(57)【要約】      （修正有）【課題】基板保持ステージで基板を真空吸着保持する際に、十分な平面度を確保して保持することのできる基板移載装置及び方法を提供する。【解決手段】基板吸着部３と基板保持ステージ４とは、制御部５により次のように動作制御される。基板吸着部３は、基板保持ステージ４上へ基板Ｋを移載した後、基板Ｋの真空吸着保持を解除する。真空吸着保持を解除した後、基板吸着部３は、まず連続した第１時間だけ基板Ｋを押圧する。続いてこの押圧を解除して第２時間経過後に第３時間の間隔で断続的に基板Ｋを押圧する。続いて基板保持ステージ４上に基板Ｋを真空吸着保持する。上述の押圧動作を行うことにより、基板Ｋの上面と下面とに温度差が無くなり、上に反り返ろうとする応力を除去することができる。【選択図】図１
2008112910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ実装装置における基板移載装置（１）であって、
チップの実装対象となる基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持及び加熱するように構成されると共に水平及び垂直方向に駆動可能に構成された基板吸着部（３）と、
基板（Ｋ）の下面を真空吸着保持及び加熱するように構成された基板保持ステージ（４）と、
まず第１温度に加熱された基板吸着部（３）により基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持し、続いて第２温度に加熱された基板保持ステージ（４）上にこの基板（Ｋ）を移載して基板吸着部（３）による真空吸着保持を解除し、続いて基板吸着部（３）により連続した第１時間（Ｔ１）だけ基板（Ｋ）を押圧し、続いてこの押圧を解除して第２時間（Ｔ２）経過後に基板吸着部（３）により第３時間（Ｔ３）の間隔で断続的に基板（Ｋ）を押圧し、続いて基板保持ステージ（４）上に基板（Ｋ）を真空吸着保持するように、基板吸着部（３）と基板保持ステージ（４）とを動作制御する制御部（５）と
を有することを特徴とする基板移載装置。
【請求項２】
第１温度が第２温度よりも低い温度である請求項１に記載の基板移載装置。
【請求項３】
チップの実装対象となる基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持及び加熱するように構成されると共に水平及び垂直方向に駆動可能に構成された基板吸着部（３）と、基板吸着部（３）によって移載された基板（Ｋ）の下面を真空吸着保持及び加熱するように構成された基板保持ステージ（４）と、基板吸着部（３）と基板保持ステージ（４）とを制御する制御部（５）とを備える基板移載装置（１）における基板移載方法であって、
まず第１温度に加熱された基板吸着部（３）により基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持し、続いて第２温度に加熱された基板保持ステージ（４）上にこの基板（Ｋ）を移載して基板吸着部（３）による真空吸着保持を解除し、続いて基板吸着部（３）により連続した第１時間（Ｔ１）だけ基板（Ｋ）を押圧し、続いてこの押圧を解除して第２時間（Ｔ２）経過後に基板吸着部（３）により第３時間（Ｔ３）の間隔で断続的に基板（Ｋ）を押圧し、続いて基板保持ステージ（４）上に基板（Ｋ）を真空吸着保持するように、基板吸着部（３）と基板保持ステージ（４）とを制御部（５）により動作制御する
ことを特徴とする基板移載方法。
【請求項４】
第１温度が第２温度よりも低い温度である請求項３に記載の基板移載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板移載装置及び基板移載方法に関する。特に、チップ（電子部品）を基板に実装するチップ実装装置に適用される基板移載装置及び基板移載方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ実装装置では、次に示す各工程を経て、チップを基板に実装する。即ち、チップの実装対象となる基板を基板保持ステージに移載する基板移載工程、及び基板保持ステージに移載され且つ保持された基板にチップを搭載するチップボンディング工程などである。基板移載工程では、基板移載装置を用いている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、従来の基板移載装置の一例を示す構成概略図である。図８に示すように、従来の基板移載装置１０は、基板ストッカー２０と基板吸着板３０と基板保持ステージ４０と制御部５０とを有する。
【０００４】
基板吸着板３０は、基板Ｋの上面を真空吸着保持及び加熱可能に構成される。また、基板吸着板３０は、真空吸着保持した基板Ｋを基板保持ステージ４０上に移載するように水平及び垂直方向に駆動可能に構成される。基板保持ステージ４０は、基板吸着板３０によって移載された基板Ｋの下面を真空吸着保持及び加熱可能に構成される。制御部５０は、予め組み込まれたコンピュータプログラムにより基板吸着板３０と基板保持ステージ４０とを動作制御するように構成される。
【０００５】
従来の基板移載装置１０の動作について説明する。基板吸着板３０は第１温度に加熱されている。基板保持ステージ４０は第２温度に加熱されている。まず、基板吸着板３０が降下して基板Ｋの上面を真空吸着保持する。この状態で基板吸着板３０は上昇し、続いて基板保持ステージ４０の真上に来るように水平方向に移動し、続いて降下する。基板Ｋが基板保持ステージ４０に到達したら基板吸着板３０による真空吸着保持を解除する。その後、基板吸着板３０を退避させる。そして基板保持ステージ４０は基板Ｋを真空吸着保持する。
【０００６】
以上のようにして基板保持ステージ４０上に真空吸着保持された基板Ｋに対して、チップボンディングが行われる。チップボンディングは、真空吸着ヘッドによるチップの取り出し、チップと基板Ｋとの位置合わせ、及び真空吸着ヘッドによる基板Ｋ上へのチップの搭載の順で行われる。
【０００７】
基板移載装置１０では、基板保持ステージ４０を第２温度にすることで基板Ｋの裏側面を第２温度に加熱している。これは次の理由による。即ち、チップの裏面には予め熱硬化型の粘着剤が転写されており、チップを基板に搭載したときにこの粘着剤を硬化させるためである。また、基板吸着板３０を第１温度にすることで基板Ｋの裏側面を第１温度に加熱している。これは、基板Ｋが基板保持ステージ４０で加熱される第２温度との温度差を少なくするための予熱加熱である。第１温度は例えば８０°Ｃとされ、第２温度は例えば１３０°Ｃとされる。
【０００８】
【特許文献１】特願２００５−１６００７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した従来の基板移載装置１０では、基板吸着板３０が基板Ｋを基板保持ステージ４０に載置する際、基板Ｋにおける下側面と上側面との温度差により基板Ｋを上側に反り返らせる現象が生じることがある。その結果、基板保持ステージ４０で基板Ｋを真空吸着保持する際に、十分な平面度が確保されずに歪んだ状態で保持されてしまうことがある。この場合、最終的に出来上がる実装基板の品質に悪影響を及ぼす。
【００１０】
近年では、ＬＳＩ（Large scale Integrated circuit）などの部品を基板に内蔵・埋設することで実装基板の小型化、薄型化、軽量化を実現する実装技術が採用されている。この技術では、厚さが４０μｍ〜１００μｍ程度の薄型の基板が扱われる。このような大面積且つ薄型の基板Ｋを基板保持ステージで真空吸着保持する際に、十分な平面度を確保して保持できることが、実装基板の品質を向上させる上で重要な課題となっている。
【００１１】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、基板保持ステージで基板を真空吸着保持する際に、十分な平面度を確保して保持することのできる基板移載装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の問題を解決するため、本発明に係る基板移載装置は、チップ実装装置における基板移載装置（１）であって、チップの実装対象となる基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持及び加熱するように構成されると共に水平及び垂直方向に駆動可能に構成された基板吸着部（３）と、基板（Ｋ）の下面を真空吸着保持及び加熱するように構成された基板保持ステージ（４）と、まず第１温度に加熱された基板吸着部（３）により基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持し、続いて第２温度に加熱された基板保持ステージ（４）上にこの基板（Ｋ）を移載して基板吸着部（３）による真空吸着保持を解除し、続いて基板吸着部（３）により連続した第１時間（Ｔ１）だけ基板（Ｋ）を押圧し、続いてこの押圧を解除して第２時間（Ｔ２）経過後に基板吸着部（３）により第３時間（Ｔ３）の間隔で断続的に基板（Ｋ）を押圧し、続いて基板保持ステージ（４）上に基板（Ｋ）を真空吸着保持するように、基板吸着部（３）と基板保持ステージ（４）とを動作制御する制御部（５）とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る基板移載方法は、チップの実装対象となる基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持及び加熱するように構成されると共に水平及び垂直方向に駆動可能に構成された基板吸着部（３）と、基板吸着部（３）によって移載された基板（Ｋ）の下面を真空吸着保持及び加熱するように構成された基板保持ステージ（４）と、基板吸着部（３）と基板保持ステージ（４）とを制御する制御部（５）とを備える基板移載装置（１）における基板移載方法であって、まず第１温度に加熱された基板吸着部（３）により基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持し、続いて第２温度に加熱された基板保持ステージ（４）上にこの基板（Ｋ）を移載して基板吸着部（３）による真空吸着保持を解除し、続いて基板吸着部（３）により連続した第１時間（Ｔ１）だけ基板（Ｋ）を押圧し、続いてこの押圧を解除して第２時間（Ｔ２）経過後に基板吸着部（３）により第３時間（Ｔ３）の間隔で断続的に基板（Ｋ）を押圧し、続いて基板保持ステージ（４）上に基板（Ｋ）を真空吸着保持するように、基板吸着部（３）と基板保持ステージ（４）とを制御部（５）により動作制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明の作用効果について説明する。基板吸着部（３）により基板（Ｋ）の上面を真空吸着保持して、基板保持ステージ（４）上にこの基板（Ｋ）を移載する。基板（Ｋ）の上面は、基板吸着部（３）による真空吸着保持時に第１温度に加熱される。基板（Ｋ）の下面は、基板保持ステージ（４）上への載置時に第２温度に加熱される。基板吸着部（３）と基板保持ステージ（４）とは、制御部（５）により次のように動作制御される。即ち、基板吸着部（３）は、基板保持ステージ（４）上へ基板（Ｋ）を載置した後、基板（Ｋ）の真空吸着保持を解除する。真空吸着保持を解除した後、基板吸着部（３）は、まず連続した第１時間（Ｔ１）だけ基板（Ｋ）を押圧する。続いてこの押圧を解除して第２時間（Ｔ２）経過後に第３時間（Ｔ３）の間隔で断続的に基板（Ｋ）を押圧する。続いて基板保持ステージ（４）上に基板（Ｋ）を真空吸着保持する。上述の押圧動作を行うことにより、基板Ｋの上面と下面とに温度差が無くなり、上に反り返ろうとする応力を除去することができる。即ち応力が蓄積されない。その結果、基板（Ｋ）は基板保持ステージ（４）上で十分な平面度を確保して真空吸着保持される。また、第１温度を第２温度よりも低い温度としておくことが、熱によるダメージから基板（Ｋ）を保護する上で好ましい。
【００１５】
なお、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段の各欄において各構成要素に付した括弧書きの符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、基板保持ステージで基板を真空吸着保持する際に、十分な平面度を確保して保持することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明に係る基板移載装置の構成概略図、図２は基板吸着板の平面図、図３は基板保持ステージの平面図である。各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。
【００１８】
基板移載装置１は、チップ実装装置の中に組み込まれ、図１に示すように、基板ストッカー２と基板吸着板３と基板保持ステージ４と制御部５とを有する。
【００１９】
基板ストッカー２は、チップの実装対象となる基板Ｋを仮置きする部位である。対象となる基板Ｋは、縦横サイズが５６０ｍｍ×６１０ｍｍ、厚さが４０μｍ〜１００μｍ程度の大面積且つ薄型のものである。
【００２０】
基板吸着板３は、チップの実装対象となる基板Ｋよりも広い面積の載置面を備えたプレート体からなり、基板Ｋの上面を真空吸着保持する真空吸着保持手段３Ａと、真空吸着保持手段３Ａで真空吸着保持した基板Ｋを加熱する加熱手段３Ｂとを備える。真空吸着保持手段３Ａは、基板Ｋの上面を真空吸着保持するための複数の吸着孔３１と、この吸着孔３１に開閉バルブ３２を介して配管接続された真空ポンプ３３とからなる。加熱手段３Ｂは、互いに所定間隔をあけて平行に埋設されたヒーター３４（図２参照）と、このヒーター３４にスイッチ３５を介して電気接続された電源３６とからなる。基板吸着板３は、水平及び垂直方向に駆動可能なアクチュエータ３７を備えた駆動装置３８に機械接続される。
【００２１】
基板保持ステージ４は、チップの実装対象となる基板Ｋよりも大きなサイズのプレート体からなり、基板吸着板３により移載された基板Ｋの下面を真空吸着保持する真空吸着保持手段４Ａと、真空吸着保持手段４Ａで真空吸着保持した基板Ｋを加熱する加熱手段４Ｂとを備える。真空吸着保持手段４Ａは、基板Ｋの下面を真空吸着保持するための枠状の吸着溝４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）と、この吸着溝４１に開閉バルブ４２を介して配管接続された真空ポンプ４３とからなる。加熱手段４Ｂは、互いに所定間隔を置いて平行に内蔵されたヒーター４４（図３参照）と、このヒーター４４にスイッチ４５を介して電気接続された電源４６とからなる。
【００２２】
制御部５は、タッチパネル等の入出力装置、メモリチップやマイクロプロセッサなどを主体とした適当なハードウエア、このハードウエアを動作させるためのコンピュータプログラムを組み込んだハードディスク装置、及び各構成部とデータ通信を行う適当なインターフェイス回路などから構成され、基板移載装置１が所定の移載動作を行うように、基板移載装置１における各構成部を動作制御可能とするものである。
【００２３】
次に図４〜７を参照して、本発明に係る基板移載装置１の動作について説明する。図４，５，６は本発明に係る基板移載装置の動作を時系列的に説明するための図、図７は本発明に係る基板移載装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお図７における時間ｔ１〜ｔ１２は、それぞれ図４〜６における時間ｔ１〜ｔ１２に対応付けされている。
【００２４】
基板吸着板３はヒーター３４により第１温度に加熱されている。基板保持ステージ４はヒーター４４により第２温度に加熱されている。なお第１温度は８０°Ｃであり、第２温度は１３０°Ｃである。このように加熱しておくのは次の理由による。即ち、基板保持ステージ４の第２温度への加熱は、チップを基板Ｋに搭載したときに、チップの裏面に予め転写された熱硬化型の粘着剤を硬化させるためである。また、基板吸着板３の第１温度への加熱は、基板Ｋが基板保持ステージ４で加熱される第２温度との温度差を少なくするための予熱加熱である。
【００２５】
まず図４（Ａ）のように、駆動装置３８は、上位置に配置されていた基板吸着板３を、Ｚ方向下向きに駆動する。これにより基板吸着板３は基板Ｋの上面に当接する。この時点で開閉バルブ３２を開き、複数の吸着孔３１に生じた真空圧により基板Ｋを真空吸着保持する（図４（Ｂ））。この状態で、駆動装置３８は基板吸着板３をＺ方向上向きに駆動する（図４（Ｃ））。続いて、駆動装置３８は基板吸着板３をＸ方向に駆動する。これにより基板吸着板３は基板保持ステージ４の真上に来る（図４（Ｄ））。
【００２６】
続いて、駆動装置３８は基板吸着板３をＺ方向下向きに駆動する（図５（Ｅ））。基板Ｋが基板保持ステージ４の載置面上に到達したら駆動を停止し、開閉バルブ３２を閉じて基板Ｋの真空吸着保持を解除する。続いて、駆動装置３８は基板吸着板３をＺ方向下向きに駆動して、基板Ｋを第１時間Ｔ１だけ押圧する（図５（Ｆ））。この第１時間Ｔ１は８秒〜１２秒が好ましく、本例では１０秒とした。続いて、駆動装置３８は基板吸着板３をＺ方向上向きに駆動して、第２時間Ｔ２だけ基板Ｋの押圧を解除する（図５（Ｇ））。この第２時間Ｔ２は０．５秒〜２秒が好ましく、本例では１秒とした。続いて、駆動装置３８は基板吸着板３をＺ方向下向きに駆動して、基板Ｋを第３時間Ｔ３だけ押圧する（図５（Ｈ））。この所定時間Ｔ３は０．５秒〜２秒が好ましく、本例では１秒とした。
【００２７】
続いて、駆動装置３８は基板吸着板３をＺ方向上向きに駆動して、第２時間Ｔ２だけ基板Ｋの押圧を解除する（図６（Ｉ））。続いて、駆動装置３８は基板吸着板３をＺ方向下向きに駆動して、基板Ｋを第３時間Ｔ３だけ押圧する。この押圧後、開閉バルブ４２を開き、吸着溝４１に生じた真空圧により基板Ｋを基板保持ステージ４の載置面上に真空吸着保持する（図６（Ｊ））。続いて、駆動装置３８は基板吸着板３をＺ方向上向きに駆動する（図６（Ｋ））。続いて、駆動装置３８は基板吸着板３を−Ｘ方向に駆動する。これにより基板吸着板３は基板保持ステージ４の真上から退避する（図６（Ｌ））。なお、上述の各押圧時の圧力は３ｇｆ／ｃｍ２〜１５ｇｆ／ｃｍ２の範囲から選択された所定の大きさととするのが好ましい。
【００２８】
以上のようにして基板保持ステージ４に真空吸着保持された基板に対して、チップボンディングが行われる。チップボンディングは、真空吸着ヘッドによるチップの取り出し、チップと基板との位置合わせ、及び真空吸着ヘッドによる基板上へのチップの搭載の順で行われる。
【００２９】
上述のチップ移載装置１では、基板吸着板３により基板Ｋの上面を真空吸着保持して、基板保持ステージ４上にこの基板Ｋを移載する。基板Ｋの上面は、基板吸着板３による真空吸着保持時に第１温度に加熱される。基板Ｋの下面は、基板保持ステージ４上への載置時に第２温度に加熱される。基板吸着板３と基板保持ステージ４とは、制御部５により次のように動作制御される。即ち、基板吸着板３は、基板保持ステージ４上へ基板Ｋを載置した後、基板Ｋの真空吸着保持を解除する。真空吸着保持を解除した後、基板吸着板３は、まず連続した第１時間Ｔ１だけ基板Ｋを押圧する。続いてこの押圧を解除して第２時間Ｔ２経過後に第３時間Ｔ３の間隔で断続的に基板Ｋを押圧する。続いて基板保持ステージ４上に基板Ｋを真空吸着保持する。上述の押圧動作を行うことにより、基板Ｋの上面と下面とに温度差が無くなり、上に反り返ろうとする応力を除去することができる。即ち応力が蓄積されない。その結果、基板Ｋは基板保持ステージ４上で十分な平面度を確保して真空吸着保持される。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る基板移載装置の構成概略図である。
【図２】基板吸着板の平面図である。
【図３】基板保持ステージの平面図である。
【図４】本発明に係る基板移載装置の動作を時系列的に説明するための図である。
【図５】本発明に係る基板移載装置の動作を時系列的に説明するための図である。
【図６】本発明に係る基板移載装置の動作を時系列的に説明するための図である。
【図７】本発明に係る基板移載装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】従来の基板移載装置の構成概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  基板移載装置
３  基板吸着板（基板吸着部）
４  基板保持ステージ
５  制御部
Ｋ  基板
Ｔ１  第１時間
Ｔ２  第２時間
Ｔ３  第３時間
【図１】
2008112910.tif 000003
【図２】
2008112910.tif 000004
【図３】
2008112910.tif 000005
【図４】
2008112910.tif 000006
【図５】
2008112910.tif 000007
【図６】
2008112910.tif 000008
【図７】
2008112910.tif 000009
【図８】
2008112910.tif 000010