JPH0686951B2 - 清浄室装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体の製造などに必要とする高い清浄度の
作業環境を作り出すための清浄室装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、半導体製造工程に用いられていた清浄室の代表的
な例（全面ダウンフロー式クリーンルーム）を第10図に
示す。同図（ａ）は切断平面図、（ｂ）は側断面図であ
る。建屋１内はその天井全面に高性能フィルタ３が配置
され、その下方にクリーンルーム２が形成される。クリ
ーンルーム２はその室内天井部に照明灯４、天井部多孔
板５が設けられ、その床部には床部多孔板６が設けら
れ、その上に露光、エッチング、拡散、メタライズ等の
製造ライン用機器９、およびこの製造ライン用機器へ
水、ガス等を供給する配管類10が配置される。同図
（ｂ）中に矢印で示すように、空調用給気ダクト７から
供給された空気は高性能フィルタ３で処理されて洗浄空
気は天井全面より室内２に吹き出し、室内を通過した空
気は床部多孔板６を通ってクリーンルーム２の床下に排
出され、空調用戻りダクト８を通って空調機に戻る。こ
れにより、室内全体をほぼ一様な高清浄度に維持し、全
工程の作業をこの清浄雰囲気中で行えるようにしてい
る。この全面ダウンフロー式クリーンルームは室全体の
清浄度を高める上からは最良の方式とされていたが、高
価な高性能フィルタを多量に使用するため設備費が非常
に高くなっていた。

この問題を解決するために、製造ラインが配置された作
業空間とこの作業空間に沿った通路空間を含む部分を清
浄化する構成が検討された。本発明に至る過程で本発明
者が最初に考えた空気浄化ユニットの構成を第11図、第
12図に示す。これは第11図に示すように、高性能フィル
タ24、高性能フィルタ25を取付金具39でフィルタケース
42に取付け、その下方に散光板28、照明灯27を着脱自在
に取り付けた構造として、フィルタ交換等のメンテナン
スを清浄室内側から行えるよう構成したものである。こ
の空気浄化ユニットは第12図に示すようにフィルタケー
ス42を清浄室11の長手方向に順次突き合せて接続され
る。この場合、フィルタケース42は、散光板28の取付や
フィルターケース自体の補強のために、空気吹出し口の
周縁部を水平方向に若干折曲げておく。しかし、この構
造では、第12図に示すようにフィルタケース42の接続部
付近にうず流43が発生し、このうず流が作業者の発塵等
を巻き込んで、空気浄化ユニットの連結部分の清浄度を
低下させる原因になるという問題がある。

他に関連するものとして実願昭56-98531号（実開昭58-6
720号公報）実公昭56-3533号公報、実公昭48-43676号公
報が上げられるが、これらはいずれも空気浄化ユニット
の連結部分における乱流の発生を防止して清浄度を向上
させるという技術的思想を開示していない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は生産性を向上できるとともに、空気浄化
ユニットの連結部下方の乱流を防止して空気吹出し面か
ら均一に清浄空気を吹き出して空気浄化ユニットの境界
部の清浄度を向上させることができる清浄室装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、所定方向に延びる作業空間およびこの作業空
間に並行して配置された通路空間を有する清浄空間と、
作業空間の上方に形成された浄化空気の吹出口と、この
吹出口に装着された整流板と、作業空間の延びる方向に
隣接して配置され互いに連結された複数台の空気浄化ユ
ニットを備え、これらの空気浄化ユニットの各々が送風
機により送風された空気を浄化するフィルタと、このフ
ィルタの下流側と整流板との間に形成された与圧室を有
するよう構成された清浄室装置において、吹出口は作業
空間の延びる方向と直交す方向に第１の幅寸法を有して
複数台の空気浄化ユニットにわたって連続的に設けられ
るよう作業空間の延びる方向に沿って延びるよう形成さ
れ、複数台の空気浄化ユニットの各々は、第１の幅寸法
とほぽ等しい寸法の辺を有して、この辺を作業空間の延
びる方向と直交する方向に一致させて吹出口の上流側に
配置され、複数台の空気浄化ユニットは吹出口の上流側
で与圧室が連通するよう連結され、整流板は実質的に第
１の幅寸法と同寸法の辺を持った複数枚の整流板であ
り、複数枚の整流板は吹出口の作業空間の延びる方向に
並べて配設されるとともに、吹出口の作業空間の延びる
方向に沿う端縁のみで保持されたことを特徴とするもの
である。好ましい実施態様によれば吹出口は通路空間の
天井より低い位置に配置されたことを特徴とするもので
ある。

吹出口は作業空間の延びる方向と直交する方向に第１の
幅寸法を有して複数台の空気浄化ユニットにわたって連
続的に設けられるよう作業空間の延びる方向に沿って延
びるよう形成され、複数台の空気浄化ユニットの各々
は、第１の幅寸法とほぼ等しい寸法の辺を有して、この
辺を作業空間の延びる方向と直交する方向に一致させて
吹出口の上流側に配置されているので、作業空間の全長
及び全幅にわたって清浄空気を供給でき、作業空間内全
体で必要な清浄度を得られる。整流板は実質的に第１の
幅寸法と同寸法の辺を持った複数枚の整流板であり、複
数枚の整流板は吹出口の作業空間の延びる方向に並べて
配設されるので作業空間の延びる方向の長さが長くても
整流板の寸法を大きくせずに枚数の増加で対応できるの
で材料の定尺寸法の範囲内で製作できるとともに１枚当
たりの重量の増加を防止でき、整流板の取り扱いが容易
になって生産性が向上する。複数台の空気浄化ユニット
は吹出口の上流側で与圧室が連通するよう連結され、整
流板は吹出口の作業空間の延びる方向に沿う端縁のみで
保持されているため、空気浄化ユニットの連結部で吹出
口が整流板保持のために塞がれるのを防止できるととも
に、空気浄化ユニットの連結部の整流板の上流側にも清
浄空気を供給できる。これにより優れた生産性が得られ
るとともに、空気浄化ユニット連結部の空気吹出し面か
らも均一に清浄空気を吹き出すことができ空気浄化ユニ
ットの連結部下方の乱流を防止できる。

［発明の実施例］ 以下、本発明の１実施例を第１図〜第９図により説明す
る。

第１図、第２図は本発明の１実施例における清浄室装置
11の構成を示す。

本実施例は所定方向に配列された製造ラインに沿って延
びる清浄空間を形成し、この清浄空間内に製造ライン用
機器９が配置される作業空間と、この作業空間に沿って
延びる通路空間を設けたものである。

第１図は清浄室装置11の長手方向と直角な断面図で、支
柱17と横梁18とで門形フレームを組み、これに天井19と
両側の側板20を張って覆いを構成し、この覆いと床面と
で囲まれた清浄空間12内に製造ライン用機器９を設置す
る作業空間としての第２帯域12aと作業者が通行する通
路空間としての第１帯域12bを空間12の長手方向に連続
してつまり側板20と平行に設ける。101、102はそれぞれ
第２帯域用清浄空気吹出し口および第１帯域用清浄空気
吹出し口である。第２帯域用清浄空気吹出し口101と天
井19との間には清浄空気供給手段を構成する第１送風機
23、第２送風機96、第２、第１高性能フィルタ24、25、
送風用第１チヤンバ26、第２チヤンバ95それと作業部照
明灯27を収納し、照明灯27の下に格子状の作業部用散光
板28を設置する。これらの機材は後述する方法によって
横梁18から吊り下げ支持されている。30は第２帯域用清
浄空気吹出し口101と第１帯域用清浄空気吹出し口102と
の間の仕切り手段として作用する化粧板である。

第１帯域用清浄空気吹出し口102と天板19との間は空気
通路とするほか第１帯域部用照明灯22を収納し、その下
に格子状の散光板29を設置する。第１帯域12bつまり通
路部の空気吹出し口高さは作業者が立って通行できる程
度に高くし、第２帯域12aつまり作業部の空気吹出し口
高さは作業に支障がない限り低くする（一例を示せば、
第１帯域用清浄空気吹出し口102の高さは2200mm、第２
帯域用清浄空気吹出し口101の高さは1800mmである）。
第２帯域用空気吹出し口101の高さはできるだけ低くし
た方が、第２帯域12aつまり作業部空間の気流の乱れが
少なく、清浄度保持性能が良くなるからである。

送風機23の運転により、外部空気はプレフィルタ21を通
して空気吸込み口13から吸込まれる。送風機23から送り
出された空気の一部は第１高性能フィルタ25により清浄
化された後、第２帯域用清浄空気吹出し口101から第２
帯域12aへ下向に吹き出し、また、第１送風機23から送
り出された残りの空気は第２高性能フィルタ24により清
浄化された後、第１帯域用清浄空気吹出し口102から第
１帯域12bへ下向に吹き出す。

図中の矢印はこの空気の流れを示している。散光板28、
29（整流板）は、照明の散光と清浄気流の整流のために
設けたものである。

清浄空気の風速は、たとえば作業部である第２帯域12a
で0.4m/s、通路部である第１帯域12bで0.2m/sというよ
うに、各部の必要清浄度に応じて設定する。こうするこ
とによって、第２帯域12aの清浄度を第１帯域12bの清浄
度よりも高くすることができる。

帯域12a、12b内に吹き出された清浄気流は図の矢印で示
すように流れ、側板20の下部に設けられた側面流出口14
から外部（保全域）へ流出する。帯域圧力は側面流出口
14での圧力損失分だけ外気に対し正圧となるので、外部
からの汚染空気の流入を防止できる。

第２図にはモジュール化した側板20、天板19及び清浄空
気供給手段等から成るユニットを複数台連結してなる本
実施例による清浄室の外観を示す。

第３図は本発明の１実施例による清浄室装置の施工例を
示す図で、（ａ）は切断平面図、（ｂ）は側断面図であ
り、第10図と同一符号は対応する部分を示している。

空調用給気ダクト７、戻りダクト８を布設した建屋１内
に製造ライン用機器９を向い合せに設置し、２ラインを
１組として両側板20と天板19とで覆う。詳細については
後述するが、製造用機器や検査用機器等の製造ライン用
機器９を設置する作業空間としての第２帯域の天井部に
清浄空気供給手段を内蔵して、図中に矢印で示すように
天井面から清浄空気を12a、12bで示す帯域内12に吹き出
し、帯域内を清浄化する。空間12内の空気は側板20の下
方に設けた側面流出口14から周囲の保全域16へ排出さ
れ、これによって保全域16もある程度清浄化されるが、
空間12内より清浄度が低い。

空間12の両端には扉80付のエンドパネル11aを取付け、
空間12内と保全域16とを仕切っている。製造ラインで使
用する水、ガス等の配管類10や電線等は保全域16に設置
され、側面流出口14を通して製造ライン用機器９へ引き
込まれる。こうすることによって、配管類10や電線等の
メンテナンスは保全域16で行うことができる。

さらに、空気室90（第１図参照）の空気流入口15を空調
用給気ダクト７に接続することによって、帯域12a、12b
内に温度、湿度等を制御でき、製造ライン別（工程別）
の空調温度制御も可能である。この場合でも、室内清浄
度を高めるには、側面流出口14を通って空間12から流出
した空気の一部を別の空気流入口13から取り入れ再循環
させた方がよい。

このように本実施例による清浄室装置は、高清浄度を必
要とする製造ライン部のみを周囲の保全域と区分して清
浄化するので、第10図の従来方式に比べ清浄化区域およ
び空調対処区域が大幅に減少するほか、多くの利点を有
している。

第４図、第５図には本実施例の第１の変形例を示す。こ
の変形例は清浄度保持性能をさらに向上させた例であ
り、作業室内の中央の通路部床面に床流出口としてグレ
イチング（GRATING）34を設け、両側板20の下部に設け
た側面流出口14と合せて３個所から排気するようにした
もので、第１帯域12bを通る作業者からの廃塵が製造ラ
イン用機器９を設置した第２帯域12bへ流入することを
防止でき、清浄度保持性能を向上させることができる。
このためには、清浄気流の風速を、第１帯域部の平均風
速≦第２帯域の平均風速の関係に保つことが望ましい。

また、本変形例では内側側板20の外側にさらに外側側板
31を設けて、側面流出口14および床下還気ダクト35に接
続する側面還気ダクト32を内側側板20と外側側板31の間
に形成し、この一端を送風機22の吸込口が位置する空気
室につないでいる。そのため、各帯域12a、12bから流出
した空気の大部分はこの側面還気ダクト32からプレフィ
ルタ21を通して空気吸込み口13へ還流し、空調用給気ダ
クトから空気吸込み口15へ供給される空気量に相当する
部分だけが外側側板31の下部に設けた流出口33から外部
（保全域）へ流出する。この構造は、局所的にほとんど
の空気を循環使用するため、保全域も区切られ、室内空
気の超清浄化と空調の省エネルギー化の効果が大きい。

第５図は第４図に示した作業室の外観を示す斜視図であ
る。この構造はこれまでの実施例の中では最も費用がか
かるが、それでも高価な高性能フィルタを空間12の内部
にのみ使用しているので、全面ダウンフロー方式に比べ
れば安価である。

以上、清浄室とこれを用いたシステムの全体構成につい
て説明した。

次に、本実施例の主要部の構成について説明する。

本実施例における空気浄化ユニットの構造を第６図、第
７図に示す。本実施例の空気浄化ユニットは、第１帯域
（通路空間）と第２帯域（作業空間）の両方に清浄空気
を供給できる構成となっており、第１チヤンバ26と第２
チヤンバ95が一体に構成され、第１チヤンバ26にはその
下面に第２帯域に清浄空気を供給する第１高性能フィル
タ25が、その上面にこの第１高性能フィルタに空気を供
給する第１送風機23がそれぞれ取り付けられ、第２チヤ
ンバ95にはその一方の側面（第６図では左側の面）に第
１帯域に清浄空気を供給する第２高性能フィルタ24が、
その他方の側面（第６図では右側の面）にこの第２高性
能フィルタ24に空気を供給する第２送風機96がそれぞれ
取り付けられる。本実施例では、第１帯域（通路空間）
の高さを充分高くするため、特に第２高性能フィルタ24
は、これの清浄空気吹出口を第１帯域が位置する方の側
方に向けて第１高性能フィルタ25よりも上に設ける。

第１高性能フィルタ25、第２高性能フィルタ24はそれぞ
れ断面Ｌ形の押え枠44、144と取付金具39によってチヤ
ンバ26、95に取付けられる。高性能フィルタ25の下流側
にはこのフィルタ25から離間して第２帯域に面した浄化
空気の吹出口101が配置される。高性能フィルタ24、25
の上流側と下流側（清浄室側）とは、仕切り手段として
使用する仕切り板46と仕切り用化粧板30によって仕切ら
れる。仕切り板46および仕切り用化粧板30と押え枠44と
の間にはフィルタ交換時に押え枠44および高性能フィル
タ24、25を取り出すために、一定のスキマが設けられ、
このスキマは汚染空気の侵入防止のためシール用パッキ
ング45により埋められる。高性能フィルタ25の外枠の周
囲に配置された断面Ｌ形の押え枠44は吹出口101の周縁
部に向かって延びる立ち下がり部分44aを有し、この立
ち下がり部分44aはフィルタ25で浄化された空気とフィ
ルタ25を未通過の空気の混入を防止する側壁部として機
能する。吹出口101には整流板としての散光板28が配置
される。散光板28は、照明の散光と清浄気流の整流のた
めに設けられ、吹出口101から吹き出される気流の風速
をほぼ均一にするものである。

高性能フィルタ25と整流板28の間に形成された空間は散
光板28が有する通風抵抗により与圧室として機能する。

チヤンバ26は後部が天井部の横梁49の上側に載置されて
取付金具50で固定され、第１帯域側の前部が可長調節金
具（ターンバックル）51で天井19から吊り下げ支持され
ている。チヤンバ26は吊り下げ支持のみでは耐震性が不
足するためその後部が横梁49に固定される。

本実施例では清浄空間が製造ラインの延びる方向に沿っ
て設けられるので、搬入据え付けを容易にするため、第
２図に示すように清浄室装置は所定の長さ毎に分割され
ており、これに伴って空気浄化ユニットも複数台の空気
浄化ユニットを連結する構造としている。

すなわち、本実施例では上記空気浄化ユニットは複数台
設けられ、この複数台の空気浄化ユニットは清浄空間の
延びる方向にその側壁部44a同志を隣接させて互いに連
結されている。空気浄化ユニットの連結部は第７図に示
すように空気浄化ユニットの側壁部44a同志を隣接させ
シール用パッキング45により連結している。

本実施例では空気浄化ユニットの連結部付近でのうず流
発生による清浄度低下を防止するために、空気浄化ユニ
ットの連結部の側壁部44aを整流板28と離間して配置し
て、複数台の空気浄化ユニットのそれぞれの与圧室を側
壁部44aと散光板28の間に形成された間隙を介して連続
するよう配置している。

すなわち、本実施例では第７図（ａ）に示すように、側
壁部としての押え枠44の立ち下がり部44aは空気吹出し
口101の周縁に気流のじやまになる折曲げ部がないの
で、うず流の発生がない。しかも隣合う空気浄化手段の
境界部（立ち下がり部44aの連結部）に気流が流れるよ
う、この境界部の側壁部44aを整流板28と離間し配置し
ているので境界部にも清浄空気が十分に供給される。本
実施例では第７図に示されるように、隔壁としての押え
枠44がフィルタ25の外形よりやや大きい寸法で上記フィ
ルタ25から吹き出される気流の方向に沿って延びるよう
設けられているとともに散光板28が適度な通風抵抗を有
するので押え枠44内での気流の速度はほぼ一定となる。
従って本実施例のように構成した場合は押え枠44の接続
部付近においても散光板28から吹き出される気流の風速
をほぼ均一にすることができる。しかし、第７図（ａ）
に示すように散光板28だけでは、まだ少し隣接する押え
枠44の接続部付近で風速が遅くなる傾向がある場合に
は、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように拡散用パンチング
板47、風向板48を併用してもよい。

同図（ｂ）は、高性能フイルタ25の吹出し口下部に拡散
用パンチング板47を部分的に設置して、パンチング板47
が存在しない吹出し口の端部へ気流を多く流し、吹出し
口の風速を平均化したものである。拡散用パンチング板
47は、照明灯27による乱流の防止も兼ねて照明灯27の下
側に設け、材質は光を透過するものが良い。

同図（ｃ）は、高性能フィルタ25の吹出し口下部に風向
板48を設置して、吹出し口端部へ気流を多く流し、風速
を平均化したものである。

空気浄化ユニットの連結部分、及び吹出口部分を上記の
ように構成することにより、吹出し口の空気浄化ユニッ
ト連結部付近のうず流の発生を防止し、さらに清浄気流
を均一化して清浄度を向上させることができる。

さらに、散光板の寸法が大きい場合には、その接続部分
における乱流発生の防止が必要である。そのための構造
を第８図によって説明する。第２帯域散光板28、第１帯
域散光板29には、通常格子状の樹脂成形品を使用する。
この場合、散光板の自重により同図（ａ）に示すように
たわみが生じるが、これを防止するために同図（ｂ）に
示すようなコ字形の枠を周囲に設けると、散光板の接続
部分において同図（ｃ）に示すような乱流43が生じる。
本実施例は同図（ｄ）、（ｅ）に示すように散光板28の
上面に一部分のみＬ形状をした補強板53を取付けことに
より乱流の発生を防止したものである。

補強板53の取付部詳細は、（ｆ）、（ｇ）に示す通り
で、取付部品54または55によって補強板53のＬ形部を散
光板28の上面に固定する。この構造によれば、気流の妨
害になるのは補強板53の極く一部のみで、（ｂ）、
（ｃ）の構造に比べ、うず流は大幅に減少する。

第９図は本実施例の清浄室装置の第２の変形例を示す。
この変形例は、清浄室装置を１モジュール毎にユニット
化し、連結切離しを可能にしたものである。図中の78は
ユニット接続孔であり、この孔にボルトを通して両ユニ
ット間を接続する。キヤスタ76、キヤスタ77は移動を容
易にするためのものであるが、たびたび移動するもので
なければ、移動時のみ別の方法で運搬してもよい。

このようにユニット化された清浄室装置においても空気
浄化ユニットの連結部の乱流発生防止のために第６図、
第７図の構成を適用してもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、生産性に優れるとともに、作業面で十
分な清浄度を保つことができ、しかも空気浄化手段の境
界部の清浄度を向上させることができる清浄室装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例における清浄室装置の構成例
を示す長手方向に直角な断面図、第２図はその外観を示
す斜視図、第３図は本実施例による清浄室装置の施工例
を示す図で、（ａ）は切断平面図、（ｂ）は側断面図、
第４図は本実施例の清浄度保持性能をさらに向上させた
第１の変形例の長手方向に直角な断面図、第５図は本変
形例の外観を示す斜視図、第６図は本実施例における高
性能フィルタ取付構造を示す部分切断正面図、第７図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は同切断側面図、第８図は散光
板の取り付け構造を示す図で、（ａ）は散光板取付状態
を示す図、（ｂ）は散光板と補強サッシの斜視図、
（ｃ）は同切断側面図、（ｄ）は改善例の散光板と補強
板の斜視図、（ｅ）は同切断側面図、（ｆ）、（ｇ）は
補強取付部の詳細断面図、第９図は本実施例の第２の変
形例を示す斜視図、第10図は先行技術である全面ダウン
フロー式クリーンルームを示す図で、（ａ）は切断平面
図、（ｂ）は側断面図、第11図は高性能フィルタ取付構
造の従来例を示す部分切断正面図、第12図は第11図の従
来例の切断側面図である。 1:建屋、9:製造ライン用機器、10:配管類、11:本実施例
による清浄室装置、12:清浄室室内、12a:作業空間、12
b:通路空間、13:リターン空気流入口、14:側面流出口、
15:空調空気流入口、16:保全域、17:支柱、18:横梁、1
9:天板、20:側板、23、96:送風機、24:第１高性能フィ
ルタ、25:第２高性能フィルタ、30、46:仕切り手段を形
成する仕切用化粧板及び仕切板、101:第２帯域用清浄空
気吹出し口、102:第１帯域用清浄空気吹出し口、34:床
流出口、26:第１チヤンバ、95:第２チヤンバ、27:直管
状照明灯、78:ユニット接続孔、90:空気室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 諌山 雄二 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１ 株式会社日立製作所中条工場内 (56)参考文献 特開 昭56−162335（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−6720（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭48−43676（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭56−3533（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定方向に延びる作業空間およびこの作業
   空間に並行して配置された通路空間を有する清浄空間
   と、上記作業空間の上方に形成された浄化空気の吹出口
   と、この吹出口に装着された整流板と、上記作業空間の
   延びる方向に隣接して配置され互いに連結された複数台
   の空気浄化ユニットを備え、これらの空気浄化ユニット
   の各々が送風機により送風された空気を浄化するフィル
   タと、このフィルタの下流側と上記整流板との間に形成
   された与圧室を有するよう構成された清浄室装置におい
   て、上記吹出口は上記作業空間の延びる方向と直交する
   方向に第１の幅寸法を有して上記複数台の空気浄化ユニ
   ットわたって連続的に設けられるよう上記作業空間の延
   びる方向に沿って延びるよう形成され、上記複数台の空
   気浄化ユニットの各々は、上記第１の幅寸法とほぼ等し
   い寸法の辺を有して、この辺を上記作業空間の延びる方
   向と直交する方向に一致させて上記吹出口の上流側に配
   置され、上記複数台の空気浄化ユニットは上記吹出口の
   上流側で上記与圧室が連通するよう連結され、上記整流
   板は実質的に上記第１の幅寸法と同寸法の辺を持った複
   数枚の整流板であり、上記複数枚の整流板は上記吹出口
   の上記作業空間の延びる方向に並べて配設されるととも
   に、上記吹出口の上記作業空間の延びる方向に沿う端縁
   のみで保持されたことを特徴とする清浄室装置。
2. 【請求項２】上記吹出口は上記通路空間の天井より低い
   位置に配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の清浄室装置。