特許 7464055 処理システム及びロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-01

(45)【発行日】2024-04-09

(54)【発明の名称】処理システム及びロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20240402BHJP

   B23K 26/02 20140101ALI20240402BHJP

   B23K 26/08 20140101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 M

B23K26/02 A

B23K26/08 Z

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021541916

(86)(22)【出願日】2019-08-30

(86)【国際出願番号】 JP2019034089

(87)【国際公開番号】W WO2021038821

(87)【国際公開日】2021-03-04

【審査請求日】2022-07-25

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100104765

【弁理士】

【氏名又は名称】江上 達夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 真路

【審査官】松田 長親

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２１２９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５３８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１１１７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０４８１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６９３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムであって、
計測光源からの計測光を、第１光と、第２光と、に分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面を加工する前記加工光と、前記第２光と、を前記物体の表面の少なくとも一部に照射可能な照射光学系と、
前記物体に到達する前記加工光の進む方向において、前記加工光の集光位置を変更する位置変更装置と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる第３光と、前記第１光と、の干渉光に基づいて、前記位置変更装置に対してフィードバック制御を行う制御装置と
を備える処理システム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記干渉光に基づいて、前記物体に到達する前記加工光の進む方向において、前記物体と、前記加工光の集光位置と、の距離を所定の距離とするように前記位置変更装置を制御する
請求項１に記載の処理システム。

【請求項3】

前記位置変更装置は、前記物体に到達する前記加工光の進む方向と直交する方向において、前記物体と、前記加工光の集光位置と、の相対的な位置関係を変更可能とする
請求項１又は２に記載の処理システム。

【請求項4】

前記位置変更装置は、前記照射光学系を介した、前記加工光源からの前記加工光と、前記計測光源からの前記第２光と、が前記物体の前記表面に照射される位置を変更する照射位置変更光学系を備える
請求項１から３のいずれか一項に記載の処理システム。

【請求項5】

前記位置変更装置は、前記物体に対する前記照射光学系の位置を変更する
請求項１から４のいずれか一項に記載の処理システム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記第３光と前記第１光との干渉光に基づいて、前記加工光が前記物体の前記表面に照射されるべき目標照射領域と前記物体との相対的な位置関係を所定の位置関係に維持させるように前記位置変更装置を制御する
請求項１から５のいずれか一項に記載の処理システム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記干渉光が生じる間隔から算出された前記第２光が進む第２光路及び前記第３光が進む第３光路の長さと前記第１光が進む第１光路の長さとの差に関する計測量と、前記加工光による加工処理での前記物体の加工量と、に基づいて、前記位置変更装置を制御する
請求項１から６のいずれか一項に記載の処理システム。

【請求項8】

前記加工処理は、前記物体の一部を除去する除去処理を含み、
前記制御装置は、前記除去処理が行われた除去部分についての前記計測量を補正する一方で、前記除去処理が行われていない非除去部分についての前記計測量を補正しない除去量反映処理を行い、前記除去量反映処理が行われた前記計測量に基づいて、前記位置変更装置を制御する
請求項７に記載の処理システム。

【請求項9】

前記除去部分についての前記計測量の補正は、前記計測量を減算することを含む
請求項８に記載の処理システム。

【請求項10】

前記制御装置は、前記物体と前記照射光学系との相対的な位置関係を所定の位置関係に維持させるように前記位置変更装置を制御し、
前記所定の位置関係は、前記除去量反映処理が行われた前記計測量が一定になるという位置関係を含む
請求項８又は９に記載の処理システム。

【請求項11】

前記加工処理は、前記物体に構造物を付加する付加処理を含み、
前記制御装置は、前記付加処理が行われた付加部分についての前記計測量を補正する一方で、前記付加処理が行われていない非付加部分についての前記計測量を補正しない付加量反映処理を行い、前記付加量反映処理が行われた前記計測量に基づいて、前記位置変更装置を制御する
請求項７から１０のいずれか一項に記載の処理システム。

【請求項12】

前記付加部分についての前記計測量の補正は、前記計測量を加算することを含む
請求項１１に記載の処理システム。

【請求項13】

前記制御装置は、前記物体と前記照射光学系との相対的な位置関係を所定の位置関係に維持させるように前記位置変更装置を制御し、
前記所定の位置関係は、前記付加量反映処理が行われた前記計測量が一定になるという位置関係を含む
請求項１２に記載の処理システム。

【請求項14】

前記第１光は、互いに位相同期され干渉性のある参照光としての光周波数コムを含み、
前記第２光は、測定光としての光周波数コムを含み、
前記分岐光学系からの前記第１光が入射する参照面を備え、
前記制御装置は、前記物体に照射された前記第２光によって前記物体から生じる前記第３光と、前記参照面から戻された第１光と、の干渉光に基づいて、前記位置変更装置を制御する
請求項１から１３のいずれか一項に記載の処理システム。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか一項に記載の処理システムの少なくとも一部が前記物体に対して変位可能な状態で前記処理システムの少なくとも一部を支持する支持部と、
前記支持部を介して前記処理システムの少なくとも一部を駆動する駆動部と
を備えるロボットシステム。

【請求項16】

前記駆動部は、多関節構造を有する
請求項１５に記載のロボットシステム。

【請求項17】

加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理方法であって、
計測光源からの計測光を、第１光と、第２光と、に分岐することと、
照射光学系を介して、前記物体の表面の少なくとも一部に、前記加工光と、前記第２光と、を照射することと、
前記物体に到達する前記加工光の進む方向において、前記加工光の集光位置を変更することと、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる第３光と、前記第１光と、の干渉光に基づいて、前記加工光の集光位置に対してフィードバック制御を行うことと
を含む処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体に対する処理を行う処理システム及びロボットシステムの技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

物体を対象とする処理を行う処理システムの一例として、物体を加工可能な加工システムがあげられる。例えば、特許文献１には、物体の表面に加工光を照射して構造を形成する加工システムが記載されている。この種の処理システムでは、物体を対象とする処理を行うために用いられる部材と物体との相対的な位置関係を適切に制御することが要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第４，９９４，６３９号

【発明の概要】

【0004】

第１の態様によれば、加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムであって、計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、前記物体の表面に前記加工光を照射し、前記物体の前記表面に前記第２光を照射する照射光学系と、前記物体と前記照射光学系との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と、前記検出装置からの出力を用いて、前記位置変更装置を制御する制御装置とを備える処理システムが提供される。

【0005】

第２の態様によれば、加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムであって、計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、前記物体の表面の少なくとも一部に前記加工光を照射し、前記物体の前記表面に前記第２光を照射する照射光学系と、前記物体と前記加工光の集光位置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と、前記検出装置からの出力を用いて、前記位置変更装置を制御する制御装置とを備える処理システムが提供される。

【0006】

第３の態様によれば、物体に対して作用する作用部材を用いた処理、及び前記物体の情報を取得する取得部材を用いた処理のうち少なくとも一方の処理を行う処理システムであって、計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、前記物体の表面に第２光を照射する照射光学系と、前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と、前記作用部材及び前記取得部材のうちの少なくとも一方と前記物体との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、前記検出装置からの出力を用いて、前記位置変更装置を制御する制御装置とを備える処理システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態の加工システムの全体構造を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、第１実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。

【図3】図３は、第１実施形態の加工ヘッドの構造を示す断面図である。

【図4】図４は、検出器に入射する計測光と、検出器が検出した干渉光とを示すタイミングチャートである。

【図5】図５は、ヘッド駆動系の構造を示す断面図である。

【図6】図６は、ヘッド駆動系が備える第２駆動系の構造を示す断面図である。

【図7】図７（ａ）は、ワーク上の複数の被照射領域を示す平面図であり、図７（ｂ）は、ワーク上の複数の被照射領域を示す斜視図である。

【図8】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、複数の被照射領域と加工ヘッドとの間の距離が互いに同一になるように位置関係が制御されている加工ヘッドとワークとを示す断面図である。

【図9】図９は、除去加工が行われた加工済み領域と除去加工が行われていない未加工領域とを示す断面図である。

【図10】図１０は、加工済み領域と加工ヘッドとの間の距離が未加工領域と加工ヘッドとの間の距離と同一になるように位置関係が制御されている加工ヘッドとワークとを示す断面図である。

【図11】図１１は、付加加工が行われた加工済み領域と付加加工が行われていない未加工領域とを示す断面図である。

【図12】図１２は、加工済み領域と加工ヘッドとの間の距離が未加工領域と加工ヘッドとの間の距離と同一になるように位置関係が制御されている加工ヘッドとワークとを示す断面図である。

【図13】図１３は、ワーク上の複数の被照射領域を示す平面図である。

【図14】図１４は、ワーク上の複数の被照射領域を示す平面図である。

【図15】図１５は、計測光の目標照射領域の移動軌跡の一例を示す平面図である。

【図16】図１６は、対象ショット領域と計測ショット領域との位置関係の一例を示す平面図である。

【図17】図１７は、加工光が照射されているワークを示す平面図である。

【図18】図１８（ａ）は、ワークの一例を示す上面図であり、図１８（ｂ）は、ワークの一例を示す斜視図である。

【図19】図１９は、第３のアライメント動作を行う場合のワーク上の複数の被照射領域を示す平面図である。

【図20】図２０は、アライメントマークが形成されたワークを示す平面図である。

【図21】図２１は、第２実施形態の加工システムの全体構造を模式的に示す断面図である

【図22】図２２は、エンドエフェクタを備える加工装置の構造の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら、処理システム、ロボットシステム、制御装置及びコンピュータプログラムの実施形態について説明する。以下では、加工光ＥＬを用いてワークＷを加工する（つまり、ワークＷを対象とする加工処理を行う）加工システムＳＹＳを用いて、処理システム、ロボットシステム、制御装置及びコンピュータプログラムの実施形態を説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。

【0009】

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。

【0010】

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

【0011】

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

【0012】

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

【0013】

加工装置１は、制御装置５の制御下で、ワークＷを加工可能である。加工装置１は、制御装置５の制御下で、ワークＷを対象とする加工処理を行うことが可能である。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（例えば、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）や塗料（一例として基材に塗布された塗料層）等）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。

【0014】

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

【0015】

加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射して、ワークＷの一部を除去する除去加工（典型的には、切削加工又は研削加工）を行ってもよい。除去加工を行う場合には、加工装置１は、リブレット構造をワークＷ上に形成してもよい。リブレット構造は、ワークＷの表面の流体に対する抵抗（特に、摩擦抵抗、乱流摩擦抵抗）を低減可能な構造である。リブレット構造は、例えば、ワークＷの表面に沿った第１の方向（例えば、Ｙ軸方向）に沿って延びる溝が、ワークＷの表面に沿っており且つ第１の方向に交差する第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿って複数配列された構造を含んでいてもよい。ワークＷが基材と基材の表面に塗布された塗装膜（塗料層）とを含む場合には、加工装置１は、基材が塗装膜から露出しないように塗装膜の一部を除去することで、除去されることなく残留した塗装膜から構成されるリブレット構造を基材の表面に形成してもよい。

【0016】

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

【0017】

加工装置１は更に、制御装置５の制御下で、ワークＷを計測可能である。加工装置１は、ワークＷを計測するために、ワークＷに対して計測光ＭＬを照射する。計測光ＭＬは、ワークＷに照射されることでワークＷを計測可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。第１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が、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、ワークＷに照射されることでワークＷを計測可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、計測光ＭＬは、可視光であってもよいし、不可視光（例えば、赤外光及び紫外光の少なくとも一方等）であってもよい。計測光ＭＬは、パルス光を含む。

【0018】

計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長と異なっていてもよい。例えば、計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長よりも短くてもよい。一例として、計測光ＭＬとして２６６ｎｍ又は３５５ｎｍの波長帯の光が用いられ、加工光ＥＬとして５３２ｎｍ、１μｍ又は１０μｍの波長帯の光が用いられてもよい。この場合、ワークＷ上での計測光ＭＬのスポット径が、ワークＷ上での加工光ＥＬのスポット径よりも小さくなる。その結果、加工光ＥＬによる加工分解能よりも、計測光ＭＬによる計測分解能が高くなる。但し、計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長よりも短くなくてもよい。計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長と同じであってもよい。

【0019】

加工装置１は、ワークＷの状態を計測可能であってもよい。ワークＷの状態は、ワークＷの位置を含んでいてもよい。ワークＷの位置は、ワークＷの表面の位置を含んでいてもよい。ワークＷの表面の位置は、ワークＷの表面を細分化した各面部分のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つにおける位置を含んでいてもよい。ワークＷの状態は、後述する加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄを含んでいてもよい。加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄは、加工ヘッド１１とワークＷとを結ぶ軸であるＺ軸に沿った方向における距離を意味していてもよい。加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄは、典型的には、加工ヘッド１１の基準部分とワークＷの表面との間の距離である。加工ヘッド１１の基準部分とワークＷの表面との間の距離は、加工ヘッド１１の基準部分とワークＷの表面を細分化した各面部分との間の距離を含んでいてもよい。ワークＷの状態は、ワークＷの形状（例えば、３次元形状）を含んでいてもよい。ワークＷの形状は、ワークＷの表面の形状を含んでいてもよい。ワークＷの表面の形状は、上述したワークＷの表面の位置に加えて又は代えて、ワークＷの表面を細分化した各面部分の向き（例えば、各面部分の法線の向きであり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つに対する各面部分の傾斜量と実質的に等価）を含んでいてもよい。ワークＷの状態は、ワークＷのサイズ（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つにおけるサイズ）を含んでいてもよい。

【0020】

ワークＷを加工及び計測するために、加工装置１は、ワークＷに対して加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれを射出する加工ヘッド１１と、加工ヘッド１１を移動させるヘッド駆動系１２とを備える。加工ヘッド１１は、ワークＷに対して加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれを射出することが可能な任意の部材を意味する。このため、加工ヘッド１１は、ヘッドという文言を含んでいるものの、必ずしも何かの部材の先端に取り付けられる部材を意味していなくてもよい。このため、加工ヘッド１１は、加工部材と称されてもよい。加工ヘッド１１は、ワークＷに対する加工処理を行う装置であるとも言える。加工ヘッド１１は、ワークＷを計測する装置であるとも言える。更に、加工ヘッド１１は、加工光源１１１と、加工光学系１１２と、計測光源１１３と、計測光学系１１４と、合成光学系１１５と、共通光学系１１６とを備える。尚、加工ヘッド１１及びヘッド駆動系１２の構造については、図３から図６を参照しながら、後に詳述する。但し、加工ヘッド１１は、ワークＷに対して加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれを射出することができる限りは、どのような構造を有していてもよい。加工ヘッド１１は、ワークＷに対して加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれを射出することができる限りは、加工光源１１１、加工光学系１１２、計測光源１１３、計測光学系１１４、合成光学系１１５及び共通光学系１１６の少なくとも一つを備えていなくてもよい。

【0021】

ヘッド駆動系１２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド１１を移動させる。加工ヘッド１１が移動すると、後述するステージ３２（更には、ステージ３２に載置されたワークＷ）と加工ヘッド１１との位置関係が変わる。つまり、加工ヘッド１１が移動すると、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との相対位置が変わる。従って、加工ヘッド１１を移動させることは、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係を変更することと等価であるとみなしてもよい。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１が備える各光学系（つまり、加工光学系１１２、計測光学系１１４、合成光学系１１５及び共通光学系１１６の少なくとも一つ）との位置関係が変わる。従って、加工ヘッド１１を移動させることは、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１が備える各光学系との位置関係を変更することと等価であるとみなしてもよい。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１の筐体１１７との位置関係が変わる。従って、加工ヘッド１１を移動させることは、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１の筐体１１７との位置関係を変更することと等価であるとみなしてもよい。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ワークＷ上に設定される目標照射領域ＥＡ及び目標照射領域ＭＡのそれぞれのワークＷ上での位置が変わる。尚、目標照射領域ＥＡは、加工ヘッド１１が加工光ＥＬを照射することが予定されている領域である。目標照射領域ＭＡは、加工ヘッド１１が計測光ＭＬを照射することが予定されている領域である。従って、加工ヘッド１１を移動させることは、ワークＷ上での目標照射領域ＥＡ及び目標照射領域ＭＡのそれぞれの位置を変更することと等価であるとみなしてもよい。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ワークＷ上で加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれが実際に照射される照射位置が変わる。従って、加工ヘッド１１を移動させることは、ワークＷ上での加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれの照射位置を変更することと等価であるとみなしてもよい。

【0022】

ステージ装置３は、定盤３１と、ステージ３２とを備える。定盤３１は、筐体４の底面上（或いは、筐体４が載置される床面等の支持面上）に配置される。定盤３１上には、ステージ３２が配置される。筐体４の底面或いは筐体４が載置される床面等の支持面と定盤３１との間には、不図示の防振装置が設置されていてもよい。更に、定盤３１上には、加工装置１を支持する不図示の支持フレームが配置されていてもよい。

【0023】

ステージ３２上には、ワークＷが載置される。ステージ３２は、載置されたワークＷを保持してもよい。例えば、ステージ３２は、ワークＷを真空吸着及び／又は静電吸着することで、ワークＷを保持してもよい。或いは、ステージ３２は、載置されたワークＷを保持しなくてもよい。

【0024】

ステージ３２は、制御装置５の制御下で、ワークＷが載置されたまま定盤３１上を移動可能である。ステージ３２は、定盤３１及び加工装置１の少なくとも一方に対して移動可能である。ステージ３２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに沿って移動可能である。この場合、ステージ３２は、ＸＹ平面に平行なステージ走り面（移動面）に沿って移動可能である。ステージ３２は更に、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動可能であってもよい。ステージ３２を移動させるために、ステージ装置３は、ステージ駆動系３３を備えている。ステージ駆動系３３は、例えば、任意のモータ（例えば、リニアモータ等）を用いて、ステージ３２を移動させる。更に、ステージ装置３は、ステージ３２の位置を計測するためステージ位置計測器を備えていてもよい。ステージ位置計測器は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。

【0025】

ステージ３２が移動すると、ステージ３２（更には、ステージ３２に載置されたワークＷ）と加工ヘッド１１との位置関係が変わる。つまり、ステージ３２が移動すると、加工ヘッド１１とステージ３２及びワークＷとの相対位置が変わる。従って、ステージ３２を移動させることは、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係を変更することと等価であるとみなしてもよい。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１が備える各光学系との位置関係が変わる。従って、ステージ３２を移動させることは、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１が備える各光学系との位置関係を変更することと等価であるとみなしてもよい。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１の筐体１１７との位置関係が変わる。従って、ステージ３２を移動させることは、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１の筐体１１７との位置関係を変更することと等価であるとみなしてもよい。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、目標照射領域ＥＡ及び目標照射領域ＭＡのそれぞれのワークＷ上での位置が変わる。従って、ステージ３２を移動させることは、ワークＷ上での目標照射領域ＥＡ及び目標照射領域ＭＡのそれぞれの位置を変更することと等価であるとみなしてもよい。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ワークＷ上で加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれが実際に照射される照射位置が変わる。従って、ステージ３２を移動させることは、ワークＷ上での加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれの照射位置を変更することと等価であるとみなしてもよいとみなしてもよい。

【0026】

制御装置５は、加工システムＳＹＳａの動作を制御する。例えば、制御装置５は、ワークＷの加工条件を設定すると共に、設定した加工条件に従ってワークＷが加工されるように加工装置１及びステージ装置３を制御する。例えば、制御装置５は、ワークＷの計測条件を設定すると共に、設定した計測条件に従ってワークＷが計測されるように加工装置１及びステージ装置３を制御する。

【0027】

制御装置５は、例えば、演算装置と記憶装置とを含んでいてもよい。演算装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ））の少なくとも一方を含んでいてもよい。制御装置５は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、加工システムＳＹＳａの動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御装置５が行うべき後述する動作を制御装置５（例えば、演算装置）に行わせる（つまり、実行させる）ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工システムＳＹＳａに後述する動作を行わせるように制御装置５を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置５が備える記憶装置（つまり、記録媒体）に記録されていてもよいし、制御装置５に内蔵された又は制御装置５に外付け可能な任意の記憶媒体（例えば、ハードディスクや半導体メモリ）に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置５の外部の装置からダウンロードしてもよい。

【0028】

制御装置５は、加工システムＳＹＳａの内部に設けられていなくてもよく、例えば、加工システムＳＹＳａ外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御装置５と加工システムＳＹＳａとは、有線及び／又は無線のネットワーク（或いは、データバス及び／又は通信回線）で接続されていてもよい。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、制御装置５と加工システムＳＹＳａとはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御装置５は、ネットワークを介して加工システムＳＹＳａにコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工システムＳＹＳａは、制御装置５からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。或いは、制御装置５が行う処理のうちの一部を行う第１制御装置が加工システムＳＹＳａの内部に設けられている一方で、制御装置５が行う処理のうちの他の一部を行う第２制御装置が加工システムＳＹＳａの外部に設けられていてもよい。

【0029】

尚、演算装置が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、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、制御装置５（つまり、コンピュータ）がコンピュータプログラムを実行することで制御装置５内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置５が備える所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

【0030】

（１－２）加工ヘッド１１の構造
続いて、図３を参照しながら、加工ヘッド１１の構造の一例について説明する。図３は、加工ヘッド１１の構造の一例を示す断面図である。

【0031】

図３に示すように、加工ヘッド１１は、加工光源１１１と、加工光学系１１２と、計測光源１１３と、計測光学系１１４と、合成光学系１１５と、共通光学系１１６とを備える。加工光源１１１、加工光学系１１２、計測光源１１３、計測光学系１１４、合成光学系１１５及び共通光学系１１６は、筐体１１７内に収容されている。但し、加工光源１１１、加工光学系１１２、計測光源１１３、計測光学系１１４、合成光学系１１５及び共通光学系１１６の少なくとも一つが、筐体１１７内に収容されていなくてもよい。

【0032】

加工ヘッド１１が各光学系を備えるがゆえに（つまり、各光学系が加工ヘッド１１に配置されるがゆえに）、各光学系は、加工ヘッド１１に対して（例えば、筐体１１７に対して）固定された位置に配置される。つまり、ヘッド駆動系１２による加工ヘッド１１の移動に伴い、各光学系もまた加工ヘッド１１（例えば、筐体１１７）と同様に移動する。

【0033】

加工光源１１１は、加工光ＥＬを生成可能である。加工光ＥＬがレーザ光である場合には、加工光源１１１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１１１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１１１は、パルス光（例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光）を加工光ＥＬとして生成可能である。加工光源１１１は、生成した加工光ＥＬを、加工光学系１１２に向けて射出する。

【0034】

加工光学系１１２は、加工光源１１１から射出された加工光ＥＬが入射する光学系である。加工光学系１１２は、加工光学系１１２に入射した加工光ＥＬを、合成光学系１１５に向けて射出する光学系である。つまり、加工光学系１１２は、加工光源１１１から射出された加工光ＥＬを、合成光学系１１５に導く光学系である。加工光学系１１２が射出した加工光ＥＬは、合成光学系１１５及び共通光学系１１６を介してワークＷに照射される。このため、加工光学系１１２は、合成光学系１１５及び共通光学系１１６を介して加工光ＥＬをワークＷに向けて射出する（照射する）光学系であるとも言える。

【0035】

加工光学系１１２は、位置調整光学系１１２１と、角度調整光学系１１２２と、フォーカス調整光学系１１２３を含む。位置調整光学系１１２１は、加工光学系１１２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１１２１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。図３の例では、位置調整光学系１１２１は、互いに傾斜方向が異なる複数の平行平面板を用いて、加工光ＥＬの射出位置をＹＺ平面内の任意の位置に設定することができる。加工光学系１１２からの加工光ＥＬの射出位置が変わると、加工光ＥＬの入射角度（例えば、ワークＷに対する入射角度）が変わる。角度調整光学系１１２２は、加工光学系１１２からの加工光ＥＬの射出角度を調整可能である。角度調整光学系１１２２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。図３の例では、角度調整光学系１１２２は、互いに傾斜方向が異なる複数のミラーを用いて、加工光ＥＬの射出角度を、θＸ軸周り及びθＹ軸周りの任意の方向に向かって加工光ＥＬが射出する任意の角度に設定することができる。加工光学系１１２からの加工光ＥＬの射出角度が変わると、加工光ＥＬの照射位置（例えば、ワークＷ上での照射位置）が変わる。フォーカス調整光学系１１２３は、加工光ＥＬの集光位置を調整（典型的には、変更）可能である。このため、フォーカス調整光学系１１２３は、加工光ＥＬの集光位置を調整可能なフォーカス変更部材として機能する。フォーカス調整光学系１１２３は、少なくとも一つが光軸に沿って移動可能な複数のレンズを備える。フォーカス調整光学系１１２３は、少なくとも一つのレンズを移動させることで、ワークＷの表面に対する加工光ＥＬの光軸方向の集光位置を調整する。具体的には、フォーカス調整光学系１１２３は、少なくとも一つのレンズを移動させることで、ワークＷの表面に対する加工光ＥＬのフォーカス位置を、ｆθレンズ１１６２の光軸ＡＸに沿った方向（図３に示す例では、Ｚ軸方向であり、ワークＷの表面に交差する方向）において調整する。尚、フォーカス調整光学系１１２３は、典型的には、ワークＷの表面に加工光ＥＬのフォーカス位置が位置するように、加工光ＥＬのフォーカス位置を調整してもよい。但し、加工光学系１１２は、位置調整光学系１１２１、角度調整光学系１１２２及びフォーカス調整光学系１１２３の少なくとも一つを含んでいなくてもよい。加工光学系１１２は、位置調整光学系１１２１、角度調整光学系１１２２及びフォーカス調整光学系１１２３の少なくとも一つに加えて又は代えて、その他の光学素子や光学部材（これらを光学系と称してもよい、以下同じ）を含んでいてもよい。

【0036】

加工光学系１１２から射出された加工光ＥＬは、合成光学系１１５に入射する。合成光学系１１５は、ビームスプリッタ（例えば、偏光ビームスプリッタ）１１５１を含む。ビームスプリッタ１１５１は、ビームスプリッタ１１５１に入射した加工光ＥＬを、共通光学系１１６に向けて射出する。図３に示す例では、ビームスプリッタ１１５１に入射した加工光ＥＬは、偏光分離面を透過することで共通光学系１１６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、偏光分離面を透過可能な偏光方向（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１１５１の偏光分離面に入射する。

【0037】

合成光学系１１５から射出された加工光ＥＬは、共通光学系１１６に入射する。共通光学系１１６は、共通光学系１１６に入射した加工光ＥＬを、ワークＷに向けて射出する。共通光学系１１６は、ガルバノミラー１１６１と、ｆθレンズ１１６２とを備える。

【0038】

ガルバノミラー１１６１には、合成光学系１１５から射出された加工光ＥＬが入射する。ガルバノミラー１１６１は、加工光ＥＬを偏向する（つまり、加工光ＥＬの射出角度を変更する）ことで、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置を変更する。つまり、ガルバノミラー１１６１は、加工光ＥＬを偏向することで、加工光ＥＬが照射される予定の領域としてワークＷ上に又は加工光ＥＬの光路上に設定される目標照射領域ＥＡの位置を変更する。尚、ガルバノミラー１１６１がｆθレンズ１１６２の入射瞳位置又はその近傍に配置されているため、ガルバノミラー１１６１による加工光ＥＬの射出角度の変化は、ｆθレンズ１１６２によって、加工光ＥＬの照射位置（つまり、目標照射領域ＥＡの位置）の変化に変換される。例えば、ガルバノミラー１１６１は、Ｘ走査ミラー１１６１Ｘと、Ｙ走査ミラー１１６１Ｙとを含む。Ｘ走査ミラー１１６１Ｘ及びＹ走査ミラー１１６１Ｙのそれぞれは、ガルバノミラー１１６１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１１６１Ｘは、ワークＷ上での加工光ＥＬのＸ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、加工光ＥＬの光路に対するＸ走査ミラー１１６１Ｘの角度を変更する）ことで加工光ＥＬを偏向する。Ｙ走査ミラー１１６１Ｙは、ワークＷ上での加工光ＥＬのＹ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、加工光ＥＬの光路に対するＹ走査ミラー１１６１Ｙの角度を変更する）ことで加工光ＥＬを偏向する。

【0039】

ｆθレンズ１１６２には、ガルバノミラー１１６１からの加工光ＥＬが入射する。このため、ガルバノミラー１１６１は、合成光学系１１５とｆθレンズ１１６２との間における加工光ＥＬの光路上に配置される。ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１とワークＷとの間における加工光ＥＬの光路上に配置される。ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１と目標照射領域ＥＡとの間における加工光ＥＬの光路上に配置される。ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１からの加工光ＥＬをワークＷに照射するための光学系である。ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１からの加工光ＥＬを目標照射領域ＥＡに照射するための光学系である。特に、ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１からの加工光ＥＬをワークＷ上に集光するための光学系である。このため、ｆθレンズ１１６２は、収斂状態の加工光ＥＬをワークＷに照射する。その結果、加工光ＥＬによってワークＷが加工される。尚、ｆθレンズ１１６２は、加工光ＥＬをワークＷに照射する（特に、ワークＷの表面に照射する）がゆえに、照射光学系と称されてもよい。尚、ガルバノミラー１１６１による加工光ＥＬの偏向に起因してワークＷ上で移動する目標照射領域ＥＡの移動範囲を、加工ショット領域ＥＳＡ（後述する図７参照）と称してもよい。言い換えると、目標照射領域ＥＡは、加工ショット領域ＥＳＡ内で移動するものとみなしてもよい。

【0040】

続いて、計測光源１１３は、計測光ＭＬを生成可能である。計測光ＭＬがレーザ光である場合には、計測光源１１３は、例えば、レーザダイオードを含んでいてもよい。特に、上述したように計測光ＭＬがパルス光を含むため、計測光源１１３は、パルス発振可能な光源である。この場合、計測光源１１３は、パルス光（例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光）を計測光ＭＬとして生成可能である。計測光源１１３は、生成した計測光ＭＬを、計測光学系１１４に向けて射出する。

【0041】

第１実施形態では、計測光源１１３は、光コム光源を含む。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１１３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１１３は、光コム光源を含んでいなくてもよい。

【0042】

図１に示す例では、加工ヘッド１１は、複数の計測光源１１３を備えている。例えば、加工ヘッド１１は、計測光源１１３＃１と、計測光源１１３＃２とを備えている。複数の計測光源１１３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をそれぞれ射出する。例えば、複数の計測光源１１３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１１３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となる。一例として、計測光源１１３＃１は、パルス周波数が２５ＧＨｚとなる計測光ＭＬ＃１を射出し、計測光源１１３＃２は、パルス周波数が２５ＧＨｚ＋α（例えば、＋１００ｋＨｚ）となる計測光ＭＬ＃２を射出してもよい。但し、加工ヘッド１１は、単一の計測光源１１３を備えていてもよい。

【0043】

計測光学系１１４は、計測光源１１３から射出された計測光ＭＬが入射する光学系である。計測光学系１１４は、計測光学系１１４に入射した計測光ＭＬを、合成光学系１１５に向けて射出する光学系である。つまり、計測光学系１１４は、計測光源１１３から射出された計測光ＭＬを、合成光学系１１５に導く光学系である。計測光学系１１４が射出した計測光ＭＬは、合成光学系１１５及び共通光学系１１６を介してワークＷに照射される。このため、計測光学系１１４は、合成光学系１１５及び共通光学系１１６を介して計測光ＭＬをワークＷに向けて射出する光学系であるとも言える。

【0044】

計測光学系１１４は、加工光学系１１２とは光学的に分離されている。このため、加工光源１１１と合成光学系１１５との間における加工光ＥＬの光路と、計測光源１１３と合成光学系１１５との間における計測光ＭＬの光路とは、光学的に分離されている。尚、ある光学系と別の光学系とが光学的に分離されているとは、ある光学系の光路と、別の光学系の光路とが互いに重畳しないことを指してもよい。

【0045】

計測光学系１１４は、例えば、ビームスプリッタ１１４１と、ビームスプリッタ１１４２と、検出器１１４３と、ビームスプリッタ１１４４と、ミラー１１４５と、検出器１１４６と、ミラー１１４７と、ガルバノミラー１１４８とを備える。

【0046】

計測光源１１３から射出された計測光ＭＬは、ビームスプリッタ１１４１に入射する。具体的には、計測光源１１３＃１から射出された計測光ＭＬ（以降、“計測光ＭＬ＃１”と称する）及び計測光源１１３＃２から射出された計測光ＭＬ（以降、“計測光ＭＬ＃２”と称する）は、ビームスプリッタ１１４１に入射する。ビームスプリッタ１１４１は、ビームスプリッタ１１４１に入射した計測光ＭＬ＃１及びＭＬ＃２を、ビームスプリッタ１１４２に向けて射出する。

【0047】

ビームスプリッタ１１４２は、ビームスプリッタ１１４２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１１４３に向けて反射する。ビームスプリッタ１１４２は、ビームスプリッタ１１４２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１１４４に向けて射出する。つまり、ビームスプリッタ１１４２は、計測光ＭＬ＃１を、ビームスプリッタ１１４２から検出器１１４３に延びる光路を進行する計測光ＭＬ＃１－１と、ビームスプリッタ１１４２からビームスプリッタ１１４４に向かう光路を進行する計測光ＭＬ＃１－２とに分岐する分岐光学系として機能する。ビームスプリッタ１１４２は、ビームスプリッタ１１４２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１１４３に向けて反射する。ビームスプリッタ１１４２は、ビームスプリッタ１１４２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１１４４に向けて射出する。つまり、ビームスプリッタ１１４２は、計測光ＭＬ＃２を、ビームスプリッタ１１４２から検出器１１４３に延びる光路を進行する計測光ＭＬ＃２－１と、ビームスプリッタ１１４２からビームスプリッタ１１４４に向かう光路を進行する計測光ＭＬ＃２－２とに分岐する分岐光学系として機能する。

【0048】

ビームスプリッタ１１４２から射出された計測光ＭＬ＃１－１及びＭＬ＃２－１は、検出器１１４３に入射する。検出器１１４３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検出する。つまり、検出器１１４３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に基づく干渉信号を検出する。具体的には、検出器１１４３は、干渉光を受光することで、干渉光を検出する。このため、検出器１１４３は、光を受光可能な受光素子（受光部であり、典型的には、光電変換素子）を備えていてもよい。検出器１１４３の検出結果は、制御装置５に出力される。

【0049】

ビームスプリッタ１１４２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１１４４に入射する。ビームスプリッタ１１４４は、ビームスプリッタ１１４４に入射した計測光ＭＬ＃１－２の少なくとも一部をミラー１１４５に向けて射出する。ビームスプリッタ１１４４は、ビームスプリッタ１１４４に入射した計測光ＭＬ＃２－２の少なくとも一部をミラー１１４７に向けて射出する。つまり、ビームスプリッタ１１４４は、ビームスプリッタ１１４４に同じ方向から入射する計測光ＭＬ＃１－２及びＭＬ＃２－２（つまり、実質的には、計測光源１１３からの計測光ＭＬ）を、ビームスプリッタ１１４４からミラー１１４５に延びる光路を進行する計測光ＭＬ＃１－２と、ビームスプリッタ１１４４からミラー１１４７に向かう光路を進行する計測光ＭＬ＃２－２とに分岐する分岐光学系として機能する。

【0050】

ビームスプリッタ１１４４から射出された計測光ＭＬ＃１－２は、ミラー１１４５に入射する。ミラー１１４５に入射した計測光ＭＬ＃１－２は、ミラー１１４５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１１４５は、ミラー１１４５に入射した計測光ＭＬ＃１－２をビームスプリッタ１１４４に向けて反射する。つまり、ミラー１１４５は、ミラー１１４５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１１４４に向けて射出する（戻す）。ミラー１１４５から射出された計測光ＭＬ＃１－３は、ビームスプリッタ１１４４に入射する。ビームスプリッタ１１４４は、ビームスプリッタ１１４４に入射した計測光ＭＬ＃１－３をビームスプリッタ１１４２に向けて射出する。ビームスプリッタ１１４４から射出された計測光ＭＬ＃１－３は、ビームスプリッタ１１４２に入射する。ビームスプリッタ１１４２は、ビームスプリッタ１１４２に入射した計測光ＭＬ＃１－３を検出器１１４６に向けて射出する。

【0051】

一方で、ビームスプリッタ１１４４から射出された計測光ＭＬ＃２－２は、ミラー１１４７に入射する。ミラー１１４７は、ミラー１１４７に入射した計測光ＭＬ＃２－２をガルバノミラー１１４８に向けて反射する。つまり、ミラー１１４７は、ミラー１１４７に入射した計測光ＭＬ＃２－２をガルバノミラー１１４８に向けて射出する。

【0052】

ガルバノミラー１１４８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）ことで、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置を変更する。つまり、ガルバノミラー１１４８は、計測光ＭＬ＃２－２を偏向することで、計測光ＭＬが照射される予定の領域としてワークＷ上に又は計測光ＭＬ＃２－２の光路上に設定される目標照射領域ＭＡの位置を変更する。例えば、ガルバノミラー１１４８は、Ｘ走査ミラー１１４８Ｘと、Ｙ走査ミラー１１４８Ｙとを含む。Ｘ走査ミラー１１４８Ｘ及びＹ走査ミラー１１４８Ｙのそれぞれは、ガルバノミラー１１４８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１１４８Ｘは、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２のＸ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、計測光ＭＬ＃２－２の光路に対するＸ走査ミラー１１４８Ｘの角度を変更する）ことで計測光ＭＬ＃２－２を偏向する。Ｙ走査ミラー１１４８Ｙは、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２のＹ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、計測光ＭＬ＃２－２の光路に対するＹ走査ミラー１１４８Ｙの角度を変更する）ことで計測光ＭＬ＃２－２を偏向する。尚、ガルバノミラー１１４８によって計測光ＭＬ＃２－２の照射位置が変更されるがゆえに、ガルバノミラー１１４８は、照射位置変更光学系と称されてもよい。

【0053】

ガルバノミラー１１４８は、偏向した計測光ＭＬ＃２－２を、合成光学系１１５に向けて射出する。ガルバノミラー１１４８から射出された計測光ＭＬ＃２－２は、合成光学系１１５に入射する。合成光学系１１５のビームスプリッタ１１５１は、ビームスプリッタ１１５１に入射した計測光ＭＬ＃２－２を、共通光学系１１６に向けて射出する。図３に示す例では、ビームスプリッタ１１５１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共通光学系１１６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（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１１５１の偏光分離面に入射する。

【0054】

ここで、上述したように、ビームスプリッタ１１５１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１１５１を通過する。ビームスプリッタ１１５１は、ビームスプリッタ１１５１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、同じ共通光学系１１６に向けて）射出する。従って、ビームスプリッタ１１５１は、実質的には、加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２を合成する光学系として機能する。尚、上述したビームスプリッタ１１５１から加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２のそれぞれが射出される方向は、合成光学系１１５の射出側に位置する共通光学系１１６に加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２が入射するように加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２が射出される方向に設定されてもよい。共通光学系１１６に加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２が入射する限りは、加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２が射出される方向が若干異なっていてもよい。

【0055】

尚、合成光学系１１５は、加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２を合成することができる限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、合成光学系１１５は、ビームスプリッタ１１５１を用いることに加えて又は代えて、ある波長帯域の光を反射し且つ別の波長帯域の光を透過する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を合成してもよい。

【0056】

合成光学系１１５から射出された計測光ＭＬ＃２－２は、共通光学系１１６に入射する。共通光学系１１６は、共通光学系１１６に入射した計測光ＭＬ＃２－２を、ワークＷに向けて射出する。

【0057】

具体的には、ガルバノミラー１１６１には、合成光学系１１５から射出された計測光ＭＬ＃２－２が入射する。ガルバノミラー１１６１は、計測光ＭＬ＃２－２を偏向することで、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置を変更する。つまり、ガルバノミラー１１６１は、計測光ＭＬ＃２－２を偏向することで、計測光ＭＬ＃２－２が照射される領域としてワークＷ上に又は計測光ＭＬ＃２－２の光路上に設定される目標照射領域ＭＡの位置を変更する。尚、ガルバノミラー１１６１がｆθレンズ１１６２の入射瞳位置又はその近傍に配置されているため、ガルバノミラー１１６１による計測光ＭＬ＃２－２の射出角度の変化は、ｆθレンズ１１６２によって、計測光ＭＬ＃２－２の照射位置（つまり、目標照射領域ＭＡの位置）の変化に変換される。例えば、Ｘ走査ミラー１１６１Ｘは、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２のＸ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、計測光ＭＬ＃２－２の光路に対するＸ走査ミラー１１６１Ｘの角度を変更する）ことで計測光ＭＬ＃２－２を偏向する。Ｙ走査ミラー１１６１Ｙは、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２のＹ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、計測光ＭＬ＃２－２の光路に対するＹ走査ミラー１１６１Ｙの角度を変更する）ことで計測光ＭＬ＃２－２を偏向する。尚、ガルバノミラー１１６１によって計測光ＭＬ＃２－２の照射位置（更には、加工光ＥＬの照射位置）が変更されるがゆえに、ガルバノミラー１１６１は、照射位置変更光学系と称されてもよい。

【0058】

ｆθレンズ１１６２には、ガルバノミラー１１６１からの計測光ＭＬ＃２－２が入射する。ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１からの計測光ＭＬ＃２－２をワークＷ上に集光するための光学系である。ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１からの計測光ＭＬ＃２－２をワークＷに照射するための光学系である。ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１からの計測光ＭＬ＃２－２を目標照射領域ＭＡに照射するための光学系である。このため、ｆθレンズ１１６２は、ガルバノミラー１１６１と目標照射領域ＭＡとの間における計測光ＭＬ＃２－２の光路上に配置される。特に、ｆθレンズ１１６２は、収斂状態の計測光ＭＬ＃２－２をワークＷに照射する。その結果、計測光ＭＬ（具体的には、計測光ＭＬ＃２－２）によってワークＷが計測される。尚、ｆθレンズ１１６２は、計測光ＭＬ＃２－２をワークＷに照射する（特に、ワークＷの表面に照射する）がゆえに、照射光学系と称されてもよい。尚、ガルバノミラー１１６１による計測光ＭＬ＃２－２の偏向に起因してワークＷ上で移動する目標照射領域ＭＡの移動範囲を、計測ショット領域ＭＳＡ（後述する図７参照）と称してもよい。言い換えると、目標照射領域ＭＡは、計測ショット領域ＭＳＡ内で移動するものとみなしてもよい。

【0059】

ここで、上述したように、共通光学系１１６には、計測光ＭＬ＃２－２に加えて加工光ＥＬが入射する。つまり、共通光学系１１６には、合成光学系１１５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の双方が同じ共通光学系１１６（具体的には、同じガルバノミラー１１６１及び同じｆθレンズ１１６２）を通過する。

【0060】

このため、ガルバノミラー１１６１は、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置とワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置とを同期して変更可能である。ガルバノミラー１１６１は、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置とワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置とを連動して変更可能である。つまり、ガルバノミラー１１６１は、ワークＷに対する目標照射領域ＥＡの相対位置とワークＷに対する目標照射領域ＭＡの相対位置とを同期して及び／又は連動して変更可能である。

【0061】

また、ｆθレンズ１１６２は、加工光ＥＬと計測光ＭＬとの双方をワークＷに照射するために、加工光ＥＬと計測光ＭＬとの双方を、ｆθレンズ１１６２からワークＷに向かう方向に向けて射出する。つまり、ｆθレンズ１１６２は、加工光ＥＬと計測光ＭＬとの双方を同じ方向に向けて射出する。ｆθレンズ１１６２は、ｆθレンズ１１６２から加工光ＥＬが射出される方向と同じ方向に向けて計測光ＭＬを射出する。ｆθレンズ１１６２は、ｆθレンズ１１６２から計測光ＭＬが射出される方向と同じ方向に向けて加工光ＥＬを射出する。

【0062】

一方で、上述したように、計測光ＭＬ＃２－２は、ガルバノミラー１１４８を介してワークＷに照射される一方で、加工光ＥＬは、ガルバノミラー１１４８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ＳＹＳａは、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置に対して、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置を独立して移動させることができる。加工システムＳＹＳａは、加工光ＥＬの目標照射領域ＥＡに対して、計測光ＭＬ＃２－２の目標照射領域ＭＡを独立して移動させることができる。加工システムＳＹＳａは、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置と、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置とを独立して変更することができる。加工システムＳＹＳａは、目標照射領域ＥＡの位置と目標照射領域ＭＡの位置とを独立して変更することができる。加工システムＳＹＳａは、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置とワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置との位置関係を変更することができる。

【0063】

ワークＷ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ワークＷから発生する。つまり、ワークＷ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ワークＷから射出される。計測光ＭＬ＃２－２の照射に起因してワークＷから射出される光（つまり、計測光ＭＬ＃２－２の照射に起因した光）は、ワークＷで反射された計測光ＭＬ＃２－２（つまり、反射光）、ワークＷで散乱された計測光ＭＬ＃２－２（つまり、散乱光）、ワークＷで回折された計測光ＭＬ＃２－２（つまり、回折光）、及び、ワークＷ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。

【0064】

計測光ＭＬ＃２－２の照射に起因してワークＷから射出される光の少なくとも一部（以下、この光を“計測光ＭＬ＃２－３”と称する）は、共通光学系１１６に入射する。共通光学系１１６に入射した計測光ＭＬ＃２－３は、ｆθレンズ１１６２及びガルバノミラー１１６１を介して、合成光学系１１５に入射する。合成光学系１１５のビームスプリッタ１１５１は、ビームスプリッタ１１５１に入射した計測光ＭＬ＃２－３を、計測光学系１１４に向けて射出する。図３に示す例では、ビームスプリッタ１１５１に入射した計測光ＭＬ＃２－３は、偏光分離面において反射されることで計測光学系１１４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＃２－３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１１５１の偏光分離面に入射する。

【0065】

合成光学系１１５から射出された計測光ＭＬ＃２－３は、計測光学系１１４のガルバノミラー１１４８を介してミラー１１４７に入射する。ミラー１１４７は、ミラー１１４７に入射した計測光ＭＬ＃２－３をビームスプリッタ１１４４に向けて反射する。ビームスプリッタ１１４４は、ビームスプリッタ１１４４に入射した計測光ＭＬ＃２－３の少なくとも一部をビームスプリッタ１１４２に向けて射出する。ビームスプリッタ１１４２は、ビームスプリッタ１１４２に入射した計測光ＭＬ＃２－３の少なくとも一部を検出器１１４６に向けて射出する。つまり、検出器１１４６には、ビームスプリッタ１１４４から、ミラー１１４７、ガルバノミラー１１４８、合成光学系１１５及び共通光学系１１６をこの順に通過してワークＷに到達する光路ＯＰ＃２－２を進行してワークＷの表面に照射された計測光ＭＬ＃２－２によって生ずる光のうちの少なくとも一部が、計測光ＭＬ＃２－３として入射する。検出器１１４６には、光路ＯＰ＃２－２を進行してワークＷの表面に照射された計測光ＭＬ＃２－２によって生ずる光のうちの、共通光学系１１６、合成光学系１１５、ガルバノミラー１１４８、ミラー１１４７、ビームスプリッタ１１４４及びビームスプリッタ１１４２をこの順に通過して検出器１１４６に至る光路ＯＰ＃２－３を進行して検出器１１４６に到達する計測光ＭＬ＃２－３が入射する。尚、計測光ＭＬ＃２－３は、測定光又は物体光と称されてもよい。

【0066】

更に、上述したように、検出器１１４６には、計測光ＭＬ＃２－３に加えて、計測光ＭＬ＃１－３が入射する。具体的には、検出器１１４６には、ビームスプリッタ１１４４から、ミラー１１４５、ビームスプリッタ１１４４及びビームスプリッタ１１４２をこの順に通過して検出器１１４６に至る光路ＯＰ＃１－３を進行して検出器１１４６に到達する計測光ＭＬ＃１－３が入射する。検出器１１４６には、ミラー１１４５が形成する光路ＯＰ＃１－３（言い換えれば、ミラー１１４５を介した光路ＯＰ＃１－３）を進行して検出器１１４６に到達する計測光ＭＬ＃１－３が入射する。尚、計測光ＭＬ＃１－３は、参照光と称されてもよい。

【0067】

ここで、計測光ＭＬ＃１－３及び計測光＃ＭＬ２－３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（特に、複数の光周波数コム）に相当する。なぜならば、上述したように、計測光源１１３＃１及び１１３＃２は、互いに位相同期され且つ干渉性のある計測光ＭＬ＃１及びＭＬ＃２をそれぞれ射出するからである。その結果、検出器１１４６は、計測光ＭＬ＃１－３と計測光ＭＬ＃２－３とが干渉することで生成される干渉光を検出する。つまり、検出器１１４６は、計測光ＭＬ＃１－３と計測光ＭＬ＃２－３とが干渉することで生成される干渉光に基づく干渉信号を検出する。具体的には、検出器１１４６は、干渉光を受光することで、干渉光を検出する。このため、検出器１１４６は、光を受光可能な受光素子（受光部）を備えていてもよい。検出器１１４６の検出結果は、制御装置５に出力される。

【0068】

制御装置５は、検出器１１４３の検出結果（つまり、検出器１１４３の出力）及び検出器１１４６の検出結果（つまり、検出器１１４６の出力）に基づいて、ワークＷの状態を算出する。ここで、図４を参照しながら、検出器１１４３の検出結果及び検出器１１４６の検出結果に基づいてワークＷの状態を算出する原理について説明する。

【0069】

図４は、検出器１１４３に入射する計測光ＭＬ＃１－１、検出器１１４３に入射する計測光ＭＬ＃２－１、検出器１１４３が検出した干渉光、検出器１１４６に入射する計測光ＭＬ＃１－３、検出器１１４６に入射する計測光ＭＬ＃２－３及び検出器１１４６が検出した干渉光を示すタイミングチャートである。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ＭＬ＃２－１を構成するパルス光とが同時に検出器１１４３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のパルス周波数と計測光ＭＬ＃２－３のパルス周波数とが異なる。従って、計測光ＭＬ＃１－３と計測光ＭＬ＃２－３との干渉光は、計測光ＭＬ＃１－３を構成するパルス光と計測光ＭＬ＃２－３を構成するパルス光とが同時に検出器１１４６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。

【0070】

ここで、検出器１１４６が検出する干渉光を作るパルス光の位置（時間軸上の位置）は、計測光ＭＬ＃１－３が通過する光路を含む光路ＯＰ＃１－３の長さと、計測光ＭＬ＃２－３が通過する光路を含む光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分に応じて変動する。更に、光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さが、計測光学系１１４（特に、検出器１１４６）とワークＷとの位置関係に応じて変動する一方で、光路ＯＰ＃１－３の長さは、計測光学系１１４（特に、検出器１１４６）とワークＷとの位置関係に応じて変動することはない。なぜならば、計測光ＭＬ＃２－３がワークＷを介して検出器１１４６に入射する一方で、計測光ＭＬ＃１－３は、ワークＷを介することなく検出器１１４６に入射するからである。その結果、検出器１１４６が検出する干渉光を作るパルス光の位置は、計測光学系１１４（特に、検出器１１４６）とワークＷとの位置関係に応じて変動する。一方で、検出器１１４３が検出する干渉光を作るパルス光の位置（時間軸上の位置）は、計測光学系１１４とワークＷとの位置関係に応じて変動することはない。なぜならば、計測光ＭＬ＃１－１及びＭＬ＃２－１は、ワークＷを介することなく検出器１１４３に入射するからである。このため、検出器１１４６が検出する干渉光を作るパルス光と検出器１１４３が検出する干渉光を作るパルス光との時間差は、計測光学系１１４とワークＷとの位置関係（典型的には、計測光学系１１４とワークＷとの間の距離）を間接的に示していると言える。更には、計測光学系１１４等の各光学系が加工ヘッド１１の筐体１１７に配置されている（つまり、各光学系の位置が加工ヘッド１１に対して固定されている）がゆえに、検出器１１４６が検出する干渉光を作るパルス光と検出器１１４３が検出する干渉光を作るパルス光との時間差は、加工ヘッド１１とワークＷとの位置関係（典型的には、加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄ）を間接的に示していると言える。例えば、検出器１１４６が検出する干渉光を作るパルス光と検出器１１４３が検出する干渉光を作るパルス光との時間差は、加工ヘッド１１のｆθレンズ１１６２とワークＷとの位置関係（典型的には、ｆθレンズ１１６２とワークＷとの間の距離Ｄ）を間接的に示していると言える。

【0071】

このため、制御装置５は、検出器１１４６が検出する干渉光を作るパルス光と検出器１１４３が検出する干渉光を作るパルス光との時間差に基づいて、ワークＷの状態を算出することができる。具体的には、制御装置５は、検出器１１４６が検出する干渉光を作るパルス光と検出器１１４３が検出する干渉光を作るパルス光との時間差に基づいて、光路ＯＰ＃１－３の長さと光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分を算出することができる。更に、制御装置５は、算出した差分（つまり、光路ＯＰ＃１－３の長さと光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分の計測量）に関する光路差情報に基づいて、ワークＷの状態を算出することができる。より具体的には、制御装置５は、光路差情報に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との間の相対的な位置関係を算出することができる。例えば、制御装置５は、光路差情報に基づいて、ワークＷのうち計測光ＭＬ＃２－２が照射された被照射領域ＷＡ（被照射部分、以下同じ）と加工ヘッド１１との間の距離を算出することができる。つまり、制御装置５は、ワークＷのうち計測光ＭＬ＃２－２が照射された被照射領域ＷＡの位置に関する情報を求めることができる。更には、ワークＷの複数個所に計測光ＭＬ＃２－２が照射されれば及び／又はワークＷの表面を走査するように計測光ＭＬ＃２－２が照射されれば、制御装置５は、ワークＷ上の複数の被照射領域ＷＡのそれぞれと加工ヘッド１１との間の距離Ｄに基づいて、ワークＷの少なくとも一部の形状も算出することができる。

【0072】

光路差情報に基づいて算出されたワークＷと加工ヘッド１１との間の距離Ｄに関する距離情報（つまり、光路差情報に基づいて算出されたワークＷと加工ヘッド１１との間の相対的な位置関係に関する位置情報、以下同じ）は、加工システムＳＹＳａを制御するために用いられてもよい。具体的には、距離情報は、加工装置１を制御するために用いられてもよい。距離情報は、加工ヘッド１１を制御するために用いられてもよい。距離情報は、ヘッド駆動系１２を制御するために用いられてもよい。距離情報は、ステージ装置３を制御するために用いられてもよい。距離情報は、ステージ駆動系３３を制御するために用いられてもよい。

【0073】

例えば、制御装置５は、距離情報に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。つまり、制御装置５は、距離情報に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御可能な（典型的には、変更可能な）装置を制御してもよい。ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御可能な装置の一例として、ヘッド駆動系１２及びステージ駆動系３３の少なくとも一方があげられる。尚、加工ヘッド１１が各光学系（例えば、加工光学系１１２、計測光学系１１４、合成光学系１１５及び共通光学系１１６の少なくとも一つ）を備えているがゆえに、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作は、実質的には、ワークＷと加工ヘッド１１が備える各光学系との相対的な位置関係を制御する動作と等価であるとみなしてもよい。特に、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作は、実質的には、ワークＷとｆθレンズ１１６２との相対的な位置関係を制御する動作と等価であるとみなしてもよい。

【0074】

ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作は、所定の位置関係にはなっていないワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が所定の位置関係となるように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する（典型的には、変更する）動作を含んでいてもよい。ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作は、所定の位置関係となっているワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を所定の位置関係に維持させるように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作を含んでいてもよい。

【0075】

ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を所定の位置関係に維持させる場合には、加工ヘッド１１は、加工ヘッド１１に対して実質的に静止しているワークＷに対して加工光ＥＬを照射することができる。つまり、加工ヘッド１１は、加工ヘッド１１に対して実質的に静止しているワークＷを加工することができる。このため、加工ヘッド１１に対して実質的に静止していない（例えば、移動する）ワークＷを加工する場合と比較して、ワークＷの加工品質（例えば、加工精度）が向上する。尚、「所定の位置関係」の一例として、ワークＷ上の所望位置に設定された加工ショット領域ＥＳＡに加工光ＥＬを適切に照射することが可能な位置関係があげられる。加工ショット領域ＥＳＡは、上述したように、ガルバノミラー１１６１によってワークＷ上で移動する目標照射領域ＥＡの移動範囲を示す。つまり、加工ショット領域ＥＳＡは、加工ヘッド１１及びステージ３２を移動させることなくガルバノミラー１１６１が加工光ＥＬで走査可能なワークＷ上の領域を示す。

【0076】

この場合、加工システムＳＹＳａは、以下の手順を経て、ワークＷを加工してもよい。まず、加工システムＳＹＳａは、ワークＷ上の第１位置に第１の加工ショット領域ＥＳＡが設定されるように、ヘッド駆動系１２及び／又はステージ駆動系３３を用いて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を変更する。その後、加工システムＳＹＳａは、第１の加工ショット領域ＥＳＡに適切に加工光ＥＬを照射可能となる状態を維持するようにヘッド駆動系１２及び／又はステージ駆動系３３を制御したまま、ガルバノミラー１１６１を用いて第１の加工ショット領域ＥＳＡ内の所望領域に加工光ＥＬを照射する。つまり、加工システムＳＹＳａは、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が、ワークＷ上の第１位置に設定された第１の加工ショット領域ＥＳＡに加工光ＥＬを適切に照射可能となる第１の位置関係のまま維持されるようにヘッド駆動系１２及び／又はステージ駆動系３３を制御したまま、ガルバノミラー１１６１を用いて第１の加工ショット領域ＥＳＡ内の所望領域に加工光ＥＬを照射する。その結果、第１の加工ショット領域ＥＳＡが加工される。その後、ワークＷ上の第１位置とは異なる第２位置に第２の加工ショット領域ＥＳＡが設定されるように、ヘッド駆動系１２及び／又はステージ駆動系３３を用いて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を変更する。その後、加工システムＳＹＳａは、第２の加工ショット領域ＥＳＡに適切に加工光ＥＬを照射可能となる状態を維持するようにヘッド駆動系１２及び／又はステージ駆動系３３を制御したまま、ガルバノミラー１１６１を用いて第２の加工ショット領域ＥＳＡ内の所望領域に加工光ＥＬを照射する。つまり、加工システムＳＹＳａは、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が、ワークＷ上の第２位置に設定された第２の加工ショット領域ＥＳＡに加工光ＥＬを適切に照射可能となる第２の位置関係のまま維持されるようにヘッド駆動系１２及び／又はステージ駆動系３３を制御したまま、ガルバノミラー１１６１を用いて第２の加工ショット領域ＥＳＡ内の所望領域に加工光ＥＬを照射する。その結果、第２の加工ショット領域ＥＳＡが加工される。以降、同様の動作が、ワークＷの加工が完了するまで繰り返される。

【0077】

尚、ワークＷに計測光ＭＬを照射し、計測光ＭＬの検出結果（つまり、検出器１１４３及び１１４６の検出結果）に基づいて光路ＯＰ＃１－３の長さと光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分を算出し、算出した差分に関する光路差情報に基づいてワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作を、第１実施形態では、「アライメント動作」と称する。以下では特に、説明の便宜上、ワークＷに計測光ＭＬを照射し、計測光ＭＬの検出結果に基づいて（つまり、計測光ＭＬの検出結果から算出される光路差情報に基づいて）加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄを算出し、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいてワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作がアライメント動作となる例について説明する。尚、アライメント動作については、後に図７等を参照しながら詳述する。ここで、加工ヘッド１１とワークＷとの距離Ｄは、照射光学系としてのｆθレンズ１１６２を構成する光学部材のうち最もワーク側に配置される光学部材のワークＷ側の光学面からワークＷまでの、ｆθレンズ１１６２の光軸ＡＸと平行な方向に沿った距離としてもよい。尚、距離Ｄは、照射光学系（ｆθレンズ１１６２）及び計測光学系１１４を構成する光学部材のうち、任意の光学部材の任意の光学面からワークＷまでの、計測光ＭＬの光路に沿った方向の長さとしてもよい。また、計測光ＭＬの光路中の任意の位置からワークＷまでの、当該計測光ＭＬの光路に沿った方向の長さを距離Ｄとしてもよい。このように、距離Ｄは、計測光ＭＬの検出結果から算出される光路差に既知のオフセットをのせた量とすることができる。

【0078】

加工システムＳＹＳａは、加工システムＳＹＳａがワークＷを加工している加工期間のうちの少なくとも一部において、アライメント動作を行ってもよい。加工システムＳＹＳａは、加工期間のうちの少なくとも一部において、ワークＷに計測光ＭＬを照射し、加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄを算出し、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。加工期間は、加工システムＳＹＳａがワークＷを対象とする加工処理を行っている期間を含んでいてもよい。加工期間は、加工システムＳＹＳａがワークＷを対象とする加工処理を開始してから、当該加工処理を終了するまでの間の期間のうちの少なくとも一部を含んでいてもよい。但し、加工システムＳＹＳａは、加工期間とは異なる期間のうちの少なくとも一部において、アライメント動作を行ってもよい。

【0079】

より具体的には、加工システムＳＹＳａは、加工システムＳＹＳａが加工ショット領域ＥＳＡを加工している加工ショット期間のうちの少なくとも一部において、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を所定の位置関係に維持させる動作を、アライメント動作の一部として行ってもよい。一方で、加工システムＳＹＳａは、一の加工ショット領域ＥＳＡに対する加工が完了してから次の加工ショット領域ＥＳＡに対する加工を開始するまでの期間のうちの少なくとも一部において、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を、加工ヘッド１１が一の加工ショット領域ＥＳＡを加工可能な位置関係から、加工ヘッド１１が次の加工ショット領域ＥＳＡを加工可能な位置関係へと変更する動作を、アライメント動作の一部として行ってもよい。

【0080】

また、上述したように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が変わると、目標照射領域ＥＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上で加工光ＥＬが実際に照射される照射位置）が変わる。このため、アライメント動作は、ワークＷに計測光ＭＬを照射し、計測光ＭＬの検出結果に基づいて加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄを算出し、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいて目標照射領域ＥＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置）を制御する動作を含んでいてもよい。この場合、制御装置５は、距離情報に基づいて、ワークＷ上の所望位置に目標照射領域ＥＡが設定される（つまり、加工光ＥＬが照射される）ように、目標照射領域ＥＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置）を変更してもよい。つまり、制御装置５は、距離情報に基づいて、ワークＷ上の所望位置に目標照射領域ＥＡが設定されるように、目標照射領域ＥＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置）を変更可能な装置を制御してもよい。目標照射領域ＥＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上で加工光ＥＬの照射位置）を変更可能な装置の一例として、加工光学系１１２の角度調整光学系１１２２、加工光学系１１２のフォーカス調整光学系１１２３、共通光学系１１６のガルバノミラー１１６１、ヘッド駆動系１２及びステージ駆動系３３があげられる。

【0081】

また、上述したように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が変わると、目標照射領域ＭＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上での計測光ＭＬが実際に照射される照射位置）が変わる。このため、アライメント動作は、ワークＷに計測光ＭＬを照射し、計測光ＭＬの検出結果に基づいて加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄを算出し、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいて目標照射領域ＭＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上での計測光ＭＬの照射位置）を制御する動作を含んでいてもよい。この場合、制御装置５は、距離情報に基づいて、ワークＷ上の所望位置に目標照射領域ＭＡが設定される（つまり、計測光ＭＬが照射される）ように、目標照射領域ＭＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上での計測光ＭＬの照射位置）を変更してもよい。つまり、制御装置５は、距離情報に基づいて、ワークＷ上の所望位置に目標照射領域ＭＡが設定されるように、目標照射領域ＭＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上での計測光ＭＬの照射位置）を変更可能な装置を制御してもよい。目標照射領域ＭＡのワークＷ上での位置（つまり、ワークＷ上での計測光ＭＬの照射位置）を変更可能な装置の一例として、共通光学系１１６のガルバノミラー１１６１、計測光学系１１４のガルバノミラー１１４８、ヘッド駆動系１２及びステージ駆動系３３があげられる。

【0082】

（１－３）ヘッド駆動系１２の構造
（１－３－１）ヘッド駆動系１２の全体構造
続いて、図５を参照しながら、ヘッド駆動系１２の構造の一例について説明する。図５は、ヘッド駆動系１２の構造の一例を示す断面図である。

【0083】

図５に示すように、ヘッド駆動系１２は、第１駆動系１２１と、第２駆動系１２２とを備える。第１駆動系１２１には、第２駆動系１２２が取り付けられている。第１駆動系１２１は、第２駆動系１２２を支持する。第２駆動系１２２には、加工ヘッド１１が取り付けられている。第２駆動系１２２は、加工ヘッド１１を支持する。このため、第２駆動系１２２は、実質的には、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１とを接続する接続装置として機能してもよい。

【0084】

第１駆動系１２１は、制御装置５の制御下で、第２駆動系１２２をワークＷに対して移動させる。つまり、第１駆動系１２１は、第２駆動系１２２をワークＷに対して移動させる移動装置として機能する。第２駆動系１２２に加工ヘッド１１が取り付けられているため、第１駆動系１２１は、第２駆動系１２２を移動させることで、加工ヘッド１１をワークＷに対して移動させていると言える。つまり、第１駆動系１２１は、第２駆動系１２２と共に加工ヘッド１１を移動させる。第１駆動系１２１は、第２駆動系１２２を介して加工ヘッド１１を移動させる。第１駆動系１２１は、第２駆動系１２２を介して加工ヘッド１１が備える各光学系を移動させる（言い換えれば、駆動する）駆動部として機能する。

【0085】

第２駆動系１２２は、制御装置５の制御下で、加工ヘッド１１をワークＷに対して移動させる。つまり、第２駆動系１２２は、加工ヘッド１１をワークＷに対して移動させる移動装置として機能する。第２駆動系１２２は、加工ヘッド１１をワークＷに対して移動させる移動装置として機能する。上述したように第２駆動系１２２が加工ヘッド１１を支持しているため、第２駆動系１２２は、加工ヘッド１１がワークＷに対して変位可能な状態で加工ヘッド１１を支持すると言える。この場合、第２駆動系１２２は、加工ヘッド１１が備える各光学系がワークＷに対して変位可能な状態で加工ヘッド１１が備える各光学系を支持する支持部として機能する。

【0086】

以下、このような第１駆動系１２１及び第２駆動系１２２について順に説明する。

【0087】

（１－３－１－１）第１駆動系１２１の構造
図５に示すように、第１駆動系１２１は、基台１２１１と、アーム駆動系１２１２とを備えている。

【0088】

基台１２１１は、筐体４（例えば、筐体４の天井部材）又は不図示の支持フレーム（支持構造体）に取り付けられている。基台１２１１には、アーム駆動系１２１２が取り付けられている。基台１２１１は、アーム駆動系１２１２を支持する。基台１２１１は、アーム駆動系１２１２を支持するためのベース部材として用いられる。

【0089】

アーム駆動系１２１２は、複数のアーム部材１２１２１を備えている。複数のアーム部材１２１２１は、少なくとも一つのジョイント部材１２１２２を介して揺動自在に連結されている。従って、アーム駆動系１２１２は、いわゆる垂直多関節構造を有するロボットである。尚、アーム駆動系１２１２は、垂直多関節構造を有するロボットには限定されず、例えば、水平多関節構造を有するロボット極座標型ロボット、円筒座標型ロボット、直角座標型ロボット、又はパラレルリンク型ロボットであってもよい。アーム駆動系１２１２は、単一の関節（つまり、ジョイント部材１２１２２によって規定される駆動軸）を備えていてもよい。或いは、アーム駆動系１２１２は、複数の関節を備えていてもよい。図５は、アーム駆動系１２１２が三つの関節を備えている例を示している。各関節を介して連結されている二つのアーム部材１２１２１は、各関節に対応するアクチュエータ１２１２３によって揺動する。図５は、三つの関節に対応してアーム駆動系１２１２が三つのアクチュエータ１２１２３を備えている例を示している。その結果、少なくとも一つのアーム部材１２１２１が移動する。このため、少なくとも一つのアーム部材１２１２１は、ワークＷに対して移動可能である。つまり、少なくとも一つのアーム部材１２１２１は、少なくとも一つのアーム部材１２１２１とワークＷとの相対的な位置関係が変更されるように移動可能である。

【0090】

アーム駆動系１２１２には、第２駆動系１２２が取り付けられている。具体的には、複数のアーム部材１２１２１のうちの基台１２１１から最も遠い位置に位置する一のアーム部材１２１２１に、第２駆動系１２２が取り付けられている。以下、説明の便宜上、第２駆動系１２２が取り付けられる一のアーム部材１２１２１を、先端アーム部材１２１２４と称する。第２駆動系１２２は、先端アーム部材１２１２４に直接取り付けられていてもよいし、他の部材を介して先端アーム部材１２１２４に間接的に取り付けられていてもよい。

【0091】

上述したアクチュエータ１２１２３によって先端アーム部材１２１２４が移動すると、先端アーム部材１２１２４に取り付けられている第２駆動系１２２もまた移動する。このため、アーム駆動系１２１２（つまり、第１駆動系１２１）は、第２駆動系１２２を移動させることができる。具体的には、アーム駆動系１２１２は、ワークＷに対して第２駆動系１２２を移動させることができる。アーム駆動系１２１２は、第２駆動系１２２とワークＷとの相対的な位置関係が変更されるように、第２駆動系１２２を移動させることができる。また、第２駆動系１２２が移動すると、第２駆動系１２２に取り付けられている加工ヘッド１１もまた移動する。このため、アーム駆動系１２１２（つまり、第１駆動系１２１）は、加工ヘッド１１を移動させることができる。

【0092】

尚、第１駆動系１２１は、多関節ロボットには限定されず、第２駆動系１２２をワークＷに対して移動させることが可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。

【0093】

（１－３－１－２）第２駆動系１２２の構造
続いて、図６を参照しながら、第２駆動系１２２の構造について説明する。図６は、第２駆動系１２２の構造を示す断面図である。

【0094】

図６に示すように、第２駆動系１２２は、支持部材１２２１と、支持部材１２２２と、エアスプリング１２２３と、ダンパ部材１２２４と、駆動部材１２２５とを備える。

【0095】

支持部材１２２１は、第１駆動系１２１に取り付けられている。具体的には、支持部材１２２１は、第１駆動系１２１の先端アーム部材１２１２４に取り付けられている。支持部材１２２２は、加工ヘッド１１に取り付けられている。

【0096】

支持部材１２２１と支持部材１２２２とは、エアスプリング１２２３、ダンパ部材１２２４及び駆動部材１２２５を介して結合されている（言い換えれば、連結されている、或いは、接続されている）。つまり、エアスプリング１２２３、ダンパ部材１２２４及び駆動部材１２２５のそれぞれは、支持部材１２２１と支持部材１２２２とを結合するように、支持部材１２２１及び１２２２に取り付けられている。支持部材１２２１に第１駆動系１２１が取り付けられ且つ支持部材１２２２に加工ヘッド１１が取り付けられているため、エアスプリング１２２３、ダンパ部材１２２４及び駆動部材１２２５のそれぞれは、実質的には、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１とを結合するように、支持部材１２２１及び１２２２に取り付けられているとも言える。

【0097】

エアスプリング１２２３は、制御装置５の制御下で、気体（一例として空気）の圧力に起因した弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方に付与する。エアスプリング１２２３は、制御装置５の制御下で、気体の圧力に起因した弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方を介して第１駆動系１２１及び加工ヘッド１１の少なくとも一方に付与する。特に、エアスプリング１２２３は、支持部材１２２１と支持部材１２２２とが並ぶ方向（図６に示す例では、Ｚ軸方向であり、重力方向）に沿って、気体の圧力に起因した弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方に付与してもよい。つまり、エアスプリング１２２３は、第１駆動系１２１（特に、先端アーム部材１２１２４）と加工ヘッド１１とが並ぶ方向（図６に示す例では、Ｚ軸方向であり、重力方向）に沿って、気体の圧力に起因した弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方を介して第１駆動系１２１及び加工ヘッド１１の少なくとも一方に付与してもよい。尚、エアスプリング１２２３は、弾性部材と称されてもよい。

【0098】

気体の圧力に起因した弾性力を付与するために、エアスプリング１２２３には、気体供給装置１２２６１から配管１２２６２及びバルブ１２２６３を介して気体が供給される。制御装置５は、エアスプリング１２２３内の機体の圧力を計測する圧力計１２２６の計測結果に基づいて、気体供給装置１２２６１及びバルブ１２２６３の少なくとも一方を制御する。尚、気体供給装置１２２６１、配管１２２６２及びバルブ１２２６３はなくてもよい。この場合、エアスプリング１２２３は、制御装置５の制御とは無関係に、内部の気体の圧力に起因した弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方に付与してもよい。

【0099】

エアスプリング１２２３は、制御装置５の制御下で、弾性力を利用して、支持部材１２２２の重量を支持してもよい。具体的には、エアスプリング１２２３は、弾性力を利用して、支持部材１２２１と支持部材１２２２とが並ぶ方向に沿って支持部材１２２２の重量を支持してもよい。支持部材１２２２に加工ヘッド１１が取り付けられているため、エアスプリング１２２３は、弾性力を利用して、支持部材１２２２に取り付けられた加工ヘッド１１の重量を支持してもよい。具体的には、エアスプリング１２２３は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１（特に、先端アーム部材１２１２４）と加工ヘッド１１とが並ぶ方向に沿って加工ヘッド１１の重量を支持してもよい。この場合、エアスプリング１２２３は、加工ヘッド１１の自重をキャンセルする自重キャンセラとして機能してもよい。尚、エアスプリング１２２３は、制御装置５の制御とは無関係に、弾性力を利用して、支持部材１２２２の重量を支持してもよい。

【0100】

エアスプリング１２２３は、制御装置５の制御下で、弾性力を利用して、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を低減してもよい。つまり、エアスプリング１２２３は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を減衰してもよい。具体的には、エアスプリング１２２３は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１から第２駆動系１２２を介して加工ヘッド１１へと向かう（つまり、伝達される）振動を低減（減衰）してもよい。つまり、エアスプリング１２２３は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１のうち第２駆動系１２２が取り付けられている部分（つまり、先端アーム部材１２１２４）から、加工ヘッド１１のうち第２駆動系１２２が取り付けられている部分へと向かう振動を低減（減衰）してもよい。この場合、制御装置５は、圧力計１２２６の計測結果に基づいて、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動が低減される（つまり、減衰される）ように、気体供給装置１２２６１及びバルブ１２２６３の少なくとも一方を制御してもよい。尚、エアスプリング１２２３（或いは、エアスプリング１２２３を含む第２駆動系１２２）は、振動低減装置又は振動減衰装置と称されてもよい。尚、エアスプリング１２２３は、制御装置５の制御とは無関係に、弾性力を利用して、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を低減してもよい。

【0101】

ダンパ部材１２２４は、空気の圧力とは異なる要因に起因した弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方に付与する。ダンパ部材１２２４は、空気の圧力とは異なる要因に起因した弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方を介して第１駆動系１２１及び加工ヘッド１１の少なくとも一方に付与する。特に、ダンパ部材１２２４は、支持部材１２２１と支持部材１２２２とが並ぶ方向（図６に示す例では、Ｚ軸方向であり、重力方向）に沿って、弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方に付与してもよい。つまり、ダンパ部材１２２４は、第１駆動系１２１（特に、先端アーム部材１２１２４）と加工ヘッド１１とが並ぶ方向（図６に示す例では、Ｚ軸方向であり、重力方向）に沿って、弾性力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方を介して第１駆動系１２１及び加工ヘッド１１の少なくとも一方に付与してもよい。尚、ダンパ部材１２２４は、弾性部材と称されてもよい。

【0102】

ダンパ部材１２２４は、弾性力を付与可能である限りはどのような部材であってもよい。例えば、ダンパ部材１２２４は、圧縮バネコイルを含んでいてもよい。例えば、ダンパ部材１２２４は、板バネを含んでいてもよい。

【0103】

ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、支持部材１２２２の重量を支持してもよい。具体的には、ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、支持部材１２２１と支持部材１２２２とが並ぶ方向に沿って支持部材１２２２の重量を支持してもよい。支持部材１２２２に加工ヘッド１１が取り付けられているため、ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、支持部材１２２２に取り付けられた加工ヘッド１１の重量を支持してもよい。具体的には、ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１（特に、先端アーム部材１２１２４）と加工ヘッド１１とが並ぶ方向に沿って加工ヘッド１１の重量を支持してもよい。この場合、ダンパ部材１２２４は、加工ヘッド１１の自重をキャンセルする自重キャンセラとして機能してもよい。

【0104】

ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を低減してもよい。つまり、ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を減衰してもよい。具体的には、ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１から第２駆動系１２２を介して加工ヘッド１１へと向かう（つまり、伝達される）振動を低減（減衰）してもよい。このため、ダンパ部材１２２４（或いは、ダンパ部材１２２４を含む第２駆動系１２２）は、振動低減装置又は振動減衰装置と称されてもよい。

【0105】

ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、エアスプリング１２２３の振動を減衰振動に変換してもよい。つまり、ダンパ部材１２２４は、弾性力を利用して、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を減衰振動に変換してもよい。

【0106】

駆動部材１２２５は、制御装置５の制御下で、駆動力を発生可能である。駆動部材１２２５は、発生させた駆動力を支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方に付与可能である。駆動部材１２２５は、発生させた駆動力を、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方を介して、第１駆動系１２１及び加工ヘッド１１の少なくとも一方に付与可能である。駆動部材１２２５は、駆動力を発生可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、駆動部材１２２５は、電気的に駆動力を発生可能な構造を有していてもよい。例えば、駆動部材１２２５は、磁気的に駆動力を発生可能な構造を有していてもよい。一例として、図６は、駆動部材１２２５が、電気的に駆動力を発生可能なボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）である例を示している。尚、ボイスコイルモータがリニアモータの一種であるところ、駆動部材１２２５はボイスコイルモータと異なるリニアモータであってもよい。駆動部材１２２５は、直線状の軸に沿った駆動力を発生させるものであってもよい。

【0107】

尚、駆動部材１２２５は、駆動部材１２２５のうちの支持部材１２２１に取り付けられる部材と、駆動部材１２２５のうちの支持部材１２２２に取り付けられる部材とが物理的に接触しない構造を有していてもよい。例えば、駆動部材１２２５がボイスコイルモータである場合には、駆動部材１２２５のうちの支持部材１２２１に取り付けられる部材（例えば、コイル及び磁極のいずれか一方を含む部材）と、駆動部材１２２５のうちの支持部材１２２２に取り付けられる部材（例えば、コイル及び磁極のいずれか他方を含む部材）とが物理的に接触することはない。

【0108】

駆動部材１２２５は、制御装置５の制御下で、駆動力を利用して、支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方を移動させてもよい。駆動部材１２２５は、制御装置５の制御下で、駆動力を利用して支持部材１２２１及び１２２２の少なくとも一方を移動させることで、第１駆動系１２１及び加工ヘッド１１の少なくとも一方を移動させてもよい。この場合、駆動部材１２２５は、駆動力を利用して第１駆動系１２１及び加工ヘッド１１の少なくとも一方を移動させることで、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置を変更してもよい。この場合、駆動部材１２２５を含む第２駆動系１２２は、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置が変更可能になるように第１駆動系１２１と加工ヘッド１１とを結合していると言える。つまり、上述したエアスプリング１２２３及びダンパ部材１２２４（更には、駆動部材１２２５）は、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置が駆動部材１２２５によって変更可能となるように、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１とを結合していると言える。尚、駆動部材１２２５は、位置変更装置と称されてもよい。

【0109】

駆動部材１２２５は、制御装置５の制御下で、第２駆動系１２２が備える位置計測装置１２２７の計測結果に基づいて、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置を変更してもよい。位置計測装置１２２７は、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置を計測する。例えば、位置計測装置１２２７は、支持部材１２２１に取り付けられた検出部１２２７１と、支持部材１２２２に取り付けられたスケール部１２２７２とを含むエンコーダであってもよい。位置計測装置１２２７の計測結果は、支持部材１２２１と支持部材１２２２との相対位置に関する情報を含む。支持部材１２２１に第１駆動系１２１が取り付けられ且つ支持部材１２２２に加工ヘッド１１が取り付けられているため、支持部材１２２１と支持部材１２２２との相対位置に関する情報は、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置に関する情報を含む。従って、制御装置５は、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置を適切に特定することができる。その結果、制御装置５は、位置計測装置１２２７の計測結果に基づいて、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置を適切に変更することができる。

【0110】

駆動部材１２２５は、制御装置５の制御下で、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置を変更する（典型的には、第１駆動系１２１に対して加工ヘッド１１を移動させる）ことで、ワークＷに対して加工ヘッド１１を移動させてもよい。駆動部材１２２５は、加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係が変更されるように、加工ヘッド１１を移動させてもよい。

【0111】

駆動部材１２２５は、制御装置５の制御下で、駆動力を利用して第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置を変更することで、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を低減してもよい。つまり、駆動部材１２２５は、駆動力を利用して、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を減衰してもよい。具体的には、駆動部材１２２５は、駆動力を利用して、第１駆動系１２１から第２駆動系１２２を介して加工ヘッド１１へと向かう（つまり、伝達される）振動を低減（減衰）してもよい。このため、駆動部材１２２５（或いは、駆動部材１２２５を含む第２駆動系１２２）は、振動低減装置又は振動減衰装置と称されてもよい。

【0112】

駆動部材１２２５は、駆動力を利用して第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対位置を変更することで、エアスプリング１２２３の振動を減衰振動に変換してもよい。つまり、駆動部材１２２５は、駆動力を利用して、第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との間で第２駆動系１２２を介して伝達される振動を減衰振動に変換してもよい。この場合、駆動部材１２２５は、駆動力を利用して、第１駆動系１２１から加工ヘッド１１に向かう振動に起因した第１駆動系１２１と加工ヘッド１１との相対的な変位量を低減していると言える。具体的には、駆動部材１２２５は、駆動力を利用して、第１駆動系１２１から加工ヘッド１１に向かう振動に起因した、第１駆動系１２１のうち第２駆動系１２２が接続されている部分（つまり、先端アーム部材１２１２４）と加工ヘッド１１のうち第２駆動系１２２が接続されている部分との相対的な変位量を低減していると言える。尚、駆動部材１２２５がエアスプリング１２２３の振動を減衰振動に変換可能である場合には、第２駆動系１２２は、ダンパ部材１２２４を備えていなくてもよい。但し、駆動部材１２２５がエアスプリング１２２３の振動を減衰振動に変換可能でない場合であっても、第２駆動系１２２は、ダンパ部材１２２４を備えていなくてもよい。また、エアスプリング１２２３の数と、ダンパ部材１２２４の数と、駆動部材１２２５の数とは、互いに等しくなくてもよい。

【0113】

駆動部材１２２５は、エアスプリング１２２３及び／又はダンパ部材１２２４が弾性力を付与する方向の成分を含む方向に沿って作用する駆動力を付与してもよい。図６に示す例で言えば、エアスプリング１２２３及び／又はダンパ部材１２２４がＺ軸方向に沿った弾性力を付与しているため、駆動部材１２２５は、Ｚ軸方向の成分を含む方向に沿って作用する駆動力を付与してもよい。エアスプリング１２２３及び／又はダンパ部材１２２４が弾性力を付与する方向の成分を含む方向に沿って作用する駆動力を駆動部材１２２５が発生する場合には、駆動部材１２２５は、この駆動力を利用して、エアスプリング１２２３の振動を減衰振動に変換することができる。エアスプリング１２２３の振動を減衰振動にする際には、駆動部材１２２５は、駆動力を利用して、エアスプリング１２２３の共振周波数を変更してもよい。典型的には、駆動部材１２２５は、駆動力を利用して、エアスプリング１２２３の共振周波数を高くしてもよい。

【0114】

エアスプリング１２２３等の弾性部材と駆動部材１２２５とを用いて能動的に振動を低減する装置は、能動型防振装置と称されてもよい。このため、第２駆動系１２２は、能動型防振装置と称されてもよい。能動型防振装置は、能動型振動分離システム（ＡＶＩＳ：Ａｃｔｉｖｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）と称されてもよい。

【0115】

（１－４）アライメント動作
続いて、アライメント動作について説明する。第１実施形態では、加工システムＳＹＳａは、アライメント動作として、第１のアライメント動作から第４のアライメント動作のうちの少なくとも一つを行ってもよい。従って、以下では、第１のアライメント動作から第４のアライメント動作について順に説明する。

【0116】

（１－４－１）第１のアライメント動作
第１のアライメント動作は、ワークＷの表面上の任意の複数個所に計測光ＭＬを照射し、計測光ＭＬの検出結果に基づいて加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄを算出し、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいてワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作である。

【0117】

第１のアライメント動作を行う場合には、加工ヘッド１１は、ワークＷ上の三つ以上の被照射領域ＷＡのそれぞれに計測光ＭＬを照射する。つまり、加工ヘッド１１は、ワークＷの表面上の三か所以上に計測光ＭＬを照射する。例えば、ワークＷ上の複数の被照射領域ＷＡを示す平面図である図７（ａ）及びワークＷ上の複数の被照射領域ＷＡを示す斜視図である図７（ｂ）に示すように、加工ヘッド１１は、ワークＷ上の四つの被照射領域ＷＡ（具体的には、被照射領域ＷＡ＃１からＷＡ＃４）のそれぞれに計測光ＭＬを照射してもよい。

【0118】

具体的には、加工ヘッド１１は、ガルバノミラー１１４８を用いて計測光ＭＬ＃２－２を偏向することで、第１の偏向状態にある計測光ＭＬ＃２－２である計測光ＭＬ＃２－２－１を、被照射領域ＷＡ＃１に照射する。つまり、加工ヘッド１１は、ｆθレンズ１１６２から被照射領域ＷＡ＃１に向かう方向に沿って進行する計測光ＭＬ＃２－２－１を、被照射領域ＷＡ＃１に照射する。加工ヘッド１１は、ガルバノミラー１１４８を用いて計測光ＭＬ＃２－２を偏向することで、第２の偏向状態にある計測光ＭＬ＃２－２である計測光ＭＬ＃２－２－２を、被照射領域ＷＡ＃２に照射する。つまり、加工ヘッド１１は、ｆθレンズ１１６２から被照射領域ＷＡ＃２に向かう方向に沿って進行する計測光ＭＬ＃２－２－２を、被照射領域ＷＡ＃２に照射する。加工ヘッド１１は、ガルバノミラー１１４８を用いて計測光ＭＬ＃２－２を偏向することで、第３の偏向状態にある計測光ＭＬ＃２－２である計測光ＭＬ＃２－２－３を、被照射領域ＷＡ＃３に照射する。つまり、加工ヘッド１１は、ｆθレンズ１１６２から被照射領域ＷＡ＃３に向かう方向に沿って進行する計測光ＭＬ＃２－２－３を、被照射領域ＷＡ＃３に照射する。加工ヘッド１１は、ガルバノミラー１１４８を用いて計測光ＭＬ＃２－２を偏向することで、第４の偏向状態にある計測光ＭＬ＃２－２である計測光ＭＬ＃２－２－４を、被照射領域ＷＡ＃４に照射する。つまり、加工ヘッド１１は、ｆθレンズ１１６２から被照射領域ＷＡ＃４に向かう方向に沿って進行する計測光ＭＬ＃２－２－４を、被照射領域ＷＡ＃４に照射する。

【0119】

尚、被照射領域ＷＡは、ワークＷ上に予め設定されている必要は必ずしもなく、ワークＷの表面のうちの計測光ＭＬが実際に照射された領域が、被照射領域ＷＡと称されてもよい。つまり、ワークＷの表面のうちのワークＷに計測光ＭＬが照射されたタイミングで目標照射領域ＭＡと重なっていた領域が、被照射領域ＷＡと称されてもよい。

【0120】

加工ヘッド１１は、計測光ＭＬが三つ以上の被照射領域ＷＡに順に照射されるように、ガルバノミラー１１４８を用いて計測光ＭＬ（具体的には、計測光ＭＬ＃２－２）を偏向する。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す例では、加工ヘッド１１は、計測光ＭＬが被照射領域ＷＡ＃１からＷＡ＃４に順に照射されるように、ガルバノミラー１１４８を用いて計測光ＭＬを偏向する。この場合、加工ヘッド１１は、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃１に重なるようにガルバノミラー１１４８を制御すると共に、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃１に重なったタイミングで計測光ＭＬを被照射領域ＷＡ＃１に照射する。その後、加工ヘッド１１は、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃１から被照射領域ＷＡ＃２に移動するようにガルバノミラー１１４８を制御すると共に、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃２に重なったタイミングで計測光ＭＬを被照射領域ＷＡ＃２に照射する。その後、加工ヘッド１１は、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃２から被照射領域ＷＡ＃３に移動するようにガルバノミラー１１４８を制御すると共に、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃３に重なったタイミングで計測光ＭＬを被照射領域ＷＡ＃３に照射する。その後、加工ヘッド１１は、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃３から被照射領域ＷＡ＃４に移動するようにガルバノミラー１１４８を制御すると共に、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃４に重なったタイミングで計測光ＭＬを被照射領域ＷＡ＃４に照射する。その後、加工ヘッド１１は、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃４から被照射領域ＷＡ＃１に移動するようにガルバノミラー１１４８を制御すると共に、目標照射領域ＭＡが被照射領域ＷＡ＃４に重なったタイミングで計測光ＭＬを被照射領域ＷＡ＃１に照射する。以降、同様の動作が繰り返されてもよい。

【0121】

ここで、上述したように計測光ＭＬがパルス光を含んでいるため、加工ヘッド１１は、ワークＷ上の三つ以上の被照射領域ＷＡに、それぞれ異なるパルス光を照射する。つまり、加工ヘッド１１は、計測光ＭＬに含まれる第１のパルス光を第１の被照射領域ＷＡに照射し、計測光ＭＬに含まれる第１のパルス光とは異なる第２のパルス光を第１の被照射領域ＷＡとは異なる第２の被照射領域に照射する。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す例では、加工ヘッド１１は、被照射領域ＷＡ＃１からＷＡ＃４に、それぞれ異なるパルス光を照射する。つまり、加工ヘッド１１は、計測光ＭＬに含まれる第１のパルス光を被照射領域ＷＡ＃１に照射し、計測光ＭＬに含まれる第２のパルス光を被照射領域ＷＡ＃２に照射し、計測光ＭＬに含まれる第３のパルス光を被照射領域ＷＡ＃３に照射し、計測光ＭＬに含まれる第４のパルス光を被照射領域ＷＡ＃４に照射する。

【0122】

このようにワークＷ上の三つ以上の被照射領域ＷＡに計測光ＭＬが照射されると、検出器１１４６は、三つ以上の被照射領域ＷＡのそれぞれからの計測光ＭＬ（具体的には、計測光ＭＬ＃２－３）と参照光（具体的には、計測光ＭＬ＃１－３）との干渉光を検出する。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す例では、検出器１１４６は、被照射領域ＷＡ＃１からの計測光ＭＬ＃２－３と計測光ＭＬ＃１－３との干渉光、被照射領域ＷＡ＃２からの計測光ＭＬ＃２－３と計測光ＭＬ＃１－３との干渉光、被照射領域ＷＡ＃３からの計測光ＭＬ＃２－３と計測光ＭＬ＃１－３との干渉光及び被照射領域ＷＡ＃４からの計測光ＭＬ＃２－３と計測光ＭＬ＃１－３との干渉光を検出する。

【0123】

その結果、制御装置５は、三つ以上の被照射領域ＷＡのそれぞれと加工ヘッド１１との間の距離Ｄを算出することができる。図７に示す例では、制御装置５は、被照射領域ＷＡ＃１からの計測光ＭＬ＃２－３と計測光ＭＬ＃１－３との干渉光の検出結果に基づいて、光路ＯＰ＃１－３の長さと被照射領域ＷＡ＃１を介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分を算出し、算出した差分に基づいて、被照射領域ＷＡ＃１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃１を算出することができる。制御装置５は、被照射領域ＷＡ＃２からの計測光ＭＬ＃２－３と計測光ＭＬ＃１－３との干渉光の検出結果に基づいて、光路ＯＰ＃１－３の長さと被照射領域ＷＡ＃２を介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分を算出し、算出した差分に基づいて、被照射領域ＷＡ＃２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃２を算出することができる。制御装置５は、被照射領域ＷＡ＃３からの計測光ＭＬ＃２－３と計測光ＭＬ＃１－３との干渉光の検出結果に基づいて、光路ＯＰ＃１－３の長さと被照射領域ＷＡ＃３を介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分を算出し、算出した差分に基づいて、被照射領域ＷＡ＃３と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃１を算出することができる。制御装置５は、被照射領域ＷＡ＃４からの計測光ＭＬ＃２－３と計測光ＭＬ＃１－３との干渉光の検出結果に基づいて、光路ＯＰ＃１－３の長さと被照射領域ＷＡ＃４を介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分を算出し、算出した差分に基づいて、被照射領域ＷＡ＃４と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃１を算出することができる。

【0124】

その後、制御装置５は、三つ以上の被照射領域ＷＡにそれぞれ対応する三つ以上の距離Ｄに関する距離情報に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する。例えば、上述したように、制御装置５は、距離情報に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が所定の位置関係となるように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。「所定の位置関係」の一例として、上述したように、ワークＷ上の所望位置に設定された加工ショット領域ＥＳＡに加工光ＥＬを適切に照射することが可能な位置関係があげられる。

【0125】

「所定の位置関係」の他の一例として、ワークＷ上の所望位置に設定された加工ショット領域ＥＳＡに加工光ＥＬを適切に照射することが可能であることに加えて又は代えて三つ以上の被照射領域ＷＡにそれぞれ対応する三つ以上の距離Ｄが所定の距離関係を有するという位置関係があげられる。この場合、制御装置５は、距離情報に基づいて、三つ以上の距離Ｄが所定の距離関係を有するように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す例では、制御装置５は、距離Ｄ＃１から距離Ｄ＃４が所定の距離関係を有するように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。ここで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ワークＷの表面は、典型的には、ＸＹ平面に沿った面であり且つＺ軸に交差する。この場合、制御装置５は、三つ以上の距離Ｄが所定の距離関係を有するようにワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御することで、Ｚ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向のそれぞれにおけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御することができる。

【0126】

但し、θＸ方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御するためには、計測光ＭＬは、Ｙ軸方向に沿って離れた少なくとも二つの被照射領域ＷＡのそれぞれに照射されてもよい。従って、制御装置５がθＸ方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する場合には、加工ヘッド１１は、Ｙ軸方向に沿って離れた少なくとも二つの被照射領域ＷＡのそれぞれに計測光ＭＬを照射してもよい。同様に、θＹ方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御するためには、計測光ＭＬは、Ｘ軸方向に沿って離れた少なくとも二つの被照射領域ＷＡのそれぞれに照射されてもよい。従って、制御装置５がθＹ方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する場合には、加工ヘッド１１は、Ｘ軸方向に沿って離れた少なくとも二つの被照射領域ＷＡのそれぞれに計測光ＭＬを照射してもよい。

【0127】

所定の距離関係の一例として、三つ以上の被照射領域ＷＡにそれぞれ対応する三つ以上の距離Ｄが互いに同一になるという関係があげられる。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す例では、所定の距離関係の一例は、距離Ｄ＃１から距離Ｄ＃４が互いに同一になるという関係になる。このような距離関係は、例えば、ワークＷの表面が平面である場合に用いられてもよい。

【0128】

例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、距離Ｄ＃１から距離Ｄ＃４が互いに同一になる（具体的には、目標値Ｄ＿ｔａｒｇｅｔになる）ように位置関係が制御されている加工ヘッド１１とワークＷとを示す断面図である。その結果、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄが、目標値Ｄ＿ｔａｒｇｅｔに設定可能となる。

【0129】

尚、Ｚ軸方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係（典型的には、上述した距離Ｄ）が変わると、Ｚ軸方向におけるワークＷの表面に対する加工光ＥＬの集光位置が変わる。このため、Ｚ軸方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作は、実質的には、Ｚ軸方向におけるワークＷの表面に対する加工光ＥＬの集光位置を制御する動作と等価であるとみなしてもよい。この場合、制御装置５は、加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄが目標値Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなるようにＺ軸方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御することに加えて又は代えて、Ｚ軸方向におけるワークＷの表面と加工光ＥＬの集光位置との相対的な位置関係が、距離Ｄが目標値Ｄ＿ｔａｒｇｅｔとなる場合のＺ軸方向におけるワークＷの表面と加工光ＥＬの集光位置との相対的な位置関係と同じになるように、Ｚ軸方向におけるワークＷの表面に対する加工光ＥＬの集光位置を制御してもよい。尚、Ｚ軸方向におけるワークＷの表面に対する加工光ＥＬの集光位置を制御可能な装置の一例として、上述した加工光学系１１２のフォーカス調整光学系１１２３があげられる。

【0130】

更には、三つ以上の被照射領域ＷＡにそれぞれ対応する三つ以上の距離Ｄが互いに同一になる場合には、ワークＷに対する加工ヘッド１１の意図せぬ傾斜が発生しにくくなる。例えば、図８（ａ）に示すように、ワークＷに対する加工ヘッド１１のθＹ方向における意図せぬ傾斜が発生しにくくなる。つまり、加工ヘッド１１とワークＷとは、ＸＺ平面に沿った面内において、適切な位置関係を有することになる。同様に、図８（ｂ）に示すように、ワークＷに対する加工ヘッド１１のθＸ方向における意図せぬ傾斜が発生しにくくなる。つまり、加工ヘッド１１とワークＷとは、ＹＺ平面に沿った面内において、適切な位置関係を有することになる。

【0131】

但し、上述したように、第１実施形態の加工システムＳＹＳａは、ワークＷを加工する。このようなワークＷに対する加工の結果、ワークＷの表面が平面でなくなる可能性がある。つまり、ワークＷの表面が凹凸面を含む可能性がある。なぜならば、ワークＷの表面のうち既に加工処理が行われた加工済み領域ＦＡ１の高さ（Ｚ軸方向の高さ）は、ワークＷの表面のうち未だに加工処理が行われていない未加工領域ＦＡ２の高さと異なる可能性があるからである。この場合、三つ以上の被照射領域ＷＡのそれぞれと加工ヘッド１１との間の距離Ｄが互いに同一になるようにワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が制御されると、以下に示す技術的問題が生ずる可能性がある。

【0132】

例えば、除去加工が行われた加工済み領域ＦＡ１と除去加工が行われていない未加工領域ＦＡ２とを示す断面図である図９に示すように、加工済み領域ＦＡ１の高さは、未加工領域ＦＡ２の高さよりも低くなる可能性がある。その結果、図９に示すようにワークＷに対して加工ヘッド１１が傾斜していないにも関わらず、加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ（図９では、距離Ｄ＃２）が、未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ（図９では、距離Ｄ＃４）よりも大きくなってしまう可能性がある。具体的には、加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃２が、未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃４よりも、除去加工によって除去されるワークＷの厚み方向のサイズに相当する除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）だけ大きくなってしまう可能性がある。他の一例として、除去加工によって加工済み領域ＦＡ１にリブレット構造が形成された場合には、加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃２は、加工済み領域ＦＡ１に形成されたリブレット構造の山に相当する部分をフィッティングすることで得られる仮想的な面（典型的には、未加工領域ＦＡ２の表面に対応する面）と加工ヘッド１１との間の距離Ｄよりも除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）だけ大きくなってしまう可能性がある。このような状況下で加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃２と未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃４とが同一になるようにワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が制御されると、図１０に示すように、当初はワークＷに対して傾斜していなかった加工ヘッド１１が、ワークＷに対して傾斜してしまう可能性がある。

【0133】

或いは、加工済み領域ＦＡ１にリブレット構造が形成されている場合には、加工済み領域ＦＡ１内においても、リブレット構造の溝に相当する部分（つまり、加工済み領域ＦＡ１内において実際に除去加工が行われた部分）の高さは、リブレット構造の山に相当する部分（つまり、加工済み領域ＦＡ１内において実際に除去加工が行われなかった部分）の高さよりも低くなる可能性がある。具体的には、リブレット構造の溝に相当する部分と加工ヘッド１１との間の距離Ｄが、リブレット構造の山に相当する部分と加工ヘッド１１との間の距離Ｄよりも、除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）だけ大きくなってしまう可能性がある。このような状況下でリブレット構造の溝に相当する部分と加工ヘッド１１との間の距離Ｄとリブレット構造の山に相当する部分と加工ヘッド１１との間の距離Ｄとが同一になるようにワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が制御されると、当初はワークＷに対して傾斜していなかった加工ヘッド１１が、ワークＷに対して傾斜してしまう可能性がある。

【0134】

同様に、付加加工が行われた加工済み領域ＦＡ１と付加加工が行われていない未加工領域ＦＡ２とを示す断面図である図１１に示すように、例えば、加工済み領域ＦＡ１の高さは、未加工領域ＦＡ２の高さよりも高くなる可能性がある。その結果、ワークＷに対して加工ヘッド１１が傾斜していないにも関わらず、加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ（図９では、距離Ｄ＃４）が、未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ（図９では、距離Ｄ＃２）よりも小さくなってしまう可能性がある。具体的には、加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃４が、未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃２よりも、付加加工によって付加される構造物の厚み方向のサイズに相当する付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）だけ小さくなってしまう可能性がある。このような状況下で加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃４と未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄ＃２とが同一になるようにワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が制御されると、当初はワークＷに対して傾斜していなかった加工ヘッド１１が、ワークＷに対して傾斜してしまう可能性がある。

【0135】

或いは、加工済み領域ＦＡ１にリブレット構造が形成されている場合には、加工済み領域ＦＡ１内においても、リブレット構造の山に相当する部分（つまり、加工済み領域ＦＡ１内において実際に付加加工が行われた部分）の高さは、リブレット構造の溝に相当する部分（つまり、加工済み領域ＦＡ１内において実際に付加加工が行われなかった部分）の高さよりも高くなる可能性がある。具体的には、リブレット構造の山に相当する部分と加工ヘッド１１との間の距離Ｄが、リブレット構造の溝に相当する部分と加工ヘッド１１との間の距離Ｄよりも、付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）だけ小さくなってしまう可能性がある。このような状況下でリブレット構造の溝に相当する部分と加工ヘッド１１との間の距離Ｄとリブレット構造の山に相当する部分と加工ヘッド１１との間の距離Ｄとが同一になるようにワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が制御されると、当初はワークＷに対して傾斜していなかった加工ヘッド１１が、ワークＷに対して傾斜してしまう可能性がある。

【0136】

そこで、制御装置５は、距離情報に加えて、上述した除去量Ｒａ及び／又は付加量Ａａに基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。具体的には、除去量Ｒａ及び／又は付加量Ａａに基づいてワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御するために、制御装置５は、まず、距離情報を、除去量Ｒａ及び／又は付加量Ａａに基づいて補正してもよい。

【0137】

例えば、上述したように、除去加工が行われた加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄは、除去加工が行われていない未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄよりも除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）だけ大きくなってしまう。そこで、制御装置５は、計測光ＭＬの検出結果から算出された距離Ｄに対して、除去量Ｒａによる影響を排除するための除去量反映処理を施してもよい。除去量反映処理は、加工済み領域ＦＡ１内に位置する被照射領域ＷＡと加工ヘッド１１との間の距離Ｄから除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）を減算する一方で、未加工領域ＦＡ２内に位置する被照射領域ＷＡと加工ヘッド１１との間の距離Ｄから除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）を減算しない処理を含んでいてもよい。また、除去量反映処理は、リブレット構造の溝に相当する部分に位置する被照射領域ＷＡと加工ヘッド１１との間の距離Ｄから除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）を減算する一方で、リブレット構造の山に相当する部分に位置する被照射領域ＷＡと加工ヘッド１１との間の距離Ｄから除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）を減算しない処理を含んでいてもよい。その後、制御装置５は、除去量反映処理が施された距離Ｄが互いに同一になるように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。その結果、ワークＷの少なくとも一部に対して既に除去加工が行われた場合であっても、ワークＷに対する加工ヘッド１１の意図せぬ傾斜が発生しにくくなる。

【0138】

同様に、例えば、上述したように、付加加工が行われた加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄは、付加加工が行われていない未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄよりも付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）だけ小さくなってしまう。そこで、制御装置５は、計測光ＭＬの検出結果から算出された距離Ｄに対して、付加量Ａａによる影響を排除するための付加量反映処理を施す。付加量反映処理は、加工済み領域ＦＡ１内に位置する被照射領域ＷＡと加工ヘッド１１との間の距離Ｄに付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）を加算する一方で、未加工領域ＦＡ２内に位置する被照射領域ＷＡと加工ヘッド１１との間の距離Ｄに付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）を加算しない処理を含んでいてもよい。また、付加量反映処理は、リブレット構造の山に相当する部分に位置する被照射領域ＷＡと加工ヘッド１１との間の距離Ｄに付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）を加算する一方で、リブレット構造の溝に相当する部分に位置する被照射領域ＷＡと加工ヘッド１１との間の距離Ｄに付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）を加算しない処理を含んでいてもよい。その後、制御装置５は、付加量反映処理が施された距離Ｄが互いに同一になるように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。その結果、ワークＷの少なくとも一部に対して既に付加加工が行われた場合であっても、ワークＷに対する加工ヘッド１１の意図せぬ傾斜が発生しにくくなる。

【0139】

尚、上述したように距離Ｄが光路差情報に基づいて算出されることを考慮すれば、距離情報を補正する動作は、実質的には、光路差情報を間接的に補正する動作と等価であるとみなしてもよい。或いは、制御装置５は、距離情報を補正することに加えて又は代えて、光路差情報を直接的に補正してもよい。つまり、制御装置５は、光路差情報を直接的に補正することで、距離情報を間接的に補正してもよい。この場合、除去量反映処理は、加工済み領域ＦＡ１内に位置する被照射領域ＷＡを介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さと光路ＯＰ＃１－３の長さの差分から除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）を減算する一方で、被照射領域ＷＡを介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さと光路ＯＰ＃１－３の長さの差分から除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）を減算しない処理を含んでいてもよい。除去量反映処理は、リブレット構造の溝に相当する部分に位置する被照射領域ＷＡを介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さと光路ＯＰ＃１－３の長さの差分から除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）を減算する一方で、リブレット構造の山に相当する部分に位置する被照射領域ＷＡを介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さと光路ＯＰ＃１－３の長さの差分から除去量Ｒａ（或いは、除去量Ｒａに応じた分量）を減算しない処理を含んでいてもよい。付加量反映処理は、加工済み領域ＦＡ１内に位置する被照射領域ＷＡを介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さと光路ＯＰ＃１－３の長さの差分に付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）を加算する一方で、未加工領域ＦＡ２内に位置する被照射領域ＷＡを介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さと光路ＯＰ＃１－３の長さの差分に付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）を加算しない処理を含んでいてもよい。また、付加量反映処理は、リブレット構造の山に相当する部分に位置する被照射領域ＷＡを介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さと光路ＯＰ＃１－３の長さの差分に付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）を加算する一方で、リブレット構造の溝に相当する部分に位置する被照射領域ＷＡを介した光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さと光路ＯＰ＃１－３の長さの差分に付加量Ａａ（或いは、付加量Ａａに応じた分量）を加算しない処理を含んでいてもよい。その後、制御装置５は、除去量反映処理又は付加量反映処理が施された光路差情報に基づいて、距離Ｄを算出してもよい。ここで算出される距離Ｄは、除去量反映処理又は付加量反映処理が施された距離Ｄと実質的に同一になる。その後、制御装置５は、算出した距離Ｄが互いに同一になるようにワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。

【0140】

このような除去量反映処理及び／付加量反映処理を行う場合には、制御装置５は、計測光ＭＬが照射された被照射領域ＷＡが、加工済み領域ＦＡ１内に位置しているのか又は未加工領域ＦＡ２内に位置しているのかを判定してもよい。

【0141】

例えば、加工ヘッド１１は、制御装置５の制御下でワークＷを加工している。従って、ワークＷ上における加工済み領域ＦＡ１の位置は、制御装置５にとって既知の情報であるとも言える。そこで、制御装置５は、ワークＷを加工するように加工ヘッド１１を制御するために用いた情報に基づいて、計測光ＭＬが照射された被照射領域ＷＡが、加工済み領域ＦＡ１内に位置しているのか又は未加工領域ＦＡ２内に位置しているのかを判定してもよい。典型的には、制御装置５は、ワークＷ上における加工済み領域ＦＡ１の位置を直接的に又は間接的に示す内部情報に基づいて、計測光ＭＬが照射された被照射領域ＷＡが、加工済み領域ＦＡ１内に位置しているのか又は未加工領域ＦＡ２内に位置しているのかを判定してもよい。

【0142】

例えば、制御装置５は、ワークの表面の状態を観察可能な観察装置の観察結果に基づいて、計測光ＭＬが照射された被照射領域ＷＡが、加工済み領域ＦＡ１内に位置しているのか又は未加工領域ＦＡ２内に位置しているのかを判定してもよい。このような観察装置の一例として、カメラ等の撮像装置があげられる。尚、第２実施形態で説明する位置計測装置６ｂが、観察装置として用いられてもよい。

【0143】

例えば、制御装置５は、複数の被照射領域ＷＡにそれぞれ対応する複数の距離Ｄの間の関係に基づいて（つまり、距離情報に基づいて）、計測光ＭＬが照射された被照射領域ＷＡが、加工済み領域ＦＡ１内に位置しているのか又は未加工領域ＦＡ２内に位置しているのかを判定してもよい。具体的には、（ｉ）複数の被照射領域ＷＡのうちの複数の第１の被照射領域ＷＡに対応する複数の距離Ｄが互いに同一であり、（ｉｉ）複数の被照射領域ＷＡのうちの複数の第１の被照射領域ＷＡ以外の残りの複数の第２の被照射領域ＷＡに対応する複数の距離Ｄが互いに同一であり、且つ、（ｉｉｉ）複数の第１の被照射領域ＷＡのそれぞれに対応する距離Ｄと複数の第２の被照射領域ＷＡのそれぞれに対応する距離Ｄとの差分が上述した除去量Ｒａ又は付加量Ａａと一致する（或いは、一定量である）場合には、複数の第１の被照射領域ＷＡが加工済み領域ＦＡ１及び未加工領域ＦＡ２のいずれか一方に位置しており、複数の第２の被照射領域ＷＡが加工済み領域ＦＡ１及び未加工領域ＦＡ２のいずれか他方に位置している可能性が相対的に高いと推定される。特に、加工ヘッド１１が除去加工を行う状況下では、複数の第１の被照射領域ＷＡのそれぞれに対応する距離Ｄが、複数の第２の被照射領域ＷＡのそれぞれに対応する距離Ｄよりも一定量だけ大きい（例えば、上述した除去量Ｒａだけ大きい）場合には、複数の第１の被照射領域ＷＡが加工済み領域ＦＡ１に位置しており、複数の第２の被照射領域ＷＡが未加工領域ＦＡ２に位置している可能性が相対的に高いと推定される。一方で、加工ヘッド１１が付加加工を行う状況下では、複数の第１の被照射領域ＷＡのそれぞれに対応する距離Ｄが、複数の第２の被照射領域ＷＡのそれぞれに対応する距離Ｄよりも一定量だけ大きい（例えば、上述した付加量Ａａだけ大きい）場合には、複数の第１の被照射領域ＷＡが未加工領域ＦＡ２に位置しており、複数の第２の被照射領域ＷＡが加工済み領域ＦＡ１に位置している可能性が相対的に高いと推定される。このように、制御装置５は、複数の被照射領域ＷＡにそれぞれ対応する複数の距離Ｄの間の関係に基づいて、計測光ＭＬが照射された被照射領域ＷＡが、加工済み領域ＦＡ１内に位置しているのか又は未加工領域ＦＡ２内に位置しているのかを判定する（言い換えれば、推定する）ことができる。

【0144】

また、加工ヘッド１１が行った加工とは異なる要因で、ワークＷの表面が平面でない可能性もある。加工ヘッド１１が加工を行っていない状況下であってもワークＷの表面が平面でない可能性もある。例えば、ワークＷの表面の形状がそもそも平面でない可能性がある。この場合にも、当初はワークＷに対して傾斜していなかった加工ヘッド１１がワークＷに対して傾斜してしまう可能性があるという上述した技術的問題が生ずる可能性がある。しかしながら、上述した除去量Ｒａ及び付加量Ａａとは異なり、制御装置５にとってワークＷの表面の形状が既知の情報であるとは限らない。一方で、ワークＷの表面のうち平面となる部分に計測光ＭＬが照射されれば、上述した技術的問題が生ずる可能性は小さくなる。つまり、ワークＷの表面のうち平面でない部分を避けて計測光ＭＬが照射されれば、上述した技術的問題が生ずる可能性は小さくなる。なぜならば、上述した技術的問題が生ずる原因は、ワークＷの表面のうち高さが異なる複数の部分（例えば、凹凸面）に計測光ＭＬが照射されることであるからである。

【0145】

そこで、制御装置５は、複数の被照射領域ＷＡにそれぞれ対応する複数の距離Ｄの中から、他の距離Ｄと比較して明らかに異常値である（例えば、他の距離Ｄとの差分が明らかに大きい）とみなすことができる少なくとも一つの距離Ｄを排除してもよい。制御装置５は、排除した距離Ｄを用いることなく、排除されなかった距離Ｄに基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との間の位置関係を制御してもよい。その結果、ワークＷに対する加工ヘッド１１の意図せぬ傾斜が相対的に発生しにくくなる。尚、一の距離Ｄと他の距離Ｄとの差分が予め決定した値よりも大きいときに、当該一の距離Ｄを異常値として判定して排除してもよい。

【0146】

或いは、制御装置５は、異常値である（例えば、他の距離Ｄとの差分が過度に大きい）とみなすことができる距離Ｄを排除することに加えて又は代えて、ワークＷの面のうち平面となる部分に計測光ＭＬが照射される可能性を高めるための処理を行ってもよい。

【0147】

ワークＷの表面のうち平面となる部分に計測光ＭＬが照射される可能性を高めるための処理の一例として、計測光ＭＬが照射される三つ以上の被照射領域ＷＡのうちの少なくとも一つの位置を変更する処理があげられる。この場合、制御装置５は、少なくとも一つの被照射領域ＷＡのワークＷ上での位置を変更してもよい。より具体的には、制御装置５は、少なくとも一つの被照射領域ＷＡのワークＷ上での位置を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って変更してもよい。例えば、図１３は、被照射領域ＷＡ＃１の位置が変更される様子を示す平面図である。少なくとも一つの被照射領域ＷＡの位置が変わると、ワークＷ上での三つ以上の被照射領域ＷＡの分布態様もまた変わる。このため、制御装置５は、ワークＷ上での三つ以上の被照射領域ＷＡの分布態様を変更してもよい。少なくとも一つの被照射領域ＷＡの位置が変わると、ワークＷ上で三つ以上の被照射領域ＷＡを結ぶ軌跡もまた変わる。このため、制御装置５は、三つ以上の被照射領域ＷＡを結ぶ軌跡を変更してもよい。その結果、三つ以上の被照射領域ＷＡが常に固定されている場合と比較して、ワークＷの表面のうち平面となる部分に計測光ＭＬが照射される可能性が高くなる。特に、異なる複数種類のワークＷがステージ３２に順に載置される状況下において、ステージ３２に載置されるワークＷごとに三つ以上の被照射領域ＷＡのうちの少なくとも一つの位置が変更されれば、複数種類のワークＷのそれぞれに計測光ＭＬが照射される可能性が高くなる。

【0148】

尚、計測光ＭＬを用いた計測装置（計測光源１１３、計測光学系１１４、合成光学系１１５，共通光学系１１６）と異なる別の計測装置を用いて、ワークＷの表面のうち平面となる部分を特定してもよい。この別の計測装置は、制御装置５と接続されていてもよい。このとき、制御装置５は、別の計測装置からの出力を用いて、ワークＷの表面のうち平面となる部分を特定し、その部分内に計測光ＭＬが照射される被照射領域ＷＡが位置するように、被照射領域ＷＡの位置を変更する制御をしてもよい。

【0149】

制御装置５は、計測光ＭＬの照射位置を変更することで、三つ以上の被照射領域ＷＡのうちの少なくとも一つの位置を変更してもよい。この場合、制御装置５は、ガルバノミラー１１４８を制御することで、計測光ＭＬの照射位置を変更してもよい。上述したように、被照射領域ＷＡには、計測光ＭＬに含まれるパルス光が照射される。このため、制御装置５は、計測光ＭＬに含まれるパルス光の照射位置を変更することで、三つ以上の被照射領域ＷＡのうちの少なくとも一つの位置を変更してもよい。この場合、制御装置５は、ガルバノミラー１１４８を制御することで、パルス光の照射位置を変更してもよい。或いは、制御装置５は、ガルバノミラー１１４８を制御することに加えて又は代えて、計測光源１１３を制御してパルス光の発光周波数を変更する（つまり、発光周期を変更する）ことで、パルス光の照射位置を変更してもよい。なぜならば、ワークＷ上での目標照射領域ＭＡの移動速度（つまり、ガルバノミラー１１４８による計測光ＭＬの走査速度）が一定である状況では、パルス光の発光周波数が変わればパルス光の照射位置もまた変わるからである。例えば、制御装置５は、目標照射領域ＭＡの移動軌跡ＭＴを変更することで、三つ以上の被照射領域ＷＡのうちの少なくとも一つの位置を変更してもよい。この場合、制御装置５は、ガルバノミラー１１４８を制御することで、移動軌跡ＭＴを変更してもよい。

【0150】

上述したように、計測光ＭＬは、計測ショット領域ＭＳＡ内に照射される。つまり、被照射領域ＷＡは、計測ショット領域ＭＳＡに含まれる。この場合、少なくとも一つの被照射領域ＷＡのワークＷ上での位置を変更する処理は、少なくとも一つの被照射領域ＷＡの計測ショット領域ＭＳＡ内での位置を変更する処理を含んでいてもよい。つまり、制御装置５は、計測ショット領域ＭＳＡ内での少なくとも一つの被照射領域ＷＡの位置を変更してもよい。また、制御装置５はワークＷ上での計測ショット領域ＭＳＡそのものの位置を変更してもよい。この場合、計測ショット領域ＭＳＡの位置の変更に伴って、計測ショット領域ＭＳＡに含まれる少なくとも一つの被照射領域ＷＡのワークＷ上での位置が変更される。

【0151】

ワークＷの表面のうち平面となる部分に計測光ＭＬが照射される可能性を高めるための処理の一例として、被照射領域ＷＡの数を変更する処理があげられる。この場合、制御装置５は、被照射領域ＷＡの数を変更してもよい。例えば、制御装置５は、被照射領域ＷＡの数が多くなるように変更してもよい。例えば、図１４は、被照射領域ＷＡの数が、４つから８つに変更される例を示す平面図である。つまり、図１４は、被照射領域ＷＡ＃１からＷＡ＃４に計測光ＭＬが照射されている状況下で、計測光ＭＬが新たに被照射領域ＷＡ＃５からＷＡ＃８にも照射されるように被照射領域ＷＡの数が変更される例を示す平面図である。その結果、被照射領域ＷＡの数が相対的に少ない場合と比較して、ワークＷの表面のうち平面となる部分に計測光ＭＬが照射される可能性が高くなる。尚、図１４は、被照射領域ＷＡの数に加えて、目標照射領域ＭＡの移動軌跡ＭＴの形状が矩形から円形に変更される様子も合わせて示している。

【0152】

尚、上述した別の計測装置を用いてワークＷの表面のうち平面となる部分を特定し、その部分内に計測光ＭＬが照射される被照射領域ＷＡが位置するように、被照射領域ＷＡの数を変更してもよい。

【0153】

制御装置５は、ガルバノミラー１１４８による計測光ＭＬの走査速度を制御することで、被照射領域ＷＡの数を変更してもよい。つまり、制御装置５は、ガルバノミラー１１４８を制御することで、被照射領域ＷＡの数を変更してもよい。或いは、制御装置５は、ガルバノミラー１１４８を制御することに加えて又は代えて、計測光源１１３を制御してパルス光の発光周波数を変更する（つまり、発光周期を変更する）ことで、被照射領域ＷＡの数を変更してもよい。なぜならば、ワークＷ上での目標照射領域ＭＡの移動速度（つまり、ガルバノミラー１１４８による計測光ＭＬの走査速度）が一定である状況では、パルス光の発光周波数が変われば一定時間以内にワークＷに照射されるパルス光の数もまた変わるからである。

【0154】

尚、制御装置５は、ワークＷの表面のうち平面となる部分に計測光ＭＬが照射される可能性を高める目的とは異なる目的で、少なくとも一つの被照射領域ＷＡの位置及び／又は被照射領域ＷＡの数を変更してもよい
このように、加工ヘッド１１が三つ以上の被照射領域ＷＡに計測光ＭＬを照射する場合には、制御装置５は、Ｚ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向のそれぞれにおけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を適切に制御することができる。

【0155】

但し、加工ヘッド１１は、二つの被照射領域ＷＡに計測光ＭＬを照射してもよい。つまり、加工ヘッド１１は、ワークＷの表面上の二か所に計測光ＭＬを照射してもよい。この場合、制御装置５は、Ｚ軸方向と、Ｚ軸に直交する一の軸周りに沿った方向とのそれぞれにおけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を適切に制御することができる。具体的には、制御装置５は、Ｚ軸方向と、Ｚ軸及び二つの被照射領域ＷＡを結ぶ軸の双方に直交する一の軸周りに沿った方向とのそれぞれにおけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を適切に制御することができる。

【0156】

或いは、加工ヘッド１１は、単一の被照射領域ＷＡに計測光ＭＬを照射してもよい。つまり、加工ヘッド１１は、ワークＷの表面上のただ一か所に計測光ＭＬを照射してもよい。この場合、制御装置５は、Ｚ軸方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を適切に制御することができる。

【0157】

図７及び図１４に示すように、加工ヘッド１１は、三つ以上の被照射領域ＷＡを結ぶ軌跡が、今から加工される又は今まさに加工されている加工ショット領域ＥＳＡ（加工予定の加工ショット領域ＥＳＡ又は加工中の加工ショット領域ＥＳＡ、以降、対象ショット領域ＥＳＡと称する）を取り囲むように、計測光ＭＬを照射してもよい。計測光ＭＬの目標照射領域ＭＡが三つ以上の被照射領域ＷＡを経由して移動することから、加工ヘッド１１は、目標照射領域ＭＡの移動軌跡ＭＴが対象ショット領域ＥＳＡを取り囲むように、計測光ＭＬを照射してもよい。目標照射領域ＭＡは、計測ショット領域ＭＳＡ内で移動することは上述した通りである、このため、加工ヘッド１１は、計測ショット領域ＭＳＡが対象ショット領域ＥＳＡと少なくとも部分的に重なる状態で、計測光ＭＬを照射してもよい。この場合、三つ以上の被照射領域ＷＡを結ぶ軌跡が対象ショット領域ＥＳＡを取り囲まない場合と比較して、複数の被照射領域ＷＡがワークＷの表面上の相対的に広い範囲に渡って分布する可能性が相対的に高くなる。つまり、加工ヘッド１１は、ワークＷの表面上で相対的に広く分散した位置に計測光ＭＬを照射することができる可能性が相対的に高くなる。その結果、制御装置５は、距離情報に基づいて、ワークＷが加工ヘッド１１に対してどのような位置関係にあるかをより高精度に特定することができる。なぜならば、仮に複数の被照射領域ＷＡがワークＷの表面上の相対的に狭い範囲に偏っている場合には、ワークＷの表面のうち加工ヘッド１１に対する位置関係を距離情報に基づいて特定できる範囲が、計測光ＭＬが照射された相対的に狭い範囲に限られてしまうからである。従って、ワークＷの表面上で相対的に広く分散した位置に計測光ＭＬが照射されれば、制御装置５は、距離情報に基づいてワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係をより適切に制御することができる。

【0158】

図７は、目標照射領域ＭＡの移動軌跡ＭＴが矩形である例を示している。このような矩形の移動軌跡ＭＴは、対象ショット領域ＥＳＡを取り囲むことが可能な移動軌跡ＭＴの一例である。その他、対象ショット領域ＥＳＡを取り囲むことが可能な移動軌跡ＭＴの他の一例として、円形の移動軌跡ＭＴ（図１４参照）、楕円形状の移動軌跡ＭＴ、多角形状の移動軌跡ＭＴ及びループ状の移動軌跡ＭＴの少なくとも一つがあげられる。

【0159】

但し、移動軌跡ＭＴは、対象ショット領域ＥＳＡを取り囲んでいなくてもよい。三つ以上の被照射領域ＷＡを結ぶ軌跡が、対象ショット領域ＥＳＡを取り囲んでいなくてもよい。移動軌跡ＭＴの少なくとも一部は、対象ショット領域ＥＳＡを横切ってもよい。移動軌跡ＭＴの少なくとも一部は、対象ショット領域ＥＳＡの内部に位置していてもよい。移動軌跡ＭＴの少なくとも一部は、対象ショット領域ＥＳＡの外部に位置していてもよい。例えば、移動軌跡ＭＴの他の例を示す平面図である図１５に示すように、移動軌跡ＭＴは、第１の方向（スキャン方向と称してもよい）に向かって目標照射領域ＭＡが移動する軌跡と、第１の方向に交差する第２の方向（ステップ方向と称してもよい）の方向成分を含む方向に向かって目標照射領域ＭＡが移動する軌跡とが交互に繰り返される軌跡であってもよい。

【0160】

加工ヘッド１１は、三つ以上の被照射領域ＷＡの少なくとも一つが、対象ショット領域ＥＳＡ内に配置されるように、計測光ＭＬを照射してもよい。つまり、加工ヘッド１１は、対象ショット領域ＥＳＡ内に一回以上、計測光ＭＬを照射してもよい。加工ヘッド１１は、三つ以上の被照射領域ＷＡの少なくとも一つが、対象ショット領域ＥＳＡの近傍又は周辺に配置されるように、計測光ＭＬを照射してもよい。つまり、加工ヘッド１１は、対象ショット領域ＥＳＡの近傍又は周辺に一回以上、計測光ＭＬを照射してもよい。加工ヘッド１１は、三つ以上の被照射領域ＷＡの少なくとも一つが、対象ショット領域ＥＳＡからＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に配置されるように、計測光ＭＬを照射してもよい。つまり、加工ヘッド１１は、対象ショット領域ＥＳＡからＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に一回以上、計測光ＭＬを照射してもよい。

【0161】

図７及び図１３から図１４は、被照射領域ＷＡ＃１から＃４のそれぞれが、対象ショット領域ＥＳＡの近傍又は周辺に配置される例を示している。つまり、図７及び図１３から図１４は、加工ヘッド１１が、対象ショット領域ＥＳＡの近傍又は周辺に計測光ＭＬを複数回照射する例を示している。特に、図７及び図１３から図１４は、被照射領域ＷＡ＃１が、対象ショット領域ＥＳＡから－Ｙ側に向かって離れた位置に配置され、被照射領域ＷＡ＃２が、対象ショット領域ＥＳＡから－Ｘ側に向かって離れた位置に配置され、被照射領域ＷＡ＃３が、対象ショット領域ＥＳＡから＋Ｙ側に向かって離れた位置に配置され、被照射領域ＷＡ＃４が、対象ショット領域ＥＳＡから＋Ｘ側に向かって離れた位置に配置される例を示している。つまり、図７及び図１３から図１４は、加工ヘッド１１が、対象ショット領域ＥＳＡから－Ｙ側に向かって離れた位置、被照射領域ＷＡ＃２が、対象ショット領域ＥＳＡから－Ｘ側に向かって離れた位置、対象ショット領域ＥＳＡから＋Ｙ側に向かって離れた位置、及び、対象ショット領域ＥＳＡから＋Ｘ側に向かって離れた位置のそれぞれに計測光ＭＬを照射する例を示している。一方で、図１５は、複数の被照射領域ＷＡの一部が、対象ショット領域ＥＳＡの近傍又は周辺に配置され、複数の被照射領域ＷＡの他の一部が、対象ショット領域ＥＳＡ内に配置される例を示している。

【0162】

或いは、上述した図７及び図１３から図１５は、いずれも、対象ショット領域ＥＳＡの全体が計測ショット領域ＭＳＡに含まれる例を示している。しかしながら、対象ショット領域ＥＳＡの少なくとも一部が計測ショット領域ＭＳＡの外部に位置していてもよい。例えば、対象ショット領域ＥＳＡと計測ショット領域ＭＳＡとの位置関係の一例を示す平面図である図１６に示すように、対象ショット領域ＥＳＡの全体が計測ショット領域ＭＳＡの外部に位置していてもよい。この場合、計測ショット領域ＭＳＡの位置は、対象ショット領域ＥＳＡの位置に基づいて設定されてもよい。加工ヘッド１１は、対象ショット領域ＥＳＡの位置に基づいて定まる位置に計測光ＭＬを照射してもよい。或いは、計測ショット領域ＭＳＡの位置は、対象ショット領域ＥＳＡの位置とは無関係に設定されてもよい。加工ヘッド１１は、対象ショット領域ＥＳＡの位置とは無関係に、ワークＷ上の所望位置に計測光ＭＬを照射してもよい。

【0163】

加工ヘッド１１は、加工光ＥＬに起因した影響が及ぶ領域を避ける目的で、三つ以上の被照射領域ＷＡの少なくとも一つが、加工光ＥＬに起因した影響が及ぶ領域からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に配置されるように、計測光ＭＬを照射してもよい。つまり、加工ヘッド１１は、加工光ＥＬに起因した影響が及ぶ領域を避ける目的で、加工光ＥＬに起因した影響が及ぶ領域からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に、計測光ＭＬを照射してもよい。典型的には、計測ショット領域ＭＳＡそのものが、加工光ＥＬに起因した影響が及ぶ領域からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に配置されてもよい。この場合、加工ヘッド１１は、加工光ＥＬに起因した影響を受けることなく、計測光ＭＬをワークＷに照射することができる。つまり、加工ヘッド１１は、加工光ＥＬに起因した影響を受けていない計測光ＭＬを、ワークＷに照射することができる。その結果、制御装置５は、ワークＷと加工ヘッド１１との間の距離Ｄをより高精度に算出することができる。その結果、制御装置５は、ワークＷと加工ヘッド１１との間の相対的な位置関係をより適切に制御することができる。

【0164】

加工光ＥＬに起因した影響が及ぶ領域の一例として、加工光ＥＬがワークＷに照射されることで発生するヒューム（或いは、その他の不要物質）が流れ込む領域があげられる。例えば、図１７は、加工光ＥＬが照射されているワークＷを示す平面図である。図１７に示すように、加工光ＥＬがワークＷに照射されると、ヒューム（或いは、その他の不要物質）が発生する可能性がある。このようなヒュームは、ワークＷに対する計測光ＭＬの照射を妨げる可能性がある。そこで、加工ヘッド１１は、計測光ＭＬの光路がヒュームと重ならないように、計測光ＭＬを照射してもよい。具体的には、加工ヘッド１１は、三つ以上の被照射領域ＷＡの少なくとも一つが、ヒュームが流れ込む領域からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に配置されるように、計測光ＭＬを照射してもよい。計測ショット領域ＭＳＡが、ヒュームが流れ込む領域からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に配置されてもよい。図１７に示す例では、加工ヘッド１１は、被照射領域ＷＡ＃１から＃４の全てが、ヒュームが流れ込む領域から＋Ｘ側に沿って離れた（つまり、加工ショット領域ＥＳＡからヒュームが流れ出る方向とは逆側の方向に向かって離れた）位置に配置されるように、計測光ＭＬを照射している。つまり、図１７に示す例では、加工ヘッド１１は、ヒュームが流れ込む領域から＋Ｘ側に沿って離れた位置に、計測光ＭＬを照射している。特に、図１７に示す例では、計測ショット領域ＭＳＡそのものが、ヒュームが流れ込む領域から＋Ｘ側に沿って離れた（つまり、加工ショット領域ＥＳＡからヒュームが流れ出る方向とは逆側の方向に向かって離れた）位置に配置されている。

【0165】

尚、図１７に示す例においては、加工ショット領域ＥＳＡの＋Ｘ軸方向側に位置する気体供給装置（不図示）から気体をワークＷの表面に沿って供給してもよい。このとき、被照射領域ＷＡの少なくとも一つが加工ショット領域ＥＳＡと気体供給装置（特に、その気体供給口）との間（照射光学系の光軸方向から見て、照射光学系と気体供給装置（特に、その気体供給口）との間）に位置していてもよい。

【0166】

加工光ＥＬに起因した影響が及ぶ領域の他の一例として、加工光ＥＬがワークＷに照射されることで発生する熱の影響を受ける領域があげられる。この場合も、加工ヘッド１１は、三つ以上の被照射領域ＷＡの少なくとも一つが、加工光ＥＬがワークＷに照射されることで発生する熱の影響が及ぶ領域からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に配置されるように、計測光ＭＬを照射してもよい。つまり、加工ヘッド１１は、加工光ＥＬがワークＷに照射されることで発生する熱の影響が及ぶ領域からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に、計測光ＭＬを照射してもよい。計測ショット領域ＭＳＡが、加工光ＥＬがワークＷに照射されることで発生する熱の影響が及ぶ領域からＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って離れた位置に配置されてもよい。

【0167】

（１－４－２）第２のアライメント動作
続いて、第２のアライメント動作について説明する。第２のアライメント動作は、上述した光路差情報（つまり、光路差情報に基づいて算出される距離Ｄに関する距離情報）に加えて、ワークＷの形状に関する形状情報にも基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作である。

【0168】

第２のアライメント動作を行う場合には、制御装置５は、ワークＷの形状に関する形状情報を取得する。形状情報は、ワークＷの３次元モデルであるワークモデルＷＭに関するモデルデータ（例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データ）を含んでいてもよい。制御装置５は、加工システムＳＹＳａの外部の装置から形状情報を取得してもよい。或いは、加工システムＳＹＳａが３次元形状計測機を備えている場合には、制御装置５は、加工システムＳＹＳａが備える３次元形状計測機から形状情報を取得してもよい。３次元形状計測機の一例として、ワークＷに対して移動可能であって且つワークＷに接触可能なプローブを有する接触型の３次元形状計測機があげられる。３次元形状計測機の他の一例として、非接触型の３次元形状計測機があげられる。非接触型の３次元形状計測機の一例として、パターン投影方式の３次元形状計測機、光切断方式の３次元形状計測機、タイム・オブ・フライト方式の３次元形状計測機、モアレトポグラフィ方式の３次元形状計測機及びホログラフィック干渉方式の３次元形状計測機があげられる。尚、加工システムＳＹＳａが３次元形状計測機を備えている場合、この３次元形状計測機は、加工ヘッド１１、ひいては、共通光学系１１６（特に、ｆθレンズ１１６２）との相対的な位置関係が固定されていてもよい。また、この３次元形状計測機が光学式の３次元形状計測機である場合には、この光学式の３次元形状計測機の光軸と加工ヘッド１１の光学系（特に共通光学系１１６（特に、ｆθレンズ１１６２））の光軸ＡＸとの配置関係が固定されていてもよい。

【0169】

更に、第２のアライメント動作を行う場合においても、第１のアライメント動作を行う場合と同様に、制御装置５は、三つ以上の被照射領域ＷＡのそれぞれと加工ヘッド１１との間の距離Ｄを算出する。

【0170】

その後、制御装置５は、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいて、ワークＷの形状（特に、ワークＷの表面のうち計測光ＭＬが照射された領域を含む面の形状）を推定する。尚、物体の複数個所までの距離に基づいて物体の形状を推定する方法としては、既知の方法を用いてもよいため、その詳細な説明は省略する。

【0171】

その後、制御装置５は、距離情報から推定したワークＷの形状と形状情報が示すワークモデルＷＭの形状とのマッチング処理（例えば、形状マッチング処理又はパターンマッチング処理）を行う。具体的には、制御装置５は、距離情報から形状を推定したワークＷの表面の一部が、形状情報が示すワークモデルＷＭの表面のどの部分に対応するかを特定するようにマッチング処理を行う。その後、制御装置５は、マッチング処理の結果に基づいて、距離情報から形状を推定したワークＷの表面の少なくとも一部に対してワークモデルＷＭをフィッティングする。その結果、制御装置５は、加工ヘッド１１とワークモデルＷＭとの相対的な位置関係を特定することができる。ここで、ワークＷの表面の少なくとも一部に対してワークモデルＷＭがフィッティングされているがゆえに、加工ヘッド１１とワークモデルＷＭとの相対的な位置関係は、加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係と等価である。このため、制御装置５は、加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係を特定することができる。特に、制御装置５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθｚ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係を特定することができる。

【0172】

その後、制御装置５は、加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係に基づいて、加工ヘッド１１とワークＷと相対的な位置関係を制御する。特に、制御装置５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθｚ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御することができる。なぜならば、上述したように、制御装置５は、距離情報及び形状情報に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθｚ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係を特定することができるからである。

【0173】

このような第２のアライメント動作によれば、制御装置５は、加工ヘッド１１と任意の形状を有するワークＷとの相対的な位置関係を制御することができる。具体的には、どのような形状を有するワークＷがステージ３２に載置されたとしても、制御装置５は、加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御することができる。例えば、制御装置５は、加工ヘッド１１と表面が平面でないワークＷとの相対的な位置関係を制御することができる。例えば、制御装置５は、加工ヘッド１１と表面が凹凸面、曲面及び傾斜面の少なくとも一つを含むワークＷとの相対的な位置関係を制御することができる。

【0174】

但し、ワークＷの表面のうちの特徴の少ない部分（例えば、単なる平面となる部分）だけに計測光ＭＬが照射される場合には、制御装置５は、マッチング処理を適切に完了することができない可能性がある。具体的には、制御装置５は、距離情報から形状を推定したワークＷの表面の一部が、形状情報が示すワークモデルＷＭの表面のどの部分に対応するかを適切に特定することができない可能性がある。このため、加工ヘッド１１は、ワークＷの表面のうちの特徴的な形状を有する特徴点及び／又は当該特徴点の近傍に計測光ＭＬを照射してもよい。つまり、計測光ＭＬが照射される少なくとも一つの被照射領域ＷＡは、ワークＷの表面のうちの特徴的な形状を有する特徴点又は当該特徴点の近傍に位置していてもよい。例えば、ワークＷの一例を示す上面図である図１８（ａ）及びワークＷの一例を示す斜視図である図１８（ｂ）に示すように、錐体形状を有するワークＷの頂点Ｐが特徴点として用いられる場合には、加工ヘッド１１は、頂点Ｐ及び／又は頂点Ｐの近傍に計測光ＭＬを照射してもよい。その他、ワークＷの辺、角、凹点及び凸点の少なくとも一つが、特徴点の一例としてあげられる。

【0175】

尚、ワークＷの表面のうちの特徴的な形状を有する部分が特徴点として用いられるに加えて又は代えて、ワークＷの表面のうちの特徴的な特性を有する部分が特徴点として用いられてもよい。例えば、ワークＷの表面のうちの特徴的な色（つまり、その他の部分とは異なる色）を有する部分が、特徴点が用いられてもよい。特徴的な色を有する部分は、特徴的な分光透過率を有する部分及び特徴的な反射率特性を有する部分の少なくとも一方を含んでいてもよい。例えば、ワークＷの表面のうちの特徴的な屈折率（つまり、他の部分とは異なる屈折率）を有する部分が、特徴点が用いられてもよい。

【0176】

但し、制御装置５は、距離情報及び形状情報に基づいて加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係を特定するまでは、ワークＷの特徴点の位置を特定することができない可能性がある。このため、制御装置５は、上述した「ワークＷの表面のうち平面となる部分に計測光ＭＬが照射される可能性を高めるための処理」を行うことで、計測光ＭＬが特徴点及び／又は特徴点の近傍に照射される可能性を高めてもよい。つまり、制御装置５は、少なくとも一つの被照射領域ＷＡの位置を変更する及び／又は被照射領域ＷＡの数を変更することで、計測光ＭＬが特徴点及び／又は特徴点の近傍に照射される可能性を高めてもよい。

【0177】

特徴点及び／又は特徴点の近傍に計測光ＭＬが照射される場合には、制御装置５は、ワークＷの特徴点を基準に、加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。つまり、制御装置５は、ワークＷの特徴点と加工ヘッド１１との相対的な位置関係（より具体的には、ワークＷの表面のうち特徴点を含む領域と加工ヘッド１１との相対的な位置関係）が所定の位置関係となるように、加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。

【0178】

（１－４－３）第３のアライメント動作
続いて、第３のアライメント動作について説明する。第３のアライメント動作は、上述した光路差情報（つまり、光路差情報に基づいて算出される距離Ｄに関する距離情報）に加えて、加工光ＥＬによるワークＷの加工跡に関する加工跡情報にも基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作である。

【0179】

第３のアライメント動作を行う場合においても、第１のアライメント動作を行う場合と同様に、制御装置５は、三つ以上の被照射領域ＷＡのそれぞれと加工ヘッド１１との間の距離Ｄを算出する。その結果、制御装置５は、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいて、Ｚ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御する。

【0180】

第３のアライメント動作を行う場合は更に、制御装置５は、距離情報に基づいて、加工光ＥＬによるワークＷの加工跡の位置を特定する。例えば、制御装置５は、加工済み領域ＦＡ１の位置を特定してもよい。また、ワークＷの表面のうち未加工領域ＦＡ２以外の領域が加工済み領域ＦＡ１になるがゆえに、未加工領域ＦＡ２の位置もまた、加工跡の位置を間接的に示していると言える。このため、例えば、制御装置５は、距離情報に基づいて、未加工領域ＦＡ２の位置を特定してもよい。また、加工済み領域ＦＡ１は境界Ｂを介して未加工領域ＦＡ２と隣接するがゆえに、加工済み領域ＦＡ１と未加工領域ＦＡ２との境界Ｂ（図１９参照）の位置もまた、加工跡の位置を間接的に示していると言える。このため、例えば、制御装置５は、距離情報に基づいて、加工済み領域ＦＡ１と未加工領域ＦＡ２との境界Ｂの位置を特定してもよい。尚、図８及び図１１を参照しながら説明したように、加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄは、未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄとは一定量だけ異なる。このため、制御装置５は、距離情報に基づいて、計測光ＭＬが照射された被照射領域ＷＡが、加工済み領域ＦＡ１内に位置しているのか又は未加工領域ＦＡ２内に位置しているのかを判定することができる。従って、制御装置５は、この判定結果を用いて、加工跡の位置を特定することができる。

【0181】

加工済み領域ＦＡ１と加工ヘッド１１との間の距離Ｄと未加工領域ＦＡ２と加工ヘッド１１との間の距離Ｄとが一定量だけ異なるという事象が加工跡の位置を特定するために用いられることを考慮すれば、制御装置５は、加工済み領域ＦＡ１と未加工領域ＦＡ２との双方に計測光ＭＬが照射されるように、加工ヘッド１１を制御してもよい。例えば、第３のアライメント動作を行う場合のワークＷ上の複数の被照射領域ＷＡを示す平面図である図１９に示すように、加工ヘッド１１は、目標照射領域ＭＡが加工済み領域ＦＡ１と未加工領域ＦＡ２との境界Ｂを跨って移動するように、計測光ＭＬを照射してもよい。加工ヘッド１１は、目標照射領域ＭＡの移動軌跡ＭＴが加工済み領域ＦＡ１と未加工領域ＦＡ２との境界Ｂに交差するように、計測光ＭＬを照射してもよい。その結果、加工済み領域ＦＡ１と未加工領域ＦＡ２との双方に計測光ＭＬが適切に照射される。

【0182】

その後、制御装置５は、加工跡に関する加工跡情報（典型的には、特定した加工跡の位置に関する情報）に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御する。具体的には、加工跡は、ＸＹ平面に沿った面であるワークＷの表面上で所定のパターンを形成している。例えば、図１９に示す例では、加工跡が、Ｙ軸方向に沿って延びる境界Ｂ１と、境界Ｂ１の－Ｙ側の端部からＸ軸方向に沿って＋Ｘ側に向かって延びる境界Ｂ２と、境界Ｂ１の＋Ｙ側の端部からＸ軸方向に沿って－Ｘ側に向かって延びる境界Ｂ３とを含むパターンを形成している。このような加工跡のパターンは、制御装置５にとって既知の情報である。なぜならば、上述したように、制御装置５の制御下で加工ヘッド１１がワークＷを加工することで、このような加工跡のパターンが形成されるからである。従って、制御装置５は、このような加工跡のパターンに基づいて、加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係を特定することができる。特に、制御装置５は、このような加工跡のパターンに基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係を特定することができる。なぜならば、加工跡のパターンは、ＸＹ平面に沿ったワークＷの表面に形成されているからである。その結果、制御装置５は、加工跡情報に基づいて特定された加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷと相対的な位置関係を制御することができる。

【0183】

尚、第３のアライメント動作は、ワークＷの加工跡をワークＷの特徴点として実質的に用いている動作であるとも言える。例えば、第３のアライメント動作は、加工済み領域ＦＡ１の少なくとも一部及び／又は未加工領域ＦＡ２の少なくとも一部を、ワークＷの特徴点として実質的に用いている動作であるとも言える。例えば、第３のアライメント動作は、ワークＷのうち境界Ｂの少なくとも一部に位置する部分を、ワークＷの特徴点として実質的に用いている動作であるとも言える。この場合、第３のアライメント動作は、ワークＷの特徴点を用いて加工ヘッド１１とワークＷと相対的な位置関係を制御するという点で、第２のアライメント動作と共通する動作であるとも言える。但し、第３のアライメント動作は、必ずしもワークＷの形状に関する形状情報を必要としない。

【0184】

また、加工システムＳＹＳａは、第３のアライメント動作と共に、第２のアライメント動作を行ってもよい。具体的には、加工システムＳＹＳａは、距離情報及び形状情報の少なくとも一方に基づいてＺ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。加工システムＳＹＳａは、形状情報及び加工跡情報の少なくとも一方に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。

【0185】

（１－４－４）第４のアライメント動作
続いて、第４のアライメント動作について説明する。第４のアライメント動作は、上述した光路差情報（つまり、光路差情報に基づいて算出される距離Ｄに関する距離情報）に加えて、ワークＷに形成されたアライメントマークＡＭに関するマーク情報にも基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御する動作である。このため、加工システムＳＹＳａは、アライメントマークＡＭが形成されたワークＷがステージ３２に載置された場合に、当該ワークＷに対して第４のアライメント動作を行ってもよい。一方で、加工システムＳＹＳａは、アライメントマークＡＭが形成されていないワークＷがステージ３２に載置された場合に、当該ワークＷに対して第４のアライメント動作を行わなくてもよい。

【0186】

アライメントマークＡＭの一例が図２０に示されている。図２０に示すように、アライメントマークＡＭは、ワークＷの表面に形成されていてもよい。アライメントマークＡＭは、ワークＷの表面のうち、アライメントマークＡＭを形成するためのマーク領域ＡＭＡに形成されていてもよい。マーク領域ＡＭＡは、加工光ＥＬによって加工されてもよいし、加工されなくてもよい。マーク領域ＡＭＡには、少なくとも三つのアライメントマークＡＭが形成されている。例えば、マーク領域ＡＭＡには、Ｘ軸方向に沿って離れた（つまり、Ｘ軸方向における位置が異なる）二つのアライメントマークＡＭを含む少なくとも三つのアライメントマークＡＭが形成されていてもよい。例えば、マーク領域ＡＭＡには、Ｙ軸方向に沿って離れた（つまり、Ｙ軸方向における位置が異なる）二つのアライメントマークＡＭを含む少なくとも三つのアライメントマークＡＭが形成されていてもよい。但し、マーク領域ＡＭＡには、二つ以下のアライメントマークＡＭが形成されていてもよい。図１９に示す例では、マーク領域ＡＭＡには、三つのアライメントマークＡＭが形成されている。

【0187】

第４のアライメント動作を行う場合においても、第１のアライメント動作を行う場合と同様に、制御装置５は、三つ以上の被照射領域ＷＡのそれぞれと加工ヘッド１１との間の距離Ｄを算出する。その結果、制御装置５は、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいて、Ｚ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御する。

【0188】

第４のアライメント動作を行う場合は更に、制御装置５は、距離情報に基づいて、アライメントマークＡＭの位置を特定する。このため、第４のアライメントを行う場合には、加工ヘッド１１は、マーク領域ＡＭＡに計測光ＭＬを照射する。加工ヘッド１１は、マーク領域ＡＭＡと計測ショット領域ＭＳＡとが少なくとも部分的に重なっている状態で、計測光ＭＬを照射する。

【0189】

尚、距離情報に基づいてアライメントマークＡＭの位置を特定するために、アライメントマークＡＭは、ワークＷの表面からＺ軸方向に沿って一定の突き出し量だけ突き出た又は一定のくぼみ量だけ窪んだ構造物（凸又は凹の構造物）であってもよい。また、この突き出し量及び／くぼみ量は、制御装置５にとって既知の情報であってもよい。この場合、制御装置５は、距離情報に基づいて加工跡の位置を特定する場合と同様の方法で、距離情報に基づいて、アライメントマークＡＭの位置を特定することができる。つまり、制御装置５は、距離情報に基づいて、計測光ＭＬがワークＷの表面に照射されているのか又はアライメントマークＡＭに照射されているのかを判定することができる。

【0190】

その後、制御装置５は、アライメントマークＡＭに関するマーク情報（典型的には、特定したアライメントマークＡＭの位置に関する情報）に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御する。具体的には、アライメントマークＡＭは、ＸＹ平面に沿った面であるワークＷの表面上で所定の配列パターンで配列されている。この配列パターンは、制御装置５にとって既知の情報であるものとする。この場合、制御装置５は、マーク情報に基づいて（つまり、アライメントマークＡＭの実際の位置に基づいて）、加工ヘッド１１とアライメントマークＡＭとの間の相対的な位置関係を特定することができる。更に、アライメントマークＡＭがワークＷの表面に形成されているがゆえに、制御装置５は、マーク情報に基づいて、加工ヘッド１１とワークＷとの間の相対的な位置関係を特定することができる。特に、制御装置５は、マーク情報に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係を特定することができる。なぜならば、アライメントマークＡＭは、ＸＹ平面に沿ったワークＷの表面上で所定の配列パターンで配列されているからである。その結果、制御装置５は、マーク情報に基づいて特定された加工ヘッド１１とワークＷとの現在の相対的な位置関係に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷと相対的な位置関係を制御することができる。

【0191】

また、第４のアライメント動作は、ワークＷに予め形成されたアライメントマークＡＭをワークＷの特徴点として実質的に用いている動作であるとも言える。この場合、第４のアライメント動作は、ワークＷの特徴点を用いて加工ヘッド１１とワークＷと相対的な位置関係を制御するという点で、第２のアライメント動作と共通する動作であるとも言える。但し、第４のアライメント動作は、必ずしもワークＷの形状に関する形状情報を必要としない。

【0192】

また、加工システムＳＹＳａは、第４のアライメント動作と共に、第２のアライメント動作及び第３のアライメント動作の少なくとも一方を行ってもよい。具体的には、加工システムＳＹＳａは、距離情報及び形状情報の少なくとも一方に基づいてＺ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。加工システムＳＹＳａは、形状情報、加工跡情報及びマーク情報の少なくとも一つに基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。

【0193】

また、ワークＷには、アライメントマークＡＭとは異なる任意の指標が形成されていてもよい。任意の指標が計測光ＭＬによって計測可能である限りは、加工システムＳＹＳａは、任意の指標が形成されたワークＷに対して第４のアライメント動作を行うことができる。

【0194】

（１－５）加工システムＳＹＳａの技術的効果
以上説明した加工システムＳＹＳａは、加工光ＥＬを用いてワークＷを適切に加工することができる。更に、加工システムＳＹＳａは、計測光ＭＬを用いてワークＷを適切に計測することができる。特に、第１実施形態では、計測光ＭＬとして光周波数コムが用いられるがゆえに、ワークＷの計測精度が向上する。但し、計測光ＭＬとして、光周波数コムとは異なる光が用いられてもよい。

【0195】

また、加工システムＳＹＳａは、計測光ＭＬの計測結果から算出される光路の差分（つまり、光路ＯＰ＃１－３の長さと光路ＯＰ＃２－２及びＯＰ＃２－３の長さとの差分）に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との間の相対的な位置関係を適切に制御することができる。その結果、加工ヘッド１１は、ワークＷを適切に加工することができる。例えば、加工ヘッド１１は、加工ヘッド１１に対して実質的に静止しているワークＷを加工することができる。加工ヘッド１１は、ワークＷに対して実質的に静止した状態でワークＷを加工することができる。このため、加工ヘッド１１に対して実質的に静止していない（例えば、移動する）ワークＷを加工する場合と比較して、ワークＷの加工品質（例えば、加工精度）が向上する。

【0196】

（２）第２実施形態の加工システムＳＹＳｂ
続いて、図２１を参照しながら、第２実施形態の加工システムＳＹＳ（以降、第２実施形態の加工システムＳＹＳを、“加工システムＳＹＳｂ”と称する）について説明する。図２１は、第２実施形態の加工システムＳＹＳｂの全体構造を模式的に示す断面図である。

【0197】

図２１に示すように、第２実施形態の加工システムＳＹＳｂは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａと比較して、位置計測装置６ｂを更に備えているという点で異なる。加工システムＳＹＳｂのその他の特徴は、加工システムＳＹＳａのその他の特徴と同一であってもよい。

【0198】

位置計測装置６ｂは、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を計測する。第２実施形態では、位置計測装置６ｂは、加工ヘッド１１に対するワークＷの位置を計測する。加工ヘッド１１に対するワークＷの位置を計測するために、位置計測装置６ｂは、ワークＷを計測してもよい。尚、加工ヘッド１１が各光学系を備えているため、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を計測する動作は、実質的には、ワークＷと加工ヘッド１１が備える各光学系との相対的な位置関係を計測する動作と等価であるとみなしてもよい。つまり、加工ヘッド１１に対するワークＷの位置を計測する動作は、実質的には、加工ヘッド１１が備える各光学系に対するワークＷの位置を計測する。ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を計測する動作は、実質的には、ワークＷとｆθレンズ１１６２との相対的な位置関係を計測する動作と等価であるとみなしてもよい。

【0199】

位置計測装置６ｂは、加工ヘッド１１（特に、加工ヘッド１１が備える各光学系）に対して固定された位置に配置されてもよい。位置計測装置６ｂは、加工ヘッド１１に対する相対位置が固定された位置に配置されてもよい。位置計測装置６ｂは、ヘッド駆動系１２が加工ヘッド１１を移動させたとしても加工ヘッド１１と位置計測装置６ｂとの相対位置が変わらない位置に配置されてもよい。例えば、図２１は、位置計測装置６ｂが、加工ヘッド１１の外面（例えば、筐体１１７の外面）に取り付けられている例を示している。

【0200】

加工ヘッド１１に対して固定された位置に位置計測装置６ｂが配置される場合には、位置計測装置６ｂからの出力（つまり、位置計測装置６ｂの計測結果）は、加工ヘッド１１に対するワークＷの位置に関する情報を含むことになる。具体的には、位置計測装置６ｂの計測結果は、位置計測装置６ｂに対するワークＷの位置に関する情報を含む。つまり、位置計測装置６ｂの計測結果は、位置計測装置６ｂの計測座標系におけるワークＷの位置に関する情報を含む。ここで、加工ヘッド１１に対して固定された位置に位置計測装置６ｂが配置されている場合には、位置計測装置６ｂに対するワークＷの位置に関する情報は、実質的には、位置計測装置６ｂに対して固定された位置に配置されている加工ヘッド１１に対するワークＷの位置に関する情報を含むことになる。従って、制御装置５は、加工ヘッド１１に対するワークＷの位置を適切に特定することができる。

【0201】

位置計測装置６ｂは、ワークＷを計測可能である限りは、どのような種類の計測装置であってもよい。例えば、位置計測装置６ｂは、ワークＷ等の物体の表面を撮像可能な撮像装置（つまり、カメラ）を含んでいてもよい。位置計測装置６ｂは、ワークＷ上で所定のパターンを描く計測光をワークＷに照射する照射装置と、計測光によってワークＷに描かれたパターンを撮像する撮像装置とを含んでいてもよい。このように、位置計測装置６ｂは、非接触方式（一例として、光検出方式、音波検出方式及び電波検出方式等の少なくとも一つ）でワークＷを計測する計測装置であってもよい。

【0202】

位置計測装置６ｂの計測結果（つまり、加工ヘッド１１に対するワークＷの位置に関する情報）は、加工システムＳＹＳａを制御するために用いられてもよい。具体的には、位置計測装置６ｂの計測結果は、加工装置１を制御するために用いられてもよい。位置計測装置６ｂの計測結果は、加工ヘッド１１を制御するために用いられてもよい。位置計測装置６ｂの計測結果は、ヘッド駆動系１２を制御するために用いられてもよい。位置計測装置６ｂの計測結果は、ステージ装置３を制御するために用いられてもよい。位置計測装置６ｂの計測結果は、ステージ駆動系３３を制御するために用いられてもよい。

【0203】

例えば、制御装置５は、位置計測装置６ｂの計測結果に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御してもよい。例えば、制御装置５は、位置計測装置６ｂの計測結果に基づいて、ワークＷ上の所望位置に目標照射領域ＥＡが設定される（つまり、加工光ＥＬが照射される）ように、ワークＷに対する目標照射領域ＥＡの相対位置を変更してもよい。例えば、制御装置５は、位置計測装置６ｂの計測結果に基づいて、ワークＷ上の所望位置に目標照射領域ＭＡが設定される（つまり、計測光ＭＬ＃２－２が照射される）ように、ワークＷに対する目標照射領域ＭＡの相対位置を変更してもよい。

【0204】

第２実施形態では特に、制御装置５は、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を制御するためのアライメント動作を行う際に、距離情報に加えて位置計測装置６ｂの計測結果を用いてもよい。

【0205】

位置計測装置６ｂの計測結果がアライメント動作のために用いられる場合には、位置計測装置６ｂは、上述した加工跡の位置を計測してもよい。この場合、位置計測装置６ｂは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれにおけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を計測することができる。つまり、位置計測装置６ｂは、ワークＷと加工ヘッド１１とを結ぶ軸（特に、ワークＷとｆθレンズ１１６２とを結ぶ軸であり、実質的には、ｆθレンズ１１６２の光軸ＡＸに沿った軸）であるＺ軸と交差するＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれにおけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を計測することができる。更には、位置計測装置６ｂは、θＺ方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を計測することができる。つまり、位置計測装置６ｂは、ワークＷと加工ヘッド１１とを結ぶ軸（特に、ワークＷとｆθレンズ１１６２とを結ぶ軸であり、実質的には、ｆθレンズ１１６２の光軸ＡＸに沿った軸）であるＺ軸周りの回転方向におけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を計測することができる。その理由は、上述した第３のアライメント動作において説明済みである。その結果、制御装置５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御することができる。例えば、制御装置５は、距離情報に基づいてＺ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御し、位置計測装置６ｂの計測結果（つまり、上述した加工跡情報と実質的に等価であるとみなせる情報）に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。

【0206】

或いは、位置計測装置６ｂは、加工跡の位置を計測することに加えて又は代えて、上述したアライメントマークＡＭの位置を計測してもよい。この場合も、位置計測装置６ｂは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθＺ方向のそれぞれにおけるワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を計測することができる。その理由は、上述した第４のアライメント動作において説明済みである。その結果、制御装置５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。例えば、制御装置５は、距離情報に基づいてＺ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御し、位置計測装置６ｂの計測結果（つまり、上述したマーク情報と実質的に等価であるとみなせる情報）に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向のそれぞれにおける加工ヘッド１１とワークＷとの相対的な位置関係を制御してもよい。

【0207】

尚、第２実施形態において、位置計測装置６ｂは、加工ヘッド１１の外面に取り付けられているが、位置計測装置６ｂの一部が加工ヘッド１１の内部（筐体１１７の内部）に取り付けられていてもよく、位置計測装置６ｂ全体が加工ヘッド１１の内部（筐体１１７の内部）に取り付けられていてもよい。

【0208】

このような第２実施形態の加工システムＳＹＳｂは、上述した第１実施形態の加工システムＳＹＳａが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、第７実施形態の加工システムＳＹＳｂは、検出器１１４３及び１１４６の検出結果に加えて、位置計測装置６ｂの検出結果を用いてワークＷを加工することができる。このため、加工システムＳＹＳｂは、より適切にワークＷを加工することができる。例えば、加工システムＳＹＳｂは、より高精度にワークＷを加工することができる。

【0209】

（３）変形例
上述した説明では、加工ヘッド１１は、ガルバノミラー１１４８を用いて単一本の計測光ＭＬを偏向することで、ワークＷ上の三つ以上の被照射領域ＷＡのそれぞれに計測光ＭＬを照射する。しかしながら、加工ヘッド１１は、三つ以上の被照射領域ＷＡにそれぞれ照射される三本以上の計測光ＭＬを射出してもよい。例えば、三つ以上の被照射領域ＷＡにそれぞれ照射される三本以上の計測光ＭＬをそれぞれ射出する三つ以上の光源及び／又は三つ以上の光学系を備えていてもよい。

【0210】

上述した説明では、加工ヘッド１１は、筐体１１７の内部に加工光源１１１及び計測光源１１３を備えている。しかしながら、加工ヘッド１１は、筐体１１７の内部に加工光源１１１及び計測光源１１３のうちの少なくとも一方を備えていなくてもよい。加工ヘッド１１は、筐体１１７の外部又は加工ヘッド１１の外部に配置される加工光源１１１が射出する加工光ＥＬを、ワークＷに対して射出してもよい。この場合、外部の加工光源１１１から射出された加工光ＥＬは、光ファイバ等の光伝送部材を介して筐体１１７の外部から筐体１１７の内部の加工光学系１１２に入射してもよい。加工ヘッド１１は、筐体１１７の外部又は加工ヘッド１１の外部に配置される計測光源１１３が射出する計測光ＭＬを、ワークＷに対して射出してもよい。この場合、外部の計測光源１１３から射出された計測光ＭＬは、光ファイバ等の光伝送部材を介して筐体１１７の外部から筐体１１７の内部の計測光学系１１４に入射してもよい。

【0211】

上述した説明では、加工ヘッド１１は、筐体１１７の内部に加工光学系１１２及び計測光学系１１４を備えている。しかしながら、加工ヘッド１１は、筐体１１７の内部に加工光学系１１２及び計測光学系１１４のうちの少なくとも一方を備えていなくてもよい。加工ヘッド１１は、筐体１１７の外部又は加工ヘッド１１の外部に配置される加工光学系１１２が射出する加工光ＥＬを、ワークＷに対して射出してもよい。この場合、外部の加工光学系１１２から射出された加工光ＥＬは、光ファイバ等の光伝送部材を介して筐体１１７の外部から筐体１１７の内部の合成光学系１１５に入射してもよい。加工ヘッド１１は、筐体１１７の外部又は加工ヘッド１１の外部に配置される計測光学系１１４が射出する計測光ＭＬを、ワークＷに対して射出してもよい。この場合、外部の計測光学系１１４から射出された計測光ＭＬは、光ファイバ等の光伝送部材を介して筐体１１７の外部から筐体１１７の内部の合成光学系１１５に入射してもよい。但し、計測光学系１１４が筐体１１７の外部又は加工ヘッド１１の外部に配置される場合には、計測光学系１１４は、加工ヘッド１１（特に、加工ヘッド１１が備える各光学系や筐体１１７）に対して固定された位置に配置されてもよい。

【0212】

上述した説明では、加工ヘッド１１は、合成光学系１１５を用いて合成した加工光ＥＬと計測光ＭＬとをワークＷに照射している。しかしながら、加工ヘッド１１は、加工光ＥＬと計測光ＭＬとを合成することなく、加工光ＥＬと計測光ＭＬとをワークＷに照射している。つまり、加工光源１１１からワークＷに至るまでの加工光ＥＬの光路と、計測光源１１３からワークＷに至るまでの計測光ＭＬの光路とは、光学的に分離されていてもよい。つまり、加工ヘッド１１は、加工光ＥＬをワークＷに照射するための光学系と、計測光ＭＬをワークＷに照射するための光学系とを、両者が光学的に分離された状態で備えていてもよい。この場合、加工ヘッド１１は、加工光ＥＬをワークＷに照射するための光学系として、上述した加工光学系１１２と、上述した共通光学系１１６と同一の構成を有し且つ加工光学系１１２から射出される加工光ＥＬをワークＷに照射するための照射光学系とを備えていてもよい。加工ヘッド１１は、計測光ＭＬをワークＷに照射するための光学系として、上述した計測光学系１１４と、上述した共通光学系１１６と同一の構成を有し且つ計測光学系１１４から射出される計測光ＭＬをワークＷに照射するための照射光学系とを備えていてもよい。但し、計測光ＭＬをワークＷに照射するための光学系は、加工ヘッド１１（特に、加工光ＥＬをワークＷに照射するための光学系や筐体１１７）に対して固定された位置に配置されてもよい。

【0213】

加工システムＳＹＳは、加工光ＥＬをワークＷに照射する一方で計測光ＭＬをワークＷに照射しない加工ヘッドと、計測光ＭＬをワークＷに照射する一方で加工光ＥＬをワークＷに照射しない計測ヘッドとを別個に備えていてもよい。但し、計測ヘッド（特に、計測ヘッドが備える光学系）は、加工ヘッド（特に、加工ヘッドが備える光学系や筐体１１７）に対して固定された位置に配置されてもよい。

【0214】

上述した説明では、制御装置５は、計測光学系１１４、合成光学系１１５及び共通光学系１１６を介してワークＷに照射された計測光ＭＬの検出結果に基づいて、加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離Ｄを算出している。しかしながら、距離の算出方法がこの例に限定されることはない。加工ヘッド１１（特に、計測光学系１１４、合成光学系１１５及び共通光学系１１６）は、計測光ＭＬを用いて加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離を算出することができる限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、加工ヘッド１１は、計測光学系１１４に代えて、ワークＷからの計測光ＭＬを受光する受光部を備えており、制御装置５は、受光部の受光結果に基づいて、タイム・オブ・フライト方式等の距離測定方法を用いて加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離を算出してもよい。

【0215】

上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面にリブレット構造を形成している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面上に、任意の形状を有する任意の構造を形成してもよい。この場合であっても、形成するべき構造に応じた走査軌跡に沿ってワークＷの表面を加工光ＥＬが走査するように制御装置５が加工ヘッド１１等を制御すれば、任意の形状を有する任意の構造が形成可能である。任意の構造の一例としては、規則的又は不規則的に形成されたマイクロ・ナノメートルオーダの微細テクスチャ構造（典型的には凹凸構造）があげられる。このような微細テクスチャ構造は、流体（気体及び／又は液体）による抵抗を低減させる機能を有するサメ肌構造及びディンプル構造の少なくとも一方を含んでいてもよい。微細なテクスチャ構造は、撥液機能及びセルフクリーニング機能の少なくとも一方を有する（例えば、ロータス効果を有する）ハスの葉表面構造を含んでいてもよい。微細なテクスチャ構造は、液体輸送機能を有する微細突起構造（米国特許公開第２０１７／００４４００２号公報参照）、親液性機能を有する凹凸構造、防汚機能を有する凹凸構造、反射率低減機能及び撥液機能の少なくとも一方を有するモスアイ構造、特定波長の光のみを干渉で強めて構造色を呈する凹凸構造、ファンデルワールス力を利用した接着機能を有するピラーアレイ構造、空力騒音低減機能を有する凹凸構造、及び、液滴捕集機能を有するハニカム構造等の少なくとも一つを含んでいてもよい。

【0216】

上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面の流体に対する抵抗を低減させるためのリブレット構造をワークＷに形成している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、表面の流体に対する抵抗を低減させるためのリブレット構造とは異なるその他の構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、流体とワークＷの表面とが相対的に移動するときに発生する騒音を低減するためのリブレット構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面上の流体の流れに対して渦を発生する構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面に疎水性を与えるための構造をワークＷに形成してもよい。

【0217】

上述した説明では、加工光ＥＬでワークＷを加工する加工システムＳＹＳについて説明されている。つまり、上述した説明では、加工システムＳＹＳが加工ヘッド１１を備える例について説明されている。しかしながら、加工システムＳＹＳは、加工ヘッド１１に加えて又は代えて、エンドエフェクタを備えていてもよい。例えば、エンドエフェクタを備える加工装置１ｃの構造の一例を示す図２２に示すように、加工システムＳＹＳは、エンドエフェクタ１３ｃを備える加工装置１ｃを備えていてもよい。図２２に示す例では、エンドエフェクタ１３ｃがヘッド１１ｃに取り付けられており、第２駆動系１２２は、ヘッド１１ｃを介してエンドエフェクタ１３ｃと第１駆動系１２１とを接続している。但し、エンドエフェクタ１３ｃがヘッド１１ｃを介することなく第２駆動系１２２に取り付けられていてもよい。このようなエンドエフェクタ１３ｃを備える加工システムＳＹＳは、ロボットシステムと称されてもよい。ロボットシステムは、エンドエフェクタ１３ｃを用いた処理を、ワークＷに対して行うシステムであるとも言える。

【0218】

尚、ヘッド１１ｃは、加工光ＥＬに関する構成要素（具体的には、加工光源１１１及び加工光学系１１２）を備えていなくてもよいという点で、加工ヘッド１１とは異なっていてもよい。更には、ヘッド１１ｃが加工光ＥＬに関する構成要素を備えていない場合には、ヘッド１１ｃは、加工光ＥＬと計測光ＭＬとを合成させなくともよいがゆえに、合成光学系１１５を備えていなくてもよい。但し、ヘッド１１ｃは、加工光ＥＬに関する構成要素及び合成光学系１１５を備えていてもよい。

【0219】

このようなエンドエフェクタ１３ｃを備える加工システムＳＹＳもまた、上述したアライメント動作を行ってもよい。つまり、エンドエフェクタ１３ｃを備える加工システムＳＹＳもまた、ワークＷに計測光ＭＬを照射し、計測光ＭＬの検出結果に基づいてエンドエフェクタ１３ｃとワークＷとの間の距離Ｄを算出し、算出した距離Ｄに関する距離情報に基づいてワークＷとエンドエフェクタ１３ｃとの相対的な位置関係を制御するアライメント動作を行ってもよい。

【0220】

加工システムＳＹＳがエンドエフェクタ１３ｃを備えている場合には、ワークＷに対してエンドエフェクタ１３ｃが配置される方向は、ワークＷに対して共通光学系１１６（特に、ｆθレンズ１１６２）が配置される方向と同一であってもよい。図２２に示す例では、エンドエフェクタ１３ｃ及び共通光学系１１６（特に、ｆθレンズ１１６２）の双方が、ワークＷよりも＋Ｚ側に配置されている。つまり、エンドエフェクタ１３ｃ及び共通光学系１１６（特に、ｆθレンズ１１６２）の双方が、ワークＷの上方に配置されている。

【0221】

尚、エンドエフェクタ１３ｃは、ワークＷ（或いは、任意の物体、以下この段落において同じ）に直接働きかける（つまり、作用する）機能を持つ部材であってもよい。この場合、エンドエフェクタ１３ｃは、ワークＷに作用する作用部材と称してもよい。このようなワークＷに直接働きかける機能を持つ部材の一例として、ロボットハンド、グリッパー及びバキュームヘッドの少なくとも一つがあげられる。また、エンドエフェクタは、ワークＷのプロパティ（つまり、ワークＷに関する任意の情報）を取得するための部材であってもよい。この場合、エンドエフェクタ１３ｃは、ワークＷのプロパティを取得する取得部材と称してもよい。ここで、ワークＷのプロパティは、ワークＷの状態、ワークＷのサイズ、ワークＷの形状、ワークＷの位置、ワークＷの特徴点の位置、ワークＷの姿勢、ワークＷの表面性状（例えば、反射率、分光反射率、表面粗さ及び色等の少なくとも一つ）、及び、ワークＷの硬さ等の少なくとも一つを含んでいてもよい。このようなワークＷのプロパティを取得するための部材の一例として、ワークＷを計測する計測装置、ワークＷの特性を検出する検出装置及びワークＷを撮像する撮像装置の少なくとも一つがあげられる。尚、上述の説明における加工ヘッド１１及び位置計測装置６ｂは、エンドエフェクタの一種であるとみなすことができる。

【0222】

上述した説明では、加工光源１１１と計測光源１１３とが別々の光源となっている。しかしながら、単一の光源が、加工光源１１１及び計測光源１１３の夫々として用いられてもよい。この場合、単一の光源が生成する光が、加工光ＥＬとしても用いられるし、計測光ＭＬとしても用いられる。

【0223】

上述した説明では、照射位置変更光学系としてガルバノミラーが用いられている。しかしながら、照射位置変更光学系として、ガルバノミラーに加えて又は代えて、ポリゴンミラーやＭＥＭＳミラーが用いられてもよい。照射位置変更光学系として、ガルバノミラーに加えて又は代えて、光の照射位置を変更可能な位置調整光学系が用いられてもよい。加工光ＥＬの照射位置を変更するために用いられる位置調整光学系は、加工光ＥＬの光路と直交する面における加工光ＥＬの位置を調整する（例えば、任意の位置に設定する）ために、加工光ＥＬの進行方向に対して傾斜可能な平行平面板を有していてもよい。計測光ＭＬの照射位置を変更するために用いられる位置調整光学系は、計測光ＭＬの光路と直交する面における計測光ＭＬの位置を調整する（例えば、任意の位置に設定する）ために、計測光ＭＬの進行方向に対して傾斜可能な平行平面板を有していてもよい。

【0224】

上述した説明では、加工光ＥＬ及び／又は計測光ＭＬをワークＷに照射する照射光学系として、射影特性がｆθであるｆθレンズ１１６２が用いられている。しかしながら、照射光学系として、他の射影特性を有する光学系が用いられてもよい。また、照射光学系は、上述した説明のように全屈折型の光学系（ディオプトリック光学系）には限定されず、反射屈折型の光学系（カタディオプトリック光学系）であってもよいし、全反射型の光学系（カタプトリック光学系）であってもよい。

【0225】

上述した説明では、ヘッド駆動系１２は、ロボットである。しかしながら、ヘッド駆動系１２は、加工ヘッド１１を移動可能である限りは、ロボットに限定されることはない。例えば、ヘッド駆動系１２は、例えば、加工ヘッド１１を支持したまま、ワークＷから離れた位置を飛行可能な飛行体であってもよい。飛行体の一例として、航空機、ドローン、ヘリコプター、気球及び飛行船の少なくとも一つがあげられる。

【0226】

（９）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］
加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムを制御する制御装置であって、
前記処理システムは、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面に前記加工光を照射し、前記物体の前記表面に前記第２光を照射する照射光学系と、
前記物体と前記照射光学系との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と
を備え、
前記検出装置からの出力を用いて、前記位置変更装置を制御する
制御装置。
［付記２］
加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムを制御する制御装置であって、
前記処理システムは、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面の少なくとも一部に前記加工光を照射し、前記物体の前記表面に前記第２光を照射する照射光学系と、
前記物体と前記加工光の集光位置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と
を備え、
前記検出装置からの出力を用いて、前記位置変更装置を制御する
制御装置。
［付記３］
物体に対して作用する作用部材を用いた処理、及び前記物体の情報を取得する取得部材を用いた処理のうち少なくとも一方の処理を行う処理システムを制御する制御装置であって、
前記処理システムは、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面に第２光を照射する照射光学系と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と、
前記作用部材及び前記取得部材のうちの少なくとも一方と前記物体との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と
を備え、
前記検出装置からの出力を用いて、前記位置変更装置を制御する
制御装置。
［付記４］
加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムであって、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面に前記加工光を照射し、前記物体の前記表面に前記第２光を照射する照射光学系と、
前記物体と前記照射光学系との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と、
前記検出装置からの出力を用いて前記位置変更装置を制御する制御信号を受信する受信装置と
を備える処理システム。
［付記５］
加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムであって、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面の少なくとも一部に前記加工光を照射し、前記物体の前記表面に前記第２光を照射する照射光学系と、
前記物体と前記加工光の集光位置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と、
前記検出装置からの出力を用いて前記位置変更装置を制御する制御信号を受信する受信装置と
を備える処理システム。
［付記６］
物体に対して作用する作用部材を用いた処理、及び前記物体の情報を取得する取得部材を用いた処理のうち少なくとも一方の処理を行う処理システムであって、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面に第２光を照射する照射光学系と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と、
前記作用部材及び前記取得部材のうちの少なくとも一方と前記物体との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
前記検出装置からの出力を用いて前記位置変更装置を制御する制御信号を受信する受信装置と
を備える処理システム。
［付記７］
加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムを制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記処理システムは、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面に前記加工光を照射し、前記物体の前記表面に前記第２光を照射する照射光学系と、
前記物体と前記照射光学系との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と
を備え、
前記検出装置からの出力を用いて前記位置変更装置を制御する処理を前記コンピュータに実行させる
コンピュータプログラム。
［付記１０］
加工光源からの加工光を物体の少なくとも一部に照射して前記物体を加工処理する処理システムを制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記処理システムは、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面の少なくとも一部に前記加工光を照射し、前記物体の前記表面に前記第２光を照射する照射光学系と、
前記物体と前記加工光の集光位置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と
を備え、
前記検出装置からの出力を用いて前記位置変更装置を制御する処理を前記コンピュータに実行させる
コンピュータプログラム
［付記９］
物体に対して作用する作用部材を用いた処理、及び前記物体の情報を取得する取得部材を用いた処理のうち少なくとも一方の処理を行う処理システムを制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記処理システムは、
計測光源からの計測光を、第１光路を進行する第１光と第２光路を進行する第２光とに分岐する分岐光学系と、
前記物体の表面に第２光を照射する照射光学系と、
前記物体の前記表面に照射された前記第２光によって生じる光のうち第３光路を進行する第３光と前記第１光との干渉光を検出する検出装置と、
前記作用部材及び前記取得部材のうちの少なくとも一方と前記物体との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と
を備え、
前記検出装置からの出力を用いて前記位置変更装置を制御する処理を前記コンピュータに実行させる
コンピュータプログラム
上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の要件のうちの一部が用いられなくてもよい。上述の各実施形態の要件は、適宜他の実施形態の要件と置き換えることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

【0227】

また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う処理システム、ロボットシステム、制御装置及びコンピュータプログラムもまた本発明の技術思想に含まれる。

【符号の説明】

【0228】

１ 加工装置
１１ 加工ヘッド
１１１ 加工光源
１１２ 加工光学系
１１３ 計測光源
１１４ 計測光学系
１１５ 合成光学系
１１６ 共通光学系
１２ ヘッド駆動系
５ 制御装置
ＥＬ 加工光
ＭＬ 計測光
ＳＹＳ 加工システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】