可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置及び空気浄化設備
【課題】可視光応答触媒を設置した通風路内に外側から照明光の一部を導入することが可能な、クリーンルーム用の空気浄化装置を提案する。
【解決手段】クリーンルーム用の空気浄化装置であって、送風用のケース体６の下流側に除塵用フィルタ２０を設けるとともに、この除塵用フィルタよりも上流側のケース体部分に外部から照明光ｂを導入するための透明な採光部１４を形成し、この採光部と連なるケース体内の適所に可視光応答触媒２２を設置し、この可視光応答触媒を上記採光部から導入した照明光を利用して活性化し、空気中の汚染物質を分解するように構成した。
【解決手段】クリーンルーム用の空気浄化装置であって、送風用のケース体６の下流側に除塵用フィルタ２０を設けるとともに、この除塵用フィルタよりも上流側のケース体部分に外部から照明光ｂを導入するための透明な採光部１４を形成し、この採光部と連なるケース体内の適所に可視光応答触媒２２を設置し、この可視光応答触媒を上記採光部から導入した照明光を利用して活性化し、空気中の汚染物質を分解するように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置及び空気浄化設備に関する。この発明は、特に半導体・液晶パネルなど電子デバイスの製造において製品歩留まりに影響するケミカル汚染物質を除去するクリーンルームの空調システムに関係するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体・液晶パネルなどの電子デバイスの製造環境では、大気汚染が空調機を通じて進入し、クリーンルームの構成材料から発生するガスや製造装置から漏洩する微量な薬品・ガスが拡散してクリーンルームの空気を汚染することがある。これらのケミカル汚染物質は、製品の表面に吸着し、化学反応により不良の原因となる。そこでクリーンルームでは、ケミカル汚染物質を除去するために、循環空調機の一部にケミカルフィルタが設置される（特許文献１）。
【０００３】
上記ケミカルフィルタをクリーンルーム内の局部的清浄領域（ミニエンバイロメント）のファンフィルタユニット（ＦＦＵ）に用いることも知られている（特許文献２）。
【０００４】
他方、酸化チタンなどの光触媒を用いたフィルタは、接触した有機成分を分解する。上記光触媒は紫外線を照射しなければ分解が起こらないために、その近傍でUVランプを点灯しなければならない。クリーンルーム内で半導体製造装置の上方の天井用ＦＦＵに紫外線応答触媒及びＵＶランプを配することも知られている（特許文献３）。
【０００５】
またクリーンルーム以外の空調において、照明用光源を内装した透明ダクトの内面に、可視光応答触媒を担持した空調装置が知られている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９２２９０
【特許文献２】特開２００６−０５４３６１
【特許文献３】特開２００６−３２２６５９
【特許文献４】特開２００６−１４５１８３
【特許文献５】特開２００６−１１２７５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜２のケミカルフィルタは、除去対象である成分によって活性炭や酸化還元剤、イオン交換樹脂などを使用して、物理吸着や化学吸着によって汚染物質を除去するため、吸着能力が徐々に低下し、容量を超えると交換しなければならない。
【０００８】
特許文献３の紫外線応答触媒を利用した空気浄化装置は、天井に設けたＵＶランプの周りを、触媒を担持した縦筒状のダクトで囲っているが（段落００１９）、ダクトから紫外線が漏れると、半導体を製造する露光工程で加工精度に支障をきたす虞がある。
【０００９】
特許文献４の如く可視光応答触媒を担持した透明ダクト内に光源を設置する技術は、触媒を担持したダクトを光が透過すること、及び、空気中の汚れが光源に付くことで照度が低下する虞があり、クリーンルーム用の空気浄化装置には適用し難い。
【００１０】
本発明の第１の目的は、可視光応答触媒を設置した通風路内に外側から照明光の一部を導入することが可能な、クリーンルーム用の空気浄化装置を提案することである。
【００１１】
本発明の第２の目的は、可視光応答触媒を設置した箇所へ、空気の流れを妨げずに外部の光を導くことが可能なクリーンルーム用の空気浄化装置を提案することである。
【００１２】
本発明の第３の目的は、空気浄化装置と照明装置とからなり、照明光の一部を空気浄化のための触媒反応を起こすために利用する空気浄化設備を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の手段は、クリーンルーム用の空気浄化装置であって、
送風用のケース体の下流側に除塵用フィルタを設けるとともに、この除塵用フィルタよりも上流側のケース体部分に外部から照明光を導入するための透明な採光部を形成し、
この採光部と連なるケース体内の適所に可視光応答触媒を設置し、
この可視光応答触媒を上記採光部から導入した照明光を利用して活性化し、空気中の汚染物質を分解するように構成している。
【００１４】
本手段は、図３の如く空気浄化装置のケース体のうち除塵用フィルタ上流側に外から照明光ｂを導入するための透明な採光部を設けることを提案する。製造ラインに悪影響を及ぼす紫外線を使うのではないから、クリーンルームへの適用に好適であり、かつ簡単な構成で照明装置と空気浄化装置との間で光エネルギーの授受が可能となる。
【００１５】
「採光部」は、光がケース体の一部を透過できれば如何なる構造でもよい。また受光面での十分な照度を確保するため、複数の採光部から入った光を反射・屈折により同一面に重ねて集光作用を持たせてもよい。「採光部と連なるケース体内の適所」とは、採光部から直接的に又は鏡面を経由して光が届く場所という意味である。「クリーンルーム用の空気浄化装置」は、クリーンルームの全体又は一部を浄化するものである。
【００１６】
第２の手段は、第１の手段を有し、かつ上記ケース体の上流側に送風手段を設けて、送風手段と除塵用フィルタとの間のケース体部分に上記採光部を配置し、かつ
上記可視光応答触媒を、除塵用フィルタの上流側の表面又はこの表面の近くに配置するとともに、上記採光部から可視光応答触媒の配置箇所へ照明光を反射する反射手段を、送風手段と除塵用フィルタとの間に設けている。
【００１７】
本手段は、送風手段と除塵用フィルタとの間の採光部から取り入れた光を除塵用フィルタ側へ反射することを提案している。「反射手段」は、一つ又は複数の反射板で形成することができる。反射板は、図９に実線で示すように採光部から入射する照明光ｂＵ、ｂＬを拡散する機能を有する凹曲面に形成することができる。一定の巾Ｗを有する除塵用フィルタに広く光を照射するためである。図示例のように複数の採光部から導入した光線を同一の受光面に重ねて集光させることもできる。
【００１８】
第３の手段は、第２の手段を有し、かつ上記反射手段が気流制御用バッフル板を兼ねている。
【００１９】
クリーンルーム用のＦＦＵにバッフル板を設けて気流の向きを調整することは従来行われていたが（例えば特許文献５参照）、本手段では、気流制御用バッフル板と照明光の反射手段と兼用することを提案している。これにより部材数を減少できる。
【００２０】
第４の手段は、第２の手段又は第３の手段を有し、かつ上記除塵用フィルタの濾材を、有機系バインダーを含まない材料とするとともに、この除塵用フィルタの上流側の表面に可視光応答触媒を設けている。
【００２１】
本手段では、図６に示す防塵用フィルタの表面に可視光応答触媒を設けている。フィルタへの汚れの付着を低減するためである。有機系のバインダーを含まない素材で濾材を形成する理由は、光触媒がバインダーを分解することを避けるためである。
【００２２】
第５の手段は、第４の手段を有し、かつ上記可視光応答触媒は、液体中に分散させて噴霧することにより除塵用フィルタの表面に付着させている。
【００２３】
本手段によれば、図７に示すように除塵用フィルタに可視光応答触媒のスラリーを噴霧するので、触媒の層がケミカルフィルタのように厚くならず圧力損失を生じない。
【００２４】
第６の手段は、第２の手段又は第３の手段を有し、かつ上記除塵用フィルタは波形に形成され、その隣り合う波の間に、可視光応答触媒を担持した固定板を除塵用フィルタに触れないように設置している。
【００２５】
本手段では、図８に示す如く、除塵用フィルタに触れないように、可視光応答触媒を担持した固定板を設置することを提案している。これにより、有機系のバインダーを濾材に使用することができ、かつ除塵用フィルタを清浄な状態に保つことができる。
【００２６】
第７の手段は、照明装置を含む空気浄化設備であって、第１の手段から第６の手段のいずれかである空気浄化装置と照明装置とからなり、照明装置は、可視光光源と、照明装置の側部に形成した投光部とを有し、この投光部から空気浄化装置の採光部まで照明光の一部を投光できるように空気浄化装置及び照明装置を位置決めして並置させている。
【００２７】
本手段は、照明装置の投光部から空気浄化装置の採光部へ照明光の一部を投光することを提案する。「投光」とは空間に光を射出することをいう。可視光光源は、主として可視光のみを発する光源をいい、より好適には４００ｎｍ以下の紫外線を含まない可視光光源とするとよい。こうした可視光光源であれば、各装置の対向高さに投光部と採光部とを設け両者を正しく位置合わせするだけで、照明光の一部を空気浄化装置に与えることが可能となる。空気浄化装置及び照明装置の位置関係を決める位置決め機構を両装置の設置面に設けるとよい。「照明光の一部」とは、図２に示す如く光源から水平方向へ射出した光であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２８】
第１の手段に係る発明によれば、除塵用フィルタより上流のケース体部分を経て照明光を導入するから、除塵用フィルタを清浄に保つために照明光の一部を利用できる。
【００２９】
第２の手段に係る発明によれば、採光部から可視光応答触媒の配置箇所へ照明光を反射する反射手段を設けたから、可視光応答触媒へ確実に光を供給できる。
【００３０】
第３の手段に係る発明によれば、気流制御用バッフル板を照明光の反射手段と兼用したから、部材数を少なくすることができる。
【００３１】
第４の手段に係る発明によれば、除塵用フィルタそのものに触媒を設けたから、触媒の浄化能力を十分に活用できる。
【００３２】
第５の手段に係る発明によれば、可視光応答触媒は除塵用フィルタに噴霧したから、従来のケミカルフィルタのように積層することがなく、圧力損失が大きくならない。
【００３３】
第６の手段に係る発明によれば、波形の除塵用フィルタの波の間に、可視光応答触媒を担持した固定板を設置したから、汚染物質を効果的に除去することができる。
【００３４】
第７の手段に係る発明によれば、空気浄化装置と照明装置とをクリーンルームの天井に相互に並設し、照明装置の照明光の一部を空気浄化装置へ取り込むから、空気浄化装置及び照明装置の何れの機能も損なわない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気浄化設備の適用例を示す図である。
【図２】図１の設備を正面方向から見た縦断面図である
【図３】図１の設備の空気浄化装置を正面方向から見た縦断面図である。
【図４】図３の空気浄化装置の側面図である。
【図５】図３の空気浄化装置のＶ−Ｖ方向に見た横断面図である。
【図６】図３の空気浄化装置の除塵用フィルタの斜視図である。
【図７】図６の除塵用フィルタの製作工程を示す図である。
【図８】図６の除塵用フィルタの変形例の縦断面図である。
【図９】図３の空気浄化装置の原理図である。
【図１０】図１の空気浄化設備の照明装置の正面から見た縦断面図である。
【図１１】図１０の照明装置の側面図である。
【図１２】図１０の照明装置をＸＩＩ−ＸＩＩ方向に見た横断面図である。
【図１３】図１０の照明装置の変形例の縦断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る空気浄化設備の適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１から図１３は、本発明の第１の実施形態に係る可視光応答触媒を利用した空気浄化装置及び空気浄化設備を示している。この空気浄化設備は、クリーンルームＣＲの天井Ｔに適用されている。
【００３７】
空気浄化設備２は、図１に示すように、空気浄化装置４と、照明装置２８と、天井Ｔに形成する位置決め機構５０で構成されている。これらの空気浄化装置４と照明装置２８とは、一定の間隔を存して所定の位置に交互に配置されている。
【００３８】
空気浄化装置４は、図２及び図３に示すように、ケース体６と、送風手段１６と、除塵用フィルタ２０と、反射手段である反射板２６とで構成している。
【００３９】
上記ケース体６は、下端開口の周壁８の上面を頂壁１０で閉塞してなる。好適な図示例では、図５に示すようにケース体６の下面形状を前後方向に長い長方形としている。ケース体の周壁８下端部は天井Ｔに固定されている。固定の方法については後述する。そしてケース体の頂壁１０の適所（図示例では中心部）には通気孔１２を開口している。
【００４０】
上記ケース体６は、その上流側の半部に採光部１４を有する。本実施形態では、上記周壁のうち左右の側壁８ａ、８ｂに左右一対の採光部１４を形成するとよい。この採光部１４は、ガラスなどの透明材料を嵌め込んだ採光窓のようなシンプルな構成とすることが特に好適である。一つのクリーンルームに多数の装置を設置する必要から廉価に製造することが望ましいから、また可視光を光源としたので光が漏出しても特に不具合がないからである。これについては後述する。図示例の採光部１４は、図４に実線で示すように、側壁の横方向ほぼ全長に亘る長方形状であり、上下方向中間部に配置されている。
【００４１】
上記送風手段１６は、送風ファンであり、上記通気孔１２の真下に固定されている。送風ファンは送電線１８を介して図示しない電源から給電されている。一つの送風ファンを作動させるときには、隣接する照明装置がＯＮとなっているように送風ファン及び照明装置に対する給電を制御するように構成してもよい。
【００４２】
上記除塵用フィルタ２０は、ＵＬＰＡフィルタなどの高性能フィルタであり、上記ケース体６の下部内に嵌め込まれている。この除塵用フィルタ２０は図６に示すように波板に形成している。この波の稜線は前後方向（後述の反射板の中心線Ｌの方向）に配向している。この除塵用フィルタの濾材は、有機系バインダーを用いずに形成しており、具体的には無機系繊維（ガラス繊維、シリカ繊維など）および無機系バインダ（水ガラス、シリカ、ベントナイトなど）を用いて形成している。除塵用フィルタの側部にはケース体への固定用のフレーム２１を形成する。
【００４３】
なお、上記除塵用フィルタの表面に光を十分に取り入れるために、好適な一例として、ファンフィルタユニットの筺体（ケース体）の内面を、ＳＵＳ(ステンレス特殊用途鋼)などで鏡面とすることができる。これにより光乱反射させ照度を確保することができる。また波形の除塵用フィルタの奥まで光が届き易くするために、当該波形のＲを大きくしてもよい。
【００４４】
上記除塵用フィルタ２０の表面には、図６に示すように可視光応答触媒２２が担持されている。図面では可視光応答触媒を誇張して白丸で表現している。可視光応答触媒を除塵用フィルタに担持させるためには、光触媒である数十ナノメートルの微粒子を除塵用フィルタの上流側から噴霧すればよい。可視光応答触媒は、３００ｌｘ程度の照度で十分な触媒反応が得られるものを選択する。好適な触媒の例は、酸化チタンに金属イオンや窒素を導入したもの、例えば酸化亜鉛、酸化タングステンなどである。
【００４５】
図７は、本発明の除塵用フィルタの製作工程を示している。可視光応答型触媒を水に分散させたスラリーとし、噴霧ノズルＮからＵＬＰＡフィルタの上流面にスプレーすることで均一に付着させる。スラリーの水分が蒸発することでＵＬＰＡフィルタの濾材面には光触媒の微粒子のみが残る。
【００４６】
図８は、本実施形態の変形例であり、除塵用フィルタ２０の表面に代えて、除塵用フィルタの上流側の近傍に配置した固定板２４の表面に可視光応答触媒を担持させたものである。固定板は、波板状の防塵用フィルタ２０の波の間に挿入するとともに、その固定板の両端部をケース体の周壁８或いはフレーム２１に連結するように設けるとよい。
【００４７】
上記反射板２６は、送風手段１６と防塵用フィルタ２０との間に、上記採光部１４とほぼ同じ高さに配置されている。反射板２６は、ケース体の側壁に設けた採光部１４側へ裏面を向けて上側方へ傾けた傾斜板である。この裏面を鏡面仕上げして、採光部１４から入射した照明光を下側へ反射できるようにしている。好適な図示例では、図５に示す前後方向の中心線Ｌを対称軸として左右対称であり、左右両側の採光部１４からの入射光をそれぞれ下方へ投光できるようにしている。
【００４８】
この反射板２６は、気流制御用のバッフル板を兼用しており、反射板の左右両端とケース体６の内面との間にはそれぞれ通気路Ｐを形成している。気流制御機能を兼ねると言っても、主たる機能は反射作用であるので、この作用を損なうような構造（気流制御用の通気孔など）は避けることが好適である。反射板の反射率は高いほどよいが、除塵用フィルタの上流側表面の照度が３００ｌｘ程度となるようにすることが望ましい。
【００４９】
本実施形態では、上記反射板２６は、下方側から見て図５に示す通り中心線Ｌの方向に長い長方形に形成している。この中心軸Ｌの全長に亘って、軸に直交する反射板の断面形状は一定であり、これにより、除塵用フィルタの長手方向（中心軸の方向）への光の分布状況は均一になる。
【００５０】
上記反射板２６の形状は、いろいろ考えられるが、図示例では中心線Ｌの方向から見て図３に示すように裏面を凹曲面とする弧状に形成している。
【００５１】
図９は、断面弧状の形態の反射板２６の作用の一例を示している。説明の都合上、反射板２６の各半部２６ａ、２６ｂの断面形状を点Ｏ１及びＯ２を中心とする円弧状とする。一方の採光部１４の上縁を経て入射した照明光ｂＵは、反射板２６の一半部２６ａの裏面上の点Ａ１、Ｂ１で反射して、除塵用フィルタ２０の上面のＣ１に到達する。一方の採光部１４の下縁を経て入射した照明光ｂＬ光線は、点Ｄ１で反射して除塵用フィルタ２０の上面のＥ１に到達する。従って反射板の一半部２６ａは、少なくともフィルタのうち点Ｃ１からＥ１までの範囲へ照明光を投光する。同様に反射板の他半部２６ｂは、少なくともフィルタのうち点Ｃ２からＥ２までの範囲へ照明光を投光する。従って除塵用フィルタの短手方向のほぼ全体に対して光を照射できる。
【００５２】
なお、図示例と異なり、除塵用フィルタ２０の折込方向を、図９に対して９０°回転した方向としてもよい。そうすることで光を除塵用フィルタに満遍なく照射させることができる。
【００５３】
上記図９には採光部を透過する光として平行光線だけを描いているが、実際には水平線に対して傾斜した光も入射するために、除塵用フィルタ２０の上面にはさらにさまざまな入射角度で光が入射する。これにより、除塵用フィルタ２０が担持する可視光応答触媒を十分に働かせることができる。
【００５４】
照明装置２８は、図１０及び図１１に示すように有頂筒形で下端に照明口３２を開口する函体３０を有する。この函体は、その左右側壁がケース体の左右側壁とほぼ平行になるように配置され、かつその下端部が天井Ｔの開口部に固定されている。上記照明口３２にはガラス板などの透明板３４が嵌め込まれている。また上記函体３０の内部に好ましくは左右一対の光源（可視光光源）３６を配置している。この光源は、前後方向に長い棒状光源（蛍光灯など）とすることができる。なお、可視光光源といっても、紫外線を全く発しない光源に限る訳ではなく、４００ｎｍ以下の紫外線を含まない可視光光源であれば許容される。近年のフォトリソグラフィの技術では照射紫外線の短波化が進んでおり、４００ｎｍ以下の波長の紫外線を用いることが一般的だからである。
【００５５】
上記函体３０は、上記照明口３２とは別の箇所に投光部３８を有する。この投光部３８は、光源３６から投光部３８を通って射出した光線が採光部１４に到達するような高さに配置されている。図２の如く、図示例では、光源３６、投光部３８、採光部１４、及び反射板２６がほぼ同じ高さにある。また、投光部３８は図１１に示すように水平方向に細長い長方形状であり、棒状の光源３６及び採光部１４と同じ程度の水平方向の長さを有する。光源３６の全長から側方へ発せられた照明光を空気浄化装置へ取り込むためである。なお、投光部３８及び採光部１４の上下巾は光源３６の径Ｄより大きくすることが好適である。
【００５６】
これら照明装置２８及び空気浄化装置４の特徴の一つは、両装置を一定の位置に配置したときに、光源３６から投光部３８、採光部１４を経て反射板２６で方向転換し、除塵用フィルタ２０へ至る光路を有することである。しかもその光路は光ダクトなどの特別の導光手段を必要としない。仮に光路から外れた照明光が若干外部に漏れても構わない。その照明光は紫外線を含まず、半導体の製造工程に悪影響を及ぼさないからである。照明光を導入するためにすべきことは、投光部３８及び採光部１４を設けること、既存のバッフル板の裏面を鏡面仕上げとしかつ反射し易い形とすることであるから、大幅な設計変更も必要ない。従って製造コストを廉価にすることができる。
【００５７】
照明装置２８及び空気浄化装置４の他の特徴は、光源３６が発する照明光のうち水平方向外側へ向かう光を光触媒反応のために利用したことである。天井型の照明方式において、光源から下方へ向かう光は、部屋を直に照らす直接光であるから室内の照度は大きい。また光源から上方へ向かう光も函体の頂壁に当って室内側へ反射する。そこで本発明では、光源から側方へ向かう照明光を取り出すようにしており、照明装置の照明能力を殆ど下げずに光触媒を活性化することができる。
【００５８】
位置決め機構５０は、図２に示す如くクリーンルームの天井Ｔに開口された複数の嵌合孔５２として構成される。これら嵌合孔５２内に上記ケース体６及び函体３０の下端部が嵌め込むことができる。この嵌合状態で函体３０の投光部３８及びケース体６の採光部１４が図示の如くそれぞれ対向するようにしている。好適な図示例では、各嵌合孔５２の上縁を上記函体及びケース体を載置可能な上向き段部５４としている。
【００５９】
上記図示例において、採光部１４、反射板２６、及び照明装置２８の構造は、好適な一例であり、相互の適宜変更することができる。例えば本例では、照明装置の光源が棒状の蛍光灯であることを前提として、左右に隣接する照明装置の光源に対応して、左右一対の採光部を設け、採光部に対応して左右対称な反射板を設けている。しかしながら光源が水平方向の四方へ光を発するタイプであれば、長方体状のケース体の四辺全てに採光部を形成し、その採光部から触媒設置面側へ光を反射する反射手段（反射板など）を採光部毎に設けることも可能である。
【００６０】
図１３は、照明装置２８の変形例を示している。前述の図１０の図示例において、２つの光源から水平方向内側へ向かう光線は、光触媒反応に寄与しておらず、また照明にも十分利用されていない。そこで図１３に示すように、各光源から水平方向内側へ向かう光線を、投光部側へ戻す補助反射手段４２Ａ、４２Ｂを設けた。
【００６１】
上記構成により、図示しない電源から送風手段１６及び照明装置２８に電力が供給されると、まず光源３６が発光して、その照明光のうち下方へ投射する光線及び函体の頂壁で反射した光線の大部分は透明板３４を透過して、クリーンルームＣＲを照らす。他方、光源３６から側方へ投射された光線は、投光部３８及び採光部１４を透過し、反射板の裏面で反射して、除塵用フィルタ２０の表面に到達する。これにより可視光応答触媒２２が活性化し、触媒反応が可能な状態となる。
【００６２】
また送風手段１６の作用でクリーンルームＣＲの天井裏からケース体６内へ空気を吸引し、その空気は反射板の両側の通気路Ｐを通過して、除塵用フィルタ２０の表面に達する。ここで空気中に含まれる汚染物質が分解される。また空気中の塵埃などは除塵用フィルタにより取り除かれ、クリーンルームＣＲ内へ吹き込まれる。
【００６３】
本発明では、照明光の一部を汚染物質の分解に利用するという主題に基づき、可視光応答触媒を選択している。空気に含まれる有機成分などのケミカル汚染物質は、可視光応答触媒に接触することで、製品に影響しない物質に分解される。可視光応答触媒を用いた場合には、比較的高沸点の有機成分が分解の対象となるが、半導体の製造においてはこれで十分である。
【００６４】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。これらの説明において第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付することで解説を省略する。
【００６５】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る空気浄化装置を示している。本実施形態では、クリーンルームＣＲの天井Ｔには従来と同様にフィルタ（ケミカルフィルタなど）６２を装備したＦＦＵ６０と照明装置２８とが設置されており、このクリーンルーム内のミニエンバイロメントＭの空調系統に本発明の空気浄化装置４を適用したものである。なお、ケミカルフィルタは、交換の容易さを考慮して図示のようにファンの上流に配置することが標準である。
【００６６】
上記ミニエンバイロメントＭは、クリーンルームの中で特に清浄な状態を保つためにクリーンルームの他の部分から区別された領域である。ミニエンバイロメントＭの躯体自身を、ケース体６とする。このケース体６の内部のうち上端部と残りの部分とを、ケース体の周壁８内面に固定した除塵用フィルタ２０で区分する。ケース体６の頂壁１０の一部、好ましくは中央部に通気孔１２を開口し、その通気孔の下方に送風手段１６を設ける。
【００６７】
そして本実施形態においては、クリーンルームの照明装置２８からの光をミニエンバイロメントＭに導入するために、少なくともケース体６の頂壁１０に十分に大きな採光部１４を設ける。好適な一例として、通気孔１２を囲むようにループ状の採光部１４を形成してもよく、また頂壁１０のほぼ全体を透明な合成樹脂などで形成しても構わない。
【００６８】
また本実施形態では、クリーンルームの天井Ｔの照明装置２８同士の間隔を比較的狭くすることが望ましく、これにより図示例に示す如く送風手段１６の真下まで照明光を導入することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
発明の詳細の説明の欄で開示された本発明の利点をまとめると次の通りとなる。
（１）半導体などの製造環境においては、フタル酸エステルやシロキサンなど比較的高沸点の有機成分は、ウェーハなどの表面に吸着し易いことから汚染影響が高い成分である。また、製造装置からも溶媒など各種のケミカル物質がクリーンルームに拡散し、レンズなどの曇りを引き起こす。これらの成分が可視光応答触媒により分解されることで、吸着汚染の影響が少なくなる。
（２）防塵用のＵＬＰＡフィルタに噴霧した粒径１００ｎｍ以下の可視光応答触媒の微粒子は濾材の繊維に強固に付着して脱落することがない。また、従来のケミカルフィルタのようにＦＦＵに積層しないので、圧力損失が増えることもない。
（３）分解作用を増長させるために必要な照度は３００ｌｘ以上の可視光であればよく、クリーンルームの一般照明と兼用することが可能となり、半導体製造工程で問題となるＵＶランプによる紫外線の影響が回避される。
（４）また、製造装置が設置されたクリーンルームにおいては、照明器具交換作業をシステム天井内でフィルタの交換と独立して行うことができる。
（５）クリーンルームは、本来塵埃などが少ない環境であり、可視光応答触媒の表面に汚れなどが生じにくく、分解性能は長時間維持する。
（６）可視光応答触媒を用いた除塵用フィルタは、従来のケミカルフィルタのように交換・廃棄処分を行う必要がないため、環境負荷が少ない材料である。
【符号の説明】
【００７０】
２…空気浄化設備 ４…空気浄化装置 ６…ケース体
８…周壁 ８ａ、８ｂ…側壁 １０…頂壁 １２…通気孔
１４…採光部 １６…送風手段 １８…送電線 ２０…除塵用フィルタ
２１…フレーム ２２…可視光応答触媒 ２４…固定板
２６…反射手段（反射板） ２６ａ、２６ｂ…反射板の一半部及び他半部
２８…照明装置 ３０…函体 ３２…照明口 ３４…透明板 ３６…光源
３８…投光部 ４２Ａ、４２Ｂ…補助反射手段
５０…位置決め機構 ５２…嵌合孔 ５４…上向き段部
６０…ＦＦＵ ６２…ケミカルフィルタ
ＣＲ…クリーンルーム Ｔ…天井 Ｐ…通気路 Ｍ…ミニエンバイロメント
N…噴霧ノズル Ｌ…中心線 ｂ，ｂＵ，ｂＬ…照明光
Ａ１，Ｂ１，Ｄ１，Ａ２，Ｂ２，Ｄ２…光の反射点
Ｃ１，Ｅ１，Ｃ２，Ｅ２…光の到達点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置及び空気浄化設備に関する。この発明は、特に半導体・液晶パネルなど電子デバイスの製造において製品歩留まりに影響するケミカル汚染物質を除去するクリーンルームの空調システムに関係するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体・液晶パネルなどの電子デバイスの製造環境では、大気汚染が空調機を通じて進入し、クリーンルームの構成材料から発生するガスや製造装置から漏洩する微量な薬品・ガスが拡散してクリーンルームの空気を汚染することがある。これらのケミカル汚染物質は、製品の表面に吸着し、化学反応により不良の原因となる。そこでクリーンルームでは、ケミカル汚染物質を除去するために、循環空調機の一部にケミカルフィルタが設置される（特許文献１）。
【０００３】
上記ケミカルフィルタをクリーンルーム内の局部的清浄領域（ミニエンバイロメント）のファンフィルタユニット（ＦＦＵ）に用いることも知られている（特許文献２）。
【０００４】
他方、酸化チタンなどの光触媒を用いたフィルタは、接触した有機成分を分解する。上記光触媒は紫外線を照射しなければ分解が起こらないために、その近傍でUVランプを点灯しなければならない。クリーンルーム内で半導体製造装置の上方の天井用ＦＦＵに紫外線応答触媒及びＵＶランプを配することも知られている（特許文献３）。
【０００５】
またクリーンルーム以外の空調において、照明用光源を内装した透明ダクトの内面に、可視光応答触媒を担持した空調装置が知られている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９２２９０
【特許文献２】特開２００６−０５４３６１
【特許文献３】特開２００６−３２２６５９
【特許文献４】特開２００６−１４５１８３
【特許文献５】特開２００６−１１２７５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜２のケミカルフィルタは、除去対象である成分によって活性炭や酸化還元剤、イオン交換樹脂などを使用して、物理吸着や化学吸着によって汚染物質を除去するため、吸着能力が徐々に低下し、容量を超えると交換しなければならない。
【０００８】
特許文献３の紫外線応答触媒を利用した空気浄化装置は、天井に設けたＵＶランプの周りを、触媒を担持した縦筒状のダクトで囲っているが（段落００１９）、ダクトから紫外線が漏れると、半導体を製造する露光工程で加工精度に支障をきたす虞がある。
【０００９】
特許文献４の如く可視光応答触媒を担持した透明ダクト内に光源を設置する技術は、触媒を担持したダクトを光が透過すること、及び、空気中の汚れが光源に付くことで照度が低下する虞があり、クリーンルーム用の空気浄化装置には適用し難い。
【００１０】
本発明の第１の目的は、可視光応答触媒を設置した通風路内に外側から照明光の一部を導入することが可能な、クリーンルーム用の空気浄化装置を提案することである。
【００１１】
本発明の第２の目的は、可視光応答触媒を設置した箇所へ、空気の流れを妨げずに外部の光を導くことが可能なクリーンルーム用の空気浄化装置を提案することである。
【００１２】
本発明の第３の目的は、空気浄化装置と照明装置とからなり、照明光の一部を空気浄化のための触媒反応を起こすために利用する空気浄化設備を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の手段は、クリーンルーム用の空気浄化装置であって、
送風用のケース体の下流側に除塵用フィルタを設けるとともに、この除塵用フィルタよりも上流側のケース体部分に外部から照明光を導入するための透明な採光部を形成し、
この採光部と連なるケース体内の適所に可視光応答触媒を設置し、
この可視光応答触媒を上記採光部から導入した照明光を利用して活性化し、空気中の汚染物質を分解するように構成している。
【００１４】
本手段は、図３の如く空気浄化装置のケース体のうち除塵用フィルタ上流側に外から照明光ｂを導入するための透明な採光部を設けることを提案する。製造ラインに悪影響を及ぼす紫外線を使うのではないから、クリーンルームへの適用に好適であり、かつ簡単な構成で照明装置と空気浄化装置との間で光エネルギーの授受が可能となる。
【００１５】
「採光部」は、光がケース体の一部を透過できれば如何なる構造でもよい。また受光面での十分な照度を確保するため、複数の採光部から入った光を反射・屈折により同一面に重ねて集光作用を持たせてもよい。「採光部と連なるケース体内の適所」とは、採光部から直接的に又は鏡面を経由して光が届く場所という意味である。「クリーンルーム用の空気浄化装置」は、クリーンルームの全体又は一部を浄化するものである。
【００１６】
第２の手段は、第１の手段を有し、かつ上記ケース体の上流側に送風手段を設けて、送風手段と除塵用フィルタとの間のケース体部分に上記採光部を配置し、かつ
上記可視光応答触媒を、除塵用フィルタの上流側の表面又はこの表面の近くに配置するとともに、上記採光部から可視光応答触媒の配置箇所へ照明光を反射する反射手段を、送風手段と除塵用フィルタとの間に設けている。
【００１７】
本手段は、送風手段と除塵用フィルタとの間の採光部から取り入れた光を除塵用フィルタ側へ反射することを提案している。「反射手段」は、一つ又は複数の反射板で形成することができる。反射板は、図９に実線で示すように採光部から入射する照明光ｂＵ、ｂＬを拡散する機能を有する凹曲面に形成することができる。一定の巾Ｗを有する除塵用フィルタに広く光を照射するためである。図示例のように複数の採光部から導入した光線を同一の受光面に重ねて集光させることもできる。
【００１８】
第３の手段は、第２の手段を有し、かつ上記反射手段が気流制御用バッフル板を兼ねている。
【００１９】
クリーンルーム用のＦＦＵにバッフル板を設けて気流の向きを調整することは従来行われていたが（例えば特許文献５参照）、本手段では、気流制御用バッフル板と照明光の反射手段と兼用することを提案している。これにより部材数を減少できる。
【００２０】
第４の手段は、第２の手段又は第３の手段を有し、かつ上記除塵用フィルタの濾材を、有機系バインダーを含まない材料とするとともに、この除塵用フィルタの上流側の表面に可視光応答触媒を設けている。
【００２１】
本手段では、図６に示す防塵用フィルタの表面に可視光応答触媒を設けている。フィルタへの汚れの付着を低減するためである。有機系のバインダーを含まない素材で濾材を形成する理由は、光触媒がバインダーを分解することを避けるためである。
【００２２】
第５の手段は、第４の手段を有し、かつ上記可視光応答触媒は、液体中に分散させて噴霧することにより除塵用フィルタの表面に付着させている。
【００２３】
本手段によれば、図７に示すように除塵用フィルタに可視光応答触媒のスラリーを噴霧するので、触媒の層がケミカルフィルタのように厚くならず圧力損失を生じない。
【００２４】
第６の手段は、第２の手段又は第３の手段を有し、かつ上記除塵用フィルタは波形に形成され、その隣り合う波の間に、可視光応答触媒を担持した固定板を除塵用フィルタに触れないように設置している。
【００２５】
本手段では、図８に示す如く、除塵用フィルタに触れないように、可視光応答触媒を担持した固定板を設置することを提案している。これにより、有機系のバインダーを濾材に使用することができ、かつ除塵用フィルタを清浄な状態に保つことができる。
【００２６】
第７の手段は、照明装置を含む空気浄化設備であって、第１の手段から第６の手段のいずれかである空気浄化装置と照明装置とからなり、照明装置は、可視光光源と、照明装置の側部に形成した投光部とを有し、この投光部から空気浄化装置の採光部まで照明光の一部を投光できるように空気浄化装置及び照明装置を位置決めして並置させている。
【００２７】
本手段は、照明装置の投光部から空気浄化装置の採光部へ照明光の一部を投光することを提案する。「投光」とは空間に光を射出することをいう。可視光光源は、主として可視光のみを発する光源をいい、より好適には４００ｎｍ以下の紫外線を含まない可視光光源とするとよい。こうした可視光光源であれば、各装置の対向高さに投光部と採光部とを設け両者を正しく位置合わせするだけで、照明光の一部を空気浄化装置に与えることが可能となる。空気浄化装置及び照明装置の位置関係を決める位置決め機構を両装置の設置面に設けるとよい。「照明光の一部」とは、図２に示す如く光源から水平方向へ射出した光であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２８】
第１の手段に係る発明によれば、除塵用フィルタより上流のケース体部分を経て照明光を導入するから、除塵用フィルタを清浄に保つために照明光の一部を利用できる。
【００２９】
第２の手段に係る発明によれば、採光部から可視光応答触媒の配置箇所へ照明光を反射する反射手段を設けたから、可視光応答触媒へ確実に光を供給できる。
【００３０】
第３の手段に係る発明によれば、気流制御用バッフル板を照明光の反射手段と兼用したから、部材数を少なくすることができる。
【００３１】
第４の手段に係る発明によれば、除塵用フィルタそのものに触媒を設けたから、触媒の浄化能力を十分に活用できる。
【００３２】
第５の手段に係る発明によれば、可視光応答触媒は除塵用フィルタに噴霧したから、従来のケミカルフィルタのように積層することがなく、圧力損失が大きくならない。
【００３３】
第６の手段に係る発明によれば、波形の除塵用フィルタの波の間に、可視光応答触媒を担持した固定板を設置したから、汚染物質を効果的に除去することができる。
【００３４】
第７の手段に係る発明によれば、空気浄化装置と照明装置とをクリーンルームの天井に相互に並設し、照明装置の照明光の一部を空気浄化装置へ取り込むから、空気浄化装置及び照明装置の何れの機能も損なわない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気浄化設備の適用例を示す図である。
【図２】図１の設備を正面方向から見た縦断面図である
【図３】図１の設備の空気浄化装置を正面方向から見た縦断面図である。
【図４】図３の空気浄化装置の側面図である。
【図５】図３の空気浄化装置のＶ−Ｖ方向に見た横断面図である。
【図６】図３の空気浄化装置の除塵用フィルタの斜視図である。
【図７】図６の除塵用フィルタの製作工程を示す図である。
【図８】図６の除塵用フィルタの変形例の縦断面図である。
【図９】図３の空気浄化装置の原理図である。
【図１０】図１の空気浄化設備の照明装置の正面から見た縦断面図である。
【図１１】図１０の照明装置の側面図である。
【図１２】図１０の照明装置をＸＩＩ−ＸＩＩ方向に見た横断面図である。
【図１３】図１０の照明装置の変形例の縦断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る空気浄化設備の適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１から図１３は、本発明の第１の実施形態に係る可視光応答触媒を利用した空気浄化装置及び空気浄化設備を示している。この空気浄化設備は、クリーンルームＣＲの天井Ｔに適用されている。
【００３７】
空気浄化設備２は、図１に示すように、空気浄化装置４と、照明装置２８と、天井Ｔに形成する位置決め機構５０で構成されている。これらの空気浄化装置４と照明装置２８とは、一定の間隔を存して所定の位置に交互に配置されている。
【００３８】
空気浄化装置４は、図２及び図３に示すように、ケース体６と、送風手段１６と、除塵用フィルタ２０と、反射手段である反射板２６とで構成している。
【００３９】
上記ケース体６は、下端開口の周壁８の上面を頂壁１０で閉塞してなる。好適な図示例では、図５に示すようにケース体６の下面形状を前後方向に長い長方形としている。ケース体の周壁８下端部は天井Ｔに固定されている。固定の方法については後述する。そしてケース体の頂壁１０の適所（図示例では中心部）には通気孔１２を開口している。
【００４０】
上記ケース体６は、その上流側の半部に採光部１４を有する。本実施形態では、上記周壁のうち左右の側壁８ａ、８ｂに左右一対の採光部１４を形成するとよい。この採光部１４は、ガラスなどの透明材料を嵌め込んだ採光窓のようなシンプルな構成とすることが特に好適である。一つのクリーンルームに多数の装置を設置する必要から廉価に製造することが望ましいから、また可視光を光源としたので光が漏出しても特に不具合がないからである。これについては後述する。図示例の採光部１４は、図４に実線で示すように、側壁の横方向ほぼ全長に亘る長方形状であり、上下方向中間部に配置されている。
【００４１】
上記送風手段１６は、送風ファンであり、上記通気孔１２の真下に固定されている。送風ファンは送電線１８を介して図示しない電源から給電されている。一つの送風ファンを作動させるときには、隣接する照明装置がＯＮとなっているように送風ファン及び照明装置に対する給電を制御するように構成してもよい。
【００４２】
上記除塵用フィルタ２０は、ＵＬＰＡフィルタなどの高性能フィルタであり、上記ケース体６の下部内に嵌め込まれている。この除塵用フィルタ２０は図６に示すように波板に形成している。この波の稜線は前後方向（後述の反射板の中心線Ｌの方向）に配向している。この除塵用フィルタの濾材は、有機系バインダーを用いずに形成しており、具体的には無機系繊維（ガラス繊維、シリカ繊維など）および無機系バインダ（水ガラス、シリカ、ベントナイトなど）を用いて形成している。除塵用フィルタの側部にはケース体への固定用のフレーム２１を形成する。
【００４３】
なお、上記除塵用フィルタの表面に光を十分に取り入れるために、好適な一例として、ファンフィルタユニットの筺体（ケース体）の内面を、ＳＵＳ(ステンレス特殊用途鋼)などで鏡面とすることができる。これにより光乱反射させ照度を確保することができる。また波形の除塵用フィルタの奥まで光が届き易くするために、当該波形のＲを大きくしてもよい。
【００４４】
上記除塵用フィルタ２０の表面には、図６に示すように可視光応答触媒２２が担持されている。図面では可視光応答触媒を誇張して白丸で表現している。可視光応答触媒を除塵用フィルタに担持させるためには、光触媒である数十ナノメートルの微粒子を除塵用フィルタの上流側から噴霧すればよい。可視光応答触媒は、３００ｌｘ程度の照度で十分な触媒反応が得られるものを選択する。好適な触媒の例は、酸化チタンに金属イオンや窒素を導入したもの、例えば酸化亜鉛、酸化タングステンなどである。
【００４５】
図７は、本発明の除塵用フィルタの製作工程を示している。可視光応答型触媒を水に分散させたスラリーとし、噴霧ノズルＮからＵＬＰＡフィルタの上流面にスプレーすることで均一に付着させる。スラリーの水分が蒸発することでＵＬＰＡフィルタの濾材面には光触媒の微粒子のみが残る。
【００４６】
図８は、本実施形態の変形例であり、除塵用フィルタ２０の表面に代えて、除塵用フィルタの上流側の近傍に配置した固定板２４の表面に可視光応答触媒を担持させたものである。固定板は、波板状の防塵用フィルタ２０の波の間に挿入するとともに、その固定板の両端部をケース体の周壁８或いはフレーム２１に連結するように設けるとよい。
【００４７】
上記反射板２６は、送風手段１６と防塵用フィルタ２０との間に、上記採光部１４とほぼ同じ高さに配置されている。反射板２６は、ケース体の側壁に設けた採光部１４側へ裏面を向けて上側方へ傾けた傾斜板である。この裏面を鏡面仕上げして、採光部１４から入射した照明光を下側へ反射できるようにしている。好適な図示例では、図５に示す前後方向の中心線Ｌを対称軸として左右対称であり、左右両側の採光部１４からの入射光をそれぞれ下方へ投光できるようにしている。
【００４８】
この反射板２６は、気流制御用のバッフル板を兼用しており、反射板の左右両端とケース体６の内面との間にはそれぞれ通気路Ｐを形成している。気流制御機能を兼ねると言っても、主たる機能は反射作用であるので、この作用を損なうような構造（気流制御用の通気孔など）は避けることが好適である。反射板の反射率は高いほどよいが、除塵用フィルタの上流側表面の照度が３００ｌｘ程度となるようにすることが望ましい。
【００４９】
本実施形態では、上記反射板２６は、下方側から見て図５に示す通り中心線Ｌの方向に長い長方形に形成している。この中心軸Ｌの全長に亘って、軸に直交する反射板の断面形状は一定であり、これにより、除塵用フィルタの長手方向（中心軸の方向）への光の分布状況は均一になる。
【００５０】
上記反射板２６の形状は、いろいろ考えられるが、図示例では中心線Ｌの方向から見て図３に示すように裏面を凹曲面とする弧状に形成している。
【００５１】
図９は、断面弧状の形態の反射板２６の作用の一例を示している。説明の都合上、反射板２６の各半部２６ａ、２６ｂの断面形状を点Ｏ１及びＯ２を中心とする円弧状とする。一方の採光部１４の上縁を経て入射した照明光ｂＵは、反射板２６の一半部２６ａの裏面上の点Ａ１、Ｂ１で反射して、除塵用フィルタ２０の上面のＣ１に到達する。一方の採光部１４の下縁を経て入射した照明光ｂＬ光線は、点Ｄ１で反射して除塵用フィルタ２０の上面のＥ１に到達する。従って反射板の一半部２６ａは、少なくともフィルタのうち点Ｃ１からＥ１までの範囲へ照明光を投光する。同様に反射板の他半部２６ｂは、少なくともフィルタのうち点Ｃ２からＥ２までの範囲へ照明光を投光する。従って除塵用フィルタの短手方向のほぼ全体に対して光を照射できる。
【００５２】
なお、図示例と異なり、除塵用フィルタ２０の折込方向を、図９に対して９０°回転した方向としてもよい。そうすることで光を除塵用フィルタに満遍なく照射させることができる。
【００５３】
上記図９には採光部を透過する光として平行光線だけを描いているが、実際には水平線に対して傾斜した光も入射するために、除塵用フィルタ２０の上面にはさらにさまざまな入射角度で光が入射する。これにより、除塵用フィルタ２０が担持する可視光応答触媒を十分に働かせることができる。
【００５４】
照明装置２８は、図１０及び図１１に示すように有頂筒形で下端に照明口３２を開口する函体３０を有する。この函体は、その左右側壁がケース体の左右側壁とほぼ平行になるように配置され、かつその下端部が天井Ｔの開口部に固定されている。上記照明口３２にはガラス板などの透明板３４が嵌め込まれている。また上記函体３０の内部に好ましくは左右一対の光源（可視光光源）３６を配置している。この光源は、前後方向に長い棒状光源（蛍光灯など）とすることができる。なお、可視光光源といっても、紫外線を全く発しない光源に限る訳ではなく、４００ｎｍ以下の紫外線を含まない可視光光源であれば許容される。近年のフォトリソグラフィの技術では照射紫外線の短波化が進んでおり、４００ｎｍ以下の波長の紫外線を用いることが一般的だからである。
【００５５】
上記函体３０は、上記照明口３２とは別の箇所に投光部３８を有する。この投光部３８は、光源３６から投光部３８を通って射出した光線が採光部１４に到達するような高さに配置されている。図２の如く、図示例では、光源３６、投光部３８、採光部１４、及び反射板２６がほぼ同じ高さにある。また、投光部３８は図１１に示すように水平方向に細長い長方形状であり、棒状の光源３６及び採光部１４と同じ程度の水平方向の長さを有する。光源３６の全長から側方へ発せられた照明光を空気浄化装置へ取り込むためである。なお、投光部３８及び採光部１４の上下巾は光源３６の径Ｄより大きくすることが好適である。
【００５６】
これら照明装置２８及び空気浄化装置４の特徴の一つは、両装置を一定の位置に配置したときに、光源３６から投光部３８、採光部１４を経て反射板２６で方向転換し、除塵用フィルタ２０へ至る光路を有することである。しかもその光路は光ダクトなどの特別の導光手段を必要としない。仮に光路から外れた照明光が若干外部に漏れても構わない。その照明光は紫外線を含まず、半導体の製造工程に悪影響を及ぼさないからである。照明光を導入するためにすべきことは、投光部３８及び採光部１４を設けること、既存のバッフル板の裏面を鏡面仕上げとしかつ反射し易い形とすることであるから、大幅な設計変更も必要ない。従って製造コストを廉価にすることができる。
【００５７】
照明装置２８及び空気浄化装置４の他の特徴は、光源３６が発する照明光のうち水平方向外側へ向かう光を光触媒反応のために利用したことである。天井型の照明方式において、光源から下方へ向かう光は、部屋を直に照らす直接光であるから室内の照度は大きい。また光源から上方へ向かう光も函体の頂壁に当って室内側へ反射する。そこで本発明では、光源から側方へ向かう照明光を取り出すようにしており、照明装置の照明能力を殆ど下げずに光触媒を活性化することができる。
【００５８】
位置決め機構５０は、図２に示す如くクリーンルームの天井Ｔに開口された複数の嵌合孔５２として構成される。これら嵌合孔５２内に上記ケース体６及び函体３０の下端部が嵌め込むことができる。この嵌合状態で函体３０の投光部３８及びケース体６の採光部１４が図示の如くそれぞれ対向するようにしている。好適な図示例では、各嵌合孔５２の上縁を上記函体及びケース体を載置可能な上向き段部５４としている。
【００５９】
上記図示例において、採光部１４、反射板２６、及び照明装置２８の構造は、好適な一例であり、相互の適宜変更することができる。例えば本例では、照明装置の光源が棒状の蛍光灯であることを前提として、左右に隣接する照明装置の光源に対応して、左右一対の採光部を設け、採光部に対応して左右対称な反射板を設けている。しかしながら光源が水平方向の四方へ光を発するタイプであれば、長方体状のケース体の四辺全てに採光部を形成し、その採光部から触媒設置面側へ光を反射する反射手段（反射板など）を採光部毎に設けることも可能である。
【００６０】
図１３は、照明装置２８の変形例を示している。前述の図１０の図示例において、２つの光源から水平方向内側へ向かう光線は、光触媒反応に寄与しておらず、また照明にも十分利用されていない。そこで図１３に示すように、各光源から水平方向内側へ向かう光線を、投光部側へ戻す補助反射手段４２Ａ、４２Ｂを設けた。
【００６１】
上記構成により、図示しない電源から送風手段１６及び照明装置２８に電力が供給されると、まず光源３６が発光して、その照明光のうち下方へ投射する光線及び函体の頂壁で反射した光線の大部分は透明板３４を透過して、クリーンルームＣＲを照らす。他方、光源３６から側方へ投射された光線は、投光部３８及び採光部１４を透過し、反射板の裏面で反射して、除塵用フィルタ２０の表面に到達する。これにより可視光応答触媒２２が活性化し、触媒反応が可能な状態となる。
【００６２】
また送風手段１６の作用でクリーンルームＣＲの天井裏からケース体６内へ空気を吸引し、その空気は反射板の両側の通気路Ｐを通過して、除塵用フィルタ２０の表面に達する。ここで空気中に含まれる汚染物質が分解される。また空気中の塵埃などは除塵用フィルタにより取り除かれ、クリーンルームＣＲ内へ吹き込まれる。
【００６３】
本発明では、照明光の一部を汚染物質の分解に利用するという主題に基づき、可視光応答触媒を選択している。空気に含まれる有機成分などのケミカル汚染物質は、可視光応答触媒に接触することで、製品に影響しない物質に分解される。可視光応答触媒を用いた場合には、比較的高沸点の有機成分が分解の対象となるが、半導体の製造においてはこれで十分である。
【００６４】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。これらの説明において第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付することで解説を省略する。
【００６５】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る空気浄化装置を示している。本実施形態では、クリーンルームＣＲの天井Ｔには従来と同様にフィルタ（ケミカルフィルタなど）６２を装備したＦＦＵ６０と照明装置２８とが設置されており、このクリーンルーム内のミニエンバイロメントＭの空調系統に本発明の空気浄化装置４を適用したものである。なお、ケミカルフィルタは、交換の容易さを考慮して図示のようにファンの上流に配置することが標準である。
【００６６】
上記ミニエンバイロメントＭは、クリーンルームの中で特に清浄な状態を保つためにクリーンルームの他の部分から区別された領域である。ミニエンバイロメントＭの躯体自身を、ケース体６とする。このケース体６の内部のうち上端部と残りの部分とを、ケース体の周壁８内面に固定した除塵用フィルタ２０で区分する。ケース体６の頂壁１０の一部、好ましくは中央部に通気孔１２を開口し、その通気孔の下方に送風手段１６を設ける。
【００６７】
そして本実施形態においては、クリーンルームの照明装置２８からの光をミニエンバイロメントＭに導入するために、少なくともケース体６の頂壁１０に十分に大きな採光部１４を設ける。好適な一例として、通気孔１２を囲むようにループ状の採光部１４を形成してもよく、また頂壁１０のほぼ全体を透明な合成樹脂などで形成しても構わない。
【００６８】
また本実施形態では、クリーンルームの天井Ｔの照明装置２８同士の間隔を比較的狭くすることが望ましく、これにより図示例に示す如く送風手段１６の真下まで照明光を導入することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
発明の詳細の説明の欄で開示された本発明の利点をまとめると次の通りとなる。
（１）半導体などの製造環境においては、フタル酸エステルやシロキサンなど比較的高沸点の有機成分は、ウェーハなどの表面に吸着し易いことから汚染影響が高い成分である。また、製造装置からも溶媒など各種のケミカル物質がクリーンルームに拡散し、レンズなどの曇りを引き起こす。これらの成分が可視光応答触媒により分解されることで、吸着汚染の影響が少なくなる。
（２）防塵用のＵＬＰＡフィルタに噴霧した粒径１００ｎｍ以下の可視光応答触媒の微粒子は濾材の繊維に強固に付着して脱落することがない。また、従来のケミカルフィルタのようにＦＦＵに積層しないので、圧力損失が増えることもない。
（３）分解作用を増長させるために必要な照度は３００ｌｘ以上の可視光であればよく、クリーンルームの一般照明と兼用することが可能となり、半導体製造工程で問題となるＵＶランプによる紫外線の影響が回避される。
（４）また、製造装置が設置されたクリーンルームにおいては、照明器具交換作業をシステム天井内でフィルタの交換と独立して行うことができる。
（５）クリーンルームは、本来塵埃などが少ない環境であり、可視光応答触媒の表面に汚れなどが生じにくく、分解性能は長時間維持する。
（６）可視光応答触媒を用いた除塵用フィルタは、従来のケミカルフィルタのように交換・廃棄処分を行う必要がないため、環境負荷が少ない材料である。
【符号の説明】
【００７０】
２…空気浄化設備 ４…空気浄化装置 ６…ケース体
８…周壁 ８ａ、８ｂ…側壁 １０…頂壁 １２…通気孔
１４…採光部 １６…送風手段 １８…送電線 ２０…除塵用フィルタ
２１…フレーム ２２…可視光応答触媒 ２４…固定板
２６…反射手段（反射板） ２６ａ、２６ｂ…反射板の一半部及び他半部
２８…照明装置 ３０…函体 ３２…照明口 ３４…透明板 ３６…光源
３８…投光部 ４２Ａ、４２Ｂ…補助反射手段
５０…位置決め機構 ５２…嵌合孔 ５４…上向き段部
６０…ＦＦＵ ６２…ケミカルフィルタ
ＣＲ…クリーンルーム Ｔ…天井 Ｐ…通気路 Ｍ…ミニエンバイロメント
N…噴霧ノズル Ｌ…中心線 ｂ，ｂＵ，ｂＬ…照明光
Ａ１，Ｂ１，Ｄ１，Ａ２，Ｂ２，Ｄ２…光の反射点
Ｃ１，Ｅ１，Ｃ２，Ｅ２…光の到達点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルーム用の空気浄化装置であって、
送風用のケース体の下流側に除塵用フィルタを設けるとともに、この除塵用フィルタよりも上流側のケース体部分に外部から照明光を導入するための透明な採光部を形成し、
この採光部と連なるケース体内の適所に可視光応答触媒を設置し、
この可視光応答触媒を上記採光部から導入した照明光を利用して活性化し、空気中の汚染物質を分解するように構成したことを特徴とする、可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項２】
上記ケース体の上流側に送風手段を設けて、送風手段と除塵用フィルタとの間のケース体部分に上記採光部を配置し、かつ
上記可視光応答触媒を、除塵用フィルタの上流側の表面又はこの表面の近くに配置するとともに、上記採光部から可視光応答触媒の配置箇所へ照明光を反射する反射手段を、送風手段と除塵用フィルタとの間に設けたことを特徴とする、請求項１記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項３】
上記反射手段が気流制御用バッフル板を兼ねることを特徴とする、請求項２記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項４】
上記除塵用フィルタの濾材を、有機系バインダーを含まない材料とするとともに、
この除塵用フィルタの上流側の表面に可視光応答触媒を設けたことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項５】
上記可視光応答触媒は、液体中に分散させて噴霧することにより除塵用フィルタの表面に付着させたことを特徴とする、請求項４記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項６】
上記除塵用フィルタは波形に形成され、その隣り合う波の間に、可視光応答触媒を担持した固定板を除塵用フィルタに触れないように設置したことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れかに記載の空気浄化装置と照明装置とからなり、照明装置は、可視光光源と、照明装置の側部に形成した投光部とを有し、この投光部から空気浄化装置の採光部まで照明光の一部を投光できるように空気浄化装置及び照明装置を位置決めして並置させたことを特徴とする、照明装置を含む空気浄化設備。
【請求項１】
クリーンルーム用の空気浄化装置であって、
送風用のケース体の下流側に除塵用フィルタを設けるとともに、この除塵用フィルタよりも上流側のケース体部分に外部から照明光を導入するための透明な採光部を形成し、
この採光部と連なるケース体内の適所に可視光応答触媒を設置し、
この可視光応答触媒を上記採光部から導入した照明光を利用して活性化し、空気中の汚染物質を分解するように構成したことを特徴とする、可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項２】
上記ケース体の上流側に送風手段を設けて、送風手段と除塵用フィルタとの間のケース体部分に上記採光部を配置し、かつ
上記可視光応答触媒を、除塵用フィルタの上流側の表面又はこの表面の近くに配置するとともに、上記採光部から可視光応答触媒の配置箇所へ照明光を反射する反射手段を、送風手段と除塵用フィルタとの間に設けたことを特徴とする、請求項１記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項３】
上記反射手段が気流制御用バッフル板を兼ねることを特徴とする、請求項２記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項４】
上記除塵用フィルタの濾材を、有機系バインダーを含まない材料とするとともに、
この除塵用フィルタの上流側の表面に可視光応答触媒を設けたことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項５】
上記可視光応答触媒は、液体中に分散させて噴霧することにより除塵用フィルタの表面に付着させたことを特徴とする、請求項４記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項６】
上記除塵用フィルタは波形に形成され、その隣り合う波の間に、可視光応答触媒を担持した固定板を除塵用フィルタに触れないように設置したことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の可視光応答触媒を使用したクリーンルーム用の空気浄化装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れかに記載の空気浄化装置と照明装置とからなり、照明装置は、可視光光源と、照明装置の側部に形成した投光部とを有し、この投光部から空気浄化装置の採光部まで照明光の一部を投光できるように空気浄化装置及び照明装置を位置決めして並置させたことを特徴とする、照明装置を含む空気浄化設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１３３１４０（Ｐ２０１１−１３３１４０Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１１５５（Ｐ２００９−２９１１５５）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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