JP2003056898A - 空気調和装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケミカルフィルタをはじめとする各種の対象
フィルタの寿命をのばして交換サイクルを短くし，省エ
ネ効果の優れた空気調和機を提供する。 【解決手段】 処理空気が通過するチャンバ２内に，ケ
ミカルフィルタユニット５が設けられ，ケミカルフィル
タを搭載したユニット２１，２１の間にバイパス流路３
１が設けられている。ユニット２１，２１の入口部とバ
イパス流路３１の入口部には，各入口部を開閉自在なダ
ンパ２３，３３が設けられている。処理空気中の汚染物
質が許容値を越えている場合には，ユニット２１のダン
パ２３が開放され，バイパス流路３１の入口部３２のダ
ンパ３３が閉鎖されるが，許容値以下の場合には，ケミ
カルフィルタユニット５のユニット２１のダンパ２３が
閉鎖され，バイパス流路３１の入口部３２のダンパ３３
が開放され，処理空気はケミカルフィルタを通過するこ
となく，チャンバ２内を流れていく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，化学物質吸着フィ
ルタを有する空気調和装置及び空気調和装置を備えたク
リーンルームを使用した半導体装置の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば外気を処理してクリーンルーム
に清浄空気を供給する際，化学物質吸着フィルタ（以
下，「ケミカルフィルタ」という）が外気取入系等に設
置されることがある。この場合，ケミカルフィルタ（た
とえば活性炭フィルタ）は通常パネル等によって筒状に
形成されたチャンバ内において通過面が処理空気と垂直
になるように配置され，当該チャンバと一体になったケ
ミカルフィルタユニットとして，粗塵を捕集するプレフ
ィルタと，ケミカルフィルタ自体からの発塵をも捕集す
る高性能フィルタとの間に設置されている。これによっ
て塵埃除去フィルタユニットを通過した処理空気は，常
時ケミカルフィルタユニットの通過面を通過して，処理
されるようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで，実際には，
外気中の化学物質が許容濃度以下の場合には，ケミカル
フィルタで処理する必要がない場合がある。この点従来
の方式では，処理空気を常時ケミカルフィルタを通過さ
せて処理空気中の化学物質を常時吸着し続けているの
で，寿命を迎えるのが速かった。そのため交換のサイク
ルが短く問題であった。またケミカルフィルタは，通常
の塵埃除去フィルタよりも高価であるため，コスト面で
も問題があった。さらにまたケミカルフィルタは流れる
空気の圧力損失が他のフィルタに比べて大きいため，ケ
ミカルフィルタを必要としない間も余分なエネルギー
（送風動力＝風量×ケミカルフィルタ圧力損失分）を消
費し続け，省エネ上も問題であった。

【０００４】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，ケミカルフィルタをはじめとする各種の対象吸
着フィルタの寿命をのばして交換サイクルを長くし，か
つ従来よりも省エネ効果の優れた空気調和装置を提供し
て，前記問題の解決を図ることをその目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め，本発明の空気調和装置は，処理空気が通過するチャ
ンバと，このチャンバ内に配置され前記処理空気を清浄
化するための化学物質吸着フィルタと，チャンバ内に処
理空気を導入するためのファンと，前記化学物質吸着フ
ィルタの下流側に設置された空調処理部とを有する空気
調和装置であって，前記チャンバ内に，前記化学物質吸
着フィルタを通過せずに前記空調処理部に通ずるバイパ
ス流路が設けられ，前記チャンバ内に導入された処理空
気を，前記化学物質吸着フィルタ側又は前記バイパス流
路側に選択的に切り換えて流すためのダンパが，前記チ
ャンバに設けられていることを特徴としている。

【０００６】本発明によれば，ダンパの切替によって，
処理空気を化学物質吸着フィルタ側又はバイパス流路側
に切り換えて空調処理部に導入することができるので，
たとえば対象としている化学物質吸着フィルタが，ケミ
カルフィルタの場合，汚染物質が許容量以下の場合に
は，化学物質吸着フィルタを通過させることなくバイパ
ス流路からそのまま空調処理部に導入することが可能で
ある。したがって，常時対象となる化学物質吸着フィル
タで処理することはなく，真に必要な場合にのみ対象と
なる化学物質吸着フィルタでの処理が行われるので，化
学物質吸着フィルタの寿命が延びる。それと共に，対象
となる化学物質吸着フィルタ処理時の時間が減少するの
で圧力損失によるエネルギーの浪費が抑えられる。また
バイパス流路をチャンバ内に設定することで，全体とし
て１つのまとまったユニットとして構成されている。

【０００７】なお空調処理部は，冷却，加熱，加湿，減
湿等のうちの少なくとも１つの処理を行う機構を有して
いるものであればよい。空調処理部は化学物質吸着フィ
ルタを内部に配置したチャンバ内に一体に構成されてい
てもよいが，フィルタチャンバとは別枠で空調処理部を
ケーシング内に収容し，両者をダクト接続してもよい。
ファンについてもフィルタチャンバ内，空調処理部を有
するケーシング内，外気取入口とフィルタチャンバの
間，空調処理部の下流側など，その設置場所は任意であ
る。また本発明においては，前記化学物質吸着フィルタ
及びバイパス流路路の下流側に，別途除塵フィルタ等の
他のフィルタを設置することを妨げない。

【０００８】前記パイパス流路の入口は，前記チャンバ
内において均等に配置されていることがこのましい。こ
れによって，バイパス流路を通過した処理空気が偏って
流れることを防止できる。かかる観点からすれば，化学
物質吸着フィルタの入口とバイパス流路の入口とは複数
設定されたり，たとえば化学物質吸着フィルタの入口を
挟んで両側にバイパス流路の入口が位置していたり，そ
の逆にバイパス流路の入口を挟んで両側に化学物質吸着
フィルタの入口が位置していたり，さらには各々複数設
定されて，各入口が交互に設定されていることが好まし
い。

【０００９】処理空気がパイパス流路を流れる際には，
前記ファンの回転数を高くなるように制御されていても
よい。これによってたとえばバイパス流路を広く取れな
い場合に，風速を速くすることで下流側の空調処理部に
おいて，必要な流量を確保することが可能である。

【００１０】さらにまた，チャンバ内に導入される処理
空気中の，前記化学物質吸着フィルタによって除去しよ
うとする汚染物質の濃度を測定するセンサを備え，前記
センサの測定結果に基づいて，前記ダンパの動作が制御
するようにしてもよい。これによって化学物質吸着フィ
ルタが除去しようとする汚染物質の濃度が許容値以下の
場合にはバイパス流路に処理空気を流し，許容値を超え
た場合にはじめて化学物質吸着フィルタで処理するとい
う動作が自動的に行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明すると，図１は，フィルタユニットを組
み込んだ，クリーンルーム等に清浄な空気を供給する本
実施の形態にかかる空気調和装置１の構成の概略を示し
ており，図２は同じく平面からみた構成の概略を示して
いる。

【００１２】方形のトンネル状のチャンバ２内には，外
気ＯＡの取入口３側から，塵埃除去フィルタユニット
４，たとえば化学吸着や触媒作用で化学物質を捕集，除
去するケミカルフィルタユニット５，活性炭等の粉塵を
除去する粉塵除去フィルタユニット６，冷却コイルユニ
ット７，加熱コイルユニット８が順に設置されている。
これらは１つのチャンバ２に納められ，外調機を形成し
ているが，各々の構成要素をダクト接続してもよい。

【００１３】加熱コイルユニット８の下流側には，加湿
装置（図示せず）が配置されている加湿エリア９が形成
されている。そして加湿エリア９の下流側には，モータ
１０で駆動するファン１１が設置されており，これら一
連のユニットを通過して所望の清浄度，温湿度に調整さ
れた処理空気を，給気ＳＡとしてファン１１の上部の吹
出口１２から供給するようになっている。本実施の形態
においては，冷却コイルユニット７，加熱コイルユニッ
ト８，加湿エリア９が空調処理部を構成している。

【００１４】ケミカルフィルタユニット５自体は，２つ
のユニット２１，２１を，後述するバイパス流路を挟ん
で並列に接続して構成されている。各ユニット２１は，
本実施の形態ではさらに同形同大の６つの（２列３段）
ユニットに分割されて設けられている。ケーシングを構
成するパネル材２２によって両側板，天板，底板が形成
され，たとえば活性炭を有する化学物質吸着フィルタの
ろ材は，このケーシング内に設けられている。

【００１５】そして各ユニット２１上流側の入口部２７
には，回動自在な複数のダンパ２３が多段に設けられて
いる。各ダンパ２３は連動して回動する。すなわち，各
ダンパ２３の回動支点は，ユニット２１の入口部２７に
水平に設定され，各ダンパの上流側端部は，適宜のリン
ク材（図示せず）を介して上下方向に移動する垂直に配
置された支持柱２４に回動自在に支持されている。した
がって，支持柱２４が上方に移動すると，それに伴って
各ダンパ２３の前端部が持ち上がり，ユニット２１の入
口部が閉鎖されるようになっている。図１に示した状態
では，各ダンパ２３は水平状態にあり，ユニット２１の
入口部２７は開放している。

【００１６】支持柱２４は，駆動部２５よって上下動す
る。すなわち，支持柱２４の下端部は，リンク材２６の
一端部に接続され，このリンク材２６の他端部は，駆動
部２５の駆動軸とキー結合されている。したがって駆動
軸が回動すると，リンク材２６は上下に移動する。本実
施の形態では，駆動部２５にモジュトロールモータを使
用している。

【００１７】ケミカルフィルタユニット５におけるユニ
ット２１，２１の間，すなわちチャンバ２内の流路の中
央には，ユニット２１の側板とチャンバ２の天板，底板
によって形成されたバイパス流路３１が形成されてい
る。バイパス流路３１の入口部３２は，フレーム材によ
って方形に構成されており，当該入口部３２は，この入
口部３２を開閉自在な複数のダンパ３３が設けられてい
る。

【００１８】このダンパ３３は，前記ユニット２１のダ
ンパ２３と同一の構成を有し，各ダンパ３３は，支持柱
２４の上方への移動によって回動し，支持柱２４自体
は，駆動部２５の駆動軸の駆動によって上下動する。

【００１９】駆動部２５の制御は，制御装置４１によっ
てその動作が制御される。すなわち，ケミカルフィルタ
ユニット５のユニット２１のダンパ２３を開放している
ときには，バイパス流路３１の入口部３２のダンパ３３
を閉鎖させ，その逆にケミカルフィルタユニット５のユ
ニット２１のダンパ２３を閉鎖しているときには，バイ
パス流路３１の入口部３２のダンパ３３を開放させるよ
うに，制御装置４１は駆動部２５を制御している。

【００２０】さらに制御装置４１は，ファン１１のモー
タ１０の回転速度も制御する機能を有している。すなわ
ち，ケミカルフィルタユニット５のユニット２１のダン
パ２３を閉鎖し，バイパス流路３１の入口部３２のダン
パ３３を開放しているときには，モータ１０の回転速度
を下げて，ファン１１の回転速度を抑えて，チャンバ２
内に導入する処理空気の量を増加させるように制御する
ようになっている。すなわちケミカルフィルタユニット
５の圧力損失は大きいため，ファン１１はそれにうち勝
つ速度で運転しなければならないが，バイパス流路３１
では圧力損失が小さく，同じ運転では風量が多すぎ，か
つ省エネルギに反することになる。したがってファン１
１を抑える運転とするのである。

【００２１】本実施の形態にかかる空気調和装置１は，
以上のように構成されており，ファン１１の作動によっ
てチャンバ２内に導入される処理空気中の汚染化学物質
の濃度が許容値を超えている場合には，図１，図２に示
したように，ケミカルフィルタユニット５のユニット２
１のダンパ２３が開放され，バイパス流路３１の入口部
３２のダンパ３３が閉鎖される。これによって，チャン
バ２内に導入され塵埃除去フィルタユニット４によって
塵埃が除去された後の処理空気は，ケミカルフィルタユ
ニット５のユニット２１を通過して，汚染化学物質が除
去される。そしてその後粉末除去フィルタユニット６に
よって活性炭等の粉末を除去された後，冷却コイルユニ
ット７，加熱コイルユニット８，加湿エリア９で温湿度
調整された後，吹出口１２から吹き出される。その後処
理空気はクリーンルーム（図示せず）内に送られ，該ク
リーンルーム内は清浄化処理された空気で満たされるこ
とになる。このようなクリーンルームでは，半導体装置
を製造するクリーンルームとして使用され，該クリーン
ルーム内で半導体ウエハなどが処理されることになる。

【００２２】そして処理空気中の化学汚染物質の濃度が
許容値以下の場合には，ケミカルフィルタユニット５の
ユニット２１のダンパ２３が閉鎖され，バイパス流路３
１の入口部３２のダンパ３３が開放される。したがって
チャンバ２内に導入された処理空気は，図３に示したよ
うに，ケミカルフィルタユニット５のユニット２１を通
過することなく，そのままバイパス流路３１を流れ，以
下，後粉末除去フィルタユニット６によって活性炭等の
粉末を除去され，冷却コイルユニット７，加熱コイルユ
ニット８，加湿エリア９で温湿度調整された後，吹出口
１２から吹き出される。

【００２３】このとき，バイパス流路３１の断面積がケ
ミカルフィルタユニット５のユニット２１のそれよりも
狭いが，圧力損失が少ないため，ファン１１の回転速度
は抑えられてもバイパス流路３１を流れる空気は高速で
あり，所定の風量は得られる。なおファン１１の回転速
度（回転数）は，ファン１１の吹出し口近傍の風量か，
またはファン１１から出た空気が供給される室の室圧を
検出して制御するようにしてもよい。

【００２４】このように，本実施の形態によれば，処理
空気中の化学汚染物質の濃度が許容値以下の場合，換言
すればケミカルフィルタで処理する必要のない場合に
は，処理空気はケミカルフィルタユニット５のユニット
２１を通過することなく，バイパス流路を流れてそのま
ま下流側の空調処理部へと送られていく。したがって，
ケミカルフィルタユニット５に使用されているケミカル
フィルタの寿命が延び，また圧力損失に伴うエネルギの
浪費を抑えることが可能である。

【００２５】前記実施の形態では，ケミカルフィルタユ
ニット５の中央部分にバイパス流路３１を設定し，その
両側にケミカルフィルタを搭載したユニット２１，２１
を配置した構成であったが，図４，図５に示した第２の
実施の形態の空気調和装置５１のように，２つのバイパ
ス流路３１，３１をチャンバ２内に設定し，ケミカルフ
ィルタユニット５のユニット２１と交互に配置し，かつ
左右対称にバイパス流路３１，３１を設けるようにして
もよい。

【００２６】さらにまたこの第２の実施の形態において
は，塵埃除去フィルタユニット４とケミカルフィルタユ
ニット５との間に，ケミカルフィルタの除去対象となる
化学汚染物質の処理空気中の濃度を策定する濃度センサ
５２が設けられている。この濃度センサ５２による測定
結果は，制御装置４１へと送信され，当該測定の結果，
処理空気中の化学汚染物質の濃度が許容値を越えている
場合には，制御装置４１は，ケミカルフィルタユニット
５のユニット２１のダンパ２３を開放し，バイパス流路
３１の入口部３２のダンパ３３を閉鎖するように制御す
る。その結果，図５に示したように，チャンバ２内に導
入された処理空気は，塵埃除去フィルタユニット４によ
って塵埃が除去された後，ケミカルフィルタユニット５
のユニット２１を通過して，汚染化学物質が除去され
る。そしてその後粉末除去フィルタユニット６によって
活性炭等の粉末を除去された後，冷却コイルユニット
７，加熱コイルユニット８，加湿エリア９で温湿度調整
された後，吹出口１２から吹き出される。

【００２７】また濃度センサ５２による測定の結果，化
学汚染物質の濃度が許容値以下の場合には，ケミカルフ
ィルタユニット５のユニット２１のダンパ２３が閉鎖さ
れ，バイパス流路３１の入口部３２のダンパ３３が開放
される制御が制御装置４１によってなされる。その結
果，チャンバ２内に導入された処理空気は，図６に示し
たように，ケミカルフィルタユニット５のユニット２１
を通過することなく，そのままバイパス流路３１，３１
を流れる。したがって，第２の実施の形態にかかる空気
調和装置５１によれば，化学物質の濃度によって自動的
にチャンバ２内の流路が切り換えられる。

【００２８】この場合，２つのバイパス流路３１，３１
がケミカルフィルタユニット５のユニット２１と交互に
配置し，かつ左右対称にバイパス流路３１，３１が配置
されているので，バイパス流路３１，３１を流れた空気
は，偏ることなく下流側へと流れていく。また前記実施
の形態の場合と同様，バイパス流路３１，３１の断面積
がケミカルフィルタユニット５のユニット２１のそれよ
りも狭く，また圧力損失を勘案しても，所定の風量が得
られない場合には，ファン１１の回転速度が高められ
て，チャンバ２内に導入する処理空気の量が増加される
ように制御される。

【００２９】以上の実施の形態ではダンパの開閉の切換
を自動で行っていたが，外気の化学物質，例えばＳＯｘ
の濃度を保守員が計測器で計測し，手動でダンパの切換
を行ってもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば，化学物質吸着フィルタ
が除去しようとする汚染物質の濃度によって化学物質吸
着フィルタで処理したり，化学物質吸着フィルタを通過
させないでそのまま下流側の空調処理部へと導くことか
ぎ可能である。したがって，対象となる化学物質吸着フ
ィルタの寿命を従来よりも長くとることができ，さらに
省エネ効果も従来より優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる空気調和装
置の構成の概略を示す斜視図である。

【図２】第１の実施の形態にかかる空気調和装置におい
て，処理空気がケミカルフィルタを通過している様子を
示す平面からの説明図である。

【図３】第１の実施の形態にかかる空気調和装置におい
て，処理空気がバイパス流路を通過している様子を示す
平面からの説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる空気調和装
置の構成の概略を示す斜視図である。

【図５】第２の実施の形態にかかる空気調和装置におい
て，処理空気がケミカルフィルタを通過している様子を
示す平面からの説明図である。

【図６】第２の実施の形態にかかる空気調和装置におい
て，処理空気がバイパス流路を通過している様子を示す
平面からの説明図である。

【符号の説明】

２ チャンバ ５ ケミカルフィルタユニット ７ 冷却コイルユニット ８ 加熱コイルユニット ９ 加湿エリア １１ ファン ２１ ユニット ２３ ダンパ ２５ 駆動部 ３１ バイパス流路 ３３ ダンパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 稔 長野県諏訪市四賀赤沼1871 アルトピアー ノＢ−203 (72)発明者 加藤 道夫 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 3L051 BC10 4D058 JA12 QA01 QA03 QA19 QA21 QA23 SA04 TA03 UA25

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理空気が通過するチャンバと，このチ
   ャンバ内に配置され前記処理空気を清浄化するための化
   学物質吸着フィルタと，チャンバ内に処理空気を導入す
   るためのファンと，前記化学物質吸着フィルタの下流側
   に設置された空調処理部とを有する空気調和装置であっ
   て，前記チャンバ内に，前記化学物質吸着フィルタを通
   過せずに前記空調処理部に通ずるバイパス流路が設けら
   れ，前記チャンバ内に導入された処理空気を，前記化学
   物質吸着フィルタ側又は前記バイパス流路側に選択的に
   切り換えて流すためのダンパが，前記チャンバに設けら
   れていることを特徴とする，空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記パイパス流路の入口は，前記チャン
   バ内において前記化学物質吸着フィルタに至る入口とは
   別に設けられ，これらの２つの入口の少なくとも一辺は
   互いに平行であるように配置されていることを特徴とす
   る，請求項１に記載の空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記チャンバの処理空気の入口は，前記
   バイパス流路の入口と前記化学物質吸着フィルタに至る
   入口とに区画され，区画された２つの入口が交互に隣接
   して配置されていることを特徴とする，請求項１又は２
   に記載の空気調和装置。
4. 【請求項４】 処理空気がパイパス流路を流れる際に
   は，前記ファンの回転数が高くなるように制御されるこ
   とを特徴とする，請求項１，２又は３に記載の空気調和
   装置。
5. 【請求項５】 チャンバ内に導入される処理空気中の，
   前記化学物質吸着フィルタによって除去しようとする汚
   染物質の濃度を測定するセンサを備え，前記センサの測
   定結果に基づいて，前記ダンパの動作が制御されること
   を特徴とする，請求項１，２，３又は４に記載の空気調
   和装置。
6. 【請求項６】 処理空気に含まれる汚染物質の濃度を測
   定する工程と，前記濃度が予め定められた濃度を超える
   場合には，前記処理空気を化学物質吸着フィルタを通し
   て空調処理部へ導入させ，前記濃度が予め定められた濃
   度以下の場合には，前記処理空気を前記化学物質吸着フ
   ィルタを通さずに空調処理部に導入する工程と，前記空
   調処理部又はその上流側にて前記処理空気の塵埃除去を
   行った後に，前記処理空気をクリーンルーム内に導入さ
   せる工程と，清浄化された前記処理空気を含む前記クリ
   ーンルーム内で半導体ウエハの処理を行う工程と，を含
   むことを特徴とする半導体装置の製造方法。