JPH10170044A

JPH10170044A - クリーンルームの空気導入設備

Info

Publication number: JPH10170044A
Application number: JP33217896A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Shigihara; 新一鴫原; Yutaka Kishino; 豊岸野; Yoshihide Wakayama; 恵英若山
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体製造装置などの局所設備が設置されたク
リーンルームの構築にかかるコストを低減する。【解決手段】クリーンルーム１には、空調機３を通り、
ガラス系のエアフィルタ２を通った所定性能の空気を導
入する。半導体製造装置４１，４２には、外気処理装置
５を通った高性能（ガス状有機物もＰやＢなどの化合物
も含まない）の空気を配管Ｈ₂を介して導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルーム内
に、半導体製造装置等のような、質の高い空気を導入し
て使用される局所設備が設置されている場合の、局所設
備およびクリーンルームへの空気導入設備に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体製造関連の工場や研究
所等で使用されているクリーンルームにおいては、例え
ば図８に示すように、外気処理装置５および空調機３を
外部に設置するとともに、空気中の浮遊粒状物質を捕集
するエアフィルタ２を天井面に設置してある。また、こ
のクリーンルーム１内に半導体製造装置４等を配置して
製造ラインを構築している。そして、外気処理装置５お
よび空調機３を通って天井内チャンバ１１に導入され、
エアフィルタ２を通過した空気がクリーンルーム１内に
導入されるようになっている。したがって、半導体製造
装置４には、クリーンルーム１内の空気が取り込まれる
ことになる。

【０００３】一方、最近では、半導体の高集積度化に伴
い、半導体製造装置４内に導入される空気には、塵埃だ
けでなくガス状有機物や特定の無機物を含まないように
する必要が出てきた。

【０００４】すなわち、半導体基板（シリコンウエハ）
の表面に有機物が吸着すると、素子特性が劣化すること
が指摘されるようになった（例えば、藤井；「ガス状汚
染物とその除去対策の現状」空気清浄、Ｖｏｌ．３２，
Ｎｏ．３，Ｐ．４３（１９９４）、（社）日本空気清浄
協会発行）。また、半導体製造工程において、シリコン
ウエハにＰ（リン）をドーピングしてｎ型半導体が、Ｂ
（ホウ素）をドーピングしてｐ型半導体が得られること
は良く知られているが、半導体製造装置内にリン化合物
やホウ素化合物が存在していると、不要なドーピングが
なされる恐れがある。

【０００５】そのため、前述のように、半導体製造装置
にクリーンルーム内の空気が取り込まれる場合には、ク
リーンルーム内の空気中にガス状有機物や特定の無機物
が拡散されないようにしておく必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クリー
ンルーム内の空気中にガス状有機物や特定の無機物が拡
散されないようにするためには、例えば、設置する全て
のエアフィルタおよびクリーンルームの壁材等の構成部
材を、特殊な材料で構成する必要があり、クリーンルー
ムの構築にかかるコストが非常に高いものとなる。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、半導体製造装置などの局所設
備が設置されたクリーンルームの構築にかかるコストを
低減することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、質の高い空気を導入して使
用される局所設備が内部に設置されたクリーンルームの
空気導入設備において、前記局所設備内への導入空気
が、クリーンルーム内の空気と混合しないようになって
いることを特徴とするクリールームの空気導入設備を提
供する。

【０００９】局所設備内への導入空気を、クリーンルー
ム内の空気と混合しないようにすることは、例えば、前
記局所設備内に空気を導入する空気導入経路を、クリー
ンルーム内への空気導入経路とは別に設けることにより
達成される。

【００１０】これにより、局所設備には要求される質の
高い空気を直接導入し、クリーンルームの空気をそれほ
ど質の高くない空気とすることが可能になる。請求項２
に係る発明は、請求項１の設備において、局所設備内の
空気圧がクリーンルーム内の空気圧より高く設定されて
いることを特徴とする。これにより、クリーンルーム内
の空気が局所設備内に侵入することが防止されるため、
局所設備内を完全に汚染のない環境として維持すること
ができる。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１および２
の設備において、クリーンルーム内に複数の局所設備が
配置してあり、局所設備用の空気導入経路に、異なる性
能の空気を導出する複数の空気調整装置を設け、各局所
設備を必要な空気性能に応じていずれかの空気調整装置
に接続したことを特徴とするものである。

【００１２】これにより、外気処理装置を共通として
も、空気調整装置から各局所設備にそれぞれの要求性能
に応じた空気が導入される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づき説明する。図１は、本発明の第一実施形態
に相当するクリーンルームの空気導入設備を示す概略構
成図である。

【００１４】この実施形態では、クリーンルーム１の天
井面にエアフィルタ２が設置され、クリーンルーム１の
外部に配置された空調機３と、クリーンルーム１の天井
内チャンバ１１とが、配管Ｈ₁で接続されている。この
エアフィルタ２は、濾材の繊維がガラス系のものであ
る。

【００１５】クリーンルーム１の内部には、半導体製造
装置（局所設備）４１，４２が設置されている。この半
導体製造装置４１，４２に高性能の空気を導入するため
に、クリーンルーム１の外部に外気処理装置５が配置さ
れ、この外気処理装置５から延びる配管Ｈ₂が先端で分
岐され、分岐された各配管Ｈ₁₁，Ｈ₁₂がそれぞれ半導体
製造装置４１，４２の空気取り入れ口に接続されてい
る。

【００１６】外気処理装置５は、温湿度を調整するため
のコイルや加湿器、塵埃除去のためのエアフィルタを備
えており、このエアフィルタおよびハウジングの少なく
とも空気吹出部は、ガス状有機物およびリン化合物やホ
ウ素化合物が発生しないものを使用している。また、配
管Ｈ₂，Ｈ₁₁，Ｈ₁₂も、ガス状有機物およびリン化合物
やホウ素化合物が発生しない材料で形成されている。

【００１７】すなわち、エアフィルタの濾材について
は、ガラス系繊維ではなくフッ素樹脂系または石英系繊
維を使用する。濾材をフレームに固定するシール材につ
いては、含まれる可塑剤が分子量４００以上のカルボン
酸エステルであり、酸化防止剤が分子量３００以上のフ
ェノール系化合物であるものを使用する。エアフィルタ
のフレーム、配管Ｈ₂，Ｈ₁₁，Ｈ₁₂、および空気吹出部
の材料としては、ステンレス鋼を用いるか、可塑剤や酸
化防止剤が含まれている材料を用いる場合には、前記と
同様のものが含まれているものを使用する。

【００１８】なお、半導体製造装置４１，４２内の気体
は、クリーンルーム１の床下チャンバ１３内に配置され
た配管Ｈ₃を通って、クリーンルーム１の外部に排出さ
れるようになっている。また、空調機３には、床下チャ
ンバ１３内からのリターン空気が配管Ｈ₄を介して、外
気が配管Ｈ₅を介して導入されるようになっている。ま
た、外気処理装置５には、配管Ｈ₆を介して外気が導入
されるようになっている。

【００１９】これにより、空調機３を通った調和空気
は、配管Ｈ₁を介して天井内チャンバ１１に導入され、
ガラス系のエアフィルタ２を通ってクリーンルーム１内
に供給される。また、半導体製造装置４１，４２には、
外気処理装置５を通った高性能（ガス状有機物もＰやＢ
などの化合物も含まない）の空気が配管Ｈ₂を介して導
入される。

【００２０】このように、半導体製造装置４１，４２内
に空気を導入する空気導入経路が、クリーンルーム１内
への空気導入経路とは別に設けてあるため、クリーンル
ーム１内は、半導体製造装置４１，４２内で必要とする
ような高性能の空気とする必要がない。したがって、ク
リーンルーム１の天井面に設置するエアフィルタ２や壁
材等のクリーンルーム構成部材を、特殊な材料で構成す
る必要がないため、クリーンルーム１の構築にかかるコ
ストを低減できる。

【００２１】図２は、本発明の第二実施形態に相当する
クリーンルームの空気導入設備を示す概略構成図であ
る。この実施形態は、半導体製造装置４１，４２内の圧
力Ｐ₁，Ｐ₂をクリーンルーム１内の圧力Ｐ₀より高く
保持するためのシステムが付加されている以外は、前記
第一実施形態と同様の構成である。すなわち、各半導体
製造装置４１，４２には、クリーンルーム１内との圧力
差を検出する圧力検出器６１，６２が取り付けられてい
る。また、各配管Ｈ₁₁，Ｈ₁₂には、各圧力検出器６１，
６２からの検出値に応じて、Ｐ₁＞Ｐ₀，Ｐ₂＞Ｐ₀と
なるように開度を自動調節するダンパＤ₁，Ｄ₂が取り
付けられている。

【００２２】したがって、各半導体製造装置４１，４２
内の圧力Ｐ₁，Ｐ₂が、常にクリーンルーム１内の圧力
Ｐ₀より高く保持されるため、半導体製造装置４１，４
２の開閉の際などにも、クリーンルーム１内の空気が半
導体製造装置４１，４２内に流入することが防止され
る。これにより、半導体製造装置４１，４２内の空気
を、クリーンルーム１内からの空気で汚染されることな
く、常に高性能に保持することができる。

【００２３】なお、外気処理装置５からの空気を、半導
体製造装置４１，４２内に直接導入しないで、図３に示
すように、分岐ボックス（分岐された導出口を有する空
気調整装置）７を経由して導入すると、一定圧力の空気
を複数の半導体製造装置内に安定的に供給することがで
きる。図４は、このような分岐ボックス７の一例を示す
断面図である。

【００２４】これらの図に示すように、この分岐ボック
ス７には、クリーンルーム１内との圧力差を検出する圧
力検出器６３が取り付けられている。また、この分岐ボ
ックス７は外気処理装置５の配管Ｈ₁に接続してあり、
この配管Ｈ₁には、圧力検出器６３からの検出値に応じ
て、分岐ボックス７内の圧力Ｐ₃が一定（クリーンルー
ム１内の圧力Ｐ₀より大きな圧力）となるように開度を
自動調節するダンパＤ ₃（７２）が、分岐ボックス７内
の空気導入口７１に取り付けてある。このダンパＤ
₃（７２）は、圧力検出器６３からの信号に連動して、
内部に導入する風量を調整する。

【００２５】この分岐ボックス７の空気導入口７１側に
は、空気搬送経路内で発生した音を消すためのバッフル
板７３が取り付けてある。また、この分岐ボックス７
は、バッフル板７３の部分を境界に上下に分割される構
造になっている。その下側部分にエアフィルタ８が設置
され、下側部分を取り外してエアフィルタ８が交換でき
るようになっている。そして、このエアフィルタ８を通
った空気が、分岐された空気導出口７４から各半導体製
造装置４１，４２内に導入されるようになっている。

【００２６】また、この分岐ボックス７と各半導体製造
装置４１，４２の空気導入口は、それぞれダンパＤ₁，
Ｄ₂を介して配管により接続されている。そして、各ダ
ンパＤ₁，Ｄ₂は、各半導体製造装置４１，４２の運転
状態を示す信号により、当該運転状態に応じて必要な開
度に調整されるようになっている。前記信号は、各半導
体製造装置４１，４２に設置された運転制御盤Ｃ₁，Ｃ
₂から各ダンパＤ₁，Ｄ₂に向けて送信されるようにな
っている。

【００２７】したがって、ダンパＤ₃により、分岐ボッ
クス７内の圧力Ｐ₃がクリーンルーム１内の圧力Ｐ₀よ
り大きくなるように調整される。これと同時に、風量調
整装置７２により分岐ボックス７内に導入される空気の
量が調整されて、分岐ボックス７内の圧力が一定に保持
される。そして、この分岐ボックス７から、各半導体製
造装置４１，４２内に、クリーンルーム１内の圧力Ｐ₀
より大きい圧力Ｐ₃の空気が、その運転状態に応じた必
要な量だけ導入される。これにより、局所設備である各
半導体製造装置４１，４２内の圧力が、クリーンルーム
１内の圧力Ｐ₀より大きくなる。

【００２８】図５は、本発明の第三実施形態に相当する
クリーンルームの空気導入設備を示す概略構成図であ
る。この実施形態は、各半導体製造装置４１，４２毎に
異なる性能の空気を導入する場合であって、外気処理装
置５から導入された空気をさらに処理する空気調整装置
９１，９２が、天井内チャンバ１１に設置されている。

【００２９】空気調整装置９１は、半導体製造装置４１
に導入される空気の性能に応じて、所定性能のエアフィ
ルタ８１を備えている。また、空気調整装置９２は、半
導体製造装置４２に導入される空気の性能に応じ、所定
性能のエアフィルタ８１のみでなく、特定成分除去用の
フィルタ８２と高精度の温度調整コイル８３をも備えて
いる。

【００３０】なお、外気処理装置５としては、両方の半
導体製造装置４１，４２で必要な最低限の塵埃除去およ
び温湿度処理が行われる装置が設置されている。これ以
外の点は前記第一実施形態と同様に構成されている。

【００３１】したがって、クリーンルーム１内には、空
調機３を通った調和空気が、配管Ｈ ₁，天井内チャンバ
１１、ガラス系のエアフィルタ２を通って供給される。
そして、これとは別の空気導入経路で、各半導体製造装
置４１，４２には、共通の外気処理装置５と個別の空気
調整装置９１，９２とを介して、それぞれ必要な性能の
空気が導入される。

【００３２】このように、クリーンルーム１内に配置さ
れた複数の半導体製造装置が、それぞれ異なる性能の空
気を導入して使用される場合には、内部構成の異なる外
気処理装置５を複数台設置して、各半導体製造装置と直
接接続してもよいが、この実施形態のように、外気処理
装置５は一台のみとし、各半導体製造装置で必要な空気
の性能に応じた処理を行う空気調整装置９１，９２を設
けると、設備コストが低減されるため好ましい。

【００３３】図６は、本発明の第四実施形態に相当する
クリーンルームの空気導入設備を示す概略構成図であ
る。この実施形態は、クリーンルーム１内に多数の半導
体製造装置４が設置され、グループ毎に異なる性能の空
気を導入する場合を示している。

【００３４】外気処理装置５からの配管Ｈ₂は、クリー
ンルーム１の外部等に設けたチャンバ５１に接続されて
いる。チャンバ５１内の圧力は圧力検出器６５で検出さ
れ、この検出値に応じ、チャンバ５１内の圧力が一定に
保持されるように、外気処理装置５の送風機５Ａからの
送風量が調整されるようになっている。

【００３５】チャンバ５１には、ブースターファン５
２，５３を介して配管Ｈ₇，Ｈ₈が接続されている。こ
の配管Ｈ₇，Ｈ₈は、例えばクリーンルーム１の天井内
に設置され、クリーンルーム１内の上方の各位置に配置
された分岐ボックス７０に、図３と同様に、ダンパＤ₃
を介して接続されている。各配管Ｈ₇，Ｈ₈の末端に
は、末端位置での各配管Ｈ₇，Ｈ₈内の圧力を検出する
圧力検出器６６，６７が設置してあり、各圧力検出器６
６，６７からの圧力検出値に応じて、ブースターファン
５２，５３からの送風量が適切な値に調整されるように
なっている。

【００３６】また、図３の場合と同様にして、各分岐ボ
ックス７０にダンパＤ₁，Ｄ₂を介して隣合う半導体製
造装置４が接続されている。各分岐ボックス７０として
は、例えば、図４の分岐ボックス７と同様に所定性能の
エアフィルタのみを備えたもの、これとは異なる性能の
エアフィルタのみを備えたもの、図５の空気調整装置９
２と同様にエアフィルタと特定成分除去用のフィルタと
高精度の温度調整コイルを備えたもの、など全て異なる
構成のものが配置されており、配管Ｈ₇，Ｈ₈から導入
された空気が分岐ボックス７０でそれぞれ異なる性能に
処理されるようになっている。

【００３７】また、図３の場合と同様に、分岐ボックス
７０に圧力検出器６３を取り付けて、各分岐ボックス７
０内の圧力がクリーンルーム１内の圧力より大きな一定
値に保持されるようになっている。また、各分岐ボック
ス７０からこれに接続されている各半導体製造装置４に
向けて、それぞれの運転状態に応じた量の空気が半導体
製造装置４に導入されるようになっている。

【００３８】したがって、クリーンルーム１内に配置さ
れた多数の半導体製造装置４には、クリーンルーム１へ
の空気導入経路とは別の経路（外気処理装置５、チャン
バ５１、配管Ｈ₇，Ｈ₈、および分岐ボックス７０から
なる経路）で、接続された分岐ボックス７０に応じた性
能の空気が導入される。また、分岐ボックス７０内の圧
力は一定に保持されて、各分岐ボックス７０から半導体
製造装置４内に、クリーンルーム１内の圧力より大きい
圧力の空気が、その運転状態に応じた必要な量だけ導入
される。これにより、クリーンルーム１内に配置された
多数の半導体製造装置４内には、クリーンルーム１の空
気が混合しない。

【００３９】このように、クリーンルーム１内に配置さ
れた多数の半導体製造装置４が、それぞれ異なる性能の
空気を導入して使用される場合には、外気処理装置５は
一台とし、導入空気の性能が同じ半導体製造装置４毎に
これを達成する分岐ボックス７０を設置して、当該半導
体製造装置４を接続することにより、設備コストが低減
される。また、配管Ｈ₇，Ｈ₈への送風量調整、分岐ボ
ックス７０の圧力調整、および各半導体製造装置４への
送風量調整がそれぞれ独立に行われるため、半導体製造
装置４への導入空気の性能変更や半導体製造装置４内の
圧力変更などが、該当する部分のみの変更により容易に
行うことができる。

【００４０】なお、この実施形態では、ブースターファ
ン５２，５３の設置により配管Ｈ₇，Ｈ₈の断面積を小
さくしても所定の送風量が確保できる効果（すなわち省
スペース化の効果）があるが、ブースターファン５２，
５３の設置は必須のものではない。また、半導体製造装
置４の増設などにより全体の送風量を大きくしたい場合
には、外気処理装置５を増設してチャンバ５１に接続す
ればよいため、フレキシビリティが非常に高いシステム
となる。

【００４１】また、前記各実施形態では、局所設備とし
て半導体製造装置を挙げているが、本発明における局所
設備はこれに限定されず、局所的にクリーン度を高くす
るために設けられるクリーンブースや、半導体に限定さ
れない製造装置がクリーンブースに組み込まれたものな
どであっもよい。

【００４２】また、前記各実施形態で分岐ボックス７，
７０や空気調整装置９１，９２は、半導体製造装置４の
上側に設置するため例えば図４に示すような構造にして
あるが、床下等に設置するものであってもよい。その一
例を図７に示す。

【００４３】この空気調整装置９３は、ハウジングの上
部に空気導入口７１を設け、ここから導入された空気が
バッフル板７３で消音されながら進行方向を１８０°変
え、高精度の温度調整コイル８３、特定成分除去用のフ
ィルタ８２、およびエアフィルタ８１をこの順に通っ
て、ハウジング上部に設けた空気導出口７４から上向き
に出ていくように構成されている。また、図４の分岐ボ
ックス７と同様に、空気導入口７１には風量調整装置７
２を、クリーンルーム１内との圧力差を検出する圧力検
出器６３を設けてある。

【００４４】これにより、圧力検出器６３からの圧力検
出値に応じて、空気調整装置９３内に導入される空気の
量が風量調整装置７２により調整され、空気調整装置９
３内の圧力が一定に保持される。また、高精度に温度調
整され、且つフィルタ８２により特定成分除去された空
気が、空気導出口７４から上向きに導出される。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３に係
る発明によれば、クリーンルーム内に設置された局所設
備には要求される質の高い空気を導入し、クリーンルー
ム内の空気は要求に見合った（それほど質の高くない）
性能とすればよいため、クリーンルームの構築にかかる
コストを低減することができる。

【００４６】特に、請求項２では、局所設備内を完全に
汚染のない環境として維持することができる効果があ
る。特に、請求項３では、外気処理装置を共通として
も、空気調整装置から各局所設備にそれぞれの要求性能
に応じた空気が導入されるため、多数の局所設備が設置
されて各局所設備の要求性能が異なる場合に、設備コス
トが大幅に低減される効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に相当するクリーンルー
ムの空気導入設備を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第二実施形態に相当するクリーンルー
ムの空気導入設備を示す概略構成図である。

【図３】本発明のクリーンルームの空気導入設備におい
て、分岐ボックスを経由して導入する例を示す概略構成
図である。

【図４】図３の設備を構成する分岐ボックスの一例を示
す断面図である。

【図５】本発明の第三実施形態に相当するクリーンルー
ムの空気導入設備を示す概略構成図である。

【図６】本発明の第四実施形態に相当するクリーンルー
ムの空気導入設備を示す概略構成図である。

【図７】床置き型の空気調整装置の一例を示す断面図で
ある。

【図８】従来例に相当するクリーンルームの空気導入設
備を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１クリーンルーム２エアフィルタ３空調機４，４１，４２半導体製造装置（局所設備）５外気処理装置７，７０分岐ボックス（空気調整装置）８エアフィルタ１１天井内チャンバ１３床下チャンバ６１〜６７圧力検出器９１，９２空気調整装置Ｄ₁〜Ｄ₃ ダンパＨ₁，Ｈ₄，Ｈ₅ 配管（クリーンルーム内への空気導入経路）Ｈ₂，Ｈ₁₁，Ｈ₁₂，Ｈ₆ 配管（局所設備用の空気導入経路）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質の高い空気を導入して使用される局所
設備が内部に設置されたクリーンルームの空気導入設備
において、前記局所設備内への導入空気が、クリーンルーム内の空
気と混合しないようになっていることを特徴とするクリ
ールームの空気導入設備。
【請求項２】局所設備内の空気圧がクリーンルーム内
の空気圧より高く設定されていることを特徴とする請求
項１記載のクリールームの空気導入設備。
【請求項３】クリーンルーム内に複数の局所設備が配
置してあり、局所設備用の空気導入経路に、異なる性能
の空気を導出する複数の空気調整装置を設け、各局所設
備を必要な空気性能に応じていずれかの空気調整装置に
接続したことを特徴とする請求項１または２に記載のク
リールームの空気導入設備。