JP7141318B2 - Heating device and heating method - Google Patents
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Description
この発明は、ホットプレートにより基板を下方から加熱する加熱装置および加熱方法に関するものである。 The present invention relates to a heating apparatus and heating method for heating a substrate from below with a hot plate.
半導体デバイスの製造プロセスのひとつとして、矩形状を有する基板を略水平姿勢で支持しながら基板を下方から加熱する、いわゆる加熱処理が存在している。この加熱処理では、近年、基板の大型化に伴って基板の反りがより大きくなり、均一な加熱処理が難しくなっている。そこで、例えば特許文献1に記載されている矯正技術を用いることが提案されている。この矯正技術では、チャンバーカバーの下面周縁部に傾斜面を設け、当該傾斜面を基板の周縁端を当接させた後、さらにチャンバーカバーをベークプレート(本発明の「ホットプレート」に相当)側に下降させて基板の反りを矯正する。この矯正によって基板とベークプレートとの距離を適切に維持して均一な加熱処理を図っている。
2. Description of the Related Art As one of manufacturing processes of semiconductor devices, there is a so-called heat treatment in which a substrate having a rectangular shape is heated from below while being supported in a substantially horizontal posture. With this heat treatment, in recent years, as the size of the substrate increases, the warp of the substrate increases, making it difficult to perform a uniform heat treatment. Therefore, it has been proposed to use the correction technique described in
上記加熱処理では、基板の反り矯正時にチャンバーカバーに設けられた傾斜面と基板の周縁端とが擦れ合うために、パーティクルが発生する可能性がある。このため、清浄な加熱雰囲気で基板を加熱することが難しい。 In the above heat treatment, particles may be generated because the inclined surface provided on the chamber cover and the peripheral edge of the substrate rub against each other when correcting the warpage of the substrate. Therefore, it is difficult to heat the substrate in a clean heating atmosphere.
また、基板の表面の有効領域には種々の部品が作り込まれる。例えばウェーハレベルパッケージ(WLP:Wafer Level Packaging)やパネルレベルパッケージ(PLP:Panel Level Packaging)といった製造形態で製造される半導体パッケージでは、基板の表面における有効領域を広げて基板上の搭載し得る半導体チップ等の部品点数を高めることが望まれている。しかしながら、上記加熱装置では、基板の表面側からチャンバーカバーをアクセスさせて基板の反り矯正を行っているため、有効領域を広げるにも一定の制限があり、改良の余地があった。 Also, various parts are built in the effective area of the surface of the substrate. For example, in a semiconductor package manufactured in a manufacturing form such as a wafer level package (WLP: Wafer Level Packaging) or a panel level package (PLP: Panel Level Packaging), a semiconductor chip that can be mounted on the substrate by expanding the effective area on the surface of the substrate. It is desired to increase the number of parts such as. However, in the above-described heating apparatus, the chamber cover is accessed from the surface side of the substrate to correct the warpage of the substrate.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の表面における有効領域を制限することなく、基板を良好に加熱することができる加熱装置および加熱方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heating apparatus and a heating method capable of satisfactorily heating a substrate without limiting the effective area on the surface of the substrate.
本発明の第1の態様は、加熱装置であって、表面を上方に向けたフェースアップ状態で加熱位置に位置決めされる基板を下方から加熱するホットプレートと、ホットプレートに対して基板を上下方向において加熱位置よりも高い待機位置と加熱位置との間で昇降させて基板を上下方向に位置決めする昇降機構と、昇降機構により加熱位置に位置決めされた基板をホットプレートにより加熱する加熱処理中に基板の裏面を吸着する吸着機構とを備え、ホットプレートは上下方向に貫通する第1貫通孔を有し、昇降機構は、第1貫通孔を介して上下方向に昇降可能に設けられたリフトピンと、リフトピンを上下方向に昇降させる第1駆動部とを有し、吸着機構は、リフトピンの上端に取り付けられた吸着パッドと、加熱処理中にリフトピンの内部に設けられた第1吸引孔を介して吸着パッドに負圧を与えて吸着パッドの上端面により基板の裏面に吸着させる負圧供給部とを有することを特徴としている。
本発明の第2の態様は、加熱装置であって、表面を上方に向けたフェースアップ状態で加熱位置に位置決めされる基板を下方から加熱するホットプレートと、ホットプレートに対して基板を上下方向において加熱位置よりも高い待機位置と加熱位置との間で昇降させて基板を上下方向に位置決めする昇降機構と、昇降機構により加熱位置に位置決めされた基板をホットプレートにより加熱する加熱処理中に基板の裏面を吸着する吸着機構とを備え、ホットプレートは上下方向に貫通する第2貫通孔を有し、吸着機構は、第2貫通孔を介して上下方向に昇降可能に設けられた昇降ピンと、昇降ピンの上端に取り付けられた吸着パッドと、昇降ピンを上下方向に昇降させて吸着パッドを上下方向に位置決めする第2駆動部と、加熱処理中に昇降ピンの内部に設けられた第2吸引孔を介して吸着パッドに負圧を与えて吸着パッドの上端面により基板の裏面に吸着させる負圧供給部とを有することを特徴としている。
本発明の第3の態様は、加熱装置であって、表面を上方に向けたフェースアップ状態で加熱位置に位置決めされる基板を下方から加熱するホットプレートと、ホットプレートに対して基板を上下方向において加熱位置よりも高い待機位置と加熱位置との間で昇降させて基板を上下方向に位置決めする昇降機構と、昇降機構により加熱位置に位置決めされた基板をホットプレートにより加熱する加熱処理中に基板の裏面を吸着する吸着機構とを備え、ホットプレートの上面に凹部が設けられ、吸着機構は、凹部に配置されて加熱位置に位置決めされた基板の裏面に上端面を当接可能に設けられた吸着パッドと、加熱処理中に吸着パッドに負圧を与えて吸着パッドの上端面により基板の裏面に吸着させる負圧供給部とを有し、吸着パッドは、負圧供給部からの負圧供給を受けていないときには上下方向において上端面を加熱位置よりも上方に位置させる一方、負圧供給を受けて上下方向に収縮し、上下方向において吸着パッドの上端面を加熱位置に位置決めされた基板の裏面と一致した状態で基板の裏面を吸着することを特徴としている。
A first aspect of the present invention is a heating apparatus comprising: a hot plate for heating a substrate positioned at a heating position in a face-up state from below; an elevating mechanism for vertically positioning the substrate by elevating it between a standby position higher than the heating position and the heating position; The hot plate has a first through hole penetrating in the vertical direction, and the lifting mechanism includes a lift pin provided so as to be vertically movable through the first through hole, The suction mechanism includes a suction pad attached to the upper end of the lift pin and a first suction hole provided inside the lift pin during heat treatment. and a negative pressure supply unit that applies a negative pressure to the pad to cause the upper end face of the suction pad to adhere to the rear surface of the substrate .
A second aspect of the present invention is a heating apparatus comprising: a hot plate for heating a substrate positioned at a heating position in a face-up state from below; an elevating mechanism for vertically positioning the substrate by elevating it between a standby position higher than the heating position and the heating position; The hot plate has a second through hole penetrating in the vertical direction, and the suction mechanism includes a lifting pin provided to be vertically movable through the second through hole; A suction pad attached to the upper end of the lifting pin, a second driving unit for vertically positioning the suction pad by vertically moving the lifting pin, and a second suction provided inside the lifting pin during heat treatment. and a negative pressure supply unit that applies negative pressure to the suction pad through the hole to cause the upper end surface of the suction pad to adhere to the rear surface of the substrate.
A third aspect of the present invention is a heating apparatus comprising: a hot plate for heating from below a substrate positioned at a heating position in a face-up state with the surface facing upward; an elevating mechanism for vertically positioning the substrate by elevating it between a standby position higher than the heating position and the heating position; a recess is provided in the upper surface of the hot plate, and the adsorption mechanism is provided in the recess so that the upper end surface of the suction mechanism can come into contact with the back surface of the substrate positioned at the heating position. It has a suction pad and a negative pressure supply section that applies a negative pressure to the suction pad during heat treatment to cause the upper end surface of the suction pad to adhere to the back surface of the substrate, and the suction pad is supplied with negative pressure from the negative pressure supply section. When not receiving, the upper end surface of the suction pad is positioned above the heating position in the vertical direction, while receiving the negative pressure supply, it contracts in the vertical direction, and the upper end surface of the suction pad in the vertical direction of the substrate positioned at the heating position. It is characterized by sucking the back surface of the substrate in a state of being aligned with the back surface.
また、本発明の第4の態様は、上記第1ないし第3の態様のいずれかの加熱装置を用いて基板を加熱する加熱方法であって、表面を上方に向けたフェースアップ状態で基板を下方からホットプレートにより加熱する加熱処理中に、吸着機構により基板の裏面を吸着して基板の反りを規制することを特徴としている。 A fourth aspect of the present invention is a heating method for heating a substrate using the heating apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the substrate is heated face-up with its surface facing upward. It is characterized in that the back surface of the substrate is sucked by the suction mechanism during the heat treatment in which the hot plate heats the substrate from below, and the warp of the substrate is regulated.
このように構成された発明では、基板はフェースアップ状態でホットプレートにより加熱されるが、その加熱処理において基板の裏面が吸着されている。したがって、基板の表面を拘束することなく、基板の反りが規制される。 In the invention configured as described above, the substrate is heated by the hot plate in a face-up state, and the back surface of the substrate is attracted during the heating process. Therefore, warpage of the substrate is restricted without constraining the surface of the substrate.
以上のように、基板の裏面を吸着した状態で基板を加熱しているため、その加熱処理中での基板の反りを抑制した状態で基板を加熱することができ、基板を良好に加熱することができる。しかも、上記した従来装置では反り抑制のために基板の表面を拘束していたが、このような拘束手段を本発明は必要とせず、基板の表面における有効領域を制限することなく基板を良好に加熱することができる。 As described above, since the substrate is heated while the back surface of the substrate is sucked, the substrate can be heated while suppressing the warp of the substrate during the heating process, and the substrate can be heated satisfactorily. can be done. Moreover, in the above-described conventional apparatus, the surface of the substrate is constrained to suppress warping, but the present invention does not require such constraining means, and the substrate can be satisfactorily controlled without limiting the effective area on the surface of the substrate. Can be heated.
図1は、本発明に係る加熱装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は図1のA-A線矢視図である。この加熱装置1は、平面視で矩形状を有し、その表面Sf上に半導体チップや配線などが積層された半導体パッケージ用ガラス基板(以下、単に「基板」という)Sを受け入れて加熱するものである。なお、基板の材質や積層物の種類については、これに限定されるものではなく、また例えば半導体パッケージ以外の半導体デバイスの製造に用いられる基板を加熱するものであってもよい。すなわち、本明細書の「基板」は、最終製品の一部となるものと、最終工程を経る前において半製品の一部であるものの最終製品の完成前に除去されて廃棄あるいは再利用されるもの(いわゆるキャリア基板)を含んでいる。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a heating device according to the present invention. 2 is a view taken along the line AA of FIG. 1. FIG. This
図1に示すように、加熱装置1は基板Sを受け入れるチャンバ10を備えている。チャンバ10内で処理を行うことで、加熱処理によって揮発した気体成分が周囲へ飛散するのを防止するとともに、加熱される基板Sの周囲を覆うことで熱の放散を抑制しエネルギー効率を高めることができる。これらの目的のために、チャンバ10は天板11、側板12、底板13およびシャッタ14を箱型に組み合わせた構造となっている。
As shown in FIG. 1, the
シャッタ14は、チャンバ10の一方側面に設けられた開口15に対して開閉自在に取り付けられており、閉状態ではパッキン(図示省略)を介してチャンバ10の側面に押し付けられることで開口15を塞ぐ。一方、図1において点線で示すシャッタ14の開状態では、開放された開口15を介して外部との間で基板Sのやり取りを行うことができる。すなわち、図示しない外部の搬送ロボット等に保持される未処理の基板Sが、開口15を介してチャンバ10内に搬入される。またチャンバ10内の処理済みの基板Sが、搬送ロボット等によって外部へ搬出される。
The
チャンバ10の底部にはホットプレート2が設けられている。ホットプレート2の上面には、複数の凹部(図示省略)が設けられ、各凹部に対して凹部の深さよりも若干大径の球体23が嵌め込まれている。これらの球体23の頂部で基板Sを下方から支持可能となっており、外部から搬入される基板Sは半導体チップなどが積層された面(本発明の「基板の表面」に相当)を上向きにした、いわゆるフェースアップ状態で球体23上に載置される。こうしてホットプレート2の上面からプロキシミティギャップと呼ばれる微小空間が形成された状態で基板Sが位置決めされる。このように位置決めされて加熱処理される基板Sの位置(本明細書では、上下方向における基板Sの裏面Sbの高さ位置)を本明細書では「加熱位置」と称する。また、後で詳述するように上下方向において搬送ロボットとの間で基板Sの受渡しを行うために一時的に待機させる基板Sの位置を本明細書では「待機位置」と称する。
A
図1に示すように、加熱位置(図3中の符号P1)に位置決めされた基板Sに加熱処理を施すために、ホットプレート2の内部にはヒータ24が内蔵されている。このヒータ24に対して装置全体を制御する制御部90から電力が供給されることでヒータ24が作動する。これによって、ホットプレート2の上面からの輻射熱によって基板Sが均一に加熱される。なお、球体23の個数や位置は、基板Sの平面サイズ等に応じて適宜に設定することができる。
As shown in FIG. 1, a
加熱装置1には、ホットプレート2と搬送ロボットとの間での基板Sの受け渡しをスムーズに行うために昇降機構3が設けられている。具体的には、チャンバ10の底板13およびホットプレート2には上下方向に延びる貫通孔21が複数設けられている。本実施形態では、図2に示すように、ホットプレート2の四隅の各々に対応して貫通孔21が1個ずつ配設されるとともに、ホットプレート2の中央部に4つの貫通孔21が矩形状に配設されている。そして、各貫通孔21にリフトピン32が挿通されている。
The
これら8本のリフトピン32の下端は昇降部材33に固定されている。昇降部材33はリフトピン駆動部34により上下方向に昇降自在に支持されている。制御部90からの昇降指令に応じてリフトピン駆動部34が作動して昇降部材33を昇降させる。これによって8本のリフトピン32が一体的に昇降して基板Sを上下方向に昇降させることが可能となっている。より具体的には、リフトピン32は、次に説明する吸着機構4の構成要素である吸着パッド41の上端面が待機位置(図3中の符号P2)に一致する上方位置と、吸着パッド41の上端面が球体23の頂部と同一の高さ位置、つまり加熱位置P1と一致する下方位置との間で移動する。
The lower ends of these eight lift pins 32 are fixed to the lifting
吸着機構4は、リフトピン32と同数の吸着パッド41と、各吸着パッド41に負圧を供給して吸着パッド41を基板Sの裏面に吸着させる負圧供給部42とを有している。リフトピン32毎に吸着パッド41が取り付けられている。各吸着パッド41は、図1の部分拡大図に示すように蛇腹構造を有しており、リフトピン32の上端に装着されている。また、各吸着パッド41はリフトピン32の内部で上下方向に延設された吸引孔321の上端と接続されている。各吸引孔321の下端には負圧供給部42が接続されている。
The
負圧供給部42は、吸引源421と、吸引源421を各吸引孔321と接続する吸引配管422と、吸引配管422に介挿された開閉弁423とを有している。吸引源421としては、例えば真空ポンプやクリーンルームに設けられたバキュームのユーティリティなどを用いることができる。そして、吸引源421に対して吸引配管422の一方端が接続されている。一方、吸引配管422の他方端は吸着パッド41と同数に分岐され、これらの分岐部分がそれぞれ吸引孔321の下端に接続されている。また、吸引配管422のうち分岐部分よりも吸引源側で開閉弁423が介挿されている。このため、制御部90からの開指令に応じて開閉弁423が開成することで吸引孔321を介して吸着パッド41に負圧が供給される一方、閉指令に応じて開閉弁423が閉成することで吸着パッド41への負圧供給が停止される。
The negative
このように構成された加熱装置1では、制御部90の記憶部(図示省略)に予め記憶された加熱プログラムにしたがって装置各部が制御部90により制御されることで加熱処理が実行される。以下、図3を参照しつつ加熱装置1による加熱処理について説明する。
In the
図3は図1に示す加熱装置による加熱動作の主要工程を模式的に示す図である。この加熱装置1では、装置各部が基板Sを受け入れるための初期状態に初期化される。初期状態においては、シャッタ14は閉じられ、ホットプレート2は基板Sを加熱するための所定温度に昇温される。また、次の未処理基板Sの搬入に備え、同図の(a)欄に示すように、リフトピン32が上方位置に位置することで吸着パッド41の上端面が待機位置P2に位置決めされ、基板Sの搬入まで待機している。
3A and 3B schematically show main steps of a heating operation by the heating device shown in FIG. In this
このように待機状態の加熱装置1に対して基板Sを搬入するときには、シャッタ14が開かれることにより、外部から基板Sの搬入を受け入れることができる状態になる。この状態で、外部の搬送ロボットにより基板Sがチャンバ10内に搬入され、基板Sは搬送ロボットから吸着パッド41上に受け渡される。この受渡しが完了すると、搬送ロボットの退避後、シャッタ14が閉じられる。また、開閉弁423が開成されて各吸着パッド41への負圧供給によって基板Sの裏面Sbが吸着パッド41で吸着される。そして、同図の(b)欄に示すように、吸着パッド41により裏面Sbを吸着したままリフトピン32が下降して基板Sを加熱位置P1に向けて移動させる。この移動中、基板Sの裏面Sbが吸着パッド41で吸着保持されているため、基板Sを安定して加熱位置P1に移動させることができる。
When the substrate S is loaded into the
そして、同図の(c)欄に示すように、リフトピン32が下方位置まで下降すると、基板Sの裏面Sbがホットプレート2の球体23により下方から支持され、基板Sは本加熱位置P1に位置決めされる。また、基板Sの裏面Sbを吸着保持した状態のまま吸着パッド41の上端面が加熱位置P1に位置する。この時点より加熱処理が開始され、吸着パッド41で基板Sの裏面Sbを吸着保持したまま所定時間が経過するまで実行される。この加熱処理中においては、リフトピン32の上端に取り付けられた吸着パッド41で吸着保持されている。したがって、加熱処理中に基板Sの反りを効果的に抑制することができる。
Then, as shown in column (c) of the same figure, when the lift pins 32 are lowered to the lower position, the back surface Sb of the substrate S is supported from below by the
そして、加熱処理が完了すると、上記した基板Sの搬入動作と全く逆の手順で基板搬出が行われる。すなわち、吸着パッド41で基板Sの裏面Sbを吸着保持したままリフトピン32が上方位置まで上昇して基板Sを待機位置P2まで上昇させる。これによって、基板Sはホットプレート2から離間する。また、吸着パッド41による基板Sの裏面吸着を解除する。その後で、シャッタ14が開いて搬送ロボットを進入させることにより、吸着パッド41から搬送ロボットへ基板Sが受け渡されて搬出される。
Then, when the heat treatment is completed, the substrate is unloaded in a completely reversed procedure to the loading operation of the substrate S described above. That is, the lift pins 32 are raised to the upper position while the back surface Sb of the substrate S is sucked and held by the
以上のように、本実施形態によれば、基板Sの裏面Sbを吸着パッド41で吸着した状態で基板Sを加熱しているため、その加熱処理中に基板Sが反るのを抑制することができる。しかも、上記した従来装置では反り抑制のために基板の表面を拘束していたが、このような拘束手段を必要とせず、基板Sの表面Sfにおける有効領域、つまり半導体チップなどを搭載する領域を制限する必要がなくなる。このように、基板Sの表面Sfにおける有効領域を制限することなく基板Sを良好に加熱することができる。
As described above, according to the present embodiment, the substrate S is heated in a state where the back surface Sb of the substrate S is sucked by the
図4は、本発明に係る加熱装置の第2実施形態を示す図である。また、図5は図4のA-A線矢視図である。この加熱装置1が第1実施形態と大きく相違する点は、基板Sの搬入出させるための構成、吸着パッド41を昇降させる構成および昇降タイミングであり、その他の構成は基本的に第1実施形態と共通している。以下においては、相違点を中心に説明する一方、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the heating device according to the present invention. 5 is a view taken along the line AA of FIG. 4. FIG. This
第2実施形態では、第1実施形態において基板Sの搬入出に使用していた8本のリフトピン32のうち中央部に配置された4本のリフトピン32により待機位置P2での基板Sの受渡および球体23に対する搬入出を行う。一方、ホットプレート2の四隅に対応して設けられた4本については吸着パッド41を昇降させるためのピン(以下「昇降ピン43」という)として用いる。より詳しくは、チャンバ10の底板13およびホットプレート2には、リフトピン用の4つの貫通孔21以外に、上下方向に延びる昇降ピン用の貫通孔22が、図5に示すように、ホットプレート2の四隅の各々に対応して1個ずつ配設されている。そして、各貫通孔22に昇降ピン43が挿通されるとともに、各昇降ピン43の上端に吸着パッド41が装着されている。
In the second embodiment, of the eight lift pins 32 used for loading and unloading the substrate S in the first embodiment, the four
これら4本の昇降ピン43の下端は昇降部材45に固定されている。昇降部材45は昇降ピン駆動部46により上下方向に昇降自在に支持されている。制御部90からの昇降指令に応じて昇降ピン駆動部46が作動して昇降部材45を昇降させる。これによって4本の昇降ピン43が一体的に昇降して吸着パッド41を上下方向に昇降させることが可能となっている。より具体的には、昇降ピン43は、吸着パッド41の上端面が加熱位置P1に一致する吸着保持位置と、吸着パッド41全体が昇降ピン用の貫通孔22内に退避する退避位置(図6の(a)欄および(b)欄参照)との間で移動する。
The lower ends of these four
各吸着パッド41は昇降ピン43の内部で上下方向に延設された吸引孔431の上端と接続されている。また、各吸引孔431の下端には、第1実施形態と同様に、負圧供給部42の吸引配管422が接続されている。このため、制御部90からの開指令に応じて開閉弁423が開成することで吸引孔431を介して吸着パッド41に負圧が供給される一方、閉指令に応じて開閉弁423が閉成することで吸着パッド41への負圧供給が停止される。
Each
図6は図4に示す加熱装置による加熱動作の主要工程を模式的に示す図である。この第2実施形態に係る加熱装置1の初期状態では、第1実施形態と同様に、シャッタ14は閉じられ、ホットプレート2は基板Sを加熱するための所定温度に昇温される。一方、次の未処理基板Sの搬入に備え、同図の(a)欄に示すように、上端が待機位置P2と一致するまでリフトピン32は上昇されて位置決めされ、この状態で基板Sの搬入まで待機している。なお、後で説明するように加熱処理を開始する直前まで昇降ピン43は吸着パッド41とともに貫通孔22内に退避し、しかも吸着パッド41への負圧供給は停止されている。
6A and 6B schematically show the main steps of the heating operation by the heating device shown in FIG. In the initial state of the
待機状態の加熱装置1に対して基板Sを搬入するときには、シャッタ14が開かれ、外部の搬送ロボットにより基板Sがチャンバ10内に搬入され、同図の(b)欄に示すように基板Sは搬送ロボットからリフトピン32上に受け渡される。この受渡しが完了すると、搬送ロボットの退避後、シャッタ14が閉じられる。
When the substrate S is loaded into the
第2実施形態では、この段階においても吸着パッド41への負圧供給は行われておらず、リフトピン32の貫通孔21への下降によって基板Sがリフトピン32からホットプレート2の球体23に受け渡されて加熱位置P1への基板Sの位置決め後に負圧供給が開始される。より詳しくは、同図の(c)欄に示すように、球体23への基板Sの受渡直後に昇降ピン43が、当該昇降ピン43の上端に取り付けられた吸着パッド41が加熱位置P1に位置決めされている基板Sの裏面と当接するまで上昇する。そして、当接を維持した状態で、開閉弁423が開成されて各吸着パッド41への負圧供給によって基板Sの裏面Sbが吸着パッド41で吸着される。
In the second embodiment, the
このように加熱位置P1に位置決めされた基板Sの裏面Sbを吸着パッド41で吸着したまま基板Sに対する加熱処理が実行される。この基板裏面の吸着保持は加熱処理中継続される。したがって、加熱処理中における基板Sの反りを効果的に抑制することができる。なお、加熱処理が完了すると、上記した基板Sの搬入動作と全く逆の手順で基板搬出が行われる。すなわち、吸着パッド41による吸着を解除した上でリフトピン32が上昇して球体23から加熱処理済の基板Sを受け取り、待機位置P2まで上昇させる。その後で、シャッタ14が開いて搬送ロボットを進入させることにより、リフトピン32から搬送ロボットへ基板Sが受け渡されて搬出される。
The substrate S is heated while the back surface Sb of the substrate S positioned at the heating position P<b>1 is sucked by the
以上のように、第2実施形態においても、基板Sの裏面Sbを吸着パッド41で吸着した状態で基板Sを加熱しているため、その加熱処理中に基板Sが反るのを抑制することができ、第1実施形態と同様の作用効果、つまり基板Sの表面Sfにおける有効領域を制限することなく基板Sを良好に加熱することができる。
As described above, in the second embodiment as well, the substrate S is heated while the back surface Sb of the substrate S is sucked by the
上記した実施形態では、貫通孔21、22がそれぞれ本発明の「第1貫通孔」および「第2貫通孔」の一例に相当している。また、吸引孔321、431がそれぞれ本発明の「第1吸引孔」および「第2吸引孔」の一例に相当している。さらに、リフトピン駆動部34および昇降ピン駆動部46がそれぞれ本発明の「第1駆動部」および「第2駆動部」の一例に相当している。
In the above-described embodiment, the through
ところで、上記実施形態では、プロキシミティギャップを介して加熱処理を行うとともに吸着パッド41を上下方向に昇降して吸着パッド41の高さ位置を制御する加熱装置1に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれらに限定されるものではない。例えば、図7および図8に示すようにホットプレート2の上面に基板Sを直接載置するとともにホットプレート2の上面に固定的に配置した吸着パッド41により基板Sの裏面Sbを吸着しながら加熱処理を行うように構成してもよい(第3実施形態)。
By the way, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the
図7は、本発明に係る加熱装置の第3実施形態を示す図である。また、図8は図7のA-A線矢視図である。この加熱装置1は、図7に示すように、第2実施形態と同様に、ホットプレート2の中央部に配設された4本のリフトピン32により基板Sの受渡などを行うように構成されている。そして、リフトピン32の昇降により、球体23を有しないホットプレート2の上面に基板Sの裏面Sbが直接載置されて基板Sは加熱される。つまり、第3実施形態では、上下方向におけるホットプレート2の上面位置が加熱位置P1となっている。
FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the heating device according to the invention. 8 is a view taken along line AA of FIG. 7. FIG. As shown in FIG. 7, the
また、ホットプレート2の四隅に吸着パッド41が配設されている。より詳しくは、図7中の部分拡大図に示すように、ホットプレート2の四隅では、ホットプレート上面に凹部25が設けられるとともに吸着パッド41が配置されている。吸着パッド41は吸引配管422と接続されている。負圧供給部42から負圧供給を受けていないときには、同図に示すように、吸着パッド41の上端部は凹部25の開口から所定長さHだけ突出している。したがって、リフトピン32の昇降により基板Sが下降してくると、吸着パッド41の上端面が基板Sの裏面Sbと当接する。そして、この当接状態で吸着パッド41は負圧供給部42から負圧供給を受けると、上下方向に収縮して基板Sの裏面Sbを吸着したまま凹部25内に入り込んで吸着パッド41の上端面は加熱位置P1と一致して基板Sの裏面Sbをホットプレート2の上面と密着させる。
Also,
図9は図7に示す加熱装置による加熱動作の主要工程を模式的に示す図である。この第3実施形態に係る加熱装置1の初期状態では、第1実施形態と同様に、シャッタ14は閉じられ、ホットプレート2は基板Sを加熱するための所定温度に昇温される。また、吸着パッド41への負圧供給は停止されており、吸着パッド41は上端部を凹部25の開口から所定長さHだけ突出させた状態となっている。一方、次の未処理基板Sの搬入に備え、同図の(a)欄に示すように、上端が待機位置P2と一致するまでリフトピン32は上昇されて位置決めされ、この状態で基板Sの搬入まで待機している。
9A and 9B schematically show main steps of a heating operation by the heating device shown in FIG. 7. FIG. In the initial state of the
このように待機状態の加熱装置1に対して基板Sを搬入するときには、シャッタ14が開かれ、外部の搬送ロボットにより基板Sがチャンバ10内に搬入され、同図の(b)欄に示すように基板Sは搬送ロボットからリフトピン32上に受け渡される。この受渡しが完了すると、搬送ロボットの退避後、シャッタ14が閉じられる。この段階においても吸着パッド41への負圧供給は行われておらず、吸着パッド41の上端部は凹部25から突出している。
When the substrate S is loaded into the
それに続いて、リフトピン32の貫通孔21への下降によって基板Sの裏面Sbのうち中央領域はホットプレート2の上面に直接載置される一方、四隅領域は吸着パッド41の上端面に当接してホットプレート2から距離Hだけ浮いた状態となっている。ただし、基板Sの下降に連動して開閉弁423が開成されて各吸着パッド41に負圧が供給され、同図の(c)欄に示すように、吸着パッド41は上下方向に収縮して基板Sの裏面Sbを吸着したまま凹部25内に入り込んで基板Sの裏面Sb全体がホットプレート2の上面と密着する。
Subsequently, the central region of the back surface Sb of the substrate S is directly placed on the upper surface of the
このように吸着パッド41で基板Sの裏面Sbを吸着したまま基板Sは加熱位置P1に位置決めされ、加熱処理が実行される。この加熱処理は吸着パッド41で基板Sの裏面Sbを吸着保持したまま所定時間が経過するまで実行される。したがって、加熱処理中に基板Sの反りを効果的に抑制することができる。なお、加熱処理が完了すると、上記した基板Sの搬入動作と全く逆の手順で基板搬出が行われる。すなわち、吸着パッド41による吸着を解除した上でリフトピン32が上昇してホットプレート2から加熱処理済の基板Sを受け取り、待機位置P2まで上昇させる。その後で、シャッタ14が開いて搬送ロボットを進入させることにより、リフトピン32から搬送ロボットへ基板Sが受け渡されて搬出される。
In this manner, the substrate S is positioned at the heating position P1 while the back surface Sb of the substrate S is being sucked by the
以上のように、第3実施形態においても、基板Sの裏面Sbを吸着パッド41で吸着した状態で基板Sを加熱しているため、その加熱処理中に基板Sが反るのを抑制することができ、上記実施形態と同様の作用効果、つまり基板Sの表面Sfにおける有効領域を制限することなく基板Sを良好に加熱することができる。
As described above, in the third embodiment as well, the substrate S is heated while the back surface Sb of the substrate S is sucked by the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、4本あるいは8本のリフトピン32を用いて基板Sの加熱位置P1への位置決めを行っているが、リフトピン32の本数や配置などはこれに限定されるものではない。また、昇降ピン43の本数や配置などについても同様である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the substrate S is positioned at the heating position P1 using four or eight lift pins 32, but the number and arrangement of the lift pins 32 are not limited to this. The number and arrangement of the lifting pins 43 are also the same.
また、上記第1実施形態では、8本のリフトピン32の全てに吸着パッド41を取り付けているが、一部のリフトピン32に対してのみ吸着パッド41を取り付けるように構成してもよい。
Further, in the above-described first embodiment, the
また、上記実施形態では、蛇腹構造の吸着パッド41を用いるが、これ以外の構造を有する吸着パッドを用いてもよい。また、吸着パッド41は加熱処理中に基板Sの裏面Sbを吸着しているため、熱容量が比較的大きな材料で吸着パッド41を構成するのが望ましく、例えばシリコン系材料やゴム系材料を用いるのが好適である。
Further, in the above embodiment, the
また、吸着パッド41で基板Sの一部を吸着しているため、当該吸着部分における基板温度が局部的に低下する可能性がある。このような局部的な温度低下が問題となる場合には、貫通孔21、44を介して熱風を送り込むように構成してもよい。また、貫通孔21、44に隣接して別の貫通孔を設け、当該別の貫通孔を介して熱風を送り込んで局部的な温度低下を抑制してもよい。
In addition, since part of the substrate S is sucked by the
また、上記実施形態では、図2、図5および図8中の部分拡大図に示すように、平面視で円形の吸着口を有する吸着パッド41を用いているが、吸着口の形状はこれに限定されるものではなく、楕円形状やオーバル形状などに仕上げられた吸着パッドを用いてもよい。
Further, in the above-described embodiment, as shown in the partial enlarged views of FIGS. 2, 5 and 8, the
この発明は、ホットプレートにより基板を下方から加熱する加熱技術全般に適用することができる。 The present invention can be applied to all heating techniques in which a hot plate is used to heat a substrate from below.
1…加熱装置
2…ホットプレート
3…昇降機構
4…吸着機構
21…(第1)貫通孔
22…(第2)貫通孔
25…凹部
32…リフトピン
34…リフトピン駆動部(第1駆動部)
41…吸着パッド
42…負圧供給部
43…昇降ピン
46…昇降ピン駆動部(第2駆動部)
321…(第1)吸引孔
422…吸引配管
431…(第2)吸引孔
P1…加熱位置
P2…待機位置
S…基板
Sb…(基板の)裏面
Sf…(基板の)表面
REFERENCE SIGNS
41...
321 (first)
Claims (4)
前記ホットプレートに対して前記基板を上下方向において前記加熱位置よりも高い待機位置と前記加熱位置との間で昇降させて前記基板を前記上下方向に位置決めする昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱位置に位置決めされた前記基板を前記ホットプレートにより加熱する加熱処理中に前記基板の裏面を吸着する吸着機構とを備え、
前記ホットプレートは前記上下方向に貫通する第1貫通孔を有し、
前記昇降機構は、前記第1貫通孔を介して前記上下方向に昇降可能に設けられたリフトピンと、前記リフトピンを前記上下方向に昇降させる第1駆動部とを有し、
前記吸着機構は、前記リフトピンの上端に取り付けられた吸着パッドと、前記加熱処理中に前記リフトピンの内部に設けられた第1吸引孔を介して前記吸着パッドに負圧を与えて前記吸着パッドの上端面により前記基板の裏面に吸着させる負圧供給部とを有する
ことを特徴とする加熱装置。 a hot plate that heats from below the substrate positioned at the heating position in a face-up state with the surface facing upward;
an elevating mechanism that elevates the substrate with respect to the hot plate between a standby position higher than the heating position in the vertical direction and the heating position to position the substrate in the vertical direction;
a suction mechanism for sucking the back surface of the substrate during a heating process in which the substrate positioned at the heating position by the lifting mechanism is heated by the hot plate ;
The hot plate has a first through hole penetrating in the vertical direction,
The elevating mechanism includes a lift pin that is vertically movable through the first through hole, and a first driving unit that vertically moves the lift pin,
The suction mechanism includes a suction pad attached to the upper end of the lift pin, and a first suction hole provided inside the lift pin during the heat treatment to apply a negative pressure to the suction pad. and a negative pressure supply part that is attracted to the back surface of the substrate by the upper end face.
A heating device characterized by:
前記ホットプレートに対して前記基板を上下方向において前記加熱位置よりも高い待機位置と前記加熱位置との間で昇降させて前記基板を前記上下方向に位置決めする昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱位置に位置決めされた前記基板を前記ホットプレートにより加熱する加熱処理中に前記基板の裏面を吸着する吸着機構とを備え、
前記ホットプレートは前記上下方向に貫通する第2貫通孔を有し、
前記吸着機構は、前記第2貫通孔を介して前記上下方向に昇降可能に設けられた昇降ピンと、前記昇降ピンの上端に取り付けられた吸着パッドと、前記昇降ピンを前記上下方向に昇降させて前記吸着パッドを前記上下方向に位置決めする第2駆動部と、前記加熱処理中に前記昇降ピンの内部に設けられた第2吸引孔を介して前記吸着パッドに負圧を与えて前記吸着パッドの上端面により前記基板の裏面に吸着させる負圧供給部とを有する
ことを特徴とする加熱装置。 a hot plate that heats from below the substrate positioned at the heating position in a face-up state with the surface facing upward;
an elevating mechanism that elevates the substrate with respect to the hot plate between a standby position higher than the heating position in the vertical direction and the heating position to position the substrate in the vertical direction;
a suction mechanism for sucking the back surface of the substrate during a heating process in which the substrate positioned at the heating position by the lifting mechanism is heated by the hot plate ;
The hot plate has a second through hole penetrating in the vertical direction,
The suction mechanism includes a lifting pin that can be moved up and down in the vertical direction through the second through hole, a suction pad attached to an upper end of the lifting pin, and a lifting pin that moves up and down in the vertical direction. A second driving unit for positioning the suction pad in the vertical direction, and a second suction hole provided inside the lift pin during the heat treatment to apply a negative pressure to the suction pad to remove the suction pad. and a negative pressure supply part that is attracted to the back surface of the substrate by the upper end face.
A heating device characterized by:
前記ホットプレートに対して前記基板を上下方向において前記加熱位置よりも高い待機位置と前記加熱位置との間で昇降させて前記基板を前記上下方向に位置決めする昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱位置に位置決めされた前記基板を前記ホットプレートにより加熱する加熱処理中に前記基板の裏面を吸着する吸着機構とを備え、
前記ホットプレートの上面に凹部が設けられ、
前記吸着機構は、前記凹部に配置されて前記加熱位置に位置決めされた前記基板の裏面に上端面を当接可能に設けられた吸着パッドと、前記加熱処理中に前記吸着パッドに負圧を与えて前記吸着パッドの上端面により前記基板の裏面に吸着させる負圧供給部とを有し、
前記吸着パッドは、前記負圧供給部からの負圧供給を受けていないときには前記上下方向において前記上端面を前記加熱位置よりも上方に位置させる一方、前記負圧供給を受けて前記上下方向に収縮し、前記上下方向において前記吸着パッドの上端面を前記加熱位置に位置決めされた前記基板の裏面と一致した状態で前記基板の裏面を吸着する
ことを特徴とする加熱装置。 a hot plate that heats from below the substrate positioned at the heating position in a face-up state with the surface facing upward;
an elevating mechanism that elevates the substrate with respect to the hot plate between a standby position higher than the heating position in the vertical direction and the heating position to position the substrate in the vertical direction;
a suction mechanism for sucking the back surface of the substrate during a heating process in which the substrate positioned at the heating position by the lifting mechanism is heated by the hot plate ;
A recess is provided on the upper surface of the hot plate,
The suction mechanism includes a suction pad arranged in the recess and having an upper end face contactable with the back surface of the substrate positioned at the heating position, and applying a negative pressure to the suction pad during the heating process. and a negative pressure supply unit that causes the back surface of the substrate to be attracted by the upper end surface of the suction pad,
When the suction pad is not supplied with negative pressure from the negative pressure supply unit, the upper end surface of the suction pad is positioned above the heating position in the vertical direction. It shrinks and sucks the back surface of the substrate in a state in which the upper end surface of the suction pad is aligned with the back surface of the substrate positioned at the heating position in the vertical direction.
A heating device characterized by:
表面を上方に向けたフェースアップ状態で前記基板を下方から前記ホットプレートにより加熱する加熱処理中に、前記吸着機構により前記基板の裏面を吸着して前記基板の反りを規制することを特徴とする加熱方法。 A heating method for heating a substrate using the heating device according to any one of claims 1 to 3,
During the heat treatment in which the substrate is heated from below by the hot plate in a face-up state in which the front surface faces upward, the back surface of the substrate is adsorbed by the adsorption mechanism to restrict warpage of the substrate. heating method.
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