CN116917078A - 光加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光加工装置,包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自整合元件的第一光束与第二光束分别朝向被加工物聚光;以及校正光学系统,具有负的折射力,校正光学系统配置于整合元件的入射侧的第一光路,第一光束及第二光束的其中一方的光束是对被加工物进行加工的光束,第一光束及第二光束的另一方的光束是对被加工物进行测量的光束。
Description
技术领域
本发明涉及一种光加工装置。
背景技术
作为能够对物体进行加工的加工装置,在专利文献1中,记载有对物体的表面照射激光光线而形成构造的加工装置。对于此种加工装置,要求对物体适当地进行加工(专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:美国专利第4994639号说明书
发明内容
根据第一形态,光加工装置包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及校正光学系统,具有负的折射力,所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第一光路,所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
根据第二形态,光加工装置包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及校正光学系统,具有正的折射力,所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第一光路,所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距(back focus),较所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距长,所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
根据第三形态,光加工装置包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及校正光学系统,具有正的折射力,所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第二光路,所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
根据第四形态,光加工装置包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及校正光学系统,具有负的折射力,所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第二光路,所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距,较所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距长,所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
附图说明
[图1]是概略性地表示第一实施形态的光加工装置的结构的图。
[图2]是对第一光束及第二光束聚光至聚光位置的状态进行说明的图。
[图3]是表示第一实施形态的光学装置的光学设计例的图。
[图4]是概略性地表示第二实施形态的光学装置所包括的聚光光学系统的结构的图。
[图5]是表示第二实施形态的光学装置的光学设计例的图。
[图6]是概略性地表示变形例的光加工装置的结构的图。
具体实施方式
(第一实施形态的光加工装置)
图1是概略性地表示第一实施形态的光加工装置1的结构的图。图1及后述的各图中由箭头所示的X方向、Y方向及Z方向分别为正交的方向,并且,X方向、Y方向及Z方向各自在各图中表示相同的方向。另外,图1中由箭头所示的XZ方向为所述X方向与Z方向的中间的方向,即表示与Y方向正交、且从X方向及Z方向分别偏离45°的方向。以下,将各箭头所示的方向分别称为+X方向、+Y方向、+Z方向、及+XZ方向。另外,将X方向的位置称为X位置,将Y方向的位置称为Y位置,将Z方向的位置称为Z位置。
第一实施形态的光加工装置1包括:由虚线包围的框内所示的光学装置2、引导件20、试样台19、控制部22、测量部23、算出部24、以及位置信息修正部25。光加工装置1利用光学装置2将从光源10发出、且经由第一光路P1入射至光学装置2的第一波长的第一光束R1聚光至被照射面17。在试样台19上载置被加工物18,试样台19以被加工物18的被加工面18s与光学装置2的被照射面17一致的方式配置被加工物18。
另外,试样台19包括线性马达等驱动构件,且在引导件20上沿X方向及Y方向中的至少一者移动。此外,试样台19可使被加工物18沿着Z方向(聚光光学系统16的光轴方向)移动。另外,光学装置2可沿着Z方向可动。此外,可配置使第一光束R1与后述的第二光束R2各自的向被加工物18的聚光位置沿着Z方向变化的焦点调整光学系统(未图示)。
在此种情况下,焦点调整光学系统可配置于后述的整合元件12与固定反射镜13(偏光扫描部)之间的前段第三光路P3a(换句话说,第一光路P1与第二光路P2重叠的光路)。此外,焦点调整光学系统可配置于光源10与整合元件12之间的第一光路P1(将后述)和测量部23与整合元件12之间的第二光路P2(将后述)中的至少一光路。
关于试样台19的X位置、Y位置、及Z位置,作为一例而通过光学式编码器21来测量,试样台19的位置信息作为测量信号S1被输送至控制部22。控制部22基于测量信号S1来向试样台19输送控制信号S2,并将试样台19设定于所期望的位置。
也可将试样台19称为对试样进行保持的保持部。
对于测量部23、算出部24、及位置信息修正部25的详细情况,将在后叙述。
光学装置2从供给第一波长的第一光束R1的光源10的一侧起依序包括:校正光学系统11、整合元件12、固定反射镜13、摆动反射镜14、及由虚线包围的框内所示的聚光光学系统16。
从光源10作为一例而以平行光束的形式被供给、且进入+Z方向的第一光束R1入射至包含一个或多个透镜或反射镜、且具有规定的折射力(功率)的校正光学系统11。在校正光学系统11中射出的第一光束R1入射至整合元件12。此处,光学系统或光学元件的折射力可设为所述光学系统或光学元件的焦点距离的倒数。
在本说明书中,将光源10与整合元件12之间的第一光束R1的光路称为第一光路P1。因此,可谓校正光学系统11配置于第一光路P1。此外,第一光路P1并不限于光源10与整合元件12之间。例如,第一光束R1的第一光路P1也可以说是在光加工装置1(光学装置2)中从光源10经由整合元件12、固定反射镜13、摆动反射镜14、及聚光光学系统16朝向被加工物18行进的第一光束R1的光路。即,校正光学系统11可以说是配置于整合元件12的第一光束R1的入射侧的第一光路P1。
另外,在本说明书中,将测量部23与整合元件12之间的第二光束R2的光路称为第二光路P2。因此,可谓校正光学系统11不配置于第二光路P2。测量部23具有:测量光源23a,发出第二光束R2;光接收部23c,接收如后述那样从被加工物18返回的检测光(第二光束R2);以及分光镜23b,分离及整合从测量光源23a发出的光与从被加工物18返回的光。此外,分光镜23b可为半反射镜。
此外,第二光路P2并不限于测量部23与整合元件12之间。例如,第二光束R2的第二光路P2也可以说是在光加工装置1(光学装置2)中从测量光源23a(测量部23)经由整合元件12、固定反射镜13、摆动反射镜14、及聚光光学系统16朝向被加工物18行进的第二光束R2的光路。
对于整合元件12,也入射从测量光源23a(测量部23)通过第二光路P2到达整合元件12的第二光束R2。此处,第二光束R2是与第一光束R1的第一波长不同的第二波长的光束。更详细而言,第二光束R2的第二波长较第一光束R1的第一波长还长。在整合元件12中,第一光路P1与来自测量光源23a(测量部23)的第二光路P2整合。因此,第一光束R1与第二光束R2由整合元件12整合。整合元件12作为一例而为分色棱镜,分色反射面12r使第一波长的第一光束R1透过,并反射与第一波长不同的第二波长的第二光束R2。
整合元件12并不限于所述分色棱镜,可包含具有分色反射镜的平板玻璃。或者,在第一光束R1与第二光束R2为各自的偏光面相互大致正交的直线偏光光的情况下,可使用偏光分光镜。
通过整合元件12进行了合并的第一光束R1与第二光束R2同时从整合元件12向+Z方向射出,并入射至固定反射镜13。固定反射镜13作为一例而为沿着与XZ方向及Y方向平行的面配置的平面镜。向+Z方向行进并入射至固定反射镜13的第一光束R1及第二光束R2通过固定反射镜13向+X方向反射而入射至作为平面镜的摆动反射镜14。通过摆动反射镜14向大致+Z方向反射的第一光束R1及第二光束R2入射至聚光光学系统16。
在本说明书中,将整合元件12与聚光光学系统16之间的光路称为第三光路P3。因此,可谓固定反射镜13及摆动反射镜14配置于第三光路P3。另外,在第三光路P3中,将整合元件12与固定反射镜13之间也称为前段第三光路P3a,将固定反射镜13与摆动反射镜14之间也称为中段第三光路P3b,将摆动反射镜14与聚光光学系统16之间也称为后段第三光路P3c。此外,如上所述,第一光束R1的第一光路P1也可以说是在光加工装置1中从光源10经由整合元件12、固定反射镜13、摆动反射镜14、及聚光光学系统16朝向被加工物18行进的第一光束R1的光路。
另外,第二光束R2的第二光路P2也可以说是在光加工装置1中从测量光源23a(测量部23)经由整合元件12、固定反射镜13、摆动反射镜14、及聚光光学系统16朝向被加工物18行进的第二光束R2的光路。因此,第三光路P3也可以说是第一光束R1的第一光路P1与第二光束R2的第二光路P2的至少一部分重叠而成的光路。即,固定反射镜13及摆动反射镜14(即,偏向扫描部)也可以说是配置于整合元件12与聚光光学系统16之间的第一光路P1及第二光路P2。
聚光光学系统16是包含多个透镜(L11~L15)的光学系统。图1中由点划线示出聚光光学系统16的光轴AX。此外,可将聚光光学系统16的光轴AX称为加工装置2的射出侧的光轴。其中,配置于最靠入射侧的透镜L11作为一例而为具有负的折射力的透镜。以下,也将透镜L11称为第一透镜。而且,配置于较透镜L11更靠被照射面17侧(下游侧)的透镜(L12~L15)构成第二透镜群组G20,且整体上具有正的折射力。第一光束R1及第二光束R2通过聚光光学系统16的折射力大致聚光至被照射面17上。此外,为了便于说明,而设为第一光束R1及第二光束R2聚光至被照射面17,但第一光束R1的聚光位置与第二光束R2的聚光位置也可并非为同一平面上(即,被照射面17上)。
作为一例,摆动反射镜14以能够通过驱动构件15以与Y方向平行的旋转轴为中心在规定角度的范围内摆动的方式被保持。作为一例,摆动反射镜14及驱动构件15也可使用所谓的电流镜。当摆动反射镜14以Y方向为旋转中心在规定的角度范围内摆动时,由摆动反射镜14所反射的第一光束R1及第二光束R2的行进方向在从+Z方向朝±X方向偏离所述规定角度的2倍角度的2个方向之间变化(摆动)。
在摆动反射镜14的反射面处于基准位置时、即在其反射面与Y方向及XZ方向平行时,由摆动反射镜14反射的第一光束R1及第二光束R2通过中央光路P4a大致聚光至被照射面17上的中央聚光点Fa。
当摆动反射镜14从基准位置以与Y方向平行的旋转轴为中心逆时针旋转时,由摆动反射镜14反射的第一光束R1及第二光束R2通过右侧光路P4b大致聚光至被照射面17上的较中央聚光点Fa更位于+X侧的右侧聚光点Fb。
另一方面,当摆动反射镜14从基准位置以与Y方向平行的旋转轴为中心顺时针旋转时,由摆动反射镜14反射的第一光束R1及第二光束R2通过左侧光路P4c大致聚光至被照射面17上的较中央聚光点Fa更位于-X侧的左侧聚光点Fc。
因此,也可将摆动反射镜14称为偏向扫描部,所述偏向扫描部使第一光束R1及第二光束R2偏向,并使这些光束在被照射面17的面内进行扫描。
此外,偏向扫描部并不限于电流镜。例如,偏向扫描部可为如下现有构件、即能够分别使来自整合元件12的第一光束R1与第二光束R2偏向,并经由聚光光学系统16朝向被加工物18扫描第一光束R1与第二光束R2各自的聚光点的现有构件。例如,偏向扫描部可为多面镜。
控制部22向驱动构件15输送控制信号S3,将摆动反射镜14的朝向设定为规定的朝向。
以下,将中央光路P4a、右侧光路P4b、及左侧光路P4c统称为第四光路P4或者分别称为第四光路P4。另外,将中央聚光点Fa、右侧聚光点Fb、及左侧聚光点Fc统称为聚光点FP或者分别称为聚光点FP。
聚光光学系统16作为一例而为所谓的fθ透镜系统。在聚光光学系统16的射影特性为fθ的情况下,从被照射面17上的中央聚光点Fa到右侧聚光点Fb或左侧聚光点Fc的距离与在摆动反射镜14中射出的第一光束R1及第二光束R2的行进方向从+Z方向偏移的角度成比例。换句话说,被照射面17上的聚光点FP的X位置与摆动反射镜14的从所述基准位置起的以Y方向为中心的旋转角度θ成比例。
此外,聚光光学系统16的射影特性并不限定于fθ。聚光光学系统16的射影特性例如可为等立体角射影特性或正射影特性。
从光源10供给的第一光束R1经由所述第一光路P1、第三光路P3、及第四光路P4,照射至被配置于被照射面17的被加工物18的被加工面18s。从测量光源23a(测量部23)发出的第二光束R2经由所述第二光路P2、第三光路P3、及第四光路P4,照射至被配置于被照射面17的被加工物18的被加工面18s。此外,第四光路P4与第三光路P4同样地,也可以说是第一光束R1的第一光路P1与第二光束R2的第二光路P2的至少一部分重叠而成的光路。
在第一实施形态的光加工装置1中,第一光束R1是用于对被加工面18s进行加工的光束。即,第一光束R1通过使被加工面18s自身蒸发或熔融(所谓的去除加工)、向被加工面18s附加物体(所谓的附加加工)、使被加工面18s变质、或者使形成于被加工面18s上的膜材料感光、蒸发、或者使其产生化学反应,来对照射到第一光束R1的部分的被加工面18s进行加工。此外,第一光束R1也可并非用于对被加工面18s进行加工的光束。第一光束R1例如也可为用于对被加工面18s进行测量的光束。
在第一实施形态的光加工装置1中,第二波长的第二光束R2作为一例而为用于对被加工面18s的位置进行测量的光束。第二光束R2被照射至被加工面18s的一部分,由被加工面18s反射或散射的第二光束R2经由第四光路P4及第三光路P3返回至整合元件12。然后,第二光束R2被整合元件12的分色反射面12r反射,并通过第二光路P2被测量部23(光接收部23c)接收。也可将由被加工面18s反射或散射、且被测量部23(光接收部23c)接收的第二光束R2称为检测光。此外,第二光束R2也可并非用于对被加工面18s进行测量的光束。第二光束R2例如也可为用于对被加工面18s进行加工的光束。此外,在第一光束R1为用于对被加工面18s进行测量的光束的情况下,第二光束R2可为用于对被加工面18s进行加工的光束。此外,在第一光束R1为用于对被加工面18s进行加工的光束的情况下,第二光束R2也可为用于对被加工面18s进行加工的光束。此外,在第一光束R1为用于对被加工面18s进行测量的光束的情况下,第二光束R2也可为用于对被加工面18s进行测量的光束。
此外,在本实施形态中,第二波长为较第一波长还长的波长,但第二波长也可为较第一波长还短的波长。
与测量部23(光接收部23c)检测到的检测光的强度相关的信息被输送至算出部24。算出部24基于与测量部23检测到的检测光的强度相关的信息,算出与被加工面18s中的照射到第二光束R2的部分相关的位置信息。由算出部24算出的位置信息为与被加工面18s的X位置相关的信息、与Y位置相关的信息、或者与Z位置相关的信息中的任一个以上。
测量部23例如可包含干涉计。作为此种位置测量部,可应用日本专利第5231883号所公开的三维形状测量装置。
此外,算出部24也可基于从控制部22发送的包含试样台19的位置信息或与摆动反射镜14的旋转角度相关的信息的信号S6,来算出与被加工面18s相关的位置信息。
此外,由算出部24算出的被加工物18s的位置信息可为被加工物18s的坐标、被加工物18s中所含的多个点的点群组、表示被加工物18s的三维模型。
测量部23也可代替与被加工面18s的位置相关的信息、或者在此基础上进而对被加工面18s的形状、被加工面18s的表面粗糙度、被加工面18s的温度、被加工面18s的反射率、被加工面18s的透过率中的至少一个进行检测。
图2是表示通过聚光光学系统16聚光至被照射面17的第四光路P4的概念图。此外,图2中,为了简化仅示出了聚光光学系统16中的最靠近被照射面17的一片透镜L15。
虽微小但聚光光学系统16中残留有色像差。因此,通过第四光路P4照射至被照射面17的光的聚光点FP分离为第一波长的第一光束R1的第一聚光点FP1与和第一波长不同的第二波长的第二光束R2的第二聚光点FP2。
以下,将第一聚光点FP1与第二聚光点FP2的Z位置的差称为轴上色像差D1,将XY面内方向的位置的差称为倍率色像差D2。
此外,在图2中,作为一例而将形成有第一聚光点FP1的面表示为被照射面17。此外,也可将形成有第一聚光点FP1的面称为聚光光学系统16的像面。
光加工装置1基于使用第二光束R2并通过测量部23及算出部24检测及算出的被加工面18s的位置信息等,决定第一光束R1对于被加工面18s的照射位置、照射次数、照射条件中的至少一个。此外,第一光束R1的照射次数是每单位时间的第一光束R1的照射次数或第一光束R1对于被加工面18s的规定位置的照射次数等,此外,第一光束R1的照射条件例如可包含第一光束R1的强度或第一光束R1的波长等。
其中,通过测量部23及算出部24检测及算出的被加工面18s的位置信息是使用第二波长的第二光束R2来测量的位置信息。因此,所述位置信息相对于以光加工中使用的第一波长的第一光束R1为基准的被加工面18s的位置,具有与所述轴上色像差D1及倍率色像差D2相应的误差。
在第一实施形态的光加工装置1中,配置于光学装置2的第一光路P1的校正光学系统11使被照射面17的附近的第一光束R1的聚光位置(第一聚光点FP1的位置)接近第二光束R2的聚光位置(第二聚光点FP2的位置)。因此,与不设置校正光学系统11的情况相比,所述轴上色像差D1的大小降低。
此处,在聚光光学系统16的焦点距离为正(折射力为正)、且聚光光学系统16的轴上色像差校正不足的情况下(即,在第一波长下的聚光光学系统16的后焦距较第二波长下的聚光光学系统16的后焦距短的情况下),将配置于光学装置2的第一光路P1的校正光学系统11的焦点距离设为负(将折射力设为负),由此可使聚光光学系统16与校正光学系统11的整合光学系统的第一波长下的后焦距与聚光光学系统16的第二波长下的后焦距的差的绝对值,较聚光光学系统16的第一波长下的后焦距与聚光光学系统16的第二波长下的后焦距的差的绝对值小。
另一方面,在聚光光学系统16的焦点距离为正(折射力为正)、且聚光光学系统16的轴上色像差过度校正的情况下(即,在第一波长下的聚光光学系统16的后焦距较第二波长下的聚光光学系统16的后焦距长的情况下),将配置于光学装置2的第一光路P1的校正光学系统11的焦点距离设为正(将折射力设为正),由此可使聚光光学系统16与校正光学系统11的整合光学系统的第一波长下的后焦距与聚光光学系统16的第二波长下的后焦距的差的绝对值,较聚光光学系统16的第一波长下的后焦距与聚光光学系统16的第二波长下的后焦距的差的绝对值小(聚光光学系统16的折射力为正、且聚光光学系统16的轴上色像差过度校正时的光学装置在第二实施形态中详细叙述)。
此外,光学系统的后焦距可设为从所述光学系统的最靠射出侧的光学构件的光学面至所述光学系统的后侧焦点位置为止的、沿着所述光学系统的光轴的距离。
因此,通过测量部23及算出部24检测及算出的被加工面18s的位置信息中所含的、起因于轴上色像差D1的误差降低,可更准确地算出被加工面18s的位置信息。
此外,一般而言因残留于聚光光学系统16的色像差,而第一光束R1的主光线R1p相对于被照射面17的法线N1的角度φ1与第二光束R2的主光线R2p相对于被照射面17的法线N2的角度φ2有时成为不同的角度。
在第一实施形态的光加工装置1中,通过将光学装置2的光学设计最佳化,而将角度φ1及角度φ2的绝对值同时设定为1°以下。即,即便通过摆动反射镜14的摆动,第四光路P4的位置变化为图1所示的中央光路P4a、右侧光路P4b、及左侧光路P4c等位置,主光线R1p及主光线R2p也相对于被照射面17以1°以内的入射角入射。此外,也可改称为第一光束R1的主光线R1p及第二光束R2的主光线R2p相对于各个聚光位置处的法线(Z方向)的角度为1°以内。此外,也可改称为光学装置2(光加工装置1)的物侧(被加工面18s侧)具有远心特性。
由此,即便在被加工面18s由于其凹凸等从被照射面17向Z方向稍微偏移而配置的情况下,也可将第一光束R1照射至被加工面18s的所期望的X位置及Y位置,可对被加工面18s准确地进行加工。同样地,可对被加工面18s的所期望的X位置及Y位置准确地进行测量。
此外,在被加工面18s的凹凸少的情况下等、可使被加工面18s始终准确地与被照射面17一致的情况下,主光线R1p及主光线R2p向被照射面17的入射角度可为1°以上。
此外,在本说明书中,所谓“主光线”,可为在第一光束R1或第二光束R2各光束中,依序连接不同的Z位置处的各光束的剖面中的光量重心的线。
在第一实施形态的光加工装置1及光学装置2中,第一光束R1与第二光束R2之间产生的轴上色像差D1或倍率色像差D2降低。其中,可使用以下所说明的位置信息修正部25通过数值校正进一步降低由轴上色像差D1或倍率色像差D2带来的不良影响。
位置信息修正部25为数值性地对轴上色像差D1或倍率色像差D2进行校正的单元。对位置信息修正部25,从控制部22输入信号S8,所述信号S8包含与摆动反射镜14的旋转角度相关的信息、或者与通过摆动反射镜14的旋转角度来决定的第四光路P4中行进的光束的聚光点FP的X位置相关的信息。
位置信息修正部25存储有聚光光学系统16的像差信息,所述聚光光学系统16的像差信息为表示摆动反射镜14的旋转角度或者第四光路P4中行进的光束的聚光点FP的X位置与轴上色像差D1或倍率色像差D2的至少一者的关系的数值数据。另外,位置信息修正部25也可存储有聚光光学系统16的与所谓的远心度(telecentricity)相关的信息。以下,可将所述像差信息和与远心度相关的信息统称为与聚光光学系统16的特性相关的信息。位置信息修正部25基于从控制部22输送的与摆动反射镜14的旋转角度相关的信息或与聚光点FP的X位置相关的信息,并根据所述与聚光光学系统16的特性相关的信息算出聚光点FP处的轴上色像差D1或倍率色像差D2中的至少一者。
位置信息修正部25基于通过所述内容算出的轴上色像差D1或倍率色像差D2中的至少一者对由算出部24算出、且作为信号S9发送的被加工面18s的位置信息进行修正。而且,位置信息修正部25将被加工面18s的修正后的位置信息作为信号S10回复至算出部24。
此外,位置信息修正部25也可代替所述被加工面18s的位置信息自身的修正,而将应对位置信息进行修正的量作为信号S10回复至算出部24。在此种情况下,只要使用从位置信息修正部25传递的应修正的量,由算出部24对被加工面18s的位置信息进行修正即可。
此外,在通过校正光学系统11将包含聚光光学系统16的光学装置2的色像差抑制得充分小的情况下,也可不设置位置信息修正部25。
另外,在通过校正光学系统11将第一光束R1与第二光束R2之间产生的轴上色像差D1抑制得充分小且倍率色像差D2大的情况下,可使用位置信息修正部25,对被加工面18s的位置信息进行修正。
(光学装置的光学设计例)
图3是表示光学装置2的光学设计例的图。图3所示的设计例的光学装置2作为一例而为如下装置:将从光源10及测量部23分别供给的、直径10[mm]的作为平行光的第一光束R1及第二光束R2大致聚光至被照射面17上。
图3所示的数表表示由其左端示出的面编号(Surface No.)规定的、构成光学装置2的透镜、反射镜等光学零件的各面的曲率半径R[mm]及面间隔D[mm]与所述光学零件的折射率(Refractive Index)。
关于图3所示的面编号,将所述各光学零件(校正光学系统11、整合元件12、透镜L11~透镜L15)中的入射来自光源10或测量部23的光的一侧的面的面编号设为在所述光学零件的符号的末尾附加a而得的面编号。例如,面编号11a是校正光学系统11的入射来自光源10的光的一侧的面的面编号。
另外,将射出来自光源10或测量部23的光的一侧的面的面编号设为在所述光学零件的符号的末尾附加b而得的面编号。例如,面编号L11b是聚光光学系统16中所含的透镜L11的透镜L12的一侧的面的面编号。
此外,面编号13及面编号14分别表示固定反射镜13、摆动反射镜14的反射面。
面间隔D表示由面编号所指定的面与相对于所述面而言被照射面17侧的下一面之间的间隔。此外,面编号L15b的行中所示的面间隔D是面编号L15b的面与被照射面17的间隔。
另外,关于面编号13与面编号14之间的面间隔D,由于固定反射镜13是反射镜,因此表示为负的数值。
折射率表示由面编号所指定的面与相对于所述面而言被照射面17侧的下一面之间所配置的光学构件的折射率。
记载为WL532[nm]的列中的折射率是对于作为第一光束R1的波长(第一波长)的一例的532[nm]的光而言的折射率。
记载为WL1550[nm]的列中的折射率是对于作为第二光束R2的波长(第二波长)的一例的1550[nm]的光而言的折射率。
关于固定反射镜13及摆动反射镜14,将这些的折射率设为-1。
此外,第二波长的第二光束R2不通过配置有校正光学系统11的第一光路P1,因此关于校正光学系统11、即面编号11a、面编号11b,不显示第二波长下的折射率。
此外,在图1中所示的光学装置2中,为了以说明所需的充分的大小表示各光学构件的大小,而将第三光路P3中的前段第三光路P3a及中段第三光路P3b的长度比图3所示的设计例短地予以表示。关于校正光学系统11与整合元件12的间隔,也同样如此。
根据图3所示的折射率判明,光学装置2中,构成其的透过构件(校正光学系统11、整合元件12、透镜L11~透镜L15)全部由相同的材料即石英玻璃形成。因此,本来就不可以说是适于校正色像差、特别是轴上色像差D1的光学系统。
其中,在图3所示的光学设计例中,通过配置于第一光路P1的校正光学系统11,可使被照射面17的附近的第一光束R1的第一聚光点FP1(聚光位置)接近第二光束R2的第二聚光点FP2(聚光位置)。
以下,对图3所示的光学设计例进一步进行详细叙述。
校正光学系统11具有负的折射力、且第一波长532[nm]下的焦点距离fc为-1133.2[mm]。聚光光学系统16包括配置于入射侧且具有负的折射力的透镜L11(第一透镜)、以及包含多个透镜L12~L15且整体上具有正的折射力的第二透镜群组G20。聚光光学系统16整体上具有正的折射力、且第一波长532[nm]下的焦点距离fg为100.0[mm]。
因此,在校正光学系统11的焦点距离fc与聚光光学系统16的焦点距离fg之间,以下的式(1)的关系成立。
|fc|>10×fg···(1)
即,校正光学系统11的焦点距离fc的绝对值被设定为聚光光学系统16的焦点距离fg的10倍以上,换句话说,校正光学系统11的折射力的绝对值(|1/fc|)被设定为聚光光学系统16的折射力的1/10以下。
由此,可在不使校正光学系统11进行过度的色像差的校正的情况下,对光学装置2的整体进行适度的色像差的校正,能够进一步降低轴上色像差D1或倍率色像差D2。
此外,在可残留有某种程度的轴上色像差D1或倍率色像差D2的情况下,校正光学系统11及聚光光学系统16可未必满足式(1)。
在图3所示的光学设计例中,第一波长下的聚光光学系统16及校正光学系统11的整合光学系统的后焦距为144.7mm,第二波长下的聚光光学系统16的后焦距为144.7mm。而且,第一波长下的聚光光学系统16的后焦距为137.0,第二波长下的聚光光学系统16的后焦距为144.7mm。因此,第一波长下的聚光光学系统16及校正光学系统11的整合光学系统的后焦距与第二波长下的聚光光学系统16的后焦距的差的绝对值为0mm,设定得较第一波长下的聚光光学系统16的后焦距与第二波长下的聚光光学系统16的后焦距的差的绝对值(7.7mm)小。
由此,能够使被照射面17的附近的第一光束R1的聚光位置(第一聚光点FP1的位置)接近第二光束R2的聚光位置(第二聚光点FP2的位置)。
此外,校正光学系统11不限于如上所述或后述那样具有负的折射力的光学系统,也可为具有正的折射力的光学系统。
此外,在第一实施形态中,可代替将具有负的焦点距离(负的折射力)的校正光学系统11配置于整合元件12的第一光束R1的入射侧的第一光路P1,而将具有正的焦点距离(正的折射力)的校正光学系统11配置于整合元件12的第二光束R2的入射侧(换句话说,来自被加工物18的检测光的射出侧)的第二光路P2(例如,测量部23与整合元件12之间的第二光路P2)。此外,也可将具有正的焦点距离(正的折射力)的校正光学系统11配置于测量光源23a与整合元件12之间的第二光路P2。
此处,在聚光光学系统16的焦点距离为正(折射力为正)、且聚光光学系统16的轴上色像差校正不足的情况下(即,在第二波长下的聚光光学系统16的后焦距较第一波长下的聚光光学系统16的后焦距长的情况下),将配置于整合元件12的第二光束R2的入射侧的第二光路P2的校正光学系统11的焦点距离设为正(将折射力设为正),由此可使聚光光学系统16与校正光学系统11(具有正的焦点距离的校正光学系统)的整合光学系统的第二波长下的后焦距与聚光光学系统16的第一波长下的后焦距的差的绝对值较聚光光学系统16的第二波长下的后焦距与聚光光学系统16的第一波长下的后焦距的差的绝对值小。
此外,在校正光学系统11不配置于第一光路P1而配置于第二光路P2的情况下,可谓校正光学系统不配置于第一光路P1。
此外,聚光光学系统16也可设置成能够更换为与所图示的聚光光学系统16(以下,也称为“第一聚光光学系统”)不同的第二聚光光学系统。另外,校正光学系统11也可设置成能够更换为与所图示的校正光学系统11(以下,也称为“第一校正光学系统”)不同的第二校正光学系统。在此种情况下,第一聚光光学系统与第二聚光光学系统也可构成为能够通过转台或自动工具转换器等未图示的构件更换机构以将其中某一光学系统配置于光路的方式进行更换。另外,第一校正光学系统与第二校正光学系统也同样地,可构成为能够通过转台或自动工具转换器等未图示的构件更换机构以将其中某一光学系统配置于光路的方式进行更换。
在此种情况下,在使用所述第二聚光光学系统作为聚光光学系统16时,可使用所述第二校正光学系统作为校正光学系统11。
第一聚光光学系统与第二聚光光学系统的后焦距可不同,第一校正光学系统与第二校正光学系统的焦点距离也可不同。
另外,在第一聚光光学系统的后焦距较第二聚光光学系统的后焦距短的情况下,第二校正光学系统的焦点距离可较第一校正光学系统的焦点距离长。
而且,在第一聚光光学系统的后焦距较第二聚光光学系统的后焦距长的情况下,第二校正光学系统的焦点距离可较第一校正光学系统的焦点距离短。
(第一实施形态的光加工装置的效果)
(1)以上所说明的第一实施形态的光加工装置1包括:整合元件12,整合第一波长的第一光束R1的第一光路P1、与波长较第一波长还长的第二波长的第二光束R2的第二光路P2;聚光光学系统16,具有正的折射力,且使来自整合元件12的第一光束R1与第二光束R2分别朝向被加工物18聚光;以及校正光学系统11,具有负的折射力。而且,校正光学系统11配置于整合元件12的入射侧的第一光路P1,第一光束R1及第二光束R2的其中一方的光束是对被加工物18进行加工的光束,第一光束R1及第二光束R2的另一方的光束是对被加工物18进行测量的光束。
根据所述结构,可利用第二波长的第二光束R2对被加工物18的被加工面18s的位置进行检测,通过第一波长的第一光束R1对被加工面18s进行加工。因此,可对被加工面18s的位置高精度地进行检测,并基于高精度的检测结果对被加工面18s高精度地进行加工。
(第二实施形态的光加工装置)
图4是概略性地表示第二实施形态的光加工装置所包括的光学装置2a的聚光光学系统16a的结构的图。此外,光学装置2a除了将聚光光学系统16置换为聚光光学系统16a,并变更校正光学系统11的设计数据之外,与所述第一实施形态的光加工装置1所包括的光学装置2相同,因此对相同的结构赋予相同的符号,并适宜省略说明。
此外,第二实施形态的光加工装置是将第一实施形态的光加工装置1的光学装置2置换为光学装置2a而成。
与图1所示的第一实施形态的光加工装置1所包括的光学装置2同样地,在光学装置2a中,也在第一光束R1通过的第一光路P1上配置有校正光学系统11S。第一光束R1与来自测量部23的第二光束R2通过整合元件12合并后,被固定反射镜13及摆动反射镜14反射,入射至聚光光学系统16a。然后,第一光束R1与第二光束R2通过聚光光学系统16大致聚光至被照射面17上。此外,在第二实施形态的光加工装置1(光学装置2a)中,也与第一实施形态同样地,第一光束R1的第一波长与第二光束R2的第二波长不同,第二波长比第一波长还长。
图4中,仅示出了光学装置2a中的校正光学系统11S、摆动反射镜14、聚光光学系统16a,关于除此以外的结构省略了图示。
聚光光学系统16a是包含多个透镜(L21~L28)的光学系统。其中,配置于最靠入射侧的透镜L21作为一例而为具有负的折射力的透镜。以下,将透镜L21也称为第一透镜。而且,配置于较透镜L21更靠被照射面17侧(下游侧)的透镜(L22~L28)构成第二透镜群组G21,且整体上具有正的折射力。第一光束R1及第二光束R2通过聚光光学系统16a的折射力大致聚光至被照射面17上。
(第二实施形态的光加工装置所包括的光学装置的光学设计例)
图5是表示第二实施形态的光加工装置所包括的光学装置2a的光学设计例的图。图5所示的数表所记载的项目与图3所示的数表所表示的项目相同。图5所示的数表的左端的面编号与图3中的面编号同样地,若是入射来自光源10或测量部23的光的一侧的面,则在各透镜的符号的末尾附加a,若是射出来自光源10或测量部23的光的一侧的面,则在各透镜的符号的末尾附加b。
根据图5所示的折射率判明,在光学装置2a中,构成其的透过构件(校正光学系统11、整合元件12、透镜L11~透镜L15)分别由石英玻璃及萤石这两种材料中的任一种形成。在光学装置2a中,与所述光学装置2相比,成为通过聚光光学系统16a而倍率色像差D2进一步得到校正、轴上色像差D1过度校正的结构。
此外,通过配置于第一光路P1的校正光学系统11S,可使聚光光学系统16a的轴上色像差D1的过度校正接近适当的校正状态,因此可使被照射面17的附近的第一光束R1的第一聚光点FP1(聚光位置)更进一步接近第二光束R2的第二聚光点FP2(聚光位置)。
即,在第二实施形态的光加工装置1(光学装置2a)中,配置于光学装置2a的第一光路P1的校正光学系统11S使被照射面17的附近的第一光束R1的聚光位置(第一聚光点FP1的位置)接近第二光束R2的聚光位置(第二聚光点FP2的位置)。因此,与不设置校正光学系统11S的情况相比,所述轴上色像差D1的大小降低。
此处,在聚光光学系统16a的焦点距离为正(折射力为正)、且聚光光学系统16a的轴上色像差D1过度校正的情况下(即,在第一波长下的聚光光学系统16a的后焦距较第二波长下的聚光光学系统16a的后焦距长的情况下),将配置于光学装置2a的第一光路P1的校正光学系统11S的焦点距离设为正(将折射力设为正),由此可使聚光光学系统16a与校正光学系统11S的整合光学系统的第一波长下的后焦距与聚光光学系统16a的第二波长下的后焦距的差的绝对值较聚光光学系统16a的第一波长下的后焦距与聚光光学系统16a的第二波长下的后焦距的差的绝对值小。
此外,在第二实施形态的光加工装置1及光学装置2a中,在第一光束R1与第二光束R2之间产生的倍率色像差D2通过聚光光学系统16a来校正。此时,由于过度校正聚光光学系统16a的轴上色像差D1,因此具有容易对倍率色像差D2进行校正的优点。
另外,在包括光学装置2a的第二实施形态的光加工装置1中,主光线R1p及主光线R2p(参照图2)也被设计成相对于被照射面17以1°以内的入射角入射。此外,主光线R1p及主光线R2p向被照射面17的入射角度可为1°以上。此外,也可改称为主光线R1p、及主光线R2p相对于各个聚光位置处的法线(Z方向)的角度为1°以内。此外,也可改称为光学装置2a的物侧(被加工面18s侧)具有远心特性。
以下,对于图5所示的光学装置2a的光学设计例进一步进行详细叙述。在光学装置2a中,校正光学系统11S具有正的折射力、且第一波长532[nm]下的焦点距离fc为6361.5[mm]。聚光光学系统16a包括配置于入射侧且具有负的折射力的透镜L21(第一透镜)、以及包含多个透镜L22~L28且整体上具有正的折射力的第二透镜群组G21。
聚光光学系统16a整体上具有正的折射力、且第一波长532[nm]下的焦点距离fg为100.0[mm]。
因此,在光学装置2a中,校正光学系统11的焦点距离fc与聚光光学系统16a的焦点距离fg也满足所述式(1)的关系。
第二透镜群组G21包含:至少一片具有正的折射力且包含作为第一透镜材料的萤石的透镜L28等正透镜、以及至少一片具有负的折射力且包含作为第二透镜材料的石英玻璃的透镜L27等负透镜。以下,使用透镜材料对于第一波长(533[nm])的折射率n1与对于第二波长(1550[nm])的折射率n2,将透镜材料的阿贝数ν定义为ν=(n2-1)/(n2-n1)。
在光学装置2a中,第一透镜材料(萤石)的阿贝数ν1与第二透镜材料(石英玻璃)的阿贝数ν2满足式(2)的关系。
ν1>ν2···(2)
由此,可良好地校正聚光光学系统16的色像差,能够进一步降低轴上色像差D1或倍率色像差D2。
此外,在可残留有某种程度的轴上色像差D1或倍率色像差D2的情况下,阿贝数ν1与阿贝数ν2可未必满足式(2)。
在图5所示的光学设计例中,第一波长下的聚光光学系统16a及校正光学系统11S的整合光学系统的后焦距为99.9mm,第二波长下的聚光光学系统16的后焦距为100.0mm。而且,第一波长下的聚光光学系统16的后焦距为101.5mm,第二波长下的聚光光学系统16的后焦距为100.0mm。因此,第一波长下的聚光光学系统16a及校正光学系统11S的整合光学系统的后焦距与第二波长下的聚光光学系统1a的后焦距的差的绝对值为0.1mm,设定得较第一波长下的聚光光学系统16a的后焦距与第二波长下的聚光光学系统16a的后焦距的差的绝对值(1.5mm)小。
由此,能够使被照射面17的附近的第一光束R1的聚光位置(第一聚光点FP1的位置)接近第二光束R2的聚光位置(第二聚光点FP2的位置)。
此外,在第二实施形态中,可代替将具有正的焦点距离(正的折射力)的校正光学系统11S配置于光加工装置1(光学装置2a)的整合元件12的第一光束R1的入射侧的第一光路P1,而将具有负的焦点距离(负的折射力)的校正光学系统11S配置于整合元件12的第二光束R2的入射侧的第二光路P2(例如,测量部23与整合元件12之间的第二光路P2)。此外,也可将具有负的焦点距离(负的折射力)的校正光学系统11S配置于测量光源23a与整合元件12之间的第二光路P2。
此处,在聚光光学系统16a的焦点距离为正(折射力为正)、且聚光光学系统16a的轴上色像差过度校正的情况下(即,在第二波长下的聚光光学系统16a的后焦距较第一波长下的聚光光学系统16a的后焦距短的情况下),将配置于整合元件12的第二光束R2的入射侧的第二光路P2的校正光学系统11S的焦点距离设为负(将折射力设为负),由此可使聚光光学系统16a与校正光学系统11S(具有负的焦点距离的校正光学系统)的整合光学系统的第二波长下的后焦距与聚光光学系统16a的第一波长下的后焦距的差的绝对值较聚光光学系统16a的第二波长下的后焦距与聚光光学系统16a的第一波长下的后焦距的差的绝对值小。
此外,在第一光束R1与第二光束R2之间产生的倍率色像差D2通过聚光光学系统16a来校正,此时,由于过度校正聚光光学系统16a的轴上色像差D1,因此具有容易对倍率色像差D2进行校正的优点。
此外,聚光光学系统16a也可设置成能够更换为与所图示的聚光光学系统16a(以下,也称为“第一聚光光学系统”)不同的第二聚光光学系统。另外,校正光学系统11S也可设置成能够更换为与所图示的校正光学系统11S(以下,也称为“第一校正光学系统”)不同的第二校正光学系统。在此种情况下,第一聚光光学系统与第二聚光光学系统也可构成为能够通过转台或自动工具转换器等未图示的构件更换机构以将其中某一光学系统配置于光路的方式进行更换。另外,第一校正光学系统与第二校正光学系统也同样地,可构成为能够通过转台或自动工具转换器等未图示的构件更换机构以将其中某一光学系统配置于光路的方式进行更换。
在此种情况下,在使用所述第二聚光光学系统作为聚光光学系统16a时,可使用所述第二校正光学系统作为校正光学系统11S。
第一聚光光学系统与第二聚光光学系统的后焦距可不同,第一校正光学系统与第二校正光学系统的焦点距离也可不同。
如第二实施形态那样,在聚光光学系统16a的焦点距离为正(折射力为正)、且聚光光学系统16a的轴上色像差D1过度校正、并将配置于光学装置2a的第一光路P1的校正光学系统11S的焦点距离设为正(将折射力设为正)的情况下,在第一聚光光学系统的第一波长下的后焦距的大小较第二聚光光学系统的第一波长下的后焦距短时,第二校正光学系统的第一波长下的焦点距离可较第一校正光学系统的第一波长下的焦点距离长。
另一方面,在第一聚光光学系统的第一波长下的后焦距较第二聚光光学系统的第一波长下的后焦距长时,第二校正光学系统的第一波长下的焦点距离可较第一校正光学系统的第一波长下的焦点距离短。
此外,在第一聚光光学系统的第一波长下的后焦距的绝对值较第二聚光光学系统的第一波长下的后焦距的绝对值小时,第二校正光学系统的第一波长下的焦点距离的绝对值可较第一校正光学系统的第一波长下的焦点距离的绝对值大。
另一方面,在第一聚光光学系统的第一波长下的后焦距的绝对值较第二聚光光学系统的第一波长下的后焦距的绝对值大时,第二校正光学系统的第一波长下的焦点距离的绝对值可较第一校正光学系统的第一波长下的焦点距离的绝对值小。
此外,如第二实施形态那样,在聚光光学系统16a的焦点距离为正(折射力为正)、且聚光光学系统16a的轴上色像差D1过度校正、并代替第二实施形态中的具有正的焦点距离(负的折射力)的校正光学系统11S而将具有负的焦点距离(负的折射力)的校正光学系统11S配置于整合元件12的第二光束R2的入射侧的第二光路P2(例如,测量部23与整合元件12之间的第二光路P2)的情况下,在第一聚光光学系统的第二波长下的后焦距较第二聚光光学系统的第二波长下的后焦距短时,第二校正光学系统的第二波长下的焦点距离可较第一校正光学系统的第二波长下的焦点距离长。
另一方面,在第一聚光光学系统的第二波长下的后焦距较第二聚光光学系统的第二波长下的后焦距长时,第二校正光学系统的第二波长下的焦点距离可较第一校正光学系统的第二波长下的焦点距离短。
此外,在第一聚光光学系统的第二波长下的后焦距的绝对值较第二聚光光学系统的第二波长下的后焦距的绝对值小时,第二校正光学系统的第二波长下的焦点距离的绝对值可较第一校正光学系统的第二波长下的焦点距离的绝对值大。
另一方面,在第一聚光光学系统的第二波长下的后焦距的绝对值较第二聚光光学系统的第二波长下的后焦距的绝对值大时,第二校正光学系统的第二波长下的焦点距离的绝对值可较第一校正光学系统的第二波长下的焦点距离的绝对值小。
在以上所说明的各实施形态、后述的变形例、以及后述的实施形态中,构成聚光光学系统16、聚光光学系统16a的透镜的片数不限于所述片数,可具有其他任意片数的透镜,或者可包含反射镜或衍射光学元件。
另外,聚光光学系统16、聚光光学系统16a不具有贴合透镜,但也可为具有贴合透镜的光学系统。
关于校正光学系统11、校正光学系统11S,也可具有多片透镜而非一片透镜,或者可包含反射镜或衍射光学元件。
光加工中使用的第一波长及测量中使用的第二波长的波长不限定于所述波长,也可分别为其他波长。
另外,第一透镜材料及第二透镜材料也不限定于所述萤石及石英玻璃各材料,也可为其他的透光性的材料。
摆动反射镜14不仅可如上所述那样以与Y方向平行的旋转轴为中心摆动,而且还可以与XZ方向平行的旋转轴为中心摆动。在此种情况下,不仅可使被照射面17上的聚光点FP的位置在所述X方向上移动,也可使其在Y方向上移动。此外,摆动反射镜14也可代替以与Y方向平行的旋转轴为中心摆动,而以与XZ方向平行的旋转轴为中心摆动。在此种情况下,在此种情况下,可使被照射面17上的聚光点FP的位置在Y方向上移动。
此外,在通过试样台19相对于引导件20的移动,便足以进行被加工物18与聚光点FP在X方向及Y方向上的相对位置的移动的情况下,也可不设置摆动反射镜14。
此外,在如上所述那样设置了摆动反射镜14的情况下,可使被照射面17上的聚光点FP的X位置(或进一步的Y位置)以高速移动。由此,可在被加工物18的被加工面18s上使聚光点FP高速地移动,可进一步提高光加工装置1的处理能力。
此外,也可代替固定反射镜13来配置能够摆动的摆动反射镜。在此种情况下,代替固定反射镜13的摆动反射镜可以与XZ方向平行的旋转轴为中心摆动,摆动反射镜14可如上所述那样以与Y方向平行的旋转轴为中心摆动。在此种情况下,第一光束R1及第二光束R2在被照射面17的面内,在X方向与Y方向上被扫描。
此外,除了摆动反射镜14以外,也可将多个摆动反射镜配置于第三光路P3(即,第一光路P1与第二光路P2的至少一部分重叠而成的光路)。在此种情况下,固定反射镜13也可从第三光路P3去除。
如上所述,光加工装置1及第二实施形态的光加工装置也可不包括位置信息修正部25。
另外,光加工装置1也可不包括算出部24。在不包括算出部24的情况下,测量部23只要将与检测到的第二光束R2的光量信号相关的信息发送至外部的算出部(未图示),由外部的算出部算出被加工面18的位置信息即可。此外,后述的变形例的光加工装置1a也可不包括位置信息修正部25。
此外,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)、及第三实施形态的光加工装置(将后述)也可不具有光源10,例如,也可从设置于光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)及第三实施形态的光加工装置(将后述)的外部的光源,经由光纤等导光构件接受第一光束L1的供给。此外,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)、第三实施形态的光加工装置(将后述)也可不具有测量光源23a,例如,也可从设置于光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)及第三实施形态的光加工装置(将后述)的外部的光源,经由光纤等导光构件接受第二光束L2的供给。此外,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)、及第三实施形态的光加工装置(将后述)也可不具有控制部22、算出部24与位置信息修正部25中的至少一者,例如,也可设置于光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)、及第三实施形态的光加工装置(将后述)的外部。此外,光源10与测量部23中的至少一者也可包含于光学装置2及光学装置2a中。此外,控制部22与算出部24中的至少一者也可包含于光学装置2及光学装置2a中。
此外,在以上所说明的各实施形态、后述的变形例、及后述的实施形态中,测量部23也可不为所述那样的干涉方式的测量装置。例如,测量部23也可为光学相干断层成像(OCT:Optical Coherence Tomography)方式的测量装置。OCT方式的测量装置的一例记载于日本专利特开2020-101499号公报中。例如,测量部23也可为包括白光共聚焦位移计的测量装置。白光共聚焦位移计的一例记载于日本专利特开2020-085633号公报中。例如,测量部23可为相位调制方式的测量装置。相位调制方式的测量装置的一例记载于日本专利特开2010-025922号公报中。例如,测量部23也可为强度调制方式的测量装置。强度调制方式的测量装置的一例记载于日本专利特开2016-510415号公报及美国专利申请公开第2014/226145号说明书中。
此外,在以上所说明的各实施形态、后述的变形例及后述的实施形态中,在利用第一光束R1对被加工物18进行加工之前,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)、及第三实施形态的光加工装置(将后述)也可基于使用第二光束R2并通过测量部23及算出部24检测及算出的被加工面18s的位置信息等,决定第一光束R1对于被加工面18s的照射位置、照射次数、照射条件中的至少一个。
另外,在以上所说明的各实施形态、后述的变形例及后述的实施形态中,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)、及第三实施形态的光加工装置(将后述)可在利用第一光束R1的被加工面18s的加工之后,通过第二光束R2对利用第一光束R1进行了加工的部分进行测量,来判断利用第一光束R1进行了加工的部分的良好与否或品质。例如,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、及光加工装置1a(将后述)、及第三实施形态的光加工装置(将后述)可在利用第一光束R1的被加工面18s的加工之后,算出利用第一光束R1进行了加工的部分的位置信息,对所算出的位置信息与规定的基准位置信息(例如,被加工物18的计算机辅助设计(computer aided design,CAD)数据等)进行比较,来判断对于利用第一光束R1进行了加工的部分是否进行再加工或者是否结束加工。
在对利用第一光束R1进行了加工的部分进行再加工的情况下,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、光加工装置1a(将后述)、及第三实施形态的光加工装置(将后述)可基于利用第一光束R1进行了加工的部分的位置信息来决定第一光束R1对于被加工面18s的照射位置、照射次数、照射条件中的至少一个,对利用第一光束R1进行了加工的部分进行再加工。另外,光加工装置1、光加工装置1a可在利用第一光束R1的被加工面18s的加工之后,算出利用第一光束R1进行了加工的部分的位置信息,对所算出的位置信息与规定的基准位置信息(例如,被加工物18的CAD数据等)进行比较,来判定利用第一光束R1进行了加工的部分是否可加工成期望的形状。
此外,在以上所说明的各实施形态中,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、及第三实施形态的光加工装置(将后述)可在利用第一光束R1对被加工物18进行加工的同时,利用第二光束R2进行被加工物18的测量(来自被加工面18s的检测光的检测、及位置信息等的算出)。在此种情况下,可同时进行被加工物18的加工与测量。
此外,光加工装置1、第二实施形态的光加工装置、及第三实施形态的光加工装置(将后述)在同时进行利用第一光束R1的被加工物18的加工与利用第二光束R2的被加工物18的测量的情况下,可进行利用第一光束R1的被加工物18的加工,同时进行来自被加工面18s的检测光的检测,并在利用第一光束R1的被加工物18的加工后进行基于检测光的位置信息等的算出。
(第二实施形态的光加工装置的效果)
(2)以上所说明的第二实施形态的光加工装置包括:整合元件12,整合第一波长的第一光束R1的第一光路P1、与波长较第一波长还长的第二波长的第二光束R2的第二光路P2;聚光光学系统16a,具有正的折射力,且使来自整合元件12的第一光束R1与第二光束R2分别朝向被加工物18聚光;以及校正光学系统11S,具有正的折射力。而且,校正光学系统11S配置于整合元件12的入射侧的第二光路P2,第一光束R1及第二光束R2的其中一方的光束是对被加工物18进行加工的光束,第一光束R1及第二光束R2的另一方的光束是对被加工物18进行测量的光束。
根据所述结构,具有与所述第一实施形态的光加工装置1相同的效果。
(变形例的光加工装置)
以下,参照图6对变形例的光加工装置1a进行说明。由于光加工装置1a的结构与所述第一实施形态及第二实施形态的光加工装置1大致共通,因此对相同的结构赋予相同的符号,并适宜省略说明。
变形例的光加工装置1a与所述第一实施形态及第二实施形态的光加工装置1的不同之处在于:在测量部23与整合元件12之间的第二光路P2上配置有可变反射镜26。通过将可变反射镜26的反射面的方位角设定为规定角度,可使被加工物18的被加工面18s上的第二光束R2的第二聚光点FP2相对于第一光束R1的第一聚光点FP1的位置在XY面内方向上偏移规定的距离。此外,可变反射镜26也可构成为能够以与Y方向平行的轴为中心将反射面的方位角设定为规定角度。
在照射第一光束R1并进行加工的部分中,由于从被加工面18s产生的烟尘等,有可能无法通过第二光束R2高精度地进行测量。
在变形例的光加工装置1a中,可在与利用第一光束R1进行了加工的位置不同的位置处对与被加工面18s的位置或状态相关的信息进行检测,因此可防止由烟尘等引起的测量精度的下降。
此外,变形例的光加工装置1a也可在利用第一光束R1对被加工物18进行加工的同时,利用第二光束R2进行被加工物18的测量。在此种情况下,可在防止由烟尘等引起的测量精度的下降的同时,同时进行被加工物18的加工与测量。此外,变形例的光加工装置1a在同时进行利用第一光束R1的被加工物18的加工与利用第二光束R2的被加工物18的测量(来自被加工面18s的检测光的检测、及位置信息等的算出)的情况下,可进行利用第一光束R1的被加工物18的加工,同时进行来自被加工面18s的检测光的检测,并在利用第一光束R1的被加工物18的加工后进行基于检测光的位置信息等的算出。
此外,也可代替由所述可变反射镜26引起的第二光束R2的偏向,例如在第二光路P2配置中继透镜系统,在由中继透镜系统形成的中间聚光点的附近配置平行平板玻璃。在此种情况下,通过使平行平板玻璃的入射面及射出面的法线方向从第二光束R2的行进方向倾斜,可使被加工面18s上的第二聚光点FP2相对于第一聚光点FP1的位置在XY面内方向上偏移规定的距离。
此外,在光加工装置1a中,配置可变反射镜26的位置并不限于测量部23与整合元件12之间的第二光路P2。例如,可变反射镜26也可配置于光源10与整合元件12之间的第一光路P1。另外,除了配置于测量部23与整合元件12之间的第二光路P2的可变反射镜26之外,也可将其他可变反射镜配置于光源10与整合元件12之间的第一光路P1。
(第三实施形态的光加工装置)
以下,对第三实施形态的光加工装置进行说明。
其中,第三实施形态的光加工装置的结构与图1至图5所示的第一实施形态及第二实施形态的光加工装置的结构大致相同。因此,以下,参照图1及图2,对第三实施形态的光加工装置相对于第一实施形态及第二实施形态的光加工装置的不同点进行说明,对于共通的结构适宜省略说明。
第三实施形态的光加工装置不包括校正光学系统11。因此,被照射面17的附近的轴上色像差D1或倍率色像差D2的量与所述第一实施形态及第二实施形态的光加工装置相比而成为大的值。
在第三实施形态的光加工装置中,也使用第二波长的第二光束R2并通过测量部23及算出部24算出被加工面18s的位置。
第三实施形态的光加工装置包括所述位置信息修正部25。而且,位置信息修正部25存储有聚光光学系统16的像差信息,所述聚光光学系统16的像差信息为表示摆动反射镜14的旋转角度或者聚光点FP的X位置与轴上色像差D1或倍率色像差D2中的至少一者的关系的数值数据。另外,位置信息修正部25也可存储有聚光光学系统16的与所谓的远心度相关的信息。
位置信息修正部25基于从控制部22发送的与摆动反射镜14的旋转角度相关的信息或与聚光点FP的X位置相关的信息并根据与所述聚光光学系统16的特性相关的信息,算出聚光点FP处的轴上色像差D1或倍率色像差D2中的至少一者。位置信息修正部25基于通过所述内容算出的轴上色像差D1或倍率色像差D2中的至少一者对由算出部24算出、且作为信号S9被发送的被加工面18s的位置信息进行修正。而且,位置信息修正部25将被加工面18s的修正后的位置信息作为信号S10回复至算出部24。
通过包括位置信息修正部25,第三实施形态的光加工装置即便使用轴上色像差D1或倍率色像差D2比较大的光学装置2,也可对被加工面18s的位置准确地进行检测,并可对被加工面18s高精度地进行加工。
此外,也可如所述第一实施形态及第二实施形态的光加工装置那样,包括位置信息修正部25与校正光学系统11此两者,从而更高精度地进行色像差的校正。
(第三实施形态的光加工装置的效果)
(3)第三实施形态的光加工装置包括:整合元件12,将沿着第一光路P1供给的第一波长的第一光束R1与沿着第二光路P2供给的和第一波长不同的第二波长的第二光束R2合并;聚光光学系统16,使通过整合元件12合并的第一光束R1与第二光束R2分别朝向被照射面17聚光;保持部19,对被加工物18以其被加工面18s与被照射面17一致的方式进行保持;以及测量部23,对第二光束R2中的由被加工面18s反射或散射并经由聚光光学系统16及整合元件12返回到第二光路P2的检测光进行检测。而且,包括:算出部24,基于与测量部23检测到的检测光的强度相关的信息,算出被加工面18s中的照射到第二光束R2的部分的位置信息;以及位置信息修正部25,基于聚光光学系统16的色相差信息,对算出部24所算出的位置信息进行修正。
根据所述结构,即便使用轴上色像差D1或倍率色像差D2比较大的光学装置2,也可对被加工面18s的位置准确地进行检测,可对被加工面18s高精度地进行加工。
本发明不限定于以上内容。在本发明的技术思想范围内可想到的其他形态也包含于本发明的范围内。本实施形态可将所述形态的全部或一部分组合。
(附记)
本领域技术人员可理解所述多个实施形态或其变形例为以下形态的具体例。
(第一项)
一种光学装置,包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别聚光;以及校正光学系统,具有负的折射力,所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第一光路。
(第二项)
一种光学装置,包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及校正光学系统,具有正的折射力,所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第一光路,所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距,较所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距长。
(第三项)
根据第一项或第二项所述的光学装置,其中,所述第一波长下的所述聚光光学系统及所述校正光学系统的整合光学系统的后焦距与所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距的差的绝对值,较所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距与所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距的差的绝对值小。
(第四项)
一种光学装置,包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别聚光;以及校正光学系统,具有正的折射力,所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第二光路。
(第五项)
一种光学装置,包括:整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及校正光学系统,具有负的折射力,所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第二光路,所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距,较所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距长。
(第六项)
根据第四项或第五项所述的光学装置,其中,所述第二波长下的所述聚光光学系统及所述校正光学系统的整合光学系统的后焦距与所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距的差的绝对值,较所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距与所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距的差的绝对值小。
(第七项)
根据第一项至第六项中任一项所述的光学装置,其中,在将所述聚光光学系统设为第一聚光光学系统,将所述校正光学系统设为第一校正光学系统时,所述第一聚光光学系统被设置成:能够更换为与所述第一聚光光学系统不同的第二聚光光学系统,所述第一校正光学系统被设置成:能够更换为与所述第一校正光学系统不同的第二校正光学系统。
(第八项)
根据第七项所述的光学装置,其中,在使用所述第二聚光光学系统作为所述聚光光学系统时,使用所述第二校正光学系统作为所述校正光学系统。
(第九项)
根据第七项或第八项所述的光学装置,其中,所述第一聚光光学系统与所述第二聚光光学系统的后焦距不同,所述第一校正光学系统与所述第二校正光学系统的焦点距离不同。
(第十项)
根据引用第一项至第三项中任一项的第七项至第九项中任一项所述的光学装置,其中,在所述第一聚光光学系统的后焦距较第二聚光光学系统的后焦距短的情况下,所述第二校正光学系统的焦点距离较所述第一校正光学系统的焦点距离长,在所述第一聚光光学系统的后焦距较所述第二聚光光学系统的后焦距长的情况下,所述第二校正光学系统的焦点距离较所述第一校正光学系统的焦点距离短。
(第十一项)
根据引用第二项的第七项至第九项中任一项所述的光学装置,其中,在所述第一聚光光学系统的所述第一波长下的后焦距较所述第二聚光光学系统的所述第一波长下的后焦距短的情况下,所述第二校正光学系统的所述第一波长下的焦点距离较所述第一校正光学系统的所述第一波长下的焦点距离长,在所述第一聚光光学系统的所述第一波长下的后焦距较所述第二聚光光学系统的所述第一波长下的后焦距长的情况下,所述第二校正光学系统的所述第一波长下的焦点距离较所述第一校正光学系统的所述第一波长下的焦点距离短。
(第十二项)
根据引用第五项的第七项至第九项中任一项所述的光学装置,其中,在所述第一聚光光学系统的所述第二波长下的后焦距较所述第二聚光光学系统的所述第二波长下的后焦距短的情况下,所述第二校正光学系统的所述第二波长下的焦点距离较所述第一校正光学系统的所述第二波长下的焦点距离长,在所述第一聚光光学系统的所述第二波长下的后焦距较所述第二聚光光学系统的所述第二波长下的后焦距长的情况下,所述第二校正光学系统的所述第二波长下的焦点距离较所述第一校正光学系统的所述第二波长下的焦点距离短。
(第十三项)
根据第一项至第三项中任一项或者引用第一项至第三项中任一项的第七项至第十一项中任一项所述的光学装置,其中,所述校正光学系统不配置于所述第二光路。
(第十四项)
根据第四项至第六项中任一项或者引用第四项至第六项中任一项的第七项至第十项、第十二项中任一项所述的光学装置,其中,所述校正光学系统不配置于所述第一光路。
(第十五项)
根据第一项至第十四项中任一项所述的光学装置,其中,所述聚光光学系统从所述整合元件之侧起依序包含:具有负的折射力的第一透镜、以及整体上具有正的折射力的第二透镜群组,所述第一波长下的所述校正光学系统的焦点距离fc与所述第一波长下的所述聚光光学系统的焦点距离fg满足|fc|>10×fg的关系。
(第十六项)
根据第一项至第十五项中任一项所述的光学装置,其中,所述聚光光学系统从所述整合元件之侧起依序包含:具有负的折射力的第一透镜、以及整体上具有正的折射力的第二透镜群组,所述第二透镜群组包含:具有正的折射力、且包含第一透镜材料的一个以上的正透镜、以及具有负的折射力、且包含第二透镜材料的一个以上的负透镜,相对于透镜材料的对于所述第一波长的折射率n1与对于所述第二波长的折射率n2,将透镜材料的阿贝数ν设为ν=(n2-1)/(n2-n1)时,所述第一透镜材料的阿贝数ν1与所述第二透镜材料的阿贝数ν2满足ν1>ν2的关系。
(第十七项)
根据第一项至第十六项中任一项所述的光学装置,还包括:偏向扫描部,所述偏向扫描部配置于所述整合元件与所述聚光光学系统之间的第一光路及第二光路,使所述第一光束及所述第二光束偏向,并使从所述聚光光学系统所射出的所述第一光束及所述第二光束的聚光位置沿着与所述聚光光学系统的光轴交叉的轴移动。
(第十八项)
根据第一项至第十七项中任一项所述的光学装置,其中,所述第一光束及所述第二光束的主光线相对于各个聚光位置处的法线的角度为1°以内。
(第十九项)
一种光加工装置,包括根据第一项至第十八项中任一项所述的光学装置、以及对被加工物进行支撑的支撑部,所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
(第二十项)
根据第十九项所述的光加工装置,其中,所述其中一方的光束经由所述整合元件及所述聚光光学系统被照射至所述被加工物,所述另一方的光束经由所述整合元件及所述聚光光学系统被照射至所述被加工物,且所述光加工装置还包括测量部,所述测量部经由所述聚光光学系统及所述整合元件检测通过被照射至所述被加工物的所述另一方的光束而产生的检测光。
(第二十一项)
根据第二十项所述的光加工装置,还包括算出部,所述算出部基于所述测量部所检测到的检测光,生成与所述被加工物的测量结果相关的信息。
(第二十二项)
根据第二十一项所述的光加工装置,其中,基于与所述测量结果相关的信息照射所述另一方的光束。
(第二十三项)
根据第二十二项所述的光加工装置,其中,基于与所述测量结果相关的信息,决定所述另一方的光束对于所述被加工物的照射位置、照射次数、照射条件中的至少一个。
(第二十四项)
根据第二十三项所述的光加工装置,其中,所述照射条件是要照射至所述被加工物的所述另一方的光束的强度与波长中的至少一者的条件。
(第二十五项)
根据第二十一项所述的光加工装置,其中,与所述测量结果相关的信息包含与所述被加工物中的照射到所述其中一方的光束的部分的位置相关的信息。
(第二十六项)
根据第二十五项所述的光加工装置,其中,基于与所述位置相关的信息照射所述另一方的光束。
(第二十七项)
根据第二十六项所述的光加工装置,其中,基于与所述位置相关的信息,决定所述另一方的光束对于所述被加工物的照射位置、照射次数、照射条件中的至少一个。
(第二十八项)
根据第二十七项所述的光加工装置,其中,所述照射条件是要照射至所述被加工物的所述另一方的光束的强度与波长中的至少一者的条件。
(第二十九项)
根据第十九项至第二十八项中任一项所述的光加工装置,其中,所述其中一方的光束是第二光束,所述另一方的光束是第一光束。
(第三十项)
一种光学装置,包括:聚光光学系统,使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别聚光;以及校正光学系统,配置于所述整合元件的入射侧的所述第一光束的光路,所述校正光学系统配置于所述光路时的所述第一光束的聚光位置与所述第二光束的聚光位置的距离,较所述校正光学系统不配置于所述光路时的所述第一光束的聚光位置与所述第二光束的聚光位置的距离短。
(第三十一项)
根据第三十项所述的光学装置,其中,所述校正光学系统配置于所述光路时的所述第一光束的聚光位置与所述第二光束的聚光位置的沿着所述聚光光学系统的光轴的距离,较所述校正光学系统不配置于所述光路时的所述第一光束的聚光位置与所述第二光束的聚光位置的沿着所述光轴的距离短。
(第三十二项)
一种光加工装置,包括:整合元件,整合沿着第一光路供给的第一波长的第一光束与沿着第二光路供给的与所述第一波长不同的第二波长的第二光束;聚光光学系统,使通过所述整合元件整合的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被照射面聚光;保持部,对被加工物以其被加工面与所述被照射面一致的方式进行保持;测量部,对所述第二光束中的由所述被加工面反射或散射并经由所述聚光光学系统及所述整合元件返回至所述第二光路的检测光进行检测;算出部,基于与所述测量部检测到的检测光的强度相关的信息,算出所述被加工面中的照射到所述第二光束的部分的位置信息;以及位置信息修正部,基于与所述聚光光学系统的特性相关的信息,对所述算出部所算出的所述位置信息进行修正。
(第三十三项)
根据第三十二项所述的光加工装置,其中,还包括校正光学系统,所述校正光学系统配置于所述第一光路,使所述被照射面的附近的所述第一光束的聚光位置在所述聚光光学系统的光轴方向上接近所述第二光束的聚光位置。
(第三十四项)
根据第三十二项或第三十三项所述的光加工装置,其中,基于所述被加工面的所述位置信息,决定所述第一光束对于所述被加工面的照射位置。
此外,关于所述第三十二项至第三十四项的形态,还可包括所述第一项至第九项中任一项所述的结构。
[符号的说明]
1:光加工装置
2、2a:光学装置
P1:第一光路
P2:第二光路
P3:第三光路
P4:第四光路
R1:第一光束
R2:第二光束
10:光源
11:校正光学系统
12:整合元件
13:固定反射镜
14:摆动反射镜
16:聚光光学系统
L11、L21:第一透镜
G20、G21:第二透镜群组
17:被照射面
18:被加工物
18s:被加工面
19:试样台
20:引导件
22:控制部
23:测量部
24:算出部
25:位置信息修正部
Claims (22)
1.一种光加工装置,其特征在于,包括:
整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;
聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及
校正光学系统,具有负的折射力,
所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第一光路,
所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,
所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
2.一种光加工装置,其特征在于,包括:
整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;
聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及
校正光学系统,具有正的折射力,
所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第一光路,
所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距,较所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距长,
所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,
所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
3.根据权利要求1或2所述的光加工装置,其特征在于,
所述第一波长下的所述聚光光学系统及所述校正光学系统的整合光学系统的后焦距与所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距的差的绝对值,较所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距与所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距的差的绝对值小。
4.一种光加工装置,其特征在于,包括:
整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;
聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及
校正光学系统,具有正的折射力,
所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第二光路,
所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,
所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
5.一种光加工装置,其特征在于,包括:
整合元件,整合第一波长的第一光束的第一光路、与波长较所述第一波长还长的第二波长的第二光束的第二光路;
聚光光学系统,具有正的折射力,且使来自所述整合元件的所述第一光束与所述第二光束分别朝向被加工物聚光;以及
校正光学系统,具有负的折射力,
所述校正光学系统配置于所述整合元件的入射侧的所述第二光路,
所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距,较所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距长,
所述第一光束及所述第二光束的其中一方的光束是对所述被加工物进行加工的光束,
所述第一光束及所述第二光束的另一方的光束是对所述被加工物进行测量的光束。
6.根据权利要求4或5所述的光加工装置,其特征在于,
所述第二波长下的所述聚光光学系统及所述校正光学系统的整合光学系统的后焦距与所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距的差的绝对值,较所述第二波长下的所述聚光光学系统的后焦距与所述第一波长下的所述聚光光学系统的后焦距的差的绝对值小。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
在将所述聚光光学系统设为第一聚光光学系统,将所述校正光学系统设为第一校正光学系统时,
所述第一聚光光学系统被设置成:能够更换为与所述第一聚光光学系统不同的第二聚光光学系统,
所述第一校正光学系统被设置成:能够更换为与所述第一校正光学系统不同的第二校正光学系统。
8.根据权利要求7所述的光加工装置,其特征在于,
在使用所述第二聚光光学系统作为所述聚光光学系统时,使用所述第二校正光学系统作为所述校正光学系统。
9.根据权利要求7或8所述的光加工装置,其特征在于,
所述第一聚光光学系统与所述第二聚光光学系统的后焦距不同,
所述第一校正光学系统与所述第二校正光学系统的焦点距离不同。
10.根据引用权利要求1或4中任一项的权利要求7至9中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
在所述第一聚光光学系统的后焦距较所述第二聚光光学系统的后焦距短的情况下,所述第二校正光学系统的焦点距离较所述第一校正光学系统的焦点距离长,
在所述第一聚光光学系统的后焦距较所述第二聚光光学系统的后焦距长的情况下,所述第二校正光学系统的焦点距离较所述第一校正光学系统的焦点距离短。
11.根据引用权利要求2的权利要求7至9中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
在所述第一聚光光学系统的所述第一波长下的后焦距较所述第二聚光光学系统的所述第一波长下的后焦距短的情况下,所述第二校正光学系统的所述第一波长下的焦点距离较所述第一校正光学系统的所述第一波长下的焦点距离长,
在所述第一聚光光学系统的所述第一波长下的后焦距较所述第二聚光光学系统的所述第一波长下的后焦距长的情况下,所述第二校正光学系统的所述第一波长下的焦点距离较所述第一校正光学系统的所述第一波长下的焦点距离短。
12.根据引用权利要求5的权利要求7至9中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
在所述第一聚光光学系统的所述第二波长下的后焦距较所述第二聚光光学系统的所述第二波长下的后焦距短的情况下,所述第二校正光学系统的所述第二波长下的焦点距离较所述第一校正光学系统的所述第二波长下的焦点距离长,
在所述第一聚光光学系统的所述第二波长下的后焦距较所述第二聚光光学系统的所述第二波长下的后焦距长的情况下,所述第二校正光学系统的所述第二波长下的焦点距离较所述第一校正光学系统的所述第二波长下的焦点距离短。
13.根据权利要求1至3或者引用权利要求1至3中任一项的权利要求7至11中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
所述校正光学系统不配置于所述第二光路。
14.根据权利要求4至6或者引用权利要求4至6中任一项的权利要求7至10、或12中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
所述校正光学系统不配置于所述第一光路。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
所述聚光光学系统从所述整合元件之侧起依序包含:具有负的折射力的第一透镜、以及整体上具有正的折射力的第二透镜群组,
所述第一波长下的所述校正光学系统的焦点距离fc与所述第一波长下的所述聚光光学系统的焦点距离fg满足
|fc|>10×fg的关系。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
所述聚光光学系统从所述整合元件之侧起依序包含:具有负的折射力的第一透镜、以及整体上具有正的折射力的第二透镜群组,
所述第二透镜群组包含:
具有正的折射力、且包含第一透镜材料的一个以上的正透镜,以及
具有负的折射力、且包含第二透镜材料的一个以上的负透镜,
相对于透镜材料的对于所述第一波长的折射率n1、与对于所述第二波长的折射率n2,将透镜材料的阿贝数ν设为ν=(n2-1)/(n2-n1)时,
所述第一透镜材料的阿贝数ν1与所述第二透镜材料的阿贝数ν2满足ν1>ν2的关系。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的光加工装置,其特征在于,还包括:
偏向扫描部,
所述偏向扫描部配置于所述整合元件与所述聚光光学系统之间的所述第一光路及所述第二光路,使所述第一光束及所述第二光束偏向,并使从所述聚光光学系统射出的所述第一光束及所述第二光束的聚光位置沿着与所述聚光光学系统的光轴交叉的轴移动。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
所述第一光束及所述第二光束的主光线,相对于各个聚光位置处的法线的角度为1°以内
19.根据权利要求1至18中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
所述第一光束及所述第二光束的所述另一方的光束,经由所述整合元件及所述聚光光学系统被照射至所述被加工物,且
所述光加工装置还包括测量部,所述测量部经由所述聚光光学系统及所述整合元件检测通过被照射至所述被加工物的所述另一方的光束而产生的检测光。
20.根据权利要求19所述的光加工装置,其特征在于,还包括:
算出部,
所述算出部基于所述测量部检测到的检测光,生成与所述被加工物中的照射到所述第一光束及所述第二光束的所述其中一方的光束的部分的位置相关的位置信息。
21.根据权利要求20所述的光加工装置,其特征在于,
基于所述位置信息来照射所述第一光束及所述第二光束的所述其中一方的光束。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的光加工装置,其特征在于,
所述其中一方的光束是第二光束,
所述另一方的光束是第一光束。
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