JPH04362312A - 半導体製造設備用転がり軸受 - Google Patents
半導体製造設備用転がり軸受Info
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- JPH04362312A JPH04362312A JP13608391A JP13608391A JPH04362312A JP H04362312 A JPH04362312 A JP H04362312A JP 13608391 A JP13608391 A JP 13608391A JP 13608391 A JP13608391 A JP 13608391A JP H04362312 A JPH04362312 A JP H04362312A
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Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造設備にお
いて使用される転がり軸受に関する。
いて使用される転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に転がり軸受は内・外輪と転動体と
の間および転動体と保持器との間にグリース等の潤滑剤
を供給して転がり摩擦や滑り摩擦を減少させ、軸受の耐
久性を向上させるようにしている。
の間および転動体と保持器との間にグリース等の潤滑剤
を供給して転がり摩擦や滑り摩擦を減少させ、軸受の耐
久性を向上させるようにしている。
【０００３】ところで、転がり軸受を真空中で使用する
場合、グリース等の蒸気圧の高い潤滑剤は雰囲気中に蒸
発してしまうため使用に耐えない。また、転がり軸受を
半導体製造設備等の高い清浄度が要求される密封真空下
で使用する場合、潤滑剤の蒸気が環境の汚染源となるた
め、グリース等の流体潤滑剤を使用することができない
。そのため、このような環境下で使用される転がり軸受
には蒸気圧の低い固体潤滑剤が必要になる。現在、転が
り軸受の固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン等の層
状物質系、金、銀、鉛等の軟質金属系、ＰＴＦＥ、ポリ
イミド等の高分子系の潤滑剤が広く使用されている。
場合、グリース等の蒸気圧の高い潤滑剤は雰囲気中に蒸
発してしまうため使用に耐えない。また、転がり軸受を
半導体製造設備等の高い清浄度が要求される密封真空下
で使用する場合、潤滑剤の蒸気が環境の汚染源となるた
め、グリース等の流体潤滑剤を使用することができない
。そのため、このような環境下で使用される転がり軸受
には蒸気圧の低い固体潤滑剤が必要になる。現在、転が
り軸受の固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン等の層
状物質系、金、銀、鉛等の軟質金属系、ＰＴＦＥ、ポリ
イミド等の高分子系の潤滑剤が広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体製造分野
では半導体の集積度が増すにつれて導電パターンの線幅
が微細化しており、軸受から排出される固体潤滑剤の摩
耗粉がパターン上に付着して導電回路を短絡させるおそ
れがあることから、導電性のある軟質金属系の固体潤滑
剤が敬遠される傾向にある。一方、二硫化モリブデン、
ＰＴＦＥ（ポリマー）等の固体潤滑剤は導電性をもたな
いが、これらは転着性に乏しく、しかも耐摩耗性が低い
ため、耐久性の点で軟質金属よりも劣る。
では半導体の集積度が増すにつれて導電パターンの線幅
が微細化しており、軸受から排出される固体潤滑剤の摩
耗粉がパターン上に付着して導電回路を短絡させるおそ
れがあることから、導電性のある軟質金属系の固体潤滑
剤が敬遠される傾向にある。一方、二硫化モリブデン、
ＰＴＦＥ（ポリマー）等の固体潤滑剤は導電性をもたな
いが、これらは転着性に乏しく、しかも耐摩耗性が低い
ため、耐久性の点で軟質金属よりも劣る。
【０００５】また、最近の半導体製造設備では、真空中
で使用できるのみならず、大気・真空両用、低発塵、耐
食、などの機能を持つ軸受が必要とされるようになって
きた。すなわち、半導体製造工程で真空軸受が使用され
るのは主にウェーハ処理工程である。この工程で使われ
る装置は生産性の向上のためインライン化される傾向が
あり、ウェーハの搬送装置には大気と真空の両環境下で
運転できる軸受が必要になってきている。また、半導体
の高集積化は必然的に装置からの発塵の抑制を要求して
いる。さらに、使用個所によっては耐蝕性や耐熱性も要
求される。たとえばインライン形式の半導体製造設備で
は腐食性のガスを用いＳｉＯ２をエッチングする工程や
酸素ガスを使った酸化膜形成工程がある。これらの工程
のガス濃度は希薄ではあるが腐食性が高い。このため、
潤滑被膜の耐蝕性は当然必要であるが、軸受基材の耐蝕
性も必要になる。
で使用できるのみならず、大気・真空両用、低発塵、耐
食、などの機能を持つ軸受が必要とされるようになって
きた。すなわち、半導体製造工程で真空軸受が使用され
るのは主にウェーハ処理工程である。この工程で使われ
る装置は生産性の向上のためインライン化される傾向が
あり、ウェーハの搬送装置には大気と真空の両環境下で
運転できる軸受が必要になってきている。また、半導体
の高集積化は必然的に装置からの発塵の抑制を要求して
いる。さらに、使用個所によっては耐蝕性や耐熱性も要
求される。たとえばインライン形式の半導体製造設備で
は腐食性のガスを用いＳｉＯ２をエッチングする工程や
酸素ガスを使った酸化膜形成工程がある。これらの工程
のガス濃度は希薄ではあるが腐食性が高い。このため、
潤滑被膜の耐蝕性は当然必要であるが、軸受基材の耐蝕
性も必要になる。
【０００６】そこで、この発明の目的は、低発塵で、特
に半導体製造分野での使用に適した転がり軸受を提供す
ることである。
に半導体製造分野での使用に適した転がり軸受を提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の特徴は、転が
り軸受を構成する部品のうち少なくとも転がり摩擦また
は滑り摩擦を生ずる表面に平均分子量が１×１０３〜３
×１０３のポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴ
ＦＥテロマー」と称する。）からなる潤滑被膜を形成し
、かつ、少なくとも転動体をセラミックス製としたこと
にある。
り軸受を構成する部品のうち少なくとも転がり摩擦また
は滑り摩擦を生ずる表面に平均分子量が１×１０３〜３
×１０３のポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴ
ＦＥテロマー」と称する。）からなる潤滑被膜を形成し
、かつ、少なくとも転動体をセラミックス製としたこと
にある。
【０００８】
【作用】従来転がり軸受の固体潤滑剤として使用されて
いるＰＴＦＥは平均分子量が２×１０５〜３×１０５の
ポリマーであるが、ＰＴＦＥテロマーは上記ポリマーに
比べて剪断強度が著しく小さく、また軟らかいという特
性をもつ。このため、ＰＴＦＥテロマーの摩耗粉は転着
性に優れ、相手面の微小な凹部へも入り込んで潤滑被膜
を形成するので、摩耗粉（パーティクル）が飛散しにく
く低発塵である。また、剪断抵抗が小さいため摩擦係数
が小さく、優れた潤滑性能を発揮する。したがって、こ
のＰＴＦＥテロマーを用いて、転がり軸受を構成する部
品のうち少なくとも転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる
表面に固体潤滑被膜を形成させることにより、ＰＴＦＥ
テロマーの転着性のよさ、摩擦係数の低さから、潤滑性
能の良好な潤滑被膜が長期にわたって維持される。
いるＰＴＦＥは平均分子量が２×１０５〜３×１０５の
ポリマーであるが、ＰＴＦＥテロマーは上記ポリマーに
比べて剪断強度が著しく小さく、また軟らかいという特
性をもつ。このため、ＰＴＦＥテロマーの摩耗粉は転着
性に優れ、相手面の微小な凹部へも入り込んで潤滑被膜
を形成するので、摩耗粉（パーティクル）が飛散しにく
く低発塵である。また、剪断抵抗が小さいため摩擦係数
が小さく、優れた潤滑性能を発揮する。したがって、こ
のＰＴＦＥテロマーを用いて、転がり軸受を構成する部
品のうち少なくとも転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる
表面に固体潤滑被膜を形成させることにより、ＰＴＦＥ
テロマーの転着性のよさ、摩擦係数の低さから、潤滑性
能の良好な潤滑被膜が長期にわたって維持される。
【０００９】セラミックスは自己潤滑性を有し摩耗が少
ないことから発塵量は少ないが、ＰＴＦＥテロマーから
なる潤滑被膜を設けることによって低発塵性が一層向上
する。また、セラミックスは耐蝕性および耐熱性を有す
るため、セラミックスとＰＴＦＥテロマー被膜を併用す
れば、耐蝕性、耐熱性とともに低発塵性に対する要求を
同時に満足することができる。
ないことから発塵量は少ないが、ＰＴＦＥテロマーから
なる潤滑被膜を設けることによって低発塵性が一層向上
する。また、セラミックスは耐蝕性および耐熱性を有す
るため、セラミックスとＰＴＦＥテロマー被膜を併用す
れば、耐蝕性、耐熱性とともに低発塵性に対する要求を
同時に満足することができる。
【００１０】
【実施例】この発明の実施例を示す図１において、転が
り軸受は、内輪１、外輪２、内・外輪１、２間に介在す
る複数の転動体３、転動体３を円周等間隔に保持する保
持器４といった軸受部品で構成される。そして、内・外
輪１、２の転走面および転動体３の表面にはそれぞれＰ
ＴＦＥテロマーの潤滑被膜１ａ、２ａ、３ａが形成され
ている。これらの潤滑被膜１ａ、２ａ、３ａは、ＰＴＦ
Ｅテロマー（日本アチソン製ＡＲＣ７）を、２５ｃｍ離
れた位置から被膜形成面にスプレ−して付着させたもの
で、この場合の平均被膜厚さは０．６μｍであったが、
図では被膜厚さをかなり誇張してある。なお、本実施例
では内・外輪１、２の転走面および転動体３の表面に潤
滑被膜を形成するようにしたが、潤滑被膜は少なくとも
転動体の表面に形成すればよい。また、図面では内・外
輪１、２の外表面全体に潤滑被膜１ａ、２ａが形成され
ているが、嵌合面等の、潤滑被膜の不必要な部分につい
ては、マスキングによって被膜処理を施さない、あるい
は、最終製品とする前に除去することも可能である。さ
らに、軸受の形式は図１に例示したような深溝玉軸受に
限らず、広く転がり軸受一般に適用することができる。
り軸受は、内輪１、外輪２、内・外輪１、２間に介在す
る複数の転動体３、転動体３を円周等間隔に保持する保
持器４といった軸受部品で構成される。そして、内・外
輪１、２の転走面および転動体３の表面にはそれぞれＰ
ＴＦＥテロマーの潤滑被膜１ａ、２ａ、３ａが形成され
ている。これらの潤滑被膜１ａ、２ａ、３ａは、ＰＴＦ
Ｅテロマー（日本アチソン製ＡＲＣ７）を、２５ｃｍ離
れた位置から被膜形成面にスプレ−して付着させたもの
で、この場合の平均被膜厚さは０．６μｍであったが、
図では被膜厚さをかなり誇張してある。なお、本実施例
では内・外輪１、２の転走面および転動体３の表面に潤
滑被膜を形成するようにしたが、潤滑被膜は少なくとも
転動体の表面に形成すればよい。また、図面では内・外
輪１、２の外表面全体に潤滑被膜１ａ、２ａが形成され
ているが、嵌合面等の、潤滑被膜の不必要な部分につい
ては、マスキングによって被膜処理を施さない、あるい
は、最終製品とする前に除去することも可能である。さ
らに、軸受の形式は図１に例示したような深溝玉軸受に
限らず、広く転がり軸受一般に適用することができる。
【００１１】被膜処理方法は概略次のとおりである。■
脱脂、洗浄、■被膜処理（スプレー吹付、液体へ浸漬）
、■焼き付け（１５０℃以上で加熱）、■完了。
脱脂、洗浄、■被膜処理（スプレー吹付、液体へ浸漬）
、■焼き付け（１５０℃以上で加熱）、■完了。
【００１２】なお、処理対象は、内・外輪、鋼球単体あ
るいは完成品の場合のどちらでも可能である。
るいは完成品の場合のどちらでも可能である。
【００１３】図２および図３に、内・外輪の基材がＳＵ
Ｓ４４０Ｃで、ボールの基材がセラミックス（Ｓｉ３Ｎ
４）のシールなし深溝玉軸受について行なった発塵量の
測定結果を示す。図２がＰＴＦＥテロマー被膜がある場
合、図３が被膜処理なしの場合であり、それぞれ横軸は
時間（ｈ）、縦軸は相対発塵量（ｃｏｕｎｔ／ｍｉｎ）
を表している。試験条件は次のとおり。■回転数：５０
ｒｐｍ、■スラスト荷重：１０Ｎ、■真空度：＜１０−
６Ｔｏｒｒ、■温度：室温。なお、発塵測定のサンプリ
ングタイムは１分とし、発塵個数が１０個／分を越えた
場合は試験を中止した。また、試験軸受の摩擦トルクが
駆動トルク（３×１０−２Ｎｍ）を越えた場合も試験を
中止した。
Ｓ４４０Ｃで、ボールの基材がセラミックス（Ｓｉ３Ｎ
４）のシールなし深溝玉軸受について行なった発塵量の
測定結果を示す。図２がＰＴＦＥテロマー被膜がある場
合、図３が被膜処理なしの場合であり、それぞれ横軸は
時間（ｈ）、縦軸は相対発塵量（ｃｏｕｎｔ／ｍｉｎ）
を表している。試験条件は次のとおり。■回転数：５０
ｒｐｍ、■スラスト荷重：１０Ｎ、■真空度：＜１０−
６Ｔｏｒｒ、■温度：室温。なお、発塵測定のサンプリ
ングタイムは１分とし、発塵個数が１０個／分を越えた
場合は試験を中止した。また、試験軸受の摩擦トルクが
駆動トルク（３×１０−２Ｎｍ）を越えた場合も試験を
中止した。
【００１４】これらの測定結果から明らかなとおり、被
膜処理をしてないものの場合は約７０時間に達した時点
で急激に発塵量が増加しているのに対し、ＰＴＦＥテロ
マー被膜を設けたものは、長時間使用しても発塵量が使
用時間の経過とともに増加するようなことはない。これ
は、ＰＴＦＥテロマー被膜の場合、軸受の滑り面で大き
な剪断を受けても二硫化モリブデンや軟質金属のように
微細粉にならず、軸受外部への発塵をほとんど零に抑え
られるためと考えられる。
膜処理をしてないものの場合は約７０時間に達した時点
で急激に発塵量が増加しているのに対し、ＰＴＦＥテロ
マー被膜を設けたものは、長時間使用しても発塵量が使
用時間の経過とともに増加するようなことはない。これ
は、ＰＴＦＥテロマー被膜の場合、軸受の滑り面で大き
な剪断を受けても二硫化モリブデンや軟質金属のように
微細粉にならず、軸受外部への発塵をほとんど零に抑え
られるためと考えられる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、転が
り軸受を構成する部品のうち少なくとも転がり摩擦また
は滑り摩擦を生ずる表面に平均分子量が１×１０３〜３
×１０３のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥテロ
マー）からなる潤滑被膜を形成し、かつ、少なくとも転
動体をセラミックス製としたものであるから、次のよう
な効果を奏する。
り軸受を構成する部品のうち少なくとも転がり摩擦また
は滑り摩擦を生ずる表面に平均分子量が１×１０３〜３
×１０３のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥテロ
マー）からなる潤滑被膜を形成し、かつ、少なくとも転
動体をセラミックス製としたものであるから、次のよう
な効果を奏する。
【００１６】すなわち、ＰＴＦＥテロマーを固体潤滑剤
として用いることにより、非導電性で、かつ潤滑性およ
び耐久性に優れた固体潤滑被膜が得られる。したがって
、転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる部位にこのＰＴＦ
Ｅテロマーからなる潤滑被膜を形成した転がり軸受は、
従来のＰＴＦＥ固体潤滑剤を使用したものに比べて耐久
性が大幅に向上する。しかも、既述のようにＰＴＦＥテ
ロマーからなる潤滑被膜は、■低発塵性、■大気・真空
両用可能、■低トルク（ＭｏＳ２スパッタ被膜と同程度
）、■耐熱性（被膜の軟化点は３２０℃以上である。）
、■耐蝕性（被膜は酸やアルカリに侵されない。）、と
いった諸特性を備えているので、特に半導体製造分野で
使用される転がり軸受の潤滑に用いるとき顕著な効果を
発揮するものである。
として用いることにより、非導電性で、かつ潤滑性およ
び耐久性に優れた固体潤滑被膜が得られる。したがって
、転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる部位にこのＰＴＦ
Ｅテロマーからなる潤滑被膜を形成した転がり軸受は、
従来のＰＴＦＥ固体潤滑剤を使用したものに比べて耐久
性が大幅に向上する。しかも、既述のようにＰＴＦＥテ
ロマーからなる潤滑被膜は、■低発塵性、■大気・真空
両用可能、■低トルク（ＭｏＳ２スパッタ被膜と同程度
）、■耐熱性（被膜の軟化点は３２０℃以上である。）
、■耐蝕性（被膜は酸やアルカリに侵されない。）、と
いった諸特性を備えているので、特に半導体製造分野で
使用される転がり軸受の潤滑に用いるとき顕著な効果を
発揮するものである。
【００１７】とくに、ＰＴＦＥテロマー被膜は真空中の
みならず大気中においても優れた耐久性を備えており、
半導体製造設備において各種製造装置間やクリーンルー
ムとの間でウエーハを搬送するためのウエーハ駆動系で
使用される転がり軸受のように真空中と大気中の両方で
使用される場合にきわめて有利である。
みならず大気中においても優れた耐久性を備えており、
半導体製造設備において各種製造装置間やクリーンルー
ムとの間でウエーハを搬送するためのウエーハ駆動系で
使用される転がり軸受のように真空中と大気中の両方で
使用される場合にきわめて有利である。
【００１８】また、少なくとも転動体をセラミックス製
としたことにより、耐久性、低発塵性に加えて耐蝕性、
耐熱性といった特性が付加される。セラミックスは自己
潤滑性を有し摩耗が少ないことから発塵量は少ないが、
ＰＴＦＥテロマーからなる潤滑被膜を設けることによっ
て低発塵性が一層向上する。したがって、セラミックス
とＰＴＦＥテロマー被膜を併用した転がり軸受は、耐蝕
性、耐熱性とともに低発塵性が要求される半導体製造製
造設備用に使用するときとりわけその有利さを発揮する
。
としたことにより、耐久性、低発塵性に加えて耐蝕性、
耐熱性といった特性が付加される。セラミックスは自己
潤滑性を有し摩耗が少ないことから発塵量は少ないが、
ＰＴＦＥテロマーからなる潤滑被膜を設けることによっ
て低発塵性が一層向上する。したがって、セラミックス
とＰＴＦＥテロマー被膜を併用した転がり軸受は、耐蝕
性、耐熱性とともに低発塵性が要求される半導体製造製
造設備用に使用するときとりわけその有利さを発揮する
。
【図１】この発明の実施例を示す転がり軸受の断面図で
ある。
ある。
【図２】ＰＴＦＥテロマー被膜がある場合の発塵量の測
定結果を示す図である。
定結果を示す図である。
【図３】被膜なしの場合の発塵量の測定結果を示す図で
ある。
ある。
１ 内輪
２ 外輪
３ 転動体
Claims (1)
- 【請求項１】 転がり軸受を構成する部品のうち少な
くとも転がり摩擦または滑り摩擦を生ずる表面に平均分
子量が１×１０３〜３×１０３のポリテトラフルオロエ
チレンからなる潤滑被膜を形成し、かつ、少なくとも転
動体をセラミックス製としたことを特徴とする半導体製
造設備用転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3136083A JP3006631B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3136083A JP3006631B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362312A true JPH04362312A (ja) | 1992-12-15 |
| JP3006631B2 JP3006631B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=15166854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3136083A Expired - Lifetime JP3006631B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006631B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0569420U (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | エヌティエヌ株式会社 | クリーンルーム用転がり軸受 |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP3136083A patent/JP3006631B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0569420U (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | エヌティエヌ株式会社 | クリーンルーム用転がり軸受 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3006631B2 (ja) | 2000-02-07 |
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