JPH06229426A - 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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- JPH06229426A JPH06229426A JP1373593A JP1373593A JPH06229426A JP H06229426 A JPH06229426 A JP H06229426A JP 1373593 A JP1373593 A JP 1373593A JP 1373593 A JP1373593 A JP 1373593A JP H06229426 A JPH06229426 A JP H06229426A
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- Japan
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- ptfe
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低発塵性が比較的良好で、かつ、耐久性に優
れた転がり軸受を提供する。 【構成】 この軸受は、内輪１、外輪２、内・外輪１、
２間に介在する複数のボール３、ボール３を円周等間隔
に保持する保持器４、および、外輪２の両端内径部に装
着された例えばＳＵＳ３０４製のシールド板５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
面およびボール３の表面には、ＰＴＦＥ例えば平均分子
量が５０００以下のＰＴＦＥの潤滑被膜１ａ、２ａ、３
ａが形成され、軸受内にはフッ素系の真空グリース６が
封入されている。
れた転がり軸受を提供する。 【構成】 この軸受は、内輪１、外輪２、内・外輪１、
２間に介在する複数のボール３、ボール３を円周等間隔
に保持する保持器４、および、外輪２の両端内径部に装
着された例えばＳＵＳ３０４製のシールド板５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
面およびボール３の表面には、ＰＴＦＥ例えば平均分子
量が５０００以下のＰＴＦＥの潤滑被膜１ａ、２ａ、３
ａが形成され、軸受内にはフッ素系の真空グリース６が
封入されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造設備に使用
される転がり軸受に関する。
される転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】転がり軸受の潤滑剤としてグリースが広
く使用されている。グリースは、潤滑作用をする基油
に、それを半固形状に保持するための増稠剤、および、
油の性質を改善するための添加剤を混合したものである
が、特に、半導体製造設備に代表される密封真空下で使
用するためのものとして、真空グリースが知られてい
る。真空グリースとしては、例えば、蒸気圧の低いＰＦ
ＰＥ（パーフルオロポリエーテル）を基油とし、これに
フッ素系化合物であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエ
チレン）を増稠剤として混合したものがある。真空グリ
ースは、一般に、真空機器用軸受の潤滑剤として使用さ
れている金、銀、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ等の固体
潤滑剤に比べ、潤滑性の点では優れているが低発塵性の
点では劣っている。そのため、真空グリースを封入した
軸受は、良好な耐久性を示すものの、発塵量が多い。
く使用されている。グリースは、潤滑作用をする基油
に、それを半固形状に保持するための増稠剤、および、
油の性質を改善するための添加剤を混合したものである
が、特に、半導体製造設備に代表される密封真空下で使
用するためのものとして、真空グリースが知られてい
る。真空グリースとしては、例えば、蒸気圧の低いＰＦ
ＰＥ（パーフルオロポリエーテル）を基油とし、これに
フッ素系化合物であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエ
チレン）を増稠剤として混合したものがある。真空グリ
ースは、一般に、真空機器用軸受の潤滑剤として使用さ
れている金、銀、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ等の固体
潤滑剤に比べ、潤滑性の点では優れているが低発塵性の
点では劣っている。そのため、真空グリースを封入した
軸受は、良好な耐久性を示すものの、発塵量が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、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回路パタ
ーンの線幅が微細化しており、軸受から排出されるパ−
ティクルがパターン上に付着すると種々の弊害を引き起
こす可能性があることから、軸受の特性として特に低発
塵性が要求されるようになってきている。その一方で、
半導体製造設備において真に高い清浄度が要求されるの
はウェーハの近傍部分であり、ウェーハから離れた部分
（例えば、ウェーハ搬送ロボットで言えば、ウェーハハ
ンドに対して回転軸部分等が該当する）にあっては清浄
度の基準が、ウェーハの近傍部分に比べ、若干緩和され
る傾向にある。したがって、択一的な言い方をすれば、
このような環境下で使用される軸受には、ウェーハの近
傍部分で使用される軸受ほどの高い低発塵性は必ずしも
必要ではなく、むしろ耐久性が重要な特性の一つになっ
てくると言える。勿論、一般使用の軸受に比べると、高
い低発塵性は必要である。
体製造分野では半導体の集積度が増すにつれて回路パタ
ーンの線幅が微細化しており、軸受から排出されるパ−
ティクルがパターン上に付着すると種々の弊害を引き起
こす可能性があることから、軸受の特性として特に低発
塵性が要求されるようになってきている。その一方で、
半導体製造設備において真に高い清浄度が要求されるの
はウェーハの近傍部分であり、ウェーハから離れた部分
（例えば、ウェーハ搬送ロボットで言えば、ウェーハハ
ンドに対して回転軸部分等が該当する）にあっては清浄
度の基準が、ウェーハの近傍部分に比べ、若干緩和され
る傾向にある。したがって、択一的な言い方をすれば、
このような環境下で使用される軸受には、ウェーハの近
傍部分で使用される軸受ほどの高い低発塵性は必ずしも
必要ではなく、むしろ耐久性が重要な特性の一つになっ
てくると言える。勿論、一般使用の軸受に比べると、高
い低発塵性は必要である。
【０００４】本発明の目的は、低発塵性が比較的良好
で、かつ、耐久性に優れた転がり軸受を提供することに
あり、主に、半導体製造設備において、ウェーハから離
れた部分での最適使用を達成しようとするものである。
で、かつ、耐久性に優れた転がり軸受を提供することに
あり、主に、半導体製造設備において、ウェーハから離
れた部分での最適使用を達成しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造設備
用転がり軸受は、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、該軸受内にフッ素系の真空グリースを封入したもの
である。
用転がり軸受は、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、該軸受内にフッ素系の真空グリースを封入したもの
である。
【０００６】
【作用】ＰＴＦＥ潤滑被膜が存在することにより、真空
グリースに混合された増稠剤の破断が抑制される。しか
も、増稠剤はフッ素系化合物であり、潤滑被膜との親和
性を期待し得るので、増稠剤の破断によって生じる破断
粉が外部へ排出されにくくなる。
グリースに混合された増稠剤の破断が抑制される。しか
も、増稠剤はフッ素系化合物であり、潤滑被膜との親和
性を期待し得るので、増稠剤の破断によって生じる破断
粉が外部へ排出されにくくなる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【０００８】図１は、本発明を密封型の深溝玉軸受に適
用した実施例を示す。この軸受は、内輪１、外輪２、内
・外輪１、２間に介在する複数のボール３、ボール３を
円周等間隔に保持する保持器４、および、外輪２の両端
内径部に装着された例えばＳＵＳ３０４製のシールド板
５といった軸受部品で構成される。そして、内・外輪
１、２の転走面およびボール３の表面には、ＰＴＦＥ例
えば平均分子量が５０００以下のＰＴＦＥ（以下、簡単
のため「低分子量ＰＴＦＥ」という。）の潤滑被膜１
ａ、２ａ、３ａが形成され、軸受内にはフッ素系の真空
グリース６が封入されている。
用した実施例を示す。この軸受は、内輪１、外輪２、内
・外輪１、２間に介在する複数のボール３、ボール３を
円周等間隔に保持する保持器４、および、外輪２の両端
内径部に装着された例えばＳＵＳ３０４製のシールド板
５といった軸受部品で構成される。そして、内・外輪
１、２の転走面およびボール３の表面には、ＰＴＦＥ例
えば平均分子量が５０００以下のＰＴＦＥ（以下、簡単
のため「低分子量ＰＴＦＥ」という。）の潤滑被膜１
ａ、２ａ、３ａが形成され、軸受内にはフッ素系の真空
グリース６が封入されている。
【０００９】潤滑被膜１ａ、２ａ、３ａは、低分子量Ｐ
ＴＦＥ（例えば、日本アチソン製ＡＲＣ７）を、２５ｃ
ｍ離れた位置から被膜形成面にスプレーして付着させた
ものである。ここで、低分子量ＰＴＦＥについて簡単に
説明しておくと（詳細については、本出願人による特願
平３−１９０１５０号等参照）、従来より、軸受の固体
潤滑剤として一般に用いられているＰＴＦＥは平均分子
量が１×１０5 以上、主に、１×１０6〜１×１０7のも
のであるが、低分子量ＰＴＦＥはこれら一般のＰＴＦＥ
に比べ剪断強度が著しく小く、また、転着性に優れてい
る。そのため、低分子量ＰＴＦＥは、それ自体優れた潤
滑性、低発塵性を有する。
ＴＦＥ（例えば、日本アチソン製ＡＲＣ７）を、２５ｃ
ｍ離れた位置から被膜形成面にスプレーして付着させた
ものである。ここで、低分子量ＰＴＦＥについて簡単に
説明しておくと（詳細については、本出願人による特願
平３−１９０１５０号等参照）、従来より、軸受の固体
潤滑剤として一般に用いられているＰＴＦＥは平均分子
量が１×１０5 以上、主に、１×１０6〜１×１０7のも
のであるが、低分子量ＰＴＦＥはこれら一般のＰＴＦＥ
に比べ剪断強度が著しく小く、また、転着性に優れてい
る。そのため、低分子量ＰＴＦＥは、それ自体優れた潤
滑性、低発塵性を有する。
【００１０】ＰＴＦＥとしては、上記ＡＲＣ７の他、バ
イダックスＡＲ、バイダックス１０００（いずれもデュ
ポン社製）、ＭＰ１２００、ＭＰ１３００（いずれも三
井フロロケミカル社製）、ルブロンＤ−１（ダイキン工
業社製）等がある。尚、被膜の平均厚さは０．６μｍ程
度であるが、図１ではこれをかなり誇張している。ま
た、図１では内・外輪１、２の外表面のうち嵌合面等に
潤滑被膜１ａ、２ａが形成されていないが、これは、マ
スキングによって被膜処理を施さない、あるいは、最終
製品となる前に除去したものである。
イダックスＡＲ、バイダックス１０００（いずれもデュ
ポン社製）、ＭＰ１２００、ＭＰ１３００（いずれも三
井フロロケミカル社製）、ルブロンＤ−１（ダイキン工
業社製）等がある。尚、被膜の平均厚さは０．６μｍ程
度であるが、図１ではこれをかなり誇張している。ま
た、図１では内・外輪１、２の外表面のうち嵌合面等に
潤滑被膜１ａ、２ａが形成されていないが、これは、マ
スキングによって被膜処理を施さない、あるいは、最終
製品となる前に除去したものである。
【００１１】図２は、一例として、内輪１の転走面を模
式的に示したものである（外輪２の転走面、ボール３の
表面も同様である）。潤滑被膜１ａは、転走面に島状に
形成されている。低分子量ＰＴＦＥの被膜コーティング
法として、上述したスプレー法の他に浸漬法等がある
が、スプレー法によれば、低分子量ＰＴＦＥの分散液を
噴霧状にして皮膜形成面に吹き付けるため、潤滑被膜１
ａは同図に示すような島状分布になり易い。潤滑被膜１
ａは、軸受内に封入された真空グリース６によって覆わ
れている。
式的に示したものである（外輪２の転走面、ボール３の
表面も同様である）。潤滑被膜１ａは、転走面に島状に
形成されている。低分子量ＰＴＦＥの被膜コーティング
法として、上述したスプレー法の他に浸漬法等がある
が、スプレー法によれば、低分子量ＰＴＦＥの分散液を
噴霧状にして皮膜形成面に吹き付けるため、潤滑被膜１
ａは同図に示すような島状分布になり易い。潤滑被膜１
ａは、軸受内に封入された真空グリース６によって覆わ
れている。
【００１２】真空グリース６はフッ素系の真空グリース
であり、例えば、蒸気圧の低いＰＦＰＥ（パーフルオロ
ポリエーテル）を基油６ａとし、これにフッ素系化合物
であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を増稠
剤６ｂとして混合したものである。フッ素系の真空グリ
ースとしては、ブレーコート６０１（カストロール製）
等がある。尚、フッ素系真空グリースの増稠剤であるＰ
ＴＦＥは、フッ素系グリースの増稠剤として使用される
ＰＴＦＥよりも平均分子量が大きい。
であり、例えば、蒸気圧の低いＰＦＰＥ（パーフルオロ
ポリエーテル）を基油６ａとし、これにフッ素系化合物
であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を増稠
剤６ｂとして混合したものである。フッ素系の真空グリ
ースとしては、ブレーコート６０１（カストロール製）
等がある。尚、フッ素系真空グリースの増稠剤であるＰ
ＴＦＥは、フッ素系グリースの増稠剤として使用される
ＰＴＦＥよりも平均分子量が大きい。
【００１３】図３は、上記構成の転がり軸受（真空グリ
ース＋ＰＴＦＥ潤滑被膜：軸受Ａとする）と、従来品
（真空グリースのみ：軸受Ｂとする）とについて行なっ
た耐久性試験の結果を示す。耐久性試験は、軸を支承さ
せた２個の試験軸受を、室温、真空度１０-6Ｔｏｒｒ以
下、スラスト荷重１０Ｎ、回転数２５００ｒｐｍの条件
下に回転させ、２個の試験軸受の摩擦トルクの総和が１
０-2Ｎｍに達した時点を寿命とした。同図に示すよう
に、軸受Ａは軸受Ｂに比べ約１．１倍以上の耐久性を示
した。
ース＋ＰＴＦＥ潤滑被膜：軸受Ａとする）と、従来品
（真空グリースのみ：軸受Ｂとする）とについて行なっ
た耐久性試験の結果を示す。耐久性試験は、軸を支承さ
せた２個の試験軸受を、室温、真空度１０-6Ｔｏｒｒ以
下、スラスト荷重１０Ｎ、回転数２５００ｒｐｍの条件
下に回転させ、２個の試験軸受の摩擦トルクの総和が１
０-2Ｎｍに達した時点を寿命とした。同図に示すよう
に、軸受Ａは軸受Ｂに比べ約１．１倍以上の耐久性を示
した。
【００１４】図４は、軸受Ａと軸受Ｂとについて行なっ
た発塵試験の結果を示す。発塵試験は、回転数：５０ｒ
ｐｍ、スラスト荷重：１０Ｎ、真空度：１０-6Ｔｏｒｒ
以下、温度：室温の条件下で試験軸受を回転させ、試験
軸受の直下に配置した発塵検出器により発塵量を測定し
た。同図に示すように、軸受Ａの発塵量は軸受Ｂの１０
０分の１以下と大幅に減少しており、軸受Ａは軸受Ｂに
比べ極めて良好な低発塵性を示した。
た発塵試験の結果を示す。発塵試験は、回転数：５０ｒ
ｐｍ、スラスト荷重：１０Ｎ、真空度：１０-6Ｔｏｒｒ
以下、温度：室温の条件下で試験軸受を回転させ、試験
軸受の直下に配置した発塵検出器により発塵量を測定し
た。同図に示すように、軸受Ａの発塵量は軸受Ｂの１０
０分の１以下と大幅に減少しており、軸受Ａは軸受Ｂに
比べ極めて良好な低発塵性を示した。
【００１５】本実施例品である軸受Ａにおいて、低発塵
性が大幅に改善されている理由として、次に示す理由が
考えられる。図５（軸受Ａ）および図６（軸受Ｂ）を参
照しながら説明すると、まず、軸受Ｂにおいて多量の発
塵が発生する要因は、真空グリース６に含まれている増
稠剤６ｂが、ボール３と転走面との間の剪断力によって
破断されて微小な破断粉６ｂ１となり、この破断粉６ｂ
１の多くがそのまま軸受外に排出されてしまうことによ
る。これに対し、軸受Ａにおいては、
性が大幅に改善されている理由として、次に示す理由が
考えられる。図５（軸受Ａ）および図６（軸受Ｂ）を参
照しながら説明すると、まず、軸受Ｂにおいて多量の発
塵が発生する要因は、真空グリース６に含まれている増
稠剤６ｂが、ボール３と転走面との間の剪断力によって
破断されて微小な破断粉６ｂ１となり、この破断粉６ｂ
１の多くがそのまま軸受外に排出されてしまうことによ
る。これに対し、軸受Ａにおいては、
【００１６】（１）潤滑被膜１ａがボール３と転走面と
の間に介在することによって、これが緩衝作用をなし、
増稠剤６ｂの破断を抑制する、
の間に介在することによって、これが緩衝作用をなし、
増稠剤６ｂの破断を抑制する、
【００１７】（２）潤滑被膜１ａが島状に分布してお
り、増稠剤６ｂの破断粉６ｂ１が島１ａ２と島１ａ２と
の間の凹状部分に入り込み、外部に排出されにくくな
る。言い換えると、破断粉６ｂ１が島１ａ２と島１ａ２
との間の凹状部分によって捕捉され、外部に排出されに
くくなる、
り、増稠剤６ｂの破断粉６ｂ１が島１ａ２と島１ａ２と
の間の凹状部分に入り込み、外部に排出されにくくな
る。言い換えると、破断粉６ｂ１が島１ａ２と島１ａ２
との間の凹状部分によって捕捉され、外部に排出されに
くくなる、
【００１８】（３）増稠剤６ｂであるＰＴＦＥと潤滑被
膜１ａの形成材料である低分子量ＰＴＦＥとがフッ素系
化合物として同種であるため、両者の親和性が期待で
き、増稠剤６ｂの破断粉６ｂ１が潤滑被膜１ａ上に転着
し易く、また、潤滑被膜１ａの潤滑粉１ａ１と伴に上記
凹状部分に転着し易い、
膜１ａの形成材料である低分子量ＰＴＦＥとがフッ素系
化合物として同種であるため、両者の親和性が期待で
き、増稠剤６ｂの破断粉６ｂ１が潤滑被膜１ａ上に転着
し易く、また、潤滑被膜１ａの潤滑粉１ａ１と伴に上記
凹状部分に転着し易い、
【００１９】ために、発塵量が著しく減少したものと考
えられる。そして、上記理由中、特に潤滑被膜１ａを島
状分布としたことによる影響が最も大きいと思われる。
えられる。そして、上記理由中、特に潤滑被膜１ａを島
状分布としたことによる影響が最も大きいと思われる。
【００２０】軸受Ａにおいて、耐久性がやや改善されて
いるのは、真空グリース６の良好な潤滑性と、低分子量
ＰＴＦＥの良好な潤滑性との相乗効果によるものと考え
られる。
いるのは、真空グリース６の良好な潤滑性と、低分子量
ＰＴＦＥの良好な潤滑性との相乗効果によるものと考え
られる。
【００２１】尚、潤滑被膜１ａ、２ａ、３ａは島状分布
に限らず、連続した島状分布（島と島とを薄い被膜部分
で連続させたもの）、一様分布としても良い。また、潤
滑被膜１ａ、２ａ、３ａの形成材料として、例示した低
分子量ＰＴＦＥの他、一般に使用されているＰＴＦＥを
使用することもでき、その場合でもかなりの効果を期待
し得る。さらに、軸受形式は、図１に示す深溝玉軸受に
限らず、広く転がり軸受一般に適用が可能である。
に限らず、連続した島状分布（島と島とを薄い被膜部分
で連続させたもの）、一様分布としても良い。また、潤
滑被膜１ａ、２ａ、３ａの形成材料として、例示した低
分子量ＰＴＦＥの他、一般に使用されているＰＴＦＥを
使用することもでき、その場合でもかなりの効果を期待
し得る。さらに、軸受形式は、図１に示す深溝玉軸受に
限らず、広く転がり軸受一般に適用が可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体製
造設備用転がり軸受は、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
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、該軸受内にフッ素系の真空グリースを封入し
た構成を有するので、従来の真空グリースのみを封入し
たものに比べ、同等以上の耐久性を有し、しかも、極め
て良好な低発塵性を有する。したがって、本発明によれ
ば、半導体製造設備において、例えば、ウェーハ搬送ロ
ボットにおける回転軸部分等のように、比較的良好な低
発塵性と、高い耐久性とが同時に要求される部分に使用
するのに最適な転がり軸受を提供することができる。
造設備用転がり軸受は、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
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、該軸受内にフッ素系の真空グリースを封入し
た構成を有するので、従来の真空グリースのみを封入し
たものに比べ、同等以上の耐久性を有し、しかも、極め
て良好な低発塵性を有する。したがって、本発明によれ
ば、半導体製造設備において、例えば、ウェーハ搬送ロ
ボットにおける回転軸部分等のように、比較的良好な低
発塵性と、高い耐久性とが同時に要求される部分に使用
するのに最適な転がり軸受を提供することができる。
【図１】本発明の実施例に係わる密封型の深溝玉軸受を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】図１における内輪の転走面部分を模式的に示す
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図３】耐久性試験の結果を示す図である。
【図４】発塵試験の結果を示す図である。
【図５】図１における内輪の転走面部分を模式的に示す
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図６】従来品における内輪の転走面部分を模式的に示
す拡大断面図である。
す拡大断面図である。
１ 内輪 １ａ 潤滑被膜 ２ 外輪 ２ａ 潤滑被膜 ３ ボール ３ａ 潤滑被膜 ６ 真空グリース
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、
該軸受内にフッ素系の真空グリースを封入したことを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP05013735A JP3121701B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05013735A JP3121701B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06229426A true JPH06229426A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3121701B2 JP3121701B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=11841516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05013735A Expired - Fee Related JP3121701B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体製造設備用転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3121701B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007327689A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 圧力検出管の清掃装置 |
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-
1993
- 1993-01-29 JP JP05013735A patent/JP3121701B2/ja not_active Expired - Fee Related
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