JP2007085721A - クリーンユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】クリーンルームを用いることなく、クリーンな環境を容易に得ることができるクリーンユニットを提供する。
【解決手段】アクティブな防塵フィルター２５６を用いて作業室２５１をクリーンな環境に維持するクリーンユニットにおいて、防塵フィルター２５６の粉塵捕集効率をγとするとき、作業室２５１の清浄度が１／γで支配されるようにする。防塵フィルター２５６はＨＥＰＡフィルターまたはＵＬＰＡフィルターであり、作業室２５１から流出する気体の全てが防塵フィルター２５６の入り口に入るように構成する。
【選択図】図１７
【解決手段】アクティブな防塵フィルター２５６を用いて作業室２５１をクリーンな環境に維持するクリーンユニットにおいて、防塵フィルター２５６の粉塵捕集効率をγとするとき、作業室２５１の清浄度が１／γで支配されるようにする。防塵フィルター２５６はＨＥＰＡフィルターまたはＵＬＰＡフィルターであり、作業室２５１から流出する気体の全てが防塵フィルター２５６の入り口に入るように構成する。
【選択図】図１７
Description
この発明は、クリーンユニットに関する。
従来の機能素子は、半導体集積回路に代表されるように、微細加工に基づくトップダウンのアプローチで製造されたものが主流である。そして、特に半導体素子に関しては、バーディーン（Bardeen)らによるトランジスタの発明や、ノイス（Noyce)らによる半導体集積回路の発明を経て現在、このトップダウンのアプローチに基づく巨大な半導体エレクトロニクス産業が興っている。
一方、トップダウンのアプローチは様々な点で限界が見え始めているため、この限界を打破する手法として、自己組織化などによるボトムアップのアプローチが近年注目され、盛んに研究されている。
一方、トップダウンのアプローチは様々な点で限界が見え始めているため、この限界を打破する手法として、自己組織化などによるボトムアップのアプローチが近年注目され、盛んに研究されている。
なお、細胞系も神経系も各場所において自律分散的に時間とともに連続的に拡大・成長することが報告されており（R.R.Llinas, The Biology of the Brain, p.94, W.H.Freeman & Company, NY,1989）、これはボトムアップの範疇に属する。
また、ボトムアップでは、自律分散局所性により各部が局所ルールに従って勝手に構造形成していくが、この構造形成には四つのタイプ（一定、周期的［入れ子的］、機能構造的、ランダム）があることが、セルラーオートマトンを使って示されている（S.Wolfram, A New Kind of Science, pp.51-81, Wolfram Media Inc., IL, USA, 2002 ）。
R.R.Llinas, The Biology of the Brain, p.94, W.H.Freeman & Company, NY,1989 S.Wolfram, A New Kind of Science, pp.51-81, Wolfram Media Inc., IL, USA, 2002
R.R.Llinas, The Biology of the Brain, p.94, W.H.Freeman & Company, NY,1989 S.Wolfram, A New Kind of Science, pp.51-81, Wolfram Media Inc., IL, USA, 2002
上述のトップダウン系とボトムアップ系とを統合することができれば、両者の利点を最大限活かすことができ、従来にない新たな機能素子の実現が可能になると考えられるが、本発明者の知る限り、これまで、そのための有効な具体的手法は何ら提案されていなかった。
この発明が解決しようとする課題は、従来のように大掛かりで小回りが効かず、巨大な設備投資や固定資産負担が必要な巨大なクリーンルームを用いることなく、クリーンな環境を容易に得ることができ、また、一直線状にしか連結できない従来のクリーンユニットの持つ空間利用効率の悪さを解決し、トータルのパフォーマンスを投資的にも作業効率的にも部屋の面積有効利用的にも最大化することができ、目的に応じたトータルな一連のプロセスフローに対応してプロセスを高いフレキシビリティーを持って低コストで簡便に実行することができ、上記の各種の機能素子の製造に用いて好適なクリーンユニットシステムおよびこれに用いて好適なクリーンユニットを提供することである。
上記課題およびその他の課題は、添付図面を参照した本明細書の以下の記述により明らかとなるであろう。
この発明が解決しようとする課題は、従来のように大掛かりで小回りが効かず、巨大な設備投資や固定資産負担が必要な巨大なクリーンルームを用いることなく、クリーンな環境を容易に得ることができ、また、一直線状にしか連結できない従来のクリーンユニットの持つ空間利用効率の悪さを解決し、トータルのパフォーマンスを投資的にも作業効率的にも部屋の面積有効利用的にも最大化することができ、目的に応じたトータルな一連のプロセスフローに対応してプロセスを高いフレキシビリティーを持って低コストで簡便に実行することができ、上記の各種の機能素子の製造に用いて好適なクリーンユニットシステムおよびこれに用いて好適なクリーンユニットを提供することである。
上記課題およびその他の課題は、添付図面を参照した本明細書の以下の記述により明らかとなるであろう。
本発明者は、従来技術が有する上記の課題を解決すべく、鋭意考察を行った。以下にその概要について説明する。
周知のように、トップダウンのアプローチによる半導体デバイスの製造においては、フォトリソグラフィーを用いた２次元のパターニングが多用される。図１Ａに半導体デバイスの一例としてＭＯＳＬＳＩ（例えば、メモリ）を示す。図１Ａに示すように、２次元のパターニングは通常、ＵＶ（紫外線）、ＥＵＶ（極紫外線）フォトリソグラフィーや、電子線リソグラフィーを用いて、半導体基板において空間的に横方向の情報の交換を行うことなく、各時点で一気に（一括露光、現像、エッチングなど各要素プロセスが行われる時刻、時刻において瞬間的につまり、時間軸上の一点一点で）行われている。すなわち、２次元のパターニングの大きな特徴は時間が非連続、散発的（sporadic）に織り込まれていることである。
周知のように、トップダウンのアプローチによる半導体デバイスの製造においては、フォトリソグラフィーを用いた２次元のパターニングが多用される。図１Ａに半導体デバイスの一例としてＭＯＳＬＳＩ（例えば、メモリ）を示す。図１Ａに示すように、２次元のパターニングは通常、ＵＶ（紫外線）、ＥＵＶ（極紫外線）フォトリソグラフィーや、電子線リソグラフィーを用いて、半導体基板において空間的に横方向の情報の交換を行うことなく、各時点で一気に（一括露光、現像、エッチングなど各要素プロセスが行われる時刻、時刻において瞬間的につまり、時間軸上の一点一点で）行われている。すなわち、２次元のパターニングの大きな特徴は時間が非連続、散発的（sporadic）に織り込まれていることである。
２次元のパターニングでは、フォトレジストに対する、フォトマスクを使った一括露光により構造が決まるので、構造形成においては構造間の横方向の情報の交換はない。すなわち、因果律は主に、面内ではなく面と垂直方向の相互作用の中に存在する（out-of-plane causality) 。２次元のパターニングでは、図１Ｂに示すように、大局的ルールの存在のもと、ブロック構造をとり、また各ブロック毎にある特別な方位が存在するため、空間構造は一般に、微視的にも巨視的にも非等方的になる。言い換えれば、構造は外在的要因から決まっており、回路設計図の実空間表現にすぎないと言える。また、基板上の構造の変化量は、時間に対してδ関数状のパルス列となる。
このように、トップダウン系は、いわば非連続的に時間が投影された非等方的な（方向性のある) 構造である。今、系が時間連続投影性あるいは空間等方性を有するときそれぞれ↑と記し、時間非連続投影性あるいは空間非等方性を有するときそれぞれ↓と記し、例えば、系が時間連続投影性と空間等方性とを有するとき、（時間投影性、空間方位性）＝（↑、↑）のように記すことにすると、トップダウン系は時間非連続投影性と空間非等方性とを有するため、（時間投影性、空間方位性）＝（↓、↓）と表される。
このように、トップダウン系は、いわば非連続的に時間が投影された非等方的な（方向性のある) 構造である。今、系が時間連続投影性あるいは空間等方性を有するときそれぞれ↑と記し、時間非連続投影性あるいは空間非等方性を有するときそれぞれ↓と記し、例えば、系が時間連続投影性と空間等方性とを有するとき、（時間投影性、空間方位性）＝（↑、↑）のように記すことにすると、トップダウン系は時間非連続投影性と空間非等方性とを有するため、（時間投影性、空間方位性）＝（↓、↓）と表される。
一方、すでに述べたように、最近その重要性が認識されてきたもうひとつの流れはボトムアップ系である。そのシステムとしては、例えば半導体量子ドットに代表される無機物系の自己組織化系がある。また、生物系の細胞の培養では、図２Ａに示すような細胞および神経系の成長が挙げられる。図２Ａにおいて、符号１１は生体組織体、１２は神経、１３は細胞を示す。細胞系も神経系も各場所において自律分散的に時間とともに連続的に拡大・成長することは、すでに述べたとおりである（R.R.Llinas, The Biology of the Brain, p.94, W.H.Freeman & Company, NY,1989）。
図２Ｂに示すように、ボトムアップでは、自律分散局所性により各部が局所ルールに従って勝手に構造を形成していくため、時間が連続的に投影されている。このとき、例えば、図１Ａの場合と同様の２次元的広がりを持つボトムアップ構造（例えば、膀胱上皮細胞など）では、因果律は面内に存在する（in-plane causality) 。S. Wolframがセルラーオートマトンを使って示しているように、この構造形成には四つのタイプＩ〜ＩＶ（一定、周期的［入れ子的] 、機能構造的、ランダム）がある（S.Wolfram, A New Kind of Science, pp.51-81, Wolfram Media Inc., IL, USA, 2002 ）。また、ボトムアップ系では、局所ルールに従うことから、大局的にはこれといった特別な方向が存在しないため、空間構造は一般に等方的になる。この場合、全体構造は、生成則に則って内在的要因から決まる。構造の変化量は、時間に対してスムーズな連続線となる。
このように、ボトムアップ系は、時間が連続的に投影された等方的な（方向性のない）構造であるので、上記の記法に従うと（時間投影性、空間方位性）＝（↑、↑）と表される。
図２Ｂに示すように、ボトムアップでは、自律分散局所性により各部が局所ルールに従って勝手に構造を形成していくため、時間が連続的に投影されている。このとき、例えば、図１Ａの場合と同様の２次元的広がりを持つボトムアップ構造（例えば、膀胱上皮細胞など）では、因果律は面内に存在する（in-plane causality) 。S. Wolframがセルラーオートマトンを使って示しているように、この構造形成には四つのタイプＩ〜ＩＶ（一定、周期的［入れ子的] 、機能構造的、ランダム）がある（S.Wolfram, A New Kind of Science, pp.51-81, Wolfram Media Inc., IL, USA, 2002 ）。また、ボトムアップ系では、局所ルールに従うことから、大局的にはこれといった特別な方向が存在しないため、空間構造は一般に等方的になる。この場合、全体構造は、生成則に則って内在的要因から決まる。構造の変化量は、時間に対してスムーズな連続線となる。
このように、ボトムアップ系は、時間が連続的に投影された等方的な（方向性のない）構造であるので、上記の記法に従うと（時間投影性、空間方位性）＝（↑、↑）と表される。
さて、生物は、遺伝子により支配される体組織性に基づくボトムアップ性と脳による統御性に基づくトップダウン性とをうまく絡み合わせて、総体としてそれらの統合を具現化している。より具体的には、体組織形成におけるボトムアップ性と脳によるトップダウン性との統合を、長い進化の過程を経て、受精卵からの個体の成長に際し、細胞に神経系を付随させることにより行っている。
すなわち、図２Ｂに示すように、ボトムアップの起こった細胞の集合体では、神経系という連絡網を随伴することで各場所へのアクセスが可能となり、この神経系を介して脳からの指令・制御・情報抽出などが行われる。自己組織化体としての生物にはこの随伴神経系があることが本質的である。
すなわち、図２Ｂに示すように、ボトムアップの起こった細胞の集合体では、神経系という連絡網を随伴することで各場所へのアクセスが可能となり、この神経系を介して脳からの指令・制御・情報抽出などが行われる。自己組織化体としての生物にはこの随伴神経系があることが本質的である。
上記の種々の素子は、以下の新規なクリーンユニットあるいはクリーンユニットシステムを用いることにより、巨大でかつ設備コストが高い従来のクリーンルームを用いることなく、高い歩留まりで製造することができる。
すなわち、第１の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室と、
作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部とを有することを特徴とするクリーンユニットである。
すなわち、第１の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室と、
作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部とを有することを特徴とするクリーンユニットである。
作業室の連結部を後部、上部、下部および二つの側部のどこに設けるかは、クリーンユニットを二次元的（平面的）または三次元的（立体的）にどのように配置するかに応じて適宜決められる。例えば、クリーンユニットを水平面内に配置する場合、連結の自由度を大きくし、クリーンユニットシステムのフレキシビリティーを高めるためには、好適には、連結部は、作業室の後部および両側部にそれぞれ設けられる。この場合、一つのクリーンユニットに対し、後部および両側部に合計三つのクリーンユニットを連結することが可能である。また、クリーンユニットを鉛直面内に配置する場合、連結の自由度を大きくし、クリーンユニットシステムのフレキシビリティーを高めるためには、好適には、連結部は、作業室の上部または下部および両側部にそれぞれ設けられる。この場合、一つのクリーンユニットに対し、上部または下部および両側部に合計三つのクリーンユニットを連結することが可能である。連結部は、一般的には、作業室の壁に設けられた開口部とこの開口部を開閉可能に設けられた遮断板とを有する。この遮断板は、開閉可能である限り、基本的にはどのようなものであってもよいが、典型的には、引き戸や扉などである。この遮断板の開閉は、手動で行ってもよいし、光センサーなどのセンサーを作業室内部に取り付けるとともに、遮断板の開閉機構を設け、オペレーターの手や試料が遮断板に近づいた時に自動的に開閉するようにしてもよい。また、作業室にベルトコンベアーなどの搬送機構を設け、入り口と出口との間でこの搬送機構により試料を搬送する場合には、試料が搬送機構により出口付近まで搬送された時、これをセンサーにより検知して遮断板を開閉機構により開閉するようにしてもよい。遮断板または作業室の壁面にパッキンなどのシール部材を設けて遮断時の気密性を高めるようにしてもよい。
作業室は、その中でどのような作業（あるいはプロセス）を行うかによっても異なるが、クリーンな環境において化学プロセス、化学反応、結晶成長、バイオプロセスなどを実行するような場合、典型的には排気ダクト、および送風動力を有しないパッシブな防塵フィルターを有する。これらの排気ダクトおよび防塵フィルターは、典型的には作業室の上部に設置される。この場合、一般的には、クリーンユニットは密閉タイプであるが、これに限定されるものではない。これに対し、作業室内で非化学プロセス（例えば、表面プローブ顕微鏡による物理測定や検査やアセンブル（組立）作業）を実行するような場合、作業室は、典型的には、圧力制御用などの通風孔および送風動力を有するアクティブな防塵フィルター（例えば、ＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターなど）を有する。典型的には、防塵フィルターは作業室の上部に設けられ、通風孔は作業室の側壁下部に設けられる。この場合、一般的には、クリーンユニットは、通風孔により作業室の内部圧力を制御する開放系タイプであるが、これに限定されるものではない。作業室には、圧力制御用などの通風孔に加えて、配線などを通すためなどの目的で一つまたは二つ以上の孔が設けられることがある。作業室から流出する気体が、活性炭などを用いた吸着装置または除害装置またはそれらの両方を経た後、アクティブな防塵フィルターの入り口に入るように構成し、さらに、好適には吸着装置および／または除害装置に外界に繋がる排気ダクトを設けることで、気体中に含まれる有害微粒子などを吸着し、あるいは有害ガスを無害化してから外部に排出するようにすることにより、有害微粒子や有毒ガスなどの発生を伴うバイオプロセス（細胞培養、細胞融合、遺伝子組み替え、植物体育成、形質改変など）や化学プロセスなどにも適用することができる。また、通風孔から流出する気体がアクティブな防塵フィルターの入り口に入るように構成することにより、同じ防塵フィルターを用いていながら、作業室の清浄度の大幅な向上を図ることができる。作業室の清浄度の向上の観点からは、最も好適には、作業室の通風孔などから流出する気体の全て（１００％）がアクティブな防塵フィルターの入り口に入るように構成されるが、必ずしもそのようにする必要はなく、流出する気体の一部がアクティブな防塵フィルターの入り口に入るように構成するだけでも効果を得ることができる。典型的には、作業室に直結された気密性を有する管がアクティブな防塵フィルターの入り口に繋がっていることにより気体が循環するように構成され、かつ気密性を有するようにする（ターボシステム）。作業室は、必要に応じて作業用のグローブを有し、これは通常、作業室の前部に設けられる。
クリーンユニットは、例えば、ナノテクノロジープロセスユニットやバイオテクノロジープロセスユニットであり、各種のプロセスに用いることができる。
クリーンユニットは、例えばドラフト、クリーンベンチ、グローブボックスなどであるが、これに限定されるものではない。
クリーンユニットは、例えばドラフト、クリーンベンチ、グローブボックスなどであるが、これに限定されるものではない。
クリーンユニットの作業室の形状は種々の形状であってよく、必要に応じて選ばれるが、具体例を挙げると、直方体状または立方体状、直方体または立方体を変形した形状、球状、半球状、楕円体状、円筒状などであってよい。また、作業室の内部の大きさは、基本的には使用目的などに応じて設計により適宜決定するものであるが、例えば、オペレーターがグローブなどを用いて作業室の内部で各種の作業（プロセスの実行、クリーニングなどのメンテナンスの実施など）を行うことができるようにするためには、作業室内に外部から手を入れて作業空間のほぼ全体に届く大きさであることが望ましく、一般的には幅、高さ、奥行きとも１ｍ以内に選ばれる。一方、作業室の大きさがあまりに小さすぎると、作業に支障を来すおそれがあるため、一般的には３０ｃｍ程度以上に選ばれる。作業室内に外部から手を入れて作業を行う必要がない場合、例えば作業を自動化する場合、あるいはクリーンユニットを試料などを入れたまま携帯する場合などには、作業室の大きさをより小さくすることが可能である。
作業室は、板状のハードな部材により構成するほか、風船あるいはバルーン状のソフトな材料を用いて構成してもよい。
作業室は、板状のハードな部材により構成するほか、風船あるいはバルーン状のソフトな材料を用いて構成してもよい。
クリーンユニットの内部には、使用目的に応じて、コンパクトな装置を収めることができる。この装置は、具体的には、例えば、後述のような各種のプロセス装置、ラッピング装置、解析装置（例えば、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）など）、反応装置、マイクロケミカルシステム、マイクロケミカルリアクター、露光装置、エッチング装置、成長装置、加工装置、殺菌装置、粒径フィルター、人工光源、バイオ装置、食品加工装置、検査装置、駆動装置などである。人工光源としては、細胞系の育成や植物体の育成を行う場合、好適には、スペクトル半値幅が３０ｎｍ以下の発光ダイオードや半導体レーザ、特にパルス駆動半導体レーザが用いられる。
第２の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットが、
クリーンな環境に維持することができる作業室と、
作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部とを有することを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットが、
クリーンな環境に維持することができる作業室と、
作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部とを有することを特徴とするものである。
複数のクリーンユニットは、その全てが、クリーンな環境に維持することができる作業室と、作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部とを有するクリーンユニットであってもよく、また、このクリーンユニットと従来の左右方向のみ連結可能なクリーンユニットとが混在したものであってもよい。
このクリーンユニットシステムは、例えば、非単一直線状配置、左右方向あるいは上下方向あるいは前後方向の折れ線状配置、枝状配置、ループ状配置またはそれらの二つ以上が混合した配置でクリーンユニットが連結された部分を含み、全体がそれらの非単一直線状配置、折れ線状配置、枝状配置、ループ状配置または混合配置であってもよい。ここで、折れ線状配置は少なくとも一つの曲がりを有するが、好適には二つ以上の曲がりを有する。一つの曲がりを有する場合の一例はＬ字型である。ここで言う曲がりには、例えば直角に曲がる場合のように非連続的に曲がる場合だけでなく、連続的にあるいは滑らかに曲がる場合も含まれる。したがって、例えば二つの曲がりを有する場合には、Ｕの字型に曲がる場合も含まれる。折れ線状配置に関して述べた以上のことは、以下においても同様である。
クリーンな環境に維持することができる作業室と、作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部とを有する上記のクリーンユニットについては、第１の発明に関連して述べたことが成立する。
このクリーンユニットシステムは、例えば、非単一直線状配置、左右方向あるいは上下方向あるいは前後方向の折れ線状配置、枝状配置、ループ状配置またはそれらの二つ以上が混合した配置でクリーンユニットが連結された部分を含み、全体がそれらの非単一直線状配置、折れ線状配置、枝状配置、ループ状配置または混合配置であってもよい。ここで、折れ線状配置は少なくとも一つの曲がりを有するが、好適には二つ以上の曲がりを有する。一つの曲がりを有する場合の一例はＬ字型である。ここで言う曲がりには、例えば直角に曲がる場合のように非連続的に曲がる場合だけでなく、連続的にあるいは滑らかに曲がる場合も含まれる。したがって、例えば二つの曲がりを有する場合には、Ｕの字型に曲がる場合も含まれる。折れ線状配置に関して述べた以上のことは、以下においても同様である。
クリーンな環境に維持することができる作業室と、作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部とを有する上記のクリーンユニットについては、第１の発明に関連して述べたことが成立する。
第３の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
非単一直線状配置または折れ線状配置でクリーンユニットが連結された部分を含むことを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
非単一直線状配置または折れ線状配置でクリーンユニットが連結された部分を含むことを特徴とするものである。
第４の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットは複数の連結部を有し、この複数の連結部は、試料が当該連結部を通過する際の方向が互いに非平行または互いに直交する少なくとも二つの連結部を含むことを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットは複数の連結部を有し、この複数の連結部は、試料が当該連結部を通過する際の方向が互いに非平行または互いに直交する少なくとも二つの連結部を含むことを特徴とするものである。
第５の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一組の隣接するクリーンユニットにおいて、一方のクリーンユニットの出口を試料が通過する方向と他方のクリーンユニットの入り口を当該試料が通過する方向とが互いに非平行または互いに直交することを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一組の隣接するクリーンユニットにおいて、一方のクリーンユニットの出口を試料が通過する方向と他方のクリーンユニットの入り口を当該試料が通過する方向とが互いに非平行または互いに直交することを特徴とするものである。
第６の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
所定の有限エリアに収まるように折れ線状配置でクリーンユニットが連結されていることを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
所定の有限エリアに収まるように折れ線状配置でクリーンユニットが連結されていることを特徴とするものである。
第７の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
ループ状配置でクリーンユニットが連結された部分を含むことを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
ループ状配置でクリーンユニットが連結された部分を含むことを特徴とするものである。
第８の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットはモザイク状配置で連結された複数種類のクリーンユニットを含むことを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットはモザイク状配置で連結された複数種類のクリーンユニットを含むことを特徴とするものである。
ここで、複数のクリーンユニットには、例えば、ドラフト、クリーンベンチ、グローブボックスなどが含まれる。実行するプロセスに着目すると、複数のクリーンユニットには、化学プロセスユニット、非化学プロセスユニット、バイオプロセスユニットなどが含まれる。複数のクリーンユニットは、例えば、ループ状配置でクリーンユニットが連結された部分を含んでもよい。
第９の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
トータルな一連のプロセスフローの中で複数回現れる同種類のプロセスを、複数のクリーンユニットにループ状配置でクリーンユニットが連結された部分を設けることにより、同一のクリーンユニットにおいて実行可能であることを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
トータルな一連のプロセスフローの中で複数回現れる同種類のプロセスを、複数のクリーンユニットにループ状配置でクリーンユニットが連結された部分を設けることにより、同一のクリーンユニットにおいて実行可能であることを特徴とするものである。
第１０の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムを用いて素子を製造する素子製造方法において、
複数のクリーンユニットは互いに種類が異なるコンパクトな装置をそれぞれ内部に有する複数のクリーンユニットが折れ線状配置またはループ状配置で連結された部分を含み、この部分においてトータルな一連のプロセスフローのプロセスの全部または主要部を一貫して実行するようにしたことを特徴とするものである。
ここで、素子には、上記の種々の素子や半導体素子などの各種電子素子のほか、バイオ素子、バイオエレクトロニクス素子などが含まれる。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムを用いて素子を製造する素子製造方法において、
複数のクリーンユニットは互いに種類が異なるコンパクトな装置をそれぞれ内部に有する複数のクリーンユニットが折れ線状配置またはループ状配置で連結された部分を含み、この部分においてトータルな一連のプロセスフローのプロセスの全部または主要部を一貫して実行するようにしたことを特徴とするものである。
ここで、素子には、上記の種々の素子や半導体素子などの各種電子素子のほか、バイオ素子、バイオエレクトロニクス素子などが含まれる。
第３〜第１０の発明において、好適には、複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットが、クリーンな環境に維持することができる作業室と、作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部とを有する。複数のクリーンユニットの全てがこのようなクリーンユニットであってもよい。このクリーンユニットについては、第１の発明に関連して述べたことが成立する。
第１１の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室と、
作業室に設けられた排気ダクトおよびパッシブな防塵フィルターとを有することを特徴とするクリーンユニットである。
ここで、このクリーンユニットは、作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部を有するものであっても、そうでなくてもよい。前者の場合については、その性質に反しない限り、第１の発明に関連して述べたことが成立する。以下に説明する第１２の発明においても同様である。作業室は、典型的には化学プロセス装置を有するが、それに限定されるものではない。
クリーンな環境に維持することができる作業室と、
作業室に設けられた排気ダクトおよびパッシブな防塵フィルターとを有することを特徴とするクリーンユニットである。
ここで、このクリーンユニットは、作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ設けられた連結部を有するものであっても、そうでなくてもよい。前者の場合については、その性質に反しない限り、第１の発明に関連して述べたことが成立する。以下に説明する第１２の発明においても同様である。作業室は、典型的には化学プロセス装置を有するが、それに限定されるものではない。
第１２の発明は、
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットが、
クリーンな環境に維持することができる作業室と、
作業室に設けられた排気ダクトおよびパッシブな防塵フィルターとを有することを特徴とするものである。
クリーンな環境に維持することができる作業室を有する複数のクリーンユニットが連結されてなるクリーンユニットシステムにおいて、
複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットが、
クリーンな環境に維持することができる作業室と、
作業室に設けられた排気ダクトおよびパッシブな防塵フィルターとを有することを特徴とするものである。
第２〜第９および第１２の発明において、クリーンユニットシステムは、各種用途に用いることができ、例えば、ナノテクノロジープロセスユニットやバイオテクノロジープロセスユニットを用いることにより、ナノテクノロジープロセスシステムやバイオテクノロジープロセスシステムなどの各種のプロセスシステムを得ることができ、さらには、ナノテクノロジープロセスユニットおよびバイオテクノロジープロセスユニットを組み合わせることにより、ナノ・バイオ融合プラットフォームを実現することができる。このことは、以下のクリーンユニットシステムにおいても同様である。このクリーンユニットシステムは、具体的には、材料処理システム（無機材料プロセスシステムや有機材料プロセスシステム）、素子製造システム、細胞系育成システム、植物体育成システムなどである。
また、第２〜第１０および第１２の発明において、複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットは、典型的には、例えば次に述べるようなコンパクトなプロセス装置、解析装置、反応装置、マイクロケミカルシステム、マイクロケミカルリアクター、露光装置、エッチング装置、成長装置、加工装置、殺菌装置、粒径フィルター、人工光源、バイオ装置、食品加工装置、検査装置、駆動装置などを内部に有する。
上記のクリーンユニットに搭載するプロセス装置、解析装置、反応装置、マイクロケミカルシステム、マイクロケミカルリアクター、露光装置、エッチング装置、成長装置、加工装置、殺菌装置、粒径フィルター、人工光源、バイオ装置、食品加工装置、検査装置、駆動装置などとしては、小型のクリーンユニットであってもその中に収まるような十分にコンパクトなものが好適に用いられる。例えば、クリーンユニットシステムで試料の投入から製品アウトプットまでのトータルな一連のプロセスを実行する場合、あるいは、そのプロセスの主要部を構成する一連のプロセスを実行する場合、そのプロセスフローの中で現れる種々の物理・化学処理に各々対応するプロセス装置について、このクリーンユニットに収まり得るコンパクトな装置群を用いる。これらのプロセス装置は、クリーンユニットに対して出し入れ自在に設けてもよいし、クリーンユニットに一体化してもよい。
例えば、上記の種々の素子や半導体素子などの高機能素子の製造は、材料投入から製品アウトプットに至る一貫したプロセスを用いるため、高度に管理された巨大なクリーンルームの中に配置されたリソグラフィー装置やエッチング装置などの高度精密装置間で基板を受け渡すことで従来実現されてきたことは既に述べたとおりであるが、この発明においては、最近の諸テクノロジーの発展をベースに以下のような装置の置換を行い、装置のコンパクト化を行う。例えば、透過型電子顕微鏡観察や従来型の走査型電子顕微鏡観察（ＴＥＭ・ＳＥＭ観察）などは卓上型走査トンネル顕微鏡観察・原子間力顕微鏡観察（ＳＴＭ／ＡＦＭ観察）あるいはミニ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて置き換える。光リソグラフィー装置としては、その露光光源をガスレーザから半導体レーザで置き換える。薄膜成長法に関しては、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）といった大規模装置の使用を取り止め、マイクロケミカルリアクターなどを用いる。メタライゼーションに関しても、金属メッキ装置あるいは卓上型ミニデポジション（成膜）装置などを用いる。さらに、マイクロＣＶＤ（化学気相堆積）装置、マイクロＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置、ミニスピンコータ、ミニベーキング装置などを用いる。
以上の置換を行うことにより、事実上、半導体などのプロセスにおける基板投入から光リソグラフィー、電極作製、表面観察など、基板投入からロットアウトまでのプロセスの全部あるいはその主要部分を構成する一連の流れを、巨大クリーンルームを用いることなく、通常の部屋に置かれた、局所的なクリーンな閉空間（典型的には卓上スペース程度の）を包むクリーンユニットの連結体の中で一貫して完結することができる。すなわち、上記の置換による装置のコンパクト化によりクリーンユニットをテーブル上に設置可能な程度に小型化することができるので、作業室の後部および少なくとも一方の側部にそれぞれ連結部が設けられた上記のクリーンユニットを折れ線状配置（つづら折り状配置など）やループ状配置などで連結することでクリーンユニットシステム全体でも小さな面積しか用いないで済む。そして、クリーンスーツ、エアシャワー、クリーンマットなどが不要となるため、ほとんど全ての作業を局所的に極めてクリーンな雰囲気下で、人体にも環境にもやさしく行うことができる。
上述のように構成された第１〜第１２の発明によれば、クリーンユニットの作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ連結部が設けられていることにより、左右方向のみならず、後方あるいは上下部にも他のクリーンユニットを連結することができ、クリーンユニットの連結の自由度が大幅に増加する。このため、クリーンユニットを折れ線状配置やループ状配置などで連結することができ、実行するプロセスに応じて最適な配置でしかも最小の面積でクリーンユニットシステムを構成することが可能となる。また、特に、例えば、クリーンユニットの作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ連結部が設けられ、また、作業室に通風孔およびアクティブな防塵フィルターが設けられることにより、クリーンユニットの連結の自由度が大幅に増加するだけでなく、作業室の内部をクリーンな環境に維持することができる。
また、クリーンユニットシステムが非単一直線状配置、折れ線状配置、枝状配置、ループ状配置またはそれらの二つ以上が混合した配置でクリーンユニットが連結された部分を含むことにより、実行するプロセスに応じて最適な配置でしかも最小の面積でクリーンユニットシステムを構成することが可能となる。
また、複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットは複数の連結部を有し、この複数の連結部は、試料が当該連結部を通過する際の方向が互いに非平行または互いに直交する少なくとも二つの連結部を含むことにより、クリーンユニットの連結の自由度が大幅に増加し、実行するプロセスに応じて最適な配置でしかも最小の面積でクリーンユニットシステムを構成することが可能となる。
また、複数のクリーンユニットのうちの少なくとも一つのクリーンユニットは複数の連結部を有し、この複数の連結部は、試料が当該連結部を通過する際の方向が互いに非平行または互いに直交する少なくとも二つの連結部を含むことにより、クリーンユニットの連結の自由度が大幅に増加し、実行するプロセスに応じて最適な配置でしかも最小の面積でクリーンユニットシステムを構成することが可能となる。
また、所定の有限エリアに収まるように折れ線状配置でクリーンユニットが連結されていることにより、実行するプロセスに応じたクリーンユニットシステムを最小の面積で構成することができる。
また、複数のクリーンユニットがモザイク状配置で連結された複数種類のクリーンユニットを含むことにより、多種多様なプロセスが含まれているプロセスに最適なクリーンユニットシステムを構成することができる。
また、トータルな一連のプロセスフローの中で複数回現れる同種類のプロセスを、複数のクリーンユニットにループ状配置でクリーンユニットが連結された部分を設けることにより、同一のクリーンユニットにおいて実行可能であることにより、同種類のプロセスに必要なクリーンユニットの数を大幅に減少させることができる。
また、複数のクリーンユニットがモザイク状配置で連結された複数種類のクリーンユニットを含むことにより、多種多様なプロセスが含まれているプロセスに最適なクリーンユニットシステムを構成することができる。
また、トータルな一連のプロセスフローの中で複数回現れる同種類のプロセスを、複数のクリーンユニットにループ状配置でクリーンユニットが連結された部分を設けることにより、同一のクリーンユニットにおいて実行可能であることにより、同種類のプロセスに必要なクリーンユニットの数を大幅に減少させることができる。
また、複数のクリーンユニットが互いに種類が異なるコンパクトな装置をそれぞれ内部に有する複数のクリーンユニットが折れ線状配置またはループ状配置で連結された部分を含み、この部分においてトータルな一連のプロセスフローのプロセスの全部または主要部を一貫して実行することにより、材料処理、素子製造、細胞系育成、植物体育成などのプロセスを効率的に実行することができる。
また、クリーンユニットの作業室に排気ダクトおよびパッシブな防塵フィルターが設けられていることにより、作業室の内部を送風動力を用いずにクリーンな環境に維持することができる。
また、クリーンユニットの作業室に排気ダクトおよびパッシブな防塵フィルターが設けられていることにより、作業室の内部を送風動力を用いずにクリーンな環境に維持することができる。
ところで、いま、連結部の有無を問わず、通風孔および送風動力を有するアクティブな防塵フィルター（例えば、ＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターなど）によりクリーンな環境に維持するボックス状の作業室を有するクリーンユニットを考える。この場合、この作業室内のダスト密度ｎ（ｔ）は、防塵フィルターの風量をＶ、作業室の体積をＶ0 、内面積をＳ、単位面積・単位時間当たりのダスト微粒子の脱離レートをσ、設置環境のダスト密度をＮ0 、防塵フィルターのダスト捕集率をγとして
で記述される。このとき、
および
と定義すると、ダスト密度は
となり、時間がたっても外気のダスト密度の一次の関数となってしまう。つまり設置環境に大きく左右されてしまう。
次に、既に述べたターボシステムを考える。すなわち、作業室に直結された気密性を有する管がアクティブな防塵フィルターの入り口に繋がっていることにより気体が循環するように構成され、かつ気密性を有する場合である。この場合、ダスト密度ｎ（ｔ）は、
で記述される。このとき
および
と定義すると、ダスト微粒子濃度は
となり、時間が十分たてば、第２項は急速にゼロに近づくため、第１項、すなわちαn ／βn ＝（Ｓσ／Ｖ0 ）／（γＶ／Ｖ0 ）＝Ｓσ／γＶのみが残る。この項は外気のダスト密度を含まないため、このクリーンユニットの設置環境によらず、究極の清浄度が得られることがわかる。ここで特徴的なことは、ターボシステムを用いないクリーンユニットでは、作業室の清浄度は１−γあるいはそのべき乗（１−γ）n で支配されるのに対し、ターボシステムを用いるクリーンユニットでは、作業室の清浄度は１／γで支配されることである。また、Ｓσ／γＶを最小化することが重要である。
そこで、第１３の発明は、
アクティブな防塵フィルターを用いて作業室をクリーンな環境に維持するクリーンユニットにおいて、
上記防塵フィルターの粉塵捕集効率をγとするとき、上記作業室の清浄度が１／γで支配されることを特徴とするものである。
アクティブな防塵フィルターを用いて作業室をクリーンな環境に維持するクリーンユニットにおいて、
上記防塵フィルターの粉塵捕集効率をγとするとき、上記作業室の清浄度が１／γで支配されることを特徴とするものである。
典型的には、防塵フィルターはＨＥＰＡフィルターまたはＵＬＰＡフィルターであり、作業室から流出する気体の全てが上記アクティブな防塵フィルターの入り口に入るように構成される。特に、作業室に直結された気密性を有する管が上記防塵フィルターの入り口に繋がっていることにより気体が循環するように構成され、かつ気密性を有する。作業室内で化学プロセスを実行する場合には、好適には、化学プロセス対応の防塵フィルターを用いるとともに、上記の管に吸着剤または吸着塔を接続することで、ダクトなどを通じて外部に接続することなく、クローズドシステムで有害物質の除去とクリーンな環境の維持とを両立させることができる。作業室の内壁からのダストあるいは粉塵の放出を最小化するために、好適には、作業室の内壁の少なくとも一部に粘着シートが貼り付け、例えば一定期間使用したら貼り替える。粘着シートを多層化したものを使用した場合には、粘着シートを一枚ずつ剥がすことで清浄なシート面を出すことができる。また、作業室の内壁表面について、作業室から除去しようとするダスト微粒子の径と同じオーダーの表面凹凸のフーリエ成分を持たないように平滑加工することによって、この粒径を有するダスト微粒子の作業室の内壁表面への吸着を最小限に抑えることができる。
第１〜第１２の発明によるクリーンユニットあるいはクリーンユニットシステムの構成あるいはこれに関連して説明したことは、その性質に反しない限り、この第１３の発明にも成立し、あるいは適用することができる。
また、必要に応じて、上述の二以上の発明を組み合わせてもよい。
第１〜第１２の発明によるクリーンユニットあるいはクリーンユニットシステムの構成あるいはこれに関連して説明したことは、その性質に反しない限り、この第１３の発明にも成立し、あるいは適用することができる。
また、必要に応じて、上述の二以上の発明を組み合わせてもよい。
この発明によれば、ボトムアップ系とトップダウン系との利点を最大限活かすことができ、新規な超高集積密度の記憶素子および磁気記録素子を実現することができる。
より一般的には、この発明によれば、生命体に代表されるボトムアップ系とシリコンＬＳＩに代表されるトップダウン系との利点を最大限活かすことができる高機能の機能素子を実現することができる。
また、ナノスケールで離散化されたバルクサイズの系を創出し、例えばシリコン基板上に形成されたＬＳＩシステムと、それと近接して配された自律分散システムとを結合することにより、ボトムアップ系とトップダウン系とをつなぐプラットフォームを実現することができる。
また、ナノスケールで離散化されたバルクサイズ系を創出し、そこに現れる局所的かつ個別的にアドレスすることが可能な２〜３次元のナノ構造体を大局的サイズで得ることによって、微視的世界と巨視的世界とをつなぐ高機能のプラットフォームを実現することができる。さらに、現在では形がないが将来現れてくると考えられるほとんどのナノスケールの並列新機能要素と既存のＵＬＳＩシステムとをシナジェティックに結合し、シリコンベースの世界と炭素系の有機物の世界との止揚をとることにより、飛躍的な機能の増大が可能となる。
この発明によるクリーンユニット（連結部を有するもの）によれば、クリーンユニットの連結の自由度が大きく、様々な配置でクリーンユニットを連結することができることにより、従来のように大掛かりで小回りが効かず、巨大な設備投資や固定資産負担が必要な巨大なクリーンルームや植物工場を用いることなく、クリーンな環境や高度育成環境を容易に得ることができ、また、一直線状にしか連結できない従来のクリーンユニットの持つ空間利用効率の悪さを解決し、トータルのパフォーマンスを投資的にも作業効率的にも部屋の面積有効利用的にも最大化することができ、目的に応じたトータルな一連のプロセスフローに対応してプロセスを高いフレキシビリティーを持って低コストで簡便に実行することができる高機能クリーンユニットシステムを実現することができる。また、プロセスの上流から下流まで最小限の種類あるいは最小個数のクリーンユニットでクリーンユニットシステムを構成することができるため、プロセスの最大効率化を図ることができる。また、作業性を落とすことなく高度プロセス環境を手軽に実現することができる。
さらに、ナノテクデバイスを作製し、あるいはバイオテクノロジー処理を実行するにあたって、一つの巨大なボックス、すなわちクリーンルームを用いるのではなく、少なくとも入り口から出口までの一部を、超クリーンな複数のクリーンユニットをループ状配置あるいは上下左右方向のつづら折り状配置で連結したもので置き換えることにより、空間あるいは面積の利用効率の向上を図ることができる。
また、複数種類のクリーンユニットを用いることで、化学プロセス、非化学プロセス、バイオプロセスなどの作業を一つの高機能クリーンユニットシステムの中で行うことができる。
また、微細構造などの次世代を担うキーストラクチャーや植物形質改変をコストパフォーマンスのよいレスデマンディングな方法で作製することができる。
また、植物体の育成に関しては、人工光源などの利用により、所望の地方あるいは地域の環境条件で栽培を行うことができるほか、速成栽培や成分強化野菜・薬草の栽培を行うこともできる。
また、装置を配置する部屋そのものの性能にかかわらず、低コストで一貫プロセスラインを構築することができる。このため、投資負担が軽減され、ベンチャーの製造分野への参入が容易となる。また、固定資産が小さく済むため、高度ナノテク製品を中小ベンチャーでも供与することができ、かつてのＩＴソフト隆盛がこれからナノテクハード主体で勃興し、新産業が興り得る。
また、従来の技術の延長線上にあるデバイスに対し、その製造方法を置き換えるのではなく、従来にない新規なナノテクデバイスを（従来の延長上にあるハイテクデバイスの製造方法ではない）コストパフォーマンスのよいレスデマンディングな方法で作製することができる。
また、クリーン度や無害性の高さを各プロセス要素ごとに設定したクリーンユニットを連結したクリーンユニットシステムにより、高度環境化において、前処理、レジスト塗布、ベーキング、露光、現像、ポストベーク、エッチング、薄膜成長、メタライゼーション、表面観察、アセンブリなどの要素プロセスを一貫性をもって完遂することができる。
また、プロセスを要素化し、この要素プロセスの処理機能を各クリーンユニットあるいは各機能ユニットに持たせ、目的に応じてクリーンユニットあるいは機能ユニットを連結して全体システムを構成することにより、高効率なナノテクノロジープラットフォームやバイオテクノロジープラットフォームが得られるのみならず、さらに、ナノテクノロジープロセスユニットとバイオテクノロジープロセスユニットとを混成（連結）することにより、ナノ・バイオ融合プラットフォームを実現することができる。加えて、植物工場ユニットを連結することも可能である。
また、プロセスフローをあたかもプログラミングと同様に、サブルーチンや、分岐などのコンセプトを入れて最小のクリーンユニット数で最大の効率にて、クリーンルームなしで実行、遂行することができる。また、投入からロットアウトまでの全プロセス、あるいはその主要部をなす一連の工程をコンピュータのプログラムになぞらえて完全自動化で遂行することができる。
さらには、ナノテクノロジー、バイオテクノロジーの実現環境をユビキタスに提供することが可能となる。
より一般的には、この発明によれば、生命体に代表されるボトムアップ系とシリコンＬＳＩに代表されるトップダウン系との利点を最大限活かすことができる高機能の機能素子を実現することができる。
また、ナノスケールで離散化されたバルクサイズの系を創出し、例えばシリコン基板上に形成されたＬＳＩシステムと、それと近接して配された自律分散システムとを結合することにより、ボトムアップ系とトップダウン系とをつなぐプラットフォームを実現することができる。
また、ナノスケールで離散化されたバルクサイズ系を創出し、そこに現れる局所的かつ個別的にアドレスすることが可能な２〜３次元のナノ構造体を大局的サイズで得ることによって、微視的世界と巨視的世界とをつなぐ高機能のプラットフォームを実現することができる。さらに、現在では形がないが将来現れてくると考えられるほとんどのナノスケールの並列新機能要素と既存のＵＬＳＩシステムとをシナジェティックに結合し、シリコンベースの世界と炭素系の有機物の世界との止揚をとることにより、飛躍的な機能の増大が可能となる。
この発明によるクリーンユニット（連結部を有するもの）によれば、クリーンユニットの連結の自由度が大きく、様々な配置でクリーンユニットを連結することができることにより、従来のように大掛かりで小回りが効かず、巨大な設備投資や固定資産負担が必要な巨大なクリーンルームや植物工場を用いることなく、クリーンな環境や高度育成環境を容易に得ることができ、また、一直線状にしか連結できない従来のクリーンユニットの持つ空間利用効率の悪さを解決し、トータルのパフォーマンスを投資的にも作業効率的にも部屋の面積有効利用的にも最大化することができ、目的に応じたトータルな一連のプロセスフローに対応してプロセスを高いフレキシビリティーを持って低コストで簡便に実行することができる高機能クリーンユニットシステムを実現することができる。また、プロセスの上流から下流まで最小限の種類あるいは最小個数のクリーンユニットでクリーンユニットシステムを構成することができるため、プロセスの最大効率化を図ることができる。また、作業性を落とすことなく高度プロセス環境を手軽に実現することができる。
さらに、ナノテクデバイスを作製し、あるいはバイオテクノロジー処理を実行するにあたって、一つの巨大なボックス、すなわちクリーンルームを用いるのではなく、少なくとも入り口から出口までの一部を、超クリーンな複数のクリーンユニットをループ状配置あるいは上下左右方向のつづら折り状配置で連結したもので置き換えることにより、空間あるいは面積の利用効率の向上を図ることができる。
また、複数種類のクリーンユニットを用いることで、化学プロセス、非化学プロセス、バイオプロセスなどの作業を一つの高機能クリーンユニットシステムの中で行うことができる。
また、微細構造などの次世代を担うキーストラクチャーや植物形質改変をコストパフォーマンスのよいレスデマンディングな方法で作製することができる。
また、植物体の育成に関しては、人工光源などの利用により、所望の地方あるいは地域の環境条件で栽培を行うことができるほか、速成栽培や成分強化野菜・薬草の栽培を行うこともできる。
また、装置を配置する部屋そのものの性能にかかわらず、低コストで一貫プロセスラインを構築することができる。このため、投資負担が軽減され、ベンチャーの製造分野への参入が容易となる。また、固定資産が小さく済むため、高度ナノテク製品を中小ベンチャーでも供与することができ、かつてのＩＴソフト隆盛がこれからナノテクハード主体で勃興し、新産業が興り得る。
また、従来の技術の延長線上にあるデバイスに対し、その製造方法を置き換えるのではなく、従来にない新規なナノテクデバイスを（従来の延長上にあるハイテクデバイスの製造方法ではない）コストパフォーマンスのよいレスデマンディングな方法で作製することができる。
また、クリーン度や無害性の高さを各プロセス要素ごとに設定したクリーンユニットを連結したクリーンユニットシステムにより、高度環境化において、前処理、レジスト塗布、ベーキング、露光、現像、ポストベーク、エッチング、薄膜成長、メタライゼーション、表面観察、アセンブリなどの要素プロセスを一貫性をもって完遂することができる。
また、プロセスを要素化し、この要素プロセスの処理機能を各クリーンユニットあるいは各機能ユニットに持たせ、目的に応じてクリーンユニットあるいは機能ユニットを連結して全体システムを構成することにより、高効率なナノテクノロジープラットフォームやバイオテクノロジープラットフォームが得られるのみならず、さらに、ナノテクノロジープロセスユニットとバイオテクノロジープロセスユニットとを混成（連結）することにより、ナノ・バイオ融合プラットフォームを実現することができる。加えて、植物工場ユニットを連結することも可能である。
また、プロセスフローをあたかもプログラミングと同様に、サブルーチンや、分岐などのコンセプトを入れて最小のクリーンユニット数で最大の効率にて、クリーンルームなしで実行、遂行することができる。また、投入からロットアウトまでの全プロセス、あるいはその主要部をなす一連の工程をコンピュータのプログラムになぞらえて完全自動化で遂行することができる。
さらには、ナノテクノロジー、バイオテクノロジーの実現環境をユビキタスに提供することが可能となる。
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
まず、この発明の第１の実施形態について説明する。
図３Ａ、ＢおよびＣはこの発明の第１の実施形態によるクリーンユニットを示し、図３Ａは上面図、図３Ｂは正面図、図３Ｃは側面図である。このクリーンユニットでは、主に、ガスの発生や有機溶剤の使用などを伴う化学プロセスを行うが、これに限定されるものではない。
まず、この発明の第１の実施形態について説明する。
図３Ａ、ＢおよびＣはこの発明の第１の実施形態によるクリーンユニットを示し、図３Ａは上面図、図３Ｂは正面図、図３Ｃは側面図である。このクリーンユニットでは、主に、ガスの発生や有機溶剤の使用などを伴う化学プロセスを行うが、これに限定されるものではない。
図３Ａ、ＢおよびＣに示すように、このクリーンユニットは、六面体形状の箱状の作業室２１１を有する。この作業室２１１の両側面は互いに平行、上面および底面も互いに平行、両側面と上面、底面、前面および背面とは互いに直角であるが、前面は背面に対して非平行でその上部が背面に近づく向きに角度θ（例えば、７０〜８０°）だけ傾斜している。作業室２１１の背面および両側面にそれぞれ、クリーンユニット間のコネクターおよび搬送路を兼用するトランスファーボックス２１２、２１３、２１４が着脱自在に設けられている。図３Ａ、ＢおよびＣには図示されていないが、これらのトランスファーボックス２１２、２１３、２１４が取り付けられている部分の作業室２１１の壁には開口部が設けられている。これらのトランスファーボックス２１２、２１３、２１４を用いて背面および両側面の三方向から他のクリーンユニットを連結することができるようになっているとともに、これらのトランスファーボックス２１２、２１３、２１４を通して試料などの搬送を行うことができるようになっている。作業室２１１の前面の壁には二つの円形の開口部が設けられており、これらの開口部に一対の手作業用グローブ２１５が装着されている。そして、これらの手作業用グローブ２１５にオペレーターが両手を入れて作業室２１１内で必要な作業を行うことができるようになっている。作業室２１１の上面には、排気ダクト２１６およびそれ自体は送風動力を持たないパッシブ防塵フィルター２１７が取り付けられており、これらにより作業室２１１の内部を例えばクラス１０あるいはクラス１００程度のクリーンな環境に維持することができるようになっている。このパッシブ防塵フィルター２１７としては、例えば、パッシブＨＥＰＡフィルターを用いることができる。
作業室２１１の前面は取り外し可能になっており、前面を取り外した状態でその中にプロセス装置や観察装置などの必要な装置を入れることができるようになっている。
作業室２１１の大きさは、その中に必要なプロセス装置などを収容することができ、かつ、オペレーターが手作業用グローブ２１５に両手を入れて作業室２１１内で必要な作業を行うことができる大きさに選ばれる。作業室２１１の寸法の具体例を挙げると、図３Ａ、ＢおよびＣにおいて、奥行きａ＝５０〜７０ｃｍ、幅ｂ＝７０〜９０ｃｍ、高さｈ＝５０〜１００ｃｍである。また、作業室２１１を構成する材料としては、好適には、外部から内部を見ることができるようにするため、透明材料、例えばアクリル樹脂板が用いられる。機械的補強のため、このアクリル樹脂板を金属枠に取り付けるようにしてもよい。トランスファーボックス２１２、２１３、２１４の寸法ｃは例えばｃ＝１５〜２０ｃｍである。
作業室２１１の大きさは、その中に必要なプロセス装置などを収容することができ、かつ、オペレーターが手作業用グローブ２１５に両手を入れて作業室２１１内で必要な作業を行うことができる大きさに選ばれる。作業室２１１の寸法の具体例を挙げると、図３Ａ、ＢおよびＣにおいて、奥行きａ＝５０〜７０ｃｍ、幅ｂ＝７０〜９０ｃｍ、高さｈ＝５０〜１００ｃｍである。また、作業室２１１を構成する材料としては、好適には、外部から内部を見ることができるようにするため、透明材料、例えばアクリル樹脂板が用いられる。機械的補強のため、このアクリル樹脂板を金属枠に取り付けるようにしてもよい。トランスファーボックス２１２、２１３、２１４の寸法ｃは例えばｃ＝１５〜２０ｃｍである。
図４Ａ、ＢおよびＣはトランスファーボックス２１２、２１３、２１４の構成例を示し、図４Ａは上面図、図４Ｂは正面図、図４Ｃは側面図である。
図４Ａ、ＢおよびＣに示すように、トランスファーボックス２１２、２１３、２１４は、矩形断面を有する筒２１８の両端にこの筒２１８よりも一回り大きい額縁状のつば（フランジ部）２１９を有するものからなる。この場合、つば２１９の内周は筒２１８の内周と一致している。
次に、作業室２１１とトランスファーボックス２１２、２１３、２１４との接続の仕方について説明する。ここでは、一例として、作業室２１１の右側の側面にトランスファーボックス２１４を接続する場合について説明するが、他のトランスファーボックス２１２、２１３の接続の仕方も同様である。図５ＡおよびＢに示すように、作業室２１１の内外を仕切る壁２２０にはトランスファーボックス２１４が取り付けられる部分に矩形の開口部２２０ａが設けられている。また、壁２２０の外側の面においてこの開口部２２０ａの直ぐ下の位置に水平方向に延びるストッパー２２１が設けられており、このストッパー２２１の両端部の上に鉛直方向に延びる一対のガイドレール２２２が互いに対向して平行に設けられている。これらのガイドレール２２２と壁２２０との間の隙間は、トランスファーボックス２１４のつば２１９の厚さより僅かに大きく選ばれている。そして、この隙間にトランスファーボックス２１４のつば２１９の両側部を上から差し込んでガイドレール２２２に沿ってスライドさせる。つば２１９の下端がストッパー２２１に接した時点でつば２１９とガイドレール２２２および壁２２０とがほぼ密着し、トランスファーボックス２１４の取り付けが終了する。
図４Ａ、ＢおよびＣに示すように、トランスファーボックス２１２、２１３、２１４は、矩形断面を有する筒２１８の両端にこの筒２１８よりも一回り大きい額縁状のつば（フランジ部）２１９を有するものからなる。この場合、つば２１９の内周は筒２１８の内周と一致している。
次に、作業室２１１とトランスファーボックス２１２、２１３、２１４との接続の仕方について説明する。ここでは、一例として、作業室２１１の右側の側面にトランスファーボックス２１４を接続する場合について説明するが、他のトランスファーボックス２１２、２１３の接続の仕方も同様である。図５ＡおよびＢに示すように、作業室２１１の内外を仕切る壁２２０にはトランスファーボックス２１４が取り付けられる部分に矩形の開口部２２０ａが設けられている。また、壁２２０の外側の面においてこの開口部２２０ａの直ぐ下の位置に水平方向に延びるストッパー２２１が設けられており、このストッパー２２１の両端部の上に鉛直方向に延びる一対のガイドレール２２２が互いに対向して平行に設けられている。これらのガイドレール２２２と壁２２０との間の隙間は、トランスファーボックス２１４のつば２１９の厚さより僅かに大きく選ばれている。そして、この隙間にトランスファーボックス２１４のつば２１９の両側部を上から差し込んでガイドレール２２２に沿ってスライドさせる。つば２１９の下端がストッパー２２１に接した時点でつば２１９とガイドレール２２２および壁２２０とがほぼ密着し、トランスファーボックス２１４の取り付けが終了する。
また、壁２２０の内側の面にも、開口部２２０ａの直ぐ下の位置に水平方向に延びるストッパー２２３が設けられており、このストッパー２２３の両端部の上に鉛直方向に延びる一対のガイドレール２２４が互いに対向して平行に設けられている。そして、ガイドレール２２４と壁２２０との間の隙間に開口部２２０ａより一回り大きい矩形の引き戸２２５の両側部を差し込んでガイドレール２２４に沿ってスライドさせる。引き戸２２５の下端がストッパー２２３に接した時点で引き戸２２５とガイドレール２２４および壁２２０とがほぼ密着し、壁２２０の内外が遮断される。ガイドレール２２４と壁２２０との間の隙間は、引き戸２２５の厚さより僅かに大きく選ばれている。この引き戸２２５には取っ手２２６が付いており、この取っ手２２６を手で持って引き戸２２５を上下動させることにより引き戸２２５の開閉を行うことができるようになっている。そして、このように引き戸２２５の開閉を行うことにより、作業室２１１の内部とトランスファーボックス２１４との間の連通／非連通を制御することができるようになっている。
クリーンユニットシステムを拡張する際には、内側の引き戸２２５を閉じた状態で、壁２２０の開口部２２０ａの外側にトランスファーボックス２１４を装着し、さらにそれに連なる次のクリーンユニットの作業室２１１をこのトランスファーボックス２１４の他端に接続した後、この内側の引き戸２２５を開けることで、作業室２１１内にクリーンな環境を維持したまま、クリーンな領域（空間）を左右ならびに奥行き方向に拡張していくことができる。
次に、クリーンユニットへの試料の投入および取り出しの仕方について説明する。図５５図ＡおよびＢに示すように、この試料の投入および取り出しのために、クリーンユニットの作業室２１１に、次のクリーンユニットを接続する代わりに投入／取り出しボックス２２７を取り付ける。この投入／取り出しボックス２２７は、トランスファーボックス２１２、２１３、２１４とほぼ同様な構成を有する。すなわち、この投入／取り出しボックス２２７は、矩形断面を有する筒２２８の両端にこの筒２２８より一回り大きい額縁状のつば（フランジ部）２２９を有するものからなるが、一方のつば２２９の下部にはストッパー２３０が取り付けられ、このストッパー２３０の両端部の上に鉛直方向に延びる一対のガイドレール２３１が互いに対向して平行に設けられている。つば２２９の内周は筒２２８の内周と一致している。そして、ガイドレール２３１とつば２２９との間の隙間に筒２２８より一回り大きい矩形の密閉遮断板２３２の両側部を差し込んでガイドレール２３１に沿ってスライドさせる。密閉遮断板２３２の下端がストッパー２３０に接した時点で密閉遮断板２３２とガイドレール２３１およびつば２２９とがほぼ密着し、投入／取り出しボックス２２７の内外が遮断される。ガイドレール２３１とつば２２９との間の隙間は、密閉遮断板２３２の厚さより僅かに大きく選ばれている。この密閉遮断板２３２には取っ手２３３が付いており、この取っ手２３３を手で持って密閉遮断板２３２を上下動させることによりこの密閉遮断板２３２の開閉を行うことができるようになっている。そして、このように密閉遮断板２３２の開閉を行うことにより、投入／取り出しボックス２２７の内部と外部との間の連通／非連通を制御することができるようになっている。投入／取り出しボックス２２７のクリーンユニットへの取り付け方法は、トランスファーボックス２１２、２１３、２１４の取り付け方法と同じであるので、説明を省略する。
次に、クリーンユニットの三箇所のコネクター部のうち、特に試料の出し入れもせず、他のクリーンユニットも連結しないコネクター部に関しては、図７ＡおよびＢに示すように、壁２２０の外側にも、内側と同様に開閉機構が設けられている。すなわち、作業室２１１の壁２２０にストッパー２３４および一対のガイドレール２３５を取り付け、このガイドレール２３５と壁２２０との間の隙間に開口部２２０ａより一回り大きい矩形の密閉遮断板２３６の両側部を差し込んでガイドレール２３５に沿ってスライドさせる。密閉遮断板２３６の下端がストッパー２３４に接した時点で密閉遮断板２３６とガイドレール２３５および壁２２０とがほぼ密着し、壁２２０の内外が遮断される。ガイドレール２３５と壁２２０との間の隙間は、密閉遮断板２３６の厚さより僅かに大きく選ばれている。この密閉遮断板２３６には取っ手２３７が付いており、この取っ手２３７を手で持って密閉遮断板２３６を上下動させることにより密閉遮断板２３６の開閉を行うことができるようになっている。そして、このように密閉遮断板２３６の開閉を行うことにより、クリーンユニットの内部と外部との間の連通／非連通を制御することができるようになっている。この場合、壁２２０の内側にも同様な開閉構造が設けられているため、コネクター部の壁２２０の両側に二重の密閉構造が備わっていることになる。このようにして、他のクリーンユニットとの接続がなく、かつトランスファーボックスも連結しない場合には、クリーンユニットの作業室２１１の内部の外気からの遮断を効率よく行うことができる。
図８Ａ、ＢおよびＣはこの発明の第２の実施形態によるクリーンユニットを示し、図８Ａは上面図、図８Ｂは正面図、図８Ｃは側面図である。このクリーンユニットでは、主に、表面観察などの各種測定や検査やアセンブリなど、局所排気の必要ない、非化学的なプロセスを行うが、これに限定されるものではない。
図８Ａ、ＢおよびＣに示すように、このクリーンユニットは、図３Ａ、ＢおよびＣに示すクリーンユニットの作業室２１１と同様な構成の作業室２５１を有する。この作業室２５１の背面および両側面にはそれぞれ、クリーンユニット間のコネクターおよび搬送路を兼用するトランスファーボックス２５２、２５３、２５４が設けられ、これらのトランスファーボックス２５２、２５３、２５４を用いて背面および両側面の三方向から他のクリーンユニットを連結することができるようになっているとともに、これらのトランスファーボックス２５２、２５３、２５４を通して試料などの搬送を行うことができるようになっている。また、作業室２５１の前面には二つの円形の開口部が設けられており、これらの開口部に一対の手作業用グローブ２５５が装着されている。作業室２５１の上面には、それ自体送風動力を持つアクティブ防塵フィルター２５６が取り付けられており、作業室２５１の内部を例えばクラス１０またはクラス１００程度のクリーンな環境に維持することができるようになっている。この場合、排気ダクトは設けられておらず、その代わりに、作業室２５１の両側面の下部の隅に排気用通風孔２５７が設けられている。この排気用通風孔２５７は、アクティブ防塵フィルター２５６から送られた空気を作業室２５１の外部に排気し、アクティブ防塵フィルターの動作により加わる正圧を調節するためのものである。このアクティブ防塵フィルター２５６としては、例えば、アクティブＨＥＰＡフィルターを用いることができる。なお、例えば、このクリーンユニットをバイオクリーンルーム代替で用いるときには、このアクティブ防塵フィルター２５６に直列にイオン殺菌除去装置を加えてもよい。
上記以外の構成は図３Ａ、ＢおよびＣに示すクリーンユニットの構成と同一である。
トランスファーボックス２５２、２５３、２５４の連結部位には、図３Ａ、ＢおよびＣに示すクリーンユニットと同様に、他のクリーンユニットを連結しない場合には、外気との密閉遮断板または遮断扉を付けることも可能である。
図８Ａ、ＢおよびＣに示すように、このクリーンユニットは、図３Ａ、ＢおよびＣに示すクリーンユニットの作業室２１１と同様な構成の作業室２５１を有する。この作業室２５１の背面および両側面にはそれぞれ、クリーンユニット間のコネクターおよび搬送路を兼用するトランスファーボックス２５２、２５３、２５４が設けられ、これらのトランスファーボックス２５２、２５３、２５４を用いて背面および両側面の三方向から他のクリーンユニットを連結することができるようになっているとともに、これらのトランスファーボックス２５２、２５３、２５４を通して試料などの搬送を行うことができるようになっている。また、作業室２５１の前面には二つの円形の開口部が設けられており、これらの開口部に一対の手作業用グローブ２５５が装着されている。作業室２５１の上面には、それ自体送風動力を持つアクティブ防塵フィルター２５６が取り付けられており、作業室２５１の内部を例えばクラス１０またはクラス１００程度のクリーンな環境に維持することができるようになっている。この場合、排気ダクトは設けられておらず、その代わりに、作業室２５１の両側面の下部の隅に排気用通風孔２５７が設けられている。この排気用通風孔２５７は、アクティブ防塵フィルター２５６から送られた空気を作業室２５１の外部に排気し、アクティブ防塵フィルターの動作により加わる正圧を調節するためのものである。このアクティブ防塵フィルター２５６としては、例えば、アクティブＨＥＰＡフィルターを用いることができる。なお、例えば、このクリーンユニットをバイオクリーンルーム代替で用いるときには、このアクティブ防塵フィルター２５６に直列にイオン殺菌除去装置を加えてもよい。
上記以外の構成は図３Ａ、ＢおよびＣに示すクリーンユニットの構成と同一である。
トランスファーボックス２５２、２５３、２５４の連結部位には、図３Ａ、ＢおよびＣに示すクリーンユニットと同様に、他のクリーンユニットを連結しない場合には、外気との密閉遮断板または遮断扉を付けることも可能である。
次に、この発明の第３の実施形態によるクリーンユニットシステムについて説明する。
図９Ａはこのクリーンユニットシステムを示す。また、図９Ｂはこのクリーンユニットシステムとの比較のための従来のクリーンユニットシステムを示す。
図９Ａに示すように、部屋の中に定盤２６１、２６２、２６３、２６４がそれらの間にオペレーターが入って作業を行うのに十分なスペースをあけて設置されている。そして、定盤２６１上にはクリーンユニット２６５が、定盤２６２上にはクリーンユニット２６６、２６７が、定盤２６３上にはクリーンユニット２６８、２６９、２７０が、定盤２６４上にはクリーンユニット２７１、２７２、２７３がそれぞれ設置されている。これらのクリーンユニット２６５〜２７３はトランスファーボックス２７４により連結されており、繰り返し折れ曲がったつづら折り状配置となっている。
図９Ａはこのクリーンユニットシステムを示す。また、図９Ｂはこのクリーンユニットシステムとの比較のための従来のクリーンユニットシステムを示す。
図９Ａに示すように、部屋の中に定盤２６１、２６２、２６３、２６４がそれらの間にオペレーターが入って作業を行うのに十分なスペースをあけて設置されている。そして、定盤２６１上にはクリーンユニット２６５が、定盤２６２上にはクリーンユニット２６６、２６７が、定盤２６３上にはクリーンユニット２６８、２６９、２７０が、定盤２６４上にはクリーンユニット２７１、２７２、２７３がそれぞれ設置されている。これらのクリーンユニット２６５〜２７３はトランスファーボックス２７４により連結されており、繰り返し折れ曲がったつづら折り状配置となっている。
この場合、クリーンユニット２６５〜２７３としては三方向の連結が可能な第１８または第１９の実施形態によるクリーンユニットが用いられており、このため上述のようにクリーンユニット２６５〜２７３をつづら折り状に配置することが可能となっている。
ただし、クリーンユニット２６５、２６９、２７２、２７３としては、左右二方向のみの連結が可能な従来のクリーンユニットを用いてもよい。
ただし、クリーンユニット２６５、２６９、２７２、２７３としては、左右二方向のみの連結が可能な従来のクリーンユニットを用いてもよい。
前処理、レジスト塗布、ベーキング、露光、現像、ポストベーク、エッチング（食刻）、薄膜成長、表面観察、アセンブリなどの各要素プロセスは最近の技術の進歩によりコンパクトな装置で行うことが可能になってきたので、基本的に第１の実施形態によるクリーンユニット（以下「タイプＡ」という）と第２の実施形態によるクリーンユニット（以下「タイプＢ」という）とのどちらかの中に収めることが可能である。そこで、クリーンユニット２６５〜２７３には、実行するプロセスに応じた小型のプロセス装置（成長装置、エッチング装置などの化学プロセス装置またはリソグラフィー装置、ベーク炉などの非化学プロセス装置）や小型の観察装置（ＡＦＭ、ＳＴＭ、光学顕微鏡、ＳＥＭなど）などが設置される。例えば、クリーンユニット２７０内には小型の成長装置が設置される。この場合、成長装置の電源２７５およびオシロスコープ２７６がこのクリーンユニット２７０の近くに設置されている。
このクリーンユニットシステムを用いてプロセスや観察、測定などを実行する場合には、例えば次のようにする。すなわち、オペレーターはまず、クリーンユニット２６５の前方に立って試料の出し入れ部から基板（図示せず）を投入する。そして、このクリーンユニット２６５内で所定のプロセスなどを実行した後、作業用グローブ（図示せず）を用いて基板をトランスファーボックス２７４を通して次のクリーンユニット２６６に搬送する。次に、オペレーターはクリーンユニット２６６の前方に移動し、このクリーンユニット２６６内で所定のプロセスを実行する。このようにして、基板をクリーンユニット２６５〜２７３間で受け渡しながら順次プロセスを実行する。そして、プロセス終了後にクリーンユニット２７３から基板を取り出す。
以上のように、この第３の実施形態によれば、クリーンユニット２６５〜２７３をつづら折り状に配置することが可能であるので、クリーンユニットシステムの占有面積を方形に近づけることができ、このクリーンユニットシステムを設置する部屋の設計への負担を軽くするとともに、部屋のスペースの有効利用を図ることができる。
すなわち、図９Ｂに示すように、左右方向にのみ連結可能なクリーンユニット２８１〜２８８を左右方向に単一直線状配置で連結した従来のクリーンユニットシステムでは、長さが極めて長くなるため、設置スペースも長くなり、部屋のスペースの使用効率が悪い。したがって、この第１の実施形態によるクリーンユニットシステムの優位性は明らかである。なお、図９Ｂにおいて、符号２８９〜２９２は定盤、２９３は連結部を示す。
すなわち、図９Ｂに示すように、左右方向にのみ連結可能なクリーンユニット２８１〜２８８を左右方向に単一直線状配置で連結した従来のクリーンユニットシステムでは、長さが極めて長くなるため、設置スペースも長くなり、部屋のスペースの使用効率が悪い。したがって、この第１の実施形態によるクリーンユニットシステムの優位性は明らかである。なお、図９Ｂにおいて、符号２８９〜２９２は定盤、２９３は連結部を示す。
次に、この発明の第４の実施形態によるクリーンユニットシステムについて説明する。
図１０はこのクリーンユニットシステムを示す。図１０に示すように、このクリーンユニットシステムにおいては、タイプＡまたはタイプＢの三方向接続可能なクリーンユニット１１０１〜１１０６がトランスファーボックス１１０７を介してループ状配置で連結されている。連結に使用されていないトランスファーボックス１１０７は密閉遮断板により遮断されている。
この第４の実施形態によれば次のような利点を得ることができる。すなわち、一般に、トータルな一連のプロセスにおいては、同一のプロセスを繰り返すことがよくあるが、左右方向にのみ連結可能なクリーンユニットを左右方向に連結した単一直線状配置の従来のクリーンユニットシステムでは、同一のプロセスを繰り返し行う場合、その都度上流側のクリーンユニットに試料を戻さざるを得ないため、作業効率が極めて悪い。これに対し、この第４の実施形態によれば、クリーンユニット１１０１〜１１０６が３方向接続可能であるので、プロセスフローに沿ってクリーンユニット１１０１〜１１０６の最適なループ状の連結が可能となり、試料の無駄な搬送を伴うことなく必要な回数、何回でも一連のプロセスを繰り返すことができる。このため、一連のプロセスを効率的に行うことができる。
図１０はこのクリーンユニットシステムを示す。図１０に示すように、このクリーンユニットシステムにおいては、タイプＡまたはタイプＢの三方向接続可能なクリーンユニット１１０１〜１１０６がトランスファーボックス１１０７を介してループ状配置で連結されている。連結に使用されていないトランスファーボックス１１０７は密閉遮断板により遮断されている。
この第４の実施形態によれば次のような利点を得ることができる。すなわち、一般に、トータルな一連のプロセスにおいては、同一のプロセスを繰り返すことがよくあるが、左右方向にのみ連結可能なクリーンユニットを左右方向に連結した単一直線状配置の従来のクリーンユニットシステムでは、同一のプロセスを繰り返し行う場合、その都度上流側のクリーンユニットに試料を戻さざるを得ないため、作業効率が極めて悪い。これに対し、この第４の実施形態によれば、クリーンユニット１１０１〜１１０６が３方向接続可能であるので、プロセスフローに沿ってクリーンユニット１１０１〜１１０６の最適なループ状の連結が可能となり、試料の無駄な搬送を伴うことなく必要な回数、何回でも一連のプロセスを繰り返すことができる。このため、一連のプロセスを効率的に行うことができる。
次に、この発明の第５の実施形態によるクリーンユニットシステムについて説明する。
図１１はこのクリーンユニットシステムを示す。図１１に示すように、このクリーンユニットシステムにおいては、タイプＡまたはタイプＢのクリーンユニット１１０１〜１１０６がトランスファーボックス１１０７を介してループ状配置で連結されていることは第１９の実施形態と同様であるが、この場合にはさらに、クリーンユニット１１０２とクリーンユニット１１０５とがトランスファーボックス１１０７および中継ボックス１１０８を介して直接連結されている。この場合、図３Ａ、ＢおよびＣまたは図８Ａ、ＢおよびＣにおいて、作業室の奥行きの寸法ａ、トランスファーボックスの寸法ｃ、背面トランスファーボックスの、向かって右側面からの距離ｘがｘ＝（ａ−ｃ）／２を満たすように設計することにより、単一の構造仕様のクリーンユニット１１０１〜１１０６のみを用いて図１１に示すような連結を行うことができる。
図１１はこのクリーンユニットシステムを示す。図１１に示すように、このクリーンユニットシステムにおいては、タイプＡまたはタイプＢのクリーンユニット１１０１〜１１０６がトランスファーボックス１１０７を介してループ状配置で連結されていることは第１９の実施形態と同様であるが、この場合にはさらに、クリーンユニット１１０２とクリーンユニット１１０５とがトランスファーボックス１１０７および中継ボックス１１０８を介して直接連結されている。この場合、図３Ａ、ＢおよびＣまたは図８Ａ、ＢおよびＣにおいて、作業室の奥行きの寸法ａ、トランスファーボックスの寸法ｃ、背面トランスファーボックスの、向かって右側面からの距離ｘがｘ＝（ａ−ｃ）／２を満たすように設計することにより、単一の構造仕様のクリーンユニット１１０１〜１１０６のみを用いて図１１に示すような連結を行うことができる。
以上のように、この第５の実施形態によれば、クリーンユニット１１０１〜１１０６がループ状配置で連結され、しかもクリーンユニット１１０２とクリーンユニット１１０５とがトランスファーボックス１１０７および中継ボックス１１０８により直接連結されていることにより、第４の実施形態と同様な利点に加え、条件判断に伴う分岐や小ループなど、より小回りの効いたプロセスを実行することが可能になる。具体的には、クリーンユニット１１０１〜１１０６間で順番に基板を受け渡してプロセスを実行するほかに、例えば、クリーンユニット１１０１から出発してクリーンユニット１１０２でプロセスを実行した後、クリーンユニット１１０５に進んでプロセスを行うこともできる。
次に、この発明の第６の実施形態によるクリーンユニットシステムについて説明する。
図１２はこのクリーンユニットシステムを示す。図１２に示すように、このクリーンユニットシステムにおいては、タイプＡまたはタイプＢの三方向接続可能なクリーンユニット１１２１〜１１２８がトランスファーボックス１１２９を介して連結されている。この場合、クリーンユニット１１２２〜１１２７は第２２の実施形態と同様なループ状配置で連結されている。
例えば、クリーンユニット１１２２、１１２３、１１２５、１１２６としてはタイプＡのものを用い、クリーンユニット１１２１、１１２４、１１２７としてはタイプＢのものを用いる。
図１２はこのクリーンユニットシステムを示す。図１２に示すように、このクリーンユニットシステムにおいては、タイプＡまたはタイプＢの三方向接続可能なクリーンユニット１１２１〜１１２８がトランスファーボックス１１２９を介して連結されている。この場合、クリーンユニット１１２２〜１１２７は第２２の実施形態と同様なループ状配置で連結されている。
例えば、クリーンユニット１１２２、１１２３、１１２５、１１２６としてはタイプＡのものを用い、クリーンユニット１１２１、１１２４、１１２７としてはタイプＢのものを用いる。
各クリーンユニット１１２１〜１１２８で行われる作業は、例えば次のとおりである。まず、クリーンユニット１１２１は保管ユニットで、試料保管庫（例えば、基板を収納したウエハーカセット１１３０）が設置され、連結に使用されていない右側面のトランスファーボックス１１２９は試料投入口、同じく連結に使用されていない背面のトランスファーボックス１１２９は非常時試料取出口である。クリーンユニット１１２２は化学ユニットで、化学前処理システム１１３１が設置され、化学前処理が行われる。クリーンユニット１１２３はレジストプロセスユニットで、スピンコータ１１３２および現像装置１１３３が設置され、レジストのコーティングや現像が行われる。クリーンユニット１１２４はリソグラフィーユニットで、露光装置１１３４が設置され、連結に使用されていない右側面のトランスファーボックス１１２８は非常時試料取出口である。クリーンユニット１１２５は成長／メタライゼーションユニットで、電気化学装置１１３５およびマイクロリアクターシステム１１３６が設置され、連結に使用されていない右側面のトランスファーボックス１１２８は非常時試料取出口である。クリーンユニット１１２６はエッチングユニットで、エッチング装置１１３７が設置されている。このクリーンユニット１１２６の背面のトランスファーボックス１１２９は、中継ボックス１１３８を介して、クリーンユニット１１２３の背面のトランスファーボックス１１２９と連結されている。クリーンユニット１１２７はアセンブリユニットで、顕微鏡１１３９およびプローバー１１４０が設置されている。クリーンユニット１１２８は走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）観察ユニットで、卓上ＳＴＭ１１４１および卓上ＡＦＭ１１４２が設置され、連結に使用されていない右側面のトランスファーボックス１１２９は試料取出口、同じく連結に使用されていない背面のトランスファーボックス１１２９は非常時試料取出口である。クリーンユニット１１２３のスピンコータ１１３２、クリーンユニット１１２４の露光装置１１３４、クリーンユニット１１２５の電気化学装置１１３５およびマイクロリアクターシステム１１３６、クリーンユニット１１２６のエッチング装置１１３７、クリーンユニット１１２７のプローバー１１４０などは電源１１４３に接続されていて電源が供給されるようになっている。また、クリーンユニット１１２５の電気化学装置１１３５は信号ケーブル１１４４により電気化学装置制御器１１４５と接続されており、この電気化学装置制御器１１４５により制御されるようになっている。さらに、クリーンユニット１１２７の顕微鏡１１３９、クリーンユニット１１２８の卓上ＳＴＭ１１４１および卓上ＡＦＭ１１４２による観察画像は、液晶モニター１１４６に映し出すことができるようになっている。
この第６の実施形態によれば、次のような多くの利点を得ることができる。すなわち、化学前処理、レジスト塗布、露光、現像、成長／メタライゼーション、エッチング、プロービング、表面観察など、通常巨大なクリーンルームの中に設えられた装置群を駆使して行われるほぼあらゆる工程を、クリーンな局所空間を包むクリーンユニットを連結したクリーンユニットシステムにおいてループ状配置などを取ることによって、クリーンルームを用いることなく通常の実験室規模の部屋の中において簡便かつコンパクトに実現することができる。
また、一般的には、上記のタイプＡ、Ｂのクリーンユニットの中に収めるプロセス装置の性格により、図１０に示すように、Ａ、Ｂ（あるいはその変形型）からなる、いわゆる「モザイク」状のクリーンユニット配列パターンができ、これによりプロセス全体、あるいはその主要部の一連の工程（例えば、途中で有塵雰囲気に暴露すると歩留まりを下げてしまう恐れのある工程を済ませ、有塵雰囲気でも差し支えない、区切りの良い段階まで工程を進めてしまうことなど）を実行することができる。
また、あるトータルな、あるいは主要な一連のプロセスフローが与えられたとき、それに対応した一次元のクリーンユニットの繋がり具合（モザイクパターン）が決まるが、上記のタイプＡ、Ｂのクリーンユニットを用いることにより、同一処理（群）の繰り返しは同一クリーンユニット（群) で行うなどの束縛条件を満たすように（つまりこのモザイクのどことどこを繋げば最も効率がよくなるかを判定して）、クリーンユニットのループ状配置などの実現が可能となる。また、その際、必要な工程数、作業の段数の増加に対応して、拡張性に富み、かつ極めてフレキシブルなやり方でプロセス一貫システムを組上げることができる。
また、一般的には、上記のタイプＡ、Ｂのクリーンユニットの中に収めるプロセス装置の性格により、図１０に示すように、Ａ、Ｂ（あるいはその変形型）からなる、いわゆる「モザイク」状のクリーンユニット配列パターンができ、これによりプロセス全体、あるいはその主要部の一連の工程（例えば、途中で有塵雰囲気に暴露すると歩留まりを下げてしまう恐れのある工程を済ませ、有塵雰囲気でも差し支えない、区切りの良い段階まで工程を進めてしまうことなど）を実行することができる。
また、あるトータルな、あるいは主要な一連のプロセスフローが与えられたとき、それに対応した一次元のクリーンユニットの繋がり具合（モザイクパターン）が決まるが、上記のタイプＡ、Ｂのクリーンユニットを用いることにより、同一処理（群）の繰り返しは同一クリーンユニット（群) で行うなどの束縛条件を満たすように（つまりこのモザイクのどことどこを繋げば最も効率がよくなるかを判定して）、クリーンユニットのループ状配置などの実現が可能となる。また、その際、必要な工程数、作業の段数の増加に対応して、拡張性に富み、かつ極めてフレキシブルなやり方でプロセス一貫システムを組上げることができる。
次に、この発明の第７の実施形態によるクリーンユニットシステムについて説明する。
図１３はこのクリーンユニットシステムを示す。図１３に示すように、このクリーンユニットシステムにおいては、タイプＡまたはタイプＢの三方向接続可能なクリーンユニット１１５１〜１１７１がトランスファーボックス１１７２を介して連結されている。この場合、クリーンユニット１１６０〜１１６５は第２１の実施形態と同様なループ状配置で連結され、クリーンユニット１１６６〜１１７１は第２２の実施形態と同様なループ状配置で連結されている。クリーンユニット１１５５の背面のトランスファーボックス１１７２とクリーンユニット１１６０の右側面のトランスファーボックス１１７２とは中継ボックス１１７３を介して連結されている。また、クリーンユニット１１５８の背面のトランスファーボックス１１７２とクリーンユニット１１６５の右側面のトランスファーボックス１１７２とは中継ボックス１１７３を介して連結されている。さらに、クリーンユニット１１６７の背面のトランスファーボックス１１７２とクリーンユニット１１７０の背面のトランスファーボックス１１７２とは中継ボックス１１７３を介して連結されている。クリーンユニット１１６０〜１１６５にはこのクリーンユニットシステムを用いて実行するプロセスに必要なプロセス装置や観察装置などが設置されている。
図１３はこのクリーンユニットシステムを示す。図１３に示すように、このクリーンユニットシステムにおいては、タイプＡまたはタイプＢの三方向接続可能なクリーンユニット１１５１〜１１７１がトランスファーボックス１１７２を介して連結されている。この場合、クリーンユニット１１６０〜１１６５は第２１の実施形態と同様なループ状配置で連結され、クリーンユニット１１６６〜１１７１は第２２の実施形態と同様なループ状配置で連結されている。クリーンユニット１１５５の背面のトランスファーボックス１１７２とクリーンユニット１１６０の右側面のトランスファーボックス１１７２とは中継ボックス１１７３を介して連結されている。また、クリーンユニット１１５８の背面のトランスファーボックス１１７２とクリーンユニット１１６５の右側面のトランスファーボックス１１７２とは中継ボックス１１７３を介して連結されている。さらに、クリーンユニット１１６７の背面のトランスファーボックス１１７２とクリーンユニット１１７０の背面のトランスファーボックス１１７２とは中継ボックス１１７３を介して連結されている。クリーンユニット１１６０〜１１６５にはこのクリーンユニットシステムを用いて実行するプロセスに必要なプロセス装置や観察装置などが設置されている。
この第７の実施形態によれば次のような利点を得ることができる。すなわち、初段から最終段までの一連のプロセスフローは、（途中の計測により不具合が見つかった場合には、再度そのプロセスを繰り返すという条件判断およびその後の処理まで含めて）プログラミングのフローチャートと同一視できるが、この第７の実施形態によれば、プログラミングでいうところのサブルーチン部１１７４や、条件判断による分岐１１７５などの処理に対応して、三方接続を含め並べ替えることで、極めて順応性良く対応することができる。つまり、トランスファーボックス１１７２の開閉や基板の搬送を含めてコンピューターコントロールを行うことで（ループや条件判断によるプロセス上の別工程に飛び移ることを含み）全プロセス工程、あるいは主要な一連のプロセス工程を、プログラミングの下、コンピュータの管理下において自動的に実行することができる。
また、クリーンユニットシステムにループがあるため、クリーンユニット間で基板を行き来させることにより、最小の移動距離で基板に対して同様の処理を何度でも行うことができる。従来のクリーンユニットの直線状配置では同様の処理を行う際、遠いクリーンユニットまで長距離、基板を搬送する必要が出てくるため、これは非常に有利な点である。これを一般化すると次のとおりである。すなわち、ペアノ曲線あるいは図１４に示すヒルベルト曲線などに似た形で面が埋められるので、空間（面積）占有率の向上の面でも有利である。特に、ヒルベルト曲線と同様に、一連の線上に乗っておりながら、同時に、この線上では遠隔地に存しながらも、残るもう１次元を利用した三方接続により一種のプロセス空間内でいわば「ワープ」させて、別系のプロセスを基板（試料）に適用することができることが利点である。これは、たんぱく質合成の際に、ＤＮＡの一次元配列の各所に散らばって存在する設計図をうまく読み取り合わせていく過程と相同の機能であり、一つのプロセスラインを多目的に利用することができる利便性を実現するものである。
次に、この発明の第８の実施形態によるクリーンユニットについて説明する。
図１５Ａ、ＢおよびＣはこの第８の実施形態によるクリーンユニットを示し、図１５Ａは上面図、図１５Ｂは正面図、図１５Ｃは側面図である。
図１５Ａ、ＢおよびＣに示すように、このクリーンユニットは、六面体形状の箱状の作業室２１１の背面および両側面にそれぞれトランスファーボックス２１２、２１３、２１４が着脱自在に設けられていることに加えて、この作業室２１１の上面および下面にそれぞれトランスファーボックス１２０１、１２０２が着脱自在に設けられている。これらのトランスファーボックス１２０１、１２０２の構造は、トランスファーボックス２１２、２１３、２１４と同様である。
上記以外のことは第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
この第８の実施形態によるクリーンユニットを以下においてはタイプＣという。
図１５Ａ、ＢおよびＣはこの第８の実施形態によるクリーンユニットを示し、図１５Ａは上面図、図１５Ｂは正面図、図１５Ｃは側面図である。
図１５Ａ、ＢおよびＣに示すように、このクリーンユニットは、六面体形状の箱状の作業室２１１の背面および両側面にそれぞれトランスファーボックス２１２、２１３、２１４が着脱自在に設けられていることに加えて、この作業室２１１の上面および下面にそれぞれトランスファーボックス１２０１、１２０２が着脱自在に設けられている。これらのトランスファーボックス１２０１、１２０２の構造は、トランスファーボックス２１２、２１３、２１４と同様である。
上記以外のことは第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
この第８の実施形態によるクリーンユニットを以下においてはタイプＣという。
次に、この発明の第９の実施形態によるクリーンユニットについて説明する。
図１６Ａ、ＢおよびＣはこの第９の実施形態によるクリーンユニットを示し、図１６Ａは上面図、図１６Ｂは正面図、図１６Ｃは側面図である。
図１６Ａ、ＢおよびＣに示すように、このクリーンユニットは、六面体形状の箱状の作業室２５１の背面および両側面にそれぞれトランスファーボックス２５２、２５３、２５４が着脱自在に設けられていることに加えて、この作業室２５１の上面および下面にそれぞれトランスファーボックス１２０３、１２０４が着脱自在に設けられている。これらのトランスファーボックス１２０３、１２０４の構造は、トランスファーボックス２１２、２１３、２１４と同様である。
上記以外のことは第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
この第９の実施形態によるクリーンユニットを以下においてはタイプＤという。
図１６Ａ、ＢおよびＣはこの第９の実施形態によるクリーンユニットを示し、図１６Ａは上面図、図１６Ｂは正面図、図１６Ｃは側面図である。
図１６Ａ、ＢおよびＣに示すように、このクリーンユニットは、六面体形状の箱状の作業室２５１の背面および両側面にそれぞれトランスファーボックス２５２、２５３、２５４が着脱自在に設けられていることに加えて、この作業室２５１の上面および下面にそれぞれトランスファーボックス１２０３、１２０４が着脱自在に設けられている。これらのトランスファーボックス１２０３、１２０４の構造は、トランスファーボックス２１２、２１３、２１４と同様である。
上記以外のことは第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
この第９の実施形態によるクリーンユニットを以下においてはタイプＤという。
次に、この発明の第１０の実施形態によるクリーンユニットについて説明する。
図１７はこの第１０の実施形態によるクリーンユニットを示す正面図である。
図１７に示すように、このクリーンユニットにおいては、作業室２５１の左側の側面の下部の隅の排気用通風孔（図示せず）は図示省略した蓋などにより塞がれており、右側の側面の下部の隅の排気用通風孔とアクティブ防塵フィルター２５６の入り口との間に、気密性を有する管１２５１が接続されている。そして、排気用通風孔から排気される気体の全てがこの管１２５１を通ってアクティブ防塵フィルター２５６の入り口に入るようになっている。このようにすることにより、気体は、アクティブ防塵フィルター２５６→作業室２５１→排気用通風孔→管１２５１→アクティブ防塵フィルター２５６のように循環するため、作業室２５１内の清浄度の大幅な向上を図ることができる。
作業室２５１内で化学プロセスを実行する場合には、化学プロセス対応のアクティブ防塵フィルター２５６を用いるとともに、上記の管１２５１の途中に吸着塔１２５２あるいは吸着剤を設置することで、ダクトなどを通じて外部に接続することなく、クローズドシステムで有害物質の除去とクリーンな環境の維持とを両立させることができる。
また、作業室２５１の内壁の全部または一部に粘着シートを貼り付けてダスト微粒子を付着させることで、清浄度のさらなる向上を図ることが可能である。この場合、粘着シートを多層化したものを用い、一枚ずつ剥がすことで清浄なシート面を露出させることにより、常時ダスト微粒子の付着効果を維持することができる。
作業室２５１の詳細の図示および説明は省略するが、第２または第７の実施形態と同様である。
この第１０の実施形態によるクリーンユニットを以下においてはタイプＥという。
図１７はこの第１０の実施形態によるクリーンユニットを示す正面図である。
図１７に示すように、このクリーンユニットにおいては、作業室２５１の左側の側面の下部の隅の排気用通風孔（図示せず）は図示省略した蓋などにより塞がれており、右側の側面の下部の隅の排気用通風孔とアクティブ防塵フィルター２５６の入り口との間に、気密性を有する管１２５１が接続されている。そして、排気用通風孔から排気される気体の全てがこの管１２５１を通ってアクティブ防塵フィルター２５６の入り口に入るようになっている。このようにすることにより、気体は、アクティブ防塵フィルター２５６→作業室２５１→排気用通風孔→管１２５１→アクティブ防塵フィルター２５６のように循環するため、作業室２５１内の清浄度の大幅な向上を図ることができる。
作業室２５１内で化学プロセスを実行する場合には、化学プロセス対応のアクティブ防塵フィルター２５６を用いるとともに、上記の管１２５１の途中に吸着塔１２５２あるいは吸着剤を設置することで、ダクトなどを通じて外部に接続することなく、クローズドシステムで有害物質の除去とクリーンな環境の維持とを両立させることができる。
また、作業室２５１の内壁の全部または一部に粘着シートを貼り付けてダスト微粒子を付着させることで、清浄度のさらなる向上を図ることが可能である。この場合、粘着シートを多層化したものを用い、一枚ずつ剥がすことで清浄なシート面を露出させることにより、常時ダスト微粒子の付着効果を維持することができる。
作業室２５１の詳細の図示および説明は省略するが、第２または第７の実施形態と同様である。
この第１０の実施形態によるクリーンユニットを以下においてはタイプＥという。
図１８は、このタイプＥのクリーンユニットを通常のオフィス環境下に置いてアクティブ防塵フィルター２５６を運転した時の作業室２５１内の清浄度を測定した結果を示し、横軸は微粒子の粒径（μｍ）、縦軸は横軸の粒径以上の微粒子数（個／ｍ3 ）を示す。ただし、この測定に用いたクリーンユニットの作業室２５１は直方体形状でその大きさは幅８０ｃｍ、奥行き６０ｃｍ、高さ８０ｃｍである。アクティブ防塵フィルター２５６としては、アズワン株式会社製ＨＥＰＡユニットＧＫ−０７５７−０１（型番２５Ｓ）０．３μｍを用いた。また、測定は、アクティブ防塵フィルター２５６の運転を開始してから２０分または３０分経過後に安定した状態となってから行った。図１８より、この循環型クリーンユニットの清浄度の平均値（○）はクラス１０並、最高値（●）はクラス１に近い値が得られている。しかも、この清浄度に到達するのに要する時間は、アクティブ防塵フィルター２５６の運転開始後２０分または３０分程度と極めて短い。以上のことは、排気用通風孔から排気される気体の全てを管１２５１を通してアクティブ防塵フィルター２５６の入り口に入れて循環させることが、高い清浄度を得るために極めて有効な方法であることを示す。図１８には、比較のために、クリーンルームのスーパークリーンエリアの清浄度（△）、通常エリア（▲）の清浄度の測定結果も示してある。
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、材料、形状、配置などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、形状、配置などを用いてもよい。必要に応じて、上述の実施形態の二以上を組み合わせてもよい。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、材料、形状、配置などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、形状、配置などを用いてもよい。必要に応じて、上述の実施形態の二以上を組み合わせてもよい。
さらに、ボトムアップとトップダウンとの接続・統合は、狭い意味のハードウェアのみに適用されるものではなく、直接結合しようとしても相容れない２系統の流れがぶつかる種々の局面に適用することができる。
また、例えば、上述の第１〜第１０の実施形態においては、サイズが同じタイプＡ〜Ｅの５種類の基本のクリーンユニットを所定の配置で連結してクリーンユニットシステムを構成しているが、タイプＡ〜Ｅ間でクリーンユニットのサイズが互いに異なっていてもよいし、タイプは同じであるがサイズが異なるクリーンユニットを用いてもよいし、タイプＡ〜Ｅを変形したクリーンユニットを用いてもよいし、さらには３種類以上のタイプのクリーンユニットを用いてもよい。
また、第３〜第７の実施形態によるクリーンユニットシステムにおいて、上下（鉛直）方向の自由度を利用して一部三次元的な接続を取り入れることも可能である。また、トランスファーボックスの密閉用の遮断板は、パッキンを備えた扉式のものを用いてもよい。また、一部のクリーンユニットおよびトランスファーボックスを加圧あるいは減圧対応、あるいは、真空対応にすることも可能である。この場合、トランスファーボックスは密閉性を高め、それ自体に加圧装置や局所排気装置をつけることが望ましい。また、トランスファーボックスは必ずしも直線状である必要はなく、例えばくの字型に曲がっていてもよい。また、トランスファーボックスに三方向接続性を備えさせることで、クリーンユニットをＴ字型に配置することも可能である。さらに、一旦クリーンユニットを連結した後に全てのトランスファーボックスの引き戸を開放して、例えば回転寿司店で寿司などの提供に用いられている搬送コンベアと同様の自動搬送コンベアをクリーンユニットシステムを貫いて設けることも可能である。
また、例えば、上述の第１〜第１０の実施形態においては、サイズが同じタイプＡ〜Ｅの５種類の基本のクリーンユニットを所定の配置で連結してクリーンユニットシステムを構成しているが、タイプＡ〜Ｅ間でクリーンユニットのサイズが互いに異なっていてもよいし、タイプは同じであるがサイズが異なるクリーンユニットを用いてもよいし、タイプＡ〜Ｅを変形したクリーンユニットを用いてもよいし、さらには３種類以上のタイプのクリーンユニットを用いてもよい。
また、第３〜第７の実施形態によるクリーンユニットシステムにおいて、上下（鉛直）方向の自由度を利用して一部三次元的な接続を取り入れることも可能である。また、トランスファーボックスの密閉用の遮断板は、パッキンを備えた扉式のものを用いてもよい。また、一部のクリーンユニットおよびトランスファーボックスを加圧あるいは減圧対応、あるいは、真空対応にすることも可能である。この場合、トランスファーボックスは密閉性を高め、それ自体に加圧装置や局所排気装置をつけることが望ましい。また、トランスファーボックスは必ずしも直線状である必要はなく、例えばくの字型に曲がっていてもよい。また、トランスファーボックスに三方向接続性を備えさせることで、クリーンユニットをＴ字型に配置することも可能である。さらに、一旦クリーンユニットを連結した後に全てのトランスファーボックスの引き戸を開放して、例えば回転寿司店で寿司などの提供に用いられている搬送コンベアと同様の自動搬送コンベアをクリーンユニットシステムを貫いて設けることも可能である。
２１１、２５１、１６０１…作業室、２１２〜２１４、２５２〜２５４、２７４、１１０７、１１２９、１１７２、１２０１〜１２０４、１３１７、１４０６、１６０２〜１６０４…トランスファーボックス、２１６…排気ダクト、２１７…パッシブ防塵フィルター、２２０…壁、２２０ａ…開口部、２２５…引き戸、２２７…投入／取り出しボックス、２３２、２３６…密閉遮断板、２５６…アクティブ防塵フィルター、２６５〜２７３、２８１〜２８８、１１０１〜１１０６、１１２１〜１１２８、１１５１〜１１７１、１３０１〜１３１６、１４０１〜１４０５、１１０８、１１３８、１１７３…クリーンユニット
Claims (8)
- アクティブな防塵フィルターを用いて作業室をクリーンな環境に維持するクリーンユニットにおいて、
上記防塵フィルターの粉塵捕集効率をγとするとき、上記作業室の清浄度が１／γで支配されることを特徴とするクリーンユニット。 - 上記防塵フィルターの風量をＶ、上記作業室の内面積をＳ、単位面積・単位時間当たりのダスト微粒子の脱離レートをσとするとき、Ｓσ／γＶを最小化することを特徴とする請求項１記載のクリーンユニット。
- 上記防塵フィルターがＨＥＰＡフィルターまたはＵＬＰＡフィルターであることを特徴とする請求項１または２記載のクリーンユニット。
- 上記作業室から流出する気体の全てが上記アクティブな防塵フィルターの入り口に入るように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のクリーンユニット。
- 上記作業室に直結された気密性を有する管が上記防塵フィルターの入り口に繋がっていることにより気体が循環するように構成され、かつ気密性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のクリーンユニット。
- 上記管に吸着剤または吸着塔が接続されていることを特徴とする請求項５記載のクリーンユニット。
- 上記作業室の内壁の少なくとも一部に粘着シートが貼り付けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のクリーンユニット。
- 上記作業室の内壁の表面が、空間周波数において、上記作業室から除去しようとするダスト微粒子の径と同じオーダーの表面凹凸のフーリエ成分を持たないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載のクリーンユニット。
Priority Applications (1)
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| JP2006201798A JP2007085721A (ja) | 2006-07-25 | 2006-07-25 | クリーンユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2006201798A JP2007085721A (ja) | 2006-07-25 | 2006-07-25 | クリーンユニット |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007085721A true JP2007085721A (ja) | 2007-04-05 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006201798A Pending JP2007085721A (ja) | 2006-07-25 | 2006-07-25 | クリーンユニット |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2007085721A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136215A1 (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | C'stec Corporation | クリーンユニット、クリーンユニットの運転方法および連結クリーンユニット |
| JP2015111031A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-06-18 | 株式会社Trinc | 清浄空間維持装置 |
-
2006
- 2006-07-25 JP JP2006201798A patent/JP2007085721A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2008136215A1 (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | C'stec Corporation | クリーンユニット、クリーンユニットの運転方法および連結クリーンユニット |
| JP4451492B2 (ja) * | 2007-04-26 | 2010-04-14 | シーズテック株式会社 | クリーンユニット、クリーンユニットの運転方法および連結クリーンユニット |
| JPWO2008136215A1 (ja) * | 2007-04-26 | 2010-07-29 | シーズテック株式会社 | クリーンユニット、クリーンユニットの運転方法および連結クリーンユニット |
| JP2015111031A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-06-18 | 株式会社Trinc | 清浄空間維持装置 |
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