０６より供給される加熱されたガスを内側容器８０１に導入する導入管８０７と、排気管８０５より排出されるガスの量を制御する圧力制御弁８０８とを少なくとも備える。本実施の形態では、一例として、排気管８０５を、外側容器８０３の上部に配置し、導入管８０７も、内側容器８０１の上部に接続している。

内側容器８０１，外側容器８０３，熱風発生部８０６，圧力制御弁８０８については、前述した実施の形態２，３と同様である。

本実施の形態における加熱処理装置においても、内側容器８０１の内部温度を、より迅速に上昇させることが可能となり、内側容器８０１の内部に載置される処理対象の基板の温度をより迅速に上昇させることができる。また、内側容器８０１の内部温度を、より迅速に低下させることが可能となり、内側容器８０１の内部に載置される処理対象の基板などをより迅速に冷却することができる。

［実施の形態５］
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図９は、本発明の実施の形態５における加熱処理方法を実施するための加熱処理装置の構成例を示す構成図である。この加熱処理装置は、まず、排出口９０２を備える内側容器９０１と、内側容器９０１を収容する外側容器９０３と、内側容器９０１と外側容器９０３との間に形成された排気流通層９０４とを備える。本実施の形態においては、一例として、内側容器９０１の横側に排出口９０２を備えている。なお、横側は、内側容器９０１内部に基板が配置される側を下側として本装置を設置した場合の位置を示すものである。内側容器９０１と排気流通層９０４とは、排出口９０２で連通している。

また、排気流通層９０４と外側容器９０３の外部とを連通する排気管９０５と、内側容器９０１の内部に加熱した気体を供給する熱風発生部９０６と、熱風発生部９０６より供給される加熱されたガスを内側容器９０１に導入する導入管９０７と、排気管９０５より排出されるガスの量を制御する圧力制御弁９０８とを少なくとも備える。本実施の形態では、一例として、排気管９０５を、外側容器９０３の横側に配置し、導入管９０７も、内側容器９０１の横側に接続している。また、排気管９０５および導入管９０７は、排出口９０２に対向して配置している。

内側容器９０１，外側容器９０３，熱風発生部９０６，圧力制御弁９０８については、前述した実施の形態２，３と同様である。

本実施の形態における加熱処理装置においても、内側容器９０１の内部温度を、より迅速に上昇させることが可能となり、内側容器９０１の内部に載置される処理対象の基板の温度をより迅速に上昇させることができる。また、内側容器９０１の内部温度を、より迅速に低下させることが可能となり、内側容器９０１の内部に載置される処理対象の基板などをより迅速に冷却することができる。

次に、実施例に基づいて、より詳細に説明する。

［実施例５］
フレキシブルパッケージ基板とチップを、アクリル系熱可塑性接着剤で貼り付け、この試料を、図６を用いて説明した加熱処理装置の内側容器６０１に載置（搬入）し、外側容器６０３を密閉状態とする。なお、内側容器６０１は、板厚０．５ｍｍのステンレス鋼から構成されている。次に、外側容器６０３の内部圧力が０．６ＭＰａとなる条件に圧力制御弁６０８を設定し、熱風発生部６０６より１５０℃に熱した高圧空気を供給する。この高温高圧の空気を、導入管６０７より内側容器６０１に導入し、内側容器６０１の内部を１５０℃に昇温し、１５０℃に到達したらこの状態を維持する。昇温時間は３分程度である。

上述したように、内側容器６０１の内部を１５０℃に昇温してから、設定されている処理時間が経過した後、熱風発生部６０６の加熱機構の動作を停止し、熱風発生部６０６より、室温程度の高圧空気（冷却空気）が供給される状態とする。圧力制御弁６０８による圧力制御は継続した状態とする。この冷却空気の供給により、内側容器６０１の内部温度を５０℃以下に降温する。降温時間は５分程度である。この後、熱風発生部６０６の動作を停止し、外側容器６０３の高圧空気を外部に放出し、外側容器６０３の内圧を大気圧とし、処理した試料を搬出する。搬出した試料を検査した結果、ボイド無くパッケージ基板とチップとが貼り合わされていることが確認された。

［実施例６］
基板上にペーストを塗布し、塗布したペーストの上に細孔の開いたカバーを付ける。このように作製した試料を、図６を用いて説明した加熱処理装置の内側容器６０１に載置（搬入）し、外側容器６０３を密閉状態とする。なお、内側容器６０１は、板厚１ｍｍのアルミニウム板から構成されている。上述したようにカバーを付けることで、ペーストから蒸発する溶剤の飽和蒸気下で、試料が加熱処理されるようになる。

次に、外側容器６０３の内部圧力が０．６ＭＰａとなる条件に圧力制御弁６０８を設定し、熱風発生部６０６より４００℃に熱した高圧窒素（０．８ＭＰａ）を供給する。この高温高圧の窒素を、導入管６０７より内側容器６０１に導入し、内側容器６０１の内部を２２０℃に昇温し、２２０℃に到達したらこの状態を維持する。昇温時間は３分程度である。

上述したように、内側容器６０１の内部を２２０℃に昇温してから、設定されている処理時間が経過した後、熱風発生部６０６の加熱機構の動作を停止し、熱風発生部６０６より、室温程度の高圧窒素（冷却窒素）が供給される状態とする。圧力制御弁６０８による圧力制御は継続した状態とする。この冷却窒素の供給により、内側容器６０１の内部温度を５０℃以下に降温する。降温時間は５分程度である。この後、熱風発生部６０６の動作を停止し、外側容器６０３の高圧窒素を外部に放出し、外側容器６０３の内圧を大気圧とし、処理した試料を搬出する。搬出した試料を検査した結果、ペーストの割れなどがなく熱処理がされていることが確認された。

［実施例７］
液晶基板を、接着樹脂を介して導光板に貼り合わせ、この試料を、図６を用いて説明した加熱処理装置の内側容器６０１に搬入し、外側容器６０３を密閉状態とする。次に、外側容器６０３の内部圧力が０．８ＭＰａとなる条件に圧力制御弁６０８を設定し、熱風発生部６０６より１５０℃に熱した高圧空気を供給する。この高温高圧の空気を、導入管６０７より内側容器６０１に導入し、内側容器６０１の内部を１００℃に昇温し、１００℃に到達したらこの状態を維持する。昇温時間は３分程度である。

上述したように、内側容器６０１の内部を１００℃に昇温してから、設定されている処理時間が経過した後、熱風発生部６０６の加熱機構の動作を停止し、熱風発生部６０６より、室温程度の高圧空気（冷却空気）が供給される状態とする。圧力制御弁６０８による圧力制御は継続した状態とする。この冷却空気の供給により、内側容器６０１の内部温度を５０℃以下に降温する。降温時間は３分程度である。この後、熱風発生部６０６の動作を停止し、外側容器６０３の高圧空気を外部に放出し、外側容器６０３の内圧を大気圧とし、処理した試料を搬出する。搬出した試料を検査した結果、気泡無く導光板が基板に貼り合わされていることが確認された。

［実施例８］
プリント基板の実装位置において、各端子部にハンダボールを介して実装対象のチップを仮設置し、この試料を、図６を用いて説明した加熱処理装置の内側容器６０１に搬入し、外側容器６０３を密閉状態とする。

次に、外側容器６０３の内部圧力が大気圧程度となる条件に圧力制御弁６０８を設定し、熱風発生部６０６より３００℃に熱した窒素を供給する。この高温の窒素を、導入管６０７より内側容器６０１に導入し、内側容器６０１の内部を１５０℃に昇温し、１５０℃に到達したらこの状態を維持する。昇温時間は１分程度である。さらに、供給する窒素の温度を５００℃にし、内側容器６０１の温度を２２０℃に昇温する。昇温時間は１．５分程度である。

上述したように、内側容器６０１の内部を２２０℃に昇温してから、設定されている処理時間が経過した後、熱風発生部６０６の加熱機構の動作を停止し、熱風発生部６０６より、室温程度の高圧窒素（冷却窒素）が供給される状態とする。この冷却窒素の供給により、内側容器６０１の内部温度を５０℃以下に降温する。降温時間は５分程度である。この後、熱風発生部６０６の動作を停止し、処理した試料を搬出する。この実施例では、外側容器６０３の内部圧力を大気圧程度として処理をしているため、降温した後に直ちに搬出することができる。搬出した試料を検査した結果、良好な状態でハンダボールが溶融して接合（実装）されていることが確認された。

［実施例９］
以下、実施例９について説明する。以下では、内側容器が加熱機構を備え、導入される加熱ガスとは別に、上記加熱機構により加熱可能とした場合について説明する。

まず、内側容器について説明すると、厚さが１ｍｍのアルミニウム板から構成され、この内側に、遠赤外線放射塗料が塗布され、膜厚３０μｍ程度の遠赤外線放射膜が形成されている。遠赤外線放射塗料としては、例えば、オキツモ株式会社製Ｗ−５００，Ｗ−６００、およびセラミックコート株式会社製Ｂ−ＫＳシリーズなどを用いることができる。また、本実施例においては、内側容器に加熱機構が備えられている。他の構成は、前述した実施の形態２と同様である。

上述した加熱処理装置を用い、以下の加熱処理を行う。まず、上記装置の内側容器に設けられた加熱機構を動作させ、内側容器を２５０℃に加熱する。次に、フレキシブルパッケージ基板とチップを、アクリル系熱可塑性接着剤で貼り付け、この試料を、上記加熱処理装置の加熱されている内側容器に載置し、外側容器を密閉状態とする。この段階で、搬入した試料は、加熱された内側容器の内側に塗布されている遠赤外線放射膜より放射される遠赤外線により加熱されている。

次に、外側容器の内部圧力が０．６ＭＰａとなる条件に圧力制御弁を設定し、熱風発生部より２５０℃に熱した高圧窒素を供給する。この高温高圧の窒素を、導入管より内側容器に導入し、この導入する高温の窒素と遠赤外線放射膜からの遠赤外線放射との両作用により、内側容器の内部を２５０℃に昇温し、２５０℃に到達したらこの状態を維持する。昇温時間は１分程度である。

上述したように、内側容器の内部を２５０℃に昇温してから、設定されている処理時間が経過した後、熱風発生部の加熱機構の動作を停止し、また、内部容器の加熱機構の動作を停止し、熱風発生部より、室温程度の高圧窒素（冷却窒素）が供給される状態とする。圧力制御弁による圧力制御は継続した状態とする。この冷却窒素の供給により、内側容器の内部温度を５０℃以下に降温する。降温時間は５分程度である。この後、熱風発生部の動作を停止し、外側容器の高圧窒素を外部に放出し、外側容器の内圧を大気圧とし、処理した試料を搬出する。搬出した試料を検査した結果、ボイド無くパッケージ基板とチップとが貼り合わされていることが確認された。

以上に説明したように、本実施の形態の加熱処理装置では、外側容器の中に内側容器を設け、内側容器と外側容器との間に排気流通層を形成し、内側容器の内部に加熱した気体を供給するようにしたところに特徴がある。内側容器と排気流通層との接続、排気流通層（外側容器）と外部との接続、または、内側排気流通層と外側排気流通層との接続は、接続の形態や接続箇所は上述した形態に限定されるものではなく、例えば、導入したガスが効率よく流通するように適宜に設定すればよい。このように構成した加熱処理装置を用いることで、より迅速に加熱処理ができるようになる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形が実施可能であることは明白である。

本発明は、気体を加熱して容器の内部に導入して容器の内部を加熱するところに特徴があるが、容器は前述したように、外側容器と内側容器とから構成してもよい。前述した実施の形態では、外側容器と内側容器と間に排気流通層を設けるようにしたが、これに限るものではなく、外側容器と内側容器とが接触した構成としてもよい。内側容器を設けることで、内側容器に導入された高温ガスが、外側容器に熱を奪われることが抑制されるようになり、内側容器の内部温度の拡散が抑制できる。

また、例えば、外側容器と内側容器との間に断熱材を配置して容器を断熱構造としてもよい。図１０に示すように、圧縮ポンプ機能と加熱機能とを備える熱風発生部１００６により加圧／加熱されたガスが供給される内側容器１００１と、この外側の外側容器１００３との二重構造とし、外側容器１００３と内側容器１００１との間に断熱材１００４を充填する。この場合、上述した排気流通層が断熱材１００４で埋め尽くされた状態となる。熱風発生装置１００７より供給するガスは、導入管１００７により内側容器１００１の内部に導入され、排出口１００２を通り、圧力制御弁１００８で量（排出量）が制御されて外部に排出される。このようにすることで、内側容器に導入された高温ガスが、外側容器に熱を奪われることがより抑制できるようになる。ただし、排気流通層を設ける構成とした方がよりよい。

また、図１を用いて説明した加熱処理装置の容器、および図６〜図９を用いて説明した加熱処理装置の内側容器は、内側表面が遠赤外線を放射する作用を有する材料から構成されていてもよい。例えば、内側容器を、遠赤外線を放射する作用を有する材料から構成することが考えられる。また、容器の内壁に、上述したような材料の層を形成しておくことが考えられる。

このようにすることで、加熱された上記材料より放射される遠赤外線により、処理対象の基板などをより効果的に昇温させることができる。これは、処理対象の基板を構成する分子が、遠赤外線を吸収することでより大きく振動し、自身が熱を発生するようになるためである。遠赤外線を放射する材料としては、例えば、セラミックなどが挙げられる。また、試料台がガラスやアルミナなどの金属酸化物で構成されていれば、処理対象物と共に試料台も加熱され、より効率的である。

また、上述では、容器内に供給するガスの加熱を停止することで、冷却（降温）を行うようにしたが、これに限るものではない。例えば、供給するガスの加熱温度を所望とする降温速度で低下させてから加熱を停止するようにしてもよい。例えば、図１を用いた装置において、制御部１１０により加熱部１０７の加熱温度の低下（降温）速度を制御することで、供給するガスの降温速度が制御できる。このようにすることで、導入されるガスの降温速度に対する処理対象物の降温速度の追従性をよくすることができる。例えば、導入されるガス温度の低下速度に対し、処理対象物の温度低下速度が遅い場合、処理対象物においては、周囲との温度差が大きな状態となる。このような状態では、処理対象物に損傷を与える場合もある。これに対し、上述したように制御することで徐々に降温すれば、処理対象物とこの周囲との温度差が大きくなることが抑制され、上述したような損傷が抑制できるようになる。

また、熱風発生部は、１つであってもよいが、容器内部の温度の均一性を考慮すると、より多くの熱風発生部を用い、より多くの排気管により容器内部に導入した方がよい。なお、熱風発生部は、外側容器に対してどのような位置に配置してもよいことはいうまでもない。また、圧力調整弁に限らず、背圧弁などの他の圧力調整手段を用いるようにしてもよい。なお、容器内部を大気圧程度で用いる場合、ガスを圧縮して供給する機構や、圧力調整手段などは必要がない。また、用いるガスは、空気、窒素に限らず、ヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスを用いるようにしてもよい。

１０１…容器、１０２…基板台、１０３…排気管、１０４…圧力制御弁（圧力制御手段）、１０５…圧縮ポンプ（圧縮供給手段）、１０６…輸送管、１０７…加熱部（加熱気体供給手段）、１０８…導入管、１０９…温度センサー、１１０…制御部。

Claims (11)

1. 容器の内部に処理対象の基板を配置する第１工程と、
   排出される気体の量を制御することで前記容器の内部圧力を制御している状態で、圧縮した気体を前記容器の内部に導入して前記容器の内部圧力を上昇させる第２工程と、
   圧縮した気体を前記容器の内部に導入して前記容器の内部圧力を上昇させている状態で、圧縮した気体を加熱して前記容器の内部に導入して前記容器の内部を加熱する第３工程と、
   圧縮した気体を前記容器の内部に導入して前記容器の内部圧力を上昇させている状態で、圧縮した気体の前記加熱を停止して前記容器の内部に導入して前記容器の内部を冷却する第４工程と
   を少なくとも備えることを特徴とする加熱処理方法。
2. 請求項１記載の加熱処理方法において、
   圧縮した前記気体の導入を停止し、前記容器内部の気体を放出することで前記容器の内部圧力を低下させる第５工程
   を備えることを特徴とする加熱処理方法。
3. 容器の内部に処理対象の基板を配置する第１工程と、
   気体を加熱して前記容器の内部に導入して前記容器の内部を加熱する第２工程と、
   前記気体の前記加熱を停止して前記容器の内部に導入して前記容器の内部を冷却する第３工程と
   を少なくとも備えることを特徴とする加熱処理方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱処理方法において、
   前記気体は、複数の箇所から前記容器の内部に導入することを特徴とする加熱処理方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱処理方法において、
   前記気体は、空気、窒素、アルゴンの中より選択されたものであることを特徴とする加熱処理方法。
6. 容器およびこの容器の内部と外部とを連通する排気管と、
   前記容器の内部に加熱した気体を供給する加熱気体供給手段と、
   この加熱気体供給手段より供給される気体を前記容器に導入する導入管と、
   前記気体を圧縮して供給する圧縮供給手段と、
   前記排気管より排出される気体の量を制御する圧力制御手段と
   前記圧力制御手段により排出される気体の量を制御させることで前記容器の内部圧力を制御している状態で、前記圧縮供給手段により圧縮した気体を前記容器の内部に導入させて前記容器の内部圧力を設定値一定にする制御、
   前記圧縮供給手段により圧縮した気体を前記容器の内部に導入させて前記容器の内部圧力を設定値一定にしている状態で、前記加熱気体供給手段により圧縮した気体を加熱して前記容器の内部に導入して前記容器の内部を加熱する制御、
   前記圧縮供給手段により圧縮した気体を前記容器の内部に導入させて前記容器の内部圧力を設定値一定にしている状態で、圧縮した気体の前記加熱気体供給手段による前記加熱を停止して前記容器の内部に導入して前記容器の内部を冷却する制御
   を行う制御手段と
   を少なくとも備えることを特徴とする加熱処理装置。
7. 請求項６記載の加熱処理装置において、
   前記容器は、
   内側容器およびこの内側容器を収容する外側容器から構成されている
   ことを特徴とする加熱処理装置。
8. 請求項７記載の加熱処理装置において、
   前記内側容器に形成された排出口と、
   前記内側容器と前記外側容器との間に形成された排気流通層と、
   前記内側容器の内部に加熱した気体を供給する加熱気体供給手段と、
   前記加熱気体供給手段より供給される気体を前記内側容器に導入する前記導入管と
   を少なくとも備え、
   前記内側容器と前記排気流通層とは、前記排出口で連通し、
   前記排気流通層と前記外側容器の外部とは、前記排気管で連通している
   ことを特徴とする加熱処理装置。
9. 請求項８記載の加熱処理装置において、
   前記内側容器と前記外側容器との間に配置された中間容器と、この中間容器に設けられた連通口とを備え、
   前記排気流通層は、前記内側容器と前記中間容器との間に形成された内側排気流通層、および前記中間容器と前記外側容器との間に形成された外側排気流通層とから構成され、
   前記内側容器と前記内側排気流通層とは、前記排出口で連通し、
   前記内側排気流通層と前記外側排気流通層とは、前記連通口で連通している
   ことを特徴とする加熱処理装置。
10. 請求項７記載の加熱処理装置において、
    前記内側容器と前記外側容器との間に設けられた断熱材を備えることを特徴とする加熱処理装置。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載の加熱処理装置において、
    前記内側容器は、加熱により遠赤外線を放射する材料から構成されている
    ことを特徴とする加熱処理装置。

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