JPWO2009054116A1 - クリーンルーム - Google Patents

Abstract

生産設備等の放熱体（１０）の上面（１０−１）に対向するように排塵補助部材（１５）の排塵促進面（１５−１）を配置して、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面との間を、塵埃又は化学物質等の物体の大きさと、その物体が空気中を自由落下中に空気抵抗と釣り合い、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）以上の上昇気流で占有することにより、塵埃及び化学物質等の物体は放熱体上に落下しない。

Description

本発明は、半導体製造工場、ＦＰＤ（Flat Panel Display）製造工場、精密機械工場、薬品製造工場等の無塵室或いは無菌室に適用されるクリーンルームに関するものである。

半導体工場又はＦＰＤ製造工場においては、デバイスの高集積化に伴い、清浄度又は温湿度などの環境条件をより高度なレベルに制御することが要求されている。さらに、近年の半導体又はＦＰＤの価格競争の激化から、クリーンルームの建設コストすなわちイニシャルコスト、及び、クリーンルーム自体のランニングコストを低減することが要求されている。

このような清浄度の高いクリーンルームを実現する方式としては、図２９に示すような全面ダウンフロー方式がある。この方式では、天井室１０２内の空気は、清浄室１０１の天井に設置されたファンフィルタユニット１０３の空気取入口１０４からファンフィルタユニット１０３内に流入し、ファンフィルタユニット１０３内に設置された送風機１０５によって昇圧され、高性能フィルタ１０６によって除塵された後、清浄室１０１内に鉛直下向きに清浄な空気が例えば０．２５〜０．５ｍ／ｓ程度の流速で流れる。次に、清浄室１０１のグレーチング床１０７を通って床下室１０８に流れ込み、戻り流路１０９を経て天井室１０２に戻るという、循環流を形成する。このような循環により、同じ空気が何度も高性能フィルタ１０６により除塵されるため、クリーンルームの運転を開始してから、ある一定時間を経過した後、清浄室１０１内は高清浄度が保たれることになる。

さらに、清浄室１０１内には、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体１１０がグレーチング床１０７上に設置されている。放熱体１１０においては、有毒なガスなどを使用することもあるため、安全のため、処理の終わった有毒ガスとともに清浄室１０１内の空気を排気案内流路１１１に吸入して床下室１０８内の排気案内流路１１１によりクリーンルーム外部に排気している。清浄室１０１内の圧力を所定の値に制御するために、クリーンルーム外部への排気流量にほぼ等しい流量の空気を給気案内流路１１２により天井室１０２内に搬送し、給気案内流路１１２に設置された給気口から、天井室１０２内に供給空気として供給する。給気案内流路１１２には、外気をクリーンルームに適する空気に調整する外調機１１３が備え付けられている。

一方、清浄室１０１には、ＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体１１０が設置されているが、これら放熱体１１０の種類によって、放熱体１１０の表面温度が２５度近くから１００度近くになることで、かなりの発熱を伴うもの（例えば、乾燥炉など）もあり、清浄室１０１で発熱源となる場合がある。従来は、これら放熱体１１０（熱源）から放出される排熱をクリーンルームに自然拡散させ、清浄室１０１全体を調温していた。ＩＣ製造室又は各種検査室等として使用されるクリーンルームは、塵埃又は微粒子等に対する清浄度が必要であることは勿論であるが、湿度及び温度についても常に所定の範囲に保持することが必要とされる。

清浄室１０１の循環流は、清浄室１０１内の放熱体１１０又は床下室１０８内に設置されたポンプ（不図示）などの補機の熱負荷のために暖められるため、清浄室１０１のグレーチング床１０７を通って床下室１０８に流れ込んだ循環流の温度は、清浄室１０１内の雰囲気温度より若干高くなる。それを所定の温度に戻すために空調装置１１４を制御すねことにより、清浄室１０１内の温度は一定に保たれることになる。

以上のように、クリーンルーム環境を維持するために、高性能フィルタ１０６を備えたファンフィルタユニット１０３などの空気浄化装置及び温度が制御できる空調装置１１４を備えている。

このような従来のクリーンルームでは、清浄室１０１に対して高性能フィルタ１０６から床下空間１０８に向かう均一な流速で清浄空気を供給するため、図３０に示すように、生産設備等の放熱体１１０からの発熱又は放熱によって生じた上昇気流によって、生産設備等の放熱体１１０の上部側で、清浄空気流が、図３０の実線の矢印ａで示すように乱され、放熱体１１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃又は化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂで示すように放熱体１１０上に落下し、清浄環境に悪影響を与えることが分かっていた。

この塵埃及び化学物質等の汚染物質から清浄室１０１の清浄環境を守る方法として、放熱体１１０の上部側のフィルタユニット１０３に、放熱体１１０の上部側の塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む空気を吸引する吸気手段（図示せず）が配設され、放熱体１１０が配置された上部側のフィルタユニット１０３から、放熱体１１０の上部側の塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む空気を吸引すると共に、高性能フィルタ１０６によって塵埃又は化学物質等の汚染物質を捕獲し、清浄室１０１への塵埃又は化学物質等の汚染物質の拡散防止法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２４７５１２号公報

しかしながら、放熱体１１０の上部側のフィルタユニット１０３から、塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む空気を吸引しようとすると、フィルタユニット１０３に近い部分の空気は充分に吸引することができるが、放熱体１１０の上部近傍の空気はフィルタユニット１０３から遠い位置にあるため、放熱体１１０の上部近傍の空気に対する吸引力が不足し、放熱体１１０の上部近傍の空気は充分に吸引されることがない。

その結果、放熱体１１０の上部側に発生した気流渦又は熱対流などによって、長時間に渡って、放熱体１１０の上部にある塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む空気が、放熱体１１０の上部側で漂うことになる。そして、空気中に塵埃又は化学物質等の密度が増加し、塵埃又は化学物質等の衝突による巨大化又は重量増加により、塵埃又は化学物質等が最終的に自由落下し、放熱体１１０中で製造したウェハー上に塵埃又は化学物質等が付着することにより、ウェハーに要求される品質又は生産性を満足することはできなかった。

現在、ウェハー上の配線パターンピッチは５０ナノメートル程度と超微細な構造であり、その配線パターンピッチ以上の大きさの塵埃又は化学物質等の汚染物質がウェハー上に落下することで、塵埃又は化学物質等の汚染物質を介してウェハーが短絡し、異常発熱又は焼損することがある。

本発明は、斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体の上部側で発生する気流渦又は熱対流に起因する気流の流れを最適化することにより、塵埃及び化学物質等がウェハーなどの上に付着することを抑制することができるクリーンルームを提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために以下の手段を採用している。
まず、本発明者は、従来の問題の根源は、放熱体１１０の上部側において、放熱体１１０の熱により発生する上昇気流を全く考慮せずに、又は、上昇気流とは全く別に、汚染物質を含む空気を吸引する吸気手段を設けて、強制的に吸引することにあると考え、このような強制的な流体の流れを人為的に作り出すのではなく、放熱体１１０の熱により発生する上昇気流を利用することができないか否かを考察しようとした。

そこで、一般的に、塵埃又は化学物質等の物体の大きさと、その物体が空気中で自由落下中に空気抵抗とが釣り合うことにより、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）の関係が、図２に示すストークスの法則として知られている。つまり、その終末速度以上で、下方から、塵埃及び化学物質等の物体に向かって流体を吹き上げれば、その物体は落下することは無い。

また、生産設備等の放熱体の表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差によって、放熱体の上面の上方で上昇気流が発生し、例えば放熱体の上面の表面温度が５０℃の場合、放熱体の上面から１０ｃｍから３０ｃｍ程度離れた、上面から近い場所では、比較的速い上昇気流が絶えず存在しているが、上面から１００ｃｍ程度の距離が離れた場所では、上昇気流は極めて弱い。このように、生産設備等の放熱体の上面の表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差と、生産設備等の放熱体の上面からの一定距離での上昇気流速度に一定の関係が成り立つことが知られている。

以上のことから、塵埃又は化学物質等の物体の大きさから決定される落下速度（終末速度）以上の上昇気流の分布が、生産設備等の放熱体の上面の上方空間を絶えず占有していれば、塵埃及び化学物質等の汚染物質が、放熱体の上面に、言い換えれば、放熱体の生産設備等で作られるウェハーに落下することはないと考えられる。

今回、この点に着目し、本発明者は、塵埃又は化学物質等の物体の大きさから自由落下しないための終末速度を事前に計算及び解析を事前に行い、生産設備等の放熱体の上面の表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差から上昇気流の分布を加味した構造を開発した。

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、床上に設置された放熱体の上面に対向する排塵促進面を有するとともに、前記排塵促進面により、前記放熱体の発熱によって発生する前記放熱体の前記上面から上昇する上昇気流が、前記排塵促進面と前記放熱体の前記上面との隙間から隙間外に排出されるような、前記排塵促進面と前記放熱体の前記上面との距離に前記排塵促進面が位置する排塵補助部材とを備える、クリーンルームを提供する。

本発明の第２態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記床と交差する側壁から横方向に前記放熱体の上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第３態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記床から上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第４態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記放熱体から上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第５態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記放熱体に隣接する装置から前記放熱体の上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第６態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記床に面する天井から前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第７態様によれば、前記放熱体の前記上面の表面温度と前記周辺雰囲気の温度との温度差を、前記放熱体の前記上面と前記排塵補助部材の前記排塵促進面との間の距離で割った値Ｋ（℃／ｍｍ）が０．０３２≦Ｋ≦ ０．０６５の関係を保つ第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第８態様によれば、前記放熱体として、第１放熱体と、前記第１放熱体よりも温度が高い第２放熱体が前記床上に設置され、前記第１放熱体の上面の表面温度と前記第１放熱体の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が、前記第２放熱体の上面の表面温度と前記第２放熱体の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差よりも大きいとともに、
前記排塵補助部材として、前記第１放熱体の前記上面に対向した排塵促進面を有しかつ前記クリーンルームに面する天井から下向き突出するように配置される第１排塵補助部材と、前記第２放熱体の前記上面に対向した排塵促進面を有しかつ前記クリーンルームに面する天井から下向き突出するように配置された第２排塵補助部材とを備え、
前記第１放熱体の前記上面と前記第１排塵補助部材の前記排塵促進面との間の第１距離が、前記第２放熱体の前記上面と前記第２排塵補助部材の前記排塵促進面との間の第２距離よりも大きい、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

これらの構成により、塵埃及び化学物質等が放熱体に落下せず、放熱体の一例として例えば半導体製造装置において、その処理対象物であるウェハー上に塵埃及び化学物質等が付着することを抑制することができる。

本発明の第９態様によれば、前記排塵補助部材の前記排塵促進面は帯電防止層を有している、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第１０態様によれば、前記排塵補助部材の前記排塵促進面は接地されている、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

これらの構成により、排塵補助部材自体にも、塵埃及び化学物質等の汚染物質が付着しにくくすることができ、塵埃及び化学物質等が放熱体に落下するのを、より一層効果的に防止することができる。

本発明の第１１態様によれば、前記排塵補助部材は、ボックスもしくはエアパッキンより構成されている、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第１２態様によれば、前記排塵補助部材はエアパッキンで構成されており、かつ、前記放熱体からの上昇気流により前記排塵補助部材が前記天井に対して上下方向に移動可能に配置されている、第１１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

これらの構成により、天井面の大掛かりな工事が不必要になると同時に生産活動を止めることなく、天井に前記排塵補助部材を配置することを可能とし、さらに低コスト化を促進するとともに、清浄度又は温湿度などの製造条件及びに環境条件をより高度なレベルに制御することを実現可能とする。

本発明の第１３態様によれば、前記排塵補助部材の前記排塵促進面は、前記放熱体の前記上面の全面をほぼ覆うように配置されている、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

以上のように、本発明に係るクリーンルームでは、前記放熱体の発熱により前記放熱体の前記上面から上昇する上昇気流が、前記排塵補助部材の前記排塵促進面により、前記排塵補助部材の前記排塵促進面と前記放熱体の前記上面との隙間から隙間外に排出されるように案内される。この結果、放熱体の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、上昇気流と共に、前記隙間から隙間外に排出されることになり、汚染物質が前記放熱体の前記上面に落下することを効果的に防止することができる。すなわち、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体の上部側で発生する気流渦又は熱対流に起因する上昇気流の流れを最適化することにより、塵埃及び化学物質等の汚染物質が、放熱体での処理対象物の例であるウェハーなどの上に落下して付着することを抑制することができる。

また、前記排塵補助部材を簡単なボックスもしくはエアパッキンより構成すれば、天井面の大掛かりな工事が不必要になると同時に生産活動を止めることなく、天井に前記排塵補助部材を配置することを可能とし、さらに低コスト化が可能となり、かつ、清浄度又は温湿度などの製造条件及び環境条件をより高度なレベルに制御することが実現可能となる。

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームであって、清浄室内に放熱体が配置された状態を示す概略説明図であり、 図２は、汚染物質の直径に対して終末速度（ｍｍ／ｓ）を示す結果図であり、 図３は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、放熱体からの上昇気流と汚染物質との流れを説明するための概略説明図であり、 図４は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームとの比較説明のためのクリーンルームであって、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面との間の距離が大きすぎる場合の放熱体からの上昇気流と汚染物質との流れを説明するための概略説明図であり、 図５は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームとの比較説明のためのクリーンルームであって、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面との間の距離が小さすぎる場合の放熱体からの上昇気流と汚染物質との流れを説明するための概略説明図であり、 図６は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例１〜３において、汚染物質の個数測定結果であって、放熱体に備え付けられているダストカウンターのダスト個数を表形式で示す図であり、 図７Ａは、放熱体と天井との距離に対して、発生する上昇気流速度を示す熱流体解析結果図であり、 図７Ｂは、放熱体と天井との距離に対して、発生する上昇気流速度を示す熱流体解析結果図であり、 図７Ｃは、放熱体と天井との距離に対して、発生する上昇気流速度を示す熱流体解析結果図であり、 図８は、熱流体解析を行った図７Ａ〜図７Ｃの結果を、放熱体の上面の表面温度と清浄室の雰囲気温度との３つの温度差範囲（０〜５０℃、５０〜７５℃、７５〜１００℃）と、３つの放熱体の上面と３つの排塵補助部材の排塵促進面との３つの距離範囲（２００〜１０００ｍｍ、１０００〜１５００ｍｍ、１５００〜２０００ｍｍ）で、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面間で発生する気流の鉛直方向の最小速度について整理した結果を表形式で示す図であり、 図９は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例１〜３において行った取り組みによって、それぞれの放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面間の隙間に、それぞれ自由落下中に空気抵抗と釣り合い、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）が３ｍｍ／ｓ以上の上昇気流で占有して、塵及び化学物質等の汚染物質が放熱体の上面に落下しない状態での、放熱体の上面の表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差と、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面との距離との関係を示すグラフであり、 図１０は、本発明の第１実施形態の変形例にかかるクリーンルームを示す概略説明図であり、 図１１は、本発明の第１実施形態の別の変形例にかかるクリーンルームを示す概略断面図であり、 図１２は、本発明の第１実施形態のさらに別の変形例にかかるクリーンルームを示す概略説明図であり、 図１３は、本発明の第１実施形態の別の変形例にかかるクリーンルームを示す概略説明図であり、 図１４は、図１２の本発明の第１実施形態のさらに別の変形例にかかるクリーンルームとの比較例を示す概略説明図であり、 図１５は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材の排塵促進面と放熱体の上面とが同じ大きさの場合を説明するための図であり（なお、床を示す点線を境に、床より上側の（ａ）は概略説明図であり、床より下側の（ｂ）は概略平面透視図である）、 図１６は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材の排塵促進面が放熱体の上面より大きい場合を説明するための図であり（なお、床を示す点線を境に、床より上側の（ａ）は概略説明図であり、床より下側の（ｂ）は概略平面透視図である）、 図１７は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材の排塵促進面が放熱体の上面より小さい場合を説明するための図であり、（なお、床を示す点線を境に、床より上側の（ａ）は概略説明図であり、床より下側の（ｂ）は概略平面透視図である）、 図１８は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、１つの放熱体内に複数の放熱源がある場合を説明するための図であり、（なお、床を示す点線を境に、床より上側の（ａ）は概略説明図であり、床より下側の（ｂ）は概略平面透視図である）、 図１９は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を、天井面からではなく、清浄室の側壁から支持部材を介して配置させている場合を説明するための説明図であり、 図２０は、図１９の前記第１変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を支持部材を介して配置させている場合を説明するための概略平面透視図であり、 図２１は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を、天井面からではなく、清浄室の床から自立した支持部材を介して配置させている場合を説明するための説明図であり、 図２２は、図２１の前記第２変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を支持部材を介して配置させている場合を説明するための概略平面透視図であり、 図２３は、本発明の第１実施形態の第３変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を、天井面からではなく、排塵補助部材を利用する装置（放熱体）自体から支持部材を介して配置させている場合を説明するための説明図であり、 図２４は、図２３の前記第３変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を配置させている場合を説明するための概略平面透視図であり、 図２５は、本発明の第１実施形態の第４変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を、天井面からではなく、排塵補助部材を利用する装置（放熱体）とは異なる、隣に配置された装置から支持部材を介して突出させている場合を説明するための説明図であり、 図２６は、図２５の前記第４変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を支持部材を介して配置させている場合を説明するための概略平面透視図であり、 図２７は、本発明の第１実施形態の第５変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を天井面からＬ字状の支持部材を介して突出させている場合を説明するための説明図であり、 図２８は、図２７の前記第５変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を支持部材を介して配置させている場合を説明するための概略平面透視図であり、 図２９は、従来のクリーンルームを示す説明図であり、 図３０は、放熱体からの上昇気流によって、気流の乱れを示す概略図である。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下、図面を参照して本発明における第１実施形態を詳細に説明する。

本発明の第１の実施形態にかかるクリーンルームの概要について、図１を基に説明する。このクリーンルームは、清浄室１内の清浄度をある程度高く維持するために、清浄室１の室内空気を清浄室１外に排出し、排出された空気を所定の空気条件に調整した後、その清浄室１内に例えば還流することによって、その清浄室１内の温度、湿度、及び、清浄度を調節するようにしている。ここでは、このような清浄度の高いクリーンルームを実現する方式の一例として、図１に示すような全面ダウンフロー方式を例にとって説明する。

この方式では、清浄室１の上方の天井室２内の空気は、清浄室１の天井１Ａに設置されたファンフィルタユニット３の空気取入口４からファンフィルタユニット３内に流入し、ファンフィルタユニット３内に設置された送風機５によって昇圧され、高性能フィルタ６によって除塵された後、清浄室１内に、鉛直下向きに清浄な空気が例えば０．２５〜０．５ｍ／ｓ程度の流速で流れるようにしている。

次に、矢印７０で示すように、天井室２から清浄室１内に鉛直下向きに流れ込んだ清浄な空気は、清浄室１のグレーチング床７を通って床下室８に流れ込み、床下室８から戻り流路９を経て天井室２に戻るという、循環流を形成している。このような循環により、同じ空気が何度も高性能フィルタ６により除塵されるため、クリーンルームの運転を開始してからある一定時間を経過した後、清浄室１内は高清浄度が保たれることになる。

さらに、清浄室１内には、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の複数の放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがグレーチング床７上に設置されている。放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの放熱源の具体的な例としては、例えば、ＩＣ製造装置などの半導体製造装置及び各種検査装置等におけるモータなどの駆動源と、これらの駆動源を制御するための、又は、駆動源及び画像処理部をそれぞれ制御するための制御部と、各種検査装置等の照明装置となどが挙げられる。これらの放熱源から放熱される熱がそれぞれの装置全体にほぼ均一に伝達されて、装置全体が一様に加熱されて、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとなっていると考えている。ここでは、図示を簡略化するため、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを直方体形状で図示している。これら放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、その種類によって、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面の表面温度（放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが設備の場合には、設備が連続稼動運転中の状態での上面の平均温度）が１００度近くになって、かなりの発熱を伴うもの（例えば、乾燥炉など）もあり、清浄室１で発熱源となる場合がある。これら放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ（熱源）から放出される排熱は、一例として、クリーンルームに自然拡散させ、清浄室１全体を調温するようにしている。なお、ＩＣ製造室又は各種検査室等として使用されるクリーンルームは、塵埃及び微粒子等に対する清浄度が必要であることは勿論であるが、湿度及び温度についても所定の範囲に常に保持することが必要とされる。

なお、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいては、有毒なガスなどを使用する場合もあるため、安全のため、処理の終わった有毒ガスとともに清浄室１内の空気を排気案内流路１１に吸入して排気案内流路１１によりクリーンルーム外部に排気している。清浄室１内の圧力を所定の値に制御するために、外部への排気流量にほぼ等しい流量の空気を、給気案内流路１２により天井室２内に搬送し、給気案内流路１２に設置された給気口１２ａから供給空気として天井室２内に供給する。給気案内流路１２の途中には、外気をクリーンルームに適する空気に調整する外調機１３が備え付けられている。

清浄室１の循環流は、清浄室１内の放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ又は床下室８内に設置されたポンプ（不図示）などの補機の熱負荷のために暖められるため、清浄室１のグレーチング床７を通って床下室８に流れ込んだ循環流の温度は、清浄室１内の雰囲気温度より若干高くなる。それを所定の温度に戻すために、戻り流路９の途中に備えられた空調装置１４で、戻り流路９内の清浄な空気の温度を制御することにより、清浄室１内の温度を一定に保つことができる。

以上のように、クリーンルーム環境を維持するために、クリーンルームには、高性能フィルタ６を備えたファンフィルタユニット３などの空気浄化装置、及び、空気の温度が制御できる空調装置１４を備えている。

このようなクリーンルームにおいて、清浄室１内に設置された放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各上面１０−１に対して鉛直方向に対向した排塵促進面１５−１をそれぞれ有する排塵補助部材１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが、一例として、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するようにそれぞれ配置されている。また、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各上面１０−１の表面温度（放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが設備の場合には、設備が連続稼動運転中の状態での上面の平均温度）と放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が高いほど、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面１０−１と排塵補助部材１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの排塵促進面１５−１との間の距離Ｄが大きくなるように配置されている。言い換えれば、図３に示すように、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流ａ_２が、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に積極的に排出促進されるような距離Ｄの間隔を空けて、放熱体１０の上面１０−１の上方に排塵促進面１５−１が位置している。

なお、放熱体１０を個別に区別する必要がある場合には、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃなどの参照符号で複数の放熱体を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１０を付すことにする。同様に、放熱体１０の上面１０−１も個別に区別する必要がある場合には、１０ａ−１，１０ｂ−１，１０ｃ−１などの参照符号で複数の上面を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１０−１とする。排塵補助部材１５も個別に区別する必要がある場合には、１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃなどの参照符号で複数の排塵補助部材を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１５とする。排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１も個別に区別する必要がある場合には、１５ａ−１，１５ｂ−１，１５ｃ−１などの参照符号で複数の排塵促進面を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１５−１とする。

ここで、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１との間の距離Ｄの重要性について、以下に説明する。以下の図３〜図５においては、単に、前記距離Ｄを変えるだけで、放熱体１０は同じものとし、排塵補助部材１５は天井１Ａからの高さが異なるだけ（言い換えれば、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１の位置が高さ方向（例えば鉛直方向）に異なるだけ）のものとする。

まず、図４に示すように、単に、清浄室１内に設置された放熱体１０の上面１０−１に対して鉛直方向に対向した平面９０−１を有するボックス９０を、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するように配置したとする。放熱体１０の上面１０−１とボックス９０の平面９０−１との間の距離Ｄｈ_１は、本発明にかかる距離Ｄよりも大きく離れた状態となっている。この場合、放熱体１０の発熱に基づき放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流は、ボックス９０の平面９０−１に到達せず、実線の矢印ａ_１に示すように、放熱体１０の上面１０−１とボックス９０の平面９０−１との間の隙間の中心側から周囲に向けて渦を巻くように下降することになる。この結果、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃又は化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_１で示すように放熱体１０の上面１０−１上に落下し、清浄環境に悪影響を与えることになる。

次に、図３に示すように、清浄室１内に設置された放熱体１０の上面１０−１に対して鉛直方向に対向した排塵促進面１５−１を有する排塵補助部材１５を、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するように配置する。ここでは、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流が、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に排出されるような距離Ｄに排塵促進面１５−１が位置している。この場合、放熱体１０の発熱に基づき放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流ａ_２は、排塵促進面１５−１に到達し、排塵促進面１５−１に沿って、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２の中心側から外側に向けて排出されるように流れる。この結果、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印ａ_２で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側に向けて排出され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。なお、上昇気流ａ_２により隙間２２の中心側から外側に向けて排出された汚染物質は、清浄室１に対して、高性能フィルタ６から床下室８に向かう均一な流速で供給された清浄空気（矢印７０参照。）と共に、グレーチング床７を通って床下室８に流れ込み、床下室８から戻り流路９を経て天井室２に戻リ、高性能フィルタ６により除塵される。

一方、図５に示すように、単に、清浄室１内に設置された放熱体１０の上面１０−１に対して鉛直方向に対向した平面９１−１を有するボックス９１を、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するように配置したとする。放熱体１０の上面１０−１とボックス９１の平面９１−１との間の距離Ｄｈ_２は、本発明にかかる距離Ｄよりも相当小さく近づき過ぎた状態となっている。この場合、放熱体１０の発熱に基づき放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流は、ボックス９１の平面９１−１にすぐに到達してしまい、放熱体１０の上面１０−１の周囲付近で発生した上昇気流は実線の矢印ａ_３に示すように隙間９２の中心側から外側に排出されるが、放熱体１０の上面１０−１の周囲付近で発生した上昇気流は、実線の矢印ａ_４に示すように隙間９２の中心部分で渦を巻いてしまい、隙間９２の中心側から外側に排出されにくくなる。この結果、実線の矢印ａ_４に示すような渦を巻いた上昇気流により、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃又は化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_３で示すように放熱体１０の上面１０−１上に落下し、清浄環境に悪影響を与えることになる。

このような考察から、距離Ｄは、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に排出されるような距離Ｄに設定する必要がある。

この距離をさらに具体的に検証するため、以下の実施例について検討する。

以下、本発明の実施の形態のより具体的な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１のようなクリーンルームは、実施例１として、インダストリアルクリーンルームとして清浄室１の高さを３．５ｍ、天井室２の高さを３ｍ、床下室８の高さを２．５ｍで施工され、また、横方向が１２ｍで奥行き方向に１０ｍの大きさを有する。また、開効率を４５％であるグレーチング床７を採用している。

今回の発明を実施した実施例１にかかるクリーンルームは、主に半導体製造室及び半導体検査室の用途で使用され、機械及び検査エリアの管理温度２３±０．５℃、管理湿度５０％、管理清浄度をＪＩＳクラス１以下（ＩＳＯ規格でクラス１０以下）に、また機械・検査エリア以外のメンテナンスエリアの管理清浄度をＪＩＳクラス２〜３（ＩＳＯ規格でクラス１００〜１０００）を確保するため、循環する空気の流れを温度２２℃、湿度５０％、風量約３０万ｍ^３／ｈに設定し、清浄室１のグレーチング床７を通って床下室８に流れ込んで、戻り流路９を経て天井室２に戻る循環流の風量を約２８万ｍ^３／ｈとし、残りの風量約２万ｍ^３／ｈ分の外気を給気案内流路１２により天井室２内に搬送し、給気案内流路１２に設置された給気口１２ａから供給空気として供給し、クリーンルーム内の換気回数を２５０回／ｈに保持した。その循環する空気を清浄室１に効率良く送るため、ファンフィルタユニット３を清浄室１の天井１Ａの面に均等間隔に２４０個を配置した。また、ファンフィルタユニット３はアピステ社製のファンフィルタユニットで１２００ｍ^３／ｈの送風能力を有し、高性能フィルタ６であるウルパフィルタ（ダスト０．１μｍ以上を捕集する確率：９９．９９９９９％）が備え付けられている。このような運転条件で、ウルパフィルタを通過した清浄室１内に鉛直下向き方向の気流を、清浄室１の高さ１ｍの場所でＴＥＳＴＯ製の風速計を用いて測定した結果、０．３〜０．５ｍ／ｓの流れが生じていた。

さらに、清浄室１内には、図１で示すように様々な半導体製造装置又は各種検査装置等の第１放熱体１０Ｃ、第２放熱体１０Ｂ、第３放熱体１０Ａの熱負荷により清浄室１の循環流は暖められていた。清浄室１のグレーチング床７を通って床下室８に流れ込んだ場所で３回温度測定を行い、平均した温度測定の結果は２４℃であった。このように清浄室１内の雰囲気温度より１℃高い温度を所定の温度に冷却するために、空調装置１４の温度設定を２２℃にし、それぞれの放熱体１０の熱負荷の効果により、清浄室１内の温度を２３℃に保った。

また、今回の発明を実施した実施例１にかかるクリーンルームでは、品質に影響を与える塵埃又は化学物質等の基準サイズとして０．１μｍを採用していた。

このようなクリーンルームの運転条件の下、図１の第１放熱体１０Ｃは、半導体検査装置として使用される装置であり、第１放熱体１０Ｃの形状は、１ｍの正方体（直方体）で、電源容量として６５００Ｗ／ｈである。この第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１の表面温度をＴＥＳＴＯ製の接触式温度計した結果、第１放熱体１０Ｃで行っていた半導体検査又は半導体ウェハー搬送作業など作業内容により、上面１０ｃ−１の表面温度Ｔ_ｃが２３〜７５℃と変化し、清浄室１の雰囲気温度Ｔ_ｅとの温度差（Ｔ_ｃ−Ｔ_ｅ）＝ΔＴは約０〜５０℃であった。

この第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１と天井１Ａの面との間に、第１排塵補助部材１５Ｃの一例として、透明なボックス（縦１．５ｍ×横１．５ｍ×高さ２．０ｍ）を、厚さ３ｍｍの四角形板のアクリル樹脂材で各辺をプラスティック接着材で固定して作製し、さらにボックス内の気密性を向上させるため、各接着面をカプトンテープで封止した。このボックスを第１放熱体１０Ｃの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１に対して鉛直方向に対向して第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１が配置されるようにして、あたかも天井１Ａが下向きに突出するように形成した。

このような実施条件の下、第１放熱体１０Ｃである半導体検査装置を２４時間作動させ、半導体検査装置に備え付けられている光散乱方式のダストカウンター（山武社製、Ｐ−３型）により、汚染物質の個数を測定した。その結果を図６に示す。

このような構成の実施例１によれば、第１排塵補助部材１５Ｃを設置する前の汚染物質の個数測定結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を７５％削減することができた。

前記実施例１の構成で、図１の第２放熱体１０Ｂは、半導体ドライエッチング装置として使用される装置であり、第２放熱体１０Ｂの形状は、高さ１．５ｍで、縦横幅は１ｍで、電源容量として１２５００Ｗ／ｈである。この第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１の表面温度Ｔ_ｂを同じくＴＥＳＴＯ製の接触式温度計した結果、第２放熱体１０Ｂで行っていた半導体エッチング状態又は処理するウェハー枚数などにより、上面１０ｂ−１の表面温度Ｔ_ｂが７３〜９９℃と変化し、清浄室１の雰囲気温度Ｔ_ｅとの温度差（Ｔ_ｂ−Ｔ_ｅ）＝ΔＴは約５０〜７５℃に範囲にあった。

この第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１と天井面との間に、第２排塵補助部材１５Ｂの一例として、透明なボックス（縦１．５ｍ×横１．５ｍ×高さ０．７ｍ）を、厚さ３ｍｍの四角形板のアクリル樹脂材で各辺をプラスティック接着材で固定して作製し、さらにボックス内の気密性を向上させるため、各接着面をカプトンテープで封止した。このボックスを第２放熱体１０Ｂの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１に対して鉛直方向に対向して第２排塵補助部材１５Ｂの排塵促進面１５ｂ−１が配置されるようにして、あたかも天井１Ａが下向きに突出するように形成した。

このような実施条件の下、半導体ドライエッチング装置を２４時間作動させ、半導体ドライエッチング装置に備え付けられている光散乱方式のダストカウンター（山武社製、Ｐ−３型）により、汚染物質の個数を測定した。その結果を図６に示す。

このような構成の実施例２によれば、第２排塵補助部材１５Ｂを設置実施する前の汚染物質の個数測定結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を５０％削減することができた。

前記実施例１の構成で、図１の第３放熱体１０Ａは、半導体拡散炉として使用される装置であり、第３放熱体１０Ａの形状は、１ｍの正方体（直方体）で、電源容量として４２５００Ｗ／ｈである。この第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１の表面温度を同じくＴＥＳＴＯ製の接触式温度計した結果、第３放熱体１０Ａで行っていた半導体熱処理状態又は処理するウェハー枚数などにより、上面１０ａ−１の表面温度Ｔ_ａが９３〜１３０℃と変化し、清浄室１の雰囲気温度Ｔ_ｅとの温度差（Ｔ_ａ−Ｔ_ｅ）＝ΔＴは約７５〜１００℃に範囲にあった。

この第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１と天井面との間に、第３排塵補助部材１５Ａの一例として、透明なボックス（縦１．５ｍ×横１．５ｍ×高さ０．８ｍ）を、厚さ３ｍｍの四角形板のアクリル樹脂材で各辺をプラスティック接着材で固定して作製し、さらにボックス内の気密性を向上させるため、各接着面をカプトンテープで封止した。このボックスを第３放熱体１０Ａの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１に対して鉛直方向に対向して第３排塵補助部材１５Ａの排塵促進面１５ａ−１が配置されるようにして、あたかも天井１Ａが下向きに突出するように形成した。

このような実施条件の下、半導体拡散炉を２４時間作動させ、半導体ドライエッチング装置に備え付けられている光散乱方式のダストカウンター（山武社製、Ｐ−３型）により、汚染物質の個数を測定した。その結果を図６に示す。

このような構成の実施例３によれば、第３排塵補助部材１５Ａを設置実施する前の汚染物質の個数測定結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を５０％削減することができた。

なお、前記実施例１及び２、３では、クリーンルームの運転条件、放熱体１０の発熱条件、排塵補助部材１５及びその排塵促進面１５−１の形状等についての前記のような構成を採用しているが、これに限られるものではない。

また、排塵補助部材１５を形成するために用いた透明なボックスである排塵補助部材１５の表面に、帯電防止のため「カチオン系化合物 エチルアルコール」を主成分とするガスを噴射して、後述する帯電防止層６０を形成している。その帯電防止層の効果により、透明なボックスに付着する塵埃及び化学物質等を防止することができる。

さらに、清浄室１内を照明する照明装置が天井室側に配置されている場合には、排塵補助部材１５は透明若しくは半透明であることが望ましく、透明若しくは半透明の排塵補助部材１５が備え付けられていても、照明光が透明若しくは半透明の排塵補助部材１５を透過するため、照度が落ちることなく、作業性を確保できる。

前記実施例１の構成で、クリーンルーム内に設置された放熱体１０と前記クリーンルームに面する天井１Ａとの距離と、放熱体１０の上面１０ａ−１の表面温度と清浄室１の雰囲気温度Ｔ_ｅの温度差を変数にクレイドル社製の熱流体解析ソフト（ストリーム）を用いて熱流体解析を行った。今回使用する熱流体解析ソフトは微小な曲面又は斜面を忠実に再現するこが可能で、全体の流れを解析すること場合に適している。

今回、実施例１の構成を１００万要素で解析のモデル化を行い、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１との距離と、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１間で発生する気流の鉛直方向の最小速度との関係を熱流体解析した。その結果を図７Ａ〜図７Ｃに示す。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは図１に示す第１放熱体１０Ｃ、第２放熱体１０Ｂ、第３放熱体１０Ａに対応している。図７Ａの結果からは、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１までの距離Ｄが増えるに従い、上昇速度が減少し、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１との距離が１５００ｍｍ以上ある場合では、放熱体１０の上面１０−１の上部に、上昇ではなく鉛直下向きの気流が存在していることがわかった。さらに、図７Ｂ、図７Ｃの結果からは、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１との距離が約７００ｍｍ以下では対流が発生し、放熱体１０の上面１０−１の上部に、上昇ではなく鉛直下向きの気流が存在していることも確認できた。

このように熱流体解析を行った図７Ａ〜図７Ｃの結果を、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と清浄室１の雰囲気温度との３つの温度差範囲（０〜５０℃、５０〜７５℃、７５〜１００℃）と、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１との３つの距離範囲（２００〜１０００ｍｍ、１０００〜１５００ｍｍ、１５００〜２０００ｍｍ）で、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１間で発生する気流の鉛直方向の最小速度について整理した結果を図８に示す。

さらに、本実施例１及び実施例２、３において、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１の表面温度Ｔ_ｃ、Ｔ_ｂ、Ｔ_ａと清浄室１の雰囲気温度との温度差（０〜５０℃、５０〜７５℃、７５〜１００℃）と、高さがそれぞれ異なる透明なボックス（排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａ）を放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１の上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１に対して鉛直方向に対向して排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１を形成し、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１との距離Ｄ_３、Ｄ_２、Ｄ_１（５００ｍｍ、１２００ｍｍ、１７００ｍｍ）で実施した結果から、図８を用いて、鉛直方向の最小速度を、第１放熱体１０Ｃ：３．５ｍｍ／ｓ、第２放熱体１０Ｂ：３．２ｍｍ／ｓ、第３放熱体１０Ａ：３．９ｍｍ／ｓと解析することができた。

また、今回の発明を実施した実施例１〜３にかかるクリーンルームでは、品質に影響を与える塵埃又は化学物質等の基準サイズとして０．１μｍを採用しており、図２からその０．１μｍの物体が空気中を自由落下中に空気抵抗と釣り合い、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）が３ｍｍ／ｓであるということが分かる。

つまり、本実施例１及び実施例２、３において行った取り組みによって、それぞれの放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１間の隙間２２に、それぞれ自由落下中に空気抵抗と釣り合い、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）が３ｍｍ／ｓ以上の上昇気流で占有していることになり、塵埃及び化学物質等の汚染物質が放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１に落下しないことが分かった。

この結果を、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１の表面温度と清浄室１の雰囲気温度との温度差と、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１との距離Ｄ_３、Ｄ_２、Ｄ_１との関係をグラフにしたものが図９である。実施例１の代表点としては、温度差２５℃で距離５００ｍｍの左側の黒い点をプロットしている。実施例２の代表点としては、温度差５５℃で距離１３００ｍｍの左側の黒い点をプロットしている。実施例３の代表点としては、温度差８５℃で距離１７００ｍｍの左側の黒い点をプロットしている。この結果より、斜め右上に向けて傾斜した下側の傾斜線Ｉと、斜め右上に向けて傾斜した上側の傾斜線ＩＩとの間の領域９９が、前記したある一定以上速くならない落下速度（終末速度）が３ｍｍ／ｓ以上の上昇気流で占有している領域となる。すなわち、図９より、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と周辺雰囲気の温度との温度差Ｔを、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１との間の距離Ｄで割った値Ｋ（＝ΔＴ／Ｄ）（℃／ｍｍ）が０．０３２≦Ｋ≦ ０．０６５の関係を保つようにしている。ただし、下側の傾斜線Ｉの傾きＫ（＝ΔＴ／Ｄ）（℃／ｍｍ）は０．０３２であり、上側の傾斜線ＩＩの傾きＫ（＝ΔＴ／Ｄ）（℃／ｍｍ）は０．０６５である。

この結果、前記放熱体１０の前記上面１０−１の表面温度と前記放熱体１０の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が高いほど、前記放熱体１０の前記上面１０−１と前記排塵補助部材１５の前記排塵促進面１５−１との間の距離Ｄが大きくなるように配置している。

より具体的には、図１においては、以下の通りに構成している。
第３排塵補助部材１５Ａは、第３放熱体１０Ａの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１に対して鉛直方向に対向して第３排塵補助部材１５Ａの排塵促進面１５ａ−１が配置されるようにして、天井１Ａが下向きに突出するように形成している。ここで、第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１と第３排塵補助部材１５Ａの排塵促進面１５ａ−１との鉛直方向沿いの距離をＤ_１とする。また、第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１の表面温度Ｔ_ａと放熱体１０Ａの周辺の周辺雰囲気の温度Ｔ_ｅ１との温度差（Ｔ_ａ−Ｔ_ｅ１）をΔＴ_１とする。

第２排塵補助部材１５Ｂは、第２放熱体１０Ｂの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１に対して鉛直方向に対向して第２排塵補助部材１５Ｂの排塵促進面１５ｂ−１が配置されるようにして、天井１Ａが下向きに突出するように形成している。ここで、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１と第２排塵補助部材１５Ｂの排塵促進面１５ｂ−１との鉛直方向沿いの距離をＤ_２とする。また、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１の表面温度Ｔ_ｂと放熱体１０Ｂの周辺の周辺雰囲気の温度Ｔ_ｅ２との温度差（Ｔ_ｂ−Ｔ_ｅ２）をΔＴ_２とする。

第１排塵補助部材１５Ｃは、第１放熱体１０Ｃの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１に対して鉛直方向に対向して第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１が配置されるようにして、天井１Ａが下向きに突出するように形成している。ここで、第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１との鉛直方向沿いの距離をＤ_３とする。また、第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１の表面温度Ｔ_ｃと放熱体１０Ｃの周辺の周辺雰囲気の温度Ｔ_ｅ３との温度差（Ｔ_ｃ−Ｔ_ｅ３）をΔＴ_３とする。

従って、（第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１の表面温度Ｔ_ａ）＞（第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１の表面温度Ｔ_ｂ）＞（第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１の表面温度Ｔ_ｃ）とすると、ΔＴ_１＞ΔＴ_２＞ΔＴ_３となる。
ここで、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と放熱体１０の周辺の周辺雰囲気の温度Ｔ_ｅとの温度差が高いほど、放熱体１０の上面１０−１からの上昇気流が大きいため、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１との間の距離Ｄを大きくする必要がある。
よって、図１に示すように、Ｄ_１＞Ｄ_２＞Ｄ_３とする必要がある。

このように、各排塵補助部材１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、個別又は局所的に、対応するそれぞれの放熱体１０の上面１０−１での排塵を補助する部材又はブロックとして構成され、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に排出されるようにしている。この結果、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側に向けて排出され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。従って、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体１０の上部側で発生する気流渦又は熱対流に起因する気流の流れを最適化することができて、塵埃及び化学物質等がウェハーなどの上に付着することを抑制することができる。

なお、上昇気流により隙間２２の中心側から外側に向けて排出された汚染物質は、清浄室１に対して高性能フィルタ６から床下室８に向かう均一な流速で供給された清浄空気（矢印７０参照。）と共に、グレーチング床７を通って床下室８に流れ込み、床下室８から戻り流路９を経て天井室２に戻リ、高性能フィルタ６により除塵される。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。

例えば、前記実施形態では、一例として、還流する方式のクリーンルームについて説明するものであり、本発明はこれに限定されるものではなく、還流しない方式のクリーンルームにも本発明を適用することができる。

また、排塵促進面１５−１は、平面であるものに限らず、図１０に示すように、半球面１５−２若しくは曲面、又は、排塵促進面１５−１の中心に向けて下向き凸形状に傾斜した傾斜面でもよい。要するに、放熱体１０の上面１０−１から浮上する上昇気流ａ_２が、滑らかに、渦などをあまり生じさせることなく、放熱体１０の上面１０−１と排塵促進面１５−１との間の隙間２２から外方に流れ出るように案内すればよい。排塵促進面１５−１の角部１５−３もＲ部にして、より一層円滑に、上昇気流ａ_２が排出されるようにしてもよい。

また、図１１に示すように、排塵補助部材１５の表面（少なくとも排塵促進面１５−１）に、帯電防止のため、カチオン系化合物とエチルアルコールを主成分とするガスを噴射して帯電防止層６０を形成してもよい。このようにすれば、帯電防止層６０でもって、静電気などにより排塵補助部材１５の表面（少なくとも排塵促進面１５−１）に塵埃及び化学物質等が付着することを防止することができる。

さらに、帯電防止層６０を形成する代わりに、又は、帯電防止層６０に加えて、図１１に参照符号６１で示すように、排塵補助部材１５自体又はその排塵促進面１５−１を接地するようにしてもよい。このように接地することにより、静電気などにより排塵補助部材１５の表面（少なくとも排塵促進面１５−１）に塵埃及び化学物質等が付着することを防止することができる。

また、排塵補助部材１５を、ボックス若しくはエアパッキンにより構成してもよい。このように構成すれば、排塵補助部材１５を配置するときに、天井面の大掛かりな工事が不必要になると同時に、生産活動を止めることなく、天井１Ａに排塵補助部材１５を配置することが可能となる。さらに、低コスト化を促進するとともに、清浄度又は温湿度などの製造条件及び環境条件を、より高度なレベルに制御することが可能となる。

また、図１２に示すように、排塵補助部材１５はエアパッキン６３で構成し、かつ、放熱体１０からの上昇気流によりエアパッキン６３が天井１Ａに対して上下方向に移動可能に固定部材６７で配置されるようにしてもよい。具体的には、例えば、エアパッキン６３の上部の止め具６４と、天井１Ａの止め具６６と、両止め具６４，６６とを連結するチェーン又は紐の連結部材６５とで固定部材６７を構成してもよい。このようにすれば、放熱体１０からの上昇気流が無い状態では、エアパッキン６３の自重により、天井１Ａから固定部材６７を介してエアパッキン６３が吊り下げられている。放熱体１０からの上昇気流ａ_２がエアパッキン６３の下面すなわち排塵促進面１５−１に作用すると、上昇気流ａ_２によりエアパッキン６３が持ち上げられることにより、エアパッキン６３の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との間の距離を若干大きくすることができる。すなわち、放熱体１０の上面１０−１の表面温度が高くなればなるほど、上昇気流が多くなるため、エアパッキン６３がより高く持ち上げられることになる。この結果、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と放熱体１０の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が高いほど、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１との間の距離Ｄを自動的に大きくすることができて、距離Ｄを自動的に最適に設定することができる。

また、放熱体１０が隣接してグレーチング床７に配置されている場合には、図１３に示すように、隣接した放熱体１０間に空間６９を設けて、天井室２から清浄室１内に鉛直下向きに流れ込む清浄な空気流７０が流れ込ませて、隣接した放熱体１０の前記それぞれの隙間２２から上昇気流７１と共に排出された塵埃及び化学物質等の汚染物質を、点線の矢印ｂ_２で示すように、円滑にかつ強制的にグレーチング床７に向けて排出する必要がある。さもなければ、図１４に示すように隣接した放熱体１０を接触させて又はほとんど空間が無い状態で配置してしまうと、隣接した放熱体１０の前記それぞれの隙間２２から排出された上昇気流７２同士が衝突して渦を巻き、それぞれの隙間２２から排出された塵埃又は化学物質等の汚染物質を舞い上がらせて、隣接した放熱体１０の上面１０−１に落下させる可能性が生じてしまうからである。よって、隣接した放熱体１０間には、少なくとも、天井室２から清浄室１内に鉛直下向きに流れ込む清浄な空気流７０が形成される空間６９が必要となる。
それにより、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質を上昇気流により、放熱体１０の上面から排出して、確実にグレーチング床７上に落下させることができる。

また、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１は、図１５に示すように、放熱体１０の上面１０−１の全面をほぼ覆うようにすればよい。すなわち、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１とがほぼ同じ大きさとするのが好ましい。このように構成すれば、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流８０（図３の上昇気流ａ_２に相当）の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との距離Ｄの隙間２２から隙間外に積極的に排出促進させることができて、前記した優れた排塵効果を奏することができる。すなわち、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印８０で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側に向けて排出され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。なお、図１５の参照符号７０は、天井室２から清浄室１内に鉛直下向きに流れ込む清浄な空気流である。

また、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１は、図１６に示すように、放熱体１０の上面１０−１よりも大きくするようにしてもよい。すなわち、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が放熱体１０の上面１０−１の全周囲よりも張り出すような大きさとしてもよい。このように構成すれば、図１５の場合よりもより一層確実に、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流８０の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に積極的に排出促進させることができて、前記した優れた排塵効果をより一層奏することができる。すなわち、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印８０で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側の隙間外に積極的に排出促進され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。

また、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１は、図１７に示すように、放熱体１０の上面１０−１の全面より少し小さくするようにしてもよい。すなわち、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が放熱体１０の上面１０−１よりも少し小さく、例えば、面積として１０％程度小さくしてもよい。このように構成しても、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流８０のほぼ全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に積極的に排出促進させることができて、前記した優れた排塵効果を奏することができる。すなわち、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印８０で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側の隙間外に積極的に排出促進され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。

また、図１８は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、１つの放熱体１０内に複数の放熱源１０Ｈがある場合を説明するための図である。今までは、図示を簡略化するため、放熱体１０を直方体形状で図示していたが、実際の装置は、このような直方体形状以外に、様々な複雑な形状となっている。例えば、これを少し簡略化して示すと、図１８に示すように、大略Ｃ字形状に直方体形状の放熱源１０Ｈが隣接配置されて打開に接続されており、各放熱源１０Ｈの発熱により上昇気流８０が発生すると考えられる。このような場合には、複数の放熱源１０Ｈを一まとめにして、全ての放熱源１０Ｈを完全に又はほぼ覆うように、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１を配置すればよい。図１８では、全ての放熱源１０Ｈを完全に覆うように、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１を配置した例である。このように構成すれば、放熱体１０の各放熱源１０Ｈからの発熱により放熱体１０の上面１０−１（正確には、各放熱源１０Ｈの上面）から上昇する上昇気流８０の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に積極的に排出促進させることができて、前記した優れた排塵効果を奏することができる。すなわち、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印８０で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側の隙間外に排出され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。

また、図１では、排塵補助部材１５が、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するように配置されているが、このような構成に限定されるものではなく、以下の種々の変形例のような構成でも、図１と同様な作用効果を奏することができる。言い換えれば、本発明は、放熱体１０の上面１０−１に対する排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１の位置が重要であり、排塵補助部材１５の固定方法については、以下の構成の他、任意の固定方法でよい。

例えば、前記実施形態の第１変形例として、図１９〜図２０に示すように、排塵補助部材１５を、清浄室１の側壁１Ｓから板状の支持部材１５ｓを介して突出させて、支持部材１５ｓの端部に支持された排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が、距離Ｄを空けて、放熱体１０の上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。

また、前記実施形態の第２変形例として、図２１〜図２２に示すように、排塵補助部材１５の支持部材１５ｔが、床７から自立すべく、床７から一旦上方に延びたのち、横に折れ曲がり、その支持部材１５ｔの端部に排塵補助部材１５を支持して、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が、距離Ｄを空けて、放熱体１０の上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。

また、前記実施形態の第３変形例として、図２３〜図２４に示すように、排塵補助部材１５の支持部材１５ｕが、１本又は複数本（例えば、図２４では４本）、排塵補助部材１５を利用する装置（放熱体）１０自体から上方に延び、その支持部材１５ｔの端部に排塵補助部材１５を支持して、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が距離Ｄを空けて放熱体１０の上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。

また、前記実施形態の第４変形例として、図２５〜図２６に示すように、排塵補助部材１５の支持部材１５ｖが、排塵補助部材１５を利用する装置（放熱体）１０Ｖとは異なる、隣に配置された装置１０Ｗから一旦上方に延びたのち、排塵補助部材１５を利用する装置１０Ｖの上方に横向きに突出して、その支持部材１５ｖの端部に排塵補助部材１５を支持して、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が、距離Ｄを空けて、放熱体１０Ｖの上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。なお、図２６では、支持部材１５ｖは、前記放熱体１０Ｖの隣に配置された装置１０Ｗの排塵補助部材１５の支持部材としても兼用可能であることを示している。

また、前記実施形態の第５変形例として、図２７〜図２８に示すように、排塵補助部材１５の支持部材１５ｘが、天井面１Ａから真っ直ぐ下に下りるのではなく、Ｌ字状に屈曲して、天井面１Ａに設置された装置（例えば搬送装置９５）に接触しないように回避するように、排塵補助部材１５を支持して、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が、距離Ｄを空けて、放熱体１０Ｖの上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。

前記した第１〜第５の変形例は、例えば、放熱体１０に対向する天井面１Ａに搬送用装置（例えば、株式会社ダイフク社製のクリーンウェイ）９５が図１９に示すように配置されている場合、又は、具体的には図示しないが、天井面１Ａから放熱体１０に向かって給排気用ダクトが接続されている場合などがあり、このような場合には、排塵補助部材１５を、放熱体１０に対向する天井面１Ａに直接的に設置することができないため、有効である。すなわち、このような場合に、これらの第１〜第５の変形例のいずれかを適応することにより、対向する天井面１Ａの状況に関係無く、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１を、距離Ｄを空けて、放熱体１０の上面１０−１に対向するように配置させることが可能となる。

なお、上記前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、半導体製造工場において、半導体ウェハー上に付着する汚染物質の抑制を実現し、半導体ウェハーの品質及び生産性の向上に寄与できる。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明は、半導体製造工場、ＦＰＤ（Flat Panel Display）製造工場、精密機械工場、薬品製造工場等の無塵室或いは無菌室に適用されるクリーンルームに関するものである。

半導体工場又はＦＰＤ製造工場においては、デバイスの高集積化に伴い、清浄度又は温湿度などの環境条件をより高度なレベルに制御することが要求されている。さらに、近年の半導体又はＦＰＤの価格競争の激化から、クリーンルームの建設コストすなわちイニシャルコスト、及び、クリーンルーム自体のランニングコストを低減することが要求されている。

このような清浄度の高いクリーンルームを実現する方式としては、図２９に示すような全面ダウンフロー方式がある。この方式では、天井室１０２内の空気は、清浄室１０１の天井に設置されたファンフィルタユニット１０３の空気取入口１０４からファンフィルタユニット１０３内に流入し、ファンフィルタユニット１０３内に設置された送風機１０５によって昇圧され、高性能フィルタ１０６によって除塵された後、清浄室１０１内に鉛直下向きに清浄な空気が例えば０．２５〜０．５ｍ／ｓ程度の流速で流れる。次に、清浄室１０１のグレーチング床１０７を通って床下室１０８に流れ込み、戻り流路１０９を経て天井室１０２に戻るという、循環流を形成する。このような循環により、同じ空気が何度も高性能フィルタ１０６により除塵されるため、クリーンルームの運転を開始してから、ある一定時間を経過した後、清浄室１０１内は高清浄度が保たれることになる。

さらに、清浄室１０１内には、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体１１０がグレーチング床１０７上に設置されている。放熱体１１０においては、有毒なガスなどを使用することもあるため、安全のため、処理の終わった有毒ガスとともに清浄室１０１内の空気を排気案内流路１１１に吸入して床下室１０８内の排気案内流路１１１によりクリーンルーム外部に排気している。清浄室１０１内の圧力を所定の値に制御するために、クリーンルーム外部への排気流量にほぼ等しい流量の空気を給気案内流路１１２により天井室１０２内に搬送し、給気案内流路１１２に設置された給気口から、天井室１０２内に供給空気として供給する。給気案内流路１１２には、外気をクリーンルームに適する空気に調整する外調機１１３が備え付けられている。

一方、清浄室１０１には、ＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体１１０が設置されているが、これら放熱体１１０の種類によって、放熱体１１０の表面温度が２５度近くから１００度近くになることで、かなりの発熱を伴うもの（例えば、乾燥炉など）もあり、清浄室１０１で発熱源となる場合がある。従来は、これら放熱体１１０（熱源）から放出される排熱をクリーンルームに自然拡散させ、清浄室１０１全体を調温していた。ＩＣ製造室又は各種検査室等として使用されるクリーンルームは、塵埃又は微粒子等に対する清浄度が必要であることは勿論であるが、湿度及び温度についても常に所定の範囲に保持することが必要とされる。

清浄室１０１の循環流は、清浄室１０１内の放熱体１１０又は床下室１０８内に設置されたポンプ（不図示）などの補機の熱負荷のために暖められるため、清浄室１０１のグレーチング床１０７を通って床下室１０８に流れ込んだ循環流の温度は、清浄室１０１内の雰囲気温度より若干高くなる。それを所定の温度に戻すために空調装置１１４を制御すねことにより、清浄室１０１内の温度は一定に保たれることになる。

以上のように、クリーンルーム環境を維持するために、高性能フィルタ１０６を備えたファンフィルタユニット１０３などの空気浄化装置及び温度が制御できる空調装置１１４を備えている。

このような従来のクリーンルームでは、清浄室１０１に対して高性能フィルタ１０６から床下空間１０８に向かう均一な流速で清浄空気を供給するため、図３０に示すように、生産設備等の放熱体１１０からの発熱又は放熱によって生じた上昇気流によって、生産設備等の放熱体１１０の上部側で、清浄空気流が、図３０の実線の矢印ａで示すように乱され、放熱体１１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃又は化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂで示すように放熱体１１０上に落下し、清浄環境に悪影響を与えることが分かっていた。

この塵埃及び化学物質等の汚染物質から清浄室１０１の清浄環境を守る方法として、放熱体１１０の上部側のフィルタユニット１０３に、放熱体１１０の上部側の塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む空気を吸引する吸気手段（図示せず）が配設され、放熱体１１０が配置された上部側のフィルタユニット１０３から、放熱体１１０の上部側の塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む空気を吸引すると共に、高性能フィルタ１０６によって塵埃又は化学物質等の汚染物質を捕獲し、清浄室１０１への塵埃又は化学物質等の汚染物質の拡散防止法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２４７５１２号公報

しかしながら、放熱体１１０の上部側のフィルタユニット１０３から、塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む空気を吸引しようとすると、フィルタユニット１０３に近い部分の空気は充分に吸引することができるが、放熱体１１０の上部近傍の空気はフィルタユニット１０３から遠い位置にあるため、放熱体１１０の上部近傍の空気に対する吸引力が不足し、放熱体１１０の上部近傍の空気は充分に吸引されることがない。

その結果、放熱体１１０の上部側に発生した気流渦又は熱対流などによって、長時間に渡って、放熱体１１０の上部にある塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む空気が、放熱体１１０の上部側で漂うことになる。そして、空気中に塵埃又は化学物質等の密度が増加し、塵埃又は化学物質等の衝突による巨大化又は重量増加により、塵埃又は化学物質等が最終的に自由落下し、放熱体１１０中で製造したウェハー上に塵埃又は化学物質等が付着することにより、ウェハーに要求される品質又は生産性を満足することはできなかった。

現在、ウェハー上の配線パターンピッチは５０ナノメートル程度と超微細な構造であり、その配線パターンピッチ以上の大きさの塵埃又は化学物質等の汚染物質がウェハー上に落下することで、塵埃又は化学物質等の汚染物質を介してウェハーが短絡し、異常発熱又は焼損することがある。

本発明は、斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体の上部側で発生する気流渦又は熱対流に起因する気流の流れを最適化することにより、塵埃及び化学物質等がウェハーなどの上に付着することを抑制することができるクリーンルームを提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために以下の手段を採用している。
まず、本発明者は、従来の問題の根源は、放熱体１１０の上部側において、放熱体１１０の熱により発生する上昇気流を全く考慮せずに、又は、上昇気流とは全く別に、汚染物質を含む空気を吸引する吸気手段を設けて、強制的に吸引することにあると考え、このような強制的な流体の流れを人為的に作り出すのではなく、放熱体１１０の熱により発生する上昇気流を利用することができないか否かを考察しようとした。

そこで、一般的に、塵埃又は化学物質等の物体の大きさと、その物体が空気中で自由落下中に空気抵抗とが釣り合うことにより、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）の関係が、図２に示すストークスの法則として知られている。つまり、その終末速度以上で、下方から、塵埃及び化学物質等の物体に向かって流体を吹き上げれば、その物体は落下することは無い。

また、生産設備等の放熱体の表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差によって、放熱体の上面の上方で上昇気流が発生し、例えば放熱体の上面の表面温度が５０℃の場合、放熱体の上面から１０ｃｍから３０ｃｍ程度離れた、上面から近い場所では、比較的速い上昇気流が絶えず存在しているが、上面から１００ｃｍ程度の距離が離れた場所では、上昇気流は極めて弱い。このように、生産設備等の放熱体の上面の表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差と、生産設備等の放熱体の上面からの一定距離での上昇気流速度に一定の関係が成り立つことが知られている。

以上のことから、塵埃又は化学物質等の物体の大きさから決定される落下速度（終末速度）以上の上昇気流の分布が、生産設備等の放熱体の上面の上方空間を絶えず占有していれば、塵埃及び化学物質等の汚染物質が、放熱体の上面に、言い換えれば、放熱体の生産設備等で作られるウェハーに落下することはないと考えられる。

今回、この点に着目し、本発明者は、塵埃又は化学物質等の物体の大きさから自由落下しないための終末速度を事前に計算及び解析を事前に行い、生産設備等の放熱体の上面の表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差から上昇気流の分布を加味した構造を開発した。

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、床上に設置された放熱体の上面に対向する排塵促進面を有するとともに、前記排塵促進面により、前記放熱体の発熱によって発生する前記放熱体の前記上面から上昇する上昇気流が、前記排塵促進面と前記放熱体の前記上面との隙間から隙間外に排出されるような、前記排塵促進面と前記放熱体の前記上面との距離に前記排塵促進面が位置する排塵補助部材とを備える、クリーンルームを提供する。

本発明の第２態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記床と交差する側壁から横方向に前記放熱体の上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第３態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記床から上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第４態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記放熱体から上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第５態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記放熱体に隣接する装置から前記放熱体の上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第６態様によれば、前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記床に面する天井から前記排塵補助部材を支持する、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第７態様によれば、前記放熱体の前記上面の表面温度と前記周辺雰囲気の温度との温度差を、前記放熱体の前記上面と前記排塵補助部材の前記排塵促進面との間の距離で割った値Ｋ（℃／ｍｍ）が０．０３２≦Ｋ≦ ０．０６５の関係を保つ第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第８態様によれば、前記放熱体として、第１放熱体と、前記第１放熱体よりも温度が高い第２放熱体が前記床上に設置され、前記第１放熱体の上面の表面温度と前記第１放熱体の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が、前記第２放熱体の上面の表面温度と前記第２放熱体の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差よりも大きいとともに、
前記排塵補助部材として、前記第１放熱体の前記上面に対向した排塵促進面を有しかつ前記クリーンルームに面する天井から下向き突出するように配置される第１排塵補助部材と、前記第２放熱体の前記上面に対向した排塵促進面を有しかつ前記クリーンルームに面する天井から下向き突出するように配置された第２排塵補助部材とを備え、
前記第１放熱体の前記上面と前記第１排塵補助部材の前記排塵促進面との間の第１距離が、前記第２放熱体の前記上面と前記第２排塵補助部材の前記排塵促進面との間の第２距離よりも大きい、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

これらの構成により、塵埃及び化学物質等が放熱体に落下せず、放熱体の一例として例えば半導体製造装置において、その処理対象物であるウェハー上に塵埃及び化学物質等が付着することを抑制することができる。

本発明の第９態様によれば、前記排塵補助部材の前記排塵促進面は帯電防止層を有している、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第１０態様によれば、前記排塵補助部材の前記排塵促進面は接地されている、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

これらの構成により、排塵補助部材自体にも、塵埃及び化学物質等の汚染物質が付着しにくくすることができ、塵埃及び化学物質等が放熱体に落下するのを、より一層効果的に防止することができる。

本発明の第１１態様によれば、前記排塵補助部材は、ボックスもしくはエアパッキンより構成されている、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

本発明の第１２態様によれば、前記排塵補助部材はエアパッキンで構成されており、かつ、前記放熱体からの上昇気流により前記排塵補助部材が前記天井に対して上下方向に移動可能に配置されている、第１１の態様に記載のクリーンルームを提供する。

これらの構成により、天井面の大掛かりな工事が不必要になると同時に生産活動を止めることなく、天井に前記排塵補助部材を配置することを可能とし、さらに低コスト化を促進するとともに、清浄度又は温湿度などの製造条件及びに環境条件をより高度なレベルに制御することを実現可能とする。

本発明の第１３態様によれば、前記排塵補助部材の前記排塵促進面は、前記放熱体の前記上面の全面をほぼ覆うように配置されている、第１〜６のいずれか１つの態様に記載のクリーンルームを提供する。

以上のように、本発明に係るクリーンルームでは、前記放熱体の発熱により前記放熱体の前記上面から上昇する上昇気流が、前記排塵補助部材の前記排塵促進面により、前記排塵補助部材の前記排塵促進面と前記放熱体の前記上面との隙間から隙間外に排出されるように案内される。この結果、放熱体の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、上昇気流と共に、前記隙間から隙間外に排出されることになり、汚染物質が前記放熱体の前記上面に落下することを効果的に防止することができる。すなわち、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体の上部側で発生する気流渦又は熱対流に起因する上昇気流の流れを最適化することにより、塵埃及び化学物質等の汚染物質が、放熱体での処理対象物の例であるウェハーなどの上に落下して付着することを抑制することができる。

また、前記排塵補助部材を簡単なボックスもしくはエアパッキンより構成すれば、天井面の大掛かりな工事が不必要になると同時に生産活動を止めることなく、天井に前記排塵補助部材を配置することを可能とし、さらに低コスト化が可能となり、かつ、清浄度又は温湿度などの製造条件及び環境条件をより高度なレベルに制御することが実現可能となる。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下、図面を参照して本発明における第１実施形態を詳細に説明する。

本発明の第１の実施形態にかかるクリーンルームの概要について、図１を基に説明する。このクリーンルームは、清浄室１内の清浄度をある程度高く維持するために、清浄室１の室内空気を清浄室１外に排出し、排出された空気を所定の空気条件に調整した後、その清浄室１内に例えば還流することによって、その清浄室１内の温度、湿度、及び、清浄度を調節するようにしている。ここでは、このような清浄度の高いクリーンルームを実現する方式の一例として、図１に示すような全面ダウンフロー方式を例にとって説明する。

この方式では、清浄室１の上方の天井室２内の空気は、清浄室１の天井１Ａに設置されたファンフィルタユニット３の空気取入口４からファンフィルタユニット３内に流入し、ファンフィルタユニット３内に設置された送風機５によって昇圧され、高性能フィルタ６によって除塵された後、清浄室１内に、鉛直下向きに清浄な空気が例えば０．２５〜０．５ｍ／ｓ程度の流速で流れるようにしている。

次に、矢印７０で示すように、天井室２から清浄室１内に鉛直下向きに流れ込んだ清浄な空気は、清浄室１のグレーチング床７を通って床下室８に流れ込み、床下室８から戻り流路９を経て天井室２に戻るという、循環流を形成している。このような循環により、同じ空気が何度も高性能フィルタ６により除塵されるため、クリーンルームの運転を開始してからある一定時間を経過した後、清浄室１内は高清浄度が保たれることになる。

さらに、清浄室１内には、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の複数の放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがグレーチング床７上に設置されている。放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの放熱源の具体的な例としては、例えば、ＩＣ製造装置などの半導体製造装置及び各種検査装置等におけるモータなどの駆動源と、これらの駆動源を制御するための、又は、駆動源及び画像処理部をそれぞれ制御するための制御部と、各種検査装置等の照明装置となどが挙げられる。これらの放熱源から放熱される熱がそれぞれの装置全体にほぼ均一に伝達されて、装置全体が一様に加熱されて、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとなっていると考えている。ここでは、図示を簡略化するため、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを直方体形状で図示している。これら放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、その種類によって、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面の表面温度（放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが設備の場合には、設備が連続稼動運転中の状態での上面の平均温度）が１００度近くになって、かなりの発熱を伴うもの（例えば、乾燥炉など）もあり、清浄室１で発熱源となる場合がある。これら放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ（熱源）から放出される排熱は、一例として、クリーンルームに自然拡散させ、清浄室１全体を調温するようにしている。なお、ＩＣ製造室又は各種検査室等として使用されるクリーンルームは、塵埃及び微粒子等に対する清浄度が必要であることは勿論であるが、湿度及び温度についても所定の範囲に常に保持することが必要とされる。

なお、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいては、有毒なガスなどを使用する場合もあるため、安全のため、処理の終わった有毒ガスとともに清浄室１内の空気を排気案内流路１１に吸入して排気案内流路１１によりクリーンルーム外部に排気している。清浄室１内の圧力を所定の値に制御するために、外部への排気流量にほぼ等しい流量の空気を、給気案内流路１２により天井室２内に搬送し、給気案内流路１２に設置された給気口１２ａから供給空気として天井室２内に供給する。給気案内流路１２の途中には、外気をクリーンルームに適する空気に調整する外調機１３が備え付けられている。

清浄室１の循環流は、清浄室１内の放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ又は床下室８内に設置されたポンプ（不図示）などの補機の熱負荷のために暖められるため、清浄室１のグレーチング床７を通って床下室８に流れ込んだ循環流の温度は、清浄室１内の雰囲気温度より若干高くなる。それを所定の温度に戻すために、戻り流路９の途中に備えられた空調装置１４で、戻り流路９内の清浄な空気の温度を制御することにより、清浄室１内の温度を一定に保つことができる。

以上のように、クリーンルーム環境を維持するために、クリーンルームには、高性能フィルタ６を備えたファンフィルタユニット３などの空気浄化装置、及び、空気の温度が制御できる空調装置１４を備えている。

このようなクリーンルームにおいて、清浄室１内に設置された放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各上面１０−１に対して鉛直方向に対向した排塵促進面１５−１をそれぞれ有する排塵補助部材１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが、一例として、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するようにそれぞれ配置されている。また、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各上面１０−１の表面温度（放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが設備の場合には、設備が連続稼動運転中の状態での上面の平均温度）と放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が高いほど、放熱体１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面１０−１と排塵補助部材１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの排塵促進面１５−１との間の距離Ｄが大きくなるように配置されている。言い換えれば、図３に示すように、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流ａ_２が、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に積極的に排出促進されるような距離Ｄの間隔を空けて、放熱体１０の上面１０−１の上方に排塵促進面１５−１が位置している。

なお、放熱体１０を個別に区別する必要がある場合には、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃなどの参照符号で複数の放熱体を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１０を付すことにする。同様に、放熱体１０の上面１０−１も個別に区別する必要がある場合には、１０ａ−１，１０ｂ−１，１０ｃ−１などの参照符号で複数の上面を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１０−１とする。排塵補助部材１５も個別に区別する必要がある場合には、１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃなどの参照符号で複数の排塵補助部材を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１５とする。排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１も個別に区別する必要がある場合には、１５ａ−１，１５ｂ−１，１５ｃ−１などの参照符号で複数の排塵促進面を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１５−１とする。

ここで、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１との間の距離Ｄの重要性について、以下に説明する。以下の図３〜図５においては、単に、前記距離Ｄを変えるだけで、放熱体１０は同じものとし、排塵補助部材１５は天井１Ａからの高さが異なるだけ（言い換えれば、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１の位置が高さ方向（例えば鉛直方向）に異なるだけ）のものとする。

まず、図４に示すように、単に、清浄室１内に設置された放熱体１０の上面１０−１に対して鉛直方向に対向した平面９０−１を有するボックス９０を、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するように配置したとする。放熱体１０の上面１０−１とボックス９０の平面９０−１との間の距離Ｄｈ_１は、本発明にかかる距離Ｄよりも大きく離れた状態となっている。この場合、放熱体１０の発熱に基づき放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流は、ボックス９０の平面９０−１に到達せず、実線の矢印ａ_１に示すように、放熱体１０の上面１０−１とボックス９０の平面９０−１との間の隙間の中心側から周囲に向けて渦を巻くように下降することになる。この結果、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃又は化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_１で示すように放熱体１０の上面１０−１上に落下し、清浄環境に悪影響を与えることになる。

次に、図３に示すように、清浄室１内に設置された放熱体１０の上面１０−１に対して鉛直方向に対向した排塵促進面１５−１を有する排塵補助部材１５を、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するように配置する。ここでは、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流が、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に排出されるような距離Ｄに排塵促進面１５−１が位置している。この場合、放熱体１０の発熱に基づき放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流ａ_２は、排塵促進面１５−１に到達し、排塵促進面１５−１に沿って、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２の中心側から外側に向けて排出されるように流れる。この結果、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印ａ_２で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側に向けて排出され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。なお、上昇気流ａ_２により隙間２２の中心側から外側に向けて排出された汚染物質は、清浄室１に対して、高性能フィルタ６から床下室８に向かう均一な流速で供給された清浄空気（矢印７０参照。）と共に、グレーチング床７を通って床下室８に流れ込み、床下室８から戻り流路９を経て天井室２に戻リ、高性能フィルタ６により除塵される。

一方、図５に示すように、単に、清浄室１内に設置された放熱体１０の上面１０−１に対して鉛直方向に対向した平面９１−１を有するボックス９１を、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するように配置したとする。放熱体１０の上面１０−１とボックス９１の平面９１−１との間の距離Ｄｈ_２は、本発明にかかる距離Ｄよりも相当小さく近づき過ぎた状態となっている。この場合、放熱体１０の発熱に基づき放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流は、ボックス９１の平面９１−１にすぐに到達してしまい、放熱体１０の上面１０−１の周囲付近で発生した上昇気流は実線の矢印ａ_３に示すように隙間９２の中心側から外側に排出されるが、放熱体１０の上面１０−１の周囲付近で発生した上昇気流は、実線の矢印ａ_４に示すように隙間９２の中心部分で渦を巻いてしまい、隙間９２の中心側から外側に排出されにくくなる。この結果、実線の矢印ａ_４に示すような渦を巻いた上昇気流により、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃又は化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_３で示すように放熱体１０の上面１０−１上に落下し、清浄環境に悪影響を与えることになる。

このような考察から、距離Ｄは、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に排出されるような距離Ｄに設定する必要がある。

この距離をさらに具体的に検証するため、以下の実施例について検討する。

以下、本発明の実施の形態のより具体的な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１のようなクリーンルームは、実施例１として、インダストリアルクリーンルームとして清浄室１の高さを３．５ｍ、天井室２の高さを３ｍ、床下室８の高さを２．５ｍで施工され、また、横方向が１２ｍで奥行き方向に１０ｍの大きさを有する。また、開効率を４５％であるグレーチング床７を採用している。

今回の発明を実施した実施例１にかかるクリーンルームは、主に半導体製造室及び半導体検査室の用途で使用され、機械及び検査エリアの管理温度２３±０．５℃、管理湿度５０％、管理清浄度をＪＩＳクラス１以下（ＩＳＯ規格でクラス１０以下）に、また機械・検査エリア以外のメンテナンスエリアの管理清浄度をＪＩＳクラス２〜３（ＩＳＯ規格でクラス１００〜１０００）を確保するため、循環する空気の流れを温度２２℃、湿度５０％、風量約３０万ｍ^３／ｈに設定し、清浄室１のグレーチング床７を通って床下室８に流れ込んで、戻り流路９を経て天井室２に戻る循環流の風量を約２８万ｍ^３／ｈとし、残りの風量約２万ｍ^３／ｈ分の外気を給気案内流路１２により天井室２内に搬送し、給気案内流路１２に設置された給気口１２ａから供給空気として供給し、クリーンルーム内の換気回数を２５０回／ｈに保持した。その循環する空気を清浄室１に効率良く送るため、ファンフィルタユニット３を清浄室１の天井１Ａの面に均等間隔に２４０個を配置した。また、ファンフィルタユニット３はアピステ社製のファンフィルタユニットで１２００ｍ^３／ｈの送風能力を有し、高性能フィルタ６であるウルパフィルタ（ダスト０．１μｍ以上を捕集する確率：９９．９９９９９％）が備え付けられている。このような運転条件で、ウルパフィルタを通過した清浄室１内に鉛直下向き方向の気流を、清浄室１の高さ１ｍの場所でＴＥＳＴＯ製の風速計を用いて測定した結果、０．３〜０．５ｍ／ｓの流れが生じていた。

さらに、清浄室１内には、図１で示すように様々な半導体製造装置又は各種検査装置等の第１放熱体１０Ｃ、第２放熱体１０Ｂ、第３放熱体１０Ａの熱負荷により清浄室１の循環流は暖められていた。清浄室１のグレーチング床７を通って床下室８に流れ込んだ場所で３回温度測定を行い、平均した温度測定の結果は２４℃であった。このように清浄室１内の雰囲気温度より１℃高い温度を所定の温度に冷却するために、空調装置１４の温度設定を２２℃にし、それぞれの放熱体１０の熱負荷の効果により、清浄室１内の温度を２３℃に保った。

また、今回の発明を実施した実施例１にかかるクリーンルームでは、品質に影響を与える塵埃又は化学物質等の基準サイズとして０．１μｍを採用していた。

このようなクリーンルームの運転条件の下、図１の第１放熱体１０Ｃは、半導体検査装置として使用される装置であり、第１放熱体１０Ｃの形状は、１ｍの正方体（直方体）で、電源容量として６５００Ｗ／ｈである。この第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１の表面温度をＴＥＳＴＯ製の接触式温度計した結果、第１放熱体１０Ｃで行っていた半導体検査又は半導体ウェハー搬送作業など作業内容により、上面１０ｃ−１の表面温度Ｔ_ｃが２３〜７５℃と変化し、清浄室１の雰囲気温度Ｔ_ｅとの温度差（Ｔ_ｃ−Ｔ_ｅ）＝ΔＴは約０〜５０℃であった。

この第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１と天井１Ａの面との間に、第１排塵補助部材１５Ｃの一例として、透明なボックス（縦１．５ｍ×横１．５ｍ×高さ２．０ｍ）を、厚さ３ｍｍの四角形板のアクリル樹脂材で各辺をプラスティック接着材で固定して作製し、さらにボックス内の気密性を向上させるため、各接着面をカプトンテープで封止した。このボックスを第１放熱体１０Ｃの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１に対して鉛直方向に対向して第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１が配置されるようにして、あたかも天井１Ａが下向きに突出するように形成した。

このような実施条件の下、第１放熱体１０Ｃである半導体検査装置を２４時間作動させ、半導体検査装置に備え付けられている光散乱方式のダストカウンター（山武社製、Ｐ−３型）により、汚染物質の個数を測定した。その結果を図６に示す。

このような構成の実施例１によれば、第１排塵補助部材１５Ｃを設置する前の汚染物質の個数測定結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を７５％削減することができた。

前記実施例１の構成で、図１の第２放熱体１０Ｂは、半導体ドライエッチング装置として使用される装置であり、第２放熱体１０Ｂの形状は、高さ１．５ｍで、縦横幅は１ｍで、電源容量として１２５００Ｗ／ｈである。この第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１の表面温度Ｔ_ｂを同じくＴＥＳＴＯ製の接触式温度計した結果、第２放熱体１０Ｂで行っていた半導体エッチング状態又は処理するウェハー枚数などにより、上面１０ｂ−１の表面温度Ｔ_ｂが７３〜９９℃と変化し、清浄室１の雰囲気温度Ｔ_ｅとの温度差（Ｔ_ｂ−Ｔ_ｅ）＝ΔＴは約５０〜７５℃に範囲にあった。

この第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１と天井面との間に、第２排塵補助部材１５Ｂの一例として、透明なボックス（縦１．５ｍ×横１．５ｍ×高さ０．７ｍ）を、厚さ３ｍｍの四角形板のアクリル樹脂材で各辺をプラスティック接着材で固定して作製し、さらにボックス内の気密性を向上させるため、各接着面をカプトンテープで封止した。このボックスを第２放熱体１０Ｂの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１に対して鉛直方向に対向して第２排塵補助部材１５Ｂの排塵促進面１５ｂ−１が配置されるようにして、あたかも天井１Ａが下向きに突出するように形成した。

このような実施条件の下、半導体ドライエッチング装置を２４時間作動させ、半導体ドライエッチング装置に備え付けられている光散乱方式のダストカウンター（山武社製、Ｐ−３型）により、汚染物質の個数を測定した。その結果を図６に示す。

このような構成の実施例２によれば、第２排塵補助部材１５Ｂを設置実施する前の汚染物質の個数測定結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を５０％削減することができた。

前記実施例１の構成で、図１の第３放熱体１０Ａは、半導体拡散炉として使用される装置であり、第３放熱体１０Ａの形状は、１ｍの正方体（直方体）で、電源容量として４２５００Ｗ／ｈである。この第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１の表面温度を同じくＴＥＳＴＯ製の接触式温度計した結果、第３放熱体１０Ａで行っていた半導体熱処理状態又は処理するウェハー枚数などにより、上面１０ａ−１の表面温度Ｔ_ａが９３〜１３０℃と変化し、清浄室１の雰囲気温度Ｔ_ｅとの温度差（Ｔ_ａ−Ｔ_ｅ）＝ΔＴは約７５〜１００℃に範囲にあった。

この第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１と天井面との間に、第３排塵補助部材１５Ａの一例として、透明なボックス（縦１．５ｍ×横１．５ｍ×高さ０．８ｍ）を、厚さ３ｍｍの四角形板のアクリル樹脂材で各辺をプラスティック接着材で固定して作製し、さらにボックス内の気密性を向上させるため、各接着面をカプトンテープで封止した。このボックスを第３放熱体１０Ａの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１に対して鉛直方向に対向して第３排塵補助部材１５Ａの排塵促進面１５ａ−１が配置されるようにして、あたかも天井１Ａが下向きに突出するように形成した。

このような実施条件の下、半導体拡散炉を２４時間作動させ、半導体ドライエッチング装置に備え付けられている光散乱方式のダストカウンター（山武社製、Ｐ−３型）により、汚染物質の個数を測定した。その結果を図６に示す。

このような構成の実施例３によれば、第３排塵補助部材１５Ａを設置実施する前の汚染物質の個数測定結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を５０％削減することができた。

なお、前記実施例１及び２、３では、クリーンルームの運転条件、放熱体１０の発熱条件、排塵補助部材１５及びその排塵促進面１５−１の形状等についての前記のような構成を採用しているが、これに限られるものではない。

また、排塵補助部材１５を形成するために用いた透明なボックスである排塵補助部材１５の表面に、帯電防止のため「カチオン系化合物 エチルアルコール」を主成分とするガスを噴射して、後述する帯電防止層６０を形成している。その帯電防止層の効果により、透明なボックスに付着する塵埃及び化学物質等を防止することができる。

さらに、清浄室１内を照明する照明装置が天井室側に配置されている場合には、排塵補助部材１５は透明若しくは半透明であることが望ましく、透明若しくは半透明の排塵補助部材１５が備え付けられていても、照明光が透明若しくは半透明の排塵補助部材１５を透過するため、照度が落ちることなく、作業性を確保できる。

前記実施例１の構成で、クリーンルーム内に設置された放熱体１０と前記クリーンルームに面する天井１Ａとの距離と、放熱体１０の上面１０ａ−１の表面温度と清浄室１の雰囲気温度Ｔ_ｅの温度差を変数にクレイドル社製の熱流体解析ソフト（ストリーム）を用いて熱流体解析を行った。今回使用する熱流体解析ソフトは微小な曲面又は斜面を忠実に再現するこが可能で、全体の流れを解析すること場合に適している。

今回、実施例１の構成を１００万要素で解析のモデル化を行い、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１との距離と、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１間で発生する気流の鉛直方向の最小速度との関係を熱流体解析した。その結果を図７Ａ〜図７Ｃに示す。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは図１に示す第１放熱体１０Ｃ、第２放熱体１０Ｂ、第３放熱体１０Ａに対応している。図７Ａの結果からは、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１までの距離Ｄが増えるに従い、上昇速度が減少し、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１との距離が１５００ｍｍ以上ある場合では、放熱体１０の上面１０−１の上部に、上昇ではなく鉛直下向きの気流が存在していることがわかった。さらに、図７Ｂ、図７Ｃの結果からは、放熱体１０の上面１０−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１との距離が約７００ｍｍ以下では対流が発生し、放熱体１０の上面１０−１の上部に、上昇ではなく鉛直下向きの気流が存在していることも確認できた。

このように熱流体解析を行った図７Ａ〜図７Ｃの結果を、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と清浄室１の雰囲気温度との３つの温度差範囲（０〜５０℃、５０〜７５℃、７５〜１００℃）と、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１との３つの距離範囲（２００〜１０００ｍｍ、１０００〜１５００ｍｍ、１５００〜２０００ｍｍ）で、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１間で発生する気流の鉛直方向の最小速度について整理した結果を図８に示す。

さらに、本実施例１及び実施例２、３において、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１の表面温度Ｔ_ｃ、Ｔ_ｂ、Ｔ_ａと清浄室１の雰囲気温度との温度差（０〜５０℃、５０〜７５℃、７５〜１００℃）と、高さがそれぞれ異なる透明なボックス（排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａ）を放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１の上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１に対して鉛直方向に対向して排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１を形成し、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１との距離Ｄ_３、Ｄ_２、Ｄ_１（５００ｍｍ、１２００ｍｍ、１７００ｍｍ）で実施した結果から、図８を用いて、鉛直方向の最小速度を、第１放熱体１０Ｃ：３．５ｍｍ／ｓ、第２放熱体１０Ｂ：３．２ｍｍ／ｓ、第３放熱体１０Ａ：３．９ｍｍ／ｓと解析することができた。

また、今回の発明を実施した実施例１〜３にかかるクリーンルームでは、品質に影響を与える塵埃又は化学物質等の基準サイズとして０．１μｍを採用しており、図２からその０．１μｍの物体が空気中を自由落下中に空気抵抗と釣り合い、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）が３ｍｍ／ｓであるということが分かる。

つまり、本実施例１及び実施例２、３において行った取り組みによって、それぞれの放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１間の隙間２２に、それぞれ自由落下中に空気抵抗と釣り合い、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）が３ｍｍ／ｓ以上の上昇気流で占有していることになり、塵埃及び化学物質等の汚染物質が放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１に落下しないことが分かった。

この結果を、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１の表面温度と清浄室１の雰囲気温度との温度差と、放熱体１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの上面１０ｃ−１，１０ｂ−１，１０ａ−１と排塵補助部材１５Ｃ、１５Ｂ、１５Ａの排塵促進面１５ｃ−１、１５ｂ−１、１５ａ−１との距離Ｄ_３、Ｄ_２、Ｄ_１との関係をグラフにしたものが図９である。実施例１の代表点としては、温度差２５℃で距離５００ｍｍの左側の黒い点をプロットしている。実施例２の代表点としては、温度差５５℃で距離１３００ｍｍの左側の黒い点をプロットしている。実施例３の代表点としては、温度差８５℃で距離１７００ｍｍの左側の黒い点をプロットしている。この結果より、斜め右上に向けて傾斜した下側の傾斜線Ｉと、斜め右上に向けて傾斜した上側の傾斜線ＩＩとの間の領域９９が、前記したある一定以上速くならない落下速度（終末速度）が３ｍｍ／ｓ以上の上昇気流で占有している領域となる。すなわち、図９より、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と周辺雰囲気の温度との温度差Ｔを、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１との間の距離Ｄで割った値Ｋ（＝ΔＴ／Ｄ）（℃／ｍｍ）が０．０３２≦Ｋ≦ ０．０６５の関係を保つようにしている。ただし、下側の傾斜線Ｉの傾きＫ（＝ΔＴ／Ｄ）（℃／ｍｍ）は０．０３２であり、上側の傾斜線ＩＩの傾きＫ（＝ΔＴ／Ｄ）（℃／ｍｍ）は０．０６５である。

この結果、前記放熱体１０の前記上面１０−１の表面温度と前記放熱体１０の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が高いほど、前記放熱体１０の前記上面１０−１と前記排塵補助部材１５の前記排塵促進面１５−１との間の距離Ｄが大きくなるように配置している。

より具体的には、図１においては、以下の通りに構成している。
第３排塵補助部材１５Ａは、第３放熱体１０Ａの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１に対して鉛直方向に対向して第３排塵補助部材１５Ａの排塵促進面１５ａ−１が配置されるようにして、天井１Ａが下向きに突出するように形成している。ここで、第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１と第３排塵補助部材１５Ａの排塵促進面１５ａ−１との鉛直方向沿いの距離をＤ_１とする。また、第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１の表面温度Ｔ_ａと放熱体１０Ａの周辺の周辺雰囲気の温度Ｔ_ｅ１との温度差（Ｔ_ａ−Ｔ_ｅ１）をΔＴ_１とする。

第２排塵補助部材１５Ｂは、第２放熱体１０Ｂの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１に対して鉛直方向に対向して第２排塵補助部材１５Ｂの排塵促進面１５ｂ−１が配置されるようにして、天井１Ａが下向きに突出するように形成している。ここで、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１と第２排塵補助部材１５Ｂの排塵促進面１５ｂ−１との鉛直方向沿いの距離をＤ_２とする。また、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１の表面温度Ｔ_ｂと放熱体１０Ｂの周辺の周辺雰囲気の温度Ｔ_ｅ２との温度差（Ｔ_ｂ−Ｔ_ｅ２）をΔＴ_２とする。

第１排塵補助部材１５Ｃは、第１放熱体１０Ｃの上方の天井１Ａの梁に吊るすことで、第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１に対して鉛直方向に対向して第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１が配置されるようにして、天井１Ａが下向きに突出するように形成している。ここで、第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１と第１排塵補助部材１５Ｃの排塵促進面１５ｃ−１との鉛直方向沿いの距離をＤ_３とする。また、第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１の表面温度Ｔ_ｃと放熱体１０Ｃの周辺の周辺雰囲気の温度Ｔ_ｅ３との温度差（Ｔ_ｃ−Ｔ_ｅ３）をΔＴ_３とする。

従って、（第３放熱体１０Ａの上面１０ａ−１の表面温度Ｔ_ａ）＞（第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂ−１の表面温度Ｔ_ｂ）＞（第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ−１の表面温度Ｔ_ｃ）とすると、ΔＴ_１＞ΔＴ_２＞ΔＴ_３となる。
ここで、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と放熱体１０の周辺の周辺雰囲気の温度Ｔ_ｅとの温度差が高いほど、放熱体１０の上面１０−１からの上昇気流が大きいため、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１との間の距離Ｄを大きくする必要がある。
よって、図１に示すように、Ｄ_１＞Ｄ_２＞Ｄ_３とする必要がある。

このように、各排塵補助部材１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、個別又は局所的に、対応するそれぞれの放熱体１０の上面１０−１での排塵を補助する部材又はブロックとして構成され、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に排出されるようにしている。この結果、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側に向けて排出され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。従って、様々なＩＣ製造装置又は各種検査装置等の放熱体１０の上部側で発生する気流渦又は熱対流に起因する気流の流れを最適化することができて、塵埃及び化学物質等がウェハーなどの上に付着することを抑制することができる。

なお、上昇気流により隙間２２の中心側から外側に向けて排出された汚染物質は、清浄室１に対して高性能フィルタ６から床下室８に向かう均一な流速で供給された清浄空気（矢印７０参照。）と共に、グレーチング床７を通って床下室８に流れ込み、床下室８から戻り流路９を経て天井室２に戻リ、高性能フィルタ６により除塵される。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。

例えば、前記実施形態では、一例として、還流する方式のクリーンルームについて説明するものであり、本発明はこれに限定されるものではなく、還流しない方式のクリーンルームにも本発明を適用することができる。

また、排塵促進面１５−１は、平面であるものに限らず、図１０に示すように、半球面１５−２若しくは曲面、又は、排塵促進面１５−１の中心に向けて下向き凸形状に傾斜した傾斜面でもよい。要するに、放熱体１０の上面１０−１から浮上する上昇気流ａ_２が、滑らかに、渦などをあまり生じさせることなく、放熱体１０の上面１０−１と排塵促進面１５−１との間の隙間２２から外方に流れ出るように案内すればよい。排塵促進面１５−１の角部１５−３もＲ部にして、より一層円滑に、上昇気流ａ_２が排出されるようにしてもよい。

また、図１１に示すように、排塵補助部材１５の表面（少なくとも排塵促進面１５−１）に、帯電防止のため、カチオン系化合物とエチルアルコールを主成分とするガスを噴射して帯電防止層６０を形成してもよい。このようにすれば、帯電防止層６０でもって、静電気などにより排塵補助部材１５の表面（少なくとも排塵促進面１５−１）に塵埃及び化学物質等が付着することを防止することができる。

さらに、帯電防止層６０を形成する代わりに、又は、帯電防止層６０に加えて、図１１に参照符号６１で示すように、排塵補助部材１５自体又はその排塵促進面１５−１を接地するようにしてもよい。このように接地することにより、静電気などにより排塵補助部材１５の表面（少なくとも排塵促進面１５−１）に塵埃及び化学物質等が付着することを防止することができる。

また、排塵補助部材１５を、ボックス若しくはエアパッキンにより構成してもよい。このように構成すれば、排塵補助部材１５を配置するときに、天井面の大掛かりな工事が不必要になると同時に、生産活動を止めることなく、天井１Ａに排塵補助部材１５を配置することが可能となる。さらに、低コスト化を促進するとともに、清浄度又は温湿度などの製造条件及び環境条件を、より高度なレベルに制御することが可能となる。

また、図１２に示すように、排塵補助部材１５はエアパッキン６３で構成し、かつ、放熱体１０からの上昇気流によりエアパッキン６３が天井１Ａに対して上下方向に移動可能に固定部材６７で配置されるようにしてもよい。具体的には、例えば、エアパッキン６３の上部の止め具６４と、天井１Ａの止め具６６と、両止め具６４，６６とを連結するチェーン又は紐の連結部材６５とで固定部材６７を構成してもよい。このようにすれば、放熱体１０からの上昇気流が無い状態では、エアパッキン６３の自重により、天井１Ａから固定部材６７を介してエアパッキン６３が吊り下げられている。放熱体１０からの上昇気流ａ_２がエアパッキン６３の下面すなわち排塵促進面１５−１に作用すると、上昇気流ａ_２によりエアパッキン６３が持ち上げられることにより、エアパッキン６３の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との間の距離を若干大きくすることができる。すなわち、放熱体１０の上面１０−１の表面温度が高くなればなるほど、上昇気流が多くなるため、エアパッキン６３がより高く持ち上げられることになる。この結果、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と放熱体１０の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が高いほど、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１との間の距離Ｄを自動的に大きくすることができて、距離Ｄを自動的に最適に設定することができる。

また、放熱体１０が隣接してグレーチング床７に配置されている場合には、図１３に示すように、隣接した放熱体１０間に空間６９を設けて、天井室２から清浄室１内に鉛直下向きに流れ込む清浄な空気流７０が流れ込ませて、隣接した放熱体１０の前記それぞれの隙間２２から上昇気流７１と共に排出された塵埃及び化学物質等の汚染物質を、点線の矢印ｂ_２で示すように、円滑にかつ強制的にグレーチング床７に向けて排出する必要がある。さもなければ、図１４に示すように隣接した放熱体１０を接触させて又はほとんど空間が無い状態で配置してしまうと、隣接した放熱体１０の前記それぞれの隙間２２から排出された上昇気流７２同士が衝突して渦を巻き、それぞれの隙間２２から排出された塵埃又は化学物質等の汚染物質を舞い上がらせて、隣接した放熱体１０の上面１０−１に落下させる可能性が生じてしまうからである。よって、隣接した放熱体１０間には、少なくとも、天井室２から清浄室１内に鉛直下向きに流れ込む清浄な空気流７０が形成される空間６９が必要となる。
それにより、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質を上昇気流により、放熱体１０の上面から排出して、確実にグレーチング床７上に落下させることができる。

また、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１は、図１５に示すように、放熱体１０の上面１０−１の全面をほぼ覆うようにすればよい。すなわち、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１とがほぼ同じ大きさとするのが好ましい。このように構成すれば、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流８０（図３の上昇気流ａ_２に相当）の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との距離Ｄの隙間２２から隙間外に積極的に排出促進させることができて、前記した優れた排塵効果を奏することができる。すなわち、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印８０で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側に向けて排出され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。なお、図１５の参照符号７０は、天井室２から清浄室１内に鉛直下向きに流れ込む清浄な空気流である。

また、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１は、図１６に示すように、放熱体１０の上面１０−１よりも大きくするようにしてもよい。すなわち、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が放熱体１０の上面１０−１の全周囲よりも張り出すような大きさとしてもよい。このように構成すれば、図１５の場合よりもより一層確実に、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流８０の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に積極的に排出促進させることができて、前記した優れた排塵効果をより一層奏することができる。すなわち、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印８０で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側の隙間外に積極的に排出促進され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。

また、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１は、図１７に示すように、放熱体１０の上面１０−１の全面より少し小さくするようにしてもよい。すなわち、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が放熱体１０の上面１０−１よりも少し小さく、例えば、面積として１０％程度小さくしてもよい。このように構成しても、放熱体１０の発熱により放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流８０のほぼ全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に積極的に排出促進させることができて、前記した優れた排塵効果を奏することができる。すなわち、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印８０で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側の隙間外に積極的に排出促進され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。

また、図１８は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、１つの放熱体１０内に複数の放熱源１０Ｈがある場合を説明するための図である。今までは、図示を簡略化するため、放熱体１０を直方体形状で図示していたが、実際の装置は、このような直方体形状以外に、様々な複雑な形状となっている。例えば、これを少し簡略化して示すと、図１８に示すように、大略Ｃ字形状に直方体形状の放熱源１０Ｈが隣接配置されて打開に接続されており、各放熱源１０Ｈの発熱により上昇気流８０が発生すると考えられる。このような場合には、複数の放熱源１０Ｈを一まとめにして、全ての放熱源１０Ｈを完全に又はほぼ覆うように、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１を配置すればよい。図１８では、全ての放熱源１０Ｈを完全に覆うように、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１を配置した例である。このように構成すれば、放熱体１０の各放熱源１０Ｈからの発熱により放熱体１０の上面１０−１（正確には、各放熱源１０Ｈの上面）から上昇する上昇気流８０の全てが、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１により、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１と放熱体１０の上面１０−１との隙間２２から隙間外に積極的に排出促進させることができて、前記した優れた排塵効果を奏することができる。すなわち、放熱体１０の上部或いはその周辺で発生した塵埃及び化学物質等の汚染物質が、点線の矢印ｂ_２で示すように、実線の矢印８０で示す上昇気流と共に隙間２２の中心側から外側の隙間外に排出され、汚染物質が放熱体１０の上面１０−１上に落下せず、清浄環境に悪影響を与えることはない。

また、図１では、排塵補助部材１５が、清浄室１に面する天井１Ａから下向き突出するように配置されているが、このような構成に限定されるものではなく、以下の種々の変形例のような構成でも、図１と同様な作用効果を奏することができる。言い換えれば、本発明は、放熱体１０の上面１０−１に対する排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１の位置が重要であり、排塵補助部材１５の固定方法については、以下の構成の他、任意の固定方法でよい。

例えば、前記実施形態の第１変形例として、図１９〜図２０に示すように、排塵補助部材１５を、清浄室１の側壁１Ｓから板状の支持部材１５ｓを介して突出させて、支持部材１５ｓの端部に支持された排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が、距離Ｄを空けて、放熱体１０の上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。

また、前記実施形態の第２変形例として、図２１〜図２２に示すように、排塵補助部材１５の支持部材１５ｔが、床７から自立すべく、床７から一旦上方に延びたのち、横に折れ曲がり、その支持部材１５ｔの端部に排塵補助部材１５を支持して、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が、距離Ｄを空けて、放熱体１０の上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。

また、前記実施形態の第３変形例として、図２３〜図２４に示すように、排塵補助部材１５の支持部材１５ｕが、１本又は複数本（例えば、図２４では４本）、排塵補助部材１５を利用する装置（放熱体）１０自体から上方に延び、その支持部材１５ｔの端部に排塵補助部材１５を支持して、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が距離Ｄを空けて放熱体１０の上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。

また、前記実施形態の第４変形例として、図２５〜図２６に示すように、排塵補助部材１５の支持部材１５ｖが、排塵補助部材１５を利用する装置（放熱体）１０Ｖとは異なる、隣に配置された装置１０Ｗから一旦上方に延びたのち、排塵補助部材１５を利用する装置１０Ｖの上方に横向きに突出して、その支持部材１５ｖの端部に排塵補助部材１５を支持して、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が、距離Ｄを空けて、放熱体１０Ｖの上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。なお、図２６では、支持部材１５ｖは、前記放熱体１０Ｖの隣に配置された装置１０Ｗの排塵補助部材１５の支持部材としても兼用可能であることを示している。

また、前記実施形態の第５変形例として、図２７〜図２８に示すように、排塵補助部材１５の支持部材１５ｘが、天井面１Ａから真っ直ぐ下に下りるのではなく、Ｌ字状に屈曲して、天井面１Ａに設置された装置（例えば搬送装置９５）に接触しないように回避するように、排塵補助部材１５を支持して、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１が、距離Ｄを空けて、放熱体１０Ｖの上面１０−１に対向するように配置されていてもよい。

前記した第１〜第５の変形例は、例えば、放熱体１０に対向する天井面１Ａに搬送用装置（例えば、株式会社ダイフク社製のクリーンウェイ）９５が図１９に示すように配置されている場合、又は、具体的には図示しないが、天井面１Ａから放熱体１０に向かって給排気用ダクトが接続されている場合などがあり、このような場合には、排塵補助部材１５を、放熱体１０に対向する天井面１Ａに直接的に設置することができないため、有効である。すなわち、このような場合に、これらの第１〜第５の変形例のいずれかを適応することにより、対向する天井面１Ａの状況に関係無く、排塵補助部材１５の排塵促進面１５−１を、距離Ｄを空けて、放熱体１０の上面１０−１に対向するように配置させることが可能となる。

なお、上記前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、半導体製造工場において、半導体ウェハー上に付着する汚染物質の抑制を実現し、半導体ウェハーの品質及び生産性の向上に寄与できる。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。
図１は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームであって、清浄室内に放熱体が配置された状態を示す概略説明図である。 図２は、汚染物質の直径に対して終末速度（ｍｍ／ｓ）を示す結果図である。 図３は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、放熱体からの上昇気流と汚染物質との流れを説明するための概略説明図である。 図４は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームとの比較説明のためのクリーンルームであって、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面との間の距離が大きすぎる場合の放熱体からの上昇気流と汚染物質との流れを説明するための概略説明図である。 図５は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームとの比較説明のためのクリーンルームであって、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面との間の距離が小さすぎる場合の放熱体からの上昇気流と汚染物質との流れを説明するための概略説明図である。 図６は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例１〜３において、汚染物質の個数測定結果であって、放熱体に備え付けられているダストカウンターのダスト個数を表形式で示す図である。 図７Ａは、放熱体と天井との距離に対して、発生する上昇気流速度を示す熱流体解析結果図である。 図７Ｂは、放熱体と天井との距離に対して、発生する上昇気流速度を示す熱流体解析結果図である。 図７Ｃは、放熱体と天井との距離に対して、発生する上昇気流速度を示す熱流体解析結果図である。 図８は、熱流体解析を行った図７Ａ〜図７Ｃの結果を、放熱体の上面の表面温度と清浄室の雰囲気温度との３つの温度差範囲（０〜５０℃、５０〜７５℃、７５〜１００℃）と、３つの放熱体の上面と３つの排塵補助部材の排塵促進面との３つの距離範囲（２００〜１０００ｍｍ、１０００〜１５００ｍｍ、１５００〜２０００ｍｍ）で、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面間で発生する気流の鉛直方向の最小速度について整理した結果を表形式で示す図である。 図９は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例１〜３において行った取り組みによって、それぞれの放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面間の隙間に、それぞれ自由落下中に空気抵抗と釣り合い、ある一定以上速くならない落下速度（終末速度）が３ｍｍ／ｓ以上の上昇気流で占有して、塵及び化学物質等の汚染物質が放熱体の上面に落下しない状態での、放熱体の上面の表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差と、放熱体の上面と排塵補助部材の排塵促進面との距離との関係を示すグラフである。 図１０は、本発明の第１実施形態の変形例にかかるクリーンルームを示す概略説明図である。 図１１は、本発明の第１実施形態の別の変形例にかかるクリーンルームを示す概略断面図である。 図１２は、本発明の第１実施形態のさらに別の変形例にかかるクリーンルームを示す概略説明図である。 図１３は、本発明の第１実施形態の別の変形例にかかるクリーンルームを示す概略説明図である。 図１４は、図１２の本発明の第１実施形態のさらに別の変形例にかかるクリーンルームとの比較例を示す概略説明図である。 図１５は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材の排塵促進面と放熱体の上面とが同じ大きさの場合を説明するための図である（なお、床を示す点線を境に、床より上側の（ａ）は概略説明図であり、床より下側の（ｂ）は概略平面透視図である）。 図１６は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材の排塵促進面が放熱体の上面より大きい場合を説明するための図である（なお、床を示す点線を境に、床より上側の（ａ）は概略説明図であり、床より下側の（ｂ）は概略平面透視図である）。 図１７は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材の排塵促進面が放熱体の上面より小さい場合を説明するための図である（なお、床を示す点線を境に、床より上側の（ａ）は概略説明図であり、床より下側の（ｂ）は概略平面透視図である）。 図１８は、本発明の第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、１つの放熱体内に複数の放熱源がある場合を説明するための図である（なお、床を示す点線を境に、床より上側の（ａ）は概略説明図であり、床より下側の（ｂ）は概略平面透視図である）。 図１９は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を、天井面からではなく、清浄室の側壁から支持部材を介して配置させている場合を説明するための説明図である。 図２０は、図１９の前記第１変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を支持部材を介して配置させている場合を説明するための概略平面透視図である。 図２１は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を、天井面からではなく、清浄室の床から自立した支持部材を介して配置させている場合を説明するための説明図である。 図２２は、図２１の前記第２変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を支持部材を介して配置させている場合を説明するための概略平面透視図である。 図２３は、本発明の第１実施形態の第３変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を、天井面からではなく、排塵補助部材を利用する装置（放熱体）自体から支持部材を介して配置させている場合を説明するための説明図である。 図２４は、図２３の前記第３変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を配置させている場合を説明するための概略平面透視図である。 図２５は、本発明の第１実施形態の第４変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を、天井面からではなく、排塵補助部材を利用する装置（放熱体）とは異なる、隣に配置された装置から支持部材を介して突出させている場合を説明するための説明図である。 図２６は、図２５の前記第４変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を支持部材を介して配置させている場合を説明するための概略平面透視図である。 図２７は、本発明の第１実施形態の第５変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を天井面からＬ字状の支持部材を介して突出させている場合を説明するための説明図である。 図２８は、図２７の前記第５変形例にかかるクリーンルームにおいて、排塵補助部材を支持部材を介して配置させている場合を説明するための概略平面透視図である。 図２９は、従来のクリーンルームを示す説明図である。 図３０は、放熱体からの上昇気流によって、気流の乱れを示す概略図である。

Claims (13)

1. 床上に設置された放熱体の上面に対向する排塵促進面を有するとともに、前記排塵促進面により、前記放熱体の発熱によって発生する前記放熱体の前記上面から上昇する上昇気流が、前記排塵促進面と前記放熱体の前記上面との隙間から隙間外に排出されるような、前記排塵促進面と前記放熱体の前記上面との距離に前記排塵促進面が位置する排塵補助部材とを備える、クリーンルーム。
2. 前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
   前記支持部材は、前記床と交差する側壁から横方向に前記放熱体の上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、請求項１に記載のクリーンルーム。
3. 前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
   前記支持部材は、前記床から上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、請求項１に記載のクリーンルーム。
4. 前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
   前記支持部材は、前記放熱体から上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、請求項１に記載のクリーンルーム。
5. 前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
   前記支持部材は、前記放熱体に隣接する装置から前記放熱体の上方に延びて前記排塵補助部材を支持する、請求項１に記載のクリーンルーム。
6. 前記排塵補助部材を支持する支持部材をさらに備え、
   前記支持部材は、前記床に面する天井から前記排塵補助部材を支持する、請求項１に記載のクリーンルーム。
7. 前記放熱体の前記上面の表面温度と前記周辺雰囲気の温度との温度差を、前記放熱体の前記上面と前記排塵補助部材の前記排塵促進面との間の距離で割った値Ｋ（℃／ｍｍ）が０．０３２≦Ｋ≦ ０．０６５の関係を保つ請求項１〜６のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
8. 前記放熱体として、第１放熱体と、前記第１放熱体よりも温度が高い第２放熱体が前記床上に設置され、前記第１放熱体の上面の表面温度と前記第１放熱体の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差が、前記第２放熱体の上面の表面温度と前記第２放熱体の周辺の周辺雰囲気の温度との温度差よりも大きいとともに、
   前記排塵補助部材として、前記第１放熱体の前記上面に対向した排塵促進面を有しかつ前記クリーンルームに面する天井から下向き突出するように配置される第１排塵補助部材と、前記第２放熱体の前記上面に対向した排塵促進面を有しかつ前記クリーンルームに面する天井から下向き突出するように配置された第２排塵補助部材とを備え、
   前記第１放熱体の前記上面と前記第１排塵補助部材の前記排塵促進面との間の第１距離が、前記第２放熱体の前記上面と前記第２排塵補助部材の前記排塵促進面との間の第２距離よりも大きい、請求項１〜６のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
9. 前記排塵補助部材の前記排塵促進面は帯電防止層を有している、請求項１〜６のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
10. 前記排塵補助部材の前記排塵促進面は接地されている、請求項１〜６のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
11. 前記排塵補助部材は、ボックスもしくはエアパッキンより構成されている、請求項１〜６のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
12. 前記排塵補助部材はエアパッキンで構成されており、かつ、前記放熱体からの上昇気流により前記排塵補助部材が前記天井に対して上下方向に移動可能に配置されている、請求項１１に記載のクリーンルーム。
13. 前記排塵補助部材の前記排塵促進面は、前記放熱体の前記上面の全面をほぼ覆うように配置されている、請求項１〜６のいずれか１つに記載のクリーンルーム。

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