JP2597853B2

JP2597853B2 - クリーンルーム

Info

Publication number: JP2597853B2
Application number: JP62258052A
Authority: JP
Inventors: 良延鈴木; 裕雄宮崎; 茂和露木; 幸彦杉山
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPH01102232A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、半導体製造工場等に設けられるクリーン
ルームに係わり、特に内部に設置される各種機器の増
設、移転等を容易に行いうるクリーンルームに関する。

「従来の技術およびその問題点」従来、半導体製造工場等高い清浄度が要求される領域
には、空気中の浮遊する粒子の数及びその粒径が一定の
低いレベルに抑えられたクリーンルームが設置されてい
る。このようなクリーンルームは、大別して２種類あ
る。すなわち、クリーンルーム全体に上方から下方に清浄な空気流
を流通させて、クリーンルーム全体の清浄度を高く維持
すると共に、クリーンルーム内で発生した塵埃を速やか
に系外に排出する全面垂直層流型クリーンルームクリーンルーム内を高清浄度が要求される領域（こ
れをクリーントンネルと称する）とそうでない領域との
複数に区分し、前記高清浄度が要求される領域に重点的
に空調を行うトンネル型クリーンルームの２種類である。これら２種類のクリーンルームには、
それぞれ以下に挙げるような利点、欠点がある。

全面垂直層流型クリーンルームにあっては、各種設
備の増設、位置変更等に対応するフレキシビリティに富
んでいるものの、クリーンルーム全体の空調を行うがた
めにエネルギー多消費タイプであり、温湿度の精密な制
御が困難である。

トンネル型クリーンルームにあっては、逆にクリー
ントンネル内の空調を重点的に行えば良いので、省エネ
タイプであり、温湿度の精密な制御が容易であるが、前
述のフレキシビリティに欠ける。

この発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、追
加、連結が容易な空気清浄装置を用いることでトンネル
型クリーンルームのフレキシビリティを増し、前述の全
面垂直層流型及びトンネル型クリーントンネルの双方の
利点を満足しうるクリーンルームの提供を目的としてい
る。

「問題点を解決するための手段」そこでこの発明は、高清浄度なプロセス領域と準清浄
度なメンテナンス領域とを備え、前記プロセス領域上方
には前記メンテナンス領域から吸気した空気を清浄化し
てプロセス領域に供給する空気清浄装置が配設されたク
リーンルームにおいて、前記空気清浄装置を、外形直方
体状に形成され、前記メンテナンス領域から還流空気を
吸い込む吸込口を備えた主空気清浄装置と、HEPAフィル
タ等の高性能空気フィルタが配設された前記プロセス領
域への空気吹出口を備えたフィルタボックスと、これら
主空気清浄装置及びフィルタボックスを連通させるダク
トとから構成し、前記フィルタボックスの幅を前記主空
気清浄装置の幅よりも大きく形成すると共に、前記主空
気清浄装置を前記フィルタボックス上面のいずれか一側
方に片寄った状態で配設し、しかも、前記フィルタボッ
クスに対する前記主空気清浄装置の設置方向を変更可能
とし、かつ、この主空気清浄装置の吸込口の位置を主空
気清浄装置の隣合う二側面のいずれか一方の側面に選択
可能とすると共に、該吸込口には延長ダクトを接続可能
とする構成として、前記問題点を解決している。

「作用」この発明では、フィルタボックスの幅を主空気清浄装
置の幅よりも大きく形成すると共に、前記主空気清浄装
置を前記フィルタボックス上面のいずれか一側方に片寄
った状態で配設し、しかも、前記フィルタボックスに対
する前記主空気清浄装置の設置方向を変更可能とし、か
つ、この主空気清浄装置の吸込口の位置を主空気清浄装
置の隣合う二側面のいずれか一方の側面に選択可能とす
ると共に、該吸込口には延長ダクトを接続可能としてい
るので、プロセス領域の拡張方向に応じて既設の空気清
浄装置や増設する空気清浄装置における主空気清浄装置
の設置方向や吸込口の位置を変更し、必要に応じて吸込
口に延長ダクトを接続することにより、既に設置された
空気清浄装置及び増設される空気清浄装置の吸込口をユ
ーティリティ領域に連通させることができる。

「実施例」以下、この発明の実施例について図面を参照して説明
する。

第１図ないし第２図は、この発明のクリーンルームを
半導体製造工場用のクリーンルームに適用した一実施例
を示す図である。これら図において、符号Ｋで表される
のがクリーンルームであり、全体を外隔壁１によって外
界と区画されている。そして、このクリーンルームＫ内
の中央には通路部領域２が設けられていると共に、この
通路部領域２に直交するようにプロセス領域３、３、…
とユーティリティ領域４、４、…とがバックパネル５、
５、…により区画されて交互に設けられている。プロセ
ス領域３、３、…と通路部領域２とは、清浄エアーカー
テン等の空気流通遮断手段（図示略）を介して連通され
ているか、又は、第１図に示すように、通路部領域２天
井にも清浄空気を供給する空気清浄装置が配設されてい
る。

各プロセス領域３には、前記半導体の製造工程の一部
に対応する半導体製造装置７、７、…が設置され、半導
体ウエハ（工作物）が各プロセス領域３内で処理され、
順次次のプロセス領域３へ搬送されるに従って、その製
造工程も順次進行されるような構成となっている。

次に、このクリーンルームＫのより詳細な構造を第２
図を参照して説明すれば、このクリーンルームＫには、
その天井版11と床版12との間の天井部分に天井板13が設
けられることで、その上部にメンテナンス領域14が形成
されている。前記天井板13は、前記プロセス領域３上方
において下方に延出されると共に、その下端部には空気
清浄装置15が設置されている。この空気清浄装置15は、
前記ユーティリティ領域４及びメンテナンス領域14から
の空気吸込口を有する主空気清浄装置20と、前記プロセ
ス領域３への空気吹出口を有するフィルタボックス40と
がフレキシブルダクト50により連通されて一体化された
構成となっており、詳細については後述する。

一方、クリーンルームＫの床部分には、床版12の上方
にグレーチング等の有孔な床板16が設けられることで、
この床版12及び床板16の間にフリーアクセス領域17が形
成されている。そして、前記床板16と前記空気清浄装置
15のフィルタボックス40下端との間には、前述のプロセ
ス領域３とユーティリティ領域４とを区画するバックパ
ネル５が設けられている。なお、前記半導体製造装置７
の幅が広い場合、このバックパネル５の下端は半導体製
造装置７の上端までとなる。バックパネル５の下端には
排気口18が形成されている。

次に、第１図ないし第４図を参照して、前述の空気清
浄装置15の詳細について説明する。

前記主空気清浄装置20は、第１図ないし第２図に示す
ように、その外形が縦長の直方体状に形成されている。
一方、前記フィルタボックス40は、平板状の箱体で構成
され、その幅（第７図におけるＸ方向の寸法）が前記主
空気清浄装置20の幅の倍以上に形成され、かつ、その奥
行き（同、Ｙ方向の寸法）が前記主空気清浄装置20より
若干大きく形成されている。前記主空気清浄装置20は前
記ユーティリティ領域４に接するようにフィルタボック
ス40上面の一側方に片寄った状態で設置され、これら主
空気清浄装置20、20間の空間は配管やメンテナンス用の
キャットウォーク（歩行通路）の設置スペースとして利
用される。なお、後述するように、フィルタボックス40
に対する主空気清浄装置20の設置方向は必要に応じて変
更可能とされている。すなわち、たとえば第７図に示す
ように、空気清浄装置15の主空気清浄装置20は通常はフ
ィルタボックス40の奥行き方向（Ｙ方向）に沿って設け
られるが、手前側に図示している空気清浄装置15′のよ
うに主空気清浄装置20′をフィルタボックス40′の幅方
向（Ｘ方向）に沿うように設けることもできるようにな
っている。

前記主空気清浄装置20の外殻たる直方体状の筐体22は
仕切板21により上下２室23、24に区画されている。この
上部室23の一隅部（第４図中右下隅）には、この隅を挾
んで相隣合う一対の開口部が形成されている。この図示
例では、一方の開口部（第４図中右方）に盲板25が着脱
自在に装着されることでこの開口部が閉塞され、かつ、
前記ユーティリティ領域４に連通する位置の他方の開口
部（第４図中下方）にガラリ26及びセル部材27が着脱自
在に装着されることで、ユーティリティ領域４からの還
気流を第４図中矢印Ａ方向から吸気する吸込口28が形成
されている。従って、主空気清浄装置20の設置方向が変
更された場合、これらガラリ26及びセル部材27と盲板25
との取付位置を交換すれば、今度はユーティリティ領域
４からの還気流を第４図中矢印Ｂ方向から吸気する吸込
口28′を、前述の吸込口28と直交する位置に形成するこ
とができる。そして、後述するように吸込口28には必要
に応じて延長ダクト52,54が接続可能とされている（第
７図および第９図参照）。

前記セル部材27は、空気清浄装置15を作動させること
によって発生する騒音（モーター音、気流音等）のう
ち、前記吸込口28から外部に拡散する直接音をより小さ
く減音するためのものであって、角筒の断面を小さく区
画することによって（例えば四角に）、後述する筐体22
内面に貼付される吸音材の貼付面積を大きくし、角筒内
を通過する音の吸収効率をより高めるものである。

また、前記吸込口28の後方（吐出側）に相当する前記
上部室23上端には外気（すなわちメンテナンス領域14）
からの空気取入口29が設けられている。さらに、前記双
方の吸込口28、28′からの還気流の合流地点後方には、
プレフィルタ30、30を介して冷却コイル31が設けられて
いる。そして、この冷却コイル31の後方には、前記下部
室24に吹出口32aを介して冷却空気を供給する送風機32
が設けられている。なお、この上部室23の内壁周囲には
グラスウール等の吸音材33が貼付されている。

前記下部室24は、仕切板34によりさらに前記送風機32
の吹出口32aに連通する消音ボックス35と前記フレキシ
ブルダクト50に連通するチャンバ36とに区画されてい
る。消音ボックス35の内壁には、空気層37を介してその
上に吸音材33及び有孔なパンチングメタル38がそれぞれ
内貼りされており、このように消音ボックス35の内壁に
空気層37を設けることによって、音の共鳴による消音効
果を期待している。

さらに、前記仕切板34には連通口34aが形成されてい
ると共に、この連通口34aには、逆止ダンパ39が前記チ
ャンバ36側に位置された状態で取り付けられている。こ
の逆止ダンパ39は、消音ボックス35からの風量調整及び
チャンバ36からの逆流防止の役目をそれぞれ果たすもの
で、これら消音ボックス35及びチャンバ36間の空気流の
圧力差によって、連通口34aを開閉させるように構成さ
れている。

一方、前記フィルタボックス40は、その上面において
前記フレキシブルダクト50に接続され、その下面に開口
部が２個形成されていると共に、この開口部を覆うよう
にフィルタ41、41が取り付けられている。すなわち、こ
のフィルタボックス40下面開口部は、前記プロセス領域
３への空気吹出口42、42となると共に、前記フィルタ4
1、41により前記吹出口42、42から吹き出される空気が
清浄化される。なお、このフィルタ41としては、たとえ
ばHEPAフィルタ、ULPAフィルタ、超ULPAフィルタ等が好
適に用いられる。

また、フィルタボックス40の内壁には、ダクト50の開
口部下方近傍に位置して、この開口部も面積よりも大き
な整流板43が略水平方向に延出されて取り付けられてい
る。この整流板43は、ダクト50からの空気流を水平方向
に一旦迂回させることによってフィルタ41、41、…面で
の風速分布を一様にすること、ダクト50からの吹出口42
（特に第４図中右側の吹出口）への直接音を遮断するこ
とによって消音効果を上げる目的で設けられている。さ
らに、前記フィルタボックス40の内壁には、前記主空気
清浄装置20の内壁と同様に、グラスウール等の吸音材33
が貼付されている。

なお、図示例の如く空気清浄装置15、15が連設される
場合、隣合う一対の空気清浄装置15、15のそれぞれのチ
ャンバ36、36間には連通路51が設けられる。この連通路
51の存在により、一方の空気清浄装置15の主空気清浄装
置20が故障した場合でも、他方の主空気清浄装置20から
の空気流が双方のチャンバ36、36を介してフィルタボッ
クス40、40に均等に分割されて供給され、吹出口42から
清浄空気が供給されなくなる、という事態を避けること
ができる。なお、当然であるが、故障した主空気清浄装
置20側の逆止ダンパ39は他方の主空気清浄装置20からの
空気流により閉塞され、この空気流が送風機32側に逆流
することはない。

以上のような構成から、このクリーンルームＫのプロ
セス領域３及びユーティリティ領域４には、次のように
して清浄化された空気が供給される。まず、空気清浄装
置15の作動により、フィルタボックス40下面に形成され
た吹出口42から清浄空気がプロセス領域３に供給され
る。供給された空気のうちの一部は有孔な床板16に向っ
て流れ、この床板16を通過してフリーアクセス領域17に
達し、ここからユーティリティ領域４の床板16を通過し
てユーティリティ領域４内に至る。また、その一部は半
導体製造装置７、７、…の上端を通った後、バックパネ
ル５下端に形成された排気口18を通過してユーティリテ
ィ領域４内に至る。あるいは、半導体製造装置７、７、
…の上端を通った後、前述の如く床板16を２度通過して
ユーティリティ領域４内に至る。そして、ユーティリテ
ィ領域４内の空気は、空気清浄装置15の吸込口28を介し
て空気清浄装置15内に還流される。一方、メンテナンス
領域14からの空気も空気取入口29から空気清浄装置15内
に取り込まれる。これにより、プロセス領域３は、その
内部が高清浄度に維持され、一方、ユーティリティ領域
４は、その内部の清浄度がプロセス領域３よりも若干低
い準清浄度に保たれている。

次に、第５図ないし第９図を参照して、以上のような
構成を有するクリーンルームＫ内において、プロセス領
域３を拡張する方法について説明する。プロセス領域３
の拡張方向は、プロセス領域３の縦方向の拡張、すな
わち幅方向全体の拡張（第５図上方）、プロセス領域
３の横方向の拡張、すなわち一対のプロセス領域３、３
間を連結するような拡張（第５図下方）に大別される。
従って、以下の説明もこの分類に基づいて行う。

（ｉ）プロセス領域３の縦方向の拡張プロセス領域３を第５図上方に示すように縦方向、す
なわち空気清浄装置15一個分だけ幅方向全体に拡張する
と、仮に、増設される空気清浄装置15′が既設空気清浄
装置15と同様の設置方法で設置されたならば、増設され
た空気清浄装置15′と接する側の既設空気清浄装置15
は、この増設空気清浄装置15′の主空気清浄装置20′に
よってその吸込口28が閉塞され、ユーティリティ領域４
と直接連通しなくなってしまう。そこで、第６図ないし
第７図に示すように、増設される空気清浄装置15′の主
空気清浄装置20′の向きを既設空気清浄装置15の主空気
清浄装置20の向きと直交させることで、既設空気清浄装
置15の吸込口28前方を開放すると共に、この吸込口28か
らユーティリティ領域４にまで直線的に至る延長ダクト
52及び吸込口ガラリ53を新設する。また、増設される空
気清浄装置15′は、その主空気清浄装置20′の向きが既
設空気清浄装置15の主空気清浄装置20と直交する向きと
されているので、前述の如くガラリ26及びセル部材27と
盲板25との取付位置を交換することで、その吸込口28′
の位置を変更し、ユーティリティ領域４に直接連通させ
ておく。これにより、第６図に示すように、プロセス領
域３拡張部分においても、それ以外の部分と同様の空気
流分布を実現できる。

（ii）プロセス領域３の横方向の拡張プロセス領域３を第５図下方に示すように横方向、す
なわち一対のプロセス領域３、３間を連絡するように拡
張する際には、第８図ないし第９図に示すように、この
拡張部分における主空気清浄装置20′、20′、…の向き
を既設空気清浄装置15、15、…の主空気清浄装置20、2
0、…の向きと同方向にしておくと共に、拡張された主
空気清浄装置20′、…の吸込口28′、…の位置を前述の
如く変更しておくことで、この吸込口28′、…をユーテ
ィリティ領域４に連通させておく。また、増設される空
気清浄装置15′に接する側の既設空気清浄装置15の吸込
口28からユーティリティ領域４に至る平面視Ｌ字状の延
長ダクト54及び吸込口５ガラリ55を新設する。この場
合、第８図において、プロセス領域３拡張部分内の気流
は、増設空気清浄装置15′から床板16を通過し、フリー
アクセス領域17内で紙面に直交する方向に流れてユーテ
ィリティ領域４内へと流入するが、プロセス領域３全体
としての空気流分布は変化しない。

従って、この実施例によれば、プロセス領域３の縦方
向や横方向の拡張に対して、増設される空気清浄装置1
5′の吸込口28（あるいは28′）の位置を変更しつつ、
その主空気清浄装置20′の設置方向をプロセス領域３の
拡張方向に応じて変化させることで、既設空気清浄装置
15及び増設空気清浄装置15′の吸込口28（あるいは2
8′）を直接又は拡張ダクト52、54を用いてユーティリ
ティ領域４に連通させることができる。これにより、プ
ロセス領域３の縦方向及び横方向への拡張が容易とな
り、かつ、拡張部分における気流分布が既設部分と全く
同一となる。よって、この発明によれば、前記全面垂直
層流型及びトンネル型クリーンルームの双方の利点、す
なわち省エネタイプであり、温湿度の制御が容易である
と共に、各種設備の増設、位置変更に対応するフレキシ
ビリティに富んだクリーンルームを実現することができ
る。

なお、この発明のクリーンルームは、その形状、寸法
等が前記実施例に限定されず、種々の変形例が可能であ
る。一例として、前記実施例は半導体製造工場用のクリ
ーンルームであったが、この発明のクリーンルームは、
その適用が半導体製造工場用のそれに限定されることは
ない。

「発明の効果」以上詳細に説明したように、この発明によれば、空気
清浄装置のフィルタボックスの幅を主空気清浄装置の幅
よりも大きく形成すると共に、前記主空気清浄装置を前
記フィルタボックス上面のいずれか一側方に片寄った状
態で配設し、しかも、前記フィルタボックスに対する前
記主空気清浄装置の設置方向を変更可能とし、かつ、こ
の主空気清浄装置の吸込口の位置を主空気清浄装置の隣
合う二側面のいずれか一方の側面に選択可能とすると共
に、該吸込口には延長ダクトを接続可能としているの
で、プロセス領域の拡張方向に応じて既設の空気清浄装
置や増設する空気清浄装置における主空気清浄装置の設
置方向や吸込口の位置を変更し、必要に応じて吸込口に
延長ダクトを接続することにより、既設空気清浄装置及
び増設空気清浄装置の吸込口をユーティリティ領域に連
通させることができる。これにより、プロセス領域の拡
張が容易となり、かつ、拡張部分における気流分布が既
設部分と全く同一となる。よって、この発明によれば、
省エネタイプであり、温湿度の制御が容易であると共
に、各種設備の増設、位置変更に対応するフレキシビリ
ティに富んだクリーンルームを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図はこの発明の一実施例であるクリー
ンルームを示す図であって、第１図は平面図、第２図は
第１図のII−II′線に沿う矢視断面図、第３図ないし第
４図は同クリーンルームに適用される空気清浄装置を示
す図であって、第３図は断面図、第４図は平面図、第５
図ないし第９図は同クリーンルーム内におけるプロセス
領域の拡張方法について説明するための図であって、第
５図は拡張後のクリーンルームを示す平面図、第６図は
第５図のVI−VI′線に沿う矢視断面図、第７図は第５図
のVII部を拡大視して示した斜視図、第８図は第５図のV
III−VIII′線に沿う矢視断面図、第９図は第５図のIX
部を拡大視して示した斜視図である。Ｋ……クリーンルーム、３……プロセス領域、４……メ
ンテナンス領域、15……空気清浄装置、20……主空気清
浄装置、28……吸込口、40……フィルタボックス、41…
…フィルタ、42……吹出口、52,54……延長ダクト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山幸彦東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (56)参考文献特開昭61−291848（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高清浄度なプロセス領域と準清浄度なメン
テナンス領域とを備え、前記プロセス領域上方には前記
メンテナンス領域から吸気した空気を清浄化してプロセ
ス領域に供給する空気清浄装置が配設されたクリーンル
ームであって、前記空気清浄装置は、外形直方体状に形成され、前記メ
ンテナンス領域から還流空気を吸い込む吸込口を備えた
主空気清浄装置と、HEPAフィルタ等の高性能空気フィル
タが配設された前記プロセス領域への空気吹出口を備え
たフィルタボックスと、これら主空気清浄装置及びフィ
ルタボックスを連通させるダクトとから構成され、前記フィルタボックスは、その幅が前記主空気清浄装置
の幅よりも大きく形成されていると共に、前記主空気清
浄装置は前記フィルタボックス上面のいずれか一側方に
片寄った状態で配設され、しかも、前記フィルタボック
スに対する前記主空気清浄装置の設置方向は変更可能と
され、かつ、この主空気清浄装置の吸込口の位置は主空気清浄
装置の隣合う二側面のいずれか一方の側面に選択可能と
されていると共に、該吸込口には延長ダクトが接続可能
とされていることを特徴とするクリーンルーム。