線形ステージの設計は、長脳卒中、高負荷のガントリーから、軽いペイロードを備えたマイクロポジショニング段階、ナノ撮影段階まであります。すべての線形段階は設計および構築され、高い位置付けの精度と再現性を提供し、角度と平面のエラーを最小限に抑えるために、マイクロポジションとナノポジショニングアプリケーションの段階では、これらの非常に小さな正確な動きを達成するために、コンポーネントの選択と設計に追加の考慮事項が必要です。

マイクロポジショニングとは、動きが1ミクロンまたはマイクロメーターと同じくらい小さいアプリケーションを指します。 （1ミクロンは100万分の1メートル、つまり1.0 x 10-6 mです。）
ナノ撮影とは、動きが1つのナノメートルと同じくらい小さいアプリケーションを指します。 （1つのナノメートルは10億メートル、または1 x 10-9 mです。）

ミクロンまたはナノメートルの範囲でのポジショニングを達成するために、重要な設計原則の1つは、できるだけ多くの摩擦を排除することです。これが、ナノポジション段階のみが非接触ドライブとガイドテクノロジーのみを使用する理由です。たとえば、ナノポジショナーの駆動力は、通常、線形モーター、ピエゾアクチュエーター、または音声コイルモーターによって提供されます。一方、ボールやリードネジなどの従来の機械的ドライブトレインでマイクロポジショニングを実現することがよくありますが、線形モーターもマイクロポジションアプリケーションに使用されることがあります。

ナノ堆積に使用される摩擦のないガイド技術には、空気ベアリング、磁気ガイド、および屈曲が含まれます。これらのテクノロジーは、ローリングまたはスライドの接触を伴わないため、従来の機械的伝達における位置決めの精度を低下させる反発とコンプライアンスも回避します。マイクロポジショニング段階の場合、非再循環線形ガイドは通常、脈動とボールからの摩擦レベルが異なるため、ロードゾーンに入って出ることがないため、最良の選択です。ただし、これらの脈動と摩擦の変動を減らすために、いくつかの高精度の再循環線形ガイドが最適化されているため、マイクロポジションアプリケーション、特に総脳卒中の長さが長いものに適しています。

摩擦とバックラッシュに加えて、ヒステリシスやクリープなどの他の効果は、ミクロンレベルまたはナノメートルレベルでの配置能力を妨げる可能性があります。これらの効果に対処するために、マイクロポジショニングとナノ堆積段階は、通常、必要なポジショニング精度よりもはるかに高い解像度を持つ位置フィードバックデバイスを使用して、閉ループシステムで動作します。これは、多くの場合、マイクロポジションアプリケーションのシングルマイクロン（またはより良い）解像度と、ナノ堆積要件の単一ナノメートル解像度を意味します。

これらの非常に高い解像度を提供できる技術には、ガラススケールの光学エンコーダー、静電容量センサー、干渉計ベースのエンコーダーが含まれます。ただし、ナノポジション段階は通常非常に小さなデバイスであるため、静電容量のエンコーダー（非常に小さなフットプリントで構築できます）が通常、最良の選択肢です。マイクロポジショニング段階の場合、特に環境が変動温度または高湿度を伴う場合、高解像度の磁気エンコーダーも時々使用されます。

特別な設計と構造にもかかわらず、マイクロポジショニングとナノ撮影段階は、特に材料、仕上げ、特別な準備の点で、比較的簡単にカスタマイズでき、ユニークなアプリケーションに適用できます。適切な事例：摩擦のないコンポーネントで構築されたステージは、通常、クリーンルームおよび真空アプリケーションに適しています。これは、旋回または滑り摩擦のために粒子状物質を作成せず、潤滑を必要としないためです。また、非磁気バージョンが必要な場合、標準鋼コンポーネントは、負荷容量の減少に関する懸念なしに、非磁気代替品に簡単に置き換えることができます。マイクロポジショニングとナノ堆積段階が使用される多くのアプリケーションでは、機械の設計には、わずかな振動と、乱れを補うために高度な制御アルゴリズムでさえ対抗できる減衰メカニズムなどの機能が含まれます。