CN114008511B 用于将光束引导至目标的投影装置和方法 （奎比格有限公司）

2021.12.21PCT/EP2020/06682520WO2020/254444EN2020.12.24US2009171329A1,2009.07.02提供一种用于控制投影装置(100)的控制单为以使得由光束(101)在目标(140)上产生的光斑(141)沿着其半径(R)随时间改变的近似圆形2用于以第一偏转频率在第一方向(x)上以及以第二偏转频率在第二方向(y)上对光束(101)进行二维偏转的第一光束偏转单元(120)，所述第二偏转频率等于所述第一偏转频第一偏转元件(121)，用于在所述第一方向(x)上偏转入射光束(101)并产生一维偏转第二偏转元件(122)，用于在所述第二方向(y)上偏转所述一维偏转光束(103)并产生其中，所述控制单元(130)构造成以使得由所述光束(101)在所述目标(140)上产生的光斑(141)沿着随时间改变其半径(R)的近似圆形路径移动的方式控制所述第一光束偏转其中，所述第一偏转元件(121)由第一交流电压(Vx)控制而使所述光束(101)在所述第y所述第二偏转元件(122)由第二交流电压(V)控制而使所述光束(101)在所述第二方向y所述第一偏转元件(121)和所述第二偏转元件(122)被谐振增强，用于斑(141)以使得所述路径的连续线圈之间的径向距离(dr)恒定的方式沿着螺旋线(144)移所述第一偏转元件(121)包括电光偏转器或微所述第二偏转元件(122)包括电光偏转器或微所述路径的连续线圈之间的径向距离(dr)等于所述光斑(14所述控制单元(130)构造成以如下方式控制所述第一光束偏转单元(120述第一交流电压和第二交流电压(Vx，Vy)的幅值重复性地在第一时间跨度内从零增加到最所述控制单元(130)构造成以如下方式控制所述第一光束偏转单元(120述第一交流电压和第二交流电压(Vx，Vy)的幅值重复性地在第一时间跨度内从最大幅值下所述控制单元(130)构造成以如下方式控制所述第一光束偏转单元(120述第一交流电压和第二交流电压(Vx，Vy)的幅值重复性地在第一时间跨度内从零增加到最3所述控制单元(130)构造为在比所述第一时间跨度和第二时间跨度短的第三时间跨度所述控制单元(130)构造成在幅值达到零值时在所述第一交流电压和第二交流电压8.根据权利要求1至6中任一项所述的投影装置(100)，还包括用于产生所述入射光束所述光束产生单元(110)还包括用于调制所述未调制光束的强度的强度调制元件光源(111)构造为发射包括具有恒定幅值和可变时间距离的光脉冲的光束(光源(111)构造为发射包括具有恒定幅值和恒定脉冲重复频率的光脉冲的光束(101)，并且强度调制元件(112)构造为消隐个体光脉冲并选择性地修改每个剩余光脉冲的幅值，光源(111)构造为发射具有恒定幅值的连续波光束(101)，并且强度调制元件(112)构造为从所述连续波光束形成个体光脉冲并且选择性地修改每个所形成的其中，所述控制单元(130)还构造为控制光束产生单元(110所述入射光束(101)的脉冲重复频率与所述瞬时半径(R)成所述控制单元(130)构造为以如下方式控制所述光束产生单元(110)于对由所述第一光束偏转单元(120)发射的偏转光束(101)进行二维偏转并将经两次二维所述第二光束偏转单元(150)是包括可移动部件并呈现出大的最大偏转的非谐振增强4所述控制单元(130)还构造为以如下方式控制所述第二光束偏转单元(1所述第一光束偏转单元(120)产生的所述螺旋线(144)的中心缓慢地或步进地沿着所述目19.一种使用根据权利要求1-6中任一项所述的投影装置(100)的用于将光束(101)引以第一偏转频率在第一方向(x)上以及以等于所述第一偏转频率的第二偏转频率在第(141)沿着其半径(R)随时间改变的近似圆形的路径移动，使得所述光斑(141)以如下方式所述光斑(141)以如下方式沿着所述螺旋线(144)移动，即，使得所述之间的径向距离(dr)等于所述光斑(15规则。[0006]安德烈亚斯·奥勒(AndreasOehler)等人的在2017年的微电子和光电制造中的激光应用(LAMOM)XXII中的SPIELASE文集10091中的“用于超短脉冲激光器的新随机触发特征提高微加工应用中的生产量、精度和质量(Newrandomtrigger-featureforultrashort-pulsedlaserincreasesthroughput,accuracyandqualityin[0007]在DE202010004547U1中，偏转角随时间的变化通过为偏转器6[0010]EP1419411B1尝试通过选择彼此接近且彼此之间具有由两个不同整数的商或[0014]采用这样的控制单元，例如可以结合谐振增强型偏转系统的优点(其意味着所实每个点都可以通过光束以易于寻址的方式进行扫描)的优点(其意味着存在简单的时间到7根据路径的瞬时半径来修改入射光束的脉冲重复频率，例如可以使其与瞬时半径成比例。[0028]根据本发明的投影装置用于将光束引导至目标。投影装置包括第一光束偏转单[0029]采用这样的投影装置，例如可以结合谐振增强型偏转系统的优点(其意味着所实和/或第二偏转元件可以被谐振增强以便在内部产生使幅值增加超过交流电压幅值的信用于产生未调制光束的光源和用于对未调制8强度调制元件构造为从连续波光束形成个体光脉冲并且选择性地修改每个所形成的光脉的螺旋线的中心沿着目标上的路径缓慢地或逐步地移动的方式控制第光束在目标上产生的光斑沿着半径随时间改变的近似圆形的路径移动。采用这样的方法，例如可以结合谐振增强型偏转系统的优点(其意味着所实现的偏转与外部提供的电压之间第一方向以及以基本上等于第一偏转频率的第二偏转频率在第二方向上二维地偏转入射优点(其意味着所实现的偏转与外部提供的电压之间的比率增加)与非谐振增强型偏转系[0040]本发明的进一步特征和有用方面可以在参照附图对示例性实施方式的描述中发[0043]图3示出了说明为了获得特定图案的光斑的脉冲重复频率与谐振频率之间的关系[0048]图8示出了当使用图7a所示的设定信号时偏转光束的中心在目标上所遵循的轨9[0050]图10示出了当使用图9a所示的设定信号时偏转光束的中心在目标上所遵循的轨[0051]图11a至11d示出了用于在目标上实现期望轨迹的信号的示意性时间图的第三示[0052]图12a至12d示出了当使用图11a所示的设定信号时偏转光束的中心在目标上所遵产生单元110和光束偏转单元120的控进一步包括强度调制元件112，用于调制由光源111发射的光束101的强度。强度调制元件y122基于从控制单元130接收的第二交流电压V在第二方向(例如，竖直方向或y方向)上偏y[0060]诸如反射镜或透镜之类的另外的光学元件可以可选地布置在光路中以用于进一号和/或从光源111接收控制信号，控制和驱动强度调制元件112以及控制和驱动第一和第差AP彼此间隔。[0078]图3示出了说明光束101的脉冲重复频率PRF与谐振频率fres之间的关系的示例的的光斑141之间的预定角度差Δφ以及由此的沿着圆143的圆周的数量为n=2XIAP的光[0083]为了实现光斑141不仅在圆143的圆周上产生、而且在圆143内的整个区域中的任且使相邻螺旋线线圈上的像素之间的距离也有相同最大偏转的正方形的大小的π/4＝78％。与较早描述的其中可以以几乎恒定的像素[0094]除了与第一实施方式的光束偏转单元120相对应并因此以相同的附图标记标示的第一偏转单元120与第二偏转单元150之间布置中继光学器件153(在图中以虚线示出)。另外的聚焦光学器件(图中未示出)可以布置在第二偏转单元1[0096]通过组合第一和第二光束偏转单元120、150，光束101可以到达的区域显著地增Vset可以致动图6中所示的第二光束偏转单元150以便将成像区域[0113]图11a示出了设定信号Vset(t)的波形的第三示例。图11b示出了对应的驱动信号[0114]第三示例与第二示例的不同之处在于在时间跨度T1、T2、T3期间的设定信号Vset[0117]图12a至12d示出了跨度T2期间，幅值以及由此半径保持恒定，并且偏转光斑的中心点在圆上移动(图中未示时间跨度T4期间的螺旋线同时具有倒向的x轴和y轴，而时间跨度T6期间的螺旋线仅是x轴(图12c)。这致使在时间跨度T1和T4期间的两个向上螺旋线彼此关于原点成点对称，如图[0120]虽然上面描述了实现螺旋线作为偏转光束的中心在目标在图1所示的位置(A)处的光束101的时序图，112表示强度调制元件112的时间相关传递函光脉冲的时间设定(光脉冲发生的时间点)。例如可以通过使用在上面指出的AndreasOehler等人描述的方法来实现这样的触发。(可选的)强度调制器112可以用于单独地改变[0123]图13b示出了具有带选通或脉冲拾取的固定脉冲率源(这是用于ps和fs脉冲的非如图14a中的完整图案并且可以留下中心光斑不打开。锥形结构可以由直径随层深度变化