[发明专利]扫描装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有变形的折反射的后置扫描光学件的扫描装置，该扫描装置例如按类属地由WO 99/03012 A1所公知。

背景技术

扫描装置例如用于电路板直接曝光，在那里，这些扫描装置利用沿着扫描线的光束沿扫描方向对平面的目标表面进行扫描，在此期间，目标表面沿与扫描方向垂直延伸的进给方向运动。如在WO 99/03012 A1中公开的那样，按类属的扫描装置包括光源、扫描单元、前置于扫描单元的用于由光源形成射线束和引导到扫描单元上的光学件(前置扫描光学件)以及后置于扫描单元的用于通过扫描单元成形出偏向的射线束和引导到目标表面上的光学件(后置扫描光学件)。

根据前面提到的WO 99/03012 A1的实施例，前置扫描光学件由柱镜和双柱面的折射元件组成，并且以如下方式将光源成像到后置扫描光学件中，即，提供了射线束的如后置扫描光学件所需那样的变形特性。此外布置在扫描装置之前的转向镜和耦入镜仅用于射线束的射线转向，或用于射线束在交叉扫描平面中以入射角进入到扫描装置(其由多面镜形成)中的射线转向和射线耦入，射线束的射线轴线与多面镜的多面镜小平面的面法线围成该交叉扫描平面。

在反射角等于进入到后置扫描光学件中的入射角的情况下，多面镜小平面反射交叉扫描平面中的射线束。

后置扫描光学件是F-theta物镜，在其中，可能出现不同类型的失真，重要的是使这些失真最小化。扫描弧(Scanbogen)和梯形失真属于这些失真。

扫描弧是扫描线相对于扫描平面拱曲，该拱曲存在于每个F-theta物镜中并且随着图像地点与后置扫描光学件的光学轴线不断远离而增大。

当图像应投影在投影面上的不同高度中时，已知在投影机设施中有梯形失真。于是典型地，图像在靠上的图像边缘上比在靠下的图像边缘上更宽。当目标物和/或图像未与投影物镜的光学轴线垂直地布置时，出现这种类型的失真。为此，在F-theta物镜中确定了耦入角以及必要时后置扫描光学件的与之对中心的布置方案。

因此，针对根据前面提到的WO 99/03012 A1的扫描装置的两个实施方案提出的是，与多面镜对中心地布置后置于多面镜的后置扫描光学件，也就是说，后置扫描光学件的光学轴线与多面镜的转动轴线处于垂直，由此，被多面镜反射的射线束以与入射角相等的相对于后置扫描光学件的光学轴线的夹角进入到后置扫描光学件中，并且该射线束以像点的方式成像在目标对象上，该像点位于包含光学轴线的平面中。后置扫描光学件与多边形件对中心的布置是具有最小失真的布置。然而，这同时导致了在到达的射线束有较大入射角的情况下相当笨重的构造。

根据一种实施方案，后置扫描光学件以沿射线方向布置的方式包括球面的弯月形件、平柱透镜和球面柱透镜，该弯月形件和该平柱透镜共同形成双透镜(Doublet)。与根据本发明的扫描装置的修正物镜类似的前面提到的三个光学元件具有如下任务：消除由于后续的用于产生远心光路的镜设施而不能被抵消的图像误差或使该图像误差最小化。后续的镜设施由第一球面镜和第二球面镜组成，并且经由球面的柱镜将射线束反射到后置扫描光学件的焦平面中，后置扫描光学件包括所有前面提到的元件。

根据前面提到的WO 99/03012 A1的扫描装置特别不适合于大扫描长度(亦即，通常是后置扫描光学件沿扫描方向的长焦距)。缺点尤其在于，镜设施由于有第一球面镜而导致的大结构尺寸，该第一球面镜大约具有要产生的扫描线的两倍的长度。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种用于大扫描长度的扫描装置，该扫描装置包括尽可能少的且具有尽可能小的结构尺寸的光学结构部件，这导致空间、重量和成本的节省。此外，这些光学结构部件应能够简单地制造。

针对如下用于使射线束沿着扫描线成像的扫描装置来说，该任务得以解决，该扫描装置包括光源、具有多面镜的扫描单元、以及前置于多面镜的前置扫描光学件、和后置于多面镜的后置扫描光学件。前置扫描光学件前置于多面镜，使得射线束在交叉扫描平面中以入射角照射到多面镜上。

对于本发明而言重要的是，后置扫描光学件的光学轴线沿多面镜的反射方向布置。后置扫描光学件以沿轴线射线方向依次布置的方式包括具有至少一个第一修正透镜和第二修正透镜的修正物镜、以及仅一个柱镜和柱透镜。

柱镜在交叉扫描平面中相对于多面镜的面法线以第一倾斜角倾斜，其中，第一倾斜角β通过入射角α来确定。两个修正透镜中的一个相对于后置扫描光学件的光学轴线以第二倾斜角γ倾斜并且错开了间距a地布置。

有利地，第一倾斜角β在0.97α<β<1.03α的范围内。