JP5465846B2 - 基板加熱装置、それを備える液体材料塗布装置および基板加熱方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体材料が塗布される基板を加熱する基板加熱装置、それを備える塗布装置および基板加熱方法に関する。特に、半導体パッケージングのアンダーフィル工程において基板やその上に載置されたチップにアンダーフィル工程を終えるまで損傷を与えないようにする基板加熱装置、それを備える塗布装置および基板加熱方法に関する。
なお、本明細書では、半導体チップ等のワークが載置された基板を単に基板という場合がある。

半導体チップの実装技術の一つにフリップチップ方式と呼ばれる技術がある。フリップチップ方式では半導体チップ１の表面に突起状電極を形成し、これを基板２上の電極パッドに対して直接接続する。
フリップチップパッケージでは、半導体チップ１と基板２との熱膨張係数の差により発生する応力が、接続部３に集中して接続部３が破壊することを防ぐために、半導体チップ１と基板２との隙間に樹脂４を充填して接続部３を補強する。この工程をアンダーフィルと呼ぶ（図１参照）。

アンダーフィル工程は、半導体チップ１の外周に沿って液状樹脂４を塗布し、毛細管現象を利用して樹脂４を半導体チップ１と基板２との隙間に充填した後、オーブンなどで加熱して樹脂４を硬化させることにより行う。
近年は、製品の小型化、薄型化がさらに進み、それに伴い、フリップチップ方式における半導体チップ１や基板２自体も小型化、薄型化が進んできている。小型、薄型になると半導体チップ１や基板２に熱が伝わりやすいため、周囲温度の影響を受けやすく、これにより発生した前述の応力により、接続部３が破壊しやすくなっていた。そこで、アンダーフィル工程における補強を確実にすべく、樹脂の粘度を下げ、充填を行いやすくするために基板を加熱することが行われていた。

例えば、特許文献１には、加熱されたガスを吹き付けることによって基板を加熱する基板加熱装置であって、基板の底面に向かって上方へ突出して設けられた突出部を有し、一端が突出部の上面に開口した吹出し孔に、他端がガス供給部に連通するガス流路が形成された加熱ユニットと、ガス流路内を流れるガスを加熱するガス加熱手段と、ガス流路へのガスの流入をＯＮ／ＯＦＦする開閉バルブと、開閉バルブの開閉動作を制御することにより基板を目標温度に加熱するバルブ制御部とを備えたことを特徴とする基板加熱装置、が開示されている。
また、特許文献２には、アンダーフィル工程において、ＩＣチップと基板との間に樹脂を注入する際に、ＩＣチップに通電し、ＩＣチップのみに加熱された熱板を接触させ、或いは、ＩＣチップのみに振動を加えることにより、ＩＣチップと基板との対向間における樹脂の粘性をそれ以外の部位における樹脂の粘性よりも低くするようにする電子部品の実装方法が開示されている。
特許文献３には、半導体チップを搭載したＴＡＢテープを載置する塗布ステージを有し、半導体チップとＴＡＢテープの間に樹脂を供給する半導体装置の製造装置において、塗布ステージ上で半導体チップとＴＡＢテープを加熱する加熱手段を有することを特徴とする半導体装置の製造装置、が開示されている。

特開２００６−３１４８６１号公報 特開２００５−４５２８４号公報 特開２００７−２２７５５８号公報

上記の各特許文献に記載されるように、塗布時のみ基板の加熱を行う基板加熱装置は従来からあった。しかしながら、塗布の前後を通じて基板の加熱を行う装置は、出願人の知る限りにおいてはなかった。すなわち、従来の基板加熱装置では、塗布前後の搬送時には非加熱状態となるため、塗布時と搬送時との温度変化が大きくなり、前述の熱膨張係数の差により発生する応力の変化が大きくなることから、接続部が破壊しやすいという課題があった。
そこで本発明は、塗布作業の前後を通じて、半導体チップの載置された基板の温度変化を小さくし、接続部の破壊を防ぐことができる基板加熱装置、それを備える塗布装置および基板加熱方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、一の方向に搬送され、搬送の途中でその上に配置されたワークに対し塗布作業が行われる基板を下方から加熱するための基板加熱装置であって、前記基板の底面に当接し、基板を加熱する平らな上面、および、該上面に形成され、前記基板の底面に加熱用気体を噴出する噴出用開口を具備する加熱部材と、加熱部材を昇降させる昇降機構と、を備え、前記加熱部材の上面が前記基板の大きさとほぼ同じ広さである基板加熱装置である。
第２の発明は、第１の発明において、前記加熱部材は、その上面に前記基板の底面に吸引力を作用させる吸引用開口を備え、前記昇降機構の上昇位置において、前記吸引用開口から吸引力を作用させ、前記加熱部材の上面を前記基板の底面に接触させて前記基板を加熱し、前記昇降機構の下降位置において、前記噴出用開口から加熱された気体を噴出させて前記基板を加熱することを特徴とする。
第３の発明は、第２の発明において、前記噴出用開口と前記吸引用開口は同一の開口により構成され、該開口は切換弁を介して負圧源および加圧源に接続されることを特徴とする。
第４の発明は、第１ないし３のいずれかの発明において、前記開口が複数あることを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし４のいずれかの発明において、複数の加熱部材が、前記基板の搬送方向に連続して配設されることを特徴とする。
第６の発明は、第５の発明において、前記加熱部材が、長さが異なる複数の種類の加熱ブロックにより構成されることを特徴とする。

第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明に係る基板加熱装置と、前記液体材料を吐出する吐出装置と、前記基板に対し、前記吐出装置を相対移動させる駆動機構と、前記基板を一の方向に搬送する搬送機構と、これらの動作を制御する制御部と、を備える液体材料塗布装置である。
第８の発明は、第７の発明において、前記制御部が、基板上に配置されたワークに対し塗布作業を行う際には前記昇降機構を上昇位置として加熱部材の上面を基板の底面に接触させ、基板の搬送時には前記昇降機構を下降位置として前記噴出口から加熱された気体を噴出することを特徴とする。

第９の発明は、一の方向に搬送され、搬送の途中でその上に配置されたワークに対し塗布作業が行われる基板を下方から加熱するための基板加熱方法であって、昇降機構により前記基板の底面に加熱部材の有する基板の大きさとほぼ同じ広さの平らな上面を当接させ、基板を加熱する接触加熱工程と、昇降機構により前記基板の底面と前記加熱部材の上面を離間させ、前記加熱部材の上面に形成された噴出用開口から加熱用気体を噴出する非接触加熱工程と、を備えることを特徴とする基板加熱方法である。
第１０の発明は、第９の発明において、前記接触加熱工程において、前記加熱部材の上面に形成された吸引用開口から吸引力を作用させることを特徴とする。
第１１の発明は、第１０の発明において、前記噴出用開口と前記吸引用開口を同一の開口により構成し、該開口を切換弁を介して負圧源および加圧源に接続し、前記接触加熱工程において、前記開口と負圧源とを連通させ、前記非接触加熱工程において、前記開口と加圧源とを連通させることを特徴とする。
第１２の発明は、第９ないし１１のいずれかの発明において、前記基板上に配置されたワークに対し塗布作業を行う際に前記接触加熱工程を実施し、前記基板の搬送時に前記非接触加熱工程を実施することを特徴とする。
第１３の発明は、第１２の発明において、前記塗布作業の前後で前記非接触加熱工程を実施することを特徴とする。
第１４の発明は、第１２または１３の発明において、前記塗布作業が、アンダーフィル工程であることを特徴とする。
第１５の発明は、第１４の発明において、前記接触加熱工程および前記非接触加熱工程において、前記基板の底面全体を均等加熱することを特徴とする。基板の底面全体を均等加熱することにより、接続部をより効果的に保護することが可能となる。

本発明の基板加熱装置を別の観点から説明すると次のとおりである。
本発明の基板加熱装置は、液体材料が塗布される基板を搬送する搬送機構の下方に配設され、前記基板を加熱する基板加熱装置であって、一端が流通口に連通し、他端が負圧源と加圧源との連通を切り換える切換弁に連通する流路と、前記基板と対向する面に前記流通口が穿設され、前記流路が内設される加熱ブロックと、前記加熱ブロックに内設され、前記加熱ブロックを加熱するとともに、前記流路内の気体を加熱するヒーターと、前記加熱ブロックに内設され、前記加熱ブロックの温度を検知する温度センサと、前記温度センサからの信号に基づき前記ヒーターを制御する温度制御部と、液体材料を塗布するとき前記基板を底面より接触して支持する上昇位置、および、前記基板を搬送するとき前記加熱ブロックの前記基板と対向する面が前記基板と離間する下降位置との間で前記加熱ブロックを昇降動させる昇降機構と、を備えることを特徴とする。
好ましくは、前記加熱ブロックは、前記上昇位置にあるときは、前記切換弁により負圧源と連通して前記流通口から気体を吸引し、前記加熱ブロックに底面から支持される前記基板を吸着して、前記加熱ブロックを前記基板に接触させることにより前記基板を加熱し、前記下降位置にあるときは、切換弁により加圧源と連通して、前記加熱ブロックと離間した位置にある前記基板底面に向かって、前記ヒーターにより加熱された流路内の気体を前記流通口から噴出させることにより前記基板を加熱する。ここで、より好ましくは、前記加熱ブロックには、複数の前記流通口が穿設され、かつ、複数の前記流路が内設される。
また、好ましくは、前記流路は、一端が第一の流通口に連通し、他端が負圧源との連通を切り換える第一の弁に連通する第一の流路と、一端が第二の流通口に連通し、他端が加圧源との連通を切り換える第二の弁に連通する第二の流路とに分かれ、前記加熱ブロックは、基板と対向する面に前記第一の流通口および前記第二の流通口が穿設され、前記第一の流路および前記第二の流路が内設される。ここで、より好ましくは、前記加熱ブロックは、前記上昇位置にあるときは、前記第一の弁により負圧源と連通して前記第一の流通口から気体を吸引し、前記加熱ブロックに底面から支持される前記基板を吸着して、前記加熱ブロックを前記基板に接触させることにより前記基板を加熱し、前記下降位置にあるときは、前記第二の弁により加圧源と連通して、前記加熱ブロックと離間した位置にある前記基板底面に向かって、前記ヒーターにより加熱された第二の流路内の気体を前記第二の流通口から噴出させることにより前記基板を加熱する。ここで、さらに好ましくは、前記加熱ブロックには、複数の前記第一の流通口および前記第二の流通口が穿設され、かつ、複数の前記第一の流路および前記第二の流路が内設される。

本発明の塗布装置を別の観点から説明すると次のとおりである。
本発明の塗布装置は、上記のいずれかの基板加熱装置と、液体材料を吐出する吐出装置と、基板に対し、前記吐出装置を相対移動させる駆動機構と、塗布装置内に延設され前記基板を搬送する搬送機構と、これらの動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。ここで、好ましくは、前記搬送機構は複数部分に分かれており、前記搬送機構の複数部分のそれぞれに対して複数の前記基板加熱装置をそれぞれ設ける。

本発明によれば、塗布時だけでなくその前後の搬送時にも加熱を行っているため、例えば、アンダーフィル工程において、半導体チップの載置された基板の温度変化は極めて小さく、接続部の破壊を防ぐことができる。
また、塗布作業の間、基板の温度変化を極めて小さくできるので、液体材料の状態が安定し、塗布を安定して行うことができる。
さらに、一つの加熱機構で二つの異なる加熱方式を実施できるので、塗布時および非塗布時（搬送時）のいずれの加熱も一つの加熱機構で対応できる。このため、装置を小型化することが可能である。

本発明を実施するための最良の形態を、半導体チップが配置された基板に対し、アンダーフィル工程を実施する場合の例で説明する。
［加熱機構本体］
本発明に係る基板加熱機構１０５の概略斜視図を図２に示す。また、要部断面図を図３、ブロック線図を図４にそれぞれ示す。
本実施の形態における加熱機構１０５の主要部分である加熱ブロック１１は、ほぼ直方体形状をしており、基板と対向する上面１２は基板２の大きさとほぼ同じ広さの面になっている。
上面１２には、複数の第一の流通口１３および複数の第二の流通口１４が一定の間隔で均等に配置されている。ここで、図２に示した流通口１３および１４の配置は一例に過ぎず、その配置は適宜変更可能であるが、本実施例の形態においては、接続部を保護するという観点から、基板２の底面全体で温度差がないようにするべく均等配置を採用した。
複数ある第一の流通口１３は吸引用の開口であり、加熱ブロック１１に内設される複数の第一の流路１５に連通している。また、複数ある第二の流通口１４は噴出用の開口であり、加熱ブロック１１に内設される複数の第二の流路１６にそれぞれ連通している。複数の第一の流路１５は、第一の弁１７を介して負圧源１９と連通し、複数の第二の流路１６は第二の弁１８を介して加圧源２０と連通する。この第一の弁１７および第二の弁１８を開閉することで流路（１５、１６）内の気体を吸い込んだり、流路内へ気体を噴き出したりすることができる。ここで、第一の弁１７および第二の弁１８は、加熱ブロック１１とは別の場所に設置されることが好ましい。また、第一の弁１７および第二の弁１８は、負圧源１９や加圧源２０の強さに応じて複数設けてもよい。流路（１５、１６）には作動気体として空気が流れるがこれに限定されず、例えば、不活性な気体が好ましい場合には窒素などを用いてもよい。

ヒーター２１は加熱ブロック１１内部に設けられており、加熱ブロック１１および第二の流路１６内の気体を加熱する。本実施の形態ではヒーター２１に電熱ヒーターを用いているがこれに限定されず、例えば、ペルチェ素子などを用いてもよい。なお、設置するヒーターの数はいくつであってもよいし、その配置も適宜変更可能であるが、接続部を保護するという観点からは、基板２の底面全体で温度差が生じないような数および配置を採用することが好ましい。
また、ヒーター２１とあわせて、加熱ブロック１１内部には温度センサ２２が設置されている。そして、ヒーター２１および温度センサ２２は温度制御部２３に接続され、温度制御部２３は温度センサ２２からの信号に基づき、温度が一定となるようヒーター２１を制御する。制御方法としては、特に限定するものではないが、温度制御でよく用いられるＰＩＤ（比例、積分、微分）制御や、一般的なフィードバック制御、簡便なオン・オフ制御などを用いる。なお、温度センサ２２の配置および数は、適宜変更して適用することが可能である。

基板２は搬送機構１０４により一の方向に搬送される。搬送機構１０４は、二本のレール状部材１０９を備え、その間に加熱機構１０５が配設される。加熱機構１０５の主要部分である加熱ブロック１１は、昇降機構２４に載置される（図２参照）。昇降機構２４は、加熱ブロック１１の上方に位置する基板２を底面より支持する上昇位置と、加熱ブロック１１を基板２から離間する下降位置とを有する。上昇位置においては、基板２は、鉤状の基板押さえ部材１０６と加熱ブロックの上面１２とで狭着固定される。
昇降機構２４を駆動する装置としては、例えば、圧縮気体によりピストンが駆動するエアシリンダや、モーターとボールねじを組み合わせたものなどを用いることができる。加熱ブロック１１は、液体材料４を塗布する際には、上昇位置に移動して基板２を底面より支持することで塗布ステージとしての役割を果たす。一方で、基板搬送時には、基板搬送が円滑に行われるように加熱ブロック１１が基板２から離間した下降位置に移動する。加熱気体による基板温度の維持を効率的に行うためには、加熱ブロックの上面１２と基板２の底面との距離は離れすぎない方が好ましく、例えば、数ｍｍとする。搬送機構１０４の詳細については実施例で説明する。

［加熱態様］
本発明に係る加熱機構１０５の加熱態様は、加熱ブロック１１の位置により大きく二つに分かれる。
［１］上昇位置における加熱（図５）
加熱ブロック１１が上昇位置にあるとき、第一の弁１７は加熱ブロック１１内の第一の流路１５と負圧源１９とを連通する。これにより、加熱ブロック１１内の第一の流路１５ともう一方の端で連通している第一の流通口１３から気体が吸い込まれる（符号２６の矢印参照）。第一の流通口１３の直上直近には基板２が位置しており、第一の流通口１３からの吸引作用により、基板２が吸着され、加熱ブロックの上面１２と基板２の底面とが密に当接される。このように、基板２の底面は加熱ブロック上面１２と接触することになるので、ヒーター２１からの熱が加熱ブロック１１を介して直接かつ迅速に伝わる。そして、温度制御部２３により温度が一定となるようヒーター２１の制御を行うことで、基板２の温度を一定に保つことができる。
上記の加熱手法によれば、基板２の底面に加熱ブロックの上面１２を当接させるのでヒーター２１からの熱を効率よく伝えることができ、かつ基板２の温度を安定して制御することができる。温度を安定して制御することは接続部３の破壊を防ぐだけでなく、液体材料４の状態を安定させ塗布を安定させることにもつながる。また、基板面１２にわたって複数開けられた第一の流通口１３により均一に吸着できるので、基板２に一様に接触することができ、かつ基板２の平面度を保つことができる。

［２］下降位置における加熱（図６）
加熱ブロック１１が下降位置にあるとき、第二の弁１８は加熱ブロック１１内の第二の流路１６と加圧源２０とを連通する。そうすると加熱ブロック１１内の第二の流路１６ともう一方の端で連通している第二の流通口１４から気体を噴き出す（２７）。第二の流通口１４は基板２と離間しているので、気体を基板２の底面に向かって噴き出すことになる。噴き出された気体は加熱ブロック１１内でヒーター２１により加熱されており、基板２にはこの加熱された気体により熱が伝わる。そして温度制御部２３により温度が一定となるようヒーター２１の制御を行うことで、基板２の温度を一定に保つことができる。
上記の加熱手法によれば、加熱された気体を離れた場所から噴き出すことで、移動中の基板２にも熱を伝えられるようになる。つまり、移動中の基板２に対しても温度を制御することができるため、アンダーフィル工程内での温度変化を極めて小さくすることができる。また、基板面１２にわたって複数開けられた第二の流通口１４から加熱された気体を噴き出すので、基板２全体を加熱することができる。

上記［１］と［２］を適宜組み合わせることで、基板２を停止させ塗布しているとき、基板２を移動させ搬送しているときに拘わらずアンダーフィル工程内での基板２の温度を一定に保つことができ、半導体チップ１と基板２との接続部３の破壊を防ぐことができる。上記［２］の下降位置における加熱は、塗布作業工程の前後で行うことが好ましい。塗布作業工程の前の加熱は予備加熱であり、塗布作業工程の後の加熱は基板の温度変化を所定の範囲内に抑える温度保持加熱である。

上記では、第一の流通口１３に吸引力を作用させることにより基板２の底面と加熱ブロックの上面１２とを接触させる構成を説明したが、第一の流通口１３を設けず、基板押さえ部材１０６と昇降機構２４の組み合わせで基板２と加熱ブロックの上面１２とを接触させる構成としてもよい。しかし、基板の底面が精度よく加工されている場合には、吸引力を作用させる流通口を設けることにより、加熱ブロックの上面が基板の底面にならうように吸い付くという作用を得ることができる。このため、接触面積が多くなり、熱伝導が効率よく行われるという効果が得られる。また、加熱ブロックの上面１２を塗布ステージとする場合には、基板２の平面度がよくなり、塗布精度が向上するという効果も得られる。これらの効果は、基板２が薄い場合に特に顕著である。他方、吸引力を作用させる流通口を設けず、基板押さえ部材１０６で狭着する構成においては、基板の中央部が反ってしまうという問題が生じることがある。
以上の理由から、加熱ブロック１１に吸引力を作用させる流通口を設ける構成を採用することが好ましい。

以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。

［塗布装置］
本実施例に係る塗布装置１０１は、図７に示すように、吐出装置１０２と駆動機構１０３と搬送機構１０４と加熱機構１０５とこれらを制御する制御部１２４とを備えている。
吐出装置１０２は、液体材料４を貯留する貯留容器１０７（図示せず）と、液体材料４を吐出するためのノズル１０８（図１参照）を備えている。この吐出装置１０２が、塗布対象基板２の塗布面にノズル１０８が対向するようＸＹＺ駆動機構１０３に取り付けられており、搬送機構１０４で搬送される塗布対象基板２上へ移動可能である。
搬送機構１０４は、塗布装置１０１の幅にわたって設置されており、三つの搬送ユニット（１１４、１１５、１１６）により構成され、それぞれが独立に動作可能となっている。搬送機構１０４が三つの搬送ユニットにより構成されているので、塗布動作の最中でも搬入、搬出動作を個別に行うことが可能となり、工程処理時間を短縮することができる。本実施例の搬送機構１０４は、図８に示すように、搬送する基板２の幅に広がった二本のレール状部材１０９を平行に設置した構造をしており、レール状部材１０９の上方にローラー１１０により回転するベルト１１１が設けられている。ローラー１１０を回転駆動することによりベルト１１１が回転し、ベルト１１１上に載置された基板２が搬送される。二本のレール状部材１０９の幅は、基板２の大きさに合わせて変更可能となっている。ここで基板２は、図７に矢印で図示するように、左側搬送機構１１４から塗布装置１０１内に搬入され、中央搬送機構１１５を経由し、右側搬送機構１１６から塗布装置１０１外へ搬出される。

加熱機構１０５は、三つの加熱ユニット（１２１、１２２、１２３）により構成される。各加熱ユニットは、搬送機構１０４を構成する二本のレール状部材１０９の間に搬送ユニット（１１４、１１５、１１６）に対応して配設される。加熱機構１０５を三つの加熱ユニットにより構成することで、個別の搬送動作に対応して基板２の加熱を行うことができる。
加熱ブロック１１は、基板２とほぼ同じ大きさであるため、搬入側や搬出側などの基板２の大きさに満たない空間には加熱ユニットを設置できない場合がある。そこで、本実施例では加熱ユニットよりも小型の補助加熱ユニット（１１８、１１９、１２０）を設ける構成としている。補助加熱ユニットは、昇降動せずに基板２から離間した下降位置で固定されている点、第一の流通口１３を設けずに第二の流通口１４から加熱された気体を噴き出すのみである点で前述の加熱ユニットとは異なる。補助加熱ユニット（１１８、１１９、１２０）の大きさは、三つの加熱ユニット（１２１、１２２、１２３）の間を埋められる大きさであればよく、適宜変更して配設することができる。本実施例では、搬入部の位置に補助加熱ユニット１１８を、中央加熱ユニット１２２と右側加熱ユニット１２３との間の位置に補助加熱ユニット１１９を、搬出部の位置に補助加熱ユニット１２０を設置した。
加熱機構１０５における設定温度は、基板２のサイズや半導体チップ１の数などに応じて変化するが、概ねセ氏１００度から１５０度の範囲に設定する。その範囲の中で、予備加熱、塗布時の最適温度、温度保持加熱の目的に応じた加熱を行うよう制御してもよい。

［作動］
本実施例に係る塗布装置１０１の作動を、図９から図１２を参照しながら説明する。
塗布装置１０１の左側には、未塗布の基板２を供給するローダーまたは前工程の装置がある。塗布装置１０１の右側には、塗布済みの基板２を回収するアンローダーまたは後工程の装置がある。以下では説明の便宜上、加熱ユニットおよび補助加熱ユニットそれぞれをステージと呼ぶ。
動作を開始すると、基板２を塗布装置１０１内へ搬入する前に搬入口ステージ１１８および前ステージ１２１の温度を読み取って（ＳＴＥＰ１０１）、設定温度の範囲内かを判定する（ＳＴＥＰ１０２）。設定温度に達していない場合、再度温度を読み取り、設定温度に達するまで繰り返す。設定温度に達している場合、前ステージ１２１に基板２が残っているかどうかを判定する（ＳＴＥＰ１０３）。基板２が残っている場合、基板２が除かれるまで待機する。基板２が残っていない場合、搬入口ステージ１１８および前ステージ１２１からの気体の噴出を開始する（ＳＴＥＰ１０４）。そして、基板２を前ステージ１２１位置まで搬送する（ＳＴＥＰ１０５）。基板２が前ステージ１２１位置に到達すると、前ステージ１２１からの気体の噴出を止め、前ステージ１２１が上昇して基板２を支持し、前ステージ１２１の吸引を開始して基板２を吸着固定する（ＳＴＥＰ１０６）。

前ステージ１２１に固定されると、塗布ステージ１２２の温度を読み取って（ＳＴＥＰ１０７）、設定温度の範囲内かを判定する（ＳＴＥＰ１０８）。設定温度に達していない場合、前ステージ１２１に固定された基板２に対して温度が一定となるよう制御しながら（ＳＴＥＰ１１０）、再度温度を読み取り、設定温度に達するまで繰り返す。設定温度に達している場合、塗布ステージ１２２に基板２が残っているかどうかを判定する（ＳＴＥＰ１０９）。基板２が残っている場合、前ステージ１２１に固定された基板２に対して温度が一定となるよう制御しながら（ＳＴＥＰ１１０）、基板２が除かれるまで待機する。基板２が残っていない場合、塗布ステージ１２２からの気体の噴出を開始する（ＳＴＥＰ１１１）。そして、前ステージ１２１の吸引を切り、前ステージ１２１が下降して、前ステージ１２１からの気体の噴出を開始する（ＳＴＥＰ１１２）。その後、基板２を塗布ステージ１２２位置まで搬送する（ＳＴＥＰ１１３）。基板２が塗布ステージ１２２位置に到達すると、塗布ステージ１２２からの気体の噴出を止め、塗布ステージ１２２が上昇して基板２を支持し、塗布ステージ１２２の吸引を開始して基板２を吸着固定する（ＳＴＥＰ１１４）。

塗布ステージ１２２では、吐出装置１０２により液体材料４が塗布される（ＳＴＥＰ１１５）。塗布が終了すると、中間ステージ１１９および後ステージ１２３の温度を読み取って（ＳＴＥＰ１１６）、設定温度の範囲内かを判定する（ＳＴＥＰ１１７）。設定温度に達していない場合、塗布ステージ１２２に固定された基板２に対して温度が一定となるよう制御しながら（ＳＴＥＰ１１９）、再度温度を読み取り、設定温度に達するまで繰り返す。設定温度に達している場合、後ステージ１２３に基板２が残っているかどうかを判定する（ＳＴＥＰ１１８）。基板２が残っている場合、塗布ステージ１２２に固定された基板２に対して温度が一定となるよう制御しながら（ＳＴＥＰ１１９）基板２が除かれるまで待機する。基板２が残っていない場合、中間ステージ１１９および後ステージ１２３からの気体の噴出を開始する（ＳＴＥＰ１２０）。そして、塗布ステージ１２２の吸引を切り、塗布ステージ１２２が下降して、塗布ステージ１２２からの気体の噴出を開始する（ＳＴＥＰ１２１）。その後、基板２を後ステージ１２３位置まで搬送する（ＳＴＥＰ１２２）。基板２が後ステージ１２３位置に到達すると、後ステージ１２３からの気体の噴出を止め、後ステージ１２３が上昇して基板２を支持し、後ステージ１２３の吸引を開始して基板２を吸着固定する（ＳＴＥＰ１２３）。

後ステージ１２３に固定されると、搬出口ステージ１２０の温度を読み取って（ＳＴＥＰ１２４）、設定温度の範囲内かを判定する（ＳＴＥＰ１２５）。設定温度に達していない場合、後ステージ１２３に固定された基板２に対して温度が一定となるよう制御しながら（ＳＴＥＰ１２７）、再度温度を読み取り、設定温度に達するまで繰り返す。設定温度に達している場合、基板２を装置１０１外に搬出可能かを判定する（ＳＴＥＰ１２６）。搬出できない場合、後ステージ１２３に固定された基板２に対して温度が一定となるよう制御しながら（ＳＴＥＰ１２７）、搬出可能になるまで待機する。搬出できる場合、搬出口ステージ１２０からの気体の噴出を開始する（ＳＴＰＥ１２８）。そして、後ステージ１２３の吸引を切り、後ステージ１２３が下降して、後ステージ１２３からの気体の噴出を開始する（ＳＴＥＰ１２９）。その後、基板２を装置１０１外まで搬送する（ＳＴＥＰ１３０）。

上記動作は一枚の基板２に対しての流れを示したが、連続して複数枚の基板２に対しても塗布することが可能であることはいうまでもない。その場合、ＳＴＥＰ１０１からＳＴＥＰ１０６まで、ＳＴＥＰ１０７からＳＴＥＰ１１４まで、ＳＴＥＰ１１５からＳＴＥＰ１２３まで、ＳＴＥＰ１２４からＳＴＥＰ１３０までのそれぞれ動作は独立して行うことができるので、それぞれの動作を平行して行い、工程処理にかかる時間を短縮することができる。

実施例１では、加熱ブロック１１内の流路が負圧系統１５と加圧系統１６とで別々になっているが、これを一つの流路としてもよい。図１３に実施例２に係る加熱機構の要部断面図、図１４にブロック線図を示す。
実施例２における加熱ブロック２０１は、ほぼ直方体形状をしており、基板と対向する上面２０２は基板２の大きさとほぼ同じ広さの面になっている。上面２０２には複数の流通口２０３が、一定の間隔で均等に開けられている。各流通口２０３は、加熱ブロック２０１に内設される流路２０４に連通している。流路２０４は、加熱ブロック２０１とは別の場所に設置された切換弁２０５へ通じており、切換弁２０５を介して負圧源２０６および加圧源２０７に連通している。この切換弁２０５を切り換えて負圧源２０６または加圧源２０７のいずれか一方を流路２０４と連通することにより、流路２０４内の気体を吸い込んだり、流路内へ気体を噴き出したりする。負圧源２０６や加圧源２０７の圧力の強さに応じて切換弁２０５を複数設けてもよい。その他のヒーター２１、温度センサ２２、昇降機構２４などは実施例１と同様である。

加熱ブロック２０１が上昇位置にあるとき、切換弁２０５は加熱ブロック２０１内の流路２０４と負圧源２０６とを連通する。これにより、加熱ブロック２０１内の流路２０４ともう一方の端で連通している流通口２０３から気体が吸い込まれる。流通口２０３の直上直近には基板２が位置しており、流通口２０３からの吸引作用により、基板２が吸着され、加熱ブロックの上面２０２と基板２の底面とが密に当接される。このように、基板２の底面は加熱ブロックの上面２０２と接触することになるので、ヒーターからの熱が加熱ブロック２０１を介して直接かつ迅速に伝わる。そして、温度制御部２０８により温度が一定となるようヒーターの制御を行うことで、基板２の温度を一定に保つことができる。
加熱ブロック２０１が下降位置にあるとき、切換弁２０５は加熱ブロック２０１内の流路２０４と加圧源２０７とを連通する。そうすると加熱ブロック２０１内の流路２０４ともう一方の端で連通している流通口２０３から気体を吹き出す。流通口２０３は基板２と離間しているので、気体を基板２の底面に向かって吹き出すことになる。吹き出された気体は加熱ブロック２０１内でヒーターにより加熱されており、基板２にはこの加熱された気体により熱が伝わる。そして温度制御部２０８により温度が一定となるようヒーターの制御を行うことで、基板２の温度を一定に保つことができる。
また、本実施例の加熱ブロック２０１によれば、流路を一系統とすることで弁やそれに通じる配管などを減らすことができ、省スペースを実現できる。

アンダーフィル工程を説明する説明図である。 本発明に係る加熱機構の概略斜視図である。 本発明に係る加熱機構の要部断面図である。 本発明に係る加熱機構のブロック線図である。 本発明に係る加熱ブロック上昇位置での加熱態様を説明する説明図である。 本発明に係る加熱ブロック下降位置での加熱態様を説明する説明図である。 実施例１に係る塗布装置の概略斜視図である。 実施例１に係る塗布装置の搬送機構を説明する説明図である。 実施例１に係る塗布装置における動作の流れを示すフローチャートである。 実施例１に係る塗布装置における動作の流れを示すフローチャートである。 実施例１に係る塗布装置における動作の流れを示すフローチャートである。 実施例１に係る塗布装置における動作の流れを示すフローチャートである。 実施例２に係る加熱機構の要部断面図である。 実施例２に係る加熱機構のブロック線図である。

符号の説明

１ ワーク（半導体チップ）
２ 基板
３ 接続部（突起状電極、電極パッド）
４ 液状樹脂、液体材料
１１ 加熱ブロック
１２ 基板と対向する面（上面）
１３ 第一の流通口（吸引用開口）
１４ 第二の流通口（噴出用開口）
１５ 第一の流路
１６ 第二の流路
１７ 第一の弁
１８ 第二の弁
１９ 負圧源
２０ 加圧源
２１ ヒーター
２２ 温度センサ
２３ 温度制御部
２４ 昇降機構
２５ 配管継手
２６ 吸い込む気体の流れ
２７ 噴き出す気体の流れ
１０１ 塗布装置
１０２ 吐出装置
１０３ ＸＹＺ駆動機構
１０４ 搬送機構
１０５ 基板加熱機構
１０６ 基板押さえ部材
１０７ 貯留容器
１０８ ノズル
１０９ レール状部材
１１０ ローラー
１１１ ベルト
１１２ 基板搬送方向
１１３ 駆動方向
１１４ 左側搬送ユニット
１１５ 中央搬送ユニット
１１６ 右側搬送ユニット
１１８ 左側補助加熱ユニット（搬入口ステージ）
１１９ 中央補助加熱ユニット（中間ステージ）
１２０ 右側補助加熱ユニット（搬出口ステージ）
１２１ 左側加熱ユニット（前ステージ）
１２２ 中央加熱ユニット（塗布ステージ）
１２３ 右側加熱ユニット（後ステージ）
１２４ 制御部
２０１ 加熱ブロック
２０２ 基板と対向する面（上面）
２０３ 流通口
２０４ 流路
２０５ 切換弁
２０６ 負圧源
２０７ 加圧源
２０８ 温度制御部
２０９ 気体の流れ

Claims (15)

1. 一の方向に搬送され、搬送の途中でその上に配置されたワークに対し塗布作業が行われる基板を下方から加熱するための基板加熱装置であって、
   前記基板の底面に当接し、基板を加熱する平らな上面、および、該上面に形成され、前記基板の底面に加熱用気体を噴出する噴出用開口を具備する加熱部材と、加熱部材を昇降させる昇降機構と、を備え、前記加熱部材の上面が前記基板の大きさとほぼ同じ広さである基板加熱装置。
2. 前記加熱部材は、その上面に前記基板の底面に吸引力を作用させる吸引用開口を備え、
   前記昇降機構の上昇位置において、前記吸引用開口から吸引力を作用させ、前記加熱部材の上面を前記基板の底面に接触させて前記基板を加熱し、前記昇降機構の下降位置において、前記噴出用開口から加熱された気体を噴出させて前記基板を加熱することを特徴とする請求項１記載の基板加熱装置。
3. 前記噴出用開口と前記吸引用開口は同一の開口により構成され、該開口は切換弁を介して負圧源および加圧源に接続されることを特徴とする請求項２記載の基板加熱装置。
4. 前記開口が複数あることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板加熱装置。
5. 複数の加熱部材が、前記基板の搬送方向に連続して配設されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板加熱装置。
6. 前記加熱部材が、長さが異なる複数の種類の加熱ブロックにより構成されることを特徴とする請求項５記載の基板加熱装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の基板加熱装置と、前記液体材料を吐出する吐出装置と、前記基板に対し、前記吐出装置を相対移動させる駆動機構と、前記基板を一の方向に搬送する搬送機構と、これらの動作を制御する制御部と、を備える液体材料塗布装置。
8. 前記制御部が、基板上に配置されたワークに対し塗布作業を行う際には前記昇降機構を上昇位置として加熱部材の上面を基板の底面に接触させ、基板の搬送時には前記昇降機構を下降位置として前記噴出口から加熱された気体を噴出することを特徴とする請求項７記載の液体材料塗布装置。
9. 一の方向に搬送され、搬送の途中でその上に配置されたワークに対し塗布作業が行われる基板を下方から加熱するための基板加熱方法であって、
   昇降機構により前記基板の底面に加熱部材の有する基板の大きさとほぼ同じ広さの平らな上面を当接させ、基板を加熱する接触加熱工程と、
   昇降機構により前記基板の底面と前記加熱部材の上面を離間させ、前記加熱部材の上面に形成された噴出用開口から加熱用気体を噴出する非接触加熱工程と、を備えることを特徴とする基板加熱方法。
10. 前記接触加熱工程において、前記加熱部材の上面に形成された吸引用開口から吸引力を作用させることを特徴とする請求項９記載の基板加熱方法。
11. 前記噴出用開口と前記吸引用開口を同一の開口により構成し、該開口を切換弁を介して負圧源および加圧源に接続し、
    前記接触加熱工程において、前記開口と負圧源とを連通させ、
    前記非接触加熱工程において、前記開口と加圧源とを連通させることを特徴とする請求項１０記載の基板加熱方法。
12. 前記基板上に配置されたワークに対し塗布作業を行う際に前記接触加熱工程を実施し、前記基板の搬送時に前記非接触加熱工程を実施することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の基板加熱方法。
13. 前記塗布作業の前後で前記非接触加熱工程を実施することを特徴とする請求項１２記載の基板加熱方法。
14. 前記塗布作業が、アンダーフィル工程であることを特徴とする請求項１２または１３記載の基板加熱方法。
15. 前記接触加熱工程および前記非接触加熱工程において、前記基板の底面全体を均等加熱することを特徴とする請求項１４記載の基板加熱方法。