(57)【要約】【課題】被搬送物を精度よく搬送することができる精密テーブルを提供とする。【解決手段】  基台１１上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも1本のガイド部材１２と、該ガイド部材１２に沿って搬送手段１３を介して案内方向に移動可能な可動体１４と、該可動体１４を気体によって支持・案内する静圧の気体軸受手段１５と、を備えた精密テーブルであって、前記ガイド部材１２が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数のガイド部１２−１、１２−２，１２−３・・・１２−ｎからなると共に、該ガイド部同士の気体軸受手段１５と対向する継足し部１６が凹形状を施してなる。【選択図】  図１
2005111616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも１本のガイド部材と、該ガイド部材に沿って搬送手段を介して案内方向に移動可能な可動体と、該可動体を気体によって支持・案内する気体軸受手段と、を備えた精密テーブルであって、
前記ガイド部材が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数のガイド部からなると共に、該ガイド部の気体軸受手段と対向する継足し部が凹形状を施してなることを特徴とする精密テーブル。
【請求項２】
継足し部の凹形状がクラウニング形状であることを特徴とする請求項１に記載の精密テーブル。
【請求項３】
ガイド部材が２本以上の場合には、継足し部が相対向する同位置にあると共に、クラウニング形状を略同一とすることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の精密テーブル。
【請求項４】
基台上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも１本のガイド部材と、該ガイド部材に沿って搬送手段を介して案内方向に移動可能な可動体と、該可動体を気体によって支持・案内する気体軸受手段と、を備えた精密テーブルであって、
前記基台が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数の基台部からなると共に、該基台部が締結手段を介して締結されてなることを特徴とする精密テーブル。
【請求項５】
基台部がセラミックス製であることを特徴とする請求項４に記載の精密テーブル。
【請求項６】
基台上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも１本のガイド部材と、該ガイド部材に沿って搬送手段を介して案内方向に移動可能な可動体と、該可動体を気体によって支持・案内する気体軸受手段と、を備えた精密テーブルであって、
前記ガイド部材が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数のガイド部からなると共に、該ガイド部の気体軸受手段と対向する継足し部が凹形状を施してなり、且つ、
前記基台が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数の基台部からなると共に、該基台部が締結手段を介して締結されてなることを特徴とする精密テーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度な加工装置及び測定装置、半導体製造や検査装置などにおいて、試料、工具、検出器などを高い位置決め精度をもって移動させることが可能な精密テーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の静圧気体軸受直線案内装置は、一般に、案内方向に延びるガイドレールと、このガイドレールの上側に跨がるように配置され且つ前記案内方向に移動可能な可動体と、この可動体を気体によって支持・案内する空気軸受部と、を備えて構成されている。
【０００３】
このような静圧気体軸受直線案内装置の一例を図１１に示す。図１１に示すように、基台５０の上面に対し幅方向（案内方向に直交する水平方向）に所定距離を開けてガイド部として一対のガイドレール５１を設け、その各ガイドレール５１の外側面及び下面に対向する対向部５２を可動体であるテーブル５５の下部の幅方向両端部にそれぞれ設けて、そのガイドレール５１の外側面と対向部５２との間に、水平方向を支持する空気軸受部５３をそれぞれ配置すると共に、その水平方向の空気軸受部５３よりも幅方向内側位置である前記各々のガイドレール５１の上面位置及び下面位置に上下方向を支持する空気軸受部５４を配置したものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、前述した静圧気体軸受直線案内装置の変形として、ガイド部として案内方向に沿って１本のガイドレールを設けたものもある。
【特許文献１】特開２０００−１２０６８４号公報（図５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、可動体の大型化や長ストローク化に対応するために、静圧気体軸受直線案内装置を従来の構造のまま大きくすると、ガイドレールがその大きさに比例して長くなり、ガイドレールの精度が維持できなくなるおそれがある。また、このような長いガイドレールの製造は極めて困難である。
【０００６】
例えば、長いガイドレールをセラミックスで構成する場合は、大きな焼成炉がないために、焼成を行うことができない可能性もある。また、仮に大きな焼成炉があったとしても、歩留まりが悪くなったり、加工が困難になったりする、という問題もある。
【０００７】
また、ガイド部材を支持する基台においては、その材質によって以下のような問題がある。
１）  石の基台の場合
基台を石製とする場合には、一般的な石では、ヤング率が大きくないため、たわみ防止のため厚さ寸法を大きくする必要がある。そのため質量が大きくなり製造と搬送のコストがかかってしまう、という問題がある。
更には、基台を石製とする場合には、その設置場所の耐荷重の問題にも繋がり実現性に乏しい物となっていた。
また、基台の軽量化のためにリブ構造、例えば不要な部分を抜くような場合等では、材質が石であるので、加工性が悪くコストがかかる、という問題がある。また、割れ破損の問題から肉厚をあまり薄くできず、軽量化が困難である。
【０００８】
２）  鋳物の基台の場合
基台を鋳物製とする場合は、比重が大きいが、肉厚のリブ構造をすることにより軽量化が可能となるが、しかし、鋳物製の場合には、経年変化をおこしやすく精度維持の面からみると大きな問題となる。
また、例えば、ガラス基板の大形化が年々進み、それに伴って装置の大型化も避けられない液晶ディスプレイ用等の基板を対象とした露光装置の用途等には基台の材質として不向きである。
【０００９】
３）  セラミックス製の基台の場合
基台をセラミックス製とする場合は、焼成時の型費用、焼成する窯の物理的な大きさ、焼成の技術面（割れの問題）から一体焼成の大きさに制限が発生する、という問題がある。
【００１０】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点を解決するためになされたもので、必要最低限の長さを備えたガイド部材を使用しても、可動体の大型化や長ストローク化を実現することが可能な精密テーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を達成する本発明の第１の発明は、基台上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも１本のガイド部材と、該ガイド部材に沿って搬送手段を介して案内方向に移動可能な可動体と、該可動体を気体によって支持・案内する気体軸受手段と、を備えた精密テーブルであって、前記ガイド部材が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数のガイド部からなると共に、該ガイド部の気体軸受手段と対向する継足し部が凹形状を施してなることを特徴とする精密テーブルにある。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記凹形状がクラウニング形状であることを特徴とする精密テーブルにある。
【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記ガイド部材が２本以上の場合には、継足し部が相対向する同位置にあると共に、クラウニング形状を略同一とすることを特徴とする精密テーブルにある。
【００１４】
第４の発明は、基台上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも１本のガイド部材と、該ガイド部材に沿って搬送手段を介して案内方向に移動可能な可動体と、該可動体を気体によって支持・案内する気体軸受手段と、を備えた精密テーブルであって、前記基台が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数の基台部からなると共に、該基台部が締結手段を介して締結されてなることを特徴とする精密テーブルにある。
【００１５】
第５の発明は、第４の発明において、前記基台部がセラミックス製であることを特徴とする精密テーブルにある。
【００１６】
第６の発明は、基台上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも１本のガイド部材と、該ガイド部材に沿って搬送手段を介して案内方向に移動可能な可動体と、該可動体を気体によって支持・案内する気体軸受手段と、を備えた精密テーブルであって、前記ガイド部材が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数のガイド部からなると共に、該ガイド部の気体軸受手段と対向する継足し部が凹形状を施してなり、且つ、前記基台が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数の基台部からなると共に、該基台部が締結手段を介して締結されてなることを特徴とする精密テーブルにある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ガイド部材を継足して構成しているため、大きな焼成炉を用いることなく従来の技術を応用して制作することが可能、その継足し部を高精度に継足すようにしているので、高精度な精密テーブルを提供することができる。
【００１８】
また、本発明によると、基台を継足し構成し、基台同士をボルト締結により組み合わせているため、例えばセラミックスで製作する場合でも、従来の技術を応用して製作することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は本実施例の精密テーブルの構造を示す平面概略図、図２はその側面概略図、図３は継足し部（Ａ部）の詳細図、図４はクラウニング形状の詳細図、図５は図１のV−V矢視断面図である。
図１乃至図５に示すように、本実施例にかかる精密テーブルは、基台１１上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも１本のガイド部材１２と、該ガイド部材１２に沿って搬送手段１３を介して案内方向に移動可能な可動体（テーブル）１４と、該可動体１４を気体によって支持・案内する静圧の気体軸受手段１５と、を備えた精密テーブルであって、前記ガイド部材１２が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数のガイド部１２−１，１２−２，１２−３・・・１２−ｎからなると共に、該ガイド部同士の気体軸受手段１５と対向する継足し部１６が凹形状を施してなるものである。
【００２１】
前記継足し部１６の拡大を図３、図４に示す。
これらの図面に示すように、ガイド部１２−３，１２−４同士が当接して継足されていると共に、その継足し部１６の気体軸受手段１５と対向する形状を凹形状とし、接触することがないようにしている。
この凹形状としては、具体的には、図４に示すように、クラウニングの傾斜の長さＣＬが気体軸受手段１５の移動方向の約５〜１５％程度とし、好適には約１０％前後とするのがよい。また、クラウニングの長さＬは５μｍ以下、好適には１〜２μｍとするのがよい。なお、実際には、設定する軸受すきまと剛性の兼ね合いで決定すると望ましい。
【００２２】
また、真直度精度が必要な場合は並行するガイド部同士の継足し部１６の二つのクラウニング形状を限りなく一致させることが望ましい。
【００２３】
このように、ガイド部同士の継足し部１６は、図４に示すように微小のクラウニング形状を施し、凸部が無いようにするので、可動体１４の移動の際における気体軸受手段１５に接触することが防止され、移動がスムースになる。
【００２４】
継足し方法としては、図３に示すように、あらかじめ継足し基準ブロック２０を他の直線案内を用いて走行方向の真直出し（平行出し）を行っておくと容易である。ガイド部の固定と、水平方向の位置ずれ防止として楔形のガイド押さえ２１を用いるようにしている。
このような継足し方法により、ガイド部の真直度を容易かつ高精度に得ることができる。しかし、このやり方でもガイド部の継足し部にクラウニングを設けない場合にガイド部同士の継足し部で、幅方向にまったく段差を生じさせないことは意外と困難である。そこで適切なサイズＣＬ及びＬのクラウニングを施すことにより、このような段差の発生による不具合を解消している。
【００２５】
気体軸受手段１５は、本実施例では一方のガイド部材１２に対し所定の間隔をあけて、可動体１４の裏面側に直線方向に二個配置されている水平方向空気軸受部１５Ａと、垂直（上下）方向空気軸受部１５Ｂとで構成され、ガイド部材１２に対して上下左右方向に浮上支持されて水平が保たれると共に、基台１１の中央部に配置した搬送手段としての例えばリニアモータ１３により、ガイド部材１２に対し直線運動を可能にしている。
水平方向空気軸受部１５Ａは、ガイド部材１２の内側面に対向すると共に、該内側面に対して所定の間隙をあけて平行状に配置されている。
そして、ガイド部材１２の内側面に対向する面には、ガイド部材１２の内側面に向けて空気を吹き出す空気孔（図示省略）が形成されている。この空気孔からガイド部材１２の内側面に対して空気を吹き出すことで、ガイド部材１２との間に水平方向空気軸受が形成され、可動体１４は、ガイド部材１２に対し、水平方向に支持される。
空気軸受の方式としては、多孔質絞り、オリフィス絞り等々、各種のものを用いることができる。
垂直方向空気軸受部１５Ｂは、ガイド部材１２の表面に対向すると共に、該表面に対して所定の間隙をあけて平行状に配置されている。
そして、ガイド部材１２の表面に対向する面には、ガイド部材１２の表面に向けて空気を吹き出す空気孔（図示省略）が形成されている。この空気孔からガイド部材１２の表面に対して空気を吹き出すことで、ガイド部材１２との間に垂直（上下）方向空気軸受が形成され、可動体１４は、ガイド部材１２に対し、上下方向に支持される。
また、各空気孔から吹き出される空気の圧力は、水平方向空気軸受部１５Ａと、垂直（上下）方向空気軸受部１５Ｂとで同一とすることも異にすることもでき、夫々独立に設定することもできる。このように独立に設定すれば、例えば可動体１４の変形によって、軸受部１５Ａ、１５Ｂとガイド部材１２との間の任意の隙間に変化が生じても、その変化に応じて空気の給気圧力を調整することで微調整ができるため好ましい。
なお、本実施例では二個としているが、真直度や姿勢制度が必要な場合は、三個以上の複数を用いるようにすれば、走行が安定してより望ましい。
【００２６】
これにより、高精度の大型精密テーブルを容易に実現させることが可能となる。
【実施例２】
【００２７】
図６は、本実施例の精密テーブルの構造を示す平面概略図、図７はその側面概略図、図８は図６のVIII−VIII矢視断面図、図９は図７のIX−IX矢視断面図、図１０は図９のB部拡大図である。
なお、図１に示した構成と同一の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
図６乃至図１０に示すように、本実施例にかかる精密テーブルは、基台１１上に設けられ、案内方向に延設してなる少なくとも１本のガイド部材１２と、該ガイド部材に沿って搬送手段１３を介して案内方向に移動可能な可動体１４と、該可動体を気体によって支持・案内する静圧の気体軸受手段１５と、を備えた精密テーブルであって、前記基台１１が、前記案内方向に沿って所定間隔をもって継足し配置された複数の基台部１１−１、１１−２、１１−３からなると共に、該基台部が締結手段３１を介して締結されてなるものである。
【００２９】
また、図９に示すように、前記基台部１１−１、１１−２、１１−３はリブ構造とし、その材質をセラミックス製とするのが好ましい。
【００３０】
本実施例では、複数の基台部１１−１、１１−２、１１−３の継足し部において、隣接する基台部の側面部同士をボルトなどの締結手段３１により締結していると共に、その締結した後に、例えば仕上げ加工を行うようにしている。
この仕上げ加工としては、例えば研削仕上げやラップ仕上げなどを施すようにすればよい。
【００３１】
また、基台１１の底面は、架台４０の支持部とし、段差が生じないように例えば支持板４１などを介して設置されている。
また、架台４０側には設置面との設置高さを調整できるように例えばレベリングボルト４２などの調節手段を設けている。
【００３２】
また、基台１１の上面は、気体軸受手段１５の案内面としてガイド部材１２であるレールが２本所定間隔をもって配置されている。
また、その中央部には搬送手段１３であるリニアモータを配置し、直線案内を可能にしている。
【００３３】
このように、基台をセラミック製とすると共に、複数の部材が精度をもって継足されるようになるので、高精度の大形テーブルを容易に実現させることが可能となる。この結果、セラミックスを用いた大形の高精度テーブルが軽量、低コストで実現できる。
【００３４】
また、実施例１と実施例２とを組み合わせ、ガイド部と基台とを共に複数の部材から構成するようにし、それらを高精度に継足すようにして、大型化の精密テーブルを構成するようにしてもよい。
また、搬送手段としてリニアモータを用いたが、これに限らず例えばモータと送りねじ（例えばボールねじ）との組合せ、モータと複数のプーリと伝動ベルトとの組合せ等、各種のものを用いることができる。
【００３５】
以下、基台の材質の相違による軽量化及び低廉化について説明する。
１）  石製の基台の場合
サイズ  Ｗ1000ｍｍ×Ｌ3000ｍｍ×ｔ300ｍｍとし、比重を３と仮定すると、約2700ｋｇとなる。
２）      
セラミックス製の基台の場合
サイズ  Ｗ1000ｍｍ×Ｌ3000ｍｍ×ｔ150ｍｍとし、比重３．５と仮定すると約1575ｋｇとなる。
セラミックス製でリブ構造が無い場合であっても、も約４２％の軽量化が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１にかかる精密テーブルの構造を示す平面概略図。
【図２】側面概略図。
【図３】継足し部（Ａ部）の詳細図。
【図４】クラウニング形状の詳細図。
【図５】図１のV−V矢視断面図。
【図６】実施例２にかかる精密テーブルの構造を示す平面概略図。
【図７】側面概略図。
【図８】図６のVIII−VIII矢視断面図。
【図９】図７のIX−IX矢視断面図。
【図１０】図９のＢ部拡大図。
【図１１】従来技術にかかる精密テーブルの概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１１  基台
１２  ガイド部材
１３  搬送手段
１４  可動体
１５  気体軸受手段
１６  継足し部
２０  基準ブロック
２１  ガイド押さえ
３１  締結手段
４０  架台
【図１】
2005111616.tif 000003
【図２】
2005111616.tif 000004
【図３】
2005111616.tif 000005
【図４】
2005111616.tif 000006
【図５】
2005111616.tif 000007
【図６】
2005111616.tif 000008
【図７】
2005111616.tif 000009
【図８】
2005111616.tif 000010
【図９】
2005111616.tif 000011
【図１０】
2005111616.tif 000012
【図１１】
2005111616.tif 000013