特許 6183021 ステージ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6183021

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】ステージ装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/58 20060101AFI20170814BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20170814BHJP

   B23Q 1/62 20060101ALI20170814BHJP

   B23Q 1/38 20060101ALI20170814BHJP

   B23Q 1/40 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   B23Q1/58 Z

   H02K41/02 C

   B23Q1/62 A

   B23Q1/38 Z

   B23Q1/40

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-147765(P2013-147765)

(22)【出願日】2013年7月16日

(65)【公開番号】特開2015-20220(P2015-20220A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年5月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(72)【発明者】

【氏名】荒川 雅美

(72)【発明者】

【氏名】池田 泰則

【審査官】 村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２３２６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４９０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０３１９２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００３３８５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭６２−１６８０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６６５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第８１０４７５２（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １／００ − １／７６

Ｇ１２Ｂ ５／００

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｈ０２Ｋ ４１／０２

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台と、
該基台上に互いに平行をなして延設された２本のレールと、
該２本のレール上に支持されたステージと、
前記基台上に前記２本のレールの夫々に沿って設けた固定子及び前記ステージに設けた可動子を有し、前記ステージに前記レールの延設方向の移動力を加えるリニアモータと
を備えるステージ装置において、
前記２本のレール夫々に案内されて移動する複数の移動体と、
該複数の移動体上に架設された板状部材と
を備え、
前記ステージは前記板状部材の上面に縦軸回りの回転を許容する支持部材によって支持してあり、
空気を噴出する噴出部を偶数備え、
前記噴出部は前記レール又は移動体の位置に夫々対応する前記ステージの位置に半数ずつ取り付けられており、前記板状部材の上面に空気を噴出するようにしてある第一噴出部と、
前記ステージに取り付けられ、前記板状部材の下面に空気を噴出するようにしてある第二噴出部とを含み、
前記噴出部を前記上面から下面に向かう方向に平面視した場合、前記第二噴出部は、前記第一噴出部の内側かつ前記支持部材の外側に配置してある
ことを特徴とするステージ装置。

【請求項2】

前記第一噴出部及び支持部材の中間位置に対応する前記ステージの位置並びに前記板状部材の下面と対向する位置の間にて立面視Ｌ字状又はＪ字状をなし、該ステージの位置から垂下された複数の垂下部材を備え、
前記複数の第二噴出部は夫々前記複数の垂下部材の先端に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

【請求項3】

前記支持部材は前記板状部材及びステージの各中央に取り付けられたスラスト軸受又はねじり棒ばねである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステージ装置。

【請求項4】

前記ステージの移動方向と異なる方向へ移動する第二ステージを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のステージ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製造装置、検査装置、被加工物、被検査物等の移動に有用なステージ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

製造装置、検査装置、被加工物、被検査物等を載置したステージを一対のリニアモータで移動させるステージ装置がある。ステージ装置は、基台上のレールと、当該レール上をスライド移動するリニアブロックとからなる直動軸受を２つ備えている。ステージは、直動軸受により案内されて移動する（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ステージが直動軸受に案内されて移動する場合、ステージが縦軸回りの回転運動（ヨーイングという）を起こすことがある。ヨーイングは、基台とレールとが接合する接合面の加工精度、基台に対してレールを一定位置に取り付ける取付精度等により生じるレールの僅かな曲りに起因する。かかる場合、一対のリニアモータによる駆動力を夫々制御することにより、ステージのヨーイングは低減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−２３６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、コストの関係上、基台とレールとが接合する接合面の加工精度、基台に対するレールの取付精度等には限界がある。また、リニアモータの駆動力制御によりステージのヨーイングを低減するためには、リニアモータへの過剰な電力供給が必要となる。

【0006】

本願はかかる事情に鑑みてなされたものである。その目的はステージのヨーイングを安価に低減することができるステージ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願に係るステージ装置は、基台と、該基台上に互いに平行をなして延設された２本のレールと、該２本のレール上に支持されたステージと、前記基台上に前記２本のレールの夫々に沿って設けた固定子及び前記ステージに設けた可動子を有し、前記ステージに前記レールの延設方向の移動力を加えるリニアモータとを備えるステージ装置において、前記２本のレール夫々に案内されて移動する複数の移動体と、該複数の移動体上に架設された板状部材とを備え、前記ステージは前記板状部材の上面に縦軸回りの回転を許容する支持部材によって支持してあり、空気を噴出する噴出部を偶数備え、前記噴出部は前記レール又は移動体の位置に夫々対応する前記ステージの位置に半数ずつ取り付けられており、前記板状部材の上面に空気を噴出するようにしてある第一噴出部と、前記ステージに取り付けられ、前記板状部材の下面に空気を噴出するようにしてある複数の第二噴出部とを含み、前記噴出部を前記上面から下面に向かう方向に平面視した場合、前記第二噴出部は、前記第一噴出部の内側かつ前記支持部材の外側に配置してあることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本願に係るステージ装置によれば、ステージのヨーイングを安価に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ステージ装置の正面図である。

【図2】下部ステージ部の上面図である。

【図3】ステージ装置の正面図である。

【図4】下部ステージ部の上面図である。

【図5】上側のエアパッド直上における上軸ベース内部の説明図である。

【図6】上軸ベースの縦断面形状を誇張して示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態をその図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態に係るステージ装置は、例えば被加工物、被検査物等の試料、製造装置、検査装置等を載置したステージをリニアモータの駆動力により一方向に移動する。

【0011】

実施の形態１
図１は、ステージ装置１０の正面図である。ステージ装置１０は、下部ステージ部２０及び上部ステージ部３０を含む。下部ステージ部２０は、上部ステージ部３０を略水平面内の一定方向に移動するステージ装置に対応する。上部ステージ部３０は、ステージ（第二ステージ）３１を水平面内の方向であって、下部ステージ部２０に係る移動方向と略直交方向に移動させるステージ装置に対応する。図１は、下部ステージ部２０が上部ステージ部３０を移動させる移動方向から見たステージ装置１０の正面図である。

【0012】

下部ステージ部２０は、基台２１、直動軸受支持体２２、直動軸受２３、ヨーイングキャンセルプレート（板状部材）２４、スラスト軸受（支持部材）２５、上軸ベース（ステージ）２６、エアパッド（噴出部、第二噴出部）２７及びリニアモータ２８を含む。
基台２１は、複数の角型パイプ状鋼管２１１を相互に溶接して一体化した台であり、平たい略直方体状をなす。角型パイプ状鋼管２１１は、例えば平面視「Ｈ」字状、「日」の字状、「目」の字状、「口」の字状に一体化される。
なお、角型パイプ状鋼管２１１の重量を増大させるために、内部に例えば非焼成セラミックスが充填されてもよい。非焼成セラミックスを充填することで、剛性が高く効果的な制振作用を得ることが期待できる。また、基台２１は、石定盤で構成されてもよい。

【0013】

直動軸受支持体２２は、基台２１上にて略同一方向へ配向された２本の四角柱である。直動軸受支持体２２は、夫々基台２１と溶接により結合されている。２本の直動軸受支持体２２は、夫々直動軸受２３を支持する機能を有している。

【0014】

直動軸受２３は、レール２３１及びリニアブロック（移動体）２３２を含む。直動軸受２３は、レール２３１に案内されて転動体が回転することにより、当該転動体を有するリニアブロック２３２が直線運動をする機械要素部品である。リニアブロック２３２は、直方体状をなし、予めレール２３１に組み付けられている。１本のレール２３１に、２つのリニアブロック２３２が組み付けられている。図１は、レール２３１の軸方向からリニアブロック２３２を描いているため、奥側のリニアブロック２３２は隠れている。
なお、１本のレール２３１に組み付けられるリニアブロック２３２の数は、１つでもよいし、３つ以上でもよい。
また、直動軸受２３は、圧縮空気を介してリニアブロック２３２がレール２３１に案内されるものでもよい。

【0015】

下部ステージ部２０は、一対の直動軸受２３を含む。レール２３１夫々は、レール２３１及び直動軸受支持体２２の長手方向が略同一になるように、直動軸受支持体２２の上面にねじで各々固定されている。これにより、各直動軸受２３は、直動軸受支持体２２を介して基台２１に固定されている。

【0016】

図２は、下部ステージ部２０の上面図である。図２は上軸ベース２６を取り除いた状態における下部ステージ部２０を示しているが、参考のために図２では上軸ベース２６が二点鎖線で描かれている。また、４つのリニアブロック２３２が破線で描かれている。

【0017】

ヨーイングキャンセルプレート２４は、自身の移動方向と略平行な辺を短辺とする矩形板状をなす。ヨーイングキャンセルプレート２４の下面における４つの角部付近は、４つのリニアブロック２３２の上面と接合されている。図２において、左上及び右下のリニアブロック２３２と、左下及び右上のリニアブロック２３２とは、夫々ヨーイングキャンセルプレート２４の下面の中心に対して点対称に配置している。また、左上及び右上のリニアブロック２３２と、左下及び右下のリニアブロック２３２とは、夫々ヨーイングキャンセルプレート２４の中心点を通り、かつヨーイングキャンセルプレート２４の移動方向と略平行な鉛直面に対して面対称に配置している。

【0018】

スラスト軸受２５は、上軸ベース２６を含む上部の部材の荷重を受ける軸受である。スラスト軸受２５は、内輪２５１及び外輪２５２を含む。スラスト軸受２５は、内輪２５１と外輪２５２との間で玉が転がる構造を有している。スラスト軸受２５の外輪２５２は、ヨーイングキャンセルプレート２４の上面の略中央に例えばねじで固定されている。スラスト軸受２５の内輪２５１は、矩形板状をなす上軸ベース２６の下面の略中央に例えばねじで固定されている。

【0019】

なお、スラスト軸受２５を上下方向に反転させて、内輪２５１及び外輪２５２を夫々ヨーイングキャンセルプレート２４の上面及び上軸ベース２６の下面に固定してもよい。
また、スラスト軸受２５は、金属棒を捻るときの反発力を利用したねじり棒ばね（トーションバースプリング、支持部材）で代替されてもよい。

【0020】

上軸ベース２６は、上部ステージ部３０を載置する基台である。上軸ベース２６は、ヨーイングキャンセルプレート２４よりも厚い矩形板状体である。上軸ベース２６の下面中央にスラスト軸受２５の一部を内嵌保持する窪みが設けられており（図１における破線部分）、スラスト軸受２５の上部は、当該窪みに嵌合している。上記で述べたスラスト軸受２５の内輪２５１は、より詳しくは、当該窪みの底面に固定されている。
上側から見た場合、上軸ベース２６の中心位置と、ヨーイングキャンセルプレート２４の中心位置とは略一致し、上軸ベース２６及びヨーイングキャンセルプレート２４の各辺が夫々略平行となるように、上軸ベース２６は配置されている。

【0021】

エアパッド２７は、エアベアリングとも呼ばれ、円板状をなす。エアパッド２７は、多孔質の例えばカーボン材又はセラミックスから構成されている。エアパッド２７は、図示しない空気配管を介して、図示しない空気供給源から供給された加圧空気を、一面から噴出する。空気供給源は、例えばエアコンプレッサである。
なお、エアパッド２７は、例えば円錐台状又は矩形板状をなしてもよい。

【0022】

下部ステージ部２０は、４個のエアパッド２７を含む。各エアパッド２７は、上軸ベース２６の下面の各角部付近に設けられている。各エアパッド２７は、より詳しくは、上側から見た場合、その中心位置が４つのリニアブロック２３２の中心位置と夫々略一致するように設けられている。あるいは、図２において、左上及び左下のエアパッド２７と、右上及び右下のエアパッド２７とは、夫々レール２３１の中心線上に対応するように位置決めされている。

【0023】

４個のエアパッド２７に取り付けられた空気配管は、上軸ベース２６の内部又は外部で束ねられ、１本の空気配管に接続されている。当該１本の空気配管は、空気供給源に接続されている。空気供給源は、空気の圧力を制御する機能を有している。空気供給源により制御された加圧空気は、空気配管を通って、各エアパッド２７からヨーイングキャンセルプレート２４の上面に向けて噴出される。

【0024】

なお、エアパッド２７の個数は、４個に限らない。各レール２３１の中心線上に対応する上軸ベース２６の下面に、夫々１個以上でありかつ同数のエアパッド２７が設けられてよい。本実施の形態に係る直動軸受２３は対をなすため、エアパッド２７の総数は、偶数である。

【0025】

ステージ装置１０が動作していない場合（エアパッド２７から空気が噴出していない場合）、エアパッド２７における空気の噴出面と、ヨーイングキャンセルプレート２４の上面とは、接触している。スラスト軸受２５とエアパッド２７との中間位置におけるヨーイングキャンセルプレート２４及び上軸ベース２６の間には、僅かな隙間が生じるように、エアパッド２７の高さは決められている。そのため、スラスト軸受２５とエアパッド２７との中間位置におけるヨーイングキャンセルプレート２４及び上軸ベース２６は、隔離した状態で対向している。

【0026】

下部ステージ部２０は、一対のリニアモータ２８を含む。棒状をなす各リニアモータ２８の固定子２８１は、直動軸受２３のレール２３１と略平行に配向されて、直動軸受２３の外側の基台２１上に固定されている。レール２３１の長手方向に対する上軸ベース２６の両側面に、リニアモータ２８の固定子に延びる階段状の脚部２６１が１つずつ設けられている。各脚部２６１の先端に、リニアモータ２８の固定子２８１に遊嵌可能な可動子２８２が取り付けられている。

【0027】

ステージ装置１０は、上軸ベース２６のヨーイング又は姿勢を検出する検出部（図示せず）と、当該検出部が検出した上軸ベース２６のヨーイング又は姿勢に基づいて、一対のリニアモータ２８の駆動を夫々制御する制御部（図示せず）とを含む。なお、検出部は、上軸ベース２６のヨーイング又は姿勢に加えて、上軸ベース２６の位置を検出してもよい。
検出部が上軸ベース２６のヨーイングを検出した場合、制御部は上軸ベース２６のヨーイングを低減する方向に、一対のリニアモータ２８の駆動を夫々制御する。その際、制御部は、一対のリニアモータ２８に供給する電流を夫々変更する。

【0028】

上記検出部は、例えば上軸ベース２６に取り付けられたエンコーダ、ジャイロスコープ、角速度センサ、加速度センサ、電子コンパスである。
あるいは、上記検出部は、例えばステージ装置１０の固定部に取り付けられたレーザ装置、上軸ベース２６に取り付けられた反射鏡、及びレーザ装置から放射された光が反射鏡で反射された反射角を検出するオートコリメータである。
上記制御部は、回路で構成されてもよいし、コンピュータ及びプログラムで構成されてもよい。

【0029】

上部ステージ部３０は、ステージ３１、上軸直動軸受３２及び上部リニアモータ（第二リニアモータ、図示せず）を含む。ステージ３１は、矩形板状をなし、例えばアルミニウムから構成されている。ステージ３１の上面に、被加工物、装置等が載置される。

【0030】

上軸直動軸受３２は、レール３２１及びリニアブロック３２２を含む。レール３２１及びリニアブロック３２２のハードウェア構成は、夫々下部ステージ部２０における直動軸受２３のレール２３１及びリニアブロック２３２と同じである。
上部ステージ部３０は、一対の上軸直動軸受３２を含む。一対のレール３２１は、その長手方向が下部ステージ部２０のレール２３１の長手方向と略直角で立体交差するように、上軸ベース２６の上面にねじで夫々固定されている。

【0031】

上部リニアモータのハードウェア構成は、リニアモータ２８と同じである。一対の上部リニアモータの固定子は、その延在方向がレール３２１の長手方向と略平行になるように配向され、レール３２１の外側に対応する上軸ベース２６の上面に夫々取り付けられている。レール３２１の長手方向に対するステージ３１の両側面には、上部リニアモータの可動子が上部リニアモータの固定子に遊嵌可能に取り付けられている。

【0032】

次に、ステージ装置１０の動作について説明する。
空気供給源を動作させて、空気供給源から加圧空気をエアパッド２７に送り込む。空気圧を例えばバルブ（図示せず）で調整し、徐々に空気圧を上げていく。上軸ベース２６の下面に取り付けられたエアパッド２７からヨーイングキャンセルプレート２４の上面に向けて加圧空気が噴出する。噴出した加圧空気は、ヨーイングキャンセルプレート２４とエアパッド２７との間に極めて薄い空気層を形成し、ヨーイングキャンセルプレート２４に対して上軸ベース２６を浮揚させる。一対のリニアモータ２８を同期して駆動させることにより、上軸ベース２６は移動を開始する。その際、上軸ベース２６は、直動軸受２３に案内されて、レール２３１の長手方向へ移動する。

【0033】

ここで、レール２３１の曲りに起因して、リニアブロック２３２に固定されたヨーイングキャンセルプレート２４がヨーイングを開始したとする。ヨーイングキャンセルプレート２４がヨーイングを開始した場合、ヨーイングキャンセルプレート２４がスラスト軸受２５を縦軸回りに捻る力は、スラスト軸受２５の外輪２５２を回転させる。しかし、外輪２５２と内輪２５１との間で玉が転動することにより、ヨーイングキャンセルプレート２４がスラスト軸受２５を縦軸回りに捻る力は、内輪２５１が固定されている上軸ベース２６には伝達しない。よって、上軸ベース２６は、ヨーイングを開始することなく、慣性の法則に従って直線運動を継続する。

【0034】

ヨーイングキャンセルプレート２４とエアパッド２７との間に広がる空気層の厚さは、極めて薄い。そのため、スラスト軸受２５が接合するヨーイングキャンセルプレート２４及び上軸ベース２６との接合面に特別な負荷がかかるわけではない。
なお、空気層が生じて上軸ベース２６が浮揚した場合、上軸ベース２６が平坦になるように、エアパッド２７が取り付けられる上軸ベース２６の部分は予め若干下側へ反っていてもよい。

【0035】

上述では、ステージ装置１０は、上部ステージ部３０を含んでいた。しかし、ステージ装置１０は、上部ステージ部３０を含んでいなくてもよい。かかる場合、ステージ装置１０の上軸ベース２６が被加工物、装置等を載置するステージに対応する。

【0036】

上述では、エアパッド２７は、上軸ベース２６の下面に取り付けられていた。しかし、エアパッド２７は、ヨーイングキャンセルプレート２４の上面に設けられてもよい。かかる場合のエアパッド２７の位置は、上軸ベース２６の下面に設けられた位置と上下方向に重畳する位置である。ヨーイングキャンセルプレート２４の上面に設けられたエアパッド２７は、上軸ベース２６の下面に向けて加圧空気を噴出する。

【0037】

上述では、ステージ装置１０は、エアパッド２７を含んでいた。しかし、ステージ装置１０は、エアパッド２７を含んでいなくてもよい。かかる場合、スラスト軸受２５のサイズを図１及び図２に示したサイズよりも大きくする。図２において、スラスト軸受２５の直径を、ヨーイングキャンセルプレート２４の短辺の例えば５割〜９割程のサイズにする。スラスト軸受２５は、スラスト軸受２５よりも外側におけるヨーイングキャンセルプレート２４及び上軸ベース２６を接触させることなく、ヨーイングキャンセルプレート２４に対してスラスト軸受２５を回動可能に支持する。

【0038】

ステージ装置１０によれば、上軸ベース２６のヨーイングを安価に低減することができる。
レール２３１の曲りに起因するヨーイングがヨーイングキャンセルプレート２４に発生した場合、スラスト軸受２５の内輪２５１及び外輪２５２が相対的に回転することにより、上軸ベース２６にヨーイングを発生させる力は伝わらない。そのため、上軸ベース２６は、慣性の法則に従って、無回転状態(ヨーイングしていない状態）を維持する。
更に、エアパッド２７がヨーイングキャンセルプレート２４と上軸ベース２６との間に噴出した空気は、たいへん薄い空気層を形成し、ヨーイングキャンセルプレート２４に対して上軸ベース２６を浮揚させる。そのため、上軸ベース２６は、スラスト軸受２５のみを介して直動軸受２３に案内されるので、ヨーイングを発生させる力を受けない。つまり、直動軸受２３の案内に伴い発生するヨーイングに係る力は、スラスト軸受２５までに及び、スラスト軸受２５よりも上方に配置された部材には及ばない。
なお、スラスト軸受２５の代わりにねじり棒ばねを用いた場合、直動軸受２３の案内に伴い発生するヨーイングに係る力は、ねじり棒ばねよりも上方に配置された部材に僅かに及ぶ。

【0039】

加工精度が高い高価な基台を用いてヨーイングを低減する場合に比較して、ステージ装置１０は加工精度が低い安価な基台２１を用いてヨーイングを低減することができる。況してや加工精度が高い高価な基台を用いる場合、ステージ装置１０は更にヨーイングを低減することができる。ヨーイングの原因には、一定位置へのレール２３１の取付精度も関与する。ステージ装置１０は、レール２３１の取付精度が低くても、上軸ベース２６のヨーイングを低減することができるので、基台２１へのレール２３１の取付作業がより容易になり、取付作業時間も短縮される。ステージ装置１０は、過剰な電流をリニアモータ２８に流してヨーイングを低減する必要がないので、リニアモータ２８にかかる負荷と発熱量とを低減することができる。従って、ステージ装置１０は、リニアモータ２８の長寿命化にも資する。

【0040】

エアパッド２７からヨーイングキャンセルプレート２４に噴出された空気の圧力はヨーイングキャンセルプレート２４を変形させることが考えられる。ヨーイングキャンセルプレート２４が不均一にしなった場合、ヨーイングキャンセルプレート２４の質量分布が変化し、ヨーイングキャンセルプレート２４のヨーイングが増大しかねない。しかし、エアパッド２７は、直動軸受２３のレール２３１又はリニアブロック２３２の直上に配置されている。そのため、エアパッド２７から噴出した空気圧に基づく力は直動軸受２３に伝わりやすく、ヨーイングキャンセルプレート２４を不均一に変形させ難い。従って、エアパッド２７の配置は、ヨーイングキャンセルプレート２４のヨーイングを、ひいては上軸ベース２６のヨーイングを低減する効果を有している。

【0041】

実施の形態２
実施の形態２は、エアパッド２７からヨーイングキャンセルプレート２４の上面及び下面に空気を噴出する形態に関する。
なお、実施の形態２において、実施の形態１と同様である構成要素には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

【0042】

図３は、ステージ装置１０の正面図である。図４は、下部ステージ部２０の上面図である。図３は、図１と同様に、下部ステージ部２０が上部ステージ部３０を移動させる移動方向から見たステージ装置１０の正面図である。図４は、図２と同様に、上軸ベース２６を取り除いた状態における下部ステージ部２０を示しているが、参考のために図４では上軸ベース２６が二点鎖線で描かれている。また、４つのリニアブロック２３２が破線で描かれている。

【0043】

図４において、ステージ装置１０のヨーイングキャンセルプレート２４には、２つの長辺（ヨーイングキャンセルプレート２４の移動方向と略直交方向の辺）の略中央に夫々矩形状の切欠き２４１が１つずつ設けられている。各切欠き２４１は、ヨーイングキャンセルプレート２４の移動方向と略直交方向に延びている。そのため、ヨーイングキャンセルプレート２４は、ヨーイングキャンセルプレート２４の移動方向に対して、平面視Ｈ字状をなす。

【0044】

上軸ベース２６の下面に、ヨーイングキャンセルプレート２４の切欠き２４１の短辺付近で曲成され、ヨーイングキャンセルプレート２４の下面まで回り込む立面視Ｌ字状の垂下部材２９が４つ垂設されている（図３、図４）。なお、垂下部材２９の立面視形状は、Ｊ字状でもよい。４つの垂下部材２９は、各切欠き２４１を構成する２つの短辺付近の切欠き２４１部分夫々と対向する上軸ベース２６の下面部分から垂設されている。図４において、左上及び右下の垂下部材２９と、左下及び右上の垂下部材２９とは、夫々スラスト軸受２５に対して点対称な位置に配置している。左上及び右上の垂下部材２９と、左下及び右下の垂下部材２９とは、上軸ベース２６の中心点を通り、かつ夫々上軸ベース２６の移動方向と略平行な鉛直面に対して面対称な位置に配置している。

【0045】

４つの垂下部材２９の各先端には、空気の噴出面が上方を向くように配向されたエアパッド２７が１つずつ取り付けられている。垂下部材２９の先端に取り付けられたエアパッド２７は、ヨーイングキャンセルプレート２４の下面に加圧空気を噴出する。上側から見て、ヨーイングキャンセルプレート２４の下面に加圧空気を噴出する４つのエアパッド２７は、ヨーイングキャンセルプレート２４の上面に加圧空気を噴出する４つのエアパッド２７の内側かつスラスト軸受２５の外側に配置している。以下、ヨーイングキャンセルプレート２４の上面に加圧空気を噴出するエアパッド２７を上側のエアパッド２７又は外側のエアパッドと呼ぶ。ヨーイングキャンセルプレート２４の下面に加圧空気を噴出するエアパッド２７を下側のエアパッド２７又は内側のエアパッド２７と呼ぶ。

【0046】

図５は、上側のエアパッド２７直上における上軸ベース２６内部の説明図である。
エアパッド２７は、ボールジョイント２７２を介して、外面にねじ溝が切られたボルト２７１に接続されている。上軸ベース２６の内部には、ボルト２７１が螺合するねじ穴が設けられている。エアパッド２７直上に位置する上軸ベース２６の上面には、ボルト２７１のねじ頭部２７３と、上軸ベース２６に対してボルト２７１の位置を固定するロックナット２７４とが配設されている。ねじ頭部２７３を例えば六角レンチで回転することにより、上軸ベース２６に対するエアパッド２７の上下方向における取り付け位置の調整及びロックナット２７４による固定が行われる。その際、ボルト２７１がエアパッド２７直上における上軸ベース２６を突っ張ることにより、上軸ベース２６は僅かに変形する。併せてエアパッド２７から加圧空気を噴出することで、空気の圧力により上軸ベース２６は更に僅かに変形する。

【0047】

図６は、上軸ベース２６の縦断面形状を誇張して示した説明図である。上軸ベース２６内に描かれた下に凸の曲線は、上側のエアパッド２７の取り付け及び加圧空気の噴出により生じる上軸ベース２６の変形を示している。スラスト軸受２５直上の上軸ベース２６部分はほとんど変形しないが、上軸ベース２６の周辺部分は、中心部に対して相対的に上方に反ったように変形している。
図６に示した上軸ベース２６の形状は、不均質な上軸ベース２６の質量分布を生じさせ、上軸ベース２６のヨーイングを増大させる要因になり得る。

【0048】

次に、ステージ装置１０の下部ステージ部２０の動作について説明する。
空気供給源を動作させて、上側のエアパッド２７と、下側のエアパッド２７とから、夫々ヨーイングキャンセルプレート２４の上面と下面とに加圧空気を噴出する。下方に噴出した加圧空気は、極めて薄い空気層を形成し、ヨーイングキャンセルプレート２４に対して上軸ベース２６を浮揚させる。

【0049】

他方、上方に噴出した加圧空気は下側のエアパッド２７及び垂下部材２９を介して上軸ベース２６を下方へ引っ張る力を上軸ベース２６及び垂下部材２９の接合面付近（スラスト軸受２５と上側のエアパッド２７との中間位置）に発生させる。上軸ベース２６を下方へ引っ張る当該力は、スラスト軸受２５の上面端部を支点にして、スラスト軸受２５と上側のエアパッド２７との中間位置における上軸ベース２６部分を下方へ曲げるように変形させる。その結果、図６に示す上側のエアパッド２７の取り付け及び加圧空気の噴出により上方へ反った上軸ベース２６の外側は下方へ撓み、上軸ベース２６の全体形状はより平坦な方向へ変形する。よって、上軸ベース上に載置したレール３２１の変形を抑えることができる。結果として、上部ステージ部３０の移動精度の低下を抑えることができる。

【0050】

ステージ装置１０の下部ステージ部２０によれば、ヨーイングキャンセルプレート２４の上面に加圧空気を噴出する上側のエアパッド２７よりも、より内側に位置する下側のエアパッド２７がヨーイングキャンセルプレート２４の下面に加圧空気を噴出する。これにより、上側のエアパッド２７の取り付け及び加圧空気の噴出により変形した上軸ベース２６の形状を、より平坦な形状に戻すことができ、上軸ベース２６におけるヨーイングをより低減することができる。

【0051】

開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0052】

また、各実施の形態で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【符号の説明】

【0053】

１０ ステージ装置
２０ 下部ステージ部
２１ 基台
２３ 直動軸受
２３１ レール
２３２ リニアブロック（移動体）
２４ ヨーイングキャンセルプレート（板状部材）
２５ スラスト軸受（支持部材）
２６ 上軸ベース（ステージ）
２７ エアパッド（噴出部、第二噴出部）
２８ リニアモータ
２８１ 固定子
２８２ 可動子
２９ 垂下部材
３０ 上部ステージ部
３１ ステージ（第二ステージ）
３２ 上軸直動軸受
３２１ レール
３２２ リニアブロック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】