TW202035047A - 加工系統以及加工方法 - Google Patents
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Abstract
加工系統包括:框體,收容物體;加工裝置,設於框體內,對物體進行加工;測量裝置,設於框體內,對藉由加工裝置進行了加工的物體進行測量;以及控制裝置,使用物體的測量結果來設定加工條件。
Description
本發明例如是有關於一種對物體進行加工的加工系統以及加工方法的技術領域。
專利文獻1中記載了一種加工裝置,其對物體照射雷射(laser)光以對物體進行加工。此類與物體加工相關的技術領域中,期望與物體加工相關的便利性及性能的提高。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:美國專利申請案公開第2002/0017509號說明書
根據第一形態,提供一種加工系統,包括:框體,收容物體;加工裝置,設於所述框體內,對所述物體進行加工;測量裝置,設於所述框體內,對所述物體進行測量;以及控制裝置,使用所述測量裝置得出的測量結果來設定加工條件。
根據第二形態,提供一種加工系統,包括:框體,收容物體;加工裝置,設於所述框體內,對所述物體進行加工;測量裝置,設於所述框體內,對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體的加工量進行測量;以及控制裝置,使用利用所述測量裝置所測量出的所述加工量,來設定加工條件。
根據第三形態,提供一種加工系統,包括:物體載置裝置,載置物體;加工裝置,對載置於所述物體載置裝置的所述物體進行加工;測量裝置,對載置於所述物體載置裝置的所述物體進行測量;以及控制裝置,使用所述測量裝置得出的測量結果來設定加工條件,在所述加工裝置對所述物體的加工與所述測量裝置對所述物體的測量之間,所述物體保持被載置於所述物體載置裝置的狀態。
根據第四形態,提供一種加工系統,包括:加工裝置,對物體進行加工;測量裝置,對所述物體進行測量;位置變更裝置,將所述物體、所述加工裝置與所述測量裝置的位置關係,設為所述物體位於所述加工裝置的加工位置的第一位置關係、或者所述物體位於可由所述測量裝置進行測量的位置的第二位置關係;以及控制裝置,使用所述測量裝置得出的測量結果來設定加工條件。
根據第五形態,提供一種加工系統,包括:加工裝置,具備對物體照射能量射束的照射光學系統,對所述物體進行加工;以及測量裝置,對所述物體進行測量,從所述照射光學系統照射至所述物體上的所述能量射束的照射位置至少在第一方向上可變更,所述加工裝置與所述測量裝置沿著與所述第一方向交叉的第二方向而排列配置。
根據第六形態,提供一種加工方法,包括:使用設在收容物體的框體內的加工裝置,來對所述物體進行加工;使用設在所述框體內的測量裝置,對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體進行測量;以及使用所述物體的測量結果來設定加工條件。
根據第七形態,提供一種加工方法,包括:使用設在收容物體的框體內的加工裝置,來對所述物體進行加工;使用設在所述框體內的測量裝置,對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體的加工位置處的加工量進行測量;以及使用由所述測量裝置所測量出的所述加工量來設定加工條件。
根據第八形態,提供一種加工方法,包括:將物體載置於物體載置裝置;對載置於所述物體載置裝置的所述物體進行加工;對經所述加工且載置於所述物體載置裝置的所述物體進行測量;以及使用所述物體的測量結果來設定加工條件,在所述加工與所述物體的測量之間,所述物體保持被載置於所述物體載置裝置的狀態。
根據第九形態,提供一種加工方法,包括:使用加工裝置來對物體進行加工;使用測量裝置,對經所述加工的所述物體進行測量;將所述物體、所述加工裝置與所述測量裝置的位置關係,設為所述物體位於所述加工裝置的加工位置的第一位置關係、或者所述物體位於所述測量裝置的測量位置的第二位置關係;以及使用所述物體的測量結果來設定加工條件。
根據第十形態,提供一種加工方法,包括:使用加工裝置來對物體照射能量射束,以對所述物體進行加工;以及使用測量裝置,對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體進行測量,所述加工包含:至少在第一方向上變更照射至所述物體上的所述能量射束的照射位置,所述加工裝置與所述測量裝置沿著與所述第一方向交叉的第二方向而排列配置。
本發明的作用及其他優點將根據接下來說明的具體實施方式而明確。
以下,參照圖式來說明加工系統以及加工方法的實施形態。以下,使用對工件W進行加工的加工系統SYS來作為一例,對加工系統以及加工方法的實施形態進行說明。
而且,以下的說明中,使用由彼此正交的X軸、Y軸及Z軸所定義的XYZ正交座標系,來說明構成加工系統SYS的各種構成元件的位置關係。再者,以下的說明中,為了便於說明,設X軸方向及Y軸方向分別為水平方向(即,水平面內的規定方向),Z軸方向為鉛垂方向(即,與水平面正交的方向,實質上為上下方向或重力方向)。而且,將繞X軸、Y軸及Z軸的旋轉方向(換言之,為傾斜方向)分別稱作θX方向、θY方向及θZ方向。此處,也可將Z軸方向設為重力方向。而且,亦可將XY平面設為水平方向。
(1)加工系統SYS的結構
首先,一邊參照圖1,一邊說明加工系統SYS的結構。圖1是表示加工系統SYS的結構的剖面圖。再者,為了簡化圖式,圖1對於加工系統SYS的一部分構成元件未示出其剖面。
如圖1所示,加工系統SYS包括加工裝置1、測量裝置2、載台裝置3、框體4、驅動系統5、驅動系統6以及控制裝置7。
加工裝置1可在控制裝置7的控制下對工件W進行加工。工件W例如既可為金屬,亦可為合金(例如杜拉鋁(duralumin)等),亦可為半導體(例如矽),亦可為樹脂,亦可為碳纖維強化塑膠(CarbonFiberReinforcedPlastic,CFRP)等複合材料,亦可為玻璃,亦可為陶瓷,還可為包含除此以外的任意材料的物體。
加工裝置1為了對工件W進行加工,對工件W照射加工光EL。對於加工光EL,只要可藉由照射至工件W來加工工件W,則亦可為任何種類的光。本實施形態中,使用加工光EL為雷射光的示例來進行說明,但加工光EL亦可為與雷射光為不同種類的光。進而,對於加工光EL的波長,只要可藉由照射至工件W來加工工件W,則亦可為任何波長。例如,加工光EL既可為可見光,亦可為不可見光(例如紅外光及紫外光中的至少一者等)。
本實施形態中,加工裝置1對工件W照射加工光EL1,以進行去除工件W的一部分的去除加工(所謂的切削加工或研削加工)。然而,如後所述,加工裝置1亦可進行與去除加工不同的加工(例如附加加工或標記(marking)加工)。去除加工亦可包含平面切削加工、平面研削加工、圓筒切削加工、圓筒研削加工、開孔切削加工、開孔研削加工、平面研磨加工、切斷加工以及形成任意文字或任意圖案的(換言之,刻畫)雕刻加工(換言之,刻印加工)中的至少一種。
此處,一邊參照圖2(a)至圖2(c)的各個,一邊對使用加工光EL的去除加工的一例進行說明。圖2(a)至圖2(c)分別是表示對工件W進行的去除加工的情形的剖面圖。如圖2(a)所示,加工裝置1對在工件W的表面設定(換言之,形成)的照射區域EA照射加工光EL。當對照射區域EA照射加工光EL時,加工光EL的能量傳遞至工件W中的照射區域EA及與照射區域EA靠近的部分。當因加工光EL的能量引起的熱傳遞時,藉由因加工光EL的能量引起的熱,構成工件W中的照射區域EA及與照射區域EA靠近的部分的材料熔融。熔融的材料變為液滴而飛散。或者,熔融的材料藉由因加工光EL的能量引起的熱而蒸發。其結果,工件W中的照射區域EA及與照射區域EA靠近的部分被去除。即,如圖2(b)所示,在工件W的表面形成凹部(換言之,槽部)。此時可以說,加工裝置1是利用所謂的熱加工的原理來對工件W進行加工。進而,當加工光EL掃描工件W的表面時,照射區域EA在工件W的表面上移動。其結果,如圖2(c)所示,沿著加工光EL的掃描軌跡(即,照射區域EA的移動軌跡),工件W的表面至少被局部去除。即,沿著加工光EL的掃描軌跡(即,照射區域EA的移動軌跡),工件W的表面被實質上削除。因此,加工裝置1藉由沿著與欲去除加工的區域對應的所期望的掃描軌跡來使加工光EL在工件W的表面上進行掃描,便可適當去除工件W中的欲去除加工的部分。
另一方面,根據加工光EL的特性,加工裝置1亦可利用非熱加工(例如,剝蝕(ablation)加工)的原理來對工件W進行加工。即,加工裝置1亦可對工件W進行非熱加工(例如,剝蝕加工)。例如,當使用發光時間為皮秒(picosecond)以下(或者,根據情況為奈秒(nanosecond)或飛秒(femtosecond)以下)的脈衝光來作為加工光EL時,構成工件W中的照射區域EA及與照射區域EA靠近的部分的材料將瞬間蒸發及飛散。再者,當使用發光時間為皮秒以下(或者,根據情況為奈秒或飛秒以下)的脈衝光來作為加工光EL時,構成工件W中的照射區域EA及與照射區域EA靠近的部分的材料亦有時不經過熔融狀態而昇華。因此,如表示藉由非熱加工進行加工的工件W的情形的剖面圖即圖3(a)至圖3(c)所示,可一邊極力抑制因加工光EL的能量引起的熱對工件W的影響,一邊在工件W的表面形成凹部(換言之,槽部)。
為了進行此種去除加工,加工裝置1如表示加工裝置1的結構的剖面圖即圖4所示,包括光源11、光學系統12、分色鏡(dichroic mirror)13、光學系統14、回光防止裝置15以及觀察裝置16。
光源11可生成加工光EL。在加工光EL為雷射光的情況下,光源11例如亦可為雷射二極體(laser diode)。進而,光源11亦可為可脈衝振盪的光源。此時,光源11可生成脈衝光(例如,發光時間為皮秒以下的脈衝光)來作為加工光EL。光源11將所生成的加工光EL朝向光學系統12射出。再者,光源11亦可射出直線偏光狀態的加工光EL。
光學系統12是供從光源11射出的加工光EL入射的光學系統。光學系統12是將入射至光學系統12的加工光EL朝向回光防止裝置15射出的光學系統。即,光學系統12是將從光源11射出的加工光EL導向回光防止裝置15的光學系統。
光學系統12亦可對從光源11射出的加工光EL的狀態進行控制,並且將狀態受到控制的加工光EL朝向回光防止裝置15射出。例如,光學系統12亦可對加工光EL的束徑(即,與加工光EL的行進方向交叉的面內的加工光EL的尺寸)進行控制。光學系統12亦可藉由控制加工光EL的束徑,來控制工件W表面的加工光EL的束徑(即,點徑)。此時,光學系統12亦可具備擴束器(beam expander)121。例如,光學系統12亦可對從光學系統12射出的加工光的收斂度或發散度進行控制。藉此,加工光EL的聚焦位置(例如,所謂的最佳聚焦(best focus)位置)得到控制。此時,光學系統12亦可具備聚焦透鏡122。聚焦透鏡122包含一個以上的透鏡,且是如下所述的光學元件,即,用於藉由對其至少一部分透鏡的沿著光軸方向的位置進行調整,從而變更加工光EL的收斂度或發散度,以調整加工光EL的聚焦位置。再者,聚焦透鏡122既可與擴束器121一體化,亦可獨立於擴束器121。例如,光學系統12亦可對與加工光EL的行進方向交叉的面內的加工光EL的強度分佈進行控制。此時,光學系統12亦可具備可對加工光EL的強度分佈進行控制的強度分佈控制構件123。再者,由光學系統12所控制的加工光EL的狀態除了加工光EL的聚焦位置、加工光EL的束徑、加工光EL的收斂度或發散度、及加工光EL的強度分佈以外,亦可為加工光EL的脈衝長或脈衝數、加工光EL的強度、加工光EL的行進方向、加工光EL的偏光狀態。
分色鏡13將從光學系統12經由回光防止裝置15入射至分色鏡13的加工光EL導向光學系統14。分色鏡13對加工光及與所述加工光為不同波長的觀察光(照明光IL及反射光ILr)中的其中一者進行反射而使另一者透過。圖4所示的示例中,分色鏡13藉由將加工光EL朝向光學系統14反射,從而將加工光EL導向光學系統14。然而,分色鏡13亦可藉由使加工光EL通過而將加工光EL導向光學系統14。
光學系統14是用於將來自分色鏡13的加工光EL照射至(即,導向)工件W的光學系統。為了將加工光EL照射至工件W,光學系統14包括檢流鏡141與fθ透鏡142。檢流鏡141使加工光EL偏向,以使來自fθ透鏡142的加工光EL掃描工件W(即,加工光EL所照射的照射區域EA在工件W的表面移動)。再者,亦可取代檢流鏡141,或者除了檢流鏡141以外,還使用多面鏡(polygon mirror)。檢流鏡141如表示光學系統14的結構的立體圖即圖5所示,包括X掃描鏡141X與Y掃描鏡141Y。X掃描鏡141X將加工光EL朝向Y掃描鏡141Y反射。X掃描鏡141X能以θY方向(即,繞Y軸的旋轉方向)為軸而擺動或旋轉。藉由X掃描鏡141X的擺動或旋轉,加工光EL沿著X軸方向來掃描工件W的表面。藉由X掃描鏡141X的擺動或旋轉,照射區域EA在工件W的表面上沿著X軸方向移動。Y掃描鏡141Y將加工光EL朝向fθ透鏡142反射。Y掃描鏡141Y能以θX方向(即,繞X軸的旋轉方向)為軸而擺動或旋轉。藉由Y掃描鏡141Y的擺動或旋轉,加工光EL沿著Y軸方向來掃描工件W的表面。藉由Y掃描鏡141Y的擺動或旋轉,照射區域EA在工件W的表面上沿著Y軸方向移動。fθ透鏡142是用於將來自檢流鏡141的加工光EL聚光至工件W上的光學元件。再者,X掃描鏡141X亦能以從θY方向(即,繞Y軸的旋轉方向)稍許傾斜的方向為軸而擺動或旋轉,Y掃描鏡141Y亦能以從θX方向(即,繞X軸的旋轉方向)稍許傾斜的方向為軸而擺動或旋轉。再者,本例中,fθ透鏡142是射出面側(工件W側)遠心(telecentric)的光學系統,但作為fθ透鏡142,亦可並非為遠心的光學系統。若fθ透鏡142是射出面側(工件W側)遠心的光學系統,則存在下述優點,即,即使工件W的厚度(Z軸方向的尺寸)有所變化,加工光EL在XY面內的照射位置亦不變。
再次於圖4中,回光防止裝置15防止被工件W反射的加工光EL即回光ELr返回光學系統12及光源11。另一方面,回光防止裝置15將光學系統12所射出的加工光EL導向分色鏡13(即,導向工件W)。為了既防止回光ELr返回光學系統12及光源11,又將加工光EL導向分色鏡13,回光防止裝置15例如亦可利用偏光。在使用此種利用偏光的回光防止裝置15的情況下,較佳為光源11射出直線偏光狀態的加工光EL。再者,在光源11射出圓偏光狀態的加工光EL的情況下,亦可在光源11與回光防止裝置15之間配置1/4波長板。回光防止裝置15例如包括1/2波長板151、偏光分束器(polarizing beam splitter)152、1/4波長板153、1/2波長板154以及射束擴散器(beam diffuser)155。1/2波長板151對來自光學系統12的加工光EL的偏光方向進行變更。例如,1/2波長板151將來自光學系統12的加工光EL的偏光方向變更為可通過偏光分束器152的方向。通過了1/2波長板151的加工光EL通過偏光分束器152。此處,為了便於說明,使用下述示例來進行說明,即,偏光分束器152使偏光分束器的偏光分離面讓p偏光通過,另一方面使s偏光反射。即,使用通過偏光分束器152的加工光EL為p偏光的示例來進行說明。通過了偏光分束器152的加工光EL通過1/4波長板153而成為圓偏光。通過了1/4波長板153的加工光EL通過1/2波長板154。此處,1/2波長板151、1/4波長板153及1/2波長板154分別以加工光EL的行進方向為軸可旋轉地設置。
此外,來自1/2波長板154的加工光EL成為圓偏光而入射至分色鏡13。回光防止裝置15可將加工光EL導向分色鏡13。另一方面,入射至回光防止裝置15的回光ELr在通過了1/2波長板154後入射至1/4波長板153。此時,回光ELr是被工件W的表面反射的加工光EL,因此回光ELr的旋轉方向相對於加工光EL的旋轉方向而反轉。因此,通過了1/4波長板153的回光ELr變為s偏光。其結果,通過了1/4波長板153的回光ELr被偏光分束器152反射。偏光分束器152所反射的回光ELr被射束擴散器155吸收。因此,回光防止裝置15可防止回光ELr返回光學系統12及光源11。藉由使用此回光防止裝置15,照射至工件W的加工光EL成為圓偏光狀態,因此可降低因直線偏光方向引起的加工特性的差異。此種加工特性的差異多根據工件W的材質或朝向工件W的入射角度而不同。因而,藉由使用圓偏光狀態的加工光EL來進行加工,可降低因工件W的材質或朝向工件W的入射角度的不同引起的加工結果的差異。再者,在利用直線偏光狀態的加工光來對工件W進行加工的情況下,亦可在1/4波長板154與工件W之間的光路中配置1/4波長板。
觀察裝置16能以光學方式觀察工件W表面的狀態。例如,圖4表示了觀察裝置16能以光學方式拍攝工件W的表面狀態的示例。此時,觀察裝置16亦可包括光源161、分束器162、陷波濾波器(notch filter)163以及拍攝元件164。光源161生成照明光IL。照明光IL為可見光,但亦可為不可見光。然而,照明光IL的波長與加工光EL的波長不同。尤其,照明光IL的波長被設定為可通過分色鏡13的波長。光源161將所生成的照明光IL朝向分束器162射出。分束器162將來自光源161的照明光IL的至少一部分朝向陷波濾波器163反射。陷波濾波器163是僅使入射的照明光IL中的一部分波長範圍的光衰減的濾波器。再者,亦可使用僅使入射的照明光IL中的一部分波長範圍的光透過的帶通濾波器(band pass filter)。所述陷波濾波器163將通過陷波濾波器163的照明光IL的波長範圍限制為可透過分色鏡13的波長範圍。分束器162所反射的照明光IL經由陷波濾波器163而入射至分色鏡13。入射至分色鏡13的照明光EL通過分色鏡13。其結果,照明光IL經由光學系統14而照射至工件W的表面。即,照明光IL經由與加工光EL的光路至少局部重複的光路而照射至工件W的表面。照明光IL經由將來自光源11的加工光EL導向工件W的光學系統的一部分(圖4所示的示例中,為分色鏡13及光學系統14)而照射至工件W的表面。因而,圖4所示的示例中,將來自光源11的加工光EL導向工件W的光學系統的一部分被共用作為將來自光源161的照明光IL導向工件W的光學系統的一部分。然而,將來自光源11的加工光EL導向工件W的光學系統與將來自光源161的照明光IL導向工件W的光學系統亦可在光學上分離。被照射至工件W表面的照明光IL的至少一部分被工件W的表面反射。其結果,被工件W反射的照明光IL作為反射光ILr而入射至光學系統14。反射光ILr經由光學系統14而入射至觀察裝置16。入射至觀察裝置16的反射光ILr經由陷波濾波器163而入射至分束器162。再者,亦可將照明光IL與反射光ILr稱作觀察光。再者,陷波濾波器163被用作遮光構件,用於防止波長與觀察光不同的加工光EL入射至觀察裝置16的內部(尤其是拍攝元件164)。入射至分束器162的反射光ILr的至少一部分通過分束器162而入射至拍攝元件164。其結果,觀察裝置16能以光學方式拍攝工件W的表面狀態。
觀察裝置16的觀察結果(具體而言,拍攝結果)包含可確定工件W的狀態的資訊。因而,觀察裝置16亦可被用作用於測量工件W的測量裝置。尤其,觀察裝置16的觀察結果(具體而言,拍攝結果)包含可確定工件W的形狀(例如,工件W的表面形狀)的資訊。因而,觀察裝置16亦可被用作用於測量工件W的形狀的測量裝置。此時可以說,加工裝置1的一部分與用於測量工件W的測量裝置(圖4所示的示例中為觀察裝置16)的至少一部分共用。
再次於圖1中,測量裝置2可在控制裝置7的控制下,對測量對象物進行測量。測量對象物例如包含工件W。例如,測量裝置2亦可為可對工件W的狀態進行測量的裝置。工件W的狀態亦可包含工件W的位置。工件W的位置亦可包含工件W的表面位置。工件W的表面位置亦可包含將工件W的表面細分化的各面部分在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向中的至少一方向上的位置。工件W的狀態亦可包含工件W的形狀(例如,三次元形狀)。工件W的形狀亦可包含工件W的表面形狀。工件W的表面形狀亦可除了所述工件W的表面位置以外或者取代於此,而包含將工件W的表面細分化的各面部分的方向(例如各面部分的法線方向,與各面部分相對於X軸、Y軸及Z軸中的至少一軸的傾斜量實質上等價)。工件W的狀態亦可包含工件W的尺寸(例如在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向中的至少一方向上的尺寸)。與測量裝置2的測量結果相關的測量資訊從測量裝置2輸出至控制裝置7。
為了測量工件W,測量裝置2亦可包括測量曝射區域MSA的大小(換言之,廣度)及測量解析度中的至少一者不同的多個測量裝置21。再者,本實施形態中的「測量曝射區域MSA」表示在將測量裝置21與測量對象物(例如工件W)的位置關係予以固定的狀態下(即,不變更),進行測量裝置21的測量的區域(換言之,範圍)(參照後述的圖8及圖9等)。再者,亦可將測量曝射MSA稱作測量裝置2的可測量範圍、可測量區(field)。圖1表示測量裝置2包括二個測量裝置21(具體而言為測量裝置21-1及測量裝置21-2)的示例。然而,測量裝置2亦可包括單個測量裝置21。多個測量裝置21中的第一測量裝置21的測量曝射區域MSA亦可廣於(即,亦可大於)多個測量裝置21中的與第一測量裝置21不同的第二測量裝置21的測量曝射區域MSA。另一方面,具有相對較廣的測量曝射區域MSA的第一測量裝置21的測量解析度亦可低於具有相對較窄的測量曝射區域MSA的第二測量裝置21的測量解析度。即,具有相對較窄的測量曝射區域MSA的第二測量裝置21的測量解析度亦可高於具有相對較廣的測量曝射區域MSA的第一測量裝置21的測量解析度。若以圖1所示的示例而言,則測量裝置21-1的測量曝射區域MSA亦可廣於測量裝置21-2的測量曝射區域MSA,測量裝置21-1的測量解析度亦可低於測量裝置21-2的測量解析度。作為滿足此種條件的測量裝置21-1及測量裝置21-2的一例,可列舉:使用將狹縫光投影至工件W的表面並且對所投影的狹縫光的形狀進行測量的光截法來測量工件W的測量裝置21-1;以及使用對經由工件W的白色光與未經由工件W的白色光的干涉圖案進行測量的白色干涉法來測量工件W的測量裝置21-2。測量裝置21-2亦可為邁克生干涉儀(Michelson interferometer)、米勞干涉儀(Mirau interferometer)或林尼克干涉儀(Linnik interferometer)。再者,此處所說的白色光亦可為相對於單色光具備波長區間(頻譜寬)的含義。然而,各測量裝置21亦可使用與光截法及白色干涉法不同的其他方法來測量工件W。作為其他方法的一例,可列舉圖案投影法、飛行時間(timeofflight)法、雲紋圖(moire topography)法(具體而言,光柵照射法或光柵投影法)、全像(holographic)干涉法、自準直(auto collimation)法、立體(stereo)法、像散法、臨界角法、刀鋒(knifeedge)法、干涉測量法以及共焦法中的至少一種,所述圖案投影法是將光圖案投影至工件W的表面,對所投影的圖案的形狀進行測量,所述飛行時間法是將光投射至工件W的表面,根據直至所投射的光返回為止的時間來測定直至工件W為止的距離,並在工件W上的多個位置進行此測定。無論在哪種情況下,測量裝置21均亦可包括光源及受光器,所述光源射出測量光(例如狹縫光或白色光),所述受光器接受來自被照射有測量光的工件W的光(例如測量光的反射光)。受光器既可包含單個光檢器(photo detector),亦可包含沿一次元方向排列的多個光檢器,還可包含沿二次元方向排列的多個光檢器。
載台裝置3被配置(即,設置)於加工裝置1及測量裝置2的下方(即,-Z側)。載台裝置3包括平台31及載台32。平台31被配置於框體4的底面上(或,載置框體4的地板面等支持面上)。在平台31上,配置載台32。在框體4的底面或載置框體4的地板面等支持面與平台31之間,亦可設置有未圖示的防振裝置,用於降低平台31的振動向載台32的傳遞。進而,在平台31上,亦可配置有支持加工裝置1及測量裝置2的支持框架8。即,加工裝置1及測量裝置2(進而,載台32)亦可由相同的平台31予以支持。然而,加工裝置1的至少一部分亦可不配置於平台31上。而且,測量裝置2的至少一部分亦可不配置於平台31上。加工裝置1的至少一部分與測量裝置2的至少一部分亦可配置於各不相同的平台(或者其他的支持面)上。再者,測量系統SYS亦可省略平台31而構成。此時,亦可在框體4的規定結構上設置載台32。
載台32既可包含石英玻璃,亦可包含其他材料(例如花崗岩(granite)等石材、金屬、陶瓷等)。在載台32上,載置工件W。具體而言,載台32的表面包含可載置工件W的載置面321。載置面321是與XY平面平行的面。工件W被載置於載置面321上。此時,載台32亦可不保持所載置的工件W。或者,載台32亦可保持所載置的工件W。例如,載台32亦可藉由真空吸附及/或靜電吸附工件W來保持工件W。再者,圖1表示在載台32的載置面321形成有用於真空吸附工件W的至少一個開口322的示例。載台32藉由經由所述開口322來抽吸工件W的背面,從而真空吸附工件W。
載台32可在控制裝置7的控制下,保持載置有工件W的狀態而於平台31上移動。載台32可相對於平台31、加工裝置1及測量裝置2中的至少一者而移動。載台32可沿著X軸方向及Y軸方向分別移動。此時,載台32可沿著與XY平面平行的載台行走面而移動。載台32亦可進而沿著Z軸方向、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一方向而移動。為了使載台32移動,載台裝置3包括載台驅動系統33。載台驅動系統33例如使用任意馬達(例如線性馬達(linear motor)等)來使載台32移動。進而,載台裝置3為了測量載台32的位置而包括位置測量器34。位置測量器34例如亦可包含編碼器(encoder)及雷射干涉儀中的至少一者。
當載台32移動時,載台32(進而,載置於載台32的工件W)、加工裝置1與測量裝置2的位置關係發生變化。即,當載台32移動時,載台32(進而,載置於載台32的工件W)相對於加工裝置1及測量裝置2的位置發生變化。因而,使載台32移動,等價於變更載台32(進而,載置於載台32的工件W)、加工裝置1與測量裝置2的位置關係。
亦可使載台32移動,以使得在加工裝置1對工件W進行加工的加工期間的至少一部分,工件W的至少一部分位於加工曝射區域PSA內。亦可使載台32移動,以使得在加工期間的至少一部分,加工曝射區域PSA位於工件W上。再者,本實施形態中的「加工曝射區域PSA」,表示在將加工裝置1與加工對象物(例如工件W)的位置關係予以固定的狀態下(即,不變更),進行加工裝置1的加工的區域(換言之,範圍)。典型而言,加工曝射區域PSA如圖5所示,被設定為與在將加工裝置1與加工對象物的位置關係予以固定的狀態下藉由檢流鏡141而偏向的加工光EL的掃描範圍一致、或者較所述掃描範圍為窄的區域。換言之,加工曝射區域PSA被設定為與在將加工裝置1與加工對象物的位置關係予以固定的狀態下被照射加工光EL的照射區域EA可移動的範圍一致、或者較所述範圍為窄的區域。因此,加工曝射區域PSA成為以加工裝置1為基準而定的區域(即,與加工裝置1具有規定位置關係的區域)。當工件W的至少一部分位於加工曝射區域PSA內(即,加工曝射區域PSA位於工件W上)時,加工裝置1可將加工光EL照射至位於加工曝射區域PSA內的工件W的至少一部分。其結果,工件W的至少一部分在被載置於載台32上的狀態(或者,被保持於載台32的狀態)下,由加工裝置1所照射的加工光EL進行加工。再者,在工件W大至工件W無法整體位於加工曝射區域PSA內的程度的情況下,在工件W中的第一部分包含於加工曝射區域PSA內的狀態下對第一部分進行加工,隨後,載台32移動(進而,根據需要,藉由後述的驅動系統5來使加工裝置1移動),以使工件W中的與第一部分不同的第二部分包含於加工曝射區域PSA,隨後,對工件W中的第二部分進行加工。以後,重複同樣的動作,直至工件W的加工完成為止。
亦可使載台32移動,以使得在測量裝置2測量工件W的測量期間的至少一部分,工件W的至少一部分位於測量曝射區域MSA內。亦可使載台32移動,以使得在測量期間的至少一部分,測量曝射區域MSA位於工件W上。例如,在測量裝置2包括使用光截法的測量裝置21-1及使用白色干涉法的測量裝置21-2的情況下,典型的是,測量曝射區域MSA被設定為在將測量裝置2與測量對象物的位置關係予以固定的狀態下與可照射用於光截法的狹縫光及/或用於白色干涉法的白色光的範圍(例如狹縫光及/或白色光的掃描範圍)一致、或者較所述範圍為窄的範圍。測量曝射區域MSA亦可被設定為,與在將測量裝置2與測量對象物的位置關係予以固定的狀態下接受來自被照射有狹縫光及/或白色光的工件W的光的受光器的受光面(例如單個光檢器、或者沿一次元方向或二次元方向排列的多個光檢器的受光面)對應的範圍。因此,測量曝射區域MSA成為以測量裝置2為基準而定的區域(即,與測量裝置2具有規定位置關係的區域)。在工件W的至少一部分位於測量曝射區域MSA內(即,測量曝射區域MSA位於工件W上)的情況下,測量裝置2可對位於測量曝射區域MSA內的工件W的至少一部分進行測量。即,工件W的至少一部分在被載置於載台32上的狀態(或,被保持於載台32的狀態)下,由測量裝置2進行測量。再者,在工件W大至工件W無法整體位於測量曝射區域MSA內的程度的情況下,在工件W中的第一部分包含於測量曝射區域MSA的狀態下對第一部分進行測量,隨後,載台32移動(進而,根據需要,藉由後述的驅動系統6來使測量裝置2移動),以使工件W中的與第一部分不同的第二部分包含於測量曝射區域MSA,隨後,對工件W中的第二部分進行測量。以後,重複同樣的動作,直至工件W的測量完成為止。在使用光截法的測量裝置21-1中,測量曝射區域MSA典型的是沿規定方向伸展的狹縫形狀,因此亦可沿著與所述狹縫的長邊方向交叉的方向而藉由載台32來使工件W移動並進行工件W的測量。
載台32亦可在載台32上載置有工件W的狀態下,在加工曝射區域PSA與測量曝射區域MSA之間移動。載台32亦可在載台32上載置有工件W的狀態下移動,以使得工件W在加工曝射區域PSA與測量曝射區域MSA之間移動。即,亦可為,工件W除了加工裝置1對工件W進行加工的加工期間及測量裝置2對工件W進行測量的測量期間以外,在工件W於加工曝射區域PSA與測量曝射區域MSA之間移動的移動期間內,亦保持被載置於載台32的狀態。工件W亦可在加工裝置1對工件W的加工與測量裝置2對工件W的測量之間,保持被載置於載台32的狀態。工件W亦可在從加工裝置1對工件W的加工直至測量裝置2對工件W的測量為止的期間,保持被載置於載台32的狀態。工件W亦可在從測量裝置2對工件W的測量直至加工裝置1對工件W的加工為止的期間,保持被載置於載台32的狀態。換言之,在從加工裝置1對工件W的加工完成直至測量裝置2對工件W的測量開始為止的期間、或者在從測量裝置2對工件W的測量完成直至加工裝置1對工件W的加工開始為止的期間,亦可不從載台32拆下工件W。
在載台32保持工件W的情況下,在加工期間的至少一部分由載台32保持工件W的保持形態、與在測量期間的至少一部分由載台32保持工件W的保持形態亦可相同。作為保持形態的一例,可列舉載台32保持工件W的力。在載台32藉由真空吸附工件W來保持工件W的情況下,載台32保持工件W的力依存於經由開口322的排氣速度。此時,為了使載台32保持工件W的力變得相同,加工期間內的排氣速度與測量期間內的排氣速度亦可為相同。在載台32藉由靜電吸附工件W來保持工件W的情況下,載台32保持工件W的力依存於施加至電極的電壓。此時,為了使載台32保持工件W的力變得相同,在加工期間內施加至靜電吸附用電極的電壓與在測量期間內施加至靜電吸附用電極的電壓亦可為相同。然而,在加工期間的至少一部分由載台32保持工件W的保持形態與在測量期間的至少一部分由載台32保持工件W的保持形態亦可不同。而且,亦可在工件W上放置配重(weight)。尤其在工件W為輕量或小型的情況下有效。
再者,載台32亦可具有多個載台32。
再者,本例中,加工裝置1與測量裝置2是沿著載台32的移動方向而配置。例如,若載台32的移動方向至少為Y方向,則加工裝置1與測量裝置2沿著Y方向而排列配置。此處,加工裝置1與測量裝置2亦可沿著與載台32的移動方向交叉的方向而配置。
而且,本例中,加工裝置1及測量裝置2是沿著與加工裝置1的加工光EL的掃描方向交叉的方向而配置。例如,若加工裝置1的加工光EL的掃描方向為X方向,則加工裝置1與測量裝置2沿著與X方向交叉的Y方向而排列配置。此處,加工裝置1與測量裝置2亦可在沿著加工光EL的掃描方向的方向上配置。
框體4在相對於框體4的外部空間而隔開的內部的收容空間SP,收容加工裝置1、測量裝置2及載台裝置3。即,本實施形態中,加工裝置1、測量裝置2及載台裝置3被配置於相同的框體4中。加工裝置1、測量裝置2及載台裝置3被配置於相同的收容空間SP內。在載台裝置3的載台32上載置有工件W的情況下,框體4在其內部的收容空間SP內收容工件W。即,加工裝置1、測量裝置2及工件W被配置於相同的收容空間SP內。然而,加工裝置1的至少一部分亦可不配置於收容空間SP內。加工裝置1的至少一部分亦可不配置於框體4的外部。測量裝置2的至少一部分亦可不配置於收容空間SP內。測量裝置2的至少一部分亦可不配置於框體4的外部。載台裝置3的至少一部分亦可不配置於收容空間SP內。載台裝置3的至少一部分亦可不配置於框體4的外部。
如此,加工裝置1、測量裝置2及載台裝置3(進而,工件W)被配置於相同的收容空間SP內,因此,載台32在載台32上載置有工件W的狀態下,可在加工曝射區域PSA與測量曝射區域MSA之間移動。進而,在加工期間的至少一部分及測量期間的至少一部分這兩期間,可由相同的框體4繼續收容工件W。換言之,在加工期間的至少一部分及測量期間的至少一部分這兩期間,工件W可繼續位於相同的框體4的內部。
驅動系統5在控制裝置7的控制下,使加工裝置1移動。驅動系統5使加工裝置1相對於平台31、載台32及載置於載台32的工件W中的至少一者而移動。驅動系統5亦可使加工裝置1相對於測量裝置2而移動。驅動系統5使加工裝置1沿著X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一方向而移動。驅動系統5例如包含馬達等。進而,加工系統SYS包括位置測量器51,該位置測量器51可對驅動系統5所移動的加工裝置1的位置進行測量。位置測量器51例如亦可包含編碼器及雷射干涉儀中的至少一者。
當驅動系統5使加工裝置1移動時,照射區域EA及加工曝射區域PSA在工件W上移動。因而,驅動系統5藉由使加工裝置1移動,從而可變更工件W與照射區域EA及加工曝射區域PSA的位置關係。然而,由於載台32可移動,因而即使加工裝置1並非可移動,仍可變更工件W與照射區域EA及加工曝射區域PSA的位置關係。因此,加工裝置1亦可並非為可移動。此時,加工系統SYS亦可不包括驅動系統5。
而且,本實施形態中,載台32可沿XY方向移動,因而亦可為,加工裝置1可沿Z軸方向移動。此時,亦可藉由加工裝置1朝向Z軸方向的移動,來進行加工光EL的聚焦位置的控制、觀察裝置16的焦點位置的控制。
驅動系統6在控制裝置7的控制下,使測量裝置2移動。驅動系統6使測量裝置2相對於平台31、載台32及載置於載台32的工件W中的至少一者而移動。驅動系統6亦可使測量裝置2相對於加工裝置1而移動。驅動系統6使測量裝置2沿著X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一方向而移動。驅動系統6例如包含馬達等。進而,加工系統SYS包括位置測量器61,所述位置測量器61可對驅動系統6所移動的測量裝置2的位置進行測量。位置測量器61例如亦可包含編碼器及雷射干涉儀中的至少一者。
當驅動系統6使測量裝置2移動時,測量曝射區域MSA在工件W上移動。因而,驅動系統6藉由使測量裝置2移動,從而可變更工件W與測量曝射區域MSA的位置關係。然而,由於載台32可移動,因而即使測量裝置2並非可移動,仍可變更工件W與測量曝射區域MSA的位置關係。因此,測量裝置2亦可並非為可移動。此時,加工系統SYS亦可不包括驅動系統6。
而且,本實施形態中,載台32可沿XY方向移動,因而亦可為,測量裝置2可沿Z軸方向移動。此時,亦可藉由測量裝置2朝向Z軸方向的移動,來進行測量裝置2的焦點位置的控制。
再者,在測量裝置2包括多個測量裝置21的情況下,驅動系統6既可使多個測量裝置21統一移動,亦可使各測量裝置21個別地移動。
控制裝置7控制加工系統SYS的動作。控制裝置7例如亦可包含中央處理單元(CentralProcessingUnit,CPU)及圖形處理單元(GraphicsProcessingUnit,GPU)中的至少一者與記憶體。尤其,在本實施形態中,控制裝置7設定工件W的加工條件,並且控制加工裝置1、測量裝置2、載台裝置3、驅動系統5及驅動系統6,以按照所設定的加工條件來對工件W進行加工。再者,控制裝置7亦可並非配置於加工系統SYS的內部,例如,亦可在加工系統SYS外作為伺服器(server)等而配置。此時,控制裝置7與加工系統SYS亦可利用有線、無線等通信線路而連接。
(2)加工系統SYS的動作
繼而,對加工系統SYS所進行的動作進行說明。
(2-1)加工動作
首先,一邊參照圖6,一邊對加工系統SYS所進行的動作之一即加工動作(即,對工件W進行加工的動作)進行說明。圖6是表示加工系統SYS所進行的加工動作的流程的流程圖。
如圖6所示,將預定要藉由加工裝置1進行加工的工件W新載置於載台32上(步驟S101)。即,將未加工的工件W新載置於載台32上。例如,從框體4的外部將未加工的工件W搬送至框體4內部的收容空間SP,隨後,將搬送至收容空間SP的工件W新載置於載台32。再者,工件W亦可由載台32予以保持。
本實施形態中,為了便於說明,如表示未加工的工件W的剖面的剖面圖即圖7(a)及表示未加工的工件W的上表面的平面圖即圖7(b)所示,使用在表面形成有朝+Z側突出的突起Wp的工件W作為一例,來進行加工動作的說明。尤其,在本實施形態中,使用以去除突起Wp的方式對工件W進行的加工動作作為一例,來說明加工動作。然而,加工系統SYS可藉由進行基於圖6所示的流程圖的加工動作,來對具有與圖7(a)及圖7(b)所示的工件W不同的形狀的任意工件進行加工。
將工件W載置於載台32後,測量裝置2所具備的測量裝置21-1測量工件W(步驟S111)。具體而言,首先,載台32及/或測量裝置21-1移動,以使工件W整體(或者,根據情況為一部分)位於測量裝置21-1的測量曝射區域MSA內。隨後,測量裝置21-1測量工件W。由於測量裝置21-1的測量曝射區域MSA廣於測量裝置2-12的測量曝射區域MSA,因此在本實施形態中為了便於說明,將借助測量裝置21-1所進行的測量稱作「廣域測量」。
進行廣域測量的測量裝置21-1的測量曝射區域MSA的外緣亦可如表示測量曝射區域MSA與工件W的位置關係的一例的平面圖即圖8所示,具有可包含工件W的整個表面的程度的大小。XY平面(或者沿著工件W表面的面,以下相同)內的測量裝置21-1的測量曝射區域MSA的外緣大小既可較XY平面內的工件W的表面的外緣大小為大,或者亦可為相同。此時,在載台32移動以使工件W位於測量曝射區域MSA內之後,即使載台32及測量裝置21-1不移動,測量裝置21-1亦能完成工件W的廣域測量。
或者,測量裝置21-1的測量曝射區域MSA的外緣亦可如表示測量曝射區域MSA與工件W的位置關係的另一例的平面圖即圖9所示,具有可包含工件W的一部分表面、另一方面無法包含工件W的另一部分表面的程度的大小。XY平面內的測量裝置21-1的測量曝射區域MSA的外緣大小亦可較XY平面內的工件W表面的外緣大小為小。此時,重複下述動作,即:每當在載台32移動以使工件W的一部分位於測量曝射區域MSA內之後,如上所述,測量裝置21-1完成工件W中的位於測量曝射區域MSA內的部分的測量時,載台32及/或測量裝置21-1移動,以使工件W中的測量裝置21-1尚未測量的其他部分位於測量曝射區域MSA內。即,重複下述動作:每當測量裝置21-1完成工件W中的位於測量曝射區域MSA內的部分的測量時,使測量曝射區域MSA相對於工件W的表面而沿著X軸方向及Y軸方向中的至少一方向移動。
此時,如表示相對於工件W的表面而移動的測量曝射區域MSA的移動軌跡的一例的平面圖即圖10(a)所示,測量曝射區域MSA亦能以移動前的測量曝射區域MSA與移動後的測量曝射區域MSA不重複的方式而移動。即,測量曝射區域MSA亦能以包含工件W表面的第一部分的測量曝射區域MSA、與包含工件W表面的跟第一部分鄰接的第二部分的測量曝射區域MSA不重複的方式而移動。測量曝射區域MSA亦能以移動前的測量曝射區域MSA中所含的工件W表面的第一部分、與移動後的測量曝射區域MSA中所含的工件W表面的第二部分不重複的方式而移動。或者,如表示相對於工件W的表面而移動的測量曝射區域MSA的移動軌跡的一例的平面圖即圖10(b)所示,測量曝射區域MSA亦能以移動前的測量曝射區域MSA與移動後的測量曝射區域MSA局部重複的方式而移動。即,測量曝射區域MSA亦能以包含工件W表面的第一部分的測量曝射區域MSA、與包含工件W表面的跟第一部分鄰接的第二部分的測量曝射區域MSA局部重複的方式而移動。測量曝射區域MSA亦能以移動前的測量曝射區域MSA中所含的工件W表面的第一部分、與移動後的測量曝射區域MSA中所含的工件W表面的第二部分局部重複的方式而移動。再者,上述中,是使工件W相對於測量曝射區域MSA而移動,但例如亦可藉由測量裝置21-1的移動來使測量曝射區域MSA相對於工件W而移動。
再次於圖6中,進行了工件W的廣域測量後,控制裝置7判定表示測量裝置21-1的測量結果的廣域測量資訊是否存在缺損(步驟S112)。此處所述的缺損是指廣域測量資訊中未包含與工件W表面的某部分的測量結果相關的資訊。若步驟S112中的判定結果是判定為廣域測量資訊存在缺損(步驟S112:是(Yes)),則控制裝置7使用現有的資料插值法等,來對缺損的資訊進行插值(步驟S113)。或者,控制裝置7亦可控制測量裝置21-1等,控制測量裝置21-1等,以再次測量工件W中的與缺損的資訊對應的部分。此時,亦可改變測量裝置21-1的測量條件(例如波長或測量裝置21-1的方向等)來再次測量。
隨後,控制裝置7基於廣域測量資訊而生成工件W的三次元模型資料(步驟S114)。以下,為了便於說明,將基於廣域測量資訊的三次元模型資料稱作「廣域3D模型資料」。再者,於步驟S101中,若是已生成廣域3D模型資料的工件W被新載置於載台32,則測量裝置21-1亦可不於步驟S111中進行廣域測量。具體而言,亦可不進行用於生成廣域3D資料的步驟S111至步驟S114的動作。此時,亦可使用已生成的廣域3D資料來進行步驟S115以下的動作。
隨後,控制裝置7確定工件W在載台32移動時所用的座標系(以下,稱作「載台座標系」)內的位置(步驟S115)。具體而言,測量裝置21-1在進行步驟S111中的廣域測量時,對預先形成於載台32表面(或者平台31等其他構件)的基準標記(例如後述的開口93d(參照圖39(a)及圖39(b))、標識AM(參照圖49(a)至圖49(d))或除此以外的任意標記)。與基準標記的測量結果相關的資訊包含與基準標記的位置相關的資訊。因此,控制裝置7可基於包含基準標記的測量結果的廣域測量資訊,來確定基準標記與工件W的位置關係。進而,由於在載台32形成有基準標記(即,基準標記與載台32的位置關係已被固定),因而控制裝置7可基於與由位置測量器34所測量的載台32的位置(即,在載台座標系內的位置)相關的資訊、及與基準標記和載台32的位置關係相關的資訊,來確定基準標記在載台座標系內的位置。其結果,控制裝置7可基於與基準標記在載台座標系內的位置相關的資訊、及與藉由廣域測量所測量出的基準標記和工件W的位置關係相關的資訊,來確定工件W在載台座標系內的位置。再者,亦可取代對載台32的基準標記的測量,而測量載台32的特徵點。
隨後,控制裝置7對工件W中的加工裝置1應實際加工的加工對象區域TA進行設定(步驟S116)。例如,控制裝置7亦可根據對基於在步驟S114中生成的廣域3D模型資料的工件W的三次元模型進行了確認的加工系統SYS的用戶指示(例如,設定加工對象區域TA的指示),來設定加工對象區域TA。或者,例如,控制裝置7亦可確定工件W中的滿足規定的特定條件的部分,並且設定包含所確定的部分的加工對象區域TA。具體而言,例如,若設定有「將沿著Z軸方向比周圍的面突出規定量以上的面設定為加工對象區域TA」這一特定條件,則控制裝置7亦可確定工件W中的沿著Z軸方向比周圍的面突出規定量以上的面,並且設定包含所確定的面的加工對象區域TA。再者,以下的說明中,如表示加工對象區域TA與工件W的位置關係的一例的剖面圖即圖11(a)、以及表示加工對象區域TA與工件W的位置關係的一例的平面圖即圖11(b)所示,使用設定包含突起Wp的加工對象區域TA的示例來進行說明。
隨後,測量裝置2所具備的測量裝置21-2對工件W中的包含於加工對象區域TA的部分即加工對象部分W_target進行測量(步驟S121)。再者,圖11(a)及圖11(b)所示的示例中,加工對象部分W_target與突起Wp一致(或者,包含突起Wp的至少一部分)。具體而言,首先,載台32及/或測量裝置21-2移動,以使加工對象區域TA整體(或者,根據情況為一部分)位於測量裝置21-2的測量曝射區域MSA內。即,載台32移動,以使加工對象部分W_target整體(或者,根據情況為一部分)位於測量裝置21-2的測量曝射區域MSA內。隨後,測量裝置21-2對加工對象部分W_target進行測量。由於測量裝置21-2的測量解析度高於測量裝置21-1的測量解析度,因此在本實施形態中為了便於說明,將借助測量裝置21-2所進行的測量稱作「精密(fine)測量」。
進行精密測量的測量裝置21-2的測量曝射區域MSA的外緣亦可具有可包含整個加工對象區域TA的程度的大小。XY平面內的測量裝置21-2的測量曝射區域MSA的外緣大小既可較XY平面內的加工對象區域TA的外緣大小為大,或者亦可為相同。此時,在載台32移動以使加工對象區域TA位於測量曝射區域MSA內之後,即使載台32及測量裝置21-2不移動,測量裝置21-2亦可完成加工對象部分W_target的廣域測量。
或者,進行精密測量的測量裝置21-2的測量曝射區域MSA的外緣亦可具有無法包含整個加工對象區域TA的程度的大小。XY平面內的測量裝置21-2的測量曝射區域MSA的外緣大小亦可較XY平面內的加工對象區域TA的外緣大小為小。此時,重複下述動作,即:每當在載台32移動以使加工對象部分W_target位於測量曝射區域MSA內之後,如上所述,測量裝置21-2完成加工對象部分W_target中的位於測量曝射區域MSA內的部分的測量時,載台32及/或測量裝置21-2移動,以使加工對象部分W_target中的測量裝置21-2尚未測量的其他部分位於測量曝射區域MSA內。即,重複下述動作:每當測量裝置21-2完成加工對象部分W_target中的位於測量曝射區域MSA內的部分的測量時,使測量曝射區域MSA相對於工件W的表面而移動。此時,測量裝置21-2的測量曝射區域MSA亦可與測量裝置21-1的測量曝射區域MSA同樣地,以移動前的測量曝射區域MSA與移動後的測量曝射區域MSA不重複的方式而移動。或者,測量曝射區域MSA亦能以移動前的測量曝射區域MSA與移動後的測量曝射區域MSA局部重複的方式而移動。
在進行了工件W的精密測量後,控制裝置7基於表示測量裝置21-2的測量結果的精密測量資訊,來生成加工對象部分W_target的三次元模型資料(步驟S122)。以下,為了便於說明,將基於精密測量資訊的三次元模型資料稱作「精密3D模型資料」。再者,在步驟S101中,若是已生成精密3D模型資料的工件W被新載置於載台32,則測量裝置21-2亦可不於步驟S121中進行精密測量。具體而言,亦可不進行用於生成精密3D資料的步驟S121至步驟S122的動作。此時,亦可使用已生成的精密3D資料來進行步驟S123以下的動作。此時,精密3D資料亦可使用3D-電腦輔助設計(Computer Aided Design,CAD)而生成。
進而,控制裝置7確定加工對象部分W_target在載台座標系內的位置(步驟S123)。再者,確定加工對象部分W_target在載台座標系內的位置的動作只要與確定工件W在載台座標系內的位置的動作(圖6的步驟S116)同樣地進行即可,因此省略其詳細說明。
隨後,控制裝置7以規定的切片間距來對精密3D模型資料進行切片處理,以製作切片資料,所述切片資料相當於被切片成層狀的加工對象部分W_target的三次元模型資料(步驟S124)。具體而言,首先,控制裝置7指定基準去除厚度量,所述基準去除厚度量是表示藉由加工光EL的一次掃描而去除的去除部分的厚度(即,Z軸方向上的長度)的參數。基準去除厚度量依存於加工光EL的特性。加工光EL的特性例如亦可包含加工光EL的總能量的量(例如,從加工光EL傳遞至工件W的能量的總量)、加工光EL的每單位面積的能量的量(例如,從加工光EL傳遞至工件W的每單位面積的能量的量,所謂的通量(fluence))、加工光EL的每單位時間的能量的量(例如,從加工光EL傳遞至工件W的每單位時間的能量的量)、加工光EL所照射的照射區域EA的尺寸及加工光EL的照射時間中的至少一者。加工光EL的特性亦可包含加工光EL的聚焦位置、束徑(或者點徑)及偏光狀態中的至少一者。在加工光EL為脈衝光的情況下,加工光EL的特性亦可包含每單位時間的脈衝數。因而,控制裝置7基於加工裝置1所照射的加工光EL的特性,來指定基準去除厚度量。隨後,控制裝置7以相當於基準去除厚度量的切片間距來對精密3D模型資料進行切片處理。其結果,生成切片資料,所述切片資料相當於藉由在Z軸方向上對加工對象部分W_target進行切片而獲得的多個層狀結構部分SL的三次元模型資料。即,如表示加工對象部分W_target及多個層狀結構部分SL的剖面的剖面圖即圖12所示,控制裝置7生成包含多個三次元模型資料的切片資料,所述多個三次元模型資料與藉由沿著Z軸方向予以積層而構成加工對象部分W_target的多個層狀結構部分SL分別對應。再者,多個層狀結構部分SL是資料上的假想性者。
各層狀結構部分SL可視為相當於去除部分,該去除部分是藉由在將Z軸方向上的工件W與加工裝置1的位置關係(尤其是工件W與加工光EL的聚焦位置的位置關係)予以固定的狀態下進行的加工光EL的掃描而被去除的部分。因而,可視為加工裝置1依序去除多個層狀結構部分SL。具體而言,首先,藉由加工裝置1,將相當於最上層的層狀結構部分SL#1的部位予以去除。隨後,載台32及/或加工裝置1移動,以使加工裝置1相對於工件W而以基準去除厚度量靠近。或者,控制光學系統12,以使加工光EL的聚焦位置相對於工件W而以基準去除厚度量靠近。隨後,藉由加工裝置1,將相當於層狀結構部分SL#1下一層的層狀結構部分SL#2的部位予以去除。以下,重複同樣的動作,直至相當於所有層狀結構部分SL的部位被去除為止。
此時,切片資料亦可表示在去除各層狀結構部分SL的過程中,在加工對象區域TA內實際進行去除加工的區域。即,切片資料亦可表示在去除各層狀結構部分SL的過程中,加工對象區域TA內的進行去除加工的預定區域。在加工對象區域TA內實際進行去除加工的區域中,存在相當於層狀結構部分SL的實際部位。因而,切片資料亦可表示下述部位所處的區域,該部位相當於在去除相當於各層狀結構部分SL的部位的時間點,在加工對象區域TA內應實際去除的層狀結構部分SL。對於在加工對象區域TA內實際進行去除加工的區域,實際照射加工光EL。另一方面,對於加工對象區域TA內未實際進行去除加工的位置(即,未預定進行去除加工的區域),不照射加工光EL。因此,切片資料亦可表示在去除各層狀結構物SL的過程中,在加工對象區域TA內實際照射照射光EL的區域。即,切片資料亦可表示在去除各層狀結構物SL的過程中,加工對象區域TA內的照射光EL的照射預定區域。例如,圖13(a)示意性地表示了下述示例,即,切片資料表示在去除相當於層狀結構部分SL#1的部位的過程中,在加工對象區域TA內實際進行去除加工的區域。圖13(b)示意性地表示了下述示例,即,切片資料表示在去除相當於層狀結構部分SL#2的部位的過程中,在加工對象區域TA內實際進行去除加工的區域。圖13(c)示意性地表示了下述示例,即,切片資料表示在去除相當於層狀結構部分SL#3的部位的過程中,在加工對象區域TA內實際進行去除加工的區域。圖13(d)示意性地表示了下述示例,即,切片資料表示在去除相當於層狀結構部分SL#n(其中,n為層狀結構部分SL的數)的部位的過程中,在加工對象區域TA內實際進行去除加工的位置。
再次於圖6中,隨後,控制裝置7基於在步驟S124中生成的切片資料,來設定對工件W進行去除加工時的加工條件(步驟S125)。具體而言,控制裝置7設定加工條件,所述加工條件規定為了適當去除工件W中的加工對象部分W_target而求出的加工裝置1、載台裝置3及/或驅動系統5的動作內容。因而,只要加工裝置1、載台裝置3及/或驅動系統5基於在步驟S125中設定的加工條件來進行動作,便可適當去除工件W中的加工對象部分W_target。
加工條件亦可包含與對工件W進行加工的加工裝置1相關的第一條件。第一條件亦可包含與所述加工光EL的特性相關的條件。第一條件亦可包含與加工光EL的照射位置相關的條件。第一條件亦可包含與加工光EL的照射時機(timing)(例如,啟動加工光EL的時機及/或關閉加工光EL的時機)相關的條件。第一條件亦可包含與工件W上的照射區域EA的大小及/或形狀相關的條件。在加工光EL為脈衝光的情況下,第一條件亦可包含與脈衝的頻率相關的條件。在加工光EL於工件W上進行掃描的情況下,第一條件亦可包含與掃描速度相關的條件。在加工光EL為脈衝光且加工光EL於工件W上進行掃描的情況下,第一條件亦可包含與加工光EL的多個照射位置間的間隔(曝射間隔)相關的條件。在加工光EL為脈衝光的情況下,第一條件亦可包含與脈衝數相關的條件。在加工光EL為脈衝光的情況下,第一條件亦可包含與脈寬(時間上的寬度)相關的條件。在加工光EL沿著多個掃描線而於工件W上進行掃描的情況下,第一條件亦可包含與掃描線的間距相關的條件。第一條件亦可包含與加工裝置1的移動相關的條件(換言之,與使加工裝置1移動的驅動系統5相關的條件)。與加工裝置1的移動相關的條件亦可包含與加工裝置1的移動方向、移動量、移動速度及移動時機中的至少一者相關的條件。
加工條件亦可包含與載置工件W的載台裝置3相關的第二條件。第二條件亦可包含與載台32的移動相關的條件(換言之,與使載台32移動的載台驅動系統33相關的條件)。與載台32的移動相關的條件亦可包含與載台32的移動方向、移動量、移動速度及移動時機中的至少一者相關的條件。當加工裝置1及/或載台32移動時,加工裝置1與載置於載台32的工件W的位置關係發生變化。因此,加工條件亦可包含與加工裝置1和工件W的位置關係相關的條件。當加工裝置1與工件W的位置關係發生變化時,加工曝射區域PSA及照射區域EA與工件W的位置關係發生變化。因此,加工條件亦可包含與加工曝射區域PSA及照射區域EA和工件W的位置關係相關的條件。再者,加工條件亦可使用後述的初始設定動作來規定。
隨後,加工裝置1開始工件W的去除加工(步驟S131)。具體而言,載台32及/或加工裝置1移動,以使加工對象區域TA位於加工裝置1的加工曝射區域PSA內。即,載台32及/或加工裝置1移動,以使工件W從測量曝射區域MSA朝向加工曝射區域PSA移動。載台32及/或加工裝置1移動,以使工件W從測量裝置2的下方位置朝向加工裝置1的下方位置移動。此時,如上所述,可保持在載台32上載置有工件W的狀態。隨後,控制裝置7基於在步驟S125中設定的加工條件來控制加工裝置1、載台裝置3及驅動系統5,以依序去除與多個層狀結構部分SL對應的部位。其結果,多個層狀結構部分SL被依序去除。例如,如表示加工對象部分W_target被去除的情形的剖面圖即圖14所示,加工裝置1對在加工對象區域TA內實際進行去除加工的位置(即,層狀結構部分SL所處的位置)照射加工光EL。其結果,照射有加工光EL的層狀結構部分SL被去除。
加工曝射區域PSA的外緣亦可具有可包含整個加工對象區域TA的程度的大小。XY平面內的加工曝射區域PSA的外緣大小既可較XY平面內的加工對象區域TA的外緣大小為大,或者亦可為相同。此時,在載台32移動以使加工對象區域TA位於加工曝射區域PSA內之後,即使載台32及加工裝置1不移動,加工裝置1亦可完成工件W的加工。
或者,加工曝射區域PSA的外緣亦可具有可包含加工對象區域TA的一部分、另一方面無法包含加工對象區域TA的另一部分的程度的大小。XY平面內的加工曝射區域PSA的外緣大小亦可較XY平面內的加工對象區域TA的外緣大小為小。此時,重複下述動作,即:每當在載台32移動以使加工對象區域TA的一部分位於加工曝射區域PSA內之後,加工裝置1完成某層狀結構部分SL中的位於加工曝射區域PSA內的部分的去除加工時,載台32及/或加工裝置1移動,以使相同的層狀結構部分SL中的加工裝置1尚未進行去除加工的其他部分位於加工曝射區域PSA內。即,重複下述動作:每當加工裝置1完成某層狀結構部分SL中的位於加工曝射區域PSA內的部分的去除加工時,使加工曝射區域PSA相對於工件W而沿著X軸方向及Y軸方向中的至少一方向移動。
本實施形態中,尤其亦可每當加工對象部分W_target被加工了所需量時,評價是否適當進行了加工對象部分W_target的去除加工。例如,亦可每當去除了一個層狀結構部分SL時,評價是否適當進行了該層狀結構部分SL的去除加工。或者,是否適當進行了層狀結構部分SL的去除加工的評價並不限於去除了一個層狀結構部分SL的時機,亦可在針對工件W的去除加工完成之前的期間內的所需時機進行。以下,為了便於說明,對下述示例進行說明,即,是否適當進行了層狀結構部分SL的去除加工的評價是在去除了一個層狀結構部分SL的時機進行。
具體而言,如圖6所示,每當相當於層狀結構部分SL的部位被去除時,測量裝置21-2對加工對象部分W_target進行測量(步驟S132)。因此,首先,載台32及/或測量裝置21-2移動,以使加工對象區域TA(即,加工對象部分W_target)位於測量裝置21-2的測量曝射區域MSA內。即,載台32移動,以使工件W(尤其是加工對象部分W_target)從加工曝射區域PSA朝向測量曝射區域MSA移動。此時,如上所述,可保持在載台32載置有工件W的狀態。隨後,測量裝置21-2對加工對象部分W_target進行測量。尤其,測量裝置21-2對加工對象部分W_target中實際進行了去除加工的部分(即,被照射有加工光EL的部分)以及加工對象部分W_target中預定要進行去除加工的部分(即,預定要照射加工光EL的部分))中的至少一者進行測量。
隨後,控制裝置7判定加工裝置1的加工量是否為預先設定或料想的適當量(步驟S133)。本實施形態中,設加工量是如下所述的參數,即,表示進行用於去除相當於某層狀結構部分SL的部位的去除加工之前的加工對象部分W_target的形狀、與進行了用於去除相當於某層狀結構部分SL的部位的去除加工之後的加工對象部分W_target的形狀的差值。例如,對相當於層狀結構部分SL#1的部位進行去除加工時的加工量為下述參數,即,表示進行用於去除相當於層狀結構部分SL#1的部位的去除加工之前的加工對象部分W_target的形狀、與進行了用於去除相當於層狀結構部分SL#1的部位的去除加工之後的加工對象部分W_target的形狀的差值。例如,對相當於層狀結構部分SL#2的部位進行去除加工時的加工量為下述參數,即,表示進行用於去除相當於層狀結構部分SL#2的部位的去除加工之前的加工對象部分W_target的形狀(即,已去除了層狀結構部分SL#1的加工對象部分W_targetn形狀)、與進行了用於去除層狀結構部分SL#2的去除加工之後的加工對象部分W_target的形狀的差值。例如,對相當於層狀結構部分SL#3的部位進行去除加工時的加工量為下述參數,即,表示進行用於去除相當於層狀結構部分SL#3的部位的去除加工之前的加工對象部分W_target的形狀(即,已去除了相當於層狀結構部分SL#1及層狀結構部分SL#2的部位的加工對象部分W_targetn形狀)、與進行了用於去除相當於層狀結構部分SL#3的部位的去除加工之後的加工對象部分W_target的形狀的差值。表示進行去除加工之前的測量裝置21-2的測量結果的精密測量資訊是表示進行去除加工之前的加工對象部分W_target的形狀。表示進行了去除加工之後的測量裝置21-2的測量結果的精密測量資訊是表示進行了去除加工之後的加工對象部分W_target的形狀。因而,控制裝置7可基於表示進行去除加工之前的測量裝置21-2的測量結果的精密測量資訊、與表示進行了去除加工之後的測量裝置21-2的測量結果的精密測量資訊,來算出加工量。再者,在加工裝置1進行去除加工的情況下,加工量可稱作去除量。
控制裝置7亦可判定對加工對象部分W_target中的一部分即比較對象部分的加工量是否為對所述比較對象部分預先設定或者料想的適當加工量。此時,控制裝置7亦可基於表示比較對象部分的位置的資訊(例如,表示比較對象部分在所述載台座標系內的位置的資訊),根據進行去除加工之前的精密測量資訊以及進行了去除加工之後的精密測量資訊的各個,獲取與比較對象部分的形狀相關的資訊,並且基於所述獲取的資訊來算出比較對象部分的加工量。此時可以說,控制裝置7實質上是判定對於某個預定要進行去除加工的部分是否正確進行了該去除加工。
本實施形態中,由於加工裝置1是進行去除加工,因此加工量亦可為與藉由去除加工而實際去除的部分相關的參數即去除量。作為一例,加工量(去除量)亦可為表示藉由去除加工而實際去除的部分的厚度的實際去除厚度量。此時,控制裝置7亦可藉由對實際去除厚度量與所述基準去除厚度量進行比較,來判定加工量是否為適當量。例如,若實際去除厚度量與基準去除厚度量的差值小於規定臨限值,則控制裝置7亦可判定加工量為適當量。例如,若實際去除厚度量與基準去除厚度量的差值大於規定臨限值,則控制裝置7亦可判定為加工量並非適當量。
若步驟S133中的判定結果是判定為加工量並非適當量(步驟S133:否(No)),則料想對加工量造成影響的加工條件並不適當的可能性相對較高。因此,控制裝置7重新設定加工條件。具體而言,控制裝置7至少基於當前設定的加工條件、與表示進行了去除加工後的加工對象部分W_target的測量結果的精密測量資訊(即,在步驟S132中獲取的精密測量資訊),來重新設定加工條件(步驟S134)。例如,控制裝置7亦可基於在步驟S132中獲取的精密測量資訊來修正當前設定的加工條件,並且將經修正的加工條件設定為新的加工條件。此時,控制裝置7亦可基於在步驟S132中獲取的精密測量資訊來修正當前設定的加工條件。
另一方面,若步驟S133中的判定結果是判定加工量為適當量(步驟S133:否),則料想對加工量造成影響的加工條件為適當的可能性相對較高。因此,此時,控制裝置7亦可不重新設定加工條件。
隨後,重複步驟S131至步驟S134為止的動作,直至針對工件W的去除加工全部完成為止(即,直至所有的層狀結構部分SL被去除為止),(步驟S135)。即,加工裝置1對測量裝置21-2已測量的加工對象部分W_target照射加工光EL,對測量裝置21-2已測量的加工對象部分W_target進行去除加工。隨後,測量裝置21-2對加工裝置1所加工的加工對象部分W_target進行測量。隨後,控制裝置7基於測量裝置21-2的測量結果,根據需要來重新設定加工條件。重複以上的動作,直至針對工件W的去除加工全部完成為止。其結果,如表示去除加工已完成的工件W的剖面圖即圖15(a)及圖15(b)所示,從工件W去除加工對象部分W_target(圖15(a)及圖15(b)所示的示例中為突起Wp)。
再者,每當相當於層狀結構部分SL的部位被去除時,測量裝置21-2亦可不對加工對象部分W_target進行測量。作為一例,亦可在對相當於最上層的層狀結構部分SL#1的部位進行去除加工之前與進行了去除加工之後,對加工對象部分W_target進行測量,判定加工條件是否適當,並根據需要來重新設定加工條件。隨後,每當相當於層狀結構部分SL的部位被去除時,亦可不對加工對象部分W_target進行測量。
(2-2)設定加工條件初始值的初始設定動作
繼而,一邊參照圖16,一邊對加工裝置SYS所進行的動作之一即初始設定動作進行說明。初始設定動作是用於對在所述加工動作中所用的加工條件的初始值(換言之,為基準值或預設(default)值)進行設定的動作。尤其說明用於對與加工光EL的特性相關的加工條件的初始值進行設定的初始設定動作。圖16是表示初始設定動作的流程的流程圖。再者,典型的是,加工系統SYS在進行所述加工動作之前進行初始設定動作,但亦可在進行加工動作的中途或者結束加工動作後進行初始設定動作。加工系統SYS亦可在從進行某加工動作後,直至接下來進行另一加工動作為止的期間,進行初始設定動作。加工系統SYS亦可在對工件W進行加工的一個期間與對相同的工件W進行加工的另一期間之間,進行初始設定動作。而且,當作為加工對象的工件W的特性(例如,構成工件W的材料的特性)發生變化時,加工條件亦有可能發生變化。因此,加工系統SYS亦可在對針對一工件W的加工動作中所用的加工條件的初始值進行了設定後,當要進行針對特性與一工件W不同的另一工件W的加工動作時,重新進行初始設定動作,藉此,對在針對另一工件W的加工動作中所用的加工條件的初始值進行設定。然而,加工系統SYS亦可未必進行初始設定動作。
如圖16所示,首先,將工件W新載置於載台32上(步驟S21)。在步驟S21中載置於載台32的工件W與預定要藉由所述加工動作進行加工的工件W不同。例如,在步驟S21中載置於載台32的工件W是為了進行初始設定動作而使用的測試用的工件W。以下,為了便於說明,將為了進行初始設定動作而使用的測試用的工件W稱作「工件Wt」,與預定要藉由所述加工動作進行加工的工件W有所區別。然而,在步驟S21中載置於載台32的工件W亦可為預定要藉由所述加工動作進行加工的工件W其自身。即,預定要藉由所述加工動作進行加工的工件W亦可在初始設定動作中載置於載台32。
隨後,控制裝置7將與加工光EL的特性相關的加工條件設定為規定的暫定條件(步驟S22)。再者,暫定條件亦可為預定用於初始設定動作的加工條件。或者,暫定條件亦可為在進行初始設定動作的時間點,實際(已)作為與加工光EL的特性相關的加工條件而使用的加工條件。
隨後,加工裝置1在控制裝置7的控制下,開始工件Wt的加工(步驟S23)。具體而言,在初始設定動作中,加工裝置1對工件Wt表面的多個部分進行加工。在以下的說明中,為了便於說明,將工件Wt表面中的以初始設定動作進行加工的部分稱作試加工面。因而,加工裝置1對在工件Wt的表面設定的多個試加工面分別進行加工。因此,首先,載台32及/或加工裝置1移動,以使多個試加工面的至少一部分位於加工曝射區域PSA內。隨後,加工裝置1對多個試加工面分別照射加工光EL,以對所述試加工面進行去除加工。
此時,控制加工光EL的聚焦位置,以使加工光EL的聚焦位置對應於每個試加工面而變化。即,控制加工光EL的聚焦位置,以使Z軸方向上的加工光EL的聚焦位置與工件Wt的表面的位置關係對應於每個試加工面而變化。例如,加工裝置1對於第一試加工面,照射聚焦位置被設定為第一位置的加工光EL,對於第二試加工面,照射聚焦位置被設定為第二位置(其中,第二位置沿著Z軸方向而與第一位置不同)的加工光EL,對於第三試加工面,照射聚焦位置被設定為第三位置(其中,第三位置沿著Z軸方向而與第一位置至第二位置不同)的加工光EL,…,對於第k(其中,k為表示試加工面的總數的2以上的整數)試加工面,照射聚焦位置被設定為第k位置(其中,第k位置沿著Z軸方向而與第一位置至第k-1位置不同)的加工光EL。換言之,例如,加工裝置1對於第一試加工面,以聚焦位置與工件Wt的表面的位置關係成為第一位置關係的狀態來照射加工光EL,對於第二試加工面,以聚焦位置與工件Wt的表面的位置關係成為第二位置關係(其中,第二位置關係與第一位置關係不同)的狀態來照射加工光EL,對於第三試加工面,以聚焦位置與工件Wt的表面的位置關係成為第三位置關係(其中,第三位置關係與第一位置關係至第二位置關係不同)的狀態來照射加工光EL,…,對於第k試加工面,以聚焦位置與工件Wt的表面的位置關係成為第k位置關係(其中,第k位置關係與第一位置關係至第k-1位置關係不同)的狀態來照射加工光EL。
為了控制聚焦位置,加工裝置1亦可控制聚焦透鏡122。具體而言,加工裝置1亦可藉由對構成聚焦透鏡122的至少一個透鏡的沿著光軸方向的位置進行調整,來控制聚焦位置。加工裝置1亦可藉由在驅動系統5的控制下沿著Z軸方向移動,來控制聚焦位置。亦可藉由載台32沿著Z軸方向移動來控制聚焦位置。
當聚焦位置發生變化時,工件W表面的加工光EL的點徑,甚而被照射有加工光EL的照射區域EA的面積發生變化。其結果,工件W表面的加工光EL的通量發生變化。再者,通量是指每單位面積的加工光EL的能量密度。此時,加工裝置1對於第一試加工面,照射藉由將聚焦位置設定為第一位置而通量被設定為第一通量值的加工光EL,對於第二試加工面,照射藉由將聚焦位置設定為第二位置而通量被設定為與第一通量值不同的第二通量值的加工光EL,對於第三試加工面,照射藉由將聚焦位置設定為第三位置而通量被設定為與第一通量值至第二通量值不同的第三通量值的加工光EL,…,對於第k試加工面,照射藉由將聚焦位置設定為第k位置而通量被設定為與第一通量值至第k-1通量值不同的第k通量值的加工光EL。因而可以說,加工裝置1藉由針對每個試加工面來改變加工光EL的聚焦位置,從而針對每個試加工面來改變加工光EL的通量。即,針對每個試加工面來改變加工光EL的聚焦位置的動作實質上等價於針對每個試加工面來改變加工光EL的通量的動作。
另一方面,加工裝置1亦可不針對每個試加工面來改變聚焦位置以外的加工光EL的特性(即,亦可固定)。例如,加工裝置1亦可對第一試加工面至第k試加工面分別照射聚焦位置以外的特性相同的加工光EL。若聚焦位置以外的特性不變,則即使聚焦位置有所變化,加工光EL的總能量的量(即,從加工光EL傳遞至工件Wt的能量的總量)亦不會變化。因此可以說,加工裝置1藉由在將聚焦位置以外的加工光EL的特性予以固定的狀態下,針對每個試加工面來改變加工光EL的聚焦位置,從而在將加工光EL的總能量的量予以固定的狀態下,針對每個試加工面來改變加工光EL的通量。即,在將聚焦位置以外的加工光EL的特性予以固定的狀態下針對每個試加工面來改變加工光EL的聚焦位置的動作,實質上等價於在將加工光EL的總能量的量予以固定的狀態下針對每個試加工面來改變加工光EL的通量的動作。而且,當加工光EL為脈衝光時,加工裝置1亦可考慮到由彼此不同的脈衝光所形成的多個照射區域EA在工件W上的間隔(或間距)即照射間隔(或照射間距)。當聚焦位置發生變化時,照射區域EA的大小(點徑)會發生變化,因此由彼此不同的脈衝光所形成的多個照射區域EA間的重疊(overlap)率會發生變化。當重疊率發生變化時,加工效率有可能發生變化,因此在改變聚焦位置時,亦能以重疊率變得相同的方式來調整其他條件(作為一例,為照射區域EA的掃描速度或脈衝光的頻率)。
在針對多個試加工面的加工完成後,測量裝置21-2測量工件Wt(步驟S24)。尤其,測量裝置21-2對工件Wt中的在步驟S23中經加工的多個試加工面的形狀進行測量(步驟S24)。因此,首先,載台32及/或測量裝置21-2移動,以使經加工的多個試加工面的至少一部分位於測量裝置21-2的測量曝射區域MSA內。即,載台32移動,以使工件W中的多個試加工面的至少一部分所處的部分從加工曝射區域PSA朝向測量曝射區域MSA移動。此時,如上所述,可保持在載台32載置有工件Wt的狀態。隨後,測量裝置21-2對多個試加工面的形狀進行測量。
隨後,控制裝置7基於步驟S24中的測量裝置21-2的測量結果,來確定加工量達到最大的聚焦位置(步驟S25)。具體而言,控制裝置7可基於步驟S24中的測量裝置21-2的測量結果,來確定多個試加工面各自的加工量(例如,相當於實際去除的部分的厚度的實際去除厚度量)。其結果,控制裝置7如相對於聚焦位置來描繪加工量的描繪圖即圖17所示,可確定被照射至各試加工面的加工光EL的聚焦位置與加工量的關係。再者,圖17中的圓相當於與聚焦位置相關聯地描繪基於測量裝置21-2的測量結果所確定的加工量的描繪點。因而,控制裝置7可確定加工量達到最大的聚焦位置。此處,聚焦位置可設為加工光EL的聚光點在Z軸方向的位置(加工光EL在與Z軸交叉的面內的剖面積達到最小的Z軸方向位置)。再者,圖17中,亦可將橫軸置換為通量。而且,在加工光EL為脈衝光的情況下,當脈衝數(照射次數)對應於每個條件而不同時,亦能以照射次數或總能量的量來標準化。再者,此時,亦能以每一發脈衝光的脈衝能量來標準化。
圖17中,聚焦位置是使用Z軸方向上的從工件Wt表面計起的距離來表示。從工件Wt表面朝+Z側偏離的聚焦位置使用正的距離來表示,從工件Wt表面朝-Z側偏離的聚焦位置使用負的距離來表示。如圖17所示,加工量未必是在聚焦位置與工件Wt的表面一致(即,工件Wt表面的加工光EL的點徑達到最小的)狀態下達到最大。例如,如圖17所示,加工量在聚焦位置與工件Wt的表面一致的狀態下取得極小值。例如,加工量在聚焦位置從工件Wt的表面朝-Z側偏離第一距離DF1的狀態下取得極大值。例如,加工量在聚焦位置從工件Wt的表面朝+Z側偏離第二距離DF2的狀態下取得極大值。此時,加工量達到最大的聚焦位置成為從工件Wt表面朝+Z側偏離第一距離DF1的聚焦位置、以及從工件Wt表面朝-Z側偏離第二距離DF2的聚焦位置中的至少一者。然而,加工量亦有可能在聚焦位置從工件Wt表面朝-Z側偏離第一距離DF1的狀態下取不到極大值。加工量亦有可能在聚焦位置從工件Wt表面朝+Z側偏離第二距離DF2的狀態下取不到極大值。進而,加工量亦有可能在聚焦位置與工件Wt的表面一致的情況下達到最大。
當確定加工量達到最大的聚焦位置時,如以近似曲線來表示聚焦位置與加工量的關係的圖表即圖18所示,控制裝置7亦可算出表示聚焦位置與加工量的關係的近似曲線,基於所述近似曲線來確定加工量達到最大的聚焦位置。此時,控制裝置7可將與對試加工面照射加工光EL時實際使用的聚焦位置不同的聚焦位置(例如,鄰接的描繪之間的聚焦位置),確定為加工量達到最大的聚焦位置。圖18所示的示例中,由近似曲線所示的加工量在聚焦位置從工件Wt表面朝-Z側偏離第三距離DF3的狀態下取得極大值。第三距離DF3有時與所述第一距離DF1一致,亦有時不一致。進而,圖18所示的示例中,由近似曲線所示的加工量在聚焦位置從工件Wt表面朝+Z側偏離第四距離DF4的狀態下取得極大值。第四距離DF4有時與所述第二距離DF2一致,亦有時不一致。此時,加工量達到最大的聚焦位置成為從工件Wt表面朝+Z側偏離第三距離DF3的聚焦位置、以及從工件Wt表面朝-Z側偏離第四距離DF4的聚焦位置中的至少一者。再者,控制裝置7亦可不算出表示聚焦位置與加工量的關係的近似曲線,而確定光量達到最大的聚焦位置。此時,例如亦可將對試加工面照射加工光EL時實際使用的聚焦位置中的加工量達到最大的聚焦位置確定為聚焦位置。
根據本申請案發明人等的實驗,已判明的是:在聚焦位置從工件Wt表面朝-Z側偏離的狀態下加工量達到最大的可能性易高於在聚焦位置從工件Wt表面朝+Z側偏離的狀態下加工量達到最大的可能性。因此,加工裝置1亦可在針對每個試加工面來改變加工光EL的聚焦位置時,僅在較工件Wt表面為-Z側的範圍內改變聚焦位置。加工裝置1在針對每個試加工面來改變加工光EL的聚焦位置時,亦可不改變聚焦位置,以免聚焦位置位於較工件Wt表面為+Z側的範圍。即,如表示聚焦位置與工件Wt的表面的位置關係的剖面圖即圖19所示,加工裝置1亦可在從加工裝置1觀察時較工件Wt表面為裏側(即,遠側)的範圍內改變聚焦位置。加工裝置1亦能以聚焦位置不會位於從加工裝置1觀察時較工件Wt表面為跟前側(即,近側)的範圍內的方式,來改變聚焦位置。其結果,與在較工件Wt表面為-Z側的範圍以及較工件Wt表面為+Z側的範圍這兩範圍內改變聚焦位置的情況相比,可縮短試加工面的加工所需的時間。然而,根據情況,亦存在下述可能,即:加工量並非在聚焦位置被設定為從工件Wt表面朝-Z側偏離的位置的情況下,而是在聚焦位置被設定為從工件Wt表面朝+Z側偏離的位置的情況下達到最大。因而,加工裝置1在針對每個試加工面來改變加工光EL的聚焦位置時,亦可在較工件Wt表面為+Z側的範圍及/或較工件Wt表面為-Z側的範圍內改變聚焦位置。
再次於圖16中,隨後,控制裝置7算出藉由在步驟S25中確定的聚焦位置而實現的通量(步驟S26)。即,控制裝置7算出聚焦位置被設定為在步驟S25中確定的聚焦位置的加工光EL的通量(步驟S26)。具體而言,控制裝置7基於由光源11的輸出等而定的加工光EL的總能量的量(在加工光EL為脈衝光的情況下,為每一脈衝的能量的量)、與由聚焦位置而定的加工光EL的點徑(即,工件Wt表面的點徑(點面積)),來算出通量。更具體而言,控制裝置7將由光源11的輸出等而定的加工光EL的總能量的量除以由聚焦位置而定的加工光EL的點徑(點面積),藉此來算出通量。在步驟S26中算出的通量相當於可將加工量設為最大的通量。即,在步驟S26中算出的通量相當於加工效率(具體而言,每單位能量的量的加工量)達到最大的通量。以下,將步驟S26中算出的通量稱作「算出通量」。在步驟S26中確定的通量成為加工光EL的通量的初始值。
隨後,控制裝置7基於繼初始設定動作之後進行的加工動作中欲實際進行的加工內容,來決定與加工光EL的特性相關的加工條件之一即加工光EL的點徑(步驟S27)。例如,加工光EL的點徑越小,則可藉由加工動作實現越微細的加工。因此,控制裝置7亦可基於加工動作中欲實現的加工微細度,來決定加工光EL的點徑。在步驟S27中決定的點徑成為加工光EL的點徑的初始值。
隨後,控制裝置7基於在步驟S26中確定的算出通量、與在步驟S27中決定的點徑,來設定加工光EL的總能量的量(在加工光EL為脈衝光的情況下,為每一脈衝的能量的量)的初始值(步驟S28)。具體而言,控制裝置7將藉由對步驟S26中確定的算出通量乘以在步驟S27中決定的點徑所得的值,設定為加工光EL的總能量的量的初始值。此時可以說,控制裝置7是以在將步驟S27中決定的點徑的加工光EL照射至工件W時,加工光EL的通量成為步驟S26中確定的算出通量的方式,來設定加工光EL的總能量的量的初始值。即,可以說,控制裝置7是以使用步驟S27中決定的點徑的加工光EL來對工件W進行加工時的加工效率(具體而言,為每單位能量的量的加工量)達到最大的方式,來設定加工光EL的總能量的量的初始值。
當加工光EL的總能量的量的初始值已定時,光源11的輸出等初始值亦對應於總能量的量而定。隨後,若有需要,則控制裝置7亦可基於已設定的初始值(具體而言,為通量的初始值、點徑的初始值以及總能量的量的初始值)等,來設定與加工光EL的其他特性相關的加工條件。
再者,在所述初始設定動作中,在測量裝置21對工件Wt的測量與加工裝置1對工件Wt的加工之間,工件Wt亦可保持被載置於載台32的狀態。
(2-3)溫度漂移降低動作
繼而,對加工裝置SYS所進行的動作之一即溫度漂移降低動作進行說明。溫度漂移降低動作是用於降低溫度漂移的影響的動作,所述溫度漂移是因測量裝置21的溫度(換言之,熱)而導致測量裝置21的測量精度發生變動的現象。典型的是,當伴隨測量裝置2的持續使用而測量裝置21的溫度上升時,測量裝置21的測量精度會發生惡化。例如,因測量裝置21的溫度引起的誤差成分即溫度漂移成分會重疊於測量裝置21的測量結果。溫度漂移降低動作是用於降低因此種溫度漂移成分的重疊引起的測量裝置21的測量精度惡化的動作。本實施形態中,作為溫度漂移降低動作的一例,尤其對用於降低Z軸方向上的工件W的位置測量精度惡化(具體而言,降低Z軸方向上的溫度漂移成分的影響)的溫度漂移降低動作進行說明。
加工系統SYS亦可在進行所述加工動作之前,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可在進行了所述加工動作之後,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可在進行所述加工動作的期間內,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可在從進行了某加工動作後,直至接下來進行另一加工動作為止的期間,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可在對工件W進行加工的一個期間與對相同的工件W進行加工的另一期間之間,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可在測量裝置21測量工件W之前,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可在測量裝置21測量了工件W之後,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可在測量裝置21測量工件W的期間內,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可每當測量裝置21測量工件W時,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可每當從測量裝置21的使用開始經過固定時間時,進行溫度漂移降低動作。加工系統SYS亦可每當測量裝置21對工件W測量了固定次數時,進行溫度漂移降低動作。然而,加工系統SYS亦可未必進行溫度漂移降低動作。
本實施形態中,加工系統SYS亦可進行第一溫度漂移降低動作至第三溫度漂移降低動作中的至少一個,以作為溫度漂移降低動作。以下,依序說明第一溫度漂移降低動作至第三溫度漂移降低動作。
(2-3-1)第一溫度漂移降低動作
首先,一邊參照圖20,一邊說明第一溫度漂移降低動作。圖20是表示第一溫度漂移降低動作的流程的流程圖。
如圖20所示,首先,測量裝置21測量Z基準面BSz(步驟S311)。具體而言,載台32及/或測量裝置21移動,以使整個Z基準面BSz(或者,根據情況為一部分)位於測量裝置21的測量曝射區域MSA內。隨後,測量裝置21測量Z基準面BSz。
Z基準面BSz例如亦可為載台32的表面的一部分。例如,如表示載台裝置3的剖面的剖面圖即圖21(a)以及表示載台裝置3的上表面的平面圖即圖21(b)所示,Z基準面BSz亦可為載台32的表面中的位於載置工件W的載置面321周邊的外周面323的至少一部分。或者,如表示載台裝置3的剖面的剖面圖即圖22(a)以及表示載台裝置3的上表面的平面圖即圖22(b)所示,Z基準面BSz亦可為平台31的表面的一部分。或者,Z基準面BSz亦可為其他構件的表面的一部分。
在Z基準面BSz的測量的大致同時,測量裝置21測量工件W(步驟S312)。具體而言,載台32及/或測量裝置21移動,以使整個工件W(或者,根據情況為一部分)位於測量裝置21的測量曝射區域MSA內。隨後,測量裝置21測量工件W。再者,步驟S312的動作亦可作為所述加工動作中的工件W的測量動作(圖6的步驟S111或步驟S121)的至少一部分而進行。因而,在進行第一溫度漂移降低動作的情況下,加工系統SYS亦可在圖6的步驟S111及步驟S121的各個動作的大致前後,進行圖20的步驟S311的動作(即,Z基準面BSz的測量)。
隨後,控制裝置7基於Z基準面BSz的測量結果及工件W的測量結果,算出工件W的位置(尤其是Z軸方向上的位置)(步驟S313)。再者,步驟S313的動作亦可作為所述加工動作中的生成三次元模型資料的動作(圖6的步驟S114或步驟S122)、以及確定工件W或加工對象區域TA的位置的動作(圖6的步驟S115或步驟S123)的一部分而進行。
具體而言,控制裝置7基於Z基準面BSz的測量結果,來算出Z基準面BSz在Z軸方向上的位置(即,高度)。進而,控制裝置7基於工件W的測量結果,來算出工件W在Z軸方向上的位置(即,高度)。此處算出的Z基準面BSz的位置及工件W的位置這兩者中,重疊有溫度漂移成分。此時,在工件W的位置與Z基準面BSz的位置的差值中,無溫度漂移成分重疊。即,在工件W相對於Z基準面BSz的相對位置中無漂移成分重疊。其原因在於,在從工件W的位置Z減去基準面BSz的位置的時間點,重疊於Z基準面BSz的位置的溫度漂移成分與重疊於工件W的位置的溫度漂移成分相互抵消。因而,控制裝置7基於Z基準面BSz的位置及工件W的位置,來算出Z軸方向上的工件W相對於Z基準面BSz的相對位置。以下的處理中,控制系統SYS使用與Z軸方向上的工件W相對於Z基準面BSz的相對位置相關的資訊,來取代與根據工件W的測量結果而算出的Z軸方向上的工件W的位置相關的資訊,以作為與Z軸方向上的工件W的位置相關的資訊。其結果,加工系統SYS可不受溫度漂移成分的影響而進行加工動作。例如,如表示控制裝置7所算出的Z軸方向上的工件W的位置的時間推移的圖表即圖23所示,與未進行溫度漂移降低動作時算出的工件W的位置(參照虛線)相比,進行第一溫度漂移降低動作時所算出的工件W的位置(實線)未重疊或難以重疊漂移成分。
再者,加工系統SYS亦可藉由進行與用於降低Z軸方向上的工件W的位置測量精度惡化的第一溫度漂移降低動作同樣的動作,從而進行用於降低與Z軸方向不同的方向(例如X軸方向及Y軸方向中的至少一方向)上的工件W的位置測量精度惡化的第一溫度漂移降低動作。然而,此時,控制裝置7亦可基於Z基準面BSz(或者,其他的任意基準面)的測量結果來算出Z基準面BSz(或者,其他的任意基準面)在與Z軸方向不同的方向上的位置,並基於工件W的測量結果來算出工件W在與Z軸方向不同的方向上的位置,從而算出與Z軸方向不同的方向上的工件W相對於Z基準面BSz(或者,其他的任意基準面)的相對位置。
(2-3-2)第二溫度漂移降低動作
繼而,一邊參照圖24,一邊說明第二溫度漂移降低動作。圖24是表示第二溫度漂移降低動作的流程的流程圖。再者,對於與在所述第一溫度漂移降低動作中進行的動作相同的動作,標註同一步驟編號並省略其詳細說明。
如圖24所示,首先,測量裝置21測量Z基準面BSz(步驟S311)。
隨後,在第二溫度漂移降低動作中,控制裝置7基於Z基準面BSz的測量結果,來推測重疊於測量裝置21的測量結果的溫度漂移成分(步驟S321)。再者,步驟S321的動作亦可作為所述加工動作中的生成三次元模型資料的動作(圖6的步驟S114或步驟S122)、以及確定工件W或加工對象區域TA的位置的動作(圖6的步驟S115或步驟S123)的一部分而進行。
具體而言,作為前提,在第二溫度漂移降低動作中,使用Z軸方向上的位置對於控制裝置7為已知的構件表面的至少一部分來作為Z基準面BSz。進而,使用Z軸方向上的位置無(或極少)變動的構件表面的至少一部分來作為Z基準面BSz。作為滿足該條件的構件的一例,可列舉平台31。再者,平台31亦可由低熱膨脹陶瓷構件或低熱膨脹玻璃構件所形成。在使用滿足該條件的Z基準面BSz的情況下,首先,Z基準面BSz的設計上的位置是對於控制裝置7為已知的資訊。因而,若未因測量裝置21的溫度導致測量裝置21的測量精度產生偏差,則根據測量裝置21的測量結果而算出的Z基準面BSz的位置應與設計上的位置一致。另一方面,若根據測量裝置21的測量結果而算出的Z基準面BSz的位置與設計上的位置不一致,則根據測量裝置21的測量結果而算出的Z基準面BSz的位置受到溫度漂移影響的可能性相對較高。此時,根據測量裝置21的測量結果而算出的Z基準面BSz的位置與設計上的位置的差值相當於溫度漂移成分的可能性相對較高。因此,控制裝置7首先基於Z基準面BSz的測量結果,來算出Z軸方向上的Z基準面BSz的位置。隨後,控制裝置7算出所算出的Z基準面BSz的位置與Z基準面BSz的設計上的位置的差值。所算出的差值被用作溫度漂移成分的推測值。
在Z基準面BSz的測量的大致同時,測量裝置21測量工件W(步驟S312)。作為一例,亦可在測量裝置21測量工件W的前後測量Z基準面BSz。此時,對於溫度漂移成分,亦可推測工件W測量前的Z基準面BSz的測量時與工件W測量後的Z基準面BSz的測量時之間的溫度漂移成分。隨後,控制裝置7基於在步驟S321中推測出的溫度漂移成分,來修正工件W的測量結果(步驟S322)。再者,步驟S322的動作亦可作為所述加工動作中的生成三次元模型資料的動作(圖6的步驟S114或步驟S122)、以及確定工件W或加工對象區域TA的位置的動作(圖6的步驟S115或步驟S123)的一部分而進行。
具體而言,控制裝置7基於工件W的測量結果,來算出Z軸方向上的工件W的位置。此處所算出的工件W的位置中重疊有溫度漂移成分。因此,控制裝置7從所算出的工件W的位置減去在步驟S321中推測出的溫度漂移成分。即,控制裝置7從所算出的工件W的位置中去除在步驟S321中推測出的溫度漂移成分。其結果,如示意性地表示Z軸方向上的工件W的位置在XY平面內的分佈的圖表即圖25所示,控制裝置7可獲取與未重疊有溫度漂移成分的工件W的位置相關的資訊。以下的處理中,控制系統SYS使用與已減去了溫度漂移成分的工件W的位置相關的資訊,來取代與根據工件W的測量結果而算出的Z軸方向上的工件W的位置相關的資訊,以作為與Z軸方向上的工件W的位置相關的資訊。其結果,加工系統SYS可不受溫度漂移成分的影響而進行加工動作。
再者,加工系統SYS亦可藉由進行與用於降低Z軸方向上的工件W的位置測量精度惡化的第二溫度漂移降低動作同樣的動作,從而進行用於降低與Z軸方向不同的方向(例如X軸方向及Y軸方向中的至少一方向)上的工件W的位置測量精度惡化的第二溫度漂移降低動作。然而,此時,Z基準面BSz(或者,其他的任意基準面)是如下所述的面,即,與Z軸方向不同的方向上的位置對於控制裝置7為已知,且與Z軸方向不同的方向上的位置無(或極少)變動。進而,控制裝置7亦可基於Z基準面BSz(或者,其他的任意基準面)的測量結果來算出與Z軸方向不同的方向上的Z基準面BSz(或者,其他的任意基準面)的位置,並基於Z基準面BSz(或者,其他的任意基準面)的測量結果來推測溫度漂移成分(尤其是與Z軸方向不同的方向上的溫度漂移成分),從而基於所推測出的溫度漂移成分來修正工件W的測量結果。
(2-3-3)第三溫度漂移降低動作
繼而,一邊參照圖26,一邊說明第三溫度漂移降低動作。圖26是表示第三溫度漂移降低動作的流程的流程圖。再者,對於與在所述第一溫度漂移降低動作或第二溫度漂移降低動作中進行的動作相同的動作,標註同一步驟編號並省略其詳細說明。
如圖26所示,首先,控制裝置7獲取與測量裝置21的溫度相關的溫度資訊(步驟S331)。例如,控制裝置7亦可從對測量裝置21的溫度進行檢測的溫度感測器獲取溫度資訊。例如,控制裝置7亦可根據測量裝置21的動作狀態來推測測量裝置21的溫度。再者,作為測量裝置21的動作狀態,例如亦可使用運轉時間(接通電源的期間的時間)。而且,控制裝置亦可根據與測量裝置21相關的機器的動作狀態來推測測量裝置21的溫度。作為與測量裝置21相關的機器,可列舉對測量裝置21自身的溫度進行控制的機器等。
隨後,控制裝置7基於在步驟S331中獲取的溫度資訊,來推測溫度漂移成分(步驟S332)。具體而言,若考慮到溫度漂移成分是因測量裝置21的溫度上升而發生,則溫度漂移成分與測量裝置21的溫度存在相關的可能性相對較高。因此,控制裝置7可基於溫度資訊來推測溫度漂移成分。例如,控制裝置7亦可基於表示溫度漂移成分與測量裝置21的溫度的相關關係的相關資訊和溫度資訊,來推測溫度漂移成分。
在步驟S331至步驟S332的動作的大致同時,測量裝置21測量工件W(步驟S312)。因而,在進行第三溫度漂移降低動作的情況下,加工系統SYS亦可在圖6的步驟S111及步驟S121的各個動作的大致同時,進行圖26的步驟S331至步驟S332的動作(即,推測溫度漂移成分的動作)。
隨後,在第三溫度漂移降低動作中,亦與第二溫度漂移降低動作同樣地,控制裝置7基於在步驟S332中推測出的溫度漂移成分,來修正工件W的測量結果(步驟S322)。其結果,加工系統SYS可不受溫度漂移成分的影響而進行加工動作。
再者,加工系統SYS亦可藉由進行與用於降低Z軸方向上的工件W的位置測量精度惡化的第三溫度漂移降低動作同樣的動作,從而進行用於降低與Z軸方向不同的方向(例如X軸方向及Y軸方向中的至少一方向)上的工件W的位置測量精度惡化的第三溫度漂移降低動作。即,控制裝置7亦可基於溫度資訊來推測與Z軸方向不同的方向上的溫度漂移成分,並基於所推測出的溫度漂移成分來修正工件W的測量結果。
(2-4)傾斜測定動作
繼而,對加工裝置SYS所進行的動作之一即傾斜測定動作進行說明。傾斜測定動作是用於測定加工裝置1及測量裝置2各自相對於載台32的傾斜量(尤其是θX方向及θY方向各自的傾斜量)的動作。然而,加工系統SYS亦可未必進行傾斜測定動作。
(2-4-1)傾斜引起的技術問題
首先,一邊參照圖27(a)至圖27(d),一邊對加工裝置1及測量裝置2各自相對於載台32發生傾斜時產生的技術問題進行說明。
圖27(a)是表示相對於載台32而傾斜的測量裝置2的剖面圖。再者,在測量裝置2包括多個測量裝置21的情況下,測量裝置2相對於載台32的傾斜亦可意味著各測量裝置21相對於載台32的傾斜。測量裝置2相對於載台32而傾斜的狀態亦可包含測量裝置2發生傾斜的狀態。測量裝置2傾斜的狀態亦可包含測量裝置2相對於測量裝置2的設計上的配置而傾斜的狀態。測量裝置2相對於載台32而傾斜的狀態亦可包含載台32發生傾斜的狀態。載台32傾斜的狀態亦可包含載台32相對於載台32的設計上的配置而傾斜的狀態。例如,若載台32的載置面321成為與XY平面平行的面的狀態是載台32的設計上的配置,則載台32傾斜的狀態亦可包含載置面321相對於XY平面而傾斜的狀態。
圖27(b)是表示在圖27(a)所示的狀況下,根據測量裝置2的測量結果而算出的工件W的形狀的剖面圖。如圖27(b)所示,在測量裝置2相對於載台32而傾斜的情況下(反言之,在載台32相對於測量裝置2而傾斜的情況下),由控制裝置7根據測量裝置2的測量結果而算出的工件W的形狀與工件W原本的形狀不同。例如,圖27(a)及圖27(b)所示的示例中,儘管工件W原本的形狀是工件W的表面與載台32的載置面321平行的形狀,但根據測量裝置2的測量結果而算出的工件W的形狀成為工件W的表面相對於載台32的載置面321而傾斜的形狀。其原因在於,對於測量裝置2的傾斜未作任何考慮。即,儘管工件W原本的形狀是工件W的表面與XY平面平行的形狀,但根據測量裝置2的測量結果而算出的工件W的形狀成為工件W的表面相對於XY平面而傾斜的形狀。
此種狀況下,設想以工件W的表面與XY平面平行的方式來對工件W進行去除加工的案例(case)。此時,由於加工前的工件W的表面與XY平面平行,因此原本如圖27(a)所示,具有固定厚度的加工對象部分W_target為應藉由去除加工而去除的部分。然而,在測量裝置2相對於載台32而相對地傾斜的情況下,如圖27(b)所示,控制裝置7誤辨識為加工前的工件W的表面相對於XY平面而傾斜。其結果,如圖27(b)所示,在沿著XY平面的方向上厚度發生變化的加工對象部分W_target被設定為應藉由去除加工而去除的部分。其結果,如表示在測量裝置2相對於載台32而傾斜的狀況下藉由加工裝置1來加工的工件W的剖面圖即圖27(c)所示,儘管加工裝置1應以在沿著XY平面的方向上加工量(例如實際去除厚度量)為固定的方式來對工件W進行加工,但卻以在沿著XY平面的方向上加工量發生變化的方式來對工件W進行加工。因此,儘管加工後的工件W表面原本應與XY平面平行,但加工後的工件W的表面卻相對於XY平面而傾斜。
因此,本實施形態中,加工系統SYS進行對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定的傾斜測定動作。進而,加工系統SYS基於所測定出的傾斜量來進行加工動作,以使得即使在測量裝置2相對於載台32而傾斜的情況下,亦可與測量裝置2未相對於載台32而傾斜的情況同樣地對工件W進行加工。例如,控制裝置7亦可基於所測定出的傾斜量來修正測量裝置2的測量結果,以排除測量裝置2相對於載台32的傾斜的影響。作為一例,控制裝置7亦可對測量裝置2的測量結果進行修正,以使得測量裝置2相對於載台32而傾斜時的測量裝置2的測量結果與測量裝置2未相對於載台32而傾斜時的測量裝置2的測量結果一致。例如,控制裝置7亦可基於所測定出的傾斜量,使用驅動系統6來使測量裝置2移動及/或使用載台驅動系統33來使載台32移動,以使測量裝置2相對於載台32變得不傾斜。例如,控制裝置7亦可基於所測定出的傾斜量來設定加工對象部分W_target(例如,設定加工對象區域TA),以排除測量裝置2相對於載台32的傾斜的影響。作為一例,控制裝置7亦可對加工對象部分W_target進行設定,以使得測量裝置2相對於載台32而傾斜時所設定的加工對象部分W_target與測量裝置2未相對於載台32而傾斜時所設定的加工對象部分W_target一致。例如,控制裝置7亦可基於所測定出的傾斜量來控制加工裝置1,以排除測量裝置2相對於載台32的傾斜的影響。作為一例,控制裝置7亦可控制加工裝置1,以使測量裝置2相對於載台32而傾斜時加工裝置1所加工的部分與測量裝置2未相對於載台32而傾斜時加工裝置1所加工的部分一致。加工裝置1的控制亦可包含加工裝置1的位置控制(即,使加工裝置1移動的驅動系統5的控制)、光學系統12的控制及光學系統14(尤其是檢流鏡141)的控制中的至少一種。其結果,如表示以排除測量裝置2相對於載台32的傾斜的影響的方式經加工的工件W的剖面圖即圖27(d)所示,即使在測量裝置2相對於載台32而傾斜的情況下,加工裝置1亦能以在沿著XY平面的方向上加工量(例如實際去除厚度量)變得固定的方式來對工件W進行加工。
進而,儘管為了簡化說明而省略了詳細說明,但在加工裝置1相對於載台32而傾斜的情況下,亦與測量裝置2相對於載台32而傾斜的情況同樣地,有可能會因加工裝置1相對於載台32的傾斜,而導致加工裝置1以與原本應加工的加工形態不同的加工形態來對工件W進行加工。因此,本實施形態中,加工系統SYS進行對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定的傾斜測定動作。進而,加工系統SYS基於所測定出的傾斜量,即使在加工裝置1相對於載台32而傾斜的情況下,亦與加工裝置1未相對於載台32而傾斜的情況同樣地對工件W進行加工。例如,控制裝置7亦可基於所測定出的傾斜量來控制加工裝置1,以排除加工裝置1相對於載台32的傾斜的影響。作為一例,控制裝置7亦可控制加工裝置1,以使得加工裝置1相對於載台32而傾斜時加工裝置1所加工的部分與加工裝置1未相對於載台32而傾斜時加工裝置1所加工的部分一致。其結果,即使在加工裝置1相對於載台32而傾斜的情況下,加工裝置1亦能以原本應加工的加工形態來適當地對工件W進行加工。
加工系統SYS亦可在進行所述加工動作之前,進行傾斜測定動作。加工系統SYS亦可在進行了所述加工動作之後,進行傾斜測定降低動作。加工系統SYS亦可在進行所述加工動作的期間內,進行傾斜測定動作。加工系統SYS亦可在從進行某加工動作後,直至接下來進行另一加工動作為止的期間,進行傾斜測定動作。加工系統SYS亦可在對工件W進行加工的一個期間與對相同的工件W進行加工的另一期間之間,進行傾斜測定動作。加工系統SYS亦可在測量裝置21測量工件W之前,進行傾斜測定動作。加工系統SYS亦可在測量裝置21測量工件W之後,進行傾斜測定動作。加工系統SYS亦可在測量裝置21測量工件W的期間內,進行傾斜測定動作。加工系統SYS亦可每當從加工系統SYS的使用開始經過固定時間時,進行傾斜測定動作。
以下,分別依序說明對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定的第一傾斜測定動作、以及對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定的第二傾斜測定動作。
(2-4-2)對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定的第一傾斜測定動作
首先,一邊參照圖28,一邊說明對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定的第一傾斜測定動作。圖28是表示對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定的第一傾斜測定動作的流程的流程圖。再者,在測量裝置2包括多個測量裝置21的情況下,第一傾斜測定動作亦可針對每個測量裝置21來進行。例如,在測量裝置2包括測量裝置21-1及測量裝置21-2的情況下,亦可獨立地進行對測量裝置21-1相對於載台32的傾斜量進行測定的第一傾斜測定動作、與對測量裝置21-2相對於載台32的傾斜量進行測定的第一傾斜測定動作。或者,在測量裝置2包括多個測量裝置21的情況下,第一傾斜測定動作亦可將某特定的測量裝置21作為對象來進行。此時,藉由第一傾斜測定動作而測定出的傾斜量亦可不僅被用作實際進行第一傾斜測定動作的測量裝置21的傾斜量,還被用作其他測量裝置21的傾斜量。即,藉由第一傾斜測定動作而測定出的傾斜量亦可被用作多個測量裝置2各自的傾斜量。
如圖28所示,首先,將基準構件BM新載置於載台32(步驟S411)。基準構件BM是如下所述的構件,即,在其表面形成有為了對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案。此種基準構件BM的一例在圖29及圖30(a)至圖30(b)中有所記載。例如,如表示作為基準構件BM的一例的基準構件BM1的平面圖即圖29所示,基準構件BM亦可為在表面(尤其是沿著XY平面的面)有規則地形成有任意形狀的點圖案(dot pattern)DP的基準構件BM1。再者,圖29表示了呈矩陣狀地(即,在X軸方向及Y軸方向上分別有規則地,換言之,在X軸及Y軸方向上以規定週期)形成有矩形的點圖案DP的基準構件BM1的示例。基準構件BM1亦可被稱作圖案標線片(pattern reticle)。例如,如表示作為基準構件BM的一例的基準構件BM2的平面圖即圖30(a)以及表示基準構件BM2的剖面圖即圖30(b)所示,基準構件BM亦可為在其表面(尤其是沿著XY平面的面)形成有多個塊圖案BP的基準構件BM2。多個塊圖案(block pattern)BP既可與基準構件BM2一體化,亦可為可從基準構件BM2拆卸。多個塊圖案BP亦可包含沿著XY平面的任意方向(圖30(a)所示的示例中為X軸方向)上的尺寸不同的多個塊圖案BP1。多個塊圖案BP亦可包含與XY平面交叉的方向(圖30(b)所示的示例中為Z軸方向)上的尺寸不同的多個塊圖案BP2。即,多個塊圖案BP亦可包含與XY平面交叉的方向(圖30(b)所示的示例中為Z軸方向)上的高度不同的多個塊圖案BP2。再者,圖30(b)所示的示例中,塊圖案BP2具有從基準構件BM2突出的形狀,但亦可為刻入基準構件BM2的形狀。
而且,作為基準構件BM,可使用厚度經管理的板規(block gauge)或平面度均勻的玻璃構件等。
再次於圖28中,隨後,測量裝置21測量基準構件BM(步驟S412)。具體而言,載台32及/或測量裝置21移動,以使整個基準構件BM(或者,根據情況為一部分)位於測量裝置21的測量曝射區域MSA內。或者,亦可使載台32及/或測量裝置21移動,以使形成於基準構件BM的規定圖案整體(或者,根據情況為一部分)位於測量裝置21的測量曝射區域MSA內。隨後,測量裝置21測量基準構件BM。尤其,測量裝置21對形成於基準構件BM的圖案(即,為了對測量裝置2的傾斜量進行測定而使用的規定圖案)進行測量。
隨後,控制裝置7基於測量裝置21的測量結果,算出測量裝置21相對於載台32的傾斜量(尤其是θX方向及θY方向的各方向上的測量裝置21的傾斜量)(步驟S413)。例如,控制裝置7基於測量裝置21的測量結果,來確定形成於基準構件BM的圖案的位置及/或形狀。隨後,控制裝置7基於形成於基準構件BM的圖案的設計上的位置及/或形狀(即,測量裝置21未相對於載台32而傾斜時,應根據測量裝置2的測量結果而確定的圖案的位置及/或形狀)、與實際確定的圖案的位置及/或形狀的差異,來算出測量裝置21相對於載台32的傾斜量。所算出的傾斜量如上所述般被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在測量裝置2相對於載台32而傾斜的情況下,亦可與測量裝置2未相對於載台32而傾斜的情況同樣地對工件W進行加工。而且,控制裝置7亦可基於測量裝置21的測量結果,來算出載台32自身的傾斜量(尤其是θX方向及θY方向的各方向上的載台32的傾斜量)。
再者,根據形成於基準構件BM的圖案,控制裝置7可基於測量裝置21的測量結果,來算出θZ方向上的測量裝置21的傾斜量以及Z軸方向上的測量裝置21的位置偏移(offset)量(即,Z軸方向上的從基準位置計起的測量裝置21的位置偏移量)中的至少一者。例如,在使用如圖29所示般有規則地形成有點圖案DP的基準構件BM2的情況下,控制裝置7可基於測量裝置21的測量結果,來算出θZ方向上的測量裝置21的傾斜量。例如,在使用如圖30(b)所示般形成有與XY平面交叉的方向上的高度不同的多個塊圖案BP2的基準構件BM2的情況下,控制裝置7可基於測量裝置21的測量結果,來算出Z軸方向上的測量裝置21的位置偏移量。此時,θZ方向上的測量裝置21的傾斜量亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在測量裝置21於θZ方向上相對於載台32而傾斜的情況下,亦能與測量裝置21於θZ方向上未相對於載台32而傾斜的情況同樣地對工件W進行加工。Z軸方向上的測量裝置2的位置偏移量亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在產生了Z軸方向上的測量裝置21的偏移的情況下,亦能與未產生Z軸方向上的測量裝置21的偏移的情況同樣地對工件W進行加工。
進而,根據形成於基準構件BM的圖案,控制裝置7可算出與測量裝置21的測量曝射區域MSA的形狀相關的參數。與測量曝射區域MSA的形狀相關的參數例如亦可包含測量曝射區域MSA的歪曲程度、測量曝射區域MSA的倍率(例如,測量曝射區域MSA的實際尺寸相對於測量曝射區域MSA的設計上的尺寸的倍率)、及測量曝射區域MSA的彎曲度(例如,測量曝射區域MSA相對於沿著XY平面的面的彎曲度)中的至少一種。此處,測量曝射區域MSA亦可為三次元區域。再者,測量曝射區域MSA的歪曲程度亦能以在對測量曝射區域MSA進行定義的XYZ座標系中,實際測量的XY位置相對於無誤差時的XY位置之差、或者實際測量的Z位置相對於無誤差時的Z位置之差來表示。而且,測量曝射區域MSA的彎曲度能以在對測量曝射區域MSA進行定義的XYZ座標系中,對從測量裝置21輸出的Z位移成為規定的Z位移輸出的XYZ位置進行近似的面、與成為基準的XY平面的背離度來表示。
例如,在使用如圖29所示般有規則地形成有點圖案DP的基準構件BM2的情況下,控制裝置7可基於測量裝置21的測量結果,來算出測量曝射區域MSA的歪曲程度及測量曝射區域MSA的倍率中的至少一者。例如,在使用如圖30(b)所示般形成有與XY平面交叉的方向上的高度不同的多個塊圖案BP2的基準構件BM2的情況下,控制裝置7可基於測量裝置21的測量結果來算出測量曝射區域MSA的彎曲度。此時,測量曝射區域MSA的歪曲程度亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在測量曝射區域MSA發生了歪曲的情況下,亦能與測量曝射區域MSA未發生歪曲的情況同樣地對工件W進行加工。測量曝射區域MSA的倍率亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在測量曝射區域MSA的倍率並非所期望倍率的情況下,亦能與測量曝射區域MSA的倍率為所期望率的情況同樣地對工件W進行加工。測量曝射區域MSA的彎曲程度亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在測量曝射區域MSA發生了彎曲的情況下,亦能與測量曝射區域MSA未發生彎曲的情況同樣地對工件W進行加工。
而且,所述說明中,為了進行第一傾斜測定動作,於載台32上載置有基準構件BM。然而,如表示為了進行第一傾斜測定動作而改變的載台32'的平面圖即圖31所示,亦可於載台32'自身形成為了對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案。圖31表示了在載台32'表面中的位於載置面321周邊的外周面323形成點圖案DP的示例。此時,在第一傾斜測定動作中,亦可在載台32載置有基準構件BM,測量裝置2亦可除了對載置於載台32的基準構件BM以外或者取代於此,而對形成於載台32'的圖案進行測量。再者,點圖案DP亦可形成於載台32'表面中的位於載置面321周邊的外周面323的一部分。
而且,亦可使用藉由加工裝置1對工件W進行加工而形成於工件W的圖案,來作為為了測定傾斜量等而由測量裝置2來測量的圖案。此時,首先,加工裝置1亦可對工件W進行加工,以在工件W上形成為了對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案。此時,形成有為了對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案的工件W既可與預定要藉由所述加工動作來進行加工的工件W不同(例如亦可為測試用的工件),亦可為預定要藉由所述加工動作來進行加工的工件W。隨後,測量裝置2亦可除了對載置於載台32的基準構件BM以外或者取代於此,而對形成於工件W的圖案進行測量。
(2-4-3)對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定的第二傾斜測定動作
繼而,一邊參照圖32,一邊說明對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定的第二傾斜測定動作。圖32是表示對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定的第二傾斜測定動作的流程的流程圖。
如圖32所示,首先,加工裝置1對工件W進行加工,以在工件W上形成為了對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案(步驟S421)。在步驟S421中形成的圖案亦可為與為了在第一傾斜測定動作中對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案同樣的圖案。或者,在步驟S421中形成的圖案亦可為與為了對測量裝置2相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案不同的圖案。
隨後,測量裝置21對在步驟S421中經加工的工件W(尤其是在步驟S421中經加工的加工部分)進行測量(步驟S422)。因此,首先,載台32及/或測量裝置21移動,以使在步驟S421中經加工的工件W的加工部分位於測量裝置21的測量曝射區域MSA內。即,載台32移動,以使在步驟S421中經加工的工件W的加工部分從加工曝射區域PSA朝向測量曝射區域MSA移動。此時,如上所述,可保持在載台32載置有工件W的狀態。隨後,測量裝置21對在步驟S421中經加工的工件W的加工部分進行測量。
隨後,控制裝置7基於測量裝置21的測量結果,來算出加工裝置1相對於載台32的傾斜量(尤其是θX方向及θY方向的各方向上的加工裝置1的傾斜量)(步驟S423)。例如,控制裝置7基於測量裝置21的測量結果,來確定形成於工件W的圖案的實際位置及/或形狀。隨後,控制裝置7基於形成於工件W的圖案的設計上的位置及/或形狀(即,加工裝置1未相對於載台32而傾斜時,加工裝置1應形成於工件W的圖案的位置及/或形狀)、與形成於工件W的圖案的實際位置及/或形狀的差異,來算出加工裝置1相對於載台32的傾斜量。所算出的傾斜量如上所述般被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在加工裝置1相對於載台32而傾斜的情況下,亦可與加工裝置1未相對於載台32而傾斜的情況同樣地對工件W進行加工。
再者,根據形成於工件W的圖案,控制裝置7可基於測量裝置21的測量結果,來算出θZ方向上的加工裝置1的傾斜量、Z軸方向上的加工裝置1的位置偏移量(即,Z軸方向上的從基準位置計起的加工裝置1的位置偏移量)、及與加工裝置1的加工曝射區域PSA的形狀相關的參數。與加工曝射區域PSA的形狀相關的參數例如亦可包含加工曝射區域PSA的歪曲程度、加工曝射區域PSA的倍率(例如,加工曝射區域PSA的實際尺寸相對於加工曝射區域PSA的設計上的尺寸的倍率)、及加工曝射區域PSA的彎曲度(例如,加工曝射區域PSA相對於沿著XY平面的面的彎曲度)中的至少一種。此時,θZ方向上的加工裝置1的傾斜量亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在加工裝置1於θZ方向上相對於載台32而傾斜的情況下,亦能與加工裝置1於θZ方向上未相對於載台32而傾斜的情況同樣地對工件W進行加工。Z軸方向上的加工裝置1的位置偏移量亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在產生了Z軸方向上的加工裝置1的偏移的情況下,亦能與未產生Z軸方向上的加工裝置1的偏移的情況同樣地對工件W進行加工。加工曝射區域PSA的歪曲程度亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在加工曝射區域PSA發生了歪曲的情況下,亦能與加工曝射區域PSA未發生歪曲的情況同樣地對工件W進行加工。加工曝射區域PSA的倍率亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在加工曝射區域PSA的倍率並非所期望率的情況下,亦能與加工曝射區域PSA的倍率為所期望率的情況同樣地對工件W進行加工。加工曝射區域PSA的彎曲程度亦可被用作下述參數,該參數用於使加工系統SYS進行動作,以使得即便在加工曝射區域PSA發生了彎曲的情況下,亦能與加工曝射區域PSA未發生彎曲的情況同樣地對工件W進行加工。再者,亦可取代與加工裝置1的加工曝射區域PSA的形狀相關的參數或者除此以外,將加工裝置1的光學系統(典型的是fθ透鏡)的倍率、歪曲及像場彎曲作為參數。
而且,在第二傾斜測定動作中,亦與第一傾斜測定動作同樣地,亦可將基準構件BM(尤其是形成有為了對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案的基準構件BM)載置於載台32。或者,亦可於載台32上形成為了對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案。此時,加工裝置1亦可使用加工裝置1所具備的觀察裝置16,來觀察(實質上為測量)形成於基準構件BM及/或載台32的圖案的位置及/或形狀。進而,控制裝置7亦可基於觀察裝置16的觀察結果,來算出加工裝置1相對於載台32的傾斜量。具體而言,控制裝置7亦可基於觀察裝置16的測量結果,來確定形成於基準構件BM的圖案的位置及/或形狀。隨後,控制裝置7亦可基於形成於基準構件BM的圖案的設計上的位置及/或形狀、與實際確定的圖案的位置及/或形狀的差異,來算出加工裝置1相對於載台32的傾斜量。此時,加工裝置1亦可不以在工件W上形成為了對加工裝置1相對於載台32的傾斜量進行測定而使用的規定圖案的方式,來對工件W進行加工。
(3)技術效果
如以上所說明般,加工系統SYS包括加工裝置1與測量裝置2這兩者。尤其,加工系統SYS在收容載台裝置3(即,收容工件W)的框體4內,具備加工裝置1與測量裝置2。因此,在加工裝置1對工件W進行加工後,直至測量裝置2對經加工的工件W進行測量為止的期間,亦可不從載台32拆卸工件W。同樣地,在測量裝置2對工件W進行測量後,直至加工裝置1對經測量的工件W進行加工為止的期間,亦可不從載台32拆卸工件W。因此,與在加工裝置1對工件W進行加工後直至測量裝置2對經加工的工件W進行測量為止的期間、及/或在測量裝置2對工件W進行測量後直至加工裝置1對經測量的工件W進行加工為止的期間,必須從載台32拆卸工件W的情況相比,不需要從載台32拆卸工件W及將工件W重新載置於載台32,相應地,與工件W的加工相關的處理量(throughput)提高。進而,亦可不進行伴隨工件W向載台32的重新載置而有可能變得必要的對準(alignment)動作(例如,工件W相對於載台32的對位動作),因此,相應地,與工件W的加工相關的處理量亦提高。
而且,加工系統SYS在加工裝置1對工件W的加工與測量裝置2對工件W的測量之間,保持工件W被載置於載台32的狀態。因此,可降低因工件W的載置或拆卸引起的加工誤差或測量誤差的影響,從而可提高與工件W的加工相關的處理量。
而且,由於加工系統SYS包括加工裝置1與測量裝置2這兩者,因此加工系統SYS可一邊利用測量裝置2來對加工裝置1所加工的工件W的狀態進行測量,一邊對工件W進行加工。其結果,加工系統SYS在工件W的狀態背離所期望的狀態(例如,工件W的加工量不適當及/或工件W的加工位置不適當)的情況下,可立即控制加工裝置1,以使工件W的狀態接近或與所期望的狀態一致。例如,加工系統SYS在工件W的加工量不適當及/或工件W的加工位置不適當的情況下,可立即控制加工裝置1,以使工件W的加工量變得適當及/或工件W的加工位置變得適當。因此,與並不利用測量裝置2來對加工裝置1所加工的工件W的狀態進行測量而對工件W進行加工的情況相比,加工系統SYS可更高精度地對工件W進行加工。
而且,由於加工裝置1使用加工光EL來對工件W進行加工,因此與使用切削構件等來對工件W進行加工的情況相比,難以產生工件W的切削屑。因此,即使將加工裝置1與測量裝置2配置於相同的框體4內,亦幾乎不會因切削屑而妨礙測量裝置2的適當動作。
而且,由於加工裝置1使用加工光EL來對工件W進行加工,因此與使用切削構件等來對工件W進行加工的情況相比,不會有相對較大的外力作用於工件W。因此,載台32亦可不以相對較大的保持力來保持工件W。其結果,在載台32上,在加工裝置1對工件W進行加工的情況以及測量裝置2對工件W進行測量的情況這兩種情況下,能以實質上相同的狀態來載置工件W。因此,測量裝置2能以與加工裝置1對工件W進行加工的情況同樣的狀態,來對載置於載台32的工件W進行測量。即,與在加工裝置1對工件W進行加工的情況下以相對較強的保持力而藉由載台32來保持工件W的情況相比,測量裝置2能不受因相對較強的力而可能產生的工件W的微小變形的影響,而相對高精度地測量工件W。而且,可在降低工件W的變形影響的狀態下,高精度地對工件W進行加工。
而且,加工系統SYS可進行用於對加工條件的初始值進行設定的初始設定動作。因此,加工系統SYS可相對較容易且以短的時間來設定加工條件的初始值。
而且,加工系統SYS可進行溫度漂移降低動作。因此,加工系統SYS可適當降低因測量裝置21的溫度導致測量裝置21的測量精度產生偏差的現象即溫度漂移的影響。因而,與未降低溫度漂移的影響的情況相比,加工系統SYS可相對較高精度地測量工件W。進而,加工系統SYS可基於相對較高精度的工件W的測量結果,來相對較高精度地對工件W進行加工。
而且,加工系統SYS可進行傾斜測定動作。因此,加工系統SYS能以排除傾斜影響的方式來對工件W進行加工。即,即使在加工裝置1及/或測量裝置2相對於載台32而傾斜的情況下,加工系統SYS亦能與加工裝置1及/或測量裝置2未相對於載台32而傾斜的情況同樣地對工件W進行加工。
(4)變形例
繼而,對加工系統SYS的變形例進行說明。
(4-1)第一變形例的加工系統SYSa
首先,一邊參照圖33,一邊對第一變形例的加工系統SYSa進行說明。圖33是表示第一變形例的加工系統SYSa的結構的剖面圖。再者,為了簡化圖式,圖33對於加工系統SYSa的一部分構成元件未示出其剖面。
如圖33所示,第一變形例的加工系統SYSa與所述加工系統SYS相比,不同之處在於具備氣體供給裝置8a。加工系統SYSa的其他特徵亦可與加工系統SYS相同。再者,為了簡化圖式,圖33省略或簡化了加工系統SYSa所具備的一部分構成元件的記載。
氣體供給裝置8a將氣體供給至(即,流至)收容空間SP內。作為氣體供給裝置8a所供給的氣體的一例,可列舉大氣、潔淨乾燥空氣(Clean Dry Air,CDA)及非活性氣體中的至少一種。作為非活性氣體的一例,可列舉氮氣或氬氣。
氣體供給裝置8a亦可藉由供給氣體,來降低因向工件W照射加工光EL而從工件W產生的物質附著於測量裝置2的情況。即,氣體供給裝置8a亦可作為附著降低裝置發揮功能,該附著降低裝置可降低因向工件W照射加工光EL而從工件W產生的物質附著於測量裝置2的情況。因向工件W照射加工光EL而從工件W產生的物質亦可包含熔融或蒸發的工件W的材料。以下,為了便於說明,將因向工件W照射加工光EL而從工件W產生的物質稱作「煙霧(fume)」。
尤其,氣體供給裝置8a亦可藉由供給氣體來降低煙霧附著於測量裝置2的特定部分的情況。測量裝置2的特定部分亦可為當有煙霧附著時可能會造成測量裝置2的測量精度惡化的部分。例如,在測量裝置2將測量光(例如,光截法中的狹縫光或白色干涉法中的白色光)照射至工件W以對工件W進行測量的情況下,可列舉測量光所通過的測量裝置2的光學系統211的光學面211s來作為特定部分的一例。尤其,可列舉光學系統211的末端光學元件(即,面向收容空間SP的光學元件)的光學面來作為特定部分的一例。
若有煙霧附著於測量裝置2(尤其是其特定部分),則有可能會因所附著的煙霧而妨礙測量光的照射(例如,向工件W的照射)。其結果,測量裝置2有可能無法適當地測量工件W。然而,第一變形例中,降低煙霧附著於測量裝置2(尤其是其特定部分)的情況。其結果,測量裝置2可在煙霧的影響得到降低的狀態下適當地測量工件W。
氣體供給裝置8a亦可如表示氣體供給裝置8a對氣體的第一供給形態的剖面圖即圖34所示,向收容空間SP內的加工裝置1與測量裝置2之間的空間供給氣體。氣體供給裝置8a亦可沿包含順著從加工裝置1朝向工件W的加工光EL的行進方向的成分的方向(圖34所示的示例中,為包含Z軸方向作為成分的方向)來供給氣體。此時,氣體供給裝置8a所供給的氣體作為氣簾(air curtain)發揮功能。即,氣體供給裝置8a所供給的氣體作為可降低煙霧從較氣簾位於加工裝置1側的空間侵入至較氣簾位於測量裝置2側的空間的可能性的氣簾發揮功能。其結果,煙霧附著於測量裝置2的可能性得到適當降低。進而,煙霧侵入包含測量光的光路的空間內的可能性得到適當降低。
氣體供給裝置8a亦可如表示氣體供給裝置8a對氣體的第二供給形態的剖面圖即圖35所示,向收容空間SP內的測量裝置2與載台32之間的空間供給氣體。氣體供給裝置8a亦可向收容空間SP內的包含來自測量裝置2的測量光的光路的空間供給氣體。氣體供給裝置8a亦可沿著與從加工裝置1朝向工件W的加工光EL的行進方向交叉的方向(圖35所示的示例中為Y軸方向)供給氣體。氣體供給裝置8a亦可供給從包含測量光的光路的空間朝向包含加工光EL的光路的空間流動的氣體。其結果,煙霧難以侵入至包含測量光的光路的空間,因此煙霧附著於測量裝置2的可能性得到適當降低。進而,煙霧侵入至包含測量光的光路的空間的可能性得到適當降低。進而,若從氣體供給裝置8a供給的氣體噴吹至測量裝置2的特定部分(例如所述光學系統211的光學面211s),則可藉由所述氣體來吹除(即,去除)附著於測量裝置2的特定部分的煙霧。因而,即使有煙霧暫時附著於測量裝置2,亦可適當降低煙霧持續附著於測量裝置2的可能性。並且,可降低煙霧附著於加工裝置1的特定部分(例如,fθ透鏡142的末端光學元件的光學面)的可能性,從而可達成適當的加工。如此,藉由氣體供給裝置8a對氣體的供給,沿橫切加工光EL及/或測量光的光路的方向形成氣體的流路,因此煙霧沿著所述流路行進,從而煙霧附著於測量裝置2或加工裝置1的可能性得以降低。
(4-2)第二變形例的加工系統SYSb
繼而,一邊參照圖36,一邊說明第二變形例的加工系統SYSb。圖36是表示第二變形例的加工系統SYSb的結構的剖面圖。再者,為了簡化圖式,圖36對於加工系統SYSb的一部分構成元件未示出其剖面。
如圖36所示,第二變形例的加工系統SYSb與所述加工系統SYS相比,不同之處在於,具備回收裝置8b。加工系統SYSb的其他特徵亦可與加工系統SYS相同。再者,為了簡化圖式,圖36省略或簡化了加工系統SYSb所具備的一部分構成元件的記載。
回收裝置8b從框體4內部的收容空間SP回收氣體(或者,包含液體的任意流體,以下在第二變形例中相同)。具體而言,回收裝置8b亦可經由形成於框體4的隔壁的開口即回收口81b、及連結於回收口81b的回收管82b,從收容空間SP回收氣體。回收裝置8b亦可經由回收口81b及回收管82b來從收容空間SP抽吸氣體,藉此來回收氣體。回收裝置8b亦可經由回收口81b及回收管82b來對收容空間SP的至少一部分進行排氣,藉此來回收氣體。回收裝置8b在關於加工裝置1而與測量裝置2為相反側具備回收口81b,沿從測量裝置2的正下方經由加工裝置1的正下方到達回收口81b的路徑形成流體(氣體)的流路。再者,在圖36的情況下,框體4外部的空間與內部的空間(收容空間SP)亦可視為藉由框體4而實質上隔開。
回收裝置8b亦可將收容空間SP內的煙霧的至少一部分與氣體一同予以回收。回收裝置8b亦可沿著與從加工裝置1朝向工件W的加工光EL的行進方向交叉的方向(圖36所示的示例中為Y軸方向)來回收氣體及煙霧。回收裝置8b從收容空間SP回收的煙霧亦可藉由配置於回收管82b的過濾器83b來予以吸附。過濾器83b既可為可裝卸,亦可為可更換。其結果,與未藉由回收裝置8b來回收煙霧的情況相比,更適當地防止煙霧附著於測量裝置2。因而,回收裝置8b亦可作為可降低煙霧附著於測量裝置2的附著防止裝置發揮功能。再者,亦可在過濾器83b的下游側設置流量感測器,以對過濾器83b的堵塞情況進行監控(monitor)。而且,亦可根據所述流量感測器的輸出來推測過濾器83b的更換時期。
藉由回收裝置8b對氣體的回收,沿橫切加工光EL及/或測量光的光路的方向形成氣體的流路,因此煙霧沿著所述流路而被回收裝置8b回收,從而煙霧附著於測量裝置2或加工裝置1的可能性得以降低。
再者,第二變形例的加工系統SYSb與第一變形例的加工系統SYSa同樣地,亦可具備氣體供給裝置8a。此時,進一步降低煙霧附著於測量裝置2或加工裝置1的情況。
(4-3)第三變形例的加工系統SYSc
繼而,一邊參照圖37,一邊說明第三變形例的加工系統SYSc。圖37是表示第三變形例的加工系統SYSc的結構的剖面圖。再者,為了簡化圖式,圖37對於加工系統SYSc的一部分構成元件未示出其剖面。
如圖37所示,第三變形例的加工系統SYSc與所述加工系統SYS相比,不同之處在於,具備框體8c。加工系統SYSc的其他特徵亦可與加工系統SYS相同。再者,為了簡化圖式,圖37省略或簡化了加工系統SYSc所具備的一部分構成元件的記載。
框體8c被配置在收容空間SP內。框體8c於收容空間SP內收容測量裝置2的至少一部分(例如測量裝置2的特定部分)。具體而言,如圖37所示,框體8c具備隔壁構件81c。隔壁構件81c規定收容測量裝置2的內部空間82c。其結果,藉由框體8c(尤其是隔壁構件81c)來防止煙霧從收容空間SP向收容空間82c的侵入。因此,適當防止煙霧附著於收容在收容空間82c內的測量裝置2。
然而,在藉由測量裝置2照射測量光來測量工件W的情況下,測量光的照射被框體4妨礙則不佳。因此,隔壁構件81c中的與來自測量裝置2的測量光的光路重複的部分亦可包含光通過構件83c。光通過構件83c亦可為測量光可通過、但另一方面煙霧不可通過的構件。作為一例,光通過構件83c例如亦可為相對於測量光而透明(例如,透射率為規定率以上)的構件。或者,光通過構件83c亦可為如下所述的構件,即,在照射有測量光的期間(例如,測量裝置2測量工件W的期間)的至少一部分,測量光可通過,另一方面,在未照射有測量光的期間(例如,測量裝置2未測量工件W的期間,典型的是,加工裝置1對工件W進行加工的期間)的至少一部分,煙霧無法通過。作為此種光通過構件83c的一例,可列舉玻璃基板等透光性基板。其結果,藉由光通過構件83c,既防止煙霧從收容空間SP向收容空間82c的侵入,又使來自測量裝置2的測量光經由光通過構件83c而照射至工件W。因此,既可適當防止煙霧附著於收容在收容空間82a-3內的測量裝置2,又可使測量裝置2適當地測量工件W。
此外,由於光通過構件83c面向收容空間SP,因此存在煙霧附著於光通過構件83c的可能性。因此,亦可去除附著於光通過構件83c的煙霧。例如,加工系統SYSc亦可供給氣體,以吹除(即去除)附著於光通過構件83c的煙霧。此時,加工系統SYSc亦可使用所述氣體供給裝置8a來吹除(即去除)附著於光通過構件83c的煙霧。例如,如表示加工系統SYSc的其他結構的剖面圖即圖38所示,加工系統SYSc亦可具備振動裝置84c,該振動裝置84c使光通過構件83c振動,以抖落(即去除)附著於光通過構件83c的煙霧。其結果,防止煙霧持續附著於光通過構件83c。因而,不會因持續附著於光通過構件83c的煙霧而妨礙來自測量裝置2的測量光的照射。
附著於光通過構件83c的煙霧亦可在所期望的時機被去除。例如,附著於光通過構件83c的煙霧量越多,則因煙霧而散射的測量光將變得越多。因此,控制裝置7亦可基於對散射的測量光進行檢測的檢測裝置的檢測結果,來判定是否有煙霧附著於光通過構件83c(或者,是否附著有一定量以上的煙霧),若判定為有煙霧附著於光通過構件83c(或者,附著有一定量以上的煙霧),則去除附著於光通過構件83c的煙霧。
再者,光通過構件83c亦可為可從框體8c拆卸。而且,光通過構件83c亦可為可更換為與其不同的光通過構件。
再者,第三變形例的加工系統SYSc亦可與第一變形例的加工系統SYSa及第二變形例的加工系統SYSb的至少一者同樣地,具備氣體供給裝置8a及回收裝置8b中的至少一者。此時,可更適當地防止煙霧附著於測量裝置2。
(4-4)第四變形例的加工系統SYSd
繼而,對第四變形例的加工系統SYSd進行說明。第四變形例的加工系統SYSd與所述加工系統SYS相比,不同之處在於,具備受光裝置9d。加工系統SYSd的其他特徵亦可與加工系統SYS相同。因而,以下,一邊參照圖39(a)及圖39(b),一邊說明受光裝置9d。圖39(a)是表示受光裝置9d的結構的剖面圖,圖39(b)是表示受光裝置9d的結構的平面圖。
如圖39(a)及圖39(b)所示,受光裝置9d被配置於載台32。受光裝置9d亦可配置於載台32中的從載置工件W的載置面321朝X軸方向及Y軸方向中的至少一方向偏離的位置。例如,受光裝置9d亦可配置於載台32中的外周面322(更具體而言,載台32中的外周面322成為表面的構件)。然而,受光裝置9d亦可配置於載台32中的載置面321(更具體而言,載台32中的載置面321成為表面的構件)。受光裝置9d亦可配置於載台32的任意位置。受光裝置9d的至少一部分亦可為可從載台32拆卸。或者,受光裝置9d亦可與載台32一體化。而且,受光裝置9d亦可配置於載置面321內。
受光裝置9d包括遮光構件91d與檢測器92d。
遮光構件91d是可遮擋加工光EL的構件。遮光構件91d被配置於載台32。遮光構件91d的表面(+Z側的面)為與載台32的表面(+Z側的面,例如外周面322)相同的高度,但亦可為不同的高度。遮光構件91d的背面(-Z側的面)為與載台32的背面(-Z側的面)相同的高度,但亦可為不同的高度。遮光構件91d的至少一部分亦可與載台32一體化。載台32的至少一部分亦可被兼用作遮光構件91d。然而,遮光構件91d亦可為可從載台32予以拆卸。
在遮光構件91d,形成有開口93d。開口93d是從遮光構件91d的表面貫穿至背面的貫穿孔。在遮光構件91d的至少一部分與載台32一體化的情況下,開口93d亦可為從載台32的表面(例如外周面322)貫穿至背面的貫穿孔。開口93d在沿著XY平面的面內的形狀為狹縫形狀,但亦可為其他的任意形狀。開口93d在沿著XY平面的面內的尺寸(例如,狹縫形狀的長邊方向的尺寸)例如為數微米(micrometer)至數十微米(例如5微米至10微米),但亦可為其他尺寸。開口93d為加工光EL可通過的貫穿孔。開口93d是朝向載台32的表面照射的加工光EL可通過至載台32的背面的貫穿孔。因而,形成有開口93d的遮光構件91d作為可使加工光EL通過的光通過構件發揮功能。再者,遮光構件91d亦可包含在透光性基板的上表面的一部分形成有遮光膜者。此時,未形成有遮光膜的部分成為開口93d。
檢測器92d是可檢測(例如可接受)加工光EL的光檢測器。作為光檢測器的一例,可列舉可對所接受的加工光EL進行光電轉換的光電轉換器。檢測器92d被配置於遮光構件91d的背面。在遮光構件91d的至少一部分與載台32一體化的情況下,檢測器92d被配置於載台32的背面。檢測器92d對經由開口93d而入射至檢測器92d的加工光EL進行檢測。檢測器92d對通過開口93d而入射至檢測器92d的加工光EL進行檢測。
檢測器92d的檢測結果包含與入射至檢測器92d的加工光EL的狀態相關的資訊。例如,檢測器92d的檢測結果包含與入射至檢測器92d的加工光EL的強度(具體而言,與XY平面交叉的面內的強度)相關的資訊。更具體而言,檢測器92d的檢測結果包含與加工光EL在沿著XY平面的面內的強度分佈相關的資訊。檢測器92d的檢測結果被輸出至控制裝置7。
控制裝置7基於檢測器92d的檢測結果來控制加工系統SYSd(例如加工裝置1、測量裝置2、載台裝置3、驅動系統5及驅動系統6中的至少一者),以使加工系統SYSd可適當地對工件W進行加工。例如,控制裝置7亦可基於檢測器92d的檢測結果來進行對聚焦位置進行控制的聚焦控制動作。例如,控制裝置7亦可基於檢測器92d的檢測結果來進行光狀態控制動作,所述光狀態控制動作是與使用檢流鏡141的加工光EL的掃描同步地控制加工光EL的狀態。例如,控制裝置7亦可基於檢測器92d的檢測結果來進行檢流控制動作,所述檢流控制動作是控制檢流鏡141,以降低因檢流鏡141的溫度(即,熱)而導致沿著XY平面的面內的加工光EL的照射位置產生偏差的現象即溫度漂移的影響。加工系統SYSd亦可在進行所述加工動作之前,進行該些動作(例如聚焦控制動作、光狀態控制動作及檢流控制動作)的至少一部分。加工系統SYSd亦可在進行了所述加工動作之後,進行該些動作的至少一部分。加工系統SYSd亦可在進行所述加工動作的期間內,進行該些動作的至少一部分。加工系統SYSd亦可在從進行某加工動作後,直至接下來進行另一加工動作為止的期間,進行該些動作的至少一部分。加工系統SYSd亦可在對工件W進行加工的一個期間與對相同的工件W進行加工的另一期間之間,進行該些動作的至少一部分。加工系統SYSd亦可每當加工系統SYSd開始動作經過固定時間時,進行該些動作的至少一部分。在進行加工動作之前或進行了加工動作之後進行該些動作的至少一部分的情況下,在進行該些動作的至少一部分的期間,亦可不在載台32上載置工件W。再者,對於聚焦控制動作、光狀態控制動作及檢流控制動作各自的詳細,將在後文進行說明。
加工系統SYSd亦可具備多個受光裝置9d。圖39(b)表示了加工系統SYSd具備二個受光裝置9d(x)及受光裝置9d(y)的示例。多個受光裝置9d的開口93d的形狀(具體而言,在沿著XY平面的面內的形狀)亦可為長邊方向分別沿著不同方向的狹縫形狀。例如,圖39(b)表示了下述示例,即,受光裝置9d(x)的開口93d(x)的形狀為長邊方向沿著X軸方向的狹縫形狀,受光裝置9d(y)的開口93d(y)的形狀為長邊方向沿著Y軸方向的狹縫形狀。
再者,多個受光裝置9d的數量並不限定於二個,例如亦可為,除了受光裝置9d(x)及受光裝置9d(y)以外,還具備具有長邊方向相對於X軸或Y軸呈規定角度(作為一例,為±45度)的狹縫形狀的一個以上的受光裝置9d。
而且,受光裝置9d的開口93d的形狀並不限定於矩形狀,作為一例,亦可為圓形狀(針孔(pin hole)狀)或L字形狀、十字形狀。此處,在開口93d的形狀為L字形狀或十字形狀等的情況下,可利用一個受光裝置9d來達成多個受光裝置9d的功能。
若考慮到藉由加工光EL的照射來對工件W進行加工的情況,則存在受光裝置9d(進而,配置有受光裝置9d的載台32)的至少一部分亦因加工光EL的照射而受到加工(實質上為破壞)的可能性。因此,亦可控制加工光EL的強度(例如,在與加工光EL的行進方向交叉的面內每單位面積的能量的量),以使照射至受光裝置9d的加工光EL的強度(例如,檢測器92d的檢測面上的每單位面積的能量的量)小於為了對工件W進行加工而照射至工件W的加工光EL的強度(例如,工件W表面的每單位面積的能量的量)。例如,加工裝置1的光源11亦能以下述方式生成加工光EL,即,在加工光EL被照射至受光裝置9d的期間內射出的加工光EL的強度小於在為了對工件W進行加工而對工件W照射加工光EL的期間內射出的加工光EL的強度。例如,如表示照射至受光裝置9d的加工光EL的剖面圖即圖40所示,亦可在加工光EL的光路中配置可使加工光EL衰減的衰減構件18d。此時,加工裝置1亦可經由衰減構件18d來對受光裝置9d照射加工光EL,另一方面,不經由衰減構件18d而對工件W照射加工光EL。因而,衰減構件18亦可為可相對於加工光EL的光路而插脫,以使得在加工光EL被照射至受光裝置9d的期間內,衰減構件18位於加工光EL的光路,且在為了對工件W進行加工而對工件W照射加工光EL的期間內,衰減構件18不位於加工光EL的光路。再者,衰減構件18d亦可配置於加工裝置1的內部,還可配置於加工裝置1的外部(例如加工裝置1與受光裝置9d之間的空間或者受光裝置9d上方的空間)。如此,藉由衰減構件18d的使用,可在將光源11的發光條件(作為一例,為雷射振盪條件)保持為與加工時相同的狀態下,對加工光EL進行測量,因此可降低所測量的加工光EL的強度分佈與加工時的強度分佈不同的問題。再者,亦可取代光源11的發光條件,而變更加工光EL的強度。此時,亦可使用關於光源11的發光條件與加工光EL的強度分佈的關係的資訊,來修正測量結果。
(4-4-1)聚焦控制動作
繼而,一邊參照圖41(a)至圖41(c),一邊對基於受光裝置9d所具備的檢測器92d的受光結果而進行的動作的一具體例即聚焦控制動作進行說明。圖41(a)是表示為了進行聚焦控制動作而加工裝置1將加工光EL照射至受光裝置9d的情形的剖面圖,圖41(b)是表示為了進行聚焦控制動作而加工裝置1將加工光EL照射至受光裝置9d的情形的平面圖,圖41(c)是表示受光裝置9d所具備的檢測器92d的檢測結果的圖表。
如圖41(a)及圖41(b)所示,為了進行聚焦控制動作,加工裝置1對受光裝置9d(尤其是檢測器92d)照射加工光EL。因此,首先,載台32及/或加工裝置1移動,以使開口93d位於加工曝射區域PSA內。隨後,加工裝置1經由開口93d來朝向檢測器92d照射加工光EL。
此時,加工裝置1使利用檢流鏡141而偏向的加工光EL通過fθ透鏡142,藉此,使加工光EL對載台32表面的至少一部分(具體而言,為包含形成有開口93d的部分的面)進行掃描。尤其,加工裝置1以加工光EL(更具體而言,為加工光EL的照射區域EA)在沿著XY平面的面內橫切開口93d的方式,來使加工光EL對載台32表面的至少一部分進行掃描。尤其,加工裝置1亦能以加工光EL在沿著XY平面的面內,沿著構成開口93d的狹縫的短邊方向而橫切開口93d的方式,來使加工光EL對載台32表面的至少一部分進行掃描。例如,在加工裝置1對圖39(b)所示的受光裝置9d(x)照射加工光EL的情況下,加工裝置1亦能以加工光EL在沿著XY平面的面內,沿著構成開口93d(x)的狹縫的短邊方向即Y軸方向而橫切開口93d(x)的方式,使加工光EL對載台32表面的至少一部分進行掃描。例如,在加工裝置1對圖39(b)所示的受光裝置9d(y)照射加工光EL的情況下,加工裝置1亦能以加工光EL在沿著XY平面的面內,沿著構成開口93d(y)的狹縫的短邊方向即X軸方向而橫切開口93d(y)的方式,來使加工光EL對載台32表面的至少一部分進行掃描。嚴格而言,使加工光EL相對於在空間上靜止的開口93(x)、開口93(y)進行掃描時的結果與使開口93(x)、開口93(y)相對於在空間上靜止的加工光EL進行掃描時的結果不同,但在掃描量(加工光EL在XY面內的移動量)小的情況下(作為一例,為加工光EL的點尺寸的10倍以內),可對兩者進行等價處理。再者,圖41(a)及圖41(b)表示了下述示例,即,在沿著XY平面的面內,加工光EL沿著構成開口93d的狹縫的短邊方向即Y軸方向而橫切開口93d。
在加工光EL對載台32表面的至少一部分進行掃描的期間內,載台32亦可不移動。即,在加工光EL對載台32表面的至少一部分進行掃描的期間內,加工裝置1與載台32的位置關係(尤其是沿著XY平面的方向)亦可被固定。其結果,加工光EL將以根據檢流鏡141的特性而定的固定的掃描速度,來對載台32表面的至少一部分進行掃描。即,加工光EL的照射區域EA將在載台32表面的至少一部分上,沿著沿載台32表面的方向(例如X軸方向及Y軸方向中的至少一方向)而以固定的速度移動。
其結果,在加工光EL對載台32表面的至少一部分進行掃描的期間內的某時機,加工光EL將被照射至開口93d。即,在加工光EL對載台32表面的至少一部分進行掃描的期間內的某時機,藉由檢測器92d來檢測加工光EL。
控制裝置7如圖41(c)所示,獲取下述檢測信號來作為檢測器92d的檢測結果,該檢測信號表示:與加工光EL未照射至開口93d的期間內的加工光EL的強度相比,在加工光EL的至少一部分照射至開口93d的期間內,加工光EL的強度變大。再者,圖41(c)的橫軸即時間(檢測時期)可替換為加工光EL與載台32的沿著掃描方向(Y方向)的相對位置。控制裝置7可基於檢測信號來算出加工光EL的點徑(即,在工件W表面上的點徑)。具體而言,控制裝置7可根據檢測信號,來確定加工光EL的強度變得大於規定值的時間(即,加工光EL的至少一部分照射至開口93d的時間)。此時,控制裝置7可基於所確定的時間與加工光EL的掃描速度,來算出加工光EL的點徑。
隨後,控制裝置7亦可控制加工光EL的聚焦位置,以使所算出的點徑與被設定作為加工條件的點徑(例如,藉由所述初始設定動作而設定的點徑)一致。此時,在變更了聚焦位置的情況下,為了確認變更後的聚焦位置是否適當,控制裝置7亦可控制加工裝置1,以再次進行受光裝置9d對加工光EL的檢測。此時,控制裝置7亦可判定基於檢測器92d的再檢測結果而重新算出的點徑與被設定作為加工條件的點徑是否一致。
再者,圖39(a)至圖41(c)的示例中,沿Y方向對在X方向具有長邊方向(Y方向的寬度相對於X方向為細)的開口93d(x)進行掃描,以對加工光EL的點的沿著Y方向的寬度(位置)進行檢測,且沿X方向對在Y方向具有長邊方向(X方向的寬度相對於Y方向為細)的開口93d(y)進行掃描,以對加工光EL的點的沿著X方向的寬度(位置)進行檢測。因而,可求出加工光EL的點的橢圓度(X方向尺寸與Y方向尺寸之比(差))。再者,若加工光EL的點的橢圓度大(X方向尺寸與Y方向尺寸之差大),則亦可在加工裝置1的光學系統中配置在正交的二方向上折射能力不同的光學構件(作為示例,為複曲面透鏡(toric lens)或柱狀透鏡(cylindrical lens)等),以減小橢圓度。
藉由以上的聚焦控制動作,可適當地控制加工光EL的聚焦位置。
再者,根據需要,受光裝置9d對加工光EL的檢測亦可一邊改變受光裝置9d(尤其是檢測器92d)在與XY平面交叉的方向(例如Z軸方向)上的位置,一邊反覆進行。即,亦可在受光裝置9d(尤其是檢測器92d)位於與XY平面交叉的方向上的第一位置的狀態下,進行受光裝置9d對加工光EL的檢測,在受光裝置9d(尤其是檢測器92d)位於與XY平面交叉的方向上的第二位置(其中,第二位置不同於第一位置)的狀態下,進行受光裝置9d對加工光EL的檢測。再者,受光裝置9d對加工光EL的檢測亦可一邊改變加工光EL在與XY平面交叉的方向(例如Z軸方向)上的聚焦位置,一邊反覆進行。在該些情況下,如表示檢測器92d的檢測結果的圖表即圖42(a)所示,控制裝置7可獲取與受光裝置9d的位置變更相應的多個檢測信號。此時,控制裝置7亦可基於多個檢測信號與獲取各檢測信號時的受光裝置9d的位置,來求出加工光EL的聚焦位置,甚而,亦可控制加工光EL的聚焦位置。例如,變更受光裝置9d(尤其是檢測器92d)在與XY平面交叉的方向上的位置,實質上等價於變更加工光EL相對於受光裝置9d的聚焦位置。因此,控制裝置7可基於多個檢測信號與獲取各檢測信號時的受光裝置9d的位置而確定:使受光裝置9d移動多少(即,使聚焦位置移動多少),加工光EL的點徑會變化多少。其結果,控制裝置7可確定:為了使加工光EL的點徑與被設定作為加工條件的點徑一致,只要使聚焦位置移動多少即可。
而且,藉由一邊改變受光裝置9d(尤其是檢測器92d)在Z軸方向上的位置一邊檢測加工光EL,或者一邊改變加工光EL在Z軸方向上的聚焦位置一邊檢測加工光EL,可求出加工光EL的遠心度(telecentricity)(遠心性、加工光EL相對於光軸的傾斜程度)。圖42(b)是將Z軸方向上的多個位置處的檢測結果重疊表示者。圖42(b)中,Z(0)表示受光裝置9d位於Z軸方向上的第一位置的狀態下的檢測結果,Z(+1)表示受光裝置9d位於Z軸方向上的第二位置的狀態下的檢測結果(第二位置較第一位置位於+Z側(加工裝置1側)),Z(+2)表示受光裝置9d位於Z軸方向上的第三位置的狀態下的檢測結果(第三位置較第二位置位於+Z側(加工裝置1側)),Z(-1)表示受光裝置9d位於Z軸方向上的第四位置的狀態下的檢測結果(第四位置較第一位置位於-Z側(與加工裝置1為相反側)),Z(-2)表示受光裝置9d位於Z軸方向上的第五位置的狀態下的檢測結果(第五位置較第四位置位於-Z側(與加工裝置1為相反側))。圖42(c)是對各檢測結果中的強度達到最大的位置PZ進行描繪者,將該些描繪位置PZ(-2)、PZ(-1)、PZ(0)、PZ(+1)、PZ(+2)連成的直線表示遠心性。此處,在所述直線垂直延伸的情況下,即使Z軸方向的位置發生變化,強度達到最大的點PZ的Y方向位置亦不會變化,因此為遠心。再者,位置PZ(-2)、PZ(-1)、PZ(0)、PZ(+1)、PZ(+2)分別對應於檢測結果Z(-2)、Z(-1)、Z(0)、Z(+1)、Z(+2)。
再者,在遠心性差的情況下,例如亦可改變構成fθ透鏡142的至少一部分(亦可為全部)的光軸方向的位置,以進行遠心性的修正。
(4-4-2)光狀態控制動作
繼而,對光狀態控制動作進行說明。首先,一邊參照圖43,一邊對進行光狀態控制動作的技術理由進行說明。圖43是示意性地表示藉由檢流鏡141而偏向並藉由fθ透鏡而位移的加工光EL對工件W的表面進行掃描時的工件W表面上的各位置處的加工光EL的點徑的平面圖。
如圖43所示,檢流鏡141使加工光EL偏向,以利用加工光EL來對工件W表面中的包含於加工曝射區域PSA的面部分進行掃描。此時,在高精度地對工件W進行加工的方面,下述狀態為理想狀態的一例,即:無論在加工曝射區域PSA的哪個位置,加工光EL的狀態均為相同。例如,下述狀態為理想狀態的一例,即:在加工曝射區域PSA內,照射至位置P#1的加工光EL的狀態、照射至位置P#2的加工光EL的狀態、照射至位置P#3的加工光EL的狀態、照射至位置P#4的加工光EL的狀態、照射至位置P#5的加工光EL的狀態、照射至位置P#6的加工光EL的狀態、照射至位置P#7的加工光EL的狀態、照射至位置P#8的加工光EL的狀態、與照射至位置P#9的加工光EL的狀態彼此相同。
然而,實際上,如圖43所示,照射至加工曝射區域PSA的某位置的加工光EL的狀態有可能與照射至加工曝射區域PSA內的其他位置的加工光EL的狀態不同。即,在加工曝射區域PSA內,根據加工光EL所照射的位置,加工光EL的狀態有可能產生偏差。再者,圖43表示了下述示例,即,照射至加工曝射區域PSA的某位置的加工光EL的點徑與照射至加工曝射區域PSA內的其他位置的加工光EL的點徑不同。其理由之一可認為是因檢流鏡141的特性或fθ透鏡42的特性(典型的是像差)所引起。
因此,加工系統SYSd藉由進行光狀態控制動作,從而與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態,以使得與未進行光狀態控制動作的情況相比,照射至加工曝射區域PSA的某位置的加工光EL的狀態、與照射至加工曝射區域PSA內的其他位置的加工光EL的狀態的差值變小。
作為光狀態控制動作的一部分,加工系統SYSd首先進行狀態檢測動作,該狀態檢測動作用於利用受光裝置9d來檢測對加工曝射區域PSA內的多個位置分別照射的加工光EL的狀態。為了進行狀態檢測動作,如表示進行狀態檢測動作的期間內的加工裝置1與受光裝置9d的位置關係的剖面圖即圖44(a)、以及表示進行狀態檢測動作的期間內的加工裝置1與受光裝置9d的位置關係的平面圖即圖44(b)所示,載台32及/或加工裝置1移動,以使受光裝置9d(尤其是開口93d)位於加工曝射區域PSA內。即,加工系統SYSd變更沿著XY平面的面內的加工裝置1與受光裝置9d的位置關係(更具體而言,加工曝射區域PSA與開口93d的位置關係),以使開口93d位於加工曝射區域PSA內。其結果,開口93d將位於加工曝射區域PSA內的第一位置DTP#1。然後,加工裝置1利用加工光EL來對載台32表面中的包含於加工曝射區域PSA的面部分進行掃描。其結果,在加工光EL橫切位於第一位置DTP#1的開口92d的時機,檢測器92d檢測加工光EL。即,在加工光EL的位移量(換言之,偏向角度)成為第一位移量的時機,加工光EL照射至位於第一位置的開口93d,檢測器92d檢測加工光EL。因此,控制裝置7從檢測器92d獲取與照射至加工曝射區域PSA內的第一位置DTP#1的加工光EL的狀態相關的資訊。即,控制裝置7從檢測器92d獲取與位移量成為第一位移量的加工光EL的狀態相關的資訊。進而,當檢測器92d檢測加工光EL時,控制裝置7從位置測量器34一併獲取與檢測器92d檢測到加工光EL的時間點的載台32的位置相關的資訊。由於受光裝置9d被配置於載台32,因此與載台32的位置相關的資訊包含與受光裝置9d的位置(尤其是開口93d的位置)相關的資訊。
隨後,如表示進行狀態檢測動作的期間內的加工裝置1與受光裝置9d的位置關係的剖面圖即圖44(c)、以及表示進行狀態檢測動作的期間內的加工裝置1與受光裝置9d的位置關係的平面圖即圖44(d)所示,載台32及/或加工裝置1移動,以使受光裝置9d(尤其是開口93d)位於加工曝射區域PSA內的尚未檢測到加工光EL的位置。即,加工系統SYSd變更沿著XY平面的面內的加工裝置1與受光裝置9d的位置關係,從而變更沿著XY平面的面內的加工曝射區域PSA與開口93d的位置關係。其結果,開口93d將位於加工曝射區域PSA內的第二位置。然後,加工裝置1利用加工光EL來對載台32表面中的包含於加工曝射區域PSA的面部分進行掃描。其結果,在加工光EL橫切位於第二位置的開口92d的時機,檢測器92d檢測加工光EL。即,在加工光EL的位移量成為第二位移量的時機,加工光EL照射至位於第二位置的開口93d,檢測器92d檢測加工光EL。因此,控制裝置7從檢測器92d獲取與照射至加工曝射區域PSA內的第二位置的加工光EL的狀態相關的資訊。即,控制裝置7從檢測器92d獲取與位移量成為第二位移量的加工光EL的狀態相關的資訊。此時,控制裝置7亦進而從位置測量器34獲取與載台32的位置相關的資訊。
以下,以所需的次數來重複:對沿著XY平面的面內的加工曝射區域PSA與開口93d的位置關係進行變更的動作;以及獲取與加工光EL的狀態相關的資訊及與載台32的位置相關的資訊的動作。其結果,控制裝置7可獲取與對加工曝射區域PSA內的多個位置分別照射的加工光EL的狀態相關的資訊。
在進行了狀態檢測動作之後,作為光狀態控制動作的另一部分,控制裝置7基於在狀態檢測動作中獲取的資訊,來進行與加工光EL的掃描同步地控制加工光EL的狀態的狀態控制動作。具體而言,首先,控制裝置7基於在狀態檢測動作中獲取的與載台32的位置相關的資訊,來算出檢測器92d檢測到加工光EL的時間點的開口93d的位置(尤其是在載台座標系上的位置)。其結果,控制裝置7可獲取與開口93d的位置和經由開口93d而檢測到的加工光EL的狀態的關係相關的資訊。進而,開口93d在載台座標系上的位置可轉換為開口93d在加工曝射區域PSA內的位置。因此,控制裝置7可獲取與開口93d在加工曝射區域PSA內的位置和經由開口93d而檢測到的加工光EL的狀態的關係相關的資訊。即,控制裝置7可獲取與加工光EL在加工曝射區域PSA內的照射位置和照射至照射位置的加工光EL的狀態的關係相關的資訊。
若此處所獲取的資訊表示不論加工光EL在加工曝射區域PSA內的照射位置如何,加工光EL的狀態均為相同(即,不變),則推測加工光EL的狀態是無論在加工曝射區域PSA的哪個位置,加工光EL的狀態均為相同的理想狀態。因而,在此情況下,控制裝置7在實際對工件W進行加工時,亦可不與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態。另一方面,若此處所獲取的資訊表示根據加工光EL在加工曝射區域PSA內的照射位置而加工光EL的狀態有所變化,則推測加工光EL的狀態並非理想狀態。因而,在此情況下,控制裝置7在實際對工件W進行加工時,與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態。具體而言,控制裝置7與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態,以使照射至加工曝射區域PSA的某位置的加工光EL的狀態、與照射至加工曝射區域PSA內的其他位置的加工光EL的狀態的差值變小。控制裝置7與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態,以使加工曝射區域PSA內的加工光EL的狀態的偏差變小。此時,控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態,以使得無論在加工曝射區域PSA的哪個位置,加工光EL的狀態均變得相同。控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態,以使得加工曝射區域PSA內的加工光EL的狀態偏差消失。再者,即使在根據加工光EL在加工曝射區域PSA內的照射位置而加工光EL的狀態有所變化的情況下,控制裝置7在實際對工件W進行加工時,亦可不與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態。
例如,控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態,以滿足加工曝射區域PSA內的第一位置處的加工光EL的點徑與加工曝射區域PSA內的第二位置處的加工光EL的點徑的差值變得小於規定的容許值(或者變得相同)這一點徑條件。此時,控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的聚焦位置,以滿足點徑條件。例如,控制裝置7亦可將加工光EL的聚焦位置變更為根據加工光EL的照射位置而定的期望值,以滿足點徑條件。例如,控制裝置7亦可將加工光EL的聚焦位置變更為對應於加工光EL的每個照射位置而不同或經最佳化的期望值,以滿足點徑條件。
例如,控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態,以滿足加工曝射區域PSA內的第一位置處的加工光EL的強度(例如,每單位面積的能量的量)、與加工曝射區域PSA內的第二位置處的加工光EL的強度的差值變得小於規定的容許值(或者變得相同)這一強度條件。此時,控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更光源11所生成的加工光EL的強度,以滿足強度條件。控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更光學系統12所具備的強度分佈控制構件123對加工光EL的強度分佈的控制形態,以滿足強度條件。
例如,控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態,以滿足加工曝射區域PSA內的第一位置處的加工光EL的強度分佈、與加工曝射區域PSA內的第二位置處的加工光EL的強度分佈的差值變得小於規定的容許範圍(或者變得相同)這一強度分佈條件。此時,控制裝置7亦可與加工光EL的掃描同步地變更光學系統12所具備的強度分佈控制構件123對加工光EL的強度分佈的控制形態,以滿足強度分佈條件。
控制裝置7亦可在對工件W進行加工時,基於經由位於加工曝射區域PSA內的第一位置的開口93d而入射至檢測器92d的加工光EL的狀態檢測結果,來對照射至加工曝射區域PSA內的第一位置的加工光EL的狀態進行控制。控制裝置7亦可在對工件W進行加工時,在加工光EL被照射至加工曝射區域PSA內的第一位置的時機,基於經由位於加工曝射區域PSA內的第一位置的開口93d而入射至檢測器92d的加工光EL的狀態檢測結果,來控制加工光EL的狀態。另一方面,控制裝置7亦可在對工件W進行加工時,基於經由位於加工曝射區域PSA內的第二位置的開口93d而入射至檢測器92d的加工光EL的狀態檢測結果,來對照射至加工曝射區域PSA內的第二位置的加工光EL的狀態進行控制。控制裝置7亦可在對工件W進行加工時,在加工光EL被照射至加工曝射區域PSA內的第二位置的時機,基於經由位於加工曝射區域PSA內的第二位置的開口93d而入射至檢測器92d的加工光EL的狀態檢測結果,來控制加工光EL的狀態。
藉由以上所說明的光狀態控制動作,因檢流鏡141或fθ透鏡142的特性引起的加工光EL的狀態偏差得到抑制。因而,加工系統SYSd可使用狀態偏差得到抑制的加工光EL,來適當地對工件W進行加工。
再者,在加工曝射區域PSA內加工光EL的狀態產生偏差的情況下,該偏差的影響有可能變成工件W的加工量的偏差而顯現。因此,加工系統SYSd亦可除了基於檢測器92d的檢測結果來與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態以外、或者取代於此,而基於工件W的實際加工量的測量結果來與加工光EL的掃描同步地變更加工光EL的狀態。此時,例如,加工系統SYSd使用加工裝置1來對工件W(例如,實際進行加工動作或測試用的工件)進行加工,並且使用測量裝置2來測量工件W的加工結果。隨後,加工系統SYSd基於測量裝置2的測量結果,獲取與加工光EL在加工曝射區域PSA內的照射位置和照射至照射位置的加工光EL的狀態的關係相關的資訊。以下,加工系統SYSd與基於檢測器92d的檢測結果來變更加工光EL的狀態的情況同樣地,基於與加工光EL在加工曝射區域PSA內的照射位置和照射至照射位置的加工光EL的狀態的關係相關的資訊,來變更加工光EL的狀態。
再者,所述光狀態控制動作並不限定於加工光EL的狀態偏差並不隨時間變化的情況,亦能適用於加工光EL的狀態偏差隨時間變化的情況。此時,亦可在去除加工(圖6的示例中的步驟S131)的中途進行狀態檢測動作,並使用其結果來進行狀態控制動作。
(4-4-3)檢流控制動作
繼而,對檢流控制動作進行說明。檢流控制動作是如下所述的動作,即,控制檢流鏡141,以降低如上所述般因檢流鏡141的溫度導致加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置產生偏差(即,發生變動)的現象即溫度漂移的影響。因此,首先,一邊參照圖45(a)及圖45(b),一邊簡單說明因檢流鏡141的溫度導致加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置產生偏差的現象。
圖45(a)是表示未發生溫度漂移的狀況下的工件W表面(即,沿著XY平面的面)的加工光EL的照射位置的平面圖。圖45(b)是表示發生了溫度漂移的狀況下的工件W表面(即,沿著XY平面的面)的加工光EL的照射位置的平面圖。如圖45(a)所示,在未發生溫度漂移的情況下,加工光EL可在加工曝射區域PSA內,沿著理想的掃描軌跡來對工件W的表面(即,沿著XY平面的面)進行掃描。具體而言,加工光EL能以Y軸方向上的加工光EL的掃描軌跡呈直線狀的方式,來對工件W的表面進行掃描。另一方面,如圖45(b)所示,在發生了溫度漂移的情況下,加工光EL在加工曝射區域PSA內,有可能沿著與理想的掃描軌跡不同的掃描軌跡來對工件W的表面進行掃描。具體而言,加工光EL有可能以Y軸方向上的加工光EL的掃描軌跡呈曲線狀的方式,來對工件W的表面進行掃描。
即,在發生了溫度漂移的情況下,與未發生溫度漂移的情況相比,檢流鏡141所偏向的加工光EL的照射位置有可能與理想的位置(例如,設計上的位置)不同。在發生了溫度漂移的情況下,與未發生溫度漂移的情況相比,檢流鏡141所偏向的加工光EL的掃描軌跡有可能與理想的掃描軌跡(例如,設計上的掃描奇跡)不同。從工件W的適當加工這點來說,此種加工光EL的照射位置與理想的位置不同的狀態難以說是理想的。
因此,控制裝置7基於檢測器92d的檢測結果,來確定檢流鏡141對加工光EL進行偏向的期間內的加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置。然後,控制裝置7對檢流鏡141進行控制,以使檢流鏡141對加工光EL進行偏向的期間內的加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置接近(或者一致於)理想的位置。
作為檢流控制動作的一部分,加工系統SYSd首先進行照射位置檢測動作,該照射位置檢測動作用於利用受光裝置9d來檢測藉由檢流鏡141而偏向的加工光EL的照射位置。為了進行照射位置檢測動作,載台32及/或加工裝置1移動,以使受光裝置9d(尤其是開口93d)位於加工曝射區域PSA內。在此狀態下,加工裝置1利用加工光EL來對載台32表面中的包含於加工曝射區域PSA的面部分進行掃描。其結果,在加工光EL橫切開口92d的時機,檢測器92d檢測加工光EL。此時,控制裝置7從位置測量器34獲取與檢測器92d檢測到加工光EL的時間點的載台32的位置相關的資訊。由於受光裝置9d被配置於載台32,因此與載台32的位置相關的資訊包含與受光裝置9d的位置(尤其是開口93d的位置)相關的資訊。一邊在加工曝射區域PSA內使受光裝置9d(尤其是開口93d)移動,一邊重複以上的動作。其結果,控制裝置7可獲取與檢流鏡141所偏向的加工光EL所照射的多個照射位置相關的資訊。即,控制裝置7可獲取與加工光EL在沿著XY平面的面內的多個區域各自的照射位置相關的資訊。若考慮到將多個照射位置依序相連的軌跡為加工光EL的掃描軌跡,則控制裝置7可獲取與檢流鏡141所偏向的加工光EL的掃描軌跡相關的資訊。
在進行了照射位置檢測動作之後,作為檢流控制動作的另一部分,控制裝置7基於在照射位置檢測動作中獲取的資訊,來進行實際控制檢流鏡141的控制動作。具體而言,首先,控制裝置7基於在照射位置檢測動作中獲取的與加工光EL的照射位置相關的資訊,算出檢流鏡141對加工光EL進行偏向的期間內的加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置與理想位置的偏移量。隨後,控制裝置7控制檢流鏡141,以使所算出的偏移量變小(或者變為零)。例如,控制裝置7亦可對檢流鏡141所具備的X掃描鏡141X及Y掃描鏡141Y的驅動量(具體而言,擺動量或旋轉量)進行控制。其結果,加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置(即,掃描位置)得到修正,從而接近或一致於理想的位置。X軸方向及Y軸方向中的至少一方向上的加工光EL的照射位置得到修正,從而接近或一致於理想的位置。加工光EL的掃描軌跡得到修正,從而接近或一致於理想的軌跡。
藉由以上所說明的檢流控制動作,可降低因檢流鏡141的溫度導致加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置產生偏差(即,發生變動)的現象即溫度漂移的影響。因而,加工系統SYS藉由將檢流鏡141所偏向的加工光EL照射至理想的位置,可相對較高精度地對工件W進行加工。再者,亦可藉由與本例同樣的流程,來降低因檢流鏡141以外的光學系統(作為一例,為fθ透鏡142)的溫度導致加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置產生偏差(即,發生變動)的現象。
再者,並不限於受光裝置9d,為了確定藉由檢流鏡141而位移的加工光EL的照射位置,亦可使用可檢測加工光EL的任意檢測裝置。例如,如表示載台32的剖面圖即圖46(a)以及表示載台32的平面圖即圖46(b)所示,為了確定藉由檢流鏡141而位移的加工光EL的照射位置,亦可使用配置於載台32的多個位置的多個光檢器(例如,四分割光檢器)9e。再者,具有開口93d的受光裝置9d亦可與圖46(a)及圖46(b)的示例同樣地配置於載台32的多個位置。
再者,在加工光EL的照射位置與理想的位置不同的情況下,其影響有可能變成工件W的加工量的偏差而顯現。因此,加工系統SYSd亦可除了基於檢測器92d的檢測結果以外、或者取代於此,而基於工件W的實際加工量的測量結果,來獲取與加工光EL在沿著XY平面的面內的多個區域各自的照射位置相關的資訊。此時,例如,加工系統SYSd使用加工裝置1來對工件W(例如,實際進行加工動作的工件或測試用的工件)進行加工,並且使用測量裝置2來測量工件W的加工結果。隨後,加工系統SYSd亦可基於測量裝置2的測量結果,來獲取與加工光EL在沿著XY平面的面內的多個區域各自的照射位置相關的資訊。
而且,由於造成加工光EL的照射位置與理想位置不同的原因是檢流鏡141的溫度(即,熱),因而控制裝置7亦可除了基於檢測器92d的檢測結果以外、或者取代於此,而基於檢流鏡141的溫度,來推測加工光EL在沿著XY平面的面內的多個區域各自的照射位置。進而,由於加工裝置1具備檢流鏡141,因而檢流鏡141的溫度有可能與加工裝置1的溫度存在相關。因此,控制裝置7亦可基於加工裝置1的溫度,來推測加工光EL在沿著XY平面的面內的多個區域各自的照射位置。此時,亦可使用與所推測出的照射位置相關的資訊,來作為與加工光EL在沿著XY平面的面內的多個區域各自的照射位置相關的資訊。
再者,所述檢流控制動作並不限定於加工光EL的照射位置的偏差隨時間變化的情況,亦能適用於加工光EL的照射位置的偏差並不隨時間變化的情況。此時,亦可使用照射位置檢測動作來求出加工光EL在沿著XY平面的面內的照射位置的偏差的初始值,並使用其結果來進行實際控制檢流鏡141的控制動作。
(4-4-4)受光裝置9d的其他用途
所述說明中,受光裝置9d主要用於下述用途,即,基於受光裝置9d所具備的檢測器92d的檢測結果來控制加工系統SYSd。然而,受光裝置9d亦可用於其他用途。作為一例,受光裝置9d的至少一部分(例如,開口93d)亦可被用作可藉由測量裝置2來測量或者檢測的標識(即,標記)。此時,亦可基於測量裝置2對開口93d的測量結果來控制加工系統SYSd(例如加工裝置1、測量裝置2、載台裝置3、驅動系統5及驅動系統6中的至少一者),以使加工系統SYSd可適當地對工件W進行加工。以下,作為一例,一邊參照圖47,一邊對載台控制動作進行說明,所述載台控制動作是基於測量裝置2對開口93d的測量結果來控制載台32的位置。圖47是表示基於測量裝置2對開口93d的測量結果來控制載台32的位置的載台控制動作的流程的流程圖。
如圖47所示,首先,載台32及/或加工裝置1移動,以使受光裝置9d(尤其是開口93d)位於加工曝射區域PSA內(步驟S51)。即,載台32及/或加工裝置1移動,以使受光裝置9d(尤其是開口93d)位於可接受來自加工裝置1的加工光EL的位置。
隨後,加工裝置1對加工曝射區域PSA內的加工基準點照射加工光EL(步驟S52)。例如,加工裝置1亦可不利用檢流鏡141來對加工光EL進行偏向(即,不驅動檢流鏡141)而照射加工光EL,藉此來對加工基準點照射加工光EL。再者,亦可對加工光EL進行偏向(即,驅動檢流鏡141)而照射加工光EL,藉此來對加工基準點照射加工光EL。加工基準點例如亦可為加工曝射區域PSA的中心。加工基準點例如亦可為加工裝置1的光軸與加工曝射區域PSA的交點。在此狀態下,載台32及/或加工裝置1沿著XY平面移動,直至檢測器92d可檢測到加工光EL為止(步驟S52)。即,載台32及/或加工裝置1沿著XY平面移動,直至受光裝置9d可接受加工光EL為止(步驟S52)。再者,該移動亦可為步進性的移動(反覆移動、停止)。
隨後,在步驟S51及步驟S52的至少一步驟中載台32進行了移動的情況下,控制裝置7從位置測量器34獲取與檢測器92d檢測到加工光EL的時間點的載台32的位置(尤其是在沿著載台32移動的XY平面的面內的位置)相關的載台位置資訊(步驟S53)。再者,在檢測器92d檢測到加工光EL的時間點,載台32位於平台31上。
進而,在步驟S51及步驟S52的至少一步驟中加工裝置1進行了移動的情況下,控制裝置7從位置測量器51獲取與檢測器92d檢測到加工光EL時間點的加工裝置1的位置(尤其是在沿著加工裝置1移動的XY平面的面內的位置)相關的加工位置資訊(步驟S53)。
隨後,載台32及/或測量裝置2移動,以使受光裝置9d(尤其是開口93d)位於測量曝射區域MSA內(步驟S54)。隨後,測量裝置2測量開口93d(步驟S55)。尤其,測量裝置2測量開口93d的位置。在此狀態下,載台32及/或測量裝置2沿著XY平面移動,直至開口93d位於測量曝射區域MSA內的測量基準點為止(步驟S55)。測量基準點例如亦可為測量曝射區域MSA的中心。測量基準點例如亦可為測量裝置2的光軸與測量曝射區域MSA的交點。在測量裝置2具備包含沿一次元方向或二次元方向排列的多個光檢器的受光器(作為一例,為一次元攝像感測器或二次元攝像感測器)的情況下,測量基準點為與多個光檢器中的至少一個特定的光檢器對應的測量曝射區域MSA內的位置。
隨後,在步驟S51及步驟S52的至少一步驟中載台32進行了移動的情況下,控制裝置7從位置測量器34獲取與開口93d位於測量基準點的時間點的載台32的位置(尤其是在沿著載台32移動的XY平面的面內的位置)相關的載台位置資訊(步驟S56)。再者,在開口93d位於測量基準點的時間點,載台32位於平台31上。進而,在步驟S51及步驟S52的至少一步驟中測量裝置2進行了移動的情況下,控制裝置7從位置測量器61獲取與開口93d位於測量基準點的時間點的測量裝置2的位置(尤其是在沿著測量裝置2移動的XY平面的面內的位置)相關的測量位置資訊(步驟S56)。
在步驟S53中獲取的載台位置資訊相當於與開口93d位於加工基準點的狀態下的載台32的位置相關的資訊。由於開口93d被配置於載台32,因此亦可以說,與開口93d位於加工基準點的狀態下的載台32的位置相關的資訊間接地表示了位於加工基準點的開口93d的位置、加工基準點的位置、及成為加工基準點的基準的加工裝置1與開口93d的相對位置。進而,在步驟S56中獲取的載台位置資訊相當於與開口93d位於測量基準點的狀態下的載台32的位置相關的資訊。因此亦可以說,與開口93d位於測量基準點的狀態下的載台32的位置相關的資訊表示了位於測量基準點的開口93d的位置、測量基準點的位置、及成為測量基準點的基準的測量裝置2與開口93d的相對位置。除此以外,在步驟S53中獲取的載台位置資訊所表示的載台32的位置、與在步驟S56中獲取的載台位置資訊所表示的載台32的位置的差值,相當於加工基準點的位置與測量基準點的位置的差值。因此,控制裝置7基於在步驟S53及步驟S56中獲取的載台位置資訊,來算出相當於加工基準點與測量基準點之間的距離(具體而言,沿著XY平面的距離)的基線量(步驟S57)。此時,在步驟S53及步驟S56中獲取的載台位置資訊均為與載台座標系上的位置相關的資訊,因此控制裝置7算出載台座標系上的基線量。再者,圖48是示意性地表示第四變形例中的基線量的剖面圖。
進而,在步驟S53中獲取的加工位置資訊相當於與開口93d位於加工基準點的狀態下的加工裝置1的位置相關的資訊。進而,加工曝射區域PSA的位置(進而,加工基準點)是以加工裝置1為基準而定的位置,因此可以說,在步驟S53中獲取的加工位置資訊間接地表示成為加工基準點的基準的加工裝置1與開口93d的相對位置。在步驟S56中獲取的測量位置資訊相當於與開口93d位於測量基準點的狀態下的測量裝置2的位置相關的資訊。進而,測量曝射區域MSA的位置(進而,測量基準點)是以測量裝置2為基準而定的位置,因此可以說,在步驟S56中獲取的測量位置資訊間接地表示成為測量基準點的基準的測量裝置2與開口93d的相對位置。因此,在步驟S53中獲取的加工位置資訊所表示的加工裝置1的位置、與在步驟S56中獲取的測量位置資訊所表示的測量裝置2的位置的差值,相當於加工基準點的位置與測量基準點的位置的差值。因此,控制裝置7基於在步驟S53及步驟S56中分別獲取的加工位置資訊及測量位置資訊,來算出相當於加工基準點與測量基準點之間的距離(具體而言,沿著XY平面的距離)的基線量(步驟S57)。
若考慮到加工基準點是以加工裝置1為基準而定的位置且測量基準點是以測量裝置2為基準而定的位置,則亦可以說,在步驟S57中算出的基線量是與加工裝置1和測量裝置2的相對位置相關的資訊。因而,控制裝置7在步驟S57中,並不限於基線量,而亦可算出與加工裝置1和測量裝置2的相對位置相關的資訊。與加工裝置1和測量裝置2的相對位置相關的資訊,例如亦可包含與加工曝射區域PSA和測量曝射區域MSA的相對位置相關的資訊、以及與加工基準點和測量基準點的相對位置相關的資訊中的至少一者。再者,在測量裝置2具備包含沿一次元方向或二次元方向排列的多個光檢器的受光器(作為一例,為一次元攝像感測器或二次元攝像感測器)的情況下,控制裝置7亦可將受光器的多個光檢器分別與載台座標系相關聯。
在步驟S57中,控制裝置7亦可分別算出表示X軸方向上的加工基準點與測量基準點之間的距離的基線量、與表示Y軸方向上的加工基準點與測量基準點之間的距離的基線量,以作為基線量。而且,控制裝置7亦可在與所述X軸方向、Y軸方向相關的基線以外,還算出表示Z軸方向上的加工基準點與測量基準點之間的距離的基線量。
步驟S57中,控制裝置7亦可進行基於載台位置資訊來算出基線量的動作、與基於加工位置資訊及測量位置資訊來算出基線量的動作中的至少一者。在未進行基於載台位置資訊來算出基線量的動作的情況下,亦可不在步驟S53及步驟S56中分別獲取與載台32的位置相關的資訊。在未進行基於加工位置資訊及測量位置資訊來算出基線量的動作的情況下,既可不在步驟S53中獲取與加工裝置1的位置相關的資訊,亦可不在步驟S56中獲取與測量裝置2的位置相關的資訊。
步驟S51至步驟S57為止的動作亦可在加工系統SYSd實際對工件W進行加工之前進行。步驟S51至步驟S57為止的動作亦可在加工系統SYSd實際對工件W進行了加工之後進行。步驟S51至步驟S57為止的動作亦可在從加工系統SYSd進行某加工動作後,直至接下來進行另一加工動作為止的期間內進行。步驟S51至步驟S57為止的動作亦可在對工件W進行加工的一個期間與對相同的工件W進行加工的另一期間之間進行。然而,步驟S51至步驟S57為止的動作亦可在加工系統SYSd實際對工件W進行加工的期間內進行。步驟S51至步驟S57為止的動作亦可每當加工系統SYSd的使用開始經過固定期間時進行。
隨後,在加工系統SYSd實際對工件W進行加工的期間內(即,進行所述加工動作的期間內),加工系統SYSd基於在步驟S57中算出的基線量來進行加工動作(步驟S58)。例如,控制裝置7亦可基於在步驟S57中算出的基線量來控制載台32的位置(步驟S58)。控制裝置7亦可控制載台驅動系統33,以使載台32基於在步驟S57中算出的基線量來移動(步驟S58)。控制裝置7亦可控制驅動系統5,以使加工裝置1基於在步驟S57中算出的基線量來移動。控制裝置7亦可控制驅動系統6,以使測量裝置2基於在步驟S57中算出的基線量來移動。
步驟S58中,例如,控制裝置7亦可使載台32移動,以使加工裝置1對工件W中的測量裝置2已實際測量的已測量部分照射加工光EL,從而對所述已測量部分進行加工。例如,控制裝置7亦可使載台32移動,以使測量裝置2對工件W中的加工裝置1已加工的已加工部分(即,被照射有加工光EL的部分)進行測量。
然而,若考慮到基線量可基於在步驟S53及步驟S56中獲取的載台位置資訊來算出,則控制裝置7亦可不算出基線量,而是基於在步驟S53及步驟S56中獲取的載台位置資訊來控制載台32的位置。
同樣地,若考慮到基線量是基於在步驟S53及步驟S56中分別獲取的加工位置資訊及測量位置資訊來算出,則控制裝置7亦可不算出基線量,而是基於在步驟S53及步驟S56中分別獲取的加工位置資訊及測量位置資訊來控制載台32的位置。例如,控制裝置7亦可基於加工位置資訊與測量位置資訊來使載台32移動,以使測量裝置2對工件W中的加工裝置1已加工的已加工部分(即,被照射有加工光EL的部分)進行測量。
加工位置資訊所示的位置及測量位置資訊所示的位置與載台座標系上的位置不同。因此,控制裝置7亦可將加工位置資訊所示的位置作為載台座標系上的位置來進行管理。同樣地,控制裝置7亦可將測量位置資訊所示的位置作為載台座標系上的位置來進行管理。作為一例,例如,控制裝置7亦可基於在步驟S53中獲取的加工位置資訊所示的位置(進而,根據需要,為在步驟S53中獲取的載台位置資訊),來算出加工基準點在載台座標系上的位置。例如,控制裝置7亦可基於在步驟S56中獲取的測量位置資訊所示的位置(進而,根據需要,為在步驟S56中獲取的載台位置資訊),來算出載台座標系與測量曝射區域MSA的位置關係。然後,控制裝置7亦可基於與載台座標系和測量曝射區域MSA的關係相關的資訊、及與加工基準點在載台座標系上的位置相關的資訊來使載台32移動,以使測量裝置2對工件W中的加工裝置1已加工的已加工部分(即,被照射有加工光EL的部分)進行測量。或者,控制裝置7亦可基於與載台座標系和測量曝射區域MSA的關係相關的資訊、及與加工基準點在載台座標系上的位置相關的資訊來使載台32移動,以使加工裝置1對工件W中的測量裝置2已實際測量的已測量部分照射加工光EL,藉此來對所述已測量部分進行加工。
藉由以上所說明的載台控制動作,加工系統SYSd可基於加工裝置1與測量裝置2的相對位置(例如,加工基準點與測量基準點的相對位置)來進行加工動作。因而,加工系統SYSd即使在隨著時間經過而加工裝置1與測量裝置2的相對位置(例如,加工基準點與測量基準點的相對位置)發生變動的情況下,亦可不受加工裝置1與測量裝置2的相對位置變動的影響,而進行加工動作。其結果,與未進行載台移動控制的情況相比,加工系統SYSd可相對較高精度地對工件W進行加工。
再者,所述說明中,開口93d被用作可藉由測量裝置2來測量的標識(即,標記)。然而,亦可藉由測量裝置2來測量與開口93d不同的任意標識AM。此時,亦可使載台32及/或加工裝置1移動,以使標識AM位於加工曝射區域PSA內(圖47的步驟S51),觀察裝置16拍攝標識AM(即,觀察裝置16接受來自標識AM的照明光IL的回光ILr),以測量標識AM的位置,並且,控制裝置7獲取與此時間點的載台32及加工裝置1的位置相關的資訊(圖47的步驟S53)。進而,亦可使載台32及/或測量裝置2移動,以使標識AM位於測量曝射區域MSA內(圖47的步驟S54),利用測量裝置2來測量標識AM的位置,並且,控制裝置7獲取與此時間點的載台32及測量裝置2的位置相關的資訊(圖47的步驟S56)。以下,亦可進行與使用開口93d時同樣的動作。
再者,測量裝置2亦可對開口93d與任意的標識AM進行測量。此時,亦可利用不同的動作來進行:使載台32及/或加工裝置1移動,以使開口93d位於測量曝射區域MSA內,並藉由測量裝置2來測量開口93d的動作;以及使載台32及/或加工裝置1移動,以使標識AM位於測量曝射區域MSA內,並藉由測量裝置2來測量標識AM的動作。而且,在開口93d與標識AM可位於測量裝置2的測量曝射區域MSA內的情況下,亦可同時進行兩動作。
與開口93d不同的任意標識的一例在圖49(a)至圖49(d)中有所記載。圖49(a)表示了在載台32的表面(例如外周面322(或者載置面321)形成有標識AM的示例。圖49(a)表示了在載台32的表面形成標識AM的示例。圖49(b)表示了在平台31的表面形成標識AM的示例。圖49(c)表示了與載台32獨立地,將形成有標識AM的標識構件36配置於平台31上的示例。標識構件36亦可為可與載台32一同移動。圖49(d)表示了在載置於載台32的工件W形成標識AM的示例。形成於工件W的標識AM既可包含預先形成於工件W的標識AM,亦可包含含有利用加工裝置1的加工動作而形成的結構物的標識AM。
再者,在藉由測量裝置2來測量與開口93d不同的任意標識AM的情況下,亦可由測量裝置2或其他測量裝置來預先求出開口93d的位置與任意標識AM的位置的關係。此處,任意標識AM亦可視為與開口93d(受光裝置9d)相關的相關物體的部位。
而且,亦可藉由加工裝置1來對工件進行加工,並利用測量裝置2來測量經加工的工件,藉此來求出基線量。
(4-5)第五變形例
所述說明中,加工裝置1對工件W照射加工光EL,以進行去除工件W的一部分的去除加工。然而,加工裝置1亦可對工件W照射加工光EL,以進行與去除加工不同的加工。加工裝置1亦可除了去除加工以外、或者取代於此,而進行與去除加工不同的加工。例如,加工裝置1亦可對工件W照射加工光EL,以對工件W進行附加加工。
在加工裝置1進行附加加工的情況下,判定在加工動作中加工裝置1的加工量是否為適當量的動作(圖6的步驟S133)亦可包含判定加工裝置1的附加量是否為適當量的動作。附加量是與新附加於工件W的材料相關的量,例如,在進行依序形成多個層狀結構物的附加動作的情況下,亦可使用層狀結構物的厚度來作為附加量。
圖50是表示進行去除加工及附加加工的加工系統SYSe的概略結構的圖。圖50所示的加工系統SYSe除了圖1所示的加工系統SYS以外,還具備進行附加加工的加工裝置1B。再者,圖50中,為了便於說明,省略了指示框架8。加工系統SYSe的加工裝置1B可在控制裝置7的控制下,對工件W進行附加加工。
在詳細表示加工裝置1B的圖51中,加工裝置1B可形成三次元結構物(即,在三次元方向的任一方向均具備大小的三次元物體、立體物)。加工裝置1B可在成為用於形成三次元結構物的基礎的工件W上,形成三次元結構物。加工裝置1B可在成為附加加工對象(即,成為加工處理對象)的工件W上,形成三次元結構物。亦可將該工件W稱作基材或底座。加工裝置1B可藉由對工件W進行附加加工而形成三次元結構物。在工件W為由載台31予以保持(或者,被支持或載置於載台31)的現有結構物的情況下,加工裝置1B可在現有結構物上形成三次元結構物。此時,加工裝置1B亦可形成與現有結構物一體化的三次元結構物。形成與現有結構物一體化的三次元結構物的動作可視為等價於對現有結構物附加新的結構物的動作。再者,加工系統SYS亦可形成可與現有結構物分離的三次元結構物ST。再者,圖50及圖51中表示了工件W是由載台31予以保持的現有結構物的示例。而且,以下,使用工件W是由載台31予以保持的現有結構物的示例來進行說明。
加工裝置1B可藉由雷射堆焊法來形成三次元結構物。即,加工系統SYSe亦可以說是使用積層造形技術來形成物體的3D列印機。再者,積層造形技術亦被稱作快速原型設計(RapidPrototyping)、快速製造(RapidManufacturing)、或者增材製造(AdditiveManufacturing)。
為了形成三次元結構物,加工裝置1B如圖51所示,包括材料供給裝置101與加工頭102。加工頭102與載台32各自的至少一部分被收容在對加工裝置1及測量裝置2進行收容的框體4內。
材料供給裝置101供給造形材料M。材料供給裝置101以將為了形成三次元結構物而每單位時間所需的分量的造形材料M供給至加工頭102的方式,以與所述所需分量相應的供給速率來供給造形材料M。即,材料供給裝置101以每單位時間的造形材料M的供給量成為與所述所需分量相應的期望供給量的方式,來供給造形材料M。
造形材料M是可藉由規定強度以上的加工光EL的照射而熔融的材料。作為此種造形材料M,例如可使用金屬材料及樹脂材料中的至少一者。然而,作為造形材料M,亦可使用與金屬材料及樹脂材料不同的其他材料。本例中,造形材料M為粉狀的材料。然而,造形材料M亦可為線狀的材料。
加工裝置1B使用從材料供給裝置101供給的造形材料M來形成三次元結構物。為了使用造形材料M來形成三次元結構物,加工裝置1B包括加工頭102與驅動系統5B。進而,加工頭102包括照射光學系統1021與材料噴嘴(nozzle)1022(即供給造形材料M的供給系統或供給裝置)。
照射光學系統1021是用於從射出部1023射出加工光FL的光學系統(例如,聚光光學系統)。再者,以下,將照射光學系統1021所射出的加工光EL(即,加工裝置1B所射出的加工光EL)稱作「加工光FL」,藉此,與所述加工裝置1所射出的加工光EL加以區別。照射光學系統1021從照射光學系統1021朝向下方(即,-Z側)照射加工光FL。在照射光學系統211的下方,可配置載台32。在載台32上載置有工件W的情況下,照射光學系統1021朝向工件W照射加工光FL。具體而言,照射光學系統1021可對工件W上被設定作為照射加工光FL(典型的是聚光)的區域的照射區域FA照射加工光FL。進而,照射光學系統1021的狀態可在控制裝置7的控制下,在對照射區域FA照射加工光FL的狀態與不對照射區域FA照射加工光FL的狀態之間切換。再者,從照射光學系統211射出的加工光FL的方向並不限定於正下方(即,與-Z軸方向一致),例如亦可為相對於Z軸而傾斜規定角度的方向。
材料噴嘴1022是朝向工件W供給造形材料M的材料供給構件(粉體供給構件)。具體而言,在材料噴嘴1022,形成有供給造形材料M的供給口1024。供給口1024例如形成於材料噴嘴1022中的朝向工件W側的部分(即,與工件W相向的部分且朝向-Z側的部分)。材料噴嘴1022從供給口214供給(例如噴射、噴出或者噴吹)造形材料M。材料噴嘴1022從材料噴嘴1022朝向下方(即,-Z側)供給造形材料M。在材料噴嘴1022的下方,可配置載台32。在載台32搭載有工件W的情況下,材料噴嘴1022朝向工件W供給造形材料M。再者,從材料噴嘴1022供給的造形材料M的行進方向是相對於Z軸方向傾斜規定角度(作為一例,為銳角)的方向,但亦可為-Z側(即,正下方)。
第五變形例中,材料噴嘴1022相對於照射光學系統1021而對位,以朝向照射光學系統1021照射加工光FL的照射區域FA供給造形材料M。反言之,第五變形例中,照射光學系統1021相對於材料噴嘴1022而對位,以朝向工件W上被設定作為材料噴嘴1022供給造形材料M的區域的供給區域MA射出加工光FL。即,使材料噴嘴1022與照射光學系統1021對位,以使供給區域MA與照射區域FA一致(或者,至少局部重複)。再者,亦可進行對位,以使材料噴嘴1022對藉由從照射光學系統1021射出的加工光FL而形成的熔融池供給造形材料M。
驅動系統5B使加工頭102移動。驅動系統5B沿著X軸、Y軸及Z軸中的至少一軸來使加工頭102移動。進而,驅動系統5B亦可除了X軸、Y軸及Z軸中的至少一軸以外,還沿著θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一個旋轉方向來使加工頭102移動。換言之,驅動系統5B亦可使加工頭102繞X軸、Y軸及Z軸中的至少一個軸旋轉。驅動系統5B亦可繞X軸、Y軸及Z軸中的至少一個軸改變加工頭102的姿勢。驅動系統5B例如包含馬達等。進而,加工系統SYSe亦可具備位置測量器51B,該位置測量器51B可對驅動系統5B所移動的加工頭101的位置進行測量。位置測量器51B例如亦可包含編碼器及雷射干涉儀中的至少一者。
當加工頭102沿著X軸及θY方向的至少一者移動時,照射區域FA及供給區域MA分別在工件W上沿著X軸移動。當加工頭102沿著Y軸及θX方向的至少一者移動時,照射區域FA及供給區域MA分別在工件W上沿著Y軸移動。即,驅動系統5B可藉由使加工頭102移動,來變更照射區域FA及供給區域MA各自與工件W的位置關係。
再者,驅動系統5B亦可使照射光學系統1021與材料噴嘴1022分別移動。具體而言,例如,驅動系統5B亦可為可調整射出部1023的位置、射出部1023的方向、供給口1024的位置及供給口1024的方向中的至少一者。此時,照射光學系統1021可分別控制照射加工光FL的照射區域FA與材料噴嘴1022供給造形材料M的供給區域MA。
控制裝置7控制加工系統SYSe的動作。例如,控制裝置7亦可控制照射光學系統1021對加工光FL的射出形態。射出形態例如亦可包含加工光FL的強度及加工光FL的射出時機中的至少一者。在加工光FL為脈衝光的情況下,射出形態例如亦可包含脈衝光的發光時間的長度與脈衝光的發光週期之比(所謂的佔空比)。而且,射出形態例如亦可包含脈衝光的發光時間的長度其自身以及發光週期其自身中的至少一者。進而,控制裝置7亦可控制驅動系統5B對加工頭102的移動形態。移動形態例如亦可包含移動量、移動速度、移動方向及移動時機中的至少一者。進而,控制裝置7亦可控制材料供給裝置101對造形材料M的供給形態。供給形態例如亦可包含供給量(尤其是每單位時間的供給量)以及供給時機中的至少一者。
如此,加工系統SYSe判定附加加工量及去除加工量是否為適當量,並基於其判定結果來設定加工條件(在附加加工的情況下,作為一例,為加工光FL的射出形態、造形材料M的供給形態、及照射區域FA與供給區域MA的相對移動形態中的至少一個形態),因此可達成高精度的加工。
(4-6)第六變形例
所述說明中,加工系統SYS具備一種加工裝置1。然而,加工系統SYS亦可具備多種加工裝置。圖52所示的加工系統SYSf包括:加工裝置1,具備具有第一輸出的光源11;以及加工裝置17,具備具有與第一輸出不同的第二輸出(典型的是較第一輸出為大的輸出)的光源,
加工裝置1所具有的光源11亦可為可供給第一發光時間(典型的是皮秒、飛秒)的脈衝光來作為加工光EL。加工裝置17所具有的光源亦可為可供給較第一發光時間為長的第二發光時間(典型的是奈秒)的脈衝光來作為加工光。然而,加工裝置17所具有的光源亦可為可供給與第一發光時間為同程度的發光時間(典型的是皮秒、飛秒)的脈衝光來作為加工光EL。
圖52中,加工裝置17對工件W照射加工光EL1,以進行去除工件W的一部分的去除加工。此處,由於加工裝置17所具有的光源的第二輸出大於加工裝置1所具有的光源11的第一輸出,因此能以高處理量來進行工件W的去除加工。
再者,圖52中,驅動系統171在控制裝置7的控制下,沿著X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一個方向來使加工裝置17移動。並且,位置測量器1711可對驅動系統171所移動的加工裝置17的位置進行測量。
此外,測量裝置2對經加工裝置17加工的工件W進行測量。測量裝置2亦可對經加工裝置17加工的工件W的加工部位的形狀(三次元形狀)進行測量。
加工裝置1基於與由測量裝置2所測量的工件W的被加工部位的形狀相關的測量結果來進行追加加工,以使所述部位成為目標(target)形狀。如此,藉由分開使用多種加工裝置1及加工裝置17,能以高處理量來實現高精度的加工。
(4-7)第七變形例
所述說明中,可檢測加工光EL的受光裝置9d利用檢測器92d來對通過設於遮光構件91d的開口93d的加工光EL進行檢測。然而,受光裝置9d亦可利用檢測器來對經由在上表面的一部分形成有遮光膜的透光性基板的加工光EL進行檢測。
以下,一邊參照圖53(a)、圖53(b)及圖54,一邊對受光裝置9f進行說明。圖53(a)是表示受光裝置9f的配置的平面圖,圖53(b)是表示受光裝置9f的結構的剖面圖。圖54是表示形成於遮光膜的圖案的平面圖。
如圖53(a)所示,受光裝置9f被配置於載台32。受光裝置9f亦可配置於載台32中的從載置工件W的載置面321朝X軸方向及Y軸方向中的至少一方向偏離的位置。
如圖53(b)所示,受光裝置9f包括透光性基板91f1、形成於透光性基板91f1上表面的一部分的遮光膜91f2以及檢測器92f。
遮光膜91f2是可遮擋加工光EL的構件。形成遮光膜91f2的面(光透過構件91f1的上表面)是與載台32的表面(例如外周面322)相同的高度,但亦可為不同的高度。
在遮光膜91f2形成有開口93f。朝向開口93f及該開口93f周圍照射的加工光EL的一部分照射至遮光膜91f2,另一部分照射至開口93f。照射至開口93f的加工光EL通過開口93f而由檢測器92f予以接受。
(4-8)第八變形例
圖35所示的氣體供給裝置8a對氣體的第二供給形態中,在收容有加工裝置1及測量裝置2的收容空間SP內進行加工。然而,亦可如圖54所示,將收容有加工裝置1及測量裝置2的收容空間SP1與進行加工的空間SP2予以分離。圖54所示的加工系統SYSg為了分離收容空間SP1與空間SP2而具備分離壁81g。並且,氣體供給裝置8a的至少一部分被設於空間SP2。此處,只要將氣體供給裝置8a中的至少氣體供給口的部分設於空間SP2即可。並且,氣體供給裝置8a亦可沿著與從加工裝置1朝向工件W的加工光EL的行進方向交叉的方向(圖54所示的示例中,為Y軸方向)來供給氣體,以在空間SP2內的加工裝置1的附近形成層流。即,分離壁81g亦可成為形成層流的部件中的一個。
(4-9)第九變形例
以上所示的示例中,氣體供給裝置8a對框體4內部的整個收容空間SP供給氣體,回收裝置8b從整個收容空間SP回收氣體等。然而,亦可如圖55所示,氣體供給裝置8a對收容空間SP內的工件W附近的空間(加工光EL的光路附近)供給氣體,回收裝置8b亦可從收容空間SP內的工件W附近的空間(加工光EL的光路附近)回收氣體等。圖55中,氣體供給裝置8a具備氣體供給口8a1。該氣體供給口8a1亦可為可變更其位置。而且,回收裝置8b具備回收口8b1。該回收口8b1亦可為可變更其位置。此處,亦可將氣體供給口8a1的位置與回收口8b1的位置設定為,在收容空間SP內的工件W附近的空間(加工光EL的光路附近),形成沿橫切加工光的光路的方向流動的層流。再者,亦可為,氣體供給口8a1與回收口8b1不僅在Z軸方向上,亦可在XY軸方向上進行位置變更。
(4-10)其他變形例
所述說明中,加工裝置1對工件W照射加工光EL,以進行去除工件W的一部分的去除加工或附加加工。然而,加工裝置1亦可對工件W照射加工光EL,以進行與去除加工或附加加工不同的加工。加工裝置1亦可除了去除加工及附加加工中的至少一者以外、或者取代於此,而進行與去除加工或附加加工不同的加工。例如,加工裝置1亦可藉由加工光EL的照射來改變工件W表面的至少一部分的特性,以進行在工件W的表面形成所期望的圖案(例如文字圖案、圖形圖案或任意圖案)的標記加工。
在加工裝置1進行標記加工的情況下,判定在加工動作中加工裝置1的加工量是否為適當量的動作(圖6的步驟S133)亦可包含判定由加工裝置1所形成的圖案的特性是否適當的動作。對於圖案的特性,例如可列舉圖案對光的反射率、圖案所呈的顏色及圖案的形狀來作為一例。
所述說明中,載台裝置3具備載台驅動系統33,但亦可不具備載台驅動系統33。即,載台32亦可不移動。在載台32不移動的情況下,載台裝置3亦可不具備位置測量器34。所述說明中,加工系統SYS具備驅動系統5,但亦可不具備驅動系統5。即,加工裝置1亦可不移動。在加工裝置1不移動的情況下,加工系統SYS亦可不具備位置測量器51。所述說明中,加工系統SYS具備驅動系統6,但亦可不具備驅動系統6。即,測量裝置2亦可不移動。在測量裝置2不移動的情況下,加工系統SYS亦可不具備位置測量器61。
所述說明中,加工裝置1具備回光防止裝置15,但亦可不具備回光防止裝置15。所述說明中,加工裝置1具備觀察裝置16,但亦可不具備觀察裝置16。在加工裝置1不具備觀察裝置16的情況下,加工裝置1亦可不具備分色鏡13,該分色鏡13是為了使加工光EL的光路及照明光IL的光路至少局部重複而使用的光學元件。
所述說明中,加工裝置1藉由對工件W照射加工光EL,從而對工件W進行加工。然而,加工裝置1亦可將與光不同的任意能量射束照射至工件W,以對工件W進行加工。此時,加工裝置1亦可除了光源11以外、或者取代於此,而具備可照射任意能量射束的射束照射裝置。任意能量射束並無限定,但亦可包含電子射束、離子射束等帶電粒子射束或電磁波。
(5)附記
關於以上說明的實施形態,進而揭示以下的附記。
條項1所述的加工系統是一種加工系統,其包括:加工裝置,對物體進行加工;以及測量裝置,進行與所述加工裝置的加工相關的測量動作。
條項2所述的加工系統是如條項1所述的加工系統,更包括載置所述物體的物體載置裝置。
條項3所述的加工系統是如條項2所述的加工系統,其中,所述加工裝置對載置於所述物體載置裝置的物體進行加工,所述測量裝置對載置於所述物體載置裝置的物體進行所述測量動作。
條項4所述的加工系統是如條項2或條項3所述的加工系統,其中,所述物體載置裝置可在進行所述加工裝置的加工的加工執行位置與進行所述測量裝置的所述測量動作的測量執行位置之間移動。
條項5所述的加工系統是如條項4所述的加工系統,其中,所述物體載置裝置移動,以在所述加工裝置對所述物體進行加工的加工期間的至少一部分位於所述加工執行位置,且在所述測量裝置進行所述測量動作的測量期間的至少一部分位於所述測量執行位置。
條項6所述的加工系統是如條項4或條項5所述的加工系統,其中,所述物體載置裝置可在保持載置有所述物體的狀態下,在所述加工執行位置與所述測量執行位置之間移動。
條項7所述的加工系統是如條項2至條項6中任一項所述的加工系統,其中,所述物體載置裝置可保持所述物體,在所述加工裝置對所述物體進行加工的加工期間的至少一部分由所述物體載置裝置保持所述物體的保持形態,與在所述測量裝置進行所述測量動作的測量期間的至少一部分由所述物體載置裝置保持所述物體的保持形態相同。
條項8所述的加工系統是如條項7所述的加工系統,其中,所述保持形態包含保持所述物體的力。
條項9所述的加工系統是如條項1至條項8中任一項所述的加工系統,更包括:收容裝置,可在收容空間內收容所述加工裝置的至少一部分、所述測量裝置的至少一部分及所述物體。
條項10所述的加工系統是如條項9所述的加工系統,其中,所述收容裝置在所述加工裝置對所述物體進行加工的加工期間的至少一部分、及所述測量裝置進行所述測量動作的測量期間的至少一部分這二期間,將所述物體收容於所述收容空間。
條項11所述的加工系統是如條項1至條項10中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置基於所述測量裝置的測量結果來對所述物體進行加工。
條項12所述的加工系統是如條項1至條項11中任一項所述的加工系統,其中,交替地反覆進行所述測量裝置的所述測量動作與所述加工裝置對所述物體的加工。
條項13所述的加工系統是如條項1至條項12中任一項所述的加工系統,其中,基於所述測量裝置的測量結果,來決定所述物體中的所述加工裝置應加工的加工對象區域。
條項14所述的加工系統是如條項1至條項13中任一項所述的加工系統,其中,基於所述測量裝置的測量結果來決定所述加工裝置的加工條件。
條項15所述的加工系統是如條項1至條項14中任一項所述的加工系統,其中,所述測量裝置每當所述加工裝置加工所述物體時,進行所述測量動作,基於所述測量裝置的測量結果,來變更所述加工裝置接下來加工所述物體時的所述加工裝置的加工條件。
條項16所述的加工系統是如條項1至條項15中任一項所述的加工系統,其中,所述測量裝置進行所述測量動作以測量所述物體的狀態。
條項17所述的加工系統是如條項16所述的加工系統,其中,所述物體的狀態包含所述物體的位置、形狀及尺寸中的至少一者。
條項18所述的加工系統是如條項16或條項17所述的加工系統,其中,所述測量裝置在對所述物體中的一個部分的狀態進行了測量後,對所述物體中的與所述一個部分不同的另一部分的狀態進行測量。
條項19所述的加工系統是如條項18所述的加工系統,其中,所述一個部分與所述另一部分不彼此重複而鄰接。
條項20所述的加工系統是如條項18所述的加工系統,其中,所述一個部分與所述另一部分局部重複並鄰接。
條項21所述的加工系統是如條項1至條項20中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置對所述物體照射能量射束以對所述物體進行加工。
條項22所述的加工系統是如條項21所述的加工系統,其中,所述能量射束包含以飛秒以下的發光時間進行脈衝發光的脈衝光。
條項23所述的加工系統是如條項1至條項22中任一項所述的加工系統,其中,所述測量裝置包含第一測量裝置與第二測量裝置。
條項24所述的加工系統是如條項23所述的加工系統,其中,所述第一測量裝置的測量解析度與所述第二測量裝置的測量解析度不同。
條項25所述的加工系統是如條項23或條項24所述的加工系統,其中,所述第一測量裝置的測量範圍與所述第二測量裝置的測量範圍不同。
條項26所述的加工系統是如條項1至條項25中任一項所述的加工系統,其中,所述測量裝置進行所述測量動作而對測量對象物的位置進行測量,所述測量裝置基於與所述測量對象物的位置測量結果的精度相關的精度資訊,來修正所述測量對象物的位置測量結果。
條項27所述的加工系統是如條項26所述的加工系統,其中,所述精度資訊包含與規定基準面的位置相關的資訊。
條項28所述的加工系統是如條項27所述的加工系統,其中,所述測量裝置進行所述測量動作而對所述基準面及所述測量對象物的位置進行測量,所述測量裝置基於包含與所述基準面的位置測量結果相關的資訊的所述精度資訊,來修正所述測量對象物的位置測量結果。
條項29所述的加工系統是如條項27或條項28所述的加工系統,更包括:物體載置裝置,包含載置所述物體的載置面及所述基準面。
條項30所述的加工系統是如條項27至條項29中任一項所述的加工系統,更包括:物體裝置,載置所述物體;以及基準構件,包含所述基準面。
條項31所述的加工系統是如條項27至條項30中任一項所述的加工系統,其中,所述測量裝置基於包含與一個方向上的所述基準面的位置測量結果相關的資訊的所述精度資訊,來修正所述一個方向上的所述測量對象物的位置測量結果。
條項32所述的加工系統是如條項26至條項31中任一項所述的加工系統,其中,所述精度資訊包含與一個方向上的所述測量對象物的位置測量結果的精度相關的資訊,所述測量裝置基於所述精度資訊來修正所述一個方向上的所述測量對象物的位置測量結果。
條項33所述的加工系統是如條項31或條項32所述的加工系統,其中,所述一個方向包含重力方向。
條項34所述的加工系統是如條項26至條項33中任一項所述的加工系統,其中,所述精度資訊包含與所述測量裝置的溫度相關的資訊。
條項35所述的加工系統是如條項26至條項34中任一項所述的加工系統,其中,所述測量對象物包含所述物體。
條項36所述的加工系統是如條項1至條項35中任一項所述的加工系統,其中,生成與所述加工裝置和所述測量裝置的相對位置相關的第一位置資訊,基於所述第一位置資訊來對所述物體進行加工。
條項37所述的加工系統是如條項36所述的加工系統,其中,使用規定的標識來生成所述第一位置資訊。
條項38所述的加工系統是如條項37所述的加工系統,其中,使用所述標識來確定所述標識與所述加工裝置的相對位置且使用所述標識來確定所述標識與所述測量裝置的相對位置後,基於所述標識與所述加工裝置的相對位置以及所述標識與所述測量裝置的相對位置,來確定所述加工裝置與所述測量裝置的相對位置,藉此來生成所述第一位置資訊。
條項39所述的加工系統是如條項37或條項38所述的加工系統,更包括對所述加工裝置與所述標識的相對位置進行測量的位置測量裝置,基於所述第一位置測量裝置的測量結果來生成所述第一位置資訊。
條項40所述的加工系統是如條項39所述的加工系統,其中,所述位置測量裝置拍攝所述標識,以對所述加工裝置與所述標識的相對位置進行測量。
條項41所述的加工系統是如條項39或條項40所述的加工系統,其中,所述加工裝置對所述物體的表面照射能量射束以對所述物體進行加工,所述位置測量裝置對經由被照射有所述能量射束的所述標識的射束進行檢測,以測量所述標識與所述加工裝置的相對位置。
條項42所述的加工系統是如條項39至條項41中任一項所述的加工系統,其中,所述標識包含形成於規定面的開口,所述位置測量裝置對經由所述開口的所述能量射束的狀態進行檢測,以測量所述標識與所述加工裝置的相對位置。
條項43所述的加工系統是如條項37至條項42中任一項所述的加工系統,其中,所述測量裝置對所述測量裝置與所述標識的相對位置進行測量,並基於所述測量裝置的測量結果來生成所述第一位置資訊。
條項44所述的加工系統是如條項37至條項43中任一項所述的加工系統,其中,所述標識形成於所述物體的至少一部分。
條項45所述的加工系統是如條項44所述的加工系統,其中,所述標識包含藉由所述加工裝置的加工而形成於所述物體的結構物。
條項46所述的加工系統是如條項37至條項45中任一項所述的加工系統,其中,所述標識包含形成於規定面的開口。
條項47所述的加工系統是如條項37至條項46中任一項所述的加工系統,更包括:物體載置裝置,包含載置所述物體的載置面及形成有所述標識的標識形成面。
條項48所述的加工系統是如條項37至條項47中任一項所述的加工系統,更包括:物體載置裝置,載置所述物體;以及標識構件,形成有所述標識。
條項49所述的加工系統是如條項36至條項48中任一項所述的加工系統,其中,所述第一位置資訊包含與第一方向以及跟所述第一方向交叉的第二方向中的至少一方向上的所述加工裝置和所述測量裝置的相對位置相關的資訊。
條項50所述的加工系統是如條項1至條項49中任一項所述的加工系統,更包括載置所述物體的物體載置裝置,生成與所述加工裝置及測量裝置中的至少一者和所述物體載置裝置的相對位置相關的第二位置資訊,基於所述第二位置資訊來對所述物體進行加工。
條項51所述的加工系統是如條項50所述的加工系統,其中,使用規定的基準構件來生成所述第二位置資訊。
條項52所述的加工系統是如條項51所述的加工系統,其中,所述基準構件被載置於所述物體載置裝置。
條項53所述的加工系統是如條項51或條項52所述的加工系統,其中,所述基準構件被形成於所述物體載置裝置。
條項54所述的加工系統是如條項51至條項53中任一項所述的加工系統,其中,所述基準構件包含藉由所述加工裝置的加工而形成於所述物體的結構物。
條項55所述的加工系統是如條項51至條項54中任一項所述的加工系統,其中,所述基準構件包含圖案構件,所述圖案構件在沿著載置所述物體的所述物體載置裝置的載置面的面上形成有規定圖案。
條項56所述的加工系統是如條項51至條項55中任一項所述的加工系統,其中,所述基準構件包含多個階差構件,所述多個階差構件的沿著沿載置所述物體的所述物體載置裝置的載置面的方向及與所述載置面交叉的方向中的至少一方向的尺寸不同。
條項57所述的加工系統是如條項52至條項56中任一項所述的加工系統,其中,所述測量裝置測量所述基準構件的狀態,基於所述測量裝置的測量結果來生成所述第二位置資訊。
條項58所述的加工系統是如條項52至條項57中任一項所述的加工系統,更包括對所述基準構件的狀態進行測量的位置測量裝置,基於所述位置測量裝置的測量結果來生成所述第二位置資訊。
條項59所述的加工系統是如條項50至條項58中任一項所述的加工系統,其中,所述第二位置資訊包含下述資訊,該資訊與繞沿著第一方向的軸的第一旋轉方向以及繞沿著跟所述第一方向交叉的第二方向的軸的第二旋轉方向中的至少一方向上的所述加工裝置及測量裝置的至少一者和所述物體載置裝置的相對位置相關。
條項60所述的加工系統是如條項1至條項59中任一項所述的加工系統,更包括:附著防止裝置,防止因所述物體的加工而產生的物質向所述測量裝置中的至少一部分即特定部分的附著。
條項61所述的加工系統是如條項60所述的加工系統,其中,所述特定部分包含所述測量裝置中的當有所述物質附著時會引起測量精度惡化的部分。
條項62所述的加工系統是如條項60或條項61所述的加工系統,其中,所述特定部分包含所述測量裝置所具備的光學系統的光學面。
條項63所述的加工系統是如條項60至條項62中任一項所述的加工系統,其中,所述附著防止裝置包含供給氣體的氣體供給裝置。
條項64所述的加工系統是如條項63所述的加工系統,其中,所述氣體供給裝置以防止所述物質侵入至所述特定部分與所述物體之間的空間的方式來供給氣體。
條項65所述的加工系統是如條項63或條項64所述的加工系統,其中,所述氣體供給裝置以防止所述物質侵入至所述特定部分的方式來供給氣體。
條項66所述的加工系統是如條項63至條項65中任一項所述的加工系統,其中,所述氣體供給裝置以吹除附著於所述特定部分的所述物質的方式來供給氣體。
條項67所述的加工系統是如條項60至條項66中任一項所述的加工系統,其中,所述附著防止裝置包含將所述特定部分保存至內部空間的保存裝置。
條項68所述的加工系統是如條項67所述的加工系統,其中,所述保存裝置具備隔壁部,所述隔壁部將所述物體所產生的空間與所述內部空間予以隔開。
條項69所述的加工系統是如條項67或條項68所述的加工系統,其中,所述測量裝置使用所述特定部分來照射測量光以進行測量動作,所述保存裝置包含所述測量光可通過的通過部。
條項70所述的加工系統是如條項69所述的加工系統,其中,所述附著防止裝置防止所述物質侵入至所述通過部與所述物體之間的空間。
條項71所述的加工系統是如條項70所述的加工系統,其中,所述附著防止裝置以防止所述物質侵入至所述通過部與所述物體之間的空間的方式來供給氣體。
條項72所述的加工系統是如條項69至條項71中任一項所述的加工系統,其中,所述附著防止裝置去除附著於所述通過部的所述物質。
條項73所述的加工系統是如條項72所述的加工系統,其中,所述附著防止裝置對所述通過部噴吹氣體及/或使所述通過部振動,以去除所述物質。
條項74所述的加工系統是如條項72或條項73所述的加工系統,其中,所述附著防止裝置基於因所述測量光照射至附著於所述通過部的所述物質而產生的光來判定是否有所述物質附著於所述通過部,若判定為有所述物質附著於所述通過部,則去除附著於所述通過部的所述物質。
條項75所述的加工系統是如條項1至條項74中任一項所述的加工系統,更包括:抽吸裝置,抽吸因所述物體的加工而產生的物質。
條項76所述的加工系統是如條項1至條項75中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置一邊變更所述物體表面的能量射束的每單位面積的能量的量,一邊對所述物體的表面照射所述能量射束以對所述物體進行加工,所述測量裝置進行所述測量動作,以對所述加工裝置所加工的所述物體的狀態進行測量,並基於所述測量裝置的測量結果來決定所述加工裝置的加工條件。
條項77所述的加工系統是如條項76所述的加工系統,其中,所述加工裝置以在所述能量射束的每單位面積的能量的量的變更前後,所述能量射束對所述物體賦予的總能量的量不變的方式來照射所述能量射束,以對所述物體進行加工。
條項78所述的加工系統是如條項76或條項77所述的加工系統,其中,所述加工裝置對跟所述物體表面交叉的方向上的所述物體的表面與所述能量射束所收聚的聚焦位置的相對位置進行變更,以變更所述物體表面的所述能量射束的每單位面積的能量的量。
條項79所述的加工系統是如條項78所述的加工系統,其中,所述加工裝置在將所述聚焦位置以外的所述能量射束的特性予以固定的狀態下,變更所述物體的表面與所述聚焦位置的相對位置,以變更所述物體表面的所述能量射束的每單位面積的能量的量。
條項80所述的加工系統是如條項78或條項79所述的加工系統,其中,所述加工裝置在從所述加工裝置觀察時所述聚焦位置較所述物體表面位於裏側的狀態下,變更所述物體的表面與所述聚焦位置的相對位置。
條項81所述的加工系統是如條項76至條項80中任一項所述的加工系統,其中,以所述加工裝置對所述物體的每單位能量的加工量達到最大的方式,來決定所述加工裝置的加工條件。
條項82所述的加工系統是如條項76至條項81中任一項所述的加工系統,其中,所述物體的狀態包含所述加工裝置對所述物體的加工量。
條項83所述的加工系統是如條項76至條項82中任一項所述的加工系統,其中,所述加工條件包含所述物體表面的所述能量射束的每單位面積的能量的量。
條項84所述的加工系統是如條項76至條項83中任一項所述的加工系統,其中,所述加工條件包含所述物體表面的所述能量射束的每單位面積的能量的量、所述物體表面的所述能量射束的束徑、及所述能量射束對所述物體賦予的總能量的量。
條項85所述的加工系統是如條項84所述的加工系統,其中,基於所述測量裝置的測量結果來決定所述物體表面的所述能量射束的每單位面積的能量的量,根據加工內容來決定所述束徑,以具有所述決定的束徑的所述能量射束在所述物體表面的每單位面積的能量的量達到所述決定的能量的量的方式,來決定所述能量射束對所述物體賦予的總能量的量。
條項86所述的加工系統是如條項1至條項85中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置更包括:物體載置裝置,對所述物體的表面照射能量射束,以對所述物體進行加工,且包含載置所述物體的載置面及形成有開口的開口形成面;以及射束檢測裝置,經由所述開口來檢測所述能量射束的狀態,所述加工裝置基於所述射束檢測裝置的檢測結果來變更所述能量射束的特性。
條項87所述的加工系統是一種加工系統,其包括:物體載置裝置,包含載置物體的載置面及形成有開口的開口形成面;加工裝置,對所述物體的表面照射能量射束,以對所述物體進行加工;以及射束檢測裝置,經由所述開口來檢測所述能量射束的狀態,所述加工裝置基於所述射束檢測裝置的檢測結果來變更所述能量射束的特性。
條項88所述的加工系統是如條項86或條項87所述的加工系統,其中,所述載置面及所述開口形成面朝向相同的方向。
條項89所述的加工系統是如條項86至條項88中任一項所述的加工系統,其中,在所述開口形成面未載置所述物體。
條項90所述的加工系統是如條項86至條項89中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置以所述能量射束橫切所述開口的方式來照射所述能量射束。
條項91所述的加工系統是如條項1至條項90中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置對所述物體的表面照射能量射束以對所述物體進行加工,且更包括經由形成於規定面的開口來對所述能量射束的狀態進行檢測的射束檢測裝置,所述加工裝置以所述能量射束橫切所述開口的方式來照射所述能量射束,並且基於所述射束檢測裝置的檢測結果來變更所述能量射束的特性。
條項92所述的加工系統是一種加工系統,其包括:加工裝置,對物體的表面照射能量射束以對所述物體進行加工;以及射束檢測裝置,經由形成於規定面的開口來檢測所述能量射束的狀態,所述加工裝置以所述能量射束橫切所述開口的方式來照射所述能量射束,並且基於所述射束檢測裝置的檢測結果來變更所述能量射束的特性。
條項93所述的加工系統是如條項90至條項92中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置對所述能量射束進行偏向,以使所述能量射束橫切所述開口。
條項94所述的加工系統是如條項93所述的加工系統,其中,所述加工裝置在所述加工裝置與所述開口的相對位置經固定的期間的至少一部分,對所述能量射束進行偏向而對所述開口照射所述能量射束。
條項95所述的加工系統是如條項86至條項94中任一項所述的加工系統,其中,所述開口包含:第一開口,沿著沿所述物體表面的第一延伸方向而延伸;以及第二開口,沿著沿所述物體表面且與所述第一延伸方向交叉的第二延伸方向而延伸。
條項96所述的加工系統是如條項86至條項95中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置對所述能量射束進行偏向以將所述能量射束照射至所述開口,所述射束檢測裝置對偏向量不同的多個所述能量射束的狀態進行檢測,所述加工裝置在對所述物體進行加工的加工期間的至少一部分,基於所述射束檢測裝置的檢測結果來變更所述能量射束的狀態。
條項97所述的加工系統是一種加工系統,其包括:加工裝置,一邊對能量射束進行偏向,一邊將所述能量射束照射至物體的表面,以對所述物體進行加工;以及射束檢測裝置,對偏向量不同的多個所述能量射束的狀態進行檢測,所述加工裝置在對所述物體進行加工的加工期間的至少一部分,基於所述射束檢測裝置的檢測結果來變更所述能量射束的特性。
條項98所述的加工系統是如條項96或條項97所述的加工系統,其中,所述射束檢測裝置對偏向量成為第一量的所述能量射束的狀態、及偏向量成為與所述第一量不同的第二量的所述能量射束的狀態進行檢測,所述加工裝置在所述加工期間內,在照射偏向量成為所述第一量的所述能量射束的時機,基於偏向量成為所述第一量的所述能量射束的狀態檢測結果來變更所述能量射束的狀態,且在照射偏向量成為所述第二量的所述能量射束的時機,基於偏向量成為所述第二量的所述能量射束的狀態檢測結果來變更所述能量射束的狀態。
條項99所述的加工系統是如條項96至條項98中任一項所述的加工系統,其中,所述射束檢測裝置對與所述能量射束的行進方向交叉的方向上的所述加工裝置與所述射束檢測裝置的相對位置進行變更,以檢測偏向量不同的多個所述能量射束的狀態。
條項100所述的加工系統是如條項96至條項99中任一項所述的加工系統,其中,所述能量射束的狀態包含所述能量射束收聚的聚焦位置。
條項101所述的加工系統是如條項100所述的加工系統,其中,所述加工裝置將所述聚焦位置變更為基於所述射束檢測裝置的檢測結果而定的期望位置。
條項102所述的加工系統是如條項100或條項101所述的加工系統,其中,所述射束檢測裝置檢測所述聚焦位置不同的多個所述能量射束的狀態,所述加工裝置將所述聚焦位置變更為基於所述射束檢測裝置對所述多個能量射束的狀態檢測結果而定的期望位置。
條項103所述的加工系統是如條項96至條項100中任一項所述的加工系統,其中,所述能量射束的狀態包含所述能量射束的每單位面積的強度。
條項104所述的加工系統是如條項103所述的加工系統,其中,所述加工裝置將所述強度變更為基於所述射束檢測裝置的檢測結果而定的期望強度。
條項105所述的加工系統是如條項86至條項104中任一項所述的加工系統,其中,所述射束檢測裝置對所述能量射束的狀態進行檢測的期間內的所述射束檢測裝置的檢測面上的所述能量射束的每單位面積的能量的量,較所述加工裝置對所述物體進行加工的加工期間內的所述物體表面上的所述能量射束的每單位面積的能量的量為小。
條項106所述的加工系統是如條項105所述的加工系統,更包括:衰減裝置,在所述加工裝置至所述射束檢測裝置之間的所述能量射束的路徑上,使所述能量射束衰減。
條項107所述的加工系統是如條項106所述的加工系統,其中,所述加工裝置包括生成所述能量射束的射束源,所述射束源在所述射束檢測裝置對所述能量射束的狀態進行檢測的期間內,生成跟所述能量射束的行進方向交叉的光學面上的每單位面積的能量的量與對所述物體進行加工的加工期間變得相同的所述能量射束。
條項108所述的加工系統是如條項105所述的加工系統,其中,所述加工裝置包括生成所述能量射束的射束源,所述射束源在所述射束檢測裝置對所述能量射束的狀態進行檢測的期間內,生成與所述能量射束的行進方向交叉的光學面上的每單位面積的能量的量比對所述物體進行加工的加工期間小的所述能量射束。
條項109所述的加工系統是如條項1至條項108中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置一邊對所述能量射束進行偏向,一邊對所述物體的表面照射所述能量射束,以對所述物體進行加工,且更包括進行測量動作的測量裝置,所述測量動作是對所述加工裝置所加工的所述物體的狀態進行測量,所述加工裝置在對所述物體進行加工的加工期間內,基於所述測量裝置的檢測結果來變更所述能量射束的狀態。
條項110所述的加工系統是如條項109所述的加工系統,其中,所述測量裝置對與所述物體表面交叉的方向上的所述物體的狀態偏差進行測量,所述加工裝置在所述加工期間內,基於所述測量裝置的檢測結果來變更所述能量射束的狀態,以使所述偏差變小。
條項111所述的加工系統是如條項109或條項110所述的加工系統,其中,所述物體的狀態包含所述加工裝置對所述物體的加工量。
條項112所述的加工系統是如條項1至條項111中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置利用所述能量射束來掃描所述物體的表面,以對所述物體進行加工,且更包括掃描位置修正裝置,所述掃描位置修正裝置基於與所述能量射束的掃描位置相關的掃描位置資訊,在所述加工裝置對所述物體進行加工的加工期間的至少一部分,修正所述能量射束的掃描位置。
條項113所述的加工系統是一種加工系統,其包括:加工裝置,利用能量射束來掃描物體的表面,以對所述物體進行加工;以及掃描位置修正裝置,基於與所述能量射束的掃描位置相關的掃描位置資訊,在所述加工裝置對所述物體進行加工的加工期間的至少一部分,修正所述能量射束的掃描位置。
條項114所述的加工系統是如條項112或條項113所述的加工系統,其中,所述掃描位置資訊是基於所述加工裝置對所述物體進行加工後的所述物體的狀態而生成。
條項115所述的加工系統是如條項114所述的加工系統,更包括對所述加工裝置所加工的所述物體的狀態進行測量的測量裝置。
條項116所述的加工系統是如條項115所述的加工系統,其中,所述掃描位置修正裝置基於所述測量裝置的測量結果來生成所述掃描位置資訊。
條項117所述的加工系統是如條項112至條項116中任一項所述的加工系統,其中,所述掃描位置資訊是基於所述能量射束對所述物體表面進行掃描的期間的至少一部分的所述能量射束的掃描位置的檢測結果而生成。
條項118所述的加工系統是如條項112至條項117中任一項所述的加工系統,其中,所述掃描位置資訊是基於沿著所述物體表面的方向上的位置不同的多個區域各自的所述能量射束的掃描位置的檢測結果而生成。
條項119所述的加工系統是如條項117或條項118所述的加工系統,更包括對所述能量射束的掃描位置進行檢測的掃描位置檢測裝置。
條項120所述的加工系統是如條項119所述的加工系統,其中,所述掃描位置修正裝置基於所述掃描位置檢測裝置的檢測結果來生成所述掃描位置資訊。
條項121所述的加工系統是如條項119或條項120所述的加工系統,其包括多個所述掃描位置檢測裝置。
條項122所述的加工系統是如條項119至條項121中任一項所述的加工系統,其包括載置所述物體的物體載置裝置,所述掃描位置檢測裝置被配置於所述物體載置裝置。
條項123所述的加工系統是如條項122所述的加工系統,其中,所述物體載置裝置包含載置所述物體的載置面、及配置所述掃描位置檢測裝置的裝置配置面。
條項124所述的加工系統是如條項119至條項123中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置在所述掃描位置檢測裝置對所述能量射束的掃描位置進行檢測的期間內,以與所述能量射束的行進方向交叉的光學面上的每單位面積的能量的量比對所述物體進行加工的期間小的所述能量射束,來掃描所述物體的表面。
條項125所述的加工系統是如條項112至條項124中任一項所述的加工系統,其中,所述掃描位置資訊是基於所述加工裝置的溫度而生成。
條項126所述的加工系統是如條項125所述的加工系統,其中,所述掃描位置資訊是基於所述加工裝置中的藉由所述能量射束進行掃描的掃描裝置的溫度而生成。
條項127所述的加工系統是如條項112至條項126中任一項所述的加工系統,其中,所述掃描位置變更裝置對沿著所述物體表面的一個方向、以及沿著所述物體表面且與所述一個方向交叉的另一方向中的至少一方向上的所述能量射束的掃描位置進行修正。
條項128所述的加工系統是如條項1至條項127中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置將從射束源射出的所述能量射束經由光學系統而照射至所述物體,以對所述物體進行加工,且更包括返回射束防止裝置,所述返回射束防止裝置防止來自被照射有所述能量射束的所述物體的返回射束返回至所述射束源及所述照射光學系統中的至少一者。
條項129所述的加工系統是如條項1至條項128中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置經由光學系統來將所述能量射束照射至所述物體,以對所述物體進行加工,且更包括經由所述光學系統來觀察所述物體的觀察裝置。
條項130所述的加工系統是如條項1至條項129中任一項所述的加工系統,其中,所述加工裝置進行去除所述物體的至少一部分的去除加工、將所述物體與其他物體予以接合的接合加工、對所述物體附加材料的附加加工、及對所述物體實施標記的標記加工中的至少一種。
所述各實施形態的構成要件的至少一部分可與所述各實施形態的構成要件的至少另一部分適當組合。亦可不使用所述各實施形態的構成要件中的一部分。而且,在法律容許的範圍內,引用在所述各實施形態中引用的所有公開公報及美國專利的揭示來作為本文記載的一部分。
本發明並不限於所述實施例,可在不違反從整個申請專利範圍及說明書讀取的發明主旨或思想的範圍內進行適當變更,伴隨此種變更的加工系統及加工方法亦包含於本發明的技術範圍內。
1、1B、17:加工裝置
2、21、21-1、21-2:測量裝置
3:載台裝置
4:框體
5、5B、6、171:驅動系統
7:控制裝置
8:支持框架
8a:氣體供給裝置
8a1:氣體供給口
8b:回收裝置
8b1:回收口
8c:框體
9d、9f:受光裝置
9e:光檢器
11、161:光源
12:光學系統
13:分色鏡
14:光學系統
15:回光防止裝置
16:觀察裝置
18d:衰減構件
31:平台
32、32':載台
33:載台驅動系統
34、51、51B、61、1711:位置測量器
36:標識構件
81b:回收口
81c:隔壁構件
81g:分離壁
82b:回收管
82c:內部空間
83b:過濾器
83c:光通過構件
84c:振動裝置
91d:遮光構件
91f1:透光性基板
91f2:遮光膜
92d、92f:檢測器
93d、93f:開口
101、102:加工頭
121:擴束器
122:聚焦透鏡
123:強度分佈控制構件
141:檢流鏡
141X:X掃描鏡
141Y:Y掃描鏡
142:fθ透鏡
151:1/2波長板
152:偏光分束器
153:1/4波長板
154:1/2波長板
155:射束擴散器
162:分束器
163:陷波濾波器
164:拍攝元件
211:光學系統
211s:光學面
321:載置面
322:開口、外周面
323:外周面
1021:照射光學系統
1022:材料噴嘴
1023:射出部
1024:供給口
AM:標識
BM1、BM2:基準構件
BP1、BP2:塊圖案
BSz:Z基準面
DF1:第一距離
DF2:第二距離
DF3:第三距離
DF4:第四距離
DP:點圖案
DTP#1:第一位置
EA、FA:照射區域
EL、EL1、FL:加工光
ELr:回光
IL:照明光
ILr:反射光
M:造形材料
MA:供給區域
MSA:測量曝射區域
P#1~P#9:位置
PSA:加工曝射區域
PZ(-2)、PZ(-1)、PZ(0)、PZ(+1)、PZ(+2):位置
S21~S28、S51~S58、S101、S111~S116、S121~S125、S131~S135、S311~S313、S321~S322、S331~S332、S411~S413、S421~S423:步驟
SL#1~SL#k:層狀結構部分
SP、SP1:收容空間
SP2:空間
SYS、SYSa、SYSb、SYSc、SYSd、SYSe、SYSf、SYSg:加工系統
TA:加工對象區域
W、Wt:工件
W_target:加工對象部分
Wp:突起
Z(-2)、Z(-1)、Z(0)、Z(+1)、Z(+2):檢測結果
圖1是表示本實施形態的加工系統的結構的剖面圖。
圖2(a)至圖2(c)分別是表示對工件進行的去除加工的情形的剖面圖。
圖3(a)至圖3(c)分別是表示藉由非熱加工進行加工的工件的情形的剖面圖。
圖4是表示加工裝置的結構的剖面圖。
圖5是表示加工裝置所具備的光學系統的結構的立體圖。
圖6是表示加工系統SYS所進行的加工動作的流程的流程圖。
圖7(a)是表示未加工的工件的剖面的剖面圖,圖7(b)是表示未加工的工件W的上表面的平面圖。
圖8是表示測量曝射(shot)區域與工件的位置關係的一例的平面圖。
圖9是表示測量曝射區域與工件的位置關係的另一例的平面圖。
圖10(a)及圖10(b)分別是表示相對於工件表面而移動的測量曝射區域的移動軌跡的一例的平面圖。
圖11(a)是表示加工對象區域與工件的位置關係的一例的剖面圖,圖11(b)是表示加工對象區域與工件的位置關係的一例的平面圖。
圖12是表示加工對象部分及多個層狀結構部分的剖面的剖面圖。
圖13(a)至圖13(d)分別是示意性地表示下述示例的平面圖,即,與某層狀結構部分對應的切片資料(slice data)表示在去除某層狀結構部分的過程中於加工對象區域內實際進行去除加工的位置。
圖14是表示加工對象部分被去除的情形的剖面圖。
圖15(a)及圖15(b)是表示去除加工已完成的工件的剖面圖。
圖16是表示用於設定加工條件的初始值的初始設定動作的流程的流程圖。
圖17是對加工光的聚焦(focus)位置描繪(plot)加工量的描繪圖。
圖18是以近似曲線來表示加工光的聚焦位置與加工量的關係的圖表。
圖19是表示加工光的聚焦位置與工件表面的位置關係的剖面圖。
圖20是表示第一溫度漂移(temperature drift)降低動作的流程的流程圖。
圖21(a)是表示載台裝置的剖面的剖面圖,圖21(b)是表示載台裝置的上表面的平面圖。
圖22(a)是表示載台裝置的剖面的剖面圖,圖22(b)是表示載台裝置的上表面的平面圖。
圖23是表示控制裝置所算出的Z軸方向上的工件位置的時間推移的圖表。
圖24是表示第二溫度漂移降低動作的流程的流程圖。
圖25是示意性地表示Z軸方向上的工件位置在XY平面內的分佈的圖表。
圖26是表示第三溫度漂移降低動作的流程的流程圖。
圖27(a)是表示相對於載台而傾斜的測量裝置的剖面圖,圖27(b)是表示在圖27(a)所示的狀況下根據測量裝置的測量結果而算出的工件形狀的剖面圖,圖27(c)是表示在測量裝置相對於載台而傾斜的狀況下由加工裝置所加工的工件W的剖面圖,圖27(d)是表示以降低傾斜量的影響的方式進行加工的工件的剖面圖。
圖28是表示對測量裝置相對於工件的傾斜量進行測定的第一傾斜測定動作的流程的流程圖。
圖29是表示基準構件的平面圖。
圖30(a)是表示基準構件的平面圖,圖30(b)是表示基準構件的剖面圖。
圖31是表示為了進行第一傾斜測定動作而改變的載台的平面圖。
圖32是表示對加工裝置相對於工件的傾斜量進行測定的第一傾斜測定動作的流程的流程圖。
圖33是表示第一變形例的加工系統的結構的示意圖。
圖34是表示氣體供給裝置對氣體的第一供給形態的剖面圖。
圖35是表示氣體供給裝置對氣體的第二供給形態的剖面圖。
圖36是表示第二變形例的加工系統的結構的示意圖。
圖37是表示第三變形例的加工系統的結構的示意圖。
圖38是表示第三變形例的加工系統的其他結構的示意圖。
圖39(a)是表示受光裝置的結構的剖面圖,圖39(b)是表示受光裝置的結構的平面圖。
圖40是表示照射至受光裝置的加工光的剖面圖。
圖41(a)是表示為了進行聚焦控制動作而加工裝置將加工光照射至受光裝置的情形的剖面圖,圖41(b)是表示為了進行聚焦控制動作而加工裝置將加工光照射至受光裝置的情形的平面圖,圖41(c)是表示受光裝置所具備的檢測器的檢測結果的圖表。
圖42(a)至圖42(c)是表示檢測器的檢測結果的圖表。
圖43是示意性地表示經檢流鏡(galvanometer mirror)偏向的加工光掃描工件表面時的工件表面上的各位置處的加工光EL的點徑的平面圖。
圖44(a)及圖44(c)分別是表示進行狀態檢測動作的期間內的加工裝置與受光裝置9d的位置關係的剖面圖,圖44(b)及圖44(d)分別是表示進行狀態檢測動作的期間內的加工裝置與受光裝置的位置關係的平面圖。
圖45(a)是表示未發生溫度漂移的狀況下的工件表面(即,沿著XY平面的面)上的加工光的照射位置的平面圖,圖45(b)是表示發生了溫度漂移的狀況下的工件表面(即,沿著XY平面的面)上的加工光的照射位置的平面圖。
圖46(a)是表示載台的剖面圖,圖46(b)是表示載台的平面圖。
圖47是表示基於測量裝置對開口的測量結果來控制載台位置的載台控制動作的流程的流程圖。
圖48是示意性地表示第四變形例中的基線(base line)量的剖面圖。
圖49(a)至圖49(d)分別是表示在載台控制動作中所用的標識(maker)的平面圖。
圖50是表示第五變形例的加工系統的結構的剖面圖。
圖51是表示第五變形例的加工頭的結構的圖。
圖52是表示第六變形例的加工系統的結構的剖面圖。
圖53(a)是表示第七變形例的受光裝置的平面圖,圖53(b)是其剖面圖。
圖54是表示第八變形例的結構的剖面圖。
圖55是表示第九變形例的結構的剖面圖。
1:加工裝置
2、21-1、21-2:測量裝置
3:載台裝置
4:框體
5、6:驅動系統
7:控制裝置
8:支持框架
31:平台
32:載台
33:載台驅動系統
34、51、61:位置測量器
321:載置面
322:開口、外周面
EL:加工光
SP:收容空間
SYS:加工系統
W:工件
Claims (58)
- 一種加工系統,包括: 框體,收容物體; 加工裝置,設於所述框體內,對所述物體進行加工; 測量裝置,設於所述框體內,對所述物體進行測量;以及 控制裝置,使用所述測量裝置得出的測量結果來設定加工條件。
- 如申請專利範圍第1項所述的加工系統,其中 所述測量裝置對所述物體的測量包含對經所述加工裝置加工的所述物體的測量, 所述控制裝置使用第一資訊與第二資訊來設定所述加工條件,所述第一資訊與由所述加工裝置進行加工前的所述物體相關,所述第二資訊與由所述加工裝置進行了所述加工後的所述物體的測量結果相關。
- 如申請專利範圍第2項所述的加工系統,其中 所述第一資訊包含與所述測量裝置對所述加工前的所述物體的測量結果相關的資訊。
- 如申請專利範圍第3項所述的加工系統,其中 所述控制裝置對所述加工裝置及所述測量裝置以如下方式進行控制: 藉由所述測量裝置來測量所述加工前的所述物體的加工預定部分,以獲得作為所述第一資訊的第一測量結果, 藉由所述加工裝置來對所述物體的加工位置進行加工, 藉由所述測量裝置來對前物體的進行了所述加工的部分進行測量,以獲得作為所述第二資訊的第二測量結果。
- 如申請專利範圍第4項所述的加工系統,其中 使用所述第二資訊及與所述加工預定位置相關的第三資訊,來獲得與作為所述加工條件的加工位置相關的第四資訊。
- 如申請專利範圍第2項至第5項中任一項所述的加工系統,其中 使用所述第一資訊與所述第二資訊,來求出所述加工對所述物體的加工量。
- 如申請專利範圍第2項至第8項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工裝置以第一加工條件來對所述物體進行加工, 所述控制裝置使用所述第一加工條件及所述第二資訊,來求出作為第二加工條件的所述物體的加工條件。
- 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的加工系統,其中 所述測量裝置對所述物體的形狀進行測量。
- 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的加工系統,其中 所述測量裝置對與所述物體表面交叉的方向上的所述表面的位置進行測量。
- 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的加工系統,其中 所述框體形成從所述框體的外部空間隔開的內部空間, 所述加工裝置及所述測量裝置位於所述內部空間內。
- 一種加工系統,包括: 框體,收容物體; 加工裝置,設於所述框體內,對所述物體進行加工; 測量裝置,設於所述框體內,對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體的加工量進行測量;以及 控制裝置,使用利用所述測量裝置所測量出的所述加工量,來設定加工條件。
- 如申請專利範圍第11項所述的加工系統,其中 所述控制裝置對所述加工裝置及所述測量裝置以如下方式進行控制: 在所述加工前,使用所述測量裝置來測量所述物體的所述加工位置,以獲得第一測量結果, 藉由所述加工裝置來對所述物體進行所述加工, 在所述加工後,使用所述測量裝置來對所述物體的進行了所述加工的部分進行測量,以獲得第二測量結果。
- 如申請專利範圍第12項所述的加工系統,其中 使用所述第一測量結果與所述第二測量結果來求出所述加工量。
- 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述的加工系統,更包括: 位置變更裝置,將所述物體、所述加工裝置與所述測量裝置的位置關係,設為可藉由所述加工裝置來加工所述物體的第一位置關係、或可藉由所述測量裝置來測量所述物體的第二位置關係。
- 如申請專利範圍第14項所述的加工系統,其中 所述控制裝置對所述位置變更裝置及所述加工裝置以如下方式進行控制:使用所述位置變更裝置來將所述加工裝置與所述物體設為所述第一位置關係,並使用所述加工裝置,以所述設定的加工條件來對所述物體進行加工。
- 如申請專利範圍第14項或第15項所述的加工系統,其中 所述位置變更裝置相對於所述加工裝置及所述測量裝置而變更所述物體的位置。
- 如申請專利範圍第14項至第16項中任一項所述的加工系統,其中 所述位置變更裝置相對於所述物體而變更所述加工裝置及所述測量裝置的位置。
- 如申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工裝置對與所述物體不同的第二物體進行加工, 所述測量裝置對藉由所述加工裝置進行了加工的所述第二物體進行測量, 所述控制裝置使用與藉由所述測量裝置進行了測量的所述第二物體的測量結果相關的資訊,來設定對所述物體的加工條件。
- 如申請專利範圍第1項至第18項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工裝置的一部分與所述測量裝置的至少一部分共用。
- 如申請專利範圍第1項至第19項中任一項所述的加工系統,更包括: 物體載置裝置,載置所述物體, 在所述加工裝置對所述物體的加工與所述測量裝置對所述物體的測量之間,所述物體保持被載置於所述物體載置裝置的狀態。
- 一種加工系統,包括: 物體載置裝置,載置物體; 加工裝置,對載置於所述物體載置裝置的所述物體進行加工; 測量裝置,對載置於所述物體載置裝置的所述物體進行測量;以及 控制裝置,使用所述測量裝置得出的測量結果來設定加工條件。
- 如申請專利範圍第21項所述的加工系統,其中 在所述加工裝置對所述物體的加工與所述測量裝置對所述物體的測量之間,所述物體保持被載置於所述物體載置裝置的狀態。
- 如申請專利範圍第21項或第22項所述的加工系統,其中 所述測量裝置對所述物體的測量包含對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體的測量, 所述控制裝置使用第一資訊與第二資訊來設定所述加工條件,所述第一資訊與由所述加工裝置進行加工前的所述物體相關,所述第二資訊與由所述加工裝置進行了所述加工後的所述物體的測量結果相關。
- 如申請專利範圍第20項至第23項中任一項所述的加工系統,其中 在從所述加工裝置對所述物體的所述加工直至所述測量裝置對所述物體的測量為止的期間,所述物體保持被載置於所述物體載置裝置的狀態。
- 如申請專利範圍第20項至第24項中任一項所述的加工系統,其中 所述測量裝置對所述物體的測量包含對由所述加工裝置進行所述加工前的所述物體的測量, 在從所述測量裝置對所述加工前的所述物體的所述測量直至所述加工裝置進行的所述加工為止的期間,所述物體保持被載置於所述物體載置裝置的狀態。
- 如申請專利範圍第20項至第25項中任一項所述的加工系統,其中 所述物體載置裝置具備移動載台,所述移動載台載置所述物體,且可在平台上移動。
- 如申請專利範圍第26項所述的加工系統,其中 所述加工裝置的至少一部分與所述測量裝置的至少一部分被設於所述平台上。
- 如申請專利範圍第20項至第27項中任一項所述的加工系統,其中 所述物體載置裝置具備保持所述物體的保持部。
- 如申請專利範圍第28項所述的加工系統,其中 所述物體載置裝置可在保持所述物體的狀態下,在由所述加工裝置進行加工的加工執行位置、與由所述測量裝置進行測量的測量執行位置之間移動。
- 如申請專利範圍第28項或第29項所述的加工系統,其中 在所述加工裝置對所述物體進行加工的加工期間的至少一部分由所述保持部保持所述物體的保持形態,與在所述測量裝置進行所述測量動作的測量期間的至少一部分由所述保持部保持所述物體的保持形態相同。
- 一種加工系統,包括: 加工裝置,對物體進行加工; 測量裝置,對所述物體進行測量; 位置變更裝置,將所述物體、所述加工裝置與所述測量裝置的位置關係,設為所述物體位於所述加工裝置的加工位置的第一位置關係、或者所述物體位於可由所述測量裝置進行測量的位置的第二位置關係;以及 控制裝置,使用所述測量裝置得出的測量結果來設定加工條件。
- 如申請專利範圍第31項或第32項所述的加工系統,其中 所述測量裝置對所述物體的測量包含對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體的測量, 所述控制裝置使用第一資訊與第二資訊來設定所述加工條件,所述第一資訊與由所述加工裝置進行加工前的所述物體相關,所述第二資訊與由所述加工裝置進行了所述加工後的所述物體的測量結果相關。
- 如申請專利範圍第31項或第32項所述的加工系統,其中 所述控制裝置使用所述位置變更裝置來將所述測量裝置與所述物體設為所述第二位置關係,以使用所述測量裝置來測量所述物體的形狀, 使用所述位置變更裝置來將所述加工裝置與所述物體設為所述第一位置關係,以使用所述加工裝置來加工所述物體, 使用所述位置變更裝置來將所述測量裝置與所述物體設為所述第二位置關係,以使用所述測量裝置來測量所述物體加工後的形狀。
- 如申請專利範圍第33項所述的加工系統,其中 所述加工裝置以第一加工條件來對所述物體進行加工, 所述控制裝置使用所述第一加工條件、及與進行了所述測量的所述加工後的形狀相關的資訊,來求出作為第二加工條件的所述物體的加工條件。
- 如申請專利範圍第31項至第34項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工條件包含所述加工裝置與所述物體的位置關係。
- 如申請專利範圍第1項至第35項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工條件為所述加工裝置的加工條件。
- 如申請專利範圍第1項至第36項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工裝置具備對所述物體照射能量射束的照射光學系統。
- 如申請專利範圍第37項所述的加工系統,其中 所述加工條件為所述能量射束的特性。
- 如申請專利範圍第38項所述的加工系統,其中 所述能量射束的特性包含所述能量射束的每單位時間的能量的量、所述能量射束在所述物體上的照射區域的尺寸、所述能量射束的照射時間中的至少一個。
- 如申請專利範圍第37項至第39項中任一項所述的加工系統,其中 所述能量射束包含脈衝光, 所述加工條件為所述光的每單位時間的能量的量、所述光在所述物體上的照射區域的尺寸、及照射至所述物體的所述脈衝光的脈衝數中的至少一個。
- 如申請專利範圍第37項至第40項中任一項所述的加工系統,其中 所述能量射束包含發光時間為皮秒以下的脈衝光。
- 如申請專利範圍第6項、第11項至第20項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工裝置對所述物體進行去除加工, 所述物體的所述加工量是所述物體的去除量。
- 如申請專利範圍第1項至第42項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工裝置對所述物體進行去除加工。
- 如申請專利範圍第43項所述的加工系統,其中 所述光照射部對所述物體進行剝蝕加工。
- 如申請專利範圍第37項至第44項中任一項所述的加工系統,其中 所述控制裝置以所述加工裝置對所述物體的每單位能量的加工量達到最大的方式,來決定所述加工條件。
- 如申請專利範圍第1項至第45項中任一項所述的加工系統,更包括: 使流體流動的流路形成裝置。
- 如申請專利範圍第46項所述的加工系統,其中 所述加工裝置具備對所述物體照射能量射束的照射光學系統, 所述流路形成裝置沿著與從所述照射光學系統朝向所述物體的所述光的行進方向交叉的方向來使所述流體流動。
- 如申請專利範圍第47項所述的加工系統,其中 所述流路形成裝置包括流體供給構件與流體回收構件中的至少一者,所述流體供給構件沿著所述交叉的方向來供給所述流體,所述流體回收構件沿著所述交叉的方向來回收所述流體。
- 如申請專利範圍第46項至第48項中任一項所述的加工系統,其中 所述流體為氣體。
- 如申請專利範圍第1項至第49項中任一項所述的加工系統,其中 所述加工裝置具備對所述物體照射能量射束的照射光學系統, 所述加工系統更包括: 物體載置裝置,載置所述物體; 受光裝置,設於所述物體載置裝置,接受來自所述照射光學系統的所述能量射束;以及 移動裝置,使所述物體載置裝置移動, 所述移動裝置使所述物體載置裝置移動至所述受光裝置可接受來自所述照射光學系統的所述能量射束的位置,並且使所述物體載置裝置移動至可藉由所述測量裝置來對所述受光裝置的位置進行測量的位置, 所述控制裝置使用第一資訊及第二資訊,來控制藉由所述加工裝置進行所述加工時的所述物體載置裝置的位置、與藉由所述測量裝置進行測量時的所述物體載置裝置的位置中的至少一者,所述第一資訊與所述受光裝置接受所述能量射束時的所述物體載置裝置的位置相關,所述第二資訊與使用所述測量裝置來測量所述受光裝置的位置時的所述物體載置裝置的位置相關。
- 一種加工系統,包括: 加工裝置,具備對物體照射能量射束的照射光學系統,對所述物體進行加工;以及 測量裝置,對所述物體進行測量, 從所述照射光學系統照射至所述物體上的所述能量射束的照射位置至少在第一方向上可變更, 所述加工裝置與所述測量裝置沿著與所述第一方向交叉的第二方向而排列配置。
- 一種加工方法,包括: 使用設在收容物體的框體內的加工裝置,來對所述物體進行加工; 使用設在所述框體內的測量裝置,對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體進行測量;以及 使用所述物體的測量結果來設定加工條件。
- 一種加工方法,包括: 使用設在收容物體的框體內的加工裝置,來對所述物體進行加工; 使用設在所述框體內的測量裝置,對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體的加工位置處的加工量進行測量;以及 使用由所述測量裝置所測量出的所述加工量來設定加工條件。
- 一種加工方法,包括: 將物體載置於物體載置裝置; 對載置於所述物體載置裝置的所述物體進行加工; 對經所述加工且載置於所述物體載置裝置的所述物體進行測量;以及 使用所述物體的測量結果來設定加工條件。
- 如申請專利範圍第54項所述的加工方法,其中 在所述加工與所述物體的測量之間,所述物體保持被載置於所述物體載置裝置的狀態。
- 一種加工方法,包括: 使用加工裝置來對物體進行加工; 使用測量裝置,對經所述加工的所述物體進行測量; 將所述物體、所述加工裝置與所述測量裝置的位置關係,設為所述物體位於所述加工裝置的加工位置的第一位置關係、或者所述物體位於所述測量裝置的測量位置的第二位置關係;以及 使用所述物體的測量結果來設定加工條件。
- 如申請專利範圍第52項、第54項至第56項中任一項所述的加工方法,其中 設定所述加工條件包含:使用第一資訊與第二資訊來設定所述加工條件,所述第一資訊與藉由所述加工裝置進行加工前的所述物體相關,所述第二資訊與藉由所述加工裝置進行了所述加工的所述物體的測量結果相關。
- 一種加工方法,包括: 使用加工裝置來對物體照射能量射束,以對所述物體進行加工;以及 使用測量裝置,對藉由所述加工裝置進行了加工的所述物體進行測量, 所述加工包含:至少在第一方向上變更照射至所述物體上的所述能量射束的照射位置, 所述加工裝置與所述測量裝置沿著與所述第一方向交叉的第二方向而排列配置。
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