JP2002022227A - クリーンルーム設備 - Google Patents

クリーンルーム設備

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JP2002022227A
JP2002022227A JP2000201972A JP2000201972A JP2002022227A JP 2002022227 A JP2002022227 A JP 2002022227A JP 2000201972 A JP2000201972 A JP 2000201972A JP 2000201972 A JP2000201972 A JP 2000201972A JP 2002022227 A JP2002022227 A JP 2002022227A
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Japan
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clean
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area
chamber
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Application number
JP2000201972A
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English (en)
Inventor
Koji Kato
浩二 加藤
Matsuo Kamiya
松雄 神谷
Teruo Minami
輝雄 南
Junta Hirata
順太 平田
Keiji Suzuki
啓次 鈴木
Yoshiaki Kobayashi
義明 小林
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Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーンルームの清浄度を確実に保持した空
調を行うことができるクリーンルーム設備を提供する。 【解決手段】 クリーンルーム20内が、清浄空気が供
給されるベイ28と、当該ベイ28より高い清浄度に保
持される予備室36と、ベイ28より低い清浄度に保持
されるメンテナンスエリア40と、に区画される。各領
域の圧力が清浄度の高い順に高くしてある。前記予備室
36に空気排出口110を設け、当該空気排出口110
に風向制御手段100を設けてメンテナンスエリア40
への排出を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、保持すべき清浄度
の異なる複数のエリアを有したクリーンルーム設備に係
り、特に半導体ウエハの処理を行うクリーンルーム設備
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体ウエハの処理を行う際に
は、処理工程時に塵埃等が半導体ウエハに付着すること
を防止するため、高い清浄度を保持したクリーンルーム
を形成する必要がある。図5は従来におけるクリーンル
ーム設備を示す断面図である。図5に示したようにクリ
ーンルーム1には、空気の供給源である空調機2が接続
されており、当該空調機2から天井チャンバ3に温調さ
れた空気4が供給される。前記空気4は天井チャンバ3
下方のファンフィルタユニット7を介して清浄化され、
清浄空気15としてベイ5に供給される。前記ベイ5内
には、半導体ウエハを密閉する気密性の高い収納容器
や、当該収納容器を搬送する搬送手段を設けてベイ5内
で半導体ウエハが空気にさらされないようにしている。
【0003】前記ベイ5に隣接する領域は、メンテナン
スエリア6となっている。前記メンテナンスエリア6は
前記ベイ5との仕切り壁5bをアイリッドにて形成し、
前記仕切り壁5bを介して前記メンテナンスエリア6に
ベイ5内の清浄空気15を供給できるようにしている。
前記メンテナンスエリア6のベイ5側には、半導体ウエ
ハの処理を行うための処理装置16が設けられている。
【0004】一方、前記ベイ5内には、半導体ウエハを
導入するための予備室8が処理装置16に隣接するよう
に設けてある。前記予備室8は、半導体ウエハを収納容
器から取出して、処理装置16に半導体ウエハを移動さ
せるためのものである。予備室8内においては半導体ウ
エハが空気に晒されるため、塵埃が除去された高清浄空
気17を導入する必要がある。このため、予備室8上部
にはファンフィルタユニット9が設けてあり、当該ファ
ンフィルタユニット9を介してベイ5内の清浄空気15
がさらに清浄化され、高清浄空気17として予備室8内
に供給される。そして、前記予備室8は下端部を開口さ
せてあり、この開口部から予備室8内の高清浄空気17
を排出させる。
【0005】クリーンルーム1内を区画する床板10
は、開口部11を有するグレーチング床となっている。
前記ベイ5内の清浄空気15や前記予備室8内の高清浄
空気17は、前記床板10の開口部11から床下部12
内に流入して当該床下部12の空調を行う。床板部12
を空調した処理済空気18の一部は循環経路14や空調
機2への供給経路を介して天井チャンバ3に導入され、
再度クリーンルーム1内の空調を行う。処理済空気18
の残りの一部は、クリーンルーム1外部に排気される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のクリーンルーム設備には以下のような問題があった。
上記したように、床板10は開口部11を有したグレー
チング床となっている。このため、ベイ5内やメンテナ
ンスエリア6内の清浄空気15や予備室8の高清浄空気
17が、床板10の開口部11から直ちに床下部12に
供給される。床下部12においてはそれほど清浄な空気
で空調を行う必要はないにもかかわらず、清浄空気15
や高清浄空気17といった高い清浄度の空気で床下部1
2の空調を行っていたため、無駄な空調となってしま
う。
【0007】また、前記床下部12には、例えば処理装
置16内の空気を排気するための真空ポンプ等の補機類
13が配置してある。前記補機類13は処理済空気18
に対して熱負荷として作用するため、床下部12に流入
して熱負荷を受けた処理済空気18を、再度温調等をし
て清浄化するためには、多量のエネルギー、コストが必
要となるという問題があった。
【0008】そこで、床板を開口部のないべた床10b
にて形成するとともに、前記床下部12の空調を床上部
と別系統で行うことが考えられる。このようにすると、
エネルギーやコストの負担を大幅に低減することができ
る。しかし、このようにすることで、以下のような問題
が発生する。この問題について図6から図8を用いて説
明する。
【0009】上記したように、従来における予備室8は
下端部が開口しており、当該開口部から予備室8内の処
理済空気18を排出させていた。このため、床板を開口
部のないべた床10bにて形成すると、処理済空気18
がメンテナンスエリア6側のみならず、ベイ5側にも排
出される。床板10bには塵埃等が付着している場合も
あるため、ベイ5側に排出した処理済空気18がベイ5
内に塵埃を巻き上げて清浄度を乱すおそれがあった。
【0010】また、前記予備室8がベイ5内に複数設け
られている場合、それぞれの予備室8の下部から排出さ
れた処理済空気18が互いにぶつかり、図6及び図7、
図8に示したように衝突発生部19を生じる。このとき
に、床板10bに付着した微粒子等を巻あげたり、ベイ
5内の清浄空気15と塵埃等を含んだ処理済空気18と
が混合する。これにより、ベイ5内やメンテナンスエリ
ア6の清浄度が乱されるという問題が生じた。
【0011】本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、
低清浄領域から高清浄領域への空気を防止して高清浄領
域の清浄度を確実に保持することができることを目的と
している。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のクリーンルーム設備においては、クリーン
ルーム内が、清浄空気が供給される清浄領域と、当該清
浄領域より高い清浄度に保持される高清浄領域と、清浄
領域より低い清浄度に保持される低清浄領域とに区画さ
れ、前記高清浄領域に空気排出口を設け、当該空気排出
口に風向制御手段を設けて前記高清浄領域内の空気を低
清浄領域側に排出可能とした構成とした。このように前
記高清浄領域内の空気を低清浄領域側に排出可能とした
ため、それぞれの高清浄領域から排出した空気同士が衝
突するおそれがない。このため、高清浄領域から低清浄
領域へ空気を排出する際に、排出した空気同士が衝突す
ることによる低清浄領域から高清浄領域への逆流を防止
することができる。このため、高清浄領域に低清浄領域
の空気を巻き込むおそれがなく安定した清浄度の確保を
図ることができる。このとき、各領域の圧力が清浄度の
高い順に高くすることが好ましい。本発明は、床材が開
口部を有さないべた床の場合に特に好適に用いることが
できるが、この場合に限られないことはもちろんであ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に係る実施形態を図面に従
って詳細に説明する。図4は本実施形態におけるクリー
ンルーム設備1000の断面図である。本実施形態にお
いては、半導体ウエハの処理を行うクリーンルーム設備
1000について説明する。
【0014】クリーンルーム20は、床板22により床
上部24と床下部26とに区画される。床上部24に
は、中央側に清浄領域であるベイ28が形成してある。
ベイ28内の端側には、半導体ウエハが空気にさらされ
る高清浄領域である予備室36が設けてある。また、ベ
イ28の両隣には低清浄領域であるメンテナンスエリア
40が形成してある。そして、床下部26はメンテナン
スエリア40より低い清浄度の床下領域となる。床下部
26内には、図示しない真空ポンプ等の補機類が配置し
てある。このようにクリーンルーム20は、保持すべき
清浄度の異なる複数のエリアを有している。これらのエ
リアの保持すべき清浄度は、予備室36、ベイ28、メ
ンテナンスエリア40、床下部26の順番となってい
る。なお、ベイ28及びメンテナンスエリア40の上部
には天井チャンバ46が形成してある。天井チャンバ4
6には、供給経路57を介して空調機50に接続してあ
り、当該空調機50から前記天井チャンバ46内に空調
空気52を供給することができる。
【0015】ベイ28の上部には、ファンフィルタユニ
ット34が設けてある。ファンフィルタユニット34
は、ベイ28内に空気を送り込むためのファン34a
や、微粒子を捕集するHEPAフィルタ34bなどを内
蔵している。天井チャンバ36内の空調空気52は前記
ファン34aにより吸引される。またベイ28内部に供
給される際にHEPAフィルタ34bにより塵等の微粒
子が除去されて清浄空気72となる。このようにして、
高い清浄度の清浄空気72をベイ28内に供給すること
ができる。
【0016】ベイ28内には、半導体ウエハを保持する
ための気密性の高いウエハ保持カセット30や、当該ウ
エハ保持カセット30を搬送するための搬送手段32な
どが設けてある。このような密閉容器にて半導体ウエハ
を密閉保持させることで、半導体ウエハがベイ28内で
直接空気に触れることを防止することができる。
【0017】また、ベイ28内の両端部側には、上記し
たように予備室36が設けてある。ベイ28内には、予
備室36に当接するようオープナ31が配置してあり、
当該オープナ31の上に、前記ウエハ保持カセット30
を導入することができる。また、前記予備室36内に
は、移載機33が設けてあり、当該移載機33により前
記オープナ31から半導体ウエハを取出す。そして、前
記予備室36上部には、前記ファンフィルタユニット3
6と同様の構造をもつファンフィルタユニット38が設
けてある。前記ファンフィルタユニット38を介するこ
とで、前記予備室36内に導入される高清浄空気74
は、JISクラス3程度の高い清浄度とすることができ
る。このため、予備室36内の半導体ウエハに塵埃が付
着するおそれがない。また、前記予備室36はキャスタ
を有しており、当該キャスタにて移動可能に形成してい
る。
【0018】また、前記ベイ28の床板22は、開口部
を有さないべた床形状としている。このため、ベイ28
内の清浄空気72や予備室36内の高清浄空気74が直
ちに床下部24に流入することがなく、ベイ28や予備
室36内の空調処理を十分に行わせることができる。
【0019】前記ベイ28の両側には、メンテナンスエ
リア40が設けてある。前記メンテナンスエリア40に
は、半導体ウエハの製造処理を行うための処理装置42
が設けてある。前記処理装置42は前記予備室36と密
接するように配置してあり、前記予備室36にて取出さ
れた半導体ウエハを前記移載機33に導入することがで
きる。このように導入された半導体ウエハが処理装置4
2内にて処理されるのである。
【0020】本実施形態における予備室36の両側面の
下方に対向するように設けた排出口110に、図1
(a)に示すように風向制御手段100を有している。
前記風向制御手段100は、排出口110に回動可能に
設けた複数の回動ロッド130と、当該回動ロッド13
0に一体的に設けた平板形状のガイドプレート120と
で形成してある。前記ガイドプレート120は回動ロッ
ド130を中心にして手動または自動的に回転させるこ
とで、前記排出口110内に連結され、排出口110か
ら排出される処理済空気76の排出方向を、図1(b)
に示すように、処理装置42の両側壁に沿うように制御
することができる。また、前記予備室36の下部には底
板37を設けている。これにより、前記予備室36内の
空気は、底部からの流出が防止され、排出口110から
所定方向に排出することができる。このようにしたた
め、予備室36内を空調した処理済空気76を低清浄領
域であるメンテナンスエリア40側に確実に排出するこ
とができる。従って、清浄領域であるベイ28内の清浄
度を確保することができる。また、前記処理済空気76
を処理装置44の両側壁に沿うように排出しているた
め、ベイ28内に複数の予備室36を有した場合でも、
処理済空気76の衝突箇所が発生しない。このため、衝
突による処理済空気76の予備室36内への逆流を防止
することができ、高清浄領域である予備室36内の清浄
度を確保することができる。また、ベイ28内で処理済
空気76が衝突して、ベイ28内の塵埃を巻き上げるこ
とがないため、ベイ28内の清浄度を安定して保持させ
ることができる。前記風向制御手段100は、それぞれ
のガイドプレート120全体を一体的に動かせるように
形成してもよく、それぞれのガイドプレート120を独
立に動かせるように形成してもよい。
【0021】前記メンテナンスエリア40とベイ28と
は、仕切り壁44にて仕切られている。前記仕切り壁4
4は前記予備室36天井部との間に間隙を有したアイリ
ッドとなっており、この間隙を介して前記ベイ28内の
清浄空気72が前記メンテナンスエリア40内に流入で
きるようになっている。
【0022】前記メンテナンスエリア40と前記天井チ
ャンバ46とは、仕切りを有さず一体的に形成してい
る。このため前記メンテナンスエリア40の空調を行っ
た処理済空気76の一部は、メンテナンスエリア40の
上方に循環して、天井チャンバ46に供給され、前記フ
ァンフィルタユニット34を介して再び清浄空気72と
してベイ28に供給することができるようにしている。
【0023】また、メンテナンスエリア40の床板22
には排気口59が設けてあり、当該排気口59からメン
テナンスエリア40を空調した処理済空気76を床下部
26に流入させることができるようにしている。前記処
理済空気76は、床下部26内の図示しない補機類等の
冷却や一般空調を行う。
【0024】床下部26には外部に接続された排気経路
62が設けてある。この排気経路62により床下部26
を空調した処理済空気76を排出することができる。ま
た、排気経路62には風量調整器64が設けてあり、当
該風量調整器64により排気量を調整できるようにして
いる。このように床下部26を空調した処理済空気76
を循環させずに外部に放出させるため、従来に比してエ
ネルギーやコストを低減することができる。
【0025】一方、前記メンテナンスエリア40内の床
板22上には、吸込口56が配置してある。前記吸込口
56は、床下部26に設けた循環経路58に接続してあ
る。前記循環経路58は、空調機50に接続した導入経
路51に合流して、循環空気78を再度空調機50に導
入することができるようにしている。前記循環経路58
には風量調整器60が設けてあり、当該風量調整器60
により循環空気78の流量を調整できるようにしてい
る。
【0026】このように形成したクリーンルーム設備の
空調作用について説明する。本実施形態においては、空
調空気52の供給手段として空調機50が設けてある。
前記空調機50は導入経路51を介して外気取入れ口5
4に接続してあり、外気を取り入れることができるよう
にしてある。そして、前記空調機50は、導入経路51
中の空気の温度や湿度を調整するとともに当該空気中の
塵埃の除去を行い、供給経路57を介して天井チャンバ
46内に空調空気52として供給する。
【0027】前記天井チャンバ46内に流入した空調空
気52は、ファンフィルタユニット34により清浄化さ
れてベイ28内に清浄空気72として流入する。本実施
形態においては、ベイ28内の清浄空気72の清浄度が
JISクラス6程度となるようにファンフィルタユニッ
ト34を調整している。
【0028】ベイ28内の清浄空気72の一部は予備室
36上部に設けたファンフィルタユニット38により、
予備室36内に高清浄空気74として流入する。本実施
形態においては、前記予備室36内の清浄度をJISク
ラス3程度の高清浄度に保持させて、半導体ウエハを微
粒子等の汚染から防ぐことができるようにしている。ま
た、前記予備室36内にはファンフィルタユニット38
によりベイ28内の清浄空気74を強制的に送り込んで
いるため、予備室36内の圧力をベイ28内の圧力より
も高く保持することができる。また、ベイ28や予備室
36の床板22は開口部を有さないべた床にて形成して
いるため、清浄空気72や高清浄空気74の床下部26
への流入を遮断することができる。このようにしたた
め、ベイ28や予備室36内の空調処理を十分に行わせ
ることができる。
【0029】また、前記ベイ28内の清浄空気72の一
部は、アイリッドである仕切り壁44を介してメンテナ
ンスエリア40に流入する。このように、ベイ28内の
清浄空気72を用いてメンテナンスエリア40の空調を
行わせているため、設置するファンフィルタユニット3
4の数を低減でき、コストやエネルギーを節約すること
ができる。本実施形態においては、前記ベイ28内の圧
力を前記メンテナンスエリア40に対して0.2〜10
Pa高くしている。これにより前記ベイ28内から前記
メンテナンスエリア40に清浄空気72が供給されるよ
うにしている。
【0030】本実施形態においては、上記したように前
記予備室36に風向制御手段100を設けている。この
ため、前記予備室36から排出される処理済空気76の
向きを制御することができる。本実施形態においては、
図1(b)に示したように、前記処理済空気76の向き
を処理装置42の両側壁に沿うように前記風向制御手段
100により制御させている。これにより、予備室36
内を空調した処理済空気76をメンテナンスエリア40
側に確実に排出することができる。また、処理済空気7
6の衝突が発生せず、衝突による処理済空気76の予備
室36内への逆流を防止することができ、高清浄領域で
ある予備室36内の清浄度を確保することができる。
【0031】また、前記ベイ28内に複数の予備室36
を有していた場合、図2に示すように互いの予備室36
から排出される処理済空気76が、メンテナンスエリア
40側で合流して、前記処理装置42の側壁に沿うよう
に、前記風向制御手段100にて制御させてもよい。こ
のようにしても、処理済空気76が衝突してベイ28内
や予備室36内に逆流することを防止できる。
【0032】前記メンテナンスエリア40の空調を行っ
た空気及び処理装置42から排出される処理済空気76
の一部は、床板22に設けた排気口59から床下部26
に流入する。このような処理済空気76にて床下部26
の空調を行わせることで、必要十分の空調を行わせるこ
とができ、従来のような無駄な空調を行うことがない。
また、床下部26を空調した処理済空気76は、排気経
路62を介して外部に排出される。このため、図示しな
い補機類により熱負荷を受けた処理済空気76を再度空
調処理する必要がない。このため、大幅なエネルギーや
コストの節約を行うことができる。
【0033】一方、前記メンテナンスエリア40内の処
理済空気76の一部は、前記吸込口56を通過して再度
湿度や温度の調整がされ、また塵埃等が除去されて循環
空気78とすることができる。循環空気78の一部は、
前記吸込口56により床下部26に配した循環経路58
内に吸引されて、空調機50への導入経路51内の空気
と合流して、前記空調機50に再度供給することができ
る。
【0034】また、図3に本発明の他の実施形態におけ
る処理済空気76の風向制御手段200を示す。前記風
向制御手段200は、予備室36の下部に設けた排出口
210を囲繞するように案内ダクト220を設けて形成
している。前記案内ダクト220は処理装置42側の端
部が開口されており、図3(b)に示したように断面L
字形状に取付けられている。これにより、処理済空気7
6は、処理装置42の壁面に沿ってメンテナンスエリア
40側に案内される。このようにしたため、それぞれの
予備室38から排出される処理済空気76が衝突するこ
となく、メンテナンスエリア40側に案内することがで
きる。
【0035】なお、実施形態においては、風向制御手段
を予備室36の下部側面に配置したが、処理装置42に
支障がなければ、処理装置42の正面下部に排気口11
0を配置してもよい。また、処理装置42用のキャスタ
ーが使用できる場合や処理装置42を嵩上げできる場合
にも、同様に排気口110を処理装置42側に設置して
もよい。
【0036】また、実施形態においては、床板22が開
口部を有さないべた床の場合について説明したが、この
場合に限られないことはもちろんである。また、実施形
態においては、半導体ウエハを処理するクリーンルーム
に適用する空調システムとして説明したが、これ以外の
場合に適用できることはもちろんである。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
リーンルーム内が、清浄空気が供給される清浄領域と、
当該清浄領域より高い清浄度に保持される高清浄領域
と、清浄領域より低い清浄度に保持される低清浄領域と
に区画され、前記高清浄領域に空気排出口を設け、当該
空気排出口に風向制御手段を設けて前記高清浄領域内の
空気を低清浄領域側に排出可能としたため、高清浄領域
の空気が低清浄領域側に円滑に排出され、上記した衝突
部の発生が生じるおそれがなく、高清浄領域から低清浄
領域へ空気を排出する際に、低清浄領域から高清浄領域
への逆流を防止することができ、安定した清浄度の確保
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における予備室の風向制御手
段を示す説明図である。
【図2】本発明の実施形態における予備室の処理済空気
の排出経路を示す説明図である。
【図3】本発明の他の実施形態における予備室の風向制
御手段を示す説明図である。
【図4】本発明の実施形態におけるクリーンルーム設備
を示す断面図である。
【図5】従来におけるクリーンルーム設備を示す断面図
である。
【図6】従来における予備室の排気経路を示す断面図で
ある。
【図7】従来における予備室の排気における問題点を示
す説明図である。
【図8】従来における予備室の排気における問題点を示
す説明図である。
【符号の説明】
1………クリーンルーム設備、2………空調機、3……
…天井チャンバ、4………空気、5………ベイ、6……
…メンテナンスエリア、7………ファンフィルタユニッ
ト、8………予備室、9………ファンフィルタユニッ
ト、10………床板、11………開口部、12………床
下部、13………補機類、14………循環経路、15…
……清浄空気、16………処理装置、17………高清浄
空気、18………処理済空気、19………衝突箇所、2
0………クリーンルーム、22………床板、24………
床上部、26………床下部、28………ベイ、30……
…ウエハ保持カセット、31………オープナ、32……
…搬送手段、33………移載機、34………ファンフィ
ルタユニット、36………予備室、37………底板、3
8………ファンフィルタユニット、40………メンテナ
ンスエリア、42………処理装置、44………仕切り
壁、46………天井チャンバ、50………空調機、51
………導入空気、52………空調空気、54………外気
取入れ口、56………吸込口、57………供給経路、5
8………循環経路、59………排気口、60………風量
調整器、62………排気経路、64………風量調整器、
72………清浄空気、74………高清浄空気、76……
…処理済空気、78………循環空気、100………風向
制御手段、110………排出口、120………ガイドプ
レート、200………風向制御手段、210………排出
口、220………案内ダクト、1000………クリーン
ルーム設備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 松雄 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 南 輝雄 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 平田 順太 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 鈴木 啓次 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 小林 義明 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 Fターム(参考) 3L058 BD00 BE02 BF01 BF03 BG01

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クリーンルーム内が、清浄空気が供給さ
    れる清浄領域と、当該清浄領域より高い清浄度に保持さ
    れる高清浄領域と、清浄領域より低い清浄度に保持され
    る低清浄領域とに区画され、 前記高清浄領域に空気排出口を設け、当該空気排出口に
    風向制御手段を設けて前記高清浄領域内の空気を低清浄
    領域側に排出可能としたことを特徴とするクリーンルー
    ム設備。
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