| 研究概要 |
半導体やプラズマディスプレイなどに代表される各種電子デバイスの高密度化にともない,これらの製造装置の運動・位置決め精度にもナノメータオーダの性能が要求されている.その主要構成要素の一つであるテーブルシステムの位置決め機構には,従来から摩擦駆動や電歪素子を採用した微動機構などが提案されている.しかし,これらの機構において,位置決め機構がテーブルに及ぼす外力に起因したテーブルの運動誤差が問題となっている.本研究では、従来の電気粘性流体をゲル構造に置き換えることを考え,これを微小位置決め機構のクランプ機構に適用することを提案している.すなわちゲル構造の電気粘性流体を開発し,これを半導体製造装置などに使用される超精密テーブルシステムのナノ位置決め機構に必要とされる,テーブルクランプ機構に適用することを目的として平成15年度か3年間の計画で研究が遂行された.
その結果,従来の粒子分散系電気粘性流体(ERF)の問題点を解決する新しい機能性材料としてゲル構造電気粘性流体(ERG)を開発することに成功し,まずその製造方法と基本特性の解析を行った.開発されたERGは,これに電界を印加することにより従来のERFの場合に比較して,飛躍的に高いER効果が得られることが明らかとなった.つぎにERGを用いたクランプ機構の試作を行い,その性能評価を行った.静圧空気案内方式の精密テーブルシステムにERGを装着したテーブルクランピング機構を組み込み,これに電界を印加することで発生するクランプ力と,これにともなうテーブルの微小な位置ずれの測定を行った.その結果,試作したクランプ機構は実用上十分なクランプ力を発生すること,またクランプ動作にともなうテーブルの微動はほとんど発生しないことが明らかとなり,本研究で開発したERG用いたクランプ機構は,ナノ位置決め機構に対するゼロフォースクランプシステムとして有効であることが示された.
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