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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024168611
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】構造体、及び加工装置
(51)【国際特許分類】
B32B 5/28 20060101AFI20241128BHJP
B32B 18/00 20060101ALI20241128BHJP
B29C 65/02 20060101ALI20241128BHJP
B29C 65/48 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
B32B5/28 A
B32B18/00 Z
B29C65/02
B29C65/48
【審査請求】未請求
【請求項の数】26
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023085437
(22)【出願日】2023-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】000102212
【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】300091670
【氏名又は名称】株式会社アドテックエンジニアリング
(74)【代理人】
【識別番号】110003339
【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】仲田 重範
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 義光
【テーマコード（参考）】
4F100
4F211
【Ｆターム（参考）】
4F100AB01D
4F100AB01E
4F100AB33D
4F100AB33E
4F100AD00C
4F100AD11A
4F100AD11B
4F100AG00C
4F100AK01A
4F100AK01B
4F100AN00D
4F100BA04
4F100BA05
4F100BA07
4F100BA10C
4F100BA10D
4F100CB00G
4F100DH01A
4F100DH01B
4F100JA02C
4F100JB12G
4F100JD04C
4F100JD04D
4F100YY00C
4F211AA24
4F211AA37
4F211AA39
4F211AA40
4F211AD03
4F211AD04
4F211AD16
4F211AG01
4F211AG03
4F211AR06
4F211AR11
4F211TA01
4F211TA03
4F211TC01
4F211TD11
4F211TN56
(57)【要約】
【課題】加工装置のフレームや構成部材等に採用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮する構造体、及び当該構造体が用いられた加工装置を提供すること。
【解決手段】本発明の一形態に係る構造体は、本体部と、第１の防湿層と、第２の防湿層とを具備する。前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する。前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【選択図】図３
【解決手段】本発明の一形態に係る構造体は、本体部と、第１の防湿層と、第２の防湿層とを具備する。前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する。前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する本体部と、
前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層と
を具備する構造体。
前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層と
を具備する構造体。
【請求項2】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、前記表面の全面がセラミック材料により構成される
構造体。
前記第１の防湿層は、前記表面の全面がセラミック材料により構成される
構造体。
【請求項3】
請求項１に記載の構造体であって、
前記複数のシート状部材の各々は、炭素繊維に樹脂を含浸してなるプリプレグであり、
前記本体部は、前記プリプレグを積層して成形された炭素繊維強化プラスチック部材である
構造体。
前記複数のシート状部材の各々は、炭素繊維に樹脂を含浸してなるプリプレグであり、
前記本体部は、前記プリプレグを積層して成形された炭素繊維強化プラスチック部材である
構造体。
【請求項4】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、低熱膨張ガラスにより構成される
構造体。
前記第１の防湿層は、低熱膨張ガラスにより構成される
構造体。
【請求項5】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-6／℃よりも小さい範囲に含まれる低熱膨張ガラスにより構成される
構造体。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-6／℃よりも小さい範囲に含まれる低熱膨張ガラスにより構成される
構造体。
【請求項6】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、前記表面を構成する低熱膨張ガラスと、前記低熱膨張ガラスと前記第１の主面との間に配置される中間部材とを含む
構造体。
前記第１の防湿層は、前記表面を構成する低熱膨張ガラスと、前記低熱膨張ガラスと前記第１の主面との間に配置される中間部材とを含む
構造体。
【請求項7】
請求項６に記載の構造体であって、
前記中間部材は、金属箔により構成される
構造体。
前記中間部材は、金属箔により構成される
構造体。
【請求項8】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第２の防湿層は、金属箔、前記金属箔が形成されたゴムテープ、及び防湿膜が形成された樹脂フィルムのいずれか１つにより構成される
構造体。
前記第２の防湿層は、金属箔、前記金属箔が形成されたゴムテープ、及び防湿膜が形成された樹脂フィルムのいずれか１つにより構成される
構造体。
【請求項9】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、前記本体部に接合される
構造体。
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、前記本体部に接合される
構造体。
【請求項10】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第２の防湿層は、前記金属箔が、低温で硬化する接着剤により前記第２の主面に接着されて構成される
構造体。
前記第２の防湿層は、前記金属箔が、低温で硬化する接着剤により前記第２の主面に接着されて構成される
構造体。
【請求項11】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、前記本体部に対して前記第１の防湿層を接合する工程を起因とする熱残留応力が、６ＭＰａ以下となる材料により構成される
構造体。
前記第１の防湿層は、前記本体部に対して前記第１の防湿層を接合する工程を起因とする熱残留応力が、６ＭＰａ以下となる材料により構成される
構造体。
【請求項12】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層の前記第１の主面に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率は、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-6／℃よりも小さい範囲に含まれる
構造体。
前記第１の防湿層の前記第１の主面に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率は、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-6／℃よりも小さい範囲に含まれる
構造体。
【請求項13】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、前記本体部との熱膨張率の差が、１×１０-6／℃よりも小さいセラミック材料により構成される
構造体。
前記第１の防湿層は、前記本体部との熱膨張率の差が、１×１０-6／℃よりも小さいセラミック材料により構成される
構造体。
【請求項14】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、前記第１の主面の全面に積層され、
前記第２の防湿層は、前記第２の主面の全面に積層される
構造体。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面の全面に積層され、
前記第２の防湿層は、前記第２の主面の全面に積層される
構造体。
【請求項15】
請求項１に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、セラミック材料により構成される前記表面が、加工の対象となる加工対象面として構成される
構造体。
前記第１の防湿層は、セラミック材料により構成される前記表面が、加工の対象となる加工対象面として構成される
構造体。
【請求項16】
請求項１５に記載の構造体であって、
前記加工対象面は、平面加工の対象となる面である
構造体。
前記加工対象面は、平面加工の対象となる面である
構造体。
【請求項17】
請求項１に記載の構造体であって、
前記本体部は、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面を有し、
前記構造体は、さらに、前記側面に積層される第３の防湿層を具備する
を具備する構造体。
前記本体部は、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面を有し、
前記構造体は、さらに、前記側面に積層される第３の防湿層を具備する
を具備する構造体。
【請求項18】
請求項１７に記載の構造体であって、
前記第３の防湿層は、金属箔、金属薄板、及び前記金属箔が形成されたゴムテープのいずれか１つにより構成される
構造体。
前記第３の防湿層は、金属箔、金属薄板、及び前記金属箔が形成されたゴムテープのいずれか１つにより構成される
構造体。
【請求項19】
請求項１７に記載の構造体であって、
前記第３の防湿層は、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、前記側面に接合される
構造体。
前記第３の防湿層は、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、前記側面に接合される
構造体。
【請求項20】
請求項１７に記載の構造体であって、
前記第３の防湿層は、前記金属箔又は前記金属薄板が、低温で硬化する接着剤により前記側面に接着されて構成される
構造体。
前記第３の防湿層は、前記金属箔又は前記金属薄板が、低温で硬化する接着剤により前記側面に接着されて構成される
構造体。
【請求項21】
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部と、
前記第１の主面に積層される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層される第２の防湿層と、
前記側面に積層される第３の防湿層と
を具備し、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
前記第１の主面に積層される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層される第２の防湿層と、
前記側面に積層される第３の防湿層と
を具備し、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
【請求項22】
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する本体部と、
前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層と
を具備する構造体。
前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層と
を具備する構造体。
【請求項23】
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部と、
前記第１の主面に積層される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層される第２の防湿層と、
前記側面に積層される第３の防湿層と
を具備し、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
前記第１の主面に積層される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層される第２の防湿層と、
前記側面に積層される第３の防湿層と
を具備し、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
【請求項24】
ワークを加工する加工装置であって、請求項１、２１、２２又は２３に記載の構造体が用いられて構成される
加工装置。
加工装置。
【請求項25】
請求項２４に記載の加工装置であって、
前記構造体が、前記ワークを保持するワークステージに用いられる
加工装置。
前記構造体が、前記ワークを保持するワークステージに用いられる
加工装置。
【請求項26】
請求項２４に記載の加工装置であって、
露光装置として構成される
加工装置。
露光装置として構成される
加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、炭素繊維を含む構造体、及び当該構造体が用いられた加工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、露光装置やレーザ加工装置等の様々な加工装置が用いられている。これらの加工装置では、装置を構成する構成部材がフレームにより支持される設計が採用される場合が多い。例えば、露光装置の場合、光出射部、マスクステージ、投影光学系、ワークステージ等の構成部材がフレームにより支持される。レーザ加工装置の場合、レーザ出射部、ワークステージ等の構成部材がフレームにより支持される。ワークとしては、例えば基板等が挙げられる。
【0003】
このような加工装置において、周辺温度の変化や装置自体の発熱により、フレームが熱膨張により伸縮してしまうと、フレームに支持されている構成部材の位置が変化し、加工精度が低下するおそれがある。そのため、加工装置のフレームの材料としては、熱膨張率ができるだけ低い材料を用いることが望ましい。
【0004】
また、加工装置のフレームには、高い剛性（弾性率）も必要である。例えば、フレームによりワークステージが支持される場合を考える。ワークステージは、例えば、基板の領域を分割して露光するステップ・アンド・リピートや、基板内に多数のスルーホールを形成する穴あけ加工において、頻繁に逐次移動を繰り返す。そのため、実際に露光処理をする時間よりもステージ移動をしている時間の方が長い場合も多い。
【0005】
そのため、剛性が低いフレームでワークステージを支持すると、ワークステージの逐次移動によってフレームが大きく振動し、フレームの振動が停止するまでの時間、すなわち、次の露光や加工を行うまでの時間が長くなる。その結果、ワークの処理時間が長くなり、装置の生産性が低下してしまう。さらに、フレームの剛性が低いと、外部からの振動に対しても弱く、揺れが生じやすい。そのため、加工精度が悪くなる原因にもなり得る。
【0006】
また、フレーム部材の条件として、大型の装置であっても比較的軽量になるように、密度が小さいことも重要である。ステージの移動時間を短くして高速化するためには大きな加速度でステージを加速、減速する必要があるが、ステージ重量が重いと限界がある。そのために移動する部分はできるだけ軽量であるのが望ましい。また大きな駆動モータを使用する方法もあるが重量が重くなり、装置を設置する工場の床を補強しなければならなくなるなど、装置にかかるコストが大きくなる。
【0007】
このように、加工装置のフレームは、剛性（弾性率）が高く、かつ熱膨張率（熱膨張係数）及び密度が小さいといった特性を有することが望まれる。なお剛性が高く、かつ密度が小さいという条件は、比剛性（剛性／比重）が高いという条件ともいえる。
【0008】
これらの条件を満たす特性は、フレームのみならず、加工装置を構成する構成部材に対しても有効となる場合も多い。例えば、基板等が載置されるワークステージは、高精度な位置決めを行うために高い平面度が要求される。また、高精度の位置決めを短時間で行うために剛性が高く、かつ軽量であること、すなわち、比剛性が高いことが必要とされる。さらに、温度変化により寸法変形を起こさないことが必要であり、熱膨張率の小さいことが要求される。もちろん、ワークステージ以外の構成部材に対しても、これらの条件を満たす特性が有効となることも多い。
【0009】
高い剛性を有し、熱膨張率が小さく、密度も小さい。これらの条件を満たす材料としては、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastic）が挙げられる。
【0010】
ＣＦＲＰは、炭素繊維で樹脂を強化した複合材料である。同じ複合材料からなる鉄筋コンクリートで例えると、樹脂がコンクリート、炭素繊維が鉄筋に相当する。ＣＦＲＰは炭素繊維に樹脂を含浸させ、プリプレグと呼ばれる板状（シート状）の部材にして、このプリプレグを、繊維の方向を考慮しつつ、型の中に複数枚積み重ね、オートクレーブで加熱圧着し硬化させることにより成形する。
【0011】
マトリックス（母材）にはエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂が多く用いられる。ＣＦＲＰは軽くて高い強度を有するため、ゴルフクラブ、釣り竿、航空機、自動車など様々なところに使用されている。
【0012】
なおＣＦＲＰには、使用環境の水分を吸収し、膨張して寸法変形が生じるという特性がある。また、ＣＦＲＰ内部への水分の浸透及び拡散はゆっくりと進行するため、ＣＦＲＰ内部の水分濃度の分布は不均一であり、状態も徐々に変化する。そのため、表面粗さの悪化やねじれ変形等、種々の複雑な変形が生じ得るという問題があった。
【0013】
以下の特許文献１及び２には、ＣＦＲＰの吸湿対策について記載されている。特許文献１には、ＣＦＲＰ部材の両面にセラミックス部材をサンドイッチする形で接合した構造体、とくにＣＦＲＰ部材に、金属やセラミックスなどの無機物をコーティングすることが記載されている。
【0014】
特許文献２には、ＣＦＲＰを積層した部材の端面にアルミニウム又はセラミックスを接着することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】特開２００９－２４８３９８号公報
【特許文献2】特開２０１７－８０８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
露光装置やレーザ加工装置等において、露光精度の向上やレーザ加工精度の向上は重要な課題となる。もちろん、その他の加工装置においても、加工精度の向上は重要である。上記したように、加工装置において高い精度を実現するためには、フレームや構成部材等の特性を向上させることが有効となる。
【0017】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、加工装置のフレームや構成部材等に採用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮する構造体、及び当該構造体が用いられた加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る構造体は、本体部と、第１の防湿層と、第２の防湿層とを具備する。
前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。
前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。
前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0019】
この構造体では、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成される本体部の第１の主面に、表面の少なくとも一部がセラミック材料により構成される第１の防湿層が積層される。また本体部の第２の主面に、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層が積層される。これにより、本構造体を加工装置のフレームや構成部材等に適用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となる。
【0020】
前記第１の防湿層は、前記表面の全面がセラミック材料により構成されてもよい。
【0021】
前記複数のシート状部材の各々は、炭素繊維に樹脂を含浸してなるプリプレグであってもよい。この場合、前記本体部は、前記プリプレグを積層して成形された炭素繊維強化プラスチック部材であってもよい。
【0022】
前記第１の防湿層は、低熱膨張ガラスにより構成されてもよい。
【0023】
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-6／℃よりも小さい範囲に含まれる低熱膨張ガラスにより構成されてもよい。
【0024】
前記第１の防湿層は、前記表面を構成する低熱膨張ガラスと、前記低熱膨張ガラスと前記第１の主面との間に配置される中間部材とを含んでもよい。
【0025】
前記中間部材は、金属箔により構成されてもよい。
【0026】
前記第２の防湿層は、金属箔、前記金属箔が形成されたゴムテープ、及び防湿膜が形成された樹脂フィルムのいずれか１つにより構成されてもよい。
【0027】
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、前記本体部に接合されてもよい。
【0028】
前記第２の防湿層は、前記金属箔が、低温で硬化する接着剤により前記第２の主面に接着されて構成されてもよい。
【0029】
前記第１の防湿層は、前記本体部に対して前記第１の防湿層を接合する工程を起因とする熱残留応力が、６ＭＰａ以下となる材料により構成されてもよい。
【0030】
前記第１の防湿層の前記第１の主面に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率は、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-6／℃よりも小さい範囲に含まれてもよい。
【0031】
前記第１の防湿層は、前記本体部との熱膨張率の差が、１×１０-6／℃よりも小さいセラミック材料により構成されてもよい。
【0032】
前記第１の防湿層は、前記第１の主面の全面に積層されてもよい。この場合、前記第２の防湿層は、前記第２の主面の全面に積層されてもよい。
【0033】
前記第１の防湿層は、セラミック材料により構成される前記表面が、加工の対象となる加工対象面として構成されてもよい。
【0034】
前記加工対象面は、平面加工の対象となる面であってもよい。
【0035】
前記本体部は、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面を有してもよい。この場合、前記構造体は、さらに、前記側面に積層される第３の防湿層を具備してもよい。
【0036】
前記第３の防湿層は、金属箔、金属薄板、及び前記金属箔が形成されたゴムテープのいずれか１つにより構成されてもよい。
【0037】
前記第３の防湿層は、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、前記側面に接合されてもよい。
【0038】
前記第３の防湿層は、前記金属箔又は前記金属薄板が、低温で硬化する接着剤により前記側面に接着されて構成されてもよい。
【0039】
本発明の他の形態に係る構造体は、本体部と、第１の防湿層と、第２の防湿層と、第３の防湿層とを具備する。
前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される。
前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層される。
前記第３の防湿層は、前記側面に積層される。
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される。
前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層される。
前記第３の防湿層は、前記側面に積層される。
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0040】
この構造体では、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成される本体部の第１の主面に第１の防湿層が積層され、第２の主面に第２の防湿層が積層される。また、本体部の側面に、第３の防湿層が積層される。第１の防湿層及び第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。これにより、加工装置のフレームや構成部材等に適用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となる。
【0041】
本発明の他の形態に係る構造体は、本体部と、第１の防湿層と、第２の防湿層とを具備する。
前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。
前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
本構造体の構成においても、加工装置のフレームや構成部材等に適用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となる。
前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。
前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
本構造体の構成においても、加工装置のフレームや構成部材等に適用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となる。
【0042】
本発明の他の形態に係る構造体は、本体部と、第１の防湿層と、第２の防湿層と、第３の防湿層とを具備する。
前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される。
前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層される。
前記第３の防湿層は、前記側面に積層される。
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
本構造体の構成においても、加工装置のフレームや構成部材等に適用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となる。
前記本体部は、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される。
前記第２の防湿層は、前記第２の主面に積層される。
前記第３の防湿層は、前記側面に積層される。
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
本構造体の構成においても、加工装置のフレームや構成部材等に適用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となる。
【0043】
本発明の一形態に係る構造体の製造方法は、以下の工程を含む。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材を積層させる積層工程。
前記複数のシート状部材と、前記複数のシート状部材の積層方向における一方の主面である第１の主面に積層される第１の防湿層と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面に積層される第２の防湿層とを互いに接合する接合工程。
また、前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。また前記第２の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材を積層させる積層工程。
前記複数のシート状部材と、前記複数のシート状部材の積層方向における一方の主面である第１の主面に積層される第１の防湿層と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面に積層される第２の防湿層とを互いに接合する接合工程。
また、前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。また前記第２の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0044】
前記接合工程は、前記複数のシート状部材と前記第１の防湿層と前記第２の防湿層とを加熱圧着により一体的に接合する工程、又は前記複数のシート状部材が加熱圧着により互いに接合された本体部に対して前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の各々を接合する工程を含んでもよい。
【0045】
本発明の他の形態に係る構造体の製造方法は、以下の工程を含む。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材を積層させる積層工程。
前記複数のシート状部材と、前記複数のシート状部材の積層方向における一方の主面である第１の主面に積層される第１の防湿層と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面に積層される第２の防湿層とを互いに接合する第１の接合工程。
前記複数のシート状部材の前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面に第３の防湿層を接合する第２の接合工程。
また、前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材を積層させる積層工程。
前記複数のシート状部材と、前記複数のシート状部材の積層方向における一方の主面である第１の主面に積層される第１の防湿層と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面に積層される第２の防湿層とを互いに接合する第１の接合工程。
前記複数のシート状部材の前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面に第３の防湿層を接合する第２の接合工程。
また、前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0046】
本発明の他の形態に係る構造体の製造方法は、以下の工程を含む。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により、第１の主面及び前記第２の主面を有する本体部を成形する成形工程。
前記第１の主面に第１の防湿層を接合する第１の接合工程。
前記第２の主面に第２の防湿層を接合する第２の接合工程。
また、前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。また前記第２の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により、第１の主面及び前記第２の主面を有する本体部を成形する成形工程。
前記第１の主面に第１の防湿層を接合する第１の接合工程。
前記第２の主面に第２の防湿層を接合する第２の接合工程。
また、前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。また前記第２の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0047】
本発明の他の形態に係る構造体の製造方法は、以下の工程を含む。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により、第１の主面及び前記第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部を成形する成形工程。
前記第１の主面に第１の防湿層を接合する第１の接合工程。
前記第２の主面に第２の防湿層を接合する第２の接合工程。
前記第３の主面に第３の防湿層を接合する第３の接合工程。
また、前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により、第１の主面及び前記第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部を成形する成形工程。
前記第１の主面に第１の防湿層を接合する第１の接合工程。
前記第２の主面に第２の防湿層を接合する第２の接合工程。
前記第３の主面に第３の防湿層を接合する第３の接合工程。
また、前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0048】
本発明の一形態に係る加工装置は、ワークを加工する加工装置であって、前記構造体が用いられて構成される。
【0049】
前記構造体が、前記ワークを保持するワークステージに用いられてもよい。
【0050】
前記加工装置は、露光装置として構成されてもよい。
【発明の効果】
【0051】
以上のように、本発明によれば、加工装置のフレームや構成部材等に採用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮する構造体、当該構造体の製造方法、及び当該構造体が用いられた加工装置を提供することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】第１の実施形態に係る構造体の基本的な構成例を示す模式図である（側面図）。
【図2】第１の実施形態に係る構造体の基本的な構成例を示す模式図である（斜視図）。
【図3】第１の実施形態に係る構造体の基本的な構成例を示す模式図である（分解斜視図）。
【図4】ＣＦＲＰ部材の第１の主面及び第２の主面に対する防湿層の有無と、吸湿膨張ひずみの変化量の経時変化について、吸湿加速試験により検証した結果を示すグラフである。
【図5】実施例１～８における吸湿膨張ひずみの変化量の経時変化を示すグラフである。
【図6】実施例１～８における吸湿膨張ひずみ及びリファレンス比を示す表である。
【図7】第２の実施形態に係る構造体の基本的な構成例を示す模式図である（斜視図）。
【図8】実施例９～２０における吸湿膨張ひずみの変化量の経時変化を示すグラフである。
【図9】実施例９～２０における吸湿膨張ひずみ及びリファレンス比を示す表である。
【図10】各サンプルの水浸漬による重量増加率の経時変化を示すグラフである。
【図11】加工装置の一例である露光装置の概略構成を示す模式図である。
【図12】加工装置の一例であるレーザ加工装置の概略構成を示す模式図である。
【図13】他の実施形態に係る構造体の構成例を示す模式図である。
【図14】他の実施形態に係るＣＦＲＰ部材の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0053】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【0054】
＜第１の実施形態＞
図１～図３は、本発明の第１の実施形態に係る構造体の基本的な構成例を示す模式図である。図１は、構造体１を側方から見た側面図である。図２は、構造体１を斜めから見た斜視図である。図３は、構造体１の構成要素を分解して示す分解斜視図である。
図１～図３は、本発明の第１の実施形態に係る構造体の基本的な構成例を示す模式図である。図１は、構造体１を側方から見た側面図である。図２は、構造体１を斜めから見た斜視図である。図３は、構造体１の構成要素を分解して示す分解斜視図である。
【0055】
本実施形態において、構造体１は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を含むＣＦＲＰ構造体である。
【0056】
以下、説明の理解を容易とするために、構造体１に対して、左右方向、前後方向、上下方向を便宜的に規定する。具体的には、図中のＸ方向を左右方向（Ｘ軸の正側が右側、負側が左側）とし、図中のＹ方向を前後方向（Ｙ軸の正側が後方側、負側が前方側）とする。また図中のＺ方向を、上下方向（Ｚ軸の正側が上方側、負側が下方側）とする。
【0057】
もちろん、本技術の適用について、構造体１が配置される向き等が限定される訳ではない。また構造体１に対して、どの部位を正面側の部位として、どの部位を側面側の部位とするかといった点についても限定される訳ではない。
【0058】
また図３に示す分解斜視図は、構造体１の構成の理解を容易とするために作成した図である。必ずしも構造体１が図３に示すような各構成要素が明確に分解可能な構成であることを意味するものではない（もちろんそのような構成も含まれる）。
【0059】
【0060】
ＣＦＲＰ部材２は、複数のプリプレグ５が積層されることで構成される。プリプレグ５は、炭素繊維を主成分とするシート状部材である。具体的には、炭素繊維に、繊維の方向性を持たせたまま樹脂を含浸させたシート状部材である。
【0061】
本実施形態では、複数のプリプレグ５が、上下方向（Ｚ方向）に沿って積層され、加熱圧着されて一体化されている。具体的には、減圧下で１２０℃～１３０℃程度に加熱され、加圧（圧着）して硬化させることでＣＦＲＰ部材２が成形される。
【0062】
従って、図１～図３に示す例では、上下方向（Ｚ方向）が複数のプリプレグ５の積層方向となる。逆に言えば、図１～図３は、構造体１に対して、複数のプリプレグ５の積層方向を上下方向（Ｚ方向）として規定した図ともいえる。
【0063】
プリプレグ５を構成するマトリックス樹脂は、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂である。その他、マトリックス樹脂として、例えば不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、シアネートエステル、ポリイミド等の熱硬化性樹脂を用いることも可能である。
【0064】
ＣＦＲＰ部材２は、鉄やアルミ等の金属材料よりも低密度（すなわち軽い）でありながら、高強度な材料となる。なお、炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材として、安価にストックできる基準寸法（標準寸法）の標準ＣＦＲＰ板（例えば、５ｍｍのＵＤ（Uni-Direction）材）を使用することも可能である。
【0065】
本実施形態に係る構造体１では、ＣＦＲＰ部材２の成形時に、第１の防湿層３や第２の防湿層４を一体的に成形することも可能である。もちろん、成形されたＣＦＲＰ部材２に対して、第１の防湿層３や第２の防湿層４を接合することも可能である。すなわち、本技術の適用において、ＣＦＲＰ部材２に対して第１の防湿層３や第２の防湿層４を接合する接合方法として、任意の方法を採用することが可能である。
【0066】
ＣＦＲＰ部材２の成形時に、第１の防湿層３や第２の防湿層４を一体的に成形する方法では、構造体１の製造にかかる時間短縮及びコスト削減に有利となる。一方で、成形されたＣＦＲＰ部材２に対して、第１の防湿層３や第２の防湿層４を接着接合する場合には、熱残留応力を小さくできるため、長期的な熱残留応力の緩和にともなう変形のリスクの低減に有利となる。なお熱残留応力に関しては後に詳しく説明する。
【0067】
図３に示すように、ＣＦＲＰ部材２のおおよその外形は、直方体形状となる。ＣＦＲＰ部材２は、複数のプリプレグ５の積層方向、すなわち上下方向（Ｚ方向）において互いに対向する第１の主面６及び第２の主面７を有する。本実施形態では、ＣＦＲＰ部材２の上方側の上面が第１の主面６となり、下方側の下面が第２の主面７となる。これに限定されず、ＣＦＲＰ部材２の下面を第１の主面とし、上面を第２の主面として、本技術を実施することも可能である。
【0068】
またＣＦＲＰ部材２は、第１の主面６及び第２の主面７の間の側面８を有する。本実施形態では、左側面８ａ、右側面８ｂ、前側面８ｃ、及び後側面８ｄの４つの面が、側面８となる。
【0069】
ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６及び第２の主面７の両面は、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面とも呼ばれる。また、ＣＦＲＰ部材２の側面８は、ＣＦＲＰ部材２のエッジワイズ面とも呼ばれる。
【0070】
本実施形態において、ＣＦＲＰ部材２は、本発明に係る本体部の一実施形態に相当する。
【0071】
第１の防湿層３は、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に積層される。図１～３に示すように、第１の防湿層３は、第１の主面６の全面に積層される。また第１の防湿層３は、第１の主面６に積層させる側とは反対側の表面９の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。本実施形態では、表面９は、第１の防湿層３の上方側の上面に相当する。また本実施形態では、第１の防湿層３は、表面９の全面がセラミック材料により構成される。
【0072】
【0073】
本実施形態に係る構造体１を製造する方法として、上方から見た場合の左右幅（左右方向におけるサイズ）及び前後幅（前後方向におけるサイズ）が、所望のサイズにそろえられたＣＦＲＰ部材２と防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）とを接合する方法（一体成形を含む）が挙げられる。
【0074】
これに限定されず、上方から見た場合の左右幅及び上下幅が、所望のサイズよりも大きい状態で、ＣＦＲＰ部材２と防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）との接合（一体成形を含む）が行われ、その後に左右幅及び上下幅が所望のサイズとなるように、切り出しを行う方法が挙げられる。
【0075】
また、上方から見た場合の左右幅及び上下幅が、所望のサイズよりも大きい状態で、ＣＦＲＰが成形される。その後、左右幅及び上下幅が所望のサイズとなるように切り出しを行うことで、ＣＦＲＰ部材２が作成される。作成されたＣＦＲＰ部材２の第１の主面６及び第２の主面７に対して、第１の防湿層３及び第２の防湿層４が接合される。このような方法も採用可能である。
【0076】
以下の説明では、左右幅及び上下幅が所望のサイズとなるように切り出しを行う工程については、説明を省略する場合がある。すなわち、主に、左右幅及び上下幅が所望のサイズにそろえられたＣＦＲＰ部材２（複数のプリプレグ５）と、第１の防湿層３と、第２の防湿層４とが互いに接合される態様で、構造体１についての説明を記載する。
【0077】
もちろん、以下に説明する様々な技術事項は、左右幅及び上下幅が所望のサイズとなるように切り出しを行う工程と適宜組み合わせて実施することが可能である。例えば、以下の説明において複数のプリプレグ５を加熱圧着してＣＦＲＰ部材２を作成する旨の内容は、左右幅及び前後幅が所望のサイズで揃えられた状態のみならず、左右幅及び前後幅が所望のサイズよりも大きい状態にも適用することが可能である。
【0078】
また以下の説明において、複数のプリプレグ５と防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）とを加熱圧着して、一体成形により構造体１を製造する旨の内容は、左右幅及び前後幅が所望のサイズでそろえられた状態のみならず、左右幅及び前後幅が所望のサイズよりも大きい状態にも適用することが可能である。
【0079】
もちろん、左右幅及び前後幅が所望のサイズよりも大きい状態にて、一体成形や部材同士の接合が行われた場合には、その後適当なタイミングで、左右幅及び上下幅が所望のサイズとなるように切り出しを行う工程が行われればよい。
【0080】
［ＣＦＲＰ部材］
ＣＦＲＰ部材２は複数のプリプレグ５を加圧しながら加熱硬化させることで一体成形される。プリプレグ５としては、例えば、高弾性、高振動減衰を特徴とするピッチ系プリプレグと、高強度を特徴とするＰＡＮ系プリプレグとが存在する。
ＣＦＲＰ部材２は複数のプリプレグ５を加圧しながら加熱硬化させることで一体成形される。プリプレグ５としては、例えば、高弾性、高振動減衰を特徴とするピッチ系プリプレグと、高強度を特徴とするＰＡＮ系プリプレグとが存在する。
【0081】
ピッチ系プリプレグを構成するピッチ系ＣＦ（Carbon Fiber）は、高弾性率である。従って、マトリックス樹脂が熱膨張してもその変化を抑え込むことができるため、熱膨張率（線膨張率）を小さくすることが可能である。また、マトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）が吸湿する事で膨張しようとしても、ピッチ系ＣＦはその変化を抑え込む事が可能である。
【0082】
従って、ピッチ系プリプレグは、吸湿膨張（変形）に関しても、ＰＡＮ系プリプレグと比べて小さくする事が可能である。なお、膨張（変形）の要因が熱膨張であっても、吸湿膨張であっても、基本的なふるまい（膨張の態様）は同様である。さらに本発明の用途では高い振動減衰特性を持つピッチ系プリプレグはメリットが大きい。
【0083】
［防湿層］
第１の防湿層３及び第２の防湿層４は、ＣＦＲＰ部材２の吸湿（水分の吸着）を抑制するための防湿性能を有する。防湿性能は、例えば、水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）を用いて評価することが可能である。
第１の防湿層３及び第２の防湿層４は、ＣＦＲＰ部材２の吸湿（水分の吸着）を抑制するための防湿性能を有する。防湿性能は、例えば、水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）を用いて評価することが可能である。
【0084】
本実施形態では、第１の防湿層３及び第２の防湿層４の防湿性能は、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が、１．０ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下であるとする。なお水蒸気透過度が、１×１０-1ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下となる防湿性能は、いわゆるハイバリア特性と呼ばれる。好ましくは、第１の防湿層３及び第２の防湿層４が、１×１０-2ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下となる防湿性能を有することが好ましい。もちろん、水蒸気透過度が小さいほど、高い防湿性能が発揮される。
【0085】
［第１の防湿層］
表面９がセラミック材料により構成される第１の防湿層３は、例えばセラミック材料から構成されるセラミック部材を、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に積層させることで実現可能である。
表面９がセラミック材料により構成される第１の防湿層３は、例えばセラミック材料から構成されるセラミック部材を、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に積層させることで実現可能である。
【0086】
セラミック部材としては、例えば低熱膨張ガラスを用いることが可能である。低熱膨張ガラスは、線膨張率の小さいガラスであり、結晶化ガラス、合成石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等を含む。この中で結晶化ガラスは、結晶性を有しながら透明性も有するガラスであり、例えば、日本電気硝子株式会社（ＮＥＧ）製の耐熱結晶化ガラス「ネオセラム」等を用いることが可能である。もちろん低熱膨張ガラス以外のセラミック部材が用いられてもよい。
【0087】
なお本開示において「低熱膨張ガラス」とは、接合面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率（線膨張率）が、±１×１０-6／℃を満たすガラスをいう。なお、「／℃」については、表記が省略される場合もあり得る。
【0088】
熱膨張率（ＣＴＥ）は、温度の上昇によって生じる物体の長さ・体積の変化を、１Ｋ（１℃）当たりの変化率で示した値である。例えば、ＪＩＳＲ３２５１（１９９５）に準拠する光干渉を用いた方法で測定して評価することが可能である。その他、表面やＣＦＲＰ内部の変位をひずみゲージで測定して評価することも可能である。
【0089】
なおＣＦＲＰ部材２（複数のプリプレグ５）、第１の防湿層３、第２の防湿層４の熱膨張率を測定する際には、他の部材と接合する前の状態で測定することが好ましい。この場合、各部材について接合面となりうる面に平行な方向の熱膨張係率を測定する。もちろんこれに限定される訳ではない。なお接合面に平行な方向は、本実施形態では、左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｙ方向）となる。
【0090】
また、ＣＦＲＰ部材２等の等方性を有さない部材に関して、接合面に平行な方向の２０℃～１３０℃における熱膨張率を微視的に見た場合、部材の厚み方向において均一でないことがある。この場合、厚み方向において異なる値として測定される熱膨張率の平均値を、当該部材の接合面に平行な平行の熱膨張率として用いて、本技術を適用することが可能である。
【0091】
以下の説明において、熱膨張率を示す場合に、「接合面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における」という条件の記載を省略する場合もあり得る。
【0092】
第１の防湿層３として、表面９側に配置されるセラミック部材と、セラミック部材と第１の主面６との間に配置される中間部材とからなる構成を採用することも可能である。セラミック部材としては、例えば低熱膨張ガラスが用いられる。中間部材としては、例えば金属を主成分とする金属箔が用いられる。例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、スーパーインバー等により構成される金属箔を用いることが可能である。
【0093】
このように低熱膨張ガラスと金属箔とからなる多層構造の防湿層を、第１の防湿層３として採用することが可能である。低熱膨張ガラスを表面９側に配置することで、表面９がセラミック部材により構成される第１の防湿層３が実現される。もちろん、低熱膨張ガラス以外のセラミック部材が用いられてもよい。また中間部材として、金属箔以外の部材が用いられてもよい。また中間部材自体が多層構造で構成されてもよい。
【0094】
［第２の防湿層］
第２の防湿層４としては、セラミック材料とは異なる材料であれば、防湿性能を有する任意の構成の部材を用いることが可能である。すなわち、第２の防湿層４は、セラミック材料とは異なる材料であり防湿性能を有する任意の構成の部材を、ＣＦＲＰ部材２の第２の主面７に積層させることで実現可能である。
第２の防湿層４としては、セラミック材料とは異なる材料であれば、防湿性能を有する任意の構成の部材を用いることが可能である。すなわち、第２の防湿層４は、セラミック材料とは異なる材料であり防湿性能を有する任意の構成の部材を、ＣＦＲＰ部材２の第２の主面７に積層させることで実現可能である。
【0095】
例えば、第２の防湿層４として、金属箔、金属箔が形成（積層形成）されたゴムテープ、又は防湿膜が形成された樹脂フィルム等を使用することが可能となる。
【0096】
金属箔としては、例えば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、スーパーインバー等により構成される金属箔を用いることが可能である。金属箔が形成されたゴムテープとしては、例えばＡｌ箔付きブチルテープ等を用いることが可能である。
【0097】
防湿膜が形成された樹脂フィルムとしては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等にＰＶＤやＣＶＤ等によりアルミナやシリカ等の防湿膜をコーティングしたハイバリアフィルム等を用いることが可能である。なお、防湿膜が形成された樹脂フィルムを防湿コーティングフィルムと呼ぶことも可能である。
【0098】
第２の防湿層４として防湿膜が形成された樹脂フィルムを用いる場合には、防湿膜側がＣＦＲＰ部材２側になるように積層するのが効果的である。これはＰＥＴ等のベースフィルム自体の水蒸気透過の影響をなくする事が可能であり、かつベースフィルムが保護層になるので、性能及び信頼性の向上が期待できるためである。
【0099】
とくに金属箔は、水蒸気を透過しないので水蒸気透過度はゼロとなり、非常に高い防湿性能を発揮することが可能である。
【0100】
［構造体１の製造方法］
構造体１の製造方法として、以下の工程を含む製造方法を採用することが可能である。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材（複数のプリプレグ５）を積層させる積層工程。
複数のシート状部材と、複数のシート状部材の積層方向における一方の主面である第１の主面６に積層される第１の防湿層３と、第１の主面６とは反対側の第２の主面７に積層される第２の防湿層４とを互いに接合する接合工程。
上記したように、第１の防湿層３は、第１の主面６に積層される側とは反対側の表面９の少なくとも一部（本実施形態では、表面９の全面）が、セラミック材料により構成される。また第２の防湿層４は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
構造体１の製造方法として、以下の工程を含む製造方法を採用することが可能である。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材（複数のプリプレグ５）を積層させる積層工程。
複数のシート状部材と、複数のシート状部材の積層方向における一方の主面である第１の主面６に積層される第１の防湿層３と、第１の主面６とは反対側の第２の主面７に積層される第２の防湿層４とを互いに接合する接合工程。
上記したように、第１の防湿層３は、第１の主面６に積層される側とは反対側の表面９の少なくとも一部（本実施形態では、表面９の全面）が、セラミック材料により構成される。また第２の防湿層４は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0101】
［第１の防湿層３／第２の防湿層４の接合方法］
接合工程において、ＣＦＲＰ部材２に対して防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を接合する方法としては、任意の方法を採用することが可能である。例えば、防湿層の接合方法として、ＣＦＲＰ部材２の成形時に、防湿層を直接的に一体成形する方法を採用することが可能である（以下、一体成形方法と記載する場合がある）。
接合工程において、ＣＦＲＰ部材２に対して防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を接合する方法としては、任意の方法を採用することが可能である。例えば、防湿層の接合方法として、ＣＦＲＰ部材２の成形時に、防湿層を直接的に一体成形する方法を採用することが可能である（以下、一体成形方法と記載する場合がある）。
【0102】
また防湿層の接合方法として、成形されたＣＦＲＰ部材２に、接着剤を用いて防湿層を貼り合わせて接合する方法を採用することも可能である（以下、接着剤貼り合わせ方法と記載する場合がある）。
【0103】
また防湿層の接合方法として、防湿性能に優れた両面テープ等の粘着テープを用いて、防湿層を張り合わせて接合する方法を採用することも可能である（以下、テープ貼り合わせ方法と記載する場合がある）。
【0104】
また、防湿層として金属箔が形成されたゴムテープ等が用いられる場合は、防湿層に粘着層が形成されており、当該粘着層によりＣＦＲＰ部材２に対する防湿層の接合が行われる。このように、防湿層内の粘着層により、ＣＦＲＰ部材２に対する防湿層の接合が行われる方法も採用可能である（以下、粘着層接合方法と記載する場合がある）。
【0105】
またシート状の接着剤を用いて、一体成型方法と接着剤貼り合わせ方法とを組み合わせたような方法を採用することも可能である。例えば、複数のプリプレグ５を積層し、積層方向における両端面（ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６及び第２の主面７となる面）に、シート状の接着剤を挟んで、防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を載置する。そして、ＣＦＲＰ部材２の成形時に、一体的に防湿層を接合する（以下、この接合方法を、接着剤一体成形方法と記載する場合がある）。
【0106】
なお、シート状の接着剤には熱可塑性と熱硬化性とがあるが、その接着時の温度をＣＦＲＰ部材２の成型時の硬化温度（例えば１２０℃～１３０℃）で接着可能なタイプ（型式）を選ぶ。これにより、シート状の接着剤を、防湿層とプリプレグ５との間に挟んで積層硬化する事で、ＣＦＲＰ部材２に対する防湿層の接合を実現することが可能となる。
【0107】
例えば、シート状の接着剤として、いわゆるホットメルト接着フィルム（シート）と呼ばれる熱可塑性接着フィルムを用いることが可能である。当該フィルムを加熱する事で溶融して接着力が発生し、常温に戻すことで再び硬化して安定した接着力が保持される。厚みが一定のフィルム状のものが入手でき、作業性も良く、面内の厚みムラ等を抑える事も容易である。また品種も多いため、接着する材料や加熱接着温度により適切な品種、グレードを選択する事もできる。例えばオレフィン系やポリエステル系のホットメルト接着剤は耐熱性、熱安定性等も良好であるため、本技術に係る構造体１を製造するうえで適切な材料の１つとなる。
【0108】
また、シート状の接着剤として、熱硬化性接着フィルムを用いることが可能であり、エポキシ系の熱硬化性樹脂接着フィルムも存在する。マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる場合、プリプレグ５とフィルムとが同じ材料系となるため、熱膨張率等を含めて特性が近く親和性が高くなり有効である。また、熱硬化性樹脂接着フィルムは、比較的高い温度においても安定した接着力が得られるので、長期的な信頼性の面で有利である。
【0109】
またフィルム状であるため、作業性が良い事は熱可塑性接着フィルムと同様であり、タイプやグレードを適宜選択することで、プリプレグ積層体、接着フィルム、及び各種防湿層を一括で成形できる事も同様である。
【0110】
シート状の接着剤を使用する接着剤一体成形方法では、一体成型方法と比較して、プリプレグ５と防湿層との接着強度を向上させることが可能となる。一方で、シート状の接着剤を使用しない一体成型方法では、部品コストを抑えることが可能である。
【0111】
なお、接着剤張り合わせ方法、テープ張り合わせ方法、粘着層接合方法、接着剤一体成形方法の各々において、ＣＦＲＰ部材２への防湿層の接合後の状態（接合の態様）が、常に明確に異なる特徴を示すとは限られない。接着剤、テープ、粘着層の材料や構成等によっては、接合後の状態が非常に近い状態となる場合もあり得る。
【0112】
上記の一体成形方法、及び接着剤一体成形方法は、本発明に係る、複数のシート状部材と第１の防湿層と第２の防湿層とを加熱圧着により一体的に接合する工程の一実施形態に相当する。接着剤張り合わせ方法、テープ張り合わせ方法、粘着層接合方法は、本発明に係る、複数のシート状部材が加熱圧着により互いに接合された本体部に対して第１の防湿層及び第２の防湿層の各々を接合する工程の一実施形態に相当する。
【0113】
［一体成形方法の具体例］
一体成形方法の具体例について説明する。まず、複数のプリプレグ５を準備する。複数のプリプレグ５を積層し、積層方向における上面（ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６となる面）に第１の防湿層３となる低熱膨張ガラスを積層する。また、複数のプリプレグ５の下面（ＣＦＲＰ部材２の第２の主面７となる面）に金属箔を積層する。
一体成形方法の具体例について説明する。まず、複数のプリプレグ５を準備する。複数のプリプレグ５を積層し、積層方向における上面（ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６となる面）に第１の防湿層３となる低熱膨張ガラスを積層する。また、複数のプリプレグ５の下面（ＣＦＲＰ部材２の第２の主面７となる面）に金属箔を積層する。
【0114】
金属箔、複数のプリプレグ５、低熱膨張ガラスの順番で積層された積層体を、上下方向（Ｚ方向）において２枚のバギングフィルムで挟みこみ、２枚のバギングフィルムの周縁をシールテープにより密封する。これにより、積層体が密封空間に収容される。
【0115】
密封空間の内部を真空引きにより減圧し外部の大気圧による加圧条件化で、１２０℃～１３０℃まで１～２時間かけて温度を上昇させる。これにより、プリプレグ５を硬化させつつ、第１の主面６に低熱膨張ガラスを接合し、第２の主面７に金属箔を接合する。
【0116】
以下、構造体を密閉空間に収容し、内部を真空減圧して大気圧により加圧する方法を、バギング吸着加圧と記載する。なお、温度や時間等の条件は適宜設定可能である。
【0117】
バギング吸着加圧の後、硬化度向上と成型時のひずみ解消を目的として、さらに高温（例えば１４５℃）で２時間かけてＰＢ（ポストベーク）を実施する。なおこのＰＢの工程は必須ではない。
【0118】
このような加熱圧着により、一体成形で構造体１を製造することが可能である。上記のバギング吸着加圧方法以外に、加圧状態下で昇温硬化させるオートクレーブ法ももちろん使用可能である。オートクレーブ方が採用される場合、設備等の点でコスト的には高価になるが安定した製造が可能となる。
【0119】
なお、第２の防湿層４として金属箔が用いられる場合等において、金属箔のＣＦＲＰ部材２との接合面と反対側の表面の酸化防止や汚れ防止、摩耗粉の発生防止等のために、保護層を形成することも可能である。保護層としては、例えばＰＥＴ、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）等のプラスチックフィルムを用いることができる。また、保護層として、ニッケルメッキや錫メッキを用いてもよい。
【0120】
［ＣＦＲＰ部材２にかかる熱残留応力］
例えば、上記した一体成型方法により、ＣＦＲＰ部材２と防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）とが一体成形される場合には、例えば１２０℃～１３０℃の温度でＣＦＲＰ部材２と防湿層との界面で応力がフリーの状態となる。その後、構造体１を室温（使用温度）に戻した場合に、ＣＦＲＰ部材２と防湿層との間に高い熱残留応力が加わると、反り等の変形が生じる。また使用温度において、熱残留応力の緩和が長期間にわたって徐々に進行する場合には、構造体１の変形が徐々に進行するリスクも生じる。
例えば、上記した一体成型方法により、ＣＦＲＰ部材２と防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）とが一体成形される場合には、例えば１２０℃～１３０℃の温度でＣＦＲＰ部材２と防湿層との界面で応力がフリーの状態となる。その後、構造体１を室温（使用温度）に戻した場合に、ＣＦＲＰ部材２と防湿層との間に高い熱残留応力が加わると、反り等の変形が生じる。また使用温度において、熱残留応力の緩和が長期間にわたって徐々に進行する場合には、構造体１の変形が徐々に進行するリスクも生じる。
【0121】
高精度なＣＦＲＰ構造体１を実現するためには、長期的な変化、変形は大きな問題となることが懸念される。従って、高精度な構造体１を実現するためには、ＣＦＲＰ部材２に対して防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を接合する工程を起因とする熱残留応力を低減させることが重要となる。このことは、一体成形方法以外の接合方法が採用される場合も同様である。
【0122】
なお、ＣＦＲＰ部材２自体もマトリックス樹脂がエポキシ樹脂の場合等において、応力緩和はゼロではないが、高弾性のＣＦを用いることでその影響を小さくすることが可能である。
【0123】
熱残留応力は、例えば両部材の熱膨張率の差と、温度差（応力フリー温度から使用温度までの温度差ΔＴ）との積により評価することが可能である。このような計算で得られる値を用いた場合、防湿層として、ＣＦＲＰ部材２に対して防湿層を接合する工程を起因とする熱残留応力が、６ＭＰａ以下となる材料により構成することが有効である。
【0124】
また熱残留応力を小さくするために有効な対応策として、以下の２つの対応策を挙げることが可能である。
【0125】
（１）ＣＦＲＰ部材２との熱膨張率の差が小さい材料により、防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を構成する。
（２）ＣＦＲＰ部材２に対して防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を接合する工程を、温度を抑えた状態（例えば室温等の使用温度、もしくは使用温度に近い温度）で実行する。これにより、温度差ΔＴを小さくする。
（２）ＣＦＲＰ部材２に対して防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を接合する工程を、温度を抑えた状態（例えば室温等の使用温度、もしくは使用温度に近い温度）で実行する。これにより、温度差ΔＴを小さくする。
【0126】
対応策（１）に関して、例えばピッチ系プリプレグの直交積層板（ＣＰ(Cross-Ply)材）や疑似等方板（ＱＩ(Quasi-Isotropic )材）の熱膨張率は－５×１０-7程度と非常に小さい。一方で、低熱膨張ガラス、とくに「ネオセラム」）は、常温以上の広い温度帯域にわたり－２×１０-7程度であり両者はＣＦＲＰの硬化成形工程の温度領域においてほぼ同じ熱膨張率であるため、両部材間にかかる熱残留応力を非常に小さくすることが可能である
【0127】
例えば、第１の防湿層３を、第１の主面６に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-6／℃よりも小さい範囲に含まれる低熱膨張ガラスにより構成する。これにより、高温でのＣＦＲＰ硬化時から常温に戻すまでの成形工程中における熱膨張率差を小さく維持する事が可能となり、熱残留応力を抑制することが可能となる。
【0128】
さらに言えば、第１の防湿層３を、第１の主面６に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-7／℃よりも小さい範囲に含まれる低熱膨張ガラスにより構成する。これにより、さらに熱膨張率差の低減効果が発揮され、熱残留応力をさらに抑制することが可能となる。
【0129】
なおＮＥＧ製「ネオセラム」は、第１の主面６に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-7／℃よりも小さい範囲に含まれる低熱膨張ガラスに該当する。
【0130】
もちろん、低熱膨張ガラス以外のセラミック材料が用いられる場合にも、第１の防湿層３の第１の主面６に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率を、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-6／℃よりも小さい範囲に含まれるように構成することで、熱残留応力を抑制することが可能となる。とくに第１の防湿層３を、第１の主面６に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-7／℃よりも小さい範囲に含まれるように構成することで、さらに熱残留応力を抑制することが可能となる。
【0131】
また第１の防湿層３を、ＣＦＲＰ部材２との熱膨張率の差が、１×１０-6／℃よりも小さいセラミック材料（低熱膨張ガラス等）により構成する。これにより、熱残留応力を抑制することが可能となる。
【0132】
例えば、ＣＦＲＰ部材２として、ピッチ系プリプレグが積層されて一体化されるピッチ系ＣＦＲＰの構成を採用する。また第１の防湿層３として、ＮＥＧ製「ネオセラム」等の、第１の主面６に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-7／℃よりも小さい範囲に含まれる低熱膨張ガラスを、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に接合させる。
【0133】
このような低熱膨張ガラスと、ピッチ系ＣＦＲＰの構成を有するＣＦＲＰ部材２との熱膨張率の差は、１×１０-6／℃よりも小さくなる。また、ＣＦＲＰ部材２に対して第１の防湿層３を接合する工程を起因とする熱残留応力は６ＭＰａ以下となり、熱残留応力の抑制効果が非常に高くなる。
【0134】
また、例えば金属箔のような非常に厚み（上下方向（Ｚ方向）におけるサイズ）が小さい部材を防湿層として用いる場合には、金属箔自体が弾性変形、塑性変形するので、ＣＦＲＰ部材２にかかる残留応力をかなり小さく設計することが可能となる。従って、第１の防湿層３として、セラミック部材（低熱膨張ガラス）と、金属箔との多層構造を採用しても、熱残留応力の抑制は維持される。
【0135】
例えば、第１の防湿層３として、ＮＥＧ製「ネオセラム」等の、第１の主面６に積層される側の面に平行な方向の温度２０℃～１３０℃における熱膨張率が、－１×１０-6／℃よりも大きく１×１０-7／℃よりも小さい範囲に含まれる低熱膨張ガラスと、金属箔との多層構造を採用する。ＣＦＲＰ部材２としては、ピッチ系ＣＦＲＰの構成を採用する。この場合、ピッチ系ＣＦＲＰの構成を有するＣＦＲＰ部材２と、低熱膨張ガラスとの間に金属箔が配置されることになる。この結果、ＣＦＲＰ部材２の熱膨張率をプラス側にシフトさせることが可能となり、低熱膨張ガラスとの熱膨張率の差をさらに低減させることが可能となる。なお、金属箔の厚みを適正に調整することで、この熱膨張率の差の低減効果を向上させることが期待できる。
【0136】
第２の防湿層４に関しても、ＣＦＲＰ部材２との熱膨張率の差が小さい材料により構成する。これにより、ＣＦＲＰ部材２にかかる熱残留応力を小さくすることが可能となる。また第２の防湿層４として、弾性変形、塑性変形により熱残留応力を抑制することが可能な金属箔を用いることも有効である。
【0137】
また、第２の防湿層として、Ａｌ箔付きブチルテープ等の金属箔が形成されたゴムテープを用いる。ゴムテープは粘着層がブチルゴム等のゴムからなり弾性率が小さいので、さらに熱残留応力を小さくすることが可能である。また、第２の防湿層４として、ハイバリアフィルム等の防湿膜が形成された樹脂フィルムを用いることでも、熱残留応力の抑制を図ることが可能である。
【0138】
ＣＦＲＰ部材２に対して、接着剤を介して防湿層を貼り合わせる接着剤張り合わせ方法が採用される場合でも、両部材間で熱膨張率に差がある場合には、使用温度に戻したときの収縮量の違いにより、熱残留応力が発生する。
【0139】
また、この熱残留応力がかかった状態は時間と共に変化していく。接着剤は典型的には樹脂であるので粘弾性特性を持ち、応力がかかったままの状態では時間とともにクリープ変形が発生する。そのため、熱残留応力を緩和する方向の変化（変形）が非常にゆっくりと進行する。
【0140】
対応策（２）に関して、ＣＦＲＰ部材２に対して、低温で硬化する接着剤（低温接着剤）、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を接合する。これにより、温度差ΔＴを小さくすることが可能となり、熱残留応力を抑制することが可能となる。
【0141】
接着剤貼り合わせ方法において、低温接着剤を用いることで、温度差ΔＴを小さくすることが可能となり、熱残留応力を抑制することが可能となる。また、テープ張り合わせ方法及び粘着層接合方法において、低温で硬化する粘着層を構成することで、温度差ΔＴを小さくすることが可能となり、熱残留応力を抑制することが可能となる。
【0142】
なお本開示において、「低温」は、常温（構造体１の使用温度）、及び７０℃のうち高い方の温度以下の範囲を示すものとする。典型的には、７０℃以下の温度が、本開示における「低温」に該当する場合が多いと考えられる。
【0143】
低温接着剤としては、エポキシ樹脂（エポキシ系の接着剤）を用いることが可能である。低温でエポキシ主剤との硬化反応が開始可能な硬化剤を用いる二液混合タイプの他に、例えば、熱や光といった外部からの刺激トリガーにより硬化を開始させるようにした「潜在性硬化剤」を利用することも可能である。
【0144】
低温接着剤を硬化させるための刺激トリガーとしては、熱以外に、光や圧力等を使用する方法（種類）がある。例えば光により分解してカチオンを発生させる物、光により構造変化を起こしてアニオンを生成するタイプ等もある。また硬化剤をマイクロカプセル化しエポキシ樹脂に分散させる方法等もある。これらの方法では熱を使わないでエポキシ主剤と硬化剤の反応を開始、進行させる事ができるため、低温で硬化させることが可能になる。
【0145】
もちろん「潜在性硬化剤」を利用した接着層（接着剤により構成される層）が形成されたテープやフィルム等を適宜用いることでも、対応策（２）を実現することが可能となり、熱残留応力を抑制することが可能となる。
【0146】
第１の防湿層３及び第２の防湿層４のいずれか一方のみが、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して接合される場合も、熱残留応力の抑制効果は発揮される。
【0147】
ＣＦＲＰ部材２に対する防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）の接合方法として、以下の方法を採用することも可能である。まず第１の主面６及び第２の主面７の各々に金属箔を接合する。そして、第１の主面６に接合された金属箔に、接着剤等を介して熱膨張ガラスを接合する。この構成では、第１の防湿層３が、金属箔と低熱膨張ガラスとの多層構造となる。
【0148】
第１の主面６及び第２の主面７に、まず金属箔を積層することで、第１の主面６及び第２の主面７に対する防湿機能は実現される。従って、次の工程にて金属箔に低熱膨張ガラスを積層する際に用いられる接着剤として、材料の選択自由度が高くなる。例えば低温接着剤を用いることが可能である。また高い剛性を有していない接着剤を用いることも可能である。また応力緩和層として機能するような材料を用いることも可能である。さらに、接着剤の厚み等についても、選択自由度が高い。
【0149】
この点を言い換えると、複数のプリプレグ５と低熱膨張ガラスとの間で、熱膨張率に差がある場合でも、金属箔と低熱膨張ガラスとを接合する接着剤により応力を緩和する機能を発揮させることが可能となる。この結果、完成した構造体１の上下で、反り等の変形が生じることを十分に抑制することが可能となる。
【0150】
［ＣＦＲＰ構造体の特性向上についての検討］
発明者は、加工装置の加工精度の向上に有効な特性を発揮することが可能なＣＦＲＰ構造体について検討を重ねた。とくに露光装置等のワークステージにおいて、ワークが載置される吸着板のように、高い平面精度が必要な部材に適用可能なＣＦＲＰ構造体について検討を重ねた。
発明者は、加工装置の加工精度の向上に有効な特性を発揮することが可能なＣＦＲＰ構造体について検討を重ねた。とくに露光装置等のワークステージにおいて、ワークが載置される吸着板のように、高い平面精度が必要な部材に適用可能なＣＦＲＰ構造体について検討を重ねた。
【0151】
例えば、ＣＦＲＰ部材２単体で吸着板等を構成するとする。この場合、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６及び第２の主面７は、高精度の加工が難しく、高い平面精度が確保できない（以下、平面度問題と記載する場合がある）。また、ＣＦＲＰ部材２単体では、吸湿による膨張等の変形や、形状の経時変化が問題となる（以下、吸湿変形問題と記載する場合がある）。
【0152】
図４は、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６及び第２の主面７に対する防湿層の有無と、吸湿膨張ひずみの変化量の経時変化について、吸湿加速試験により検証した結果を示すグラフである。図４の横軸は経過時間（Ｈｒ）、縦軸は吸湿膨張ひずみの変化量（με）である。また、図４に記載の「両面」が、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面である第１の主面６及び第２の主面７に相当する。なお、ひずみ変化はＣＦＲＰ積層成形時に中央層にひずみゲージを配置し硬化成形する事で内部に埋め込み、測定を行った。
【0153】
図４には、第１の主面６及び第２の主面７のいずれにも防湿層を形成しないＣＦＲＰ部材２単体をリファレンスサンプルとして、その吸湿膨張ひずみの経時変化が図示されている。また図４には、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６及び第２の主面７のいずれか一方の全面に、防湿層としてガラスが接着されたサンプルのグラフが図示されている。さらに、図４には、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に低熱膨張ガラスが接合され、第２の主面７にＡｌ箔が接合されるサンプル（本構造体１の実施形態に相当する）のグラフが図示されている。
【0154】
図４に示すように、リファレンスサンプル（防湿層なし）では、吸湿加速試験において非常に大きく吸湿膨張してしまうことが確認された。ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面の片方の面にガラス層を一体成形したサンプルでも、吸湿加速試験では大きく吸湿膨張してしまうことが確認された。
【0155】
一方で、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に低熱膨張ガラスを積層し、第２の主面７にＡｌ箔を積層したサンプルでは、ほとんど吸湿膨張しないことが確認された。すなわち、ＣＦＲＰ部材２の吸湿のためには、両フラットワイズ面、すなわち第１の主面６及び第２の主面７の両方に防湿層を用いることが非常に重要であることが見出された。
【0156】
図１～図３に示す本実施形態に係る構造体１では、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に第１の防湿層３が積層され、第２の主面７に第２の防湿層４が積層される。これにより、吸湿変形問題に対して、非常に有効な構成となる。
【0157】
また本実施形態に係る構造体１では、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に、表面９がセラミック材料により構成される第１の防湿層３が積層される。従って、セラミック材料により構成される表面９に対して、高精度の加工が可能となり、高い平面精度を実現することが可能となる。すなわち、本実施形態に係る構造体１は、平面度問題に対しても、非常に有効な構成となる。
【0158】
なお、第１の防湿層３の表面９側に構成されるセラミック材料からなる層は、加工犠牲層ともいえる。第１の防湿層３が、低熱膨張ガラスにより構成される場合には、第１の防湿層３全体を加工犠牲層とみなすことが可能である。
【0159】
また、本実施形態に係る構造体１では、ＣＦＲＰ部材２の第２の主面７に、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層４が積層される。これにより、構造体１の軽量化に非常に有利となる。
【0160】
例えば、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６及び第２の主面７の両方に、セラミック材料からなる防湿層（例えば低熱膨張ガラス）を積層させたとする。この場合、セラミック材料の密度、厚みを考慮すると、かなりの重量増加となってしまい、ＣＦＲＰ構造体１の軽量化を行うメリットが大きく損なわれてしまう。
【0161】
例えば第２の防湿層４として、密度２．５ｇ／ｃｍ3 厚み３ｍｍ ６００ｍｍ角のサイズの低熱膨張ガラスが用いられる場合、約２．７Ｋｇの重量増加になってしまう。これに対して、第２の防湿層４として、密度２．７ｇ／ｃｍ3 厚み２０μｍ ６００ｍｍ角のサイズのＡｌ箔が用いられる場合、重量は１９ｇとなり、約１／１４０の軽量化を実現することが可能となる。
【0162】
平面加工の対象となる第１の防湿層３には、加工犠牲層としての機能と防湿層としての機能の両方が必要である。一方で、反対側の第２の主面７に接合される第２の防湿層４は、防湿層としての機能が発揮されればよい。従って、第２の防湿層４としては、厚みが非常に薄い金属箔のような、軽量化が可能な構成を採用する。なお、セラミック材料を薄く加工するには研磨が主な方法となり、加工コストがかかってしまう。そもそもセラミック材料自体も高価な材料であり、材料コストも問題となる。
【0163】
【0164】
本技術に係る構造体１を、ワークステージ（吸着板）に適用した場合、高い平面精度により、高精度の位置決めが実現可能となる。また、高精度の位置決めを短時間で行うことが可能となる。また温度変化や吸湿による寸法変形も十分に抑制することが可能となる。
【0165】
例えば、ステップ＆リピート露光装置（分割投影露光装置）のように、頻繁にステージ位置を移動させて高精度露光を行う装置の場合には、本技術に係る構造体１をワークステージ（吸着板）に適用することによるメリットは非常に大きい。
【0166】
本構造体１は、高剛性で高い寸法安定性を持ちながら軽量化できるため、ステージ移動の時間を短縮することが可能となる。Ｆ＝ｍａの関係から、質量ｍが小さいほど同じ駆動力Ｆでも高い加速度ａが得られるからである。高い加速度で加速、減速できることで所定距離の移動に必要な時間を短縮する事が可能となり、装置のタクト短縮が可能となる。
【0167】
また、同じ加速度ａで移動させる場合において、駆動力Ｆが小さくて済むため、より小さな駆動モータを採用することが可能となり、装置全体を小型、軽量化する事も可能となる。また反動力も小さくすることが可能となり、装置全体の振動も低減させることが可能となる。
【0168】
また、高い振動減衰特性を発揮することも可能となり、高い加速度で加速、減速を行っても短時間で振動が収束して露光工程に進むことが可能となる。通常はこの振動が収束するまでの整定時間が全体のタクトの中で占める割合がかなり高い。従って、整定時間の短縮により、露光装置の処理速度の性能を大きく改善することも可能となる。
【0169】
もちろん、露光装置に限定されず、レーザ加工装置等の他の加工装置に対して、ワークステージ等に本構造体１を適用することも可能である。また、ワークステージ以外の構成部材や、構成部材を支持するフレームに、本構造体１を適用することも可能である。
【0170】
とくに本構造体１は、第１の防湿層３を、セラミック材料により構成される表面９が加工の対象となる加工対象面となるように構成することが可能である。従って、加工したい面がある構成部材やフレームに対して、本構造体１は有効である。
【0171】
本構造体１をワークステージ（吸着面）に適用する例では、第１の防湿層３の表面９が、平面加工の対象となる面として構成される。もちろんこれに限定されず、テーパ面等の所定の形状の面や凹部／凸部等を形成する加工等の、他の様々な加工に対する加工対象面として、第１の防湿層３の表面９が構成されてもよい。
【0172】
［各実施例に関する評価］
発明者は、本技術に係る構造体１の構成及び製造方法に関して、複数の実施例を作成し、防湿性能を吸湿加速試験により評価した。以下に詳しく説明する。
発明者は、本技術に係る構造体１の構成及び製造方法に関して、複数の実施例を作成し、防湿性能を吸湿加速試験により評価した。以下に詳しく説明する。
【0173】
（リファレンスサンプル）
リファレンスサンプルとして用いられるＣＦＲＰ部材２として、ＰＡＮ系ＣＰ材の上下ミラー対称の８層構成を採用した。実際には高弾性率のピッチ系プリプレグが用いられる場合が多いが、吸湿膨張の変化を測定しやすいために弾性率がピッチ系プリプレグよりも小さいＰＡＮ系プリプレグを使用して評価した。なお、ピッチ系プリプレグもＰＡＮ系プリプレグも、マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる場合、同様な防湿特性を示すため、評価結果は変わらない。
リファレンスサンプルとして用いられるＣＦＲＰ部材２として、ＰＡＮ系ＣＰ材の上下ミラー対称の８層構成を採用した。実際には高弾性率のピッチ系プリプレグが用いられる場合が多いが、吸湿膨張の変化を測定しやすいために弾性率がピッチ系プリプレグよりも小さいＰＡＮ系プリプレグを使用して評価した。なお、ピッチ系プリプレグもＰＡＮ系プリプレグも、マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる場合、同様な防湿特性を示すため、評価結果は変わらない。
【0174】
リファレンスサンプルのＣＦＲＰ部材２の作成時には、ＰＡＮ系プリプレグの推奨硬化条件である１２０℃ ２時間にて硬化成形を行った（バギング吸着加圧下での硬化）。その後、１４５℃ ２時間のＰＢを行った。
【0175】
（吸湿試験条件）
温度８０℃、相対湿度９５％以上の高温かつ高湿度にて評価を実施した。
温度８０℃の条件は水蒸気の拡散係数の観点では室温２０℃に対して約３２倍の加速条件になる。ＣＦＲＰ部材２の吸湿は内部の水分濃度と環境の相対湿度との差に比例して吸湿が大きくなるため、９５％の相対湿度での吸湿試験は、通常環境（例えば相対湿度５０％）での評価に比べると厳しい加速条件といえる。
温度８０℃、相対湿度９５％以上の高温かつ高湿度にて評価を実施した。
温度８０℃の条件は水蒸気の拡散係数の観点では室温２０℃に対して約３２倍の加速条件になる。ＣＦＲＰ部材２の吸湿は内部の水分濃度と環境の相対湿度との差に比例して吸湿が大きくなるため、９５％の相対湿度での吸湿試験は、通常環境（例えば相対湿度５０％）での評価に比べると厳しい加速条件といえる。
【0176】
（評価測定方法）
ひずみゲージをプリプレグの積層体の中央層の中央部に配置して一体成形して測定した。プリプレグの硬化、ＰＢの実施後に、８０℃、相対湿度９５％の一定条件に達した時点のひずみレベルを基準に、ひずみ変化を測定した。
ひずみゲージをプリプレグの積層体の中央層の中央部に配置して一体成形して測定した。プリプレグの硬化、ＰＢの実施後に、８０℃、相対湿度９５％の一定条件に達した時点のひずみレベルを基準に、ひずみ変化を測定した。
【0177】
図５は、以下に記載する各実施例における吸湿膨張ひずみの変化量の経時変化を示すグラフである。
図６は、６０時間経過後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点での、各実施例における吸湿膨張ひずみ及びリファレンス比を示す表である。
図６は、６０時間経過後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点での、各実施例における吸湿膨張ひずみ及びリファレンス比を示す表である。
【0178】
（実施例１）
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（Ａｌ箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…Ａｌ箔（厚み２０μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／Ａｌ箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例１の構造体１の吸湿膨張ひずみは０．８μεとなり、リファレンス比０．９％に抑えられた。
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（Ａｌ箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…Ａｌ箔（厚み２０μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／Ａｌ箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例１の構造体１の吸湿膨張ひずみは０．８μεとなり、リファレンス比０．９％に抑えられた。
【0179】
（実施例２）
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（電解銅箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…銅箔（厚み２０μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／銅箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例２の構造体１の吸湿膨張ひずみは０．８μεとなり、リファレンス比０．９％に抑えられた。
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（電解銅箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…銅箔（厚み２０μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／銅箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例２の構造体１の吸湿膨張ひずみは０．８μεとなり、リファレンス比０．９％に抑えられた。
【0180】
（実施例３）
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（電解銅箔を低温接着剤にて接合）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…銅箔（厚み２０μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
ＰＢ実施後に、粗面化処理したＣＦＲＰ部材２の第２の主面７に、低温接着剤にて銅箔を貼り合わせて積層。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例３の構造体１の吸湿膨張ひずみは４．５μεとなり、リファレンス比４．８％に抑えられた。
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（電解銅箔を低温接着剤にて接合）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…銅箔（厚み２０μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
ＰＢ実施後に、粗面化処理したＣＦＲＰ部材２の第２の主面７に、低温接着剤にて銅箔を貼り合わせて積層。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例３の構造体１の吸湿膨張ひずみは４．５μεとなり、リファレンス比４．８％に抑えられた。
【0181】
実施例１～３の構造体１は、いずれも第２の防湿層４が薄い（厚みの小さい）金属箔からなり、ＣＦＲＰ部材２に対して熱残留応力を十分に抑制することが可能であった。
【0182】
（実施例４）
第１の防湿層（接着フィルムを介して低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（Ａｌ箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…Ａｌ箔（厚み２０μｍ）
低熱膨張ガラス／接着フィルム／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／Ａｌ箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例４の構造体１の吸湿膨張ひずみは１．５μεとなり、リファレンス比１．６％に抑えられた。
第１の防湿層（接着フィルムを介して低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（Ａｌ箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…Ａｌ箔（厚み２０μｍ）
低熱膨張ガラス／接着フィルム／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／Ａｌ箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例４の構造体１の吸湿膨張ひずみは１．５μεとなり、リファレンス比１．６％に抑えられた。
【0183】
（実施例５）
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを低温接着剤にて接合）／第２の防湿層（Ａｌ箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…Ａｌ箔（厚み２０μｍ）
ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／Ａｌ箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
ＰＢ実施後に、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に、低温接着剤にて低熱膨張ガラスを貼り合わせて接合。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例５の構造体１の吸湿膨張ひずみは３．５μεとなり、リファレンス比３．７％に抑えられた。
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを低温接着剤にて接合）／第２の防湿層（Ａｌ箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…Ａｌ箔（厚み２０μｍ）
ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／Ａｌ箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
ＰＢ実施後に、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に、低温接着剤にて低熱膨張ガラスを貼り合わせて接合。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例５の構造体１の吸湿膨張ひずみは３．５μεとなり、リファレンス比３．７％に抑えられた。
【0184】
（実施例６）
第１の防湿層（低熱膨張ガラスと銅箔との多層構造）／第２の防湿層（銅箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）／銅箔（厚み２０μｍ）
第２の防湿層…銅箔（厚み２０μｍ）
銅箔／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／銅箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
ＰＢ実施後に、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に形成された銅箔に、低温接着剤にて低熱膨張ガラスを貼り合わせて接合。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例６の構造体１の吸湿膨張ひずみは２．５μεとなり、リファレンス比２．７％に抑えられた。
第１の防湿層（低熱膨張ガラスと銅箔との多層構造）／第２の防湿層（銅箔を一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）／銅箔（厚み２０μｍ）
第２の防湿層…銅箔（厚み２０μｍ）
銅箔／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／銅箔の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形。
ＰＢ実施後に、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に形成された銅箔に、低温接着剤にて低熱膨張ガラスを貼り合わせて接合。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例６の構造体１の吸湿膨張ひずみは２．５μεとなり、リファレンス比２．７％に抑えられた。
【0185】
実施例６では、まずＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面の両面（第１の主面６及び第２の主面７）に銅箔が一体成形により接合される。例えば、この両面に銅箔が接合される構成を基本構成として、加工対象面が必要な場合等において、第１の主面６に接合された銅箔に低熱膨張ガラスを接合する。このような製造方法を採用することで、構造体１を製造するうえでの作業性を向上させることが可能となり、効率化を図ることが可能となる。
【0186】
（実施例７）
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（防湿膜が形成された樹脂フィルムを一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…ハイバリアフィルム（フィルム上にＣＶＤで防湿層を多層積層した構造）
（厚み３８μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／ハイバリアフィルムの構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形したのちにＰＢを実施。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例７の構造体１の吸湿膨張ひずみは３．７μεとなり、リファレンス比３．９％に抑えられた。
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（防湿膜が形成された樹脂フィルムを一体成形）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…ハイバリアフィルム（フィルム上にＣＶＤで防湿層を多層積層した構造）
（厚み３８μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層／ハイバリアフィルムの構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形したのちにＰＢを実施。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例７の構造体１の吸湿膨張ひずみは３．７μεとなり、リファレンス比３．９％に抑えられた。
【0187】
実施例７において、ハイバリアフィルムは、ＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムベースなので弾性率が低く、積層してもＣＦＲＰ部材２に対して熱残留応力がほとんどかからない。また、ＣＶＤ成膜のバリア層はＳｉＯX、ＳｉＯＮ等の薄膜が多く使用され、可撓製にすぐれ、多層構成にすることで高い水蒸気バリア性が得られる。
【0188】
またＰＶＤ（スパッター）成膜によるアルミナ等のバリア層を形成したバリアフィルムも使用可能である。上記でも述べたが、第２の防湿層４として防湿膜が形成された樹脂フィルムが用いられる場合は、水蒸気透過度が１×１０-1ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下となるいわゆるハイバリア特性が望ましく。さらにいえば、１×１０-2ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下となる防湿性能が好ましい。
【0189】
（実施例８）
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（金属箔が形成されたゴムテープを貼り合わせ）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…Ａｌ箔付きブチルテープ（Ａｌ箔の厚みは７μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形したのちにＰＢを実施。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例８の構造体１の吸湿膨張ひずみは５．５μεとなり、リファレンス比５．９％に抑えられた。
実施例８において、金属箔が非常に薄い事と、厚いゴム層が緩衝材として機能して、熱残留応力を非常に小さく抑えることが可能である。
第１の防湿層（低熱膨張ガラスを一体成形）／第２の防湿層（金属箔が形成されたゴムテープを貼り合わせ）
第１の防湿層…ＮＥＧ製「ネオセラム」（厚み３ｍｍ）
第２の防湿層…Ａｌ箔付きブチルテープ（Ａｌ箔の厚みは７μｍ）
低熱膨張ガラス／ＰＡＮ系プリプレグＣＰ配列８層の構成で積層し、バギング吸着加圧による加熱圧着により一体成形したのちにＰＢを実施。
６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、実施例８の構造体１の吸湿膨張ひずみは５．５μεとなり、リファレンス比５．９％に抑えられた。
実施例８において、金属箔が非常に薄い事と、厚いゴム層が緩衝材として機能して、熱残留応力を非常に小さく抑えることが可能である。
【0190】
このように各実施例において高い防湿性能が発揮され、吸湿膨張を非常に低減させることが可能であった。各実施例を防湿性能の高い順番、すなわち吸湿膨張が低い順番で記載すると、（実施例１）、（実施例２）、（実施例４）、（実施例６）、（実施例５）、（実施例７）、（実施例３）、及び（実施例８）の順番となった。
【0191】
図５及び図６に示すように、ＣＦＲＰ部材２、第１の防湿層３及び第２の防湿層４の全てを一体成形した場合の方が、成形されたＣＦＲＰ部材２に対して接着剤等を用いて第１の防湿層３や第２の防湿層４を接合させた場合よりも、防湿性能は若干高くなった。一方で、その差は非常にわずかであり、測定誤差等を考慮すると顕著な差は無いと考えられる。また接合条件を工夫することで、さらに防湿性能は向上可能であると考えられる。
【0192】
以上、本実施形態に係る構造体１では、炭素繊維を主成分とする複数のプリプレグ５が積層されることで構成されるＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に、表面９の少なくとも一部（本実施形態では、表面９の全面）がセラミック材料により構成される第１の防湿層３が積層される。またＣＦＲＰ部材２の第２の主面７に、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層４が積層される。これにより、本構造体１を加工装置のフレームや構成部材等に適用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となる。
【0193】
本技術を実施することで、ＣＦＲＰ単体よりも湿度変化による寸法変形が少なく、金属よりも剛性が高く、低密度で比剛性が高く、面精度を出すことが可能な構造体１を実現することが可能となる。
【0194】
＜第２の実施形態＞
本発明に係る第２の実施形態の構造体について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した構造体１における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
本発明に係る第２の実施形態の構造体について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した構造体１における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
【0195】
［側面に対する防湿層の形成］
図７は、第２の実施形態に係る構造体の基本的な構成例を示す模式図である。本実施形態に係る構造体１２は、さらに、ＣＦＲＰ部材２のエッジワイズ面である側面８（左側面８ａ、右側面８ｂ、前側面８ｃ、後側面８ｄ）に対して防湿層が積層される。なお、側面８（左側面８ａ、右側面８ｂ、前側面８ｃ、後側面８ｄ）等の各部の図示については、図１～図３も参照されたい。
図７は、第２の実施形態に係る構造体の基本的な構成例を示す模式図である。本実施形態に係る構造体１２は、さらに、ＣＦＲＰ部材２のエッジワイズ面である側面８（左側面８ａ、右側面８ｂ、前側面８ｃ、後側面８ｄ）に対して防湿層が積層される。なお、側面８（左側面８ａ、右側面８ｂ、前側面８ｃ、後側面８ｄ）等の各部の図示については、図１～図３も参照されたい。
【0196】
以下、側面８に積層される防湿層を、第３の防湿層１３と記載する。図７に示す構造体１２では、左側面８ａの全面に第３の防湿層１３ａ（図示省略）が積層され、右側面８ｂの全面に第３の防湿層１３ｂが積層される。また構造体１２では、前側面８ｃの全面に第３の防湿層１３ｃが積層され、後側面８ｄの全面に第３の防湿層１３ｄ（図示は省略）が積層される。
【0197】
第１の実施形態で説明したように、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面、すなわち第１の主面６及び第２の主面７に防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）を接合する。これにより、高い防湿性能を発揮することが可能となり、ＣＦＲＰ構造体の吸湿変形問題を解決することが可能となった。
【0198】
発明者は、さらなる防湿性能の向上のために、図７に示すような側面８に対する第３の防湿層１３の形成に関して、検討を重ねた。
【0199】
吸湿変形問題を十分に防止し、寸法の高精度化や長期的な安定性を実現するためには、防湿性能の向上が重要となる。図１～図３に示すような構造体１において、ＣＦＲＰ部材２の側面８からの吸湿を防止することは、防湿性能のさらなる向上に有効であると考えられる。
【0200】
ＣＦＲＰ部材２の内部にて水分の拡散速度は遅く中央部への吸湿の影響は小さくなると考えられる。従って、面積が広く厚み寸法（Ｚ方向における寸法）も小さいフラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）に対しては吸湿の影響が大きくなると考えられる。
【0201】
一方で、エッジワイズ面（側面８）に関しては、フラットワイズ面と比べると、吸湿の影響は小さくなると考えられる。従って、要求される防湿性能は若干低くてもよいと考えられるが、第３の防湿層１３を形成することで、防湿性能は向上すると考えられる。
【0202】
ＣＦＲＰ部材２は、複数のプリプレグ５が積層されて加熱圧着により成形される。上記したように、ＣＦＲＰ部材２の成形時に、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６及び第２の主面７に、第１の防湿層３及び第２の防湿層４を一体成形することが可能である。一方で、ＣＦＲＰ部材２の成形時には、余分なマトリックス樹脂が側面８から外部に押し出されるので、ＣＦＲＰ部材２の側面８に第３の防湿層１３を同時に一体成形することは難しい。
【0203】
第３の防湿層１３は、成形されたＣＦＲＰ部材２に対して切断カットやエッジトリミングを行い、精密なエッジワイズ面を出現させたのちに積層する必要がある。従って、ＣＦＲＰ部材２の側面８に対する第３の防湿層１３の接合は、フラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）に対して第１の防湿層３及び第２の防湿層４を接合する工程とは別工程で実行する必要がある。
【0204】
エッジワイズ面（側面８）の複数のプリプレグ５の積層方向（Ｚ方向）の熱膨張率はプリプレグ５を構成するＣＦによる拘束がないため、大きな熱膨張率となる。プリプレグ５の種類や成形条件にもよるが、例えば常温付近では、５０×１０-6／℃以上の熱膨張率となり、より高温の領域ではさらに大きい熱膨張率となる。
【0205】
従って、エッジワイズ面（側面８）に第３の防湿層１３を高温での熱硬化性接着剤等で接着一体化するとする。この場合、高温での接着後に室温（使用温度）に戻す過程で熱膨張率の差が大きいために、エッジワイズ面（側面８）に大きな熱残留応力が発生する可能性がある。そのためエッジワイズ面（側面８）周辺の変形の発生や第３の防湿層１３の剥離等が生じる可能性がある。この結果、防湿性能の低下等の問題が生じて、高精度な寸法精度を確保できなくなるリスクが増大する。
【0206】
発明者は、ＣＦＲＰ部材２の側面８に積層する第３の防湿層１３の材料として、第３の防湿層１３の接合時の温度と使用温度との温度差に対する熱残留応力を低く抑えることが可能な材料選択と、接合時と通常使用時との温度差の低減について検討した。その結果、以下の有効な対応策を新たに見出した。
【0207】
（１）第３の防湿層１３として、金属箔を基本として構成することで、高い（あるいは完全な）防湿性能と、ＣＦＲＰ部材２への応力を抑えることの両立が可能になる。金属箔は厚みが非常に薄いために、側面８への接合時に温度差が生じても、熱残留応力を抑えることが可能となる。また、金属箔を側面８への接合するための粘着層や接着層が緩衝材として機能して、熱残留応力をさらに抑えることが可能となる。
【0208】
（２）ＣＦＲＰ部材２の側面８に対して第３の防湿層１３を接合する温度を低温（構造体１２の使用温度及び７０℃のうち高い方の温度以下の温度）にして、接合時の熱残留応力を小さくする。使用温度にて、第３の防湿層１３の接合が可能な場合には、熱残留応力をほぼゼロにすることが可能である。例えば、第３の防湿層１３を、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して側面８に接合することは、非常に有効となる。
【0209】
発明者は、これらの条件を満たす第３の防湿層１３の構成及び接合方法について、以下の有効な実施例を新たに見出した。
金属箔を低温接着剤で貼る。
金属箔をＵＶ硬化可能な接着剤で貼る。
金属箔が積層されたブチルテープ（Ａｌ箔付きブチルテープ等）の粘着層で室温にて貼る。
両面ブチルテープを使って薄い金属や金属箔を室温にて貼る。
Ａｌテープの粘着層で室温にて貼る。
金属箔を低温接着剤で貼る。
金属箔をＵＶ硬化可能な接着剤で貼る。
金属箔が積層されたブチルテープ（Ａｌ箔付きブチルテープ等）の粘着層で室温にて貼る。
両面ブチルテープを使って薄い金属や金属箔を室温にて貼る。
Ａｌテープの粘着層で室温にて貼る。
【0210】
［各実施例に関する評価］
発明者は、金属箔を基本として作成された第３の防湿層１３の各実施例に関して、防湿性能を吸湿加速試験により評価した。
発明者は、金属箔を基本として作成された第３の防湿層１３の各実施例に関して、防湿性能を吸湿加速試験により評価した。
【0211】
なお、エッジワイズ面（側面８）と第３の防湿層１３との間にひずみゲージを配置して吸湿膨張ひずみの変化量を測定しようとすると、ひずみゲージ自体の吸湿の影響や、第３の防湿層１３とエッジワイズ面（側面８）との界面に生じる応力等の影響により、測定精度に疑問が生じると考えられる。
【0212】
従って、まず第３の防湿層１３として使用する材料及び接合方法に対する防湿の基本性能を測定するために、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６及び第２の主面７）に、第３の防湿層１３として使用する材料及び接合方法にて防湿層を形成したうえで、吸湿加速試験にて防湿性能を評価した。
【0213】
（リファレンスサンプル）
リファレンスサンプルとして用いられるＣＦＲＰ部材２として、ピッチ系ＵＤ材の上下ミラー対称の１０層構成を採用した。リファレンスサンプルのＣＦＲＰ部材２の作成時には、ピッチ系プリプレグの推奨硬化条件である１２０℃ ２時間にて硬化成形を行った（バギング吸着加圧下での硬化）。その後、１４５℃ ２時間のＰＢを行った。
リファレンスサンプルとして用いられるＣＦＲＰ部材２として、ピッチ系ＵＤ材の上下ミラー対称の１０層構成を採用した。リファレンスサンプルのＣＦＲＰ部材２の作成時には、ピッチ系プリプレグの推奨硬化条件である１２０℃ ２時間にて硬化成形を行った（バギング吸着加圧下での硬化）。その後、１４５℃ ２時間のＰＢを行った。
【0214】
（吸湿試験条件）
温度４５℃、相対湿度９５％以上の条件にて評価を実施した。
ＵＤ材のＣＦ繊維に対して９０°方向での評価は主にマトリックス樹脂（エポキシ樹脂）の吸湿膨張になるため、吸湿膨張ひずみの変化が大きい。そのため、温度条件としては加速倍率の低い４５℃で評価を行った。 温度４５℃の条件は水蒸気の拡散係数の観点では室温２５℃に対して約４倍の加速条件になる。
温度４５℃、相対湿度９５％以上の条件にて評価を実施した。
ＵＤ材のＣＦ繊維に対して９０°方向での評価は主にマトリックス樹脂（エポキシ樹脂）の吸湿膨張になるため、吸湿膨張ひずみの変化が大きい。そのため、温度条件としては加速倍率の低い４５℃で評価を行った。 温度４５℃の条件は水蒸気の拡散係数の観点では室温２５℃に対して約４倍の加速条件になる。
【0215】
（評価測定方法）
ひずみゲージをプリプレグの積層体の中央層の中央部に配置して一体成形して測定した。プリプレグの硬化、ＰＢの実施後に、４５℃、相対湿度９５％に到達した時点のひずみレベルを基準に、ひずみ変化を測定した。
ひずみゲージをプリプレグの積層体の中央層の中央部に配置して一体成形して測定した。プリプレグの硬化、ＰＢの実施後に、４５℃、相対湿度９５％に到達した時点のひずみレベルを基準に、ひずみ変化を測定した。
【0216】
図８は、以下に記載する各実施例における吸湿膨張ひずみの変化量の経時変化を示すグラフである。
図９は、４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点での、各実施例における吸湿膨張ひずみ及びリファレンス比を示す表である。
図９は、４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点での、各実施例における吸湿膨張ひずみ及びリファレンス比を示す表である。
【0217】
（実施例９）
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌ箔を低温接着剤にて接合（Ａｌ箔厚み２０μｍ）
粗面化処理した第１の主面６及び第２の主面７の各々に低温接着剤を用いて、４０℃～６０℃の温度で、２時間～８時間かけて硬化させた（バギング吸着加圧下での硬化）。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、吸湿膨張ひずみ１８με、リファレンス比２．８％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌ箔を低温接着剤にて接合（Ａｌ箔厚み２０μｍ）
粗面化処理した第１の主面６及び第２の主面７の各々に低温接着剤を用いて、４０℃～６０℃の温度で、２時間～８時間かけて硬化させた（バギング吸着加圧下での硬化）。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、吸湿膨張ひずみ１８με、リファレンス比２．８％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
【0218】
（実施例１０）
第１の主面６及び第２の主面７に、電解銅箔を低温接着剤にて接合（電解銅箔厚み２０μｍ）
粗面化処理した第１の主面６及び第２の主面７の各々に低温接着剤を用いて、４０℃～６０℃の温度で、２時間～８時間かけて硬化させた（バギング吸着加圧下での硬化）。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、吸湿膨張ひずみ１５με、リファレンス比２．２％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
第１の主面６及び第２の主面７に、電解銅箔を低温接着剤にて接合（電解銅箔厚み２０μｍ）
粗面化処理した第１の主面６及び第２の主面７の各々に低温接着剤を用いて、４０℃～６０℃の温度で、２時間～８時間かけて硬化させた（バギング吸着加圧下での硬化）。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、吸湿膨張ひずみ１５με、リファレンス比２．２％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
【0219】
実施例９及び１０において、４０℃～６０℃の範囲で硬化温度を変化させた場合でも、各温度に対応した十分な硬化時間を確保する事で防湿への影響は表れなかった。低温接着剤は、例えば常温でも時間をかけると硬化させることが可能である。また、加圧条件に関してもバギング吸着加圧に代えて加重による加圧でも防湿性能への影響はなかった。Ａｌ箔と電解銅箔との差も、防湿性能にはほとんど差はなく、高い防湿性能が確認された。
【0220】
（実施例１１）
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌ箔をＵＶ硬化可能な接着剤にて接合（Ａｌ箔厚み２０μｍ）。ＵＶ硬化可能な接着剤としては、ＵＶ照射をする事で急速に硬化が始まるエポキシタイプのテープ状接着剤を使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
事前にＡｌ箔にテープ状接着剤を貼り、ＵＶ照射後にＣＦＲＰ部材２に加重による加圧で接着。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、吸湿膨張ひずみ６４με、リファレンス比９．５％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌ箔をＵＶ硬化可能な接着剤にて接合（Ａｌ箔厚み２０μｍ）。ＵＶ硬化可能な接着剤としては、ＵＶ照射をする事で急速に硬化が始まるエポキシタイプのテープ状接着剤を使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
事前にＡｌ箔にテープ状接着剤を貼り、ＵＶ照射後にＣＦＲＰ部材２に加重による加圧で接着。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、吸湿膨張ひずみ６４με、リファレンス比９．５％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
【0221】
（実施例１２）
第１の主面６及び第２の主面７に、電解銅箔をＵＶ硬化可能な接着剤にて接合（電解銅箔厚み２０μｍ）。ＵＶ硬化可能な接着剤としては、ＵＶ照射をする事で急速に硬化が始まるエポキシタイプのテープ状接着剤を使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
事前に電解銅箔にテープ状接着剤を貼り、ＵＶ照射後にＣＦＲＰ部材２に加重による加圧で接着。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ５４με、リファレンス比８．０％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
第１の主面６及び第２の主面７に、電解銅箔をＵＶ硬化可能な接着剤にて接合（電解銅箔厚み２０μｍ）。ＵＶ硬化可能な接着剤としては、ＵＶ照射をする事で急速に硬化が始まるエポキシタイプのテープ状接着剤を使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
事前に電解銅箔にテープ状接着剤を貼り、ＵＶ照射後にＣＦＲＰ部材２に加重による加圧で接着。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ５４με、リファレンス比８．０％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
【0222】
実施例１１及び１２において、Ａｌ箔と電解銅箔との差は、防湿性能にほとんど差はなく、高い防湿性能が確認された。
【0223】
（実施例１３）～（実施例１５）
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌ箔付きブチルテープを、室温（使用温度）で加圧して接着。実施例１３～１５として、３つの異なる製品のＡｌ箔付きブチルテープを使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、（実施例１３）は吸湿膨張ひずみ４７με、リファレンス比７．０％となり、（実施例１４）は吸湿膨張ひずみ７１με、リファレンス比１０．６％となり、（実施例１５）は吸湿膨張ひずみ６２με、リファレンス比９．２％となった。
製品ごとに若干の差があったが、第３の防湿層１３としていずれも高い防湿性能ができた。また、時間の経過とともに、吸湿膨張が飽和傾向を示す良好な結果が得られた。
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌ箔付きブチルテープを、室温（使用温度）で加圧して接着。実施例１３～１５として、３つの異なる製品のＡｌ箔付きブチルテープを使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、（実施例１３）は吸湿膨張ひずみ４７με、リファレンス比７．０％となり、（実施例１４）は吸湿膨張ひずみ７１με、リファレンス比１０．６％となり、（実施例１５）は吸湿膨張ひずみ６２με、リファレンス比９．２％となった。
製品ごとに若干の差があったが、第３の防湿層１３としていずれも高い防湿性能ができた。また、時間の経過とともに、吸湿膨張が飽和傾向を示す良好な結果が得られた。
【0224】
（実施例１６）
第１の主面６及び第２の主面７に、両面ブチルテープを用いてＡｌ箔を室温（使用温度）で加圧して接着（Ａｌ箔厚み２０μｍ）。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ７６με、リファレンス比１１．３％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
両面ブチルテープを使用することで金属箔の選択自由度を向上させることが可能となる。すなわち、第３の防湿層１３として、様々な金属箔を用いることが可能となる。また金属箔以外に薄い金属板等も使用できるため、Ａｌ製のチャンネル（断面コの字）を側面に貼る事でＣＦＲＰ構造体１２の保護ガード部材としての機能も持たせる事等も可能である。
第１の主面６及び第２の主面７に、両面ブチルテープを用いてＡｌ箔を室温（使用温度）で加圧して接着（Ａｌ箔厚み２０μｍ）。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ７６με、リファレンス比１１．３％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
両面ブチルテープを使用することで金属箔の選択自由度を向上させることが可能となる。すなわち、第３の防湿層１３として、様々な金属箔を用いることが可能となる。また金属箔以外に薄い金属板等も使用できるため、Ａｌ製のチャンネル（断面コの字）を側面に貼る事でＣＦＲＰ構造体１２の保護ガード部材としての機能も持たせる事等も可能である。
【0225】
（実施例１７）
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌテープを、室温（使用温度）にて接着。
Ａｌテープとして、粘着層が合成樹脂系からなるＡｌテープを使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ９８με、リファレンス比１４．６％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌテープを、室温（使用温度）にて接着。
Ａｌテープとして、粘着層が合成樹脂系からなるＡｌテープを使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ９８με、リファレンス比１４．６％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては、十分な特性が確認された。
【0226】
（実施例１８）
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌテープを、室温（使用温度）にて接着。
Ａｌテープとして、粘着層がアクリル系からなる気密防水タイプのＡｌテープを使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ２８８με、リファレンス比４２．６％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては若干低い特性となるが、第３の防湿層１３を形成しないリファレンスサンプルと比べると防湿効果は認められる。
第１の主面６及び第２の主面７に、Ａｌテープを、室温（使用温度）にて接着。
Ａｌテープとして、粘着層がアクリル系からなる気密防水タイプのＡｌテープを使用。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ２８８με、リファレンス比４２．６％となり、第３の防湿層１３の防湿性能としては若干低い特性となるが、第３の防湿層１３を形成しないリファレンスサンプルと比べると防湿効果は認められる。
【0227】
実施例１７及び１８のＡｌテープの使用では、防湿性能及び再現性が若干低くなった。これは、おそらく下地の状態（凸凹の状態）や貼る時の仕上がり具合による差が原因と推定される。実施例１３～１６のブチルテープは、粘着層の厚みが大きく、ブチルゴムは水蒸気の透過性が非常に低いといったこと等により、下地の状態に影響を受けにくく安定した結果が得られていると考えられる。
【0228】
これに対してＡｌテープは、下地条件や貼り合わせ条件により防湿性能が低下する可能性が認められた。しかしながら、適正な条件であれば、かなりの防湿性能が得られると考えられ、またエッジワイズの未処理品（リファレンスサンプル）と比べると効果は発揮される。
【0229】
（実施例１９）
第１の主面６及び第２の主面７に、金属箔が付いていないブチルテープを、室温（使用温度）で加圧して接着。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ５５０με、リファレンス比８１．８％となった。
第１の主面６及び第２の主面７に、金属箔が付いていないブチルテープを、室温（使用温度）で加圧して接着。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した到達した時点で、吸湿膨張ひずみ５５０με、リファレンス比８１．８％となった。
【0230】
（実施例２０）
第１の主面６及び第２の主面７に、気密防水テープを、室温（使用温度）で加圧して接着。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、吸湿膨張ひずみ６０３με、リファレンス比８９．７％となった。
第１の主面６及び第２の主面７に、気密防水テープを、室温（使用温度）で加圧して接着。
第１の主面６及び第２の主面７の各々に対して粗面化処理を実施。
４５℃、相対湿度９５％にて１３５時間経過した時点で、吸湿膨張ひずみ６０３με、リファレンス比８９．７％となった。
【0231】
実施例１９及び２０の金属箔を使用しない第３の防湿層１３では、高い防湿性能は得られなかった。しかしながら、第３の防湿層１３を形成しないリファレンスサンプルと比べると防湿効果は発揮される。
【0232】
各実施例を防湿性能の高い順番、すなわち吸湿膨張が低い順番で記載すると、（実施例１０）、（実施例９）、（実施例１３）、（実施例１２）、（実施例１５）、（実施例１１）、（実施例１４）、（実施例１６）、（実施例１７）、（実施例１８）、（実施例１９）、及び（実施例２０）の順番となった。
【0233】
発明者は、上記の吸湿加速試験による実施例９～２０の防湿性能の結果が、実際の吸湿状態に対して整合性があるか否かの確認のために、実施例１４、１５、２０の防湿層を代表サンプルとして、水浸漬による重量増加の長期変化を測定した。
【0234】
（リファレンスサンプル）
リファレンスサンプルとして、ＰＡＮ系ＣＰ材の上下ミラー対称の８層構成からなるＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）に、上記の実施例１５で使用したＡｌ箔付きブチルテープを接合した構成を採用した。図８及び図９に示すように、実施例１５で使用したＡｌ箔付きブチルテープは、高い防湿効果が確認されている。
リファレンスサンプルとして、ＰＡＮ系ＣＰ材の上下ミラー対称の８層構成からなるＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）に、上記の実施例１５で使用したＡｌ箔付きブチルテープを接合した構成を採用した。図８及び図９に示すように、実施例１５で使用したＡｌ箔付きブチルテープは、高い防湿効果が確認されている。
【0235】
（代表サンプル１～３）
リファレンスサンプルのエッジワイズ面（側面８）に、実施例１４、１５、２０の材料及び接合方法にて第３の防湿層１３を接合したものを、代表サンプル１～３とした。
リファレンスサンプルのエッジワイズ面（側面８）に、実施例１４、１５、２０の材料及び接合方法にて第３の防湿層１３を接合したものを、代表サンプル１～３とした。
【0236】
（水浸漬による重量増加の測定）
水槽に各サンプルを浸漬させ、所定のタイミングにて取り出して、４５分の自然乾燥の後に重量を測定。
水槽に各サンプルを浸漬させ、所定のタイミングにて取り出して、４５分の自然乾燥の後に重量を測定。
【0237】
図１０は、各サンプルの水浸漬による重量増加率の経時変化を示すグラフである。
【0238】
図１０に示すように、ＣＦＲＰ部材２のエッジワイズ面（側面８）に、第３の防湿層１３を接合することで、吸湿による重量増加を抑えることが可能となり、防湿効果を発揮することが可能となることが確認された。
【0239】
また、重量増加を抑制する効果は、図８及び図９等に示す吸湿加速試験の吸湿膨張ひずみの抑制効果と、同様の傾向が認められた。すなわち、図８及び図９等に示す吸湿加速試験の吸湿膨張ひずみの抑制効果が高い順番である、代表サンプル２（実施例１５）、代表サンプル１（実施例１４）、及び代表サンプル３（実施例２０）の順番が、そのまま水浸漬による重量増加の抑制効果の高い順番となった。このような結果から、図８及び図９に示す吸湿加速試験による防湿性能の結果は、実際の吸湿状態に対して整合性があると認められる。
【0240】
なお、第１の主面６に積層される第１の防湿層３、及び第２の主面７に積層される第２の防湿層４の各々の防湿性能を向上させることで、図１０に示す水浸漬による重量増加は、さらに抑制される。
【0241】
［側面に対する第３の防湿層の形成に関するさらなる考察］
図８～図１０に示す評価結果により、ＣＦＲＰ部材２の側面８に第３の防湿層１３を接合することによる、防湿性能の向上が確認できた。また、その効果は、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６及び第２の主面７）に接合される防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）の材料や接合方法を限定することなく、広く発揮されることが分かった。
図８～図１０に示す評価結果により、ＣＦＲＰ部材２の側面８に第３の防湿層１３を接合することによる、防湿性能の向上が確認できた。また、その効果は、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６及び第２の主面７）に接合される防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）の材料や接合方法を限定することなく、広く発揮されることが分かった。
【0242】
すなわち、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６及び第２の主面７）に接合される防湿層（第１の防湿層３／第２の防湿層４）の材料や接合方法として、任意の材料や任意の接合方法が採用されたとする。どのような材料が選択され、どのような接合方法が選択されたとしても、ＣＦＲＰ部材２のエッジワイズ面（側面８）に第３の防湿層１３が形成されない構成と、エッジワイズ面（側面８）に第３の防湿層１３が形成される構成とを比べると、第３の防湿層１３が形成される構成の方が高い防湿性能を発揮する。
【0243】
本発明者は、第１の防湿層３、第２の防湿層４、及び第３の防湿層１３が形成される構造体に関して、加工装置の加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能な、以下の構成を新たに見出した。
【0244】
（構成１）
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部と、
前記第１の主面に積層される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層される第２の防湿層と、
前記側面に積層される第３の防湿層と
を具備し、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材が積層されることで構成され、前記複数のシート状部材の積層方向において互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部と、
前記第１の主面に積層される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層される第２の防湿層と、
前記側面に積層される第３の防湿層と
を具備し、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
【0245】
本構成を有する構造体では、炭素繊維を主成分とする複数のプリプレグ５が積層されることで構成されるＣＦＲＰ部材２の第１の主面６に第１の防湿層３が積層され、第２の主面７に第２の防湿層４が積層される。またＣＦＲＰ部材２の側面８に、第３の防湿層１３が積層される。これにより、高い防湿性能が発揮される。
【0246】
また、（構成１）を有する構造体では、第１の防湿層３及び第２の防湿層４の少なくとも一方が、セラミック材料とは異なる材料により構成される。これにより、構造体の軽量化を図ることが可能となり、また加工コストや材料コストを低減することが可能となる。
【0247】
この結果、（構成１）を有する構造体を加工装置のフレームや構成部材等に適用することで、加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となる。
【0248】
例えば、第１の実施形態で説明した表面９の少なくとも一部がセラミック材料により構成される第１の防湿層３と、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層４とが、フラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）に接合され、側面８に第３の防湿層１３が接合された構造体は、上記の（構成１）を有する構造体に含まれる。なお、本構造体は、図７に示す構造体１２の構成に相当する。
【0249】
これに限定されず、第１の防湿層３及び第２の防湿層４の両方ともが、セラミック材料とは異なる材料により構成され、側面８に第３の防湿層１３が接合された構成も、上記の（構成１）を有する構造体に含まれる。例えば、第１の実施形態にて、第２の防湿層４の一例として挙げた様々な防湿層が、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）の両面に接合され、側面８に第３の防湿層１３が接合された構成は、上記の（構成１）を有する構造体に含まれる。
【0250】
例えば、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）の両面に、金属箔が接合され、側面８に第３の防湿層１３が接合された構成は、上記の（構成１）を有する構造体に含まれる。また、ＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）の両面に、金属箔が形成されたゴムテープが接合され、側面８に第３の防湿層１３が接合された構成は、上記の（構成１）を有する構造体に含まれる。またＣＦＲＰ部材２のフラットワイズ面（第１の主面６／第２の主面７）の両面に、防湿膜が形成された樹脂フィルムが接合され、側面８に第３の防湿層１３が接合された構成は、上記の（構成１）を有する構造体に含まれる。
【0251】
また、発明者は、（構成１）の構成を有する構造体に関して、さらに創意工夫を加えた以下の構成を有する構造体を、新たに考案した。
【0252】
（構成２）（構成１）に記載の構造体であって、
前記第３の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
本（構成２）により、構造体１の軽量化を実現することが可能となる。
前記第３の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
本（構成２）により、構造体１の軽量化を実現することが可能となる。
【0253】
（構成３）（構成１）に記載の構造体であって、
前記第３の防湿層は、金属箔、金属薄板、及び前記金属箔が形成されたゴムテープのいずれか１つにより構成される
構造体。
前記第３の防湿層は、金属箔、金属薄板、及び前記金属箔が形成されたゴムテープのいずれか１つにより構成される
構造体。
【0254】
（構成４）（構成１）に記載の構造体であって、
前記第３の防湿層は、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、前記側面に接合される
構造体。
前記第３の防湿層は、低温で硬化する接着剤、又は低温で接着力を発揮する粘着層を介して、前記側面に接合される
構造体。
【0255】
（構成５）（構成３）に記載の構造体であって、
前記第３の防湿層は、前記金属箔又は前記金属薄板が、低温で硬化する接着剤により前記側面に接着されて構成される
構造体。
前記第３の防湿層は、前記金属箔又は前記金属薄板が、低温で硬化する接着剤により前記側面に接着されて構成される
構造体。
【0256】
（構成６）（構成１）に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成され、
前記第２の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
本（構成６）により、第１の実施形態にて説明した構造体１に関する効果を発揮させることが可能となる。
前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成され、
前記第２の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
本（構成６）により、第１の実施形態にて説明した構造体１に関する効果を発揮させることが可能となる。
【0257】
（構成７）（構成６）に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、前記表面の全面がセラミック材料により構成される
構造体。
前記第１の防湿層は、前記表面の全面がセラミック材料により構成される
構造体。
【0258】
（構成８）（構成１）に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の各々は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の各々は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
【0259】
（構成９）（構成１）に記載の構造体であって、
前記第１の防湿層は、金属箔、前記金属箔が形成されたゴムテープ、及び防湿膜が形成された樹脂フィルムのいずれか１つにより構成される
前記第２の防湿層は、金属箔、前記金属箔が形成されたゴムテープ、及び防湿膜が形成された樹脂フィルムのいずれか１つにより構成される
構造体。
前記第１の防湿層は、金属箔、前記金属箔が形成されたゴムテープ、及び防湿膜が形成された樹脂フィルムのいずれか１つにより構成される
前記第２の防湿層は、金属箔、前記金属箔が形成されたゴムテープ、及び防湿膜が形成された樹脂フィルムのいずれか１つにより構成される
構造体。
【0260】
［（構成１）を有する構造体の製造方法］
（構成１）を有する構造体の製造方法として、以下の工程を含む製造方法を採用することが可能である。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材（複数のプリプレグ５）を積層させる積層工程。
複数のシート状部材と、複数のシート状部材の積層方向における一方の主面である第１の主面６に積層される第１の防湿層３と、第１の主面６とは反対側の第２の主面７に積層され第２の防湿層４とを互いに接合する第１の接合工程。
複数のシート状部材の第１の主面６及び第２の主面７の間の側面８に第３の防湿層１３を接合する第２の接合工程。
上記したように、第１の防湿層３及び第２の防湿層４の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
（構成１）を有する構造体の製造方法として、以下の工程を含む製造方法を採用することが可能である。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材（複数のプリプレグ５）を積層させる積層工程。
複数のシート状部材と、複数のシート状部材の積層方向における一方の主面である第１の主面６に積層される第１の防湿層３と、第１の主面６とは反対側の第２の主面７に積層され第２の防湿層４とを互いに接合する第１の接合工程。
複数のシート状部材の第１の主面６及び第２の主面７の間の側面８に第３の防湿層１３を接合する第２の接合工程。
上記したように、第１の防湿層３及び第２の防湿層４の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0261】
なお、第２の接合工程にて、低温で硬化する接着剤により側面８に第３の防湿層１３を接着することで、熱残留応力を抑制することが可能となる。
【0262】
［加工装置］
本技術に係る構造体を適用可能な加工装置の例について説明する。
本技術に係る構造体は、基板等のワークを加工する任意の加工装置に用いることが可能である。
本技術に係る構造体を適用可能な加工装置の例について説明する。
本技術に係る構造体は、基板等のワークを加工する任意の加工装置に用いることが可能である。
【0263】
図１１は、加工装置の一例である露光装置の概略構成を示す模式図である。露光装置１５は、ワークＷを露光する投影露光装置である。ここで、ワークＷは、シリコンワーク、プリント基板、又は液晶パネル用のガラス基板等であり、表面にレジスト膜が塗布されたワークである。
【0264】
露光装置１５は、光出射部１６と、マスクステージ１７と、投影光学系１８と、ワークステージ１９と、フレーム２０とを有する。
【0265】
光出射部１６は、露光光ＥＬを出射する。例えば、光出射部１６として、ショートアーク型の水銀ランプが用いられる。水銀ランプからは、例えば、波長３６５ｎｍ（ｉ線）、４０５ｎｍ（ｈ線）、４３６ｎｍ（ｇ線）等を含む紫外光が出射される。もちろんこのような構成に限定されず、紫外光とは異なる波長帯域の光を出射するランプが用いられてもよい。その他、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等の固体光源が用いられてもよい。
【0266】
マスクステージ１７は、光出射部１６の下方側に配置される。マスクステージ１７は、露光用のマスクＭを保持する。マスクＭには、所定のマスクパターンが形成されている。またマスクＭには、アライメントマーク（マスクマーク）が形成されている。
【0267】
投影光学系１８は、光出射部１６から出射されマスクＭを透過した露光光ＥＬを、ワークステージ１９に保持されたワークＷに照射する。これにより、マスクＭに形成されているマスクパターンの像がワークＷに投影される。投影光学系１８は、投影レンズを有する結像光学系として構成される。
【0268】
ワークステージ１９は、ワークＷを保持する。ワークステージ１９は、ワークＷが吸着する吸着板を有する。吸着板に複数の真空吸着孔が形成され、真空吸着によりワークＷが保持される。
【0269】
フレーム２０は、光出射部１６、マスクステージ１７、投影光学系１８及びワークステージ１９といった露光装置１５を構成する構成部材を支持する。これらの構成部材は、フレーム２０によって所定の位置で保持されている。
【0270】
なおフレーム２０により、マスクステージ１７やワークステージ１９等の構成部材が、移動可能に支持されてもよい。例えば、水平方向に沿った互いに直行する２方向への直線移動、露光光ＥＬの光軸方向（上下方向）に沿った直線移動、露光光ＥＬの光軸方向（上下方向）を回転軸方向とした回転移動等が可能なように、構成部材がフレーム２０に支持されてもよい。もちろん、構成部材を支持するフレーム２０の一部分が移動可能に構成されてもよい。
【0271】
例えばステッピングモータ等を使ったリニアステージ等の任意の移動機構や、ギア機構等を使った任意の回転機構等を用いて、構成部材やフレームを移動させるための移動機構を実現することが可能である。
【0272】
露光装置１５において、マスクＭとワークＷとの位置合わせ、及びフォーカス制御が完了すると、ワークＷに対する露光工程が開始され、光出射部１６から露光光ＥＬが出射される。光出射部１６から出射された露光光ＥＬは、マスクパターンが形成されたマスクＭと、投影光学系１８とを介して、ワークＷ上に照射される。これにより、マスクパターンがワークＷ上に投影されて露光される。
【0273】
図１１に示す露光装置１５において、フレーム２０や、ワークステージ（吸着板）１９等の構成部材に、本技術に係る構造体を適用する。これにより、露光精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となり、高い露光精度が実現される。
【0274】
図１２は、加工装置の一例であるレーザ加工装置の概略構成を示す模式図である。レーザ加工装置２２は、レーザ出射部２３と、ワークステージ２４と、フレーム２５とを有する。
【0275】
レーザ出射部２３は、レーザＬを出射する。レーザ出射部２３から出射されたレーザ光Ｌは、ワークステージ２４に保持されたワークＷに照射され、ワークＷの切断や穴あけ等の加工が行われる。
【0276】
フレーム２５は、レーザ出射部２３、及びワークステージ２４といったレーザ加工装置２２を構成する構成部材を支持する。これらの構成部材は、フレーム２５によって所定の位置で保持されている。なおフレーム２５により、ワークステージ２４等の構成部材が、移動可能に支持されてもよい。もちろん、構成部材を支持するフレーム２５の一部分が移動可能に構成されてもよい。
【0277】
図１２に示すレーザ加工装置２２において、フレーム２５や、ワークステージ２４等の構成部材に、本技術に係る構造体を適用する。これにより、レーザ加工精度の向上に有効な特性を発揮させることが可能となり、高いレーザ加工精度が実現される。
【0278】
その他、本技術に係る構造体は、様々な加工装置に適用可能である。例えば、半導体素子製造装置用の部材として本技術に係る構造体を使用することが可能である。また本技術に係る構造体は、ステッパーや検査装置等において、精密位置決め用に用いるステージ部材として好適である。その他、位置計測用ミラー、ウエハチャック、位置調整部材、精密測定治具等に、本技術に係る構造体を適用することが可能であり、加工精度の向上を図ることが可能となる。
【0279】
＜その他の実施形態＞
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【0280】
図１３は、他の実施形態に係る構造体の構成例を示す模式図である。図１３に示す構造体２７は、（実施例６）で説明したような、第１の防湿層３が、セラミック部材２８と中間部材２９との多層構造で構成されている実施形態となる。
【0281】
図１３に示すように、ＣＦＲＰ部材２の第１の主面６の全面に中間部材２９として、金属箔が接合される。そして、中間部材２９の表面（上面）にセラミック部材２８が接合される。第２の防湿層４としては、例えば中間部材２９と同じ金属箔が接合される。
【0282】
中間部材２９に接合されるセラミック部材２８を上方から見た場合の形状及びサイズは、任意に設計することが可能である。すなわち、上方から見た場合に、セラミック部材２８を、第１の主面６の全面（中間部材２９の全面）のサイズよりも小さいサイズで設計することが可能である。
【0283】
第１の主面６の全面には、中間部材２９として金属箔が接合される。従って、第１の主面６に対する防湿機能は実現される。従って、金属箔に接合されるセラミック部材２８を、金属箔の全面よりも小さいサイズで構成することが可能である。これにより、構造体１の小型化、軽量化を実現することが可能となる。またセラミック部材２８にかかる材料コストを抑えることが可能となる。
【0284】
図１３に示す構造体２７では、第１の防湿層３の、第１の主面６に積層される側とは反対側の表面９は、セラミック部材２８の上面３０と、中間部材２９のセラミック部材２８が積層されていない部分の上面３１とを含む。従って、構造体２７の第１の防湿層３は、第１の主面６の全面に積層され、第１の主面６に積層される側とは反対側の表面９の一部が、セラミック材料により構成されている。このような構成でも、上記で説明した本発明に特有の効果が発揮される。
【0285】
例えば、構造体２７をワークステージ（吸着板）に適用した場合、ワークを保持するために必要な形状及びサイズで、セラミック部材２８を設計することが可能である。もちろん、平面加工以外の様々な加工が行われる場合でも、必要な形状及びサイズで、セラミック部材２８を設計することが可能である。
【0286】
なお、ＣＦＲＰ部材２の第２の主面７に積層される第２の防湿層４や、側面５に接合される第３の防湿層１３の構成に、多層構造が採用されてもよい。
【0287】
【0288】
上記の実施形態では、炭素繊維を主成分とするシート状部材である複数のプリプレグが積層されることで、ＣＦＲＰ部材２が構成された。上記で説明した本発明に係る第１の防湿層３、第２の防湿層４、及び第３の防湿層１３の接合は、他の構成を有するＣＦＲＰ部材についても適用可能である。
【0289】
図１４に示すＣＦＲＰ部材３３は、おおよその外形が直方体形状となり、面積が広いフラットワイズ面となる第１の主面６及び第２の主面７を有する。またＣＦＲＰ部材３２は、面積が小さいエッジワイズ面となる側面８（左側面８ａ、右側面８ｂ、前側面８ｃ、後側面８ｄ）を有する。
【0290】
また構造体３３は、上方側スキン部材３４と、下方側スキン部材３５と、側方スキン部材３６（左側スキン部材３６ａ、右側スキン部材３６ｂ、前側スキン部材３６ｃ、後側スキン部材３６ｄ）と、内部構造体３７とを有する。
【0291】
上方側スキン部材３４は、内部構造体３７の上方側に接合され、第１の主面６を構成する。下方側スキン部材３５は、内部構造体３７の下方側に接合され、第２の主面７を構成する。
【0292】
側方スキン部３６は、内部構造体３７の側方に接合され、側面８を構成する。図１４及び図１５に示すように、内部構造体３７の左側に接合される左側スキン部材３６ａにより、左側面８ａが構成される。内部構造体３７の右側に接合される右側スキン部材３６ｂにより、右側面８ｂが構成される。内部構造体３７の前方側に接合される前側スキン部材３６ｃにより、前側面８ｃが構成される。内部構造体３７の後方側に接合される後側スキン部材３６ｄにより、後側面８ｄが構成される。
【0293】
上方側スキン部材３４、下方側スキン部材３５、及び側方スキン部材３６は、炭素繊維に樹脂を含浸してなるプリプレグを積層して成形された炭素繊維強化プラスチック部材により構成される。なお、１枚のプリプレグにより、上方側スキン部材３４、下方側スキン部材３５、及び側方スキン部材３６が構成されてもよい。プリプレグの具体的な材料等は限定されない。
【0294】
図１５に示すように、内部構造体３７は、複数の板状部材３９が組み立てられて構成される。板状部材３９は、炭素繊維に樹脂を含浸してなるプリプレグを積層して成形された炭素繊維強化プラスチック部材により構成される。なお、１枚のプリプレグにより、板状部材３９が構成されてもよい。プリプレグの具体的な材料等は限定されない。
【0295】
本実施形態では、長方形状であり、互いに等しい形状からなる４枚の板状部材３９ａが、左右方向（Ｘ方向）に沿って延在するように、前後方向（Ｙ方向）に沿って等間隔で並べられる。そして、板状部材３９ａと等しい形状を有する４枚の板状部材３９ｂが、４枚の板状部材３９ａと交差するように配置される。
【0296】
図１５に示すように、４枚の板状部材３９ｂは、前後方向（Ｙ方向）に沿って延在するように、左右方向（Ｘ方向）に沿って等間隔で並べられる。なお、板状部材３９ａ及び３９ｂの交差部分は、図示しないスリットが形成されており、スリット同士が互いに嵌め合わされる。
【0297】
図１５に示すように、板状部材３９ａ及び３９ｂは、上方から見た場合に、各部材の両端部が、所定の矩形状の周縁の位置に配置されるように組み立てられる。
【0298】
板状部材３９ａ及び３９ｂに対して、さらに、短手方向のサイズが板状部材３９ａ及び３９ｂと等しく、長手方向のサイズが適宜調整された６枚の板状部材３９ｃが、板状部材３９ａ及び３９ｂと交差するように配置される。
【0299】
６枚の板状部材３９ｃは、左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｙ方向）の各々に対して４５度で交差する方向（図１５における左右方向）に沿って延在するように、その方向に直行する方向（図１５における上下方向）に沿って等間隔で並べられる。また、６枚の板状部材３９ｃは、隣接する板状部材３９ａ同士の中間位置、及び隣接する板状部材３９ｂ同士の中間位置にて交差するように配置される。その交差する部分には、図示しないスリットが形成されており、スリット同士が互いに嵌め合わされる。
【0300】
６枚の板状部材３９ｃの長手方向におけるサイズは、両端部の位置が、板状部材３９ａ及び３９ｂの両端部が位置する所定の矩形状の周縁に配置されるように、適宜調整されている。
【0301】
図１５に示すように、内部構造体３７を上方から見た場合、六角形状の隙間部４０と、三角形状の隙間部４１とが周期的に並ぶような構成となっている。
【0302】
上方から見た場合に、板状部材３９ａ～３９ｃの両端部に沿うような矩形状からなる上方側スキン部材３４が、内部構造体３７の上方側に接合されて、第１の主面６が構成される。上方側スキン部材３４と略等しい形状を有する下方側スキン部材３５が、内部構造体３７の下方側に接合されて、第２の主面７が構成される。内部構造体３７の側方には、側方スキン部材３６（３６ａ～３６ｄ）が接合されて、側面８（８ａ～８ｄ）が構成される。
【0303】
このようなＣＦＲＰ部材３７に対して、上記で説明した本発明に係る第１の防湿層３、第２の防湿層４、及び第３の防湿層１３の接合を適用することが可能であり、上記で説明した本発明特有の効果を発揮させることが可能である。
【0304】
もちろん、図１４及び図１５に示す構造体３７とは異なる構成からなるＣＦＲＰ部材に対しても、本発明は適用可能である。すなわち、本発明の適用において、ＣＦＲＰ部材を構成する内部構造体３７として、様々な構成を採用することが可能である。
【0305】
例えば上方から見た場合に、三角形、四角形、正六角形、その他の多角形等の、所定の形状からなる隙間部が規則的に並ぶように構成された内部構造体が採用されてよい。例えば、ハニカム構造からなる内部構造体を採用することが可能である。なお、図１４及び図１５に示す構成も、広義にはハニカム構造を有する内部構造体といえる。
【0306】
また、炭素繊維強化プラスチック部材により構成された波板形状の部材が用いられて、内部構造体が構成されてもよい。あるいは、炭素繊維強化プラスチック部材により構成された部材がランダムに組み立てられて内部構造体が構成されてもよい。
【0307】
第１の主面６、第２の主面７、及び側面８を有する任意の構成からなるＣＦＲＰ部材２に対して、第１の実施形態で説明した第１の防湿層３及び第２の防湿層４の接合を適用する。そのようにして構成された構造体は、以下の（構造体Ａ）に含まれる。
【0308】
（構造体Ａ）
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する本体部と、
前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層と
を具備する構造体。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する本体部と、
前記第１の主面に積層され、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層され、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層と
を具備する構造体。
【0309】
【0310】
このような（構造体Ａ）の製造方法として、以下の工程を含む製造方法を採用することが可能である。
【0311】
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により、第１の主面及び前記第２の主面を有する本体部を成形する成形工程。
前記第１の主面に第１の防湿層を接合する第１の接合工程。
前記第２の主面に第２の防湿層を接合する第２の接合工程。
なお、前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。また前記第２の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
前記第１の主面に第１の防湿層を接合する第１の接合工程。
前記第２の主面に第２の防湿層を接合する第２の接合工程。
なお、前記第１の防湿層は、前記第１の主面に積層される側とは反対側の表面の少なくとも一部が、セラミック材料により構成される。また前記第２の防湿層は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0312】
前記成形工程、前記第１の接合工程、前記第２の接合工程は、別工程で行われてもよいし、同じ工程で一体的に行われてもよい。また、前記成形工程、前記第１の接合工程、前記第２の接合工程のうちの任意の組み合わせが同じ工程で一体的に行われてもよい。
【0313】
また、前記第１の接合工程は、前記成形工程前に前記第１の主面を構成するシート状部材（第１のシート状部材といえる）に前記第１の防湿層を接合する工程を含む。また、前記第２の接合工程は、前記成形工程前に前記第２の主面を構成するシート状部材（第２のシート状部材といえる）に第２の防湿層を接合する工程を含む
【0314】
例えば、図１４及び図１５に示すＣＦＲＰ部材３３において、内部構造体３７の成形工程、内部構造体３７に対してスキン部材を接合する工程が、別工程で行われてもよいし、同じ工程で一体的に行われてもよい。また、ＣＦＲＰ部材３３の成形工程と、各防湿層を接合する工程とが、別工程で行われてもよいし、同じ工程で一体的に行われてもよい。
【0315】
また、上方側スキン部材３４に対して第１の防湿層３が接合された後に、上方側スキン部材３４と内部構造体３７との接合工程（すなわちＣＦＲＰ部材３３の成形工程）が行われてもよい。また下方側スキン部材３５に対して第２の防湿層４が接合された後に、下方側スキン部材３５と内部構造体３７との接合工程（すなわちＣＦＲＰ部材３３の成形工程）が行われてもよい。
【0316】
また、第１の主面６、第２の主面７、及び側面８を有する任意の構成からなるＣＦＲＰ部材２に対して、上記で説明した（構成１）を適用する。そのようにして構成された構造体は、以下の（構造体Ｂ）に含まれる。
【0317】
（構造体Ｂ）
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部と、
前記第１の主面に積層される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層される第２の防湿層と、
前記側面に積層される第３の防湿層と
を具備し、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により構成され、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部と、
前記第１の主面に積層される第１の防湿層と、
前記第２の主面に積層される第２の防湿層と、
前記側面に積層される第３の防湿層と
を具備し、
前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される
構造体。
【0318】
このような（構造体Ｂ）の製造方法として、以下の工程を含む製造方法を採用することが可能である。
【0319】
炭素繊維を主成分とする複数のシート状部材により、第１の主面及び前記第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の側面とを有する本体部を成形する成形工程。
前記第１の主面に第１の防湿層を接合する第１の接合工程。
前記第２の主面に第２の防湿層を接合する第２の接合工程。
前記第３の主面に第３の防湿層を接合する第３の接合工程。
なお、前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
前記第１の主面に第１の防湿層を接合する第１の接合工程。
前記第２の主面に第２の防湿層を接合する第２の接合工程。
前記第３の主面に第３の防湿層を接合する第３の接合工程。
なお、前記第１の防湿層及び前記第２の防湿層の少なくとも一方は、セラミック材料とは異なる材料により構成される。
【0320】
前記成形工程、前記第１の接合工程、前記第２の接合工程、前記第３の接合工程は、別工程で行われてもよいし、同じ工程で一体的に行われてもよい。また、前記成形工程、前記第１の接合工程、前記第２の接合工程、前記第３の接合工程のうちの任意の組み合わせが同じ工程で一体的に行われてもよい。
【0321】
また、前記第１の接合工程は、前記成形工程前に前記第１の主面を構成するシート状部材（第１のシート状部材といえる）に前記第１の防湿層を接合する工程を含む。また、前記第２の接合工程は、前記成形工程前に前記第２の主面を構成するシート状部材（第２のシート状部材といえる）に第２の防湿層を接合する工程を含む。前記第３の接合工程は、前記成形工程前に前記側面を構成するシート状部材（第３のシート状部材といえる）に第３の防湿層を接合する工程を含む。
【0322】
例えば、図１４及び図１５に示すＣＦＲＰ部材３３において、内部構造体３７の成形工程、内部構造体３７に対してスキン部材を接合する工程が、別工程で行われてもよいし、同じ工程で一体的に行われてもよい。また、ＣＦＲＰ部材３３の成形工程と、各防湿層を接合する工程とが、別工程で行われてもよいし、同じ工程で一体的に行われてもよい。
【0323】
また、上方側スキン部材３４に対して第１の防湿層３が接合された後に、上方側スキン部材３４と内部構造体３７との接合工程（すなわちＣＦＲＰ部材３３の成形工程）が行われてもよい。また下方側スキン部材３５に対して第２の防湿層４が接合された後に、下方側スキン部材３５と内部構造体３７との接合工程（すなわちＣＦＲＰ部材３３の成形工程）が行われてもよい。また側方スキン部材３６に対して第３の防湿層１３が接合された後に、側方スキン部材３６と内部構造体３７との接合工程（すなわちＣＦＲＰ部材３３の成形工程）が行われてもよい。
【0324】
上記の実施形態において、表面９の少なくとも一部がセラミック材料により構成される第１の防湿層３、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層４、及び金属箔を基本として構成される第３の防湿層１３について説明した。例えば、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層４として説明した構成や接合方法を用いて、第３の防湿層１３を実現させることも可能である。また、金属箔を基本として構成される第３の防湿層１３として説明した構成や接合方法を用いて、第２の防湿層１３を実現させることも可能である。
【0325】
また、セラミック材料とは異なる材料により構成される第２の防湿層４として説明した構成や接合方法を用いて、セラミック部材と多層構造を構成する第１の防湿層３の中間部材が実現されてもよい。また金属箔を基本として構成される第３の防湿層１３として説明した構成や接合方法を用いて、セラミック部材と多層構造を構成する第１の防湿層３の中間部材が実現されてもよい。
【0326】
なお本開示において金属箔は、２００μｍ以下の厚みで構成されるものとする。例えば、厚みが１μｍ以上２００μｍ以下となるように、本発明に係る金属箔を形成することが可能である。
【0327】
金属箔の厚みが小さすぎるとスルーホール等が形成されてしまい防湿層としての機能が低下する可能性がある。従って、高い防湿機能を発揮させるためには、厚みが５μｍ以上となる金属箔を用いるのが好ましい。
【0328】
また上記したように、金属箔は弾性変形、塑性変形することにより、ＣＦＲＰ部材２にかかる熱残留応力を小さくすることが可能である。金属箔の厚みが小さいほど、弾性変形、塑性変形による熱残留応力の抑制効果は高くなる。
【0329】
従って、金属箔の厚みの条件として、例えば２００μｍ以下、１７５μｍ以下、１５０μｍ以下、１２５μｍ以下、１００μｍ以下、７５μｍ以下、５０μｍ以下、２５μｍ以下というように上限値を小さくすることで、弾性変形、塑性変形による熱残留応力の抑制効果が高い金属箔を実現することが可能となる。
【0330】
防湿機能と熱残留応力の抑制効果の両方を鑑みると、金属箔の厚みとして、５μｍ以上の範囲で厚みが小さいほど好ましい構成となる。もちろん、厚みが２００μｍとなる金属箔が用いられる場合でも、防湿機能と熱残留応力の抑制効果は発揮される。
【0331】
例えば、上記した（実施例６）の構造体１において、第１の防湿層３の中間部材となる銅箔、及び第２の防湿層４となる銅箔をともに厚み２０μｍのＡｌ箔に変更した。この場合も、熱残留応力を起因とする変形等はみられなかった。また吸湿加速試験の検証結果も、６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、吸湿膨張ひずみは２．５μεとなり、リファレンス比２．７％に抑えられた。この結果は、（実施例６）の厚み２０μｍの銅箔が用いられる場合と同等の結果である。
【0332】
また（実施例６）の構造体１において、第１の防湿層３の中間部材となる銅箔、及び第２の防湿層４となる銅箔をともに厚み５０μｍのＡｌ箔に変更した場合も検証した。本構成においても、熱残留応力を起因とする変形等はみられなかった。また吸湿加速試験の検証結果も、６０時間後にリファレンスサンプルの吸湿膨張が飽和した時点で、吸湿膨張ひずみは２．０μεとなり、リファレンス比２．１％に抑えられた。
【0333】
すなわち、（実施例６）の構造体１において、第１の防湿層３の中間部材となる金属箔、及び第２の防湿層４となる金属箔として、厚み２０μｍの銅箔、厚み２０μｍのＡｌ箔、及び厚み５０μｍのＡｌ箔の３種類のサンプルを検証した結果、いずれの構造体１も熱残留応力を起因とする変形等はみられず、吸湿加速試験の検証結果もほぼ同じレベルで良好な結果となった。
【0334】
本発明に係る加工装置を用いて様々な部品を製造することが可能である。例えば本発明に係る露光装置を用いて露光を行うことで、所定のパターンが形成された種々の基板を、部品として製造することが可能となる。例えば、部品として、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等を製造することが可能である。
電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性あるいは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性あるいは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
【0335】
各図面を参照して説明した構造体、ＣＦＲＰ部材、第１の防湿層、第２の防湿層、第３の防湿層、加工装置、露光装置、レーザ加工装置等の各構成、構造体の製造方法、第１の防湿層の接合方法、第２の防湿層の接合方法、第３の防湿層の接合方法、複数のプリプレグの一体成型方法、露光方法、レーザ加工方法等はあくまで一実施形態であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、任意に変形可能である。すなわち本発明を実施するための他の任意の構成、処理フロー、アルゴリズム等が採用されてよい。
【0336】
本開示において、説明の理解を容易とするために、「略」「ほぼ」「おおよそ」等の文言が適宜使用されている。一方で、これら「略」「ほぼ」「おおよそ」等の文言を使用する場合と使用しない場合とで、明確な差異が規定されるわけではない。
すなわち、本開示において、「中心」「中央」「均一」「等しい」「同じ」「直交」「平行」「対称」「延在」「軸方向」「円柱形状」「円筒形状」「リング形状」「円環形状」等の、形状、サイズ、位置関係、状態等を規定する概念は、「実質的に中心」「実質的に中央」「実質的に均一」「実質的に等しい」「実質的に同じ」「実質的に直交」「実質的に平行」「実質的に対称」「実質的に延在」「実質的に軸方向」「実質的に円柱形状」「実質的に円筒形状」「実質的にリング形状」「実質的に円環形状」等を含む概念とする。
例えば「完全に中心」「完全に中央」「完全に均一」「完全に等しい」「完全に同じ」「完全に直交」「完全に平行」「完全に対称」「完全に延在」「完全に軸方向」「完全に円柱形状」「完全に円筒形状」「完全にリング形状」「完全に円環形状」等を基準とした所定の範囲（例えば±１０％の範囲）に含まれる状態も含まれる。
従って、「略」「ほぼ」「おおよそ」等の文言が付加されていない場合でも、いわゆる「略」「ほぼ」「おおよそ」等を付加して表現される概念が含まれ得る。反対に、「略」「ほぼ」「おおよそ」等を付加して表現された状態について、完全な状態が必ず排除されるというわけではない。
すなわち、本開示において、「中心」「中央」「均一」「等しい」「同じ」「直交」「平行」「対称」「延在」「軸方向」「円柱形状」「円筒形状」「リング形状」「円環形状」等の、形状、サイズ、位置関係、状態等を規定する概念は、「実質的に中心」「実質的に中央」「実質的に均一」「実質的に等しい」「実質的に同じ」「実質的に直交」「実質的に平行」「実質的に対称」「実質的に延在」「実質的に軸方向」「実質的に円柱形状」「実質的に円筒形状」「実質的にリング形状」「実質的に円環形状」等を含む概念とする。
例えば「完全に中心」「完全に中央」「完全に均一」「完全に等しい」「完全に同じ」「完全に直交」「完全に平行」「完全に対称」「完全に延在」「完全に軸方向」「完全に円柱形状」「完全に円筒形状」「完全にリング形状」「完全に円環形状」等を基準とした所定の範囲（例えば±１０％の範囲）に含まれる状態も含まれる。
従って、「略」「ほぼ」「おおよそ」等の文言が付加されていない場合でも、いわゆる「略」「ほぼ」「おおよそ」等を付加して表現される概念が含まれ得る。反対に、「略」「ほぼ」「おおよそ」等を付加して表現された状態について、完全な状態が必ず排除されるというわけではない。
【0337】
本開示において、「Ａより大きい」「Ａより小さい」といった「より」を使った表現は、Ａと同等である場合を含む概念と、Ａと同等である場合を含まない概念の両方を包括的に含む表現である。例えば「Ａより大きい」は、Ａと同等は含まない場合に限定されず、「Ａ以上」も含む。また「Ａより小さい」は、「Ａ未満」に限定されず、「Ａ以下」も含む。
本技術を実施する際には、上記で説明した効果が発揮されるように、「Ａより大きい」及び「Ａより小さい」に含まれる概念から、具体的な設定等を適宜採用すればよい。
本技術を実施する際には、上記で説明した効果が発揮されるように、「Ａより大きい」及び「Ａより小さい」に含まれる概念から、具体的な設定等を適宜採用すればよい。
【0338】
以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
【符号の説明】
【0339】
１、１２…構造体（ＣＦＲＰ構造体）
２…ＣＦＲＰ部材
３…第１の防湿層
４…第２の防湿層
５…プリプレグ
６…第１の主面
７…第２の主面
８（８ａ～８ｄ）…側面
９…第１の防湿層の表面
１３（１３ａ～１３ｄ）…第３の防湿層
１５…露光装置
１９、２４…ワークステージ
２０、２５…フレーム
２２…レーザ加工装置
２…ＣＦＲＰ部材
３…第１の防湿層
４…第２の防湿層
５…プリプレグ
６…第１の主面
７…第２の主面
８（８ａ～８ｄ）…側面
９…第１の防湿層の表面
１３（１３ａ～１３ｄ）…第３の防湿層
１５…露光装置
１９、２４…ワークステージ
２０、２５…フレーム
２２…レーザ加工装置
【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15】