環境制御室の構成部材、環境制御室の構成部材の製造方法
【課題】 軽量で電磁波遮蔽特性の高い環境制御室の構成部材を提供する。
【解決手段】 環境制御室としてのクリーンルーム１は、複数のグレーチング床パネル９を有し、グレーチング床パネル９には複数の側壁パネル１１が建て込まれている。
さらに、側壁パネル１１の上面には格子天井１３が設けられている。
グレーチング床パネル９、側壁パネル１１、格子天井１３で囲まれた領域が、空気の清浄度や電磁波等が制御されたエリアを形成している。
ここで、構成部材であるグレーチング床パネル９、格子天井１３を構成する材料はマグネシウム合金である。
そのため、アルミニウムを用いた従来のものと比べて、軽量で電磁波遮蔽特性が良好である。
なお、上記マグネシウム合金を用いた構成部材は、耐食性を向上させるための不動態化処理がされていることが望ましい。
【解決手段】 環境制御室としてのクリーンルーム１は、複数のグレーチング床パネル９を有し、グレーチング床パネル９には複数の側壁パネル１１が建て込まれている。
さらに、側壁パネル１１の上面には格子天井１３が設けられている。
グレーチング床パネル９、側壁パネル１１、格子天井１３で囲まれた領域が、空気の清浄度や電磁波等が制御されたエリアを形成している。
ここで、構成部材であるグレーチング床パネル９、格子天井１３を構成する材料はマグネシウム合金である。
そのため、アルミニウムを用いた従来のものと比べて、軽量で電磁波遮蔽特性が良好である。
なお、上記マグネシウム合金を用いた構成部材は、耐食性を向上させるための不動態化処理がされていることが望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境制御室の構成部材および環境制御室の構成部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達により、これに用いられる半導体の需要が高まっている。
【０００３】
ここで、半導体の製造プロセスにおいては空気中の微量な不純物の存在が、その特性に大きな影響を与えるため、空気清浄度を制御した環境制御室の１種である、クリーンルーム内で製造されるのが一般的である。
【０００４】
クリーンルームの構造としては、特許文献１の図４に示すように、クリーンルーム内を空気清浄度を制御したプロセスエリアと、プロセスエリアの床下の床下エリア、天井に設けられた天井エリアの３つのエリアに分けた構造がある。
【０００５】
上記構造においては、プロセスエリア→床下エリア→天井エリア→プロセスエリアの順に空気を循環させ、天井エリアに設けられたフィルタによって空気を清浄化することにより、プロセスエリア内の空気の清浄度を一定に保っている。
【０００６】
一方、空気清浄度を一定に保つためには、クリーンルームの床や天井の構成部材の材料にも考慮する必要がある。
【０００７】
即ち、これらの材料がいわゆるアウトガスの発生源とならないことが求められ、また、クリーンルームは複数のエリアに分割された複雑な構造を有することから、軽量な材料であることも求められる。
【０００８】
このような要求を満たす材料としては、特許文献２の段落番号〔００１１〕および〔００１３〕に示すアルミニウム合金が挙げられ、これにニクロムめっきやエポキシ等の樹脂コーティングを設けたものが用いられることが多い。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１４６７２号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のアルミニウム合金を用いた材料は、クリーンルームの清浄度を一定に保ち、かつ軽量化を実現するという観点からは有用な材料である。
【００１１】
しかしながら、近年、クリーンルームの大型化の要求が高まっており、構成部材のさらなる軽量化が求められている。
【００１２】
また、近年、情報機器の発する電磁波が他の機器に与える影響が指摘されており、クリーンルームを構成する天井や床の構成部材を構成する材料には、より高度の電磁波遮蔽特性も要求されるようになっている。
【００１３】
さらに、従来のコーティングではアウトガスを室温でも１０ｐｐｂ以下に抑えるのは困難である。
【００１４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、軽量で電磁波遮蔽特性の高い環境制御室の構成部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上述の課題を解決することを目的として鋭意検討した結果、構成部材を構成する材料としてマグネシウム合金を用いることにより、アルミニウムを用いた従来のものと比べて、軽量で電磁波遮蔽特性が良好な構成部材となることを見出した。
【００１６】
そして、以上の知見を元に以下の発明を完成するに至った。
【００１７】
即ち、第１の発明は、環境制御室の室内に少なくとも一部が露出する構成部材であって、マグネシウム合金を構成材料とすることを特徴とする環境制御室の構成部材である。
【００１８】
前記マグネシウム合金は、Ｍｇを必須元素として含有し、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎのうち、少なくとも１種の元素をさらに含有する。
【００１９】
この場合、前記マグネシウム合金は、５．７重量％以上、６．３重量％以下のＡｌ元素、０．２７重量％以上、０．５重量％以下のＭｎ元素、０．２重量％以下（０は含まない）のＺｎ元素を含有し、残部がＭｇ元素であってもよい。
【００２０】
前記マグネシウム合金は、不純物としてのＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの含有率が、それぞれ、Ｓｉが０．０５重量％以下、Ｃｕが０．００８重量％以下、Ｎｉが０．００１重量％以下、Ｆｅが０．００４重量％以下であってもよい。
【００２１】
前記構成部材の表面には不動態皮膜が形成されていてもよい。
【００２２】
この場合、前記不動態皮膜は酸化マグネシウムを含んでいてもよく、実質的に酸化マグネシウムから成ってもよい。
【００２３】
あるいは、前記不動態皮膜は酸化マグネシウムと酸化アルミニウムとを含んでもよい。
【００２４】
前記不動態皮膜は非水溶液での陽極酸化によって形成されたボイドのない緻密な酸化マグネシウム被膜を含んでもよい。
【００２５】
また、前記不動態皮膜は酸化性雰囲気中の加熱によって形成された酸化マグネシウム被膜を含んでもよい。
【００２６】
前記不動態皮膜はプラズマ酸化によって形成された酸化マグネシウム被膜を含んでもよい。
【００２７】
前記構成部材は、環境制御室に用いられるフレーム部材であってもよく、この場合、格子天井に用いられるフレーム部材であってもよい。
【００２８】
あるいは、前記構成部材は、環境制御室に用いられるグレーチング床パネルであってもよい。
【００２９】
第２の発明は、第１の発明に記載の構成部材が用いられていることを特徴とするクリーンルームである。
【００３０】
第３の発明は、第１の発明に記載の構成部材が用いられていることを特徴とする電磁波シールドルームである。
【００３１】
第４の発明は、環境制御室の構成部材の製造方法であって、マグネシウム合金をダイカスト成形により所定の形状に成形する工程（ａ）と、成形した前記マグネシウム合金の表面に不動態皮膜を形成する工程（ｂ）と、を有することを特徴とする環境制御室の構成部材の製造方法である。
【００３２】
前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金を酸化性雰囲気中で熱処理することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有してもよい。
【００３３】
また、前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金を陽極酸化処理することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有してもよい。
【００３４】
あるいは、前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金をプラズマ酸化することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有してもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、軽量で（Ｍｇは密度がＡｌの約２／３である）、電磁波遮蔽特性の高い（ＭｇはＡｌよりも電磁波吸収力が大きい）、環境制御室の構成部材を提供することができる。また本発明によれば、不動態被膜からのアウトガスを１０ｐｐｂ以下にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
【００３７】
まず、本実施形態に係る構成部材が用いられるクリーンルーム１の構造について、図１〜図４を参照して説明する。
【００３８】
図１に示すように、環境制御室としてのクリーンルーム１は、プロセスエリア１０と、床下エリア２０と、天井エリア３０、空気循環エリア１０ａを有する。
【００３９】
クリーンルーム１は、地盤３上に形成され、クリーンルーム１全体を支持するための複数の支柱５を有し、支柱５上には梁７が設けられている。
【００４０】
図２（ｂ）に示すように、梁７の上面には円盤状の台駒２９が設けられており、台駒２９の表面にはネジ３１がねじ込まれている。
【００４１】
梁７上には複数のグレーチング床パネル９が床面として設けられている。
【００４２】
図２（ａ）に示すように、グレーチング床パネル９は矩形の板状の形状を有しており、表面には複数の孔部２３が設けられている。
【００４３】
また、角部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは円弧状の切り欠き形状を有している。
【００４４】
そして、図２（ｂ）に示すように、角部２２ａ、２２ｂを台駒２９と組み合わせ、ネジ３１と接触させることにより、グレーチング床パネル９と梁７が接続される。角部２２ｃ、２２ｄも同様である。
【００４５】
一方、図１に示すように、グレーチング床パネル９には壁面としての複数の側壁パネル１１が建て込まれている。
【００４６】
また、グレーチング床パネル９には隣接する部屋との連絡用のドア１１ａが設けられている。
【００４７】
側壁パネル１１の周囲にはクリーンルーム１の外壁としての建築壁１２が設けられ、建築壁１２の上面には、天井１５が設けられている。
【００４８】
さらに、側壁パネル１１の上面には格子天井１３が設けられている。
【００４９】
図３（ａ）に示すように、格子天井１３は格子フレーム３３を格子状に組み合わせた構造を有しており、交差部分３５には天井１５から吊り下げられた図示しない吊り棒が設けられている。
【００５０】
そして、格子天井１３は吊り棒によって支持されている。
【００５１】
図３（ｂ）に示すように、格子フレーム３３は軸断面形状が逆Ｔ字形を有する部材であり、直交する格子フレーム３３同士は、ジョイントフレーム３３ａによって連結される。
【００５２】
図３（ａ）に示すように、格子天井１３の格子フレーム３３で囲まれた面は格子窓３７を形成しており、格子窓３７には空気を浄化するためのフィルタ１６、もしくは格子窓３７を塞ぐための閉止パネル３９が設けられている。
【００５３】
一方、図１に示すように、グレーチング床パネル９には他の階との連絡用の階段１８がさらに設けられている。
【００５４】
図４に示すように階段１８は、複数の踏み板４３を有し、複数の踏み板４３を挟み込むようにして、踏み板４３を支持する桁４１ａ、４１ｂが設けられている。
【００５５】
桁４１ａ、４１ｂの側面には、手すり４９ａ、４９ｂが設けられている。
【００５６】
さらに、桁４１ａと踏み板４３を連結するようにして固定板４７ａが設けられ、桁４１ｂと踏み板４３を連結するようにして固定板４７ｂ（図示せず）が設けられている。
【００５７】
なお、踏み板４３は複数の孔部４５を有している。
【００５８】
そして、図１に示すように、グレーチング床パネル９、側壁パネル１１および格子天井１３で囲まれた領域がプロセスエリア１０を形成している。
【００５９】
また、建築壁１２とグレーチング床パネル９で囲まれた床下の領域が床下エリア２０を形成している。
【００６０】
さらに、格子天井１３、建築壁１２および天井１５で囲まれた領域が天井エリア３０を形成している。
【００６１】
なお、天井エリア３０内には空気循環装置２１が設けられている。
【００６２】
一方、建築壁１２、グレーチング床パネル９および格子天井１３で囲まれた領域が空気循環エリア１０ａを形成している。
【００６３】
プロセスエリア１０は空気の清浄度や電磁波等の環境が制御されたエリアであり、半導体製造装置やコンピュータ等の環境制御下で用いられる装置が設けられている。
【００６４】
床下エリア２０は、プロセスエリア１０の空気が流れ込むエリアである。
【００６５】
空気循環エリア１０ａは、床下エリア２０の空気が流れ込むエリアである。
【００６６】
天井エリア３０は、空気循環エリア１０ａの空気が流れ込むエリアであり、また、空気を清浄化してプロセスエリア１０に流すエリアである。
【００６７】
即ち、プロセスエリア１０内の空気は空気循環装置２１により、グレーチング床パネル９から、床下エリア２０、空気循環エリア１０ａを介して天井エリア３０に流れ込む。
【００６８】
そして、流れ込んだ空気はフィルタ１６によって清浄化され、再びプロセスエリア１０に流れ込む。
【００６９】
このようにして、プロセスエリア１０内の空気は常に、一定の清浄度に保たれる。
【００７０】
ここで、構成部材であるグレーチング床パネル９および格子天井１３（格子フレーム３３）は、プロセスエリア１０と接するため、それ自体がガスの発散元にならないような材料で形成される必要がある。
【００７１】
特に、表面に防食用の皮膜を形成する場合は、ガスの発散元にならないような皮膜を形成する必要がある。
【００７２】
また、軽量な材料であることも求められ、さらには電磁波を遮蔽することも要求される。
【００７３】
本発明者は、これらの問題について種々検討の結果、グレーチング床パネル９、および格子天井１３（格子フレーム３３、ジョイントフレーム３３ａ）を構成する材料として、マグネシウム合金を用い、これをダイカスト成形により形成することにより、アルミニウムを用いた従来のものと比べて、軽量で電磁波遮蔽特性が良好なグレーチング床パネル９、および格子天井１３となることを見出した。
【００７４】
また、グレーチング床パネル９や格子天井１３に限らず、その他のクリーンルーム構成部材、例えば、天井以外の部分に用いられるフレーム部材、階段１８を構成する桁４１ａ、４１ｂ、手すり４９ａ、４９ｂ、踏み板４３、固定板４７ａ、４７ｂあるいはドア１１ａの部材にも本発明を適用することができることを見出した。
【００７５】
なお、上記マグネシウム合金の構成部材は、特にクリーンルームに露出する部分については、不動態化処理により、表面に不動態皮膜が形成されていることが望ましい。
【００７６】
表面に不動態皮膜が形成されていることにより、フレームの耐食性が向上する。
【００７７】
また、塗装により耐食性を有する皮膜を形成した場合と比べて、皮膜から放出されるアウトガス量を抑えることができ、クリーンルーム１の清浄性を向上させることができる。
【００７８】
以下、構成部材の組成および製造方法について説明する。
【００７９】
まず、構成部材を構成するマグネシウム合金の組成について説明する。
【００８０】
上記マグネシウム合金は、マグネシウムを主成分とする合金であり、また、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎのうち、少なくとも１種を含有するのが望ましい。
【００８１】
以下、各成分について説明する。
【００８２】
主成分であるＭｇは軽量化および電磁波遮蔽特性を担う元素であり、必須である。
【００８３】
Ａｌは合金の強度を高め、ダイカスト成形の際の成形性を高める役割を担う元素であり、添加するのが望ましい。
【００８４】
ただし、Ａｌの割合が、５．７重量％より少ないと十分な上記特性が得られない。
【００８５】
また、Ａｌの割合が６．３重量％を超えると、Ｍｇ含有量が相対的に減少し、合金の重量が増すとともに、電磁波遮蔽特性が低下する。
【００８６】
従って、Ａｌの割合は５．７〜６．３重量％の範囲とするのが望ましい。
【００８７】
Ｍｎは、合金溶湯中でＦｅやＡｌと結びついて、溶湯よりも比重の大きい化合物を形成し、沈殿することにより不純物であるＦｅを除去する役割を担う。
【００８８】
またＭｎは、ダイカスト成形の際の成形性を高める役割を担うため、添加するのが望ましい。
【００８９】
ただし、Ｍｎの割合が、０．２７重量％より少ないと十分な上記特性が得られない。
【００９０】
また、Ｍｎの割合が０．５重量％を超えると、Ｍｇ含有量が相対的に減少し、合金の重量が増すとともに、電磁波遮蔽特性が低下する。さらに、合金の結晶粒が粗大化して強度が低下する原因ともなる。
【００９１】
従って、Ｍｎの割合は０．２７〜０．５重量％の範囲とするのが望ましい。
【００９２】
ＺｎはＭｎと同様にダイカスト成形の際の成形性を高める役割を担うため、添加するのが望ましい。
【００９３】
ただし、Ｚｎの割合が０．２重量％を超えると、Ｍｇ含有量が相対的に減少し、電磁波遮蔽特性が低下する。さらに、合金の結晶粒が粗大化して強度が低下する原因ともなる。
【００９４】
従って、Ｚｎの割合は０．２重量％以下とすることが望ましい。
【００９５】
なお、上記マグネシウム合金において、不純物としてＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅが含まれる場合があるが、これらを多量に含むと、Ｍｇ含有量が相対的に減少し、合金の重量が増すとともに、電磁波遮蔽特性が低下する。
【００９６】
従って上記不純物は、Ｓｉは０．０５重量％以下、Ｃｕは０．００８重量％以下、Ｎｉは０．００１重量％以下、Ｆｅは０．００４重量％以下であるのが望ましい。
【００９７】
次に、不動態皮膜の組成について説明する。
【００９８】
不動態皮膜は上記マグネシウム合金の表面を酸化することにより形成されるため、上記元素の酸化物を含有し得る。
【００９９】
具体的には、マグネシウムの酸化物である酸化マグネシウムを含んでおり、実質的に酸化マグネシウムからなる組成であってもよい。
【０１００】
また、酸化マグネシウムと酸化アルミニウムを含んでいてもよい。
【０１０１】
次に構成部材の製造方法について説明する。
【０１０２】
まず、上記組成のマグネシウム合金を、ダイカスト成形により所定の形状、即ちフレーム形状に形成する。
【０１０３】
次に、形成されたフレームに不動態皮膜を形成する。
【０１０４】
不動態皮膜の形成方法としては、熱酸化による方法、陽極酸化処理による方法、プラズマ酸化による方法がある。
【０１０５】
以下、これらの方法について簡単に説明する。
【０１０６】
最初に熱酸化による不動態皮膜の形成方法について説明する。
【０１０７】
熱酸化による不動態皮膜の形成方法とは、マグネシウム合金のフレームを酸化性雰囲気中で加熱することにより表面を酸化し、酸化皮膜による不動態皮膜を形成する方法である。
【０１０８】
加熱温度は例えば５０〜４５０℃程度である。
【０１０９】
また、加熱の際は、水蒸気の加湿雰囲気中で加熱してもよい。加湿雰囲気中で加熱することにより、より短時間で皮膜を形成させることができる。
【０１１０】
なお、この際の相対湿度は例えば５０％ＲＨ〜１００％ＲＨである。
【０１１１】
さらに、加熱の際は、加圧雰囲気中で加熱してもよい。加圧雰囲気中で加熱することにより、より短時間で皮膜を形成させることができる。
【０１１２】
この場合、圧力は例えば１〜１０×１０５Ｐａ程度である。
【０１１３】
このようにして、酸化マグネシウムを含む不動態皮膜が形成される。
【０１１４】
次に、陽極酸化処理による不動態皮膜の形成方法について説明する。
【０１１５】
陽極酸化処理による不動態皮膜の形成方法とは、マグネシウム合金のフレームを陽極とし、白金等を陰極として電解液中で陽極表面を酸化することにより、酸化皮膜による不動態皮膜を形成する方法である。
【０１１６】
以下に、電解液の種類および陽極酸化の手順について簡単に説明する。
【０１１７】
まず、電解液の種類について説明する。
【０１１８】
電解液としては酸性電解液が用いられるが、生成した不動態皮膜が電解液中に溶解するのを防ぐため、ｐＨは中性に近いのが望ましい。
【０１１９】
電解液は、硼酸、燐酸及び有機カルボン酸並びにそれらの塩よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。
【０１２０】
このような材料を含有することにより、各種物質の濃度変動を緩衝してｐＨを所定範囲に保つことができる。
【０１２１】
また、このような材料を含有することにより、生成される金属酸化物膜に取り込まれた溶質成分が、溶出するのを防止できる。
【０１２２】
また電解液が非水溶媒を含有することが好ましい。
【０１２３】
非水溶媒を含有することにより、水溶液系の電解液のみを用いた場合に比べて、定電流化成に要する時間が短くて済むため、高いスループットで処理できる。
【０１２４】
非水溶媒の種類は、良好に陽極酸化ができ、溶質に対する十分な溶解度を持つものであれば特に制限はないが、１以上のアルコール性水酸基及び／又は１以上のフェノール性水酸基を有する溶媒、若しくは非プロトン性有機溶媒が好ましい。なかでも、保存安定性の点でアルコール性水酸基を有する溶媒が好ましい。
【０１２５】
さらに電解液が、誘電率が水よりも小さくかつ水を溶解する有機溶媒を含有するのが望ましい。
【０１２６】
このような材料を含有することにより、水の電気分解（即ち、ＯＨ−イオンの生成）を防ぐことができる。
【０１２７】
ＯＨ−イオンの生成を防ぐことができると、ＯＨ−イオンによる不動態皮膜のエッチングを防ぐことができるため、不動態皮膜がボイドのない緻密なかつ平滑な膜となり、細孔に収蔵された水分等がアウトガスとなって放出されることがなくなり、アウトガスの放出量を極度に低減できる。
【０１２８】
誘電率が水よりも小さくかつ水を溶解する有機溶媒としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールが挙げられる。
【０１２９】
次に、陽極酸化の手順について説明する。
【０１３０】
まず、陽極酸化の電流及び電圧の制御方法は特に制限はなく、マグネシウム合金の表面に酸化皮膜が形成される条件を適宜組み合わせることができる。
【０１３１】
通常は定電流及び定電圧にて陽極酸化処理することが好ましい。
【０１３２】
即ち、あらかじめ定められた化成電圧Ｖｆまで定電流にて化成し、化成電圧に達した後にその電圧に一定時間保持して陽極酸化を行うことが好ましい。
【０１３３】
なお、化成電圧に至るまで直流電源の代わりにピーク電流値が一定の交流を使用し、化成電圧に達したところで直流電圧に切り替えて一定時間保持する方法を用いてもよい。
【０１３４】
また、陽極酸化処理後に熱処理を施してもよい。熱処理を施すことにより、不動態皮膜中に残留した水分を除去することができ、アウトガスの放出量を低減できる。
【０１３５】
このようにして、酸化マグネシウムを含む不動態皮膜が形成される。
【０１３６】
次に、プラズマ酸化による不動態皮膜の形成方法について説明する。
【０１３７】
プラズマ酸化による不動態皮膜の形成方法方法とは、酸素を含む雰囲気中でプラズマにより酸素ラジカルを発生させ、酸素ラジカルによって酸化処理を行い、酸化皮膜による不動態皮膜を形成する方法である。
【０１３８】
以下、図５を参照してプラズマ酸化に用いられるプラズマ処理装置１０１の一例および処理方法の概略について説明する。
【０１３９】
まず、プラズマ酸化に用いられる装置の一例として、プラズマ処理装置１０１の構造について説明する。
【０１４０】
図５に示すように、プラズマ処理装置１０１は上部が開口した有底円筒状の処理容器１０２を有している。処理容器１０２は接地されている。
【０１４１】
処理容器１０２の底部には、プラズマ酸化される構成部材を載置するためのサセプタ１０３が設けられている。
【０１４２】
サセプタ１０３は内部にヒータ１０５を有しており、ヒータ１０５は処理容器１０２の外部に設けられた交流電源１０４からの給電によって、サセプタ１０３上の構成部材を加熱する。
【０１４３】
処理容器１０２の底部には、排気装置１１１によって処理容器１０２内の雰囲気を排気するための排気管１１２が設けられている。
【０１４４】
また処理容器１０２の側壁には、処理ガス供給源１１３からの処理ガスを供給するための供給管１１４が設けられている。処理ガス供給源１１３には酸素ガスと不活性ガスの各供給源１１５、１１６が接続されている。
【０１４５】
処理容器１０２の上部開口には、気密性を確保するためのシール材１２１を介して、誘電体窓１２２が設けられている。この誘電体窓１２２によって、処理容器１０２内に、処理空間Ｓが形成される。
【０１４６】
誘電体窓１２２の上方には、アンテナ部材１３１が設けられている。アンテナ部材１３１は、最下面に位置するラジアルスロットアンテナ１３２、その上部に位置する遅波板１３３、遅波板１３３を覆って遅波板１３３を保護するとともにこれを冷却するアンテナカバー１３４によって構成されている。
【０１４７】
遅波板１３３の中心には、導電性を有する材料によって構成されたバンプ１３５が配置されている。
【０１４８】
バンプ１３５は、内側導体１３６ａと外管１３６ｂとによって構成される同軸導波管１３６の当該内側導体１３６ａと電気的に導通している。
【０１４９】
同軸導波管１３６は、マイクロ波供給装置１３７で発生させたマイクロ波を、負荷整合器１３８を介して同軸導波管１３６を通じ、前記アンテナ部材１３１に伝搬させるように構成されている。
【０１５０】
次に、プラズマ酸化方法について説明する。
【０１５１】
まず、サセプタ１０３上のフレームを、ヒータ１０５を用いて室温〜３００℃程度まで加熱する。
【０１５２】
次に、供給管１１４から、所定の酸素と不活性ガスの混合ガスを処理容器１０２内に供給しつつ、排気管１１２から排気することで処理空間Ｓ内を所定の圧力にする。
【０１５３】
次に、マイクロ波供給装置１３７によってマイクロ波を発生させて、これを同軸導波管１３６によってアンテナ部材１３１に伝搬させて処理空間Ｓにおいてプラズマを発生させ、それによって処理容器１０２内に発生した酸素ラジカルによって構成部材の表面を酸化処理する。
【０１５４】
このようにして、酸化マグネシウムを含む不動態皮膜が形成される。
【０１５５】
このように、本実施形態によれば、クリーンルーム１の構成部材である、グレーチング床パネル９、および格子天井１３を構成する材料として、マグネシウム合金が用いられている。
【０１５６】
従って、クリーンルーム１の構成部材は、アルミニウムを用いた従来のフレームと比べて、軽量で電磁波遮蔽特性が良好である。
【実施例】
【０１５７】
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
【０１５８】
（実施例１〜１８）
本発明材として図６の実施例１〜１８に示す組成の試料を用意した。
【０１５９】
なお、実施例１〜１８の組成は、本実施形態の望ましい組成範囲内の組成のマグネシウム合金である。
【０１６０】
次に、これらの試料を溶解し、ダイカスト成形によりクリーンルームの天井のフレーム形状に成形したのち、陽極酸化処理により、表面に不動態皮膜を形成した。
【０１６１】
その結果、実施例１〜１８の組成の試料を用いたフレームは、アルミニウム合金を用いた従来のフレームと比べ、同一寸法で３０％程度の軽量化が達成できた。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
上記した実施形態では、本発明をクリーンルーム用の床や天井の構成部材に適用した場合について説明したが、本発明は、何等、これに限定されることなく、例えば電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽ルームのような、環境を制御する必要のある全ての部屋に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】クリーンルーム１を示す側面図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＡ１方向矢視図であって、図２（ｂ）はグレーチング床パネル９と梁７の接続を示す図である。
【図３】図３（ａ）は図１のＡ２方向矢視図であって、図３（ｂ）は図３（ａ）の格子フレーム３３およびジョイントフレーム３３ａを示す斜視図である。
【図４】図１の階段１８の拡大斜視図である。
【図５】プラズマ処理装置１０１を示す断面図である。
【図６】実施例１〜１８の試料の組成を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
１ クリーンルーム
３ 地盤
５ 支柱
７ 梁
９ グレーチング床パネル
１０ プロセスエリア
１０ａ 空気循環エリア
１１ 側壁パネル
１２ 建築壁
１３ 格子天井
１５ 天井
１６ フィルタ
２０ 床下エリア
２１ 空気循環装置
３０ 天井エリア
１０１ プラズマ処理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境制御室の構成部材および環境制御室の構成部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達により、これに用いられる半導体の需要が高まっている。
【０００３】
ここで、半導体の製造プロセスにおいては空気中の微量な不純物の存在が、その特性に大きな影響を与えるため、空気清浄度を制御した環境制御室の１種である、クリーンルーム内で製造されるのが一般的である。
【０００４】
クリーンルームの構造としては、特許文献１の図４に示すように、クリーンルーム内を空気清浄度を制御したプロセスエリアと、プロセスエリアの床下の床下エリア、天井に設けられた天井エリアの３つのエリアに分けた構造がある。
【０００５】
上記構造においては、プロセスエリア→床下エリア→天井エリア→プロセスエリアの順に空気を循環させ、天井エリアに設けられたフィルタによって空気を清浄化することにより、プロセスエリア内の空気の清浄度を一定に保っている。
【０００６】
一方、空気清浄度を一定に保つためには、クリーンルームの床や天井の構成部材の材料にも考慮する必要がある。
【０００７】
即ち、これらの材料がいわゆるアウトガスの発生源とならないことが求められ、また、クリーンルームは複数のエリアに分割された複雑な構造を有することから、軽量な材料であることも求められる。
【０００８】
このような要求を満たす材料としては、特許文献２の段落番号〔００１１〕および〔００１３〕に示すアルミニウム合金が挙げられ、これにニクロムめっきやエポキシ等の樹脂コーティングを設けたものが用いられることが多い。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１４６７２号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のアルミニウム合金を用いた材料は、クリーンルームの清浄度を一定に保ち、かつ軽量化を実現するという観点からは有用な材料である。
【００１１】
しかしながら、近年、クリーンルームの大型化の要求が高まっており、構成部材のさらなる軽量化が求められている。
【００１２】
また、近年、情報機器の発する電磁波が他の機器に与える影響が指摘されており、クリーンルームを構成する天井や床の構成部材を構成する材料には、より高度の電磁波遮蔽特性も要求されるようになっている。
【００１３】
さらに、従来のコーティングではアウトガスを室温でも１０ｐｐｂ以下に抑えるのは困難である。
【００１４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、軽量で電磁波遮蔽特性の高い環境制御室の構成部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上述の課題を解決することを目的として鋭意検討した結果、構成部材を構成する材料としてマグネシウム合金を用いることにより、アルミニウムを用いた従来のものと比べて、軽量で電磁波遮蔽特性が良好な構成部材となることを見出した。
【００１６】
そして、以上の知見を元に以下の発明を完成するに至った。
【００１７】
即ち、第１の発明は、環境制御室の室内に少なくとも一部が露出する構成部材であって、マグネシウム合金を構成材料とすることを特徴とする環境制御室の構成部材である。
【００１８】
前記マグネシウム合金は、Ｍｇを必須元素として含有し、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎのうち、少なくとも１種の元素をさらに含有する。
【００１９】
この場合、前記マグネシウム合金は、５．７重量％以上、６．３重量％以下のＡｌ元素、０．２７重量％以上、０．５重量％以下のＭｎ元素、０．２重量％以下（０は含まない）のＺｎ元素を含有し、残部がＭｇ元素であってもよい。
【００２０】
前記マグネシウム合金は、不純物としてのＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの含有率が、それぞれ、Ｓｉが０．０５重量％以下、Ｃｕが０．００８重量％以下、Ｎｉが０．００１重量％以下、Ｆｅが０．００４重量％以下であってもよい。
【００２１】
前記構成部材の表面には不動態皮膜が形成されていてもよい。
【００２２】
この場合、前記不動態皮膜は酸化マグネシウムを含んでいてもよく、実質的に酸化マグネシウムから成ってもよい。
【００２３】
あるいは、前記不動態皮膜は酸化マグネシウムと酸化アルミニウムとを含んでもよい。
【００２４】
前記不動態皮膜は非水溶液での陽極酸化によって形成されたボイドのない緻密な酸化マグネシウム被膜を含んでもよい。
【００２５】
また、前記不動態皮膜は酸化性雰囲気中の加熱によって形成された酸化マグネシウム被膜を含んでもよい。
【００２６】
前記不動態皮膜はプラズマ酸化によって形成された酸化マグネシウム被膜を含んでもよい。
【００２７】
前記構成部材は、環境制御室に用いられるフレーム部材であってもよく、この場合、格子天井に用いられるフレーム部材であってもよい。
【００２８】
あるいは、前記構成部材は、環境制御室に用いられるグレーチング床パネルであってもよい。
【００２９】
第２の発明は、第１の発明に記載の構成部材が用いられていることを特徴とするクリーンルームである。
【００３０】
第３の発明は、第１の発明に記載の構成部材が用いられていることを特徴とする電磁波シールドルームである。
【００３１】
第４の発明は、環境制御室の構成部材の製造方法であって、マグネシウム合金をダイカスト成形により所定の形状に成形する工程（ａ）と、成形した前記マグネシウム合金の表面に不動態皮膜を形成する工程（ｂ）と、を有することを特徴とする環境制御室の構成部材の製造方法である。
【００３２】
前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金を酸化性雰囲気中で熱処理することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有してもよい。
【００３３】
また、前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金を陽極酸化処理することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有してもよい。
【００３４】
あるいは、前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金をプラズマ酸化することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有してもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、軽量で（Ｍｇは密度がＡｌの約２／３である）、電磁波遮蔽特性の高い（ＭｇはＡｌよりも電磁波吸収力が大きい）、環境制御室の構成部材を提供することができる。また本発明によれば、不動態被膜からのアウトガスを１０ｐｐｂ以下にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
【００３７】
まず、本実施形態に係る構成部材が用いられるクリーンルーム１の構造について、図１〜図４を参照して説明する。
【００３８】
図１に示すように、環境制御室としてのクリーンルーム１は、プロセスエリア１０と、床下エリア２０と、天井エリア３０、空気循環エリア１０ａを有する。
【００３９】
クリーンルーム１は、地盤３上に形成され、クリーンルーム１全体を支持するための複数の支柱５を有し、支柱５上には梁７が設けられている。
【００４０】
図２（ｂ）に示すように、梁７の上面には円盤状の台駒２９が設けられており、台駒２９の表面にはネジ３１がねじ込まれている。
【００４１】
梁７上には複数のグレーチング床パネル９が床面として設けられている。
【００４２】
図２（ａ）に示すように、グレーチング床パネル９は矩形の板状の形状を有しており、表面には複数の孔部２３が設けられている。
【００４３】
また、角部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは円弧状の切り欠き形状を有している。
【００４４】
そして、図２（ｂ）に示すように、角部２２ａ、２２ｂを台駒２９と組み合わせ、ネジ３１と接触させることにより、グレーチング床パネル９と梁７が接続される。角部２２ｃ、２２ｄも同様である。
【００４５】
一方、図１に示すように、グレーチング床パネル９には壁面としての複数の側壁パネル１１が建て込まれている。
【００４６】
また、グレーチング床パネル９には隣接する部屋との連絡用のドア１１ａが設けられている。
【００４７】
側壁パネル１１の周囲にはクリーンルーム１の外壁としての建築壁１２が設けられ、建築壁１２の上面には、天井１５が設けられている。
【００４８】
さらに、側壁パネル１１の上面には格子天井１３が設けられている。
【００４９】
図３（ａ）に示すように、格子天井１３は格子フレーム３３を格子状に組み合わせた構造を有しており、交差部分３５には天井１５から吊り下げられた図示しない吊り棒が設けられている。
【００５０】
そして、格子天井１３は吊り棒によって支持されている。
【００５１】
図３（ｂ）に示すように、格子フレーム３３は軸断面形状が逆Ｔ字形を有する部材であり、直交する格子フレーム３３同士は、ジョイントフレーム３３ａによって連結される。
【００５２】
図３（ａ）に示すように、格子天井１３の格子フレーム３３で囲まれた面は格子窓３７を形成しており、格子窓３７には空気を浄化するためのフィルタ１６、もしくは格子窓３７を塞ぐための閉止パネル３９が設けられている。
【００５３】
一方、図１に示すように、グレーチング床パネル９には他の階との連絡用の階段１８がさらに設けられている。
【００５４】
図４に示すように階段１８は、複数の踏み板４３を有し、複数の踏み板４３を挟み込むようにして、踏み板４３を支持する桁４１ａ、４１ｂが設けられている。
【００５５】
桁４１ａ、４１ｂの側面には、手すり４９ａ、４９ｂが設けられている。
【００５６】
さらに、桁４１ａと踏み板４３を連結するようにして固定板４７ａが設けられ、桁４１ｂと踏み板４３を連結するようにして固定板４７ｂ（図示せず）が設けられている。
【００５７】
なお、踏み板４３は複数の孔部４５を有している。
【００５８】
そして、図１に示すように、グレーチング床パネル９、側壁パネル１１および格子天井１３で囲まれた領域がプロセスエリア１０を形成している。
【００５９】
また、建築壁１２とグレーチング床パネル９で囲まれた床下の領域が床下エリア２０を形成している。
【００６０】
さらに、格子天井１３、建築壁１２および天井１５で囲まれた領域が天井エリア３０を形成している。
【００６１】
なお、天井エリア３０内には空気循環装置２１が設けられている。
【００６２】
一方、建築壁１２、グレーチング床パネル９および格子天井１３で囲まれた領域が空気循環エリア１０ａを形成している。
【００６３】
プロセスエリア１０は空気の清浄度や電磁波等の環境が制御されたエリアであり、半導体製造装置やコンピュータ等の環境制御下で用いられる装置が設けられている。
【００６４】
床下エリア２０は、プロセスエリア１０の空気が流れ込むエリアである。
【００６５】
空気循環エリア１０ａは、床下エリア２０の空気が流れ込むエリアである。
【００６６】
天井エリア３０は、空気循環エリア１０ａの空気が流れ込むエリアであり、また、空気を清浄化してプロセスエリア１０に流すエリアである。
【００６７】
即ち、プロセスエリア１０内の空気は空気循環装置２１により、グレーチング床パネル９から、床下エリア２０、空気循環エリア１０ａを介して天井エリア３０に流れ込む。
【００６８】
そして、流れ込んだ空気はフィルタ１６によって清浄化され、再びプロセスエリア１０に流れ込む。
【００６９】
このようにして、プロセスエリア１０内の空気は常に、一定の清浄度に保たれる。
【００７０】
ここで、構成部材であるグレーチング床パネル９および格子天井１３（格子フレーム３３）は、プロセスエリア１０と接するため、それ自体がガスの発散元にならないような材料で形成される必要がある。
【００７１】
特に、表面に防食用の皮膜を形成する場合は、ガスの発散元にならないような皮膜を形成する必要がある。
【００７２】
また、軽量な材料であることも求められ、さらには電磁波を遮蔽することも要求される。
【００７３】
本発明者は、これらの問題について種々検討の結果、グレーチング床パネル９、および格子天井１３（格子フレーム３３、ジョイントフレーム３３ａ）を構成する材料として、マグネシウム合金を用い、これをダイカスト成形により形成することにより、アルミニウムを用いた従来のものと比べて、軽量で電磁波遮蔽特性が良好なグレーチング床パネル９、および格子天井１３となることを見出した。
【００７４】
また、グレーチング床パネル９や格子天井１３に限らず、その他のクリーンルーム構成部材、例えば、天井以外の部分に用いられるフレーム部材、階段１８を構成する桁４１ａ、４１ｂ、手すり４９ａ、４９ｂ、踏み板４３、固定板４７ａ、４７ｂあるいはドア１１ａの部材にも本発明を適用することができることを見出した。
【００７５】
なお、上記マグネシウム合金の構成部材は、特にクリーンルームに露出する部分については、不動態化処理により、表面に不動態皮膜が形成されていることが望ましい。
【００７６】
表面に不動態皮膜が形成されていることにより、フレームの耐食性が向上する。
【００７７】
また、塗装により耐食性を有する皮膜を形成した場合と比べて、皮膜から放出されるアウトガス量を抑えることができ、クリーンルーム１の清浄性を向上させることができる。
【００７８】
以下、構成部材の組成および製造方法について説明する。
【００７９】
まず、構成部材を構成するマグネシウム合金の組成について説明する。
【００８０】
上記マグネシウム合金は、マグネシウムを主成分とする合金であり、また、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎのうち、少なくとも１種を含有するのが望ましい。
【００８１】
以下、各成分について説明する。
【００８２】
主成分であるＭｇは軽量化および電磁波遮蔽特性を担う元素であり、必須である。
【００８３】
Ａｌは合金の強度を高め、ダイカスト成形の際の成形性を高める役割を担う元素であり、添加するのが望ましい。
【００８４】
ただし、Ａｌの割合が、５．７重量％より少ないと十分な上記特性が得られない。
【００８５】
また、Ａｌの割合が６．３重量％を超えると、Ｍｇ含有量が相対的に減少し、合金の重量が増すとともに、電磁波遮蔽特性が低下する。
【００８６】
従って、Ａｌの割合は５．７〜６．３重量％の範囲とするのが望ましい。
【００８７】
Ｍｎは、合金溶湯中でＦｅやＡｌと結びついて、溶湯よりも比重の大きい化合物を形成し、沈殿することにより不純物であるＦｅを除去する役割を担う。
【００８８】
またＭｎは、ダイカスト成形の際の成形性を高める役割を担うため、添加するのが望ましい。
【００８９】
ただし、Ｍｎの割合が、０．２７重量％より少ないと十分な上記特性が得られない。
【００９０】
また、Ｍｎの割合が０．５重量％を超えると、Ｍｇ含有量が相対的に減少し、合金の重量が増すとともに、電磁波遮蔽特性が低下する。さらに、合金の結晶粒が粗大化して強度が低下する原因ともなる。
【００９１】
従って、Ｍｎの割合は０．２７〜０．５重量％の範囲とするのが望ましい。
【００９２】
ＺｎはＭｎと同様にダイカスト成形の際の成形性を高める役割を担うため、添加するのが望ましい。
【００９３】
ただし、Ｚｎの割合が０．２重量％を超えると、Ｍｇ含有量が相対的に減少し、電磁波遮蔽特性が低下する。さらに、合金の結晶粒が粗大化して強度が低下する原因ともなる。
【００９４】
従って、Ｚｎの割合は０．２重量％以下とすることが望ましい。
【００９５】
なお、上記マグネシウム合金において、不純物としてＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅが含まれる場合があるが、これらを多量に含むと、Ｍｇ含有量が相対的に減少し、合金の重量が増すとともに、電磁波遮蔽特性が低下する。
【００９６】
従って上記不純物は、Ｓｉは０．０５重量％以下、Ｃｕは０．００８重量％以下、Ｎｉは０．００１重量％以下、Ｆｅは０．００４重量％以下であるのが望ましい。
【００９７】
次に、不動態皮膜の組成について説明する。
【００９８】
不動態皮膜は上記マグネシウム合金の表面を酸化することにより形成されるため、上記元素の酸化物を含有し得る。
【００９９】
具体的には、マグネシウムの酸化物である酸化マグネシウムを含んでおり、実質的に酸化マグネシウムからなる組成であってもよい。
【０１００】
また、酸化マグネシウムと酸化アルミニウムを含んでいてもよい。
【０１０１】
次に構成部材の製造方法について説明する。
【０１０２】
まず、上記組成のマグネシウム合金を、ダイカスト成形により所定の形状、即ちフレーム形状に形成する。
【０１０３】
次に、形成されたフレームに不動態皮膜を形成する。
【０１０４】
不動態皮膜の形成方法としては、熱酸化による方法、陽極酸化処理による方法、プラズマ酸化による方法がある。
【０１０５】
以下、これらの方法について簡単に説明する。
【０１０６】
最初に熱酸化による不動態皮膜の形成方法について説明する。
【０１０７】
熱酸化による不動態皮膜の形成方法とは、マグネシウム合金のフレームを酸化性雰囲気中で加熱することにより表面を酸化し、酸化皮膜による不動態皮膜を形成する方法である。
【０１０８】
加熱温度は例えば５０〜４５０℃程度である。
【０１０９】
また、加熱の際は、水蒸気の加湿雰囲気中で加熱してもよい。加湿雰囲気中で加熱することにより、より短時間で皮膜を形成させることができる。
【０１１０】
なお、この際の相対湿度は例えば５０％ＲＨ〜１００％ＲＨである。
【０１１１】
さらに、加熱の際は、加圧雰囲気中で加熱してもよい。加圧雰囲気中で加熱することにより、より短時間で皮膜を形成させることができる。
【０１１２】
この場合、圧力は例えば１〜１０×１０５Ｐａ程度である。
【０１１３】
このようにして、酸化マグネシウムを含む不動態皮膜が形成される。
【０１１４】
次に、陽極酸化処理による不動態皮膜の形成方法について説明する。
【０１１５】
陽極酸化処理による不動態皮膜の形成方法とは、マグネシウム合金のフレームを陽極とし、白金等を陰極として電解液中で陽極表面を酸化することにより、酸化皮膜による不動態皮膜を形成する方法である。
【０１１６】
以下に、電解液の種類および陽極酸化の手順について簡単に説明する。
【０１１７】
まず、電解液の種類について説明する。
【０１１８】
電解液としては酸性電解液が用いられるが、生成した不動態皮膜が電解液中に溶解するのを防ぐため、ｐＨは中性に近いのが望ましい。
【０１１９】
電解液は、硼酸、燐酸及び有機カルボン酸並びにそれらの塩よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。
【０１２０】
このような材料を含有することにより、各種物質の濃度変動を緩衝してｐＨを所定範囲に保つことができる。
【０１２１】
また、このような材料を含有することにより、生成される金属酸化物膜に取り込まれた溶質成分が、溶出するのを防止できる。
【０１２２】
また電解液が非水溶媒を含有することが好ましい。
【０１２３】
非水溶媒を含有することにより、水溶液系の電解液のみを用いた場合に比べて、定電流化成に要する時間が短くて済むため、高いスループットで処理できる。
【０１２４】
非水溶媒の種類は、良好に陽極酸化ができ、溶質に対する十分な溶解度を持つものであれば特に制限はないが、１以上のアルコール性水酸基及び／又は１以上のフェノール性水酸基を有する溶媒、若しくは非プロトン性有機溶媒が好ましい。なかでも、保存安定性の点でアルコール性水酸基を有する溶媒が好ましい。
【０１２５】
さらに電解液が、誘電率が水よりも小さくかつ水を溶解する有機溶媒を含有するのが望ましい。
【０１２６】
このような材料を含有することにより、水の電気分解（即ち、ＯＨ−イオンの生成）を防ぐことができる。
【０１２７】
ＯＨ−イオンの生成を防ぐことができると、ＯＨ−イオンによる不動態皮膜のエッチングを防ぐことができるため、不動態皮膜がボイドのない緻密なかつ平滑な膜となり、細孔に収蔵された水分等がアウトガスとなって放出されることがなくなり、アウトガスの放出量を極度に低減できる。
【０１２８】
誘電率が水よりも小さくかつ水を溶解する有機溶媒としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールが挙げられる。
【０１２９】
次に、陽極酸化の手順について説明する。
【０１３０】
まず、陽極酸化の電流及び電圧の制御方法は特に制限はなく、マグネシウム合金の表面に酸化皮膜が形成される条件を適宜組み合わせることができる。
【０１３１】
通常は定電流及び定電圧にて陽極酸化処理することが好ましい。
【０１３２】
即ち、あらかじめ定められた化成電圧Ｖｆまで定電流にて化成し、化成電圧に達した後にその電圧に一定時間保持して陽極酸化を行うことが好ましい。
【０１３３】
なお、化成電圧に至るまで直流電源の代わりにピーク電流値が一定の交流を使用し、化成電圧に達したところで直流電圧に切り替えて一定時間保持する方法を用いてもよい。
【０１３４】
また、陽極酸化処理後に熱処理を施してもよい。熱処理を施すことにより、不動態皮膜中に残留した水分を除去することができ、アウトガスの放出量を低減できる。
【０１３５】
このようにして、酸化マグネシウムを含む不動態皮膜が形成される。
【０１３６】
次に、プラズマ酸化による不動態皮膜の形成方法について説明する。
【０１３７】
プラズマ酸化による不動態皮膜の形成方法方法とは、酸素を含む雰囲気中でプラズマにより酸素ラジカルを発生させ、酸素ラジカルによって酸化処理を行い、酸化皮膜による不動態皮膜を形成する方法である。
【０１３８】
以下、図５を参照してプラズマ酸化に用いられるプラズマ処理装置１０１の一例および処理方法の概略について説明する。
【０１３９】
まず、プラズマ酸化に用いられる装置の一例として、プラズマ処理装置１０１の構造について説明する。
【０１４０】
図５に示すように、プラズマ処理装置１０１は上部が開口した有底円筒状の処理容器１０２を有している。処理容器１０２は接地されている。
【０１４１】
処理容器１０２の底部には、プラズマ酸化される構成部材を載置するためのサセプタ１０３が設けられている。
【０１４２】
サセプタ１０３は内部にヒータ１０５を有しており、ヒータ１０５は処理容器１０２の外部に設けられた交流電源１０４からの給電によって、サセプタ１０３上の構成部材を加熱する。
【０１４３】
処理容器１０２の底部には、排気装置１１１によって処理容器１０２内の雰囲気を排気するための排気管１１２が設けられている。
【０１４４】
また処理容器１０２の側壁には、処理ガス供給源１１３からの処理ガスを供給するための供給管１１４が設けられている。処理ガス供給源１１３には酸素ガスと不活性ガスの各供給源１１５、１１６が接続されている。
【０１４５】
処理容器１０２の上部開口には、気密性を確保するためのシール材１２１を介して、誘電体窓１２２が設けられている。この誘電体窓１２２によって、処理容器１０２内に、処理空間Ｓが形成される。
【０１４６】
誘電体窓１２２の上方には、アンテナ部材１３１が設けられている。アンテナ部材１３１は、最下面に位置するラジアルスロットアンテナ１３２、その上部に位置する遅波板１３３、遅波板１３３を覆って遅波板１３３を保護するとともにこれを冷却するアンテナカバー１３４によって構成されている。
【０１４７】
遅波板１３３の中心には、導電性を有する材料によって構成されたバンプ１３５が配置されている。
【０１４８】
バンプ１３５は、内側導体１３６ａと外管１３６ｂとによって構成される同軸導波管１３６の当該内側導体１３６ａと電気的に導通している。
【０１４９】
同軸導波管１３６は、マイクロ波供給装置１３７で発生させたマイクロ波を、負荷整合器１３８を介して同軸導波管１３６を通じ、前記アンテナ部材１３１に伝搬させるように構成されている。
【０１５０】
次に、プラズマ酸化方法について説明する。
【０１５１】
まず、サセプタ１０３上のフレームを、ヒータ１０５を用いて室温〜３００℃程度まで加熱する。
【０１５２】
次に、供給管１１４から、所定の酸素と不活性ガスの混合ガスを処理容器１０２内に供給しつつ、排気管１１２から排気することで処理空間Ｓ内を所定の圧力にする。
【０１５３】
次に、マイクロ波供給装置１３７によってマイクロ波を発生させて、これを同軸導波管１３６によってアンテナ部材１３１に伝搬させて処理空間Ｓにおいてプラズマを発生させ、それによって処理容器１０２内に発生した酸素ラジカルによって構成部材の表面を酸化処理する。
【０１５４】
このようにして、酸化マグネシウムを含む不動態皮膜が形成される。
【０１５５】
このように、本実施形態によれば、クリーンルーム１の構成部材である、グレーチング床パネル９、および格子天井１３を構成する材料として、マグネシウム合金が用いられている。
【０１５６】
従って、クリーンルーム１の構成部材は、アルミニウムを用いた従来のフレームと比べて、軽量で電磁波遮蔽特性が良好である。
【実施例】
【０１５７】
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
【０１５８】
（実施例１〜１８）
本発明材として図６の実施例１〜１８に示す組成の試料を用意した。
【０１５９】
なお、実施例１〜１８の組成は、本実施形態の望ましい組成範囲内の組成のマグネシウム合金である。
【０１６０】
次に、これらの試料を溶解し、ダイカスト成形によりクリーンルームの天井のフレーム形状に成形したのち、陽極酸化処理により、表面に不動態皮膜を形成した。
【０１６１】
その結果、実施例１〜１８の組成の試料を用いたフレームは、アルミニウム合金を用いた従来のフレームと比べ、同一寸法で３０％程度の軽量化が達成できた。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
上記した実施形態では、本発明をクリーンルーム用の床や天井の構成部材に適用した場合について説明したが、本発明は、何等、これに限定されることなく、例えば電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽ルームのような、環境を制御する必要のある全ての部屋に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】クリーンルーム１を示す側面図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＡ１方向矢視図であって、図２（ｂ）はグレーチング床パネル９と梁７の接続を示す図である。
【図３】図３（ａ）は図１のＡ２方向矢視図であって、図３（ｂ）は図３（ａ）の格子フレーム３３およびジョイントフレーム３３ａを示す斜視図である。
【図４】図１の階段１８の拡大斜視図である。
【図５】プラズマ処理装置１０１を示す断面図である。
【図６】実施例１〜１８の試料の組成を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
１ クリーンルーム
３ 地盤
５ 支柱
７ 梁
９ グレーチング床パネル
１０ プロセスエリア
１０ａ 空気循環エリア
１１ 側壁パネル
１２ 建築壁
１３ 格子天井
１５ 天井
１６ フィルタ
２０ 床下エリア
２１ 空気循環装置
３０ 天井エリア
１０１ プラズマ処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境制御室の室内に少なくとも一部が露出する構成部材であって、
マグネシウム合金を構成材料とすることを特徴とする環境制御室の構成部材。
【請求項２】
前記マグネシウム合金は、Ｍｇを必須元素として含有し、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎのうち、少なくとも１種の元素をさらに含有することを特徴とする請求項１記載の環境制御室の構成部材。
【請求項３】
前記マグネシウム合金は、５．７重量％以上、６．３重量％以下のＡｌ元素、０．２７重量％以上、０．５重量％以下のＭｎ元素、０．２重量％以下（０は含まない）のＺｎ元素を含有し、残部がＭｇ元素であることを特徴とする請求項２記載の環境制御室の構成部材。
【請求項４】
前記マグネシウム合金は、不純物としてのＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの含有率が、それぞれ、Ｓｉが０．０５重量％以下、Ｃｕが０．００８重量％以下、Ｎｉが０．００１重量％以下、Ｆｅが０．００４重量％以下であることを特徴とする請求項３記載の環境制御室の構成部材。
【請求項５】
表面に不動態皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の環境制御室の構成部材。
【請求項６】
前記不動態皮膜は酸化マグネシウムを含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項７】
前記不動態皮膜は実質的に酸化マグネシウムから成ることを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項８】
前記不動態皮膜は酸化マグネシウムと酸化アルミニウムとを含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項９】
前記不動態皮膜は非水溶液での陽極酸化によって形成されたボイドのない緻密な酸化マグネシウム被膜を含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項１０】
前記不動態皮膜は酸化性雰囲気中の加熱によって形成された酸化マグネシウム被膜を含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項１１】
前記不動態皮膜はプラズマ酸化によって形成された酸化マグネシウム被膜を含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項１２】
前記構成部材は、環境制御室に用いられるフレーム部材であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の構成部材。
【請求項１３】
前記構成部材は、環境制御室の格子天井に用いられるフレーム部材であることを特徴とする請求項１２に記載の構成部材。
【請求項１４】
前記構成部材は、環境制御室に用いられるグレーチング床パネルであることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の構成部材。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の構成部材が用いられていることを特徴とするクリーンルーム。
【請求項１６】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の構成部材が用いられていることを特徴とする電磁波シールドルーム。
【請求項１７】
環境制御室の構成部材の製造方法であって、
マグネシウム合金をダイカスト成形により所定の形状に成形する工程（ａ）と、
成形した前記マグネシウム合金の表面に不動態皮膜を形成する工程（ｂ）と、
を有することを特徴とする環境制御室の構成部材の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金を酸化性雰囲気中で熱処理することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項１７記載の環境制御室の構成部材の製造方法。
【請求項１９】
前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金を陽極酸化処理することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項１７記載の環境制御室の構成部材の製造方法。
【請求項２０】
前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金をプラズマ酸化することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項１７記載の環境制御室の構成部材の製造方法。
【請求項１】
環境制御室の室内に少なくとも一部が露出する構成部材であって、
マグネシウム合金を構成材料とすることを特徴とする環境制御室の構成部材。
【請求項２】
前記マグネシウム合金は、Ｍｇを必須元素として含有し、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎのうち、少なくとも１種の元素をさらに含有することを特徴とする請求項１記載の環境制御室の構成部材。
【請求項３】
前記マグネシウム合金は、５．７重量％以上、６．３重量％以下のＡｌ元素、０．２７重量％以上、０．５重量％以下のＭｎ元素、０．２重量％以下（０は含まない）のＺｎ元素を含有し、残部がＭｇ元素であることを特徴とする請求項２記載の環境制御室の構成部材。
【請求項４】
前記マグネシウム合金は、不純物としてのＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅの含有率が、それぞれ、Ｓｉが０．０５重量％以下、Ｃｕが０．００８重量％以下、Ｎｉが０．００１重量％以下、Ｆｅが０．００４重量％以下であることを特徴とする請求項３記載の環境制御室の構成部材。
【請求項５】
表面に不動態皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の環境制御室の構成部材。
【請求項６】
前記不動態皮膜は酸化マグネシウムを含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項７】
前記不動態皮膜は実質的に酸化マグネシウムから成ることを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項８】
前記不動態皮膜は酸化マグネシウムと酸化アルミニウムとを含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項９】
前記不動態皮膜は非水溶液での陽極酸化によって形成されたボイドのない緻密な酸化マグネシウム被膜を含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項１０】
前記不動態皮膜は酸化性雰囲気中の加熱によって形成された酸化マグネシウム被膜を含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項１１】
前記不動態皮膜はプラズマ酸化によって形成された酸化マグネシウム被膜を含むことを特徴とする請求項５記載の環境制御室の構成部材。
【請求項１２】
前記構成部材は、環境制御室に用いられるフレーム部材であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の構成部材。
【請求項１３】
前記構成部材は、環境制御室の格子天井に用いられるフレーム部材であることを特徴とする請求項１２に記載の構成部材。
【請求項１４】
前記構成部材は、環境制御室に用いられるグレーチング床パネルであることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の構成部材。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の構成部材が用いられていることを特徴とするクリーンルーム。
【請求項１６】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の構成部材が用いられていることを特徴とする電磁波シールドルーム。
【請求項１７】
環境制御室の構成部材の製造方法であって、
マグネシウム合金をダイカスト成形により所定の形状に成形する工程（ａ）と、
成形した前記マグネシウム合金の表面に不動態皮膜を形成する工程（ｂ）と、
を有することを特徴とする環境制御室の構成部材の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金を酸化性雰囲気中で熱処理することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項１７記載の環境制御室の構成部材の製造方法。
【請求項１９】
前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金を陽極酸化処理することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項１７記載の環境制御室の構成部材の製造方法。
【請求項２０】
前記工程（ｂ）は、マグネシウム合金をプラズマ酸化することにより前記不動態皮膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項１７記載の環境制御室の構成部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２４９２８（Ｐ２００９−２４９２８Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８８１０７（Ｐ２００７−１８８１０７）
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（５９３０２２３４２）ベニックス株式会社 (13)
【出願人】（５０７２４４２１９）惠亞工程股▲ふん▼有限公司 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（５９３０２２３４２）ベニックス株式会社 (13)
【出願人】（５０７２４４２１９）惠亞工程股▲ふん▼有限公司 (3)
【Ｆターム（参考）】
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