JP3250828B2 - クリーンルーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はクリーンルームに係り、
特に半導体製造等に要求されるような清浄度の高いクリ
ーンルームに関する。

【０００２】近年の半導体の高密度、高集積化に伴い、
半導体製造等に使用されるクリーンルームについては、
より清浄度の高い空気を安定的に循環空調させる技術が
必要とされている。

【０００３】

【従来の技術】図４は従来のクリーンルームの一例の構
成図を示す。

【０００４】同図中、２は室内３に供給する空気の最終
段階のフィルタ、４は複数のパネルが敷き詰められて構
成され選択的に取り外し可能であるアセッンブルフロ
ア、５は室内３に設置される製造機器６を支持する床板
であるスラブ、７は製造機器６のためのバックアップシ
ステム、８は送風器を内設している空調装置、９はスラ
ブ下空間、１０は天井部空間、１１ａ，１１ｂ夫々は空
調装置８の入口側および出口側のダクトである。アセッ
ンブルフロア４とスラブ５との間には、複数の製造装置
６間同士、および製造装置６とバックアップシステム７
とを接続する配管、配線を配設するために、ある程度の
隙間が形成されている。また、クリーンルーム１の床面
１ａ、天井面１ｂ、側面１ｃおよびスラブ５の裏面５ａ
夫々は、コンクリートまたは新建材に防塵塗料が塗布さ
れた構成である。

【０００５】空調装置８である程度の大きさの粒子の埃
塵類が除去されると共に温度、湿度が調整された空気
は、ダクト１１ｂ、天井部空間１０を通ってフィルタ２
に入り、フィルタ２で細かい粒子の埃塵類が除去されて
室内３に供給される。供給された空気は室内３を下方に
向けて流れ、通気孔が多数穿設されているアセッンブル
フロア４、および配管１２等のための開口部５ｂが多数
設けられているスラブ５を通過して、上記バックアップ
システム７が設けられているスラブ下空間９に入り、ダ
クト１１ａを通って再び空調装置８に戻る。このような
循環経路により室内３は常に細かい粒子の埃塵類が除去
された空気で充満されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来のクリ
ーンルーム１の場合、バックアップシステム７の各機器
がスラブ下空間９内に設けられているため、各機器の表
面に塗布された塗料や液剤から揮発する、例えばフタル
酸エステル等の空気の清浄に悪影響を及ぼす有害ガスが
スラブ下空間９内を通過する空気に混入したり、バック
アップシステム７の各機器から発生する埃塵類や各機器
の表面に溜まった埃塵類が空気に混入するという問題が
あった。また、スラブ下空間９についても同様に、壁面
の防塵塗料から揮発した上記有害ガスがスラブ下空間９
において循環する空気に混入したり、表面粗度が粗いコ
ンクリートまたは新建材の表面に溜まった埃塵類が空気
に混入するという問題があった。このように、従来のク
リーンルーム１の構成では、空気の清浄度の向上に限界
があり、現在要求されている高い清浄度に対応すること
が困難であった。

【０００７】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、スラブ下空間の構成を改善することにより空気の
清浄度をより向上させたクリーンルームを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、床面から所定高さ寸法の位置に床板である
スラブを敷設してなり、かつ、該床面と該スラブとの間
の空間に、室内で行われる作業に必要な機器が設置され
たダウンフロー方式のクリーンルームにおいて、前記空
間に、前記室内を通った空気を集めて該空気を送風器入
口側へ戻すリターンダクトを設けた構成とした。

【０００９】

【作用】本発明において、床面とスラブの間の空間にリ
ターンダクトを設けることにより、空間内に機器が設置
されて空気が流通しない区画が相対的に構成される。こ
のため、室内を通った空気は区画内の機器と接触するこ
となく送風器入口側へ戻され、従来の如く、機器と接触
することにより有害ガスおよび埃塵類が空気に混入して
しまうことが防止される。

【００１０】この場合、リターンダクトの内面を高清浄
とすることにより、リターンダクト内面から有害ガスが
揮発することがなくなり、従来の如く有害ガスが空気へ
混入してしまうことが防止される。また、リターンダク
ト内面に埃塵類が溜まることがなくなり、リターンダク
ト内において埃塵類が空気へ混入してしまうことが防止
される。

【００１１】

【実施例】図１は本発明になるクリーンルームの一実施
例の構成断面図、図２は図１中、II−II線に沿う断面
図、図３は図１中、 III−III 線に沿う断面図を示す。
尚、図１は図２中、Ｉ−Ｉ線に沿う断面部分を示してい
る。また、本実施例のクリーンルーム２０は、半導体の
製造工程において使用されるクリーンルームの一実施例
である。

【００１２】各図中、２２はＨＥＰＡ（High Efficienc
y Particulate Air-filter）フィルタと称される室内２
３に供給する空気の最終段階の超高性能のフィルタ、２
４は複数のパネルが敷き詰められて構成され選択的に取
り外し可能であるアセッンブルフロア、２５は室内２３
に設置される半導体製造のための製造機器２６を支持す
る床板であるスラブ、２７は製造機器２６のためのバッ
クアップシステム、２８は送風器２８ａを内設する空調
装置、２９は埃塵類を吸着する吸着剤入りフィルタであ
る。尚、上記バックアップシステム２７は真空ポンプ２
７ａやその他の複数の機器２７ｂおよび配管、配線等に
より構成されている。また、室内２３には複数の製造機
器２６が設置されているが、図示の便宜上、図１，２に
おいては代表して１つの製造機器２６のみを図示する。

【００１３】スラブ２５は防塵処理されたコンクリート
板よりなり、支柱３０によりクリーンルーム２０の床面
２０ａから所定の高さ位置に支持されて敷設されてい
る。またアセッンブルフロア２４は、各パネルに空気を
通すための孔が多数形成されており、支柱３１によりス
ラブ２５との間に隙間４８を形成して、平面上、製造機
器２６の配置されていない部分に敷設されている。アセ
ッンブルフロア２４とスラブ２５との間の隙間４８は、
上述したように複数の製造装置２６間同士、または製造
装置２６とバックアップシステム２７とを接続する配管
および配線を配設するために設けられている。また、Ｈ
ＥＰＡフィルタ２２はクリーンルーム２０の天井面２０
ｂから吊り金具（図示せず）により支持されている。

【００１４】上記床面２０ａとスラブ２５との間の空間
４０には、室内２３を通った空気を集めてその空気を空
調装置２８側へ流すリターンダクト４２，４３が設けて
ある。そしてこのリターンダクト４２，４３を設けるこ
とにより、空間４０には上記バックアップシステム２
７、およびクリーンルーム２０の外部からバックアップ
システム２７または製造機器２６へ接続される配管３
２、配線３３等が配設された前記区画に該当する機器室
４１が相対的に独立して構成される。ここでリターンダ
クト４２，４３はステンレスプレートにより細長ダクト
状に形成される。従って、図１，２に示すように空間４
０のスラブ２５直下の部分にステンレスプレートでリタ
ーンダクト４２，４３を形成することにより、空間４０
は、ステンレスプレートでリターンダクト４２，４３の
部分と、リターンダク４２，４３以外の機器室４１の部
分とに分離区分けされる。

【００１５】リターンダクト４２，４３の四方の側板部
４２ａ，４３ａと底板部４２ｂ，４３ｂはダクト内面側
の表面粗度を滑らかに処理したステンレスプレートが使
用されており、また上板部４２ｃ，４３ｃはダクト内面
側の表面粗度を滑らかに処理した上記ステンレスプレー
トに更に小径の孔を多数穿設したステンレスプレートが
使用されている。また、リターンダクト４２，４３が配
設される部分のスラブ２５には、リターンダクト４２，
４３の形状に対応した細長状の大きな開口部２５ａが形
成されており、従ってその開口部２５ａにはリターンダ
クト４２，４３の上記上板部４２ｃ，４３ｃが露出して
いる。このため、スラブ２５の上部の空気は開口部２５
ａと上板部４２ｃ，４３ｃに設けられた多数の孔を通っ
てリターンダクト４２，４３内に入り込むことが可能と
された構造となっている。

【００１６】リターンダクト４２，４３の出口側部分夫
々には、通過流量調整用のダンパ４４，４５が駆動装置
４４ａ，４５ａを備えて設けられており、リターンダク
ト４２，４３夫々に入り込む空気の量を調整することに
より、室内２３の清浄状態を所望の状態とすることがで
きる。例えば、リターンダクト４３側に高い清浄度を必
要とする製造機器２６が集中している場合には、ダンパ
４４を閉側、ダンパ４５を開側とすることにより室内２
３を効率的な清浄度の分布とすることができる。

【００１７】上記吸着剤入りフィルタ２９および空調装
置２８は、リターンダクト４２，４３に個々に１つづつ
設けられている。従って、リターンダクト４２，４３夫
々の出口部と２つの吸着剤入りフィルタ２９との間に
は、若干の垂直方向のダクト４６ａが夫々設けられ、ま
た、２つの空調装置２８の出口側には、垂直方向に沿う
ダクト４６ｂが２つの空調装置２８の出口部に接続され
て設けられている。更に、上記天井面２０ｂとＨＥＰＡ
フィルタ２２との間には空気が流通する天井部空間４７
が設けられている。従って、空調装置２８出口側のダク
ト４６ｂは、２つの空調装置２８からの空気を合流させ
て上記天井部空間４７に一様に流す構造となっている。

【００１８】また、図１中、上記ダクト４６ａには、循
環空気系に新しい外気を導入する外気導入部５１が先端
部にフィルタ５１ａを備えて設けられており、また、ク
リーンルーム２０の外気導入部５１の反対側には空気排
出部５２が設けられている。循環空気に少しづつ外気を
導入することにより、循環空気の汚染の進行をある一定
のところで抑えることができる。

【００１９】次に上記構成のクリーンルーム２０におけ
る空気の流通経路について説明する。

【００２０】空調装置２８が運転されると装置内の送風
器２８ａによりクリーンルーム２０内の空気が循環す
る。先ず吸着剤入りフィルタ２９で微粒子状の埃塵類が
ある程度吸着除去された空気は、空調装置２８内で温度
および湿度が所定値に調整されてダクト４６ｂに送り出
される。ここで、２つの空調装置２８から送り出された
空気は、上記の如くダクト４６ｂで合流して天井部空間
４７に流れる（矢印Ａ）。そして、空気はＨＥＰＡフィ
ルタ２２を通過することにより、粒径０．３μｍ程度ま
でのかなり細かい微粒子が除去されて清浄度が高めら
れ、室内２３に送られる（矢印Ｂ）。室内２３ではＨＥ
ＰＡフィルタ２２から上記アセッンブルフロア２４が設
けられている下方へ向けて流れる（ダウンフロー方
式）。このダウンフローにより室内２３に存在する埃塵
類が室内２３内に浮遊してしまうことが防止される。

【００２１】アセッンブルフロア２４に到達した空気
は、アセッンブルフロア２４に多数穿設されている孔を
通過してアセッンブルフロア２４とスラブ２５との間の
隙間４８内に入り込む（矢印Ｃ）。そして、大略最短距
離にあるリターンダクト４２，４３に向けて隙間４８内
を水平方向に流れる（矢印Ｄ）。隙間４８内を流れてリ
ターンダクト４２，４３に到達した空気は、上述したよ
うにスラブ２５の開口部２５ａおよびリターンダクト４
２，４３の上板部４２ｃ，４３ｃに多数穿設されている
上記孔を通ってリターンダクト４２，４３内に入り込む
（矢印Ｅ）。ここで、スラブ２５には上記開口部２５ａ
の他に、製造機器２６と機器室４１とを結ぶ配管、配線
を挿通するための開口部２５ｂが多数設けられている
が、機器室４１には開口部２５ｂ以外の開口部は一切設
けられていないため、また、リターンダクト４２，４３
内の圧力は送風器２８ａに引かれて機器室４１内の圧力
よりも低い状態であるため、隙間４８を流れる空気は開
口部２５ｂから機器室４１内に流入することはなく、そ
の全量がリターンダクト４２，４３内に流れ込む。

【００２２】そして、リターンダクト４２，４３内をダ
クト４６ａ側の出口側に向けて流れ（矢印Ｆ）、最後に
リターンダクト４２，４３の出口部からダクト４６ａを
通って夫々の吸着剤入りフィルタ２９および空調装置２
８に再び吸入される（矢印Ｇ）。

【００２３】室内２３からアセッンブルフロア２４下部
の隙間４８内に入った空気の一部は、空気排出部５２か
らクリーンルーム２０の外部に排出され（矢印Ｈ）、ま
た、空気がダクト４６ａを通過する時に、排出された分
の外気が外気導入部５１から導入される（矢印Ｉ）。
尚、外気導入部５１または空気排出部５２のいづれかに
ダンパを設け、そのダンパにより循環空気系への外気導
入量を調整する構成としてもよい。

【００２４】以上のように本実施例のクリーンルーム２
０においては、室内２３を通った空気が機器室４１に流
入することなく、その全量がリターンダクト４２，４３
を通って再び空調装置２８側に排出される。即ち、従来
のように循環する空気がバックアップシステム２７の各
機器と接触することが防止されるため、各機器の表面に
塗布された塗料や液剤から揮発する空気の清浄に悪影響
を及ぼす有害ガスが循環空気に混入したり、また、バッ
クアップシステム２７の各機器から発生する埃塵類や各
機器の表面に溜まった埃塵類が循環空気に混入してしま
うことが防止される。

【００２５】また、リターンダクト４２，４３は、上記
の如く内面の表面粗度を滑らかに処理したステンレスプ
レートで構成されると共に、その表面には塗料等が一切
塗布されていない高清浄な内面を有して構成されてい
る。このため、従来のようにスラブ下空間９の塗装され
た壁面から有害ガスが揮発して循環空気に混入したり、
スラブ下空間９の壁面に埃塵類が溜まってその埃塵類が
循環空気に混入することが防止される。

【００２６】以上のように本実施例の構成によれば、室
内２３を流れた空気が空調装置２８に戻される流通経路
において循環空気への有害ガスや埃塵類の混入を防止す
ることができ、クリーンルーム２０の空気清浄度を従来
に比べて安定的に向上させることができる。特に揮発す
る有害ガスの空気への混入を防止することにより、従
来、空気中の微粒子除去に止まっていた空気清浄を分子
レベルの清浄とすることができ、これにより本実施例に
おける空気清浄度は従来に比べて格段に向上する。そし
て、上記の如く空気清浄度が安定的に向上した結果、室
内２３で行われる半導体製造の効率が向上する。更に、
上記吸着剤入りフィルタ２９が吸着すべき埃塵類の量が
低減するため、吸着剤の寿命が長くなりクリーンルーム
２０のランニングコストの低減にも寄与するところが大
きい。

【００２７】また、本実施例のリターンダクト４２，４
３は、上板部４２ｃ，４３ｃが他の側板部４２ａ，４３
ａおよび底板部４２ｂ，４３ｂで構成される部分から容
易に取り外しできる構造とされている。このため、上板
部４２ｃ，４３ｃを取り外して定期的にリターンダクト
４２，４３の内面を清掃することによりダクト内面が高
清浄に維持され、上述した空気清浄度の向上の効果を長
期間継続することができる。

【００２８】更に、循環する空気が機器室４１内を流通
しないことから、機械室４１を構成する床面２０ａおよ
び側面２０ｃの大部分、更に機器室４１内のバックアッ
プシステム２７、配管３２、配線３３等の表面について
防塵処理が不要となる。このため、クリーンルーム２０
の建造に際しては、建造コストの低減を図ることができ
る。

【００２９】また、本実施例では図１、図２に示すよう
に、リターンダクト４２，４３の下部を、クリーンルー
ム２０の外部とバックアップシステム２７および製造機
器２６とを結ぶ配管３２、配線３３等の配管ゾーンとし
た。このため、機器室４１は、リターンダクト４２，４
３の長手方向に沿う配管が集約されて配設され、図３に
示すように平面上、バックアップシステム２７の各機器
２７ｂと配管ゾーンへ向かう配管、配線３５を主体とし
て配置することができる。従って、機器室４１のスペー
スを有効に利用することができる。

【００３０】尚、上記実施例においては、スラブ２５の
開口部２５ｂと配管および配線との間に隙間が形成され
ているが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、上記隙間を塞ぐ構成としてもよい。この場合、アセ
ッンブルフロア２４とスラブ２５間の隙間４８と、機器
室４１内とが完全に分離されるため、上述した循環空気
とバックアップシステム２７の接触防止による効果をよ
り効果的とすることができる。また、スラブ２５の上面
全体にも表面粗度を滑らかに処理したステンレスプレー
トを敷設することにより、循環空気はアセッンブルフロ
ア４８を通過してからリターンダクト４２，４３に到る
までの間においても上記有害ガスおよび埃塵類の混入が
防止され、空気清浄度を更に向上させることができる。

【００３１】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、室内を通
った空気は、床板とスラブとの間の空間内に設置された
機器と接触することなくリターンダクトを通って循環さ
れるため、従来の如くスラブ下の空間において揮発した
空気清浄に有害なガスおよび埃塵類が空気へ混入するこ
とを防止でき、クリーンルームの空気の清浄度を従来に
比べて格段に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるクリーンルームの一実施例の構成
断面図である。

【図２】図１中、II−II線に沿う断面図である。

【図３】図１中、 III−III 線に沿う断面図である。

【図４】従来のクリーンルームの一例の構成図である。

【符号の説明】

２０ クリーンルーム ２０ａ 床面 ２０ｂ 天井面 ２２ ＨＥＰＡフィルタ ２３ 室内 ２４ アセッンブルフロア ２５ スラブ ２５ａ，２５ｂ 開口部 ２６ 製造装置 ２７ バックアップシステム ２７ａ 真空ポンプ ２７ｂ 機器 ２８ 空調装置 ２８ａ 送風器 ２９ 吸着剤入りフィルタ ３０，３１ 支柱 ４０ 空間 ４１ 機器室 ４２，４３，４６，４７ リターンダクト ４２ａ，４３ａ 側板部 ４２ｂ，４３ｂ 底板部 ４２ｃ，４３ｃ 上板部 ４４，４５ ダンパ ４６ａ，４６ｂ ダクト ４７ 天井部空間 ４８ 隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01L 1/04 E04H 5/02 F24F 7/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 床面から所定高さ寸法の位置に床板であ
   るスラブを敷設してなり、かつ、該床面と該スラブとの
   間の空間に、室内で行われる作業に必要な機器が設置さ
   れたダウンフロー方式のクリーンルームにおいて、 前記空間に、前記室内を通った空気を集めて該空気を送
   風器入口側へ戻すリターンダクトを設けたことを特徴と
   するクリーンルーム。