(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光が照射されるワークを搬送するためのガス浮上ワーク支持装置であって、
取り付けベースと、
前記取り付けベース上に配置された、第１のガス上方噴出部および第２のガス上方噴出部と、
前記取り付けベース上に配置され、前記第１のガス上方噴出部および前記第２のガス上方噴出部の間に位置する第３のガス上方噴出部と、
前記第３のガス上方噴出部の鉛直上方に配置された、第１のガス下方噴出部および第２のガス下方噴出部を含み、
前記第１および第２のガス下方噴出部は対向するように配置され、
前記第１および第２のガス下方噴出部の間を通して前記レーザ光が前記ワークに照射可能であり、
前記レーザ光の照射領域と前記第３のガス上方噴出部は平面視において重なり、
前記ワークは、前記第１〜第３のガス上方噴出部上において、前記第１〜第３のガス上方噴出部から噴出される上方ガスによって浮上し、
前記ワークは、前記第３のガス上方噴出部上において、前記第１および第２のガス下方噴出部から噴出される下方ガスによって下方に圧力を受け、
前記ワークは、前記第３のガス上方噴出部上において、前記上方ガスおよび前記下方ガスによって支持されるガス浮上ワーク支持装置。
【請求項２】
前記第１および第２のガス上方噴出部の鉛直上方には、他のガス下方噴出部が存在しない請求項１記載のガス浮上ワーク支持装置。
【請求項３】
前記第１および第２のガス下方噴出部と前記第３のガス上方噴出部は平面視において重なる位置に配置されている請求項１または２に記載のガス浮上ワーク支持装置。
【請求項４】
前記ワークは、前記第３のガス上方噴出部上において、前記第1および第２のガス上方噴出部上においてよりも高精度に浮上量を制御可能である請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス浮上ワーク支持装置。
【請求項５】
前記第1〜第３のガス上方噴出部は前記上方ガスが噴出される多孔質体を有し、
前記第１および第２のガス下方噴出部は前記下方ガスが噴出される多孔質体を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス浮上ワーク支持装置。
【請求項６】
前記ワークはガラス基板である請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス浮上ワーク支持装置。
【請求項７】
前記第1および第２のガス下方噴出部と前記ワークの距離を調整可能な位置調整部を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載のガス浮上ワーク支持装置。
【請求項８】
前記上方ガスおよび前記下方ガスの流量を調整可能なガス流調整部を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のガス浮上ワーク支持装置。
【請求項９】
前記ワークの高さ位置を検知する検知部を有し、前記検知部の検知結果に基づいて前記上方ガスまたは前記下方ガスの流量を制御する請求項１〜８のいずれか１項に記載のガス浮上ワーク支持装置。
【請求項１０】
前記取り付けベース上に配置された、第１の台座および第２の台座と、
前記取り付けベース上に配置され、前記第１の台座および前記第２の台座の間に位置する第３の台座を有し、
前記第１〜第３のガス上方噴出部は、それぞれ前記第１〜第３の台座上に配置されている請求項１〜９のいずれか１項に記載のガス浮上ワーク支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス基板などの板状ワークをガスの噴射によって非接触で浮上させるガス浮上ワーク支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板などの板状ワークをガス噴射で浮上させる装置は、これまでにいくつかの提案がなされている。
例えば、特許文献１では、図７（Ａ）に示すように、ベース上に正圧を発生する多孔質ブロック５１と負圧を発生させる吸引ブロック５２とをそれぞれ設けた浮上吸引混合部５０が提案されている。多孔質ブロック５１では、エアを供給して、多孔質体の上面からエアを噴出させてガラス基板からなる板状ワーク１００を非接触状態で保持する。それと同時に、吸引ブロック５２で吸引力を作用させて、ガラス基板１００を浮上吸引混合部５０の上面側に引き寄せている。この吸引力と、前述した浮上力との調和により、ガラス基板１００は、浮上吸引混合部５０の上面に対し、略一定した浮上量で浮上し、安定した浮上状態が得られるものとしている。
【０００３】
また、特許文献２では、図８（Ａ）に示すように、浮上ユニット６０の上方で浮上された板状ワーク１００は、図示しない搬送装置でチャックして矢印方向に搬送される。この浮上ユニット６０では、多孔質板６１の全面から空気が噴出して、多孔質板６１の全面がエアベアリング面となるため、板状ワーク１００に反りを発生させずに浮上させて、多孔質板６１と非接触で搬送することが可能となる。また、吸引孔６２では板状ワーク１００を吸引する力を発生させる。この吸引力は、多孔質板６１から噴出した空気によって浮上した板状ワーク１００の浮上量を規制するものである。従って、この吸引力を制御することによって、板状ワーク１００の浮上量を制御することが可能になるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６６３５１号公報
【特許文献２】特開２００８−１１０８５２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、特許文献１で示される装置では、正圧を発生するエリアと負圧を発生するエリアが別のブロックになっているので、正圧エリアでは浮上力、負圧エリアでは吸引力が単独に発生する。このため、正圧発生ブロック上と負圧発生ブロック上の基板の浮上量を比べた場合、ある程度浮上量の差が発生し、実際には図７（Ｂ）に示すようにガラス基板全体で見ると平面度が低くなる。これにより、この装置では、基板の全面もしくは基板の一部分に対して加工を行うプロセスにおいて、基板の全面もしくは基板の一部分の平面度が高い必要がある場合に、その条件を満足できない問題がある。
【０００６】
また、特許文献２で示される装置では、正圧発生エリア（多孔質板）上と負圧発生エリア（吸引孔）上で内部構造的に浮上量に差がでないような工夫がなされているが、実際のところ、大型のガラス基板が複数の浮上ユニット上にまたがって浮上している際には、浮上ユニットの並べ方によっては、図８（Ｂ）に示すようにガラス基板の中央部でエアが抜けにくくなる。これにより、多孔質板から発生した正圧によりエア溜りが発生し、基板中央部が盛り上がり、ガラス基板全体の平面度が低くなるという現象が発生する。これを解消するためには、吸引孔をガラス基板の中央部に多く配置する方法が挙げられるが、ガラスは搬送されるため、中央部が一定ではないこと、また、ガラスサイズにより、最適な吸引孔のレイアウトが変わってしまうことが問題となる。
【０００７】
この発明は上記のような従来のものの課題を解決するためになされたもので、ガラス基板などの板状ワーク全面の浮上量を均一にして、板状ワークの平面度を高くすることができるガス浮上ワーク支持装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明の一形態のガス浮上ワーク支持装置は、レーザ光が照射されるワークを搬送するためのガス浮上ワーク支持装置であって、取り付けベースと、前記取り付けベース上に配置された、第１のガス上方噴出部および第２のガス上方噴出部と、前記取り付けベース上に配置され、前記第１のガス上方噴出部および前記第２のガス上方噴出部の間に位置する第３のガス上方噴出部と、前記第３のガス上方噴出部の鉛直上方に配置された、第１のガス下方噴出部および第２のガス下方噴出部を含み、
前記第１および第２のガス下方噴出部は対向するように配置され、前記第１および第２のガス下方噴出部の間を通して前記レーザ光が前記ワークに照射可能であり、前記レーザ光の照射領域と前記第３のガス上方噴出部は平面視において重なり、前記ワークは、前記第１〜第３のガス上方噴出部上において、前記第１〜第３のガス上方噴出部から噴出される上方ガスによって浮上し、前記ワークは、前記第３のガス上方噴出部上において、前記第１および第２のガス下方噴出部から噴出される下方ガスによって下方に圧力を受け、前記ワークは、前記第３のガス上方噴出部上において、前記上方ガスおよび前記下方ガスによって支持されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明において、前記第１および第２のガス上方噴出部の鉛直上方には、他のガス下方噴出部が存在しないことを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明のいずれかにおいて、前記第１および第２のガス下方噴出部と前記第３のガス上方噴出部は平面視において重なる位置に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明のいずれかにおいて、前記ワークは、前記第３のガス上方噴出部上において、前記第1および第２のガス上方噴出部上においてよりも高精度に浮上量を制御可能であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明のいずれかにおいて、前記第1〜第３のガス上方噴出部は前記上方ガスが噴出される多孔質体を有し、前記第１および第２のガス下方噴出部は前記下方ガスが噴出される多孔質体を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明のいずれかにおいて、前記ワークはガラス基板であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明のいずれかにおいて、前記第1および第２のガス下方噴出部と前記ワークの距離を調整可能な位置調整部を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明のいずれかにおいて、前記上方ガスおよび前記下方ガスの流量を調整可能なガス流調整部を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明のいずれかにおいて、前記ワークの高さ位置を検知する検知部を有し、前記検知部の検知結果に基づいて前記上方ガスまたは前記下方ガスの流量を制御することを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記本発明のいずれかにおいて、前記取り付けベース上に配置された、第１の台座および第２の台座と、前記取り付けベース上に配置され、前記第１の台座および前記第２の台座の間に位置する第３の台座を有し、前記第１〜第３のガス上方噴出部は、それぞれ前記第１〜第３の台座上に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
また、他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、ガスを上方に噴出するガス上方噴出部と、前記ガス上方噴出部の上方側に位置してガスを下方に噴出するガス下方噴出部とを有し、
前記ガス下方噴出部は、前記ガス上方噴出部から噴出される前記ガスで浮上支持される板状ワークに対し、前記板状ワークの上方から前記ガスを下方に噴射して圧力を加える位置に設置されていることを特徴とする。
【００１９】
上記形態によれば、上方からのガス噴出と、下方からのガス噴出とによって板状ワークが挟み込まれ、板状ワークを安定して非接触で支持することができ、板状ワークの平面度を高めることができる。
【００２０】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記ガス下方噴出部の一部または全部が、前記ガス上方噴出部が設置された領域の全部または一部に合わせて設置されていることを特徴とする。
【００２１】
上記形態によれば、ガス上方噴出部に合わせてガス下方噴出部を配置でき、またはガス下方噴出部に合わせてガス上方噴出部を配置でき、所望のエリアでガスによる板状ワークの挟む込みを良好に行って、板状ワークの平面度を上げることができる。
【００２２】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記板状ワークに対する加工エリアを除外して前記ガス下方噴出部が設置されていることを特徴とする。
【００２３】
上記形態によれば、加工エリア以外にガス下方噴出部を配置することで、所定の加工を円滑に行うことができる。
また、板状ワークの加工方法（プロセス）によってワークの浮上量、浮上剛性を調節することができる。
【００２４】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記板状ワークに対する加工エリアを挟んで、前記ガス上方噴出部が設置された領域の一部に合わせて前記ガス下方噴出部が設置されていることを特徴とする。
【００２５】
上記形態によれば、加工エリアにある板状ワークを両側からガスで挟み込むことで加工エリアでの板状ワークの平面度を高め、精密な加工を可能にする。
板状ワークの一部分に対して加工を行うプロセスにおいては、全面だけでなく、加工点付近を本発明の構造とすることで、板状ワークの一部分に対して、均一な浮上量を得られる構造とすることができる。このときの浮上量と浮上剛性は、ガス下方噴出部からの加圧気体の流量や圧力及びガス上方噴出部からの加圧気体の流量や圧力を調節することで任意に設定できる。また、板状ワークに対して上下方向から圧力が加わるので、加工エリア付近で特に板状ワークを平坦に矯正する力が発生する。
【００２６】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記ガス上方噴出部に設けられた複数のガス上方噴出穴と、前記ガス下方噴出部に設けられた複数のガス下方噴出穴の一方または両方に対し、一部または全部で吹き出し位置の調整する位置調整部を有することを特徴とする。
【００２７】
上記形態によれば、位置調整部による吹き出し位置の調整によって板状ワークに加わる圧力の調整や浮上位置を変更することができる。
【００２８】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記位置調整部は、位置調整可能な噴出穴を個別に、または所定の個数毎に位置調整可能であることを特徴とする。
【００２９】
上記形態によれば、一部の噴出穴に対する調整により板状ワークの反りや曲がりを精密に修正することができる。
【００３０】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記ガス上方噴出部に設けられた複数のガス上方噴出穴と、前記ガス下方噴出部に設けられた複数のガス下方噴出穴の一部または全部に対し、ガスの吹き出し流量および／または圧力を調整するガス流調整部を有することを特徴とする。
【００３１】
上記形態によれば、ガス流調整部による吹き出し流量およびまたは圧力の調整によって板状ワークに加わる圧力の調整や浮上位置を変更することができる。
【００３２】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記ガス流調整部は、ガス流調整可能な噴出穴を個別に、または所定の個数毎にガスの吹き出し流量および／または圧力を調整可能であることを特徴とする。
【００３３】
上記形態によれば、一部の噴出穴に対する調整により板状ワークの反りや曲がりを精密に修正することができる。
【００３４】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記板状ワークの浮上支持に際し前記位置調整部の調整量を制御する制御部を有することを特徴とする。
【００３５】
上記形態によれば、制御部の動作によって位置調整部の調整を動的に行うことができる。
【００３６】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記板状ワークの浮上支持に際し前記ガス流調整部の調整量を制御する制御部を有することを特徴とする。
【００３７】
上記形態によれば、制御部の動作によってガス流調整部の調整を動的に行うことができる。
【００３８】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記板状ワークの高さ位置を検知する検知部を有し、前記制御部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記調整量を制御することを特徴とする。
【００３９】
上記形態によれば、板状ワークの状態に従って、位置調整部やガス流調整部を制御して、安定支持と高い平面度を得ることができる。
【００４０】
他の形態のガス浮上ワーク支持装置は、前記形態において、前記ガス下方噴出部に設けられた複数の下方噴出穴は、前記ガス上方噴出部に設けられた複数の上方噴出穴に対し、互いの吹き出し方向で一部または全部が重なっていることを特徴とする。
【００４１】
上記形態によれば、下方噴出穴の位置を情報噴出穴の位置に吹き出し方向で重なるようにしたことで、上下の圧力で板状ワークの挟む込みが良好に行われる。
【００４２】
他の形態の非接触ワーク支持方法は、板状ワークの上方と下方からそれぞれ前記板状ワークに向けてガスを噴出し、前記板状ワークを前記ガスで挟み込みつつ非接触で浮上支持することを特徴とする。
【００４３】
他の形態の非接触ワーク支持方法は、前記形態において、前記板状ワークに対するガスの噴出位置のギャップ量と、前記ガスの流量の一方または両方を調整することで、前記板状ワークの反りおよび曲がりを矯正して平坦化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
すなわち、本発明によれば、板状ワークの任意の面（全面または一部分）に対して上下方向からガスを噴出することで浮上させるため、板状ワークの任意の面に均等な力が加わり、板状ワークの任意の面全面において同等の浮上量が得られ、更に、この力により、板状ワークの任意の面の反りや曲りを矯正し、平坦にする効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態のガス浮上ワーク支持装置を示す図である。
【図２】同じく、ガス上方噴射部と板状ワーク下面の距離と、ガス上方噴射部のガス噴射による単位体積当たりの力および単位面積当たりの板状ワークの荷重との関係を示すグラフである。
【図３】同じく、ガス下方噴射部と板状ワーク上面の距離と、ガス下方噴射部のガス噴射による単位体積当たりの力との関係を示すグラフである。
【図４】同じく、ガス上方噴射部と板状ワーク下面の距離と、ガス上方噴射部のガス噴射による単位面積当たりの力とガス下方噴射部のガス噴射による単位面積当たりの力との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態２のガス浮上ワーク支持装置を示す図である。
【図６】本発明の実施形態３のガス浮上ワーク支持装置を示す図（図Ａ）および浮上ユニット２Ｅの部分拡大図（図Ｂ）である。
【図７】特許文献１における浮上装置を示す（Ａ）図および該浮上装置の課題を示す（Ｂ）図である。
【図８】特許文献２における浮上装置を示す（Ａ）図および該浮上装置の課題を示す（Ｂ）図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
（実施形態１）
以下に、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
ガス浮上ワーク支持装置１は、上部側の浮上ユニット２Ａと、下部側の浮上ユニット２Ｂとが上下に間隔を置いて向かい合わせに設置されている。
【００４７】
浮上ユニット２Ａは、下面に多数の穴が開口した多孔質体からなるガス下方噴出部３Ａと、その上方に位置する台座４Ａとを有しており、台座４Ａは、その上方に位置するユニット取り付けベース５Ａに取り付けられている。ガス下方噴出部３Ａの各穴が本発明のガス下方噴出穴に相当する。
浮上ユニット２Ｂは、上面に多数の穴が開口した多孔質体からなるガス上方噴出部３Ｂとその下方に位置する台座４Ｂとを有しており、台座４Ｂは、その下方に位置するユニット取り付けベース５Ｂに取り付けられている。ガス上方噴出部３Ｂの各穴が本発明のガス上方噴出穴に相当する。
【００４８】
ユニット取り付けベース５Ａ、５Ｂを上下方向に配置することで、浮上ユニット２Ａ、２Ｂそれぞれの噴出部の表面が向かい合うような構成とする。これにより、ガス下方噴出穴は、ガス上方噴出穴と吹き出し方向で重なっている。
【００４９】
なお、ユニット取り付けベース５Ａは、Ｚ軸ステージに沿って移動可能な高さ調整機構６に取り付けられており、高さ位置の調整が可能になっている。高さ調整機構６の調整によってガス下方噴出部３Ａの高さ位置、すなわち吹き出し位置が変更される。高さ調整機構６は、本発明の位置調整部に相当する。この操作により、浮上ユニット２Ａ、２Ｂ間のギャップＬを調整することができる。
【００５０】
台座４Ａでは、ガス下方噴出部３Ａに連通する給気管７Ａが接続されており、給気管７Ａは、流量制御弁８Ａを介して図示しない加圧気体供給部に接続されている。流量制御弁８Ａは、給気管７Ａを通してガス下方噴出部３Ａに供給されるガスの流量および圧力を調整することができる。すなわち、流量制御弁８Ａは、本発明のガス流調整部に相当する。
また、台座４Ｂでは、ガス上方噴出部３Ｂに連通する給気管７Ｂが接続されており、給気管７Ｂは、流量制御弁８Ｂを介して図示しない加圧気体供給部に接続されている。流量制御弁８Ｂは、給気管７Ｂを通してガス上方噴出部３Ｂに供給されるガスの流量および圧力を調整することができる。すなわち、流量制御弁８Ｂは、本発明のガス流調整部に相当する。
【００５１】
なお、給気管７Ａ、７Ｂからガスの供給を受けるガス下方噴出部３Ａ、ガス上方噴出部３Ｂでは、全面のガス下方噴出穴、ガス上方噴出穴から加圧気体を噴出するように流路が切られている。ガス下方噴出部３Ａ、ガス上方噴出部３Ｂは、全面から均等に加圧気体を噴出する必要があるため、多孔質体が望ましいが、同等の性能を持つ噴出部であればその限りではない。
【００５２】
また、ガス浮上ワーク支持装置１では、高さ調整機構６、流量制御弁８Ａ、８Ｂを制御する制御部９を有している。制御部９は、ＣＰＵとこれを動作させるプログラム、不揮発メモリー、ＲＡＭなどの記憶部によって構成されている。制御部９は、初期設定によって高さ調整機構６、流量制御弁８Ａ、８Ｂを調整してもよく、また、非接触支持中にこれらを動的に調整する制御を行ってもよい。さらに、図示しない高さ検知部による、非接触支持する板状ワーク１００に対する検知結果に基づいて、高さ調整機構６、流量制御弁８Ａ、８Ｂを調整する制御を行ってもよい。
【００５３】
上下の浮上ユニット２Ａ、２Ｂの間に板状ワーク１００を設置する。本実施形態では板状ワークはガラス基板として記述する。なお、本実施形態１での板状ワーク１００のサイズは、浮上ユニット２Ａ、２Ｂのガス上方噴出部３Ｂ上面の範囲内に収まるサイズである。
ここで、上下の浮上ユニット２Ａ、２Ｂへ給気管７Ａ、７Ｂを通して加圧気体を供給する。この実施形態１では、加圧気体は、空気、クリーンドライエアー、Ｎ２などの気体を用いることができる。本発明としては、特に気体の種類は限定されない。
【００５４】
上下の浮上ユニット２Ａ、２Ｂに供給される加圧気体は、それぞれ流量制御弁８Ａ、８Ｂにて圧力・流量を制御することができる。上下の浮上ユニット２Ａ、２Ｂに加圧気体を供給すると、流量制御弁８Ａ、８Ｂにより圧力・流量が調整され、ガス下方噴出部３Ａ、ガス上方噴出部３Ｂより任意の圧力・流量の加圧気体が噴出する。上の浮上ユニット２Ａのガス下方噴出部３Ａから噴出した加圧気体は、板状ワーク１００の上面に噴き付けられる。下の浮上ユニット２Ｂのガス上方噴出部３Ｂから噴出した加圧気体は、板状ワーク１００の下面に噴き付けられる。この板状ワーク１００の上面と下面に噴き付けられた加圧気体の噴き付け力がバランスして板状ワーク１００は全面において均一に浮上する。
【００５５】
以下に加圧気体の噴き付け力と浮上量の関係について説明する。
図２は、図１の浮上ユニット２Ａに、任意の印加圧力Ｐｕ［ｋＰａ］を加えた場合、浮上ユニット２Ａと板状ワーク１００であるガラス基板間のギャップＬｕと、浮上ユニット２Ａのガス下方噴射部３Ａから噴き付ける加圧気体がガラス基板の上面に与える単位面積当りの力Ｆｕ［ｇｆ／ｃｍ２］との関係を表したものである。なお、グラフの傾きや切片、また流量Ｑｕ［Ｌ／ｍｉｎ］は、多孔質体の種類（気孔径や気孔率）により変わる。またガラス基板の単位面積当たりの荷重をＦｇとすると、最終的に浮上ユニット２Ｂ側からガラス基板の下面への噴き付け力とバランスする力の大きさはＦｕ＋Ｆｇ［ｇｆ／ｃｍ２］となる。以降、重力方向の力Ｆｕ＋Ｆｇと呼ぶ。
【００５６】
図３は、図１の浮上ユニット２Ｂに任意の印加圧力Ｐｄ［ｋＰａ］を加えた場合、浮上ユニット２Ｂと板状ワーク１００であるガラス基板間のギャップＬｄ［μｍ］と、浮上ユニット２Ｂのガス上方噴射部３Ｂから噴き付ける加圧気体がガラス基板の下面に与える単位面積当りの力Ｆｄ［ｇｆ／ｃｍ２］との関係を表したものである。グラフの傾きや切片、また流量Ｑｄ［Ｌ／ｍｉｎ］は、多孔質体の種類（気孔径や気孔率）により変わる。以降、反重力方向の力Ｆｄと呼ぶ。
【００５７】
重力方向の力Ｆｕ＋ＦｇとＦｄの力が等しくなったとき、バランスしてガラス基板は浮上する。
浮上ユニット１Ａ、１Ｂ間のギャップをＬ、ガス下方噴出部３Ａの下面とガラス基板の上面とのギャップをＬｕ、ガス上方噴出部３Ｂの上面とガラス基板の下面とのギャップをＬｄ、ガラス基板の厚さをＬｇとすると、
｜Ｌ｜＝｜Ｌｕ｜＋｜Ｌｇ｜＋｜Ｌｄ｜
で表わされる。
【００５８】
ここで、重力方向の力Ｆｕ＋Ｆｇはガラス基板の上面に加わり、反重力方向の力Ｆｄはガラス基板の下面に加わる。
｜Ｌｕ｜≦｜Ｌ｜−｜Ｌｇ｜＝｜Ｌｕ｜＋｜Ｌｄ｜
｜Ｌｄ｜≦｜Ｌ｜−｜Ｌｇ｜＝｜Ｌｕ｜＋｜Ｌｄ｜
となる。
【００５９】
よって、反対方向の力が同じ範囲に加わると見なせるので、反重力方向を正方向とすると、図２を反転し、図３を重ね合わせた図４において、重力方向の力（Ｆｕ＋Ｆｇ）のグラフと反重力方向の力Ｆｄのグラフの交点のＸ軸の値が浮上量となり、この浮上量は、ガラス基板全面について同じ、すなわち浮上量は一定となる。
さらに、交点のＹ軸の値を見ると、ガラス基板の上下面の単位面積に与える力となっており、上下からこの力で板状ワークを押さえつけている状態になる。つまりガラス基板は、上下面全面を空気でプレスされている状態となっており、これがガラス基板を平坦に矯正する基板矯正力となる。
【００６０】
また、一時的な外乱によって浮上量が変化してしまう場合、例えば、浮上量が小さくなった場合はＦｕ＋Ｆｇは小さくなり、Ｆｄは大きくなる。よって、反重力方向の力＞重力方向の力となり、ガラス基板を押し上げ、バランス点まで戻る。浮上量が大きくなった場合はＦｕ＋Ｆｇは大きくなり、Ｆｄは小さくなる。よって、重力方向の力＞反重力方向の力となり、ガラス基板を押し下げ、バランス点まで戻る。このバランス点に戻ろうとする力すなわち浮上剛性はバランス点における重力方向の力と反重力方向の力のグラフの交差角度θによって変わる。交差角度θが大きいほど浮上剛性が強く、小さいほど浮上剛性が弱い。
【００６１】
本実施形態では、浮上ユニットに印加する圧力ギャップ、また浮上ユニットの種類を変更することで、浮上ユニットと板状ワークとの距離、ガス噴射の流量、圧力が変わり、上述した浮上量、基板矯正力、浮上剛性を任意に設定することができる。
なお、上記実施形態では、ガス下方噴射部３Ａとガス上方噴射部３Ｂとで、それぞれ給気管７Ａ、７Ｂを接続して、それぞれでガス流量と圧力を調整可能としたが、ガス下方噴射部３Ａとガス上方噴射部３Ｂのそれぞれで、複数のエリアに分けてそれぞれエリア毎にガス流量と圧力を調整可能としてもよく、また、個別の噴射穴毎にガス流量と圧力を調整できるようにしてもよい。また、ガス流量と圧力の調整はいずれか一方のみを行う構成としてもよい。
【００６２】
（実施形態２）
上記実施形態１では、ガス上方噴射部の全部に合わせてガス下方噴射部を設置したが、ガス上方噴射部の一部に合わせてガス下方噴射部を設置するものであってもよい。この実施形態２を図５に基づいて説明する。なお、その際に、ガス下方噴出部の一部に合わせてガス上方噴出部を設置しているものであってもよい。
実施形態２では、板状ワーク１００に対する加工エリアＷを設け、加工エリアＷを回避するように、ガス下方噴射部を設けている。
この実施形態２では、浮上ユニット２Ｂ側は実施形態１と同様の構成を有しており、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
一方、上方では、加工エリアＷを避けるように、浮上ユニット２Ｃと浮上ユニット２Ｄとが、浮上ユニット２Ｂと対向するように設けられている。
【００６３】
浮上ユニット２Ｃは、加工エリアＷの一側方に位置し、下面に多数の穴が開口した多孔質体からなるガス下方噴出部３Ｃとその上方に位置する台座４Ｃとを有しており、台座４Ｃは、その上方に位置するユニット取り付けベース５Ｃに取り付けられている。ガス下方噴出部３Ｃの各穴が本発明のガス下方噴出穴に相当する。
浮上ユニット２Ｄは、加工エリアＷの他側方に位置し、下面に多数の穴が開口した多孔質体からなるガス下方噴出部３Ｄとその上方に位置する台座４Ｄとを有しており、台座４Ｄは、その上方に位置するユニット取り付けベース５Ｄに取り付けられている。ガス下方噴出部３Ｄの各穴が本発明のガス下方噴出穴に相当する。
【００６４】
なお、図では示していないが、ユニット取り付けベース５Ｃとユニット取り付けベース５Ｄは連結され、Ｚ軸ステージに沿って移動可能な高さ調整機構６に取り付けられており、高さ位置の調整が可能になっている。高さ調整機構６の調整によってガス下方噴出部３Ｃおよびガス下方噴出部３Ｄの高さ位置、すなわち吹き出し位置が変更される。この操作により、浮上ユニット２Ｂと、浮上ユニット２Ｃ、２Ｄとの間のギャップＬを調整することができる。
なお、ここでは、ユニット取り付けベース５Ｃとユニット取り付けベース５Ｄが連結されて高さ調整機構６に取り付けられているものとして説明したが、それぞれ独立した高さ調整機構に取り付けられて互いに独立して高さ調整できる構成としてもよい。
【００６５】
台座４Ｄでは、ガス下方噴出部３Ｄに連通する給気管７Ｄが接続されており、給気管７Ｄは、流量制御弁８Ｄを介して図示しない加圧気体供給部に接続されている。流量制御弁８Ｄは、給気管７Ｄを通してガス下方噴出部３Ｄに供給されるガスの流量および圧力を調整することができる。すなわち、流量制御弁８Ｄは、本発明のガス流調整部に相当する。
また、台座４Ｃでは、ガス下方噴出部３Ｃに連通する給気管７Ｃが接続されている。給気管７Ｃは、給気管７Ｄに連結することで流量制御弁８Ｄによってガスの流量や圧力を調整することができる。
なお、給気管７Ｃを給気管７Ｄに連結せず、流量制御弁８Ｄとは別の流量制御弁（図示しない）を給気管７Ｃに介設して、給気管７Ｃ側のガス流量や圧力を給気管７Ｄ側とは独立して調整できるようにしてもよい。
【００６６】
また、ガス浮上ワーク支持装置１Ａでは、高さ調整機構６、流量制御弁８Ｄを制御する制御部９を有している。制御部９は、ＣＰＵとこれを動作させるプログラム、不揮発メモリー、ＲＡＭなどの記憶部によって構成されている。制御部９は、初期設定によって高さ調整機構６、流量制御弁８Ｄを調整してもよく、また、非接触支持中にこれらを調整する制御を行ってもよい。
また、この実施形態２では、加工領域Ｗに板状ワークの高さを検知する高さ検知部１０、１１が加工領域Ｗの両側に位置するように設置されている。高さ検知部１０、１１は、光センサやレーザなどを用いて板状ワーク１００の高さ位置を検知する。高さ検知部１０、１１の検知結果は、制御部９に送信されており、高さ検知部１０、１１による、板状ワーク１００に対する検知結果に基づいて、高さ調整機構６、流量制御弁Ｄを調整する制御を行ってもよい。
【００６７】
この実施形態２では、加工エリアＷを通して、例えばガラス基板へのレーザ照射や露光等の加工を行うことができる。このとき、エリアＢでは、浮上ユニット２Ｂからの反重力方向の力しか加わらず、板状ワーク１００に対する矯正力は得られない。しかし、板状ワーク１００はエリアＡとエリアＣで平坦に矯正され浮上しており、さらに板状ワーク１００には剛性があるためエリアＢ部分だけ板状ワーク１００が大きく盛り上がることはなく、エリアＢにおいても加工に悪影響を及ぼさない程度に均一な浮上量が確保できる。
【００６８】
（実施形態例３）
上記実施形態２では、加工エリアを除いて、ガス上方噴射部に合わせてガス下方噴射部を設置しているが、加工エリアの近傍にのみガス下方噴射部を設置するようにしてもよい。この実施形態３を図６に基づいて説明する。
実施形態３では、下方側に浮上ユニット２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄが板状ワーク１００の搬送方向に沿って配置されている。板状ワーク１００は，搬送装置１５によって、図示搬送方向に非接触状態で搬送される。
【００６９】
浮上ユニット２０Ｂは、上面に多数の穴が開口した多孔質体からなるガス上方噴出部２３Ｂとその下方に位置する台座２４Ｂとを有しており、浮上ユニット２０Ｃは、上面に多数の穴が開口した多孔質体からなるガス上方噴出部２３Ｃとその下方に位置する台座２４Ｃとを有しており、浮上ユニット２０Ｄは、上面に多数の穴が開口した多孔質体からなるガス上方噴出部２３Ｄとその下方に位置する台座２４Ｄとを有している。台座２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄは、その下方に位置するユニット取り付けベース５Ｂに共通して取り付けられている。ガス上方噴出部２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの各穴が本発明のガス上方噴出穴に相当する。
【００７０】
一方、上方側では、加工エリアＷを挟んだ位置で、浮上ユニット２０Ｃの領域に合わせて浮上ユニット２Ｅと浮上ユニット２Ｆとが設置されている。
浮上ユニット２Ｅは、加工エリアＷの一側方に位置し、下面に開口した多孔質体からなるガス下方噴出部３Ｅとその上方に位置する台座４Ｅとを有しており、台座４Ｅは、その上方に位置するユニット取り付けベース５Ｅに取り付けられている。ガス下方噴出部３Ｅの各穴が本発明のガス下方噴出穴に相当する。
浮上ユニット２Ｆは、加工エリアＷの他側方に位置し、下面に開口した多孔質体からなるガス下方噴出部３Ｆとその上方に位置する台座４Ｆとを有しており、台座４Ｆは、その上方に位置するユニット取り付けベース５Ｆに取り付けられている。ガス下方噴出部３Ｆの各穴が本発明のガス下方噴出穴に相当する。
【００７１】
なお、図では示していないが、ユニット取り付けベース５Ｅとユニット取り付けベース５Ｆは連結され、Ｚ軸ステージに沿って移動可能な高さ調整機構６に取り付けられており、高さ位置の調整が可能になっている。高さ調整機構６の調整によってガス下方噴出部３Ｅおよびガス下方噴出部３Ｆの高さ位置、すなわち吹き出し位置が変更される。この操作により、浮上ユニット２０Ｃと浮上ユニット２Ｅ、２Ｆ間のギャップＬを調整することができる。
なお、ここでは、ユニット取り付けベース５Ｅとユニット取り付けベース５Ｆが連結されて高さ調整機構６に取り付けられているものとして説明したが、それぞれ独立した高さ調整機構に取り付けられて独自に高さ調整できる構成としてもよい。
台座４Ｅ、４Ｆでは、ガス下方噴出部３Ｅ、３Ｆに連通する図示しない給気管が接続されている。給気管では、前記実施形態と同様に、流れ調整部である流量制御弁を設けることができ、台座４Ｅ、４Ｆ毎に給気管と流量調整部を設けて個別にガス流量および圧力を調整できるようにしてもよい。
【００７２】
また、ガス浮上ワーク支持装置１Ｂでは、高さ調整機構６、流量制御弁を制御する制御部を設けて動作を制御するようにしてもよい。その際に、加工領域Ｗに板状ワークの高さを検知する高さ検知部を設け、高さ検知部の検知結果を制御部に送信して上記制御を行ってもよい。
実施形態３では、板状ワーク１００を加工点付近の領域のみ平坦に矯正し、精度の高い浮上を実現することができる。
なお、実施形態３では、上記したように板状ワーク１００を図示搬送方向に沿って搬送する搬送装置１５を有している。搬送装置１５は、例えば、板状ワーク１００の一部を把持して搬送方向に沿った移動力を与えたり、搬送方向の後方からの押し出し、搬送方向の前方からの引っ張りなどによって行ったりすることができる。また、ガスの圧力によって板状ワーク１００を搬送する機構としてもよい。本発明としては搬送装置の構成が特に限定されるものではなく、ガス浮上した被搬送物を搬送できる構成であればよい。
【００７３】
板状ワーク１００は、浮上ユニット２０Ｂの上を図６示の搬送方向に沿って非接触で搬送される。
このとき、搬送方向の上流側では、板状ワーク１００は、浮上ユニット２０Ｂから噴出する加圧気体により浮上しているだけなので、平坦に矯正されず、板状ワーク１００の浮上量は低精度である。
その後、板状ワーク１００は、浮上ユニット２０Ｂ上を下流側に搬送され、浮上ユニット２Ｅ、２０Ｃ間に突入する。このとき、板状ユニット１００が浮上ユニット２Ｅ、２０Ｃ間に突入しやすいように、浮上ユニット２Ｅのガス下方噴出部３Ｅの搬送方向上流側に、上流端ほど板状ワーク１００との距離が大きくなるようにテーパ加工部Ｔなどの加工をしておいてもよい。これにより、板状ワーク１００が浮上ユニット２Ｅ、２０Ｃ間に突入した際に、上方からの圧力の変動を小さくして板状ユニット１００の揺れなどを小さくすることができる。また、ガス下方噴出部３Ｅの搬送方向上流側で、その下流側よりもガスの流量や圧力を小さくしておくことで同様の作用を得ることができる。
【００７４】
板状ワーク１００は、浮上ユニット２Ｅ、２０Ｃ間の領域では、実施形態１に示した浮上原理により、高精度の浮上量が得られる。搬送が進むと、板状ワーク１００は、浮上ユニット２Ｅ、２０Ｃ間の領域から浮上ユニット２０Ｄのみで浮上支持される。この領域でも矯正は行われず、低精度の支持がなされる。
本実施形態３によれば、加工点付近（加工を目的とする領域）は高精度に浮上させることができ、それ以外の領域（搬送のみを目的とする領域）は、板状ワークが浮上ユニット２０Ｂ、２０Ｄから噴出される加圧気体によりに浮上ユニットに接触なく搬送できる程度に浮上させることができ、装置構造を簡略にして装置コストを低減できる。この実施形態３では、板状ユニットのサイズに拘わらず、非接触で支持して搬送することができる。
【００７５】
以上、本発明について、上記各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは上記実施形態に対する適宜の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１    ガス浮上ワーク支持装置
１Ａ  ガス浮上ワーク支持装置
１Ｂ  ガス浮上ワーク支持装置
２Ａ  浮上ユニット
２Ｂ  浮上ユニット
２Ｃ  浮上ユニット
２Ｄ  浮上ユニット
２Ｅ  浮上ユニット
２Ｆ  浮上ユニット
３Ａ  ガス下方噴出部
３Ｂ  ガス下方噴出部
３Ｃ  ガス下方噴出部
３Ｄ  ガス下方噴出部
３Ｅ  ガス下方噴出部
３Ｆ  ガス下方噴出部
６    高さ調整機構６
７Ａ  給気管
８Ａ  流量制御弁
７Ｂ  給気管
８Ｂ  流量制御弁
８Ｄ  流量制御弁
９    制御部
１０    高さ検知部
１１    高さ検知部
１５    搬送装置
２０Ｂ  浮上ユニット
２０Ｃ  浮上ユニット
２０Ｄ  浮上ユニット
２３Ｂ  ガス上方噴出部
２３Ｃ  ガス上方噴出部
２３Ｄ  ガス上方噴出部
Ｗ    加工エリア
Ｔ    テーパ加工部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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