静電浮上システムのデジタル制御

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静電浮上の研究成果:(1)ディスク状のものを静電浮上させる新しい方式を電圧切替制御の概念に基づいて開発した。この方式はフィードバック制御によって動作し、単一の高圧電源を正負両極性のDC電圧で送り出せるようにした。この方式では従来の方式に比べて非常にシンプルなハードウエハの校正を実現している。4-inchシリコンウエハとガラス板を50umのギャップで浮上することができ、その際の変動幅を1um以下に押さえた。この技術は超高真空中や、クリンルームといった環境での興行的応用が考えられる。特にフレキ板のような多電極のプレートの浮上の実現をより現実的なものとした。(2)ガラス板の静電力による搬送装置を開発した。この装置は静電気によりガラス板を直接駆動し同時に非接触の静電浮上を行う。これら2つの機能を実現するためにフィードバック制御と静電誘導モータの原理を用いた。ステ-タにはガラス板に静電気力を発生させるための電極がついており浮上と搬送それぞれ2つの要素を持つ部分に分けることができる。実験からガラス板は約25、6mm/sの速度で移動し、その際のギャップは0、3mmであった。(3)静電浮上誘導モータ(ESIM)を開発した。ESIMの動作は通常の静電誘導モータのように回転力を発生させることに加えて静電浮上により非接触支持を行うものである。これら2つの機能を達成するためにフィードバック制御と静電モータの原理を用いた。実験は2種の回転子を浮上させて行った。1つは表面を研磨しただけのガラスディスクで、もう1つは研磨したガラス面の片側だけに薄い導電膜(ITO膜)を形成したものである。実験ではディスクは約70rpmで回転し、その際のギャップは0、3mmであった。ESIMはガラス等の非導電性物質を超高真空中や、クリンルームのような環境で回転装置として利用できる。