(57)【要約】    【課題】  軸受剛性が高くて、加圧気体の流出が抑制される静圧流体軸受を提供する。    【解決手段】  運動案内面を有する固定軸体と、前記運動案内面に対向する軸受面を有し、該固定軸体を囲繞して該固定軸体の軸方向に沿って移動する可動体と、を備え、前記運動案内面及び軸受面の間に形成された微小隙間に加圧流体を流すことによって静圧流体層が形成された静圧流体軸受において、前記運動案内面及び軸受面の少なくとも一方が、凸状に突出している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動案内面を有する固定軸体と、
前記運動案内面に対向する軸受面を有し、該固定軸体を囲繞して該固定軸体の軸方向に沿って移動する可動体と、を備え、
前記運動案内面及び軸受面の間に形成された微小隙間に加圧流体を流すことによって静圧流体層が形成された静圧流体軸受において、
前記運動案内面及び軸受面の少なくとも一方が、凸状に突出していることを特徴とする静圧流体軸受。
【請求項２】
上記突出高さは、１乃至３μｍであることを特徴とする、請求項１記載の静圧流体軸受。
【請求項３】
運動案内面を有する固定軸体と、
前記運動案内面に対向する軸受面を有し、該固定軸体を囲繞して該固定軸体の軸方向に沿って移動する可動体と、を備え、
前記運動案内面及び軸受面の間に形成された微小隙間に加圧流体を流すことによって静圧流体層が形成された静圧流体軸受において、
上記固定軸体が、無負荷時において、荷重負荷方向の反対方向にアーチ状に湾曲していることを特徴とする静圧流体軸受。
【請求項４】
上記湾曲量は、１乃至３μｍであることを特徴とする、請求項３記載の静圧流体軸受。
【請求項５】
上記固定軸体は、四角柱形状をしていることを特徴とする、請求項１又は３記載の静圧流体軸受。
【請求項６】
上記可動体は、複数の板状部材を組み合わせてなることを特徴とする、請求項１又は３記載の静圧流体軸受。
【請求項７】
上記固定軸体及び可動体は、それぞれ、ヤング率が３４０ＧＰａ以上で４３０ＧＰａ以下のセラミックス材料からなることを特徴とする、請求項１又は３記載の静圧流体軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静圧流体軸受に関する。本発明は、詳細には、半導体露光工程や検査工程あるいは成膜工程等が行なわれる精密測定装置や精密加工装置等の軸受部分を構成する静圧流体軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高精度な案内及び位置決めを行なうためのスライド装置として、静圧流体軸受が用いられている。静圧流体軸受は、可動体と固定軸体との間の微小隙間に加圧気体を供給することにより静圧流体層を形成して可動体を固定軸体に対して静圧支持するものである（例えば、特許文献１、２及び３を参照。）。
【０００３】
特許文献１、２及び３に開示されている従来の静圧流体軸受は、図８の（Ａ）に模式的に示すように、四角柱状の固定軸体１１０と、固定軸体１１０を囲繞する可動体１２０とを備えてなり、間隙Gの微小隙間１４０が固定軸体１１０の運動案内面１１２と可動体１２０の軸受面１２６との間に設けられている。可動体１２０に設けられた給気管から供給された加圧気体が、微小隙間１４０に供給されて、薄い膜状の静圧流体層が形成される。静圧流体層を介在させることによって、可動体１２０が固定軸体１１０上を滑動することができるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１９３６３５号公報
【特許文献２】特開平６−３０７４４９号公報
【特許文献３】特開平７−１０３２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術に係る静圧流体軸受では、固定軸体１１０の運動案内面１１２と可動体１２０の軸受面１２６とが、いずれもフラットな平面で構成されている。このような平面構成の静圧流体軸受において、例えば０．４ＭＰａ程度の加圧気体が微小隙間１４０に印加されると、その加圧気体によって、図８の（Ｂ）に示すように、可動体１２０がαの大きさで外方に膨張する。可動体１２０の膨張によって、微小隙間１４０がG＋αという間隙まで押し広げられ、加圧気体の実質的な加圧圧力が低下して、静圧流体軸受の軸受剛性が低下するという問題がある。
【０００６】
そして、微小隙間１４０の拡開によって、加圧気体が多量に流出して、加圧気体の消費が増加するという問題もある。特に、清浄な不活性ガス（例えば、窒素ガス）が使用される半導体製造装置においては、清浄ではない加圧気体の多量の流出は、好ましくない。
【０００７】
静圧流体軸受の軸受剛性の低下を防止するために、加圧気体の圧力を高めることを行なうと、可動体１２０がさらに外方に膨張することを招来してしまう。可動体１２０のさらなる膨張によって、微小隙間１４０が押し広げられて、そこから多量の加圧気体が流出するという問題がある。
【０００８】
ところで、静圧流体軸受は、通常、ある重量を有する移動対象体が可動体１２０の上に設置された状態で使用される。固定軸体１１０の運動案内面１１２は、無負荷状態においてフラットな平面であるように構成されている。フラットな固定軸体１１０に対して可動体１２０及び移動対象体の重量が負荷されると、固定軸体１１０は全体的に鉛直下向きにわずかに撓んでしまう。したがって、静圧流体軸受においては、軸長手方向の真直度が出ないという問題がある。このことは、固定軸体１１０がたとえセラミックス等の高剛性材料から構成されているとしても、同じことである。
【０００９】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、軸受剛性が高くて、加圧気体の流出が抑制される静圧流体軸受を提供することである。
【００１０】
本発明の解決すべき他の技術的課題は、負荷状態において、軸長手方向の高精度な真直度を有する静圧流体軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段および作用・効果】
【００１１】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、運動案内面を有する固定軸体と、前記運動案内面に対向する軸受面を有し、該固定軸体を囲繞して該固定軸体の軸方向に沿って移動する可動体と、を備え、前記運動案内面及び軸受面の間に形成された微小隙間に加圧流体を流すことによって静圧流体層が形成された静圧流体軸受において、固定軸体の運動案内面及び可動体の軸受面の少なくとも一方が、凸状に突出していることを特徴とする静圧流体軸受が提供される。
【００１２】
上記静圧流体軸受によれば、固定軸体の運動案内面及び可動体の軸受面の少なくとも一方が凸状に突出しているので、加圧気体の非印加時には、微小隙間が所望の適切な間隔となっていないが、加圧気体が微小隙間に印加されたときに微小隙間の中央部が拡開して所望の適切な間隔が得られる。加圧気体の印加時すなわち静圧流体軸受の動作時に、微小隙間が所望の適切な間隔となっているので、高い軸受剛性が得られる。また、加圧気体の流出も抑制される。
【００１３】
上記突出高さは、１μｍより小さいときには上述した所望の効果が得られず、３μｍより大きいときには可動体を固定軸体に組み付けることができない。したがって、好ましくは、上記突出高さは、１乃至３μｍである。
【００１４】
また、本発明によれば、運動案内面を有する固定軸体と、前記運動案内面に対向する軸受面を有し、該固定軸体を囲繞して該固定軸体の軸方向に沿って移動する可動体と、を備え、前記運動案内面及び軸受面の間に形成された微小隙間に加圧流体を流すことによって静圧流体層が形成された静圧流体軸受において、上記固定軸体が、無負荷時において、荷重負荷方向の反対方向にアーチ状に湾曲していることを特徴とする静圧流体軸受が提供される。
【００１５】
上記静圧流体軸受によれば、固定軸体が、荷重負荷方向の反対方向にアーチ状に湾曲しているので、可動体及び移動対象体の荷重が負荷されていない時には、微小隙間が所望の適切な間隔となっているが、可動体及び移動対象体の荷重が負荷されたときに荷重負荷方向の反対方向の微小隙間の中央部が拡開して所望の適切な間隔が得られる。したがって、負荷状態において、軸長手方向の高精度な真直度を有する静圧流体軸受が得られる。
【００１６】
上記湾曲量は、１μｍより小さいときには上述した所望の効果が得られず、３μｍより大きいときには可動体を固定軸体に組み付けることができない。したがって、好ましくは、上記湾曲量は、１乃至３μｍである。
【００１７】
固定軸体は、三角柱形状や五角柱形状や六角柱形状等の多角柱形状や、少なくとも一部が長手方向に蒲鉾状に切り欠かれた大略円柱形状であってもよい。固定軸体が四角柱形状である場合、コーナー部が直角を有して加工性や加工コストが優れていることから、固定軸体は四角柱形状であることが好ましい。
【００１８】
可動体は、ブロック状部材を加工して所望の形状に仕上げることもできるが、好ましくは、複数の板状部材を組み合わせてなる。各板状部材を所望の形状に加工したあと、それらを組み合わせて可動体にすることにより、複雑な形状のものを高精度に且つ低コストで加工することができる。
【００１９】
固定軸体及び可動体としては、金属系材料やセラミックス材料等の各種の高剛性材料が使用可能である。好ましくは、固定軸体及び可動体は、それぞれ、ヤング率が３４０ＧＰａ以上で４３０ＧＰａ以下のセラミックス材料からなる。このような材料は、高剛性で熱膨張係数が小さくて加工歪が小さいために高精度な加工が可能であり、鏡面状の面が容易に得られて、硬質体と衝突したときに隆起した圧痕が残らない等の利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、図１〜４を参照しながら、本発明の実施形態に係る静圧流体軸受１について詳細に説明する。
【００２１】
図１に示した静圧流体軸受１は、大略四角柱形状をした固定軸体１０と、この固定軸体１０を部分的に囲繞する可動体２０とからなる。固定軸体１０及び可動体２０は、アルミナ、炭化珪素等を主成分とするセラミックス材料から構成されている。可動体２０の上側外面には、給気管３０が接続されている。
【００２２】
図２は、固定軸体１０が可動体２０の中に挿通されている部分の断面を示している。固定軸体１０と可動体２０との間には、微小な隙間４０が設けられている。
まず、固定軸体１０について説明する。
【００２３】
固定軸体１０は、いずれもフラットで鏡面状に仕上げられた運動案内上面１２ａ、運動案内下面１２ｂ、運動案内左面１２ｃ及び運動案内上面１２ｄを有している。固定軸体１０の左右の端部は、支持部材１６で支持されている。
【００２４】
可動体２０は、おおよそ上下左右対称に構成されており、上板２２ａ、下板２２ｂ、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄという４つの平板状部材に分割されて構成されている。すなわち、一回り大きいサイズの上板２２ａ及び下板２２ｂが、小さいサイズの左側板２２ｃ及び右側板２２ｄを挟むように構成されている。上板２２ａと左側板２２ｃとが、左上接合面で接合されている。上板２２ａと右側板２２ｄとが、右上接合面で接合されている。下板２２ｂと左側板２２ｃとが左下接合面で接合されている。下板２２ｂと右側板２２ｄとが右上接合面で接合されている。各平板状部材２２ａ〜２２ｄはネジ止めされて、可動体２０として一体化されている。
【００２５】
なお、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄを上板２２ａ及び下板２２ｂよりも一回り大きいサイズにすることも可能である。また、各接合面２６ａ〜２６ｄを斜め４５度にして、平板状部材を均等な四分割構成にすることも可能である。
【００２６】
給気管３０からの加圧気体を各平板状部材のエアパッドに供給するために、各平板状部材２２ａ〜２２ｄを連通する不図示の給気周回通路が、各平板状部材２２ａ〜２２ｄに形成されている。給気管３０が上板２２ａに接続されていることを除いて、各平板状部材２２ａ〜２２ｄはおおよそ同じ構造をしている。
【００２７】
上板２２ａは、中央部の上突出部２４ａと左右端部の上平坦部２５ａとを備えている。上突出部２４ａは、対向する運動案内上面１２ａに向けて凸状に突出している。その突出高さδは、おおよそ、１乃至３μｍである。鏡面状に仕上げられた軸受上面２６ａの頂部は、対向する運動案内上面１２ａに対して当接した状態で組み付けられている。
【００２８】
下板２２ｂは、中央部の下突出部２４ｂと左右端部の下平坦部２５ｂとを備えている。下突出部２４ｂは、対向する運動案内下面１２ｂに向けて凸状に突出している。その突出高さδは、おおよそ１乃至３μｍである。鏡面状に仕上げられた軸受下面２６ｂの頂部は、対向する運動案内下面１２ｂに対して当接した状態で組み付けられている。
【００２９】
左板２２ｃは、中央部の左突出部２４ｃと左右端部の左平坦部２５ｃとを備えている。左突出部２４ｃは、対向する運動案内左面１２ｃに向けて凸状に突出している。その突出高さδは、おおよそ１乃至３μｍである。鏡面状に仕上げられた軸受左面２６ｃの頂部は、対向する運動案内左面１２ｃに対して当接した状態で組み付けられている。
【００３０】
右板２２ｄは、中央部の右突出部２４ｄと左右端部の右平坦部２５ｄとを備えている。右突出部２４ｄは、対向する運動案内右面１２ｄに向けて凸状に突出している。その突出高さδは、おおよそ１乃至３μｍである。鏡面状に仕上げられた軸受右面２６ｄの頂部は、対向する運動案内右面１２ｄに対して当接した状態で組み付けられている。
【００３１】
可動体２０の各突出部２４ａ〜２４ｄは、蒲鉾状あるいは山状に全体的に突出した形態をしている。なお、このような突出形状は、可動体２０の各軸受面２６ａ〜２６ｄ及び固定軸体１０の各運動案内面１２ａ〜１２ｄの少なくとも一方に設けることが可能である。また、各平板状部材の突出高さは、加圧気体が微小空間４０に印加されたときに微小空間４０の中央部が拡開して適切な間隔が得られるように調整される。さらに、固定軸体１０が断面長方形の四角柱形状をなす場合には、上板２２ａ及び下板２２ｂの各突出部２４ａ、２４ｂに対して、左板２２ｃ及び右板２２ｄの各突出部２４ｃ、２４ｄの突出高さδを小さくしたり、上板２２ａ及び下板２２ｂのみに各突出部２４ａ、２４ｂを設けたりすることができる。
【００３２】
このような構成をした静圧流体軸受１の動作について説明する。
【００３３】
可動体２０に設けられた給気管３０から供給された加圧気体が、給気周回通路を通じて、可動体２０の上板２２ａ、下板２２ｂ、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄの給気連絡通路にそれぞれ供給される。給気連絡通路に供給された加圧気体は、上板２２ａ、下板２２ｂ、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄの各エアパッドから放出される。各エアパッドから放出された加圧気体が微小隙間４０に供給されて、薄い膜状の静圧流体層が形成される。このとき、上板２２ａ、下板２２ｂ、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄがそれぞれ外方に膨張する。各平板状部材２２ａ〜２２ｄの膨張によって、微小隙間４０が、例えばおおよそ１乃至３μｍの微小な間隙まで押し広げられる。加圧気体が印加されたときに微小隙間４０が最適な間隙となっているので、高い軸受剛性が得られる。最適化された間隙に静圧流体層が介在しているので、可動体２０が固定軸体１０上を軸長手方向にスムーズに滑動することができる。また、微小隙間４０が最適化されていることによって、加圧気体の流出も防止される。
【００３４】
上述した静圧流体軸受１は、好適には、各種の半導体製造装置の中に組み込まれて使用される。例えば、図７に示される、ステージ制御機構を備えた露光装置７０において、レチクル８０、ウェーハ８４等の移動対象物が載置された各種ステージの移動動作を高精度に制御する際に用いられる。
【００３５】
露光装置７０は、レチクル８０上に形成されたパターンの露光範囲を拡大するために、照明光学系７２からの露光光をスキャンスリット７４によりスリット状に制限する。そして、このスリット光を用いてレチクル８０上に形成されたパターンの一部をウェーハ８４上に縮小投影した状態で、レチクル８０とウェーハ８４とを投影光学系８６に対して同期走査してパターンをウェーハ８４上に逐次転写するようにする。このような露光装置７０において、レチクル８０及びウェーハ８４を高精度に位置決めし、あるいはレチクル８０及び／又はウェーハ８４を一定速度で高精度に走査するために、レチクル粗動ステージ７８及びウェーハステージ８２が用いられる。本発明に係る静圧流体軸受１がこれらのステージ７８，８２に用いられることにより、各ステージ７８，８２の位置が高精度に制御される。
【００３６】
次に、図５及び６を参照しながら、本発明の他の実施形態に係る静圧流体軸受１について詳細に説明するが、基本的な構成は、上述した実施形態のものと同じであるので、両者の相違点を中心に説明する
【００３７】
本実施形態の静圧流体軸受１では、図５の（Ａ）に示すように、固定軸体１０が、無負荷時において、荷重負荷方向の反対方向にアーチ状に湾曲しているように構成されている。
【００３８】
図５に示した静圧流体軸受１は、大略四角柱形状をした固定軸体１０と、この固定軸体１０を部分的に囲繞する可動体２０とからなる。固定軸体１０及び可動体２０は、アルミナ又は炭化珪素を主成分とするセラミックス材料から構成されている。
【００３９】
固定軸体１０は、いずれもフラットで鏡面状に仕上げられた運動案内上面１２ａ、運動案内下面１２ｂ、運動案内左面１２ｃ及び運動案内上面１２ｄを有している。固定軸体１０の左右の端部は、支持部材１６で支持されている。
【００４０】
固定軸体１０は、無負荷時において、上向きに、すなわち荷重負荷方向の反対方向にアーチ状に湾曲している。固定軸体１０上に可動体２０及び移動対象物を載置すると、それらの自重によって、固定軸体１０が荷重負荷方向すなわち鉛直下向きに撓んでしまう。この撓み量を見込んで、固定軸体１０を予め上向きに湾曲させておく。その湾曲量ｔは、固定軸体１０のヤング率や太さ、あるいは可動体２０及び移動対象物の重量によって決定されるが、例えばおおよそ１乃至３μｍである。
【００４１】
可動体２０は、おおよそ上下左右対称に構成されており、上板２２ａ、下板２２ｂ、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄという４つの平板状部材に分割されて構成されている。すなわち、一回り大きいサイズの上板２２ａ及び下板２２ｂが、小さいサイズの左側板２２ｃ及び右側板２２ｄを挟むように構成されている。上板２２ａと左側板２２ｃとが、左上接合面で接合されている。上板２２ａと右側板２２ｄとが、右上接合面で接合されている。下板２２ｂと左側板２２ｃとが左下接合面で接合されている。下板２２ｂと右側板２２ｄとが右上接合面で接合されている。湾曲した固定軸体１０を囲繞するように各平板状部材２２ａ〜２２ｄを配置したあと、各平板状部材２２ａ〜２２ｄはネジ止めされて、可動体２０として一体化される。
【００４２】
なお、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄを上板２２ａ及び下板２２ｂよりも一回り大きいサイズにすることも可能である。また、各接合面２６ａ〜２６ｄを斜め４５度にして、平板状部材を均等な四分割構成にすることも可能である。
【００４３】
給気管３０からの加圧気体を各平板状部材２２ａ〜２２ｄのエアパッドに供給するために、各平板状部材２２ａ〜２２ｄを連通する不図示の給気周回通路が、各平板状部材２２ａ〜２２ｄに形成されている。給気管３０が上板２２ａに接続されていることを除いて、各平板状部材２２ａ〜２２ｄはおおよそ同じ構造をしている。
【００４４】
このような構成をした静圧流体軸受１の動作について説明する。
【００４５】
固定軸体１０は、無負荷時には上向きに凸のアーチ状に湾曲しているが、可動体２０を固定軸体１０に組み付けて不図示の移動対象物を可動体２０に取り付けたときには、それらの自重によって、固定軸体１０は鉛直下向きに撓むものの、その撓み量を見込んで予め湾曲していた固定軸体１０はおおよそ直線状に矯正される。荷重が負荷されたときに固定軸体１０が直線状に矯正されているので、高い姿勢精度が得られる。
【００４６】
上述した静圧流体軸受１は、好適には、各種の半導体製造装置の中に組み込まれて使用される。例えば、図７に示す、ステージ制御機構を備えた露光装置７０において、レチクル８０、ウェーハ８４等の移動対象物が載置された各種ステージの移動動作を高精度に制御する際に用いられる。
【００４７】
露光装置７０は、レチクル８０上に形成されたパターンの露光範囲を拡大するために、照明光学系７２からの露光光をスキャンスリット７４によりスリット状に制限する。そして、このスリット光を用いてレチクル８０上に形成されたパターンの一部をウェーハ８４上に縮小投影した状態で、レチクル８０とウェーハ８４とを投影光学系８６に対して同期走査してパターンをウェーハ８４上に逐次転写するようにする。このような露光装置７０において、レチクル８０及びウェーハ８４を高精度に位置決めし、あるいはレチクル８０及び／又はウェーハ８４を一定速度で高精度に走査するために、レチクル粗動ステージ７８及びウェーハステージ８２が用いられる。本発明に係る静圧流体軸受１がこれらのステージ７８，８２に用いられることにより、各ステージ７８，８２の位置が高精度に制御される。
【実施例１】
【００４８】
上記発明のより具体的な実施の形態について説明する。すなわち、突出構造を有する静圧流体軸受１を試作し、その軸受剛性及び加圧気体の消費流量を確認する実験を行なった。
【００４９】
固定軸体１０として、アルミナ純度が９９．９％のアルミナセラミックスからなり、断面が４０ｍｍ×４０ｍｍであり長さが３００ｍｍである四角柱形状のものを用いた。可動体２０として、アルミナ純度が９９．９％のアルミナセラミックスからなり、上板２２ａ、下板２２ｂ、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄの四つの平板を組み合わせて構成した。上板２２ａ及び下板２２ｂは、幅が８０ｍｍであり厚さが２０ｍｍであり長さが８０ｍｍである平板である。左側板２２ｃ及び右側板２２ｄは、幅が４０ｍｍであり厚さが２０ｍｍであり長さが８０ｍｍである平板である。
【００５０】
可動体２０の各平板状部材２２ａ〜２２ｄに蒲鉾状に突出した突出部２４ａ〜２４ｄをそれぞれ設けるとともに、その突出高さを０．００２ｍｍにした。そして、各運動案内面１２ａ〜１２ｄを平面度が０．１μｍのフラットな面に仕上げた固定軸体１０に対して、突出部２４ａ〜２４ｄを有する可動体２０を組み付けた静圧流体軸受１を作製し、それを本願発明の静圧流体軸受とした。
【００５１】
また、比較のために、固定軸体の運動案内面及び可動体の各軸受面をそれぞれ平面度が０．１μｍのフラットな面に仕上げて、微小隙間が０．００２ｍｍとなるようにそれらを組み付けた静圧流体軸受を作製し、それを比較用静圧流体軸受とした。
【００５２】
これらの静圧流体軸受は、消費流量試験並びに軸受剛性試験に供せられた。
【００５３】
消費流量試験は、給気管３０から供給される加圧気体の給気圧力を変化させたときに、加圧気体が微小隙間４０から洩れ出ることによって加圧気体の消費量を測定したものである。給気圧力を０．１〜０．５ＭＰａの範囲で変化させたときの測定結果を図３に示している。図３から分かるように、本願発明の静圧流体軸受は、比較用静圧流体軸受よりも、加圧気体の消費量がおおよそ２／３に低減されており、加圧気体の流出防止効果が確認された。
【００５４】
軸受剛性試験は、給気管３０から供給される加圧気体の給気圧力を変化させたときに、可動体２０を１μｍ沈めるのに何ｋｇの荷重を負荷する必要があるのかを測定したものである。つまり、可動体２０にある荷重の負荷をかけたときに、可動体２０が沈み込む変位量を測定している。給気圧力を０．１〜０．５ＭＰａの範囲で変化させたときの測定結果を図４に示している。図４から分かるように、本願発明の静圧流体軸受は、比較用静圧流体軸受よりも、軸受剛性が約１．３倍高くなっており、静圧流体層が保持されやすいことが確認された。
【実施例２】
【００５５】
上記発明のより具体的な実施の形態について説明する。すなわち、固定軸体１０が湾曲した構造を有する静圧流体軸受１を試作し、その姿勢精度を確認する実験を行なった。
【００５６】
固定軸体１０として、アルミナ純度が９９．９％のアルミナセラミックスからなり、断面が４０ｍｍ×４０ｍｍであり長さが３００ｍｍである四角柱形状のものを用いた。可動体２０として、アルミナ純度が９９．９％のアルミナセラミックスからなり、上板２２ａ、下板２２ｂ、左側板２２ｃ及び右側板２２ｄの四つの平板を組み合わせて構成した。上板２２ａ及び下板２２ｂは、幅が８０ｍｍであり厚さが２０ｍｍであり長さが８０ｍｍである平板である。左側板２２ｃ及び右側板２２ｄは、幅が４０ｍｍであり厚さが２０ｍｍであり長さが８０ｍｍである平板である。
【００５７】
可動体２０の各軸受面２６ａ〜２６ｄを、平面度が０．１μｍのフラットな鏡面に仕上げた。そして、各運動案内面１２ａ〜１２ｄが鏡面である固定軸体１０をアーチ状に上向きに湾曲した形状に加工した。その湾曲量を０．００２ｍｍにした。上向きに湾曲した固定軸体１０に対して、可動体２０を組み付けた静圧流体軸受１を作製し、それを本願発明の静圧流体軸受とした。
【００５８】
また、比較のために、無負荷時において直線状である固定軸体に可動体を組み付けた静圧流体軸受を作製し、それを比較用静圧流体軸受とした。
【００５９】
これらの静圧流体軸受は、姿勢精度試験に供せられた。
【００６０】
姿勢精度試験は、移動対象物の取り付けられた可動体を軸長手方向に移動させたときに、可動体が上下にどれくらい変位するかを測定したものである。可動体の移動長さが０〜２００ｍｍの範囲であるときの測定結果を図６に示した。図６から分かるように、比較用静圧流体軸受は約０．２μｍ以上沈み込んだのに対して、本願発明の静圧流体軸受は、±０．０２μｍ程度しか変位しなかった。本願発明の静圧流体軸受は、比較用静圧流体軸受よりも、姿勢精度が１桁以上優れていることが確認された。
【００６１】
なお、運動案内面及び軸受面の突出高さδや固定軸体のアーチ状の湾曲量ｔは、それぞれ、ＪＩＳ  Ｂ  ７５１４における真直度の測定方法に準じて測定した。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係る静圧流体軸受の斜視図である。
【図２】図１に示した静圧流体軸受の軸直交方向の断面図である。
【図３】本発明に係る静圧流体軸受における供給気体の給気圧と消費流量との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る静圧流体軸受における供給気体の給気圧と軸受剛性との関係を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る静圧流体軸受を模式的に説明する図である。（Ａ）は無負荷状態を示し、（Ｂ）は負荷状態を示している。
【図６】図５に示した静圧流体軸受における可動体の軸方向移動長さと姿勢精度との関係を示す図である。
【図７】本発明に係る静圧流体軸受が使用される露光装置の斜視図である。
【図８】従来技術に係る静圧流体軸受を模式的に説明する図である。（Ａ）は加圧気体を負荷していない状態を示し、（Ｂ）は加圧気体を負荷した状態を示している。
【符号の説明】
【００６３】
１  静圧流体軸受
１０  固定軸体
１２ａ  運動案内上面
１２ｂ  運動案内下面
１２ｃ  運動案内左面
１２ｄ  運動案内右面
１６  支持部材
２０  可動体
２２ａ  上板
２２ｂ  下板
２２ｃ  左側板
２２ｄ  右側板
２４ａ  上突出部
２４ｂ  下突出部
２４ｃ  左突出部
２４ｄ  右突出部
２５ａ  上平坦部
２５ｂ  下平坦部
２６ａ  軸受上面
２６ｂ  軸受下面
２６ｃ  軸受左面
２６ｄ  軸受右面
３０  給気管
４０  微小隙間
７０  露光装置
７２  照明光学系
７４  スキャンスリット
７６  微動ステージ
７８  粗動ステージ
８０  レチクル
８２  ウェーハステージ
８４  ウェーハ
８６  投影光学系
δ  突出高さ
ｔ  湾曲量
【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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