JP3932334B1 - How to operate the clean unit - Google Patents

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英生 海住
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Abstract

【課題】巨大なクリーンルームを用いることなく、極めて簡単な構成でクラス1またはそれ以上の極めて高い清浄度の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】クリーンな環境に維持する循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットにおいて、循環型フィルターが、ろ材が互いに異なるか、またはろ材の孔径が互いに異なる複数のアクティブ塵埃フィルターを直列および/または並列に設けたものを少なくとも一部に含むようにする。
【選択図】図1
Provided is a clean unit capable of easily obtaining a clean environment having an extremely high cleanliness of class 1 or higher with an extremely simple configuration without using a huge clean room.
In a clean unit having a circulation type filter that is maintained in a clean environment and capable of being maintained in a clean environment, the circulation type filter has a plurality of filter media different from each other or a plurality of pore sizes of the filter media different from each other. An active dust filter provided in series and / or in parallel is included at least in part.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、クリーンユニット、連結クリーンユニット、クリーンユニットの運転方法およびクリーン作業室に関し、特に、粉塵や菌などのダスト微粒子の混入のないクリーンエア(空気)環境の実現に適用して好適なものである。   The present invention relates to a clean unit, a connected clean unit, a method for operating a clean unit, and a clean work room, and is particularly suitable for application to the realization of a clean air (air) environment free from dust particles such as dust and bacteria. It is.

電子工業・精密機械工業・精密印刷などの用途の精密製品の高品質化と歩留まり向上とを図るために塵埃を除去するクリーンルームが必要とされている。国際半導体技術ロードマップ(International Technology Roadmap for Semiconductor, ITRS)によれば、局所クリーン化の進展により2018年には通常の大気レベルの環境までクリーンルームの要求清浄度は緩和されるとしているが、現時点ではまだそれからはほど遠い。   In order to improve the quality and improve the yield of precision products for applications such as the electronics industry, precision machine industry, and precision printing, a clean room for removing dust is required. According to the International Technology Roadmap for Semiconductor (ITRS), the required cleanliness of clean rooms will be relaxed to the normal atmospheric level in 2018 due to the progress of local cleanliness. Still far from that.

クリーンルームを用いることなくクリーンな作業空間を提供する技術については従来より提案されている。例えば、クリーンな環境での作業を可能とする作業台として、作業空間の開口部から外気を取り入れ、この空気をフィルターでろ過して作業空間の上部から作業空間内に吹き出す作業台であって、作業空間の側面または背面に作業空間と外部とを連通する連通路を設け、この連通路に物体収納空間を形成し、物体空間の両側に外部と作業空間とを仕切る開閉手段を設けたものが提案されている(特許文献1参照。)。   A technique for providing a clean work space without using a clean room has been proposed. For example, as a workbench that enables work in a clean environment, it is a workbench that takes outside air from the opening of the work space, filters this air through a filter, and blows it out from the top of the work space into the work space, A communication path that connects the work space and the outside is provided on the side or back of the work space, an object storage space is formed in the communication path, and opening / closing means for partitioning the outside and the work space are provided on both sides of the object space. It has been proposed (see Patent Document 1).

また、無塵状態で作業するクリーンベンチにおいて、側面にチャッキング機構を有する開口部を設け、複数のクリーンベンチの連結を可能としたものが提案されている(特許文献2参照。)。また、内部をクリーンな環境にして移動可能な箱であって、この箱には複数のフィルターと送風機とを備えたものにおいて、上部に粗フィルターと高捕集フィルターとを設け、下部にすのこ板と下部フィルターとを設け、一方の側面に被加工物を出し入れする開閉蓋を設け、他の側面にグローブを設けるとともに、前記粗フィルターと高捕集フィルターとの間に前記送風機を設けたポータブルクリーンボックスが提案されている(特許文献3参照。)。   In addition, a clean bench that works in a dust-free state has been proposed in which an opening having a chucking mechanism is provided on the side surface to enable connection of a plurality of clean benches (see Patent Document 2). In addition, the box can be moved in a clean environment, and the box includes a plurality of filters and a blower. The upper part is provided with a coarse filter and a high collection filter, and the lower part is a saw board. And a lower filter, an open / close lid for taking in and out the workpiece on one side, a glove on the other side, and a blower between the coarse filter and the high collection filter A box has been proposed (see Patent Document 3).

また、感染病原菌を処理、取り扱いするためのクリーンボックスにおいて、複数本の殺菌用加熱管と作業箱内の空気を加熱管内に強制的に送り込む手段とを有する加熱殺菌装置付クリーンボックスが提案されている(特許文献4参照。)
また、箱状ケーシングの一面に吹出口を、他面のうち少なくとも二面に格別の吸込口を形成し、それらを吸込口から取り入れた気体を前記吹出口から吐き出させるファン、および、前記吹出口から吐き出させる気体を浄化するフィルターを前記ケーシングに内装し、前記吸込口のそれぞれを選択的に閉じるための蓋に対する固定具を設けた気体浄化ユニットが提案されている(特許文献5参照。)
Also, in a clean box for treating and handling infectious pathogens, a clean box with a heat sterilizer having a plurality of sterilization heating tubes and means for forcibly sending air in the work box into the heating tubes has been proposed. (See Patent Document 4)
Further, a blower outlet is formed on one surface of the box-shaped casing, and a special suction port is formed on at least two of the other surfaces, and the gas taken from the suction port is discharged from the blower port, and the blower port. A gas purification unit has been proposed in which a filter for purifying gas to be discharged from the casing is provided in the casing, and a fixture for a lid for selectively closing each of the suction ports is provided (see Patent Document 5).

また、複数の隔室を連結したクリーンスペーステクノロジーの製作ライン用の製作装置が提案されている(特許文献6参照。)
また、クリーンモジュールを多数個連結してクリーン空間を形成した、クリーントンネルと称するものが提案されている(特許文献7参照。)。これは、クリーンモジュール間に分割板を挿入することにより最小限の外部開放にとどめ、クリーン環境の破壊を最小にとどめようとする工夫である。
また、複数のクリーンベンチユニットを連結手段によって気密的に連結し、各クリーンベンチユニット内の作業空間を連結してクリーンルーム環境を備えた気密通路を長さ方向に調整可能に形成したクリーンベンチモジュールシステムが提案されている(特許文献8参照。)
また、モジュールにより構成されるマルチチェンバー装置が提案されている(特許文献9参照。)
Also, a manufacturing apparatus for a clean space technology manufacturing line in which a plurality of compartments are connected has been proposed (see Patent Document 6).
In addition, a clean tunnel has been proposed in which a large number of clean modules are connected to form a clean space (see Patent Document 7). This is a contrivance to minimize the destruction of the clean environment by inserting a dividing plate between the clean modules to minimize the external opening.
In addition, a clean bench module system in which a plurality of clean bench units are connected in an airtight manner by connecting means, and the work spaces in each clean bench unit are connected so that an airtight passage having a clean room environment can be adjusted in the length direction. Has been proposed (see Patent Document 8).
Moreover, the multi-chamber apparatus comprised by a module is proposed (refer patent document 9).

上記の特許文献1〜8で提案された作業台、クリーンベンチ、クリーンボックス、グローブボックスなどのクリーンユニットの中には、クラス10のクリーン環境を得ることができるものがあるが、このクリーンユニット自体がある程度(クラス1000程度)の清浄環境に置かれることが必要であり、また、これらの単独のクリーンユニットでは、その内部で閉じた完結作業しかできなかった。
また、上記の特許文献1、2、6、7、8には、クリーンな環境を維持したまま複数のプロセスを行うために、複数のクリーンユニットを連結することが提案されているが、いずれもクリーンユニットを左右方向に連結する単一直線状の配置しか取ることができなかった。このため、トータルな一連のプロセスに必要な数のクリーンユニットを連結しようとすると、その方向に長い設置スペースが必要であり、このクリーンユニットシステムを収容する建物の長さもそれに応じて大きくならざるを得なかった。
Some clean units such as work benches, clean benches, clean boxes, glove boxes and the like proposed in Patent Documents 1 to 8 above can obtain a class 10 clean environment. However, it was necessary to be placed in a clean environment of a certain degree (about 1000), and these single clean units could only be completed and closed inside.
Further, in the above Patent Documents 1, 2, 6, 7, and 8, it is proposed to connect a plurality of clean units in order to perform a plurality of processes while maintaining a clean environment. Only a single linear arrangement connecting the clean units in the left-right direction could be taken. For this reason, when trying to connect as many clean units as necessary for the total series of processes, a long installation space is required in that direction, and the length of the building that houses this clean unit system must be increased accordingly. I didn't get it.

また、上記の特許文献9に記載されたマルチチェンバー装置は各モジュールについては一方向の接続しかできず、モジュール間接続の拡張性やフレキシビリティーに乏しい。
また、トータルな一連のプロセスにおいて最上流のプロセスから最下流のプロセスに至る間には、例えば、レジスト塗布、マスク合わせ、露光、現像、エッチングなどのプロセスが、間に他のプロセスを挟んで繰り返し現れることが多い。このような場合に、これらのプロセスを行うクリーンユニットを何個も上記の単一直線状配置で連結するのでは、クリーンユニットシステムを構成するクリーンユニットの数が膨大になり、かえってクリーンルームを用意した方が、同じ製造装置の使い回しができるため有利であるということになってしまい、巨大設備投資の呪縛から逃れられない。
In addition, the multi-chamber apparatus described in the above-mentioned Patent Document 9 can only connect in one direction for each module, and has poor expandability and flexibility of inter-module connection.
In addition, during the total series of processes from the most upstream process to the most downstream process, for example, processes such as resist coating, mask alignment, exposure, development, and etching are repeated with other processes in between. Often appears. In such a case, connecting a number of clean units that perform these processes in the above-mentioned single linear arrangement results in an enormous number of clean units that make up the clean unit system. However, it is advantageous because the same manufacturing equipment can be reused, and it cannot escape from the spell of enormous capital investment.

さらに、単一直線状のクリーンユニット配置を維持したまま、しかも、同種のプロセスには同じクリーンユニットを何度も使い回すということを頑迷に実行しようとすると、上記の単一直線状のクリーンユニット配置において、何度も上流のクリーンユニットと下流のクリーンユニットとの間で行き来させねばならず、作業効率の低下がはなはだしい。これに加えて、クリーンユニット同士の連結部を通して基板などの被処理物を搬送する際に落下などの思わぬ事故も起こりかねず、歩留まりが低下するおそれがある。   Furthermore, if the same clean unit is used repeatedly for the same type of process while maintaining the single linear clean unit arrangement, the above-mentioned single linear clean unit arrangement It is necessary to move back and forth between the upstream clean unit and the downstream clean unit many times. In addition, an unexpected accident such as dropping may occur when a workpiece such as a substrate is transported through the connecting portion between the clean units, which may reduce the yield.

最近、上記の特許文献1〜9が有する課題の解決が可能なクリーンユニットが提案されている(特許文献10参照。)。これによれば、クリーンな環境に維持することができる作業室の後部、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を設けたクリーンユニットの作業室の上部にアクティブな防塵フィルター(HEPA(high efficiency particulate air)フィルター)を一つ設けるとともに、作業室の側面などに気密性を有する管を直結し、かつ上記の防塵フィルターの入り口に繋げることにより気体が循環するように構成する。このクリーンユニットの清浄度の平均値および最高値はクラス10並の値が得られている。また、このクリーンユニットは、その連結部を利用して、実行しようとするプロセスに応じて、折れ線状配置、ループ状配置などで複数連結することにより所望のクリーンユニットシステムを容易に構成することができる。上記のようにクリーンユニットを循環型に構成することにより高い清浄度が達成されるメカニズムについては報告されている(非特許文献1、2参照。)。   Recently, a clean unit that can solve the problems of Patent Documents 1 to 9 has been proposed (see Patent Document 10). According to this, at least one of the rear part, the upper part and the lower part of the work room that can be maintained in a clean environment, and the upper part of the work room of the clean unit provided with the connecting part on at least one side part is active. A single dustproof filter (HEPA (high efficiency particulate air) filter) is provided, and an airtight tube is directly connected to the side of the working room and connected to the entrance of the dustproof filter so that the gas circulates. Configure. The average value and the maximum value of the cleanliness of this clean unit are equivalent to class 10. In addition, this clean unit can easily configure a desired clean unit system by connecting a plurality of units in a polygonal line arrangement, a loop arrangement, etc., according to the process to be executed by using the connecting portion. it can. As described above, a mechanism for achieving high cleanliness by configuring the clean unit in a circulation type has been reported (see Non-Patent Documents 1 and 2).

特開平2−15984号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-15984 特開平1−171646号公報JP-A-1-171646 特開平2−107348号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-107348 実開昭51−156692号公報Japanese Utility Model Publication No. 51-156692 実開昭61−145240号公報Japanese Utility Model Publication No. 61-145240 特開平3−7838号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-7838 特許第2517112号明細書Japanese Patent No. 2517112 特開平5−157302号公報JP-A-5-157302 特開平6−267806号公報JP-A-6-267806 国際公開第04/114378号パンフレットInternational Publication No. 04/114378 Pamphlet A.Ishibashi,H.Kaiju,Y.Yamagata and N.Kawaguchi:Electron.Lett.41,735(2005)A. Ishibashi, H. Kaiju, Y. Yamagata and N. Kawaguchi: Electron. Lett. 41, 735 (2005) H.Kaiju,N.Kawaguchi and A.Ishibashi:Rev.Sci.Instrum.76,085111(2005)H. Kaiju, N. Kawaguchi and A. Ishibashi: Rev. Sci. Instrum. 76, 085111 (2005)

しかしながら、上記の特許文献10で提案されたクリーンユニットは、到達可能な清浄度については必ずしも十分ではなく、清浄度の一層の向上が求められていた。
また、防塵フィルターとして用いられるHEPAフィルターやULPA(ultra low penetration air)フィルターは、フィルター部が直接外気に接するタイプのものしか存在しなかったが、本発明者らが独自に行った実験により得た知見によれば、フィルター部が直接外気に接することが清浄度のさらなる向上を妨げている一因であることが分かった。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、以上のような状況に鑑み、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、極めて簡単な構成でクラス1またはそれ以上の極めて高い清浄度の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る連結クリーンユニット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。
However, the clean unit proposed in the above-mentioned Patent Document 10 is not necessarily sufficient in reachable cleanliness, and further improvement in cleanliness has been demanded.
In addition, HEPA filters and ULPA (ultra low penetration air) filters used as dustproof filters existed only in the type in which the filter part directly contacts the outside air, but were obtained by experiments conducted independently by the present inventors. According to the knowledge, it has been found that the direct contact of the filter part with the outside air is one of the factors that hinder further improvement in cleanliness.
Therefore, in view of the situation as described above, the problem to be solved by the present invention is that a large-scale and small turn does not work as before, without using a huge clean room that requires huge capital investment and fixed asset burden, With a very simple configuration, it is possible to easily obtain a clean environment with an extremely high cleanliness of Class 1 or higher, and solve the poor space utilization efficiency of conventional clean units that can only be connected in a straight line. The total performance can be maximized in terms of investment, work efficiency, and effective use of the room area, and the process is highly flexible in response to a total series of process flows according to the purpose. It is to provide a connected clean unit that can be easily executed at low cost and a clean unit suitable for use in this unit. .

この発明が解決しようとする他の課題は、作業空間における塵や菌などのダスト微粒子をそのあらゆるサイズに亘って1個以下、あるいは0.1個以下に抑えることができできる、すなわちあらゆるサイズに対して無塵、無菌環境を提供することである。
そして、この発明が解決しようとする最終課題は、従来全く別々の建物や部屋で行われていたナノテクノロジー、バイオテクノロジー、植物工場などの各分野の技術を一つの融合プラットフォーム上で統合的に一体処理することができる環境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。
Another problem to be solved by the present invention is that dust particles such as dust and bacteria in the work space can be suppressed to 1 or less, or 0.1 or less over any size, that is, to any size. It is to provide a dust-free and sterile environment.
The final problem to be solved by the present invention is that the technologies in various fields such as nanotechnology, biotechnology, and plant factory, which have been conventionally performed in completely different buildings and rooms, are integrated and integrated on one integrated platform. It is to provide an environment that can be processed.
The above and other problems will become apparent from the following description of the present specification with reference to the accompanying drawings.

上記課題を解決するために、第1の発明は、
循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットであって、
上記循環型フィルターが、ろ材が互いに異なるか、またはろ材の孔径が互いに異なる複数のアクティブ塵埃フィルターを直列および/または並列に設けたものを少なくとも一部に含むことを特徴とするものである。
このように、ろ材が互いに異なるか、またはろ材の孔径が互いに異なる複数のアクティブ塵埃フィルターを直列および/または並列に設けることは、本発明者らの知る限り、これまで何ら提案されていない。
In order to solve the above problem, the first invention is:
A clean unit that has a circulating filter and can be maintained in a clean environment.
The circulation type filter includes at least a part of a plurality of active dust filters having different filter media or different pore diameters of the filter media provided in series and / or in parallel.
Thus, as far as the present inventors know, no proposal has been made so far to provide a plurality of active dust filters having different filter media or different pore sizes of the filter media in series and / or in parallel.

第2の発明は、
クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットが複数連結された連結クリーンユニットにおいて、
少なくとも一つのクリーンユニットが、
循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットであって、上記循環型フィルターが、ろ材が互いに異なるか、またはろ材の孔径が互いに異なる複数のアクティブ塵埃フィルターを直列および/または並列に設けたものを少なくとも一部に含むものであることを特徴とするものである。
The second invention is
In a connected clean unit in which multiple clean units that can be maintained in a clean environment are connected,
At least one clean unit
A clean unit having a circulation filter and capable of maintaining a clean environment, wherein the circulation filter includes a plurality of active dust filters having different filter media or different filter media pore diameters in series and / or Or what is provided in parallel is included in at least one part.

第1および第2の発明において、ろ材としては、例えば、ガラス繊維やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などを用いることができる。この場合、これらのアクティブ塵埃フィルターは、好適には、下流のアクティブ塵埃フィルターほど、除去可能なダスト微粒子の最小径がより小さくなるようにする。好適には、複数のアクティブ塵埃フィルターのうちの少なくとも一つは無自己発塵フィルター(例えば、ろ材としてポリテトラフルオロエチレンを用いたULPAフィルター)を用いる。好適な一つの例では、ガラス繊維をろ材に用いたアクティブ塵埃フィルター(HEPAフィルター)とポリテトラフルオロエチレンをろ材に用いたアクティブ塵埃フィルター(ULPAフィルター)とを直列に設け、前者が上流側に、後者が下流側になるようにクリーンユニットに設置する。   In the first and second inventions, for example, glass fiber or polytetrafluoroethylene (PTFE) can be used as the filter medium. In this case, these active dust filters preferably have a smaller minimum diameter of dust particles that can be removed as the downstream active dust filter. Preferably, at least one of the plurality of active dust filters uses a self-generated dust filter (for example, a ULPA filter using polytetrafluoroethylene as a filter medium). In one suitable example, an active dust filter (HEPA filter) using glass fiber as a filter medium and an active dust filter (ULPA filter) using polytetrafluoroethylene as a filter medium are provided in series, with the former on the upstream side, Install the clean unit so that the latter is on the downstream side.

第3の発明は、
循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットであって、
上記循環型フィルターが、少なくともその一部に、除去可能なダスト微粒子の最小径が第1の粒径である第1のアクティブ塵埃フィルターと除去可能なダスト微粒子の最小径が上記第1の粒径より小さい第2の粒径である第2のアクティブ塵埃フィルターとを有し、
上記第1のアクティブ塵埃フィルターと上記第2のアクティブ塵埃フィルターとが上記クリーンユニットに対して並列に設けられており、
上記第1のアクティブ塵埃フィルターと上記第2のアクティブ塵埃フィルターとが切り替え可能に構成されていることを特徴とするものである。
ここで、第1のアクティブ塵埃フィルターは、例えば、ガラス繊維をろ材に用いたHEPAフィルターであり、第2のアクティブ塵埃フィルターは、例えば、ポリテトラフルオロエチレンをろ材に用いたULPAフィルターであるが、これらに限定されるものではない。例えば、第1のアクティブ塵埃フィルターおよび第2のアクティブ塵埃フィルターのろ材として同一のものを用い、第2のアクティブ塵埃フィルターのろ材の孔径(メッシュの孔径)を第2のアクティブ塵埃フィルターのろ材の孔径より小さくしてもよい。
The third invention is
A clean unit that has a circulating filter and can be maintained in a clean environment.
At least part of the circulating filter is a first active dust filter in which the minimum diameter of the removable dust particles is the first particle size and the minimum diameter of the removable dust particles is the first particle size. A second active dust filter having a smaller second particle size,
The first active dust filter and the second active dust filter are provided in parallel to the clean unit;
The first active dust filter and the second active dust filter are configured to be switchable.
Here, the first active dust filter is, for example, a HEPA filter using glass fiber as a filter medium, and the second active dust filter is, for example, a ULPA filter using polytetrafluoroethylene as a filter medium. It is not limited to these. For example, the same filter medium is used for the first active dust filter and the second active dust filter, and the hole diameter (mesh hole diameter) of the filter medium of the second active dust filter is set to the hole diameter of the filter medium of the second active dust filter. It may be smaller.

第4の発明は、
循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットの運転方法であって、
上記循環型フィルターが、少なくともその一部に、除去可能なダスト微粒子の最小径が第1の粒径である第1のアクティブ塵埃フィルターと除去可能なダスト微粒子の最小径が上記第1の粒径より小さい第2の粒径である第2のアクティブ塵埃フィルターとを有し、
上記第1のアクティブ塵埃フィルターと上記第2のアクティブ塵埃フィルターとが上記クリーンユニットに対して並列に設けられており、
上記第1のアクティブ塵埃フィルターと上記第2のアクティブ塵埃フィルターとが切り替え可能に構成されており、
上記第1のアクティブ塵埃フィルターにより上記第1の粒径以上のダスト微粒子を除去した後、上記第1のアクティブ塵埃フィルターから上記第2のアクティブ塵埃フィルターに切り替えて上記第2の粒径以上のダスト微粒子を除去するようにしたことを特徴とするものである。
好適には、第1のアクティブ塵埃フィルターおよび第2のアクティブ塵埃フィルターによりダスト微粒子を除去した後、作業室内に希ガスや窒素ガス等の不活性ガスを導入して空気を置換するようにする。こうすることで、作業室内の環境を高清浄度でしかも非酸素雰囲気にすることができる。
The fourth invention is:
A method for operating a clean unit having a circulation type filter and capable of maintaining a clean environment,
At least part of the circulating filter is a first active dust filter in which the minimum diameter of the removable dust particles is the first particle size and the minimum diameter of the removable dust particles is the first particle size. A second active dust filter having a smaller second particle size,
The first active dust filter and the second active dust filter are provided in parallel to the clean unit;
The first active dust filter and the second active dust filter are configured to be switchable,
After dust fine particles having the first particle diameter or larger are removed by the first active dust filter, the first active dust filter is switched to the second active dust filter and dust having the second particle diameter or larger is switched. It is characterized by removing fine particles.
Preferably, dust particles are removed by the first active dust filter and the second active dust filter, and then an inert gas such as a rare gas or nitrogen gas is introduced into the working chamber to replace the air. By doing so, the environment in the working chamber can be made into a non-oxygen atmosphere with high cleanliness.

第5の発明は、
クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットが複数連結された連結クリーンユニットにおいて、
少なくとも一つのクリーンユニットが、
循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットであって、上記循環型フィルターが、少なくともその一部に、除去可能なダスト微粒子の最小径が第1の粒径である第1のアクティブ塵埃フィルターと除去可能なダスト微粒子の最小径が上記第1の粒径より小さい第2の粒径である第2のアクティブ塵埃フィルターとを有し、
上記第1のアクティブ塵埃フィルターと上記第2のアクティブ塵埃フィルターとが上記クリーンユニットに対して並列に設けられており、
上記第1のアクティブ塵埃フィルターと上記第2のアクティブ塵埃フィルターとが切り替え可能に構成されていることを特徴とするものである。
The fifth invention is:
In a connected clean unit in which multiple clean units that can be maintained in a clean environment are connected,
At least one clean unit
A clean unit having a circulation type filter and capable of being maintained in a clean environment, wherein the circulation type filter has at least a part thereof, and the minimum diameter of dust particles that can be removed is the first particle diameter. A first active dust filter and a second active dust filter in which a minimum diameter of removable dust particles is a second particle size smaller than the first particle size;
The first active dust filter and the second active dust filter are provided in parallel to the clean unit;
The first active dust filter and the second active dust filter are configured to be switchable.

第6の発明は、
循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットであって、
上記循環型フィルターのアクティブ塵埃フィルターの上下にゲートバルブが設けられていることを特徴とするものである。
The sixth invention is:
A clean unit that has a circulating filter and can be maintained in a clean environment.
A gate valve is provided above and below the active dust filter of the circulation filter.

第7の発明は、
循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットの運転方法であって、
上記循環型フィルターのアクティブ塵埃フィルターの上下にゲートバルブを設け、
上記アクティブ塵埃フィルターによりダスト微粒子を除去した後、上記ゲートバルブを閉めるようにしたことを特徴とするものである。
このようにアクティブ塵埃フィルターの上下(あるいは入口および出口)にゲートバルブを設けることは、本発明者らの知る限り、これまで何ら提案されていない。
好適には、アクティブ塵埃フィルターによりダスト微粒子を除去した後、作業室内に不活性ガスを導入して空気を置換するようにする。
The seventh invention
A method for operating a clean unit having a circulation type filter and capable of maintaining a clean environment,
Gate valves are provided above and below the active dust filter of the circulation filter,
The dust valve is removed by the active dust filter, and then the gate valve is closed.
As far as the present inventors know, no proposal has been made so far to provide gate valves above and below the active dust filter (or at the inlet and outlet).
Preferably, dust particles are removed by an active dust filter, and then an inert gas is introduced into the working chamber to replace the air.

第8の発明は、
クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットが複数連結された連結クリーンユニットにおいて、
少なくとも一つのクリーンユニットが、
循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットであって、上記循環型フィルターのアクティブ塵埃フィルターの上下にゲートバルブが設けられていることを特徴とするものである。
第6〜第8の発明においては、好適には、アクティブ塵埃フィルターによりダスト微粒子を除去した後、これらのゲートバルブを閉めるようにする。この場合、アクティブ防塵フィルターによりダスト微粒子を除去した後、作業室内に不活性ガスを導入して空気を
置換するようにしてもよい。
The eighth invention
In a connected clean unit in which multiple clean units that can be maintained in a clean environment are connected,
At least one clean unit
The clean unit has a circulation type filter and can be maintained in a clean environment, and is characterized in that gate valves are provided above and below the active dust filter of the circulation type filter.
In the sixth to eighth inventions, it is preferable that these gate valves are closed after dust fine particles are removed by the active dust filter. In this case, after removing dust particles with the active dustproof filter, an inert gas may be introduced into the working chamber to replace the air.

第9の発明は、
エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができる非真空のクリーン作業室であって、その内部における粒径0.01μm以上のダスト微粒子の総数が1個未満であることを特徴とするものである。
好適には、粒径0.01μm以上のダスト微粒子の総数が0.1個未満である。
ここで、クリーン作業室の内部における粒径0.01μm以上のダスト微粒子の総数を1個未満とすることができることは、これまで報告されておらず、本発明者らが初めて達成したものである。
第1〜第9の発明において、循環型フィルターまたはエア循環機構は、典型的には、アクティブ防塵フィルターと循環ダクトとにより構成される。
The ninth invention
A non-vacuum clean working chamber having an air circulation mechanism that can be maintained in a clean environment, wherein the total number of dust particles having a particle diameter of 0.01 μm or more is less than one. Is.
Preferably, the total number of dust particles having a particle diameter of 0.01 μm or more is less than 0.1.
Here, it has not been reported so far that the total number of dust fine particles having a particle diameter of 0.01 μm or more in the clean work chamber can be less than one, and the present inventors have achieved for the first time. .
In the first to ninth inventions, the circulation type filter or the air circulation mechanism is typically constituted by an active dustproof filter and a circulation duct.

ここで、第1〜第9の発明による清浄化プロセスについて説明する。今、クリーンユニットの作業室またはクリーン作業室において、アクティブ防塵フィルターおよび循環ダクトを設けた場合(ターボシステム)を考える。このとき、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

Figure 0003932334
で記述される。このとき、
Figure 0003932334
および
Figure 0003932334
と定義すると、ダスト微粒子密度は
Figure 0003932334
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。 Here, the cleaning process according to the first to ninth inventions will be described. Consider a case where an active dustproof filter and a circulation duct are provided in a clean unit work room or a clean work room (turbo system). At this time, the dust density n (t) in the working chamber is expressed as follows: the air volume of the dustproof filter is V, the volume of the working chamber is V 0 , the inner area is S, the desorption rate of dust particles per unit area / unit time is σ The dust density of the installation environment is N 0 and the dust collection rate of the dustproof filter is γ.
Figure 0003932334
It is described by. At this time,
Figure 0003932334
and
Figure 0003932334
The dust particle density is defined as
Figure 0003932334
When the time is sufficient, the second term rapidly approaches zero, so only the first term, that is, α n / β n = (Sσ / V 0 ) / (γV / V 0 ) = Sσ / γV Remain. Since this term does not include the dust density of the outside air, it can be seen that the ultimate cleanliness can be obtained regardless of the installation environment of the clean unit. What is characteristic here is that in a clean unit that does not use a turbo system, the cleanliness of the working room is governed by 1-γ or its power (1-γ) n , whereas in a clean unit that uses a turbo system, The cleanliness of the working room is governed by 1 / γ. It is also important to minimize Sσ / γV.

第1〜第9の発明において、クリーンユニットまたはクリーン作業室の形状は、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以内に選ばれるが、これに限定されるものではない。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が、これに限定されるものではない。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。このクリーンユニットは、例えば、材料処理に用いることができる。この材料処理には、無機材料、有機材料、生体材料などの各種の材料の処理が含まれる。複数のクリーンユニットを連結する場合、例えば、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、上記の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となる。
クリーンユニットまたはクリーン作業室は、非真空でよいため、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。
クリーンユニットまたはクリーン作業室の内壁からの発塵を抑えるために、例えば、この内壁の全部または一部にポリテトラフルオロエチレンのコーティングを施すようにしてもよい。
In the first to ninth inventions, the shape of the clean unit or the clean working chamber may be various shapes and is selected as necessary. Specific examples include a rectangular parallelepiped shape or a cubic shape, a rectangular solid shape or a cubic shape. The shape may be a deformed shape, spherical shape, hemispherical shape, ellipsoidal shape, cylindrical shape, or the like. The size of the inside of the work room is basically determined as appropriate according to the design according to the purpose of use. For example, the operator can use a glove or the like to perform various operations (processes) inside the work room. In order to be able to perform maintenance, such as cleaning, cleaning, etc.), it is desirable that the size of the work chamber reaches the entire work space from the outside, generally, Is selected within 1 m in width, height and depth, but is not limited thereto. On the other hand, if the size of the working chamber is too small, there is a possibility that the work may be hindered. Therefore, it is generally selected to be about 30 cm or more, but is not limited thereto. If you do not need to put your hands into the work chamber from the outside, for example when automating the work, or when carrying the clean unit with a sample etc., the size of the work chamber will be smaller. Is possible. This clean unit can be used for material processing, for example. This material treatment includes treatment of various materials such as inorganic materials, organic materials, and biomaterials. When multiple clean units are connected, for example, the same type of process that appears multiple times in a total series of process flows is provided in the multiple clean units with a portion where the clean units are connected in a loop arrangement. Thus, it can be executed in the same clean unit.
Since the clean unit or the clean working chamber may be non-vacuum, the clean unit or the clean working chamber may be composed of a plate-like hard member, or may be composed of a balloon or a balloon-like soft material.
In order to suppress dust generation from the inner wall of the clean unit or the clean working chamber, for example, all or a part of the inner wall may be coated with polytetrafluoroethylene.

複数のクリーンユニットまたはクリーン作業室を連結する場合、この連結クリーンユニットには、例えば、ナノテクノロジープロセスユニットおよび/またはバイオテクノロジープロセスユニットを含む。
連結を行う場合、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、連結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、連結クリーンユニット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、連結クリーンユニット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、例えば、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。
When a plurality of clean units or clean work rooms are connected, the connected clean unit includes, for example, a nanotechnology process unit and / or a biotechnology process unit.
In the case of performing the connection, a connection part is provided on at least one of the rear part, the upper part and the lower part of the working chamber and at least one side part. Depending on how the clean unit is arranged two-dimensionally (planarly) or three-dimensionally (three-dimensionally), where the connecting part of the working room is provided in the rear, upper part, lower part and two sides It is decided appropriately. For example, when arranging the connected clean unit in a horizontal plane, in order to increase the degree of freedom of connection and increase the flexibility of the connected clean unit, preferably, the connected parts are provided at the rear and both sides of the working chamber. Each is provided. In this case, a total of three clean units can be connected to the rear and both sides of one clean unit. In addition, when the clean unit is arranged in a vertical plane, in order to increase the degree of freedom of connection and increase the flexibility of the connection clean unit, preferably, the connection part is provided at the upper or lower part of the working chamber and on both sides. Provided in each part. In this case, it is possible to connect a total of three clean units to the upper or lower part and both sides of one clean unit. The connecting portion includes, for example, an opening provided on the wall of the working chamber and a blocking plate provided so as to be able to open and close the opening. The blocking plate may be basically any one as long as it can be opened and closed, but is typically a sliding door or a door. The shut-off plate can be opened and closed manually, or a sensor such as an optical sensor is installed inside the work chamber, and an open-close mechanism for the shut-off plate is provided so that when the operator's hand or sample approaches the shut-off plate You may make it open and close. In addition, when a transport mechanism such as a belt conveyor is provided in the work chamber and a sample is transported between the entrance and the exit by this transport mechanism, when the sample is transported to the vicinity of the exit by the transport mechanism, this is detected by a sensor. The blocking plate may be opened and closed by an opening / closing mechanism upon detection. A sealing member such as packing may be provided on the barrier plate or the wall surface of the working chamber to improve the airtightness at the time of blocking.

クリーンユニットの内部(作業室の内部)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、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、メディカルデバイス、内視鏡部品、コンタクトレンズ作製機器、透析機器、医用ディスポーザル製造装置、製薬装置などである。人工光源は、例えば、細胞系の育成、植物体の育成、遺伝子実験などを行う場合に用いられる。細胞系の育成や植物体の育成を行う場合、人工光源としては、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。
また、クリーンユニットの作業室の内部環境は様々な方式で制御することができる。この内部環境の制御手段は、例えば、温度制御装置、湿度制御装置、気体成分制御装置、吸着装置、除害装置、特定波長照明器、密閉/開球環境選択機構などである。内部環境は、例えばコンピュータにより制御することができる。
A compact device can be accommodated in the clean unit (inside the work chamber) according to the purpose of use. Specifically, this apparatus includes, for example, various process apparatuses, wrapping apparatuses, analysis apparatuses (for example, scanning probe microscopes (SPM) such as an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM), an atomic force microscope (AFM), etc.) Etc.), reaction equipment, micro chemical system, micro chemical reactor, exposure equipment, etching equipment, growth equipment, processing equipment, sterilization equipment, particle size filter, artificial light source, bio equipment, food processing equipment, inspection equipment, medical devices These include endoscope parts, contact lens manufacturing equipment, dialysis equipment, medical disposal manufacturing equipment, and pharmaceutical equipment. The artificial light source is used, for example, when performing cell line growth, plant growth, genetic experiments, and the like. In the case of growing a cell line or a plant body, as the artificial light source, a light-emitting diode or a semiconductor laser having a spectral half width of 30 nm or less, particularly a pulse-driven semiconductor laser is preferably used.
Moreover, the internal environment of the working room of the clean unit can be controlled in various ways. The internal environment control means includes, for example, a temperature control device, a humidity control device, a gas component control device, an adsorption device, an abatement device, a specific wavelength illuminator, a sealed / open environment selection mechanism, and the like. The internal environment can be controlled by a computer, for example.

上記の連結クリーンユニットによれば、ナノテクノロジー、バイオテクノロジー、植物工場技術などの分野に亘ってトータルな一連のプロセスフローに対応して各種の材料の処理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材料処理方法、トータルな一連のプロセスフローに対応して無機材料または有機材料を用いた各種の素子(LSI、発光ダイオード、半導体レーザなど)の製造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素子製造方法、トータルな一連のプロセスフローに対応して植物体育成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植物体育成方法などの実現が可能となる。   According to the above-mentioned connected clean unit, various material processing processes with high flexibility and low cost corresponding to a total series of process flow in fields such as nanotechnology, biotechnology, plant factory technology, etc. Material processing method that can be executed easily and with high flexibility for manufacturing various elements (LSI, light emitting diode, semiconductor laser, etc.) using inorganic materials or organic materials corresponding to the total series of process flow A device manufacturing method that can be easily executed at low cost with a tee, and can be easily executed at low cost with high flexibility in response to a total series of process flows. Realization of a plant growing method and the like becomes possible.

この発明によれば、循環型フィルターが、ろ材が互いに異なるか、またはろ材の孔径が互いに異なる複数のアクティブ塵埃フィルターを含むことにより、クリーンユニット内のエアをまず大きなダスト微粒子を除去することができるアクティブ塵埃フィルターを用いて清浄化した後、より小さいダスト微粒子を除去することができるアクティブ塵埃フィルターを用いて清浄化することにより、後者のアクティブ塵埃フィルターに負担を与えることなく、極めて清浄度の高いエア環境を得ることができる。特に、クリーンユニットあるいはクリーン作業室の内部における粒径0.01μm以上のダスト微粒子の総数が1個未満、あるいは0.1個未満という極限清浄環境を実現することが可能である。   According to the present invention, the circulation filter includes a plurality of active dust filters having different filter media or different filter media pore diameters, so that large dust particles can be first removed from the air in the clean unit. After cleaning with an active dust filter, cleaning with an active dust filter that can remove smaller dust particles makes the latter active dust filter extremely clean without imposing a burden on the latter An air environment can be obtained. In particular, it is possible to realize an extremely clean environment in which the total number of dust particles having a particle size of 0.01 μm or more in the clean unit or clean work chamber is less than 1 or less than 0.1.

そして、この発明によれば、これまで解決困難であった様々な課題を解決することができる。すなわち、従来の、半導体LSI、液晶ディスプレイなどの電子素子・電子機器製造用クリーンルーム、バイオ・食品用クリーンルーム、人工光源利用植物工場は、全体として大きな箱状の空間を用いていた結果、大規模でコストが高い、高額な機器が必要、小回りが効かない、植物育成が最適化されていない、などの問題があったが、これらの問題が一挙に解決される。
例えば、超LSIに代表される半導体素子などの高機能素子の製造には、材料投入から始まり、膜形成、UV(紫外線)あるいはEUV(極紫外線)を用いたフォトリソグラフィーや電子線リソグラフィーなどのリソグラフィー、エッチング、熱処理などの様々なプロセスを経て製品アウトプットに至る一貫プロセスが必要である。この製造プロセスは従来、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成膜装置、リソグラフィー装置、エッチング装置、熱処理装置などの大型、高価かつ高度に精密な製造装置間で基板を受け渡すことで実現されてきた。したがって、従来の高機能素子の製造は、広大な敷地に巨大な建物を建設することが必要であるばかりでなく、各種の製造装置を生産する装置産業に立脚している。また、同様な問題は、上記製造装置をバイオ技術や食品加工に関連する装置に置き換えれば、そのままバイオクリーンリーム、食品加工のクリーンルームについても生じている。このような理由により、一般に、ナノテクベンチャーやバイオベンチャーなど製造業ベンチャーは、ITベンチャーに比べ、固定資産など設備投資が重くのしかかり、損益分岐点が上昇してしまい、企業化の成功確率は高くなかった。これは一般に、基礎研究と産業化との間に横たわる「デス・バレー(death valley)」として深く憂慮されてきた。すなわち、従来の高機能素子を製造する産業においては、IT、特にソフトウエア産業と比べて設備投資や固定資産維持の負担が大きく、ナノテクノロジーを主業務とする製造業ベンチャーがなかなか興り難い状況にあると言える。ナノテクノロジーがその本来の可能性を開花させるには、LSIのムーアの法則などに代表される、素子の微細化の進展には巨大精密インフラおよび装置が必要である、とのパラダイムからの脱却を図る必要がある。
このような既存の技術が有する課題は、この発明によるクリーンユニット、連結クリーンユニットあるいはクリーン作業室を用いることにより、ソフトウエアベンチャー並に固定資産の維持の負担が低いハードウエアべンチャーを興すことを可能にする安価で小回りが効き、クリーンルームを必要としない小規模の製造装置あるいはミニファブシステムを容易に構築することができるようになることで、解決することができる。
And according to this invention, the various subject which was difficult to solve until now can be solved. In other words, conventional clean rooms for manufacturing electronic elements and electronic devices such as semiconductor LSIs and liquid crystal displays, clean rooms for bio and food, and plant factories using artificial light sources used large box-like spaces as a whole. There were problems such as high cost, expensive equipment required, small turning effect, plant growth was not optimized, etc. These problems were solved at once.
For example, in the manufacture of highly functional elements such as semiconductor elements typified by VLSI, starting from material input, film formation, lithography using UV (ultraviolet rays) or EUV (extreme ultraviolet rays), lithography such as electron beam lithography, etc. An integrated process that leads to product output through various processes such as etching and heat treatment is required. This manufacturing process has conventionally transferred a substrate between large, expensive and highly precise manufacturing apparatuses such as a film forming apparatus, a lithography apparatus, an etching apparatus, and a heat treatment apparatus which are arranged in a large and highly controlled clean room. Has been realized. Therefore, the manufacture of conventional high-performance elements is based not only on the construction of a huge building on a vast site, but also on the equipment industry that produces various kinds of manufacturing equipment. Similar problems also occur in bioclean reames and food processing clean rooms if the manufacturing apparatus is replaced with an apparatus related to biotechnology or food processing. For these reasons, in general, manufacturing ventures such as nanotech ventures and bio-ventures are subject to heavy capital investment, such as fixed assets, and the break-even point rises, and the probability of successful commercialization is not high. It was. This has generally been deeply concerned as the “death valley” that lies between basic research and industrialization. In other words, in the industry that manufactures conventional high-performance devices, the burden of capital investment and fixed asset maintenance is greater than that of the IT industry, especially the software industry, and it is difficult to start a manufacturing venture with nanotechnology as its main business. It can be said that there is. In order for nanotechnology to blossom its original potential, it is necessary to move away from the paradigm that, as represented by the Moore's Law of LSI, the advancement of device miniaturization requires huge precision infrastructure and equipment. It is necessary to plan.
The problem of such existing technology is to use a clean unit, a connected clean unit, or a clean work room according to the present invention to develop a hardware venture that has a low burden of maintaining fixed assets as well as a software venture. This can be solved by making it possible to easily construct a small-scale manufacturing apparatus or mini-fab system that does not require a clean room.

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。
図1はこの発明の第1の実施形態によるクリーンユニットの正面図、図2AおよびBはこのクリーンユニットの上面図および側面図(アクティブ防塵フィルター45a、45bの図示は省略)である。
図1および図2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41を有する。この作業室41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所定の角度、例えば70〜80°だけ傾斜しているが、これに限定されるものではない。作業室41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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a clean unit according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are a top view and a side view of the clean unit (illustration of active dustproof filters 45a and 45b is omitted).
As shown in FIGS. 1 and 2, this clean unit has a hexahedral box-shaped work chamber 41. Both side surfaces of the work chamber 41 are parallel to each other, the top surface and the bottom surface are also parallel to each other, the side surfaces and the top surface, the bottom surface, the front surface and the back surface are perpendicular to each other. Although it inclines by predetermined angle, for example, 70-80 degrees, in the direction which approaches, it is not limited to this. The front surface of the work chamber 41 is removable, and necessary devices such as a process device and an observation device can be put in the front surface with the front surface removed.

作業室41の左側面および背面にそれぞれ、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42、43が着脱自在に設けられている。図1および図2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42、43が取り付けられている部分の作業室41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42、43を用いて左側面および背面の二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42、43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。トランスファーボックス42、43は、典型的には、作業室41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41の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。トランスファーボックス42、43の寸法は例えば15〜20cmであるが、これに限定されるものではない。   Transfer boxes 42 and 43 that also serve as connectors and transport paths between the clean units are detachably provided on the left side and the back of the work chamber 41, respectively. Although not shown in FIGS. 1 and 2, an opening is provided in the wall of the work chamber 41 where the transfer boxes 42 and 43 are attached. Using these transfer boxes 42 and 43, it is possible to connect other clean units from the left side and the back side, and to carry samples and the like through these transfer boxes 42 and 43. Can be done. The transfer boxes 42 and 43 typically have an opening provided on the wall of the work chamber 41 and a blocking plate provided so that the opening can be opened and closed. The blocking plate may be basically any one as long as it can be opened and closed, but is typically a sliding door or a door. The shut-off plate may be opened and closed manually, or a sensor such as a light sensor is attached to the inside of the work chamber 41, and a shut-off plate opening / closing mechanism is provided so that the operator's hand or sample approaches the shut-off plate. You may make it open and close automatically. In addition, when a transport mechanism such as a belt conveyor is provided in the work chamber and a sample is transported between the entrance and the exit by this transport mechanism, when the sample is transported to the vicinity of the exit by the transport mechanism, this is detected by a sensor. The blocking plate may be opened and closed by an opening / closing mechanism upon detection. A sealing member such as packing may be provided on the barrier plate or the wall surface of the working chamber to improve the airtightness at the time of blocking. Although the dimension of the transfer boxes 42 and 43 is 15-20 cm, for example, it is not limited to this.

作業室41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41の内壁の少なくとも一部に粘着シートを貼り付け、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41の内壁表面について、空間周波数において、作業室41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41の内壁表面への吸着を最小限に抑えることができる。作業室41の内壁からのダストあるいは粉塵の放出を抑えるために、例えば、この内壁表面の全部または一部にポリテトラフルオロエチレンのコーティングを施すようにしてもよい。   In order to minimize the release of dust or dust from the inner wall of the work chamber 41, an adhesive sheet is preferably attached to at least a part of the inner wall of the work chamber 41, and is replaced after being used for a certain period of time, for example. When a multilayered adhesive sheet is used, a clean sheet surface can be obtained by peeling the adhesive sheets one by one. Further, by smoothing the inner wall surface of the working chamber 41 so that it does not have a Fourier component of surface irregularities in the same order as the diameter of the dust particles to be removed from the working chamber 41 at the spatial frequency, this particle size is reduced. Adsorption of the dust particles on the inner wall surface of the working chamber 41 can be minimized. In order to suppress the release of dust or dust from the inner wall of the work chamber 41, for example, all or a part of the inner wall surface may be coated with polytetrafluoroethylene.

作業室41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44が装着されている。そして、これらの手作業用グローブ44にオペレーターが両手を入れて、作業室41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41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44に両手を入れて作業室41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41の寸法の具体例を挙げると、奥行きa=50〜70cm、幅b=70〜90cm、高さh=50〜100cmであるが、これに限定されるものではない。また、作業室41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が、これに限定されるものではない。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。
Two circular openings are provided in the front wall of the work chamber 41, and a pair of manual gloves 44 are attached to these openings. An operator puts both hands into these manual work gloves 44 so that necessary work can be performed in the work chamber 41.
The size of the work chamber 41 is large enough to accommodate the necessary process equipment and the like, and the operator can put both hands into the manual work glove 44 and perform necessary work in the work chamber 41. Chosen by you. Specific examples of the dimensions of the working chamber 41 include depth a = 50 to 70 cm, width b = 70 to 90 cm, and height h = 50 to 100 cm, but are not limited thereto. Further, as a material constituting the work chamber 41, a transparent material such as an acrylic resin plate is preferably used so that the inside can be seen from the outside, but the material is not limited thereto. You may make it attach this acrylic resin board to a metal frame for mechanical reinforcement.

作業室41の上面には送風動力を有する二つのアクティブ防塵フィルター45a、45bが直列に接続されて取り付けられ、上流側のアクティブ防塵フィルター45aと作業室41とを連結するように循環ダクト47が取り付けられており、作業室41の内部を例えばクラス0.00001ないしクラス0.1程度の高清浄環境に維持することができるようになっている。アクティブ防塵フィルター45a、45bは、除去可能なダスト微粒子の最小径が互いに異なり、アクティブ防塵フィルター45aに比べてアクティブ防塵フィルター45bの方が除去可能なダスト微粒子の最小径が小さい。アクティブ防塵フィルター45aとしては、例えば、ガラス繊維をろ材に用いたHEPAフィルターを用い、アクティブ防塵フィルター45bとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンをろ材に用いたULPAフィルターを用いる。   Two active dustproof filters 45a and 45b having blowing power are connected in series to the upper surface of the working chamber 41, and a circulation duct 47 is attached to connect the upstream active dustproof filter 45a and the working chamber 41. Thus, the inside of the work chamber 41 can be maintained in a highly clean environment of class 0.00001 to class 0.1, for example. The active dustproof filters 45a and 45b have different minimum diameters of dust particles that can be removed, and the active dustproof filter 45b has a smaller minimum diameter of dust particles that can be removed than the active dustproof filter 45a. As the active dustproof filter 45a, for example, a HEPA filter using glass fiber as a filter medium is used, and as the active dustproof filter 45b, for example, a ULPA filter using polytetrafluoroethylene as a filter medium is used.

次に、このクリーンユニットの運転方法の一例について説明する。ここでは、最初、作業室41の内部が通常の室内環境のような低清浄度であるとする。
アクティブ防塵フィルター45a、45bの両者を作動させると、作業室41内のエアは循環ダクト47を通ってアクティブ防塵フィルター45aに入り、粒径が大きいダスト微粒子が除去される。次に、こうして粒径が大きいダスト微粒子が除去されたエアがアクティブ防塵フィルター45aから出てきてアクティブ防塵フィルター45bに入り、より粒径が小さいダスト微粒子の除去が除去されて清浄化が行われる。
Next, an example of the operation method of this clean unit will be described. Here, first, it is assumed that the inside of the work chamber 41 has a low cleanliness like a normal indoor environment.
When both active dustproof filters 45a and 45b are operated, the air in the working chamber 41 passes through the circulation duct 47 and enters the active dustproof filter 45a, and dust particles having a large particle diameter are removed. Next, the air from which dust particles having a large particle diameter have been removed comes out of the active dust filter 45a and enters the active dust filter 45b, where the removal of dust particles having a smaller particle diameter is removed and cleaning is performed.

以上のように、この第1の実施形態によれば、アクティブ塵埃フィルター45aにより粒径が大きいダスト微粒子を除去してから、より粒径が小さいダスト微粒子の除去が可能なアクティブ防塵フィルター45bを使用して清浄化を行うことができるため、最初からアクティブ防塵フィルター45bを使用して清浄化を行う場合に比べて、アクティブ防塵フィルター45bの目詰まりなどを起こすことなく、作業室41をアクティブ防塵フィルター45bにより到達可能な清浄度に清浄化することができる。また、アクティブ防塵フィルター45bの寿命の向上を図ることができる。また、このクリーンユニットは、密閉構造であるため、設置環境に依存せず、清浄度が低い通常のオフィス環境に設置しても内部の高清浄度環境を維持することができることから、従来のように巨大なクリーンルーム内に設置する必要がなく、設備コストの大幅な低減を図ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the active dust filter 45b that can remove dust particles having a larger particle diameter after removing dust particles having a larger particle diameter by the active dust filter 45a is used. Therefore, the active dustproof filter 45b is not clogged with the active dustproof filter 45b and the active dustproof filter 45b is not clogged as compared with the case where the active dustproof filter 45b is used for cleaning from the beginning. It can be cleaned to a cleanliness reachable by 45b. In addition, the life of the active dustproof filter 45b can be improved. Since this clean unit has a sealed structure, it does not depend on the installation environment, and it can maintain the internal high cleanliness environment even if it is installed in a normal office environment with low cleanliness. It is not necessary to install in a huge clean room, and the equipment cost can be greatly reduced.

図3は、このクリーンユニットの清浄度のダスト微粒子の粒径依存性を示す。このクリーンユニットの内部においては、発塵を抑えるために、既に述べたように内壁の処理などを行っている。図3中、△、□、○はHEPAフィルターを用いたときの値、◎はアクティブ塵埃フィルター45aとしてガラス繊維をろ材に用いたHEPAフィルター、アクティブ防塵フィルター45bとしてポリテトラフルオロエチレンをろ材に用いたULPAフィルター(自己無発塵フィルター)を用いたときの値である。単位面積・単位時間当たりのダスト微粒子の脱離レートσ(粒径0.1μm)は、図3中△の値については10.3m-2-1、□の値については4.17m-2-1、○の値については0.83m-2-1である。また、作業室41の体積は0.3m3 である。図3の◎で示すように、クラス0.0001(ISO class−1)〜クラス0.00001(ISO class−2)の極限的高清浄度が得られている。クラス0.0001(ISO class−1)の清浄度はITRSのロードマップでは2018年の技術レベルであり、約12年も先取りしていることになる。なお、ダストカウンターとしては、東京ニュークリアサービス(株)のLasair110、カノマックスの装置(WPS 100XP)を使用した。 FIG. 3 shows the dependence of the cleanliness of this clean unit on the particle size of dust particles. Inside the clean unit, the inner wall is treated as described above in order to suppress dust generation. In FIG. 3, Δ, □, and ○ are values when a HEPA filter is used, ◎ is a HEPA filter that uses glass fiber as a filter medium as an active dust filter 45a, and polytetrafluoroethylene is used as a filter medium as an active dust filter 45b. It is a value when a ULPA filter (self-dust-free filter) is used. The desorption rate σ (particle size: 0.1 μm) of the dust particles per unit area and unit time is 10.3 m −2 s −1 for the value Δ in FIG. 3 and 4.17 m −2 for the value □. The value of s −1 and ◯ is 0.83 m −2 s −1 . The volume of the work chamber 41 is 0.3 m 3 . As indicated by ◎ in FIG. 3, an extremely high cleanliness of class 0.0001 (ISO class-1) to class 0.00001 (ISO class-2) is obtained. The cleanliness of Class 0.0001 (ISO class-1) is the technology level of 2018 in the ITRS roadmap, and it is about 12 years ahead. As the dust counter, Lasair 110 of Tokyo Nuclear Service Co., Ltd., and Kanomax equipment (WPS 100XP) were used.

図4に示すように、粒径0.1μm以下のダスト微粒子では、ブラウン運動が激しくなるため、ダスト微粒子のカウント数の上昇は頭打ちになることが知られている(粒径0.1μm付近で最大になるとされている)。ただし、図4中、△は手作業用グローブ44として天然ゴムであるポリイソプロピレン(PI)製のもの、循環ダクト47としてアルミニウム(Al)製の蛇腹を用いたときの値、□は手作業用グローブ44としてポリエチレン(PE)製のもの、循環ダクト47としてAl製の蛇腹を用いたときの値、○は手作業用グローブ44としてポリエチレン製のもの、循環ダクト47としてポリ塩化ビニル(PVC)製のものを用いたときの値である。図4を併せ考えると、アクティブ塵埃フィルター45aとしてガラス繊維をろ材に用いたHEPAフィルター、アクティブ防塵フィルター45bとしてポリテトラフルオロエチレンをろ材に用いたULPAフィルターを用いた上記のクリーンユニットにより得られる清浄度は、ダスト微粒子の全サイズに亘ってISO class−1の清浄度レベルを上回っていると結論される。このことから、このクリーンユニットの作業室41の内部には、粒径0.01μm以上の全ダスト微粒子(塵埃・菌など)の総数が0.03個以下しか存在せず、その粒径を問わずダスト微粒子がほぼ全く存在しないことがわかる。微生物(microbes)の大きさは、原生動物(Protozoa) は数μm〜数十μm、カビ(mold)は数μm、細菌(bacteria)は1μm程度、リケッチア(rickettsias)は0.3μm程度、ウイルス(viruses)は0.01−0.2μmであることから、殺菌などの方法にたよることなく、作業室41の内部における細菌の存在を完全に抑えることができる。この完全無菌環境は、このクリーンユニットにより、初めて達成されたものである。   As shown in FIG. 4, it is known that the dust particles having a particle size of 0.1 μm or less have a sharp Brownian motion, so that the increase in the count of the dust particles reaches a peak (in the vicinity of the particle size of 0.1 μm). It is said to be the maximum). However, in FIG. 4, Δ is a value when using a natural rubber polyisopropylene (PI) as the manual work glove 44, an aluminum (Al) bellows as the circulation duct 47, and □ is a manual work. Values when polyethylene glove 44 is made of polyethylene (PE), a bellows made of Al is used as circulation duct 47, ○ is made of polyethylene as glove 44 for manual work, and polyvinyl chloride (PVC) is used as circulation duct 47 It is a value when using the product made from. Considering FIG. 4 together, the cleanliness obtained by the above clean unit using the HEPA filter using glass fiber as the filter medium as the active dust filter 45a and the ULPA filter using polytetrafluoroethylene as the filter medium as the active dust filter 45b. Is concluded to exceed the ISO class-1 cleanliness level over the entire size of the dust particles. Therefore, the total number of all dust particles (dust, fungi, etc.) having a particle size of 0.01 μm or less is present within 0.03 or less in the work chamber 41 of this clean unit. It can be seen that almost no dust particles are present. Microbes are several μm to several tens of μm in protozoa, several μm in mold, about 1 μm in bacteria, about 0.3 μm in rickettsias, and virus ( viruses) is 0.01-0.2 μm, so that the presence of bacteria in the working chamber 41 can be completely suppressed without depending on a method such as sterilization. This completely sterile environment has been achieved for the first time by this clean unit.

次に、この発明の第2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5はこのクリーンユニットを示す。図5に示すように、このクリーンユニットにおいては、作業室41の上面に送風動力を有する二つのアクティブ防塵フィルター45a、45bが並列に取り付けられ、さらにこれらのアクティブ防塵フィルター45a、45bと作業室41とを連結するように循環ダクト47が取り付けられており、作業室41の内部を例えばクラス0.0001ないしクラス0.1程度の高清浄環境に維持することができるようになっている。アクティブ防塵フィルター45a、45bは、除去可能なダスト微粒子の最小径が互いに異なり、アクティブ防塵フィルター45aに比べてアクティブ防塵フィルター45bの方が除去可能なダスト微粒子の最小径が小さい。アクティブ防塵フィルター45aとしては、例えば、ガラス繊維をろ材に用いたHEPAフィルターを用い、アクティブ防塵フィルター45bとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンをろ材に用いたULPAフィルターを用いる。循環ダクト47は切り替えバルブ49を介して二つの分岐部47a、47bに分岐しており、分岐部47aがアクティブ防塵フィルター45aと接続され、分岐部47bがアクティブ防塵フィルター45bと接続されている。このクと接続されている。
このクリーンユニットのその他の構成は、第1の実施形態によるクリーンユニットと同様である。
Next explained is a clean unit according to the second embodiment of the invention.
FIG. 5 shows this clean unit. As shown in FIG. 5, in this clean unit, two active dustproof filters 45 a and 45 b having blowing power are attached in parallel to the upper surface of the work chamber 41, and these active dustproof filters 45 a and 45 b and the work chamber 41 are further mounted. Are connected so that the inside of the work chamber 41 can be maintained in a highly clean environment of class 0.0001 to class 0.1, for example. The active dustproof filters 45a and 45b have different minimum diameters of dust particles that can be removed, and the active dustproof filter 45b has a smaller minimum diameter of dust particles that can be removed than the active dustproof filter 45a. As the active dustproof filter 45a, for example, a HEPA filter using glass fiber as a filter medium is used, and as the active dustproof filter 45b, for example, a ULPA filter using polytetrafluoroethylene as a filter medium is used. The circulation duct 47 is branched into two branch portions 47a and 47b via a switching valve 49. The branch portion 47a is connected to the active dustproof filter 45a, and the branch portion 47b is connected to the active dustproof filter 45b. Connected with this ku.
Other configurations of the clean unit are the same as those of the clean unit according to the first embodiment.

次に、このクリーンユニットの運転方法の一例について説明する。ここでは、最初、作業室41の内部が通常の室内環境のような低清浄度であるとする。
まず、切り替えバルブ49の操作により循環ダクト47と分岐部47aとを繋げ、循環ダクト47と分岐部47bとを互いに遮断した状態でアクティブ防塵フィルター45aを作動させて清浄化を行う。こうして清浄化を行って清浄度が一定レベルに達した時点で切り替えバルブ49を切り替えて循環ダクト47と分岐部47bとを繋げ、循環ダクト47と分岐部47aとを互いに遮断した状態でアクティブ防塵フィルター45bを作動させて清浄化を行う。
Next, an example of the operation method of this clean unit will be described. Here, first, it is assumed that the inside of the work chamber 41 has a low cleanliness like a normal indoor environment.
First, the switching duct 49 is operated to connect the circulation duct 47 and the branching portion 47a, and the active dustproof filter 45a is operated for cleaning in a state where the circulation duct 47 and the branching portion 47b are blocked from each other. In this way, when the cleaning is performed and the cleanliness reaches a certain level, the switching valve 49 is switched to connect the circulation duct 47 and the branching portion 47b, and the circulation duct 47 and the branching portion 47a are blocked from each other, and the active dustproof filter. 45b is actuated for cleaning.

以上のように、この第2の実施形態によれば、アクティブ塵埃フィルター45aにより粒径が大きいダスト微粒子を除去してある清浄度まで清浄化を行ってから、より粒径が小さいダスト微粒子の除去が可能なアクティブ防塵フィルター45bを使用して清浄化を行うため、最初からアクティブ防塵フィルター45bを使用して清浄化を行う場合に比べて、アクティブ防塵フィルター45bの目詰まりなどを起こすことなく、作業室41をアクティブ防塵フィルター45bにより到達可能な清浄度に清浄化することができる。また、アクティブ防塵フィルター45bの寿命の向上を図ることができる。   As described above, according to the second embodiment, dust particles having a large particle diameter are removed by the active dust filter 45a, and after cleaning is performed to a cleanliness level, removal of dust particles having a smaller particle diameter is performed. Since the active dustproof filter 45b is used for cleaning, the active dustproof filter 45b is not clogged and the operation is performed as compared with the case where the active dustproof filter 45b is used for cleaning. The chamber 41 can be cleaned to a degree of cleanliness that can be reached by the active dust filter 45b. In addition, the life of the active dustproof filter 45b can be improved.

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について説明する。
図6はこのクリーンユニットを示す。図6に示すように、このクリーンユニットにおいては、作業室41に送風動力を有するアクティブ防塵フィルター45および循環ダクト47が取り付けられており、作業室41の内部を例えばクラス0.01ないしクラス1程度の高清浄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、アクティブ防塵フィルター45の上下に、互いに独立して開閉可能なゲートバルブ50a、50bが取り付けられている。そして、ゲートバルブ50aを介してアクティブ防塵フィルター45が作業室41の上面に取り付けられ、ゲートバルブ50bを介して循環ダクト47がアクティブ防塵フィルター45と接続されている。ゲートバルブ50a、50bはあらかじめアクティブ防塵フィルター45と一体に設けられていてもよいし、そうでなくてもよい。
このクリーンユニットのその他の構成は、例えば、第1の実施形態のクリーンユニットと同様である。
Next explained is a clean unit according to the third embodiment of the invention.
FIG. 6 shows this clean unit. As shown in FIG. 6, in this clean unit, an active dustproof filter 45 having a blast power and a circulation duct 47 are attached to a work chamber 41, and the inside of the work chamber 41 is, for example, about class 0.01 to class 1 Can be maintained in a highly clean environment. In this case, gate valves 50 a and 50 b that can be opened and closed independently of each other are attached above and below the active dust filter 45. An active dustproof filter 45 is attached to the upper surface of the work chamber 41 via a gate valve 50a, and a circulation duct 47 is connected to the active dustproof filter 45 via a gate valve 50b. The gate valves 50a and 50b may or may not be provided integrally with the active dustproof filter 45 in advance.
Other configurations of the clean unit are the same as, for example, the clean unit of the first embodiment.

次に、このクリーンユニットの運転方法の一例について説明する。ここでは、最初、作業室41の内部が通常の室内環境のような低清浄度であるとする。
まず、ゲートバルブ50a、50bを何れも開いた状態でアクティブ防塵フィルター45を作動させて清浄化を行う。こうして作業室41の清浄度が所期のレベルに到達したらゲートバルブ50a、50bを何れも閉めてアクティブ防塵フィルター45と作業室41との間を遮断し、その後アクティブ防塵フィルター45の運転を停止する。こうすることで、停止時のアクティブ防塵フィルター45からダスト微粒子が脱離して作業室41に逆流することによる汚染を防止することができる。
Next, an example of the operation method of this clean unit will be described. Here, first, it is assumed that the inside of the work chamber 41 has a low cleanliness like a normal indoor environment.
First, cleaning is performed by operating the active dustproof filter 45 with both the gate valves 50a and 50b opened. When the cleanliness of the work chamber 41 reaches the desired level, the gate valves 50a and 50b are closed to shut off the active dust filter 45 and the work chamber 41, and then the operation of the active dust filter 45 is stopped. . By doing so, it is possible to prevent contamination due to dust particles being detached from the active dustproof filter 45 at the time of stopping and flowing back into the work chamber 41.

図7は、アクティブ防塵フィルター45を作動させて作業室41の清浄化を行った後、ゲートバルブ50a、50bを何れも閉めてからアクティブ防塵フィルター45の運転を停止した場合と、ゲートバルブ50a、50bを何れも閉めないでアクティブ防塵フィルター45の運転を停止した場合とについて、作業室41の清浄度の経時変化を測定した結果を示す。図7より、ゲートバルブ50a、50bを何れも閉めないでアクティブ防塵フィルター45の運転を停止した場合には、時間の経過とともに、ダスト微粒子のカウント数が速やかに上昇するのに対し、ゲートバルブ50a、50bを何れも閉めてからアクティブ防塵フィルター45の運転を停止した場合には、ダスト微粒子のカウント数の上昇は極めて有効に抑えられていることがわかる。これは、ゲートバルブ50a、50bを何れも閉めてからアクティブ防塵フィルター45の運転を停止することにより、アクティブ防塵フィルター45から作業室41へのダスト微粒子の逆流を防止することができるためである。
以上のように、この第3の実施形態によれば、アクティブ防塵フィルター45の運転停止後の作業室41の逆汚染を有効に防止することができ、完全に消費エネルギーゼロの状態で作業室41の高清浄度を維持することができる。
FIG. 7 shows a case where the active dustproof filter 45 is operated to clean the work chamber 41, and then the gate valve 50a, 50b is closed and then the operation of the active dustproof filter 45 is stopped. The result of having measured the time-dependent change of the cleanliness of the working chamber 41 with respect to the case where the operation of the active dustproof filter 45 is stopped without closing any 50b is shown. From FIG. 7, when the operation of the active dustproof filter 45 is stopped without closing the gate valves 50a and 50b, the count of dust particles increases rapidly with time, whereas the gate valve 50a When the operation of the active dustproof filter 45 is stopped after closing both of 50b and 50b, it can be seen that the increase in the count of dust particles is extremely effectively suppressed. This is because the backflow of dust particles from the active dust filter 45 to the working chamber 41 can be prevented by stopping the operation of the active dust filter 45 after closing both the gate valves 50a and 50b.
As described above, according to the third embodiment, it is possible to effectively prevent back-contamination of the work chamber 41 after the operation of the active dustproof filter 45 is stopped, and the work chamber 41 can be completely consumed without energy. High cleanliness can be maintained.

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について説明する。
図8はこのクリーンユニットを示す。図8に示すように、このクリーンユニットにおいては、第4の実施形態によるクリーンユニットと同様な構成に加えて、作業室41にガス供給管Pを介してガスボンベBが接続されている。ガスボンベBには、希ガスや窒素ガスなどの不活性ガスが詰められている。図示は省略するが、ガス供給管Pの途中には外部から開閉を制御可能なバルブが設けられており、このバルブを開いたときにガスボンベBから不活性ガスを作業室41に導入することができるようになっている。ただし、作業室41への不活性ガスの供給は、ガスボンベBを用いず、他の方法により行うようにしてもよい。また、作業室41にはリークバルブVが設けられており、このリークバルブVを開くことにより作業室41を大気に開放することができるようになっている。
Next explained is a clean unit according to the third embodiment of the invention.
FIG. 8 shows this clean unit. As shown in FIG. 8, in this clean unit, a gas cylinder B is connected to the working chamber 41 via a gas supply pipe P in addition to the same configuration as the clean unit according to the fourth embodiment. The gas cylinder B is filled with an inert gas such as a rare gas or a nitrogen gas. Although not shown, a valve that can be controlled from the outside is provided in the middle of the gas supply pipe P. When this valve is opened, an inert gas can be introduced into the working chamber 41 from the gas cylinder B. It can be done. However, the supply of the inert gas to the working chamber 41 may be performed by another method without using the gas cylinder B. The work chamber 41 is provided with a leak valve V. By opening the leak valve V, the work chamber 41 can be opened to the atmosphere.

次に、このクリーンユニットの運転方法の一例について説明する。ここでは、最初、作業室41の内部が通常の室内環境のような低清浄度であるとする。
まず、ゲートバルブ50a、50bを何れも開いた状態でアクティブ防塵フィルター45を作動させて清浄化を行う。こうして作業室41の清浄度が所期のレベルに到達したらゲートバルブ50a、50bを何れも閉めてアクティブ防塵フィルター45と作業室41との間を遮断し、その後アクティブ防塵フィルター45の運転を停止する。次に、ガス供給管Pの途中に設けられたバルブを開くと同時にリークバルブVを開き、ガスボンベBから不活性ガスを作業室41に導入してリークバルブVから内部の空気を外部に押し出す。こうして、作業室41の内部の空気が不活性ガスにより置換される。
この第4の実施形態によれば、アクティブ防塵フィルター45の運転停止後の作業室41の逆汚染を有効に防止することができるだけでなく、作業室41の内部の空気を不活性ガスにより置換することで非酸素雰囲気にすることができるため、作業室41を高清浄度でしかも非酸素雰囲気に維持することができる。このため、塗布などの各種の方法による半導体薄膜等の成長やその他の各種のプロセスをダスト微粒子による汚染や酸素による酸化を防止しながら実行することができる。
Next, an example of the operation method of this clean unit will be described. Here, first, it is assumed that the inside of the work chamber 41 has a low cleanliness like a normal indoor environment.
First, cleaning is performed by operating the active dustproof filter 45 with both the gate valves 50a and 50b opened. When the cleanliness of the work chamber 41 reaches the desired level, the gate valves 50a and 50b are closed to shut off the active dust filter 45 and the work chamber 41, and then the operation of the active dust filter 45 is stopped. . Next, the valve provided in the middle of the gas supply pipe P is opened, and at the same time, the leak valve V is opened, an inert gas is introduced from the gas cylinder B into the work chamber 41, and the internal air is pushed out from the leak valve V to the outside. Thus, the air inside the working chamber 41 is replaced with the inert gas.
According to the fourth embodiment, not only can the back-contamination of the working chamber 41 after the operation of the active dustproof filter 45 is stopped effectively prevented, but the air inside the working chamber 41 is replaced with an inert gas. Thus, the non-oxygen atmosphere can be obtained, so that the work chamber 41 can be maintained in a non-oxygen atmosphere with high cleanliness. Therefore, growth of a semiconductor thin film or the like by various methods such as coating or other various processes can be performed while preventing contamination by dust particles and oxidation by oxygen.

次に、この発明の第5の実施形態による連結クリーンユニットについて説明する。
図9は第1〜第4の実施形態によるクリーンユニットの一種または二種以上のものを複数連結した連結クリーンユニットを示す。図9に示すように、この連結クリーンユニットにおいては、三方向接続可能なクリーンユニット121〜128がトランスファーボックス129を介して連結されている。この場合、クリーンユニット122〜127はループ状配置で連結されている。
Next explained is a connected clean unit according to the fifth embodiment of the invention.
FIG. 9 shows a connected clean unit in which one or more of the clean units according to the first to fourth embodiments are connected. As shown in FIG. 9, in this coupled clean unit, clean units 121 to 128 that can be connected in three directions are coupled via a transfer box 129. In this case, the clean units 122 to 127 are connected in a loop arrangement.

各クリーンユニット121〜128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121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130)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129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129は非常時試料取出口である。クリーンユニット122は化学ユニットで、化学前処理システム131が設置され、化学前処理が行われる。クリーンユニット123はレジストプロセスユニットで、スピンコータ132および現像装置133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124はリソグラフィーユニットで、露光装置134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128は非常時試料取出口である。クリーンユニット125は成長/メタライゼーションユニットで、電気化学装置135およびマイクロリアクターシステム136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128は非常時試料取出口である。クリーンユニット126はエッチングユニットで、エッチング装置137が設置されている。このクリーンユニット126の背面のトランスファーボックス129は、中継ボックス138を介して、クリーンユニット123の背面のトランスファーボックス129と連結されている。クリーンユニット127はアセンブリユニットで、顕微鏡139およびプローバー140が設置されている。クリーンユニット128は走査プローブ顕微鏡(SPM)観察ユニットで、卓上STM141および卓上AFM142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129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129は非常時試料取出口である。クリーンユニット123のスピンコータ132、クリーンユニット124の露光装置134、クリーンユニット125の電気化学装置135およびマイクロリアクターシステム136、クリーンユニット126のエッチング装置137、クリーンユニット127のプローバー140等は電源143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125の電気化学装置135は信号ケーブル144により電気化学装置制御器145と接続されており、この電気化学装置制御器145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127の顕微鏡139、クリーンユニット128の卓上STM141および卓上AFM142による観察画像は、液晶モニター146に映し出すことができるようになっている。   The work performed in each of the clean units 121 to 128 is, for example, as follows. First, the clean unit 121 is a storage unit, in which a sample storage (for example, a wafer cassette 130 containing a substrate) is installed, and the transfer box 129 on the right side surface that is not used for connection is used as a sample insertion port. The rear transfer box 129 is an emergency sample outlet. The clean unit 122 is a chemical unit, and a chemical pretreatment system 131 is installed to perform chemical pretreatment. The clean unit 123 is a resist process unit, and a spin coater 132 and a developing device 133 are installed to perform resist coating and development. The clean unit 124 is a lithography unit, and an exposure apparatus 134 is installed, and a transfer box 128 on the right side surface not used for connection is an emergency sample outlet. The clean unit 125 is a growth / metallization unit. The electrochemical device 135 and the microreactor system 136 are installed, and the transfer box 128 on the right side surface not used for connection is an emergency sample outlet. The clean unit 126 is an etching unit, and an etching apparatus 137 is installed. The transfer box 129 on the back surface of the clean unit 126 is connected to the transfer box 129 on the back surface of the clean unit 123 via a relay box 138. The clean unit 127 is an assembly unit in which a microscope 139 and a prober 140 are installed. The clean unit 128 is a scanning probe microscope (SPM) observation unit. A desktop STM 141 and a desktop AFM 142 are installed, and a transfer box 129 on the right side surface that is not used for connection is a sample outlet, and a transfer on the back surface that is also not used for connection. Box 129 is an emergency sample outlet. The spin coater 132 of the clean unit 123, the exposure device 134 of the clean unit 124, the electrochemical device 135 and microreactor system 136 of the clean unit 125, the etching device 137 of the clean unit 126, the prober 140 of the clean unit 127 are connected to the power supply 143. Power is supplied. The electrochemical device 135 of the clean unit 125 is connected to the electrochemical device controller 145 by a signal cable 144 and is controlled by the electrochemical device controller 145. Further, the observation images obtained by the microscope 139 of the clean unit 127, the desktop STM 141 of the clean unit 128, and the desktop AFM 142 can be displayed on the liquid crystal monitor 146.

この図9に示す連結クリーンユニットにおいて、例えば、第1〜第4の実施形態によるクリーンユニットの何れかを小型化してポータブルとしたポータブルクリーンユニット200の作業室内に試料(例えば、半導体ウェハー)を保管したまま、このポータブルクリーンユニット200のトランスファーボックスをクリーンユニット128の試料取り出し口に取り付けて連結する。そして、この状態でトランスファーボックス92を経由してクリーンユニット200からクリーンユニット128に試料を搬送し、卓上STM141または卓上AFM142により観察を行う。   In the connected clean unit shown in FIG. 9, for example, a sample (for example, a semiconductor wafer) is stored in the working room of the portable clean unit 200 which is made portable by miniaturizing any one of the clean units according to the first to fourth embodiments. The transfer box of the portable clean unit 200 is attached to and connected to the sample outlet of the clean unit 128. In this state, the sample is transported from the clean unit 200 to the clean unit 128 via the transfer box 92 and observed by the desktop STM 141 or the desktop AFM 142.

この第5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連結クリーンユニット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。   According to the fifth embodiment, the following many advantages can be obtained. In other words, almost all processes that are normally performed using a group of equipment installed in a huge clean room, such as chemical pretreatment, resist coating, exposure, development, growth / metallization, etching, probing, surface observation, etc. By adopting a loop arrangement or the like in a connected clean unit in which clean units that enclose a local space are connected, it can be realized in a simple and compact room in a normal laboratory scale without using a clean room.

次に、この発明の第6の実施形態について説明する。この第6の実施形態においては、図10に示すような太陽電池を製造する場合について説明する。
まず、この太陽電池の構成について説明する。
図10A、BおよびCはこの太陽電池を示す。ここで、図10Aは表面図、図10Bは裏面図、図10Cは側面図である。図10A、BおよびCに示すように、この太陽電池は、アノード電極1151とカソード電極1152とが、間にp型半導体層とn型半導体層とからなるpn接合1153をはさんで渦巻き状に形成されたもので、全体として薄い円板の形状を有する。これらのp型半導体層およびn型半導体層は無機半導体でも有機半導体でもよい。符号1155はカソード電極1152の取り出し電極を示す。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, a case where a solar cell as shown in FIG. 10 is manufactured will be described.
First, the configuration of this solar cell will be described.
10A, B and C show this solar cell. Here, FIG. 10A is a front view, FIG. 10B is a back view, and FIG. 10C is a side view. As shown in FIGS. 10A, 10B, and 10C, in this solar cell, an anode electrode 1151 and a cathode electrode 1152 are spirally sandwiched by a pn junction 1153 composed of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer. It is formed and has a thin disk shape as a whole. These p-type semiconductor layer and n-type semiconductor layer may be inorganic semiconductors or organic semiconductors. Reference numeral 1155 denotes an extraction electrode for the cathode electrode 1152.

図11にこの太陽電池の詳細構造を模式的に示す。図11において、符号1191がp型半導体層、1192がn型半導体層を示す。図11に示すように、アノード電極1151とカソード電極1152とが背中合わせになる部位には樹脂などの各種の絶縁体からなる絶縁膜1193が設けられており、この絶縁膜1193によりアノード電極1151とカソード電極1152とが互いに電気的に絶縁されている。この場合、カソード電極1152は全面電極であり、n型半導体層1192とオーミック接触しているのに対し、アノード電極1151は円板の厚さ(W)方向に互いに分離された細長いn個の微小アノード電極1511−1〜1511−nからなる。これらの微小アノード電極1151−1〜1151−nの幅はそれぞれW1 、W2 、…、Wn であり、これらは互いに同一であっても異なっていてもよい。 FIG. 11 schematically shows the detailed structure of this solar cell. In FIG. 11, reference numeral 1191 denotes a p-type semiconductor layer, and 1192 denotes an n-type semiconductor layer. As shown in FIG. 11, an insulating film 1193 made of various insulators such as a resin is provided at a portion where the anode electrode 1151 and the cathode electrode 1152 are back to back. The electrodes 1152 are electrically insulated from each other. In this case, the cathode electrode 1152 is a full-surface electrode and is in ohmic contact with the n-type semiconductor layer 1192, whereas the anode electrode 1151 has n elongated microscopic pieces separated from each other in the thickness (W) direction of the disk. It consists of anode electrodes 1511-1 to 1511-n. These fine anode electrodes 1151-1 to 1151-n have widths W 1 , W 2 ,..., W n , respectively, which may be the same or different.

p型半導体層1191およびn型半導体層1192のバンドギャップEg は、光入射面から円板の厚さ方向にn段階(n≧2)に段階的に減少しており、光入射面側から順にEg1、Eg2、…、Egn(Eg1>Eg2>…>Egn)となっている。p型半導体層1191およびn型半導体層1192のうちのバンドギャップEg がEgk(1≦k≦n)の領域をEgk領域と呼ぶ。このEgk領域のp型半導体層1191と微小アノード電極1151−kとがオーミック接触している。これらのEgk領域は一体になっていても互いに分離されていてもよい。微小アノード電極1151−kとカソード電極1152との間にEgk領域が挟まれた構造が微小太陽電池を構成し、カソード電極1152を共通電極としたこれらのn個の微小太陽電池によりこの太陽電池が構成されている。 The band gap E g of the p-type semiconductor layer 1191 and the n-type semiconductor layer 1192 gradually decreases in n steps (n ≧ 2) in the thickness direction of the disk from the light incident surface, and from the light incident surface side. In this order, E g1 , E g2 ,..., E gn (E g1 > E g2 >...> E gn ). A region of the p-type semiconductor layer 1191 and the n-type semiconductor layer 1192 in which the band gap E g is E gk (1 ≦ k ≦ n) is referred to as an E gk region. The p-type semiconductor layer 1191 in the E gk region and the minute anode electrode 1151-k are in ohmic contact. These E gk regions may be integrated or separated from each other. A structure in which an E gk region is sandwiched between the minute anode electrode 1151-k and the cathode electrode 1152 constitutes a minute solar cell, and the n number of minute solar cells using the cathode electrode 1152 as a common electrode constitutes this solar cell. Is configured.

gkは次のように設定することができる。例えば、AM1.5太陽光スペクトルの全波長範囲またはその主要な波長範囲(入射エネルギーが高い部分を含む範囲)において、波長をn個の区間に分ける。そして、これらの区間に短波長側(高エネルギー側)から順に1、2、…、nというように番号を付け、k番目の区間の最小光子エネルギーに等しくEgkを選ぶ。こうすることで、k番目の区間の光子エネルギーを有する光子がEgk領域に入射すると電子−正孔対が発生し、光電変換が行われる。また、この場合、このk番目の区間の光子エネルギーを有する光子が各Egk領域に到達して十分に吸収されるように、光入射面からこのEgk領域までの深さを選ぶ。これによって、この太陽電池の光入射面に入射する太陽光は、まずEg1領域に入射してそのスペクトルのうち光子エネルギーがEg1以上のものが吸収されて光電変換され、続いてEg2領域に入射してそのスペクトルのうち光子エネルギーがEg2以上でEg1より小さいものが吸収されて光電変換され、最終的にEgn領域に入射してそのスペクトルのうち光子エネルギーがEgn以上でEgn-1より小さいものが吸収されて光電変換される。この結果、太陽光スペクトルのほぼ全範囲あるいは主要な波長範囲の光を光電変換に使用することができる。 E gk can be set as follows. For example, the wavelength is divided into n sections in the entire wavelength range of the AM1.5 sunlight spectrum or its main wavelength range (including a portion with a high incident energy). These sections are numbered in order from the short wavelength side (high energy side) 1, 2,..., N, and E gk is selected to be equal to the minimum photon energy of the kth section. In this way, when a photon having photon energy in the kth section is incident on the E gk region, an electron-hole pair is generated and photoelectric conversion is performed. In this case, the depth from the light incident surface to the E gk region is selected so that photons having the photon energy in the k-th section reach each E gk region and are sufficiently absorbed. As a result, the sunlight incident on the light incident surface of the solar cell is first incident on the E g1 region, the photon energy of E g1 or higher in the spectrum is absorbed and photoelectrically converted, and then the E g2 region. And the photon energy of which is greater than E g2 and smaller than E g1 is absorbed and photoelectrically converted, and finally enters the E gn region and the photon energy of the spectrum is greater than E gn and E Things smaller than gn-1 are absorbed and photoelectrically converted. As a result, light in almost the entire solar spectrum or in the main wavelength range can be used for photoelectric conversion.

各Egkの設定は、各Egk領域を構成する半導体の組成を変えることにより行うことができる。具体的には、各Egk領域を別種の半導体により構成する。無機半導体を用いる場合について具体例をいくつか挙げると次のとおりである。n=2の最も簡単な場合には、例えば、Eg1領域をGaAs(Eg =1.43eV)、Eg2領域をSi(Eg =1.11eV)により構成する。また、n=3の場合には、例えば、Eg1領域をGaP(Eg =2.25eV)、Eg2領域をGaAs(Eg =1.43eV)、Eg3領域をSi(Eg =1.11eV)により構成する。また、n=4の場合には、例えば、Eg1領域をGaP(Eg =2.25eV)、Eg2領域をGaAs(Eg =1.43eV)、Eg3領域をSi(Eg =1.11eV)、Eg4領域をGe(Eg =0.76eV)により構成する。さらには、GaInNx As1-x やGaInNx 1-x を用いてxの制御だけでn〜10の場合のEgk領域を構成することも可能である。加えて、Teを含ませると大きなボウイング(bowing)を示すことが知られているII−VI族化合物半導体を用いてEgk領域を構成してもよい。 Each E gk can be set by changing the composition of the semiconductor constituting each E gk region. Specifically, each E gk region is composed of another kind of semiconductor. Some specific examples of using an inorganic semiconductor are as follows. In the simplest case where n = 2, for example, the E g1 region is composed of GaAs (E g = 1.43 eV) and the E g2 region is composed of Si (E g = 1.11 eV). When n = 3, for example, the E g1 region is GaP (E g = 2.25 eV), the E g2 region is GaAs (E g = 1.43 eV), and the E g3 region is Si (E g = 1). .11 eV). When n = 4, for example, the E g1 region is GaP (E g = 2.25 eV), the E g2 region is GaAs (E g = 1.43 eV), and the E g3 region is Si (E g = 1). .11 eV), the E g4 region is composed of Ge (E g = 0.76 eV). Furthermore, it is also possible to configure the E gk region in the case of n to 10 using only GaInN x As 1-x or GaInN x P 1-x and controlling x. In addition, the E gk region may be formed using II-VI group compound semiconductors that are known to exhibit large bowing when Te is included.

この太陽電池は、例えば次のようにして製造することができる。
まず、ローラに、例えば所定幅の薄い平坦なテープ状の樹脂製ベースフィルムを巻き付けておき、この樹脂製ベースフィルムの一方の面に、必要に応じて塗布や蒸着などによりバンドギャップが互いに異なる複数種類のn型半導体層を形成し、次に同様にして複数種類のp型半導体層を形成し、次に同様にしてアノード電極用の金属を形成してアノード電極1151−1〜1151−nを形成し、次に同様にして絶縁材料を形成して絶縁膜1193を形成した後、同様にしてカソード電極用の金属を形成してカソード電極1152を形成した後、この積層膜付き樹脂製ベースフィルムをローラ状の取り出し電極1155で巻き取っていく。
塗布や蒸着などによって形成される上記の各層が渦巻き状に形成される際に樹脂製ベースフィルムが巻き込まれないようにするため、巻き込まれる直前にこの樹脂製ベースフィルムの裏面に高温に加熱されたローラを押し付けたり、この裏面に光を照射したりすることにより樹脂製ベースフィルムを剥離する。
This solar cell can be manufactured, for example, as follows.
First, a thin flat tape-shaped resin base film having a predetermined width, for example, is wound around a roller, and a plurality of band gaps differing from each other by coating or vapor deposition as needed on one surface of the resin base film. A plurality of types of p-type semiconductor layers are formed in the same manner, and then a plurality of types of p-type semiconductor layers are formed in the same manner. Next, a metal for an anode electrode is formed in the same manner to form anode electrodes 1151-1 to 1151-n. After forming the insulating material in the same manner to form the insulating film 1193, the metal for the cathode electrode is formed in the same manner to form the cathode electrode 1152, and then the resin-made base film with the laminated film is formed. Is taken up by a roller-shaped extraction electrode 1155.
In order to prevent the resin base film from being entrained when each of the layers formed by coating or vapor deposition is formed in a spiral shape, the back surface of the resin base film was heated to a high temperature immediately before entrainment. The resin base film is peeled off by pressing a roller or irradiating the back surface with light.

この第6の実施形態においては、第1〜第4の実施形態によるクリーンユニットのいずれかのクリーンユニット内において、上記の塗布や蒸着などのプロセスを実行する。そして、この際、塗布面あるいは蒸着面の面積ベクトルdSとマクロな風流ベクトルVとの内積dS・Vが0となるように設定する。こうすることで、極めて高い清浄度環境下で塗布や蒸着などのプロセスを実行することができ、高い歩留まりで太陽電池を製造することができる。
この第6の実施形態によれば、例えば従来のアモルファスSi太陽電池では太陽光スペクトルのうち光子エネルギーが1.12eVより小さい波長の光は利用することができないのに対し、Egk領域の設計により、太陽光スペクトルの全部または主要部の光を光電変換に利用することができ、光電変換効率が極めて高い太陽電池を高い歩留まりで製造することができる。
In the sixth embodiment, the above-described processes such as coating and vapor deposition are performed in any one of the clean units according to the first to fourth embodiments. At this time, the inner product dS · V of the area vector dS of the coating surface or the vapor deposition surface and the macro wind flow vector V is set to be zero. By doing so, processes such as coating and vapor deposition can be performed in an extremely high cleanliness environment, and a solar cell can be manufactured with a high yield.
According to the sixth embodiment, for example, a conventional amorphous Si solar cell cannot use light having a photon energy smaller than 1.12 eV in the sunlight spectrum, but by designing the E gk region. In addition, the light of the entire solar spectrum or the main part can be used for photoelectric conversion, and a solar cell with extremely high photoelectric conversion efficiency can be manufactured with a high yield.

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。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible.
For example, the numerical values, materials, shapes, arrangements, and the like given in the above-described embodiments are merely examples, and different numerical values, materials, shapes, arrangements, and the like may be used as necessary.

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す正面図である。It is a front view which shows the clean unit by 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態によるクリーンユニットの上面図および側面図である。It is the upper side figure and side view of the clean unit by 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態によるクリーンユニットにより得られる清浄度の測定結果の例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the example of the measurement result of the cleanliness obtained by the clean unit by 1st Embodiment. 第1の実施形態によるクリーンユニットにより得られる清浄度の測定結果の例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the example of the measurement result of the cleanliness obtained by the clean unit by 1st Embodiment. 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す正面図である。It is a front view which shows the clean unit by 2nd Embodiment of this invention. この発明の第3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。It is a front view which shows the clean unit by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態によるクリーンユニットによる高清浄度の維持効果を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the maintenance effect of the high cleanliness by the clean unit by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第4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。It is a front view which shows the clean unit by 4th Embodiment of this invention. この発明の第1〜第4の実施形態によるクリーンユニットの使用例を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the usage example of the clean unit by 1st-4th embodiment of this invention. この発明の第6の実施形態により製造される太陽電池を示す表面図、裏面図および側面図である。It is the front view, back view, and side view which show the solar cell manufactured by 6th Embodiment of this invention. この発明の第6の実施形態により製造される太陽電池を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the solar cell manufactured by 6th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

41…作業室、42、43…トランスファーボックス、45、45a、45b…アクティブ防塵フィルター、47…循環ダクト、50a、50b…ゲートバルブ、P…ガス供給管、B…ガスボンベ、V…リークバルブ
41 ... work chamber, 42, 43 ... transfer box, 45, 45a, 45b ... active dust filter, 47 ... circulation duct, 50a, 50b ... gate valve, P ... gas supply pipe, B ... gas cylinder, V ... leak valve

Claims (3)

循環型フィルターを有し、クリーンな環境に維持することができるクリーンユニットの運転方法であって、A method for operating a clean unit having a circulation type filter and capable of maintaining a clean environment,
上記循環型フィルターが、少なくともその一部に、除去可能なダスト微粒子の最小径が第1の粒径である、送風動力を有する第1の塵埃フィルターと除去可能なダスト微粒子の最小径が上記第1の粒径より小さい第2の粒径である、送風動力を有する第2の塵埃フィルターとを有し、In the circulation type filter, at least a part of the first dust filter having blowing power and the minimum diameter of the removable dust fine particles are the first diameter. A second dust filter having a second particle size smaller than the particle size of 1 and having blowing power,
上記第1の塵埃フィルターと上記第2の塵埃フィルターとが上記クリーンユニットに対して並列に設けられており、The first dust filter and the second dust filter are provided in parallel to the clean unit;
上記第1の塵埃フィルターと上記第2の塵埃フィルターとが切り替え可能に構成されており、The first dust filter and the second dust filter are configured to be switchable,
上記第1の塵埃フィルターにより上記第1の粒径以上のダスト微粒子を除去した後、上記第1の塵埃フィルターから上記第2の塵埃フィルターに切り替えて上記第2の粒径以上のダスト微粒子を除去するようにしたことを特徴とするクリーンユニットの運転方法。After removing dust particles larger than the first particle size by the first dust filter, the dust particles larger than the second particle size are removed by switching from the first dust filter to the second dust filter. A method for operating a clean unit, characterized in that
上記第1の塵埃フィルターおよび上記第2の塵埃フィルターによりダスト微粒子を除去した後、作業室内に不活性ガスを導入して空気を置換するようにしたことを特徴とする請求項1記載のクリーンユニットの運転方法。2. The clean unit according to claim 1, wherein dust particles are removed by the first dust filter and the second dust filter and then air is replaced by introducing an inert gas into the working chamber. Driving method. 上記第1の塵埃フィルターはガラス繊維をろ材に用いたHEPAフィルターであり、上記第2の塵埃フィルターはポリテトラフルオロエチレンをろ材に用いたULPAフィルターであることを特徴とする請求項1記載のクリーンユニットの運転方法。2. The clean according to claim 1, wherein the first dust filter is a HEPA filter using glass fiber as a filter medium, and the second dust filter is a ULPA filter using polytetrafluoroethylene as a filter medium. Unit operation method.
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