(57)【要約】【課題】冷媒の冷却能力が大きく異なるので、冷却中の基板の温度にばらつきが生じる。【解決手段】冷却装置は、加熱された基板を冷却する冷却装置であって、液体などの冷媒が流れることにより前記基板を冷却する少なくとも二つの冷却領域、および、前記少なくとも二つの冷却領域間に配され、前記冷却領域で気化した冷媒を液化する液化領域を有する冷却部とを備える。たとえば、前記冷却部は、中空形状であって、前記冷却領域は前記基板に近接していてもよい。【選択図】図９
2014022464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された基板を冷却する冷却装置であって、
冷媒が流れることにより前記基板を冷却する少なくとも二つの冷却領域、および、前記少なくとも二つの冷却領域間に配され、前記冷却領域で気化した冷媒を液化する液化領域を有する冷却部
を備える冷却装置。
【請求項２】
前記冷却部は、中空形状であって、前記冷却領域は前記基板に近接している
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記液化領域は、前記基板から前記冷却領域よりも離間している
請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記基板を保持する保持部を更に備える
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記液化領域は、前記保持部の法線方向において、前記保持部から前記冷却領域よりも離間している
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記保持部を挟み前記基板と反対側の領域は、高温領域と、前記高温領域よりも低温であって、且つ、前記高温領域よりも前記保持部から離間した低温領域を含み、
前記冷却領域は、前記低温領域に配置されている
請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記液化領域は、前記保持部の面方向において、前記保持部から前記冷却領域よりも離間している
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記冷却部の前記液化領域を冷却する液化促進部を更に備える
請求項１から７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記冷却部は、密封され、
前記液化領域は、前記冷却領域よりも上方に配置されている
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記液化領域は、前記冷却領域よりも放熱性が高い
請求項１から９のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記冷却部は、前記液化領域に前記冷媒の流れを妨げる抵抗部材を有する
請求項１から１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記冷却部に供給される前に、前記冷媒を加熱する冷媒加熱部を更に備え、
前記冷媒加熱部は、前記基板の温度の低下とともに、前記冷媒の加熱温度を低下させる
請求項１から１１のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記冷媒は、異なる２方向に交互に前記冷却部に供給される
請求項１から１２のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記冷媒は、間欠的に前記冷却部に供給される
請求項１３に記載の冷却装置。
【請求項１５】
前記冷媒が供給される方向が変更される間に気体が供給される
請求項１３または１４に記載の冷却装置。
【請求項１６】
前記冷却部は、前記液化領域に対応する前記基板の部分を冷却する第２冷却領域を有する
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項１７】
前記冷却部は、前記第２冷却領域と異なる位置に配され、前記保持部から離間しており前記第２冷却領域で気化した冷媒を液化する第２液化領域を有する
請求項１６に記載の冷却装置。
【請求項１８】
前記冷媒の流れる方向において、前記第２液化領域は前記第２冷却領域よりも下流側に配置されている
請求項１７に記載の冷却装置。
【請求項１９】
前記冷却部は、前記保持部の径方向に延びる複数の径領域を有し、隣接する径領域には、反対方向に前記冷媒が流れる
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項２０】
前記冷却部は、互いに反対方向に巻かれた渦巻き形状の一対の渦巻部を有し、
前記一対の渦巻部は、前記保持部の径方向において、交互に配置されるとともに、前記冷媒が反対方向に流れる
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項２１】
前記冷却部は、前記冷媒の流れる方向に交差する前記冷却部の中空形状の断面において、
前記断面の前記保持部の面方向の長さは、前記断面の前記保持部の法線方向の長さよりも長い
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項２２】
前記冷媒には、気体が混合される
請求項１から２１のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか１項に記載の冷却装置と、
重ねられた複数の基板を加熱及び加圧して貼り合わせる加熱加圧部と
備える基板貼り合わせ装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の基板貼り合わせ装置によって貼り合わされた前記複数の基板を有する貼り合わせ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置、基板貼り合わせ装置及び貼り合わせ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板を保持しつつ、管等に液体の冷媒を流すことによって基板を冷却する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］  特開２０１２−４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、液体の冷媒は基板を冷却しつつ流れるので、基板の温度が冷媒の沸点以上まで上昇すると、冷媒が気化する。これにより、液体の状態で冷媒が基板を冷却する領域と、気化した状態で冷媒が基板を冷却する領域とで、冷媒の冷却能力が大きく異なるので、冷却中の基板の温度にばらつきが生じるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、加熱された基板を冷却する冷却装置であって、冷媒が流れることにより前記基板を冷却する少なくとも二つの冷却領域、および、前記少なくとも二つの冷却領域間に配され、前記冷却領域で気化した冷媒を液化する液化領域を有する冷却部を備える冷却装置を提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、冷却装置と、重ねられた複数の基板を加熱及び加圧して貼り合わせる加熱加圧部と備える基板貼り合わせ装置を提供する。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、上述の基板貼り合わせ装置によって貼り合わされた複数の基板を有する貼り合わせ基板を提供する。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】基板貼り合わせ装置１０の全体構成図である。
【図２】基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合せ工程を説明する図である。
【図３】基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合せ工程を説明する図である。
【図４】基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合せ工程を説明する図である。
【図５】基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合せ工程を説明する図である。
【図６】加熱加圧装置５６の全体構造を示す正面図である。
【図７】下部圧力制御部６８及び下部加熱モジュール７０の内部構造を示す断面図である。
【図８】下部加熱モジュール７０の上面図である。
【図９】冷却部１２２の概略の構成を示す側面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図１１】冷却装置１００の制御系の構成を説明するブロック図である。
【図１２】一部を変更した固定具の縦断面図である。
【図１３】一部を変更した固定具の縦断面図である。
【図１４】平面視における形状を変更した冷却部の平面図である。
【図１５】平面視における形状を変更した冷却部の平面図である。
【図１６】一部を変更した冷却部６２２を説明する断面図である。
【図１７】一部を変更した冷却部７２２を説明する断面図である。
【図１８】一部を変更した冷却部８２２を説明する断面図である。
【図１９】一部を変更した冷却部９２２の側面図である。
【図２０】一部を変更した冷却部１１２２の側面図である。
【図２１】図９に示す冷却部１２２の一部を変更した冷却部１２２２の側面図である。
【図２２】変更した冷却管１３３２を有する冷却部１３２２の側面図である。
【図２３】図２２のＹ−Ｙ線に沿った縦断面図である。
【図２４】冷却管１３３２の平面図である。
【図２５】図２４における冷却管１３３２の形状を変形した冷却管１４３２の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、基板貼り合わせ装置１０の全体構成図である。基板貼り合わせ装置１０は、２枚の基板９０、９０を貼り合わせて、貼り合わせ基板９５を製造する。尚、基板貼り合わせ装置１０が、一度に３枚以上の基板９０を貼り合わせて、貼り合わせ基板９５を製造してもよい。
【００１１】
図１に示すように、基板貼り合わせ装置１０は、大気環境部１４と、真空環境部１６と、制御部１８とを備える。
【００１２】
大気環境部１４は、環境チャンバ１２と、複数の基板カセット２０と、基板ホルダラック２２と、ロボットアーム２４と、プリアライナ２６と、アライナ２８と、ロボットアーム３０とを有する。環境チャンバ１２は、大気環境部１４を囲むように形成されている。
【００１３】
基板カセット２０は、基板貼り合わせ装置１０において貼り合わされる基板９０及び貼り合わせ基板９５を収容する。基板貼り合わせ装置１０によって貼り合わされる基板９０は、単体のシリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、ガラス基板等の他、それらに素子、回路、端子等が形成されていてもよい。
【００１４】
基板ホルダラック２２は、重ね合わせ基板９２及び貼り合わせ基板９５を上下方向から保持する複数対の基板ホルダ９４を収容する。尚、重ね合わせ基板９２とは、貼り合わされる前の重ね合わされた一対の基板９０のことである。基板ホルダ９４は、基板９０を静電吸着により保持する。
【００１５】
ロボットアーム２４は、基板カセット２０に装填されている基板９０をプリアライナ２６に搬送する。ロボットアーム２４は、プリアライナ２６の基板９０を、後述するアライナ２８の移動ステージ３８に載置された基板ホルダ９４へと搬送する。ロボットアーム２４は、貼り合わされた後、移動ステージ３８まで搬送された貼り合わせ基板９５を基板カセット２０の何れかに搬送する。
【００１６】
プリアライナ２６は、アライナ２８に基板９０を装填する場合に、高精度であるがゆえに、狭いアライナ２８の調整範囲にそれぞれの基板９０が装填されるように、個々の基板９０の位置を仮合わせする。これにより、アライナ２８における基板９０の位置決めが、迅速且つ正確にできる。
【００１７】
アライナ２８は、ロボットアーム２４とロボットアーム３０との間に配置されている。アライナ２８は、枠体３４と、固定ステージ３６と、移動ステージ３８と、一対のシャッタ４０及びシャッタ４２とを有する。
【００１８】
枠体３４は、固定ステージ３６及び移動ステージ３８を囲むように形成されている。枠体３４の基板カセット２０側の面と、真空環境部１６側の面には、基板９０、重ね合わせ基板９２及び貼り合わせ基板９５を搬入及び搬出可能に、開口が形成されている。
【００１９】
固定ステージ３６の下面は、基板９０を保持した状態で、ロボットアーム３０により移動ステージ３８から搬送される基板ホルダ９４を真空吸着する。
【００２０】
移動ステージ３８の上面は、基板９０及び基板ホルダ９４を真空吸着する。移動ステージ３８は、枠体３４の内部で水平方向及び鉛直方向に移動する。これにより、移動ステージ３８が移動することによって、固定ステージ３６に保持された基板９０及び基板ホルダ９４と、移動ステージ３８に保持された基板９０及び基板ホルダ９４とが位置合わせされ、重ね合わされた状態で仮接合される。基板９０と基板９０は、接着剤によって仮接合してもよく、プラズマによって仮接合してもよい。尚、基板９０と基板９０は、単に重ね合わせただけでもよい。
【００２１】
シャッタ４０は、枠体３４の基板カセット２０側の開口を開閉する。シャッタ４２は、枠体３４の真空環境部１６側の開口を開閉する。枠体３４及びシャッタ４０、４２に囲まれた領域は、空気調整機等に連通されて、温度管理される。これにより、基板９０と基板９０との位置合わせの精度が向上する。
【００２２】
ロボットアーム３０は、基板ホルダラック２２に収容されている基板ホルダ９４を移動ステージ３８へと搬送する。ロボットアーム３０は、移動ステージ３８上に載置され、基板９０を保持する基板ホルダ９４を、裏返して固定ステージ３６へと搬送する。ロボットアーム３０は、移動ステージ３８によって位置合わせされた一対の基板９０を含む基板ホルダ９４を真空吸着して、真空環境部１６へと搬送する。ロボットアーム３０は、貼り合わせ基板９５を真空環境部１６から移動ステージ３８へと搬送する。
【００２３】
真空環境部１６は、基板貼り合わせ装置１０の貼り合わせ工程において、高温且つ真空状態に設定される。真空環境部１６は、ロードロック室４８と、一対のアクセスドア５０及びゲートバルブ５２と、ロボットアーム５４と、３個の収容室５５と、３個の加熱加圧装置５６と、ロボットアーム５８と、冷却室６０とを備える。尚、加熱加圧装置５６の個数は、３個に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
【００２４】
ロードロック室４８は、大気環境部１４と真空環境部１６とを連結する。ロードロック室４８は、真空状態及び大気圧に設定できる。ロードロック室４８の大気環境部１４側及び真空環境部１６側には、一対の基板ホルダ９４に保持された一対の基板９０を含む重ね合わせ基板９２及び貼り合わせ基板９５を搬送可能に開口が形成されている。
【００２５】
アクセスドア５０は、ロードロック室４８の大気環境部１４側の開口を開閉する。ゲートバルブ５２は、ロードロック室４８の真空環境部１６側の開口を開閉する。ロボットアーム５４は、ロボットアーム３０によりロードロック室４８に搬入された重ね合わせ基板９２を何れかの加熱加圧装置５６へと搬入する。
【００２６】
収容室５５は、ゲートバルブ５７を介してロボットチャンバ５３と連結されている。収容室５５は、重ね合わせ基板９２及び貼り合わせ基板９５を搬入及び搬出するために、ゲートバルブ５７を開閉する。
【００２７】
３個の加熱加圧装置５６は、ロボットアーム５４を中心として放射状に配置されている。加熱加圧装置５６は、重ね合わせ基板９２を加熱及び加圧して貼り合わせる。加熱加圧装置５６は、ロードロック室４８から搬入された重ね合わせ基板９２を貼り合わせることができる。
【００２８】
ロボットアーム５８は、ロボットチャンバ５３の中心に回動可能に配置されている。これにより、ロボットアーム５８は、貼り合わせ基板９５を加熱加圧装置５６から冷却室６０へと搬送できる。また、ロボットアーム５８は、貼り合わせ基板９５を冷却室６０からロードロック室４８へと搬送できる。
【００２９】
冷却室６０は、冷却機能を有する。これにより、冷却室６０は、ロボットアーム５８によって結合された高温の貼り合わせ基板９５を冷却できる。冷却室６０は、ゲートバルブ５７を介してロボットチャンバ５３と連結されている。制御部１８は、基板貼り合わせ装置１０の全体の動作を制御する。
【００３０】
図２から図５は、基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合せ工程を説明する図である。貼り合わせ工程では、まず、図２に示すように、ロボットアーム３０が、基板ホルダラック２２から基板ホルダ９４を移動ステージ３８へと搬送する。ロボットアーム２４は、基板カセット２０の何れかからプリアライナ２６を経由させて基板９０を、移動ステージ３８に載置された基板ホルダ９４上に載置する。
【００３１】
ロボットアーム３０は、基板９０を保持する基板ホルダ９４を移動ステージ３８から固定ステージ３６へと裏返して搬送する。図３に示すように、固定ステージ３６は、基板９０とともに基板ホルダ９４をロボットアーム３０から受け取った後、基板ホルダ９４を真空吸着により保持する。
【００３２】
次に、同様の動作によって、ロボットアーム３０が移動ステージ３８に基板ホルダ９４を搬送した後、ロボットアーム２４が移動ステージ３８上の基板ホルダ９４に基板９０を搬送する。移動ステージ３８は、基板９０及び基板ホルダ９４を保持しつつ、基板９０及び基板ホルダ９４を保持する固定ステージ３６の下方へと移動する。これにより、移動ステージ３８の基板９０と、固定ステージ３６の基板９０とが互いに位置決めされる。
【００３３】
次に、図４に示すように、移動ステージ３８が、上方へと移動して、移動ステージ３８の基板９０の上面と固定ステージ３６の基板９０の下面とが合わされる。この後、ロボットアーム３０が、移動ステージ３８上の重ね合わせ基板９２をロードロック室４８へと搬送する。この後、ロボットアーム５４が、重ね合わせ基板９２をロードロック室４８から加熱加圧装置５６へと搬入する。
【００３４】
次に、貼り合わせ段階において、加熱加圧装置５６は、重ね合わせ基板９２を結合温度まで加熱した後、結合温度を維持しつつ、重ね合わせ基板９２を上下方向から加圧する。これにより、重ね合わせ基板９２の基板９０、９０が、貼り合わされて貼り合わせ基板９５となる。この後、貼り合わせ基板９５を後述する冷却装置によって一定の温度まで冷却した後、ロボットアーム５８が、貼り合わせ基板９５を冷却室６０へと搬入する。冷却室６０は貼り合わせ基板９５を更に冷却する。ロボットアーム５８は冷却された貼り合わせ基板９５を基板ホルダ９４とともに、冷却室６０からロードロック室４８へと搬送する。
【００３５】
次に、ロボットアーム３０が、貼り合わせ基板９５をロードロック室４８から移動ステージ３８へと搬送する。図５に示すように、移動ステージ３８上にて、ロボットアーム３０により、貼り合わせ基板９５が基板ホルダ９４から分離される。この後、ロボットアーム２４が、貼り合わせ基板９５を基板カセット２０の何れかに搬出する。これにより、基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ工程が終了して、貼り合わせ基板９５が完成する。この後、図５に示す点線に沿って、貼り合わせ基板９５が個片化されて積層半導体装置９６が完成する。
【００３６】
図６は、加熱加圧装置５６の全体構造を示す正面図である。図６に示すように、加熱加圧装置５６は、床面側に配置される下部モジュール６２と、天井側に配置される上部モジュール６４とを有する。
【００３７】
下部モジュール６２は、昇降部６６と、下部圧力制御部６８と、下部加熱モジュール７０と、保持部の一例である下部トッププレート７２とを有する。
【００３８】
昇降部６６は、一対の基板ホルダ９４及び基板９０とともに、下部加熱モジュール７０、下部圧力制御部６８及び下部トッププレート７２を昇降させる。また、昇降部６６は、上部モジュール６４の下面に基板ホルダ９４が接触した後、一対の基板９０を加圧して貼り合わせる。
【００３９】
下部圧力制御部６８は、昇降部６６によって加圧される基板９０の加圧力のうち面方向の分布を制御する。
【００４０】
下部加熱モジュール７０は、下部圧力制御部６８の上部に配置されている。下部加熱モジュール７０は、一対の基板９０を加熱または冷却可能に構成されている。
【００４１】
下部トッププレート７２は、下部加熱モジュール７０の上面に配置されている。下部トッププレート７２は、基板９０よりも直径の大きい円板状に形成されている。下部トッププレート７２の上面は、積層された一対の基板９０を保持する。下部トッププレート７２は、昇降部６６によって往復移動される。
【００４２】
上部モジュール６４は、上部圧力制御部７４と、上部加熱モジュール７６と、上部トッププレート７８とを有する。上部加熱モジュール７６及び上部圧力制御部７４は、それぞれ下部加熱モジュール７０及び下部圧力制御部６８と略同様の構成である。上部トッププレート７８は、下部トッププレート７２と対向する位置に配置され、下部トッププレート７２との協働によって一対の基板９０を加圧する。
【００４３】
図７は、下部圧力制御部６８及び下部加熱モジュール７０の内部構造を示す断面図である。図７に示すように、下部圧力制御部６８は、中空加圧部１０２と、複数のロードセル１０４と、複数の支柱部１０６とを有する。
【００４４】
中空加圧部１０２は、ゴムシート等により構成される袋状に形成されている。中空加圧部１０２の内部には、空気、水、オイル等の流体が充填されている。中空加圧部１０２の内部の流体の量は、供給管１０８を介して供給または排出される流体により調整される。これにより、中空加圧部１０２の上面は、平面、周縁部または中心部が突出した面等に変化させて、面方向の圧力分布を制御する。
【００４５】
複数のロードセル１０４は、中空加圧部１０２の上面に設けられている。複数のロードセル１０４は、平面視において、下部トッププレート７２の中心または中心軸を挟み対称に配置することが好ましい。ロードセル１０４は、中空加圧部１０２と支柱部１０６との間に作用する圧力を検出する。
【００４６】
複数の支柱部１０６の上端は、後述するフレーム１１４に連結されている。複数の支柱部１０６の下端は、ロードセル１０４の上端部と連結されている。これにより、支柱部１０６は、中空加圧部１０２の上面の形状に対応して、フレーム１１４へと昇降部６６の圧力を伝達する。
【００４７】
下部加熱モジュール７０は、複数の熱反射板１１０と、遮熱板１１２と、フレーム１１４と、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０と、複数の冷却部１２２とを有する。
【００４８】
複数の熱反射板１１０は、板状であって、下部トッププレート７２の上面と略平行に配置されている。複数の熱反射板１１０には、支柱部１０６を貫通させる貫通穴が形成されている。熱反射板１１０は、アルミニウム等の金属板によって形成される。熱反射板１１０の下部トッププレート７２側の面には、下部トッププレート７２の目標加熱温度近傍の輻射線の波長を反射する多層膜が形成されている。下部トッププレート７２の目標加熱温度は、基板９０を接合する場合、例えば４００℃である。
【００４９】
遮熱板１１２は、板状であって、下部トッププレート７２の上面と略平行に配置されている。遮熱板１１２には、支柱部１０６を貫通させる貫通穴が形成されている。遮熱板１１２は、熱反射板１１０よりも上方であって、上下方向における支柱部１０６の中央部に配置されている。遮熱板１１２は、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０によって発生した熱の下方への伝達を遮断する。これにより、下部トッププレート７２を挟み基板９０と反対側の領域である、下部トッププレート７２の下方の領域は、遮熱板１１２の上方の高温領域１２４と、遮熱板１１２の下方の低温領域１２６とに分割される。低温領域１２６は、高温領域１２４よりも低温であって、高温領域１２４よりも下部トッププレート７２から離間している。
【００５０】
フレーム１１４は、平面視において、下部トッププレート７２と略同形状に形成されている。フレーム１１４は、複数の支柱部１０６の上端によって支持されている。
【００５１】
下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０は、フレーム１１４の上面に配置されている。下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０の上面には、下部トッププレート７２が載置されている。各下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０は、電熱ヒータ１２８を有する。下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０は、電熱ヒータ１２８の加熱より生じた熱を下部トッププレート７２へと伝達させる。
【００５２】
複数の冷却部１２２は、冷媒が流れる中空の管状に形成されている。冷却部１２２は、給排管１３０により供給または排出される冷媒によって、下部トッププレート７２に保持された基板９０を冷却する。冷媒の一例は、水である。
【００５３】
図８は、下部加熱モジュール７０の上面図である。図８に示すように、下部ヒートブロック１１６は、円形状に形成されている。下部ヒートブロック１１６の中心は、下部トッププレート７２の中心に合わせて配置されている。下部ヒートブロック１１８は、扇形状に形成されている。下部ヒートブロック１１８は、下部ヒートブロック１１６の外周側に配置されている。下部ヒートブロック１２０は、下部ヒートブロック１１８よりも半径の大きい扇形状に形成されている。下部ヒートブロック１２０は、下部ヒートブロック１２０の外周側に配置されている。下部ヒートブロック１１８、１２０の扇形の内周及び外周は、下部ヒートブロック１１６と同心の円弧に形成されている。それぞれの下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０は、間隔をあけて配置されている。これにより、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０が加熱により膨張しても、互いが接触することを防止できる。
【００５４】
複数の冷却部１２２は、複数の下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０の下面の近傍を通るように配置されている。これにより、冷却部１２２に冷媒が供給されることによって、冷却部１２２は、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０を介して、基板９０を冷却する。
【００５５】
図９は、冷却部１２２の概略の構成を示す側面図である。尚、下部トッププレート７２、冷却部１２２及び固定具１４４が、加熱された基板９０を冷却する冷却装置１００の構成の一例である。図９に示すように、冷却部１２２は、第１冷却管１３２及び第２冷却管１３４を有する。
【００５６】
第１冷却管１３２は、２つの冷却領域１４０と、液化領域１４２とを有する。冷却領域１４０は、液化領域１４２よりも基板９０に近接した位置に配置されている。冷却領域１４０は、固定具１４４を介して、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０のいずれかに固定されている。冷却領域１４０は、固定具１４４、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０及び下部トッププレート７２を介して、基板９０を冷却する。
【００５７】
液化領域１４２の一端は、一方の冷却領域１４０と連続するとともに、液化領域１４２の他端は、他方の冷却領域１４０と連続する。これにより、液化領域１４２は、２つの冷却領域１４０の間に配される。液化領域１４２は、下部トッププレート７２の法線方向において、冷却領域１４０よりも基板９０及び下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０から離間した位置に配されている。尚、液化領域１４２は、遮熱板１１２の下方の低温領域１２６まで伸ばすことが好ましい。更に、液化領域１４２は、熱反射板１１０の下方まで伸ばすことがより好ましい。
【００５８】
液化領域１４２は、冷却領域１４０よりも放熱性が高い。例えば、液化領域１４２を白色で塗布して、冷却領域１４０を黒色で塗布することにより、冷却領域１４０よりも液化領域１４２の放熱性を高めることができる。
【００５９】
第１冷却管１３２に液体の冷媒が供給されると、まず、一方の冷却領域１４０において、冷媒が、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０及び基板９０を冷却する。ここで、基板９０の温度は約４００℃程度まで上昇している。従って、液体の冷媒の一部は、気化熱を利用して、基板９０及び下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０から熱を吸収するので、Ｋｕｔａｔｅｌａｄｚｅ式に示すように、冷却効率が高い。この後、少なくとも冷媒の一部が気化した状態で、液化領域１４２へと流れる。尚、Ｋｕｔａｔｅｌａｄｚｅ式とは、「プール核沸騰の評価モデル」であり、沸騰（気化）時の熱伝達を算出するのに利用される。
【００６０】
ここで、液化領域１４２は、冷却領域１４０よりも放熱性が高く、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０から離間しているので、冷却領域１４０で気化された冷媒を冷却する。これにより、液化領域１４２は、冷却領域１４０で気化された冷媒を液化する。この後、液化された冷媒は、他方の冷却領域１４０へと流れて、再び、気化熱によって、基板９０及び下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０を冷却する。
【００６１】
第２冷却管１３４の両端は、第１冷却管１３２の両端部分と連結されている。従って、給排管１３０によって供給された冷媒の一部は、第１冷却管１３２に流れ、残りの冷媒は第２冷却管１３４に流れる。また、第２冷却管１３４を流れた冷媒は、第１冷却管１３２を流れた冷媒と合流して、給排管１３０から排出される。
【００６２】
第２冷却管１３４は、冷却領域１４６と、２つの液化領域１４８とを有する。冷却領域１４６は、固定具１４４を介して、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０のいずれかに固定されている。冷却領域１４６は、平面視において、第１冷却管１３２の２つの冷却領域１４０の間、即ち、液化領域１４２に対応する部分に配置されている。従って、第２冷却管１３４の冷却領域１４６は、第１冷却管１３２の冷却領域１４０と異なる領域であって、液化領域１４２に対応する基板９０の部分を冷却する。液化領域１４８は、下部トッププレート７２の法線方向において、冷却領域１４６よりも基板９０及び下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０から離間した位置に配されている。２つの液化領域１４８は、冷却領域１４６の両側に配されている。即ち、少なくとも一方の液化領域１４８は、冷却領域１４６の下流側に配される。２つの液化領域１４８は、第１冷却管１３２の冷却領域１４０の両側に配されている。尚、液化領域１４８は、遮熱板１１２の下方の低温領域１２６まで伸ばすことが好ましい。
【００６３】
図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。図１０は、第１冷却管１３２を固定する固定具１４４の図であるが、第２冷却管１３４を固定する固定具１４４も同様の構成である。
【００６４】
図１０に示すように、固定具１４４は、上固定部１５０と、下固定部１５２とを有する。上固定部１５０は、下部ヒートブロック１２０に固定されている。下固定部１５２は、冷却領域１４０を挟み、基板９０と反対側に配置されている。下固定部１５２は、冷却領域１４０を基板９０側へと押圧している。従って、下固定部１５２は、弾性部材等によって構成することが好ましい。
【００６５】
図１１は、冷却装置１００の制御系の構成を説明するブロック図である。冷却装置１００は、冷媒タンク１６０と、気体タンク１６２と、ポンプ１６４、１６６、１６８、１７０と、バルブ１７２、１７４、１７６、１７８と、冷媒冷却部１８０と、冷媒加熱部１８２と、冷却制御部１８４とを更に備える。尚、冷媒タンク１６０と、気体タンク１６２と、ポンプ１６４、１６６、１６８、１７０と、バルブ１７２、１７４、１７６、１７８と、冷媒冷却部１８０と、冷媒加熱部１８２と、冷却制御部１８４は、複数の冷却部１２２で兼用してもよい。
【００６６】
ポンプ１６４及びバルブ１７２は、一方の給排管１３０を介して、冷却部１２２の一端と冷媒タンク１６０とを連結する。ポンプ１６８及びバルブ１７６は、一方の給排管１３０を介して、冷却部１２２の一端と気体タンク１６２とを連結する。ポンプ１６６及びバルブ１７４は、他方の給排管１３０を介して、冷却部１２２の他端と冷媒タンク１６０とを連結する。ポンプ１７０及びバルブ１７８は、他方の給排管１３０を介して、冷却部１２２の他端と気体タンク１６２とを連結する。
【００６７】
冷却制御部１８４は、ポンプ１６４、１６６、１６８、１７０、バルブ１７２、１７４、１７６、１７８、冷媒冷却部１８０及び冷媒加熱部１８２を制御する。冷却制御部１８４は、制御部１８が兼ねてもよい。
【００６８】
冷却制御部１８４による冷却装置１００の複数の冷却処理について説明する。
【００６９】
第１の冷却処理を開始すると、冷却制御部１８４は、冷媒冷却部１８０により冷媒タンク１６０の冷媒を冷却しつつ、バルブ１７２、１７４を開けるとともに、ポンプ１６４を駆動させる。これにより、冷却制御部１８４は、冷媒タンク１６０に蓄えられている冷媒を、給排管１３０を介して、冷却部１２２に供給する。冷媒は、冷却部１２２の第１冷却管１３２及び第２冷却管１３４の内部を流れる。これにより、基板９０が、それぞれの冷却領域１４０、１４６を流れる液体の冷媒により冷却される。ここで、第１冷却管１３２の上流側の冷却領域を流れる冷媒は、基板９０の温度によって加熱されて気化されるが、その後、流れる液化領域１４２によって、気化された冷媒が液化される。この結果、液体の冷媒が、冷却領域１４０、１４６の略全域において、基板９０を気化熱により冷却するので、冷却中の基板９０の温度のばらつきを低減できる。尚、温度のばらつきは、面内の平均温度から±５℃以内が好ましい。基板９０を冷却した冷媒は、給排管１３０及びバルブ１７４を介して、冷媒タンク１６０に排出される。
【００７０】
別の第２の冷却処理では、冷却制御部１８４は、冷媒加熱部１８２によって、冷却部１２２に供給される前の冷媒タンク１６０の冷媒を加熱する。ここで、冷却制御部１８４は、基板９０の温度及び冷媒の沸点の両方よりも低い温度まで、冷媒を加熱する。即ち、冷却制御部１８４は、冷媒を液体の状態が維持できるように加熱する。この後、冷却制御部１８４は、バルブ１７２、１７４を開けるとともに、ポンプ１６４を駆動して、加熱された冷媒を冷却部１２２に供給して、冷媒の気化熱により基板９０を冷却する。この後、冷却制御部１８４は、基板９０の温度の低下とともに、冷媒の温度が基板９０の温度以下になるように、冷媒加熱部１８２の冷媒の加熱温度を低下させる。このように冷媒を加熱して、冷媒と基板９０との温度差を小さくしつつ、基板９０を冷却することにより、上流の冷媒と下流の冷媒との間の温度差を小さくすることができるので、冷却中の基板９０の温度のばらつきを低減できる。
【００７１】
別の第３の冷却処理では、冷却制御部１８４は、バルブ１７２、１７４を開けるとともに、ポンプ１６４を駆動させて、冷媒タンク１６０に蓄えられている冷媒を、冷却部１２２に供給する。一定時間経過後、冷却制御部１８４は、ポンプ１６４を停止するとともに、ポンプ１６６を駆動させる。一定時間の一例は、基板９０の冷却に要する時間の１／１０である。これにより、冷却部１２２に流れる冷媒の流れが反対方向になる。この後、冷却制御部１８４は、ポンプ１６４、１６６の駆動及び停止を一定時間ごとに交互に繰り返す。これにより、供給される冷媒の流れが一定時間ごとに交互に異なる２方向、即ち、反対方向となる。この結果、冷却部１２２の両端が略均等に冷却されるので、冷却中の基板９０の温度のばらつきを低減できる。
【００７２】
上述の第１から第３の冷却処理は適宜変更してよい。また、第１から第３の冷却処理は、適宜組み合わせてもよい。尚、第１から第３の冷却処理において、使用しない構成は適宜省略してよい。
【００７３】
例えば、上述の第３冷却処理において、冷却制御部１８４は、冷媒の供給を停止してから一定の時間経過後、冷媒の流れを反対方向に変えてもよい。換言すれば、冷却制御部１８４は、間欠的に冷媒を冷却部１２２に供給してもよい。また、冷却制御部１８４は、冷媒の流れを変更する間であって、冷媒の供給を停止している間、バルブ１７６、１７８を開けるとともに、ポンプ１６８またはポンプ１７０を駆動して、気体タンク１６２の気体を供給してもよい。
【００７４】
上述の各冷却処理において、冷却制御部１８４が、ポンプ１６６、１６８を同時に駆動して、気体を混合した冷媒を、冷却部１２２に供給するように構成してもよい。例えば、熱容量の小さい気体を液体の冷媒に多く混ぜることにより、ゆっくりと冷却できる。逆に、熱容量の小さい気体を液体の冷媒に少し混ぜる、または、混ぜないことにより、急速に冷却できる。この結果、冷却制御部１８４は、液体の冷媒に混合させる気体の量によって、冷却速度を制御できる。
【００７５】
第１の冷却処理において、冷却制御部１８４が、複数の温度センサによって、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０の複数個所の温度を検出して、冷媒の供給を制御してもよい。この場合、必要に応じて、複数の冷却部１２２のそれぞれに、ポンプ１６４、１６６、１６８、１７０と、バルブ１７２、１７４、１７６、１７８と、冷媒冷却部１８０と、冷媒加熱部１８２とが設けられる。
【００７６】
例えば、冷却制御部１８４は、温度が最も低い個所に供給される冷媒を、他の個所に供給される冷媒よりも冷媒加熱部１８２によって加熱して供給するようにしてもよい。また、別の冷却処理として、冷却制御部１８４は、温度が最も低い個所に供給されている冷媒の供給を一時的に停止して、他の個所との温度差が小さくなると、再度、当該個所の冷媒の供給を再開してもよい。更に別の冷却処理として、冷却制御部１８４は、温度が最も高い個所に供給される冷媒の流量を、他の個所に供給される冷媒の流量よりも上げるようにしてもよい。
【００７７】
また、冷却制御部１８４は、複数個所の温度の平均値に基づいて、冷媒の供給を制御してもよい。例えば、冷却制御部１８４は、温度の平均値よりも温度が高い個所に供給される冷媒の流量を多くしてもよい。また、冷却制御部１８４は、温度の平均値よりも温度が低い個所に供給される冷媒の供給を一時的に停止しつつ、温度の平均値よりも温度が高い個所に供給される冷媒の流量を増加させてもよい。
【００７８】
次に、上述した実施形態の一部を変更した実施形態について説明する。
【００７９】
図１２及び図１３は、一部を変更した固定具の縦断面図である。図１２及び図１３を参照して、第１冷却管１３２を固定する固定具について説明するが、第２冷却管１３４の固定具についても同様の構成である。
【００８０】
図１２に示すように、固定具２４４の一端には、第１冷却管１３２の外周に沿った開口部２４５が形成されている。この場合、第１冷却管１３２の側面が、固定具２４４によって両側から挟持される。これにより、第１冷却管１３２と固定具２４４との接触面積が増加して、熱の伝導率を向上させることができる。
【００８１】
図１３に示すように、第１冷却管１３２と一体化された固定具３４４によって、第１冷却管１３２を下部ヒートブロック１２０に固定してもよい。この場合、固定具３４４を構成する材料は適宜設定すればよい。例えば、固定具３４４を第１冷却管１３２と同じ材料によって構成してもよい。また、固定具３４４を、他の熱伝導性の高い材料を第１冷却管１３２と下部ヒートブロック１２０との間に介在させた金属材料等によって構成してもよい。
【００８２】
図１４及び図１５は、平面視における形状を変更した冷却部の平面図である。図１４及び図１５において、説明の便宜上、冷却部及び冷却部に関連する構成を実線で示す。
【００８３】
図１４に示すように、冷却装置４００は、冷却部４２２と、液化促進部４２５とを有する。冷却部４２２は、複数、例えば、１４本の径領域４２３を有する。径領域４２３は、下部トッププレート７２及び基板９０の径方向に沿って延びる。ここでいう、径方向に沿って延びるとは、完全に径方向に平行な方向のみならず、周方向と交差する方向を含む。
【００８４】
一の径領域４２３の外側の一端は、一の側で隣接する径領域４２３の外側の一端と連結されている。一の径領域４２３の内側の一端は、他の側で隣接する径領域４２３の内側の一端と連結されている。
【００８５】
径領域４２３のうち、平面視において、下部トッププレート７２と重なる領域が冷却領域４４０として機能する。一方、径領域４２３のうち、平面視において、下部トッププレート７２の外周よりも外側の領域は、液化領域４４２として機能する。液化領域４４２は、下部トッププレート７２の面方向において、冷却領域４４０よりも下部トッププレート７２から離間している。
【００８６】
液化促進部４２５は、下部トッププレート７２の外側に配置されるとともに、液化領域４４２を覆うように配置されている。液化促進部４２５は、中空状に形成されている。液化促進部４２５の内部には、冷却部４２２を流れる冷媒よりも沸点の低い液化用冷媒が供給される。これより、液化促進部４２５は、気化されて液化領域４４２は、液化領域４４２を流れる冷媒を冷却する。
【００８７】
冷却部４２２に冷媒が供給されると、それぞれの径領域４２３に順に冷媒が流れる。ここで、一の径領域４２３の冷媒の流れる向きは、両側で隣接する径領域４２３の冷媒の流れる向きと反対方向である。従って、一の径領域４２３を流れる冷媒は、隣接する径領域４２３を流れる冷媒と熱交換をするので、径方向における冷媒の温度のばらつきを低減できる。これにより、冷却中の基板９０の温度のばらつきを低減できる。
【００８８】
図１５に示すように、冷却装置５００は、渦巻き形状の一対の渦巻部５２３、５２５を含む冷却部５２２を備える。各渦巻部５２３、５２５には、周方向に沿って、冷却領域及び液化領域が交互に形成されている。渦巻部５２３の冷却領域は、周方向において、渦巻部５２５の冷却領域と異なる位置に配置されている。液化領域は、上下方向において、冷却領域よりも下部トッププレート７２から離間した位置に配置されている。渦巻部５２３の内端部と渦巻部５２５の内端部は、連結されている。この冷却装置５００では、一方の渦巻部５２３の外端部から冷媒を供給する。これにより、冷媒は、一方の渦巻部５２３の内端部まで流れたのち、他方の渦巻部５２５の内端部から外端部へと流れる。ここで、渦巻部５２３と渦巻部５２５は、下部トッププレート７２及び基板９０の径方向において、交互に配置されている。従って、径方向において、渦巻部５２３と隣接する渦巻部５２５は、互いに反対方向に冷媒が流れる。
【００８９】
図１６は、一部を変更した冷却部６２２を説明する断面図である。図１６に示すように、冷却部６２２では、第１冷却管６３２が２つに分割された冷却管部６３３、６３５を有する。冷却管部６３３、６３５に供給される流体及び流体の流れの向きは適宜設定してよい。例えば、一方の冷却管部６３３に基板９０を冷却する冷媒を流すとともに、他方の冷却管部６３５に気化された冷媒を液化する液化用冷媒を供給してもよい。また、一方の冷却管部６３３と他方の冷却管部６３５に基板９０を冷却する冷媒を、流れが反対向きになるように供給してもよい。
【００９０】
図１７は、一部を変更した冷却部７２２を説明する断面図である。図１７に示すように、冷却部７２２では、冷媒の流れる方向に交差する冷却部７２２の中空形状の断面において、水平方向の断面の長さが、上下方向の断面の長さよりも長い。水平方向とは、下部トッププレート７２の面方向であって、上下方向とは、下部トッププレート７２の法線方向のことである。これにより、冷却部７２２は、固定具１４４と面接触して、基板９０を冷却できる。尚、平面視における冷却部７２２の形状の一例は、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０の平面形状と同じである。また、冷却部７２２の形状は、支柱部１０６を避けるように形成される。この場合、平面状の冷却部７２２と、管状の冷却部とを形成して、隣接する平面状の冷却部７２２どうしを、複数の管状の冷却部によって互いに連結してもよい。これにより、一の冷却部７２２に複数の平面状の冷却部７２２から冷媒が供給されるので、面方向における冷媒の温度の均一化を実現することができる。また、管状の冷却部は、上下方向に延びる形状でもよい。管状の冷却部は、１本の給排管１３０とマニホールドを介して接続してもよい。また、平面状の冷却部７２２を加圧することにより、熱の伝達率を向上させてもよい。
【００９１】
図１８は、一部を変更した冷却部８２２を説明する断面図である。尚、図１８は、冷却部８２２の中心軸を含み鉛直方向に平行な面に平行な断面図である。冷却部８２２は、管状部材８２３と、複数の抵抗部材８２５とを有する。抵抗部材８２５は、管状部材８２３の液化領域８４２の内壁に設けられている。抵抗部材８２５は、冷媒の流れと交差する板状の部材である。これにより、抵抗部材８２５は、気化されて液化領域８４２を流れる冷媒の流れを妨げる。この結果、気化された冷媒が、液化領域８４２を流れる時間が長くなるので、液化されない冷媒の割り合いを低減できる。
【００９２】
図１９は、一部を変更した冷却部９２２の側面図である。図１９に示す冷却部９２２は、上部モジュール６４に設けられている。上部ヒートブロック９１６、９１８、９２０は、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０と同様の構成である。
【００９３】
図１９に示すように、冷却部９２２は、第１冷却管９３２と、第２冷却管９３４とを有する。第１冷却管９３２の一端と第２冷却管９３４の一端は連結されている。第１冷却管９３２の他端と第２冷却管９３４の他端は、連結されている。第１冷却管９３２及び第２冷却管９３４は、外部と接続されていない。これにより、冷却部９２２は、密封された空間を形成する。従って、第１冷却管９３２及び第２冷却管９３４の内部の冷媒は、閉じ込められる。第１冷却管９３２及び第２冷却管９３４は、固定具９４４によって上部ヒートブロック９１６、９１８、９２０に固定された冷却領域９４０、９４２と、冷却領域９４０、９４２よりも基板９０から上方に離間した液化領域９４６、９４８とを有する。
【００９４】
ここで、第１冷却管９３２及び第２冷却管９３４の冷却領域９４０、９４２の冷媒は、基板９０を冷却して、気化する。気化した冷媒は、液体の冷媒よりも密度が小さいので、上方の液化領域９４６、９４８へと流れる。気化された冷媒の量が増加して、気化された冷媒の密度が増加すると、冷媒が液化する。この液化された冷媒は、再び、冷却領域９４０、９４２に戻って、基板９０を冷却する。これにより、冷媒を供給するシステムを省略できるので、構成を簡略化できる。尚、液化領域９４６、９４８は、遮熱板１１２の低温領域１２６まで伸ばすか、または、収容室５５の外部まで伸ばすことが好ましい。
【００９５】
図２０は、一部を変更した冷却部１１２２の側面図である。冷却部１１２２は、冷却領域１１４０及び液化領域１１４２を有する複数の冷却管１１３２と、液化部材１１４５と、複数の補助冷却部材１１４７とを備える。
【００９６】
冷却管１１３２では、冷却領域１１４０及び液化領域１１４２の両方が、固定具１４４を介して、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０に固定されている。
【００９７】
液化部材１１４５は、液化領域１１４２の内部を通過する気体の熱を放熱して、当該気体の液化を促進する。液化部材１１４５は、例えば、熱伝導性の高い銅等の物質からなる。液化部材１１４５は、板状に形成されている。液化部材１１４５は、液化領域１１４２と接触して設けられている。液化部材１１４５は、複数の冷却管１１３２の液化領域１１４２を跨ぐように配置されている。
【００９８】
補助冷却部材１１４７は、液化部材１１４５を冷却する。補助冷却部材１１４７は、液化領域１１４２と反対側の液化部材１１４５の一面に接触して取り付けられている。補助冷却部材１１４７は、管状の部材である。補助冷却部材１１４７は、複数の液化部材１１４５にわたって配置されている。補助冷却部材１１４７には、冷却用の液体が流される。
【００９９】
これにより、冷却管１１３２の液化領域１１４２が、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０に近接していても、液化領域１１４２を流れる気体の熱を液化部材１１４５が吸収して、気体の液化を促進できる。更に、液化部材１１４５が、補助冷却部材１１４７によって冷却されるので、より気体の液化を促進できる。
【０１００】
図２１は、図９に示す冷却部１２２の一部を変更した冷却部１２２２の側面図である。図２１に示すように、冷却部１２２２は、液化部材１１４５と、補助冷却部材１１４７とを更に備える。液化部材１１４５は、第１冷却管１３２の液化領域１４２及び第２冷却管１３４の液化領域１４８のそれぞれに設けられている。尚、紙面表裏方向において、液化部材１１４５は、第１冷却管１３２の液化領域１４２と、第２冷却管１３４の液化領域１４８とを跨ぐように配置してもよい。補助冷却部材１１４７は、内部を流れる冷媒によって液化部材１１４５を冷却する。これにより、液化領域１４２及び液化領域１４８を流れる気体を液化できる確率を向上させることができる。この結果、液化領域１４２及び液化領域１４８を短くすることができるので、冷却領域１４０及び冷却領域１４６を長くして、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０の冷却効率を向上させることができる。
【０１０１】
図２２は、変更した冷却管１３３２を有する冷却部１３２２の側面図である。図２３は、図２２のＹ−Ｙ線に沿った縦断面図である。図２４は、冷却管１３３２の平面図である。本実施形態の冷却部１３２２は、上部モジュール６４に設けられる。図２２、図２３、図２４に示すように、冷却部１３２２は、冷却管１３３２と、液化部材１１４５と、補助冷却部材１１４７とを備える。
【０１０２】
冷却管１３３２は、上下方向に長い直方体形状に形成されている。冷却管１３３２は、中空状に形成されている。冷却管１３３２の内部に形成された流路の下側の一部に流れるように液体の冷媒が供給される。従って、流路の下側は、上部ヒートブロック９１６、９１８、９２０を冷却する冷却領域として機能する。また、流路の上部の空間は、上部ヒートブロック９１６、９１８、９２０の熱を吸収して気化された冷媒が流れる液化領域として機能する。図２４に示すように、各冷却管１３３２の一部は、平面視において、上部トッププレート７８の中心の周りに配置された半径の異なる円弧状に形成されている。隣接する冷却管１３３２には、互いの流れが反対側となるように冷媒が供給される。
【０１０３】
図２５は、図２４における冷却管１３３２の形状を変形した冷却管１４３２の平面図である。図２４に示すように、冷却管１４３２を無端の円形状に形成してもよい。この場合、冷却管１４３２は、密閉状態となる。尚、冷却管１４３２の形状以外の構成は、図２４と同様である。
【０１０４】
上述した各実施形態の構成の形状、配置、個数等は適宜変更してよい。また、上述した実施形態を組み合わせてもよい。
【０１０５】
例えば、冷却部の冷却領域及び液化領域の個数及び形状は適宜変更してよい。
【０１０６】
上述した実施形態では、加熱加圧装置５６に設けられた冷却装置を例に説明したが、冷却装置を冷却室に設けてもよい。
【０１０７】
液化促進部４２５を、例えば、図９に示す液化領域１４８に設けてもよい。
【０１０８】
上述した実施形態では、冷却部が固定具を介して、ヒートブロックの一面に設けられる例を示したが、冷却部はヒートブロック内に設けてもよく、トッププレートとヒートブロックとの間に設けてもよい。この場合、基板を加熱している間、冷却部に加熱された流体を供給して、加熱を補助してもよい。
【０１０９】
上述の実施形態では、第１冷却管１３２及び第２冷却管１３４に流体を流したが、支柱部１０６に流体を流してもよい。この場合、支柱部１０６は、例えば、下部ヒートブロック１１６、１１８、１２０及び上部ヒートブロック９１６、９１８、９２０の内部にて互いに連結することが好ましい。
【０１１０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１１１】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  基板貼り合わせ装置、      １２  環境チャンバ、      １４  大気環境部、      １６  真空環境部、      １８  制御部、      ２０  基板カセット、      ２２  基板ホルダラック、      ２４  ロボットアーム、      ２６  プリアライナ、      ２８  アライナ、      ３０  ロボットアーム、      ３４  枠体、      ３６  固定ステージ、      ３８  移動ステージ、      ４０  シャッタ、      ４２  シャッタ、      ４８  ロードロック室、      ５０  アクセスドア、      ５２  ゲートバルブ、      ５３  ロボットチャンバ、      ５４  ロボットアーム、      ５５  収容室、      ５６  加熱加圧装置、      ５７  ゲートバルブ、      ５８  ロボットアーム、      ６０  冷却室、      ６２  下部モジュール、      ６４  上部モジュール、      ６６  昇降部、      ６８  下部圧力制御部、      ７０  下部加熱モジュール、      ７２  下部トッププレート、      ７４  上部圧力制御部、      ７６  上部加熱モジュール、      ７８  上部トッププレート、      ９０  基板、      ９２  重ね合わせ基板、      ９４  基板ホルダ、      ９５  貼り合わせ基板、      ９６  積層半導体装置
【０１１３】
１００  冷却装置、      １０２  中空加圧部、      １０４  ロードセル、      １０６  支柱部、      １０８  供給管、      １１０  熱反射板、      １１２  遮熱板、      １１４  フレーム、      １１６  下部ヒートブロック、      １１８  下部ヒートブロック、      １２０  下部ヒートブロック、      １２２  冷却部、      １２４  高温領域、      １２６  低温領域、      １２８  電熱ヒータ、      １３０  給排管、      １３２  第１冷却管、      １３４  第２冷却管、      １４０  冷却領域、      １４２  液化領域、      １４４  固定具、      １４６  冷却領域、      １４８  液化領域、      １５０  上固定部、      １５２  下固定部、      １６０  冷媒タンク、      １６２  気体タンク、      １６４  ポンプ、      １６６  ポンプ、      １６８  ポンプ、      １７０  ポンプ、      １７２  バルブ、      １７４  バルブ、      １７６  バルブ、      １７８  バルブ、      １８０  冷媒冷却部、      １８２  冷媒加熱部、      １８４  冷却制御部、      ２４４  固定具、      ２４５  開口部、      ３４４  固定具、      ４００  冷却装置、      ４２２  冷却部、      ４２３  径領域、      ４２５  液化促進部、      ４４０  冷却領域、      ４４２  液化領域
【０１１４】
５００  冷却装置、      ５２２  冷却部、      ５２３  渦巻部、      ５２５  渦巻部、      ６２２  冷却部、      ６３２  第１冷却管、      ６３３  冷却管部、      ６３５  冷却管部、      ７２２  冷却部、      ８２２  冷却部、      ８２３  管状部材、      ８２５  抵抗部材、      ８４２  液化領域、      ９１６  上部ヒートブロック、      ９１８  上部ヒートブロック、      ９２０  上部ヒートブロック、      ９２２  冷却部、      ９３２  第１冷却管、      ９３４  第２冷却管、      ９４０  冷却領域、      ９４２  冷却領域、      ９４４  固定具、      ９４６  液化領域、      ９４８  液化領域、      １１２２  冷却部、      １１３２  冷却管、      １１４０  冷却領域、      １１４２  液化領域、      １１４５  液化部材、      １１４７  補助冷却部材、      １２２２  冷却部、      １３２２  冷却部、      １３３２  冷却管、      １４３２  冷却管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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