JP2002115879A

JP2002115879A - クリーンルーム

Info

Publication number: JP2002115879A
Application number: JP2000305699A
Authority: JP
Inventors: Yukinari Takahashi; 幸成高橋; Akio Sakae; 昭夫寒河江; Yoshinobu Arai; 良延荒井; Takeshi Wakui; 健涌井; Koichi Miyoshi; 功一三好; Eriko Wakui; 絵里子涌井; Masayuki Ichino; 雅之市野
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】室内における化学物質が極限まで抑制された
クリーンルームを提供する。【解決手段】測定室Ａと空調システムＢとを備えたク
リーンルームであり、空調システムＢに、ケミカルフィ
ルタを備えた外気処理ユニット１１と循環空気処理ユニ
ット３５とを設けた。外気処理ユニット１１は外気の導
入口に設けられており、循環空気処理ユニット３５は外
気処理ユニット１１から導入された外気と測定室Ａの内
部から取り出した空気とを測定室Ａに供給する送風路部
分に設けられている。外気処理ユニット１１と循環空気
処理ユニット３５との間に、外気処理ユニット１１から
導入された外気及び測定室Ａの内部から取り出した空気
を温度及び湿度を調節する空調ユニット２１を設けた。
また、測定室Ａ、送風路、及びこの送風路に設けられた
設備の露出表面をステンレスで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクリーンルームに関
し、特には室内における化学物質を極限まで抑制するこ
とで、内部において極微量な化学物質の定量を行うこと
が可能なクリーンルームに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、住宅におけるＴＶＯＣや美術館に
おけるアンモニアの影響に加え、半導体やハードディス
クをはじめとする電子デバイス製造施設においても空気
中の化学物質が製造プロセスに影響を与えることが指摘
されている。化学物質の発生要因は、建物や設備の構成
材料からのアウトガス、外気による持ち込み、人や製造
プロセスからの発生など多岐にわたっている。このよう
な化学物質の発生を抑制するためには、建材や設備など
の構成材料、建築工法、さらには外気や室内空気から化
学物質を除去するための設備等を、評価選択して採用す
る必要がある。

【０００３】このような評価を行うにあたっては、測定
限界に近い微量の化学物質の定量分析を精度良く行う必
要があり、化学物質を極限にまで抑制した測定環境が必
須である。

【０００４】このため、従来は、例えば石英やステンレ
ス製の小型チャンバを用いていた。そして、小型チャン
バ内に検体材料を収納し、この検体材料から発生するガ
スを分析してガス中の化学物質を定量していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
小型チャンバを用いる方法では、採取できる検体の大き
さに制限があり、建築工法や除去システムなどの評価、
検証を行うことができなかった。

【０００６】そこで本発明は、室内における化学物質が
極限まで抑制され、内部において極微量な化学物質の定
量を行う空気質評価室として用いることが可能なクリー
ンルームを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明は、測定室とこの内部の空気調和を行う
ための空調システムとを備えたクリーンルームであり、
特には空調システムに、ケミカルフィルタを備えた外気
処理ユニットと循環空気処理ユニットとを設けたことを
特徴としている。外気処理ユニットは、外気の導入口に
設けられている。また、循環空気処理ユニットは、外気
処理ユニットから導入された外気と測定室の内部から取
り出した空気とを当該測定室に供給する送風路部分に設
けられている。

【０００８】そして、外気処理ユニットと循環空気処理
ユニットとの間に、外気処理ユニットから導入された外
気及び測定室の内部から取り出した空気の温度及び湿度
を調節する空調ユニットが設けられていることとする。
さらに、測定室、空調システムにおける送風路及びこの
送風路に設けられた設備の露出表面がステンレスで構成
されていることとする。

【０００９】このような構成のクリーンルームでは、ケ
ミカルフィルタを備えた外気処理ユニットや循環空気処
理ユニットを空調システムに設けたことで、測定室に導
入される外気及び循環によって再利用される室内空気か
ら化学物質が十分に除去され、この化学物質が十分に除
去された空気が測定室内に供給される。しかも、測定室
や送風路、さらには送風路に設けられる設備の露出表面
がステンレスで構成されているため、これらの露出表面
からのアウトガスが十分に抑えられる。したがって、測
定室の室内空気中における化学物質量が極めて低い値に
抑えられる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のクリーンルームの
実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本
発明のクリーンルームの一例を示す構成図であり、先
ず、この図を用いてクリーンルームの構成を説明する。
尚、この構成図においては、送風路及び空気の流れを矢
印で示している。

【００１１】この図に示すクリーンルームは、内部環境
が清浄状態に保たれる測定室Ａを備えている。

【００１２】測定室Ａには、ここでの図示を省略した前
室が扉を介して設けられている。この測定室Ａ内は、シ
ステム天井用のファンフィルタユニット（ＦＦＵ）５を
用いたクリーンルーム環境となっている。すなわち、測
定室Ａの天井下には、天井チャンバ３が設けられてお
り、天井チャンバ３内の空気が、ＦＦＵ５のＤＣモータ
を有する送風機６によって超々高性能フィルタ（ＵＬＰ
Ａ）フィルタ７を通して室内１ａにダウンフロー供給さ
れるように構成されているのである。

【００１３】さらに、測定室Ａは、天井チャンバ３部分
に空気供給口８を備え、床付近の側壁には室内空気の排
気口９を備えている。これらの空気供給口８や排気口９
は、ガラリが設けられた制気口として構成されている。
そして、天井チャンバ３から室内１ａにダウンフロー供
給された室内空気は、その一部が排気口９から排出さ
れ、他の一部が再度天井チャンバ３内に押し上げられて
室内１ａと天井チャンバ３との間を循環するように構成
されている。

【００１４】このように構成された測定室Ａには、測定
室Ａ内に清浄な空気を供給するための空調システムＢが
設けられている。

【００１５】この空調システムＢは、外気を取り込んで
処理するための外気処理ユニット１１を備えている。こ
の外気処理ユニット１１には、外気を取り込むための送
風機１２と、この送風機１２から取り込まれた外気の送
風路に、導入側から順次配置されたプレヒータ１３、ケ
ミカルフィルタ１４，１５が設けられている。ケミカル
フィルタ１４，１５としては、例えばＮＯｘ（酸化窒
素）や有機化合物、さらにはＳＯｘ（酸化硫黄）や硫化
水素、アンモニア等を除去できるケミカルフィルタが用
いられ、プレヒータ１３側から順次配置されることとす
る。尚、ケミカルフィルタ１４，１５の種類、構成は、
外気に含まれる化学成分の種類に応じてこれらの化学成
分の除去を目的として適宜選択されることとする。

【００１６】また、この外気処理ユニット１１の前段
に、前処理用のケミカルフィルタ１７を配置し、ケミカ
ルフィルタ１４，１５への負荷を軽減した外気を送風機
１２によって取り込むようにしても良い。尚、ケミカル
フィルタ１４，１５，１７のフィルタ材料としては、有
機物（特に低分子シロキサン）の発生が少ない材料（低
分子シロキサン抑制品）を使用することとする。

【００１７】そして、この外気処理ユニット１１で処理
された外気は、ダンパ１８，１９を介して空調ユニット
２１に導入される。空調ユニット２１には、外気処理ユ
ニット１１側から順に、除湿機２３及び空調機２５が設
けられており、この除湿機２３に導入された外気の一部
は除湿されて空調機２５に供給され、他の一部は排気さ
れる。また、空調機２５には、除湿機２３側から順に冷
却コイル（直膨）２６及び再熱ヒータ２７が設けられお
り、除湿機２３で除湿された外気が所定の温度に調節さ
れる。ダンパ１９から供給される外気は、除湿機２３の
吸着材を再生するために用いられるが、ケミカルフィル
タ１４，１５，１７で処理した外気を用いることで、吸
着材の汚染を防止している。

【００１８】ここで、空調ユニット２１には、測定室Ａ
の排気口９から排気された室内空気が供給されるように
構成されている。排気口９から排気された室内空気の一
部は、ダンパ２９及び送風機３１を設けた送風路から除
湿機２３に供給され、外気処理ユニット１１から供給さ
れた外気と混合された状態で、この除湿機２３によって
除湿される。このため、除湿機２３から空調機２５に
は、外気と室内空気の再利用分とを混合した除湿空気が
供給されることになる。尚、除湿機２３からの排気口に
は、空調システムＢ停止時に除湿機２３側への逆流を防
止するモータダンパ２４が設けられていることとする。

【００１９】また、測定室Ａの排気口９から排気された
室内空気は、除湿機２３と共に空調機２５にも供給さ
れ、除湿機２３から供給された除湿空気と混合された状
態で、この空調機２５によって温度調節される。

【００２０】また、このように構成された空調ユニット
２１下流側（すなわち空調機２５の下流側）には、送風
機３３を介して循環空気処理ユニット３５が設けられて
いる。そしてさらに、空調ユニット２１と循環空気処理
ユニット３５との間には、空調システムＢ停止時に、排
気口９から室内１ａ側への逆流を防止するためのモータ
ダンパ（図示省略）が配置されていることとする。

【００２１】この循環空気処理ユニット３５の送風路に
は、空調ユニット２１側から順に、加湿器３７、ケミカ
ルフィルタ３８，３９及び高性能フィルタ４０が設けら
れている。これらのフィルタ材料としては、有機物（特
に低分子シロキサン）の発生が少ない材料（低分子シロ
キサン抑制品）を使用することとする。

【００２２】加湿器３７は、加湿用補給水にイオン交換
処理した純水を用いるものである。

【００２３】また、ケミカルフィルタ３８，３９は、例
えば有機化合物除去用のケミカルフィルタ３８と、アン
モニア基除去用のケミカルフィルタ３９であることとす
る。これらのケミカルフィルタ３８，３９は、室内１ａ
で生じる汚染物質、例えば人体、設備、材料から発生す
る汚染物質を除去する効果の高いものを用いることが好
ましく、室内１ａの使用状況に応じて適宜選択したもの
を用いることとする。

【００２４】次に、このように構成されたクリーンルー
ムの建築材料について説明する。

【００２５】測定室Ａの室内１ａに露出する床、壁の内
装材には、化学物質の発生が極めて少ないステンレス
（ＳＵＳ３０４）を表面材として用いた断面サンドイッ
チパネルを使用する。また、室内空気が循環する天井チ
ャンバ３の内壁もステンレスで構成されている。同様
に、ここでの図示を省略した測定室Ａと前室との間の扉
や空調用制気口（空気供給口８や排気口９）などの室内
１ａ露出部にもステンレスを使用する。測定室Ａの天井
は、システム天井を採用しているが、アルミニウムから
なるフレームの表面処理剤からのアウトガスを防止する
ため、表面にニッケル−クロム（ＮｉＣｒ）メッキを施
す。

【００２６】さらに、測定室Ａの気密性を得るため、図
２に示すように、ステンレス表面材５１ａを用いた内装
材パネル（断熱サンドイッチパネル）５１，５１の接合
部に、ガスケット５３を挿入してシール処理を施す。シ
ール材５５のうち、特に測定室Ａの内側に向かう面のシ
ール材５５’には、有機物（特に低分子シロキサン）の
発生が少ない材料（低分子シロキサン抑制品）を用いる
こととする。また、測定室Ａの室内１ａの目地部をステ
ンレスプレート５７でカバーする。

【００２７】そして、図１に示したように、測定室Ａ内
に設けられたＦＦＵ５は、ケース材をステンレスとし、
フィルタ７はボロン（Ｂ）発生を抑制した濾材を使用
し、シール及び接着剤については有機化合物の発生量を
抑制した対策品を使用する。天井チャンバ３内の電源
（ＦＦＵ５及びここでの図示を省略した照明用）も、ス
テンレス配管内に収納し、ケーブル類からのアウトガス
を抑制する。

【００２８】そして、空調システムＢは、各設備機器の
ケース材、各送風機１２，３１，３３、冷却コイル２
６、再熱ヒータ２７及び送風路（ダクト）にステンレス
を使用し、アウトガスを抑制する。また、モータ等から
発生した化学物質は、循環空気処理ユニット３５のケミ
カルフィルタ３８，３９により除去可能である。

【００２９】下記表１には、使用する建材の主な材料リ
ストを示す。

【表１】

【００３０】尚、図２に示した断熱サンドイッチパネル
５１，５１の接合部に設けるガスケット５３やシール材
５５’の選定に際しては、事前に材料試験を実施し、化
学物質（特に有機化合物）発生量が最も少ないものを選
定することが望ましい。

【００３１】ここでは、例えば次のような材料試験を行
った。検体材料は、ガスケット材、シール材から各々汎
用品、対策品を選択して実施した。この際、実際の使用
状況を想定し、図３に示しような細長いステンレス枠６
１内に検体材料を充填して用いた。サンプリングは、図
４に示すように、ダイナミック・ヘッドスペース法によ
り、チャンバ６３内に、検体材料を充填したステンレス
枠６１をクランプ６５で挟み込んで固定し、常温でＴＥ
ＮＡＸ捕集管６７に吸着させた。この際、吸引ポンプ６
９によって、チャンバ６３内のガスをＴＥＮＡＸ捕集管
６７に捕集した。そして、ＧＣ−ＭＳ法によって定量分
析を行った。

【００３２】図５には、主な材料の分析結果を示す。分
析結果は、表面積あたりの発生量に換算した相対値とし
た。この結果から、ガスケット材及びシール材として、
，’の対策品を採用することが望ましいことが分か
る。

【００３３】以上説明したようにして構成されたクリー
ンルームは、ケミカルフィルタ１４，１５を備えた外気
処理ユニット１１やケミカルフィルタ３８，３９を備え
た循環空気処理ユニット３５を設けたことで、測定室Ａ
に導入される外気や循環によって再利用される室内空気
から化学物質を十分に除去することができる。しかも、
測定室Ａの露出内壁や送風路など、測定室Ａ内の空気さ
らには測定室Ａ内に供給される空気の接触部分の建材と
して、アウトガスの少ない材料であるステンレスを用い
たことで、クリーンルームの構成要素からの化学物質の
供給を極限まで抑えることができる。このため、化学物
質汚染を極限まで抑えた室内環境を得ることが可能にな
る。

【００３４】この結果、このクリーンルームを、極微量
な化学物質の定量を行う空気質評価室として用いること
が可能になる。したがって、このクリーンルーム内にお
いて、所定の規模を持つ建築工法や除去システムの評価
を行うことが可能になる。

【００３５】しかも、外気処理ユニット１１や循環空気
処理ユニット３５の送風路に、除湿機２３及び空調機２
５を備えた空調ユニット２１を設けたことで、温湿度条
件を任意に設定することができるため、建設時等の温湿
度環境の季節変動を想定した化学物質発生量の評価や、
住宅や美術管への対応も可能である。

【００３６】次に、このクリーンルーム内における室内
空気質の分析評価を行った結果について述べる。また、
比較のために、前室及び外気の空気質の分析評価を行っ
た結果と、従来のクリーンルームの値を文献値で示す。

【００３７】サンプリングは、金属類、無機イオン類に
ついてはインピンジャーで１２０リットル採取し、有機
化合物についてはＴＥＮＡＸ吸着管で１８０リットル採
取した。分析は、金属類はＩＣＰ−ＭＳ法にて行い、無
機イオンはイオンクロマトグラフ法にて行い、有機化合
物はＧＣ−ＭＳ法にて行った。

【００３８】図６には金属類の検出濃度を示し、図７に
は無機イオン類の検出濃度を示し、図８には総有機化合
物の検出濃度を示す。これらの分析結果より、従来のク
リーンルームにおいてはホウ素（Ｂ）が検出されるのに
対して、本クリーンルームにおいてはホウ素（Ｂ）の検
出は検出限界（ＮＤ）以下であり、対策品のフィルタ効
果が確認された。また、本クリーンルームにおいては、
マグネシウム（Ｍｇ）、リン（Ｐ）も検出限界以下（Ｎ
Ｄ）であった。さらに、三酸化窒素イオン（ＮＯ₃ ^-）
も、従来のクリーンルームと比較して少なく、外気処理
ユニット１１のケミカルフィルタ１４が有効であったこ
とが確認された。アンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺)も、従
来のクリーンルームと比較して少なく、昨今のデバイス
製造環境に対応した評価が可能であることが確認され
た。さらに有機化合物も、従来のクリーンルームと比較
して少なく、昨今のデバイス製造環境評価に伴う有機化
合物対策の検証にも十分荷対応できることが確認され
た。

【００３９】尚、このクリーンルームの測定室は、上述
したような分析用のいわゆる測定室にその使用方法が限
定されることはない。上述したように、測定室Ａ内が極
めて清浄度の高い環境に保たれていることを考慮すれ
ば、このクリーンルームは、例えば電子デバイス製造用
のクリーンルームや、その他の用途にも用いることが可
能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のクリーンル
ームによれば、空調システムにケミカルフィルタを備え
た外気処理ユニットや循環処理ユニットを設け、さらに
内装建材や送風路及び送風路に配置される設備の構成材
料としてアウトガスの少ないステンレスを用いたこと
で、室内空気の化学物質汚染を極限まで抑えた環境を得
ることができる。この結果、このクリーンルーム内（す
なわち測定室内）において、ケミカルバックグラウンド
を抑え、極微量な化学物質の定量を行うことが可能にな
り、所定の規模を持つ建築工法や汚染物質除去システム
の評価を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーンルームの一構成例を示す図で
ある。

【図２】内装材の接合部の構成を示す断面図である。

【図３】シール材、ガスケット材の選定試験に用いた試
料充填容器の構成図である。

【図４】ダイナミック・ヘッドスペース法を説明するた
めの図である。

【図５】シール材、ガスケット材の選定試験の結果を示
すグラフである。

【図６】金属類の検出濃度を示すグラフである。

【図７】無機イオン類の検出濃度を示すグラフである。

【図８】総有機化合物の検出濃度を示すグラフである。

【符号の説明】

１１…外気処理ユニット、１４，１５，３８，３９…ケ
ミカルフィルタ、２１…空調ユニット、３５…循環空気
処理ユニット、Ａ…測定室、Ｂ…空調システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒井良延東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者涌井健東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者三好功一東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者涌井絵里子東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者市野雅之東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内Ｆターム(参考） 3L058 BE02 BF00 BF05 BG03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定室と、当該測定室内の空気調和を行
うための空調システムとを備えたクリーンルームであっ
て、前記空調システムは、ケミカルフィルタを備え、外気の導入口に設けられた外
気処理ユニットと、ケミカルフィルタを備え、前記外気処理ユニットから導
入された外気と前記測定室の内部から取り出した空気と
を当該測定室に供給する送風路部分に設けられた循環空
気処理ユニットとを有していることを特徴とするクリー
ンルーム。
【請求項２】請求項１記載のクリーンルームにおい
て、前記外気処理ユニットと前記循環空気処理ユニットとの
間に、前記外気処理ユニットから導入された外気及び前
記測定室の内部から取り出した空気の温度及び湿度を調
節する空調ユニットが設けられていることを特徴とする
クリーンルーム。
【請求項３】請求項１または請求項２記載のクリーン
ルームにおいて、前記測定室、前記空調システムにおける送風路及び当該
送風路に設けられた設備の露出表面がステンレスで構成
されていることを特徴とするクリーンルーム。