JPH10281519A - クリーンルーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レイアウトの変更等にフレキシビリティを維持
できるように清浄室内を低清浄度空間と高清浄度空間に
間仕切りでき、且つ天井面に配設する清浄空気吹出装置
の数を大幅に削減できるクリーンルームを提供する。 【解決手段】清浄室８の天井面１には低清浄度空間８ａ
に合わせてＦＦＵ２（ａ）を間引き配設する。そして、
天井面１の低清浄度空間８ａと高清浄度空間８ｂの境界
線の高清浄度空間８ｂ側には、ＦＦＵ２を連続的に又は
非連続的に配設すると共に、少なくとも非連続的に配設
した境界線には天井面１から垂直な垂れ壁６０を垂設す
る。この境界線に配設されたＦＦＵ２のエアーカーテン
作用により低清浄度空間８ａと高清浄度空間８ｂを間仕
切ると共に、ＦＦＵ２を非連続に配設した時の低清浄度
空間８ａから高清浄度空間８ｂへのエアの流れ込みを垂
れ壁６０で防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルームに
係り、特に清浄室内に低清浄度空間と高清浄度空間が共
有するクリーンルームに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の高集積化、微細化にともな
いクリーンルームに要求される清浄度が厳しくなってい
きている。このクリーンルームは、天井面に清浄空気吹
出装置例えばファン・フィルタ・ユニット（以下、ＦＦ
Ｕと称す）を配設し、一方向の気流性状を持つ清浄空気
を清浄室に吹き出すことを特徴とする全面ダウンフロー
方式のクリーンルームが採用されている。この方式のク
リーンルームの清浄室は、大部屋タイプのため、世代交
代の激しい半導体製造装置のレイアウト等の変更に対す
るフレキシビリティがあることから現在最も有効なクリ
ーンルームと考えられている。

【０００３】しかし、このクリーンルームは、天井全面
にＦＦＵを配設して稼動させるために設備コストやラン
ニングコストが膨大になってしまうという欠点がある。
実際に半導体製造のラインの中で高清浄度が要求される
箇所は、クリーンルームの清浄室全体ではなく、製造装
置やウエーハ搬送部等に限られた箇所である。そこで、
従来、このような問題点を解決するために、高清浄度空
間に対応する天井部にはＦＦＵを全面に配設したり、ま
た、天井部から床下までパーテッション等で区画したり
して低清浄度空間と高清浄度空間を間仕切る必要があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、天井部
から床下までパーテッション等で区画して低清浄度空間
と高清浄度空間を間仕切る従来のクリーンルームでは、
大部屋タイプのクリーンルームの長所であるレイアウト
の変更等にフレキシビリティがなくなってしまうという
欠点がある。

【０００５】一方、高清浄度空間に対応する天井部全面
のみにＦＦＵを配設する従来のクリーンルームの場合、
清浄室の天井部全面にＦＦＵを配設する場合に比べると
ＦＦＵの台数が減り、レイアウト等の変更にも対応でき
るが、設備コストやランニングコストを削減する上でま
だ十分とは言えない。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたもので、レイアウトの変更等にフレキシビリテ
ィを維持できるように清浄室内を低清浄度空間と高清浄
度空間に間仕切りでき、且つ天井面に配設する清浄空気
吹出装置の数を大幅に削減できるクリーンルームを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、天井面に配設された清浄空気吹出装置から
清浄空気を清浄室内に吹き出して床面から吸い込むこと
により清浄化される前記清浄室内に低清浄度空間と高清
浄度空間とを共有するクリーンルームにおいて、前記清
浄室の天井面には、前記低清浄度空間に合わせて前記清
浄空気吹出装置を間引き配設し、前記天井面の前記低清
浄度空間と前記高清浄度空間の境界線の高清浄度空間側
には、前記清浄空気吹出装置を連続的に又は非連続的に
配設すると共に、少なくとも前記非連続的に配設した境
界線には天井から垂直な垂れ壁を垂設し、前記低清浄度
空間と前記高清浄度空間を間仕切ることを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、清浄室の天井面には低清
浄度空間に合わせて清浄空気吹出装置を間引き配設す
る。そして、天井面の低清浄度空間と高清浄度空間の境
界線の高清浄度空間側には、清浄空気吹出装置を連続的
に又は非連続的に配設すると共に、少なくとも非連続的
に配設した境界線には天井から垂直な垂れ壁を垂設す
る。この境界線に配設された清浄空気吹出装置のエアー
カーテン作用により低清浄度空間と高清浄度空間を間仕
切ると共に、清浄空気吹出装置を非連続に配設した時の
低清浄度空間から高清浄度空間へのエアの流れ込みを垂
れ壁で防止する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るクリーンルームの好ましい実施の形態について詳説す
る。図１は、本発明のクリーンルームの第１の実施の形
態の要部を拡大した斜視図である。図２は、図１のＡ−
Ａ線に沿った断面図でクリーンルーム全体を示したもの
であり、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図でクリー
ンルーム全体を示したものである。

【０００９】先ず、図２及び図３により、クリーンルー
ム１０の全体構成を説明すると、クリーンルーム１０の
天井面１にはＦＦＵ２が配設され、ＦＦＵ２により天井
空間７の空気が清浄化されて清浄室８内に吹き出され
る。清浄室８内に吹き出された清浄空気は、清浄室８内
で発生した塵埃と共にグレーチング床３から床下空間４
に吸い込まれ、リターン空間６を通って天井空間７に戻
る。また、床下空間４の側面から還気ダクト５２により
空調機５０に送られた還気空気は、所定の温湿度に調整
されると共に外気取込ダクト５３からの新鮮空気と混合
された後、給気ダクト５１を介して天井空間７に送られ
る。また、床下空間４のもう一方の側面には排気ダクト
５４が設けられ、塵埃を含む一定量の空気が排気ダクト
５４からクリーンルーム１０外に排気される。これによ
り、クリーンルーム１０の清浄室８内には温湿度の調整
された清浄空間が形成される。

【００１０】しかし、例えば半導体製造のクリーンルー
ム１０の場合でも、清浄室８の全てに高清浄度空間を必
要とするわけではなく、製造装置やウエーハ搬送部等に
限られた箇所である。そこで、本発明のクリーンルーム
１０では、清浄室８内に共有される低清浄度空間８ａと
高清浄度空間８ｂとの間仕切りを以下のように構成した
もので、図１〜図３は、低清浄度空間８ａの中の局所に
高清浄度空間８ｂを形成する場合の一例である。

【００１１】これらの図に示すように、清浄室８の天井
部には格子状の天井フレーム１２が敷設され、この天井
フレーム１２の格子空間１４にＦＦＵ２が載置され、Ｆ
ＦＵ２が載置されない格子空間１４は着脱自在な閉塞板
（図示せず）により閉塞されて天井面１が形成される。
そして、本発明のクリーンルーム１０では、清浄室８の
天井フレーム１２には、低清浄度空間８ａに合わせてＦ
ＦＵ２（ａ）が間引き状態で載置されると共に、天井面
１の低清浄度空間８ａと高清浄度空間８ｂを仕切る四角
状の境界線に対応する天井フレーム１２には次のように
ＦＦＵ２が載置される。即ち、四角状の境界線のうち、
長手方向の境界線に対応する天井フレーム１２の高清浄
度空間８ｂ側の格子空間１４にはＦＦＵ２（ｂ）が連続
的に載置される。一方、短手方向の境界線に対応する天
井フレーム１２の高清浄度空間８ｂ側の格子空間１４に
はＦＦＵ２（ｃ）が一台置きに間引き載置されると共
に、短手方向の境界線には天井面１から垂直に垂れ壁６
０が設けられる。この垂れ壁６０の長さ（Ｌ）は、間引
き載置したＦＦＵ２（ｃ）同士の間隔（Ｄ）の１．５倍
以上であることが好ましい。

【００１２】図４及び図５は、垂れ壁６０の長さ（Ｌ）
とＦＦＵ２（ｃ）同士の間隔（Ｄ）との関係を説明する
説明図である。図４は実験の構成を示したものであり、
図５はその結果を示した図である。図４に示すように、
２台のＦＦＵ２（ｃ）同士を、ＦＦＵ２一台分の幅（Ｆ
ＦＵの短尺側）に相当する０．６ｍ離間させて左右に配
設すると共に、ＦＦＵ２（ｃ）同士の前側と後側には、
ＦＦＵ２（ｃ）同士の端から端まで天井面１から垂設し
た垂れ壁６０を設けた。これにより、２台のＦＦＵ２
（ｃ）と２枚の垂れ壁６０により四角状に間仕切りされ
た高清浄度空間８ｂを形成した。そして、ＦＦＵ同士の
間隔（Ｄ）を０．６ｍに一定として垂れ壁６０の長さを
変えた時の各測定点での塵埃濃度を測定した。塵埃濃度
の測定点は、ＦＦＵ２（ｃ）同士の中心位置において、
グレーチング床３からの高さがそれぞれ０．５ｍ、１．
０ｍ、１．５ｍ、２．０ｍ、２．４ｍの５か所で行っ
た。

【００１３】図５は、測定点での塵埃濃度を高清浄度空
間８ｂ周辺の低清浄度空間８ａの塵埃濃度で割った濃度
比を縦軸に示し、垂れ壁６０の長さ（Ｌ）を横軸に示し
た図である。濃度比が大きいと、高清浄度空間８ｂ内に
周囲の低清浄度空間８ａから清浄度の低い空気が多量に
流れ込んでいることを意味する。一方、濃度比が小さい
と低清浄度空間８ａから高清浄度空間８ｂへの空気の流
れ込みが殆どなく、高清浄度空間８ｂと低清浄度空間８
ａとの間仕切りが良好に行われていることを意味する。
また、図５の実線で示した曲線は、各測定点における垂
れ壁６０の長さと濃度比の関係の平均値を結んだもので
ある。

【００１４】図５から分かるように、ＦＦＵ２（ｃ）同
士の間隔（Ｄ）が０．６ｍの時、０．９ｍ以上の長さ
（Ｌ）の垂れ壁６０を設けることにより濃度比が著しく
低下し、高清浄度空間８ｂと低清浄度空間８ａとの間仕
切りが良好に行われている。そして、垂れ壁６０の長さ
（Ｌ）を０．９ｍ以上にしても濃度比が変わらなかっ
た。このことは、ＦＦＵ２（ｃ）同士の間隔（Ｄ）が
０．６ｍの時は、垂れ壁６０の長さ（Ｌ）を０．９ｍに
すれば良いことが分かる。

【００１５】図示しなかったが同様に、ＦＦＵ２（ｃ）
同士の間隔（Ｄ）が０．３ｍの時と１．２ｍの時につい
て行った。その結果、ＦＦＵ２（ｃ）同士の間隔（Ｄ）
が０．３ｍの時は垂れ壁６０の長さ（Ｌ）を０．５ｍに
すれば良く、ＦＦＵ２（ｃ）同士の間隔（Ｄ）が１．２
ｍの時は垂れ壁６０の長さ（Ｌ）を１．８ｍにすれば良
いことがわかった。このことから、ＦＦＵ２（ｃ）同士
の間隔（Ｄ）と、濃度比を低レベルに維持するための垂
れ壁６０の長さ（Ｌ）とは一定の関係があり、垂れ壁６
０の長さ（Ｌ）は、ＦＦＵ２（ｃ）同士の間隔（Ｄ）の
１．５倍以上であれば良いことになる。

【００１６】従って、通常、クリーンルーム１０に用い
られるＦＦＵ２のサイズは、縦・横が約１．２ｍ・０．
６ｍであるため、短手方向の境界線に対応する天井フレ
ーム１２の格子空間１４にＦＦＵ２（ｃ）を一台置きに
間引き載置すると、ＦＦＵ２（ｃ）同士の間隔（Ｄ）は
０．６ｍとなる。これにより、垂れ壁６０の長さ（Ｌ）
は０．９ｍあれば良いことになる。この結果から、低清
浄度空間８ａから高清浄度空間８ｂへの空気の流れ込み
の大部分は、清浄室８の上部空間において起こることが
予想された。このことから、この実験における清浄室８
の気流分布を測定したところ、清浄室８の天井付近での
み低清浄度空間８ａから高清浄度空間８ｂへの空気の流
れみがみられ、天井面１付近に垂れ壁６０を設けること
で低清浄度空間８ａと高清浄度空間８ｂとを確実に間仕
切りできることが立証された。

【００１７】また、四角状の境界線の内側の高清浄度空
間８ｂ内に配設されるＦＦＵ２（ｄ）の吹出口に、図６
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、吹き出し気流を側方下向
きに吹き出すことができる気流拡大器４０を取り付ける
と更に良い。図６（Ａ）は、気流拡大器４０の斜視図で
あり、図６（Ｂ）はその縦断面図である。この気流拡大
器４０は、四方の側面にルーバ４２を配設すると共に、
下面に格子板４１を設けたもので、このルーバ４２の開
度及び角度により気流拡大領域を可変することができ
る。そして、この気流拡大器４０により、ＦＦＵ２がカ
バーできる清浄域を拡大することができるので、高清浄
度空間８ｂ内に配設するＦＦＵ２（ｄ）の台数を更に減
らすことができる。

【００１８】次に、上記の如く構成された本発明のクリ
ーンルーム１０の作用について説明する。清浄室８の低
清浄度空間８ａの天井面１に間引き状態で配設されたＦ
ＦＵ２（ａ）から低清浄度空間８ａに清浄空気がダウン
フローされ、低清浄度空間８ａに吹き出された清浄空気
は低清浄度空間８ａの塵埃と共にグレーチング床３から
吸い込まれた後、リターン空間６を通って天井空間７に
戻される。これにより、低清浄度空間８ａは低清浄度空
間８ａの清浄度基準を満足する清浄度に維持される。

【００１９】一方、低清浄度空間８ａと高清浄度空間８
ｂを間仕切る四角状の境界線のうち、長手方向の境界線
に対応する天井フレーム１２の高清浄度空間８ｂ側の格
子空間１４に連続的に配設されたＦＦＵ２（ｂ）から吹
き出された清浄空気は、天井面１とグレーチング板３と
の間にエアカーテンを形成する。このエアーカテンによ
り、低清浄度空間８ａの清浄度の低い空気が高清浄度空
間８ｂ側に流れ込むのを防止する。従って、四角状の境
界線のうちの長手方向の境界線において低清浄度空間８
ａと高清浄度空間８ｂを確実に間仕切ることができる。

【００２０】しかし、短手方向の境界線に対応する天井
フレーム１２の高清浄度空間８ｂ側の格子空間１４には
ＦＦＵ２（ｃ）が一台置きに間引き載置されているの
で、ＦＦＵ２（ｃ）からの清浄空気が行き渡らないＦＦ
Ｕ（ｃ）同士の中心域では低清浄度空間８ａからの清浄
度の低い空気が高清浄度空間８ｂ内に流れ込み、高清浄
度空間８ｂの清浄度が悪くなる。

【００２１】そこで、本発明では、ＦＦＵ２（ｃ）を非
連続的に配設した短手方向の境界線には天井面１から垂
直な垂れ壁６０を垂設すると共に、この垂れ壁６０の長
さ（Ｌ）がＦＦＵ２（ｃ）同士の間隔（Ｄ）の１．５倍
以上になるようにした。これにより、ＦＦＵ２（ｃ）に
よるエアーカテン作用と、低清浄度空間８ａから高清浄
度空間８ｂへの空気の流れ込みを防止する垂れ壁６０の
作用とが相まって、低清浄度空間８ａから高清浄度空間
８ｂへの空気の流れ込みを確実に防止することができ
る。従って、四角状の境界線のうち、ＦＦＵ２（ｃ）を
間引き載置した短手方向の境界線においても低清浄度空
間と高清浄度空間を確実に間仕切ることができる。

【００２２】尚、ＦＦＵ２（ｂ）を連続的に配設した長
手方向の境界線側にも垂れ壁６０を設けると、低清浄度
空間８ａと高清浄度空間８ｂを更に確実に間仕切りする
ことができる。このように、本発明のクリーンルーム１
０は、低清浄度空間８ａと高清浄度空間８ｂを間仕切る
ために、従来のクリーンルームのように天井面１とグレ
ーチング床３との間にパーテッションを配設する必要が
ない。従って、レイアウトの変更等に容易に対応するこ
とができる。

【００２３】また、本発明のクリーンルーム１０は、従
来のクリーンルームのように高清浄度空間８ｂの天井面
１全体にＦＦＵ２を敷設する必要がないので、ＦＦＵ２
の配設数を大幅に低減することができる。従って、設備
コストの低減を図ることができると共に、大幅な省エネ
を図ることができる。図７は、本発明のクリーンルーム
１０の第２の実施の形態であり、第１の実施の形態と同
一の部材や装置には同一の符号を付して説明する。

【００２４】第２の実施の形態は、低清浄度空間８ａと
高清浄度空間８ｂとの境界線にＦＦＵ２を連続的又は非
連続的に配設してＦＦＵ２からグレーチング床３に向か
って清浄空気を吹き出した場合、ＦＦＵ２直下における
気流の変動に影響されて低清浄度空間８ａから清浄度の
低い空気が高清浄度空間８ｂに流れ込む可能性があるこ
とに対処するものである。

【００２５】即ち、本発明の第２の実施の形態では、Ｆ
ＦＵ２の吹出口に吹き出し気流を整流させる作用のある
ハニカム型の整流格子２０やパンチング板等を取り付け
て、ＦＦＵ２から吹き出された清浄空気がＦＦＵ２直下
の気流に影響されないようにした。これにより、ＦＦＵ
２からダウンフローされる清浄空気のエアーカーテン作
用を促進することができるので、低清浄度空間８ａから
高清浄度空間８ｂへの空気の流れ込みをより確実に防止
することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリーン
ルームによれば、低清浄度空間と高清浄度空間を間仕切
るために、天井面とグレーチング床との間にパーテッシ
ョンを配設する必要がない。従って、レイアウトの変更
等に容易に対応することができる。

【００２７】また、本発明のクリーンルームは、高清浄
度空間の天井面全体にＦＦＵを敷設する必要がないの
で、ＦＦＵの配設数を顕著に低減することができる。従
って、設備コストの低減を図ることができると共に、大
幅な省エネを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のクリーンルームの第１の実施
の形態を説明するために要部を拡大した斜視図

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図でクリ
ーンルーム全体を示した図

【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図でクリ
ーンルーム全体を示した図

【図４】図４は、垂れ壁の長さとＦＦＵ同士の間隔との
関係を実験するための装置構成を説明する説明図

【図５】図５は、垂れ壁の長さと塵埃の濃度比との関係
を示す図

【図６】図６の（Ａ）はＦＦＵの吹出口に取り付ける気
流拡大器の構造を説明する斜視図で（Ｂ）はその断面図

【図７】図７は、本発明のクリーンルームの第２の実施
の形態を説明する断面図

【符号の説明】 １…天井面 ２、２（ａ）、２（ｂ）、２（ｃ）、２（ｄ）…ＦＦＵ ３…グレーチング床 ４…床下空間 ６…リターン空間 ７…天井空間 ８…清浄室 ８ａ…低清浄度空間 ８ｂ…高清浄度空間 １０…クリーンルーム １２…天井フレーム １４…天井フレームの格子空間 ４０…気流拡大器 ４２…ルーバ ５０…空調機 ５１…給気ダクト ５２…還気ダクト ５３…外気取込ダクト ５４…排気ダクト ６０…垂れ壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉木 篤 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 平田 順太 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】天井面に配設された清浄空気吹出装置から
   清浄空気を清浄室内に吹き出して床面から吸い込むこと
   により清浄化される前記清浄室内に低清浄度空間と高清
   浄度空間とを共有するクリーンルームにおいて、 前記清浄室の天井面には、前記低清浄度空間に合わせて
   前記清浄空気吹出装置を間隔をあけて配設し、 前記天井面の前記低清浄度空間と前記高清浄度空間の境
   界線の高清浄度空間側には、前記清浄空気吹出装置を連
   続的に又は非連続的に配設すると共に、少なくとも前記
   非連続的に配設した境界線には天井から垂直な垂れ壁を
   垂設し、前記低清浄度空間と前記高清浄度空間を間仕切
   ることを特徴とするクリーンルーム。
2. 【請求項２】前記垂れ壁の長さ（Ｌ）は、前記清浄空気
   吹出装置同士の間隔（Ｄ）の１．５倍以上であることを
   特徴とする請求項１のクリーンルーム。
3. 【請求項３】前記垂れ壁は、静電気の発生しにくい導電
   性の材質にすることを特徴とする請求項１又は２のクリ
   ーンルーム。
4. 【請求項４】前記高清浄度空間に配設する清浄空気吹出
   装置には、吹き出し清浄空気の気流を拡大させる気流拡
   大器を取り付けたことを特徴とする請求項１、２又は３
   のクリーンルーム。