局所クリーン化をしたい
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記事更新日 2025年07月11日
半導体や精密機器の製造では、わずかなチリやホコリが製品の品質や歩留まりに大きな影響を与えます。
しかし、クリーン環境の維持には設備導入コストや作業スペースの確保、既存の気流との干渉など、局所クリーン化特有の課題が伴います。
このページでは、局所クリーン化の重要性を解説し、具体的な課題とその解決策を紹介します。
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製造現場においては、想定外の品質トラブルが発生することがあり、その多くはコンタミナントの拡散や環境由来の要因に起因しています。ある半導体メーカーでは、特定工程における歩留まりの低下を調査した結果、作業者の動線上に沿ってパーティクルが拡散していることが確認されました。
対策として、影響範囲に局所クリーンベンチを導入し、作業者起因の粒子拡散を抑制。
その結果、品質の安定化と歩留まり改善が実現。半導体・電子部品業界においては、異物混入が直接的に製品品質に影響を及ぼすため、原因の迅速な特定と局所対策の実行が求められます。
製造プロセスにおける品質不良の要因は多岐にわたりますが、コンタミナントの影響はその中でも見逃せないリスクのひとつです。
ある精密組立ラインでは、歩留まり低下の原因を解析した結果、作業者の移動に伴うパーティクルの拡散が主因であることが明らかになりました。
改善策として、該当エリアに局所クリーンベンチを導入し、作業中の空気環境を制御。これにより、異物混入の抑制とともに歩留まりの回復が実現しています。コンタミネーションが品質に直結する業種では、原因の早期特定とピンポイントな対策が求められます。
半導体業界では、法規制や環境基準の改定が頻繁に行われており、その都度クリーン環境の見直しが求められます。清浄度の厳格化や材料使用の制限といった新たな要件が追加されることで、既存のクリーンルームのみでは対応が難しい場面も増加しています。
ある製造現場では、取引先からの清浄度要求が高まっていること受け、工場全体の改修が困難な中で、局所クリーンブースを導入。
短期間かつ低コストで新基準に対応することができました。規制対応には柔軟な設備構成が求められ、局所クリーン化は現実的かつ有効な選択肢です。
半導体や精密機器の製造現場では、外気の温湿度変化や設備の経年劣化が清浄度に影響を及ぼすケースがあります。たとえば、夏季の湿度上昇により空調気流が乱れ、コンタミナントの滞留が発生しやすくなるといった事例が挙げられます。
実際に、精密部品の組立エリアでは気流の不安定化が異物混入の一因となり、対象エリアへの局所クリーン化装置の導入によって、品質の安定を図る対応が行われました。設備更新が難しい状況下では、こうした局所対策が有効な運用手段となります。
工程の集約や作業スペースの最適化を図る過程で、気流が乱れやすくなり、清浄度の維持が課題となるケースがあります。作業動線の短縮によって生じた空間の圧縮が、特定領域でのコンタミナント濃度の上昇を招くこともあります。
電子部品製造の現場では、効率化を目的としたレイアウト変更後に清浄度の低下が発生。影響の大きいエリアに局所クリーン装置を導入することで、環境を安定させながら作業性も維持することに成功したという事例もあります。
局所クリーン化を追加する際、既存の空調や気流設計と干渉し、空気の流れが乱れることでコンタミネーションが滞留する恐れがあります。
特に、風速の高いクリーンベンチやブースを導入すると、層流式クリーンルーム内で乱流が発生しやすくなり、コンタミナントの滞留リスクが高まります。
こうしたトラブルを回避するためには、CFD解析（気流シミュレーション）を活用し、全体の気流バランスを踏まえた最適な配置・風速設計を行うことが不可欠です。
局所クリーン化を導入する際、露光装置やエッチング装置など既設機器の配置や作業動線を十分に考慮しないまま設置を進めると、スペースの圧迫や作業効率の低下を招くおそれがあります。
たとえば、清浄エリアの追加によって作業者の移動が遠回りになったり、主要設備へのアクセス性が損なわれたりするケースも見受けられます。
こうした事態を防ぐためには、導入前にレイアウトシミュレーションを実施し、動線と清浄環境の両立を図る設計が求められます。
既存のクリーンルーム内に局所クリーン化設備を追加すると、既存のFFUやドライルームの空調システムに過剰な負荷がかかる可能性があります。気流バランスの変化により、HEPA/ULPAフィルターへの圧力が高まり、目詰まりや交換頻度の上昇につながるリスクも想定されます。
こうした影響を最小限に抑えるためには、導入前に空調負荷を事前に計算し、必要に応じてFFUの増設や空調設備の見直しを検討しておくことが望まれます。また、フィルターの状態を常時監視し、計画的なメンテナンス体制を整えておくことが、安定した清浄環境の維持に繋がります。
局所クリーン化を後付けで実施する際、適切なモニタリング体制が整っていない場合、異物混入に起因する歩留まり低下のリスクが高まります。特に、ナノレベルのコンタミナントが製品品質に直結する半導体製造では、継続的な環境管理が欠かせません。
対策としては、リアルタイム監視システムの導入により、基準値超過時のアラート通知による即時対応が有効です。加えて、定期的なパーティクルカウントの実施により、濃度変動の傾向を把握し、発生源を特定したうえで対策を講じることが求められます。
これらのニーズに応えるため、必要なエリアだけを効率よく清浄化し、現場に無理なく導入できる局所クリーン化ソリューションが登場しています。
“置くだけ”でISOクラス1を実現
独自の気流技術を活用した
sponsored by 興研株式会社
「KOACH」は、独自の気流技術によって、囲いを設けなくてもISOクラス１の清浄空間を形成する装置です。
フロアー型・テーブル型・スタンド型の3つのソリューションがあり、いずれも立ち上げ後短時間でクリーン環境を構築でき、作業性を損なわずに異物混入リスクを排除する環境を形成します。清浄度・柔軟性・運用性のすべてを高い次元で両立した、次世代のクリーン化ソリューションです。
スタンドコーチは、広範囲な作業エリアの清浄度を効率的に向上させるためのクリーンベンチです。
プッシュプッシュ方式を採用しており、既存のクリーンルームの気流バランスを乱さずに清浄空間を形成できます。
特に、露光装置やエッチング装置の周辺など、粒子の影響を受けやすいエリアの清浄度を強化するのに適しています。 また、移動可能な設計のため、工程変更や設備レイアウトの変更にも柔軟に対応でき、大規模なクリーンブースの設置工事が不要です。
テーブルコーチは作業台の上に据え置き、特定の作業エリアをピンポイントで清浄化できます。 特に、ウェーハの検査、微細加工、部品の組み立てなど、高精度が求められる工程での使用に適しています。
長寿命フィルターも搭載していることから、メンテナンス頻度を減らしながら安定した清浄度を維持でき、ランニングコストを抑えつつ効率的な運用ができます。
電子顕微鏡の試料ステージの部品検査を行うために三次元測定機を導入されました。
しかし、従来のクリーンルームでは設置スペースの制約があり、また、クリーンブースでは高さのある測定機を完全に囲えないなどの課題を抱えていたのです。
そこで、開放状態でも清浄空間を維持できるKOACHの採用を決意。その結果、測定時の異物混入リスクが低減し、測定エリアのクリーン化を実現しました。
さらに、クレーンを使用した組立作業もクリーン環境で実施可能となり、安定した検査環境を確保できただけではなく、作業効率の改善にもつながっています。
高い清浄度を維持しながら精密な組立作業を行う必要があったラインでは、従来のクリーンルームやクリーンブースでは作業性が制限され、熟練技術者の精密作業に適した環境を確保できないことが課題でした。
この問題を解決するため、開放空間でも高い清浄度を実現できるKOACHを導入。
作業エリアを囲わずに一様流の気流で清浄空間を形成することで、精密作業の自由度を確保しつつ、部品への異物混入を防ぐことができます。
その結果、工程における清浄度が向上し、微細な部品の品質管理が強化されました。
さらに、作業者の手の動きを妨げることなく精密作業が可能となり、従来のクリーンベンチでは難しかった作業性と清浄度の両立が実現。
この事例の企業名や写真、より詳しい導入経緯・成果は、KOACHの会員サイトで確認することができます。
半導体製造は、日本の地域経済の活性化に大きく貢献する重要な産業です。しかし近年では、原材料価格の高騰や光熱費の増加、さらに円安の影響により、各企業の努力だけでは乗り越えられない厳しい状況が続いています。
私たちのメディアは、こうした課題に対して有効なソリューションである「KOACH」の魅力や価値を、より多くの方々に届けることを目的としています。KOACHの認知拡大と導入促進を通じて、業界全体の変革と地域経済のさらなる発展に貢献していきます。