JP2018194743A - ペリクル枠及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パーティクルの発生を抑制できるペリクル枠及びその製造方法を提供すること。【解決手段】ペリクル枠の有底孔１７ａの内側面１８を構成する内側部材２５は、ペリクル枠の枠体２を構成する材料よりも硬度が低い材料（例えばエポキシ樹脂等の樹脂）からなるので、有底孔１７ａに例えばステンレス製の治具ピンが何度も抜き差しされて、治具ピンが何度も内側部材２５に接触した場合でも、治具ピンが摩耗しにくい。そのため、治具ピンの摩耗によるパーティクルの発生を抑制できるので、例えば半導体部品の製造時おける配線パターンの欠陥の発生を抑制できる。また、治具ピンの交換頻度を低減できる。【選択図】図５

Description

本発明は、ペリクル枠及びその製造方法に関する。

半導体製造において、半導体ウェハに配線パターンを形成する露光工程ではフォトマスクが用いられるが、このフォトマスクに異物（パーティクル等）が付着すると配線パターンの欠陥が生じる。

この対策として、即ち防塵するために、フォトマスクの表面を覆うような透明な薄い膜（ペリクル膜）が張設されたペリクルが用いられる。
また、ペリクル膜をフォトマスクから所定距離離して配置するために、ペリクル枠という長方形の枠体が用いられる。このペリクル枠は、フォトマスクの変形を抑えるために、高い平面度と剛性が要求されるので、その材料としては、例えばアルミナ等の高い剛性や高い硬度を有するセラミックス材料が好適であるとされている。

また、ペリクル枠には、自身の把持、搬送、位置決め等のために、図９に示すように、ペリクル枠１００の外周に複数の有底孔１１０を設けている。つまり、ペリクル枠１００の把持、搬送、位置決め等を行う場合には、仮枠等から延びる治具ピン１２０を有底孔１１０に嵌め、この治具ピン１２０によってペリクル枠１００を保持して、ペリクル枠１００の移動等の作業を行っている（特許文献１参照）。

特開平９−２０４０３９号公報

ところで、例えばセラミックス製のペリクル枠等の場合には、ペリクル枠を傷つけにくいように、ペリクル枠よりも硬度の低い例えばステンレス製の治具ピンを用いることがあるが、その場合には、治具ピンの摩耗によって、パーティクルの発生や、治具ピンの交換頻度が高くなるという問題がある。

つまり、治具ピンは、ペリクル枠の有底孔に何度も抜き差しされるので、例えばセラミックス製のペリクル枠のように硬度が高いペリクル枠の場合には、硬度の低い治具ピンの先端等が摩耗して、パーティクルが発生しやすい（即ち発塵しやすい）という問題がある。

また、治具ピンが摩耗してしまい、交換のために工程を停止させる頻度が高くなるという問題もある。
例えば、ペリクル枠からパーティクルが発生すると、上述したように配線パターンの欠陥の原因となるので、パーティクルの発生を抑制することが望まれるが、その対策は必ずしも十分ではない。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、パーティクルの発生を抑制し、生産工程を煩雑化させないペリクル枠及びその製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の第１局面は、ヤング率１５０ＧＰａ以上で、且つ、ビッカース硬度８００Ｈｖ以上の枠体を備えると共に、枠体の外周面側の表面に開口する有底孔を備えた、ペリクル膜を張設用のペリクル枠に関するものである。なお、枠体の外周面側とは、枠体自身で囲まれた内周面側と反対の側である。

このペリクル枠の有底孔は、枠体自体に設けられた凹部である非貫通孔の内部に、少なくとも内側部材が配置されたものであり、内側部材は、有底孔の内側面の少なくとも一部を構成すると共に、枠体を構成する材料よりも硬度が低い材料からなる。

本第１局面では、ペリクル枠の有底孔の内側面の少なくとも一部を被覆する内側部材は、枠体を構成する材料よりも硬度が低い材料からなるので、有底孔に治具ピンが何度も抜き差しされ、それによって、治具ピンが何度も内側部材に接触した場合でも、治具ピンが摩耗しにくい。そのため、治具ピンの摩耗によるパーティクル（塵）の発生を抑制できるので、例えば半導体部品の製造時おける配線パターンの欠陥の発生を抑制できるという顕著な効果を奏する。さらに、治具ピンの摩耗を抑制できるので、治具ピンの交換頻度を少なくすることが可能となる。

また、本第１局面では、内側部材は、枠体自体に設けられた凹部である非貫通孔の内部に配置されているので、内側部材は、ペリクル枠の内周面側の表面に露出していない。例えば、内側部材が硬度が低い樹脂等で構成されている場合でも、その樹脂等はペリクル枠の内周面側の表面に露出していない。

そのため、例えば配線パターンを形成する露光工程等で、ペリクル枠の内周面側にて強い紫外線が照射された場合でも、その紫外線は直接に内側部材に照射されることはない。よって、紫外線によって樹脂等が劣化してパーティクルが発生することを抑制することができる。

さらに、本第１局面では、例えば型彫り放電加工を利用して非貫通孔を開けてから有底孔を形成する場合には、凹部である非貫通孔を開けた後に、非貫通孔に有底孔を構成する内側部材を配置すればよいので、型彫り放電加工によって、精度よく有底孔の形状に加工する必要がない。

そのため、型彫り放電加工に使用する電極棒の先端の形状が、放電加工に伴って変化しても（例えば消耗して丸くなっても）、その電極棒を使用して凹部を形成することができる。よって、電極棒の交換頻度が少なく、生産コストが低減するという利点がある。

そして、非貫通孔を開けた後には、非貫通孔の内部に、例えば樹脂を充填するようにして内側部材を設ければよいので、全体として、有底孔の形成が容易であるという顕著な効果を奏する。

（２）本発明の第２局面では、有底孔の内側部材を構成する材料は、ビッカース硬度（ＨＶ）２００より低い材料、又は、ロックウェル硬度（ＨＲＭ）１３０より低い材料であってもよい。

本第２局面では、有底孔の内側部材を構成する材料として、例えばステンレス等からなる治具ピンに摩耗が発生しにくいような、十分に硬度が低い材料を例示している。
なお、ロックウェル硬度は、Ｍスケールのものを示している。

（３）本発明の第３局面では、枠体を構成する材料は、セラミックスを主成分とする材料であってもよい。
本第３局面では、枠体を構成する材料として好適な材料を例示している。セラミックスを主成分とする枠体は、高いヤング率及び高いビッカース硬度を有しており、高い平面度と剛性が要求されるペリクル枠の材料として好適である。

（４）本発明の第４局面では、有底孔の内側部材を構成する材料は、樹脂であってもよい。
本第４局面では、内側部材を構成する材料として好適な材料を例示している。つまり、貫通孔を形成した後に、貫通孔に樹脂を充填して成形することにより、容易に内側部材を設けることができる。

（５）本発明の第５局面は、第１〜第４局面のいずれかのペリクル枠の製造方法に関するものである。
このペリクル枠の製造方法では、ペリクル枠の枠体に対して、有底孔の形成箇所に、非貫通孔を形成する工程と、非貫通孔に、内側部材を構成する材料を充填して有底孔を形成する工程と、を有している。

本発明の第５局面では、ペリクル枠の枠体に非貫通孔を形成した後に、その非貫通孔に内側部材を構成する材料を充填することにより、例えば充填した部分を加工する等によって、容易に有底孔を形成することができる。

（６）本発明の第６局面では、非貫通孔を、放電加工又はドリル加工によって形成してもよい。
本第６局面では、非貫通孔を形成する好適な方法を例示している。例えばペリクル枠の枠体が導電性を有する場合には、例えば型彫り放電加工によって、容易に非貫通孔を形成できる。また、例えばペリクル枠の枠体が導電性を有しない場合等には、ドリル加工によって、非貫通孔を形成できる。

（７）本発明の第７局面では、有底孔を形成する場合には、非貫通孔に内側部材を構成する材料を充填し、その充填した材料に対して、有底孔の孔形状となる加工を行ってもよい。

本第７局面では、有底孔を目的とする形状とする好適な方法を例示している。
例えば非貫通孔に樹脂材料を充填して固化させた後に、ドリル等によって凹部を形成して、有底孔としてもよい。また、樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、充填した樹脂中に有底孔の形状の治具（パンチ等）を挿入しておき、加熱して硬化させて有底孔の形状としてもよい。或いは、樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合には、充填した柔軟な樹脂中に有底孔の形状の治具を挿入しておき、その後硬化させて有底孔の形状としてもよい。

＜以下、本発明の構成について説明する＞
・ペリクル枠の枠体の材料としては、導電性又は非導電性の材料を採用できる。例えば、導電性の材料としては、アルミナ・炭化チタン、アルミナ・炭化チタン・窒化チタン、ジルコニア・炭化チタン、超硬、サーメット等を採用できる。非導電性の材料としては、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア等のセラミックスなどを採用できる。

ただし、放電加工により枠体へ非貫通孔を形成するためには、導電性の材料により枠体を形成することが好ましい。ここで、枠体の材料に導電性の材料を用いた場合、工程流動中や輸送中にペリクル枠が帯電したとしても除電が容易であり、ペリクル枠へのパーティクル等の吸着を抑制することができる。

なお、上記導電性の材料としては、ペリクル枠として形成された状態で、２０℃における体積抵抗率が、１．０×１０^−３Ω・ｃｍ以下となる材料であることが好ましい。
なお、セラミックス材料としては、例えば、ビッカース硬度（Ｈｖ）が１０００〜２０００のものを採用できる。

・内側部材は、同一の材料からなる一体のものでも、異なる材料からなる部分を組み合わせたものであってもよい。なお、内側部材は、その全体が、枠体を構成する材料よりも硬度が低い材料からなることが好ましい。

・内側部材の材料としては、例えば、エポキシ樹脂（ビスフェノール系）、フェノール樹脂（ノボラック系）、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂等の樹脂などを採用できる。

・内側部材は、非貫通孔の内側の表面（内側表面）の全体に配置されていることが好ましが、有底孔の内側面の少なくとも一部を構成するように配置されていればよい。
なお、上述の樹脂のロックウェル硬度（Ｍスケール）としては６０〜１２０ＨＲＭのものを採用できる。

・治具ピンの材料としては、汎用性の高い材料が採用されやすく、例えば枠体を構成する材料よりも硬度の低い材料が採用されうる。また、内側部材を構成する材料よりも硬度の高い材料が採用されうる。例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０）等の金属が挙げられる。なお、ステンレスのビッカース硬度としては１８０〜１９０Ｈｖものが挙げられる。

・上述のビッカース硬度については、ＪＩＳ ２２４４：２００９に準拠して測定する。また、上述のロックウェル硬度については、ＪＩＳ ７２０２−２：２００１に準拠して、「Ｍスケール（ＨＲＭ）」にて測定する。

第１実施形態のペリクル枠を示す斜視図である。 第１実施形態のペリクル枠をＸＹ平面に沿って破断した断面を示す断面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 第１実施形態のペリクル枠の有底孔の使用方法を示すために、ペリクル枠をＸＹ平面に沿って破断した断面の一部を拡大して示す断面図である。 （ａ）は第１実施形態のペリクル枠を外周面側から見た状態を示す平面図、（ｂ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 第１実施形態のペリクル枠の製造方法を示す工程図である。 第１実施形態のペリクル枠の製造方法のうち、有底孔の形成方法を示す説明図である。 第２実施形態のペリクル枠等を示し、ペリクル枠をＸＹ平面に沿って破断した断面の一部を拡大して示す断面図である。 従来技術の説明図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
まず、第１実施形態のペリクル枠の全体構成について説明する。

図１〜図３に示すように、ペリクル枠１は、自身の片面（図３の上方）にペリクル膜３（図３参照）が張設される部材である。このペリクル枠１は、主として、セラミックス製の枠体（例えばアルミナを主成分とし、炭化チタンを含有する導電性セラミックスからなる枠体）２によって構成されている。なお、図１及び図２では、ペリクル枠１自体を示し、図３では、ペリクル枠１の片面にペリクル膜３が張設されたペリクル５を示している。

また、以下では、ペリクル枠１の全ての面のうち、ペリクル枠１自身で囲まれた内側の面を内周面７、内側と反対側の外側の面を外周面９とよぶ。また、内周面７と外周面９とに連接された面のうち、ペリクル膜３が張設された側を上面１１、反対の面を下面１３とよぶ。なお、これらの面を区別する必要がない場合には、単に表面と呼ぶことがある。

図１に示すように、直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標系において、ペリクル枠１は、Ｚ方向から見た平面視で、長方形状の枠体（即ち環状の部材）であり、中央には平面視で長方形の中央貫通孔１５を有している。

つまり、ペリクル枠１（従って枠体２）は、同一平面上にて、平面視で、上下左右の四方に配置された長尺の枠部からなる。詳しくは、ペリクル枠１は、Ｘ軸に平行に配置された第１枠部１ａ及び第２枠部１ｂと、Ｙ軸に平行に配置された第３枠部１ｃ及び第４枠部１ｄとによって構成されている。

なお、ペリクル枠１の外形の寸法は、例えば、縦（Ｙ方向）約１４９ｍｍ×横（Ｘ方向 ）約１２０ｍｍ×厚み（Ｚ方向）約３ｍｍである。また、ペリクル枠１の各枠部１ａ〜１ｄは四角柱であり、その幅の寸法（Ｚ方向から見た幅の寸法）は、同一（即ち約２ｍｍ）である。

また、このペリクル枠１の枠体２は、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、且つ、ビッカース硬度が８００Ｈｖ以上の特性を有している。なお、ペリクル枠１（従って枠体２）の平面度は１０μｍ以下である。

前記ペリクル枠１（詳しくは枠体２）には、平面視で、図２に示すように、Ｘ方向における両枠部（即ち第３枠部１ｃ、第４枠部１ｄ）に、それぞれ２箇所（合計４個所）に、外周面９側に開口する窪みである有底孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ（１７と総称する）が設けられている。

この有底孔１７は、図３に示すように、例えばφ１．５ｍｍ、深さ１．２ｍｍの有底の丸穴であり、底部は円錐形状に整えられている。
有底孔１７は、ペリクル５の製造およびその後のフォトマスク（図示せず）に取り付ける際の位置決め等に用いられる。例えば、位置決めに際しては、図示しないペリクル製造装置あるいはペリクル取り付け装置に設けられた図４に示す各治具ピン１９が、同図の矢印方向に移動して、各有底孔（即ち４個所の）１７に嵌め込まれる。

なお、前記図１及び図２に示すように、ペリクル枠１（詳しくは枠体２）の第３枠部１ｃには、例えばφ０．５ｍｍの貫通孔２０が設けられている。この貫通孔２０は、フォトマスクにペリクル５が取り付けられた後、ペリクル５とフォトマスクに囲まれた空間と外部環境との気圧調整に用いられる。なお、外部環境から粉塵が侵入しないよう、貫通孔２０には、図示しないフィルタが設けられる。

［１−２．有底孔の構成］
次に、本第１実施形態の要部である有底孔１７の構成について、詳しく説明する。
なお、各有底孔１７の構成は同じであるので、ここで、例えば第３枠部１ｃの有底孔１７ａを例に挙げて説明する。

図５に示すように、枠体２（詳しくは第３枠部１ｃ）には、外周面９から第３枠部１ｃの内部に向かって、即ち、幅方向に沿って図５（ｂ）の下方の内周面７に向かって、例えばφ２ｍｍの凹部である非貫通孔２１が設けられている。なお、非貫通孔２１の底部２１ａの深さは１．５ｍｍであり、非貫通孔２１の底部２１ａから第３枠部１ｃの内周面７までの距離は、０．５ｍｍである。

そして、非貫通孔２１内には、非貫通孔２１の内側の表面（内側表面）２３の全面を覆うように、内側部材２５が配置されている。
内側部材２５は、軸中心部分が凹んだ凹部２７を有するカップ形状であり、この非貫通孔２１内に配置された内側部材２５（詳しくは窪みである凹部２７）によって、有底孔１７ａが形成されている。

詳しくは、図５（ｂ）に示すように、内側部材２５は、非貫通孔２１の底部２１ａを覆うように配置された円盤形状の閉塞部２９と、閉塞部２９から外周面９側に延びて非貫通孔２１の内周面（即ち底部２１ａに連接された側面）２３の全面を覆う（即ち凹部２７の壁面を構成する）円筒形状の内側部３３とから構成されている。

つまり、有底孔１７の内側の表面（内側面１８）は、内側部材２５の閉塞部２９の内側の表面（底面１８ａ）と、内側部材２５の内側部３３の内側の表面（内周面１８ｂ）とから構成されている。

特に本第１実施形態では、内側部材２５を構成する材料は、ペリクル枠１の枠体２を構成する材料よりも硬度が低い材料からなる。例えばエポキシ樹脂等の樹脂からなる。つまり、内側部材２５を構成する材料は、枠体２を構成する材料よりも柔らかい材料、言い換えれば、枠体２に比べて治具ピン１９を傷つけにくい材料からなる。

例えば、ペリクル枠１の枠体２は、ビッカース硬度が８００Ｈｖ以上であるので、内側部材２５を構成する材料としては、ビッカース硬度が２００Ｈｖより低い材料や、ロックウェル硬度が１３０ＨＲＭより低い材料を用いることができる。

なお、治具ピン１９の材料としては、ペリクル枠１の枠体２よりも硬度が低く、内側部材２５よりも硬度が高い、例えばステンレス等の金属などが用いられる。
［１ー３．ペリクル枠の製造方法の概略］
次に、ペリクル枠１の製造方法の概略について説明する。

（第１工程Ｐ１）
図６に示すように、ペリクル枠１の枠体２の原料である粉体（即ち素地粉末）を作製した。

ここで粉体とは、枠体２を構成する焼結体の元になる物質であり、後述する様に、アルミナや導電性材料などの原料粉末に、焼結助剤などを適宜加え湿式混合した後、噴霧乾燥法によって５０μｍ〜１００μｍの顆粒に作製したものである。

なお、原料粉末の粒径の測定は、レーザー回折・散乱法により行なったが、動的光散乱法や沈降法により行なってもよい。
（第２工程Ｐ２）
次に、この粉体を成形し、ペリクル枠１の枠体２の原形を形成した。

（第３工程Ｐ３）
次に、前記粉体の成形後、これを所定温度で焼成した。
この焼成温度は、粉体の組成によるが、一般に１５００℃以上である。焼成することにより、高いヤング率と硬度とを持つ焼結体が得られる。

（第４工程Ｐ４）
次に、焼結体に対して、その厚さを調節する厚さ加工（具体的には研削加工）を行った。

なお、ここでは、後述する精密平面加工（第１０工程Ｐ１０）の研磨代（例えば０．０５〜０．１０ｍｍ）を残して厚さを揃えた。
（第５工程Ｐ５）
次に、厚さ加工後の焼結体に対して、内形・外形加工を行った。

詳しくは、保持治具（図示せず）で焼結体の外周面を把持し、焼結体の内周面と外周面とに対してワイヤー放電加工を行い、内形や外形を目的とする寸法に加工した。
（第６工程Ｐ６）
次に、内形・外形加工後の焼結体に対して、放電加工面の表面処理を行った。

詳しくは、サンドブラスト処理により、放電加工によって生じた熱変質層を除去した。
（第７工程Ｐ７）
次に、放電加工面の表面処理後の焼結体に対して、穴開け加工を行った。

詳しくは、細穴放電加工機（図示せず）によって、ペリクル枠１の枠体２の側面に、気圧調整用の貫通孔２０を１箇所形成し、また、型彫り放電加工機（図示せず）によって、有底孔用の非貫通孔２１を４箇所形成した。

（第８工程Ｐ８）
次に、貫通孔２０及び非貫通孔２１に対して、放電加工面の表面処理を行った。
詳しくは、サンドブラスト処理により、放電加工によって、貫通孔２０及び非貫通孔２１の内側の表面に生じた熱変質層を除去した。

（第９工程Ｐ９）
次に、非貫通孔２１に、ペリクル枠１の枠体２よりも硬度の低い樹脂等の異種材料（即ち内側部材２５の材料）を充填し、所望の形状に成形して、有底孔１７を形成した。

（第１０工程Ｐ１０）
次に、異種材料の充填後の焼結体に対して、精密平面加工を行った。
（第１１工程Ｐ１１）
その後、ペリクル枠１の枠体２に対して、面取り加工を行ってもよい。

なお、前記第７〜第９工程Ｐ７〜Ｐ９では、平面度の変動はないので、第７工程Ｐ７の前に第１０工程Ｐ１０を実施してもよい。
［１ー４．実施例］
次に、ペリクル枠１の製造方法の具体的な実施例について、詳細に説明する。

（第１工程Ｐ１）
この素地の作製工程では、平均粒径０．５μｍのα−アルミナ粉末６３体積％、平均粒径１．０μｍの炭化チタン１０体積％、平均粒径１．０μｍの窒化チタン２５体積％、残部をＭｇＯ：Ｙ_２Ｏ_３＝１：１の焼結助剤からなる複合材料を調製した。

そして、この複合材料を湿式混合し、成形用有機バインダを加えた後、通常の噴霧乾燥法により、アルミナ・炭化チタン・窒化チタンの複合セラミックス素地粉末を作製した。
（第２工程Ｐ２）
この成形工程では、複合セラミックス素地粉末を、金型プレス法により、外形寸法を縦１８２ｍｍ×横１４７ｍｍ×厚さ６ｍｍ、枠幅５ｍｍ程度に枠形状に成形し、ペリクル枠１の原型（粉末成形体）を作製した。

ここでは、後述する焼成工程により、ペリクル枠１の枠体２の外形は、２０〜３０％程度縮むため、予め、焼成後のペリクル枠１の枠体２より大きく成形する。なお、ペリクル枠１の枠体２は、半導体露光装置における露光用マスクの大きさに合わせて種々の大きさが可能である。

（第３工程Ｐ３）
この焼成工程では、粉末成形体を脱バインダし、不活性ガス中にて１７００℃で２時間保持して焼成し、導電性を有する緻密なセラミックス焼結体を得た。

この焼結体の寸法は、縦１５１ｍｍ×横１２２ｍｍ×厚さ５ｍｍ、枠幅４ｍｍ程度であった。なお、０．３ｍｍ程度の歪みがあった。
（第４工程Ｐ４）
この厚さ加工工程では、焼結体の上下面（厚さ方向の両面）を、平面研削盤にてほぼ同量研削し、厚さ３．１ｍｍに加工した。なお、平面研削後の平面度は、２０〜４０μｍであった。

（第５工程Ｐ５）
この内形・外形加工工程では、ワイヤー放電加工により、焼結体の内形及び外形を、縦１４９ｍｍ×横１２０ｍｍ、枠幅２ｍｍに加工した。なお、この際に、稜部（コーナー部）のＲ加工を行ってもよい。

（第６工程Ｐ６）
この放電加工面の表面処理工程では、サンドブラスト処理によって、放電加工面の熱変質層を除去した。サンドブラスト処理では、粒度＃６００（平均粒径約３０μｍ）の炭化ケイ素砥粒を使用した。除去した層の厚みは、５μｍ程度であった。

（第７工程Ｐ７）
この穴開け加工処理では、図７（ａ）に示すように、有底下穴（即ち有底孔用の非貫通孔２１）を形成した。

詳しくは、型彫り放電加工によって、有底孔１７の下穴として、ペリクル枠１の枠体２の対向する長辺の枠部（第３枠部１ｃ及び第４枠部１ｄ）に、それぞれφ２．０ｍｍ、深さ１．５ｍｍの非貫通孔２１を形成した。

非貫通孔２１の形成の際には、電極棒（図示せず）の先端は消耗した分形状が変化するが、樹脂充填で有底孔形状を作り込むため、寸法精度は低くてもよい。電極棒の交換は、１０穴毎であり、加工速度も上げることができ、加工時間は、約１５分／孔であった。また、非貫通孔２１と電極棒との放電ギャップは、直径で０．０５ｍｍであった。

また、細穴放電加工によって、ペリクル枠１の枠体２に対して、第３枠部１ｃの中央の位置に、φ０．５ｍｍの気圧調整用の貫通孔２０を形成した。
貫通孔２０の形成の際には、電極棒の先端が消耗した分、電極棒の送り込み加工長さを大きくすることができるので、電極棒の交換は不要であった。なお、加工時間は、約２分／孔であった。なお、貫通孔２０と電極棒との放電ギャップは、直径で０．０５ｍｍであった。

（第８工程Ｐ８）
この放電加工面の表面処理工程では、サンドブラスト処理により、放電加工された貫通孔２０及び非貫通孔２１の内側の表面の熱変質層を除去した。

サンドブラスト処理では、粒度＃６００（平均粒径約３０μｍ）の炭化ケイ素砥粒を使用した。除去した層の厚みは、５μｍ程度であった。
なお、放電ギャップを設定及び熱変質層の除去により、加工後の貫通孔２０と非貫通孔２１の孔径が広がるので、貫通孔２０の加工に用いる電極棒はφ０．４ｍｍとし、非貫通孔２１の加工に用いる電極棒は、非貫通孔２１の内径より小径のφ１．９ｍｍとした。

（第９工程Ｐ９）
この有底孔１７の形成工程では、まず、図７（ｂ）に示すように、非貫通孔２１内に未硬化のエポキシ樹脂を充填して、充填部４３を形成した。

次に、図７（ｃ）に示すように、充填部４３に、φ１．５ｍｍのパンチ４５を深さ１．２ｍｍまで押し込み、１２０℃で６０分間熱処理を行って、エポキシ樹脂を硬化させて、有底孔１７の形状となるパンチ形状を転写した。

硬化後、図７（ｄ）に示すように、パンチ４５を抜き取り、有底孔１７の内部形状を完成させた。この際、パンチ４５に抜きテーパを付けておくこととしてもよい。
また、紫外線硬化性樹脂を用いてパンチ形状を転写してもよい。紫外線硬化性樹脂を使用する場合、樹脂の仮硬化が短時間で行えることで有底孔１７の形成が短時間で行える。なお、上記の仮硬化後にパンチ４５を抜き取り、熱処理にて樹脂を完全に硬化させることとしてもよい。

パンチ４５を抜き取り後、図７（ｅ）に示すように、エポキシ樹脂のはみ出し部分４３ａ（即ち上部又は底部のはみ出し部分）を、機械加工にて除去し、目的とする有底孔１７を得た。つまり、非貫通孔２１内に、有底孔１７の形状の凹部２７を有する内側部材２５が配置された構成が得られた。

（第１０工程Ｐ１０）
この精密平面加工では、焼結体の片面２５〜５０μｍずつ研磨加工を行い、厚さ３．０ｍｍ、平面度を１０μｍ未満に加工した。これによって、ペリクル枠１が完成した。

（第１１工程Ｐ１１）
その後、ペリクル枠１の枠体２に対して、面取り加工を行ってもよい。例えば、枠体２の稜部をブラシ研磨加工によって、０．０３〜０．０５ｍｍのＲ半径となるように、Ｒ加工を行ってもよい。

以上の処理により、主として、アルミナを主成分とする枠体２からなるペリクル枠１を得た。このペリクル枠１の枠体２のヤング率とビッカース硬度とを計測したところ、ヤング率４２０ＧＰａ、ビッカース硬度２１００Ｈｖであった。

［１−５．効果］
（１）本第１実施形態では、ペリクル枠１の有底孔１７の内周面１８ｂを含む内側面１８を構成する内側部材２５は、ペリクル枠１の枠体２を構成する材料よりも硬度が低い材料（例えばエポキシ樹脂等の樹脂）からなるので、有底孔１７に例えばステンレス製の治具ピン１９が何度も抜き差しされて、治具ピン１９が何度も内側部材２５に接触した場合でも、治具ピン１９が摩耗しにくい。そのため、治具ピン１９の摩耗によるパーティクルの発生を抑制できるので、例えば半導体部品の製造時おける配線パターンの欠陥の発生を抑制できるという顕著な効果を奏する。また、治具ピン１９が摩耗してしまい、治具ピン１９の交換のために工程を停止させる頻度が高くなることも抑制し、生産工程を煩雑化させることも抑制できる。

（２）また、本第１実施形態では、ペリクル枠１の有底孔１７は、第３枠部１ｃ及び第４枠部１ｄ体自体に設けられた凹部である非貫通孔２１の内部に、内側部材２５が配置されたものである。よって、内側部材２５は、ペリクル枠１の内周面７に露出していない。つまり、内側部材２５を構成するエポキシ樹脂等が、ペリクル枠１の内周面７に露出していない。

そのため、例えば配線パターンを形成する露光工程等で、ペリクル枠１の内周面７側にて強い紫外線が照射された場合でも、その紫外線は直接に内側部材２５に照射されることはない。よって、紫外線によってエポキシ樹脂等が劣化してパーティクルが発生することを抑制することができる。

（３）さらに、本第１実施形態では、型彫り放電加工によって凹部である非貫通孔２１を開けた後に、非貫通孔２１に内側部材２５を配置すればよいので、型彫り放電加工によって、精度よく有底孔の形状に加工する必要がない。そのため、型彫り放電加工に使用する電極棒の先端の形状が、放電加工に伴って変化しても（例えば消耗して丸くなっても）、その電極棒を使用してそのまま凹部を形成することができる。よって、電極棒の交換頻度が少なく、生産コストが低減するという利点がある。

また、ドリル加工によって枠体２に非貫通孔２１を形成することとしてもよい。ドリル加工で非貫通孔２１を形成する場合は、頻繁な電極棒の交換が不要である。しかし、非貫通孔２１付近における枠体２の欠け等を考慮する場合は、ドリル加工よりも放電加工によって非貫通孔２１を形成することが、枠体２の欠け等を抑制できる点で好ましい。

（４）さらに、本第１実施形態では、ペリクル枠１の枠体２に非貫通孔２１を形成した後に、その非貫通孔２１に内側部材２５を構成する材料（例えばエポキシ樹脂等の樹脂）を充填し、その充填部４３にパンチ４５等によって有底孔１７となる穴を形成する。従って、有底孔１７の形成が容易であるという利点がある。

［１−６．応用例］
（１）ペリクル枠１の枠体２を構成する材料としては、例えば下記表１に記載の導電性セラミックスなどを採用できる。また、例えば下記表２に記載の非導電性セラミックスを採用できる。

また、導電性セラミックスの組成（配合組成）としては、下記表３の組成を採用できる。また、（セラミックス以外の）導電性材料の組成としては、下記表４の組成を採用できる。さらに、非導電性セラミックスの組成としては、下記表５の組成を採用できる。

なお、表１のNo.１〜３と表３のNo.１０〜１２は同じ材料である。表１のNo.４〜６と表４のNo.１３〜１５は同じ材料である。表２のNo.７〜９と表５のNo.１６〜１８は同じ材料である。

（２）非貫通孔２１の内側表面２３を覆う樹脂としては、エポキシ樹脂以外に、フェノール樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ＰＥＴ樹脂やＰＥＥＫ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。

（３）有底孔１７を形成する場合には、非貫通孔２１に充填した樹脂を硬化させ、その硬化した樹脂に対して、ドリル等により、有底孔１７を開けてもよい。
（４）樹脂の材料としては、紫外線に対する耐久性が高いものやパーティクルが発生し難いものが好ましい。また、樹脂の色は、適宜選択することができる。

（５）本第１実施形態では、有底孔１７の内側面１８の全面は、上述した硬度を有する内側部材２５によって構成されているが、即ち内側部材２５によって非貫通孔２１の内側表面２３の全体が覆われているが、有底孔１７の内周面１８ｂのみを、内側部材２５によって構成してもよい。この場合は、前記閉塞部２９は、内側部材２５とは異なる材料、例えば内側部材２５より硬度の高い材料で形成されていてもよい。

なお、有底孔１７の内周面１８ｂの全面が上述した硬度を有する内側部材２５で構成されていることが好ましいが、内周面１８ｂの一部分（例えば治具ピン１９が接触する場所や接触し易い場所）が、上述した硬度の内側部材２５によって構成されていても効果はある。

［１−７．文言の対応関係］
第１実施形態の、ペリクル枠１、枠体２、ペリクル膜３、有底孔１７、内側面１８、非貫通孔２１、内側部材２５は、それぞれ、本発明の、ペリクル枠、枠体、ペリクル膜、有底孔、内側面、非貫通孔、内側部材の一例に相当する。

［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容については、その説明は省略又は簡略化する。

［２−１．構成］
図８に示すように、本第２実施形態におけるペリクル枠５１は、第１実施形態と同様に、主として、セラミックス製の長方形の枠体５２から構成されており、第１実施形態と同様な各枠部５３を備えている。

そして、各枠部５３のうち、長辺に対応する第１実施形態と同様な第３、第４枠部には、有底孔５５が形成されている。なお、図８では、第３枠部５３ｃを例示している。
特に本第２実施形態では、有底孔５５が形成される部分及びその周囲の部分の外周面５７（図８の上方）側は、他の部分より外側に張り出すように（即ち幅が大きくなるように）構成されている。

詳しくは、枠部５３の外周面５７側は、幅が大きくなるように、一定の厚みで突出する凸部５９が形成されており、この凸部５９が形成されている部分において、枠部５３の外周面５７から内周面６１に向かって、非貫通孔６３が形成されている。

また、非貫通孔６１の内部には、例えばエポキシ樹脂等の樹脂が充填され、この樹脂により第１実施形態と同様なカップ形状の内側部材６５が形成されている。
なお、内側部材６５の凹部６７によって、第１実施形態と同様に有底孔５５が構成されている。

［２−２．製造方法］
本第２実施形態におけるペリクル枠５１の製造方法は、基本的には第１実施形態と同様であるので、異なる点を中心にして説明する。

まず、凸部５９を有するペリクル枠５１の枠体５２は、第１実施形態と同様に、ワイヤー放電加工によって作製することができる。
そして、図８に示すように、枠体５２の凸部５９のある部分において、枠体５２に非貫通孔６３を形成する。その後、非貫通孔６１内に、エポキシ樹脂を充填し、第１実施形態と同様に、パンチ等を用いて有底孔５５を形成する。

［２−３．効果］
本第２実施形態では、第１実施形態と同様な効果を奏する。
また、本第２実施形態では、非貫通孔６１を開ける部分の厚み（即ち枠体５２の厚み）が大きくなっているので、強度が高いという利点がある。

［３．その他の実施形態］
尚、本発明は、前記実施形態等に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

（１）例えば、ペリクル枠の枠体を形成するセラミックス材料としては、例えば特開２０１６−１２２０９１号公報に開示されているように、窒化ケイ素、ジルコニア、アルミナと炭化チタンの複合セラミックス等、各種の材料を採用できる。

なお、同公報に開示されているように（実施形態２、３参照）、例えばジルコニアを用いたペリクル枠（即ち枠体）は、ヤング率２１０ＧＰａ、ビッカース硬度１２００Ｈｖであり、アルミナと炭化チタンの複合セラミックスを用いた枠体は、ヤング率４２０ＧＰａ、ビッカース硬度２１００Ｈｖである。

（２）なお、上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

１、５１…ペリクル枠
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、５３ｃ…枠部
２、５２…枠体
３…ペリクル膜
５…ペリクル
１７、５５…有底孔
１８…内側面
２１、６１…非貫通孔
２５、６５…内側部材

Claims (7)

1. ヤング率１５０ＧＰａ以上で、且つ、ビッカース硬度８００Ｈｖ以上の枠体を備えると共に、前記枠体の外周面側の表面に開口する有底孔を備えた、ペリクル膜を張設用のペリクル枠であって、
   前記有底孔は、前記枠体自体に設けられた凹部である非貫通孔の内部に、少なくとも内側部材が配置されたものであり、
   前記内側部材は、前記有底孔の内側面の少なくとも一部を構成すると共に、前記枠体を構成する材料よりも硬度が低い材料からなる、
   ペリクル枠。
2. 前記有底孔の前記内側部材を構成する材料は、ビッカース硬度２００Ｈｖより低い、又は、ロックウェル硬度１３０ＨＲＭより低い、
   請求項１に記載のペリクル枠。
3. 前記枠体を構成する材料は、セラミックを主成分とする材料からなる、
   請求項１又は２に記載のペリクル枠。
4. 前記有底孔の前記内側部材を構成する材料は、樹脂からなる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のペリクル枠。
5. 前記請求項１〜４のいずれか１項に記載のペリクル枠の製造方法であって、
   前記ペリクル枠の前記枠体に対して、前記有底孔の形成箇所に、前記非貫通孔を形成する工程と、
   前記非貫通孔に、前記内側部材を構成する材料を充填して前記有底孔を形成する工程と、
   を有する、ペリクル枠の製造方法。
6. 前記非貫通孔を、放電加工又はドリル加工によって形成する、
   請求項５に記載のペリクル枠の製造方法。
7. 前記有底孔を形成する場合には、前記非貫通孔に前記内側部材を構成する材料を充填し、該充填した材料に対して、前記有底孔の孔形状となる加工を行う、
   請求項５又は６に記載のペリクル枠の製造方法。