JP2017040358A - エアステージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静圧気体軸受が３点支持されている場合において、一点側の静圧気体軸受の剛性の低下を抑えることができるエアステージ装置を提供することを目的とする。【解決手段】定盤と、第１の支持部材、第２の支持部材および第３の支持部材を介して定盤の上に設けられ第１の領域と第２の領域とを有するステージベース部と、ステージベース部の上に設けられ移動体とガイド部とを有する静圧気体軸受と、移動体が移動したときに第２の領域と定盤との間の間隔の変化量が第１の領域と定盤との間の間隔の変化量よりも大きくなることを抑制するたわみ抑制部と、を備え、第１の支持部材、第２の支持部材および第３の支持部材は、定盤とステージベース部との間において互いに離間した３箇所においてステージベース部を支持し、定盤とステージベース部との間には、空間が存在することを特徴とするエアステージ装置が提供される。【選択図】図１

Description

本発明の態様は、一般的に、エアステージ装置に関する。

エアステージ装置は、例えば、半導体や液晶用の露光装置、及び検査装置や、高精度形状測定装置などに用いられる。半導体をメインとする超精密分野では、デバイスのスループットの向上やデバイスのコストダウンを図るため、半導体ウェーハのサイズアップが求められている。また、回路線幅の微細化が求められている。そのため、検査装置などは、従来の検査装置などと比較して、大きい光学系を搭載する必要がある。これにより、検査装置などは、大きくなる傾向にある。

エアステージ装置は、一般的に、定盤と、静圧気体軸受と、を備える。静圧気体軸受は、一般的に、定盤上に締結固定されたガイド部（固定子）と、ガイド部上を滑走する移動体（可動子）と、を有する。検査装置などが大きくなる傾向にあるため、エアステージ装置の定盤のサイズは、大きくなる傾向にある。しかし、定盤のサイズが大きくなると、定盤の面（基準面）の精度が、相対的に小さいサイズの定盤と比較して低下しやすい。静圧気体軸受のガイド部は定盤に固定されているため、定盤の面の精度が、ガイド部の精度に影響を及ぼし、移動体を有するステージの精度に影響を及ぼすという問題がある。

定盤の精度がステージの精度に及ぼす影響を抑える手段のひとつとして、一般的に、静圧気体軸受を定盤上に３点支持する手段が挙げられる。しかし、静圧気体軸受を定盤上に３点支持すると、一点側の静圧気体軸受の剛性が低下しやすいという問題がある。

半導体ウェーハのサイズアップによりエアステージ装置に搭載される物の重量が増加し、また、デバイスのスループットの向上のためにステージの加速度が高くなっている。そのため、一点側の静圧気体軸受の剛性の低下が、より顕著になってきている。さらに、回路線幅が微細化しているため、より高いステージの精度が求められている。そのため、一点側の静圧気体軸受の剛性の低下がエアステージ装置の性能に及ぼす影響は、無視できなくなっている。

一点側の静圧気体軸受の剛性の低下に対して、例えば、静圧気体軸受を支持する部材の厚さをより厚くする手段などが考えられる。しかし、検査装置などの光学系の設計などによりエアステージ装置の高さに制約がある場合には、静圧気体軸受を支持する部材の厚さを厚くすることができない。

特開２０１０−３８２３９号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、静圧気体軸受が３点支持されている場合において、一点側の静圧気体軸受の剛性の低下を抑えることができるエアステージ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、定盤と、第１の支持部材、第２の支持部材および第３の支持部材を介して前記定盤の上に設けられ、前記第２の支持部材の一部と前記第３の支持部材の一部とを結ぶ第１の仮想線と、前記第１の支持部材の一部を通り前記第１の仮想線と平行な第２の仮想線と、の間の第１の領域と、前記第１の領域以外の第２の領域と、を有するステージベース部と、前記ステージベース部の上に設けられ、移動体と、前記移動体と対向する位置に設けられたガイド部と、を有する静圧気体軸受と、前記移動体が移動したときに、前記第２の領域と前記定盤との間の間隔の変化量が前記第１の領域と前記定盤との間の間隔の変化量よりも大きくなることを抑制するたわみ抑制部と、を備え、前記第１の支持部材、前記第２の支持部材および前記第３の支持部材は、前記定盤と前記ステージベース部との間において互いに離間した３箇所において前記ステージベース部を支持し、前記定盤と前記ステージベース部との間には、空間が存在することを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、ステージベース部が３箇所の支持点で定盤上に支持されている場合において、移動体が移動したときのステージベース部の変形が抑制される。これにより、一点側の静圧気体軸受の剛性の低下を抑えることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記たわみ抑制部は、前記第１の支持部材が設けられた位置よりも外側の位置に設けられたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみを抑制することができる。

第３の発明は、第１または２の発明において、前記ガイド部は、複数設けられ、前記前記ガイド部のうちの少なくとも一部よりも外側に設けられたことを特徴とするエアステージ装置である。

複数のガイド部が設けられた場合には、ステージベース部の変形が、単数のガイド部が設けられた場合と比較して大きくなることがある。このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部は、前記ステージベース部の側面および前記ステージベース部の底面の少なくともいずれかと、前記定盤と、に固定されたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部は、前記第１の仮想線と前記第２の仮想線との間の中間に位置する中心線からみて前記第１の支持部材の側に設けられたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができる。

第６の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部は、複数設けられたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができる。

第７の発明は、第１〜６のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部は、前記第２の仮想線の上に存在することを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができる。

第８の発明は、第１〜６のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部は、前記第２の仮想線からみて前記第１の仮想線とは反対の側に設けられたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができる。

第９の発明は、第１〜６のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部は、前記第２の仮想線からみて前記第１の仮想線の側に設けられたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができる。

第１０の発明は、第１〜９のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部は、前記第１の支持部材の一部を通り前記第２の仮想線と直行する第３の仮想線の両側に設けられたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができる。

第１１の発明は、第１〜１０のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部の剛性は、前記第１の支持部材の剛性、前記第２の支持部材の剛性および前記第３の支持部材の剛性よりも低いことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができるとともに、第１の支持部材の剛性、第２の支持部材の剛性および第３の支持部材は、ステージベース部をより安定的に支持することができる。

第１２の発明は、第１１の発明において、前記たわみ抑制部の剛性は、前記第１の支持部材の剛性、前記第２の支持部材の剛性および前記第３の支持部材の剛性のそれぞれの剛性の３％以上であることを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、移動体が移動したときのステージベース部のたわみをより抑制することができるとともに、たわみ抑制部が支持点となり、５点支持やたわみ抑制部を含む３点支持となって、元の３点支持を崩してしまうことを抑制することができる。第１の支持部材と第２の支持部材と第３の支持部材とによって、ステージベース部を安定して３点支持することができる。

第１３の発明は、第１１または１２の発明において、前記たわみ抑制部は、第１固定部と第２固定部とを有し、前記第１固定部は、前記定盤の上面に対して平行な方向に延び、前記定盤及び前記ステージベース部の一方に固定され、前記第２固定部は、前記第１固定部に接続され、前記定盤の前記上面に対して垂直な方向に延び、前記定盤及び前記ステージベース部の他方に固定され、前記第２固定部の前記第１固定部との接続部分を前記上面に投影した面積は、前記第１の支持部材、前記第２の支持部材および前記第３の支持部材のそれぞれの前記上面との接触部を前記上面に投影した面積よりも小さいことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、たわみ抑制部の剛性を、第１の支持部材の剛性、第２の支持部材の剛性および第３の支持部材の剛性よりも低くしやすくすることができる。

第１４の発明は、第１〜１３の発明のいずれか１つにおいて、前記たわみ抑制部は、第１固定部と第２固定部とを有し、前記第１固定部は、前記定盤の上面に対して平行な方向に延び、締結部材を介して締結されることにより、前記定盤及び前記ステージベース部の一方に固定され、前記第２固定部は、前記第１固定部に接続され、前記定盤の前記上面に対して垂直な方向に延び、締結部材を介して締結されることにより、前記定盤及び前記ステージベース部の他方に固定され、前記第１固定部が前記締結部材によって締結される第１締結位置、及び前記第２固定部が前記締結部材によって締結される第２締結位置のそれぞれは、前記第１固定部と前記第２固定部との接続部分から離間していることを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、たわみ抑制部の剛性を、第１の支持部材の剛性、第２の支持部材の剛性および第３の支持部材の剛性よりも低くしやすくすることができる。

第１５の発明は、第１４の発明において、前記第１固定部は、前記定盤と前記ステージベース部との間に設けられることを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、たわみ抑制部の剛性を、第１の支持部材の剛性、第２の支持部材の剛性および第３の支持部材の剛性よりもより低くしやすくすることができる。

第１６の発明は、第１５の発明において、前記第１固定部から前記第２締結位置までの距離は、前記第１固定部から前記定盤及び前記ステージベース部の前記他方までの距離よりも長いことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、たわみ抑制部の剛性を、第１の支持部材の剛性、第２の支持部材の剛性および第３の支持部材の剛性よりもより低くしやすくすることができる。

第１７の発明は、第１４〜１６の発明のいずれか１つにおいて、前記第１締結位置と前記接続部分との間の距離は、前記第２締結位置と前記接続部分との間の距離よりも長いことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、たわみ抑制部の剛性を、第１の支持部材の剛性、第２の支持部材の剛性および第３の支持部材の剛性よりもより低くしやすくすることができる。

第１８の発明は、第１〜１７のいずれか１つの発明において、前記たわみ抑制部と、前記定盤と、の間、および前記たわみ抑制部と、前記ステージベース部と、の間の少なくともいずれかに設けられた第１の介在部材をさらに備えたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、締結によるねじれを低減し、エアステージ装置の精度に及ぼす影響を低減することができる。

第１９の発明は、第１８の発明において、前記第１の介在部材は、凹面を有する第１の曲面体と、凸面を有する第２の曲面体と、を有することを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、締結によるねじれを低減し、エアステージ装置の精度に及ぼす影響を低減することができる。

第２０の発明は、第１９の発明において、前記凹面の曲率半径は、前記凸面の曲率半径と同じであることを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、凹面と凸面との間の接触形態は、面接触である。曲面に合わせて第１の介在部材の角度を変えることができるため、締結によるねじれを低減し、エアステージ装置の精度に及ぼす影響を低減することができる。

第２１の発明は、第１９の発明において、前記凹面の曲率半径は、前記凸面の曲率半径よりも小さいことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、凹面と凸面との間の接触形態は、凹面の縁部が凸面と接触する線接触である。曲面に合わせて第１の介在部材の角度を変えることができるため、締結によるねじれを低減し、エアステージ装置の精度に及ぼす影響を低減することができる。

第２２の発明は、第１９の発明において、前記凹面の曲率半径は、前記凸面の曲率半径よりも大きいことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、凹面と凸面との間の接触形態は、点接触である。曲面に合わせて第１の介在部材の角度を変えることができるため、締結によるねじれを低減し、エアステージ装置の精度に及ぼす影響を低減することができる。

第２３の発明は、第１９〜２２のいずれか１つの発明において、前記凹面は、球面であり、前記凸面は、球面であることを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、定盤とステージベース部との取付角度が多少ずれたときでも強固に固定することができる。定盤とステージベース部との間のねじれを低減し、エアステージ装置の精度に及ぼす影響を低減することができる。

第２４の発明は、第１〜２３のいずれか１つの発明において、前記第１の支持部材、前記第２の支持部材および前記第３の支持部材の少なくともいずれかは、前記定盤に対する前記ステージベース部の傾きを吸収する第２の介在部材を有することを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、定盤とステージベース部との間のねじれを低減し、エアステージ装置の精度に及ぼす影響を低減することができる。

第２５の発明は、第２４の発明において、前記ステージベース部は、前記第２の介在部材を介して前記定盤に固定されたことを特徴とするエアステージ装置である。

このエアステージ装置によれば、ステージベース部を３箇所で支持するときに、定盤の精度がエアステージ装置の精度に及ぼす影響を低減することができる。また、ステージベース部を第２の介在部材を介して定盤に固定することで、固定しない場合と比較して、３箇所で支持する部分が安定する。

本発明の態様によれば、静圧気体軸受が３点支持されている場合において、一点側の静圧気体軸受の剛性の低下を抑えることができるエアステージ装置が提供される。

本発明の実施の形態にかかるエアステージ装置を表す模式的斜視図である。 図１に表した領域Ａ１を拡大した模式的拡大図である。 本実施形態の支持部材の設置形態の具体例を表す模式的斜視図である。 本実施形態の支持部材の設置形態の他の具体例を表す模式的斜視図である。 本実施形態の支持部材を説明する模式図である。 本実施形態の他の支持部材を説明する模式図である。 本実施形態の介在部材の具体例を表す模式的断面図である。 本実施形態の条件を説明する模式的斜視図である。 本実施形態における支持位置を表す模式的斜視図である。 本実施形態における他の支持位置を表す模式的斜視図である。 本実施形態におけるたわみ抑制部のモデルを表す模式的斜視図である。 本実施形態における移動体にかかる負荷と移動体の剛性と支持部材の剛性を表す表である。 本実施形態における各部材の物性値を表す表である。 図９に表した支持形態のときのエアステージ装置の変位量を表す模式的斜視図である。 図９に表した支持形態のときのエアステージ装置の振動モードを表す模式的斜視図である。 図１０に表した支持形態のときのエアステージ装置の変位量を表す模式的斜視図である。 図１０に表した支持形態のときのエアステージ装置の振動モードを表す模式的斜視図である。 図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、エアステージ装置の変位量のシミュレーション結果の一例を模式的に表す斜視図である。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、エアステージ装置の振動モードのシミュレーション結果の一例を模式的に表す斜視図である。 エアステージ装置のシミュレーション結果の一例を模式的に表す表である。 エアステージ装置の一部を模式的に表す側面図である。 本実施形態のたわみ抑制部の設置形態の変形例を例示する模式的断面図である。 図２３（ａ）〜図２３（ｄ）は、エアステージ装置の一部を模式的に表す側面図である。 図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、エアステージ装置の一部を模式的に表す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかるエアステージ装置を表す模式的斜視図である。

本実施形態にかかるエアステージ装置１００は、定盤１１０と、ステージベース部１２０と、静圧気体軸受１４０と、たわみ抑制部１３０と、を備える。
ステージベース部１２０は、支持部材（図３および図４参照）を介して定盤１１０の上面（基準面）１１１に設けられている。支持部材の詳細については、後述する。ステージベース部１２０の材料としては、例えばセラミックなどが挙げられる。

静圧気体軸受１４０は、ステージベース部１２０の上に設けられ、ガイド部１５０と、ステージ１６０と、を有する。ステージ１６０は、移動体１６１と、連結体１６３と、を有する。図１に表した静圧気体軸受１４０は、２つのガイド部１５０と、２つの移動体１６１と、を有する。一方の移動体１６１は、一方のガイド部１５０と対向する位置に設けられている。他方の移動体１６１は、他方のガイド部１５０と対向する位置に設けられている。連結体１６３は、２つの移動体１６１の上に設けられ、２つの移動体１６１を連結している。静圧気体軸受１４０は、ガイド部１５０と移動体１６１との間に加圧気体（例えば、空気）を送り込み、移動体１６１をガイド部１５０から浮上させた非接触型の軸受（例えば、エアスライド）である。

ガイド部１５０は、ステージベース部１２０の上に設けられ、移動体１６１の移動方向を１軸方向に規制する。すなわち、ガイド部１５０は、移動体１６１を１軸方向に案内するガイドの役目を果たす。本実施形態では、移動体１６１が移動する１軸方向を軸方向Ｄ１ということにする。ガイド部１５０は、セラミック製の上部材１５１と、セラミック製の下部材１５２と、を有する。上部材１５１及び下部材１５２は、軸方向Ｄ１に延在する。

上部材１５１の外形は、軸方向Ｄ１に延びた例えば直方体である。上部材１５１の上面は、移動体１６１と対向する面である。下部材１５２の外形は、軸方向Ｄ１に延びた例えば直方体である。上部材１５１は、下部材１５２と係合している。すなわち、上部材１５１は、下部材１５２と接触した状態で固定されている。上部材１５１は、例えばネジやボルトなどの図示しない締結部材により下部材１５２と締結結合されている。

下部材１５２は、ステージベース部１２０に固定されている。下部材１５２がステージベース部１２０に固定されることで、静圧気体軸受１４０の全体がステージベース部１２０および支持部材（図３および図４参照）を介して定盤１１０を基準として固定されている。静圧気体軸受１４０において、ガイド部１５０は、軸方向Ｄ１にみて例えばＴ型になっている。すなわち、図１に表したように、軸方向Ｄ１に垂直な方向であって定盤１１０の上面１１１に沿った方向（横方向Ｄ２）において、上部材１５１の寸法は、下部材１５２の寸法よりも大きい。上部材１５１を軸方向Ｄ１にみたときの中心は、下部材１５２を軸方向Ｄ１にみたときの中心と一致している。これにより、ガイド部１５０は、Ｔ型に設けられている。

移動体１６１は、ガイド部１５０の軸方向Ｄ１に移動可能に配設されている。移動体１６１は、例えば、第１部分１６１ａと、第２部分１６１ｂと、第３部分１６１ｃと、を有する。第１部分１６１ａ、第２部分１６１ｂ及び第３部分１６１ｃは、例えばセラミック製である。

第１部分１６１ａは、ガイド部１５０の上部材１５１の上側に設けられている。第３部分１６１ｃは、ガイド部１５０の上部材１５１の下側に設けられている。第２部分１６１ｂは、第１部分１６１ａと第３部分１６１ｃとの間に設けられている。第２部分１６１ｂは、ガイド部１５０の上部材１５１の側面側に設けられている。第２部分１６１ｂの厚さは、上部材１５１の厚さよりも僅かに厚い。

このような構造により、移動体１６１は、下部材１５２よりも横方向Ｄ２に張り出した上部材１５１の部分を囲むように配設されている。移動体１６１と、ガイド部１５０の上部材１５１と、の間には、僅かな隙間が設けられる。この隙間に気体が送り込まれることで、移動体１６１は、ガイド部１５０から浮上して、非接触型の軸受としてスライド可能になる。

ステージ１６０の軸方向Ｄ１の一端１６０ａは、ガイド部１５０の軸方向Ｄ１の一端１５０ａと略面一になる位置まで移動する。また、ステージ１６０の軸方向Ｄ１の他端１６０ｂは、ガイド部１５０の軸方向Ｄ１の他端１５０ｂと略面一になる位置まで移動する。このように、ステージ１６０の軸方向Ｄ１の可動範囲ＭＲは、ガイド部１５０の軸方向Ｄ１の長さと実質的に同じである。静圧気体軸受１４０は、ガイド部１５０の軸方向Ｄ１の長さと実質的に同じ長さの可動範囲ＭＲ内においてステージ１６０をスライド移動させる。ステージ１６０は、軸方向Ｄ１において、ガイド部１５０の長さのフルストロークに移動可能である。

ステージ１６０の上には、例えばウェーハ２１１やミラー２１３などの搭載物２１０が搭載される。
たわみ抑制部１３０は、定盤１１０とステージベース部１２０とに固定されている。

図２は、図１に表した領域Ａ１を拡大した模式的拡大図である。
図３は、本実施形態の支持部材の設置形態の具体例を表す模式的斜視図である。
図４は、本実施形態の支持部材の設置形態の他の具体例を表す模式的斜視図である。
図３および図４は、ステージベース部１２０の下面を定盤１１０の側からみた模式的斜視図であり、説明の便宜上、定盤１１０を省略している。

図３および図４に表したように、ステージベース部１２０は、第１の支持部材１８０ａと、第２の支持部材１８０ｂと、第３の支持部材１８０ｃと、を介して定盤１１０の上面１１１に設けられている。第１の支持部材１８０ａは、第２の支持部材１８０ｂおよび第３の支持部材１８０ｃと離間している。第２の支持部材１８０ｂは、第３の支持部材１８０ｃと離間している。つまり、ステージベース部１２０は、互いに離間した３箇所において定盤１１０の上に支持されている。たわみ抑制部１３０の剛性は、第１の支持部材１８０ａの剛性、第２の支持部材１８０ｂの剛性および第３の支持部材１８０ｃの剛性よりも低い。

図３に表した具体例では、第２の支持部材１８０ｂの一部と第３の支持部材１８０ｃの一部とを結ぶ第１の仮想線Ｌ１は、移動体１６１が移動する方向（軸方向Ｄ１）と略垂直である。
図４に表した具体例では、第２の支持部材１８０ｂの一部と第３の支持部材１８０ｃの一部とを結ぶ第１の仮想線Ｌ１は、移動体１６１が移動する方向（軸方向Ｄ１）と略平行である。

ここで、半導体をメインとする超精密分野では、ウェーハ２１１のサイズアップが求められている。ウェーハ２１１のサイズアップによりエアステージ装置１００に搭載される搭載物２１０の重量が増加し、また、デバイスのスループットの向上のためにステージ１６０の加速度が高くなっている。そのため、３箇所の支持点のうちの一点側のステージベース部の剛性の低下が、より顕著になってきている。さらに、回路線幅が微細化しているため、より高いエアステージ装置１００の精度が求められている。そのため、３箇所の支持点のうちの一点側のステージベース部の剛性の低下がエアステージ装置の性能に及ぼす影響は、無視できなくなっている。

本願明細書において「一点側」とは、３箇所の支持点のうちの任意の２箇所の支持点を結んだ仮想線が移動体１６１が移動する方向（軸方向Ｄ１）と略垂直または略平行となる場合において、その任意の２箇所の支持点とは異なる他の１箇所の支持点をいう。
あるいは、本願明細書において「一点側」とは、３箇所の支持点を結んだ線が二等辺三角形を形成する場合において、その二等辺三角形の頂点に位置する支持点をいう。
図３および図４に表した具体例では、第１の支持部材１８０ａが一点側の支持部材に相当する。

これに対して、本実施形態にかかるエアステージ装置１００は、たわみ抑制部１３０を備える。図２に表したように、たわみ抑制部１３０は、定盤１１０とステージベース部１２０とに固定され、移動体１６１が移動したときの一点側のステージベース部１２０の変位を抑制する。

図２に表した例では、たわみ抑制部１３０は、第１固定部１３１と、第２固定部１３２と、を有する。第１固定部１３１は、定盤１１０の上面１１１に対して平行な方向に延び、定盤１１０に固定される。第２固定部１３２は、第１固定部１３１に接続され、定盤１１０の上面１１１に対して垂直な方向に延び、ステージベース部１２０に固定される。第１固定部１３１及び第２固定部１３２は、例えば、板状である。すなわち、たわみ抑制部１３０は、例えば、略Ｌ字状に屈曲した板状である。撓み抑制部１３０の形状は、これに限ることなく、定盤１１０及びステージベース部１２０に固定可能な任意の形状でよい。なお、「方向に延びる」とは、その方向に完全に一致する場合に限ることなく、少なくともその方向に延びる成分を有していればよい。第１固定部１３１及び第２固定部１３２は、上面１１１に対して傾斜していてもよい。たわみ抑制部１３０は、第１固定部１３１と、第２固定部１３２と、が互いに２分割されている部材でもよい。第１固定部１３１には、孔１３５が設けられている。孔１３５は、円形の孔ではなく、孔の形が長手方向を有するいわゆる長孔である。第２固定部１３２には、孔１３６が設けられている。図２に表した例では、２つの孔１３６が第２固定部１３２に設けられている。孔１３６は、円形の孔ではなく、孔の形が長手方向を有するいわゆる長孔である。

たわみ抑制部１３０は、例えばネジやボルトなどの図示しない締結部材が孔１３５を通して定盤１１０に締結されることにより、介在部材１７０（第１の介在部材）を介して定盤１１０の上面１１１に固定されている。また、たわみ抑制部１３０は、例えばネジやボルトなどの図示しない締結部材が孔１３６を通してステージベース部１２０に締結されることにより、ステージベース部１２０の側面１２１に固定されている。介在部材１７０の詳細については、後述する。

なお、図２に表した例では、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０と、定盤１１０の上面１１１と、の間に設けられている。但し、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０と、ステージベース部１２０の側面１２１と、の間に設けられていてもよい。あるいは、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０と定盤１１０の上面１１１との間、およびたわみ抑制部１３０とステージベース部１２０の側面１２１との間に設けられていてもよい。つまり、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０と定盤１１０の上面１１１との間、およびたわみ抑制部１３０とステージベース部１２０の側面１２１との間の少なくともいずれかに設けられている。

このように、本実施形態のたわみ抑制部１３０は、第１の支持部材１８０ａが設けられた位置よりも外側の位置に設けられている。また、図３に表した具体例では、たわみ抑制部１３０は、ガイド部１５０の下部材１５２よりも外側に設けられている。図４に表した具体例では、たわみ抑制部１３０は、ガイド部１５０よりも外側に設けられている。つまり、本実施形態のたわみ抑制部１３０は、ガイド部１５０のうちの少なくとも一部よりも外側に設けられている。

図３および図４に表したように、ステージベース部１２０は、第１の領域Ａ１１と、第２の領域Ａ１２と、を有する。第１の領域Ａ１１は、ステージベース部１２０の領域のうちで、第１の仮想線Ｌ１と、第２の仮想線Ｌ２と、の間の領域である。第２の仮想線Ｌ２は、第１の支持部材１８０ａの一部を通り第１の仮想線Ｌ１と平行である。第２の領域Ａ１２は、ステージベース部１２０の領域のうちで、第１の仮想線Ｌ１と、第２の仮想線Ｌ２と、の間の領域以外の領域である。言い換えれば、第２の領域Ａ１２は、ステージベース部１２０の領域のうちで、第１の領域Ａ１１以外の領域である。第２の領域Ａ１２は、第１の仮想線Ｌ１からみて第１の領域Ａ１１とは反対側の領域と、第２の仮想線Ｌ２からみて第１の領域Ａ１１とは反対側の領域と、を有する。

ステージベース部１２０は、第１の支持部材１８０ａと、第２の支持部材１８０ｂと、第３の支持部材１８０ｃと、により定盤１１０の上に支持されている。そのため、定盤１１０と、ステージベース部１２０と、の間には、空間あるいは隙間が存在する。前述したように、ステージベース部が３箇所の支持点で定盤上に支持されている場合において、３箇所の支持点のうちの一点側のステージベース部の剛性の低下がエアステージ装置の性能に及ぼす影響は、無視できなくなっている。

より具体的に説明すると、移動体１６１が移動すると、定盤１１０と、ステージベース部１２０と、の間の間隔（隙間の寸法）が変化する。移動体１６１が移動したときにおいて、ステージベース部１２０の第２の領域Ａ１２と定盤１１０との間の間隔の変化量は、ステージベース部１２０の第１の領域Ａ１１と定盤１１０との間の間隔の変化量よりも大きい。これに対して、本実施形態のたわみ抑制部１３０は、移動体１６１が移動したときにおいて、ステージベース部１２０の第２の領域Ａ１２と定盤１１０との間の間隔の変化量がステージベース部１２０の第１の領域Ａ１１と定盤１１０との間の間隔の変化量よりも大きくなることを抑制する。

本実施形態によれば、ステージベース部１２０が３箇所の支持点で定盤１１０上に支持されている場合において、移動体１６１が移動したときのステージベース部１２０の変形が抑制される。

また、たわみ抑制部１３０は、第１の仮想線Ｌ１と第２の仮想線Ｌ２との間の中間に位置する中心線Ｃ１からみて第１の支持部材１８０ａの側に設けられている。これにより、たわみ抑制部１３０は、中心線Ｃ１からみて第１の支持部材１８０ａの側（一点側）のステージベース部１２０のたわみをより抑制することができる。

図３および図４に表したように、たわみ抑制部１３０の一部は、第２の仮想線Ｌ２の上に設けられている。言い換えれば、第２の仮想線Ｌ２は、第１の支持部材１８０ａの一部と、たわみ抑制部１３０の一部と、を通る。
これにより、たわみ抑制部１３０は、移動体１６１が移動したときのステージベース部１２０のたわみをより抑制することができる。

図３および図４に表した具体例では、２個のたわみ抑制部１３０が定盤１１０とステージベース部１２０とに固定されている。このように、複数のたわみ抑制部１３０が設けられている場合には、１個のたわみ抑制部１３０が設けられた場合と比較して、移動体１６１が移動したときのステージベース部１２０のたわみがより抑制される。

図３および図４に表した二点鎖線のたわみ抑制部１３０ａのように、たわみ抑制部１３０ａは、第１の領域Ａ１１に設けられていてもよい。言い換えれば、たわみ抑制部１３０ａは、第２の仮想線Ｌ２からみて第１の仮想線Ｌ１とは反対側に設けられていてもよい。この場合においても、たわみ抑制部１３０ａは、移動体１６１が移動したときのステージベース部１２０のたわみをより抑制することができる。

あるいは、図３および図４に表した二点鎖線のたわみ抑制部１３０ｂのように、たわみ抑制部１３０ｂは、第２の領域Ａ１２に設けられていてもよい。言い換えれば、たわみ抑制部１３０ｂは、第２の仮想線Ｌ２からみて第１の仮想線Ｌ１の側に設けられていてもよい。この場合においても、たわみ抑制部１３０ｂは、移動体１６１が移動したときのステージベース部１２０のたわみをより抑制することができる。

第１の支持部材１８０ａの一部を通り第２の仮想線Ｌ２と直交する線を、第３の仮想線Ｌ３とする。このときに、たわみ抑制部１３０は、第３の仮想線Ｌ３からみて両側のステージベース部１２０の側面１２１に固定されている。
これにより、たわみ抑制部１３０は、移動体１６１が移動したときのステージベース部１２０のたわみをより抑制することができる。

図３および図４に表した具体例のように、複数のガイド部１５０が設けられた場合には、ステージベース部１２０の変形が、単数のガイド部１５０が設けられた場合と比較して大きくなることがある。これに対して、前述したように、本実施形態のたわみ抑制部１３０は、ガイド部１５０のうちの少なくとも一部よりも外側に設けられている。
これにより、たわみ抑制部１３０は、移動体１６１が移動したときのステージベース部１２０のたわみをより抑制することができる。

本実施形態の支持部材（第１の支持部材１８０ａ、第２の支持部材１８０ｂおよび第３の支持部材１８０ｃ）および介在部材について、図面を参照しつつさらに説明する。
図５は、本実施形態の支持部材を説明する模式図である。
図６は、本実施形態の他の支持部材を説明する模式図である。
図７は、本実施形態の介在部材の具体例を表す模式的断面図である。

図５（ａ）および図６（ａ）は、ステージベース部１２０の上面に対して垂直方向にみたときの模式的平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に表した切断面Ａ１−Ａ１における模式的断面図である。図５（ｃ）は、図５（ｂ）に表した領域Ａ３を拡大した模式的拡大図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に表した切断面Ａ２−Ａ２における模式的断面図である。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に表した領域Ａ５を拡大した模式的拡大図である。

ここでは、図３に関して前述した支持部材の設置形態を例に挙げ、本実施形態の支持部材について説明する。
ステージベース部１２０は、第１の支持部材１８０ａと、第２の支持部材１８０ｂと、第３の支持部材１８０ｃと、を介して定盤１１０の上面１１１に設けられている。第２の支持部材１８０ｂおよび第３の支持部材１８０ｃの構造は、第１の支持部材１８０ａの構造と同様である。第２の支持部材１８０ｂおよび第３の支持部材１８０ｃの周辺の構造は、第１の支持部材１８０ａの周辺の構造と同様である。そのため、ここでは、第１の支持部材１８０ａを例に挙げ、第１の支持部材１８０ａ構造およびその周辺の構造について説明する。

図５（ａ）〜図５（ｃ）に表した具体例では、第１の支持部材１８０ａは、介在部材１８１（第２の介在部材）を有する。介在部材１８１は、定盤１１０の上面１１１に対するステージベース部１２０の底面１２３の傾きを吸収する。介在部材１８１の材料としては、セラミックや金属などが挙げられる。なお、第１の支持部材１８０ａ、第２の支持部材１８０ｂおよび第３の支持部材１８０ｃの少なくともいずれかが介在部材１８１を有していてもよい。

図６（ａ）〜図６（ｃ）に表した具体例では、第１の支持部材１８０ａは、介在部材１８１と、支持体１８７と、を有する。介在部材１８１は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に表した具体例の介在部材１８１と同様である。支持体１８７の材料としては、例えばセラミックや金属などが挙げられる。図６（ａ）〜図６（ｃ）に表した具体例では、２つの介在部材１８１が設けられている。支持体１８７は、一方の介在部材１８１と、他方の介在部材１８１と、の間に設けられている。

より具体的に説明すると、一方の介在部材１８１は、定盤１１０の上面１１１と接触した状態で設けられている。一方の介在部材１８１は、定盤１１０と支持体１８７との間に設けられている。他方の介在部材１８１は、ステージベース部１２０の底面１２３と接触した状態で設けられている。他方の介在部材１８１は、ステージベース部１２０と支持体１８７との間に設けられている。なお、第１の支持部材１８０ａ、第２の支持部材１８０ｂおよび第３の支持部材１８０ｃの少なくともいずれかが介在部材１８１を有していてもよい。

図５（ｂ）、図５（ｃ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）に表したように、定盤１１０の上面１１１を含む部分には、タップ１１３が埋設されている。
図５（ａ）〜図５（ｃ）に表した具体例では、例えばネジやボルトなどの締結部材２２１が介在部材１８１を通してタップ１１３と締結されることにより、ステージベース部１２０は、介在部材１８１を介して定盤１１０の上面１１１に固定されている。
図６（ａ）〜図６（ｃ）に表した具体例では、締結部材２２１が一方の介在部材１８１と支持体１８７と他方の介在部材１８１とを通してタップ１１３と締結されることにより、ステージベース部１２０は、一方の介在部材１８１と支持体１８７と他方の介在部材１８１とを介して定盤１１０の上面１１１に固定されている。

定盤１１０とステージベース部１２０との間に設けられた介在部材１８１は、図２に関して前述した介在部材１７０と同様である。そのため、ここでは、図２に関して前述した介在部材１７０を例に挙げ、本実施形態の介在部材について説明する。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に表したように、本実施形態の介在部材１７０は、第１の曲面体１７１と、第２の曲面体１７２と、を有する。第１の曲面体１７１は、凹面１７３を有する。凹面１７３は、例えば球面である。第２の曲面体１７２は、凸面１７４を有する。凸面１７４は、例えば球面である。介在部材１７０が定盤１１０とたわみ抑制部１３０との間に取り付けられた状態では、第１の曲面体１７１は、第２の曲面体１７２と接触する。

これによれば、第１の曲面体１７１と、第２の曲面体１７２と、を組み合わせることで、締結によるねじれを低減し、一点側の静圧気体軸受の剛性の低下がエアステージ装置１００の精度に及ぼす影響を低減することができる。

図７（ａ）に表した具体例では、凹面１７３の曲率半径Ｒは、凸面１７４の曲率半径ｒと同じである。第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂは、第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａと同じであることがより好ましい。但し、第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂは、第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａよりも大きくともよいし、小さくともよい。

第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂおよび第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａのそれぞれは、たわみ抑制部１３０の幅Ｄ１（図２参照）よりも長い。第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂおよび第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａのそれぞれは、たわみ抑制部１３０の長さＤ２（図２参照）よりも長い。つまり、第１の曲面体１７１の底面の面積および第２の曲面体１７２の底面の面積のそれぞれは、たわみ抑制部１３０の第１固定部１３１が他の部材と接触する面（図２では、介在部材１７０の接触する面：締結面）の面積よりも大きい。
これによれば、たわみ抑制部１３０自体が変形することを抑制することができる。

なお、第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂおよび第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａは、たわみ抑制部１３０の幅Ｄ１の１．５倍以下であることがより好ましい。第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂおよび第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａは、たわみ抑制部１３０の長さＤ２の１．５倍以下であることがより好ましい。たわみ抑制部１３０の幅Ｄ１がたわみ抑制部１３０の長さＤ２と異なる場合には、第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂおよび第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａは、幅Ｄ１および長さＤ２のうちで長い方の寸法の１．５倍以下であることがより好ましい。

第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂは、凹面１７３の曲率半径Ｒの２倍以下である。第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂは、凹面１７３の曲率半径Ｒの１．２倍以上、凹面１７３の曲率半径Ｒの２倍以下であることがより好ましい。第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａは、凸面１７４の曲率半径ｒの２倍以下である。第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａは、凸面１７４の曲率半径ｒの１．２倍以上、凸面１７４の曲率半径ｒの２倍以下であることがより好ましい。

凹面１７３の曲率半径Ｒの上限値は、凸面１７４の高さＧが１．５ミリメートル（ｍｍ）を確保可能な第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂを必要とする。凸面１７４の曲率半径ｒの上限値は、凸面１７４の高さＧが１．５ミリメートル（ｍｍ）を確保可能な第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａを必要とする。

図７（ａ）に表した具体例によれば、凹面１７３と凸面１７４との間の接触形態は、面接触である。

図７（ｂ）に表した具体例では、凹面１７３の曲率半径Ｒは、凸面１７４の曲率半径ｒよりも小さい。第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂは、第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａよりも小さい。その他の寸法関係は、図７（ａ）の具体例に関して前述した寸法関係と同様である。

図７（ｂ）に表した具体例によれば、凹面１７３と凸面１７４との間の接触形態は、凹面１７３の縁部が凸面１７４と接触する線接触である。

図７（ｃ）に表した具体例では、凹面１７３の曲率半径Ｒは、凸面１７４の曲率半径ｒよりも大きい。第１の曲面体１７１の底面１７５の幅Ｂは、第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａと同じであることがより好ましい。但し、第１の曲面体１７１の底面の１７５幅Ｂは、第２の曲面体１７２の底面１７６の幅Ａよりも大きくともよいし、小さくともよい。その他の寸法関係は、図７（ａ）の具体例に関して前述した寸法関係と同様である。

図７（ｃ）に表した具体例によれば、凹面１７３と凸面１７４との間の接触形態は、点接触である。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に表した具体例によれば、曲面に合わせて介在部材１７０の角度を変えることができるため、締結によるねじれを低減し、一点側の静圧気体軸受の剛性の低下がエアステージ装置１００の精度に及ぼす影響を低減することができる。

凹面１７３および凸面１７４が球面である場合には、定盤１１０とステージベース部１２０との取付角度が多少ずれたときでも強固に固定することができる。

図２に関して前述したように、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０と定盤１１０の上面１１１との間、およびたわみ抑制部１３０とステージベース部１２０の側面１２１との間の少なくともいずれかに設けられている。
これにより、締結によるねじれを低減し、エアステージ装置１００の精度に及ぼす影響を低減することができる。

このように、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃは、例えば、定盤１１０及びステージベース部１２０とは別部材で形成される。これに限ることなく、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃは、例えば、ステージベース部１２０と一体に形成してもよい。例えば、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃとなる部分を残し、周囲を研削してステージベース部１２０の底面１２３を形成する。これにより、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃをステージベース部１２０と一体に形成することができる。

各支持部材１８０ａ〜１８０ｃは、例えば、定盤１１０の上面１１１に一体に形成してもよい。例えば、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃのいずれかをステージベース部１２０と一体に形成し、残りを定盤１１０と一体に形成してもよい。あるいは、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃのいずれかを別体で形成し、残りを定盤１１０又はステージベース部１２０と一体に形成してもよい。例えば、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃに上記のような介在部材１７０を用いる場合、第１の曲面体１７１をステージベース部１２０と一体に形成し、第２の曲面体１７２を定盤１１０と一体に形成してもよい。すなわち、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの一部をステージベース部１２０と一体に形成し、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの別の一部を定盤１１０と一体に形成してもよい。

次に、本発明者が実施した検討の結果の一例について、図面を参照しつつ説明する。
図８は、本実施形態の条件を説明する模式的斜視図である。
図９は、本実施形態における支持位置を表す模式的斜視図である。
図１０は、本実施形態における他の支持位置を表す模式的斜視図である。
図１１は、本実施形態におけるたわみ抑制部のモデルを表す模式的斜視図である。
図１２は、本実施形態における移動体にかかる負荷と移動体の剛性と支持部材の剛性を表す表である。
図１３は、本実施形態における各部材の物性値を表す表である。

本発明者は、３箇所の支持点で支持されたエアステージ装置１００の一点側の支持点を固定することによる効果を確認するため、一点側の支持点の変形（たわみ）およびエアステージ装置１００の固有振動数をシミュレーションにより取得した。

図８に表した矢印Ａ２１のように、本シミュレーションにおいては、自重負荷としてステージ１６０の上面に１Ｇ（重力加速度）を与えた。移動体１６１にかかる負荷と、移動体１６１の剛性と、支持部材（第１の支持部材１８０ａ、第２の支持部材１８０ｂおよび第３の支持部材１８０ｃ）の剛性と、については、図１２に表したように設定した。移動体１６１の剛性については、移動体１６１の剛性をばね要素でモデル化し配置した。移動体１６１の剛性の配置については、１面あたりの剛性を１／４倍した値をその面の四隅に配置した。

ステージベース部１２０と、ガイド部１５０と、たわみ抑制部１３０と、の物性値は、図１３に表した通りである。搭載物の密度については、搭載物のモデルの体積を考慮し、搭載物の重量が１００キログラム（ｋｇ）となるように設定した。

図９および図１０に表したように、本シミュレーションでは、２通りの支持位置を設定した。図９に表した例では、第２の支持位置１８７ｂと第３の支持位置１８７ｃとを結ぶ第１の仮想線Ｌ１は、移動体１６１が移動する方向（軸方向Ｄ１）と垂直である。図１０に表した例では、第２の支持位置１８７ｂと第３の支持位置１８７ｃとを結ぶ第１の仮想線Ｌ１は、移動体１６１が移動する方向（軸方向Ｄ１）と平行である。

図９に表した例では、たわみ抑制部１３０は、第１の支持位置１８７ａを通り第１の仮想線Ｌ１と平行な第２の仮想線Ｌ２の上に設けられている。
図１０に表した例では、たわみ抑制部１３０ｂは、第１の領域Ａ１１に設けられている。

図１１に表したように、たわみ抑制部１３０の幅Ｄ１を、３６ミリメートル（ｍｍ）に設定した。たわみ抑制部１３０の長さＤ２を、３７ｍｍに設定した。たわみ抑制部１３０の高さＤ３を、４６．８ｍｍに設定した。また、たわみ抑制部１３０がステージベース部１２０と接触した面（底面）を完全拘束に設定した。

第１の支持位置１８７ａ、第２の支持位置１８７ｂおよび第３の支持位置１８７ｃには、図７（ａ）〜図７（ｃ）に関して前述した球面を有する支持部材（第１の支持部材１８０ａ、第２の支持部材１８０ｂおよび第３の支持部材１８０ｃ）が設けられていることを想定した。より具体的には、第１の支持位置１８７ａ、第２の支持位置１８７ｂおよび第３の支持位置１８７ｃにおいて、ばね剛性による支持が実行される。

本シミュレーションの結果の一例は、図１４（ａ）〜図１７（ｂ）に表した通りである。
図１４は、図９に表した支持形態のときのエアステージ装置の変位量を表す模式的斜視図である。
図１５は、図９に表した支持形態のときのエアステージ装置の振動モードを表す模式的斜視図である。
図１６は、図１０に表した支持形態のときのエアステージ装置の変位量を表す模式的斜視図である。
図１７は、図１０に表した支持形態のときのエアステージ装置の振動モードを表す模式的斜視図である。
図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）および図１７（ａ）は、エアステージ装置１００がたわみ抑制部１３０を備えた場合を表す。図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）および図１７（ｂ）は、エアステージ装置１００がたわみ抑制部１３０を備えていない場合を表す。

図１４（ａ）に表したように、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合には、ステージベース部１２０の端部の変位量の最大値は、０．１７マイクロメートル（μｍ）であり、ガイド部１５０の端部の変位量の最大値は、０．１５μｍである。
一方で、図１４（ｂ）に表したように、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合には、ステージベース部１２０の端部の変位量の最大値は、２．７０μｍであり、ガイド部１５０の端部の変位量の最大値は、２．８１μｍである。

これにより、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合のステージベース部１２０の端部の変位量の最大値は、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合のステージベース部１２０の端部の変位量の最大値の０．０６倍（２．５３μｍの低減）となった。図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合のガイド部１５０の端部の変位量の最大値は、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合のガイド部１５０の端部の変位量の最大値の０．０５倍（２．６６μｍの低減）となった。

図１５（ａ）に表したように、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合には、エアステージ装置１００の振動モードは、第１の支持位置１８７ａの側が第２の支持位置１８７ｂの側および第３の支持位置１８７ｃの側よりも大きく変形するモードである。この場合において、エアステージ装置１００の固有振動数は、３５８ヘルツ（Ｈｚ）である。
一方で、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合には、エアステージ装置１００の固有振動数は、１９３Ｈｚである。

これにより、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合のエアステージ装置１００の固有振動数は、図９に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合のエアステージ装置１００の固有振動数に対して８５パーセント（％）向上する。

図１６（ａ）に表したように、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合には、ステージベース部１２０の端部の変位量の最大値は、０．２５マイクロメートル（μｍ）であり、ガイド部１５０の端部の変位量の最大値は、０．３２μｍである。
一方で、図１６（ｂ）に表したように、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合には、ステージベース部１２０の端部の変位量の最大値は、３．７９μｍであり、ガイド部１５０の端部の変位量の最大値は、４．０２μｍである。

これにより、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合のステージベース部１２０の端部の変位量の最大値は、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合のステージベース部１２０の端部の変位量の最大値の０．０７倍（３．５４μｍの低減）となった。図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合のガイド部１５０の端部の変位量の最大値は、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合のガイド部１５０の端部の変位量の最大値の０．０７倍（３．７０μｍの低減）となった。

図１７（ａ）に表したように、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合には、エアステージ装置１００の振動モードは、第１の支持位置１８７ａの側が第２の支持位置１８７ｂの側および第３の支持位置１８７ｃの側よりも大きく変形するモードである。この場合において、エアステージ装置１００の固有振動数は、３７４ヘルツ（Ｈｚ）である。
一方で、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合には、エアステージ装置１００の固有振動数は、２５６Ｈｚである。

これにより、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられた場合のエアステージ装置１００の固有振動数は、図１０に表した支持形態の場合であってたわみ抑制部１３０が設けられていない場合のエアステージ装置１００の固有振動数に対して４６％向上する。

図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、エアステージ装置の変位量のシミュレーション結果の一例を模式的に表す斜視図である。
図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、エアステージ装置の振動モードのシミュレーション結果の一例を模式的に表す斜視図である。
図２０は、エアステージ装置のシミュレーション結果の一例を模式的に表す表である。 図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）、図１９（ｂ）、及び図２０は、たわみ抑制部１３０の厚さを変化させた時の、シミュレーション結果の一例を表す。換言すれば、たわみ抑制部１３０の剛性を変化させた時の、シミュレーション結果の一例を表す。

図１８（ａ）は、厚さ１ｍｍのたわみ抑制部１３０を設けた場合のエアステージ装置１００の変位量のシミュレーション結果の一例を模式的に表す。
図１８（ｂ）は、たわみ抑制部１３０が設けられていない場合のエアステージ装置１００の変位量のシミュレーション結果の一例を模式的に表す。
図１９（ａ）は、厚さ１ｍｍのたわみ抑制部１３０を設けた場合のエアステージ装置１００の振動モードのシミュレーション結果の一例を模式的に表す。
図１９（ｂ）は、たわみ抑制部１３０が設けられていない場合のエアステージ装置１００の振動モードのシミュレーション結果の一例を模式的に表す。

シミュレーションの条件は、たわみ抑制部１３０の厚さを除いて、図８〜図１３に関して説明した条件と同じである。たわみ抑制部１３０の厚さとは、換言すれば、第１固定部１３１の厚さ及び第２固定部１３２の厚さである。より詳しくは、第１固定部１３１の上面１１１に対して垂直な方向の長さ、及び、第２固定部１３２の側面１２１に対して垂直な方向の長さである。

図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）、図１９（ｂ）、及び図２０に表したように、厚さ１ｍｍのたわみ抑制部１３０を設けることにより、ステージベース部１２０の１点支持側の変位量を約２７％低減することができる。そして、固有値は、約２４％向上させることができる。このように、厚さ１ｍｍのたわみ抑制部１３０を設けることにより、静圧気体軸受１４０の１点支持側の剛性の低下を抑制することができる。

エアステージ装置１００の固有値の設計値は、例えば、１００Ｈｚ以上である。これは、０〜３０Ｈｚは、エアステージ装置１００を組み付ける定盤を含めた床からの振動域であり、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚは、エアステージ装置１００に取り付けられる制御系を含めた電気関係の周波数域であり、これらの周波数とエアステージ装置１００の固有値が一致し、共振しないようにするためである。

エアステージ装置１００の固有値は、組立精度や寸法のばらつきなどにより、実際のエアステージ装置１００では、設計値に対して約２０％程度ばらつく場合がある。従って、固有値の設計値を向上させるとき、２４％以上向上させることは有用である。これにより、例えば、エアステージ装置１００の実際の固有値が設計値に対してばらついた場合でも、固有値が設置環境の共振周波数域に入ってしまうことを抑制することができる。すなわち、エアステージ装置１００の共振を抑制することができる。

図２０に表したように、厚さ１ｍｍのたわみ抑制部１３０の剛性は、約１４８Ｎ／μｍである。一方、図１２に表したように、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性は、約５８８０／μｍである。このように、厚さ１ｍｍのたわみ抑制部１３０の剛性は、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性よりも低い。厚さ１ｍｍのたわみ抑制部１３０の剛性は、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性の約３％である。

たわみ抑制部１３０の剛性が各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性よりも高い場合には、たわみ抑制部１３０が支持点となり、５点支持やたわみ抑制部１３０を含む３点支持となって、元の３点支持を崩してしまう虞が生じる。従って、たわみ抑制部１３０の剛性は、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性よりも低くする。これにより、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃによる３点支持を崩すことなく、安定してステージベース部１２０を３点支持することができる。

そして、たわみ抑制部１３０の剛性を、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性の３％以上に設定する。これにより、静圧気体軸受１４０の１点支持側の剛性の低下を適切に抑制することができる。すなわち、たわみ抑制部１３０の剛性の好適な範囲は、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性の３％以上、かつ各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性未満である。

また、図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）、及び図１９（ｂ）に表したように、上記の剛性を有するたわみ抑制部１３０を設けることにより、１点支持側の変形に伴う静圧気体軸受１４０の２点支持側の変形を抑えることもできる。

図２１は、エアステージ装置の一部を模式的に表す側面図である。
図２１に表したように、たわみ抑制部１３０の第１固定部１３１と第２固定部１３２との接続部分１３３を定盤１１０の上面１１１に投影した形状は、例えば、長方形状である。一方、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの上面１１１との接触部１８０ｔを上面１１１に投影した形状は、例えば、円形である。

たわみ抑制部１３０の接続部分１３３の一辺は、例えば、３６ｍｍである。接続部分１３３の別の一辺（第２固定部１３２の厚さ）は、例えば、１ｍｍである。従って、接続部分１３３の投影面積Ｓ１は、例えば、３６ｍｍ^２である。

各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの接触部１８０ｔの半径は、例えば、１２．５ｍｍである。従って、接触部１８０ｔの投影面積Ｓ２（接触部１８０ｔの外形の面積）は、例えば、４９１ｍｍ^２である。

このように、たわみ抑制部１３０の投影面積Ｓ１は、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの投影面積Ｓ２よりも小さい。このように、たわみ抑制部１３０の投影面積Ｓ１を、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの投影面積Ｓ２よりも小さくする。これにより、例えば、たわみ抑制部１３０の剛性を、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性よりも低くし易くすることができる。

上記の例において、たわみ抑制部１３０の投影面積Ｓ１は、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの投影面積Ｓ２の約７．３％である。前述のように、たわみ抑制部１３０の厚さを１ｍｍに設定した時に、たわみ抑制部１３０において適切な剛性を得ることができる。従って、たわみ抑制部１３０の投影面積Ｓ１の好ましい範囲は、例えば、投影面積Ｓ２の７．３％以上投影面積Ｓ２未満である。

図２２は、本実施形態のたわみ抑制部の設置形態の変形例を例示する模式的断面図である。
図２２は、図３に表した切断面Ａ３−Ａ３における模式的断面図に相当する。

本変形例では、たわみ抑制部１３０は、例えばネジやボルトなどの図示しない締結部材が定盤１１０に締結されることにより、定盤１１０の側面１１５に固定されている。また、たわみ抑制部１３０は、例えばネジやボルトなどの図示しない締結部材がステージベース部１２０に締結されることにより、介在部材１７０を介してステージベース部１２０の底面１２３に固定されている。

この例では、たわみ抑制部１３０の第１固定部１３１がステージベース部１２０に固定され、第２固定部１３２が定盤１１０に固定される。このように、第１固定部１３１は、定盤１１０とステージベース部１２０との一方に固定され、第２固定部１３２は、定盤１１０とステージベース部１２０との他方に固定される。

この変形例によれば、たわみ抑制部１３０は、移動体１６１が移動したときのステージベース部１２０のたわみを抑制することができる。

なお、本変形例では、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０と、ステージベース部１２０の底面１２３と、の間に設けられている。但し、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０と、定盤１１０の側面１１５と、の間に設けられていてもよい。あるいは、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０とステージベース部１２０の底面１２３との間、およびたわみ抑制部１３０と定盤１１０の側面１１５との間に設けられていてもよい。つまり、介在部材１７０は、たわみ抑制部１３０とステージベース部１２０の底面１２３との間、およびたわみ抑制部１３０と定盤１１０の側面１１５との間の少なくともいずれかに設けられている。

図２３（ａ）〜図２３（ｄ）は、エアステージ装置の一部を模式的に表す側面図である。
図２３（ａ）及び図２３（ｂ）では、第１固定部１３１が、締結部材１９１を介して定盤１１０に締結され、第２固定部１３２が、締結部材１９２、１９３を介してステージベース部１２０に締結される。

図２３（ｃ）及び図２３（ｄ）では、第１固定部１３１が、締結部材１９１を介してステージベース部１２０に締結され、第２固定部１３２が、締結部材１９２、１９３を介して定盤１１０に締結される。

このように、第１固定部１３１は、締結部材１９１を介して定盤１１０及びステージベース部１２０の一方に締結される。そして、第２固定部１３２は、締結部材１９２、１９３を介して定盤１１０及びステージベース部１２０の他方に締結される。

また、図２３（ａ）及び図２３（ｃ）では、第１固定部１３１が介在部材１７０を介して締結される場合を示している。図２３（ｂ）及び図２３（ｄ）では、第１固定部１３１が介在部材１７０を介さずに締結される場合を示している。

図２３（ａ）〜図２３（ｄ）に表したように、第１固定部１３１は、第１締結位置ＦＰ１において、締結部材１９１に締結される。第２固定部１３２は、第２締結位置ＦＰ２において、締結部材１９２に締結される。第１締結位置ＦＰ１及び第２締結位置ＦＰ２は、第１固定部１３１と第２固定部１３２との接続部分１３３から離間している。

このように、第１締結位置ＦＰ１及び第２締結位置ＦＰ２を、接続部分１３３から離間させる。これにより、例えば、たわみ抑制部１３０の剛性を、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性よりも低くし易くすることができる。

また、第１固定部１３１は、定盤１１０とステージベース部１２０との間に設けられる。これにより、例えば、たわみ抑制部１３０の剛性を、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性よりもより低くし易くすることができる。

また、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）の例において、第１固定部１３１から第２締結位置ＦＰ２までの距離ｄ１１は、第１固定部１３１からステージベース部１２０までの距離ｄ１２よりも長い。そして、図２３（ｃ）及び図２３（ｄ）の例において、第１固定部１３１から第２締結位置ＦＰ２までの距離ｄ２１は、第１固定部１３１から定盤１１０までの距離ｄ２２よりも長い。

このように、各距離ｄ１１、ｄ１２、ｄ２１、ｄ２２を設定する。これにより、例えば、たわみ抑制部１３０の剛性を、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性よりもより低くし易くすることができる。

図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、エアステージ装置の一部を模式的に表す側面図である。
図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に表したように、この例において、第１締結位置ＦＰ１と接続部分１３３との間の距離ｄ３１は、第２締結位置ＦＰ２と接続部分１３３との間の距離ｄ３２よりも長い。

このように、各距離ｄ３１、３２を設定する。これにより、例えば、たわみ抑制部１３０の剛性を、各支持部材１８０ａ〜１８０ｃの剛性よりもより低くし易くすることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、エアステージ装置１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやステージベース部１２０およびたわみ抑制部１３０の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１００ エアステージ装置、 １１０ 定盤、 １１１ 上面、 １１３ タップ、 １１５ 側面、 １２０ ステージベース部、 １２１ 側面、 １２３ 底面、 １３０、１３０ａ、１３０ｂ たわみ抑制部、 １３１ 第１固定部、 １３２ 第２固定部、 １３３ 接続部分、 １３５、１３６ 孔、 １４０ 静圧気体軸受、 １５０ ガイド部、 １５１ 上部材、 １５２ 下部材、 １６０ ステージ、 １６１ 移動体、 １６１ａ 第１部分、 １６１ｂ 第２部分、 １６１ｃ 第３部分、 １６３ 連結体、 １７０ 第１の介在部材、 １７１ 第１の曲面体、 １７２ 第２の曲面体、 １７３ 凹面、 １７４ 凸面、 １７５、１７６ 底面、 １８０ａ 第１の支持部材、 １８０ｂ 第２の支持部材、 １８０ｃ 第３の支持部材、 １８１ 第２の介在部材、 １８７ 支持体、 １８７ａ 第１の支持位置、 １８７ｂ 第２の支持位置、 １８７ｃ 第３の支持位置、 １９１〜１９３ 締結部材、 ２１０ 搭載物、 ２１１ ウェーハ、 ２１３ ミラー、 ２２１ 締結部材

Claims (25)

1. 定盤と、
   第１の支持部材、第２の支持部材および第３の支持部材を介して前記定盤の上に設けられ、前記第２の支持部材の一部と前記第３の支持部材の一部とを結ぶ第１の仮想線と、前記第１の支持部材の一部を通り前記第１の仮想線と平行な第２の仮想線と、の間の第１の領域と、前記第１の領域以外の第２の領域と、を有するステージベース部と、
   前記ステージベース部の上に設けられ、移動体と、前記移動体と対向する位置に設けられたガイド部と、を有する静圧気体軸受と、
   前記移動体が移動したときに、前記第２の領域と前記定盤との間の間隔の変化量が前記第１の領域と前記定盤との間の間隔の変化量よりも大きくなることを抑制するたわみ抑制部と、
   を備え、
   前記第１の支持部材、前記第２の支持部材および前記第３の支持部材は、前記定盤と前記ステージベース部との間において互いに離間した３箇所において前記ステージベース部を支持し、
   前記定盤と前記ステージベース部との間には、空間が存在することを特徴とするエアステージ装置。
2. 前記たわみ抑制部は、前記第１の支持部材が設けられた位置よりも外側の位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載のエアステージ装置。
3. 前記ガイド部は、複数設けられ、
   前記前記ガイド部のうちの少なくとも一部よりも外側に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のエアステージ装置。
4. 前記たわみ抑制部は、前記ステージベース部の側面および前記ステージベース部の底面の少なくともいずれかと、前記定盤と、に固定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
5. 前記たわみ抑制部は、前記第１の仮想線と前記第２の仮想線との間の中間に位置する中心線からみて前記第１の支持部材の側に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
6. 前記たわみ抑制部は、複数設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
7. 前記たわみ抑制部は、前記第２の仮想線の上に存在することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
8. 前記たわみ抑制部は、前記第２の仮想線からみて前記第１の仮想線とは反対の側に設けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
9. 前記たわみ抑制部は、前記第２の仮想線からみて前記第１の仮想線の側に設けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
10. 前記たわみ抑制部は、前記第１の支持部材の一部を通り前記第２の仮想線と直行する第３の仮想線の両側に設けられたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
11. 前記たわみ抑制部の剛性は、前記第１の支持部材の剛性、前記第２の支持部材の剛性および前記第３の支持部材の剛性よりも低いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
12. 前記たわみ抑制部の剛性は、前記第１の支持部材の剛性、前記第２の支持部材の剛性および前記第３の支持部材の剛性のそれぞれの剛性の３％以上であることを特徴とする請求項１１記載のエアステージ装置。
13. 前記たわみ抑制部は、第１固定部と第２固定部とを有し、
    前記第１固定部は、前記定盤の上面に対して平行な方向に延び、前記定盤及び前記ステージベース部の一方に固定され、
    前記第２固定部は、前記第１固定部に接続され、前記定盤の前記上面に対して垂直な方向に延び、前記定盤及び前記ステージベース部の他方に固定され、
    前記第２固定部の前記第１固定部との接続部分を前記上面に投影した面積は、前記第１の支持部材、前記第２の支持部材および前記第３の支持部材のそれぞれの前記上面との接触部を前記上面に投影した面積よりも小さいことを特徴とする請求項１１または１２に記載のエアステージ装置。
14. 前記たわみ抑制部は、第１固定部と第２固定部とを有し、
    前記第１固定部は、前記定盤の上面に対して平行な方向に延び、締結部材を介して締結されることにより、前記定盤及び前記ステージベース部の一方に固定され、
    前記第２固定部は、前記第１固定部に接続され、前記定盤の前記上面に対して垂直な方向に延び、締結部材を介して締結されることにより、前記定盤及び前記ステージベース部の他方に固定され、
    前記第１固定部が前記締結部材によって締結される第１締結位置、及び前記第２固定部が前記締結部材によって締結される第２締結位置のそれぞれは、前記第１固定部と前記第２固定部との接続部分から離間していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
15. 前記第１固定部は、前記定盤と前記ステージベース部との間に設けられることを特徴とする請求項１４記載のエアステージ装置。
16. 前記第１固定部から前記第２締結位置までの距離は、前記第１固定部から前記定盤及び前記ステージベース部の前記他方までの距離よりも長いことを特徴とする請求項１５記載のエアステージ装置。
17. 前記第１締結位置と前記接続部分との間の距離は、前記第２締結位置と前記接続部分との間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
18. 前記たわみ抑制部と、前記定盤と、の間、および前記たわみ抑制部と、前記ステージベース部と、の間の少なくともいずれかに設けられた第１の介在部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
19. 前記第１の介在部材は、
    凹面を有する第１の曲面体と、
    凸面を有する第２の曲面体と、
    を有することを特徴とする請求項１８記載のエアステージ装置。
20. 前記凹面の曲率半径は、前記凸面の曲率半径と同じであることを特徴とする請求項１９記載のエアステージ装置。
21. 前記凹面の曲率半径は、前記凸面の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１９記載のエアステージ装置。
22. 前記凹面の曲率半径は、前記凸面の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項１９記載のエアステージ装置。
23. 前記凹面は、球面であり、
    前記凸面は、球面であることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
24. 前記第１の支持部材、前記第２の支持部材および前記第３の支持部材の少なくともいずれかは、前記定盤に対する前記ステージベース部の傾きを吸収する第２の介在部材を有することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１つに記載のエアステージ装置。
25. 前記ステージベース部は、前記第２の介在部材を介して前記定盤に固定されたことを特徴とする請求項２４記載のエアステージ装置。