(57)【要約】【課題】放熱体の上部側で発生する気流渦等に起因する気流流れを最適化して、汚染物質が放熱体に落下するのを抑制できるクリーンルームを提供する。【解決手段】放熱体１０の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差に応じて放熱体近傍の排塵補助部材１５の流速制御部１６から発生させた気流の速度の分布が、放熱体の周辺領域に存在していれば、ベルヌーイの定理の圧力低下の効果により、放熱体の上部に存在する気流渦等を上部側から排出する流れを発生させて、気流渦等中の汚染物質が放熱体の上部での滞留を防止する。【選択図】図１Ａ
2010112646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床上に設置された放熱体の上面の近くに位置する流速制御部を有する排塵補助部材が配置され、かつ、前記放熱体の前記上面の表面温度と前記放熱体の周辺雰囲気の温度との温度差に応じた速さの気流を前記排塵補助部材の前記流速制御部から前記床に向けて発生させて、前記放熱体の前記上面上から上昇する上昇気流が、前記放熱体の上面の上方領域から上方領域外へ排出されるような位置に前記排塵補助部材の前記流速制御部が配置されている、クリーンルーム。
【請求項２】
前記排塵補助部材の前記流速制御部が、前記床に面する天井から下向きに突出するように配置されている、請求項１に記載のクリーンルーム。
【請求項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、前記床と交差する側壁から横方向に延びて前記排塵補助部材を支持して、前記排塵補助部材の前記流速制御部を前記放熱体の上面の近くに位置させる、請求項１に記載のクリーンルーム。
【請求項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、前記床から上方に延びて前記排塵補助部材を支持して、前記排塵補助部材の前記流速制御部を前記放熱体の上面の近くに位置させる、請求項１に記載のクリーンルーム。
【請求項５】
前記排塵補助部材の前記流速制御部の１辺の大きさが０．３ｍ以上で有る請求項１〜４のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
【請求項６】
前記放熱体と前記排塵補助部材の前記流速制御部との形状が、前記放熱体の１つの辺の長さをａとし、前記放熱体の前記１つの辺に平行に位置する前記流速制御部の１つの辺の長さをＡとし、前記流速制御部の前記１つの辺に直交する方向の前記放熱体の別の１つの辺の長さをｂとするとき、
Ａ≧０．８×ａ  かつ  Ａ≧０．８×ｂ＋０．３を満たす請求項１〜５のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
【請求項７】
前記排塵補助部材の前記流速制御部の前記床の面に投射した投射図が、前記放熱体と接触しない位置に、前記流速制御部を配置する請求項１〜６のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
【請求項８】
前記放熱体の前記上面の表面平均温度と前記放熱体の前記周辺雰囲気の温度との温度差Ｔ１（℃）と、前記排塵補助部材の前記流速制御部から前記床に向けてに発生させた気流の、前記放熱体の前記上面の平均高さＨ（ｍ）の位置での気流速度Ｖ（ｍ／ｓ）が０．００８５×Ｔ１≦Ｖ≦０．７＋０．１５×Ｈの関係を保つ請求項１〜７のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
【請求項９】
前記放熱体が、半導体製造装置、半導体検査装置、ＦＰＤ製造装置、又は、ＦＰＤ検査装置である請求項１〜８のいずれか１つに記載のクリーンルーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、又は、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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３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０．１５〜０．３ｍ／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。
【０００４】
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。
【０００５】
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、湿度又は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。
【０００６】
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空調装置１１４を制御し、清浄室１０１内の温度は一定に保たれることになる。
【０００７】
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。
【０００８】
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２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２の実線の矢印ａ１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ｂ１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。
【０００９】
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）。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２４７５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、吸引力が不足し、充分に吸引されることがない。
【００１２】
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、最終的に塵埃又は化学物質等が自由落下し、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、前記目的を達成するために、以下の考察の下になされたものである。
まず、一般的に、放熱体の上部側に発生する気流渦又は熱対流などは、放熱体の表面温度に強く依存し、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差が大きくなるに従い、放熱体の上部において、塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む気流渦又は上昇気流などが滞在する時間が長くなる。つまり、例えば、熱流体解析により求めた、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差と、放熱体の上部での塵埃又は化学物質等の汚染物質を含む気流渦又は上昇気流などの平均滞留時間との関係が、図４に示すように、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差が大きくなるにつれ、平均滞留時間は長くなり、放熱体の上部では、汚染物質を含む空気と、汚染物質を含まない空気とが置換されにくいことが知られている。
また、従来式のクリーンルームの汚染物質の発生について調査した結果、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差と、放熱体の上部或いはその周辺での上昇気流が主な原因となって生じた汚染物質の個数との関係は、図５に示すように、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差が大きくなるにつれ、汚染物質の個数は増加傾向にあり、その特徴として、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差が３０度以上になることで、汚染物質の個数が急激に増加していることが分かった。
【００１６】
さらに、図４と図５から平均滞留時間と汚染物質の個数との関係を導き、図６Ａに示すように、平均滞留時間が長くなるにつれ、汚染物質の個数は増加する傾向にある。それは、塵埃又は化学物質等の気流渦中での密度が飛躍的に増加し、塵埃又は化学物質等が頻繁に衝突と巨大化を繰り返し、これらが汚染物質の個数を急激に増加させたのではないか考え、放熱体の上部を、新しい空気と絶えず置換することが出来れば、空気中に塵埃又は化学物質等の密度が増加せず、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る塵埃又は化学物質等の自由落下を抑制し、放熱体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はないと考えられる。
【００１７】
放熱体の上部部分の空気を、塵埃又は化学物質等を含まない空気と効率的に置換する方法として、一般的に「ベルヌーイの定理」として知られている定理を活用し、放熱体の上部領域以外の周辺領域の気流速度を、放熱体上部の気流速度よりも速くすることにより、放熱体の周辺領域の圧力を放熱体の上部の圧力より相対的に下げることで、放熱体の上部から気流渦等を排出する方向に流れを作り出すことが考えられる。
【００１８】
これら以上のことから、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差に応じた気流速度の分布が、生産設備等の放熱体の周辺領域に存在していれば、ベルヌーイの定理の圧力低下の効果により、放熱体の上部に存在する気流渦及び熱対流を上部側から排出する流れを発生させることができ、このような流れを発生させることができれば、気流渦又は熱対流中の塵埃及び化学物質等の汚染物質が放熱体の上部に滞留せずに、放熱体の生産設備等で作られるウェハーに汚染物質が落下することはない。
【００１９】
今回、本発明者は、この点に着目し、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差から、放熱体上部に存在する気流渦又は熱対流の滞在時間の計算及び解析などの検討を事前に行い、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から上昇気流の分布を加味したクリーンルームを発明したものである。
【００２０】
そこで、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。
【００２１】
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の近くに位置する流速制御部を有する排塵補助部材が配置され、かつ、前記放熱体の前記上面の表面温度と前記放熱体の周辺雰囲気の温度との温度差に応じた速さの気流を前記排塵補助部材の前記流速制御部から前記床に向けて発生させて、前記放熱体の前記上面上から上昇する上昇気流が、前記放熱体の上面の上方領域から上方領域外へ排出されるような位置に前記排塵補助部材の前記流速制御部が配置されている、クリーンルームを提供する。
【００２２】
本発明の第２態様によれば、前記排塵補助部材の前記流速制御部が、前記床に面する天井から下向きに突出するように配置されている、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。
【００２３】
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、前記床と交差する側壁から横方向に延びて前記排塵補助部材を支持して、前記排塵補助部材の前記流速制御部を前記放熱体の上面の近くに位置させる、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。
【００２４】
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、前記床から上方に延びて前記排塵補助部材を支持して、前記排塵補助部材の前記流速制御部を前記放熱体の上面の近くに位置させる、第１の態様に記載のクリーンルームを提供する。
【００２５】
本発明の第５態様によれば、前記排塵補助部材の前記流速制御部の１辺の大きさが０．３ｍ以上で有る第１〜４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。
【００２６】
本発明の第６態様によれば、前記放熱体と前記排塵補助部材の前記流速制御部との形状が、前記放熱体の１つの辺の長さをａとし、前記放熱体の前記１つの辺に平行に位置する前記流速制御部の１つの辺の長さをＡとし、前記流速制御部の前記１つの辺に直交する方向の前記放熱体の別の１つの辺の長さをｂとするとき、
Ａ≧０．８×ａ  かつ  Ａ≧０．８×ｂ＋０．３を満たす第１〜５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。
【００２７】
本発明の第７態様によれば、前記排塵補助部材の前記流速制御部の前記床の面に投射した投射図が、前記放熱体と接触しない位置に、前記流速制御部を配置する第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。
【００２８】
本発明の第８態様によれば、前記放熱体の前記上面の表面平均温度と前記放熱体の前記周辺雰囲気の温度との温度差Ｔ１（℃）と、前記排塵補助部材の前記流速制御部から前記床に向けてに発生させた気流の、前記放熱体の前記上面の平均高さＨ（ｍ）の位置での気流速度Ｖ（ｍ／ｓ）が０．００８５×Ｔ１≦Ｖ≦０．７＋０．１５×Ｈの関係を保つ第１〜７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。
【００２９】
本発明の第９態様によれば、前記放熱体が、半導体製造装置、半導体検査装置、ＦＰＤ製造装置、又は、ＦＰＤ検査装置である第１〜８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。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明に係るクリーンルームでは、複数の放熱体に対して排塵補助部材の流速制御部を近接して配置するとき、以下のような作用が達成できるような配置構成としている。すなわち、放熱体の表面温度と放熱体の周辺雰囲気の温度との温度差に応じた気流を排塵補助部材の流速制御部から床の方向に向けて積極的に発生させて、放熱体の上面から上昇する上昇気流が、放熱体の上面の上方領域から上方領域外へ排出されるようにしている。このような配置構成にすることにより、放熱体の上面の表面温度と放熱体の周辺雰囲気温度との温度差に応じた気流速度の分布が、生産設備等の放熱体の周辺領域に存在することになる。よって、ベルヌーイの定理の圧力低下の効果により、放熱体の上部に存在する気流渦又は熱対流を放熱体の上面の上方領域から排出する流れを積極的に発生させることができる。この結果、このような流れの発生により、気流渦又は熱対流中の塵埃及び化学物質等の汚染物質が放熱体の上部に滞留せずに、塵埃及び化学物質等が放熱体に落下せず、例えば、放熱体の生産設備等で作られるウェハー上に付着することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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１Ａ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１Ａ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。
【００３３】
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０．１５〜０．３ｍ／ｓ程度の流速で流れる。
【００３４】
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。
【００３５】
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放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがグレーチング床７上に設置されている。放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの一例としては、半導体製造装置、半導体検査装置、ＦＰＤ製造装置、又は、ＦＰＤ検査装置である。放熱体１０，１０Ａ，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又は各種検査装置等におけるモータなどの駆動源、これらの駆動源や画像処理部を制御するための制御部、又は、各種検査装置等の照明装置などが挙げられる。こ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１０，１０Ａ，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１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを直方体形状で図示している。これら放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、その種類によって、放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面１０−１，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの表面温度（放熱体が設備の場合には、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１０，１０Ａ，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、湿度又は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。
【００３６】
なお、放熱体１０，１０Ａ，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に吸入して床下室８内の排気案内流路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、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、天井室２内に供給空気として供給する。給気案内流路１２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。
【００３７】
清浄室１の循環流は、清浄室１内の放熱体１０，１０Ａ，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。そのように若干高くなった温度を所定の温度に戻すために空調装置１４を制御することにより、清浄室１内の温度は一定に保たれることになる。
【００３８】
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、温度が制御できる空調装置１４を備えている。
【００３９】
このようなクリーンルームにおいて、床７上に設置された放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面１０−１，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの近くに配置された流速制御部１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを有する排塵補助部材１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが、一例として、床７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。
【００４０】
ここで、放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ複数存在する場合、放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの表面温度と放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの周辺雰囲気の温度との温度差がそれぞれ異なる場合、それぞれの温度差に応じて、それぞれ速さの異なる気流７１を排塵補助部材１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの流速制御部１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃから床７の方向に向けてそれぞれ積極的に発生させて、放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面１０−１，１０ａ，１０ｂ，１０ｃから上昇する上昇気流ａ２が、放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上面１０−１，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの上方領域から上方領域外へ排出されるような位置に、放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに対して排塵補助部材１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの流速制御部１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃがそれぞれ配置されている。このように配置することにより、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と放熱体１０の周辺雰囲気温度との温度差に応じた気流速度の分布が、生産設備等の放熱体１０の周辺領域に存在することになる。よって、ベルヌーイの定理の圧力低下の効果により、放熱体１０の上部に存在する気流渦又は熱対流を放熱体１０の上面１０−１の上方領域から排出する流れを積極的に発生させることができる。この結果、このような流れの発生により、気流渦又は熱対流中の塵埃及び化学物質等の汚染物質が放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの上部に滞留せずに、例えば、放熱体１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの生産設備等で作られるウェハーに汚染物質が落下することが効果的に防止できる。
【００４１】
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，１０ｂ，１０ｃ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の流速制御部１６も個別に区別する必要がある場合には、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃなどの参照符号で複数の流速制御部を区別し、総称的に取り扱う場合には参照符号１６とする。
【００４２】
各排塵補助部材１５の下端面すなわち床側の端面に配置される流速制御部１６の一例としては、床８に向けて鉛直方向下向きに気流を流す送風ファンが挙げられる。
【００４３】
前記したような放熱体１０に対する排塵補助部材１５の流速制御部１６の配置の一例としては、送風ファン１６からの下向きの気流７１が、放熱体１０の上面１０−１に直接当たらないようにし、かつ、排塵補助部材１５の下端の流速制御部１６の下方の領域内に放熱体１０が入らないように、放熱体１０の近傍に排塵補助部材１５を配置する。このようにすれば、流速制御部１６から下向きに発生させる気流７１により、放熱体１０の周辺領域の圧力を放熱体１０の上部の圧力より相対的に下げることで、放熱体１０の上部から気流渦又は熱対流等を排出する方向に流れを作り出すことができる。このように配置する理由は、もし、流速制御部１６からの気流が、放熱体１０の上面１０−１に直接当たるように配置すれば、流速制御部１６からの気流が放熱体１０に直接接触することにより、放熱体１０の上部での気流のはね返りにより、大きな気流乱れが生じ、放熱体１０の上部の汚染物質を舞い上げたり、又は、汚染物質を含んだ気流が、放熱体１０に継続して直接接触することになるためである。
【００４４】
流速制御部１６からの気流７１が、放熱体１０の上面１０−１に直接当たらないように配置する一例としては、排塵補助部材１５の流速制御部１６の床７の面に投射した投射図が、放熱体１０と接触しない位置に、流速制御部１６を配置すればよい。ここで、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の流速制御部１６との位置関係は、流速制御部１６が放熱体１０の上面１０−１に被さらないようにすればよい。よって、放熱体１０の上面１０−１と排塵補助部材１５の流速制御部１６とをそれぞれ床７の面に投射した投射図として見れば、放熱体１０の上面１０−１の端縁と排塵補助部材１５の流速制御部１６の端縁とが一致してもよいが、上面１０−１と流速制御部１６とが重ならないようにする。一方、上面１０−１と流速制御部１６とが離れる距離は、流速制御部１６からの吸引効果（引き込み効果）が発揮できる範囲内に上面１０−１が配置されておればよい。このような配置関係にすれば、所望の効果を奏することができる。
【００４５】
また、図１Ｂに示すように、第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａの形状を形成するために用いた（好ましくは透光性の）ボックスの表面に、帯電防止のため、帯電防止剤、例えば、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帯電防止層６０を形成している。その帯電防止層６０の効果により、透明なボックスに、塵埃及び化学物質等が付着するのを防止することができる。
【００４６】
さらに、第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａは透光性（例えば透明若しくは半透明）であることが望ましい。その理由は、第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａが透光性であれば、天井からの照明に対してこれらが障害とならず、照度が極端に遮られることがなく、作業性を確保できるためである。
【００４７】
また、前記排塵補助部材１５の前記流速制御部１６の１辺の大きさは０．３ｍ以上とするのが好ましい。後述する図１３の結果より、前記流速制御部１６の１辺の大きさは０．３ｍ未満になると、圧力低下効果が現れないためである。１辺の大きさの上限としては、実用上は、２ｍ以下とするのが好ましい。その理由は、流体制御部１６の搬送面又は重量、又は天井施工面の高さなどによるためである。
【００４８】
また、放熱体１０の上面１０ａの表面温度と放熱体１０の周辺雰囲気の温度との温度差に応じて、それぞれ速さの異なる気流７１を排塵補助部材１５の流速制御部１６から床７に向けて発生させる際、放熱体１０と排塵補助部材１５の流速制御部１６との形状が、放熱体１０の１つの辺の長さをａ（ｍ）とし、放熱体１０の前記１つの辺に平行に位置する流速制御部１６の１つの辺の長さをＡ（ｍ）とし、流速制御部１６の前記１つの辺に直交する方向の放熱体１０の別の１つの辺の長さをｂ（ｍ）とするとき、
Ａ≧０．８×ａ  かつ  Ａ≧０．８×ｂ＋０．３を満たすようにする。この関係式は、後述する実施例５において求められたものである。このような関係式を満足させることにより、第１実施形態の作用効果をより一層、確実に達成することができる。
【００４９】
さらに、放熱体１０の上面１０−１の表面平均温度と放熱体１０の周辺雰囲気の温度との温度差Ｔ１（℃）と、排塵補助部材１５の流速制御部１６から前記床に向けて発生させた気流の、放熱体１０の上面１０−１の平均高さＨ（ｍ）位置での気流速度Ｖ（ｍ／ｓ）が
０．００８５×Ｔ１≦Ｖ≦０．７＋０．１５×Ｈ
の関係を保つことが好ましい。
【００５０】
ここで、まず、０．００８５×Ｔ１≦Ｖを満足させる理由について説明する。前記放熱体の前記上面の表面平均温度と前記放熱体の前記周辺雰囲気の温度との温度差Ｔ１（℃）があると、放熱体１０の上部で熱対流が起こる。このとき、熱対流にダストが含まれていると、熱対流からダストが落下するため、例えば、半導体を製造する場合には、半導体の歩留まりに悪影響が生じていた。そこで、５秒以内に放熱体１０の上部の空気を入れ替えることが出来れば、熱対流からダストが落下することが防止できるため、前記半導体の歩留まりが下がらないことがわかった（後述する図６Ａなど参照。）。これは、放熱体１０の上部の、ダストを含む空気を、新鮮な空気と絶えず置換することを意味する。よって、シミュレーションを活用して、放熱体１０の温度を変数として、熱対流の対流時間が５秒以下となる状態を実現するための放熱体１０の高さ（装置高さ）での下方向速度Ｖを計算してみる。すると、その結果、前記関係式である０．００８５×Ｔ１≦Ｖを満たせば、対流時間が５秒以下になることが分かった（言い換えれば、５秒以下にすると、放熱体１０の上部に滞在する空気中のダスト量が減ることになる）（図１１参照）。
【００５１】
次に、Ｖ≦０．７＋０．１５×Ｈを満足させる理由について説明する。流速制御部１６から前記床に向けて発生させた気流の速度を上げていくと、ある速度で床面で前記気流が反射して前記気流がダストを舞い上げてしまい、例えば放熱体１０中で製造する半導体に品質不良を起こすことが分かっている（図１５参照）。このときの床面近傍の前記気流の下方向速度を測定すると、０．７５ｍ/ｓであった。つまり、床面で０．７ｍ/ｓ以下に前記気流の下方向速度を制御すれば、問題はないことになる（図１５参照）。言い換えれば、流速制御部１６から床に向けて発生させる気流の速度が、床面で０．７ｍ/ｓ以下になるように制御すればよい。流体制御部１６から床に向けて発生させる気流の速度は徐々に減衰していくことを考慮すると、気流の速度が床面で０．７ｍ/ｓ以下になるためには、放熱体１０の高さ（装置高さ）で速度ＶがＶ≦０．７＋０．１５Ｈを満たす必要があることがわかった（減衰率は解析でも求めた。）。
【００５２】
この結果、０．００８５×Ｔ１≦Ｖ≦０．７＋０．１５×Ｈ  の関係を保つようにすれば、放熱体１０の上部の空気（熱対流）中で漂っているダストを、圧力低下効果を利用して、ダスト含む空気（熱対流）を放熱体１０の上部から排出させることが可能となり、ダストによる例えば放熱体１０中で製造する半導体の歩留まり低下を抑制する効果がある。  
【００５３】
以上のように、第１実施形態に係るクリーンルームによれば、放熱体１０に対して排塵補助部材１５の流速制御部１６を配置するとき、以下のような作用が達成できるような配置構成としている。すなわち、放熱体１０の表面温度と放熱体１０の周辺雰囲気の温度との温度差に応じた気流７１を排塵補助部材１５の流速制御部１６から床７の方向に向けて積極的に発生させて、放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流ａ２が、放熱体１０の上面１０−１の上方領域から上方領域外へ排出されるようにしている。このような配置構成にすることにより、放熱体１０の上面１０−１の表面温度と放熱体１０の周辺雰囲気温度との温度差に応じた気流速度の分布が、生産設備等の放熱体１０の周辺領域に存在することになる。よって、ベルヌーイの定理の圧力低下の効果により、放熱体１０の上部に存在する気流渦又は熱対流を放熱体１０の上面１０−１の上方領域から排出する流れを積極的に発生させることができる。この結果、このような流れの発生により、気流渦又は熱対流中の塵埃及び化学物質等の汚染物質が放熱体１０の上部に滞留せずに、例えば、放熱体１０の生産設備等で作られるウェハーに塵埃及び化学物質等の汚染物質が落下することが効果的に防止できる。
【００５４】
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の流体制御部１６の位置が重要であり、流体制御部１６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。
【００５５】
例えば、前記第１実施形態の第１変形例として、図１６〜図１７に示すように、流体制御部１６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流体制御部１６が、放熱体１０の上面１０−１の上方領域に隣接した位置に配置されるようにしてもよい。このように配置しても、流速制御部１６により、放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流ａ２を、放熱体１０の上面１０−１の上方領域から上方領域外へ排出させることができる。このように清浄室１の側壁１Ｓから流速制御部１６を固定すれば、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ことができる。
【００５６】
また、前記第１実施形態の第２変形例として、図１８〜図１９に示すように、流体制御部１６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の端部に流体制御部１６を支持して、流体制御部１６が、放熱体１０の上面１０−１の上方領域に隣接した位置に配置されるようにしてもよい。このように配置しても、流速制御部１６により、放熱体１０の上面１０−１から上昇する上昇気流ａ２を、放熱体１０の上面１０−１の上方領域から上方領域外へ排出させることができる。
【００５７】
前記した第１〜第２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１６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、流体制御部１６を、放熱体１０の上面１０−１の上方領域に隣接した位置に対応する天井面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、第１又は第２の変形例を適応することにより、天井面１Ａの状況に関係無く、流体制御部１６を、放熱体１０の上面１０−１の上方領域に隣接した位置に配置させることが可能となる。
【００５８】
前記第１実施形態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。
【実施例１】
【００５９】
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３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１．５ｍで施工され、また、横方向が４５ｍで奥行き方向に２５ｍの大きさを有するものとする。また、開口率を３５％であるグレーチング床７を採用した。
【００６０】
本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、また機械及び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９０万ｍ３／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８４万ｍ３／ｈとし、残りの風量約６万ｍ３／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７５０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１２００ｍ３／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、０．１〜０．３ｍ／ｓの流れが生じていた。
【００６１】
さらに、清浄室１内には、図１Ａ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１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの熱負荷の効果により、清浄室１内の温度を２３℃に保った。
【００６２】
また、本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及び化学物質等の汚染物質の基準サイズとして０．１μｍを採用していた。
【００６３】
このようなクリーンルームの運転条件の下、図１Ａの第１放熱体１０Ｃは、半導体拡散炉と使用される装置であり、第１放熱体１０Ｃの形状は、０．７５ｍで、幅は０．７５ｍで、高さは２．５ｍである。この第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃ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の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１０ｃの表面温度Ｔｃが７３〜９２℃と変化し、清浄室１の雰囲気温度Ｔｅとの温度差Ｔｃ−Ｔｅ）＝ΔＴは約５０〜７０℃であった。
【００６４】
この第１放熱体１０Ｃの上方の近傍の天井１Ａに、第１排塵補助部材１５Ｃを配置した。第１排塵補助部材１５Ｃの一例として、透明なボックス（縦１．０ｍ×横１．０ｍ×高さ０．３ｍ）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、さらに第１排塵補助部材１５Ｃの内部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。さらに、第１排塵補助部材１５Ｃの底辺部に、第１流速制御部１６Ｃとして送風ファン（三菱電機社製、低騒音タイプ  ＥＦ型）を備え付け、送風ファン１６Ｃから吹出す気流速度を、第１放熱体１０Ｃの高さ位置（第１放熱体１０Ｃの上面１０ｃの位置）で、０．６ｍ／ｓになるよう設定した。
【００６５】
この第１排塵補助部材１５Ｃを第１放熱体１０Ｃの上方の近傍の天井１Ａの梁に吊るし、送風ファンからの気流が第１放熱体１０Ｃに直接当たらないように、図７に示すように第１排塵補助部材１５Ｃを元の位置（流体制御部１６を放熱体１０の上部近傍の天井面に仮止めした位置）から０．５ｍ移動させた。
【００６６】
このような実施条件の下、第１放熱体１０Ｃである半導体拡散炉を２４時間作動させ、半導体拡散炉の上面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６Ｂに示す。
【００６７】
このようにして実施例１を実施をした結果、前記実施例１を実施する前の結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を約７５％削減することができた。
【実施例２】
【００６８】
前記実施例１の構成で、図１Ａ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、長さ１ｍで、幅は０．７５ｍで、高さは２ｍである。この第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂの表面温度を同じくＴＥＳＴＯ製の接触式温度計した結果、第２放熱体１０Ｂの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表面温度Ｔｂが４１〜７４℃と変化し、第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂの表面温度Ｔｂと清浄室１の雰囲気温度Ｔｅとの温度差（Ｔｂ−Ｔｅ）＝ΔＴは約２０〜５０℃に範囲にあった。
【００６９】
この第２放熱体１０Ｂの上方の近傍の天井１Ａに、第２排塵補助部材１５Ｂを配置した。第２排塵補助部材１５Ｂの一例として、透明なボックス（縦１ｍ×横１ｍ×高さ０．７５ｍ）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、さらに第２排塵補助部材１５Ｂの内部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。さらに第２排塵補助部材１５Ｂの底辺部に、第２流速制御部１６Ｂとして送風ファン（三菱電機社製、低騒音タイプ  ＥＦ型）を備え付け、送風ファン１６Ｂから吹出す気流速度を、第２放熱体１０Ｂの高さ位置（第２放熱体１０Ｂの上面１０ｂの位置）で、０．５ｍ／ｓになるよう設定した。
【００７０】
この第２排塵補助部材１５Ｂを第２放熱体１０Ｂの上方の近傍の天井１Ａの梁に吊るし、送風ファン１６Ｂからの気流が第２放熱体１０Ｂに直接当たらないように、図８に示すように第２排塵補助部材１５Ｂを元の位置（流体制御部１６を放熱体１０の上部近傍の天井面に仮止めした位置）から０．５ｍ移動させた。
【００７１】
このような実施条件の下、第２放熱体１０Ｂである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の上面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６Ｂに示す。
【００７２】
このようにして実施例２を実施をした結果、前記実施例２を実施する前の結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を約６０％削減することができた。
【実施例３】
【００７３】
前記実施例１の構成で、図１Ａの第３放熱体１０Ａは、半導体検査装置として使用される装置であり、第３放熱体１０Ａの形状は１ｍで、幅は２ｍで、高さは１ｍ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の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などにより、上面１０ａ−１の表面温度Ｔａが４１〜６２℃と変化し、清浄室１の雰囲気温度Ｔｅとの温度差Ｔａ−Ｔｅ）＝ΔＴは約２０〜４０℃に範囲にあった。
【００７４】
この第３放熱体１０Ａの天井１Ａの位置に、第３排塵補助部材１５Ａを２個配置した。第３排塵補助部材１５Ａの一例として、透明なボックス（縦１．０ｍ×横１．０ｍ×高さ１．５ｍ）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第３排塵補助部材１５Ａを、２つ分、作製し、さらに各第３排塵補助部材１５Ａの内部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それぞれ封止した。さらに第３排塵補助部材１５Ａの底辺部に、第３流速制御部１６Ａとして送風ファン（三菱電機社製、低騒音タイプ  ＥＦ型）を備え付け、送風ファン１６Ａから吹出す気流速度を第３放熱体１０Ａの高さ位置（第３放熱体１０Ａの上面１０ａの位置）で、それぞれ０．４ｍ／ｓになるよう設定した。これらの２つの第３排塵補助部材１５Ａを第３放熱体１０Ａの上方の近傍の天井１Ａの梁にそれぞれ吊るし、それぞれの送風ファン１６Ａからの気流が第３放熱体１０Ａに直接当たらないように、図９に示すように第３排塵補助部材１５Ａを元の位置（流体制御部１６を放熱体１０の上部近傍の天井面に仮止めした位置）から左右にそれぞれ０．５ｍ移動させた。
【００７５】
このような実施条件の下、第３放熱体１０Ａである半導体検査装置を２４時間作動させ、半導体検査装置の上面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６Ｂに示す。
【００７６】
この実施をした結果、実施する前の結果よりも、品質に影響を与える塵埃及び化学物質等の個数を約７０％削減することができた。
【００７７】
なお、実施例１、実施例２、及び、実施例３では、クリーンルームの運転条件、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの発熱条件、及び、第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａ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、これらに限られるものではない。
【００７８】
また、実施例１、実施例２、及び、実施例３において、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａとして送風ファンから吹出す気流速度を段階的に速くして実施した結果、それぞれに備え付けられている光散乱方式のダストカウンターにより計測した汚染物質の個数は、実施後より、さらに減少する傾向にあった。
【００７９】
しかしながら、実施例１においては送風ファン１６Ｃから吹出す気流速度が第１放熱体１０Ｃの高さ位置で１．１ｍ／ｓ以上の場合、実施例２においては送風ファン１６Ｂから吹出す気流速度が第２放熱体１０Ｂの高さ位置で１ｍ／ｓ以上の場合、実施例３においては送風ファン１６Ａから吹出す気流速度が第３放熱体１０Ａの高さ位置で０．８ｍ／ｓ以上の場合に、それぞれに備え付けられている光散乱方式のダストカウンターにより計測した汚染物質の個数は、実施前の状態よりも悪化した。
【００８０】
これは、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの送風ファンから吹出す気流の初速度が移動距離と共に減少するが、汚染物質の個数が実施前より減少したファンから吹き出す速度以上に設定したとき、グレーチング床７の高さ位置での気流の速度が０．７ｍ／ｓ以上あり、同時に、気流がグレーチング床７上の巨大化した汚染物質を舞い上げている様子が観察された。このことから、それぞれの第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの送風ファンから吹き出す気流速度は、グレーチング床７の位置での気流速度が０．７ｍ／ｓ未満になるように考慮して、送風ファンから吹出す気流速度の上限を設定する必要がある。
【００８１】
また、実施例１、実施例２、及び、実施例３において、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａとしてそれぞれの送風ファンから吹出す気流を第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａに直接接触する位置（例えば、放熱体の直上に流速制御部を設置するなど）に移動させた場合、それぞれに備え付けられている光散乱方式のダストカウンターにより計測した汚染物質の個数は、実施前の状態よりも悪化した。
【００８２】
これは、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａからの気流が第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａに直接接触すると、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部での気流のはね返りにより、大きな気流乱れが生じ、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部の汚染物質を舞い上げたり、又は、汚染物質を含んだ気流が、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａに継続して直接接触しているためである。このことから、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａを、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの真上から遠ざかる方向にすなわち横方向に移動させて、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａからの気流が、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上面に直接接触しない位置に設置する必要がある。
【００８３】
また、第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａの形状を形成するために用いた透明なボックスの表面に、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帯電防止層を形成している。その帯電防止層の効果により、透明なボックスに塵埃及び化学物質等が付着するのを防止することができる。さらに、第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａは透明若しくは半透明であることが望ましい。その理由は、第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａが透明若しくは半透明であれば、これらが障害とならず、照度が極端に遮られることはなく、作業性を確保できるためである。
【実施例４】
【００８４】
前記実施例１の構成で、クリーンルーム内に設置された第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａと前記第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの設定気流速度と、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの表面温度と清浄室１の雰囲気温度との温度差を変数にして、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とが可能で、全体の流れを解析する場合に適している。
【００８５】
今回、実施例１の構成を２５０万要素で解析のモデル化を行い、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａからそれぞれ発生させた放熱体高さ位置（放熱体の上面の位置）での気流速度と、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａのそれぞれの上部での気流の平均滞留時間を熱流体解析した。その結果を図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃに示す。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、図１Ａ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１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃの結果からは、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａから発生させた放熱体高さ位置での気流速度が増加するに従い、平均滞留時間が減少する。さらに、本実施例１及び実施例２、３での第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差（７０℃、５０℃、４０℃）と、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの設定気流速度がそれぞれ異なる第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａを第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上方の近傍の天井１Ａの梁にそれぞれ吊るし、各第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの高さ位置での気流速度（０．６ｍ／ｓ、０．５ｍ／ｓ、０．４ｍ／ｓ）の状態を、図１０の結果から解析すると、平均滞在時間は、第１放熱体１０Ｃ：４．５ｓ、第２放熱体１０Ｂ：４．６ｓ、第３放熱体１０Ａ：４．９ｓとわかった。つまり、本実施例１及び実施例２、実施例３は、それぞれの第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部空間を平均滞在時間５ｓ（秒）以下で置換している。
【００８６】
また、図６Ａから平均滞留時間が５秒を越えると、汚染物質の個数が急激に増加している調査結果から、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部の平均滞留時間を５秒以内である本実施例１及び実施例２、実施例３は、空気中に塵埃及び化学物質等の密度が増加せず、塵埃及び化学物質等の衝突による巨大化又は重量増加による塵埃及び化学物質等の自由落下を抑制していることが分かる。以上から、図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃの結果を活用して、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの表面温度と清浄室１の雰囲気温度との温度差と、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部の平均滞留時間を５秒以内にするための第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの高さ位置での気流速度とは、図１１に示すようになり、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの表面温度と清浄室の雰囲気温度との温度差に応じて、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部の平均滞留時間を５秒以内にするために必要な第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの高さ位置での気流速度の関係が求められた。
【実施例５】
【００８７】
前記実施例１の構成で、クリーンルーム内に設置された第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａ及び前記排塵補助部材、前記第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの大きさ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。
【００８８】
今回、実施例１の構成で第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの大きさと第１〜第３排塵補助部材１５Ｃ，１５Ｂ，１５Ａと第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの大きさを解析のモデル上で変更し、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部での気流の流れ及び平均滞留時間を熱流体解析した。その解析モデル配置を図１２に示す。図１２では、放熱体１０（第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａ）の１つの辺（長さａ（ｍ））に平行に位置する流速制御部１６（第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａ）の辺の長さをＡ（ｍ）とし、放熱体１０（第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａ）の前記１つの辺とは直交する別の１つの辺（長さｂ（ｍ））に平行に位置する流速制御部１６（第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａ）の辺の長さをＢ（ｍ）としている。放熱体１０（第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａ）と流速制御部１６（第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａ）の位置は、図１２に示すように、流速制御部１６（第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａ）の辺の長さＡと放熱体１０（第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａ）の１つの辺の長さａの中間に合わせ、互いの中心軸上に在るよう配置した。すなわち、流体制御部１６の中心軸に対して、その中心軸と直交する方向に放熱体１０の中心軸が大きくずれると、放熱体１０の上部の熱対流の一部しか流体制御部１６で制御できず、流体制御部１６で制御できない残りの熱対流が放熱体１０の上部に残留してしまうことになる。このような状態を避けるため、流体制御部１６の中心軸と放熱体１０の中心軸とが、中心軸と直交する方向に関して、大略一致するように配置した。このことから、流体制御部１６の中心軸と放熱体１０の中心軸とが、中心軸と直交する方向に関して、大略一致するか、又は、ずれるとしても、図２０に示すように、流速制御部１６と放熱体１０とが互いに対向する面において、流速制御部１６の辺Ａの端部１６ｇが放熱体１０の辺ａの端部１０ｇからずれる量Ｇが、放熱体１０の辺ａの長さの１０％程度までにとどめておくのが好ましい。
【００８９】
始めに、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの各辺の長さＡとＢを変更し、ベルヌーイの圧力低下効果により、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部から第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの方向に流れが発生する第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの条件を解析した結果を図１３に示す。この結果から、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの各辺の大きさが０．３ｍ以下では、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａからの流れの吹出す流量が不足し、ベルヌーイの定理の効果（圧力低下）が薄れ、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部に存在する気流渦又は熱対流を上部側から排出する流れを発生させることが出来ないことが分かる。また、さらに、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの各辺の大きさが０．３ｍ以下では、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａからの気流速度を１ｍ／ｓまで速度を速くしても、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部に存在する気流渦又は熱対流を上部側から排出する流れを発生させることが出来なかった。
【００９０】
次に、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの１つの辺（長さａ（ｍ））と、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの前記１つの辺に平行に位置する第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの辺の長さＡ（ｍ）とを変数にして、熱流体の解析をした結果を図１４Ａに示す。その結果、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上昇気流等の平均滞在時間が５ｓ以下で汚染物質の個数を減少させるためには、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの辺の長さＡ（ｍ）と第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの前記１つの辺の長さａ（ｍ）との関係は、Ａ≧０．８×ａの関係式を満たすことが必要であることがわかった。この関係式を満たすことで、ベルヌーイの定理の効果（圧力低下）が影響する範囲が第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部全体に存在し、気流渦又は熱対流を第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上部側から排出する効果が非常に大きくなる。
【００９１】
さらに同じように、図１４Ｂには、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの１つの辺（長さｂ（ｍ））と、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの１つの辺（長さａ（ｍ））に平行に位置する第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの辺の長さＡ（ｍ）とを変数にして、平均滞留時間の解析を行った結果を示す。その結果、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの各辺の大きさの関係は、Ａ≧０．８×ｂ＋０．３の関係式を満たすことが必要であることがわかる。
【００９２】
しかしながら、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの１つの辺の長さｂ（ｍ）が１．５ｍ以上では、ベルヌーイの定理の効果（圧力低下）が影響する範囲から外れ、気流渦又は熱対流を放熱体の上部側から排出することができないため、実施例３のように、１つの放熱体１０Ａに対して複数個の第３流速制御部１６Ａを設置する必要がある。つまり、このように第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの１つの辺の長さａ（ｍ）又は別の１つの辺の長さｂ（ｍ）に応じて、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの辺の長さＡ又は別の辺の長さＢ、又は、第１〜第３流速制御部１６Ｃ，１６Ｂ，１６Ａの個数、又は、配置箇所を決定すれば、第１〜第３放熱体１０Ｃ，１０Ｂ，１０Ａの上昇気流等の平均滞在時間を５ｓ以内に保つことが可能となり、汚染物質の個数を低減できることがわかった。
【００９３】
なお、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。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明のクリーンルームは、例えば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。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係るクリーンルームの清浄室内に配置された放熱体及び流速制御部を有する排塵補助部材を示した概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明の前記第１実施形態の変形例に係るクリーンルームの清浄室内に配置された放熱体及び流速制御部を有する排塵補助部材を示した概略断面図である。
【図２】従来のクリーンルームにおいて、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。
【図３】従来のクリーンルームを示す説明図である。
【図４】本発明の前記第１実施形態に係るクリーンルームにおいて、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差と平均滞留時間の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の前記第１実施形態に係るクリーンルームにおいて、放熱体の表面温度と周辺雰囲気温度との温度差と汚染物質の個数の関係を示すグラフである。
【図６Ａ】本発明の前記第１実施形態に係るクリーンルームにおいて、平均滞留時間と汚染物質の個数の関係を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の前記第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７】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例１において、清浄室内に配置された放熱体と排塵補助部材の位置関係を示した概略断面図である（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８】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例２において、清浄室内に配置された放熱体と排塵補助部材の位置関係を示した概略断面図である（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９】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例３において、清浄室内に配置された放熱体と排塵補助部材の位置関係を示した概略断面図である（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１０Ａ】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例３において、流速制御部の設定速度と、第１放熱体の上部で気流の平均滞留時間を熱流体解析したグラフである。
【図１０Ｂ】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例３において、流速制御部の設定速度と、第２放熱体の上部で気流の平均滞留時間を熱流体解析したグラフである。
【図１０Ｃ】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例３において、流速制御部の設定速度と、第３放熱体の上部で気流の平均滞留時間を熱流体解析したグラフである。
【図１１】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例４において、放熱体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部の平均滞留時間を５秒以内にする放熱体の高さ位置で気流速度の関係を示したグラフである。
【図１２】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例５において、放熱体の上部で気流の流れ及び平均滞留時間を熱流体解析したモデル図である（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１３】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例５に係るベルヌーイの圧力低下効果を解析したグラフである。
【図１４Ａ】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例５に係る流速制御部の大きさと放熱体の大きさの平均滞留時間を解析したグラフである。
【図１４Ｂ】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームの実施例５に係る流速制御部の大きさと放熱体の大きさの平均滞留時間を解析したグラフである。
【図１５】本発明の前記第１実施形態にかかるクリーンルームにおいて、床面での下方向速度とダスト個数の関係を示すグラフである。
【図１６】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１７】図１６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１８】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１９】図１８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２０】流速制御部と放熱体とのずれ量を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９６】
１    清浄室
１Ｓ    側壁
２    天井室
３    ファンフィルタユニット
４    空気取入口
５    送風機
６    高性能フィルタ
７    グレーチング床
８    床下室
９    戻り流路
１０  放熱体
１０−１  上面
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  第１、第２、第３放熱体
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  第１、第２、第３放熱体の上面
１１  排気案内流路
１２  給気案内流路
１３  外調機
１４  空調装置
１５  排塵補助部材
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ  第１、第２、第３排塵補助部材
１５ｓ，１５ｔ  支持部材
１６  流速制御部
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ  第１、第２、第３流速制御部
６０  帯電防止層
７０  空気流
７１  気流
９５  搬送装置
ａ２  上昇気流
【図１Ａ】
2010112646.tif 000003
【図１Ｂ】
2010112646.tif 000004
【図２】
2010112646.tif 000005
【図３】
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【図７】
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【図８】
2010112646.tif 000008
【図９】
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【図１２】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2010112646.tif 000013
【図１９】
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【図２０】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
2010112646.tif 000018
【図６Ｂ】
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【図１０Ａ】
2010112646.tif 000020
【図１０Ｂ】
2010112646.tif 000021
【図１０Ｃ】
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【図１１】
2010112646.tif 000023
【図１３】
2010112646.tif 000024
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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