JP2024040305A - ビーム加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの加工に関する性能の向上を実現可能なビーム加工装置を提供する。【解決手段】ビーム加工装置は、ワークに加工ビームを照射するビーム加工装置であって、加工ビームの照射位置を第１方向に移動させつつワークの第１面に加工ビームを照射してワークの第１部分を除去加工し、加工ビームの照射位置を第１方向に移動させつつ第１部分の除去加工によりワークに形成された第２面に加工ビームを照射してワークの第２部分を除去加工する。第１部分の除去加工における加工ビームの移動範囲よりも、第２部分の除去加工における加工ビームの移動範囲が小さくなる。【選択図】図１１

Description

本発明は、例えば、加工ビームを用いてワークを加工するビーム加工装置の技術分野に関する。

特許文献１には、加工ビームの一具体例であるレーザ光をワークに照射してワークを加工する加工装置が記載されている。このようなワークの加工に関する技術分野では、ワークの加工に関する性能の向上が望まれている。

米国特許出願公開第２００５／００４５０９０号明細書

発明の一の態様によれば、ワークに加工ビームを照射するビーム加工装置において、前記加工ビームを照射する照射光学系と、前記加工ビームの光路に配置され且つ前記ワーク上での前記加工ビームの照射位置を変更するビーム照射位置変更部材とを備えるビーム照射装置と、前記ビーム照射装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記加工ビームの照射位置を第１方向に移動させつつ前記ワークの第１面に前記加工ビームを照射して前記ワークの第１部分を除去加工し、前記加工ビームの照射位置を前記第１方向に移動させつつ前記第１部分の除去加工により前記ワークに形成された第２面に前記加工ビームを照射して前記ワークの第２部分を除去加工するように、前記ビーム照射装置を制御し、前記制御装置は、前記第１部分の除去加工における前記加工ビームの移動範囲よりも前記第２部分の除去加工における前記加工ビームの移動範囲が小さくなるように前記ビーム照射装置を制御するビーム加工装置が提供される。

図１は、本実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。 図２（ａ）から図２（ｃ）のそれぞれは、ワークに対して行われる除去加工の様子を示す断面図である。 図３は、加工装置の構造を示す断面図である。 図４は、加工装置が備える光学系の構造を示す斜視図である。 図５（ａ）は、加工されたワークの一例を示す平面図であり、図５（ｂ）は、加工されたワークの一例を示す断面図である。 図６（ａ）は、加工対象領域とワークとの位置関係の一例を示す平面図であり、図６（ｂ）は、加工対象領域とワークとの位置関係の一例を示す断面図である。 図７（ａ）は、加工対象部分の第１面に設定された加工ショット領域を示す平面図であり、図７（ｂ）は、加工対象部分の第１面に設定された加工ショット領域を示す断面図である。 図８は、加工対象部分の表面上での照射領域の移動軌跡を示す平面図である。 図９（ａ）は、１回のスキャン動作が行われた加工対象部分を示す平面図であり、図９（ｂ）は、複数回のスキャン動作が行われた加工対象部分を示す平面図である。 図１０は、単一の層状部分が除去されたワークを示す断面図である 図１１は、複数の層状部分が除去されたワークを示す断面図である 図１２は、第１の単位加工対象部分を除去する際の加工ショット領域内での加工光の移動範囲を示す平面図である。 図１３は、第１の単位加工対象部分が除去されたワークを示す断面図である。 図１４は、第２の単位加工対象部分を除去するために設定された加工ショット領域を示す断面図である。 図１５は、第２の単位加工対象部分を構成する単一の層状部分が除去されたワークを示す断面図である 図１６は、第２の単位加工対象部分を構成する複数の層状部分が除去されたワークを示す断面図である 図１７は、第２の単位加工対象部分を除去する際の加工ショット領域内での加工光の移動範囲を示す平面図である。 図１８は、第２の単位加工対象部分が除去されたワークを示す断面図である。 図１９は、第３の単位加工対象部分を除去するために設定された加工ショット領域を示す断面図である。 図２０は、第３の単位加工対象部分を構成する単一の層状部分が除去されたワークを示す断面図である 図２１は、第３の単位加工対象部分を構成する複数の層状部分が除去されたワークを示す断面図である 図２２は、第３の単位加工対象部分を除去する際の加工ショット領域内での加工光の移動範囲を示す平面図である。 図２３は、第３の単位加工対象部分が除去されたワークを示す断面図である。

以下、図面を参照してビーム加工装置の実施形態について説明する。以下では、ビーム加工装置の実施形態が適用された加工システムＳＹＳについて説明する。尚、加工システムＳＹＳは、ビーム加工装置と称されてもよい。

また、以下の説明では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から定義されるＸＹＺ直交座標系を用いて、加工システムＳＹＳを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれが水平方向（つまり、水平面内の所定方向）であり、Ｚ軸方向が鉛直方向（つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向或いは重力方向）であるものとする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向（言い換えれば、傾斜方向）を、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と称する。ここで、Ｚ軸方向を重力方向としてもよい。また、ＸＹ平面を水平方向としてもよい。

（１）加工システムＳＹＳの構造
初めに、図１を参照しながら、加工システムＳＹＳの構造について説明する。図１は、加工システムＳＹＳの構造を示す断面図である。尚、図面の簡略化のために、図１は、加工システムＳＹＳの一部の構成要素については、その断面を示していない。

図１に示すように、加工システムＳＹＳは、加工装置１と、計測装置２と、ステージ装置３と、筐体４と、駆動系５と、駆動系６と、制御装置７とを備える。

加工装置１は、制御装置７の制御下で、ワークＷを加工可能である。ワークＷは、加工装置１によって加工される物体である。ワークＷは、例えば、金属であってもよいし、合金（例えば、ジュラルミン等）であってもよいし、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）等の複合材料であってもよいし、それ以外の任意の材料から構成される物体であってもよい。

加工装置１は、ワークＷを加工するために、ワークＷに対して、加工ビームの一具体例である加工光ＥＬを照射する。このため、加工装置１は、ビーム照射装置と称されてもよい。加工光ＥＬは、ワークＷに照射されることでワークＷを加工可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、加工光ＥＬがレーザ光である例を用いて説明を進めるが、加工光ＥＬは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、加工光ＥＬの波長は、ワークＷに照射されることでワークＷを加工可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、加工光ＥＬは、可視光であってもよいし、不可視光（例えば、赤外光及び紫外光の少なくとも一方等）であってもよい。

本実施形態では、加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、ワークＷの一部を除去する除去加工（典型的には、切削加工又は研削加工）を行う。但し、後述するように、加工装置１は、除去加工とは異なる加工（例えば、付加加工又はマーキング加工）を行ってもよい。除去加工は、平面切削加工、平面研削加工、円筒切削加工、円筒研削加工、穴あけ切削加工、穴あけ研削加工、平面研磨加工、切断加工、及び、任意の文字若しくは任意のパターンを形成する（言い換えれば、刻む）彫刻加工（言い換えれば、刻印加工）の少なくとも一つを含んでいてもよい。

ここで、図２（ａ）から図２（ｃ）のそれぞれを参照しながら、加工光ＥＬを用いた除去加工の一例について説明する。図２（ａ）から図２（ｃ）のそれぞれは、ワークＷに対して行われる除去加工の様子を示す断面図である。図２（ａ）に示すように、加工装置１は、加工装置１からの加工光ＥＬが照射される領域としてワークＷの表面に設定される目標照射領域ＥＡに対して加工光ＥＬを照射する。目標照射領域ＥＡに加工光ＥＬが照射されると、ワークＷのうち目標照射領域ＥＡと重なる部分及び目標照射領域ＥＡと近接する部分の少なくとも一方を含むエネルギ伝達部分に、加工光ＥＬのエネルギが伝達される。加工光ＥＬのエネルギに起因した熱が伝達されると、加工光ＥＬのエネルギに起因した熱によって、ワークＷのエネルギ伝達部分を構成する材料が溶融する。溶融した材料は、液滴となって飛散する。或いは、溶融した材料は、加工光ＥＬのエネルギに起因した熱によって蒸発する。その結果、ワークＷのエネルギ伝達部分が除去される。つまり、図２（ｂ）に示すように、ワークＷの表面に凹部（言い換えれば、溝部）が形成される。この場合、加工装置１は、いわゆる熱加工の原理を利用して、ワークＷを加工しているといえる。更に、後述するように、加工装置１が備えるガルバノミラー１２２は、加工光ＥＬがワークＷの表面を走査するように、ワークＷの表面上で目標照射領域ＥＡを移動させる。その結果、図２（ｃ）に示すように、加工光ＥＬの走査軌跡（つまり、目標照射領域ＥＡの移動軌跡）に沿って、ワークＷの表面が少なくとも部分的に除去される。つまり、加工光ＥＬの走査軌跡（つまり、目標照射領域ＥＡの移動軌跡）に沿って、ワークＷの表面が実質的に削り取られる。このため、加工装置１は、除去加工したい領域に対応する所望の走査軌跡に沿って加工光ＥＬにワークＷの表面上を走査させることで、ワークＷのうち除去加工したい部分を適切に除去することができる。

一方で、加工光ＥＬの特性によっては、加工装置１は、非熱加工（例えば、アブレーション加工）の原理を利用して、ワークＷを加工してもよい。つまり、加工装置１は、ワークＷに対して非熱加工（例えば、アブレーション加工）を行ってもよい。例えば、発光時間がピコ秒以下（或いは、場合によっては、ナノ秒又はフェムト秒以下）のパルス光が加工光ＥＬとして用いられると、ワークＷのエネルギ伝達部分を構成する材料は、瞬時に蒸発及び飛散する。尚、発光時間がピコ秒以下（或いは、場合によっては、ナノ秒又はフェムト秒以下）のパルス光が加工光ＥＬとして用いられる場合、ワークＷのエネルギ伝達部分を構成する材料は、溶融状態を経ずに昇華することもある。このため、加工光ＥＬのエネルギに起因した熱によるワークＷへの影響を極力抑制しながら、ワークＷの表面に凹部（言い換えれば、溝部）が形成可能となる。

このような除去加工を行うために、加工装置１は、加工装置１の構造を示す断面図である図３に示すように、光源１１と、光学系１２とを備えている。

光源１１は、加工光ＥＬを生成可能である。加工光ＥＬがレーザ光である場合には、光源１１は、例えば、レーザダイオードであってもよい。更に、光源１１は、パルス発振可能な光源であってもよい。この場合、光源１１は、パルス光（例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光）を加工光ＥＬとして生成可能である。光源１１は、生成した加工光ＥＬを、光学系１２に向けて射出する。尚、光源１１は直線偏光状態の加工光ＥＬを射出してもよい。

光学系１２は、光源１１から射出された加工光ＥＬが入射する光学系である。光学系１２は、光源１１からの加工光ＥＬをワークＷに向けて射出する（つまり、導く）ための光学系である。加工光ＥＬをワークＷに向けて射出するために、光学系１２は、フォーカスレンズ１２１と、ガルバノミラー１２２と、ｆθレンズ１２３とを備える。

フォーカスレンズ１２１は、光学系１２から射出される加工光ＥＬの収斂度又は発散度を制御する。これにより、加工光ＥＬのフォーカス位置（例えば、いわゆるベストフォーカス位置）が制御される。尚、光学系１２は、フォーカスレンズ１２１に加えて又は代えて、加工光ＥＬの任意の状態を制御可能な光学素子を備えていてもよい。加工光ＥＬの任意の状態は、加工光ＥＬのフォーカス位置、加工光ＥＬのビーム径、加工光ＥＬの収斂度又は発散度、及び、加工光ＥＬの強度分布の少なくとも一つに加えて又は代えて、加工光ＥＬのパルス長、加工光ＥＬのパルス数、加工光ＥＬの強度、加工光ＥＬの進行方向及び加工光ＥＬの偏光状態の少なくとも一つを含んでいてもよい。

ガルバノミラー１２２は、フォーカスレンズ１２１からの加工光ＥＬの光路に配置される。ガルバノミラー１２２は、ｆθレンズ１２３から射出される加工光ＥＬがワークＷを走査する（つまり、加工光ＥＬが照射される目標照射領域ＥＡがワークＷの表面を移動する）ように、加工光ＥＬを偏向する。つまり、ガルバノミラー１２２は、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置（つまり、目標照射領域ＥＡの位置）を変更可能な光学素子として機能する。このため、ガルバノミラー１２２は、ビーム照射位置変更部材と称されてもよい。ガルバノミラー１２２は、例えば、光学系１２の一部の構造を示す斜視図である図４に示すように、Ｘ走査ミラー１２２Ｘと、Ｙ走査ミラー１２２Ｙとを備える。Ｘ走査ミラー１２２Ｘは、加工光ＥＬをＹ走査ミラー１２２Ｙに向けて反射する。Ｘ走査ミラー１２２Ｘは、θＹ方向（つまり、Ｙ軸周りの回転方向）を軸として揺動又は回転可能である。Ｘ走査ミラー１２２Ｘの揺動又は回転により、加工光ＥＬは、ワークＷの表面をＸ軸方向に沿って走査する。Ｘ走査ミラー１２２Ｘの揺動又は回転により、目標照射領域ＥＡは、ワークＷの表面上をＸ軸方向に沿って移動する。Ｘ走査ミラー１２２Ｘの揺動又は回転により、Ｘ軸方向における目標照射領域ＥＡの位置が変更される。Ｙ走査ミラー１２２Ｙは、加工光ＥＬをｆθレンズ１２３に向けて反射する。Ｙ走査ミラー１２２Ｙは、θＸ方向（つまり、Ｘ軸周りの回転方向）を軸として揺動又は回転可能である。Ｙ走査ミラー１２２Ｙの揺動又は回転により、加工光ＥＬは、ワークＷの表面をＹ軸方向に沿って走査する。Ｙ走査ミラー１２２Ｙの揺動又は回転により、目標照射領域ＥＡは、ワークＷの表面上をＹ軸方向に沿って移動する。Ｙ走査ミラー１２２Ｙの揺動又は回転により、Ｙ軸方向における目標照射領域ＥＡの位置が変更される。

ｆθレンズ１２３は、ガルバノミラー１２２からの加工光ＥＬをワークＷに照射するための光学素子である。このため、ｆθレンズ１２３は、照射光学系と称されてもよい。特に、ｆθレンズ１２３は、ガルバノミラー１２２からの加工光ＥＬをワークＷ上に集光するための光学素子である。

再び図１において、計測装置２は、制御装置７の制御下で、ワークＷを計測可能である。例えば、計測装置２は、ワークＷの状態を計測可能な装置であってもよい。ワークＷの状態は、ワークＷの位置を含んでいてもよい。ワークＷの位置は、ワークＷの表面の位置を含んでいてもよい。ワークＷの表面の位置は、ワークＷの表面を細分化した各面部分のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つにおける位置を含んでいてもよい。ワークＷの状態は、ワークＷの形状（例えば、３次元形状）を含んでいてもよい。ワークＷの形状は、ワークＷの表面の形状を含んでいてもよい。ワークＷの表面の形状は、上述したワークＷの表面の位置に加えて又は代えて、ワークＷの表面を細分化した各面部分の向き（例えば、各面部分の法線の向き）を含んでいてもよい。計測装置２の計測結果に関する計測情報は、計測装置２から制御装置７に出力される。

計測装置２は、所定の計測方法を用いて、ワークＷを計測してもよい。計測方法の一例として、光切断法、白色干渉法、パターン投影法、タイム・オブ・フライト法、モアレトポグラフィ法（具体的には、格子照射法又は格子投影法）、ホログラフィック干渉法、オートコリメーション法、ステレオ法、非点収差法、臨界角法、ナイフエッジ法、干渉計測法、及び、共焦点法の少なくとも一つがあげられる。いずれの場合においても、計測装置２は、計測光（例えば、スリット光又は白色光）ＭＬを射出する光源と、計測光ＭＬが照射されたワークＷからの光（例えば、計測光ＭＬの反射光及び散乱光の少なくとも一方）を受光する受光器とを備えていてもよい。

ステージ装置３は、加工装置１及び計測装置２の下方（つまり、－Ｚ側）に配置される。ステージ装置３は、定盤３１と、ステージ３２とを備える。定盤３１は、筐体４の底面上（或いは、筐体４が載置される床面等の支持面上）に配置される。定盤３１上には、ステージ３２が配置される。更に、定盤３１上には、加工装置１及び計測装置２を支持する支持フレーム８が配置されていてもよい。つまり、加工装置１及び計測装置２（更には、ステージ３２）は、同じ定盤３１によって支持されていてもよい。

ステージ３２上には、ワークＷが載置される。この際、ステージ３２は、載置されたワークＷを保持しなくてもよい。或いは、ステージ３２は、載置されたワークＷを保持してもよい。例えば、ステージ３２は、ワークＷを真空吸着及び／又は静電吸着することで、ワークＷを保持してもよい。

ステージ３２は、制御装置７の制御下で、ワークＷが載置されたまま定盤３１上を移動可能である。ステージ３２は、定盤３１、加工装置１及び計測装置２の少なくとも一つに対して移動可能である。ステージ３２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに沿って移動可能である。この場合、ステージ３２は、ＸＹ平面に平行なステージ走り面に沿って移動可能である。ステージ３２は更に、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動可能であってもよい。ステージ３２を移動させるために、ステージ装置３は、ステージ駆動系３３を備えている。ステージ駆動系３３は、例えば、任意のモータ（例えば、リニアモータ等）を用いて、ステージ３２を移動させる。更に、ステージ装置３は、ステージ３２の位置を計測するため位置計測器３４を備えている。位置計測器３４は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。

ステージ３２が移動すると、ステージ３２（更には、ステージ３２に載置されたワークＷ）と加工装置１（特に、ｆθレンズ１２３）と計測装置２との位置関係が変わる。つまり、ステージ３２が移動すると、加工装置１及び計測装置２に対するステージ３２及びワークＷの位置が変わる。従って、ステージ３２を移動させることは、ステージ３２及びワークＷと加工装置１（特に、ｆθレンズ１２３）と計測装置２との位置関係を変更することと等価である。このため、ステージ装置３（特に、ステージ３２を移動させるステージ駆動系３３）は、位置変更装置と称されてもよい。

ステージ３２は、加工装置１がワークＷを加工する加工期間の少なくとも一部において加工ショット領域ＰＳＡ内にワークＷの少なくとも一部が位置するように、移動してもよい。尚、本実施形態における「加工ショット領域ＰＳＡ」は、加工装置１とワークＷとの位置関係を固定した状態で（つまり、変更することなく）加工装置１による加工が行われる領域を示す。典型的には、加工ショット領域ＰＳＡは、図４に示すように、加工装置１とワークＷとの位置関係を固定した状態でガルバノミラー１２２によって偏向される加工光ＥＬの走査範囲と一致する又は当該走査範囲よりも狭い領域になるように設定される。加工ショット領域ＰＳＡは、加工装置１とワークＷとの位置関係を固定した状態で目標照射領域ＥＡを設定可能な範囲と一致する又は当該範囲よりも狭い領域になるように設定される。このため、加工ショット領域ＰＳＡは、加工装置１を基準に定まる領域になる。加工ショット領域ＰＳＡ内にワークＷの少なくとも一部が位置する（つまり、ワークＷ上に加工ショット領域ＰＳＡが位置する）場合には、加工装置１は、加工ショット領域ＰＳＡ内に位置するワークＷの少なくとも一部に加工光ＥＬを照射することができる。その結果、ワークＷの少なくとも一部は、ステージ３２上に載置された状態で、加工装置１からの加工光ＥＬによって加工される。尚、ワークＷの全体が加工ショット領域ＰＳＡ内に位置することができない程度にワークＷが大きい場合には、ワークＷのうちの一の部分が加工ショット領域ＰＳＡに含まれる状態で一の部分が加工され、その後、ワークＷのうちの一の部分とは異なる他の部分が加工ショット領域ＰＳＡに含まれるようにステージ３２が移動し（更には、必要に応じて、後述する駆動系５によって加工装置１が移動し）、その後、ワークＷの他の部分が加工される。以降、ワークＷの加工が完了するまで同様の動作が繰り返される。

ステージ３２は、計測装置２がワークＷを計測する計測期間の少なくとも一部において計測ショット領域ＭＳＡ内にワークＷの少なくとも一部が位置するように、移動してもよい。計測ショット領域ＭＳＡは、計測装置２とワークＷとの位置関係を固定した状態で計測装置２からの計測光ＭＬが照射されたワークＷからの光を受光する受光器の受光面に対応する範囲になるように設定されてもよい。このため、計測ショット領域ＭＳＡは、計測装置２を基準に定まる領域になる。

ステージ３２は、ステージ３２上にワークＷが載置された状態で、加工ショット領域ＰＳＡと計測ショット領域ＭＳＡとの間で移動してもよい。ステージ３２は、ステージ３２上にワークＷが載置された状態で、ワークＷが加工ショット領域ＰＳＡと計測ショット領域ＭＳＡとの間で移動するように移動してもよい。つまり、ワークＷは、加工装置１がワークＷを加工する加工期間及び計測装置２がワークＷを計測する計測期間に加えて、ワークＷが加工ショット領域ＰＳＡと計測ショット領域ＭＳＡとの間を移動する移動期間中もまた、ステージ３２に載置されたままであってもよい。

筐体４は、筐体４の外部の空間に対して隔てられた内部の収容空間ＳＰに、加工装置１、計測装置２及びステージ装置３を収容する。つまり、本実施形態では、加工装置１、計測装置２及びステージ装置３は、同じ筐体４に配置されている。加工装置１、計測装置２及びステージ装置３は、同じ収容空間ＳＰに配置されている。ステージ装置３のステージ３２にワークＷが載置されている場合には、筐体４は、その内部の収容空間ＳＰにワークＷを収容する。つまり、加工装置１、計測装置２及びワークＷは、同じ収容空間ＳＰに配置されている。但し、加工装置１、計測装置２及びステージ装置３の少なくとも一部が収容空間ＳＰに配置されていなくてもよい。

駆動系５は、制御装置７の制御下で、加工装置１を移動させる。駆動系５は、定盤３１、ステージ３２及びステージ３２に載置されたワークＷの少なくとも一つに対して加工装置１を移動させる。駆動系５は、計測装置２に対して加工装置１を移動させてもよい。駆動系５は、加工装置１を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させる。駆動系５は、例えば、モータ等を含む。更に、加工システムＳＹＳは、駆動系５が移動させる加工装置１の位置を計測可能な位置計測器５１を備えている。位置計測器５１は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。

駆動系５が加工装置１を移動させると、ワークＷ上において、目標照射領域ＥＡ及び加工ショット領域ＰＳＡが移動する。従って、駆動系５は、加工装置１を移動させることで、ワークＷと目標照射領域ＥＡ及び加工ショット領域ＰＳＡとの位置関係を変更可能である。更に、駆動系５が加工装置１を移動させると、ステージ３２及びワークＷと加工装置１（特に、ｆθレンズ１２３）との位置関係が変わる。このため、駆動系５は、ステージ駆動系３３と同様に、位置変更装置と称されてもよい。

駆動系６は、制御装置７の制御下で、計測装置２を移動させる。駆動系６は、定盤３１、ステージ３２及びステージ３２に載置されたワークＷの少なくとも一つに対して計測装置２を移動させる。駆動系６は、加工装置１に対して計測装置２を移動させてもよい。駆動系６は、計測装置２を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させる。駆動系６は、例えば、モータ等を含む。更に、加工システムＳＹＳは、駆動系６が移動させる計測装置２の位置を計測可能な位置計測器６１を備えている。位置計測器６１は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。

駆動系６が計測装置２を移動させると、ワークＷ上において、計測ショット領域ＭＳＡが移動する。従って、駆動系６は、計測装置２を移動させることで、ワークＷと計測ショット領域ＭＳＡとの位置関係を変更可能である。

制御装置７は、加工システムＳＹＳの動作を制御する。具体的には、制御装置７は、加工装置１がワークＷを適切に加工するように、加工システムＳＹＳの動作（例えば、加工装置１、計測装置２、ステージ装置３、駆動系５及び駆動系６の少なくとも一つの動作）を制御する。

制御装置７は、例えば、演算装置と記憶装置とを含んでいてもよい。演算装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ））の少なくとも一方を含んでいてもよい。制御装置７は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、加工システムＳＹＳの動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御装置７が行うべき後述する動作を制御装置７（例えば、演算装置）に行わせる（つまり、実行させる）ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工システムＳＹＳに後述する動作を行わせるように制御装置７を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置７が備える記憶装置（つまり、記録媒体）に記録されていてもよいし、制御装置７に内蔵された又は制御装置７に外付け可能な任意の記憶媒体（例えば、ハードディスクや半導体メモリ）に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置７の外部の装置からダウンロードしてもよい。

制御装置７は、加工システムＳＹＳの内部に設けられていなくてもよく、例えば、加工システムＳＹＳ外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御装置７と加工システムＳＹＳとは、有線及び／又は無線のネットワーク（或いは、データバス及び／又は通信回線）で接続されていてもよい。この場合、制御装置７と加工システムＳＹＳとはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御装置７は、ネットワークを介して加工システムＳＹＳにコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工システムＳＹＳは、制御装置７からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。或いは、制御装置７が行う処理のうちの一部を行う第１制御装置が加工システムＳＹＳの内部に設けられている一方で、制御装置７が行う処理のうちの他の一部を行う第２制御装置が加工システムＳＹＳの外部に設けられていてもよい。

尚、演算装置が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、光ディスク、磁気媒体、光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御装置７（つまり、コンピュータ）がコンピュータプログラムを実行することで制御装置７内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置７が備える所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

（２）加工システムＳＹＳが行う加工動作
続いて、加工システムＳＹＳが行う加工動作（つまり、ワークＷを加工する加工動作）について説明する。特に、以下では、説明の便宜上、加工されたワークＷの一例を示す平面図である図５（ａ）及び加工されたワークＷの一例を示す断面図である図５（ｂ）に示すように、ワークＷの表面から窪んだ凹部ＰＨを、平板形状のワークＷに形成するための加工動作について説明する。特に、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す例では、四角穴形状の凹部ＰＨを、平板形状のワークＷに形成するための加工動作について説明する。但し、加工システムＳＹＳは、凹部ＰＨを形成するための加工動作とは異なる加工動作を行ってもよい。加工システムＳＹＳは、凹部ＰＨとは異なる形状又は構造を形成するための加工動作を行ってもよい。

ワークＷを加工するために、まずは、ワークＷがステージ３２に搭載される。その後、計測装置２がワークＷを計測する。この際、計測装置２の計測ショット領域ＭＳＡは、相対的に広い領域（例えば、後述するファイン計測における計測ショット領域ＭＳＡよりも広い領域）に設定されてもよい。このため、以下では、説明の便宜上、ワークＷがステージ３２に搭載された後に計測装置２が行う計測を、広域計測と称する。

その後、制御装置７は、計測装置２によるワークＷの広域計測の結果を示す広域計測情報に基づいて、ワークＷの３次元モデルデータを生成する。以降、説明の便宜上、広域計測情報に基づく３次元モデルデータを、“広域３Ｄモデルデータ”と称する。尚、広域３Ｄモデルデータが生成済みであるワークＷがステージ３２に新たに載置された場合には、計測装置２は、広域計測を行わなくてもよい。この場合には、既に生成済みの広域３Ｄデータ（例えば、３Ｄ－ＣＡＤを用いて生成されたデータ）を用いて、以降の動作が行われてもよい。

更には、制御装置７は、広域計測情報に基づいて、ステージ３２が移動する際に用いられる座標系（以降、“ステージ座標系”）内でのワークＷの位置を特定する。具体的には、計測装置２は、広域計測を行う際に、ステージ３２の表面（或いは、定盤３１等のその他の部材）に予め形成された基準マークを計測する。基準マークの計測結果に関する情報は、基準マークの位置に関する情報を含む。このため、制御装置７は、基準マークの計測結果を含む広域計測情報に基づいて、基準マークとワークＷとの位置関係を特定することができる。更に、基準マークがステージ３２に形成されている（つまり、基準マークとステージ３２との位置関係が固定されている）がゆえに、制御装置７は、位置計測器３４によって計測されるステージ３２の位置（つまり、ステージ座標系内での位置）に関する情報と、基準マークとステージ３２との位置関係に関する情報とに基づいて、ステージ座標系内での基準マークの位置を特定することができる。その結果、制御装置７は、ステージ座標系内での基準マークの位置に関する情報と、広域計測によって計測された基準マークとワークＷとの位置関係に関する情報とに基づいて、ステージ座標系内でのワークＷの位置を特定することができる。尚、計測装置２は、ステージ３２の基準マークを計測する代わりに、ステージ３２の特徴点を計測してもよい。

その後、制御装置７は、ワークＷのうち加工装置１が実際に加工するべき加工対象領域ＴＡを設定する。例えば、制御装置７は、広域３Ｄモデルデータに基づくワークＷの３次元モデルを確認した加工システムＳＹＳのユーザの指示（例えば、３次元モデル上で加工対象領域ＴＡを設定する指示）に基づいて、加工対象領域ＴＡを設定してもよい。或いは、例えば、制御装置７は、ワークＷのうち所定条件を満たす部分を特定すると共に、特定した部分を含む加工対象領域ＴＡを設定してもよい。尚、以下の説明では、加工対象領域ＴＡとワークＷとの位置関係の一例を示す平面図である図６（ａ）及び加工対象領域ＴＡとワークＷとの位置関係の一例を示す断面図である図６（ｂ）に示すように、ワークＷの中央部に加工対象領域ＴＡが設定される例を用いて説明を進める。

その後、計測装置２は、ワークＷのうち加工対象領域ＴＡに含まれる部分である加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔを計測する。尚、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す例では、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔは、ワークＷのうち凹部ＰＨを形成するために除去されるべき部分と一致する。このとき、上述した広域計測における計測分解能と比較して、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔを計測する際の計測分解能は高くてもよい。このため、本実施形態では、説明の便宜上、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの計測を、“ファイン計測”と称する。但し、ファイン計測が行われなくてもよい。

ワークＷのファイン計測が行われた後、制御装置７は、ファイン計測の結果を示すファイン計測情報に基づいて、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの３次元モデルデータを生成する。以降、説明の便宜上、ファイン計測情報に基づく３次元モデルデータを、“ファイン３Ｄモデルデータ”と称する。尚、ファイン３Ｄモデルデータが生成済みであるワークＷがステージ３２に新たに載置された場合には、計測装置２は、ファイン計測を行わなくてもよい。この場合には、既に生成済みのファイン３Ｄデータ（例えば、３Ｄ－ＣＡＤ用いて生成されたデータ）を用いて、以降の動作が行われてもよい。或いは、上述した広域計測情報に基づいて、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの３次元モデルデータが生成されてもよい。

その後、制御装置７は、ファイン３Ｄモデルデータ（或いは、ファイン計測が行われない場合には、広域３Ｄモデルデータ）に基づいて、ワークＷを除去加工して凹部ＰＨを形成するように、加工装置１、ステージ駆動系３３及び駆動系５を制御する。以下、図７から図２３を参照しながら、凹部ＰＨを形成するために行われるワークＷの除去加工について具体的に説明する。

まず、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、制御装置７は、ファイン３Ｄモデルデータによってその位置及び形状が特定される加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳのうちの第１面ＷＳ＃１に加工ショット領域ＰＳＡが設定されるように、ステージ駆動系３３及び／又は駆動系５を制御してステージ３２及び／又は加工装置１を移動させる。第１面ＷＳ＃１は、平面視において加工ショット領域ＰＳＡと同じ大きさを有する又は加工ショット領域ＰＳＡよりも小さい。第１面ＷＳ＃１は、典型的には、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳの外縁に接する。第１面ＷＳ＃１は、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳの一部である。つまり、以下の説明では、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳが加工ショット領域ＰＳＡよりも大きい例について説明する。言い換えれば、以下の説明では、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔが、加工ショット領域ＰＳＡの大きさに応じた複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔに分割され、複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔが順に除去される例について説明する。このため、第１面ＷＳ＃１に加工ショット領域ＰＳＡが設定された状態で、まずは、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔから第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１が除去される。

その後、制御装置７は、加工ショット領域ＰＳＡが設定された第１面ＷＳ＃１を加工光ＥＬで走査するように加工装置１を制御する。具体的には、制御装置７は、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳ上での目標照射領域ＥＡの移動軌跡を示す平面図である図８に示すように、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射しつつ、第１面ＷＳ＃１上において目標照射領域ＥＡがＹ軸方向に沿って（例えば、－Ｙ側から＋Ｙ側に向かって）移動するようにガルバノミラー１２２を制御するスキャン動作と、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射することなく、第１面ＷＳ＃１上において目標照射領域ＥＡがＸ軸方向に沿って所定のステップ移動量だけ移動するようにガルバノミラー１２２を制御するステップ動作とを交互に繰り返す。この際、加工光ＥＬのフォーカス位置（つまり、集光位置）は、第１面ＷＳ＃１又は第１面ＷＳ＃１の近傍に設定されていてもよい。スキャン動作が行われている期間中は加工光ＥＬが照射されるがゆえに、１回のスキャン動作が行われた加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔを示す平面図である図９（ａ）に示すように、スキャン動作により、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔから、Ｙ軸方向に沿って延び且つＺ軸方向に沿って所定の厚みを有する単位除去部分ＵＲＰが除去される。更に、スキャン動作が繰り返されるがゆえに、複数回のスキャン動作が行われた加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔを示す平面図である図９（ｂ）に示すように、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔから、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の単位除去部分ＵＲＰが順に除去される。その結果、図１０に示すように、加工光ＥＬによる加工ショット領域ＰＳＡの１回の走査で除去される複数の単位除去部分ＵＲＰの集合体に相当する層状部分（つまり、層状構造物）ＳＬが、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔから除去される。具体的には、図１０に示すように、表面が第１面ＷＳ＃１となっていた層状部分ＳＬ＃１＿１が除去される。

層状部分ＳＬ＃１＿１が除去された結果、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔには、加工装置１に対向するように新たに外部に露出した露出面ＷＳ＃１＿１が形成される。ここで、加工装置１及びステージ３２が移動していないため、加工ショット領域ＰＳＡは、露出面ＷＳ＃１＿１に設定されている。この場合、図１１に示すように、加工装置１は、第１面ＷＳ＃１を加工光ＥＬで走査することで層状部分ＳＬ＃１＿１を除去する場合と同様に、露出面ＷＳ＃１＿１の少なくとも一部を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃１＿１の－Ｚ側に隣接していた層状部分ＳＬ＃１＿２を新たに除去する。つまり、加工装置１は、露出面ＷＳ＃１＿１の少なくとも一部を含む層状部分ＳＬ＃１＿２の表面を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃１＿２を新たに除去する。

具体的には、制御装置７は、まず、第１面ＷＳ＃１又は第１面ＷＳ＃１の近傍に設定されていた加工光ＥＬのフォーカス位置が、露出面ＷＳ＃１＿１又は露出面ＷＳ＃１＿１の近傍に設定されるように、光学系１２（特に、フォーカスレンズ１２１）を制御する。つまり、制御装置７は、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの加工光ＥＬのフォーカス位置よりも、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの加工光ＥＬのフォーカス位置を、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳから遠ざけるように、光学系１２（特に、フォーカスレンズ１２１）を制御する。その後、加工装置１は、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射しつつ、露出面ＷＳ＃１＿１上において目標照射領域ＥＡをＹ軸方向に沿って移動させるスキャン動作と、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射することなく、露出面ＷＳ＃１＿１上において目標照射領域ＥＡをＸ軸方向に沿って所定のステップ移動量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返すことで、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去する。

但し、図１１に示すように、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲（つまり、走査範囲）よりも、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲が小さくなるように、露出面ＷＳ＃１＿１に加工光ＥＬを照射する。つまり、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの目標照射領域ＥＡの移動範囲よりも、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの目標照射領域ＥＡの移動範囲が小さくなるように、露出面ＷＳ＃１＿１に加工光ＥＬを照射する。

特に、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの加工光ＥＬのスキャン方向（或いは、任意の所望方向、以下同じ）における移動範囲よりも、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの加工光ＥＬのスキャン方向における移動範囲が小さくなるように、露出面ＷＳ＃１＿１に加工光ＥＬを照射する。つまり、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの目標照射領域ＥＡのスキャン方向における移動範囲よりも、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの目標照射領域ＥＡのスキャン方向における移動範囲が小さくなるように、露出面ＷＳ＃１＿１に加工光ＥＬを照射する。尚、スキャン方向は、スキャン動作による加工光ＥＬの走査方向（つまり、目標照射領域ＥＡの移動方向）を意味する。図１１に示す例では、スキャン方向は、Ｙ軸方向である。このため、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの加工光ＥＬのＹ軸方向における移動範囲よりも、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの加工光ＥＬのＹ軸方向における移動範囲が小さくなるように、露出面ＷＳ＃１＿１に加工光ＥＬを照射する。その結果、除去される層状部分ＳＬ＃１＿２の大きさは、除去される層状部分ＳＬ＃１＿１の大きさよりも小さくなる。つまり、除去される層状部分ＳＬ＃１＿１の大きさは、除去される層状部分ＳＬ＃１＿２の大きさよりも大きくなる。具体的には、スキャン方向（図１１に示す例では、Ｙ軸方向）における層状部分ＳＬ＃１＿１の大きさは、スキャン方向における層状部分ＳＬ＃１＿２の大きさよりも大きくなる。

一例として、Ｙ軸方向（つまり、スキャン方向）において、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側（つまり、スキャン動作による加工光ＥＬの走査方向における後方側）の端部の位置は、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置と同じになってもよい。一方で、Ｙ軸方向において、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ側（つまり、スキャン動作による加工光ＥＬの走査方向における前方側）の端部の位置は、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ軸側の端部の位置よりも－Ｙ側に位置していてもよい。その結果、層状部分ＳＬ＃１＿１を除去するときの加工光ＥＬのスキャン方向における移動範囲よりも、層状部分ＳＬ＃１＿２を除去するときの加工光ＥＬのスキャン方向における移動範囲が小さくなる。この場合、図１１に示すように、Ｙ軸方向（つまり、スキャン方向）において、層状部分ＳＬ＃１＿２の－Ｙ側の端部ＥＳ＃１＿２の位置は、層状部分ＳＬ＃１＿１の－Ｙ側の端部ＥＳ＃１＿１の位置と同じになる。一方で、Ｙ軸方向において、層状部分ＳＬ＃１＿２の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃１＿２の位置は、層状部分ＳＬ＃１＿１の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃１＿１の位置よりも－Ｙ側に位置している。つまり、スキャン方向（図１１に示す例では、Ｙ軸方向）における層状部分ＳＬ＃１＿１の大きさは、スキャン方向における層状部分ＳＬ＃１＿２の大きさよりも大きくなる。尚、本実施形態における「第１の端部の位置と第２の端部の位置とが同じである」状態は、「第１の端部の位置と第２の端部の位置とが文字通り完全に同じである」状態のみならず、「第１の端部の位置と第２の端部の位置とが完全に同じではないものの、実質的に両者が同じであるとみなしてもよい程度に両者のずれが小さい」状態をも含む。

以降、同様の動作（つまり、層状部分ＳＬを除去する動作）が、凹部ＰＨの深さと同じ深さの溝が形成されるまで繰り返される。つまり、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿ｋ（尚、ｋは１以上の整数）を除去する都度、層状部分ＳＬ＃１＿ｋが除去されことで新たに形成された露出面ＷＳ＃１＿ｋ又は露出面ＷＳ＃１＿ｋの近傍に加工光ＥＬのフォーカス位置を設定し、露出面ＷＳ＃１＿ｋの少なくとも一部を対象にスキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返す。その結果、層状部分ＳＬ＃１＿ｋの－Ｚ側に隣接する層状部分ＳＬ＃１＿ｋ＋１が除去される。つまり、加工装置１は、露出面ＷＳ＃１＿ｋの少なくとも一部を含む層状部分ＳＬ＃１＿ｋ＋１の表面を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃１＿ｋ＋１を新たに除去する。

この際、上述したように、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿ｋを除去するときの加工光ＥＬの移動範囲よりも、層状部分ＳＬ＃１＿ｋ＋１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲が小さくなるように、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１に加工光ＥＬを照射する。つまり、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１を除去する際の加工ショット領域ＰＳＡ内での加工光ＥＬの移動範囲を示す図１２に示すように、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿ｋを除去するたびに、スキャン方向における加工光ＥＬの移動範囲が小さくなるように、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１に加工光ＥＬを照射する。例えば、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿ｋを除去するたびに、スキャン方向における加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ側の端部が－Ｙ側に移動するように、露出面ＷＳ＃１＿ｋに加工光ＥＬを照射する。尚、加工光ＥＬが照射された領域で除去加工が行われるがゆえに、図１２は、加工ショット領域ＰＳＡ内で除去加工が行われる範囲を示しているとも言える。つまり、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃１＿ｋを除去するたびに加工光ＥＬによって除去加工が行われる領域が小さくなるように、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１に加工光ＥＬを照射するとも言える。

その結果、図１３に示すように、複数の層状部分ＳＬ（図１３に示す例では、層状部分ＳＬ＃１＿１から層状部分ＳＬ＃１＿６）から構成される第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１が、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔから除去される。つまり、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔのうちの、第１表面ＷＳ＃１の少なくとも一部の下方に位置していた第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１が除去される。

その後、加工装置１は、図１４に示すように、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔのうち第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１に隣接する第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を除去する。第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２は、典型的には、スキャン方向に沿って第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１に隣接する。

第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２は、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１を構成する複数の層状部分ＳＬに夫々隣接する複数の層状部分ＳＬから構成される。典型的には、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１は、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１を構成する複数の層状部分ＳＬに夫々スキャン方向に沿って隣接する複数の層状部分ＳＬから構成される。図１４に示す例では、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２は、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃１＿１に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿１と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃１＿２に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿２と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃１＿３に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿３と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃１＿４に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿４と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃１＿５に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿５と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃１＿６に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿６とから構成される。このため、加工装置１は、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を除去するために、層状部分ＳＬ＃２＿１からＳＬ＃２＿６を順に除去する。

図１４に示す例では、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２が除去されたとしても、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの全体の除去は完了しない。この場合には、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を構成する複数の層状部分ＳＬの大きさ（特に、スキャン方向における大きさ）は、同一になってもよい。一方で、後に第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を除去する際に説明するように、仮に第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２が除去されることで加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの全体の除去が完了する場合には、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を構成する複数の層状部分ＳＬの大きさ（特に、スキャン方向における大きさ）は、互いに異なっていてもよい。

第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を除去するために、制御装置７は、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２に加工光ＥＬが照射されるように、ステージ駆動系３３及び／又は駆動系５を制御してステージ３２及び／又は加工装置１を移動させる。この場合、制御装置７は、図１４に示すように、典型的には、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳのうちの第２面ＷＳ＃２が加工ショット領域ＰＳＡに含まれるように、ステージ駆動系３３及び／又は駆動系５を制御してステージ３２及び／又は加工装置１を移動させる。第２面ＷＳ＃２は、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳの一部であって且つ第１面ＷＳ＃１に隣接する。第２面ＷＳ＃２は、典型的には、スキャン方向に沿って第１面ＷＳ＃１に隣接する。更に、制御装置７は、図１４に示すように、スキャン方向において、加工ショット領域ＰＳＡの－Ｙ側（つまり、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１側）の端部Ｅ＿ＰＳＡの位置が、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２の－Ｙ側の端部Ｅ＃２の位置と同じになるように又は端部Ｅ＃２の位置よりも－Ｙ側に位置するように、ステージ３２及び／又は加工装置１を移動させる。尚、図１４に示す例では、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２の－Ｙ側の端部Ｅ＃２の位置は、層状部分ＳＬ＃２＿６の－Ｙ側の端部の位置と同じである。

その後、制御装置７は、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を除去するように加工装置１を制御する。具体的には、制御装置７は、層状部分＃２＿１から＃２＿６を順に除去することで第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を除去するように、加工装置１を制御する。

具体的には、制御装置７は、まず、加工光ＥＬのフォーカス位置が、第２面ＷＳ＃２（つまり、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２の表面であり、層状部分ＳＬ＃２＿１の表面）又は第２面ＷＳ＃２の近傍に設定されるように、光学系１２（特に、フォーカスレンズ１２１）を制御する。その後、加工装置１は、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射しつつ、第２面ＷＳ＃２上において目標照射領域ＥＡをＹ軸方向に沿って移動させるスキャン動作と、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射することなく、第２面ＷＳ＃２上において目標照射領域ＥＡをＸ軸方向に沿って所定のステップ移動量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返す。その結果、図１５に示すように、層状部分ＳＬ＃２＿１が除去される。

層状部分ＳＬ＃２＿１が除去された結果、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔには、加工装置１に対向するように新たに外部に露出した露出面ＷＳ＃２＿１が形成される。この場合も、図１６に示すように、加工装置１は、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１を除去する場合と同様に、露出面ＷＳ＃２＿１の少なくとも一部を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃２＿１の－Ｚ側に隣接していた層状部分ＳＬ＃２＿２を新たに除去する。つまり、加工装置１は、露出面ＷＳ＃２＿１の少なくとも一部を含む層状部分ＳＬ＃２＿２の表面を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃２＿２を新たに除去する。具体的には、制御装置７は、まず、第２面ＷＳ＃２又は第２面ＷＳ＃２の近傍に設定されていた加工光ＥＬのフォーカス位置が、露出面ＷＳ＃２＿１又は露出面ＷＳ＃２＿１の近傍に設定されるように、光学系１２（特に、フォーカスレンズ１２１）を制御する。つまり、制御装置７は、層状部分ＳＬ＃２＿１を除去するときの加工光ＥＬのフォーカス位置よりも、層状部分ＳＬ＃２＿２を除去するときの加工光ＥＬのフォーカス位置を、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳから遠ざけるように、光学系１２（特に、フォーカスレンズ１２１）を制御する。その後、加工装置１は、露出面ＷＳ＃２＿１の少なくとも一部を対象にスキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返すことで、層状部分ＳＬ＃２＿２を除去する。

ここで、上述したように、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２が除去されたとしても加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの全体の除去は完了しないがゆえに、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を構成する複数の層状部分ＳＬの大きさ（特に、スキャン方向における大きさ）は、同一になる。このため、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃２＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の大きさ（特に、スキャン方向における大きさ、以下同じ）と、層状部分ＳＬ＃２＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の大きさとが同じになるように、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２に加工光ＥＬを照射する。加工装置１は、層状部分ＳＬ＃２＿１を除去するときの目標照射領域ＥＡの移動範囲の大きさと、層状部分ＳＬ＃２＿２を除去するときの目標照射領域ＥＡの移動範囲の大きさとが同じになるように、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２に加工光ＥＬを照射する。

但し、スキャン方向において、層状部分ＳＬ＃２＿２に隣接する層状部分ＳＬ＃１＿２の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃１＿２の位置は、層状部分ＳＬ＃２＿１に隣接する層状部分ＳＬ＃１＿１の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃１＿１の位置よりも－Ｙ側に位置することは上述したとおりである。その結果、図１６に示すように、スキャン方向において、層状部分ＳＬ＃２＿２の－Ｙ側の端部ＥＳ＃２＿２の位置は、層状部分ＳＬ＃２＿１の－Ｙ側の端部ＥＳ＃２＿１の位置よりも－Ｙ側に位置することになる。この場合、層状部分ＳＬ＃２＿１の大きさと層状部分ＳＬ＃２＿２の大きさとが同じであるため、スキャン方向において、層状部分ＳＬ＃２＿２の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃２＿２の位置は、層状部分ＳＬ＃２＿１の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃２＿１の位置よりも－Ｙ側に位置することになる。このような層状部分ＳＬ＃２＿２を除去するために、加工装置１は、Ｙ軸方向（つまり、スキャン方向）において、（ｉ）層状部分ＳＬ＃２＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置が、層状部分ＳＬ＃２＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置よりも－Ｙ側に位置し、且つ、（ｉｉ）層状部分ＳＬ＃２＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ側の端部の位置が、層状部分ＳＬ＃２＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ軸側の端部の位置よりも－Ｙ側に位置するように、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２に加工光ＥＬを照射する。

以降、同様の動作（つまり、層状部分ＳＬを除去する動作）が、凹部ＰＨの深さと同じ深さの溝が形成されるまで繰り返される。つまり、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃２＿ｋを除去する都度、層状部分ＳＬ＃２＿ｋが除去されことで新たに形成された露出面ＷＳ＃２＿ｋ又は露出面ＷＳ＃２＿ｋの近傍に加工光ＥＬのフォーカス位置を設定し、露出面ＷＳ＃２＿ｋの少なくとも一部を対象にスキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返す。その結果、層状部分ＳＬ＃２＿ｋの－Ｚ側に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿ｋ＋１が除去される。つまり、加工装置１は、露出面ＷＳ＃２＿ｋの少なくとも一部を含む層状部分ＳＬ＃２＿ｋ＋１の表面を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃２＿ｋ＋１を新たに除去する。

この際、上述したように、加工装置１は、Ｙ軸方向（つまり、スキャン方向）において、層状部分ＳＬ＃２＿ｋを除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の大きさと、層状部分ＳＬ＃２＿ｋ＋１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の大きさとが同じになるように、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２に加工光ＥＬを照射する。更に、加工装置１は、Ｙ軸方向において、（ｉ）層状部分ＳＬ＃２＿ｋ＋１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置が、層状部分ＳＬ＃２＿ｋを除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置よりも－Ｙ側に位置し、且つ、（ｉｉ）層状部分ＳＬ＃２＿ｋ＋１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ側の端部の位置が、層状部分ＳＬ＃２＿ｋを除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ軸側の端部の位置よりも－Ｙ側に位置するように、露出面ＷＳ＃２＿ｋの少なくとも一部に加工光ＥＬを照射する。つまり、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を除去する際の加工ショット領域ＰＳＡ内での加工光ＥＬの移動範囲を示す図１７に示すように、加工装置１は、スキャン方向における加工光ＥＬの移動範囲の大きさが一定に維持される一方で、層状部分ＳＬ＃２＿ｋを除去するたびに加工光ＥＬの移動範囲が移動する（典型的には、スキャン方向に沿って移動する）ように、加工光ＥＬを照射する。

その結果、図１８に示すように、複数の層状部分ＳＬ（図１８に示す例では、層状部分ＳＬ＃２＿１から層状部分ＳＬ＃２＿６）から構成される第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２が、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔから除去される。

その後、加工装置１は、図１９に示すように、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔのうち第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２に隣接する第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を除去する。第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３は、典型的には、スキャン方向に沿って第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２に隣接する。

第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３は、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を構成する複数の層状部分ＳＬに夫々隣接する複数の層状部分ＳＬから構成される。典型的には、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３は、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を構成する複数の層状部分ＳＬに夫々スキャン方向に沿って隣接する複数の層状部分ＳＬから構成される。図１９に示す例では、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３は、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃２＿１に隣接する層状部分ＳＬ＃３＿１と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃２＿２に隣接する層状部分ＳＬ＃３＿２と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃２＿３に隣接する層状部分ＳＬ＃３＿３と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃２＿４に隣接する層状部分ＳＬ＃３＿４と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃２＿５に隣接する層状部分ＳＬ＃３＿５と、スキャン方向において層状部分ＳＬ＃２＿６に隣接する層状部分ＳＬ＃３＿６とから構成される。このため、加工装置１は、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を除去するために、層状部分ＳＬ＃３＿１からＳＬ＃３＿６を順に除去する。

図１９に示す例では、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３が除去されると、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの全体の除去が完了する。この場合には、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を構成する複数の層状部分ＳＬの大きさ（特に、スキャン方向における大きさ）は、互いに異なっていてもよい。他方で、仮に第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３が除去されたとしても加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの全体の除去は完了しない（例えば、スキャン方向において第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３に隣接する他の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去する必要がある）場合には、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を構成する複数の層状部分ＳＬの大きさ（特に、スキャン方向における大きさ）は、同一になってもよい。つまり、本実施形態では、スキャン方向に沿って並ぶ複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔが順に除去される場合には、（ｉ）最初に除去される単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔは、上述した第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１と同様の除去態様で除去され、（ｉｉ）最後に除去される単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔは、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３と同様の除去態様で除去され、（ｉｉｉ）それ以外の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔは、上述した第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２と同様の除去態様で除去される。つまり、（ｉ）最初に除去される単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、層状部分ＳＬが除去されるたびにスキャン方向における層状部分ＳＬの大きさが小さくなるように、加工光ＥＬが制御され、（ｉｉ）最後に除去される単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、層状部分ＳＬが除去されるたびにスキャン方向における層状部分ＳＬの大きさが大きくなるように、加工光ＥＬが制御され、（ｉｉｉ）それ以外の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、スキャン方向における層状部分ＳＬの大きさが一定に維持される一方で、層状部分ＳＬが除去されるたびに層状部分ＳＬが除去される領域がスキャン方向に沿って移動するように加工光ＥＬが制御される。

第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を除去するために、制御装置７は、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３に加工光ＥＬが照射されるように、ステージ駆動系３３及び／又は駆動系５を制御してステージ３２及び／又は加工装置１を移動させる。この場合、制御装置７は、図１９に示すように、典型的には、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳのうちの第３面ＷＳ＃３が加工ショット領域ＰＳＡに含まれるように、ステージ駆動系３３及び／又は駆動系５を制御してステージ３２及び／又は加工装置１を移動させる。第３面ＷＳ＃３は、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳの一部であって且つ第２面ＷＳ＃２に隣接する。第３面ＷＳ＃３は、典型的には、スキャン方向に沿って第２面ＷＳ＃２に隣接する。更に、制御装置７は、図１９に示すように、スキャン方向において、加工ショット領域ＰＳＡの－Ｙ側（つまり、第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２側）の端部Ｅ＿ＰＳＡの位置が、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３の－Ｙ側の端部Ｅ＃３の位置と同じになるように又は端部Ｅ＃３の位置よりも－Ｙ側に位置するように、ステージ３２及び／又は加工装置１を移動させる。尚、図１９に示す例では、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３の－Ｙの端部Ｅ＃３の位置は、層状部分ＳＬ＃３＿６の－Ｙ側の端部の位置と同じである。

その後、制御装置７は、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を除去するように加工装置１を制御する。具体的には、制御装置７は、層状部分＃３＿１から＃３＿６を順に除去することで第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を除去するように、加工装置１を制御する。

具体的には、制御装置７は、まず、加工光ＥＬのフォーカス位置が、第３面ＷＳ＃３（つまり、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３の表面であり、層状部分ＳＬ＃３＿１の表面）又は第３面ＷＳ＃３の近傍に設定されるように、光学系１２（特に、フォーカスレンズ１２１）を制御する。その後、加工装置１は、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射しつつ、第３面ＷＳ＃３上において目標照射領域ＥＡをＹ軸方向に沿って移動させるスキャン動作と、加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射することなく、第３面ＷＳ＃３上において目標照射領域ＥＡをＸ軸方向に沿って所定のステップ移動量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返す。その結果、図２０に示すように、層状部分ＳＬ＃３＿１が除去される。

層状部分ＳＬ＃３＿１が除去された結果、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔには、加工装置１に対向するように新たに外部に露出した露出面ＷＳ＃３＿１が形成される。この場合も、図２１に示すように、加工装置１は、第１の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃１及び第２の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２を除去する場合と同様に、露出面ＷＳ＃３＿１の少なくとも一部を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃３＿１の－Ｚ側に隣接していた層状部分ＳＬ＃３＿２を新たに除去する。つまり、加工装置１は、露出面ＷＳ＃３＿１の少なくとも一部を含む層状部分ＳＬ＃３＿２の表面を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃３＿２を新たに除去する。具体的には、制御装置７は、まず、第３面ＷＳ＃３又は第３面ＷＳ＃３の近傍に設定されていた加工光ＥＬのフォーカス位置が、露出面ＷＳ＃３＿１又は露出面ＷＳ＃３＿１の近傍に設定されるように、光学系１２（特に、フォーカスレンズ１２１）を制御する。つまり、制御装置７は、層状部分ＳＬ＃３＿１を除去するときの加工光ＥＬのフォーカス位置よりも、層状部分ＳＬ＃３＿２を除去するときの加工光ＥＬのフォーカス位置を、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの表面ＷＳから遠ざけるように、光学系１２（特に、フォーカスレンズ１２１）を制御する。その後、加工装置１は、露出面ＷＳ＃３＿１の少なくとも一部を対象にスキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返すことで、層状部分ＳＬ＃３＿２を除去する。

ここで、上述したように、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃２が除去されることで加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの全体の除去が完了するがゆえに、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を構成する複数の層状部分ＳＬの大きさ（特に、スキャン方向における大きさ）は、異なるものとなる。具体的には、層状部分ＳＬ＃３＿２に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿２の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃２＿２の位置は、層状部分ＳＬ＃３＿１に隣接する層状部分ＳＬ＃２＿１の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃２＿１の位置よりも－Ｙ側に位置することは上述したとおりである。その結果、図２１に示すように、スキャン方向において、層状部分ＳＬ＃３＿２の－Ｙ側の端部ＥＳ＃３＿２の位置は、層状部分ＳＬ＃３＿１の－Ｙ側の端部ＥＳ＃３＿１の位置よりも－Ｙ側に位置することになる。一方で、四角穴形状の凹部ＰＨを形成するがゆえに、スキャン方向において、層状部分ＳＬ＃３＿２の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃３＿２の位置は、層状部分ＳＬ＃３＿１の＋Ｙ側の端部ＥＥ＃３＿１の位置と同じになる。その結果、スキャン方向において、層状部分ＳＬ＃３－２の大きさは、層状部分ＳＬ＃３－１の大きさよりも大きくなる。

このような層状部分ＳＬ＃３＿２を除去するために、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃３＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の大きさ（特に、スキャン方向における大きさ）よりも、層状部分ＳＬ＃３＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲が大きくなるように、露出面ＷＳ＃３＿１に加工光ＥＬを照射する。加工装置１は、層状部分ＳＬ＃３＿１を除去するときの目標照射領域ＥＡの移動範囲よりも、層状部分ＳＬ＃３＿２を除去するときの目標照射領域ＥＡの移動範囲が大きくなるように、露出面ＷＳ＃３＿１に加工光ＥＬを照射する。具体的には、加工装置１は、Ｙ軸方向（つまり、スキャン方向）において、（ｉ）層状部分ＳＬ＃３＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置が、層状部分ＳＬ＃３＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置よりも－Ｙ側に位置し、且つ、（ｉｉ）層状部分ＳＬ＃３＿２を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ側の端部の位置が、層状部分ＳＬ＃３＿１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ軸側の端部の位置と同じになるように、露出面ＷＳ＃３＿１に加工光ＥＬを照射する。

以降、同様の動作（つまり、層状部分ＳＬを除去する動作）が、凹部ＰＨの深さと同じ深さの溝が形成されるまで繰り返される。つまり、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃３＿ｋを除去する都度、層状部分ＳＬ＃３＿ｋが除去されことで新たに形成された露出面ＷＳ＃３＿ｋ又は露出面ＷＳ＃３＿ｋの近傍に加工光ＥＬのフォーカス位置を設定し、露出面ＷＳ＃３＿ｋの少なくとも一部を対象にスキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返す。その結果、層状部分ＳＬ＃３＿ｋの－Ｚ側に隣接する層状部分ＳＬ＃３＿ｋ＋１が除去される。つまり、加工装置１は、露出面ＷＳ＃３＿ｋの少なくとも一部を含む層状部分ＳＬ＃３＿ｋ＋１の表面を加工光ＥＬで走査することで、層状部分ＳＬ＃３＿ｋ＋１を新たに除去する。

この際、上述したように、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃３＿ｋを除去するときの加工光ＥＬの移動範囲よりも、層状部分ＳＬ＃３＿ｋ＋１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲が大きくなるように、露出面ＷＳ＃３＿ｋに加工光ＥＬを照射する。更に、加工装置１は、Ｙ軸方向（つまり、スキャン方向）において、（ｉ）層状部分ＳＬ＃３＿ｋ＋１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置が、層状部分ＳＬ＃３＿ｋを除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の－Ｙ側の端部の位置よりも－Ｙ側に位置し、且つ、（ｉｉ）層状部分ＳＬ＃３＿ｋ＋１を除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ側の端部の位置が、層状部分ＳＬ＃３＿ｋを除去するときの加工光ＥＬの移動範囲の＋Ｙ軸側の端部の位置と同じになるように、露出面ＷＳ＃３＿ｋに加工光ＥＬを照射する。つまり、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３を除去する際の加工ショット領域ＰＳＡ内での加工光ＥＬの移動範囲を示す図２２に示すように、加工装置１は、層状部分ＳＬ＃３＿ｋを除去するたびに、スキャン方向における加工光ＥＬの移動範囲が大きくなるように、第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３に加工光ＥＬを照射する。

その結果、図２３に示すように、複数の層状部分ＳＬ（図２３に示す例では、層状部分ＳＬ＃３＿１から層状部分ＳＬ＃３＿６）から構成される第３の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔ＃３が、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔから除去される。その結果、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔの除去が完了し、凹部ＰＨが形成される。

（３）加工システムＳＹＳの技術的効果
以上説明した加工システムＳＹＳによれば、ワークＷを適切に加工することができる。特に、加工システムＳＹＳは、加工対象部分Ｗ＿ｔａｒｇｅｔを構成する複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔの境界を適切に加工することができる。以下、その理由について説明する。

まず、加工システムＳＹＳは、ワークＷに凹部ＰＨを形成するために、一の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを一度にまとめて（つまり、複数の層状部分ＳＬに分割することなくまとめて）加工してもよいと想定される。しかしながら、本実施形態では、加工装置１から加工光ＥＬが垂直方向（つまり、Ｚ軸方向）に沿って射出されるがゆえに、加工光ＥＬの照射によって垂直面を形成するようにワークＷを加工することは、加工システムＳＹＳにとって容易ではない。このため、一の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔが一度にまとめて除去された後に残った壁面（具体的には、次に除去すべき他の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔの側面）は、垂直面に対して傾斜する可能性がある。更に、一の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔに続けて他の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔが除去される場合も同様に、垂直面に対して傾斜する壁面が残る可能性がある。場合によっては、このような壁面によって規定される壁部が一の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔと他の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔとの間に残ってしまう可能性がある。

しかるに、本実施形態では、まず、加工システムＳＹＳは、各単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、各加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを構成する相対的に薄い複数の層状部分ＳＬを除去する。このため、各単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去された後に残った壁面は、複数の層状部分ＳＬを順に除去することでそれぞれ形成される複数の微小な壁面の集合体となる。このため、微小な壁面自体が垂直面に対して傾斜していたとしても、複数の微小な壁面の集合体である壁面全体としての傾斜は、十分に小さくなる。更には、順に除去される複数の層状部分ＳＬ（例えば、複数の層状部分ＳＬの端部）がスキャン方向に沿ってずれているがゆえに、複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔの境界面が垂直面に対して実質的に傾斜した階段状の形状を有するように、複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔの境界が意図的に加工される。このため、加工システムＳＹＳは、このような意図的に形成された階段状の形状を有する境界面を、壁部が残らないように適切に加工することができる。なぜならば、加工システムＳＹＳが意図的に階段状の形状を有するように形成した境界面の形状及び大きさが加工システムＳＹＳにとって既知であるがゆえに、加工システムＳＹＳは、当該既知の形状及び大きさを有する境界面を、壁部が残らないように適切に加工することができるからである。その結果、加工システムＳＹＳは、複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔの境界を適切に加工することができる。具体的には、加工システムＳＹＳは、複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔの間に除去しきれなかった構造物（例えば、壁状の構造物）が残留しないように、ワークＷを加工することができる。

（４）変形例
上述した説明では、スキャン方向に沿って並ぶ複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを順に除去するための加工動作について説明されている。一方で、加工システムＳＹＳは、スキャン方向に沿って並ぶ複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを順に除去することに加えて又は代えて、ステップ動作による目標照射領域ＥＡの移動方向（上述した例では、Ｘ軸方向）であるステップ方向に沿って並ぶ複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを順に除去してもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、スキャン方向に沿って並ぶ複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを順に除去する場合と同様の態様で、ステップ方向に沿って並ぶ複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを順に除去してもよい。具体的には、ステップ方向に沿って並ぶ複数の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを順に除去する際には、加工システムＳＹＳは、（ｉ）最初に除去される単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、層状部分ＳＬを除去するたびにステップ方向における加工光ＥＬの移動範囲が小さくなるように、加工光ＥＬを制御し、（ｉｉ）最後に除去される単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、層状部分ＳＬを除去するたびにステップ方向における加工光ＥＬの移動範囲が大きくなるように、加工光ＥＬを制御し、且つ、（ｉｉｉ）それ以外の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、ステップ方向における加工光ＥＬの移動範囲の大きさが一定に維持される一方で、層状部分ＳＬを除去するたびに加工光ＥＬの移動範囲がステップ方向に沿って移動するように、加工光ＥＬを制御してもよい。加工システムＳＹＳは、（ｉ）最初に除去される単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、層状部分ＳＬを除去するたびにステップ方向における層状部分ＳＬの大きさが小さくなるように、加工光ＥＬを制御し、（ｉｉ）最後に除去される単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、層状部分ＳＬを除去するたびにステップ方向における層状部分ＳＬの大きさが大きくなるように、加工光ＥＬを制御し、且つ、（ｉｉｉ）それ以外の単位加工対象部分Ｗ＿ｕｎｉｔを除去するために、ステップ方向における層状部分ＳＬの大きさが一定に維持される一方で、層状部分ＳＬを除去するたびに層状部分ＳＬが除去される領域がステップ方向に沿って移動するように、加工光ＥＬを制御してもよい。

上述した説明では、加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、ワークＷの一部を除去する除去加工を行っている。しかしながら、加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、除去加工とは異なる加工を行ってもよい。例えば、加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、ワークＷに付加加工を行ってもよい。例えば、加工装置１は、ワークＷの表面の少なくとも一部の特性を加工光ＥＬの照射によって変えて、ワークＷの表面に所望のパターンを形成するマーキング加工を行ってもよい。

上述した説明では、ステージ装置３は、ステージ駆動系３３を備えている。しかしながら、ステージ装置３は、ステージ駆動系３３を備えていなくてもよい。つまり、ステージ３２が移動しなくてもよい。ステージ３２が移動しない場合には、ステージ装置３は、位置計測器３４を備えていなくてもよい。上述した説明では、加工システムＳＹＳは、駆動系５及び６を備えている。しかしながら、加工システムＳＹＳは、駆動系５及び６の少なくとも一方を備えていなくてもよい。つまり、加工装置１及び計測装置２の少なくとも一方が移動しなくてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、位置計測器５１及び６１の少なくとも一方を備えていなくてもよい。

上述した説明では、加工システムＳＹＳは、計測装置２を備えている。しかしながら、加工システムＳＹＳは、計測装置２を備えていなくてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、計測装置２に関連する構成要素である駆動系６及び位置計測器６１を備えていなくてもよい。

上述した説明では、加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射することで、ワークＷを加工している。しかしながら、加工装置１は、光とは異なる任意のエネルギビーム（このエネルギビームを、“加工ビーム”と称してもよい）をワークＷに照射して、ワークＷを加工してもよい。この場合、加工装置１は、光源１１に加えて又は代えて、任意のエネルギビームを照射可能なビーム照射装置を備えていてもよい。任意のエネルギビームの一例として、電子ビーム及びイオンビーム等の荷電粒子ビームがあげられる。任意のエネルギビームの他の一例として、電磁波があげられる。

上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うビーム加工装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

ＳＹＳ 加工システム
１ 加工装置
１２２ ガルバノミラー
１２３ ｆθレンズ
７ 制御装置
Ｗ ワーク
ＥＬ 加工光

Claims (14)

1. ワークに加工ビームを照射するビーム加工装置において、
   前記加工ビームを照射する照射光学系と、前記加工ビームの光路に配置され且つ前記ワーク上での前記加工ビームの照射位置を変更するビーム照射位置変更部材とを備えるビーム照射装置と、
   前記ビーム照射装置を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、前記加工ビームの照射位置を第１方向に移動させつつ前記ワークの第１面に前記加工ビームを照射して前記ワークの第１部分を除去加工し、前記加工ビームの照射位置を前記第１方向に移動させつつ前記第１部分の除去加工により前記ワークに形成された第２面に前記加工ビームを照射して前記ワークの第２部分を除去加工するように、前記ビーム照射装置を制御し、
   前記制御装置は、前記第１部分の除去加工における前記加工ビームの移動範囲よりも前記第２部分の除去加工における前記加工ビームの移動範囲が小さくなるように前記ビーム照射装置を制御する
   ビーム加工装置。
2. 前記ビーム照射位置変更部材は、前記第１方向において前記照射位置を変更し、
   前記第１方向における前記第１部分の大きさは、前記第１方向における前記第２部分の大きさよりも大きい
   請求項１に記載のビーム加工装置。
3. 前記照射光学系と前記ワークとの位置関係を変更する位置変更装置を更に備え、
   前記制御装置は、前記第１及び第２部分を除去加工した後に、前記照射光学系と前記ワークとの位置関係を変更して、前記ワーク上の前記第１方向において前記第１部分に隣接する第３部分に前記加工ビームが照射できるように、前記位置変更装置を制御する
   請求項１又は２に記載のビーム加工装置。
4. 前記制御装置は、前記照射光学系と前記ワークとの位置関係を変更した後に、前記加工ビームの照射位置を前記第１方向に移動させつつ前記ワークの第１面に加工ビームを照射して前記第３部分を除去加工し、前記加工ビームの照射位置を前記第１方向に移動させつつ前記第３部分の除去加工により形成された前記ワークの第３面に前記加工ビームを照射して、前記ワーク上の前記第１方向において前記第２部分に隣接する第４部分を除去加工するように、前記ビーム照射装置を制御する
   請求項３に記載のビーム加工装置。
5. 前記制御装置は、前記第４部分の除去加工における前記加工ビームの移動範囲が前記第３部分の除去加工における前記加工ビームの移動範囲以上となるように、前記ビーム照射装置を制御する
   請求項４に記載のビーム加工装置。
6. 前記ビーム照射位置変更部材は、前記第１方向に沿って前記照射位置を変更し、
   前記第１方向における前記第３部分の大きさは、前記第１方向における前記第４部分の大きさ以下である
   請求項４又は５に記載のビーム加工装置。
7. 前記ビーム照射位置変更部材は、前記第１方向に沿って前記照射位置を変更し、
   前記第１方向において、前記第４部分の前記第２部分側の端部の位置は、前記第３部分の前記第１部分側の端部の位置よりも、前記第２部分側に位置する
   請求項４から６のいずれか一項に記載のビーム加工装置。
8. 前記第１方向において、前記第４部分の前記第２部分と反対側の端部の位置は、前記第３部分の前記第１部分と反対側の端部の位置と同じ又は当該位置よりも前記第２部分側に位置する
   請求項４から７のいずれか一項に記載のビーム加工装置。
9. 前記第１方向において、前記第１部分の、前記第３部分と反対側の端部の位置は、前記第２部分の前記第４部分と反対側の端部の位置と同じである
   請求項４から８のいずれか一項に記載のビーム加工装置。
10. 前記第１部分、前記第２部分、前記第３部分及び前記第４部分の除去加工を含む加工処理により前記ワークに凹部が形成される
    請求項４から９のいずれか一項に記載のビーム加工装置。
11. 前記ビーム照射位置変更部材は、前記第１部分を除去した後であって且つ前記加工ビームの照射位置を前記第１方向と交差する第２方向に移動した後に、前記加工ビームの照射位置を前記第１方向に移動させつつ前記ワークの第１面に加工ビームを照射して前記第１部分に隣接する第５部分の除去加工を行う
    請求項４から１０のいずれか一項に記載のビーム加工装置。
12. 前記第５部分を除去加工した後に、前記第２部分の除去加工が行われる
    請求項４から１１のいずれか一項に記載のビーム加工装置。
13. 前記制御装置は、前記第３部分を除去加工するときの前記加工ビームの集光位置よりも、前記第４部分を除去加工するときの前記加工ビームの集光位置を、前記加工ビームの進行方向に沿って前記第１面から遠ざける
    請求項４から１２のいずれか一項に記載のビーム加工装置。
14. 前記制御装置は、前記第１部分を除去加工するときの前記加工ビームの集光位置よりも、前記第２部分を除去加工するときの前記加工ビームの集光位置を、前記加工ビームの進行方向に沿って前記第１面から遠ざける
    請求項１から１３のいずれか一項に記載のビーム加工装置。