I progetti di palcoscenici lineari possono variare da portali a corsa lunga e carico elevato a stadi di microposizionamento e nanoposizionamento con carichi utili leggeri. Sebbene tutte le fasi lineari siano progettate e costruite per fornire elevata precisione di posizionamento e ripetibilità e per ridurre al minimo gli errori angolari e planari, le fasi per applicazioni di microposizionamento e nanoposizionamento richiedono considerazioni aggiuntive nella selezione e nella progettazione dei componenti per ottenere questi movimenti molto piccoli e precisi.

Il microposizionamento si riferisce ad applicazioni in cui i movimenti sono piccoli quanto un micron o micrometro. (Un micron corrisponde a un milionesimo di metro, ovvero 1,0 x 10-6 m.)
Il nanoposizionamento si riferisce ad applicazioni in cui i movimenti sono piccoli quanto un nanometro. (Un nanometro è un miliardesimo di metro, o 1 x 10-9 m.)

Per ottenere un posizionamento nell'ordine dei micron o dei nanometri, uno dei principi chiave della progettazione è eliminare quanto più attrito possibile. Questo è il motivo per cui le fasi di nanoposizionamento utilizzano esclusivamente tecnologie di azionamento e guida senza contatto. Ad esempio, la forza motrice di un nanoposizionatore è generalmente fornita da un motore lineare, un attuatore piezoelettrico o un motore a bobina mobile. D'altra parte, il microposizionamento può spesso essere ottenuto con trasmissioni meccaniche più tradizionali come viti a ricircolo di sfere e viti, sebbene talvolta vengano utilizzati anche motori lineari per applicazioni di microposizionamento.

Le tecnologie di guida senza attrito utilizzate per il nanoposizionamento includono cuscinetti d'aria, guide magnetiche e flessioni. Poiché queste tecnologie non implicano contatti rotanti o striscianti, evitano anche il gioco e la cedevolezza che riducono la precisione di posizionamento nelle trasmissioni meccaniche tradizionali. Per le fasi di microposizionamento, le guide lineari senza ricircolo sono in genere la scelta migliore, poiché non subiscono pulsazioni e livelli di attrito variabili dovuti alle sfere che entrano ed escono dalla zona di carico. Tuttavia, alcune guide lineari a ricircolo ad alta precisione sono state ottimizzate per ridurre queste pulsazioni e variazioni di attrito, rendendole adatte per applicazioni di microposizionamento, in particolare quelle con corse totali maggiori.

Oltre all'attrito e al gioco, altri effetti, come l'isteresi e lo scorrimento viscoso, possono interferire con la capacità del sistema di posizionarsi a livello di micron o nanometri. Per far fronte a questi effetti, gli stadi di microposizionamento e nanoposizionamento vengono generalmente gestiti in un sistema a circuito chiuso utilizzando un dispositivo di feedback della posizione che ha una risoluzione molto più elevata rispetto alla precisione di posizionamento richiesta. Ciò significa spesso una risoluzione di un solo micron (o migliore) per le applicazioni di microposizionamento e una risoluzione di un solo nanometro per i requisiti di nanoposizionamento.

Le tecnologie in grado di fornire queste risoluzioni estremamente elevate includono codificatori ottici su scala di vetro, sensori capacitivi e codificatori basati su interferometro. Tuttavia, poiché gli stadi di nanoposizionamento sono in genere dispositivi molto piccoli, gli encoder capacitivi, che possono essere costruiti con un ingombro molto ridotto, sono in genere l’opzione migliore. Per le fasi di microposizionamento, a volte vengono utilizzati anche encoder magnetici ad alta risoluzione, in particolare quando l'ambiente prevede temperature fluttuanti o elevata umidità.

Nonostante la loro progettazione e costruzione speciali, le fasi di microposizionamento e nanoposizionamento sono relativamente facili da personalizzare – soprattutto in termini di materiali, finiture e preparazioni speciali – e applicare in applicazioni uniche. Caso in questione: i palchi costruiti con componenti privi di attrito sono generalmente adatti per camere bianche e applicazioni sotto vuoto, poiché non creano particolato a causa dell'attrito volvente o radente e non richiedono lubrificazione. E se è necessaria una versione non magnetica, i componenti standard in acciaio possono essere facilmente sostituiti con alternative non magnetiche senza preoccuparsi della ridotta capacità di carico. In molte applicazioni in cui vengono utilizzate fasi di microposizionamento e nanoposizionamento, il design della macchina include caratteristiche come meccanismi di smorzamento in grado di contrastare anche le più piccole vibrazioni e algoritmi di controllo avanzati per compensare i disturbi.