JP3034581B2 - 空気清浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、空気清浄化装置に関する。

（従来の技術） 例えば、近年の半導体製造装置では、素子の高密度化
が進むにつれより緻密な処理が要求されるようになって
いる。そして、緻密処理の歩留まりを確保する上で、処
理前後の半導体ウエハへの不純物の付着をより低減する
要求が強まっている。半導体ウエハはクリーンな雰囲気
で処理されることの上に、半導体ウエハの搬送，待機雰
囲気もクリーンエア雰囲気にされるようになっており、
特に搬送，待機位置では半導体ウエハの保持状態に応じ
たダウンフロー，サイドフロー等クリーンエアの送風を
実現している。

この種の装置としては、特開昭61−111524,特開昭62
−146265,実開昭62−8633,特開昭62−36817,実開昭64−
26833号公報などに開示されている。

そして、これら公報には、モータファン等により送風
されたエアをフィルタを介することでクリーンエアと
し、これをウエハに対してフローするようにした構成が
開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した各公報では、部分的な領域のフロ
ーが開示され、ある広い領域の複数箇所をフローする構
成は開示されていない。このような場合、それぞれブロ
ア及びフィルタを一ユニットする空気清浄器を複数箇所
に設ければ良いが、複数の各空気清浄器が外気よりエア
を取り込むように構成すると、外気に含まれている不純
物が各ユニットに取り込まれ、各ユニットのフィルタの
汚れが問題となる。

そこで、本発明の目的とするところは、複数箇所での
エアフローを実現するに際して、各空気清浄器毎に独立
して外部からエア取り入れを行わずに少ないエア取り込
み量にて複数箇所でのクリーンエアフローを実現でき、
しかも２か所でのエアフロー面積が異なっていても最小
のエア取り入れ量にて各所を最適にフローすることがで
きる空気清浄化装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 請求項１に記載の発明に係る空気清浄化装置は、少な
くともエアを送風する送風手段及びフィルタとをそれぞ
れ有する第１の空気清浄器，第２の空気清浄器をエア流
路の上流，下流に配置し、上流側の第１の空気清浄器よ
り送風されるクリーンエアの一部を、上記第１の空気清
浄器の上流側にリターンするように、第1,第２の空気清
浄器内の上記送風手段による風量を設定したことを特徴
とする。

請求項２に記載の発明に係る空気清浄化装置は、請求
項１において、上記第1,第２の空気清浄器内の圧力を、
少なくとも上記送風手段の稼動中に検出する第1,第２の
圧力検出手段を設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明に係る空気清浄化装置は、複数
の空気清浄器を含む空気清浄化装置において、各前記空
気清浄器の空気吸込口と空気吹出口をエア流路に沿って
直列に配列すると共に、各前記空気清浄器の空気吹出口
の近傍位置に被処理体を配設し、この被処理体に対して
空気清浄器通過後のクリーンエアを供給するように構成
したことを特徴とする。

（作用） 請求項１に記載の発明によれば、第１の空気清浄器の
送風手段により、その上流側にて外部より取り込まれた
フラッシュエアは、第１の空気清浄器のフィルタにて清
浄化されてフローされ、さらに、このエアは第２の空気
清浄器の送風手段にて吸引されフィルタを介して他の箇
所にフローされる。ここで、第１の空気清浄器のフィル
タより送風されたエアの一部は、第２の空気清浄器に向
かわずに第１の空気清浄器の上流側にリターンされ、再
度第１の空気清浄器の送風手段により第１の空気清浄器
を通過してフローされることになる。したがって、比較
的不純物の混合の多いフラッシュエアの取り込みを少な
くしながらも、２か所以上の領域にクリーンエアのフロ
ーを実現することができる。

また、第１の空気清浄器において吸入流量と吹出流量
が略同じになり、安定したクリーンエアの風速を得るこ
とができるので、装置内の空気は、一定の風速で、順次
循環して最後に第２の空気清浄器より汚れた空気を排気
し、クリーンルーム内の空気清浄度を保持するようにし
ている。

請求項２に記載の発明によれば、第1,第２の空気清浄
器内の圧力を検出、例えば大気との差圧を検出すれば、
フィルタの汚れ状態を検出でき、フィルタの機能の劣化
を事前に把握することができる。

請求項３に記載の発明によれば、装置内の一つの空気
吸込口より空気を取り入れて最初の空気清浄器からクリ
ーンエアを吹き出し、この空気吹出口の近傍位置に配設
した被処理体に直に流れ、この被処理体を通過した空気
を次の空気清浄器の空気吸込口に流入させ、更に上記と
同様な空気の流れにより直列に配列した各空気清浄器の
空気吸込口と空気吹出口とで空気を循環させ、各空気清
浄器の空気吹出口の近傍位置に配設した被処理体に対し
て空気清浄器通過後のクリーンエアを供給するように
し、最後に装置内に設けた空気清浄器により汚れた空気
排気するようにして、空気の消費量を極力減らすと共
に、クリーンルーム内の空気清浄度を保持するようにし
ている。

（実施例） 以下、本発明を縦型熱処理装置に適用した一実施例に
ついて、図面を参照して具体的に説明する。

第１図及び第２図において、装置筐体10の一側面に
は、複数枚例えば25枚の半導体ウエハ12を搭載したキャ
リア14を搬入出するためのオートドア16が設けられてい
る。このウエハ12は、搬入出時にはキャリア14内に設け
られたウエハ収納溝に挿入されて垂直状態に立て掛けら
れている。筐体10内部に方向に搬入されたキャリア14
は、Ｉポート18（例えば２個分のキャリア14を載置で
きる）に載置される。また、その上方には、複数例えば
８個分のキャリア14を２列４段にて保管できるキャリア
ステージ22が設けられ、図示しないエレベータによりキ
ャリア14を方向に昇降させて搬入出可能となってい
る。

ウエハ12の熱処理を行う縦型熱処理炉24が筐体10内部
に設けられ、この熱処理炉24には耐熱性材料例えば石英
からなるボート（図示せず）がロード，アンロード可能
となっている。このボートとキャリア14との間のウエハ
12の移載は、図示しない移載機によって行われる。な
お、Ｉポート18では、搬入されたキャリア14が90度横
転される。したがって、キャリアステージ22内に保管さ
れるキャリア14は、ウエハ12を水平状態で収納すること
になる。また、ボートとキャリア14の間のウエハ12の移
載も、ウエハ12を水平状態として実現される。

次に、筐体10内部におけるクリーンエアのフローにつ
いて説明する。

筐体10の天面には、フラッシュエアのエア取入口26が
メッシュ状に設けられている。このエア取入口26より筐
体10内に導入されたエア流路途中であって、キャリアス
テージ22の上流には、第１の空気清浄器30が設けられて
いる。また、キャリアステージ22とＩポート18との間
のエア流路には、第２の空気清浄器40が設けられてい
る。

第１の空気清浄器30は、キャリアストッカ22にある２
列４段のキャリア14内の水平状態の全ウエハ12に向けて
クリーンエアをサイドフロー出来るエア吹出面積S1を有
している。一方、第２の空気清浄器40はＩポート18上
の２個分のキャリア14内の垂直状態の全ウエハ12に向け
てクリーンエアをダウンフロー出来るエア吹出面積S2を
有している。したがって、S1:S2≒4:1となっている。

第1,第２の空気清浄器30,40は、その構成を模式的に
示す第３図に示すように、それぞれエア取り込み流量を
調整できるダンパ32,42と、送風を実現するファン等を
有するブロア34,44と、塵埃を付着してクリーンエアを
吹き出すフィルタ36,46と、から構成されている。

ここで、各フィルタ36,46の吹出面より所定距離例え
ば10cmの位置にて、クリーンエアの風速が好ましくは0.
3m/secとなるように、各ダンパ32,42のエア吹込量と、
ブロア34,44の風量が設定されている。

第1,第２の空気清浄器30,40はクリーンエア流路の上
流，下流に設けられているので、第２の空気清浄器40に
は第１の空気清浄器30より吹き出されてサイドフロー50
とされたクリーンエアが取り込まれ、第２の空気清浄器
40を介してダウンフロー52とされることになる。この際
第１の空気清浄器30から吹き出されるクリーンエアの一
部は、第２の空気清浄器40には向かわずに、リターン流
路54に沿って第１の空気清浄器30の上流側にリターンさ
れるようにしている。本実施例では、各フィルタ36,46
の面積比がS1:S2≒4:1であることに対応して、各フィル
タ36,46からのエア吹出量Q1,Q2は、Q1:Q2≒4:1とされて
いる。したがってフィルタ36での全吹出量の3/4がリタ
ーンされるようにしている。このため、エア取入口26を
介して外部より取り入れられるフラッシュエアの量はQ1
/4となり、少ないエア取入量を実現している。このよう
な調整は、装置立ち上げ時に各ダンパ32,42及びブロア3
4,44の設定を調整し、所定の風速にて乱流が発生せずに
上述したサイドフロー及びダウンフローをスムーズに実
現できるようにしている。

また、リターン流路54を設けているため、各空気清浄
器30,40のエア吹出面積がS1,S2と異なっていても、各空
気清浄器30,40から所望の風速でクリーンエアを流出で
きるように設定することができる。

次に、作用について説明する。

この装置では、キャリアに収容された状態でのウエハ
12に対するクリーンエアのフローを、装置筐体10内の２
か所で実現している。その１か所とはキャリアステージ
22であり、ここではウエハ12が水平状態に保持されてい
るのでサイドフローを実現している。他の１か所とはＩ
ポート18であり、ここでウエハ12が垂直状態で保持さ
れるのでダウンフローを実現している。そして、このサ
イドフロー及びダウンフローを実現するに際して、第1,
第２の空気清浄器30,40をエア流路の上流，下流に設
け、外部からのエアの取入は第１の空気清浄器30の上流
側のエア取入口26のみとしている。

このように、第1,第２の空気清浄器30,40に取り込ま
れるエアをそれぞれ独立させて外部より導入せず、第１
の空気清浄器30にてサイドフローされたエアを第２の空
気清浄器40側に循環させているので、比較的不純物の含
有量が多い外気エアの取り込み量を低減できる。しか
も、第１の空気清浄器30より吹き出されたクリーンエア
の一部をリターンさせている。したがって、第１の空気
清浄器30に取り込まれるエアは、エア取入口26からのフ
ラッシュエアのみでなく、本実施例の場合には全取り込
みエアの3/4のエア量はリターンエアとなっている。こ
のため、単に第1,第２の空気清浄器30,40を直列配置す
るものに比べて、よりフレッシュエアの取り込み量を低
減できる。

ここで、キャリア14がクリーンエアにフローされる順
序としては、オートドア16より搬入されてＩポート18
に設定された時に先ずダウンフロー52が行われ、その後
このキャリア14がキャリアステージ22に載置された時に
サイドフロー50が実現されることになる。したがって、
第２の空気清浄器40の上流側に存在するキャリアステー
ジ22内のキャリア14は、既に一度ダウンフロー52を受け
ており、比較的クリーンな状態となっているので、一度
サイドフロー50とされたクリーンエアをフィルタ46を介
して再度ダウンフロー52に使用しても、フィルタ46の汚
染度を比較的少なくできるという効果もある。

次に、このように空気清浄器の管理システムの一例に
ついて説明する。なお、本実施例装置では、上述した第
1,第２の空気清浄器30,40に加えて、第3,第４の空気清
浄器60,70を有している。これらは第1,第２の空気清浄
器30,40と例えば同一の構成を有し、ボートがローディ
ングされる前の水平状態にボートに収容されたウエハ12
及びアンローディングされた後の水平状態にボートに収
容されたウエハ12に対して、それぞれ第２図に示すサイ
ドフロー56,58を実現する位置に設けられている。すな
わち、前記縦型熱処理炉24の下方位置と対応する２か所
に、装置筐体10に対して１図（Ｂ）に示すように開閉自
在であって、メンテナンス時に人が出入りするための第
1,第２のドア80,82を設け、このドア80,82内部に第3,第
４の空気清浄器60,70を設けている。

そして、本実施例では第４図のようにして、上述した
第１〜第４の空気清浄器30,40,60,70の動作状態を監視
するようにしている。すなわち、各清浄器30,40,60,70
の各ブロアファン部の圧力、例えば大気との差圧を検出
する第１〜第４の差圧スイッチ90,92,94,96を設けてい
る。そして、この各スイッチ90〜96の出力を入力するCP
U98を設け、上記出力より各空気清浄器30,40,60,70のメ
インテナンス情報またはアラーム情報を出力部100に出
力例えば表示出力あるいは音声出力するようにしてい
る。

このような構成によれば、もし第１〜第４の各清浄器
30,40,60,70のフィルタの汚染が少なければ、ブロアフ
ァンを設定値で回転させた場合、各ブロアファン部の圧
力は必ず大気圧より高くなる。そして、フィルタの汚染
即ち目詰まりが進行する程、圧力が上昇することにな
る。そこで、各差圧スイッチ90〜96では、設定値より圧
力が上昇した場合に信号をCPU98に出力することで、ど
の空気清浄器にて異常が生じているか等の事態を集中管
理することが可能となる。なお、異なる差圧（例えば5m
mH₂O,40mmH₂O等）で作動する２種以上の差圧スイッチを
各ブロアファン部に並列に接続し、より緻密なメインテ
ナンス情報を出力させることもできる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。

例えは、本実施例は半導体製造装置の縦型熱処理装置
にのみ適用されるものに限らず、クリーンエアのフロー
を２か所以上で実現する各種装置に適用可能である。ま
た、各空気清浄器の構成としては少なくともフィルタ及
び送風手段を有すれば足り、フィルタ、送風手段の具体
的構成については種々の変形実施が可能である。

さらに、上記実施例では上流，下流側に２段の空気清
浄器を設置した例を説明したが、３段以上とすることも
でき、この場合各段の上流側の空気清浄器からのクリー
ンエアをリターンさせればよい。また上記実施例はフィ
ルタ吹出面積が各段で異なる例であったが、同一面積を
有するものにも同様に適用可能であ、この場合にも外部
からの取り込みエア量を低減できる効果がある。

［発明の効果］ 請求項１の発明によれば、第１の空気清浄器，第２の
空気清浄器をエア流路の上流，下流に配置し、上流側の
第１の空気清浄器より送風されるクリーンエアの一部
を、上記第１の空気清浄器の上流側にリターンするよう
にしているので、外部からのエア取り込み量をより低減
しながらも、２か所以上の場所でのクリーンエアフロー
を実現することができる。

また、空気清浄器の空気吸込流量と吹出流量が異なっ
ていても安定したクリーンエアの層流状態の風速を得て
被処理体の清浄性の向上を図ることができ、よって歩留
まりの向上に寄与することができる等の効果がある。

請求項２の発明によれば、フィルタの汚れ状態を検出
でき、フィルタの機能の劣化を事前に把握することがで
きる。

請求項３の発明によれば、空気清浄器に流入するクリ
ーンルーム内のクリーンエアの消費量を極力減少するこ
とが可能となり、被処理体を通過した汚れた空気を１つ
の排気ダクトより排気できるため、クリーンルーム内の
空気清浄度の維持が図られ、更に、空気清浄器通過後の
クリーンエアを各被処理体に直に供給するようにして、
被処理体に供給した清浄性の低い空気を再び被処理体に
接触させないようにすることができ、歩留まりの向上に
寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）は、本発明を適用した縦型熱処理
装置の正面図，平面図、 第２図は、実施例装置でのクリーンエアの流れを説明す
るための概略斜視図、 第３図は、第1,第２の空気清浄器によるエアーフローを
模式的に示す概略説明図、 第４図は、４箇所の空気清浄器の動作状態の集中管理シ
ステムのブロック図である。 12……ウエハ 14……キャリア 18……Ｉポート 22……キャリアステージ 30,40,60,70……空気清浄器 32,42……ダンパ 34,44……ブロア 36,46……フィルタ 90〜96……差圧スイッチ 98……CPU 100……出力部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともエアを送風する送風手段及びフ
   ィルタとをそれぞれ有する第１の空気清浄器，第２の空
   気清浄器をエア流路の上流，下流に配置し、上流側の第
   １の空気清浄器より送風されるクリーンエアの一部を、
   上記第１の空気清浄器の上流側にリターンするように、
   第1,第２の空気清浄器内の上記送風手段による風量を設
   定したことを特徴とする空気清浄化装置。
2. 【請求項２】請求項（１）において、 上記第1,第２の空気清浄器内の圧力を、少なくとも上記
   送風手段の稼動中に検出する第1,第２の圧力検出手段を
   設けたことを特徴とする空気清浄化装置。
3. 【請求項３】複数の空気清浄器を含む空気清浄化装置に
   おいて、 各前記空気清浄器の空気吸込口と空気吹出口をエア流路
   に沿って直列に配列すると共に、各前記空気清浄器の空
   気吹出口の近傍位置に被処理体を配設し、この被処理体
   に対して空気清浄器通過後のクリーンエアを供給するよ
   うに構成したことを特徴とする空気清浄化装置。