(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルームが設けられる内部支持構造と、内部支持構造を囲む外部支持構造とからなり、外部支持構造に内部支持構造内を通過する複数階の梁を架設し、内部支持構造に複数階の梁を架設して、外部支持構造の梁と内部支持構造の梁とを上下交互に配した建築物であって、
内部支持構造の梁上を、振動から絶縁すべき製造機器を配置するプロセスエリアとし、外部支持構造の梁上を、前記製造機器に付属するポンプ等の振動発生源を配置するユーティリティエリアとすることにより、製造機器を外部振動から絶縁できるように構成したクリーンルーム建築物。
【請求項２】
上記外部支持構造に架設した梁に、内部支持構造内のクリーンルームの空気を循環させて浄化するファンフィルタユニットを配置するとともに、外部支持構造に空調機器等のユーティリティ設備を配置し、空調機器から前記プロセスエリアの天井を通じてプロセスエリアへ清浄空気を供給し、プロセスエリアの床下空間を通じて内部支持構造から外部支持構造の空調機器へ空気を還流させるように構成した請求項１記載のクリーンルーム建築物。
【請求項３】
上記内部支持構造の梁上のプロセスエリアと、外部支持構造の梁上のユーティリティエリアとを隔壁にて遮断し、外部支持構造内の空調機器からプロセスエリアへのみ清浄空気を供給するように構成した請求項２記載のクリーンルーム建築物。
【請求項４】
上記外部支持構造に、プロセスエリアが必要とする空調機器や給水設備、並びに上下のプロセスエリアを連絡する搬送系や製品のストックエリア等の諸設備を配置し、空調機器からストックエリア並びに搬送系もしくはその周辺へ局所的に清浄空気を供給するように構成した請求項１、２または３記載のクリーンルーム建築物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クリーンルーム建築物に関するものであり、特に、防振性能を向上させたクリーンルーム建築物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
半導体や光学機械等の精密機械製造工場では、清浄雰囲気が必要とされる工程をクリーンルーム内で行い、クリーンルームの温度・湿度・塵埃量等の室内環境を適正に制御するとともに、クリーンルームの振動を軽減する対策を講じている。特に振動を嫌う工程としては、半導体製造におけるパターン露光工程やフォトマスクの検査工程等があり、製品の高集積化や微細化に伴って振動の許容値が小さくなってきている。
【０００３】
クリーンルームに生じる振動の原因としては、交通機関等から地盤を介して伝播される外部振動、クリーンルームに空気を供給する空調機器や超純水を供給するためのポンプ等の製造に必要なユーティリティ設備が発生する振動、クリーンルーム内の製造装置自体が発生する振動等がある。
【０００４】
クリーンルームに伝播される振動を抑制するための建築構造としては、製造工程を行うクリーンルームの建物と、ユーティリティ設備を設置する建物とを別棟として隣接させて設置し、振動を伝えないエキスパンションジョイントで各棟を接続する構造が知られている。また、工場の構造を二重構造として内部構造にクリーンルームを配置し、内部構造を取り囲む外部構造の上部にユーティリティ設備を配置したものも提案されている。
【０００５】
しかし、前述したように、クリーンルーム内に設置される製造装置自体にも電動ポンプなどの振動発生源を持つものがあり、上記のクリーンルームにおいては、外部やユーティリティ設備から伝播される振動は低下するものの、製造装置が発生する振動が問題になる場合がある。
【０００６】
製造装置が発生する振動の影響を解消するためには、製造装置に付属する振動発生源と製造工程を実施するプロセスエリアとを絶縁する必要があるが、従来の建築構造では同一の建物内にあるプロセスエリアと製造装置の振動発生源とを構造的に絶縁することは不可能である。
【０００７】
そこで、クリーンルーム内の製造装置に付属する振動発生源とプロセスエリアとを絶縁してクリーンルームの振動を可及的に低下させ、製造及び検査工程における不安定要素を解消するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、クリーンルームが設けられる内部支持構造と、内部支持構造を囲む外部支持構造とからなり、外部支持構造に内部支持構造内を通過する複数階の梁を架設し、内部支持構造に複数階の梁を架設して、外部支持構造の梁と内部支持構造の梁とを上下交互に配した建築物であって、
内部支持構造の梁上を、振動から絶縁すべき製造機器を配置するプロセスエリアとし、外部支持構造の梁上を、前記製造機器に付属するポンプ等の振動発生源を配置するユーティリティエリアとすることにより、製造機器を外部振動から絶縁できるように構成したクリーンルーム建築物を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図に従って詳述する。図１はクリーンルーム建築物１の骨組を示し、クリーンルーム建築物１は、内部支持構造２と、内部支持構造２を取り囲む外部支持構造３とからなり、内部支持構造２と外部支持構造３はそれぞれ基礎４から別々に立ち上げて分離されている。
【００１０】
外部支持構造３と内部支持構造２にはそれぞれトラス梁５，６が架設され、最上層のトラス梁５は外部支持構造３に架設されており、以下、下方へ向かって内部支持構造２のトラス梁６と外部支持構造３のトラス梁５とが一段毎に交互に配設されている。内部支持構造２の空間はクリーンルームとして使用され、外部支持構造３は空調機器やエレベータ等を設置するユーティリティ棟として使用される。
【００１１】
クリーンルーム建築物１の構造を上から順に説明すると、外部支持構造３に架け渡した最上層のトラス梁５は屋根Ｒを支え、このトラス梁５内の空間は、外部支持構造３から内部支持構造２へ空気を供給する空気供給チャンバー７として利用される。空気は外部支持構造３内に設置された空調機器（図示せず）から空気供給チャンバー７を介してトラス梁５の下のプロセスエリア（製品製造室空間）８へ供給される。
【００１２】
プロセスエリア８の天井９は、このトラス梁５の下弦材の位置に設置され、天井には必要な清浄度に応じたファンフィルタユニット１０もしくは空気フィルタが設置される。天井９とその下のトラス梁６との空間がプロセスエリア８であり、プロセスエリア８の床となるトラス梁６は、内部支持構造２に支持されて外部支持構造３とは構造的に絶縁されている。プロセスエリア８には、製造設備のうちで直接製造に関わり、外部振動の影響を排除すべき機器が設置される。
【００１３】
トラス梁６にはグレーチング（穴あきパネル）１１が床として敷設され、プロセスエリア８には、パーティションで仕切られて床下空間と天井裏をつなぐローカルリターンスペース（図示せず）が設けられている。
【００１４】
天井９のファンフィルタユニット１０からプロセスエリア８へ供給された清浄空気は、プロセスエリア８内を下降してグレーチング１１から床下へ流れ、トラス梁６内の空間である空気還流チャンバ１２からローカルリターンスペースを通じて天井裏に向かって上昇し、天井９のファンフィルタユニット１０によりプロセスエリアへ再度吹き出される。また、外部支持構造３内の空調機器を運転している際は、プロセスエリア８内の空気の一部は空気還流チャンバ１２を通じて外部支持構造３内の空調機器へ還流する。
【００１５】
トラス梁６とその下のトラス梁５との間の空間はユーティリティエリア１３であり、その床１４は外部支持構造３のトラス梁５に支持される。ユーティリティエリア１３には、プロセスエリア８内に配置される製造設備に付帯するポンプ等の振動発生源や振動の影響を受けない機器を配置する。
【００１６】
したがって、ユーティリティエリア１３で発生する振動は外部支持構造３へ伝わり、内部支持構造２には有害な振動は伝播しない。このユーティリティエリア１３の床１４を支えるトラス梁５は、下のプロセスエリア８の天井裏の梁となり、以下、上記の４層構造を繰り返すことにより、多層のクリーンルームを構築することができる。
【００１７】
また、同図に示すように、グレーチング１１を支えるトラス梁６の底部に、プロセスエリア８と下のユーティリティエリア１３とを区画する水平隔壁１５を配置すれば、ユーティリティエリア１３内に清浄空気を供給する必要はなくなる。これにより、清浄空気の供給量を削減できるとともに、ユーティリティエリア１３内の機器や排気ダクト、廃液ライン等の設備のメインテナンスの際にプロセスエリア８内の清浄空気を汚染することがなく、また作業者がクリーンウェアを着衣しなくとも支障がないのでメインテナンスの作業性が向上する。尚、水平隔壁１５は空気を遮断することが目的であり、装置荷重を支える必要はないものである。
【００１８】
水平隔壁１５を設置した場合は、ユーティリティエリア１３からプロセスエリア８への配管や配線が水平隔壁１５を貫通することになるが、配管と水平隔壁１５の穴との間隙をシールするか、または、水平隔壁１５にホースジョイントやコンセントを埋め込んで、隔壁の上下両側からそれぞれ接続する方法によって空気漏れを防ぐ。
【００１９】
外部支持構造３には、空調機器や超純水のポンプ等のユーティリティ機器（図示せず）を設置するユーティリティ室が設けられる他、製造工程におけるウェハ等のストックエリア、上下のプロセスエリア８を結ぶ搬送系、作業員の出入り口やエレベータ、事務室等が設置される。外部支持構造３が内部支持構造２を取り囲むことにより、内部支持構造２は風から遮蔽され、内部構造２が風によって揺れることが防止できる。また、外部支持構造３自体は振動に関する制限が厳しくないので、経済的な構造とすることができる。外部支持構造３内のストックエリアと搬送系のみは、シリコンウェハ等の製品基材の表面が空気汚染されることを防止するために、隔壁により他と区画して局所的に清浄空気を供給しなければならないが、これ以外の空間には清浄空気を常時供給する必要はないので運転コストの面でも経済的である。
【００２０】
図２及び図３はクリーンルーム建築物１における基礎の他の実施形態を示し、図２は内部支持構造２の基礎１６と、外部支持構造３の基礎１７を分離したものであり、図３は、外部支持構造３を潜函形コンクリート基礎１８で支持し、潜函形コンクリート基礎１８上の地盤に内部支持構造２の基礎１９を形成したものである。このように基礎を分離した場合は、図に示すように、１階のユーティリティエリア１３も外部支持構造３に架設したトラス梁５上に設けて、ユーティリティエリア１３から内部支持構造２の基礎１６，１９への振動の伝播を遮断すれば、一体形基礎のものよりもさらに防振性能の向上が期待できる。
【００２１】
また、図４は図１に示すクリーンルーム建築物１を単位基本セルとし、平面上に複数の基本セルを並設した構成を示し、隣接する同一階の内部支持構造２は、外部支持構造３の構造材間を通過するエキスパンションジョイント（図示せず）によって連絡される。すなわち、構造的には二重構造を持つ複数の建築物が隣接して建設された状態であるが、クリーンスペースとしては一つの部屋として機能することが特徴である。
【００２２】
空気の流れからみると、一つの基本セルを拡大して広いクリーンスペースを構成した場合は、中央部と外周部の圧力が不均等になり、リターンスペースを配置した外周部のみエアが循環して中央部は滞留してしまう現象が生じるが、単位基本セルを隣接させて広いクリーンスペースを構成することにより、図示例ではリターンスペースである外部支持構造が６つのブロックに分かれることになる。このような連結構造をとることで、広いクリーンエリアを構成しても局所的に空気が滞留することがなく、大面積のクリーンルーム建築物を構築することができる。
【００２３】
尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のクリーンルーム建築物は、プロセスエリアが設けられる内部支持構造と、空調機器等のユーティリティ設備を配置する外部支持構造との２重構造とするとともに、プロセスエリア内の製造装置に付帯する電動ポンプなどの振動発生源を外部支持構造に架設した梁にて支持するので、プロセスエリアが全ての振動発生源から構造的に絶縁されてプロセスエリアの振動が可及的に低下し、半導体等の製造及び検査工程における不安定要素が解消されて生産性の向上に寄与できる。また、防振性能が高いことから、クリーンルームを多層化した高層クリーンルーム建築物を構築することが可能となり、土地の有効利用が図られる等、諸種の効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示し、クリーンルーム建築物の構造解説図。
【図２】本発明の他の実施形態を示し、クリーンルーム建築物の構造解説図。
【図３】本発明の他の実施形態を示し、クリーンルーム建築物の構造解説図。
【図４】複数個のクリーンルーム建築物を並設した平面解説図。
【符号の説明】
１        クリーンルーム建築物
２        内部支持構造
３        外部支持構造
４        基礎
５，６    トラス梁
７        空気供給チャンバー
８        プロセスエリア
１０        ファンフィルタユニット
１２        空気還流チャンバー
１３        ユーティリティエリア
１５        水平隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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