JP4798816B2 - 循環型クリーンルーム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は循環型クリーンルームに関し、特にクリーンエアの通路の構築が容易な循環型クリーンルームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造等では、クリーンルーム内に、より清浄度の高い高度清浄域を形成することがある。前記高度清浄域としては、半導体製品の製造装置の設置空間や半導体製品の搬送空間であるミニエンバイラメントと称される空間を例示できる。ミニエンバイラメントに代表される前記空間では、空気中の微細粒子（以下、「塵埃」という）のみならずガス状物質が汚染物質となりうることが知られており、前記空間では、対象エリアの直上のファンフィルタユニット等にケミカルフィルタ等の空気浄化手段を取付けて一過式の空気経路を形成することにより、対象エリアに前記汚染物質の除去された空気（クリーンエア）を送風する方法が一般的に採られている。しかし、この場合、汚染物質の除去が一過性であるため、対象エリアの汚染物質濃度はさほど低くならない。
【０００３】
前述した一過式の空気浄化方法よりも前記空間の汚染物質濃度を低くするには、空気循環系路にケミカルフィルタ等を配置して、何度も汚染物質除去処理を行う必要がある。このような循環型クリーンルームには、例えば、特開平８−８９７４７号公報で開示される循環型クリーンルームが知られている。しかし、この場合、クリーンルーム全体のクリーンエアを処理するため、処理する必要のある空気量が多くなり、ケミカルフィルタ等の空気浄化手段の設置を多く必要とし、イニシャルコストやランニングコストがかかってしまう欠点がある。
【０００４】
前述した欠点を解決するために、既設のクリーンルームを天井裏や床下ごと他のエリアからパネル等で気密に区切り、区切られた天井裏及び床下を利用して空気循環経路を形成し、区切られたクリーンルーム内へクリーンエアが循環するようにした循環型クリーンルーム構造とする方法が行われるようになってきた。
【０００５】
また、他の方法としては、クリーンルームにおける清浄空間（いわゆるクリーンルーム内）の一部をチャンバ（筺体）によって気密に閉鎖し、前記チャンバ内に循環型クリーンルーム構造を構築する方法（特開平１０−３４０８７４号公報）が知られている。
【０００６】
クリーンルームの一部分を気密に区切ることによって限定された空間を循環型クリーンルーム構造とするこれらの方法は、前記空気浄化手段の設置数及び前記空気浄化手段による空気浄化処理量を減らすことにより、イニシャルコスト及びランニングコストをより低く、かつ清浄度のより高い循環型クリーンルーム構造を構築しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、既設のクリーンルームを天井裏や床下ごと他のエリアからパネル等によって気密に区切る方法では、天井裏の梁や床下に設置された配管等の形状に合わせてパネルを切り取らなくてはならない場合があるとともに、それらの形状に合わせた気密シールを行わなくてはならず、施工が煩雑である。
【０００８】
また、特開平１０−３４０８７４号公報で開示される循環型クリーンルーム構造では、前記チャンバによって気密に閉塞された空間に循環型クリーンルーム構造が形成されることから、前述した煩雑さはないものの、生産ラインの変更により高度清浄域の拡張・縮小・移動に対して、設置されたチャンバの寸法が対応できず、融通性に改善の余地があった。また、内部に収容される生産機器の規格も統一されておらず、チャンバとの取り合い部の構造は複雑になり、汎用性に改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、前記事項に鑑みなされたものであり、その目的は、清浄度の高い清浄空間を適宜設定可能であるとともに構築が容易な循環型クリーンルームを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は循環型クリーンルームであり、前記目的を達成するための手段として以下のような構成とされている。
すなわち、本発明の循環型クリーンルームは、清浄空間からの還気エア中の汚染物質を除去する空気浄化手段と、前記清浄空間へ前記エアを供給するサプライプレナムチャンバと、を備え、前記清浄空間・前記空気浄化手段・前記サプライプレナムチャンバによって前記エアの循環経路を構成する循環型クリーンルームにおいて、前記サプライプレナムチャンバは、
前記エアの通路を形成するサプライ接続ダクトと、前記エアを前記清浄空間内へ送風するクリーンエア送風口と、を有する複数のサプライチャンバボックスユニットの集合体、で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記構成によれば、前記複数のサプライチャンバボックスユニットの集合体によって前記清浄空間へのエアの通路をコンパクトに、かつ容易に形成可能になる。そして、生産ラインの切り替え等に柔軟に追従できる。
【００１２】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記複数のサプライチャンバボックスユニットのうち少なくとも一つのサプライチャンバボックスユニットのサプライ接続ダクトには前記エアが供給され、他のサプライチャンバボックスユニットのサプライ接続ダクトはサプライチャンバボックスユニット同士を接続することを特徴とする。
【００１３】
前記構成によれば、前記エアが、少なくとも一つの前記サプライ接続ダクトから前記複数のサプライプレナムチャンバのそれぞれへ供給される。
また、前記サプライプレナムチャンバは、前記清浄空間の上部に位置すると、前記清浄空間における気流形状を設定する上で望ましい。
【００１４】
前記清浄空間における清浄度は、清浄空間内に形成される気流方式によっても影響される。前記気流方式には、在来型乱流方式、水平層流方式、垂直層流方式等がある。本発明の循環型クリーンルームは、前記清浄空間のクリーンエアを前記空気浄化手段へ還気するようクリーンエア吸込口を設け、その位置によって、いずれの前記気流方式も採用することが可能であり、例えば、前記クリーンエア吸込口を前記清浄空間の側部に設けても良い。
【００１５】
しかし、前記気流方式では、乱流に比べて層流の方がより高い清浄度を有する清浄空間とするのに好ましい。従って、前記クリーンエア吸込口は、前記クリーンエア送風口に対向する位置に設けられるのが好ましい。
【００１６】
そこで、本発明の循環型クリーンルームは、前記清浄空間内のクリーンエアを前記空気浄化手段へ還気するリターンプレナムチャンバを有し、前記リターンプレナムチャンバは、
前記清浄空間内のクリーンエアを吸い込むクリーンエア吸込口と、吸い込まれたクリーンエアの通路を形成するリターン接続ダクトと、を有する複数のリターンチャンバボックスユニットの集合体、で構成され、
前記複数のリターンチャンバボックスユニットのうち少なくとも一つのリターンチャンバボックスユニットのリターン接続ダクトは前記空気浄化手段に接続され、他のリターンチャンバボックスユニットのリターン接続ダクトはリターンチャンバボックスユニット同士を接続することを特徴とする。
【００１７】
前記構成によれば、前記複数のリターンチャンバボックスユニットの集合体によって前記清浄空間からのクリーンエアの通路をコンパクトに、かつ容易に形成可能になる。前記清浄空間内のクリーンエアは、各リターンチャンバボックスユニットに吸い込まれ、それらの中の少なくとも一つのリターン接続ダクトを通って前記空気浄化手段へ還気される。
【００１８】
また、本発明の循環型クリーンルームにおける前記サプライチャンバボックスユニットの接続、あるいは前記リターンチャンバボックスユニットの接続は、隣り合うチャンバボックスユニットの接続ダクトの端部同士を一体的に挟持するクリップによって接続されることを特徴とする。
【００１９】
前記構成によれば、前記チャンバボックスユニットの接続にあたり、工具が使用できない狭所での施工が可能であるとともに、前記サプライあるいはリターンチャンバボックスユニットの接続がより容易である。
【００２０】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライチャンバボックスユニットに送風機を備えると、前記清浄空間の用途・条件等に応じてクリーンエアの供給を個別に制御することが可能となり好ましい。
【００２１】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライチャンバボックスユニットの少なくとも一つに前記空気浄化手段及び送風機からなるファンフィルタユニットを備え、かつ前記ファンフィルタユニットを備えるサプライチャンバボックスユニットに外気を導入することにより、前記清浄空間に外気を導入することが可能となる。また、前述した外気導入手段としては、前記リターンプレナムチャンバへの外気の導入とすることも可能である。
【００２２】
さらに、本発明の循環型クリーンルームは、前記リターンプレナムチャンバからクリーンエアを排気する排気手段を備えると、前記清浄空間内で前記汚染物質が発生した場合に、前記清浄空間内の汚染物質濃度を下げるのに好適である。前記排気手段は、送風機等を備えた強制排気手段であっても良いし、前記清浄空間と外部との圧力差や清浄空間の送風方向を利用する自然排気手段であっても良い。
【００２３】
本発明の循環型クリーンルームにおける空気浄化手段は、前記清浄空間内へ供給されるエアから汚染物質を除去してクリーンエアとするための手段であり、その配置位置は清浄空間より上流側となる位置であれば良く、例えば、外気の導入口や清浄空間からの還気通路、あるいは、前記クリーンエア送風口等に配置される。また、空気浄化手段には、清浄空間に要求される清浄度を達成可能な浄化能力や浄化特性を有するものが使用される。
【００２４】
空気浄化手段には、浄化特性の異なる複数種類の空気浄化手段を用いても良く、この場合、浄化特性の異なる複数種類の空気浄化手段は、前記清浄空間より上流側であれば、同一位置に配置しても良く、また、異なる位置に配置しても良い。空気浄化手段としては、塵埃タイプの汚染物質を除去する空気浄化手段や、ガス状汚染物質を除去する空気浄化手段、これら両者を除去する空気浄化手段等を例示することができる。
【００２５】
塵埃タイプの汚染物質を除去する空気浄化手段には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタやＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタを使用すると良い。また、ガス状汚染物質を除去する空気浄化手段には、捕集面上における化学反応によってガス状汚染物質を捕集あるいは分解するケミカルフィルタを使用すると良い。ケミカルフィルタは、対象となるガス状汚染物質によって使い分けられることから、適切なケミカルフィルタを選択あるいは併用すると良い。
【００２６】
塵埃及び無機系ガス状汚染物質の除去の両方を兼ね備える空気浄化手段には、空気に水を噴霧して空気中の汚染物質を除去するエアワッシャ装置を使用しても良い。そして、エアワッシャ装置は、前述した空気浄化手段として使用するだけでなく、前記清浄空間内の湿度を調整する加湿手段を兼ねて使用しても良い。
【００２７】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記清浄空間の条件を制御する制御手段を備えても良い。この制御手段としては、清浄空間の温度を制御する冷却コイルや加熱コイル等の温度制御手段や、前述したエアワッシャ装置による湿分の増加を抑制する湿度制御手段等が挙げられる。
【００２８】
また、本発明の循環型クリーンルームには、処理表面から僅かに発生するガス状汚染物質の影響を極力さけるために、塗装を施した部材やプラスチック等を使用しないことが好ましく、好ましい材質としては、アルミニウムや鉄、ステンレス等を例示することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の循環型クリーンルームについて、その実施の形態を添付した図面に基づき説明する。まず、本発明における第１の実施の形態を図１から図４を基づいて説明する。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１に本実施の形態における循環型クリーンルームの縦断面を示す。本実施の形態における循環型クリーンルームは、天井裏及び床下を空気の通路とする既設のクリーンルーム２０内の一画に設けられる。
【００３１】
既設のクリーンルーム２０は、天井裏の空気を取り入れるとともに室内へ送風する送風機と塵埃用空気浄化手段であるＨＥＰＡフィルタ２１とを有するファンフィルタユニット２２によって、天井裏の空気を室内へ供給するクリーンルームである。そして、既設のクリーンルーム２０の床面は、一部がブランクパネル２３によって形成され、他がグレイチング床で形成され、前記室内の気流は下向き一方向流にはならないようにされている。なお、既設のクリーンルーム２０は、天井及び床にアルミニウム製のフレームが縦横に延びるよう設けられ、前記天井フレームの一区画上に前記ファンフィルタユニット２２が載置され、前記床フレームの一区画に合うような面積に対しグレイチング床（複数の孔が開けられた通気性の床板）または前記ブランクパネル２３が敷かれて室内を形成している。
【００３２】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、既設のクリーンルーム２０内の一画をパネルで気密に区切られて形成される清浄空間１と、清浄空間１の天井裏に配置され清浄空間１にエアを供給する上部プレナムチャンバ（サプライプレナムチャンバ）２と、清浄空間１の床下に配置され清浄空間１のクリーンエアを吸い込む下部プレナムチャンバ（リターンプレナムチャンバ）３と、上部プレナムチャンバ２及び下部プレナムチャンバ３を連結するリターンシャフト４とによって主に構成されている。清浄空間１には、半導体製造用の生産機器（図示せず）が設置されている。
【００３３】
上部プレナムチャンバ２は、複数のサプライチャンバボックスユニット５の集合体によって形成されている。サプライチャンバボックスユニット５は、清浄空間１に臨んで開口するクリーンエア送風口５ｃを有するとともにエアの通路を形成するサプライ接続ダクト５ｂを有する筺体５ａから構成されている。そして、サプライチャンバボックスユニット５は、図２に示されるように、サプライ接続ダクト５ｂの一つがリターンシャフト４と接続され、他のサプライ接続ダクト５ｂが筺体５ａ同士を接続することで、上部プレナムチャンバ２を形成している。クリーンエア送風口５ｃには前記天井フレームの区画に合った塵埃用空気浄化手段であるＵＬＰＡフィルタ６がそれぞれ取り付けられ、清浄空間１の天井面を形成している。なお、サプライチャンバボックスユニット５も前記天井フレームの区画で区切れる大きさになっている。
【００３４】
サプライチャンバボックスユニット５の接続には、図４に示されるように、隣り合うサプライチャンバボックスユニット５のサプライ接続ダクト５ｂの端部同士を一体的に挟持する断面Ｕ字形のクリップ１３が使用される。このクリップ１３は閉じる方向に付勢され、サプライ接続ダクト５ｂからのエアの漏れを少なくするように設けられる。クリップ１３同士の間隔は、例えば５００mm未満になるように配置され、また、接続ダクトは、施工性を考慮し各ボックスに設けられるとともに、ボックス間に作業者の手が入るようになっている。
【００３５】
下部プレナムチャンバ３は、複数のリターンチャンバボックスユニット７及び既設のクリーンルーム２０床下の空気を導入可能なリターンチャンバボックスユニット１７の集合体によって形成されている。リターンチャンバボックスユニット７は、清浄空間１に臨んで開口するクリーンエア吸込口７ｃを有するとともにクリーンエアの通路を形成するリターン接続ダクト７ｂを有する筺体７ａから構成されている。リターンチャンバボックスユニット１７は、筺体７ａ、リターン接続ダクト７ｂ、クリーンエア吸込口７ｃに加えて、床下の空気（外気）が導入される外気導入口１４ｂと、外気中のガス状汚染物質を除去する空気浄化手段であるケミカルフィルタ１９ｂから構成されている。
そして、リターンチャンバボックスユニット７、１７は、図３に示されるように、リターン接続ダクト７ｂの一つがリターンシャフト４と接続され、他のリターン接続ダクト７ｂが筺体７ａ同士を接続することで、下部プレナムチャンバ３を形成している。クリーンエア吸込口７ｃには前記床フレームの区画に合ったグレイチング床８がそれぞれ取り付けられ、清浄空間１の床面を形成している。なお、リターンチャンバボックスユニット７、１７も前記床フレームの区画で区切れる大きさになっている。
【００３６】
そして、リターンチャンバボックスユニット７、１７も、サプライチャンバボックスユニット５の接続と同様に、クリップ１３によって接続されている。
【００３７】
リターンシャフト４も複数のユニットの集合体で構成されている。リターンシャフト４は、ケミカルフィルタ９を備えた空気浄化ユニット４ａと、リターンチャンバボックスユニット１７から導入された外気を空気浄化ユニット４ａへ送風するファン１１を備えたファンユニット４ｂと、清浄空間１から還気されたクリーンエアの温度を制御する冷却コイル１２を備えた温度制御ユニット４ｃと、上部プレナムチャンバ２及び空気浄化ユニット４ａを接続する上部接続ユニット４ｄと、下部プレナムチャンバ３及び温度制御ユニット４ｃを接続する下部接続ユニット４ｅとから構成されている。なお、符号１０はインバータであり、清浄空間１内の循環風量を制御する目的で設けられている。インバータ１０は、例えば清浄空間１内いっぱいに予定されたよりも大きな生産機器が収容された場合等の圧損増加対策となる。
【００３８】
また、空気浄化ユニット４ａには、ケミカルフィルタ９に代えて、水噴霧により空気中の塵埃及びガス状汚染物質を除去するエアワッシャ装置を備えても良い。ただしこの場合、エアワッシャ装置は、エアの浄化手段であるとともに、クリーンエアの加湿手段にもなるので、湿度制御手段を別途設ける、あるいは、温度制御ユニット４ｃとエアワッシャ装置を連動させて制御する計装設備を備える必要がある。
【００３９】
続いて、本実施の形態における循環型クリーンルームの作動状態について説明する。まず、外気導入口１４ｂから下部プレナムチャンバ３を通ってファンユニット４ｂへ外気が導入される。この外気は前述したように、既設のクリーンルーム２０床下の空気であり、前記外調機によって予め汚染物質が一定基準まで除去され、かつ温度や湿度が調整されたエアである。
【００４０】
ファンユニット４ｂに導入されたエア（外気導入口１４ｂからの外気と清浄空間１からの還気であるクリーンエアとの混合空気）は、ファン１１によって空気浄化ユニット４ａへ送風され、ケミカルフィルタ９を通過する。この際、前記エア中に清浄空間１で発生したガス状汚染物質（有機物・酸・アルカリ）等が存在する場合には、ケミカルフィルタ９によって除去される。
【００４１】
ケミカルフィルタ９を通過したエアは、上部接続ユニット４ｄを通って、上部接続ユニット４ｄと接続するサプライ接続ダクト５ｂを通過する。そして、サプライチャンバボックスユニット５同士を接続するサプライ接続ダクト５ｂを通じてそれぞれのサプライチャンバボックスユニット５へ供給される。
【００４２】
それぞれのサプライチャンバボックスユニット５へ供給されたエアは、筺体５ａに設けられた前記クリーンエア送風口５ｃからＵＬＰＡフィルタ６を通過して清浄空間１へクリーンエアとして送風される。このとき、前記エア中に塵埃が存在する場合には、ＵＬＰＡフィルタ６によってエア中の塵埃が除去される。
【００４３】
清浄空間１の上方（天井）から供給されたクリーンエアは、清浄空間１を垂直方向に横断し、下部プレナムチャンバ３を構成するリターンチャンバボックスユニット７、１７に設けられたクリーンエア吸込口７ｃからリターンチャンバボックスユニット７、１７へ吸い込まれる。
【００４４】
リターンチャンバボックスユニット７、１７へ吸い込まれたクリーンエアは、リターン接続ダクト７ｂを通って下部接続ユニット４ｅへ供給され、さらに温度制御ユニット４ｃへ供給される。
【００４５】
温度制御ユニット４ｃでは、クリーンエア（還気）は、清浄空間１の温度を清浄空間１に設置される前記生産機器の発熱分を補償して適切な範囲内にすべく冷却コイル１２によって冷却される。温度制御ユニット４ｃで温度制御された還気は、再びファンユニット４ｂへ供給され、前述した循環経路を繰り返し循環する。
【００４６】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、エアが循環する循環経路を複数のユニットの集合体で構成したことから、天井裏や床下を気密に区切る煩雑な作業をすることなくクリーンエアの循環経路を形成することができるので、構築が容易で短工期で構築できる。また、清浄空間１の面積・形状に応じサプライチャンバボックスユニット５やリターンチャンバボックスユニット７、１７を配置すればよく、前記チャンバボックスユニットの配置形状、あるいは配置個数によって清浄空間１を自在に設定することにより、清浄空間１の用途・条件に柔軟に対応できる。
【００４７】
また、本実施の形態における循環型クリーンルームは、前記チャンバボックスユニットの接続ダクトを、断面Ｕ字形のクリップ１３によって接続したことから、ドライバー等の工具が使用できないような狭所においても接続が可能である。
【００４８】
また、本実施の形態における循環型クリーンルームは、エアの循環経路にケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６を備えたことから、一過式の方式と比べケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６の設置枚数を少なくすることができ、空気浄化手段のイニシャルコストを低くすることができる。
【００４９】
そして、ケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６は、循環するエアを繰り返し浄化することから、清浄度の高いクリーンエアを清浄空間１に供給することができる。従って、ケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６の空気浄化時における負荷が徐々に低減され、ケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６の交換頻度を少なくできることから、空気浄化手段のランニングコストを低くすることができる。
【００５０】
また、本実施の形態における循環型クリーンルームは、既設のクリーンルーム２０の天井がファンフィルタユニット２２を載置した形で形成されていることから、天井裏の空気が前記ファンフィルタユニット２２の空気取り入れ口へ流れるため、天井裏の雰囲気が負圧になる。従って、天井裏の空気が清浄空間１内へ流入することがないので、ＵＬＰＡフィルタ６の取付けは前記フレームに載置するだけでよく、シリコンシール等による気密対策は不要である。
【００５１】
また、本実施の形態における循環型クリーンルームは、既設のクリーンルーム２０床下の空気をリターンチャンバボックスユニット１７から導入することができるため、清浄空間１に専用の外調機の設置が困難であったり、前記外調機からのエア（外気）の導入が困難な場合でも容易に構築することができる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態における循環型クリーンルームを図５から図７に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００５３】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前記第１の実施の形態に対して、外気導入を前記天井裏からも行うことができるとともに、前記床下へ清浄空間１のクリーンエアを排気可能にした点で異なる。
【００５４】
より詳しくは、上部プレナムチャンバ２を構成する複数のサプライチャンバボックスユニット５の一つが、図５及び図６に示されるように、天井裏の空気を取り入れ可能なサプライチャンバボックスユニット１５になっている。下部プレナムチャンバ３は、図７に示されるように、一つのリターンチャンバボックスユニット７が欠落（図７中の破線で囲まれた斜線部）した構成となっており、そこに生じた空間から、清浄空間１が周辺部（天井裏や床下）に対して僅かに加圧雰囲気であることを利用して、清浄空間１のクリーンエアを前記床下へ排気する構成となっている。なお、前記欠落部分は、本発明における排気手段に相当する。
【００５５】
サプライチャンバボックスユニット１５は、筺体５ａの天面に外気導入口１４ａが設けられており、外気導入口１４ａにはケミカルフィルタ１９ａが備えられている。また、サプライチャンバボックスユニット１５には送風機（図示せず）が備えられており、天井裏の空気（外気）を導入可能な構成になっている。
【００５６】
前述した構成により、本実施の形態における循環型クリーンルームには、ガス状汚染物質の除去された外気が天井裏及び床下から導入される。すなわち、外気は、既設のクリーンルーム２０のエア循環系に対して設けられた外調機によって調温調湿のうえ、このエア循環系に導入される。既設のクリーンルーム２０における外気と還気の混合空気がクリーンルーム２０の天井裏・床下に供給され、前記送風機及びファン１１の吸引力により外気導入口１４ａ、１４ｂから吸引される。そして、エアの循環に伴って、前述したリターンチャンバボックスユニットの欠落部分から、清浄空間１内外の圧力差を利用して、清浄空間１内のクリーンエアが排気される。その他の構成及び作動状態については、前述した第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前述した第１の実施の形態における効果に加えて、リターンチャンバボックスユニット７の一つを欠落した構成としたことから、清浄空間１内のクリーンエアを前記欠落部分から排気することができる。従って、清浄空間１内に多量の汚染物質が発生した場合でも、その全てをケミカルフィルタ９あるいはＵＬＰＡフィルタ６で除去しなくても良いことから、前記した場合においてもケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６のランニングコストを低くすることができる。なおこの場合、外気導入口１４ｂの近傍まで外気ダクトを延ばし、あるいは、両者を接続するか、または前記欠落部分まで排気ダクトを延出することが好適である。
【００５８】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態における循環型クリーンルームを図８に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前記第２の実施の形態に対して上部プレナムチャンバ２を構成する全てのサプライチャンバボックスユニットを、送風機を有するファンフィルタユニット形式とし、外気導入口は必要に応じて前記ファンフィルタユニットに設けることとし、前記リターンシャフト４が送風機を内設していない点で異なる。
【００６０】
より詳しくは、本実施の形態におけるサプライチャンバユニット２５は、筺体５ａにおけるクリーンエア送風口５ｃの送風方向に送風機Ｆ及びＵＬＰＡフィルタ６を備えた構成になっている。筺体５ａには必要に応じて外気導入口が設けられる。また、前述した第２の実施の形態と同様、前記外気導入口には、ケミカルフィルタを配置しても良い。なお、Ｔは、送風機Ｆの運転を制御するインバータ等の端子台である。
【００６１】
前述した構成により、本実施の形態における循環型クリーンルームは、前記天井裏から外気を導入することが可能であるとともに、清浄空間１へのクリーンエアの供給を個々に制御する。その他の構成及び作動状態は、前述した第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態におけるの効果に加えて、上部プレナムチャンバ２から清浄空間１へのクリーンエアの供給量・風速を制御することができる。すなわち、送風機Ｆの各々にインバータを介装させることによりＵＬＰＡフィルタ６の目詰まり状態によらずクリーンエアの供給を一様にし、清浄空間１における気流の乱れを生じにくくすることにより、気流の乱れに起因する清浄空間１の清浄度の低下を抑制することができる。
また、例えば清浄空間１の気流速度について、前記生産機器及びその周囲を高速、生産機器から離れた部分をより低速となるインバータ制御をする等、清浄空間１内の作業状態等に合わせてクリーンエアの供給を個々に制御して省エネルギー化を図ることもできる。
【００６３】
＜第４の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態における循環型クリーンルームを図９及び図１０に基づいて説明する。なお、前述した第１から第３の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００６４】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前述した第１の実施の形態に対して空気浄化ユニット４ａにケミカルフィルタ９に加えてＵＬＰＡフィルタ１６を備えるとともに、サプライチャンバボックスユニットを上部接続ユニット４ｄにそれぞれ直接接続した点で異なる。
【００６５】
より詳しくは、本実施の形態におけるサプライチャンバボックス３５は、図９及び図１０に示されるように、筺体５ａのクリーンエア送風口５ｃにパンチング板１８が設けられ、筺体５ａと上部接続ユニット４ｄとがサプライ接続ダクト３５ｂで個々に接続されている。なお、サプライ接続ダクト３５ｂは、フレキシブル管で構成されている。
【００６６】
前述した構成により、本実施の形態における循環型クリーンルームは、空気浄化ユニット４ａを通過したクリーンエアが上部接続ユニット４ｄ及びサプライ接続ダクト３５ｂを通ってそのまま清浄空間１へ供給される。その他の構成及び作動状態は、前述した第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、第１の実施の形態と異なりクリーンエア送風口５ｃにＵＬＰＡフィルタを設けないことから、天井裏の高さが十分でないためＵＬＰＡフィルタを送風口に設置できない場合においても、清浄空間１にクリーンエアを供給するサプライチャンバボックスユニット３５の設置が可能である。
【００６８】
また、ＵＬＰＡフィルタがクリーンエア送風口５ｃに設けられていないことから、前記第１の実施の形態に比べてＵＬＰＡフィルタの使用枚数を低減することができる。従って、サプライチャンバボックスユニットの数だけ設置されるＵＬＰＡフィルタ６に起因する化学汚染物質（ガス状汚染物質）の発生を低減することが可能であるとともに、ＵＬＰＡフィルタ等の空気浄化手段が一箇所に集中しているため、メンテナンスもしやすい。
【００６９】
以上、本発明における第１〜第４の実施の形態を、局所を清浄化するクリーンルーム装置として説明してきたことからもわかるように、これらの実施の形態は、有害空気の浄化・循環・再利用等、クリーンルーム内の他区域の空気とは異なる性状の空気を効率的に処理する際に適用できる。さらに、前述した各実施の形態におけるサプライチャンバボックスユニットには、ケーシング部に接続ダクトを取り付けた既存のファンフィルタユニットの改造品を用いることも可能である。なお、前述した実施の形態における循環型クリーンルームは、既設のクリーンルームの改造に留まらず、高清浄度を要求されるクリーンルームの新設にも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の循環型クリーンルームは、空気浄化手段によって浄化されたクリーンエアを清浄空間へ供給するにあたり、エアの通路を形成するサプライ接続ダクトと、前記エアを前記清浄空間内へ送風するクリーンエア送風口と、を有する複数のサプライチャンバボックスユニットの集合体、によって前記空気浄化手段によるクリーンエアを清浄空間に供給するサプライプレナムチャンバを構成したことから、容易かつ短工期に構築することができるとともに、清浄空間内における半導体製品の生産ラインの変更等に容易に追従できる。
【００７１】
同様に、本発明の循環型クリーンルームは、清浄空間内のクリーンエアを吸い込むクリーンエア吸込口と、吸い込まれたクリーンエアの通路を形成するリターン接続ダクトと、を有する複数のリターンチャンバボックスユニットの集合体、によって前記クリーンエアを前記空気浄化手段へ還気するリターンプレナムチャンバを構成したことから、容易に構築することができるとともに、前記清浄空間を、より清浄度の高い気流方式である垂直層流方式とするのに好適である。
【００７２】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライ接続ダクト、あるいは前記リターン接続ダクトにおける接続部分に、接続ダクトの端部同士を一体的に挟持するクリップを使用すると、より容易に構築可能であるとともに、工具等の使用が困難、あるいは工具の使用が不可能な狭所でも構築が可能である。
【００７３】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライチャンバボックスユニットの配置個数や配置形状によって、清浄空間を適宜設定することができる。
【００７４】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライチャンバボックスユニットまたは前記リターンチャンバボックスユニットに前記空気浄化手段や送風機等を装備することで系外の空気を取り入れることができ、さらに前記清浄空間へのクリーンエアの送風量・風速を個別に制御しやすい。また、前記チャンバボックスユニットから外気を導入可能にすると、専用の外調機を要せずに、系外の外気を共用して取り入れて構築することが可能である。
【００７５】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記リターンプレナムチャンバからクリーンエアを排気可能にすると、前記清浄空間内で汚染物質が発生した場合に、清浄空間内の汚染物質濃度を速やかに低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の循環型クリーンルームにおける第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の循環型クリーンルームにおける第１の実施の形態の上部プレナムチャンバ２の上面図である。
【図３】本発明の循環型クリーンルームにおける第１の実施の形態の下部プレナムチャンバ３の下面図である。
【図４】本発明の循環型クリーンルームにおける第１の実施の形態のサプライ接続ダクト５ｂの接続部分を示す要部拡大図である。
【図５】本発明の循環型クリーンルームにおける第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の循環型クリーンルームにおける第２の実施の形態の上部プレナムチャンバ２の上面図である。
【図７】本発明の循環型クリーンルームにおける第２の実施の形態の下部プレナムチャンバ３の下面図である。
【図８】本発明の循環型クリーンルームにおける第３の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【図９】本発明の循環型クリーンルームにおける第４の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【図１０】本発明の循環型クリーンルームにおける第４の実施の形態の上部プレナムチャンバ２の上面図である。
【符号の説明】
１ 清浄空間
２ 上部プレナムチャンバ（サプライプレナムチャンバ）
３ 下部プレナムチャンバ（リターンプレナムチャンバ）
４ リターンシャフト
４ａ 空気浄化ユニット
４ｂ ファンユニット
４ｃ 温度制御ユニット
４ｄ 上部接続ユニット
４ｅ 下部接続ユニット
５、１５、２５、３５ サプライチャンバボックスユニット
５ａ、７ａ 筺体
５ｂ、３５ｂ サプライ接続ダクト
５ｃ クリーンエア送風口
６、１６ ＵＬＰＡフィルタ
７、１７ リターンチャンバボックスユニット
７ｂ リターン接続ダクト
７ｃ クリーンエア吸込口
８ グレイチング床
９、１９ａ、１９ｂ ケミカルフィルタ
１０ インバータ
１１ ファン
１２ 冷却コイル
１３ クリップ
１４ａ、１４ｂ 外気導入口
１８ パンチング板
２０ 既設のクリーンルーム
２１ ＨＥＰＡフィルタ
２２ ファンフィルタユニット
２３ ブランクパネル
Ｆ 送風機
Ｔ 端子台
【発明の属する技術分野】
本発明は循環型クリーンルームに関し、特にクリーンエアの通路の構築が容易な循環型クリーンルームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造等では、クリーンルーム内に、より清浄度の高い高度清浄域を形成することがある。前記高度清浄域としては、半導体製品の製造装置の設置空間や半導体製品の搬送空間であるミニエンバイラメントと称される空間を例示できる。ミニエンバイラメントに代表される前記空間では、空気中の微細粒子（以下、「塵埃」という）のみならずガス状物質が汚染物質となりうることが知られており、前記空間では、対象エリアの直上のファンフィルタユニット等にケミカルフィルタ等の空気浄化手段を取付けて一過式の空気経路を形成することにより、対象エリアに前記汚染物質の除去された空気（クリーンエア）を送風する方法が一般的に採られている。しかし、この場合、汚染物質の除去が一過性であるため、対象エリアの汚染物質濃度はさほど低くならない。
【０００３】
前述した一過式の空気浄化方法よりも前記空間の汚染物質濃度を低くするには、空気循環系路にケミカルフィルタ等を配置して、何度も汚染物質除去処理を行う必要がある。このような循環型クリーンルームには、例えば、特開平８−８９７４７号公報で開示される循環型クリーンルームが知られている。しかし、この場合、クリーンルーム全体のクリーンエアを処理するため、処理する必要のある空気量が多くなり、ケミカルフィルタ等の空気浄化手段の設置を多く必要とし、イニシャルコストやランニングコストがかかってしまう欠点がある。
【０００４】
前述した欠点を解決するために、既設のクリーンルームを天井裏や床下ごと他のエリアからパネル等で気密に区切り、区切られた天井裏及び床下を利用して空気循環経路を形成し、区切られたクリーンルーム内へクリーンエアが循環するようにした循環型クリーンルーム構造とする方法が行われるようになってきた。
【０００５】
また、他の方法としては、クリーンルームにおける清浄空間（いわゆるクリーンルーム内）の一部をチャンバ（筺体）によって気密に閉鎖し、前記チャンバ内に循環型クリーンルーム構造を構築する方法（特開平１０−３４０８７４号公報）が知られている。
【０００６】
クリーンルームの一部分を気密に区切ることによって限定された空間を循環型クリーンルーム構造とするこれらの方法は、前記空気浄化手段の設置数及び前記空気浄化手段による空気浄化処理量を減らすことにより、イニシャルコスト及びランニングコストをより低く、かつ清浄度のより高い循環型クリーンルーム構造を構築しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、既設のクリーンルームを天井裏や床下ごと他のエリアからパネル等によって気密に区切る方法では、天井裏の梁や床下に設置された配管等の形状に合わせてパネルを切り取らなくてはならない場合があるとともに、それらの形状に合わせた気密シールを行わなくてはならず、施工が煩雑である。
【０００８】
また、特開平１０−３４０８７４号公報で開示される循環型クリーンルーム構造では、前記チャンバによって気密に閉塞された空間に循環型クリーンルーム構造が形成されることから、前述した煩雑さはないものの、生産ラインの変更により高度清浄域の拡張・縮小・移動に対して、設置されたチャンバの寸法が対応できず、融通性に改善の余地があった。また、内部に収容される生産機器の規格も統一されておらず、チャンバとの取り合い部の構造は複雑になり、汎用性に改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、前記事項に鑑みなされたものであり、その目的は、清浄度の高い清浄空間を適宜設定可能であるとともに構築が容易な循環型クリーンルームを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は循環型クリーンルームであり、前記目的を達成するための手段として以下のような構成とされている。
すなわち、本発明の循環型クリーンルームは、清浄空間からの還気エア中の汚染物質を除去する空気浄化手段と、前記清浄空間へ前記エアを供給するサプライプレナムチャンバと、を備え、前記清浄空間・前記空気浄化手段・前記サプライプレナムチャンバによって前記エアの循環経路を構成する循環型クリーンルームにおいて、前記サプライプレナムチャンバは、
前記エアの通路を形成するサプライ接続ダクトと、前記エアを前記清浄空間内へ送風するクリーンエア送風口と、を有する複数のサプライチャンバボックスユニットの集合体、で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記構成によれば、前記複数のサプライチャンバボックスユニットの集合体によって前記清浄空間へのエアの通路をコンパクトに、かつ容易に形成可能になる。そして、生産ラインの切り替え等に柔軟に追従できる。
【００１２】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記複数のサプライチャンバボックスユニットのうち少なくとも一つのサプライチャンバボックスユニットのサプライ接続ダクトには前記エアが供給され、他のサプライチャンバボックスユニットのサプライ接続ダクトはサプライチャンバボックスユニット同士を接続することを特徴とする。
【００１３】
前記構成によれば、前記エアが、少なくとも一つの前記サプライ接続ダクトから前記複数のサプライプレナムチャンバのそれぞれへ供給される。
また、前記サプライプレナムチャンバは、前記清浄空間の上部に位置すると、前記清浄空間における気流形状を設定する上で望ましい。
【００１４】
前記清浄空間における清浄度は、清浄空間内に形成される気流方式によっても影響される。前記気流方式には、在来型乱流方式、水平層流方式、垂直層流方式等がある。本発明の循環型クリーンルームは、前記清浄空間のクリーンエアを前記空気浄化手段へ還気するようクリーンエア吸込口を設け、その位置によって、いずれの前記気流方式も採用することが可能であり、例えば、前記クリーンエア吸込口を前記清浄空間の側部に設けても良い。
【００１５】
しかし、前記気流方式では、乱流に比べて層流の方がより高い清浄度を有する清浄空間とするのに好ましい。従って、前記クリーンエア吸込口は、前記クリーンエア送風口に対向する位置に設けられるのが好ましい。
【００１６】
そこで、本発明の循環型クリーンルームは、前記清浄空間内のクリーンエアを前記空気浄化手段へ還気するリターンプレナムチャンバを有し、前記リターンプレナムチャンバは、
前記清浄空間内のクリーンエアを吸い込むクリーンエア吸込口と、吸い込まれたクリーンエアの通路を形成するリターン接続ダクトと、を有する複数のリターンチャンバボックスユニットの集合体、で構成され、
前記複数のリターンチャンバボックスユニットのうち少なくとも一つのリターンチャンバボックスユニットのリターン接続ダクトは前記空気浄化手段に接続され、他のリターンチャンバボックスユニットのリターン接続ダクトはリターンチャンバボックスユニット同士を接続することを特徴とする。
【００１７】
前記構成によれば、前記複数のリターンチャンバボックスユニットの集合体によって前記清浄空間からのクリーンエアの通路をコンパクトに、かつ容易に形成可能になる。前記清浄空間内のクリーンエアは、各リターンチャンバボックスユニットに吸い込まれ、それらの中の少なくとも一つのリターン接続ダクトを通って前記空気浄化手段へ還気される。
【００１８】
また、本発明の循環型クリーンルームにおける前記サプライチャンバボックスユニットの接続、あるいは前記リターンチャンバボックスユニットの接続は、隣り合うチャンバボックスユニットの接続ダクトの端部同士を一体的に挟持するクリップによって接続されることを特徴とする。
【００１９】
前記構成によれば、前記チャンバボックスユニットの接続にあたり、工具が使用できない狭所での施工が可能であるとともに、前記サプライあるいはリターンチャンバボックスユニットの接続がより容易である。
【００２０】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライチャンバボックスユニットに送風機を備えると、前記清浄空間の用途・条件等に応じてクリーンエアの供給を個別に制御することが可能となり好ましい。
【００２１】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライチャンバボックスユニットの少なくとも一つに前記空気浄化手段及び送風機からなるファンフィルタユニットを備え、かつ前記ファンフィルタユニットを備えるサプライチャンバボックスユニットに外気を導入することにより、前記清浄空間に外気を導入することが可能となる。また、前述した外気導入手段としては、前記リターンプレナムチャンバへの外気の導入とすることも可能である。
【００２２】
さらに、本発明の循環型クリーンルームは、前記リターンプレナムチャンバからクリーンエアを排気する排気手段を備えると、前記清浄空間内で前記汚染物質が発生した場合に、前記清浄空間内の汚染物質濃度を下げるのに好適である。前記排気手段は、送風機等を備えた強制排気手段であっても良いし、前記清浄空間と外部との圧力差や清浄空間の送風方向を利用する自然排気手段であっても良い。
【００２３】
本発明の循環型クリーンルームにおける空気浄化手段は、前記清浄空間内へ供給されるエアから汚染物質を除去してクリーンエアとするための手段であり、その配置位置は清浄空間より上流側となる位置であれば良く、例えば、外気の導入口や清浄空間からの還気通路、あるいは、前記クリーンエア送風口等に配置される。また、空気浄化手段には、清浄空間に要求される清浄度を達成可能な浄化能力や浄化特性を有するものが使用される。
【００２４】
空気浄化手段には、浄化特性の異なる複数種類の空気浄化手段を用いても良く、この場合、浄化特性の異なる複数種類の空気浄化手段は、前記清浄空間より上流側であれば、同一位置に配置しても良く、また、異なる位置に配置しても良い。空気浄化手段としては、塵埃タイプの汚染物質を除去する空気浄化手段や、ガス状汚染物質を除去する空気浄化手段、これら両者を除去する空気浄化手段等を例示することができる。
【００２５】
塵埃タイプの汚染物質を除去する空気浄化手段には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタやＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタを使用すると良い。また、ガス状汚染物質を除去する空気浄化手段には、捕集面上における化学反応によってガス状汚染物質を捕集あるいは分解するケミカルフィルタを使用すると良い。ケミカルフィルタは、対象となるガス状汚染物質によって使い分けられることから、適切なケミカルフィルタを選択あるいは併用すると良い。
【００２６】
塵埃及び無機系ガス状汚染物質の除去の両方を兼ね備える空気浄化手段には、空気に水を噴霧して空気中の汚染物質を除去するエアワッシャ装置を使用しても良い。そして、エアワッシャ装置は、前述した空気浄化手段として使用するだけでなく、前記清浄空間内の湿度を調整する加湿手段を兼ねて使用しても良い。
【００２７】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記清浄空間の条件を制御する制御手段を備えても良い。この制御手段としては、清浄空間の温度を制御する冷却コイルや加熱コイル等の温度制御手段や、前述したエアワッシャ装置による湿分の増加を抑制する湿度制御手段等が挙げられる。
【００２８】
また、本発明の循環型クリーンルームには、処理表面から僅かに発生するガス状汚染物質の影響を極力さけるために、塗装を施した部材やプラスチック等を使用しないことが好ましく、好ましい材質としては、アルミニウムや鉄、ステンレス等を例示することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の循環型クリーンルームについて、その実施の形態を添付した図面に基づき説明する。まず、本発明における第１の実施の形態を図１から図４を基づいて説明する。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１に本実施の形態における循環型クリーンルームの縦断面を示す。本実施の形態における循環型クリーンルームは、天井裏及び床下を空気の通路とする既設のクリーンルーム２０内の一画に設けられる。
【００３１】
既設のクリーンルーム２０は、天井裏の空気を取り入れるとともに室内へ送風する送風機と塵埃用空気浄化手段であるＨＥＰＡフィルタ２１とを有するファンフィルタユニット２２によって、天井裏の空気を室内へ供給するクリーンルームである。そして、既設のクリーンルーム２０の床面は、一部がブランクパネル２３によって形成され、他がグレイチング床で形成され、前記室内の気流は下向き一方向流にはならないようにされている。なお、既設のクリーンルーム２０は、天井及び床にアルミニウム製のフレームが縦横に延びるよう設けられ、前記天井フレームの一区画上に前記ファンフィルタユニット２２が載置され、前記床フレームの一区画に合うような面積に対しグレイチング床（複数の孔が開けられた通気性の床板）または前記ブランクパネル２３が敷かれて室内を形成している。
【００３２】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、既設のクリーンルーム２０内の一画をパネルで気密に区切られて形成される清浄空間１と、清浄空間１の天井裏に配置され清浄空間１にエアを供給する上部プレナムチャンバ（サプライプレナムチャンバ）２と、清浄空間１の床下に配置され清浄空間１のクリーンエアを吸い込む下部プレナムチャンバ（リターンプレナムチャンバ）３と、上部プレナムチャンバ２及び下部プレナムチャンバ３を連結するリターンシャフト４とによって主に構成されている。清浄空間１には、半導体製造用の生産機器（図示せず）が設置されている。
【００３３】
上部プレナムチャンバ２は、複数のサプライチャンバボックスユニット５の集合体によって形成されている。サプライチャンバボックスユニット５は、清浄空間１に臨んで開口するクリーンエア送風口５ｃを有するとともにエアの通路を形成するサプライ接続ダクト５ｂを有する筺体５ａから構成されている。そして、サプライチャンバボックスユニット５は、図２に示されるように、サプライ接続ダクト５ｂの一つがリターンシャフト４と接続され、他のサプライ接続ダクト５ｂが筺体５ａ同士を接続することで、上部プレナムチャンバ２を形成している。クリーンエア送風口５ｃには前記天井フレームの区画に合った塵埃用空気浄化手段であるＵＬＰＡフィルタ６がそれぞれ取り付けられ、清浄空間１の天井面を形成している。なお、サプライチャンバボックスユニット５も前記天井フレームの区画で区切れる大きさになっている。
【００３４】
サプライチャンバボックスユニット５の接続には、図４に示されるように、隣り合うサプライチャンバボックスユニット５のサプライ接続ダクト５ｂの端部同士を一体的に挟持する断面Ｕ字形のクリップ１３が使用される。このクリップ１３は閉じる方向に付勢され、サプライ接続ダクト５ｂからのエアの漏れを少なくするように設けられる。クリップ１３同士の間隔は、例えば５００mm未満になるように配置され、また、接続ダクトは、施工性を考慮し各ボックスに設けられるとともに、ボックス間に作業者の手が入るようになっている。
【００３５】
下部プレナムチャンバ３は、複数のリターンチャンバボックスユニット７及び既設のクリーンルーム２０床下の空気を導入可能なリターンチャンバボックスユニット１７の集合体によって形成されている。リターンチャンバボックスユニット７は、清浄空間１に臨んで開口するクリーンエア吸込口７ｃを有するとともにクリーンエアの通路を形成するリターン接続ダクト７ｂを有する筺体７ａから構成されている。リターンチャンバボックスユニット１７は、筺体７ａ、リターン接続ダクト７ｂ、クリーンエア吸込口７ｃに加えて、床下の空気（外気）が導入される外気導入口１４ｂと、外気中のガス状汚染物質を除去する空気浄化手段であるケミカルフィルタ１９ｂから構成されている。
そして、リターンチャンバボックスユニット７、１７は、図３に示されるように、リターン接続ダクト７ｂの一つがリターンシャフト４と接続され、他のリターン接続ダクト７ｂが筺体７ａ同士を接続することで、下部プレナムチャンバ３を形成している。クリーンエア吸込口７ｃには前記床フレームの区画に合ったグレイチング床８がそれぞれ取り付けられ、清浄空間１の床面を形成している。なお、リターンチャンバボックスユニット７、１７も前記床フレームの区画で区切れる大きさになっている。
【００３６】
そして、リターンチャンバボックスユニット７、１７も、サプライチャンバボックスユニット５の接続と同様に、クリップ１３によって接続されている。
【００３７】
リターンシャフト４も複数のユニットの集合体で構成されている。リターンシャフト４は、ケミカルフィルタ９を備えた空気浄化ユニット４ａと、リターンチャンバボックスユニット１７から導入された外気を空気浄化ユニット４ａへ送風するファン１１を備えたファンユニット４ｂと、清浄空間１から還気されたクリーンエアの温度を制御する冷却コイル１２を備えた温度制御ユニット４ｃと、上部プレナムチャンバ２及び空気浄化ユニット４ａを接続する上部接続ユニット４ｄと、下部プレナムチャンバ３及び温度制御ユニット４ｃを接続する下部接続ユニット４ｅとから構成されている。なお、符号１０はインバータであり、清浄空間１内の循環風量を制御する目的で設けられている。インバータ１０は、例えば清浄空間１内いっぱいに予定されたよりも大きな生産機器が収容された場合等の圧損増加対策となる。
【００３８】
また、空気浄化ユニット４ａには、ケミカルフィルタ９に代えて、水噴霧により空気中の塵埃及びガス状汚染物質を除去するエアワッシャ装置を備えても良い。ただしこの場合、エアワッシャ装置は、エアの浄化手段であるとともに、クリーンエアの加湿手段にもなるので、湿度制御手段を別途設ける、あるいは、温度制御ユニット４ｃとエアワッシャ装置を連動させて制御する計装設備を備える必要がある。
【００３９】
続いて、本実施の形態における循環型クリーンルームの作動状態について説明する。まず、外気導入口１４ｂから下部プレナムチャンバ３を通ってファンユニット４ｂへ外気が導入される。この外気は前述したように、既設のクリーンルーム２０床下の空気であり、前記外調機によって予め汚染物質が一定基準まで除去され、かつ温度や湿度が調整されたエアである。
【００４０】
ファンユニット４ｂに導入されたエア（外気導入口１４ｂからの外気と清浄空間１からの還気であるクリーンエアとの混合空気）は、ファン１１によって空気浄化ユニット４ａへ送風され、ケミカルフィルタ９を通過する。この際、前記エア中に清浄空間１で発生したガス状汚染物質（有機物・酸・アルカリ）等が存在する場合には、ケミカルフィルタ９によって除去される。
【００４１】
ケミカルフィルタ９を通過したエアは、上部接続ユニット４ｄを通って、上部接続ユニット４ｄと接続するサプライ接続ダクト５ｂを通過する。そして、サプライチャンバボックスユニット５同士を接続するサプライ接続ダクト５ｂを通じてそれぞれのサプライチャンバボックスユニット５へ供給される。
【００４２】
それぞれのサプライチャンバボックスユニット５へ供給されたエアは、筺体５ａに設けられた前記クリーンエア送風口５ｃからＵＬＰＡフィルタ６を通過して清浄空間１へクリーンエアとして送風される。このとき、前記エア中に塵埃が存在する場合には、ＵＬＰＡフィルタ６によってエア中の塵埃が除去される。
【００４３】
清浄空間１の上方（天井）から供給されたクリーンエアは、清浄空間１を垂直方向に横断し、下部プレナムチャンバ３を構成するリターンチャンバボックスユニット７、１７に設けられたクリーンエア吸込口７ｃからリターンチャンバボックスユニット７、１７へ吸い込まれる。
【００４４】
リターンチャンバボックスユニット７、１７へ吸い込まれたクリーンエアは、リターン接続ダクト７ｂを通って下部接続ユニット４ｅへ供給され、さらに温度制御ユニット４ｃへ供給される。
【００４５】
温度制御ユニット４ｃでは、クリーンエア（還気）は、清浄空間１の温度を清浄空間１に設置される前記生産機器の発熱分を補償して適切な範囲内にすべく冷却コイル１２によって冷却される。温度制御ユニット４ｃで温度制御された還気は、再びファンユニット４ｂへ供給され、前述した循環経路を繰り返し循環する。
【００４６】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、エアが循環する循環経路を複数のユニットの集合体で構成したことから、天井裏や床下を気密に区切る煩雑な作業をすることなくクリーンエアの循環経路を形成することができるので、構築が容易で短工期で構築できる。また、清浄空間１の面積・形状に応じサプライチャンバボックスユニット５やリターンチャンバボックスユニット７、１７を配置すればよく、前記チャンバボックスユニットの配置形状、あるいは配置個数によって清浄空間１を自在に設定することにより、清浄空間１の用途・条件に柔軟に対応できる。
【００４７】
また、本実施の形態における循環型クリーンルームは、前記チャンバボックスユニットの接続ダクトを、断面Ｕ字形のクリップ１３によって接続したことから、ドライバー等の工具が使用できないような狭所においても接続が可能である。
【００４８】
また、本実施の形態における循環型クリーンルームは、エアの循環経路にケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６を備えたことから、一過式の方式と比べケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６の設置枚数を少なくすることができ、空気浄化手段のイニシャルコストを低くすることができる。
【００４９】
そして、ケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６は、循環するエアを繰り返し浄化することから、清浄度の高いクリーンエアを清浄空間１に供給することができる。従って、ケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６の空気浄化時における負荷が徐々に低減され、ケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６の交換頻度を少なくできることから、空気浄化手段のランニングコストを低くすることができる。
【００５０】
また、本実施の形態における循環型クリーンルームは、既設のクリーンルーム２０の天井がファンフィルタユニット２２を載置した形で形成されていることから、天井裏の空気が前記ファンフィルタユニット２２の空気取り入れ口へ流れるため、天井裏の雰囲気が負圧になる。従って、天井裏の空気が清浄空間１内へ流入することがないので、ＵＬＰＡフィルタ６の取付けは前記フレームに載置するだけでよく、シリコンシール等による気密対策は不要である。
【００５１】
また、本実施の形態における循環型クリーンルームは、既設のクリーンルーム２０床下の空気をリターンチャンバボックスユニット１７から導入することができるため、清浄空間１に専用の外調機の設置が困難であったり、前記外調機からのエア（外気）の導入が困難な場合でも容易に構築することができる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態における循環型クリーンルームを図５から図７に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００５３】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前記第１の実施の形態に対して、外気導入を前記天井裏からも行うことができるとともに、前記床下へ清浄空間１のクリーンエアを排気可能にした点で異なる。
【００５４】
より詳しくは、上部プレナムチャンバ２を構成する複数のサプライチャンバボックスユニット５の一つが、図５及び図６に示されるように、天井裏の空気を取り入れ可能なサプライチャンバボックスユニット１５になっている。下部プレナムチャンバ３は、図７に示されるように、一つのリターンチャンバボックスユニット７が欠落（図７中の破線で囲まれた斜線部）した構成となっており、そこに生じた空間から、清浄空間１が周辺部（天井裏や床下）に対して僅かに加圧雰囲気であることを利用して、清浄空間１のクリーンエアを前記床下へ排気する構成となっている。なお、前記欠落部分は、本発明における排気手段に相当する。
【００５５】
サプライチャンバボックスユニット１５は、筺体５ａの天面に外気導入口１４ａが設けられており、外気導入口１４ａにはケミカルフィルタ１９ａが備えられている。また、サプライチャンバボックスユニット１５には送風機（図示せず）が備えられており、天井裏の空気（外気）を導入可能な構成になっている。
【００５６】
前述した構成により、本実施の形態における循環型クリーンルームには、ガス状汚染物質の除去された外気が天井裏及び床下から導入される。すなわち、外気は、既設のクリーンルーム２０のエア循環系に対して設けられた外調機によって調温調湿のうえ、このエア循環系に導入される。既設のクリーンルーム２０における外気と還気の混合空気がクリーンルーム２０の天井裏・床下に供給され、前記送風機及びファン１１の吸引力により外気導入口１４ａ、１４ｂから吸引される。そして、エアの循環に伴って、前述したリターンチャンバボックスユニットの欠落部分から、清浄空間１内外の圧力差を利用して、清浄空間１内のクリーンエアが排気される。その他の構成及び作動状態については、前述した第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前述した第１の実施の形態における効果に加えて、リターンチャンバボックスユニット７の一つを欠落した構成としたことから、清浄空間１内のクリーンエアを前記欠落部分から排気することができる。従って、清浄空間１内に多量の汚染物質が発生した場合でも、その全てをケミカルフィルタ９あるいはＵＬＰＡフィルタ６で除去しなくても良いことから、前記した場合においてもケミカルフィルタ９及びＵＬＰＡフィルタ６のランニングコストを低くすることができる。なおこの場合、外気導入口１４ｂの近傍まで外気ダクトを延ばし、あるいは、両者を接続するか、または前記欠落部分まで排気ダクトを延出することが好適である。
【００５８】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態における循環型クリーンルームを図８に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前記第２の実施の形態に対して上部プレナムチャンバ２を構成する全てのサプライチャンバボックスユニットを、送風機を有するファンフィルタユニット形式とし、外気導入口は必要に応じて前記ファンフィルタユニットに設けることとし、前記リターンシャフト４が送風機を内設していない点で異なる。
【００６０】
より詳しくは、本実施の形態におけるサプライチャンバユニット２５は、筺体５ａにおけるクリーンエア送風口５ｃの送風方向に送風機Ｆ及びＵＬＰＡフィルタ６を備えた構成になっている。筺体５ａには必要に応じて外気導入口が設けられる。また、前述した第２の実施の形態と同様、前記外気導入口には、ケミカルフィルタを配置しても良い。なお、Ｔは、送風機Ｆの運転を制御するインバータ等の端子台である。
【００６１】
前述した構成により、本実施の形態における循環型クリーンルームは、前記天井裏から外気を導入することが可能であるとともに、清浄空間１へのクリーンエアの供給を個々に制御する。その他の構成及び作動状態は、前述した第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態におけるの効果に加えて、上部プレナムチャンバ２から清浄空間１へのクリーンエアの供給量・風速を制御することができる。すなわち、送風機Ｆの各々にインバータを介装させることによりＵＬＰＡフィルタ６の目詰まり状態によらずクリーンエアの供給を一様にし、清浄空間１における気流の乱れを生じにくくすることにより、気流の乱れに起因する清浄空間１の清浄度の低下を抑制することができる。
また、例えば清浄空間１の気流速度について、前記生産機器及びその周囲を高速、生産機器から離れた部分をより低速となるインバータ制御をする等、清浄空間１内の作業状態等に合わせてクリーンエアの供給を個々に制御して省エネルギー化を図ることもできる。
【００６３】
＜第４の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態における循環型クリーンルームを図９及び図１０に基づいて説明する。なお、前述した第１から第３の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００６４】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、前述した第１の実施の形態に対して空気浄化ユニット４ａにケミカルフィルタ９に加えてＵＬＰＡフィルタ１６を備えるとともに、サプライチャンバボックスユニットを上部接続ユニット４ｄにそれぞれ直接接続した点で異なる。
【００６５】
より詳しくは、本実施の形態におけるサプライチャンバボックス３５は、図９及び図１０に示されるように、筺体５ａのクリーンエア送風口５ｃにパンチング板１８が設けられ、筺体５ａと上部接続ユニット４ｄとがサプライ接続ダクト３５ｂで個々に接続されている。なお、サプライ接続ダクト３５ｂは、フレキシブル管で構成されている。
【００６６】
前述した構成により、本実施の形態における循環型クリーンルームは、空気浄化ユニット４ａを通過したクリーンエアが上部接続ユニット４ｄ及びサプライ接続ダクト３５ｂを通ってそのまま清浄空間１へ供給される。その他の構成及び作動状態は、前述した第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
本実施の形態における循環型クリーンルームは、第１の実施の形態と異なりクリーンエア送風口５ｃにＵＬＰＡフィルタを設けないことから、天井裏の高さが十分でないためＵＬＰＡフィルタを送風口に設置できない場合においても、清浄空間１にクリーンエアを供給するサプライチャンバボックスユニット３５の設置が可能である。
【００６８】
また、ＵＬＰＡフィルタがクリーンエア送風口５ｃに設けられていないことから、前記第１の実施の形態に比べてＵＬＰＡフィルタの使用枚数を低減することができる。従って、サプライチャンバボックスユニットの数だけ設置されるＵＬＰＡフィルタ６に起因する化学汚染物質（ガス状汚染物質）の発生を低減することが可能であるとともに、ＵＬＰＡフィルタ等の空気浄化手段が一箇所に集中しているため、メンテナンスもしやすい。
【００６９】
以上、本発明における第１〜第４の実施の形態を、局所を清浄化するクリーンルーム装置として説明してきたことからもわかるように、これらの実施の形態は、有害空気の浄化・循環・再利用等、クリーンルーム内の他区域の空気とは異なる性状の空気を効率的に処理する際に適用できる。さらに、前述した各実施の形態におけるサプライチャンバボックスユニットには、ケーシング部に接続ダクトを取り付けた既存のファンフィルタユニットの改造品を用いることも可能である。なお、前述した実施の形態における循環型クリーンルームは、既設のクリーンルームの改造に留まらず、高清浄度を要求されるクリーンルームの新設にも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の循環型クリーンルームは、空気浄化手段によって浄化されたクリーンエアを清浄空間へ供給するにあたり、エアの通路を形成するサプライ接続ダクトと、前記エアを前記清浄空間内へ送風するクリーンエア送風口と、を有する複数のサプライチャンバボックスユニットの集合体、によって前記空気浄化手段によるクリーンエアを清浄空間に供給するサプライプレナムチャンバを構成したことから、容易かつ短工期に構築することができるとともに、清浄空間内における半導体製品の生産ラインの変更等に容易に追従できる。
【００７１】
同様に、本発明の循環型クリーンルームは、清浄空間内のクリーンエアを吸い込むクリーンエア吸込口と、吸い込まれたクリーンエアの通路を形成するリターン接続ダクトと、を有する複数のリターンチャンバボックスユニットの集合体、によって前記クリーンエアを前記空気浄化手段へ還気するリターンプレナムチャンバを構成したことから、容易に構築することができるとともに、前記清浄空間を、より清浄度の高い気流方式である垂直層流方式とするのに好適である。
【００７２】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライ接続ダクト、あるいは前記リターン接続ダクトにおける接続部分に、接続ダクトの端部同士を一体的に挟持するクリップを使用すると、より容易に構築可能であるとともに、工具等の使用が困難、あるいは工具の使用が不可能な狭所でも構築が可能である。
【００７３】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライチャンバボックスユニットの配置個数や配置形状によって、清浄空間を適宜設定することができる。
【００７４】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記サプライチャンバボックスユニットまたは前記リターンチャンバボックスユニットに前記空気浄化手段や送風機等を装備することで系外の空気を取り入れることができ、さらに前記清浄空間へのクリーンエアの送風量・風速を個別に制御しやすい。また、前記チャンバボックスユニットから外気を導入可能にすると、専用の外調機を要せずに、系外の外気を共用して取り入れて構築することが可能である。
【００７５】
また、本発明の循環型クリーンルームは、前記リターンプレナムチャンバからクリーンエアを排気可能にすると、前記清浄空間内で汚染物質が発生した場合に、清浄空間内の汚染物質濃度を速やかに低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の循環型クリーンルームにおける第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の循環型クリーンルームにおける第１の実施の形態の上部プレナムチャンバ２の上面図である。
【図３】本発明の循環型クリーンルームにおける第１の実施の形態の下部プレナムチャンバ３の下面図である。
【図４】本発明の循環型クリーンルームにおける第１の実施の形態のサプライ接続ダクト５ｂの接続部分を示す要部拡大図である。
【図５】本発明の循環型クリーンルームにおける第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の循環型クリーンルームにおける第２の実施の形態の上部プレナムチャンバ２の上面図である。
【図７】本発明の循環型クリーンルームにおける第２の実施の形態の下部プレナムチャンバ３の下面図である。
【図８】本発明の循環型クリーンルームにおける第３の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【図９】本発明の循環型クリーンルームにおける第４の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【図１０】本発明の循環型クリーンルームにおける第４の実施の形態の上部プレナムチャンバ２の上面図である。
【符号の説明】
１ 清浄空間
２ 上部プレナムチャンバ（サプライプレナムチャンバ）
３ 下部プレナムチャンバ（リターンプレナムチャンバ）
４ リターンシャフト
４ａ 空気浄化ユニット
４ｂ ファンユニット
４ｃ 温度制御ユニット
４ｄ 上部接続ユニット
４ｅ 下部接続ユニット
５、１５、２５、３５ サプライチャンバボックスユニット
５ａ、７ａ 筺体
５ｂ、３５ｂ サプライ接続ダクト
５ｃ クリーンエア送風口
６、１６ ＵＬＰＡフィルタ
７、１７ リターンチャンバボックスユニット
７ｂ リターン接続ダクト
７ｃ クリーンエア吸込口
８ グレイチング床
９、１９ａ、１９ｂ ケミカルフィルタ
１０ インバータ
１１ ファン
１２ 冷却コイル
１３ クリップ
１４ａ、１４ｂ 外気導入口
１８ パンチング板
２０ 既設のクリーンルーム
２１ ＨＥＰＡフィルタ
２２ ファンフィルタユニット
２３ ブランクパネル
Ｆ 送風機
Ｔ 端子台
Claims (9)
- 清浄空間からの還気エアが流れるリターンシャフトと、該リターンシャフトを流れる還気エア中の汚染物質を除去する空気浄化手段と、前記清浄空間へ前記エアを供給するサプライプレナムチャンバと、を備え、前記清浄空間・前記リターンシャフト・前記空気浄化手段・前記サプライプレナムチャンバによって前記エアの循環経路を構成する循環型クリーンルームにおいて、
前記サプライプレナムチャンバは、
前記エアの通路を形成するサプライ接続ダクトと、前記エアを前記清浄空間内へ送風するクリーンエア送風口と、を有し、前記清浄空間の天井フレームの区画に対応した大きさを有する複数のサプライチャンバボックスユニットの集合体で構成され、
前記複数のサプライチャンバボックスユニットのうち少なくとも一つのサプライチャンバボックスユニットのサプライ接続ダクトには前記リターンシャフトが接続されることで前記エアが供給され、他のサプライチャンバボックスユニットのサプライ接続ダクトはサプライチャンバボックスユニット同士を接続し、
前記サプライチャンバボックスユニットは、閉じる方向に付勢され隣り合うサプライチャンバボックスユニットの前記サプライ接続ダクトの端部同士を一体的に挟持するクリップによって接続されることを特徴とする循環型クリーンルーム。 - 前記サプライプレナムチャンバは、前記清浄空間の上部に位置することを特徴とする請求項１に記載の循環型クリーンルーム。
- 清浄空間からの還気エア中の汚染物質を除去する空気浄化手段と、前記清浄空間へ前記エアを供給するサプライプレナムチャンバと、を備え、前記清浄空間・前記空気浄化手段・前記サプライプレナムチャンバによって前記エアの循環経路を構成する循環型クリーンルームにおいて、
前記サプライプレナムチャンバは、
前記エアの通路を形成するサプライ接続ダクトと、前記エアを前記清浄空間内へ送風するクリーンエア送風口と、を有する複数のサプライチャンバボックスユニットの集合体で構成され、
前記循環型クリーンルームは、前記清浄空間内のクリーンエアを前記空気浄化手段へ還気するリターンプレナムチャンバを有し、
前記リターンプレナムチャンバは、
前記清浄空間内のクリーンエアを吸い込むクリーンエア吸込口と、吸い込まれたクリーンエアの通路を形成するリターン接続ダクトと、を有する複数のリターンチャンバボックスユニットの集合体で構成され、
前記複数のリターンチャンバボックスユニットのうち少なくとも一つのリターンチャンバボックスユニットのリターン接続ダクトは前記空気浄化手段に接続され、他のリターンチャンバボックスユニットのリターン接続ダクトはリターンチャンバボックスユニット同士を接続することを特徴とする循環型クリーンルーム。 - 前記リターンチャンバボックスユニットは、隣り合うリターンチャンバボックスユニットの前記リターン接続ダクトの端部同士を一体的に挟持するクリップによって接続されることを特徴とする請求項３記載の循環型クリーンルーム。
- 前記サプライチャンバボックスユニットに送風機を備えることを特徴とする請求項１記載の循環型クリーンルーム。
- 前記サプライチャンバボックスユニットの少なくとも一つに前記空気浄化手段及び送風機からなるファンフィルタユニットを備え、かつ前記ファンフィルタユニットを備えたサプライチャンバボックスユニットに外気を導入可能な請求項１記載の循環型クリーンルーム。
- 前記リターンプレナムチャンバに外気を導入可能なことを特徴とする請求項３記載の循環型クリーンルーム。
- 前記リターンプレナムチャンバからクリーンエアを排気する排気手段を備えることを特徴とする請求項３記載の循環型クリーンルーム。
- 前記排気手段は、前記リターンプレナムチャンバが一つの前記リターンチャンバボックスユニットが欠落して生じる空間である欠落部分として構成されることを特徴とする請求項８に記載の循環型クリーンルーム。
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