JP2016170284A - ステージ装置、ラマンナノポアｄｎａシーケンサ、および光学顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動の高速化および高応答化と、ステージ位置検出精度の高精度化の両立を目的とするステージ装置を提供する。
【解決手段】可動テーブル１１と、可動テーブル１１の下方に設けられたベース１０と、第１の方向に延びて可動テーブル１１に配置された第１のスケール３０ａと、第１の方向とは異なる第２の方向に延びて可動テーブル１１に配置された第２のスケール３０ｂと、第１の方向へ可動テーブル１１を移動させるための第１の駆動機構４０ａと、第２の方向へ可動テーブル１１を移動させるための第２の駆動機構４０ｂと、可動テーブル１１が第２の方向へ移動するとき、可動テーブル１１と共に移動する第１の検出器３１ａと、可動テーブル１１が第１の方向へ移動するとき、可動テーブルと共に移動する第２の検出器３１ｂと、を備え、第１の検出器３１ａは第１のスケール３０ａを検出し、第２の検出器３１ｂは第２のスケール３０ｂを検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステージ装置、ラマンナノポアＤＮＡシーケンサ、および光学顕微鏡装置に関する。

本技術分野の背景技術として、ラマンナノポアＤＮＡシーケンスに関する国際公開ＷＯ２０１２−０４３０２８Ａ１号公報（特許文献１）がある。この公報には、「ナノポアの内径は約１０ｎｍであった。」と記載されており、励起光の照射スポット径にもよるが観察対象である箇所を数十から数百ナノメータの精度で定位置に保持し続ける必要がある。そのため、ラマンナノポアＤＮＡシーケンサのステージ装置には高精度化が要求されている。

ラマンナノポアＤＮＡシーケンサは、内径約１０ｎｍのナノポアに生体ポリマーを進入させ、ナノポア近傍にある金などの金属デバイスにレーザを照射し、プラズモン共鳴を意図的に発生させた励起光によって、ナノポアを通過する生体ポリマーの増幅されたラマン散乱光を検出する装置である。

ラマンナノポアＤＮＡシーケンサには、ナノポアを観察、検出するために、ウェハ上の所望の場所をレーザの照射位置に位置付けることが可能なＸＹステージが設けられている。このＸＹステージは、例えば回転モータとボールねじによって駆動される方法やリニアモータを用いて駆動する方法がある。また、ＸＹ平面のみでなく、Ｚ軸やＸＹＺ軸まわりの回転運動などを行うステージが用いられる場合もある。

このＸＹステージの位置を計測する手段としては、様々な種類が考えられる。例えば、２つのレーザ干渉計とバーミラーを用いる方法や、平面スケールを用いる方法がある。また、その他の方法として、２つのリニアスケールとこのスケールとの相対位置を検出する２つの検出器を用いる方法がある。

特許文献２には、２つのリニアスケールと２つの検出器との相対位置を計測する方法が開示されている。また、特許文献３には、複数のエンコーダヘッドをウェハステージの上面に搭載し、ステージ上方に配置した平面スケールとの相対位置を計測する方法が開示されている。

国際公開ＷＯ２０１２−０４３０２８Ａ１号公報 特開平７−１１５０５４号公報 特開２０１１−４９５５７号公報

ここでＸＹステージはこの２本のスケールおよび２つの検出器によって計測されるＸＹ方向の位置情報をもとに位置決めを行うが、ラマンナノポアＤＮＡシーケンサにおいては対物レンズからレーザを照射しラマン散光を取得するため、デバイス上の所望の位置（以下、測定点と称する）をレーザの照射位置である対物レンズの中心直下に位置決めする必要がある。すなわち、ステージの位置を計測する手段は、対物レンズの中心直下に位置決めされるべき測定点の位置情報をより正確に検出することが求められる。

しかしながら、特許文献２に開示された技術によれば、２軸ステージの下軸（Ｙ軸）のスケール位置がステージベース上に備えられており、対物レンズの中心直下に位置決めされるべき測定点と、スケール位置（目盛位置）が異なり、ステージ姿勢（ピッチング）より、アッベ誤差が発生し、ステージの位置精度を低下させる要因となる。これは、測定点の位置検出精度劣化に直結する。

また、特許文献３に開示された技術によれば、測定点の位置を高精度に計測するためにはウェハステージに複数の検出器を搭載する必要である。また、ステージの移動範囲をカバーするために、平面スケール自体も可動ストロークに対して非常に大きくなり、装置が複雑化し、コストも増加する。

以下、ステージ位置検出精度の高精度化を目的とするステージ装置を説明する。

上記目的を達成するための一態様として、
可動テーブルと、
前記可動テーブルの下方に設けられたベースと、
第１の方向に延びて前記可動テーブルに配置された第１のスケールと、
第１の方向とは異なる第２の方向に延びて前記可動テーブルに配置された第２のスケールと、
第１の方向へ前記可動テーブルを移動させるための第１の駆動機構と、
第２の方向へ前記可動テーブルを移動させるための第２の駆動機構と、
前記可動テーブルが第２の方向へ移動するとき、前記可動テーブルと共に移動する第１の検出器と、
前記可動テーブルが第１の方向へ移動するとき、可動テーブルと共に移動する第２の検出器と、を備え、
前記第１の検出器は前記第１のスケールを検出し、前記第２の検出器は前記第２のスケールを検出するステージ装置を提案する。

上記構成によれば、移動の高速化および高応答化と、ステージ位置検出精度の高精度化を実現することが可能となる。

本発明の移動装置の実施態様の一例を示し、移動体が移動していない初期状態を示し、図１の図（ａ）は、本発明の移動装置を上から見るとともに移動体を透かして見た正面図であって、図（ｂ）は、図（ａ）の平面図であり、図（ｃ）は、図（ａ）の側面図である。（実施例１） 図１の状態から移動体を右方向（図１の図（ａ）を正面から見て右方向）に移動させた状態を示し、図（ａ）は、本発明の移動装置を上から見るとともに移動体を透かして見た正面図であって、図（ｂ）は、図（ａ）の平面図であり、図（ｃ）は、図（ａ）の側面図である。（実施例１） 図１の状態から移動体を前進方向（図２の図（ａ）を正面から見て上方向）に移動させた状態を示し、図（ａ）は、本発明の移動装置を上から見るとともに移動体を透かして見た正面図であって、図（ｂ）は、図（ａ）の平面図であり、図（ｃ）は、図（ａ）の側面図である。（実施例１） 本発明の移動装置の実施態様の一例を示し、移動体が移動していない初期状態を示し、図１の図（ａ）は、本発明の移動装置を上から見るとともに移動体を透かして見た正面図であって、図（ｂ）は、図（ａ）の平面図であり、図（ｃ）は、図（ａ）の側面図である。（実施例２） 本発明の透過穴付移動装置の実施態様の一例を示し、移動体が移動していない初期状態を示し、図１の図（ａ）は、本発明の移動装置を上から見るとともに移動体を透かして見た正面図であって、図（ｂ）は、図（ａ）の平面図であり、図（ｃ）は、図（ａ）の側面図である。（実施例３）

以下に説明する実施例は、ラマンナノポアＤＮＡシーケンサのような光学顕微鏡装置およびそれに適用可能な高精度ステージ装置に関するものである。

図１、図２、図３には、本発明の移動装置の実施態様の一例を示す。図１の図（ａ）は、本発明の移動装置を上から見るとともに移動体を透かして見た正面図であって、図（ｂ）は、図（ａ）の平面図であり、図（ｃ）は、図（ａ）の側面図である。図２には、図１の状態から移動体を右方向（図１の図（ａ）を正面から見て右方向）に移動させた状態を示す。図２の図（ａ）は、本発明の移動装置を上から見るとともに移動体を透かして見た正面図であって、図（ｂ）は、図（ａ）の平面図であり、図（ｃ）は、図（ａ）の側面図である。図３には、図１の状態から移動体を前進方向（図２の図（ａ）を正面から見て上方向）に移動させた状態を示す。図３の図（ａ）は、本発明の移動装置を上から見るとともに移動体を透かして見た正面図であって、図（ｂ）は、図（ａ）の平面図であり、図（ｃ）は、図（ａ）の側面図である。

図１、図２、図３に示す本発明の移動装置１は、ベース１０に対向するように移動体（可動テーブル）１１が配置されている。移動体（可動テーブル）１１は、物品を載置して移動する板状の物体であって、一般的にテーブルやステージ等と称される。移動体（可動テーブル）１１は、ベース１０の上で、第１軸１２ａの軸方向と第２軸１２ｂの軸方向に移動することで、第１軸１２ａと、その第１軸１２ａと交わる第２軸１２ｂとで構成される２次元平面１２に対して水平に移動する。また、その移動体１１には、その移動を、さらなる高速化、さらなる高応答化、または、位置決めのさらなる高精度化を実現させるために、軽量で高剛性の材質、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの各種の用途に合わせた材料を選定または組合せることもできる。

ベース１０と移動体１１の間には、移動体１１を第１軸１２ａの方向と第２軸１２ｂの方向にそれぞれ案内するとともにベース１０の上に支持するための移動体支持機構２０と、ベース１０に対して移動体１１を第１軸１２ａの方向に移動させるための回転モータ４０ａとボールねじ４１ａと、ベース１０に対して移動体１１を第２軸１２ｂの方向に移動させるための回転モータ４０ｂとボールねじ４１ｂと第１軸１２ａの方向に作用する力によりボールねじ軸を破壊しないための１軸案内２３と、を備えている。

そうしたベース１０に対して移動体１１を第１軸１２ａの方向と第２軸１２ｂの方向に移動させるためのリニア駆動機構は、回転モータとボールねじに限定されずに、リニアシリンダ機構、リニアピエゾモータ、リニアモータなど、その他、所定の軸方向に対象物を駆動できる機構であれば良い。また、図１、図２、図３の中の各回転モータ４０ａ、４０ｂと各ボールねじ４１ａ、４１ｂは、簡略的に図示されていて、これに限定されるものではない。

ここで、第１軸１２ａをＸ軸、そして、第２軸１２ｂをＹ軸と称しても良い。そして、その場合の２次元平面１２をＸＹ平面と称しても良い。なお、図１、図２、図３の移動装置では、２次元平面１２を構成する第１軸１２ａと第２軸１２ｂとが直交していることが好ましいが、それら軸が直交することに限定されない。第１軸１２ａと第２軸１２ｂは、それら２軸が同軸あるいは平行な軸でなければ、例えば、第１軸１２ａと第２軸１２ｂとが成す角度が４５度などであることを排除しない。

まず、移動体支持機構２０は、ベース１０の上部１０ａと移動体１１となるテーブル（以下、移動体を代表して可動テーブル１１と称する）の下部１１ｂのうちのいずれか一方に、第１軸１２ａに平行に複数の第１案内軸２１ａとなる第１ガイドレールが敷設され、他方に、第２軸１２ｂに平行に複数の第２案内軸２１ｂとなる第２ガイドレールが敷設されている。図１、図２、図３の移動装置１では、第１軸１２ａに沿って第１ガイドレール２１ａがベース１０の上面１０ａに敷設されて、第２軸１２ｂに沿って第２ガイドレール２１ｂが可動テーブル１１の下面１１ｂに敷設されて、移動装置１を上から下に向かって見て、第１ガイドレール２１ａと第２ガイドレールが２１ｂ十字状に敷設されている。ここで、図１の図（ｃ）に示すように、第２ガイドレール２１ｂは、可動テーブル１１の重心位置に対して対称な位置に敷設されても良い。また、図１の図（ｃ）に示すように第１ガイドレール２１ａは、可動テーブル１１が移動していない初期状態（例えば、図１の状態）において、可動テーブル１１の重心位置に対して対称な位置に敷設されても良い。また、第１ガイドレール２１ａと第２ガイドレール２１ｂは、図１、図２図３の移動装置１において、可動テーブル１１が移動する左右方向に第１ガイドレール２１ａ、可動テーブル１１が移動する前後方向に第２ガイドレール２１ｂを配置しているが、もちろん逆の配置であっても良い。

さらに、移動体支持機構２０は、第１ガイドレール２１ａと第２ガイドレール２１ｂの間に、一方で第１ガイドレール２１ａを受ける第１軸受２２ａと、他方に第２ガイドレール２１ｂを受ける第２軸受２２ｂとを有する複数の軸受ブロックからなるガイドブロック２２を備えることで、ベース１０に対して可動テーブル１１を第１軸１２ａの軸方向と第２軸１２ｂの軸方向に移動自在に支持している。また、移動体支持機構２０は、ベース１０に対して、可動テーブル１１が回転することを防止するとともに、可動テーブル１１が移動する水平方向（２次元平面１２）に対して垂直な方向（後述する第３軸１２ｃの軸方向）の振動も防止する。そうした構成の移動体支持機構２０では、ベース１０の材質と可動テーブル１１の材質とが異なる場合でも、各材質の熱膨張率が異なることによって発生すると考えられる僅かな熱変位をも、同じガイドレール２１を軸受けしているガイドブロック２２同士が自然に接近移動または離間移動することによって相殺されて、可動テーブル１１やその可動テーブル１１に載置される物品の位置決め精度を高精度に維持することができる。また、ガイドブロック２２は、第１軸受２２ａを有する部材と第２軸受２２ｂを有する部材を別々に用意して、それら部材同士を組み合わせたものでも良いし、１つの部材に第１軸受２２ａと第２軸受２２ｂを形成したものでも良い。また、ガイドブロック２２の軸受方式は、玉軸受や静圧軸受など、各種軸受を適宜用いれば良い。

そうした第１案内軸２１ａおよび第１軸受２２ａ、並びに、第２案内軸２１ｂおよび第２軸受２２ｂは、ガイドレールとガイドブロックに限定されずに、丸軸とガイドブッシュ、ボールスプライン機構、その他、凹溝の軸とガイドローラなど、所定の軸方向に対象物を案内できる機構であれば良い。また、図１ないし図３の中の各ガイドレール２１ａ、２１ｂと各ガイドブロック２２ａ、２２ｂは、簡略的に図示されていて、これに限定されるものではない。

そのような本発明の移動装置１は、ベース１０の上部１０ａに移動体支持機構２０を介して備えられる可動テーブル１１に対して、第１リニア駆動部４０ａと４１ａと第２リニア駆動部４０ｂと４１ｂによって、可動テーブル１１に第１軸１２ａの軸方向と第２軸１２ｂの軸方向の駆動力を付与するとともに、移動体支持機構２０の第１案内軸２１ａと第２案内軸２１ｂと、その両方を軸受けするガイドブロック２２によって、第１軸１２ａと第２軸１２ｂの軸方向に案内することで、第１軸１２ａと第２軸１２ｂから構成される２次元平面１２に対して、水平方向に可動テーブル１１を移動させる。

例えば、まず、図１に示す移動装置１は、可動テーブル１１を移動する前の初期状態である。それで、図２に示す移動装置１では、第１リニア駆動部４０ａと４１ａを駆動させて、駆動伝達部材４５を介して、移動体支持機構２０のガイドブロック２２を、図（ａ）や図（ｂ）の図面を正面に見て右方向に駆動させることで、可動テーブル１１を右方向に移動させている。このとき、第２リニア駆動部４０ｂと４１ｂは、第１リニア駆動部４０ａと４１ａの駆動力を逃がすために、１軸ガイド２３のガイドレール２４が可動テーブル１１と一緒に右方向に移動するように構成されている。

つぎに、図３に示す移動装置１では、第２リニア駆動部４０ｂと４１ｂを駆動させて、駆動伝達部材４４を介して、１軸ガイド２３を、図（ａ）や図（ｃ）の図面を正面に見て上方向、すなわち、前進方向に駆動させることで、可動テーブル１１を前に移動させている。このとき、第１リニア駆動部４０ａと４１ａは、駆動伝達部材４５を介して、移動体支持機構２０のガイドブロック２２に連結されており、可動テーブル１１を前に移動させているガイドレール２１ｂの動作を邪魔することはない。

したがって、本発明の移動装置１では、例えば、移動体支持機構２０のガイドブロック２２によって、第１軸１２ａの軸方向の推力を移動体１１となる可動テーブルに直接伝達することを可能にし、１軸ガイド２３によって、第２軸１２ｂの軸方向の推力を移動体１１となる可動テーブルに直接伝達することを可能にして、第１軸１２ａと第２軸１２ｂとで構成される２次元平面１２に対して、水平方向に可動テーブル１１を移動させることを可能にする。それで、本発明の移動装置１は、従来の移動装置に含まれていたサドル（中間ベース）を省くことができて、従来の移動装置に比べて、本発明の移動装置１の移動体１１を軽量にし、移動体１１の重心位置を低くすることを可能にする。また、本発明の移動装置１は、ベース１０にリニア駆動機構を取り付けるため、移動体１１の重量が軽くなることで駆動源を軽量化できる。また、本発明の移動装置１は、移動体１１が軽量化（質量ｍが最小化）されたことにより、数式１より、移動体１１の固有振動数を高く出来る。総じて本発明の移動装置１では、物品を載置して移動させる移動体１１の移動を高速化し、その移動を高応答化することができるとともに、移動体１１を移動させる際に発生する振動を抑制して、移動体１１およびその移動体１１に載置する物品の位置決め精度を高精度化することができる。

また、本発明の移動装置１は、ベース１０に対して第１軸１２ａの軸方向と第２軸１２ｂの軸方向に移動する可動テーブル１１の位置を検出する位置検出手段３０ａ、３１ａ、３０ｂ、３１ｂを備えて、位置検出手段３０ａ、３１ａ、３０ｂ、３１ｂで検出される位置情報をもとに図示省略される制御装置によって、第１リニア駆動部、第２リニア駆動部をフィードバック制御することで高精度化することができる。その制御装置は、数値制御装置であっても良い。その際に、本発明の移動装置１は、移動体１１となる可動テーブル１１の第１軸１２ａと平行に伸びる第１軸のスケール３０ａと、第２軸１２ｂと平行に伸びる第２軸のスケール３０ｂと、が可動テーブルの下部１１ｂに配置され、第１軸１２ａの軸方向に移動する位置を検出するための位置検出器３１ａと第２軸１２ｂの軸方向に移動する位置を検出するための位置検出手段３１ｂを備える。

例えば、図１に示す移動装置１は、可動テーブル１１を移動する前の初期状態である。それで、図２に示す移動装置１では、第１リニア駆動部４０ａと４１ａを駆動させて、駆動伝達部材４５を介して、移動体支持機構２０のガイドブロック２２を、図（ａ）や図（ｂ）の図面を正面に見て右方向に駆動させる際、位置検出器３１ｂは、駆動伝達部材４５に連結され、位置検出器３１ｂと第２軸のスケール３０ｂは左右方向の位置関係を保ったまま、右に移動する。その際、駆動伝達部材４４に連結されている位置検出器３１ａは第１軸１２ａ方向には動かず、可動テーブルの下部１１ｂに配置された第２軸のスケール３０ａは、可動テーブル１１とともに動き、その位置を位置検出器３１ａは検出できる。

つぎに、図３に示す移動装置１では、第２リニア駆動部４０ｂと４１ｂを駆動させて、駆動伝達部材４４を介して、１軸ガイド２３を、図（ａ）や図（ｃ）の図面を正面に見て上方向、すなわち、前進方向に駆動させる際、位置検出器３１ａは、駆動伝達部材４４に連結され、位置検出器３１ａと第１軸のスケール３０ａは上下方向の位置関係を保ったまま、前進方向に移動する。その際、駆動伝達部材４５に連結されている位置検出器３１ｂは第２軸１２ｂ方向には動かず、可動テーブルの下部１１ｂに配置された第２軸のスケール３０ｂは、可動テーブル１１とともに動き、その位置を位置検出器３１ｂは検出できる。

したがって、本発明の移動装置１は、第１軸のスケール３０ａと第２軸のスケール３０ｂを可動テーブルの下部１１ｂに配置することで、移動装置１の可動テーブル１１の位置のオフセットが可動テーブル１１の厚みのみになり、ピッチング姿勢によるアッべ誤差を除去できるので、位置決め精度の高い移動装置を実現できる。

図４は、本実施例におけるステージ装置の三面図である。図４において、図１と同じ番号で示される部材については、同様の構成・機能を有するため説明を省略する。

図４に示す本発明の移動装置１は、ベース１０に対向するように移動体（可動テーブル）１１が配置されている。移動体（可動テーブル）１１は、物品を載置して移動する板状の物体であって、一般的にテーブルやステージ等と称される。移動体（可動テーブル）１１は、ベース１０の上で、第１軸１２ａの軸方向と第２軸１２ｂの軸方向に移動することで、第１軸１２ａと、その第１軸１２ａと交わる第２軸１２ｂとで構成される２次元平面１２に対して水平に移動する。そのような移動体（可動テーブル）１１は、第１軸１２ａの軸方向に向かって左右対称の形状、または、第２軸１２ｂの軸方向に向かって左右対称の形状のいずれか一方または両方に形成されると良い。

複数のガイドブロック２２は、可動テーブル１１やその可動テーブル１１に載置する物品の荷重を分散するとともに、バランスを保持するために、水平面上に均等に配されると良い。

また、本発明の移動装置１は、ベース１０に対して第１軸１２ａの軸方向と第２軸１２ｂの軸方向に移動する可動テーブル１１の位置を検出する位置検出手段３０ａ、３１ａ、３０ｂ、３１ｂを備えて、位置検出手段３０ａ、３１ａ、３０ｂ、３１ｂで検出される位置情報をもとに図示省略される制御装置によって、第１リニア駆動部、第２リニア駆動部をフィードバック制御することで高精度化することができる。その制御装置は、数値制御装置であっても良い。その際に、本発明の移動装置１は、移動体１１となる可動テーブル１１の重心位置を通る軸で、かつ第１軸１２ａと平行に伸びる第１軸のスケール３０ａと、第２軸１２ｂと平行に伸びる第２軸のスケール３０ｂと、が可動テーブルの下部１１ｂに配置され、第１軸１２ａの軸方向に移動する位置を検出するための位置検出器３１ａと第２軸１２ｂの軸方向に移動する位置を検出するための位置検出手段３１ｂを備える。

例えば、図４に示す移動装置１は、可動テーブル１１を移動する前の初期状態である。それで、第１リニア駆動部４０ａと４１ａを駆動させて、駆動伝達部材４５を介して、移動体支持機構２０のガイドブロック２２を、図（ａ）や図（ｂ）の図面を正面に見て右方向に駆動させる際、位置検出器３１ｂは、駆動伝達部材４５に連結され、位置検出器３１ｂと第２軸のスケール３０ｂは左右方向の位置関係を保ったまま、右に移動する。その際、駆動伝達部材４４に連結されている位置検出器３１ａは第１軸１２ａ方向には動かず、可動テーブルの下部１１ｂに配置された第２軸のスケール３０ａは、可動テーブル１１とともに動き、その位置を位置検出器３１ａは検出できる。

つぎに、第２リニア駆動部４０ｂと４１ｂを駆動させて、駆動伝達部材４４を介して、１軸ガイド２３を、図（ａ）や図（ｃ）の図面を正面に見て上方向、すなわち、前進方向に駆動させる際、位置検出器３１ａは、駆動伝達部材４４に連結され、位置検出器３１ａと第１軸のスケール３０ａは上下方向の位置関係を保ったまま、前進方向に移動する。その際、駆動伝達部材４５に連結されている位置検出器３１ｂは第２軸１２ｂ方向には動かず、可動テーブルの下部１１ｂに配置された第２軸のスケール３０ｂは、可動テーブル１１とともに動き、その位置を位置検出器３１ｂは検出できる。

したがって、本発明の移動装置１は、第１軸のスケール３０ａと第２軸のスケール３０ｂを可動テーブルの下部１１ｂに配置することで、移動装置１の可動テーブル１１の位置のオフセットが可動テーブル１１の厚みのみになり、ピッチング姿勢によるアッべ誤差を除去でき、また移動体１１となる可動テーブル１１の重心位置を通る軸で、かつ第１軸１２ａと平行に伸びる第１軸のスケール３０ａと、第２軸１２ｂと平行に伸びる第２軸のスケール３０ｂと、を配置することで、ヨーイング姿勢によるアッベ誤差も除去できるので、さらに移動体支持機構に無用なモーメント力が作用することがなく、移動体の振動を抑制して、移動の高速化および高応答化と、移動体やその移動体に載置する物品の位置決めの高精度化とを両立させることが可能になる。

図５は、本実施例における透過穴付ステージ装置の三面図である。図５において、図１と同じ番号で示される部材については、同様の構成・機能を有するため説明を省略する。図１から追加されたものは、透過穴５０である。透過穴付ステージは、倒立型光学顕微鏡などで使用されている。一般に、透過穴付ステージは、移動体に載置する物品の直下に、位置を検出する位置検出手段を配置することができないため、高精度化難しい。

本発明の透過穴付移動装置１は、図４の実施例と同様に、第１軸のスケール３０ａと第２軸のスケール３０ｂを可動テーブルの下部１１ｂに配置することで、移動装置１の可動テーブル１１の位置のオフセットが可動テーブル１１の厚みのみになり、ピッチング姿勢によるアッべ誤差を除去でき、また移動体１１となる可動テーブル１１の重心位置を通る軸で、載置する物品から少しオフセットするが、第１軸１２ａと平行に伸びる第１軸のスケール３０ａと、第２軸１２ｂと平行に伸びる第２軸のスケール３０ｂと、を配置することで、ヨーイング姿勢によるアッベ誤差も最小限に除去できるので、移動体支持機構に無用なモーメント力が作用することがなく、移動体の振動を抑制して、移動の高速化および高応答化と、移動体やその移動体に載置する物品の位置決めの高精度化とを両立させることが可能になる。

なお、本発明のステージ装置は、光学顕微鏡だけではなく、ＳＥＭなどの電子顕微鏡にも適用することができる。

１ 移動装置
１０ ベース
１０ａ ベースの上部
１１ 移動体（可動テーブル）
１１ａ 移動体の上部
１１ｂ 移動体の下部
１２ 第１軸と第２軸からなる２次元平面
１２ａ 第１軸
１２ｂ 第２軸
１２ｃ 第３軸
２０ 移動体支持機構
２１ 案内軸（ガイドレール）
２１ａ 第１案内軸（第１ガイドレール）
２１ｂ 第２案内軸（第２ガイドレール）
２２ ガイドブロック
２２ａ ガイドブロックに形成される第１軸受
２２ｂ ガイドブロックに形成される第２軸受
２３ １軸案内
２４ １軸案内軸（ガイドレール）
２５ １軸ガイドブロック
３０ａ 第１位置検出ヘッド
３０ｂ 第２位置検出ヘッド
３１ａ 第１スケール
３１ｂ 第２スケール
４０ａ 第１回転モータ
４０ｂ 第２回転モータ
４１ａ 第１ボールねじユニット
４１ｂ 第２ボールねじユニット
４２ａ 第１ナット
４２ｂ 第２ナット
４３ａ 第１ねじ軸
４３ｂ 第２ねじ軸
５０ 透過穴
５１ 透過穴（ベース側）
５２ 透過穴（可動テーブル側）

Claims (16)

1. 可動テーブルと、
   前記可動テーブルの下方に設けられたベースと、
   第１の方向に延びて前記可動テーブルに配置された第１のスケールと、
   第１の方向とは異なる第２の方向に延びて前記可動テーブルに配置された第２のスケールと、
   第１の方向へ前記可動テーブルを移動させるための第１の駆動機構と、
   第２の方向へ前記可動テーブルを移動させるための第２の駆動機構と、
   前記可動テーブルが第２の方向へ移動するとき、前記可動テーブルと共に移動する第１の検出器と、
   前記可動テーブルが第１の方向へ移動するとき、可動テーブルと共に移動する第２の検出器と、を備え、
   前記第１の検出器は前記第１のスケールを検出し、前記第２の検出器は前記第２のスケールを検出することを特徴とするステージ装置。
2. 請求項１において、
   前記ベースに固定された第１方向に延びる第１のガイドレールと、
   前記可動テーブルに固定された第１方向に延びる第２のガイドレールと、
   前記可動テーブルに固定された第２方向に延びる第３のガイドレールと、を備えたことを特徴とするステージ装置。
3. 請求項２において、
   第１のガイドレールおよび第３のガイドレールに挟まれて位置し、両者にかみ合う第１のブロックを備えており、
   当該第１のブロックは、前記可動テーブルが第１の方向へ移動するとき、前記可動テーブルと一緒に移動することを特徴とするステージ装置。
4. 請求項２において、
   前記第２のガイドレールとかみ合う第２のブロックを備えており、
   当該第２のブロックは、前記可動テーブルが第２の方向へ移動するとき、前記第２のガイドレールと共に第２の方向へ移動することを特徴とするステージ装置。
5. 請求項３において、
   前記可動テーブルが第１の方向へ移動するとき、前記第１のブロックは前記第１のガイドレールに沿って移動することを特徴とするステージ装置。
6. 請求項２において、
   前記第１のガイドレールは前記ベースの４隅に一つずつ設けられていることを特徴とするステージ装置。
7. 請求項２において、
   前記第２のガイドレールは前記可動テーブルの４隅に一つずつ設けられていることを特徴とするステージ装置。
8. 請求項１において、
   前記第１の駆動機構は、回転モータとボールねじを備えていることを特徴とする、ステージ装置。
9. 請求項１において、
   前記第２の駆動機構は、回転モータとボールねじを備えていることを特徴とする、ステージ装置。
10. 請求項１において、
    前記第１のスケールおよび前記第２のスケールは前記可動テーブルの重心上を通る軸に配置されていることを特徴とする、ステージ装置。
11. 請求項１において、
    前記第１のスケールおよび前記第２のスケールは直交して配置されていることを特徴とする、ステージ装置。
12. 請求項１において、
    前記ベースおよび前記可動テーブルは透過穴を備えることを特徴とするステージ装置。
13. 請求項１において、
    前記第１の駆動機構はリニアモータを備えることを特徴とするステージ装置。
14. 請求項１において、
    前記第２の駆動機構はリニアモータを備えることを特徴とするステージ装置。
15. 前記可動テーブルを有するステージ機構と、前記可動テーブル上に固定されたデバイスと、前記デバイス上の観察サンプルのラマン散光を画像として撮像するための撮像手段と、前記画像を解析して塩基配列情報を検出する解析手段とを備えた、ラマンナノポアＤＮＡシーケンサであって、
    前記ステージ機構は、
    前記可動テーブルの下方に設けられたベースと、
    第１の方向に延びて前記可動テーブルに配置された第１のスケールと、
    第１の方向とは異なる第２の方向に延びて前記可動テーブルに配置された第２のスケールと、
    第１の方向へ可動テーブルを移動させるための第１の駆動機構と、
    第２の方向へ可動テーブルを移動させるための第２の駆動機構と、
    前記可動テーブルが第２の方向へ移動するとき、前記可動テーブルと共に移動する第１の検出器と、
    前記可動テーブルが第１の方向へ移動するとき、前記可動テーブルと共に移動する第２の検出器と、を備え、
    前記第１の検出器は前記第１のスケールを検出し、前記第２の検出器は前記第２のスケールを検出することを特徴とするラマンナノポアＤＮＡシーケンサ。
16. 可動テーブルを有するステージ機構と、前記可動テーブル上に固定されたデバイスと、前記デバイス上の観察サンプルを画像として撮像するための倒立顕微鏡システムと、を備えた、光学顕微鏡装置であって、
    前記ステージ機構は、
    前記可動テーブルの下方に設けられたベースと、
    第１の方向に延びて前記可動テーブルに配置された第１のスケールと、
    第１の方向とは異なる第２の方向に延びて前記可動テーブルに配置された第２のスケールと、
    第１の方向へ前記可動テーブルを移動させるための第１の駆動機構と、
    第２の方向へ前記可動テーブルを移動させるための第２の駆動機構と、
    可動テーブルが第２の方向へ移動するとき、可動テーブルと共に移動する第１の検出器と、
    可動テーブルが第１の方向へ移動するとき、可動テーブルと共に移動する第２の検出器と、を備え、
    第１の検出器は第１のスケールを検出し、第２の検出器は第２のスケールを検出することを特徴とすることを特徴とする光学顕微鏡装置。