CN114845833B - 射束加工装置以及射束加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的射束加工装置以及射束加工方法，可适当地对构成加工对象部分的多个单元加工对象部分的边界进行加工。射束加工装置是对工件照射加工射束的射束加工装置，在使加工射束的照射位置在第一方向上移动的同时对工件的第一面照射加工射束来对工件的第一部分进行去除加工，在使加工射束的照射位置在第一方向上移动的同时对通过第一部分的去除加工而形成于工件上的第二面照射加工射束来对工件的第二部分进行去除加工。第二部分的去除加工中的加工射束的移动范围相较于第一部分的去除加工中的加工射束的移动范围而言变小。

Description

射束加工装置以及射束加工方法

技术领域

本发明涉及一种例如使用加工射束对工件进行加工的射束加工装置以及射束加工方法的技术领域。

背景技术

专利文献1中记载有一种将作为加工射束的一具体例的激光光照射到工件上来对工件进行加工的加工装置。在此种涉及工件的加工的技术领域中，理想的是提高涉及工件的加工的性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2005/0045090号说明书

发明内容

根据发明的一实施方式，提供一种射束加工装置，其对工件照射加工射束，所述射束加工装置包括：射束照射装置，包括照射光学系统及射束照射位置变更构件，所述照射光学系统照射所述加工射束，所述射束照射位置变更构件配置于所述加工射束的光路中且变更所述加工射束在所述工件上的照射位置；以及控制装置，对所述射束照射装置进行控制，所述控制装置对所述射束照射装置进行控制，以使得在使所述加工射束的照射位置在第一方向上移动的同时对所述工件的第一面照射所述加工射束来对所述工件的第一部分进行去除加工，在使所述加工射束的照射位置在所述第一方向上移动的同时对通过所述第一部分的去除加工而形成于所述工件上的第二面照射所述加工射束来对所述工件的第二部分进行去除加工，所述控制装置对所述射束照射装置进行控制，以使得所述第二部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围相较于所述第一部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围而言变小。

根据发明的一实施方式，提供一种加工方法，其对工件照射加工射束，所述加工方法包括：使用配置于所述加工射束的光路中的射束照射位置变更构件，对通过照射光学系统照射所述加工射束至所述工件的照射位置在第一方向上移动的同时对所述工件的第一面照射所述加工射束来对所述工件的第一部分进行去除加工，在使所述加工射束的照射位置在所述第一方向上移动的同时对通过所述第一部分的去除加工而形成于所述工件上的第二面照射所述加工射束来对所述工件的第二部分进行去除加工，且所述第二部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围相较于所述第一部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围而言变小。

附图说明

图1是表示本实施方式的加工系统的结构的剖面图。

图2的(a)至图2的(c)分别是表示对工件进行的去除加工的情形的剖面图。

图3是表示加工装置的结构的剖面图。

图4是表示加工装置所包括的光学系统的结构的立体图。

图5的(a)是表示经加工的工件的一例的平面图，图5的(b)是表示经加工的工件的一例的剖面图。

图6的(a)是表示加工对象区域与工件的位置关系的一例的平面图，图6的(b)是表示加工对象区域与工件的位置关系的一例的剖面图。

图7的(a)是表示在加工对象部分的第一面设定的加工曝射(shot)区域的平面图，图7的(b)是表示在加工对象部分的第一面设定的加工曝射区域的剖面图。

图8是表示照射区域在加工对象部分的表面上的移动轨迹的平面图。

图9的(a)是表示进行了一次扫描动作的加工对象部分的平面图，图9的(b)是表示进行了多次扫描动作的加工对象部分的平面图。

图10是表示单一的层状部分被去除后的工件的剖面图。

图11是表示多个层状部分被去除后的工件的剖面图。

图12是表示将第一单元加工对象部分去除时的加工曝射区域内的加工光的移动范围的平面图。

图13是表示第一单元加工对象部分被去除后的工件的剖面图。

图14是表示为了去除第二单元加工对象部分而设定的加工曝射区域的剖面图。

图15是表示构成第二单元加工对象部分的单一的层状部分被去除后的工件的剖面图。

图16是表示构成第二单元加工对象部分的多个层状部分被去除后的工件的剖面图。

图17是表示将第二单元加工对象部分去除时的加工曝射区域内的加工光的移动范围的平面图。

图18是表示第二单元加工对象部分被去除后的工件的剖面图。

图19是表示为了去除第三单元加工对象部分而设定的加工曝射区域的剖面图。

图20是表示构成第三单元加工对象部分的单一的层状部分被去除后的工件的剖面图。

图21是表示构成第三单元加工对象部分的多个层状部分被去除后的工件的剖面图。

图22是表示将第三单元加工对象部分去除时的加工曝射区域内的加工光的移动范围的平面图。

图23是表示第三单元加工对象部分被去除后的工件的剖面图。

[附图标记说明]

SYS：加工系统

1：加工装置

122：检流计镜

123：fθ透镜

7：控制装置

W：工件

EL：加工光

具体实施方式

以下，参照附图对射束加工装置的实施方式进行说明。以下，对应用了射束加工装置的实施方式的加工系统SYS进行说明。再者，加工系统SYS也可称为射束加工装置。

另外，以下的说明中，使用由彼此正交的X轴、Y轴及Z轴所定义的XYZ正交坐标系，对构成加工系统SYS的各种构成组件的位置关系进行说明。再者，以下的说明中，为了便于说明，设X轴方向及Y轴方向分别为水平方向(即，水平面内的规定方向)，Z轴方向为铅垂方向(即，与水平面正交的方向，实质上为上下方向或重力方向)。另外，将绕X轴、Y轴及Z轴的旋转方向(换句话说，倾斜方向)分别称作θX方向、θY方向及θZ方向。此处，也可将Z轴方向设为重力方向。另外，也可将XY平面设为水平方向。

(1)加工系统SYS的结构

首先，一边参照图1，一边对加工系统SYS的结构进行说明。图1是表示加工系统SYS的结构的剖面图。再者，为了简化附图，图1针对加工系统SYS的一部分的构成组件未示出其剖面。

如图1所示，加工系统SYS包括加工装置1、测量装置2、载台装置3、框体4、驱动系统5、驱动系统6及控制装置7。

加工装置1能够在控制装置7的控制下对工件W进行加工。工件W是由加工装置1加工的物体。工件W例如既可为金属，也可为合金(例如杜拉铝(duralumin)等)，也可为碳纤维强化塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic，CFRP)等复合材料，还可为包含除此以外的任意材料的物体。

为了对工件W进行加工，加工装置1对工件W照射作为加工射束的一具体例的加工光EL。因此，加工装置1也可被称作射束照射装置。加工光EL只要能够通过照射到工件W来对工件W进行加工，则可为任意种类的光。本实施方式中，使用加工光EL为激光光的例子进行说明，但加工光EL也可为与激光光种类不同的光。进而，加工光EL的波长只要能够通过照射到工件W来对工件W进行加工，则可为任意波长。例如，加工光EL既可为可见光，也可为不可见光(例如红外光及紫外光中的至少一者等)。

本实施方式中，加工装置1对工件W照射加工光EL，进行将工件W的一部分去除的去除加工(典型而言为切削加工或磨削加工)。其中，如后所述，加工装置1也可进行与去除加工不同的加工(例如附加加工或标识(marking)加工)。去除加工可包含平面切削加工、平面磨削加工、圆筒切削加工、圆筒磨削加工、开孔切削加工、开孔磨削加工、平面研磨加工、切断加工以及形成任意文字或任意图案的(换句话说，刻画)雕刻加工(换句话说，刻印加工)中的至少一种。

此处，一边参照图2的(a)至图2的(c)的各图，一边对使用加工光EL的去除加工的一例进行说明。图2的(a)至图2的(c)分别是表示对工件W进行的去除加工的情形的剖面图。如图2的(a)所示，加工装置1对作为被照射来自加工装置1的加工光EL的区域而在工件W的表面设定的目标照射区域EA照射加工光EL。当加工光EL照射到目标照射区域EA时，加工光EL的能量传递到包含工件W中与目标照射区域EA重叠的部分及与目标照射区域EA靠近的部分中的至少一者的能量传递部分。当因加工光EL的能量引起的热被传递时，通过因加工光EL的能量引起的热，构成工件W的能量传递部分的材料熔融。熔融的材料变为液滴而飞散。或者，熔融的材料通过因加工光EL的能量引起的热而蒸发。其结果，工件W的能量传递部分被去除。即，如图2的(b)所示，在工件W的表面形成凹部(换句话说，槽部)。所述情况下，可以说加工装置1是利用所谓的热加工的原理来对工件W进行加工。进而，如后所述，加工装置1所包括的检流计镜122以加工光EL对工件W的表面进行扫描的方式使目标照射区域EA在工件W的表面上移动。其结果，如图2的(c)所示，沿着加工光EL的扫描轨迹(即，目标照射区域EA的移动轨迹)，工件W的表面至少被局部去除。即，沿着加工光EL的扫描轨迹(即，目标照射区域EA的移动轨迹)，工件W的表面实质上被削去。因此，加工装置1可通过使加工光EL沿着与欲进行去除加工的区域对应的所期望的扫描轨迹在工件W的表面上扫描，而适当地去除工件W中欲进行去除加工的部分。

另一方面，根据加工光EL的特性，加工装置1也可利用非热加工(例如烧蚀(ablation)加工)的原理来对工件W进行加工。即，加工装置1也可对工件W进行非热加工(例如烧蚀加工)。例如，当使用发光时间为皮秒(picosecond)以下(或者，根据情况为纳秒(nanosecond)或飞秒(femtosecond)以下)的脉冲光来作为加工光EL时，构成工件W的能量传递部分的材料将瞬间蒸发及飞散。再者，在使用发光时间为皮秒以下(或者，根据情况为纳秒或飞秒以下)的脉冲光来作为加工光EL的情况下，构成工件W的能量传递部分的材料也有时不经过熔融状态地升华。因此，能够在极力抑制因加工光EL的能量引起的热对工件W的影响的同时，在工件W的表面形成凹部(换句话说，槽部)。

为了进行此种去除加工，加工装置1如表示加工装置1的结构的剖面图即图3所示，包括光源11及光学系统12。

光源11能够生成加工光EL。在加工光EL为激光光的情况下，光源11例如可为激光二极管(laser diode)。进而，光源11也可为能够进行脉冲振荡的光源。所述情况下，光源11能够生成脉冲光(例如发光时间为皮秒以下的脉冲光)来作为加工光EL。光源11将所生成的加工光EL朝向光学系统12射出。再者，光源11也可射出直线偏光状态的加工光EL。

光学系统12是供自光源11射出的加工光EL入射的光学系统。光学系统12是用于将来自光源11的加工光EL朝向工件W射出(即，导出)的光学系统。为了将加工光EL朝向工件W射出，光学系统12包括聚焦透镜121、检流计镜122及fθ透镜123。

聚焦透镜121对自光学系统12射出的加工光EL的收敛度或发散度进行控制。由此，对加工光EL的聚焦位置(例如，所谓的最优聚焦位置)进行控制。再者，除了包括聚焦透镜121以外，或者取而代之，光学系统12也可包括能够对加工光EL的任意状态进行控制的光学元件。除了包含加工光EL的聚焦位置、加工光EL的射束直径、加工光EL的收敛度或发散度、及加工光EL的强度分布中的至少一个以外，或者取而代之，加工光EL的任意状态也可包含加工光EL的脉冲长、加工光EL的脉冲数、加工光EL的强度、加工光EL的行进方向及加工光EL的偏光状态中的至少一个。

检流计镜122配置于来自聚焦透镜121的加工光EL的光路上。检流计镜122使加工光EL偏向，以使得自fθ透镜123射出的加工光EL对工件W进行扫描(即，加工光EL要照射的目标照射区域EA在工件W的表面上移动)。即，检流计镜122作为能够变更加工光EL在工件W上的照射位置(即，目标照射区域EA的位置)的光学元件发挥功能。因此，检流计镜122也可被称作射束照射位置变更构件。例如如表示光学系统12的一部分的结构的立体图即图4所示，检流计镜122包括X扫描镜122X及Y扫描镜122Y。X扫描镜122X使加工光EL朝向Y扫描镜122Y反射。X扫描镜122X能够以θY方向(即，绕Y轴的旋转方向)为轴进行摆动或旋转。通过X扫描镜122X的摆动或旋转，加工光EL沿着X轴方向来对工件W的表面进行扫描。通过X扫描镜122X的摆动或旋转，目标照射区域EA沿着X轴方向在工件W的表面上移动。通过X扫描镜122X的摆动或旋转，X轴方向上的目标照射区域EA的位置变更。Y扫描镜122Y使加工光EL朝向fθ透镜123反射。Y扫描镜122Y能够以θX方向(即，绕X轴的旋转方向)为轴进行摆动或旋转。通过Y扫描镜122Y的摆动或旋转，加工光EL沿着Y轴方向来对工件W的表面进行扫描。通过Y扫描镜122Y的摆动或旋转，目标照射区域EA沿着Y轴方向在工件W的表面上移动。通过Y扫描镜122Y的摆动或旋转，Y轴方向上的目标照射区域EA的位置变更。

fθ透镜123是用于将来自检流计镜122的加工光EL照射到工件W的光学元件。因此，fθ透镜123也可被称作照射光学系统。特别是，fθ透镜123是用于将来自检流计镜122的加工光EL聚光在工件W上的光学元件。

再次在图1中，测量装置2能够在控制装置7的控制下对工件W进行测量。例如，测量装置2也可为能够对工件W的状态进行测量的装置。工件W的状态可包含工件W的位置。工件W的位置可包含工件W的表面的位置。工件W的表面的位置可包含将工件W的表面细分化的各面部分在X轴方向、Y轴方向及Z轴方向中的至少一个方向上的位置。工件W的状态可包含工件W的形状(例如三维形状)。工件W的形状可包含工件W的表面的形状。除了包含以上所述的工件W的表面的位置以外，或者取而代之，工件W的表面的形状也可包含将工件W的表面细分化的各面部分的朝向(例如，各面部分的法线的朝向)。涉及测量装置2的测量结果的测量信息自测量装置2输出到控制装置7。

测量装置2可使用规定的测量方法对工件W进行测量。作为测量方法的一例，可列举光切断法、白色干涉法、图案投影法、飞行时间(time of flight)法、波纹形貌分析(moire topography)法(具体而言，光栅照射法或光栅投影法)、全息干涉法、自动准直法、立体法、像散法、临界角法、刀口(knife edge)法、干涉测量法、及共焦法中的至少一种。于任一情况下，测量装置2均可包括：射出测量光(例如狭缝光或白色光)ML的光源、以及接收来自被照射有测量光ML的工件W的光(例如测量光ML的反射光及散射光中的至少一者)的光接收器。

载台装置3配置于加工装置1及测量装置2的下方(即，-Z侧)。载台装置3包括压盘31及载台32。压盘31配置于框体4的底面上(或者，载置有框体4的地面等支撑面上)。在压盘31上配置有载台32。进而，也可在压盘31上配置对加工装置1及测量装置2进行支撑的支撑框架8。即，加工装置1及测量装置2(进而，载台32)也可由相同的压盘31支撑。

在载台32上载置工件W。此时，载台32也可不保持所载置的工件W。或者，载台32也可保持所载置的工件W。例如，载台32也可通过对工件W进行真空吸附和/或静电吸附来保持工件W。

载台32能够在控制装置7的控制下在载置有工件W的状态下在压盘31上移动。载台32能够相对于压盘31、加工装置1及测量装置2中的至少一个移动。载台32能够分别沿着X轴方向及Y轴方向移动。所述情况下，载台32能够沿着与XY平面平行的载台行进面移动。载台32进而能够沿着Z轴方向、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一个方向移动。为了使载台32移动，载台装置3包括载台驱动系统33。载台驱动系统33例如使用任意的马达(例如，线性马达)来使载台32移动。进而，载台装置3包括用于测量载台32的位置的位置测量器34。位置测量器34例如可包含编码器及激光干涉仪中的至少一者。

当载台32移动时，载台32(进而，载置于载台32的工件W)与加工装置1(特别是fθ透镜123)及测量装置2的位置关系发生变化。即，当载台32移动时，载台32及工件W相对于加工装置1及测量装置2的位置发生变化。因此，使载台32移动等效于变更载台32及工件W与加工装置1(特别是fθ透镜123)及测量装置2的位置关系。因此，载台装置3(特别是使载台32移动的载台驱动系统33)可被称作位置变更装置。

载台32可移动，以使得在加工装置1对工件W进行加工的加工期间的至少一部分，工件W的至少一部分位于加工曝射区域PSA内。再者，本实施方式中的“加工曝射区域PSA”表示在将加工装置1与工件W的位置关系固定的状态下(即，在不变更的情况下)利用加工装置1进行加工的区域。典型而言，如图4所示，加工曝射区域PSA被设定为如下区域、即、和在将加工装置1与工件W的位置关系固定的状态下通过检流计镜122而被偏向的加工光EL的扫描范围一致或者比所述扫描范围窄的区域。加工曝射区域PSA被设定为如下区域、即、和在将加工装置1与工件W的位置关系固定的状态下能够设定目标照射区域EA的范围一致或者比所述范围窄的区域。因此，加工曝射区域PSA成为以加工装置1为基准决定的区域。在工件W的至少一部分位于加工曝射区域PSA内(即，加工曝射区域PSA位于工件W上)的情况下，加工装置1可对位于加工曝射区域PSA内的工件W的至少一部分照射加工光EL。其结果，工件W的至少一部分在载置于载台32上的状态下，利用来自加工装置1的加工光EL进行加工。再者，在工件W大到工件W的整体无法位于加工曝射区域PSA内的程度的情况下，在工件W中的一部分包含于加工曝射区域PSA中的状态下对一部分进行加工，然后，载台32移动，以使得与工件W中的一部分不同的其他部分包含于加工曝射区域PSA中(进而，根据需要，加工装置1通过后述的驱动系统5移动)，然后，对工件W的其他部分进行加工。以后，重复同样的动作直到工件W的加工完成为止。

载台32可移动，以使得在测量装置2对工件W进行测量的测量期间的至少一部分期间，工件W的至少一部分位于测量曝射区域MSA内。测量曝射区域MSA也可设定为在将测量装置2与工件W的位置关系固定的状态下接收来自如下工件W、即被照射有来自测量装置2的测量光ML的工件W的光的光接收器的光接收面所对应的范围。因此，测量曝射区域MSA成为以测量装置2为基准决定的区域。

载台32可在载台32上载置有工件W的状态下，在加工曝射区域PSA与测量曝射区域MSA之间移动。载台32也可以在载台32上载置有工件W的状态下，工件W在加工曝射区域PSA与测量曝射区域MSA之间移动的方式移动。即，除了加工装置1对工件W进行加工的加工期间及测量装置2对工件W进行测量的测量期间以外，另外也可在工件W于加工曝射区域PSA与测量曝射区域MSA之间移动的移动期间内，工件W保持被载置于载台32的状态。

框体4在与框体4的外部空间隔开的内部的收容空间SP中收容加工装置1、测量装置2及载台装置3。即，本实施方式中，加工装置1、测量装置2及载台装置3被配置于相同的框体4。加工装置1、测量装置2及载台装置3被配置于相同的收容空间SP。在载台装置3的载台32上载置有工件W的情况下，框体4在其内部的收容空间SP收容工件W。即，加工装置1、测量装置2及工件W被配置于相同的收容空间SP。其中，加工装置1、测量装置2及载台装置3的至少一部分也可未配置于收容空间SP。

驱动系统5在控制装置7的控制下使加工装置1移动。驱动系统5使加工装置1相对于压盘31、载台32以及载置于载台32的工件W中的至少一个移动。驱动系统5也可使加工装置1相对于测量装置2移动。驱动系统5使加工装置1沿着X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一个方向移动。驱动系统5例如包含马达等。进而，加工系统SYS包括位置测量器51，所述位置测量器51能够对由驱动系统5移动的加工装置1的位置进行测量。位置测量器51例如可包含编码器及激光干涉仪中的至少一者。

当驱动系统5使加工装置1移动时，在工件W上，目标照射区域EA及加工曝射区域PSA移动。因此，驱动系统5通过使加工装置1移动，能够变更工件W与目标照射区域EA及加工曝射区域PSA的位置关系。进而，当驱动系统5使加工装置1移动时，载台32及工件W与加工装置1(特别是fθ透镜123)的位置关系发生变化。因此，驱动系统5可与载台驱动系统33同样地被称作位置变更装置。

驱动系统6在控制装置7的控制下使测量装置2移动。驱动系统6使测量装置2相对于压盘31、载台32以及载置于载台32的工件W中的至少一个移动。驱动系统6也可使测量装置2相对于加工装置1移动。驱动系统6使测量装置2沿着X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、θX方向、θY方向及θZ方向中的至少一个方向移动。驱动系统6例如包含马达等。进而，加工系统SYS包括位置测量器61，所述位置测量器61能够对由驱动系统6移动的测量装置2的位置进行测量。位置测量器61例如可包含编码器及激光干涉仪中的至少一者。

当驱动系统6使测量装置2移动时，在工件W上，测量曝射区域MSA移动。因此，驱动系统6通过使测量装置2移动，能够变更工件W与测量曝射区域MSA的位置关系。

控制装置7对加工系统SYS的动作进行控制。具体而言，控制装置7对加工系统SYS的动作(例如加工装置1、测量装置2、载台装置3、驱动系统5级驱动系统6中的至少一种的动作)进行控制，以使得加工装置1对工件W进行适当的加工。

控制装置7例如可包含运算装置及存储装置。运算装置例如也可包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)及图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)的至少一者。控制装置7通过由运算装置执行计算机程序，从而作为对加工系统SYS的动作进行控制的装置发挥功能。所述计算机程序是用于使控制装置7(例如运算装置)进行(即，执行)控制装置7应进行的后述动作的计算机程序。即，所述计算机程序是用于使控制装置7发挥功能以使加工系统SYS进行后述动作的计算机程序。运算装置所执行的计算机程序既可被记录在控制装置7所包括的存储装置(即，记录介质)中，也可被记录在能够内置于控制装置7或者能够外置于控制装置7的任意存储介质(例如硬盘或半导体存储器)中。或者，运算装置也可经由网络界面(network interface)而自控制装置7的外部装置下载(download)应执行的计算机程序。

控制装置7也可不设置于加工系统SYS的内部，例如也可作为服务器(server)等而设置于加工系统SYS外。所述情况下，控制装置7与加工系统SYS也可利用有线和/或无线的网络(或者，数据总线和/或通信线路)而连接。所述情况下，也可构成为，控制装置7与加工系统SYS能够经由网络来进行各种信息的收发。另外，控制装置7也能够经由网络来向加工系统SYS发送指令或控制参数等信息。加工系统SYS也可包括接收装置，所述接收装置经由所述网络来接收来自控制装置7的指令或控制参数等信息。或者，也可将进行控制装置7要进行的处理中的一部分的第一控制装置设置于加工系统SYS的内部，另一方面，将进行控制装置7要进行的处理中的另一部分的第二控制装置设置于加工系统SYS的外部。

再者，作为对运算装置要执行的计算机程序进行记录的记录介质，也可使用光盘、磁性介质、光磁盘、通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)存储器等半导体存储器、及其他可保存程序的任意介质中的至少一种。记录介质中可包含能够对计算机程序进行记录的机器。进而，计算机程序中所含的各处理或功能既可利用通过控制装置7(即，计算机)执行计算机程序而在控制装置7内实现的逻辑处理块来实现，也可通过控制装置7所包括的规定的门阵列(gate array)(现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC))等硬件(hardware)来实现，还可以逻辑处理块与实现硬件的一部分组件的局部硬件模块混合存在的形式来实现。

(2)加工系统SYS所进行的加工动作

接着，对加工系统SYS所进行的加工动作(即，对工件W进行加工的加工动作)进行说明。特别是，以下，为了便于说明，如表示经加工的工件W的一例的平面图即图5的(a)及表示经加工的工件W的一例的剖面图即图5的(b)所示，对用于将从工件W的表面凹陷的凹部PH形成于平板形状的工件W的加工动作进行说明。特别是，在图5的(a)及图5的(b)所示的例子中，对用于将四角孔形状的凹部PH形成于平板形状的工件W的加工动作进行说明。其中，加工系统SYS也可进行与用于形成凹部PH的加工动作不同的加工动作。加工系统SYS也可进行用于形成与凹部PH不同的形状或结构的加工动作。

为了对工件W进行加工，首先，将工件W搭载于载台32。然后，测量装置2对工件W进行测量。此时，测量装置2的测量曝射区域MSA也可设定于相对广的区域(例如，比后述的精细测量中的测量曝射区域MSA宽的区域)。因此，以下，为了便于说明，在将工件W搭载于载台32后由测量装置2进行的测量被称作广域测量。

然后，控制装置7基于表示由测量装置2进行的工件W的广域测量的结果的广域测量信息，生成工件W的三维模型数据。以后，为了便于说明，将基于广域测量信息的三维模型数据称作“广域三维(three dimensional，3D)模型数据”。再者，在将广域3D模型数据生成结束的工件W新载置于载台32的情况下，测量装置2也可不进行广域测量。所述情况下，可使用已经生成结束的广域3D数据(例如，使用3D-计算机辅助设计(computer aided design，CAD)而生成的数据)来进行以后的动作。

进而，控制装置7基于广域测量信息，确定载台32移动时所使用的坐标系(以后为“载台坐标系”)内的工件W的位置。具体而言，测量装置2在进行广域测量时，对预先形成于载台32的表面(或者压盘31等其他构件)的基准标记进行测量。涉及基准标记的测量结果的信息包含涉及基准标记的位置的信息。因此，控制装置7可基于包含基准标记的测量结果的广域测量信息，确定基准标记与工件W的位置关系。进而，由于基准标记形成于载台32(即，基准标记与载台32的位置关系被固定)，因此控制装置7可基于涉及由位置测量器34测量的载台32的位置(即，载台坐标系内的位置)的信息、以及涉及基准标记与载台32的位置关系的信息，来确定在载台坐标系内的基准标记的位置。其结果，控制装置7可基于涉及载台坐标系内的基准标记的位置的信息、以及涉及通过广域测量而测量出的基准标记与工件W的位置关系的信息，来确定在载台坐标系内的工件W的位置。再者，测量装置2也可对载台32的特征进行测量，来代替对载台32的基准标记进行测量。

然后，控制装置7对工件W中由加工装置1实际应加工的加工对象区域TA进行设定。例如，控制装置7也可根据基于广域3D模型数据确认了工件W的三维模型后的加工系统SYS的用户的指示(例如，在三维模型上对加工对象区域TA进行设定的指示)，对加工对象区域TA进行设定。或者，例如，控制装置7也可确定工件W中满足规定条件的部分，并且对包含所确定的部分的加工对象区域TA进行设定。再者，在以下的说明中，如表示加工对象区域TA与工件W的位置关系的一例的平面图即图6的(a)及表示加工对象区域TA与工件W的位置关系的一例的剖面图即图6的(b)所示，使用在工件W的中央部设定有加工对象区域TA的例子来进行说明。

然后，测量装置2对工件W中在加工对象区域TA中所含的部分即加工对象部分W_target(W_目标)进行测量。再者，在图6的(a)及图6的(b)所示的例子中，加工对象部分W_target与工件W中为了形成凹部PH而应去除的部分一致。此时，对加工对象部分W_target进行测量时的测量分辨率可比所述的广域测量中的测量分辨率高。因此，在本实施方式中，为了便于说明，将加工对象部分W_target的测量称作“精细测量”。其中，也可不进行精细测量。

在进行工件W的精细测量后，控制装置7基于表示精细测量的结果的精细测量信息，生成加工对象部分W_target的三维模型数据。以后，为了便于说明，将基于精细测量信息的三维模型数据称作“精细3D模型数据”。再者，在将精细3D模型数据生成结束的工件W新载置于载台32的情况下，测量装置2也可不进行精细测量。所述情况下，可使用已经生成结束的精细3D数据(例如，使用3D-CAD生成的数据)来进行以后的动作。或者，也可基于所述的广域测量信息，生成加工对象部分W_target的三维模型数据。

然后，控制装置7对加工装置1、载台驱动系统33及驱动系统5进行控制，以使得基于精细3D模型数据(或者，在不进行精细测量的情况下为广域3D模型数据)对工件W进行去除加工而形成凹部PH。以下，参照图7至图23，对为了形成凹部PH而进行的工件W的去除加工进行具体说明。

首先，如图7的(a)及图7的(b)所示，控制装置7对载台驱动系统33和/或驱动系统5进行控制来使载台32和/或加工装置1移动，以使得在根据精细3D模型数据确定其位置及形状的加工对象部分W_target的表面WS中的第一面WS#1上设定加工曝射区域PSA。第一面WS#1在俯视时具有与加工曝射区域PSA相同的大小或者比加工曝射区域PSA小。典型而言，第一面WS#1与加工对象部分W_target的表面WS的外缘相接。第一面WS#1是加工对象部分W_target的表面WS的一部分。即，在以下的说明中，对加工对象部分W_target的表面WS比加工曝射区域PSA大的例子进行说明。换句话说，在以下的说明中，对将加工对象部分W_target分割成与加工曝射区域PSA的大小相应的多个单元加工对象部分W_unit(W_单元)并依次去除多个单元加工对象部分W_unit的例子进行说明。因此，在第一面WS#1设定有加工曝射区域PSA的状态下，首先，从加工对象部分W_target去除第一单元加工对象部分W_unit#1。

然后，控制装置7对加工装置1进行控制，以利用加工光EL对设定有加工曝射区域PSA的第一面WS#1进行扫描。具体而言，控制装置7如表示目标照射区域EA在加工对象部分W_target的表面WS上的移动轨迹的平面图即图8所示，交替地反复进行扫描动作与步进(step)动作，所述扫描动作是对检流计镜122进行控制，以使得在对目标照射区域EA照射加工光EL的同时在第一面WS#1上使目标照射区域EA沿着Y轴方向(例如，从-Y侧向+Y侧)移动，所述步进动作是对检流计镜122进行控制，以使得在不对目标照射区域EA照射加工光EL的情况下在第一面WS#1上使目标照射区域EA沿着X轴方向仅移动规定的步进移动量。此时，加工光EL的聚焦位置(即，聚光位置)也可设定于第一面WS#1或第一面WS#1的附近。由于在进行扫描动作的期间中照射加工光EL，因此如表示进行了一次扫描动作的加工对象部分W_target的平面图即图9的(a)所示，通过扫描动作，从加工对象部分W_target中去除了沿着Y轴方向延伸且沿着Z轴方向具有规定的厚度的单元去除部分URP。进而，由于反复进行扫描动作，因此如表示进行了多次扫描动作的加工对象部分W_target的平面图即图9的(b)所示，从加工对象部分W_target中依次去除沿着X轴方向排列的多个单元去除部分URP。其结果，如图10所示，从加工对象部分W_target中，将与在利用加工光EL进行的加工曝射区域PSA的一次扫描中被去除的多个单元去除部分URP的集合体相当的层状部分(即层状结构物)SL去除。具体而言，如图10所示，将表面为第一面WS#1的层状部分SL#1_1去除。

层状部分SL#1_1被去除，结果，在加工对象部分W_target中，以与加工装置1相向的方式形成有新露出到外部的露出面WS#1_1。此处，由于加工装置1及载台32未移动，因此加工曝射区域PSA被设定于露出面WS#1_1。所述情况下，如图11所示，加工装置1与通过利用加工光EL对第一面WS#1进行扫描来去除层状部分SL#1_1的情况同样地，通过利用加工光EL对露出面WS#1_1的至少一部分进行扫描来新去除与层状部分SL#1_1的-Z侧邻接的层状部分SL#1_2。即，加工装置1通过利用加工光EL对包含露出面WS#1_1的至少一部分的层状部分SL#1_2的表面进行扫描来新去除层状部分SL#1_2。

具体而言，控制装置7首先对光学系统12(特别是聚焦透镜121)进行控制，以使得将设定于第一面WS#1或第一面WS#1附近的加工光EL的聚焦位置设定于露出面WS#1_1或露出面WS#1_1的附近。即，控制装置7对光学系统12(特别是聚焦透镜121)进行控制，以使得将层状部分SL#1_2去除时的加工光EL的聚焦位置相较于将层状部分SL#1_1去除时的加工光EL的聚焦位置而言更远离加工对象部分W_target的表面WS。然后，加工装置1通过交替地反复进行扫描动作与步进动作来将层状部分SL#1_2去除，所述扫描动作是在对目标照射区域EA照射加工光EL的同时在露出面WS#1_1上使目标照射区域EA沿着Y轴方向移动，所述步进动作是在不对目标照射区域EA照射加工光EL的情况下在露出面WS#1_1上使目标照射区域EA沿着X轴方向仅移动规定的步进移动量。

其中，如图11所示，加工装置1对露出面WS#1_1照射加工光EL，以使得将层状部分SL#1_2去除时的加工光EL的移动范围相较于将层状部分SL#1_1去除时的加工光EL的移动范围(即，扫描范围)而言变小。即，加工装置1对露出面WS#1_1照射加工光EL，以使得将层状部分SL#1_2去除时的目标照射区域EA的移动范围相较于将层状部分SL#1_1去除时的目标照射区域EA的移动范围而言变小。

特别是，加工装置1对露出面WS#1_1照射加工光EL，以使得将层状部分SL#1_2去除时的加工光EL在扫描方向上的移动范围相较于将层状部分SL#1_1去除时的加工光EL在扫描方向(或者任意的所期望的方向，以下相同)上的移动范围而言变小。即，加工装置1对露出面WS#1_1照射加工光EL，以使得将层状部分SL#1_2去除时的目标照射区域EA在扫描方向上的移动范围相较于将层状部分SL#1_1去除时的目标照射区域EA在扫描方向上的移动范围而言变小。再者，扫描方向是指基于扫描动作的加工光EL的扫描方向(即，目标照射区域EA的移动方向)。在图11所示的例子中，扫描方向为Y轴方向。因此，加工装置1对露出面WS#1_1照射加工光EL，以使得将层状部分SL#1_2去除时的加工光EL在Y轴方向上的移动范围相较于将层状部分SL#1_1去除时的加工光EL在Y轴方向上的移动范围而言变小。其结果，被去除的层状部分SL#1_2的大小相较于被去除的层状部分SL#1_1的大小而言变小。即，被去除的层状部分SL#1_1的大小相较于被去除的层状部分SL#1_2的大小而言变大。具体而言，扫描方向(在图11所示的例子中为Y轴方向)上的层状部分SL#1_1的大小相较于扫描方向上的层状部分SL#1_2的大小而言变大。

作为一例，在Y轴方向(即，扫描方向)上，将层状部分SL#1_2去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧(即，基于扫描动作的加工光EL的扫描方向上的后方侧)的端部的位置可与将层状部分SL#1_1去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置相同。另一方面，在Y轴方向上，将层状部分SL#1_2去除时的加工光EL的移动范围的+Y侧(即，基于扫描动作的加工光EL的扫描方向上的前方侧)的端部的位置相较于将层状部分SL#1_1去除时的加工光EL的移动范围的+Y轴侧的端部的位置而言位于更靠-Y侧。其结果，将层状部分SL#1_2去除时的加工光EL在扫描方向上的移动范围相较于将层状部分SL#1_1去除时的加工光EL在扫描方向上的移动范围而言变小。所述情况下，如图11所示，在Y轴方向(即，扫描方向)上，层状部分SL#1_2的-Y侧的端部ES#1_2的位置与层状部分SL#1_1的-Y侧的端部ES#1_1的位置相同。另一方面，在Y轴方向上，层状部分SL#1_2的+Y侧的端部EE#1_2的位置相较于层状部分SL#1_1的+Y侧的端部EE#1_1的位置而言位于更靠-Y侧。即，扫描方向(在图11所示的例子中为Y轴方向)上的层状部分SL#1_1的大小相较于扫描方向上的层状部分SL#1_2的大小而言变大。再者，本实施方式中的“第一端部的位置与第二端部的位置相同”的状态不仅包含“第一端部的位置与第二端部的位置如文字所示完全相同”的状态，而且也包含“虽然第一端部的位置与第二端部的位置不完全相同，但两者的偏移小至实质上可视为两者相同的程度”的状态。

以后，反复进行同样的动作(即，将层状部分SL去除的动作)，直到形成与凹部PH的深度相同深度的槽为止。即，加工装置1在每次将层状部分SL#1_k(再者，k为1以上的整数)去除时，在通过层状部分SL#1_k被去除而新形成的露出面WS#1_k或露出面WS#1_k的附近设定加工光EL的聚焦位置，并以露出面WS#1_k的至少一部分为对象来交替地反复进行扫描动作与步进动作。其结果，与层状部分SL#1_k的-Z侧邻接的层状部分SL#1_k+1被去除。即，加工装置1通过利用加工光EL对包含露出面WS#1_k的至少一部分的层状部分SL#1_k+1的表面进行扫描，来新去除层状部分SL#1_k+1。

此时，如上所述，加工装置1对第一单元加工对象部分W_unit#1照射加工光EL，以使得将层状部分SL#1_k+1去除时的加工光EL的移动范围相较于将层状部分SL#1_k去除时的加工光EL的移动范围而言变小。即，如表示将第一单元加工对象部分W_unit#1去除时的加工曝射区域PSA内的加工光EL的移动范围的图12所示，加工装置1对第一单元加工对象部分W_unit#1照射加工光EL，以使得在每次将层状部分SL#1_k去除时扫描方向上的加工光EL的移动范围变小。例如，加工装置1对露出面WS#1_k照射加工光EL，以使得在每次将层状部分SL#1_k去除时扫描方向上的加工光EL的移动范围的+Y侧的端部向-Y侧移动。再者，由于在照射了加工光EL的区域中进行去除加工，因此也可以说图12表示在加工曝射区域PSA内进行去除加工的范围。即，也可以说加工装置1对第一单元加工对象部分W_unit#1照射加工光EL，以使得在每次将层状部分SL#1_k去除时利用加工光EL进行去除加工的区域变小。

其结果，如图13所示，包含多个层状部分SL(在图13所示的例子中为层状部分SL#1_1至层状部分SL#1_6)的第一单元加工对象部分W_unit#1从加工对象部分W_target中被去除。即，加工对象部分W_target中的位于第一表面WS#1的至少一部分的下方的第一单元加工对象部分W_unit#1被去除。

然后，如图14所示，加工装置1将加工对象部分W_target中与第一单元加工对象部分W_unit#1邻接的第二单元加工对象部分W_unit#2去除。典型而言，第二单元加工对象部分W_unit#2沿着扫描方向而与第一单元加工对象部分W_unit#1邻接。

第二单元加工对象部分W_unit#2包含分别与构成第一单元加工对象部分W_unit#1的多个层状部分SL邻接的多个层状部分SL。典型而言，第二单元加工对象部分W_unit#2包含沿着扫描方向分别与构成第一单元加工对象部分W_unit#1的多个层状部分SL邻接的多个层状部分SL。在图14所示的例子中，第二单元加工对象部分W_unit#2包含：在扫描方向上与层状部分SL#1_1邻接的层状部分SL#2_1；在扫描方向上与层状部分SL#1_2邻接的层状部分SL#2_2；在扫描方向上与层状部分SL#1_3邻接的层状部分SL#2_3；在扫描方向上与层状部分SL#1_4邻接的层状部分SL#2_4；在扫描方向上与层状部分SL#1_5邻接的层状部分SL#2_5；以及在扫描方向上与层状部分SL#1_6邻接的层状部分SL#2_6。因此，加工装置1为了将第二单元加工对象部分W_unit#2去除，而依次去除层状部分SL#2_1至层状部分SL#2_6。

在图14所示的例子中，即使第二单元加工对象部分W_unit#2被去除，加工对象部分W_target的整体的去除也未完成。所述情况下，构成第二单元加工对象部分W_unit#2的多个层状部分SL的大小(特别是扫描方向上的大小)可相同。另一方面，如之后将第三单元加工对象部分W_unit#3去除时所说明那样，假设在通过第二单元加工对象部分W_unit#2被去除而加工对象部分W_target的整体的去除完成的情况下，构成第二单元加工对象部分W_unit#2的多个层状部分SL的大小(特别是扫描方向上的大小)可彼此不同。

为了将第二单元加工对象部分W_unit#2去除，控制装置7对载台驱动系统33和/或驱动系统5进行控制来使载台32和/或加工装置1移动，以使得加工光EL被照射到第二单元加工对象部分W_unit#2。所述情况下，如图14所示，典型而言，控制装置7对载台驱动系统33和/或驱动系统5进行控制来使载台32和/或加工装置1移动，以使得加工对象部分W_target的表面WS中的第二面WS#2包含于加工曝射区域PSA中。第二面WS#2是加工对象部分W_target的表面WS的一部分且与第一面WS#1邻接。典型而言，第二面WS#2沿着扫描方向与第一面WS#1邻接。进而，如图14所示，控制装置7使载台32和/或加工装置1移动，以使得在扫描方向上，加工曝射区域PSA的-Y侧(即，第一单元加工对象部分W_unit#1侧)的端部E_PSA的位置与第二单元加工对象部分W_unit#2的-Y侧的端部E#2的位置相同或者相较于端部E#2的位置而言位于更靠-Y侧。再者，在图14所示的例子中，第二单元加工对象部分W_unit#2的-Y侧的端部E#2的位置与层状部分SL#2_6的-Y侧的端部的位置相同。

然后，控制装置7对加工装置1进行控制，以去除第二单元加工对象部分W_unit#2。具体而言，控制装置7对加工装置1进行控制，以使得通过将层状部分SL#2_1至层状部分SL#2_6依次去除而将第二单元加工对象部分W_unit#2去除。

具体而言，控制装置7首先对光学系统12(特别是聚焦透镜121)进行控制，以使得加工光EL的聚焦位置被设定于第二面WS#2(即，为第二单元加工对象部分W_unit#2的表面，层状部分SL#2_1的表面)或第二面WS#2的附近。然后，加工装置1交替地反复进行扫描动作与步进动作，所述扫描动作是在对目标照射区域EA照射加工光EL的同时在第二面WS#2上使目标照射区域EA沿着Y轴方向移动，所述步进动作是在不对目标照射区域EA照射加工光EL的情况下在第二面WS#2上使目标照射区域EA沿着X轴方向仅移动规定的步进移动量。其结果，如图15所示，层状部分SL#2_1被去除。

层状部分SL#2_1被去除，结果，在加工对象部分W_target，以与加工装置1相向的方式形成有新露出到外部的露出面WS#2_1。所述情况下，如图16所示，加工装置1也与将第一单元加工对象部分W_unit#1去除的情况同样地，通过利用加工光EL对露出面WS#2_1的至少一部分进行扫描来新去除与层状部分SL#2_1的-Z侧邻接的层状部分SL#2_2。即，加工装置1通过利用加工光EL对包含露出面WS#2_1的至少一部分的层状部分SL#2_2的表面进行扫描来新去除层状部分SL#2_2。具体而言，控制装置7首先对光学系统12(特别是聚焦透镜121)进行控制，以使得将设定于第二面WS#2或第二面WS#2附近的加工光EL的聚焦位置设定于露出面WS#2_1或露出面WS#2_1的附近。即，控制装置7对光学系统12(特别是聚焦透镜121)进行控制，以使得将层状部分SL#2_2去除时的加工光EL的聚焦位置相较于将层状部分SL#2_1去除时的加工光EL的聚焦位置而言更远离加工对象部分W_target的表面WS。然后，加工装置1通过以露出面WS#2_1的至少一部分为对象交替地反复进行扫描动作与步进动作，从而将层状部分SL#2_2去除。

此处，如上所述，由于即使第二单元加工对象部分W_unit#2被去除，加工对象部分W_target的整体的去除也未完成，因此构成第二单元加工对象部分W_unit#2的多个层状部分SL的大小(特别是扫描方向上的大小)变得相同。因此，加工装置1对第二单元加工对象部分W_unit#2照射加工光EL，以使得将层状部分SL#2_1去除时的加工光EL的移动范围的大小(特别是扫描方向上的大小，以下相同)与将层状部分SL#2_2去除时的加工光EL的移动范围的大小相同。加工装置1对第二单元加工对象部分W_unit#2照射加工光EL，以使得将层状部分SL#2_1去除时的目标照射区域EA的移动范围的大小与将层状部分SL#2_2去除时的目标照射区域EA的移动范围的大小相同。

其中，如上所述，在扫描方向上，与层状部分SL#2_2邻接的层状部分SL#1_2的+Y侧的端部EE#1_2的位置相较于与层状部分SL#2_1邻接的层状部分SL#1_1的+Y侧的端部EE#1_1的位置而言位于更靠-Y侧。其结果，如图16所示，在扫描方向上，层状部分SL#2_2的-Y侧的端部ES#2_2的位置相较于层状部分SL#2_1的-Y侧的端部ES#2_1的位置而言位于更靠-Y侧。所述情况下，层状部分SL#2_1的大小与层状部分SL#2_2的大小相同，因此在扫描方向上，层状部分SL#2_2的+Y侧的端部EE#2_2的位置相较于层状部分SL#2_1的+Y侧的端部EE#2_1的位置而言位于更靠-Y侧。为了将此种层状部分SL#2_2去除，加工装置1对第二单元加工对象部分W_unit#2照射加工光EL，以使得在Y轴方向(即，扫描方向)上，(i)将层状部分SL#2_2去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置相较于将层状部分SL#2_1去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置而言位于更靠-Y侧，且(ii)将层状部分SL#2_2去除时的加工光EL的移动范围的+Y侧的端部的位置相较于将层状部分SL#2_1去除时的加工光EL的移动范围的+Y轴侧的端部的位置而言位于更靠-Y侧。

以后，反复进行同样的动作(即，将层状部分SL去除的动作)，直到形成与凹部PH的深度相同深度的槽为止。即，加工装置1在每次将层状部分SL#2_k去除时，在通过层状部分SL#2_k被去除而新形成的露出面WS#2_k或露出面WS#2_k的附近设定加工光EL的聚焦位置，并以露出面WS#2_k的至少一部分为对象来交替地反复进行扫描动作与步进动作。其结果，与层状部分SL#2_k的-Z侧邻接的层状部分SL#2_k+1被去除。即，加工装置1通过利用加工光EL对包含露出面WS#2_k的至少一部分的层状部分SL#2_k+1的表面进行扫描，来新去除层状部分SL#2_k+1。

此时，如上所述，加工装置1对第二单元加工对象部分W_unit#2照射加工光EL，以使得在Y轴方向(即，扫描方向上)，将层状部分SL#2_k去除时的加工光EL的移动范围的大小与将层状部分SL#2_k+1去除时的加工光EL的移动范围的大小变得相同。进而，加工装置1对露出面WS#2_k的至少一部分照射加工光EL，以使得在Y轴方向上，(i)将层状部分SL#2_k+1去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置相较于将层状部分SL#2_k去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置而言位于更靠-Y侧，且(ii)将层状部分SL#2_k+1去除时的加工光EL的移动范围的+Y侧的端部的位置相较于将层状部分SL#2_k去除时的加工光EL的移动范围的+Y轴侧的端部的位置而言位于更靠-Y侧。即，如表示将第二单元加工对象部分W_unit#2去除时的加工曝射区域PSA内的加工光EL的移动范围的图17所示，加工装置1照射加工光EL，以使得扫描方向上的加工光EL的移动范围的大小被维持为一定，另一方面在每次将层状部分SL#2_k去除时加工光EL的移动范围发生移动(典型而言为沿着扫描方向移动)。

其结果，如图18所示，包含多个层状部分SL(在图18所示的例子中为层状部分SL#2_1至层状部分SL#2_6)的第二单元加工对象部分W_unit#2从加工对象部分W_target中被去除。

然后，如图19所示，加工装置1将加工对象部分W_target中与第二单元加工对象部分W_unit#2邻接的第三单元加工对象部分W_unit#3去除。典型而言，第三单元加工对象部分W_unit#3沿着扫描方向而与第二单元加工对象部分W_unit#2邻接。

第三单元加工对象部分W_unit#3包含分别与构成第二单元加工对象部分W_unit#2的多个层状部分SL邻接的多个层状部分SL。典型而言，第三单元加工对象部分W_unit#3包含沿着扫描方向分别与构成第二单元加工对象部分W_unit#2的多个层状部分SL邻接的多个层状部分SL。在图19所示的例子中，第三单元加工对象部分W_unit#3包含：在扫描方向上与层状部分SL#2_1邻接的层状部分SL#3_1；在扫描方向上与层状部分SL#2_2邻接的层状部分SL#3_2；在扫描方向上与层状部分SL#2_3邻接的层状部分SL#3_3；在扫描方向上与层状部分SL#2_4邻接的层状部分SL#3_4；在扫描方向上与层状部分SL#2_5邻接的层状部分SL#3_5；以及在扫描方向上与层状部分SL#2_6邻接的层状部分SL#3_6。因此，加工装置1为了将第三单元加工对象部分W_unit#3去除，而依次去除层状部分SL#3_1至层状部分SL#3_6。

在图19所示的例子中，当第三单元加工对象部分W_unit#3被去除时，加工对象部分W_target的整体的去除完成。所述情况下，构成第三单元加工对象部分W_unit#3的多个层状部分SL的大小(特别是扫描方向上的大小)可彼此不同。另一方面，假设即使在第三单元加工对象部分W_unit#3被去除而加工对象部分W_target的整体的去除未完成(例如需要将在扫描方向上与第三单元加工对象部分W_unit#3邻接的其他单元加工对象部分W_unit去除)的情况下，构成第三单元加工对象部分W_unit#3的多个层状部分SL的大小(特别是扫描方向上的大小)可变得相同。即，在本实施方式中，在沿着扫描方向排列的多个单元加工对象部分W_unit被依次去除的情况下，(i)最初被去除的单元加工对象部分W_unit以与所述第一单元加工对象部分W_unit#1同样的去除方式被去除，(ii)最后被去除的单元加工对象部分W_unit以与第三单元加工对象部分W_unit#3同样的去除方式被去除，且(iii)除此以外的单元加工对象部分W_unit以与所述第二单元加工对象部分W_unit#2同样的去除方式被去除。即，(i)为了将最初被去除的单元加工对象部分W_unit去除，对加工光EL进行控制，以使得在每次将层状部分SL去除时扫描方向上的层状部分SL的大小变小，(ii)为了将最后被去除的单元加工对象部分W_unit去除，对加工光EL进行控制，以使得在每次将层状部分SL去除时扫描方向上的层状部分SL的大小变大，且(iii)为了将除此以外的单元加工对象部分W_unit去除，对加工光EL进行控制，以使得扫描方向上的层状部分SL的大小被维持为一定，另一方面在每次将层状部分SL去除时层状部分SL被去除的区域沿着扫描方向移动。

为了将第三单元加工对象部分W_unit#3去除，控制装置7对载台驱动系统33和/或驱动系统5进行控制来使载台32和/或加工装置1移动，以使得加工光EL被照射到第三单元加工对象部分W_unit#3。所述情况下，如图19所示，控制装置7典型而言对载台驱动系统33和/或驱动系统5进行控制来使载台32和/或加工装置1移动，以使得加工对象部分W_target的表面WS中的第三面WS#3包含于加工曝射区域PSA中。第三面WS#3是加工对象部分W_target的表面WS的一部分且与第二面WS#2邻接。第三面WS#3典型而言沿着扫描方向与第二面WS#2邻接。进而，如图19所示，控制装置7使载台32和/或加工装置1移动，以使得在扫描方向上，加工曝射区域PSA的-Y侧(即，第二单元加工对象部分W_unit#2侧)的端部E_PSA的位置与第三单元加工对象部分W_unit#3的-Y侧的端部E#3的位置相同或者相较于端部E#3的位置而言位于更靠-Y侧。再者，在图19所示的例子中，第三单元加工对象部分W_unit#3的-Y侧的端部E#3的位置与层状部分SL#3_6的-Y侧的端部的位置相同。

然后，控制装置7对加工装置1进行控制，以去除第三单元加工对象部分W_unit#3。具体而言，控制装置7对加工装置1进行控制，以使得通过将层状部分SL#3_1至层状部分SL#3_6依次去除而将第三单元加工对象部分W_unit#3去除。

具体而言，控制装置7首先对光学系统12(特别是聚焦透镜121)进行控制，以使得加工光EL的聚焦位置被设定于第三面WS#3(即，为第三单元加工对象部分W_unit#3的表面，层状部分SL#3_1的表面)或第三面WS#3的附近。然后，加工装置1交替地反复进行扫描动作与步进动作，所述扫描动作是在对目标照射区域EA照射加工光EL的同时在第三面WS#3上使目标照射区域EA沿着Y轴方向移动，所述步进动作是在不对目标照射区域EA照射加工光EL的情况下在第三面WS#3上使目标照射区域EA沿着X轴方向仅移动规定的步进移动量。其结果，如图20所示，层状部分SL#3_1被去除。

层状部分SL#3_1被去除，结果，在加工对象部分W_target中，以与加工装置1相向的方式形成有新露出到外部的露出面WS#3_1。所述情况下，如图21所示，加工装置1也与将第一单元加工对象部分W_unit#1及第二单元加工对象部分W_unit#2去除的情况同样地，通过利用加工光EL对露出面WS#3_1的至少一部分进行扫描来新去除与层状部分SL#3_1的-Z侧邻接的层状部分SL#3_2。即，加工装置1通过利用加工光EL对包含露出面WS#3_1的至少一部分的层状部分SL#3_2的表面进行扫描来新去除层状部分SL#3_2。具体而言，控制装置7首先对光学系统12(特别是聚焦透镜121)进行控制，以使得将设定于第三面WS#3或第三面WS#3附近的加工光EL的聚焦位置设定于露出面WS#3_1或露出面WS#3_1的附近。即，控制装置7对光学系统12(特别是聚焦透镜121)进行控制，以使得将层状部分SL#3_2去除时的加工光EL的聚焦位置相较于将层状部分SL#3_1去除时的加工光EL的聚焦位置而言更远离加工对象部分W_target的表面WS。然后，加工装置1通过以露出面WS#3_1的至少一部分为对象交替地反复进行扫描动作与步进动作，从而将层状部分SL#3_2去除。

此处，如上所述，由于通过第三单元加工对象部分W_unit#3被去除，加工对象部分W_target的整体的去除完成，因此构成第三单元加工对象部分W_unit#3的多个层状部分SL的大小(特别是扫描方向上的大小)变得不同。具体而言，如上所述，与层状部分SL#3_2邻接的层状部分SL#2_2的+Y侧的端部EE#2_2的位置相较于与层状部分SL#3_1邻接的层状部分SL#2_1的+Y侧的端部EE#2_1的位置而言位于更靠-Y侧。其结果，如图21所示，在扫描方向上，层状部分SL#3_2的-Y侧的端部ES#3_2的位置相较于层状部分SL#3_1的-Y侧的端部ES#3_1的位置而言位于更靠-Y侧。另一方面，由于形成四角孔形状的凹部PH，因此在扫描方向上，层状部分SL#3_2的+Y侧的端部EE#3_2的位置与层状部分SL#3_1的+Y侧的端部EE#3_1的位置相同。其结果，在扫描方向上，层状部分SL#3_2[的大小大于层状部分SL#3_1的大小。

为了将此种层状部分SL#3_2去除，加工装置1对露出面WS#3_1照射加工光EL，以使得将层状部分SL#3_2去除时的加工光EL的移动范围相较于将层状部分SL#3_1去除时的加工光EL的移动范围的大小(特别是扫描方向上的大小)而言变大。加工装置1对露出面WS#3_1照射加工光EL，以使得将层状部分SL#3_2去除时的目标照射区域EA的移动范围相较于将层状部分SL#3_1去除时的目标照射区域EA的移动范围而言变大。具体而言，加工装置1对露出面WS#3_1照射加工光EL，以使得在Y轴方向(即，扫描方向)上，(i)将层状部分SL#3_2去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置相较于将层状部分SL#3_1去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置而言位于更靠-Y侧，且(ii)将层状部分SL#3_2去除时的加工光EL的移动范围的+Y侧的端部的位置与将层状部分SL#3_1去除时的加工光EL的移动范围的+Y轴侧的端部的位置相同。

以后，反复进行同样的动作(即，将层状部分SL去除的动作)，直到形成与凹部PH的深度相同深度的槽为止。即，加工装置1在每次将层状部分SL#3_k去除时，在通过层状部分SL#3_k被去除而新形成的露出面WS#3_k或露出面WS#3_k的附近设定加工光EL的聚焦位置，并以露出面WS#3_k的至少一部分为对象来交替地反复进行扫描动作与步进动作。其结果，与层状部分SL#3_k的-Z侧邻接的层状部分SL#3_k+1被去除。即，加工装置1通过利用加工光EL对包含露出面WS#3_k的至少一部分的层状部分SL#3_k+1的表面进行扫描，来新去除层状部分SL#3_k+1。

此时，如上所述，加工装置1对露出面WS#3_k照射加工光EL，以使得将层状部分SL#3_k+1去除时的加工光EL的移动范围相较于将层状部分SL#3_k去除时的加工光EL的移动范围而言变大。进而，加工装置1对露出面WS#3_k照射加工光EL，以使得在Y轴方向(即，扫描方向)上，(i)将层状部分SL#3_k+1去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置相较于将层状部分SL#3_k去除时的加工光EL的移动范围的-Y侧的端部的位置而言位于更靠-Y侧，且(ii)将层状部分SL#3_k+1去除时的加工光EL的移动范围的+Y侧的端部的位置与将层状部分SL#3_k去除时的加工光EL的移动范围的+Y轴侧的端部的位置相同。即，如表示将第三单元加工对象部分W_unit#3去除时的加工曝射区域PSA内的加工光EL的移动范围的图22所示，加工装置1对第三单元加工对象部分W_unit#3照射加工光EL，以使得在每次将层状部分SL#3_k去除时扫描方向上的加工光EL的移动范围变大。

其结果，如图23所示，包含多个层状部分SL(在图23所示的例子中为层状部分SL#3_1至层状部分SL#3_6)的第三单元加工对象部分W_unit#3从加工对象部分W_target中被去除。其结果，加工对象部分W_target的去除完成，形成凹部PH。

(3)加工系统SYS的技术效果

根据以上说明的加工系统SYS，可适当地对工件W进行加工。特别是，加工系统SYS可适当地对构成加工对象部分W_target的多个单元加工对象部分W_unit的边界进行加工。以下，对其理由进行说明。

首先，设想为了在工件W形成凹部PH，加工系统SYS可一次总括地(即，不分割成多个层状部分SL而总括)对一个单元加工对象部分W_unit进行加工。然而，在本实施方式中，由于从加工装置1沿着垂直方向(即，Z轴方向)射出加工光EL，因此以通过加工光EL的照射而形成垂直面的方式对工件W进行加工的情况对加工系统SYS而言并不容易。因此，在一个单元加工对象部分W_unit被一次总括地去除之后残存的壁面(具体而言为下一个应被去除的其他单元加工对象部分W_unit的侧面)有可能相对于垂直面倾斜。进而，在继一个单元加工对象部分W_unit之后其他单元加工对象部分W_unit被去除的情况下也同样地有可能残存相对于垂直面倾斜的壁面。视情况，由此种壁面规定的壁部有可能残存在一个单元加工对象部分W_unit与其他单元加工对象部分W_unit之间。

然而，在本实施方式中，首先，加工系统SYS为了将各单元加工对象部分W_unit去除，而将构成各单元加工对象部分W_unit的相对薄的多个层状部分SL去除。因此，在各单元加工对象部分W_unit被去除后残存的壁面成为通过将多个层状部分SL依次去除而分别形成的多个微小的壁面的集合体。因此，即使微小的壁面自身相对于垂直面倾斜，作为多个微小的壁面的集合体即壁面整体的倾斜也变得充分小。进而，由于被依次去除的多个层状部分SL(例如，多个层状部分SL的端部)沿着扫描方向偏移，因此有意地对多个单元加工对象部分W_unit的边界进行加工，以具有多个单元加工对象部分W_unit的边界面相对于垂直面实质上倾斜的阶梯状的形状。因此，加工系统SYS可适当地对具有此种有意形成的阶梯状的形状的界面进行加工，以使壁部不残存。原因在于，由于加工系统SYS有意地形成为具有阶梯状的形状的边界面的形状及大小对加工系统SYS而言为已知，因此加工系统SYS可适当地对所述具有已知的形状及大小的边界面进行加工，以使壁部不残存。其结果，加工系统SYS可适当地对多个单元加工对象部分W_unit的边界进行加工。具体而言，加工系统SYS可对工件W进行加工，以使得在多个单元加工对象部分W_unit之间不残留未被完全去除的结构物(例如壁状的结构物)。

(4)变形例

以上所述的说明中，对用于将沿着扫描方向排列的多个单元加工对象部分W_unit依次去除的加工动作进行说明。另一方面，加工系统SYS除了将沿着扫描方向排列的多个单元加工对象部分W_unit依次去除以外，或者取而代之，也可将沿着基于步进动作的目标照射区域EA的移动方向(在所述例子中为X轴方向)即步进方向排列的多个单元加工对象部分W_unit依次去除。所述情况下，加工系统SYS也可以与将沿着扫描方向排列的多个单元加工对象部分W_unit依次去除的情况同样的方式，将沿着步进方向排列的多个单元加工对象部分W_unit依次去除。具体而言，在将沿着步进方向排列的多个单元加工对象部分W_unit依次去除时，对于加工系统SYS，(i)为了将最初被去除的单元加工对象部分W_unit去除，可对加工光EL进行控制，以使得在每次将层状部分SL去除时步进方向上的加工光EL的移动范围变小，(ii)为了将最后被去除的单元加工对象部分W_unit去除，可对加工光EL进行控制，以使得在每次将层状部分SL去除时步进方向上的加工光EL的移动范围变大，且(iii)为了将除此以外的单元加工对象部分W_unit去除，可对加工光EL进行控制，以使得步进方向上的加工光EL的移动范围的大小被维持为一定，另一方面在每次将层状部分SL去除时加工光EL的移动范围沿着步进方向移动。对于加工系统SYS，(i)为了将最初被去除的单元加工对象部分W_unit去除，可对加工光EL进行控制，以使得在每次将层状部分SL去除时步进方向上的层状部分SL的大小变小，(ii)为了将最后被去除的单元加工对象部分W_unit去除，可对加工光EL进行控制，以使得在每次将层状部分SL去除时步进方向上的层状部分SL的大小变大，且(iii)为了将除此以外的单元加工对象部分W_unit去除，可对加工光EL进行控制，以使得步进方向上的层状部分SL的大小被维持为一定，另一方面在每次将层状部分SL去除时层状部分SL被去除的区域沿着步进方向移动。

以上所述的说明中，加工装置1对工件W照射加工光EL，进行将工件W的一部分去除的去除加工。然而，加工装置1也可对工件W照射加工光EL，进行与去除加工不同的加工。例如，加工装置1也可对工件W照射加工光EL，对工件W进行附加加工。例如，加工装置1也可通过加工光EL的照射来改变工件W的表面的至少一部分的特性，进行在工件W的表面形成所期望的图案的标识加工。

以上所述的说明中，载台装置3包括载台驱动系统33。然而，载台装置3也可不包括载台驱动系统33。即，载台32也可不移动。在载台32不移动的情况下，载台装置3也可不包括位置测量器34。以上所述的说明中，加工系统SYS包括驱动系统5及驱动系统6。然而，加工系统SYS也可不包括驱动系统5及驱动系统6中的至少一者。即，加工装置1及测量装置2的至少一者也可不移动。所述情况下，加工系统SYS也可不包括位置测量器51及位置测量器61中的至少一者。

以上所述的说明中，加工系统SYS包括测量装置2。然而，加工系统SYS可不包括测量装置2。所述情况下，加工系统SYS可不包括作为与测量装置2相关联的构成组件的驱动系统6及位置测量器61。

以上所述的说明中，加工装置1通过对工件W照射加工光EL来对工件W进行加工。然而，加工装置1也可将与光不同的任意的能量射束(也可将所述能量射束称作“加工射束”)照射到工件W来对工件W进行加工。所述情况下，除了包括光源11以外，或者取而代之，加工装置1也可包括能够照射任意的能量射束的射束照射装置。作为任意的能量射束的一例，可列举电子射束及离子射束等带电粒子射束。作为任意的能量射束的另一例，可列举电磁波。

所述各实施方式的构成必要条件的至少一部分可与所述各实施方式的构成必要条件的至少另一部分适当组合。也可不使用所述各实施方式的构成必要条件中的一部分。另外，在法律所容许的范围内，援用在所述各实施方式中引用的所有公开公报及美国专利的公开来作为本文记载的一部分。

本发明并不限于所述实施例，可在不违反能够自权利要求及整个说明书中读取的发明主旨或思想的范围内进行适当变更，伴随此种变更的射束加工装置也包含在本发明的技术范围内。

Claims (14)

1.一种射束加工装置，其特征在于，对工件照射加工射束，所述射束加工装置包括：

射束照射装置，包括照射光学系统及射束照射位置变更构件，所述照射光学系统照射所述加工射束，所述射束照射位置变更构件配置于所述加工射束的光路中且变更所述加工射束在所述工件上的照射位置；

控制装置，对所述射束照射装置进行控制；以及

位置变更装置，变更所述照射光学系统与所述工件的位置关系，

所述控制装置对所述射束照射装置进行控制，以使得在使所述加工射束的照射位置在第一方向上移动的同时对所述工件的第一面照射所述加工射束来对所述工件的第一部分进行去除加工，在使所述加工射束的照射位置在所述第一方向上移动的同时对通过所述第一部分的去除加工而形成于所述工件上的第二面照射所述加工射束来对所述工件的第二部分进行去除加工，

所述控制装置对所述射束照射装置进行控制，以使得所述第二部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围相较于所述第一部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围而言变小，

所述控制装置对所述位置变更装置进行控制，以使得在对所述第一部分及第二部分进行去除加工后，变更所述照射光学系统与所述工件的位置关系，从而可对所述工件上的在所述第一方向上与所述第一部分邻接的第三部分照射所述加工射束。

2.根据权利要求1所述的射束加工装置，其特征在于，

所述射束照射位置变更构件在所述第一方向上变更所述照射位置，

所述第一方向上的所述第一部分的大小比所述第一方向上的所述第二部分的大小大。

3.根据权利要求1所述的射束加工装置，其特征在于，

所述控制装置对所述射束照射装置进行控制，以使得在变更所述照射光学系统与所述工件的位置关系后，在使所述加工射束的照射位置在所述第一方向上移动的同时对所述工件的第一面照射加工射束来对所述第三部分进行去除加工，在使所述加工射束的照射位置在所述第一方向上移动的同时对通过所述第三部分的去除加工而形成于所述工件上的第三面照射所述加工射束来对所述工件上的在所述第一方向上与所述第二部分邻接的第四部分进行去除加工。

4.根据权利要求3所述的射束加工装置，其特征在于，

所述控制装置对所述射束照射装置进行控制，以使得所述第四部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围成为所述第三部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围以上。

5.根据权利要求3所述的射束加工装置，其特征在于，

所述射束照射位置变更构件沿着所述第一方向变更所述照射位置，

所述第一方向上的所述第三部分的大小为所述第一方向上的所述第四部分的大小以下。

6.根据权利要求3所述的射束加工装置，其特征在于，

所述射束照射位置变更构件沿着所述第一方向变更所述照射位置，

在所述第一方向上，所述第四部分的所述第二部分侧的端部的位置相较于所述第三部分的所述第一部分侧的端部的位置而言位于更靠所述第二部分侧。

7.根据权利要求3所述的射束加工装置，其特征在于，

在所述第一方向上，所述第四部分的与所述第二部分为相反侧的端部的位置和所述第三部分的与所述第一部分为相反侧的端部的位置相同或者相较于此位置而言位于更靠所述第二部分侧。

8.根据权利要求3所述的射束加工装置，其特征在于，

在所述第一方向上，所述第一部分的与所述第三部分为相反侧的端部的位置和所述第二部分的与所述第四部分为相反侧的端部的位置相同。

9.根据权利要求3所述的射束加工装置，其特征在于，

通过包含所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分及所述第四部分的去除加工的加工处理而在所述工件形成凹部。

10.根据权利要求3所述的射束加工装置，其特征在于，

所述射束照射位置变更构件在去除所述第一部分后且在与所述第一方向交叉的第二方向上移动所述加工射束的照射位置后，在使所述加工射束的照射位置在所述第一方向上移动的同时对所述工件的第一面照射加工射束来进行与所述第一部分邻接的第五部分的去除加工。

11.根据权利要求10所述的射束加工装置，其特征在于，

在对所述第五部分进行去除加工后，进行所述第二部分的去除加工。

12.根据权利要求3所述的射束加工装置，其特征在于，

所述控制装置使对所述第四部分进行去除加工时的所述加工射束的聚光位置相较于对所述第三部分进行去除加工时的所述加工射束的聚光位置而言沿着所述加工射束的行进方向更远离所述第一面。

13.根据权利要求1所述的射束加工装置，其特征在于，

所述控制装置使对所述第二部分进行去除加工时的所述加工射束的聚光位置相较于对所述第一部分进行去除加工时的所述加工射束的聚光位置而言沿着所述加工射束的行进方向更远离所述第一面。

14.一种射束加工方法，其特征在于，对工件照射加工射束，所述射束加工方法包括：

使用配置于所述加工射束的光路中的射束照射位置变更构件，对通过照射光学系统照射所述加工射束至所述工件的照射位置在第一方向上移动的同时对所述工件的第一面照射所述加工射束来对所述工件的第一部分进行去除加工，

在使所述加工射束的照射位置在所述第一方向上移动的同时对通过所述第一部分的去除加工而形成于所述工件上的第二面照射所述加工射束来对所述工件的第二部分进行去除加工，且

所述第二部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围相较于所述第一部分的去除加工中的所述加工射束的移动范围而言变小，

在对所述第一部分及第二部分进行去除加工后，使用变更所述照射光学系统与所述工件的位置关系的位置变更装置变更所述照射光学系统与所述工件的位置关系，从而可对所述工件上的在所述第一方向上与所述第一部分邻接的第三部分照射所述加工射束。