JP2580375B2

JP2580375B2 - クリ―ンル―ム

Info

Publication number: JP2580375B2
Application number: JP2231418A
Authority: JP
Inventors: 良次小塩; 道夫鈴木; 央前島; 優高石; 幸成小田切
Original assignee: Hitachi Plant Construction Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Construction Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1997-02-12
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JPH04113141A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はクリーンルームに係り、特に半導体製品工場
等に設置されるクリーンルームに関する。

〔従来の技術〕

従来から、IC、LSI等の半導体製品の製造環境は無塵
環境を必要とする為、その製造は通常クリーンルームで
行われている。

前記クリーンルームでは、クリーンルーム内に浮遊す
る微量の微細粒子を除去する為に、外気を取入れて空調
を行う空調機に高性能（HEPA）フイルタが内蔵される。
また、クリーンルームには、ファンフイルタユニットが
必要に応じて設置され、このファンフイルタユニットに
よって、より高清浄な無塵環境が造られる。

ところで、最近では半導体製品の高集積化に伴い、前
述した微細粒子の他に環境中に含有するガス状物質が半
導体製品の品質、歩留りに悪影響を及ぼすことが判明さ
れている。特に、化学工場や高速道路の近傍に立設され
たクリーンルームでは、外気中のSO_X、NO_X等の酸性ガス
が一般の外気よりも高濃度に含有しているので、ガス除
去対策が要求されている。

第８図には、前述したガス除去対策用のクリーンルー
ムの実施例が示されている。

第８図によれば、空調機10にはケミカルフイルタ12が
内蔵され、このケミカルフイルタ12の上流側にはファン
14、またケミカルフイルタ12の下流側にはHEPAフイルタ
16が内蔵される。前記ケミカルフイルタ12は、その内部
に活性炭等が充填されており、前記ファン16によって吸
引された外気中の酸性ガス（SO_X、NO_X）を除去すること
ができる。また、酸性ガスが除去された外気は、前記HE
PAフイルタ16を通過することによってエア中の微細粒子
が除去されて清浄エアとなり、複数のファンフイルタユ
ニット18、20、22を介してクリーンルーム24に供給され
る。

前記ファンフイルタユニット18、20、22は第９図に示
すように、小型ファン26、HEPAフイルタ28、28とから成
り、この小型ファン26とHEPAフイルタ28、28とがケーシ
ング30内に組付けられて一体に構成されている。

一方、クリーンルーム24に供給されたエアは第８図に
示すように、床面グレーチング32を通過して床下チャン
バ34に入る。そして、床下チャンバ34に入ったエアは、
その大部分が図中矢印で示すように、床面グレーチング
32の周部からエア通路36を通過し、前記小型ファン26に
吸引されてクリーンルーム24に循環供給される。また、
床下チャンバ34を通過してエアの一部は、エア吸引口38
からダクト40を介して前記空調機10に吸引され、ここで
温湿度調整された後、ファンフイルタユニット18、20、
22を介してクリーンルーム24に循環供給される。

このように、従来のクリーンルームでガス除去対策と
して、空調機10にケミカルフイルタ12を内蔵して外気中
の酸性ガスを除去している。

尚、空調機10を経由するエア循環系は、主としてクリ
ーンルーム24の温湿度調整と換気（CO₂濃度調整）を行
うことを目的として運転され、またエア通路36を経由す
るエア循環系は、HEPAフイルタ28を通過したエアを循環
させてエア中の塵埃濃度を低くすることを目的として運
転される。従って、クリーンルームは、前述した両エア
循環系を適確に運転することによりクリーンルームの温
湿度、CO₂濃度及び塵埃濃度が半導体製品に悪影響を与
えない許容値以下に維持されて運動される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、クリーンルームのエア中に含有する有
害ガスは、外気中に含有した有害ガスばかりではなく、
クリーンルームで取扱う一部の薬品から蒸発する有害ガ
スも含まれる。従って、クリーンルームで発生した前記
有害ガスは、クリーンルームのエアのうち大部分が空調
機を経由しないで、即ちケミカルフイルタを通過しない
でファンフイルタユニットから循環されるので、有害ガ
スの含有濃度が徐除に高くなり半導体製品の品質、歩留
りに悪影響を与えるという欠点がある。

この不具合を解消する方法として、クリーンルームの
全エアをケミカルフイルタに通過させて、エア中の有害
ガスを除去するという方法が考えられるが、ケミカルフ
イルタにより圧力損失が増大するので運転費が甚大なも
のとなり、実用化できないという欠点がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ク
リーンルーム内で発生する有害ガスを圧力損失を大幅に
増大させることなく、また効率良く除去することができ
るクリーンルームを提供することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前記目的を達成する為に、室内（42）を通
過したエアを空調機（50）を経由して循環させる第１の
循環系と、前記エアを空調機（50）を経由せずに循環さ
せる第２の循環系と、を備え、前記第１の循環系及び第
２の循環系の循環エアを微粒子除去用の高性能フイルタ
（44）を介して前記室内（42）に供給するクリーンルー
ムに於いて、前記第１の循環系の循環経路に配設され、
第１の循環系の循環エアの全量が通過し、該循環エア中
の有害ガスを除去する第１のケミカルフイルタ（56）
と、前記第２の循環系の循環経路に配設され、第２の循
環系の循環エアを一部の循環エアと残部の循環エアとに
分流させると共に、その分流比率を調節する調節手段
（74）と、前記第２の循環系の循環経路に配設され、前
記分流された一部の循環エアのみが通過し、該通過した
循環エア中の有害ガスを除去する第２のケミカルフイル
タ（72）と、を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、第２の循環系を経由する循環エア
は、第２のケミカルフイルタ（72）を通過する循環エア
と第２のケミカルフイルタ（72）を通過しない循環エア
とに分流されて、クリーンルーム（42）に循環供給され
る。この際、第２の循環系を経由する前記循環エア中の
有害ガス濃度が許容値よりも高くなると、調整手段（7
4）によって前記両循環エアの分流比率を調整し、これ
らの循環エアを第２のケミカルフイルタ（72）に通過さ
せるようにする。また、前記ガス濃度が許容値以下の場
合には、前記調整手段（74）によって循環エアを第２の
ケミカルフイルタ（72）に通過させない側に通過させ
る。これにより、第２の循環系からクリーンルーム（4
2）に循環供給される循環エア中の有害ガス濃度を許容
値以下に維持することができる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係るクリーンルームの
好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係るクリーンルームの第１実施例が
示されている。

第１図によれば、クリーンルーム42の天井部には複数
のHEPAフイルタ44、44…が同一面上に敷設される。前記
HEPAフイルタ44、44…の上方には天井室46が画成され、
この天井室46の天井面開口部は、ダクト48を介して空調
機50の出口部に連通される。この空調機50はクリーンル
ーム42の外部に設けられ、その入口部に連通されたダク
ト52を介して外気を取入れる吸気口54に連通される。

前記空調機50には外気中の有害ガス（SO_X、NO_X等）を
除去するケミカルフイルタ56が内蔵され、またこのケミ
カルフイルタ56の上流側に吸引ファン58、そして下流側
にHEPAフイルタ60がそれぞれ内蔵される。従って、前記
空調機50の吸引ファン58を稼動することにより、外気が
前記吸引口54からダクト52を介して空調機50内に導入さ
れる。導入された前記外気はケミカルフイルタ56で融合
ガスが除去された後、HEPAフイルタ56で外気中の塵埃が
除去される。このエアは、ダクト48を介して前記天井室
46に供給される。天井室46に供給されたエアは、前記複
数のHEPAフイルタ44、44…を通過することによりエア中
の微細粒子が除去されて清浄エアとなり、この清浄エア
が前記クリーンルーム42にダウンフローされる。ダウン
フローされた前記清浄エアは、クリーンルーム42の床面
全域に敷設された床面グレーチング62を通過して床下チ
ャンバ64に導入される。導入された清浄エアは循環エア
となり、この循環エアの大部分のエアが図中矢印で示す
ように床面グレーチング62aを通過してエア循環通路66
に送られる。また、循環エアの残りのエアは、床下チャ
ンバ64に配設された吸気口68からダクト70を介して前記
空調機50に吸引される。

前記エア循環通路66の略中央部には、ケミカルフイル
タ72、風量調整弁74が設けられる。このケミカルフイル
タと風量調節ベルト74は、エア循環通路66に直交して設
けられると共にエア循環通路66を塞ぐようにに取付けら
れている。

前記ケミカルフイルタ72には活性炭が充填されてお
り、エア中に含有する有害ガスを除去する性質を有す
る。また、前記ケミカルフイルタ72は第２図に示すよう
に、その表面に複数の孔76、76…が格子状に形成されて
おり、エア循環通路66に送られた前記循環エアがこの
孔、76、76…を通過することにより、循環エア中の有害
ガスが除去される。

前記風量調整弁74は第１図に示すように、軸80に取付
けられ、この軸80は図示しないモータに連結される。ま
た、モータは制御装置に接続されており、この制御装置
はクリーンルーム42内の有害ガスの濃度を検知するガス
センサに接続されている。また、前記制御装置には、前
記ガス濃度の許容値、即ち半導体製品に悪影響を与えな
い有害ガス濃度の許容値が予めメモリされており、ガス
センサから送信される有害ガス濃度に基づいて前記モー
タを駆動させる駆動信号を作成する。前記モータは、制
御装置から送信される前記駆動信号に基づいて軸80を適
宜に回動し、風量調整弁74の開度を調整することができ
る。

次に、前記の如く構成されたクリーンルームの作用に
ついて説明する。

先ず、空調機50によって取入れられた外気は、有害ガ
スが除去された後、除塵されて天井室46に供給される。
天井室46に供給されたエアはHEPAフイルタ44、44を通過
し、微細粒子が除去されてクリーンルーム42にダウンフ
ローされる。ダウンフローされたエアは、クリーンルー
ム42内で発生した有害ガスによって汚染され有害ガス濃
度が高くなる。そして、ガスセンサによって有害ガス濃
度が検知され、この検出信号が制御装置に送信される。

次に、前記制御装置の制御方法について説明する。

先ず、ガスセンサで検知された有害ガス濃度が、制御
装置に予めメモリされた許容値よりも低い場合には、制
御装置から前記モータに風量調整弁74を開く信号を送信
する。モータが前記信号を受信すると、モータが駆動し
軸80を介して風量調整弁74を開ける。これにより、エア
循環通路66に送られた循環エア、即ち有害ガス濃度が許
容値以下の循環エアは、ケミカルフイルタ72を通過せず
開放された風量調整弁74側をその大部分が通過する。そ
して、吸引ファン78に吸引されて天井室46に循環供給さ
れる。

次に、ガスセンサで検知された有害ガス濃度が前記許
容値よりも高い場合には、制御装置から前記モータに風
量調整弁74を閉じる信号を送信する。モータが前記信号
を受信すると、モータが駆動し軸80を介して風量調整弁
74を閉じる。これにより、有害ガス濃度が許容値以上の
循環エアは、全てケミカルフイルタ72を通過することに
なるので、循環エア中の有害ガスを除去することができ
る。また、この有害ガス濃度が許容値よりも低くなる
と、前述したように風量調整弁74を徐々に開いてケミカ
ルフイルタ72に通過させる循環エア量を少なくする。

従って、本実施例によれば、循環エアの全てをケミカ
ルフイルタに通過させて有害ガスを除去する従来のクリ
ーンルームと比較して、有害ガス濃度が許容値以上の場
合のみ循環エアをケミカルフイルタ72に通過させるよう
にしたので、圧力損失を低下させることができ、効率良
くクリーンルーム内で発生する有害ガスを除去すること
ができる。

第３図には本発明に係るクリーンルームの第２実施例
が示されている。尚、第１図で示した第１実施例と同一
若しくは類似の部材については、同一の符号を付して説
明する。

第３図によれば、クリーンルーム42の天井部には、フ
ァンフイルタユニット82、82、82がそれぞれのエア吹出
口83、83、83を下方に向けて配設される。

前記ファンフイルタユニット82は第４図に示すよう
に、ケーシング84内に吸引ファン86とHEPAフイルタ88、
88とが内蔵されて一体に構成される。また、ファンフイ
ルタユニット82のエア吸込口90には、第１図で示したケ
ミカルフイルタ72、風量調整弁74と同様の構成を有する
ケミカルフイルタ92、風量調整弁94が設けられる。

従って、第２実施例によれば、クリーンルーム42内の
有害ガス濃度に基づいて前記風量調整弁94を開閉するこ
とにより、循環エア中の有害ガスを効率良く除去するこ
とができる。また、第２実施例によれば、風量調整弁94
が開閉する基準となる有害ガス濃度の許容値をファンフ
イルタユニット82、82、82毎に変えることにより、クリ
ーンルーム42に供給される循環清浄エア中の有害ガス濃
度をクリーンルーム42内の位置に応じて変えることがで
きる。即ち、クリーンルーム42内の有害ガスが発生する
エリアに高清浄化された循環清浄エアを集中して供給す
ることができる。

第５図には、第４図で示したファンフイルタユニット
82の第２実施例が示されている。

第５図によれば、このファンフイルタユニット96はケ
ミカルフイルタ98、98及び風量調整弁100、100がHEPAフ
イルタ88、88の上流側に配設される。従って、このファ
ンフイルタユニット96も第４図に示したファンフイルタ
ユニット82と同様の効果を得ることができる。

尚、本実施例では風量調整弁74、94、100の開閉をモ
ータによって行うとしたが、これに限るものではなく、
有害ガス濃度に基づいて作業者が手動で行うようにして
も良い。

第６図には本考察に係るクリーンルームの第３実施例
が示されている。

第６図によれば、ケミカルフイルタ102と風量調整弁1
04がHEPAフイルタ44、44…の上方に必要に応じて必要箇
所に設置される。

従って、第３実施例に於いても、前述した第２実施例
と同様に圧力損失を増大させることなく効率良く有害ガ
スを除去することができる。

第７図は本考察に係るクリーンルームの第４実施例が
示されている。

第７図によれば、一部のHEPAフイルタ44、44の上方に
ケミカルフイルタ102、102が設置され、また風量調整弁
104が天井室を分割するように取付けられている。

従って、第４実施例によれば有害ガス濃度に応じて前
記風量調整弁104、104の開度を調節することにより、本
考察の目的である圧力損失を増大させることなく効率良
く有害ガスを除去することができる。尚、第４実施例で
示したケミカルフイルタ102と風量調整弁104との取付け
位置を逆にしても同目的を達成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るクリーンルームによ
れば、第２の循環系を通過する循環エアの有害ガス濃度
が許容値よりも高くなると、調整手段によって前記循環
エアをケミカルフイルタ側に通過させて有害ガスを除去
し、また前記ガス濃度が許容値以下の場合には、前記調
整手段によって循環エアをケミカルフイルタを通過させ
ない側に通過させる。これによって、圧力損失を大幅に
増大させないで効率良く有害ガスを除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るクリーンルームの第１実施例を示
す説明図、第２図は本発明に係るクリーンルームのケミ
カルフイルタの実施例を示す斜視図、第３図は本発明に
係るクリーンルームの第２実施例を示す説明図、第４図
は本発明に係るクリーンルームに適用されたファンフイ
ルタユニットの第１実施例を示す説明図、第５図は本発
明に係るクリーンルームに適用されたファンフイルタユ
ニットの第２実施例を示す説明図、第６図は本発明に係
るクリーンルームの第３実施例を示す説明図、第７図は
本発明に係るクリーンルームの第４実施例を示す説明
図、第８図は従来のクリーンルームの実施例を示す説明
図、第９図は従来のクリーンルームのファンフイルタユ
ニットの実施例を示す説明図である。 42……クリーンルーム、44……HEPAフイルタ、 50……空調機、 56、72、92、98、102……ケミカルフイルタ、 66……エア循環通路、 74、94、100、104……風量調整弁、 82、96……ファンフイルタユニット。

フロントページの続き (72)発明者前島央山梨県中巨摩郡竜王町西八幡（番地なし）株式会社日立製作所武蔵工場甲府分工場内 (72)発明者高石優山梨県中巨摩郡竜王町西八幡（番地なし）株式会社日立製作所武蔵工場甲府分工場内 (72)発明者小田切幸成山梨県中巨摩郡竜王町西八幡（番地なし）株式会社日立製作所武蔵工場甲府分工場内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室内を通過したエアを空調機を経由して循
環させる第１の循環系と、前記エアを空調機を経由せず
に循環させる第２の循環系と、を備え、前記第１の循環
系及び第２の循環系の循環エアを微粒子除去用の高性能
フイルタを介して前記室内に供給するクリーンルームに
於いて、前記第１の循環系の循環経路に配設され、第１の循環系
の循環エアの全量が通過し、該循環エア中の有害ガスを
除去する第１のケミカルフイルタと、前記第２の循環系の循環経路に配設され、第２の循環系
の循環エアを一部の循環エアと残部の循環エアとに分流
させると共に、その分流比率を調節する調節手段と前記第２の循環系の循環経路に配設され、前記分流され
た一部の循環エアのみが通過し、該通過した循環エア中
の有害ガスを除去する第２のケミカルフイルタと、を備えたことを特徴とするクリーンルーム。