KR101214736B1 - 클린 룸 - Google Patents

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KR101214736B1
KR101214736B1 KR1020097013116A KR20097013116A KR101214736B1 KR 101214736 B1 KR101214736 B1 KR 101214736B1 KR 1020097013116 A KR1020097013116 A KR 1020097013116A KR 20097013116 A KR20097013116 A KR 20097013116A KR 101214736 B1 KR101214736 B1 KR 101214736B1
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가츠히토 우에마츠
나오코 마츠다
히로유키 나카
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파나소닉 주식회사
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    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
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Abstract

생산 설비 등의 방열체(10)의 상면(10-1)에 대향하도록 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)을 배치하여, 방열체의 상면과 배진 보조 부재의 배진 촉진면과의 사이를, 진애 또는 화학 물질 등의 물체의 크기와, 그 물체가 공기 중을 자유 낙하 중에 공기 저항과 균형을 이루고, 어떤 일정 이상 빨라지지 않는 낙하 속도(종말 속도) 이상의 상승 기류로 점유함으로써, 진애 및 화학 물질 등의 물체는 방열체 위로 낙하하지 않는다.

Description

클린 룸{CLEAN ROOM}
본 발명은, 반도체 제조 공장, FPD(Flat Panel Display) 제조 공장, 정밀기계 공장, 약품 제조 공장 등의 무진실(無塵室) 혹은 무균실(無菌室)에 적용되는 클린 룸(clean room)에 관한 것이다.
반도체 공장 또는 FPD 제조 공장에 있어서는, 디바이스(device)의 고집적화에 따라, 청정도 또는 온습도 등의 환경 조건을 더욱 고도의 레벨로 제어하는 것이 요구되고 있다. 또한, 최근의 반도체 또는 FPD의 가격 경쟁의 격화로부터, 클린 룸의 건설 비용, 즉 초기 비용, 및, 클린 룸 자체의 런닝 코스트(running cost)를 저감하는 것이 요구되고 있다.
이러한 청정도가 높은 클린 룸을 실현하는 방식으로서는, 도 29에 나타내는 바와 같은 전체 면 다운플로(downflow) 방식이 있다. 이 방식에서는, 천장실(102) 내의 공기는, 청정실(101)의 천장에 설치된 팬 필터 유닛(103)의 공기 취입구(104)로부터 팬 필터 유닛(103) 내에 유입하고, 팬 필터 유닛(103) 내에 설치된 송풍기(105)에 의해 승압(昇壓)되어, 고성능 필터(106)에 의해 제진(除塵)된 후, 청정실(101) 내에 연직(鉛直) 하향으로 청정한 공기가, 예를 들면, 0.25~0.5m/s 정도의 유속으로 흐른다. 이어서, 청정실(101)의 그레이팅 바닥(107)을 통해서 상하실 (床下室)(108)에 흘러들어 오고, 복귀 유로(流路)(109)를 경유해서 천장실(102)에 복귀하는, 순환류(循環流)를 형성한다. 이러한 순환에 의해, 동일한 공기가 몇 번이나 고성능 필터(106)에 의해 제진되기 때문에, 클린 룸의 운전을 시작하고 나서, 어떤 일정한 시간을 경과한 후, 청정실(101) 내는 고청정도가 유지되게 된다.
또한, 청정실(101) 내에는, 여러 가지 IC 제조 장치 또는 각종 검사 장치 등의 방열체(放熱體)(110)가 그레이팅 바닥(107) 위에 설치되어 있다. 방열체(110)에 있어서는, 유독 가스 등을 사용하는 일도 있기 때문에, 안전을 위해서, 처리가 끝난 유독 가스와 함께 청정실(101) 내의 공기를 배기 안내 유로(111)에서 흡입하여 상하실(108) 내의 배기 안내 유로(111)에 의해 클린 룸 외부로 배기하고 있다. 청정실(101) 내의 압력을 소정의 값으로 제어하기 위해서, 클린 룸 외부에의 배기 유량에 거의 동등한 유량의 공기를 급기(給氣) 안내 유로(112)에 의해 천장실(102) 내에 반송하고, 급기 안내 유로(112)에 설치된 급기구(給氣口)로부터, 천장실(102) 내에 공급 공기로서 공급한다. 급기 안내 유로(112)에는, 외기(外氣)를 클린 룸에 적합한 공기로 조정하는 외조기(外調機)(113)가 구비되어 있다.
한편, 청정실(101)에는, IC 제조 장치 또는 각종 검사 장치 등의 방열체(110)가 설치되어 있지만, 이것들 방열체(110)의 종류에 따라, 방열체(110)의 표면 온도가 25도 부근으로부터 100도 부근이 됨으로써, 상당한 발열을 수반하는 것(예를 들면, 건조로 등)도 있어, 청정실(101)에서 발열원으로 되는 경우가 있다. 종래는, 이것들 방열체(110)(열원)로부터 방출되는 배열(排熱)을 클린 룸에 자연 확산시켜, 청정실(101) 전체를 온도 조절하고 있었다. IC 제조실 또는 각종 검사실 등으로서 사용되는 클린 룸은, 진애(塵埃) 또는 미립자 등에 대한 청정도가 필요한 것은 물론이지만, 습도 및 온도에 대해서도 항상 소정의 범위에 유지하는 것이 필요하게 된다.
청정실(101)의 순환류는, 청정실(101) 내의 방열체(110) 또는 상하실(108) 내에 설치된 펌프(도시하지 않음) 등의 보기(補機)의 열(熱) 부하(負荷)로 인해서 따뜻하게 되기 때문에, 청정실(101)의 그레이팅 바닥(107)을 통해서 상하실(108)에 흘러들어 온 순환류의 온도는, 청정실(101) 내의 분위기 온도보다 약간 높아진다. 그것을 소정의 온도로 되돌리기 위해서 공조(空調) 장치(114)를 제어함으로써, 청정실(101) 내의 온도는 일정하게 유지되게 된다.
이상과 같이, 클린 룸 환경을 유지하기 위해서, 고성능 필터(106)를 구비한 팬 필터 유닛(103) 등의 공기 정화 장치 및 온도를 제어할 수 있는 공조 장치(114)를 구비하고 있다.
이러한 종래의 클린 룸에서는, 청정실(101)에 대하여 고성능 필터(106)로부터 바닥 밑 공간(108)을 향해 균일한 유속으로 청정 공기를 공급하기 위해서, 도 30에 나타낸 바와 같이, 생산 설비 등의 방열체(110)로부터의 발열 또는 방열에 의해 생긴 상승 기류에 의해서, 생산 설비 등의 방열체(110)의 상부 측에서, 청정 공기 흐름이, 도 30의 실선의 화살표 a로 나타내는 바와 같이 혼란하여, 방열체(110)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질이, 점선의 화살표 b로 나타내는 바와 같이 방열체(110) 위로 낙하하여, 청정 환경에 악영향을 주는 것을 알고 있었다.
이 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질로부터 청정실(101)의 청정 환경을 지키는 방법으로서, 방열체(110)의 상부 측의 필터 유닛(103)에, 방열체(110)의 상부 측의 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질을 함유하는 공기를 흡인하는 흡기 수단(도시하지 않음)이 배치되어, 방열체(110)가 배치된 상부 측의 필터 유닛(103)으로부터, 방열체(110)의 상부 측의 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질을 함유하는 공기를 흡인하는 동시에, 고성능 필터(106)에 의해 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질을 포획하여, 청정실(101)에의 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질의 확산을 막는 확산 방지법이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
(특허 문헌 1)
일본국 특개평8-247512호 공보
(발명이 해결하려고 하는 과제)
그러나, 방열체(110) 상부 측의 필터 유닛(103)으로부터, 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질을 함유하는 공기를 흡인하려고 하면, 필터 유닛(103)에 가까운 부분의 공기는 충분히 흡인할 수 있지만, 방열체(110) 상부 근방의 공기는 필터 유닛(103)으로부터 먼 위치에 있기 때문에, 방열체(110) 상부 근방의 공기에 대한 흡인력이 부족하고, 방열체(110) 상부 근방의 공기는 충분히 흡인되는 일이 없다.
그 결과, 방열체(110)의 상부 측에 발생한 기류 소용돌이 또는 열 대류 등에 의해, 장시간에 걸쳐서, 방열체(110)의 상부에 있는 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질을 함유하는 공기가, 방열체(110)의 상부 측에서 떠다니게 된다. 그리고, 공기 중에 진애 또는 화학 물질 등의 밀도가 증가하여, 진애 또는 화학 물질 등의 충돌에 의한 거대화 또는 중량 증가에 의해, 진애 또는 화학 물질 등이 최종적으로 자유 낙하하고, 방열체(110) 가운데에서 제조한 웨이퍼 위로 진애 또는 화학 물질 등이 부착됨으로써, 웨이퍼에 요구되는 품질 또는 생산성을 만족할 수는 없었다.
현재, 웨이퍼 상의 배선 패턴 피치는 50나노미터(nanometer) 정도와 초미세한 구조이며, 그 배선 패턴 피치 이상 크기의 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질이 웨이퍼 위로 낙하함으로써, 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질을 통해서 웨이퍼가 단락(短絡)하여, 이상(異常) 발열 또는 소손(燒損)되는 일이 있다.
본 발명은, 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 여러 가지 IC 제조 장치 또는 각종 검사 장치 등의 방열체의 상부 측에서 발생하는 기류 소용돌이 또는 열 대류에 기인하는 기류의 흐름을 최적화함으로써, 진애 및 화학 물질 등이 웨이퍼 등 위에 부착되는 것을 억제할 수 있는 클린 룸을 제공하는 것에 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명은, 상기 목적을 달성하는 위해서 이하의 수단을 채용하고 있다.
우선, 본 발명자는, 종래의 문제의 근원은, 방열체(110)의 상부 측에 있어서, 방열체(110)의 열에 의해 발생하는 상승 기류를 전혀 고려하지 않고, 또는, 상승 기류와는 전혀 별도로, 오염 물질을 함유하는 공기를 흡인하는 흡기 수단을 설치하여, 강제적으로 흡인하는 것에 있다고 생각하고, 이러한 강제적인 유체의 흐름을 인위적으로 만들어 내는 것이 아니고, 방열체(110)의 열에 의해 발생하는 상승 기류를 이용할 수 없을 것인가 아닌가의 유무를 고찰하려고 하였다.
그래서, 일반적으로, 진애 또는 화학 물질 등의 물체의 크기와, 그 물체가 공기 중에서 자유 낙하 중에 공기 저항과 균형을 이룸으로써, 어떤 일정 이상 빨라지지 않는 낙하 속도(종말 속도)의 관계가, 도 2에 나타내는 스토크스(St)의 법칙으로서 알려져 있다. 즉, 그 종말 속도 이상으로, 아래쪽으로부터, 진애 및 화학 물질 등의 물체를 향해서 유체를 뿜어 올리면, 그 물체는 낙하하는 일은 없다.
또한, 생산 설비 등의 방열체의 표면 온도와 청정실의 분위기 온도와의 온도 차에 의해, 방열체 상면의 위쪽에서 상승 기류가 발생하여, 예를 들면 방열체 상면의 표면 온도가 50℃의 경우, 방열체의 상면으로부터 10cm로부터 30cm 정도 벗어난, 상면에서 가까운 장소에서는, 비교적 빠른 상승 기류가 끊임없이 존재하고 있지만, 상면으로부터 100cm 정도의 거리가 벗어난 장소에서는, 상승 기류는 매우 약하다. 이렇게, 생산 설비 등의 방열체 상면의 표면 온도와 청정실의 분위기 온도와의 온도 차와, 생산 설비 등의 방열체 상면으로부터의 일정 거리에서의 상승 기류 속도에 일정한 관계가 성립하는 것이 알려져 있다.
이상의 것으로부터, 진애 또는 화학 물질 등의 물체의 크기로부터 결정되는 낙하 속도(종말 속도) 이상의 상승 기류의 분포가, 생산 설비 등의 방열체 상면의 위쪽 공간을 끊임없이 점유하고 있으면, 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 방열체의 상면에, 환언하면, 방열체의 생산 설비 등에서 제조되는 웨이퍼에 낙하하는 일은 없다고 생각된다.
이번, 이 점에 착목(着目)하여, 본 발명자는, 진애 또는 화학 물질 등의 물체의 크기로부터 자유 낙하하지 않기 위한 종말 속도를 사전에 계산 및 해석을 사전에 실행하고, 생산 설비 등의 방열체 상면의 표면 온도와 청정실의 분위기 온도와의 온도 차로부터 상승 기류의 분포를 가미한 구조를 개발하였다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 아래와 같이 구성한다.
본 발명의 제1특징에 의하면, 바닥 위에 설치된 방열체의 상면에 대향하는 배진(排塵) 촉진면을 갖춘 배진 보조부재를 구비하고, 상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 거리는, 상기 배진 촉진면에 의해, 상기 방열체의 발열에 의해서 발생하는 상기 방열체의 상기 상면으로부터 상승하는 상승 기류가 상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 간극(間隙)으로부터 간극 밖으로 배출되도록 하는 거리이고, 상기 방열체의 상기 상면의 표면 온도와 상기 방열체 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차(差)를, 상기 방열체의 상기 상면과 상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면과의 사이의 거리로 나눈 값 K(℃/mm)가 0.032≤K≤0.065의 관계를 유지하는, 클린 룸을 제공한다.
본 발명의 제2특징에 의하면, 상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
상기 지지 부재는, 상기 바닥과 교차하는 측벽으로부터 가로 방향에 상기 방열체의 위쪽으로 연장해서 상기 배진 보조 부재를 지지하는, 제1특징에 기재한 클린 룸을 제공한다.
본 발명의 제3특징에 의하면, 상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
상기 지지 부재는, 상기 바닥으로부터 위쪽으로 연장해서 상기 배진 보조 부재를 지지하는, 제1특징에 기재한 클린 룸을 제공한다.
본 발명의 제4특징에 의하면, 상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
상기 지지 부재는, 상기 방열체로부터 위쪽으로 연장해서 상기 배진 보조 부재를 지지하는, 제1특징에 기재한 클린 룸을 제공한다.
본 발명의 제5특징에 의하면, 상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
상기 지지 부재는, 상기 방열체에 인접하는 장치로부터 상기 방열체의 위쪽으로 연장해서 상기 배진 보조 부재를 지지하는, 제1특징에 기재한 클린 룸을 제공한다.
본 발명의 제6특징에 의하면, 상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
상기 지지 부재는, 상기 바닥에 면하는 천장으로부터 상기 배진 보조 부재를 지지하는, 제1특징에 기재한 클린 룸을 제공한다.
삭제
본 발명의 제7특징에 의하면, 바닥 위에 설치된 방열체(放熱體)의 상면(上面)에 대향하는 배진(排塵) 촉진면을 갖춘 배진 보조부재를 구비하고, 상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 거리는, 상기 배진 촉진면에 의해, 상기 방열체의 발열에 의해 발생하는 상기 방열체의 상기 상면으로부터 상승하는 상승 기류가 상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 간극(間隙)으로부터 간극 밖으로 배출되도록 하는 거리이고, 상기 방열체로서, 제1방열체와, 상기 제1방열체보다도 온도가 낮은 제2방열체가 상기 바닥 위에 설치되어, 상기 제1방열체의 상면의 표면 온도와 상기 제1방열체 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차가, 상기 제2방열체의 상면의 표면 온도와 상기 제2방열체 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차보다도 큰 동시에,
상기 배진 보조 부재로서, 상기 제1방열체의 상기 상면에 대향한 배진 촉진면을 갖고 또한 상기 클린 룸에 면하는 천장으로부터 하향해 돌출하도록 배치되는 제1배진 보조 부재와, 상기 제2방열체의 상기 상면에 대향한 배진 촉진면을 갖고 또한 상기 클린 룸에 면하는 천장으로부터 하향해 돌출하도록 배치된 제2배진 보조 부재를 구비하고,
상기 제1방열체의 상기 상면과 상기 제1배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면과의 사이의 제1의 거리가, 상기 제2방열체의 상기 상면과 상기 제2배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면과의 사이의 제2의 거리보다도 큰, 클린 룸을 제공한다.
이것들의 구성에 의해, 진애 및 화학 물질 등이 방열체에 낙하하지 않고, 방열체의 일례로서, 예를 들면 반도체 제조 장치에 있어서, 그 처리 대상물인 웨이퍼 위에 진애 및 화학 물질 등이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 제8특징에 의하면, 상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면은 대전(帶電) 방지층을 갖고 있는, 제1특징~제6특징 중의 어느 1개의 특징에 기재한 클린 룸을 제공한다.
본 발명의 제9특징에 의하면, 상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면은 접지되어 있는, 제1특징~제6특징 중의 어느 1개의 특징에 기재한 클린 룸을 제공한다.
이것들의 구성에 의해, 배진 보조 부재 자체에도, 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이 부착되기 어렵게 할 수 있어, 진애 및 화학 물질 등이 방열체에 낙하하는 것을, 더한층 효과적으로 방지할 수 있다.
삭제
삭제
삭제
본 발명의 제10특징에 의하면, 상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면은, 상기 방열체의 상기 상면의 전체 면을 거의 덮도록 배치되어 있는, 제1특징~제6특징 중의 어느 1개의 특징에 기재한 클린 룸을 제공한다.
(발명의 효과)
이상과 같이, 본 발명에 관련하는 클린 룸에서는, 상기 방열체의 발열에 의해 상기 방열체의 상기 상면으로부터 상승하는 상승 기류가, 상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면에 의해, 상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 간극으로부터 간극 밖으로 배출되도록 안내된다. 이 결과, 방열체의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 상승 기류와 함께, 상기 간극으로부터 간극 밖으로 배출되게 되어, 오염 물질이 상기 방열체의 상기 상면에 낙하하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 즉, 여러 가지 IC 제조 장치 또는 각종 검사 장치 등의 방열체의 상부 측에서 발생하는 기류 소용돌이 또는 열 대류에 기인하는 상승 기류의 흐름을 최적화함으로써, 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 방열체에서의 처리 대상물의 예인 웨이퍼 등의 위에 낙하해서 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 배진 보조 부재를 간단한 박스 혹은 에어 패킹으로 구성하면, 천장면의 대규모 공사가 불필요하게 됨과 동시에 생산 활동을 중지하는 일 없이, 천장에 상기 배진 보조 부재를 배치하는 것을 가능하게 하고, 더욱 저비용화가 가능하게 되고, 또한, 청정도 또는 온습도 등의 제조 조건 및 환경 조건을 더욱 고도의 레벨로 제어하는 것이 실현 가능하게 된다.
도 1은, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸으로서, 청정실 내에 방열체가 배치된 상태를 나타내는 개략 설명도.
도 2는, 오염 물질의 직경에 대하여 종말 속도(mm/s)를 나타내는 결과 도면.
도 3은, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸에 있어서, 방열체로부터의 상승 기류와 오염 물질과의 흐름을 설명하기 위한 개략 설명도.
도 4는, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸과의 비교 설명을 위한 클린 룸이며, 방열체의 상면과 배진 보조 부재의 배진 촉진면과의 사이의 거리가 지나치게 클 경우의 방열체로부터의 상승 기류와 오염 물질과의 흐름을 설명하기 위한 개략 설명도.
도 5는, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸과의 비교 설명을 위한 클린 룸이며, 방열체의 상면과 배진 보조 부재의 배진 촉진면과의 사이의 거리가 지나치게 작을 경우의 방열체로부터의 상승 기류와 오염 물질과의 흐름을 설명하기 위한 개략 설명도.
도 6은, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸의 실시예 1~3에 있어서, 오염 물질의 개수 측정 결과이며, 방열체에 구비되어 있는 계진기(計塵器)의 더스트(dust) 개수를 표 형식으로 나타내는 도면.
도 7A는, 방열체와 천장과의 거리에 대하여, 발생하는 상승 기류 속도를 나타내는 열 유체 해석 결과 도면.
도 7B는, 방열체와 천장과의 거리에 대하여, 발생하는 상승 기류 속도를 나타내는 열 유체 해석 결과 도면.
도 7C는, 방열체와 천장과의 거리에 대하여, 발생하는 상승 기류 속도를 나타내는 열 유체 해석 결과 도면.
도 8은, 열 유체 해석을 실행한 도 7A~도 7C의 결과를, 방열체 상면의 표면 온도와 청정실의 분위기 온도와의 3개의 온도 차 범위(0~50℃, 50~75℃, 75~100℃)와, 3개의 방열체 상면과 3개의 배진 보조 부재의 배진 촉진면과의 3개의 거리 범위(200~1000mm, 1000~1500mm, 1500~2000mm)로, 방열체의 상면과 배진 보조 부재의 배진 촉진면 간에서 발생하는 기류의 연직 방향의 최소 속도에 대해서 정리한 결과를 표 형식으로 나타내는 도면.
도 9는, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸의 실시예 1~3에서 실행한 대진에 의해, 각각의 방열체의 상면과 배진 보조 부재의 배진 촉진면 간의 간극에, 각각 자유 낙하 중에 공기 저항과 균형을 이루고, 어떤 일정 이상 빨라지지 않는 낙하 속도(종말 속도)가 3mm/s 이상의 상승 기류로 점유하고, 먼지 및 화학 물질 등의 오염 물질이 방열체의 상면에 낙하하지 않는 상태에서의, 방열체 상면의 표면 온도와 청정실의 분위기 온도와의 온도 차와, 방열체 상면과 배진 보조 부재의 배진 촉진면의 거리와의 관계를 나타내는 그래프.
도 10은, 본 발명의 제1실시형태의 변형 예에 관련한 클린 룸을 나타내는 개략 설명도.
도 11은, 본 발명의 제1실시형태의 다른 변형 예에 관련한 클린 룸을 나타내는 개략 단면도.
도 12는, 본 발명의 제1실시형태의 더욱 다른 변형 예에 관련한 클린 룸을 나타내는 개략 설명도.
도 13은, 본 발명의 제1실시형태의 다른 변형 예에 관련한 클린 룸을 나타내는 개략 설명도.
도 14는, 도 12의 본 발명의 제1실시형태의 더욱 다른 변형 예에 관련한 클린 룸과의 비교 예를 나타내는 개략 설명도.
도 15는, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재의 배진 촉진면과 방열체의 상면이 동일한 크기인 경우를 설명하기 위한 도면(또한, 바닥을 나타내는 점선을 경계로, 바닥보다 위쪽의 (a)는 개략 설명도이고, 바닥보다 아래쪽의 (b)는 개략 평면 투시도).
도 16은, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재의 배진 촉진면이 방열체의 상면보다 클 경우를 설명하기 위한 도면(또한, 바닥을 나타내는 점선을 경계로, 바닥보다 위쪽의 (a)는 개략 설명도이고, 바닥보다 아래쪽의 (b)는 개략 평면 투시도).
도 17은, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재의 배진 촉진면이 방열체의 상면보다 작을 경우를 설명하기 위한 도면(또한, 바닥을 나타내는 점선을 경계로, 바닥보다 위쪽의 (a)는 개략 설명도이고, 바닥보다 아래쪽의 (b)는 개략 평면 투시도).
도 18은, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸에 있어서, 1개의 방열 체 내에 복수의 방열원이 있는 경우를 설명하기 위한 도면(또한, 바닥을 나타내는 점선을 경계로, 바닥보다 위쪽의 (a)는 개략 설명도이고, 바닥보다 아래쪽의 (b)는 개략 평면 투시도).
도 19는, 본 발명의 제1실시형태의 제1변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를, 천장면으로부터가 아니고, 청정실의 측벽으로부터 지지 부재를 통해서 배치하고 있는 경우를 설명하기 위한 설명도.
도 20은, 도 19의 상기 제1변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를 지지 부재를 통해서 배치하고 있는 경우를 설명하기 위한 개략 평면 투시도.
도 21은, 본 발명의 제1실시형태의 제2변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를, 천장면으로부터가 아니고, 청정실 바닥으로부터 자립(自立)한 지지 부재를 통해서 배치하고 있는 경우를 설명하기 위한 설명도.
도 22는, 도 21의 상기 제2변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를 지지 부재를 통해서 배치하고 있는 경우를 설명하기 위한 개략 평면 투시도.
도 23은, 본 발명의 제1실시형태의 제3변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를, 천장면으로부터가 아니고, 배진 보조 부재를 이용하는 장치(방열체) 자체로부터 지지 부재를 통해서 배치하고 있는 경우를 설명하기 위한 설명도.
도 24는, 도 23의 상기 제3변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를 배치하고 있는 경우를 설명하기 위한 개략 평면 투시도.
도 25는, 본 발명의 제1실시형태의 제4변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를, 천장면으로부터가 아니고, 배진 보조 부재를 이용하는 장치(방열체)와는 다른, 옆에 배치된 장치로부터 지지 부재를 통해서 돌출시키고 있는 경우를 설명하기 위한 설명도.
도 26은, 도 25의 상기 제4변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를 지지 부재를 통해서 배치하고 있는 경우를 설명하기 위한 개략 평면 투시 도.
도 27은, 본 발명의 제1실시형태의 제5변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를 천장면으로부터 L자 형상의 지지 부재를 통해서 돌출시키고 있는 경우를 설명하기 위한 설명도.
도 28은, 도 27의 상기 제5변형 예에 관련한 클린 룸에 있어서, 배진 보조 부재를 지지 부재를 통해서 배치하고 있는 경우를 설명하기 위한 개략 평면 투시도.
도 29는, 종래의 클린 룸을 나타내는 설명도.
도 30은, 방열체로부터의 상승 기류에 의해, 기류의 혼란을 나타내는 개략도.
본 발명의 설명을 계속하기 전에, 첨부 도면에 있어서 동일 부품에 대해서는 동일한 참조 부호를 첨부하고 있다.
이하에, 본 발명에 관련한 실시형태를 도면에 근거해서 상세히 설명한다. 이하, 도면을 참조해서 본 발명에 있어서의 제1실시형태를 상세히 설명한다.
본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸의 개요에 대해서, 도 1을 근거하여 설명한다. 이 클린 룸은, 청정실(1) 내의 청정도(淸淨度)를 어느 정도 높게 유지하기 위해서, 청정실(1)의 실내 공기를 청정실(1) 밖으로 배출하고, 배출된 공기를 소정의 공기 조건으로 조정한 후, 그 청정실(1) 내에, 예를 들면 환류(還流)함으로써, 그 청정실(1) 내의 온도, 습도, 및, 청정도를 조절하도록 하고 있다. 여기서 는, 이러한 청정도가 높은 클린 룸을 실현하는 방식의 일례(一例)로서, 도 1에 나타내는 바와 같은 전체 면 다운플로(downflow) 방식을 예로 들어서 설명한다.
이 방식에서는, 청정실(1)의 위쪽 천장실(2) 내의 공기는, 청정실(1)의 천장(1A)에 설치된 팬 필터 유닛(3)의 공기 취입구(4)로부터 팬 필터 유닛(3) 내에 유입하여, 팬 필터 유닛(3) 내에 설치된 송풍기(5)에 의해 승압(昇壓)되고, 고성능 필터(6)에 의해 제진된 후, 청정실(1) 내에, 연직 하향으로 청정한 공기가, 예를 들면 0.25~0.5m/s 정도의 유속으로 흐르도록 하고 있다.
이어서, 화살표(70)로 나타내는 바와 같이, 천장실(2)로부터 청정실(1) 내에 연직 하향으로 유입된 청정한 공기는, 청정실(1)의 그레이팅 바닥(7)을 통해서 상하실(8)에 유입하고, 상하실(8)로부터 복귀 유로(9)를 경유해서 천장실(2)에 돌아온다고 하는, 순환류를 형성하고 있다. 이러한 순환에 의해, 동일한 공기가 몇 번이나 고성능 필터(6)에 의해 제진되기 때문에, 클린 룸의 운전을 시작하고나서 어느 일정 시간이 경과된 후, 청정실(1) 내는 고청정도가 유지되게 된다.
또한, 청정실(1) 내에는, 여러 가지 IC 제조 장치 또는 각종 검사 장치 등의 복수의 방열체(10A, 10B, 10C)가 그레이팅 바닥(7) 위에 설치되어 있다. 방열체(10A, 10B, 10C)의 각각의 방열원의 구체적인 예로서는, 예를 들면, IC 제조 장치 등의 반도체 제조 장치 및 각종 검사 장치 등에 있어서의 모터 등의 구동원과, 이것들의 구동원을 제어하기 위한, 또는, 구동원 및 화상 처리부를 각각 제어하기 위한 제어부와, 각종 검사 장치 등의 조명 장치 등을 들 수 있다. 이것들의 방열원으로부터 방열되는 열이 각각의 장치 전체에 거의 균일하게 전달되어, 장치 전체가 한결같이 가열되어서, 방열체(10A, 10B, 10C)로 되어 있다고 생각하고 있다. 여기서는, 도시를 간략화하기 위해서, 방열체(10A, 10B, 10C)를 직방체 형상으로 도시하고 있다. 이것들 방열체(10A, 10B, 10C)는, 그 종류에 따라, 방열체(10A, 10B, lOC)의 상면의 표면 온도(방열체(10A, 10B, 10C)가 설비인 경우에는, 설비가 연속 가동 운전 중의 상태에서의 상면의 평균 온도)가 100도 가까이 되어서, 상당한 발열을 수반하는 것(예를 들면, 건조로 등)도 있어, 청정실(1)에서 발열원으로 되는 경우가 있다. 이것들 방열체(10A, 10B, 10C)(열원)로부터 방출되는 배열(排熱)은, 일례로서, 클린 룸에 자연 확산시켜, 청정실(1) 전체를 온도 조절하도록 하고 있다. 또한, IC 제조실 또는 각종 검사실 등으로서 사용되는 클린 룸은, 진애 및 미립자 등에 대한 청정도가 필요한 것은 물론이지만, 습도 및 온도에 대해서도 소정의 범위에 항상 유지하는 것이 필요하게 된다.
또한, 방열체(10A, 10B, 10C)에 있어서는, 유독 가스 등을 사용할 경우도 있기 때문에, 안전을 위해서, 처리가 끝난 유독 가스와 함께 청정실(1) 내의 공기를 배기 안내 유로(11)에 흡입해서 배기 안내 유로(11)에 의해 클린 룸 외부로 배기하고 있다. 청정실(1) 내의 압력을 소정의 값으로 제어하기 위해서, 외부에의 배기 유량에 거의 동등한 유량의 공기를, 급기 안내 유로(12)에 의해 천장실(2) 내로 반송하고, 급기 안내 유로(12)에 설치된 급기구(12a)로부터 공급 공기로서 천장실(2) 내에 공급한다. 급기 안내 유로(12)의 도중에는, 외기를 클린 룸에 적합하는 공기로 조정하는 외조기(外調機)(13)가 구비되어 있다.
청정실(1)의 순환류는, 청정실(1) 내의 방열체(10A, 10B, 10C) 또는 상하 실(8) 내에 설치된 펌프(도시하지 않음) 등의 보기(補機)의 열 부하로 인해 따뜻하게 되기 때문에, 청정실(1)의 그레이팅 바닥(7)을 통해서 상하실(8)에 유입된 순환류의 온도는, 청정실(1) 내의 분위기 온도보다 약간 높아진다. 그것을 소정의 온도로 복귀시키기 위해서, 복귀 유로(9)의 도중에 구비된 공기 조절 장치(14)로, 복귀 유로(9) 내의 청정한 공기의 온도를 제어함으로써, 청정실(1) 내의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
이상과 같이, 클린 룸의 환경을 유지하기 위해서, 클린 룸에는, 고성능 필터(6)를 구비한 팬 필터 유닛(3) 등의 공기 정화 장치, 및, 공기의 온도를 제어할 수 있는 공기 조절 장치(14)를 구비하고 있다.
이러한 클린 룸에 있어서, 청정실(1) 내에 설치된 방열체(10A, 10B, 10C)의 각각의 상면(10-1)에 대하여 연직 방향에 대향한 배진 촉진면(15-1)을 각각 갖는 배진 보조 부재(15A, 15B, 15C)가, 일례로서, 청정실(1)에 면하는 천장(1A)으로부터 하향해 돌출하도록 각각 배치되어 있다. 또한, 방열체(10A, 10B, 10C)의 각각의 상면(10-1)의 표면 온도(방열체(10A, 10B, 10C)가 설비인 경우에는, 설비가 연속 가동 운전 중의 상태에서의 상면의 평균 온도)와 방열체(10A, 10B, 10C) 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차가 높을수록, 방열체(10A, 10B, 10C)의 상면(10-1)과 배진 보조 부재(15A, 15B, 15C)의 배진 촉진면(15-1)과의 사이의 거리 D가 커지도록 배치되어 있다. 환언하면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 방열체(10)의 발열에 의해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류(a2)가, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)에 의해, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 간극(22)으로부터 간극 밖으로 적극적으로 배출 촉진되는 거리 D의 간격을 두어서, 방열체(10)의 상면(10-1)의 위쪽에 배진 촉진면(15-1)이 위치하고 있다.
또한, 방열체(10)를 개별로 구별할 필요가 있을 경우에는, 10A, 10B, 1OC 등의 참조 부호로 복수의 방열체를 구별하고, 총칭적으로 취급할 경우에는 참조 부호 10을 첨부하기로 한다. 마찬가지로, 방열체(10)의 상면(10-1)도 개별로 구별할 필요가 있을 경우에는, 10a-1, 10b-1, 10c-1 등의 참조 부호로 복수의 상면을 구별하고, 총칭적으로 취급할 경우에는 참조 부호 10-1로 한다. 배진 보조 부재(15)도 개별로 구별할 필요가 있을 경우에는, 15A, 15B, 15C 등의 참조 부호로 복수의 배진 보조 부재를 구별하고, 총칭적으로 취급할 경우에는 참조 부호 15로 한다. 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)도 개별로 구별할 필요가 있을 경우에는, 15a-1, 15b-1, 15c-1 등의 참조 부호로 복수의 배진 촉진면을 구별하고, 총칭적으로 취급할 경우에는 참조 부호 15-1로 한다.
여기서, 방열체(10)의 상면(10-1)과 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과의 사이의 거리 D의 중요성에 대해서, 이하에 설명한다. 이하의 도 3~도 5에 있어서는, 간단히, 상기 거리 D를 변경하는 것뿐이며, 방열체(10)는 동일한 것으로 하고, 배진 보조 부재(15)는 천장(1A)으로부터의 높이가 다를 뿐(환언하면, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)의 위치가 높이 방향(예를 들면 연직 방향)에 다를 뿐)의 것으로 한다.
우선, 도 4에 나타낸 바와 같이, 간단히, 청정실(1) 내에 설치된 방열체(10)의 상면(10-1)에 대하여 연직 방향에 대향한 평면(90-1)을 갖는 박스(90)를, 청정실(1)에 면하는 천장(1A)으로부터 하향해 돌출하도록 배치한 것으로 한다. 방열체(10)의 상면(10-1)과 박스(90)의 평면(90-1)과의 사이의 거리 Dh1은, 본 발명에 관련한 거리 D보다도 크게 떨어진 상태가 되어 있다. 이 경우, 방열체(10)의 발열에 근거해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류는, 박스(90)의 평면(90-1)에 도달하지 않고, 실선의 화살표(a1)로 나타낸 바와 같이, 방열체(10)의 상면(10-1)과 박스(90)의 평면(90-1)과의 사이의 간극의 중심 측에서 주위를 향해서 소용돌이에 휘말리는 것 같이 하강하게 된다. 이 결과, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질이, 점선의 화살표(b1)로 나타내는 바와 같이 방열체(10)의 상면(10-1) 위에 낙하하여, 청정 환경에 악영향을 부여하게 된다.
이어서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 청정실(1) 내에 설치된 방열체(10)의 상면(10-1)에 대하여 연직 방향에 대향한 배진 촉진면(15-1)을 갖는 배진 보조 부재(15)를, 청정실(1)에 면하는 천장(1A)으로부터 하향해 돌출하도록 배치한다. 여기서는, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)에 의해, 방열체(10)의 발열에 의해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류가, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 간극(22)으로부터 간극 밖으로 배출되는 거리 D에 배진 촉진면(15-1)이 위치하고 있다. 이 경우, 방열체(10)의 발 열에 근거해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류(a2)는, 배진 촉진면(15-1)에 도달하여, 배진 촉진면(15-1)을 따라, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽을 향해서 배출되도록 흐른다. 이 결과, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 점선의 화살표(b2)로 나타내는 바와 같이, 실선의 화살표(a2)로 나타내는 상승 기류와 함께 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽을 향해서 배출되어, 오염 물질이 방열체(10)의 상면(10-1) 위로 낙하하지 않고, 청정 환경에 악영향을 부여하는 일은 없다. 또한, 상승 기류(a2)에 의해 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽을 향해서 배출된 오염 물질은, 청정실(1)에 대하여, 고성능 필터(6)로부터 상하실(8)을 향하는 균일한 유속으로 공급된 청정 공기(화살표(70) 참조)와 함께, 그레이팅 바닥(7)을 통해서 상하실(8)에 유입하고, 상하실(8)로부터 복귀 유로(9)를 경유해서 천장실(2)에 돌아와, 고성능 필터(6)에 의해 제진된다.
한편, 도 5에 나타낸 바와 같이, 간단히, 청정실(1) 내에 설치된 방열체(10)의 상면(10-1)에 대하여 연직 방향에 대향한 평면(91-1)을 갖는 박스(91)를, 청정실(1)에 면하는 천장(1A)으로부터 하향해 돌출하도록 배치하는 것으로 한다. 방열체(10)의 상면(10-1)과 박스(91)의 평면(91-1)과의 사이의 거리 Dh2는, 본 발명에 관련한 거리 D보다도 상당히 작아 지나치게 가까이 간 상태가 되어 있다. 이 경우, 방열체(10)의 발열에 근거해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류 는, 박스(91)의 평면(91-1)에 금방 도달해버려, 방열체(10)의 상면(10-1)의 주위 부근에서 발생한 상승 기류는, 실선의 화살표(a3)로 나타낸 바와 같이, 간극(92)의 중심 측에서 바깥쪽으로 배출되지만, 방열체(10)의 상면(10-1)의 주위 부근에서 발생한 상승 기류는, 실선의 화살표(a4)로 나타낸 바와 같이, 간극(92)의 중심 부분에서 소용돌이에 휘말려버려, 간극(92)의 중심 측에서 바깥쪽으로 배출되기 어려워진다. 이 결과, 실선의 화살표(a4)로 나타내는 바와 같은 소용돌이에 휘말린 상승 기류에 의해, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질이, 점선의 화살표(b3)로 나타내는 바와 같이 방열체(10)의 상면(10-1) 위로 낙하하여, 청정 환경에 악영향을 부여하게 된다.
이러한 고찰로부터, 거리 D는, 방열체(10)의 발열에 의해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류의 모두가, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)에 의해, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 간극(22)으로부터 간극 밖으로 배출되는 거리 D에 설정할 필요가 있다.
이 거리를 더욱 구체적으로 검증하기 위해서, 이하의 실시예에 대해서 검토한다.
(실시예 1)
이하에, 본 발명의 실시형태의 더욱 구체적인 실시예를 도면에 근거해서 상세히 설명한다.
도 1과 같은 클린 룸은, 실시예 1로서, 산업용 클린 룸으로서 청정실(1)의 높이를 3.5m, 천장실(2)의 높이를 3m, 상하실(8)의 높이를 2.5m로 시공되고, 또한, 가로 방향이 12m이고 깊이 방향에 10m의 크기를 갖는다. 또한, 개방 효율이 45％인 그레이팅 바닥(7)을 채용하고 있다.
이번의 발명을 실시한 실시예 1에 관련한 클린 룸은, 주로 반도체 제조실 및 반도체 검사실의 용도로 사용되며, 기계 및 검사 영역의 관리 온도 23±0.5℃, 관리 습도 50％, 관리 청정도를 JIS 클래스 1 이하(ISO 규격으로 클래스 10 이하)에, 또한 기계·검사 영역 이외의 유지 보수 영역의 관리 청정도를 JIS 클래스 2~3(ISO 규격으로 클래스 100~1000)을 확보하기 위해서, 순환하는 공기의 흐름을 온도 22℃, 습도 50％, 풍량 약 30만m3/h에 설정하고, 청정실(1)의 그레이팅 바닥(7)을 통해서 상하실(8)에 유입하여, 복귀 유로(9)를 경유해서 천장실(2)에 복귀하는 순환류의 풍량을 약 28만m3/h로 하고, 나머지의 풍량 약 2만m3/h 분량의 외기를 급기 안내 유로(12)에 의해 천장실(2) 내에 반송하고, 급기 안내 유로(12)에 설치된 급기구(12a)로부터 공급 공기로서 공급하여, 클린 룸 내의 환기 회수를 250회/h에 유지하였다. 그 순환하는 공기를 청정실(1)에 효율 좋게 보내기 위해서, 팬 필터 유닛(3)을 청정실(1)의 천장(1A)의 면에 균등한 간격으로 240개를 배치하였다. 또한, 팬 필터 유닛(3)은 아피스테사제의 팬 필터 유닛으로 1200m3/h의 송풍 능력을 구비하고, 고성능 필터(6)인 ULPA 필터(Ultra Low Penetration Air Filter)(더스트 0.1㎛ 이상을 포집하는 확률: 99.99999％)가 구비되어 있다. 이러한 운전 조건으 로, ULPA 필터를 통과한 청정실(1) 내에 연직 하향 방향의 기류를, 청정실(1)의 높이 1m의 장소에서 TESTO제의 풍속계를 이용해서 측정한 결과, 0.3~0.5m/s의 흐름이 생기고 있었다.
또한, 청정실(1) 내에는, 도 1에서 나타내는 바와 같이, 여러 가지 반도체 제조 장치 또는 각종 검사 장치 등의 제1방열체(10C), 제2방열체(10B), 제3방열체(10A)의 열 부하에 의해 청정실(1)의 순환류는 따뜻하게 되어 있었다. 청정실(1)의 그레이팅 바닥(7)을 통해서 상하실(8)에 유입된 장소에서 3회 온도 측정을 실행하여, 평균한 온도 측정의 결과는 24℃이었다. 이렇게 청정실(1) 내의 분위기 온도보다 1℃ 높은 온도를 소정의 온도로 냉각하기 위해서, 공기 조절 장치(14)의 온도 설정을 22℃로 하고, 각각의 방열체(10)의 열 부하의 효과에 의해, 청정실(1) 내의 온도를 23℃에 유지하였다.
또한, 이번의 발명을 실시한 실시예 1에 관련한 클린 룸에서는, 품질에 영향을 주는 진애 또는 화학 물질 등의 기준 크기로서 0.1㎛을 채용하고 있었다.
이러한 클린 룸의 운전 조건 하에서, 도 1의 제1방열체(10C)는, 반도체 검사 장치로서 사용되는 장치이며, 제1방열체(10C)의 형상은, 1m의 정방체(직방체)로, 전원 용량으로서 6500W/h이다. 이 제1방열체(10C)의 상면(10c-1)의 표면 온도를 TESTO제의 접촉식 온도계로 측정한 결과, 제1방열체(10C)에서 실행하고 있었던 반도체 검사 또는 반도체 웨이퍼 반송 작업 등 작업 내용에 의해, 상면(10c-1)의 표면 온도 Tc가 23~75℃로 변화하고, 청정실(1)의 분위기 온도 Te와의 온도 차 (Tc- Te) = △T는 약 0~50℃이었다.
이 제1방열체(10C)의 상면(10c-1)과 천장(1A)의 면과의 사이에, 제1배진 보조 부재(15C)의 일례로서, 투명한 박스(세로 1.5m × 가로 1.5m × 높이 2.Om)를, 두께 3mm의 사각형 판의 아크릴 수지(acrylic resin)재로 각각의 변을 플라스틱 접착재로 고정해서 제작하고, 또한 박스 내의 기밀성을 향상시키기 위해서, 각각의 접착면을 카프톤 테이프(capton tape)로 밀봉하였다. 이 박스를 제1방열체(10C)의 위쪽의 천장(1A)의 대들보에 달아맴으로써, 제1방열체(10C)의 상면(10c-1)에 대하여 연직 방향에 대향해서 제1배진 보조 부재(15C)의 배진 촉진면(15c-1)이 배치되도록 하여, 마치 천장(1A)이 하향으로 돌출하도록 형성하였다.
이러한 실시 조건 하에서, 제1방열체(10C)인 반도체 검사 장치를 24시간 작동시키고, 반도체 검사 장치에 구비되어 있는 광 산란 방식의 계진기(산부(山武)사제, P-3형)에 의해, 오염 물질의 개수를 측정하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다.
이러한 구성의 실시예 1에 의하면, 제1배진 보조 부재(15C)를 설치하기 전의 오염 물질의 개수 측정 결과보다도, 품질에 영향을 주는 진애 및 화학 물질 등의 개수를 75％ 삭감할 수 있었다.
(실시예 2)
상기 실시예 1의 구성에서, 도 1의 제2방열체(10B)는, 반도체 건식 에칭 장치로서 사용되는 장치이며, 제2방열체(10B)의 형상은, 높이 1.5m이고, 종횡 폭은 1m이고, 전원 용량으로서 12500W/h이다. 이 제2방열체(10B)의 상면(10b-1)의 표면 온도 Tb를 동일하게 TESTO제의 접촉식 온도계로 측정한 결과, 제2방열체(10B)로 실행하고 있었던 반도체 에칭 상태 또는 처리하는 웨이퍼 매수 등에 의해, 상면(10b-1)의 표면 온도 Tb가 73~99℃로 변화하고, 청정실(1)의 분위기 온도 Te와의 온도 차 (Tb-Te) = △T는 약 50~75℃의 범위에 있었다.
이 제2방열체(10B)의 상면(10b-1)과 천장면과의 사이에, 제2배진 보조 부재(15B)의 일례로서, 투명한 박스(세로 1.5m × 가로 1.5m × 높이 0.7m)를, 두께 3mm의 사각형 판의 아크릴 수지재로 각각의 변을 플라스틱 접착재로 고정해서 제작하고, 또한 박스 내의 기밀성을 향상시키기 위해서, 각각의 접착면을 카프톤 테이프로 밀봉하였다. 이 박스를 제2방열체(10B)의 위쪽의 천장(1A)의 대들보에 달아맴으로써, 제2방열체(10B)의 상면(10b-1)에 대하여 연직 방향에 대향해서 제2배진 보조 부재(15B)의 배진 촉진면(15b-1)이 배치되도록 하고, 마치 천장(1A)이 하향으로 돌출하도록 형성하였다.
이러한 실시 조건 하에서, 반도체 건식 에칭 장치를 24시간 작동시키고, 반도체 건식 에칭 장치에 구비되어 있는 광 산란 방식의 계진기(산부(山武)사제, P-3형)에 의해, 오염 물질의 개수를 측정하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다.
이러한 구성의 실시예 2에 의하면, 제2배진 보조 부재(15B)를 설치 실시하기 전의 오염 물질의 개수 측정 결과보다도, 품질에 영향을 주는 진애 및 화학 물질 등의 개수를 50％ 삭감할 수 있었다.
(실시예 3)
상기 실시예 1의 구성에서, 도 1의 제3방열체(10A)는, 반도체 확산로(擴散爐)로서 사용되는 장치이며, 제3방열체(10A)의 형상은, 1m의 정방체(직방체)이고, 전원 용량으로서 42500W/h이다. 이 제3방열체(10A)의 상면(10a-1)의 표면 온도를 동일하게 TESTO제의 접촉식 온도계로 측정한 결과, 제3방열체(10A)에서 실행하고 있었던 반도체 열처리 상태 또는 처리하는 웨이퍼 매수 등에 의해, 상면(10a-1)의 표면 온도 Ta가 93~130℃로 변화하고, 청정실(1)의 분위기 온도 Te와의 온도 차 (Ta - Te) = △T는 약 75~100℃의 범위에 있었다.
이 제3방열체(10A)의 상면(10a-1)과 천장면과의 사이에, 제3배진 보조 부재(15A)의 일례로서, 투명한 박스(세로 1.5m × 가로 1.5m × 높이 0.8m)를, 두께 3mm의 사각형 판의 아크릴 수지재로 각각의 변을 플라스틱 접착재로 고정해서 제작하고, 또한 박스 내의 기밀성을 향상시키기 위해서, 각각의 접착면을 카프톤 테이프로 밀봉하였다. 이 박스를 제3방열체(10A)의 위쪽의 천장(1A)의 대들보에 달아맴으로써, 제3방열체(10A)의 상면(10a-1)에 대하여 연직 방향에 대향해서 제3배진 보조 부재(15A)의 배진 촉진면(15a-1)이 배치되도록 해서, 마치 천장(1A)이 하향으로 돌출하도록 형성하였다.
이러한 실시 조건 하에서, 반도체 확산로를 24시간 작동시키고, 반도체 건식 에칭 장치에 구비되어 있는 광 산란 방식의 계진기(산부(山武)사제, P-3형)에 의해, 오염 물질의 개수를 측정하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다.
이러한 구성의 실시예 3에 의하면, 제3배진 보조 부재(15A)를 설치 실시하기 전의 오염 물질의 개수 측정 결과보다도, 품질에 영향을 주는 진애 및 화학 물질 등의 개수를 50％ 삭감할 수 있었다.
또한, 상기 실시예 1 및 2, 3에서는, 클린 룸의 운전 조건, 방열체(10)의 발열 조건, 배진 보조 부재(15) 및 그 배진 촉진면(15-1)의 형상 등에 관한 상기와 같은 구성을 채용하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 배진 보조 부재(15)를 형성하기 위해서 이용한 투명한 박스인 배진 보조 부재(15)의 표면에, 대전(帶電) 방지를 위해서 「캐타이온(cation)계 화합물 에틸 알코올」을 주성분으로 하는 가스를 분사하여, 후술하는 대전 방지층(60)을 형성하고 있다. 그 대전 방지층의 효과에 의해, 투명한 박스에 부착되는 진애 및 화학 물질 등을 방지할 수 있다.
또한, 청정실(1) 내를 조명하는 조명 장치가 천장실 측에 배치되어 있을 경우에는, 배진 보조 부재(15)는 투명 혹은 반투명한 것이 바람직하고, 투명 혹은 반투명의 배진 보조 부재(15)가 구비되어 있어도, 조명 광이 투명 혹은 반투명의 배진 보조 부재(15)를 투과하기 때문에, 조도가 떨어지는 일 없이, 작업성을 확보할 수 있다.
(실시예 4)
상기 실시예 1의 구성에서, 클린 룸 내에 설치된 방열체(10)와 상기 클린 룸에 면하는 천장(1A)과의 거리와, 방열체(10)의 상면(10a-1)의 표면 온도와 청정실(1)의 분위기 온도 Te의 온도 차를 변수로 크레이돌사제의 열 유체 해석 소프트 (스트림(stream))를 이용해서 열 유체 해석을 실행하였다. 이번 사용하는 열 유체 해석 소프트는 미소한 곡면 또는 경사면을 충실하게 재현하는 것이 가능해서, 전체의 흐름을 해석하는 것의 경우에 적합하다.
이번, 실시예 1의 구성을 100만 요소로 해석의 모델화를 실행하고, 방열체(10)의 상면(10-1)과 제1배진 보조 부재(15C)의 배진 촉진면(15c-1)과의 거리와, 방열체(10)의 상면(10-1)과 제1배진 보조 부재(15C)의 배진 촉진면(15c-1) 사이에서 발생하는 기류의 연직 방향의 최소 속도와의 관계를 열 유체 해석하였다. 그 결과를 도 7A~도 7C에 나타낸다. 도 7A, 도 7B, 도 7C는 도 1에 나타내는 제1방열체(10C), 제2방열체(10B), 제3방열체(10A)에 대응하고 있다. 도 7A의 결과로부터는, 방열체(10)의 상면(10-1)과 제1배진 보조 부재(15C)의 배진 촉진면(15c-1)까지의 거리 D가 늘어나는 것에 따라, 상승 속도가 감소하고, 방열체(10)의 상면(10-1)과 제1배진 보조 부재(15C)의 배진 촉진면(15c-1)과의 거리가 1500mm 이상 있는 경우에서는, 방열체(10)의 상면(10-1)의 상부에, 상승이 아니고 연직 하향의 기류가 존재하고 있는 것을 알았다. 또한, 도 7B, 도 7C의 결과로부터는, 방열체(10)의 상면(10-1)과 제1배진 보조 부재(15C)의 배진 촉진면(15c-1)과의 거리가 약 700mm 이하에서는 대류가 발생하여, 방열체(10)의 상면(10-1)의 상부에, 상승이 아니고 연직 하향의 기류가 존재하고 있는 것도 확인할 수 있었다.
이와 같이 열 유체 해석을 실행한 도 7A~도 7C의 결과를, 방열체(10)의 상면(10-1)의 표면 온도와 청정실(1)의 분위기 온도와의 3개의 온도 차 범위(0~50℃, 50~75℃, 75~100℃)와, 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1) 과 배진 보조 부재(15C, 15B, 15A)의 배진 촉진면(15c-1, 15b-1, 15a-1)과의 3개의 거리 범위(200~1000mm, 1000~1500mm, 1500~2000mm)에서, 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1)과 배진 보조 부재(15C, 15B, 15A)의 배진 촉진면(15c-1, 15b-1, 15a-1) 사이에서 발생하는 기류의 연직 방향의 최소 속도에 대해서 정리한 결과를 도 8에 나타낸다.
또한, 본 실시예 1 및 실시예 2, 3에 있어서, 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1)의 표면 온도 Te, Tb, Ta와 청정실(1)의 분위기 온도와의 온도 차(0~50℃, 50~75℃, 75~100℃)와, 높이가 각각 다른 투명한 박스(배진 보조 부재(15C, 15B, 15A))를 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1) 위쪽의 천장(1A)의 대들보에 달아맴으로써, 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1)에 대하여 연직 방향에 대향해서 배진 보조 부재(15C, 15B, 15A)의 배진 촉진면(15c-1, 15b-1, 15a-1)을 형성하고, 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1)과 배진 보조 부재(15C, 15B, 15A)의 배진 촉진면(15c-1, 15b-1, 15a-1)과의 거리 D3, D2, D1(500mm, 1200mm, 1700mm)에서 실시한 결과로부터, 도 8을 이용해서, 연직 방향의 최소 속도를, 제1방열체(10C): 3.5mm/s, 제2방열체(10B): 3.2mm/s, 제3방열체(10A): 3.9mm/s로 해석할 수 있었다.
또한, 이번의 발명을 실시한 실시예 1~3에 관련한 클린 룸에서는, 품질에 영향을 주는 진애 또는 화학 물질 등의 기준 크기로서 0.1㎛을 채용하고 있으며, 도 2로부터 그 0.1㎛의 물체가 공기 속을 자유 낙하 중에 공기 저항과 균형을 이루 고, 어떤 일정 이상 빨라지지 않는 낙하 속도(종말 속도)가 3mm/s라고 하는 것을 안다.
즉, 본 실시예 1 및 실시예 2, 3에서 실행한 대비에 의해, 각각의 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1)과 배진 보조 부재(15C, 15B, 15A)의 배진 촉진면(15c-1, 15b-1, 15a-1) 사이의 간극(22)에, 각각 자유 낙하 중에 공기 저항과 균형을 이루고, 어떤 일정 이상 빨라지지 않는 낙하 속도(종말 속도)가 3mm/s 이상의 상승 기류로 점유하고 있게 되어, 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1)에 낙하하지 않는 것을 알았다.
이 결과를, 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1)의 표면 온도와 청정실(1)의 분위기 온도와의 온도 차와, 방열체(10C, 10B, 10A)의 상면(10c-1, 10b-1, 10a-1)과 배진 보조 부재(15C, 15B, 15A)의 배진 촉진면(15c-1, 15b-1, 15a-1)과의 거리 D3, D2, D1과의 관계를 그래프로 한 것이 도 9이다. 실시예 1의 대표 점으로서는, 온도 차 25℃에서 거리 500mm의 좌측의 검은 점을 플롯(plot)하고 있다. 실시예 2의 대표 점으로서는, 온도 차 55℃에서 거리 1300mm의 좌측의 검은 점을 플롯하고 있다. 실시예 3의 대표 점으로서는, 온도 차 85℃에서 거리 1700mm의 좌측의 검은 점을 플롯하고 있다. 이 결과로부터, 경사 오른쪽 위를 향해서 경사진 아래쪽의 경사선 Ⅰ과, 경사 오른쪽 위를 향해서 경사진 위쪽의 경사선 ⅠⅠ와의 사이의 영역(99)이, 상기한 어느 일정 이상 빨라지지 않는 낙하 속도(종말 속 도)가 3mm/s 이상의 상승 기류로 점유하고 있는 영역이 된다. 즉, 도 9로부터, 방열체(10)의 상면(10-1)의 표면 온도와 주변 분위기의 온도와의 온도 차 T를, 방열체(10)의 상면(10-1)과 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과의 사이의 거리 D로 나눈 값 K(=△T/D)(℃/mm)가 0.032≤K≤0.065의 관계를 유지하도록 하고 있다. 단, 아래쪽의 경사선 Ⅰ의 경사 K(=△T/D)(℃/mm)는 0.032이며, 위쪽의 경사선 ⅠⅠ의 경사 K(=△T/D)(℃/mm)는 0.065이다.
이 결과, 상기 방열체(10)의 상기 상면(10-1)의 표면 온도와 상기 방열체(10) 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차가 높을수록, 상기 방열체(10)의 상기 상면(10-1)과 상기 배진 보조 부재(15)의 상기 배진 촉진면(15-1)과의 사이의 거리 D가 커지도록 배치하고 있다.
더욱 구체적으로는, 도 1에 있어서는, 아래와 같이 구성하고 있다.
제3배진 보조 부재(15A)는, 제3방열체(10A)의 위쪽의 천장(1A)의 대들보에 달아맴으로써, 제3방열체(10A)의 상면(10a-1)에 대하여 연직 방향에 대향해서 제3배진 보조 부재(15A)의 배진 촉진면(15a-1)이 배치되도록 하여, 천장(1A)이 하향으로 돌출하도록 형성하고 있다. 여기서, 제3방열체(10A)의 상면(10a-1)과 제3배진 보조 부재(15A)의 배진 촉진면(15a-1)과의 연직 방향을 따르는 거리를 D1로 한다. 또한, 제3방열체(10A)의 상면(10a-1)의 표면 온도 Ta와 방열체(10A) 주변의 주변 분위기의 온도 Te1과의 온도 차(Ta - Te1)를 △T1로 한다.
제2배진 보조 부재(15B)는, 제2방열체(10B)의 위쪽의 천장(1A)의 대들보에 달아맴으로써, 제2방열체(10B)의 상면(10b-1)에 대하여 연직 방향에 대향해서 제2배진 보조 부재(15B)의 배진 촉진면(15b-1)이 배치되도록 하여, 천장(1A)이 하향으로 돌출하도록 형성하고 있다. 여기서, 제2방열체(10B)의 상면(10b-1)과 제2배진 보조 부재(15B)의 배진 촉진면(15b-1)과의 연직 방향을 따르는 거리를 D2로 한다. 또한, 제2방열체(10B)의 상면(10b-1)의 표면 온도 Tb와 방열체(10B) 주변의 주변 분위기의 온도 Te2와의 온도 차(Tb - Te2)를 △T2로 한다.
제1배진 보조 부재(15C)는, 제1방열체(10C)의 위쪽의 천장(1A)의 대들보에 달아맴으로써, 제1방열체(10C)의 상면(10c-1)에 대하여 연직 방향에 대향해서 제1배진 보조 부재(15C)의 배진 촉진면(15c-1)이 배치되도록 하여, 천장(1A)이 하향으로 돌출하도록 형성하고 있다. 여기서, 제1방열체(10C)의 상면(10c-1)과 제1배진 보조 부재(15C)의 배진 촉진면(15c-1)과의 연직 방향을 따르는 거리를 D3으로 한다. 또한, 제1방열체(10C)의 상면(10c-1)의 표면 온도 Tc와 방열체(10C) 주변의 주변 분위기의 온도 Te3와의 온도 차(Tc - Te3)를 △T3로 한다.
따라서, (제3방열체(10A)의 상면(10a-1)의 표면 온도 Ta) > (제2방열체(10B)의 상면(10b-1)의 표면 온도 Tb) > (제1방열체(10C)의 상면(10c-1)의 표면 온도 Tc)로 하면, △T1 > △T2 > △T3이 된다.
여기서, 방열체(10)의 상면(10-1)의 표면 온도와 방열체(10) 주변의 주변 분 위기의 온도 Te와의 온도 차가 높을수록, 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터의 상승 기류가 크기 때문에, 방열체(10)의 상면(10-1)과 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과의 사이의 거리 D를 크게 할 필요가 있다.
따라서, 도 1에 나타낸 바와 같이, D1 > D2 > D3로 할 필요가 있다.
이와 같이, 각각의 배진 보조 부재(15A, 15B, 15C)는, 개별 또는 국소적으로, 대응하는 각각의 방열체(10)의 상면(10-1)에서의 배진을 보조하는 부재 또는 블록으로 해서 구성되며, 방열체(10)의 발열에 의해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류의 모두가, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)에 의해, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 간극(22)으로부터 간극 밖으로 배출되도록 하고 있다. 이 결과, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 상승 기류와 함께 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽을 향해서 배출되어, 오염 물질이 방열체(10)의 상면(10-1) 위로 낙하하지 않고, 청정 환경에 악영향을 부여하는 일은 없다. 따라서, 여러 가지 IC 제조 장치 또는 각종 검사 장치 등의 방열체(10)의 상부 측에서 발생하는 기류 소용돌이 또는 열 대류에 기인하는 기류의 흐름을 최적화할 수 있어, 진애 및 화학 물질 등이 웨이퍼 등 위에 부착하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상승 기류에 의해 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽을 향해서 배출된 오염 물질은, 청정실(1)에 대하여 고성능 필터(6)로부터 상하실(8)을 향하는 균일한 유속으로 공급된 청정 공기(화살표(70) 참조)와 함께, 그레이팅 바닥(7)을 통해서 상하실(8)에 유입하고, 상하실(8)로부터 복귀 유로(9)를 경유해서 천장실(2)에 돌아와, 고성능 필터(6)에 의해 제진된다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그외 여러 가지의 형태로 실시할 수 있다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, 일례로서, 환류하는 방식의 클린 룸에 대해서 설명하는 것이며, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 환류하지 않는 방식의 클린 룸에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 배진 촉진면(15-1)은, 평면인 것에 한하지 않고, 도 10에 나타낸 바와 같이, 반구면(半球面)(15-2) 혹은 곡면, 또는, 배진 촉진면(15-1)의 중심을 향해서 하향 볼록 형상으로 경사진 경사면이어도 좋다. 요컨대, 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 부상(浮上)하는 상승 기류(a2)가, 매끄럽게, 소용돌이 등을 그다지 생기게 하는 일 없이, 방열체(10)의 상면(10-1)과 배진 촉진면(15-1)과의 사이의 간극(22)에서 바깥쪽으로 유출하도록 안내하면 좋다. 배진 촉진면(15-1)의 각부(角部)(15-3)도 R부로 해서, 더한층 원활하게, 상승 기류(a2)가 배출되도록 해도 좋다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 배진 보조 부재(15)의 표면(적어도 배진 촉진면(15-1))에, 대전 방지를 위해서, 캐타이온계 화합물과 에틸 알코올을 주성분으로 하는 가스를 분사해서 대전 방지층(60)을 형성해도 좋다. 이렇게 하면, 대전 방지층(60)으로써, 정전기 등에 의해 배진 보조 부재(15)의 표면(적어도 배진 촉진면(15-1))에 진애 및 화학 물질 등이 부착하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 대전 방지층(60)을 형성하는 대신에, 또는, 대전 방지층(60)에 추가해서, 도 11에 참조 부호 61로 나타내는 바와 같이, 배진 보조 부재(15) 자체 또는 그 배진 촉진면(15-1)을 접지하도록 해도 좋다. 이렇게 접지함으로써, 정전기 등에 의해 배진 보조 부재(15)의 표면(적어도 배진 촉진면(15-1))에 진애 및 화학 물질 등이 부착하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 배진 보조 부재(15)를, 박스 혹은 에어 패킹에 의해 구성해도 좋다. 이렇게 구성하면, 배진 보조 부재(15)를 배치할 때에, 천장면의 대규모 공사가 불필요하게 됨과 더불어, 생산 활동을 중지하는 일 없이, 천장(1A)에 배진 보조 부재(15)를 배치하는 것이 가능하게 된다. 또한, 저비용화를 촉진하는 동시에, 청정도 또는 온습도 등의 제조 조건 및 환경 조건을, 더욱 고도의 레벨로 제어하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 12에 나타낸 바와 같이, 배진 보조 부재(15)는 에어 패킹(63)으로 구성하고, 또한, 방열체(10)로부터의 상승 기류에 의해 에어 패킹(63)이 천장(1A)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 고정 부재(67)로 배치되도록 해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들면, 에어 패킹(63)의 상부의 정지구(64)와, 천장(1A)의 정지구(66)와, 양쪽 정지구(64, 66)를 연결하는 체인(chain) 또는 끈의 연결 부재(65)로 고정 부재(67)를 구성해도 좋다. 이렇게 하면, 방열체(10)로의 상승 기류가 없는 상태에서는, 에어 패킹(63)의 자중(自重)에 의해, 천장(1A)으로부터 고정 부재(67)를 통해서 에어 패킹(63)이 매어 달아져 있다. 방열체(10)로의 상승 기류(a2) 가 에어 패킹(63)의 하면, 즉 배진 촉진면(15-1)에 작용하면, 상승 기류(a2)에 의해 에어 패킹(63)이 들어 올려짐으로써, 에어 패킹(63)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 사이의 거리를 약간 크게 할 수 있다. 즉, 방열체(10)의 상면(10-1)의 표면 온도가 높아질수록, 상승 기류가 많아지기 때문에, 에어 패킹(63)이 더욱 높게 들어 올려지게 된다. 이 결과, 방열체(10)의 상면(10-1)의 표면 온도와 방열체(10) 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차가 높을수록, 방열체(10)의 상면(10-1)과 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과의 사이의 거리 D를 자동적으로 크게 할 수 있어, 거리 D를 자동적으로 최적으로 설정할 수 있다.
또한, 방열체(10)가 인접해서 그레이팅 바닥(7)에 배치되어 있을 경우에는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 인접한 방열체(10) 사이에 공간(69)을 형성하여, 천장실(2)로부터 청정실(1) 내에 연직 하향으로 유입하는 청정한 공기 흐름(70)이 흘러들어 오게 해서, 인접한 방열체(10)의 상기 각각의 간극(22)으로부터 상승 기류(71)와 함께 배출된 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질을, 점선의 화살표(b2)로 나타내는 바와 같이, 원활하고 또한 강제적으로 그레이팅 바닥(7)을 향해서 배출할 필요가 있다. 그렇지 않고, 도 14에 나타낸 바와 같이 인접한 방열체(10)를 접촉시키거나 또는 거의 공간이 없는 상태에서 배치해버리면, 인접한 방열체(10)의 상기 각각의 간극(22)으로부터 배출된 상승 기류(72)끼리가 충돌해서 소용돌이를 휘말아, 각각의 간극(22)으로부터 배출된 진애 또는 화학 물질 등의 오염 물질을 날아 올라가게 해서, 인접한 방열체(10)의 상면(10-1)에 낙하시킬 가능성이 생겨버리기 때문이다. 따라서, 인접한 방열체(10) 사이에는, 적어도, 천장실(2)로부터 청정실(1) 내에 연직 하향으로 유입하는 청정한 공기 흐름(70)이 형성되는 공간(69)이 필요하게 된다.
그것에 의해, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질을 상승 기류에 의해, 방열체(10)의 상면으로부터 배출하여, 확실하게 그레이팅 바닥(7) 위로 낙하시킬 수 있다.
또한, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)은, 도 15에 나타낸 바와 같이, 방열체(10)의 상면(10-1)의 전체 면을 거의 덮도록 하면 좋다. 즉, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)이 거의 동일한 크기로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 구성하면, 방열체(10)의 발열에 의해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류(80)(도 3의 상승 기류(a2)에 상당)의 모두가, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)에 의해, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 거리 D의 간극(22)으로부터 간극 밖으로 적극적으로 배출 촉진될 수 있어, 상기한 우수한 배진 효과를 나타낼 수 있다. 즉, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 점선의 화살표(b2)로 나타내는 바와 같이, 실선의 화살표(80)로 나타내는 상승 기류와 함께 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽을 향해서 배출되어, 오염 물질이 방열체(10)의 상면(10-1) 위로 낙하하지 않고, 청정 환경에 악영향을 부여하는 일은 없다. 또한, 도 15의 참조 부호 70은, 천장실(2)로부터 청정실(1) 내에 연직 하 향으로 유입하는 청정한 공기 흐름이다.
또한, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)은, 도 16에 나타낸 바와 같이, 방열체(10)의 상면(10-1)보다도 크게 하도록 해도 좋다. 즉, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)이 방열체(10)의 상면(10-1)의 전체 주위보다도 길게 나오는 크기로 해도 좋다. 이렇게 구성하면, 도 15의 경우보다도 더한층 확실하게, 방열체(10)의 발열에 의해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류(80)의 모두가, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)에 의해, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 간극(22)으로부터 간극 밖으로 적극적으로 배출 촉진될 수 있어, 상기한 우수한 배진 효과를 더한층 나타낼 수 있다. 즉, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 점선의 화살표(b2)로 나타내는 바와 같이, 실선의 화살표(80)로 나타내는 상승 기류와 함께 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽의 간극 밖으로 적극적으로 배출 촉진되어, 오염 물질이 방열체(10)의 상면(10-1) 위로 낙하하지 않고, 청정 환경에 악영향을 부여하는 일은 없다.
또한, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)은, 도 17에 나타낸 바와 같이, 방열체(10)의 상면(10-1)의 전체 면보다 조금 작게 하도록 해도 좋다. 즉, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)이 방열체(10)의 상면(10-1)보다도 조금 작고, 예를 들면, 면적으로서 10％ 정도 작게 해도 좋다. 이렇게 구성해도, 방열체(10)의 발열에 의해 방열체(10)의 상면(10-1)으로부터 상승하는 상승 기류(80)의 거의 모두가, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)에 의해, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 간극(22)으로부터 간극 밖으로 적극적으로 배출 촉진될 수 있어, 상기한 우수한 배진 효과를 나타낼 수 있다. 즉, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 점선의 화살표(b2)로 나타내는 바와 같이, 실선의 화살표(80)로 나타내는 상승 기류와 함께 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽의 간극 밖으로 적극적으로 배출 촉진되어, 오염 물질이 방열체(10)의 상면(10-1) 위로 낙하하지 않고, 청정 환경에 악영향을 부여하는 일은 없다.
또한, 도 18은, 본 발명의 제1실시형태에 관련한 클린 룸에 있어서, 1개의 방열체(10) 내에 복수의 방열원(10H)이 있는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 지금까지는, 도시를 간략화하기 위해서, 방열체(10)를 직방체 형상으로 도시하고 있었지만, 실제의 장치는, 이러한 직방체 형상 이외에, 여러 가지 복잡한 형상으로 되어 있다. 예를 들면, 이것을 조금 간략화해서 나타내면, 도 18에 나타낸 바와 같이, 대략 C자 형상으로 직방체 형상의 방열원(10H)이 인접 배치되어서 타개(打開)에 접속되어 있으며, 각각의 방열원(10H)의 발열에 의해 상승 기류(80)가 발생한다고 생각된다. 이러한 경우에는, 복수의 방열원(10H)을 하나로 정리해서, 모든 방열원(10H)을 완전히 또는 거의 덮도록, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)을 배치하면 좋다. 도 18에서는, 모든 방열원(10H)을 완전히 덮도록, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)을 배치한 예이다. 이렇게 구성하면, 방열체(10)의 각 각의 방열원(10H)으로부터의 발열에 의해 방열체(10)의 상면(10-1)(정확하게는, 각각의 방열원(10H)의 상면)으로부터 상승하는 상승 기류(80)의 모두가, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)에 의해, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)과 방열체(10)의 상면(10-1)과의 간극(22)으로부터 간극 밖으로 적극적으로 배출 촉진될 수 있어, 상기한 우수한 배진 효과를 나타낼 수 있다. 즉, 방열체(10)의 상부 혹은 그 주변에서 발생한 진애 및 화학 물질 등의 오염 물질이, 점선의 화살표(b2)로 나타내는 바와 같이, 실선의 화살표(80)로 나타내는 상승 기류와 함께 간극(22)의 중심 측에서 바깥쪽의 간극 밖으로 배출되어, 오염 물질이 방열체(10)의 상면(10-1) 위로 낙하하지 않고, 청정 환경에 악영향을 부여하는 일은 없다.
또한, 도 1에서는, 배진 보조 부재(15)가, 청정실(1)에 면하는 천장(1A)으로부터 하향해 돌출하도록 배치되어 있지만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니고, 이하의 여러 가지의 변형 예와 같은 구성에서도, 도 1과 마찬가지의 작용 효과를 나타낼 수 있다. 환언하면, 본 발명은, 방열체(10)의 상면(10-1)에 대한 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)의 위치가 중요하며, 배진 보조 부재(15)의 고정 방법에 대해서는, 이하의 구성 이외에, 임의의 고정 방법이어도 좋다.
예를 들면, 상기 실시형태의 제1변형 예로서, 도 19~도 20에 나타낸 바와 같이, 배진 보조 부재(15)를, 청정실(1)의 측벽(1S)으로부터 판 형상의 지지 부재(15s)를 통해서 돌출시켜서, 지지 부재(15s)의 단부에 지지된 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)이, 거리 D를 두고, 방열체(10)의 상면(10-1)에 대향하 도록 배치되어 있어도 좋다.
또한, 상기 실시형태의 제2변형 예로서, 도 21~도 22에 나타낸 바와 같이, 배진 보조 부재(15)의 지지 부재(15t)가, 바닥(7)으로부터 자립(自立)하기 위해, 바닥(7)으로부터 일단 위쪽으로 연장한 뒤, 옆으로 접혀 구부러져, 그 지지 부재(15t)의 단부에 배진 보조 부재(15)를 지지하고, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)이, 거리 D를 두고, 방열체(10)의 상면(10-1)에 대향하도록 배치되어 있어도 좋다.
또한, 상기 실시형태의 제3변형 예로서, 도 23~도 24에 나타낸 바와 같이, 배진 보조 부재(15)의 지지 부재(15u)가, 1개 또는 복수 개(예를 들면, 도 24에서는 4개), 배진 보조 부재(15)를 이용하는 장치(방열체(10)) 자체로부터 위쪽으로 연장하고, 그 지지 부재(15t)의 단부에 배진 보조 부재(15)를 지지하여, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)이 거리 D를 두어서 방열체(10)의 상면(10-1)에 대향하도록 배치되어 있어도 좋다.
또한, 상기 실시형태의 제4변형 예로서, 도 25~도 26에 나타낸 바와 같이, 배진 보조 부재(15)의 지지 부재(15v)가, 배진 보조 부재(15)를 이용하는 장치(방열체(10V))와는 다른, 옆에 배치된 장치(10W)로부터 일단 위쪽으로 연장한 뒤, 배진 보조 부재(15)를 이용하는 장치(10V)의 위쪽에서 옆으로 돌출하여, 그 지지 부재(15v)의 단부에 배진 보조 부재(15)를 지지하고, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)이, 거리 D를 두고, 방열체(10V)의 상면(10-1)에 대향하도록 배치되어 있어도 좋다. 또한, 도 26에서는, 지지 부재(15v)는, 상기 방열체(10V)의 옆에 배 치된 장치(10W)의 배진 보조 부재(15)의 지지 부재로서도 겸용 가능한 것을 나타내고 있다.
또한, 상기 실시형태의 제5변형 예로서, 도 27~도 28에 나타낸 바와 같이, 배진 보조 부재(15)의 지지 부재(15x)가, 천장면(1A)으로부터 곧장 아래로 내려오는 것이 아니고, L자 형상으로 굴곡하여, 천장면(1A)에 설치된 장치(예를 들면 반송 장치(95))에 접촉하지 않고 회피하도록, 배진 보조 부재(15)를 지지하고, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)이, 거리 D를 두고, 방열체(10V)의 상면(10-1)에 대향하도록 배치되어 있어도 좋다.
상기한 제1~제5의 변형 예는, 예를 들면, 방열체(10)에 대향하는 천장면(1A)에 반송용 장치(예를 들면, 주식 회사 다이후쿠사제의 클린 웨이)(95)가 도 19에 나타낸 바와 같이 배치되어 있을 경우, 또는, 구체적으로는 도시하지 않지만, 천장면(1A)으로부터 방열체(10)를 향해서 급배기용 덕트가 접속되어 있을 경우 등이 있으며, 이러한 경우에는, 배진 보조 부재(15)를, 방열체(10)에 대향하는 천장면(1A)에 직접적으로 설치할 수 없기 때문에, 유효하다. 즉, 이러한 경우에, 이것들의 제1~제5의 변형 예의 어느 하나를 적응시킴으로써, 대향하는 천장면(1A)의 상황에 관계없이, 배진 보조 부재(15)의 배진 촉진면(15-1)을, 거리 D를 두고, 방열체(10)의 상면(10-1)에 대향하도록 배치하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기의 여러 가지 실시형태 중 임의의 실시형태를 적당히 조합함으로써, 각각이 갖는 효과를 나타내도록 할 수 있다.
본 발명은, 반도체 제조 공장에 있어서, 반도체 웨이퍼 위에 부착되는 오염 물질의 억제를 실현하고, 반도체 웨이퍼의 품질 및 생산성의 향상에 기여할 수 있다.
본 발명은, 첨부 도면을 참조하면서 바람직한 실시형태에 관련해서 충분히 기재되어 있지만, 이 기술에 숙련된 사람들에 있어서는 여러 가지의 변형 또는 수정은 명백하다. 그러한 변형 또는 수정은, 첨부한 청구의 범위에 의한 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한에 있어서, 그 중에 포함된다고 이해되어야 한다.

Claims (13)

  1. 바닥 위에 설치된 방열체(放熱體)의 상면(上面)에 대향하는 배진(排塵) 촉진면을 갖춘 배진 보조부재를 구비하고,
    상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 거리는, 상기 배진 촉진면에 의해, 상기 방열체의 발열에 의해 발생하는 상기 방열체의 상기 상면으로부터 상승하는 상승 기류가 상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 간극(間隙)으로부터 간극 밖으로 배출되도록 하는 거리이고,
    상기 방열체의 상기 상면의 표면 온도와 상기 방열체 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차(差)를, 상기 방열체의 상기 상면과 상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면과의 사이의 거리로 나눈 값 K(℃/mm)가 0.032≤K≤0.065의 관계를 유지하는,
    클린 룸.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
    상기 지지 부재는, 상기 바닥과 교차하는 측벽으로부터 가로 방향으로 상기 방열체의 위쪽으로 연장해서 상기 배진 보조 부재를 지지하는,
    클린 룸.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
    상기 지지 부재는, 상기 바닥으로부터 위쪽으로 연장해서 상기 배진 보조 부재를 지지하는,
    클린 룸.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
    상기 지지 부재는, 상기 방열체로부터 위쪽으로 연장해서 상기 배진 보조 부재를 지지하는,
    클린 룸.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
    상기 지지 부재는, 상기 방열체에 인접하는 장치로부터 상기 방열체의 위쪽으로 연장해서 상기 배진 보조 부재를 지지하는,
    클린 룸.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배진 보조 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
    상기 지지 부재는, 상기 바닥에 면하는 천장으로부터 상기 배진 보조 부재를 지지하는,
    클린 룸.
  7. 삭제
  8. 바닥 위에 설치된 방열체(放熱體)의 상면(上面)에 대향하는 배진(排塵) 촉진면을 갖춘 배진 보조부재를 구비하고,
    상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 거리는, 상기 배진 촉진면에 의해, 상기 방열체의 발열에 의해 발생하는 상기 방열체의 상기 상면으로부터 상승하는 상승 기류가 상기 배진 촉진면과 상기 방열체의 상기 상면과의 간극(間隙)으로부터 간극 밖으로 배출되도록 하는 거리이고,
    상기 방열체로서, 제1방열체와, 상기 제1방열체보다도 온도가 낮은 제2방열체가 상기 바닥 위에 설치되어, 상기 제1방열체의 상면의 표면 온도와 상기 제1방열체 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차가, 상기 제2방열체의 상면의 표면 온도와 상기 제2방열체 주변의 주변 분위기의 온도와의 온도 차보다도 큰 동시에,
    상기 배진 보조 부재로서, 상기 제1방열체의 상기 상면에 대향한 배진 촉진면을 갖고 또한 천장으로부터 하향해 돌출하도록 배치되는 제1배진 보조 부재와, 상기 제2방열체의 상기 상면에 대향한 배진 촉진면을 갖고 또한 상기 천장으로부터 하향해 돌출하도록 배치된 제2배진 보조 부재를 구비하고,
    상기 제1방열체의 상기 상면과 상기 제1배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면과의 사이의 제1의 거리가, 상기 제2방열체의 상기 상면과 상기 제2배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면과의 사이의 제2의 거리보다도 큰,
    클린 룸.
  9. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면은 대전(帶電) 방지층을 갖고 있는,
    클린 룸.
  10. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면은 접지되어 있는,
    클린 룸.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 배진 보조 부재의 상기 배진 촉진면은, 상기 방열체의 상기 상면의 전체 면을 덮도록 배치되어 있는,
    클린 룸.
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