(57)【要約】【課題】除湿機の立上げ時間と環境維持室を所望の露点温度にするまでの時間を短縮化し、省エネルギー性に優れた環境維持システムを提供する。【解決手段】ファン２８により取り込んだエアを除湿機１２で除湿して環境維持室１６に給気する環境維持システムにおいて、前記除湿機１２の出口側と前記環境維持室１６とを接続することにより、前記除湿機１２で除湿したエアを前記環境維持室１６に給気する給気ラインと、前記除湿機１２の出口側と前記除湿機１２の入口側とを接続することにより、前記除湿機１２で除湿したエアを前記除湿機１２の入口側に循環させる循環ラインと、前記除湿機１２の出口側でエアの露点温度を測定する露点温度測定手段３０と、前記露点温度測定手段３０の測定値に基づいて、前記除湿機１２で除湿したエアの送気先を前記給気ラインと前記循環ラインとで切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする環境維持システム。【選択図】  図１
2008068210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンにより取り込んだエアを除湿機で除湿して環境維持室に給気する環境維持システムにおいて、
前記除湿機の出口側と前記環境維持室とを接続することにより、前記除湿機で除湿したエアを前記環境維持室に給気する給気ラインと、
前記除湿機の出口側と前記除湿機の入口側とを接続することにより、前記除湿機で除湿したエアを前記除湿機の入口側に循環させる循環ラインと、
前記除湿機の出口側でエアの露点温度を測定する露点温度測定手段と、
前記露点温度測定手段の測定値に基づいて、前記除湿機で除湿したエアの送気先を前記給気ラインと前記循環ラインとで切り替える切替手段と、
を備えたことを特徴とする環境維持システム。
【請求項２】
前記露点温度測定手段の測定値に基づいて前記切替手段を制御する制御手段を備え、
該制御手段は、
前記露点温度測定手段の測定値が所定値以下の際に、前記除湿機で除湿したエアを前記給気ラインに送気して前記環境維持室に給気し、
前記露点温度測定手段の測定値が所定値を超える際に、前記除湿機で除湿したエアを前記還気ラインに送気することを特徴とする請求項１に記載の環境維持システム。
【請求項３】
前記環境維持室は、
開閉扉によって開閉される開口部と、
前記開口部から排気される排気エアの風速を測定する風速測定手段と、を備え
前記風速測定手段の測定値に応じて前記ファンの送風量が調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境維持システム。
【請求項４】
前記環境維持室は、
開閉扉によって開閉される開口部と、
前記開閉扉を開閉操作して前記開口部の大きさを調節する開閉扉操作手段と、を備え、
前記開閉扉操作手段によって調節された前記開口部の大きさに応じて前記ファンの送風量が調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境維持システム。
【請求項５】
前記開口部から排気されるエアの露点温度を測定する排気露点温度測定手段が設けられ、
該排気露点温度測定手段の測定値に応じて、前記開閉扉と前記除湿機が操作されることを特徴とする請求項３又は４に記載の環境維持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境維持システムに係り、特に半導体やその部品等を保管する材料保管用ストッカを低露点な環境に維持する環境維持システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体やフラットパネルディスプレイ等の分野では、デバイスの高精細化及び高集積化が進み、空気中のガス状不純物や水分の付着による劣化が問題となっている。そのため、デバイス製造用の材料の保管には、ガス状不純物や水分が除去された高清浄な空間が必要であり、その高清浄な空間は、材料が保管されている間常時維持される必要がある。
【０００３】
そこで、材料を高清浄な保管用ストッカで保管する方法が提案されている。保管用ストッカは、高純度窒素ガスや吸着剤を利用した除湿機によって高清浄空気が供給されており、その内部は高清浄な環境に維持される。このような保管用ストッカにおいて、除湿機等の駆動部の消費エネルギーの低減によるランニングコストの低減を目的として、除湿機で製造された高清浄空気を保管用ストッカに供給して内部を高清浄な環境に置換した後、保管用ストッカに高清浄空気を充満させたまま密閉状態として材料の保管を行うと共に、各種動力源を絶つ保管方法が特許文献１に示されている。
【０００４】
次に、特許文献１に開示されている材料の保管方法を図４を用いて具体的に説明する。この保管方法では、まず、吸着剤を用いたクリーン・ドライ・ガス供給用ユニット１により、クリーン・ドライ・ガスを製造する。そして、保管室２内の排気を行いつつ、クリーン・ドライ・ガス供給用ユニット１からクリーン・ドライ・ガスを保管室２へ供給してガス置換を行う。ガス置換が終了したら、クリーン・ドライ・ガス遮断及び導通制御用外部バルブ３及び大型のゲートバルブ４を閉じ、クリーン・ドライ・ガス供給ユニット１及び強制排気ファン５の稼動を停止させ、保管室２内を高清浄空気で満たされた状態で保存する。これにより、一切の動力を要することなくその高清浄な環境を維持することができ、半導体ウエハ等の保管時における保管庫のランニングコストを低減することができる。
【特許文献１】特開平６−２０６６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方式では、クリーン・ドライ・ガス供給用ユニット１の立上げ直後、湿度の高い空気が保管室に供給されてしまうため、保管室内部の湿度を所定の値にするのに多大な時間を要するという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、除湿機の立上げ時間と環境維持室を所望の露点温度にするまでの時間を短縮化し、省エネルギー性に優れた環境維持システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、ファンにより取り込んだエアを除湿機で除湿して環境維持室に給気する環境維持システムにおいて、前記除湿機の出口側と前記環境維持室とを接続することにより、前記除湿機で除湿したエアを前記環境維持室に給気する給気ラインと、前記除湿機の出口側と前記除湿機の入口側とを接続することにより、前記除湿機で除湿したエアを前記除湿機の入口側に循環させる循環ラインと、前記除湿機の出口側でエアの露点温度を測定する露点温度測定手段と、前記露点温度測定手段の測定値に基づいて、前記除湿機で除湿したエアの送気先を前記給気ラインと前記循環ラインとで切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする環境維持システムを提供する。
【０００８】
請求項１の発明によれば、循環ラインを設けて除湿機の除湿エアを入口側に循環させるようにしたので、除湿機で高い除湿性能が得られ、たとえば除湿機の立ち上げ時に除湿エアを除湿機に循環させて、低い露点温度まで急激に除湿させることができる。
【０００９】
また、請求項１の発明によれば、除湿エアの露点温度に応じて、除湿エアの送気先を環境維持室と除湿機の入口側とで切り替えるようにしたので、所望の露点温度まで除湿したエアのみを環境維持室に給気することができる。これにより、環境維持室を低露点環境にするまでの時間を短縮することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は請求項１において、前記露点温度測定手段の測定値に基づいて前記切替手段を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記露点温度測定手段の測定値が所定値以下の際に、前記除湿機で除湿したエアを前記給気ラインに送気して前記環境維持室に給気し、前記露点温度測定手段の測定値が所定値を超える際に、前記除湿機で除湿したエアを前記還気ラインに送気することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明によれば、除湿エアの露点温度が所定値以下になるまで、除湿エアを除湿機に循環させるので、除湿エアを短時間で所定の露点温度まで低下させることができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、除湿エアの露点温度が所定値以下になった際に除湿エアを環境維持室に給気するので、環境維持室の露点温度の除湿エアのみを給気させることができ、環境維持室を短時間で所定の露点温度にすることができる。よって、請求項２の発明によれば、環境維持室を短時間で所定の湿度にすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は請求項１又は２において、前記環境維持室は、開閉扉によって開閉される開口部と、前記開口部から排気される排気エアの風速を測定する風速測定手段とを備え前記風速測定手段の測定値に応じて前記ファンの送風量が調整されることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明によれば、開口部から排気エアの風速に応じてファンの送風量を調整するので、排気エアの風速を制御することができ、たとえば、排気エアの風速が常に基準値以上になるように制御することができる。なお、基準値を、開閉扉が全開の際に水分が環境維持室に入らないような風速の値とすることによって、環境維持室に外部から水分が入ることを防止できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は請求項１又は２において、前記環境維持室は、開閉扉によって開閉される開口部と、前記開閉扉を開閉操作して前記開口部の大きさを調節する開閉扉操作手段とを備え、前記開閉扉操作手段によって調節された前記開口部の大きさに応じて前記ファンの送風量が調整されることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明によれば、開口部の大きさに応じてファンの送風量を調整するので、開口部から排気エアの風速を制御することができ、たとえば、排気エアの風速が常に基準値以上になるように制御することができる。なお、基準値を、開閉扉が全開の際に水分が環境維持室に入らないような風速の値とすることによって、環境維持室に外部からの水分が入ることを防止することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は請求項３又は４において、前記開口部から排気されるエアの露点温度を測定する排気露点温度測定手段が設けられ、該排気露点温度測定手段の測定値に応じて、前記開閉扉と前記除湿機が操作されることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明によれば、開口部からの排気エアの露点温度に応じて開閉扉と前記除湿機を操作するようにしたので、たとえば排気エアの露点温度が目標値に達した際に開閉扉を閉めて除湿機を停止することによって、環境維持室を目標の露点温度に維持することができ、且つ、ランニングコストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、除湿機で除湿したエアが所定の露点温度になるまで除湿エアを除湿機に循環させて、環境維持室に給気するので、環境維持室を速やかに所定の露点温度まで乾燥させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面に従って本発明に係る環境維持システムの好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明に係る環境維持システムの第１の実施形態を示す概略構成図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態の環境維持システム１０は、水分を吸着する吸着剤が設けられた除湿機１２と、半導体材料１４を保管するためのストッカ１６を有している。
【００２２】
除湿機１２には、エアを除湿機１２内に流入させるための外気流路１８と、除湿機１２内で処理されたエアをストッカ１６に流入させるための給気流路２０が接続されている。
【００２３】
外気流路１８には、還気ダンパ２２（切替手段）が設けられている。また、給気流路２０には、流路切替ダンパ２４（切替手段）が設けられている。そして、還気ダンパ２２と流路切替ダンパ２４は、還気流路２６により連結されている。還気ダンパ２２と流路切替ダンパ２４は、還気流路２６側に全開にすることによって、除湿機１２の入口側と出口側が還気流路２６に連通され、外部及びストッカ１６から遮断されるようになっている。また、還気ダンパ２２と流路切替ダンパ２４は、還気流路２６に対して全閉にすることによって、除湿機１２の出口側から送り出されたエアが還気流路２６に流れ込むようになっている。
【００２４】
外気流路１８の除湿機１２と還気ダンパ２２との間には、ファン２８が設けられている。ファン２８は、外気を直接取り込み除湿機１２へエアを強制的に送り込むものである。
【００２５】
除湿機１２と流路切替ダンパ２４の給気流路２０には、露点温度測定手段３０が設けられている。この露点温度測定手段３０は、除湿機１２で処理されたエアの露点温度を測定するものであり、例えば、光学式の露点計が用いられる。
【００２６】
ストッカ１６と流路切替ダンパ２４との間の給気流路２０には、風量調節ダンパ３２（切替手段）が設けられている。この風量調節ダンパ３２は、露点温度測定手段３０の測定結果に基づいてその開閉を制御されるようになっている。
【００２７】
ストッカ１６には、開口部３４が設けられている。この開口部３４は、半導体材料１４をストッカ１６の内部に搬入又は搬出するとともに、ファン２８を介してシステム内部に取り込まれたエアを排出するために用いられる。
【００２８】
開口部３４の近傍には、風速計測手段３６が設けられており、この風速計測手段３６により、ストッカ１６の内部を満たすエアが開口部３４から排出される際の風速を測定できるようになっている。
【００２９】
開口部３４には、開閉扉３８が取り付けられている。この開閉扉３８は、不図示の駆動手段により開口部３４の縁部に沿って往復運動することができるようになっている。
【００３０】
開口部３４の近傍には、排気露点温度測定手段４０が設けられている。この排気露点温度測定手段４０は、ストッカ１６から排気されるエアの露点温度を測定することができるようになっている。
【００３１】
次に本実施の形態に係る環境維持システム１０を用いて、ストッカ１６の内部雰囲気を所定の湿度にする手順について説明する。
【００３２】
まず、還気ダンパ２２と流路切替ダンパ２４を、還気流路２６側に全開にすることによって、除湿機１２の入口側と出口側を還気流路２６に連通させ、外部及びストッカ１６から除湿機１２を遮断する。次に、風量調節ダンパ３２を閉鎖した状態で、ファン２８を作動させて、除湿機１２の内部にエアを送り込む。ここで、除湿機１２の出口側からは、その入口側から流入するエアに比べて露点温度の低いエアが送り出される。そして、除湿機１２の出口側から送り出されるエアの露点を、露点温度測定手段３０により測定し、この測定値が所定の露点温度以下になるまで、風量調節ダンパ３２を閉じ、エアがストッカ１６に流れ込まないようにする。このとき、除湿機１２の出口側から送り出されるエアの全量は、流路切替ダンパ２４から還気流路２６へ入り、還気ダンパ２２から再び外気流路１８を通り除湿機１２の内部に流入する。そして、露点温度測定手段３０の測定値が所定の露点温度以下になったときに、還気ダンパ２２と流路切替ダンパ２４を、還気流路２６に対して全閉にするとともに風量調節ダンパ３２を開くことにより、ストッカ１６に対して除湿機１２で処理されたエアを給気する。このとき、開口部３４から排気を行いながら、給気流路２０から所定の露点温度以下のエアを導入する。また、開口部３４から排気される空気の露点温度を、排気露点温度測定手段４０を用いて測定し、その測定値が所定の露点温度以下になった段階で、風量調節ダンパ３２及び開閉扉３８を閉じる。この結果、ストッカ１６の内部は所定の露点温度のエアで満たされた密閉空間となる。
【００３３】
なお、半導体材料１４を、ストッカ１６に搬入又はストッカ１６から搬出する際には、開閉扉３８を移動して半導体材料１４の大きさに合うように開口を作るとともに、風速計測手段３６により計測した風速に基づき、この開口部からストッカ１６の内部へエアが逆流することがないようにファン２８の動力を調節する。
【００３４】
以上説明したように本実施の形態によれば、露点温度測定手段３０の測定結果が、所定の露点温度以下になるまで、風量調節ダンパ３２を閉じるとともに還気ダンパ２２と流路切替ダンパ２４を還気流路２６側に全開にして、除湿機１２で処理されたエアをストッカ１６へ送り込むことなく、再度除湿機１２を通過するようにしたので、所定の露点温度のエアを送り出すことができるようになるまでの時間、即ち除湿機１２の立上時間を短縮化することができる。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、露点温度測定手段３０の測定結果が、所定の露点温度以下になった後に、還気ダンパ２２と流路切替ダンパ２４を還気流路２６に対して全閉にするとともに風量調節ダンパ３２を開放して、除湿機１２で処理されたエアをストッカ１６内へ流入させるようにしたので、所定の露点温度以下に至ったエアのみを、当初からストッカ１６に流入させるので、ストッカ１６を低露点環境にするのに要する時間を短縮化することができる。その結果、環境維持システム自体の省エネルギー化を図ることができる。
【００３６】
次に、本発明に係る環境維持システムの第２の実施形態について説明する。図２に示す第２の実施形態の環境維持システム１０Ａは、図１に示した第１の実施形態と比べて、制御手段４２Ａが設けられた点で異なっている。制御手段４２Ａは、露点温度測定手段３０、排気露点温度測定手段４０及び風速計測手段３６と電機的に接続されており、第１の実施形態の環境維持システム１０において操作者が手動で行っていた操作を自動化するものである。即ち、制御手段４２Ａは、露点温度測定手段３０、排気露点温度測定手段４０及び風速計測手段３６により測定された計測値を取り込んで解析して、その解析結果に基づき、還気ダンパ２２、流路切替ダンパ２４、風量調節ダンパ３２、ファン２８及び除湿機１２の運転状態を制御する。
【００３７】
本実施の形態に係る環境維持システム１０Ａによれば、環境維持システムの動作をより適切に制御し、システムの自動化を図ることができるので、環境維持システム自体の操作を簡略化することができる。
【００３８】
次に、本発明に係る環境維持システムの第３の実施形態について説明する。図３に示す第３の実施形態に係る環境維持システム１０Ｂは、図１に示した第１の実施形態と比べて、制御手段４２Ｂが設けられた点で異なっている。制御手段４２Ｂは、露点温度測定手段３０及び排気露点温度測定手段４０と電機的に接続されているとともに、予めストッカ１６の開口部３４の開閉扉３８を移動して作る開口の大きさとストッカ１６に給気する最低限必要な風量の関係に関するデータがその内部に設けられたメモリ内に格納されており、第１の実施形態の環境維持システム１０において操作者が手動で行っていた操作を自動化する。即ち、制御手段４２Ｂは、露点温度測定手段３０及び排気露点温度測定手段４０により測定された計測値を取り込んで解析し、その解析結果に基づき、還気ダンパ２２、流路切替ダンパ２４、風量調節ダンパ３２、ファン２８及び除湿機１２の運転状態を制御するとともに、制御手段４２Ｂの内部のメモリ内に格納されたデータに基づき、開閉扉３８の開閉を自動で行うように構成されている。
【００３９】
本実施の形態に係る環境維持システム１０Ｂによれば、上記実施形態において設けられていた風速計測手段３６を用いることなく、環境維持システム自体を適切に制御することができる。この結果、環境維持システム自体の装置構成をより簡略化することができるようになる。
【００４０】
なお、本発明は上述の実施形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
【００４１】
例えば、上記実施の形態においては、除湿機１２は主に除湿を行う機能を有するものとして記載したが、本発明はこれに限られず、除湿機１２の内部に更にガス状不純物を吸着する吸着剤を備えたものとすることができる。これにより、除湿機１２から流出するエアは、クリーン且つドライなガスとなり、ストッカ１６の内部において高清浄空間を実現することができる。
【００４２】
また、上記実施の形態においては、環境維持室の例として半導体用のストッカ１６を用いて説明したが、本発明における環境維持室はこれに限られず、他の対象物を保管するものにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る環境維持システムの第１の実施形態を示す概略構成図
【図２】本発明に係る環境維持システムの第２の実施形態を示す概略構成図
【図３】本発明に係る環境維持システムの第３の実施形態を示す概略構成図
【図４】従来の保管庫の例を示す概略構成図
【符号の説明】
【００４４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…環境維持システム、１２…除湿機、１６…ストッカ、１８…外気流路、２０…給気流路、２８…ファン、２２…還気ダンパ、２４…流路切替ダンパ、２６…還気流路、３０…露点温度測定手段、３２…風量調節ダンパ、１４…半導体材料、３４…開口部、３６…風速計測手段、３８…開閉扉、４０…排気露点温度測定手段、４２Ａ、４２Ｂ…制御手段
【図１】
2008068210.tif 000003
【図２】
2008068210.tif 000004
【図３】
2008068210.tif 000005
【図４】
2008068210.tif 000006