JP3808596B2

JP3808596B2 - 精製空気供給システム

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Publication number: JP3808596B2
Application number: JP21572997A
Authority: JP
Inventors: 弘五味; 隆紀吉田; 正憲井上
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2017-07-25
Also published as: JPH1144442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学物質や水分を極力少なくした空気（以下、「精製空気」という）で、電子部品製造装置自体や、電子部品の保管庫、および電子部品製造装置と電子部品搬送装置との間で電子部品を移送するためのインターフェース部など、クリーンルーム内に設置されているが当該クリーンルーム内の雰囲気とは隔離されたエンクロージャ部内の不純空気をパージするための精製空気供給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造工場における製造プロセスは、クリーンルーム内に設置された半導体製造装置によって行われている。半導体デバイスが形成される際の基板となる半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の、半導体製造装置に対する搬入出は、半導体製造装置に接続されているインターフェース部を通じて行われる。そして未処理のウエハ、並びに前記半導体製造装置での処理が終わったウエハは、通常ウエハカセット（単に「カセット」とも呼ばれるている）内に複数枚（例えば２５枚）収納された状態で、搬送ロボットなどの搬送装置によってカセット単位で運搬され、インターフェース部の所定の載置部には、カセット単位で載置される。
【０００３】
ところでクリーンルーム内の空気中にも、クリーンルーム構成材や他の半導体製造装置から生ずる微量の有機物、酸・塩基性ガス、ボロン、リン等の化学汚染物質が浮遊している。このような化学汚染物質が、前記したウエハの表面等に付着すると、デバイスの電気特性が変化したり、所期の機能が得られなくなるなど、歩留まりが低下するおそれがある。そのため、従来は、例えば前記インターフェース部をパネル材等で気密に閉鎖して、クリーンルーム内の雰囲気から隔離されたエンクロージャ部とし、空気精製装置によって処理した精製空気をこのエンクロージャ部に供給して、エンクロージャ部内をこの精製空気によってパージするための精製空気供給システムを使用していた。
【０００４】
図６に示した精製空気供給システム２１１は、一過性の供給システムであり、外気やクリーンルーム内の空気（以下、「導入空気」という）を、クリーンルームの床下空間に設置した空気精製装置２１２内の送風機２１３で吸込み、二段に配置したフィルタ２１４、２１５を通過させて処理し、その後エンクロージャ部Ｅｃに供給すると共に、エンクロージャ部Ｅｃの雰囲気はそのまま排気するようにしていた。
【０００５】
このような一過性の供給システムでは、精製度が比較的高くない導入空気を、空気精製装置２１２内において、要求される精製度にまで高める必要があるため、図６に示したようにフィルタ２１４、２１５を二段に設置しなければならないという問題がある。
【０００６】
そのためこれを改善する手法として、図７に示したような、いわゆる循環式の精製空気供給システム２２１が提案されている。この精製空気供給システム２２１における空気精製装置２２２は、送風機２２３と一段のフィルタ２２４を備え、エンクロージャ部Ｅｃの雰囲気の一部を還気ＲＡとして、送風機２２３の上流側へと戻して、導入空気と混合させて循環させる方式である。かかる循環式の精製空気供給システム２２１では、たとえフィルタ２２４の除去効率が低いものであっても、還気ＲＡを再処理して使用しているので、精製度の高い空気を供給することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図７に示した循環式の精製空気供給システム２２１であっても、次のような問題がある。すなわち、エンクロージャ部Ｅｃを構築するパネルの接続部の隙間や、ウエハの出し入れ時にできる開口等から空気がリークした場合、空気の一部が再循環せずに供給システム外に排出される。またエンクロージャ部Ｅｃの内部と外部との差圧を一定にする際の、循環系の還気ＲＡの空気量を制御する場合も同様な結果となる。したがっていずれにしても供給する空気の一部が再循環しないから、還気ＲＡが不足する。
【０００８】
その結果、空気精製装置２２２には、不足した循環空気を補給するため、例えばクリーンルーム内の空気などの導入空気を導入することになる。この場合、還気ＲＡに比べて水分や化学汚染物質を多く含んだ導入空気の導入量が前記リーク等によって変動すると、空気精製装置２２２の出口空気の精製度が変動してしまう。たとえばエンクロージャ部Ｅｃへのウエハの出入り時の際にリーク量が増加する場合には、導入空気の導入量も増加し、空気精製装置２２２の出口空気の精製度は一時的に悪くなってしまうのである。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、基本的には循環方式の精製空気供給システムを採用するが、前記したようなエンクロージャ部からのリークがあっても、精製度の安定した精製空気を供給できるようにして、前記問題の解決を図ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１の精製空気供給システムは、クリーンルーム内にあって当該クリーンルーム内の雰囲気から隔離されたエンクロージャ部に、精製空気を供給するシステムであって、送風機とフィルタ装置とを備えた空気精製装置と、前記エンクロージャ部に、前記フィルタ装置を通過した精製空気を前記送風機によって供給する給気管と、前記エンクロージャ部内の雰囲気の一部を還気として、前記フィルタ装置の上流側に戻すための還気管と、前記フィルタ装置に通ずる導入空気の導入管とを有し、さらに前記空気精製装置内における導入管に、導入空気精製用フィルタ装置が介装され、さらに前記エンクロージャ部内の圧力を検出する圧力センサを備え、前記エンクロージャ部内は正圧になるように制御され，前記エンクロージャ部からのリークが通常時よりも多くなった際には、当該圧力センサからの信号に基づき、前記エンクロージャ部内の不純物濃度を一定の濃度以下となるように、還気及び導入空気の流量を制御するように構成されたことを特徴としている。
【００１１】
このような精製空気供給システムによれば、リーク等によって還気の空気量が不足して、導入空気を通常よりも多く導入する場合でも、この導入空気は最終のフィルタ装置に直接導入されず、その前段にある導入空気精製用フィルタ装置によって処理された後に前記フィルタ装置に導入される。したがって、最終のフィルタ装置に導入されるのは、そのように導入空気精製用フィルタ装置によって一次精製処理された後の空気と、エンクロージャ部からの還気であるから、精製度は安定したものとなっている。したがって、リーク等があってもエンクロージャ部には一定の精製度の精製空気を供給することができる。
【００１２】
しかも還気に比べて導入空気、すなわち外気やクリーンルーム内の空気の導入量は少ないので、導入空気精製用フィルタ装置の処理量は少なくて済み、図５に示した従来の単なる二段接続フィルタにおける前段のフィルタ２１４よりも、導入空気精製用フィルタ装置を小型化することができる。またそれに伴って運転コスト、並びに設備コストも低減できる。
【００１３】
フィルタ装置、導入空気精製用フィルタ装置には、各々条件に応じて任意のもの、例えば減湿用、酸性ガス用、アルカリ性ガス用、有機ガス用のものを使用できるが、エンクロージャ部の有機物に対する仕様が厳しいときには、導入空気精製用フィルタ装置に減湿用乾式ロータを使用し、フィルタ装置には減湿用乾式ロータに固定式活性炭フィルタを組み合わせたものを使用することが好ましい。また湿度に対する仕様が厳しい場合には、導入空気精製用フィルタ装置には減湿用乾式ロータを使用し、フィルタ装置には減湿用乾式ロータに固定式ゼオライトフィルタを組み合わせたものを使用することが提案できる。
【００１４】
なお本願各請求項でいうところのエンクロージャ部とは、既述したインターフェース部や、半導体製造装置をはじめとする各種電子部品製造装置、電子部品の保管庫、検査装置など、エンクロージャ部内に設置される装置の如何を問わず、クリーンルーム内にあって、さらにこのクリーンルーム内の雰囲気とは隔離された閉鎖空間を有するものをいう。
【００１５】
請求項２の精製空気供給システムは、還気が戻されてエンクロージャ部に最終の精製空気を供給する空気精製装置と、導入空気精製用フィルタ装置によって導入空気を精製するプレ空気精製装置とを別体としたことを特徴としている。このような精製空気供給システムによれば、設置のレイアウトの自由度が高い。
【００１６】
以上の各精製空気供給システムにおいては、還気の空気の流量が変動しても、一定の給気量と精製度を確保することができる。この場合、例えばエンクロージャ部内の圧力は、クリーンルーム内の圧力よりも１〜２mmＡｑ程度高くするように制御することで、クリーンルーム内に浮遊している汚染物質のエンクロージャ部内への流入を防止できる。
【００１７】
具体的な制御の方法については、例えば空気精製装置内における還気管や導入管に制御弁を介装し、エンクロージャ部内の圧力を検出する圧力センサからの信号に基づいてこれらの弁の開度を制御する方法が挙げられる。
【００１８】
エンクロージャ部が複数ある場合には、１台の空気精製装置から複数のエンクロージャ部に給気管と還気管を接続して供給することももちろん可能であるが、例えば請求項３や請求項４に記載した精製空気供給システムのようにシステムを構築すれば、最終の空気精製装置がエンクロージャ部に近接して設置できるため、循環経路が短くなり、経路でのリークや、管材及びそれらの接合材からの不純物の発生を少なくできるので好適である。
【００１９】
すなわち、請求項３に記載した精製空気供給システムは、クリーンルーム内にあって当該クリーンルーム内の雰囲気から隔離された複数のエンクロージャ部に、精製空気を供給するシステムであって、送風機とフィルタ装置とを備えた、前記エンクロージャ部の数に対応した複数の空気精製装置と、各エンクロージャ部に、対応する空気精製装置のフィルタ装置を通過した精製空気を送風機によって供給する複数の給気管と、各エンクロージャ部内の雰囲気の一部を還気として、対応する空気精製装置のフィルタ装置の上流側に戻すための複数の還気管と、前記各空気精製装置のフィルタ装置に通ずる対応する複数の導入空気の導入管とを有し、前記各導入管は、上流側の主導入管から分岐されたものであり、この主導入管にはプレ空気精製装置を備え、当該プレ空気精製装置には、導入空気精製用フィルタ装置と、当該導入空気精製用フィルタ装置を通過した空気を、前記各空気精製装置に供給するための送風機が設けられ、さらに各エンクロージャ部内の圧力を個別に検出する圧力センサを備え、各エンクロージャ部内は正圧になるように制御され，前記各エンクロージャ部からのリークが通常時よりも多くなった際には、当該圧力センサからの信号に基づき、当該エンクロージャ部内の不純物濃度を一定の濃度以下となるように、各空気精製装置への還気及び導入空気の流量を各空気精製装置毎に制御するように構成されたことを特徴としている。
【００２０】
かかる精製空気供給システムによれば、１台のプレ空気精製装置によって精製された後の導入空気を、複数の空気精製装置へと供給することができる。なおこの場合、複数の空気精製装置が要求する導入空気量に対応するため、各空気精製装置の要求量の合計に応じて、プレ空気精製装置の送風機を、例えばインバータ制御することによって送風量を制御することが好ましい。
【００２１】
この請求項３の精製空気供給システムは、プレ空気精製装置から供給されるいわば一次精製された導入空気を、分岐させて各空気精製装置に供給するように構成したが、これに代えて請求項４のように、プレ空気精製装置から供給される一次精製処理された導入空気をループ状に循環させ、この循環系に各空気精製装置への供給路を接続するように構成してもよい。
【００２２】
すなわち請求項４の精製空気供給システムは、プレ空気精製装置における導入空気精製用フィルタ装置を通過した空気を、この導入空気精製用フィルタの上流側に戻す循環路を有し、各空気精製装置への導入経路を、この循環路に接続したことを特徴としている。
【００２３】
なおこの場合、循環路には、例えば各空気精製装置が必要とする合計の一次精製済み導入空気に、同時使用率を乗じた一定の流量を維持するための定流量弁を介装したり、あるいは循環路の入口付近に設置した圧力センサの信号に基づいて、循環路の流量を制御する制御弁を設けるなどして、各空気精製装置が要求する流量の一次精製済み導入空気を常に供給できるように構成することが好ましい。この場合もプレ空気精製装置における送風機をインバータ制御して、循環路を流れる一次精製済み導入空気の流量を制御するようにしてもよい。なお前記同時使用率は、例えば全てのエンクロージャ部が同時に例えばウエハの出し入れをすることはないことに鑑み、例えばウエハの出し入れ等によって同時にエンクロージャ部が開口する確率（実際にはある程度の幅を持っている）に危険率を考慮して想定したものであり、例えば実際の現場で実測したり、あるいはシミュレーション等で算出したものを使用することができる。かかる同時使用率の概念を用いて稼働させることにより、効率のいいまた省エネ効果の高い稼働を実現することができる。
【００２４】
以上の請求項４の精製空気供給システムにおいても、請求項５に記載したように、各エンクロージャ部内の圧力を個別に検出する圧力センサを設け、これら各圧力センサからの個々の信号に基づいて、各空気精製装置への還気の流量や導入空気（一次精製済み導入空気）の各流量を、各空気精製装置毎に制御すれば、還気の空気の流量が変動しても、各エンクロージャ部に対しては一定の給気量と精製度とを確保することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる精製空気供給システム１の系統の概略を示しており、この精製空気供給システム１における空気精製装置２内には、外気導入管３を通じてファン５によって導入された外気を一次精製処理する、外気用精製フィルタ６を有している。また外気用精製フィルタ６の下流側における外気導入管３には、制御弁Ｖ1が介装されている。
【００２６】
外気用精製フィルタ６によって一次精製処理された外気は、循環空気用精製フィルタ７によって二次精製された後、給気管８によってエンクロージャ部Ｅｃに供給される。
【００２７】
エンクロージャ部Ｅｃ内の雰囲気は、排気・リーク９によって一部排気され、残りは、還気として、還気管１０を通じて空気精製装置２に戻される。構成に即して具体的にいえば、還気管１０は制御弁Ｖ1の下流側にて、外気導入管３と接続されている。また空気精製装置２内における還気管１０には、制御弁Ｖ2が介装されている。なお排気・リーク９の量は、還気の量よりも少ない。
【００２８】
エンクロージャ部Ｅｃ内の圧力は、圧力センサ１１によって検出され、その圧力信号は、制御装置１２へと出力される。制御装置１２はこの圧力信号に基づき、エンクロージャ部Ｅｃ内が予め設定された圧力となるように、制御弁Ｖ1、Ｖ2の開度を調整する制御を実施するようになっている。本実施形態にかかる精製空気供給システム１においては、エンクロージャ部Ｅｃの内部が、外部よりも１〜２mmＡｑ程度高くなるように制御される。
【００２９】
制御弁Ｖ1、Ｖ2の制御については、例えば次のようにして実施される。エンクロージャ部Ｅｃ内での水分や化学不純物の発生量をＭ（一定）とし、エンクロージャ部Ｅｃへの給気量をＱｉとし、給気中の不純物濃度を便宜上０とすれば、エンクロージャ部Ｅｃ内の不純物濃度Ｚは、定常状態においてＺ＝Ｍ／Ｑｉとなる。したがってエンクロージャ部Ｅｃ内の不純物濃度Ｚを、濃度のモニタリングを行うことなしに一定の不純物濃度以下にしようとすれば、Ｑｉを一定にする必要がある。
【００３０】
したがって例えばウエハ等の出し入れ時など、エンクロージャ部Ｅｃのドアやシャッタが開放して通常時よりもリークが多くなったときなどには、制御弁Ｖ2を閉じて正圧（陽圧）に保つ制御が行われる。制御弁Ｖ2が閉じられたということは、還気量が少なくなることであるから、給気量Ｑｉを一定にするには導入空気量を増加する必要があり、制御弁Ｖ1を開放する操作が実行される。したがって、制御弁Ｖ2はエンクロージャ部Ｅｃ内の圧力を検出して制御され、そのとき制御弁Ｖ1は、給気管８内の圧力又は流量に検出して制御されるか、あるいは制御弁Ｖ2とは逆の動作を行うように制御される。
【００３１】
第１の実施形態にかかる精製空気供給システム１は以上のように構成されており、循環空気用精製フィルタ７によって二次精製処理された精製空気は、給気管８によってエンクロージャ部Ｅｃ内に供給され、エンクロージャ部Ｅｃ内の雰囲気は、当該精製空気によってパージされる。
【００３２】
そしてパージ給気管８からの供給量から、排気・リーク９の排気量を差し引いた雰囲気の量が、還気管１０を経由して、循環空気用精製フィルタ７の上流側へと戻される。他方、エンクロージャ部Ｅｃ内は、所定の正圧に制御されるので、排気・リーク９の排気量に応じた外気が、外気導入管３を通じて空気精製装置２内に導入され、外気用精製フィルタ６によって当該外気は一次精製処理される。そして一次精製処理された外気は、還気と混合された後循環空気用精製フィルタ７へと送風され、そこで二次精製処理された後、再び、給気としてエンクロージャ部Ｅｃ内へと供給される。
【００３３】
ここでエンクロージャ部Ｅｃに対して物品の搬入出があり、そのことに伴って排気・リーク９の排気量が変動すれば、それに対応して導入する外気の量も変動するが、当該外気は、循環空気用精製フィルタ７を通過する前に、外気用精製フィルタ６によって一次精製処理される。したがって、かかる変動によって給気管８から供給される精製空気の精製度が変動することはなく、エンクロージャ部Ｅｃに供給される給気の精製度は安定している。しかも制御装置１２の制御によって、エンクロージャ部Ｅｃ内の圧力は、常に所定の正圧となるように制御されているので、排気・リーク９が変動しても、一定の精製度の下で一定量の給気が供給される。
【００３４】
前記実施形態は、エンクロージャ部Ｅｃが１つの場合について説明したが、もちろんエンクロージャ部が複数ある場合でも、１台の空気精製装置で容易に対応することが可能である。例えば３つのエンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3がある第２の実施形態を図２に基づいて説明する。なお以下の説明、並びに図２において、前記第１実施形態で引用した符号と同一の符号で示される部材等は、前記第１の実施形態のものと同一の部材構成を示している。
【００３５】
この図２に示したシステムにおいては、空気精製装置２からのメインの給気管８ａに、各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3に給気するための分岐給気管８ｂ、８ｃ、８ｄが各々接続され、メインの給気管８ａには、定流量弁１５が介装されている。また各分岐給気管８ｂ、８ｃ、８ｄには、対応する例えば手動の流量調節弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃが介装されている。
【００３６】
また各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3からの還気は、分岐還気管１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを通じてなされ、これら分岐還気管１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、メインの還気管１０ａに接続されて、空気精製装置２へと戻されるようになっている。また分岐還気管１０ｂ、１０ｃ、１０ｄには、制御弁Ｖ3が介装されており、各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3内の圧力を検出している圧力センサ１１からの圧力信号に基づいて、制御装置１２によってその開度が制御され、エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3内の圧力は所定の値に制御される。
【００３７】
このような構成の第２の実施形態にかかる精製空気供給システムによっても、基本的には前記第１の実施形態と同様に、各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3に対して物品の搬入出等があって排気・リーク９の排気量が変動した結果、導入する外気の量が変動しても、当該外気は循環空気用精製フィルタ７を通過する前に、外気用精製フィルタ６によって一次精製処理される。したがって、メインの給気管８並びに分岐給気管８ｂ、８ｃ、８ｄから供給される精製空気の精製度が変動することはなく、各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3に供給される給気の精製度は安定している。しかも制御装置１２の制御によって、各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3内の圧力は、常に所定の正圧となるように制御できるから、排気・リーク９が変動しても、一定の精製度の下で一定量の給気が供給される。
【００３８】
次に第３の実施形態にかかる精製空気供給システムについて説明すると、図３に示したように、この第３の実施形態にかかる精製空気供給システム２１も、３つのエンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3に精製空気を同時に供給できるシステムとして構築されている。なお以下の説明においても、第１の実施形態における同一の部材、同一の機能を有する要素は、同一の符号を用いることで、重複した説明を省略する。
【００３９】
一次空気精製装置２２内には、外気導入管２３を通じてファン２４によって導入された外気を一次精製処理する、外気用精製フィルタ２５が設けられている。そしてこの外気用精製フィルタ２５によって一次精製処理された外気は、主導入管２６へと送られる。主導入管２６は、３つの副導入管２７、２８、２９に分岐され、各副導入管２７、２８、２９は、各々エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3に対応して設置されている３台の二次空気精製装置３１、３２、３３へと送られるようになっている。
【００４０】
これら３台の二次空気精製装置３１、３２、３３は、いずれも同一構造であり、例えばエンクロージャ部Ｅｃ1に精製空気を供給する二次空気精製装置３１について、その詳細を説明すると、副導入管２７によって導入された一次精製処理済み外気は、ファン３４によって循環空気用精製フィルタ３５へと送られ、さらに給気管３６によってエンクロージャ部Ｅｃ1に供給される。
【００４１】
エンクロージャ部Ｅｃ1内の雰囲気は、排気・リーク９によって一部排気され、残りは還気管３７を通じて一次空気精製装置３１に還気として戻されるように、還気管３７は、副導入管の制御弁Ｖ1の下流側にて、副導入管２７と接続されている。また二次空気精製装置３１内における還気管３７には、制御弁Ｖ2が介装されている。
【００４２】
これら制御弁Ｖ1、Ｖ2は、前記第１の実施の形態の場合と同様、エンクロージャ部Ｅｃ1内の圧力を検出している圧力センサ１１からの圧力信号に基づき、エンクロージャ部Ｅｃ1内が予め設定された圧力（例えば外部よりも１〜２mmＡｑ程度高い圧力）となるように、制御装置３８によって制御される。
【００４３】
制御装置３８は、圧力センサ１１からの圧力信号に基づき副導入管２７から導入すべき一次精製処理済み外気の導入量を演算し、その結果をインバータコントローラ４１に出力するようになっている。他の二次空気精製装置３２、３３の制御装置３８も、同様に、各々対応する副導入管２８、２９から導入すべき一次精製処理済み外気の導入量を演算し、その結果を各々インバータコントローラ４１に出力するようになっている。
【００４４】
インバータコントローラ４１は、これら３つの制御装置３８から入力された、各二次空気精製装置３１、３２、３３が必要とする一次精製済み外気の導入量の合計量に基づき、当該合計量を充足する量の風量を送出するように、一次空気精製装置２２のファン２４を制御するインバータに所定の制御信号を出力するようになっている。
【００４５】
第３の実施形態にかかる精製空気供給システム２１は、以上のように構成されており、この精製空気供給システム２１によれば、前記第１の実施形態と同様、各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3において排気・リーク９の変動があっても、一定の精製度の下で一定量の精製空気を供給することができる。この精製空気供給システム２１によれば、最終の空気精製装置がエンクロージャ部に近接して設置できるため、循環経路が短くなり、経路でのリークや、管材、ならびにそれらの接合材からの不純物の発生を少なくできる。しかも１台の一次空気精製装置２２によって、３台の二次空気精製装置３１、３２、３３に対して、一次精製処理した空気を同時に供給することができるから、設備機器を最小限に抑えることが可能である。そのうえ一次空気精製装置２２のファン２４は、各二次空気精製装置３１、３２、３３が必要とする一次精製処理済み外気の導入量に基づいてインバータ制御されているので、省エネ効果も高い。また一次空気精製装置２２と二次空気精製装置３１、３２、３３とが別体であるから、設置の際のレイアウトの自由度が高い。
【００４６】
このような第３の実施形態にかかる精製空気供給システム２１は、例えば半導体デバイス製造工場のクリーンルームにおいて、図４に示したような態様で適用することができる。図４は、前記精製空気供給システム２１が適用された半導体製造工場のクリーンルームＣＲ内の様子を示しており、このクリーンルームＣＲ内においては、ウエハに対して所定の処理を行う半導体製造装置５１が設置されている。この半導体製造装置５１に対するウエハＷの搬入出は、半導体製造装置５１に接続されているインターフェース部５２を通じて行われるが、このインターフェース部５２はパネル材等で気密に閉鎖され、エンクロージャ部Ｅｃを構成している。なおこのインターフェース部５２に対しては、ウエハＷを複数収納したカセットＣ単位で行われ、当該カセットＣは、ウエハ搬送ロボット５３によって運搬される。
【００４７】
前記カセットＣは、いわゆる気密閉鎖型のカセットであって、インターフェース部５２の所定位置に載置することで、カセットＣ側の所定のシャッタ（図示せず）が開放し、それと同時にインターフェース部５２側の搬送口５４が開放する構成となっている。
【００４８】
精製空気供給システム２１における一次空気精製装置２２、及び二次空気精製装置３１、３２、３３（二次空気精製装置３２、３３は図示せず）は、クリーンルームＣＲの床下空間ＵＣに設置されている。そして給気管３６は、エンクロージャ部Ｅｃの上部に接続され、還気管３７は、エンクロージャ部Ｅｃの下部に接続されている。エンクロージャ部Ｅｃ内にさらにレベルの高い精製空気を供給する必要があるときには、図示のようにエンクロージャ部Ｅｃ内の上部に別途フィルタ装置５５を設け、給気管３６から供給される精製空気をさらにこのフィルタ装置５５によって精製処理して、ダウンフローとしてインターフェース部５２に供給するようにしてもよい。
【００４９】
このような態様で第３の実施形態にかかる精製空気供給システム２１が適用された場合、たとえカセットＣを所定位置に載置してエンクロージャ部Ｅｃの搬送口５４が開口したときや、ウエハＷを半導体製造装置５１に対して搬入出する際に半導体製造装置５１側のシャッタが開口した場合など、エンクロージャ部Ｅｃ内の圧力が変動して、還気管３７からの還気量が変動し、それに伴って導入する外気量が変動しても、二次空気精製装置３１には、一次空気精製装置２２によって一次精製処理された空気が供給されるので、給気管３６からエンクロージャ部Ｅｃ内に供給される精製空気の精製度は安定している。しかも図３に示した圧力センサ１１からの圧力信号に基づいて、還気量や一次精製処理された空気の導入量が制御されているので、エンクロージャ部Ｅｃ内は、常に所定の正圧に保たれる。
【００５０】
また一次空気精製装置２２から供給される一次精製処理された空気は、主導入管２６から分岐した他の副導入管２８、２９を通じて、他のエンクロージャ部に対しても供給することができるから、エンクロージャ部毎に一次空気精製装置２２を設置する必要はなく、限られたスペースであるクリーンルームＣＲの床下空間ＵＣを有効に利用することができる。
【００５１】
前記第３の実施形態にかかる精製空気供給システム２１においては、図３に示したように、一次空気精製装置２２から主導入管２６を通じて供給される一次精製処理された空気を副導入管２７、２８、２９に分岐させて、各々対応する３台の二次空気精製装置３１、３２、３３に送るようにしていたが、このような分岐方式に代えて、図５に示した第４の実施形態にかかる精製空気供給システム６１のように、一次空気精製装置６２において一次精製された外気が循環する循環路６３から、必要に応じて個別に取り出すようにしてもよい。なお以下、第１、第２の各実施形態における同一の部材、同一の機能を有する要素は、同一の符号を用いることで、重複した説明を省略している。
【００５２】
すなわちこの第４の実施形態にかかる精製空気供給システム６１における一次空気精製装置６２内にも、外気導入管６４を通じてファン６５によって導入された外気を精製する、外気用精製フィルタ６６が設けられているが、この外気用精製フィルタ６６によって一次精製処理された外気は、一次空気精製装置６２を出て再び外気用精製フィルタ６６へと戻される循環路６３に供給されるようになっている。そして二次空気精製装置３１、３２、３３へと通ずる３つの副導入管２７、２８、２９は、各々この循環路６３に接続されている。
【００５３】
前記循環路６３における上流側、すなわち一次空気精製装置６２の出口付近（循環路６３の最下流側に接続されている副導入管２９の接続部よりも上流であればよい）には、定流量弁６７が介装されている。この定流量弁６７は、二次空気精製装置３１、３２、３３が必要とする合計の一次精製処理済み外気に、同時使用率を乗じた一定の流量を維持するための機能を備えたいわゆる自力弁を使用している。
【００５４】
かかる構成を有する第４の実施形態にかかる精製空気供給システム６１によっても、前記第３の実施形態にかかる精製空気供給システム２１と同様、各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3の排気・リーク９に変動があっても各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3に対しては、一定の精製度の下で一定量の精製空気を供給することができる。また制御装置１２によって各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3は所定の正圧に保たれる。
【００５５】
もちろん１台の一次空気精製装置６２によって、３台の二次空気精製装置３１、３２、３３に対して、一次精製処理した空気を供給することができるから、設備機器を最小限に抑えることが可能である。しかも定流量弁６７によって、３台の二次空気精製装置３１、３２、３３が必要とする一次精製処理済み外気が確保されているので、ファン６５をインバータ制御することなく、各エンクロージャ部Ｅｃ1〜Ｅｃ3に必要量の精製空気を供給することが可能である。
【００５６】
なお定流量弁６７については、前記したような自力弁に限らず、通常の制御弁を使用することもできる。その場合、循環路６３における下流側、すなわち一次空気精製装置６２への入口付近（循環路６３の最下流側に接続されている副導入管２７の接続部よりも下流であればよい）に設置した循環路６３中の流量を検出するための圧力センサや流量センサなどの検出装置６８からの信号に基づいて、当該制御弁を制御すればよい。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１〜５の発明によれば、エンクロージャ部からの還気の空気量が変動しても、精製度の安定した精製空気を該エンクロージャ部へ供給することができる。またさらに運転に要する費用を従来より低減させることが可能である。特に請求項２の精製空気供給システムによれば、設置のレイアウトの自由度が高い。また還気の空気の流量が変動しても、一定の給気量と精製度を確保することができる。請求項３〜５の精製空気供給システムによれば、複数のエンクロージャ部に精製空気を供給する場合に、必要な設備機器の数を減少させたり装置構成を簡略化することができ、また設置スペースをも節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる精製空気供給システムの系統の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる精製空気供給システムの系統の概略を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態にかかる精製空気供給システムの系統の概略を示す説明図である。
【図４】第３の実施の形態にかかる精製空気供給システムを半導体製造工場のクリーンルーム内に適用した例を示す説明図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態にかかる精製空気供給システムの系統の概略を示す説明図である。
【図６】従来の一過性の精製空気供給システムの系統の概略を示す説明図である。
【図７】従来の循環方式の精製空気供給システムの系統の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１精製空気供給システム
２空気精製装置
３外気導入管
５ファン
６外気用精製フィルタ
７循環空気用精製フィルタ
８給気管
１０還気管
１１圧力センサ
１２制御装置
Ｅｃエンクロージャ部
Ｖ1、Ｖ2 制御弁

Claims

クリーンルーム内にあって当該クリーンルーム内の雰囲気から隔離されたエンクロージャ部に、精製空気を供給するシステムであって、
送風機とフィルタ装置とを備えた空気精製装置と、
前記エンクロージャ部に、前記フィルタ装置を通過した精製空気を前記送風機によって供給する給気管と、
前記エンクロージャ部内の雰囲気の一部を還気として、前記フィルタ装置の上流側に戻すための還気管と、
前記フィルタ装置に通ずる導入空気の導入管とを有し、
さらに前記空気精製装置内における導入管に、導入空気精製用フィルタ装置が介装され、
さらに前記エンクロージャ部内の圧力を検出する圧力センサを備え、
前記エンクロージャ部内は正圧になるように制御され，
前記エンクロージャ部からのリークが通常時よりも多くなった際には、当該圧力センサからの信号に基づき、前記エンクロージャ部内の不純物濃度を一定の濃度以下となるように、還気及び導入空気の流量を制御するように構成されたことを特徴とする、精製空気供給システム。
クリーンルーム内にあって当該クリーンルーム内の雰囲気から隔離されたエンクロージャ部に、精製空気を供給するシステムであって、
送風機とフィルタ装置とを備えた空気精製装置と、
前記エンクロージャ部に、前記フィルタ装置を通過した精製空気を前記送風機によって供給する給気管と、
前記エンクロージャ部内の雰囲気の一部を還気として、前記フィルタ装置の上流側に戻すための還気管と、
前記フィルタ装置に通ずる導入空気の導入管とを有し、
さらに前記導入管経路中にプレ空気精製装置を備え、前記プレ空気精製装置には、導入空気精製用フィルタ装置と、当該導入空気精製用フィルタ装置を通過した空気を前記空気精製装置に供給するための送風機が設けられ、
さらに前記エンクロージャ部内の圧力を検出する圧力センサを備え、
前記エンクロージャ部内は正圧になるように制御され，
前記エンクロージャ部からのリークが通常時よりも多くなった際には、当該圧力センサからの信号に基づき、前記エンクロージャ部内の不純物濃度を一定の濃度以下となるように、還気及び導入空気の流量を制御するように構成されたことを特徴とする、精製空気供給システム。
クリーンルーム内にあって当該クリーンルーム内の雰囲気から隔離された複数のエンクロージャ部に、精製空気を供給するシステムであって、
送風機とフィルタ装置とを備えた、前記エンクロージャ部の数に対応した複数の空気精製装置と、
各エンクロージャ部に、対応する空気精製装置のフィルタ装置を通過した精製空気を送風機によって供給する複数の給気管と、
各エンクロージャ部内の雰囲気の一部を還気として、対応する空気精製装置のフィルタ装置の上流側に戻すための複数の還気管と、
前記各空気精製装置のフィルタ装置に通ずる対応する複数の導入空気の導入管とを有し、
前記各導入管は、上流側の主導入管から分岐されたものであり、この主導入管にはプレ空気精製装置を備え、当該プレ空気精製装置には、導入空気精製用フィルタ装置と、当該導入空気精製用フィルタ装置を通過した空気を、前記各空気精製装置に供給するための送風機が設けられ、
さらに各エンクロージャ部内の圧力を個別に検出する圧力センサを備え、
各エンクロージャ部内は正圧になるように制御され，
前記各エンクロージャ部からのリークが通常時よりも多くなった際には、当該圧力センサからの信号に基づき、当該エンクロージャ部内の不純物濃度を一定の濃度以下となるように、各空気精製装置への還気及び導入空気の流量を各空気精製装置毎に制御するように構成されたことを特徴とする、精製空気供給システム。
クリーンルーム内の複数のエンクロージャ部に精製空気を供給するシステムであって、
送風機とフィルタ装置とを備えた、前記エンクロージャ部の数に対応した複数の空気精製装置と、
各エンクロージャ部に、対応する空気精製装置のフィルタ装置を通過した精製空気を送風機によって供給する複数の給気経路と、
各エンクロージャ部内の雰囲気の少なくとも一部を還気として、対応する空気精製装置のフィルタ装置の上流側に戻すための複数の還気経路と、
前記各空気精製装置のフィルタ装置に通ずる複数の導入空気の導入経路と、
導入空気精製用フィルタ装置、並びに当該導入空気精製用フィルタ装置を通過した空気を前記各空気精製装置に供給するための送風機とを備えたプレ空気精製装置と、
前記プレ空気精製装置の導入空気精製用フィルタ装置を通過した空気を、この導入空気精製用フィルタの上流側に戻す循環路とを有し、
前記各空気精製装置への導入経路は、この循環路に接続されていることを特徴とする、精製空気供給システム。
各エンクロージャ部内の圧力を個別に検出する圧力センサを備え、これら各圧力センサからの個々の信号に基づいて、各空気精製装置への還気及び／又は導入空気の流量を各空気精製装置毎に制御するように構成されたことを特徴とする、請求項４に記載の精製空気供給システム。