JP5498863B2 - クリーンルーム施設及びそのゾーンニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、クリーンルーム施設及びそのゾーンニング方法に関するものであり、より詳細には、電子デバイス等の精密部品又は精密機器を清浄環境下に加工・処理するための加工・処理領域を区画するクリーンルーム施設及びそのゾーンニング方法に関するものである。

一般に、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス、ＬＣＤ、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレイ、あるいは、ＬＥＤ等のダイオードを製造するための電子デバイス製造用クリーンルーム（無塵室）施設や、リチウム電池等の二次電池、或いは、太陽電池パネル等を製造するためのクリーンルーム施設においては、高度な空気清浄度の維持・管理、多大な熱負荷の処理、或いは、厳密な温湿度管理等の如く比較的厳格な空調条件が、各室の用途・目的等に相応して要求される。

このような精密部品又は精密機器を清浄環境下に加工・処理するためのクリーンルーム施設の構成は、精密部品・機器の製造技術、製造装置及び製造設備等の進歩と関連して変遷してきた。

例えば、初期の半導体デバイス製造施設おいては、ウェハは、高い清浄度のウェハ搬送室内を搬送され、搬送室に関連して配置された各種加工装置、処理装置等（以下、「製造装置」という。）によって加工されていた。このような構成のクリーンルーム施設が、例えば、実開平４−９９８２８号公報等に記載されている。

図２０は、実開平４−９９８２８号公報に記載されたクリーンルーム施設の構成を概念的且つ模式的に示す概略縦断面図である。

クリーンルーム施設は、製造装置Ｍを収容した加工・処理室１０１と、作業員等が制御装置等を操作する作業室１０２と、露出状態のウェハＷを搬送装置Ｔによって搬送するための搬送室１０３とから構成される。各工程又は各製造装置に相応した多数の加工・処理室１０１が、搬送室１０３の搬送経路と関連して設けられる。

クリーンルーム施設は、ダウンフロー形式の空調システムを有し、各室の天井裏空間は、給気プレナムチャンバ１０４を構成し、各室の床下空間は、還気チャンバ１０５を構成する。送風機及び冷却コイルを内蔵した空調装置１０７が機械室１０８に配置され、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air)フィルタ又はＵＬＰＡ (Ultra Low Penetration Air)フィルタ等の高性能フィルタを備えたフィルタユニット１０９が天井構造体１１０に配置される。空調装置１０７によって調温・調湿された空調空気は、給気プレナムチャンバ１０４内に給送され、ＨＥＰＡフィルタユニット１０９を介して各室の室内に送風される。空調空気は天井面から流下し、通気性床材１１１及び還気チャンバ１０５を介して空調装置１０７に還流する。

クリーンルーム施設は、床版１１２によって地盤又は下層階から区画され、上階床版又は屋根１１３によって外界又は上層階から区画され、壁体１１４によって外界又は隣接施設から区画される。加工・処理室１０１、作業室１０２、搬送室１０３及び機械室１０８は、隔壁１１６によって相互に区画される。

このようなクリーンルーム施設においては、ウェハＷの搬送室１０３内の環境は最も高い清浄度（例えば、クラス１００）に設定され、加工・処理室１０１の環境は製造装置Ｍの設置条件及び製造条件に相応した清浄度（例えば、クラス１０００）に設定され、作業室１０２は比較的低い清浄度（例えば、クラス１００００）に設定される。

このようなクリーンルーム施設の構成においては、製造装置のレイアウトや、加工・処理室及び作業室の位置等の設計又は建築計画が搬送室の位置及び搬送経路によって大きく制約されるので、製造装置のレイアウト等に関する所望の設計自由度を確保し難い。

これに対し、近年の半導体デバイス製造施設においては、ウェハは、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod)等の搬送容器内に格納され、密封状態で施設内を搬送される。このため、高い清浄度の搬送室を設けず、隔壁を備えない単一の大空間クリーンルームとして加工・処理領域及び作業領域を設計することが可能となり、この結果、製造装置のレイアウト等の設計自由度は、大幅に向上するに至った。

図２１は、加工・処理領域及び作業領域を区画せず、搬送室を備えないクリーンルーム施設の構成を概念的且つ模式的に示す概略縦断面図であり、図２２及び図２３は、図２１に示すクリーンルーム施設の構造を例示する縦断面図及び平面図である。

図２１〜図２３に示すクリーンルーム１２０は、個々の加工・処理室及び作業室の区画を有しない単一の大空間からなり、ウェハＷは、ＦＯＵＰ等の搬送容器Ｓ内に格納され、搬送装置Ｔによって搬送される。クリーンルーム１２０内の空間は、特定の工程を実施する一部の空間（図示せず）を除き、間仕切壁、仕切壁又はパーティション等の隔壁を備えない。従って、製造装置Ｍのレイアウト等に関し、所望の設計自由度が得られる。

このクリーンルーム施設も又、図２０に示すクリーンルーム施設と同じく、ダウンフロー形式の空調システムを有し、クリーンルーム１２０の天井裏空間は、給気プレナムチャンバ１２４を構成し、クリーンルーム１２０の床下空間は、還気チャンバ１２５を構成する。補機設置空間１４０が還気チャンバ１２５の下側に更に配設される。補機設置空間１４０と還気チャンバ１２５とは、床構造体１３１によって水平に区画される。製造装置Ｍと関連した補機Ｎが補機設置空間１４０に配置され、製造装置Ｍ及び補機Ｎは、配管・配線Ｌによって接続される。

送風機及び冷却コイルを内蔵した空調装置１２７が機械室１２８に配置される。高性能フィルタ及び送風機を備えたＦＦＵ（ファンフィルタユニット）１２９が天井構造体１３０に配置される。空調装置１２７によって調温・調湿（調温及び調湿）された空調空気は、給気プレナムチャンバ１２４内に給送され、ＦＦＵ１２９を介してクリーンルーム１２０内に送風される。空調空気は天井面から流下し、通気性床材１２１及び還気チャンバ１２５を介して空調装置１２７に還流する。

クリーンルーム１２０は、補機設置空間１４０の床を構成する床版１３２によって地盤又は下層階から区画され、上階床版又は屋根１３３によって外界又は上層階から区画され、壁体１３４によって外界又は隣接施設から区画される。クリーンルーム１２０及び機械室１２８は、隔壁１３６によって相互に区画される。クリーンルーム施設は、汚染物質、塵埃等を含む空気を外界に排気すべく、送風機及び排気処理装置を備えた除害装置１３７（図２２、図２３）を備える。除害装置１３７は、クリーンルーム１２０に隣接した機械室１３８に配設される。機械室１３８は、隔壁１３６によってクリーンルーム１２０から区画される。

図２４は、大空間のクリーンルームを備えた他の構成のクリーンルーム施設の構成を概念的且つ模式的に示す概略縦断面図である。

図２４に示すクリーンルーム施設は、還気チャンバ１２５内に補機Ｎを配置し、前述の補機設置空間１４０(図２１）を省略した点で前述のクリーンルーム施設（図２１〜図２３）と相違する。図２４に示すクリーンルーム施設の他の構成は、前述のクリーンルーム施設（図２１〜図２３）と実質的に同一であるので、説明を省略する。

図２１〜図２４に示す構成のクリーンルーム施設は、例えば、特開２００４−１０８６９３号公報、特開２００６−３３６３８１号公報、特開２００７−２１２０１５号公報等に記載されている。

実開平４−９９８２８号公報 特開２００４−１０８６９３号公報 特開２００６−３３６３８１号公報 特開２００７−２１２０１５号公報

このような大空間クリーンルームを有するクリーンルーム施設によれば、製造装置レイアウト等の設計自由度を大きく向上し得るが、反面、このようにクリーンルーム、天井裏チャンバ及び床下チャンバとから構成される三層構造、或いは、補機設置空間を更に備えた四層構造の建物の階高Ｈ（図２２）は、約１４〜１５ｍに達するので、クリーンルーム施設の建設費が高額化する傾向がある。

また、製造装置を収容した大空間クリーンルームは、全域に亘って比較的高い清浄度（クラス１０００又はクラス１００）に設定されることから、クリーンルーム内の空気清浄度維持のために多量の空調空気が定常的に空調システム内を循環する。このため、空調システムは、空気循環のために多大な空気搬送動力又は送風動力を要するとともに、空気搬送路の断面が大形化する。

更には、大空間クリーンルームを空調するダウンフロー方式の空調システムは、クリーンルーム全域を均一に温度制御又は温度管理するように設計されるのに対し、各種製造装置の発熱量は装置構造及び稼働状態等に応じて大きく相違し、従って、クリーンルーム内の熱負荷分布は不均一である。不均一な熱負荷分布の結果、空調システムの熱効率は低下する。また、このようにクリーンルーム全体を均一に制御する空調方法では、操業状態に相応して局所的に空調を停止してエネルギー効率を向上することもできない。しかも、このような大空間のクリーンルームにおいては、不測の発塵、汚染物質の発生、ガス漏れ、火災発生等の際にクリーンルーム全域が直ちにその影響を受ける。

また、上記方式のクリーンルーム施設は、多量の空調空気を循環するための空気搬送路として、概ねクリーンルーム全域の床下空間を構成する還気チャンバを要することから、比較的剛性が低いフリーアクセスフロアや、鋼構造二重床等がクリーンルームの床構造として採用される。このため、精密な嫌振性又は耐震性機器を支持する床部分は、外部振動伝達や、振動増幅を防止する機構を備えた高剛性架台や、特殊構造の床下支柱等によって局所的に床構造体を補強しなればならない。しかし、このような補強は、床構造体の構造を複雑化し、施設の建設費を高額化する要因となるばかりでなく、極めて精密な嫌振性機器については、所望の防振効果又は耐震効果を得ることが困難な場合もある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造装置のレイアウト等の設計自由度を損なうことなく、クリーンルーム施設の階高の低減、局所的な空調制御、空調システムの負荷軽減、汚染物質等の拡散防止、床構造体の剛性向上等を可能にするクリーンルーム施設及びそのゾーンニング方法を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明は、清浄環境下に精密部品又は精密機器を加工・処理する製造装置を収容し、空調装置によって調整された外気が供給される大空間クリーンルームを有するクリーンルーム施設において、
前記大空間クリーンルームの床面に間隔を隔てて配置され、製造装置を配置すべき加工・処理領域を区画し、これにより、前記大空間クリーンルームの壁及び天井から分離し且つ前記製造装置を収容する加工・処理室を形成する複数のクリーンルーム区画ユニットを有し、
該区画ユニットは、前記大空間クリーンルームの天井面の下方に間隔を隔てて配置された天井構造体と、該天井構造体を支持する壁構造体と、前記区画ユニット内のクリーンルーム空間を空調する空調機とを有し、
各区画ユニットの天井構造体と前記大空間クリーンルームの天井面との間に形成された連続空間は、前記空調装置の調整外気が供給され且つ該調整外気が流通する空気流通領域を形成し、
前記空調機は、前記空気流通領域に供給された前記空調装置の調整外気を前記加工・処理領域に循環し、前記加工・処理室の室内環境を該区画ユニット外の大空間クリーンルーム内全体空間と異なる環境に制御することを特徴とするクリーンルーム施設を提供する。

本発明の上記構成によれば、空調装置の調整外気は、区画ユニット外の全体空間を介して各区画ユニットの空調機に供給され、区画ユニット内の環境は、各区画ユニットの空調機によって制御されるので、空気搬送経路を構成する天井裏チャンバ及び床下チャンバを省略し、クリーンルーム施設の階高を大幅に低減することができる。

また、床下チャンバの省略により、床面を土間又はコンクリート構造床等の高剛性の床版によって形成することができるので、床構造体の剛性を向上し、製造装置に伝達する振動又は地震挙動や、製造装置を起振源とする振動を防振装置等によって確実に絶縁することができる。

更に、本発明の上記構成によれば、各区画ユニットの空調機が区画ユニット内空間を空調するので、外気調整用空調装置を含む空調システム全体の負荷を軽減することができる。例えば、全体空間の空気清浄度とは異なる空気清浄度に区画ユニット内空間を制御して、全体空間の清浄度を低下し、これにより、外気調整用空調装置の送風負荷等を軽減することができる。このように全体空間の清浄度を低下した場合、空調条件によっては、全体空間の空気を空調装置に還気する空気循環を完全に省略した空調システムを採用することも可能となる。また、区画ユニット内の熱負荷を区画ユニットの空調機によって処理し、外気調整用空調装置の熱負荷を軽減することができる。更には、区画ユニット内で発生した汚染物質、塵埃、有害ガス等を区画ユニットの空調機、或いは、区画ユニットの局所排気設備によって除去し、これにより、汚染物質等がクリーンルーム全域に拡散するのを防止するとともに、外気調整用空調装置の送風負荷等を軽減することができる。

また、天井構造体、壁構造体及び空調機を有する区画ユニットは、施設全体から独立した構造のものであるので、製造装置のレイアウトに相応した加工・処理領域の形態又は設計を採用することができる。

他の観点より、本発明は、清浄環境下に精密部品又は精密機器を加工・処理する製造装置を収容し、空調装置によって調整された外気が供給される大空間クリーンルームをゾーンニングするクリーンルームのゾーンニング方法において、
天井構造体、壁構造体及び空調機を備えた複数のクリーンルーム区画ユニットを前記大空間クリーンルームの床面に間隔を隔てて配置し、製造装置を配置すべき加工・処理領域と、前記区画ユニット外に延在するクリーンルーム内全体空間とに前記大空間クリーンルームを区分して、該大空間クリーンルームの壁及び天井から分離し且つ製造装置を収容する複数の加工・処理室を前記区画ユニットによって前記大空間クリーンルーム内に形成し、
前記製造装置の補機類を配置するための補機配置領域を前記壁構造体によって前記区画ユニットの間に形成し、
前記空調装置の調整外気を流通する空気流通領域を前記天井構造体によって前記区画ユニットと前記大空間クリーンルームの天井面との間に形成し、
前記製造装置の作動のためのユーティリティ配管・配線を床上に配置するための配管・配線帯域を前記補機配置領域に配置することを特徴とするクリーンルームのゾーンニング方法を提供する。

このようなゾーンニング方法によれば、クリーンルーム内の空間は、区画ユニットの天井構造体の高さレベルを基準に上方域及び下方域にゾーンニングされ、下方域は、区画ユニットの壁構造体によって加工・処理領域と補機・通路領域とに更にゾーンニングされる。クリーンルーム内空間は、このような上下方向のゾーンニングと平面的なゾーンニングとによって立体的又は三次元的にゾーンニングされる結果、物流（素材、中間製品又は完成品の搬送）経路、外調機の清浄空気の循環、人の動線、装置・機器の配置、配線・配管の経路等の干渉を回避し、前述のクリーンルーム施設の構造を比較的容易に実現することができる。なお、各区画ユニットの天井構造体の高さは、必ずしも均一又は同一でなくとも良く、上記高さレベルは、各区画ユニットの天井構造体の高さの相違に相応して上下方向に変化する不陸面であっても良い。また、多数の区画ユニットがクリーンルーム内に配置される場合、上方域の空気流通機能がクリーンルーム全体として妨げられない限りにおいて、一部の区画ユニットの天井構造体を省略し、壁構造体を大空間の天井面に突き付けることも可能である。

本発明のクリーンルーム施設によれば、製造装置のレイアウト等の設計自由度を損なうことなく、クリーンルーム施設の階高の低減、局所的な空調制御、空調システムの負荷軽減、汚染物質等の拡散防止、床構造体の剛性向上等を図ることができる。

また、本発明のゾーンニング方法によれば、このようなクリーンルーム施設の構造を実現するためのクリーンルームのゾーンニング方法を提供することができる。

図１（Ａ）は、本発明の好適な実施形態に係るクリーンルーム施設の構成を概念的且つ模式的に示す概略縦断面図（Ｘ方向）である。図１（Ｂ）は、クリーンルーム施設のゾーンニングを概念的且つ模式的に示すブロック図である。 図２（Ａ）は、図１に示すクリーンルーム施設の構成を示す概略縦断面図（Ｙ方向）であり、図１の断面と直交する断面が示されている。図２（Ｂ）は、クリーンルーム施設のゾーンニングを概念的且つ模式的に示すブロック図である。 図３は、空気流通・搬送ゾーンを構成するクリーンルーム上部空間の概略平面図である。 図４は、製造ゾーンを構成するクリーンルーム下部空間の概略平面図である。 図５は、図１〜図４に示すクリーンルーム施設の空調システムを概念的且つ模式的に示す概略縦断面図である。 図６は、区画ユニットの全体構成を示す斜視図である。 図７は、区画ユニットの全体構成を示す分解斜視図である。 図８は、区画ユニットの部分縦断面図及び部分横断面図である。 図９は、区画ユニットの変形例を示す部分縦断面図及び部分横断面図である。 図１０は、コアユニットの構造を示す縦断面図である。 図１１は、コアユニットの構造を示す分解斜視図である。 図１２は、コアユニットの鋼製骨組の構成を示す斜視図である。 図１３は、鋼製骨組の移設方法又は設置方法を示す斜視図である。 図１４は、コアユニットの配置に関する各種パターンを例示する概略平面図である。 図１５は、区画ユニットの変形例を示す縦断面図である。 図１６は、本発明の好適な実施例に係るクリーンルーム施設の構成を示す平面図である。 図１７は、図１６のＩ−Ｉ線におけるクリーンルーム施設の縦断面図である。 図１８は、図１６のII−II線におけるクリーンルーム施設の縦断面図である。 図１９は、図１６〜図１９に示すクリーンルーム施設の内部構成を示す斜視図である。 図２０は、搬送室を有する従来のクリーンルーム施設の構成を概念的且つ模式的に示す概略縦断面図である。 図２１は、加工・処理領域及び作業領域を区画せず、搬送室を備えない従来のクリーンルーム施設の構成を概念的且つ模式的に示す概略縦断面図である。 図２２は、図２１に示すクリーンルーム施設の構造を例示する縦断面図である。 図２３は、図２２に示すクリーンルーム施設の平面図である。 図２４は、大空間のクリーンルームを備えた他の構成のクリーンルーム施設の構成を概念的且つ模式的に示す概略縦断面図である。

本発明の好適な実施形態によれば、隣接する区画ユニットの間の領域は、製造装置の補機類を配置するための補機配置領域を構成するとともに、製造装置の作動のためのユーティリティ配管・配線を床上に配置するための配管・配線帯域を有する。

好ましくは、ユーティリティ配管・配線を収容する配管・配線ピットが大空間の床構造体に形成される。配管・配線帯域及び配管・配線ピットは、平面視において少なくとも部分的に重なる。配管・配線帯域に配置された配管又は配線は、配管・配線帯域及び配管・配線ピットが重なる領域において配管・配線ピット内に延入し、配管・配線ピット内の配管又は配線に接続又は連続する。更に好ましくは、配管・配線帯域は、配管・配線ピットと直交する方向に延びる。

本発明の他の好適な実施形態によれば、精密部品又は精密機器の素材、中間製品又は完成品を搬送するための搬送装置の軌道又は空間が、空気流通領域の高さ範囲、隣接する区画ユニットの間の領域、或いは、区画ユニットの壁構造体に隣接して設けられる。好ましくは、搬送装置の軌道又は搬送路は、配管・配線ピットと平行に延びるように配向される。

好ましくは、バッファゾーンが軌道の直下に配置され、バッファゾーンは、素材、中間製品又は完成品を搬送装置から受け入れ且つ搬送装置の搬送路に引き渡すとともに、素材、中間製品又は完成品を区画ユニット内空間に引き渡し且つ区画ユニット内空間から受け入れるバッファ装置を有する。所望により、バッファ装置は、素材、中間製品又は完成品を過渡的に保管する保管手段を更に有する。

本発明の好適な実施形態において、補機配置領域は空気流通領域と連続し、区画ユニットの空調機は、補機配置領域を介して空気流通領域の空気を吸引する。

本発明の好ましい実施形態によれば、区画ユニットは、複数のコアユニットを有し、各コアユニットは、天井構造体の荷重を支持する。区画ユニットの空調機は、各コアユニット内に配置される。

本発明の或る好適な実施形態において、各区画ユニットの空調機は、区画ユニット内の環境をクリーンルーム上部空間の清浄度及び空気圧よりも高い清浄度且つ空気圧に制御する。

本発明の他の好適な実施形態において、各区画ユニットの空調機は、区画ユニット内の製造装置の発熱を除去する冷房能力を有する。

本発明の更に他の好適な実施形態において、各区画ユニットは、区画ユニット内の空気を局所的に系外に排気する局所排気装置を有する。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１（Ａ）及び図２（Ａ）は、本発明の好適な実施形態に係るクリーンルーム施設の構成を概念的且つ模式的に示す概略縦断面図である。

図１（Ａ）及び図２（Ａ）に示すクリーンルーム施設は、ウェハを加工・処理して半導体デバイスを製造するための半導体デバイス製造施設である。クリーンルーム施設は、床７と天井８との間に形成された単一の大空間クリーンルーム１と、加工・処理ブロックを区画する多数のクリーンルーム区画ユニット２（以下、「区画ユニット２」という。）とから構成される。床７は、土間コンクリート又は鉄筋コンクリート床スラブ等の高剛性の床版上に床仕上材を施工した構成を有する。天井８は、鋼構造又は鉄筋コンクリート構造の梁又は横架材の下側に天井下地材及び天井仕上材を施工した構成を有する。天井８は、梁又は横架材が部分的に天井面から下方に突出する梁形露出形態の天井であっても良く、或いは、上階床スラブ等の下面を塗装等によって直仕上げした直仕上面であっても良い。

区画ユニット２は、床７上に配置された壁構造体５と、壁構造体５によって支持された天井構造体６とを有する。区画ユニット２内の空間は、製造装置Ｍ（破線で示す）を収容する加工・処理室１０を構成する。区画ユニット２は、空調機、配電盤、制御盤、制御弁、配管ヘッダー等の設備（図示せず）を備えた自立可能なコアユニット２０と、入室する作業者の人体・衣服等に付着した塵埃等を高速空気流によって除去するためのエアシャワーユニット１５とを有する。コアユニット２０は、壁構造体５の一部を構成する。複数のコアユニット２０が間隔を隔て配置され、天井構造体６の荷重を支持する。コアユニット２０内の空調機（図示せず）は、加工・処理室１０内の空間を調温・調湿するとともに、加工処理室１０内の空気を循環し且つ浄化する。コアユニット２０内の空調機は又、清浄度が高い加工・処理室１０内の環境を加圧する。

天井８と天井構造体６との間の領域は、クリーンルーム１の全域に亘って連続する空気流通・搬送ゾーンＡを構成し、天井構造体６のレベルＫ（以下、「天井構造体レベルＫ」という。）よりも下方の領域は、製造ゾーンＢを構成する。空気流通・搬送ゾーンＡには、搬送装置４が配置される。搬送装置４は、ウェハを収容したＦＯＵＰ等の搬送容器（図示せず）を搬送する。製造ゾーンＢには、搬送装置４と加工・処理室１０との間で搬送容器の受け渡しを行うためのバッファ装置１２が配置される。バッファ装置１２は、搬送装置４の直下に位置決めされる。

なお、各区画ユニット２の天井構造体６の高さは、必ずしも均一又は同一でなくとも良く、複数の区画ユニット２に跨がって延在する天井構造体レベルＫは、各区画ユニット２の天井構造体６の高さの相違（例えば、４乃至６ｍ）に相応して上下方向に変化する不陸面であっても良い。また、多数の区画ユニット２がクリーンルーム１内に配置される場合、空気流通・搬送ゾーンＡの空気流通機能及び搬送機能がクリーンルーム全体として妨げられない限りにおいて、一部の区画ユニット２について、壁構造体５を天井面８まで延長した構成を採用することも可能である。

クリーンルーム施設は、循環空気及び取入れ外気の調温（冷却又は加熱）及び調湿（除湿又は加湿）を行う空調装置４０を備える。空調装置４０は、ＨＥＰＡフィルタ等の外気浄化手段を備えるとともに、クリーンルーム１の全体空間１'を外気圧よりも高い圧力に加圧する。空調装置４０は、給気ダクト４１によって給気ＳＡを全体空間１'に供給するとともに、還気ダクト４２によって還気ＲＡを全体空間１'から空調装置４０に還流せしめる。所望により、還気ＲＡ中の化学汚染物質濃度を低下させる活性炭フィルタ等のケミカルフィルタが空調装置４０内に組み込まれる。空調装置４０には外気取り入れダクト４３が接続され、空調装置４０は、排気系４７（破線で示す）の排気量に相当する空気量の外気ＯＡを取り込み、循環空気とともに空気流通・搬送ゾーンＡに供給する。全体空間１'の空調条件によっては、空気循環系を構成する還気ダクト４２を省略することも可能である。なお、排気系４７は、排気処理装置及び送風機を有する除害装置４６（破線で示す）に接続され、排気処理装置は、スクラバー、ケミカルフィルタ等の排気処理手段を備える。

空調装置４０によって浄化され且つ調温・調湿された清浄空気が区画ユニット外のクリーンルーム内空間、即ち、全体空間１'を流通するが、全体空間１'の清浄度は、従来の大空間クリーンルームの室内空気清浄度よりも低く、従来の天井裏給気プレナムチャンバの空気清浄度よりも高い清浄度に設定される。本実施形態において、全体空間１'の環境（一次環境）は以下のとおり設定される。

清浄度：クラス１００００
温度：２３±２℃
湿度：４５±５％

床７には、配管・配線ピット（トレンチ）９が設けられる。給水主管、排水主管、ガス主管、薬液主管、熱媒体主管等の主配管群や、制御配線、動力配線等の主配線群として、主配管・配線群１６が配管・配線ピット９内に収容される。主配管・配線群１６の配管・配線は、分岐配管・分岐配線１７を介して各製造装置Ｍに接続される。

かくして、クリーンルーム１内の空間は、区画ユニット２の外殻（壁構造体５及び天井構造体６）によって全体空間１'と加工・処理室１０とにゾーンニングされるとともに、主配管・配線群１６を配管・配線ピット９内に収容した構成を有する。このため、クリーンルーム施設は、天井裏の給気プレナムチャンバや、床下の還気チャンバ又は補機設置空間を備えていない。

図３は、天井構造体レベルＫの上方域、即ち、空気流通・搬送ゾーンＡの概略平面図であり、図４は、天井構造体レベルＫの下方域、即ち、製造ゾーンＢの概略平面図である。

区画ユニット２は、Ｙ方向に所定間隔を隔てて整列配置される。各区画ユニット２は、Ｘ方向に細長い長方形の平面形態を有する。コアユニット２０は、各区画ユニット２の角部に配置される。製造装置Ｍは、区画ユニット２の長手方向（Ｘ方向）に配列され、図４に矢印Ｊで示す歩行経路が区画ユニット２内に確保される。エアシャワーユニット１５は、歩行経路Ｊと整合するようにコアユニット２０の端面中央部に配置される。

バッファ装置１２は、エアシャワーユニット１５とは反対の側に位置する壁体部分に配置される。ウェハを収容したＦＯＵＰを過渡的に保管するウェハストッカをバッファ装置１２として好適に使用し得る。バッファ装置１２は、搬送容器を搬送装置４から受け入れ且つ搬送装置４に引き渡す第１受け渡し手段と、搬送容器を過渡的に保管する保管手段と、搬送容器を加工・処理室１０に引き渡し且つ加工・処理室１０から受け入れる第２受け渡し手段とを有する。

バッファ装置１２は、搬送装置４と加工・処理室１０との間における搬送容器の移動を可能にするとともに、搬送容器の搬送時期と、加工・処理室１０内の工程の進捗状況との時間的なずれを過渡的な搬送容器の保管によって調整する。バッファ装置１２は又、全体空間１'の空気と加工・処理室１０内の空気とが搬送容器の受け渡し時に相互に流出・流入するクロス汚染を防止する機能を有する。なお、ウェハストッカ自体の構造は、例えば、特開２００５−２０３４９８号公報等に詳細に記載されているので、更なる詳細な説明は、省略する。

図３に示す如く、空気流通・搬送ゾーンＡは、Ｙ方向に連続的に延在する搬送帯域Ｄと、全体空間１'の全域に連続的に延在する空気流通領域Ｃとから構成される。搬送帯域Ｄには、搬送装置４が配置される。搬送装置４として、ＦＯＵＰ等の搬送容器を自動搬送するＯＨＴシステム（Overhead Hoist Transfer、天井走行式無人搬送車）又はＯＨＳシステム（Over Head Shuttle、天井走行式シャトル）を好適に使用し得る。

図４に示す如く、製造ゾーンＢは、区画ユニット２内の加工・処理領域Ｅと、区画ユニット２の間の補機帯域Ｆと、Ｙ方向に延在する通路帯域Ｐとに平面的にゾーンニングされる。補機帯域Ｆには、区画ユニット２内の製造装置Ｍと関連した補機類（図示せず）が配置されるとともに、配管・配線帯域ＧがＸ方向に配置される。製造装置Ｍに接続された分岐配管・分岐配線１７（図１）は配管・配線帯域Ｇにおいて床上に配置される。通路帯域Ｐは、作業員、操作員等が歩行可能な通路を構成する。製造装置Ｍと関連した補機類（図示せず）が、必要に応じて通路帯域Ｐに配置される。作業員、操作員等は、エアシャワーユニット１５を介して通路帯域Ｐから加工・処理室１０に入退室することができる。

床下の配管・配線ピット９（破線で示す）は、区画ユニット２の配列に沿ってＹ方向に延在する。配管・配線帯域Ｇの端部Ｇａ（ハッチングで示す）は、配管・配線ピット９の上方に位置する。即ち、配管・配線帯域Ｇは、平面視において少なくとも部分的に配管・配線ピット９と重なる。配管・配線帯域Ｇに配置された分岐配管・分岐配線１７（図１）は、端部Ｇａにおいて配管・配線ピット９内に延入し、配管・配線ピット９内の主配管・配線群１６（図１）に接続される。

空気流通・搬送ゾーンＡ、補機帯域Ｆ及び通路帯域Ｐは連続する一体的な空間、即ち、全体空間１'を構成し、空気流通・搬送ゾーンＡ、補機帯域Ｆ及び通路帯域Ｐの環境は実質的に同一である。これに対し、区画ユニット２内の空間は、区画ユニット２内に配置された製造装置Ｍの製造工程及び設置条件や、区画ユニット２内で実施される作業の環境に適合した環境に任意に設定することができる。即ち、区画ユニット２内の空間は、全体空間１'の環境（一次環境）と異なる環境（二次環境）に設定することができる。

図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）には、このようなクリーンルーム施設のゾーンニングが概念的且つ模式的に示されている。

クリーンルーム１内の空間は、天井構造体レベルＫによって空気流通・搬送ゾーンＡ及び製造ゾーンＢに上下にゾーンニングされる。空気流通・搬送ゾーンＡは、空気流通領域Ｃ及び搬送帯域Ｄに更にゾーンニングされ、製造ゾーンＢは、加工・処理領域Ｅ、補機帯域Ｆ、通路帯域Ｐ及びバッファゾーンＶに更にゾーンニングされる。空気流通領域Ｃの清浄空気は、図２（Ｂ）に矢印で示す如く、空気流通領域Ｃと連続する区画ユニット２の周囲空間（補機帯域Ｆ又は通路帯域Ｐ）を介して区画ユニット２内の空間（加工・処理領域Ｅ）に供給される。補機帯域Ｆ内には、配管・配線帯域Ｇが配置される。搬送帯域Ｄと加工・処理領域Ｅとの間の搬送容器の受け渡しは、図１（Ｂ）に矢印で示す如く、バッファ装置１２を有するバッファゾーンＶを介して行われる。変形例として、搬送帯域Ｄを空気流通・搬送ゾーンＡからバッファゾーンＶ内に下方に拡大しても良く、或いは、搬送帯域Ｄと区画ユニット２とを平面的に分離して相互干渉をなくし、バッファゾーンＶの位置に搬送帯域Ｄを配置しても良い。

図５は、図１〜図４に示す区画ユニット２を備えたクリーンルーム施設の空調システムを概念的且つ模式的に示す概略縦断面図である。

図５には、コアユニット２０を備えた３つの区画ユニット２（２ａ：２ｂ：２ｃ）が例示されている。空気流通・搬送ゾーンＡに配置された搬送装置４は、ウェハＷを収容したＦＯＵＰ等の搬送容器Ｓを軌道１３によって移送する。搬送容器Ｓは、バッファ装置１２（図１）を介して搬送装置４から区画ユニット２（２ａ：２ｂ：２ｃ）内の加工・処理室１０に受け渡され、或いは、加工・処理室１０から搬送装置４に受け渡される。

各コアユニット２０の空調機９０は、ＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタ等の高性能フィルタ９１と、区画ユニット内空間の空気を循環するための送風機９２と、熱媒体流体が循環する冷却コイル９３とを備える。所望により、加熱コイル、加湿装置及び／又は再熱ヒータ等が空調機９０内に組み込まれ、或いは、還気中の化学汚染物質濃度を低下させるケミカルフィルタが空調機９０内に組み込まれる。

空調機９０は、空調装置４０の制御系とは異なる制御系によって個別に制御される。熱媒体流体を搬送する熱媒体管は、配管・配線帯域Ｇに配置され、主配管・配線群１６（図１）を構成する熱媒体主管に接続される。例えば、空調機９０は、水冷ヒートポンプ式空調機からなり、熱源水が熱媒体管によって空調機９０に供給される。空調機９０として、空冷ヒートポンプ式空調機を採用し、屋外機（図示せず）を循環した熱媒体ガス又は熱媒体液を熱媒体管によって空調機９０に供給しても良く、或いは、空調機９０として、冷水循環式の空調機を採用し、冷水を熱媒体管によって冷却コイル９３に供給しても良い。所望により、温水を循環可能な温水循環式加熱コイルを空調機９０に更に組み込んでも良く、或いは、加熱コイル及び再熱コイルとして電気ヒータを空調機９０に更に組み込み、加熱コイル及び再熱コイルに給電することも可能である。

図５において右側に位置する区画ユニット２ａの空調機９０は、区画ユニット２ａ内の環境を極めて高い清浄度に維持する。例えば、区画ユニット２ａ内の環境は、以下のとおり設定される。

清浄度：クラス１０００、１００又は１０
温度：２３±２℃
湿度：４５±５％

コアユニット２０の空調機９０は、区画ユニット内環境の清浄度を維持すべく、区画ユニット２ａ内の空気を循環する。空調機９０は又、区画ユニット２ａ内の空気圧を全体空間１'の空気圧よりも高い圧力に制御すべく、区画ユニット内空気の還気流路にダンパ等の抵抗体（図示せず）を備え、或いは、給気押込み用の送風機（図示せず）を備える。区画ユニット２ａ内の環境と全体空間１'との差圧により、区画ユニット２ａ内の空気は、区画ユニット２ａの隙間、或いは、区画ユニット２の適所に配設された差圧ダンパ等（図示せず）を介して全体空間１'に漏出する。このような差圧維持手段により、区画ユニット２ａ内環境を高い清浄度を確実に維持することができる。コアユニット２０の空調機９０は、漏出した空気量に相当する空気量の空気を区画ユニット２ａの周囲空間、即ち、全体空間１'（補機帯域Ｆ又は通路帯域Ｐ）から吸引する。

図５において中央に位置する区画ユニット２ｂは、高い発熱量を有する製造装置を収容する領域を区画する。空調機９０は、製造装置の顕熱負荷に相応した冷房能力を備える。所望により、区画ユニット２ｂは、排気系４７によって高温の室内空気を系外に排気する局所排気系４８（破線で示す）を備える。製造装置の発熱は、空調機９０の除熱作用（及び局所排気系４８の局所排気）によって完全に除去され又は部分的に除去される。空調機９０（及び局所排気系４８）によって系外に排熱される製造装置の発熱は、空調装置４０の調温・調湿空気による除熱を要しないことから、空調装置４０の冷房負荷は軽減する。なお、区画ユニット２ｂ内の環境を全体空間１'の清浄度よりも低い清浄度に設定する場合、空調機９０（及び局所排気系４８）は、区画ユニット２ａ内の空気圧を全体空間１'の空気圧よりも低い圧力に制御する。全体空間１'の空気は、実線矢印で示す如く、区画ユニット２ｃの隙間、差圧ダンパ等を介して区画ユニット２ｃ内に流入する。他方、区画ユニット２ｂ内の環境を全体空間１'の清浄度よりも高い清浄度に設定する場合、空調機９０は、区画ユニット２ａ内の空気圧を全体空間１'の空気圧よりも高い圧力に制御する。区画ユニット２ａの空気は、破線矢印で示す如く、区画ユニット２ａの隙間、差圧ダンパ等を介して全体空間１'に漏出する。

図５において左側に位置する区画ユニット２ｃは、発塵、或いは、汚染物質発生又は汚染ガス発生を伴う工程を実施する空間を区画する。区画ユニット２ｃ内の環境は、全体空間１'の空気清浄度よりも低い清浄度、例えば、クラス１０００００に設定される。

区画ユニット２ｃ内の局所的な発塵領域又は汚染領域は、排気系４７を介して除害装置４６に通じており、排気系４７は、塵埃及び汚染物質等を含む室内空気を系外に排気する。空調機９０及び排気系４７は、区画ユニット２ｃ内の空気圧を全体空間１'の空気圧よりも低い圧力に制御する。区画ユニット２ｃ内の空気圧と全体空間１'の空気圧との差圧により、全体空間１'の空気が区画ユニット２ｃの隙間、差圧ダンパ等を介して区画ユニット２ｃ内に流入するので、全体空間１'の清浄度を維持することができる。

所望により、区画ユニット２内の環境を全体空間から遮光し、区画ユニット２内の照明を制御することも可能である。この場合、区画ユニット２の壁構造体５及び天井構造体６は、遮光性材料によって構築される。

図６及び図７は、区画ユニット２の全体構成を示す斜視図及び分解斜視図であり、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、区画ユニット２の部分縦断面図及び部分横断面図である。

前述の如く、区画ユニット２は、壁構造体５、天井構造体６及びエアシャワーユニット１５、バッファ装置１２（図７）とから構成され、天井構造体６の荷重は、壁構造体５を構成するコアユニット２０によって支持される。不燃性素材で製作された透明な帯電防止ビニールカーテン等の気密性可撓膜材５０が壁面構成材としてコアユニット２０の間の開口部、コアユニット２０とエアシャワーユニット１５との間の開口部、更には、コアユニット２０とバッファ装置１２との間の開口部に張設される。可撓膜材５０は、コアユニット２０とともに壁構造体５を構成する。

各コアユニット２０は、分岐配管・分岐配線１７の末端部を接続可能な多数のポート、管継手等を有する配管・配線接続盤２１と、クリーンルーム１の室内空気を吸引する給気口（空気取入れ口）２２とを有する。図７に示す如く、空調空気を加工・処理室１０に送風する送風口２６と、加工・処理室１０の室内空気を吸い込む還気口２７とが、加工・処理室１０側のコアユニット２０の壁面に配設される。コアユニット２０は区画ユニット２の角部に配置され、床７上に自立するとともに、天井構造体６を支持する支柱として機能する。

エアシャワーユニット１５は、鋼構造フレーム（図示せず）、壁面材１５ａ及び天板１５ｂからなる自立構造体内にエアシャワー装置を組み込んだ構成を有し、エアシャワー装置の外側ドア１５ｃ及び内側ドア（図示せず）がエアシャワーユニット１５の壁面に配置される。作業員等は、エアシャワー装置の外側ドア１５ｃ及び内側ドアを介して区画ユニット２内の加工・処理室１０に入室し又は加工・処理室１０から退室することができる。なお、エアシャワーユニット１５の鋼構造フレーム（図示せず）の上端部は、天井構造体６に連結される。

図７及び図８（Ａ）に示す如く、天井構造体６は、外周に配置された鋼構造トラス梁３０と、梁３０の外側面及び内側面に取付けられた外側面材３１及び内側面材３２（図８（Ａ））と、梁３０によって支持された格子状の金属製Ｔ形バー材３３と、バー材３３の支承部３５（図８（Ａ））によって支承された天井面材３４とから構成される。所望により、面材又は可撓膜材等の被覆材３６（図８（Ａ）に破線で示す）によって天井構造体６の上面を被覆しても良い。

図８に示す如く、可撓膜材５０の上縁部を係止可能な水平レール形態の上部係止具５１（図８（Ａ））が、梁３０の下面に固定され、可撓膜材５０の側縁部を係止可能な垂直レール形態の側部係止具５２（図８（Ｂ））が、コアユニット２０の角部に配置される。可撓膜材５０は、上部係止具５１によって懸吊され、側部係止具５２によって側縁部を拘束される。可撓膜材５０の下端部には、鎖形又は線材形の錘５３が取付けられる。錘５３の重量が可撓膜材５０に常時作用するので、可撓膜材５０の位置は安定する。両側の側部係止具５２の下端部近傍と可撓膜材５０の両側縁下端部とを係止具等によって解放可能に緊締し、可撓膜材５０の位置を張力下に安定させるようにしても良い。

加工・処理室１０の室内空気圧と全体空間１'の空気圧との差圧により、可撓膜材５０の下端と床面７ａとの間に形成された僅かな隙間を介して加工・処理室１０の室内空気が全体空間１'に流出し、或いは、全体空間１'の室内空気が加工・処理室１０に流入する。即ち、可撓膜材５０は、加工・処理室１０の内圧（陽圧又は陰圧）を維持する差圧維持手段として機能する。

図８（Ｂ）に示す如く、コアユニット２０の片側半部には、空調機９０が配置され、コアユニット２０の他方の側の半部には、配管・配線等の設備領域２８が配置される。設備領域２８には、ガス中継設備、薬液中継設備、給排水中継設備、動力配線中継設備、制御系配線中継設備、熱媒体制御設備等を構成する制御弁、貯蔵容器、配管ヘッダー、配電盤、制御盤等が配設される。防災設備、特殊ガス源等を設備領域２８に配置しても良い。所望により、クラス１程度の極めて高い清浄度を有する局所クリーンブースを設備領域２８の位置に組み込み、或いは、設備領域２８の一部又は全部を開放空間として加工・処理室１０の室内側又は室外側に開放することも可能である。

図９は、区画ユニット２の変形例を示す部分縦断面図及び部分横断面図である。

区画ユニット２の開口部は、比較高剛性の面材、例えば、樹脂成形板、ガラス板、金属板、石膏ボード、珪酸カルシウム板等の硬質板、或いは、複数の面材や、断熱材等を積層してなる複合パネルによって閉塞しても良い。好ましくは、面材の周囲や、面材同士の継目等には、シーリング材、弾性パッキン又はガスケット等によって気密処理が施される。所望により、差圧維持機能を有する差圧ダンパが面材の適所に配設される。

図９（Ａ）及び図９（Ｂ）には、パネル５４によってコアユニット２０の間の開口部を閉塞した構成が示されている。パネル５４は、硬質ウレタンフォーム等の硬質樹脂発泡体の芯材を塗装鋼板等の金属板によってサンドイッチ構造に挟んだ金属サンドイッチパネルである。レール状の下枠５５ａ、上枠５５ｂ、縦枠５５ｃ、５５ｄが開口部の縁に沿って床７、梁３０及びコアユニット２０に固定される。パネル５４は、４５０〜９００ｍｍ程度の幅寸法を有し、開口部の高さに相応する高さ寸法を有する。パネル５４は、下枠５５ａ、上枠５５ｂ、縦枠５５ｃ、５５ｄのレール内に挿入され、上下の枠５５ａ、５５ｂに沿ってスライド式に垂直に建込まれる。所望により、差圧ダンパ５６（破線で示す）がパネル５４の適所に配設される。図９（Ｂ）に示すように、各パネル５４は、突条５４ａ及び凹溝５４ｂを嵌合する実継ぎ構造の縦継目によって互いに連接される。ウレタンゴム、ＥＤＰＭ等の気密処理材（図示せず）がパネル５４間の継目に介挿されるとともに、パネル５４と枠５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄとの間に介挿される。更なる変形例として、パネル５４を横張りに施工することも可能である。

図９（Ｃ）に示す如く、支柱５５ｈを上下の枠５５ａ、５５ｂの間に垂直に立設し、実継ぎ構造の継目を備えない金属サンドイッチパネル５７を建込んでも良い。支柱５５ｈ及びパネル５７は、上下の枠５５ａ、５５ｂに沿ってスライド式に建込まれる。パネル５７と枠５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ及び支柱５５ｈとの間には、気密処理材（図示せず）が介挿される。

図９（Ｄ）には、アクリル樹脂製又はガラス製の板材５８によって開口部を閉塞する構成が他の変形例として示されている。下枠５５ｅが床に固定され、横桟５５ｆ及び上枠５５ｇが開口部の縦枠（図示せず）の間に架設され、或いは、開口部に所定間隔を隔てて立設された支柱（図示せず）の間に架設される。板材５８は、支柱又は縦枠に沿ってスライド式に順次落し込まれ、枠５５ｅ、５５ｆ、５５ｇの間に挿入される。板材５８と枠５５ｅ、５５ｆ、５５ｇとの間には気密処理材（図示せず）が介挿される。板材５８と縦枠（及び支柱）との間にも又、気密処理材（図示せず）が介挿される。

図９（Ｅ）には、アルミニウム合金製のパネル５９によってコアユニット２０の間の開口部を閉塞する構成が更に他の変形例として示されている。パネル５９は、手指で握持可能な把手５９ａを取付けた長方形のアルミニウム合金板からなり、パネル５９の４辺には、板体縁部を直角に屈曲してなる連接部５９ｂが形成される。パネル５９は、図９（Ｅ）に示すようにコアユニット２０に突付けられ、順次連接される。連接部５９ｂは、ボルト、ビス等の係止具５９ｃによって一体的に相互連結され、或いは、コアユニット２０、床７又は梁３０に固定される。好ましくは、パネル５９の周囲に気密処理材（図示せず）が介挿され、或いは、シーリング材等がパネル５９の周囲の目地部に充填される。所望により、上枠、下枠及び縦枠が開口部の周囲に配設される。

図１０及び図１１は、コアユニット２０の構造を示すコアユニット２０の縦断面図及び分解斜視図であり、図１２は、コアユニット２０の鋼製骨組の構成を示す斜視図である。

コアユニット２０の外殻は、鋼製骨組２３の側面に壁面材２４を取付け、鋼製骨組２３の上面に天板２５を取付けた構造を有する。鋼製骨組２３は、所定間隔を隔てて配置された垂直な支柱２３ａと、支柱２３ａの頂部及び下部に架設された水平な横架材２３ｂとから構成される。鋼製ベースプレート２３ｃが支柱２３ａの下端に固定される。ベースプレート２３ｃは、アンカーボルト２３ｄによって床７に固定される。

本実施形態において、支柱２３ａ及び横架材２３ｂは角形鋼管からなる。支柱２３ａ及び横架材２３ｂとして、Ｈ形鋼、円形鋼管、アングル形鋼材等を使用し、或いは、アルミニウム合金等の合金製部材を使用しても良い。

骨組２３内には、空調機９０が配置される。前述のとおり、空調機９０は、高性能フィルタ９１、送風機９２及び冷却コイル９３を備える。所望により、空調機９０は加熱コイル、加湿装置、再熱ヒータ等を備える。空調機９０は、給気ダクト（空気取入れダクト）９６を介して給気口２２に接続され、送風ダクト９４を介して送風口２６に接続され、還気ダクト９５を介して還気口２７に接続される。例えば、給気口２２及び還気口２７には、ＨＳ型吸込口等が取付けられ、送風口２６には、ＶＨＳ形吹出口等が取付けられる。

図１３は、鋼製骨組２３の移設方法又は設置方法を示す斜視図である。

鋼製骨組２３は、アンカーボルト２３ｄの打込み又は撤去により、比較的容易に床７に固定し、或いは、床７から撤去することができる。上側の横架材２３ｂには、揚重機又は荷役機器によって移動するために丸環フック等の係留具８６を取付け可能な移送手段、例えば、係留具８６を固定可能なボルト孔、螺子孔等（図示せず）が所定位置に設けられており、横架材２３ｂに取付けた係留具８６には、索条８７の端部が係留される。索条８７は、クレーン等の揚重機のフック８５に係止される。鋼製骨組８７は、揚重機の操作により、床７上に降下され、或いは、床７から撤去される。

下側の横架材２３ｂは、床７から間隔を隔てており、フォークリフト又はリフタ付き台車のフォーク部分又はリフタ部分８８（破線で示す）を横架材２３ｂの下側に挿入することができる。鋼製骨組２３は、フォークリフト又はリフタ付き台車の操作により、移送することができる。

鋼製骨組２３は、輸送トラック等の輸送車両又は輸送機関によって輸送可能な寸法を有し、施設建設時の輸送・搬送が容易である。また、不使用の鋼製骨組２３を他のクリーンルーム施設に比較的容易に移設し又は転用することができる。

以上説明したとおり、本実施形態のクリーンルーム施設は、壁構造体５及び天井構造体６を有する区画ユニット２をクリーンルーム１内に配置し、天井構造体レベルＫによってクリーンルーム１内の空間を空気流通・搬送ゾーンＡ及び製造ゾーンＢに上下にゾーンニングするとともに、空気流通・搬送ゾーンＡ内に搬送帯域Ｄをゾーンニングし、製造ゾーンＢを加工・処理領域Ｅ、補機帯域Ｆ、通路帯域Ｐ及びバッファゾーンＶに平面的にゾーンニングした構成を有する。クリーンルーム１は、このような立体的又は三次元的ゾーンニングにより、従来の給気プレナムチャンバ及び還気チャンバを実質的に大空間クリーンルームの空間に組み込んだ構成を有する。また、本実施形態のクリーンルーム施設は、製造装置Ｍの補機類を補機帯域Ｆ（及び通路帯域Ｐ）に配置するとともに、配管・配線ピット９を区画ユニット２の配列に沿ってＹ方向に配設し、補機帯域Ｆの配管・配線帯域Ｇと配管・配線ピット９とを部分的に上下に重ねたことにより、従来の床下補機空間を実質的に大空間クリーンルームの空間に組み込んだ構成を有する。かくして、このようなクリーンルーム施設の構成によれば、天井裏の給気プレナムチャンバ及び床下の還気チャンバ及び床下補機空間を省略し、クリーンルーム施設の階高を大幅に低減することができる。

また、本実施形態のクリーンルーム施設は、高い清浄度を要する環境、或いは、発塵環境又は汚染環境等を区画ユニット２によって区画することにより、クリーンルーム１の全体空間１'の環境を従来のクリーンルーム全体の清浄度（クラス１０００又は１００）よりも低い清浄度（クラス１００００）に設定した構成を有する。これにより、空調装置４０を含む空調システムの循環空気量を低減し、空調装置４０の空気搬送動力又は送風動力を軽減するとともに、空気搬送路の断面を大幅に縮小することができる。

更には、排気系４７及び局所排気系４８によって区画ユニット２内の塵埃、汚染物質、高温室内空気等を系外に排気することにより、塵埃、汚染物質、高温室内空気等がクリーンルーム全体（全体空間１'）に拡散するのを防止するとともに、空調装置４０の熱負荷等を軽減することができる。

加えて、上記構成の区画ユニット２は、比較的容易に輸送・搬送することができ、しかも、比較的簡易な作業によって施設内に設置し又は施設から撤去し得る構造のものであるので、極めて施工性が良い。

図１４は、コアユニット２０の配置に関する各種パターンを例示する概略平面図である。

前述のとおり、本実施形態の区画ユニット２は、壁構造体５及び天井構造体６によって形成され、壁構造体５は、コアユニット２０及び可撓膜材５０（又は面材５４、５７、５８、５９）によって構成される。コアユニット２０は、図１４（Ａ）〜図１４（Ｇ）に例示する如く、任意のパターンに配置することができる。従って、上記構成の区画ユニット２によれば、製造装置Ｍのレイアウトに相応した平面寸法・平面形状の加工・処理室１０を区画し、或いは、製造装置Ｍのレイアウト変更又は機種変更等に相応して加工・処理室１０の平面寸法・平面形状を比較的容易に変更することができる。但し、このような区画ユニット２のパターンは、区画ユニット２の間に配置される配管・配線帯域Ｇと配管・配線ピット９とが少なくとも部分的に上下に重なる位置に配置し得ることを条件としたものである。

図１５は、区画ユニット２の変形例を示す縦断面図である。

前述の実施形態においては、コアユニット２０は、加工・処理室１０側の壁面に送風口２６及び還気口２７の双方を備えており、区画ユニット２は、壁吹出形の気流循環系を有するが、本実施形態の区画ユニット２は、図１５に示すように天井吹出形の気流循環系を備えた構成のものである。

図１５に示す区画ユニット２は、コアユニット２０の上面に配置された送風ダクト又は送風チャンバ９７と、送風ダクト９７に接続した送風ダクト９８とを備え、送風ダクト９８は、間隔を隔てて配置され且つ下方に空気を吹出す多数の吹出口９９を有する。送風ダクト又は送風チャンバ９７は、コアユニット２０の全長に亘って連続し、所望より、複数のコアユニット２０に跨がって延在する。

送風ダクト９８は、天井部分に平行に配置された円形断面又は矩形断面の管体等からなる。多数の送風ダクト９８を隙間なく天井面全域に配設することにより、天井構造体６を送風ダクト９８によって形成することができる。

天井全域に延在し且つ上下に間隔を隔てた平板等によって給気チャンバ形態の送風ダクト９８を形成し、このような送風ダクト９８によって天井構造体６を形成しても良い。

なお、コアユニット２０の他の構成は、前述の実施形態のものと実質的に同一である。

図１６は、本発明の好適な実施例に係るクリーンルーム施設の構成を示す平面図である。図１７及び図１８は、図１６のＩ−Ｉ線及びII−II線における断面図であり、図１９は、クリーンルーム内の構成を示す斜視図である。

図１６に示す如く、クリーンルーム施設は、クリーンルーム１を囲む内壁６１と、内壁６１の外側に配置された外壁６２とから構成された二重構造且つ高剛性の外殻６０を有する。内壁６１及び外壁６２の間に配置された機械室４５、４９がクリーンルーム１の両側に対向配置される。機械室４５には、空調装置４０が配置され、機械室４９には、除害装置４６が配置される。搬送装置４の位置が、搬送方向を示す実線矢印によって図１６に示され、床下の配管・配線ピット９が、図１６に破線で示されている。搬送装置４及び配管・配線ピット９は、いずれもＹ方向に延び、実質的に平行である。所望により、クリーンルーム１は、搬送装置４と関連して搬送容器を移送する搬送装置６５、６６（搬送方向を示す破線矢印を図１６に示す）を更に有する。

多数の区画ユニット２がＸ方向及びＹ方向に整列配置される。製造装置Ｍは各区画ユニット２内に配置される。

図１７及び図１８に示す如く、Ｘ方向に延びる鋼製トラス構造の梁８０が、内壁６１と中央の柱６４との間に架設される。梁８０は、屋根材８１を支持するとともに、天井８を構成する天井下地材及び天井仕上材を支持する。クリーンルーム施設は、天井裏の給気プレナムチャンバを備えておらず、従って、天井下地材及び天井仕上材は、ＦＦＵ等を組み込むことができる高価なシステム天井形式のものではなく、野縁によって天井仕上材を支持する従来構造のものである。このため、天井工事の工事費を低廉化することができる。

クリーンルーム１は、床７及び天井８の間に形成される。クリーンルーム施設は、床下の還気チャンバ又は補機設置空間を備えていない。従って、床７は、図１７及び図１８に部分拡大して示すように、表層の床仕上材７１と、床版又は床下地を構成する土間コンクリート７２とによって形成される。土間コンクリート７２は、捨てコンクリート７３及び割栗７４を介して地盤７５に支持される。製造装置Ｍには、振動伝達、振動増幅、地震挙動等を極めて厳密に規制する必要がある精密機器が含まれるが、床７は、床構造体自体の剛性が低い従来のフリーアクセスフロア又は鉄骨二重床構造の床ではなく、地盤７５に直に支持された土間コンクリート７２によって形成されるので、このような精密機器に伝達する振動又は地震挙動等を防振装置等によって確実に絶縁することができる。

クリーンルーム施設の階高Ｈは約１１ｍであり、クリーンルーム１の天井高Ｈ１は約７ｍである。また、区画ユニット２の高さＨ２は約４ｍであり、空気流通・搬送ゾーンＡの高さは約３ｍである。従って、従来の同等規模のクリーンルーム施設が約１５ｍの階高Ｈ（図２２）を要していたことと対比すると、本発明に係るクリーンルーム施設の優位性は、顕著である。

以上、本発明の好適な実施形態及び実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において種々の変更又は変形が可能であり、かかる変更又は変形例も又、本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態及び実施例は、本発明を単一階のクリーンルーム施設に適用した構成のものであるが、重層又は多層階構造のクリーンルーム施設に本発明を適用しても良い。この場合、クリーンルーム施設の床は、鉄筋コンクリート床スラブ等の高剛性の床版からなる。

また、上記実施形態及び実施例では、空調装置の給気ダクト及び還気ダクトの給気口及び還気口は、クリーンルームの壁面に開口しているが、給気ダクト及び／又は還気ダクトをクリーンルーム内に延長し、クリーンルームの中央領域等に給気口及び／又は還気口を配置しても良い。所望により、還気ダクト及び還気口を含む空気循環系を省略することも可能である。

更に、上記実施例に係るクリーンルーム施設は、鉄骨トラス構造の梁によって天井及び屋根を支持した構造のものであるが、他の構造の梁によって天井及び屋根を支持するように設計しても良い。

加えて、上記実施形態においては、区画ユニットの設置によって区画ユニット外の空間（即ち、全体空間）の空気清浄度をクラス１００００程度の清浄度まで低下させているが、区画ユニット外の空間（全体空間）の清浄度を更に低下させ、例えば、クラス１０００００又はそれ以下の清浄度に設定することも可能である。

本発明は、精密部品又は精密機器を清浄環境下に加工・処理するための加工・処理領域の区画、例えば、半導体デバイス、フラットパネルディスプレイ、ダイオード等の電子デバイスを製造するクリーンルーム施設、リチウム電池等の二次電池を製造するクリーンルーム施設、或いは、太陽電池パネル等を製造するクリーンルーム施設に好ましく適用される。本発明によれば、製造装置レイアウト等の設計自由度を損なうことなく、クリーンルーム施設の階高の低減、局所的な空調制御、空調システムの負荷軽減、汚染物質等の拡散防止、床構造体の剛性向上等を図ることができるばかりでなく、区画ユニットの交換、或いは、解体・再構築等により、施設の用途変更、例えば、半導体デバイス製造施設をフラットパネルディスプレイ製造施設に転換する建物用途の変更等を行うことが可能となるので、本発明の実用的価値は、顕著である。

１ クリーンルーム
１'全体空間
２ 区画ユニット
４ 搬送装置
５ 壁構造体
６ 天井構造体
７ 床
８ 天井
９ 配管・配線ピット
１０ 加工・処理室
１２ バッファ装置
１３ 軌道
１５ エアシャワーユニット
１６ 主配管・配線群
１７ 分岐配管・分岐配線
２０ コアユニット
２１ 配管・配線接続盤
２２ 給気口（空気取入れ口）
２３ 鋼製骨組
２４ 壁面材
２５ 天板
２６ 送風口
２７ 還気口
２８ 設備領域
４０ 空調装置
５０ 可撓膜材
９０ 空調機
９１ 高性能フィルタ
９２ 送風機
９３ 冷却コイル
Ａ 空気流通・搬送ゾーン
Ｂ 製造ゾーン
Ｃ 空気流通領域
Ｄ 搬送帯域
Ｅ 加工・処理領域
Ｆ 補機帯域
Ｇ 配管・配線帯域
Ｋ 天井構造体レベル
Ｍ 製造装置
Ｐ 通路帯域
Ｓ 搬送容器
Ｖ バッファゾーン
Ｗ ウェハ

Claims (11)

1. 清浄環境下に精密部品又は精密機器を加工・処理する製造装置を収容し、空調装置によって調整された外気が供給される大空間クリーンルームを有するクリーンルーム施設において、
   前記大空間クリーンルームの床面に間隔を隔てて配置され、製造装置を配置すべき加工・処理領域を区画し、これにより、前記大空間クリーンルームの壁及び天井から分離し且つ前記製造装置を収容する加工・処理室を形成する複数のクリーンルーム区画ユニットを有し、
   該区画ユニットは、前記大空間クリーンルームの天井面の下方に間隔を隔てて配置された天井構造体と、該天井構造体を支持する壁構造体と、前記区画ユニット内のクリーンルーム空間を空調する空調機とを有し、
   各区画ユニットの天井構造体と前記大空間クリーンルームの天井面との間に形成された連続空間は、前記空調装置の調整外気が供給され且つ該調整外気が流通する空気流通領域を形成し、
   前記空調機は、前記空気流通領域に供給された前記空調装置の調整外気を前記加工・処理領域に循環し、前記加工・処理室の室内環境を該区画ユニット外の大空間クリーンルーム内全体空間と異なる環境に制御することを特徴とするクリーンルーム施設。
2. 隣接する前記区画ユニットの間の領域は、前記製造装置の補機類を配置するための補機配置領域を構成するとともに、前記製造装置の作動のためのユーティリティ配管・配線を床上に配置するための配管・配線帯域を有し、ユーティリティ配管・配線を収容する配管・配線ピットが前記大空間クリーンルームの床構造体に形成され、前記配管・配線帯域及び前記配管・配線ピットは、平面視において少なくとも部分的に重なり、前記配管・配線帯域に配置された配管又は配線は、前記配管・配線帯域及び前記配管・配線ピットが重なる領域において前記配管・配線ピット内に延入し、該配管・配線ピット内の配管又は配線に接続又は連続することを特徴とする請求項１に記載のクリーンルーム施設。
3. 前記精密部品又は精密機器の素材、中間製品又は完成品を搬送するための搬送装置の軌道が、前記配管・配線ピットと実質的に平行に前記空気流通領域の高さ範囲に配設されることを特徴とする請求項２に記載のクリーンルーム施設。
4. 前記精密部品又は精密機器の素材、中間製品又は完成品を搬送するための搬送路を構成する空間が、隣接する前記区画ユニットの間の領域、或いは、前記区画ユニットの壁構造体に隣接して設けられることを特徴とする請求項２に記載のクリーンルーム施設。
5. 前記精密部品又は精密機器の素材、中間製品又は完成品を搬送するための搬送装置の軌道が、前記空気流通領域の高さ範囲に配設されることを特徴とする請求項１に記載のクリーンルーム施設。
6. バッファ装置が前記壁構造体に関連して配置され、該バッファ装置は、前記素材、中間製品又は完成品を前記搬送装置から受け入れ且つ該搬送装置の搬送路に引き渡す第１の受け渡し手段と、前記素材、中間製品又は完成品を過渡的に保管する保管手段と、前記素材、中間製品又は完成品を前記区画ユニット内空間に引き渡し且つ該区画ユニット内空間から受け入れる第２の受け渡し手段とを有することを特徴とする請求項５に記載のクリーンルーム施設。
7. 清浄環境下に精密部品又は精密機器を加工・処理する製造装置を収容し、空調装置によって調整された外気が供給される大空間クリーンルームをゾーンニングするクリーンルームのゾーンニング方法において、
   天井構造体、壁構造体及び空調機を備えた複数のクリーンルーム区画ユニットを前記大空間クリーンルームの床面に間隔を隔てて配置し、製造装置を配置すべき加工・処理領域と、前記区画ユニット外に延在するクリーンルーム内全体空間とに前記大空間クリーンルームを区分して、該大空間クリーンルームの壁及び天井から分離し且つ製造装置を収容する複数の加工・処理室を前記区画ユニットによって前記大空間クリーンルーム内に形成し、
   前記製造装置の補機類を配置するための補機配置領域を前記壁構造体によって前記区画ユニットの間に形成し、
   前記空調装置の調整外気を流通する空気流通領域を前記天井構造体によって前記区画ユニットと前記大空間クリーンルームの天井面との間に形成し、
   前記製造装置の作動のためのユーティリティ配管・配線を床上に配置するための配管・配線帯域を前記補機配置領域に配置することを特徴とするクリーンルームのゾーンニング方法。
8. ユーティリティ配管・配線を収容する配管・配線ピットが前記大空間クリーンルームの床構造体に形成され、前記配管・配線帯域と前記配管・配線ピットとは、平面視において少なくとも部分的に重なるように配置されたことを特徴とする請求項７に記載のゾーンニング方法。
9. 前記空気流通領域は実質的に前記大空間クリーンルームの全域に亘って連続しており、前記精密部品又は精密機器の素材、中間製品又は完成品を搬送するための搬送装置の軌道が前記空気流通領域に配置され、該軌道は、平面視において前記区画ユニットの外側に配置され、バッファゾーンが前記軌道の直下に配置され、前記バッファゾーンは、前記素材、中間製品又は完成品を前記搬送装置から受け入れ且つ該搬送装置の搬送路に引き渡すとともに、前記素材、中間製品又は完成品を前記区画ユニット内空間に引き渡し且つ該区画ユニット内空間から受け入れるバッファ装置を有することを特徴とする請求項７に記載のゾーンニング方法。
10. ユーティリティ配管・配線を収容し且つ平面視において少なくとも部分的に前記配管・配線帯域と重なる配管・配線ピットが前記大空間クリーンルームの床構造体に形成され、
    前記空気流通領域、前記区画ユニット間の空間、或いは、前記区画ユニットの壁構造体に隣接した空間には、前記精密部品又は精密機器の素材、中間製品又は完成品を搬送するための搬送装置の軌道又は搬送路が配置され、
    該軌道又は搬送路は、前記配管・配線ピットと平行に延びるように配向されることを特徴とする請求項７に記載のゾーンニング方法。
11. 前記補機配置領域は、前記区画ユニットの空調機が前記補機配置領域を介して前記空気流通領域の空気を吸引するように、前記空気流通領域と連続することを特徴とする請求項７に記載のゾーンニング方法。

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