(57)【要約】【課題】  軽量でありながら、締結部に掛かる負荷に耐え得る強度を有する静圧スライダおよびその製造法を提供する。【解決手段】  本開示の静圧スライダは、第１端から第２端に掛けて延びる、セラミックスからなる案内部材と、セラミックスからなる可動部材とを備え、この可動部材が、案内部材に沿って相対移動する静圧スライダである。案内部材は、壁部と、第１端および第２端に開口端を有し、この開口端以外が壁部に囲まれた流路とを備え、開口端に位置する壁部の少なくとも一部に厚肉部を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端から第２端に掛けて延びる、セラミックスからなる案内部材と、
セラミックスからなる可動部材とを備え、
該可動部材が、前記案内部材に沿って相対移動する静圧スライダであって、
前記案内部材は、壁部と、前記第１端および前記第２端に開口端を有し、該開口端以外が前記壁部に囲まれた流路とを備え、
前記開口端に位置する前記壁部の少なくとも一部に厚肉部を有する静圧スライダ。
【請求項２】
前記厚肉部に、ボルト挿入孔を有する、請求項１に記載の静圧スライダ。
【請求項３】
前記厚肉部における、前記第１端から前記第２端に向かう方向の長さが、前記ボルト挿入孔の深さ以上である、請求項２に記載の静圧スライダ。
【請求項４】
前記厚肉部の厚みが、前記案内部材の内方に位置する前記壁部の厚みの１．４倍以下である、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の静圧スライダ。
【請求項５】
第１端から第２端に掛けて延びる、セラミックスからなる案内部材と、セラミックスからなる可動部材とを備え、該可動部材が、前記案内部材に沿って相対移動する静圧スライダの製造方法であって、
直方体形状の第１セラミック成形体および該第１セラミック成形体の上面と同一形状で平板状の第２セラミック成形体を準備する工程と、
前記第１セラミック成形体を切削加工し、壁部と、壁部間に位置する凹部と、前記第１端および第２端の少なくとも一部の前記壁部に位置する厚肉部とを形成して切削加工後成形体を得る工程と、
該切削加工後成形体と、前記第２セラミック成形体とを、セラミック粉末を含むペーストを用いて接合してセラミック接合体を得る工程と、
該セラミック接合体を焼成して前記セラミックスからなる案内部材を製作する工程と、
前記セラミックスからなる可動部材を準備する工程と、
前記セラミックスからなる案内部材と、前記セラミックスからなる可動部材とを組み立てる工程と、
を具備することを特徴とする静圧スライダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、静圧スライダおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置では、ウェハやマスク等を搬送するために静圧スライダと呼ばれる搬送装置が用いられている。静圧スライダは、案内部材と可動部材との間に供給される流体を介して、可動部材を案内部材に接触させることなく一定方向に移動させることができる。
【０００３】
このような静圧スライダの例として、特許文献１には、Ｘ方向に平行な第３案内面を有するＸ軸ガイドレール（案内部材）と、第３案内面に沿ってＸ方向に移動可能であるＸ軸スライダ（可動部材）とを備えた静圧スライダが記載されている。このような静圧スライダにおいて、Ｘ軸ガイドレールの内部には、流体の供給・排気経路、かつ、軽量化を目的として貫通孔が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
今般、微細化技術の進展により、静圧スライダにおける案内部材には、長手方向の歪みが少ないことが求められているため、更なる軽量化が求められている。しかしながら、案内部材は、端面においてボルト等の機械的締結手段によって配管が接続されるものであり、この締結部には案内部材の重量を含めて大きな負荷が掛かるため、単に、壁部の厚みを薄くすることはできない。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みて案出されたものであり、軽量でありながら、締結部に掛かる負荷に耐え得る強度を有する静圧スライダおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の静圧スライダは、第１端から第２端に掛けて延びる、セラミックスからなる案内部材と、セラミックスからなる可動部材とを備え、この可動部材が、案内部材に沿って相対移動する静圧スライダであって、案内部材は、壁部と、第１端および第２端に開口端を有し、この開口端以外が壁部に囲まれた流路とを備え、開口端に位置する壁部の少なくとも一部に厚肉部を有する。
【０００８】
また、本開示の静圧スライダの製造方法は、第１端から第２端に掛けて延びる、セラミックスからなる案内部材と、セラミックスからなる可動部材とを備え、この可動部材が、案内部材に沿って相対移動する静圧スライダの製造方法であって、直方体形状の第１セラミック成形体およびこの第１セラミック成形体の上面と同一形状で平板状の第２セラミック成形体を準備する工程と、第１セラミック成形体を切削加工し、壁部と、壁部間に位置する凹部と、前記第１端および第２端の少なくとも一部の前記壁部に位置する厚肉部とを形成して切削加工後成形体を得る工程と、該切削加工後成形体と、第２セラミック成形体とを、セラミック粉末を含むペーストを用いて接合してセラミック接合体を得る工程と、このセラミック接合体を焼成してセラミックスからなる案内部材を製作する工程と、セラ
ミックスからなる可動部材を準備する工程と、セラミックスからなる案内部材と、セラミックスからなる可動部材とを組み立てる工程と、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の静圧スライダは、軽量でありながら、締結部に掛かる負荷に耐え得る強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の静圧スライダの一例を示す斜視図である。
【図２】図１をＡＡ’線で切断した断面における要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本開示の静圧スライダの実施形態について詳細に説明する。ただし、図１および図２において、混同を生じない限り、同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態の静圧スライダの一例を示す斜視図であり、図２は、図１をＡＡ’線で切断した断面における要部拡大図である。
【００１３】
図１に示す静圧スライダ４０は、第１端Ｓ１から第２端Ｓ２に掛けて延びる、セラミックスからなる案内部材１と、セラミックスからなる可動部材２とを備える。可動部材２は、案内部材１と可動部材２の間における静圧流体層を介して案内部材１に対して一軸方向Ｘに相対移動可能である。案内部材１は、壁部１０と、第１端Ｓ１および第２端Ｓ２に開口端４ａ〜８ａを有し、この開口端４ａ〜８ａ以外が壁部１０に囲まれた流路４〜８とを備える。
【００１４】
ここで、案内部材１は、外形が直方体であり、案内部材１の表面が可動部材２の案内面１ａとして機能する。そのため、可動部材２は、案内部材１を周方向に取り囲んでいる。
【００１５】
流路４〜８に対応する開口端４ａ〜８ａに配管が接続される。そして、例えば、第１端Ｓ１の中央に位置する流路４は、配管を介して開口端４ａから加圧気体である流体が供給され、案内部材１の中央部にあたる部分に開口する、複数の孔（図示しない。以下、噴出孔という。）から流体を噴出することにより、案内部材１と可動部材２との間に静圧流体層が形成され、案内面１ａに対して可動部材２は静圧支持されるようになる。
【００１６】
流路４から供給される流体によって可動部材２は案内部材１上を一軸方向Ｘに移動することが可能となり、複数の噴出孔における流体の圧力を調整することによって、案内部材１の一軸方向Ｘにおける可動部材２の位置を適宜決めることができる。
【００１７】
また、第１端Ｓ１において流路４の両隣に位置する流路５，６は、静圧流体層が形成された後、主に余剰となった流体を排出するために用いられる。さらに、流路７は、中真空を得るために、また、流路８は、高真空を得るための流路であるが、この逆であってもよい。
【００１８】
そして、本実施形態の静圧スライダ４０において壁部１０は、第１端Ｓ１側を例に示せば、開口端４ａ〜８ａに位置する、少なくとも一部に厚肉部１０ａを有する。
【００１９】
このような構成であることにより、本開示の静圧スライダ４０は、流路４〜８を構成する壁部１０のうち、案内部材１の内方に位置する壁部１０は薄肉にして軽量化を図ることができるとともに、厚肉部１０ａの存在により、締結部に掛かる負荷に耐え得る強度を有
するものとなる。また、軽量化により案内部材１と可動部材２とからなる静圧スライダ４０の取り扱いを容易なものとすることができる。なお、案内部材の内方とは、案内部材１の長さＬに対し、開口端Ｓ１および開口端Ｓ２からそれぞれ０．１Ｌ離れた部分（開口端Ｓ１からであれば、０．１Ｌ〜０．９Ｌの範囲）のことである。
【００２０】
図２は、図１をＡＡ’線で切断した断面における要部拡大図である。以下、それぞれの壁部および厚肉部に異なる符号を付して説明する。なお、壁部および厚肉部の総じた記載においては、壁部１０および厚肉部１０ａと記載する。案内部材１の壁部１１は厚肉部１１ａを、壁部１２は厚肉部１２ａを、壁部１３は厚肉部１３ａを備えているが、厚肉部１１ａ〜１３ａは少なくともいずれか一つでもよく、必要に応じて強度を要求される部分に設ければよい。
【００２１】
なお、厚肉部１１ａ〜１３ａの厚みは、案内部材１の内方に位置する壁部の厚みの１．４倍以下であることが好ましい。このような構成であると上述した効果を有しつつ、流体を供給・排出する場合に生じる通気抵抗を低減することができる。
【００２２】
また、案内部材１は、図２に示すように、厚肉部１１ａにボルト挿入孔３０を有することが好ましい。このボルト挿入孔３０は、配管を固定するためのネジが挿入されるものであり、図１に示すように、案内部材１の第１端Ｓ１に位置する開口端４ａ〜８ａには多数のボルト挿入孔３０が設けられるものであり、ボルト挿入孔３０のすべてが厚肉部１０ａに位置していることが好ましい。このような構成であると、ボルト挿入孔３０を設けることによる壁部１０の強度低下を防止することができ、案内部材１の強度が低下することを防止できる。
【００２３】
また、図２に示すように厚肉部１１ａにおける、第１端Ｓ１から第２端Ｓ２に向かう方向の長さＬ２は、ボルト挿入孔３０の深さＬ１以上の長さであることが好ましい。厚肉部１１ａの長さＬ２をボルト挿入孔３０の深さＬ１以上の長さにすることにより、厚肉部１１ａの長さＬ２がボルト挿入孔３０の深さＬ１と同じ若しくは短いときよりも、締結部に掛かる負荷に耐え得る高い強度を有するものとなる、そのため、高い信頼性を有するものとなり、長期間にわたる使用が可能となる。
【００２４】
また、壁部１１〜１３と厚肉部１１ａ〜１３ａとは、成形時から一体であるものでもよいが、接合によって形成されるものであってもよい。この場合、壁部１１〜１３を構成するセラミックスと、厚肉部１１ａ〜１３ａを構成するセラミックスは主成分が同じであることが好適である。
【００２５】
このような構成であると、壁部１１〜１３を構成するセラミックスおよび厚肉である壁部１１ａ〜１３ａを構成するセラミックスのそれぞれの線膨張係数が近似するので、熱が繰り返して壁部１１〜１３や厚肉である壁部１１ａ〜１３ａに加わったとしても、残留する応力が抑制されるので、壁部１１〜１３および厚肉である壁部１１ａ〜１３ａとの長期的な接合信頼性を高めることができる。
【００２６】
なお、セラミックスにおける主成分とは、セラミックスを構成する成分１００質量％に対して、８０質量％以上を占める成分をいい、セラミックスを構成する各成分の含有量は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて、成分を同定した後、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）を用いて、元素の含有量を求め、同定された成分の含有量に換算すればよい。
【００２７】
これら壁部１１〜１３や厚肉である壁部１１ａ〜１３ａを形成するセラミックスの主成分は、例えば、酸化アルミニウムであり、これ以外の成分として、酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化カルシウム等を含む。
【００２８】
次に、本実施形態の静圧スライダの製造方法の一例について説明する。
まず、水酸化マグネシウムを酸化物（ＭｇＯ）に換算して０．２質量％、酸化珪素が０．０５質量％、炭酸カルシウムを酸化物（ＣａＯ）に換算して０．０１質量％、残部が酸化アルミニウムからなる粉末となるように秤量した混合粉末を水などの溶媒とともに回転ミルに投入して、純度が９９．５％以上９９．９９％以下の酸化アルミニウムからなるセラミックスボールで混合する。
【００２９】
次に、ポリビニルアルコール，ポリエチレングリコールやアクリル樹脂などの成形用バインダを溶媒に添加した後、混合してスラリーを得る。ここで、成形用バインダの添加量は混合粉末１００質量部に対して合計２質量部以上１０質量部以下とする。
【００３０】
次に、噴霧乾燥装置を用いてスラリーを噴霧乾燥させることにより造粒した顆粒を得る。この顆粒を例えば圧力を８０ＭＰａ以上１００ＭＰａとしてＣＩＰ法により、直方体形状の第１セラミック成形体を得る。また、同様な方法で第１セラミック成形体の上面と同一形状で平板状の第２セラミック成形体を得る。
【００３１】
次に、第１セラミック成形体に切削加工を施し、壁部と、壁部間に位置する凹部と、前記第１端および第２端の少なくとも一部の前記壁部に位置する厚肉部とを形成して切削加工後成形体を得る。
【００３２】
次に、上述の混合粉末（または混合粉末と同じ方法で得られた粉末）と、有機溶媒（例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール，プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールまたはシクロヘキサンジメタノール）と、増粘剤とを所定量秤量し、攪拌装置内の収納容器に入れ、混合・攪拌して、ペーストを作製する。
【００３３】
なお、ペーストにおける混合粉末の充填率は、例えば、２５体積％以上３５体積％以下とし、ペーストの粘度が、４Ｐａ・ｓ以上７Ｐａ・ｓ以下となるように、有機溶媒および増粘剤の量で調整する。そして、攪拌条件としては、大気中において、回転数を８００ｒｐｍ以上１２００ｒｐｍとし、回転時間を８分以上１６分以下とする。
【００３４】
そして、切削加工後成形体と第２セラミック成形体とを、上記ペーストを用いて接合してセラミック接合体を得る。次に、常温で、湿度を制御しながら、１２時間以上４８時間以下保持することによりペーストを乾燥させる。しかる後、大気雰囲気中で、１５００℃以上１７００℃以下の温度で、５時間以上８時間以下保持してセラミック接合体を焼成することにより、セラミックスからなる案内部材を製作する。
【００３５】
次に、セラミックスからなる可動部材を準備し、上述のセラミックスからなる案内部材と可動部材とを組み立てることにより、本実施形態の静圧スライダを製造することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものでない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行なってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００３７】
１          案内部材
２          可動部材
４〜８      流路
４ａ〜８ａ  開口端
１０        壁部
１０ａ      厚肉部
４０        静圧スライダ
Ｓ１        第１端
Ｓ２        第２端
【図１】
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【図２】
2018035879.tif 000004