JPH0515933B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体の製造などに必要とする清浄
な作業環境を作り出すための清浄作業室（クリー
ンルーム）に関する。

従来、半導体製造工程に用いられていた清浄作
業室の代表的な例（全面ダウンフロー式クリーン
ルーム）を第１図に示す。第１図において、１は
建屋、２はクリーンルーム室内、３は高性能フイ
ルタ、４は照明灯、５は天井部多孔板、６は床部
多孔板、７は空調装置からの給気ダクト、８は空
調装置への戻りダクト、９は露光、エツチング、
拡散、メタライズ等の各製造ラインの作業用機器
であり、図中矢印で示すように高性能フイルタ３
で処理した清浄空気を天井全面より層流状として
室内２に吹き出し、床下を通して室内空気を排出
することにより、室内全体をほぼ一様な高清浄度
（たとえばクラス100）に維持し、全工程の作業を
この清浄雰囲気中で行えるようにしている。

この全面ダウンフロー式クリーンルームは室全
体の清浄度を高める上からは最良の方式とされて
いたが、次のような欠点がある。

(1) 清浄化区域および空調対象区域が広く、高価
な高性能フイルタを多数使用しているため、設
備費が非常に高い。

(2) 空調維持費、フイルタ変換費用などのライニ
ングコストが高い。

(3) 室全体の空調を行うため、製造ライン別（工
程別）の空調温度制御ができない。

(4) 作業用機器や配管類の補修をクリーンルーム
室内で行うため、それによる発塵が他の製造ラ
イン（工程）に及ぼす影響が大きい。

そこで、製造ライン別に清浄化を行う方式が本
発明者らによつて検討された。その一案を参考例
として第２，３図に示す。第２図についてその構
成を説明すると、側壁部と天井部からなる逆Ｌ形
の本体ケース１０に送風機１１、高性能フイルタ
１２、照明灯１３を内蔵し、プレフイルタ１４を
通して吸込まれた外部空気を清浄化して天井面の
清浄空気吹出し口１５から吹きおろし、側板１６
の下部に排気口１７を有するユニツトＡを、人間
が通行できる程度の間隔をあけて、建屋１の天井
から吊具１８により吊り下げて、向い合せに設置
し、間隔をあけた中央部には送風機１９と高性能
フイルタ２０を内蔵し下面に清浄空気吹出し口２
１を有する箱状のユニツトＢを、その下を人間が
通行できる程度の高さに建家１の天井から吊具１
８により吊り下げ支持し、ユニツトＡとユニツト
Ｂの間を仕切板２２により連結してトンネル状覆
いを組立て、このトンネル状覆いとそれを設置し
た床面とで囲まれた室内に作業用機器９を設置す
る作業部２３ａと中央の通路部２３ｂとをそれぞ
れトンネル状覆いの長手方向に連続して設けたも
のであり、空調用給気ダクト７をユニツトＢの空
気吸込み口に接続することにより、図中矢印で示
すようにユニツトＡの清浄空気吹出し口１５とユ
ニツトＢの清浄空気吹出し口２１から温度制御さ
れた清浄空気が室内に吹き出し、排気口１７から
排出された室内空気は周囲の保全域２４を通つて
空調用戻りダクト８へ還流し、室似の空調と清浄
化が達成される。

第３図はモジユール化したトンネル状覆いを多
数連結してなる上記方式による清浄作業室の外観
図で、水、ガス等の作業に必要な配管類は外部の
保全域２４（第２図参照）に設置され、ユニツト
Ａの排気穴１７を通して内部の作業用機器９に接
続される。ユニツトＡの側板１６は作業用機器９
の配管や補修に際し部分的に取りはずせるように
なつている。

第２，３図に示した方式は製造ラインの作業部
および通路部のみをトンネル状に覆つて製造ライ
ン別の清浄化および空調を達成したものであるが
これにも次の欠点がある。

(1′) ユニツトＡとユニツトＢを建家天井から吊
り下げ支持する必要があり、それだけ建家工事
に費用がかかる。

(2′) 吊り下げ支持であるため、耐震性が弱い。

(3′) 中央のユニツトＢが凸形に突出し、この部
分の全高が高くなるので、建家天井との間に空
調ダクトなどを配管する場合の工事のじやまに
なる。

(4′) 製造ライン毎の空調温度制御を行う場合、
ユニツトＡとユニツトＢのそれぞれの空気吸込
み口に空調用給気ダクトを接続する必要があ
り、工事費が高くなる。

本発明の目的は、上記した先行技術の欠点(1)〜
(4)に加えて上記した参考例の欠点(1)′〜(4)′につい
てもさらに改善し、通路空間の上方の空間を有効
に利用することができる清浄作業室を提供するこ
とにある。

上記目的を達成するため本発明では、建屋内に
設けられて作業機器が配設される作業部およびこ
の作業部に並行して形成される通路部とから形成
される清浄空間を有する清浄作業室において、そ
の内外面とも略平坦な天井板とこの天井板の両側
の側壁を有して清浄空間を建屋内の空間から隔離
するよう囲む覆いと、この覆いの内側で天井板と
作業部側の側壁で形成される隅部に配設されて送
風機から吹出された加圧空気を保持する送風チヤ
ンバと、隅部でこの送風チヤンバの下部および通
路部側の側部に装着されて送風チヤンバから供給
された空気を浄化してそれぞれ作業部に向けて下
向きに吹出す作業部用フイルタおよび上記通路部
に向けて横向きに吹出す通路部用フイルタを備
え、通路部の上方を通路部用フイルタの側方に位
置させたものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第４〜６図は製造ラインが通路の両側にある場
合の一実施例図で、第４図はトンネル状覆いの長
手方向に直角な断面図、第５図はその要部拡大
部、第６図は外観を示す斜視図である。第４図に
おいて、製造ラインの作業用機器９は向い合せに
配列され、２ラインを１組としている。支柱２５
と横梁２６で門形フレームを組み、これに両側の
側板２７と天板２８を張つて製造ライン上を覆う
トンネル状覆いを構成し、このトンネル状覆いと
それを設置する床面とで囲まれた室内に作業用機
器９を設置する作業部２９ａと通路部２９ｂをト
ンネル状覆いの長手方向に連続して設ける。１０
１，１０２はそれぞれ室内の作業部用清浄空気吹
出し口および通路部用清浄空気吹出し口である。
作業部用清浄空気吹出し口１０１と天板２８との
間には空気浄化要素である送風機３２，３３、送
風チヤンバ３４，３５、高性能フイルタ３６，３
７および作業部照明灯３８を収納し、照明灯３８
の下に格子状の作業部用散光板３０を設置する。
これらの機材は図示しない支持部材を介して横梁
２６から吊り下げ支持されている。３９は空気吸
込み口、４０はプレフイルタ、４１は作業部用清
浄空気吹出し口１０１と通路部用清浄空気吹出し
口１０２との間の仕切用化粧板である。通路部用
清浄空気吹出し口１０２と天板２８との間には空
気通路４２を設けて、通路部照明灯４３を収納
し、その下に格子状の通路部用散光板３１を設置
する。通路部用清浄空気吹出し口１０２の位置は
作業者が立つて通行できる程度に高くし、作業部
用清浄空気吹出し口１０１の位置は作業に支障が
ない限り低くする（一例を示せば、通路部空気吹
出し口高さ2200mm、作業部空気吹出し口高さ1800
mm）。作業部空気吹出し口高さはできるだけ低く
した方が、作業部空間の気流の乱れが少なく、清
浄度保持性能が良くなるからである。

この場合、通路部用清浄空気吹出し口１０２の
上には高性能フイルタ、送風機等が収納されてい
ないので、通路部空気吹出し口高さを高くしても
天板２８全体をほぼ同一高さとして、全高を低く
することができる。

送風機３２，３３の運転により、外部空気はプ
レフイルタ４０を通して空気吸込み口３９より吸
込まれる。作業部送風機３２から送り出された空
気は送風チヤンバ３４を通つて作業部用高性能フ
イルタ３６により清浄化された後、作業部用清浄
空気吹出し口１０１から室内の作業部２９ａへ下
向に吹き出し、一方、通路部用送風機３３から送
り出された空気は送風チヤンバ３５を通つて通路
部用高性能フイルタ３７により清浄化された後、
空気通路４２に入り、通路部用清浄空気吹出し口
１０２から室内の通路部２９ｂへ下向に吹き出
す。図中の矢印はこの空気の流れを示す。散光板
３０，３１は、照明の散光と清浄気流の整流のた
めに設けたものである。第５図の４４は通路部２
９ｂの風速分布を調整するためのパンチング板で
ある。

清浄気流の風速は、たとえば作業部２９ａで
0.4ｍ／ｓ、通路部２９ｂで0.2ｍ／ｓというよう
に、各部の必要清浄度に応じて設定する。こうす
ることによつて、作業部２９ａの清浄度を通路部
２９ｂの清浄度よりも高くすることができる。

室内に吹き出された清浄気流は図の矢印で示す
ように流れ、両側の側板２７の下部に設けられた
排気口４５から外部へ排出される。室内圧力は排
気口４５での圧力損失分だけ外気に対し正圧とな
るので、外部からの汚染空気の流入を防止でき
る。排気口４５は、作業用機器９への水、ガス等
の配管や電線類の引き込みにも利用される。側板
２７は、配管や機器の補修などのため、ねじ止め
あるいは引掛金具などを用いて部分的に取りはず
せるようにしておく。また、室内の作業環境の改
善と外部からの作業管理の必要上、側板２７の一
部を透明板とすることがある。

第５図にはモジユール化したトンネル状覆いを
多数連結してなる本方式による清浄作業室の外観
を示す。

第７図は製造ラインが通路の片側にある場合の
他の実施例図で、トンネル状覆いの長手方向に直
角な断面を示したものである。第７図において、
第４図と同一符号は対応する部分を示しており、
通路部２９ｂの一側が側板２７でふさがれている
点以外は、第４〜６図の実施例と実質的に変わり
がない。

第８図は本方式による清浄作業室の施工例を示
す図である。本例は空調用給気ダクト７、戻りダ
クト８を接続した建屋１内に第４〜６図に示した
両側ライン形の清浄作業室を２組設置した場合
で、清浄作業室を構成するトンネル状覆いの両側
に扉付のエンドパネル４６を取付けてトンネル状
覆いで覆われた室内２９と外部の保全域４７とを
仕切つている。同一建屋内の保全域４７は室内２
９から排出される清浄空気によつてある程度清浄
化されるが、室内２９よりは清浄度が低い。製造
ラインで使用する水、ガス等の配管類４８は保全
域４７に設置されているので、これら配管類４８
のメンテナンスは保全域４７で行うことができ
る。また、側板２７を部分的に取りはずすことに
よつて製造ライン用機器９の補修もそのほとんど
が保全域４７から行える。しかも、保全域４７に
は清浄室内を通過せずに外部の一般室から出入り
できるので、メンテナンス作業による発塵が他の
製造ラインに影響を及ぼすことはほとんどない。

製造ライン別の空調温度制御を必要とする場合
には、第８図ｂに示すようにトンネル状覆いの上
面に給気ダクト接続口４９を設け、これを建家天
井部の空調用給気ダクト５０に接続すればよい。
本方式による清浄作業室は、天板２８全体が同一
高さに形成されているので、保全域４７の上に天
井仕切り板５１を架設するのみで建家天井との間
に給気ダクト５０を簡単に設けることができる。

また、第４〜８図には清浄作業室の室内空気を
両側の排気口４５から排出する例を示したが、第
１図の従来方式と同様に作業室の床部に多孔板を
用いて、室内空気の一部または全部を床下より排
出する構成とすれば、室内の清浄気流を完全な下
向流として、室内作業部の清浄度をさらに高める
ことができる。また、本実施例によれば、トンネ
ル状構造体を自立させているので、建屋天井から
吊り下げ支持する必要がなく、建屋工事が非常に
簡単になる。さらに、門形フレームを有する自立
構造としたため、天吊り構造に比べ耐震性が大幅
に向上する。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、従来半導体の製造などに最良の方式とされて
いた全面ダウンフロー式クリーンルームに比べ、
製造ライン部の必要清浄度を十分確保しながら次
のように前述の問題点を解決できるとともに、通
路空間の上方の空間を有効に利用できる清浄作業
室を得ることができる。

(1) 清浄化区域および空調対象区域が大幅に減少
するため、設備費は約半分に低減する。

(2) ランニングコストも約半分に低減し、省エネ
ルギー化できる。

(3) 全面ダウンフロー方式では難しかつた製造ラ
イン別（工程別）の空調温度制御が可能にな
る。

(4) 覆いの内側で天井板と作業部側の側壁で形成
される隅部に送風チヤンバと作業部用フイルタ
および通路部用フイルタが配置されるため、通
路部上方の天井板に荷重がかかるのを防止で
き、覆いの通路部上方の天井部分を軽量構造と
することができるので耐震性が大幅に向上す
る。

(5) 天井板は内面も略平坦であるので、通路部用
フイルタから吹出された気流の乱れが少なく、
通路部の清浄度を向上させることができる。

(6) 室内の通路部の上に第２，３図の空気浄化ユ
ニツトＢのような突出する部分がなく、天板全
体をほぼ同一高さとすることができるので、建
家の階高を低くでき、また建家天井との間の空
調ダクト等の工事もやりやすくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術である全面ダウンフロー式ク
リーンルームの縦断面図、第２図は参考例として
示した天井吊り構造のトンネル形清浄作業室の縦
断面図、第３図はその外観を示す斜視図、第４図
は本発明による清浄作業室の一実施例（製造ライ
ンが通路の両側にある場合）の縦断面図、第５図
はその要部拡大図、第６図はその外観を示す斜視
図、第７図は本発明による清浄作業室の他の実施
例（製造ラインが通路の片側にある場合）の縦断
面図、第８図は本発明による清浄作業室の施工例
を示す図で、ａは切断平面図、ｂは側断面図であ
る。 ２５：支柱、２６：横梁、２７：側板、２８：
天板、２９ａ：室内作業部、２９ｂ：室内通路
部、１０１：作業部用清浄空気吹出し口、１０
２：通路部用清浄空気吹出し口、３２：作業部用
送風機、３３：通路部用送風機、３４，３５：送
風チヤンバ、３６：作業部用高性能フイルタ、３
７：通路部用高性能フイルタ、３９：空気吸込み
口、４０：プレフイルタ、４２：通路部天井の空
気通路、４５：排気口、９：作業用機器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 建屋内に設けられて作業機器が配設される作
   業部およびこの作業部に並行して形成される通路
   部とから形成される清浄空間を有する清浄作業室
   において、その内外面とも略平坦な天井板とこの
   天井板の両側の側壁を有して上記清浄空間を上記
   建屋内の空間から隔離するよう囲む覆いと、この
   覆いの内側で上記天井板と上記作業部側の側壁で
   形成される隅部に配設されて送風機から吹出され
   た加圧空気を保持する送風チヤンバと、上記隅部
   でこの送風チヤンバの下部および上記通路部側の
   側部に装着されて上記送風チヤンバから供給され
   た空気を浄化してそれぞれ上記作業部に向けて下
   向きに吹出す作業部用フイルタおよび上記通路部
   に向けて横向きに吹出す通路部用フイルタを備
   え、上記通路部の上方を上記通路部用フイルタの
   側方に位置させたことを特徴とする清浄作業室。