空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置およびその制御方法および測定装置
【課題】空気圧リニアガイドによる並列スライダ装置において、二つのスライダを機械的に連結した場合に、スライダの連結部分の機械的剛性とエアスライド機構のエア軸受剛性とが互いに影響を及ぼしあって平行度の再現性が低下することを排除し、高精度な平行度再現性を保証すること。
【解決手段】第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とでエアギャップの大きさや供給空気圧を相違させることにより、スライダ支持剛性（エア軸受剛性）に差を生じさせ、エアギャップ変化による真直誤差の吸収が、エア軸受剛性が低い側において安定して行われるようにする。
【解決手段】第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とでエアギャップの大きさや供給空気圧を相違させることにより、スライダ支持剛性（エア軸受剛性）に差を生じさせ、エアギャップ変化による真直誤差の吸収が、エア軸受剛性が低い側において安定して行われるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置およびその制御方法および測定装置に関し、更に詳細には、互い平行に二本のガイドレールに各々スライダが空気圧リニアガイドによって移動可能に設けられた並列スライダ装置およびその制御方法およびその並列スライダ装置を用いられた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直径３００ｍｍのシリコンウェーハ等、大口径で薄い円盤（被測定物）の表裏面の平坦度および厚さむらを測定する測定装置として、被測定物を所定の平面に沿って、例えば垂直面に沿って支持する支持体と、前記支持体の前面側と背面側の両側に各々前記平面に沿って互いに平行に配置された直線状の第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に個別に移動可能に設けられた第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、前記第１のスライダに前記被測定物の前面（表面）までの距離を測定する第１の測定手段（変位計）が取り付けられ、前記第２のスライダに前記被測定物の背面（裏面）までの距離を測定する第２の測定手段（変位計）が取り付けられたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
測定手段を搭載している第１および第２のスライダの第１および第２のガイドレールに対する第１および第２のスライダのレール長手方向の移動を案内するリニアガイドは、高精度な直進性を保証するために、各々、静圧軸受構造による空気圧リニアガイドが用いられている。このようなスライダ機構はエアスライド機構と呼ばれている。
【０００４】
上述の構成による測定装置では、被測定物を支持する支持体の前面側と背面側の両側に各々独立してエアスライド機構を配置する必要があるが、ガイドレールの高さ位置を、変位計がシリコンウェーハ等の被測定物の表裏面を走査する高さ位置に近い位置に設定するすることができ、ガイドレールが支持体の下方に配置されているような場合に比して、ガイドレールと変位計との高さ方向の離間距離を短くすることができる。
【０００５】
このことにより、ガイドレールに対するスライダの移動軸線周りの変位に起因するローリング方向誤差が、ガイドレールと変位計との高さ方向の離間距離に比例して誤差が大きくなることが排除され、表裏面の独立した平坦度測定を高精度に行えるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特許庁公開特許（特開平１１−３５１８６７号）公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この場合には、支持体の前面側と背面側の両側に独立してエアスライド機構を配置していることから、それぞれのスライダを互いに同期させて個別に駆動しなくてはならず、スライダの移動方向に送りむらによって変位計による被測定物の測定位置に表裏でずれを生じる虞がある。このことに起因して被測定物の厚さ測定に誤差を引き起すことが懸念される。また、独立に配置された並列２軸のエアスライド機構の平行度に誤差があっても、被測定物の厚さ測定に誤差を引き起することになる。
【０００８】
このことに対して、送りむらによる測定位置のずれを排除し、かつ平行度を確保するために、２軸のスライダを互いに機械的に連結することが、本願出願人と同一の出願人によって考えられている。
【０００９】
しかし、２軸独立に配置したエアスライド機構を構成するガイドレールは、わずかながら真直誤差やローリング方向誤差を有する。平行に配置された２本のガイドレール上を各々移動するスライダは、このガイドレールの真直誤差がごく僅かであっても、二つのスライダが移動方向の位置を互いに合わせて同期するように移動した場合、この移動方向と直交する方向に相対距離が僅かながら変化することになる。
【００１０】
このような状況において、前述のように２軸のスライダを互いに機械的に連結した場合には、連結部分の機械的剛性が高いほど、上記の相対距離の誤差を解消しようとする一方で、スライドは、一定のエア軸受剛性にて全面拘束されているために、これら機械的結合部の剛性とエア軸受剛性とが相互に干渉し合うこととなり、結果として上記の相対距離を一定に保つ目的に対し、不安定な要素となってしまう。
【００１１】
このため、二つのスライダを連結した場合には、この連結部分の機械的剛性とエアスライド機構のエア軸受剛性（空気圧リニアガイドによるスライダの支持剛性）とが互いに影響を及ぼしあってスライダ連結体移動の平行度（真直性）の再現性を低下させる懸念がある。
【００１２】
この発明が解決しようとする課題は、上述のような空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置、つまり並列エアスライド機構において、二つのスライダを機械的に連結した場合に、スライダの連結部分の機械的剛性とエアスライド機構のエア軸受剛性（スライダ支持剛性）とが互いに影響を及ぼし合ってスライダ連結体移動の平行度の再現性（真直性）が低下することを排除し、高精度な平行度再現性を保証することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置は、互いに平行に配置された第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に移動可能に設けられ、且つ互い機械的に連結された第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、前記第１のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第１のレール面を有し、前記第１のスライダは前記第１のレール面の各々に対向する第１のスライダ面を有し、各第１のレール面と各第１のスライダ面との間にエアギャップを有する第１の空気圧リニアガイドが構成され、前記第２のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第２のレール面を有し、前記第２のスライダは前記第２のレール面の各々に対向する第２のスライダ面を有し、各第２のレール面と各第２のスライダ面との間にエアギャップを有する第２の空気圧リニアガイドが構成され、第１の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性と第２の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性とが互いに相違している。
【００１４】
空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性は、エアギャップの大きさ、静圧用エアポケットの形状、空気噴出ポートの口径、スライダの受圧面積を変えることにより、第１の空気圧リニアガイドと第２の空気圧リニアガイドとで相違させることができる。
【００１５】
この発明による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置の制御方法は、互いに平行に配置された第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に移動可能に設けられ、且つ互い機械的に連結された第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、前記第１のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第１のレール面を有し、前記第１のスライダは前記第１のレール面の各々に対向する第１のスライダ面を有し、各第１のレール面と各第１のスライダ面との間にエアギャップを有する第１の空気圧リニアガイドが構成され、前記第２のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第２のレール面を有し、前記第２のスライダは前記第２のレール面の各々に対向する第２のスライダ面を有し、各第２のレール面と各第２のスライダ面との間にエアギャップを有する第２の空気圧リニアガイドが構成された並列スライダ装置の制御方法であって、前記第１の空気圧リニアガイドに供給する空気圧と前記第２の空気圧リニアガイドに供給する空気圧を相違させる空気圧制御を行う。
【００１６】
この発明による測定装置は、上述の発明による並列スライダ装置を有し、前記第１のガイドレールと前記第２のガイドレールとの間に、被測定物を支持する支持体が配置され、前記第１のスライダに前記被測定物の一方の面までの距離を測定する第１の測定手段が取り付けられ、前記第２のスライダに前記被測定物の他方の面までの距離を測定する第２の測定手段が取り付けられている。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置によれば、第１のスライダと第２のスライダとは、互い機械的に連結された状態で、各ガイドレールの延在方向の直進性を第１の空気圧リニアガイドと第２の空気圧リニアガイドによって個別に担保される。その上で、第１の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性と第２の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性とが互いに相違していることにより、エアギャップ変化による真直誤差の吸収が、スライダ支持剛性、つまりエア軸受剛性が低い側において安定して行われるようになる。これにより、スライダの連結部分の機械的剛性とエア軸受剛性とが互いに影響を及ぼし合ってスライダ連結体移動の平行度の再現性（真直性）が低下することが排除され、高精度な平行度再現性が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置を用いられたウェーハ平坦度測定装置の一つの実施形態を示す斜視図。
【図２】本実施形態によるウェーハ平坦度測定装置の正面図。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図。
【図４】本実施形態による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置の前後スライダ連結機構部分の斜視図。
【図５】本実施形態による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置およびその制御方法の実施に用いられる空気圧制御の空気圧回路図。
【図６】他の実施形態による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置を示す空気圧制御の空気圧回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明に係る好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、以下の添付図面を参照した説明において用いられる前後、上下、左右の方向は、各添付図面に表記された方向とする。
【００２０】
図１、図２に示されているように、基台１０の水平な上面には支持体１２が配置されている。支持体１２は、被測定物である円盤状のシリコンウェーハＷを支持するものであり、基台１０上に固定装着されたドーム形状の固定台１４と、固定台１４に回転可能に取り付けられた円環回転体１６とを有する。
【００２１】
円環回転体１６は静圧式のエアベアリング（図示省略）によって前後方向に延在する水平な中心軸線周りに固定台１４より回転可能に支持されている。円環回転体１６の内周部には、先端にコロ１８を有する複数個の支持アーム２０が周方向に等間隔に設けられている。円環回転体１６は、コロ１８がシリコンウェーハＷの外周溝（図示省略）に係合する状態で、支持アーム２０によってシリコンウェーハＷを円環状空間内に垂直面に沿って支持する。なお、このシリコンウェーハＷの支持構造について、より詳細な説明が必要ならば、特許第４１３２５０３号公報を参照されたい。
【００２２】
図には示されていないが、支持体１２には、固定台１４をステータ部材、円環回転体１６をロータとするブラシレスＤＣモータが組み込まれている。このブラシレスＤＣモータは円環回転体１６を回転駆動する。
【００２３】
基台１０の上面には左右のエンドブラケット３０、３２が取り付けられている。左右のエンドブラケット３０、３２は、支持体１２の左右両側に配置され、上部に前側ガイドレール（第１のガイドレール）４０と後側ガイドレール（第２のガイドレール）４２の左右両端部を各々固定支持している。
【００２４】
換言すると、前側ガイドレール４０は、上下に迫り出し部（フランジ部）４０Ａ、４０Ｂを有するＩ形横断面形状の直線レール（真直）であり（図３参照）、左右の端部を左右のエンドブラケット３０、３２の上部に固定連結され、左右のエンドブラケット３０、３２間に橋渡しされた状態で、支持体１２の前面側を左右方向に水平に延在している。
【００２５】
同様に、後側ガイドレール４２は、上下に迫り出し部４２Ａ、４２Ｂを有するＩ形横断面形状の直線レール（真直）であり、左右の端部を左右のエンドブラケット３０、３２の上部に固定連結され、左右のエンドブラケット３０、３２間に橋渡しされた状態で、支持体１２の背面側を左右方向に水平に延在している。
【００２６】
上述の前側ガイドレール４０と後側ガイドレール４２とは、同一高さ位置にあって互い平行に延在している。
【００２７】
また、前側ガイドレール４０と後側ガイドレール４２は、左右両端の上部を補強連結板３４、３６によって互い連結されている。
【００２８】
前側ガイドレール４０には前側スライダ（第１のスライダ）４４がレール長手方向である左右方向に移動可能に設けられている。前側スライダ４４は、４枚の矩形板材４４Ａ〜４４Ｄにより、前側ガイドレール４０の外周を取り囲む四角筒体に構成されている。
【００２９】
前側スライダ４４の矩形板材４４Ａ〜４４Ｄの上下前後の対向２対の各々の内面（第１のスライダ面）と、これに対向する前側ガイドレール４０の上側の迫り出し部４０Ａの上面（第１のレール面）及び前後両面（第１のレール面）と下側の迫り出し部４０Ｂの下底面（第１のレール面）及び前後両面（第１のレール面）との間には、各々、第１のエアギャップＧ１（図５参照）が設定され、前側スライダ４４の矩形板材４４Ａ〜４４Ｄには各々対向面に向けて開口した空気噴出ポート４６が形成されている（図３参照）。空気噴出ポート４６は、上下前後の各部において、ガイドレール延在方向、つまり、前側スライダ４４の移動方向に複数個設けられている（図５参照）。
【００３０】
空気噴出ポート４６には、圧縮空気源１００より第１のプレッシャレギュレータ１０２によって第１の圧力Ｐ１に調圧された圧縮空気が供給される（図５参照）。これにより、前側ガイドレール４０と前側スライダ４４との間に静圧軸受式の第１の空気圧リニアガイド４８が構成される。前側ガイドレール４０のレール長手方向に沿った前側スライダ４４の直線移動は、第１の空気圧リニアガイド４８によって前側ガイドレール４０に対して非接触状態で案内される。
【００３１】
同様に、後側ガイドレール４２には後側スライダ（第２のスライダ）５０がレール長手方向である左右方向に移動可能に設けられている。後側スライダ５０は、４枚の矩形板材５０Ａ〜５０Ｄにより、後側ガイドレール４２の外周を取り囲む四角筒体に構成されている。
【００３２】
後側スライダ５０の矩形板材５０Ａ〜５０Ｄの上下前後の対向２対の各々の内面（第２のスライダ面）と、これに対向する後側ガイドレール４２の上側の迫り出し部４２Ａの上面（第２のレール面）及び前後両面（第２のレール面）と下側の迫り出し部４２Ｂの下底面（第２のレール面）及び前後両面（第２のレール面）との間には、各々、第２のエアギャップＧ２（図５参照）が設定され、後側スライダ５０の矩形板材５０Ａ〜５０Ｄには各々対向面に向けて開口した空気噴出ポート５２が形成されている（図３参照）。空気噴出ポート５２は、上下前後の各部において、ガイドレール延在方向、つまり、後側スライダ５０の移動方向に複数個設けられている（図５参照）。
【００３３】
空気噴出ポート５２には、圧縮空気源１００より第２のプレッシャレギュレータ１０４によって第２の圧力Ｐ２に調圧された圧縮空気が供給される（図５参照）。これにより、後側ガイドレール４２と後側スライダ５０との間に静圧軸受式の第２の空気圧リニアガイド５４が構成される。後側ガイドレール４２のレール長手方向に沿った後側スライダ５０の直線移動は、第２の空気圧リニアガイド５４によって後側ガイドレール４２に対して非接触状態で案内される。
【００３４】
なお、図３、図５では、第１、第２の空気圧リニアガイド４８、５４のエアギャップは、実際より大きく誇張して図示されている。
【００３５】
前側スライダ４４と後側スライダ５０の各々の下底部には連結用ベース部材５６、５８が固定装着されている。連結用ベース部材５６、５８の各々の左右両面には、連結丸棒６０、６２の前後両端部が締結ボルト６４、６６によって連結用ベース部材５６、５８に固定されたＶブロック６８、７０によって固定されている（図４参照）。これにより、前側スライダ４４と後側スライダ５０とが互いに同一の左右方向位置（走査方向位置）および同一の前後方向位置に、機械的に剛固に連結される。
【００３６】
この場合、前側スライダ４４と後側スライダ５０との機械的な連結は、専ら連結丸棒６０、６２の曲げ剛性により決まる所要の剛性をもって行われることになる。この機械的な連結は、Ｖブロック６８、７０によって連結丸棒６０、６２を保持して連結丸棒６０、６２を連結用ベース部材５６、５８の各々の左右両面（平面）に押し付けることにより行われているので、高い左右方向位置精度をもって行われることになる。
【００３７】
基台１０の前側ガイドレール４０の前側位置には前側リニアサーボモータ７２の固定子部材７４がブラケット７６によって固定装着されている。固定子部材７４は、左右方向に長く、前側ガイドレール４０と平行に延在している。前側スライダ４４には前側リニアサーボモータ７２の可動子部材７８が取り付けられている。これにより、前側スライダ４４は前側リニアサーボモータ７２によって左右方向に駆動される。
【００３８】
基台１０の後側ガイドレール４２の後側位置には後側リニアサーボモータ８０の固定子部材８２がブラケット８４によって固定装着されている。固定子部材８２は、左右方向に長く、後側ガイドレール４２と平行に延在している。後側スライダ５０には後側リニアサーボモータ８０の可動子部材８６が取り付けられている。これにより、後側スライダ５０は後側リニアサーボモータ８０によって左右方向に駆動される。
【００３９】
このようにして、前側スライダ４４と後側スライダ５０は、個別の前側リニアサーボモータ７２、後側リニアサーボモータ８０により駆動される。図には示されていないが、前側ガイドレール４０と前側スライダ４４との間と、後側ガイドレール４２と後側スライダ５０との間には、各々、前側スライダ４４、後側スライダ５０の左右方向移動の実位置を検出するリニアスケールが設けられている。
【００４０】
前側リニアサーボモータ７２、後側リニアサーボモータ８０による前側スライダ４４、後側スライダ５０の位置制御は、前述のリニアスケール（図示省略）より検出される前側スライダ４４、後側スライダ５０の実位置をフィードバック補償情報としてフルクローズ方式で、互いに独立したフィードバック制御系によって、同一位置指令のもとに前側スライダ４４と後側スライダ５０の左右方向移動位置（走査位置）が同じなるように同期して行われる。
【００４１】
前側スライダ４４上には前後方向に移動可能なテーブル８８を備えた微動テーブル装置９０が取り付けられている。テーブル８８には変位計９２が搭載されている。変位計９２は、静電容量式変位計等、非接触式のものであり、円環回転体１６に取り付けられた被測定物であるシリコンウェーハＷの中心を通る高さに配置され、シリコンウェーハＷの表面までの距離を測定する。
【００４２】
同様に、後側スライダ５０上には前後方向に移動可能なテーブル９４を備えた微動テーブル装置９６が取り付けられている。テーブル９４には変位計９８が搭載されている。変位計９８も、静電容量式変位計等、非接触式のものであり、円環回転体１６に取り付けられた被測定物であるシリコンウェーハＷの中心を通る高さに配置され、シリコンウェーハＷの裏面までの距離を測定する。
【００４３】
シリコンウェーハＷの平坦度測定は、円環回転体１６によってシリコンウェーハＷを回転させた状態で、前側スライダ４４、後側スライダ５０の左右方向移動によって変位計９２、９８を、シリコンウェーハＷを直径方向に横切る方向に走査移動しながら変位計９２、９８によって変位計９２、９８の走査位置からシリコンウェーハＷの表面、裏面までの距離を測定することにより行われる。
【００４４】
上述したように、前側スライダ４４と後側スライダ５０とは、その各々において、各ガイドレール４０、４２を挟んだ前後両側と上下両側に各ガイドレール４０、４２を取り囲むように静圧軸受のエアギャップＦＧ１、Ｇ２が構成されているので、前側スライダ４４と後側スライダ５０とは互い機械的に連結されているものの、各ガイドレール４０、４２の延在方向の直進性を第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４によって個別に担保される。ここで云うガイドレール４０、４２の延在方向の直進性とは、前側スライダ４４、後側スライダ５０のガイドレール４０、４２の延在方向の移動において、前側スライダ４４、後側スライダ５０の上下方向の振れと、前後方向の振れがないことを意味する。
【００４５】
この上で、重要なことは、図５によく示されているように、第２の空気圧リニアガイド５４の第２のエアギャップＧ２の大きさは、第１の空気圧リニアガイド４８の第１のエアギャップＧ１より大きいことである。なお、本実施形態では、第１のプレッシャレギュレータ１０２の設定圧と第２のプレッシャレギュレータ１０４の設定圧とが同じで、第１の空気圧リニアガイド４８の供給空気圧と第２の空気圧リニアガイド５４の供給空気圧とが同一圧であってよい。
【００４６】
このエアギャップの大きさの相違により、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とでスライダ支持剛性（エア軸受剛性）に差が生じ、第２のエアギャップＧ２が第１のエアギャップＧ１より大きい分、第２の空気圧リニアガイド５４のスライダ支持剛性が第１の空気圧リニアガイド４８のスライダ支持剛性より低くなる。
【００４７】
互いに平行に配置された前後２本のガイドレール４０、４２上を各々移動する前側と後側のスライダ４４、５０は、ガイドレール４０、４２に真直誤差があると、移動方向と直交する方向（前後方向と上下方向）の相対距離が変動することになる。相対距離が変動すると、第２の空気圧リニアガイド５４のスライダ支持剛性が第１の空気圧リニアガイド４８のスライダ支持剛性より低いことにより、第１の空気圧リニアガイド４８の第１のエアギャップＧ１は変化することなく、第２の空気圧リニアガイド５４の第２のエアギャップＧ２が変化し、前側と後側のスライダ４４、５０の直進性が個々に担保されていても、エアギャップ変化による真直誤差の吸収が、スライダ支持剛性が低い側において安定して行われるようになる。
【００４８】
これにより、前側スライダ４４と後側スライダ５０の相対距離変動が生じることが回避され、両スライダ４４、５０の相互連結部分の機械的剛性とスライダ支持剛性とが互いに影響を及ぼし合って両スライダ４４、５０の移動の平行度の再現性が低下することが排除され、高精度な平行度再現性が保証される。
【００４９】
この結果、機械的結合されている前側スライダ４４と後側スライダ５０との相対距離の安定度が向上し、シリコンウェーハＷの平坦度測定、厚さ測定が、ガイドレール４０、４２の真直誤差成分を含むことなく、高精度に行われるようになる。
【００５０】
他の実施形態として、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とで供給空気圧が相違していてもよい。この実施形態では、第１のプレッシャレギュレータ１０２の設定圧と第２のプレッシャレギュレータ１０４の設定圧とを違った値にし、第２の空気圧リニアガイド５４の供給空気圧である第２の圧力Ｐ２を、第１の空気圧リニアガイド４８の供給空気圧である第１の圧力Ｐ１より少し低くすればよい。なお、この実施形態では、第１の空気圧リニアガイド４８の第１のエアギャップＧ１の大きさと第２の空気圧リニアガイド５４の第２のエアギャップＧ２の大きさは同じであってよい。
【００５１】
この供給空気圧の相違により、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とでスライダ支持剛性（エア軸受剛性）に差が生じ、第２の圧力Ｐ２が第１の圧力Ｐ１より低い分、第２の空気圧リニアガイド５４のスライダ支持剛性が第１の空気圧リニアガイド４８のスライダ支持剛性より低くなる。
【００５２】
これにより、この実施形態でも、前側スライダ４４と後側スライダ５０の相対距離変動が生じることが回避され、両スライダ４４、５０の相互連結部分の機械的剛性とスライダ支持剛性とが互いに影響を及ぼし合って両スライダ４４、５０の平行度の再現性が低下することが排除され、高精度な平行度再現性が保証される。
【００５３】
この結果、機械的結合されている前側スライダ４４と後側スライダ５０との相対距離の安定度が向上し、シリコンウェーハＷの平坦度測定、厚さ測定が、ガイドレール４０、４２の真直誤差成分を含むことなく、高精度に行われるようになる。
【００５４】
上述の実施形態では、第１のプレッシャレギュレータ１０２と第２のプレッシャレギュレータ１０４とは並列配置であるが、図５に仮想線によって示されているように、設定圧が高いほうの第１のプレッシャレギュレータ１０２を、低い側の第２のプレッシャレギュレータ１０４より圧縮空気源１００側に、第２のプレッシャレギュレータ１０４と直列に配置してもよい。
【００５５】
なお、必要に応じて、第１の空気圧リニアガイド４８の第１のエアギャップＧ１の大きさと第２の空気圧リニアガイド５４の第２のエアギャップＧ２の大きさとを相違させることに加えて、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とで供給空気圧を相違させてもよい。この場合も、供給空気圧の制御は、並列配置の第１のプレッシャレギュレータ１０２と第２のプレッシャレギュレータ１０４とによって行うことも、設定圧が高いほうの第１のプレッシャレギュレータ１０２を、低い側の第２のプレッシャレギュレータ１０４より圧縮空気源１００側に、第２のプレッシャレギュレータ１０４と直列に配置して行うこともできる。
【００５６】
空気圧リニアガイドの軸受剛性、つまりスライダ支持剛性は、エアギャップの大きさ、供給空気圧の圧力値以外に、静圧用エアポケットの形状、エアギャップに空気圧を供給する空気噴出ポートの口径（内径）、スライダの受圧面積によっても決まるから、これらの設定によっても、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とでスライダ支持剛性を異なったものに設定することもできる。
【００５７】
図６に示されている実施例では、第１の空気圧リニアガイド４８の前側スライダ４４に形成されている静圧用エアポケット４７のエアギャップに対する開口面積Ａ１より、第２の空気圧リニアガイド５４の後側スライダ５０に形成されている静圧用エアポケット５３のエアギャップに対する開口面積Ａ２が大きい。
【００５８】
また、図６に示されている実施例では、第１の空気圧リニアガイド４８のエアギャップに空気圧を供給するために前側スライダ４４に形成されている空気噴出ポート４６の口径Ｄ１より、第２の空気圧リニアガイド５４のエアギャップに空気圧を供給するために後側スライダ５０に形成されている空気噴出ポート５２の口径Ｄ２が大きい。
【００５９】
前側スライダ４４における第１の空気圧リニアガイド４８の受圧面積と、後側スライダ５０における第２の空気圧リニアガイド５４の受圧面積とは、前側スライダ４４、後側スライダ５０自体の左右方向（移動方向）の寸法を変えることにより、異なった面積とすることができ、受圧面積が小さいほうがスライダ支持剛性が低い。
【００６０】
なお、上述したように、スライダ支持剛性が異なる空気圧リニアガイドは、多孔質タイプのエアーベアリングによるものにも、同様に適用することができる。
【００６１】
以上、本発明を、その好適形態実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置およびその制御方法および測定装置に関し、更に詳細には、互い平行に二本のガイドレールに各々スライダが空気圧リニアガイドによって移動可能に設けられた並列スライダ装置およびその制御方法およびその並列スライダ装置を用いられた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直径３００ｍｍのシリコンウェーハ等、大口径で薄い円盤（被測定物）の表裏面の平坦度および厚さむらを測定する測定装置として、被測定物を所定の平面に沿って、例えば垂直面に沿って支持する支持体と、前記支持体の前面側と背面側の両側に各々前記平面に沿って互いに平行に配置された直線状の第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に個別に移動可能に設けられた第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、前記第１のスライダに前記被測定物の前面（表面）までの距離を測定する第１の測定手段（変位計）が取り付けられ、前記第２のスライダに前記被測定物の背面（裏面）までの距離を測定する第２の測定手段（変位計）が取り付けられたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
測定手段を搭載している第１および第２のスライダの第１および第２のガイドレールに対する第１および第２のスライダのレール長手方向の移動を案内するリニアガイドは、高精度な直進性を保証するために、各々、静圧軸受構造による空気圧リニアガイドが用いられている。このようなスライダ機構はエアスライド機構と呼ばれている。
【０００４】
上述の構成による測定装置では、被測定物を支持する支持体の前面側と背面側の両側に各々独立してエアスライド機構を配置する必要があるが、ガイドレールの高さ位置を、変位計がシリコンウェーハ等の被測定物の表裏面を走査する高さ位置に近い位置に設定するすることができ、ガイドレールが支持体の下方に配置されているような場合に比して、ガイドレールと変位計との高さ方向の離間距離を短くすることができる。
【０００５】
このことにより、ガイドレールに対するスライダの移動軸線周りの変位に起因するローリング方向誤差が、ガイドレールと変位計との高さ方向の離間距離に比例して誤差が大きくなることが排除され、表裏面の独立した平坦度測定を高精度に行えるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特許庁公開特許（特開平１１−３５１８６７号）公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この場合には、支持体の前面側と背面側の両側に独立してエアスライド機構を配置していることから、それぞれのスライダを互いに同期させて個別に駆動しなくてはならず、スライダの移動方向に送りむらによって変位計による被測定物の測定位置に表裏でずれを生じる虞がある。このことに起因して被測定物の厚さ測定に誤差を引き起すことが懸念される。また、独立に配置された並列２軸のエアスライド機構の平行度に誤差があっても、被測定物の厚さ測定に誤差を引き起することになる。
【０００８】
このことに対して、送りむらによる測定位置のずれを排除し、かつ平行度を確保するために、２軸のスライダを互いに機械的に連結することが、本願出願人と同一の出願人によって考えられている。
【０００９】
しかし、２軸独立に配置したエアスライド機構を構成するガイドレールは、わずかながら真直誤差やローリング方向誤差を有する。平行に配置された２本のガイドレール上を各々移動するスライダは、このガイドレールの真直誤差がごく僅かであっても、二つのスライダが移動方向の位置を互いに合わせて同期するように移動した場合、この移動方向と直交する方向に相対距離が僅かながら変化することになる。
【００１０】
このような状況において、前述のように２軸のスライダを互いに機械的に連結した場合には、連結部分の機械的剛性が高いほど、上記の相対距離の誤差を解消しようとする一方で、スライドは、一定のエア軸受剛性にて全面拘束されているために、これら機械的結合部の剛性とエア軸受剛性とが相互に干渉し合うこととなり、結果として上記の相対距離を一定に保つ目的に対し、不安定な要素となってしまう。
【００１１】
このため、二つのスライダを連結した場合には、この連結部分の機械的剛性とエアスライド機構のエア軸受剛性（空気圧リニアガイドによるスライダの支持剛性）とが互いに影響を及ぼしあってスライダ連結体移動の平行度（真直性）の再現性を低下させる懸念がある。
【００１２】
この発明が解決しようとする課題は、上述のような空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置、つまり並列エアスライド機構において、二つのスライダを機械的に連結した場合に、スライダの連結部分の機械的剛性とエアスライド機構のエア軸受剛性（スライダ支持剛性）とが互いに影響を及ぼし合ってスライダ連結体移動の平行度の再現性（真直性）が低下することを排除し、高精度な平行度再現性を保証することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置は、互いに平行に配置された第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に移動可能に設けられ、且つ互い機械的に連結された第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、前記第１のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第１のレール面を有し、前記第１のスライダは前記第１のレール面の各々に対向する第１のスライダ面を有し、各第１のレール面と各第１のスライダ面との間にエアギャップを有する第１の空気圧リニアガイドが構成され、前記第２のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第２のレール面を有し、前記第２のスライダは前記第２のレール面の各々に対向する第２のスライダ面を有し、各第２のレール面と各第２のスライダ面との間にエアギャップを有する第２の空気圧リニアガイドが構成され、第１の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性と第２の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性とが互いに相違している。
【００１４】
空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性は、エアギャップの大きさ、静圧用エアポケットの形状、空気噴出ポートの口径、スライダの受圧面積を変えることにより、第１の空気圧リニアガイドと第２の空気圧リニアガイドとで相違させることができる。
【００１５】
この発明による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置の制御方法は、互いに平行に配置された第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に移動可能に設けられ、且つ互い機械的に連結された第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、前記第１のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第１のレール面を有し、前記第１のスライダは前記第１のレール面の各々に対向する第１のスライダ面を有し、各第１のレール面と各第１のスライダ面との間にエアギャップを有する第１の空気圧リニアガイドが構成され、前記第２のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第２のレール面を有し、前記第２のスライダは前記第２のレール面の各々に対向する第２のスライダ面を有し、各第２のレール面と各第２のスライダ面との間にエアギャップを有する第２の空気圧リニアガイドが構成された並列スライダ装置の制御方法であって、前記第１の空気圧リニアガイドに供給する空気圧と前記第２の空気圧リニアガイドに供給する空気圧を相違させる空気圧制御を行う。
【００１６】
この発明による測定装置は、上述の発明による並列スライダ装置を有し、前記第１のガイドレールと前記第２のガイドレールとの間に、被測定物を支持する支持体が配置され、前記第１のスライダに前記被測定物の一方の面までの距離を測定する第１の測定手段が取り付けられ、前記第２のスライダに前記被測定物の他方の面までの距離を測定する第２の測定手段が取り付けられている。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置によれば、第１のスライダと第２のスライダとは、互い機械的に連結された状態で、各ガイドレールの延在方向の直進性を第１の空気圧リニアガイドと第２の空気圧リニアガイドによって個別に担保される。その上で、第１の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性と第２の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性とが互いに相違していることにより、エアギャップ変化による真直誤差の吸収が、スライダ支持剛性、つまりエア軸受剛性が低い側において安定して行われるようになる。これにより、スライダの連結部分の機械的剛性とエア軸受剛性とが互いに影響を及ぼし合ってスライダ連結体移動の平行度の再現性（真直性）が低下することが排除され、高精度な平行度再現性が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置を用いられたウェーハ平坦度測定装置の一つの実施形態を示す斜視図。
【図２】本実施形態によるウェーハ平坦度測定装置の正面図。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図。
【図４】本実施形態による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置の前後スライダ連結機構部分の斜視図。
【図５】本実施形態による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置およびその制御方法の実施に用いられる空気圧制御の空気圧回路図。
【図６】他の実施形態による空気圧リニアガイド方式の並列スライダ装置を示す空気圧制御の空気圧回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明に係る好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、以下の添付図面を参照した説明において用いられる前後、上下、左右の方向は、各添付図面に表記された方向とする。
【００２０】
図１、図２に示されているように、基台１０の水平な上面には支持体１２が配置されている。支持体１２は、被測定物である円盤状のシリコンウェーハＷを支持するものであり、基台１０上に固定装着されたドーム形状の固定台１４と、固定台１４に回転可能に取り付けられた円環回転体１６とを有する。
【００２１】
円環回転体１６は静圧式のエアベアリング（図示省略）によって前後方向に延在する水平な中心軸線周りに固定台１４より回転可能に支持されている。円環回転体１６の内周部には、先端にコロ１８を有する複数個の支持アーム２０が周方向に等間隔に設けられている。円環回転体１６は、コロ１８がシリコンウェーハＷの外周溝（図示省略）に係合する状態で、支持アーム２０によってシリコンウェーハＷを円環状空間内に垂直面に沿って支持する。なお、このシリコンウェーハＷの支持構造について、より詳細な説明が必要ならば、特許第４１３２５０３号公報を参照されたい。
【００２２】
図には示されていないが、支持体１２には、固定台１４をステータ部材、円環回転体１６をロータとするブラシレスＤＣモータが組み込まれている。このブラシレスＤＣモータは円環回転体１６を回転駆動する。
【００２３】
基台１０の上面には左右のエンドブラケット３０、３２が取り付けられている。左右のエンドブラケット３０、３２は、支持体１２の左右両側に配置され、上部に前側ガイドレール（第１のガイドレール）４０と後側ガイドレール（第２のガイドレール）４２の左右両端部を各々固定支持している。
【００２４】
換言すると、前側ガイドレール４０は、上下に迫り出し部（フランジ部）４０Ａ、４０Ｂを有するＩ形横断面形状の直線レール（真直）であり（図３参照）、左右の端部を左右のエンドブラケット３０、３２の上部に固定連結され、左右のエンドブラケット３０、３２間に橋渡しされた状態で、支持体１２の前面側を左右方向に水平に延在している。
【００２５】
同様に、後側ガイドレール４２は、上下に迫り出し部４２Ａ、４２Ｂを有するＩ形横断面形状の直線レール（真直）であり、左右の端部を左右のエンドブラケット３０、３２の上部に固定連結され、左右のエンドブラケット３０、３２間に橋渡しされた状態で、支持体１２の背面側を左右方向に水平に延在している。
【００２６】
上述の前側ガイドレール４０と後側ガイドレール４２とは、同一高さ位置にあって互い平行に延在している。
【００２７】
また、前側ガイドレール４０と後側ガイドレール４２は、左右両端の上部を補強連結板３４、３６によって互い連結されている。
【００２８】
前側ガイドレール４０には前側スライダ（第１のスライダ）４４がレール長手方向である左右方向に移動可能に設けられている。前側スライダ４４は、４枚の矩形板材４４Ａ〜４４Ｄにより、前側ガイドレール４０の外周を取り囲む四角筒体に構成されている。
【００２９】
前側スライダ４４の矩形板材４４Ａ〜４４Ｄの上下前後の対向２対の各々の内面（第１のスライダ面）と、これに対向する前側ガイドレール４０の上側の迫り出し部４０Ａの上面（第１のレール面）及び前後両面（第１のレール面）と下側の迫り出し部４０Ｂの下底面（第１のレール面）及び前後両面（第１のレール面）との間には、各々、第１のエアギャップＧ１（図５参照）が設定され、前側スライダ４４の矩形板材４４Ａ〜４４Ｄには各々対向面に向けて開口した空気噴出ポート４６が形成されている（図３参照）。空気噴出ポート４６は、上下前後の各部において、ガイドレール延在方向、つまり、前側スライダ４４の移動方向に複数個設けられている（図５参照）。
【００３０】
空気噴出ポート４６には、圧縮空気源１００より第１のプレッシャレギュレータ１０２によって第１の圧力Ｐ１に調圧された圧縮空気が供給される（図５参照）。これにより、前側ガイドレール４０と前側スライダ４４との間に静圧軸受式の第１の空気圧リニアガイド４８が構成される。前側ガイドレール４０のレール長手方向に沿った前側スライダ４４の直線移動は、第１の空気圧リニアガイド４８によって前側ガイドレール４０に対して非接触状態で案内される。
【００３１】
同様に、後側ガイドレール４２には後側スライダ（第２のスライダ）５０がレール長手方向である左右方向に移動可能に設けられている。後側スライダ５０は、４枚の矩形板材５０Ａ〜５０Ｄにより、後側ガイドレール４２の外周を取り囲む四角筒体に構成されている。
【００３２】
後側スライダ５０の矩形板材５０Ａ〜５０Ｄの上下前後の対向２対の各々の内面（第２のスライダ面）と、これに対向する後側ガイドレール４２の上側の迫り出し部４２Ａの上面（第２のレール面）及び前後両面（第２のレール面）と下側の迫り出し部４２Ｂの下底面（第２のレール面）及び前後両面（第２のレール面）との間には、各々、第２のエアギャップＧ２（図５参照）が設定され、後側スライダ５０の矩形板材５０Ａ〜５０Ｄには各々対向面に向けて開口した空気噴出ポート５２が形成されている（図３参照）。空気噴出ポート５２は、上下前後の各部において、ガイドレール延在方向、つまり、後側スライダ５０の移動方向に複数個設けられている（図５参照）。
【００３３】
空気噴出ポート５２には、圧縮空気源１００より第２のプレッシャレギュレータ１０４によって第２の圧力Ｐ２に調圧された圧縮空気が供給される（図５参照）。これにより、後側ガイドレール４２と後側スライダ５０との間に静圧軸受式の第２の空気圧リニアガイド５４が構成される。後側ガイドレール４２のレール長手方向に沿った後側スライダ５０の直線移動は、第２の空気圧リニアガイド５４によって後側ガイドレール４２に対して非接触状態で案内される。
【００３４】
なお、図３、図５では、第１、第２の空気圧リニアガイド４８、５４のエアギャップは、実際より大きく誇張して図示されている。
【００３５】
前側スライダ４４と後側スライダ５０の各々の下底部には連結用ベース部材５６、５８が固定装着されている。連結用ベース部材５６、５８の各々の左右両面には、連結丸棒６０、６２の前後両端部が締結ボルト６４、６６によって連結用ベース部材５６、５８に固定されたＶブロック６８、７０によって固定されている（図４参照）。これにより、前側スライダ４４と後側スライダ５０とが互いに同一の左右方向位置（走査方向位置）および同一の前後方向位置に、機械的に剛固に連結される。
【００３６】
この場合、前側スライダ４４と後側スライダ５０との機械的な連結は、専ら連結丸棒６０、６２の曲げ剛性により決まる所要の剛性をもって行われることになる。この機械的な連結は、Ｖブロック６８、７０によって連結丸棒６０、６２を保持して連結丸棒６０、６２を連結用ベース部材５６、５８の各々の左右両面（平面）に押し付けることにより行われているので、高い左右方向位置精度をもって行われることになる。
【００３７】
基台１０の前側ガイドレール４０の前側位置には前側リニアサーボモータ７２の固定子部材７４がブラケット７６によって固定装着されている。固定子部材７４は、左右方向に長く、前側ガイドレール４０と平行に延在している。前側スライダ４４には前側リニアサーボモータ７２の可動子部材７８が取り付けられている。これにより、前側スライダ４４は前側リニアサーボモータ７２によって左右方向に駆動される。
【００３８】
基台１０の後側ガイドレール４２の後側位置には後側リニアサーボモータ８０の固定子部材８２がブラケット８４によって固定装着されている。固定子部材８２は、左右方向に長く、後側ガイドレール４２と平行に延在している。後側スライダ５０には後側リニアサーボモータ８０の可動子部材８６が取り付けられている。これにより、後側スライダ５０は後側リニアサーボモータ８０によって左右方向に駆動される。
【００３９】
このようにして、前側スライダ４４と後側スライダ５０は、個別の前側リニアサーボモータ７２、後側リニアサーボモータ８０により駆動される。図には示されていないが、前側ガイドレール４０と前側スライダ４４との間と、後側ガイドレール４２と後側スライダ５０との間には、各々、前側スライダ４４、後側スライダ５０の左右方向移動の実位置を検出するリニアスケールが設けられている。
【００４０】
前側リニアサーボモータ７２、後側リニアサーボモータ８０による前側スライダ４４、後側スライダ５０の位置制御は、前述のリニアスケール（図示省略）より検出される前側スライダ４４、後側スライダ５０の実位置をフィードバック補償情報としてフルクローズ方式で、互いに独立したフィードバック制御系によって、同一位置指令のもとに前側スライダ４４と後側スライダ５０の左右方向移動位置（走査位置）が同じなるように同期して行われる。
【００４１】
前側スライダ４４上には前後方向に移動可能なテーブル８８を備えた微動テーブル装置９０が取り付けられている。テーブル８８には変位計９２が搭載されている。変位計９２は、静電容量式変位計等、非接触式のものであり、円環回転体１６に取り付けられた被測定物であるシリコンウェーハＷの中心を通る高さに配置され、シリコンウェーハＷの表面までの距離を測定する。
【００４２】
同様に、後側スライダ５０上には前後方向に移動可能なテーブル９４を備えた微動テーブル装置９６が取り付けられている。テーブル９４には変位計９８が搭載されている。変位計９８も、静電容量式変位計等、非接触式のものであり、円環回転体１６に取り付けられた被測定物であるシリコンウェーハＷの中心を通る高さに配置され、シリコンウェーハＷの裏面までの距離を測定する。
【００４３】
シリコンウェーハＷの平坦度測定は、円環回転体１６によってシリコンウェーハＷを回転させた状態で、前側スライダ４４、後側スライダ５０の左右方向移動によって変位計９２、９８を、シリコンウェーハＷを直径方向に横切る方向に走査移動しながら変位計９２、９８によって変位計９２、９８の走査位置からシリコンウェーハＷの表面、裏面までの距離を測定することにより行われる。
【００４４】
上述したように、前側スライダ４４と後側スライダ５０とは、その各々において、各ガイドレール４０、４２を挟んだ前後両側と上下両側に各ガイドレール４０、４２を取り囲むように静圧軸受のエアギャップＦＧ１、Ｇ２が構成されているので、前側スライダ４４と後側スライダ５０とは互い機械的に連結されているものの、各ガイドレール４０、４２の延在方向の直進性を第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４によって個別に担保される。ここで云うガイドレール４０、４２の延在方向の直進性とは、前側スライダ４４、後側スライダ５０のガイドレール４０、４２の延在方向の移動において、前側スライダ４４、後側スライダ５０の上下方向の振れと、前後方向の振れがないことを意味する。
【００４５】
この上で、重要なことは、図５によく示されているように、第２の空気圧リニアガイド５４の第２のエアギャップＧ２の大きさは、第１の空気圧リニアガイド４８の第１のエアギャップＧ１より大きいことである。なお、本実施形態では、第１のプレッシャレギュレータ１０２の設定圧と第２のプレッシャレギュレータ１０４の設定圧とが同じで、第１の空気圧リニアガイド４８の供給空気圧と第２の空気圧リニアガイド５４の供給空気圧とが同一圧であってよい。
【００４６】
このエアギャップの大きさの相違により、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とでスライダ支持剛性（エア軸受剛性）に差が生じ、第２のエアギャップＧ２が第１のエアギャップＧ１より大きい分、第２の空気圧リニアガイド５４のスライダ支持剛性が第１の空気圧リニアガイド４８のスライダ支持剛性より低くなる。
【００４７】
互いに平行に配置された前後２本のガイドレール４０、４２上を各々移動する前側と後側のスライダ４４、５０は、ガイドレール４０、４２に真直誤差があると、移動方向と直交する方向（前後方向と上下方向）の相対距離が変動することになる。相対距離が変動すると、第２の空気圧リニアガイド５４のスライダ支持剛性が第１の空気圧リニアガイド４８のスライダ支持剛性より低いことにより、第１の空気圧リニアガイド４８の第１のエアギャップＧ１は変化することなく、第２の空気圧リニアガイド５４の第２のエアギャップＧ２が変化し、前側と後側のスライダ４４、５０の直進性が個々に担保されていても、エアギャップ変化による真直誤差の吸収が、スライダ支持剛性が低い側において安定して行われるようになる。
【００４８】
これにより、前側スライダ４４と後側スライダ５０の相対距離変動が生じることが回避され、両スライダ４４、５０の相互連結部分の機械的剛性とスライダ支持剛性とが互いに影響を及ぼし合って両スライダ４４、５０の移動の平行度の再現性が低下することが排除され、高精度な平行度再現性が保証される。
【００４９】
この結果、機械的結合されている前側スライダ４４と後側スライダ５０との相対距離の安定度が向上し、シリコンウェーハＷの平坦度測定、厚さ測定が、ガイドレール４０、４２の真直誤差成分を含むことなく、高精度に行われるようになる。
【００５０】
他の実施形態として、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とで供給空気圧が相違していてもよい。この実施形態では、第１のプレッシャレギュレータ１０２の設定圧と第２のプレッシャレギュレータ１０４の設定圧とを違った値にし、第２の空気圧リニアガイド５４の供給空気圧である第２の圧力Ｐ２を、第１の空気圧リニアガイド４８の供給空気圧である第１の圧力Ｐ１より少し低くすればよい。なお、この実施形態では、第１の空気圧リニアガイド４８の第１のエアギャップＧ１の大きさと第２の空気圧リニアガイド５４の第２のエアギャップＧ２の大きさは同じであってよい。
【００５１】
この供給空気圧の相違により、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とでスライダ支持剛性（エア軸受剛性）に差が生じ、第２の圧力Ｐ２が第１の圧力Ｐ１より低い分、第２の空気圧リニアガイド５４のスライダ支持剛性が第１の空気圧リニアガイド４８のスライダ支持剛性より低くなる。
【００５２】
これにより、この実施形態でも、前側スライダ４４と後側スライダ５０の相対距離変動が生じることが回避され、両スライダ４４、５０の相互連結部分の機械的剛性とスライダ支持剛性とが互いに影響を及ぼし合って両スライダ４４、５０の平行度の再現性が低下することが排除され、高精度な平行度再現性が保証される。
【００５３】
この結果、機械的結合されている前側スライダ４４と後側スライダ５０との相対距離の安定度が向上し、シリコンウェーハＷの平坦度測定、厚さ測定が、ガイドレール４０、４２の真直誤差成分を含むことなく、高精度に行われるようになる。
【００５４】
上述の実施形態では、第１のプレッシャレギュレータ１０２と第２のプレッシャレギュレータ１０４とは並列配置であるが、図５に仮想線によって示されているように、設定圧が高いほうの第１のプレッシャレギュレータ１０２を、低い側の第２のプレッシャレギュレータ１０４より圧縮空気源１００側に、第２のプレッシャレギュレータ１０４と直列に配置してもよい。
【００５５】
なお、必要に応じて、第１の空気圧リニアガイド４８の第１のエアギャップＧ１の大きさと第２の空気圧リニアガイド５４の第２のエアギャップＧ２の大きさとを相違させることに加えて、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とで供給空気圧を相違させてもよい。この場合も、供給空気圧の制御は、並列配置の第１のプレッシャレギュレータ１０２と第２のプレッシャレギュレータ１０４とによって行うことも、設定圧が高いほうの第１のプレッシャレギュレータ１０２を、低い側の第２のプレッシャレギュレータ１０４より圧縮空気源１００側に、第２のプレッシャレギュレータ１０４と直列に配置して行うこともできる。
【００５６】
空気圧リニアガイドの軸受剛性、つまりスライダ支持剛性は、エアギャップの大きさ、供給空気圧の圧力値以外に、静圧用エアポケットの形状、エアギャップに空気圧を供給する空気噴出ポートの口径（内径）、スライダの受圧面積によっても決まるから、これらの設定によっても、第１の空気圧リニアガイド４８と第２の空気圧リニアガイド５４とでスライダ支持剛性を異なったものに設定することもできる。
【００５７】
図６に示されている実施例では、第１の空気圧リニアガイド４８の前側スライダ４４に形成されている静圧用エアポケット４７のエアギャップに対する開口面積Ａ１より、第２の空気圧リニアガイド５４の後側スライダ５０に形成されている静圧用エアポケット５３のエアギャップに対する開口面積Ａ２が大きい。
【００５８】
また、図６に示されている実施例では、第１の空気圧リニアガイド４８のエアギャップに空気圧を供給するために前側スライダ４４に形成されている空気噴出ポート４６の口径Ｄ１より、第２の空気圧リニアガイド５４のエアギャップに空気圧を供給するために後側スライダ５０に形成されている空気噴出ポート５２の口径Ｄ２が大きい。
【００５９】
前側スライダ４４における第１の空気圧リニアガイド４８の受圧面積と、後側スライダ５０における第２の空気圧リニアガイド５４の受圧面積とは、前側スライダ４４、後側スライダ５０自体の左右方向（移動方向）の寸法を変えることにより、異なった面積とすることができ、受圧面積が小さいほうがスライダ支持剛性が低い。
【００６０】
なお、上述したように、スライダ支持剛性が異なる空気圧リニアガイドは、多孔質タイプのエアーベアリングによるものにも、同様に適用することができる。
【００６１】
以上、本発明を、その好適形態実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配置された第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に移動可能に設けられ、且つ互い機械的に連結された第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、
前記第１のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第１のレール面を有し、前記第１のスライダは前記第１のレール面の各々に対向する第１のスライダ面を有し、各第１のレール面と各第１のスライダ面との間にエアギャップを有する第１の空気圧リニアガイドが構成され、
前記第２のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第２のレール面を有し、前記第２のスライダは前記第２のレール面の各々に対向する第２のスライダ面を有し、各第２のレール面と各第２のスライダ面との間にエアギャップを有する第２の空気圧リニアガイドが構成され、
第１の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性と第２の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性とが互いに相違している並列スライダ装置。
【請求項２】
前記第１のスライダと前記第１のガイドレールとのスライダ面−レール面間のエアギャップの大きさと前記第２のスライダと前記第２のガイドレールとのスライダ面−レール面間のエアギャップの大きさとが互いに相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項３】
前記第１の空気圧リニアガイドと前記第２の空気圧リニアガイドとで供給空気圧が相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項４】
前記第１の空気圧リニアガイドに供給する空気圧を第１の値に設定する第１の空気圧設定手段と、
前記第２の空気圧リニアガイドに供給する空気圧を前記第１の値とは異なった第２の値に設定する第２の空気圧設定手段とを有する請求項３に記載の並列スライダ装置。
【請求項５】
前記第１の空気圧リニアガイドと前記第２の空気圧リニアガイドには各々静圧用エアポケットが形成されており、前記第１の空気圧リニアガイドの前記静圧用エアポケットの形状と前記第２の空気圧リニアガイドの前記静圧用エアポケットの形状が互いに相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項６】
前記第１の空気圧リニアガイドのエアギャップに空気圧を供給する空気噴出ポートの口径と前記第２の空気圧リニアガイドのエアギャップに空気圧を供給する空気噴出ポートの口径とが互いに相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項７】
前記第１のスライダにおける前記第１の空気圧リニアガイドの受圧面積と前記第２のスライダにおける第２の空気圧リニアガイドのの受圧面積とが互いに相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項８】
互いに平行に配置された第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に移動可能に設けられ、且つ互い機械的に連結された第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、前記第１のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第１のレール面を有し、前記第１のスライダは前記第１のレール面の各々に対向する第１のスライダ面を有し、各第１のレール面と各第１のスライダ面との間にエアギャップを有する第１の空気圧リニアガイドが構成され、前記第２のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第２のレール面を有し、前記第２のスライダは前記第２のレール面の各々に対向する第２のスライダ面を有し、各第２のレール面と各第２のスライダ面との間にエアギャップを有する第２の空気圧リニアガイドが構成された並列スライダ装置の制御方法であって、
前記第１の空気圧リニアガイドに供給する空気圧と前記第２の空気圧リニアガイドに供給する空気圧を相違させる空気圧制御を行う並列スライダ装置の制御方法。
【請求項９】
請求項１から７の何れか一項に記載の並列スライダ装置を有し、
前記第１のガイドレールと前記第２のガイドレールとの間に、被測定物を支持する支持体が配置され、
前記第１のスライダに前記被測定物の一方の面までの距離を測定する第１の測定手段が取り付けられ、前記第２のスライダに前記被測定物の他方の面までの距離を測定する第２の測定手段が取り付けられている測定装置。
【請求項１】
互いに平行に配置された第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に移動可能に設けられ、且つ互い機械的に連結された第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、
前記第１のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第１のレール面を有し、前記第１のスライダは前記第１のレール面の各々に対向する第１のスライダ面を有し、各第１のレール面と各第１のスライダ面との間にエアギャップを有する第１の空気圧リニアガイドが構成され、
前記第２のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第２のレール面を有し、前記第２のスライダは前記第２のレール面の各々に対向する第２のスライダ面を有し、各第２のレール面と各第２のスライダ面との間にエアギャップを有する第２の空気圧リニアガイドが構成され、
第１の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性と第２の空気圧リニアガイドのスライダ支持剛性とが互いに相違している並列スライダ装置。
【請求項２】
前記第１のスライダと前記第１のガイドレールとのスライダ面−レール面間のエアギャップの大きさと前記第２のスライダと前記第２のガイドレールとのスライダ面−レール面間のエアギャップの大きさとが互いに相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項３】
前記第１の空気圧リニアガイドと前記第２の空気圧リニアガイドとで供給空気圧が相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項４】
前記第１の空気圧リニアガイドに供給する空気圧を第１の値に設定する第１の空気圧設定手段と、
前記第２の空気圧リニアガイドに供給する空気圧を前記第１の値とは異なった第２の値に設定する第２の空気圧設定手段とを有する請求項３に記載の並列スライダ装置。
【請求項５】
前記第１の空気圧リニアガイドと前記第２の空気圧リニアガイドには各々静圧用エアポケットが形成されており、前記第１の空気圧リニアガイドの前記静圧用エアポケットの形状と前記第２の空気圧リニアガイドの前記静圧用エアポケットの形状が互いに相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項６】
前記第１の空気圧リニアガイドのエアギャップに空気圧を供給する空気噴出ポートの口径と前記第２の空気圧リニアガイドのエアギャップに空気圧を供給する空気噴出ポートの口径とが互いに相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項７】
前記第１のスライダにおける前記第１の空気圧リニアガイドの受圧面積と前記第２のスライダにおける第２の空気圧リニアガイドのの受圧面積とが互いに相違している請求項１に記載の並列スライダ装置。
【請求項８】
互いに平行に配置された第１のガイドレールおよび第２のガイドレールと、前記第１および第２のガイドレールの各々にレール長手方向に移動可能に設けられ、且つ互い機械的に連結された第１のスライダおよび第２のスライダとを有し、前記第１のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第１のレール面を有し、前記第１のスライダは前記第１のレール面の各々に対向する第１のスライダ面を有し、各第１のレール面と各第１のスライダ面との間にエアギャップを有する第１の空気圧リニアガイドが構成され、前記第２のガイドレールは各々両側にレール長手方向に並行して延在する第２のレール面を有し、前記第２のスライダは前記第２のレール面の各々に対向する第２のスライダ面を有し、各第２のレール面と各第２のスライダ面との間にエアギャップを有する第２の空気圧リニアガイドが構成された並列スライダ装置の制御方法であって、
前記第１の空気圧リニアガイドに供給する空気圧と前記第２の空気圧リニアガイドに供給する空気圧を相違させる空気圧制御を行う並列スライダ装置の制御方法。
【請求項９】
請求項１から７の何れか一項に記載の並列スライダ装置を有し、
前記第１のガイドレールと前記第２のガイドレールとの間に、被測定物を支持する支持体が配置され、
前記第１のスライダに前記被測定物の一方の面までの距離を測定する第１の測定手段が取り付けられ、前記第２のスライダに前記被測定物の他方の面までの距離を測定する第２の測定手段が取り付けられている測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１８５４３７（Ｐ２０１１−１８５４３７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７００９（Ｐ２０１１−４７００９）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００１７０８５３）黒田精工株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００１７０８５３）黒田精工株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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