(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サプライプレナムチャンバに供給された外気をクリーンルームの天井に複数配置したファンフィルタユニットを介してクリーンルーム内に導入すると共に、該クリーンルーム内を経た還気を再びファンフィルタユニットを介してクリーンルーム内に導入するように構成したものにおいて、
前記クリーンルーム内に、導入される空気についてガス状不純物の除去が必要な領域と、導入される空気についてガス状不純物の除去が特に必要でない領域を備え、
前記導入される空気についてはガス状不純物の除去が必要な領域の天井に配置されているファンフィルタユニットのみにケミカルフィルタを装着し、
前記ケミカルフィルタは、ファンフィルタユニットに設けられたファンの上方に設置され、
前記ケミカルフィルタを装着したファンフィルタユニットの送風能力をインバータ制御により調節自在に構成したことを特徴とする、クリーンルームシステム。
【請求項２】
クリーンルーム内を経た還気をクリーンルームの下方に設けられたレタンプレナムチャンバに供給し、その後、レタン経路を介して循環させ、再びクリーンルーム内に導入するように構成したものにおいて、
前記クリーンルーム内に、ガス状不純物が発生するため還気についてガス状不純物の除去が必要な領域と、還気についてガス状不純物の除去が特に必要でない領域を備え、
前記還気についてガス状不純物の除去が必要な領域にケミカルフィルタを内蔵するファンユニットを配置し、
前記ファンユニットは、クリーンルーム内からの還気を取り入れるためのホッパーにケミカルフィルタを配置した構成であり、
前記ケミカルフィルタを内蔵したファンユニットの送風能力をインバータ制御により調節自在に構成したことを特徴とする、クリーンルームシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、クリーンルームの空気中に含まれるガス状不純物を除去するように構成したクリーンルームシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルームとは、空気中における浮遊粒状物質が規定されたレベルに管理され、必要に応じて温度、湿度、圧力などの環境条件も管理された空間である。かかるクリーンルームは、例えば、ＵＬＳＩ等の精密電子部品を製造する工場、精密な部品の組立室、ＩＣ回路の作成室、アイソトープ実験室、手術室などにおいて広く利用されている。
【０００３】
ここで、従来のクリーンルームは、粒子状不純物のみを清浄化の対象としている。即ち、従来のクリーンルームにおいては、ＵＬＰＡフィルタやＨＥＰＡフィルタなどの高性能フィルタを用いてクリーンルームに導入される外気や還気を濾過し、粒子状不純物を除去することによりクリーンルーム内の粒子濃度を低下させ、雰囲気の清浄化を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、クリーンルーム内の雰囲気について、粒子状の不純物を除去することに加え、更にＳＯ2ガス、ＨＦガス、ＮＨ3ガスなどといったガス状の不純物も除去することが要求されるようになってきた。ところが、従来のクリーンルームはそのようなガス状の不純物を除去する機能は備えていないため、クリーンルーム内の雰囲気中のガス状不純物の濃度を抑制することができなかった。このようなクリーンルーム内のガス状不純物の濃度を増加させる原因には、外気中に含まれるガス状不純物以外にも、例えば、クリーンルームの内装材から発生する有機系ガス、電子部品などの製造用に供される薬液蒸気や特殊ガス等がある。これらから発生するガス状不純物も、何らかの手段によって除去することによってクリーンルーム内の雰囲気を清浄に保つ必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、粒子状不純物に加えてガス状不純物をも除去できるクリーンルームを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、サプライプレナムチャンバに供給された外気をクリーンルームの天井に複数配置したファンフィルタユニットを介してクリーンルーム内に導入すると共に、該クリーンルーム内を経た還気を再びファンフィルタユニットを介してクリーンルーム内に導入するように構成したものにおいて、前記クリーンルーム内に、導入される空気についてガス状不純物の除去が必要な領域と、導入される空気についてガス状不純物の除去が特に必要でない領域を備え、前記導入される空気についてはガス状不純物の除去が必要な領域の天井に配置されているファンフィルタユニットのみにケミカルフィルタを装着し、前記ケミカルフィルタは、ファンフィルタユニットに設けられたファンの上方に設置され、前記ケミカルフィルタを装着したファンフィルタユニットの送風能力をインバータ制御により調節自在に構成したことを特徴とする、クリーンルームシステムが提供される。
【０００７】
また本発明によれば、クリーンルーム内を経た還気をクリーンルームの下方に設けられたレタンプレナムチャンバに供給し、その後、レタン経路を介して循環させ、再びクリーンルーム内に導入するように構成したものにおいて、前記クリーンルーム内に、ガス状不純物が発生するため還気についてガス状不純物の除去が必要な領域と、還気についてガス状不純物の除去が特に必要でない領域を備え、前記還気についてガス状不純物の除去が必要な領域にケミカルフィルタを内蔵するファンユニットを配置し、前記ファンユニットは、クリーンルーム内からの還気を取り入れるためのホッパーにケミカルフィルタを配置した構成であり、前記ケミカルフィルタを内蔵したファンユニットの送風能力をインバータ制御により調節自在に構成したことを特徴とする、クリーンルームシステムが提供される。
【０００８】
【作用】
クリーンルーム内に導入された外気や還気中に含まれている粒子状不純物に加え、外気中のガス状不純物や、クリーンルームの内装材から発生した有機系ガス、電子部品などの製造用に供された薬液蒸気や特殊ガス等の、クリーンルーム内において発生したガス状不純物をも除去することにより、近年の要求に対応したより清浄な雰囲気を作り出すことが可能となる。従って、本発明によれば、ＵＬＳＩ等の精密電子部品、精密部品、ＩＣ回路などの製造や、その他、アイソトープ実験室、手術室などに好適なクリーンルームを提供できるようになる。
【０００９】
ガス状不純物除去手段には、乾式のものと湿式のものが用いられる。乾式のガス状不純物除去手段は、外気や還気中に含まれているガス状不純物をフィルタ表面において薬剤と化学反応させることにより、ガス状不純物成分をフィルタ表面に吸着させるものである。このような乾式のガス状不純物除去手段は、通常、ケミカルフィルタと呼ばれるものであり、例えば、ＳＯ2ガス、ＨＦガス、ＮＨ3ガスを吸着させるケミカルフィルタなどにおいては次のような化学反応を生じることによってそれらのガス状不純物を除去するようにしている。
【００１０】
３ＳＯ2＋２ＫＭnＯ4＋４ＫＯＨ  →  ３Ｋ2ＳＯ4＋２ＭnＯ2＋２Ｈ2Ｏ
【００１１】
２ＨＦ＋Ｃa（ＯＨ）2  →  ＣaＦ2＋２Ｈ2Ｏ
【００１２】
３ＮＨ3＋Ｈ3ＰＯ4  →  （ＮＨ4）3ＰＯ4
【００１３】
一方、湿式のガス状不純物除去手段は、ガス状不純物を気液接触により吸収して除去するものである。例えば、ＨＦガスは水やＮaＯＨ水溶液を用いて吸収することにより除去することができる。また、ＮＨ3ガスは水、Ｈ2ＳＯ4やＨＣl水溶液などによって吸収し、除去することができる。
【００１４】
【実施例】
先ず、図１をもとにしてクリーンルームシステムの概要を説明する。外気取入経路１から、外調機２を介して系内に供給された外気は、クリーンルーム３の上方に設けられたサプライプレナムチャンバ４に一旦供給され、その後、クリーンルーム３の天井に配置されている複数のファンフィルタユニット５を介してクリーンルーム３内に導入される。クリーンルーム３の床には複数のファンユニット６が配置され、クリーンルーム３内を経た還気はそれらファンユニット６を介してクリーンルーム３の下方に設けられたレタンプレナムチャンバ７に一旦供給され、その後、レタン経路８を介して循環し、再びサプライプレナムチャンバ４に供給され、ファンフィルタユニット５を介してクリーンルーム３内に導入される。また、クリーンルーム３内を経た還気の一部は排気経路９を経て外部に排気される。
【００１５】
以上のように構成されたクリーンルームシステムにおいて、外気や還気中に含まれるガス状不純物を除去するためのガス状不純物除去手段が設けられる。図２に示すように、ファンフィルタユニット５の内部にファン１０と高性能フィルタ（ＵＬＰＡフィルタ）１１が設けられており、本実施例のものにおいては、更にファンフィルタユニット５の内部に、ガス状不純物除去手段としてのケミカルフィルタ１２を内蔵している。通常、ケミカルフィルタ１２の寿命は、高性能フィルタ１１の寿命に比べて短い。従って、交換作業がし易いようにケミカルフィルタ１２はファン１０の上方（ファンフィルタユニット５の空気吸い込み側）に設置するのがよい。このように、ファンフィルタユニット５にガス状不純物除去手段としてのケミカルフィルタ１２を内蔵させることによって、クリーンルーム３内に導入される空気中に含まれている粒子状の不純物とガス状の不純物を同時に除去することが可能となる。
【００１６】
一方、クリーンルーム３内においてガス状不純物が発生するような場合には、クリーンルーム３の床に配置したファンユニット６にガス状不純物除去手段を内蔵させるのがよい。このように構成することによって、クリーンルーム３内において発生したガス状不純物をファンユニット６において除去できるようになり、レタン経路８を介して循環させた還気をクリーンルーム３内へ導入させる際にガス状不純物が混入することを防止できる。
【００１７】
図３、図４にガス状不純物除去手段としてのケミカルフィルタ１５を内蔵させたファンユニット６を示す。図３に示すファンユニット６は、ファン１６の上方近傍にケミカルフィルタ１５を配置した実施例であり、図４に示すファンユニット６は、クリーンルーム３内からの還気を取り入れるためのホッパー１７にケミカルフィルタ１５を配置した実施例である。何れの実施例においても、クリーンルーム３内において発生したガス状不純物をファンユニット６によって十分に吸引できるように、ホッパー１７の開口面積はできるだけ広くすることが望ましい。なお、クリーンルーム３の床にケミカルフィルタ１５などのガス状不純物除去手段を配置すると、通常は、それらガス状不純物除去手段が空気抵抗となることによってクリーンルーム３内の空気の流れが阻害され、風量不足や気流の偏りといった問題を生じる。しかし、図示のように、ファンユニット６にガス状不純物除去手段を内蔵させてファン１６でクリーンルーム３内の空気を強制排気するように構成すれば、以上のような気流の偏りといった問題を解決することが可能である。
【００１８】
また、外調機２にガス状不純物除去手段を内蔵させることもできる。このように外気取入経路１においてもガス状不純物を除去する構成とすることによって、クリーンルーム３内の高清浄化を更に向上させることが可能となる。なお、外調機２に内蔵させるガス状不純物除去手段はケミカルフィルタのごとき乾式のもの、あるいは、ガス状不純物を気液接触により吸収して除去する湿式のガス状不純物除去手段の何れを用いても良い。
【００１９】
次に、図５に示すクリーンルームシステムは、間仕切り２０、２１によって三つに分割されたクリーンルーム領域３ａ、３ｂ、３ｃを備えた実施例である。外調機２を介してレタンプレナムチャンバ７に外気が供給され、該外気はレタン経路８に設けられたドライコイル１９を介してサプライプレナムチャンバ４に一旦供給された後、ファンフィルタユニット５ａ、５ｂ、５ｃを介してクリーンルーム領域３ａ、３ｂ、３ｃ内にそれぞれ導入される。クリーンルーム領域３ａ、３ｂ、３ｃ内を経た還気はレタンプレナムチャンバ７に一旦供給された後、レタン経路８を介して循環し、再びサプライプレナムチャンバ４、ファンフィルタユニット５ａ、５ｂ、５ｃを介してクリーンルーム領域３ａ、３ｂ、３ｃ内にそれぞれ導入される。また、循環空気の一部は、排気装置２３等によりクリーンルームシステムの系外に排出される。
【００２０】
この実施例のクリーンルームシステムにあっては、クリーンルーム領域３ｃでは例えば精密電子部品などの製造が行われるので、クリーンルーム領域３ｃに導入される空気についてはガス状不純物の除去が必要である。また、クリーンルーム領域３ｂでは室内で使用された薬液が蒸気となってガス状不純物が発生するため、クリーンルーム領域３ｂを経た還気についてはガス状不純物の除去が必要である。一方、クリーンルーム領域３ａに導入される空気及びクリーンルーム領域３ｃを経た還気についてはガス状不純物の除去は特に必要ではない。
【００２１】
そこで、この実施例のクリーンルームシステムにあっては、クリーンルーム領域３ｃの天井に配置されているファンフィルタユニット５ｃのみにケミカルフィルタ１２を装着し、クリーンルーム領域３ｂの床にはケミカルフィルタ１５を内蔵するファンユニット６ｂを配置している。また、外調機２には乾式もしくは湿式のガス状不純物除去手段２２を内蔵させている。
【００２２】
従って、この実施例のクリーンルームシステムによれば、間仕切り２０、２１によって分割されたクリーンルーム領域３ａ、３ｂ、３ｃには、天井に配置されたファンフィルタユニット５ａ、５ｂ、５ｃを介して粒子状不純物の除去が行われた無塵の空気がそれぞれ導入される。そして特に、クリーンルーム領域３ｃにはファンフィルタユニット５ｃに設けられたケミカルフィルタ１２によってガス状不純物をも除去された、精密電子部品などの製造に好適な清浄な空気が導入される。また、クリーンルーム領域３ｂで発生したガス状不純物は、ファンユニット６ｂに内蔵したケミカルフィルタ１５によって除去され、こうして、レタンプレナムチャンバ７に供給される還気にはガス状不純物は混入しない。
【００２３】
かくして、この実施例のクリーンルームシステムによれば、導入空気や還気についてガス状不純物の除去が必要なクリーンルーム領域３ｃ、３ｂにおいては、ファンフィルタユニット５ｃやファンユニット６ｂにガス状不純物除去手段を設け、ガス状不純物の除去が必要でないクリーンルーム領域３ａにおいてはガス状不純物除去手段を設ける必要がない。従って、各ゾーン毎に最適なガス状不純物の除去が行えるようになり、必要以上の設備投資を抑えることが可能となる。更にまた、外調機２にも乾式または湿式のガス状不純物除去手段を内蔵させることによって、外気由来のガス状不純物も除去できる。
【００２４】
次に、図６に間仕切りが無いクリーンルームシステムの実施例を示す。この実施例のクリーンルームシステムはクリーンルーム領域３ａ、３ｂ、３ｃの間に間仕切りが設けられていないこと以外は、先に図５で説明したクリーンルームシステムとほぼ同様の構成を備えており、図６において図５と同様の構成要素については同じ符号を付し、説明は省略する。しかして、この実施例のクリーンルームシステムにおいても、クリーンルーム領域３ａ、３ｂ、３ｃにはファンフィルタユニット５ａ、５ｂ、５ｃを介して粒子状不純物の除去が行われた無塵の空気がそれぞれ導入される。そして、クリーンルーム領域３ｃにはファンフィルタユニット５ｃのケミカルフィルタ１２によってガス状不純物をも除去された清浄な空気が導入され、クリーンルーム領域３ｂで発生したガス状不純物はファンユニット６ｂのケミカルフィルタ１５によって除去されることとなる。但し、この実施例のように間仕切りを省略した場合は、クリーンルームの天井や床の一部分のみにケミカルフィルタなどのガス状不純物除去手段が設置されることによって、各クリーンルーム領域３ａ、３ｂ、３ｃにおける空気流速が不均一となり、室内気流の偏りが発生しやすくなるといった問題を生じる。そこで、この実施例のように間仕切りを省略した場合は、ケミカルフィルタ１２を設けたファンフィルタユニット５ｃやケミカルフィル１５を内蔵させたファンユニット６ｂの送風能力を調節自在に構成し、それらファンフィルタユニット５ｃやファンユニット６ｂの送風量を適宜調整することにより、室内気流の偏りをなくして気流形状の乱れや循環空気量のばらつき、部分的な流量不足などを解消するように制御することが望ましい。具体的には、ファンフィルタユニット５に内蔵されたファン１０やファンユニット６に内蔵されたファン１６の回転稼働量をインバータ２３、２４などを用いて制御するのがよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によればクリーンルームにおいて粒子状不純物に加えてガス状不純物をも除去できるようになる。また、いわゆるゾーニングを行ってガス状不純物を除去することにより、目的に応じた最適な清浄化を行うことができ、過剰な設備を必要とせず、合理的かつ経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】クリーンルームシステムの概要を示す図面
【図２】ケミカルフィルタを内蔵するファンフィルタユニットの説明図
【図３】ファンの上方近傍にケミカルフィルタを配置したファンユニットの説明図
【図４】ホッパーにケミカルフィルタを配置したファンユニットの説明図
【図５】間仕切りによって分割されたクリーンルーム領域を備えたクリーンルームシステムの実施例を示す図面
【図６】間仕切りが無いクリーンルームシステムの実施例を示す図面
【符号の説明】
１    外気取入経路
２    外調機
３    クリーンルーム
４    サプライプレナムチャンバ
５    ファンフィルタユニット
６    ファンユニット
７    レタンプレナムチャンバ
８    レタン経路
９    排気経路
【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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