TWI762628B - 加工裝置及加工方法 - Google Patents

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TWI762628B TW107114704A TW107114704A TWI762628B TW I762628 B TWI762628 B TW I762628B TW 107114704 A TW107114704 A TW 107114704A TW 107114704 A TW107114704 A TW 107114704A TW I762628 B TWI762628 B TW I762628B
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柴崎祐一
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日商尼康股份有限公司
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Abstract

本發明之加工裝置具備：第1載台系統，其具有載置工件(W)之平台(12)，且使保持於平台之工件移動；光束照射系統(500)，其包含射出光束(LB)之聚光光學系統(530)；以及控制裝置，其控制第1載台系統及照射系統；一邊使平台與來自聚光光學系統之光束相對移動，一邊對工件之目標部位進行加工，且可變更聚光光學系統之射出面側之第1面(MP)上之光束之強度分佈、及聚光光學系統之光軸(AX)方向上之位置與第1面不同的第2面上之光束之強度分佈之至少一者。

Description

加工裝置及加工方法
本發明係關於一種加工裝置及加工方法，更詳細而言，係關於一種對工件照射光束而進行加工之加工裝置及加工方法。
於製造機械之工作機械之領域中，強烈期待使用雷射光等之加工裝置(例如參照專利文獻1)之作為工作機械之便利性、性能之提高。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請公開第2002/0017509號說明書
根據本發明之第1態樣，提供一種加工裝置，其係對工件照射光束而進行加工者，其具備：第1保持系統，其具有載置上述工件之第1保持構件，且使保持於上述第1保持構件之工件移動；光束照射系統，其包含射出上述光束之聚光光學系統；及控制裝置；一邊使上述第1保持構件與來自上述聚光光學系統之光束相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工，且可變更上述聚光光學系統之射出面側之第1面上之上述光束之強度分佈、及上述聚光光學系統之光軸方向之位置與上述第1面不同的第2面上之上述光束之強度分佈 之至少一者。
此處，第1面亦可為於加工時應與工件之目標部位對位之假想之面。第1面例如亦可為垂直於聚光光學系統之光軸之面。第1面亦可為聚光光學系統之像面或其附近之面、或者後側焦點面或其附近之面。
根據本發明之第2態樣，提供一種加工裝置，其係對工件照射光束而進行加工者，其具備：第1保持系統，其具有載置上述工件之第1保持構件，且使保持於上述第1保持構件之工件移動；光束照射系統，其包含射出上述光束之聚光光學系統；及控制裝置；一邊使自上述聚光光學系統照射至第1面之光束與上述第1保持構件相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工，且上述光束照射系統具有可變更自上述聚光光學系統射出之光束於上述聚光光學系統之光瞳面上之剖面強度分佈之光學元件。
根據本發明之第3態樣，提供一種加工裝置，其係對工件照射光束而進行加工者，其具備：第1保持系統，其具有載置上述工件之第1保持構件，且使保持於上述第1保持構件之工件移動；光束照射系統，其包含射出上述光束之聚光光學系統；及控制裝置；一邊使上述第1保持構件與來自上述聚光光學系統之光束相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工，且可變更上述聚光光學系統之射出面側之垂直於上述聚光光學系統之光軸之面上之上述光束之強度分佈。
根據本發明之第4態樣，提供一種加工裝置，其係對工件照射光束而進行加工者，其具備：第1保持系統，其具有載置上述工件之第1保持構件，且使保持於上述第1保持構件之工件移動；光束照射系統，其包含射出上述光束之聚光光學系統；及控制裝置；一邊使自上述聚光光學系統照射至第1面之光束與上述第1保持構件相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工，且自上述聚光光學系統射出之上述光束之剖面上之強度分佈係1次旋轉對 稱。
根據本發明之第5態樣，提供一種加工方法，其係對工件照射光束而進行加工之加工方法，其包括：將工件保持於第1保持構件；及一邊使自包含聚光光學系統之光束照射部射出之光束與保持有上述工件之第1保持構件相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工；且於上述加工時，變更上述聚光光學系統之射出面側之第1面上之上述光束之強度分佈、及上述聚光光學系統之光軸方向之位置與上述第1面不同的第2面上之上述光束之強度分佈之至少一者。
根據本發明之第6態樣，提供一種加工方法，其係對工件照射光束而進行加工之加工方法，其包括：將工件保持於第1保持構件；及一邊使自包含聚光光學系統之光束照射部照射至第1面之光束與保持有上述工件之第1保持構件相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工；且於上述加工時，變更自上述聚光光學系統射出之光束於上述聚光光學系統之光瞳面上之強度分佈。
根據本發明之第7態樣，提供一種加工方法，其係對工件照射光束而進行加工之加工方法，其包括：將工件保持於第1保持構件；及一邊使自包含聚光光學系統之光束照射部照射至第1面之光束與保持有上述工件之第1保持構件相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工；且自上述聚光光學系統射出之光束之剖面上之強度分佈係1次旋轉對稱。
根據本發明之第8態樣，提供一種加工方法，其係對工件照射光束而進行加工之加工方法，其包括：將工件保持於第1保持構件；及一邊使自包含聚光光學系統之光束照射部射出之光束與保持有上述工件之第1保持構件相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工；且於上述加工時，變更上述聚光光學系統之射出面側之垂直於上述聚光光學系統之光軸之面上之上述光束 之強度分佈。
10:滑塊
12:平台
13:夾盤機構
15:光罩載台
161~166:伸縮機構
17:光罩載台驅動系統
19:光罩載台位置計測系統
241~246:線性編碼器
26:平面馬達
28:位置計測系統
62:光導纖維
64:雙複眼光學系統
70:雷射單元
78:第2鏡面陣列
80:第1鏡面陣列
81p，q:鏡面元件
83p，q:旋轉編碼器
89:檢測系統
92:計測構件
92a:開口
100:加工裝置
96:受光器
110:計測裝置
200A:第1載台系統
200B:第2載台系統
300:搬送系統
400:計測系統
401:三維計測機
500:光束照射系統
520:照明光學系統
530:聚光光學系統
600:控制裝置
BS:基座
LB:光束
M:光罩
MP:加工面
PAa~PAc:開口圖案
TA:目標部位
W:工件
圖1係表示一實施形態之加工裝置之整體構成之方塊圖。
圖2係將第1載台系統之構成與計測系統一併概略性地表示之圖。
圖3係表示搭載有工件之第1載台系統之立體圖。
圖4係將光束照射系統與設置有光罩之光罩載台及搭載有工件之平台一併表示之圖。
圖5係光罩之俯視圖。
圖6係表示光束照射系統所具備之光源系統之構成之一例之圖。
圖7係表示來自光源系統之平行光束照射至第2鏡面陣列且來自複數個鏡面元件之各者之反射光束入射至第1部分照明光學系統的情況之圖。
圖8係表示來自第1部分照明光學系統之平行光束照射至第1鏡面陣列且來自複數個鏡面元件之各者之反射光束入射至聚光光學系統的情況之圖。
圖9(A)係將光束自聚光光學系統照射至工件之目標部位而形成狹縫狀之照射區域時的工件之對象面附近放大表示之圖，圖9(B)係表示圖9(A)所示之狹縫狀之照射區域與掃描方向之關係之圖。
圖10(A)係於本實施形態之加工裝置中可設定之加工模式之一例的說明圖，圖10(B)係用以說明分別使用模式1、模式2、模式3及模式4之光刀之加工之圖，圖10(C)係用以說明分別使用模式5及模式6之光刀之加工之圖。
圖11係表示平台上之計測裝置之配置之圖。
圖12係將構成計測裝置之載置於平台內部之構成部分與計測構件一併表示之圖。
圖13(A)係表示計測聚光光學系統之像面上之光束之強度分佈時的光學配置之圖，圖13(B)係表示計測光瞳面上之光束之強度分佈時之光學配置之圖。
圖14係表示核心地構成加工裝置之控制系統之控制裝置之輸入輸出關係之方塊圖。
圖15係對應於控制裝置之一連串之處理演算法之流程圖。
圖16係表示圖6之步驟S10之次常式之一例之流程圖。
圖17係表示用以計測加工面上之光束之強度分佈之計測裝置的一例之圖。
圖18(A)~圖18(D)分別為表示在一實施形態之加工裝置中可設定之照明形狀之其他例之說明圖。
圖19係表示在一實施形態之加工裝置中使用複數個平台之一例之圖。
圖20係表示在一實施形態之加工裝置中平台自計測系統與光束照射系統之一者之下方向另一者之下方移動之一例之圖。
以下，根據圖1~圖20，對一實施形態進行說明。於圖1中，以方塊圖示出一實施形態之加工裝置100之整體構成。
加工裝置100係對加工對象物(亦稱為工件)照射光束(通常為雷射光束)而進行包括去除加工(相當於作為機械加工進行之切削加工、研削加工等)之各種加工之裝置。
加工裝置100具備第1載台系統200A、第2載台系統200B、搬送系統300、計測系統400及光束照射系統500、以及控制包括該等5個系統之加工裝置100之整體的控制裝置600。其中，搬送系統300、計測系統400、及光束照射系統500於既定方向上彼此分開而配置。於以下說明中，為了方便起見，設 為搬送系統300、計測系統400、及光束照射系統500於下述X軸方向(參照圖2)上彼此分開而配置。
於圖2中，將第1載台系統200A之構成與計測系統400一併概略性地表示。又，於圖3中，以立體圖表示搭載有工件W之第1載台系統200A。以下，將圖2中之紙面內之左右方向設為Y軸方向，將與紙面正交之方向設為X軸方向，將與X軸及Y軸正交之方向設為Z軸方向，且將繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別設為θx、θy及θz方向而進行說明。
第1載台系統200A變更工件W之位置及姿勢。具體而言，藉由使搭載工件W之下述平台於6個自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θx、θy及θz之各方向)上移動，而進行工件W之6個自由度方向上之位置之變更。於本說明書中，對於平台或工件等，將θx、θy及θz方向之3個自由度方向上之位置適當地總稱為「姿勢」，對應於此，將剩餘3個自由度方向(X軸、Y軸及Z軸方向)之位置適當地總稱為「位置」。
第1載台系統200A具備史都華平台型之6自由度平行連桿機構作為變更平台之位置及姿勢之驅動機構之一例。史都華平台係藉由6個致動器支承1個平面(構件、例如頂板)並控制該頂板之位置及斜率之機器人。頂板構成末端效應器。該頂板於3個部位被支承，每一個部位由2個致動器支承。各致動器可控制其長度，角度自由。頂板具有6個自由度。史都華平台由於能夠以6個自由度控制頂板，故而亦稱為6軸平台、6DOF平台、6自由度平行連桿機構等。再者，第1載台系統200A既不限定於可使平台於6個自由度方向上移動，亦不限定於平行連桿機構。
如圖2所示，第1載台系統200A(但不包括下述平面馬達之定子)配置於以其上表面與XY平面大致平行之方式設置於地板F上之基座BS上。再者，亦可於地板F與基座BS之間配置防振裝置。如圖3所示，第1載台系統 200A包含構成基座平台之俯視正六邊形狀之滑塊10、構成末端效應器之平台12、將滑塊10與平台12連結之6根可伸縮之桿(連桿)141~146、及分別設置於桿141~146且使該各桿伸縮之伸縮機構161~166(於圖3中未圖示，參照圖14)。第1載台系統200A成為可藉由利用伸縮機構161~166分別獨立地調整桿141~146之長度而於三維空間內以6個自由度控制平台12之移動之構造。第1載台系統200A由於具備史都華平台型之6自由度平行連桿機構作為平台12之驅動機構，故而具有精度高、剛性高、支承力大、反向運動學計算容易等特徵。
於本實施形態之加工裝置100中，在對工件之加工時等，為了對工件進行所需加工，而相對於光束照射系統500，更具體而言相對於來自下述照明光學系統之光束，控制工件W(平台12)之位置及姿勢。就原理而言，亦可與此相反而使來自照明光學系統之光束可動，還可使光束及工件(平台)之兩者可動。由於如下所述光束照射系統500為複雜之構成，故而使工件移動更簡便。
此處，平台12係由如將正三角形之各頂點之部分切下所得之形狀之板構件所構成。於平台12之上表面搭載加工對象之工件W。於平台12中，設置有用以固定工件W之夾盤機構13(於圖3中未圖示，參照圖4、圖14)。作為夾盤機構13，例如使用機械夾盤或真空夾盤等。又，於平台12中，設置有包含圖3所示之俯視圓形之計測構件92之計測裝置110(參照圖11、圖12)。關於計測裝置110，將於下文進行詳細敍述。再者，平台12並不限於圖3所示之形狀，亦可為矩形板狀、圓盤狀等任意形狀。
於此情形時，根據圖3可明確：桿141~146之各者之兩端透過萬向接頭18而分別連接於滑塊10及平台12。又，桿141、142連接於平台12之三角形之1個頂點位置之附近，藉由滑塊10與該等桿141、142而成為如形成概略三角形之配置。同樣地，桿143、144、及桿145、146分別連接於平台12之三角形之剩 餘各頂點位置之附近，而藉由滑塊10、與桿143、144、及桿145、146分別成為如形成概略三角形之配置。
如圖3中對於桿141所代表性地表示般，該等桿141~146分別具有可於各者之軸向上相對移動之第1軸構件20、及第2軸構件22，第1軸構件20之一端(下端)透過萬向接頭18而安裝於滑塊10，第2軸構件22之另一端(上端)透過萬向接頭而安裝於平台12。
於第1軸構件20之內部形成有附階差之圓柱狀之中空部，於該中空部之下端側，例如收納有風箱型之氣缸。於該氣缸連接有氣壓迴路及氣壓源(均未圖示)。而且，藉由透過氣壓迴路控制自該氣壓源供給之壓縮空氣之氣壓，而控制氣缸之內壓，藉此，氣缸所具有之活塞於軸向上往復移動。再者，活塞之移動亦可利用作用於活塞之重力。
又，於第1軸構件20之中空部內之上端側，配置有由排列配置於軸向上之複數個電樞線圈所構成之電樞單元(未圖示)。
另一方面，第2軸構件22係其一端部(下端部)插入於第1軸構件20之中空部內。於該第2軸構件22之一端部，形成有直徑小於其他部分之小徑部，於該小徑部之周圍設置有由磁體構件所構成之圓管狀之轉子磁軛。於轉子磁軛之外周部，設置有由同一尺寸之複數個永久磁鐵所構成之中空圓柱狀、即圓筒狀之磁鐵體。於此情形時，藉由轉子磁軛及磁鐵體而構成中空圓柱狀之磁鐵單元。於本實施形態中，藉由電樞單元及磁鐵單元而構成作為電磁力線性馬達之一種之軸馬達。於以此方式構成之軸馬達中，對作為定子之電樞單元之各線圈供給既定週期及既定振幅之正弦波狀之驅動電流，藉此利用因磁鐵單元與電樞單元之間之電磁性彼此作用之一種即電磁彼此作用而產生之勞侖茲力(驅動力)，使第2軸構件22於軸向上相對於第1軸構件20相對移動。
即，於本實施形態中，藉由上述氣缸、及軸馬達，將第1軸構件 20與第2軸構件22於軸向上相對驅動，而分別構成使桿141~146之各者伸縮之上述伸縮機構161~166(參照圖14)。
又，作為軸馬達之轉子之磁鐵單元透過設置於第1軸構件20之內周面之氣墊而相對於作為定子之電樞單元以非接觸之方式被支承。
又，雖於圖3中省略圖示，但於桿141~146分別設置有檢測以第1軸構件20為基準之第2軸構件22之軸向上之位置的絕對型之線性編碼器241~246，線性編碼器241~246之輸出被供給至控制裝置600(參照圖14)。由線性編碼器241~246檢測出之第2軸構件22之軸向上之位置對應於桿141~146之各者之長度。
根據線性編碼器241~246之輸出，藉由控制裝置600而控制伸縮機構161~166(參照圖14)。與本實施形態之第1載台系統200A相同之平行連桿機構之詳細構成例如揭示於美國專利第6,940,582號說明書，控制裝置600係藉由與上述美國專利說明書所揭示之方法相同之方法，使用反向運動學計算並透過伸縮機構161~166而控制平台12之位置及姿勢。
於第1載台系統200A中，分別設置於桿141~146之伸縮機構161~166具有彼此串聯(或並聯)地配置之氣缸及作為電磁力線性馬達之一種之軸馬達。因此，控制裝置600係可藉由氣缸之氣壓控制使平台12粗略地大幅度移動，並且藉由軸馬達使該平台12微細地微動。其結果，可於短時間內準確地進行平台12之6個自由度方向上之位置(即位置及姿勢)之控制。
又，由於桿141~146分別具有將作為軸馬達之轉子之磁鐵單元相對於作為定子之電樞單元以非接觸之方式支承之氣墊，故而可避免控制桿藉由伸縮機構而伸縮時之成為非線形成分之摩擦，藉此，可更高精度地進行平台12之位置及姿勢之控制。
又，於本實施形態中，使用軸馬達作為構成伸縮機構161~166 之電磁力線性馬達，於該軸馬達，在轉子側使用磁鐵單元，該磁鐵單元使用圓筒狀之磁鐵，故而可於該磁鐵之輻射方向之整個方向上產生磁通(磁場)，使該整個方向之磁通有助於利用電磁彼此作用產生勞侖茲力(驅動力)，而可產生例如較通常之線性馬達等明顯大之推力，從而相較於液壓缸等更容易小型化。
因此，藉由各桿分別包含軸馬達之第1載台系統200A，可同時實現小型、輕量化與輸出之提高，而可較佳地應用於加工裝置100。
又，控制裝置600係可藉由控制分別構成伸縮機構之氣缸之氣壓而對低頻振動進行減振，並且藉由對軸馬達之電流控制而將高頻振動絕緣。再者，亦可使用液壓缸構成伸縮機構。
第1載台系統200A進而具備平面馬達26(參照圖14)。於滑塊10之底面，設置由磁鐵單元(或線圈單元)所構成之平面馬達26之轉子，對應於此，於基座BS之內部，收容有由線圈單元(或磁鐵單元)所構成之平面馬達26之定子。於滑塊10之底面，包圍轉子而設置複數個空氣軸承(空氣靜壓軸承)，藉由複數個空氣軸承，滑塊10隔著既定之空隙(間隔或間隙)而懸浮支承於精加工成平坦度較高之基座BS之上表面(導引面)上。藉由利用平面馬達26之定子與轉子之間之電磁彼此作用而產生之電磁力(勞侖茲力)，滑塊10相對於基座BS之上表面以非接觸之方式於XY平面內移動。於本實施形態中，如圖1所示，第1載台系統200A可使平台12於計測系統400及光束照射系統500、以及搬送系統300之配置位置彼此間自如地移動。再者，第1載台系統200A亦可具備在各者搭載工件W之複數個平台12。例如亦可圖19所示般具備2個平台(12a、12b)(於圖19中，示出下述感測器部38代表計測系統400，示出下述聚光光學系統530代表光束照射系統500)。例如亦可於對複數個平台之一個所保持之工件進行使用光束照射系統500之加工期間，對另一個平台所保持之工 件進行使用計測系統400之計測。於此情形時，各平台亦可於計測系統400及光束照射系統500、以及搬送系統300之配置位置彼此間自如地移動。或者，於採用設置專門在使用計測系統400之計測時保持工件之平台、及專門在使用光束照射系統500之加工時保持工件之平台並且可藉由工件搬送系統等將工件相對於該2個平台搬入及搬出的構成之情形時，亦可將各滑塊10固定於基座BS上。即便在設置複數個平台12之情形時，各個平台12亦可於6個自由度方向上移動，而可進行該6個自由度方向上之位置之控制。
再者，作為平面馬達26，並不限於氣浮方式，而亦可使用磁浮方式之平面馬達。於後者之情形時，無須於滑塊10設置空氣軸承。又，作為平面馬達26，亦可使用可動磁鐵型、可動線圈型之任一者。
控制裝置600係可藉由控制供給至構成平面馬達26之線圈單元之各線圈之電流之大小及方向之至少一者，而使滑塊10於基座BS上在X、Y二維方向上自如地移動。
於本實施形態中，第1載台系統200A具備計測滑塊10之X軸方向及Y軸方向上之位置資訊之位置計測系統28(參照圖14)。作為位置計測系統28，可使用二維絕對編碼器。具體而言，於基座BS之上表面，設置具有遍及X軸方向之全長之既定寬度之帶狀之絕對碼的二維標尺，對應於此，於滑塊10之底面，設置發光元件等光源、以及包含排列於X軸方向上之一維受光元件陣列之X頭、及包含排列於Y軸方向上之一維受光元件陣列之Y頭，該等一維受光元件陣列分別接收來自被該光源射出之光束照明之二維標尺之反射光。再者，亦可將二維標尺設置於滑塊10之底面，將編碼器頭設置於基座BS。作為二維標尺，例如使用在非反射性之基材(反射率0%)上沿著彼此正交之兩個方向(X軸方向及Y軸方向)以一定週期二維排列複數個正方形之反射部(標記)且反射部之反射特性(反射率)具有依照既定規則之階度者。作為二維絕對編碼 器，例如亦可採用與美國專利申請公開第2014/0070073號說明書所揭示之二維絕對編碼器相同之構成。藉由與美國專利申請公開第2014/0070073號說明書相同構成之絕對型二維編碼器，可進行與習知之遞增編碼器同等之高精度之二維位置資訊之計測。由於為絕對編碼器，故而與遞增編碼器不同而無須進行原點檢測。位置計測系統28之計測資訊傳送至控制裝置600。
於本實施形態中，如下所述，藉由計測系統400，計測搭載於平台12上之工件W上之對象面(例如上表面)之至少一部分的三維空間內之位置資訊(於本實施形態中為形狀資訊)，且於該計測後對工件W進行加工。此處，所謂對象面係指設置有加工之目標部位之面。因此，控制裝置600於計測工件W上之對象面之至少一部分之形狀資訊時，可藉由將該計測結果與該計測時之設置於桿141~146之線性編碼器241~246之計測結果及位置計測系統28之計測結果建立對應，而將設置於搭載於平台12之工件W上之對象面之目標部位的位置及姿勢與加工裝置100之基準座標系統(以下稱為平台座標系統)建立關聯。藉此，此後可藉由根據線性編碼器241~246及位置計測系統28之計測結果的平台12之6個自由度方向上之位置之控制，而進行工件W上之目標部位(對象面)之相對於目標值之6個自由度方向上之位置控制。於本實施形態中，由於使用絕對型之編碼器作為線性編碼器241~246及位置計測系統28，故而無須進行原點搜尋，因此容易重置。再者，為了可藉由平台12之6個自由度方向上之位置之控制進行工件W之目標部位之相對於目標值之6個自由度方向上之位置控制而使用之應藉由計測系統400計測之上述三維空間內的位置資訊並不限於形狀，只要為與對象面之形狀相對應之至少3點之三維位置資訊即足夠。
再者，於本實施形態中，對於使用平面馬達26作為使滑塊10於XY平面內移動之驅動裝置之情形進行了說明，但亦可使用線性馬達代替平面馬達26。於此情形時，亦可代替上述二維絕對編碼器而藉由絕對型之線性編碼 器構成計測滑塊10之位置資訊之位置計測系統。又，計測滑塊10之位置資訊之位置計測系統並不限於使用編碼器而構成，亦可使用干涉計系統而構成。
又，於本實施形態中，對於使用使滑塊於XY平面內移動之平面馬達、及藉由滑塊構成基座平台之史都華平台型之6自由度平行連桿機構而構成使平台移動之機構之情形進行了例示，但並不限於此，亦可使用其他類型之平行連桿機構、或平行連桿機構以外之機構而構成使平台移動之機構。例如，亦可採用於XY平面內移動之滑塊、及於滑塊上使平台12在Z軸方向及相對於XY平面之傾斜方向上移動之Z傾斜驅動機構。作為該Z傾斜驅動機構之一例，可列舉於三角形之各頂點位置透過例如萬向接頭以外之接頭而自下方支承平台12並且包含可彼此獨立地於Z軸方向上驅動各支承點之3個致動器(音圈馬達等)的機構。但是使第1載台系統200A之平台移動之機構之構成並不限定於該等，只要為可使載置工件之平台(可動構件)於XY平面內之3個自由度方向、及Z軸方向、以及相對於XY平面之傾斜方向之至少5個自由度方向上移動之構成即可，亦可不具備於XY平面內移動之滑塊。例如亦可藉由平台及使該平台移動之機器人(例如多關節機器人)而構成第1載台系統。如論何種構成，只要使用絕對型之線性編碼器之組合、或該線性編碼器與絕對型之旋轉編碼器之組合構成計測平台之位置之計測系統，則可使重置變得容易。
此外，亦可採用可使平台12於XY平面內之3個自由度方向(包括θz方向)、及Z軸方向、以及相對於XY平面之傾斜方向(θx或θy)之至少5個自由度方向上移動之系統代替第1載台系統200A。於此情形時，亦可藉由氣浮或磁浮，將平台12本身隔著既定空隙(間隔或間隙)而懸浮支承(非接觸支承)於基座BS等支承構件之上表面上。若採用此種構成，則平台相對於支承其之構件以非接觸之方式移動，故而於定位精度上極其有利，而極大地有助於提高加工精度。
計測系統400進行用以將搭載於平台12之工件之位置及姿勢與平台座標系統建立關聯之工件之三維位置資訊、作為一例為形狀之計測。如圖2所示，計測系統400具備雷射非接觸式之三維計測機401。三維計測機401具備設置於基座BS上之框架30、安裝於框架30之頭部32、安裝於頭部32之Z軸構件34、設置於Z軸構件34之下端之旋轉機構36、及連接於旋轉機構36之下端之感測器部38。
框架30由在Y軸方向上延伸之水平構件(第1支承構件)40、及於Y軸方向之兩端部自下方支承水平構件40之一對柱構件(第2支承構件)42所構成。
頭部32安裝於框架30之水平構件40。
再者，亦可於基座BS與柱構件42之間設置防振裝置。又，亦可於柱構件42與水平構件40之間設置防振裝置。又，亦可於水平構件40與頭部32之間設置防振裝置。
Z軸構件34可於Z軸方向上移動地安裝於頭部32，藉由Z驅動機構44(於圖2中未圖示，參照圖14)而於Z軸方向上移動。Z軸構件34之Z軸方向上之位置(或自基準位置之位移)係藉由Z編碼器46(於圖2中未圖示，參照圖14)而計測。
旋轉機構36可使感測器部38相對於頭部32(Z軸構件34)於既定角度範圍(例如90度(π/2)或180度(π)之範圍)內繞與Z軸平行之旋轉中心軸連續地(或以既定角度步進)旋轉。於本實施形態中，藉由旋轉機構36之感測器部38之旋轉中心軸與自構成感測器部38之下述照射部照射之線光之中心軸一致，但亦可不一致。藉由旋轉機構36之感測器部38之自基準位置之旋轉角度(或感測器部38之θz方向上之位置)例如藉由旋轉編碼器等旋轉角度感測器48(於圖2中未圖示，參照圖14)而計測。
感測器部38具備對載置於平台12上之被檢測物(於圖2中為工件W)照射用以進行光切斷之線光之照射部50、及檢測因被照射線光而出現光切斷面(線)之被檢測物之表面的檢測部52。又，於感測器部38，連接有根據由檢測部52檢測出之圖像資料而求出被檢測物之形狀之運算處理部610。於本實施形態中，運算處理部610包含於用以統括地控制加工裝置100之構成各部之控制裝置600(參照圖1及圖14)。
照射部50由未圖示之柱面透鏡及具有較細之帶狀槽口之狹縫板等所構成，且係接收來自光源之照明光而產生線光50a者。作為光源，可使用LED、雷射光源或SLD(superluminescent diode，超發光二極體)等。於使用LED之情形時，可經濟地形成光源。又，於使用雷射光源之情形時，由於為點光源故而可產生像差較少之線光，波長穩定性優異且半值寬度較小，由於可將半值寬度較小之濾光片用於雜散光截止，因而可減少干擾之影響。又，於使用SLD之情形時，除了雷射光源之特性以外，由於相干性較雷射光低，故而可抑制在被檢測物面上產生斑點。檢測部52係用以自與照射部50之光照射方向不同之方向拍攝投影至被檢測物(工件W)之表面之線光50a者。又，檢測部52由未圖示之成像透鏡或CCD等構成，如下所述，藉由使平台12移動利用線光50a掃描被檢測物(工件W)，而拍攝被檢測物(工件W)。再者，照射部50及檢測部52之位置係以被檢測物(工件W)之表面上之線光50a相對於檢測部52之入射方向與照射部50之光照射方向形成既定角度θ之方式決定。於本實施形態中，將既定角度θ設定為例如45度，但亦可並非45度。
由檢測部52拍攝之被檢測物(工件W)之圖像資料被傳送至運算處理部610，此處，進行既定之圖像運算處理而算出被檢測物(工件W)之表面之高度(例如被檢測物(工件W)之表面之複數個位置之Z軸方向上之位置)，從而求出被檢測物(工件W)之三維形狀(表面形狀)。運算處理部 610係於被檢測物(工件W)之圖像中，根據根據被檢測物(工件W)之凹凸而變形之因線光50a而產生之光切斷面(線)之位置資訊，進行針對光切斷面(線)(線光50a)所延伸之長度方向之每一像素使用三角測量之原理而算出被檢測物(工件W)表面自基準平面之高度從而求出被檢測物(工件W)之三維形狀的運算處理。
於本實施形態中，控制裝置600藉由使平台12於與投影至被檢測物(工件W)之線光50a之長度方向交叉之方向、例如與線光50a之長度方向成大致直角之Y軸方向上移動，而使線光50a掃描被檢測物(工件W)之表面。控制裝置600藉由旋轉角度感測器48而檢測感測器部38之旋轉角度，並根據該檢測結果使平台12於與線光50a之長度方向成大致直角之Y軸方向上移動。如此一來，於本實施形態中，在被檢測物(工件W)之形狀等之計測時，使平台12移動，故而以此為前提，於保持工件W移動至計測系統400之感測器部38之下方之時點，平台12之位置及姿勢(6個自由度方向上之位置)始終設定為既定之基準狀態。基準狀態係例如桿141~146均成為相當於伸縮行程範圍之中立點之長度(或最小長度)之狀態，此時，平台12之Z軸、θx、θy及θz之各方向上之位置成為(Z、θx、θy、θz)=(Z0、0、0、0)。又，於該基準狀態下，平台12之XY平面內之位置(X，Y)與由位置計測系統28計測之滑塊10之X、Y位置一致。
其後，開始對於被檢測物(工件W)之上述計測，於包括該計測中在內，平台12之6個自由度方向上之位置係藉由控制裝置600於平台座標系統上被管理。即，控制裝置600根據位置計測系統28之計測資訊控制平面馬達26，並且根據線性編碼器241~246之計測值控制伸縮機構161~166，藉此控制平台12之6個自由度方向上之位置。
且說，於如本實施形態之三維計測機401般使用光切斷法之情形 時，較理想為使自感測器部38之照射部50照射至被檢測物(工件W)之線光50a配置於與感測器部38與平台12(被檢測物(工件W))之相對移動方向正交之方向上。例如，於圖2中，在將感測器部38與被檢測物(工件W)之相對移動方向設定為Y軸方向之情形時，較理想為沿著X軸方向配置線光50a。其原因在於：若如此，則於計測時可進行有效地利用線光50a之整個區域之相對於被檢測物(工件W)之相對移動，而可最佳地計測被檢測物(工件W)之形狀。設置旋轉機構36，以便使線光50a之朝向可與上述相對移動方向始終正交。
上述三維計測機401例如與美國專利申請公開第2012/0105867號說明書所揭示之形狀測定裝置同樣地構成。但是線光對被檢測物之平行於X、Y平面之方向上之掃描於美國專利申請公開第2012/0105867號說明書所記載之裝置中係藉由感測器部之移動而進行，相對於此，於本實施形態中係藉由平台12之移動而進行，於此方面不同。再者，於本實施形態中，在線光對被檢測物於平行於Z軸之方向上掃描時，亦可使Z軸構件34及平台12之任一者移動。
於使用本實施形態之三維計測機401之計測方法中，每當藉由使用光切斷法，對被檢測物之表面投影由一條線光構成之線狀投影圖案，使線狀投影圖案掃描被檢測物表面之整個區域時，自與投影方向不同之角度拍攝投影至被檢測物之線狀投影圖案。繼而，根據所拍攝之被檢測物表面之拍攝圖像針對線狀投影圖案之長度方向之每一像素使用三角測量原理等算出被檢測物表面距基準平面之高度，而求出被檢測物表面之三維形狀。
此外，作為構成計測系統400之三維計測機，亦可使用例如與美國專利第7,009,717號說明書所揭示之光探針同樣之構成之裝置。該光探針由2個以上之光學組所構成，包含2個以上之視野方向及2個以上之投影方向。於1個光學組中包含1個以上之視野方向及1個以上之投影方向，至少一個視野方向及至少一個投影方向於光學組間不同，根據視野方向獲得之資料僅藉由根據相 同光學組之投影方向投影所得之圖案而生成。
計測系統400亦可代替具備上述三維計測機401而具備光學地檢測對準標記之標記檢測系統56(參照圖14)，或者除了具備上述三維計測機以外還具備光學地檢測對準標記之標記檢測系統56(參照圖14)。標記檢測系統56例如可檢測形成於工件之對準標記。控制裝置600藉由使用標記檢測系統56分別準確地檢測至少3個對準標記之中心位置(三維座標)，而算出工件(或平台12)之位置及姿勢。該標記檢測系統56例如可包含立體攝像機而構成。再者，亦可使用標記檢測系統56除檢測工件之對準標記以外還檢測設置於保持工件之平台12之對準標記，或者代替檢測工件之對準標記而檢測設置於保持工件之平台12之對準標記。
於本實施形態中，控制裝置600以上述方式使用三維計測機401掃描工件W之表面(對象面)，而獲取其表面形狀資料。繼而，控制裝置600使用該表面形狀資料進行最小平方之處理，而將工件上之對象面之三維位置及姿勢相對於平台座標系統進行關聯。此處，於包括對被檢測物(工件W)之上述計測中在內，平台12之6個自由度方向上之位置係藉由控制裝置600於平台座標系統上被管理，故而將工件之三維位置及姿勢相對於平台座標系統建立關聯後，包括加工時在內，工件W之6個自由度方向上之位置(即位置及姿勢)之控制均可藉由依照平台座標系統之平台12之控制進行。
於圖4中，將光束照射系統500與作為保持光罩M之保持構件之光罩載台15、及搭載有工件W之平台12一併表示。
於構成第2載台系統200B之一部分之光罩載台15，保持有作為具有複數個開口(開口圖案)之開口構件之光罩M。再者，亦可使用設置有貫通孔作為開口之光罩，還可於光束可透過之基材(合成石英等)之上表面或下表面以形成開口之方式蒸鍍鉻等遮光材料而形成光罩。於本實施形態中，光罩 M常設於光罩載台15，但亦可採用可更換光罩載台15上之光罩之構成。第2載台系統200B可藉由光罩載台15之移動，而如下所述般變更光罩M之相對於聚光光學系統530之位置。具體而言，藉由利用光罩載台驅動系統17(於圖4中未圖示，參照圖14)使常設有光罩M之光罩載台15於4個自由度方向(X軸、Y軸、Z軸及θz之各方向)上移動，而進行光罩M之4個自由度方向上之位置之變更。光罩載台15之X軸方向、Y軸方向、θz方向、及Z軸方向上之位置資訊藉由例如由干涉計系統所構成之光罩載台位置計測系統19(於圖4中未圖示，參照圖14)，以例如0.25~1nm左右之解析度計測。亦可藉由編碼器系統以外之感測器構成光罩載台位置計測系統19。
光罩載台驅動系統17例如由磁浮型之平面馬達所構成。並不限於平面馬達，例如亦可藉由可使光罩載台15不僅於X軸方向及Y軸方向上移動還於Z軸方向上移動之構成之線性馬達系統而構成光罩載台驅動系統。再者，光罩載台驅動系統17使光罩載台15可於4個自由度方向上移動，但亦可使光罩載台15可於6個自由度方向上移動，若可變更開口，則亦可為光罩載台15僅可於X軸方向、或Y軸方向上移動之構成。
於本實施形態中，使用膜狀、或板狀之光罩作為光罩M。亦可使用模板光罩作為光罩M。光罩M亦可由低熱膨脹之材料形成。如圖4中剖面圖所示，於光罩載台15，形成有成為光束之通路之上下方向(Z軸方向)之貫通孔15a，光罩M配置於該貫通孔15a之上部。於圖5中，示出光罩M之俯視圖。如圖5所示，於光罩M，形成有分別於X軸方向上延伸具有相同線寬(例如10μm)且X軸方向上之長度不同之複數種(作為一例為4種)狹縫狀之開口、分別於Y軸方向上延伸具有相同線寬(例如10μm)且Y軸方向上之長度不同之複數種(作為一例為4種)狹縫狀之開口、直徑不同之複數種(作為一例為4種)圓形開口(針孔狀之開口)、及一邊之長度不同之複數種(作為一例為4種) 正方形之開口。圖5所示之開口PAa及開口PAb分別係作為一例線寬為10mm且長度為10mm之狹縫狀之開口。又，開口PAc係作為一例直徑為10μm之針孔狀之開口。再者，開口之形狀當然並不限於狹縫狀、圓形、正方形，可為矩形、多邊形等其他形狀，亦可不具備狹縫狀之開口、圓形開口、正方形開口之至少一者。又，各個形狀之開口之數量(種類)亦不限於4個，例如亦可使圓形之開口之數量為1個，使正方形之開口之數量為3個。
如圖4所示，光束照射系統500具備光源系統510、將自光源系統射出之光束照射至光罩M之照明光學系統520、及將通過光罩M之光束聚光於工件W之對象面上之聚光光學系統530。
如圖6所示，光源系統510具備光源單元60、連接於光源單元60之光導纖維62、配置於光導纖維62之射出側之雙複眼光學系統64、及聚光透鏡系統66。
光源單元60具備外殼68、及收納於外殼68之內部且彼此平行地呈矩陣狀排列之複數個雷射單元70。作為雷射單元70，可使用進行脈衝振盪或連續波振盪動作之各種雷射、例如二氧化碳氣體雷射、Nd：YAG雷射、光纖雷射、或GaN系半導體雷射等光源之單元。又，用作雷射單元70之雷射可為奈秒雷射，亦可為皮秒雷射，還可為飛秒雷射。
光導纖維62係將多條光纖裸線隨機地捆束而構成之光纖束，且包含個別地連接於複數個雷射單元70之射出端之複數個入射口62a、及具有數量較入射口62a之數量多之射出口的射出部62b。光導纖維62透過各入射口62a接收自複數個雷射單元70之各者射出之複數個雷射光束(以下，適當簡記為「光束」)並將其等分配至複數個射出口，使各雷射光束之至少一部分自共通之射出口射出。以此方式，光導纖維62將自複數個雷射單元70之各者射出之光束混合而射出。藉此，可相較於使用單個雷射單元，使總輸出與雷射單元70之數量 相對應地增加。但是於藉由單個雷射單元可獲得充分之輸出之情形時，亦可不使用複數個雷射單元。
此處，射出部62b具有與構成以下將說明之雙複眼光學系統64之入射端之第1複眼透鏡系統之入射端的整體形狀相似之剖面形狀，且射出口以大致均等之配置設置於該剖面內。因此，光導纖維62亦兼具將以上述方式混合之而成光束以成為與第1複眼透鏡系統之入射端之整體形狀相似之方式整形之整形光學系統的作用。再者，射出部62b亦可於照明光學系統520之光軸方向上，自第1複眼透鏡系統72之入射面遠離而配置。於此情形時，形成於第1複眼透鏡系統72之入射面之光強度分佈變得平緩，故而可提高光罩M上之照度分佈之均勻性。於此情形時，有若射出部62b於照明光學系統520之光軸方向上自第1複眼透鏡系統72之入射面過於遠離則會導致光量損失之虞，故而射出部62b與第1複眼透鏡系統72之入射面之光軸方向上之間隔亦可鑒於照度均勻性與光量損失之平衡而決定。
雙複眼光學系統64係用以使光束(照明光)之剖面強度分佈均勻化者，且具備依序配置於光導纖維62後方之雷射光束之光束路(光路)上之第1複眼透鏡系統72、透鏡系統74、及第2複眼透鏡系統76。再者，於第2複眼透鏡系統76之周圍設置有光闌。
於此情形時，第1複眼透鏡系統72之入射面、第2複眼透鏡系統76之入射面係設定為光學地彼此共軛。又，第1複眼透鏡系統72之射出側焦點面(於此處形成下述面光源)、第2複眼透鏡系統76之射出側焦點面(於此處形成下述面光源)、及聚光光學系統530之光瞳面(入射光瞳)PP2係設定為光學地彼此共軛。
藉由光導纖維62混合所得之光束入射至雙複眼光學系統64之第1複眼透鏡系統72。藉此，於第1複眼透鏡系統72之射出側焦點面，形成面光 源、即由複數個光源圖像(點光源)所構成之二次光源。來自該等複數個點光源之各者之雷射光透過透鏡系統74而入射至第2複眼透鏡系統76。藉此，於第2複眼透鏡系統76之射出側焦點面，形成使複數個微小之光源圖像均勻分佈於既定形狀之區域內所得之面光源(三次光源)。再者，第1複眼透鏡系統72之射出側焦點面為了降低第1複眼透鏡系統72因光束而損傷之可能性，亦可為自第1複眼透鏡系統72之射出面向光束射出側遠離之面。此時，藉由第1複眼透鏡系統72獲得之二次光源形成於自第1複眼透鏡系統72之射出面偏離之位置。同樣地，第2複眼透鏡系統76之射出側焦點面亦可為自第2複眼透鏡系統76之射出面向光束射出側遠離之面。此時，藉由第2複眼透鏡系統76獲得之三次光源形成於自第2複眼透鏡系統76之射出面偏離之位置。
聚光透鏡系統66具有位於第2複眼透鏡系統76之射出面或其附近之前側焦點，將自上述三次光源射出之雷射光作為照度分佈均勻之光束射出。
再者，藉由第2複眼透鏡系統76之入射端之面積、聚光透鏡系統66之焦點距離等之最佳化，自聚光透鏡系統66射出之光束可視為平行光束。
本實施形態之光源系統510包含具備光導纖維62、雙複眼光學系統64及聚光透鏡系統66之照度均勻化光學系統，並使用該照度均勻化光學系統，將自複數個雷射單元70分別射出之光束混合，而生成使剖面照度分佈均勻化所得之平行光束。再者，使剖面照度分佈均勻化亦可包括自照度均勻化光學系統射出之光束之光束剖面上之照度分佈成為較入射至照度均勻化光學系統之光束之光束剖面上之照度分佈更接近均勻之狀態的情況。
再者，照度均勻化光學系統並不限於上述構成。亦可使用柱狀積分器、準直透鏡系統等而構成照度均勻化光學系統。
光源系統510之光源單元60連接於控制裝置600(參照圖14)，而藉由控制裝置600，個別地控制構成光源單元60之複數個雷射單元70之開 關。藉此，調整透過照明光學系統520(及光罩M)自聚光光學系統530照射至工件W(上之對象面)之雷射光束之光量(雷射輸出)。再者，作為照射至工件W(上之對象面)之雷射光束之光量(能量)之調整，可調整複數個雷射單元70之各者之雷射輸出，亦可於自複數個雷射單元70至光罩M之間之光路中配置可調式衰減器而變更通過該衰減器之雷射光束之光量(能量)。
如圖4所示，照明光學系統520包含依序配置於來自光源系統510(聚光透鏡系統66)之平行光束之光路上之光學元件78、第1部分照明光學系統79、鏡面陣列80及第2部分照明光學系統82。
光學元件78可變更來自光源系統510(聚光透鏡系統66)之平行光束之剖面之強度分佈。於本實施形態中，光學元件78係由作為空間光調變器(SLM：Spatial Light Modulator，空間燈光調變器)之一種之鏡面陣列所構成。此處，所謂空間光調變器係將向既定方向行進之光之振幅(強度)、相位或偏光之狀態空間性地調變之元件之總稱。以下，亦將光學元件78稱為第2鏡面陣列78。第2鏡面陣列78可變更來自光源系統510之平行光束於照明光學系統520之光瞳面PP1中之剖面強度分佈(、照明形狀)。再者，以下，為了進行與第2鏡面陣列78之識別，而將上述鏡面陣列80稱為第1鏡面陣列80(亦可稱為光學元件80)。
如圖7所示，第2鏡面陣列78包含：基座構件78A，其具有相對於XY平面及XZ平面成45度(π/4)之面(以下，為了方便起見而稱為基準面)；例如K(=I×J)個鏡面元件81i，j(i=1~I、j=1~J)，其等在基座構件78A之基準面上配置為例如I列J行之矩陣狀；及驅動部78B(於圖7中未圖示，參照圖14)，其包含使各鏡面元件81i，j個別地移動之K個致動器(未圖示)。
第2鏡面陣列78之各鏡面元件81i，j構成為可繞旋轉軸旋動，而可將其反射面相對於基準面之傾斜角度設定為既定角度範圍內之任意角度。各鏡 面元件之反射面之角度由檢測旋轉軸之旋轉角度之感測器、例如旋轉編碼器83i，j(於圖7中未圖示，參照圖14)計測。再者，亦可設置對鏡面元件81i，j之至少一個照射計測光並且接收其反射光而光學地檢測被照射計測光之至少一個鏡面之旋轉角度的感測器。
驅動部78B例如包含電磁鐵或音圈馬達作為致動器，各鏡面元件81i，j藉由致動器移動而以非常高之響應動作。
構成第2鏡面陣列78之複數個鏡面元件81i，j之各者由來自光源系統510之平行光束照明，向與其反射面之傾斜角度相對應之方向射出複數個反射光束(平行光束)LB，並使該等反射光束入射至第1部分照明光學系統79(參照圖7)。第1部分照明光學系統79包含具有中繼透鏡之複數個透鏡等，例如於其內部具有照明光學系統520之光瞳面PP1。第1部分照明光學系統79於第2鏡面陣列18與光瞳面PP1之間具有部分光學系統791。部分光學系統791係配置為其前側焦點位置位於配置有第2鏡面陣列78之面或其附近且其後側焦點位置位於光瞳面PP1或其附近，而與來自第2鏡面陣列78之複數個反射光束LB之行進方向相對應地，使複數個反射光束LB分佈於光瞳面PP1上。即，第2鏡面陣列78可藉由調整複數個鏡面元件81i，j之各者之反射面之傾斜角度而決定或變更光瞳面PP1中之光束之剖面強度分佈。因此，第2鏡面陣列78可藉由調整複數個鏡面元件81i，j之各者之反射面之傾斜角度而設定或變更光瞳面PP1中之光束之剖面形狀(亦可稱為照明形狀)。此處，光瞳面PP1係聚光光學系統530之光瞳面(入射光瞳面)PP2之共軛面。再者，部分光學系統791之前側焦點位置亦可並非配置有第2鏡面陣列78之面或其附近。又，部分光學系統791之後側焦點位置亦可並非光瞳面PP1或其附近。
再者，部分光學系統791亦可視為將入射光束之角度轉換為射出側之位置之光學系統。又，並不限於鏡面陣列等之空間光調變器，亦可例如藉 由在可旋轉之圓盤構件形成複數種孔徑光闌而將該複數種孔徑光闌可更換地配置於光束之光路上之照明系統孔徑光闌板等構成光學元件78。該照明系統孔徑光闌板可配置於第1部分照明光學系統79內之光瞳面PP1或其附近，亦可配置於聚光光學系統530之光瞳面PP2或其附近。於此情形時，亦可不設置光學元件78。再者，第2鏡面陣列78由於亦可位於與聚光光學系統530之像面(加工面MP(參照圖4、圖9(A)))共軛之面或其附近，且使來自光源系統510之平行光束之一部分(例如來自一部分鏡面元件(亦適當稱為鏡面)之平行光束)不入射至照明光學系統520，故而可調整聚光光學系統530之像面(加工面MP)中之加工光束之強度、或強度分佈。例如，可於聚光光學系統530之像面(加工面MP)中，調整來自聚光光學系統530之加工光束之照射區域內之強度分佈。
於本實施形態中，經由光學元件(作為一例為第2鏡面陣列)78之平行光束如下所述般透過第1部分照明光學系統79、第1鏡面陣列80及第2部分照明光學系統82而照射至光罩M，且透過光罩M之開口入射至聚光光學系統530。藉由使用光學元件(作為一例為第2鏡面陣列)78變更來自光源系統510之平行光束之剖面強度分佈，可變更照明光學系統520之光瞳面PP1、及聚光光學系統530之光瞳面(入射光瞳)PP2中之光束之強度分佈、即光束之剖面形狀。
又，由於光學元件78配置於與聚光光學系統530之像面(加工面MP)共軛之位置、或其附近，故而藉由使用光學元件78轉換來自光源系統510之平行光束之剖面強度分佈，亦可實質性地變更自聚光光學系統530射出之光束於聚光光學系統530之像面上之強度分佈。例如，藉由將第2鏡面陣列78之一部分鏡面之傾斜角度設定為由該鏡面反射之光束不入射至照明光學系統520，可變更像面(加工面MP)中之光束之照射區域內之強度分佈。又，由於光學 元件78配置於與供光罩M之開口配置之面共軛之位置、或其附近，故而藉由使用光學元件78轉換來自光源系統510之平行光束之剖面強度分佈，可實質性地變更、或調整光罩M上之光束之強度分佈。例如，亦可對入射至光罩M之開口之光束賦予不均勻之強度分佈。
自第2鏡面陣列78之各鏡面元件81i，j向與反射面之傾斜角度相對應之方向射出之複數個反射光束(平行光束)LB入射至照明光學系統520之光瞳面PP1，而該光瞳面PP1中之剖面強度分佈(即剖面形狀、照明形狀)與第2鏡面陣列78之各鏡面元件81i，j之反射面之傾斜角度相對應地設定。藉由第1部分照明光學系統79，將具有該所設定之剖面強度分佈之光束照射至配置於與照明光學系統520之光瞳面PP1共軛之位置或其附近之第1鏡面陣列80。
如圖8所示，第1鏡面陣列80包含：基座構件80A，其具有相對於XY平面及XZ平面成45度(π/4)之面(以下，為了方便起見而稱為基準面；例如M(=P×Q)個鏡面元件81p，q(p=1~P、q=1~Q)，其等在基座構件80A之基準面上配置為例如P列Q行之矩陣狀；及驅動部80B(於圖8中未圖示，參照圖14)，其包含使各鏡面元件81p，q個別地移動之M個致動器(未圖示)；且該第1鏡面陣列80與第2鏡面陣列78雖朝向左右相反但同樣地構成。
構成第1鏡面陣列80之複數個鏡面元件中之由來自第1部分照明光學系統79之平行光束照明之鏡面元件81p，q之各者向與其反射面之傾斜角度相對應之方向射出複數個反射光束(平行光束)LB，並使該等反射光束入射至第2部分照明光學系統82，而可將自第2部分照明光學系統82射出之光束以任意大小、任意形狀(例如點狀或狹縫狀等)聚光至光罩M上。該第2部分照明光學系統82係其前側焦點位置位於第1鏡面陣列80之位置或其附近，且其後側焦點位置位於光罩M之位置或其附近(例如，配置有光罩M之開口之面)。因此，於本實施形態中，藉由調整光罩M於XY平面內之位置，可僅對光罩M上之包含任 意一個開口之一部分區域照射光束。因此，於本實施形態中，可使來自照明光學系統520之光束透過光罩M高效率地入射至聚光光學系統530。再者，只要光束能照射至光罩M之開口，則亦可不設置第1鏡面陣列80。再者，第2部分照明光學系統82之前側焦點位置亦可不位於第1鏡面陣列80之位置或其附近。又，第2部分照明光學系統82之後側焦點位置亦可不位於光罩M之位置或其附近。
於本實施形態中，聚光光學系統530係數值孔徑NA例如為0.5以上、較佳為0.6以上之高NA且低像差之光學系統。於本實施形態中，作為聚光光學系統530，使用NA為0.75、投影倍率為1/10、且最大視野為1mm見方之縮小投影透鏡。
於本實施形態中，聚光光學系統530由於為大口徑、低像差且高NA，故而可將自第1鏡面陣列80透過第2部分照明光學系統82照射至光罩M上且透過光罩M之1個開口之複數個光束聚光至像面上之至少一個位置或區域。詳細情況將於下文進行敍述，但於本實施形態中，光束照射系統500可將自聚光光學系統530射出之光束，與光罩M之開口之形狀相對應地聚光為例如點形狀或狹縫形狀。於本實施形態中，亦可謂聚光光學系統530可將光罩M上之開口圖案縮小投影至像面上而於像面形成開口圖案之縮小圖像。再者，於聚光光學系統530之像面上，開口之圖像(光束之照射區域)可形成於聚光光學系統530之光軸上，亦可形成於自光軸偏移之位置。於此情形時，只要將用於加工之光罩M之開口配置於自聚光光學系統530之光軸偏離之位置，並對該開口照射來自第1鏡面陣列80之光束即可。
再者，藉由使光罩載台15移動，變更用於加工之開口，可變更聚光光學系統530之像面(加工面MP)中之光束之照射區域之大小、形狀，故而亦可將光罩載台15視為變更聚光光學系統530之像面(加工面MP)中之光束之強度分佈之機構之一部分。
又，聚光光學系統530由於具有一片或多片透鏡(於圖4、圖8等中，代表性地圖示1片透鏡)，故而可增大入射光之面積，藉此，相較於使用數值孔徑NA較小之聚光光學系統之情形，可取入更大量之光能。因此，由本實施形態之聚光光學系統530聚光之光束於加工面MP中極鮮明且具有高能量密度，此情況與於工件之加工時提高加工精度直接相關。
於本實施形態中，如下所述，對如下情形進行說明：藉由使平台12於平行於XY平面之掃描方向(於圖4中，作為一例為Y軸方向)上移動，將設置有目標部位之工件W之加工對象面(亦適當稱為對象面)TAS設為平行於、或垂直於XY平面之狀態，而一邊使光束與工件W於掃描方向(scan方向)上相對掃描一邊進行加工(加工處理)。再者，當然於加工時，在平台12向Y軸方向之移動過程中，亦可使平台12於X軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向、及θz方向之至少一個方向上移動。
於本實施形態之加工裝置100中，為了藉由如上所述之方法實現儘量發揮大幅度提高之雷射之總輸出(雷射功率)之高產量的加工處理，如下所述，可將光罩M上之狹縫狀之開口、例如上述狹縫狀之開口PAa或PAb之圖像、即狹縫狀之光束之照射區域(參照圖9(B)之符號LS)形成於聚光光學系統530之像面(以下稱為加工面)MP(例如參照圖4及圖9(A))上，並一邊相對於形成該照射區域LS之光束於垂直於其長度方向之方向(Y軸方向)上相對掃描工件W一邊進行所需加工(例如去除加工等)。藉此，可一口氣對相較於藉由點狀之光束掃描(scan)工件之情形明顯大之面積(例如數倍至數十倍左右之面積)進行加工、例如去除加工。
再者，於圖4、圖9A中，示出對工件W之去除加工之一例，以加工面MP與工件W之加工後之表面(藉由光束去除工件W之一部分後之表面)一致之方式控制工件W之位置。於此情形時，根據圖4、9A可明確：工件W之 加工前之表面(對象面TAS)自像面(加工面MP)向+Z方向偏移ΔZ。該ΔZ亦可根據光束之強度、工件W之材質、光束與工件之相對掃描速度之至少一者而決定。
再者，只要可為所需去除加工，則加工面MP亦可不與工件W之加工後之表面一致。例如，亦能夠以工件W之對象面TAS與加工面MP大致一致之方式控制工件W之位置。
於本實施形態之加工裝置100中，藉由使用第2鏡面陣列78而設定之來自光源系統510之平行光束的照明光學系統520之光瞳面PP1之剖面強度分佈(聚光光學系統530之光瞳面PP2中之剖面強度分佈)與光罩M上之開口的組合，可變更聚光光學系統530之射出面側之第1面及其附近之光束之三維之強度分佈。以下，將對此詳細進行敍述。於本實施形態中，所謂聚光光學系統530之射出面側之第1面係供光罩M上之開口之圖像形成之面，於例如藉由來自聚光光學系統530之光束對工件之表面之一部分進行去除加工之情形時係指加工面MP。於本實施形態中，加工面MP為聚光光學系統530之像面(例如參照圖4及圖9(A))，但加工面MP亦可為像面之附近之面。又，於本實施形態中，加工面MP垂直於聚光光學系統530之射出側之光軸AX，但亦可不垂直。又，於本實施形態中，照射至加工面MP之光束LB由於亦可謂與進行工件W之切削加工等時用作工具之刀具同樣地發揮功能，故而於本說明書中，亦將該光束之前端稱為光刀。
於圖10(A)中，示出在本實施形態之加工裝置100中可設定之加工模式之一例之說明圖。此處，對模式1至模式6之6個模式進行說明。於圖10(A)中，在「照明形狀」之圖中，以單點鏈線表示在光瞳面之中心(光軸)正交之假想之軸線。於圖10(A)中，「照明形狀」係照明光學系統520之光瞳面PP1中之光束之剖面強度分佈(剖面形狀)，但亦可謂聚光光學系統530 之光瞳面PP2中之光束之剖面強度分佈(剖面形狀)。
進而，於圖10(A)中，光束之前端(光刀)之「前視圖」及「側視圖」係表示聚光光學系統530與像面(加工面MP)之間之垂直於光軸之假想面和像面(加工面MP)之間之光束之前端(光刀)的形狀者。再者，於使用非可見波長範圍之雷射光束之情形時，亦可假定為可見而使用圖10(A)進行說明。
模式1係設定均勻之強度分佈且以光軸為中心之圓形之照明形狀(亦稱為通常照明)並選擇線寬10μm且長度10mm之狹縫狀開口、即上述開口PAa或PAb作為光罩M上之開口之加工模式。於本說明書中，所謂選擇開口包含如下情況：使用第1鏡面陣列80，而僅於包含該所選擇之開口之光罩M上之一部分區域形成(設定)被照射照明光之照明視野(照明光之照射區域)。此處，使用第1鏡面陣列80而僅於包含所選擇之開口之光罩M上之一部分區域形成照明視野係為了藉由將自光源系統510射出之光束之整體集中照射至所選擇之圖案部分而儘量減小雷射功率之損失。
於模式1中，如圖10(A)所示，光刀之形狀若自正面觀察，則為上下顛倒之等腰梯形狀且其刀尖之長度成為1mm，若自側面觀察，則為上下顛倒之等腰三角形狀且其刀尖之尺寸成為1μm。再者，於圖10(A)中，光刀之前視圖及側視圖中分別所示之座標軸所表示之方向表示加工中之工件之掃描方向。於模式1中，在選擇開口PAa之情形時，掃描方向成為X軸方向，在選擇開口PAb之情形時，掃描方向成為Y軸方向。
模式2係選擇上述狹縫狀開口PAa或PAb作為光罩M上之開口且設定具有對應於所選擇之開口之長度方向之直線部的半圓形之照明形狀之加工模式。模式2之照明形狀具有沿著於圖10(A)之紙面左右方向上延伸之假想軸線之邊緣，於光瞳面上，光束分佈於由該假想軸線劃分之2個區域中之一側之 區域。模式2中之半圓形之照明形狀可稱為相對於光瞳面之中心(光軸)1次旋轉對稱之照明形狀。於模式2中，於紙面左右方向上延伸之假想軸線對應於與像面(XY平面)中之工件之掃描方向正交之方向。
於模式2中，如圖10(A)所示，光刀之形狀若自正面觀察，則與模式1同樣地為上下顛倒之等腰梯形狀且其刀尖之長度成為1mm，若自側面觀察，則成為將模式1中之上下顛倒之等腰三角形取一半所得之直角三角形狀。於模式2中，在選擇開口PAa之情形時，掃描方向成為X軸方向，在選擇開口PAb之情形時，掃描方向成為Y軸方向。於模式2中，如側視圖所示，光刀(光束之前端)於光刀之行進方向(與工件之掃描方向為反方向)之側具有實質性地包含於平行於聚光光學系統530之光軸之面內之外緣，而工件與光刀於與包含該外緣之面大致正交之方向(與掃描方向平行之方向)上相對地移動。再者，於模式2之照明形狀中，具有沿著於紙面左右方向上延伸之假想軸線之邊緣，於光瞳面上，光束分佈於由該假想軸線劃分之2個區域中之一側(下側)之區域，但亦可存在光束分佈於另一側(上側)之區域之另一模式。
模式3係選擇上述狹縫狀開口PAa或PAb作為光罩M上之開口且設定具有對應於與所選擇之開口之長度方向正交之方向之直線部的半圓形之照明形狀之加工模式。模式3之照明形狀具有沿著於圖10(A)之紙面上下方向上延伸之假想軸線之邊緣，於光瞳面上，光束分佈於由該假想軸線劃分之2個區域中之一側之區域。該模式3中之半圓形之照明形狀可稱為相對於光瞳面之中心(光軸)1次旋轉對稱之照明形狀。於模式3中，於紙面上下方向上延伸之假想軸線對應於像面(XY平面)中之工件之掃描方向。於模式3中，如圖10(A)所示，光刀之形狀若自正面觀察，則為如自模式1中之上下顛倒之等腰梯形切除右端之直角三角形部分所得之梯形狀，一個腰相對於上底及下底垂直，刀尖之長度與模式1、2同樣地為1mm。若自側面觀察，則為與模式1同樣之等 腰三角形狀且其刀尖之尺寸成為1μm。於模式3中，在選擇開口PAa之情形時，掃描方向成為X軸方向，在選擇開口PAb之情形時，掃描方向成為Y軸方向。於模式3中，如前視圖所示，光刀(光束之前端)具有實質性地包含於平行於聚光光學系統530之光軸之面內之外緣，而工件與光刀於與包含該外緣之面平行之方向(與掃描方向平行之方向)上相對地移動。再者，於模式3之照明形狀中，藉由沿著於紙面上下方向上延伸之假想軸線之邊緣，於光瞳面上，光束分佈於由該假想軸線劃分之2個區域中之一側(左側)之區域，但亦可存在光束分佈於另一側(右側)之區域之另一模式。
模式4係選擇上述狹縫狀開口PAa或PAb作為光罩M上之開口且設定具有分別對應於所選擇之開口之長度方向及與長度方向正交之方向之2個直線部的四分之一圓形之照明形狀之加工模式。模式4之照明形狀具有沿著於圖10(A)之紙面左右方向上延伸之假想軸線之邊緣、及沿著於紙面上下方向上延伸之假想軸線之邊緣，於光瞳面上，光束分佈於由該2個假想軸線劃分之4個區域中之1個區域。於模式4中，如圖10(A)所示，光刀之形狀若自正面觀察則為與模式3同樣之梯形狀，若自側面觀察，則成為與模式2同樣之直角三角形狀。於模式4中，在選擇圖案PAa之情形時，掃描方向成為X軸方向，在選擇圖案PAb之情形時，掃描方向成為Y軸方向。該模式4中之四分之一圓形之照明形狀可稱為相對於光瞳面之中心(光軸)1次旋轉對稱之照明形狀。於模式4中，與模式2同樣地，光刀(光束之前端)於光刀之行進方向(與工件之掃描方向為反方向)之側，具有實質性地包含於平行於聚光光學系統530之光軸之面內之第1外緣，工件與光刀於與包含該第1外緣之面大致正交之方向(與掃描方向平行之方向)上相對地移動。進而，於模式4中，與模式3同樣地，光刀(光束之前端)具有實質性地包含於平行於聚光光學系統530之光軸之面內之第2外緣，工件與光刀於與包含該第2外緣之面大致平行之方向(與掃描方向平 行之方向)上相對地移動。再者，於模式4之照明形狀中，具有沿著於紙面左右方向上延伸之假想軸線之邊緣、及沿著於紙面上下方向上延伸之假想軸線之邊緣，於光瞳面上，光束分佈於由該2個假想軸線劃分之4個區域(象限)中之1個區域(第3象限)，但亦可存在光束分佈於4個區域(象限)中之其他區域(象限)、例如第1象限之其他模式。
模式5係於光瞳面之中心部設定以光軸為中心之直徑較小之圓形之照明形狀(亦稱為小σ照明)且選擇直徑10μm之針孔狀之開口PAc作為選擇光罩M上之開口之加工模式。於模式5中，如圖10(A)所示，光刀之形狀自正面及側面之任一者觀察均成為直徑1μm之於上下(Z軸方向)延伸之直線狀。此情形時之光刀為剖面圓形之棒狀，且於側視下，自任一方向觀察均為直徑1μm之於上下(Z軸方向)延伸之直線狀。因此，於模式5中，掃描方向可設定為任意方向。
模式6係設定通常照明作為照明形狀且選擇直徑10μm之針孔狀之開口PAc作為光罩M上之開口之加工模式。於模式6中，如圖10(A)所示，光刀之形狀自正面及側面之任一者觀察均成為與模式1之側視圖同樣之上下顛倒之等腰三角形狀。此情形時之光刀為剖面圓形之圓錐狀，且於側視下，自任一方向觀察均為相同之上下顛倒之等腰三角形狀。因此，於模式6中，掃描方向可設定為任意方向。
再者，亦可使用與模式2同樣之光罩M之開口及照明形狀，而於像面(XY平面)內，使工件與光束於與X軸及Y軸交叉之方向上相對地移動。同樣地，亦可使用與模式3同樣之光罩M之開口及照明形狀，而於像面(XY平面)內，使工件與光束於與X軸及Y軸交叉之方向上相對地移動。同樣地，亦可使用與模式4同樣之光罩M之開口及照明形狀，於像面(XY平面)內，使工件與光束於與X軸及Y軸交叉之方向上相對地移動。
再者，亦可設定模式2、3、4之任一者之照明形狀與開口PAc(針孔)之組合。
又，亦可如圖18(A)、圖18(B)所示般，設定直線狀之邊緣不沿著假想軸線(與假想軸線非平行)之照明形狀。
又，亦可如圖18(B)所示般，設定遍及4個區域(象限)中之3個區域(象限)之照明形狀。
又，亦可如圖18(C)、圖18(D)所示般，設定光束不通過包含光瞳面之中心(光軸)之區域之照明形狀。於此種照明形狀之情形時，亦可如圖18(A)、圖18(B)所示般，直線狀之邊緣不沿著假想軸線。
再者，自模式1、2、3、4中之一者至另一者之變更僅進行照明形狀之變更。
又，自模式5、6之一者至另一者之變更亦僅進行照明形狀之變更。
又，自模式1、6之一者至另一者之變更僅進行開口形狀之變更。
又，自模式1、2、3、4中之一者至模式5之變更、或自模式5至模式1、2、3、4中之一者之變更係進行照明形狀及開口形狀之變更。
又，自模式2、3、4中之一者至模式6之變更、或自模式6至模式2、3、4中之一者之變更係進行照明形狀及開口形狀之變更。
於圖10(B)中，表示適於分別使用模式1、模式2、模式3及模式4之光刀進行加工之工件之目標部位之例，於圖10(C)中，表示適於分別使用模式5及模式6之光刀進行加工之工件之目標部位之例。
模式1之光刀例如圖10(A)中之光刀前視圖及光刀側視圖、以及圖10(B)所示，尤其適於工件表面之去除加工。又，模式2、模式3及模式4之各者之光刀例如圖10(A)中之光刀前視圖及光刀側視圖、以及圖10(B)所示，尤其適於在工件之表面形成既定深度之槽部時之槽部側面之去除加工。尤 其是模式4適於槽部之角落部分之去除加工。
又，例如根據圖10(A)中之光刀前視圖及光刀側視圖可明確模式5之光刀適於例如將板狀之構件切斷為任意曲線狀或直線狀之切斷加工。圖10(C)中之「模式(mode)5」表示藉由模式5之光刀將板狀構件切斷結果製作如葫蘆之形狀之工件且該工件之側面為藉由模式5之光刀而獲得之切斷面。
又，根據圖10(A)中之光刀前視圖及光刀側視圖以及圖10(C)可明確模式6之光刀尤其適於在工件表面形成任意形狀之微細之槽圖案、例如生物晶片流路等微細圖案。
此外，於加工裝置100設置有液體供給裝置540(參照圖14)。液體供給裝置540例如可用於使用來自聚光光學系統530之光束之淬火加工。液體供給裝置540係具有供給冷卻液(冷卻水)之供給口而將冷卻液供給至冷卻對象物者。液體供給裝置540連接於控制裝置600(參照圖14)。控制裝置600於淬火加工時控制光源單元60而將照射至工件之來自聚光光學系統530之光束之熱能調節為適於淬火加工之值。繼而，控制裝置600可於對保持於平台12之工件之表面照射光束而使之成為高溫後，在將工件保持於平台12之狀態下，將來自液體供給裝置540之冷卻液噴射至該高溫部進行急冷，藉此進行淬火加工。
於本實施形態之加工裝置100，設置有接收來自聚光光學系統530之光束而進行計測處理之計測裝置110(參照圖11)。例如，計測裝置110接收來自聚光光學系統530之光束，而可計測光束之光學特性等。於本實施形態中，計測裝置110例如可為了管理光束之強度分佈而使用。於本實施形態中，計測裝置110可計測聚光光學系統530之像面(於本實施形態中，與加工面MP一致)中之光束之強度分佈、及聚光光學系統530之光瞳面PP2中之光束之強度分 佈之至少一者。再者，聚光光學系統530之光瞳面PP2中之光束之強度分佈亦可視為聚光光學系統530之像面上之光束之角度方向之強度分佈。
如圖11所示，計測裝置110包含構成平台12之上表面之一部分之計測構件92、及收容於平台12之內部之剩餘構成部分。
於圖12中，將計測裝置110之一部分且配置於平台12內部之構成部分與計測構件92一併以立體圖表示。如圖12所示，計測裝置110具備計測構件92、第1光學系統94、光學系統單元95、及受光器96。
計測構件92以上表面與平台12之剩餘部分成為同一平面(同一面)之狀態，配置於形成於平台12之上表面之圓形開口內。計測構件92具有來自聚光光學系統530之光束可透過之例如由合成石英等所形成之基材，於該基材之表面，藉由鉻等金屬之蒸鍍而形成有兼作反射膜之遮光膜，於該遮光膜之中央部形成有圓形之開口92a。因此，計測構件92之上表面包含遮光膜之表面及開口92a內之基材表面。再者，遮光膜非常薄地形成，於以下說明中，視為遮光膜之表面與開口92a內之基材表面位於同一面內而進行說明。又，雖亦可不形成遮光膜，但藉由形成遮光膜，於計測時可期待抑制閃光等之影響之效果。
第1光學系統94配置於計測構件92之下方。透過計測構件92之開口92a之光束入射至第1光學系統94。再者，於本實施形態中，第1光學系統94為準直器光學系統，但亦可並非準直器光學系統。
光學系統單元95具有於中心設置有旋轉軸101a之圓形之旋轉板101。於旋轉板101，以旋轉軸101a為中心並以既定角度間隔配置有開口部97及透鏡(第2光學系統)98。藉由旋轉軸101a之旋轉、即旋轉板101之旋轉，可將開口部97與透鏡98之任一者選擇性配置於透過第1光學系統94之光之光路上(對應於光軸AX1之位置)。旋轉軸101a之旋轉係於控制裝置600之指示下藉由 驅動裝置102(於圖12中未圖示，參照圖14)而進行。
開口部97使自第1光學系統94射出之平行光直接通過。藉由將該開口部97配置於透過聚光光學系統530之光束之光路上，並且使第1光學系統94、或構成第1光學系統94之至少一個光學元件移動，而可利用受光器96中，計測聚光光學系統530之光瞳面(入射光瞳)中之光束之強度分佈。再者，計測裝置110亦可無法計測聚光光學系統530之光瞳面(入射光瞳)之強度分佈。於此情形時，透鏡98亦可固定。
透鏡98與第1光學系統94一起構成中繼光學系統，而將形成有開口92a之計測構件92之上表面與受光器96之受光元件(下述)之受光面光學地共軛。
受光器96包含由二維CCD等所構成之受光元件(以下，適當稱為「CCD」)96a、及例如電荷傳輸控制電路等電路96b。再者，當然亦可使用CMOS影像感測器作為受光元件96a。受光器96之受光結果(受光資料)被輸出至控制裝置600(參照圖14)。CCD96a具有足以接收透過開口92a入射至第1光學系統94且自第1光學系統94射出並通過開口部97之所有平行光的面積。又，CCD96a之受光面藉由包含第1光學系統94及透鏡98之中繼光學系統而與計測構件92之上表面(開口92a之形成面)光學地共軛。又，CCD96a之各像素具有於透過上述中繼光學系統會聚之光束之照射區域內包含複數個像素之尺寸。於CCD96a中，規定有一個或複數個基準像素，該基準像素與平台12之基準點、例如中心點之位置關係係已知。因此，控制裝置600可根據受光器96之輸出掌握入射至CCD96a之光束與基準像素之位置關係，從而可獲取平台座標系統內之光束之位置資訊(例如光束之聚光位置資訊)。
再者，CCD96a之受光面係於計測構件92之上表面(基材表面)與聚光光學系統530之像面(加工面MP)一致且開口部97配置於透過開口92a及 第1光學系統94之光束之光路上之狀態下，與聚光光學系統530之光瞳面共軛。
又，亦可將光學系統(光學構件)代替開口部97配置於旋轉板101，而將CCD96a之受光面與聚光光學系統530之光瞳面設為共軛。又，於計測時，亦可將計測構件92之上表面配置於在光軸AX方向上自聚光光學系統530之像面偏移之位置。
又，光學系統單元95並不限於上述者。例如，亦可不使用旋轉板101，而例如藉由可動構件保持透鏡98，並藉由使該可動構件於垂直於光軸之方向上(例如沿著X軸方向)移動而將透鏡98插拔。
根據上述說明可明確：於本實施形態中，包含計測構件92之計測裝置110設置於可於6個自由度方向上自如地移動之平台12，故而作為計測裝置110之受光部發揮功能之計測構件92可一邊於平行於聚光光學系統530之射出面側之光軸AX之Z軸方向、垂直於光軸AX之X軸、Y軸方向之至少一方向上移動，一邊接收來自聚光光學系統530之光束。
此處，雖顛倒順序進行說明，但對使用計測裝置110之計測進行說明。聚光光學系統530之像面及其附近(Z軸方向上之附近之面)之光束之強度分佈之計測例如以如下方式進行。
首先，控制裝置600根據位置計測系統28及線性編碼器241~246之計測值，並根據已知之目標值(設計資訊等)控制平面馬達26及伸縮機構161~166使平台12移動，將計測構件92之開口92a定位於聚光光學系統530之光軸AX上之位置。
又，控制裝置600透過驅動裝置102使旋轉板101，而將透鏡98配置於透過開口92a及第1光學系統94之光束之光路上。繼而，於該狀態下，根據藉由透鏡98會聚於CCD96a之受光面上之光束之受光結果即受光資料(設為LRD1，參照圖14)，而計測聚光光學系統530之像面上之光束之強度分佈。
於圖13(A)中，沿著計測裝置110之光軸AX1及聚光光學系統530之光軸AX展開表示計測聚光光學系統530之像面上之光束之強度分佈時的光學配置(其中，較聚光光學系統530更靠上游側之部分省略圖示)。於計測光束之強度分佈時，例如進行上述模式1至模式6之任一模式中之光罩M之定位及第2鏡面陣列78之各鏡面元件81i，j之反射面之設定，進而，第1鏡面陣列80之各鏡面元件81p，q之反射面係被設定為如於光罩M上獲得所需光束之強度分佈(光束之照射區域之形狀、大小、位置等)之設計上之角度者。
於上述前提條件下，在圖13(A)所示之光學配置中，若控制裝置600使雷射光束自光源單元60之至少一個雷射單元70振盪，而自光源系統510射出平行光束，則該平行光束透過第2鏡面陣列78、第1部分照明光學系統79照射至第1鏡面陣列80，並由第1鏡面陣列80之複數個鏡面元件81p，q分別反射而成為複數個平行光束，透過第2部分照明光學系統82照射至包圍光罩M之所選擇之開口之大一圈之區域。透過光罩M之開口入射至聚光光學系統530之複數個光束藉由聚光光學系統530而聚光於像面，併入射至位於該像面或其附近之開口92a。
通過開口92a之光利用由第1光學系統94及透鏡98所構成之中繼光學系統，而於計測構件92之光學之共軛面即CCD96a之受光面上聚光。因此，CCD96a之受光面之強度分佈成為計測構件92之上表面內之光束之強度分佈。藉由CCD96a，接收具有該強度分佈之光束，且將光電轉換而獲得之受光資料LRD1自受光器96(電路96b)發送至控制裝置600(參照圖14)。
因此，控制裝置600一邊根據線性編碼器241~246之計測值透過伸縮機構161~166而使平台12於Z軸方向上步進移動，一邊進行上述受光資料LRD1之取入，並根據該所取入之受光資料LRD1，找出例如形成於CCD96a之受光面之光束之照射區域之面積成為最小之Z軸方向上之位置。形成於CCD96a 之受光面之光束之照射區域之面積係於計測構件92之上表面與聚光光學系統530之像面一致而於開口92a內形成最鮮明之光束之照射區域時成為最小。因此，控制裝置600可根據來自受光器96之受光資料LRD1，將接收光束之像素之數量最少之平台12之Z位置判斷為計測構件92之上表面與像面一致之Z位置。於本實施形態中，由於將像面設為加工面MP，故而控制裝置600根據該Z位置之受光資料LRD1，可求出加工面MP中之光束之強度分佈(光束之照射區域之形狀、大小、位置等)。於本實施形態中，控制裝置600根據在求出計測構件92之上表面與像面一致之平台12之Z位置之過程中每隔Z軸方向上之步進位置取入之受光資料LRD1，可求出像面(加工面MP)與其附近(+Z側)之面(上述假想面)之間之光束之三維強度分佈。求出光束之三維之強度分佈亦可謂求出光刀之形狀。因此，控制裝置600於光束之三維強度分佈(例如像面附近之+Z側之面上之剖面強度分佈)與所需狀態不同之情形時，例如調整第2鏡面陣列78之複數個鏡面元件81i，j之至少一部分之角度，而將光束之三維強度分佈調整為所需狀態。光束之三維強度分佈之調整亦可謂光刀之形狀之調整。
再者，控制裝置600亦可不考慮光束之三維強度分佈，而僅考慮像面(加工面MP)中之光束之強度分佈之計測結果，將加工面MP中之光束之強度分佈(光束之照射區域之形狀、大小、位置等)調整為所需狀態。再者，由於第1鏡面陣列80配置於與聚光光學系統530之光瞳面PP2共軛之位置或其附近之位置，故而亦可藉由調整鏡面元件81i，j之至少一部分之角度而調整光束之三維之強度分佈。
又，於聚光光學系統530之像面(加工面MP)中之光束之強度分佈與所需狀態不同之情形時，控制裝置600進行光罩M(開口)之位置調整、第2鏡面陣列78之複數個鏡面元件81i，j之至少一部分之角度調整的至少一者。
再者，為了變更聚光光學系統530之像面(加工面MP)中之光束之強度分 佈，亦可使光罩M(開口)變形。又，亦可調整聚光光學系統530(例如，使聚光光學系統530之一部分光學元件移動)，而變更開口之圖像之大小，或使開口之圖像變形。
又，根據計測構件92之上表面與聚光光學系統530之像面一致之狀態下的CCD96a之受光面上之光束之強度分佈與一個或複數個基準像素之位置關係，可求出加工面MP(聚光光學系統530之像面)中之光束之照射區域之平台座標系統上之位置等。
於本實施形態中，控制裝置600於進行上述加工面MP中之光束之強度分佈(光束之照射區域之形狀、大小、位置等)及其附近之面上之光束之強度分佈的至少一者之計測後，進行以下將說明之聚光光學系統530之光瞳面(入射光瞳)PP2中之光束之強度分佈之計測。再者，亦可於進行像面(加工面MP)中之光束之強度分佈之計測前實施光瞳面PP2中之光束之強度分佈之計測。又，亦可不連續進行光瞳面PP2中之光束之強度分佈之計測與像面(加工面MP)中之光束之強度分佈之計測。
聚光光學系統530之光瞳面(入射光瞳)中之光束之強度分佈之計測例如以如下方式進行。
於上述加工面MP中之光束之強度分佈之計測結束後，控制裝置600於將平台12之位置維持於計測構件92之上表面(開口92a之形成面)為聚光光學系統530之光軸AX上之位置且成為與加工面MP同一高度之位置的狀態下，透過驅動裝置102使旋轉板101旋轉，而將開口部97配置於透過開口92a及第1光學系統94之光束之光路上。繼而，於該狀態下，進行光瞳面PP2中之光束之強度分佈之計測。聚光光學系統530之光瞳面PP2中之光束之強度分佈之計測亦可謂光瞳面PP2中之光束之剖面形狀之計測。又，由於照明光學系統520之光瞳面PP1與聚光光學系統530之光瞳面PP2共軛，故而光瞳面PP2中之強度分佈之計測 亦可謂光瞳面PP1中之強度分佈之計測。照明光學系統520之光瞳面PP1中之強度分佈之計測亦可謂光瞳面PP1中之光束之剖面形狀(照明形狀)之計測。
於圖13(B)中，沿著計測裝置110之光軸AX1及聚光光學系統530之光軸AX展開表示進行光瞳面上之光束之強度分佈計測時之光學配置(其中，較聚光光學系統530更靠上游側之部分省略圖示)。如圖13(B)所示，於該狀態下，在光束之光路上配置有開口部97，故而透過第1光學系統94之平行光直接入射至構成受光器96之CCD96a。於此情形時，CCD96a之受光面可視為配置於與聚光光學系統530之光瞳面共軛之位置，而可接收對應於該光瞳面上之光束之強度分佈之光束。因此，控制裝置600取入受光器96之受光資料(設為LRD2，參照圖14)，並根據該受光資料LRD2而求出光瞳面上之光束之強度分佈。繼而，將該所求出之強度分佈之資料記憶於記憶體。
控制裝置600根據光瞳面上之光束之強度分佈之計測結果，例如可調整第2鏡面陣列78之複數個鏡面元件81i，j之至少一部分之角度。再者，亦可將像面(加工面MP)中之光束之強度分佈、及光瞳面PP2中之光束之強度分佈視為光束之三維強度分佈。即，可根據使用計測裝置110而測得之像面(加工面MP)中之光束之強度分佈、及光瞳面PP2中之光束之強度分佈而求出光束之三維之強度分佈(光刀之形狀)，亦可根據其結果，例如調整第1鏡面陣列80、第2鏡面陣列78之至少一者之至少一部分之角度。
返回至圖1，控制裝置600包含透過例如區域網路(LAN)等而線上連接於包含主電腦之上位系統之上位系統協作部620、及配方製作部630。上位系統協作部620根據操作員之指示，自上位系統線上獲取加工前後之工件之CAD資料。配方製作部630根據上位系統協作部620所獲取之加工前後之工件之CAD資料，製作用以於藉由加工裝置100進行之加工中使用之配方資料(加工中之對加工裝置100之各部之控制資訊且指示一連串之順序之資訊)。即， 於加工裝置100中，僅藉由操作員指示配方資料(以下，適當地簡記為配方)之製作，便可獲取用以於藉由加工裝置100進行之加工中使用之配方。
於圖14中，示出表示核心地構成加工裝置100之控制系統之控制裝置600之輸入輸出關係的方塊圖。控制裝置600包含工作站(或微電腦)等，統括控制加工裝置100之構成各部。
以上述方式構成之本實施形態之加工裝置100可使用來自聚光光學系統530之光束，而對加工對象物(工件)進行去除工件之一部分之去除加工、切斷工件之切斷加工等各種加工。工件投入至加工裝置100，於加工後自加工裝置100搬出。藉由加工裝置100進行之一連串之作業被自動化，工件之供給係將彙集於托板之一定量設為1批次，可能夠以批次單位投入。
於圖15中，示出對應於控制裝置600之一連串之處理演算法之流程圖。以下之流程圖中之各步驟之處理(包括判斷)係藉由控制裝置600而進行，以下，除特別必要之情形以外，省略關於控制裝置600之說明。
作為前提，預先根據操作員之配方製作指示，而藉由控制裝置600所具有之上位系統協作部620及配方製作部630製作至少一個配方，並將上述配方作為配方資料庫記憶於未圖示之記憶裝置內。而且，若藉由操作員，對控制裝置600指示所需配方之選擇，則開始依照圖15之流程圖之處理。
首先，於步驟S2中，將表示批次內之工件之編號之計數器之計數值n初始化(n←1)。
於接下來之步驟S4中，將搭載有加工前之1批次之工件之托板(未圖示)自外部搬入至加工裝置100內之既定之搬入搬出位置。該搬入係根據控制裝置600之指示藉由未圖示之搬入搬出裝置進行。此處，1批次例如為i×j個，i×j個工件以i列j行之矩陣狀之配置搭載於托板上。即，於托板上表面，以i列j行之矩陣狀之配置規定工件之搭載位置(載置位置)，於各搭載位置搭載 (載置)有工件。例如於各搭載位置分別標註有標記，各標記之托板上之位置係已知。以下，1批次係設定4×5=20個作為一例，於托板上表面，以4列5行之矩陣狀之配置標註標記，於各標記之上搭載有工件。例如，批次內之第1~第5個工件分別配置於1列1行~1列5行之位置，第6~第10個工件分別配置於2列1行~2列5行之位置，第11~第15個工件分別配置於3列1行~3列5行之位置，第16~第20個工件分別配置於4列1行~4列5行之位置。
於接下來之步驟S6中，將批次內之第n個工件自托板取出並搭載於平台12。此時，第1載台系統200A位於加工裝置100內之設定於設置有搬送系統300之位置之附近之裝載/卸載位置。又，此時，平台12處於上述基準狀態(Z、θx、θy、θz)=(Z0、0、0、0)，其XY位置與藉由位置計測系統28計測之滑塊10之X、Y位置一致。
具體而言，控制裝置600參照計數值n，既定出應取出之工件之托板上之位置(i，j)，並且對搬送系統300賦予取出位於該既定之位置(i，j)之工件之指示。根據該指示，藉由搬送系統300將工件自托板上取出並搭載於平台12上。例如，於n=1之情形時，將位於托板上之第1列1行之位置之工件取出並搭載於平台12上。
繼而，於步驟S7中，使搭載有工件之平台12移動至計測系統400(感測器部38)之下方。該平台12之移動係藉由如下進行，即，控制裝置600根據位置計測系統28之計測資訊控制平面馬達26，而使第1載台系統200A於基座BS上在X軸方向(及Y軸方向)上移動。於該移動過程中，平台12亦維持上述基準狀態。
於接下來之步驟S8中，使用計測系統400，進行搭載於處於基準狀態之平台12上之工件上之對象面的至少一部分之三維空間內之位置資訊(於本實施形態中為三維形狀資訊)之計測。此後，根據該計測結果，工件上之對 象面之6個自由度方向上之位置可藉由平台座標系統(基準座標系統)上之控制而管理。
於接下來之步驟S9中，如圖20所示，藉由使滑塊10於基座BS上移動，而使搭載有對象面之至少一部分之位置資訊(形狀資訊)之計測結束之工件的平台12移動至光束照射系統500之下方。再者，於圖20中，示出感測器部38代表計測系統400，示出聚光光學系統530代表光束照射系統500。
於接下來之步驟S10之次常式中，對平台12上之工件，進行依照配方之加工。再者，此處為了簡化說明，而對於同一配方，設定同一加工模式中之加工之指定僅進行1次。
於步驟S10之次常式中，如圖16所示，首先，於步驟S102中，以所選擇之配方進行對應於接下來所指定之加工模式(其中，首次係最初所指定之加工模式)之既定之設定、即照明形狀之設定、及光罩M上之開口之選擇設定。此處，設為指定上述模式1至模式6中之一者。例如，於最初指定模式1之情形時，設定通常照明作為照明形狀，並選擇配方中所指定之開口。選擇狹縫狀之開口PAa作為一例。
於接下來之步驟S104中，以上述順序，進行加工面MP及其附近之光束之三維強度分佈(光刀之形狀)之計測、及根據該計測結果之調整。該調整例如包括第1鏡面陣列80之至少一部分鏡面元件之角度之調整、第2鏡面陣列78之至少一部分鏡面元件之角度之調整、聚光光學系統530之調整(包括一部分透鏡之位置、傾斜等之調整)、及光罩M(開口)之位置調整之至少一者。再者，根據光束之三維強度分佈(光刀之形狀)之計測之調整當然僅於需要之情形時進行。又，根據步驟S104中之計測結果，可決定加工面MP之位置，亦可決定加工面MP與平台12之位置關係。
於接下來之步驟S106中，進行聚光光學系統530之光瞳面PP2中 之光束之強度分佈的計測(亦可謂照明形狀之計測)、及根據該計測結果之調整。該調整例如包括第1鏡面陣列80之至少一部分鏡面元件之角度之調整、及第2鏡面陣列78之至少一部分鏡面陣列之角度之調整之至少一者。於此情形時，根據光瞳面PP2中之光束之強度分佈之計測結果之調整當然亦僅於需要之情形時進行。如此一來，所需準備作業結束。再者，亦可省略步驟S104與步驟S106之至少一者。
於接下來之步驟S108中，為了對工件W進行加工，而控制第1載台系統200A及光束照射系統500，依照配方，一邊相對於光束於掃描方向上掃描平台12一邊進行工件之加工(例如於模式1之情形時為藉由模式1之光刀進行之表面之去除加工)。工件與光束之相對移動速度(於此情形時為平台12之移動速度)係由控制裝置600控制。該相對速度亦可根據工件W之材質、加工之種類等而決定。再者，亦可根據之前所測得之加工面MP中之強度分佈(強度)而決定相對移動速度。此處，加工中之工件上之對象面(及目標部位)之位置及姿勢之控制係考慮之前使用計測系統400所測得之對象面之位置資訊(於本實施形態中為形狀資訊)進行。例如，使用計測系統400獲取之工件W之對象面TAS(參照圖9(A))之位置資訊(形狀資訊)係為了使工件W之對象面TAS上之目標部位TA(參照圖9(A))與加工面MP中之光束之照射區域以所需位置關係相對移動而使用。
於接下來之步驟S110中，判斷是否殘留有由配方指定且加工未結束之模式，於否定該判斷之情形時，即於殘留有未結束之模式之情形時，返回至步驟S102，以後，反覆進行步驟S102→104→S106→S108→S110之循環之處理(包括判斷)直至步驟S110之判斷被肯定為止。藉此，依序進行由配方指定之所有加工模式中之依照配方的工件之加工處理。繼而，若由配方指定之所有加工處理結束，則肯定步驟S110之判斷，並返回至主常式之步驟S12。再 者，即便在否定步驟S110之判斷之情形時，亦可省略步驟S102之後之步驟S104與步驟S106之至少一者。
且說，亦假定如下情形：使用具有於搭載於平台12上之狀態下相對於平台12之上表面(例如平行於XY平面之面)傾斜既定角度之斜面的工件作為工件，將該斜面設為對象面，而需要進行例如去除加工。然而，本實施形態之加工裝置100具備可任意地設定供工件搭載之平台12之6個自由度方向上之位置的第1載台系統200A。因此，於此情形時，控制裝置600可藉由根據使用計測系統400測得之工件之三維形狀，控制第1載台系統200A，而容易地將該工件之對象面(傾斜面)與加工面MP對位。當然，對於載置於平台12上之任意形狀之工件亦可容易地形成如上所述之傾斜面。
於步驟S12中，使搭載有經加工過之工件之平台12移動至上述裝載/卸載位置。
於接下來之步驟S14中，使搭載於平台12上之經加工過之批次內之第n個工件返回至托板。具體而言，控制裝置600參照計數值n，既定出托板上之位置，而對搬送系統300賦予用以使工件返回至托板上所既定出之位置之指示。根據該指示，藉由搬送系統300，將經加工過之工件自平台12上取出並使其返回至托板上所既定出之位置。
若執行了步驟S14之處理，則移行至步驟S16。於該時點，在平台12上不存在工件。於步驟S16中，將計數器之計數值n增加1(n←n+1)。
於接下來之步驟S18中，判斷計數值n是否超過N(N為1批次之工件之數量，於本實施形態中為N=20)。繼而，於否定步驟S18中之判斷之情形時，即於批次內存在處理未結束之工件之情形時，返回至步驟S6，並反覆進行步驟S6~S18之處理(包括判斷)直至步驟S18中之判斷被肯定為止。藉此，對批次內之第2個工件以後之工件，進行上述一連串之處理(包括判斷)。繼 而，若對批次內之所有工件處理結束，而步驟S18中之判斷被肯定，則進入至步驟S20，對未圖示之搬入搬出裝置，指示將搭載有經處理過之工件之托板搬出至裝置外，其後結束本常式之一連串之處理。
再者，於如上所述加工裝置具備複數個平台之情形時，各平台於步驟S6~步驟18中使用。例如，如圖19所示，於加工裝置具備2個平台之情形時，包含第1個工件之第奇數個工件保持於平台12a，包含第2個工件之第偶數個工件保持於平台12b，平台12a與平台12b交替於步驟S6~步驟18中使用。
再者，於上述步驟S10之次常式中，將光瞳面上之光束之強度分佈之計測設為於計測光束之三維強度分佈後進行，但並不限於此，亦可於進行光束之三維強度分佈之計測前實施光瞳面上之光束之強度分佈之計測。又，亦可不連續進行光束之三維之強度分佈之計測與光瞳面上之光束之強度分佈之計測。又，光束之三維強度分佈之計測之頻率與光瞳面中之光束之強度分佈之計測頻率亦可不同。
又，於有根據上述光瞳面上之光束之強度分佈之計測結果進行調整而結果加工面MP(像面)中之光束之強度分佈、光束之三維之強度分佈的至少一者變化之虞之情形時，控制裝置600可再次計測加工面MP中之光束之強度分佈、及三維之強度分佈，亦可進行根據該結果之調整。
又，上述步驟S104、及步驟S106係設為於設定模式1至模式6之任一者之情形時每當設定各模式時均進行，但並不限於此，亦可設為僅對於模式1至模式6之一部分模式進行步驟S104及步驟S106之處理。
再者，於以上說明中，設為於對工件W之加工結束後，為了使該經加工過之工件返回至托板，而使搭載有經加工過之工件W之平台12移動至裝載/卸載位置，但亦可設為於對工件之加工結束後，使搭載有經加工過之工件W之平台12移動至計測系統400之下方，並使用計測系統400之三維計測機401 檢查平台12上之工件之形狀。例如，亦可設為根據所測得之形狀資訊(三維位置資訊之一種)，求出加工部位之尺寸誤差。於此情形時，亦可設為使用尺寸誤差進而進行加工之合格與否判定。對於合格與否判定之結果為判定為不合格之工件中之尺寸誤差為正值之工件(可藉由去除加工等修正之工件)，亦可根據其尺寸誤差，於載置於平台12上(藉由夾盤機構13保持於平台12上)之狀態下，藉由光束照射系統500進行所需修正加工。或者，亦可於對工件之加工結束後，使搭載有經加工過之工件W之平台12移動至計測系統400之下方，並使用計測系統400之三維計測機401檢查平台12上之工件之形狀，無論該檢查結果如何，均不實施修正加工，而為了使經加工過之工件返回至托板，使平台12移動至裝載/卸載位置。於此情形時，設為將形狀檢查之結果資料藉由控制裝置600傳送至外部之裝置、例如上位裝置。
再者，亦可清洗平台12上之經加工過之工件。例如，亦可藉由清洗而將因加工產生之異物自經加工過之工件去除。例如，亦可配置至少一個供給流體(液體、或氣體)之流體供給口作為清洗機構，並一邊使該流體供給口或平台12、或流體供給口及平台12之兩者移動，一邊將來自流體供給口之流體供給至經加工過之工件之表面之至少一部分。於具備此種清洗機構之情形時，亦可設為於清洗經加工過之工件後，如上所述般，使用計測系統400之三維計測機401檢查平台12上之工件之形狀。
又，於如上所述般加工裝置具備複數個平台之情形時，亦可與1個平台上之工件之加工之一部分並行地進行其他平台上之經加工過之工件之計測。例如，於如圖19所示般加工裝置具備2個平台之情形時，亦可與一平台(12b)上之工件W之加工之一部分並行地進行另一平台(12a)上之經加工過之工件W之計測。
如以上所詳細說明般，根據本實施形態之加工裝置100及藉由加 工裝置100執行之加工方法，可藉由聚光光學系統530之光瞳面PP2中之光束之剖面強度分佈(照明光學系統520之光瞳面上之剖面強度分佈(照明形狀))與加工面MP(像面)中之光束之強度分佈(光罩M上之開口)的組合，而變更聚光光學系統530之射出面側之像面附近之光束之三維之強度分佈。即，可變更上述光刀之形狀。因此，如之前對模式1至模式6進行說明般，可進行使用各種形狀之光刀之工件之加工。再者，模式1至模式6係一例，於加工裝置100中，可進行多種多樣之加工模式之設定，藉由增加光罩M上之開口之種類、或增加所設定之照明形狀之種類，可設定進而更多之種類之加工模式。於此情形時，根據上述計測之結果之調整對於各模式可針對所選擇之1個開口代表性地進行，或者亦可針對每一開口進行。
表1係使藉由加工裝置可進行之各種處理之內容與用於進行各處理之習知之工作機械對應而表示之圖表。於表1中，使藉由加工裝置100可進行之各種處理之內容與用於進行各種處理之習知之工作機械對應而表示。
Figure 107114704-A0305-02-0053-2
作為藉由加工裝置100可對應之處理之種類，大致可列舉去除加工、熱處理及計測之3種處理。其中，加工裝置100之主要作用係藉由加工改變工件之形狀之去除加工，該去除加工習知可分類為平面切削、平面研削、圓筒切削、圓筒研削、開孔切削、開孔研削、平面研磨、切斷、文字或圖案之雕刻、刻印、藉由金屬模具進行之自由形狀之轉印、微細形狀之生成等，對於各種處理，目前為止使用表1中之習知之工作機械之欄所記載之工作機械。
如此般，本實施形態之加工裝置100能夠以1台對應於作為對加工對象物之去除加工之表面加工(研削、切削等)、槽加工(槽形成時之切削、形成後之表面研削等)、及任意形狀之切斷、微細加工圖案之形成等所有加工。又，加工裝置100於進行孔、圓筒、槽之加工之情形時，有可能於可對應之深度存在制約，但可高精度地執行各加工。尤其是，對於生物晶片流路、微反應器等之微細圖案之圖案化，可進行於可形成之線寬之粗細、位置精度、可形成之圖案形狀之自由度之任一者中亦可謂與習知之工作機械為不同程度之加工。又，可藉由無須顯影、蝕刻、層分割等之對工件之直接加工而實現使用習知低端曝光裝置等進行之微細形狀之生成。又，亦可對應於立體之形狀。此外，加工裝置100亦可對應於淬火處理等表面改質處理、及物體之三維之形狀檢查。
再者，雖於表1中未記載，但亦可藉由來自聚光光學系統530之光束對應於焊接等接合加工，還可藉由來自聚光光學系統530之光束進行附加加工(三維造形加工)。於此情形時，加工裝置100亦可具備將用以進行接合加工、或附加加工之材料供給至像面附近之裝置。於可進行附加加工之情形時，可對去除加工後之工件之表面執行附加加工，亦可對附加加工後之工件之表面進行去除加工(去除附加部分之至少一部分之加工)。又，於進行接合加工或附加加工之情形時，亦只要設定光瞳面上之光束之強度分佈與像面上之光 束之強度分佈(光罩之開口)之最佳組合即可。
又，由加工裝置100加工之工件之材料可為金屬，亦可為樹脂。
又，根據本實施形態之加工裝置100，伴隨著加工之反作用力等於不存在，故而不同於工件之固定狀態與加工精度或精加工程度直接相關之如切削機之工作機械，無須將工件牢固地固定於平台12上。又，由於加工裝置100具備計測系統400，故而即便藉由搬送系統300將工件略微粗略地搭載於平台12上，亦可藉由計測系統400於之後重新既定出相對於座標系統之位置，故而不會成為問題。由於藉由該計測系統400進行三維形狀計測(三維對準之一態樣)，故而可使包括藉由搬送系統300將工件裝載於平台12上及將經加工過之工件自平台12上卸載之一連串之動作自動化，而可進行高效率之生產。
又，根據本實施形態之加工裝置100及藉由加工裝置100執行之加工方法，於工件之加工過程中，根據目標位置，進行工件(平台12)之相對於光束之位置控制，但為了儘量不因平台12之控制響應特性、控制精度等而產生相對於目標位置之位置誤差，亦可根據平台12之位置資訊及光罩載台位置計測系統19之計測資訊，於X軸、Y軸、Z軸之至少一個方向上，進行光罩M(光罩載台15)之相對於工件W之追隨控制。藉此，可準確地控制工件W之目標部位與透過光罩M之開口之光束之照射區域之相對位置關係。因此，即便例如平台12之位置控制精度為微米級程度以上，亦可實現次微米、或較次微米更微細之加工。
又，根據本實施形態之加工裝置100，藉由光束照射系統500所具備之光源系統510，將自複數個雷射單元70之各者輸出之複數個雷射光束合成而使其等成為大徑之平行光束，並朝向照明光學系統520射出。藉此，可不對透鏡等各零件賦予損傷而提高總功率。
又，根據本實施形態之加工裝置100，於加工時，使用第1鏡面 陣列80，僅於包含所選擇之圖案之光罩M上之一部分區域形成(設定)被照射光束(照明光)之照明視野(照明光之照射區域)，而將自光源系統510射出之光束之整體集中照射於所選擇之圖案部分，藉此儘量減小功率之損失。而且，將透過光罩M之所選擇之開口之光束透過NA較大之縮小投影透鏡所構成之聚光光學系統530而照射至工件。因此，於工件之對象面上，可於保持較高之能量密度之狀態下將視野尺寸擴大至1mm左右，而相較於使用10μm左右之直徑之點光束之習知之雷射加工裝置等，可大幅度地擴大於單位時間內能夠加工之範圍。又，藉由採用短波長之脈衝雷射，可於對象面上生成點尺寸較小且能量密度較高之光束，藉此可確保較高之對金屬之吸收率。
又，根據本實施形態之加工裝置100，無須將承受反作用力之堅固之夾盤設置於平台12上。又，於在平台12載置有工件之狀態下，藉由計測系統400計測工件之形狀，並可根據該計測結果控制工件之位置，故而無需用以確定工件之位置之治具、整備專用之治具等。又，根據加工裝置100，控制裝置600根據工件之加工前後之CAD資料而自動生成配方，故而技術人員無須根據圖式進行用以利用CAD製作配方之編程。又，於加工時，操作員只要指示已製作之配方之選擇即可，故而操作員無須於裝置之前以人工輸入指示工具之軌跡。
根據本實施形態之加工裝置100及藉由加工裝置100執行之加工方法，可藉由計測系統400計測實施了加工之工件不自平台12卸除而保持搭載於平台12上之狀態下的該工件之對象面之三維形狀，故而根據該計測結果，例如可判定加工後之形狀之合格與否(OK/NG)。而且，於不合格之情形時，亦可於在平台12上搭載有工件之狀態下，使用光束照射系統500直接進行修正加工，從而極其有效率。
又，於大量生產零件之過程中，製作零件並當場進行尺寸檢查 之情況於控制品質方面效果極好。其原因在於：由於各種因素，故而於裝置之精度附有偏移。藉由當場進行檢查，控制裝置600可感知該偏移之傾向，且可根據該結果對加工精度進行反饋。即，控制裝置600可根據使用計測系統400獲取之工件之對象面之位置資訊(形狀資訊)，求出加工中之裝置之偏移之傾向，並根據該所求出之結果調整計測系統400、光束照射系統500及第1載台系統200A之至少一者，藉此可抑制尺寸之變動，並改善良率、品質偏差。
再者，控制裝置600並不限於求出加工中之裝置之偏移之傾向之情形，亦可根據使用計測系統400獲取之工件之對象面之位置資訊(形狀資訊)，調整計測系統400、光束照射系統500及第1載台系統200A之至少一者。此情形時之工件包含實施加工後之工件、及實施修正加工後之工件之任一者。於光束照射系統之調整中，亦包括加工面MP中之光束之強度分佈之調整。
再者，以上對於使複數個光束透過光罩M入射至聚光光學系統530並藉由聚光光學系統530將該複數個光束聚光於像面(加工面MP)(將光罩M之開口之圖像形成於像面(加工面MP)上)的情形進行了說明。然而，於加工裝置100中，並非必須使用光罩M。
其原因在於：作為設定或變更加工面MP上之光束之強度分佈之方法(例如，如上所述之將狹縫狀之照明區域形成於加工面MP上之方法)，例如藉由第1鏡面陣列80，可控制聚光光學系統530之物體面上之光束之聚光位置或聚光區域。
又，作為聚光光學系統，亦可採用其光瞳面(入射光瞳)與前側焦點面一致之構成、或光瞳面(入射光瞳)位於前側焦點面之附近之構成。於此情形時，亦可不使用光罩(開口)，而例如使用第1鏡面陣列80，藉由入射至聚光光學系統之複數個平行光束之入射角度之變更，準確且簡便地控制該複數個平行光束之各者於後側焦點面上之聚光位置。於使用該構成之聚光光學 系統之情形時，可將聚光光學系統之後側焦點面設為加工面MP。於使用該類型之聚光光學系統之情形時，亦可使用上述計測裝置110，而計測後側焦點面(加工面MP)、後側焦點面之附近之面、光瞳面、光瞳面之附近之面之至少一者中之光束之強度分佈。
又，於本實施形態中，僅藉由通過同一聚光光學系統530之光，形成例如狹縫狀或點狀之照射區域。因此，相較於將透過不同光學系統之光聚光於同一區域而形成光束點(雷射點)之情形，可形成高品質之光束點。
又，於本實施形態中，控制裝置600使用上述旋轉編碼器檢測各鏡面元件之狀態(此處為反射面之傾斜角度)，藉此即時監控各鏡面元件之狀態，故而可準確地控制鏡面陣列78、80之各鏡面元件之反射面之傾斜角度。
於本實施形態之加工裝置100中，控制裝置600使用計測裝置110，藉由上述方法，以適當之頻率計測光束之三維之強度分佈、加工面MP內之光束之強度分佈等，而可進行所需校準。例如，控制裝置600根據使用計測裝置110之計測結果，可調整光束之三維之強度分佈、加工面MP內之光束之強度分佈等。
又，控制裝置600亦可使用計測裝置110，於例如對工件之加工處理之前進行加工面MP內之光束之強度分佈之計測、與加工面MP不同之面上之光束之強度分佈之計測的至少一者，並根據該計測結果，於加工處理過程中，進行光束照射系統500與第1載台系統200A之至少一者之調整。與加工面MP(像面)不同之面包含加工面MP(像面)之附近之面、或光瞳面(PP2)。
作為此情形時之第1載台系統200A之調整(控制)，代表性地列舉平台12之位置控制。
又，作為光束照射系統500之調整(控制)之內容，包含以上作 為設定或變更加工面上之光束之強度分佈、例如形成於加工面上之光束之照射區域之形狀、大小、位置等之方法進行說明的光束照射系統之各種控制內容之所有內容。
又，於例如無法於平台12靜止之狀態下藉由受光器96進行一次之加工面MP中之光束之強度分佈之計測之情形時，例如，尤其於在不使用光罩M時加工面MP中之光束之照射區域之配置範圍較大之情形等時，一邊使平台12(計測構件92之開口92a)於XY平面內在X軸方向及Y軸方向之至少一方向上移動一邊進行加工面MP中之光束之強度分佈之計測。
再者，於本實施形態之加工裝置100中，在平台12設置有計測裝置110之所有構成部分，但並不限於此，只要可保持CCD96a之受光面與作為受光部發揮功能之計測構件92之開口92a之形成面的光學之共軛關係，則亦可將除計測構件92以外之計測裝置110之構成部分設置於平台12之外部。
又，亦可與平台12分開設置搭載與上述計測裝置110同樣之感測器裝置且可與平台12獨立地移動之可動構件。於此情形時，可動構件只要可於X、Y、Z之3軸方向上移動即可，控制裝置600亦可採用可於平台座標系統上控制(管理)該可動構件及感測器之位置之構成。使用感測器裝置，控制裝置600可進行上述光束之強度分佈之計測。又，於此情形時，控制裝置600亦可根據使用感測器裝置測得之光束之強度分佈，於加工處理過程中，進行上述光束照射系統500與第1載台系統200A之至少一者之調整。此外，控制裝置600可與使用計測系統400計測平台12上之工件並行地使用感測器裝置進行上述光束之強度分佈之計測等。
再者，根據以上說明可知：計測裝置110亦可用作檢測光束之強度之照射區域內部之不均(強度分佈)之不均感測器。
又，亦可使用計測裝置110，計測聚光光學系統530之像差、例 如波前像差。例如，亦可於圖12所示之旋轉板101之空置區域、例如圖12中之假想線(二點鏈線)之圓內之區域，配置使開口92a之形成面與CCD96a之受光面光學地共軛之複數個微透鏡矩陣狀地配置而成之微透鏡陣列。於此情形時，亦可藉由使旋轉板101旋轉，使該微透鏡陣列位於自第1光學系統94射出之平行光之光路上，並選擇光罩M之針孔圖案，將光束透過第2部分照明光學系統82聚光於該針孔圖案，而構成可計測聚光光學系統530之波前像差之夏克-哈特曼方式之波前像差計測器。於採用可進行波前像差計測之構成之情形時，即便聚光光學系統530之像面之位置變化，亦可根據波前像差計測結果，而計測變化後之聚光光學系統530之像面之位置，根據此可變更加工面MP之位置，或者調整藉由計測裝置110進行計測處理時之計測構件92之上表面之位置。又，於採用可進行波前像差計測之情形時，亦可設為可一併調整聚光光學系統530之光學特性之構成。例如，亦可設為如下構成，即，藉由複數個透鏡構成聚光光學系統530，並可藉由壓電元件等驅動元件使其中之一部分透鏡於光軸AX方向及相對於與光軸AX正交之平面之傾斜方向(tilt方向)上移動。於此情形時，可藉由使可動之透鏡於軸AX方向及傾斜方向之至少一方向上移動，而調整聚光光學系統530之光學特性。
此外，亦可代替上述計測裝置110，而如圖17所示般，將上述受光器96以CCD96a之受光面與平台12之其他部分成為同一平面(同一面)、或與平台12之其他部分共軛之方式配置於平台12之上表面。而且，亦可藉由該受光器96，例如計測加工面MP中之光束之強度分佈等。於此情形時，不僅可進行平台12停止之狀態下之計測，亦可進行一邊使平台12移動一邊計測光束之強度分佈之掃描計測，藉此可排除CCD或鏡面陣列之有限之像素數量之影響，而獲得正確之計測結果。藉由以此方式利用接收來自聚光光學系統530之光束之感測器計測光束之強度分佈，可進行亦加入了聚光光學系統530之熱像差等變 動因素之光束之強度分佈之管理。又，藉由進行根據該結果之調整，可將聚光光學系統530之加工面MP(像面等)中之光束之強度分佈精度良好地設定為所需狀態。
又，例如亦可使用美國專利申請公開第2002/0041377號公報所揭示之狹縫掃描型之空間圖像計測裝置作為計測裝置110。
如以上般，本實施形態之加工裝置100之較大之特徵在於：相較於使用習知之工具之工作機械，具備順應複數個便利性、實際之零件等之製造現場(加工現場)之要求之解決方案。
再者，於上述實施形態中，如下情形作為一例進行了說明：將彙集於托板之一定量設為1批次而以批次單位處理工件；但並不限於此，亦可逐一地處理工件。於此情形時，藉由搬送系統300，將自外部搬送系統接收之加工前之工件裝載於平台12上，將加工結束後之工件自平台上卸載，並交付至外部搬送系統。
再者，於上述實施形態中，對於使用具有複數個開口之透過型光罩作為光罩M之情形進行了說明，但亦可代替其而使用反射型光罩。
又，於上述實施形態中，以將來自照明光學系統520之光束照射至光罩M上之複數個開口中之至少一者之方式，使用光罩載台15使光罩M移動，但亦可使用第1鏡面陣列80，以照射光罩M上之複數個開口中之至少一者之方式進行控制。此時，光罩M可位置固定，亦可為能夠移動。於此情形時，藉由變更用於加工之開口，可變更聚光光學系統530之像面(加工面MP)中之光束之照射區域之大小、形狀，故而亦可將第1鏡面陣列80視為變更聚光光學系統530之像面(加工面MP)中之光束之強度分佈的機構之一部分。
又，於使用光罩M上之複數個開口之情形時(例如，於在像面(加工面MP)上形成複數個光束之照射區域之情形時，換言之，於在像面 (加工面MP)上形成複數個開口之圖像之情形)，亦可僅對包含該複數個開口之一部分區域照射光束。於此情形時，亦可對光罩M上彼此分離之複數個區域照射光束。
再者，於上述實施形態中，使用使具有可見區域~紅外區域之波長之光束產生者作為光源單元60，但亦可代替其而使用使具有紫外區域之波長之光束產生之準分子雷射等紫外光源、或使具有極紫外區域之波長之光束產生之X射線光源等。
再者，於上述實施形態中，對於使用第1、第2鏡面陣列80、78作為空間光調變器之情形進行了說明，但亦可代替其而使用將藉由MEMS技術而製作之數位微鏡裝置(Digital Microrairror Device：DMD(註冊商標))配置為複數個矩陣狀而成之大面積之數位鏡裝置。於此情形時，難以藉由編碼器等計測各鏡面元件之狀態(例如傾斜角)。於此情形時，亦可使用如下檢測系統，該檢測系統對該大面積之數位鏡裝置之表面照射檢測光，而接收來自構成數位鏡裝置之複數個鏡面元件之反射光，並根據該強度分佈，檢測各鏡面元件之狀態。於此情形時，檢測系統亦可為根據藉由拍攝手段拍攝由數位鏡裝置形成之圖像而獲得之圖像資訊而檢測複數個鏡面元件之各者之狀態者。又，可使用可主動地變更反射面之面形狀之適應性鏡面代替第1、第2鏡面陣列80、78，亦可使用可局部地主動變更折射率之透過光學構件代替第1、第2鏡面陣列80、78。
又，於上述實施形態中，對於將第1鏡面陣列80配置於照明光學系統520之光瞳位置或其附近之情形進行了說明，但第1鏡面陣列80亦可配置於與照明光學系統之被照射面(供光罩M配置之面)共軛之位置或其附近。又，於上述實施形態中，將第2鏡面陣列78配置於與照明光學系統之被照射面(供光罩M配置之面)共軛之位置或其附近，但第2鏡面陣列亦可配置於照明光學系 統之光瞳位置或其附近。
再者，於上述實施形態中，對於藉由第1、第2鏡面陣列80、78將光路彎曲90度之情形進行了說明，但藉由第1、第2鏡面陣列80、78之光路之彎曲角度並不限定於90度，例如可設為110~175度(入射光與射出光成5~80度之銳角)、或5~80度(入射光與射出光成120~175度之鈍角)等任意角度。
再者，於上述實施形態中，亦可設置檢測來自光源單元60之光束之強度之檢測器。例如，亦可於聚光光學系統530之上游使光束之一部分分支，並藉由檢測器接收不入射至聚光光學系統530之分支之光束。例如，可根據該檢測器之輸出求出入射至聚光光學系統530之光束之強度(能量)，故而亦可使用來自該檢測器之輸出，推測朝向加工面MP之光束之Z軸方向上之聚光位置(像面之Z軸方向上之位置)。而且，亦可使用該推測結果，以上述聚光位置(像面之Z軸方向上之位置)成為所需位置之方式控制聚光光學系統530。
再者，於上述實施形態之加工裝置100中，亦可例如與旋轉編碼器83p，q一併使用圖14中假想線所示之檢測系統89。作為該檢測系統89，可使用對第1鏡面陣列80之表面照射檢測光而接收來自構成第1鏡面陣列80之複數個鏡面元件81p，q之反射光並根據其強度分佈檢測各鏡面元件81p，q之狀態的檢測系統。作為檢測系統，例如可使用與美國專利第8,456,624號說明書所揭示者同樣之構成之系統。亦可與旋轉編碼器83i，j一併使用檢測系統89。
又，於上述實施形態中，對於使用可變更各鏡面元件81i，j或81p，q之反射面之相對於基準面之傾斜角度的類型之鏡面陣列78、80之情形進行了例示，但並不限於此，各鏡面元件亦可採用可相對於基準面傾斜且可於與基準面正交之方向上位移之構造之鏡面陣列。又，各鏡面元件亦可未必可相對於基準面傾斜。如此般，可於與基準面正交之方向上位移之鏡面陣列例如揭示於 美國專利第8,456,624號說明書。此外，各鏡面元件亦可採用可繞平行於基準面之彼此正交之2個軸旋轉(即可變更正交之2個方向之傾斜角度)之類型之鏡面陣列。如此般可變更正交之2個方向之傾斜角度之鏡面陣列例如揭示於美國專利第6,737,662號說明書。於該等情形時，亦可使用上述美國專利第8,456,624號說明書所揭示之檢測系統檢測各鏡面元件之狀態。
再者，亦可使用對鏡面陣列78或80之表面照射檢測光而接收來自分別構成鏡面陣列78、80之複數個鏡面元件81i，j或81p，q之反射光的檢測系統。或者，亦可將個別地檢測各鏡面元件之相對於基準面(基底)之傾斜角及間隔之感測器作為檢測系統設置於鏡面陣列(光學元件)。
再者，亦可無法控制(變更)入射至聚光光學系統530之複數個光束之全部之入射角度等。因此，於與上述實施形態同樣地使用鏡面陣列之情形等時，亦可不使所有鏡面元件均能夠變更反射面之狀態(反射面之位置及傾斜角度之至少一者)。或者，鏡面陣列可個別地變更複數個鏡面元件之反射面之狀態，亦可逐組地變更鏡面元件之反射面之狀態。於前者中亦包括控制裝置600逐組地變更鏡面元件之反射面之狀態之情形。
又，亦可使用以下所說明之空間光調變器(非發光型圖像顯示元件)代替上述實施形態之鏡面陣列。作為透過型空間光調變器，除透過型液晶顯示元件(LCD：Liquid Crystal Display)以外，還可列舉電子呈色顯示器(ECD)等為例。又，作為反射型空間光調變器，除上述微鏡陣列以外，還可列舉反射型液晶顯示元件、電泳顯示器(EPD：Electro Phonetic Display)、電子紙(或電子墨水)、光繞射型光閥(Grating Light Valve)、繞射光學元件(Diffractive Optical Element)等為例。
再者，於上述實施形態中，光束之剖面強度分佈可為2值之強度分佈，當然亦可為3值以上之多值之強度分佈。又，光束之強度分佈、光束之 剖面形狀(例如照明形狀)等亦可於其剖面上在具有對工件之加工有效之強度之範圍內規定。
又，於上述實施形態中，對於使照射至光罩M上之開口之光束之照度分佈成為均勻之分佈之情形進行了說明，但照射至光罩M上之開口之光束之照度分佈亦可為不均勻者。
又，如上所述，聚光光學系統530較理想為大口徑，但亦可使用數值孔徑NA小於0.5之聚光光學系統。又，亦可進行藉由液體將聚光光學系統530與作為被加工物之工件之間浸滿之液浸加工。於此情形時，聚光光學系統之數值孔徑NA亦可高於1.0。又，聚光光學系統530與工件之間之環境亦可為真空。
又，於上述實施形態中，亦可並不使聚光光學系統530之像差完全成為0，而設為殘存既定之像差量之狀態。
再者，於上述實施形態中，將控制裝置600控制第1載台系統200A、第2載台系統200B、搬送系統300、計測系統400及光束照射系統500之構成各部之情形作為一例進行了說明，但並不限於此，亦可藉由分別包含微處理器等處理裝置之複數個硬體而構成加工系統之控制裝置。於此情形時，可使第1載台系統200A、第2載台系統200B、搬送系統300、計測系統400及光束照射系統500之各者具備處理裝置，亦可為控制第1載台系統200A、第2載台系統200B、搬送系統300、計測系統400及光束照射系統500中之至少兩者之第1處理裝置與控制剩餘之系統之第2處理裝置之組合，或者還可為控制上述5個系統中之3個之第1處理裝置與個別地控制剩餘2個系統之第2及第3處理裝置之組合。於任一情形時，各處理裝置均承擔上述控制裝置600之一部分功能。或者，亦可藉由複數個微處理器等處理裝置、及統括地管理該等處理裝置之主電腦，而構成加工系統之控制裝置。
再者，加工裝置100亦可不具備計測系統400。
又，於上述實施形態中，亦可於加工時，對工件上之雷射光束之照射部分供給氣體。該氣體可為空氣，亦可為氧氣，還可為氮氣。
上述實施形態之複數個構成要件可適當組合。因此，亦可不使用上述複數個構成要件中之一部分。
[產業上之可利用性]
如以上所說明般，本發明之加工裝置及加工方法適於工件之加工。
100‧‧‧加工裝置
200A‧‧‧第1載台系統
200B‧‧‧第2載台系統
300‧‧‧搬送系統
400‧‧‧計測系統
500‧‧‧光束照射系統
600‧‧‧控制裝置
610‧‧‧運算處理部
620‧‧‧上位系統協作部
630‧‧‧配方製作部

Claims (35)

  1. 一種加工裝置，其係對工件照射光束而進行加工者，其具備：第1保持系統，其具有載置上述工件之第1保持構件，且使保持於上述第1保持構件之工件移動；光束照射系統，其包含射出上述光束之聚光光學系統；及控制裝置；一邊使上述第1保持構件與來自上述聚光光學系統之光束相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工，且可變更上述聚光光學系統之射出面側之第1面上之上述光束之強度分佈、及上述聚光光學系統之光軸方向之位置與上述第1面不同的第2面上之上述光束之強度分佈；上述光束照射系統具有可變更上述聚光光學系統之光瞳面上之光束之剖面強度分佈的光學元件；藉由使用上述光學元件來變更上述聚光光學系統之光瞳面上之光束之剖面強度分佈，可變更上述第2面上之上述光束之強度分佈；藉由上述光學元件進行之上述光瞳面上之光束之剖面強度分佈的變更，包括上述光瞳面上之光束之剖面形狀之變更與位置之變更中的至少一者。
  2. 如請求項1所述之加工裝置，其中上述強度分佈之變更包括自第1狀態至第2狀態之變更，該第2狀態係上述第1面上之上述光束之強度分佈、及上述第2面上之上述光束之強度分佈之至少一者與上述第1狀態不同。
  3. 如請求項2所述之加工裝置，其中上述第1狀態下之上述第1面上之上述光束之強度分佈與上述第2狀態下之上述第1面上之上述光束之強度分佈不同。
  4. 如請求項2所述之加工裝置，其中上述第1狀態下之上述第1面上 之上述光束之強度分佈與上述第2狀態下之上述第1面上之上述光束之強度分佈相同，且上述第1狀態下之上述第1面上之上述光束之強度分佈與上述第2狀態下之上述第2面上之上述光束之強度分佈不同。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述第1面及上述第2面垂直於上述光軸。
  6. 如請求項2至4中任一項所述之加工裝置，其可進行複數種雷射加工，且於上述第1狀態下進行之第1雷射加工與於上述第2狀態下進行之第2雷射加工為相同種類。
  7. 如請求項2至4中任一項所述之加工裝置，其中於上述第1狀態下進行之第1雷射加工與於上述第2狀態下進行之第2雷射加工為不同種類。
  8. 如請求項6所述之加工裝置，其中於對上述工件實施在上述第1狀態下進行之上述第1雷射加工後，對上述工件實施在上述第2狀態下進行之上述第2雷射加工。
  9. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述第1保持系統可使上述工件於包含在既定平面內彼此交叉之第1、第2方向及與上述既定平面正交之第3方向之至少3個自由度方向上移動。
  10. 如請求項9所述之加工裝置，其中上述第1保持系統包含使上述第1保持構件移動之驅動系統、及可計測上述第1保持構件之至少上述3個自由度方向上之位置資訊之第1計測裝置。
  11. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述第1面上之上述強度分佈之變更伴隨著上述第1面上之上述光束之照射區域之位置、上述第1面上之上述照射區域之大小、及上述第1面上之上述照射區域之形狀之至少 一者之變更。
  12. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述第2面上之上述強度分佈之變更伴隨著上述第2面上之上述光束之照射區域之位置、上述第2面上之上述照射區域之大小、及上述第2面上之上述照射區域之形狀之至少一者之變更。
  13. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述光學元件藉由變更上述光瞳面之共軛面上之光束之剖面強度分佈，而變更上述光瞳面上之剖面強度分佈。
  14. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述光學元件藉由變更上述光瞳面之共軛面上之光束之剖面形狀與位置中的至少一者，而變更上述光瞳面上之剖面形狀與位置中的至少一者。
  15. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中於上述光瞳面上之規定剖面形狀之區域內，上述光束具有可藉由上述光束對上述工件之照射進行加工之強度。
  16. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述光學元件可設定相對於上述光瞳面之中心1次旋轉對稱之剖面形狀。
  17. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述剖面形狀係於由上述光瞳面上通過上述光瞳面之中心之第1假想軸線分割為二之2個區域之一者規定。
  18. 如請求項17所述之加工裝置，其中上述剖面形狀係於由上述第1假想軸線、及上述光瞳面上通過上述光瞳面之中心且與上述第1假想軸線正交之第2假想軸線規定的4個象限中之1個象限內規定。
  19. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述剖面形狀之邊緣之一部分與上述光瞳面上通過上述光瞳面之中心之第1假想軸線之至少一 部分一致。
  20. 如請求項19所述之加工裝置，其中上述剖面形狀之邊緣之另一部分與上述光瞳面上通過上述光瞳面之中心且與上述第1假想軸線正交之第2假想軸線之至少一部分一致。
  21. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述光瞳面上規定上述剖面形狀之邊緣之至少一部分係直線狀之邊緣。
  22. 如請求項21所述之加工裝置，其中上述直線狀之邊緣與上述光瞳面上通過上述光瞳面之中心之第1假想軸線之至少一部分一致。
  23. 如請求項22所述之加工裝置，其中上述直線狀之邊緣與上述光瞳面上通過上述光瞳面之中心且與上述第1假想軸線正交之第2假想軸線之至少一部分一致。
  24. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其可使用上述光學元件，設定圓形、半圓形、及四分之一圓形中之至少一者作為上述剖面形狀。
  25. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中以僅將通過由上述光瞳面上通過上述光瞳面之中心之第1假想軸線分割為二之2個區域中之一個區域的光束照射至上述第1面之方式，使用上述光學元件設定上述光瞳面上之剖面強度分佈。
  26. 如請求項25所述之加工裝置，其中以僅將通過由上述第1假想軸線、及上述光瞳面上通過上述光瞳面之中心且與上述第1假想軸線正交之第2假想軸線規定之4個象限中之1個象限的光束照射至上述第1面之方式，使用上述光學元件設定上述光瞳面上之剖面強度分佈。
  27. 如請求項17所述之加工裝置，其中一邊使上述工件與上述光束於與上述聚光光學系統之光軸正交之掃描方向上相對地移動一邊對上述目標部位進行加工，且 上述第1假想軸線對應於上述掃描方向、或與上述光軸及上述掃描方向正交之非掃描方向。
  28. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中根據上述加工之種類，而設定上述光瞳面上之強度分佈。
  29. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述第1面係上述聚光光學系統之後側焦點面。
  30. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其中上述第1面係上述聚光光學系統之像面。
  31. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其進而具備支承上述第1保持系統之基座構件，且上述第1保持系統係以氣浮方式或磁浮方式被懸浮支承於上述基座構件上。
  32. 如請求項1至4中任一項所述之加工裝置，其進而具備計測系統，該計測系統用以藉由上述第1保持系統以可移動之狀態獲取上述工件之位置資訊，且上述控制裝置根據對於工件之加工資訊、及使用上述計測系統獲取之上述工件之位置資訊，控制上述第1保持系統及光束照射系統。
  33. 如請求項32所述之加工裝置，其中上述計測系統可計測上述工件之對象面之三維形狀。
  34. 如請求項32所述之加工裝置，其中上述控制裝置根據上述計測系統之計測結果，調整上述聚光光學系統之射出面側之垂直於光軸之第1面上之上述光束之強度分佈。
  35. 一種加工方法，其係對工件照射光束而進行加工之加工方法，其包括： 將工件保持於第1保持構件；及一邊使自包含聚光光學系統之光束照射部射出之光束與保持有上述工件之第1保持構件相對移動，一邊對上述工件之目標部位進行加工；且變更上述聚光光學系統之射出面側之第1面上之上述光束之強度分佈、及上述聚光光學系統之光軸方向之位置與上述第1面不同的第2面上之上述光束之強度分佈；上述第2面上之上述光束之強度分佈之變更，係藉由變更上述聚光光學系統之光瞳面上之光束之剖面強度分佈來進行；上述光瞳面上之光束之剖面強度分佈的變更，包括上述光瞳面上之光束之剖面形狀之變更與位置之變更中的至少一者。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6959073B2 (ja) * 2017-08-30 2021-11-02 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6570592B2 (ja) * 2017-09-29 2019-09-04 株式会社牧野フライス製作所 工作機械の機上測定方法および制御装置
CN109623172B (zh) * 2019-01-31 2020-10-23 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种滤光片的激光切割方法及装置
CN118789112A (zh) * 2019-03-13 2024-10-18 株式会社 尼康 加工系统以及加工方法
KR20200111421A (ko) * 2019-03-19 2020-09-29 삼성전자주식회사 레이저 장치 및 이를 이용한 기판 다이싱 장치 및 방법
JP7428492B2 (ja) * 2019-08-26 2024-02-06 株式会社ミツトヨ 検査方法および補正方法
CN111650034B (zh) * 2020-06-24 2023-06-27 湖北工程学院 一种载流摩擦磨损试验机及试验系统
JP2022065259A (ja) * 2020-10-15 2022-04-27 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN116583764A (zh) * 2020-12-14 2023-08-11 Asml荷兰有限公司 微反射镜阵列
JP2023124519A (ja) * 2022-02-25 2023-09-06 住友重機械工業株式会社 アクチュエータ、ステージ装置、露光装置、検査装置
DE102022134959A1 (de) * 2022-12-29 2024-07-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren zum laserbasierten Materialabtrag mit definiertem Kantenwinkel
US12090590B1 (en) 2023-10-10 2024-09-17 Wuxi Xivi Science And Technology Co., Ltd. Six-degree-of-freedom air-floating moving apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10314965A (ja) * 1997-05-14 1998-12-02 Nikon Corp 光加工装置および光加工方法
JP2003334674A (ja) * 2002-03-13 2003-11-25 Sony Corp レーザ加工方法
TW200928601A (en) * 2007-08-24 2009-07-01 Nikon Corp Movable body drive method and movable body drive system, pattern formation method and apparatus, and device manufacturing method

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07185863A (ja) * 1993-12-28 1995-07-25 Nikon Corp レーザ加工装置
JPH1062157A (ja) * 1996-08-13 1998-03-06 Kubota Corp 円形ワークにおける形状認識方法およびその装置
JPH10293220A (ja) * 1997-04-19 1998-11-04 Taiyo Yuden Co Ltd 光導波路の製造方法及びその装置
JP3348345B2 (ja) * 1997-08-29 2002-11-20 株式会社豊田中央研究所 レーザによる溝加工方法
JP2000071086A (ja) 1998-08-31 2000-03-07 Yasuoka:Kk レーザ光による形状加工方法及び装置
JP3469111B2 (ja) * 1998-12-21 2003-11-25 シャープ株式会社 光導波路素子の加工方法
JP4590660B2 (ja) * 1999-08-26 2010-12-01 日本ビクター株式会社 光ピックアップ装置
AU5653699A (en) 1999-09-20 2001-04-24 Nikon Corporation Parallel link mechanism, exposure system and method of manufacturing the same, and method of manufacturing devices
JP3429463B2 (ja) * 1999-10-22 2003-07-22 サンクス株式会社 レーザマーカ
US20020041377A1 (en) 2000-04-25 2002-04-11 Nikon Corporation Aerial image measurement method and unit, optical properties measurement method and unit, adjustment method of projection optical system, exposure method and apparatus, making method of exposure apparatus, and device manufacturing method
JP3686317B2 (ja) 2000-08-10 2005-08-24 三菱重工業株式会社 レーザ加工ヘッド及びこれを備えたレーザ加工装置
US6737662B2 (en) 2001-06-01 2004-05-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method, device manufactured thereby, control system, computer program, and computer program product
FI112279B (fi) * 2001-11-21 2003-11-14 Mapvision Oy Ltd Menetelmä vastinpisteiden määrittämiseksi
US20040089642A1 (en) * 2002-01-15 2004-05-13 Christensen C. Paul Method and system for laser marking a gemstone
US7009717B2 (en) 2002-08-14 2006-03-07 Metris N.V. Optical probe for scanning the features of an object and methods therefor
ES2358102T3 (es) * 2002-10-16 2011-05-05 Bioject, Inc. Conjunto de cartucho para medicamentos y procedimiento de fabricación.
JP2005279659A (ja) * 2004-03-26 2005-10-13 Toshiba Corp レーザマーキング方法、レーザマーキング装置、マーク読取方法
CN100510785C (zh) * 2005-06-03 2009-07-08 索尼株式会社 蝇眼透镜片及制造方法、透射型屏幕、背投型图像显示装置
JP4879619B2 (ja) 2006-03-20 2012-02-22 オリンパス株式会社 レーザ加工装置
WO2009145048A1 (ja) 2008-05-28 2009-12-03 株式会社ニコン 空間光変調器の検査装置および検査方法、照明光学系、照明光学系の調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法
EP2202580B1 (en) * 2008-12-23 2011-06-22 Carl Zeiss SMT GmbH Illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus
DE102009050638B4 (de) * 2009-10-20 2012-04-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur Laserbearbeitung von Werkstücken
WO2011096562A1 (ja) * 2010-02-08 2011-08-11 三菱電機株式会社 制御装置およびレーザ加工機
CN103229018A (zh) 2010-10-27 2013-07-31 株式会社尼康 形状测定装置、结构的制造方法以及结构制造系统
JP4891445B1 (ja) 2011-03-17 2012-03-07 パナソニック電工株式会社 超精密複合加工装置および超精密複合加工方法
JP5860228B2 (ja) * 2011-06-13 2016-02-16 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP5931537B2 (ja) * 2012-03-28 2016-06-08 東レエンジニアリング株式会社 レーザの光軸アライメント方法およびそれを用いたレーザ加工装置
JP6099908B2 (ja) 2012-09-13 2017-03-22 キヤノン株式会社 ２次元アブソリュートエンコーダおよびスケール
JP2014133248A (ja) 2013-01-10 2014-07-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 三次元レーザ加工機
EP2883647B1 (de) * 2013-12-12 2019-05-29 Bystronic Laser AG Verfahren zur Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung
JP6439297B2 (ja) 2014-07-04 2018-12-19 富士電機株式会社 不純物導入方法、不純物導入装置及び半導体素子の製造方法
CN111054920B (zh) * 2014-11-14 2022-09-16 株式会社尼康 造形装置及造形方法
WO2016075802A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 株式会社ニコン 造形装置及び造形方法
WO2016075803A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 株式会社ニコン 造形装置及び造形方法
DE102015201689A1 (de) 2015-01-30 2016-08-04 Mahle International Gmbh Vorrichtung zum Laserstrukturieren von Naben von Ventiltriebbauteilen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10314965A (ja) * 1997-05-14 1998-12-02 Nikon Corp 光加工装置および光加工方法
JP2003334674A (ja) * 2002-03-13 2003-11-25 Sony Corp レーザ加工方法
TW200928601A (en) * 2007-08-24 2009-07-01 Nikon Corp Movable body drive method and movable body drive system, pattern formation method and apparatus, and device manufacturing method

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