WO2021014816A1 - 加工装置 - Google Patents

Abstract

露光装置１は、光学ユニット３０と、基板５０を光学ユニット３０に対して相対移動させる移動ユニット２０と、を備え、光学ユニット３０は、検査光Ｌ_ｉを出射する光源３１と、検査光Ｌ_ｉを基板５０の表面に集光する集光レンズ３３と、検査光Ｌ_ｉが基板５０の表面で反射した反射光Ｌ_ｒに基づいて、基板５０の表面での検査光Ｌ_ｉの合焦状態を検出する検出手段３４～３７と、を含み、露光装置１は、水平方向に基板５０を相対移動させている際の検出手段３４～３７の検出結果に基づいて、基板５０の表面における所定量よりも大きな変位の有無を判定する判定部４２と、を含んでいる。

Description

加工装置

　本発明は、加工装置に関するものである。
　文献の参照による組み込みが認められる指定国については、２０１９年７月２４日に日本国に出願された特願２０１９－１３５９８４に記載された内容を参照により本明細書に組み込み、本明細書の記載の一部とする。

　半導体レーザーから出射されたレーザービームを対象物の表面で走査させることによって、対象物上に画像を直接描画する画像形成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平５－１９１６０４号公報

　しかしながら、対象物の表面には、異物、傷、又は意図的に形成した凹凸などに起因する変位が存在するため、直接描画型の画像形成装置を用いる場合に、対象物の表面の変位によってワークの表面とレーザービームの焦点が合わず、目的とする描画パターンの解像度を確保できない場合がある。

　そのため、描画工程の前に、レジスト層の表面形状を予め測定しておき、当該測定した形状に追従するようにレーザービームの焦点位置を設定してからワークの加工をしている。しかしながら、ワークの加工時には、振動等によって予め測定した表面形状とズレが生じてしまい、ワークの表面に焦点が合わず、描画パターンの解像度を確保できなくなってしまう場合があった。

　本発明が解決しようとする課題は、ワークの表面を加工しながら、ワークの表面上に存在する異物やワーク表面の傷をリアルタイムに検知することができる加工装置を提供することである。

［１］本発明に係る加工装置は、光学ユニットと、ワークを前記光学ユニットに対して相対移動させる移動ユニットと、を備え、前記光学ユニットは、加工光を前記ワークの表面に照射する加工用光源と、検査光を出射する検査用光源と、前記検査光を前記ワークの表面に集光するレンズと、前記検査光が前記ワークの表面で反射した反射光に基づいて、前記ワークの表面での前記検査光の合焦状態を検出する検出手段と、を含み、加工装置は、前記ワークの平面方向に対して実質的に平行な平面方向に前記ワークを相対移動させている際の前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークの表面における所定量よりも大きな変位の有無を判定する判定手段をさらに備える加工装置である。

［２］上記発明において、前記加工用光源は、前記検査光と同軸の前記加工光を出射してもよい。

［３］上記発明において、前記検査用光源は、第１の波長を有する第１の検査光を出射する第１の検査用光源を含み、前記検出手段は、前記第１の検査光が前記ワーク上で反射した第１の反射光に基づいて、前記ワークの表面からの前記第１の検査光の焦点の第１のズレ量を算出し、前記判定手段は、前記第１のズレ量に基づいて、前記ワークの表面に前記変位が有ると判定してもよい。

［４］上記発明において、前記判定手段は、前記第１のズレ量、又は、前記第１のズレ量の微分値が所定値以上である場合に、前記ワークの表面に前記変位が有ると判定してもよい。

［５］上記発明において、前記加工装置は、前記検査光を前記ワークの表面で合焦させる合焦手段と、前記合焦手段の動作を制限する制限手段と、をさらに備え、前記検査用光源は、前記第１の検査光と同軸であると共に、第２の波長を有する第２の検査光を出射する第２の検査用光源を含み、前記検出手段は、前記第２の検査光が前記ワーク上で反射した第２の反射光に基づいて、前記ワークの表面からの前記第２の検査光の焦点の第２のズレ量を算出し、前記合焦手段は、前記第２のズレ量に基づいて、前記第２の検査光を前記ワークの表面で合焦させ、前記判定手段は、前記第１のズレ量に基づいて、前記制限手段により前記合焦手段の動作を制限させ、又は、前記制限手段に前記合焦手段の動作の制限のための準備をさせてもよい。

［６］上記発明において、前記第１の波長は、前記第２の波長よりも長い波長であってもよい。

［７］上記発明において、前記第１の波長は、前記第２の波長と実質的に同一の波長であってもよい。

［８］上記発明において、前記合焦手段は、前記移動ユニットであり、前記移動ユニットは、前記第２のズレ量に基づいて、前記平面方向に対して実質的に垂直な垂直方向に前記ワークを相対移動させ、前記制限手段は、前記ワークの前記垂直方向の相対移動を制限してもよい。

［９］上記発明において、前記検出手段は、前記反射光を受光する受光素子と、前記反射光の光路上で前記受光素子と隣り合うように配置されたシリンドリカルレンズと、前記反射光の光路上で前記シリンドリカルレンズと隣り合うように配置された集光レンズと、前記集光レンズを前記シリンドリカルレンズに接近又は離遠させるように移動させるアクチュエータと、を含んでいてもよい。

　本発明に係る加工装置では、ワークを光学ユニットに対して相対移動させながら、ワークの表面での検査光の合焦状態の検出結果に基づいて、ワークの表面における所定量よりも大きな変位の有無を判定する。これにより、本発明では、ワークの表面を加工しながら、ワークの表面上に存在する異物やワーク表面の傷をリアルタイムに検知することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態における露光装置を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態における移動ユニットの構成を示す図である。 図３は、本発明の実施形態における光学ユニットの構成を示す図である。 図４（ａ）～図４（ｃ）は、本発明の実施形態における受光素子上の反射光の形状を示す図である。 図５は、本発明の実施形態において基板上に照射された検査光及び加工光の被照射領域を示す平面図である。 図６は、本発明の実施形態における制御システムの構成を示すブロック図である。 図７（ａ）～図７（ｄ）は、本発明の実施形態における基板の表面の変位の検出方法の説明図である。

　以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

　図１は本実施形態における露光装置を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態における移動ユニットの構成を示す図であり、図３は本実施形態における光学ユニットの構成を示す図であり、図４は本実施形態における制御システムの構成を示すブロック図であり、図５（ａ）～図５（ｃ）は本実施形態における受光素子上の反射光の形状を示す図である。

　本実施形態における露光装置１は、マスク（又はレチクル）等を介することなく、基板５０に加工光を直接的に照射する直接描画型の露光装置である。基板５０の表面には化学増幅型のレジスト層５１が形成されており、露光装置１はレジスト層５１の上に加工光を連続的に照射しながら走査して、レジスト層５１を現像することで基板５０の表面にパターンを描画する。

　この露光装置１は、パターンを描写しながら、リアルタイムにレジスト層５１の表面の変位を検出し、当該変位に加工光の焦点を追従させることで加工光をレジスト層５１の表面に合焦させながら描画を行う。本実施形態における露光装置１が本実施形態における「加工装置」の一例に相当し、本実施形態におけるレジスト層５１を有する基板５０が本実施形態における「ワーク」の一例に相当する。

　露光装置１は、図１～図４に示すように、ステージ１０と、移動ユニット２０と、光学ユニット３０と、制御システム４０と、を備えている。本実施形態における移動ユニット２０が本実施形態における「移動ユニット」及び「合焦手段」の一例に相当し、本実施形態における光学ユニット３０が本実施形態における「光学ユニット」の一例に相当する。

　ステージ１０は、露光対象の基板５０が載置されて当該基板５０を保持するための台である。本実施形態では、ステージ１０は固定されているが、これに限定されない。このステージ１０は、基板５０を保持する保持板１１と、当該保持板１１を支持する脚部１２と、を備えている。特に図示しないが、保持板１１には、基板５０を吸着保持する吸着機構が埋設されており、この吸着機構により基板５０が保持板１１に固定されている。なお、本実施形態では、吸着機構は保持板１１に埋設されているが、これに限定されず、吸着機構が保持板１１と基板５０との間に配置されていてもよい。

　移動ユニット２０は、光学ユニット３０を水平方向（図中のＸＹ方向）及び垂直方向（図中のＺ方向）に移動させるユニットである。本実施形態では、移動ユニット２０は、基板５０の表面において、露光すべきパターンに沿って光学ユニット３０を走査させる。すなわち、本実施形態の露光装置１では、走査方式としてベクタースキャン方式を採用している。なお、走査方式はベクタースキャンのみに限定されず、例えば、ラスタースキャンを用いてもよいが、方向性が無いベクタースキャンを用いることがより好ましい。

　移動ユニット２０は、図２に示すように、Ｙ軸移動機構２１と、Ｘ軸移動機構２２と、Ｚ軸移動機構２３と、を備えている。

　Ｙ軸移動機構２１は、Ｘ軸移動機構２２をＹ方向に移動させる機構であり、一対のＹ軸レール２１１と、ガントリ２１２と、Ｙ軸アクチュエータ２１３と、Ｙ軸センサ２１４と、を備えている。

　一対のＹ軸レール２１１は、Ｙ方向に沿ってステージ１０上に固定されている。ガントリ２１２はこのＹ軸レール２１１にスライド可能に設けられている。このガントリ２１２は、Ｙ軸レール２１１上に設けられた一対の柱状の支持部２１２ａと、一対の支持部２１２ａを連結している連結部２１２ｂを有している。

　Ｙ軸アクチュエータ２１３は、ガントリ２１２を移動（スライド）させることができ、Ｙ軸センサ２１４は、ガントリ２１２の位置を検出することができる。特に限定されないが、Ｙ軸アクチュエータ２１３の一例としては、ボールネジ機構を備えた電動モータ等を例示することができ、Ｙ軸センサ２１４の一例としては、ロータリエンコーダやリニアエンコーダ等を例示することができる。

　Ｘ軸移動機構２２は、Ｚ軸移動機構２３をＸ方向に移動させる機構であり、ガントリ２１２の連結部２１２ｂに設けられている。このＸ軸移動機構２２は、Ｘ軸レール２２１と、Ｘ軸ステージ２２２と、Ｘ軸アクチュエータ２２３と、Ｘ軸センサ２２４と、を備えている。

　Ｘ軸レール２２１は、Ｘ方向に沿って連結部２１２ｂに固定されている。Ｘ軸ステージ２２２は、Ｘ軸レール２２１にスライド可能に設けられている。Ｘ軸アクチュエータ２２３は、Ｘ軸ステージ２２２を移動（スライド）させることができ、Ｘ軸センサ２２４は、Ｘ軸ステージ２２２の位置を検出することができる。特に限定されないが、Ｘ軸アクチュエータ２２３としてＹ軸アクチュエータ２１３と同様のアクチュエータを用いることができ、Ｘ軸センサ２２４としてＹ軸センサ２１４と同様のセンサを用いることができる。

　Ｚ軸移動機構２３は、Ｘ軸ステージ２２２上に設けられており、Ｚ軸レール２３１と、Ｚ軸アクチュエータ２３３と、Ｚ軸センサ２３４と、を備えている。

　Ｚ軸レール２３１は、Ｚ方向に沿ってＸ軸ステージ２２２上に固定されている。光学ユニット３０は、Ｚ軸レール２３１にスライド可能に設けられている。Ｚ軸アクチュエータ２３３は、光学ユニット３０を移動（スライド）させることができ、Ｚ軸センサ２３４は、光学ユニット３０の位置を検出することができる。特に限定されないが、Ｚ軸アクチュエータ２３３としてＹ軸アクチュエータ２１３と同様のアクチュエータを用いることができ、Ｚ軸センサ２３４としてＹ軸センサ２１４と同様のセンサを用いることができる。

　また、本実施形態の移動ユニット２０は、上記の基板５０を相対移動させる機能に加えて、光学ユニット３０の合焦機能を有している。具体的には、この移動ユニット２０は、光学ユニット３０からの出力（後述）に基づいて、集光レンズ３３（後述）の焦点位置を基板５０の表面上に一致させるように、光学ユニット３０をＺ軸方向に移動させる。

　なお、本実施形態では、ステージ１０を固定して移動ユニット２０によって光学ユニット３０を移動させることで、基板５０を光学ユニット３０に対して相対移動させているが、特にこれに限定されない。ステージ１０の保持板１１を移動可能とし、光学ユニット３０を固定して基板５０をＸＹＺ方向に移動させることで、光学ユニット３０に対して基板５０を相対移動させてもよい。或いは、ステージ１０の保持板１１及び光学ユニット３０の双方を移動可能とすることで、基板５０を光学ユニット３０に対して相対移動させてもよい。

　光学ユニット３０は、図３に示すように、光源３１と、コリメータレンズ３２と、集光レンズ３３と、を有している。本実施形態における光源３１が本発明における「検査用光源」、「加工用光源」、「第１の検査用光源」、及び「第２の検査用光源」の一例に相当し、本実施形態における集光レンズ３３が本発明における「レンズ」の一例に相当する。

　本実施形態において、光源３１は、検査光Ｌ_ｉと加工光Ｌ_ｍを基板５０の表面に向かって出射する。本実施形態における検査光Ｌ_ｉが本発明における「検査光」の一例に相当し、本実施形態における加工光Ｌ_ｍが本発明における「加工光」の一例に相当する。

　光源３１は、複数のＬＤから構成されており、当該複数のＬＤは、相互に異なる波長を有する光を出射することが可能となっている。なお、本実施形態の光源３１はＬＤから構成されているが、これに限定されず、例えば、ＬＤに代えて白色ＬＥＤ等から構成されていてもよい。

　加工光Ｌ_ｍは、基板５０の表面の加工（露光）に用いられる光である。本実施形態では、この加工光Ｌ_ｍは、レジスト層５１を形成するレジスト材料を感光させることができる光から構成されている。加工光Ｌ_ｍは、特に限定されないが、本実施形態では単一の光から構成されている。

　これに対し、検査光Ｌ_ｉは、基板５０の表面の変位の測定に用いられる光である。本実施形態では、この検査光Ｌ_ｉは、レジスト材料を感光させることがない光から構成されている。本実施形態の露光装置１は、検査光Ｌ_ｉ（具体的には、後述の検査光Ｌ_ｉ３）の反射光Ｌ_ｒ（後述）に基づいて、加工光Ｌ_ｍのフォーカスを行う。

　この検査光Ｌ_ｉは、本実施形態において、第１の検査光Ｌ_ｉ１と、第２の検査光Ｌ_ｉ２と、第３の検査光Ｌ_ｉ３と、を含んでいる。第１～第３の検査光Ｌ_ｉ１～Ｌ_ｉ３は、いずれも同軸の光であり、すなわち、光軸が一致している。また、この第１～第３の検査光Ｌ_ｉ１～Ｌ_ｉ３は、いずれも、上記の加工光Ｌ_ｍとも同軸の光であり、すなわち、光軸が一致している。

　この第１～第３の検査光Ｌ_ｉ１～Ｌ_ｉ３は、いずれも、上記の加工光Ｌ_ｍの波長λ_ｍよりも長い波長λ_１～λ_３を有している。また、第１～第３の検査光Ｌ_ｉ１～Ｌ_ｉ３は、相互に異なる波長を有しており、第１の検査光Ｌ_ｉ１の波長λ_１が第２の検査光Ｌ_ｉ２の波長λ_２よりも大きく、第２の検査光Ｌ_ｉ２の波長λ_２が第３の検査光Ｌ_ｉ３の波長λ_３よりも大きくなっている（λ_１＞λ_２＞λ_３＞λ_ｍ）。

　特に限定されないが、波長λ_１～λ_３，λ_ｍの具体例としては、第１の検査光Ｌ_ｉ１の波長λ_１が７６５μｍであり、第２の検査光Ｌ_ｉ２の波長λ_２が５３２μｍであり、第３の検査光Ｌ_ｉ３の波長λ_３が４０５μｍであり、加工光Ｌ_ｍの波長λ_ｍが２６６μｍである。

　また、光学ユニット３０は、第１の検査光Ｌ_ｉ１の合焦状態を検出するために、第１のビームスプリッタ３４ａと、第１の集光レンズ３５ａと、第１のシリンドリカルレンズ３６ａと、第１の受光素子３７ａと、を有している。また、光学ユニット３０は、第２の検査光Ｌ_ｉ２の合焦状態を検出するために、第２のビームスプリッタ３４ｂと、第２の集光レンズ３５ｂと、第２のシリンドリカルレンズ３６ｂと、第２の受光素子３７ｂと、を有している。さらに、光学ユニット３０は、第３の検査光Ｌ_ｉ３の合焦状態を検出するために、第３のビームスプリッタ３４ｃと、第３の集光レンズ３５ｃと、第３のシリンドリカルレンズ３６ｃと、第３の受光素子３７ｃと、を有している。

　以下、第１～第３のビームスプリッタ３４ａ～３４ｃを「ビームスプリッタ３４」と総称し、第１～第３の集光レンズ３５ａ～３５ｃを「集光レンズ３５」と総称し、第１～第３のシリンドリカルレンズ３６ａ～３６ｃを「シリンドリカルレンズ３６」と総称し、第１～第３の受光素子３７ａ～３７ｃを「受光素子３７」と総称することもある。また、本実施形態におけるビームスプリッタ３４と集光レンズ３５とシリンドリカルレンズ３６と受光素子３７が、本発明における「検出手段」の一例に相当する。

　なお、光源３１、コリメータレンズ３２、集光レンズ３３、ビームスプリッタ３４、シリンドリカルレンズ３６、及び、受光素子３７は、光学ユニット３０の筐体３８（図１参照）に固定されており、集光レンズ３５は、後述のアクチュエータ３５１ａ～３５１ｃを介して光学ユニット３０の筐体３８に支持されている。

　露光装置１は、光学ユニット３０を移動ユニット２０によって基板５０に対して相対移動させながら、検査光Ｌ_ｉと加工光Ｌ_ｍを基板５０の表面に照射する。このとき、光源３１から出射された検査光Ｌ_ｉ及び加工光Ｌ_ｍは、コリメータレンズ３２によって平行光にされる。平行光にされた検査光Ｌ_ｉ及び加工光Ｌ_ｍは、第１～第３のビームスプリッタ３４ａ～３４ｃを透過し、集光レンズ３３によって集光されて基板５０の表面で結像する。このように本実施形態の光学ユニット３０では、検査光Ｌ_ｉと加工光Ｌ_ｍとが同一のレンズを通過するＴＴＬ（Through the Lens）方式を採用している。

　本実施形態では、検査光Ｌ_ｉと加工光Ｌ_ｍとが同一の光学系を利用していることで、加工用の光学ユニットとは別に変位検出装置を備える露光装置と比較して、より精度よく変位の検出が可能となる。さらに、検査光Ｌ_ｉと加工光Ｌ_ｍとが同一の光学系を利用していることで、加工光Ｌ_ｍに対する検査光Ｌ_ｉの方向性が無くなるので、ベクタースキャンのような加工用の光学ユニットの走査方向の自由度が高い描画方法に対応することができる。

　基板５０の表面に入射した検査光Ｌ_ｉの一部は、反射され反射光Ｌ_ｒとなる。この反射光Ｌ_ｒは、第１の検査光Ｌ_ｉ１が反射した第１の反射光Ｌ_ｒ１と、第２の検査光Ｌ_ｉ２が反射した第２の反射光Ｌ_ｒ２と、第３の検査光Ｌ_ｉ３が反射した第３の反射光Ｌ_ｒ３と、を含んでいる。第１～第３の反射光Ｌ_ｒ１～Ｌ_ｒ３は、集光レンズ３３に再度入射し平行光とされる。

　第１の反射光Ｌ_ｒ１は、第１のビームスプリッタ３４ａにおいて反射され、第１の集光レンズ３５ａ及び第１のシリンドリカルレンズ３６ａを透過して受光素子３７ａに入射する。なお、第１のビームスプリッタ３４ａは、波長λ_１の光のみを反射するように調整されており、本実施形態では、第１の反射光Ｌ_ｒ１のみを反射し、第２及び第３の反射光Ｌ_ｒ２，Ｌ_ｒ３は反射しない。特に限定されないが、第１のビームスプリッタ３４ａに代えてダイクロイックミラーを用いてもよい。

　図４（ａ）～図４（ｃ）に示すように、第１の受光素子３７ａは、受光面に４分割フォトダイオード３７１を有しており、第１の反射光Ｌ_ｒ１はこの４分割フォトダイオード３７１に集光する。この４分割フォトダイオード３７１に集光した第１の反射光Ｌ_ｒ１には、シリンドリカルレンズ３６ａにより非点収差が生じている。

　非点収差が生じた結果、基板５０の表面が集光レンズ３３の焦点位置（検査光Ｌ_ｉ１の焦点位置）よりも集光レンズ３３から遠い場合は、図４（ａ）に示すような、縦長の楕円が４分割フォトダイオード３７１上に形成される。また、集光レンズ３３の焦点位置と基板５０の表面が一致している場合は、図４（ｂ）に示す円が４分割フォトダイオード３７１上に形成される。また、基板５０の表面が集光レンズ３３の焦点位置よりも集光レンズ３３に近い場合は、図４（ｃ）に示す横長の楕円が４分割フォトダイオード３７１上に形成される。

　第１の受光素子３７ａは、図４（ａ）～図４（ｃ）に示す第１の反射光Ｌ_ｒ１の形状の情報をフォーカス誤差信号に変換し、制御システム４０（図３参照）に出力する。フォーカス誤差信号としては、以下のように演算された第１の電圧Ｖ_１を出力する。

　すなわち、まず、図４（ａ）～図４（ｃ）の第１のフォトダイオード３７１ａから出力される電圧Ｖ_ａと、第２のフォトダイオード３７１ｂから出力される電圧Ｖ_ｂとの和を演算するとともに、第３のフォトダイオード３７１ｃから出力される電圧Ｖ_ｃと、第４のフォトダイオード３７１ｄから出力される電圧Ｖ_ｄとの和を演算する。そして、これらの和同士の差（Ｖ_ａ＋Ｖ_ｂ）－（Ｖ_ｃ＋Ｖ_ｄ）を第１の電圧Ｖ_１とする。この第１の電圧Ｖ_１は、集光レンズ３３と基板５０の表面の位置関係に対応するフォーカス誤差信号として出力される。

　具体的には、このフォーカス誤差信号が０［Ｖ］である場合には、第１の検査光Ｌ_ｉ１の焦点位置が基板５０の表面に合っている状態を示している。これに対し、当該フォーカス誤差信号が０以外の値である場合には、第１の検査光Ｌ_ｉ１の焦点位置が基板５０の表面に対してズレている状態を示している。従って、このフォーカス誤差信号が０［Ｖ］となるように、制御システム４０の制御部４１が移動ユニット２０を制御して、光学ユニット３０を上下動させることで、第１の検査光Ｌ_ｉ１を基板５０の表面上で合焦させることができる。このように、本実施形態では、非点収差法を用いて、基板５０上での第１の検査光Ｌ_ｉ１の合焦状態を検出する。

　また、本実施形態では、図３に示すように、光学ユニット３０は、第１の反射光Ｌ_ｒ１の光軸上で、シリンドリカルレンズ３６ａに隣り合うように配置された第１の集光レンズ３５ａを有している。すなわち、第１の集光レンズ３５ａと第１の受光素子３７ａとの間にシリンドリカルレンズ３６ａが配置されている。これにより、第１の反射光Ｌ_ｒ１がシリンドリカルレンズ３６ａに斜めから入射するため非点収差の量が大きくなり、合焦状態の検出感度をより向上させることができる。

　さらに、光学ユニット３０は、第１の集光レンズ３５ａを第１の反射光Ｌ_ｒ１の光軸方向に沿って移動させる第１のアクチュエータ３５１ａを有している。この第１のアクチュエータ３５１ａにより、第１の集光レンズ３５ａを移動させることで、第１の検出光Ｌｉ_１の合焦状態の検出感度を可変制御することができる。そのため、光源３１から出射される第１の検出光Ｌｉ_１の波長を検査光レジスト層５１の表面異物等の種類に応じて変更した場合であっても、適切な検出感度を維持できる。

　第２の反射光Ｌ_ｒ２は、上記の第１の反射光Ｌ_ｒ１と同様に、第２のビームスプリッタ３４ｂにおいて反射され、集光レンズ３５ｂ及びシリンドリカルレンズ３６ｂを透過して第２の受光素子３７ｂに入射する。なお、第２のビームスプリッタ３４ｂは、波長λ_２の光のみを反射するように調整されており、本実施形態では、第２の反射光Ｌ_ｒ２のみを反射し、第１及び第３の反射光Ｌ_ｒ１，Ｌ_ｒ３は反射しない。特に限定されないが、第２のビームスプリッタ３４ｂに代えてダイクロイックミラーを用いてもよい。

　さらに、第３の反射光Ｌ_ｒ３は、第３のビームスプリッタ３４ｃにおいて反射され、集光レンズ３５ｃ及びシリンドリカルレンズ３６ｃを透過して第３の受光素子３７ｃに入射する。なお、第３のビームスプリッタ３４ｃは、波長λ_３の光のみを反射するように調整されており、本実施形態では、第３の反射光Ｌ_ｒ３のみを反射し、第１及び第２の反射光Ｌ_ｒ１，Ｌ_ｒ２は反射しない。特に限定されないが、第３のビームスプリッタ３４ｃに代えてダイクロイックミラーを用いてもよい。

　第２及び第３の反射光Ｌ_ｒ２，Ｌ_ｒ３は、第１の反射光Ｌ_ｒ１と同様に、第２の受光素子３７ｂ及び第３の受光素子３７ｃ上で、図４（ａ）～図４（ｃ）のような形状を示す。そして、第２の受光素子３７ｂ及び第３の受光素子３７ｃにおいても、第１の受光素子と同様の演算が行われ、第２の受光素子３７ｂからフォーカス誤差信号Ｓ_２として第２の電圧Ｖ_２が制御システム４０へ出力され、第３の受光素子３７ｃからフォーカス誤差信号Ｓ_３として第３の電圧Ｖ_３が制御システム４０へ出力される。

　また、光学ユニット３０は、第２の集光レンズ３５ｂを第２の反射光Ｌ_ｒ２の光軸方向に沿って移動させる第２のアクチュエータ３５１ｂを有しているとともに、第３の集光レンズ３５ｃを第３の反射光Ｌ_ｒ３の光軸方向に沿って移動させる第３のアクチュエータ３５１ｃを有している。これにより、第２の検出光Ｌｉ_２及び第３の検出光Ｌｉ_３の合焦状態の検出感度を可変制御することができる。そのため、光源３１から出射される第２及び第３の検出光Ｌｉ_２，Ｌｉ_３の波長を検査光レジスト層５１の表面異物等の種類に応じて変更した場合であっても、適切な検出感度を維持できる。

　このように、本実施形態では第１～第３の検出光Ｌｉ_１～Ｌｉ_３のそれぞれの合焦状態の検出感度を任意に調節することができる。これにより、第１～第３の検出光Ｌｉ_１～Ｌｉ_３として加工対象物の吸収波長を有する光を選択して使用することができたり、異物や傷等に起因した変位を効率的に検知できる波長を選択して使用できる。

　図５は本実施形態において基板５０（厳密にはレジスト層５１の表面）上に照射された検査光Ｌ_ｉ及び加工光Ｌ_ｍの被照射領域Ｒを示す平面図である。基板５０上のレジスト層５１には、第１の被照射領域Ｒ_ｉ１と、第２の被照射領域Ｒ_ｉ２と、第３の被照射領域Ｒ_ｉ３と、第４の被照射領域Ｒ_ｍと、から成る被照射領域Ｒが形成されている。

　第１～第３の被照射領域Ｒ_ｉ１～Ｒ_ｉ３は、基板５０上のレジスト層５１において、第１～第３の検査光Ｌ_ｉ１～Ｌ_ｉ３がそれぞれ結像している領域である。一方で、第４の被照射領域Ｒ_ｍは、基板５０上のレジスト層５１において加工光Ｌ_ｍが結像している領域である。

　集光レンズ３３は色消し構造を有しているため、波長が相互に異なる光であっても、同一の点に焦点を結ぶ。一方で、光の波長が長いほど当該光の焦点径（集光径）は大きくなる。そのため、第１～第４の被照射領域Ｒ_ｉ１～Ｒ_ｉ３，Ｒ_ｍにおいて、第１～第３の検査光Ｌ_ｉ１～Ｌ_ｉ３及び加工光Ｌ_ｍは、それぞれ、相互に直径の異なる同心円状の像を結んでいる。

　よって、上述の第１の受光素子３７ａから出力される第１の電圧Ｖ_１は、第１の領域Ｒ_ｉ１における第１の検査光Ｌ_ｉ１の焦点と基板５０の表面との位置関係（すなわち、基板５０上での第１の検査光Ｌ_ｉ１の合焦状態）を示している。

　同様に、第２の受光素子３７ｂから出力される第２の電圧Ｖ_２は、第２の領域Ｒ_ｉ２における第２の検査光Ｌ_ｉ２の焦点と表面との位置関係（すなわち、基板５０上での第２の検査光Ｌ_ｉ２の合焦状態）を示している。また、第３の受光素子３７ｃから出力される第３の電圧Ｖ_３は、第３の領域Ｒ_ｉ３における第３の検査光Ｌ_ｉ３の焦点と表面との位置関係（すなわち、基板５０上での第３の検査光Ｌ_ｉ３の合焦状態）を示している。

　制御システム４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、及び、入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータである。この制御システム４０は、図６に示すように、制御部４１と、判定部４２と、制限部４３と、を機能的に有している。本実施形態における判定部４２が本発明における「判定手段」の一例に相当し、本実施形態における制限部４３が本発明における「制限手段」の一例に相当する。

　制御部４１は、移動ユニット２０のＸ軸アクチュエータ２１３、Ｙ軸アクチュエータ２２３、及び、Ｚ軸アクチュエータ２３３を制御する。この制御部４１により、光学ユニット３０は、ＸＹ方向に水平移動しながら、同時に、Ｚ方向に垂直移動する。すなわち、光学ユニット３０は、レジスト層５１上を走査しながら、レジスト層５１との相対的な距離を調整される。

　この制御部４１は、Ｘ軸制御信号Ｓ_１をＸ軸アクチュエータ２１３に出力し、Ｙ軸制御信号Ｓ_２をＹ軸アクチュエータ２２３に出力する。Ｘ軸アクチュエータ２１３とＹ軸アクチュエータ２２３の駆動は、所望の描画パターンに基づいて制御される。

　また、制御部４１は、第３の受光素子３７ｃから、フォーカス誤差信号として第３の電圧Ｖ_３を受信する。制御部４１は、この第３の電圧Ｖ_３に基づいて、当該第３の電圧Ｖ_３をゼロにするためのＺ軸アクチュエータ２３３の駆動量を算出する。そして、算出結果をＺ軸制御信号Ｓ_３として、制限部４３を介して、Ｚ軸アクチュエータ２３３に入力する。この制御部４１が実行するＺ軸方向の制御方式としては、例えば、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御を例示することができる。

　本実施形態では、加工光Ｌ_ｍに最も近接した第３の領域Ｒ_ｉ３（図５参照）に基づき加工光Ｌ_ｍのフォーカスを行うため、加工光Ｌ_ｍに近い領域でのレジスト層５１の表面の変位を検出することができる。そのため、加工光Ｌ_ｍのフォーカスの精度をより向上させることができる。なお、第２の領域Ｒ_ｉ２又は第１の領域Ｒ_ｉ１に基づいて加工光Ｌ_ｍのフォーカスを行ってもよい。

　判定部４２は、第１～第３の受光素子３７ａ～３７ｃから第１～第３の電圧Ｖ_１～Ｖ_３を受信する。本実施形態では、この判定部４２は、第１の電圧Ｖ_１の絶対値が、所定値Ｖ_ｄ以上であった場合（｜Ｖ_１｜≧Ｖ_ｄ）に、制限部４３に制限信号Ｓ_４を出力する。本実施形態における所定値Ｖ_ｄが、本発明における「所定値」の一例に相当する。

　第１の電圧Ｖ_１の絶対値が、所定値Ｖ_ｄ以上である場合としては、例えば、レジスト層５１の表面に、異物や傷等による凹凸が存在する場合などが挙げられる。異物や傷によるレジスト層５１の表面の変位（変化量）は所定量（所定の高さ、或いは、所定の深さ）よりも大きいため、第１の電圧Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_１｜が所定値Ｖ_ｄ以上となる。また、この所定値Ｖ_ｄは、異物や傷等による凹凸に対応する第１の電圧Ｖ_１の値に基づいて設定することができる。この異物の具体例としては、例えば、粉塵やゴミ等が挙げられる。

　このように、本実施形態の判定部４２は、異物等によるレジスト層５１の表面の所定量よりも大きな変位の有無を、第１の電圧Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_１｜（第１の検査光Ｌｉ_１の焦点とレジスト層５１の表面とのズレ量）と所定値Ｖ_ｄと、を比較して判定する。

　本実施形態では、第１の検査光Ｌ_ｉ１が本発明における「第１の検査光」の一例に相当し、第１の反射光Ｌ_ｒ１が本発明における「第１の反射光」の一例に相当し、第１の電圧Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_１｜が本発明における「第１のズレ量」の一例に相当し、所定値Ｖ_ｄが本発明における「所定値」の一例に相当する。また、本実施形態では、第３の検査光Ｌ_ｉ３が本発明における「第２の検査光」の一例に相当し、第３の反射光Ｌ_ｒ３が本発明における「第２の反射光」の一例に相当し、第３の電圧Ｖ_３の絶対値｜Ｖ_３｜が本発明における「第２のズレ量」の一例に相当する。

　なお、判定部４２は、第１の電圧Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_１｜と第１の所定値Ｖ_ｄとの比較に代えて、第１の電圧Ｖ_１の微分値ｄＶ_１の絶対値｜ｄＶ_１｜が所定値以上であった場合に制限信号Ｓ_４を出力してもよい。この微分値ｄＶ_１は、第１の電圧Ｖ_１のグラフを時間ｔで微分したものであり、第１の電圧Ｖ_１のグラフの接線の傾きを意味している。上記の通り、異物や傷によるレジスト層５１の表面の変位は大きくなるため、異物や傷が存在する場合に第１の電圧Ｖ_１の変化の割合も大きくなる。この時に、判定部４２が制限信号Ｓ_４を出力すればよい。本実施形態では、微分値ｄＶ_１の絶対値｜ｄＶ_１｜が本発明における「第１のズレ量の微分値」の一例に相当する。

　また、判定部４２は、第１の電圧Ｖ_１に代えて、第２の電圧Ｖ_２に基づいて制限信号Ｓ_４を出力してもよい。つまり、判定部４２は、第２の検査光Ｌ_ｉ２の焦点とレジスト層５１の表面とのズレ量が所定値以上である場合に、レジスト層５１の表面に所定量よりも大きな変位があると判断してもよい。この場合、第１の検査光Ｌ_ｉ１に関する光学系を省略してもよい。この場合には、第２の検査光Ｌ_ｉ２が本発明の「第１の検査光」の一例に相当し、第２の反射光Ｌ_ｒ１が本発明における「第１の反射光」に相当し、第２の電圧Ｖ_２の絶対値｜Ｖ_２｜が本発明における「第１のズレ量」の一例に相当する。

　或いは、判定部４２は、第３の電圧Ｖ_３に基づいて制限信号Ｓ_４を出力してもよい。つまり、判定部４２は、第３の検査光Ｌ_ｉ３の焦点とレジスト層５１の表面とのズレ量が所定値以上である場合に、レジスト層５１の表面に所定量よりも大きい変位があると判断してもよい。この場合、第１及び第２の検査光Ｌ_ｉ１，Ｌ_ｉ２に関する光学系を省略してもよい。この場合には、第３の検査光Ｌ_ｉ３が本発明の「第１の検査光」の一例に相当し、第３の反射光Ｌ_ｒ３が本発明における「第１の反射光」に相当し、第３の電圧Ｖ_３の絶対値｜Ｖ_３｜が本発明における「第１のズレ量」の一例に相当する。

　制限部４３は、制御部４１と移動ユニット２０のＺ軸アクチュエータ２３３との間に介在しており、判定部４２から制限信号Ｓ_４が入力された時に、移動ユニット２０のＺ軸アクチュエータ２３３の動作を制限する。具体的には、本実施形態では、この制限部４３は、判定部４２から制限信号Ｓ_４が入力された時に、Ｚ軸制御信号Ｓ_３のうち、所定値以上の駆動量を指示するＺ軸制御信号Ｓ_３を遮断する。一方で、所定値未満の駆動量を指示するＺ軸制御信号Ｓ_３を通過させる。すなわち、制限部４３は、判定部４２から制限信号Ｓ_４が入力された時に、ローパスフィルタとして機能する。

　レジスト層５１の表面に異物等が存在する場合、表面の変位は急激に変化し、第１～第３の電圧Ｖ_１～Ｖ_３の絶対値も急増してしまう。このため、異物等に起因した大きな変位にも追従した制御を行う場合には、走査速度が速いほど制御が遅れてしまい、加工光Ｌ_ｍの焦点深度の範囲からレジスト層５１が外れてしまう場合がある。また、光学ユニット３０が急激に上下動することで、光学ユニット３０の静定までに時間がかかってしまう場合がある。

　これに対して、本実施形態の露光装置１は、第１の電圧Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_１｜が所定値Ｖ_ｄ以上である場合に、光学ユニット３０のＺ軸方向の移動を制限するため、レジスト層５１を加工光Ｌ_ｍの焦点深度の範囲内に位置させることができる。さらに、光学ユニット３０の静定時間に長時間を要することもない。

　なお、制限部４３は、判定部４２から制限信号Ｓ_４が入力された時に、ＰＩＤ制御における比例ゲインＫ_ｐを小さくする機能を有していてもよい。比例ゲインＫ_ｐを小さくすることで、Ｚ軸制御信号Ｓ_３に基づくＺ軸アクチュエータ２３３の駆動量を小さくすることができる。

　或いは、判定部４２は、第１の電圧Ｖ_１が、予め設定した特定の値となった時に、制限信号Ｓ_４を出力してもよい。異物のおおよその大きさを事前に予測できる場合には、当該異物に応じた第１の電圧Ｖ_１の値を予め特定することができる。よって、異物であると判断できる第１の電圧Ｖ_１が判定部４２に入力された時に、制限部４３に制限信号Ｓ_４を入力すればよい。

　このとき、制限部４３は、判定部４２から制限信号Ｓ_４が入力された時に、特定の値に基づく駆動量を指示するＺ軸制御信号Ｓ_３のみを遮断するノッチフィルタとして機能してもよい。第１の電圧Ｖ_１が特定の値となった場合、その後、第３の電圧Ｖ_３も当該特定の値となる可能性が高い。よって、ノッチフィルタにより当該特定の値に基づく駆動量を指示するＺ軸制御信号Ｓ_３のみを遮断することで、光学ユニット３０の急激な上下動も抑制することができる。

　或いは、制限部４３は、第３の電圧Ｖ_３の絶対値｜Ｖ_３｜が所定値Ｖ_ｄ以上である場合にＺ軸制御信号Ｓ_３による制御を制限するプログラムを備えていてもよい（｜Ｖ_３｜≧Ｖ_ｄ）。この場合には、例えば、判定部４２は、第１の受光素子３７ａから出力される第１の電圧Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_１｜が所定値Ｖ_ｄ以上となった場合（｜Ｖ_１｜≧Ｖ_ｄ）に、制限信号Ｓ_４を出力し、制限部４３は、この制限信号Ｓ_４が入力された時点で上記のプログラムを起動する。そして、判定部４２は、第３の受光素子３７ｃから出力される第３の電圧Ｖ_３の絶対値｜Ｖ_３｜が所定値Ｖ_ｄ以上となった場合（｜Ｖ_３｜≧Ｖ_ｄ）に、当該プログラムによりＺ軸制御信号Ｓ_３による制御を制限してもよい。

　すなわち、図５の最も外側の被照射領域Ｒ_ｉ１で異物や傷に起因する大きな変位を検出した場合に、制限部４３の制限処理の準備をしておき、図５の最も内側の被照射領域Ｒ_ｉ３で当該変位を検出したら当該制限処理を実行するように構成してもよい。これにより、制御の処理速度を速めることができ、リアルタイム性の一層の向上を図ることができる。

　この場合には、第３及び第１の検査光Ｌ_ｉ３，Ｌ_ｉ１が本発明における「第１の検査光」の一例に相当し、第３及び第１の反射光Ｌ_ｒ３，Ｌ_ｒ１が本発明における「第１の反射光」の一例に相当し、第３及び第１の電圧Ｖ_３，Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_３｜，｜Ｖ_１｜が本発明における「第１のズレ量」の一例に相当し、所定値Ｖ_ｄが本発明における「所定値」の一例に相当する。また、第１の検査光Ｌｉ１が本発明における「第２の検査光」の一例にも相当し、第１の反射光Ｌ_ｒ１が本発明における「第２の反射光」の一例にも相当し、第１の電圧Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_１｜が本発明における「第２のズレ量」の一例にも相当する。

　なお、第２の電圧Ｖ_２に基づいて制限部４３の制限処理を準備し、第３の電圧Ｖ_３に基づいて当該制限処理を実行してもよい。或いは、第１の電圧Ｖ_１に基づいて制限部４３の制限処理を準備し、第２の電圧Ｖ_２に基づいて当該制限処理を実行してもよい。

　次に、上記のような露光装置１を用いてレジスト層５１を露光する際のレジスト層５１の表面の変位の検出方法を説明する。図７は本実施形態におけるレジスト層５１の表面の変位の検出方法の説明図である。なお、図７中の矢印は光学ユニット３０の走査方向を示している。

　ここでは、図７（ａ）に示すように、被照射領域Ｒの進行方向（光学ユニット３０の走査方向）に異物ＦＭが存在する場合を例示する。まず、異物ＦＭは、図７（ｂ）のように、第１の被照射領域Ｒｉ_１に侵入する。このとき、第１の電圧Ｖ_１の絶対値｜Ｖ_１｜は、予め設定された所定値Ｖ_ｄよりも大きくなるため、判定部４２は、制限部４３に制限信号Ｓ_４を出力する。これにより、制限部４３は、制御部４１からのＺ軸制御信号Ｓ_３を上記のようにフィルタリング処理を実行する。

　次に、図７（ｃ）に示すように、第２の被照射領域Ｒ_ｉ２に異物ＦＭが侵入する。次に、図７（ｄ）に示すように、第３の被照射領域Ｒ_ｉ３に異物ＦＭが侵入する。これにより、第３の電圧Ｖ_３の値が急増する。このとき、制御部４１からは、急増した第３の電圧Ｖ_３の値に基づくＺ軸制御信号Ｓ_３が出力されるが、既に、このＺ軸制御信号Ｓ_３は制限部４３によりフィルタリングされるため、光学ユニット３０が急激に上下動することはない。

　すなわち、本実施形態の露光装置１は、第３の被照射領域Ｒ_ｉ３に異物ＦＭが侵入する前に、光学ユニット３０の上下動を異物ＦＭに起因する変位に追従しないように制限する。これにより、光学ユニット３０が異物ＦＭに起因する変位に追従し始める前に、光学ユニット３０の上下動をより確実に制限できるため、レジスト層５１が加工光Ｌ_ｍの焦点深度の範囲からより外れ難くなる。

　さらに、本実施形態では、第１の被照射領域Ｒ_ｉ１で異物ＦＭを検知してから、フィルタリング等の処理を行う。すなわち、フィルタリングを常時行うのではなく必要な時にだけ行っている。よって、フィルタリングを常時行う場合に比べて、制御の処理速度をより向上させることができ、光学ユニット３０を走査させながらリアルタイムに変位検出を行う場合であっても制御の速度をより向上させることができる。

　さらに、本実施形態では、合焦状態の検出に非点収差法を用いており、第１～第３の電圧Ｖ_１～Ｖ_３を利用して制御を行っている。そのため、制御の処理速度が速いため、制御の速度をより向上させることができる。

　以上のように、本実施形態の露光装置１は、基板５０を光学ユニット３０に対して相対移動させながら、基板５０上のレジスト層５１の表面での第３の検査光Ｌ_ｉ３の合焦状態に基づいて、レジスト層５１の表面の所定値よりも大きな変位を検知する。このため、レジスト層５１の表面に存在する異物やレジスト層５１の表面の傷を検知することができる。

　また、予め測定した表面形状に焦点位置を追従させると、加工時の振動によって表面の位置が動いた場合などに、加工光の焦点をワークの表面に合わせることができない場合があった。さらに、レジスト層の表面形状を予め測定しておき、当該測定した形状に追従するように焦点位置を設定してからワークの加工をする場合、加工中に、熱レンズ効果によって焦点位置がズレてしまう場合があった。

　これに対して、本実施形態では、加工と同時にレジスト層５１の表面の変位を検出し、焦点が合うようにリアルタイムに制御しているため、振動等による表面位置の変化にも対応して加工光の焦点をワークの表面に合わせることができる。また、本実施形態では、検査光を加工光と同軸に配置しているため、熱レンズ効果による焦点位置の変化にも対応することができる。

　なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

　例えば、上記の実施形態では光学ユニット３０をＺ軸方向に移動させることで、加工光Ｌ_ｍを合焦させているが、これに限定されない。例えば、基板５０をＺ軸方向に移動させてもよい。または、集光レンズ３３のみをＺ軸方向に移動させてもよい。

　また、上記の実施形態では、第１～第３の受光素子３７ａ～３７ｃで測定された電圧に基づいて、Ｚ軸アクチュエータ２３３を制御することで、検査光Ｌ_ｉ及び加工光Ｌ_ｍをワークの表面に合焦させているが、これに限定されない。例えば、操作者が、カメラ等で４分割フォトダイオード３７１上に映る光の形状を見ながら、当該形状が正円となるように光学ユニット３０のＺ軸方向の位置を調節してもよい。

　また、上記の実施形態では検査光Ｌ_ｉは、３種類の光から構成されているがこれに限定されない。検査光Ｌ_ｉは、１種類若しくは２種類の光から構成されていてもよいし、４種類以上の光から構成されていてもよい。

　また、上記の実施形態では、加工装置の一例として、露光装置１を例示したがこれに限定されず、例えば、材料の紫外線硬化に用いられる紫外線照射装置や、３Ｄプリンタ等の加工装置であってもよい。

　３Ｄプリンタとしては、特に限定されないが、例えば、光造形方式（SLA（Stereo Lithography Apparatus））、レーザ焼結方式（SLS（Selective laser sintering））、又はレーザ溶融方式（SLM（Selective laser melting））等の３Ｄプリンタを挙げることができる。例えば、光造形方式の３Ｄプリンタでは、光硬化性の液体樹脂に対して、当該液体樹脂を硬化させる加工光を照射することで、一層毎に液体樹脂を硬化させる。そして、この硬化処理を繰り返し行うことで立体物を造形する。このとき、加工光と共に検査光を液体樹脂に照射することで、液体樹脂の硬化処理と同時に、液体樹脂の表面上に存在する異物やワーク表面の傷をリアルタイムに検知することができる。

１…露光装置
　　１０…ステージ
　　　　１１…保持板
　　　　１２…脚部
　　２０…移動ユニット
　　　　２１…Ｙ軸移動機構
　　　　　　２１１…一対のＹ軸レール
　　　　　　２１２…ガントリ
　　　　　　　　　２１２ａ…支持部
　　　　　　　　　２１２ｂ…連結部
　　　　　　２１３…Ｙ軸アクチュエータ
　　　　　　２１４…Ｙ軸センサ
　　　　２２…Ｘ軸移動機構
　　　　　　２２１…Ｘ軸レール
　　　　　　２２２…Ｘ軸ステージ
　　　　　　２２３…Ｘ軸アクチュエータ
　　　　　　２２４…Ｘ軸センサ
　　　　２３…Ｚ軸移動機構
　　　　　　２３１…Ｚ軸レール
　　　　　　２３３…Ｚ軸アクチュエータ
　　　　　　２３４…Ｚ軸センサ
　　３０…光学ユニット
　　　　３１…光源
　　　　３２…コリメータレンズ
　　　　３３…集光レンズ
　　　　３４ａ～３４ｃ…第１～第３のビームスプリッタ
　　　　３５ａ～３５ｃ…第１～第３の集光レンズ
　　　　　　３５１ａ～３５１ｃ…第１～第３のアクチュエータ
　　　　３６ａ～３６ｃ…第１～第３のシリンドリカルレンズ
　　　　３７ａ～３７ｃ…第１～第３の受光素子
　　　　　　３７１…４分割フォトダイオード
　　　　　　３７１ａ～３７１ｄ…第１～第４のフォトダイオード
　　　　３８…筐体
　　４０…制御システム
　　　４１…制御部
　　　４２…判定部
　　　４３…制限部
５０…基板
　５１…レジスト層

Claims (9)

1. 　光学ユニットと、
   　ワークを前記光学ユニットに対して相対移動させる移動ユニットと、を備え、
   　前記光学ユニットは、
   　加工光を前記ワークの表面に照射する加工用光源と、
   　検査光を出射する検査用光源と、
   　前記検査光を前記ワークの表面に集光するレンズと、
   　前記検査光が前記ワークの表面で反射した反射光に基づいて、前記ワークの表面での前記検査光の合焦状態を検出する検出手段と、を含み、
   　加工装置は、前記ワークの平面方向に対して実質的に平行な平面方向に前記ワークを相対移動させている際の前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークの表面における所定量よりも大きな変位の有無を判定する判定手段をさらに備える加工装置。
2. 　請求項１に記載の加工装置であって、
   　前記加工用光源は、前記検査光と同軸の前記加工光を出射する加工装置。
3. 　請求項１又は２に記載の加工装置であって、
   　前記検査用光源は、第１の波長を有する第１の検査光を出射する第１の検査用光源を含み、
   　前記検出手段は、前記第１の検査光が前記ワーク上で反射した第１の反射光に基づいて、前記ワークの表面からの前記第１の検査光の焦点の第１のズレ量を算出し、
   　前記判定手段は、前記第１のズレ量に基づいて、前記ワークの表面に前記変位が有ると判定する加工装置。
4. 　請求項３に記載の加工装置であって、
   　前記判定手段は、前記第１のズレ量、又は、前記第１のズレ量の微分値が所定値以上である場合に、前記ワークの表面に前記変位が有ると判定する加工装置。
5. 　請求項３又は４に記載の加工装置であって、
   　前記加工装置は、
   　前記検査光を前記ワークの表面で合焦させる合焦手段と、
   　前記合焦手段の動作を制限する制限手段と、をさらに備え、
   　前記検査用光源は、前記第１の検査光と同軸であると共に、第２の波長を有する第２の検査光を出射する第２の検査用光源を含み、
   　前記検出手段は、前記第２の検査光が前記ワーク上で反射した第２の反射光に基づいて、前記ワークの表面からの前記第２の検査光の焦点の第２のズレ量を算出し、
   　前記合焦手段は、前記第２のズレ量に基づいて、前記第２の検査光を前記ワークの表面で合焦させ、
   　前記判定手段は、前記第１のズレ量に基づいて、前記制限手段により前記合焦手段の動作を制限させ、又は、前記制限手段に前記合焦手段の動作の制限のための準備をさせる加工装置。
6. 　請求項５に記載の加工装置であって、
   　前記第１の波長は、前記第２の波長よりも長い波長である加工装置。
7. 　請求項５に記載の加工装置であって、
   　前記第１の波長は、前記第２の波長と実質的に同一の波長である加工装置。
8. 　請求項５～７のいずれか一項に記載の加工装置であって、
   　前記合焦手段は、前記移動ユニットであり、
   　前記移動ユニットは、前記第２のズレ量に基づいて、前記平面方向に対して実質的に垂直な垂直方向に前記ワークを相対移動させ、
   　前記制限手段は、前記ワークの前記垂直方向の相対移動を制限する加工装置。
9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の加工装置であって、
   　前記検出手段は、
   　前記反射光を受光する受光素子と、
   　前記反射光の光路上で前記受光素子と隣り合うように配置されたシリンドリカルレンズと、
   　前記反射光の光路上で前記シリンドリカルレンズと隣り合うように配置された集光レンズと、
   　前記集光レンズを前記シリンドリカルレンズに接近又は離遠させるように移動させるアクチュエータと、を含む加工装置。

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