WO2021210103A1

WO2021210103A1 - 加工装置

Info

Publication number: WO2021210103A1
Application number: PCT/JP2020/016602
Authority: WO
Inventors: 長坂　博之
Original assignee: 株式会社ニコン
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2021-10-21
Also published as: EP4137264A4; EP4137264A1; US20230142998A1

Abstract

加工装置は、物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、加工光源からの加工光を集光面上に集光する第１光学系と、第１光学系からの加工光を集光して物体に照射する第２光学系とを備え、集光面を加工光が通過する位置は変更可能であり、第１光学系から第２光学系へ向かう加工光の進行方向は、加工光が集光面を通過する位置に応じて変わる。

Description

加工装置

　本発明は、加工光で物体を加工可能な加工装置の技術分野に関する。

　物体を加工可能な加工装置として、特許文献１には、物体の表面に加工光を照射して構造を形成する加工装置が記載されている。この種の加工装置では、物体を適切に加工することが要求されている。

米国特許第４，９９４，６３９号

　第１の態様によれば、物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、前記加工光源からの加工光を集光面上に集光する第１光学系と、前記第１光学系からの加工光を集光して前記物体に照射する第２光学系とを備え、前記集光面を前記加工光が通過する位置は変更可能であり、前記第１光学系から前記第２光学系へ向かう加工光の進行方向は、前記通過する位置に応じて変わる加工装置が提供される。

　第２の態様によれば、物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、前記加工光を集光して前記物体に照射する照射光学系を備え、前記照射光学系は、前記照射光学系の光軸と直交する面に交差する面に向けて前記加工光を射出する加工装置が提供される。

　第３の態様によれば、物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、前記加工光を集光して前記物体に照射する照射光学系と、前記物体に照射される前記加工光の照射位置を変更するように動く可動光学部材と備え、前記照射光学系からの前記加工光の集光位置は、前記照射光学系の光軸を囲む輪帯状の領域内で変更される加工装置が提供される。

　第４の態様によれば、物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、前記加工光を集光して前記物体に照射する照射光学系を備え、前記照射光学系は、前記照射光学系を構成する光学部材のうち前記加工光の光路において最も前記物体側に位置し、前記加工光の射出側に凸面を向けたメニスカス形状の光学部材を含む加工装置が提供される。

　第５の態様によれば、物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、前記加工光を集光して前記物体に照射する照射光学系を備え、前記照射光学系は、前記照射光学系を構成する光学部材のうち前記加工光の光路において最も前記物体側に位置する光学部材を含み、前記光学部材から射出される加工光が前記物体に照射される位置は、前記照射光学系の光軸方向に関して、前記最も物体側に位置する光学部材の前記物体側の光学面よりも前記光学部材の入射側に位置する加工装置が提供される。

　第６の態様によれば、第１表面と前記第１表面と対向する第２表面とを有する物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、前記第１表面及び前記第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、前記第１表面及び前記第２表面の間の位置よりも前記加工光源側の加工光路に配置される可動光学部材とを備え、前記可動光学部材を動かすことにより、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方における前記加工光の照射位置が変更される加工装置が提供される。

　第７の態様によれば、第１表面と前記第１表面と対向する第２表面とを有する物体を加工光で加工する加工装置であって、前記第１表面及び前記第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方からの光を計測光として前記対物光学系を介して受光して前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方を計測する計測部と、前記第１表面及び前記第２表面を結ぶ方向と交差する第１方向に沿って前記対物光学系を移動させる移動部とを備え、前記移動部によって前記対物光学系を前記第１方向に沿って第１の側に向かって移動させるときに前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方の少なくとも一部を計測し、前記移動部によって前記対物光学系を前記第１方向に沿って前記第１の側と反対側の第２の側に向かって移動させるときに前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方の前記少なくとも一部を加工する加工装置が提供される。

　第８の態様によれば、第１表面と前記第１表面と対向する第２表面とを有する物体を加工光で加工する加工装置であって、前記第１表面及び前記第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、前記対物光学系の側面から前記対物光学系の周囲の気体を吸引する吸引部とを備える加工装置が提供される。

　第９の態様によれば、第１表面と前記第１表面と対向する第２表面とを有する物体を加工光で加工する加工装置であって、前記第１表面及び前記第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、前記対物光学系の先端から気体を供給する供給部とを備える加工装置が提供される。

　第１０の態様によれば、加工光を用いて物体を加工する加工装置であって、前記物体の第１表面及び第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方からの光を計測光として前記対物光学系を介して受光して前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方を計測する計測部とを備え、前記計測部は、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方を二次元的に撮像する撮像素子を備える加工装置が提供される。

図１は、第１実施形態の加工システムの外観を模式的に示す斜視図である。図２は、第１実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。図３は、第１実施形態の加工ヘッドの構造を示す断面図である。図４は、加工ヘッド内での加工光の光路を示す断面図である。図５は、ワークに形成された空間に少なくとも一部が挿入された加工ヘッドを示す断面図である。図６（ａ）は、図５に示す加工光の照射位置がガルバノミラーによって変更される様子を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図５に示す加工光の照射位置がガルバノミラーによって変更される様子を示す断面図である。図７は、加工ヘッド内での計測光の光路を示す断面図である。図８は、対物光学系からの計測光が照射されるワークの表面上の領域を示す斜視図である。図９は、ワークに形成された空間に挿入可能となる位置に移動したヘッド筐体を示す断面図である。図１０は、ワークに形成されたマーカを示す上面図である。図１１は、計測動作が行われている期間中の加工ヘッドを示す断面図である。図１２は、加工動作が行われている期間中の加工ヘッドを示す断面図である。図１３（ａ）は、凹凸が存在する内壁面を示す断面図であり、図１３（ｂ）は、凹凸を滑らかにするように加工動作が行われた後の内壁面を示す断面図である。図１４は、ワークの他の例を示す斜視図である。図１５は、図１４に示すワークに形成された空間に挿入された対物光学系とワークとの位置関係を示す断面図である。図１６は、ワークの他の例を示す斜視図である。図１７は、ワークの他の例を示す斜視図である。図１８は、第２実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。図１９は、対物光学系の側面から対物光学系の周囲の気体を吸引する吸排気部材、気体供給装置及び排気装置を示す断面図である。図２０は、吸排気部材の他の例を示す断面図である。図２１は、第３実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。図２２は、第３実施形態の対物光学系及び吸排気部材を示す断面図である。図２３は、第４実施形態の加工システムの外観を模式的に示す斜視図である。図２４は、第５実施形態の加工ヘッドの構造を示す断面図である。図２５は、第６実施形態の加工システムの外観を模式的に示す斜視図である。図２６は、第６実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。図２７は、第６実施形態の加工ヘッド及び計測ヘッドの構造を示す断面図である。図２８は、第７実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。図２９は、ワークの他の例を示す斜視図である。

　以下、図面を参照しながら、加工装置の実施形態について説明する。以下では、加工光ＥＬを用いてワークＷを加工する加工システムＳＹＳを用いて、加工装置の実施形態を説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。

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

　（１）第１実施形態の加工システムＳＹＳａ
　初めに、第１実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第１実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳａ”と称する）について説明する。

　（１－１）加工システムＳＹＳａの構造
　初めに、図１及び図２を参照しながら、第１実施形態の加工システムＳＹＳａの構造について説明する。図１は、第１実施形態の加工システムＳＹＳａの外観を模式的に示す斜視図である。図２は、第１実施形態の加工システムＳＹＳａのシステム構成を示すシステム構成図である。

　図１及び図２に示すように、加工システムＳＹＳａは、加工装置１と、ステージ装置２と、計測装置３と、制御装置４とを備えている。加工装置１、ステージ装置２及び計測装置３は、筐体５に収容されている。但し、加工装置１、ステージ装置２及び計測装置３は、筐体５に収容されていなくてもよい。つまり、加工システムＳＹＳａは、加工装置１、ステージ装置２及び計測装置３を収容する筐体５を備えていなくてもよい。

　加工装置１は、制御装置４の制御下で、ワークＷを加工可能である。ワークＷは、加工装置１によって加工される物体である。ワークＷは、例えば、金属であってもよいし、合金（例えば、ジュラルミン等）であってもよいし、半導体（例えば、シリコン）であってもよいし、樹脂であってもよいし、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃ）等の複合材料であってもよいし、ガラスであってもよいし、セラミックスであってもよいし、それ以外の任意の材料から構成される物体であってもよい。

　加工装置１は、ワークＷを加工するために、ワークＷに対して加工光ＥＬを照射する。加工光ＥＬは、ワークＷに照射されることでワークＷを加工可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、加工光ＥＬがレーザ光である例を用いて説明を進めるが、加工光ＥＬは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、加工光ＥＬの波長は、ワークＷに照射されることでワークＷを加工可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、加工光ＥＬは、可視光であってもよいし、不可視光（例えば、赤外光及び紫外光の少なくとも一方等）であってもよい。加工光ＥＬは、パルス光を含むが、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、加工光ＥＬは、連続光であってもよい。

　加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、ワークＷの一部を除去する除去加工（典型的には、切削加工又は研削加工）を行ってもよい。除去加工は、平面切削加工、平面研削加工、円筒切削加工、円筒研削加工、穴あけ切削加工、穴あけ研削加工、平面研磨加工、切断加工、及び、任意の文字若しくは任意のパターンを形成する（言い換えれば、刻む）彫刻加工（言い換えれば、刻印加工）の少なくとも一つを含んでいてもよい。

　除去加工を行う場合には、加工装置１は、リブレット構造をワークＷ上に形成してもよい。リブレット構造は、ワークＷの表面の流体に対する抵抗（特に、摩擦抵抗、乱流摩擦抵抗）を低減可能な構造である。リブレット構造は、例えば、ワークＷの表面に沿った第１の方向（例えば、Ｙ軸方向）に沿って延びる溝が、ワークＷの表面に沿っており且つ第１の方向に交差する第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿って複数配列された構造を含んでいてもよい。

　加工装置１は、除去加工に加えて又は代えて、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、ワークＷに新たな構造物を付加する付加加工を行ってもよい。この場合、加工装置１は、付加加工を行うことで、上述したリブレット構造をワークＷの表面に形成してもよい。加工装置１は、除去加工及び付加加工の少なくとも一方に加えて又は代えて、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、ワークＷの表面に所望のマークを形成するマーキング加工を行ってもよい。

　加工装置１は更に、制御装置４の制御下で、ワークＷを計測可能である。加工装置１は、ワークＷを計測するために、ワークＷに対して計測光ＭＬを照射する。計測光ＭＬは、ワークＷに照射されることでワークＷを計測可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。更に、計測光ＭＬの波長は、ワークＷに照射されることでワークＷを計測可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、計測光ＭＬは、可視光であってもよいし、不可視光（例えば、赤外光及び紫外光の少なくとも一方等）であってもよい。計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長と異なっていてもよいし、同一であってもよい。計測光ＭＬは、パルス光を含んでいてもよいし、連続光を含んでいてもよい。

　加工装置１は、ワークＷの状態を計測可能であってもよい。ワークＷの状態は、ワークＷの位置を含んでいてもよい。ワークＷの位置は、ワークＷの表面の位置を含んでいてもよい。ワークＷの表面の位置は、ワークＷの表面を細分化した各面部分のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つにおける位置を含んでいてもよい。ワークＷの状態は、ワークＷの形状（例えば、３次元形状）を含んでいてもよい。ワークＷの形状は、ワークＷの表面の形状を含んでいてもよい。ワークＷの表面の形状は、上述したワークＷの表面の位置に加えて又は代えて、ワークＷの表面を細分化した各面部分の向き（例えば、各面部分の法線の向きであり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つに対する各面部分の傾斜量と実質的に等価）を含んでいてもよい。ワークＷの状態は、ワークＷのサイズ（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つにおけるサイズ）を含んでいてもよい。

　ワークＷを加工及び計測するために、加工装置１は、加工光ＥＬを生成する加工光源１１と、計測光ＭＬを生成する計測光源１２と、加工光源１１からの加工光ＥＬをワークＷに照射し且つ計測光源１２からの計測光ＭＬをワークＷに照射する加工ヘッド１３と、加工ヘッド１３を移動させるヘッド駆動系１４とを備える。更に、加工ヘッド１３は、加工光学系１３１と、計測光学系１３２と、合成光学系１３３と、リレー光学系１３４と、対物光学系１３５とを備える。リレー光学系１３４及び対物光学系１３５を含む光学系は、照射光学系と称されてもよい。尚、加工ヘッド１３の構造については、図３を参照しながら、後に詳述する。

　加工ヘッド１３が備える加工光学系１３１、計測光学系１３２及び合成光学系１３３は、ヘッド筐体１３６に収容されている。加工ヘッド１３が備えるリレー光学系１３４及び対物光学系１３５は、ヘッド筐体１３７に収容されている。但し、加工光学系１３１、計測光学系１３２及び合成光学系１３３は、ヘッド筐体１３６に収容されていなくてもよい。リレー光学系１３４及び対物光学系１３５は、ヘッド筐体１３７に収容されていなくてもよい。

　ヘッド筐体１３７は、ヘッド筐体１３６に接続されている。ヘッド筐体１３７は、ヘッド筐体１３６の下方（つまり、－Ｚ側）に連結されている。ヘッド筐体１３７は、ヘッド筐体１３６よりも後述するステージ２２（更には、ステージ２２に載置されるワークＷ）に近い位置に配置される。ヘッド筐体１３７は、後に詳述するように、ワークＷに形成された空間ＷＳＰ（具体的には、ワークＷの表面の少なくとも一部によって囲まれた空間ＷＳＰ）に挿入可能な形状を有している。図１に示す例では、ワークＷには、Ｚ軸方向に沿って延びる円筒状の内壁面Ｗｓｗによって囲まれた、Ｚ軸方向に沿って延びる円筒状の空間ＷＳＰが形成されている。この場合、ヘッド筐体１３７は、円筒状の空間ＷＳＰに挿入可能な形状（例えば、Ｚ軸方向に沿って延びる円筒状の形状）を有していてもよい。加工ヘッド１３は、ヘッド筐体１３７がワークＷの空間ＷＳＰに挿入された状態で、ワークＷを加工し且つ計測してもよい。一方で、ヘッド筐体１３７の上方（つまり、＋Ｚ側）に接続されているヘッド筐体１３６は、ワークＷの空間ＷＳＰに挿入されなくてもよい。

　ヘッド駆動系１４は、制御装置４の制御下で、加工ヘッド１３を移動させる（つまり、動かす）。ヘッド駆動系１４は、後述するステージ装置２が備える定盤２１及びステージ２２の少なくとも一つ（更には、ステージ２２に載置されるワークＷ）に対して、加工ヘッド１３を移動させてもよい。

　ヘッド駆動系１４は、加工ヘッド１３を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させる。尚、加工ヘッド１３をθＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させることは、加工ヘッド１３のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つの廻りの姿勢を変更することと等価であるとみなしてもよい。図１は、ヘッド駆動系１４が加工ヘッド１３をＸ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに沿って移動させる例を示している。この場合、ヘッド駆動系１４は、例えば、Ｘ軸方向に沿って延びるＸスライダ部材１４１と、Ｘスライダ部材１４１に沿って移動可能となるようＸスライダ部材１４１に接続されたＸステージ部材１４２と、Ｘステージ部材１４２に接続され且つＺ軸方向に沿って延びるＺスライダ部材１４３とを備える。Ｘスライダ部材１４１は、防振装置を介して定盤２１上に配置される支持フレーム６に配置されている。支持フレーム６は、例えば、防振装置を介して定盤２１上に配置され且つＺ軸方向に沿って延びる一対の脚部材６１と、一対の脚部材６１の上端部を連結するように一対の脚部材６１上に配置され且つＸ軸方向に沿って延びる梁部材６２とを備える。Ｘスライダ部材１４１は、例えば、梁部材６２上に配置される。Ｚスライダ部材１４３には、加工ヘッド１３（図１に示す例では、加工ヘッド１３のヘッド筐体１３６）が、Ｚスライダ部材１４３に沿って移動可能となるように接続されている。Ｘステージ部材１４２がＸスライダ部材１４１に沿って移動すると、Ｚスライダ部材１４３を介してＸステージ部材１４２に接続された加工ヘッド１３がＸ軸方向に沿って移動する。また、加工ヘッド１３は、Ｚスライダ部材１４３に沿って移動する。このため、加工ヘッド１３は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに沿って移動可能となる。

　加工ヘッド１３が移動すると、ステージ２２（更には、ステージ２２に載置されたワークＷ）と加工ヘッド１３との位置関係が変わる。つまり、加工ヘッド１３が移動すると、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３との相対位置が変わる。従って、加工ヘッド１３を移動させることは、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３との位置関係を変更することと等価である。更には、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３との位置関係が変わると、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３が備える各光学系（つまり、加工光学系１３１、計測光学系１３２、合成光学系１３３、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５の少なくとも一つ）との位置関係が変わる。従って、加工ヘッド１３を移動させることは、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３が備える各光学系との位置関係を変更することと等価である。加工ヘッド１３を移動させることは、加工ヘッド１３が備える各光学系を移動させることと等価である。更には、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３との位置関係が変わると、ワークＷ上での加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれの照射位置が変わる。従って、加工ヘッド１３を移動させることは、ワークＷ上での加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれの照射位置を変更することと等価である。

　ステージ装置２は、定盤２１と、ステージ２２と、ステージ駆動系２３とを備える。

　定盤２１は、筐体５の底面上（或いは、筐体５が載置される床面等の支持面上）に配置される。定盤２１上には、ステージ２２が配置される。筐体５の底面或いは筐体５が載置される床面等の支持面と定盤２１との間には、定盤２１の振動のステージ２２への伝達を低減するための不図示の防振装置が設置されていてもよい。更に、定盤２１上には、加工装置１（特に、加工ヘッド１３及びヘッド駆動系１４）を支持するための上述した支持フレーム６が配置されていてもよい。

　ステージ２２上には、ワークＷが載置される。この際、ステージ２２は、載置されたワークＷを保持しなくてもよい。つまり、ステージ２２は、載置されたワークＷに対して、当該ワークＷを保持するための保持力を加えなくてもよい。或いは、ステージ２２は、載置されたワークＷを保持してもよい。つまり、ステージ２２は、載置されたワークＷに対して、当該ワークＷを保持するための保持力を加えてもよい。例えば、ステージ２２は、ワークＷを真空吸着及び／又は静電吸着することで、ワークＷを保持してもよい。

　ステージ駆動系２３は、ステージ２２を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させる。尚、ステージ２２をθＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させることは、ステージ２２（更には、ステージ２２に載置されたワークＷ）のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つの廻りの姿勢を変更することと等価であるとみなしてもよい。図１は、ステージ駆動系２３がステージ２２をＹ軸方向に沿って移動させる例を示している。この場合、ステージ駆動系２３は、例えば、防振装置を介して定盤２１上に配置され且つＹ軸方向に沿って延びるＹスライダ部材２３１を備えている。Ｙスライダ部材２３１には、ステージ２２が、Ｙスライダ部材２３１に沿って移動可能となるように接続されている。その結果、ステージ２２がＹ軸方向に沿って移動可能になる。

　ステージ２２が移動すると、ステージ２２（更には、ステージ２２に載置されたワークＷ）と加工ヘッド１３との位置関係が変わる。つまり、ステージ２２が移動すると、加工ヘッド１３とステージ２２及びワークＷとの相対位置が変わる。従って、ステージ２２を移動させることは、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３との位置関係を変更することと等価である。更には、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３との位置関係が変わると、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３が備える各光学系との位置関係が変わる。従って、ステージ２２を移動させることは、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３が備える各光学系との位置関係を変更することと等価である。更には、ステージ２２及びワークＷと加工ヘッド１３との位置関係が変わると、ワークＷ上での加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれの照射位置が変わる。従って、ステージ２２を移動させることは、ワークＷ上での加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれの照射位置を変更することと等価である。

　計測装置３は、計測対象物を計測可能である。計測可能対象物は、例えば、ワークＷを含んでいてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、加工装置１からの計測光ＭＬを用いてワークＷを計測可能であると共に、計測装置３を用いてワークＷを計測可能である。計測装置３は、ワークＷ（或いは、ワーク以外の任意の計測対象物、以下同じ）の状態を計測可能であってもよい。後に詳述するように、計測装置３の計測結果は、主として、加工ヘッド１３とワークＷとの位置合わせのために用いられる。この場合、計測装置３の計測分解能は、加工装置１からの計測光ＭＬによる計測分解能よりも低くてもよい。但し、計測装置３の計測分解能は、加工装置１からの計測光ＭＬによる計測分解能と同じであってもよいし、高くてもよい。このような計測装置３の一例として、カメラ等の撮像装置があげられる。撮像装置は、ワークＷそのものを撮像してもよいし、計測装置３が備える照明装置から所定の投影パターンが投影されたワークＷを撮像してもよい。

　計測装置３は、加工ヘッド１３に配置されていてもよい。この場合、加工ヘッド１３が移動したとしても、加工ヘッド１３と計測装置３との位置関係は変わらない。或いは、計測装置３は、加工ヘッド１３との位置関係が固定された位置に配置されていてもよい。計測装置３と加工ヘッド１３との相対的な位置関係は、制御装置４にとって既知の情報であってもよい。

　制御装置４は、加工システムＳＹＳａの動作を制御する。例えば、制御装置４は、加工装置１がワークＷを適切に加工するように、加工システムＳＹＳの動作（例えば、加工装置１、ステージ装置２及び計測装置３の少なくとも一つの動作）を制御する。

　制御装置４は、例えば、演算装置と記憶装置とを含んでいてもよい。演算装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）及びＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ））の少なくとも一方を含んでいてもよい。制御装置４は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、加工システムＳＹＳａの動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御装置４が行うべき後述する動作を制御装置４（例えば、演算装置）に行わせる（つまり、実行させる）ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工システムＳＹＳａに後述する動作を行わせるように制御装置４を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置４が備える記憶装置（つまり、記録媒体）に記録されていてもよいし、制御装置４に内蔵された又は制御装置４に外付け可能な任意の記憶媒体（例えば、ハードディスクや半導体メモリ）に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置４の外部の装置からダウンロードしてもよい。

　制御装置４は、加工システムＳＹＳａの内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御装置４は、加工システムＳＹＳａ外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御装置４と加工システムＳＹＳａとは、有線及び／又は無線のネットワーク（或いは、データバス及び／又は通信回線）で接続されていてもよい。この場合、制御装置４と加工システムＳＹＳａとはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御装置４は、ネットワークを介して加工システムＳＹＳａにコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工システムＳＹＳａは、制御装置４からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。或いは、制御装置４が行う処理のうちの一部を行う第１制御装置が加工システムＳＹＳａの内部に設けられている一方で、制御装置４が行う処理のうちの他の一部を行う第２制御装置が加工システムＳＹＳａの外部に設けられていてもよい。

　尚、演算装置が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、光ディスク、磁気媒体、光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御装置４（つまり、コンピュータ）がコンピュータプログラムを実行することで制御装置４内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置４が備える所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

　（１－２）加工ヘッド１３の構造
　続いて、図３を参照しながら、加工ヘッド１３の構造の一例について説明する。図３は、加工ヘッド１３の構造の一例を示す断面図である。

　図３に示すように、加工ヘッド１３には、光ファイバ等の光伝送部材を介して、加工光源１１が生成した加工光ＥＬが入射する。加工光源１１は、加工光ＥＬを生成可能である。加工光ＥＬがレーザ光である場合には、加工光源１１は、例えば、レーザダイオードを含んでいてもよい。更に、加工光源１１は、パルス発振可能な光源であってもよい。この場合、加工光源１１は、パルス光（例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光）を加工光ＥＬとして生成可能である。

　加工光学系１３１は、加工光源１１からの加工光ＥＬが入射する光学系である。加工光学系１３１は、加工光学系１３１に入射した加工光ＥＬを、合成光学系１３３に向けて射出する光学系である。このため、加工光学系１３１は、加工光源１１と合成光学系１３３（更には、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５）との間における加工光ＥＬの光路上に配置される。加工光学系１３１が射出した加工光ＥＬは、合成光学系１３３、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５を介してワークＷに照射される。

　加工光学系１３１は、フォーカス調整光学系１３１１と、ガルバノミラー１３１２と、ｆθレンズ１３１３とを備える。

　フォーカス調整光学系１３１１には、加工光源１１からの加工光ＥＬが入射する。フォーカス調整光学系１３１１は、加工光ＥＬのフォーカス位置（つまり、加工光ＥＬの進行方向における加工光ＥＬの集光位置）を調整可能な光学部材である。このため、フォーカス調整光学系１３１１は、集光位置変更部材と称されてもよい。フォーカス調整光学系１３１１は、例えば、加工光ＥＬの進行方向に沿って並ぶ複数枚のレンズを含んでいてもよい。この倍、複数枚のレンズのうちの少なくとも一つがその光軸方向に沿って移動することで、加工光ＥＬのフォーカス位置が調整される。

　フォーカス調整光学系１３１１を通過した加工光ＥＬは、ガルバノミラー１３１２に入射する。ガルバノミラー１３１２は、加工光ＥＬを偏向する（つまり、加工光ＥＬの射出角度を変更する）ことで、ガルバノミラー１３１２から加工光ＥＬが射出される方向（更には、加工ヘッド１３から加工光ＥＬが射出される方向）を変更する。ガルバノミラー１３１２から加工光ＥＬが射出される方向が変更されると、加工ヘッド１３から加工光ＥＬが射出される方向が変更される。加工ヘッド１３から加工光ＥＬが射出される方向が変更されると、ワークＷの表面上での加工光ＥＬの照射位置が変更される。尚、ガルバノミラー１３１２は、射出方向変更部材と称されてもよい。

　ガルバノミラー１３１２は、例えば、加工光ＥＬの光路上に配置される可動光学部材であるＸ走査ミラー１３１２Ｘと、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘを駆動する（つまり、動かす）Ｘアクチュエータ１３１２ＭＸと、加工光ＥＬの光路上に配置される可動光学部材であるＹ走査ミラー１３１２Ｙと、Ｙ走査ミラー１３１２Ｙを駆動する（つまり、動かす）Ｙアクチュエータ１３１２ＭＹとを含む。Ｘ走査ミラー１３１２Ｘ及びＹ走査ミラー１３１２Ｙのそれぞれは、各ミラーに入射する加工光ＥＬの光路に対する角度が変更可能な傾斜角可変ミラーである。Ｘ走査ミラー１３１２Ｘは、Ｘアクチュエータ１３１２ＭＸにより、加工光ＥＬの光路に対するＸ走査ミラー１３１２Ｘの角度を変更することで加工光ＥＬを偏向する。Ｙ走査ミラー１３１２Ｙは、Ｙアクチュエータ１３１２ＭＹにより、加工光ＥＬの光路に対するＹ走査ミラー１３１２Ｙの角度を変更することで加工光ＥＬを偏向する。

　尚、加工光学系１３１は、ガルバノミラー１３１２に加えて又は代えて、加工光ＥＬを偏向可能な（つまり、加工ヘッド１３から加工光ＥＬが射出される方向を変更可能な）任意の光学部材を備えていてもよい。このような光学部材の一例として、角度が異なる複数の反射面を有するポリゴンミラーがあげられる。ポリゴンミラーは、加工光ＥＬが一の反射面に照射されている期間中に当該一の反射面に対する加工光ＥＬの入射角度を変更し且つ加工光ＥＬが照射される反射面を複数の反射面の間で切り替えるように回転可能である。

　ｆθレンズ１３１３には、ガルバノミラー１３１２からの加工光ＥＬが入射する。ｆθレンズ１３１３は、ガルバノミラー１３１２からの加工光ＥＬを合成光学系１３３に向けて射出するための光学系である。

　一方で、加工ヘッド１３には、光ファイバ等の光伝送部材を介して、計測光源１２が生成した計測光ＭＬが入射する。具体的には、計測光源１２が生成した計測光ＭＬは、計測光学系１３２に入射する。計測光学系１３２は、計測光学系１３２に入射した計測光ＭＬを、合成光学系１３３に向けて射出する光学系である。このため、計測光学系１３２は、計測光源１２と合成光学系１３３（更には、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５）との間における計測光ＭＬの光路上に配置される。計測光学系１３２が射出した計測光ＭＬは、合成光学系１３３、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５を介してワークＷに照射される。

　計測光学系１３２は、ビームスプリッタ１３２１（例えば、偏光ビームスプリッタ）を備える。ビームスプリッタ１３２１は、計測光源１２からの計測光ＭＬを合成光学系１３３に向けて射出する。図３に示す例では、計測光源１２からの計測光ＭＬは、ビームスプリッタ１３２１の偏光分離面を通過して合成光学系１３３に向けて射出される。一方で、後述するように、合成光学系１３３、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５を介して計測光ＭＬがワークＷに照射されると、計測光ＭＬが照射されたワークＷからの戻り光に相当する計測光ＲＬ（例えば、計測光ＭＬの反射光及び散乱光の少なくとも一つ）が、合成光学系１３３、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５を介して計測光学系１３２に入射する。ビームスプリッタ１３２１は、計測光ＲＬを、計測光学系１３２が備える検出素子１３２２に向けて射出する。図３に示す例では、計測光ＲＬは、ビームスプリッタ１３２１の偏光分離面で反射して検出素子１３２２に入射する。その結果、検出素子１３２２は、ワークＷからの計測光ＲＬを検出する（例えば、受光する）。ワークＷからの計測光ＲＬの検出結果は、制御装置４に出力される。

　合成光学系１３３には、加工光学系１３１から射出された加工光ＥＬ及び計測光学系１３２から射出された計測光ＭＬの双方が入射する。合成光学系１３３は、加工光学系１３１から射出された加工光ＥＬ及び計測光学系１３２から射出された計測光ＭＬを合成する。尚、ここで言う「加工光ＥＬと計測光ＭＬとを合成する」動作は、異なる方向から合成光学系１３３に入射した加工光ＥＬと計測光ＭＬとを同じ方向に向けて射出する（具体的には、同じリレー光学系１３４に向けて射出する）動作に相当する。加工光ＥＬ及び計測光ＭＬを合成するために、合成光学系１３３は、ビームスプリッタ１３３１（例えば、偏光ビームスプリッタ）を含む。ビームスプリッタ１３３１は、ビームスプリッタ１３３１に異なる方向から入射した加工光ＥＬ及び計測光ＭＬを、リレー光学系１３４に向けて射出する。図３に示す例では、ビームスプリッタ１３３１に入射した加工光ＥＬは、偏光分離面を透過することでリレー光学系１３４に入射する。また、ビームスプリッタ１３３１に入射した計測光ＭＬは、偏光分離面で反射されることでリレー光学系１３４に入射する。

　リレー光学系１３４に入射した加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれは、リレー光学系１３４を介して対物光学系１３５に入射する。このため、リレー光学系１３４は、加工光学系１３１と対物光学系１３５との間における加工光ＥＬの光路上に配置され且つ計測光学系１３２と対物光学系１３５との間における計測光ＭＬの光路上に配置される。対物光学系１３５に入射した加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれは、対物光学系１３５を介してワークＷに照射される。特に、対物光学系１３５に入射した加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれは、対物光学系１３５が備える複数の光学部材（特に、パワーを有する複数の光学部材）のうちの、加工光ＥＬ及び計測光ＭＬの光路に沿って最もワークＷ側に位置する（図３に示す例では、最も－Ｚ側に位置する）終端光学部材１３５１から、ワークＷに向けて射出される。以下、このようなリレー光学系１３４及び対物光学系１３５の光学特性について、図４に示す加工光ＥＬの光路を参照しながら説明する。

　図４は、加工ヘッド１３内での加工光ＥＬの光路を示す断面図である。図４において加工光ＥＬの光路を示す複数の点線のそれぞれは、ガルバノミラー１３１２に入射する加工光ＥＬの光路に対するガルバノミラー１３１２の角度（具体的には、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘ及びＹ走査ミラー１３１２Ｙのそれぞれの角度）が固定されている状況下での加工光ＥＬの主光線を示す。従って、加工光ＥＬの光路に対するＸ走査ミラー１３１２Ｘ及びＹ走査ミラー１３１２Ｙの少なくとも一方の角度が変わると、ガルバノミラー１３１２から射出される加工光ＥＬの主光線の、リレー光学系１３４の光軸及び対物光学系１３５の光軸（以下、これら光軸をまとめて、“光軸ＡＸ”と称する）のそれぞれに対する角度が変わる。このため、図４に示す複数の点線は、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘ及びＹ走査ミラー１３１２Ｙの少なくとも一方の動きに合わせて変わり得る加工光ＥＬの光路を示している。

　図４に示すように、ガルバノミラー１３１２からの加工光ＥＬは、ｆθレンズ１３１３に入射する。ｆθレンズ１３１３は、ｆθレンズ１３１３に入射する加工光ＥＬを、ｆθレンズ１３１３の光軸に交差する仮想的な光学面である中間集光面１３１３ＩＰに集光する。中間集光面１３１３ＩＰは、例えば、ｆθレンズ１３１３とリレー光学系１３４との間における加工光ＥＬの光路上に位置する光学面である。中間集光面１３１３ＩＰは、ｆθレンズ１３１３の像面に相当する。このため、中間集光面１３１３ＩＰには、ワークＷの表面に加工光ＥＬが形成する集光スポットと同じ（但し、その倍率は異なっていてもよい）集光スポットが形成される。言い換えれば、ｆθレンズ１３１３は、加工光ＥＬの像を中間集光面１３１３ＩＰに形成する結像光学部材として機能する。ここで、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘ及びＹ走査ミラー１３１２Ｙの少なくとも一方が動くと、ガルバノミラー１３１２から加工光ＥＬが射出される方向が変わる。ガルバノミラー１３１２から加工光ＥＬが射出される方向が変わると、中間集光面１３１３ＩＰ上でのｆθレンズ１３１３による加工光ＥＬの集光位置が、中間集光面１３１３ＩＰに沿った方向（つまり、ｆθレンズ１３１３の光軸に交差する方向）において変更される。つまり、中間集光面１３１３ＩＰ上において加工光ＥＬが形成する集光スポットが移動する。言い換えれば、中間集光面１３１３ＩＰを加工光ＥＬが通過する位置が変更される。その結果、ワークＷの表面上での加工光ＥＬの照射位置（つまり、ワークＷの表面上で加工光ＥＬが形成する集光スポットの位置）もまた変更される。

　ｆθレンズ１３１３からの加工光ＥＬは、不図示の合成光学系１３３を介して、リレー光学系１３４に入射する。リレー光学系１３４は、リレー光学系１３４に入射する加工光ＥＬを、リレー光学系１３４の光軸ＡＸに交差する仮想的な光学面である集光面１３４ＩＰに集光する光学系である。集光面１３４ＩＰは、リレー光学系１３４の像面に相当する。ここで、リレー光学系１３４は、リレー光学系１３４の物体面が、上述した中間集光面１３１３ＩＰ（つまり、ｆθレンズ１３１３の像面）に一致するように、ｆθレンズ１３１３に対して位置合わせされている。つまり、リレー光学系１３４は、中間集光面１３１３ＩＰと集光面１３４ＩＰとの関係が、光学的に共役な関係になるように、ｆθレンズ１３１３に対して位置合わせされている。このため、リレー光学系１３４は、中間集光面１３１３ＩＰと集光面１３４ＩＰとの関係を光学的に共役な関係にする光学系として機能する。

　リレー光学系１３４は、集光面１３４ＩＰがリレー光学系１３４と対物光学系１３５との間の空間に位置するように、対物光学系１３５に対して位置合わせされている。リレー光学系１３４は、集光面１３４ＩＰがリレー光学系１３４及び対物光学系１３５を構成する光学部材のうちの二つの光学部材の間の空間に位置するように、対物光学系１３５に対して位置合わせされている。

　集光面１３４ＩＰには、ワークＷの表面に加工光ＥＬが形成する集光スポットと同じ（但し、その倍率は異なっていてもよい）集光スポットが形成される。言い換えれば、リレー光学系１３４は、加工光ＥＬの像を集光面１３４ＩＰに形成する結像光学系として機能する。このため、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘ及びＹ走査ミラー１３１２Ｙの少なくとも一方が動くと、ガルバノミラー１３１２から加工光ＥＬが射出される方向が変わる。ガルバノミラー１３１２から加工光ＥＬが射出される方向が変わると、リレー光学系１３４から加工光ＥＬが射出される位置が変わる。リレー光学系１３４から加工光ＥＬが射出される位置が変わると、集光面１３４ＩＰ上でのリレー光学系１３４による加工光ＥＬの集光位置が、集光面１３４ＩＰに沿った方向（つまり、リレー光学系１３４の光軸ＡＸに交差する方向）において変更される。つまり、集光面１３４ＩＰ上において加工光ＥＬが形成する集光スポットが移動する。言い換えれば、集光面１３４ＩＰを加工光ＥＬが通過する位置が変更される。このように、ガルバノミラー１３１２から加工光ＥＬが射出される方向の変化に応じて、集光面１３４ＩＰ上でのリレー光学系１３４による加工光ＥＬの集光位置（つまり、集光面１３４ＩＰを加工光ＥＬが通過する位置）が変更される。その結果、ワークＷの表面上での加工光ＥＬの照射位置（つまり、ワークＷの表面上で加工光ＥＬが形成する集光スポットの位置）もまた変更される。

　リレー光学系１３４は、中間集光面１３１３ＩＰに形成される像の縮小像を集光面１３４ＩＰに形成してもよい。つまり、リレー光学系１３４は、縮小倍率を有する結像光学系として機能可能であってもよい。但し、リレー光学系１３４は、中間集光面１３１３ＩＰに形成される像の等倍像を集光面１３４ＩＰに形成してもよい。リレー光学系１３４は、中間集光面１３１３ＩＰに形成される像の拡大像を集光面１３４ＩＰに形成してもよい。

　リレー光学系１３４からの加工光ＥＬは、対物光学系１３５に入射する。ここで、リレー光学系１３４から対物光学系１３５に向かう加工光ＥＬの進行方向は、加工光ＥＬが集光面１３４ＩＰを通過する位置に応じて変わる。尚、本実施形態では、加工光ＥＬの進行方向は、加工光ＥＬの主光線の方向を意味するものとする。具体的には、集光面１３４ＩＰ上の第１位置に集光される加工光ＥＬの進行方向に沿った第１軸と光軸ＡＸとがなす角度が、集光面１３４ＩＰ上の第２位置（尚、第２位置は、第１位置よりも光軸ＡＸに近い）に集光される加工光ＥＬの進行方向に沿った第２軸と光軸ＡＸとがなす角度よりも大きくなるように、リレー光学系１３４から対物光学系１３５に向かう加工光ＥＬの進行方向が変わる。

　リレー光学系１３４及び対物光学系１３５は、リレー光学系１３４の射出瞳１３４ＰＰが、集光面１３４ＩＰよりもリレー光学系１３４側（つまり、ワークＷ側とは反対側）に位置し且つ対物光学系１３５の入射瞳１３５ＰＰが、集光面１３４ＩＰよりもワークＷ側に位置するように、配置される。尚、リレー光学系１３４の射出瞳１３４ＰＰ及び対物光学系１３５の入射瞳１３５ＰＰのそれぞれは、典型的には、ガルバノミラー１３１２の配置位置と光学的に共役になる。

　対物光学系１３５は、対物光学系１３５に入射した加工光ＥＬを集光してワークＷに照射する。つまり、対物光学系１３５は、対物光学系１３５に入射した加工光ＥＬがワークＷ上で集光されるように、対物光学系１３５に入射した加工光ＥＬをワークＷに向けて射出する。対物光学系１３５から加工光ＥＬが射出される方向は、上述したガルバノミラー１３１２から加工光ＥＬが射出される方向の変化に合わせて変更される。

　第１実施形態では特に、対物光学系１３５は、対物光学系１３５の光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面に向けて加工光ＥＬを射出する。例えば、上述したように、第１実施形態では、ワークＷには、ワークＷの表面の少なくとも一部によって囲まれた空間ＷＳＰが形成されている。この際、ＷＳＰに面するワークＷの表面の少なくとも一部は、光軸ＡＸと直交する面に交差する。このため、対物光学系１３５は、ワークＷに形成された空間ＷＳＰに面するワークＷの表面の少なくとも一部に向けて加工光ＥＬを射出してもよい。具体的には、ワークＷに形成された空間ＷＳＰに少なくとも一部が挿入された加工ヘッド１３を示す断面図である図５に示すように、ワークＷに空間ＷＳＰが形成されている場合には、加工ヘッド１３は、加工ヘッド１３の少なくとも一部が空間ＷＳＰに挿入された状態で、ワークＷを加工する。図５に示す例では、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５が収容されたヘッド筐体１３７の少なくとも一部が空間ＷＳＰに挿入されている。この場合、ヘッド筐体１３７の少なくとも一部は、空間ＷＳＰに面するワークＷの表面（図５に示す例では、内壁面Ｗｓｗ）の少なくとも一部によって囲まれる。このため、ヘッド筐体１３７に収容された対物光学系１３５の少なくとも一部は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗによって囲まれる。このように対物光学系１３５を取り囲むワークＷの内壁面Ｗｓｗの少なくとも一部は、対物光学系１３５の光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面の一例になる。このため、対物光学系１３５は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗの少なくとも一部に向けて加工光ＥＬを射出してもよい。この場合、対物光学系１３５からの加工光ＥＬは、対物光学系１３５（特に、終端光学部材１３５１）に対して凹となる内壁面Ｗｓｗ上に集光される。

　尚、ヘッド筐体１３７の少なくとも一部が空間ＷＳＰに挿入できるように、ヘッド筐体１３７が空間ＷＳＰに挿入される方向（図５に示す例では、Ｚ軸方向）に交差する方向において、ヘッド筐体１３７のサイズＤ１が空間ＷＳＰのサイズＤ２よりも小さくなることが好ましい。例えば、ヘッド筐体１３７のＸ軸方向におけるサイズＤ１は、空間ＷＳＰのＸ軸方向におけるサイズＤ２よりも小さくてもよい。例えば、ヘッド筐体１３７のＹ軸方向におけるサイズＤ１は、空間ＷＳＰのＹ軸方向におけるサイズＤ２よりも小さくてもよい。例えば、ヘッド筐体１３７のＸＹ平面に沿った一の方向におけるサイズＤ１は、空間ＷＳＰのＸＹ平面に沿った一の方向におけるサイズＤ２よりも小さくてもよい。

　一方で、ヘッド筐体１３６は、ワークＷに形成された空間ＷＳＰに挿入可能でなくてもよい。この場合、ヘッド筐体１３６は、空間ＷＳＰに面するワークＷの内壁面Ｗｓｗによって囲まれた位置よりも加工光源１１側に配置されていてもよい。ヘッド筐体１３６に収容されている加工光学系１３１（例えば、フォーカス調整光学系１３１１、ガルバノミラー１３１２及びｆθレンズ１３１３の少なくとも一つ）もまた、内壁面Ｗｓｗによって囲まれた位置よりも加工光源１１側に配置されていてもよい。つまり、加工光学系１３１は、内壁面Ｗｓｗによって囲まれた位置よりも加工光源１１側における加工光ＥＬの光路上に配置されていてもよい。

　光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面に向けて対物光学系１３５が加工光ＥＬを射出する場合には、対物光学系１３５は、光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面に加工光ＥＬの像を投影するという射影特性を有していてもよい。このような射影特性を有する光学系の一例として、中心射影方式とは異なる射影方式を採用する光学系があげられる。中心射影方式とは異なる射影方式の一例として、等距離射影方式、等立体角射影方式及び正射影方式のうちの少なくとも一つがあげられる。

　光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面における加工光ＥＬの照射位置は、上述したようにガルバノミラー１３１２によって変更される。このため、ガルバノミラー１３１２の駆動態様は、加工光ＥＬをワークＷの表面に照射する対物光学系１３５の射影特性を考慮して設定されてもよい。つまり、ガルバノミラー１３１２によって変更される加工光ＥＬの射出方向は、対物光学系１３５の射影特性を考慮して設定されてもよい。ガルバノミラー１３１２がＸアクチュエータ１３１２ＭＸ及びＹアクチュエータ１３１２ＭＹによって駆動されるがゆえに、Ｘアクチュエータ１３１２ＭＸ及びＹアクチュエータ１３１２ＭＹは、それぞれ、対物光学系１３５の射影特性を考慮してＸ走査ミラー１３１２Ｘ及びＹ走査ミラー１３１２Ｙを駆動してもよい。

　光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面に向けて対物光学系１３５が加工光ＥＬを射出する場合には、図５に示すように、対物光学系１３５は、対物光学系１３５に入射した加工光ＥＬが進行するに連れて加工光ＥＬが光軸ＡＸから離れていくように、対物光学系１３５に入射した加工光ＥＬを偏向してもよい。より具体的には、対物光学系１３５の終端光学部材１３５１は、終端光学部材１３５に入射した加工光ＥＬが進行するに連れて加工光ＥＬが終端光学部材１３５１の光軸（尚、終端光学部材１３５１の光軸は、典型的には、対物光学系１３５の光軸ＡＸと一致する）から離れていくように、終端光学部材１３５１に入射した加工光ＥＬを偏向してもよい。

　光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面に向けて対物光学系１３５が加工光ＥＬを射出する場合には、図５に示すように、対物光学系１３５は、光軸ＡＸに対して９０度以上の角度をなす方向に向けて加工光ＥＬを射出してもよい。より具体的には、対物光学系１３５の終端光学部材１３５１は、終端光学部材１３５１の光軸（つまり、光軸ＡＸ）に対して９０度以上の角度をなす方向に向けて加工光ＥＬを射出してもよい。この場合、終端光学部材１３５１から光軸ＡＸに対して９０度以上の角度をなす方向に向けて射出される加工光ＥＬのワークＷ上での照射位置（図５中の符号ＥＰ参照）は、光軸ＡＸに沿った方向に関して、終端光学部材１３５１のワークＷ側の光学面１３５２よりも終端光学部材１３５１の入射側に位置していてもよい。つまり、終端光学部材１３５１から光軸ＡＸに対して９０度以上の角度をなす方向に向けて射出される加工光ＥＬのワークＷ上での照射位置は、光軸ＡＸに沿った方向に関して、終端光学部材１３５１のワークＷ側の光学面１３５２よりも終端光学部材１３５１の入射側に位置していてもよい。

　光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面に向けて対物光学系１３５が加工光ＥＬを射出するために、終端光学部材１３５１として、加工光ＥＬの射出側（図４に示す例では、－Ｚ側）に凸面を向けたメニスカス形状の光学部材が用いられてもよい。具体的には、終端光学部材１３５１として、加工光ＥＬの射出側に凸面を向けたメニスカスレンズが用いられてもよい。つまり、終端光学部材１３５１として、加工光ＥＬの射出側のレンズ面が凸面となり且つ加工光ＥＬの入射側（図４に示す例では、＋Ｚ側）のレンズ面が凹面となるレンズが用いられてもよい。

　光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面に向けて対物光学系１３５が加工光ＥＬを射出する場合には、対物光学系１３５は、加工光ＥＬが照射されるワークＷの表面が光軸ＡＸに対して対称に配置されるように、ワークＷに対して位置合わせされていてもよい。例えば、図５に示す例では、対物光学系１３５は、加工光ＥＬが照射されるワークＷの内壁面Ｗｓｗが光軸ＡＸに対して対称に（例えば、円対称に）配置されるように、ワークＷに対して位置合わせされていてもよい。この場合、対物光学系１３５が加工光ＥＬを内壁面Ｗｓｗの一部である第１面部分に集光している場合には、加工光ＥＬが集光される集光面は、内壁面Ｗｓｗの他の一部である第２面部分と光学的に共役な面となる。つまり、対物光学系１３５は、加工光ＥＬが照射されるワークＷの表面Ｗｓｗの一部に相当する第２面部分と光学的に共役な共役面を、ワークＷの表面Ｗｓｗの一部に相当する第１面部分の位置に形成しているとも言える。

　このような対物光学系１３５が用いられている場合には、対物光学系１３５から射出された加工光ＥＬの集光位置は、ガルバノミラー１３１２によって、対物光学系１３５の光軸ＡＸを囲むワークＷの表面上の領域に相当する加工ショット領域ＥＡ内で変更される。つまり、対物光学系１３５は、加工光ＥＬの集光スポットを、光軸ＡＸを囲む加工ショット領域ＥＡに形成する。尚、加工ショット領域ＥＡは、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）とワークＷとの相対的な位置関係を固定したままガルバノミラー１３１２が加工光ＥＬを偏向した場合に加工光ＥＬを照射可能な領域の少なくとも一部に相当する。典型的には、加工ショット領域ＥＡは、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）とワークＷとの相対的な位置関係を固定したままガルバノミラー１３１２が加工光ＥＬを偏向した場合に、ワークＷを加工するために実際にワークＷに照射されるべき加工光ＥＬが照射される領域に相当する。例えば、加工ショット領域ＥＡの一例を示す図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、対物光学系１３５からの加工光ＥＬの集光位置は、ワークＷの円筒形状の内壁面Ｗｓｗのうちの一部に相当する加工ショット領域ＥＡ内で変更されてもよい。つまり、ワークＷの表面上における加工光ＥＬの照射位置は、ワークＷの円筒形状の内壁面Ｗｓｗのうちの一部に相当する加工ショット領域ＥＡ内で変更されてもよい。このため、光軸ＡＸに交差する軸を含む加工ショット領域ＥＡの断面（例えば、ＸＹ平面に沿った断面）の形状は、光軸ＡＸに交差する軸を含む内壁面Ｗｓｗの断面形状（つまり、空間ＷＳＰの断面の形状と一致してもよい。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す例では、光軸ＡＸに交差する軸を含む加工ショット領域ＥＡの断面の形状は、円筒形状を有する内壁面Ｗｓｗの形状に合わせて円形となっている。つまり、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す例では、内壁面Ｗｓｗが円筒形状を有しているがゆえに、加工ショット領域ＥＡは、輪帯状の領域となる。ワークＷの表面が光軸ＡＸ側（つまり、対物光学系１３５側）に向けられているため、加工ショット領域ＥＡは、光軸ＡＸ側（つまり、対物光学系１３５側）に向けられた面となる。この場合、対物光学系１３５は、対物光学系１３５を囲む加工ショット領域ＥＡを加工光ＥＬで走査するように、加工ショット領域ＥＡに向けて加工光ＥＬを射出していると言える。対物光学系１３５は、対物光学系１３５を囲むように対物光学系１３５側に向けられた加工ショット領域ＥＡに向けて、対物光学系１３５から放射状に加工光ＥＬを照射するとも言える。対物光学系１３５を囲む加工ショット領域ＥＡが加工光ＥＬで走査されるように、ガルバノミラー１３１２によって対物光学系１３５から加工光ＥＬが射出される方向が変更されているとも言える。

　続いて、これまでに説明した加工ヘッド１３内での加工光ＥＬの光路に加えて、図７を参照しながら、加工ヘッド１３内での計測光ＭＬの光路について説明する。図７に示すように、計測光源１２からの計測光ＭＬは、計測光学系１３２を介してリレー光学系１３４に入射する。尚、図４において計測光ＭＬの光路を示す点線は、計測光ＭＬを構成する光線の集合体に相当する光束の境界を概念的に示す。図７に示すように、計測光ＭＬは、平行光としてリレー光学系１３４に入射する。この場合、計測光源１２は、平行光を生成する面光源であってもよい。或いは、計測光学系１３２は、計測光源１２が生成した計測光ＭＬを平行光に変換する光学系を備えていてもよい。リレー光学系１３４に入射した計測光ＭＬは、リレー光学系１３４及び対物光学系１３５を介してワークＷに照射される。ここで、上述した光学特性をリレー光学系１３４及び対物光学系１３５が有しているため、リレー光学系１３４に入射した計測光ＭＬの少なくとも一部は、対物光学系１３５の光軸ＡＸと直交する面に交差するワークＷの表面に照射される。つまり、対物光学系１３５からの計測光ＭＬが照射されるワークＷの表面上の領域を示す図８に示すように、リレー光学系１３４に入射した計測光ＭＬの少なくとも一部は、対物光学系１３５の光軸ＡＸを取り囲むワークＷの表面上の領域に相当する計測ショット領域ＭＡに照射される。ここで、計測光ＭＬが平行光としてリレー光学系１３４に入射しているがゆえに、計測光ＭＬがガルバノミラー１３１２によって偏向されなくても、平行光としてリレー光学系１３４に入射した計測光ＭＬの少なくとも一部は、計測ショット領域ＭＡの全体に照射される。従って、計測ショット領域ＭＡは、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）とワークＷとの相対的な位置関係を固定したまま計測光ＭＬを照射可能な領域の少なくとも一部に相当する。その結果、計測光学系１３２の検出素子１３２２が受光する計測光ＲＬは、計測ショット領域ＭＡの全体からの戻り光を含む平行光として、検出素子１３２２に入射する。このため、検出素子１３２２は、このような計測光ＲＬを検出するために、二次元状に配置された複数の受光素子を含んでいてもよい。つまり、検出素子１３２２は、計測ショット領域ＭＡと重なるワークＷの表面を二次元的に撮像する撮像素子を含んでいてもよい。この場合、計測光ＭＬは、実質的には、ワークＷの表面の少なくとも一部を照明するための照明光として用いられている。

　（１－３）加工システムＳＹＳａの動作
　続いて、加工システムＳＹＳａの動作について説明する。加工システムＳＹＳａは、計測装置３の計測結果を用いて加工ヘッド１３とワークＷとの位置合わせを行うアライメント動作を行う。更に、加工システムＳＹＳａは、アライメント動作を行った後に、計測光ＭＬを用いてワークＷの表面の少なくとも一部を計測するための計測動作を行う。更に、加工システムＳＹＳａは、計測動作を行った後に、加工光ＥＬを用いてワークＷの表面の少なくとも一部を加工するための加工動作を行う。このため、以下では、アライメント動作と、計測動作と、加工動作とについて順に説明する。尚、以下では、図１に示す円筒形状の空間ＷＳＰが形成されたワークＷの内壁面Ｗｓｗを加工する場合に行われるアライメント動作、計測動作及び加工動作について説明する。

　（１－３－１）アライメント動作
　初めに、アライメント動作について説明する。アライメント動作を行うために、計測装置３がワークＷを計測する。例えば、計測装置３は、ワークＷを撮像することで、ワークＷを撮像してもよい。その結果、制御装置４は、ワークＷの状態（特に、ワークＷの表面の位置）に関する情報を取得することができる。ここで取得されたワークＷの表面の位置に関する情報は、計測装置３に対するワークＷの表面の位置に関する情報を含む。ここで、上述したように計測装置３と加工ヘッド１３との間の相対的な位置関係が固定されているため、計測装置３に対するワークＷの表面の位置に関する情報は、実質的には、加工ヘッド１３に対するワークＷの表面の位置に関する情報を含む。このため、制御装置４は、計測装置３の計測結果と、制御装置４にとって既知の情報である計測装置３と加工ヘッド１３との相対的な位置関係に関する情報とに基づいて、加工ヘッド１３に対するワークＷの表面の位置に関する情報を取得することができる。

　一方で、制御装置４は、計測装置３の計測結果だけでは、計測装置３がワークＷのどの部分を計測したかを特定することが困難である。つまり、制御装置４は、計測装置３の計測結果だけでは、どのような形状のワークＷがステージ２２上にどのような姿勢で載置されているかを特定することが困難である。そこで、制御装置４は、ワークＷの３次元モデルを示す３次元モデルデータと計測装置３の計測結果とを用いて、どのような形状のワークＷがステージ２２上にどのような姿勢で載置されているかを特定する。つまり、制御装置４は、計測装置３の計測結果に対して３次元モデルデータをフィッティングすることで、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係に関する情報を取得する。

　その後、制御装置４は、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係に関する情報に基づいて、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係を、後述する計測動作を開始するために適した位置関係に変更する。例えば、図９に示すように、制御装置４は、ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰに挿入可能となる位置に移動するように、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係を変更してもよい。具体的には、例えば、制御装置４は、ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰの上方に位置するように、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係を変更してもよい。尚、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係は、上述したヘッド駆動系１４及びステージ駆動系２３の少なくとも一方によって変更可能である。

　或いは、ワークＷの一例を示す上面図である図１０に示すように、制御装置４にとって既知であるワークＷ上の位置にマーカＭＫが形成されている場合には、計測装置３は、制御装置４の制御下で、マーカＭＫを計測してもよい。その結果、制御装置４は、マーカＭＫの位置に関する情報（つまり、加工ヘッド１３に対するマーカＭＫの位置に関する情報）を取得することができる。ここで、マーカＭＫの位置が制御装置４にとって既知の情報であるため、制御装置４は、マーカＭＫの位置に関する情報に基づいて、どのような形状のワークＷがステージ２２上にどのような姿勢で載置されているかを特定することができる。つまり、制御装置４は、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係に関する情報を取得することができる。その後は、制御装置４は、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係に関する情報に基づいて、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係を、後述する計測動作を開始するために適した位置関係に変更する。

　（１－３－２）計測動作
　続いて、計測動作について説明する。計測動作が行われている期間中の加工ヘッド１３を示す図１１に示すように、計測動作が開始されると、加工ヘッド１３は、ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰに挿入されるように、Ｚ軸方向に沿って－Ｚ側に向かって移動する。つまり、加工ヘッド１３は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち対向する二つの面部分を結ぶ方向（つまり、ＸＹ平面に沿った方向）と交差するＺ軸方向に沿って－Ｚ側に向かって移動する。例えば、加工ヘッド１３は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち－Ｙ側に位置する面部分Ｗｓｗ（－Ｙ）と、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち＋Ｙ側に位置する面部分Ｗｓｗ（＋Ｙ）とを結ぶＹ軸方向と交差するＺ軸方向に沿って－Ｚ側に向かって移動してもよい。図示しないものの、加工ヘッド１３は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち－Ｘ側に位置する面部分とワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち＋Ｘ側に位置する面部分とを結ぶ方向（つまり、Ｘ軸方向）と交差するＺ軸方向に沿って－Ｚ側に向かって移動する。その結果、ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰに徐々に挿入されていく。

　ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰに徐々に挿入されていく期間の少なくとも一部において、対物光学系１３５は、ワークＷの表面（ここでは、内壁面Ｗｓｗ）上の計測ショット領域ＭＡに向けて計測光ＭＬを射出する。つまり、加工ヘッド１３がＺ軸方向に沿って－Ｚ側に向かって移動する期間の少なくとも一部において、対物光学系１３５は、内壁面Ｗｓｗ上の計測ショット領域ＭＡに向けて計測光ＭＬを射出する。計測ショット領域ＭＡは、加工ヘッド１３の移動に合わせて移動する。具体的には、加工ヘッド１３がＺ軸方向に沿って－Ｚ側に向かって移動すると、計測ショット領域ＭＡもまた、ワークＷの内壁面Ｗｓｗ上において、Ｚ軸方向に沿って－Ｚ側に向かって移動する。この場合、対物光学系１３５は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち計測動作によって計測したい部分に計測ショット領域ＭＡが重なるタイミングで、計測ショット領域ＭＡに向けて計測光ＭＬを射出する。他方で、対物光学系１３５は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち計測動作によって計測しなくてもよい部分に計測ショット領域ＭＡが重なるタイミングで、計測ショット領域ＭＡに向けて計測光ＭＬを射出しなくてもよい。或いは、対物光学系１３５は、計測ショット領域ＭＡの位置に関わらずに、計測光ＭＬを射出し続けてもよい。加工ヘッド１３は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち計測動作によって計測したい部分の計測が完了するまで、Ｚ軸方向に沿って－Ｚ側に向かって移動する。つまり、ヘッド筐体１３７は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち計測動作によって計測したい部分の計測が完了するまで、ワークＷの空間ＷＳＰに挿入され続ける。ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち計測動作によって計測したい部分は、典型的には、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち加工光ＥＬによって加工したい部分に対応する。その結果、ワークＷの計測が完了する。

　尚、ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰから徐々に抜かれていく期間の少なくとも一部において、対物光学系１３５が内壁面Ｗｓｗ上の計測ショット領域ＭＡに向けて計測光ＭＬを射出してもよい。つまり、加工ヘッド１３がＺ軸方向に沿って－Ｚ側と反対の＋Ｚ側に向かって移動する期間の少なくとも一部において、対物光学系１３５が内壁面Ｗｓｗ上の計測ショット領域ＭＡに向けて計測光ＭＬを射出してもよい。

　（１－３－３）加工動作
　続いて、加工動作について説明する。上述した計測動作によって、加工光ＥＬを用いて加工するべきワークＷの内壁面Ｗｓｗの状態に関する情報が取得される。制御装置４は、内壁面Ｗｓｗの状態に関する情報に基づいて、加工条件を設定する。加工条件は、例えば、加工光ＥＬに関する条件を含んでいてもよい。加工光ＥＬに関する条件は、加工光ＥＬの強度、加工光ＥＬの照射時間及び加工光ＥＬの照射タイミングの少なくとも一つを含んでいてもよい。加工条件は、例えば、加工ヘッド１３の移動に関する条件を含んでいてもよい。加工ヘッド１３の移動に関する条件は、加工ヘッド１３の移動速度、加工ヘッド１３の移動タイミング及び加工ヘッド１３の移動量の少なくとも一つを含んでいてもよい。加工条件は、例えば、ステージ２２の移動に関する条件を含んでいてもよい。ステージ２２の移動に関する条件は、ステージ２２の移動速度、ステージ２２の移動タイミング及びステージ２２の移動量の少なくとも一つを含んでいてもよい。加工条件は、例えば、ガルバノミラー１３１２に関する条件を含んでいてもよい。ガルバノミラー１３１２に関する条件は、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘの回転量、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘの回転速度、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘの回転タイミング、Ｘ走査ミラー１３１２Ｘの回転方向、Ｙ走査ミラー１３１２Ｙの回転量、Ｙ走査ミラー１３１２Ｙの回転速度、Ｙ走査ミラー１３１２Ｙの回転タイミング、及び、Ｙ走査ミラー１３１２Ｙの回転方向の少なくとも一つを含んでいてもよい。

　その後、制御装置４は、設定した加工条件でワークＷを加工する（特に、ワークＷの内壁面Ｗｓｗを加工する）ように、加工装置１及びステージ装置２を制御する。具体的には、上述したように、計測動作において、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち計測動作によって計測したい部分（つまり、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち加工光ＥＬによって加工したい部分）の計測が完了するまで、ヘッド筐体１３７がワークＷの空間ＷＳＰに挿入され続ける。このため、計測動作が完了した後にこれ以上ヘッド筐体１３７がワークＷの空間ＷＳＰに挿入される必要性はない。そこで、加工動作が行われている期間中の加工ヘッド１３を示す図１２に示すように、加工動作では、計測動作とは逆に、ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰから抜かれる（つまり、取り出される）ように、加工ヘッド１３がＺ軸方向に沿って＋Ｚ側に向かって移動する。つまり、加工ヘッド１３は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち対向する二つの面部分を結ぶ方向（つまり、ＸＹ平面に沿った方向）と交差するＺ軸方向に沿って且つ計測動作によって加工ヘッド１３が移動する＋Ｚ側とは逆の－Ｚ側に向かって移動する。その結果、ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰから徐々に抜かれていく。

　ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰから徐々に抜かれていく期間の少なくとも一部において、対物光学系１３５は、ワークＷの表面（ここでは、内壁面Ｗｓｗ）上の加工ショット領域ＥＡに向けて加工光ＥＬを射出する。つまり、加工ヘッド１３がＺ軸方向に沿って＋Ｚ側に向かって移動する期間の少なくとも一部において、対物光学系１３５は、内壁面Ｗｓｗ上の加工ショット領域ＥＡに向けて計測光ＭＬを射出する。加工ショット領域ＥＡは、加工ヘッド１３の移動に合わせて移動する。具体的には、加工ヘッド１３がＺ軸方向に沿って＋Ｚ側に向かって移動すると、加工ショット領域ＥＡもまた、ワークＷの内壁面Ｗｓｗ上において、Ｚ軸方向に沿って＋Ｚ側に向かって移動する。この場合、対物光学系１３５は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち加工動作によって加工したい部分に加工ショット領域ＥＡが重なるタイミングで、加工ショット領域ＥＡに向けて計測光ＭＬを射出する。他方で、対物光学系１３５は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち加工動作によって加工しなくてもよい部分に加工ショット領域ＥＡが重なるタイミングで、計測ショット領域ＭＡに向けて計測光ＭＬを射出しなくてもよい。加工ヘッド１３は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち加工動作によって加工したい部分の加工が完了するまで、Ｚ軸方向に沿って＋Ｚ側に向かって移動する。つまり、ヘッド筐体１３７は、ワークＷの内壁面Ｗｓｗのうち加工動作によって加工したい部分の加工が完了するまで、ワークＷの空間ＷＳＰから抜かれ続ける。その結果、ワークＷの加工が完了する。

　加工動作による内壁面Ｗｓｗの加工の一例として、内壁面Ｗｓｗの研磨があげられる。例えば、図１３（ａ）には、凹凸が存在する内壁面Ｗｓｗが示されている。この場合、加工システムＳＹＳａは、当該凹凸が存在する内壁面Ｗｓｗが滑らかになるように、加工動作を行ってもよい。例えば、加工システムＳＹＳａは、内壁面Ｗｓｗのうち凸状の部分に加工光ＥＬが照射される一方で内壁面Ｗｓｗのうち凹状の部分に加工光ＥＬが照射されないように、加工動作を行ってもよい。その結果、加工された内壁面Ｗｓｗを示す図１３（ｂ）に示すように、加工動作が行われる前と比較して、内壁面Ｗｓｗが滑らかになる。

　加工動作による内壁面Ｗｓｗの加工の他の一例として、内壁面Ｗｓｗへのリブレット構造の形成があげられる。例えば、加工システムＳＹＳａは、円筒形状の内壁面Ｗｓｗが延びるＺ軸方向に沿って延びる溝が、内壁面Ｗｓｗの円周方向に沿って複数配列されたリブレット構造が内壁面Ｗｓｗに形成されるように、加工動作を行ってもよい。

　尚、ヘッド筐体１３７がワークＷに形成された空間ＷＳＰに徐々に挿入されていく期間の少なくとも一部において、対物光学系１３５が内壁面Ｗｓｗ上の加工ショット領域ＥＡに向けて加工光ＥＬを射出してもよい。つまり、加工ヘッド１３がＺ軸方向に沿って＋Ｚ側と反対の－Ｚ側に向かって移動する期間の少なくとも一部において、対物光学系１３５が内壁面Ｗｓｗ上の加工ショット領域ＥＡに向けて計測光ＭＬを射出してもよい。但し、ヘッド筐体１３７が空間ＷＳＰに徐々に挿入されていく期間の少なくとも一部に計測動作が行われ且つヘッド筐体１３７が空間ＷＳＰから徐々に抜かれていく期間の少なくとも一部に加工動作が行われると、加工システムＳＹＳａのスループットが向上する。なぜならば、ヘッド筐体１３７の移動距離が相対的に短くなるからである。

　（１－４）加工システムＳＹＳａの技術的効果
　以上説明した加工システムＳＹＳａは、加工光ＥＬを用いてワークＷを適切に加工することができる。更に、加工システムＳＹＳａは、計測光ＭＬを用いてワークＷを適切に計測することができる。

　特に、加工システムＳＹＳａは、複雑な形状のワークＷを計測し且つ加工することができる。具体的には、加工システムＳＹＳａは、例えば、ワークＷの表面の少なくとも一部によって囲まれるように窪んだ空間ＷＳＰが形成されたワークＷを計測し且つ加工することができる。加工システムＳＹＳａは、例えば、加工ヘッド１３に対して凹となる面（例えば、上述した空間ＷＳＰに面する内壁面Ｗｓｗ）を備えるワークＷを計測し且つ加工することができる。

　また、加工システムＳＹＳａは、加工ヘッド１３の先端付近に、ガルバノミラー１３１２等の可動部材を備えていなくてもよい。例えば、加工システムＳＹＳａは、ワークＷに形成された空間ＷＳＰに挿入されるヘッド筐体１３７内に、ガルバノミラー１３１２等の可動部材を備えていなくてもよい。加工システムＳＹＳａは、空間ＷＳＰに挿入されなくてもよいヘッド筐体１３６内に、ガルバノミラー１３１２等の可動部材を備えていればよい。ここで、仮に加工ヘッド１３の先端付近（例えば、ヘッド筐体１３７の内部）にガルバノミラー１３１２等の可動部材が配置される場合には、可動部材の機械的な特性が制限される可能性がある。その結果、可動部材の動作が制限される可能性がある。なぜならば、加工ヘッド１３の先端が相対的に狭くなる可能性が高い空間ＷＳＰに挿入されるがゆえに、可動部材に設計上の制約が生ずるからである。その結果、可動部材の動作が制限されたことに起因して、ワークＷの加工速度（つまり、ワークＷを加工するスループット）が悪化する可能性がある。しかるに、本実施形態では、加工ヘッド１３の先端付近にガルバノミラー１３１２等の可動部材を備えていなくてもよいがゆえに、可動部材の動作が制限される可能性は相対的に小さくなる。従って、ワークＷの加工速度（つまり、ワークＷを加工するスループット）が悪化する可能性もまた相対的に小さくなる。その結果、加工システムＳＹＳａは、ワークＷを相対的に速く加工することができる。

　また、加工システムＳＹＳａは、ワークＷの表面を二次元的に撮像する撮像素子を含む検出素子１３２２を用いてワークＷからの計測光ＲＬを検出することで、ワークＷを計測することができる。このため、加工システムＳＹＳａは、撮像素子の二次元状の撮像面に対応するワークＷの表面上の領域をまとめて計測することができる。このため、ワークＷの計測に要する時間が短縮される。この点でも、加工システムＳＹＳａは、ワークＷを相対的に速く加工することができる。

　（１－５）ワークＷの他の例
　加工システムＳＹＳａは、Ｚ軸方向に沿って延びる円筒状の空間ＷＳＰが形成されているワークＷとは異なるワークＷを加工してもよい。

　例えば、ワークＷの他の例を示す斜視図である図１４に示すように、加工システムＳＹＳａは、Ｚ軸方向に沿って延びる角筒状の空間ＷＳＰ１が形成されているワークＷ１を加工してもよい。図１４に示す例では、ワークＷ１には、－Ｙ側を向いているワークＷの内壁面Ｗｓｗ１１と、－Ｘ側を向いているワークＷの内壁面Ｗｓｗ１２と、＋Ｙ側を向いているワークＷの内壁面Ｗｓｗ１３と、＋Ｘ側を向いているワークＷの内壁面Ｗｓｗ１４とを含む内壁面Ｗｓｗによって囲まれた空間ＷＳＰ１が形成されている。この場合、加工システムＳＹＳａは、加工ヘッド１３の一部（特に、ヘッド筐体１３７）を空間ＷＳＰ１に挿入した状態で、内壁面Ｗｓｗ１１からＷｓｗ１４の少なくとも一つを加工してもよい。つまり、加工システムＳＹＳａは、内壁面Ｗｓｗ１１と内壁面Ｗｓｗ１３との間及び内壁面Ｗｓｗ１２と内壁面Ｗｓｗ１４との間に位置可能な対物光学系１３５から内壁面Ｗｓｗ１１からＷｓｗ１４の少なくとも一つに向けて加工光ＥＬを射出することで、ワークＷ１を加工してもよい。また、加工システムＳＹＳａは、内壁面Ｗｓｗ１１から内壁面Ｗｓｗ１４のうちの少なくとも一つからの計測光ＲＬを検出素子１３２２により検出することで、内壁面Ｗｓｗ１１からＷｓｗ１４の少なくとも一つを計測してもよい。

　但し、空間ＷＳＰ１の断面（つまり、内壁面Ｗｓｗの断面）が円形でない場合には、対物光学系１３５の終端光学部材１３５１から内壁面Ｗｓｗ１１の各部分までの距離が、内壁面Ｗｓｗ１１内での各部分の位置に応じて変動する。例えば、ワークＷ１に形成された空間ＷＳＰ１に挿入された対物光学系１３５とワークＷ１との位置関係を示す断面図である図１５に示すように、Ｘ軸方向における内壁面Ｗｓｗ１１の中心又はその近傍に位置する内壁面Ｗｓｗ１１の第１部分Ｐ２１から終端光学部材１３５１までの距離は、Ｘ軸方向において第１部分Ｐ２１よりも内壁面Ｗｓｗ１１の中心から離れた内壁面Ｗｓｗ１１の第２部分Ｐ２２から終端光学部材１３５１までの距離までの距離よりも短い。内壁面Ｗｓｗ１１の第２部分Ｐ２２から終端光学部材１３５１までの距離は、Ｘ軸方向において第２部分Ｐ２２よりも内壁面Ｗｓｗ１１の中心から離れた内壁面Ｗｓｗ１１の第３部分Ｐ２３から終端光学部材１３５１までの距離までの距離よりも短い。つまり、終端光学部材１３５１から内壁面Ｗｓｗ１１の各部分までの距離は、各部分が内壁面Ｗｓｗ１１の中心から離れるほど大きくなる。

　内壁面Ｗｓｗ１１の各部分から終端光学部材１３５１までの距離が変わると、終端光学部材１３５１と内壁面Ｗｓｗ１１の各部分との間における加工光ＥＬの光路の長さが変わる。その結果、加工光ＥＬのフォーカス位置と内壁面Ｗｓｗ１１の各部分との相対的な位置関係が変わる。このため、加工光ＥＬのフォーカス位置が固定されたままである場合には、内壁面Ｗｓｗ１１の一の部分にはフォーカス位置が当該一の部分に一致した加工光ＥＬが照射される一方で、内壁面Ｗｓｗ１１の他の部分にはフォーカス位置が当該他の部分に一致していない加工光ＥＬが照射される可能性がある。つまり、内壁面Ｗｓｗ１１の一の部分には当該一の部分に適切に集光された加工光ＥＬが照射される一方で、内壁面Ｗｓｗ１１の他の部分にはデフォーカスされた加工光ＥＬが照射される可能性がある。そこで、フォーカス調整光学系１３１１は、内壁面Ｗｓｗ１１の各部分に適切に集光された加工光ＥＬが内壁面Ｗｓｗ１１の各部分に照射されるように、内壁面Ｗｓｗ１１上での加工光ＥＬの照射位置に応じて加工光ＥＬのフォーカス位置を調整してもよい。つまり、加工光ＥＬのフォーカス位置と加工光ＥＬが照射されるワークＷの表面の各部分との相対的な位置関係が変わるフォーカス調整光学系１３１１は、ワークＷの表面の各部分に適切に集光された加工光ＥＬがワークＷの表面の各部分に照射されるように、ワークＷの表面上での加工光ＥＬの照射位置に応じて加工光ＥＬのフォーカス位置を調整してもよい。具体的には、内壁面Ｗｓｗ１１上での加工光ＥＬの照射位置は、上述したガルバノミラー１３１２によって変更される。このため、フォーカス調整光学系１３１１は、ガルバノミラー１３１２の動作に同期して、加工光ＥＬのフォーカス位置を調整してもよい。尚、内壁面Ｗｓｗ１１上での加工光ＥＬの照射位置の変化は、リレー光学系１３４の集光面１３４ＩＰを加工光ＥＬが通過する位置の変化としても現れることは上述したとおりである。このため、フォーカス調整光学系１３１１は、リレー光学系１３４の集光面１３４ＩＰを加工光ＥＬが通過する位置に応じて、加工光ＥＬのフォーカス位置を調整しているとも言える。

　その他の内壁面Ｗｓｗ１２から内壁面Ｗｓｗ１４についても同様のことが言える。但し、重複する説明を省略するために、その詳細な説明は省略する。

　図１４に示す例においても、対物光学系１３５は、加工光ＥＬが照射されるワークＷの表面が光軸ＡＸに対して対称に配置されるように、ワークＷに対して位置合わせされていてもよい。例えば、対物光学系１３５は、内壁面Ｗｓｗ１１から内壁面Ｗｓｗ１４が光軸ＡＸに対して対称に（例えば、円対称に）配置されるように、ワークＷに対して位置合わせされていてもよい。この場合、対物光学系１３５が加工光ＥＬを内壁面Ｗｓｗ１１から内壁面Ｗｓｗ１４のいずれか一つに集光している場合には、加工光ＥＬが集光される集光面は、内壁面Ｗｓｗ１１から内壁面Ｗｓｗ１４の残りの少なくとも一つと光学的に共役な面となる。つまり、対物光学系１３５は、加工光ＥＬが照射されるワークＷの複数の表面Ｗｓｗのうちの少なくとも一つと光学的に共役な共役面を形成しているとも言える。

　例えば、ワークＷの他の例を示す斜視図である図１６に示すように、加工システムＳＹＳａは、一の方向に沿って対向する二つの面によって挟まれる一方で、一の方向に交差する方向においては開放されている空間ＷＳＰ２が形成されているワークＷ２を加工してもよい。図１６に示す例では、ワークＷ２には、－Ｘ側を向いているワークＷの内壁面Ｗｓｗ２１と、＋Ｘ側を向いているワークＷの内壁面Ｗｓｗ２２とを含む内壁面Ｗｓｗによって囲まれた空間ＷＳＰ２が形成されている。この場合、加工システムＳＹＳａは、加工ヘッド１３の一部（特に、ヘッド筐体１３７）を空間ＷＳＰ２に挿入した状態で、内壁面Ｗｓｗ２１からＷｓｗ２２の少なくとも一つを加工してもよい。加工システムＳＹＳａは、内壁面Ｗｓｗ２１から内壁面Ｗｓｗ２２のうちの少なくとも一つからの計測光ＲＬを検出素子１３２２により検出することで、内壁面Ｗｓｗ２１からＷｓｗ２２の少なくとも一つを計測してもよい。

　例えば、ワークＷの他の例を示す斜視図である図１７に示すように、加工システムＳＹＳａは、複数の突起物が形成されたワークＷ３を加工してもよい。図１７に示す例では、ワークＷ３は、複数のタービンブレードが形成されたタービンである。この場合、加工システムＳＹＳａは、加工ヘッド１３の一部（特に、ヘッド筐体１３７）を隣り合う二つのタービンブレード（つまり、隣り合う二つの突起物）の間の空間ＷＳＰ３に挿入した状態で、タービンブレードの表面Ｗｓｗ３（つまり、突起物の表面）を加工してもよい。加工システムＳＹＳａは、タービンブレードの表面Ｗｓｗ３（つまり、突起物の表面）をからの計測光ＲＬを検出素子１３２２により検出することで、タービンブレードの表面Ｗｓｗ３（つまり、突起物の表面）を計測してもよい。

　図１４から図１７に示すいずれの例（更には、図１に示す例）においても、加工システムＳＹＳａは、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）に対して凹となる面を有するワークＷを加工し且つ計測していると言える。従って、加工システムＳＹＳａは、図１及び図１４から図１７に示すワークＷとは異なる、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）に対して凹となる面を有するワークＷを加工し且つ計測してもよい。

　また、図１４から図１７に示すいずれの例（更には、図１に示す例）においても、加工システムＳＹＳａは、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）に対して凹となる面によって囲まれた空間に、当該少なくとも二つの面を結ぶ方向と交差する方向に沿って対物光学系１３５を挿入し、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）に対して凹となる面を加工し且つ計測していると言える。言い換えれば、図１４から図１７に示すいずれの例（更には、図１に示す例）においても、加工システムＳＹＳａは、ワークＷの表面を構成する互いに対向する少なくとも二つの面の間の空間に、当該少なくとも二つの面を結ぶ方向と交差する方向に沿って対物光学系１３５を挿入し、対物光学系１３５から当該少なくとも二つの面に加工光ＥＬを照射していると言える。従って、加工システムＳＹＳａは、図１及び図１４から図１７に示すワークＷとは異なる、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）に対して凹となる面によって囲まれた空間に、当該少なくとも二つの面を結ぶ方向と交差する方向に沿って対物光学系１３５を挿入し、加工ヘッド１３（特に、終端光学部材１３５１）に対して凹となる面を加工し且つ計測してもよい。

　（２）第２実施形態の加工システムＳＹＳｂ
　続いて、図１８を参照しながら、第２実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第２実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｂ”と称する）について説明する。図１８は、第２実施形態の加工システムＳＹＳｂのシステム構成を示すシステム構成図である。尚、既に説明済みの構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

　図１８に示すように、第２実施形態の加工システムＳＹＳｂは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａと比較して、加工装置１に代えて、加工装置１ｂを備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｂは、加工システムＳＹＳａと比較して、排気装置７１ｂ及び気体供給装置７２ｂを更に備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｂのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同一であってもよい。

　加工装置１ｂは、加工装置１と比較して、加工ヘッド１３に代えて、加工ヘッド１３ｂを備えているという点で異なる。加工装置１ｂのその他の特徴は、加工装置１のその他の特徴と同一であってもよい。加工ヘッド１３ｂは、加工ヘッド１３と比較して、吸排気部材１３８ｂを更に備えているという点で異なる。加工ヘッド１３ｂのその他の特徴は、加工ヘッド１３のその他の特徴と同一であってもよい。

　吸排気部材１３８ｂ、排気装置７１ｂ及び気体供給装置７２ｂは、対物光学系１３５の側面から対物光学系１３５の周囲の気体を吸引するために用いられる。吸排気部材１３８ｂ、排気装置７１ｂ及び気体供給装置７２ｂは、対物光学系１３５の周囲の気体を吸引することで、ワークＷに対する加工光ＥＬの照射によって発生した不要物質（例えば、ヒューム）を回収する。以下、吸排気部材１３８ｂ、排気装置７１ｂ及び気体供給装置７２ｂについて、図１９を参照しながら説明する。図１９は、対物光学系１３５の側面から対物光学系１３５の周囲の気体を吸引する吸排気部材１３８ｂ、排気装置７１ｂ及び気体供給装置７２ｂを示す断面図である。

　図１９に示すように、吸排気部材１３８ｂは、対物光学系１３５の側方に配置される。吸排気部材１３８ｂは、対物光学系１３５の周囲に配置される。この場合、吸排気部材１３８ｂは、対物光学系１３５を取り囲むように配置されてもよい。つまり、吸排気部材１３８ｂは、筒状の形状を有する部材であって、筒の内部に対物光学系１３５を収容可能な部材であってもよい。

　対物光学系１３５がヘッド筐体１３７に収容されている場合には、吸排気部材１３８ｂは、ヘッド筐体１３７の側方に配置される。吸排気部材１３８ｂは、ヘッド筐体１３７の周囲に配置される。この場合、吸排気部材１３８ｂは、ヘッド筐体１３７を取り囲むように配置されてもよい。つまり、吸排気部材１３８ｂは、ヘッド筐体１３７が延びるＺ軸方向に沿って延びる筒状の形状を有する部材であって、筒の内部にヘッド筐体１３７を収容可能な部材であってもよい。

　上述したように、対物光学系１３５は、ワークＷに形成された空間ＷＳＰに挿入される。この場合、吸排気部材１３８ｂは、ワークＷと対物光学系１３５との間に配置される。吸排気部材１３８ｂは、空間ＷＳＰに面するワークＷの内壁面Ｗｓｗと対物光学系１３５との間に配置される。尚、対物光学系１３５がヘッド筐体１３７に収容されている場合には、吸排気部材１３８ｂは、ワークＷとヘッド筐体１３７との間（つまり、内壁面Ｗｓｗとヘッド筐体１３７）との間に配置される。

　吸排気部材１３８ｂには、排気口１３８１ｂが形成されている。排気口１３８１ｂは、対物光学系１３５とは反対側を向いている吸排気部材１３８ｂの表面に形成される。排気口１３８１ｂは、対物光学系１３５が空間ＷＳＰに挿入されている場合にワークＷ側を向いている吸排気部材１３８ｂの表面に形成される。このため、対物光学系１３５が空間ＷＳＰに挿入されている場合には、排気口１３８１ｂは、ワークＷ（特に、空間ＷＳＰに面する内壁面Ｗｓｗ）に面する。吸排気部材１３８ｂには更に、排気管１３８２ｂが形成されている。排気管１３８２ｂは、排気口１３８１ｂに接続されている。排気管１３８２ｂは更に、排気装置７１ｂに接続されている。排気装置７１ｂは、排気口１３８１ｂ及び排気管１３８２ｂを介して、対物光学系１３５の周囲の気体を吸引する。例えば、排気装置７１ｂは、対物光学系１３５とワークＷ（特に、空間ＷＳＰに面する内壁面Ｗｓｗ）との間の空間から気体を吸引する。例えば、排気装置７１ｂは、対物光学系１３５が面する空間から気体を吸引する。その結果、これらの空間に存在する不要物質が回収される。尚、排気装置７１ｂ、排気口１３８１ｂ及び排気管１３８２ｂは、それぞれ、吸引装置（吸引部）、吸引口及び吸引管と称されてもよい。

　ワークＷに対する加工光ＥＬの照射によって不要物質が発生するため、不要物質の回収効率を向上させるために、排気口１３８１ｂは、不要物質の発生源（つまり、ワークＷの表面上における加工光ＥＬの照射位置）の近傍に配置されてもよい。例えば、加工光ＥＬが対物光学系１３５の終端光学部材１３５１から射出されるがゆえに、排気口１３８１ｂは、終端光学部材１３５１の近傍に形成されていてもよい。また、上述したように、終端光学部材１３５１が光軸ＡＸに対して９０度以上の角度をなす方向に向けて加工光ＥＬを射出する場合には（図５参照）、不要物質の発生源は、光軸ＡＸの方向において、終端光学部材１３５１の光学面１３５２よりも光学部材１３５１の入射側に位置することになる。このため、排気口１３８１ｂは、光軸ＡＸの方向において終端光学部材１３５１の光学面１３５２よりも光学部材１３５１の入射側に形成されていてもよい。或いは、吸排気部材１３８ｂは、排気口１３８１ｂが終端光学部材１３５１の近傍に位置するように又は排気口１３８１ｂが終端光学部材１３５１の光学面１３５２よりも光学部材１３５１の入射側に位置するように、対物光学系１３５に対して位置合わせされていてもよい。

　吸排気部材１３８ｂには更に、吸気口１３８３ｂが形成されている。吸気口１３８３ｂは、対物光学系１３５とは反対側を向いている吸排気部材１３８ｂの表面に形成される。吸気口１３８３ｂは、対物光学系１３５が空間ＷＳＰに挿入されている場合にワークＷ側を向いている吸排気部材１３８ｂの表面に形成される。このため、対物光学系１３５が空間ＷＳＰに挿入されている場合には、吸気口１３８３ｂは、ワークＷ（特に、空間ＷＳＰに面する内壁面Ｗｓｗ）に面する。吸排気部材１３８ｂには更に、吸気管１３８４ｂが形成されている。吸気管１３８４ｂは、吸気口１３８３ｂに接続されている。吸気管１３８４ｂは更に、気体供給装置７２ｂに接続されている。気体供給装置７２ｂは、吸気口１３８３ｂ及び吸気管１３８４ｂを介して、対物光学系１３５の周囲に気体を供給する。つまり、気体供給装置７２ｂは、吸気口１３８３ｂ及び吸気管１３８４ｂを介して、対物光学系１３５とワークＷ（特に、空間ＷＳＰに面する内壁面Ｗｓｗ）との間の空間に気体を供給する。その結果、図１９に示すように、吸気口１３８３ｂから排気口１３８１ｂに向かう気体の流れが形成される。この場合、例えば、ワークＷの内壁面Ｗｓｗの少なくとも一部に沿った気体の流れが形成されてもよい。例えば、内壁面Ｗｓｗ上の輪帯状の加工ショット領域ＥＡの少なくとも一部に沿った気体の流れが形成されてもよい。例えば、ヘッド筐体１３７の側面（或いは、対物光学系１３５又は終端光学部材１３５１の側面）の少なくとも一部に沿った気体の流れが形成されてもよい。その結果、気体の流れが形成されない場合と比較して、不要物質がより効率的に回収される。更には、吸気口１３８３ｂから気体が供給されるがゆえに、排気口１３８１ｂを介して気体が吸引されたとしても、対物光学系１３５の周囲の空間の気圧が必要以上に低下するおそれはない。

　排気口１３８１ｂ及び吸気口１３８３ｂは、対物光学系１３５の光軸ＡＸに沿った方向に沿って排気口１３８１ｂ及び吸気口１３８３ｂが並ぶように、形成されていてもよい。この場合、排気口１３８１ｂは、吸気口１３８３ｂよりも終端光学部材１３５１に近い位置に形成される。この場合、排気口１３８１ｂが不要物質の発生源の近傍に配置される可能性が高くなる。但し、排気口１３８１ｂは、吸気口１３８３ｂよりも終端光学部材１３５１から遠い位置に形成されてもよい。

　排気口１３８１ｂ及び吸気口１３８３ｂは、対物光学系１３５の周囲を取り囲む方向（つまり、円周方向）に沿って排気口１３８１ｂ及び吸気口１３８３ｂが並ぶように、形成されていてもよい。図１９に示す例では、排気口１３８１ｂ及び吸気口１３８３ｂは、Ｚ軸周りに排気口１３８１ｂ及び吸気口１３８３ｂが並ぶように、形成されていてもよい。この場合、吸排気部材１３８ｂの他の例を示す図２０に示すように、排気口１３８１ｂ及び吸気口１３８３ｂは、Ｚ軸周りに排気口１３８１ｂ及び吸気口１３８３ｂが交互に並ぶように、形成されていてもよい。この場合、不要物質がより効率的に回収される。

　以上説明した第２実施形態の加工システムＳＹＳｂは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、加工システムＳＹＳｂは、ワークＷに対する加工光ＥＬの照射によって発生した不要物質を適切に回収することができる。その結果、不要物質が終端光学部材１３５１に付着する可能性が相対的に小さくなる。このため、終端光学部材１３５１を介した加工光ＥＬ及び計測光ＭＬの少なくとも一方の照射が、終端光学部材１３５１に付着した不要物質によって妨げられる可能性が相対的に小さくなる。その結果、加工光ＥＬを用いたワークＷの加工及び計測光ＭＬを用いたワークＷの計測の少なくとも一方が不要物質によって妨げられる可能性が相対的に小さくなる。

　尚、吸排気部材１３８ｂには、吸気口１３８３ｂ及び吸気管１３８４ｂが形成されていなくてもよい。更に、加工システムＳＹＳｂは、気体供給装置７２ｂを備えていなくてもよい。この場合であっても、排気口１３８１ｂによって不要物質が回収されることに変わりはない。

　吸排気部材１３８ｂには、排気口１３８１ｂ及び排気管１３８２ｂが形成されていなくてもよい。更に、加工システムＳＹＳｂは、排気装置７１ｂを備えていなくてもよい。この場合であっても、吸気口１３８３ｂによって気体の流れが形成される。その結果、気体の流れが存在しない場合と比較すれば、吸気口１３８３ｂによって形成される気体の流れによって、不要物質が終端光学部材１３５１に付着する可能性が相応に小さくなる。従って、加工光ＥＬを用いたワークＷの加工及び計測光ＭＬを用いたワークＷの計測の少なくとも一方が不要物質によって妨げられる可能性が相応に小さくなる。

　（３）第３実施形態の加工システムＳＹＳｃ
　続いて、図２１を参照しながら、第３実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第３実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｃ”と称する）について説明する。図２１は、第３実施形態の加工システムＳＹＳｃのシステム構成を示すシステム構成図である。

　図２１に示すように、第３実施形態の加工システムＳＹＳｃは、上述した第２実施形態の加工システムＳＹＳｂと比較して、加工装置１ｂに代えて、加工装置１ｃを備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｃのその他の特徴は、加工システムＳＹＳｂのその他の特徴と同一であってもよい。加工装置１ｃは、加工装置１ｂと比較して、加工ヘッド１３ｂに代えて、加工ヘッド１３ｃを備えているという点で異なる。加工装置１ｃのその他の特徴は、加工装置１ｂのその他の特徴と同一であってもよい。加工ヘッド１３ｃは、加工ヘッド１３ｂと比較して、対物光学系１３５及び吸排気部材１３８ｂに代えて、対物光学系１３５ｃ及び吸排気部材１３８ｃを更に備えているという点で異なる。加工ヘッド１３ｃのその他の特徴は、加工ヘッド１３ｂのその他の特徴と同一であってもよい。このため、図２２を参照しながら、第３実施形態の対物光学系１３５ｃ及び吸排気部材１３８ｃについて説明する。図２２は、第３実施形態の対物光学系１３５ｃ及び吸排気部材１３８ｃを示す断面図である。

　図２２に示すように、吸排気部材１３８ｃは、吸排気部材１３８ｃと比較して、吸気口１３８３ｂ及び吸気管１３８４ｂが形成されていなくてもよいという点で異なる、吸排気部材１３８ｃのその他の特徴は、吸排気部材１３８ｂのその他の特徴と同一であってもよい。

　対物光学系１３５ｃは、対物光学系１３５と比較して、終端光学部材１３５１に代えて終端光学部材１３５１ｃを備えているという点で異なる。対物光学系１３５ｃのその他の特徴は、対物光学系１３５のその他の特徴と同一であってもよい。終端光学部材１３５１ｃは、終端光学部材１３５１と比較して、光軸ＡＸに沿って終端光学部材１３５１ｃを貫通する貫通孔１３５３ｃが形成されているという点で異なる。終端光学部材１３５１ｃのその他の特徴は、終端光学部材１３５１のその他の特徴と同一であってもよい。

　貫通孔１３５３ｃは、気体供給装置７２ｂが対物光学系１３５ｃの周囲に気体を供給するための吸気口として用いられる。つまり、第３実施形態では、気体供給装置７２ｂは、図２２中に太い実線で示すように、ヘッド筐体１３７の内部空間と貫通孔１３５３ｃとを介して、対物光学系１３５ｃの周囲に気体を供給する。例えば、気体供給装置７２ｂは、ヘッド筐体１３７の内部空間と貫通孔１３５３ｃを介して、終端光学部材１３５１ｃが面する空間（具体的には、ワークＷに形成された空間ＷＳＰの少なくとも一部）に気体を供給する。終端光学部材１３５１ｃが対物光学系１３５ｃの先端に位置しているがゆえに、気体供給装置７２ｂは、対物光学系１３５ｃの先端から、対物光学系１３５ｃの周囲に気体を供給するとも言える。その結果、図２２に示すように、貫通孔１３５３ｃから排気口１３８１ｂに向かう気体の流れが形成される。このため、気体の流れが形成されない場合と比較して、不要物質がより効率的に回収される。

　但し、上述したように、終端光学部材１３５１ｃは、加工光ＥＬをワークＷの表面に向けて射出する光学部材であるがゆえに、貫通孔１３５３ｃによってワークＷの表面に向けた加工光ＥＬの射出が妨げられないことが好ましい。このため、貫通孔１３５３ｃは、ワークＷを加工するために実際に用いられる加工光ＥＬが通過する終端光学部材１３５１ｃの一の部分には形成されない。貫通孔１３５３ｃは、ワークＷを加工するために実際に用いられる加工光ＥＬが通過しない終端光学部材１３５１ｃの他の部分に形成される。その結果、貫通孔１３５３ｃが終端光学部材１３５１ｃに形成されていたとしても、対物光学系１３５ｃは、加工光ＥＬをワークＷの表面に向けて適切に射出することができる。つまり、対物光学系１３５ｃは、ワークＷの表面上の加工ショット領域ＥＡに加工光ＥＬを適切に照射することができる。尚、上述したように、ワークＷを加工するために実際に用いられる加工光ＥＬは、上述した加工ショット領域ＥＡに照射される。このため、貫通孔１３５３ｃは、ワークＷの表面上の加工ショット領域ＥＡに向かう加工光ＥＬが通過する終端光学部材１３５１ｃの一の部分に形成されないとも言える。つまり、貫通孔１３５３ｃは、ワークＷの表面上の加工ショット領域ＥＡに向かわない加工光ＥＬが通過する終端光学部材１３５１ｃの他の部分に形成されないとも言える。尚、典型的には、貫通孔１３５３ｃは、終端光学部材１３５１ｃの光軸（つまり、光軸ＡＸ）を含む領域に形成されてもよい。

　以上説明した第３実施形態の加工システムＳＹＳｃは、上述した第２実施形態の加工システムＳＹＳｂが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。

　（４）第４実施形態の加工システムＳＹＳｄ
　続いて、図２３を参照しながら、第４実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第４実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｄ”と称する）について説明する。図２３は、第４実施形態の加工システムＳＹＳｄの外観を模式的に示す斜視図である。

　図２３に示すように、第４実施形態の加工システムＳＹＳｄは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａと比較して、距離センサ８ｄを更に備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｄのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同一であってもよい。

　距離センサ８ｄは、加工ヘッド１３に配置されていてもよい。この場合、加工ヘッド１３が移動したとしても、加工ヘッド１３と距離センサ８ｄとの位置関係は変わらない。或いは、距離センサ８ｄは、加工ヘッド１３との位置関係が固定された位置に配置されていてもよい。距離センサ８ｄと加工ヘッド１３との相対的な位置関係は、制御装置４にとって既知の情報であってもよい。

　距離センサ８ｄは、距離センサ８ｄとワークＷとの間の距離を計測する。上述したように距離センサ８ｄと加工ヘッド１３との位置関係が固定されているため、距離センサ８ｄとワークＷとの間の距離に関する情報は、実質的には、加工ヘッド１３とワークＷとの間の距離に関する情報と等価であるとみなしてもよい。つまり、距離センサ８ｄの計測結果は、加工ヘッド１３とワークＷとの間の距離に関する情報を含んでいると言える。

　制御装置４は、距離センサ８ｄの計測結果に基づいて、加工ヘッド１３とワークＷとの距離が許容下限値未満であるか否かを判定する。加工ヘッド１３とワークＷとの距離が許容下限値未満であると判定された場合には、加工ヘッド１３とワークＷとが衝突する可能性があると想定される。そこで、この場合には、制御装置４は、加工ヘッド１３とワークＷとの衝突が回避されるように、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。例えば、制御装置４は、加工ヘッド１３とワークＷとが離れるように、加工ヘッド１３とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。

　以上説明した第４実施形態の加工システムＳＹＳｄは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、加工システムＳＹＳｄは、加工ヘッド１３とワークＷとの衝突を適切に回避することができる。特に、加工ヘッド１３がワークＷに形成された空間ＷＳＰに挿入されるがゆえに加工ヘッド１３とワークＷとが衝突する可能性が相対的に高くなる状況下で、加工システムＳＹＳｄは、加工ヘッド１３とワークＷとの衝突を適切に回避することができる。

　尚、上述した第２実施形態の加工システムＳＹＳｂから第３実施形態の加工システムＳＹＳｃの少なくとも一つが、第４実施形態の加工システムＳＹＳｄに特有の構成要件を備えていてもよい。第４実施形態の加工システムＳＹＳｄに特有の構成要件は、距離センサ８ｄに関する構成要件を含む。

　（５）第５実施形態の加工システムＳＹＳｅ
　続いて、第５実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第５実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｅ”と称する）について説明する。第５実施形態の加工システムＳＹＳｅは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａと比較して、加工装置１に代えて、加工装置１ｅを備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｅのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同一であってもよい。加工装置１ｅは、加工装置１と比較して、加工ヘッド１３に代えて、加工ヘッド１３ｅを備えているという点で異なる。加工装置１ｅのその他の特徴は、加工装置１のその他の特徴と同一であってもよい。このため、以下では、図２４を参照しながら、第４実施形態の加工ヘッド１３ｅについて説明する。図２４は、第５実施形態の加工ヘッド１３ｄの構造を示す断面図である。

　図２４に示すように、加工ヘッド１３ｅは、加工ヘッド１３と比較して、遮光部材１３９ｅを備えているという点で異なる。加工ヘッド１３ｅのその他の特徴は、加工ヘッド１３のその他の特徴と同一であってもよい。

　遮光部材１３９ｅは、対物光学系１３５から射出される加工光ＥＬの光路の一部に配置される。遮光部材１３９ｅは、ワークＷを加工するために実際に用いられない加工光ＥＬの光路に配置される。その結果、遮光部材１３９ｅは、ワークＷを加工するために実際に用いられない加工光ＥＬを遮光する。一方で、遮光部材１３９ｅは、ワークＷを加工するために実際に用いられる加工光ＥＬの光路に配置されない。その結果、遮光部材１３９ｅは、ワークＷを加工するために実際に用いられる加工光ＥＬを遮光しない。

　上述したように、ワークＷを加工するために実際に用いられる加工光ＥＬは、典型的には、ワークＷの表面上の加工ショット領域ＥＡに照射される加工光ＥＬとなる。このため、遮光部材１３９ｅは、加工ショット領域ＥＡに照射されない（つまり、加工ショット領域ＥＡとは重ならないワークＷの表面に照射される）加工光ＥＬの光路に配置される。その結果、遮光部材１３９ｅは、加工ショット領域ＥＡに照射されない（つまり、加工ショット領域ＥＡとは重ならないワークＷの表面に照射される）加工光ＥＬを遮光する。一方で、遮光部材１３９ｅは、加工ショット領域ＥＡに照射される加工光ＥＬの光路上に配置されない。その結果、遮光部材１３９ｅは、加工ショット領域ＥＡに照射される加工光ＥＬを遮光しない。

　以上説明した第５実施形態の加工システムＳＹＳｅは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、第５実施形態では、ワークＷの表面の意図しない部分（つまり、加工光ＥＬを照射するべきでない部分）に誤って加工光ＥＬが照射されてしまう可能性が相対的に小さくなる。このため、加工システムＳＹＳｅは、ワークＷをより適切に加工することができる。

　尚、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａから第４実施形態の加工システムＳＹＳｄのそれぞれは、ワークＷの表面の意図しない部分（つまり、加工光ＥＬを照射するべきでない部分）に誤って加工光ＥＬが照射されてしまうことがないように、ガルバノミラー１３１２を制御してもよい。その結果、遮光部材１３９ｅを備えていない加工システムＳＹＳａから加工システムＳＹＳｄのそれぞれも、加工システムＳＹＳｅと同様に、ワークＷをより適切に加工することができる。

　尚、上述した第２実施形態の加工システムＳＹＳｂから第４実施形態の加工システムＳＹＳｄの少なくとも一つが、第５実施形態の加工システムＳＹＳｅに特有の構成要件を備えていてもよい。第５実施形態の加工システムＳＹＳｅに特有の構成要件は、遮光部材１３９ｅに関する構成要件を含む。

　（６）第６実施形態の加工システムＳＹＳｆ
　続いて、図２５から図２６を参照しながら、第６実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第６実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｆ”と称する）について説明する。図２５は、第６実施形態の加工システムＳＹＳｆの外観を模式的に示す斜視図である。図２６は、第６実施形態の加工システムＳＹＳｆのシステム構成を示すシステム構成図である。

　図２６に示すように、第６実施形態の加工システムＳＹＳｆは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａと比較して、加工装置１に代えて、加工装置１ｆを備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｆのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同一であってもよい。

　加工装置１ｆは、加工装置１と比較して、加工ヘッド１３に代えて、加工光ＥＬを用いてワークＷを加工する一方で計測光ＭＬを用いてワークＷを計測しなくてもよい加工ヘッド１３ｆを備えているという点で異なる。加工装置１ｆは、加工装置１と比較して、計測光ＭＬを用いてワークＷを計測する計測ヘッド１５ｆと、計測ヘッド１５ｆを移動させるヘッド駆動系１６ｆとを備えているという点で異なる。つまり、加工装置１ｆは、加工装置１と比較して、加工光ＥＬを用いてワークＷを加工するヘッドと、計測光ＭＬを用いてワークＷを計測するヘッドとが分離しているという点で異なる。加工装置１ｆのその他の特徴は、加工装置１のその他の特徴と同一であってもよい。以下、このような加工ヘッド１３ｆ及び計測ヘッド１５ｆを備える加工装置１ｆについて、図２５から図２６に加えて、加工ヘッド１３ｆ及び計測ヘッド１５ｆの構造を示す断面図である図２７も参照しながら更に説明する。

　加工ヘッド１３ｆは、加工ヘッド１３と比較して、計測光学系１３２及び合成光学系１３３を備えていなくてよいという点で異なる。このため、加工光学系１３１からの加工光ＥＬは、合成光学系１３３を介することなく、リレー光学系１３４に入射する。加工ヘッド１３ｆのその他の特徴は、加工ヘッド１３のその他の特徴と同一であってもよい。

　計測ヘッド１５ｆは、計測光学系１３２と、リレー光学系１５４ｆと、対物光学系１５５ｆとを備える。計測光学系１３２は、ヘッド筐体１５６ｆに収容されている。リレー光学系１５４ｆ及び対物光学系１５５ｆは、ヘッド筐体１５７ｆに収容されている。但し、計測光学系１３２は、ヘッド筐体１５６ｆに収容されていなくてもよい。リレー光学系１５４ｆ及び対物光学系１５５ｆは、ヘッド筐体１５７ｆに収容されていなくてもよい。尚、ヘッド筐体１５６ｆは、上述したヘッド筐体１３６と同様の特徴を有していてもよい。ヘッド筐体１５７ｆは、上述したヘッド筐体１３７と同様の特徴を有していてもよい。このため、ヘッド筐体１５６ｆ及び１５７ｆの詳細な説明は省略する。

　計測光学系１３２からの計測光ＭＬは、リレー光学系１５４ｆに入射する。リレー光学系１５４ｆは、リレー光学系１５４ｆに入射した計測光ＭＬを、対物光学系１５５ｆに向けて射出する。リレー光学系１５４ｆからの計測光ＭＬは、対物光学系１５５ｆに入射する。対物光学系１５５ｆは、対物光学系１５５ｆに入射した計測光ＭＬを、ワークＷに向けて射出する。ここで、リレー光学系１５４ｆ及び対物光学系１５５ｆは、それぞれ、上述したリレー光学系１３４及び対物光学系１３５と同様の特徴を有していてもよい。このため、計測ヘッド１５ｆは、上述した加工ヘッド１３と同様に、ワークＷに計測光ＭＬを照射し且つワークＷからの計測光ＲＬを検出することができる。

　ヘッド駆動系１６ｆは、計測ヘッド１５ｆを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させる。図２５は、ヘッド駆動系１６ｆが計測ヘッド１５ｆをＸ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに沿って移動させる例を示している。この場合、ヘッド駆動系１６ｆは、例えば、Ｘスライダ部材１４１に沿って移動可能となるようＸスライダ部材１４１に接続されたＸステージ部材１６２ｆと、Ｘステージ部材１６２ｆに接続され且つＺ軸方向に沿って延びるＺスライダ部材１６３ｆとを備える。Ｚスライダ部材１６３ｆには、計測ヘッド１５ｆ（図２５に示す例では、計測ヘッド１５ｆのヘッド筐体１５６ｆ）が、Ｚスライダ部材１６３ｆに沿って移動可能となるように接続されている。Ｘステージ部材１６２ｆがＸスライダ部材１４１に沿って移動すると、Ｚスライダ部材１６３ｆを介してＸステージ部材１６２ｆに接続された計測ヘッド１５ｆがＸ軸方向に沿って移動する。また、計測ヘッド１５ｆは、Ｚスライダ部材１６３ｆに沿って移動する。このため、計測ヘッド１５ｆは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに沿って移動可能となる。

　以上説明した第６実施形態の加工システムＳＹＳｆは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。

　尚、上述した第２実施形態の加工システムＳＹＳｂから第５実施形態の加工システムＳＹＳｅの少なくとも一つが、第６実施形態の加工システムＳＹＳｆに特有の構成要件を備えていてもよい。第６実施形態の加工システムＳＹＳｆに特有の構成要件は、加工ヘッド１３ｆ及び計測ヘッド１５ｆの分離に関する構成要件を含む。

　（７）第７実施形態の加工システムＳＹＳｇ
　続いて、図２８を参照しながら、第７実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第７実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｇ”と称する）について説明する。図２８は、第７実施形態の加工システムＳＹＳｇのシステム構成を示すシステム構成図である。

　図２８に示すように、第７実施形態の加工システムＳＹＳｇは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａと比較して、加工装置１に代えて、加工装置１ｇを備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｇのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同一であってもよい。加工装置１ｇは、加工装置１と比較して、加工ヘッド１３に代えて加工ヘッド１３ｇを備えているという点で異なる。加工装置１ｇのその他の特徴は、加工装置１のその他の特徴と同一であってもよい。加工ヘッド１３ｇは、加工ヘッド１３と比較して、ワークＷを付加加工可能であるという点で異なる。つまり、加工ヘッド１３ｇは、加工ヘッド１３と比較して、ワークＷに３次元構造物（つまり、３次元方向のいずれの方向においても大きさを持つ３次元の物体であり、立体物）を形成可能であるという点で異なる。加工ヘッド１３ｇのその他の特徴は、加工ヘッド１３のその他の特徴と同一であってもよい。

　加工ヘッド１３ｇは、レーザ肉盛溶接法により３次元構造物を形成可能であってもよい。つまり、加工システムＳＹＳｇは、積層造形技術を用いて物体を形成する３Ｄプリンタであるとも言える。尚、積層造形技術は、ラピッドプロトタイピング（Ｒａｐｉｄ　Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）、ラピッドマニュファクチャリング（Ｒａｐｉｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）、又は、アディティブマニュファクチャリング（Ａｄｄｉｔｉｖｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）とも称される。

　レーザ肉盛溶接法により３次元構造物を形成する場合には、加工ヘッド１３ｇは、材料ノズル１３９ｇを備えている。材料ノズル１３９ｇは、ワークＷに向けて造形材料Ｍを供給する材料供給部材（粉体供給部材）である。材料ノズル１３９ｇは、加工光ＥＬの照射位置に造形材料Ｍを供給してもよい。その結果、加工光ＥＬから伝達されるエネルギによって、ワークＷ上で溶融池が形成され且つ溶融池内で造形材料Ｍが溶融する。その後、造形材料Ｍに加工光ＥＬが照射されなくなると、溶融した造形材料Ｍが固化する。加工ヘッド１３ｇは、同様の動作を繰り返すことで、固化した造形材料Ｍから構成される３次元構造物を形成してもよい。

　尚、加工装置１ｇは、除去加工を行うための加工ヘッド１３と、付加加工を行うための加工ヘッドとを別々に備えていてもよい。この場合、付加加工を行うための加工ヘッドは、付加加工用の加工光をワークＷに照射する照射光学系と、付加加工用の加工光の照射位置に造形材料Ｍを供給する材料ノズル１３９ｇとを備えていてもよい。

　（８）その他の変形例
　上述した説明では、ワークＷの内壁面Ｗｓｗは垂直（例えば、ワークＷの底面、Ｘ軸及びＹ軸のうちの少なくとも一つに対して垂直）であった。しかしながら、図２９に示すように、ワークＷの内壁面ＷｓｗはワークＷの底面に対して傾斜していてもよい。或いは、ワークＷの内壁面Ｗｓｗは、重力方向に対して傾斜してよい。言い換えると、ワークＷの内壁面Ｗｓｗで囲まれる空間の上端のサイズ又は形状と当該空間の下端のサイズ又は形状とが異なっていてもよい。

　上述した説明では、加工装置１は、計測光ＭＬを用いてワークＷを計測可能である。しかしながら、加工装置１は、計測光ＭＬを用いてワークＷを計測可能でなくてもよい。この場合、加工装置１は、計測光ＭＬを用いたワークＷの計測に関連する構成要件を備えていなくてもよい。例えば、加工装置１は、計測光源１２と、計測光学系１３２と、合成光学系１３３とを備えていなくてもよい。

　上述した説明では、ステージ装置２は、ステージ駆動系２３を備えている。しかしながら、ステージ装置２は、ステージ駆動系２３を備えていなくてもよい。つまり、ステージ２２が移動しなくてもよい。上述した説明では、加工装置１は、ヘッド駆動系１４を備えている。しかしながら、加工装置１は、ヘッド駆動系１４を備えていなくてもよい。つまり、加工ヘッド１３が移動しなくてもよい。

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

　上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の要件のうちの一部が用いられなくてもよい。上述の各実施形態の要件は、適宜他の実施形態の要件と置き換えることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

　また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加工装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

　１　加工装置
　１１　加工光源
　１２　計測光源
　１３　加工ヘッド
　１３１　加工光学系
　１３２　計測光学系
　１３３　合成光学系
　１３４　リレー光学系
　１３５　対物光学系
　１３５１　終端光学部材
　ＥＬ　加工光
　ＭＬ　計測光
　Ｗ　ワーク
　ＳＹＳ　加工システム

Claims

　物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、
　前記加工光源からの加工光を集光面上に集光する第１光学系と、
　前記第１光学系からの加工光を集光して前記物体に照射する第２光学系と
　を備え、
　前記集光面を前記加工光が通過する位置は変更可能であり、
　前記第１光学系から前記第２光学系へ向かう加工光の進行方向は、前記通過する位置に応じて変わる
　加工装置。
　前記集光面上の第１位置に集光される前記加工光の進行方向に沿った第１軸と前記第１光学系の光軸とのなす角度は、前記集光面上の前記第１位置よりも前記光軸に近い第２位置に集光される前記加工光の進行方向に沿った第２軸と前記光軸とのなす角度よりも大きい
　請求項１に記載の加工装置。
　前記第１光学系の射出瞳は、前記集光面よりも前記物体側とは反対側に位置する
　請求項１又は２に記載の加工装置。
　前記第２光学系の入射瞳は、前記集光面よりも前記物体側に位置する
　請求項２又は３に記載の加工装置。
　前記加工光の進行方向における集光位置を変更する集光位置変更部材を更に備える
　請求項１から４のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記集光位置変更部材は、前記加工光が前記集光面を通過する位置に応じて前記加工光の集光位置を前記進行方向において変更する
　請求項５に記載の加工装置。
　前記集光面を前記加工光が通過する位置の変更により、前記物体に照射される前記加工光の位置が変更される
　請求項１から６のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記加工光源と前記第１光学系との間の前記加工光の光路に配置され、前記加工光が射出される方向を変更する射出方向変更部材をさらに備える
　請求項１から７のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記射出方向変更部材による前記加工光が射出される方向の変化に応じて、前記集光面を通過する前記加工光の位置が異なる
　請求項８に記載の加工装置。
　前記第１光学系は、
　前記射出方向変更部材からの前記加工光を中間集光面上に集光する集光部材と、
　前記中間集光面と前記集光面とを光学的に共役な関係にするリレー光学系と
　を備える請求項８又は９に記載の加工装置。
　前記リレー光学系は、前記中間集光面の縮小像を前記集光面上に形成する
　請求項１０に記載の加工装置。
　前記射出方向変更部材による前記加工光が射出される方向は、前記第２光学系の射影特性を考慮して設定される
　請求項８から１０のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記集光面は、前記第１及び第２光学系を構成する光学部材のうち２つの光学部材の間の空間に位置する
　請求項１から１２のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記物体の表面からの光を計測光として前記第２光学系を介して受光して前記物体の表面を計測する計測部を更に備える
　請求項１から１３のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記計測部は、前記表面を二次元的に撮像する撮像素子を備える
　請求項１４に記載の加工装置。
　前記第２光学系は、前記第２光学系の光軸と直交する面と交差する前記物体の表面に向けて前記加工光を射出する
　請求項１から１５のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記第２光学系は、前記第２光学系の光軸に対して９０°以上の角度で前記加工光を射出する
　請求項１から１６のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記加工光源からの前記加工光の光路に配置される可動光学部材を更に備え、
　前記可動光学部材を動かすことにより、前記物体に照射される前記加工光の照射位置が変更される
　請求項１６又は１７に記載の加工装置。
　前記第２光学系からの前記加工光の集光位置は、前記第２光学系の光軸を囲む輪帯状の領域内で変更される
　請求項１８に記載の加工装置。
　前記輪帯状の領域の面は、前記光軸側に向けられている
　請求項１９に記載の加工装置。
　前記第２光学系を構成する光学部材のうち前記加工光の光路において最も前記物体側に位置する光学部材はレンズを有する
　請求項１から２０のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記レンズの前記物体側のレンズ面は凸面である
　請求項２１に記載の加工装置。
　前記レンズの前記加工光の入射側のレンズ面は凹面である
　請求項２１又は２２に記載の加工装置。
　前記レンズは、前記加工光の射出側に凸面を向けたメニスカス形状である
　請求項２１から２３のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記第２光学系を構成する光学部材のうち前記加工光の光路において最も前記物体側に位置する光学部材から射出される加工光が前記物体に照射される位置は、前記第２光学系の光軸方向に関して、前記最も物体側に位置する光学部材の前記物体側の光学面よりも前記最も物体側に位置する前記光学部材の入射側に位置する
　請求項１から２４のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記第２光学系は、前記照射光学系を構成するパワーを有する光学部材のうち前記照射光学系の光路において最も前記物体側に位置する光学部材の光軸と直交する面に交差する面に向けて前記光学部材から前記加工光を射出する
　請求項１から２５のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記第２光学系からの前記加工光は、前記第２光学系を構成する光学部材のうち最も物体側の光学部材に対して凹となる面上に集光される
　請求項１から２６のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記第２光学系は、前記加工光の集光スポットを、前記第２光学系の光軸を取り囲む面上に形成する
　請求項１か２７のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記第２光学系の側面から前記第２光学系の周囲の気体を吸引する吸引部を備える
　請求項１から２８のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記第２光学系の先端から気体を供給する供給部を備える
　請求項１から２９のいずれか一項に記載の加工装置。
　物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、
　前記加工光を集光して前記物体に照射する照射光学系を備え、
　前記照射光学系は、前記照射光学系の光軸と直交する面に交差する面に向けて前記加工光を射出する
　加工装置。
　前記加工光源からの前記加工光の光路に配置される可動光学部材を更に備え、
　前記可動光学部材を動かすことにより、前記物体に照射される前記加工光の照射位置が変更される
　請求項３１に記載の加工装置。
　前記照射光学系からの前記加工光の集光位置は、前記照射光学系の光軸を囲む輪帯状の領域内で変更される
　請求項３２に記載の加工装置。
　前記輪帯状の領域の面は、前記光軸側に向けられている
　請求項３３に記載の加工装置。
　前記照射光学系を構成する光学部材のうち前記加工光の光路において最も前記物体側に位置する光学部材はレンズを有する
　請求項３１から３４のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記レンズの前記物体側のレンズ面は凸面である
　請求項３５に記載の加工装置。
　前記レンズの前記加工光の入射側のレンズ面は凹面である
　請求項３５又は３６に記載の加工装置。
　前記レンズは、前記加工光の射出側に凸面を向けたメニスカス形状である
　請求項３５から３７のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系を構成する光学部材のうち前記加工光の光路において最も前記物体側に位置する光学部材から射出される加工光が前記物体に照射される位置は、前記照射光学系の光軸方向に関して、前記最も物体側に位置する光学部材の前記物体側の光学面よりも前記最も物体側に位置する前記光学部材の入射側に位置する
　請求項３１から３８のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記照射光学系を構成するパワーを有する光学部材のうち前記照射光学系の光路において最も前記物体側に位置する光学部材の光軸と直交する面に交差する面に向けて前記光学部材から前記加工光を射出する
　請求項３１から３９のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記照射光学系の前記光軸に対して９０°以上の角度で前記加工光を射出する
　請求項３１から４０のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系からの前記加工光は、前記照射光学系を構成する光学部材のうち最も物体側の光学部材に対して凹となる面上に集光される
　請求項３１から４１のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記加工光の集光スポットを、前記光軸を取り囲む面上に形成する請求項３１から４２のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記加工光源からの加工光を集光面上に集光する第１光学系と、前記第１光学系からの加工光を集光して前記物体に照射する第２光学系とを備える
　請求項３１から４３のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記集光面を前記加工光が通過する位置は変更可能であり、
　前記第１光学系から前記第２光学系へ向かう加工光の進行方向は、前記通過する位置に応じて変わる
　請求項４４に記載の加工装置。
　前記集光面上の第１位置に集光される前記加工光の進行方向に沿った第１軸と前記第１光学系の光軸とのなす角度は、前記集光面上の前記第１位置よりも前記光軸に近い第２位置に集光される前記加工光の進行方向に沿った第２軸と前記光軸とのなす角度よりも大きい
　請求項４５に記載の加工装置。
　前記第１光学系は、
　前記加工光源からの前記加工光を中間集光面上に集光する集光部材と、
　前記中間集光面と前記集光面とを光学的に共役な関係にするリレー光学系と
を備える請求項４４から４６のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記リレー光学系は、前記中間集光面の縮小像を前記集光面上に形成する
　請求項４７に記載の加工装置。
　前記加工光の進行方向における集光位置を変更する集光位置変更部材を更に備える
　請求項３１から４８のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系の内部において前記光軸と直交する中間面を前記加工光が通過する位置は変更可能であり、
　前記集光位置変更部材は、前記加工光が前記中間面を通過する位置に応じて前記加工光の集光位置を前記進行方向において変更する
　請求項４９に記載の加工装置。
　前記加工光源からの前記加工光の光路に配置され、前記加工光が射出される方向を変更する射出方向変更部材をさらに備える
　請求項３１から５０のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記射出方向変更部材による前記加工光が射出される方向の変化に応じて、前記物体に照射される前記加工光の照射位置が異なる
　請求項５１に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記加工光源からの加工光を集光面上に集光する第１光学系と、前記第１光学系からの加工光を集光して前記物体に照射する第２光学系とを備え、
　前記射出方向変更部材による前記加工光が射出される方向は、前記第２光学系の射影特性を考慮して設定される
　請求項５１又は５２に記載の加工装置。
　前記物体の表面からの光を計測光として前記照射光学系を介して受光して前記表面を計測する計測部をさらに備える
　請求項３１から５３のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記計測部は、前記表面を二次元的に撮像する撮像素子を備える
　請求項５４に記載の加工装置。
　前記照射光学系の側面から前記照射光学系の周囲の気体を吸引する吸引部を更に備える
　請求項３１から５５のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記吸引部は、前記物体の表面に沿った気体の流れを形成する
　請求項５６に記載の加工装置。
　前記照射光学系の先端から気体を供給する供給部を更に備える
　請求項３１から５７のいずれか一項に記載の加工装置。
　物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、
　前記加工光を集光して前記物体に照射する照射光学系と、
　前記物体に照射される前記加工光の照射位置を変更するように動く可動光学部材と
を備え、
　前記照射光学系からの前記加工光の集光位置は、前記照射光学系の光軸を囲む輪帯状の領域内で変更される
　加工装置。
　前記輪帯状の領域の面は、前記光軸側に向けられている
　請求項５９に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記照射光学系を構成するパワーを有する光学部材のうち前記照射光学系の光路において最も前記物体側に位置する光学部材の光軸と直交する面に交差する面に向けて前記光学部材から前記加工光を射出する
　請求項５９又は６０に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記照射光学系の前記光軸に対して９０°以上の角度で前記加工光を射出する
　請求項５９から６１のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系からの前記加工光は、前記照射光学系を構成する光学部材のうち最も物体側の光学部材に対して凹となる面上に集光される
　請求項５９から６２のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記加工光の集光スポットを、前記光軸を取り囲む面上に形成する
　請求項５９から６３のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系の側面から前記照射光学系の周囲の気体を吸引する吸引部を更に備える
　請求項５９から６４のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記吸引部は、前記輪帯状の領域に沿った気体の流れを形成する
　請求項６５に記載の加工装置。
　前記照射光学系の先端から気体を供給する供給部を備える
　請求項５９から６６のいずれか一項に記載の加工装置。
　物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、
　前記加工光を集光して前記物体に照射する照射光学系を備え、
　前記照射光学系は、前記照射光学系を構成する光学部材のうち前記加工光の光路において最も前記物体側に位置し、前記加工光の射出側に凸面を向けたメニスカス形状の光学部材を含む
　加工装置。
　前記メニスカス形状の前記光学部材に入射した前記加工光は、進行するにつれて前記光学部材の光軸から離れるように偏向される
　請求項６８に記載の加工装置。
　前記メニスカス形状の前記光学部材は、前記光学部材の前記光軸に対して９０°以上の角で前記加工光を射出する
　請求項６８又は６９に記載の加工装置。
　前記照射光学系は、前記加工光の集光スポットを、前記光学部材の光軸を取り囲む面上に形成する
　請求項６８から７０のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記光学部材から射出される加工光が前記物体に照射される位置は、前記照射光学系の光軸方向に関して、前記光学部材の前記物体側の光学面よりも前記光学部材の入射側に位置する
　請求項６８から７１のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記照射光学系の側面から前記照射光学系の周囲の気体を吸引する吸引部を更に備える
　請求項６８から７２のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記吸引部は、前記メニスカス形状の前記光学部材の光軸方向に関して、前記光学部材の入射側に設けられた吸引口から前記気体を吸引する
　請求項７３に記載の加工装置。
　前記吸引部は、前記メニスカス形状の前記光学部材の側面に沿った気体の流れを形成する
　請求項７３又は７４に記載の加工装置。
　前記照射光学系の先端から気体を供給する供給部を備える
　請求項６８から７５のいずれか一項に記載の加工装置。
　物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、
　前記加工光を集光して前記物体に照射する照射光学系を備え、
　前記照射光学系は、前記照射光学系を構成する光学部材のうち前記加工光の光路において最も前記物体側に位置する光学部材を含み、
　前記光学部材から射出される加工光が前記物体に照射される位置は、前記照射光学系の光軸方向に関して、前記最も物体側に位置する光学部材の前記物体側の光学面よりも前記光学部材の入射側に位置する
　加工装置。
　前記照射光学系は、前記照射光学系の前記光軸に対して９０°以上の角で前記加工光を射出する
　請求項７７に記載の加工装置。
　前記照射光学系の側面から前記照射光学系の周囲の気体を吸引する吸引部を更に備える
　請求項７７又は７８に記載の加工装置。
　前記吸引部は、前記光学部材の側面に沿った気体の流れを形成する
　請求項７９に記載の加工装置。
　前記照射光学系の先端から気体を供給する供給部を備える
　請求項７７から８０のいずれか一項に記載の加工装置。
　第１表面と前記第１表面と対向する第２表面とを有する物体を加工光源からの加工光で加工する加工装置であって、
　前記第１表面及び前記第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、
　前記第１表面及び前記第２表面の間の位置よりも前記加工光源側の加工光路に配置される可動光学部材と
　を備え、
　前記可動光学部材を動かすことにより、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方における前記加工光の照射位置が変更される
　加工装置。
　前記可動光学部材を介した前記加工光を中間集光面に集光する集光光学系を備え、
　前記可動光学部材を動かすことにより、前記集光光学系による前記加工光の集光位置が前記中間集光面上で変更される
　請求項８２に記載の加工装置。
　前記集光光学系と前記対物光学系との間に配置される結像光学系を備える
　請求項８３に記載の加工装置。
　前記結像光学系は縮小倍率を有する
　請求項８４に記載の加工装置。
　前記結像光学系の射出瞳は、前記結像光学系の像面よりも前記対物光学系側とは反対側に位置する
　請求項８４又は８５に記載の加工装置。
　前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方からの光を計測光として前記対物光学系を介して受光して前記少なくとも一方を計測する計測部をさらに備える
　請求項８２から８６のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記対物光学系と前記可動光学部材との間に配置される結像光学系を更に備え、
　前記計測部は、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方からの光を計測光として前記対物光学系及び前記結像光学系を介して受光する
　請求項８７に記載の加工装置。
　前記対物光学系は、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方と光学的に共役な共役面を形成する
　請求項８２から８８のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記対物光学系は、前記対物光学系の光軸に対して９０°以上の角度で前記加工光を射出する
　請求項８２から８９のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記可動光学部材を動かす駆動部を更に備え、
　前記駆動部は、前記対物光学系の射影特性を考慮して前記可動光学部材を動かす
　請求項８２から９０のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記対物光学系の側面から前記対物光学系の周囲の気体を吸引する吸引部を更に備える
　請求項８２から９１のいずれか一項に記載の加工装置。
　前記対物光学系の先端から気体を供給する供給部を備える
　請求項８２から９２のいずれか一項に記載の加工装置。
　第１表面と前記第１表面と対向する第２表面とを有する物体を加工光で加工する加工装置であって、
　前記第１表面及び前記第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、
　前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方からの光を計測光として前記対物光学系を介して受光して前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方を計測する計測部と、
　前記第１表面及び前記第２表面を結ぶ方向と交差する第１方向に沿って前記対物光学系を移動させる移動部と
　を備え、
　前記移動部によって前記対物光学系を前記第１方向に沿って第１の側に向かって移動させるときに前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方の少なくとも一部を計測し、前記移動部によって前記対物光学系を前記第１方向に沿って前記第１の側と反対側の第２の側に向かって移動させるときに前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方の前記少なくとも一部を加工する
　加工装置。
　第１表面と前記第１表面と対向する第２表面とを有する物体を加工光で加工する加工装置であって、
　前記第１表面及び前記第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、
　前記対物光学系の側面から前記対物光学系の周囲の気体を吸引する吸引部と
　を備える加工装置。
　前記対物光学系の先端から気体を供給する供給部を備える
　請求項９５に記載の加工装置。
　前記吸引部は、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に沿った気体の流れを形成する
　請求項９５又は９６に記載の加工装置。
　第１表面と前記第１表面と対向する第２表面とを有する物体を加工光で加工する加工装置であって、
　前記第１表面及び前記第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、
　前記対物光学系の先端から気体を供給する供給部と
　を備える加工装置。
　加工光を用いて物体を加工する加工装置であって、
　前記物体の第１表面及び第２表面の間に位置可能に設けられ、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方に前記加工光を照射する対物光学系と、
　前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方からの光を計測光として前記対物光学系を介して受光して前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方を計測する計測部と
　を備え、
　前記計測部は、前記第１表面及び前記第２表面のうち少なくとも一方を二次元的に撮像する撮像素子を備える
　加工装置。