Investigation on an Outgassing Mechanism of Fluid Lubricated Bearings Using Ionic Liquids for Ultra-High Vacuum Circumstance

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2年目は，初年度に製作したイオン液体循環装置からイオン液体の供給を受けて浮上する静圧型の軸受試験装置を設計・試作し，100 ml以上のイオン液体を循環中に浮上する条件下での真空対応性能を評価した．本研究の静圧軸受は半導体製造装置の機械要素を想定しているため，最も基本的構成と考えられる半導体ウエハを直接浮上させる構造とした．現状の製造装置では，低真空環境においてウエハ裏面からHeガスを供給してウエハと把持機構のすきまをみたしているが，これをイオン液体にすることで，ウエハの機械的非接触浮上，高い冷却性能を得ること，除電や超高真空プロセスが使用できるようになるなどのメリットが挙げられる．また，環境面においても，流体の循環再使用ができるというメリットがある．今回の研究では，主に超高真空環境下でウエハを浮上させた際のウエハ下のイオン液体挙動とアウトガスの評価を行った．試作した装置は，直径70 mmの円形軸受面を持ち，中心に直径0.5 mmのイオン液体供給孔をもつ．浮上量は，4 inchウエハを用いた際に20 umとなるように調整した．非浮上時の到達真空圧は，1.0×10^-5 Paであり，チャンバが空の状態と同様であった．イオン液体を循環させ，ウエハを浮上させた際の真空圧は5.5×10^-5 Paであり，静圧軸受動作中にも超高真空を維持可能な能なことを示した．流体の循環使用が可能な静圧型の流体軸受の動作中に10^-5 Paを維持可能なことを示した過去の研究には，代表者の知る限りでは存在しない．アウトガスにおいても，半導体製造に適用可能な範囲であることが示された．これらの成果は国際詩にまとめられ，投稿された．