[發(fā)明專利]一種具有長(zhǎng)焦深的激光裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810302456.8
• 申請(qǐng)日: 2008-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN101620317A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋安琪;陳志隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)（上海）有限公司;沛鑫半導(dǎo)體工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): G02B27/09
• 分類號(hào): G02B27/09;G02B17/08;G03F7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光裝置，特別是一種具有長(zhǎng)焦深的激光裝置。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)與加工技術(shù)的進(jìn)步，各式電子元件及光學(xué)元件日趨小型化。半導(dǎo)體技術(shù)中的微影制程(Lithography)，或是加工技術(shù)中的激光加工，都開始采用短波長(zhǎng)的紫外光激光裝置(UV?Laser)以使電子元件或光學(xué)元件的特征尺寸(Feature?size)及解析度(Resolution)達(dá)到要求。由于解析度R反比于λ/NA(λ為激光波長(zhǎng)，NA為數(shù)值孔徑)，焦深DOF(Depth?of?Focus)正比于λ/NA²，在此可理解為激光作用的有效深度正比于λ/NA²，因此若解析度(用激光光斑大小進(jìn)行評(píng)估)提高，則焦深就會(huì)下降。焦深的下降將會(huì)影響被加工物件的表面品質(zhì)，例如銳利度(Sharpness)降低、粗糙度增加。因此，如何提供一種能夠使電子元件或光學(xué)元件具有較高解析度，且具有長(zhǎng)焦深的紫外光激光裝置便成為值得研發(fā)的課題。

現(xiàn)有技術(shù)中采用色差透鏡(Lens?with?chromatic?aberration)將寬頻(wide?band)激光或多波長(zhǎng)激光的焦點(diǎn)群集成一線段(不同頻段的光束被聚焦在不同的焦平面上)，以延長(zhǎng)焦深。但是，此技術(shù)需要寬頻激光或多波長(zhǎng)激光，致使成本提高。另外，還可利用光學(xué)繞射元件(Diffractive?Optical?Element，DOE)來延長(zhǎng)焦深，但這種技術(shù)仍需要寬頻激光或多波長(zhǎng)激光，且存在光束的高階繞射使得光利用效率降低。有鑒于此，提供一種成本較低、光利用效率較高且具有長(zhǎng)焦深的激光裝置實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容

以下將以實(shí)施例說明一種成本較低、光利用效率較高且具有長(zhǎng)焦深的激光裝置。

一種具有長(zhǎng)焦深的激光裝置，包括：一個(gè)激光源，其用于發(fā)射單波長(zhǎng)紫外光；一個(gè)光學(xué)模組，其包括一個(gè)與設(shè)置在該單波長(zhǎng)紫外光光路上的第一光學(xué)元件，該第一光學(xué)元件具有一個(gè)鄰近該激光源的第一表面及一個(gè)與該第一表面相對(duì)的第二表面，該第一表面與該第二表面中至少一者為非球面以用于使所述單波長(zhǎng)紫外光會(huì)聚于一點(diǎn)；一個(gè)第一反射元件及一個(gè)第二反射元件，該第一反射元件與該第二反射元件設(shè)置在該激光源與該第一光學(xué)元件之間，該第一反射元件的焦距f₁與該第二反射元件的焦距f₂，滿足以下的條件式：|f₁|+|f₂|＝d，|f₂|/|f₁|＝2fw/(BG_DOF)，其中，d表示該第一反射元件與該第二反射元件的頂點(diǎn)間距，f表示該第一光學(xué)元件的焦距，w表示該激光源發(fā)射出的單波長(zhǎng)紫外光經(jīng)由該光學(xué)模組出射后所形成的光斑的直徑，B表示該激光源發(fā)射出的單波長(zhǎng)紫外光的光束直徑，G_DOF表示該激光裝置的幾何焦深。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，所述激光裝置包括一個(gè)第一光學(xué)元件，該第一光學(xué)元件所包括的第一表面與第二表面中至少一者為非球面，該非球面能夠?qū)⑺黾す庠窗l(fā)出的單波長(zhǎng)紫外光會(huì)聚于一點(diǎn)，并延長(zhǎng)該激光裝置的焦深。同時(shí)，該非球面不會(huì)產(chǎn)生繞射作用，能夠較大限度的會(huì)聚所述激光源發(fā)出的單波長(zhǎng)紫外光，使得該激光裝置的光利用效率較高。由于該激光裝置只包括一個(gè)具有非球面的第一光學(xué)元件，因此該激光裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例激光裝置的光路示意圖。

圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例激光裝置的光路示意圖。

圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例激光裝置的光路示意圖。

圖4是本發(fā)明第四實(shí)施例激光裝置的光路示意圖。

圖5是圖4所示激光裝置的部分光路放大示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的激光裝置10，其包括激光源11及光學(xué)模組12。

激光源11用于發(fā)射單波長(zhǎng)紫外光101。

光學(xué)模組12為一個(gè)透鏡，其設(shè)置在單波長(zhǎng)紫外光101的光路上。光學(xué)模組12具有一個(gè)鄰近激光源11的第一表面121，及一個(gè)與第一表面121相對(duì)的第二表面122。第一表面121為由圓錐常數(shù)(conic?constant)或非球面系數(shù)(aspheric?coefficients)定義的非球面(aspherical?surface)。第二表面122為平面。激光源11發(fā)出的單波長(zhǎng)紫外光101經(jīng)由光學(xué)模組12的第一表面121透射后被會(huì)聚到像平面13上并形成一光斑131。