WO2023032053A1 - 加工システム - Google Patents

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WO2023032053A1
WO2023032053A1 PCT/JP2021/032010 JP2021032010W WO2023032053A1 WO 2023032053 A1 WO2023032053 A1 WO 2023032053A1 JP 2021032010 W JP2021032010 W JP 2021032010W WO 2023032053 A1 WO2023032053 A1 WO 2023032053A1
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WO
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reference member
processing
movement
measurement
optical system
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/032010
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English (en)
French (fr)
Inventor
壮史 松田
Original Assignee
株式会社ニコン
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Publication date
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Priority to PCT/JP2021/032010 priority patent/WO2023032053A1/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Definitions

  • the present invention for example, relates to the technical field of machining systems capable of machining workpieces.
  • Patent Document 1 describes a processing apparatus that irradiates a processing beam onto the surface of a workpiece to form a structure. In such a machine tool, it is a technical problem to appropriately calculate the movement error.
  • a mounting device capable of mounting a work and a reference member different from the work, and a processing beam for processing the work via an objective optical system and a processing apparatus capable of irradiating the workpiece with a measurement beam via the objective optical system, and irradiating at least part of the light from the reference member generated by the irradiation of the measurement beam with the a light detection device capable of receiving light via an objective optical system; a processing head including the objective optical system; obtained a first detection result by irradiating the reference member positioned at the reference member with the measurement beam, and moving the reference member from the first position to a second position different from the first position using the rotating device A second detection result is obtained by irradiating the member with the measurement beam, and the computing unit obtains the position information of the reference member obtained using the first detection result and the second detection result.
  • a processing system is provided that calculates a movement error that occurs in movement of at least one of the mounting device and the processing head based on position information of a reference member.
  • a mounting device capable of mounting a work and a reference member different from the work, and a measurement for measuring the reference member via an objective optical system
  • a light detection device capable of irradiating the reference member with a beam and receiving at least part of the light from the reference member generated by the irradiation of the measurement beam
  • a rotating device rotatable around a second axis that intersects with the first axis
  • a moving device that moves a processing head including at least the objective optical system along the moving axis; rotates the mounting device about the first axis to move the reference member from the eighth position to the ninth position, and rotates the mounting device about the second axis to move the
  • the reference member is moved from the tenth position to the eleventh position, and the photodetector irradiates the reference member positioned at the eighth position with the measurement beam through the objective optical system positioned at the twelfth position.
  • a processing system is provided for calculating a movement error occurring in the movement of at least one of the mounting device and the processing head based on the positional information of the reference member obtained using the eleventh detection result.
  • a mounting device capable of mounting a work and a reference member different from the work, and a measurement for measuring the reference member via an objective optical system
  • a light detection device capable of irradiating the reference member with a beam and receiving at least part of the light from the reference member generated by the irradiation of the measurement beam
  • a driving device for moving the mounting device
  • the photodetector irradiates the reference member positioned at the eighth position with the measurement beam through the objective optical system positioned at the twelfth position, and the objective optical system positioned at the twelfth position
  • a processing system is provided for irradiating the measurement beam on the reference member moved to the ninth position via the reference member.
  • a mounting device capable of mounting a work and a reference member different from the work, and a measurement for measuring the reference member via an objective optical system
  • a light detection device capable of irradiating the reference member with a beam and receiving at least part of the light from the reference member generated by the irradiation of the measurement beam
  • a driving device for moving the mounting device
  • a mounting device capable of mounting a work and a reference member different from the work, and a measurement for measuring the reference member via an objective optical system a light detection device capable of irradiating the reference member with a beam and receiving at least part of the light from the reference member generated by the irradiation of the measurement beam; and a driving device for moving the mounting device,
  • the photodetector irradiates the reference member positioned at the tenth position with the measurement beam via the objective optical system positioned at the sixteenth position, and the objective optical system positioned at the sixteenth position irradiating the reference member that has moved to the 11th position via the objective optical system with the measurement beam;
  • a processing system is provided.
  • FIG. 1 is a cross section schematically showing the configuration of a processing system according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram showing the system configuration of the machining system in this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the processing head in this embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a processing shot area.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a measurement shot area.
  • FIGS. 6A and 6B is a cross-sectional view showing marks formed on a workpiece for optical calibration operation.
  • FIG. 7 is a plan view showing a plurality of machining traces respectively formed at a plurality of locations in the machining shot area and the measurement shot area.
  • FIGS. 8(a) to 8(c) shows an example of a reference member.
  • FIGS. 9(a) and 9(b) are cross-sectional views showing the moving reference member.
  • 10(a) and 10(b) are cross-sectional views showing the processing head that moves so as to follow the moving reference member.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the machining head that moves so as to follow the reference member that rotates around the C-axis.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the machining head that moves so as to follow the reference member that rotates around the A axis.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the processing head that moves so as to follow the moving reference member.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a processing head that measures a moving reference member without moving it.
  • FIG. 15(a) to 15(c) shows the calculation result of the position of the reference member.
  • FIG. 16 is a flow chart showing the flow of the deformation error calculation operation.
  • 17(a) and 17(b) show the stage rotating around the A axis.
  • Each of Figures 18(a) to 18(d) shows a moving reference member.
  • Each of FIGS. 19(a) and 19(b) shows the relationship between the distance from the processing head to the reference member and the radius of rotation of the reference member.
  • FIG. 20 shows the relationship between the distance from the processing head to the reference member and the rotation angle of the stage.
  • Figures 21(a) to 21(d) shows a moving reference member.
  • FIG. 22(a) and 22(b) shows the relationship between the distance from the processing head to the reference member and the radius of rotation of the reference member.
  • FIG. 23 shows the stage rotating around the A axis.
  • FIGS. 24(a) to 24(b) shows a moving reference member.
  • FIGS. 25(a) to 25(b) is a cross-sectional view showing the processing head moving so as to follow the moving reference member.
  • FIG. 26 shows the relationship between the position (movement trajectory) of the reference member and the movement error.
  • FIGS. 27(a) to 27(b) is a cross-sectional view showing a processing head for measuring the reference member.
  • FIGS. 28(a) to 28(b) is a cross-sectional view showing a processing head for measuring a reference member having a curved surface and a flat surface.
  • FIGS. 29(a) to 29(b) is a plan view showing the position of the reference member.
  • FIGS. 30(a) to 30(b) is a cross-sectional view showing a processing head for measuring the reference member.
  • FIGS. 31(a) to 31(b) is a cross-sectional view showing a processing head for measuring the reference member.
  • FIGS. 32(a) to 32(b) is a cross-sectional view showing a processing head for measuring the reference member.
  • FIG. 33(a) to 33(b) is a cross-sectional view showing a processing head for measuring the reference member.
  • FIG. 34 is a system configuration diagram showing the system configuration of the measurement system.
  • FIG. 35 is a side view showing a modification of the head drive system.
  • Embodiments of a machining system, a movement error calculation system, a movement error calculation method, and a measurement system will be described below using a machining system SYS capable of machining a work W, which is an example of an object. Since the machining system SYS can machine the workpiece W, the machining system SYS may be called a machine tool.
  • each of the X-axis direction and the Y-axis direction is the horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is the vertical direction (that is, the direction perpendicular to the horizontal plane). and substantially in the vertical direction).
  • the directions of rotation (in other words, tilt directions) about the X-, Y-, and Z-axes are referred to as the .theta.X direction, the .theta.Y direction, and the .theta.Z direction, respectively.
  • the Z-axis direction may be the direction of gravity.
  • the XY plane may be set horizontally.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a processing system SYS in this embodiment.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram showing an example of the system configuration of the machining system SYS in this embodiment.
  • the machining system SYS comprises a machining unit 1 and a control unit 2. At least part of the processing unit 1 may be accommodated in the internal space SP of the housing 3 .
  • the internal space SP of the housing 3 may be purged with a purge gas such as nitrogen gas, or may not be purged with a purge gas.
  • the internal space SP of the housing 3 may or may not be evacuated.
  • the processing unit 1 does not have to be housed in the internal space SP of the housing 3 .
  • a local space surrounding only a part of the processing unit 1 may be purged with a purge gas or may be evacuated.
  • the machining unit 1 is capable of machining a workpiece W, which is an object to be machined (which may be called a base material).
  • the work W may be, for example, a metal, an alloy (for example, duralumin), a semiconductor (for example, silicon), a resin, or CFRP. (Carbon Fiber Reinforced Plastic), etc., paint (for example, a paint layer applied to a substrate), glass, or any other material. It may be an object made of material.
  • the processing unit 1 irradiates the work W with the processing light EL in order to process the work W.
  • the processing light EL may be any type of light as long as the work W can be processed by being irradiated with the work W. In the present embodiment, an example in which the processing light EL is laser light will be described, but the processing light EL may be light of a different type from laser light.
  • the wavelength of the processing light EL may be any wavelength as long as the work W can be processed by being irradiated with the work W.
  • the processing light EL may be visible light or invisible light (for example, at least one of infrared light, ultraviolet light, extreme ultraviolet light, and the like).
  • the processing light EL may include pulsed light (for example, pulsed light whose emission time is picoseconds or less). Alternatively, the processing light EL may not contain pulsed light. In other words, the processing light EL may be continuous light.
  • the processing unit 1 may perform removal processing to remove a part of the work W by irradiating the work W with the processing light EL.
  • the processing unit 1 may perform removal processing so that the workpiece W has a desired shape.
  • the processing unit 1 may perform removal processing such that a riblet structure is formed on the surface of the work W.
  • the riblet structure may include a structure capable of reducing the resistance of the surface of the workpiece W to fluid (in particular, at least one of frictional resistance and turbulent frictional resistance).
  • the riblet structure may include a structure capable of reducing noise generated when the fluid moves relative to the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may perform additional processing of forming a modeled object on the work W by irradiating the work W with the processing light EL in addition to or instead of the removal processing.
  • the machining unit 1 may perform machining for machining the workpiece W by bringing a tool into contact with the workpiece W in addition to or instead of at least one of the removal machining and the additional machining. In this case, the processing unit 1 may not irradiate the workpiece W with the processing light EL.
  • the processing unit 1 can measure the measurement object M under the control of the control unit 2.
  • the processing unit 1 irradiates the measurement object M with the measurement light ML for measuring the measurement object M.
  • the processing unit 1 irradiates the measurement light ML to the measurement object M, and detects at least part of the light from the measurement object M irradiated with the measurement light ML (that is, receives the light). ), the measurement object M is measured.
  • the light from the measurement object M irradiated with the measurement light ML is light from the measurement object M generated by the irradiation of the measurement light ML.
  • the measurement light ML may be any type of light as long as the measurement target M can be measured by irradiating it on the measurement target M.
  • the description will proceed using an example in which the measurement light ML is laser light.
  • the measurement light ML may be light of a different kind from the laser light.
  • the wavelength of the measurement light ML may be any wavelength as long as the work W can be measured by irradiating the measurement target M.
  • the measurement light ML may be visible light or invisible light (for example, at least one of infrared light, ultraviolet light, and extreme ultraviolet light).
  • the measurement light ML may include pulsed light (for example, pulsed light whose emission time is picoseconds or shorter).
  • the measurement light ML may not contain pulsed light. In other words, the measurement light ML may be continuous light.
  • the processing unit 1 may be able to measure the characteristics of the measurement object M using the measurement light ML.
  • the characteristics of the measurement object M are, for example, the position of the measurement object M, the shape of the measurement object M, the reflectance of the measurement object M, the transmittance of the measurement object M, the temperature of the measurement object M, and the measurement At least one surface roughness of the object M may be included.
  • the position of the measurement object M may include the position of the surface of the measurement object M.
  • the position of the surface of the measurement object M may include the position of at least part of the surface of the measurement object M.
  • the position of the measurement object M may mean the position of the measurement object M with respect to the processing head 13 (that is, the relative position). That is, the position of the measurement object M may mean the position of the measurement object M in the measurement coordinate system with the processing head 13 as a reference.
  • the operation of measuring the position of the measurement object M may include the operation of measuring the shape of the measurement object M. This is because the shape of the object M to be measured can be calculated from the position of the object M to be measured.
  • the measurement object M may include, for example, the work W to be processed by the processing unit 1.
  • the measurement object M may include any object placed on the stage 16, for example. Any object placed on stage 16 may include workpiece W, for example. An arbitrary object placed on the stage 16 may include a reference member FM used in movement error calculation operations, which will be described later.
  • the measurement object M may include the stage 16, for example.
  • the machining unit 1 may measure the measurement object M during a period before machining of the workpiece W is started. That is, the machining unit 1 may measure the measurement object M before the machining unit 1 starts machining the workpiece W.
  • the machining unit 1 may measure the measurement object M while the workpiece W is being machined. That is, the machining unit 1 may measure the measurement object M while the machining unit 1 is machining the workpiece W.
  • the processing unit 1 may process the workpiece W and measure the measurement object M in parallel.
  • the machining unit 1 may measure the measurement object M during a period after the machining of the work W is finished. That is, the machining unit 1 may measure the measurement object M after the machining unit 1 finishes machining the workpiece W.
  • the processing unit 1 includes a processing light source 11, a measurement light source 12, a processing head 13, a head drive system 14, a position measuring device 15, a stage 16 , a stage driving system 17 , and a position measuring device 18 .
  • the processing light source 11 generates processing light EL.
  • the processing light source 11 may include, for example, a laser diode.
  • the processing light source 11 may be a light source capable of pulse oscillation.
  • the processing light source 11 can generate pulsed light (for example, pulsed light whose emission time is picoseconds or less) as the processing light EL.
  • the processing light source 11 may be a CW light source that generates CW (continuous waves).
  • the measurement light source 12 generates measurement light ML. If the measurement light ML is laser light, the measurement light source 12 may include, for example, a laser diode. Furthermore, the measurement light source 12 may be a light source capable of pulse oscillation. In this case, the measurement light source 12 can generate pulsed light (for example, pulsed light whose emission time is picoseconds or less) as the processing light EL. Note that the measurement light source 12 may be a CW light source that generates CW (continuous waves).
  • the processing head 13 irradiates the workpiece W with the processing light EL generated by the processing light source 11 and irradiates the measurement object M with the measurement light ML generated by the measurement light source 12 .
  • the processing head 13 includes a processing optical system 131, a measurement optical system 132, a synthesizing optical system 133, and an objective optical system. 134.
  • the processing head 13 irradiates the work W with the processing light EL via the processing optical system 131 , the synthesizing optical system 133 and the objective optical system 134 .
  • the processing head 13 irradiates the measurement target M with the measurement light ML via the measurement optical system 132 , the synthesizing optical system 133 and the objective optical system 134 . Details of the structure of the processing head 13 will be described later with reference to FIG.
  • the head drive system 14 moves the processing head 13 .
  • the head drive system 14 may move (that is, linearly move) the processing head 13 along a movement axis along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, for example.
  • the head drive system 14 may be called a moving device.
  • the head drive system 14 moves the processing head 13 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction in addition to or instead of at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. can be moved.
  • the head drive system 14 rotates the processing head 13 around at least one of the rotation axis along the X-axis direction, the rotation axis along the Y-axis direction, and the rotation axis along the Z-axis direction ( That is, it may be rotated).
  • the head drive system 14 may be called a rotating device.
  • the rotation axis along the X-axis direction, the rotation axis along the Y-axis direction, and the rotation axis along the Z-axis direction are referred to as A-axis, B-axis, and C-axis, respectively.
  • the head driving system 14 may also be called a driving device.
  • the processing unit 1 may process the workpiece W while moving the processing head 13 . Specifically, the processing unit 1 may set the processing shot area PSA at a desired position of the work W by moving the processing head 13, and may process the desired position of the work W. FIG. However, when the processing shot area PSA can be set at a desired position of the work W by moving the stage 16, which will be described later, the processing unit 1 processes the work W without moving the processing head 13. may
  • the processing unit 1 may measure the measurement object M while moving the processing head 13 . Specifically, the processing unit 1 may move the processing head 13 to set the measurement shot area MSA at the desired position of the measurement target M, and measure the desired position of the measurement target M. However, if the measurement shot area MSA can be set at a desired position of the measurement target M by moving the stage 16, which will be described later, the processing unit 1 can move the measurement target without moving the processing head 13. M can be measured.
  • the position measuring device 15 can measure the position of the processing head 13.
  • the position measuring device 15 may include, for example, an interferometer (for example, a laser interferometer).
  • the position measuring device 15 may include, for example, an encoder (eg, at least one of a linear encoder and a rotary encoder). If the head drive system 14 uses a stepping motor as a drive source, the position measurement device 15 may include, for example, an open-loop control type position detection device.
  • the open-loop control type position detection device is a position detection device that measures the position of the processing head 13 by estimating the amount of movement of the processing head 13 from the integrated value of the number of pulses for driving the stepping motor.
  • the stage 16 may be called a mounting device. Specifically, the workpiece W is mounted on the mounting surface 161 of the stage 16 .
  • the placement surface 161 is a surface intersecting the Z-axis.
  • the stage 16 can support the work W placed on the stage 16 .
  • the stage 16 may be capable of holding the work W placed on the stage 16 .
  • the stage 16 may have at least one of a mechanical chuck, an electrostatic chuck, a vacuum chuck, and the like to hold the work W.
  • a measurement object M may be placed on the stage 16 .
  • the measurement object M is mounted on the mounting surface 161 of the stage 16 .
  • the stage 16 can support the measurement object M placed on the stage 16 .
  • the stage 16 may be capable of holding the measurement object M placed on the stage 16 .
  • the stage 16 may be equipped with at least one of a mechanical chuck, an electrostatic chuck, a vacuum chuck, and the like, in order to hold the object M to be measured.
  • the stage 16 is arranged at a position where it can face the processing head 13 .
  • the stage 16 is arranged below the processing head 13 .
  • the stage 16 may be arranged at a position different from the position below the processing head 13 .
  • the stage drive system 17 moves the stage 16 .
  • the stage drive system 17 may, for example, move the stage 16 along a movement axis along at least one of the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction.
  • the stage drive system 17 may be called a moving device.
  • the stage drive system 17 moves the stage 16 along at least one of the ⁇ X direction, ⁇ Y direction and ⁇ Z direction in addition to or instead of at least one of the X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction. You can move it.
  • the stage drive system 17 has a rotation axis along the X-axis direction (that is, the A axis), a rotation axis along the Y-axis direction (that is, the B axis), and a rotation axis along the Z-axis direction (that is, the C axis).
  • stage 16 may be rotated (that is, rotationally moved) around at least one axis.
  • stage drive system 117 may be referred to as a rotating device.
  • the stage driving system 17 may be called a driving device.
  • the operation of moving the stage 31 may include the operation of moving the placement surface 161 .
  • the stage 31 may move along with the movement of the supporting member that supports the stage 31 . That is, the operation of moving the stage 31 may include an operation of moving the stage 31 by moving a support member that supports the stage 31 .
  • the processing unit 1 may process the work W while moving the stage 16 . Specifically, the processing unit 1 may set the processing shot area PSA at a desired position of the work W by moving the stage 16, and may process the desired position of the work W. FIG. However, when the machining shot area PSA can be set at a desired position on the workpiece W by moving the machining head 13 described above, the machining unit 1 processes the workpiece W without moving the stage 16. may
  • the processing unit 1 may measure the measurement object M while moving the stage 16 . Specifically, the processing unit 1 may set the measurement shot area MSA at the desired position of the measurement object M by moving the stage 16, and measure the desired position of the measurement object M. FIG. However, when the measurement shot area MSA can be set at a desired position of the measurement target M by moving the above-described processing head 13, the processing unit 1 can move the measurement target without moving the stage 16. M can be measured.
  • the operation of setting the measurement shot area MSA at the desired position of the measurement object M may be regarded as equivalent to the operation of positioning the measurement shot area MSA in the desired range on the surface of the measurement object M.
  • the position measuring device 18 can measure the position of the stage 16.
  • Position measuring device 18 may include, for example, an interferometer (eg, laser interferometer).
  • the position measuring device 18 may include, for example, an encoder (eg, at least one of a linear encoder and a rotary encoder). If the stage drive system 17 uses a stepping motor as a drive source, the position measurement device 18 may include, for example, an open-loop control type position detection device.
  • the open-loop control type position detection device is a position detection device that measures the position of the stage 16 by estimating the amount of movement of the stage 16 from the integrated value of the number of pulses for driving the stepping motor.
  • the control unit 2 controls the operation of the processing unit 1.
  • the control unit 2 may also be called a control section.
  • the control unit 2 may control the operation of the machining head 13 included in the machining unit 1.
  • the control unit 2 may control the operation of at least one of the processing optical system 131 , the measurement optical system 132 , the synthesizing optical system 133 and the objective optical system 134 provided in the processing head 13 .
  • the control unit 2 may control the operation of the head drive system 14 provided in the processing unit 1 (for example, movement of the processing head 13).
  • the control unit 2 may control the operation of the stage drive system 17 provided in the processing unit 1 (for example, movement of the stage 16).
  • the control unit 2 may control the operation of the processing unit 1 based on the measurement result of the measurement object M by the processing unit 1. Specifically, the control unit 2 generates measurement data of the measurement object M (for example, data related to at least one of the position and shape of the measurement object M) based on the measurement result of the measurement object M, and generates The operation of the processing unit 1 may be controlled based on the obtained measurement data. For example, the control unit 2 generates measurement data of at least a part of the work W based on the measurement results of the work W, which is an example of the measurement object M (for example, the position and shape of at least a part of the work W).
  • control unit 2 may control the operation of the processing unit 1 so that the processing shot area PSA irradiated with the processing light EL is set at a desired position on the workpiece W based on the measurement data.
  • control unit 2 performs movement error calculation for calculating a movement error (in other words, motion error) occurring in the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 based on the measurement result by the processing unit 1. You may take action. Specifically, the control unit 2 may perform the movement error calculation operation based on the measurement result of the reference member FM described later by the processing unit 1 . Note that the control unit 2 that performs the movement error calculation operation may be referred to as a movement error calculation system. Note that the movement error calculation operation will be described in detail later with reference to FIG. 11 and the like.
  • the control unit 2 may include, for example, an arithmetic device and a storage device. Note that the control unit 2 may also be called an arithmetic unit.
  • the computing device may include, for example, at least one of a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • a storage device may include, for example, memory.
  • the control unit 2 functions as a device that controls the operation of the processing unit 1 by executing a computer program with an arithmetic device.
  • This computer program is a computer program for causing the arithmetic device to perform (that is, to execute) operations to be performed by the control unit 2, which will be described later.
  • this computer program is a computer program for causing the control unit 2 to function so as to cause the processing unit 1 to perform the operation described later.
  • the computer program executed by the arithmetic device may be recorded in a storage device (that is, a recording medium) included in the control unit 2, or may be stored in any storage device built in the control unit 2 or externally attached to the control unit 2. It may be recorded on a medium (for example, hard disk or semiconductor memory). Alternatively, the computing device may download the computer program to be executed from a device external to the control unit 2 via a network interface.
  • the control unit 2 does not have to be provided inside the processing unit 1.
  • the control unit 2 may be provided outside the processing unit 1 as a server or the like.
  • the control unit 2 and the processing unit 1 may be connected by a wired and/or wireless network (or data bus and/or communication line).
  • a wired network a network using a serial bus interface represented by at least one of IEEE1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485 and USB may be used.
  • a network using a parallel bus interface may be used as the wired network.
  • a network using an Ethernet (registered trademark) interface represented by at least one of 10BASE-T, 100BASE-TX, and 1000BASE-T may be used.
  • a network using radio waves may be used as the wireless network.
  • An example of a network using radio waves is a network conforming to IEEE802.1x (for example, at least one of wireless LAN and Bluetooth (registered trademark)).
  • a network using infrared rays may be used as the wireless network.
  • a network using optical communication may be used as the wireless network.
  • the control unit 2 and the processing unit 1 may be configured to be able to transmit and receive various information via a network.
  • the control unit 2 may be capable of transmitting information such as commands and control parameters to the processing unit 1 via a network.
  • the processing unit 1 may include a receiving device for receiving information such as commands and control parameters from the control unit 2 via the network.
  • the processing unit 1 may be provided with a transmission device (that is, an output device that outputs information to the control unit 2) that transmits information such as commands and control parameters to the control unit 2 via the network. good.
  • a transmission device that is, an output device that outputs information to the control unit 2
  • a first control device that performs part of the processing performed by the control unit 2 is provided inside the processing unit 1, while a second control device that performs another part of the processing performed by the control unit 2 is provided.
  • a control device may be provided outside the processing unit 1 .
  • a computing model that can be constructed by machine learning may be implemented in the control unit 2 by the computing device executing a computer program.
  • An example of an arithmetic model that can be constructed by machine learning is an arithmetic model that includes a neural network (so-called artificial intelligence (AI)).
  • learning the computational model may include learning neural network parameters (eg, at least one of weights and biases).
  • the control unit 2 may control the operation of the processing unit 1 using computational models.
  • the operation of controlling the operation of the machining unit 1 may include the operation of controlling the operation of the machining unit 1 using the computational model.
  • the control unit 2 may be equipped with an arithmetic model that has been constructed by off-line machine learning using teacher data.
  • control unit 2 may be updated on the control unit 2 by online machine learning.
  • control unit 2 in addition to or instead of the computational model implemented in the control unit 2, uses the computational model implemented in a device external to the control unit 2 (that is, a device provided outside the processing unit 1). may be used to control the operation of the processing unit 1 .
  • Recording media for recording computer programs executed by the control unit 2 include CD-ROMs, CD-Rs, CD-RWs, flexible disks, MOs, DVD-ROMs, DVD-RAMs, DVD-Rs, DVD+Rs, and DVDs.
  • optical discs such as RW, DVD+RW and Blu-ray (registered trademark)
  • magnetic media such as magnetic tapes
  • magneto-optical discs semiconductor memories such as USB memories
  • the recording medium may include a device capable of recording a computer program (for example, a general-purpose device or a dedicated device in which the computer program is implemented in at least one form of software, firmware, etc.).
  • each process and function included in the computer program may be realized by a logical processing block realized in the control unit 2 by the control unit 2 (that is, computer) executing the computer program, It may be realized by hardware such as a predetermined gate array (FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit)) provided in the control unit 2, or a logical processing block and a part of hardware
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the processing head 13. As shown in FIG.
  • the processing light EL generated by the processing light source 11 is incident on the processing head 13 via an optical transmission member 111 such as an optical fiber.
  • the processing light source 11 may be arranged outside the processing head 13 .
  • the processing light source 11 may be arranged inside the processing head 13 .
  • the processing head 13 includes the processing optical system 131, the measurement optical system 132, the synthesizing optical system 133, and the objective optical system 134, as described above.
  • the processing optical system 131 , the measurement optical system 132 , the synthesizing optical system 133 and the objective optical system 134 may be accommodated in the head housing 135 of the processing head 13 .
  • the processing optical system 131 , the measurement optical system 132 , the synthesizing optical system 133 and the objective optical system 134 may be attached to the head housing 135 .
  • at least one of the processing optical system 131 , the measurement optical system 132 , the synthesizing optical system 133 and the objective optical system 134 may not be housed inside the head housing 135 .
  • the processing optical system 131 is an optical system into which the processing light EL from the processing light source 11 is incident.
  • the processing optical system 131 is an optical system that emits the processing light EL incident on the processing optical system 131 toward the combining optical system 133 .
  • the processing light EL emitted by the processing optical system 131 is applied to the workpiece W via the synthesizing optical system 133 and the objective optical system 134 .
  • the processing optical system 131 processes the work W by irradiating the work W with the processing light EL via the objective optical system 134 . Therefore, the processing optical system 131 may be called a processing device.
  • the processing optical system 131 may include, for example, a position adjusting optical system 1311, an angle adjusting optical system 1312, and a focusing position adjusting optical system 1313.
  • the position adjustment optical system 1311 can adjust the emission position of the processing light EL from the processing optical system 131 .
  • the position adjustment optical system 1311 may include, for example, a plane-parallel plate that can be tilted with respect to the traveling direction of the processing light EL, and the emission position of the processing light EL may be changed by changing the tilt angle of the plane-parallel plate.
  • the angle adjustment optical system 1312 can adjust the emission angle (that is, emission direction) of the processing light EL from the processing optical system 131 .
  • the angle adjusting optical system 1312 may include, for example, a mirror that can be tilted with respect to the traveling direction of the processing light EL, and the emission angle of the processing light EL may be changed by changing the tilt angle of this mirror.
  • the condensing position adjusting optical system 1313 is an optical member capable of adjusting the condensing position of the processing light EL in the traveling direction of the processing light EL.
  • the condensing position adjusting optical system 1313 may include, for example, a plurality of lenses arranged along the traveling direction of the processing light EL. In this case, by moving at least one of the plurality of lenses along the optical axis direction, the condensing position of the processing light EL is adjusted.
  • the condensing position adjusting optical system 1313 includes an optical member (typically, a galvanomirror) capable of moving the condensing position of the processing light EL along a desired direction by deflecting the processing light EL, for example. may contain.
  • the processing optical system 131 does not have to include at least one of the position adjusting optical system 1311 , the angle adjusting optical system 1312 and the focusing position adjusting optical system 1313 .
  • the processing light EL emitted from the processing optical system 131 enters the combining optical system 133 .
  • Combining optics 133 includes a beam splitter (eg, polarizing beam splitter) 1331 .
  • the beam splitter 1331 emits the processing light EL incident on the beam splitter 1331 toward the objective optical system 134 .
  • the processing light EL that has entered the beam splitter 1331 is emitted toward the objective optical system 134 by passing through the polarization splitting surface of the beam splitter 1331 . Therefore, in the example shown in FIG. 3, the processing light EL has a polarization direction that allows it to pass through the polarization separation plane (for example, a polarization direction that is p-polarized with respect to the polarization separation plane). incident on the surface.
  • the processing light EL emitted from the synthesizing optical system 133 enters the objective optical system 134 .
  • the objective optical system 134 emits toward the workpiece W the processing light EL that has entered the objective optical system 134 .
  • the objective optical system 134 includes a galvanomirror 1341 and an f ⁇ lens 1342 .
  • the processing light EL that has entered the objective optical system 134 enters the galvanomirror 1341 .
  • the galvanomirror 1341 deflects the processing light EL (that is, changes the emission angle of the processing light EL).
  • the galvanomirror 1341 deflects the processing light EL to change the condensing position of the processing light EL in the plane intersecting the optical axis EX of the f ⁇ lens 1342 (that is, in the plane along the XY plane).
  • the processing head 13 irradiates the work W with the processing light EL in a state where the optical axis EX of the f ⁇ lens 1342 and the surface of the work W intersect.
  • the target irradiation position PA of the processing light EL on the surface of the work W is changed in the direction along the surface of the work W. be done. That is, the target irradiation position PA of the processing light EL is changed along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the galvanomirror 1341 includes an X scanning mirror 1341X and a Y scanning mirror 1341Y.
  • Each of the X scanning mirror 1341X and the Y scanning mirror 1341Y is a tilt angle variable mirror whose angle with respect to the optical path of the processing light EL incident on the galvanomirror 1341 is changed.
  • the X scanning mirror 1341X deflects the processing light EL so as to change the irradiation position of the processing light EL on the workpiece W along the X-axis direction.
  • the X scanning mirror 1341X may be rotatable or swingable around the Y axis.
  • the Y scanning mirror 1341Y deflects the processing light EL so as to change the irradiation position of the processing light EL on the work W along the Y-axis direction.
  • the Y scanning mirror 1341Y may be rotatable or swingable around the X axis.
  • Such a galvanomirror 1341 enables the processing light EL to scan the processing shot area PSA determined with the processing head 13 as a reference. That is, the galvanomirror 1341 enables the target irradiation position PA to move within the processing shot area PSA determined with the processing head 13 as a reference.
  • An example of the processing shot area PSA is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the machining shot area PSA is an area (in other words, range ).
  • the processing shot area PSA is an area that matches or is narrower than the scanning range of the processing light EL deflected by the galvanomirror 1341 while the positional relationship between the processing head 13 and the workpiece W is fixed.
  • the processing shot area PSA target irradiation position PA moves over the surface of the workpiece W. Relatively movable.
  • the processing shot area PSA may be the maximum range in which processing is performed by the processing head 13 while the positional relationship between the processing head 13 and the work W is fixed.
  • the scanning range of the processing light EL deflected by the galvanomirror 1341 may be the scanning range of the processing light EL when the deflection angle is the maximum in the deflection angle range determined by the galvanomirror 1341 .
  • the processing shot area PSA has a rectangular shape.
  • the shape of the processing shot area PSA is not limited to the rectangular shape shown in FIG.
  • the shape of the processing shot area PSA may be polygonal, circular, or elliptical.
  • the shape of the processing shot area PSA may be set by an operator of the processing system SYS.
  • the size of the processing shot area PSA may be set by an operator of the processing system SYS.
  • the objective optical system 134 may include any deflection optical member capable of deflecting the processing light EL in addition to or instead of the galvanomirror 1341 .
  • An example of such a deflecting optical member is a polygon mirror having a plurality of reflecting surfaces with different angles. The polygon mirror changes the incident angle of the processing light EL with respect to the one reflecting surface while the processing light EL is applied to the one reflecting surface, and divides the reflecting surface irradiated with the processing light EL into a plurality of reflecting surfaces.
  • Such a deflection optical member is at least one of an acousto-optic element, an electro-optic element, a MEMS mirror, and a two-dimensional mirror that can rotate (oscillate) in two axial directions.
  • the processing light EL from the galvano mirror 1341 is incident on the f ⁇ lens 1342 .
  • the f ⁇ lens 1342 irradiates the workpiece W with the processing light EL from the galvanomirror 1341 .
  • the f ⁇ lens 1342 emits the processing light EL in a direction along the optical axis EX of the f ⁇ lens 1342 .
  • the processing light EL emitted by the f ⁇ lens 1342 enters the work W by traveling along the direction along the optical axis EX.
  • the f ⁇ lens 1342 converges the processing light EL from the galvanomirror 1341 onto the workpiece W.
  • the processing light EL emitted from the f.theta.
  • the f ⁇ lens 1342 is the optical element having the power of the final stage (that is, the optical element closest to the workpiece W) among the plurality of optical elements arranged on the optical path of the processing light EL, the final optical may also be referred to as elements.
  • the machining head 13 In order for the machining head 13 to irradiate the workpiece W with the machining light EL, the machining head 13 should be provided with at least the f ⁇ lens 1342 .
  • the processing light EL may enter the processing head 13 via the processing optical system 131 , the synthesizing optical system 133 and the galvanomirror 1341 arranged outside the processing head 13 .
  • the processing head 13 may irradiate the workpiece W with the processing light EL incident on the processing head 13 through the f ⁇ lens 1342 .
  • the measurement light ML generated by the measurement light source 12 is incident on the processing head 13 via an optical transmission member 121 such as an optical fiber.
  • the measurement light source 12 may be arranged outside the processing head 13 .
  • the measurement light source 12 may be arranged inside the processing head 13 .
  • the measurement light source 12 may include an optical comb light source.
  • the optical comb light source is a light source capable of generating light containing frequency components arranged at equal intervals on the frequency axis (hereinafter referred to as "optical frequency comb") as pulsed light.
  • the measurement light source 12 emits, as the measurement light ML, pulsed light containing frequency components arranged at equal intervals on the frequency axis.
  • the measurement light source 12 may include a light source different from the optical comb light source.
  • the processing system SYS includes a plurality of measurement light sources 12.
  • the processing system SYS may include a measurement light source 12#1 and a measurement light source 12#2.
  • the plurality of measurement light sources 12 may each emit a plurality of measurement light beams ML that are phase-synchronized with each other and have coherence.
  • the multiple measurement light sources 12 may have different oscillation frequencies. Therefore, the plurality of measurement light beams ML emitted by the plurality of measurement light sources 12 have different pulse frequencies (for example, the number of pulse light beams per unit time, which is the reciprocal of the pulse light emission cycle). It may be However, the processing system SYS may have a single measurement light source 12 .
  • the measurement light ML emitted from the measurement light source 12 enters the measurement optical system 132 .
  • the measurement optical system 132 is an optical system that emits the measurement light ML incident on the measurement optical system 132 toward the combining optical system 133 .
  • the measurement light ML emitted by the measurement optical system 132 is applied to the measurement object M via the synthesis optical system 133 and the objective optical system 134 . That is, in order to measure the measurement target M, the measurement optical system 132 irradiates the measurement target M with the measurement light ML via the synthesis optical system 133 and the objective optical system 134 .
  • the measurement optical system 132 includes, for example, a mirror 1320, a beam splitter 1321, a beam splitter 1322, a detector 1323, a beam splitter 1324, a mirror 1325, a detector 1326, a mirror 1327, and a galvanomirror 1328. Prepare. However, the measurement optical system 132 does not have to include the galvanomirror 1328 .
  • the measurement light ML emitted from the measurement light source 12 enters the beam splitter 1321 .
  • the measurement light ML emitted from the measurement light source 12 # 1 (hereinafter referred to as “measurement light ML # 1 ”) enters the beam splitter 1321 .
  • Measurement light ML emitted from measurement light source 12 # 2 (hereinafter referred to as “measurement light ML # 2 ”) enters beam splitter 1321 via mirror 1320 .
  • the beam splitter 1321 emits the measurement light beams ML# 1 and ML# 2 incident on the beam splitter 1321 toward the beam splitter 1322 . That is, the beam splitter 1321 emits the measurement light beams ML#1 and ML#2, which are incident on the beam splitter 1321 from different directions, in the same direction (that is, the direction in which the beam splitter 1322 is arranged).
  • the beam splitter 1322 reflects the measurement light ML#1-1, which is part of the measurement light ML#1 incident on the beam splitter 1322, toward the detector 1323.
  • the beam splitter 1322 emits, toward the beam splitter 1324, measurement light ML#1-2, which is another part of the measurement light ML#1 incident on the beam splitter 1322.
  • the beam splitter 1322 reflects the measurement light ML#2-1, which is part of the measurement light ML#2 incident on the beam splitter 1322, toward the detector 1323.
  • the beam splitter 1322 emits, toward the beam splitter 1324, the measurement light ML#2-2, which is another part of the measurement light ML#2 incident on the beam splitter 1322.
  • the detector 1323 receives (that is, detects) the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1.
  • the detector 1323 receives interference light generated by interference between the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1.
  • the operation of receiving the interference light generated by the interference between the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1 is performed by the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1. may be regarded as equivalent to the operation of receiving light.
  • a detection result of the detector 1323 is output to the control unit 2 .
  • the beam splitter 1324 emits at least part of the measurement light ML#1-2 incident on the beam splitter 1324 toward the mirror 1325.
  • FIG. The beam splitter 1324 emits at least part of the measurement light ML#2-2 incident on the beam splitter 1324 toward the mirror 1327.
  • the measurement light ML#1-2 emitted from the beam splitter 1324 is incident on the mirror 1325.
  • Measurement light ML#1-2 incident on mirror 1325 is reflected by the reflecting surface of mirror 1325 (the reflecting surface may also be referred to as a reference surface).
  • mirror 1325 reflects measurement light ML#1-2 incident on mirror 1325 toward beam splitter 1324 . That is, the mirror 1325 emits the measurement light ML#1-2 that has entered the mirror 1325 toward the beam splitter 1324 as the measurement light ML#1-3 that is the reflected light.
  • the measurement beams ML#1-3 may be referred to as reference beams.
  • the measurement light beams ML#1-3 emitted from the mirror 1325 are incident on the beam splitter 1324.
  • the beam splitter 1324 emits the measurement light beams ML#1-3 incident on the beam splitter 1324 toward the beam splitter 1322.
  • FIG. The measurement light beams ML#1-3 emitted from the beam splitter 1324 enter the beam splitter 1322.
  • the beam splitter 1322 emits the measurement light beams ML#1-3 incident on the beam splitter 1322 toward the detector 1326.
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the beam splitter 1324 is incident on the mirror 1327.
  • the mirror 1327 reflects the measurement light ML#2-2 incident on the mirror 1327 toward the galvanomirror 1328.
  • the galvanomirror 1328 deflects the measurement light ML#2-2 (that is, changes the emission angle of the measurement light ML#2-2). Galvanomirror 1328 deflects measurement light ML#2-2 so that measurement light ML#2-2 in a plane intersecting optical axis EX of f ⁇ lens 1342 (that is, in a plane along the XY plane) is Change the focus position.
  • the processing head 13 measures the workpiece W in a state where the optical axis EX of the f ⁇ lens 1342 and the surface of the measurement object M (the workpiece W in the example shown in FIG. 3) intersect. Light ML#2-2 is applied.
  • the target irradiation position MA of the measurement light ML#2-2 on the surface of the measurement object M becomes The direction along the surface of the measurement object M is changed. That is, the target irradiation position MA of the measurement light ML#2-2 is changed along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the galvanomirror 1328 includes an X scanning mirror 1328X and a Y scanning mirror 1328Y.
  • Each of the X scanning mirror 1328X and the Y scanning mirror 1328Y is a tilt angle variable mirror whose angle with respect to the optical path of the measurement light ML#2-2 incident on the galvanomirror 1328 is changed.
  • the X scanning mirror 1328X deflects the measurement light ML#2-2 so as to change the irradiation position of the measurement light ML#2-2 on the measurement object M along the X-axis direction.
  • the X scanning mirror 1328X may be rotatable or swingable around the Y axis.
  • the Y scanning mirror 1328Y deflects the processing light EL so as to change the irradiation position of the measurement light ML#2-2 on the measurement object M along the Y-axis direction.
  • the Y scanning mirror 1328Y may be rotatable or swingable around the X axis.
  • the measurement light ML#2-2 from the galvanomirror 1328 enters the combining optical system 133.
  • the beam splitter 1331 of the synthesizing optical system 133 emits the measurement light ML#2-2 incident on the beam splitter 1331 toward the objective optical system .
  • the measurement light ML#2-2 entering the synthesizing optical system 133 is reflected by the polarization splitting surface and emitted toward the objective optical system 134.
  • the measurement light ML#2-2 has a polarization direction that can be reflected by the polarization splitting surface (for example, a polarization direction that is s-polarized with respect to the polarization splitting surface). It is incident on the polarization separation plane of 1331 .
  • the beam splitter 1331 receives the processing light EL in addition to the measurement light ML#2-2. That is, both the measurement light ML#2-2 and the processing light EL pass through the beam splitter 1331.
  • FIG. The beam splitter 1331 directs the processing light EL and the measurement light ML#2-2, which have entered the beam splitter 1331 from different directions, in the same direction (that is, toward the same objective optical system 134). Therefore, the beam splitter 1331 substantially functions as a synthesizing optical member that synthesizes the processing light EL and the measurement light ML#2-2.
  • the synthesizing optical system 133 may include a dichroic mirror instead of the beam splitter 1331 as a synthesizing optical member. Even in this case, the synthesizing optical system 133 uses a dichroic mirror to synthesize the processing light EL and the measurement light ML#2-2 (that is, the optical path of the processing light EL and the measurement light ML#2-2. ) can be combined with the optical path.
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the beam splitter 1331 is incident on the galvanomirror 1341.
  • the galvanomirror 1341 deflects the measurement light ML#2-2 in the same manner as it deflects the processing light EL. Therefore, the galvanomirror 1341 can change the target irradiation position MA of the measurement light ML#2-2 on the surface of the measurement object M in the direction along the surface of the measurement object M.
  • the galvanomirror 1341 receives the processing light EL in addition to the measurement light ML#2-2.
  • the processing light EL and the measurement light ML#2-2 synthesized by the beam splitter 1331 enter the galvanomirror 1341.
  • both the measurement light ML#2-2 and the processing light EL pass through the same galvanomirror 1341.
  • the galvanomirror 1341 can synchronously change the target irradiation position PA of the processing light EL and the target irradiation position MA of the measurement light ML#2-2. That is, the galvanomirror 1341 can interlock and change the target irradiation position PA of the processing light EL and the target irradiation position MA of the measurement light ML#2-2.
  • the processing system SYS can use the galvanomirror 1328 to independently move the target irradiation position MA of the measurement light ML#2-2 with respect to the target irradiation position PA of the processing light EL.
  • the processing system SYS can independently change the target irradiation position PA of the processing light EL and the target irradiation position MA of the measurement light ML#2-2.
  • the processing system SYS can change the positional relationship between the target irradiation position PA of the processing light EL and the target irradiation position MA of the measurement light ML#2-2.
  • the processing system SYS does not have the galvanomirror 1328. good.
  • At least one of the galvanomirrors 1341 and 1328 enables the measurement light ML to scan the measurement shot area MSA determined with the processing head 13 as a reference. That is, at least one of the galvanomirrors 1341 and 1328 enables the target irradiation position MA to move within the measurement shot area MSA determined with the processing head 13 as a reference.
  • An example of the measurement shot area MSA is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the measurement shot area MSA is an area where measurement is performed by the machining head 13 while the positional relationship between the machining head 13 and the measurement object M is fixed (that is, without being changed). , range).
  • the measurement shot area MSA coincides with the scanning range of the measurement light ML deflected by at least one of the galvanomirrors 1341 and 1328 while the positional relationship between the processing head 13 and the measurement object M is fixed.
  • the area is set to be narrower than the scanning range.
  • the measurement shot area MSA target irradiation position MA is moved to the surface of the measurement object M. It is possible to move relatively on the top.
  • the measurement shot area MSA may be the maximum range in which the processing head 13 performs measurement while the positional relationship between the processing head 13 and the measurement object M is fixed.
  • the scanning range of the measurement light ML deflected by the galvanomirror 1341 may be the scanning range of the measurement light ML when the deflection angle becomes the maximum in the deflection angle range determined by the galvanomirror 1341 .
  • the shape of the measurement shot area MSA is rectangular.
  • the shape of the measurement shot area MSA is not limited to the rectangular shape shown in FIG.
  • the shape of the measurement shot area MSA may be polygonal, circular, or elliptical.
  • the shape of the measurement shot area MSA may be set by an operator of the processing system SYS.
  • the size of the measurement shot area MSA may be set by an operator of the processing system SYS.
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the galvanomirror 1341 enters the f ⁇ lens 1342.
  • the f ⁇ lens 1342 irradiates the measurement target M with the measurement light ML#2-2 from the galvanomirror 1341.
  • the f.theta. lens 1342 emits the measurement light ML#2-2 in a direction along the optical axis EX of the f.theta.
  • the measurement light ML#2-2 emitted by the f ⁇ lens 1342 enters the measurement object M by traveling in the direction along the optical axis EX.
  • the f ⁇ lens 1342 may condense the measurement light ML#2-2 from the galvanomirror 1341 onto the measurement object M.
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the f ⁇ lens 1342 reaches the measurement object M without passing through other optical elements having power (in other words, optical members such as lenses). may be irradiated.
  • the measurement object M When the measurement object M is irradiated with the measurement light ML#2-2, the measurement object M emits light due to the irradiation of the measurement light ML#2-2. That is, when the measurement light ML#2-2 is applied to the measurement object M, the light resulting from the irradiation of the measurement light ML#2-2 is emitted from the measurement object M.
  • the light caused by the irradiation of the measurement light ML#2-2 (in other words, the light emitted from the measurement object M caused by the irradiation of the measurement light ML#2-2) is reflected by the measurement object M Measurement light ML#2-2 (that is, reflected light), measurement light ML#2-2 that is scattered by the measurement object M (that is, scattered light), measurement light ML#2- that is diffracted by the measurement object M 2 (that is, diffracted light) and measurement light ML#2-2 that has passed through the measurement target M (that is, transmitted light).
  • the return light RL may be light mainly composed of specularly reflected light of the measurement light ML.
  • the return light RL is light other than the specular reflection light of the measurement light ML (for example, diffuse reflection light, scattered light, and transmitted light of the measurement light ML). and at least one of diffracted light).
  • the return light RL is light mainly composed of the diffusely reflected light of the measurement light ML. There may be.
  • the return light RL is light other than the diffusely reflected light of the measurement light ML (for example, regular reflected light, scattered light, and transmitted light of the measurement light ML). and at least one of diffracted light).
  • the return light RL that has entered the objective optical system 134 enters the synthesizing optical system 133 via the f ⁇ lens 1342 and the galvanomirror 1341 .
  • the beam splitter 1331 of the synthesizing optical system 133 emits the return light RL incident on the beam splitter 1331 toward the measurement optical system 132 . In the example shown in FIG.
  • the return light RL that has entered the beam splitter 1331 is emitted toward the measurement optical system 132 by being reflected by the polarization splitting surface. Therefore, in the example shown in FIG. 3, the return light RL enters the polarization splitting surface of the beam splitter 1331 while having a polarization direction that can be reflected by the polarization splitting surface.
  • the return light RL emitted from the beam splitter 1331 is incident on the galvanomirror 1328 of the measurement optical system 132 .
  • the galvanomirror 1328 emits the return light RL incident on the galvanomirror 1328 toward the mirror 1327 .
  • the mirror 1327 reflects the return light RL incident on the mirror 1327 toward the beam splitter 1324 .
  • the beam splitter 1324 emits at least part of the return light RL incident on the beam splitter 1324 toward the beam splitter 1322 .
  • the beam splitter 1322 emits at least part of the return light RL incident on the beam splitter 1322 toward the detector 1326 .
  • the measurement light beams ML#1-3 enter the detector 1326 in addition to the return light beam RL.
  • the return light RL traveling toward the detector 1326 via the measurement target M and the measurement light ML#1-3 traveling toward the detector 1326 without passing through the measurement target M are incident on the detector 1326.
  • FIG. The detector 1326 receives (that is, detects) the measurement light beams ML#1-3 and the return light beam RL.
  • the detector 1326 receives interference light generated by interference between the measurement light ML#1-3 and the return light RL.
  • the operation of receiving the interference light generated by the interference between the measurement light ML#1-3 and the return light RL is equivalent to the operation of receiving the measurement light ML#1-3 and the return light RL. may be regarded as
  • a detection result of the detector 1326 is output to the control unit 2 .
  • the measurement optical system 132 irradiates the measurement light ML to the measurement object M via the objective optical system 134, and receives the return light RL from the measurement object M via the objective optical system 134.
  • a measurement optical system 132 may be called a photodetector.
  • the control unit 2 acquires the detection result of the detector 1323 and the detection result of the detector 1326.
  • the control unit 2 generates measurement data of the measurement object M (for example, measurement data on at least one of the position and shape of the measurement object M) based on the detection result of the detector 1323 and the detection result of the detector 1326.
  • the pulse frequency of the measurement light ML#1 and the pulse frequency of the measurement light ML#2 are different, the pulse frequency of the measurement light ML#1-1 and the pulse frequency of the measurement light ML#2-1 are different. different. Therefore, the interfering light between the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1 is the pulsed light that forms the measurement light ML#1-1 and the pulsed light that forms the measurement light ML2#2-1. At the same time, it becomes interference light in which pulsed light appears in synchronization with the timing of incidence on the detector 1323 . Similarly, the pulse frequencies of the measurement light beams ML#1-3 and the pulse frequency of the return light beam RL are different.
  • the interference light between the measurement light ML#1-3 and the return light RL is obtained at the timing when the pulse light forming the measurement light ML#1-3 and the pulse light forming the return light RL enter the detector 1326 at the same time. It becomes an interference light in which pulsed light appears in synchronization with .
  • the position (position on the time axis) of the pulsed light of the interference light detected by the detector 1326 varies according to the positional relationship between the processing head 13 and the object M to be measured. This is because the interfering light detected by the detector 1326 consists of the return light RL traveling toward the detector 1326 via the measurement target M and the measurement light ML#1-3 traveling toward the detector 1326 without passing through the measurement target M.
  • the position of the pulsed light of the interference light detected by the detector 1323 (the position on the time axis) depends on the positional relationship between the processing head 13 and the measurement object M (that is, substantially, the processing head 13 and the measurement positional relationship with the object M). Therefore, the time difference between the pulsed light of the interference light detected by the detector 1326 and the pulsed light of the interference light detected by the detector 1323 indirectly indicates the positional relationship between the machining head 13 and the object M to be measured. I can say.
  • the time difference between the pulsed light of the interference light detected by the detector 1326 and the pulsed light of the interference light detected by the detector 1323 is the direction along the optical path of the measurement light ML (that is, the traveling direction of the measurement light ML). It can be said that it indirectly indicates the distance between the processing head 13 and the measurement object M in the direction along the direction). Therefore, the control unit 2 determines the direction along the optical path of the measurement light ML (for example, Z-axis direction) between the processing head 13 and the measurement object M can be calculated. In other words, the control unit 2 can calculate the position of the measurement object M in the direction along the optical path of the measurement light ML (for example, the Z-axis direction).
  • control unit 2 can calculate the distance between the irradiated portion of the measurement object M irradiated with the measurement light ML#2-2 and the processing head 13 .
  • the control unit 2 can calculate the position of the irradiated portion in the direction (for example, Z-axis direction) along the optical path of the measurement light ML.
  • the control unit 2 can determine the drive states of the galvanometer mirrors 1341 and 1328.
  • the control unit 2 can generate measurement data indicating the position of the irradiated portion in the measurement coordinate system based on the processing head 13 (for example, the position in the three-dimensional coordinate space). Furthermore, information about the position of the processing head 13 and information about the position of the stage 16 can be obtained from the position measuring devices 15 and 18, respectively.
  • the control unit 2 determines the Measurement data can be generated that indicates the position of the irradiated portion (eg, the three-dimensional position within the three-dimensional coordinate space).
  • the processing head 13 may irradiate a plurality of parts of the measurement object M with the measurement light ML#2-2.
  • at least one of the galvanomirrors 1341 and 1328 is arranged to irradiate the measurement light ML#2 on the measurement object M so that the processing head 13 irradiates the measurement light ML#2-2 onto a plurality of parts of the measurement object M.
  • the irradiation position of -2 may be changed.
  • at least one of the processing head 13 and the stage 16 may move so that the processing head 13 irradiates a plurality of portions of the measurement object M with the measurement light ML#2-2.
  • the control unit 2 can generate measurement data indicating the positions of the multiple parts of the measurement target M.
  • FIG. the control unit 2 can generate measurement data indicating the shape of the measurement object M based on the measurement data indicating the positions of a plurality of parts.
  • the control unit 2 calculates, as the shape of the measurement object M, a three-dimensional shape composed of a virtual plane (or a curved surface) connecting a plurality of parts whose positions are specified, so that the measurement object Metrology data indicative of the shape of M can be generated.
  • the processing system SYS may perform a deformation error calculation operation for calculating a movement error that occurs in movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 due to deformation of members provided in the processing unit 1 . Therefore, in the following description, the optical calibration operation, the movement error calculation operation, and the deformation error calculation operation will be described in order.
  • the optical calibration operation is an operation of aligning the target irradiation position PA where the processing head 13 irradiates the processing light EL and the target irradiation position MA where the processing head 13 irradiates the measurement light ML.
  • the target irradiation position PA moves within the processing shot area PSA set on the workpiece W by the galvanomirror 1341 .
  • the target irradiation position MA moves within the measurement shot area MSA set on the measurement object M by the galvanomirror 1341 .
  • the target irradiation position PA is irradiated with the processing light EL from the galvanomirror 1341 in one state. coincides with the target irradiation position MA irradiated with the measurement light ML from the galvanomirror 1341 in the same state.
  • the state of the galvanomirror 1341 may include the angles of the X scanning mirror 1341X and the Y scanning mirror 1341Y.
  • the optical calibration operation may be an operation of calculating the relationship (for example, the positional relationship) between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA.
  • the optical calibration operation is an operation of calculating the amount of positional deviation between the target irradiation positions PA and MA.
  • the processing system SYS irradiates the test work Wt (or the work W actually being processed) with the processing light EL, thereby measuring the traces of processing formed on the work Wt with the measurement light.
  • An optical calibration operation may be performed to calculate the relationship between the target irradiation position PA of the processing light EL and the target irradiation position MA of the measurement light ML by performing measurement using the ML.
  • An example of the optical calibration operation for measuring the machining trace using such measurement light ML will be described below.
  • the target irradiation position PA matches the target irradiation position MA. . Therefore, as shown in FIG. 6A, when a machining mark is formed on the workpiece Wt by the machining light EL from the galvanomirror 1341 in one state, the galvanomirror 1341 in the same state of measurement light ML is irradiated to the machining mark.
  • the target irradiation position PA does not match the target irradiation position MA. Therefore, as shown in FIG. 6B, when a machining mark is formed on the workpiece Wt by the machining light EL from the galvanomirror 1341 in one state, the galvanomirror 1341 in the same state measurement light ML is not applied to the trace of machining. In this case, if at least one of the machining head 13 and the stage 16 is moved by a predetermined amount, the machining mark is irradiated with the measurement light ML. In this case, the amount of movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 corresponds to the amount of positional deviation between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA.
  • the control unit 2 may calculate the amount of positional deviation between the target irradiation positions PA and MA by controlling the processing unit 1 to perform the following operations.
  • the control unit 2 sets the state of the galvanomirror 1341 to a predetermined state, and then controls the processing head 13 so as to irradiate the work Wt with the processing light EL to form processing traces on the work Wt.
  • the control unit 2 may control the processing head 13 so as to irradiate the workpiece Wt with the measurement light ML while maintaining the state of the galvanomirror 1341 in a predetermined state.
  • the control unit 2 may determine whether or not the traces of machining can be detected from the measurement result of the workpiece Wt using the measurement light ML. If it is determined that the machining trace can be detected from the measurement result of the workpiece Wt using the measurement light ML, it is estimated that the machining trace is irradiated with the measurement light ML. Therefore, in this case, the control unit 2 may determine that the amount of positional deviation between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA is zero. On the other hand, when it is determined that the machining trace cannot be detected from the measurement result of the workpiece Wt using the measurement light ML, it is assumed that the machining trace is not irradiated with the measurement light ML.
  • the control unit 2 until it becomes possible to detect the machining trace from the measurement result of the workpiece Wt using the measurement light ML (that is, until the machining trace is irradiated with the measurement light ML), At least one of the processing head 13 and the stage 16 may be moved.
  • the control unit 2 determines the amount of movement of at least one of the machining head 13 and the stage 16 until the machining mark can be detected from the measurement result of the workpiece Wt using the measurement light ML. You may calculate from the measurement result of at least one of.
  • the calculated movement amount may be used as the positional deviation amount between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA.
  • the processing unit 1 changes the state of the galvanomirror 1341 (specifically, changes the angle of at least one of the X scanning mirror 1341X and the Y scanning mirror 1341Y), so that the processing shot area PSA may be irradiated with the processing light EL.
  • the processing unit 1 may change the state of the galvanomirror 1341 to irradiate the measurement light ML onto a plurality of processing marks respectively formed at a plurality of locations within the processing shot area PSA.
  • the processing shot area PSA usually coincides with the measurement shot area MSA or is included in the measurement shot area MSA.
  • the processing unit 1 may irradiate the measurement light ML onto a plurality of processing marks respectively formed at a plurality of locations within the measurement shot area MSA.
  • the control unit 2 can calculate the amount of positional deviation between the target irradiation positions PA and MA at each of a plurality of locations within the processing shot area PSA (that is, a plurality of locations within the measurement shot area MSA). can.
  • the processing optical system 131 includes the focusing position adjusting optical system 1313 .
  • the processing unit 1 changes the condensing position of the processing light EL and moves the processing head 13 along the Z-axis direction so that the changed condensing position of the processing light EL is positioned on the surface of the workpiece Wt.
  • the same operation may be performed while That is, the processing unit 1 changes the converging position of the processing light EL and moves the processing head 13 along the Z-axis direction so that the changed condensing position of the processing light EL is positioned on the surface of the workpiece Wt.
  • the formation of the traces of processing and the measurement of the traces of processing may be performed each time.
  • the control unit 2 can calculate the amount of positional deviation between the target irradiation positions PA and MA at each of the plurality of locations in the three-dimensional space where the processing unit 1 processes and measures.
  • the control unit 2 may control the processing unit 1 based on the positional deviation amount. Specifically, based on the positional deviation amount, the control unit 2 controls the target irradiation position PA and the target irradiation position MA even when there is a positional deviation between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA.
  • the processing unit 1 may be controlled so as to process the workpiece W and measure the measurement object M in the same manner as when there is no positional deviation from .
  • the control unit 2 based on the positional deviation amount, even if there is a positional deviation between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA,
  • the processing unit 1 may be controlled to measure the reference member FM in the same manner as when there is no positional deviation between the target irradiation positions PA and MA.
  • the control unit 2 may control the processing unit 1 so as to adjust the relationship between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA based on the positional deviation amount.
  • the processing unit 1 processes the workpiece W and measures the measurement object M.
  • the control unit 2 performs processing so that the target irradiation position PA and the target irradiation position MA match at each position within the processing shot area PSA based on the amount of positional deviation at each position within the processing shot area PSA.
  • Unit 1 may be controlled.
  • the control unit 2 performs processing so that the target irradiation position PA and the target irradiation position MA match at each position within the measurement shot area MSA based on the positional deviation amount at each position within the measurement shot area MSA.
  • Unit 1 may be controlled.
  • the target irradiation position PA on the workpiece W can be changed by the galvanomirror 1341. Therefore, the control unit 2 may control the galvanomirror 1341 so as to adjust the relationship between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA by moving the target irradiation position PA.
  • the target irradiation position PA on the work W can be changed by at least one of the position adjusting optical system 1311 and the angle adjusting optical system 1312 .
  • the control unit 2 adjusts at least one of the position adjustment optical system 1311 and the angle adjustment optical system 1312 so as to adjust the relationship between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA by moving the target irradiation position PA.
  • the target irradiation position PA on the workpiece W can be changed by moving at least one of the processing head 13 and the stage 16 . Therefore, the control unit 2 may move at least one of the processing head 13 and the stage 16 so as to adjust the relationship between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA by moving the target irradiation position PA. .
  • the target irradiation position MA on the measurement object M can be changed by at least one of the galvanomirrors 1341 and 1328 . Therefore, the control unit 2 may control at least one of the galvanomirrors 1341 and 1328 so as to adjust the relationship between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA by moving the target irradiation position MA.
  • the target irradiation position MA on the measurement object M can be changed by moving at least one of the processing head 13 and the stage 16 . Therefore, the control unit 2 may move at least one of the processing head 13 and the stage 16 so as to adjust the relationship between the target irradiation position PA and the target irradiation position MA by moving the target irradiation position MA. .
  • the movement error calculation operation is an operation of calculating the movement error of at least one of the processing head 13 and the stage 16 using the measurement result of the reference member FM using the measurement light ML. Therefore, in order to perform the movement error calculation operation, the processing unit 1 may irradiate the reference member FM with the measurement light ML and receive the return light RL from the reference member FM. Furthermore, the control unit 2 may calculate the movement error based on the measurement result of the reference member FM by the processing unit 1 (that is, the detection result of the return light RL from the reference member FM).
  • the reference member FM is any member that can be measured using the measurement light ML.
  • the reference member FM may be any member for which the reference position of the reference member FM can be calculated from the measurement result of the reference member FM.
  • An example of a reference member FM is shown in FIGS. 8(a) to 8(c).
  • the reference member FM may be a member having a curved surface.
  • the reference member FM is a member containing a sphere. In this case, for example, the position of the center of the sphere may be used as the reference position of the reference member FM.
  • the reference member FM may be a member having a flat surface. In the example shown in FIG.
  • the reference member FM is a member including a polyhedron.
  • polyhedrons include at least one of regular tetrahedron, regular octahedron, regular dodecahedron and regular tetrahedron.
  • the position of the center of gravity of the polyhedron may be used as the reference position of the reference member FM.
  • positions at which a plurality of line segments extending from a plurality of vertices of a polyhedron toward the center of gravity of a plurality of faces facing the plurality of vertices may be used as reference positions of the reference member FM.
  • the reference member FM may be a member having both a flat surface and a curved surface.
  • the reference member FM consists of two planes FMs1 facing opposite to each other formed by removing a portion of the sphere and another plane FMs1 of the sphere that was not removed. and a curved surface FMs2 forming the surface of the part.
  • the reference member FM is placed on the stage 16 when the movement error calculation operation is performed.
  • the reference member FM does not have to be placed on the stage 16 when the movement error calculation operation is not performed.
  • the reference member FM may be detachably attached to the stage 16 .
  • the reference member FM may be attached to the stage 16 when the movement error calculation operation is performed.
  • the reference member FM may be removed from the stage 16 when the movement error calculation operation is not performed.
  • the reference member FM may be fixed to the stage 16 so as not to be removed from the stage 16 .
  • a cover for isolating the reference member FM from the atmosphere in the processing chamber is provided in order to reduce contamination of the reference member FM. may be attached.
  • the reference member FM may be placed at any position on the stage 16.
  • the reference member FM may be placed on the placement surface 161 of the stage 16 .
  • the reference member FM is placed on a different surface from the mounting surface 161 of the stage 16, for example, above the mounting surface 161 (on the +Z axis direction side of the mounting surface 161 when the mounting surface is positioned on the XY plane). ) or lower side (-Z-axis direction side of the mounting surface 161 when the mounting surface is positioned on the XY plane).
  • the reference member FM moves in accordance with the movement (particularly, rotational movement) of the stage 16 in order to perform the movement error calculation operation.
  • the reference member FM may be arranged at a position away from the rotation axis of the stage 16 along the direction intersecting the rotation axis.
  • the stage 16 is rotatable around a rotation axis AX along the A axis and a rotation axis CX along the C axis. Therefore, as shown in FIGS. 8(a) to 8(c), the reference member FM is positioned from the rotation axis AX in the direction intersecting with the rotation axis AX (example shown in FIGS. 8(a) to 8(c)). in the Y-axis direction) and along the direction intersecting the rotation axis CX (the Y-axis direction in the examples shown in FIGS. 8A to 8C). position.
  • the processing unit 1 measures the reference member FM located at the position P1 under the control of the control unit 2, and measures the position P1 from the position P1.
  • the reference member FM moved to a different position P2 may be measured.
  • the control unit 2 may acquire, from the processing unit 1, the detection result of the return light RL from the reference member FM, which is generated by irradiation of the reference member FM positioned at the position P1 with the measurement light ML.
  • the control unit 2 may acquire from the processing unit 1 the detection result of the return light RL from the reference member FM, which is generated by irradiation of the reference member FM positioned at the position P2 with the measurement light ML.
  • the control unit 2 calculates the movement error based on the detection result of the return light RL from the reference member FM positioned at the position P1 and the detection result of the return light RL from the reference member FM positioned at the position P2. good too.
  • the processing unit 1 first measures the reference member FM positioned at the position P1 by irradiating the reference member FM positioned at the position P1 with the measurement light ML. good too. After that, as shown in FIG. 9B, the processing unit 1 moves the stage 16 so that the reference member FM located at the position P1 moves from the position P1 to a position P2 different from the position P1. good.
  • the stage 16 can move along the rotation direction about the rotation axis AX along the A axis and the rotation direction about the rotation axis CX along the C axis.
  • the processing unit 1 may measure the reference member FM positioned at the position P2 by irradiating the reference member FM positioned at the position P2 with the measurement light ML.
  • the processing unit 1 may measure the reference member FM positioned at the position P2 by irradiating the reference member FM stopped at the position P2 with the measurement light ML. That is, the processing unit 1 may alternately measure the reference member FM, move the reference member FM, and stop the reference member FM.
  • the processing unit 1 may measure the moving reference member FM at the position P2.
  • the processing unit 1 may further measure the reference member FM that has moved from the position P2 to a position different from the positions P1 and P2. That is, the processing unit 1 may measure the reference member FM at three or more positions. For example, the processing unit 1 may rotate the stage 16 360 degrees around the rotation axis CX. In the process, the processing unit 1 may measure the reference member FM at three or more positions on the circumference indicating the movement locus of the reference member FM. As an example, the processing unit 1 may measure the reference member FM each time the stage 16 rotates about the rotation axis CX by a predetermined angle. For example, the processing unit 1 may rotate the stage 16 by 180 degrees around the rotation axis AX.
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis AX within a range of -90 degrees to +90 degrees.
  • the rotation angle of the stage 16 about the rotation axis AX is defined so that the rotation angle is zero degrees when the mounting surface 161 of the stage 16 is parallel to the XY plane (that is, perpendicular to the Z axis).
  • the processing unit 1 may measure the reference member FM at three or more positions on the semicircle indicating the movement locus of the reference member FM.
  • the processing unit 1 may measure the reference member FM each time the stage 16 rotates about the rotation axis AX by a predetermined angle.
  • the machining unit 1 may move the machining head 13 so that the machining head 13 follows the moving reference member FM. Specifically, the processing unit 1 may move the processing head 13 so that the moving reference member FM is included in the measurement shot area MSA determined with the processing head 13 as a reference. Specifically, as shown in FIG. 10A, the processing unit 1 transmits the measurement light ML from the processing head 13 (especially, the objective optical system 134) positioned at the position P4 to the reference member FM positioned at the position P1. may be irradiated.
  • the position P4 is a position that satisfies the condition that the reference member FM positioned at the position P1 is included in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P4 (that is, the position P1 is included).
  • the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P1 using the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P4. After that, the processing unit 1 may move the stage 16 so that the reference member FM located at the position P1 moves from the position P1 to the position P2, as shown in FIG. 10(b). Furthermore, as shown in FIG. 10B, the processing unit 1 moves the processing head 13 so that the processing head 13 positioned at the position P4 moves from the position P4 to a position P5 different from the position P4. good too.
  • the position P5 is a position that satisfies the condition that the reference member FM positioned at the position P2 is included in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P5 (that is, the position P2 is included).
  • the processing unit 1 irradiates the reference member FM located at the position P2 with the measurement light ML from the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P5. may Furthermore, the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P2 using the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P5.
  • the machining unit 1 may measure the reference member FM positioned at the position P2 using the machining head 13 stopped at the position P5. That is, the processing unit 1 may alternately measure the reference member FM, move the reference member FM and the processing head 13, and stop the reference member FM and the processing head 13. However, the machining unit 1 may measure the reference member FM positioned at the position P2 using the machining head 13 that is moving at the position P5.
  • the processing unit 1 moves the moving reference member FM as shown in FIG.
  • the processing head 13 may be moved along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction so that the processing head 13 follows.
  • the processing unit 1 moves in at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction, or Alternatively, the processing head 13 may be moved along the Z-axis direction.
  • the processing unit 1 moves the moving reference member FM as shown in FIG.
  • the processing head 13 may be moved along at least one of the Y-axis direction and the Z-axis direction so that the processing head 13 follows.
  • the processing unit 1 moves in at least one of the Y-axis direction and the Z-axis direction.
  • the processing head 13 may be moved along the X-axis direction.
  • the processing unit 1 performs simultaneous 3-axis control to control movement along three axes including two moving axes in the rectilinear direction and one rotating axis in the rotating direction.
  • the operations shown in FIGS. 11 and 12 may be operations defined in ISO10791-6.2014, which is an international standard for calculating movement error (motion error or motion accuracy) of machine tools.
  • the operations shown in FIGS. 11 and 12 are different from the operations stipulated in ISO10791-6.2014, in that instead of the measuring apparatus including the ball bar or the displacement gauge, the measuring apparatus using the measuring light ML (that is, , a measuring apparatus including a measuring optical system 132).
  • the stage 16 does not rotate about the rotation axis along the B axis.
  • the reference member FM typically moves in the plane along the ZX plane. Therefore, when the stage 16 rotates around the rotation axis along the B axis and the reference member FM moves within the plane along the ZX plane, the processing unit 1 moves the moving reference member FM to the processing head.
  • the processing head 13 may be moved along at least one of the Z-axis direction and the X-axis direction so that 13 follows.
  • the processing unit 1 moves at least in the Z-axis direction and the X-axis direction.
  • the processing head 13 may be moved along the Y-axis direction.
  • the processing unit 1 may move the processing head 13 so that the positional relationship between the moving reference member FM and the processing head 13 moving to follow the reference member FM does not change. In other words, the processing unit 1 may move the processing head 13 so that the positional relationship between the moving reference member FM and the processing head 13 moving to follow the reference member FM is maintained. For example, when the reference member FM moves by rotating the stage 16 around the rotation axis CX, the machining unit 1 changes the positional relationship between the reference member FM rotating around the rotation axis CX and the machining head 13. You may move the processing head 13 so that it may not be.
  • the machining unit 1 moves the machining head 13 in at least the X-axis direction and the Y-axis direction so that the movement locus of the machining head 13 in the plane along the XY plane draws an arc around the rotation axis CX. It may be moved along one side. For example, when the reference member FM moves by rotating the stage 16 around the rotation axis AX, the machining unit 1 changes the positional relationship between the reference member FM rotating around the rotation axis AX and the machining head 13. You may move the processing head 13 so that it may not be.
  • the machining unit 1 moves the machining head 13 in at least the Y-axis direction and the Z-axis direction so that the movement locus of the machining head 13 in the plane along the YZ plane draws an arc around the rotation axis AX. It may be moved along one side.
  • the control unit 2 may move the machining head 13 by performing circular interpolation control.
  • the state in which the positional relationship between the reference member FM and the processing head 13 does not change may mean the state in which the positional relationship between the reference position of the reference member FM and the processing head 13 does not change. Even if the state in which the positional relationship between the reference member FM and the processing head 13 does not change means the state in which the relationship between the three-dimensional coordinates of the reference member FM and the three-dimensional coordinates of the processing head 13 in the three-dimensional space does not change. good.
  • the orientation of the reference member FM with respect to the processing head 13 may change as the stage 16 rotates.
  • the orientation of the processing head 13 with respect to the reference member FM may change as the stage 16 rotates.
  • the orientation of the reference member FM with respect to the processing head 13 may not change regardless of the rotation of the stage 16 .
  • the orientation of the processing head 13 with respect to the reference member FM does not have to change as the stage 16 rotates.
  • the processing head 13 moves so as to follow the reference member FM, the processing head 13 does not necessarily have to be positioned directly above the reference member FM as shown in FIG. Specifically, the processing head 13 does not necessarily have to be positioned at a position where the optical axis EX of the f ⁇ lens 1342 overlaps the reference member FM. In short, the machining head 13 should be positioned at a position where the reference member FM is included in the measurement shot area MSA. Likewise, even when the machining head 13 does not move, the machining head 13 does not necessarily have to be positioned directly above the reference member FM. In this case, the amount of movement of the processing head 13 in one movement direction may be larger or smaller than the amount of movement of the reference member FM in the same one movement direction. In the example shown in FIG. 13, the movement amount of the reference member FM in the Y-axis direction is larger than the movement amount of the reference member FM in the Y-axis direction due to the movement of the stage 16 around the rotation axis CX of the processing head 13 .
  • the machining unit 1 does not have to move the machining head 13 so that the machining head 13 follows the moving reference member FM.
  • the processing unit 1 does not have to move the processing head 13 so that the moving reference member FM is included in the measurement shot area MSA even when the processing head 13 does not move.
  • the processing unit 1 irradiates the reference member FM located at the position P1 with the measurement light ML from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134) located at the position P3. good.
  • the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P1 using the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P3.
  • the processing unit 1 may move the stage 16 so that the reference member FM located at the position P1 moves from the position P1 to the position P2. After that, the processing unit 1 may irradiate the reference member FM located at the position P2 with the measurement light ML from the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P3. Furthermore, the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P2 using the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P3. Therefore, the position P3 includes both the reference member FM positioned at the position P1 and the reference member FM positioned at the position P2 in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P3 (that is, the position P1 and the position P2 are included).
  • the control unit 2 may calculate the movement error caused in the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 based on the measurement result of the reference member FM. Specifically, the control unit 2 may calculate the position (in particular, the reference position) of the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM. That is, the control unit 2 may generate measurement data (that is, position information) indicating the position of the reference member FM. In particular, since the reference member FM moves, the control unit 2 may calculate the movement trajectory of the reference member FM (especially the movement trajectory of the reference position). That is, the control unit 2 may generate measurement data indicating the movement trajectory of the reference member FM.
  • FIGS. 15(a) to 15(c) An example of measurement data indicating the calculated position (particularly, movement locus) of the reference member FM is shown in FIGS. 15(a) to 15(c).
  • FIGS. 15A to 15C show the position (three-dimensional position) of the reference member FM measured each time the stage 16 is rotated 30 degrees around the rotation axis CX.
  • FIG. 15(a) shows the position (three-dimensional position) of the reference member FM projected onto the XY plane.
  • FIG. 15(b) shows the position (three-dimensional position) of the reference member FM projected onto the YZ plane.
  • FIG. 15(c) shows the position (three-dimensional position) of the reference member FM projected onto the ZX plane.
  • the control unit 2 may calculate the movement error based on the calculated position of the reference member FM (that is, measurement data that is position information).
  • the shape of the movement trajectory of the reference member FM when there is no movement error differs from the shape of the movement trajectory of the reference member FM when there is a movement error.
  • the shape of the movement trajectory of the reference member FM in the XY plane becomes a perfect circle when no movement error occurs, and movement error occurs.
  • the shape of the locus of movement of the reference member FM within the XY plane is a shape different from a perfect circle.
  • the shape of the movement locus of the reference member FM in the YZ plane when no movement error occurs becomes a linear shape parallel to the Y axis.
  • the shape of the movement locus of the reference member FM in the YZ plane when there is an error is different from the linear shape parallel to the Y axis.
  • the shape of the movement trajectory of the reference member FM in the ZX plane when no movement error occurs becomes a linear shape parallel to the X axis.
  • the shape of the movement locus of the reference member FM in the ZX plane when there is an error is different from the linear shape parallel to the X axis.
  • FIGS. 15(a) to 15(c) show calculation results of the position of the reference member FM when there is a movement error. Therefore, the control unit 2 can calculate the movement error based on the position of the reference member FM.
  • FIGS. it can be seen from the position of the reference member FM shown in (c) that there is a possibility that a movement error has occurred in which the rotation axis CX is tilted with respect to the Z axis. That is, the control unit 2 can calculate the movement error of the stage 16 from the position of the reference member FM shown in FIGS. 15(b) and 15(c).
  • the machining head 13 moves (i.e., , follows the reference member FM), a movement error occurs in which the rotation axis CX is inclined with respect to the Z axis from the position of the reference member FM shown in FIGS.
  • control unit 2 can calculate the movement error of the stage 16 from the position of the reference member FM shown in FIGS. 15(b) and 15(c).
  • the control unit 2 may calculate the movement error of the machining head 13 from the position of the reference member FM shown in FIGS. 15(b) and 15(c).
  • the movement error occurring in the movement of the processing head 13 is the actual movement amount and positional movement of the processing head 13 in one movement direction when the head drive system 14 moves the processing head 13 along one movement direction. It may include an error corresponding to the difference (that is, deviation) from the target value of the amount of movement of the processing head 13 in the direction.
  • the movement error that occurs in the movement of the processing head 13 is the actual movement of the processing head 13 in another movement direction different from the one movement direction when the head drive system 14 moves the processing head 13 along one movement direction. may include an error corresponding to the amount of movement of For example, when the head drive system 14 moves the processing head 13 so that the processing head 13 moves only along one movement direction, ideally, the processing head 13 moves along the other movement direction. It never moves. Therefore, when the machining head 13 that should move in one movement direction actually moves along the other movement direction, a movement error occurs in the machining head 13 in the other movement direction.
  • the head drive system 14 moves the machining head 13 along the X-axis direction.
  • the movement error occurring in the movement of the machining head 13 may include the movement error EX occurring in the movement of the machining head 13 when the machining head 13 moves along the X-axis direction (linear movement).
  • the movement error E X includes movement error E XX in the X-axis direction, movement error E YX in the Y-axis direction, movement error E ZX in the Z-axis direction, movement error E AX in the rotational direction around the A-axis, and B At least one of a rotational movement error E BX about the axis and a rotational movement error E CX about the C axis may be included.
  • the movement error EXX is the actual movement amount of the machining head 13 in the X-axis direction and the movement amount of the machining head 13 in the X-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the X-axis direction. It may be the difference from the target value of The movement error E YX may be the actual amount of movement of the machining head 13 in the Y-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the X-axis direction.
  • the movement error E ZX may be the actual amount of movement of the machining head 13 in the Z-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the X-axis direction.
  • the movement error E AX may be the actual movement amount (rotation amount) of the processing head 13 in the rotation direction around the A-axis when the head drive system 14 moves the processing head 13 along the X-axis direction.
  • the movement error E BX may be the actual movement amount (rotation amount) of the machining head 13 in the rotation direction around the B-axis when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the X-axis direction.
  • the movement error E CX may be the actual movement amount (rotation amount) of the processing head 13 in the rotation direction around the C-axis when the head drive system 14 moves the processing head 13 along the X-axis direction.
  • the head drive system 14 moves the processing head 13 along the Y-axis direction.
  • the movement error that occurs in the movement of the machining head 13 may include the movement error EY that occurs in the movement of the machining head 13 when the machining head 13 moves along the Y-axis direction (linear movement).
  • the movement error E Y includes the movement error E XY in the X-axis direction, the movement error E YY in the Y-axis direction, the movement error E ZY in the Z-axis direction, the movement error E AY in the rotation direction around the A-axis, and the movement error E YY in the Y-axis direction.
  • At least one of a rotational movement error E BY about the axis and a rotational movement error E CY about the C axis may be included.
  • the movement error EXY may be the actual amount of movement of the machining head 13 in the X-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the Y-axis direction.
  • the movement error E YY is the actual movement amount of the machining head 13 in the Y-axis direction and the movement amount of the machining head 13 in the Y-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the Y-axis direction.
  • the movement error E ZY may be the actual amount of movement of the machining head 13 in the Z-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the Y-axis direction.
  • the movement error EAY may be the actual movement amount (rotation amount) of the processing head 13 in the rotation direction around the A-axis when the head drive system 14 moves the processing head 13 along the Y-axis direction.
  • the movement error E BY may be the actual movement amount (rotation amount) of the machining head 13 in the rotation direction around the B axis when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the Y axis direction.
  • the movement error E CY may be the actual movement amount (rotation amount) of the processing head 13 in the rotation direction around the C-axis when the head drive system 14 moves the processing head 13 along the Y-axis direction. .
  • the head drive system 14 moves the processing head 13 along the Z-axis direction.
  • the movement error that occurs in the movement of the processing head 13 may be calculated as the movement error that occurs in the movement of the processing head 13 when the processing head 13 moves along the Z-axis direction (linear movement).
  • the movement error E Z includes movement error E XZ in the X-axis direction, movement error E YZ in the Y-axis direction, movement error E ZZ in the Z-axis direction, movement error E AZ in the rotational direction around the A-axis, and B At least one of a rotational movement error E BZ about the axis and a rotational movement error E CZ about the C axis may be included.
  • the movement error E XZ may be the actual amount of movement of the machining head 13 in the X-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the Z-axis direction.
  • the movement error EYZ may be the actual amount of movement of the machining head 13 in the Y-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the Z-axis direction.
  • the movement error EZZ is the actual movement amount of the machining head 13 in the Z-axis direction and the movement amount of the machining head 13 in the Z-axis direction when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the Z-axis direction.
  • the movement error E AZ may be the actual movement amount (rotation amount) of the processing head 13 in the rotation direction around the A-axis when the head drive system 14 moves the processing head 13 along the Z-axis direction.
  • the movement error E BZ may be the actual movement amount (rotation amount) of the machining head 13 in the rotation direction around the B-axis when the head drive system 14 moves the machining head 13 along the Z-axis direction.
  • the movement error E CZ may be the actual movement amount (rotation amount) of the processing head 13 in the rotation direction around the C-axis when the head drive system 14 moves the processing head 13 along the Z-axis direction.
  • the movement error that occurs in the movement of the stage 16 is the actual movement amount and the position of the stage 16 in one movement direction when the stage drive system 17 moves the stage 16 along one movement direction. It may contain an error corresponding to the difference (that is, deviation) from the target value of the movement amount of 16.
  • the movement error generated in the movement of the stage 16 is the actual movement amount of the stage 16 in another movement direction different from the one movement direction when the stage drive system 17 moves the stage 16 along one movement direction. may contain an error equivalent to For example, when the stage drive system 17 moves the stage 16 so that the stage 16 moves along only one moving direction, ideally the stage 16 moves along the other moving direction. no. Therefore, when the stage 16 that should move in one movement direction actually moves along another movement direction, a movement error of the stage 16 in the other movement direction occurs.
  • the stage drive system 17 moves the stage 16 along the direction of rotation about the A axis.
  • the movement error that occurs in the movement of the stage 16 may include the movement error EA that occurs in the movement of the stage 16 when the stage 16 moves along the rotation direction of the A axis (rotational movement).
  • the movement error EA includes the movement error E XA in the X-axis direction, the movement error E YA in the Y-axis direction, the movement error E ZA in the Z-axis direction, the movement error E AA in the rotation direction around the A-axis, and the B At least one of a rotational movement error E BA about the axis and a rotational movement error E CA about the C axis may be included.
  • the movement error EXA may be the actual amount of movement of the stage 16 in the X-axis direction when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction about the A-axis.
  • the movement error E YA may be the actual amount of movement of the stage 16 in the Y-axis direction when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction about the A-axis.
  • the movement error EZA may be the actual amount of movement of the stage 16 in the Z-axis direction when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction about the A-axis.
  • the movement error EAA is the actual amount of movement of the stage 16 in the direction of rotation about the A-axis and the direction of rotation about the A-axis when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the direction of rotation about the A-axis. may be the difference from the target value of the amount of movement of the stage 16 at . Even if the movement error E BA is the actual movement amount (rotation amount) of the stage 16 in the rotation direction around the B axis when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction around the A axis, good. Even if the movement error ECA is the actual movement amount (rotation amount) of the stage 16 in the rotation direction around the C-axis when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction around the A-axis, good.
  • the stage drive system 17 moves the stage 16 along the direction of rotation about the C-axis.
  • the movement error that occurs in the movement of the stage 16 may include the movement error Ec that occurs in the movement of the stage 16 when the stage 16 moves along the direction of rotation (rotational movement) around the C-axis.
  • the movement error E C includes movement error E XC in the X-axis direction, movement error E YC in the Y-axis direction, movement error E ZC in the Z-axis direction, movement error E AC in the direction of rotation about the A axis, and B At least one of a rotational movement error EBC about the axis and a rotational movement error ECC about the C axis may be included.
  • the movement error EXC may be the actual amount of movement of the stage 16 in the X-axis direction when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction around the C-axis.
  • the movement error EYC may be the actual amount of movement of the stage 16 in the Y-axis direction when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotational direction about the C-axis.
  • the movement error EZC may be the actual movement amount of the stage 16 in the Z-axis direction when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction around the C-axis.
  • the movement error EAC is the actual movement amount (rotation amount) of the stage 16 in the rotation direction around the A axis when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction around the XC axis, good.
  • the movement error EBC is the actual movement amount (rotation amount) of the stage 16 in the rotation direction around the B axis when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the rotation direction around the C axis, good.
  • the movement error E CC is the actual amount of movement of the stage 16 in the direction of rotation about the C-axis and the direction of rotation about the C-axis when the stage drive system 17 moves the stage 16 along the direction of rotation about the C-axis. may be the difference from the target value of the amount of movement of the stage 16 at .
  • the processing unit 1 rotates the reference member mounted on the stage 16 rotating along the rotation direction about the A-axis. FM may be measured.
  • the control unit 2 may calculate the rotation center coordinates of the stage 16 around the A-axis (that is, the position of the A-axis) based on the measurement result of the reference member FM.
  • the processing unit 1 is placed on the stage 16 rotating along the rotation direction about the C-axis.
  • the reference member FM may be measured.
  • control unit 2 may calculate the rotation center coordinates of the stage 16 around the C-axis (that is, the position of the C-axis) based on the measurement result of the reference member FM. In this way, the control unit 2 controls the rotation of the stage 16 around one rotation axis based on the measurement result of the reference member FM mounted on the stage 16 rotating along the rotation direction around one rotation axis. Rotation center coordinates (that is, the position of one rotation axis) may be calculated.
  • the movement error may include an error related to the relationship between the movement axis of the processing head 13 and the movement axis (rotational axis) of the stage 16.
  • the movement error may include an error related to orthogonality (perpendicularity) between the movement axis of the processing head 13 and the rotation axis of the stage 16 .
  • the movement error may include an error regarding parallelism between the movement axis of the processing head 13 and the rotation axis of the stage 16 .
  • the movement error may include an error related to the movement axis of the processing head 13.
  • the movement error may include an error related to orthogonality (perpendicularity) between one movement axis of the processing head 13 and another movement axis.
  • the movement error may include an error related to the movement axis (rotational axis) of the stage 16.
  • the movement error may include an error regarding the orthogonality (perpendicularity) between one rotation axis of the stage 16 and another rotation axis.
  • the operation itself of calculating the movement error based on the position of the reference member FM is the operation of calculating the movement error (that is, motion error) based on the position of the ball bar or reference sphere defined in ISO10791-6.2014. may be the same as That is, the operation itself of calculating the movement error based on the position of the reference member FM may be the same as the measurement using the ball bar or the so-called R-test measurement.
  • control unit 2 may calculate the movement error appearing in the position of the reference member FM by analyzing the position (eg, movement trajectory) of the reference member FM.
  • the control unit 2 analyzes the position of the reference member FM (for example, the movement trajectory) to identify the factors that cause the position of the reference member FM to deviate from the ideal position, and the movement error associated with the factor. may be calculated.
  • the control unit 2 may calculate the movement error caused in the movement of the stage 16 based on the position of the reference member FM. For example, based on the position of the reference member FM measured while rotating the stage 16 around the rotation axis CX, the control unit 2 calculates the movement error caused in the movement of the stage 16 along the rotation direction around the C axis.
  • the control unit 2 calculates the movement error caused in the movement of the stage 16 along the rotation direction around the A axis.
  • the measurement data shown in FIGS. 15B and 15C indicate that the rotation axis CX of the stage 16 is not orthogonal to the movement axis (X-axis or Y-axis) of the processing head 13. ing. Therefore, based on the measurement data shown in FIGS. 15(b) and 15(c), the control unit 2 determines the degree of orthogonality between the rotation axis CX of the stage 16 and the movement axis (X-axis or Y-axis) of the processing head 13. may be calculated.
  • the control unit 2 may calculate the movement error caused in the movement of the stage 16 based on the position of the reference member FM. For example, based on the position of the reference member FM measured while rotating the stage 16 around the rotation axis CX, the control unit 2 calculates the movement error caused in the movement of the stage 16 along the rotation direction around the C axis. may For example, based on the position of the reference member FM measured while rotating the stage 16 around the rotation axis AX, the control unit 2 calculates the movement error caused in the movement of the stage 16 along the rotation direction around the A axis. may
  • the control unit 2 may calculate the movement error caused in the movement of the machining head 13 based on the position of the reference member FM. For example, the control unit 2 calculates the movement error caused by the movement of the machining head 13 along the X-axis direction based on the position of the reference member FM measured while moving the machining head 13 along the X-axis direction.
  • control unit 2 calculates the movement error caused by the movement of the machining head 13 along the Y-axis direction based on the position of the reference member FM measured while moving the machining head 13 along the Y-axis direction. good too. For example, based on the position of the reference member FM measured while moving the machining head 13 along the Z-axis direction, the control unit 2 calculates the movement error caused by the movement of the machining head 13 along the Z-axis direction. good too.
  • the control unit 2 may control the processing unit 1 based on the movement error. Specifically, the control unit 2 processes the workpiece W and measures the measurement object M in the same manner as when no movement error occurs, even when a movement error occurs.
  • the processing unit 1 may be controlled.
  • the control unit 2 controls the head drive system 14 that moves the processing head 13 so that the processing head 13 moves in the same manner as when no movement error occurs even when a movement error occurs. may be controlled. That is, the control unit 2 may move the processing head 13 so that the movement error is offset.
  • the control unit 2 controls the stage driving system 17 to move the stage 16 so that the stage 16 moves in the same manner as when no movement error occurs even when a movement error occurs.
  • control unit 2 may move the stage 16 so that the movement error is cancelled. Since the movement error is calculated from the information regarding the position of the reference member FM, the control unit 2 controls the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 based on the information regarding the position of the reference member FM. (that is, controls at least one of the head drive system 14 and the stage drive system 17).
  • the control unit 2 may store movement error information regarding the calculated movement error in a storage device provided in the control unit 2 .
  • the control unit 2 may store movement error information regarding the calculated movement error in a storage device arranged outside the control unit 2 .
  • the control unit 2 may control the processing unit 1 based on the movement error information stored in the storage device.
  • the control unit 2 may store the movement error information in the storage device together with temperature information regarding the temperature of the processing unit 1 during the measurement period during which the reference member FM was measured to calculate the movement error.
  • the temperature of the processing unit 1 may include the temperature of the environment in which the processing unit 1 is installed (for example, the temperature of the internal space SP in which the processing unit 1 is accommodated).
  • the temperature of the processing unit 1 may include the temperature of a member provided in the processing unit 1 (for example, at least one of the processing head 13, the head drive system 14, the stage 16, and the stage drive system 17).
  • the temperature information may include information about statistical values (for example, at least one of maximum, minimum, average and median) of the temperature of the processing unit 1 during the measurement period.
  • the control unit 2 may store a plurality of pieces of movement error information respectively corresponding to a plurality of environments with different temperatures of the processing unit 1 together with the temperature information in the storage device. In this case, the control unit 2 may control the processing unit 1 based on one piece of movement error information corresponding to the temperature closest to the current temperature of the processing unit 1 .
  • the processing system SYS may perform such a movement error calculation operation at regular intervals. For example, the processing system SYS may perform the movement error calculation operation every n1 days (where n1 is an integer equal to or greater than 1) days. For example, the processing system SYS may perform the movement error calculation operation every n2 weeks (where n2 is an integer equal to or greater than 1) weeks. For example, the processing system SYS may perform the movement error calculation operation every n3 months (where n3 is an integer equal to or greater than 1) months. For example, the processing system SYS may perform the movement error calculation operation every n4 (where n4 is an integer equal to or greater than 1) years. For example, the machining system SYS may perform the movement amount error calculation operation every n5 (where n5 is an integer equal to or greater than 1) time.
  • the control unit 2 can calculate the movement error that occurs in the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16. Therefore, under the control of the control unit 2, the processing unit 1 can process the workpiece W and the measurement object M while reducing the influence of the movement error.
  • a dedicated measuring device for measuring the reference member FM for example, ISO 10791-6.2014 There is no need to attach a prescribed displacement gauge, etc.
  • the control unit 2 can calculate the position of the reference member FM with relatively high accuracy without being affected by mounting errors caused by the mounting of the measuring device. As a result, the control unit 2 can calculate the movement error with relatively high accuracy. Therefore, under the control of the control unit 2, the processing unit 1 can process the workpiece W and the measurement object M while appropriately reducing the influence of the movement error.
  • the deformation error calculation operation is an operation for calculating the movement error that occurs in the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 due to the deformation of the members provided in the processing unit 1 .
  • a member (hereinafter referred to as a "head drive member”) of the head drive system 14 that moves the processing head 13 may deform due to changes in the temperature of the processing unit 1.
  • head driving members include an X guide member (in other words, an X rail member) extending along the X-axis direction for moving the processing head 13 along the X-axis direction, A Y guide member (in other words, a Y rail member) extending along the Y-axis direction for moving the machining head 13 along the Z-axis direction, and a Z-guide member extending along the Z-axis direction for moving the processing head 13 along the Z-axis direction ( In other words, at least one of the Z rail member) can be mentioned.
  • the head drive member may expand due to increased temperature.
  • the head drive member may shrink due to temperature drops. That is, thermal expansion or thermal contraction of the head driving member may occur.
  • a movement error may occur in the movement of the processing head 13 due to deformation (for example, thermal expansion or thermal contraction) of the head driving member.
  • stage drive members may deform due to changes in the temperature of the processing unit 1.
  • the stage drive member can expand due to increased temperature.
  • the stage drive member may expand due to temperature drops. That is, thermal expansion or thermal contraction of the stage driving member may occur.
  • a movement error may occur in the movement of the stage 16 due to deformation (eg, thermal expansion or thermal contraction) of the stage driving member.
  • the processing system SYS performs the deformation error calculation operation so that the deformation of the processing unit 1 (for example, at least one of the head driving member and the stage driving member) causes the deformation of the processing head 13 . and the stage 16 are calculated.
  • the processing unit 1 for example, at least one of the head driving member and the stage driving member
  • the movement accuracy of the stage depends on that of the machining head. It becomes more likely that it will be much higher than the movement accuracy. In this case, it can be considered that the movement error of the stage is so small that it can be ignored. That is, it can be considered that the stage is moving extremely accurately.
  • the processing system SYS can accurately calculate the movement error caused in the movement of the processing head by performing the deformation error calculation operation.
  • the processing system SYS may calculate a movement error caused in the movement of the stage 16 due to the deformation of the stage drive member by performing an operation similar to the deformation error calculation operation described below.
  • FIG. 16 is a flow chart showing the flow of the deformation error calculation operation.
  • the reference member FM described above is placed on the stage 16 (step S11).
  • the control unit 2 calculates the position of the reference member FM on the stage 16 (step S12).
  • the control unit 2 may calculate the turning radius R by performing at least one of the first radius calculating operation and the second radius calculating operation. The first and second radius calculation operations will be described below in order.
  • the processing unit 1 rotates the stage 16 around the rotation axis AX under the control of the control unit 2.
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis AX so that the mounting surface 161 on which the reference member FM is mounted is parallel to the Z-axis direction (that is, the gravitational direction).
  • the mounting surface 161 is a surface along the traveling direction of the measurement light ML emitted from the processing head 13 (in the example shown in FIGS. 17A and 17B, the Z-axis direction).
  • the stage 16 may be rotated around the rotation axis AX so that The processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis AX such that the rotation axis CX orthogonal to the mounting surface 161 is orthogonal to the Z-axis direction.
  • the processing unit 1 measures the reference member FM positioned at the position P8 under the control of the control unit 2, and moves the reference member FM from the position P8 to the position P8.
  • the reference member FM moved to a different position P9 may be measured.
  • the control unit 2 may acquire from the processing unit 1 the detection result of the return light RL from the reference member FM, which is generated by the illumination of the reference member FM positioned at the position P8 with the measurement light ML. Further, the control unit 2 may acquire from the processing unit 1 the detection result of the return light RL from the reference member FM, which is generated by irradiation of the reference member FM positioned at the position P9 with the measurement light ML.
  • the control unit 2 calculates the rotation radius R based on the detection result of the return light RL from the reference member FM positioned at the position P8 and the detection result of the return light RL from the reference member FM positioned at the position P9. may
  • the processing unit 1 irradiates the reference member FM positioned at the position P8 with the measurement light ML so that the reference member FM is positioned at the position P8. You may measure the reference
  • the processing unit 1 rotates so that the reference member FM located at the position P8 moves from the position P8 to a position P9 different from the position P8.
  • Stage 16 may be rotated around axis CX. After that, as shown in FIGS.
  • the processing unit 1 irradiates the reference member FM positioned at the position P9 with the measurement light ML, thereby measuring the reference member FM positioned at the position P9. may be measured.
  • the processing unit 1 may measure the reference member FM positioned at the position P9 by irradiating the reference member FM stopped at the position P9 with the measurement light ML. That is, the processing unit 1 may alternately measure the reference member FM, move (rotate) the reference member FM, and stop the reference member FM.
  • the processing unit 1 may measure the moving reference member FM at the position P9.
  • the position P8 and the position P9 may satisfy the first position condition that the position P8 and the position P9 are aligned along the traveling direction of the measurement light ML.
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis CX so that the position P8 and the position P9 satisfy the first position condition.
  • the traveling direction of the measurement light ML is the Z-axis direction.
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis CX so that the positions P8 and P9 are aligned along the Z-axis direction.
  • the positions P8 and P9 are located at the same position in the direction along the plane intersecting the traveling direction of the measurement light ML, and are located at the same position along the traveling direction of the measurement light ML. A second position condition of being located at different positions in the direction may be satisfied. Conversely, the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis CX so that the positions P8 and P9 satisfy the second position condition.
  • the traveling direction of the measurement light ML is the Z-axis direction.
  • the processing unit 1 is arranged such that the positions P8 and P9 are positioned at the same position in the direction along the XY plane that intersects the Z-axis direction (for example, at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction).
  • the stage 16 may be rotated around the rotation axis CX (so that the X and Y coordinates are the same).
  • the processing unit 1 moves the rotation axis CX so that the positions P8 and P9 are located at the same positions in both the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the stage 16 is rotated around.
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis CX so that the positions P8 and P9 are located at different positions in the Z-axis direction.
  • the processing unit 1 moves the stage 16 around the rotation axis CX so that the position P8 is located above the position P9 along the Z-axis direction. rotating.
  • the position P8 and the position P9 are defined by the position P8 and the position P9 between the circle C centered on the rotation axis CX (see FIGS. 18B and 18D) and the center of the circle (that is, the rotation axis CX ) passing through (see FIGS. 18(b) and 18(d)).
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis CX so that the position P8 and the position P9 satisfy the third position condition.
  • positions P8 and P9 satisfy both the first and third position conditions corresponds to the uppermost position on the movement locus of the reference member FM in the case.
  • the position P9 corresponds to the lowest position on the movement locus of the reference member FM when the stage 16 rotates around the rotation axis CX, as shown in FIGS. 18(c) and 18(d).
  • the processing unit 1 may move the reference member FM positioned at the position P8 to the position P9 by rotating the stage 16 by 180 degrees around the rotation axis CX.
  • the positions P8 and P9 satisfy the first and third position conditions the positions P8 and P9 inevitably satisfy the second position condition.
  • the positions P8 and P9 preferably satisfy the first and third position conditions.
  • the processing unit 1 rotates the stage 16 around the rotation axis AX so that the mounting surface 161 on which the reference member FM is mounted becomes parallel to the Z-axis direction, and then, if necessary, the reference member The stage 16 may be rotated around the rotation axis CX so that the FM is positioned at the uppermost position P8 on the movement locus of the reference member FM when the stage 16 rotates around the rotation axis CX. After that, the processing unit 1 may measure the reference member FM located at the position P8.
  • the processing unit 1 rotates the stage 16 by 180 degrees around the rotation axis CX, thereby moving the reference member FM positioned at the position P8 to the position of the movement of the reference member FM when the stage 16 rotates around the rotation axis CX. It may be moved to the lowest position P9 on the trajectory. After that, the processing unit 1 may measure the reference member FM located at the position P9.
  • the machining unit 1 may measure both the reference member FM located at the position P8 and the reference member FM located at the position P9 without moving the machining head 13. Specifically, as shown in FIGS. 18A and 18B, the processing unit 1 moves from the processing head 13 (especially, the objective optical system 134) located at position P12 to the reference located at position P8. The member FM may be irradiated with the measurement light ML. Furthermore, the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P8 using the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P12. Further, as shown in FIGS.
  • the processing unit 1 moves from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134) positioned at position P12 to the reference member FM positioned at position P9. Measurement light ML may be emitted. Furthermore, the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P9 using the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P12.
  • the position P12 includes both the reference member FM positioned at the position P8 and the reference member FM positioned at the position P9 in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P12 (that is, the position P8 and the reference member FM positioned at the position P9). P9 is included).
  • the control unit 2 may calculate the rotation radius R based on the measurement result of the reference member FM. Specifically, the control unit 2 may calculate the distance from the processing head 13 to the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM. 19(a) and 19(b), the control unit 2 controls the distance d81 from the machining head 13 to the reference member FM positioned at the position P8 and the distance d81 from the machining head 13 to the position P9. A distance d91 to the positioned reference member FM may be calculated.
  • the processing unit 1 rotates the stage 16 by 360 degrees around the rotation axis CX.
  • the reference member FM may be measured many times during the period of time.
  • the control unit 2 determines the relationship between the rotation angle of the stage 16 about the rotation axis CX and the distance from the processing head 13 to the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM. can be calculated. After that, the control unit 2 may calculate the difference d_diff between the maximum value and the minimum value of the distance from the machining head 13 to the reference member FM.
  • the processing unit 1 rotates the stage 16 around the rotation axis AX. After that, in the second radius calculation operation, similarly to the first radius calculation operation, the processing unit 1 measures the reference member FM located at the position P8, , the reference member FM may be measured.
  • the position P8 and the position P9 are the above-described positions P8 and P9 in that the positions P8 and P9 satisfy the above-described first and second position conditions but do not satisfy the above-described third position condition. It may be different from the first radius calculation operation that satisfies the first to third positional conditions.
  • the machining unit 1 has the reference member FM positioned at the position P0 which is located at the same position (same height) as the rotation axis CX in the Z-axis direction.
  • a reference member FM may be placed at position P8.
  • the processing unit 1 may measure the reference member FM located at the position P8.
  • the machining unit 1 moves from the reference state to the other direction (in FIG. 21(d)) opposite to the one direction around the rotation axis CX.
  • the reference member FM may be placed at the position P9 by rotating the stage 16 by a predetermined angle ⁇ along the clockwise direction.
  • the processing unit 1 may measure the reference member FM located at the position P9.
  • the moving method of the stage 16 is not limited to this method.
  • the processing unit 1 may move the reference member FM positioned at the position P8 to the position P9 by rotating the stage 16 by 2 ⁇ after measuring the reference member FM positioned at the position P8.
  • the control unit 2 may calculate the rotation radius R based on the measurement result of the reference member FM. Specifically, the control unit 2 may calculate the distance from the processing head 13 to the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM. 22(a) and 22(b), the control unit 2 controls the distance d82 from the machining head 13 to the reference member FM positioned at the position P8 and the distance d82 from the machining head 13 to the position P9. A distance d92 to the positioned reference member FM may be calculated. In this case, as shown in FIGS.
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis CX so as to place the reference member FM at each of the positions P8 and P9 multiple times while changing the rotation angle ⁇ of the stage 16 . That is, when the rotation angle ⁇ changes, the positions P8 and P9 also change. Therefore, the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis CX so as to place the reference members FM at the positions P8 and P9, respectively, a plurality of times while changing the positions P8 and P9. . As a result, the reference member FM may be sequentially arranged at a plurality of different positions P8 and sequentially arranged at a plurality of different positions P9.
  • the stage 16 rotates around the rotation axis CX by a rotation angle ⁇ k (where k is an integer from 1 to N, and N is an integer indicating the number of times the stage 16 is rotated).
  • ⁇ k is an integer from 1 to N
  • N is an integer indicating the number of times the stage 16 is rotated.
  • the processing unit 1 rotates the stage 16 around the rotation axis CX so as to place the reference member FM at positions P8 and P9 k
  • the processing unit 1 rotates the reference member FM at the position P8 and the position P9. and the reference member FM located at .
  • the processing unit 1 measures the reference member FM positioned at the position P8-1 and the reference member FM positioned at the position P9-1 , and measures the reference member FM positioned at the position P8-2 and the reference member FM positioned at the position P9-2 . . . , the reference member FM located at position P8N and the reference member FM located at position P9N may be measured.
  • the control unit 2 may calculate the radius of gyration Rk based on the measurement results of the reference member FM located at the position P8k and the reference member FM located at the position P9k . That is, the control unit 2 may calculate the radius of gyration R1 , the radius of gyration R2 , ..., the radius of gyration RN . After that, the control unit 2 may calculate the average value of the gyration radii R1 to RN as the gyration radius R.
  • the distance between the position P8 and the position P9 in the travel direction of the measurement light ML is shorter than in the first radius calculation operation. Therefore, the influence of the defocus of the measurement light ML on the accuracy of the radius of gyration R calculated by the control unit 2 is reduced. Therefore, the control unit 2 relatively accurately calculates the radius of gyration R even when the depth of focus of the processing head 13 (for example, the depth of focus of the objective optical system 134) is relatively shallow (small). be able to.
  • the processing unit 1 rotates the stage 16 around the rotation axis AX under the control of the control unit 2 (step S13).
  • the processing unit 1 rotates the stage around the rotation axis AX so that the mounting surface 161 on which the reference member FM is mounted is perpendicular to the Z-axis direction (that is, the gravitational direction).
  • 16 may be rotated.
  • the processing unit 1 rotates around the rotation axis AX so that the mounting surface 161 intersects the traveling direction of the measurement light ML emitted from the processing head 13 (the Z-axis direction in the example shown in FIG. 23).
  • Stage 16 may be rotated.
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the rotation axis AX such that the rotation axis CX orthogonal to the mounting surface 161 is parallel to the Z-axis direction.
  • the processing unit 1 measures the reference member FM (step S14). Specifically, as shown in FIGS. 24(a) and 24(b), the processing unit 1 measures the reference member FM located at the position P10 under the control of the control unit 2, and measures the position P10. The reference member FM moved from the position P10 to a position P11 different from the position P10 may be measured. More specifically, first, as shown in FIG. 24A, the processing unit 1 irradiates the reference member FM positioned at the position P10 with the measurement light ML, thereby measuring the reference member FM positioned at the position P10. may be measured. After that, as shown in FIG.
  • the processing unit 1 moves the stage 16 around the rotation axis CX so that the reference member FM located at the position P10 moves from the position P10 to a position P11 different from the position P10. may be rotated (rotated). Thereafter, as shown in FIG. 24B, the processing unit 1 may measure the reference member FM positioned at the position P11 by irradiating the reference member FM positioned at the position P11 with the measurement light ML. As a result, the control unit 2 may acquire from the processing unit 1 the detection result of the return light RL from the reference member FM, which is generated by the irradiation of the measurement light ML to the reference member FM located at the position P10.
  • control unit 2 may acquire from the processing unit 1 the detection result of the return light RL from the reference member FM, which is generated by the irradiation of the measurement light ML to the reference member FM located at the position P11.
  • the control unit 2 calculates the movement error based on the detection result of the return light RL from the reference member FM positioned at the position P10 and the detection result of the return light RL from the reference member FM positioned at the position P11. good too.
  • the operation of measuring the reference member FM in step S14 may be the same as the operation of measuring the reference member FM in the movement error calculation operation described above. That is, in step S14, the processing unit 1 performs the same operation as the operation of measuring the reference member FM in the above-described movement error calculation operation, so that the reference member FM located at the position P10 and the reference member FM moved to the position P11 FM may be measured. Therefore, in order to omit redundant description, detailed description of the operation of measuring the reference member FM in step S14 is omitted. Unless otherwise specified, the processing unit 1 may perform the same operation as the operation of measuring the reference member FM in the movement error calculation operation described above in step S14.
  • the machining unit 1 may move the machining head 13 so that the machining head 13 follows the moving reference member FM. Specifically, the processing unit 1 may move the processing head 13 so that the moving reference member FM is included in the measurement shot area MSA determined with the processing head 13 as a reference. Specifically, as shown in FIG. 25(a), the processing unit 1 passes the measurement light ML from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134) positioned at the position P6 to the reference member FM positioned at the position P10. may be irradiated.
  • the position P6 is a position that satisfies the condition that the reference member FM positioned at the position P10 is included in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P6 (that is, the position P10 is included).
  • the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P10 using the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P6. After that, as shown in FIG. 25B, the processing unit 1 rotates the stage 16 around the rotation axis CX so that the reference member FM located at the position P10 moves from the position P10 to the position P11. good. Furthermore, as shown in FIG. 25(b), the processing unit 1 moves the processing head 13 so that the processing head 13 positioned at the position P6 moves from the position P6 to a position P7 different from the position P6. good too.
  • the position P7 is a position that satisfies the condition that the reference member FM positioned at the position P11 is included in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P7 (that is, the position P11 is included).
  • the processing unit 1 irradiates the reference member FM located at the position P11 with the measurement light ML from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134) located at the position P7.
  • the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P11 using the processing head 13 (especially the objective optical system 134) located at the position P7.
  • the control unit 2 adjusts the processing unit 1 based on the radius of gyration calculated in step S12 and the measurement result of the reference member FM obtained in step S14.
  • a movement error caused in movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 due to the deformation of the member may be calculated (step S15). That is, the control unit 2 calculates the movement error based on the measurement result of the reference member FM in step S12 and the measurement result of the reference member FM in step S14.
  • the control unit 2 may calculate the position (in particular, the reference position) of the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM. That is, the control unit 2 may generate measurement data (that is, position information) indicating the position of the reference member FM. In particular, since the reference member FM moves, the control unit 2 may calculate the movement trajectory of the reference member FM (especially the movement trajectory of the reference position). That is, the control unit 2 may generate measurement data indicating the movement trajectory of the reference member FM.
  • An example of measurement data indicating the calculated position (especially, movement locus) of the reference member FM is shown using a solid line in FIG.
  • FIG. 26 shows the position (three-dimensional position) of the reference member FM measured while rotating the stage 16 around the rotation axis CX and projected onto the XY plane.
  • the control unit 2 may calculate the movement error based on the calculated position of the reference member FM (that is, measurement data that is position information).
  • a movement trajectory (that is, a movement trajectory forming a perfect circle with a radius of R) can be calculated.
  • the measurement data indicates the actual movement trajectory of the reference member FM.
  • the calculated movement trajectory of the reference member FM matches the ideal movement trajectory of the reference member FM.
  • the calculated movement trajectory of the reference member FM does not at least partially match the ideal movement trajectory of the reference member FM. Therefore, it can be said that the difference between the calculated movement trajectory of the reference member FM and the ideal movement trajectory of the reference member FM indicates a movement error.
  • control unit 2 may calculate a theoretical movement trajectory of the reference member FM based on the radius of gyration R calculated in step S12 of FIG. Furthermore, the control unit 2 may calculate the actual movement trajectory of the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM acquired in step S14 of FIG. The control unit 2 may then calculate the movement error based on the difference between the ideal movement trajectory of the reference member FM and the actual movement trajectory of the reference member FM.
  • the movement error of the processing head 13 calculated in the deformation error calculation operation may be the same as the movement error of the processing head 13 calculated in the movement error calculation operation described above.
  • the control unit 2 determines the movement error (for example, movement error E X , movement error E Y and A movement error E Z ) may be calculated.
  • the control unit 2 calculates an error related to the movement axis of the processing head 13 (for example, an error related to the orthogonality (perpendicularity) between one movement axis and the other movement axis of the processing head 13). You may For example, the control unit 2 may calculate a movement error different from the movement errors illustrated above in the deformation error calculation operation.
  • the control unit 2 determines the size (for example, diameter) Lx in the X-axis direction of the ideal movement trajectory of the reference member FM and the actual movement trajectory of the reference member FM.
  • the absolute value of the difference from the size in the X-axis direction is defined as the movement error in the X-axis direction (for example, X Amount of axial deformation).
  • the control unit 2 determines the size (for example, diameter) Ly of the ideal movement trajectory of the reference member FM in the Y-axis direction and the size of the actual movement trajectory of the reference member FM in the Y-axis direction.
  • the movement error in the Y-axis direction (for example, the amount of Y-axis deformation) caused in the movement of the processing head 13 due to the deformation of the head driving member.
  • the control unit 2 determines the difference between the ideal movement trajectory of the reference member FM and the actual movement trajectory of the reference member FM when the rotation angle of the stage 16 is a predetermined angle ⁇ d.
  • the amount of deviation in the X-axis direction may be calculated as a movement error (for example, pitch error) in the X-axis direction caused in movement of the processing head 13 due to deformation of the head driving member.
  • a movement error for example, pitch error
  • the control unit 2 determines the difference between the ideal movement trajectory of the reference member FM and the actual movement trajectory of the reference member FM when the rotation angle of the stage 16 is a predetermined angle ⁇ d.
  • the deviation amount in the Y-axis direction may be calculated as a movement error in the Y-axis direction (for example, a pitch error) caused in movement of the processing head 13 due to deformation of the head driving member.
  • the control unit 2 may control the processing unit 1 based on the movement error. Specifically, the control unit 2 processes the workpiece W and measures the measurement object M in the same manner as when no movement error occurs, even when a movement error occurs.
  • the processing unit 1 may be controlled.
  • the control unit 2 controls the head drive system 14 that moves the processing head 13 so that the processing head 13 moves in the same manner as when no movement error occurs even when a movement error occurs. may be controlled. That is, the control unit 2 may move the processing head 13 so that the movement error is offset.
  • the control unit 2 determines whether the movement error does not occur.
  • the stage driving system 17 that moves the stage 16 may be controlled so that the stage 16 moves. That is, the control unit 2 may move the stage 16 so that the movement error is cancelled. Since the movement error is calculated from the information regarding the position of the reference member FM, the control unit 2 controls the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 based on the information regarding the position of the reference member FM. (that is, controls at least one of the head drive system 14 and the stage drive system 17). The control unit 2 outputs the measurement result of the reference member FM located at the position P8, the measurement result of the reference member FM located at the position P9, the measurement result of the reference member FM located at the position P10, and the measurement result of the reference member FM located at the position P11. The movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 is controlled based on information about the position of the reference member FM calculated from the measurement results (that is, at least one of the head drive system 14 and the stage drive system 17 is controlled). are doing).
  • the control unit 2 may store movement error information regarding the calculated movement error in a storage device provided in the control unit 2 .
  • the control unit 2 may store movement error information regarding the calculated movement error in a storage device arranged outside the control unit 2 .
  • the control unit 2 may control the processing unit 1 based on the movement error information stored in the storage device.
  • the control unit 2 stores the movement error information in a storage device together with temperature information regarding the temperature of the processing unit 1 during the measurement period during which the reference member FM was measured to calculate the movement error (deformation error in this case). good too.
  • the temperature information may include information about statistical values (for example, at least one of maximum, minimum, average and median) of the temperature of the processing unit 1 during the measurement period.
  • the control unit 2 may store a plurality of pieces of movement error information respectively corresponding to a plurality of environments with different temperatures of the processing unit 1 together with the temperature information in the storage device. In this case, the control unit 2 may control the processing unit 1 based on one piece of movement error information corresponding to the temperature closest to the current temperature of the processing unit 1 .
  • the processing system SYS may perform such a deformation error calculation operation at regular intervals. For example, the processing system SYS may perform the deformation error calculation operation every n1 days (where n1 is an integer equal to or greater than 1) days. For example, the processing system SYS may perform the deformation error calculation operation every n2 weeks (where n2 is an integer equal to or greater than 1) weeks. For example, the processing system SYS may perform the deformation error calculation operation every n3 months (where n3 is an integer equal to or greater than 1) months. For example, the processing system SYS may perform the deformation error calculation operation every n4 (where n4 is an integer equal to or greater than 1) years.
  • the processing system SYS may perform the deformation error calculation operation every n5 (where n5 is an integer equal to or greater than 1) time.
  • one of the causes of the movement error is the change in temperature of the processing unit 1, as described above.
  • the processing system SYS may perform the deformation error calculation operation when the change in the temperature of the processing unit 1 exceeds the allowable amount.
  • the machining system SYS may perform the deformation error calculation operation when it is estimated that the member provided in the machining unit 1 has deformed.
  • the deformation error calculation operation described above may be performed after manufacturing the processing system SYS, that is, regardless of changes in the environment around the processing system SYS. In this case, the manufacturing error of the processing system SYS can be calculated.
  • control unit 2 can calculate the movement error that occurs in the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 16 due to deformation of the members provided in the processing unit 1 . Therefore, even if the members provided in the processing unit 1 are deformed, the processing unit 1 processes the workpiece W and measures the measurement object M under the control of the control unit 2 while reducing the influence of the movement error. can be processed.
  • the members provided in the processing unit 1 may be deformed due to factors other than changes in the temperature of the environment in which the processing system SYS is installed. Even in this case, the processing system SYS performs the above-described deformation error calculation operation to calculate the movement error that occurs when the member included in the processing unit 1 is deformed due to a factor other than the change in environmental temperature. good.
  • a factor of deformation of a member provided in the processing unit 1 at least one of aging deterioration of the processing system SYS (for example, aging deterioration of a member provided in the processing unit 1) and pressure fluctuation in the processing space where the work W is processed. I can give you one.
  • the control unit 2 performs the following operations based on at least the measurement result of the reference member FM located at the position P1 and the measurement result of the reference member FM located at the position P2. , calculating the displacement error. That is, the processing unit 1 moves the reference member M by moving the stage 16, and measures the reference member FM positioned at each of a plurality of different positions. However, the processing unit 1 does not have to measure the reference member FM located at the position P2 while measuring the reference member FM located at the position P1. That is, the processing unit 1 does not need to move the reference member M by moving the stage 16, and does not need to measure the reference member FM positioned at each of a plurality of different positions. In this case, the processing unit 1 may measure the reference member FM positioned at the same position while moving the processing head 13 along the traveling direction of the measurement light ML.
  • the machining unit 1 may use the machining head 13 positioned at position P21 to measure the reference member FM positioned at position P1. After that, as shown in FIG. 27B, the processing unit 1 moves the processing head 13 positioned at the position P21 from the position P21 to a position P22 different from the position P21 in the Z-axis direction, which is the traveling direction of the measurement light ML. The processing head 13 may be moved along the Z-axis direction so as to move. After that, the machining unit 1 may measure the reference member FM located at the position P1 using the machining head 13 located at the position P22, as shown in FIG. 27(b).
  • the control unit 2 determines the movement error caused in the movement of the machining head 13 (in this case, the movement error E in the Z-axis direction caused in the movement of the machining head 13 along the Z-axis direction).
  • ZZ may be calculated.
  • the control unit 2 determines the distance d21 between the working head 13 positioned at the position P21 and the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM using the working head 13 positioned at the position P21. can be calculated.
  • the control unit 2 calculates the distance d22 between the working head 13 positioned at the position P22 and the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM using the working head 13 positioned at the position P22. good too.
  • the difference between the distance d22 and the distance d21 should match the target value of the movement amount of the machining head 13 in the Z-axis direction. be.
  • the difference between the distance d22 and the distance d21 does not match the target value of the movement amount of the machining head 13 in the Z-axis direction. In this case, when the processing head 13 moves from the position P21 to the position P22 due to the movement error, it is assumed that the processing head 13 has moved a distance longer than the target value of the movement amount or a distance shorter than the target value of the movement amount.
  • control unit 2 calculates the difference between the distance d22 and the distance d21, and calculates the difference between the calculated difference and the target value of the movement amount of the machining head 13 in the Z-axis direction as the movement error EZZ . good too.
  • a similar operation may be performed in the deformation error calculation operation.
  • the reference member FM when the movement error calculation operation is performed, the reference member FM is arranged at a position away from the rotation axis of the stage 16 along the direction intersecting the rotation axis.
  • the reference member FM may be arranged on the rotation axis of the stage 31 . That is, the reference member FM may be arranged at the center of rotation of the stage 31 .
  • the processing unit 1 may measure the reference member FM using the measurement light ML each time the stage 31 is rotated about the rotation axis by a predetermined rotation amount (that is, by a predetermined rotation angle).
  • the control unit 2 may calculate the turning accuracy of the rotary shaft of the stage 31 (for example, the rotational positioning error of the rotary shaft) as an example of the movement error based on the measurement result of the reference member FM.
  • the reference member FM including the polyhedron shown in FIG. 8B may be placed on the stage 31 .
  • the control unit 2 can calculate the orientation (for example, the direction in which the normal extends) of each face of the reference member FM (that is, each face of the polyhedron) based on the measurement result of the reference member FM. Therefore, the control unit 2 calculates the orientation of each surface of the reference member FM each time the stage 31 rotates by a predetermined rotation amount.
  • the control unit 2 can calculate the deviation between the orientation of each surface of the reference member FM and the rotation axis of the stage 31 .
  • the deviation between the orientation of each surface of the reference member FM and the rotation axis of the stage 31 causes a positioning error of the rotation axis of the stage 31. It is presumed that the deviation is caused by Therefore, the control unit 2 can calculate the deviation between the orientation of each surface of the reference member FM and the rotation axis of the stage 31 as the positioning error of the rotation axis of the stage 31 .
  • (3-2) Modified Example of Deformation Error Calculation Operation As described with reference to FIG. is.
  • the reference member FM may be measured by irradiating the light ML. This is because the distance between the machining head 13 and the reference member FM is calculated to calculate the radius of gyration R, but the distance between the machining head 13 and the curved surface of the reference member FM This is because the distance to the plane of the reference member FM can be calculated with higher accuracy.
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the A axis so that the plane FMs1 of the reference member FM can be irradiated with the measurement light ML.
  • the reference member FM may be measured by irradiating the ML.
  • the reference position of the reference member FM is calculated to calculate the movement error
  • the processing unit 1 may rotate the stage 16 around the A axis so that the curved surface FMs2 of the reference member FM can be irradiated with the measurement light ML.
  • the reference member FM positioned at the position P10 and the reference member FM positioned at the position P11 are measured.
  • the processing unit 1 , P10 and P11 it is sufficient to move the machining head 13 in either the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • the machining unit 1 does not have to move the machining head 13 in the other of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIG. 29A when the positions P10 and P11 are located at the same position along either the X-axis direction or the Y-axis direction, the processing unit 1 , P10 and P11, it is sufficient to move the machining head 13 in either the X-axis direction or the Y-axis direction. In other words, the machining unit 1 does not have to move the machining head 13 in the other of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIG. 29A when the positions P10 and P11 are located at the same position along either the X-axis direction or the Y
  • the machining unit 1 is positioned at the reference member FM positioned at the position P10 and at the position P11.
  • the machining head 13 is moved in the X-axis direction, while the machining head 13 does not have to be moved in the Y-axis direction.
  • the processing unit 1 measures the reference member FM positioned at each of at least two positions different from each other along the X-axis direction and positioned at each of at least two positions different from each other along the Y-axis direction.
  • a reference member FM may be measured.
  • the processing unit 1 measures the reference members FM located at different positions P23 and P24 along the X-axis direction, and The reference members FM located at different positions P25 and P26 may be measured.
  • the machining head 13 moves along both the X-axis direction and the Y-axis direction during the process of measuring the measurement member FM.
  • the control unit 2 can calculate the movement error caused in the movement of the machining head 13 along each of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the control unit 2 may calculate the three-dimensional position of the reference member FM in addition to the distance between the processing head 13 and the reference member FM. Specifically, the control unit 2 may calculate the three-dimensional position of the reference member FM located at the position P8 and the three-dimensional position of the reference member FM located at the position P9. In this case, the control unit 2, based on the measurement result of the reference member FM in step S14 of FIG. 16 and the three-dimensional position of the reference member FM calculated in step S12 of FIG. A movement error in the Z-axis direction (for example, movement error E ZX and movement error E ZY described above) caused by movement of the processing head 13 along at least one direction may be calculated.
  • a movement error in the Z-axis direction for example, movement error E ZX and movement error E ZY described above
  • control unit 2 determines the reference position in step S14 of FIG. 16 based on the three-dimensional position of the reference member FM calculated in step S12 of FIG. 16 and the amount of rotation of the stage 16 in step S13 of FIG. An ideal distance d0 between the machining head 13 and the reference member FM at the time the member FM is being measured may be calculated. Furthermore, based on the measurement result of the reference member FM in step S14 of FIG. 16, the control unit 2 determines the distance between the processing head 13 and the reference member FM at the time when the reference member FM is being measured in step S14 of FIG. may be calculated.
  • the control unit 2 calculates a distance d330 between the machining head 13 and the reference member FM located at the position P10 and a distance d331 between the machining head 13 and the reference member FM located at the position P11. good too.
  • each of the distances d330 and d331 should match the ideal distance d0, as shown in FIG. 30(a).
  • at least one of the distances d330 and d331 does not match the ideal distance d0.
  • the control unit 2 may calculate the difference between the ideal distance d0 and at least one of the distances d330 and d331 calculated from the measurement results as the movement error in the Z-axis direction.
  • the control unit 2 may calculate the difference between the distances d330 and d331 calculated from the measurement results as the movement error in the Z-axis direction.
  • the processing unit 1 moves the stage 16 around the rotation axis AX so that the mounting surface 161 on which the reference member FM is mounted is parallel to the Z-axis direction. It is rotated (see FIGS. 17(a) and 17(b)). However, in step S12, the processing unit 1 may measure the reference member FM in a state in which the mounting surface 161 on which the reference member FM is mounted is perpendicular to the Z-axis direction. Specifically, as shown in FIG.
  • the processing unit 1 moves from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134 ) located at the position P15 to the position P10 (or a position different from the position P10,
  • the measurement light ML may be applied to the reference member FM positioned at (the same applies in this paragraph below).
  • the processing unit 1 may receive the return light RL from the reference member FM located at the position P10 using the processing head 13 located at the position P15.
  • the processing unit 1 moves from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134) located at the position P15 to the position P11 (or a position different from the position P11, hereinafter referred to as this paragraph). ) may be irradiated with the measurement light ML.
  • the processing unit 1 may use the processing head 13 positioned at the position P15 to receive the return light RL from the reference member FM positioned at the position P11. Therefore, the position P15 includes both the reference member FM positioned at the position P10 and the reference member FM positioned at the position P11 in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P15 (that is, the position P10 and the position P11). Furthermore, if necessary, the processing unit 1 may further measure the reference member FM that has moved from the position P11 to a position different from the positions P10 and P11. The processing unit 1 may measure the reference member FM each time the stage 16 rotates about the rotation axis CX by a predetermined angle.
  • the control unit 2 may calculate the position (in particular, the movement trajectory) of the reference member FM based on the measurement result of the reference member FM.
  • the calculated movement trajectory is not affected by the movement error caused by the movement of the machining head 13 . Therefore, the calculated movement trajectory is the actual movement trajectory of the reference member FM. Therefore, the control unit 2 may calculate the radius of the calculated movement trajectory (for example, the radius of the movement trajectory projected onto the XY plane) as the rotation radius R of the reference member FM.
  • the control unit 2 can calculate the radius of gyration R with relatively high accuracy.
  • the processing unit 1 may measure at least the reference member FM positioned at the position P10 and the reference member FM positioned at the position P11.
  • the processing unit 1 moves from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134) located at the position P13 different from the position P15 to the reference member FM located at the position P10.
  • Measurement light ML may be irradiated.
  • the position P13 is a position that satisfies the condition that the reference member FM positioned at the position P10 is included in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P13 (that is, the position P10 is included).
  • the processing unit 1 may use the processing head 13 positioned at the position P13 to receive the return light RL from the reference member FM positioned at the position P10. After that, as shown in FIG. 32(b), the processing unit 1 rotates the stage 16 around the rotation axis CX so that the reference member FM located at the position P10 moves from the position P10 to the position P11. good. Furthermore, as shown in FIG. 32(b), the machining unit 1 moves the machining head 13 so that the machining head 13 positioned at the position P13 moves from the position P13 to a position P14 different from the position P13. good too.
  • the position P14 is a position that satisfies the condition that the reference member FM positioned at the position P11 is included in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P14 (that is, the position P11 is included).
  • the processing unit 1 irradiates the reference member FM located at the position P11 with the measurement light ML from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134) located at the position P14. may Further, the processing unit 1 may use the processing head 13 positioned at the position P14 to receive the return light RL from the reference member FM positioned at the position P11.
  • the processing unit 1 moves the processing head 13 (particularly, the objective optical The measurement light ML may be emitted from the system 134) to the reference member FM located at the position P10. Further, the processing unit 1 may use the processing head 13 positioned at the position P16 to receive the return light RL from the reference member FM positioned at the position P10. Thereafter, as shown in FIG. 33B, the processing unit 1 rotates the stage 16 around the rotation axis CX so that the reference member FM located at the position P10 moves from the position P10 to the position P11. good. Furthermore, as shown in FIG.
  • the processing unit 1 moves the processing head 13 so that the processing head 13 positioned at the position P16 moves from the position P16 to a position P17 different from the position P16. good too.
  • the position P17 is a position that satisfies the condition that the reference member FM positioned at the position P11 is included in the measurement shot area MSA of the processing head 13 positioned at the position P17 (that is, the position P11 is included).
  • the processing unit 1 irradiates the reference member FM located at the position P11 with the measurement light ML from the processing head 13 (particularly, the objective optical system 134) located at the position P17. may Furthermore, the processing unit 1 may use the processing head 13 positioned at the position P17 to receive the return light RL from the reference member FM positioned at the position P11.
  • the control unit 2 calculates the movement error of the stage 16 based on the rotation radius R of the reference member FM calculated in the first radius calculation operation and the movement amount of the reference member FM in the second radius calculation operation. You may Specifically, when the rotation radius R of the reference member FM is calculated by the first radius calculation operation, the control unit 2 moves the stage 16 from the reference state from the rotation radius R by the second radius calculation operation. Movement of the reference member FM when rotated clockwise and counterclockwise by a desired rotation angle (e.g., 180 degrees, a rotation angle less than 180 degrees, or a rotation angle greater than 180 degrees) about the rotation axis CX, respectively A target value for the quantity (eg, d92-d82 shown in FIG. 25) can be calculated.
  • a desired rotation angle e.g. 180 degrees, a rotation angle less than 180 degrees, or a rotation angle greater than 180 degrees
  • the control unit 2 determines the actual movement of the reference member FM when rotating the stage 16 around the rotation axis CX by a desired rotation angle based on the measurement result of the reference member FM in the second radius calculation operation. Amount can be calculated.
  • the control unit 2 may calculate the movement error of the stage 16 by comparing the target value of the movement amount of the measurement member FM and the actual movement amount of the measurement member FM. It should be noted that the same applies to the case where the stage 16 is rotated by a desired rotation angle in any direction, as well as the case where the stage 16 is rotated clockwise and counterclockwise by the desired rotation angle from the reference state.
  • the processing system SYS after calculating the rotation radius R of the reference member FM (step S12), the processing system SYS measures the reference member FM while rotating the stage 16 around the rotation axis CX (step S14). However, the processing system SYS may measure the reference member FM while rotating the stage 16 around the rotation axis CX (step S14), and then calculate the rotation radius R of the reference member FM (step S12). In other words, the processing system SYS may change the order of performing the operation of step S12 and the operation of step S14. Even in this case, the control unit 2 can calculate the movement error. The processing system SYS may arbitrarily change the order of each operation shown in FIG. 16 as long as the movement error can be calculated.
  • step S12 in FIG. 16 that is, at least one of the first and second radius calculation operations for calculating the rotation radius R
  • the processing system SYS may perform the operation of step S12 in FIG. 16 for a purpose other than the purpose of calculating the movement error.
  • the processing system SYS may perform the operation of step S12 in FIG. 16 regardless of the calculation of the movement error.
  • the processing system SYS may perform the operation of step S ⁇ b>12 in FIG. 16 in order to calculate the degree of at least one of thermal expansion and thermal contraction of the mounting surface 161 of the stage 16 .
  • the machining system SYS performs at least one of the first and second radius calculation operations to calculate a reference rotation radius R0 based on the rotation radius R under a condition in which the processing system SYS is placed in a reference environment in advance. may be calculated in advance as After that, the processing system SYS calculates the heat of the mounting surface 161 of the stage 16 from the rotation radius R obtained by performing at least one of the first radius calculation operation and the second radius calculation operation again and the reference rotation radius R0. The degree of expansion and/or thermal contraction may be calculated.
  • the machining system SYS capable of machining the workpiece W performs the movement error calculation operation.
  • the measurement system SYSa capable of measuring the measurement object M such as the work W may perform at least one of the optical calibration operation, movement error calculation operation, and deformation error calculation operation described above.
  • An example of the configuration of the measurement system SYSa is shown in FIG.
  • the measuring system SYSa may be different from the machining system SYS in that it includes a measuring unit 1a instead of the machining unit 1 .
  • the measurement unit 1 a may differ from the processing unit 1 in that it includes a measurement light source 11 a instead of the processing light source 11 and a measurement head 13 a instead of the processing head 13 .
  • the measurement light source 11a can generate measurement light.
  • the measurement head 13a differs from the processing head 13 in that instead of the processing optical system 131, the measurement head 13a includes a measurement optical system 131a for irradiating the measurement object M with the measurement light generated by the measurement light source 11a. can be different.
  • Other features of the measurement system SYSa may be the same as other features of the processing system SYS.
  • the optical calibration operation performed by the measurement system SYSa includes a target irradiation position where the measurement head 13a irradiates the measurement light (that is, the measurement light from the measurement optical system 131a) and a measurement light ML (that is, the measurement optical system 132 It may be an operation of performing alignment with the target irradiation position MA to which the measurement light ML from (from) is irradiated.
  • the movement error calculation operation performed by the measurement system SYSa may be an operation for calculating a movement error that occurs in the movement of at least one of the measurement head 13a and the stage 16.
  • the deformation error calculation operation performed by the measurement system SYSa may be an operation for calculating a movement error that occurs in the movement of at least one of the measurement head 13a and the stage 16 due to deformation of members provided in the measurement unit 1a.
  • the measurement optical system 132 may be detachably attached to the processing head 13 .
  • the measurement optical system 132 may be attached to the processing head 13 when the reference member FM is irradiated with the measurement light ML.
  • the measurement optical system 132 may be removed from the processing head 13 .
  • the processing system SYS processes the work W by irradiating the work W with the processing light EL. That is, the processing system SYS processes the work W by irradiating the work W with an energy beam in the form of light. However, the processing system SYS may irradiate the work W with an arbitrary energy beam different from light to process the work W.
  • FIG. An example of any energy beam is a charged particle beam and/or electromagnetic waves. An example of a charged particle beam is at least one of an electron beam and an ion beam.
  • the processing system SYS processes the work W by irradiating the work W with the measurement light ML. However, the processing system SYS may irradiate the work W with an arbitrary energy beam different from light and cause the work W to be measured.
  • the head drive system 14 may include a robot arm. That is, the head drive system 14 may move the processing head 13 using a robot arm.
  • the robot arm may be a manipulator with three or more degrees of freedom.
  • the robot arm may function as a robot having a so-called vertical articulated structure.
  • the robotic arm may function as a robotic polar robot with a horizontal articulated structure.
  • the robotic arm may function as a cylindrical coordinate robot.
  • the robotic arm may function as a Cartesian robot.
  • the robotic arm may function as a parallel-link robot.
  • a processing head 13 may be attached to the tip of the robot arm. That is, the processing head 13 may be attached to the robot arm as an end effector.
  • the stage drive system 17 may also include a robot arm. That is, the stage drive system 17 may move the stage 16 using a robot arm.
  • a device a processing head including the objective optical system; a rotating device that rotates the mounting device; Equipped with a calculation part and The photodetector acquires a first detection result by irradiating the reference member positioned at a first position with the measurement beam, and uses the rotating device to change the position from the first position to the first position. Acquiring a second detection result by irradiating the measurement beam to the reference member moved to a different second position; The computing unit determines the placement device and the processing head based on the position information of the reference member obtained using the first detection result and the position information of the reference member obtained using the second detection result.
  • the photodetector irradiates the reference member positioned at the first position with the measurement beam through the objective optical system positioned at the third position, and the objective optical system positioned at the third position.
  • the processing system according to appendix 1 wherein the measurement beam is applied to the reference member located at the second position via the .
  • the photodetector is capable of deflecting the measurement beam such that the measurement beam scans a measurement region;
  • the processing system according to appendix 2 wherein the first and second positions are located within the measurement area scannable by the measurement beam from the objective optical system located at the third position.
  • the processing system according to any one of appendices 1 to 3, wherein the movement error calculated by the calculation unit includes a movement error caused by movement of the mounting device by the rotating device.
  • Appendix 5 further comprising a movement device for moving the processing head along a movement axis that intersects the optical axis of the objective optical system; The photodetector irradiates the reference member positioned at the first position with the measurement beam through the objective optical system positioned at the fourth position and receives light from the reference member, After that, the rotating device rotates the mounting device so that the reference member moves from the first position to the second position, and the moving device moves the objective optical system to the fourth position.
  • the processing system according to any one of 1 to 4. [Appendix 6] further comprising a moving device for moving the processing head along the movement axis, The photodetector irradiates the reference member positioned at an eighth position and the reference member positioned at a ninth position with the measurement beam through the objective optical system, and thereafter irradiates the reference member positioned at a sixth position with the measurement beam.
  • the processing system according to any one of appendices 1 to 6, wherein the control unit adjusts a relationship between a processing position irradiated with the processing beam and a measurement position irradiated with the measurement beam.
  • Appendix 8 Further comprising a control unit for controlling the processing device and the photodetector, The control unit controls the reference member positioned at the first position and the reference member positioned at the second position based on a relationship between a processing position irradiated with the processing beam and a measurement position irradiated with the measurement beam. 7.
  • the photodetector is controlled to irradiate the measurement beam on and.
  • Appendix 9 Further comprising a control unit for controlling the processing device and the photodetector, After adjusting the relationship between the processing position irradiated with the processing beam and the measurement position irradiated with the measurement beam, the control unit adjusts the reference member positioned at the first position and the reference member positioned at the second position. 7. The processing system according to any one of appendices 1 to 6, wherein the photodetector is controlled so as to irradiate the measurement beam onto a member.
  • the processing system according to any one of items 1 to 9.
  • the photodetector is capable of irradiating the workpiece with the measurement beam via the objective optical system, and detects at least part of the light from the workpiece generated by the irradiation of the measurement beam via the objective optical system.
  • the processing position irradiated with the processing beam is controlled based on at least one of the position and shape of at least a part of the work obtained by using the detection result of the photodetector from the irradiation of the measurement beam to the work.
  • the processing system according to any one of appendices 1 to 10.
  • Appendix 12 a mounting device on which a work can be placed and a reference member different from the work can be placed; A photodetector capable of irradiating the reference member with a measurement beam for measuring the reference member via an objective optical system, and capable of receiving at least part of light from the reference member generated by irradiation of the measurement beam.
  • a rotating device capable of rotating the mounting device about a first axis and about a second axis intersecting the first axis, respectively; a movement device for moving a processing head including at least the objective optical system along a movement axis; Equipped with a calculation part and The rotating device moves the reference member from the eighth position to the ninth position by rotating the mounting device about the first axis, and rotates the mounting device about the second axis.
  • the photodetector obtains an eighth detection result by irradiating the reference member positioned at the eighth position with the measurement beam through the objective optical system positioned at the twelfth position, acquire a ninth detection result by irradiating the reference member moved to the ninth position with the measurement beam through the objective optical system positioned at the position; acquire a tenth detection result by irradiating the measurement beam to the reference member positioned at the tenth position through the objective optical system positioned at the thirteenth position or a fourteenth position different from the thirteenth position; obtaining an eleventh detection result by irradiating the reference member positioned at the eleventh position with the measurement beam through a system;
  • the computing unit performs the position information of the reference member obtained using the eighth detection result, the position information of the reference member obtained using the ninth detection result, and the position information obtained using the tenth detection result.
  • the mounting device includes a mounting surface on which the reference member is mounted, By rotating the mounting device around the first axis, the rotating device can make the mounting surface and the direction of gravity parallel to each other. can be vertical, The rotating device moves the reference member from the eighth position to the ninth position by rotating the mounting device about the second axis when the mounting surface and the direction of gravity are parallel. is possible and The rotating device moves the reference member from the tenth position to the eleventh position by rotating the mounting device about the second axis when the mounting surface is perpendicular to the direction of gravity.
  • the mounting device includes a mounting surface on which the reference member is mounted,
  • the rotating device rotates the mounting device about the first axis along the mounting surface so that the mounting surface is a plane along the traveling direction of the measurement beam, (i) the photodetector is positioned at the eighth position via the objective optical system positioned at the twelfth position after the mounting surface becomes a plane along the traveling direction of the measurement beam; irradiating the reference member with the measurement beam, and then (ii) rotating the rotating device between the mounting surface and the first axis such that the reference member moves from the eighth position to the ninth position.
  • the rotating device is arranged so that the eighth position and the ninth position are two positions where a circle centered on the second axis and a straight line passing through the center of the circle intersect. 17.
  • the processing system according to any one of appendices 12 to 16, wherein the mounting device is rotated around two axes.
  • Appendix 18 18.
  • the rotating device moves the reference member from the eighth position to the ninth position by rotating the mounting device by 180° around the second axis. processing system.
  • the rotating device rotates the mounting device so that the reference member moves from the eighth position to the ninth position a plurality of times while changing a rotation angle;
  • the light detection device directs the measurement beam to the reference member positioned at the eighth position and the reference member positioned at the ninth position each time the rotating device rotates the mounting device.
  • the processing system according to any one of clauses 12-18, which irradiates.
  • the reference member includes both a curved surface and a flat surface;
  • the photodetector irradiates the measurement beam onto the plane of the reference member positioned at the eighth position and the plane of the reference member positioned at the ninth position, 20.
  • the moving device moves the objective optical system so that the objective optical system of the processing head follows the reference member moved by the rotating device rotating the mounting device.
  • [Appendix 24] (i) based on position information of the reference member obtained by using the eighth detection result and the ninth detection result, the rotation device rotates the placement device to move the calculation unit; (ii) moving the reference member based on measurement results of the reference member obtained using the tenth detection result and the eleventh detection result; Calculate the actual measurement result of the trajectory, 24.
  • Appendix 25 25.
  • Appendix 26 26.
  • Appendix 27 further comprising a moving device for moving the objective optical system along the movement axis; 5.
  • the processing system according to any one of appendices 1 to 4, wherein the moving device is controlled based on position information of the reference member obtained using the measurement beam.
  • Appendix 28 25.
  • the movement device performs the machining along each of a first movement axis, a second movement axis that intersects with the first movement axis, and a third movement axis that intersects with the first and second movement axes. move the head
  • the calculation unit calculates a movement error caused in movement of the processing head along at least one of the first to third movement axes, 25.
  • the machining system according to any one of appendices 12 to 24, wherein the moving device moves the machining head based on the movement error calculated by the computing unit so as to cancel out the movement error.
  • the rotating device can rotate the mounting device around a first axis, The calculation unit calculates a movement error occurring in the movement of the mounting device along the direction of rotation about the first axis, 14.
  • the processing system according to any one of appendices 1 to 13, wherein the rotating device moves the mounting device based on the movement error calculated by the calculation unit so as to cancel out the movement error.
  • Appendix 31 further comprising a movement device for moving the processing head along a first movement axis extending in the vertical direction; The calculation unit calculates a movement error occurring in movement of the processing head along the first movement axis, 31.
  • the processing system according to any one of Appendices 1 to 13 and 30, wherein the moving device moves the processing head based on the movement error calculated by the computing unit so as to cancel out the movement error.
  • Appendix 32 further comprising a moving device for moving the machining head along each of a horizontally extending second movement axis and a horizontally extending third movement axis intersecting the second movement axis; The calculation unit calculates a movement error occurring in movement of the processing head along at least one of the second and third movement axes, 32.
  • the photodetector detects at least one of a first period before the start of machining of the workpiece, a second period during which the workpiece is being processed, and a third period after the machining of the workpiece W is completed.
  • the workpiece can be irradiated with the measurement beam via the objective optical system, and at least part of the light from the workpiece generated by the irradiation of the measurement beam can be received via the objective optical system. and 32.
  • the processing system according to item 1.
  • Appendix 36 a mounting device on which a work can be placed and a reference member different from the work can be placed; A photodetector capable of irradiating the reference member with a measurement beam for measuring the reference member via an objective optical system, and capable of receiving at least part of light from the reference member generated by irradiation of the measurement beam.
  • the photodetector irradiates the reference member positioned at the tenth position with the measurement beam via the objective optical system positioned at the fifteenth position, and the objective optical system positioned at the fifteenth position
  • the reference member moved to the 11th position via the objective optical system is irradiated with the measurement beam
  • the reference member positioned at the 10th position is irradiated with the measurement beam via the objective optical system positioned at the 13th position.
  • a movement error calculation system for calculating a movement error occurring in the movement of A reference member mounted on the mounting device is irradiated with a measurement beam via an objective optical system attached to the processing head, and at least part of light from the reference member generated by irradiation of the measurement beam is removed.
  • a photodetector that receives light via the objective optical system; Equipped with a calculation part and The photodetector obtains a first detection result by irradiating the reference member positioned at a first position with the measurement beam, and rotates the reference member mounted on the mounting device to obtain the first detection result. Acquiring a second detection result by irradiating the measurement beam to the reference member that has moved from the first position to a second position different from the first position; The computing unit determines the placement device and the processing head based on the position information of the reference member obtained using the first detection result and the position information of the reference member obtained using the second detection result.
  • a movement error calculation system for calculating a movement error occurring in movement of at least one of [Appendix 39] 39.
  • the movement error calculation system according to appendix 38 wherein the processing head can irradiate the work with a processing beam for processing the work via the objective optical system.
  • Appendix 40 40.
  • the machine tool comprises a moving device that moves the machining head so as to follow the rotating reference member,
  • the photodetector tracks the reference member positioned at the first position and irradiates the measurement beam onto the reference member via the objective optical system of the processing head positioned at the third position, thereby 1 Acquiring a detection result, and irradiating the measurement beam to the reference member via the objective optical system of the processing head positioned at the fourth position following the reference member positioned at the second position.
  • the movement error calculation system according to any one of appendices 38 to 40, wherein the second detection result is obtained by: [Appendix 42] The photodetector irradiates at least one of the workpiece and the reference member with the measurement beam along a first optical path, and light generated by the irradiation of the measurement beam travels along the first optical path. 42. The movement error calculation system according to any one of appendices 38 to 41, wherein the light is received through the objective optical system. [Appendix 43] At least one of the mounting device and the processing head of a machine tool that processes the work using the processing head while at least one of the mounting device on which the work is rotatably mounted and the processing head is moved.
  • Appendix 44 a mounting device for mounting the workpiece; a processing head for processing the workpiece mounted on the mounting device; a rotating device that rotates the mounting device; A reference member mounted on the mounting device is irradiated with a measurement beam via an objective optical system attached to the processing head, and at least part of light from the reference member generated by irradiation of the measurement beam is removed.
  • a photodetector that receives light via the objective optical system; irradiating the reference member positioned at a first position with the measurement beam, and applying the measurement beam to the reference member rotated from the first position to a second position different from the first position by the rotating device; a controller that controls the rotating device and the photodetector to irradiate, A processing system that processes the workpiece based on a detection result regarding the reference member positioned at the first position and a detection result regarding the reference member positioned at the second position. [Appendix 45] When the reference member is irradiated with the measurement beam, the photodetector is attached to the processing head, 45.
  • appendix 44 wherein the photodetector is removed from the processing head when the processing head processes the workpiece.
  • Appendix 46 a mounting device for mounting the workpiece; a measuring head for measuring the work mounted on the mounting device; a rotating device that rotates the mounting device; A reference member mounted on the mounting device is irradiated with a measurement beam through an objective optical system attached to the measurement head, and at least part of light from the reference member generated by irradiation of the measurement beam is removed.
  • a photodetector that receives light via the objective optical system; irradiating the reference member positioned at a first position with the measurement beam, and applying the measurement beam to the reference member rotated from the first position to a second position different from the first position by the rotating device; a controller that controls the rotating device and the photodetector to irradiate, A measurement system that measures the workpiece based on a detection result regarding the reference member positioned at the first position and a detection result regarding the reference member positioned at the second position.
  • At least one of the mounting device and the measuring head of a measuring device that measures the work using the measuring head while moving at least one of the mounting device that rotatably mounts the work and the measuring head.
  • a movement error calculation system for calculating a movement error occurring in the movement of A reference member mounted on the mounting device is irradiated with a measurement beam through an objective optical system attached to the measurement head, and at least part of light from the reference member generated by irradiation of the measurement beam is removed.
  • a photodetector that receives light via the objective optical system; Equipped with a calculation part and The photodetector acquires a first detection result by irradiating the reference member positioned at a first position with the measurement beam, and rotates the reference member to change the position from the first position to the first position.
  • a movement error calculation system for calculating a movement error occurring in movement of at least one of
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate within a range that does not contradict the gist or idea of the invention that can be read from the scope of claims and the entire specification.
  • a movement error calculation system, a movement error calculation method, and a measurement system are also included in the technical scope of the present invention.

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Abstract

加工システムは、ワークと基準部材とを載置可能な載置装置と、対物光学系を介して加工ビームを照射可能な加工装置と、対物光学系を介して計測ビームを基準部材に照射可能であり且つ基準部材からの光を受光可能な光検出装置と、対物光学系を含む加工ヘッドと、載置装置を回転させる回転装置と、演算部とを備える。光検出装置は、第1位置に位置する基準部材への計測ビームの照射により第1検出結果を取得し、且つ、第2位置に移動した基準部材への計測ビームの照射により第2検出結果を取得する。演算部は、第1及び第2検出結果を用いて得られる基準部材の位置情報に基づいて、載置装置と加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する。

Description

加工システム
 本発明は、例えば、ワークを加工可能な加工システムの技術分野に関する。
 ワークを加工可能な加工システムとして、特許文献1には、ワークの表面に加工ビームを照射して構造を形成する加工装置が記載されている。このような工作機械では、移動誤差を適切に算出することが技術的課題となる。
国際公開第2000/054925号パンフレット
 第1の態様によれば、ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、対物光学系を介して前記ワークを加工するための加工ビームを前記ワークに照射可能な加工装置と、前記対物光学系を介して計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光可能な光検出装置と、前記対物光学系を含む加工ヘッドと、前記載置装置を回転させる回転装置と、演算部とを備え、前記光検出装置は、第1位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第1検出結果を取得し、且つ、前記回転装置を用いて前記第1位置から前記第1位置とは異なる第2位置に移動した前記基準部材への前記計測ビームの照射により第2検出結果を取得し、前記演算部は、前記第1検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報及び前記第2検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する加工システムが提供される。
 第2の態様によれば、ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、前記載置装置を、第1軸周りに及び前記第1軸と交差する第2軸周りのそれぞれに回転可能な回転装置と、少なくとも前記対物光学系を含む加工ヘッドを移動軸に沿って移動させる移動装置と、演算部とを備え、前記回転装置は、前記第1軸周りに前記載置装置を回転させることにより前記基準部材を第8位置から第9位置に移動させ、且つ、前記第2軸周りに前記載置装置を回転させることにより前記基準部材を第10位置から第11位置に移動させ、前記光検出装置は、第12位置に位置する前記対物光学系を介して第8位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第8検出結果を取得し、且つ、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第9位置に移動した前記基準部材への前記計測ビームの照射により第9検出結果を取得し、且つ、第13位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第10検出結果を取得し、且つ、前記第13位置または第13位置とは異なる第14位置に位置する前記対物光学系を介して前記第11位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第11検出結果を取得し、前記演算部は、前記第8検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、前記第9検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、前記第10検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、及び、前記第11検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する加工システムが提供される。
 第3の態様によれば、ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、前記載置装置を移動する駆動装置とを備え、前記光検出装置は、第12位置に位置する前記対物光学系を介して第8位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して第9位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する加工システムが提供される。
 第4の態様によれば、ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、前記載置装置を移動する駆動装置とを備え、前記光検出装置は、第15位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第15位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射し、更に、第13位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、第14位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する加工システムが提供される。
 第5の態様によれば、ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、前記載置装置を移動する駆動装置とを備え、前記光検出装置は、第16位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第16位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射し、更に、第17位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する加工システムが提供される。
 本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
図1は、本実施形態における加工システムの構成を模式的に示す断面である。 図2は、本実施形態における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、本実施形態における加工ヘッドの構成を示す断面図である。 図4は、加工ショット領域を示す斜視図である。 図5は、計測ショット領域を示す斜視図である。 図6(a)及び図6(b)のそれぞれは、光キャリブレーション動作を行うためにワークに形成されるマークを示す断面図である。 図7は、加工ショット領域及び計測ショット領域内の複数箇所にそれぞれ形成される複数の加工跡を示す平面図である。 図8(a)から図8(c)のそれぞれは、基準部材の一例を示す。 図9(a)及び図9(b)のそれぞれは、移動する基準部材を示す断面図である。 図10(a)及び図10(b)のそれぞれは、移動する基準部材を追従するように移動する加工ヘッドを示す断面図である。 図11は、C軸周りに回転移動する基準部材を追従するように移動する加工ヘッドを示す断面図である。 図12は、A軸周りに回転移動する基準部材を追従するように移動する加工ヘッドを示す断面図である。 図13は、移動する基準部材を追従するように移動する加工ヘッドを示す断面図である。 図14は、移動する基準部材を移動することなく計測する加工ヘッドを示す断面図である。 図15(a)から図15(c)のそれぞれは、基準部材の位置の算出結果を示す。 図16は、変形誤差算出動作の流れを示すフローチャートである。 図17(a)及び図17(b)は、A軸周りに回転するステージを示す。 図18(a)から図18(d)のそれぞれは、移動する基準部材を示す。 図19(a)及び図19(b)のそれぞれは、加工ヘッドから基準部材までの距離と基準部材の回転半径との関係を示す。 図20は、加工ヘッドから基準部材までの距離とステージの回転角度との関係を示す。 図21(a)から図21(d)のそれぞれは、移動する基準部材を示す。 図22(a)及び図22(b)のそれぞれは、加工ヘッドから基準部材までの距離と基準部材の回転半径との関係を示す。 図23は、A軸周りに回転するステージを示す。 図24(a)から図24(b)のそれぞれは、移動する基準部材を示す。 図25(a)から図25(b)のそれぞれは、移動する基準部材を追従するように移動する加工ヘッドを示す断面図である。 図26は、基準部材の位置(移動軌跡)と移動誤差との関係を示す。 図27(a)から図27(b)のそれぞれは、基準部材を計測する加工ヘッドを示す断面図である。 図28(a)から図28(b)のそれぞれは、曲面と平面とを備える基準部材を計測する加工ヘッドを示す断面図である。 図29(a)から図29(b)のそれぞれは、基準部材の位置を示す平面図である。 図30(a)から図30(b)のそれぞれは、基準部材を計測する加工ヘッドを示す断面図である。 図31(a)から図31(b)のそれぞれは、基準部材を計測する加工ヘッドを示す断面図である。 図32(a)から図32(b)のそれぞれは、基準部材を計測する加工ヘッドを示す断面図である。 図33(a)から図33(b)のそれぞれは、基準部材を計測する加工ヘッドを示す断面図である。 図34は、計測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35は、ヘッド駆動系の変形例を示す側面図である。
 以下、図面を参照しながら、加工システム、移動誤差算出システム、移動誤差算出方法、及び、計測システムの実施形態について説明する。以下では、物体の一例であるワークWを加工可能な加工システムSYSを用いて、加工システム、移動誤差算出システム、移動誤差算出方法、及び、計測システムの実施形態を説明する。尚、加工システムSYSがワークWを加工可能であるがゆえに、加工システムSYSは、工作機械と称されてもよい。
 また、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、加工システムSYSを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向)であるものとする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。ここで、Z軸方向を重力方向としてもよい。また、XY平面を水平方向としてもよい。
 (1)加工システムSYSの構成
 初めに、本実施形態における加工システムSYSの構成について説明する。
 (1-1)加工システムSYSの全体構成
 初めに、図1及び図2を参照しながら、本実施形態における加工システムSYSの構造について説明する。図1は、本実施形態における加工システムSYSの構成を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態における加工システムSYSのシステム構成の一例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SYSは、加工ユニット1と、制御ユニット2とを備えている。加工ユニット1の少なくとも一部は、筐体3の内部空間SPに収容されていてもよい。筐体3の内部空間SPは、窒素ガス等のパージガスでパージされていてもよいし、パージガスでパージされていなくてもよい。筐体3の内部空間SPは、真空引きされてもよいし、真空引きされていなくてもよい。但し、加工ユニット1は、筐体3の内部空間SPに収容されていなくてもよい。加工ユニット1の一部のみを囲う局所空間が、パージガスでパージされていてもよいし、真空引きされていてもよい。
 加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、加工対象物(母材と称されてもよい)であるワークWを加工可能である。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、塗料(一例として基材に塗布された塗料層)であってもよいし、ガラ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。
 加工ユニット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、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ)であってもよい。加工光ELは、パルス光(例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光)を含んでいてもよい。或いは、加工光ELは、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。
 加工ユニット1は、ワークWに加工光ELを照射することでワークWの一部を除去する除去加工を行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの形状が所望の形状となるように、除去加工を行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、リブレット構造がワークWの表面に形成されるように、除去加工を行ってもよい。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、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方)を低減可能な構造を含んでいてもよい。リブレット構造は、流体がワークWの表面に対して相対的に移動するときに発生する騒音を低減可能な構造を含んでいてもよい。或いは、加工ユニット1は、除去加工に加えて又は代えて、ワークWに加工光ELを照射することでワークWに造形物を造形する付加加工を行ってもよい。或いは、加工ユニット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に工具を接触させることでワークWを加工する機械加工を行ってもよい。この場合、加工ユニット1は、ワークWに加工光ELを照射しなくてもよい。
 加工ユニット1は更に、制御ユニット2の制御下で、計測対象物Mを計測可能である。加工ユニット1は、計測対象物Mを計測するために、計測対象物Mに対して、計測対象物Mを計測するための計測光MLを照射する。具体的には、加工ユニット1は、計測光MLを計測対象物Mに照射し、且つ、計測光MLが照射された計測対象物Mからの光の少なくとも一部を検出する(つまり、受光する)ことで、計測対象物Mを計測する。計測光MLが照射された計測対象物Mからの光は、計測光MLの照射によって生じる計測対象物Mからの光である。
 計測光MLは、計測対象物Mに照射されることで計測対象物M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。本実施形態では、計測光MLがレーザ光である例を用いて説明を進める。但し、計測光MLは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、計測光MLの波長は、計測対象物M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、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ)であってもよい。計測光MLは、パルス光(例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光)を含んでいてもよい。或いは、計測光MLは、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、計測光MLは、連続光であってもよい。
 加工ユニット1は、計測光MLを用いて、計測対象物Mの特性を計測可能であってもよい。計測対象物Mの特性は、例えば、計測対象物Mの位置、計測対象物Mの形状、計測対象物Mの反射率、計測対象物Mの透過率、計測対象物Mの温度、及び、計測対象物Mの表面粗さの少なくとも一つを含んでいてもよい。
 以下の説明では、加工ユニット1が計測対象物Mの位置を少なくとも計測する例について説明する。計測対象物Mの位置は、計測対象物Mの表面の位置を含んでいてもよい。計測対象物Mの表面の位置は、計測対象物Mの表面の少なくとも一部の位置を含んでいてもよい。また、計測対象物Mの位置は、加工ヘッド13に対する計測対象物Mの位置(つまり、相対位置)を意味していてもよい。つまり、計測対象物Mの位置は、加工ヘッド13を基準とする計測座標系における計測対象物Mの位置を意味していてもよい。また、後述するように、計測対象物Mの位置を計測する動作は、計測対象物Mの形状を計測する動作を含んでいてもよい。なぜならば、計測対象物Mの位置から、計測対象物Mの形状を算出可能であるからである。
 計測対象物Mは、例えば、加工ユニット1が加工するワークWを含んでいてもよい。計測対象物Mは、例えば、ステージ16に載置される任意の物体を含んでいてもよい。ステージ16に載置される任意の物体は、例えば、ワークWを含んでいてもよい。ステージ16に載置される任意の物体は、後述する移動誤差算出動作において用いられる基準部材FMを含んでいてもよい。計測対象物Mは、例えば、ステージ16を含んでいてもよい。
 加工ユニット1は、ワークWの加工が開始される前の期間中に、計測対象物Mを計測してもよい。つまり、加工ユニット1は、加工ユニット1がワークWの加工を開始する前に、計測対象物Mを計測してもよい。加工ユニット1は、ワークWの加工が行われている期間中に、計測対象物Mを計測してもよい。つまり、加工ユニット1は、加工ユニット1がワークWを加工している間に、計測対象物Mを計測してもよい。言い換えれば、加工ユニット1は、ワークWの加工と計測対象物Mの計測とを並行して行ってもよい。加工ユニット1は、ワークWの加工が終了した後の期間中に、計測対象物Mを計測してもよい。つまり、加工ユニット1は、加工ユニット1がワークWの加工を終了した後に、計測対象物Mを計測してもよい。
 ワークWを加工し且つ計測対象物Mを計測するために、加工ユニット1は、加工光源11と、計測光源12と、加工ヘッド13と、ヘッド駆動系14と、位置計測装置15と、ステージ16と、ステージ駆動系17と、位置計測装置18とを備える。
 加工光源11は、加工光ELを生成する。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。尚、加工光源11は、CW(連続波)を生成するCW光源であってもよい。
 計測光源12は、計測光MLを生成する。計測光MLがレーザ光である場合には、計測光源12は、例えば、レーザダイオードを含んでいてもよい。更に、計測光源12は、パルス発振可能な光源であってもよい。この場合、計測光源12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。尚、計測光源12は、CW(連続波)を生成するCW光源であってもよい。
 加工ヘッド13は、加工光源11が生成した加工光ELをワークWに照射し且つ計測光源12が生成した計測光MLを計測対象物Mに照射する。加工光ELをワークWに照射し且つ計測光MLを計測対象物Mに照射するために、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、対物光学系134を備える。加工ヘッド13は、加工光学系131、合成光学系133及び対物光学系134を介して、加工光ELをワークWに照射する。また、加工ヘッド13は、計測光学系132、合成光学系133及び対物光学系134を介して、計測光MLを計測対象物Mに照射する。尚、加工ヘッド13の構造の詳細については、図3を参照しながら、後に詳述する。
 ヘッド駆動系14は、加工ヘッド13を移動させる。ヘッド駆動系14は、例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のうちの少なくとも一つに沿った移動軸に沿って加工ヘッド13を移動(つまり、直線移動)させてもよい。この場合、ヘッド駆動系14は、移動装置と称されてもよい。ヘッド駆動系14は、例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のうちの少なくとも一つに加えて又は代えて、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド13を移動させてもよい。つまり、ヘッド駆動系14は、X軸方向に沿った回転軸、Y軸方向に沿った回転軸及びZ軸方向に沿った回転軸のうちの少なくとも一つの軸の周りに加工ヘッド13を回転(つまり、回転移動)させてもよい。この場合、ヘッド駆動系14は、回転装置と称されてもよい。以下の説明では、X軸方向に沿った回転軸、Y軸方向に沿った回転軸及びZ軸方向に沿った回転軸を、それぞれ、A軸、B軸及びC軸と称する。本実施形態では、ヘッド駆動系14が、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のそれぞれに沿って加工ヘッド13を移動させる例について説明する。尚、ヘッド駆動系14は、駆動装置と称されてもよい。
 ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を移動させると、加工ヘッド13と後述するステージ16(更には、ステージ16に載置されるワークW)との相対的な位置関係が変わる。このため、加工ヘッド13が加工を行う加工ショット領域PSA(後述する図4参照)とワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して加工ショット領域PSAが移動する。加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させつつワークWを加工してもよい。具体的には、加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させることでワークWの所望位置に加工ショット領域PSAを設定し、ワークWの所望位置を加工してもよい。但し、後述するステージ16を移動させることでワークWの所望位置に加工ショット領域PSAを設定することができる場合には、加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させることなく、ワークWを加工してもよい。
 更に、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を移動させると、加工ヘッド13が計測を行う計測ショット領域MSA(後述する図4参照)とステージ16に載置される計測対象物Mとの相対的な位置関係が変わる。つまり、計測対象物Mに対して計測ショット領域MSAが移動する。加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させつつ計測対象物Mを計測してもよい。具体的には、加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させることで計測対象物Mの所望位置に計測ショット領域MSAを設定し、計測対象物Mの所望位置を計測してもよい。但し、後述するステージ16を移動させることで計測対象物Mの所望位置に計測ショット領域MSAを設定することができる場合には、加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させることなく、計測対象物Mを計測してもよい。
 位置計測装置15は、加工ヘッド13の位置を計測可能である。位置計測装置15は、例えば、干渉計(例えば、レーザ干渉計)を含んでいてもよい。位置計測装置15は、例えば、エンコーダ(一例として、リニアエンコーダ及びロータリエンコーダの少なくとも一つ)を含んでいてもよい。ヘッド駆動系14がステッピングモータを駆動源として用いている場合には、位置計測装置15は、例えば、オープンループ制御方式の位置検出装置を含んでいてもよい。オープンループ制御方式の位置検出装置は、ステッピングモータを駆動するためのパルス数の積算値から、加工ヘッド13の移動量を推定することで、加工ヘッド13の位置を計測する位置検出装置である。
 ステージ16には、ワークWが載置される。このため、ステージ16は、載置装置と称されてもよい。具体的には、ステージ16に載置面161に、ワークWが載置される。図1に示す例では、載置面161は、Z軸に交差する面である。ステージ16は、ステージ16に載置されたワークWを支持可能である。ステージ16は、ステージ16に載置されたワークWを保持可能であってもよい。この場合、ステージ16は、ワークWを保持するために、機械的なチャック、静電チャック及び真空吸着チャック等の少なくとも一つを備えていてもよい。
 ステージ16には、計測対象物Mが載置されてもよい。具体的には、ステージ16に載置面161に、計測対象物Mが載置される。ステージ16は、ステージ16に載置された計測対象物Mを支持可能である。ステージ16は、ステージ16に載置された計測対象物Mを保持可能であってもよい。この場合、ステージ16は、計測対象物Mを保持するために、機械的なチャック、静電チャック及び真空吸着チャック等の少なくとも一つを備えていてもよい。
 ステージ16は、加工ヘッド13と対向可能な位置に配置される。図1に示す例では、ステージ16は、加工ヘッド13の下方に配置される。但し、ステージ16は、加工ヘッド13の下方の位置とは異なる位置に配置されてもよい。
 ステージ駆動系17は、ステージ16を移動させる。ステージ駆動系17は、例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のうちの少なくとも一つに沿った移動軸に沿ってステージ16を移動させてもよい。この場合、ステージ駆動系17は、移動装置と称されてもよい。ステージ駆動系17は、例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のうちの少なくとも一つに加えて又は代えて、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ってステージ16を移動させてもよい。つまり、ステージ駆動系17は、X軸方向に沿った回転軸(つまり、A軸)、Y軸方向に沿った回転軸(つまり、B軸)及びZ軸方向に沿った回転軸(つまり、C軸)のうちの少なくとも一つの軸の周りにステージ16を回転(つまり、回転移動)させてもよい。この場合、ステージ駆動系117は、回転装置と称されてもよい。本実施形態では、ステージ駆動系17が、A軸及びC軸のそれぞれの回転軸の周りにステージ16を回転させる例について説明する。尚、ステージ駆動系17は、駆動装置と称されてもよい。
 ステージ31が移動すると、ステージ16の載置面161もまた移動する。このため、ステージ31を移動させる動作は、載置面161を移動させる動作を含んでいてもよい。また、ステージ31が他の支持部材によって支持されている場合には、ステージ31を支持している支持部材の移動に伴って、ステージ31が移動してもよい。つまり、ステージ31を移動させる動作は、ステージ31を支持する支持部材を移動させることでステージ31を移動させる動作を含んでいてもよい。
 ステージ駆動系17がステージ16を移動させると、加工ヘッド13とステージ16(更には、ステージ16に載置されるワークW)との相対的な位置関係が変わる。このため、加工ヘッド13が加工を行う加工ショット領域PSA(後述する図4参照)とワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して加工ショット領域PSAが移動する。加工ユニット1は、ステージ16を移動させつつワークWを加工してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ステージ16を移動させることでワークWの所望位置に加工ショット領域PSAを設定し、ワークWの所望位置を加工してもよい。但し、上述した加工ヘッド13を移動させることでワークWの所望位置に加工ショット領域PSAを設定することができる場合には、加工ユニット1は、ステージ16を移動させることなく、ワークWを加工してもよい。
 更に、ステージ駆動系17がステージ16を移動させると、加工ヘッド13が計測を行う計測ショット領域MSA(後述する図4参照)とステージ16に載置される計測対象物Mとの相対的な位置関係が変わる。つまり、計測対象物Mに対して計測ショット領域MSA(後述する図4参照)が移動する。加工ユニット1は、ステージ16を移動させつつ計測対象物Mを計測してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ステージ16を移動させることで計測対象物Mの所望位置に計測ショット領域MSAを設定し、計測対象物Mの所望位置を計測してもよい。但し、上述した加工ヘッド13を移動させることで計測対象物Mの所望位置に計測ショット領域MSAを設定することができる場合には、加工ユニット1は、ステージ16を移動させることなく、計測対象物Mを計測してもよい。尚、計測対象物Mの所望位置に計測ショット領域MSAを設定する動作は、計測対象物Mの表面上の所望の範囲に計測ショット領域MSAを位置させる動作と等価であるとみなしてもよい。
 位置計測装置18は、ステージ16の位置を計測可能である。位置計測装置18は、例えば、干渉計(例えば、レーザ干渉計)を含んでいてもよい。位置計測装置18は、例えば、エンコーダ(一例として、リニアエンコーダ及びロータリエンコーダの少なくとも一つ)を含んでいてもよい。ステージ駆動系17がステッピングモータを駆動源として用いている場合には、位置計測装置18は、例えば、オープンループ制御方式の位置検出装置を含んでいてもよい。オープンループ制御方式の位置検出装置は、ステッピングモータを駆動するためのパルス数の積算値から、ステージ16の移動量を推定することで、ステージ16の位置を計測する位置検出装置である。
 制御ユニット2は、加工ユニット1の動作を制御する。尚、制御ユニット2は、制御部と称されてもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ユニット1が備える加工ヘッド13の動作を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ヘッド13が備える加工光学系131、計測光学系132、合成光学系133及び対物光学系134の少なくとも一つの動作を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ユニット1が備えるヘッド駆動系14の動作(例えば、加工ヘッド13の移動)を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ユニット1が備えるステージ駆動系17の動作(例えば、ステージ16の移動)を制御してもよい。
 制御ユニット2は、加工ユニット1による計測対象物Mの計測結果に基づいて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。具体的には、制御ユニット2は、計測対象物Mの計測結果に基づいて、計測対象物Mの計測データ(例えば、計測対象物Mの位置及び形状の少なくとも一方に関するデータ)を生成し、生成した計測データに基づいて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、計測対象物Mの一例であるワークWの計測結果に基づいて、ワークWの少なくとも一部の計測データを生成し(例えば、ワークWの少なくとも一部の位置及び形状の少なくとも一方を算出し)、計測データに基づいて、ワークWを加工するように加工ユニット1の動作を制御してもよい。一例として、制御ユニット2は、計測データに基づいて、加工光ELが照射される加工ショット領域PSAがワークWの所望位置に設定されるように、加工ユニット1の動作を制御してもよい。
 本実施形態では、制御ユニット2は、加工ユニット1による計測結果に基づいて、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差(言い換えれば、運動誤差)を算出するための移動誤差算出動作を行ってもよい。具体的には、制御ユニット2は、加工ユニット1による後述の基準部材FMの計測結果に基づいて、移動誤差算出動作を行ってもよい。尚、移動誤差算出動作を行う制御ユニット2は、移動誤差算出システムと称されてもよい。尚、移動誤差算出動作については、図11等を参照しながら後に詳述する。
 制御ユニット2は、例えば、演算装置と、記憶装置とを備えていてもよい。尚、制御ユニット2は、演算部と称されてもよい。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。記憶装置は、例えば、メモリを含んでいてもよい。制御ユニット2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、加工ユニット1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、制御ユニット2が行うべき後述する動作を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、加工ユニット1に後述する動作を行わせるように制御ユニット2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、制御ユニット2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、制御ユニット2に内蔵された又は制御ユニット2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、制御ユニット2の外部の装置からダウンロードしてもよい。
 制御ユニット2は、加工ユニット1の内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ユニット1外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御ユニット2と加工ユニット1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。有線のネットワークとして、例えばIEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及びUSBの少なくとも一つに代表されるシリアルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、パラレルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、10BASE-T、100BASE-TX及び1000BASE-Tの少なくとも一つに代表されるイーサネット(登録商標)に準拠したインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、電波を用いたネットワークが用いられてもよい。電波を用いたネットワークの一例として、IEEE802.1xに準拠したネットワーク(例えば、無線LAN及びBluetooth(登録商標)の少なくとも一方)があげられる。無線のネットワークとして、赤外線を用いたネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、光通信を用いたネットワークが用いられてもよい。この場合、制御ユニット2と加工ユニット1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、制御ユニット2は、ネットワークを介して加工ユニット1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。加工ユニット1は、制御ユニット2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。加工ユニット1は、制御ユニット2に対して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送信する送信装置(つまり、制御ユニット2に対して情報を出力する出力装置)を備えていてもよい。或いは、制御ユニット2が行う処理のうちの一部を行う第1制御装置が加工ユニット1の内部に設けられている一方で、制御ユニット2が行う処理のうちの他の一部を行う第2制御装置が加工ユニット1の外部に設けられていてもよい。
 制御ユニット2内には、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、機械学習によって構築可能な演算モデルが実装されてもよい。機械学習によって構築可能な演算モデルの一例として、例えば、ニューラルネットワークを含む演算モデル(いわゆる、人工知能(AI:Artificial Intelligence))があげられる。この場合、演算モデルの学習は、ニューラルネットワークのパラメータ(例えば、重み及びバイアスの少なくとも一つ)の学習を含んでいてもよい。制御ユニット2は、演算モデルを用いて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。つまり、加工ユニット1の動作を制御する動作は、演算モデルを用いて加工ユニット1の動作を制御する動作を含んでいてもよい。尚、制御ユニット2には、教師データを用いたオフラインでの機械学習により構築済みの演算モデルが実装されてもよい。また、制御ユニット2に実装された演算モデルは、制御ユニット2上においてオンラインでの機械学習によって更新されてもよい。或いは、制御ユニット2は、制御ユニット2に実装されている演算モデルに加えて又は代えて、制御ユニット2の外部の装置(つまり、加工ユニット1の外部に設けられる装置に実装された演算モデルを用いて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。
 尚、制御ユニット2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、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW及びBlu-ray(登録商標)等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、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(例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器)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、制御ユニット2(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ユニット2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、制御ユニット2が備える所定のゲートアレイ(FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Cricuit))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の構成
 続いて、図3を参照しながら、加工ヘッド13の構成の一例について説明する。図3は、加工ヘッド13の構成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111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、加工ヘッド13の外部に配置されていてもよい。加工光源11は、加工ヘッド13の内部に配置されていてもよい。
 加工ヘッド13は、上述したように、加工光学系131と、計測光学系132と、合成光学系133と、対物光学系134とを備える。加工光学系131、計測光学系132、合成光学系133及び対物光学系134は、加工ヘッド13のヘッド筐体135に収容されていてもよい。加工光学系131、計測光学系132、合成光学系133及び対物光学系134は、ヘッド筐体135に取り付けられていてもよい。但し、加工光学系131、計測光学系132、合成光学系133及び対物光学系134の少なくとも一つが、ヘッド筐体135内に収容されていなくてもよい。
 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。加工光学系131が射出した加工光ELは、合成光学系133及び対物光学系134を介してワークWに照射される。このように、加工光学系131は、対物光学系134を介して加工光ELをワークWに照射することで、ワークWを加工する。このため、加工光学系131は、加工装置と称されてもよい。
 加工光学系131は、例えば、位置調整光学系1311と、角度調整光学系1312と、集光位置調整光学系1313とを含んでいてもよい。位置調整光学系1311は、加工光学系131からの加工光ELの射出位置を調整可能である。位置調整光学系1311は、例えば、加工光ELの進行方向に対して傾斜可能な平行平面板を備え、平行平面板の傾斜角を変えることで加工光ELの射出位置を変更してもよい。角度調整光学系1312は、加工光学系131からの加工光ELの射出角度(つまり、射出方向)を調整可能である。角度調整光学系1312は、例えば、加工光ELの進行方向に対して傾斜可能なミラーを備え、このミラーの傾斜角を変えることで加工光ELの射出角度を変更してもよい。集光位置調整光学系1313は、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。集光位置調整光学系1313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。この場合、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の集光位置が調整される。或いは、集光位置調整光学系1313は、例えば、加工光ELを偏向することで加工光ELの集光位置を所望の方向に沿って移動可能な光学部材(典型的には、ガルバノミラー)を含んでいてもよい。但し、加工光学系131は、位置調整光学系1311、角度調整光学系1312及び集光位置調整光学系1313の少なくとも一つを含んでいなくてもよい。
 加工光学系131から射出された加工光ELは、合成光学系133に入射する。合成光学系133は、ビームスプリッタ(例えば、偏光ビームスプリッタ)1331を含む。ビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に入射した加工光ELを、対物光学系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、ビームスプリッタ1331の偏光分離面を通過することで対物光学系134に向けて射出される。このため、図3に示す例では、加工光ELは、偏光分離面を通過可能な偏光方向(例えば、偏光分離面に対してp偏光となる偏光方向)を有する状態でビームスプリッタ1331の偏光分離面に入射する。
 合成光学系133から射出された加工光ELは、対物光学系134に入射する。対物光学系134は、対物光学系134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134は、ガルバノミラー1341と、fθレンズ1342とを備える。
 対物光学系134に入射した加工光ELは、ガルバノミラー1341に入射する。ガルバノミラー1341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)。ガルバノミラー1341は、加工光ELを偏向することで、fθレンズ1342の光軸EXに交差する面内(つまり、XY平面に沿った面内)における加工光ELの集光位置を変更する。通常、図3に示すように、加工ヘッド13は、fθレンズ1342の光軸EXとワークWの表面とが交差する状態で、ワークWに加工光ELを照射する。このため、光軸EXに交差する面内における加工光ELの集光位置が変更されると、ワークWの表面における加工光ELの目標照射位置PAが、ワークWの表面に沿った方向において変更される。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、加工光ELの目標照射位置PAが変更される。
 ガルバノミラー1341は、X走査ミラー1341Xと、Y走査ミラー1341Yとを含む。X走査ミラー1341X及びY走査ミラー1341Yのそれぞれは、ガルバノミラー1341に入射する加工光ELの光路に対する角度が変更される傾斜角可変ミラーである。X走査ミラー1341Xは、ワークW上での加工光ELの照射位置をX軸方向に沿って変更するよう、加工光ELを偏向する。この場合、X走査ミラー1341Xは、Y軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。Y走査ミラー1341Yは、ワークW上での加工光ELの照射位置をY軸方向に沿って変更するよう、加工光ELを偏向する。この場合、Y走査ミラー1341Yは、X軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。
 このようなガルバノミラー1341により、加工光ELは、加工ヘッド13を基準に定まる加工ショット領域PSAを走査可能となる。つまり、ガルバノミラー1341により、目標照射位置PAは、加工ヘッド13を基準に定まる加工ショット領域PSA内で移動可能となる。加工ショット領域PSAの一例が、図4に示されている。図4に示すように、加工ショット領域PSAは、加工ヘッド13とワークWとの位置関係を固定した状態で(つまり、変更することなく)加工ヘッド13による加工が行われる領域(言い換えれば、範囲)を示す。典型的には、加工ショット領域PSAは、加工ヘッド13とワークWとの位置関係を固定した状態でガルバノミラー1341によって偏向される加工光ELの走査範囲と一致する又は当該走査範囲よりも狭い領域になるように設定される。更に、上述したヘッド駆動系14により加工ヘッド13が移動することで及び/又はステージ駆動系17によりステージ16が移動することで、加工ショット領域PSA(目標照射位置PA)がワークWの表面上を相対的に移動可能である。
 尚、加工ショット領域PSAは、加工ヘッド13とワークWとの位置関係を固定した状態で加工ヘッド13による加工が行われる範囲の最大範囲であってもよい。ガルバノミラー1341によって偏向される加工光ELの走査範囲は、ガルバノミラー1341によって定まる偏向角の範囲で最大となる偏向角となった場合における、加工光ELの走査範囲であってもよい。図4に示す例では、加工ショット領域PSAの形状は、矩形形状である。しかしながら、加工ショット領域PSAの形状が図4に示す矩形形状に限定されることはない。例えば、加工ショット領域PSAの形状は、多角形、円形又は楕円形であってもよい。加工ショット領域PSAの形状は、加工システムSYSのオペレータによって設定されてもよい。加工ショット領域PSAのサイズは、加工システムSYSのオペレータによって設定されてもよい。
 対物光学系134は、ガルバノミラー1341に加えて又は代えて、加工光ELを偏向可能な任意の偏向光学部材を備えていてもよい。このような偏向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。また、このような偏向光学部材の他の一例として、音響光学素子、電気光学素子、MEMSミラー及び二軸方向に回転(揺動)可能な二次元ミラー等のうちの少なくとも一つがあげられる。
 再び図3において、fθレンズ1342には、ガルバノミラー1341からの加工光ELが入射する。fθレンズ1342は、ガルバノミラー1341からの加工光ELを、ワークWに照射する。具体的には、fθレンズ1342は、fθレンズ1342の光軸EXに沿った方向に向けて加工光ELを射出する。その結果、fθレンズ1342が射出した加工光ELは、光軸EXに沿った方向に沿って進行することでワークWに入射する。
 fθレンズ1342は、ガルバノミラー1341からの加工光ELを、ワークW上に集光する。この場合、fθレンズ1342から射出された加工光ELは、パワーを有する他の光学要素(言い換えれば、光学部材であって、例えばレンズ等)を介することなく、ワークWに照射されてもよい。この場合、fθレンズ1342は、加工光ELの光路上に配置される複数の光学要素のうちの最終段のパワーを有する光学要素(つまり、最もワークWに近い光学要素)であるため、最終光学要素と称されてもよい。
 尚、加工ヘッド13がワークWに加工光ELを照射するためには、加工ヘッド13は、少なくともfθレンズ1342を備えていればよい。この場合、加工ヘッド13には、加工ヘッド13の外部に配置された加工光学系131、合成光学系133及びガルバノミラー1341を介して、加工光ELが入射してもよい。加工ヘッド13は、加工ヘッド13に入射した加工光ELを、fθレンズ1342を介してワークWに照射してもよい。
 加工ヘッド13には更に、光ファイバ等の光伝送部材121を介して、計測光源12が生成した計測光MLが入射する。計測光源12は、加工ヘッド13の外部に配置されていてもよい。計測光源12は、加工ヘッド13の内部に配置されていてもよい。
 計測光源12は、光コム光源を含んでいてもよい。光コム光源は、周波数軸上で等間隔に並んだ周波数成分を含む光(以降、“光周波数コム”と称する)をパルス光として生成可能な光源である。この場合、計測光源12は、周波数軸上で等間隔に並んだ周波数成分を含むパルス光を、計測光MLとして射出する。但し、計測光源12は、光コム光源とは異なる光源を含んでいてもよい。
 図3に示す例では、加工システムSYSは、複数の計測光源12を備えている。例えば、加工システムSYSは、計測光源12#1と、計測光源12#2とを備えていてもよい。複数の計測光源12は、互いに位相同期され且つ干渉性のある複数の計測光MLをそれぞれ射出してもよい。例えば、複数の計測光源12は、発振周波数が異なっていてもよい。このため、複数の計測光源12がそれぞれ射出する複数の計測光MLは、パルス周波数(例えば、単位時間当たりのパルス光の数であり、パルス光の発光周期の逆数)が異なる複数の計測光MLとなっていてもよい。但し、加工システムSYSは、単一の計測光源12を備えていてもよい。
 計測光源12から射出された計測光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。計測光学系132が射出した計測光MLは、合成光学系133及び対物光学系134を介して計測対象物Mに照射される。つまり、計測光学系132は、計測対象物Mを計測するために、合成光学系133及び対物光学系134を介して、計測光MLを計測対象物Mに照射する。
 計測光学系132は、例えば、ミラー1320と、ビームスプリッタ1321と、ビームスプリッタ1322と、検出器1323と、ビームスプリッタ1324と、ミラー1325と、検出器1326と、ミラー1327と、ガルバノミラー1328とを備える。但し、計測光学系132は、ガルバノミラー1328を備えていなくてもよい。
 計測光源12から射出された計測光MLは、ビームスプリッタ1321に入射する。具体的には、計測光源12#1から射出された計測光ML(以降、“計測光ML#1”と称する)は、ビームスプリッタ1321に入射する。計測光源12#2から射出された計測光ML(以降、“計測光ML#2”と称する)は、ミラー1320を介して、ビームスプリッタ1321に入射する。ビームスプリッタ1321は、ビームスプリッタ1321に入射した計測光ML#1及びML#2を、ビームスプリッタ1322に向けて射出する。つまり、ビームスプリッタ1321は、夫々異なる方向からビームスプリッタ1321に入射した計測光ML#1及びML#2を、同じ方向(つまり、ビームスプリッタ1322が配置されている方向)に向けて射出する。
 ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML#1の一部である計測光ML#1-1を、検出器1323に向けて反射する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML#1の他の一部である計測光ML#1-2を、ビームスプリッタ1324に向けて射出する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML#2の一部である計測光ML#2-1を、検出器1323に向けて反射する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML#2の他の一部である計測光ML#2-2を、ビームスプリッタ1324に向けて射出する。
 ビームスプリッタ1322から射出された計測光ML#1-1及びML#2-1は、検出器1323に入射する。検出器1323は、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1とを受光する(つまり、検出する)。特に、検出器1323は、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1とが干渉することで生成される干渉光を受光する。尚、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1とが干渉することで生成される干渉光を受光する動作は、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1とを受光する動作と等価であるとみなしてもよい。検出器1323の検出結果は、制御ユニット2に出力される。
 ビームスプリッタ1322から射出された計測光ML#1-2及びML#2-2は、ビームスプリッタ1324に入射する。ビームスプリッタ1324は、ビームスプリッタ1324に入射した計測光ML#1-2の少なくとも一部を、ミラー1325に向けて射出する。ビームスプリッタ1324は、ビームスプリッタ1324に入射した計測光ML#2-2の少なくとも一部を、ミラー1327に向けて射出する。
 ビームスプリッタ1324から射出された計測光ML#1-2は、ミラー1325に入射する。ミラー1325に入射した計測光ML#1-2は、ミラー1325の反射面(反射面は、参照面と称されてもよい)によって反射される。具体的には、ミラー1325は、ミラー1325に入射した計測光ML#1-2をビームスプリッタ1324に向けて反射する。つまり、ミラー1325は、ミラー1325に入射した計測光ML#1-2を、その反射光である計測光ML#1-3としてビームスプリッタ1324に向けて射出する。この場合、計測光ML#1-3は、参照光と称されてもよい。ミラー1325から射出された計測光ML#1-3は、ビームスプリッタ1324に入射する。ビームスプリッタ1324は、ビームスプリッタ1324に入射した計測光ML#1-3をビームスプリッタ1322に向けて射出する。ビームスプリッタ1324から射出された計測光ML#1-3は、ビームスプリッタ1322に入射する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML#1-3を、検出器1326に向けて射出する。
 一方で、ビームスプリッタ1324から射出された計測光ML#2-2は、ミラー1327に入射する。ミラー1327は、ミラー1327に入射した計測光ML#2-2をガルバノミラー1328に向けて反射する。つまり、ミラー1327は、ミラー1327に入射した計測光ML#2-2をガルバノミラー1328に向けて射出する。
 ガルバノミラー1328は、計測光ML#2-2を偏向する(つまり、計測光ML#2-2の射出角度を変更する)。ガルバノミラー1328は、計測光ML#2-2を偏向することで、fθレンズ1342の光軸EXに交差する面内(つまり、XY平面に沿った面内)における計測光ML#2-2の集光位置を変更する。通常、図3に示すように、加工ヘッド13は、fθレンズ1342の光軸EXと計測対象物M(図3に示す例では、ワークW)の表面とが交差する状態で、ワークWに計測光ML#2-2を照射する。このため、光軸EXに交差する面内における計測光ML#2-2の集光位置が変更されると、計測対象物Mの表面における計測光ML#2-2の目標照射位置MAが、計測対象物Mの表面に沿った方向において変更される。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、計測光ML#2-2の目標照射位置MAが変更される。
 ガルバノミラー1328は、X走査ミラー1328Xと、Y走査ミラー1328Yとを含む。X走査ミラー1328X及びY走査ミラー1328Yのそれぞれは、ガルバノミラー1328に入射する計測光ML#2-2の光路に対する角度が変更される傾斜角可変ミラーである。X走査ミラー1328Xは、計測対象物M上での計測光ML#2-2の照射位置をX軸方向に沿って変更するよう、計測光ML#2-2を偏向する。この場合、X走査ミラー1328Xは、Y軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。Y走査ミラー1328Yは、計測対象物M上での計測光ML#2-2の照射位置をY軸方向に沿って変更するよう、加工光ELを偏向する。この場合、Y走査ミラー1328Yは、X軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。
 ガルバノミラー1328からの計測光ML#2-2は、合成光学系133に入射する。合成光学系133のビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に入射した計測光ML#2-2を、対物光学系134に向けて射出する。図3に示す例では、合成光学系133に入射した計測光ML#2-2は、偏光分離面において反射されることで対物光学系134に向けて射出される。このため、図3に示す例では、計測光ML#2-2は、偏光分離面で反射可能な偏光方向(例えば、偏光分離面に対してs偏光となる偏光方向)を有する状態でビームスプリッタ1331の偏光分離面に入射する。
 ここで、上述したように、ビームスプリッタ1331には、計測光ML#2-2に加えて加工光ELが入射する。つまり、計測光ML#2-2及び加工光ELの双方がビームスプリッタ1331を通過する。ビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に異なる方向からそれぞれ入射してきた加工光EL及び計測光ML#2-2を、同じ方向に向けて(つまり、同じ対物光学系134に向けて)射出する。従って、ビームスプリッタ1331は、実質的には、加工光EL及び計測光ML#2-2を合成する合成光学部材として機能する。
 尚、加工光ELの波長と計測光MLの波長とが異なる場合には、合成光学系133は、合成光学部材として、ビームスプリッタ1331に代えて、ダイクロイックミラーを備えていてもよい。この場合であっても、合成光学系133は、ダイクロイックミラーを用いて、加工光EL及び計測光ML#2-2を合成する(つまり、加工光ELの光路と計測光ML#2-2の光路とを合成する)ことができる。
 ビームスプリッタ1331から射出された計測光ML#2-2は、ガルバノミラー1341に入射する。ガルバノミラー1341は、加工光ELを偏向する場合と同様に、計測光ML#2-2を偏向する。このため、ガルバノミラー1341は、計測対象物Mの表面における計測光ML#2-2の目標照射位置MAを、計測対象物Mの表面に沿った方向において変更可能である。
 上述したように、ガルバノミラー1341には、計測光ML#2-2に加えて加工光ELが入射する。つまり、ガルバノミラー1341には、ビームスプリッタ1331が合成した加工光EL及び計測光ML#2-2が入射する。従って、計測光ML#2-2及び加工光ELの双方が同じガルバノミラー1341を通過する。このため、ガルバノミラー1341は、加工光ELの目標照射位置PAと計測光ML#2-2の目標照射位置MAとを同期して変更可能である。つまり、ガルバノミラー1341は、加工光ELの目標照射位置PAと計測光ML#2-2の目標照射位置MAとを連動して変更可能である。
 一方で、上述したように、計測光ML#2-2は、ガルバノミラー1328を介して計測対象物Mに照射される一方で、加工光ELは、ガルバノミラー1328を介することなくワークWに照射される。このため、加工システムSYSは、ガルバノミラー1328を用いて、加工光ELの目標照射位置PAに対して、計測光ML#2-2の目標照射位置MAを独立して移動させることができる。加工システムSYSは、加工光ELの目標照射位置PAと、計測光ML#2-2の目標照射位置MAとを独立して変更することができる。加工システムSYSは、加工光ELの目標照射位置PAと計測光ML#2-2の目標照射位置MAとの位置関係を変更することができる。尚、加工光ELの目標照射位置PAと計測光ML#2-2の目標照射位置MAとの間の位置関係を変更しない場合には、加工システムSYSは、ガルバノミラー1328を備えていなくてもよい。
 このようなガルバノミラー1341及び1328の少なくとも一方により、計測光MLは、加工ヘッド13を基準に定まる計測ショット領域MSAを走査可能となる。つまり、ガルバノミラー1341及び1328の少なくとも一方により、目標照射位置MAは、加工ヘッド13を基準に定まる計測ショット領域MSA内で移動可能となる。計測ショット領域MSAの一例が、図5に示されている。図5に示すように、計測ショット領域MSAは、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係を固定した状態で(つまり、変更することなく)加工ヘッド13による計測が行われる領域(言い換えれば、範囲)を示す。典型的には、計測ショット領域MSAは、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係を固定した状態でガルバノミラー1341及び1328の少なくとも一方によって偏向される計測光MLの走査範囲と一致する又は当該走査範囲よりも狭い領域になるように設定される。更に、上述したヘッド駆動系14により加工ヘッド13が移動することで及び/又はステージ駆動系17によりステージ16が移動することで、計測ショット領域MSA(目標照射位置MA)が計測対象物Mの表面上を相対的に移動可能である。
 尚、計測ショット領域MSAは、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係を固定した状態で加工ヘッド13による計測が行われる範囲の最大範囲であってもよい。ガルバノミラー1341によって偏向される計測光MLの走査範囲は、ガルバノミラー1341によって定まる偏向角の範囲で最大となる偏向角となった場合における、計測光MLの走査範囲であってもよい。図5に示す例では、計測ショット領域MSAの形状は、矩形形状である。しかしながら、計測ショット領域MSAの形状が図5に示す矩形形状に限定されることはない。例えば、計測ショット領域MSAの形状は、多角形、円形又は楕円形であってもよい。計測ショット領域MSAの形状は、加工システムSYSのオペレータによって設定されてもよい。計測ショット領域MSAのサイズは、加工システムSYSのオペレータによって設定されてもよい。
 再び図3において、ガルバノミラー1341から射出された計測光ML#2-2は、fθレンズ1342に入射する。fθレンズ1342は、ガルバノミラー1341からの計測光ML#2-2を、計測対象物Mに照射する。具体的には、fθレンズ1342は、fθレンズ1342の光軸EXに沿った方向に向けて計測光ML#2-2を射出する。その結果、fθレンズ1342が射出した計測光ML#2-2は、光軸EXに沿った方向に沿って進行することで計測対象物Mに入射する。
 fθレンズ1342は、ガルバノミラー1341からの計測光ML#2-2を、計測対象物M上に集光してもよい。この場合、fθレンズ1342から射出された計測光ML#2-2は、パワーを有する他の光学要素(言い換えれば、光学部材であって、例えばレンズ等)を介することなく、計測対象物Mに照射されてもよい。
 計測対象物Mに計測光ML#2-2が照射されると、計測光ML#2-2の照射に起因した光が計測対象物Mから発生する。つまり、計測対象物Mに計測光ML#2-2が照射されると、計測光ML#2-2の照射に起因した光が計測対象物Mから射出される。計測光ML#2-2の照射に起因した光(言い換えれば、計測光ML#2-2の照射に起因して計測対象物Mから射出される光)は、計測対象物Mで反射された計測光ML#2-2(つまり、反射光)、計測対象物Mで散乱された計測光ML#2-2(つまり、散乱光)、計測対象物Mで回折された計測光ML#2-2(つまり、回折光)、及び計測対象物Mを透過した計測光ML#2-2(つまり、透過光)のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
 計測光ML#2-2の照射に起因して計測対象物Mから射出される光の少なくとも一部は、戻り光RLとして対物光学系134に入射する。具体的には、計測光ML#2-2の照射に起因して計測対象物Mから射出される光のうちの、計測対象物Mに入射する計測光ML#2-2の光路に沿って進行する光が、戻り光RLとして対物光学系134に入射する。この場合、fθレンズ1342から射出されて計測対象物に入射する計測光ML#2-2の光路と、計測対象物Mから射出されてfθレンズ1342に入射する戻り光RLの光路とは同じであってもよい。一例として、計測光MLが計測対象物Mに対して垂直入射する場合には、戻り光RLは、計測光MLの正反射光を主体とする光であってもよい。もちろん、計測光MLが計測対象物Mに対して垂直入射する場合において、戻り光RLは、計測光MLの正反射光以外の光(例えば、計測光MLの拡散反射光、散乱光、透過光及び回折光の少なくとも一つ)を含んでいてもよい。他の一例として、計測光MLが計測対象物Mに対して斜入射する(言い換えれば、非垂直入射する)場合には、戻り光RLは、計測光MLの拡散反射光を主体とする光であってもよい。もちろん、計測光MLが計測対象物Mに対して斜入射する場合において、戻り光RLは、計測光MLの拡散反射光以外の光(例えば、計測光MLの正反射光、散乱光、透過光及び回折光の少なくとも一つ)を含んでいてもよい。対物光学系134に入射した戻り光RLは、fθレンズ1342及びガルバノミラー1341を介して、合成光学系133に入射する。合成光学系133のビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に入射した戻り光RLを、計測光学系132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に入射した戻り光RLは、偏光分離面において反射されることで計測光学系132に向けて射出される。このため、図3に示す例では、戻り光RLは、偏光分離面で反射可能な偏光方向を有する状態でビームスプリッタ1331の偏光分離面に入射する。
 ビームスプリッタ1331から射出された戻り光RLは、計測光学系132のガルバノミラー1328に入射する。ガルバノミラー1328は、ガルバノミラー1328に入射した戻り光RLをミラー1327に向けて射出する。ミラー1327は、ミラー1327に入射した戻り光RLをビームスプリッタ1324に向けて反射する。ビームスプリッタ1324は、ビームスプリッタ1324に入射した戻り光RLの少なくとも一部をビームスプリッタ1322に向けて射出する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した戻り光RLの少なくとも一部を検出器1326に向けて射出する。
 上述したように、検出器1326には、戻り光RLに加えて、計測光ML#1-3が入射する。つまり、検出器1326には、計測対象物Mを介して検出器1326に向かう戻り光RLと、計測対象物Mを介することなく検出器1326に向かう計測光ML#1-3とが入射する。検出器1326は、計測光ML#1-3と戻り光RLとを受光する(つまり、検出する)。特に、検出器1326は、計測光ML#1-3と戻り光RLとが干渉することで生成される干渉光を受光する。尚、計測光ML#1-3と戻り光RLとが干渉することで生成される干渉光を受光する動作は、計測光ML#1-3と戻り光RLとを受光する動作と等価であるとみなしてもよい。検出器1326の検出結果は、制御ユニット2に出力される。
 このように、計測光学系132は、対物光学系134を介して計測対象物Mに計測光MLを照射し、且つ、対物光学系134を介して計測対象物Mからの戻り光RLを受光する。このような計測光学系132は、光検出装置と称されてもよい。
 制御ユニット2は、検出器1323の検出結果及び検出器1326の検出結果を取得する。制御ユニット2は、検出器1323の検出結果及び検出器1326の検出結果に基づいて、計測対象物Mの計測データ(例えば、計測対象物Mの位置及び形状の少なくとも一方に関する計測データ)を生成してもよい。
 具体的には、計測光ML#1のパルス周波数と計測光ML#2のパルス周波数とが異なるため、計測光ML#1-1のパルス周波数と計測光ML#2-1のパルス周波数とが異なる。従って、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1との干渉光は、計測光ML#1-1を構成するパルス光と計測光ML2#2-1を構成するパルス光とが同時に検出器1323に入射したタイミングに同期してパルス光が現れる干渉光となる。同様に、計測光ML#1-3のパルス周波数と戻り光RLのパルス周波数とが異なる。従って、計測光ML#1-3と戻り光RLとの干渉光は、計測光ML#1-3を構成するパルス光と戻り光RLを構成するパルス光とが同時に検出器1326に入射したタイミングに同期してパルス光が現れる干渉光となる。ここで、検出器1326が検出する干渉光のパルス光の位置(時間軸上の位置)は、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係に応じて変動する。なぜならば、検出器1326が検出する干渉光は、計測対象物Mを介して検出器1326に向かう戻り光RLと、計測対象物Mを介することなく検出器1326に向かう計測光ML#1-3との干渉光であるからである。一方で、検出器1323が検出する干渉光のパルス光の位置(時間軸上の位置)は、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係(つまり、実質的には、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係)に応じて変動することはない。このため、検出器1326が検出する干渉光のパルス光と検出器1323が検出する干渉光のパルス光との時間差は、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係を間接的に示していると言える。具体的には、検出器1326が検出する干渉光のパルス光と検出器1323が検出する干渉光のパルス光との時間差は、計測光MLの光路に沿った方向(つまり、計測光MLの進行方向に沿った方向)における加工ヘッド13と計測対象物Mとの間の距離を間接的に示していると言える。このため、制御ユニット2は、検出器1326が検出する干渉光のパルス光と検出器1323が検出する干渉光のパルス光との時間差に基づいて、計測光MLの光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)における加工ヘッド13と計測対象物Mとの間の距離を算出することができる。言い換えれば、制御ユニット2は、計測光MLの光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)における計測対象物Mの位置を算出することができる。より具体的には、制御ユニット2は、計測対象物Mのうち計測光ML#2-2が照射された被照射部分と加工ヘッド13との間の距離を算出することができる。制御ユニット2は、計測光MLの光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)における被照射部分の位置を算出することができる。更には、計測対象物M上での計測光ML#2-2の照射位置がガルバノミラー1341及び1328の駆動状態によって決定されるがゆえに、制御ユニット2は、ガルバノミラー1341及び1328の駆動状態に基づいて、計測光MLの光路に交差する方向(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一つ)における被照射部分の位置を算出することができる。その結果、制御ユニット2は、加工ヘッド13を基準とする計測座標系における被照射部分の位置(例えば、三次元座標空間内での位置)を示す計測データを生成することができる。更に、加工ヘッド13の位置に関する情報及びステージ16の位置に関する情報は、それぞれ、位置計測装置15及び18から取得可能である。このため、制御ユニット2は、計測座標系における被照射部分の位置と、加工ヘッド13の位置に関する情報と、ステージ16の位置に関する情報とに基づいて、加工システムSYSの基準となる基準座標系における被照射部分の位置(例えば、三次元座標空間内での三次元位置)を示す計測データを生成することができる。
 加工ヘッド13は、計測対象物Mの複数の部位に計測光ML#2-2を照射してもよい。例えば、加工ヘッド13が計測対象物Mの複数の部位に計測光ML#2-2を照射するように、ガルバノミラー1341及び1328の少なくとも一方は、計測対象物M上での計測光ML#2-2の照射位置を変更してもよい。例えば、加工ヘッド13が計測対象物Mの複数の部位に計測光ML#2-2を照射するように、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方が移動してもよい。計測光ML#2-2が計測対象物Mの複数の部位に照射されると、制御ユニット2は、計測対象物Mの複数の部位の位置を示す計測データを生成することができる。その結果、制御ユニット2は、複数の部位の位置を示す計測データに基づいて、計測対象物Mの形状を示す計測データを生成することができる。例えば、制御ユニット2は、位置が特定された複数の部位を結ぶ仮想的な平面(或いは、曲面)から構成される三次元形状を、計測対象物Mの形状として算出することで、計測対象物Mの形状を示す計測データを生成することができる。
 (2)加工システムSYSが行う動作
 続いて、加工システムSYSが行う動作について説明する。特に、計測光MLを用いて加工システムSYSが行う動作について説明する。上述したように、加工システムSYSは、計測光MLを用いた基準部材FMの計測結果を用いて、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動誤差を算出するための移動誤差算出動作を行ってもよい。更に、加工システムSYSは、移動誤差算出動作を行う前に、加工ヘッド13が加工光ELを照射する目標照射位置PAと加工ヘッド13が計測光MLを照射する目標照射位置MAとの位置合わせを行う光キャリブレーション動作を行ってもよい。更に、加工システムSYSは、加工ユニット1が備える部材の変形に起因して加工ヘッド13とステージ16との少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出するための変形誤差算出動作を行ってもよい。このため、以下の説明では、光キャリブレーション動作、移動誤差算出動作及び変形誤差算出動作について、順に説明する。
 (2-1)光キャリブレーション動作
 はじめに、光キャリブレーション動作について説明する。上述したように、光キャリブレーション動作は、加工ヘッド13が加工光ELを照射する目標照射位置PAと加工ヘッド13が計測光MLを照射する目標照射位置MAとの位置合わせを行う動作である。上述したように、目標照射位置PAは、ガルバノミラー1341によってワークW上に設定される加工ショット領域PSA内を移動する。同様に、目標照射位置MAは、ガルバノミラー1341によって計測対象物M上に設定される計測ショット領域MSA内を移動する。通常、fθレンズ1342の光軸EXに交差する方向(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方)において、一の状態にあるガルバノミラー1341からの加工光ELが照射される目標照射位置PAは、同じ一の状態にあるガルバノミラー1341からの計測光MLが照射される目標照射位置MAと一致する。尚、ガルバノミラー1341の状態は、X走査ミラー1341X及びY走査ミラー1341Yの角度を含んでいてもよい。しかしながら、何らかの要因によって、一の状態にあるガルバノミラー1341からの加工光ELが照射される目標照射位置PAは、同じ一の状態にあるガルバノミラー1341からの計測光MLが照射される目標照射位置MAと一致しない可能性がある。光キャリブレーション動作は、このような目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係(例えば、位置関係)を算出する動作であってもよい。以下の説明では、光キャリブレーション動作が、このような目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれ量を算出する動作である例について説明する。つまり、以下の説明では、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係として、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれ量が用いられる例について説明する。
 本実施形態では、加工システムSYSは、テスト用のワークWt(或いは、実際に加工対象となっているワークW)に加工光ELを照射することでワークWtに形成される加工跡を、計測光MLを用いて計測することで、加工光ELの目標照射位置PAと計測光MLの目標照射位置MAとの関係を算出する光キャリブレーション動作を行ってもよい。以下、このような計測光MLを用いて加工跡を計測する光キャリブレーション動作の一例について説明する。
 具体的には、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれが発生していない(つまり、位置ずれ量がゼロである)場合には、目標照射位置PAは目標照射位置MAと一致する。このため、図6(a)に示すように、一の状態にあるガルバノミラー1341からの加工光ELによってワークWtに加工跡が形成された場合には、同じ一の状態にあるガルバノミラー1341からの計測光MLが加工跡に照射される。一方で、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれが発生している(つまり、位置ずれ量がゼロでない)場合には、目標照射位置PAは目標照射位置MAと一致しない。このため、図6(b)に示すように、一の状態にあるガルバノミラー1341からの加工光ELによってワークWtに加工跡が形成された場合には、同じ一の状態にあるガルバノミラー1341からの計測光MLが加工跡に照射されない。この場合には、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方を所定量移動させれば、計測光MLが加工跡に照射されることになる。この場合、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動量が、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれ量に相当する。
 このため、制御ユニット2は、以下の動作を行うように加工ユニット1を制御することで、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれ量を算出してもよい。まず、制御ユニット2は、ガルバノミラー1341の状態を所定の状態に設定し、その後、加工光ELをワークWtに照射することでワークWtに加工跡を形成するように、加工ヘッド13を制御してもよい。その後、制御ユニット2は、ガルバノミラー1341の状態を所定の状態に維持したまま、計測光MLをワークWtに照射するように、加工ヘッド13を制御してもよい。この場合、制御ユニット2は、計測光MLを用いたワークWtの計測結果から加工跡を検出できるか否かを判定してもよい。計測光MLを用いたワークWtの計測結果から加工跡を検出できると判定された場合には、加工跡に計測光MLが照射されていると推定される。このため、この場合には、制御ユニット2は、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれ量がゼロであると判定してもよい。一方で、計測光MLを用いたワークWtの計測結果から加工跡を検出できないと判定された場合には、加工跡に計測光MLが照射されていないと推定される。このため、この場合には、制御ユニット2は、計測光MLを用いたワークWtの計測結果から加工跡を検出できるようになるまで(つまり、計測光MLが加工跡に照射されるまで)、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方を移動させてもよい。この場合、制御ユニット2は、計測光MLを用いたワークWtの計測結果から加工跡を検出できるようになるまでの加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動量を、位置計測装置15及び18の少なくとも一方の計測結果から算出してもよい。算出した移動量は、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれ量として用いられてもよい。
 加工ユニット1は、図7に示すように、ガルバノミラー1341の状態を変える(具体的には、X走査ミラー1341X及びY走査ミラー1341Yの少なくとも一方の角度を変える)ことで、加工ショット領域PSA内の複数箇所に加工光ELを照射してもよい。その結果、加工ショット領域PSA内の複数箇所のそれぞれに、加工跡が形成される。この場合、加工ユニット1は、ガルバノミラー1341の状態を変えることで、加工ショット領域PSA内の複数箇所にそれぞれ形成された複数の加工跡に計測光MLを照射してもよい。ここで、通常、加工ショット領域PSAは、計測ショット領域MSAと一致する又は計測ショット領域MSAに含まれる。このため、加工ユニット1は、ガルバノミラー1341の状態を変えることで、計測ショット領域MSA内の複数箇所にそれぞれ形成された複数の加工跡に計測光MLを照射しているとみなしてもよい。その結果、制御ユニット2は、加工ショット領域PSA内の複数箇所(つまり、計測ショット領域MSA内の複数箇所)のそれぞれにおける目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれ量を算出することができる。
 上述したように、加工光学系131は、集光位置調整光学系1313を備えている。この場合、加工ユニット1は、加工光ELの集光位置を変更し且つ変更後の加工光ELの集光位置がワークWtの表面に位置するように加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させながら、同様の動作を行ってもよい。つまり、加工ユニット1は、加工光ELの集光位置を変更し且つ変更後の加工光ELの集光位置がワークWtの表面に位置するように加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させる都度、加工跡の形成及び加工跡の計測を行ってもよい。その結果、制御ユニット2は、加工ユニット1が加工及び計測を行う三次元空間内の複数箇所のそれぞれにおける目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれ量を算出することができる。
 位置ずれ量が算出された場合には、制御ユニット2は、位置ずれ量に基づいて加工ユニット1を制御してもよい。具体的には、制御ユニット2は、位置ずれ量に基づいて、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれが発生している場合であっても、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれが発生していない場合と同様にワークWを加工し且つ計測対象物Mを計測するように、加工ユニット1を制御してもよい。後述する移動誤差算出動作及び変形誤差算出動作においては、制御ユニット2は、位置ずれ量に基づいて、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれが発生している場合であっても、目標照射位置PAと目標照射位置MAとの位置ずれが発生していない場合と同様に基準部材FMを計測するように、加工ユニット1を制御してもよい。典型的には、制御ユニット2は、位置ずれ量に基づいて目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係を調整するように、加工ユニット1を制御してもよい。この場合、制御ユニット2は、位置ずれ量に基づいて目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係を調整した後に、ワークWを加工し且つ計測対象物Mを計測するように、加工ユニット1を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ショット領域PSA内の各位置での位置ずれ量に基づいて、加工ショット領域PSA内の各位置において目標照射位置PAと目標照射位置MAとが一致するように、加工ユニット1を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、計測ショット領域MSA内の各位置での位置ずれ量に基づいて、計測ショット領域MSA内の各位置において目標照射位置PAと目標照射位置MAとが一致するように、加工ユニット1を制御してもよい。
 一例として、ワークW上での目標照射位置PAは、ガルバノミラー1341によって変更可能である。このため、制御ユニット2は、目標照射位置PAを移動させることで目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係を調整するように、ガルバノミラー1341を制御してもよい。他の一例として、ワークW上での目標照射位置PAは、位置調整光学系1311及び角度調整光学系1312の少なくとも一方によって変更可能である。このため、制御ユニット2は、目標照射位置PAを移動させることで目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係を調整するように、位置調整光学系1311及び角度調整光学系1312の少なくとも一方を制御してもよい。他の一例として、ワークW上での目標照射位置PAは、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動によって変更可能である。このため、制御ユニット2は、目標照射位置PAを移動させることで目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係を調整するように、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方を移動させてもよい。他の一例として、計測対象物M上での目標照射位置MAは、ガルバノミラー1341及び1328の少なくとも一方によって変更可能である。このため、制御ユニット2は、目標照射位置MAを移動させることで目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係を調整するように、ガルバノミラー1341及び1328の少なくとも一方を制御してもよい。他の一例として、計測対象物M上での目標照射位置MAは、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動によって変更可能である。このため、制御ユニット2は、目標照射位置MAを移動させることで目標照射位置PAと目標照射位置MAとの関係を調整するように、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方を移動させてもよい。
 (2-2)移動誤差算出動作
 続いて、移動誤差算出動作について説明する。上述したように、移動誤差算出動作は、計測光MLを用いた基準部材FMの計測結果を用いて、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動誤差を算出する動作である。このため、移動誤差算出動作を行うために、加工ユニット1は、基準部材FMに計測光MLを照射し且つ基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。更に、制御ユニット2は、加工ユニット1による基準部材FMの計測結果(つまり、基準部材FMからの戻り光RLの検出結果)に基づいて、移動誤差を算出してもよい。
 基準部材FMは、計測光MLを用いて計測可能な任意の部材である。基準部材FMは、基準部材FMの計測結果から基準部材FMの基準位置を算出可能な任意の部材であってもよい。基準部材FMの一例が、図8(a)から図8(c)に示されている。図8(a)に示すように、基準部材FMは、表面が曲面となる部材であってもよい。図8(a)に示す例では、基準部材FMは、球体を含む部材である。この場合、例えば、球体の中心の位置が、基準部材FMの基準位置として用いられてもよい。図8(b)に示すように、基準部材FMは、表面が平面となる部材であってもよい。図8(b)に示す例では、基準部材FMは、多面体を含む部材である。多面体の一例として、正四面体、正八面体、正十二面体及び正十四面体のうちの少なくとも一つがあげられる。この場合、例えば、多面体の重心の位置が、基準部材FMの基準位置として用いられてもよい。例えば、多面体の複数の頂点から複数の頂点に対向する複数の面の重心に向かって延びる複数の線分が交差する位置が、基準部材FMの基準位置として用いられてもよい。図8(c)に示すように、基準部材FMは、表面が平面と曲面との双方を含む部材であってもよい。図8(c)に示す例では、基準部材FMは、球体の一部を除去することで形成される、互いに反対側を向いている二つの平面FMs1と、除去されなかった球体の他の一部の表面を形成する曲面FMs2とを含む部材である。
 移動誤差算出動作が行われる場合には、基準部材FMは、ステージ16に載置される。一方で、移動誤差算出動作が行われない場合には、基準部材FMは、ステージ16に載置されていなくてもよい。一例として、基準部材FMは、ステージ16に着脱可能に取り付けられていてもよい。この場合、移動誤差算出動作が行われる場合には、基準部材FMは、ステージ16に取り付けられていてもよい。一方で、移動誤差算出動作が行われない場合には、基準部材FMは、ステージ16から取り外されてもよい。但し、基準部材FMは、ステージ16から取り外しできないようにステージ16に固定されていてもよい。尚、基準部材FMがステージ16に固定されている場合には、基準部材FMの汚染を低減するために、基準部材FMを加工室(筐体3の内部空間SP)内の雰囲気から隔絶する覆いが取り付けられていてもよい。
 基準部材FMは、ステージ16の任意の位置に載置されていてもよい。例えば、基準部材FMは、ステージ16の載置面161に載置されていてもよい。例えば、基準部材FMは、ステージ16の載置面161とは異なる面、例えば載置面161よりも上側(載置面がXY平面に位置決めされているときの載置面161の+Z軸方向側)又は下側(載置面がXY平面に位置決めされているときの載置面161の-Z軸方向側)に載置されていてもよい。但し、後に詳述するように、移動誤差算出動作を行うために、ステージ16の移動(特に、回転移動)に合わせて基準部材FMが移動することが好ましい。このため、基準部材FMは、ステージ16の回転軸から、回転軸に交差する方向に沿って離れた位置に配置されていてもよい。例えば、本実施形態では、ステージ16は、A軸に沿った回転軸AX及びC軸に沿った回転軸CXのそれぞれの周りに回転可能である。このため、基準部材FMは、図8(a)から図8(c)に示すように、回転軸AXから回転軸AXに交差する方向(図8(a)から図8(c)に示す例では、Y軸方向)に沿って離れ、且つ、回転軸CXから回転軸CXに交差する方向(図8(a)から図8(c)に示す例では、Y軸方向)に沿って離れた位置に配置されていてもよい。
 加工ユニット1は、図9(a)及び図9(b)に示すように、制御ユニット2の制御下で、位置P1に位置する基準部材FMを計測し、且つ、位置P1から位置P1とは異なる位置P2に移動した基準部材FMを計測してもよい。この場合、制御ユニット2は、位置P1に位置する基準部材FMへの計測光MLの照射によって生ずる基準部材FMからの戻り光RLの検出結果を、加工ユニット1から取得してもよい。更に、制御ユニット2は、位置P2に位置する基準部材FMへの計測光MLの照射によって生ずる基準部材FMからの戻り光RLの検出結果を、加工ユニット1から取得してもよい。制御ユニット2は、位置P1に位置する基準部材FMからの戻り光RLの検出結果と、位置P2に位置する基準部材FMからの戻り光RLの検出結果とに基づいて、移動誤差を算出してもよい。
 一例として、基準部材FMがステージ16に載置されているがゆえに、ステージ16が移動すれば、基準部材FMが移動する。このため、加工ユニット1は、まず、図9(a)に示すように、位置P1に位置する基準部材FMに計測光MLを照射することで、位置P1に位置する基準部材FMを計測してもよい。その後、加工ユニット1は、図9(b)に示すように、位置P1に位置する基準部材FMが、位置P1から位置P1とは異なる位置P2に移動するように、ステージ16を移動させてもよい。本実施形態では、ステージ16がA軸に沿った回転軸AX周りの回転方向及びC軸に沿った回転軸CX周りの回転方向に沿って移動可能であるがゆえに、位置P1と位置P2とは、A軸周りの回転方向及びC軸周りの回転方向のうちの少なくとも一つに沿って異なっていてもよい。その後、加工ユニット1は、図9(b)に示すように、位置P2に位置する基準部材FMに計測光MLを照射することで、位置P2に位置する基準部材FMを計測してもよい。この場合、加工ユニット1は、位置P2において停止している基準部材FMに計測光MLを照射することで、位置P2に位置する基準部材FMを計測してもよい。つまり、加工ユニット1は、基準部材FMの計測と、基準部材FMの移動と、基準部材FMの停止とを交互に行ってもよい。但し、加工ユニット1は、位置P2において移動している基準部材FMを計測してもよい。
 尚、加工ユニット1は、位置P2から位置P1及びP2とは異なる位置に移動した基準部材FMを更に計測してもよい。つまり、加工ユニット1は、基準部材FMの計測を、三つ以上の位置において行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、回転軸CX周りにステージ16を360度回転させてもよい。加工ユニット1は、その過程で、基準部材FMの計測を、基準部材FMの移動軌跡を示す円周上の三つ以上の位置において行ってもよい。一例として、加工ユニット1は、回転軸CX周りにステージ16が所定角度回転する都度、基準部材FMを計測してもよい。例えば、加工ユニット1は、回転軸AX周りにステージ16を180度回転させてもよい。例えば、加工ユニット1は、回転軸AX周りにステージ16を-90度から+90度の範囲において回転させてもよい。尚、回転軸AX周りにステージ16の回転角度は、ステージ16の載置面161がXY平面に平行である(つまり、Z軸に直交する)場合に回転角度がゼロ度になるように定義されていてもよい。加工ユニット1は、その過程で、基準部材FMの計測を、基準部材FMの移動軌跡を示す半円周上の三つ以上の位置において行ってもよい。一例として、加工ユニット1は、回転軸AX周りにステージ16が所定角度回転する都度、基準部材FMを計測してもよい。
 加工ユニット1は、移動する基準部材FMを加工ヘッド13が追従するように、加工ヘッド13を移動させてもよい。具体的には、加工ユニット1は、移動する基準部材FMが、加工ヘッド13を基準に定まる計測ショット領域MSAに含まれるように、加工ヘッド13を移動させてもよい。具体的には、図10(a)に示すように、加工ユニット1は、位置P4に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P1に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。位置P4は、位置P4に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P1に位置する基準部材FMが含まれる(つまり、位置P1が含まれる)という条件を満たす位置である。更に、加工ユニット1は、位置P4に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)を用いて、位置P1に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。その後、加工ユニット1は、図10(b)に示すように、位置P1に位置する基準部材FMが、位置P1から位置P2に移動するように、ステージ16を移動させてもよい。更に、加工ユニット1は、図10(b)に示すように、位置P4に位置する加工ヘッド13が、位置P4から位置P4とは異なる位置P5に移動するように、加工ヘッド13を移動させてもよい。位置P5は、位置P5に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P2に位置する基準部材FMが含まれる(つまり、位置P2が含まれる)という条件を満たす位置である。その後、加工ユニット1は、図10(b)に示すように、位置P5に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P2に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P5に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)を用いて、位置P2に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。この場合、加工ユニット1は、位置P5において停止している加工ヘッド13を用いて、位置P2に位置する基準部材FMを計測してもよい。つまり、加工ユニット1は、基準部材FMの計測と、基準部材FM及び加工ヘッド13の移動と、基準部材FM及び加工ヘッド13の停止とを交互に行ってもよい。但し、加工ユニット1は、位置P5において移動している加工ヘッド13を用いて、位置P2に位置する基準部材FMを計測してもよい。
 一例として、ステージ16が回転軸CX周りに回転する場合には、図11に示すように、基準部材FMは、通常、XY平面に沿った面内において移動する。このため、ステージ16が回転軸CX周りに回転することでXY平面に沿った面内において基準部材FMが移動する場合には、図11に示すよう、加工ユニット1は、移動する基準部材FMを加工ヘッド13が追従するように、加工ヘッド13をX軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って移動させてもよい。但し、ステージ16が回転軸CX周りに回転することでXY平面に沿った面内において基準部材FMが移動する場合において、加工ユニット1は、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に加えて又は代えて、加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させてもよい。
 他の一例として、ステージ16が回転軸AX周りに回転する場合には、図12に示すように、基準部材FMは、通常、YZ平面に沿った面内において移動する。このため、ステージ16が回転軸AX周りに回転することでYZ平面に沿った面内において基準部材FMが移動する場合には、図12に示すよう、加工ユニット1は、移動する基準部材FMを加工ヘッド13が追従するように、加工ヘッド13をY軸方向及びZ軸方向の少なくとも一方に沿って移動させてもよい。但し、ステージ16が回転軸AX周りに回転することでYZ平面に沿った面内において基準部材FMが移動する場合には、加工ユニット1は、Y軸方向及びZ軸方向の少なくとも一方に加えて又は代えて、加工ヘッド13をX軸方向に沿って移動させてもよい。
 図11及び図12に示す例では、加工ユニット1は、直進方向の二つの移動軸と回転方向の一つの回転軸とを含む三つの軸に沿った移動を制御する同時3軸制御を行っているとみなしてもよい。この場合、図11及び図12に示す動作は、工作機械の移動誤差(運動誤差又は運動精度)を算出する国際規格であるISO10791-6.2014に規定された動作であってもよい。但し、図11及び図12に示す動作は、ISO10791-6.2014に規定された動作と比較して、ボールバー又は変位計を含む測定装置に代えて、計測光MLを用いた測定装置(つまり、計測光学系132を含む測定装置)を用いるという点で異なる。
 尚、本実施形態では、ステージ16がB軸に沿った回転軸周りに回転することはないが、仮にステージ16がB軸に沿った回転軸周りに回転可能である場合には、基準部材FMは、通常、ZX平面に沿った面内において移動する。このため、ステージ16がB軸に沿った回転軸周りに回転することでZX平面に沿った面内において基準部材FMが移動する場合には、加工ユニット1は、移動する基準部材FMを加工ヘッド13が追従するように、加工ヘッド13をZ軸方向及びX軸方向の少なくとも一方に沿って移動させてもよい。但し、ステージ16がB軸に沿った回転軸周りに回転することでZX平面に沿った面内において基準部材FMが移動する場合には、加工ユニット1は、Z軸方向及びX軸方向の少なくとも一方に加えて又は代えて、加工ヘッド13をY軸方向に沿って移動させてもよい。
 加工ユニット1は、移動する基準部材FMと基準部材FMを追従するように移動する加工ヘッド13との位置関係が変わらないように、加工ヘッド13を移動させてもよい。言い換えれば、加工ユニット1は、移動する基準部材FMと基準部材FMを追従するように移動する加工ヘッド13との位置関係が維持されるように、加工ヘッド13を移動させてもよい。例えば、ステージ16が回転軸CX周りに回転することで基準部材FMが移動する場合には、加工ユニット1は、回転軸CX周りに回転移動する基準部材FMと加工ヘッド13との位置関係が変わらないように、加工ヘッド13を移動させてもよい。典型的には、加工ユニット1は、XY平面に沿った面内における加工ヘッド13の移動軌跡が、回転軸CX周りの円弧を描くように、加工ヘッド13をX軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って移動させてもよい。例えば、ステージ16が回転軸AX周りに回転することで基準部材FMが移動する場合には、加工ユニット1は、回転軸AX周りに回転移動する基準部材FMと加工ヘッド13との位置関係が変わらないように、加工ヘッド13を移動させてもよい。典型的には、加工ユニット1は、YZ平面に沿った面内における加工ヘッド13の移動軌跡が、回転軸AX周りの円弧を描くように、加工ヘッド13をY軸方向及びZ軸方向の少なくとも一方に沿って移動させてもよい。この場合、制御ユニット2は、円弧補間制御を行うことで、加工ヘッド13を移動させてもよい。
 尚、基準部材FMと加工ヘッド13との位置関係が変わらない状態は、基準部材FMの基準位置と加工ヘッド13との位置関係が変わらない状態を意味していてもよい。基準部材FMと加工ヘッド13との位置関係が変わらない状態は、三次元空間内における基準部材FMの三次元座標と加工ヘッド13の三次元座標との関係が変わらない状態を意味していてもよい。基準部材FMと加工ヘッド13との位置関係が変わらない場合において、ステージ16の回転に伴って、加工ヘッド13に対する基準部材FMの向きが変わってもよい。ステージ16の回転に伴って、基準部材FMに対する加工ヘッド13の向きが変わってもよい。或いは、ステージ16の回転に関わらずに、加工ヘッド13に対する基準部材FMの向きが変わらなくてもよい。ステージ16の回転に伴って、基準部材FMに対する加工ヘッド13の向きが変わらなくてもよい。
 尚、基準部材FMを追従するように加工ヘッド13が移動する場合において、図13に示すように、加工ヘッド13は、基準部材FMの直上に必ずしも位置していなくてもよい。具体的には、加工ヘッド13は、fθレンズ1342の光軸EXが基準部材FMに重なる位置に必ずしも位置していなくてもよい。要は、加工ヘッド13は、計測ショット領域MSAに基準部材FMが含まれる位置に位置していればよい。加工ヘッド13が移動しない場合においても同様に、加工ヘッド13は、基準部材FMの直上に必ずしも位置していなくてもよい。この場合、一の移動方向における加工ヘッド13の移動量は、同じ一の移動方向における基準部材FMの移動量よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。図13に示す例では、Y軸方向における基準部材FMの移動量が、加工ヘッド13回転軸CX周りのステージ16の移動によるY軸方向における基準部材FMの移動量よりも大きくなっている。
 但し、加工ユニット1は、移動する基準部材FMを加工ヘッド13が追従するように、加工ヘッド13を移動させなくてもよい。例えば、加工ヘッド13が移動しない場合であっても移動する基準部材FMが計測ショット領域MSAに含まれるように、加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させなくてもよい。この場合、図14に示すように、加工ユニット1は、位置P3に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P1に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P3に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)を用いて、位置P1に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。その後、加工ユニット1は、位置P1に位置する基準部材FMが、位置P1から位置P2に移動するように、ステージ16を移動させてもよい。その後、加工ユニット1は、位置P3に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P2に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P3に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)を用いて、位置P2に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。このため、位置P3は、位置P3に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P1に位置する基準部材FMと位置P2に位置する基準部材FMとの双方が含まれる(つまり、位置P1と位置P2との双方が含まれる)という条件を満たす位置である。
 基準部材FMの計測が完了した後、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。具体的には、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、基準部材FMの位置(特に、基準位置)を算出してもよい。つまり、制御ユニット2は、基準部材FMの位置を示す計測データ(つまり、位置情報)を生成してもよい。特に、基準部材FMが移動するがゆえに、制御ユニット2は、基準部材FMの移動軌跡(特に、基準位置の移動軌跡)を算出してもよい。つまり、制御ユニット2は、基準部材FMの移動軌跡を示す計測データを生成してもよい。尚、算出された基準部材FMの位置(特に、移動軌跡)を示す計測データの一例が、図15(a)から図15(c)に示されている。図15(a)から図15(c)は、回転軸CX周りにステージ16を30度回転させるたびに計測された基準部材FMの位置(三次元位置)を示している。特に、図15(a)は、XY平面に投影された基準部材FMの位置(三次元位置)を示している。図15(b)は、YZ平面に投影された基準部材FMの位置(三次元位置)を示している。図15(c)は、ZX平面に投影された基準部材FMの位置(三次元位置)を示している。その後、制御ユニット2は、算出した基準部材FMの位置(つまり、位置情報である計測データ)に基づいて、移動誤差を算出してもよい。
 具体的には、移動誤差が生じていない場合の基準部材FMの移動軌跡の形状は、移動誤差が生じている場合の基準部材FMの移動軌跡の形状とは異なるものとなる。例えば、回転軸CX周りにステージ16を回転させた場合には、移動誤差が生じていない場合のXY平面内での基準部材FMの移動軌跡の形状は真円になり、移動誤差が生じている場合のXY平面内での基準部材FMの移動軌跡の形状は真円とは異なる形状になる。例えば、回転軸CX周りにステージ16を回転させた場合には、移動誤差が生じていない場合のYZ平面内での基準部材FMの移動軌跡の形状はY軸に平行な直線形状になり、移動誤差が生じている場合のYZ平面内での基準部材FMの移動軌跡の形状はY軸に平行な直線形状とは異なる形状になる。例えば、回転軸CX周りにステージ16を回転させた場合には、移動誤差が生じていない場合のZX平面内での基準部材FMの移動軌跡の形状はX軸に平行な直線形状になり、移動誤差が生じている場合のZX平面内での基準部材FMの移動軌跡の形状はX軸に平行な直線形状とは異なる形状になる。図15(a)から図15(c)は、移動誤差が生じている場合の基準部材FMの位置の算出結果を示している。従って、制御ユニット2は、基準部材FMの位置に基づいて、移動誤差を算出することができる。一例として、基準部材FMを計測する際に加工ヘッド13が移動しない(つまり、基準部材FMを追従することなく、加工ヘッド13が固定されている)場合には、図15(b)及び図15(c)に示す基準部材FMの位置から、回転軸CXがZ軸に対して傾斜しているという移動誤差が生じている可能性があることが分かる。つまり、制御ユニット2は、図15(b)及び図15(c)に示す基準部材FMの位置から、ステージ16の移動誤差を算出することができる。他の一例として、加工ヘッド13の移動誤差が無視できるほどに小さい(つまり、加工ヘッド13の移動精度が非常に高い)状況下で基準部材FMを計測する際に加工ヘッド13が移動する(つまり、基準部材FMを追従する)場合には、図15(b)及び図15(c)に示す基準部材FMの位置から、回転軸CXがZ軸に対して傾斜しているという移動誤差が生じている可能性があることが分かる。つまり、制御ユニット2は、図15(b)及び図15(c)に示す基準部材FMの位置から、ステージ16の移動誤差を算出することができる。逆に、ステージ16の移動誤差が無視できるほどに小さい(つまり、ステージ16の回転精度が非常に高い)状況状況下で基準部材FMを計測する際に加工ヘッド13が移動する(つまり、基準部材FMを追従する)場合には、制御ユニット2は、図15(b)及び図15(c)に示す基準部材FMの位置から、加工ヘッド13の移動誤差を算出してもよい。他の一例として、制御ユニット2にとって加工ヘッド13の移動誤差が既知の情報である状況下で基準部材FMを計測する際に加工ヘッド13が移動する(つまり、基準部材FMを追従する)場合には、図15(b)及び図15(c)に示す基準部材FMの位置と加工ヘッド13の移動誤差に関する情報とから、回転軸CXがZ軸に対して傾斜しているという移動誤差が生じている可能性があることが分かる。
 加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差は、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を一の移動方向に沿って移動させた場合の、一の移動方向における加工ヘッド13の実際の移動量と位置の移動方向における加工ヘッド13の移動量の目標値との差分(つまり、ずれ)に相当する誤差を含んでいてもよい。加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差は、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を一の移動方向に沿って移動させた場合の、一の移動方向とは異なる他の移動方向における加工ヘッド13の実際の移動量に相当する誤差を含んでいてもよい。例えば、加工ヘッド13が一の移動方向のみに沿って移動するようにヘッド駆動系14が加工ヘッド13を移動させた場合には、理想的には、加工ヘッド13が他の移動方向に沿って移動することはない。このため、一の移動方向に移動するべき加工ヘッド13が他の移動方向に沿って実際に移動している場合には、他の移動方向における加工ヘッド13の移動誤差が発生している。
 上述したように、ヘッド駆動系14は、X軸方向に沿って加工ヘッド13を移動させる。この場合、加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差は、加工ヘッド13がX軸方向に沿って移動(直線移動)した場合に加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差Eを含んでいてもよい。移動誤差Eは、X軸方向の移動誤差EXXと、Y軸方向の移動誤差EYXと、Z軸方向の移動誤差EZXと、A軸周りの回転方向の移動誤差EAXと、B軸周りの回転方向の移動誤差EBXと、C軸周りの回転方向の移動誤差ECXとの少なくとも一つを含んでいてもよい。移動誤差EXXは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をX軸方向に沿って移動させた場合の、X軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量とX軸方向における加工ヘッド13の移動量の目標値との差分であってもよい。移動誤差EYXは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をX軸方向に沿って移動させた場合のY軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量であってもよい。移動誤差EZXは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をX軸方向に沿って移動させた場合のZ軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量であってもよい。移動誤差EAXは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をX軸方向に沿って移動させた場合のA軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差EBXは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をX軸方向に沿って移動させた場合のB軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差ECXは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をX軸方向に沿って移動させた場合のC軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。
 上述したように、ヘッド駆動系14は、Y軸方向に沿って加工ヘッド13を移動させる。この場合、加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差は、加工ヘッド13がY軸方向に沿って移動(直線移動)した場合に加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差Eを含んでいてもよい。移動誤差Eは、X軸方向の移動誤差EXYと、Y軸方向の移動誤差EYYと、Z軸方向の移動誤差EZYと、A軸周りの回転方向の移動誤差EAYと、B軸周りの回転方向の移動誤差EBYと、C軸周りの回転方向の移動誤差ECYとの少なくとも一つを含んでいてもよい。移動誤差EXYは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をY軸方向に沿って移動させた場合のX軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量であってもよい。移動誤差EYYは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をY軸方向に沿って移動させた場合の、Y軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量とY軸方向における加工ヘッド13の移動量の目標値との差分であってもよい。移動誤差EZYは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をY軸方向に沿って移動させた場合のZ軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量であってもよい。移動誤差EAYは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をY軸方向に沿って移動させた場合のA軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差EBYは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をY軸方向に沿って移動させた場合のB軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差ECYは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をY軸方向に沿って移動させた場合のC軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。
 上述したように、ヘッド駆動系14は、Z軸方向に沿って加工ヘッド13を移動させる。この場合、加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差は、加工ヘッド13がZ軸方向に沿って移動(直線移動)した場合に加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。移動誤差Eは、X軸方向の移動誤差EXZと、Y軸方向の移動誤差EYZと、Z軸方向の移動誤差EZZと、A軸周りの回転方向の移動誤差EAZと、B軸周りの回転方向の移動誤差EBZと、C軸周りの回転方向の移動誤差ECZとの少なくとも一つを含んでいてもよい。移動誤差EXZは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させた場合のX軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量であってもよい。移動誤差EYZは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させた場合のY軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量であってもよい。移動誤差EZZは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させた場合の、Z軸方向における加工ヘッド13の実際の移動量とZ軸方向における加工ヘッド13の移動量の目標値との差分であってもよい。移動誤差EAZは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させた場合のA軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差EBZは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させた場合のB軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差ECZは、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させた場合のC軸周りの回転方向における加工ヘッド13の実際の移動量(回転量)であってもよい。
 ステージ16の移動に生ずる移動誤差は、ステージ駆動系17がステージ16を一の移動方向に沿って移動させた場合の、一の移動方向におけるステージ16の実際の移動量と位置の移動方向におけるステージ16の移動量の目標値との差分(つまり、ずれ)に相当する誤差を含んでいてもよい。ステージ16の移動に生ずる移動誤差は、ステージ駆動系17がステージ16を一の移動方向に沿って移動させた場合の、一の移動方向とは異なる他の移動方向におけるステージ16の実際の移動量に相当する誤差を含んでいてもよい。例えば、ステージ16が一の移動方向のみに沿って移動するようにステージ駆動系17がステージ16を移動させた場合には、理想的には、ステージ16が他の移動方向に沿って移動することはない。このため、一の移動方向に移動するべきステージ16が他の移動方向に沿って実際に移動している場合には、他の移動方向におけるステージ16の移動誤差が発生している。
 上述したように、ステージ駆動系17は、A軸周りの回転方向に沿ってステージ16を移動させる。この場合、ステージ16の移動に生ずる移動誤差は、ステージ16がA軸の回転方向に沿って移動(回転移動)した場合にステージ16の移動に生ずる移動誤差Eを含んでいてもよい。移動誤差Eは、X軸方向の移動誤差EXAと、Y軸方向の移動誤差EYAと、Z軸方向の移動誤差EZAと、A軸周りの回転方向の移動誤差EAAと、B軸周りの回転方向の移動誤差EBAと、C軸周りの回転方向の移動誤差ECAとの少なくとも一つを含んでいてもよい。移動誤差EXAは、ステージ駆動系17がステージ16をA軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のX軸方向におけるステージ16の実際の移動量であってもよい。移動誤差EYAは、ステージ駆動系17がステージ16をA軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のY軸方向におけるステージ16の実際の移動量であってもよい。移動誤差EZAは、ステージ駆動系17がステージ16をA軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のZ軸方向におけるステージ16の実際の移動量であってもよい。移動誤差EAAは、ステージ駆動系17がステージ16をA軸周りの回転方向に沿って移動させた場合の、A軸周りの回転方向におけるステージ16の実際の移動量とA軸周りの回転方向におけるステージ16の移動量の目標値との差分であってもよい。移動誤差EBAは、ステージ駆動系17がステージ16をA軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のB軸周りの回転方向におけるステージ16の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差ECAは、ステージ駆動系17がステージ16をA軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のC軸周りの回転方向におけるステージ16の実際の移動量(回転量)であってもよい。
 上述したように、ステージ駆動系17は、C軸周りの回転方向に沿ってステージ16を移動させる。この場合、ステージ16の移動に生ずる移動誤差は、ステージ16がC軸周りの回転方向に沿って移動(回転移動)した場合にステージ16の移動に生ずる移動誤差Eを含んでいてもよい。移動誤差Eは、X軸方向の移動誤差EXCと、Y軸方向の移動誤差EYCと、Z軸方向の移動誤差EZCと、A軸周りの回転方向の移動誤差EACと、B軸周りの回転方向の移動誤差EBCと、C軸周りの回転方向の移動誤差ECCとの少なくとも一つを含んでいてもよい。移動誤差EXCは、ステージ駆動系17がステージ16をC軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のX軸方向におけるステージ16の実際の移動量であってもよい。移動誤差EYCは、ステージ駆動系17がステージ16をC軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のY軸方向におけるステージ16の実際の移動量であってもよい。移動誤差EZCは、ステージ駆動系17がステージ16をC軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のZ軸方向におけるステージ16の実際の移動量であってもよい。移動誤差EACは、ステージ駆動系17がステージ16をXC軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のA軸周りの回転方向におけるステージ16の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差EBCは、ステージ駆動系17がステージ16をC軸周りの回転方向に沿って移動させた場合のB軸周りの回転方向におけるステージ16の実際の移動量(回転量)であってもよい。移動誤差ECCは、ステージ駆動系17がステージ16をC軸周りの回転方向に沿って移動させた場合の、C軸周りの回転方向におけるステージ16の実際の移動量とC軸周りの回転方向におけるステージ16の移動量の目標値との差分であってもよい。
 ステージ駆動系17がA軸周りの回転方向に沿ってステージ16を回転させる場合には、加工ユニット1は、A軸周りの回転方向に沿って回転しているステージ16に載置された基準部材FMを計測してもよい。この場合、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、A軸周りのステージ16の回転中心座標(つまり、A軸の位置)を算出してもよい。同様に、ステージ駆動系17がC軸周りの回転方向に沿ってステージ16を回転させる場合には、加工ユニット1は、C軸周りの回転方向に沿って回転しているステージ16に載置された基準部材FMを計測してもよい。この場合、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、C軸周りのステージ16の回転中心座標(つまり、C軸の位置)を算出してもよい。このように、制御ユニット2は、一の回転軸周りの回転方向に沿って回転しているステージ16に載置された基準部材FMの計測結果に基づいて、一の回転軸周りのステージ16の回転中心座標(つまり、一の回転軸の位置)を算出してもよい。
 移動誤差は、加工ヘッド13の移動軸とステージ16の移動軸(回転軸)との関係に関する誤差を含んでいてもよい。例えば、移動誤差は、加工ヘッド13の移動軸とステージ16の回転軸との直交度(直角度)に関する誤差を含んでいてもよい。例えば、移動誤差は、加工ヘッド13の移動軸とステージ16の回転軸との平行度に関する誤差を含んでいてもよい。
 移動誤差は、加工ヘッド13の移動軸に関する誤差を含んでいてもよい。例えば、移動誤差は、加工ヘッド13の一の移動軸と他の移動軸との直交度(直角度)に関する誤差を含んでいてもよい。
 移動誤差は、ステージ16の移動軸(回転軸)に関する誤差を含んでいてもよい。例えば、移動誤差は、ステージ16の一の回転軸と他の回転軸との直交度(直角度)に関する誤差を含んでいてもよい。
 尚、基準部材FMの位置に基づいて移動誤差を算出する動作そのものは、ISO10791-6.2014に規定されたボールバー又は基準球の位置に基づいて移動誤差(つまり、運動誤差)を算出する動作と同一であってもよい。つまり、基準部材FMの位置に基づいて移動誤差を算出する動作そのものは、ボールバーを用いた測定又はいわゆるR-test測定と同一であってもよい。
 一例として、制御ユニット2は、基準部材FMの位置(例えば、移動軌跡)を解析することで、基準部材FMの位置に表れている移動誤差を算出してもよい。つまり、制御ユニット2は、基準部材FMの位置(例えば、移動軌跡)を解析することで、基準部材FMの位置が理想的な位置からずれている要因を特定し、当該要因に関連する移動誤差を算出してもよい。
 他の一例として、加工ヘッド13の移動精度がステージ16の移動精度よりも高い場合には、基準部材FMの位置は、加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差よりも、ステージ16の移動に生ずる移動誤差からより大きな影響を受けるとみなしてもよい。この場合、制御ユニット2は、基準部材FMの位置に基づいて、ステージ16の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、回転軸CX周りにステージ16を回転させながら計測された基準部材FMの位置に基づいて、C軸周りの回転方向に沿ったステージ16の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、回転軸AX周りにステージ16を回転させながら計測された基準部材FMの位置に基づいて、A軸周りの回転方向に沿ったステージ16の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。一例として、図15(b)及び図15(c)に示す計測データは、ステージ16の回転軸CXが加工ヘッド13の移動軸(X軸又はY軸)に対して直交していないことを示している。従って、制御ユニット2は、図15(b)及び図15(c)に示す計測データに基づいて、ステージ16の回転軸CXが加工ヘッド13の移動軸(X軸又はY軸)との直交度に関する誤差を算出してもよい。
 他の一例として、基準部材FMを計測する場合に加工ヘッド13が移動しない場合には、基準部材FMの位置は、加工ヘッド13の移動に生ずる誤差の影響を受けることなく、ステージ16の移動に生ずる移動誤差の影響を受ける。この場合、制御ユニット2は、基準部材FMの位置に基づいて、ステージ16の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、回転軸CX周りにステージ16を回転させながら計測された基準部材FMの位置に基づいて、C軸周りの回転方向に沿ったステージ16の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、回転軸AX周りにステージ16を回転させながら計測された基準部材FMの位置に基づいて、A軸周りの回転方向に沿ったステージ16の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。
 他の一例として、ステージ16の移動精度が加工ヘッド13の移動精度よりも高い場合には、基準部材FMの位置は、ステージ16の移動に生ずる移動誤差よりも、加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差からより大きな影響を受けるとみなしてもよい。この場合、制御ユニット2は、基準部材FMの位置に基づいて、加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、X軸方向に沿って加工ヘッド13を移動させながら計測された基準部材FMの位置に基づいて、X軸方向に沿った加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、Y軸方向に沿って加工ヘッド13移動させながら計測された基準部材FMの位置に基づいて、Y軸方向に沿った加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、Z軸方向に沿って加工ヘッド13移動させながら計測された基準部材FMの位置に基づいて、Z軸方向に沿った加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。
 移動誤差が算出された場合には、制御ユニット2は、移動誤差に基づいて加工ユニット1を制御してもよい。具体的には、制御ユニット2は、移動誤差が発生している場合であっても、移動誤差が発生していない場合と同様にワークWを加工し且つ計測対象物Mを計測するように、加工ユニット1を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、移動誤差が発生している場合であっても、移動誤差が発生していない場合と同様に加工ヘッド13が移動するように、加工ヘッド13を移動させるヘッド駆動系14を制御してもよい。つまり、制御ユニット2は、移動誤差が相殺されるように、加工ヘッド13を移動させてもよい。例えば、制御ユニット2は、移動誤差が発生している場合であっても、移動誤差が発生していない場合と同様にステージ16が移動するように、ステージ16を移動させるステージ駆動系17を制御してもよい。つまり、制御ユニット2は、移動誤差が相殺されるように、ステージ16を移動させてもよい。尚、移動誤差が基準部材FMの位置に関する情報から算出されるがゆえに、制御ユニット2は、基準部材FMの位置に関する情報に基づいて、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動を制御している(つまり、ヘッド駆動系14及びステージ駆動系17の少なくとも一方を制御している)とみなしてもよい。
 制御ユニット2は、算出した移動誤差に関する移動誤差情報を、制御ユニット2が備える記憶装置に格納してもよい。制御ユニット2は、算出した移動誤差に関する移動誤差情報を、制御ユニット2の外部に配置されている記憶装置に格納してもよい。この場合、制御ユニット2は、記憶装置に格納されている移動誤差情報に基づいて加工ユニット1を制御してもよい。
 制御ユニット2は、移動誤差情報を、移動誤差を算出するために基準部材FMが計測された計測期間の加工ユニット1の温度に関する温度情報と共に、記憶装置に格納してもよい。加工ユニット1の温度は、加工ユニット1が設置された環境の温度(例えば、加工ユニット1が収容される内部空間SPの温度)を含んでいてもよい。加工ユニット1の温度は、加工ユニット1が備える部材(例えば、加工ヘッド13、ヘッド駆動系14、ステージ16及びステージ駆動系17のうちの少なくとも一つ)の温度を含んでいてもよい。温度情報は、計測期間中の加工ユニット1の温度の統計値(例えば、最大値、最小値、平均値及び中央値の少なくとも一つ)に関する情報を含んでいてもよい。制御ユニット2は、加工ユニット1の温度が異なる複数の環境にそれぞれ対応する複数の移動誤差情報を、温度情報と共に、記憶装置に格納してもよい。この場合、制御ユニット2は、加工ユニット1の現在の温度に最も近い温度に対応する一の移動誤差情報に基づいて加工ユニット1を制御してもよい。
 加工システムSYSは、このような移動誤差算出動作を、一定の周期で行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、移動誤差算出動作を、n1(尚、n1は、1以上の整数)日ごとに行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、移動誤差算出動作を、n2(尚、n2は、1以上の整数)週間ごとに行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、移動誤差算出動作を、n3(尚、n3は、1以上の整数)ヶ月ごとに行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、移動誤差算出動作を、n4(尚、n4は、1以上の整数)年ごとに行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、移動量誤差算出動作を、n5(尚、n5は、1以上の整数)時間ごとに行ってもよい。
 このように、本実施形態では、制御ユニット2は、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出することができる。このため、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、移動誤差の影響を低減しながら、ワークWを加工し且つ計測対象物Mを加工することができる。特に、本実施形態では、加工ヘッド13から射出される計測光MLを用いて基準部材FMを計測するために、基準部材FMを計測するための専用の測定装置(例えば、ISO10791-6.2014に規定された変位計等)を取り付ける必要性はない。このため、制御ユニット2は、測定装置の取り付けに起因した取り付け誤差の影響を受けることなく、基準部材FMの位置を相対的に高精度に算出することができる。その結果、制御ユニット2は、移動誤差を相対的に高精度に算出することができる。このため、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、移動誤差の影響をより適切に低減しながら、ワークWを加工し且つ計測対象物Mを加工することができる。
 (2-3)変形誤差算出動作
 続いて、変形誤差算出動作について説明する。上述したように、変形誤差算出動作は、加工ユニット1が備える部材の変形に起因して加工ヘッド13とステージ16との少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する動作である。
 具体的には、加工ヘッド13を移動させるヘッド駆動系14が備える部材(以降、“ヘッド駆動部材”と称する)は、加工ユニット1の温度の変化によって変形する可能性がある。ヘッド駆動部材の一例として、加工ヘッド13をX軸方向に沿って移動させるためにX軸方向に沿って延びるXガイド部材(言い換えれば、Xレール部材)と、加工ヘッド13をY軸方向に沿って移動させるためにY軸方向に沿って延びるYガイド部材(言い換えれば、Yレール部材)と、加工ヘッド13をZ軸方向に沿って移動させるためにZ軸方向に沿って延びるZガイド部材(言い換えれば、Zレール部材)との少なくとも一つがあげられる。例えば、ヘッド駆動部材は、温度の増加に起因して膨張する可能性がある。例えば、ヘッド駆動部材は、温度の低下に起因して収縮する可能性がある。つまり、ヘッド駆動部材の熱膨張又は熱収縮が生ずる可能性がある。この場合、ヘッド駆動部材の変形(例えば、熱膨張又は熱収縮)に起因して、加工ヘッド13の移動に移動誤差が生ずる可能性がある。
 同様に、ステージ16を移動させるステージ駆動系17が備える部材(以降、“ステージ駆動部材”と称する)は、加工ユニット1の温度の変化によって変形する可能性がある。例えば、ステージ駆動部材は、温度の増加に起因して膨張する可能性がある。例えば、ステージ駆動部材は、温度の低下に起因して膨張する可能性がある。つまり、ステージ駆動部材の熱膨張又は熱収縮が生ずる可能性がある。この場合、ステージ駆動部材の変形(例えば、熱膨張又は熱収縮)に起因して、ステージ16の移動に移動誤差が生ずる可能性がある。
 そこで、本実施形態では、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を行うことで、加工ユニット1が備える部材(例えば、ヘッド駆動部材及びステージ駆動部材の少なくとも一方)の変形に起因して加工ヘッド13とステージ16との少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する。
 ここで、ワークWを加工するための加工ヘッドとワークWが載置されるステージとの双方が移動する加工システム(例えば、一般的な5軸加工機)では、ステージの移動精度が加工ヘッドの移動精度よりも十分に高い可能性が高くなる。この場合、ステージの移動誤差が無視できるほどに小さいとみなすことができる。つまり、ステージが極めて正確に移動しているとみなすことができる。この場合、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を行うことで、加工ヘッドの移動に生ずる移動誤差を精度よく算出することができる。そこで、以下の説明では、説明の簡略化のために、ヘッド駆動部材の変形に起因して加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差を算出するための変形誤差算出動作について説明する。但し、加工システムSYSは、以下に説明する変形誤差算出動作と同様の動作を行うことで、ステージ駆動部材の変形に起因してステージ16の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい。
 以下、図16を参照しながら、変形誤差算出動作について説明する。図16は、変形誤差算出動作の流れを示すフローチャートである。
 図16に示すように、まず、上述した基準部材FMがステージ16上に載置される(ステップS11)。
 その後、制御ユニット2は、ステージ16上での基準部材FMの位置を算出する(ステップS12)。本実施形態では、制御ユニット2が、回転軸CX周りの基準部材FMの回転半径Rを、ステージ16上での基準部材FMの位置を示す指標値として算出する例について説明する。この場合、制御ユニット2は、第1の半径算出動作と、第2の半径算出動作とのうちの少なくとも一つを行うことで、回転半径Rを算出してもよい。以下、第1から第2の半径算出動作について、順に説明する。
 まず、第1の半径算出動作について説明する。この場合、図17(a)及び図17(b)に示すように、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、回転軸AX周りにステージ16を回転させる。この場合、加工ユニット1は、基準部材FMが載置される載置面161がZ軸方向(つまり、重力方向)と平行になるように、回転軸AX周りにステージ16を回転させてもよい。加工ユニット1は、載置面161が、加工ヘッド13から射出される計測光MLの進行方向(図17(a)及び図17(b)に示す例では、Z軸方向)に沿った面となるように、回転軸AX周りにステージ16を回転させてもよい。加工ユニット1は、載置面161に直交する回転軸CXがZ軸方向に直交するように、回転軸AX周りにステージ16を回転させてもよい。
 その後、加工ユニット1は、図18(a)から図18(d)に示すように、制御ユニット2の制御下で、位置P8に位置する基準部材FMを計測し、且つ、位置P8から位置P8とは異なる位置P9に移動した基準部材FMを計測してもよい。この場合、制御ユニット2は、位置P8に位置する基準部材FMへの計測光MLの照射によって生ずる基準部材FMからの戻り光RLの検出結果を、加工ユニット1から取得してもよい。更に、制御ユニット2は、位置P9に位置する基準部材FMへの計測光MLの照射によって生ずる基準部材FMからの戻り光RLの検出結果を、加工ユニット1から取得してもよい。制御ユニット2は、位置P8に位置する基準部材FMからの戻り光RLの検出結果と、位置P9に位置する基準部材FMからの戻り光RLの検出結果とに基づいて、回転半径Rを算出してもよい。
 具体的には、加工ユニット1は、まず、図18(a)及び図18(b)に示すように、位置P8に位置する基準部材FMに計測光MLを照射することで、位置P8に位置する基準部材FMを計測してもよい。その後、加工ユニット1は、図18(c)及び図18(d)に示すように、位置P8に位置する基準部材FMが、位置P8から位置P8とは異なる位置P9に移動するように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。その後、加工ユニット1は、図18(c)及び図18(d)に示すように、位置P9に位置する基準部材FMに計測光MLを照射することで、位置P9に位置する基準部材FMを計測してもよい。この場合、加工ユニット1は、位置P9において停止している基準部材FMに計測光MLを照射することで、位置P9に位置する基準部材FMを計測してもよい。つまり、加工ユニット1は、基準部材FMの計測と、基準部材FMの移動(回転)と、基準部材FMの停止とを交互に行ってもよい。但し、加工ユニット1は、位置P9において移動している基準部材FMを計測してもよい。
 位置P8と位置P9とは、位置P8と位置P9とが計測光MLの進行方向に沿って並ぶという第1位置条件を満たしていてもよい。逆に言えば、加工ユニット1は、位置P8と位置P9とが第1位置条件を満たすように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。図18(a)から図18(d)に示す例では、計測光MLの進行方向は、Z軸方向である。この場合、加工ユニット1は、位置P8と位置P9とがZ軸方向に沿って並ぶように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。
 位置P8と位置P9とは、位置P8と位置P9とが、計測光MLの進行方向に交差する面に沿った方向において同じ位置に位置しており、且つ、計測光MLの進行方向に沿った方向において異なる位置に位置しているという第2位置条件を満たしていてもよい。逆に言えば、加工ユニット1は、位置P8と位置P9とが第2位置条件を満たすように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。図18(a)から図18(d)に示す例では、計測光MLの進行方向は、Z軸方向である。この場合、加工ユニット1は、位置P8と位置P9とが、Z軸方向に交差するXY平面に沿った方向(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方)において同じ位置に位置するように(X座標とY座標とが互いに同じとなるように)、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。図18(a)から図18(d)に示す例では、加工ユニット1は、位置P8と位置P9とが、X軸方向及びY軸方向の双方において同じ位置に位置するように、回転軸CX周りにステージ16を回転させている。更に、加工ユニット1は、位置P8と位置P9とが、Z軸方向において異なる位置に位置するように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。図18(a)から図18(d)に示す例では、加工ユニット1は、Z軸方向に沿って、位置P8が位置P9よりも上方に位置するように、回転軸CX周りにステージ16を回転させている。
 位置P8と位置P9とは、位置P8と位置P9とが、回転軸CXを中心とする円C(図18(b)及び図18(d)参照)と当該円の中心(つまり、回転軸CX)を通過する直線L(図18(b)及び図18(d)参照)とが交差する二つの位置にそれぞれ位置するという第3位置条件を満たしていてもよい。逆に言えば、加工ユニット1は、位置P8と位置P9とが第3位置条件を満たすように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。
 位置P8及びP9が第1及び第3位置条件の双方を満たす場合には、図18(a)及び図18(b)に示すように、位置P8は、回転軸CX周りにステージ16が回転した場合における基準部材FMの移動軌跡上の最も上方の位置に相当する。一方で、位置P9は、図18(c)及び図18(d)に示すように、回転軸CX周りにステージ16が回転した場合における基準部材FMの移動軌跡上の最も下方の位置に相当する。この場合、加工ユニット1は、回転軸CX周りにステージ16を180度だけ回転させることで、位置P8に位置する基準部材FMを、位置P9に移動させてもよい。尚、位置P8及びP9が第1及び第3位置条件を満たす場合には、位置P8及びP9は、必然的に第2位置条件を満たすことになる。
 第1の半径算出動作では、位置P8及びP9が第1及び第3位置条件を満たすことが好ましい。この場合、加工ユニット1は、基準部材FMが載置される載置面161がZ軸方向と平行になるように回転軸AX周りにステージ16を回転させた後に、必要に応じて、基準部材FMが、回転軸CX周りにステージ16が回転した場合における基準部材FMの移動軌跡上の最も上方の位置P8に位置するように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。その後、加工ユニット1は、位置P8に位置する基準部材FMを計測してもよい。その後、加工ユニット1は、回転軸CX周りにステージ16を180度だけ回転させることで、位置P8に位置する基準部材FMを、回転軸CX周りにステージ16が回転した場合における基準部材FMの移動軌跡上の最も下方の位置P9に移動させてもよい。その後、加工ユニット1は、位置P9に位置する基準部材FMを計測してもよい。
 加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させることなく、位置P8に位置する基準部材FM及び位置P9に位置する基準部材FMの双方を計測してもよい。具体的には、図18(a)及び図18(b)に示すように、加工ユニット1は、位置P12に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P8に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P12に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)を用いて、位置P8に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。更に、図18(c)及び図18(d)に示すように、加工ユニット1は、位置P12に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P9に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P12に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)を用いて、位置P9に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。この場合、位置P12は、位置P12に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P8に位置する基準部材FM及び位置P9に位置する基準部材FMの双方が含まれる(つまり、位置P8及びP9の双方が含まれる)という条件を満たす位置である。
 基準部材FMの計測が完了した後、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、回転半径Rを算出してもよい。具体的には、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、加工ヘッド13から基準部材FMまでの距離を算出してもよい。つまり、制御ユニット2は、図19(a)及び図19(b)に示すように、加工ヘッド13から位置P8に位置している基準部材FMまでの距離d81と、加工ヘッド13から位置P9に位置している基準部材FMまでの距離d91とを算出してもよい。ここで、位置P8及びP9が、基準部材FMの移動軌跡上の最も上方の位置及び最も下方の位置にそれぞれ相当するがゆえに、図19(a)及び図19(b)に示すように、距離d81と距離d91との差分(つまり、d91-d81)は、回転半径Rの2倍と一致する。このため、制御ユニット2は、R=(d91-d81)/2という数式を用いて、回転半径Rを算出してもよい。
 尚、加工ユニット1は、位置P8に位置する基準部材FMと位置P9に位置する基準部材FMとを計測することに加えて又は代えて、回転軸CX周りにステージ16を360度だけ回転させている期間中に、基準部材FMを多数回計測してもよい。この場合、制御ユニット2は、図20に示すように、基準部材FMの計測結果に基づいて、回転軸CX周りのステージ16の回転角度と加工ヘッド13から基準部材FMまでの距離との関係を算出してもよい。その後、制御ユニット2は、加工ヘッド13から基準部材FMまでの距離の最大値と最小値との差分d_diffを算出してもよい。加工ヘッド13から基準部材FMまでの距離の最大値と最小値との差分d_diffは、上述した位置P8と位置P9との差分に相当する。このため、制御ユニット2は、R=d_diff/2という数式を用いて、回転半径Rを算出してもよい。
 続いて、第2の半径算出動作について説明する。第2の半径算出動作においても、第1の半径算出動作と同様に、加工ユニット1は、回転軸AX周りにステージ16を回転させる。その後、第2の半径算出動作においても、第1の半径算出動作と同様に、加工ユニット1は、位置P8に位置する基準部材FMを計測し、且つ、位置P8から位置P8とは異なる位置P9に移動した基準部材FMを計測してもよい。
 第2の半径算出動作では、位置P8と位置P9とが上述した第1及び第2の位置条件を満たす一方で第3の位置条件を満たさないという点で、位置P8と位置P9とが上述した第1から第3の位置条件を満たす第1の半径算出動作と異なっていてもよい。この場合、図21(a)から図21(b)に示すように、加工ユニット1は、Z軸方向において回転軸CXと同じ位置(同じ高さ)に位置する位置P0に基準部材FMが位置していると仮定した基準状態から、回転軸CX周りの一の方向(図21(b)に示す例では、反時計回りの方向)に沿って所定角度θだけステージ16を回転させることで、基準部材FMを位置P8に配置してもよい。この状態で、加工ユニット1は、位置P8に位置する基準部材FMを計測してもよい。その後、図21(c)から図21(d)に示すように、加工ユニット1は、基準状態から、回転軸CX周りの一の方向とは逆側の他の方向(図21(d)に示す例では、時計回りの方向)に沿って所定角度θだけステージ16を回転させることで、基準部材FMを位置P9に配置してもよい。この状態で、加工ユニット1は、位置P9に位置する基準部材FMを計測してもよい。但し、加工ユニット1が位置P8に位置する基準部材FM及び位置P9に位置する基準部材FMを計測することができる限りは、ステージ16の移動方法がこの方法に限定されることはない。例えば、加工ユニット1は、位置P8に位置する基準部材FMを計測した後に、ステージ16を2θだけ回転させることで、位置P8に位置する基準部材FMを位置P9に移動させてもよい。
 基準部材FMの計測が完了した後、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、回転半径Rを算出してもよい。具体的には、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、加工ヘッド13から基準部材FMまでの距離を算出してもよい。つまり、制御ユニット2は、図22(a)及び図22(b)に示すように、加工ヘッド13から位置P8に位置している基準部材FMまでの距離d82と、加工ヘッド13から位置P9に位置している基準部材FMまでの距離d92とを算出してもよい。この場合、図22(a)及び図22(b)に示すように、距離d82及びd92と回転半径Rとの間には、sinθ=((d92-d82)/2)/Rという関係が成立する。このため、制御ユニット2は、R=(d92-d82)/2sinθという数式を用いて、回転半径Rを算出してもよい。
 加工ユニット1は、基準部材FMを位置P8及びP9のそれぞれに配置するように回転軸CX周りにステージ16を回転させる動作を、ステージ16の回転角度θを変更しながら複数回行ってもよい。つまり、回転角度θが変わると、位置P8及び位置P9もまた変わる。このため、加工ユニット1は、基準部材FMを位置P8及びP9のそれぞれに配置するように回転軸CX周りにステージ16を回転させる動作を、位置P8及びP9を変更しながら複数回行ってもよい。その結果、基準部材FMは、複数の異なる位置P8に順に配置され、且つ、複数の異なる位置P9に順に配置されてもよい。以下の説明では、ステージ16が回転軸CX周りに回転角度θ(尚、kは1からNまでの整数であり、Nは、ステージ16を回転させる動作を行う回数を示す整数である)だけ回転させた場合に、基準部材FMが、位置P8及びP9に位置するものとする。この場合、加工ユニット1は、基準部材FMを位置P8及びP9のそれぞれに配置するように回転軸CX周りにステージ16を回転させる動作を行うたびに、位置P8に位置する基準部材FMと位置P9に位置する基準部材FMとを計測してもよい。つまり、加工ユニット1は、位置P8に位置する基準部材FM及び位置P9に位置する基準部材FMを計測し、位置P8に位置する基準部材FM及び位置P9に位置する基準部材FMを計測し、・・・、位置P8に位置する基準部材FM及び位置P9に位置する基準部材FMを計測してもよい。その後、制御ユニット2は、位置P8に位置する基準部材FM及び位置P9に位置する基準部材FMの計測結果に基づいて、回転半径Rを算出してもよい。つまり、制御ユニット2は、回転半径Rと、回転半径Rと、・・・、回転半径Rとを算出してもよい。その後、制御ユニット2は、回転半径RからRの平均値を、回転半径Rとして算出してもよい。
 第2の半径算出動作では、第1の半径算出動作と比較して、計測光MLの進行方向における位置P8と位置P9との間の距離が短くなる。このため、制御ユニット2が算出した回転半径Rの精度に対して計測光MLのデフォーカスの影響が与える影響が小さくなる。従って、制御ユニット2は、加工ヘッド13の焦点深度(例えば、対物光学系134の焦点深度)が相対的に浅い(小さい)場合であっても、回転半径Rを相対的に高精度に算出することができる。
 再び図16において、回転半径Rが算出された後、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、回転軸AX周りにステージ16を回転させる(ステップS13)。この場合、加工ユニット1は、図23に示すように、基準部材FMが載置される載置面161がZ軸方向(つまり、重力方向)と垂直になるように、回転軸AX周りにステージ16を回転させてもよい。加工ユニット1は、載置面161が、加工ヘッド13から射出される計測光MLの進行方向(図23に示す例では、Z軸方向)に交差する面となるように、回転軸AX周りにステージ16を回転させてもよい。加工ユニット1は、載置面161に直交する回転軸CXがZ軸方向と平行になるように、回転軸AX周りにステージ16を回転させてもよい。
 その後、加工ユニット1は、基準部材FMを計測する(ステップS14)。具体的には、加工ユニット1は、図24(a)及び図24(b)に示すように、制御ユニット2の制御下で、位置P10に位置する基準部材FMを計測し、且つ、位置P10から位置P10とは異なる位置P11に移動した基準部材FMを計測してもよい。より具体的には、加工ユニット1は、まず、図24(a)に示すように、位置P10に位置する基準部材FMに計測光MLを照射することで、位置P10に位置する基準部材FMを計測してもよい。その後、加工ユニット1は、図24(b)に示すように、位置P10に位置する基準部材FMが、位置P10から位置P10とは異なる位置P11に移動するように、回転軸CX周りにステージ16を回転(回転移動)させてもよい。その後、加工ユニット1は、図24(b)に示すように、位置P11に位置する基準部材FMに計測光MLを照射することで、位置P11に位置する基準部材FMを計測してもよい。その結果、制御ユニット2は、位置P10に位置する基準部材FMへの計測光MLの照射によって生ずる基準部材FMからの戻り光RLの検出結果を、加工ユニット1から取得してもよい。更に、制御ユニット2は、位置P11に位置する基準部材FMへの計測光MLの照射によって生ずる基準部材FMからの戻り光RLの検出結果を、加工ユニット1から取得してもよい。制御ユニット2は、位置P10に位置する基準部材FMからの戻り光RLの検出結果と、位置P11に位置する基準部材FMからの戻り光RLの検出結果とに基づいて、移動誤差を算出してもよい。
 尚、ステップS14において基準部材FMを計測する動作は、上述した移動誤差算出動作において基準部材FMを計測する動作と同一であってもよい。つまり、加工ユニット1は、ステップS14において、上述した移動誤差算出動作において基準部材FMを計測する動作と同様の動作を行うことで、位置P10に位置する基準部材FM及び位置P11に移動した基準部材FMを計測してもよい。このため、重複する説明を省略するために、ステップS14において基準部材FMを計測する動作の詳細な説明は省略する。加工ユニット1は、特段の説明がない場合には、ステップS14において、上述した移動誤差算出動作において基準部材FMを計測する動作と同様の動作を行ってもよい。
 加工ユニット1は、移動する基準部材FMを加工ヘッド13が追従するように、加工ヘッド13を移動させてもよい。具体的には、加工ユニット1は、移動する基準部材FMが、加工ヘッド13を基準に定まる計測ショット領域MSAに含まれるように、加工ヘッド13を移動させてもよい。具体的には、図25(a)に示すように、加工ユニット1は、位置P6に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P10に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。位置P6は、位置P6に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P10に位置する基準部材FMが含まれる(つまり、位置P10が含まれる)という条件を満たす位置である。更に、加工ユニット1は、位置P6に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)を用いて、位置P10に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。その後、加工ユニット1は、図25(b)に示すように、位置P10に位置する基準部材FMが、位置P10から位置P11に移動するように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。更に、加工ユニット1は、図25(b)に示すように、位置P6に位置する加工ヘッド13が、位置P6から位置P6とは異なる位置P7に移動するように、加工ヘッド13を移動させてもよい。位置P7は、位置P7に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P11に位置する基準部材FMが含まれる(つまり、位置P11が含まれる)という条件を満たす位置である。その後、加工ユニット1は、図25(b)に示すように、位置P7に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P11に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P7に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)を用いて、位置P11に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。
 再び図16において、基準部材FMの計測が完了した後、制御ユニット2は、ステップS12で算出した回転半径と、ステップS14において取得した基準部材FMの計測結果とに基づいて、加工ユニット1が備える部材の変形に起因して加工ヘッド13とステージ16との少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出してもよい(ステップS15)。つまり、制御ユニット2は、ステップS12での基準部材FMの計測結果と、ステップS14での基準部材FMの計測結果とに基づいて、移動誤差を算出する。
 具体的には、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、基準部材FMの位置(特に、基準位置)を算出してもよい。つまり、制御ユニット2は、基準部材FMの位置を示す計測データ(つまり、位置情報)を生成してもよい。特に、基準部材FMが移動するがゆえに、制御ユニット2は、基準部材FMの移動軌跡(特に、基準位置の移動軌跡)を算出してもよい。つまり、制御ユニット2は、基準部材FMの移動軌跡を示す計測データを生成してもよい。尚、算出された基準部材FMの位置(特に、移動軌跡)を示す計測データの一例が、図26において実線を用いて示されている。図26は、回転軸CX周りにステージ16を回転させながら計測され且つXY平面に投影された基準部材FMの位置(三次元位置)を示している。その後、制御ユニット2は、算出した基準部材FMの位置(つまり、位置情報である計測データ)に基づいて、移動誤差を算出してもよい。
 具体的には、基準部材FMの回転半径Rが図16のステップS12で算出されているがゆえに、制御ユニット2は、回転軸CX周りにステージ16が回転した場合の基準部材FMの理想的な移動軌跡(つまり、半径がRとなる真円を形成する移動軌跡)を算出することができる。一方で、計測データは、基準部材FMの実際の移動軌跡を示している。ここで、移動誤差が生じていない場合には、算出した基準部材FMの移動軌跡は、基準部材FMの理想的な移動軌跡と一致する。一方で、移動誤差が生じている場合には、算出した基準部材FMの移動軌跡は、基準部材FMの理想的な移動軌跡と少なくとも部分的に一致しなくなる。従って、算出した基準部材FMの移動軌跡と基準部材FMの理想的な移動軌跡との違いは、移動誤差を示していると言える。このため、制御ユニット2は、図16のステップS12で算出された回転半径Rに基づいて、基準部材FMの理論的な移動軌跡を算出してもよい。更に、制御ユニット2は、図16のステップS14で取得した基準部材FMの計測結果に基づいて、基準部材FMの実際の移動軌跡を算出してもよい。その後、制御ユニット2は、基準部材FMの理想的な移動軌跡と基準部材FMの実際の移動軌跡との違いに基づいて、移動誤差を算出してもよい。
 尚、変形誤差算出動作において算出される加工ヘッド13の移動誤差は、上述した移動誤差算出動作において算出される加工ヘッド13の移動誤差と同一であってもよい。例えば、制御ユニット2は、変形誤差算出動作において、加工ヘッド13が一の移動方向に沿って移動した場合に加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差(例えば、移動誤差E、移動誤差E及び移動誤差E)を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、変形誤差算出動作において、加工ヘッド13の移動軸に関する誤差(例えば、加工ヘッド13の一の移動軸と他の移動軸との直交度(直角度)に関する誤差)を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、変形誤差算出動作において、上に例示した移動誤差とは異なる移動誤差を算出してもよい。
 具体的には、例えば、図26に示すように、制御ユニット2は、基準部材FMの理想的な移動軌跡のX軸方向におけるサイズ(例えば、直径)Lxと基準部材FMの実際の移動軌跡のX軸方向におけるサイズ(つまり、回転半径Rの2倍)との差分の絶対値を、ヘッド駆動部材の変形に起因して加工ヘッド13の移動に生じたX軸方向の移動誤差(例えば、X軸変形量)として算出してもよい。例えば、図26に示すように、制御ユニット2は、基準部材FMの理想的な移動軌跡のY軸方向におけるサイズ(例えば、直径)Lyと基準部材FMの実際の移動軌跡のY軸方向におけるサイズ(つまり、回転半径Rの2倍)との差分の絶対値を、ヘッド駆動部材の変形に起因して加工ヘッド13の移動に生じたY軸方向の移動誤差(例えば、Y軸変形量)として算出してもよい。例えば、図26に示すように、制御ユニット2は、ステージ16の回転角度が所定の角度θdとなっている場合の基準部材FMの理想的な移動軌跡と基準部材FMの実際の移動軌跡とのX軸方向のずれ量を、ヘッド駆動部材の変形に起因して加工ヘッド13の移動に生じたX軸方向の移動誤差(例えば、ピッチ誤差)として算出してもよい。例えば、図26に示すように、制御ユニット2は、ステージ16の回転角度が所定の角度θdとなっている場合の基準部材FMの理想的な移動軌跡と基準部材FMの実際の移動軌跡とのY軸方向のずれ量を、ヘッド駆動部材の変形に起因して加工ヘッド13の移動に生じたY軸方向の移動誤差(例えば、ピッチ誤差)として算出してもよい。
 移動誤差が算出された場合には、制御ユニット2は、移動誤差に基づいて加工ユニット1を制御してもよい。具体的には、制御ユニット2は、移動誤差が発生している場合であっても、移動誤差が発生していない場合と同様にワークWを加工し且つ計測対象物Mを計測するように、加工ユニット1を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、移動誤差が発生している場合であっても、移動誤差が発生していない場合と同様に加工ヘッド13が移動するように、加工ヘッド13を移動させるヘッド駆動系14を制御してもよい。つまり、制御ユニット2は、移動誤差が相殺されるように、加工ヘッド13を移動させてもよい。変形誤差算出動作によってステージ16の移動に生ずる移動誤差が算出された場合には、例えば、制御ユニット2は、移動誤差が発生している場合であっても、移動誤差が発生していない場合と同様にステージ16が移動するように、ステージ16を移動させるステージ駆動系17を制御してもよい。つまり、制御ユニット2は、移動誤差が相殺されるように、ステージ16を移動させてもよい。尚、移動誤差が基準部材FMの位置に関する情報から算出されるがゆえに、制御ユニット2は、基準部材FMの位置に関する情報に基づいて、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動を制御している(つまり、ヘッド駆動系14及びステージ駆動系17の少なくとも一方を制御している)とみなしてもよい。制御ユニット2は、位置P8に位置する基準部材FMの計測結果、位置P9に位置する基準部材FMの計測結果、位置P10に位置する基準部材FMの計測結果及び位置P11に位置する基準部材FMの計測結果から算出される基準部材FMの位置に関する情報に基づいて、加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動を制御している(つまり、ヘッド駆動系14及びステージ駆動系17の少なくとも一方を制御している)とみなしてもよい。
 制御ユニット2は、算出した移動誤差に関する移動誤差情報を、制御ユニット2が備える記憶装置に格納してもよい。制御ユニット2は、算出した移動誤差に関する移動誤差情報を、制御ユニット2の外部に配置されている記憶装置に格納してもよい。この場合、制御ユニット2は、記憶装置に格納されている移動誤差情報に基づいて加工ユニット1を制御してもよい。
 制御ユニット2は、移動誤差情報を、移動誤差(この場合、変形誤差)を算出するために基準部材FMが計測された計測期間の加工ユニット1の温度に関する温度情報と共に、記憶装置に格納してもよい。温度情報は、計測期間中の加工ユニット1の温度の統計値(例えば、最大値、最小値、平均値及び中央値の少なくとも一つ)に関する情報を含んでいてもよい。制御ユニット2は、加工ユニット1の温度が異なる複数の環境にそれぞれ対応する複数の移動誤差情報を、温度情報と共に、記憶装置に格納してもよい。この場合、制御ユニット2は、加工ユニット1の現在の温度に最も近い温度に対応する一の移動誤差情報に基づいて加工ユニット1を制御してもよい。
 加工システムSYSは、このような変形誤差算出動作を、一定の周期で行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を、n1(尚、n1は、1以上の整数)日ごとに行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を、n2(尚、n2は、1以上の整数)週間ごとに行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を、n3(尚、n3は、1以上の整数)ヶ月ごとに行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を、n4(尚、n4は、1以上の整数)年ごとに行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を、n5(尚、n5は、1以上の整数)時間ごとに行ってもよい。或いは、移動誤差が生ずる原因の一つが、加工ユニット1の温度の変化であることは、上述したとおりである。この場合、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を、加工ユニット1の温度の変化が許容量以上変化した場合に行ってもよい。つまり、加工システムSYSは、変形誤差算出動作を、加工ユニット1が備える部材が変形したと推定される場合に行ってもよい。また、上述した変形誤差算出動作は、加工システムSYSを製造した後に、すなわち加工システムSYSの周囲の環境の変化とは無関係に行われてもよい。この場合には、加工システムSYSの製造誤差を算出することができる。
 このように、本実施形態では、制御ユニット2は、加工ユニット1が備える部材の変形に起因して加工ヘッド13及びステージ16の少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出することができる。このため、加工ユニット1が備える部材が変形した場合であっても、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、移動誤差の影響を低減しながら、ワークWを加工し且つ計測対象物Mを加工することができる。
 尚、加工ユニット1が備える部材は、加工システムSYSが設置される環境の温度の変化とは異なる要因によって変形する可能性がある。この場合においても、加工システムSYSは、上述した変形誤差算出動作を行うことで、環境の温度の変化とは異なる要因によって加工ユニット1が備える部材が変形した場合に生ずる移動誤差を算出してもよい。加工ユニット1が備える部材が変形する要因の一例として、加工システムSYSの経年劣化(例えば、加工ユニット1が備える部材の経年劣化)及びワークWが加工される加工空間の圧力の変動のうちの少なくとも一つがあげられる。
 (3)変形例
 続いて、加工システムSYSの変形例について説明する。
 (3-1)移動誤差算出動作の変形例
 上述した説明では、制御ユニット2は、少なくとも位置P1に位置する基準部材FMの計測結果と位置P2に位置する基準部材FMの計測結果とに基づいて、移動誤差を算出している。つまり、加工ユニット1は、ステージ16を移動させることで基準部材Mを移動させ、異なる複数の位置のそれぞれに位置している基準部材FMを計測している。しかしながら、加工ユニット1は、位置P1に位置する基準部材FMを計測する一方で、位置P2に位置する基準部材FMを計測しなくてもよい。つまり、加工ユニット1は、ステージ16を移動させることで基準部材Mを移動させなくてもよく、異なる複数の位置のそれぞれに位置している基準部材FMを計測しなくてもよい。この場合、加工ユニット1は、加工ヘッド13を計測光MLの進行方向に沿って移動させながら、同じ位置に位置している基準部材FMを計測してもよい。
 具体的には、加工ユニット1は、図27(a)に示すように、位置P21に位置する加工ヘッド13を用いて、位置P1に位置する基準部材FMを計測してもよい。その後、加工ユニット1は、図27(b)に示すように、位置P21に位置する加工ヘッド13が、位置P21から計測光MLの進行方向であるZ軸方向において位置P21とは異なる位置P22に移動するように、Z軸方向に沿って加工ヘッド13を移動させてもよい。その後、加工ユニット1は、図27(b)に示すように、位置P22に位置する加工ヘッド13を用いて、位置P1に位置する基準部材FMを計測してもよい。
 その後、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差(この場合、Z軸方向に沿った加工ヘッド13の移動に生ずるZ軸方向の移動誤差EZZ)を算出してもよい。具体的には、制御ユニット2は、位置P21に位置する加工ヘッド13を用いた基準部材FMの計測結果に基づいて、位置P21に位置する加工ヘッド13と基準部材FMとの間の距離d21を算出してもよい。更に、制御ユニット2は、位置P22に位置する加工ヘッド13を用いた基準部材FMの計測結果に基づいて、位置P22に位置する加工ヘッド13と基準部材FMとの間の距離d22を算出してもよい。ここで、移動誤差EZZが生じていない場合には、距離d22と距離d21との差分(つまり、d22-d21)は、Z軸方向における加工ヘッド13の移動量の目標値と一致するはずである。一方で、移動誤差EZZが生じている場合には、距離d22と距離d21との差分(つまり、d22-d21)は、Z軸方向における加工ヘッド13の移動量の目標値と一致しない。この場合、加工ヘッド13は、移動誤差に起因して、位置P21から位置P22に移動する際に、移動量の目標値よりも長い距離を又は移動量の目標値よりも短い距離を移動したと推定される。このため、制御ユニット2は、距離d22と距離d21との差分を算出し、算出した差分とZ軸方向における加工ヘッド13の移動量の目標値との差分を、移動誤差EZZとして算出してもよい。
 尚、変形誤差算出動作においても同様の動作が行われてもよい。
 上述した説明では、移動誤差算出動作が行われる場合には、基準部材FMは、ステージ16の回転軸から、回転軸に交差する方向に沿って離れた位置に配置されている。しかしながら、基準部材FMは、ステージ31の回転軸上に配置されていてもよい。つまり、基準部材FMは、ステージ31の回転中心に配置されていてもよい。この場合、加工ユニット1は、回転軸周りにステージ31を所定回転量ずつ(つまり、所定回転角度ずつ)回転させる都度、計測光MLを用いて基準部材FMを計測してもよい。制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、ステージ31の回転軸の旋回精度(例えば、回転軸の回転位置決め誤差)を、移動誤差の一例として算出してもよい。具体的には、旋回精度が算出される場合には、図8(b)に示す多面体を含む基準部材FMがステージ31に載置されてもよい。この場合、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、基準部材FMの各面(つまり、多面体の各面)の向き(例えば、法線が延びる方向)を算出することができる。このため、制御ユニット2は、ステージ31が所定回転量ずつ回転する都度、基準部材FMの各面の向きを算出することになる。その結果、制御ユニット2は、基準部材FMの各面の向きとステージ31の回転軸とのずれを算出することができる。ここで、計測光MLを用いた計測対象物の計測精度が相対的に高いがゆえに、基準部材FMの各面の向きとステージ31の回転軸とのずれは、ステージ31の回転軸の位置決め誤差に起因したずれであると推定される。このため、制御ユニット2は、基準部材FMの各面の向きとステージ31の回転軸とのずれを、ステージ31の回転軸の位置決め誤差として算出することができる。
 (3-2)変形誤差算出動作の変形例
 表面が平面FMs1と曲面FMs2との双方を含む部材が基準部材FMとして用いられてもよいことは、図11(c)を参照しながら説明したとおりである。この場合、図16のステップS12において回転半径Rを算出するために基準部材FMを計測する場合には、図28(a)に示すように、加工ユニット1は、基準部材FMの平面FMs1に計測光MLを照射することで基準部材FMを計測してもよい。なぜならば、回転半径Rを算出するために加工ヘッド13と基準部材FMとの間の距離が算出されるところ、加工ヘッド13と基準部材FMの曲面との間の距離よりも、加工ヘッド13と基準部材FMの平面との間の距離の方が精度よく算出可能であるからである。この場合、基準部材FMの平面FMs1に計測光MLが照射可能となるように、加工ユニット1は、A軸周りにステージ16を回転させてもよい。一方で、図16のステップS14において回転半径Rを算出した後に基準部材FMを計測する場合には、図28(b)に示すように、加工ユニット1は、基準部材FMの曲面FMs2に計測光MLを照射することで基準部材FMを計測してもよい。なぜならば、移動誤差を算出するために基準部材FMの基準位置が算出されるところ、基準部材FMの曲面FMs2の形状(例えば、球面の形状)が判明すれば、基準部材FMの基準位置(例えば、球の中心の位置)が精度よく算出可能であるからである。この場合、基準部材FMの曲面FMs2に計測光MLが照射可能となるように、加工ユニット1は、A軸周りにステージ16を回転させてもよい
 図19のステップS14において、加工ユニット1は、位置P10に位置する基準部材FMと位置P11に位置する基準部材FMとを計測している。ここで、図29(a)に示すように、位置P10と位置P11とが、X軸方向及びY軸方向のいずれか一方に沿って同じ位置に位置している場合には、加工ユニット1は、位置P10に位置する基準部材FMと位置P11に位置する基準部材FMとを計測するために、加工ヘッド13を、X軸方向及びY軸方向のいずれか一方に移動させれば十分である。つまり、加工ユニット1は、加工ヘッド13を、X軸方向及びY軸方向のいずれか他方に移動させなくてもよくなる。図29(a)に示す例では、位置P10と位置P11とがY軸方向に沿って同じ位置に位置しているため、加工ユニット1は、位置P10に位置する基準部材FMと位置P11に位置する基準部材FMとを計測するために、加工ヘッド13をX軸方向に移動させる一方で、加工ヘッド13をY軸方向に移動させなくてもよくなる。しかしながら、この場合には、X軸方向及びY軸方向のいずれか一方に沿った加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差を算出することが困難になる。そこで、加工ユニット1は、X軸方向に沿って互いに異なる少なくとも二つの位置のそれぞれに位置する基準部材FMを計測し、且つ、Y軸方向に沿って互いに異なる少なくとも二つの位置のそれぞれに位置する基準部材FMを計測してもよい。例えば、図29(b)に示すように、加工ユニット1は、X軸方向に沿って互いに異なる位置P23及びP24のそれぞれに位置する基準部材FMを計測し、且つ、Y軸方向に沿って互いに異なる位置P25及びP26のそれぞれに位置する基準部材FMを計測してもよい。この場合、計測部材FMを計測する過程で、加工ヘッド13は、X軸方向及びY軸方向の双方に沿って移動する。その結果、制御ユニット2は、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに沿った加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差を算出することが可能となる。
 図19のステップS12において回転半径Rを算出する際に、制御ユニット2は、加工ヘッド13と基準部材FMとの間の距離に加えて、基準部材FMの三次元位置を算出してもよい。具体的には、制御ユニット2は、位置P8に位置する基準部材FMの三次元位置と、位置P9に位置する基準部材FMの三次元位置とを算出してもよい。この場合、制御ユニット2は、図16のステップS14における基準部材FMの計測結果と、図16のステップS12において算出した基準部材FMの三次元位置とに基づいて、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿った加工ヘッド13の移動に生ずるZ軸方向の移動誤差(例えば、上述した移動誤差EZX及び移動誤差EZY)を算出してもよい。具体的には、制御ユニット2は、図16のステップS12において算出した基準部材FMの三次元位置と、図16のステップS13におけるステージ16の回転量とに基づいて、図16のステップS14において基準部材FMが計測されている時点での加工ヘッド13と基準部材FMとの間の理想的な距離d0を算出してもよい。更に、制御ユニット2は、図16のステップS14における基準部材FMの計測結果に基づいて、図16のステップS14において基準部材FMが計測されている時点での加工ヘッド13と基準部材FMとの間の実際の距離を算出してもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ヘッド13と位置P10に位置する基準部材FMとの間の距離d330と、加工ヘッド13と位置P11に位置する基準部材FMとの間の距離d331とを算出してもよい。ここで、Z軸方向の移動誤差が生じていない場合には、図30(a)に示すように、距離d330及びd331のそれぞれは、理想的な距離d0と一致するはずである。一方で、Z軸方向の移動誤差が生じている場合には、距離d330及びd331の少なくとも一方は、理想的な距離d0と一致しない。なぜならば、Z軸方向の移動誤差が生じている場合には、加工ヘッド13が位置P6から位置P7に移動する過程で、加工ヘッド13が、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方のみならず、Z軸方向に沿って移動してしまうからである。このため、制御ユニット2は、理想的な距離d0と計測結果から算出される距離d330及びd331の少なくとも一方との差分を、Z軸方向の移動誤差として算出してもよい。或いは、制御ユニット2は、計測結果から算出される距離d330及びd331の差分を、Z軸方向の移動誤差として算出してもよい。
 図19のステップS12において回転半径Rを算出する際に、加工ユニット1は、基準部材FMが載置される載置面161がZ軸方向と平行になるように回転軸AX周りにステージ16を回転させている(図17(a)及び図17(b)参照)。しかしながら、ステップS12において、加工ユニット1は、基準部材FMが載置される載置面161がZ軸方向と垂直になっている状態で基準部材FMを計測してもよい。具体的には、図31(a)に示すように、加工ユニット1は、位置P15に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P10(或いは、位置P10とは異なる位置、以下この段落において同じ)に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P15に位置する加工ヘッド13を用いて、位置P10に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。その後、図31(b)に示すように、加工ユニット1は、位置P15に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P11(或いは、位置P11とは異なる位置、以下この段落において同じ)に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P15に位置する加工ヘッド13を用いて、位置P11に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。このため、位置P15は、位置P15に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P10に位置する基準部材FMと位置P11に位置する基準部材FMとの双方が含まれる(つまり、位置P10と位置P11との双方が含まれる)という条件を満たす位置である。更に、必要に応じて、加工ユニット1は、位置P11から位置P10及びP11とは異なる位置に移動した基準部材FMを更に計測してもよい。加工ユニット1は、回転軸CX周りにステージ16が所定角度回転する都度、基準部材FMを計測してもよい。その後、制御ユニット2は、基準部材FMの計測結果に基づいて、基準部材FMの位置(特に、移動軌跡)を算出してもよい。ここで、加工ヘッド13が移動していないがゆえに、算出された移動軌跡は、加工ヘッド13の移動に生ずる移動誤差の影響を受けていない。このため、算出された移動軌跡は、基準部材FMの実際の移動軌跡である。このため、制御ユニット2は、算出された移動軌跡の半径(例えば、XY平面に投影した移動軌跡の半径)を、基準部材FMの回転半径Rとして算出してもよい。この場合、回転半径Rを算出するためにステージ16をA軸周りに回転させる必要がないため、回転半径Rの精度が、A軸周りのステージ16の移動に生ずる移動誤差の影響を受けることはない。このため、制御ユニット2は、相対的に高精度に回転半径Rを算出することができる。
 その後、図16のステップS14において、加工ユニット1は、少なくとも位置P10に位置する基準部材FMと位置P11に位置する基準部材FMとを計測してもよい。この場合、図32(a)に示すように、加工ユニット1は、位置P15とは異なる位置P13に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P10に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。位置P13は、位置P13に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P10に位置する基準部材FMが含まれる(つまり、位置P10が含まれる)という条件を満たす位置である。更に、加工ユニット1は、位置P13に位置する加工ヘッド13を用いて、位置P10に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。その後、加工ユニット1は、図32(b)に示すように、位置P10に位置する基準部材FMが、位置P10から位置P11に移動するように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。更に、加工ユニット1は、図32(b)に示すように、位置P13に位置する加工ヘッド13が、位置P13から位置P13とは異なる位置P14に移動するように、加工ヘッド13を移動させてもよい。位置P14は、位置P14に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P11に位置する基準部材FMが含まれる(つまり、位置P11が含まれる)という条件を満たす位置である。その後、加工ユニット1は、図32(b)に示すように、位置P14に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P11に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P14に位置する加工ヘッド13を用いて、位置P11に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。
 或いは、図33(a)に示すように、加工ユニット1は、回転半径Rを算出するために加工ヘッド13が位置していた位置P15と同じ位置P16に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P10に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P16に位置する加工ヘッド13を用いて、位置P10に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。その後、加工ユニット1は、図33(b)に示すように、位置P10に位置する基準部材FMが、位置P10から位置P11に移動するように、回転軸CX周りにステージ16を回転させてもよい。更に、加工ユニット1は、図33(b)に示すように、位置P16に位置する加工ヘッド13が、位置P16から位置P16とは異なる位置P17に移動するように、加工ヘッド13を移動させてもよい。位置P17は、位置P17に位置する加工ヘッド13の計測ショット領域MSAに、位置P11に位置する基準部材FMが含まれる(つまり、位置P11が含まれる)という条件を満たす位置である。その後、加工ユニット1は、図33(b)に示すように、位置P17に位置する加工ヘッド13(特に、対物光学系134)から、位置P11に位置する基準部材FMに計測光MLを照射してもよい。更に、加工ユニット1は、位置P17に位置する加工ヘッド13を用いて、位置P11に位置する基準部材FMからの戻り光RLを受光してもよい。
 制御ユニット2は、第1の半径算出動作で算出された基準部材FMの回転半径Rと、第2の半径算出動作での基準部材FMの移動量とに基づいて、ステージ16の移動誤差を算出してもよい。具体的には、第1の半径算出動作によって基準部材FMの回転半径Rが算出された場合には、制御ユニット2は、回転半径Rから、第2の半径算出動作でステージ16を基準状態から回転軸CX周りに所望回転角度(例えば、180度、180度よりも小さい回転角度又は180度よりも大きい回転角度)だけ時計回り及び反時計回りのそれぞれに回転させたときの基準部材FMの移動量(例えば、図25に示すd92-d82)の目標値を算出することができる。一方で、制御ユニット2は、第2の半径算出動作での基準部材FMの計測結果に基づいて、ステージ16を回転軸CX周りに所望回転角度だけ回転させたときの基準部材FMの実際の移動量を算出することができる。ステージ16の移動誤差が存在しない場合には、計測部材FMの移動量の目標値と計測部材FMの実際の移動量とは、一致する。一方で、ステージ16の移動誤差が存在する場合には、計測部材FMの移動量の目標値と計測部材FMの実際の移動量とは、一致しない。このため、制御ユニット2は、計測部材FMの移動量の目標値と計測部材FMの実際の移動量とを比較することで、ステージ16の移動誤差を算出してもよい。尚、ステージ16を基準状態から所望回転角度だけ時計回り及び反時計回りのそれぞれに回転させる場合に限らず、ステージ16を所望回転角度だけ任意の方向に回転させる場合においても同様のことが言える。
 上述した説明では、図16において、加工システムSYSは、基準部材FMの回転半径Rを算出した後に(ステップS12)、回転軸CX周りにステージ16を回転させながら基準部材FMを計測している(ステップS14)。しかしながら、加工システムSYSは、回転軸CX周りにステージ16を回転させながら基準部材FMを計測した後に(ステップS14)、基準部材FMの回転半径Rを算出してもよい(ステップS12)。つまり、加工システムSYSは、ステップS12の動作及びステップS14の動作を行う順番を変更してもよい。この場合であっても、制御ユニット2は、移動誤差を算出することができる。加工システムSYSは、移動誤差を算出することができる限りは、図16に示す各動作の順番を任意に変更してもよい。
 上述した説明では、図16のステップS12の動作(つまり、回転半径Rを算出するための第1及び第2半径算出動作の少なくとも一方)は、移動誤差を算出するために行われている。しかしながら、加工システムSYSは、移動誤差を算出する目的とは別の目的で、図16のステップS12の動作を行ってもよい。加工システムSYSは、移動誤差の算出とは無関係に、図16のステップS12の動作を行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、ステージ16の載置面161の熱膨張及び熱収縮の少なくとも一方の度合いを算出するために、図16のステップS12の動作を行ってもよい。具体的には、加工システムSYSは、加工システムSYSが予め基準の環境に置かれている状況下で、第1及び第2半径算出動作のうち少なくとも一方によって、回転半径Rを基準の回転半径R0として予め算出しておいてもよい。その後、加工システムSYSは、第1半径算出動作及び第2半径算出動作のうち少なくとも一方を再度行うことで得られる回転半径Rと基準の回転半径R0とから、ステージ16の載置面161の熱膨張及び熱収縮の少なくとも一方の度合いを算出してもよい。
 (3-3)その他の変形例
 上述した説明では、ワークWを加工可能な加工システムSYSが、移動誤差算出動作を行っている。しかしながら、ワークW等の計測対象物Mを計測可能な計測システムSYSaが、上述した光キャリブレーション動作、移動誤差算出動作及び変形誤差算出動作のうちの少なくとも一つを行ってもよい。計測システムSYSaの構成の一例が、図34に示されている。図34に示すように、計測システムSYSaは、加工システムSYSと比較して、加工ユニット1に代えて計測ユニット1aを備えているという点で異なっていてもよい。計測ユニット1aは、加工ユニット1と比較して、加工光源11に代えて計測光源11aを備え、且つ、加工ヘッド13に代えて計測ヘッド13aを備えているという点で異なっていてもよい。計測光源11aは、計測光を生成可能である。計測ヘッド13aは、加工ヘッド13と比較して、加工光学系131に代えて、計測光源11aが生成した計測光を計測対象物Mに照射するための計測光学系131aを備えているという点で異なっていてもよい。計測システムSYSaのその他の特徴は、加工システムSYSのその他の特徴と同じであってもよい。計測システムSYSaが行う光キャリブレーション動作は、計測ヘッド13aが計測光(つまり、計測光学系131aからの計測光)を照射する目標照射位置と計測ヘッド13aが計測光ML(つまり、計測光学系132からの計測光ML)を照射する目標照射位置MAとの位置合わせを行う動作であってもよい。計測システムSYSaが行う移動誤差算出動作は、計測ヘッド13a及びステージ16の少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出するための動作であってもよい。計測システムSYSaが行う変形誤差算出動作は、計測ユニット1aが備える部材の変形に起因して計測ヘッド13a及びステージ16の少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出するための動作であってもよい。
 計測光学系132は、加工ヘッド13に着脱可能に取り付けられていてもよい。この場合、基準部材FMに計測光MLが照射される場合に、計測光学系132が加工ヘッド13に取り付けられていてもよい。一方で、加工ヘッド13がワークWを加工する場合には、計測光学系132が加工ヘッド13から取り外されていてもよい。
 上述した説明では、加工システムSYS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。つまり、加工システムSYSは、光という形態のエネルギビームをワークWに照射することで、ワークWを加工している。しかしながら、加工システムSYSは、光とは異なる任意のエネルギビームをワークWに照射して、ワークWを加工させてもよい。任意のエネルギビームの一例として、荷電粒子ビーム及び電磁波の少なくとも一方があげられる。荷電粒子ビームの一例として、電子ビーム及びイオンビームの少なくとも一方があげられる。また、上述した説明では、加工システムSYSは、ワークWに計測光ML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、加工システムSYSは、光とは異なる任意のエネルギビームをワークWに照射して、ワークWを計測させてもよい。
 図35に示すように、ヘッド駆動系14は、ロボットアームを含んでいてもよい。つまり、ヘッド駆動系14は、ロボットアームを用いて加工ヘッド13を移動させてもよい。ロボットアームは、3軸以上の自由度を持つマニピュレータであってもよい。ロボットアームは、いわゆる垂直多関節構造を有するロボットとして機能してもよい。ロボットアームは、水平多関節構造を有するロボット極座標型ロボットとして機能してもよい。ロボットアームは、円筒座標型ロボットとして機能してもよい。ロボットアームは、直角座標型ロボットとして機能してもよい。ロボットアームは、パラレルリンク型ロボットとして機能してもよい。ロボットアームの先端に、加工ヘッド13が取り付けられてもよい。つまり、ロボットアームに、加工ヘッド13がエンドエフェクタとして取り付けられてもよい。尚、図示しないものの、ステージ駆動系17もまた、ロボットアームを含んでいてもよい。つまり、ステージ駆動系17は、ロボットアームを用いてステージ16を移動させてもよい。
 (4)付記
 以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
 ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
 対物光学系を介して前記ワークを加工するための加工ビームを前記ワークに照射可能な加工装置と、
 前記対物光学系を介して計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光可能な光検出装置と、
 前記対物光学系を含む加工ヘッドと、
 前記載置装置を回転させる回転装置と、
 演算部と
 を備え、
 前記光検出装置は、第1位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第1検出結果を取得し、且つ、前記回転装置を用いて前記第1位置から前記第1位置とは異なる第2位置に移動した前記基準部材への前記計測ビームの照射により第2検出結果を取得し、
 前記演算部は、前記第1検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報及び前記第2検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する
 加工システム。
[付記2]
 前記光検出装置は、第3位置に位置する前記対物光学系を介して前記第1位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第3位置に位置する前記対物光学系を介して前記第2位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射する
 付記1に記載の加工システム。
[付記3]
 前記光検出装置は、計測領域を前記計測ビームが走査するように、前記計測ビームを偏向可能であり、
 前記第1及び第2位置は、前記第3位置に位置する前記対物光学系からの前記計測ビームで走査可能な前記計測領域内に位置する
 付記2に記載の加工システム。
[付記4]
 前記演算部で算出される前記移動誤差は、前記回転装置による前記載置装置の移動に生ずる移動誤差を含む
 付記1から3のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記5]
 前記対物光学系の光軸と交わる移動軸に沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
 前記光検出装置は、第4位置に位置する前記対物光学系を介して前記第1位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射して前記基準部材からの光を受光し、
 その後、前記回転装置は、前記基準部材が前記第1位置から前記第2位置に移動するように、前記載置装置を回転させ、且つ、前記移動装置は、前記対物光学系が前記第4位置から前記第4位置とは異なる第5位置に移動するように、前記対物光学系を移動させ、
 その後、前記光検出装置は、前記第5位置に位置する前記対物光学系を介して前記第2位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射して前記基準部材からの光を受光する
 付記1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記6]
 移動軸に沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
 前記光検出装置は、前記対物光学系を介して第8位置に位置する前記基準部材と第9位置に位置する前記基準部材とに前記計測ビームを照射した後に、第6位置に位置する前記対物光学系を介して、第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射して前記基準部材からの光を受光し、
 その後、前記回転装置は、前記基準部材が前記第10位置から前記第10位置とは異なる第11位置に移動するように、前記載置装置を回転させ、且つ、前記移動装置は、前記対物光学系が前記第6位置から前記第6位置とは異なる第7位置に移動するように、前記対物光学系を移動させ、
 その後、前記光検出装置は、前記第7位置に位置する前記対物光学系を介して前記第11位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射して前記基準部材からの光を受光する
 付記1から5のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記7]
 前記加工装置及び前記光検出装置を制御する制御部を更に備え、
 前記制御部は、前記加工ビームを照射する加工位置と前記計測ビームを照射する計測位置との関係を調整する
 付記1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記8]
 前記加工装置及び前記光検出装置を制御する制御部を更に備え、
 前記制御部は、前記加工ビームを照射する加工位置と前記計測ビームを照射する計測位置との関係に基づいて、前記第1位置に位置する前記基準部材と前記第2位置に位置する前記基準部材とに前記計測ビームを照射するように前記光検出装置を制御する
 付記1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記9]
 前記加工装置及び前記光検出装置を制御する制御部を更に備え、
 前記制御部は、前記加工ビームを照射する加工位置と前記計測ビームを照射する計測位置との関係を調整した後に、前記第1位置に位置する前記基準部材と前記第2位置に位置する前記基準部材とに前記計測ビームを照射するように前記光検出装置を制御する
 付記1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記10]
 移動軸に沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
 前記演算部で算出される前記移動誤差は、前記回転装置による前記載置装置の移動に生ずる移動誤差、及び、前記移動装置による前記載置装置の移動に生ずる移動誤差の少なくとも一方を含む
 付記1から9のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記11]
 前記光検出装置は、前記対物光学系を介して前記計測ビームを前記ワークに照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記ワークからの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光可能であり、
 前記ワークへの前記計測ビームの照射による前記光検出装置の検出結果を用いて得られる前記ワークの少なくとも一部の位置と形状との少なくとも一方に基づいて、前記加工ビームを照射する加工位置を制御する
 付記1から10のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記12]
 ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
 対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
 前記載置装置を、第1軸周りに及び前記第1軸と交差する第2軸周りのそれぞれに回転可能な回転装置と、
 少なくとも前記対物光学系を含む加工ヘッドを移動軸に沿って移動させる移動装置と、
 演算部と
 を備え、
 前記回転装置は、前記第1軸周りに前記載置装置を回転させることにより前記基準部材を第8位置から第9位置に移動させ、且つ、前記第2軸周りに前記載置装置を回転させることにより前記基準部材を第10位置から第11位置に移動させ、
 前記光検出装置は、第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第8位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第8検出結果を取得し、且つ、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第9位置に移動した前記基準部材への前記計測ビームの照射により第9検出結果を取得し、且つ、第13位置に位置する前記対物光学系を介して前記第10位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第10検出結果を取得し、且つ、前記第13位置又は第13位置とは異なる第14位置に位置する前記対物光学系を介して前記第11位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第11検出結果を取得し、
 前記演算部は、前記第8検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、前記第9検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、前記第10検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、及び、前記第11検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する
 加工システム。
[付記13]
 前記載置装置は、前記基準部材が載置される載置面を備え、
 前記回転装置は、前記載置装置を前記第1軸周りに回転させることにより、前記載置面と重力方向とを平行にすることが可能であり、且つ、前記載置面と重力方向とを垂直にすることが可能であり、
 前記回転装置は、前記載置面と重力方向とが平行な場合に前記載置装置を前記第2軸周りに回転させることにより、前記基準部材を前記第8位置から前記第9位置へと移動可能であり、
 前記回転装置は、前記載置面と重力方向とが垂直な場合に前記載置装置を前記第2軸周りに回転させることにより、前記基準部材を前記第10位置から前記第11位置へと移動可能である
 付記12に記載の加工システム。
[付記14]
 前記載置装置は、前記基準部材が載置される載置面を備え、
 前記回転装置は、前記載置面が前記計測ビームの進行方向に沿った面となるように、前記載置面に沿った前記第1軸周りに前記載置装置を回転させ、
 前記載置面が前記計測ビームの進行方向に沿った面となった後に、(i)前記光検出装置は、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第8位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、その後、(ii)前記回転装置は、前記基準部材が前記第8位置から前記第9位置に移動するように、前記載置面と前記第1軸との双方に交差する前記第2軸周りに前記載置装置を回転させ、その後、(iii)前記光検出装置は、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第9位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射する
 付記12又は13に記載の加工システム。
[付記15]
 前記第8位置及び前記第9位置は、前記計測ビームの進行方向に沿って並ぶ
 付記12から14のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記16]
 前記第8位置と前記第9位置とは、前記計測ビームの進行方向に交差する面に沿った方向において同じ位置に位置しており、前記計測ビームの進行方向に沿った方向において異なる位置に位置している
 付記12から15のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記17]
 前記回転装置は、前記第8位置と前記第9位置とが、前記第2軸を中心とする円と当該円の中心を通過する直線とが交差する二つの位置に位置するように、前記第2軸周りに前記載置装置を回転させる
 付記12から16のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記18]
 前記回転装置は、前記載置装置を前記第2軸周りに180°回転させることにより前記基準部材を前記第8位置から前記第9位置に移動させる
 付記12から17のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記19]
 前記回転装置は、前記基準部材が前記第8位置から前記第9位置に移動するように前記載置装置を回転させる動作を、回転角度を変更しながら複数回行い、
 前記光検出装置は、前記回転装置が前記載置装置を回転させる動作を行うたびに、前記第8位置に位置する前記基準部材と前記第9位置に位置する前記基準部材とに前記計測ビームを照射する
 付記12から18のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記20]
 前記基準部材は、曲面及び平面の双方を含み、
 前記光検出装置は、前記第8位置に位置する前記基準部材の前記平面と前記第9位置に位置する前記基準部材の前記平面とに前記計測ビームを照射し、
 前記光検出装置は、前記第10位置に位置する前記基準部材の前記曲面と前記第11位置に位置する前記基準部材の前記曲面とに前記計測ビームを照射する
 付記12から19のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記21]
 前記対物光学系を介して、前記ワークを加工するための加工ビームを前記ワークに照射可能であり、且つ、前記計測ビームを前記基準部材に照射可能である
 付記12から20のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記22]
 前記移動装置は、前記回転装置が前記載置装置を回転させることで移動する前記基準部材を前記加工ヘッドの前記対物光学系が追従するように、前記対物光学系を移動させる
 付記12から21のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記23]
 前記第8検出結果と前記第9検出結果のそれぞれを用いて得られる前記基準部材の位置情報と、前記第10検出結果と前記第11検出結果のそれぞれを用いて得られる前記基準部材の位置情報とに基づいて、前記移動装置を制御する制御部を更に備える
 付記12から22のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記24]
 前記演算部は、(i)前記第8検出結果と前記第9検出結果のそれぞれを用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記回転装置が前記載置装置を回転させることで移動する前記基準部材の理想的な移動軌跡を算出し、(ii)前記第10検出結果と前記第11検出結果のそれぞれを用いて得られる前記基準部材の計測結果に基づいて、前記基準部材の移動軌跡の実測結果を算出し、
 前記基準部材の理想的な移動軌跡と前記基準部材の移動軌跡の実測結果との差分に基づいて、前記移動装置が制御される
 付記23に記載の加工システム。
[付記25]
 前記基準部材は、曲面及び平面の少なくとも一方を含む
 付記1から24のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記26]
 前記計測ビームを用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記回転装置を制御する
 付記1から25のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記27]
 移動軸に沿って前記対物光学系を移動させる移動装置を更に備え、
 前記計測ビームを用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記移動装置を制御する
 付記1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記28]
 前記計測ビームを用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記移動装置を制御する制御部を更に備える
 付記12から24のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記29]
 前記移動装置は、第1の移動軸、前記第1の移動軸に交差する第2の移動軸及び前記第1から第2の移動軸に交差する第3の移動軸のそれぞれに沿って前記加工ヘッドを移動させ、
 前記演算部は、前記第1から第3の移動軸のうちの少なくとも一つに沿った前記加工ヘッドの移動に生ずる移動誤差を算出し、
 前記移動装置は、前記演算部が算出した前記移動誤差に基づいて、前記移動誤差が相殺されるように前記加工ヘッドを移動させる
 付記12から24のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記30]
 前記回転装置は、第1軸周りに前記載置装置を回転可能であり、
 前記演算部は、前記第1軸周りの回転方向に沿った前記載置装置の移動に生ずる移動誤差を算出し、
 前記回転装置は、前記演算部が算出した前記移動誤差に基づいて、前記移動誤差が相殺されるように前記載置装置を移動させる
 付記1から13のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記31]
 鉛直方向に延びる第1の移動軸に沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
 前記演算部は、前記第1の移動軸に沿った前記加工ヘッドの移動に生ずる移動誤差を算出し、
 前記移動装置は、前記演算部が算出した前記移動誤差に基づいて、前記移動誤差が相殺されるように前記加工ヘッドを移動させる
 付記1から13及び30のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記32]
 水平方向に延びる第2の移動軸及び水平方向に延び且つ前記第2の移動軸に交差する第3の移動軸のそれぞれに沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
 前記演算部は、前記第2及び第3の移動軸の少なくとも一つに沿った前記加工ヘッドの移動に生ずる移動誤差を算出し、
 前記移動装置は、前記演算部が算出した前記移動誤差に基づいて、前記移動誤差が相殺されるように前記加工ヘッドを移動させる
 付記1から13及び30から31のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記33]
 前記光検出装置は、前記ワークの加工が開始される前の第1期間、前記ワークが行われている第2期間、及び、前記ワークWの加工が終了した後の第3期間のうちの少なくとも一つにおいて、前記対物光学系を介して前記計測ビームを前記ワークに照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記ワークからの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光可能であり、
 前記演算部は、前記ワークへの前記計測ビームの照射による前記光検出装置の検出結果に基づいて、前記ワークの少なくとも一部の位置と形状との少なくとも一方を算出する
 付記1から32のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記34]
 ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
 前記ワークを加工するための加工装置と、
 対物光学系を介して計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
 少なくとも前記対物光学系及び前記加工装置の一部を含む加工ヘッドと、
 前記載置装置を移動する駆動装置と
 を備え、
 前記光検出装置は、第1位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、前記駆動装置により前記第1位置から前記第1位置とは異なる第2位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する
 加工システム。
[付記35]
 ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
 対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
 前記載置装置を移動する駆動装置と
 を備え、
 前記光検出装置は、第12位置に位置する前記対物光学系を介して第8位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して第9位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する
 加工システム。
[付記36]
 ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
 対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
 前記載置装置を移動する駆動装置と
 を備え、
 前記光検出装置は、第15位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第15位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射し、更に、第13位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、第14位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する
 加工システム。
[付記37]
 ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
 対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
 前記載置装置を移動する駆動装置と
 を備え、
 前記光検出装置は、第16位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第16位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射し、更に、第17位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する
 加工システム。
[付記38]
 ワークを回転可能に載置する載置装置と加工ヘッドとの少なくとも一方を移動させつつ、前記加工ヘッドを用いて前記ワークを加工する工作機械の、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する移動誤差算出システムであって、
 前記加工ヘッドに取り付けられた対物光学系を介して、前記載置装置に載置された基準部材に計測ビームを照射し、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光する光検出装置と、
 演算部と
 を備え、
 前記光検出装置は、第1位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第1検出結果を取得し、且つ、前記載置装置に載置された前記基準部材の回転により前記第1位置から前記第1位置とは異なる第2位置に移動した前記基準部材への前記計測ビームの照射により第2検出結果を取得し、
 前記演算部は、前記第1検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報及び前記第2検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する
 移動誤差算出システム。
[付記39]
 前記加工ヘッドは、前記対物光学系を介して前記ワークを加工するための加工ビームを前記ワークに照射可能である
 付記38に記載の移動誤差算出システム。
[付記40]
 前記工作機械は、前記載置装置を回転させることで前記ワーク及び前記基準部材の少なくとも一方を回転させる回転装置を備える
 付記38又は39に記載の移動誤差算出システム。
[付記41]
 前記工作機械は、回転する前記基準部材を追従するように前記加工ヘッドを移動させる移動装置を備え、
 前記光検出装置は、前記第1位置に位置する前記基準部材を追従して第3位置に位置する前記加工ヘッドの前記対物光学系を介した前記基準部材への前記計測ビームの照射により前記第1検出結果を取得し、且つ、前記第2位置に位置する前記基準部材を追従して第4位置に位置する前記加工ヘッドの前記対物光学系を介した前記基準部材への前記計測ビームの照射により前記第2検出結果を取得する
 付記38から40のいずれか一項に記載の移動誤差算出システム。
[付記42]
 前記光検出装置は、前記ワーク及び前記基準部材のうち少なくとも一方に前記計測ビームを第1光路に沿って照射し、且つ、前記計測ビームの照射によって生じる光のうち前記第1光路に沿って進行する光を、前記対物光学系を介して受光する
 付記38から41のいずれか一項に記載の移動誤差算出システム。
[付記43]
 ワークを回転可能に載置する載置装置と加工ヘッドとの少なくとも一方を移動させつつ、前記加工ヘッドを用いて前記ワークを加工する工作機械の、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する移動誤差算出方法であって、
 前記加工ヘッドに取り付けられた対物光学系を介して、前記載置装置に載置され且つ第1位置に位置する基準部材に計測ビームを照射することと、
 前記計測ビームの照射によって生じる、前記第1位置に位置する前記基準部材からの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光することと、
 前記載置装置上の前記基準部材を回転させた後に、前記対物光学系を介して、前記第1位置とは異なる第2位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射することと、
 前記計測ビームの照射によって生じる、前記第2位置に位置する前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光することと、
 前記第1位置に位置する前記基準部材に関する検出結果及び前記第2位置に位置する前記基準部材に関する検出結果に基づいて前記移動誤差を算出することと
 を含む移動誤差算出方法。
[付記44]
 ワークを載置する載置装置と、
 前記載置装置に載置された前記ワークを加工する加工ヘッドと、
 前記載置装置を回転移動させる回転装置と、
 前記加工ヘッドに取り付けられた対物光学系を介して、前記載置装置に載置された基準部材に計測ビームを照射し、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光する光検出装置と、
 第1位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記回転装置により前記第1位置から前記第1位置とは異なる第2位置に回転移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射するように、前記回転装置及び前記光検出装置を制御する制御部と
 を備え、
 前記第1位置に位置する前記基準部材に関する検出結果及び前記第2位置に位置する前記基準部材に関する検出結果に基づいて、前記ワークを加工する
 加工システム。
[付記45]
 前記基準部材に前記計測ビームが照射される場合には、前記光検出装置が前記加工ヘッドに取り付けられており、
 前記加工ヘッドが前記ワークを加工する場合には、前記光検出装置が前記加工ヘッドから取り外される
 付記44に記載の加工システム。
[付記46]
 ワークを載置する載置装置と、
 前記載置装置に載置された前記ワークを計測する計測ヘッドと、
 前記載置装置を回転移動させる回転装置と、
 前記計測ヘッドに取り付けられた対物光学系を介して、前記載置装置に載置された基準部材に計測ビームを照射し、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光する光検出装置と、
 第1位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記回転装置により前記第1位置から前記第1位置とは異なる第2位置に回転移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射するように、前記回転装置及び前記光検出装置を制御する制御部と
 を備え、
 前記第1位置に位置する前記基準部材に関する検出結果及び前記第2位置に位置する前記基準部材に関する検出結果に基づいて、前記ワークを計測する
 計測システム。
[付記47]
 ワークを回転可能に載置する載置装置と計測ヘッドとの少なくとも一方を移動させつつ、前記計測ヘッドを用いて前記ワークを計測する計測装置の、前記載置装置と前記計測ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する移動誤差算出システムであって、
 前記計測ヘッドに取り付けられた対物光学系を介して、前記載置装置に載置された基準部材に計測ビームを照射し、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光する光検出装置と、
 演算部と
 を備え、
 前記光検出装置は、第1位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第1検出結果を取得し、且つ前記基準部材の回転により前記第1位置から前記第1位置とは異なる第2位置に移動した前記基準部材への前記計測ビームの照射により第2検出結果を取得し、
 前記演算部は、前記第1検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報及び前記第2検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記載置装置と前記計測ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する
 移動誤差算出システム。
 上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
 本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加工システム、移動誤差算出システム、移動誤差算出方法、及び、計測システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
 SYS 加工システム
 1 加工ユニット
 13 加工ヘッド
 131 加工光学系
 132 計測光学系
 1323、1326 検出器
 133 合成光学系
 134 対物光学系
 1342 fθレンズ
 14 ヘッド駆動系
 16 ステージ
 17 ステージ駆動系
 2 制御ユニット
 3 筐体
 4 計測部材
 41 ビームプロファイラ
 W ワーク
 M 計測対象物
 FM 基準部材
 EL 加工光
 ML 計測光
 PA、MA 目標照射位置
 PSA 加工ショット領域
 MSA 計測ショット領域

Claims (36)

  1.  ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
     対物光学系を介して前記ワークを加工するための加工ビームを前記ワークに照射可能な加工装置と、
     前記対物光学系を介して計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光可能な光検出装置と、
     前記対物光学系を含む加工ヘッドと、
     前記載置装置を回転させる回転装置と、
     演算部と
     を備え、
     前記光検出装置は、第1位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第1検出結果を取得し、且つ、前記回転装置を用いて前記第1位置から前記第1位置とは異なる第2位置に移動した前記基準部材への前記計測ビームの照射により第2検出結果を取得し、
     前記演算部は、前記第1検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報及び前記第2検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する
     加工システム。
  2.  前記光検出装置は、第3位置に位置する前記対物光学系を介して前記第1位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第3位置に位置する前記対物光学系を介して前記第2位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射する
     請求項1に記載の加工システム。
  3.  前記光検出装置は、計測領域を前記計測ビームが走査するように、前記計測ビームを偏向可能であり、
     前記第1及び第2位置は、前記第3位置に位置する前記対物光学系からの前記計測ビームで走査可能な前記計測領域内に位置する
     請求項2に記載の加工システム。
  4.  前記演算部で算出される前記移動誤差は、前記回転装置による前記載置装置の移動に生ずる移動誤差を含む
     請求項1から3のいずれか一項に記載の加工システム。
  5.  前記対物光学系の光軸と交わる移動軸に沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
     前記光検出装置は、第4位置に位置する前記対物光学系を介して前記第1位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射して前記基準部材からの光を受光し、
     その後、前記回転装置は、前記基準部材が前記第1位置から前記第2位置に移動するように、前記載置装置を回転させ、且つ、前記移動装置は、前記対物光学系が前記第4位置から前記第4位置とは異なる第5位置に移動するように、前記対物光学系を移動させ、
     その後、前記光検出装置は、前記第5位置に位置する前記対物光学系を介して前記第2位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射して前記基準部材からの光を受光する
     請求項1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
  6.  移動軸に沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
     前記光検出装置は、前記対物光学系を介して第8位置に位置する前記基準部材と第9位置に位置する前記基準部材とに前記計測ビームを照射した後に、第6位置に位置する前記対物光学系を介して、第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射して前記基準部材からの光を受光し、
     その後、前記回転装置は、前記基準部材が前記第10位置から前記第10位置とは異なる第11位置に移動するように、前記載置装置を回転させ、且つ、前記移動装置は、前記対物光学系が前記第6位置から前記第6位置とは異なる第7位置に移動するように、前記対物光学系を移動させ、
     その後、前記光検出装置は、前記第7位置に位置する前記対物光学系を介して前記第11位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射して前記基準部材からの光を受光する
     請求項1から5のいずれか一項に記載の加工システム。
  7.  前記加工装置及び前記光検出装置を制御する制御部を更に備え、
     前記制御部は、前記加工ビームを照射する加工位置と前記計測ビームを照射する計測位置との関係を調整する
     請求項1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
  8.  前記加工装置及び前記光検出装置を制御する制御部を更に備え、
     前記制御部は、前記加工ビームを照射する加工位置と前記計測ビームを照射する計測位置との関係に基づいて、前記第1位置に位置する前記基準部材と前記第2位置に位置する前記基準部材とに前記計測ビームを照射するように前記光検出装置を制御する
     請求項1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
  9.  前記加工装置及び前記光検出装置を制御する制御部を更に備え、
     前記制御部は、前記加工ビームを照射する加工位置と前記計測ビームを照射する計測位置との関係を調整した後に、前記第1位置に位置する前記基準部材と前記第2位置に位置する前記基準部材とに前記計測ビームを照射するように前記光検出装置を制御する
     請求項1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
  10.  移動軸に沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
     前記演算部で算出される前記移動誤差は、前記回転装置による前記載置装置の移動に生ずる移動誤差、及び、前記移動装置による前記載置装置の移動に生ずる移動誤差の少なくとも一方を含む
     請求項1から9のいずれか一項に記載の加工システム。
  11.  前記光検出装置は、前記対物光学系を介して前記計測ビームを前記ワークに照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記ワークからの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光可能であり、
     前記ワークへの前記計測ビームの照射による前記光検出装置の検出結果を用いて得られる前記ワークの少なくとも一部の位置と形状との少なくとも一方に基づいて、前記加工ビームを照射する加工位置を制御する
     請求項1から10のいずれか一項に記載の加工システム。
  12.  ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
     対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
     前記載置装置を、第1軸周りに及び前記第1軸と交差する第2軸周りのそれぞれに回転可能な回転装置と、
     少なくとも前記対物光学系を含む加工ヘッドを移動軸に沿って移動させる移動装置と、
     演算部と
     を備え、
     前記回転装置は、前記第1軸周りに前記載置装置を回転させることにより前記基準部材を第8位置から第9位置に移動させ、且つ、前記第2軸周りに前記載置装置を回転させることにより前記基準部材を第10位置から第11位置に移動させ、
     前記光検出装置は、第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第8位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第8検出結果を取得し、且つ、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第9位置に移動した前記基準部材への前記計測ビームの照射により第9検出結果を取得し、且つ、第13位置に位置する前記対物光学系を介して前記第10位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第10検出結果を取得し、且つ、前記第13位置又は第13位置とは異なる第14位置に位置する前記対物光学系を介して前記第11位置に位置する前記基準部材への前記計測ビームの照射により第11検出結果を取得し、
     前記演算部は、前記第8検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、前記第9検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、前記第10検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報、及び、前記第11検出結果を用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記載置装置と前記加工ヘッドとの少なくとも一方の移動に生ずる移動誤差を算出する
     加工システム。
  13.  前記載置装置は、前記基準部材が載置される載置面を備え、
     前記回転装置は、前記載置装置を前記第1軸周りに回転させることにより、前記載置面と重力方向とを平行にすることが可能であり、且つ、前記載置面と重力方向とを垂直にすることが可能であり、
     前記回転装置は、前記載置面と重力方向とが平行な場合に前記載置装置を前記第2軸周りに回転させることにより、前記基準部材を前記第8位置から前記第9位置へと移動可能であり、
     前記回転装置は、前記載置面と重力方向とが垂直な場合に前記載置装置を前記第2軸周りに回転させることにより、前記基準部材を前記第10位置から前記第11位置へと移動可能である
     請求項12に記載の加工システム。
  14.  前記載置装置は、前記基準部材が載置される載置面を備え、
     前記回転装置は、前記載置面が前記計測ビームの進行方向に沿った面となるように、前記載置面に沿った前記第1軸周りに前記載置装置を回転させ、
     前記載置面が前記計測ビームの進行方向に沿った面となった後に、(i)前記光検出装置は、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第8位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、その後、(ii)前記回転装置は、前記基準部材が前記第8位置から前記第9位置に移動するように、前記載置面と前記第1軸との双方に交差する前記第2軸周りに前記載置装置を回転させ、その後、(iii)前記光検出装置は、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して前記第9位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射する
     請求項12又は13に記載の加工システム。
  15.  前記第8位置及び前記第9位置は、前記計測ビームの進行方向に沿って並ぶ
     請求項12から14のいずれか一項に記載の加工システム。
  16.  前記第8位置と前記第9位置とは、前記計測ビームの進行方向に交差する面に沿った方向において同じ位置に位置しており、前記計測ビームの進行方向に沿った方向において異なる位置に位置している
     請求項12から15のいずれか一項に記載の加工システム。
  17.  前記回転装置は、前記第8位置と前記第9位置とが、前記第2軸を中心とする円と当該円の中心を通過する直線とが交差する二つの位置に位置するように、前記第2軸周りに前記載置装置を回転させる
     請求項12から16のいずれか一項に記載の加工システム。
  18.  前記回転装置は、前記載置装置を前記第2軸周りに180°回転させることにより前記基準部材を前記第8位置から前記第9位置に移動させる
     請求項12から17のいずれか一項に記載の加工システム。
  19.  前記回転装置は、前記基準部材が前記第8位置から前記第9位置に移動するように前記載置装置を回転させる動作を、回転角度を変更しながら複数回行い、
     前記光検出装置は、前記回転装置が前記載置装置を回転させる動作を行うたびに、前記第8位置に位置する前記基準部材と前記第9位置に位置する前記基準部材とに前記計測ビームを照射する
     請求項12から18のいずれか一項に記載の加工システム。
  20.  前記基準部材は、曲面及び平面の双方を含み、
     前記光検出装置は、前記第8位置に位置する前記基準部材の前記平面と前記第9位置に位置する前記基準部材の前記平面とに前記計測ビームを照射し、
     前記光検出装置は、前記第10位置に位置する前記基準部材の前記曲面と前記第11位置に位置する前記基準部材の前記曲面とに前記計測ビームを照射する
     請求項12から19のいずれか一項に記載の加工システム。
  21.  前記対物光学系を介して、前記ワークを加工するための加工ビームを前記ワークに照射可能であり、且つ、前記計測ビームを前記基準部材に照射可能である
     請求項12から20のいずれか一項に記載の加工システム。
  22.  前記移動装置は、前記回転装置が前記載置装置を回転させることで移動する前記基準部材を前記加工ヘッドの前記対物光学系が追従するように、前記対物光学系を移動させる
     請求項12から21のいずれか一項に記載の加工システム。
  23.  前記第8検出結果と前記第9検出結果のそれぞれを用いて得られる前記基準部材の位置情報と、前記第10検出結果と前記第11検出結果のそれぞれを用いて得られる前記基準部材の位置情報とに基づいて、前記移動装置を制御する制御部を更に備える
     請求項12から22のいずれか一項に記載の加工システム。
  24.  前記演算部は、(i)前記第8検出結果と前記第9検出結果のそれぞれを用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記回転装置が前記載置装置を回転させることで移動する前記基準部材の理想的な移動軌跡を算出し、(ii)前記第10検出結果と前記第11検出結果のそれぞれを用いて得られる前記基準部材の計測結果に基づいて、前記基準部材の移動軌跡の実測結果を算出し、
     前記基準部材の理想的な移動軌跡と前記基準部材の移動軌跡の実測結果との差分に基づいて、前記移動装置が制御される
     請求項23に記載の加工システム。
  25.  前記基準部材は、曲面及び平面の少なくとも一方を含む
     請求項1から24のいずれか一項に記載の加工システム。
  26.  前記計測ビームを用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記回転装置を制御する
     請求項1から25のいずれか一項に記載の加工システム。
  27.  移動軸に沿って前記対物光学系を移動させる移動装置を更に備え、
     前記計測ビームを用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記移動装置を制御する
     請求項1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
  28.  前記計測ビームを用いて得られる前記基準部材の位置情報に基づいて、前記移動装置を制御する制御部を更に備える
     請求項12から24のいずれか一項に記載の加工システム。
  29.  前記移動装置は、第1の移動軸、前記第1の移動軸に交差する第2の移動軸及び前記第1から第2の移動軸に交差する第3の移動軸のそれぞれに沿って前記加工ヘッドを移動させ、
     前記演算部は、前記第1から第3の移動軸のうちの少なくとも一つに沿った前記加工ヘッドの移動に生ずる移動誤差を算出し、
     前記移動装置は、前記演算部が算出した前記移動誤差に基づいて、前記移動誤差が相殺されるように前記加工ヘッドを移動させる
     請求項12から24のいずれか一項に記載の加工システム。
  30.  前記回転装置は、第1軸周りに前記載置装置を回転可能であり、
     前記演算部は、前記第1軸周りの回転方向に沿った前記載置装置の移動に生ずる移動誤差を算出し、
     前記回転装置は、前記演算部が算出した前記移動誤差に基づいて、前記移動誤差が相殺されるように前記載置装置を移動させる
     請求項1から13のいずれか一項に記載の加工システム。
  31.  鉛直方向に延びる第1の移動軸に沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
     前記演算部は、前記第1の移動軸に沿った前記加工ヘッドの移動に生ずる移動誤差を算出し、
     前記移動装置は、前記演算部が算出した前記移動誤差に基づいて、前記移動誤差が相殺されるように前記加工ヘッドを移動させる
     請求項1から13及び30のいずれか一項に記載の加工システム。
  32.  水平方向に延びる第2の移動軸及び水平方向に延び且つ前記第2の移動軸に交差する第3の移動軸のそれぞれに沿って前記加工ヘッドを移動させる移動装置を更に備え、
     前記演算部は、前記第2及び第3の移動軸の少なくとも一つに沿った前記加工ヘッドの移動に生ずる移動誤差を算出し、
     前記移動装置は、前記演算部が算出した前記移動誤差に基づいて、前記移動誤差が相殺されるように前記加工ヘッドを移動させる
     請求項1から13及び30から31のいずれか一項に記載の加工システム。
  33.  前記光検出装置は、前記ワークの加工が開始される前の第1期間、前記ワークが行われている第2期間、及び、前記ワークWの加工が終了した後の第3期間のうちの少なくとも一つにおいて、前記対物光学系を介して前記計測ビームを前記ワークに照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記ワークからの光の少なくとも一部を、前記対物光学系を介して受光可能であり、
     前記演算部は、前記ワークへの前記計測ビームの照射による前記光検出装置の検出結果に基づいて、前記ワークの少なくとも一部の位置と形状との少なくとも一方を算出する
     請求項1から32のいずれか一項に記載の加工システム。
  34.  ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
     対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
     前記載置装置を移動する駆動装置と
     を備え、
     前記光検出装置は、第12位置に位置する前記対物光学系を介して第8位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第12位置に位置する前記対物光学系を介して第9位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する
     加工システム。
  35.  ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
     対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
     前記載置装置を移動する駆動装置と
     を備え、
     前記光検出装置は、第15位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第15位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射し、更に、第13位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、第14位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する
     加工システム。
  36.  ワークを載置可能であり、且つ、前記ワークとは異なる基準部材を載置可能な載置装置と、
     対物光学系を介して前記基準部材を計測するための計測ビームを前記基準部材に照射可能であり、前記計測ビームの照射によって生じる前記基準部材からの光の少なくとも一部を受光可能な光検出装置と、
     前記載置装置を移動する駆動装置と
     を備え、
     前記光検出装置は、第16位置に位置する前記対物光学系を介して第10位置に位置する前記基準部材に前記計測ビームを照射し、且つ、前記第16位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射し、更に、第17位置に位置する前記対物光学系を介して第11位置に移動した前記基準部材に前記計測ビームを照射する
     加工システム。
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