JP2018173240A - クリーンルーム設備 - Google Patents

Abstract

【課題】除染ガスが複数のファンフィルタユニットの間で滞留し、クリーンルーム設備の外部に排出されにくい。【解決手段】本発明のクリーンルーム設備は、ファン及びフィルタをそれぞれ有する複数のファンフィルタユニットが所定方向に配列された筐体と、筐体の内部にガスを供給するガス供給部と、ガス供給部から供給されたガスを筐体の外部に排出するガス排出部と、筐体を形成する柱部材の内部に配置され、ファンフィルタユニットより下流側空間のガスをファンフィルタユニットより上流側空間に循環させる複数の循環流路と、ファンとは別に、筐体の内部においてガス排出部側に向かうガス流れを形成するガス流れ形成部とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば細胞培養関連分野、半導体分野で使用されるクリーンルーム設備に関する。

従来、半導体分野においては、ウエハに種々の処理工程が施されることにより半導体デバイスの製造が行われる。半導体デバイス製造工程では、ウエハの受け渡しを行う一般にＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）と称される搬送室が使用される。搬送室の内部には、複数のファンフィルタユニットが配置され、搬送室の内部においてガスが循環するように構成される。

特開２０１５−１４６３４９号公報

この種の技術は、細胞培養関連分野でも使用され、例えばクリーンルーム設備の内部に設けられた搬送ロボットを用いて、シャーレ等の培養容器を隣接する処理装置としての培養装置との間で受け渡しを行うように構成されている。細胞培養関連分野では、クリーンルーム設備の内部を除染ガスにより除染処理等を行う必要があるが、除染ガスが複数のファンフィルタユニットの間で滞留し、クリーンルーム設備の外部に排出されにくい問題がある。

そこで、本発明の目的は、外部から供給されたガスを排出されやすくするクリーンルーム設備を提供することである。

第１の発明にかかるクリーンルーム設備は、ファン及びフィルタをそれぞれ有する複数のファンフィルタユニットが所定方向に配列された筐体と、上記筐体の内部にガスを供給するガス供給部と、上記ガス供給部から供給されたガスを上記筐体の外部に排出するガス排出部と、上記筐体を形成する柱部材の内部に配置され、上記ファンフィルタユニットより下流側空間のガスを上記ファンフィルタユニットより上流側空間に循環させる複数の循環流路と、上記ファンとは別に、上記筐体の内部において上記ガス排出部側に向かうガス流れを形成するガス流れ形成部とを有することを特徴とする。

このクリーンルーム設備では、筐体を形成する柱部材の内部に配置された複数の循環流路により、ファンフィルタユニットより下流側空間のガスをファンフィルタユニットより上流側空間に循環させることが可能であって、ファンフィルタユニットのフィルタにより筐体の内部の清浄度を向上させることができる。また、ガス流れ形成部により、ガス排出部側に向かって筐体の内部のガスが送られることにより、筐体の内部のガスがガス排出部から排出されやすくなる。したがって、例えば筐体の内部を除染ガスにより除染処理等を行った場合に、除染ガスが筐体の内部で滞留するのを防止できる。

第２の発明にかかるクリーンルーム設備は、第１の発明において、上記ガス流れ形成部は、上記ファンフィルタユニットより上流側空間に配置されることを特徴とする。

このクリーンルーム設備では、ガス流れ形成部がファンフィルタユニットより上流側空間に配置されることにより、ガス流れ形成部がファンフィルタユニットより下流側空間に配置された場合のように、パーティクルを巻き上げる問題がない。

第３の発明にかかるクリーンルーム設備は、第２の発明において、上記ガス流れ形成部は、上記ファンフィルタユニットより上流側空間において、上記循環流路の出口近傍に配置されることを特徴とする。

このクリーンルーム設備では、循環流路から循環してきたガスをガス排出部側に強制的に流し、筐体の内部においてガス供給部付近で循環し滞ってしまうのを防ぐことができる。

第４の発明にかかるクリーンルーム設備は、第１−第３の発明のいずれかにおいて、上記ガス供給部及び上記ガス排出部は、上記ファンフィルタユニットより下流側空間に配置されることを特徴とする。

このクリーンルーム設備では、外部からのガスが、ファンフィルタユニットより上流側空間より広いファンフィルタユニットより下流側空間に供給されることにより、結露するのを防止するのを防止できる。

第５の発明にかかるクリーンルーム設備は、第１−第４の発明のいずれかにおいて、上記循環流路は、上記所定方向について、隣接した２つのファンフィルタユニットの２つのファン間にそれぞれ配置されることを特徴とする。

このクリーンルーム設備では、循環流路が隣接した２つのファンフィルタユニットの２つのファンの外側にそれぞれ配置される場合と比べ、筐体を小型化できる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、筐体を形成する柱部材の内部に配置された複数の循環流路により、ファンフィルタユニットより下流側空間のガスをファンフィルタユニットより上流側空間に循環させることが可能であって、ファンフィルタユニットのフィルタにより筐体の内部の清浄度を向上させることができる。また、ガス流れ形成部により、ガス排出部側に向かって筐体の内部のガスが送られることにより、筐体の内部のガスがガス排出部から排出されやすくなる。したがって、例えば筐体の内部を除染ガスにより除染処理等を行った場合に、除染ガスが筐体の内部で滞留するのを防止できる。

第２の発明では、ガス流れ形成部がファンフィルタユニットより上流側空間に配置されることにより、ガス流れ形成部がファンフィルタユニットより下流側空間に配置された場合のように、パーティクルを巻き上げる問題がない。

第３の発明では、循環流路から循環してきたガスをガス排出部側に強制的に流し、筐体の内部においてガス供給部付近で循環し滞ってしまうのを防ぐことができる。

第４の発明では、外部からのガスが、ファンフィルタユニットより上流側空間より広いファンフィルタユニットより下流側空間に供給されることにより、結露するのを防止できる。

第５の発明では、循環流路が隣接した２つのファンフィルタユニットの２つのファンの外側にそれぞれ配置される場合と比べ、筐体を小型化できる。

本発明の実施形態に係るクリーンルーム設備の正面側壁部を取り外した状態の正面図である。 図１に示すクリーンルーム設備の上側壁部を取り外した状態の上面図である。 図２のａ−ａ線における断面図である。 本発明の変形例に係るクリーンルーム設備の正面側壁部を取り外した状態の正面図である。 本発明の変形例に係るクリーンルーム設備の正面側壁部を取り外した状態の正面図である。 本発明の実施形態に係るクリーンルーム設備の上側壁部を取り外した状態の上面図である。 本発明の変形例に係るクリーンルーム設備の正面側壁部を取り外した状態の正面図である。 図７に示すクリーンルーム設備の上側壁部を取り外した状態の上面図である。 本発明の変形例に係るクリーンルーム設備の上側壁部を取り外した状態の上面図である。 本発明の変形例に係るクリーンルーム設備の上側壁部を取り外した状態の上面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るクリーンルーム設備について説明する。

図１に示すように、本実施形態のクリーンルーム設備１は、細胞培養関連分野で使用され、筐体２を有している。筐体２は、例えば内部に設けられた搬送ロボットを用いて、シャーレ等の培養容器を隣接する処理装置としての培養装置との間で受け渡しを行うように構成されている。このような細胞培養関連分野におけるクリーンルーム設備１においては、筐体２の内部のガスがフィルタ５を通過するように循環させることで清浄な雰囲気を保つと共に、除染処理等により内部を清浄に維持される。本実施形態のクリーンルーム設備１では、除染処理等を行わない場合、クリーンエアを循環させることにより筐体２の内部を清浄な雰囲気を保つ。

筐体２は、略直方体形状であって、筐体２の内部には、図１−図３に示すように、筐体２の長手方向（所定方向）に沿って、４つのファンフィルタユニット３が配列される。ファンフィルタユニット３は、それぞれ、ファン４及びフィルタ５を有している。ファン４は、フィルタ５の上方に配置され、フィルタ５に向かって風を吹き出すように構成される。したがって、ファンフィルタユニット３は、筐体２の内部において、下方に向かう風の流れを形成する。

筐体２の内部において、ファンフィルタユニット３より上方の空間は、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１であって、ファンフィルタユニット３より下方の空間は、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２である。したがって、ファンフィルタユニット３は、それぞれ、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１のガスを、フィルタ５を通過させた後、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に流す。

ファンフィルタユニット３には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタや、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタなどの高性能なフィルタ５が組み込まれており、通過するガスの内部に含まれる微小なパーティクルの捕集を行うことができる。

筐体２は、図１及び図２に示すように、６つの壁部２ａ（正面側壁部、背面側壁部、左側壁部、右側壁部、上側壁部、下側壁部）と、１０個の柱部材２ｂとを有している。１０個の柱部材２ｂは、４つの壁部２ａ（正面側壁部、背面側壁部、左側壁部及び右側壁部）の内周側に配置される。

柱部材２ｂは、図３に示すように、それぞれ、筒状に構成され、鉛直方向に延びている。柱部材２ｂの下端は、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２と連通し、柱部材２ｂの上端は、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１と連通している。したがって、筐体２を形成する柱部材２ｂの内部には、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２のガスをファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に循環させる循環流路Ｄが形成される。

循環流路Ｄの下部にファン４ａが配置され、ファン４ａを駆動させることで、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２のガスを循環流路Ｄに取込み、循環流路Ｄ内で上向き気流を作り出すことができる。本実施形態において、ファン４ａは、ファンフィルタユニット３のフィルタ５に対し、ガスを供給するものであることから、ファンフィルタユニット３に含まれると考えられる。

循環流路Ｄは、図１及び図２に示すように、筐体２の長手方向について、隣接した２つのファンフィルタユニット３の２つのファン４間に配置される。循環流路Ｄは、隣接した２つのファンフィルタユニット３近傍において、筐体２の長辺側の両端（正面側壁部の内周側及び背面側壁部の内周側）に配置される。

したがって、筐体２の長辺側のそれぞれに、５つの循環流路Ｄが配置され、筐体２の長手方向について、隣接した２つのファンフィルタユニット３間に配置された２つの循環流路Ｄはそれぞれ対向する。このように、ファンフィルタユニット３近傍には、４つの循環流路Ｄが形成される。したがって、ファンフィルタユニット３は、それぞれ、隣接した４つの柱部材２ｂの内側に配置される。

筐体２の右側壁部２ａａには、筐体２の内部にガスを供給するガス供給部６が形成される。また、筐体２の左側壁部２ａｂには、ガス供給部６から供給されたガスを、筐体２の外部に排出するガス排出部７が形成される。本実施形態では、ガス供給部６及びガス排出部７は、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に配置される。

したがって、除染処理等が行われる場合、除染処理等を行うための除染ガスをガス供給部６から筐体２の内部（ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２）に供給し、筐体２の内部の除染処理等を行うと共に、筐体２の内部に供給した除染ガス（除染処理等により汚れた除染ガスを含む）をガス排出部７から筐体２の外部に排出し、筐体２の内部の清浄度を向上させることができる。本実施形態では、筐体２の外部には、除染処理等を行うための除染ガスを供給するガス供給装置が配置され、ガス供給装置からガス供給部６に除染ガスが供給され、ガス排出部７から排出された除染処理等により汚れた除染ガスは、ガス供給装置の内部において触媒により取り除かれる。

本実施形態では、除染処理等を行うための除染ガスとして、過酸化水素が使用される。除染処理等を行うための除染ガスは、過酸化水素に限られず、エチレンオキサイド、ホルムアルデヒド、過酢酸、二酸化塩素などを使用してよい。本実施形態において、除染処理とは、筐体２の内部空間の微生物を指定されたレベルまで減少させることである。

筐体２の内部において、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１には、送風装置８が配置される。送風装置８は、筐体２の内部において、筐体２の長手方向に沿って、左側壁部２ａｂに向かうガス流れを形成する。したがって、筐体２の左側壁部には、ガス排出部７が形成されることから、送風装置８は、筐体２の内部においてガス排出部７側に向かうガス流れを形成するガス流れ形成部として構成される。

送風装置８は、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１において、循環流路Ｄの出口近傍に配置される。本実施形態では、筐体２の長手方向について、隣接した２つのファンフィルタユニット３間において、対向した２つの循環流路Ｄのうち正面側（正面壁部側）の循環流路Ｄの出口近傍に配置される。

本実施形態では、４つのファンフィルタユニット３が筐体２の長手方向に配列されているが、ファンフィルタユニット３の近傍に、複数の循環流路Ｄが形成され、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２のガスが、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に循環するように構成される。

＜本実施形態のクリーンルーム設備の特徴＞
本実施形態のクリーンルーム設備では、筐体２を形成する柱部材２ｂの内部に配置された複数の循環流路Ｄにより、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２のガスをファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に循環させることが可能であって、ファンフィルタユニット３のフィルタ５により筐体２の内部の清浄度を向上させることができる。また、送風装置８により、ガス排出部７側に向かって筐体２の内部のガスが送られることにより、筐体２の内部のガスがガス排出部７から排出されやすくなる。したがって、例えば筐体２の内部を除染ガスにより除染処理等を行った場合に、除染ガスが筐体２の内部で滞留するのを防止できる。

本実施形態のクリーンルーム設備１では、送風装置８がファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に配置されることにより、送風装置８がファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に配置された場合のように、パーティクルを巻き上げる問題がない。

本実施形態のクリーンルーム設備では、送風装置８が、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１において、循環流路Ｄの出口近傍に配置されることにより、循環流路Ｄから循環してきたガスをガス排出部７側に強制的に流し、筐体２の内部においてガス供給部付近で循環し滞ってしまうのを防ぐことができる。

本実施形態のクリーンルーム設備では、ガス供給部６及びガス排出部７が、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に配置され、外部からのガスが、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１より広いファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に供給されることにより、結露するのを防止できる。

本実施形態のクリーンルーム設備では、循環流路Ｄが、筐体２の長手方向について、隣接した２つのファンフィルタユニット３の２つのファン４間にそれぞれ配置されることにより、循環流路Ｄが隣接した２つのファンフィルタユニット２の２つのファン４の外側にそれぞれ配置される場合と比べ、筐体２を小型化できる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述の本実施形態では、ガス供給部６及びガス排出部７が、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に配置されているが、図４に示すように、ガス供給部６及びガス排出部７は、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に配置されてよい。

上述の本実施形態では、筐体２の内部においてガス排出部７側に向かうガス流れを形成するガス流れ形成部としての送風装置８が、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１に配置されているが、図５に示すように、送風装置８は、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に配置されてよい。このとき、ファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２において、パーティクルの巻き上げ防止を考慮し、送風装置８は、除染処理等を行う場合だけ駆動した方がよい。

上述の本実施形態では、送風装置８が、筐体２の長手方向について、隣接した２つのファンフィルタユニット３間において、対向した２つの循環流路Ｄのうち正面側の循環流路Ｄの出口近傍に配置されているが、図６（ａ）に示すように、送風装置８は、筐体２の長手方向について、隣接した２つのファンフィルタユニット３間において、対向した２つの循環流路Ｄから離れた部分に配置されてよい。

上述の本実施形態では、送風装置８が形成するガス流れの方向が筐体２の長手方向と平行であるが、図６（ｂ）に示すように、送風装置８が形成するガス流れの方向は筐体２の長手方向に対し傾斜してもよい。図６（ｂ）では、送風装置８は、筐体２の正面側または背面側にずれて配置され、送風装置８が形成するガス流れの方向が、ファンフィルタユニット３のファン４に向かう場合が図示されている。

上述の本実施形態では、循環流路Ｄが、筐体２の長手方向について、隣接した２つのファンフィルタユニット３の２つのファン４間に配置されているが、図６（ｃ）に示すように、循環流路Ｄは、ファンフィルタユニット３のファン４の外側（正面側及び背面側）に配置されてよい。したがって、循環流路Ｄの配置は、上述の本実施形態に限られない。

上述の本実施形態では、筐体２が１０個の循環流路Ｄを有しているが、筐体２は、複数の循環流路Ｄを有するものであってよい。

上述の本実施形態では、４つのファンフィルタユニット３が筐体２の内部に配列されているが、複数のファンフィルタユニット３が筐体２の内部に配列されたものであってよい。

上述の本実施形態では、筐体２の内部においてガス排出部７側に向かうガス流れを形成するガス流れ形成部として、４つの送風装置８が配置されているが、筐体２の内部に、少なくとも１つの送風装置８が配置されたものであってよい。

上述の本実施形態では、筐体２の内部においてガス排出部７側に向かうガス流れを形成するガス流れ形成部として、送風装置８が配置されているが、図７−図１０に示すように、ガス流れ形成部は、循環流路Ｄの出口において、ガス排出部７側に向かってガスを吐出するダクト管１０８であってよい。

図７及び図８では、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１において、循環流路Ｄの出口がガス排出部７側に向かってガスを吐出するダクト管１０８で構成されている。図７及び図８において、正面側壁部の内周側に配置された５つの循環流路Ｄのうち、左側壁部の内周側の１つの循環流路Ｄを除いた４つの循環流路Ｄの出口は、ガス排出部７側に向かってガスを吐出するダクト管１０８で構成される。４つの循環流路Ｄの出口のダクト管１０８が形成するガス流れの方向は、筐体２の長手方向に平行である。

また、左側壁部の内周側の１つの循環流路Ｄの出口は、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１において、ガス排出部７と反対側に向かってガスを吐出するダクト管１０８で構成されているが、ガス排出部７がファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に形成され、ダクト管１０８から吐出されたガスは、ファンフィルタユニット３のファン４をファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に向かって通過し、その後、ガス排出部７から排出されることから、左側壁部の内周側の循環流路Ｄの出口は、ガス排出部７側に向かってガスを吐出するダクト管１０８で構成されると考えられる。

図９及び図１０では、ファンフィルタユニット３より上流側空間Ｃ１において、５つの循環流路Ｄの出口がファン４近傍においてガスを吐出するダクト管１０８で構成されている。したがって、ダクト管１０８は、筐体２の壁部近傍からファン４近傍まで延びている。図９及び図１０において、図７及び図８と同様に、ガス排出部７がファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に形成され、ダクト管１０８から吐出されたガスは、ファンフィルタユニット３のファン４をファンフィルタユニット３より下流側空間Ｃ２に向かって通過し、その後、ガス排出部７から排出されることから、５つの循環流路Ｄの出口は、ガス排出部７側に向かってガスを吐出するダクト管１０８で構成されると考えられる。

上述の本実施形態では、ガス排出部７から排出された除染処理等により汚れた除染ガスが、ガス供給装置の内部において触媒により取り除かれる場合を説明したが、筐体２の外部において、ガス排出部７からガス供給部６に向かうガス経路にガス供給装置を配置し、ガス経路に対し、ガス供給装置と別に、分解装置を配置し、ガス排出部７から排出された除染処理等により汚れた除染ガスが分解装置により取り除かれてよい。上述の本実施形態では、細胞培養関連分野で使用されるクリーンルーム設備において除染処理等で汚れた除染ガスがクリーンルーム設備の外部に排出される場合を説明したが、半導体デバイス製造工程で使用される搬送室の内部に窒素ガス等のガスが供給される場合であってよい。したがって、本発明において、筐体の内部に供給されるガスは、空気や不燃性ガスなど、どのようなガスであってよい。

１ クリーンルーム設備
２ 筐体
２ａ 壁部
２ｂ 柱部材
３ ファンフィルタユニット
４、４ａ ファン
５ フィルタ
６ ガス供給部
７ ガス排出部
８ 送風装置
Ｄ 循環流路

Claims (5)

1. ファン及びフィルタをそれぞれ有する複数のファンフィルタユニットが所定方向に配列された筐体と、
   上記筐体の内部にガスを供給するガス供給部と、
   上記ガス供給部から供給されたガスを上記筐体の外部に排出するガス排出部と、
   上記筐体を形成する柱部材の内部に配置され、上記ファンフィルタユニットより下流側空間のガスを上記ファンフィルタユニットより上流側空間に循環させる複数の循環流路と、
   上記ファンとは別に、上記筐体の内部において上記ガス排出部側に向かうガス流れを形成するガス流れ形成部とを有することを特徴とするクリーンルーム設備。
2. 上記ガス流れ形成部は、上記ファンフィルタユニットより上流側空間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のクリーンルーム設備。
3. 上記ガス流れ形成部は、上記ファンフィルタユニットより上流側空間において、上記循環流路の出口近傍に配置されることを特徴とする請求項２に記載のクリーンルーム設備。
4. 上記ガス供給部及び上記ガス排出部は、上記ファンフィルタユニットより下流側空間に配置されることを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載のクリーンルーム設備。
5. 上記循環流路は、上記所定方向について、隣接した２つのファンフィルタユニットの２つのファン間にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載のクリーンルーム設備。

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