ナノテクノロジー支援のための超精密加工シェルターの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450059
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 田辺 郁男 長岡技術科学大学, 工作センター, 助教授 (30155189)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浦野 好市 関東精機株式会社, 冷機事業部, 課長(研究職)
• Keywords: 超精密加工 / ナノテクノロジー / 超精密測定 / 超精密加工シェルター / 恒温室 / 熱伝導率 / 熱変形 / 高精度

Research Abstract

本研究では,ナノテクノロジーを支援するために,とくに熱的安定性を考慮した超精密加工シェルターの開発を目的とした.具体的には,真空による断熱のための二重構造,高精度温度コントロールのための高精度冷凍機の採用,対流による熱ドリフトを防止するための真空環境の適用,外部からの熱的悪影響を受けにくく,搭載する装置の内部発熱を積極的に除去するためのカラーリングの適用などを行い,シェルター内の温度変動と熱伝達率変動を小さくし装置の熱変形や熱ドリフトが小さくなるような熱的に安定な超精密加工シェルターを開発・製作した.また,設計を行う段階でFEM解析により.最適な形状,板厚,リブ構造,冷却用銅菅のピッチを決定した.その後,実験により本開発の超精密加工シェルターの評価を行なった結果,熱伝達率の変動を小さくするために内側シェルター内を真空環境にすることは効果的であった.外部からの熱的悪影響を抑制するために,温度制御された冷却油を内側シェルターと外側シェルターの冷却管に供給することと,真空断熱層を設けることは効果的であった.装置の熱変形を抑制するために内側シェルターの内壁と装置表面を熱放射率が1に近い黒染めを施すことは.効果的であった.
以上の結論として,本研究で開発した超精密加工シェルターは熱的に安定状態にあり,ナノオーダーでの加工や測定を行う環境に有効であると考えられる.