| 研究分担者 |
佐藤 忠一 日本精工株式会社, 軸受技術センター, 主席技師
橋詰 等 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (50218400)
稲場 千佳郎 東京工業大学, 工学部, 助手 (10223231)
割澤 伸一 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (20262321)
伊東 誼 東京工業大学, 工学部, 教授 (60016441)
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| 研究概要 |
本研究では,次世代超LSI製造用高速サブナノ位置決めテーブルシステムを開発し,その運動特性に対する総合的な評価を行った.その結果,以下のような研究成果が得られた.
(1)テーブルシステムの駆動機構及び案内機構に対する特性分析を行い,サブナノメートルオーダの位置決め精度と高速駆動特性を両立可能とするリニアモータ駆動による空気静圧案内方式のテーブルシステム構造を提示,構築した.
(2)可能な限りの運動誤差要因を排除した線形なシステム特性を有するテーブルシステム構造を実現した.その結果,300mmのストローク全域にわたるヨ-イング精度を1.5μrad以下に抑制できた.
(3)テーブルの案内機構及び駆動機構から摩擦を排除した結果,開発したテーブルシステムがナノメートルオーダの位置決め分解能を有することを明らかにした.さらに,テーブルの応答を平均化した結果,レーザー測長システムの分解能を上回るサブナノメートルオーダの位置決め分解能が得られることを明らかにした.
(4)定盤の振動の予測結果を基にフィードフォーワードによる補正を行うことによって,テーブルシステムを搭載している定盤の振動に起因する位置偏差を抑制可能であることを明らかにした.その結果,位置決め距離60mmのPoint-to-Point駆動において位置偏差が±5nmとなる整定時間0.34秒を実現した.
(5)コアレス構造ブラシレスDCリニアモータにおいて、その推力特性を実験的に明らかにし,データベースを用いた推力リップルのフィードフォワード補正法を提案した.その結果,駆動速度200mm/sにおける追従誤差の標準偏差を20nm以下に抑制できることを確認した。
(6)高速データ転送機能及び高速演算処理機能を具備した高性能位置決めコントローラを構築した結果,テーブルシステムを塔載した定盤振動の補正、リニアモータの推力リップルの補正が可能となった.このことから,テーブルシステムの高速化・高精度化に対し,位置決めコントローラの高性能化の重要性を示唆した.
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