JPH08247149A - 静圧軸受及びその製造方法 - Google Patents
静圧軸受及びその製造方法Info
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- JPH08247149A JPH08247149A JP7081856A JP8185695A JPH08247149A JP H08247149 A JPH08247149 A JP H08247149A JP 7081856 A JP7081856 A JP 7081856A JP 8185695 A JP8185695 A JP 8185695A JP H08247149 A JPH08247149 A JP H08247149A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い剛性及び減衰性能を得ることができ、低
コストで製造が容易な静圧軸受及びその製造方法を提供
する。 【構成】 シリコン基板１の両面に窒化珪素膜２を成膜
する工程と、シリコン基板の反軸受面側の面１ｂにある
窒化珪素膜２をフォトリソグラフィ法及びドライエッチ
ング法により部分的に除去する工程と、シリコン基板の
露出した箇所をエッチングして四角錘状の溝３を形成す
る工程と、保持部材４を、その給気溝４ｂが四角錘状の
溝３と合致するようにシリコン基板１に接合する工程
と、シリコン基板の軸受面１ａにある窒化珪素膜２を除
去した後、溝３の底部３ａが所定の寸法で開口するまで
シリコン基板をエッチングする工程とを有している。シ
リコン基板に、給気孔となる四角錘状の溝３と、軸受面
１ａに開口した溝３の底部３ａとをエッチングにより非
常に小さく形成することができる。
コストで製造が容易な静圧軸受及びその製造方法を提供
する。 【構成】 シリコン基板１の両面に窒化珪素膜２を成膜
する工程と、シリコン基板の反軸受面側の面１ｂにある
窒化珪素膜２をフォトリソグラフィ法及びドライエッチ
ング法により部分的に除去する工程と、シリコン基板の
露出した箇所をエッチングして四角錘状の溝３を形成す
る工程と、保持部材４を、その給気溝４ｂが四角錘状の
溝３と合致するようにシリコン基板１に接合する工程
と、シリコン基板の軸受面１ａにある窒化珪素膜２を除
去した後、溝３の底部３ａが所定の寸法で開口するまで
シリコン基板をエッチングする工程とを有している。シ
リコン基板に、給気孔となる四角錘状の溝３と、軸受面
１ａに開口した溝３の底部３ａとをエッチングにより非
常に小さく形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、移動台、回転台、位
置決め装置等に用いられる静圧軸受及びその製造方法に
関する。
置決め装置等に用いられる静圧軸受及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の代表的な静圧軸受を図７（ａ）〜
（ｆ）に示す。これらの静圧軸受は、給気の形式によっ
てそれぞれ次のように呼ばれている。図７（ａ）の静圧
軸受７０は自成絞り、図７（ｂ）の静圧軸受７１はオリ
フィス絞り、図７（ｃ）の静圧軸受７２はスロット絞
り、図７（ｄ）の静圧軸受７３は毛細管絞り、図７
（ｅ）の静圧軸受７４は表面絞り、図７（ｆ）の静圧軸
受７５は多孔質絞りとそれぞれ呼ばれている。
（ｆ）に示す。これらの静圧軸受は、給気の形式によっ
てそれぞれ次のように呼ばれている。図７（ａ）の静圧
軸受７０は自成絞り、図７（ｂ）の静圧軸受７１はオリ
フィス絞り、図７（ｃ）の静圧軸受７２はスロット絞
り、図７（ｄ）の静圧軸受７３は毛細管絞り、図７
（ｅ）の静圧軸受７４は表面絞り、図７（ｆ）の静圧軸
受７５は多孔質絞りとそれぞれ呼ばれている。
【０００３】静圧軸受７０〜７４は、軸受面に開口した
１つないし数個の給気孔７０ａ〜７４ａを有している。
静圧軸受７１及び７４は、給気孔とそれぞれ連通する深
さが数ミクロン〜数十ミクロンの浅いくぼみ（浅い凹
部）を軸受面に有している。
１つないし数個の給気孔７０ａ〜７４ａを有している。
静圧軸受７１及び７４は、給気孔とそれぞれ連通する深
さが数ミクロン〜数十ミクロンの浅いくぼみ（浅い凹
部）を軸受面に有している。
【０００４】静圧軸受７０〜７４については、各給気孔
７０ａ〜７４ａを小さくするほど剛性を高めることがで
きること、及び所定の軸受性能を得るためには前記浅い
くぼみの深さを数ミクロン以下に高精度に加工する必要
があることが理論的にも実験的にも知られている。
７０ａ〜７４ａを小さくするほど剛性を高めることがで
きること、及び所定の軸受性能を得るためには前記浅い
くぼみの深さを数ミクロン以下に高精度に加工する必要
があることが理論的にも実験的にも知られている。
【０００５】図７（ｆ）の静圧軸受７５は、多孔質体７
５ａの粒子間の隙間を給気孔として利用したものであ
る。この静圧軸受７５の場合、多孔質体７５ａの表面を
メッキや接着剤によって目づまりさせる必要がある。こ
の目づまりをさせない場合、剛性が低くなったり、静圧
軸受け特有のニューマティックハンマーという発振現象
が生じたりすることが実験的に知られている。また、こ
の静圧軸受け７５の場合には、できるだけ多孔質体７５
ａの表面で目づまりさせて流体を絞ることにより、高い
剛性と高い減衰性能が得られることが知られている。
５ａの粒子間の隙間を給気孔として利用したものであ
る。この静圧軸受７５の場合、多孔質体７５ａの表面を
メッキや接着剤によって目づまりさせる必要がある。こ
の目づまりをさせない場合、剛性が低くなったり、静圧
軸受け特有のニューマティックハンマーという発振現象
が生じたりすることが実験的に知られている。また、こ
の静圧軸受け７５の場合には、できるだけ多孔質体７５
ａの表面で目づまりさせて流体を絞ることにより、高い
剛性と高い減衰性能が得られることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の静圧軸受７０〜７４では、給気孔７０ａ〜７４ａを
ドリル等で機械加工しているので、その孔径を０. ３mm
程度にするのが限界であり、剛性をあまり高くするこ
とができないという問題がある。
来の静圧軸受７０〜７４では、給気孔７０ａ〜７４ａを
ドリル等で機械加工しているので、その孔径を０. ３mm
程度にするのが限界であり、剛性をあまり高くするこ
とができないという問題がある。
【０００７】また、上記従来の静圧軸受７１〜７４で
は、浅いくぼみを機械加工で形成しており、浅いくぼみ
の深さを数ミクロン以下に高精度に加工する必要がある
ために製造コストが増加してしまうという問題がある。
は、浅いくぼみを機械加工で形成しており、浅いくぼみ
の深さを数ミクロン以下に高精度に加工する必要がある
ために製造コストが増加してしまうという問題がある。
【０００８】また、上記従来の静圧軸受７５では、多孔
質体７５ａの表面を目づまりさせる必要があり、その目
づまりの度合を管理するのが難しく、一定の性能を有す
る静圧軸受を安定して製造するのが難しいと共に、でき
るだけ多孔質体７５ａの表面で目づまりさせことが難し
く、高い剛性と高い減衰性能を得るのが難しいという問
題がある。
質体７５ａの表面を目づまりさせる必要があり、その目
づまりの度合を管理するのが難しく、一定の性能を有す
る静圧軸受を安定して製造するのが難しいと共に、でき
るだけ多孔質体７５ａの表面で目づまりさせことが難し
く、高い剛性と高い減衰性能を得るのが難しいという問
題がある。
【０００９】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は高い剛性及び減衰性能を得ること
ができ、低コストで製造が容易な静圧軸受及びその製造
方法を提供することである。
たもので、その課題は高い剛性及び減衰性能を得ること
ができ、低コストで製造が容易な静圧軸受及びその製造
方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明に係る静圧軸受の製造方法は、シ
リコン基板の両面に保護膜を成膜する工程と、前記シリ
コン基板の一方の面にある前記保護膜の１箇所以上をフ
ォトリソグラフィ法及びドライエッチング法により除去
して前記シリコン基板の一方の面を１箇所以上で露出さ
せる工程と、前記シリコン基板の露出した箇所をエッチ
ングして凹溝を１つ以上形成する工程と、空気流入口及
びこの流入口にそれぞれ連通する１つ以上の給気溝を有
する保持部材を、前記給気溝が前記凹溝と合致するよう
に前記シリコン基板に接合する工程と、前記シリコン基
板の他方の面にある前記保護膜を除去した後、前記各凹
溝の底部が所定の寸法で開口するまで前記シリコン基板
をエッチングする工程とを有している。
め請求項１記載の発明に係る静圧軸受の製造方法は、シ
リコン基板の両面に保護膜を成膜する工程と、前記シリ
コン基板の一方の面にある前記保護膜の１箇所以上をフ
ォトリソグラフィ法及びドライエッチング法により除去
して前記シリコン基板の一方の面を１箇所以上で露出さ
せる工程と、前記シリコン基板の露出した箇所をエッチ
ングして凹溝を１つ以上形成する工程と、空気流入口及
びこの流入口にそれぞれ連通する１つ以上の給気溝を有
する保持部材を、前記給気溝が前記凹溝と合致するよう
に前記シリコン基板に接合する工程と、前記シリコン基
板の他方の面にある前記保護膜を除去した後、前記各凹
溝の底部が所定の寸法で開口するまで前記シリコン基板
をエッチングする工程とを有している。
【００１１】請求項２記載の発明に係る静圧軸受の製造
方法は、前記シリコン基板として１００面方位のものを
用い、かつ前記凹溝を１つ以上形成する工程において、
前記シリコン基板の露出した箇所をエッチングして四角
錘状の溝を１つ以上形成する。 請求項３記載の発明に
係る静圧軸受の製造方法は、シリコン基板の両面に保護
膜を成膜する工程と、前記シリコン基板の一方の面にあ
る前記保護膜の１箇所以上をフォトリソグラフィ法及び
ドライエッチング法により除去して前記シリコン基板の
一方の面を１箇所以上で露出させる工程と、前記シリコ
ン基板の露出した箇所をエッチングして凹溝を１つ以上
形成する工程と、空気流入口及びこの流入口にそれぞれ
連通する１つ以上の給気溝を有する保持部材を、前記給
気溝が前記凹溝と合致するように前記シリコン基板に接
合する工程と、前記シリコン基板の他方の面のうち、前
記各凹溝付近が露出するように前記他方の面に第２の保
護膜を形成する工程と、前記シリコン基板の他方の面の
露出した部分を、前記各凹溝の底部が所定の寸法で開口
するまでエッチングする工程と、前記第２の保護膜を除
去する工程とを有している。
方法は、前記シリコン基板として１００面方位のものを
用い、かつ前記凹溝を１つ以上形成する工程において、
前記シリコン基板の露出した箇所をエッチングして四角
錘状の溝を１つ以上形成する。 請求項３記載の発明に
係る静圧軸受の製造方法は、シリコン基板の両面に保護
膜を成膜する工程と、前記シリコン基板の一方の面にあ
る前記保護膜の１箇所以上をフォトリソグラフィ法及び
ドライエッチング法により除去して前記シリコン基板の
一方の面を１箇所以上で露出させる工程と、前記シリコ
ン基板の露出した箇所をエッチングして凹溝を１つ以上
形成する工程と、空気流入口及びこの流入口にそれぞれ
連通する１つ以上の給気溝を有する保持部材を、前記給
気溝が前記凹溝と合致するように前記シリコン基板に接
合する工程と、前記シリコン基板の他方の面のうち、前
記各凹溝付近が露出するように前記他方の面に第２の保
護膜を形成する工程と、前記シリコン基板の他方の面の
露出した部分を、前記各凹溝の底部が所定の寸法で開口
するまでエッチングする工程と、前記第２の保護膜を除
去する工程とを有している。
【００１２】前述の課題を解決するため請求項４記載の
発明に係る静圧軸受は、四角錘状の溝を１つ以上有し、
前記溝の底部が軸受面側で開口したシリコン基板と、空
気流入口及びこの流入口にそれぞれ連通する１つ以上の
給気溝を有し、前記給気溝が前記四角錘状の溝と合致す
るように前記シリコン基板の反軸受面側に接合された保
持部材とを備えている。
発明に係る静圧軸受は、四角錘状の溝を１つ以上有し、
前記溝の底部が軸受面側で開口したシリコン基板と、空
気流入口及びこの流入口にそれぞれ連通する１つ以上の
給気溝を有し、前記給気溝が前記四角錘状の溝と合致す
るように前記シリコン基板の反軸受面側に接合された保
持部材とを備えている。
【００１３】
【作用】請求項１記載の静圧軸受の製造方法では、シリ
コン基板に、給気孔となる１つ以上の凹溝と、軸受面と
なるシリコン基板の他方の面に開口した各凹溝の底部と
をエッチングにより非常に小さく形成することができ
る。
コン基板に、給気孔となる１つ以上の凹溝と、軸受面と
なるシリコン基板の他方の面に開口した各凹溝の底部と
をエッチングにより非常に小さく形成することができ
る。
【００１４】請求項２記載の静圧軸受の製造方法では、
１００面方位のシリコン基板を用い、この基板に給気孔
となる１つ以上の四角錘状の溝をエッチングにより形成
するので、軸受面となるシリコン基板の他方の面に開口
した各四角錘状の溝の底部により前記軸受面に近い箇所
で流体を絞ることができる。
１００面方位のシリコン基板を用い、この基板に給気孔
となる１つ以上の四角錘状の溝をエッチングにより形成
するので、軸受面となるシリコン基板の他方の面に開口
した各四角錘状の溝の底部により前記軸受面に近い箇所
で流体を絞ることができる。
【００１５】請求項３記載の静圧軸受の製造方法では、
シリコン基板に、給気孔となる１つ以上の凹溝と、軸受
面となるシリコン基板の他方の面に開口した各凹溝の底
部とをエッチングにより非常に小さく形成することがで
きると共に、軸受面となるシリコン基板の他方の面に、
各凹溝の底部に連通する非常に浅井にくぼみを第２の保
護膜をマスクとして形成することができる。
シリコン基板に、給気孔となる１つ以上の凹溝と、軸受
面となるシリコン基板の他方の面に開口した各凹溝の底
部とをエッチングにより非常に小さく形成することがで
きると共に、軸受面となるシリコン基板の他方の面に、
各凹溝の底部に連通する非常に浅井にくぼみを第２の保
護膜をマスクとして形成することができる。
【００１６】請求項４記載の静圧軸受では、シリコン基
板に、給気孔となる１つ以上の四角錘状の溝と、シリコ
ン基板の軸受面に開口した各四角錘状の溝の底部とをエ
ッチングにより非常に小さく形成することができる。
板に、給気孔となる１つ以上の四角錘状の溝と、シリコ
ン基板の軸受面に開口した各四角錘状の溝の底部とをエ
ッチングにより非常に小さく形成することができる。
【００１７】
【実施例】以下この発明の各実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１８】図１はこの発明の第１実施例に係る静圧軸
受の製造方法を示している。この第１実施例は、多数の
給気孔（例えば、約３万個の給気孔）を有する静圧軸受
の製造方法に関するものである。
受の製造方法を示している。この第１実施例は、多数の
給気孔（例えば、約３万個の給気孔）を有する静圧軸受
の製造方法に関するものである。
【００１９】第１実施例に係る静圧軸受の製造方法は、
下記の工程（１）〜（６）を有している。
下記の工程（１）〜（６）を有している。
【００２０】（１）自然酸化膜で覆われ、直径が３イン
チ程度、かつ厚さが２５０μｍ程度である１００面方位
のｎ型シリコン基板１の両面に、低圧気相成長法により
ジクロルシランとアンモニアガスを原料として窒化珪素
膜（保護膜）２を７００ｎｍ程度の膜厚で成膜する（図
１（ａ）参照）。
チ程度、かつ厚さが２５０μｍ程度である１００面方位
のｎ型シリコン基板１の両面に、低圧気相成長法により
ジクロルシランとアンモニアガスを原料として窒化珪素
膜（保護膜）２を７００ｎｍ程度の膜厚で成膜する（図
１（ａ）参照）。
【００２１】（２）シリコン基板１の、軸受面１ａとは
反対側にある反軸受面１ｂにある窒化珪素膜２を、部分
的にフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によ
り除去する（図１（ａ）参照）。その除去部２ａの形状
は、一辺が５μｍ〜３０μｍ程度の四角形状である。ま
た、その除去部２ａの数、その形状及び大きさは、任意
に設定することができる。
反対側にある反軸受面１ｂにある窒化珪素膜２を、部分
的にフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によ
り除去する（図１（ａ）参照）。その除去部２ａの形状
は、一辺が５μｍ〜３０μｍ程度の四角形状である。ま
た、その除去部２ａの数、その形状及び大きさは、任意
に設定することができる。
【００２２】（３）次に、シリコン基板１を、水酸化カ
リウム（ＫＯＨ）水溶液またはテトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液等のシリコン
のエッチング液に浸漬し、シリコン基板１の露出した箇
所をエッチングして四角錘状の溝（凹溝）３を形成する
（図１（ａ）参照）。このエッチングでは、シリコン基
板１の１１１面で自動的にエッチングが停止する。ま
た、四角錘状の溝３の形状は、シリコンの結晶方位によ
り決定され、四角錘状の溝３の底部の角度は７０. ６度
になる。
リウム（ＫＯＨ）水溶液またはテトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液等のシリコン
のエッチング液に浸漬し、シリコン基板１の露出した箇
所をエッチングして四角錘状の溝（凹溝）３を形成する
（図１（ａ）参照）。このエッチングでは、シリコン基
板１の１１１面で自動的にエッチングが停止する。ま
た、四角錘状の溝３の形状は、シリコンの結晶方位によ
り決定され、四角錘状の溝３の底部の角度は７０. ６度
になる。
【００２３】（４）次に、空気流入口４ａ及びこの流入
口４ａにそれぞれ連通する多数の給気溝４ｂを有するガ
ラスでできた保持部材４を、各給気溝４ｂがシリコン基
板１の各四角錘状の溝３と合致するようにシリコン基板
１の反軸受面側に陽極接合により接合する（図１（ｂ）
参照）。各給気溝４ｂは、図４及び図５に示すように、
ガラス４の一方の面い縦横に形成されている。また、保
持部材４には、１つのシリコン基板１を用いて多数の静
圧軸受を一度に作った後に、静圧軸受を１つずつに分離
するための深さ５０μｍ程度の溝が、ダイシングソーや
湿式エッチングまたは超音波加工等により形成されてい
る。
口４ａにそれぞれ連通する多数の給気溝４ｂを有するガ
ラスでできた保持部材４を、各給気溝４ｂがシリコン基
板１の各四角錘状の溝３と合致するようにシリコン基板
１の反軸受面側に陽極接合により接合する（図１（ｂ）
参照）。各給気溝４ｂは、図４及び図５に示すように、
ガラス４の一方の面い縦横に形成されている。また、保
持部材４には、１つのシリコン基板１を用いて多数の静
圧軸受を一度に作った後に、静圧軸受を１つずつに分離
するための深さ５０μｍ程度の溝が、ダイシングソーや
湿式エッチングまたは超音波加工等により形成されてい
る。
【００２４】（５）シリコン基板１の軸受面１ａにある
窒化珪素膜２を、ドライエッチングにより除去した後、
シリコン基板１の軸受面１ａ側全体をＫＯＨ等のシリコ
ンの異方性エッチング液に浸漬し、前記各四角錘状の溝
３の底部３ａが所定の寸法（一辺が１〜５μｍ程度の寸
法）で開口するまで、シリコン基板１をエッチングする
（図１（ｃ）、図２及び図３参照）。
窒化珪素膜２を、ドライエッチングにより除去した後、
シリコン基板１の軸受面１ａ側全体をＫＯＨ等のシリコ
ンの異方性エッチング液に浸漬し、前記各四角錘状の溝
３の底部３ａが所定の寸法（一辺が１〜５μｍ程度の寸
法）で開口するまで、シリコン基板１をエッチングする
（図１（ｃ）、図２及び図３参照）。
【００２５】（６）最後に、保持部材４に、空気配管固
定用のねじ孔５ａを有する窒化珪素、鉄系合金等の補強
部材５を接着する。
定用のねじ孔５ａを有する窒化珪素、鉄系合金等の補強
部材５を接着する。
【００２６】以上の工程（１）〜（６）により、一辺が
１〜５μｍ程度の矩形の開口で、約３万個の開口３ａ
（四角錘状の溝３の底部）を、軸受面１ａ内に１０〜３
０μｍ程度のピッチで有し、全体の大きさが約５０ｍｍ
角の静圧軸受を製作することができた。
１〜５μｍ程度の矩形の開口で、約３万個の開口３ａ
（四角錘状の溝３の底部）を、軸受面１ａ内に１０〜３
０μｍ程度のピッチで有し、全体の大きさが約５０ｍｍ
角の静圧軸受を製作することができた。
【００２７】上記第１実施例に係る静圧軸受の製造方法
によれば、シリコン基板１に、給気孔となる多数の四角
錘状の溝（凹溝）３と、軸受面１ａに開口した各四角錘
状の溝３の底部３ａ（矩形の開口）とをエッチングによ
り非常に小さく形成することができる。したがって、高
い剛性及び減衰性能を有する静圧軸受を、低コストでか
つ容易に製造することができる。
によれば、シリコン基板１に、給気孔となる多数の四角
錘状の溝（凹溝）３と、軸受面１ａに開口した各四角錘
状の溝３の底部３ａ（矩形の開口）とをエッチングによ
り非常に小さく形成することができる。したがって、高
い剛性及び減衰性能を有する静圧軸受を、低コストでか
つ容易に製造することができる。
【００２８】また、上記第１実施例によれば、１００面
方位のシリコン基板１を用い、この基板１に、給気孔と
なる１つ以上の四角錘状の溝３をエッチングにより形成
するので、軸受面１ａに開口した各四角錘状の溝３の底
部３ａにより軸受面１ａに近い箇所で流体を絞ることが
できる。
方位のシリコン基板１を用い、この基板１に、給気孔と
なる１つ以上の四角錘状の溝３をエッチングにより形成
するので、軸受面１ａに開口した各四角錘状の溝３の底
部３ａにより軸受面１ａに近い箇所で流体を絞ることが
できる。
【００２９】なお、上記第１実施例では、給気孔となる
前記四角錘状の溝３を多数設けることにより、図７
（ｆ）に示す多孔質絞りの静圧軸受に近い構造の静圧軸
受の製造方法について説明したが、前記四角錘状の溝３
の数を４個程度に減らすと共にその溝３の大きさを１０
０〜４００μｍにすれば、図７（ａ）で示す自成絞りに
近い静圧軸受を作ることができる。例えば、静圧軸受の
外径が４０ｍｍ角程度で、給気孔となる四角錘状の溝３
の数を４つとし、かつその４つの溝３を９０度の等角度
で配置したものを作ることができる。
前記四角錘状の溝３を多数設けることにより、図７
（ｆ）に示す多孔質絞りの静圧軸受に近い構造の静圧軸
受の製造方法について説明したが、前記四角錘状の溝３
の数を４個程度に減らすと共にその溝３の大きさを１０
０〜４００μｍにすれば、図７（ａ）で示す自成絞りに
近い静圧軸受を作ることができる。例えば、静圧軸受の
外径が４０ｍｍ角程度で、給気孔となる四角錘状の溝３
の数を４つとし、かつその４つの溝３を９０度の等角度
で配置したものを作ることができる。
【００３０】次に、図６に基づいてこの発明の第２実施
例に係る静圧軸受の製造方法を説明する。
例に係る静圧軸受の製造方法を説明する。
【００３１】この第２実施例は、給気孔となる四角錘状
の溝３と、この溝３に連通する浅いくぼみ２１とを有す
る複合絞りの静圧軸受を製造する方法に関する。なお、
この実施例では、四角錘状の溝３の数は上記第１実施例
よりもはるかに少ない。
の溝３と、この溝３に連通する浅いくぼみ２１とを有す
る複合絞りの静圧軸受を製造する方法に関する。なお、
この実施例では、四角錘状の溝３の数は上記第１実施例
よりもはるかに少ない。
【００３２】第２実施例に係る静圧軸受の製造方法は、
下記の工程（１）〜（８）を有している。
下記の工程（１）〜（８）を有している。
【００３３】（１）自然酸化膜で覆われ、直径が３イン
チ程度、かつ厚さが４００μｍ程度である１００面方位
のｎ型シリコン基板１の両面に、低圧気相成長法により
ジクロルシランとアンモニアガスを原料として窒化珪素
膜（保護膜）２を７００ｎｍ程度の膜厚で成膜する（図
６（ａ）参照）。
チ程度、かつ厚さが４００μｍ程度である１００面方位
のｎ型シリコン基板１の両面に、低圧気相成長法により
ジクロルシランとアンモニアガスを原料として窒化珪素
膜（保護膜）２を７００ｎｍ程度の膜厚で成膜する（図
６（ａ）参照）。
【００３４】（２）シリコン基板１の、軸受面１ａとは
反対側にある反軸受面１ｂにある窒化珪素膜２を、部分
的にフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によ
り除去して５００μｍ角程度の開口２ａを形成する（図
６（ａ）参照）。
反対側にある反軸受面１ｂにある窒化珪素膜２を、部分
的にフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によ
り除去して５００μｍ角程度の開口２ａを形成する（図
６（ａ）参照）。
【００３５】（３）次に、シリコン基板１を、水酸化カ
リウム（ＫＯＨ）水溶液またはテトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液等のシリコン
のエッチング液に浸漬し、シリコン基板１の露出した箇
所をエッチングして四角錘状の溝（凹溝）３を形成する
（図６（ａ）参照）。
リウム（ＫＯＨ）水溶液またはテトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液等のシリコン
のエッチング液に浸漬し、シリコン基板１の露出した箇
所をエッチングして四角錘状の溝（凹溝）３を形成する
（図６（ａ）参照）。
【００３６】（４）次に、空気流入口４ａ及びこの流入
口４ａに連通する給気溝４ｂを有するガラスでできた保
持部材４を、各給気溝４ｂがシリコン基板１の各四角錘
状の溝３と合致するようにシリコン基板１の反軸受面側
に陽極接合により接合する（図６（ｂ）参照）。
口４ａに連通する給気溝４ｂを有するガラスでできた保
持部材４を、各給気溝４ｂがシリコン基板１の各四角錘
状の溝３と合致するようにシリコン基板１の反軸受面側
に陽極接合により接合する（図６（ｂ）参照）。
【００３７】（５）シリコン基板１の軸受面１ａにある
全ての窒化珪素膜２を、ドライエッチングにより除去し
た後、シリコン基板１の軸受面１ａ側全体をＫＯＨ等の
シリコンの異方性エッチング液に浸漬してシリコン基板
１全体を２７μｍ程度エッチングする（図６（ｃ）参
照）。
全ての窒化珪素膜２を、ドライエッチングにより除去し
た後、シリコン基板１の軸受面１ａ側全体をＫＯＨ等の
シリコンの異方性エッチング液に浸漬してシリコン基板
１全体を２７μｍ程度エッチングする（図６（ｃ）参
照）。
【００３８】（６）次に、シリコン基板１の軸受面１ａ
のうち、各四角錘状の溝３付近が露出するように、軸受
面１ａにレジスト、酸化膜、窒化膜などの保護膜（第２
の保護膜）２０を形成する（図６（ｃ）参照）。
のうち、各四角錘状の溝３付近が露出するように、軸受
面１ａにレジスト、酸化膜、窒化膜などの保護膜（第２
の保護膜）２０を形成する（図６（ｃ）参照）。
【００３９】（７）シリコン基板１の軸受面１ａの露出
した部分のみを、前記各四角錘状の溝３の底部３ａが所
定の寸法（例えば、一辺が１００μｍ程度の寸法）で開
口するまで、８０μｍ程度エッチングする（ＫＯＨ等の
シリコンの異方性エッチング液を用いた湿式のエッチン
グまたはドライエッチング）（図６（ｄ）参照）。これ
によって、シリコン基板１の軸受面１ａに深さが８０μ
ｍ程度の浅いくぼみ２１が形成される。
した部分のみを、前記各四角錘状の溝３の底部３ａが所
定の寸法（例えば、一辺が１００μｍ程度の寸法）で開
口するまで、８０μｍ程度エッチングする（ＫＯＨ等の
シリコンの異方性エッチング液を用いた湿式のエッチン
グまたはドライエッチング）（図６（ｄ）参照）。これ
によって、シリコン基板１の軸受面１ａに深さが８０μ
ｍ程度の浅いくぼみ２１が形成される。
【００４０】（８）最後に、前記第２の保護膜２０をド
ライエッチングにより除去する（図６（ｅ）参照）。
ライエッチングにより除去する（図６（ｅ）参照）。
【００４１】以上の工程（１）〜（８）により、一辺が
１００μｍ程度の矩形の開口で、深さ８０μｍの浅いく
ぼみを有し、全体の大きさが約５０ｍｍ角の静圧軸受を
製作することができた。
１００μｍ程度の矩形の開口で、深さ８０μｍの浅いく
ぼみを有し、全体の大きさが約５０ｍｍ角の静圧軸受を
製作することができた。
【００４２】なお、上記第２実施例では、シリコン基板
１の軸受面１ａにある全ての窒化珪素膜２を除去した
後、軸受面１ａのうち、各四角錘状の溝３付近が露出す
るように、軸受面１ａに第２の保護膜２０を形成してい
るが、軸受面１ａにある窒化珪素膜２の一部をパターニ
ングにより残して前記第２の保護膜２０を形成してもよ
い。この場合には、工程数を減らすことができる。
１の軸受面１ａにある全ての窒化珪素膜２を除去した
後、軸受面１ａのうち、各四角錘状の溝３付近が露出す
るように、軸受面１ａに第２の保護膜２０を形成してい
るが、軸受面１ａにある窒化珪素膜２の一部をパターニ
ングにより残して前記第２の保護膜２０を形成してもよ
い。この場合には、工程数を減らすことができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る静圧軸受の製造方法によれば、シリコン基板
に、給気孔となる１つ以上の凹溝と、軸受面となるシリ
コン基板の他方の面に開口した各凹溝の底部とをエッチ
ングにより非常に小さく形成することができる。したが
って、静圧軸受の剛性及び減衰性能を高めることができ
ると共に、静圧軸受を低コストでかつ容易に製造するこ
とができる。
明に係る静圧軸受の製造方法によれば、シリコン基板
に、給気孔となる１つ以上の凹溝と、軸受面となるシリ
コン基板の他方の面に開口した各凹溝の底部とをエッチ
ングにより非常に小さく形成することができる。したが
って、静圧軸受の剛性及び減衰性能を高めることができ
ると共に、静圧軸受を低コストでかつ容易に製造するこ
とができる。
【００４４】請求項２記載の発明に係る静圧軸受の製造
方法によれば、１００面方位のシリコン基板を用い、こ
の基板に給気孔となる１つ以上の四角錘状の溝をエッチ
ングにより形成するので、軸受面となるシリコン基板の
他方の面に開口した各四角錘状の溝の底部により前記軸
受面に近い箇所で流体を絞ることができる。
方法によれば、１００面方位のシリコン基板を用い、こ
の基板に給気孔となる１つ以上の四角錘状の溝をエッチ
ングにより形成するので、軸受面となるシリコン基板の
他方の面に開口した各四角錘状の溝の底部により前記軸
受面に近い箇所で流体を絞ることができる。
【００４５】請求項３記載の発明に係る静圧軸受の製造
方法によれば、シリコン基板に、給気孔となる１つ以上
の凹溝と、軸受面となるシリコン基板の他方の面に開口
した各凹溝の底部とをエッチングにより非常に小さく形
成することができると共に、軸受面となるシリコン基板
の他方の面に、各凹溝の底部に連通する非常に浅井にく
ぼみを第２の保護膜をマスクとして形成することができ
る。したがって、静圧軸受の剛性及び減衰性能を高める
ことができると共に、静圧軸受を低コストでかつ容易に
製造することができる。
方法によれば、シリコン基板に、給気孔となる１つ以上
の凹溝と、軸受面となるシリコン基板の他方の面に開口
した各凹溝の底部とをエッチングにより非常に小さく形
成することができると共に、軸受面となるシリコン基板
の他方の面に、各凹溝の底部に連通する非常に浅井にく
ぼみを第２の保護膜をマスクとして形成することができ
る。したがって、静圧軸受の剛性及び減衰性能を高める
ことができると共に、静圧軸受を低コストでかつ容易に
製造することができる。
【００４６】請求項４記載の発明に係る静圧軸受によれ
ば、シリコン基板に、給気孔となる１つ以上の四角錘状
の溝と、シリコン基板の軸受面に開口した各四角錘状の
溝の底部とをエッチングにより非常に小さく形成するこ
とができる。また、軸受面に近い箇所で流体を絞ること
ができる。したがって、静圧軸受の剛性及び減衰性能を
高めることができると共に、静圧軸受を低コストでかつ
容易に製造することができる。
ば、シリコン基板に、給気孔となる１つ以上の四角錘状
の溝と、シリコン基板の軸受面に開口した各四角錘状の
溝の底部とをエッチングにより非常に小さく形成するこ
とができる。また、軸受面に近い箇所で流体を絞ること
ができる。したがって、静圧軸受の剛性及び減衰性能を
高めることができると共に、静圧軸受を低コストでかつ
容易に製造することができる。
【図１】図１はこの発明の第１実施例に係る静圧軸受の
製造方法を示す説明図である。
製造方法を示す説明図である。
【図２】図２はシリコン基板の平面図である。
【図３】図３は図２のＡーＡ線に沿った断面図である。
【図４】図４は保持部材を示す平面図である。
【図５】図５は図４のＢーＢ線に沿った断面図である。
【図６】図６はこの発明の第２実施例に係る静圧軸受の
製造方法を示す説明図である。
製造方法を示す説明図である。
【図７】図７は従来の静圧軸受を示す断面図である。
１ シリコン基板 ２ 窒化珪素膜（保護膜） ３ 四角錘状の溝（凹溝） ４ 保持部材 ４ａ 空気流入口 ４ｂ 給気溝 ２０ 第２の保護膜
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン基板の両面に保護膜を成膜する
工程と、 前記シリコン基板の一方の面にある前記保護膜の１箇所
以上をフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法に
より除去して前記シリコン基板の一方の面を１箇所以上
で露出させる工程と、 前記シリコン基板の露出した箇所をエッチングして凹溝
を１つ以上形成する工程と、 空気流入口及びこの流入口にそれぞれ連通する１つ以上
の給気溝を有する保持部材を、前記給気溝が前記凹溝と
合致するように前記シリコン基板に接合する工程と、 前記シリコン基板の他方の面にある前記保護膜を除去し
た後、前記各凹溝の底部が所定の寸法で開口するまで前
記シリコン基板をエッチングする工程とを有しているこ
とを特徴とする静圧軸受の製造方法。 - 【請求項２】 前記シリコン基板として１００面方位の
ものを用い、かつ前記凹溝を１つ以上形成する工程にお
いて、前記シリコン基板の露出した箇所をエッチングし
て四角錘状の溝を１つ以上形成することを特徴とする請
求項１記載の静圧軸受の製造方法。 - 【請求項３】 シリコン基板の両面に保護膜を成膜する
工程と、 前記シリコン基板の一方の面にある前記保護膜の１箇所
以上をフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法に
より除去して前記シリコン基板の一方の面を１箇所以上
で露出させる工程と、 前記シリコン基板の露出した箇所をエッチングして凹溝
を１つ以上形成する工程と、 空気流入口及びこの流入口にそれぞれ連通する１つ以上
の給気溝を有する保持部材を、前記給気溝が前記凹溝と
合致するように前記シリコン基板に接合する工程と、 前記シリコン基板の他方の面のうち、前記各凹溝付近が
露出するように前記他方の面に第２の保護膜を形成する
工程と、 前記シリコン基板の他方の面の露出した部分を、前記各
凹溝の底部が所定の寸法で開口するまでエッチングする
工程と、 前記第２の保護膜を除去する工程とを有していることを
特徴とする静圧軸受の製造方法。 - 【請求項４】 四角錘状の溝を１つ以上有し、前記溝の
底部が軸受面側で開口したシリコン基板と、 空気流入口及びこの流入口にそれぞれ連通する１つ以上
の給気溝を有し、前記給気溝が前記四角錘状の溝と合致
するように前記シリコン基板の反軸受面側に接合された
保持部材とを備えていることを特徴とする静圧軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7081856A JPH08247149A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 静圧軸受及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7081856A JPH08247149A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 静圧軸受及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247149A true JPH08247149A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=13758137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7081856A Withdrawn JPH08247149A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 静圧軸受及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247149A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11303871A (ja) * | 1998-04-21 | 1999-11-02 | Mitsutoyo Corp | 流体軸受及びその製造方法 |
| CN105928960A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-09-07 | 重庆大学 | 一种精密气浮转台 |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP7081856A patent/JPH08247149A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11303871A (ja) * | 1998-04-21 | 1999-11-02 | Mitsutoyo Corp | 流体軸受及びその製造方法 |
| CN105928960A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-09-07 | 重庆大学 | 一种精密气浮转台 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |