(57)【要約】【課題】クリーンルーム内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を抑制する。【解決手段】気流調整方法は、床の各複数を単位時間に通過する目標流量を算出し（Ｓ１０１，Ｓ１０２）、各通風孔おいて塞がれていない開放領域の大きさを特定し（Ｓ１０３）、各領域を通過する風速を測定し（Ｓ１０４）、各領域に含まれる開放領域の大きさの合計および当該領域を通過する気流の速度を用いて当該領域を単位時間に通過する空気の特定流量を算出し（Ｓ１０５）と、目標流量と特定流量との差の絶対値が小さくなるように各通風孔の開放領域の大きさを変更する（Ｓ１０６，Ｓ１０７）。【選択図】図４
2020106169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルームの気流調整方法であって、
前記クリーンルームの天井には、エアフィルタが配置され、
前記クリーンルームの床には、複数の通風孔が形成され、
前記クリーンルームの周囲には、前記複数の通風孔からの空気を前記エアフィルタに導く通風路が形成され、
前記通風路には、前記エアフィルタ、前記クリーンルーム、前記複数の通風孔、および前記通風路の順に循環する気流を形成する送風装置が配置され、
前記クリーンルームの気流調整方法は、
前記床を複数の領域に分けるステップと、
前記エアフィルタを単位時間に通過する第１流量を用いて、前記複数の領域の各々について当該領域を単位時間に通過する目標流量を算出するステップと、
前記天井から前記床をみたときの前記複数の通風孔の各々において塞がれていない開放領域の大きさを特定するステップと、
前記複数の領域の各々を通過する気流の速度を測定するステップと、
前記複数の領域の各々について、当該領域に含まれる前記開放領域の大きさの合計および当該領域を通過する気流の速度を用いて、当該領域を単位時間に通過する空気の第２流量を算出するステップと、
前記複数の通風孔の各々について、前記目標流量と前記第２流量との差の絶対値が小さくなるように当該通風孔の開放領域の大きさを変更するステップとを含む、クリーンルームの気流調整方法。
【請求項２】
前記絶対値が閾値よりも大きいか否かを判定するステップをさらに含み、
前記気流の速度を測定するステップ、前記第２流量を算出するステップ、および前記複数の通風孔の各々について前記絶対値が小さくなるように当該通風孔の開放領域の大きさを変更するステップは、前記絶対値が前記閾値よりも小さくなるまで反復的に行われる、請求項１に記載のクリーンルームの気流調整方法。
【請求項３】
前記複数の通風孔の各々の開放領域の大きさは、請求項１または２に記載のクリーンルームの気流調整方法によって調整された大きさである、クリーンルーム。
【請求項４】
クリーンルームの気流計算装置であって、
前記クリーンルームの天井には、エアフィルタが配置され、
前記クリーンルームの床には、複数の通風孔が形成され、
前記クリーンルームの周囲には、前記複数の通風孔からの空気を前記エアフィルタに導く通風路が形成され、
前記通風路には、前記エアフィルタ、前記クリーンルーム、前記複数の通風孔、および前記通風路の順に循環する気流を形成する送風装置が配置され、
前記気流計算装置は、
複数の領域に分けられた前記床の各領域を通過する気流の速度、および前記天井から前記床をみたときの前記複数の通風孔の各々において塞がれていない開放領域の大きさが入力される制御部と、
前記制御部からの出力を表示する表示部とを備え、
前記制御部は、前記エアフィルタを単位時間に通過する第１流量を用いて、前記複数の領域の各々について当該領域を単位時間に通過する目標流量を算出し、前記複数の領域の各々について、当該領域に含まれる前記開放領域の大きさの合計および当該領域を通過する気流の速度を用いて、当該領域を単位時間に通過する空気の第２流量を算出し、前記複数の通風孔の各々について、前記目標流量と前記第２流量との差の絶対値が小さくなるように当該通風孔の開放領域の大きさを算出し、前記複数の通風孔の各々の開放領域の大きさの変更に必要な情報を前記表示部に出力する、クリーンルームの気流計算装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンルームの気流調整方法、クリーンルームの気流計算装置、およびクリーンルームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クリーンルームの気流調整方法が知られている。たとえば、特開平５−３３１９４８号公報（特許文献１）には、クリーンルームにおけるグレーチング床設置条件の決定方法が開示されている。当該グレーチング床設置条件の決定方法においては、クリーンルーム内のグレーチング床を複数のグレーチングブロックに分割し、各グレーチングブロックを通過する風量が同一となるように各グレーチングブロックの開口率が決定される。当該グレーチング床設置条件の決定方法によれば、クリーンルーム内の気流の解析作業を迅速かつ容易に行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３３１９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているグレーチング床設置条件の決定方法においては、クリーンルーム内における物体の配置は考慮されていない。当該物体はクリーンルーム内に形成された気流の障害物になり得る。そのため、特許文献１に開示されているグレーチング床設置条件の決定方法によると、クリーンルーム内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を抑制することが困難である。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、クリーンルーム内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係るクリーンルームの気流調整方法において、クリーンルームの天井には、エアフィルタが配置されている。クリーンルームの床には、複数の通風孔が形成されている。クリーンルームの周囲には、複数の通風孔からの空気をエアフィルタに導く通風路が形成されている。通風路には、エアフィルタ、クリーンルーム、複数の通風孔、および通風路の順に循環する気流を形成する送風装置が配置されている。クリーンルームの気流調整方法は、床を複数の領域に分けるステップを含む。クリーンルームの気流調整方法は、送風装置の単位時間当たりの送風量から算出されるエアフィルタを単位時間に通過する第１流量を用いて、複数の領域の各々について当該領域を単位時間に通過する目標流量を算出するステップをさらに含む。クリーンルームの気流調整方法は、天井から床をみたときの複数の通風孔の各々において塞がれていない開放領域の大きさを特定するステップをさらに含む。クリーンルームの気流調整方法は、複数の領域の各々を通過する気流の速度を測定するステップをさらに含む。クリーンルームの気流調整方法は、複数の領域の各々について、当該領域に含まれる開放領域の大きさの合計および当該領域を通過する気流の速度を用いて、当該領域を単位時間に通過する空気の第２流量を算出するステップをさらに含む。クリーンルームの気流調整方法は、複数の通風孔の各々について、目標流量と第２流量との差の絶対値が小さくなるように当該通風孔の開放領域の大きさを変更するステップとをさらに含む。
【０００７】
本発明の他の局面に係るクリーンルームの気流計算装置において、クリーンルームの天井には、エアフィルタが配置されている。クリーンルームの床には、複数の通風孔が形成されている。クリーンルームの周囲には、複数の通風孔からの空気をエアフィルタに導く通風路が形成されている。通風路には、エアフィルタ、クリーンルーム、複数の通風孔、および通風路の順に循環する気流を形成する送風装置が配置されている。気流計算装置は、制御部と、表示部とを備える。制御部には、複数の領域に分けられた床の各領域を通過する気流の速度、および天井から床をみたときの複数の通風孔の各々において塞がれていない開放領域の大きさが入力される。表示部は、制御部からの出力を表示する。制御部は、エアフィルタを単位時間に通過する第１流量を用いて、複数の領域の各々について当該領域を単位時間に通過する目標流量を算出する。制御部は、複数の領域の各々について、当該領域に含まれる開放領域の大きさの合計および当該領域を通過する気流の速度を用いて、当該領域を単位時間に通過する空気の第２流量を算出する。制御部は、複数の通風孔の各々について、目標流量と第２流量との差の絶対値が小さくなるように当該通風孔の開放領域の大きさを算出する。制御部は、複数の通風孔の各々の開放領域の大きさの変更に必要な情報を表示部に出力する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る気流調整方法および気流計算装置によれば、クリーンルームの天井から床をみたときの複数の通風孔の各々において塞がれていない開放領域の大きさを特定することにより、クリーンルーム内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るクリーンルームの断面図である。
【図２】図１のクリーンルーム内に横流れ気流が発生している様子を示す図である。
【図３】図１のクリーンルーム内に製造設備が設置されている場合に発生する気流を示す図である。
【図４】実施の形態１に係るクリーンルームの気流調整方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図１のクリーンルームの天井から床を平面視した図である。
【図６】図５に示される区画を示す平面図である。
【図７】図３のクリーンルームの天井から床の一部を平面視した図である。
【図８】図７の各グレーチングの開度を示すマップである。
【図９】図７の各区画のグレーチング開口率を示すマップである。
【図１０】図７の各区画の風速を示すマップである。
【図１１】図７の各区画の風量を示すマップである。
【図１２】グレーチング近傍の風速および風量と放置ウエハの異物数の比率との関係を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係るクリーンルームの気流調整方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態３に係る気流計算機の機能ブロックおよびクリーンルームの断面図を併せて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るクリーンルーム１１の断面図である。クリーンルーム１１は、たとえば、高清浄度なクリーンルームとして知られている垂直層流型クリーンルームである。
【００１２】
図１に示されるように、クリーンルーム１１の天井２１には、エアフィルタ１７が配置されている。エアフィルタ１７は、たとえば高密度なＨＥＰＡ（High  Efficiency  Particulate  Air）フィルタである。クリーンルーム１１の床２２には、複数のグレーチング１５が敷き詰められている。複数のグレーチング１５の各々は通風孔を有している。クリーンルーム１１の床には、複数のグレーチング１５が敷き詰められることにより、網目状に複数の通風孔が形成されている。グレーチング１５には、風量調整板１６が取り付けられている。風量調整板１６は、グレーチング１５の開口率を調整するために、グレーチング１５の通風孔を部分的あるいは全部を塞ぎ、空気の通過を妨げる。風量調整板１６によって、空気が通過可能なグレーチング１５の通風孔の開放領域の大きさ（開度）を調節することができる。
【００１３】
クリーンルーム１１の天井２１の側には、エアフィルタ１７を介してチャンバールーム１２が形成されている。クリーンルーム１１の床２２の側には、複数のグレーチング１５を介してアンダーフロア１３が形成されている。クリーンルーム１１の周囲には、複数のグレーチング１５からアンダーフロア１３に流出する空気を、チャンバールーム１２を介してエアフィルタ１７に導く通風路が形成されている。アンダーフロア１３とチャンバールーム１２とをつなぐ通風路には、軸流ファン１８（送風装置）が配置されている。軸流ファン１８の駆動力によって、チャンバールーム１２からエアフィルタ１７を経由してクリーンルーム１１内に流入し、複数のグレーチング１５を通ってアンダーフロア１３へ流出する循環気流が形成される。
【００１４】
たとえば、数μｍのオーダーの微細加工によって形状が形成される半導体デバイスの製造過程において、数μｍ〜数十μｍサイズの異物が半導体デバイスに付着すると、半導体デバイスに形状不良が生じ得る。半導体デバイスの形状不良は、電界集中あるいは短絡を引き起こし、半導体デバイスを故障させる場合がある。そのため、半導体デバイスは、清浄度が高いクリーンルームで製造することが求められる。
【００１５】
クリーンルームの清浄度を高めるためには、クリーンルームの内部と外部との間で気流を循環させ、クリーンルーム内で発塵した異物が直ちにクリーンルーム外へと排出されることが好ましい。特にクリーンルーム内で気流が滞留する領域においては異物による汚染が促進されるため、気流が滞留する領域を生じないように気流を調整する必要がある。
【００１６】
クリーンルーム１１においては、エアフィルタ１７により、チャンバールーム１２とクリーンルーム１１との間に一定の圧力差が生じている。そのため、エアフィルタ１７を通過後の気流の風速は、クリーンルーム１１の天井全体でほぼ均等化される。クリーンルーム１１からアンダーフロア１３へ流出する気流は、アンダーフロア１３の壁に形成された戻り口１４へ流入し、軸流ファン１８を通過する。軸流ファン１８によって形成される循環気流によってクリーンルーム１１の天井２１から床２２に向かうダウンフロー１０ａが形成される。ダウンフロー１０ａにより、クリーンルーム１１内で発塵した異物を直ちに床２２からアンダーフロア１３へ排出することができる。
【００１７】
クリーンルーム１１の天井２１から鉛直下向きに床２２へ向かうダウンフローを形成するためには、クリーンルーム１１の複数のグレーチング１５の各々について、グレーチング１５の通風孔の大きさに対する開放領域の割合（開口率）を適正に調整する必要がある。複数のグレーチング１５の各開口率が適正に調整されていない場合、図２に示されるように、偏流と呼ばれる横流れ気流１０ｂが生じる。その結果、クリーンルーム１１内において部分的に清浄度が低いエリアが形成される。
【００１８】
また、図３に示されるように、クリーンルーム１１内には、たとえば成膜装置、露光装置、あるいは洗浄装置のような製造設備１９ａ〜１９ｃが設置される。また、アンダーフロア１３には、製造設備１９ａ〜１９ｃと配管等で接続され、薬液処理あるいは廃液処理等に使用される付帯設備１９ｄ，１９ｅが設置される。クリーンルーム１１の実際の使用状況における気流１０ｃは、図２に示される横流れ気流１０ｂよりも複雑な気流となる。その結果、クリーンルーム１１内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離が拡大し得る。
【００１９】
そこで、実施の形態１に係るクリーンルームの気流調整方法おいては、クリーンルーム１１の天井２１から床２２をみたときの、複数のグレーチング１５の各々において塞がれていない開放領域の大きさを特定する。クリーンルーム１１内の物体およびアンダーフロア１３に配置されている物体の配置が各グレーチング１５の開口率の調整に反映されるため、クリーンルーム１１内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を抑制することができる。
【００２０】
図４は、実施の形態１に係るクリーンルームの気流調整方法の処理の流れを示すフローチャートである。以下ではステップを単にＳと記載する。図４に示されるように、Ｓ１０１において、クリーンルーム１１の床２２が複数の区画（複数の領域）に分けられる。
【００２１】
図５は、図１のクリーンルーム１１の天井２１から床２２を平面視した図である。実施の形態１においては、図５に示されるように、床２２は、ｘ軸方向にＮｘ個に分割されるとともにｙ軸方向にＮｙ個に分割される。各区画２０は、ｘ軸方向に３個のグレーチング１５を含むとともに、ｙ軸方向に３個のグレーチング１５を含むことにより、合計９個のグレーチングを含む。区画２０において各軸方向に含まれるグレーチング数は、３個以外であってもよい。区画２０においてｘ軸方向に含まれるグレーチング数とｙ軸方向に含まれるグレーチング数とが異なっていてもよい。区画２０に含まれるグレーチング数は、１個でもよい。複数の区画２０の各々に含まれるグレーチング数は、異なっていてもよい。
【００２２】
図６は、図５に示される区画２０を示す平面図である。図６に示されるように、区画２０は、ｘ軸方向にＭｘ個のグレーチングを含むとともに、ｙ軸方向にＭｙ個のグレーチングを含む。グレーチング１５のｘ軸方向の長さはＬｇｘであり、ｙ軸方向の長さはＬｇｙである。区画２０の面積Ａｓは、以下の式（１）で表される。
【００２３】
Ａｓ＝Ｌｇｘ×Ｍｘ×Ｌｇｙ×Ｍｙ  …（１）
床２２の総区画数Ｎｘ×Ｎｙは、床２２の総面積および区画２０の面積Ａｓの関係から決定される。クリーンルーム１１における気流調整の精度、および後に説明する風速測定における作業負荷を考慮して床２２の総区画数を適宜決定することができる。
【００２４】
再び図４を参照して、Ｓ１０２において各区画２０の目標風量が算出される。目標風量は、クリーンルーム１１内に均一なダウンフローを形成するために各区画２０を単位時間に通過させる必要のある空気量である。クリーンルーム１１の総循環風量をＦｖ＿ａｌｌ（第１流量）とした場合、各区画２０の目標風量Ｆｖｐ（ｍ３／ｓ）は以下の式（２）によって算出される。
【００２５】
Ｆｖｐ＝Ｆｖ＿ａｌｌ／（Ｎｘ×Ｎｙ）  …(２)
なお、クリーンルーム１１内の清浄度を積極的に振り分けるために、クリーンルーム１１内の区画毎に異なる目標風量Ｆｖｐが設定されてもよい。この場合、各区画の目標風量Ｆｖｐの合計が総循環風量Ｆｖ＿ａｌｌと等しい。
【００２６】
クリーンルーム１１の総循環風量Ｆｖ＿ａｌｌは、軸流ファン１８の仕様（たとえば軸流ファン１８の単位時間当たりの送風量）および稼働台数から算出することができる。あるいは、総循環風量Ｆｖ＿ａｌｌは、戻り口１４の近傍で測定された風速と戻り口１４のサイズから求めた概算風量を用いて算出されてもよい。また、総循環風量Ｆｖ＿ａｌｌは、後に説明する各区画２０の風量を算出するＳ１０５で算出された全区画の風量の合計を用いて算出されてもよい。
【００２７】
Ｓ１０３において、クリーンルーム１１内に設置されている製造設備１９ａ〜１９ｃ、アンダーフロア１３に設置されている付帯設備１９ｄ，１９ｅ、および風量調整板１６によって塞がれていない複数のグレーチング１５の開放領域の大きさから、各グレーチング１５の開度が特定される。各グレーチング１５の開度を用いて、各区画２０のグレーチング開口率が算出される。
【００２８】
図７は、クリーンルーム１１の天井２１から床２２を平面視した図である。図８は、各グレーチング１５の開度を示すマップである。図７，図８においては、区画２０の位置を特定するために、床２２のｘ軸方向に沿って左から右に区画２０毎に座標番号が付されているとともに、ｙ軸方向に沿って下から上に区画２０毎に座標番号が付されている。図９〜図１１においても同様である。
【００２９】
図７において、ハッチングが付されているグレーチング１５においては、風量調整板１６によってグレーチング１５の通風孔のすべてが塞がれている。たとえばグレーチング１５ｂは、風量調整板１６によって通風孔がすべて塞がれているので、図８に示されるようにグレーチング１５ｂの開度は０である。
【００３０】
図７においてハッチングが付されていないグレーチング１５は、風量調整板１６によっては塞がれていない。たとえばグレーチング１５ａの開度は、図８に示されるように最大開度である。実施の形態１においては、最大開度を４とする。
【００３１】
グレーチング１５が風量調整板１６によって塞がれていない場合でも、製造設備１９ａのような物体によってグレーチング１５の通風孔の一部または全部が塞がれている場合がある。そのようなグレーチング１５の開度は、塞がれていないグレーチング１５の開放領域の大きさに応じて開度が決定される。たとえば、製造設備１９ａによって通風孔の半分程度が塞がれているグレーチング１５ｃの開度は、図８に示されるように２である。また、図７において製造設備１９ａによって４分の３程度が塞がれているグレーチング１５ｄの開度は、図８に示されるように１である。
【００３２】
グレーチング１５の通風孔を塞ぐ物体として、クリーンルーム１１内の物体に限られず、アンダーフロア１３に設置された物体（たとえば図３の付帯設備１９ｄ，１９ｅが含まれてもよい。なお、図７において○印が記されているグレーチング１５には、グレーチング１５を通過する気流の速度（風速）が測定される風速測定ポイントが設けられている。
【００３３】
区画２０に含まれる複数のグレーチング１５の開度の合計を、区画２０の開度とする。区画２０の最大開度Ｏｍａｘは、区画２０のグレーチング数（Ｍｘ×Ｍｙ）とグレーチング１５の最大開度とを掛け合わせた値である。実施の形態１においては、Ｍｘは３であり、Ｍｙは３であり、グレーチング１５の最大開度は４であるため、最大開度Ｏｍａｘは３６となる。また、座標（１，１）の区画２０の開度をＯｓ（ｘ，y）とする。たとえば、図８の座標（１，１）の区画２０の開度Ｏｓ（１，１）は、８である。
【００３４】
グレーチング１５には、金属の支持部が占有する領域と気流が通過できる通風孔が形成されている領域とが存在する。グレーチング１５単体の開口率εＩは、グレーチング１５の全領域の面積に対する通風孔が形成されている領域の割合である。区画２０のグレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）は、以下の式（３）で表される。
【００３５】
εｓ（ｘ，ｙ）=εＩ×Ｏｓ（ｘ，ｙ）／Ｏｍａｘ  …(３)
式（３）を用いて算出された各区画２０のグレーチング開口率は、図９に示されるようなマップに保存される。たとえば、グレーチング１５単体の開口率εIを約０．６（６０％）とすると、区画（１，１）のグレーチング開口率εs（１，１）は、０．６×８／３６≒０．１３３（１３．３％）となる。
【００３６】
再び図４を参照して、Ｓ１０４において、各区画２０の風速が測定され、図１０に示されるマップに保存される。実施の形態１において座標（ｘ，ｙ）の区画２０の風速Ｖｓ（ｘ，ｙ）（ｍ／ｓ）は、座標（ｘ，ｙ）の区画２０の風速測定ポイントの風速とする。測定された各区画の風速は、図１０に示されるようなマップとして保存される。風速Ｖｓ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）の区画２０内に複数の風速測定ポイントを設けて、当該区画２０内の複数の風速が平均された値でもよい。風速測定ポイントの高さは、グレーチング１５の表面からクリーンルーム１１側に数十ｍｍ〜数百ｍｍの範囲内で、風速測定ポイント毎にほぼ同じであることが好ましい。風速を測定する機器としては、小型であり持ち運び可能な熱線式風速計を用いることができる。
【００３７】
再び図４を参照して、Ｓ１０５において、各区画２０の風量（第２風量）を算出する。座標（ｘ，ｙ）の区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）（ｍ３／ｓ）は、以下の式（４）で表される。
【００３８】
Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）＝εｓ（ｘ，ｙ）×Ｖｓ（ｘ，ｙ）×Ａｓ  …（４）
式（４）によって算出された風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）は、図１１に示されるマップに保存される。たとえば、グレーチング１５のｘ軸方向の長さＬｇｘを０．５ｍとし、ｙ軸方向の長さＬｇｙを０．５ｍとすると、区画２０の面積Ａｓは、式（１）より、２．２５ｍ２となる。風速Ｖｓ（１，１）を０．６ｍ／ｓとすると、風量Ｆｖｓ（１，１）は、式（４）より０．１３３×０．６×２．２５≒０．１８（ｍ３／ｓ）となる。
【００３９】
再び図４を参照して、Ｓ１０６において、各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）が目標風量Ｆｖｐに近づくように、各区画２０のグレーチング開口率を算出する。各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）は、以下の式（５）に示されるように、目標風量Ｆｖｐとなることが望ましい。
【００４０】
Ｆｖｓ（１，１）＝Ｆｖｓ（１，２）＝…＝Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）＝Ｆｖｐ  …（５）
実施の形態１においては、各区画２０のグレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）を調整した後も各区画２０の風速は変わらないという仮定の下で、各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）が目標風量Ｆｖｐに近づくように各区画２０のグレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）が算出される。たとえば、目標風量Ｆｖｐを０．２７ｍ３／ｓとした場合、座標（１，１）の区画２０の風量Ｆｖｓ（１，１）は０．１８（ｍ３／ｓ）であるため、目標風量Ｆｖｐよりも小さい。目標風量Ｆｖｐと風量Ｆｖｓ（１，１）との差の絶対値を小さくするためには、グレーチング開口率εｓ（１，１）を増加させて、風量Ｆｖｓ（１，１）を増加させる必要がある。座標（１，１）の区画２０から風量調整板１６を１つ外すと、開度Ｏｓ（１，１）は４だけ増加して１２となる。グレーチング開口率εｓ（１，１）は、式（３）より、１３．３％から２０％に増加する。その結果、風量Ｆｖｓ（１，１）は、０．２×０．６×２．２５＝０．２７（ｍ３／ｓ）となり、目標風量Ｆｖｐとなる。風量Ｆｖｓ（１，１）を目標風量Ｆｖｐとするためには、座標（１，１）の区画２０から風量調整板１６を１つ外す必要がある。
【００４１】
また、Ｓ１０５においては、式（３）および（４）を用いて、各区画２０の目標開度Ｏｐ（ｘ，ｙ）を算出してもよい。座標（ｘ，ｙ）の区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）が目標風量Ｆｖｐとなる目標グレーチング開口率をεｐ（ｘ，ｙ）とすると、式（３），（４）より以下の式（６），（７）がそれぞれ成立する。また、式（６），（７）から式（８）が導かれる。
【００４２】
εｐ（ｘ，ｙ）＝εＩ×Ｏｐ（ｘ，ｙ）／Ｏｍａｘ                    …（６）
Ｆｖｐ＝εｐ（ｘ，ｙ）×Ｖｓ（ｘ，ｙ）×Ａｓ                      …（７）
Ｏｐ（ｘ，ｙ）＝Ｆｖｐ×Ｏｍａｘ／｛εＩ×Ｖｓ（ｘ，ｙ）×Ａｓ｝  …（８）
各区画２０の開度Ｏｓ（ｘ，ｙ）を目標開度Ｏｐｘｙ（ｘ，ｙ）とすることにより、風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）を目標風量に近づけることができる。たとえば、座標（１，１）の区画２０の目標開度Ｏｐ（１，１）は、０．２７×３６／（０．６×０．６×２．２５)＝１２となる。開度Ｏｓ（１，１）は８である。風量Ｆｖｓ（１，１）を目標風量Ｆｖｐとするためには、開度Ｏｓ（１，１）を４だけ増加させる必要がある。４という開度は、グレーチングの最大開度である。そのため、風量調整板１６を１つ外して、１つのグレーチング１５の通風孔を全開とすることにより、風量Ｆｖｓ（１，１）を目標風量Ｆｖｐとすることができる。
【００４３】
Ｓ１０６においては、各区画２０の風量調整板１６の変化量が求められる。各区画２０において、風量調整板１６を入れて全閉とするグレーチング１５と、風量調整板１６を外して全開とするグレーチング１５が決定される。風量調整板１６は、区画２０内において開放領域に偏りがないように配置されることが望ましい。
【００４４】
Ｓ１０７において、Ｓ１０６において各区画２０において風量調整板１６の取り外しあるいは取り付けが行なわれることにより、グレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）が調整される。
【００４５】
風量調整板１６は、ボルトなどの締結部材が締められることによってグレーチング１５に取り付けられる。また、風量調整板１６は、締結部材が緩められることにより取り外される。風量調整板１６としては、孔を有する開口率可変タイプが使用されてもよい。また、クリーンルーム１１の使用状況に応じて、風量調整板１６に替えて、たとえばビニール製の養生シート等で簡易的にグレーチング１５の通風孔を塞ぐことによりグレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）が調整されてもよい。
【００４６】
なお、区画２０のグレーチング開口率の計算、区画２０の風量の計算等を簡略化するために、グレーチング開度、あるいは風速等のパラ―メータを入力することによりグレーチング開口率および風量が自動的に算出することができるツールを予め準備しておくことが好ましい。当該ツールとしては、たとえば、ＰＣ（Personal  Computer）にインストールされ、区画２０のグレーチング開口率の計算、および区画２０の風量の計算を自動的に行なう関数あるいはマクロが登録された表計算ソフトを挙げることができる。
【００４７】
図４に示された処理を実行することにより、クリーンルーム１１内の気流を所望のダウンフローとすることができる。その結果、クリーンルームの清浄度を向上させることができる。
【００４８】
図１２は、グレーチング１５近傍の風速および風量と放置ウエハの異物数の比率とを示す図である。図１２には、クリーンルーム１１内に異物によって汚染されていないウエハを一定期間放置して、ウエハ上の異物数の増加量を評価した結果が示されている。
【００４９】
図１２に示されるように、風速が０．１ｍ／ｓ以下であり、かつ風量が０．１〜０．３ｍ３／ｓのグレーチング１５近傍における異物数を１として基準値とする。一方で、グレーチング近傍の風速が０．２ｍ／ｓ以上であり、かつ風量が０．４ｍ３／ｓ以上のグレーチング１５近傍における異物数の基準値に対する割合は、約０．２である。グレーチング１５近傍の風量が相対的に小さい場合に、ウエハが異物によって汚染される傾向にある。床２２を複数の区画２０に分割して各区画２０の風量を均等化することにより、クリーンルーム１１内においてはウエハが異物によって汚染され難くすることができる。
【００５０】
以上、実施の形態１に係るクリーンルームの気流調整方法によれば、クリーンルーム内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を抑制することができる。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態１においては、図４のＳ１０７において、各区画２０のグレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）を調整した後も、各区画２０の風速は変わらないという仮定の下で、各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）が目標風量Ｆｖｐに近づくようにグレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）が算出される場合について説明した。しかし、実際には、図４の処理が終了した場合でも、各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）が目標風量Ｆｖｐとならない場合がある。
【００５２】
たとえば、図４に示される処理が開始されたときに各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）に比較的大きなばらつきが生じている場合、各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）を均等化するためにグレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）を変更すると、区画２０の座標によってはグレーチング開口率が比較的大きく変化する。その結果、各区画２０の風速が無視できない程度に変化し、各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）が目標風量Ｆｖｐとならない可能性がある。
【００５３】
そこで、実施の形態２においては、目標風量Ｆｖｐと各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）との差の絶対値が許容誤差Ｆｖｅ（閾値）より小さくなるまで、各区画２０の風速を測定するステップ（Ｓ１０４）、各区画２０の風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）を算出するステップ（Ｓ１０５）、目標風量に合わせて各区画２０のグレーチング開口率εs（ｘ，ｙ）を算出するステップ（Ｓ１０６）、および各区画２０のグレーチング開口率を変更するステップ（Ｓ１０７）を反復的に行なう。その結果、クリーンルーム１１内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を、実施の形態１よりもさらに抑制することができる。
【００５４】
図１３は、実施の形態２に係るクリーンルームの気流調整方法の処理の流れを示すフローチャートである。図１３に示されるフローチャートは、図４に示されるＳ１０５とＳ１０６との間に、Ｓ２０１が追加されたフローチャートである。Ｓ２０１以外は同様である。
【００５５】
図１３に示されるように、Ｓ１０１〜Ｓ１０５までが実施の形態１と同様に行なわれた後、Ｓ２０１において、目標風量Ｆｖｐと風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）との差の絶対値が許容誤差Ｆｖｅより小さいか否かが判定される。すべての区画２０において当該絶対値が許容誤差Ｆｖｅよりも小さい場合（Ｓ２０１においてＹＥＳ）、処理が終了する。当該絶対値が許容誤差Ｆｖｅ以上である区画２０がある場合（Ｓ２０１においてＮＯ）、Ｓ１０６およびＳ１０７が実施の形態１と同様に行なわれた後、処理がＳ１０４に戻される。Ｓ２０１においてＹＥＳと判定されるまで、Ｓ１０４〜Ｓ１０７が反復的に行なわれる。
【００５６】
Ｓ１０４〜Ｓ１０７が反復的に行なわれることにより、風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）を目標風量Ｆｖｐへ徐々に近づけ、風量Ｆｖｓ（ｘ，ｙ）を目標風量Ｆｖｐとの差の絶対値を許容誤差Ｆｖｅよりも小さくして気流調整の処理を終了することができる。なお、許容誤差Ｆｖｅは、各区画２０の風量のばらつきの許容範囲を定める指標である。そのため、クリーンルーム１１の異常を判断するための管理基準として許容誤差Ｆｖｅを活用することができる。
【００５７】
以上、実施の形態２に係るクリーンルームの気流調整方法によれば、クリーンルーム内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を実施の形態１よりもさらに抑制することができる。
【００５８】
実施の形態３．
実施の形態３においては、図４のＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０５，Ｓ１０６までの処理を自動的に行なう気流計算装置について説明する。
【００５９】
図１４は、実施の形態３に係る気流計算機３０の機能ブロックおよびクリーンルーム１１の断面図を併せて示す図である。図１４に示される構成は、図１に示される構成に気流計算機３０が追加された構成である。これ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
【００６０】
気流計算機３０は、制御部３１と、制御部３１からの出力を表示する表示部３２とを備える。制御部３１には、天井２１から床２２を見たときの各区画２０の開度、グレーチング開口率、および風速等が作業者によって入力される。表示部３２は、制御部３１からの出力を表示する。
【００６１】
制御部３１は、作業者によって入力された情報を用いて、図４のＳ１０２〜Ｓ１０６までの処理を自動的に行なう。制御部３１は、図１３のＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ２０１，Ｓ１０５，Ｓ１０６までの処理を行なってもよい。制御部３１は、複数のグレーチング１５の各々の開度の変更に必要な情報として、各区画２０の開度あるいはグレーチング開口率を表示部３２に出力する。作業者は、表示部３２に表示された情報に従って、図４のＳ１０７と同様に、各区画２０の風量調整板１６の取り付けあるいは取り外しを行なう。
【００６２】
以上、実施の形態３に係るクリーンルームの気流計算装置によれば、クリーンルーム内に実際に形成される気流と所望の気流との乖離を抑制することができる。
【００６３】
今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１１  クリーンルーム、１２  チャンバールーム、１３  アンダーフロア、１４  戻り口、１５，１５ａ〜１５ｄ  グレーチング、１６  風量調整板、１７  エアフィルタ、１８  軸流ファン、１９ａ〜１９ｃ  製造設備、１９ｄ，１９ｅ  付帯設備、２０  区画、２１  天井、２２  床、３０  気流計算機、３１  制御部、３２  表示部。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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