JP2000033221A

JP2000033221A - クリ―ンル―ム汚染物質除去システム

Info

Publication number: JP2000033221A
Application number: JP11095603A
Authority: JP
Inventors: Rei Suzuki; 令鈴木; Tomoaki Kajima; 智明梶間; Kazuyoshi Nasuhara; 和良那須原; Hiroshi Harada; 博司原田; Yoshinobu Suzuki; 良延鈴木; Takeshi Shiratani; 毅白谷; Michio Oginoya; 道雄萩野谷; Takeshi Sekiguchi; 猛関口
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: JP3941029B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成により汚染物質を高効率で除去し
ランニングコストの低減を図る。【解決手段】クリーンルーム１の空気中に存在する特
有の汚染物質を除去するクリーンルーム汚染物質除去シ
ステムであって、汚染物質を含む空気を液体と接触させ
ることにより汚染物質を除去する湿式汚染物質除去手段
３を設け、該湿式汚染物質除去手段３にクリーンルーム
１の室内空気を吸引し、清浄化した空気をクリーンルー
ム１に循環させる。湿式汚染物質除去手段３は、冷水に
より液体を冷却する冷却槽５を有し、該冷却槽５により
冷却した低温水と汚染物質を含む空気を接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルーム特
有の空気中に存在する汚染物質を除去するクリーンルー
ム汚染物質除去システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図８はクリーンルーム汚染物質の排気に
よる従来の汚染物質除去システムの例を説明するための
図、図９はクリーンルーム汚染物質の吸着による従来の
汚染物質除去システムの例を説明するための図であり、
３１、４１はクリーンルーム、３２、４２は製造装置、
３３は外調機、３４はスクラバー、４３はケミカルフイ
ルタを示す。

【０００３】半導体、液晶などを製造するクリーンルー
ムの洗浄工程、露光工程などのあるエリアでは、その生
産プロセスで使用する薬液から気化した有機系ガスなど
が空気中に含まれている。この空気中の有機物質など
は、製品の良品率に悪影響を与えるため、除去する必要
がある。

【０００４】空気中の有機物質などをクリーンルームか
ら除去する従来の方法としては、排気法や吸着法などが
ある。排気法は、例えば図８に示すように外調機３３を
通してクリーンルーム３１に外気を導入し、有機物質な
どの汚染物質が発生する製造装置３２の内部または直近
から大量に空気を吸引してスクラバー３４を介し屋外に
排気することによって、室内に拡散しないようにする方
法である。また、吸着法は、例えば図９に示すように製
造装置４２を配置したクリーンルーム４１において、活
性炭などを濾材とする特殊なフイルタ（ケミカルフイル
タ４３）にその室内空気を通し循環させることにより、
ガス状の汚染物質を吸着・除去する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示した
ような排気法による除去システムでは、室内空気を屋外
に排気した分の外気を供給しなければならず、この外気
を室内の所定の温湿度条件に調整するために、膨大な空
調エネルギーを必要とする。一方、図９に示したような
吸着法による除去システムでは、使用するケミカルフイ
ルタ４３の濾材に吸着容量に応じた寿命があるため、ケ
ミカルフイルタ４３の交換が必要になる。しかも、室内
の汚染物質の濃度が高い場合には、数カ月毎の頻繁なフ
イルタ交換が必要になり、メンテナンスに要する負担が
大きい。このようにいずれのシステムも従来のもので
は、ランニングコストの観点から高価なものとなる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、簡単な構成により汚染物質を高効
率で除去しランニングコストの低減を図るものである。

【０００７】そのために本発明は、クリーンルームの空
気中に存在する特有の汚染物質を除去するクリーンルー
ム汚染物質除去システムであって、汚染物質を含む空気
を液体と接触させることにより汚染物質を除去する湿式
汚染物質除去手段を設け、該湿式汚染物質除去手段にク
リーンルームの室内空気を吸引し、清浄化した空気をク
リーンルームに循環させるようにしたことを特徴とする
ものである。

【０００８】また、前記湿式汚染物質除去手段は、冷水
などにより液体を冷却する冷却槽又は冷却装置を有し、
該冷却槽又は冷却装置により冷却した低温液体と前記汚
染物質を含む空気を接触させることを特徴とし、繊維を
加工したマットと該マットに上流側又は下流側から前記
液体を噴霧する噴霧ノズルとを有し、前記マット及び噴
霧ノズルを多段配置し、最下流側にミストを除去するエ
リミネータを有することを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るクリーンル
ーム汚染物質除去システムの実施の形態を示す図であ
り、１はクリーンルーム、２は製造装置、３は湿式汚染
ガス除去装置、４はスプレーノズル、５は冷却槽、６は
送風ファンを示す。

【００１０】図１において、クリーンルーム１は、製造
装置２を設置した、例えば半導体や液晶などの製造工場
であり、製造装置２は、例えば半導体や液晶などの製造
装置である。湿式汚染ガス除去装置３は、例えば汚染物
質を除去すべき空気と液体である純水とを接触させ、汚
染物質を液体への吸収、溶解などによって除去するもの
であり、製造装置２から漏洩した有機ガスなどの汚染物
質を含むクリーンルーム１の室内空気を吸引して汚染物
質を除去し、清浄化した空気を送風ファン６によりクリ
ーンルーム１内に循環させる。このように湿式汚染ガス
除去装置３でクリーンルーム１の室内空気を吸引し、そ
の空気中に存在する特有の汚染物質を除去し、清浄化し
た空気を再度クリーンルーム１に循環させる。

【００１１】クリーンルーム１の空気中に存在する特有
の汚染物質として除去の対象となる物質には、例えばレ
ジストに含まれる、乳酸エチル、などの有機物質、リン
スに含まれる、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ルなどの有機物質、洗浄用イソプロピルアルコールＩＰ
Ａ、ＳＯ₄ ^2-、ＮＨ₄ ⁺などの無機イオンがある。

【００１２】汚染物質を除去すべき空気と液体との接触
方法としては、例えば液体をスプレーノズル４によって
噴霧またはシャワーする方法や、メディアを液体で湿ら
せた中を通気する方法、さらにはこれらを組み合わせた
方法などを採用することができる。処理空気に接触させ
る液体は、例えば冷水を通す冷却槽５により所定の温度
に冷却して使用する。このように冷却槽５で冷水により
液体を冷却して、その低温水を使用して処理空気に接触
させることにより、汚染物質の除去性能を向上させるこ
とができると同時に、処理後の空気がクリーンルーム内
の空気調和（冷房及び調湿）に利用できる。

【００１３】従来の汚染物質除去システムは、先に述べ
たように有害物質を含む空気を除害処理する設備である
スクラバーを採用し、あるいは取入外気中の硫黄酸化物
やアンモニアなどの水溶性汚染物質を除去する設備であ
る外気処理用エアワッシャーを採用したものであり、こ
れらはいずれもクリーンルームの内部循環空気処理を行
うことはできない。また、半導体や液晶などの製造特有
の有機物除去を対象とするものではない。本発明は、こ
のような従来の汚染物質除去システムと異なり、室内空
気（処理空気）を液体と接触させ、汚染物質を液体への
吸収、溶解などにより空気中に含まれる汚染物質を除去
するので、クリーンルームの内部循環空気処理用とし
て、半導体や液晶などの製造特有の有機物除去を効率よ
く除去することができる。しかも、汚染物質を含む空気
と接触させる液体を冷却することにより、さらに除去性
能を向上させ、クリーンルーム内の冷房及び湿度調整に
利用できる。

【００１４】次に、湿式汚染ガス除去装置について具体
的に説明する。図２は湿式汚染ガス除去装置の実施の形
態を示す図、図３はマットにおける除去作用を説明する
ための図、図４はセパレータにおける除去作用を説明す
るための図、図５はエリミネータにおける除去作用を説
明するための図である。図中、１１〜１３は水噴霧ノズ
ル、１４はマット、１５は整流板、１６はセパレータ、
１７はエリミネータ、１８はドレイン、１９はブロワー
を示す。

【００１５】図２において、整流板１５は、ダクトから
装置に入ってきた汚染ガスを整流するために上流側に設
けた、例えば金属メッシュであり、プラスチック、板波
板、樹脂メッシュその他の材質、構造のものでもよい。
マット１４は、整流板１５の上流側に取付け、上流側と
下流側から水噴霧ノズル１１、１２により水を噴霧し水
への溶解性の高いガス成分を荒取りするものである。な
お、このマット１４で十分な整流効果が得られる場合に
は、支持フレームなどを設置し隣接する整流板１５を省
いてもよい。セパレータ１６は、水噴霧ノズル１２の下
流側に配置したマットで、その下流側から水噴霧ノズル
１３により水を噴霧し、エリミネータ１７は、最下流側
に配置したマットであり、ミストの除去を行い汚染ガス
成分の除去率を上げるものである。マット１４、セパレ
ータ１６、エリミネータ１７は、溶出成分のない繊維を
マット状に加工したものであり、上記のように多段噴霧
を行う。なお、これらのマットは、樹脂製の製品（例え
ば、サランロック：旭化成工業株式会社製商品名）や溶
出成分のない或いは処理空気に影響を及ぼさない程度に
十分低い材質であれば樹脂製以外のものを用いることも
できる。

【００１６】次に、各段での作用効果について説明す
る。まず、マット１４では、図３に示すように水を噴霧
して濡らすことで水への溶解性の高いガス成分を荒取り
するので、水の量は少なく、また噴霧水滴径は大きくて
もよい。この部位の排水は、汚染ガス成分を高濃度に溶
解することがあるので、その場合には、ドレイン水の再
利用をしないようにしてもよい。また、噴霧ノズル１２
は、その種類や距離によりマット１４を下流側から空気
の流れに逆らって効率よく濡らすことができない場合に
は、上流側の噴霧のみにしてもよい。

【００１７】セパレータ１６では、図４に示すように上
流側で有機ガスを溶解したミストを除去し、次の噴霧段
階で有機ガスの溶解の少ないよりきれいな水と接触させ
ることにより、より除去率を向上させることができる。
また、セパレータ１６は、整流効果により下流側の乱流
を抑え、空気と噴霧水の混合を均一にする効果を有す
る。

【００１８】エリミネータ１７では、図５に示すように
噴霧水のミストを除き、下流へのミストの飛散を防ぐ
が、セパレータ１６と同様に濡れ具合が除去性能に大き
く影響する。これらの濡れ具合は、噴霧ノズルの種類や
距離、噴霧方向、水量などで調節することができ、例え
ば噴霧される水滴が小さいほど気流で流されて下流側の
マットに捕捉されて濡れも増すことになる。

【００１９】ドレイン水は、水槽などで集めて再利用す
ることも可能であり、その場合には、蒸発などにより減
少するので適宜補給し、また、ドレインに溶解した有機
ガス濃度が上昇により除去効率の低下が起こる場合に
は、ドレイン水あるいは水槽の水の一部を排水すると共
にＴＯＣ濃度の低い水を補給すればよい。

【００２０】図６は湿式汚染ガス除去装置の他の実施の
形態を示す図、図７は充填タイプの除去作用を説明する
ための図であり、２１は整流板、２２は水噴霧ノズル、
２３は充填材、２４はドレイン、２５はブロワーを示
す。

【００２１】図６に示す湿式汚染ガス除去装置は、上流
側に金属メッシュの整流板２１を配置してダクトから入
ってくる処理空気を整流すると共に、水噴霧ノズル２２
を配置して水を噴霧し、エリミネータ２３で有機ガスが
溶解したミストを衝突、付着させて除去するものであ
る。エリミネータ２３は、例えば波形の金属板を複数枚
用いたものであり、図２に示した多段式の湿式汚染ガス
除去装置に対し、１段構成としたものである。

【００２２】また、マットに代えて充填剤を用いること
もできる。充填タイプの場合には、充填剤を粗に気流方
向に長く詰め、図７に示すように横方向の気流方向に対
して上から水を供給するので、充填剤の濡れ方にムラが
生じやすく、水のＴＯＣ濃度が上部で低く下部につくほ
ど高くなるなどの現象が起きる。その点、上記マットタ
イプの場合には、図３に示すように空気の移動軸に沿っ
て水を噴霧するので、マット全面が一様に濡れ、マット
の上流側の全面で同じＴＯＣ濃度の水が供給され安定し
た処理がなされる。また、マットタイプの場合には、厚
さ５〜１０ｃｍ程度のもので、内部がほとんど空洞であ
り構造を単純にすることができるので、内部の清掃が容
易であるが、充填タイプの場合には、充填剤の汚れやカ
ビの発生に対してその洗浄や除去が大変であり、さらに
は充填剤の交換に大きな手間とコストがかかるなどの問
題もある。

【００２３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、クリーンルーム１から吸引し循環さ
せる室内空気に対して、その中の汚染物質を除去するた
めに湿式汚染ガス除去装置３を用いたが、クリーンルー
ムに導入する外気を処理する外気処理用として設けるよ
うにしてもよい。

【００２４】製造装置からの排気を湿式汚染ガス除去装
置へダクトで導き、清浄化した空気をクリーンルームに
循環させるようにしてもよい。また、湿式汚染ガス除去
装置の後段に従来のケミカルフィルタを組み合わせるこ
とにより、ケミカルフィルタの延命化を図りつつ、より
高効率な汚染物質の除去も可能となる。液体としても、
純水のほかに、洗浄に使用した純水の排水などのよう
に、純水に混和物を含むものや、水、さらにはアルカリ
に対しては酸性物を含む水などのように、水に添加物を
加えたものなどが用いられる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、汚染物質を含む空気を液体と接触させること
により汚染物質を除去する湿式汚染物質除去手段を設
け、該湿式汚染物質除去手段にクリーンルームの室内空
気を吸引し、清浄化した空気をクリーンルームに循環さ
せるので、汚染物質を液体への吸収、溶解などによって
高効率に除去することができる。しかも、液体を冷却し
て汚染物質を含む空気に接触させることにより、クリー
ンルーム内の冷房及び湿度を調整しながら、除去性能を
向上させることができる。さらには、液体の処理と空気
の搬送の動力のみで済むので、従来の汚染物質除去シス
テムと比べても、大幅なコストダウンを図ることができ
る。

【００２６】次に、３種類の有機ガス成分（Ａ：Ｂ：Ｃ
＝３０：３０：４０）の除去率の比較例を示す。なお、
以下の比較例では、これまで実証実験等を進めてきた図
６に示す実施の形態の装置を従来の構成として示す。
〔表１〕は、有機ガス濃度６０００μｇ−Ｃ／ｍ³の空
気に対して従来の構成の装置と１段目の噴霧の上流側に
マット１４を設置した場合（マットＡ）と、さらに１段
目と２段噴霧の間にセパレータ１６を設置した場合（マ
ットＢ）のそれぞれの各成分及び合計の除去率を示し
た。単位は％である。

【００２７】

【表１】

【００２８】次に示す〔表２〕は、有機ガス濃度６００
μｇ−Ｃ／ｍ³の場合の２段噴霧処理において従来の構
成と、１段目と２段噴霧の間にセパレータ１６を設置し
た場合（マットＢ）を比較したものであり、いずれにお
いてもマットを設置することで除去率が上昇し、特に従
来の機器構成では除去率が低かった成分Ｃで除去性能の
向上に大きく寄与した。

【００２９】

【表２】

【００３０】次に示す〔表３〕は、有機ガス濃度６００
μｇ−Ｃ／ｍ³の場合の１段噴霧処理の下流側が従来の
構成の金属板エリミネータの場合と、マットをエリミネ
ータに使用した場合（マットＣ）を比較した結果であ
る。いずれの成分においても除去率は上がっているが、
特に従来の構成で除去率が低かった成分Ｃの除去率が向
上した。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクリーンルーム汚染物質除去シ
ステムの実施の形態を示す図である。

【図２】湿式汚染ガス除去装置の実施の形態を示す図
である。

【図３】マットにおける除去作用を説明するための図
である。

【図４】セパレータにおける除去作用を説明するため
の図である。

【図５】エリミネータにおける除去作用を説明するた
めの図である。

【図６】湿式汚染ガス除去装置の他の実施の形態を示
す図である。

【図７】充填タイプの除去作用を説明するための図で
ある。

【図８】クリーンルーム汚染物質の排気による従来の
汚染物質除去システムの例を説明するための図である。

【図９】クリーンルーム汚染物質の吸着による従来の
汚染物質除去システムの例を説明するための図である。

【符号の説明】

１…クリーンルーム、２…製造装置、３…湿式汚染ガス
除去装置、４…スプレーノズル、５…冷却槽、６…送風
ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者那須原和良東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者原田博司東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者鈴木良延東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者白谷毅東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者萩野谷道雄東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者関口猛東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クリーンルームの空気中に存在する特有
の汚染物質を除去するクリーンルーム汚染物質除去シス
テムであって、汚染物質を含む空気を液体と接触させる
ことにより汚染物質を除去する湿式汚染物質除去手段を
設け、該湿式汚染物質除去手段にクリーンルームの室内
空気を吸引し、清浄化した空気をクリーンルームに循環
させるようにしたことを特徴とするクリーンルーム汚染
物質除去システム。
【請求項２】前記湿式汚染物質除去手段は、冷水など
により除去に用いる液体を冷却する冷却槽又は冷却装置
を有し、該冷却槽又は冷却装置により冷却した低温液体
と前記汚染物質を含む空気を接触させることを特徴とす
る請求項１記載のクリーンルーム汚染物質除去システ
ム。
【請求項３】前記湿式汚染物質除去手段は、繊維を加
工したマットと該マットに上流側又は下流側から前記液
体を噴霧する噴霧ノズルとを有することを特徴とする請
求項１記載のクリーンルーム汚染物質除去システム。
【請求項４】前記マット及び噴霧ノズルを多段配置し
たことを特徴とする請求項３記載のクリーンルーム汚染
物質除去システム。
【請求項５】最下流側にミストを除去するエリミネー
タを有することを特徴とする請求項３記載のクリーンル
ーム汚染物質除去システム。