JP2001050567A - クリーンルーム設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】室内顕熱の処理と室内の清浄度の緩和とを同時
に達成することによりコストを削減することのできるク
リーンルーム設備を提供する。 【解決手段】クリーンルーム設備１０は、床下空間２
８、リターン空間３４、天井裏空間３８によって形成さ
れる循環系路が室１２に連通されるとともに、床下空間
２８にＦＦＵ３２と冷却装置３０とが図１の奥行き方向
に交互に配設される。ＦＦＵ３２と冷却装置３０はそれ
ぞれファンを備えており、このファンを回転させること
によって床下空間２８のエアを除塵または除熱してリタ
ーン空間３４に吹き出す。また、ＦＦＵ３２と冷却装置
３０は、制御装置３６によってファンの回転数が制御さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルーム設
備に係り、特に半導体製造工程において酸化炉等の発熱
量の大きい装置が室内に設置されたクリーンルーム設備
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、クリーンルーム設備は、清浄な
室の天井面にファンフィルタユニット（以下、ＦＦＵと
称す）が設置され、このＦＦＵによって天井裏空間のエ
アが除塵されて室内に吹き出される。室内に吹き出され
たエアは、床下空間に吸い込まれ、この床下空間でドラ
イ冷却コイルによって冷却乾燥される。そして、冷却乾
燥されたエアは、リターン空間を介して天井裏空間に戻
され、ＦＦＵによって再び室内に吹き出される。これに
より、床下空間、リターン空間、天井裏空間によって形
成される循環系路と室内との間をエアが循環するととも
に、循環系路に順に配置されたドライ冷却コイル、ＦＦ
Ｕで循環エアが除熱、除塵されて、室内が一定の温度及
び清浄度に保たれる。

【０００３】ところで、半導体製造におけるクリーンル
ーム設備では、ウェーハの搬送、プロセス装置、ウェー
ハ移載機など、必要な部分のみを局所清浄化するミニエ
ンバイロメントが採用される傾向にある。このミニエン
バイロメントを用いたクリーンルーム設備では、室内全
体の清浄度をクラス１０００よりも低清浄度にまで緩和
させることができる。これにより、例えばＦＦＵを間引
きして配置し、ＦＦＵから吹き出すエアの全風量を減少
させることによって設備全体のコストを低減させること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
クリーンルーム設備は、ＦＦＵから吹き出すエアの全風
量を減少させると、ドライ冷却コイルの処理風量も減少
するため、室内の顕熱を十分に処理できないという欠点
があった。例えば、半導体の前工程では、クリーンルー
ム床面積当たり７００〜８００ｋｃａｌ／ｍ² もの大き
な熱負荷がかかる。この室内顕熱を確実に処理しようと
すると、エアの循環回数を６０回／時にまで増加させな
ければならない。しかし、この循環回数は、清浄度なら
ばクラス１０００を上回る高清浄度に相当する値であ
る。したがって、室内顕熱の処理の観点で考えると、清
浄度の緩和は事実上限界があり、クリーンルーム設備の
コスト削減ができなかった。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、室内の清浄度の緩和と室内顕熱の処理を同時に
達成することによってコストを削減することのできるク
リーンルーム設備を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、室内に連通する循環系路を形成し、該循環
系路と前記室内との間でエアを循環させることによって
前記室内の除塵と除熱を行うクリーンルーム設備におい
て、前記循環系路内に除塵装置と冷却装置とを、前記循
環系路を循環するエアの流れに対して並列な位置関係に
なるように配置するとともに、前記除塵装置と冷却装置
にそれぞれ送風手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、除塵装置と冷却装置がエ
アの流れに対して並列となる位置関係に配置されている
ので、除塵装置の処理風量と、冷却装置の処理風量を別
々に制御することができる。したがって、除塵装置によ
る清浄度制御と、冷却装置による温度制御とを、それぞ
れ独立して行うことができ、室内の清浄度の緩和と室内
顕熱の処理を同時に達成して設備全体のコストを削減す
ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係るクリーンルーム設備の好ましい実施の形態について
詳説する。

【０００９】図１に示すように、第１の実施の形態のク
リーンルーム設備１０は、室１２内に装置室１４が設置
され、この装置室１４に、製造装置や洗浄装置等（図示
せず）が収納されてウェハ（図示せず）が製造または洗
浄される。装置室１４の入口には、中間室（ミニエンバ
イロメント）１６が配設され、この中間室１６の上面に
ＦＦＵ１８が配設されている。中間室１６は、ＦＦＵ１
８から噴射された清浄エアによって清浄度がクラス１程
度に維持される。前記装置室１４で清浄または洗浄され
たウェハは、中間室１６を介して密閉容器２０に収納さ
れ、密閉容器２０ごと室１２内を移送される。したがっ
て、室１２内全体の清浄度は、クラス１０００よりも低
清浄度にすることができる。なお、符号２２は、ロード
ポートであり、前記密閉容器２０が上面に載置される
と、その密閉容器２０の扉を開閉する。

【００１０】室１２の床面には、多数の貫通孔が形成さ
れたグレーチング２６が敷設され、このグレーチング２
６の貫通孔を介して室１２と床下空間２８が連通されて
いる。床下空間２８は、室１２と側壁によって隔てられ
たリターン空間３４に連通され、その連通部分に、冷却
装置３０、ＦＦＵ（除塵装置に相当）３２が配設されて
いる。冷却装置３０は、ケーシング内にファン（送風手
段に相当）とドライ冷却コイルが配設され、ファンを駆
動することによってエアをケーシング内に吸引するとと
もに、ドライ冷却コイルに冷却水を流すことによって前
記ケーシング内に吸引したエアを冷却乾燥する。また、
ＦＦＵ３２は、ケーシング内にファン（送風手段に相
当）とフィルタが配設され、ファンを駆動することによ
ってエアをケーシング内に吸引し、吸引したエアをフィ
ルタに通過させてエア中の塵埃を捕集する。

【００１１】図２に示すように、冷却装置３０とＦＦＵ
３２は、床下空間２８とリターン空間３４との側壁に沿
って交互に、且つ、左右の対向する側壁において冷却装
置３０とＦＦＵ３２が対向するように配置されている。
これにより、床下空間２８のエアは、冷却装置３０によ
って冷却乾燥、またはＦＦＵ３２によって除塵された
後、リターン空間３４に吹き出されて効率良く混合され
る。

【００１２】冷却装置３０とＦＦＵ３２は、信号ケーブ
ルを介して制御装置３６に接続され、制御装置３６によ
って各々の処理量（即ち、ファンの回転数）が制御され
る。制御装置３６は、図１に示したように、室１２内に
設けられた温度検出器４２、及び塵埃濃度検出器４４に
接続され、温度検出器４２及び塵埃濃度検出器４４の検
出値によって前記冷却装置３０とＦＦＵ３２の処理風量
を制御する。

【００１３】前記リターン空間３４は、室１２の天井裏
空間３８に連通されており、この天井裏空間３８は、室
１２の天井面に取り付けた拡散吹出口４０を介して室１
２に連通されている。したがって、前記ＦＦＵ３２及び
冷却装置３０から吹き出されたエアは、リターン空間３
４を介して天井裏空間３８に供給され、拡散吹出口４０
から室１２内に拡散されて吹き出される。室１２内に吹
き出されたエアは、前記グレーチング２６を介して床下
空間２８に吸引され、ＦＦＵ３２または冷却装置３０に
よって再びリターン空間３４に吹き出される。このよう
に、床下空間２８、リターン空間３４、天井裏空間３８
によって形成される循環系路と室１２との間にエアを循
環させるとともに、循環させたエアをＦＦＵ３２で除
塵、または、冷却装置３０で冷却することによって、室
１２内が、適切な清浄度及び温度に維持される。

【００１４】次に上記の如く構成されたクリーンルーム
設備１０の作用について説明する。

【００１５】制御装置３６は、温度検出器４２と塵埃濃
度検出器４４の検出値に基づいて冷却装置３０とＦＦＵ
３２のファンの回転数を制御し、冷却装置３０の処理風
量とＦＦＵ３２の処理風量を調整する。例えば、温度検
出器４２で検出した室１２内の温度が高い場合には、冷
却装置３０のファンの回転数を増加させることによっ
て、冷却装置３０の処理風量を増加させる。これによ
り、室１２内に供給されるエアの温度が低下するので、
室１２内は、適切な温度に保たれる。このとき、本実施
の形態のクリーンルーム設備１０は、従来設備と異な
り、冷却装置３０とＦＦＵ３２がエアの流れに対して並
列となる位置関係に配置されているので、ＦＦＵ３２の
処理風量は、冷却装置３０の処理風量に影響されない。
即ち、従来設備では、室１２の天井面に配置されたＦＦ
Ｕ３２と、床下空間２８に配置された冷却装置３０と
が、循環するエアの流れに対して直列となる位置関係
（循環エアが順に通過する位置関係）にあった。このた
め、冷却装置３０の処理風量は、ＦＦＵ３２の処理風量
に依存し、冷却装置３０の処理風量のみを増減すること
ができない。これに対し、本実施の形態のクリーンルー
ム設備１０は、冷却装置３０とＦＦＵ３２とが並列とな
る位置関係にあるので、ＦＦＵ３２の処理風量を変えず
に、冷却装置３０の処理風量のみを増減することができ
る。

【００１６】同様に、クリーンルーム設備１０は、ＦＦ
Ｕ３２の処理風量のみを増減させることができる。した
がって、例えば塵埃濃度検出器４４で検出した塵埃濃度
が必要以上に小さい（即ち、必要以上に低清浄度であ
る）場合、ＦＦＵ３２のファンの回転数を減少させるこ
とによって、ＦＦＵ３２の処理風量のみを減少させる。
これにより、室１２内の温度を変えることなく、室１２
内の清浄度を低下させることができ、設備全体のコスト
を削減することができる。

【００１７】このように、本実施の形態のクリーンルー
ム設備１０は、冷却装置３０とＦＦＵ３２がエアの流れ
に対して並列となる位置に配置されているので、冷却装
置３０の処理風量と、ＦＦＵ３２の処理風量を別々に制
御することができる。これにより、室１２内の清浄度と
温度とを独立して制御することができる。

【００１８】また、クリーンルーム設備１０は、冷却装
置３０の処理風量を増加させることができるので、冷却
装置３０の台数を従来設備よりも減少させることができ
る。例えば、従来設備において冷却装置一台あたり、循
環するエアの温度を２３度から２０度に３度冷却してい
たのに対して、本実施の形態では、処理風量を増加させ
て一台あたり６度冷却すれば、冷却装置３０の台数を半
減させることができる。

【００１９】さらに、クリーンルーム設備１０は、ＦＦ
Ｕ３２と冷却装置３０が床下空間２８とリターン空間３
４との壁面に沿って交互に配置され、循環系路の幅方向
に均等に配置されているので、両者から吹き出されたエ
アがすぐに混合される。また、床下空間２８とリターン
空間３４との対向する両側壁において、ＦＦＵ３２と冷
却装置３０が対向して配置されるので、リターン空間３
４を介して天井裏空間３８に供給されたエアは清浄度、
温度の偏りがほとんどなくなる。これにより、室１２内
には、清浄度、温度が均一なエアが吹き出される。

【００２０】なお、上述した実施の形態では、ＦＦＵ３
２と冷却装置３０とを交互に配置したがこれに限定する
ものではなく、例えば、温度調節の必要なエアの風量
が、除塵の必要なエアの風量よりも大きいことが予め分
かっている場合には、冷却装置３０をＦＦＵ３２よりも
多く設置してもよい。

【００２１】また、上述した実施の形態では、ＦＦＵ３
２と冷却装置３０を床下空間２８に配設したが、これに
限定するものではなく、エアの循環系路に配置すればよ
く、例えば、リターン空間３４や天井裏空間３８等に配
置してもよい。

【００２２】また、上述した実施の形態では、制御装置
３６が、ＦＦＵ３２のファンの回転数と、冷却装置３０
のファンの回転数とを制御したが、ＦＦＵ３２とドライ
冷却装置の稼働台数を制御してもよい。

【００２３】図３は、第２の実施の形態のクリーンルー
ム設備５０の概略構造を示す縦断面図である。

【００２４】同図に示すように、クリーンルーム設備５
０は、ＦＦＵ３２と冷却装置３０が、リターン空間３４
のエアを床下空間２８に送気するように構成されてい
る。また、室１２の天井は開放されており、室１２内と
リターン空間３４とが上部において直接連通される。な
お、図１で示した第１の実施の形態と同一若しくは類似
の部材については、同一の符号を付してその説明を省略
する。

【００２５】上記の如く構成されたクリーンルーム設備
５０は、ＦＦＵ３２からの除塵エアと、冷却装置３０か
らの冷却エアが、床下空間２８で混合し、この混合エア
がグレーチング２６を介して室１２内に供給される。こ
の混合エアは、室１２内を上昇した後、リターン空間３
４を下降して循環する。したがって、室１２内で発熱す
ると、その発熱による熱気流も上昇流として上部に流れ
るため、室１２の下部の作業領域に熱滞留することがな
い。これにより、室１２内の温度上昇を効果的に防止す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリーン
ルーム設備によれば、除塵装置と冷却装置がエアの流れ
に対して並列となる位置関係に配置されているので、除
塵装置、冷却装置の処理風量を別々に制御することがで
き、室内の清浄度と温度とをそれぞれ独立して制御する
ことができる。したがって、室内の清浄度の緩和と、室
内顕熱の処理とを同時に達成することができ、ＦＦＵや
冷却装置の台数を減らして設備のコストを削減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のクリーンルーム設
備の概略構造を示す縦断面図

【図２】図１に示した床下空間の概略構造を示す横断面
図

【図３】本発明の第２の実施の形態のクリーンルーム設
備の概略構造を示す縦断面図

【符号の説明】

１０…クリーンルーム設備、１２…室、２６…グレーチ
ング、２８…床下空間、３０…冷却装置、３２…ＦＦ
Ｕ、３４…リターン空間、３６…制御装置、３８…天井
裏空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内に連通する循環系路を形成し、該循環
   系路と前記室内との間でエアを循環させることによって
   前記室内の除塵と除熱を行うクリーンルーム設備におい
   て、 前記循環系路内に除塵装置と冷却装置とを、前記循環系
   路を循環するエアの流れに対して並列な位置関係になる
   ように配置するとともに、前記除塵装置と冷却装置にそ
   れぞれ送風手段を設けたことを特徴とするクリーンルー
   ム設備。
2. 【請求項２】前記除塵装置及び冷却装置は、前記室の床
   下空間に配置されたことを特徴とする請求項１記載のク
   リーンルーム設備。
3. 【請求項３】前記除塵装置と冷却装置は、前記循環系路
   の幅方向に交互に配置されたことを特徴とする請求項１
   または２記載のクリーンルーム設備。
4. 【請求項４】前記室内の温度及び／または清浄度に応じ
   て、前記除塵装置の処理風量、及び／または冷却装置の
   処理風量が制御されることを特徴とする請求項１、２ま
   たは３記載のクリーンルーム設備。