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公開番号2025030828
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136467
出願日2023-08-24
発明の名称光学装置、露光装置および露光方法
出願人株式会社SCREENホールディングス
代理人個人,個人
主分類G03F 7/20 20060101AFI20250228BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】プリズムを用いて光の進路をシフトさせる技術において、簡単な構成でありながら、非点隔差の増大を抑えつつ、しかもプリズム材料の屈折率の波長依存性に起因する色収差の影響をも抑える。
【解決手段】本発明は、入力光の進路をシフトさせて、入力光の光路と平行であって同一でない光路に沿った出力光を出力する光学装置であって、それぞれが互いに非平行な入射面と出射面とを有する第1プリズム体および第2プリズム体と、それらの間の距離を変化させて光のシフト量を調整するシフト量調整機構とを備える。第1プリズム体および第2プリズム体の各々は、一の端面が入射面を構成する第1部材と、一の端面が出射面を構成しアッベ数が第1部材とは異なる第2部材とが端面同士を互いに突き合わせた状態で配置されたものである。
【選択図】図8

特許請求の範囲【請求項１】
入力光の進路をシフトさせて、前記入力光の光路と平行であって同一でない光路に沿った出力光を出力する光学装置であって、
互いに非平行な入射面と出射面とを有する第１プリズム体と、
互いに非平行な入射面と出射面とを有し、頂角が前記第１プリズム体と略同一である第２プリズム体と、
前記第１プリズム体と前記第２プリズム体とを互いに逆向きに、かつ、前記第１プリズム体の前記出射面と前記第２プリズム体の前記入射面と対向するように支持し、それらの間の距離を変化させて、前記第１プリズム体の前記入射面に入射する前記入力光と、前記第２プリズム体の前記出射面から出射される前記出力光との間のシフト量を調整するシフト量調整機構と
を備え、
前記第１プリズム体および前記第２プリズム体の各々は、
一の端面が前記入射面を構成する第１部材と、
一の端面が前記出射面を構成する第２部材と
を有し、
前記第１部材と前記第２部材とは、アッベ数が互いに異なる材料でそれぞれ形成されたプリズムであり、前記第１部材の前記入射面とは異なる一の端面と、前記第２部材の前記出射面とは異なる一の端面とを互いに突き合わせた状態で配置される、光学装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記第１プリズム体では、前記入射面に対する前記入力光の入射角が、前記出射面からの出射光の偏角が最小となる角度に設定されている、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記第１プリズム体および前記第２プリズム体の各々はウェッジプリズムである、請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第１部材および前記第２部材の各々はウェッジプリズムである、請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第１部材と前記第２部材との間では、アッベ数がより大きい方がより大きな頂角を有する、請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記第１部材および前記第２部材の一方がクラウンガラス製、他方がフリントガラス製である、請求項１ないし５のいずれかに記載の光学装置。
【請求項７】
前記第１プリズム体と前記第２プリズム体とが同一の構造および形状を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載の光学装置。
【請求項８】
前記第１プリズム体と前記第２プリズム体とが、前記光路に垂直な回転軸について対称に配置される、請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記入力光の光路または前記出力光の光路に配置されて前記出力光に現れる非点隔差を補正する補正光学素子を備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の光学装置。
【請求項１０】
前記入力光の入射方向に垂直かつ前記入力光に対する前記出力光のシフト方向と平行な方向を第１方向とし、前記入射方向および前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、
前記補正光学素子は、前記第１方向と前記第２方向との間で非点収差を生じさせる光学素子である、請求項９に記載の光学装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばプリント配線基板やガラス基板等の基板にパターンを描画するために基板を露光する技術に適用可能な光学装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体基板、プリント配線基板、ガラス基板等の各種基板に配線パターン等のパターンを形成する技術として、基板表面に形成された感光層に、描画データに応じて変調された光ビームを入射し、感光層を露光させるものがある。この種の技術においては、基板の歪みや変形等に適合させつつ適正な位置に描画を行うために、基板に対する光ビームの入射位置をシフトさせる手段が光路上に設けられる。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の技術では、互いに逆向きに対向配置された１対のウェッジプリズムが光路上に配置されている。そして、ウェッジプリズム間の距離を変化させることにより、通過する光ビームが像面に形成する像の位置のシフトが実現されている。この技術では、プリズム間の距離が基準値であるときに非点隔差がほぼゼロとなるように、プリズムに対する光の入射角が設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－２４４４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようにプリズムを用いた光学装置によって光ビームをシフトさせる技術においては、プリズム材料の光学特性によるシフト量のずれが問題となり得る。具体的には、材料の屈折率の波長依存性に起因して、光ビームの出射角が波長により異なるため、それに応じてシフト量が変動する。光ビームが有意の帯域幅を持つ場合には、波長成分によりシフト量が異なることでビームスポットの広がりが発生し、露光装置においては露光により形成される像の鮮明さが低下することになる。また、十分に帯域幅の狭い光源が用いられる場合であっても、温度や駆動電流の変化などの変動要因によって中心波長が変化すると、得られるシフト量は設計値からずれてしまう。これらの現象はいずれも、露光により形成される像の品質を低下させることになる。
【０００６】
なお本明細書においては、このようにプリズム材料の屈折率が波長によって異なるという事象を「分散」と称する。また、この屈折率の波長依存性に起因して生じ、露光により形成される像の品質を低下させることとなる、光ビームの位置が変動したりビームスポットサイズが変化したりする現象を、レンズ類での称呼に倣い「色収差」と称することとする。
【０００７】
さらに、この種の光学装置では、必要に応じてシフト量を変化させる必要があるが、シフト量の設定を変えればそれに応じて上記した色収差の大きさも変化する。このため、例えば当該光学装置だけでなくこれを含む光学系全体の設計の最適化によって色収差を抑え込むことも、事実上不可能である。このことから、非点隔差を小さく抑えるという機能を維持しながら、さらにプリズム材料の屈折率の波長依存性に起因する色収差を抑えるという効果を得ることのできる技術の確立が求められる。この点において、上記従来技術には改善の余地が残されている。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、プリズムを用いて光の進路をシフトさせる技術において、簡単な構成でありながら、非点隔差の増大を抑えつつ、しかもプリズム材料の屈折率の波長依存性に起因する色収差の影響をも抑えることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様は、入力光の進路をシフトさせて、前記入力光の光路と平行であって同一でない光路に沿った出力光を出力する光学装置であって、互いに非平行な入射面と出射面とを有する第１プリズム体と、互いに非平行な入射面と出射面とを有し、頂角が前記第１プリズム体と略同一である第２プリズム体と、前記第１プリズム体と前記第２プリズム体とを互いに逆向きに、かつ、前記第１プリズム体の前記出射面と前記第２プリズム体の前記入射面と対向するように支持し、それらの間の距離を変化させて、前記第１プリズム体の前記入射面に入射して前記第２プリズム体の前記出射面から出射される光のシフト量を調整するシフト量調整機構とを備えている。
【００１０】
ここで、前記第１プリズム体および前記第２プリズム体の各々は、一の端面が前記入射面を構成する第１部材と、一の端面が前記出射面を構成する第２部材とを有し、前記第１部材と前記第２部材とは、アッベ数が互いに異なる材料でそれぞれ形成されたプリズムであり、前記第１部材の前記入射面とは異なる一の端面と、前記第２部材の前記出射面とは異なる一の端面とを互いに突き合わせた状態で配置される。以下、第１プリズム体と第２プリズム体とを特に区別する必要がない場合には、これらを単に「プリズム体」と称することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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