【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は天井面に配設される照明機能と空気清浄機能とを有する汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニットに関するものであり、特に半導体製造等の高いクリーン度が必要とされるクリーンルームに用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体を製造するクリーンルームの空気清浄は、従来はＨＥＰＡフィルター（高性能フィルター）により空気中の微細な粒子状汚染物質を除去することが主であったが、半導体製品の高集積化が進むに連れてガス状汚染物質を除去することが重要であることが判ってきた。
【０００３】
ガス状汚染物質には、（１）ＮＯｘ 、ＳＯｘ 、ＨＦなどの酸性ガス、（２）ＮＨ３ 、アミンなどの塩基性ガス、（３）有機性ガス（炭化水素）があり、それらを除去するためにケミカルフィルターが使用されている。例えば人体からも発生するアンモニアは露光装置に影響が大きく、化学増幅型のレジストのパターン形成を阻害したり、レンズを曇らせたりするため線幅の微細化が進むに連れ更に高度に除去することが求められるようになっている。一般に酸性ガス用ケミカルフィルターはアルカリ性物質を添着した活性炭や陰イオン交換繊維が用いられ、塩基性ガス用ケミカルフィルターは酸性物質を添着した活性炭や陽イオン交換繊維が使用されている。酸性ガスや塩基性ガスは、このように化学的に除去されるため比較的処理が容易である。
【０００４】
一方、有機性ガスはクリーンルームの構成材料である高分子部品（可塑材、離型材、酸化防止剤等）から脱ガスするため、室内のガスを循環して使用するクリーンルームでは有機性ガス濃度は徐々に外気より高くなってしまう。これら有機性ガスもウェハ基材や基板を汚染して製品の生産性（歩留り）を低下させることが確認されている。有機性ガスは一般に活性炭の物理吸着により除去されているが、活性炭の有機性ガスに対する吸着容量は限られており、酸性ガスや塩基性ガス除去用のケミカルフィルターと比較すると使用量を大きくする必要があった。通常、フィルターは１年に１回程度の頻度で交換しなければならないが、フィルターは高価であり、維持管理費が非常に高くなる。したがって、有機性ガスを効率的に除去する方法を開発することが望まれている。
【０００５】
今後半導体の集積度をますます緻密化し集積回路の最小線幅をサブミクロンで形成するに際して、更にガス状汚染物質の高度清浄化が必要になると予測されている。そこで製品の製造コストのアップを避けるために局所清浄化（ミニエンバイロメント、マイクロエンバイロメント）の検討が進められている。ただし局所清浄化においては、高分子材料の使用が多くなるので、これらの材料からの有機性ガスの発生がますます問題になると予測されている。
【０００６】
一般にクリーンルームの天井面にはファンと除塵フィルターとを一体化したファンフィルターユニットが配置されている。例えば、天井から床面に向かって清浄空気を吹き出すファンフィルターユニットがある（特許文献１参照）。また、クリーンルームの照明器具として一般に密閉型構造のものが使用されており、例えば、照明器具内部に酸化チタン等を塗布して内部の雑菌による汚染を防止する密閉型照明器具がある（特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開平９−２８７７９１号公報（特許請求の範囲、
【０００７】）
【特許文献２】
特開平９−３０６２１８号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
有機性ガスは高分子材料であるプラスチック等からも発生するためクリーンルーム内のあらゆるところから発生する。例えば塗料や塗床材、シート、パネル、電源ケーブル、シーリング剤、パッキンから有機性ガスのオフガスがあることが確認されている。特にクリーンルーム内では空調設備により厳しく温度や湿度をコントロールされた空気が循環して利用されているため、クリーンルーム内の高分子部品から脱ガスする有機性ガス濃度がどんどん高くなる可能性がある。そこで、これら有機性ガスを効果的に除去する方法が求められている。
【０００９】
本発明は、かかる事情の下になされたものであり、クリーンルームの天井面に配設することにより有機性ガス等のガス状汚染物質を維持管理が容易で経済的に除去することができる汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は次の発明によって解決される。
（１） クリーンルームの天井面に配設される空気調和ファンユニットであって、照明用光源とガス状汚染物質を除去するための汚染性ガス除去フィルターとを備えていることを特徴とする汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット。
（２） 汚染性ガス除去フィルターが光触媒含有フィルターである上記（１）記載の汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット。
（３） 除塵フィルターを内蔵する上記（１）または（２）記載の汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット。
【００１１】
本発明の「ガス状汚染物質」とは、前記の（１）ＮＯｘ 、ＳＯｘ 、ＨＦなどの酸性ガス、（２）ＮＨ３ 、アミンなどの塩基性ガス、（３）塗料の溶剤やプラスチック等の高分子材料などから発生する有機性ガス（炭化水素）を意味する。
【００１２】
本発明の「汚染性ガス除去フィルター」は、単一のフィルターであっても、あるいは２種以上の、例えば、後述するような活性炭フィルターと光触媒フィルターとの組み合わせであってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット（以下、単に「本ユニット」ということもある。）は半導体製造等のクリーンルームの天井面に配設するものであり、付設した光源によりクリーンルーム内を照明しながら、ファンにより送風される循環空気に含まれるガス状汚染物質を除去する機能を有していることを特徴としている。
【００１４】
空気調和ファンユニットに照明用光源を付設することによりクリーンルーム内のガスの流れを均一化することが可能となり、天井面から床面まで理想的なダウンフローを形成することが可能となる。照明用光源としては蛍光灯が好ましいが、蛍光灯以外にもキセノンランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、光学用・捕虫用ランプ、低圧・高圧水銀灯、ブラックライト、殺菌灯等を使用することができる。
【００１５】
汚染性ガス除去フィルターとしては、物理吸着法、化学吸着法、触媒分解法等を利用したものを用いることができる。物理吸着法を利用するものとしては、例えば、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、活性白土、活性アルミナやシリカアルミナ等の高比表面積を有するもので構成したものを挙げることができる。また、化学吸着法を利用するものとしては、酸性ガスや塩基性ガスをアルカリや酸を添着した活性炭やイオン交換樹脂等により中和反応で処理するケミカルフィルター等が使用可能である。化学吸着法には吸着材に過マンガン酸カリウム、ハロゲン化合物等の酸化剤を添着してガス状汚染物質を反応させて吸着除去する方法も含まれる。また、触媒分解法を利用するものとしては、酸素、オゾン、熱、光等の存在下にガス状汚染物質を分解し得る、酸化マンガン、酸化銅、酸化ニッケル、酸化鉄、酸化チタン等の金属酸化物や白金、パラジウム、ロジウム等の金属で構成したフィルターを挙げることができる。特に、光触媒は常温で有機性ガスを二酸化炭素と水に完全酸化することができるので、光触媒を含有するフィルターが好適に用いられる。
【００１６】
上記のような汚染性ガス除去フィルターは、ペレット状、ハニカム状、コルゲート状、シート状、プリーツ状等の形態で使用することができる。上記形状に加工する方法としては成形、ウォッシュコート、含浸、吹き付け、梳き込み等の公知の方法により前記の吸着材や触媒を所望の形状に加工することができる。前記の吸着材や触媒は必要により適宜組み合わせてもよい。接触面積が大きく圧力損失が低いハニカム形状とすることが好ましい。
【００１７】
本ユニットは天井面に設置されるが、そのユニット本体の下部に光源が装着されており室内を照明する。一方、ユニット本体の上部にファンがあり循環空気をユニットに導入し、前述のような汚染性ガス除去フィルターによりガス状汚染物質が除去され、室内にクリーンな空気が送風される構成となっている。汚染性ガス除去フィルターは、通常、ファンと光源との間に設けられる。
【００１８】
従来、クリーンルーム用の照明は天井埋め込み式となっており、凹凸を少なくしてできるだけ埃が付着しにくい密閉型構造が適用されていた。本発明では照明自体がファンを有しておりユニット内を通気するため埃が溜まりにくい構造となっている。また天井面には通常、ファンと除塵フィルターが一体化したファンフィルターユニット（ＦＦＵ）が格子状に全面に設置されているが、本ユニットは室内の照度を確保するためにＦＦＵの適当な間隔毎に設置されることが好ましい。ＦＦＵと形状を同じにすることで室内への付設が容易であり空気の流れも均一化することができる。ＦＦＵのユニットサイズと共通化することにより同じレール上に交互に設置することもできる。
【００１９】
本ユニットは照明用光源を有しており、これら照明用光源の光を利用して光触媒反応によりガス状汚染物質を除去することが特に好ましい。すなわち汚染性ガス除去フィルターとして、光触媒含有フィルターを適用する。これにより光を有効に利用することが可能となり、下方を照明しながら上方部に設置した光触媒含有フィルターに光が照射されてガス状汚染物質を除去するものである。ガス状汚染物質で今後特に問題になると考えれている有機性ガスは光触媒によって完全酸化され無害な二酸化炭素と水になるため、活性炭のように頻繁に交換しなくても半永久的に有機性ガスを除去することができる。
【００２０】
クリーンルーム内から発生することが予測される有機性ガスとしてはトルエン、キシレン、アセトン、トリメチルベンゼン、酢酸エチル、酢酸エトキシエチル、シクロベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の溶剤、フタル酸ジオクチル、リン酸トリブチル、アジピン酸ジオクチル等の可塑剤、ブチルヒドロキシトルエン等の酸化防止剤、環状シロキサン等のシーリング剤等がクリーンルームの構成材料から発生する。またレジストの溶剤、表面改質剤、現像液、剥離液のプロセス薬品から酢酸ブチル、メトキシプロパノール、乳酸エチル、ヘキサメチルジシラザン、酢酸メトキシプロピル、酢酸エトキシエチル、トリメチルアンモニウムハイドライド、モノエタノールアミン、Ｎ−メチルピロリドン等が半導体生産装置から発生すると考えられる。
【００２１】
光触媒としては酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステン、酸化鉄やチタン酸ストロンチウム等の光半導性物質を使用することができる。特にアナターゼ型酸化チタンは光触媒性能が高く安価で化学的に安定であるため好ましい。また、チタンおよびケイ素の二元系複合酸化物、チタンおよびジルコニウムの二元系複合酸化物、ならびにチタン、ケイ素およびジルコニウムの三元系複合酸化物（これらチタン系複合酸化物については特許第２０８９５８１号明細書参照）は高比表面積を有し、また優れた光半導性を有しているので好適に使用することができる。なお、上記の光半導性物質やチタン系複合酸化物は単独でも、あるいは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２２】
高い光触媒作用を得るためには光照射面積とガス接触面積のどちらも大きくする必要があり、光触媒フィルターの形状はシートを複数重ねた層状形状とするかハニカム形状とすることが好ましい。
【００２３】
酸化チタンや上記チタン系複合酸化物は４００ｎｍ以下の光を照射することにより光半導性を発現し、照明用光源として蛍光灯を用いても光触媒反応は進行する。好ましくは光学用・捕虫用ランプ、ブラックライトや低圧・高圧水銀灯を使用することにより利用できる波長の光量が多くなり光触媒反応はより促進される。
【００２４】
光触媒反応は反応速度が遅いことが問題となるが、本用途においてはクリーンルームの密閉空間でガスを循環しながら本ユニットでガス状汚染物質を除去していくため確実に室内のガス状汚染物質濃度を低下していくことができる。ガス状汚染物質の処理速度を高めるために活性炭やゼオライト等の吸着材と光触媒を併用して使用してもよい。なお、この場合、吸着剤と光触媒とを混合し、これを所定の形状に加工して汚染性ガス除去フィルターとしてもよいし、あるいは吸着剤と光触媒とをそれぞれ単独で所定の形状に加工して２つの汚染性ガス除去フィルターを製造し、これらを組み合わせて（ただし、光触媒を含む汚染性ガス除去フィルターは照明用光源からの光を照射し得る位置に配置する）使用してもよい。
【００２５】
また処理効率を高めるために光触媒の接触時間を長くすることが好ましい。光触媒フィルターの層長としては１０〜１００ｍｍ好ましくは３０〜５０ｍｍである。１０ｍｍ以下では接触時間が短くなり十分な処理効果が得られなくなる。また１００ｍｍを超える場合は光触媒フィルター自身の影等により光が内部まで届かなくなり更に長くしても性能向上望めない。
【００２６】
光触媒フィルターを通過するガスの面速度は０．０２〜２ｍ／ｓであり、より好ましくは０．２〜０．０５ｍ／ｓである。面速度が２ｍ／ｓ以上では接触時間が短くなり処理効果が得られなくなる。面速度が０．０２ｍ／ｓ未満ではユニットを通過するガス量の割合が室内容積に対して小さくなり過ぎて浄化が十分できない。
【００２７】
現在はＦＦＵにケミカルフィルターを付加してガス状汚染物質を同時に除去するタイプも販売されているが、これらケミカルフィルター付ＦＦＵと併用することにより本発明の効果が更に有効的となる。例えば、ケミカルフィルターで処理が容易である塩基性ガスや酸性ガスは前記ＦＦＵで処理し、光触媒フィルターを付設した本ユニットで有機性ガスを処理する方法が考えられる。これにより維持管理費が低減されメンテナンスも容易となるため維持管理性が著しく向上する。
【００２８】
更に、本ユニットに、除塵フィルターを内蔵させることによりＦＦＵの機能を併せ持たせることが可能となる。除塵フィルターとしては、中性能除塵フィルター、ＨＥＰＡ フィルター、ＵＬＰＡフィルター、静電フィルター等を使用することができる。除塵フィルターの設置場所としてはランプより上方であればどこでも可能である。ただし、汚染性ガス除去フィルターとして前述の光触媒フィルターを使用する場合は照明用光源及び光触媒フィルターより上方に設置する。
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図２に基づいて説明する。図１はクリーンルームの概略断面図であり、クリーンルーム１内に半導体製造装置７が設置されている例である。図の矢印は空気の流れを示しており、ダウンフロー方式の例を示した。ケミカルフィルター３によりガス状汚染物質が除去された外気が外気導入口２より導入され、クリーンルーム天井面に設置されたファンフィルターユニット（ＦＦＵ）４により天井から床に向けてガスが流れる。ファンフィルターユニット４は送風ファン５と除塵フィルター６が一体化しており、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ ）またはＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ ）フィルタ−により粒子状汚染物質が除去される。クリーンルームの床面はグレーティング８になっており、グレーティング８を通過した空気は循環して室内に戻る構造となっている。図示されていないが空調手段によりクリーンルーム室内の温度湿度が制御されており、循環して使用することにより空調コストの低減ができる。ただし、室内の空気を循環して使用する場合は、各種高分子部品から脱ガスする有機性ガス等のガス状汚染物質の濃度の増加を抑制する必要がある。そこで従来のクリーンルームではファンフィルターユニットに除塵フィルターに加えてケミカルフィルターを併用したものが一部使用されている。
【００３０】
本発明の汚染性ガス除去機能付きファン光源ユニット９は、例えば、このようなクリーンルーム１に適用するものであり、図１に示すようにファンフィルターユニット４と同様に天井面に設置する構造となっている。送風ファン５、汚染性ガス除去フィルター１０及び照明用光源１１より構成されている。従来のクリーンルーム光源は下面がガラスやプラスチックでカバーされる構造であり、図に示すようにファンフィルターユニットの合間に設置すると図のような均質なガスの流れを形成することができなくなる。また図のようにファンフィルターユニットと同じ形状とすることにより天井面への設置が容易となる。室内の照度が最適となるようにファンフィルタ−ユニット４と汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット９の配置が決められる。
【００３１】
図２は汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニットの概略断面図を示している。汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット９はユニットケーシング１５内に設置されたモーター１３により送風ファン５が駆動し、エア吸い込み口１４より空気をユニット内に吸引する。吸引された空気は汚染性ガス除去フィルター１０により清浄化されてクリーンルーム内に排出される。汚染性ガス除去フィルターとしては酸性ガスや塩基性ガスを除去するケミカルフィルターや有機性ガスを除去する活性炭フィルター等を使用することができる。また蛍光灯等の光源１１により室内は照明される。
【００３２】
図１及び図２の構成では汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット９は除塵フィルターが設置されていない例を示したが、例えば図１に示すように除塵フィルター６を内蔵しているミニエンバイロメント１２に半導体製造装置７を設置することにより必要な場所に高度な清浄度を得ることが可能である。また最近では半導体製造装置自体が除塵フィルターやケミカルフィルターを内設している場合がほとんどである。そこで例えば図１に示すような本発明の汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニットがガス状汚染物質を除去してファンフィルターユニットは除塵フィルターのみを装着するような対応で局所的な空間の清浄化が可能となりクリーンルーム全体の維持管理費の低減ができる。
【００３３】
次に本発明の第２の実施形態においては図２の汚染性ガス除去フィルター１０に光触媒が適用される。これにより光触媒よりなる汚染性ガス除去フィルター１０に下部の照明用光源１１の光が照射され、有機性ガス等を光触媒により酸化分解処理することができる。室内空気中の有機性ガスは各種部品から脱ガスし、例えば送風ファン５のモーター１３からも発生するが上記構成とすることでクリーン度を高めることができる。
【００３４】
図３は本発明の第３の実施形態を示す汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニットの概略断面図である。基本的な構成は図２と同じであり、汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット９はユニットケーシング１５内に設置されたモーター１３により送風ファン５が駆動し、エア吸い込み口１４より空気をユニット内に吸引する。図３では吸引された空気は汚染性ガス除去フィルター１０で処理された後に除塵フィルター６を通って室外に排出される。汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット９に除塵フィルター６を設けることにより例えば天井面全体に除塵機能を付与することも可能となり、例えばクラス０．１〜１という非常に高度な清浄度を達成することができる。
【００３５】
図４は従来の照明用光源ユニット１６をクリーンルーム１に適用した例を示したものであり、ファンフィルターユニット４の合間に設置されており、図１と比較すると均質なダウンフローが形成されにくくなっている。ガスの流れが乱れると室内に微粒子等が拡散しやすくなり製品のトラブル発生の原因になる。
【００３６】
また図４のファンフィルターユニットでは除塵フィルタ６以外に送風ファン５の上部にケミカルフィルター３を設置してガス状汚染物質を除去する構成となっている。ＨＥＰＡフィルター等の除塵フィルターは圧力損失が高く、更にケミカルフィルターを使用するためには送風ファンの電力費が高くなったり騒音の原因となるため好ましくない。
【００３７】
このように本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によればクリーンルームの照明用光源に有機性ガス等のガス状汚染物質を除去する汚染性ガス除去フィルターを加え、且つ室内の空気の流れを均質化することによりクリーンルーム全体の空調や清浄度を高度に管理することができる。特に汚染性ガス除去フィルターに光触媒を適用することにより光源を利用して有機性ガスを酸化分解処理することが可能であり、半永久的に処理することが可能となり維持管理費が低減されメンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニットのクリーンルームの天井面への設置例を示したものでありクリーンルーム概略断面図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実地形態に係わる汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニットの概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実地形態に係わる汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニットの概略断面図である。
【図４】従来のクリーンルーム用光源をクリーンルームに使用した設置例を示したクリーンルームの概略断面図である。
【符号の説明】
１ クリーンルーム
２ 外気導入口
３ ケミカルフィルター
４ ファンフィルターユニット
５ 送風ファン
６ 除塵フィルター
７ 半導体製造装置
８ グレーティング
９ 汚染性ガス除去機能付ファン光源ユニット
１０ 汚染性ガス除去フィルター
１１ 照明用光源
１２ ミニエンバイロメント
１３ モーター
１４ エア吸い込み口
１５ ユニットケーシング
１６ 照明用光源ユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fan light source unit with a pollutant gas removal function having a lighting function and an air cleaning function provided on a ceiling surface, and is particularly used in a clean room where a high degree of cleanliness is required, such as in semiconductor manufacturing. Things.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, air purification in a clean room for manufacturing semiconductors has mainly been carried out by using a HEPA filter (high-performance filter) to remove fine particulate contaminants in the air. It has been found that it is important to remove gaseous pollutants.
[0003]
The gaseous pollutants, (1) NOx, SOx, an acid gas such as HF, may (2) NH 3, basic gases, such as an amine, (3) an organic gas (hydrocarbons), remove them Chemical filters are used for this. For example, ammonia generated from the human body has a large effect on the exposure device, and it may hinder the pattern formation of a chemically amplified resist or fog the lens. It has become required. Generally, activated carbon or anion exchange fiber impregnated with an alkaline substance is used for a chemical filter for acidic gas, and activated carbon or cation exchange fiber impregnated with an acidic substance is used for a chemical filter for basic gas. Since the acidic gas and the basic gas are chemically removed as described above, the treatment is relatively easy.
[0004]
On the other hand, organic gas is degassed from polymer parts (plasticizer, mold release agent, antioxidant, etc.) that are the constituent materials of the clean room. Will be higher than the outside air. It has been confirmed that these organic gases also contaminate the wafer base material and the substrate and lower the product productivity (yield). Organic gas is generally removed by physical adsorption of activated carbon.However, the adsorption capacity of activated carbon for organic gas is limited, and it is necessary to use a large amount of it compared to chemical filters for removing acidic gas and basic gas. was there. Usually, the filter must be replaced about once a year, but the filter is expensive and the maintenance cost is very high. Therefore, it is desired to develop a method for efficiently removing organic gas.
[0005]
It is expected that further refinement of gaseous pollutants will be required in order to further increase the integration density of semiconductors and to form the minimum line width of integrated circuits in submicron. Therefore, local cleaning (mini-environment, micro-environment) is being studied in order to avoid an increase in product manufacturing costs. However, in local cleaning, the use of polymeric materials is increasing, and it is expected that the generation of organic gases from these materials will become more and more problematic.
[0006]
Generally, a fan filter unit in which a fan and a dust filter are integrated is arranged on a ceiling surface of a clean room. For example, there is a fan filter unit that blows clean air from a ceiling toward a floor surface (see Patent Document 1). In addition, a closed-type lighting device is generally used as a lighting device for a clean room. For example, there is a closed-type lighting device in which titanium oxide or the like is applied to the inside of the lighting device to prevent contamination by various bacteria therein (Patent Document 2). reference).
[Patent Document 1]
JP-A-9-287791 (claims,
[0007]
[Patent Document 2]
JP-A-9-306218 (Claims)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Organic gas is also generated from plastics, which are polymer materials, and is generated from everywhere in a clean room. For example, it has been confirmed that there is off-gas of organic gas from paints, floor coverings, sheets, panels, power cables, sealants, and packings. In particular, since air whose temperature and humidity are strictly controlled by air conditioning equipment is circulated and used in a clean room, there is a possibility that the concentration of organic gas degassed from polymer parts in the clean room will increase steadily. Therefore, there is a need for a method of effectively removing these organic gases.
[0009]
The present invention has been made under such circumstances, and is provided on a ceiling surface of a clean room so that gaseous pollutants such as organic gas can be easily maintained and economically removed. An object is to provide a fan light source unit with a gas removal function.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by the following invention.
(1) An air conditioning fan unit disposed on a ceiling surface of a clean room, comprising: a light source for illumination; and a pollutant gas removal filter for removing gaseous pollutants. Fan light source unit with gas removal function.
(2) The fan light source unit with a contaminant gas removal function according to the above (1), wherein the contaminant gas removal filter is a photocatalyst-containing filter.
(3) The fan light source unit with a contaminant gas removal function according to the above (1) or (2), which incorporates a dust filter.
[0011]
The “gaseous pollutants” of the present invention include (1) acid gases such as NOx, SOx and HF, (2) basic gases such as NH 3 and amines, and (3) solvents such as paint solvents and plastics. It means an organic gas (hydrocarbon) generated from a polymer material or the like.
[0012]
The “contaminant gas removal filter” of the present invention may be a single filter or a combination of two or more, for example, an activated carbon filter and a photocatalyst filter as described below.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The fan light source unit with a contaminant gas removal function of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “the present unit”) is disposed on the ceiling surface of a clean room for manufacturing semiconductors or the like. It is characterized by having a function of removing gaseous pollutants contained in circulating air blown by a fan while illuminating.
[0014]
By providing a light source for illumination to the air-conditioning fan unit, the flow of gas in the clean room can be made uniform, and an ideal downflow from the ceiling surface to the floor surface can be formed. As a light source for illumination, a fluorescent lamp is preferable, but other than a fluorescent lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a high-pressure sodium lamp, a halogen lamp, an optical / insect trap lamp, a low-pressure / high-pressure mercury lamp, a black light, a germicidal lamp, and the like are used. be able to.
[0015]
As the pollutant gas removal filter, a filter utilizing a physical adsorption method, a chemical adsorption method, a catalytic decomposition method, or the like can be used. Examples of those utilizing the physical adsorption method include those composed of activated carbon, zeolite, silica gel, activated clay, activated alumina and silica alumina having a high specific surface area. In addition, a chemical filter that uses an acidic gas or a basic gas with activated carbon or an ion-exchange resin or the like to which an acidic gas or a basic gas is impregnated by an ion exchange resin can be used as a chemical filter. The chemisorption method also includes a method of adsorbing an oxidizing agent such as potassium permanganate or a halogen compound to an adsorbent to react with gaseous pollutants to remove by adsorption. In addition, as for those utilizing the catalytic decomposition method, metals such as manganese oxide, copper oxide, nickel oxide, iron oxide and titanium oxide which can decompose gaseous pollutants in the presence of oxygen, ozone, heat, light, etc. Examples of the filter include a filter formed of an oxide or a metal such as platinum, palladium, and rhodium. In particular, since the photocatalyst can completely oxidize an organic gas into carbon dioxide and water at normal temperature, a filter containing the photocatalyst is preferably used.
[0016]
The filter for removing contaminant gas as described above can be used in the form of pellets, honeycombs, corrugates, sheets, pleats, and the like. As a method for processing into the above shape, the adsorbent and the catalyst can be processed into a desired shape by a known method such as molding, wash coating, impregnation, spraying, and combing. The above adsorbents and catalysts may be appropriately combined as needed. It is preferable to use a honeycomb shape having a large contact area and a low pressure loss.
[0017]
This unit is installed on the ceiling surface, and a light source is attached to the lower part of the unit body to illuminate the room. On the other hand, there is a fan at the top of the unit main body, introduces circulating air into the unit, and removes gaseous pollutants by the aforementioned pollutant gas removal filter, so that clean air is blown into the room. . The pollutant gas removal filter is usually provided between the fan and the light source.
[0018]
Conventionally, the lighting for a clean room is of a ceiling-embedded type, and a hermetic type structure is applied in which unevenness is reduced and dust adheres as little as possible. In the present invention, the lighting itself has a fan and has a structure in which dust hardly accumulates because the lighting ventilates the inside of the unit. In addition, a fan filter unit (FFU), in which a fan and a dust filter are integrated, is usually installed on the entire surface of the ceiling in a grid pattern. However, this unit is installed at appropriate intervals of the FFU in order to secure indoor illuminance. It is preferable to be installed in. By making the shape the same as that of the FFU, it can be easily installed in a room and the flow of air can be made uniform. By sharing with the unit size of the FFU, they can be installed alternately on the same rail.
[0019]
This unit has illumination light sources, and it is particularly preferable to remove gaseous pollutants by photocatalytic reaction using the light from these illumination light sources. That is, a photocatalyst-containing filter is used as a filter for removing contaminant gas. This makes it possible to effectively use light, and irradiates light to the photocatalyst-containing filter installed at the upper portion while illuminating the lower portion, thereby removing gaseous pollutants. Organic gas, which is considered to be a particular problem in gaseous pollutants in the future, is completely oxidized by the photocatalyst and becomes harmless carbon dioxide and water. Can be removed.
[0020]
Organic gases expected to be generated from the clean room include solvents such as toluene, xylene, acetone, trimethylbenzene, ethyl acetate, ethoxyethyl acetate, cyclobenzene, cyclohexane, and methylcyclopentane, dioctyl phthalate, and tributyl phosphate. In addition, plasticizers such as dioctyl adipate, antioxidants such as butylhydroxytoluene, sealing agents such as cyclic siloxane, etc. are generated from constituent materials of the clean room. In addition, butyl acetate, methoxypropanol, ethyl lactate, hexamethyldisilazane, methoxypropyl acetate, ethoxyethyl acetate, trimethylammonium hydride, monoethanolamine, N -It is considered that methylpyrrolidone and the like are generated from the semiconductor production equipment.
[0021]
As the photocatalyst, a photoconductive substance such as titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, tungsten oxide, iron oxide and strontium titanate can be used. In particular, anatase type titanium oxide is preferable because it has high photocatalytic performance, is inexpensive, and is chemically stable. Further, a binary composite oxide of titanium and silicon, a binary composite oxide of titanium and zirconium, and a ternary composite oxide of titanium, silicon and zirconium (for these titanium-based composite oxides, see Patent No. 2089581) Has high specific surface area and excellent light semiconductivity, so that it can be suitably used. The above-mentioned photoconductive substance and titanium-based composite oxide may be used alone or in combination of two or more.
[0022]
In order to obtain a high photocatalytic action, it is necessary to increase both the light irradiation area and the gas contact area, and the shape of the photocatalytic filter is preferably a layered shape in which a plurality of sheets are stacked or a honeycomb shape.
[0023]
Titanium oxide and the above-mentioned titanium-based composite oxides exhibit light semiconductivity when irradiated with light of 400 nm or less, and the photocatalytic reaction proceeds even when a fluorescent lamp is used as a light source for illumination. Preferably, an optical / insect lamp, a black light or a low-pressure / high-pressure mercury lamp is used to increase the amount of light having a usable wavelength, and the photocatalytic reaction is further promoted.
[0024]
The problem with the photocatalytic reaction is that the reaction speed is slow.However, in this application, the gaseous pollutants are removed by this unit while circulating the gas in the closed space of the clean room, so the concentration of gaseous pollutants in the room must be ensured. Can be reduced. An adsorbent such as activated carbon or zeolite may be used in combination with a photocatalyst in order to increase the processing speed of gaseous pollutants. In this case, the adsorbent and the photocatalyst may be mixed and processed into a predetermined shape to form a contaminant gas removal filter, or the adsorbent and the photocatalyst may each be processed separately into a predetermined shape. Two contaminant gas removal filters may be manufactured and used in combination (provided that the contaminant gas removal filter including the photocatalyst is disposed at a position where the light from the illumination light source can be irradiated).
[0025]
Further, it is preferable to increase the contact time of the photocatalyst in order to increase the processing efficiency. The layer length of the photocatalytic filter is 10 to 100 mm, preferably 30 to 50 mm. If it is less than 10 mm, the contact time becomes short, and a sufficient treatment effect cannot be obtained. If it exceeds 100 mm, the light does not reach the inside due to the shadow of the photocatalyst filter itself, and the performance cannot be expected to be improved even if the length is further increased.
[0026]
The surface velocity of the gas passing through the photocatalytic filter is 0.02 to 2 m / s, more preferably 0.2 to 0.05 m / s. When the surface speed is 2 m / s or more, the contact time becomes short and the processing effect cannot be obtained. If the surface velocity is less than 0.02 m / s, the ratio of the amount of gas passing through the unit becomes too small with respect to the room volume, and purification cannot be performed sufficiently.
[0027]
At present, there is a type in which a chemical filter is added to an FFU to simultaneously remove gaseous pollutants, but the effect of the present invention becomes more effective when used in combination with an FFU with a chemical filter. For example, a method is considered in which a basic gas or an acid gas, which can be easily processed by a chemical filter, is processed by the FFU, and an organic gas is processed by the present unit provided with a photocatalytic filter. As a result, the maintenance cost is reduced and the maintenance is facilitated, so that the maintenance property is remarkably improved.
[0028]
Further, by incorporating a dust filter in this unit, it is possible to additionally have an FFU function. As the dust filter, a medium-performance dust filter, a HEPA filter, a ULPA filter, an electrostatic filter, or the like can be used. The dust filter may be installed anywhere above the lamp. However, when the above-mentioned photocatalyst filter is used as a filter for removing contaminant gas, it is installed above the light source for illumination and the photocatalyst filter.
[0029]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic sectional view of a clean room, in which a semiconductor manufacturing apparatus 7 is installed in a clean room 1. The arrows in the figure indicate the flow of air, and show an example of the downflow method. Outside air from which gaseous pollutants have been removed by the chemical filter 3 is introduced through the outside air inlet 2, and gas flows from the ceiling to the floor by a fan filter unit (FFU) 4 installed on the ceiling of the clean room. The fan filter unit 4 has a blower fan 5 and a dust filter 6 integrated with each other, and particulate contaminants are removed by a HEPA (High Efficiency Particle Air-filter) or an ULPA (Ultra Low Penetration Air) filter. The floor of the clean room has a grating 8, and the air passing through the grating 8 circulates and returns to the room. Although not shown, the temperature and humidity in the clean room room are controlled by the air conditioning means, and the air conditioning cost can be reduced by circulating and using the room. However, when the indoor air is circulated and used, it is necessary to suppress an increase in the concentration of gaseous pollutants such as organic gas degassed from various polymer parts. Therefore, in a conventional clean room, a fan filter unit that uses a chemical filter in addition to a dust filter is partially used.
[0030]
The fan light source unit 9 with a contaminant gas removal function of the present invention is applied to, for example, such a clean room 1 and has a structure to be installed on a ceiling surface similarly to the fan filter unit 4 as shown in FIG. ing. It comprises a blower fan 5, a pollutant gas removal filter 10, and a light source 11 for illumination. The conventional clean room light source has a structure in which the lower surface is covered with glass or plastic, and if it is installed between fan filter units as shown in the figure, it will not be possible to form a uniform gas flow as shown in the figure. Also, as shown in the figure, by having the same shape as the fan filter unit, installation on the ceiling surface becomes easy. The arrangement of the fan filter unit 4 and the fan light source unit 9 with a contaminant gas removing function is determined so that the indoor illuminance is optimized.
[0031]
FIG. 2 is a schematic sectional view of a fan light source unit with a contaminant gas removing function. In the fan light source unit 9 with a pollutant gas removal function, the blower fan 5 is driven by a motor 13 installed in a unit casing 15, and air is sucked into the unit from an air suction port 14. The sucked air is cleaned by the contaminant gas removal filter 10 and discharged into the clean room. As the contaminant gas removing filter, a chemical filter for removing an acidic gas or a basic gas, an activated carbon filter for removing an organic gas, or the like can be used. The room is illuminated by a light source 11 such as a fluorescent lamp.
[0032]
1 and 2, the fan light source unit 9 with a contaminant gas removing function has an example in which a dust filter is not installed. However, for example, as shown in FIG. By installing the semiconductor manufacturing apparatus 7 at 12, it is possible to obtain a high degree of cleanliness at a required place. Recently, in most cases, a semiconductor manufacturing apparatus itself has a dust filter or a chemical filter provided therein. Therefore, for example, as shown in FIG. 1, the fan light source unit having a contaminant gas removing function of the present invention removes gaseous pollutants and the fan filter unit is provided with only a dust filter so as to clean a local space. And the maintenance cost of the entire clean room can be reduced.
[0033]
Next, in the second embodiment of the present invention, a photocatalyst is applied to the pollutant gas removal filter 10 of FIG. As a result, the light of the lower illumination light source 11 is irradiated to the contaminant gas removal filter 10 made of a photocatalyst, and the organic gas and the like can be oxidatively decomposed by the photocatalyst. The organic gas in the room air is degassed from various parts and is also generated from, for example, the motor 13 of the blower fan 5, but the above configuration can improve the cleanliness.
[0034]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a fan light source unit with a pollutant gas removing function according to a third embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of FIG. 2. In the fan light source unit 9 with the pollutant gas removal function, the blower fan 5 is driven by the motor 13 installed in the unit casing 15, and air is blown from the air suction port 14 into the unit. Aspirate. In FIG. 3, the sucked air is treated by the pollutant gas removal filter 10 and then discharged outside the room through the dust filter 6. By providing the dust filter 6 in the fan light source unit 9 with a pollutant gas removing function, it is possible to provide a dust removing function to the entire ceiling surface, for example, and to achieve a very high degree of cleanliness of, for example, class 0.1 to 1. be able to.
[0035]
FIG. 4 shows an example in which the conventional light source unit 16 for illumination is applied to the clean room 1, which is installed between the fan filter units 4 and makes it difficult to form a uniform downflow as compared with FIG. ing. If the gas flow is disturbed, fine particles and the like are easily diffused into the room, which may cause troubles in products.
[0036]
In the fan filter unit of FIG. 4, a chemical filter 3 is provided above the blower fan 5 in addition to the dust filter 6 to remove gaseous pollutants. A dust filter such as a HEPA filter is not preferable because it has a high pressure loss and the use of a chemical filter increases the power cost of a blower fan and causes noise.
[0037]
Thus, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, a clean room illumination light source is provided with a pollutant gas removal filter for removing gaseous pollutants such as organic gas, and the air flow in the room is homogenized by homogenizing the flow of air in the room. Can be highly managed. In particular, by applying a photocatalyst to a pollutant gas removal filter, it is possible to oxidatively decompose organic gas using a light source, and it is possible to treat semi-permanently, reducing maintenance costs and facilitating maintenance. It becomes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a clean room, showing an example of installation of a fan light source unit with a pollutant gas removal function according to the present invention on a ceiling surface of a clean room.
FIG. 2 is a schematic sectional view of a fan light source unit with a pollutant gas removal function according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a fan light source unit with a pollutant gas removal function according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a clean room showing an installation example in which a conventional light source for a clean room is used in a clean room.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 clean room 2 outside air inlet 3 chemical filter 4 fan filter unit 5 blower fan 6 dust removal filter 7 semiconductor manufacturing device 8 grating 9 fan light source unit with pollutant gas removal function 10 pollutant gas removal filter 11 light source 12 for illumination 12 mini environment 13 Motor 14 Air suction port 15 Unit casing 16 Light source unit for lighting
