[發(fā)明專利]照明光學(xué)系統(tǒng)和激光加工裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211082532.5
• 申請(qǐng)日: 2022-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN116060797A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山賀勝;鷲山裕之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社ORC制作所
• 主分類號(hào): B23K26/70
• 分類號(hào): B23K26/70;B23K26/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 楊俊波;于靖帥

本發(fā)明提供照明光學(xué)系統(tǒng)和激光加工裝置。能夠防止光學(xué)元件成為高溫，并且能夠防止光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)、裝置大型化。一種照明光學(xué)系統(tǒng)，其將激光向照射面引導(dǎo)，其中，所述照明光學(xué)系統(tǒng)具有光量均勻化部，該光量均勻化部使激光均勻，光量均勻化部具有沿著光軸依次排列的第1透鏡陣列、第2透鏡陣列以及第3透鏡陣列，在比第1透鏡陣列的焦點(diǎn)靠后的位置設(shè)置有第2透鏡陣列，使得在第2透鏡陣列之后，在到照射面之間的光路上不存在會(huì)聚點(diǎn)，第1透鏡陣列和第3透鏡陣列具有正光焦度，第2透鏡陣列具有負(fù)光焦度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于向光掩模照射線狀的激光的照明光學(xué)系統(tǒng)以及具有照明光學(xué)系統(tǒng)的激光加工裝置。

背景技術(shù)

已知有如下的技術(shù)：通過(guò)透過(guò)光掩模后的激光對(duì)樹脂、硅等非金屬材料的被加工物(工件，例如印刷板的樹脂層)進(jìn)行掃描，從而將被加工物燒蝕加工(ablation：基于熔化、蒸發(fā)的去除加工)成光掩模的圖案的形狀(例如過(guò)孔)。在需要精密加工的情況下，使用準(zhǔn)分子激光(KrF激光，波長(zhǎng)為248nm)進(jìn)行基于燒蝕的加工。

利用準(zhǔn)分子激光的燒蝕加工需要向被加工對(duì)象物照射非常高的能量的光，高通量的光束通過(guò)照明光學(xué)系統(tǒng)。因此，透鏡等光學(xué)元件的玻璃材料和涂膜等因熱而受到損傷成為問(wèn)題。此外，當(dāng)為了光學(xué)元件不成為高溫而采用不使會(huì)聚點(diǎn)形成在光學(xué)元件上的配置時(shí)，會(huì)避開會(huì)聚點(diǎn)來(lái)配置光學(xué)元件，存在光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)即裝置大型化這樣的課題。

例如專利文獻(xiàn)1所記載的照明光學(xué)系統(tǒng)是沿著光軸依次排列有全息元件12、柱面透鏡陣列13a以及柱面透鏡陣列13b的結(jié)構(gòu)。

在專利文獻(xiàn)2中記載了能夠使照射區(qū)域長(zhǎng)條化并且細(xì)線化的光束均化器。在專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)中，采用了將柱面透鏡陣列1A、2B、1B沿著光軸依次排列的結(jié)構(gòu)，在柱面透鏡陣列1B之后具有會(huì)聚部。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2003-090959號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平10-153746號(hào)公報(bào)

在專利文獻(xiàn)1的照明光學(xué)系統(tǒng)中，由于在柱面透鏡陣列13b的透鏡面附近存在會(huì)聚部，因此存在柱面透鏡陣列13b發(fā)熱的問(wèn)題。并且，在專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)中，雖然在光學(xué)元件上沒有會(huì)聚部，但光學(xué)元件的配置受限，光路變長(zhǎng)，裝置大型化。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供在光學(xué)元件上不存在會(huì)聚部并且能夠防止光路變長(zhǎng)的照明光學(xué)系統(tǒng)和激光加工裝置。

本發(fā)明是一種照明光學(xué)系統(tǒng)，其將激光向照射面引導(dǎo)，其中，所述照明光學(xué)系統(tǒng)具有光量均勻化部，該光量均勻化部使激光均勻化，光量均勻化部具有沿著光軸依次排列的第1透鏡陣列、第2透鏡陣列以及第3透鏡陣列，在比第1透鏡陣列的焦點(diǎn)靠后的位置設(shè)置有第2透鏡陣列，使得在第2透鏡陣列之后，在到照射面之間的光路上不存在會(huì)聚點(diǎn)，第1透鏡陣列和第3透鏡陣列具有正光焦度，第2透鏡陣列具有負(fù)光焦度。

并且，本發(fā)明是一種照明光學(xué)系統(tǒng)，其將激光向照射面引導(dǎo)，其中，所述照明光學(xué)系統(tǒng)具有光量均勻化部，該光量均勻化部使激光均勻化，將z軸設(shè)為光軸方向，將與z軸和y軸垂直的方向設(shè)為x軸，將與z軸和x軸垂直的方向設(shè)為y軸，光量均勻化部為沿著z軸依次排列有第1透鏡陣列部和第2透鏡陣列部的結(jié)構(gòu)，該第1透鏡陣列部在x軸方向和y軸方向中的一個(gè)方向上具有透鏡作用，該第2透鏡陣列部在x軸方向和y軸方向中的另一個(gè)方向上具有透鏡作用，第1透鏡陣列部具有沿著光軸依次排列的第1柱面透鏡陣列、第2柱面透鏡陣列以及第3柱面透鏡陣列，在比第1柱面透鏡陣列的焦點(diǎn)靠后的位置設(shè)置有第2柱面透鏡陣列，使得在第2柱面透鏡陣列之后，在到照射面之間的光路上不存在會(huì)聚點(diǎn)，第1柱面透鏡陣列和第3柱面透鏡陣列具有正光焦度，第2柱面透鏡陣列具有負(fù)光焦度。