JP2006275349A - クリーンブース、およびクリーンブースのクリーン度調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡易な構成でブース内エアーのクリーン度を調整することができるクリーンブース等を提供することを課題とする。
【解決手段】 天井部12に設けたファンフィルタユニット20と、少なくとも側壁14,15の一部を構成するカーテン30と、カーテン30を、上げ下げ自在に開閉させる昇降手段40と、昇降手段40を制御し、カーテン30により構成される開口部33の開口面積を調整して、ブース2内エアーのクリーン度を調整する制御手段と、を備えた。
【選択図】 図1
【解決手段】 天井部12に設けたファンフィルタユニット20と、少なくとも側壁14,15の一部を構成するカーテン30と、カーテン30を、上げ下げ自在に開閉させる昇降手段40と、昇降手段40を制御し、カーテン30により構成される開口部33の開口面積を調整して、ブース2内エアーのクリーン度を調整する制御手段と、を備えた。
【選択図】 図1
Description
本発明は、半導体製品等の精密部品の製造装置等を収容するクリーンブース、およびクリーンブースのクリーン度調整方法に関するものである。
従来、天井部に設けた吸気ファンおよびフィルタ(HEPAフィルタ)を有し、フィルタを介してブース内にクリーンエアーを供給することで清浄空間を形成し、精密部品の製造装置等を収容するクリーンブースが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平6−272921号公報
ところで、半導体製品等の製造工程では、工程毎に要求されるクリーン度が異なるため、クリーンブースについても、ブース内エアーのクリーン度を調整できることが求められている。この点、吸気ファンの吸気速度(回転速度)を変更すれば、ある程度クリーン度を変更ことが可能であるが、その変更幅には限界がある。そのため、クリーン度を大幅に調整する場合には、吸気ファンおよびフィルタの交換や増設等が必要となっていた。
本発明は、簡易な構成でブース内エアーのクリーン度を調整することができるクリーンブース、およびクリーンブースのクリーン度調整方法を提供することを目的とする。
本発明のクリーンブースは、天井部に設けた吸気ファンおよびフィルタと、少なくとも側壁の一部を構成するカーテンと、カーテンを、上げ下げ自在に開閉させる昇降手段と、昇降手段を制御し、カーテンにより構成される開口部の開口面積を調整して、ブース内エアーのクリーン度を調整する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、カーテンにより構成される開口部の開口面積が大きい場合には、吸気ファンからフィルタを介して供給されるクリーンエアーの大部分は、クリーンブースの下部へ流れることなく、開口部から排気される。これに対し、開口部の開口面積が小さい場合には、クリーンエアーの大部分は、開口部から排気される前に、ブース内の上部から下部へ流れ、塵や埃等が効率良く排出されることになる。したがって、カーテンにより構成される開口部の開口面積を大きくすることで、ブース内エアーのクリーン度を低くし、開口部の開口面積を小さくすることで、クリーン度を高くすることができる。つまり、カーテンによる開口部の開口面積を調整するという簡易な構成で、ブース内エアーのクリーン度を調整することができる。
さらに、この場合、要求されるクリーン度が低くてもよい場合には、開口部の開口面積を大きくすることで、クリーンブース内での処理対象物の搬出入を容易に行うことができる。
さらに、この場合、要求されるクリーン度が低くてもよい場合には、開口部の開口面積を大きくすることで、クリーンブース内での処理対象物の搬出入を容易に行うことができる。
この場合、カーテンは、ボトムバー付きのロールカーテンであることが好ましい。
この構成によれば、巻き上げられたカーテンをコンパクトに収めることができるため、天井部にスペース的な制約がある場合にも、これを容易に設置することができる。
この場合、昇降手段は、ロールカーテンを巻取り・繰出し自在に巻回した巻取り軸と、巻取り軸を正逆回転させるモータと、を有することが好ましい。
この構成によれば、ロールカーテンを簡易且つ正確に巻取り・繰出しすることができ、ロールカーテンの開口面積の調整を適切に行うことができる。
これらの場合、カーテンは、対面する両側壁を構成する一対のもので構成され、
これに対応して、昇降手段は一対のもので構成されていることが好ましい。
これに対応して、昇降手段は一対のもので構成されていることが好ましい。
この構成によれば、カーテンにより構成される開口部(換気口)が対面する両側壁に形成されるため、ブース内の換気が促されると共に、ブース内にクリーンエアーが偏在することがなく、いわゆるエアー溜りが生じ難くなる。このため、クリーン度の調整を迅速且つ適切に行うことができる。
本発明の他のクリーンブースは、天井部に設けた吸気ファンおよびフィルタと、床部に設けた排気ファンと、吸気ファンおよび排気ファンの駆動を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、吸気ファンおよび排気ファンを駆動する第1種換気動作と、吸気ファンのみを駆動する第2種換気動作と、を切り替えて、ブース内エアーのクリーン度を調整することを特徴とする。
この構成によれば、第1種換気動作では、排気ファンによりブース内のエアーを強制排気しながら吸気ファンを駆動することで、吸気ファンのみを駆動する第2種換気動作に比べて、クリーンエアーの圧力損失が抑えられ、その気流速度が速くなる。このため、第1種換気動作と、第2種換気動作とを切り替えることで、クリーンエアーの気流速度を切り替えることができ、簡易な構成でブース内エアーのクリーン度を調整することができる。
本発明の他のクリーンブースは、天井部に設けた吸気ファンおよびフィルタと、床部に設けた排気ファンと、吸気ファンおよび排気ファンの駆動を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、吸気ファンおよび排気ファンを駆動する第1種換気動作と、吸気ファンのみを駆動する第2種換気動作と、排気ファンのみを駆動する第3種換気動作と、を切り替えて、ブース内エアーのクリーン度を調整することを特徴とする。
この構成によれば、上記したように、第1種換気動作では、クリーンエアーの気流速度が速くなり、第2種換気動作では、クリーンエアーの気流速度が遅くなる。さらに、第3種換気動作では、排気ファンのみが駆動するため、ブース内エアーの強制排気に伴って、外気が吸気ファンから緩やかに流れ込み、ブース内には、より一層遅い速度のクリーンエアーが供給される。このため、第1種換気動作と、第2種換気動作と、第3種換気動作とを切り替えることで、クリーンエアーの気流速度を多段階的に切り替えることができ、簡易な構成でブース内エアーのクリーン度を調整することができる。
これらの場合、吸気ファンおよびフィルタは、天井部に構成した吸気チャンバに収容され、排気ファンは、床部に構成した排気チャンバに収容されていることが好ましい。
この構成によれば、吸気ファンから流入した外気は、直接ブース内に流れ込むことなく吸気チャンバを介すことで、均一且つ下方への直進性を持ってブース内に供給される。同様に、ブース内のクリーンエアーは、直接ブース外へ流れ出すことなく、排気チャンバを介して排気ファンから排出される。したがって、クリーエアーをブース内の上部から下部へ均一な流速で流すことができる。
これらの場合、吸気ファンは、天井部の両短辺側に離反して配設した一対のもので構成され、排気ファンは、床部の両短辺側に離反して配設した一対のもので構成されていることが好ましい。
この構成によれば、一対の吸気ファンおよび一対の排気ファンを、それぞれ天井部および床部の両短辺側に離反して配設したことで、ブース内の換気が促されると共に、ブース内にクリーンエアーが偏在することがなく、いわゆるエアー溜りが生じ難くなる。このため、クリーン度の調整を迅速且つ適切に行うことができる。
本発明のクリーンブースのクリーン度調整方法は、側壁開口部の開口面積を調整することにより、ブース内エアーのクリーン度を調整することを特徴とする。
この構成によれば、側壁開口部の開口面積が大きい場合には、供給されるクリーンエアーの大部分が側壁開口部から速やかに排気されるのに対し、側壁開口部の開口面積が小さい場合には、クリーンエアーの大部分は側壁開口部から排気される前に、ブース内の上部から下部へ流れることになる。したがって、側壁開口部の開口面積を大きくすることで、ブース内エアーのクリーン度を低くし、側壁開口部の開口面積を小さくすることで、クリーン度を高くすることができる。つまり、側壁開口部の開口面積を調整するという簡易な操作により、ブース内エアーのクリーン度を調整することができる。
さらに、この場合、要求されるクリーン度が低くてもよい場合には、側壁開口部の開口面積を大きくすることで、クリーンブース内での処理対象物の搬出入を容易に行うことができる。
さらに、この場合、要求されるクリーン度が低くてもよい場合には、側壁開口部の開口面積を大きくすることで、クリーンブース内での処理対象物の搬出入を容易に行うことができる。
本発明の他のクリーンブースのクリーン度調整方法は、機械換気による換気量を調整することにより、ブース内エアーのクリーン度を調整することを特徴とする。
この構成によれば、機械換気による換気量を調整するという簡易な操作により、クリーンエアーの気流速度が調整され、ブース内エアーのクリーン度を調整することができる。
以下、添付の図面を参照して、本発明を適用したクリーンブースおよびそれを用いた生産システムについて説明する。この生産システムは、半導体装置の製造工程に組み込まれるものであって、複数の製造工程のうち、ある程度のクリーン度が要求される製造工程に用いられるものである。
図1に示すように、生産システムSは、半導体装置の任意の1の製造工程に用いられる製造装置1と、その製造装置1を収容するクリーンブース2と、製造装置1の処理対象物3(半導体装置の部品等)の搬出入に用いられる収納ボックス4とを備えている。収納ボックス4は、処理対象物3に塵・埃等が付着することを避けるため、処理対象物3を清浄な雰囲気に密閉した状態で、収納可能に構成されている。
前製造工程から本製造工程(生産システムS)に搬送される処理対象物3は、収納ボックス4に収納された状態で、クリーンブース2内に搬入され、収納ボックス4から製造装置1にセットされ、製造装置1により所定の処理が行われる。処理対象後の処理対象物3は、製造装置1から収納ボックス4に移載され、収納ボックス4に収納された状態で、クリーンブース2外へ搬出され、次の製造工程へと搬送される。
続いて、本発明に係るクリーンブース2について説明する。図2に示すように、第1実施形態のクリーンブース2は、アングル材により直方体のフレーム11を構成し、これにステンレス板で構成される天壁12と、塩化ビニルシートで構成される正面壁13、背面壁(図示省略)、左側壁14および右側壁15(図1参照)とを取り付けて組み上げたものである。正面壁13、背面壁および右側壁15は、各下端縁が床面との間に僅かに間隙を存するように設けられており、また、左側壁14は、上げ下げ自在に開閉するロールカーテン30で構成されている(詳細は後述する)。なお、フレーム11の4本の縦材11aの下部には、キャスタ(図示省略)が取り付けられている。
天壁12の上面中央部には、クリーンブース2内にクリーンエアーを供給するファンフィルタユニット20が装着され、天壁12には、ファンフィルタユニット20を装着するための装着開口(図示省略)が形成されている。また、天壁12上面の右前隅部には、図示しないが、クリーンブース2の機械装置を制御する配電盤(操作パネル)が取り付けられている。
ファンフィルタユニット20は、図示省略したが、外気をクリーンブース2内に強制送気する吸気ファンと、取り込んだ外気を清浄化するためのフィルタ(HEPAフィルタ、ULPAフィルタ等)と、これらを収容するケーシングとを有している。吸気ファンは、ターボファン等で構成されており、吸気ファンにより取り込まれた外気は、フィルタを通過することで清浄化(粒子の除去)され、クリーンエアーとしてクリーンブース2内に供給される。なお、吸気ファンの駆動源は、DCブラシレスモータ等により構成されており、吸気ファンの回転速度を、所定の範囲内で、きめ細かく制御可能となっている。
左側壁14は、ロールカーテン30で構成されており、天壁12の左辺部には、ロールカーテン30を上げ下げ自在に開閉させる昇降機構40が設けられている。ロールカーテン30は、塩化ビニル製で静電防止仕様のカーテン本体31と、カーテン本体31の幅より若干長く形成され、カーテン本体31の一端(下端)の縁部に取り付けられたボトムバー(図示省略)とから構成されている。また、昇降機構40は、カーテン本体31の他端(上端)の縁部が固着された巻取り軸41と、減速ギア機構等で構成され動力伝達機構(図示省略)を介して、巻取り軸41を正逆回転させる巻取りモータ42とが設けられている。なお、左側壁14を形成する2本の縦材11aの相互に対向する面には、ボトムバーの左右各端部が係合し、ボトムバーの上下動を案内するガイド溝(図示省略)がそれぞれ形成されている。
そして、巻取りモータ42を正転させると、巻取り軸41が正転してロールカーテン30が繰り出され、下降する。他方、巻取りモータ42を逆転させると、巻取り軸41が逆転してロールカーテン30が巻き取られ、上昇する。そのため、巻取りモータ42の正転量および逆転量を制御することで、ロールカーテン30の下降幅、上昇幅を調整でき、ロールカーテン30により構成される開口部33の開口面積を調整することができる。これによれば、ロールカーテン30を簡易且つ正確に巻取り・繰出しすることができ、ロールカーテン30の開口面積の調整を適切に行うことができる。
なお、本実施形態では、ロールカーテン30は、左側壁14の全体を構成しているが、左側壁14の一部を構成するものであってもよい。すなわち、左側壁14を、一部に開口を形成したシート材と、その開口を開閉するロールカーテン30とで構成してもよい。また、本実施形態では、ロールカーテン30の開閉操作を、モータ駆動により行う構成であるが、昇降コードを取り付ける等して、手動で行うようにしてもよい。
さらに、本実施形態のようにロールカーテン30を用いることで、巻き上げられたカーテン本体31をコンパクトに収めることができる。もっとも、天壁12の上部にスペース的な制約がない場合には、ロールカーテン30以外のカーテンにより左側壁14を構成してもよく、例えば、カーテン本体を巻き取ることなく、伸ばされた状態のまま、左側壁14から天壁12の上部(天井部)に向かって引き上げるようにしてもよい。
ここで、図1を参照して、第1実施形態のクリーンブース2のクリーン度調整方法について説明する。なお、同図に示すクリーンブース2は、図2に示したクリーンブース2と略同様の構成であるが、左側壁14および右側壁15を構成する一対のロールカーテン30を有し、これに対応して、天壁12の左辺部および右辺部には、各ロールカーテン30を上げ下げ自在に開閉させるための一対の昇降機構40(図2参照)が取り付けられている。
図1(a)に示すように、ロールカーテン30により構成される開口部33の開口面積を大きくすると、吸気ファンからフィルタを介して供給されるクリーンエアーの大部分は、クリーンブース2の下部へ流れることなく、開口部33から排気される。一方、同図(b)に示すように、開口部33の開口面積を小さくすると、クリーンエアーの大部分は開口部33から排気される前に、クリーンブース2内の上部から下部へ流れ、塵や埃等が効率良く排出されることになる。
したがって、クリーンブース2内のクリーン度を低くしたい(低くてもよい)場合(例えば、クラス100,000)には、ロールカーテン30を上昇させて、開口部33の開口面積が大きくなるようにし(同図(a)参照)、クリーンブース2内のクリーン度を高くしたい場合(例えば、クラス100)には、ロールカーテン30を下降させて、開口部33の開口面積が小さくなるようにする(同図(b)参照)。このように、開口部33の開口面積を調整するという簡易な操作により、クリーンブース2内エアーのクリーン度を調整することができる。しかも、要求されるクリーン度が低くてもよい場合には、開口部33の開口面積を大きくすることで、クリーンブース2内での収納ボックス4の搬出入を容易に行うことができる。
さらに、開口部33(換気口)が対面する両側壁14,15に形成されるため、クリーンブース2内の換気が促されると共に、クリーンブース2内のクリーンエアーが偏在することがなく、いわゆるエアー溜りが生じ難くなる。このため、クリーン度の調整を迅速且つ適切に行うことができる。
続いて、第2実施形態のクリーンブースについて説明する。図3に示すように、第2実施形態のクリーンブース102は、アングル材により直方体のフレームを構成し、これにステンレス板や樹脂板等のパネル材で構成される天壁112、正面壁(図示省略)、背面壁(図示省略)、左側壁114、右側壁115および床壁(図示省略)を、エアータイト材で相互にシールして組み上げたものであり、図示しないが、下部に分散配置したアジャストボルト付きの複数の支持脚を有している。また、天壁112上面の隅部には、図示省略したが、クリーンブース102の機械装置を制御する配電盤(操作パネル)が取り付けられている。
クリーンブース102内の下部には、床壁に平行な下部隔壁116が設けられており、下部隔壁116の上面に、上記の製造装置1や収納ボックス4が設置される。この下部隔壁116は、根太状に組んだ下地枠に、グレーチングパネルを着脱自在に複数枚敷き詰めて構成されており、後述する上部隔壁118の吹出し口(図示省略)から吹き出したクリーンエアーが垂直に流れる(層流を形成する)ようになっているため、塵や埃が効率良く排出される。さらに、この下部隔壁116により、後述する排気ファン121を配設する排気チャンバ117が形成されている。
一方、クリーンブース102内の上部には、天壁112に平行な上部隔壁118が設けられており、この上部隔壁118により、後述する吸気ファン122およびフィルタユニット123を配設する吸気チャンバ119が形成されている。
左側壁114および右側壁115の下端部には、排気ファン121を取り付けるための排気ファン取付口(図示省略)がそれぞれ形成され、左側壁114および右側壁115の上端部には、吸気ファン122を取り付けるための吸気ファン取付口(図示省略)がそれぞれ形成されている。すなわち、排気チャンバ117には、床壁の左右両短辺側に離反して、一対の排気ファン121,121が排気ファン取付口に設けられ、吸気チャンバ119には、天壁112の左右両短辺側に離反して、一対の吸気ファン122,122が吸気ファン取付口に設けられている。
そして、一対の吸気ファン122,122と一対の排気ファン121,121とは、一対の吸気ファン122,122および一対の排気ファン121,121を駆動する第1種換気動作と、一対の吸気ファン122,122のみを駆動する第2種換気動作とを切替可能に構成されており、この切替操作により、クリーンブース102内のクリーン度を調整するようになっている(詳細は後述する)。
また、上部隔壁118には、吸気ファン122から取り込んだ外気の吹出し口が左右に並べて2個形成されている。そして、各吹出し口には、HEPAフィルタ等で構成されたフィルタユニット123が着脱自在に装着されており、吹出し口からは、フィルタユニット123により清浄化されたクリーンエアーが吹き出すようになっている。
そして、吸気ファン122から流入した外気は、直接クリーンブース102内に流れ込むことなく吸気チャンバ119を介すことで、均一且つ下方への直進性を持ってクリーンブース102内に供給される。また、上部隔壁118の吹出し口から吹き出したクリーンエアーは、下部隔壁116(グレーチング床)に向かって垂直に流れ、直接クリーンブース102外へ流れ出すことなく、排気チャンバ117を介して排気ファン121から排出される。これによれば、クリーンエアーをブース内の上部から下部へ均一な流速で流すことができる。
また、上記のように一対の吸気ファン122,122および一対の排気ファン121,121を、それぞれ天壁112および床壁の両短辺側に離反して配設したことで、クリーンブース102内の換気が促されると共に、クリーンブース102内にクリーンエアーが偏在することがなく、いわゆるエアー溜りが生じ難くなる。このため、クリーン度の調整を迅速且つ適切に行うことができる。
ここで、第2実施形態のクリーンブース102のクリーン度調整方法について説明する。第1種換気動作では、一対の排気ファン121,121によりクリーンブース102内のエアーを強制排気しながら一対の吸気ファン122,122を駆動することで、一対の吸気ファン122,122のみを駆動する第2種換気動作に比べて、クリーンエアーの圧力損失が抑えられ、その気流速度が速くなる。つまり、第1種換気動作では、第2種換気動作に比べ、クリーンエアーの気流速度が速くなる。そして、クリーンエアーの気流速度が速くなるほど、クリーンブース102内のクリーン度が高くなるため、第1種換気動作では、第2種換気動作に比べ、クリーンブース102内のクリーン度が高くなる。
したがって、クリーンブース102内のクリーン度を低くしたい(低くてもよい)場合(例えば、クラス100,000)には、第2種換気動作に切り替え(図3(a)参照)、クリーン度を高くしたい場合(例えば、クラス100)には、第1種換気動作に切り替えるようにする(同図(b)参照)。このように、第1種換気動作と、第2種換気動作とを切り替えるという簡易な操作により、ブース内エアーのクリーン度を調整することができる。
なお、一対の吸気ファン122,122と一対の排気ファン121,121とは、上記の第1種換気動作と、第2種換気動作とに加え、一対の排気ファン121,121のみを駆動する第3種換気動作との間で、切替可能に構成してもよい。この場合、第3種換気動作では、一対の排気ファン121,121のみが駆動するため、クリーンブース102内の強制排気に伴って、外気が一対の吸気ファン122,122から緩やかに流れ込み、クリーンブース102内には、第2種換気動作の場合と比較して、より一層遅い速度のクリーンエアーが供給され、クリーン度はさらに低くなる。つまり、第1種換気動作、第2種換気動作、第3種換気動作の順に、クリーンエアーの気流速度が遅くなり、この順に、クリーン度が低くなる。
したがって、第1種換気動作と、第2種換気動作と、第3種換気動作とを切り替えることで、クリーンエアーの気流速度を多段階的に切り替えることができ、簡易な構成でブース内エアーのクリーン度を調整することができる。
以上のように、第1実施形態および第2実施形態のクリーンブースによれば、簡易な構成でブース内エアーのクリーン度を調整することができ、半導体装置等の各製造工程に適したクリーン度を実現することができる。
2…クリーンブース 14…左側壁 20…ファンフィルタユニット 30…ロールカーテン 33…開口部 40…昇降機構 41…巻取り軸 42…巻取りモータ 102…クリーンブース 117…排気チャンバ 119…吸気チャンバ 121…排気ファン 122…吸気ファン 123…フィルタユニット
Claims (10)
- 天井部に設けた吸気ファンおよびフィルタと、
少なくとも側壁の一部を構成するカーテンと、
前記カーテンを、上げ下げ自在に開閉させる昇降手段と、
前記昇降手段を制御し、前記カーテンにより構成される開口部の開口面積を調整して、ブース内エアーのクリーン度を調整する制御手段と、
を備えたことを特徴とするクリーンブース。 - 前記カーテンは、ボトムバー付きのロールカーテンであることを特徴とする請求項1に記載のクリーンブース。
- 前記昇降手段は、
前記ロールカーテンを巻取り・繰出し自在に巻回した巻取り軸と、
前記巻取り軸を正逆回転させるモータと、
を有することを特徴とする請求項2に記載のクリーンブース。 - 前記カーテンは、対面する両側壁を構成する一対のもので構成され、
これに対応して、前記昇降手段は一対のもので構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のクリーンブース。 - 天井部に設けた吸気ファンおよびフィルタと、
床部に設けた排気ファンと、
前記吸気ファンおよび前記排気ファンの駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記吸気ファンおよび前記排気ファンを駆動する第1種換気動作と、前記吸気ファンのみを駆動する第2種換気動作と、を切り替えて、ブース内エアーのクリーン度を調整することを特徴とするクリーンブース。 - 天井部に設けた吸気ファンおよびフィルタと、
床部に設けた排気ファンと、
前記吸気ファンおよび前記排気ファンの駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記吸気ファンおよび前記排気ファンを駆動する第1種換気動作と、前記吸気ファンのみを駆動する第2種換気動作と、前記排気ファンのみを駆動する第3種換気動作と、を切り替えて、ブース内エアーのクリーン度を調整することを特徴とするクリーンブース。 - 前記吸気ファンおよび前記フィルタは、前記天井部に構成した吸気チャンバに収容され、
前記排気ファンは、前記床部に構成した排気チャンバに収容されていることを特徴とする請求項5または6に記載のクリーンブース。 - 前記吸気ファンは、天井部の両短辺側に離反して配設した一対のもので構成され、
前記排気ファンは、床部の両短辺側に離反して配設した一対のもので構成されていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載のクリーンブース。 - 側壁開口部の開口面積を調整することにより、ブース内エアーのクリーン度を調整することを特徴とするクリーンブースのクリーン度調整方法。
- 機械換気による換気量を調整することにより、ブース内エアーのクリーン度を調整することを特徴とするクリーンブースのクリーン度調整方法。
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