JP5353710B2 - スライドステージおよびｘｙ方向可動スライドステージ - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板、半導体、液晶、太陽電池パネル、バイオ関連分野におけるエアー軸受とリニアモータ、位置検出装置（リニアスケール）を使用した精密位置決め用のスライドステージおよびＸＹ方向可動スライドステージに関する。

エアー軸受とリニアモータを組合せたスライドステージは、完全非接触で、移動に依る摩擦熱が発生しないことやエアー軸受の平均化効果から姿勢精度が非常に安定しており、精密位置決め（サブミクロン）を達成できるというメリットがある反面、軸受となる部品をミクロンメータ単位で加工しなければならず、材料も高価なものに限られてしまうというデメリットがあった。
従来のエアー軸受を使用したステージには、図４７のような重量バランス型のものがあった。図４７は従来の重量バランス型ステージの断面図で、図４７において、１’は定盤（じょうばん）、２’はガイドレール、３はエアーパッド、４’はスライダ、５はコアレスリニアモータである。上からの重量と下へのエアー噴出しとをエアー圧力でバランスを取り、横方向はエアー圧力同士の反発で中央拘束され、磁気力の影響を受けさせないコアレスリニアモータ５を搭載して、重量バランスを取っている。

ところが、図４７のような従来の重量バランス型ステージは、構造が簡単なため安価に製作できるというメリットはあるが、上下方向に拘束されていないために、上下方向の移動精度（縦真直度、ピッチング等）が悪くなった。
また、加速・減速時の姿勢変動により軸受部の接触などが発生するため、加速・減速時間を短縮できず移動タクトが伸びてしまう問題があった。実際に使用されている事例では、このような問題点が発生しにくい大型平面で重心の低く、重量が重いスライダを用いたもので、ガイド部は汎用品のエアパッドで横方向に拘束したものであった。
この方式は、特に液晶製造装置などで使用されていたが、小型化での実用化は難しく、変加重では動作できないという問題があり、急加速・減速ができないという問題があった。
縦方向のスライド高さと搬送駆動高さに距離が生じるために加速・減速時にモーメント力が発生し、ピッチング方向に影響があり、繰返し精度やロストモーションが悪くなるばかりか、縦方向側のエアーパッドが定盤に干渉するなどの事故も発生していた。
レイアウト上、エアー軸受が磁気的な吸引力に悪影響を受けるという点から、電磁吸引力の無い両面磁石で高価なコアレスリニアモータを使用しなければならなく、位置検出装置（リニアスケール）の設置場所もレールやスライダの外側や下側などで、アッべ誤差（検出位置と精度必要位置の違い誤差）の影響が起こりやすく、位置決め精度、繰返し精度が悪くなる問題があった。
また、図４７（ｂ）に図４７（ａ）のエアーパッド近傍を拡大図で示すように、エアーパッド３は押さえネジ４ｐでスライダ４’と結合しているためエアーパッド３を押さえネジ４ｐの球面の頭４ｑがエアーパッド３を押し付けている部分でガタや剛性低下などの問題があり、エアーパッド３を使わない方式が望まれていた。

また、従来のエアー軸受を使用したステージには、図４８〜図５０のようなエアー拘束型のものも公知である。図４８〜図５０は従来装置の各種のエアー拘束型ステージのそれぞれの断面図で、図４８〜図５０において、１’は定盤、２’はガイドレール、４’はスライダ、５はコアレスリニアモータ、６はエアー噴出部である。いずれも、エアーパッドを使わずにスライダ４’にエアー通路になる穴をあけ、スライダからガイド面へ直接エアーを噴出する。また、上下横方向をエアー圧力同士の反発で中央拘束され、磁気力の影響を受けさせないコアレスリニアモータを搭載して、エアー拘束している。
図４８〜図５０のような従来のエアー拘束型ステージは、上下及び横方向に拘束されているため移動時及び加速・減速時の姿勢変動がほとんど発生せず、移動精度も良くなり、移動タクトも短縮でき、小型化（１００ｍｍ平方程度）も可能だった。しかし、エアーギャップをミクロン単位（数ミクロン）で管理する必要があることからガイドレール部とスライダ部の寸法関係精度をミクロン単位で組合わせ加工する必要性があり（４方向の組合せ精度が数ミクロン単位で必要）、部品単価が高価になってしまい、同じものを同時に大量に生産することができないという問題があった。
また、図４８のステージにおいては、縦方向のスライダ高さと搬送駆動高さに距離が生じるために加速・減速時にモーメント力が発生し、ピッチング方向に影響があり、繰返し精度やロストモーションが悪くなるばかりか、縦方向側のスライダが縦方向側のガイドレールに干渉するなどの事故も発生していた。
また、図４９および図５０のステージにおいては、横方向のスライダ位置と搬送駆動位置に距離が生じるために加速・減速時にモーメント力が発生し、ヨーイング方向に影響があり、繰返し精度やロストモーションが悪くなるばかりか、横方向側のスライダが横方向側のガイドレールに干渉するなどの事故も発生していた。レイアウト上、エアー軸受が磁気的な吸引力に悪影響を受けるという点から、電磁吸引力の無い両面磁石で高価なコアレスリニアモータを使用しなければならなく、位置検出装置（リニアスケール）の設置場所も外側や下側などで、アッべ誤差（検出位置と精度必要位置の違い誤差）の影響が起こりやすく、位置決め精度、繰返し精度が悪くなる問題があった。

また、従来のハイブリッド型ステージは、図５１のようなものが公知である（特許文献１参照）。図５１は従来のハイブリッド型ステージの上面図で、図５１において、１’は定盤、２’はガイドレール、４’はスライダ、６はエアー噴出部、７はリニアモータ磁石部（固定部）、８はリニアモータコイル部（可動部）である。上下方向はモータコイル部のモータコア（図示せず）とモータ磁石との間に働く電磁吸引力とエアー圧力のバランスで拘束し、横方向はエアー圧力同士の反発で中央拘束されている。
実開平７−４４４５７号公報

図５１のようなハイブリッドステージ型は、上記の２種類の方式の問題点を多少解消ができるが、横方向に拘束するためのスライドレール及び縦方向のスライドレールを１体もので精度出し加工する必要があり、特に横方向のスライドレール両側面の平行度を５μｍ以下で加工する必要があるためスライドレールの製作費用が高価になるばかりか、長いストローク（１ｍ以上）、長い幅（５００ｍｍ以上）などに対応することが困難であった。
１軸での高さを低くすることは可能であるが、通常単体で使用するものでなく、定盤などに固定しなければならない。その場合に、その分高さが高くなったり、ＸＹに組んだ場合に単純に２倍の高さが必要となり、実務的にはメリットはなかった。

図５２は、図５１のスライダ４’の中央を通る幅方向の線のＥ−Ｅ矢視断面図である。図において、１’は定盤、２’はガイドレール、４’はスライダ、６はエアーパイプ、６ｕは下面エアー噴出部、６ｓは横面エアー噴出部、７はリニアモータ磁石部（固定部）、７ａはマグネット、８はリニアモータコイル部（可動部コア付またはヨーク付）、９はリニアスケール（９Ｈがヘッド、９Ｓがスケール）である。スライダ４’は上部平坦部４ｆと脚部４ｋの２部材から成り、両者をネジ４ｃで結合している。
このスライドステージは、マグネット７ａとリニアモータコイル部８との間に電磁吸引力（図５２で矢印方向）が働く。そして、スライダ４’には、上部平坦部４ｆから下面にエアーを噴き出す下面エアー噴出部６ｕと脚部４ｋからガイドレール２’に向けて横面エアーを噴き出す横面エアー噴出部６ｓとからそれぞれエアーが噴き出している。下面エアー噴出部６ｕからのエアー噴き出しによりスライダ４’を持ち上げる浮揚力が働き、この浮揚力とスライダ４’にかかる重力および電磁吸引力の和との均衡した垂直方向の位置に浮上している。また、スライダ４’の脚部４ｋの両エアー噴出部６ｓからのエアー噴き出しによりそれぞれガイドレール２’から離れる方向に力が働くため、その２つの力の均衡した水平方向の位置にスライダ４’が位置している。
このように、この電磁吸引力は図５３のスライダ４’の上部平端部の中央に矢印Ｆ３の方向に加わる。また、スライダ４’の両エアー噴出部６ｓからのエアー噴き出しによりそれぞれガイドレール２’から離れる方向に力が働くので、この力は図５３のスライダ４’の脚部４ｋに矢印Ｆ１、Ｆ２の方向に加わる。

ところが、図５２のようなスライドステージを検討したところ、以下の問題点１〜５があることに気がついた。
〈問題点１〉
スライダ４’は加工性がよくて強靱なグラナイトやセラミックで製作されているが、グラナイトやセラミックは圧縮には強いが、曲げ方向には弱い欠点があった。したがって、脚部４ｋには一方がネジで固定され、他方に力Ｆ２が作用するので、脚部４ｋに曲げ力が働いて図５３に示す×部（接合部とネジ止め部）Ｂが破断する虞があった。また、電磁吸引力とエアー反発のバランスにより上下方向の拘束を行っているため、図５３のような変形及び応力が常にスライダに負担をかけ、精度の再現性を損ねたり、ステージ自体が破壊されたりする危険性があった。
そこで、このような状態が発生しないようにするためには、強度アップを行う必要があり、そうすると小型化を行おうとしていた方向に逆行し、むしろ、ステージ自体が大きくなってしまった。
〈問題点２〉
幅方向断面がＵ字形をしたガイドレール２’では、Ｕ字形脚部の上面を上下方向の滑動面としていたので、この脚部上面とＵ字形底面（取り付け面）との平行度と脚部上面の平面度をともに高精度に仕上げる必要がある。また、Ｕ字形脚部の側面を横方向の滑動面としていたので、Ｕ字形ガイドの脚部間の平行度についても高精度に仕上げる必要があった。
Ｕ字形をしたガイドレール２’はグラナイトやセラミックで製作され、その加工精度を上げる（誤差５μｍ程度に仕上げる）ため、長い長尺物（１ｍ以上のもの）を誤差５μｍ程度で仕上げることは時間とコストを要するという欠点があった。
〈問題点３〉
急速な加速・減速時には縦方向側のスライダが縦方向側のガイドレールに干渉・接触するなどの事故が発生した。したがって干渉・接触事故を起こさないためには急速な加速・減速制御をしてはならず、急速な加速・減速制御ができないスライドステージになってしまうという欠点があった。
〈問題点４〉
また、位置検出装置（リニアスケール）の検出した信号の位置決め精度、繰返し精度が悪いという問題があった。
〈問題点５〉
両側のスライダの脚部４ｋの横面エアー噴出部６ｓから噴出したエアーの圧力がＵ字形をしたガイドレールの脚部を内側に曲げるように働くので、Ｕ字形の脚部が内側に変形する問題がある。脚部が変形すると、ガイドの横面間の平行度が悪化し、スライダの脚部とガイドレールの脚部が接触して、ガイド面が損傷する場合があった。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１記載のスライドステージの発明は、定盤と、前記定盤上に敷設されたリニアモータ磁石部と、前記定盤の上に前記リニアモータ磁石部を挟んで互いに平行に固定された２本のガイドレールと、前記リニアモータ磁石部の上方と前記２本のガイドレールの間との空間に置かれ進行方向に対して直角な断面でＵ字形をしたスライダと、前記スライダのＵ字形の開口内に前記リニアモータ磁石部と空隙を介して対向配置されたリニアモータコイル部と、を備え、
前記スライダの前記Ｕ字形を構成する側壁から下面の前記定盤に向けて直接エアーを噴出しおよび横面に向けてエアーを噴出するエアー噴出部を前記側壁に設け、前記エアー噴出部から下面に向けて噴出するエアーによる浮上力と、前記リニアモータ磁石部並びに前記リニアモータコイル間の電磁吸引力および重力と、でバランスして浮上し、前記モータ磁石部および前記リニアモータコイル間の駆動力により駆動されるようにしたスライドステージであって、
前記定盤と前記２本のガイドレールとを一体で形成し、かつ前記定盤の側面を押圧する位置規制ボルトを配置したことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のスライドステージにおいて、前記ガイドレールを進行方向に対して直角な断面でみてローマ字の「Ｉ」字形状をし、前記ガイドレールの上面中央に前記リニアモータ磁石部を設置する溝があり、該溝の両上面を前記スライダが前記下面エアー噴出部よりエアーを噴出し、前記リニアモータ磁石部と前記リニアモータコイル部との電磁吸引とのバランスで走行し、前記ガイドレール上側両側面を囲むように前記スライダが前記横面エアー噴出部よりエアーを噴出しながら走行することを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項２記載のスライドステージにおいて、前記定盤の下面にレベル調整ボルトを配置し、かつ、前記ガイドレールの端部下端のフランジ部に雌ネジブッシュが固定されたスライドステージにおいて、前記レベル調整ボルトが、該雌ネジブッシュに螺合されたボルト固定式レベル調整ボルトと、該ボルト固定式レベル調整ボルトに形成された中心軸を通って貫通する貫通孔に通された固定ボルトと、で構成されたことを特徴としている。

請求項４記載の発明は、ガントリィタイプのXY方向可動スライドステージに係るもので、請求項１記載のスライドステージを製缶架台上の両端に２式互いに平行に並べ、上部に前記スライドステージを横向きに設置したことを特徴としている。

請求項５記載の発明は、ガントリィタイプのXY方向可動スライドステージに係るもので、互いに平行な複数列の長溝が掘られた定盤と、前記各長溝内にそれぞれ敷設されたリニアモータ磁石部と、前記定盤の上に前記リニアモータ磁石部と前記長溝を挟んで互いに平行に固定された２本のガイドレールと、前記リニアモータ磁石部と前記長溝の上方と前記２本のガイドレールの間との空間に置かれ進行方向に対して直角な断面でＵ字形をしたスライダと、前記スライダのＵ字形の開口内に前記各リニアモータ磁石部とそれぞれ空隙を介して対向配置されたリニアモータコイル部と、を備えたスライドステージであって、
前記スライダの前記Ｕ字形を構成する側壁から下面の前記定盤に向けて直接エアーを噴出しおよび横面に向けてエアーを噴出するエアー噴出部を前記側壁に設け、前記下面のエアー噴出部を前記スライダの各リニアモータコイル部間に設け、前記エアー噴出部から下面に向けて噴出するエアーによる浮上力と、前記リニアモータ磁石部並びに前記リニアモータコイル間の電磁吸引力および重力と、でバランスして浮上し、前記モータ磁石部および前記リニアモータコイル間の駆動力により駆動されるようにした第１スライドステージと、
定盤と、前記定盤上に敷設されたリニアモータ磁石部と、前記定盤の上に前記リニアモータ磁石部を挟んで互いに平行に固定された２本のガイドレールと、前記リニアモータ磁石部の上方と前記２本のガイドレールの間との空間に置かれ進行方向に対して直角な断面でＵ字形をしたスライダと、前記スライダのＵ字形の開口内に前記リニアモータ磁石部と空隙を介して対向配置されたリニアモータコイル部と、を備え、前記スライダは、前記リニアモータコイル部と前記スライダの前記Ｕ字形を構成する側壁部とを下方に取り付けた金属板から成る、第２スライドステージであって、
前記スライダの前記Ｕ字形を構成する側壁から下面の前記定盤に向けて直接エアーを噴出しおよび横面に向けてエアーを噴出するエアー噴出部を前記側壁に設け、前記エアー噴出部から下面に向けて噴出するエアーによる浮上力と、前記リニアモータ磁石部並びに前記リニアモータコイル間の電磁吸引力および重力と、でバランスして浮上し、前記モータ磁石部および前記リニアモータコイル間の駆動力により駆動されるようにした第２スライドステージと、
を備え、
前記第１スライドステージのスライダを前記第２スライドステージの定盤とし、かつ前記第１スライドステージのスライダの移動方向と前記第２スライドステージのスライダの移動方向とが直交するように前記第１スライドステージの上に前記第２スライドステージを載置し、前記第２スライドステージをツイン駆動とした、ＸＹ方向可動スライドステージであって、
前記第２スライドステージの定盤に前記第２スライドステージのスライダの移動方向に延びる長孔を掘り、前記長孔内に平面２次元リニアスケールヘッドを収納して前記平面２次元リニアスケールヘッドの端部を前記スライダに固定し、前記第１スライドステージの定盤に平面２次元リニアスケールを配置したことを特徴としている。
請求項６記載の発明は、請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記第１スライドステージにおいて、前記エアー噴出部から下面に向けて噴出するエアーによる浮上力と、前記リニアモータ磁石部並びに前記リニアモータコイル間の電磁吸引力および重力と、でバランスする浮上面と、前記モータ磁石部および前記リニアモータコイル間の駆動力による駆動面と、を一致させるようにしたことを特徴としている。
請求項７記載の発明は、請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記第１スライドステージにおいて、前記スライダの進行方向先端側および後端側で前記Ｕ字形を構成する側壁間を連結したことを特徴としている。
請求項８記載の発明は、請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記第１スライドステージにおいて、前記エアー噴出部を前記Ｕ字形を構成する側壁の前記スライダの進行方向に複数箇所設けたことを特徴としている。
請求項９記載の発明は、請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記第１スライドステージにおいて、前記エアー噴出部を前記Ｕ字形を構成する側壁の前記スライダの進行方向と直角な方向に複数箇所設けたことを特徴としている。
請求項１０記載の発明は、請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記長溝の複数列が２列または３列であることを特徴としている。
請求項１１記載の発明は、請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記金属板に冷却媒体用孔を備えたことを特徴としている。
請求項１２記載の発明は、請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記平面２次元リニアスケールヘッドを２個正方形の対角位置に配置し、かつ前記平面２次元リニアスケールを複数枚、前記第１スライドステージの定盤に平面状に配置したことを特徴としている。

請求項１３記載の発明は、請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記第１スライドステージにおいて、前記スライダと前記２列のガイドレールとの間、および前記スライダと前記定盤との間に、それぞれ低摩擦係数で固い材質のものを前記スライダ側と前記ガイドレール側と前記定盤側に張り付けて前記低摩擦係数の材質のもの同士が接触可能にしたこと特徴としている。
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載のＸＹ方向可動スライドステージに係り、前記低摩擦係数の材質のものが炭素繊維、セラミック、石英、瑪瑙のいずれかであること特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、今までは部材を載置する載置台（テーブル）の役割しか行っていなかった定盤の上面を、直接、滑動面として有効利用するのが本発明の出発点である。
このため、ガイドレールは従来の図５２のガイドレール２’のＵ字形のような複雑な形状でなくなり、単なる長尺の棒を固定するだけでよいので、製作に当たっては定盤とスライダとに対向する面の直角度だけを正確に出す加工だけでよくなった。これに対して、図５２のガイドレール２’は、Ｕ字形脚部の上面を滑動面としていたのでこの滑動面の平面度の他に、Ｕ字形脚部間の平行度についても表面精度が要求されることとなっていた。したがって、ガイドレール２’は表面精度を維持するにはせいぜい１ｍ位の長さの長尺物しか作ることができなかったが、本発明のガイドレールは簡単な形状であるので６ｍ〜７ｍもの長さに亘って高精度の長尺物を得ることが出来るようになるので、大きな液晶パネルの製造装置に適用可能となる。
また、図５２のガイドレール２’の厚み分Ｄを省略できるため、丈を低くすることができる。
さらに、定盤とガイドレールとを一体化して組合せた構造で、定盤の側面を押圧する位置規制ボルトを配置しているので、ガイドレールを位置規制ボルトで調整することにより、横方向の精度を、走りの真直度が３〜１０μｍといった高精度に調整することができるようになる。

請求項２記載の発明によれば、定盤とガイドレールを一体型にしたローマ字の「Ｉ」字形の形状のガイドレールであるため、本体の剛性も強く、下部にボルト固定式レベル調整ボルトを配置しているため、ガイドレールの自重及び負荷荷重による縦方向のタワミなどに対して、下面に設置されたレベル調整ボルトを調整することにより、下が平面度の出た石定盤等でなく、精度の出ていない製缶架台などの場合でも設置することが出来て、走りの真直度も３〜１０μｍ程度に調整することができ、同様に横方向の精度もガイドレールを位置規制ボルトで調整し、走りの真直度も３〜１０μｍ程度に調整することができるようになる。
請求項３記載の発明によれば、定盤の下面にレベル調整ボルトを配置し、かつ、ガイドレールの端部下端のフランジ部に雌ネジブッシュが固定されたスライドステージにおいて、前記レベル調整ボルトを、該雌ネジブッシュに螺合されたボルト固定式レベル調整ボルトと、該ボルト固定式レベル調整ボルトに形成された中心軸を通って貫通する貫通孔に通された固定ボルトとで構成したので、設置された雄ネジであるボルト固定式レベル調整ボルトをガイドレールに接着固定された雌ネジブッシュで押し引き調整し、高さが決まったところで、固定ボルトで機材へ固定することにより、下が平面度の出た石定盤等でなく、精度の出ていない製缶架台などの場合でも設置することが出来て、走りの真直度も３〜１０μｍ程度に調整することができる。したがって、基準になる下部が製缶架台などの精度が悪い場合でも１０ｍ以上の長尺ものが高精度な搬送位置決めを行うことが可能となる。
請求項４記載の発明によれば、スライドステージを製缶架台上の両端に２式平行並べ、レベル調整を行えるので、上部に同じ本実施例のスライドステージを横向きに設置することにより、大型ＦＰＤワークに対応したガントリ構造のステージを構成することができるようになる。

請求項５記載の発明によれば、このようにすることで積み重ねの高さよりも丈を低くできるＸＹステージが得られることとなる。
請求項６記載の発明によれば、モータの駆動面とステージの浮上（摺動）面が略一致するので、オフセット距離がなくなり、スライドステージのスライダが下部摺動面と接触することが防止でき、加速・減速を大きくしてもステージと摺動面が擦れる虞がなくなり、高加速・減速に耐えられるスライドステージができる。
また、ガイドレール２’のＵ字形の上下方向の厚み分だけ丈を低くすることができるので、小型化に寄与する。
さらに、ガイドレール２は単なる長尺の棒を固定するだけでよく、したがって製作に当たっては定盤１とスライダ４とに対向する面の直角度だけを正確に出す加工だけでよく、図５２のガイドレール２’のＵ字形の精度を出す加工が省略できるので、加工し易くなる。
また、掘り込み構造なため電磁吸引力の応力が直接スライダ４に影響をおよぼさないので、スライダ本体の変形が無く、精度の安定性や再現性も良い。
請求項７記載の発明によれば、スライダはガイドレールの上を跨ぐ必要がなくなるので、スライダは中央部にリニアモータコイルを収納するだけの直方体部分をくり抜くだけでよく、両脚部を繋ぐ進行方向の先端の左右両脚部同士を連結する連結部分、同じく進行方向の後端の左右両脚部同士を連結する連結部分を設けることができるため、スライダの両サイド脚部が変形することがなくなる。
また、同じ大きさのリニアモータコイルを取り付けるのに、ガイドレールを跨がないので小型となり、したがって材料も少なくて済み、その余った材料の一部をスライダの上部の厚みを厚くするのに充てることでスライダの上部に力が働いても厚みが充分であるので、下側に大きく凹むことはない。
請求項８記載の発明によれば、安定した浮力を得ることができる。
請求項９記載の発明によれば、簡単に幅広い、大面積のスライドステージを実現することができる。

請求項１０記載の発明によれば、両リニアモータ駆動によりヨーイングが起きなくなり、また、非常停止の場合、中央のリニアモータだけに非常停止をかければ、ブレーキがかかるのが中央部であるので、スライダは左右に振れずに停止することができるようになる。
請求項１１記載の発明によれば、連結する金属ベースに冷却媒体用孔が簡単に形成できるので、ここに水やエアーを流すことで、リニアモータコイルの発熱を遮断することができる。

請求項１２記載の発明によれば、２個の２次元リニアスケールヘッドのうち必ずどちらかのヘッドが２次元リニアスケールを読み出すようになり、Ｘ方向およびＹ方向に任意の長さの２次元リニアスケールを設けても、確実に２次元リニアスケールヘッドがスケールを読み出すことができるようになる。
請求項１３記載の発明によれば、スライダは定盤の表面をほぼ隙間ゼロで移動することができるので、精密な制御をすることができるようになる。
請求項１４記載の発明によれば、低摩擦係数で固い材質のものが得られるので、耐久性が良くなり、またスライダは定盤の表面をほぼ隙間ゼロで移動することができるので、精密な制御をすることができるようになる。

また、従来装置との対比で言えば、上記構成にすることにより、以下のような効果が生じる。
従来の重量バランス型の課題に対して、上下方向に拘束されているために、上下方向の移動精度（縦真直度、ピッチング等）が良くなる。
加速・減速時の姿勢変動が少ないので軸受部の接触などが発生せず、加速・減速時間を短縮でき、移動タクトアップができる。
小型化での実用化が可能で、変加重でも動作でき、また、急加速・急減速も可能となる。
縦方向のスライド高さと搬送駆動高さに距離が生じないため加速・減速時にモーメント力が発生せず、ピッチング方向に影響が無く、繰返し精度やロストモーションが良くなり、縦方向側のスライダが定盤に干渉することはない。
両面磁石で高価なコアレスリニアモータを使用する必要が無く、片面磁石のリニアモータを使用することから安価にできる。
位置検出装置（リニアスケール）の設置場所を外側や下側などではなく後述の図１４、図１７のような位置に設置することにより、アッべ誤差（検出位置と精度必要位置の違い誤差）の影響が無くなり、位置決め精度、繰返し精度が良くなる。
従来のエアー拘束型の課題に対して、エアーギャップをミクロン単位で管理する必要が無いことからガイドレール部とスライダ部の寸法関係精度をミクロン単位で組合わせ加工する必要性が無く、部品単価が安価になり、同じものを同時に大量に生産することができる。
縦方向のスライダ高さと搬送駆動高さに距離が生じないために加速・減速時にモーメント力が発生せず、ピッチング方向に影響が無く、繰返し精度やロストモーションが良くなり、縦方向側のスライダが縦方向側のガイドレールに干渉しない。
横方向のスライダ位置と搬送駆動位置に距離が生じないために加速・減速時にモーメント力が発生せず、ヨーイング方向に影響が無く、繰返し精度やロストモーションが良くなり、横方向側のスライダが横方向側のガイドレールに干渉しない。
両面磁石で高価なコアレスリニアモータを使用する必要が無く、片面磁石のリニアモータを使用することから安価にできる。

また、実開平７−４４４５７号公報記載の「スライド装置」と対比すると、ハイブリッド型の課題に対して、下面は定盤そのものを使用するため特別な加工は不要で、横方向に拘束するためのガイドレールは１体もので精度出し加工する必要が無く、対応する両側面の平行度を５μｍ以下で加工する必要がなく、平面度だけを出せば良いのでガイドレールの製作費用が安価になるばかりか、長いストローク（３ｍ以上）、長い幅（２ｍ以上）などに対応することができる。
１軸での高さを低くすることはより可能であり、定盤上面を使用しているためにさらに低くできる。
また、ＸＹに組んだ場合には単純に２倍の高さになることではなく、組合わせた高さとしてより低くでき、実務的なメリットがある。
縦方向のスライダ高さと搬送駆動高さに距離が生じないために加速・減速時にモーメント力が発生せず、ピッチング方向に影響がなく、繰返し精度やロストモーションが良くなり、縦方向側のスライダが縦方向側のガイドレールに干渉しない。
磁気の吸引とエアー反発のバランスにより上下方向の拘束を行っているが、変形及び応力がスライダに負担をかけず、精度の再現性を損ねたり、ステージ自体が破壊されたりする危険性は無い。
また、このような状態が発生しないために強度アップを行う必要が無いため、小型化ができる。

本発明の実施例１に係るスライドステージの縦断面図である。 実施例２に係るスライドステージの横断面を図３のＢ−Ｂ断面矢視方向に見た図である。 実施例２に係るスライドステージの縦断面を図２のＡ−Ａ断面矢視方向に見た図である。 本発明の実施例３に係るスライダを説明する図で、図４（ａ）はその概念斜視図、（ｂ）はスライダのリブを説明するためスライダを上下逆にした斜視図である。 図４（ａ）のスライダ図のＣ−Ｃ矢視断面図である。 実施例４に係るスライドステージの断面図である。 実施例５に係るスライドステージの断面図である。 実施例６に係るスライドステージの断面図である。 実施例７に係るスライドステージの断面図である。 実施例８に係るスライドステージを説明する図で、スライドステージの断面図である。 実施例８に係るスライダの概念斜視図である。 図１１のスライダのＢ−Ｂ断面矢視図である。 実施例９に係るスライドステージの３面図である。 実施例１０に係るスライドステージの３面図である。 実施例１１に係るスライドステージの縦断面図である。 実施例１１のリニアスケール９近傍の一部断面斜視図である。 実施例１２に係るスライドステージの縦断面図である。 実施例１３に係るスライドステージの３面図である。 実施例１３に用いられる平面ＸＹリニアスケールの上面図である。 実施例１４に係る平面ＸＹリニアスケールの上面図である。 実施例１５に係るスライドステージの断面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージの縦断面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージの変形例（冷却プレート付き）の縦断面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージの３面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージ応用例（１）の縦断面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージ応用例（２）の縦断面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージ応用例（３）の縦断面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージ応用例（４）の縦断面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージ応用例（５）の縦断面図である。 本発明の実施例１６に係るスライドステージ応用例（６）の上面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージの縦断面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージの３面図である。 定盤レールの上面中央部分にリニアモータ磁石部を取り付けた実施例である。 実施例２（図２、図３）と同様に、定盤レールの上面中央部にリニアモータ磁石部を設置する溝がある実施例である。 定盤レールのガイド面上面にリニアスケール部のテープスケールを取り付けた実施例の側面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージ応用例（１）の縦断面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージ応用例（２）の縦断面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージ応用例（３）の縦断面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージ応用例（４）の縦断面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージ応用例（５）の縦断面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージ応用例（６）の縦断面図である。 本発明の実施例１７に係るスライドステージの図３１のＡ部の拡大詳細図で、（ａ）はステージを上昇させる途中、（ｂ）は最大まで上昇させた状態、（ｃ）は固定させた状態を示している。 図４２の上下方向調整機構にさらに定盤レールの横方向調整機構と荷重分担機構を追加した断面図である。 本実施例１６のスライドステージを下向きに設置することにより、大型ＦＰＤワークに対応したガントリ構造のステージを構成した実施例である。 定盤レールの曲がった状態を、ボルト固定式レベル調整ボルトにより縦方向の真直度をまっすぐに強制することのできる説明用の側面図である。 定盤レールの曲がった状態を、位置規制ボルトにより横方向の真直度をまっすぐに強制することのできる説明用の上面図である。 従来の重量バランス型ステージの断面図で（ａ）は全体図、（ｂ）はエアーパッド近傍の拡大図である。 従来のエアー拘束型ステージ１の断面図である。 従来のエアー拘束型ステージ２の断面図である。 従来のエアー拘束型ステージ３の断面図である。 従来のハイブリッド型ステージの上面図である。 従来のハイブリッド型ステージの断面図である。 従来のハイブリッド型ステージのスライダ変形図である。

符号の説明

１は定盤
１ａは長溝
２はガイドレール
３はエアーパッド
４はスライダ
４ｓはスライダ側壁
５はコアレスリニアモータ
６はエアーパイプ
６ｋは開口部
６ｒはリブ
６ｓは横面エアー噴出部
６ｕは下面エアー噴出部
７はリニアモータ磁石部（固定部）
７ａはマグネット
８はリニアモータコイル部（可動部）
９はリニアスケール部
９Ｂは取付けベース
９Ｈはリニアスケールヘッド
９Ｓはリニアスケール（目盛部）
１０は連結ベース
１１は冷却媒体用孔（水冷または空冷）
１２はＹ軸ガイドレール
１３はＹ軸スライダ
１４はＹ軸リニアモータ磁石部（固定部）
１５はＹ軸リニアモータコイル部（可動部）
１６はＹ軸リニアスケール
１７はＸ軸ガイドレール
１８はＸ軸スライダ
１９はＸ軸リニアモータ磁石部（固定部）
２０はＸ軸リニアモータコイル部（可動部）
２１はＸ軸リニアスケール
２２はガラス製リニアスケール取付ベース
２２Ｈは取付ベース取り付け部材
２３はスペースベース
２４はトップベース
２５はリミットセンサ
２６はケーブルベア
２７は平面２次元リニアスケール
２８は平面２次元リニアスケールガラス
２９は平面２次元リニアスケールヘッド
３０は平面２次元リニアスケールヘッド２ヘッド
３１は固定ネジ
３２は接触ガイドレール
３３は接触スライド
３４は定盤レール
３５は製缶架台
３６はレベル調整ボルト
３７、３７ａは位置規制ボルト
３８はワーク吸着ベース
３９は定盤レール
４０はボルト固定式レベル調整ボルト
４１は支柱
４２は固定ボルト
４３は雌ネジブッシュ（３９に接着固定）
４４はネジ孔
８１は冷却プレート

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るスライドステージの縦断面図である。
図１において、１は定盤、２はガイドレール、４はスライダ、６はエアー噴出部、７はリニアモータ磁石部（固定部）、７ａ（図１）はマグネット、８はリニアモータコイル部（可動部コア付またはヨーク付）、９（図１）はリニアスケール部（９Ｈがリニアスケールヘッド、９Ｓがリニアスケール（目盛部））である。
実施例１（図１）のガイドレール２と公知例（図５２）のガイドレール２’とを比較すると、公知例（図５２）のガイドレール２’は複雑な形状であるため平坦度５μｍといった高い精度を出すためにはせいぜい１ｍ位の長さの長尺物しか作ることができなかった（したがって半導体製造装置の用途に限られていた。）のに対して、実施例１のガイドレール２は簡単な形状であるので６ｍ〜７ｍもの長さに亘って高精度の長尺物を得ることが出来るようになる（したがって大きな液晶パネルの製造装置に適用可能となる。）。定盤１の上に２本の長尺棒から成るガイドレール２、２を互いに平行となるようにネジ３１で固定しただけの簡単な構成である。
定盤１の面はもともとラッピング仕上げしているので平滑面となっており、ガイドレール２’のＵ字形の脚部上面と同じ程度の平面度（平滑面）となっているので、定盤１の面を用いることに問題はない。
定盤１の上方と２列のガイドレール２、２の間にできる空間にスライダ４が置かれる。このスライダ４は、進行方向に対して直角な断面で見て上下を逆にしたＵ字形をしており、その逆Ｕ字形の開口内にリニアモータコイル部８を備えている。リニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８とは互いに空隙を介して対向配置され、リニアモータコイル部８の内部（図示せず）のコア（鉄心）によりリニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８間で電磁吸引力が発生する。

スライダ４の逆Ｕ字形を構成する両側壁４ｓ、４ｓには、下面に向けてエアーを噴出する下面エアー噴出部６ｕと、横方向の外側に向けてスライダ４の外側にエアーを噴出する横面エアー噴出部６ｓを有するエアーパイプ６を設けている。
下面エアー噴出部６ｕから下面に向けて噴出したエアーが定盤１に当たることによりスライダ４に浮上力が生じる。リニアモータ磁石部７とリニアモータコイル８間の電磁吸引力および重力と、前記浮上力とでバランスのとれた位置でスライダ４は浮上する。実施例１では、定盤面から５μｍ〜１０数μｍの距離が浮上面となる。
また、横面エアー噴出部６ｓから横面の外側へ噴出したエアーは両サイドのガイドレール２に当たり、その結果、中央でバランスを保つようになる。
また、側壁から横方向外周へ噴出したエアーの圧力によってガイドレール２から側壁を内側に押す力が働く。図５３で説明したことと同様に電磁吸引力によってスライダの側壁を外側に開く力が働くが、上述のように横面エアー噴出部から噴出したエアーの圧力は側壁を内側に戻す力となるため、圧力を調整することで側壁の変形を低減する効果がある。
エアー圧力を調整しない場合は、後述する図４（ａ）に示すように、スライダ４のＵ字形の開口部の側壁にリブとなる部分を付ければよい。
また、後述する図４（ｂ）のように、スライダ４の側壁にリブ６ｒとなる部分を残して開口部６ｋを加工すると、電磁吸引力で側壁を外へ開く力がかかってもリブ６ｒによって側壁の変形（図５３のような変形）が抑えられる効果がある。
また、リニアモータ磁石部７およびリニアモータコイル部８間に駆動力が発生し、この駆動力で、スライダ４を走行方向に駆動させる。リニアモータコイル８部の下端が駆動面となる。
また、ガイドレール２’（図５２）のＵ字形の上下方向の厚み分Ｄだけ丈を低くすることができるので、小型化に寄与する。
さらに、実施例１のガイドレール２は単なる長尺の棒を固定するだけでよく、したがって製作に当たっては定盤１とスライダ４とに対向する面の直角度だけを正確に出す加工だけでよく、図５２のガイドレール２’のＵ字形の精度を出す加工が省略できるので、加工し易くなる。
また、実施例１のガイドレール２の幅を広く設計すると、スライダ側壁の横面エアー噴出部から噴出したエアーの圧力でガイドが変形する量を減少できるため、従来技術（図５２）の問題点５が解決できる。
したがって、ガイドレール２は６ｍ〜７ｍもの長さに亘って高精度の長尺物を得ることが出来るようになり、大きな液晶パネルの製造装置に適用可能となる。
ガイドレールによってスライダの横方向の位置を拘束し定盤によってスライダの縦方向の位置を拘束するので横方向の走り精度と縦方向の走り精度を独立して調整できる効果がある。

図２および図３は、本発明の実施例２に係るスライドステージを説明する図で、図２はスライドステージの横断面を図３のＢ−Ｂ断面矢視方向に見た図、図３はスライドステージの縦断面を図２のＡ−Ａ断面矢視方向に見た図である。
図２および図３において、図１と同じ符号については説明を省略する。。
実施例２の定盤１には長溝１ａ（図３）が掘られ、その長溝１ａ内にマグネット７ａを上部に備えたリニアモータ磁石部７が敷設されている。このとき、マグネット７ａの上面が定盤１の表面と略同一平面にくるようにしている。定盤１の面はもともとラッピング仕上げしているので平滑面となっており、ガイドレール２’のＵ字形の脚部上面と同じ程度の平面度（平滑面）となっているので、定盤１の面を用いることに問題はない。
また、２本のガイドレール２、２は互いに長溝１ａを挟んで平行となるように固定されている。
ガイドレール２の幅を広く設計すると、スライダ側壁の横面エアー噴出部から噴出したエアーの圧力でガイドが変形する量を減少できるため、従来技術（図５２）の問題点５が解決できる。
この長溝１ａの上方と２列のガイドレール２、２の間にできる空間にスライダ４が置かれる。このスライダ４は、進行方向に対して直角な断面で見て逆Ｕ字形をしており、その逆Ｕ字形の開口内にリニアモータコイル部８を備えている。リニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８とは互いに空隙を介して対向配置され、リニアモータコイル部８の内部（図示せず）のコア（鉄心）によりリニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８間で電磁吸引力が発生する。
また、スライダ４に実施例１と同じく側壁にリブ６ｒとなる部分を残して開口部６ｋを加工すれば、電磁吸引力で側壁を外へ開く力がかかってもリブ６ｒによって側壁の変形（図５３のような変形）が抑えられる効果が得られる。
このように、実施例２では、リニアモータの駆動面（リニアモータコイル８の下端）とステージの浮上（摺動）面（定盤面１から１０数μｍ上）が略一致しているので、オフセット距離がなくなり、図５２のスライドステージで生じたスライダ４’とガイドレール２’との接触がなくなる。

ここで、オフセット距離がなくなるとスライダとガイドレールとが接触しなくなる理由について、本出願人が解明した理由に基づいて説明する。
公知例である図５２に戻る。図５２で距離ｔで示すのは、スライダ４’の駆動面のＬ１とスライダ４’の摺動面Ｌ２との間のオフセット距離である。この距離ｔが増えれば増えるほど、加速・減速時にスライダ４’の上部で支えた状態で（浮上している）スライダ４’の下部で前へ加速（または減速）のモーメント力が加わるため、スライダ４’の進行方向先端と後端が上下方向に大きく揺動（ピッチング）することになり、その結果、スライダ４’の進行方向先端と後端がガイドレール２’上部に接触するなどの虞が生じる。ところが、この距離ｔがゼロ（図３）だとスライダ４の駆動面と浮上（摺動）面が一致するので、スライダ４の加速（または減速）の力が加わる面内を浮上・摺動・移動するので、スライダ４の進行方向先端と後端が上下方向に揺動せず、その結果、スライダ４の進行方向先端と後端が定盤１と接触するなどの虞はなくなる。
このように、図５２に示すオフセット距離ｔがあり、縦方向のスライダ高さと搬送駆動高さに距離があるために加速・減速時にモーメント力が発生し、ピッチング方向に影響があり、繰返し精度やロストモーションが悪くなるばかりか、急速な加速・減速時には縦方向側のスライダが縦方向側のガイドレールに干渉・接触するなどの事故も発生した。したがって逆に、干渉・接触事故を起こさないためには急速な加速・減速制御ができなくなり、急速な加速・減速制御ができないスライドステージになってしまう欠点があったが、これらの欠点を実施例２により解決できた。したがって実施例２によれば、加速・減速を大きくしてもステージと摺動面が擦れる虞がなくなり、高加速・減速に耐えられるスライドステージができる。
また、掘り込み構造のため電磁吸引力の応力が直接スライダ４に影響をおよぼさないので、スライダ本体の変形が無く、精度の安定性や再現性も良い。

図４は本発明の実施例３に係るスライダを説明する図で、図４（ａ）はその概念斜視図で、（ｂ）はスライダを上下ひっくり返した斜視図である。図５は図４（ａ）のスライダ図のＣ−Ｃ矢視断面図である。
従来のスライダ４’は図５２のスライドステージに用いられるスライダで、ガイドレール２’の上を跨いで進むタイプであるため、構造的にスライダ４’の両脚部４ｋ、４ｋの進行方向の先端同士、および後端同士を閉じることができず、開口していた。したがってスライダ４’に矢印方向にエアー噴出による反発力Ｆ１、Ｆ２が働くと、図５３のように、スライダ４’の両サイドの脚部４ｋ、４ｋは外側に開こうとする力が働き、開いてしまった。これを防止するには肉厚を厚くすることが必要になり、小型化・低コスト化・軽量化のニーズに逆行した。
また、図５３のように矢印方向Ｆ３に電磁吸引力が働くと、スライダ４’の上部の厚みが充分でないと図５３のように下側に凹むようになる。これを防止するには同じく肉厚を厚くすることが必要で、小型化・低コスト化・軽量化のニーズに逆行した。
これに対して図４（ａ）のスライダ４は、図２および図３のスライダで、２本のガイドレール２の間を進むタイプであるため、スライダ４はガイドレール２の上を跨ぐ必要がなく、したがってスライダ４は中央部にリニアモータコイル部８を収納するだけの直方体部分をくり抜くだけでよく、両脚部を繋ぐ進行方向の先端の左右両脚部同士を連結する連結部分、同じく進行方向の後端の左右両脚部同士を連結する連結部分をハッチング４ｘで示すように設けることができ、これにより、スライダ４に矢印方向の電磁吸引力Ｆ１、Ｆ２が働いても、進行方向の先端の連結部分および後端の連結部分によって、両サイドの脚部が開こうとするのを阻止されるので、図５のようにスライダ４の両サイドの脚部が曲がることはない。
図４（ｂ）は、スライダーを上下ひっくり返した図である。図中、リニアモータのコイル部８を上に取り外した状態であり、側壁にリブ６ｒとなる部分を残して開口部６ｋを加工している。電磁吸引力で側壁を外へ開く力がかかってもリブ６ｒによって側壁の変形（図５３のような変形）が抑えられる効果がある。
また、同じ大きさのリニアモータコイル８を取り付けるのに、図５２のスライダ４’はガイドレール２の上を跨ぐため大型となり、したがって材料も多く必要とするが、図２のスライダ４はガイドレールを跨がないので小型となり、したがって材料も少なくて済み、その余った材料の一部をスライダ４の上部の厚みを厚くするのに充てることで、矢印方向Ｆ３に電磁吸引力が働いても、スライダ４の上部の厚みが充分であるので、図５のように下側に大きく凹むことはない。

図６は実施例４に係るスライドステージの断面図である。
図６が実施例２（図３）と異なるのはスライダの形状である。図６におけるスライダ４１は図３のスライダ４と同じく逆Ｕ字形をしているが、図３のスライダ４の逆Ｕ字形の角は内側も外側も直角となっているのに対して、図６のスライダ４１のＵ字形の角は内側も外側も、応力を逃がすアール（Ｒ）形状としてある点が異なる。このように角部の内側と外側にアールを施すことで応力が角に集中しなくなるので、応力に強くなり、スライダ４１の角部がさらに破断しにくくなった。

図７は実施例５に係るスライドステージの断面図である。
実施例２（図３）に係るスライドステージは定盤１の上の両サイドに長尺棒のガイドレール２を２本、ネジ固定するだけの構造であるため、簡単に幅広い、大面積のスライダのニーズに対応可能であったが、実施例５はさらに大面積のスライダのニーズにも対応可能とするものである。図７のスライドステージはこのニーズに応えたもので、中央にリニアモータ（リニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８）を設置し、両サイドにガイドレール２、２を設置し、浮上力を増すため複数のエアー噴出口６１、６２をスライダ４２のＵ字形両端下面に設けることで、簡単に幅広い、大面積のスライドステージを実現することができる。
図３と同じ符号は同じ機能の部材であるので、説明は省略する。

図８は実施例６に係るスライドステージの断面図である。
実施例５（図７）によれば、幅が広く、奥行きも長いスライドステージが簡単に製作可能であったが、実施例５のスライドステージよりも、さらに、駆動力を倍にしたのが、実施例６に係るスライドステージである。実施例６に係るスライドステージは、図８のようにリニアモータ５１，５２を複数個設置することで、任意の駆動力のスライドステージを製作することが可能となる。
図８においては、２個のリニアモータ５１，５２をスライダ４３と定盤１の両サイドに設置したもので、これにより駆動力を２倍にすることができる。
さらに、実施例５（図７）のような中央に１本のリニアモータによる駆動であると、進行方向に対して左右に旋回（ヨーイング）し易くなるが、２本のリニアモータ５１、５２を互いの間隔をあけて設置し、また、両サイドのリニアスケールは、例えば、ガイドレール２、２の側面部もしくは上面に取り付けることで両側駆動できるためヨーイング方向に対して強くなり、両サイドのリニアモータ、リニアスケールによる同期制御を行うことでヨーイング、横真直度の精度をより向上することが可能となり、通常３秒、３μｍであったのを、１秒以下、１μｍ以下にできることとなる。

図９は実施例７に係るスライドステージの断面図である。
図９のスライドステージは言わば、図３のスライドステージと図８のスライドステージとを組み合わせたもので、駆動力を増したスライドステージが得られた。しかし効果はそれだけではなく、予期せぬ効果が得られた。すなわち、実施例７により、図３のスライドステージと図８のスライドステージのそれぞれの持つ弱点を克服することができるものとなった。
図３のスライドステージの持つ弱点はヨーイングであったが、それを図８のように両リニアモータ駆動により解決することができる。
また、図８の両リニアモータ駆動の持つ弱点は、非常停止の場合、両リニアモータに制動をかけることになるが、両リニアモータの制動の効き方を完全に同一にすることは実際上難しいので、両リニアモータの制動の効き方が異なった場合、スライダが左右に振れることとなってしまった。その理由は、モータを非常停止させる場合、通常、ダイナミックブレーキをかけることになるが、ダイナミックブレーキはモータ巻線を抵抗で短絡させるだけなので、モータ毎の抵抗のバラツキに起因してモータの停止する時間にバラツキが出るからである。
ところが、図９のスライドステージで非常停止をかける場合、両サイドのリニアモータはフリーラン（モータ移動時の摩擦抵抗による自然停止）状態にしておき、中央のリニアモータだけにダイナミックブレーキをかければ、ブレーキがかかるのが中央部であるので、スライダ４４は左右に振れずに停止することができる。
また、３個を越えるリニアモータの設置も可能で、これにより必要とされる大推力を発生することができる。

図１０〜図１２は実施例８に係るスライドステージを説明する図で、図１０はスライドステージの断面図、図１１は実施例８に係るスライダの概念斜視図、図１２は図１１のスライダのＢ−Ｂ断面矢視図である。
図１０〜図１２において、実施例８に係るスライダ４５は、原理的には実施例２（図３）のスライドステージのスライダ４と同様な構成であるが、図３のスライダ４のリニアモータコイル部８が入る部分の上部の厚肉部位を完全に抜いてしまって、エアー噴出部６を収納する両脚部だけを残した構造としているのが実施例８に係るスライダ４５の特徴である。そして、左右の両スライダ４５、４５の上部に金属板（鋼、ステンレス等）よりなる連結ベース１０を設置し、そこにリニアモータコイル部８を設置している。
さらに、連結ベース１０が金属板である優位を生かして、冷却媒体用孔１１を連結ベース１０の内部に簡単に形成することができるので、これにより冷却媒体用孔１１でコイルからの熱除去ができるため上部への熱影響は完全に遮断されることになる。
このようにすることで、図１２に図示した電磁吸引力が金属板１０に作用しても金属板１０は曲げに強いので、金属板１０が図のように中央部だけ曲げ変形しても破断することはない（これに対して、図５の石製スライダ４の中央部は曲げに若干弱いこと、したがって若干厚くしていることは既述した通りである。）。 また、電磁吸引力の影響が上面の連結ベース１０のみに働くため、スライダ４５（石製）には圧縮方向の力しかかかららず、石は圧縮に強いので、石は変形はせずに精度の安定性や再現性も良い。
このように、金属板よりなる連結ベース１０を用いることで、精度向上を図れるばかりでなく、ステージ高さも、図３のスライダ４上部厚肉部位がなくなった分、より低くできる。すなわち、連結ベース１０が金属板であるので、図５で必要とした石製のスライダ４の厚みが不要となり、スライドステージの高さをさらに低くすることができ、本実施例では定盤からの高さは５０ｍｍとなった。ちなみに、図３のスライドステージは定盤からの高さは７０ｍｍであった。これに対して、従来例の図５２のスライドステージは１００ｍｍにも達していた。
また、連結ベース１０の冷却媒体用孔１１に水やエアーを流すことで、リニアモータコイル部８の発熱を冷却し、同時に他部への熱伝導を遮断することができる。

図１３は実施例９に係るスライドステージの３面図である。
実施例９に係るスライドステージの構成は、実施例６に係るツイン駆動のスライドステージ（図８）の上に実施例８（図１０）の金属板スライドステージを置いて、Ｘ−Ｙ方向に移動可能となるＸＹステージを構成している。
図において、１は定盤、６はエアー噴出部、１０は連結ベース、１２はＹ軸ガイドレール、１３はＹ軸スライダ、１４はＹ軸リニアモータ磁石部（固定部）、１５はＹ軸リニアモータコイル部、１６はＹ軸リニアスケール、１７はＸ軸ガイドレール、１８はＸ軸スライダ、１９はＸ軸リニアモータ磁石部（固定部）、２０はＸ軸リニアモータコイル部、２１はＸ軸リニアスケール、３１は固定ネジである。
この実施例９では、実施例６のスライドステージの上に実施例８のスライドステージを単に積み重ねたのではなく、実施例６のスライドステージのスライダ４３（図８）と実施例８のスライドステージの定盤１（図１０）とを共用させて実施例６のスライドステージのスライダ４３の上部に溝を掘って重ねたのが特徴で、このようにすることで積み重ねの高さよりも丈を低くできるＸＹステージが得られることとなる。
なお、図１３においてＸ軸あるいはＹ軸のガイドレールに図４６（後述）のように押しねじを用いた位置規制ボルト３７ａを取り付けることでガイドの歪みを低減でき、Ｘ軸あるいはＹ軸の走り精度を向上することができる。
Ｙ軸スライダ１３は実施例１と同じく側壁にリブ６ｒとなる部分を残して開口部６ｋを加工すれば、電磁吸引力で側壁を外へ開く力がかかってもリブ６ｒによって側壁の変形（図５３のような変形）が抑えられる効果が得られる。
Ｘ軸スライダ１８も実施例１のものを使って実現でき、その場合、実施例１と同じく側壁にリブ６ｒとなる部分を残すと、側壁の変形が抑えられる。

図１４は実施例１０に係るスライドステージの３面図である。
実施例１０に係るスライドステージの構成は、実施例６に係るツイン駆動のスライドステージ（図８）の上に実施例８（図１０）の金属板スライドステージを置き、さらに実施例６のツイン駆動の特徴を加えた発明である。
このようにすることで、実施例９と同じく高さを低くでき、かつ、Ｘ軸およびＹ軸について共にツイン駆動をさせるので、両サイドで移動精度を上げることから横方向の移動精度（ヨーイング、横真直度）を良くすることができるため、Ｘ軸およびＹ軸共に高精度な動きができるようになる。
なお、図１４においてＸ軸あるいはＹ軸のガイドレールに図４６（後述）のように押しねじを用いた位置規制ボルト３７ａを取り付けることでガイドの歪みを低減でき、Ｘ軸あるいはＹ軸の走り精度を向上することができる。

図１５は実施例１１に係るスライドステージの縦断面図である。
図において、１は定盤、４０はガイドレール、４はスライダ、６はエアー噴出部、８はリニアモータコイル部、９はリニアスケール部で、９Ｂは取付けベース、９Ｈはリニアスケールヘッド、９Ｓはリニアスケール（目盛部）である。２２はガラス製リニアスケールを取り付けるための取付ベース、２３はスペースベース、２４はトップベース、２５はリミットセンサ、２６はケーブルベア、３１は固定ネジである。
駆動部分は基本的には実施例２（図３）と同様な構成であり、異なるのは位置検出装置（リニアスケール）の配置位置である。実施例２において、スライダ４が進行方向左右に振れた（ヨーイングの）ときで位置検出装置（リニアスケール）の出力に検出誤差が生じたが、その原因は、リニアスケール９をスライダ４の一側面に取り付けているのが原因であることを突き止めた。すなわち、スライダ４が進行方向左右に振れた（ヨーイングの）とき位置検出装置とスライダの位置が一致していないため検出誤差が生じたので、実施例１１では位置検出装置（リニアスケール）９をスライダ４の中央に配置することにより、その誤差をなくしたのである。具体的な配置構造としては、リニアスケール９をスライダ４の中央に配置する空間を確保するために、スライダ４の上に２本のスペースベース２３、２３を中央部から互いに離間した位置に固定し、この上にトップベース２４を取り付けるようにしている。
また、リニアスケール取付ベース２２は、スライダ４と２本のスペースベース２３とトップベース２４との間にできる中央空間内にリニアスケールを配置している。

図１６は実施例１１のリニアスケール部９近傍の一部断面斜視図である。
図１６に示すように、リニアスケール（目盛部）９Ｓを取り付けるためのリニアスケール取付ベース２２は、スライダ４の移動範囲である進行方向の両端部に及ぶ長さを有する長尺状の棒状体であり、このリニアスケール取付ベース２２は、スライダ４と２本のスペースベース２３とトップベース２４との間にできる中央空間内を貫通し、進行方向の両端部に立設された取り付け部材２２Ｈの上に固定されている。そして、リニアスケール（目盛部）９Ｓはリニアスケール取付ベース２２の下面に両面テープや接着剤、ネジ等で固定されている。このようにすることで、スライダ４が移動範囲を縦横に移動しても、リニアスケール（目盛部）９Ｓはスライダ４に非接触状態で不動となる。
一方、このリニアスケール９Ｓの目盛を読み出すために、リニアスケールヘッド９Ｈがヘッド取付けベース９Ｂの真上でリニアスケール９Ｓの下方に近接してネジで固定されている。このようにすることで、スライダ４が移動範囲を縦横に移動するとリニアスケールヘッド９Ｈもスライダ４と共に移動するので、リニアスケールヘッド９Ｈは不動のリニアスケール９Ｓの目盛を読み出すことができる。 このように、検出ヘッド９Ｈを測定物であるスライダ４に対してオフセットなく同一の軸線上に配置するので、スライダ４がヨーイングを起こしても中央部はヨーイングの影響を受けないため、測定精度が向上する（アッベの原理）こととなる。実施例１１によれば、アッベの原理を考慮した位置検出装置ができるので、ステージの姿勢誤差による位置決め精度及び繰返し位置決め精度が最も優れたものとなる。また、リニアスケールヘッド９Ｈからトップベース２４までの距離が近いため、ピッチング方向の誤差も少なくなるので、測定精度も向上する。
なお、オーバートラベル等を防止するためのリミットスイッチ２５は従来は装置の横側に突出して設けられていたが、実施例１１では、結果的に生じたスライダ４とスペースベース２３の外側とトップベース２４との間の空間を有効利用してここに取り付けることができるので、装置の外部に突出しなくなり、破損等の虞がなくなる。
このようにすることで、スライダ４が移動範囲を縦横に移動しても、リニアスケール（目盛部）９Ｓはスライダ４に非接触状態で不動となる。
さらに、リニアスケール（目盛部）９Ｓはリニアスケール取付ベース２２の下面に固定されているので、リニアスケール取付ベース２２がカバーの役割をするため、リニアスケール（目盛部）９Ｓに上から降りてくる塵・埃・ゴミ等が付着しにくくなる。

図１７は実施例１２に係るスライドステージの縦断面図である。
図において、２２’はガラス製リニアスケールを取り付けるための取付ベースであり、その他は図１５と同じである。実施例１２に係るスライドステージが実施例１１に係るスライドステージと異なるのは、１点、ガラス製リニアスケールを取り付けるための取付ベース２２’の形状である。リニアスケール取付ベース２２（図１５）は細長い長尺状でかつ下方に向けて取り付けられるので、重力の影響を受けて変形し易かったのを、リニアスケール取付ベース２２’では、幅方向両端から下方に張り出し部を形成して、断面Ｕ字形にしたので、変形に対して強くなった。
また、基本的には上記実施例１２と同様な構成であるが、定盤１を小さくコンパクトにしたもので、モジュールとしてまとめることができる。
さらに、リニアスケール（目盛部）９Ｓはリニアスケール取付ベース２２’で覆われているので、上から降りてくる塵・埃・ゴミ等がリニアスケール（目盛部）９Ｓにさらに付着しにくくなる。また、スケールヘッド９Ｈもリニアスケール取付ベース２２’の下を走行するようになるので、スケールヘッド９Ｈにも塵・埃・ゴミ等がに付着しにくくなる。

図１８は実施例１３に係るスライドステージの３面図である。このスライドステージは、ステージ部分については図１４の実施例１０と同じで、異なる点は平面２次元リニアスケール２７を下部に配置した点である。図１８のように、ツイン駆動することで、幅を広く、奥行きを長くでき、ＸＹステージ構成ができることから、中央の空いたスペースに平面２次元リニアスケール２７を設置することができる。そこで、実施例５のＸＹステージの構成で中央に空いたスペース（定盤１の面）に平面ＸＹ方向に検出できる平面２次元リニアスケール２７を配置し、一方、Ｙ軸スライダ１３に掘り込み１３Ｈを設けて、この掘り込み１３Ｈ内に平面２次元リニアスケールヘッド２９を挿入した状態でＸ軸スライダ１８の下方に取り付けている。
図１９は実施例１３に用いられる平面ＸＹリニアスケールの上面図である。図において、２７は平面２次元リニアスケール、２８は平面２次元リニアスケール２７を担持している平面２次元リニアスケールガラス、２９は平面２次元リニアスケール２７を読み取る平面２次元リニアスケールヘッドである。
そこで、Ｘ軸スライダ１８をＸ方向に移動させると、平面２次元リニアスケールヘッド２９は掘り込み１３Ｈ内を移動して、平面２次元リニアスケール２７をＸ方向に読み取る。また、Ｙ軸スライダ１３を図で上下方向に移動させるとＸ軸スライダ１８も移動するので、Ｘ軸スライダ１８の下方に取り付けられた平面２次元リニアスケールヘッド２８も上下方向に移動し、これにより平面２次元リニアスケール２７をＹ方向に読み取る。この結果、平面２次元リニアスケールヘッド２９は平面２次元リニアスケール２７をＸＹ方向に読み取ることができるようになる。

図２０は実施例１４に係る平面ＸＹリニアスケールの上面図である。市販されている平面ＸＹリニアスケールの有効ストロークが、図１９に示したように、６８ｍｍ平方であるため、より広範囲を検出したい場合は実施例１４（図２０）のように平面２次元リニアスケール２７を複数枚（図では４枚）を上下左右方向に互いに所定間隔ｔをあけて配置している。
一方、間隔ｔをあけて平面に並べた複数枚の平面２次元リニアスケール２７を読み出すために、平面２次元リニアスケールヘッド２９を正方形の対角線方向斜めに２個並べてこの両者を切り換えて位置検出できるようにして成る平面２次元リニアスケールヘッド２ヘッド３０を配置する。この平面２次元リニアスケールヘッド２ヘッド３０は図２０で正方形３０Ｒで示す範囲内を移動できるようになっている。そして、所定間隔ｔは、隣り合う平面２次元リニアスケール２７、２７の端部同士が前記対角線方向斜めに２個並べられた平面２次元リニアスケールヘッド２９、２９間のＸ方向、Ｙ方向の間隔よりも若干短めにして、平面２次元リニアスケールヘッド２９、２９が平面２次元リニアスケール２７から隣の平面２次元リニアスケール２７へ移るときに平面２次元リニアスケールヘッド２９、２９が必ずオーバラップするようにしている。
このようにすることにより、平面２次元リニアスケールヘッド２ヘッド３０が正方形３０Ｒ内を移動すると、２個の平面２次元リニアスケールヘッド２９、２９のうち必ずどちらかのヘッドが平面２次元リニアスケール２８を読み出すようになり、そこで、平面２次元リニアスケール２８を正常に読み出しているヘッドの方に常に切り替えておくようにすればよい。２個の２次元リニアスケールヘッド２９、２９のうち正常な検出をしているヘッドに常に切り替えるには、１次元方向配置された２個のリニアスケールヘッドでの公知の切り替え技術をそれぞれＸ方向、Ｙ方向に適用することで簡単に実現できる。なお、公知の切り替え技術としては、例えば、特開２００５−３０８５９２号公報に記載されているので、それを用いればよい。

図２１は実施例１５に係るスライドステージの断面図である。
図において下部に定盤１、両サイドにガイドレール２を２本共にネジ固定し、その間をスライダ４がある。定盤１の上面および両サイドのガイドレール２の内面に、実施例１５により接触ガイドレール３２が貼り付けられており、その相対する面のスライダ面に同じく実施例１５により接触スライダ３３が設置されている。その他の構成は、実施例４（図６）と同じであるので、説明は省略する。
実施例２〜１３に用いられたスライダ４は石またはセラミック製であったのでガイドレール２と接触すると粉塵が発生する虞があった。そこで粉塵が発生しないようにするために、実施例２〜１３では互いに５μｍ程度定盤１の上面および両サイドのガイドレール２から離間させていた。
しかしながら、スライダ４を上面から浮上させると、上下方向および移動方向で微振動が生じた。
図４８〜図５０の従来装置では、通常、エア軸受は上方向へのエア圧と下方向へのエア圧でバランスして浮上し、また、図５２の従来装置および本発明のスライドステージでは、電磁吸引力とエア圧でバランスして浮上しているが、実際はエア圧の脈動により約０．１μｍ〜０．３μｍ程度の上下振動が発生している。そのため、ステージ本体も上下方向に不用意に振動している。
ところが、実施例１５により浮上量ゼロ（ミクロで見ると表面が凹凸しているので、凸と凸で接触し、それ以外のところではエアで浮上している状態）を実現することができ、微妙に接触させることによって上下微振動がなくなる。
また、移動方向についても、接触することで従来の２０〜３０ｎｍの振動を抑制する効果がある。
接触ガイドレール３２として炭素繊維等の低摩擦係数で固い材質のもの、また接触スライダ３３として薄い石英、瑪瑙（めのう）等の同じく低摩擦係数で固い材質のものを張り付けており、「微妙に接触させる」とは炭素繊維の表面はケバ状になっており、このケバ間に含まれる空気層に瑪瑙が触れるか触れないかの状態で接触スライダ３３が接触ガイドレール３２に沿って移動することを想定している。

以上、本発明によれば、公知のスライドステージの持つ４つの問題点を実に簡単な構成ですべて解決することができるようになった。
（１）スライダが変形し易く、精度の再現性を損ねたり、ステージ自体が破壊されたりする危険性があった。
（２）幅方向断面がＵ字形をしたガイドレールは加工精度を上げる（誤差５μｍ程度に仕上げる）ため時間とコストを要した。
（３）急速な加速・減速時にはスライダがガイドレールに干渉・接触するなどの事故が発生した。したがって干渉・接触事故を起こさないためには急速な加速・減速制御ができないスライドステージになってしまった。
（４）位置検出装置（リニアスケール）の検出した信号の位置決め精度、繰返し精度が悪かった。

図２２は本発明の実施例１６に係るスライドステージの縦断面図、図２３は本発明の実施例１６に係るスライドステージの変形例の縦断面図、図２４は図２２のスライドステージの３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
図２２および図２４において、３５は製缶架台、３６はレベル調整ボルト、３７は位置規制ボルト、３４は定盤レール、４はスライダ、６ｓは横面エアー噴出部、６ｕは下面エアー噴出部、７はリニアモータ磁石部（固定部）、８はリニアモータコイル部（可動部）、９はリニアスケール部、２４はトップベース、２６はケーブルベアである。定盤レール３４の材料としては、寸法変化が少なく、接触時に返りが発生しない黒御影石又はセラミック材、炭素繊維などが一般的で、駆動部及びガイドの構成は実施例１と同様である。
また、スライダ４に実施例１と同じく側壁にリブ６ｒとなる部分を残して開口部６ｋを加工すれば、電磁吸引力で側壁を外へ開く力がかかってもリブ６ｒによって側壁の変形（図５３のような変形）が抑えられる効果が得られる。
定盤レール上方のガイド部分の外側の切欠き部分に、リニアスケール部９を取り付け、リニアスケールのヘッド部をスライダ４の側面とヘッド取り付け金具９ｋで結合している（図２２）。このため、リニアスケールを定盤レール３４の横幅内に収納できる効果がある。
また、定盤レール３４のガイド部分の上面でトップベース２４の下面との間の空間に、テープ式のリニアスケール９ａＳ（図２３）を取り付けることができる。定盤レール３４のガイド部分の上面にリニアスケール部のテープスケール９ａＳ（図２３）を取り付け、トップベースの下面にヘッド取り付け金具９ｋでリニアスケールのヘッド９ａＨを取り付ける（図２３）。
リニアスケール部のヘッド９ａＨとスライダ４の上面までの高さがリニアスケール９の場合よりも短くなるためピッチング方向の測定精度が向上する（アッペの原理）効果がある（図２２）。
実施例１６（図２２、図２４）の定盤レール３４は、実施例１での定盤１とガイドレール２とを１体化して組合せた構造であり、定盤レール３４の下面にレベル調整ボルト３６と側面に位置規制ボルト３７を配置していることが特長となっており、実施例１６と公知例（図５２）とを比較すると、公知例（図５２）のＵ字形をしたガイドレール部の構造のみの場合にはそれを装置などに設置する場合にガイドレールは加工精度をそのままで使用することから、せいぜい１ｍ位の長さまでしか作ることしかできず、その設置場所も上面平面度が１０μｍ以下である石定盤などの上に設置するしか使用することができなかった（平面度が悪い面に固定すると本体がねじれて使い物にならない状態であった。したがって、液晶用途と比べ小ストロークである半導体製造装置の用途に限られていた）。
これに対して、実施例１６の定盤とガイドレールを一体型にした定盤レール３４の下面にレベル調整ボルト３６と側面に位置規制ボルト３７を配置している本発明は、定盤とガイドレールを一体化しているため公知例（図５２）と比べガイドの変形が少ない。また、自重及び負荷荷重による縦方向のタワミなどに対して、下面に設置されたレベル調整ボルト３６を調整することにより、下が平面度の出た石定盤等でなく、精度の出ていない製缶架台３５などの場合でも、スライドステージを設置することが出来て、走りの真直度も３〜１０μｍ程度に調整することができ、同様に横方向の精度も定盤レール３４を位置規制ボルト３７で調整し、走りの真直度も３〜１０μｍ程度に調整することができる。
これは、定盤とガイドレールが一体化していることによる効果である。一体となっているので定盤をボルトで微調整するとガイド部分も変化できる。
また、リニアモータコイル部の上面部分（磁石面と反対方向）に冷却プレート８１をはさんでスライダに取り付けることができる（図２３）。冷却プレート８１に穴をあけ水冷または空冷することも容易に実現できる。
以上により基準になる下部が製缶架台などの精度が悪い場合でも１０ｍ以上の長尺もので高精度な搬送位置決めを行うことが可能となる。

そして、実施例１６（図２２）は、公知例（図５２）が駆動動力発生位置であるリニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８の間とスライダ４の走行ガイド面とにオフセット距離が発生しているのに対して、駆動動力発生位置であるリニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８の間とスライダ４の走行ガイド面とが一致し、オフセット距離がほとんどゼロであることから、ピッチング方向のモーメント力が発生せず、加減速時のピッチング誤差が少なくなり、加減速をより早く行うことができるようになり、高精度、高速搬送が可能となる。
また、実施例１６は、以下のような応用も行うことができるため、大型化が進行しているＦＰＤ（フラットパネルディスプレィ）用あるいは太陽電池パネル用の製造、検査装置に十分利用可能で、スライドステージの標準化を行うことができ、コストダウンも図れる。
（１）図２５のように、本実施例１６のスライドステージを定盤１上に複数台平行に並べ、上部にワーク吸着ベース３８を設置することにより、大型ＦＰＤワークや太陽電池パネルの搬送を行うことができる。
（２）図２６のように、本実施例１６のスライドステージを製缶架台３５上に複数台平行に並べ、レベル調整を行うとともに、上部にワーク吸着ベース３８を設置することにより、大型ＦＰＤワークや太陽電池パネルの搬送を行うことができる。このような構成は公知例（図５２）では実現することはできない。
公知例では、長ストロークにするとＵ字形をしたガイドがゆがんだ状態で製缶架台に固定されるため、スライダの走り精度がわるいままワーク吸着ベースを複数のスライダで結合して駆動することになる。各スライダの走りの誤差がワーク吸着ベースを通して各リニアモータ間で相互作用することで、モータ動作が異常となってしまう。
本発明では、位置規制ボルトとレベル調整ボルトとで定盤レールのゆがみを補正し、スライダの走り精度を向上できるので、スライダ間の走りの誤差が低減でき各リニアモータが正常動作できる。
（３）図２７のように、本実施例１６のスライドステージを定盤１上の両端に２式平行に並べ、上部に同じ本実施例１６のスライドステージを横向きあるいは下向きに（図４４）設置することにより、大型ＦＰＤワークに対応したガントリ（ｇａｎｔｒｙ）構造のステージを構成することができる。
本発明ではエアー浮上力とバランスしているモータの電磁吸引力がスライダの荷重よりも十分に（例えば１０倍ほど）大きいのでスライドステージを下向きに取り付けてもスライダの落下などの不都合がない。
（４）図２８のように、本実施例１６のスライドステージを製缶架台３５上の両端に２式平行並べ、レベル調整を行い、上部に同じ本実施例１６のスライドステージを横向きあるいは下向きに（図４４）に設置することにより、大型ＦＰＤワークや太陽電池パネルに対応したガントリ構造のステージを構成することができる。このような構成は公知例（図５２）では実現することはできない。
（５）図２９の通り、図２８に、同じ本実施例１６のスライドステージを横向きに設置した大型ＦＰＤワークや太陽電池パネルに対応したガントリ構造のステージの可動するスライダ４を複数個設置させて、多数の仕事を同時に行えるようにできる。
（６）図３０の通り、上部の荷重や発生推力の関係で不足が生じる場合などや、上部の搬送物に平均的な荷重をかけたい時に進行方向である同じガイドレール２上に複数個のリニアモータコイル部（可動子）８及びスライダ４、トップベース２４を持ち、同期運転を行うことで、荷重や発生推力の関係で不足が生じる場合や、上部の搬送物に平均的な荷重をかけたい時の対応を行うことができる。このような構成は公知例（図５２）では実現することはできない。
なお、図２４、図２７、図２８、図２９、図３０におけるリニアモータコイル部（可動子）８やトップベース２４は実際には図面上では隠れているものであるが、本発明の特徴を現す関係上図示している。

図３１は、本発明の実施例１７に係るスライドステージの縦断面図である。図３２は、本発明の実施例１７に係るスライドステージの３面図である。
図３１および図３２において、３５は製缶架台、４０はボルト固定式レベル調整ボルト、３９は定盤レール、４はスライダ、６ｓは横面エアー噴出部、６ｕは下面エアー噴出部、７はリニアモータ磁石部（固定部）、８はリニアモータコイル部（可動部）、９はリニアスケール部、２６はケーブルベアである。定盤レール３９の材料としては、寸法変化が少なく、接触時に返りが発生しない黒御影石又はセラミック材、炭素繊維などが一般的で、駆動部の構成は実施例１と同様である。
実施例１７（図３１、図３２）の定盤レール３９は、定盤の上方の両側面に実施例１（図１）に示すガイドレールをそれぞれ一体化して組み合わせた構造であり、定盤レールの上方の両側面がガイド面となる。定盤レール３９は、進行方向に対して直角な断面で見てローマ字の「Ｉ」（アイ）字形の形状をしており、両側面の幅方向と上下方向の厚みを増やしているため、１０ｍ位の長尺物であっても両側面のガイド面間の平行度を５μｍ程度の精度でラッピング加工ができる。
また実施例１（図１）と同様に、定盤レール３９の上面中央部分にリニアモータ磁石部７を取り付ける（図３３）。あるいは、実施例２（図２、図３）と同様に、定盤レール３９の上面中央部にリニアモータ磁石部７を設置する溝があり、リニアモータ磁石部７を取り付ける（図３４）。
スライダ４は、実施例１（図１）や実施例２（図２、図３）と同様に、進行方向に対して直角な断面でみて逆Ｕ字形をしており、その逆Ｕ字形の開口内にリニアモータコイル部８を備えている（図３３、図３４）。
また、スライダ４に実施例１と同じく側壁にリブ６ｒとなる部分を残して開口部６ｋを加工すれば、電磁吸引力で側壁を外へ開く力がかかってもリブ６ｒによって側壁の変形（図５３のような変形）が抑えられる効果が得られる。
スライダ４の横幅を定盤レール３９のガイド部の横幅よりも広くし、両側面の下部に横スライダ４ａをボルトでそれぞれ締結し、定盤レール３９の上方に密着配置する。図３１のスライダ４は横スライダと一体であるのに対して、図３３と図３４では横スライダ４ａを別体で構成して取り付けている。
スライダ４は下面エアー噴出部６ｕ（図３１、図３２、図３４）からエアーを噴出し、リニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８との電磁吸引とのバランスで走って行き、定盤レール３９の上側両側面を囲む形で横スライダ４ａの横面エアー噴出部６ｓ（図３１、図３２、図３４）からエアーを噴出しながら走って行く構造である。
また、横スライダ４ａの横面エアー噴出部６ｓから噴出したエアーにより、定盤レール３９の上側両側面を両側から内側へ圧縮する方向に力がかかる。図（図３１、３３、３４）から明らかなように定盤レールは十分な厚みがあり、グラナイトなどは圧縮力に対して変形が少ないため、上側両側面のガイド面はほとんど変形しない効果がある。
これは、上述のようにスライダの横方向運動を拘束するガイドを定盤の上側両側面に構成したことで可能となった。図５２の従来技術では本発明と同様に内側へ横面エアーを噴出しているがＵ字形のガイドレールが内側に変形する問題（問題５）があるため、本発明とは考え方が本質的に異なる。
定盤レール３９は、Ｉ字形の形状であるため、本体のタワミが少なく高剛性な構造であり、定盤レール３９の下部にボルト固定式レベル調整ボルト４０を配置していることが特長となっており、実施例１７と公知例（図５２）とを比較すると、公知例（図５２）のＵ字形をしたガイドレール部の構造のみの場合にはそれを装置などに設置する場合にガイドレールは加工精度をそのままで使用することから、せいぜい１ｍ位の長さまでしか作ることしかできず、その設置場所も上面平面度が１０μｍ以下である石定盤などの上に設置するしか使用することができなかった（平面度が悪い面に固定すると本体がねじれて使い物にならない状態であった。したがって、液晶用途と比べ小ストロークである半導体製造装置の用途に限られていた）。

これに対して本発明は、詳細図である図４３のように、実施例１７の定盤とガイドレールを一体型にして進行方向に対して直角な断面で見て「Ｉ」（アイ）字形の構造をした定盤レール３９であるので、本体の剛性も強く、下部にボルト固定式レベル調整ボルト４０と、レベル調整ボルト３６と、側面に押しねじを使った位置規制ボルト３７ａを配置しているため、自重及び負荷荷重による縦方向のタワミなどに対して、高剛性である。さらに、下部に設置された雄ネジであるボルト固定式レベル調整ボルト４０を定盤レール３９に接着固定された雌ネジブッシュ４３（図４２）で押し引き調整し、高さが決まったところで、固定ボルト４２（図４２）で機材へ固定することにより、下が平面度の出た石定盤等でなく、精度の出ていない製缶架台３５などの場合でもスライドステージを設置することができて、走りの真直度も３μｍ〜１０μｍ程度に調整することができる。
同様に横方向の精度も定盤レール３９の下部の位置規制ボルト３７ａで調整し、走りの精度を３μｍ〜１０μｍ程度に調整できる（図４３）。
また、図２３で説明したのと同様に、図３１から図３４までのリニアモータコイル部の上面部分（磁石面と反対方向）に冷却プレートをはさんでスライダに取り付けることができる。冷却プレートに穴をあけ水冷または空冷することも容易に実現できる。
以上により基準になる下部が製缶架台などの精度が悪い場合でも１０ｍ以上の長尺もので高精度な搬送位置決めを行うことが可能となる。
なお、スライダ４に載せる負荷荷重が大きく、ボルト固定式レベル調整ボルト４０（図３１）だけでは、支えきれない場合には、製缶架台３５にレベル調整ボルト３６（図３３、図３４）を取り付け、定盤レールの下部を押し上げることでボルト固定式レベル調整ボルト４０にかかる荷重を分担することができ、負荷荷重を増やすことができる。
そして、実施例１７（図３１）は、公知例（図５２）が駆動動力発生位置であるリニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８の間とスライダ４の走行ガイド面とにオフセット距離が発生しているのに対して、駆動動力発生位置であるリニアモータ磁石部７とリニアモータコイル部８の間とスライダ４の走行ガイド面とが一致し、オフセット距離がほとんどゼロであることから（図３１、３３、３４）、ピッチング方向のモーメント力が発生せず、加減速時のピッチング誤差が少なくなり、加減速をより早く行うことができるようになり、高精度、高速搬送が可能となる。
横スライダ４ａ（図３３、図３４）の上方であり定盤レール３９（図３５）のガイド面に面する横スライダ４ａの部位に切り欠き空間を作り、テープ式のリニアスケール９ａを取り付けることができる。 ここでは、側面図である図３５に示すように、定盤レール３９のガイド面上面にリニアスケール部のテープスケール９ａＳを取り付け、スライダ４ａの側面中央部の切り欠き部にヘッド取り付け金具でリニアスケールのヘッド９ａＨを取り付けている。
リニアスケール部のヘッド９ａＨとスライダ４ａの上面までの高さがリニアスケール９の場合よりも短くなるため、ピッチング方向の測定精度が向上する（アッペの原理）効果がある（図３３、図３４）。

また、実施例１７は、以下のような応用も行うことができるため、大型化が進行しているＦＰＤ用あるいは太陽電池パネル用の製造、検査装置に十分利用可能で、スライドステージの標準化を行うことができ、コストダウンも図れる。
（１）図３６のように、本実施例１７のスライドステージを定盤１上に複数台平行に並べ、上部にワーク吸着ベース３８を設置することにより、大型ＦＰＤワークの搬送を行うことができる。
（２）図３７のように、本実施例１７のスライドステージを製缶架台３５上に複数台平行に並べ、レベル調整を行うことにより、上部にワーク吸着ベース３８を設置することにより、大型ＦＰＤワークや太陽電池パネルの搬送を行うことができる。このような構成は公知例（図５２）では実現することはできない。
本発明では、位置規制ボルトやボルト固定式レベル調整ボルトで定盤レールのゆがみを補正し、スライダの走り精度を向上できるので、スライダ間の走りの誤差が低減でき、各リニアモータが正常動作できる。
（３）図３８のように、本実施例１７のスライドステージを定盤１上の両端に２式平行に並べ、上部に前実施例１６のスライドステージを横向き又は下向き（図４４）に設置することにより、大型ＦＰＤワークに対応したガントリ構造のステージを構成することができる。
（４）図３９のように、本実施例１７のスライドステージを製缶架台３５上の両端に２式平行並べ、レベル調整を行い、上部に前実施例１６のスライドステージを横向き又は下向き（図４４）に設置することにより、大型ＦＰＤワークに対応したガントリ構造のステージを構成することができる。このような構成は公知例（図５２）では実現することはできない。
（５）図４０の通り、上記（４）の図３９の上部に、同じ本実施例２６のスライドステージを横向き又は下向き（図４４）に設置した、大型ＦＰＤワークに対応したガントリ構造のステージの可動するスライダ４（図４０では、トップベース２４が示されている）を複数個設置させて、多数の仕事を同時に行えるようにできる。
（６）図４１のように、本実施例１７のスライドステージの定盤レール３９を横向きにし、その中央を支柱４１で支え、スライダ４が横向きで両サイドに設置され、どちらのスライダ４も独立して動作することができ、定盤レール３９が１本のみでも両面使用することができる。また、上記（５）のような複数個スライダの場合にはその２倍の数のスライダ４を配置することができる。
（７）上記実施例１６の（６）と同様に、図３０の通り、上部の荷重や発生推力の関係で不足が生じる場合などや、上部の搬送物に平均的な荷重をかけたい時に進行方向である同じガイドレール２上に複数個のリニアモータコイル部（可動子）８及びスライダ４、トップベース２４を持ち、同期運転を行うことで、荷重や発生推力の関係で不足が生じる場合や、上部の搬送物に平均的な荷重をかけたい時の対応が行うことができる。このような構成は公知例（図５２）では実現することはできない。
なお、図３２、図３８、図３９、図４０におけるリニアモータコイル部（可動子）８は実際には図面上では隠れているいるものであるが、本発明の特徴を現す関係上図示している。

〈定盤レールの上下方向調整機構〉
図４２は、定盤レールを上下方向に調整できるようにした本発明の実施例１７に係るスライドステージの図３１のＡ部の拡大詳細図で、（ａ）はステージを上昇させる途中、（ｂ）は最大まで上昇させた状態、（ｃ）は固定させた状態を示している。
図において、３５は製缶架台、３９は定盤レール、４０はボルト固定式レベル調整ボルト、４２は固定ボルト、４３は定盤レール３９に接着固定された雌ネジブッシュ、４４はネジ孔である。定盤レール３９の端部下端のフランジ部に雌ネジブッシュ４３が接着固定されている。また、製缶架台３５の上に定盤レール３９を置いた場合の雌ネジブッシュ４３が位置する製缶架台３５上の部位にネジ孔４４が形成されている。そこで雌ネジブッシュ４３にボルト固定式レベル調整ボルト４０を螺合させた状態で定盤レール３９を製缶架台３５の上に置き、固定ボルト４２をボルト固定式レベル調整ボルト４０の中を貫通させて製缶架台３５のネジ孔４４と位置合わせした後、固定ボルト４２をネジ孔４４に立設させる。

〈定盤レールの上下方向調整操作〉
次に、このような状態の定盤レール３９の上下方向の高さを調整する操作について図４２を用いて説明する。定盤レール３９の端部下端のフランジ部に雌ネジブッシュ４３を接着固定しておく。
まず、定盤レール３９の高さ調節がまだなされていない状態の図（ａ）において、ボルト固定式レベル調整ボルト４０をスパナ等で正回転または逆回転させて、定盤レール３９の高さを所望の高さに調節する。図（ｂ）は定盤レール３９を最も高く調節した場合を示している。所定の高さに調節されたら、固定ボルト４２をボルト固定式レベル調整ボルト４０およびネジ孔４４に埋め込んでいき、固定ボルト４２がボルト固定式レベル調整ボルト４０を締め付けることで、ボルト固定式レベル調整ボルト４０を固定させる。
これにより定盤レール３９の高さ調節操作が完了する。

〈定盤レールの横方向調整機構と荷重分担機構〉
図４３は、図４２で説明した上下方向調整機構（４０、４２）の他に、定盤レールを横（図で左右）方向にも調整できるようにした横方向調整機構を備えている。横方向調整機構は具体的には、ガイドレールに押しねじを用いた位置規制ボルト３７ａを取り付け、位置規制ボルト３７ａでガイドレールを押圧させることでガイドの歪みを矯正するものである（図４６参照）。
他に、定盤レールの荷重をボルト固定式レベル調整ボルト４０だけで負担させることをせずに図２２で用いたレベル調整ボルト３６を製缶架台３５に用いてレベル調整ボルト３６にも定盤レールの荷重を分担させるようにしている（図３３、３４、４３）。

図４５は本発明による縦方向の真直度をまっすぐに強制することのできる説明用として示した側面図で、定盤レール３９の曲がった状態（図ａ）を、ボルト固定式レベル調整ボルト４０（４０ｃ、４０ｓ）により、図では中央のボルト固定式レベル調整ボルト４０ｃを調整して定盤レール３９を上昇させ、両端のボルト固定式レベル調整ボルト４０ｓを調整して定盤レール３９を下降させ、最終的に縦方向の真直度をまっすぐに（図ｂ）強制することができる。

また、図４６は本発明による横方向の真直度をまっすぐに強制することのできる説明用として示した上面図で、定盤レール３９の曲がった状態（図ａ）を、位置規制ボルト３７ａにより、図のように調整して定盤レール３９を変位させ、最終的に横方向の真直度をまっすぐに（図ｂ）強制することができる。

Claims (14)

1. 定盤と、前記定盤上に敷設されたリニアモータ磁石部と、前記定盤の上に前記リニアモータ磁石部を挟んで互いに平行に固定された２本のガイドレールと、前記リニアモータ磁石部の上方と前記２本のガイドレールの間との空間に置かれ進行方向に対して直角な断面でＵ字形をしたスライダと、前記スライダのＵ字形の開口内に前記リニアモータ磁石部と空隙を介して対向配置されたリニアモータコイル部と、を備え、
   前記スライダの前記Ｕ字形を構成する側壁から下面の前記定盤に向けて直接エアーを噴出しおよび横面に向けてエアーを噴出するエアー噴出部を前記側壁に設け、前記エアー噴出部から下面に向けて噴出するエアーによる浮上力と、前記リニアモータ磁石部並びに前記リニアモータコイル間の電磁吸引力および重力と、でバランスして浮上し、前記モータ磁石部および前記リニアモータコイル間の駆動力により駆動されるようにしたスライドステージであって、
   前記定盤と前記２本のガイドレールとを一体で形成し、かつ前記定盤の側面を押圧する位置規制ボルトを配置したことを特徴とするスライドステージ。
2. 前記ガイドレールを進行方向に対して直角な断面でみてローマ字の「Ｉ」字形状をし、前記ガイドレールの上面中央に前記リニアモータ磁石部を設置する溝があり、該溝の両上面を前記スライダが前記下面エアー噴出部よりエアーを噴出し、前記リニアモータ磁石部と前記リニアモータコイル部との電磁吸引とのバランスで走行し、前記ガイドレール上側両側面を囲むように前記スライダが前記横面エアー噴出部よりエアーを噴出しながら走行することを特徴とする請求項１記載のスライドステージ。
3. 前記定盤の下面にレベル調整ボルトを配置し、かつ、前記ガイドレールの端部下端のフランジ部に雌ネジブッシュが固定されたスライドステージにおいて、前記レベル調整ボルトが、該雌ネジブッシュに螺合されたボルト固定式レベル調整ボルトと、該ボルト固定式レベル調整ボルトに形成された中心軸を通って貫通する貫通孔に通された固定ボルトと、で構成されたことを特徴とする請求項２記載のスライドステージ。
4. 請求項１記載のスライドステージを製缶架台上の両端に２式互いに平行に並べ、上部に前記スライドステージを横向きに設置したことを特徴とするガントリィタイプのXY方向可動スライドステージ。
5. 互いに平行な複数列の長溝が掘られた定盤と、前記各長溝内にそれぞれ敷設されたリニアモータ磁石部と、前記定盤の上に前記リニアモータ磁石部と前記長溝を挟んで互いに平行に固定された２本のガイドレールと、前記リニアモータ磁石部と前記長溝の上方と前記２本のガイドレールの間との空間に置かれ進行方向に対して直角な断面でＵ字形をしたスライダと、前記スライダのＵ字形の開口内に前記各リニアモータ磁石部とそれぞれ空隙を介して対向配置されたリニアモータコイル部と、を備えたスライドステージであって、
   前記スライダの前記Ｕ字形を構成する側壁から下面の前記定盤に向けて直接エアーを噴出しおよび横面に向けてエアーを噴出するエアー噴出部を前記側壁に設け、前記下面のエアー噴出部を前記スライダの各リニアモータコイル部間に設け、前記エアー噴出部から下面に向けて噴出するエアーによる浮上力と、前記リニアモータ磁石部並びに前記リニアモータコイル間の電磁吸引力および重力と、でバランスして浮上し、前記モータ磁石部および前記リニアモータコイル間の駆動力により駆動されるようにした第１スライドステージと、
   定盤と、前記定盤上に敷設されたリニアモータ磁石部と、前記定盤の上に前記リニアモータ磁石部を挟んで互いに平行に固定された２本のガイドレールと、前記リニアモータ磁石部の上方と前記２本のガイドレールの間との空間に置かれ進行方向に対して直角な断面でＵ字形をしたスライダと、前記スライダのＵ字形の開口内に前記リニアモータ磁石部と空隙を介して対向配置されたリニアモータコイル部と、を備え、前記スライダは、前記リニアモータコイル部と前記スライダの前記Ｕ字形を構成する側壁部とを下方に取り付けた金属板から成る、第２スライドステージであって、
   前記スライダの前記Ｕ字形を構成する側壁から下面の前記定盤に向けて直接エアーを噴出しおよび横面に向けてエアーを噴出するエアー噴出部を前記側壁に設け、前記エアー噴出部から下面に向けて噴出するエアーによる浮上力と、前記リニアモータ磁石部並びに前記リニアモータコイル間の電磁吸引力および重力と、でバランスして浮上し、前記モータ磁石部および前記リニアモータコイル間の駆動力により駆動されるようにした第２スライドステージと、
   を備え、
   前記第１スライドステージのスライダを前記第２スライドステージの定盤とし、かつ前記第１スライドステージのスライダの移動方向と前記第２スライドステージのスライダの移動方向とが直交するように前記第１スライドステージの上に前記第２スライドステージを載置し、前記第２スライドステージをツイン駆動とした、ＸＹ方向可動スライドステージであって、
   前記第２スライドステージの定盤に前記第２スライドステージのスライダの移動方向に延びる長孔を掘り、前記長孔内に平面２次元リニアスケールヘッドを収納して前記平面２次元リニアスケールヘッドの端部を前記スライダに固定し、前記第１スライドステージの定盤に平面２次元リニアスケールを配置したことを特徴とするＸＹ方向可動スライドステージ。
6. 前記第１スライドステージにおいて、前記エアー噴出部から下面に向けて噴出するエアーによる浮上力と、前記リニアモータ磁石部並びに前記リニアモータコイル間の電磁吸引力および重力と、でバランスする浮上面と、前記モータ磁石部および前記リニアモータコイル間の駆動力による駆動面と、を一致させるようにしたことを特徴とする請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージ。
7. 前記第１スライドステージにおいて、前記スライダの進行方向先端側および後端側で前記Ｕ字形を構成する側壁間を連結したことを特徴とする請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージ。
8. 前記第１スライドステージにおいて、前記エアー噴出部を前記Ｕ字形を構成する側壁の前記スライダの進行方向に複数箇所設けたことを特徴とする請求項５項記載のＸＹ方向可動スライドステージ。
9. 前記第１スライドステージにおいて、前記エアー噴出部を前記Ｕ字形を構成する側壁の前記スライダの進行方向と直角な方向に複数箇所設けたことを特徴とする請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージ。
10. 前記長溝の複数列が２列または３列であることを特徴とする請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージ。
11. 前記金属板に冷却媒体用孔を備えたことを特徴とする請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージ。
12. 前記平面２次元リニアスケールヘッドを２個正方形の対角位置に配置し、かつ前記平面２次元リニアスケールを複数枚、前記第１スライドステージの定盤に平面状に配置したことを特徴とする請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージ。
13. 前記第１スライドステージにおいて、前記スライダと前記２列のガイドレールとの間、および前記スライダと前記定盤との間に、それぞれ低摩擦係数で固い材質のものを前記スライダ側と前記ガイドレール側と前記定盤側に張り付けて前記低摩擦係数の材質のもの同士が接触可能にしたこと特徴とする請求項５記載のＸＹ方向可動スライドステージ。
14. 前記低摩擦係数の材質のものが炭素繊維、セラミック、石英、瑪瑙のいずれかであること特徴とする請求項１３記載のＸＹ方向可動スライドステージ。

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