DE102011109449B3

DE102011109449B3 - Verfahren zum kalibrieren eines laserscanners, verwendung des verfahrens und bearbeitungssystem mit laserscanner

Info

Publication number: DE102011109449B3
Application number: DE102011109449A
Authority: DE
Inventors: Holger Dömer; Rüdiger Rosenkranz
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Carl Zeiss NTS GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2031-08-05
Also published as: US20130057874A1; JP2013035064A; EP2554323B1; EP2554323A2; CN102922127A; DE102011109449B9; JP6131008B2; EP2554323A3; US8693008B2; CN102922127B

Abstract

Ein Verfahren zum Kalibrieren eines Laserscanners umfasst ein Scannen eines Laserstrahls 17 mit dem Laserscanner entlang eines Scanpfads 221 und ein Detektieren von durch Auftreffen von Laserlicht auf einen Detektionsquerschnitt 213 hervorgerufenen Lichtintensitäten, und Bestimmen einer Position des Detektionsquerschnitts relativ zu dem Laserscanner basierend auf den detektierten Lichtintensitäten, wobei der Scanpfad in einer Ebene, welche den Detektionsquerschnitt enthält, einen ersten Teilpfad 223 und einen zweiten Teilpfad 225 umfasst, welche sich nebeneinander mit einem Abstand d voneinander erstrecken, welcher kleiner ist als ein Durchmesser des Detektionsquerschnitts plus einem Durchmesser des Laserstrahls und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Laserstrahls oder/und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Detektionsquerschnitts.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Laserscanners, die Verwendung dieses Verfahrens und ein Bearbeitungssystem mit einem Laserscanner.
Es ist bekannt, Laserstrahlen zur Bearbeitung eines Objekts, wie beispielsweise zur Veränderung von Materialeigenschaften des Objekts oder zum Abtragen von Material von dem Objekt, einzusetzen. Hierzu wird ein Laserstrahl mit ausreichender Strahlenergie bzw. ausreichender Photonenenergie mittels eines Laserscanners auf zuvor bestimmte Bearbeitungsorte des Objekts gerichtet. Dies erfolgt durch Einstellen von Scanauslenkungen des Laserscanners in Abhängigkeit von Koordinaten der Bearbeitungsorte in einem Koordinatensystem des Laserscanners. Hierzu sind die Koordinaten der gewünschten Bearbeitungsorte in Auslenkungen des Laserscanners umzurechnen, was durch eine geeignete mathematische Koordinatentransformation erreicht werden kann. Vorzugsweise wird diese Koordinatentransformation kalibriert. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz von einem Detektor geschehen, welcher hinter einer Blende mit einer Blendenöffnung, welche einen bekannten Durchmesser aufweist und an einem bekannten Ort in dem Koordinatensystem angeordnet ist, geschehen, indem der Laserstrahl durch den Laserscanner über die Blende gescannt wird. Der über die Blende gescannte Laserstrahl kann der Laserstrahl sein, mit dem ebenfalls die Bearbeitung des Objekts vorgenommen wird, oder es kann ein hiervon verschiedener Laserstrahl sein, dessen Strahlverlauf eine bekannte Relation zu dem Laserstrahl aufweist, mit dem die Bearbeitung des Objekts vorgenommen wird. In Abhängigkeit von hierbei durch den Detektor detektierten Signalen kann die dem Ort der Blendenöffnung korrespondierende Scanauslenkung des Laserscanners ermittelt und hierdurch die Koordinatentransformation kalibriert werden. Dieser Vorgang kann für mehrere bekannte Orte, an denen die Blendenöffnung angeordnet ist, wiederholt werden. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus US 6,501,061 B1 und US 2005/0205775 A1 bekannt, deren Offenbarung durch Inbezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Das Bestimmen der Position der Blende relativ zu dem Laserscanner in Abhängigkeit der durch den Detektor detektierten Signale nimmt eine signifikante Zeitdauer in Anspruch, welche die gesamte Bearbeitungszeit für ein Objekt mit einem Laserbearbeitungssystem verlängert.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Kalibrieren eines Laserscanners bereitzustellen, welches es erlaubt, die Position eines bestimmten Detektionsquerschnitts, wie beispielsweise einer Blende, relativ zu dem Laserscanner in kürzerer Zeit und/oder mit einer erhöhten Genauigkeit zu bestimmen. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Bearbeitungssystem mit einem Laserscanner vorzuschlagen.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Kalibrieren eines Laserscanners ein Scannen eines Laserstrahls mit dem Laserscanner entlang eines Scanpfads und ein Detektieren von durch Auftreffen von Laserlicht auf einen Detektionsquerschnitt hervorgerufenen Lichtintensitäten und Bestimmen einer Position des Detektionsquerschnitts relativ zu dem Laserscanner basierend auf den detektierten Lichtintensitäten. Der Detektionsquerschnitt kann durch einen lichtempfindlichen Bereich eines Detektors für Laserlicht oder eine Blende mit einem definierten Öffnungsquerschnitt bereitgestellt sein, wobei ein Detektor für Laserlicht Licht detektiert, welches den Öffnungsquerschnitt durchsetzt.
Gemäß weiterer Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Kalibrieren eines Laserscanners ein Scannen eines Laserstrahls mit dem Laserscanner entlang eines Scanpfads, welcher in einer Ebene, welche einen Detektionsquerschnitt enthält, einen ersten Teilpfad und einen zweiten Teilpfad umfasst, welche sich nebeneinander mit einem Abstand voneinander erstrecken, der kleiner ist als ein Durchmesser des Detektionsquerschnitts plus einem Durchmesser des Laserstrahls in dieser Ebene, und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Laserstrahls in der Ebene oder/und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Detektionsquerschnitts. Damit führt das Scannen des Laserstrahls entlang des ersten Teilpfads und das Scannen des Laserstrahls entlang des zweiten Teilpfads jeweils zu separat detektierbaren Lichtintensitäten, welche miteinander verglichen werden können und damit ein relativ präzises Bestimmen der Position des Detektionsquerschnitts relativ zu den beiden Teilpfaden und damit auch zu dem Laserscanner ermöglichen.
Gemäß Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein wiederholtes Abändern des Scanpfads durch Verlagern des ersten und des zweiten Teilpfads, wobei deren Abstand voneinander insbesondere gleich bleibt. Das wiederholte Abändern des Scanpfads durch Verlagern des ersten und des zweiten Teilpfads kann so lange erfolgen, bis die beim Scannen entlang des ersten Teilpfads hervorgerufenen detektierten Lichtintensitäten und die beim Scannen entlang des zweiten Teilpfads hervorgerufenen Lichtintensitäten im Wesentlichen gleich sind oder/und bis eine Differenz zwischen diesen Lichtintensitäten im Wesentlichen null ist.
Es kann dann darauf geschlossen werden, dass ein Zentrum des Detektionsquerschnitts genau zwischen den beiden Teilpfaden liegt. Die Position des Detektionsquerschnitts relativ zu dem Laserscanner kann damit, gesehen in eine Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der beiden Teilpfade in dem Bereich des Detektionsquerschnitts, präzise bestimmt werden.
Gemäß weiterer Ausführungsformen erfolgt das Scannen des Laserstrahls ferner entlang eines dritten und eines vierten Teilpfads, welche sich in der Ebene des Detektionsquerschnitts mit einem Abstand voneinander erstrecken, welcher kleiner ist als der Durchmesser des Detektionsquerschnitts plus dem Durchmesser des Laserstrahls, und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Laserstrahls und/oder größer als ein 0,3-faches des Durchmessers des Detektionsquerschnitts, wobei der dritte Teilpfad im Bereich des Detektionsquerschnitts mit dem ersten Teilpfad einen Winkel einschließt, der größer ist als 30°, insbesondere größer als 50° und insbesondere größer als 70° ist. In einem Spezialfall kann dieser Winkel im Wesentlichen 90° betragen. Hierdurch ist es möglich, die Position des Detektionsquerschnitts relativ zu dem Laserscanner auch in eine Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des dritten und vierten Teilpfads präzise zu bestimmen. Zusammen mit der Bestimmung der Position des Detektionsquerschnitts senkrecht zu dem ersten und dem zweiten Teilpfad ist die Bestimmung der Position des Detektionsquerschnitts somit in zwei unabhängige Richtungen in der Ebene des Detektionsquerschnitts präzise möglich.
Gemäß Ausführungsformen erstrecken sich der erste und der zweite Teilpfad oder/und der dritte und der vierte Teilpfad jeweils parallel zueinander oder/und mit einem konstanten Abstand voneinander. Gemäß weiterer Ausführungsformen erstrecken sich der erste Teilpfad und der zweite Teilpfad oder/und der dritte Teilpfad und der vierte Teilpfad jeweils geradlinig.
Gemäß weiterer Ausführungsformen werden der erste Teilpfad und der zweite Teilpfad oder/und der dritte Teilpfad und der vierte Teilpfad in einander entgegengesetzte Richtungen abgescannt. Dies ermöglicht es, die beiden Teilpfade jeweils unmittelbar nacheinander wiederholt abzuscannen.
Gemäß Ausführungsformen ist der Detektionsquerschnitt an einem Objekthalter zur Halterung eines zu bearbeitenden Objekts vorgesehen, und das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen einer Koordinatentransformation zwischen einem Koordinatensystem des Laserscanners und einem Koordinatensystem des Objekthalters basierend auf der Position des Detektionsquerschnitts relativ zu dem Laserscanner. Hierdurch ist es nachfolgend möglich, den Laserstrahl mit Hilfe des Laserscanners auf gewünschte Orte des Objekthalters bzw. des an diesem gehalterten Objekts zu richten. Gemäß Ausführungsformen hierin umfasst das Verfahren ferner ein Bearbeiten des Objekts mit einem durch den Laserscanner auf gewünschte Orte des Objekts gerichteten Laserstrahl. Der Laserstrahl kann hierbei der gleiche Laserstrahl sein, welcher zum Bestimmen der Position des Detektionsquerschnitts relativ zu dem Laserscanner verwendet wird, oder es kann ein von diesem verschiedener Laserstrahl zur Bearbeitung des Objekts sein, welcher ebenfalls durch den Laserscanner gesteuert wird und dessen Strahlverlauf eine bekannte Relation zu dem Laserstrahl aufweist, welcher zum Bestimmen der Position des Detektionsquerschnitts relativ zu dem Laserscanner eingesetzt wird. Das Bearbeiten des Objekts kann insbesondere ein Verändern von Materialeigenschaften des Objekts und ein Abtragen von Material von dem Objekt umfassen.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen ist es hierbei möglich, an dem Objekthalter mehrere Detektionsquerschnitte, wie beispielsweise drei Detektionsquerschnitte, vorzusehen und die Positionen der mehreren Detektionsquerschnitte relativ zu dem Laserscanner jeweils zu bestimmen und die Koordinatentransformation basierend auf den bestimmten Positionen der mehreren Detektionsquerschnitte zu bestimmen. Hierdurch ist es möglich, eine geeignete Koordinatentransformation mit erhöhter Präzision zu bestimmen. Die Positionen der mehreren Detektionsquerschnitte werden hierbei jeweils so bestimmt, wie dies vorangehend für einen Detektionsquerschnitt erläutert wurde.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird ferner ein Bearbeitungssystem mit einem Laserscanner bereitgestellt, wobei das Bearbeitungssystem dazu konfiguriert ist, die vorangehend erläuterten verfahren auszuführen.
Gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung wird ein Bearbeitungssystem bereitgestellt, welches umfasst: einen Laserscanner, einen Detektor für auf einen vorbestimmten Detektionsquerschnitt treffendes Laserlicht, und eine den Laserscanner kontrollierende und Detektionssignale des Detektors empfangende Steuerung, welche dazu konfiguriert ist, den Laserscanner so zu kontrollieren, dass der Laserstrahl entlang eines Scanpfads gescannt wird, der in einer Ebene, welche den Detektionsquerschnitt enthält, einen ersten Teilpfad und einen zweiten Teilpfad umfasst, welche sich nebeneinander mit einem Abstand voneinander erstrecken, welcher kleiner ist als ein Durchmesser des Detektionsquerschnitts plus einem Durchmesser des Laserstrahls in der Ebene, welche den Detektionsquerschnitt enthält, und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Laserstrahls in der Ebene, welche den Detektionsquerschnitt enthält, oder/und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Detektionsquerschnitts, und wobei die Steuerung ein Steuerungsmodul umfasst, welches dazu konfiguriert ist, detektierte erste Lichtintensitäten, welche durch das Auftreffen von Laserlicht auf den Detektionsquerschnitt beim Scannen entlang des ersten Teilpfads hervorgerufenen werden, mit detektierten zweiten Lichtintensitäten, welche durch das Auftreffen von Laserlicht auf den Detektionsquerschnitt beim Scannen entlang des zweiten Teilpfads hervorgerufenen werden, zu vergleichen.
Gemäß spezieller Ausführungsformen hierin umfasst das Bearbeitungssystem ferner eine Partikelstrahlsäule, welche dazu konfiguriert ist, eine Position des Detektionsquerschnitts oder der mehreren Detektionsquerschnitte, relativ zu der Partikelstrahlsäule zu detektieren. Die Partikelstrahlsäule kann ferner dazu konfiguriert sein, ein mikroskopisches Bild eines Objekts zu gewinnen, Material an dem Objekt abzuscheiden oder Material von dem Objekt zu entfernen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine schematische Darstellung eines Laserbearbeitungssystems;
2 eine schematische Darstellung eines Objekthalters im Querschnitt, welcher in dem in 1 gezeigten Laserbearbeitungssystem eingesetzt werden kann;
3a, 3b und 3c mehrere Stadien einer Verlagerung eines Scanpfads, auf einen Detektionsquerschnitt treffende Lichtintensitäten und detektierte Lichtintensitäten;
4 eine weitere schematische Darstellung von möglichen Scanpfaden;
5 eine schematische Darstellung eines Teils einer Steuerung eines Bearbeitungssystems; und
6 eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Steuerung eines Bearbeitungssystems Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Hierbei werden Komponenten, die sich hinsichtlich ihrer Struktur und Funktion entsprechen, mit Bezugszeichen versehen, die gleiche Ziffern aufweisen, zur Unterscheidung jedoch mit einem zusätzlichen Buchstaben ergänzt sind. Zur Erläuterung der Komponenten wird deshalb auch auf die gesamte jeweils vorangehende und nachfolgende Beschreibung Bezug genommen.
1 ist eine schematische Darstellung eines Bearbeitungssystems 1. Dieses Bearbeitungssystem ist dazu konfiguriert, eine Bearbeitung eines Objekts mit einem Laserstrahl und mit mehreren Partikelstrahlen vorzunehmen. Hintergrundinformation zu derartigen Systemen kann beispielsweise der US 2011/0198326 A1 entnommen werden, deren Offenbarung durch Inbezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen wird.
Das Bearbeitungssystem 1 umfasst zwei Partikelstrahlsäulen, nämlich eine Elektronenstrahlsäule 3 zur Erzeugung eines Elektronenstrahls 5 und eine Ionenstrahlsäule 7 zur Erzeugung eines Ionenstrahls 9, welcher wie der Elektronenstrahl 5 auf Orte innerhalb eines Bearbeitungsbereichs 11 gerichtet ist.
Die Elektronenstrahlsäule 3 dient dazu, den Elektronenstrahl 5 auf ein Objekt, welches innerhalb des Bearbeitungsbereichs 11 angeordnet ist, zu richten und Wechselwirkungsteilchen, wie zum Beispiel Sekundärelektronen, rückgestreute Elektronen oder transmittierte Elektronen, und/oder Wechselwirkungsstrahlung, wie zum Beispiel Röntgenstrahlung oder Kathodolumineszenzstrahlung, zu detektieren. Wird der Elektronenstrahl auf verschiedene Orte auf dem Objekt gerichtet und werden detektierte Intensitäten diesen Orten zugeordnet, so kann ein elektronenmikroskopisches Bild eines Teils des Objekts ermittelt werden. Es ist möglich, auf der Grundlage dieses elektronenmikroskopischen Bilds Bearbeitungsorte an dem Objekt zu ermitteln, welche einer weiteren Bearbeitung bedürfen. Die weitere Bearbeitung kann darin bestehen, dass an den Bearbeitungsorten Material abgeschieden wird oder an den Bearbeitungsorten Material abgetragen wird.
Die Ionenstrahlsäule 7 dient dazu, den Ionenstrahl 9 auf derartige Bearbeitungsorte zu richten. Der Ionenstrahl 9 kann an den Bearbeitungsorten Material von dem Objekt abtragen, und er kann auch eine Abscheidung von Material an der Oberfläche anregen. Hierbei ist es auch möglich, dem Bearbeitungsort zusätzlich ein Prozessgas zuzuführen, welches durch den Ionenstrahl aktiviert wird und zum Abtragen von Material von dem Objekt oder zum Abscheiden von Material an dem Objekt führt. Der Ionenstrahl kann ebenfalls, ähnlich wie der Elektronenstrahl, dazu eingesetzt werden, ein Bild des Objekts zu erzeugen.
Das Abtragen von Material von dem Objekt durch den Ionenstrahl 9 ist nur mit einer beschränkten Rate möglich. Ist ein Materialabtrag in einem Umfang gewünscht, der bei gegebener Abtragungsrate durch den Ionenstrahl zu lange Zeit beanspruchen würde, so kann der Materialabtrag durch einen Laserstrahl erfolgen. Hierzu wird das Objekt in einen Scanbereich 13 eines von einem Laserscanner 74 ausgesandten Laserstrahls 17 transportiert, um mit dem Laserstrahl von dem Objekt Material abzutragen. Die Rate der Materialabtragung durch den Laserstrahl ist größer als die durch den Ionenstrahl. Entsprechend sind mit dem Laserstrahl relativ große Material-Abtragsraten erreichbar.
Die Elektronenstrahlsäule 3 umfasst eine Elektronenquelle 21 mit einer Kathode 23 und einer Anode 25, ein Kondensorlinsensystem 27 zur Erzeugung des Strahls 5, einen beispielsweise innerhalb der Säule 3 angeordneten Sekundärelektronendetektor 29, eine Objektivlinse 31, um den Elektronenstrahl 5 innerhalb des Bearbeitungsbereichs 11 zu fokussieren. Strahlablenker 33 sind vorgesehen, um den Auftreffort des Elektronenstrahls 5 auf dem Objekt zu variieren und beispielsweise den Bearbeitungsbereich der Oberfläche des Objekts abzurastern und dabei erzeugte oder freigesetzte Teilchen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Sekundärelektronen, mit dem Detektor 29 zu detektieren, um ein elektronenmikroskopisches Bild des Objekts in dem abgerasterten Bearbeitungsbereich 11 zu gewinnen.
Die Ionenstrahlsäule 7 umfasst eine Ionenquelle 39 und Elektroden 41 zur Formung und Beschleunigung des Ionenstrahls 9 sowie Strahlablenker 43 und Fokussierspulen oder Fokussierelektroden 45, um ebenfalls den Ionenstrahl 9 innerhalb des Bearbeitungsbereichs 11 zu fokussieren und dort über einen Bereich des Objekts zu rastern.
Ein Vakuumraum 51 ist durch einen Vakuummantel 53 begrenzt, welcher einen mit einer Vakuumpumpe verbundenen Pumpstutzen 55 aufweist und welcher über einen Stutzen 57 belüftet werden kann. Um die Elektronenquelle 21 permanent unter ausreichend gutem Vakuum halten zu können, auch wenn in dem Vakuumraum 51 Prozessgas eingeführt wird, umfasst die Elektronensäule 3 eine Druckstufenblende 59 und einen weiteren Pumpstutzen 61, um den Bereich der Elektronenquelle 21 durch eine separate Vakuumpumpe abzupumpen.
Hintergrundinformation zu Systemen, welche mehrere Partikelstrahlen zur Bearbeitung einer Probe einsetzen, kann beispielsweise aus US 2005/0184251 A1 , US 6,855,938 und DE 10 2006 059 162 A1 gewonnen werden, wobei die Offenbarung dieser Veröffentlichungen vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Das Lasersystem 15 umfasst einen Laser 71 und eine Optik 73, um den Laserstrahl 17 zu formen und zu fokussieren. Der Laserstrahl 17 wird über einen oder mehrere Spiegel oder Lichtleiter zu einem Ort nahe des Vakuummantels 53 des Vakuumraumes 83 geleitet und trifft dort auf einen Laserscanner 74, welcher zwei Scanspiegel 75, 77 umfasst, welche durch Aktuatoren 76 bzw. 78 verschwenkbar sind, wie dies jeweils durch Pfeile 79 angedeutet ist. Die Verschwenkung der Spiegel 75, 77 durch die Aktuatoren 76, 78 erfolgt in quer zueinander, insbesondere orthogonal zueinander, orientierte Richtungen, so dass der Laserstrahl 17 nach Reflexion an den beiden Spiegeln 75 und 77 in zwei unabhängige Richtungen verschwenkbar ist und den Scanbereich 13 abscannen kann.
In dem hier beschriebenen Beispiel umfasst der Laserscanner 74 zwei Scanspiegel, welche jeweils in eine Richtung verschwenkbar sind. In anderen Beispielen umfasst der Laserscanner lediglich einen Scanspiegel, welcher in zwei unabhängige Richtungen verschwenkbar ist. Auch andere Varianten von Laserscannern sind denkbar.
Die Aktuatoren 76 und 78 werden von einer Steuerung 80 kontrolliert, wie dies nachfolgend noch im Detail beschrieben wird.
Der Laserstrahl 17 tritt durch ein Fenster 81 in einen Vakuumraum 83 ein, der ebenfalls durch die Kammerwand 53 begrenzt ist, von dem Vakuumraum 51 allerdings durch eine öffenbare Tür 85 separierbar ist. 1 zeigt eine Verschlussplatte 87 der Tür 85 in durchgezogener Linie in geöffnetem Zustand der Tür und in unterbrochener Linie in geschlossenem Zustand der Tür 85. Eine Aktuatorstange 89 der Tür dient dazu, die Verschlussplatte 87 zu verlagern, um die Tür 85 von ihrem geöffneten Zustand in ihren geschlossenen Zustand überzuführen und umgekehrt. Die Tür 85 kann hierbei als Vakuumverschluss ausgebildet sein, indem sie gegenüber der Kammerwand 53 abgedichtet ist, um in den Vakuumräumen 51 und 83 unterschiedliche Vakuumdrücke aufrecht zu halten. Hierbei wird der Vakuumraum 83 über einen mit einer Vakuumpumpe verbundenen Pumpstutzen 91 evakuiert und kann über einen weiteren Stutzen 93 belüftet werden.
Das zu bearbeitende Objekt ist auf einem Objekthalter 101 angebracht und kann zusammen mit dem Objekthalter 101 zwischen zwei Positionen hin und her transportiert werden. Hierzu ist eine Transportvorrichtung 103 vorgesehen, welche ein Gestänge 105 umfasst, das an einem Ende eine Kupplung 108 aufweist, mit der der Objekthalter 101 gegriffen werden kann, um ihn von der in 1 rechten Position, in der das Objekt in dem Bearbeitungsbereich 11 der Teilchenstrahlen 5 und 9 angeordnet ist, in eine in 1 linke Position zu ziehen, in der das Objekt innerhalb des Bearbeitungsbereichs 13 des Laserstrahls 17 angeordnet ist. Ebenso kann der Objekthalter 101 durch die Transportvorrichtung 103 von der in 1 linken Position in die in 1 rechte Position transportiert werden. Die Transportvorrichtung 103 umfasst hierzu ferner eine in dem Vakuummantel 53 vorgesehene und von dem Gestänge 105 durchsetzte Vakuumdichtung 107, welche ein Verschieben des Gestänges 105 zum Transportieren des Objekthalters 101 zwischen seinen beiden Positionen erlaubt, ohne die Vakuumräume 51 und 83 belüften zu müssen. Ferner kann eine Schiene 109 vorgesehen sein, um den Objekthalter 101 während seines Transports zu tragen. Wenn der Objekthalter 101 in der in 1 rechten Position in dem Vakuumraum 51 angeordnet ist, kann die Kupplung 108 des Gestänges 105 von dem Objekthalter 101 gelöst werden, so dass das Gestänge 105 aus dem Vakuumraum 51 entfernt werden und die Türe 85 geschlossen werden kann.
Wenn der Objekthalter 101 in dem Vakuumraum 51 angeordnet ist, wird er von einer Positioniervorrichtung 111 getragen, welche dazu dient, den Objekthalter 101 relativ zu den Teilchenstrahlen 5 und 9 zu verlagern, um diese aus auswählbaren Richtungen auf auswählbare Orte auf dem Objekthalter 101 richten zu können. Hierzu umfasst die Positioniervorrichtung 111 eine Basis 113 und ein oder mehrere Zwischenkomponenten 115, welche eine Komponente 117 tragen, an der der Objekthalter 101 festgemacht ist. Die Komponenten 113, 115 und 117 sind relativ zueinander verlagerbar, um eine Verschiebung des Objekthalters 101 in drei Raumrichtungen x, y und z zu erlauben, und die Komponenten können auch relativ zueinander verdrehbar sein, um eine Änderung von Orientierungen des Objekthalters 101 relativ zu den Partikelstrahlen 5 und 9 in Raumwinkel ϑ und φ zu erlangen. In der in 1 linken Position in dem Vakuumraum 83 ist der Objekthalter 101 auf einer Positioniervorrichtung 121 angeordnet, welche eine Positionierung des Objekthalters 101 in dem Bearbeitungsbereich 13 des Laserscanners 15 erlaubt.
Weitere Ausführungsformen von Bearbeitungssystemen, bei denen eine Laserstrahlbearbeitung mit einer Teilchenstrahluntersuchung oder einer Teilchenstrahlbearbeitung kombiniert werden kann, sind in der DE 10 2008 045 336 beschrieben, deren Offenbarung durch Inbezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Objekthalters 101 in der in 1 linken Position. Der Objekthalter 101 umfasst einen Grundkörper 201, an welchem ein Objektträger 203 befestigt ist, welcher ein zu bearbeitendes Objekt 205 trägt.
Der Grundkörper 201 umfasst in dem hier beschriebenen Beispiel ferner drei Lichtdetektoren 207, von denen zwei in 2 im Schnitt dargestellt sind. Die Lichtdetektoren 207 umfassen jeweils einen Lichtsensor 209, welcher mit Abstand von einer Blende 211 angeordnet ist, welche eine definierte Blendenöffnung 213 aufweist. Die Blendenöffnung 213 bildet einen wohldefinierten Detektionsquerschnitt und definiert die Querschnittsfläche, über welche Licht in den Lichtdetektor 207 eintreten kann, um von dem Sensor 209 detektiert zu werden. Der Detektor 207 umfasst ferner zwei Kontakte 215 des Lichtsensors 209, welche an der Unterseite des Grundkörpers 201 voneinander isoliert exponiert sind, so dass sie mit entsprechenden Federkontakten 217 in Kontakt treten können, welche an der Positioniervorrichtung 121 vorgesehen sind, wenn der Objekthalter 101 auf der Positioniervorrichtung 121 positioniert ist. Die Federkontakte 217 sind über Leitungen 219 mit der Steuerung 80 verbunden, so dass diese Detektionssignale der Sensoren 209 empfangen kann.
Die Lichtdetektoren 207 mit den definierten Detektionsquerschnitten 213 werden dazu eingesetzt, eine Koordinatentransformation zwischen dem Laserscanner 74 und einem Koordinatensystem des Objekthalters 101 zu bestimmen, so dass der Laserstrahl 17 nachfolgend auf gewünschte Orte des Objekts 205 gerichtet werden kann. Hierzu ist es notwendig, die Position des Detektionsquerschnitts 213 in dem Koordinatensystem des Laserscanners zu bestimmen. Ein Verfahren hierzu wird nachfolgend anhand der 3a, 3b und 3c erläutert.
3a zeigt oben eine Ansicht einer Ebene 214, in welcher der Detektionsquerschnitt 213 angeordnet ist, und einen Scanpfad 221, entlang welchem der Laserstrahl 17 gescannt wird. Der Scanpfad 221 umfasst einen ersten Teilpfad 223 und einen mit Abstand d von diesem angeordneten zweiten Teilpfad 225. Der erste und der zweite Teilpfad 223, 225 sind durch Zwischenpfade 227 und 228 miteinander verbunden, so dass der Reihe nach der erste Teilpfad 223, der Zwischenpfad 227, der zweite Teilpfad 225, der Zwischenpfad 228 und dann wieder der erste Teilpfad 223 wiederholt durchlaufen werden. Die beiden Teilpfade 223 und 225 werden in zueinander entgegengesetzte Richtungen durchlaufen. In dem erläuterten Beispiel sind die Zwischenpfade 227 jeweils die kürzesten, geradlinigen Verbindungen zwischen dem Ende des einen Teilpfads und dem Beginn des anderen Teilpfads. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zwischenpfade eine andere Gestalt aufweisen, wie beispielsweise eine nicht geradlinige sondern gekrümmte Gestalt. Ferner ist es möglich, den Laserstrahl auszuschalten, wenn die Scanposition des Laserscanners 74 von dem Ende des einen Teilpfads zu dem Beginn des anderen Teilpfads übergeht.
In dem dargestellten Beispiel sind der erste Teilpfad 223 und der zweite Teilpfad 225 jeweils geradlinig. Allerdings können die Teilpfade auch entlang von gekrümmten Linien oder allgemeinen Kurven, wie beispielsweise auf Kreisbögen oder Spiralen, verlaufen, sofern sie sich mit einem Abstand d voneinander erstrecken, welcher nachfolgend noch erläutert wird.
Der Durchmesser des Laserstrahls 17 in der Ebene des Detektionsquerschnitts 213 ist in 3a oben als ein Kreis dargestellt. Tatsächlich hat der Laserstrahl ein Intensitätsprofil, welches beispielsweise ein gaußförmiges Profil ist, wie dies in 3a, mittig, dargestellt ist. Dort repräsentiert eine Kurve 231 das Profil des Laserstrahls während des Scannens entlang des ersten Teilpfads 223, während eine Kurve 233 die Lage des Intensitätsprofils des Laserstrahls 17 während des Scannens entlang des zweiten Teilpfads 225 repräsentiert. Hierbei ist angenommen, dass zuerst der erste Teilpfad 223 und dann der zweite Teilpfad 225 durchlaufen werden, so dass das zweite Strahlprofil 233 entlang der Zeitachse t später auftritt als das erste Intensitätsprofil 231.
In 3a unten repräsentiert eine Kurve 235 ein von der Steuerung 80 detektiertes und von einem hinter der Blende 211 mit dem Detektionsquerschnitt 213 angeordneten Lichtsensor 209 erzeugtes Intensitätssignal, welches durch das Laserstrahlprofil 213 während des Scannens entlang des ersten Teilpfads 223 erzeugt wurde. Da in dem anhand der 3a erläuterten Beispiel der erste Teilpfad 223 durch das Zentrum 239 des Detektionsquerschnitts 213 verläuft, hat das Signal 235 eine maximale Intensität.
Eine Kurve 237 in 3a unten repräsentiert ein Detektionssignal, welches durch das Strahlprofil 233 während des Scannens des Laserstrahls 17 entlang des zweiten Teilpfads 225 erzeugt wird. Da der zweite Teilpfad 225 mit Abstand von dem ersten Teilpfad 223 angeordnet ist, verläuft dieser nicht durch das Zentrum 239 des Detektionsquerschnitts, so dass eine geringere Intensität an Laserlicht durch den Detektionsquerschnitt 213 hindurch zu dem Lichtsensor 209 gelangen kann. Entsprechend weist das Signal 237 eine geringere Intensität auf als das Signal 235. Da der erste Teilpfad 223 in dem dargestellten Beispiel vor dem zweiten Teilpfad 225 durchlaufen wird, folgt das Signal 237 zeitlich (t) nach dem Signal 235.
Um die Position des Detektionsquerschnitts 213 relativ zu dem Laserscanner zu bestimmen, wäre es nun möglich, den ersten Teilpfad 223 in eine Richtung quer zu dessen Erstreckungsrichtung etwas zu verlagern und die Intensität des Signals 235 zu analysieren. Bei einer Verlagerung, bei welcher die Intensität des Signals maximal ist, verläuft der erste Teilpfad 223 genau durch das Zentrum des Detektionsquerschnitts 213, so dass die Position des Zentrums des Detektionsquerschnitts 213 in Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des ersten Teilpfads 223 bestimmt ist und mit der Scanauslenkung senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Teilpfads 223 gleichgesetzt werden kann. Allerdings ändert sich die Intensität des Signals 235 bei Variation der Lage des Teilpfads 223 nur geringfügig, so dass auf diese Weise die Position des Detektionsquerschnitts 213 relativ zu dem Laserscanner 74 lediglich mit einer geringen Präzision bestimmt werden kann.
In dem hier erläuterten Beispiel erfolgt die Bestimmung der Position, indem die Teilpfade 223 und 225 wiederholt durchlaufen werden und deren Lage in eine Richtung 241 kontinuierlich verlagert wird. Die 3b und 3c oben zeigen zwei Beispiele aus dieser kontinuierlichen Verlagerung. In 3b oben ist der Detektionsquerschnitt 213 mittig zwischen den beiden Teilpfaden 223 und 225 angeordnet, so dass die beiden Strahlprofile 231 und 233 zu Detektionssignalen 235 bzw. 237 gleicher Intensität führen, wie dies in 3b unten dargestellt ist. In der 3c ist die Verlagerung weiter fortgeschritten, und zwar derart, dass der zweite Teilpfad 225 durch das Zentrum 239 des Detektionsquerschnitts 213 verläuft. Entsprechend ist das während des Abscannens des zweiten Teilpfads 225 erzeugte Detektionssignal 237 größer als das während des Abscannens des ersten Teilpfads 223 erzeugte Detektionssignal 235, wie dies in 3c unten dargestellt ist.
In dem hier erläuterten Beispiel erfolgt das Bestimmen der Position des Detektionsquerschnitts 213 in Richtung quer zu der Erstreckungsrichtung der beiden Teilpfade 223 und 225 derart, dass der die beiden Teilpfade 223 und 225 umfassende Scanpfad so verlagert wird, dass die beiden Detektionssignale 235 und 237 eine gleiche Intensität aufweisen bzw. eine Differenz zwischen diesen beiden Intensitäten minimal oder gleich null ist. Dies hat den Vorteil, dass bereits geringfügige Verlagerungen der Teilpfade zu relativ großen Unterschieden zwischen den beiden Detektionssignalen 235 und 237 führen, so dass die Position des Detektionsquerschnitts mit einer erhöhten Genauigkeit erfasst werden kann. Die Position des Zentrums 239 des Detektionsquerschnitts 213 in dem Koordinatensystem des Laserscanners entspricht dann der Mitte zwischen den Scanauslenkungen quer zu den Erstreckungsrichtungen der Teilpfade 223, 225.
Hierbei ist es notwendig, dass die beiden Teilpfade 223 und 225 einen Abstand voneinander aufweisen, der so bemessen ist, dass sowohl beim Scannen entlang des ersten Teilpfads 223 als auch beim Scannen entlang des zweiten Teilpfads 225 Licht des Laserstrahls 17 auf den Detektionsquerschnitt 213 trifft. Deshalb sollte der Abstand d zwischen den beiden Teilpfaden 223, 225 kleiner sein als ein aus dem Durchmesser des Detektionsquerschnitts 213 bestimmter Wert plus einem aus dem Durchmesser des Laserstrahls 17 bestimmter Wert. Der aus dem Durchmesser des Detektionsquerschnitts 213 bestimmte Wert kann z. B. so groß gewählt werden wie der Durchmesser des Detektionsquerschnitts 213 selbst, oder er kann etwas kleiner gewählt werden, wie beispielsweise ein 0,9-faches oder ein 0,8-faches des Durchmessers des Detektionsquerschnitts 213. Ähnlich kann der aus dem Durchmesser des Laserstrahls 17 bestimmte Wert z. B. so groß gewählt werden wie der Durchmesser des Laserstrahls 17 in der Ebene des Detektionsquerschnitts selbst, oder er kann etwas kleiner gewählt werden, wie beispielsweise ein 0,9-faches oder ein 0,8-faches des Durchmessers des Laserstrahls 17 in der Ebene des Detektionsquerschnitts.
Der Durchmesser des Laserstrahls 17 kann nach einem herkömmlichen Verfahren bestimmt werden. Beispielsweise kann bei einem gaußförmigen Strahlquerschnitt oder einem ähnlichen Strahlquerschnitt der Durchmesser des Strahls so bestimmt werden, dass z. B. 90% der Strahlintensität innerhalb des Durchmessers liegen und 10% der Strahlintensität außerhalb des Durchmessers liegen. Ferner darf der Abstand d zwischen den beiden Teilpfaden 223 und 225 nicht zu gering sein, damit eine Verlagerung in die Richtung 241 zu einer signifikanten Änderung der Differenz zwischen den Intensitäten der beiden Signale 235 und 237 führt. Beispielsweise sollte der Abstand d größer sein als ein 0,3-faches, ein 0,4-faches oder ein 0,5-faches des Durchmessers des Laserstrahls oder/und als ein 0,3-faches des Detektionsquerschnitts.
Mit dem anhand der 3a bis 3c erläuterten Verfahren kann die Position des Detektionsquerschnitts 213 in eine Richtung, nämlich die Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Teilpfade 223 und 225 präzise erfasst werden.
4 erläutert, wie die Position des Detektionsquerschnitts 213 in zwei unabhängige Richtungen erfasst werden kann.
Hier erfolgt zunächst die Bestimmung der Position in eine Richtung quer zu der Erstreckungsrichtung der Teilpfade 223 und 225, wie dies anhand der 3a bis 3c erläutert wurde. Sodann wird der Scanpfad abgewandelt, indem ein dritter Teilpfad 223' und ein vierter Teilpfad 225' wiederholt abgescannt werden, wobei diese unter einem Winkel von 90° zu den ersten und zweiten Teilpfaden 223 und 225 orientiert sind. Die Lage der Teilpfade 223' und 225' wird in die Richtung 241' so lange variiert, bis die beiden detektierten Signale fast gleich sind bzw. bis eine Differenz zwischen diesen beiden Signalen minimal oder gleich null ist. Damit ist die Position des Zentrums des Detektionsquerschnitts 213 sowohl in die Richtung 241 als auch in die Richtung 241' präzise bestimmt.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils der Steuerung 80, um die vorangehend beschriebene Analyse der Detektionssignale durchzuführen. Das von dem Lichtsensor 209 über die Leitung 219 an die Steuerung 80 übertragene Detektionssignal wird von einem Strom-Spannungswandler aus einem Operationsverstärker 241 mit Widerstand 243 gewandelt und durch einen Analog-Digital-Wandler 245 in ein digitales Signal umgewandelt. Das von dem Analog-Digital-Wandler ausgegebene digitale Signal wird von einem Mikroprozessor 247 analysiert, welcher dazu konfiguriert ist, detektierte Signale zeitlich aufzulösen und deren Intensitäten zu speichern, um diese miteinander zu vergleichen. Der Mikroprozessor 247 vergleicht zwei zeitlich aufeinanderfolgende Signale hinsichtlich ihrer Intensität und bildet die Differenz der Intensitäten. Diese Differenz wird an einen PI-Regler 249 ausgegeben, der wiederum ein Steuersignal für die Verlagerung des Scanpfads an einem Ausgang 265 bereitstellt. Eine weitere Komponente der Steuerung 80, welche den Scanpfad erzeugt und die Aktuatoren 76, 78 des Laserscanners 74 so kontrolliert, dass der Laserstrahl 17 entlang des Scanpfads geführt wird, liest das an dem Ausgang 265 bereitgestellte Signal ein und verlagert den Scanpfad in Abhängigkeit von diesem Signal.
Mit der in 5 schematisch dargestellten Schaltung ist es somit möglich, den Scanpfad so lange zu verlagern, bis die beiden Detektionssignale, welche während des Scannens entlang des ersten Teilpfads 223 und während des Scannens entlang des zweiten Teilpfads 225 erzeugt werden, gleiche Intensität aufweisen.
6 zeigt eine Variante des in 5 gezeigten Teils der Schaltung in schematischer Darstellung. Hier wird wiederum das von dem Sensor 209 erzeugte Signal mit einem Strom-Spannungswandler aus einem Operationsverstärker 241 gewandelt, dann allerdings über einen Multiplexer 251 abwechselnd einem ersten Operationsverstärker 253 mit Rückkoppelwiderstand 254 und einem zweiten Operationsverstärker 255 mit Rückkoppelwiderstand 256 zugeführt, so dass der erste Operationsverstärker 253 immer die Signals erhält, welche während des Scannens entlang des ersten Teilpfads 223 erzeugt werden und der zweite Operationsverstärker 255 immer die Signale erhält, welche während des Scannens entlang des zweiten Teilpfads 225 erzeugt werden. Der Multiplexer 251 umfasst einen Synchronisationseingang bzw. Rücksetzeingang 252, über welchen er jeweils beim Start des Durchlaufens des ersten Teilpfads 223 zurückgesetzt wird.
Die Ausgänge der Operationsverstärker 253, 255 sind jeweils mit einem Latch-Speicher 259 bzw. 261 verbunden, welche ein Maximum des verstärkten Signals speichern und an einen nachfolgenden Komparator 263 ausgeben. Ein an einem Ausgang 265 des Komparators bereitgestelltes Signal repräsentiert somit die Differenz der während des Durchlaufens des ersten bzw. des zweiten Teilpfads detektierten Lichtintensitäten. Die Latch-Speicher 259 und 261 weisen hierzu noch jeweils einen Rücksetzeingang 260 bzw. 262 auf, so dass sie vor einem jeden Durchlaufen der ersten und der zweiten Scanpfade gemeinsam mit dem Multiplexer 251 zurückgesetzt werden können.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Laserscanners, umfassend: Scannen eines Laserstrahls (17) mit dem Laserscanner (74) entlang eines Scanpfads (221) und Detektieren von durch Auftreffen von Laserlicht auf wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) hervorgerufenen Lichtintensitäten (235, 237), und Bestimmen einer Position des wenigstens einen Detektionsquerschnitts (213) relativ zu dem Laserscanner (74) basierend auf den detektierten Lichtintensitäten (235, 237), wobei der Scanpfad (221) in einer Ebene (214), welche den wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) enthält, einen ersten Teilpfad (223) und einen zweiten Teilpfad (225) umfasst, welche sich nebeneinander mit einem Abstand (d) voneinander erstrecken, welcher kleiner ist als ein Durchmesser des wenigstens einen Detektionsquerschnitts (213) plus einem Durchmesser des Laserstrahls (17) in der Ebene (214), welche den wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) enthält, und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Laserstrahls (17) in der Ebene (214), welche den wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) enthält, oder/und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des wenigstens einen Detektionsquerschnitts (213).
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Vergleichen von detektierten ersten Lichtintensitäten, welche durch das Auftreffen von Laserlicht auf den wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) beim Scannen entlang des ersten Teilpfads (223) hervorgerufen werden, mit detektierten zweiten Lichtintensitäten, welche durch das Auftreffen von Laserlicht auf den wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) beim Scannen entlang des zweiten Teilpfads (225) hervorgerufenen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend wiederholtes Abändern des Scanpfads (221) durch Verlagern des ersten und des zweiten Teilpfads (223, 225) solange, bis die ersten und die zweiten detektierten Lichtintensitäten im Wesentlichen gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Position des wenigstens einen Detektionsquerschnitts (213) relativ zu dem Laserscanner (74) als in der Mitte zwischen dem ersten und dem zweiten Teilpfad (223, 225) liegend bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Teilpfad (223) und der zweite Teilpfad (225) sich parallel zueinander oder/und mit konstantem Abstand (d) voneinander erstrecken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Teilpfad (223) und der zweite Teilpfad (225) sich jeweils geradlinig erstrecken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Teilpfad (223) und der zweite Teilpfad (225) in einander entgegengesetzte Richtungen abgescannt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Scanpfad (221) in der Ebene (214), welche den wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) enthält, einen dritten Teilpfad (223') und einen vierten Teilpfad (225') umfasst, welche sich nebeneinander mit einem Abstand voneinander erstrecken, welcher kleiner ist als ein Durchmesser des wenigstens einen Detektionsquerschnitts (213) plus einem Durchmesser des Laserstrahls (17) in der Ebene (214), welche den wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) enthält, und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Laserstrahls (17) in der Ebene (214), welche den wenigstens einen Detektionsquerschnitt (213) enthält, oder/und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des wenigstens einen Detektionsquerschnitts (213), und wobei der dritte Teilpfad (223') im Bereich des wenigstens einen Detektionsquerschnitts (213) mit dem ersten Teilpfad (223) einen kleinsten Winkel einschließt, der größer als 30° ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der kleinste Winkel größer als 50° ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der kleinste Winkel größer als 70° ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der wenigstens eine Detektionsquerschnitt (213) an einem Objekthalter (101) vorgesehen ist, und wobei das Verfahren ferner umfasst: Bestimmen einer Koordinatentransformation zwischen einem Koordinatensystem der Laserscanners (74) und einem Koordinatensystem des Objekthalters (101) basierend auf der Position des wenigstens einen Detektionsquerschnitts (213) relativ zu dem Laserscanner (74).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei an dem Objekthalter (101) zwei oder mehr Detektionsquerschnitte (213) vorgesehen sind, wobei die Positionen der zwei oder mehr Detektionsquerschnitte (213) relativ zu dem Laserscanner (74) basierend auf den detektierten Lichtintensitäten bestimmt werden, und wobei die Koordinatentransformation basierend auf den Positionen der zwei oder mehr Detektionsquerschnitte (213) relativ zu dem Laserscanner (74) bestimmt wird.
Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 11 oder 12 zum Bearbeiten eines an dem Objekthalter (101) gehalterten Objekts (205) mit einem durch den Laserscanner (74) gerichteten Laserstrahl (17).
Bearbeitungssystem umfassend: einen Laserscanner (74), wenigstens einen Lichtdetektor (207) für auf einen vorbestimmten Detektionsquerschnitt (213) treffendes Laserlicht, und eine den Laserscanner (74) kontrollierende und Detektionssignale des wenigstens einen Lichtdetektors (207) empfangende Steuerung (80), welche dazu konfiguriert ist, den Laserscanner (74) so zu kontrollieren, dass der Laserstrahl (17) entlang eines Scanpfads (221) gescannt wird, der in einer Ebene (214), welche den Detektionsquerschnitt (213) enthält, einen ersten Teilpfad (223) und einen zweiten Teilpfad (225) umfasst, welche sich nebeneinander mit einem Abstand (d) voneinander erstrecken, welcher kleiner ist als ein Durchmesser des Detektionsquerschnitts (213) plus einem Durchmesser des Laserstrahls (17) in der Ebene (214), welche den Detektionsquerschnitt (213) enthält, und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Laserstrahls (17) in der Ebene (214), welche den Detektionsquerschnitt (213) enthält, oder/und welcher größer ist als ein 0,3-faches des Durchmessers des Detektionsquerschnitts (213), und wobei die Steuerung (80) ein Steuerungsmodul umfasst, welches dazu konfiguriert ist, detektierte erste Lichtintensitäten, welche durch das Auftreffen von Laserlicht auf den Detektionsquerschnitt (213) beim Scannen entlang des ersten Teilpfads (223) hervorgerufenen werden, mit detektierten zweiten Lichtintensitäten, welche durch das Auftreffen von Laserlicht auf den Detektionsquerschnitt (213) beim Scannen entlang des zweiten Teilpfads (225) hervorgerufenen werden, zu vergleichen.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 14, wobei das Steuerungsmodul dazu konfiguriert ist, ein Signal zu erzeugen, welches eine Differenz zwischen den ersten Lichtintensitäten und den zweiten Lichtintensitäten repräsentiert.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 15, wobei die Steuerung (80) dazu konfiguriert ist, den Laserscanner (74) so zu kontrollieren, dass der erste und der zweite Teilpfad (223, 225) solange verlagert werden, bis die Differenz minimiert ist.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, ferner umfassend wenigstens eine Partikelstrahlsäule (3, 7), welche dazu konfiguriert ist, eine Position des Detektionsquerschnitts (213) relativ zu der Partikelstrahlsäule (3, 7) zu detektieren.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 17, wobei das Bearbeitungssystem dazu konfiguriert ist, mit der wenigstens einen Partikelstrahlsäule (3, 7) an einem Objekt (205) Material abzuscheiden oder Material zu entfernen.