JP2002243233A

JP2002243233A - 空気清浄化装置

Info

Publication number: JP2002243233A
Application number: JP2001036318A
Authority: JP
Inventors: Kanako Harima; かな子播間
Original assignee: Rorze Corp
Current assignee: Rorze Corp
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、風量をより均一化して均一な下降
面流を形成し、より高清浄な空間を形成可能な空気清浄
化装置を提供することを目的とする。【解決手段】四方が隔壁で囲まれた空間の上部にファ
ンフィルタユニットを設置し、該ユニットの吹き出し面
から前記空間に向かって清浄空気を吹き出し、前記空間
内を清浄に保つための空気清浄化装置において、前記空
間内に多数の開口を有する多孔板を配置し、該多孔板を
通して前記空間の下部に向かって清浄空気を流す構成と
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気清浄化装置に
係り、特に、半導体処置装置等のウエハハンドリング空
間を局所的に高清浄な空間とする空気清浄化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの一層の高性能化、高集
積化が進むにつれ、クリーンルームには益々高い清浄度
が要求され、その設備費、維持費等のコストは増大の一
途をたどっている。そこで、クリーンルームに要するコ
スト削減を図るとともに、ウエハの接する雰囲気を一層
高清浄としデバイスの高性能・高集積化に対応可能とす
ることを目的に、処理装置のウエハハンドリング空間を
局所的に高清浄とする局所的空気清浄化装置を配置し、
これら処理装置間のウエハの搬送をＳＭＩＦポッドやＦ
ＯＵＰ等の密閉式容器内に収納して行うミニエンバイロ
メント方式が注目されている。

【０００３】このような局所的空気清浄化装置の一例を
図６に示す。空気清浄化装置１は、清浄空気を吹き出す
ファンフィルタユニットと清浄空間を分離する隔壁とか
ら構成され、具体的には、支柱２と支持フレーム３から
なる枠体の４側面にカバー４が取り付けられ、支持フレ
ーム３上にファンフィルタユニット５が吹き出し面を下
に向けて固定されている。ファンフィルタユニット５か
ら吹き出される清浄空気は下方に向かって流れ、このガ
ス流により枠体内部の空間はパーティクルの少ない清浄
雰囲気に保たれる。

【０００４】この空気清浄化装置は、例えば、図５の前
面図（Ａ）と背面図（Ｂ）に示すように、半導体処理装
置１０とポッド１２を載置したポッドステージ１１との
間の空間、即ち、ウエハ移送ロボットが設置される空
間、に組み込まれる。なお、ポッドステージ側及び処理
室側のカバー４には、ウエハ移送のための開口１３，１
４が形成されている。このような構成とすることによ
り、ウエハが移送される空間には常に清浄な空気が流れ
ており、ウエハ上へのパーティクル汚染を防止すること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が清浄度向上の検討を行う中で、従来の空気清浄化装
置には種々の問題があることが明らかになってきた。即
ち、装置の支持フレーム３の下は風量が得られず吹き溜
まりができることによって乱流が生じることになり、支
持フレームの下では気流が舞い上がって均一な下降面流
が得られないという問題点があることが明らかになっ
た。この気流の乱れは、パーティクルを巻き上げ、ウエ
ハを汚染する確率が高くなるため高集積化が更に進むと
重大な問題となる。

【０００６】このため、支持フレームを取り除き、ユニ
ットの側面で支持する装置構成の検討も行ったが、ファ
ンフィルタユニットの構造上、ユニット底面の周辺部に
は吹き出しのない部分があるため同様に吹き溜まりがで
き、乱流が生じることがが分かった。この問題は、ファ
ンフィルタユニットを複数個取り付ける場合にも同様に
起こり、装置内部全体の風量にばらつきが生じることに
なる。

【０００７】また、ファンフィルタユニット５の吹き出
し面の中心部では風量が強く、周辺では弱くなり、全体
的に風量のばらつきがあるという問題がある。この問題
はファンフィルタユニット内のファンとフィルタとの距
離を大きくすることにより、ある程度は解消されるが、
装置全体が大型化してしまうという問題が新たに生じる
ことになる。

【０００８】以上のような状況において、本発明は上記
の問題を解決し、風量をより均一化して均一な下降面流
を形成し、より高清浄な空間を形成可能な空気清浄化装
置を提供することを目的とする。また、さらにファンフ
ィルタユニットのコンパクト化した空気清浄化装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の空気清浄化装置
は、四方が隔壁で囲まれた空間の上部にファンフィルタ
ユニットを設置し、該ユニットの吹き出し面から前記空
間に向かって清浄空気を吹き出し、前記空間内を清浄に
保つための空気清浄化装置において、前記空間内に多数
の開口を有する多孔板を配置し、該多孔板を通して前記
空間の下部に向かって清浄空気を流す構成としたことを
特徴とする。このように、ファンフィルタユニットの吹
き出し口から所定の距離をもってガス流路全面に多孔板
を取り付けることにより、ファンフィルタユニット吹き
出し面の周辺部又は支持フレームの下部で乱流が発生し
ても、多孔板上での圧力は均一化され、多孔板の下流側
に均一な下降面流を形成することができる。この結果、
パーティクルの舞い上がりは防止され、何らかの原因で
混入してきたパーティクルも下降面流にのって空間外に
排出することができ、パーティクルフリーの高清浄な雰
囲気とすることが可能となる。

【００１０】本発明の多孔板は、既設の清浄化装置に取
り付けることができ、また着脱可能に取り付け可能であ
る。従って、吹き出し面からの距離、開口率、孔位置、
孔径を適宜選択することにより、あらゆる要求条件に対
応することができる。また、従来装置のようにファンフ
ィルタユニット内のファンとフィルタとの間隔を大きく
とって風量を調節する必要がなくなり、コンパクトなフ
ァンフィルタユニットを実現でき、その結果、コスト削
減を図ることも可能となる。

【００１１】本発明において、前記吹き出し面と前記多
孔板との距離を８０ｍｍ以上とするのが好ましい。８０
ｍｍ以下では、風速が変化した場合や支持フレームの幅
等によって吹き溜まり領域が増大し、均一流が得られな
くなる場合があるが、８０ｍｍ以上とすることにより、
例えば、風速０．３〜０．６ｍ／ｓにおいて均一な気流
を形成することができる。また、装置構成上、通常、５
００ｍｍ程度以下とされる。

【００１２】また、前記多孔板の開口率を３０〜７５％
とし、前記開口の孔径を２〜１０ｍｍとするのが好まし
く、開口率や孔径をこの範囲におさめることにより、多
孔板下流側での下降面流の均一性は一層向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の空気清浄
化装置の一例を示す模式的斜視図（Ａ）及び断面図
（Ｂ）である。図１に示すように、空気清浄化装置１
は、支柱２と支持フレーム３からなる枠体、枠体の４側
面を囲むカバー（隔壁）４、支持フレーム３上に固定さ
れるファンフィルタユニット５、及びファンフィルタユ
ニット５と所定の間隔を開けて取り付けられる多孔板６
から構成される。

【００１４】多孔板６は、撓みが生じない程度の厚さの
ステンレス板等に、多数の開口を形成したものが用いら
れ、ファンフィルタユニットのガス吹き出し面と所定の
間隔を開けて枠体に取り付けられる。ここで、多孔板の
開口率、孔の径、数、位置等は、要求される清浄度や風
速等に応じて適宜決定すれば良いが、開口率としては３
０〜７５％、孔径としては２〜１０ｍｍが好適に用いら
れ、例えば格子状、千鳥状に配置される。また、多孔板
の取り付け位置は、風速、支持フレームの幅により定め
ればよいが、吹き出し面と８０ｍｍ以上あけて取り付け
るのが好ましく、多孔板下流での風速の面内バラツキを
±１５％以内に抑えることができる。なお、多孔板は、
取り外し可能に、また、高さ方向に移動可能に取り付け
てもよい。

【００１５】本発明のファンフィルタユニット５は、タ
ーボファン、プラグファン等の軸流ファンからなる送風
ファン５ａとＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ等の
高性能フィルタ５ｂとを一体的に組み立てて構成され、
フィルタはファンモータ駆動の送風ファンの下流側に設
けられる。また、カバー４には、特に限定はないが、図
１の装置を図５に示したウエハ移送空間に組み込む場合
は、通常、ポッドステージ側に厚さ１．２〜２ｍｍ程度
のステンレス板、処理装置側には同様のステンレス板又
は厚さ５ｍｍ程度の塩化ビニル樹脂板が用いられる。

【００１６】この設置状態で、ファンフィルタユニット
５を運転すると、送風ファン５ａにより装置外部から空
気を吸い込み、フィルタ５ｂを通して多孔板６方向に吹
き出す。この際、フィルタ５ｂにより、空気中に含まれ
る塵埃や微粒子が除去され、清浄化された空気が装置内
部に吹き出される。ここで、ファンフィルタユニット５
の吹き出し面からの清浄空気の管理風速は通常０．３ｍ
／ｓｅｃから０．６ｍ／ｓｅｃの間で要求性能に応じて
適宜決定される。吹き出された清浄空気は、支持フレー
ム３下部で乱流が生じるため均一な気流とならないが、
多孔板の下流側では均一な下降面流となり、カバー４で
囲まれた空間内を高清浄化することができる。

【００１７】多孔板を設置することにより均一な下降面
流が形成できることを気流解析の結果を参照して説明す
る。この気流解析においては、、ファンフィルタユニッ
トの吹き出し口からの風速を０．５ｍ／ｓｅｃとし、多
孔板の取り付け位置は吹き出し面から１００ｍｍとし
た。また、多孔板の開口は、図２に示すように、孔径
８．７４ｍｍの開口を１０ｍｍピッチで形成し、開口率
を５７％とした。解析結果を図３に示す。図３におい
て、（Ａ）は装置内の風速ベクトル図であり、ベクトル
の長さが風速の強さを表している。また、（Ｂ）はパー
ティクルの流線図である。なお、比較のため、多孔板を
配置しない従来の装置についても同様の解析を行い、こ
れを図４に示した。

【００１８】多孔板が無い場合は、図４が示すように、
装置の中心では風速が強く、端で弱くなり、風速にバラ
ツキを生じていることが分かる。また、支持フレームの
部分で吹き溜まりによる気流の舞い上がりが生じ、均一
な下降面流は得られないことが分かる。従って、パーテ
ィクルも気流に乗って空間内に滞留する量が増加し、ウ
エハ汚染の確率が高くなる。一方、多孔板を設置した図
３では、中心及び端でほぼ同じ風速が得られ、吹き出し
面と多孔板との間の装置端部で乱流が生じても、多孔板
の下流側では流れは均一化し、均一な下降面流が形成さ
れていることが分かる。このように、多孔板を配置する
ことにより、極めて高清浄な空間を作り出すことができ
る。

【００１９】なお、本発明の空気清浄化装置を他の処理
装置等に組み込む場合は、隔壁その他の部材を処理装置
の部材を兼用するようにしても良いことは言うまでもな
い。さらに、図１ではファンフィルタユニットと清浄化
すべき空間の水平方向断面積を同一としたが、空間断面
積の方が大きい場合でも、この断面積と同じ大きさの多
孔板を取り付けることにより、同様に均一化下降面流を
形成することができる。

【００２０】また、以上の実施の形態では、処理装置等
を局所的に高清浄化する場合について述べてきたが、本
発明はクリーンルーム全体に適用することもできる。さ
らに、半導体製造用のクリーンルームまたは局所清浄化
装置にに限らず、バイオロジカルクリーンルームや、バ
イオハガード対策施設、海上コンテナ船の冷凍ユニッ
ト、病院のクリーンルームや分娩室等の種々のクリーン
ルーム及び局所清浄化装置に適用することも可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明により、即
ち、ファンフィルタユニットの吹き出し面からある一定
の距離をもって下部全面に多孔板を取り付けることによ
って、吹き出し面周辺部又は支持フレームの下で乱流が
生じても、多孔板下部の気流は均一化され、さらには、
ファンフィルタユニットのコンパクト化も実現できると
いう優れた効果を奏し得るものである。さらに、既設の
清浄化装置に取り付けることができ、多孔板を着脱可能
に設けたので、取り付け自由度が高く、吹き出し口から
の距離や多孔板の開口率や孔の径、位置等を変えての後
付けも可能となり、各装置のあらゆる設定条件に対応す
ることができる。また、多孔板を設けることにより、フ
ァンフィルタユニットのコンパクト化が可能となり、ユ
ニットのコスト削減にも貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄化装置の一例を示す模式図で
ある。

【図２】多孔板の孔の配置例を示す概略図である。

【図３】本発明の気流状態及びパーティクルの流れを示
す模式図図である。

【図４】従来の装置内部の気流状態及びパーティクルの
流れを示す模式図である。

【図５】本発明の空気清浄化装置の組み込み例を示す模
式図である。

【図６】従来の空気清浄化装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１空気清浄化装置、２支柱、３支持フレーム、４カバー、５ファンフィルタユニット、５ｂフィルタ、５ａファン、６多孔板、１０処理装置、１１ポッドステージ、１２ポッド、１３、１４開口。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】四方が隔壁で囲まれた空間の上部にファ
ンフィルタユニットを設置し、該ユニットの吹き出し面
から前記空間に向かって清浄空気を吹き出し、前記空間
内を清浄に保つための空気清浄化装置において、前記空間内に多数の開口を有する多孔板を配置し、該多
孔板を通して前記空間の下部に向かって清浄空気を流す
構成としたことを特徴とする空気清浄化装置。
【請求項２】前記吹き出し面と前記多孔板との距離を
８０ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１に記載の
空気清浄化装置。
【請求項３】前記多孔板の開口率を３０〜７５％と
し、前記開口の孔径を２〜１０ｍｍとしたことを特徴と
する請求項１又は２に記載の空気清浄化装置。