DE102012012275B9

DE102012012275B9 - Bearbeitungssystem zur mikro-materialbearbeitung

Info

Publication number: DE102012012275B9
Application number: DE201210012275
Authority: DE
Inventors: Volker Himmelsbach; Sebastian Alscher; Bernd Stenke; Ulrich Spittler-Herrmann; Holger Dömer
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2032-06-22
Also published as: DE102012012275B4; CZ308661B6; CZ2013472A3; NL2011013B1; DE102012012275A1; US9308601B2; US20130341313A1; NL2011013A

Abstract

Bearbeitungssystem (1) zur Mikro-Materialbearbeitung, aufweisend: ein Focused Ion Beam System (7) zur Bearbeitung eines Objekts (80), welches durch eine Laserbearbeitung vorpräpariert wurde; eine Präparationskammer (83), in welcher die Laserbearbeitung durchführbar ist; einen Laser (10) zur Erzeugung eines Laserstrahls (13) zur Laserbearbeitung; ein Transmissionsfenster (5) für einen Eintritt des Laserstrahls (13) in die Präparationskammer (83); einen Befestigungsflansch (4) zu einer Befestigung des Transmissionsfensters (5) relativ zur Präparationskammer (83); ein Laserstrahlgehäuse (2), in welchem ein kammeraußenseitiger Abschnitt des Laserstrahls (13) verläuft; eine Laserschutzblende (3) zu einem Blendschutz eines Übergangs des Laserstrahls (13) vom Laserstrahlgehäuse (2) in die Präparationskammer (83) in einer ersten Anordnung der Laserschutzblende (3); wobei die Laserschutzblende (3) verlagerbar gehaltert ist zu einer Verlagerung zwischen der ersten Anordnung und einer zweiten Anordnung der Laserschutzblende (3); ...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungssystem zur Mikro-Materialbearbeitung eines Objektes, die mittels einer Laserbearbeitung, wie einer Laserablation, und einer nachfolgender Präparation mit fokussierten Ionenstrahlen (FIB) durchgeführt wird.
Stand der Technik
Zur Mikro-Materialbearbeitung sind Systeme entwickelt worden, durch welche eine Vorpräparation eines Objekts durch Laserablation durchführbar ist, um anschließend an dem vorpräparierten Objekt eine Bearbeitung mittels fokussierter Ionenstrahlen (FIB) durchzuführen.
Durch Laserablation können hohe Materialabtragungsraten erreicht werden, verglichen mit einer Bearbeitung durch Ionenstrahlen. Diese hohen Materialabtragungsraten ermöglichen den effizienten Einsatz dieser Systeme zur Fehleranalyse und Prozesskontrolle in der Halbleiterfertigung, zur Materialanalyse in der Prozess- und Qualitätstechnik und in den Biowissenschaften. Ferner ermöglichen die hohen Materialabtragungsraten die Erzeugung großflächiger und tiefliegender Tiefenquerschnitte des Objekts. Dadurch können zeiteffiziente Untersuchungen von komplexen Halbleiterstrukturen, wie multiple stacked ICs und 3D MEMS durchgeführt werden.
Es sind Systeme entwickelt worden, in welchen die Laserablation und die Präparation mit dem fokussierten Ionenstrahl in einer gemeinsamen Vakuumkammer durchführbar sind. Andere Varianten weisen zwei getrennte Vakuumkammern auf, wobei das Objekt von einer Präparationskammer für die Laserablation transferierbar ist zu einer weiteren Vakuumkammer für die Präparation mit dem fokussierten Ionenstrahl.
Das Lasersystem ist typischerweise außerhalb der Präparationskammer angeordnet und der Laserstrahl wird durch ein Transmissionsfenster, welches an der Präparationskammer befestigt ist, in den Innenraum der Präparationskammer geleitet.
Der Laserablationsprozess im Kammerinneren kann eine Kontamination der vakuumseitigen Oberfläche des Transmissionsfensters erzeugen. Die Kontamination kann dazu führen, dass eine geringere Lichtintensität des Laserstrahls zum Bearbeitungsbereich des Objekts gelangt, oder dass sich das Fenster zu sehr erhitzt und dadurch beschädigt wird. Eine schnelle Kontamination der vakuumseitigen Oberfläche tritt gerade bei einem routinemäßigen Einsatz des Bearbeitungssystems im Rahmen einer Prozesskontrolle auf. Des Weiteren ist das Transmissionsfenster durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl einer Belastung ausgesetzt, weshalb eine regelmäßige Kontrolle des Zustandes des Transmissionsfensters erforderlich ist. Ferner entstehen auch an der atmosphärenseitigen Oberfläche Kontaminationen durch die Umgebungsluft, die regelmäßig entfernt werden müssen.
Dokument DE 10 2010 008 296 A1 offenbart ein Bearbeitungssystem, das eine Elektronenstrahlsäule und eine Ionenstrahlsäule aufweist. Mit dem Ionenstrahl kann Material vom Objekt abgetragen oder auf der Oberfläche abgeschieden werden. Das Bearbeitungssystem umfasst ferner ein Lasersystem. Ist ein Materialabtrag in einem Umfang gewünscht, der bei gegebener Abtragungsrate durch den Ionenstrahl zu lange Zeit beanspruchen würde, so kann der Materialabtrag durch den Laserstrahl erfolgen.
Dokument US 2002/0092340 A1 offenbart einen Cantilever-Sensor, welcher in einer Durchflusszelle angeordnet ist. Die Bewegung des Cantilevers wird detektiert durch einen Lichtstrahl, der von einer Lichtquelle auf den Cantilever gerichtet wird und vom Cantilever auf einen Detektor reflektiert wird. Der Cantilever ist in einer Durchflusszelle angeordnet, welche ein transparentes Fenster für den Durchtritt des Lichtstrahls aufweist.
Der ”Gesamtkatalog 2012” über Vakuumkomponenten und Vakuumtechnik der Oerlikon Leybold Vakuum GmbH, Köln, zeigt auf der Seite 778 ein CF-Schauglas, welches an eine Vakuumkammer anflanschbar ist.
Es ist daher wünschenswert, ein Bearbeitungssystem für die Mikro-Materialbearbeitung bereitzustellen, bei welchem eine Wartung oder ein Austausch des Transmissionsfensters erleichtert wird.
Dies wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1, 3, 8 und 12 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Ausführungsformen stellen ein Bearbeitungssystem zur Mikro-Materialbearbeitung bereit. Das Bearbeitungssystem weist ein Focused Ion Beam System zur Bearbeitung eines Objekts auf, welches durch eine Laserbearbeitung vorpräpariert wurde. Ferner weist das Bearbeitungssystem eine Präparationskammer auf, in welcher die Laserbearbeitung durchführbar ist. Des Weiteren weist das Bearbeitungssystem einen Laser zur Erzeugung eines Laserstrahls zur Laserbearbeitung auf. Ferner weist das Bearbeitungssystem ein Transmissionsfenster für einen Eintritt des Laserstrahls in die Präparationskammer auf. Des Weiteren weist das Bearbeitungssystem einen Befestigungsflansch zu einer Befestigung des Transmissionsfensters relativ zur Präparationskammer auf. Ferner weist das Bearbeitungssystem ein Laserstrahlgehäuse auf, in welchem ein kammeraußenseitiger Abschnitt des Laserstrahls verläuft.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem eine Laserschutzblende auf zu einem Blendschutz eines Übergangs des Laserstrahls vom Laserstrahlgehäuse in die Präparationskammer in einer ersten Anordnung der Laserschutzblende. Die Laserschutzblende kann verlagerbar gehaltert sein zu einer Verlagerung zwischen der ersten Anordnung und einer zweiten Anordnung der Laserschutzblende. In der zweiten Anordnung der Laserschutzblende ist das Transmissionsfenster und/oder der Befestigungsflansch vom Bearbeitungssystem separierbar.
Dadurch wird ein Bearbeitungssystem bereitgestellt, das es ermöglicht, das Transmissionsfenster ohne großen Aufwand vom Bearbeitungssystem zu separieren. Dadurch kann ein Austausch, eine Inspektion, oder eine Reinigung des Transmissionsfensters einfach und in kurzer Zeit vorgenommen werden. Dies verringert die Standzeit des Bearbeitungssystems und den Wartungsaufwand.
Der Laser kann ausgebildet sein, einen gepulsten Laserstrahl zu erzeugen. Eine Pulsdauer des Laserstrahls kann in einem Bereich von 10^–16 Sekunden bis zu einer Sekunde oder in einem Bereich von 10^–16 Sekunden bis 10^–8 Sekunden liegen. Alternativ oder zusätzlich kann der Laser ausgebildet sein, einen zeitlich kontinuierlichen Laserstrahl zu erzeugen. Der Laser kann außerhalb der Präparationskammer angeordnet sein.
Die Laserbearbeitung kann einen der folgenden Prozesse oder eine Kombination der folgenden Prozesse umfassen: Laserablation, Laserdesorption, Photochemical Laser Etching (PLE), Laser-assisted Chemical Etching (LCE), Gas Assisted Etching (GAE). Die Laserbearbeitung kann zumindest teilweise unter Vakuum erfolgen. Während der Laserbearbeitung kann dem Objekt ein Schutzgas, ein Precursor-Gas und/oder ein Ätzgas durch eine Gaszuführungseinrichtung zugeführt werden.
Der Präparationsdruck für die Laserbearbeitung kann in einem Bereich von 10^–8 mbar bis 2000 mbar liegen, oder in einem Bereich von 10^–8 mbar bis 1000 mbar liegen, oder in einem Bereich von 10^–8 mbar bis 10^–4 mbar liegen.
Das Bearbeitungssystem kann so ausgebildet sein, dass der Präparationsdruck zumindest zeitweise im Vakuum-Druckbereich liegt. Der Vakuumdruckbereich kann als ein Bereich von Drücken definiert werden, die geringer sind als 300 mbar. Der Befestigungsflansch und das Transmissionsfenster können so ausgebildet sein, dass das Transmissionsfenster gasdicht und/oder vakuumdicht an der Präparationskammer angeordnet ist. Eine Leckrate eines Übergangs zwischen dem Transmissionsfenster und der Kammerwand kann geringer sein als 10^–5 mbar·l/s oder geringer sein als 10^–6 mbar·l/s, oder geringer sein als 10^–8 mbar·l/s. Der Übergang kann ein oder mehrere Dichtelemente aufweisen. In anderen Worten kann das Transmissionsfenster mit dieser Leckrate an der Kammerwand befestigt sein.
Die Präparationskammer für die Laserbearbeitung kann ein Gas-Zuführungssystem, ein Gas-Pumpensystem und/oder ein Vakuum-Pumpensystem aufweisen, um einen Präparationsdruck in der Präparationskammer zu erzeugen. Die Präparationskammer kann als Vakuumkammer, Unterdruckkammer und/oder Überdruckkammer ausgebildet sein. Die Präparationskammer kann teilweise oder ganz aus Metall gefertigt sein.
Das Focused Ion Beam System kann dazu ausgebildet sein, einen fokussierten Ionenstrahl zum Ionenstrahlätzen zu erzeugen. Die Ionen des fokussierten Ionenstrahls können beispielsweise Galliumionen, Heliumionen, Argonionen oder Xenonionen sein. Das Focused Ion Beam System kann eine Flüssigmetall-Ionenquelle (liquid metal ion source, LMIS) aufweisen. Die Flüssigmetall-Ionenquelle kann beispielsweise eine Gallium-Ionenquelle sein. Alternativ kann das Focused Ion Beam System eine Plasma-Ionenquelle aufweisen. Die Plasma-Ionenquelle kann beispielsweise eine Xenon-Ionenquelle sein. Alternativ kann das Focused Ion Beam System eine Feld-Ionenquelle aufweisen. Die Feld-Ionenquelle kann beispielsweise eine Helium-, Argon- oder Xenon-Feldionenquelle sein.
Das Bearbeitungssystem kann ferner ein Rasterelektronen-Mikroskopiesystem und/oder ein Ionen-Mikroskopiesystem aufweisen. Das Ionen-Mikroskopiesystem kann eine Gas-Feldionenquelle aufweisen. Das Ionen-Mikroskopiesystem kann ein Heliumionen-Mikroskopiesystem sein. Das Rasterelektronen-Mikroskopiesystem und/oder das Ionen-Mikroskopiesystem können jeweils so ausgebildet sein, dass die Bearbeitung der Oberfläche, welche mit dem Focused Ion Beam System durchgeführt wird, durch ein Scannen eines fokussierten Elektronenstrahls und/oder durch ein Scannen eines fokussierten Ionenstrahls beobachtbar ist. Ein Objektbereich des Rasterelektronen-Mikroskopiesystems und/oder des Ionen-Mikroskopiesystems kann mit einem Objektbereich des Focused Ion Beam Systems einen gemeinsamen Bereich aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Bearbeitungssystem ein lichtoptisches Mikroskop und/oder eine Kamera aufweisen die jeweils so ausgebildet sind, dass die Bearbeitung der Oberfläche, welche mit dem Focused Ion Beam System durchgeführt wird, beobachtbar ist mit dem lichtoptischen Mikroskop und/oder der Kamera.
Das Ionenstrahlätzen kann ein Trockenätzverfahren sein. Das Bearbeitungssystem kann ferner ein Gaszuführungssystem aufweisen, das ausgebildet ist, während der Bearbeitung mit dem Focused Ion Beam System ein Prozessgas einem Bearbeitungsbereich des Objekts zuzuführen. Das Prozessgas kann durch den Ionenstrahl des Focused Ion Beam Systems, durch den Elektronenstrahl des Rasterelektronen-Mikroskopiesystems, und/oder durch den Ionenstrahl eines Ionen-Mikroskopiesystems aktivierbar sein. Durch das aktivierte Prozessgas kann ein Materialabtrag im Bearbeitungsbereich erfolgen. Der Ionenstrahl des Focused Ion Beam Systems kann auf das Objekt fokussiert sein. Ein Durchmesser des Fokus des Ionenstrahls kann in einem Bereich zwischen 0,1 Nanometer und 30 Mikrometer oder in einem Bereich zwischen 5 Nanometer und 30 Mikrometer liegen.
Durch das Transmissionsfenster tritt der Laserstrahl in die Präparationskammer ein. Das Transmissionsfenster kann zumindest teilweise transparent für Licht des Laserstrahls sein. Eine Transmission des Transmissionsfenster für jede Wellenlänge eines Wellenlängenbereiches von Licht, das vom Laser emittiert wird, kann größer sein als 60%, oder größer sein als 80%. Das Laserlicht kann an einer ersten Flachseite des Transmissionsfensters von einem Außenraum der Präparationskammer in das Transmissionsfenster eintreten und an einer zweiten Flachseite des Transmissionsfensters aus dem Transmissionsfenster und in einen Innenraum der Präparationskammer eintreten. Die erste Flachseite kann hin zum Außenraum der Präparationskammer angeordnet sein und die zweite Flachseite kann teilweise oder ganz hin zum Innenraum der Präparationskammer angeordnet sein. Die zweite Flachseite kann einen Bereich aufweisen, der hin zum Außenraum angeordnet ist. Die erste und die zweite Flachseite können gegenüberliegende und/oder zueinander parallel ausgerichtete Flächen des Transmissionsfensters sein. Eine Dicke des Transmissionsfensters, gemessen in einer Richtung senkrecht zu einer Flachseite des Transmissionsfensters kann in einem Bereich von 1 Millimeter bis 300 Millimeter liegen oder in einem Bereich von 1 Millimeter bis 100 Millimeter liegen. Ein Durchmesser des Transmissionsfensters, gemessen parallel zu einer Flachseite kann in einem Bereich von 1 Millimeter bis 300 Millimeter oder in einem Bereich von 10 Millimeter bis 300 Millimeter liegen. Das Transmissionsfenster kann zumindest teilweise aus Quarzglas und/oder aus Borsilikatglas gefertigt sein.
Der Befestigungsflansch kann so ausgebildet sein, dass das Transmissionsfenster auswechselbar gehaltert ist. Die Halterung des Transmissionsfensters am Befestigungsflansch kann eine Klemmhalterung sein.
Das Laserstrahlgehäuse kann zumindest bereichsweise die Form eines Tubus aufweisen. Eine Ausdehnung eines Querschnitts eines Innenraums des Laserstrahlgehäuses kann in einem Bereich von 1 Millimeter bis 300 Millimeter oder in einem Bereich von 10 Millimeter bis 300 Millimeter liegen, wobei der Querschnitt parallel zu einer Flachseite des Transmissionsfensters orientiert ist. Eine Länge des Laserstrahlgehäuses, gemessen in einer Richtung parallel zu einer Oberflächennormalen einer Flachseite des Transmissionsfensters, kann in einem Bereich von 1 Millimeter bis 1000 Millimeter oder in einem Bereich von 5 Millimeter bis 1000 Millimeter liegen. Der Innenraum des Laserstrahlgehäuses kann bereichsweise oder entlang einer gesamten Länge des Laserstrahlgehäuses einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Das Laserstrahlgehäuse kann zumindest einen Teil des kammeraußenseitigen Abschnitts des Laserstrahls geschlossen umlaufen. Das Laserstrahlgehäuse kann an der Präparationskammer oder an einer Kammerwand der Präparationskammer anliegend befestigt sein.
Das Laserstrahlgehäuse kann so ausgebildet sein, dass der Befestigungsflansch zumindest teilweise im Laserstrahlgehäuse angeordnet ist. Das Laserstrahlgehäuse kann eine Aussparung aufweisen, so dass der Befestigungsflansch zumindest teilweise in der Aussparung aufnehmbar ist. Der Befestigungsflansch kann an einer Austrittsseite des Laserstrahlgehäuses angeordnet sein. An einer Eintrittsseite des Laserstrahlgehäuses und oder in einem Inneren des Laserstrahlgehäuses kann ein Objektiv des Bearbeitungssystems angeordnet sein zur Fokussierung des Laserstrahls auf einen Objektbereich in der Präparationskammer.
Die Laserschutzblende kann zumindest teilweise aus Blech und/oder Kunststoff gefertigt sein. Eine Dicke des Blechs und/oder Kunststoffs kann in einem Bereich von 0,2 Millimeter bis 20 Millimeter liegen. Die Laserschutzblende kann durch Umformen gefertigt sein. Die Laserschutzblende kann am Laserstrahlgehäuse und/oder an einer Kammerwand der Präparationskammer verlagerbar gehaltert sein. Die Laserschutzblende kann während der Dauer der Verlagerung am Laserstrahlgehäuse anliegend geführt sein. In der ersten und in der zweiten Anordnung kann die Laserschutzblende am Laserstrahlgehäuse anliegen. Die Laserschutzblende kann durch das Laserstrahlgehäuse geführt sein oder formschlüssig geführt sein zur Verlagerung zwischen der ersten und der zweiten Anordnung. Beispielsweise kann die Laserschutzblende das Laserstrahlgehäuse ganz oder teilweise umgreifen, so dass eine innere Oberfläche der Laserschutzblende entlang einer äußeren Oberfläche des Laserstrahlgehäuses formschlüssig geführt wird. Die innere Oberfläche kann dem Laserstrahl zugewandt sein. Die äußere Oberfläche kann dem Laserstrahl abgewandt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Laserschutzblende, das Laserstrahlgehäuse und/oder die Kammerwand jeweils Führungselemente zur verlagerbaren Führung der Laserschutzblende aufweisen.
Die erste und/oder die zweite Anordnung der Laserschutzblende kann eine Position und/oder eine Orientierung der Laserschutzblende umfassen. In anderen Worten kann die Verlagerung von der ersten Anordnung zur zweiten Anordnung eine Änderung der Position und/oder der Orientierung der Laserschutzblende umfassen. Die erste und/oder zweite Anordnung kann relativ zu einem ortsfesten Koordinatensystem gemessen sein. Während der Dauer der Verlagerung der Laserschutzblende von der ersten Anordnung zur zweiten Anordnung können das Laserstrahlgehäuse, die Präparationskammer, der Befestigungsflansch und/oder das Transmissionsfenster ortsfest angeordnet sein.
Die Laserschutzblende ist so ausgebildet, dass sie in der ersten Anordnung einen Blendschutz des Übergangs des Laserstrahls von dem Laserstrahlgehäuse in die Präparationskammer bewirkt. Die Laserschutzblende kann so ausgebildet sein, dass sie Licht des Laserstrahls abschirmt. Die Laserschutzblende kann eine Aussparung aufweisen, wobei der Befestigungsflansch in der Aussparung zumindest teilweise aufnehmbar ist. In der ersten Anordnung kann die Laserschutzblende an der Präparationskammer oder an der Kammerwand der Präparationskammer anliegend angeordnet sein. Ein minimaler Abstand zwischen der Laserschutzblende und einer Eintrittsöffnung der Kammerwand kann in der zweiten Anordnung zwischen 0,1 und 500 Millimeter oder zwischen 5 Millimeter und 500 Millimeter oder zwischen 20 Millimeter und 500 Millimeter größer sein als in der ersten Anordnung. Durch die Eintrittsöffnung kann der Laserstrahl in die Präparationskammer eintreten. Der Befestigungsflansch kann Befestigungselemente aufweisen zur Befestigung des Befestigungsflansches an der Präparationskammer. Die Befestigungselemente können beispielsweise Schrauben sein. Die Befestigungselemente können jeweils einen Betätigungsraum erfordern, um die Befestigungselemente zu lösen. Die Laserschutzblende kann so ausgebildet sein, dass eine Verlagerung von der ersten Anordnung zur zweiten Anordnung den Betätigungsraum von zumindest einem der Befestigungselemente freigibt, so dass in der zweiten Anordnung jedes der Befestigungselemente betätigbar ist. In der ersten Anordnung der Laserschutzblende kann der Betätigungsraum von zumindest einem der Befestigungselemente zumindest teilweise durch die Laserschutzblende beschränkt sein.
In der zweiten Anordnung der Laserschutzblende ist das Transmissionsfenster und/oder der Befestigungsflansch vom restlichen Bearbeitungssystem separierbar. In anderen Worten ist das Bearbeitungssystem so ausgebildet, dass in der zweiten Anordnung die Bewegungen des Befestigungsflansches und/oder des Transmissionsfensters zur Separierung nicht gesperrt werden. Während der Dauer des Separierens können die Laserschutzblende, das Laserstrahlgehäuse, die Präparationskammer und/oder das restliche Bearbeitungssystem ortsfest angeordnet sein. In der ersten Anordnung kann die Laserschutzblende eine Bewegung des Befestigungsflansches zur Separierung sperren. Der Befestigungsflansch kann zu einer Halterung des Transmissionsfensters ausgebildet sein, so dass der Befestigungsflansch und das Transmissionsfenster von der Präparationskammer gleichzeitig als Einheit vom Bearbeitungssystem separierbar sind. Während der Dauer des Separierens kann das Transmissionsfenster durch den Befestigungsflansch gehaltert sein.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem eine Bewegungssperre auf zu einer zeitweisen Sperrung einer Abweichung der Laserschutzblende von der ersten Anordnung. Die Bewegungssperre kann eine mechanische und/oder eine elektrische Bewegungssperre sein.
Das Bearbeitungssystem kann ferner eine Steuereinheit aufweisen zu einer Detektion ob die Bewegungssperre aktiviert ist und/oder ob die Laserschutzblende in der ersten Anordnung angeordnet ist. Bei aktivierter Bewegungssperre kann eine Abweichung der Laserschutzblende von der ersten Anordnung blockiert sein. Die Steuereinheit kann eine Aktivierung des Laserstrahls steuern, wobei die Steuerung so konfiguriert sein kann, dass die Aktivierung des Laserstrahls die Anordnung der Laserschutzblende in der ersten Anordnung und/oder einen aktivierten Zustand der Bewegungssperre voraussetzt. Das Bearbeitungssystem kann ferner so konfiguriert sein, dass eine Detektierbarkeit der ersten Anordnung der Laserschutzblende durch die Steuereinheit einen aktivierten Zustand der Bewegungssperre voraussetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem ferner auf: einen elektrischen Verbinder, welcher relativ zum Laserstrahlgehäuse und/oder relativ zur Präparationskammer fest angeordnet ist, und einen elektrischen Gegenverbinder; wobei die Laserschutzblende so ausgebildet ist, dass eine Verbindung zwischen dem Verbinder und dem Gegenverbinder die erste Anordnung der Laserschutzblende voraussetzt.
Der Verbinder kann ein elektrischer Steckverbinder sein. Die Laserschutzblende kann so konfiguriert sein, dass die Verbindung zwischen dem Verbinder und dem Gegenverbinder eine Abweichung von der ersten Anordnung blockiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem ferner eine Steuereinheit auf, die mit dem Gegenverbinder verbunden ist, wobei die Steuereinheit, der Verbinder und der Gegenverbinder so ausgebildet sind, dass eine Verbindung zwischen dem Verbinder und dem Gegenverbinder durch die Steuereinheit detektierbar ist. Der Verbinder kann beispielsweise eine Kontaktbrücke zwischen zwei Kontakten des Verbinders aufweisen. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, eine Leitfähigkeit zwischen zwei Kontakten des Gegenverbinders zu messen, die korrespondierend zu den zwei Kontakten des Verbinders sind. Die Steuereinheit kann ferner ausgebildet sein, eine Aktivierung des Laserstrahls abhängig von der detektierten Verbindung zu steuern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Laserschutzblende eine durchgehende Aussparung auf; wobei in der ersten Anordnung der Laserschutzblende der Gegenverbinder mit dem Verbinder in eine Verbindung bringbar ist; wobei der Gegenverbinder zumindest teilweise durch die durchgehende Aussparung durchgeführt wird; und wobei die Laserschutzblende so ausgebildet ist, dass bei einer Abweichung von der ersten Anordnung die Laserschutzblende die Verbindung blockiert.
Die durchgehende Aussparung kann eine Öffnung oder eine Rundlochaussparung sein. Die Laserschutzblende kann die Verbindung dadurch blockieren, dass die Laserschutzblende den Verbinder zumindest teilweise verdeckt. In der ersten Anordnung der Laserschutzblende kann der Verbinder mit dem Gegenverbinder dadurch in Verbindung bringbar sein, dass zumindest ein Teil der durchgehenden Aussparung deckungsgleich oder zumindest teilweise deckungsgleich mit einer Einführöffnung des Verbinders ist. In der ersten Anordnung kann die durchgehende Aussparung zumindest einen Teil der Einführöffnung freilassen. Beim Verbinden des Gegenverbinders mit dem Verbinder wird der Gegenverbinder zumindest teilweise durch die durchgehende Aussparung durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem ferner eine lichtoptische Komponente auf, welche am Laserstrahlgehäuse befestigt ist, und welche zumindest teilweise im Laserstrahl angeordnet ist.
Die lichtoptische Komponente kann ein optisches Element aufweisen. Das optische Element kann beispielsweise sein: ein lichtoptischer Filter, ein Scanspiegel, ein Strahlteiler, ein Umlenkelement, ein refraktives optisches Element, wie beispielsweise eine Linse oder ein Kittglied, ein Shutter, ein Objektiv, oder eine Blende. Die lichtoptische Komponente kann eine Ablenkeinheit aufweisen oder ein Teil einer Ablenkeinheit sein, um den Laserstrahl im Objektbereich eindimensional oder zweidimensional zu scannen. Die lichtoptische Komponente kann zumindest teilweise im Laserstrahl angeordnet sein.
Die lichtoptische Komponente kann ferner eine Halteeinheit aufweisen zur Befestigung am Laserstrahlgehäuse. Das optische Element kann an der Halteeinheit gehaltert sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Laserschutzblende ferner so verlagerbar gehaltert, dass die Laserschutzblende von der ersten Anordnung in eine Anordnung verlagerbar ist, in welcher die lichtoptische Komponente vom Bearbeitungssystem separierbar ist.
Die Anordnung, in welcher die lichtoptische Komponente vom Bearbeitungssystem separierbar ist, kann die zweite Anordnung sein. Das Laserstrahlgehäuse kann eine Aussparung aufweisen, in welche die lichtoptische Komponente oder ein Halter der lichtoptischen Komponente aufnehmbar ist. In der ersten Anordnung der Laserschutzblende kann die Laserschutzblende eine Bewegung der lichtoptischen Komponente zur Separierung der lichtoptischen Komponente vom Bearbeitungssystem versperren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Befestigungsflansch eine erste Befestigungsvorrichtung auf zur Befestigung des Befestigungsflansches an der Präparationskammer; wobei das Laserstrahlgehäuse an der Präparationskammer anliegend befestig ist und eine Aussparung aufweist um den Befestigungsflansch zumindest teilweise aufzunehmen; wobei das Laserstrahlgehäuse einen Betätigungsraum der ersten Befestigungsvorrichtung freilässt; und wobei die Laserschutzblende eine Aussparung aufweist, um die erste Befestigungsvorrichtung in der ersten Anordnung zumindest teilweise aufzunehmen.
Dadurch wird ein Bearbeitungssystem erhalten, welches eine effiziente Abschirmung von Licht des Laserstrahls bereitstellt, wobei der Befestigungsflansch vom Bearbeitungssystem separierbar ist, ohne das Laserstrahlgehäuse vom Bearbeitungssystem separieren zu müssen. Dies ermöglicht ein schnelles Separieren des Transmissionsfensters. Ferner werden optische Komponenten, welche im Laserstrahlgehäuse angeordnet sind, nicht durch das Separieren des Befestigungsflansches dejustiert.
Die erste Befestigungsvorrichtung kann eine oder mehrere Befestigungselemente aufweisen oder aus einem oder mehreren Befestigungselementen bestehen. Ein Befestigungselement kann beispielsweise eine Schraube sein.
Das Laserstrahlgehäuse lässt den Betätigungsraum der ersten Befestigungsvorrichtung frei. In anderen Worten blockiert das Laserstrahlgehäuse nicht den Raum, welcher zur Lösung der ersten Befestigungsvorrichtung erforderlich ist. Die erste Befestigungsvorrichtung kann außerhalb des Laserstrahlgehäuses angeordnet sein. Die Laserschutzblende kann so ausgebildet sein, dass in der ersten Anordnung, in welcher der Blendschutz erfolgt, der Betätigungsraum der Befestigungsvorrichtung zumindest teilweise versperrt ist. Der Betätigungsraum der Befestigungsvorrichtung kann definiert werden als ein Raum, der erforderlich ist, um die Befestigungsvorrichtung so zu lösen, dass der Befestigungsflansch vom Bearbeitungssystem separierbar ist. Beispielsweise kann der Betätigungsraum den Raum über dem Schraubenkopf einer Schraube umfassen, welcher vom Schraubenkopf während der Dauer des Lösens der Schraube eingenommen wird. Das Bearbeitungssystem kann so ausgebildet sein, dass der Befestigungsflansch bei befestigtem Laserstrahlgehäuse vom Bearbeitungssystem separierbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem ferner ein Dichtelement auf, das zwischen einer Dichtfläche des Transmissionsfensters und einer Dichtfläche der Präparationskammer angeordnet ist.
Das Dichtelement kann ein Vakuum-Dichtelement sein. Das Dichtelement kann ein Kunststoff-Dichtelement, insbesondere ein Elastomer-Dichtelement sein. Beispielsweise kann das Dichtelement zumindest teilweise aus Viton oder Teflon gefertigt sein. Das Dichtelement kann beispielsweise ein O-Ring-Dichtelement sein. Die Dichtfläche der Kammerwand und die Dichtfläche des Transmissionsfensters können das Dichtelement in einer Richtung pressen, die parallel zu einer Oberflächennormalen des Transmissionsfensters ausgerichtet ist.
Die Dichtfläche des Transmissionsfensters kann an einer Flachseite des Transmissionsfensters angeordnet sein. Die Dichtflächen des Transmissionsfensters und der Kammerwand können die einzigen Flächen sein, welche das Dichtelement im dichtenden Zustand berühren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Transmissionsfenster eine erste Befestigungsfläche an einer ersten Flachseite des Transmissionsfensters auf und eine zweite Befestigungsfläche an einer zweiten Flachseite des Transmissionsfensters; wobei das Transmissionsfenster an der ersten und der zweiten Befestigungsfläche am Befestigungsflansch befestigt ist.
In anderen Worten sind zur Befestigung des Transmissionsfensters am Befestigungsflansch die erste und die zweite Befestigungsfläche in Kontakt mit dem Befestigungsflansch. Dadurch wird ein Bearbeitungssystem bereitgestellt, welches es ermöglicht, das Transmissionsfenster im Befestigungsflansch so zu haltern, dass der Befestigungsflansch und das Transmissionsfenster als Einheit vom Bearbeitungssystem separierbar sind.
Die erste und die zweite Befestigungsfläche können gegenüberliegende Flächenbereiche des Transmissionsfensters bilden. Das Transmissionsfenster kann durch eine Klemmung an der ersten und der zweiten Befestigungsfläche am Befestigungsflansch befestigt sein. Die erste und die zweite Befestigungsfläche können jeweils einen Durchtrittsbereich des Transmissionsfensters geschlossen umlaufen. Der Durchtrittsbereich kann definiert werden als die Gesamtheit aller Bereiche des Transmissionsfensters, an welcher der Laserstrahl zumindest zeitweise durchtritt. Das Transmissionsfenster kann an der ersten und/oder der zweiten Flachseite mehrere Befestigungsflächen aufweisen. Die Befestigungsflächen einer Flachseite können den Durchtrittsbereich sektorenweise umlaufen. Die Dichtfläche des Transmissionsfensters kann zwischen dem Durchtrittsbereich und der Befestigungsfläche einer Flachseite des Transmissionsfensters angeordnet sein, welche teilweise kammerinnenseitig angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Befestigungsflansch Klemmflächen auf zu einer Klemmung des Transmissionsfensters an der ersten und an der zweiten Befestigungsfläche.
Die Klemmflächen zur Klemmung an der ersten und/oder an der zweiten Befestigungsfläche können den Durchtrittsbereich geschlossen umlaufen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umlaufen Klemmflächen des Befestigungsflansches, welche an einer gemeinsamen Flachseite des Transmissionsfensters angeordnet sind, den Durchtrittsbereich des Transmissionsfensters sektorenweise.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem eine lichtoptische Messeinrichtung auf, welche zumindest teilweise im Laserstrahlgehäuse angeordnet ist, wobei die lichtoptische Messeinrichtung ausgebildet ist, Parameter des Laserstrahls zu messen.
Die lichtoptische Messeinrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, eine Intensität des Laserstrahls zu erfassen oder eine Ablenkung des Laserstrahls zu erfassen. Beispielsweise kann die lichtoptische Messeinrichtung ausgebildet sein, eine Aktivierung des Laserstrahls zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die lichtoptische Messeinrichtung ausgebildet sein, eine spektrale und/oder räumliche Intensitätsverteilung des Laserstrahls zu erfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem ferner eine Detektionseinrichtung auf, welche zumindest teilweise im Laserstrahlgehäuse angeordnet ist, wobei die Detektionseinrichtung ausgebildet ist, Licht aus einem Innenraum der Präparationskammer zu detektieren.
Die Detektionseinrichtung kann so ausgebildet sein, dass Licht, welches von einem Wechselwirkungsbereich des Laserstrahls mit dem Objekt und/oder dem Objekthalter emittiert wird, durch die Detektionseinrichtung detektierbar ist. Die Detektionseinrichtung kann Teil einer Einrichtung zur Erfassung einer Position und/oder Orientierung des Objekts und/oder des Objekthalters in der Präparationskammer sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bearbeitungssystem ferner eine Detektionseinrichtung auf, welche zumindest teilweise im Laserstrahlgehäuse angeordnet ist, wobei die Detektionseinrichtung zu einer optischen Endpunktdetektion der Laserbearbeitung konfiguriert ist.
Die Endpunktdetektion kann eine Detektion eines Endpunktes des Laserbearbeitungsprozesses oder eines Endpunktes eines Stadiums des Laserbearbeitungsprozesses sein. Die Endpunktdetektion kann eine automatische Endpunktdetektion sein. Die Detektionseinrichtung kann eine Intensität von Licht detektieren, welches von einem Wechselwirkungsbereich des Laserstrahls mit der Oberfläche des Objekts emittiert wird. Die Detektionseinrichtung kann mehrere Intensitäten des Lichts in verschiedenen Wellenlängenbereichen erfassen. Die Wellenlängenbereiche können charakteristisch für eine chemische Zusammensetzung des Objekts sein. Die Detektionseinrichtung kann mit einer Steuereinheit verbunden sein, welche abhängig von dem detektierten Licht eine Auslenkung und/oder eine Intensität des Laserstrahls im Objektbereich steuert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Befestigungsflansch eine Abstützfläche auf, wobei sich der Befestigungsflansch über die Abstützfläche an der Präparationskammer abstützt.
Die Abstützfläche kann den Durchtrittsbereich geschlossen umlaufen. Der Befestigungsflansch kann mehrere Abstützflächen aufweisen, welche um den Durchtrittsbereich angeordnet sind oder den Durchtrittsbereich sektorenweise umlaufen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Befestigungsflansch eine erste Befestigungsvorrichtung für eine Befestigung des Befestigungsflansches an der Präparationskammer auf; wobei der Befestigungsflansch ferner eine zweite Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des Transmissionsfensters am Befestigungsflansch aufweist; und wobei der Befestigungsflansch so ausgebildet ist, dass die erste Befestigungsvorrichtung lösbar ist bei befestigter zweiter Befestigungsvorrichtung.
Damit wird ein Bearbeitungssystem bereitgestellt, wobei der Befestigungsflansch von der Kammerwand lösbar ist, ohne die Befestigung des Transmissionsfensters am Befestigungsflansch zu lösen. Dadurch kann das Transmissionsfenster im Befestigungsflansch befestigt bleiben während dem Separieren des Befestigungsflansches von dem Bearbeitungssystem, während des Reinigungsprozesses oder Wartungsprozesses, und während dem Wiederanbau des Befestigungsflansches an das Bearbeitungssystem.
Die erste und/oder die zweite Befestigungsvorrichtung können jeweils ein oder mehrere Befestigungselemente aufweisen oder aus einem oder mehreren Befestigungselementen bestehen. Ein Befestigungselement kann beispielsweise eine Schraube sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Laserschutzblende eine Führungsoberfläche auf, welche dem Laserstrahl zugewandt ist; und das Laserstrahlgehäuse weist eine Führungsoberfläche auf, welche vom Laserstrahl abgewandt ist; wobei die Führungsoberfläche der Laserschutzblende und die Führungsoberfläche des Laserstrahlgehäuses zu einer formschlüssigen Führung der Laserschutzblende am Laserstrahlgehäuse ausgebildet sind um die Laserschutzblende verlagerbar zu haltern.
Die formschlüssige Führung kann die Verlagerung der Laserschutzblende von der ersten Anordnung in die zweite Anordnung führen. Die Führungsoberfläche der Laserschutzblende kann eine innere Oberfläche oder eine innere Umfangsfläche der Laserschutzblende sein. Die Führungsoberfläche des Laserstrahlgehäuses kann eine äußere Oberfläche oder eine äußere Umfangsfläche des Laserstrahlgehäuses sein. Die Führungsoberfläche des Laserstrahlgehäuses und/oder die Führungsoberfläche der Laserschutzblende können zumindest einem Teil einer Zylinderoberfläche nachgeformt sein.
Gemäß einer weitern Ausführungsform ist die Dichtfläche des Transmissionsfensters an einer Flachseite des Transmissionsfensters angeordnet, wobei die Flachseite teilweise hin zu einem Innenraum der Präparationskammer angeordnet ist.
Dadurch kann ein Bearbeitungssystem bereitgestellt werden, wobei zwischen dem Befestigungsflansch und dem Transmissionsfenster kein Dichtelement vorgesehen ist. Dadurch kann das Transmissionsfenster beim Reinigen im Befestigungsflansch befestigt bleiben, ohne dass durch das Reinigen ein Dichtelement zwischen dem Transmissionsfenster und dem Befestigungsflansch beschädigt wird.
Ferner bewirkt die dichtungsfreie Verbindung zwischen Befestigungsflansch und Transmissionsfenster, dass die relative Orientierung zwischen dem Befestigungsflansch und dem Fenster stets gleich bleibt. Dadurch wird verhindert, dass durch eine Veränderung der Orientierung des Transmissionsfensters relativ zur Präparationskammer der Eintreffort des Laserstrahls verändert wird.
Der Befestigungsflansch kann zumindest teilweise aus Metall gefertigt sein. Das Metall kann beispielsweise aus Aluminium, Edelstahl und/oder Titan bestehen.
Beschreibung der Figuren
Exemplarische Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Bearbeitungssystems nach einem Ausführungsbeispiel;
2A eine Explosionsdarstellung der Laserschutzblende, des Laserstrahlgehäuses, des Filterhalters, des Befestigungsflansches und des Transmissionsfensters des in der 1 gezeigten Bearbeitungssystems;
2B eine perspektivische Darstellung der in der 2A dargestellten Komponenten im zusammengebauten Zustand, wobei die Laserschutzblende sich in einer ersten Anordnung befindet, in welcher der Blendschutz erfolgt;
2C eine perspektivische Darstellung der in der 2A dargestellten Komponenten im zusammengebauten Zustand, wobei sich die Laserschutzblende in einer zweiten Anordnung befindet zum Separieren des Befestigungsflansches, des Transmissionsfensters und/oder des Filterhalters vom Bearbeitungssystem;
3A eine perspektivische Darstellung des Befestigungsflansches und des Transmissionsfensters des in der 1 gezeigten Bearbeitungssystems mit Blick auf die Seite, welche von der Präparationskammer abgewandt ist;
3B eine perspektivische Darstellung des Befestigungsflansches, des Transmissionsfensters und des Dichtelementes des in der 1 gezeigten Bearbeitungssystems mit Blick auf die Seite, welche der Präparationskammer zugewandt ist; und
3C eine Schnittzeichnung des Befestigungsflansches, des Transmissionsfensters und des Dichtelementes entlang der in der 3A gezeigten Schnittverlaufslinie.
Darstellung exemplarischer Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein Bearbeitungssystem 1 zur Mikro-Materialbearbeitung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Bearbeitungssystem 1 weist einen Laser 10 zur Erzeugung eines Laserstrahls 13 auf. Der Laser 10 ist zur Durchführung einer Laserbearbeitung an einem Objekt 80 in einer ersten Präparationskammer 83 ausgebildet. Die erste Präparationskammer 83 ist als Vakuumkammer ausgebildet. In anderen Worten ist die Präparationskammer so ausgebildet, dass die Laserbearbeitung zumindest zeitweise bei einem Präparationsdruck durchführbar ist, der geringer ist als 300 mbar. Zusätzlich oder alternativ kann die Präparationskammer so ausgebildet sein, dass der Präparationsdruck größer als 300 mbar ist und/oder größer als der Atmosphärendruck ist.
Durch die Laserbearbeitung wird ein vorpräparierter Oberflächenbereich auf der Oberfläche des Objekts 80 erzeugt. Die Laserbearbeitung kann beispielsweise eine Laserablation sein. Der vorpräparierte Oberflächenbereich wird durch eine Feinbearbeitung mit einem fokussierten Ionenstrahl 50 eines Focused Ion Beam Systems 7 in einer zweiten Präparationskammer 85 weiter bearbeitet.
Die zweite Präparationskammer 85 ist ebenfalls als Vakuumkammer ausgebildet. Die erste Präparationskammer 83 ist mit der zweiten Präparationskammer 85 über ein Schleusenventil 87 verbunden, so dass das Objekt 80 zusammen mit einem Objekthalter 81 von der ersten Präparationskammer 83 in die zweite Präparationskammer 85 transferierbar ist. Die erste und die zweite Präparationskammer 83, 85 weisen jeweils ein Vakuumpumpensystem 84, 86 auf, um die jeweilige Präparationskammer zu evakuieren. Alternativ kann das Bearbeitungssystem 1 so ausgebildet sein, dass die Laserbearbeitung mit dem Laserstrahl 13 und die Präparation mit dem fokussierten Ionenstrahl 50 in einer gemeinsamen Präparationskammer durchführbar sind.
Das Bearbeitungssystem 1 weist ferner ein Rasterelektronen-Mikroskopiesystem 6 auf zur Erzeugung eines scanbaren fokussierten Elektronenstrahls 60. Das Rasterelektronen-Mikroskopiesystem 6 ist so ausgebildet, dass die Präparation, welche mit dem Focused Ion Beam System 7 durchgeführt wird, mit dem fokussierten Elektronenstrahl 60 beobachtbar ist. Dazu ist das Rasterelektronen-Mikroskopiesystem 6 so angeordnet, dass ein Objektbereich des Rasterelektronen-Mikroskopiesystems 6 und ein Objektbereich des Focused Ion Beam Systems 7 einen gemeinsamen Bereich aufweisen.
Zusätzlich oder alternativ zum Focused Ion Beam System 7 oder zum Rasterelektronen-Mikroskopiesystem 6 kann das Bearbeitungssystem 1 ein Ionen-Mikroskopiesystem aufweisen zur Mikro-Materialbearbeitung und/oder mikroskopischen Abbildung des Objekts mit einem scanbaren fokussierten Ionenstrahl.
Das Bearbeitungssystem 1 weist ferner ein Objektiv 12 auf. Das Objektiv 12 ist ausgebildet, den Laserstrahl 13 auf den Objektbereich zu fokussieren. Das Bearbeitungssystem 1 weist ferner eine Ablenkeinheit 11 auf. Die Ablenkeinheit 11 ist ausgebildet, den Laserstrahl 13 des Lasers 10 zweidimensional im Objektbereich zu scannen. Des Weiteren ist das Bearbeitungssystem 1 so ausgebildet, dass der Fokus des Laserstrahls 13 entlang der Strahlachse verschiebbar ist.
Beispielsweise kann das Bearbeitungssystem so ausgebildet sein, dass der Fokus des Laserstrahls entlang der Strahlachse durch eine Strahlaufweitung des Laserstrahls 13 variierbar ist.
In der ersten und in der zweiten Präparationskammer 83, 85 sind jeweils Positioniersysteme 82, 87 angeordnet, um das Objekt 80 im Fokus des Laserstrahls 13 und im Fokus des Ionenstrahls 50 zu positionieren. Alternativ oder zusätzlich kann das Bearbeitungssystem so ausgebildet sein, dass alle Laserbearbeitungsprozesse bei einer gleichen und zeitlich konstanten Anordnung des Objekts 80 innerhalb der Präparationskammer 83 durchführbar sind. In diesem Fall ist die Laserbearbeitung ohne ein Positioniersystem 82 in der ersten Präparationskammer 83 durchführbar. Die Ablenkeinheit 11 kann so ausgebildet sein, dass der Laserstrahl 13 bei der zeitlichen konstanten Anordnung des Objekts 80 in der ersten Präparationskammer 83 auf den Bearbeitungsbereich des Objekts richtbar ist.
Das Bearbeitungssystem 1 weist ferner ein Gaszuführungssystem 71 auf zur Zuführung von Gas in die erste Präparationskammer 83. Gas aus einem ersten Gasreservoir 74 wird über eine erste Gaszuführungsleitung 73 auf die Oberfläche des Objekts 80 geleitet. Eine Austrittsöffnung der ersten Gaszuführungsleitung 73 ist in einem Abstand von weniger als 50 Millimeter von der Objektoberfläche entfernt angeordnet. Dadurch kann beispielsweise der Oberfläche Schutzgas zugeführt werden, um eine Readsorption von Partikeln des Objekts 80, welche durch den Laserstrahl 13 losgelöst wurden, auf dem Bearbeitungsbereich der Oberfläche des Objekts 80 zu verringern. Ferner kann durch die erste Gaszuführungsleitung 73 Gas auf die Oberfläche des Objekts 80 geleitet werden, um Bearbeitungsprozesse, wie Gas Assisted Etching (GAE), Photochemical Laser Etching (PLE) und/oder Laser-assisted Chemical Etching (LCE) durchzuführen.
Zusätzlich oder alternativ kann das Gaszuführungssystem 71 eine zweite Gaszuführungsleitung 76 aufweisen, um Gas aus einem zweiten Gasreservoir 75 der ersten Präparationskammer 83 zuzuführen. Die zweite Gaszuführungsleitung 76 mündet an einem Abschnitt 78 der Kammerwand in den Innenraum der ersten Präparationskammer 83. Dadurch kann Gas vom zweiten Reservoir 75 dem Innenraum der Präparationskammer 83 zugeführt werden, so dass sich im Innenraum ein gleichmäßiger Partialdruck des Gases einstellt. Das Gas im zweiten Gasreservoir 75 kann beispielsweise ein Schutzgas sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Bearbeitungssystem 1 eine zweites Gaszuführungssystem (nicht gezeigt) aufweisen, zur Zuführung eines Gases in die zweite Präparationskammer 85.
Der Laser 10, die Ablenkeinheit 11 und das Objektiv 12 sind in einem gemeinsamen Lasergehäuse 9 angeordnet. Nach dem Verlassen des Lasers 10 tritt der Laserstrahl 13 in die Ablenkeinheit 11 ein. Nach dem Verlassen der Ablenkeinheit 11 durchsetzt der Laserstrahl 13 das Objektiv 12. Nach dem Austritt aus dem Objektiv 12 durchsetzt der Laserstrahl 13 einen optischen Filter 91. Nach dem Austritt aus dem optischen Filter 91 durchsetzt der Laserstrahl 13 ein Transmissionsfenster 5 wodurch der Laserstrahl 13 in die erste Präparationskammer 83 eintritt. Das Transmissionsfenster 5 ist durch einen Befestigungsflansch 4 relativ zur einer Kammerwand 89 der ersten Präparationskammer 83 befestigt.
Nach dem Austritt des Laserstrahls 13 aus dem Objektiv 12 wird der Laserstrahl 13 durch ein Laserstrahlgehäuse 2 geführt, um die Benutzer des Bearbeitungssystems 1 vor einer Blendung und/oder einer sonstigen Gefährdung durch Licht des Laserstrahls 13 zu schützen. Das Laserstrahlgehäuse 2 ist so ausgebildet, dass ein Filterhalter (nicht gezeigt in der 1) am Laserstrahlgehäuse 2 befestigbar ist, wobei der optische Filter 91 vom Filterhalter gehaltert wird. Das Laserstrahlgehäuse 2 ist am Lasergehäuse 9 und an der Kammerwand 89 anliegend befestigt. Das Lasergehäuse 9 kann so am Laserstrahlgehäuse 2 anliegend befestigt sein, dass es lichtdicht am Laserstrahlgehäuse 2 anliegt. Das Bearbeitungssystem 1 weist ferner eine Laserschutzblende 3 auf zu einem Blendschutz eines Übergangs des Laserstrahls 13 vom Laserstrahlgehäuse 2 in die Präparationskammer 83. Die Laserschutzblende 3 ist am Laserstrahlgehäuse 2 angeordnet. Der Aufbau des Laserstrahlgehäuses 2 und der Laserschutzblende 3 ist detaillierter mit Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben.
Die Laserschutzblende 3 ist am Laserschutzgehäuse 2 verlagerbar gehaltert. In einer ersten Anordnung der Laserschutzblende 3 erfolgt ein Blendschutz. Von der ersten Anordnung ist die Laserschutzblende 3 durch die verlagerbare Halterung in eine zweite Anordnung überführbar, in welcher der Befestigungsflansch 4 und das Transmissionsfenster 5 vom Bearbeitungssystem 1 separierbar sind. Das Verlagern der Laserschutzblende 3 und das Separieren des Befestigungsflansches 4 und des Transmissionsfensters 5 erfolgt bei einer ortsfesten Anordnung des Laserstrahlgehäuses 2.
Dadurch wird ein Bearbeitungssystem 1 bereitgestellt, das es ermöglicht, das Transmissionsfenster 5 ohne großen Aufwand vom Bearbeitungssystem 1 zu separieren, um beispielsweise das Transmissionsfenster 5 zu reinigen oder auszutauschen. Während des Reinigungsprozesses kann der Befestigungsflansch 4 mit dem Transmissionsfenster 5 verbunden bleiben.
Das Bearbeitungssystem 1 weist ferner eine Steuereinheit 14 auf, welche konfiguriert ist, über eine erste Signalleitung 15 zu detektieren, ob die Laserschutzblende 3 in der ersten Anordnung angeordnet ist und ob eine Bewegungssperre aktiviert ist. Die Bewegungssperre blockiert eine Abweichung der Laserschutzblende 3 von der ersten Anordnung. Die Steuereinheit 14 ist ferner über eine zweite Signalleitung 16 mit dem Laser 10 verbunden, um den Laserstrahl 13 zu aktivieren, nachdem eine Anordnung der Laserschutzblende 3 in der ersten Anordnung und die Aktivierung der Bewegungssperre detektiert wurde.
Die 2A, 2B und 2C zeigen im Detail den Aufbau des Laserstrahlgehäuses 2, der Laserschutzblende 3, des Befestigungsflansches 4, des Transmissionsfensters 5, sowie des Filterhalters 90. Zur Vereinfachung der Darstellung ist der optische Filter nicht dargestellt.
2A ist eine Explosionszeichnung. 2B zeigt die Komponenten im zusammengesetzten Zustand, wobei sich die Laserschutzblende 3 in der ersten Anordnung zum Blendschutz befindet. In diesem Zustand werden Benutzer des Bearbeitungssystems vor einer Blendung durch Licht des Laserstrahls geschützt. 2C zeigt die Komponenten ebenfalls im zusammengebauten Zustand, wobei sich die Laserschutzblende 3 in einer zweiten Anordnung befindet. In diesem Zustand sind der Befestigungsflansch 4 zusammen mit dem Transmissionsfenster 5 vom Bearbeitungssystem separierbar. Ferner ist in diesem Zustand auch der Filterhalter 90 mit dem optischen Filter vom Bearbeitungssystem separierbar.
Das Laserstrahlgehäuse 2 weist eine Aussparung zur Aufnahme des Filterhalters 90 und eine Aussparung zur Aufnahme des Befestigungsflansches 4 auf. Die Laserschutzblende 3 ist beispielsweise aus einem Blech durch Umformen gefertigt. Das Laserstrahlgehäuse 2 und die Laserschutzblende 3 sind so konfiguriert, dass die Laserschutzblende 3 durch das Laserstrahlgehäuse 2 formschlüssig geführt wird zur Verlagerung von der ersten Anordnung in die zweite Anordnung. Durch die Verlagerung von der ersten Anordnung in die zweite Anordnung ist die Laserschutzblende 3 in einer größeren Distanz vom Befestigungsflansch 4 anordenbar. Ferner wird durch die Verlagerung von der ersten Anordnung in die zweite Anordnung eine Orientierung der Laserschutzblende 3 relativ zum Laserstrahlgehäuse 2 verändert. Durch die Orientierungsänderung werden die Befestigungselemente 41, 42 des Befestigungsflansches 4, durch welche der Befestigungsflansch an der Kammerwand 89 befestigt wird, zugänglich.
Das Blech der Laserschutzblende 3 ist beispielsweise durch eine Schweißnaht 36 so verbunden, dass die Laserschutzblende 3 das Laserstrahlgehäuse 2 kontinuierlich umläuft oder umgreift. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Laserschutzblende 3 das Laserstrahlgehäuse 2 nur teilweise oder sektorenweise umläuft oder umgreift.
Die formschlüssige Führung erfolgt durch eine innere Oberfläche 35 der Laserschutzblende und durch eine äußere Oberfläche 27 des Laserstrahlgehäuses 2. Die innere Oberfläche 35 und die äußere Oberfläche 27 bilden jeweils zueinander korrespondierende Führungsoberflächen.
Die innere Oberfläche 35 der Laserschutzblende 3 ist dem Laserstrahl zugewandt und die äußere Oberfläche 27 des Laserstrahlgehäuses 2 ist dem Laserstrahl abgewandt. Ein Innendurchmesser d1 (gezeigt in der 2A) eines kreisförmigen Querschnitts der inneren Oberfläche 35 ist zwischen 0,1 Millimeter und 2 Millimeter größer als ein Außendurchmesser d2 (gezeigt in der 2B) eines kreisförmigen Querschnitts der äußeren Oberfläche 27.
Das Laserstrahlgehäuse 2 ist durch Befestigungselemente 22 an der Kammerwand 89 anliegend befestigt. Der Befestigungsflansch 4 weist einen ersten Befestigungsabschnitt 120 und einen zweiten Befestigungsabschnitt 121 auf. Der erste Befestigungsabschnitt 120 weist einen Durchgangsschlitz auf, in welchem eine Schraube 42 als Befestigungselement angeordnet ist. Der zweite Befestigungsabschnitt 121 weist zwei Durchgangsbohrungen auf, in welchen jeweils eine Schraube 41 als Befestigungselement angeordnet ist.
Wie in der 2C dargestellt ist, lässt das Laserstrahlgehäuse 2 den ersten und den zweiten Befestigungsabschnitt 120, 121 frei. Der erste und der zweite Befestigungsabschnitt 120, 121 sind jeweils außerhalb des Laserstrahlgehäuses 2 angeordnet. Dadurch sind die Befestigungselemente 41, 42 zugänglich, so dass die Befestigungselemente 41, 42 lösbar sind ohne das Laserstrahlgehäuse 2 zu verlagern.
Die Laserschutzblende 3 weist ferner einen ersten Abschnitt 34 und einen zweiten Abschnitt 33 auf. Der erste Abschnitt 34 weist eine Aussparung zur Aufnahme des ersten Befestigungsabschnitts 120 auf. Der zweite Abschnitt 33 weist eine Aussparung zur Aufnahme des zweiten Befestigungsabschnitts 121 auf. Wie in der 2B gezeigt ist, ist die Laserschutzblende 3 und das Laserstrahlgehäuse 2 so ausgebildet, dass in der ersten Anordnung der Laserschutzblende 3 die Befestigungsabschnitte 120, 121 in den Aussparungen des ersten und des zweiten Abschnitts 33, 34 aufgenommen sind. Dadurch wird ein effektiver Blendschutz erreicht. Wie in der 2C gezeigt ist, ist die Laserschutzblende 3 und das Laserstrahlgehäuse 2 so ausgebildet, dass die Laserschutzblende 3 den ersten und den zweiten Befestigungsabschnitt 120, 121 in der zweiten Anordnung freilässt. Der erste und der zweite Befestigungsabschnitt 120, 121 befinden sich in der zweiten Anordnung außerhalb der Laserschutzblende 3. Ferner lässt die Laserschutzblende 3 in der zweiten Anordnung einen Betätigungsraum der Befestigungselemente 41, 42 des Befestigungsflansches frei, so dass die Befestigungselemente 41, 42 lösbar sind.
Wie in der 2C ferner gezeigt ist, ist die Laserschutzblende 3 so konfiguriert, dass in der zweiten Anordnung der Laserschutzblende 3 der Filterhalter 90 vom Bearbeitungssystem separierbar ist. Auch hierbei verbleibt das Laserstrahlgehäuses 2 ortsfest und an der Kammerwand anliegend befestigt.
Die Laserschutzblende 3 weist ferner Kulissen 31 als Arretierungselemente auf, welche in der zweiten Anordnung in Eingriff mit Arretierungsbolzen 24 als korrespondierende Arretierungselemente bringbar sind. Dadurch kann die Laserschutzblende 3 in der zweiten Anordnung arretiert werden, wodurch die Separierung des Befestigungsflansches 4 und des Filterhalters 90 vom Bearbeitungssystem 1 erleichtert wird.
An einem Anschlussabschnitt des Laserstrahlgehäuses 2 zum Lasergehäuse ist ein Lichtaustritts-Dichtelement 23 angeordnet, um einen Lichtaustritt zwischen dem Laserstrahlgehäuse 2 und dem Lasergehäuse (gezeigt in der 1 mit dem Bezugszeichen 9) zu verhindern.
Eine Steckerbuchse 28 ist im Laserstrahlgehäuse 2 angeordnet. In der ersten Anordnung der Laserschutzblende 3 ist durch eine Öffnung 32 in der Laserschutzblende 3 ein Stecker (nicht gezeigt) mit der Steckerbuchse 28 verbindbar. Der Stecker wird hierbei teilweise durch die Öffnung 32 durchgeführt. Der Stecker ist mit der Steuereinheit 14 (gezeigt in der 1) in Signalverbindung. Die Öffnung 32 ist so konfiguriert, dass während der Verbindung des Steckers mit der Steckerbuchse 28 die Laserschutzblende 3 nicht aus der ersten Anordnung entfernbar ist. Der Stecker, die Steckerbuchse 28 und das Laserstrahlgehäuse 2 bilden daher eine Bewegungssperre für die Laserschutzblende 3. Um die Laserschutzblende 3 von der ersten Anordnung in die zweite Anordnung zu überführen, muss die Verbindung zwischen dem Stecker und der Steckerbuchse 28 gelöst werden. Die Steuereinheit 14 und die Steckerbuchse 28 sind so ausgebildet, dass durch die Steuereinheit 14 detektierbar ist, ob der Stecker und die Steckerbuchse 28 miteinander verbunden sind oder voneinander getrennt sind. Die Steckerbuchse 28 weist eine Kontaktbrücke auf, die zwei Kontakte der Steckerbuchse 28 miteinander verbindet. Die Steuereinheit 14 ist so konfiguriert, dass eine elektrische Leitfähigkeit zwischen Kontakten des Steckers messbar ist, welche korrespondierend sind zu den zwei Kontakten der Steckerbuchse 28, welche durch die Kontaktbrücke verbunden sind.
Die 3A, 3B und 3C zeigen jeweils verschiedene Ansichten des Befestigungsflansches 4 und des Transmissionsfensters 5. 3A ist eine perspektivische Darstellung mit Blick auf die Seite, welche von der Kammerwand (dargestellt mit dem Bezugszeichen 89 in den 1, 2A, 2B und 2C) abgewandt ist. 3B ist eine perspektivische Darstellung mit Blick auf die Seite, welche der Kammerwand zugewandt ist, und 3C ist eine Schnittdarstellung entlang der in der 3A dargestellten Schnittlinie A-A.
Der Befestigungsflansch 4 weist Durchgangsbohrungen 110 (gezeigt in der 3B) und einen Durchgangschlitz 47 auf. Der Durchgangsschlitz 47 mündet in einer Schmalseite des Befestigungsflansches 4. In den Durchgangsbohrungen 110 und im Durchgangsschlitz 47 sind Schrauben als Befestigungselemente 42, 41 angeordnet durch welche der Befestigungsflansch 4 an der Kammerwand befestigbar ist. Die Befestigungselemente 42, 41 repräsentieren daher eine erste Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des Befestigungsflansches 4 an der Kammerwand.
Der Befestigungsflansch 4 weist ferner ein erstes Flanschelement 44 auf, das eine Aussparung zur Aufnahme des Transmissionsfensters 5 aufweist. Des Weiteren weist der Befestigungsflansch 4 Befestigungselemente 46, 48 auf. Die Befestigungselemente 46, 48 sind als Schrauben ausgebildet. Ferner weist der Befestigungsflansch 4 ein zweites Flanschelement 43 und ein Schließblech 45 auf. Das zweite Flanschelement 43 wird an dem ersten Flanschelement 44 befestigt durch das Befestigungselement 48 und durch Befestigung des Schließblechs 45 an dem ersten und dem zweiten Flanschelement 43, 44 mit den Befestigungselementen 46. Dadurch wird das Transmissionsfenster 5 am Befestigungsflansch 4 klemmend befestigt.
Der Befestigungsflansch 4 kann ferner ein erstes Ringelement (nicht gezeigt) aufweisen, das zwischen dem ersten Flanschelement 44 und dem Transmissionsfenster 5 angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Befestigungsflansch 4 ein zweites Ringelement (nicht gezeigt) aufweisen, das zwischen dem zweiten Flanschelement 43 und dem Transmissionsfenster 5 angeordnet ist.
Der Befestigungsflansch 4 weist ein Kassettengehäuse auf, in welchem das Transmissionsfenster 5 aufgenommen ist, wobei ein Durchtrittsbereich des Transmissionsfensters 5, in welchem der Laserstrahl durch das Transmissionsfenster 5 durchtritt, vom Kassettengehäuse freigelassen wird. Die Befestigungselemente 48, 46 zur Befestigung des Transmissionsfensters 5 am Befestigungsflansch 4 repräsentieren eine zweite Befestigungsvorrichtung.
Die erste Befestigungsvorrichtung (d. h. die Befestigungselemente 41 und 42) ist lösbar bei befestigter zweiter Befestigungsvorrichtung (d. h. die Befestigungselemente 46 und 48). Dadurch ist es möglich, den Befestigungsflansch 4 vom Bearbeitungssystem zu separieren, wobei das Transmissionsfenster 5 am Befestigungsflansch 4 befestigt bleibt. Dies ermöglicht es, das Transmissionsfenster 5 vergleichsweise schnell vom Bearbeitungssystem zu separieren. Ferner kann während des Reinigungs- oder Wartungsprozesses das Transmissionsfenster 5 am Befestigungsflansch 4 befestigt bleiben.
Das Transmissionsfenster weist eine erste Flachseite 51 auf, welche hin zu einem Außenraum der Präparationskammer angeordnet ist. Ein Dichtelement 100 (gezeigt in den 3B und 3C) in Form eines Ringes ist an einer zweiten Flachseite 52 des Transmissionsfensters 5 angeordnet. Bei der Befestigung des Befestigungsflansches 4 an der Kammerwand wird das Dichtelement 100 bei Betätigung der ersten Befestigungsvorrichtung (d. h. der Befestigungselemente 41 und 42) gegen eine Dichtfläche der Kammerwand gepresst. Daher weist die zweiten Flachseite 52 eine Dichtfläche auf. Die zweite Flachseite 52 weist einen ersten Bereich auf, welcher hin zu einem Innenraum der Präparationskammer angeordnet ist, und einen zweiten Bereich 53 auf, welcher hin zu einem Außenraum der Präparationskammer angeordnet ist. Zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich befindet sich die Dichtfläche der zweiten Flachseite 52.
Das erste Flanschelement 44 weist eine erste Klemmfläche 112 (gezeigt in der 3C) auf und das zweite Flanschelement 43 weist eine zweite Klemmfläche 111 auf. Die erste und die zweite Klemmfläche 112, 111 befestigen das Transmissionsfenster 5 an einer Befestigungsfläche der ersten Flachseite 51 und einer Befestigungsfläche der zweiten Flachseite 52. Daher wird das Transmissionsfenster 5 an den Befestigungsflächen der ersten und der zweiten Flachseite 51, 52 klemmend befestigt. Dadurch ist das Transmissionsfenster 5 einfach zusammen mit dem Befestigungsflansch 4 vom Bearbeitungssystem separierbar und das Transmissionsfenster kann während des Reinigungs- oder Wartungsprozesses am Befestigungsflansch befestigt bleiben. Ferner ist dadurch das Transmissionsfenster 5 auswechselbar im Befestigungsflansch 4 gehaltert.
Der Befestigungsflansch 4 weist eine Abstützfläche 49 (gezeigt in den 3B und 3C) auf. Wenn der Befestigungsflansch 4 an der Kammerwand befestigt ist, wird der Befestigungsflansch 4 über die Abstützfläche 49 an der Kammerwand abgestützt. Die Abstützfläche 49 liegt hierbei an der Kammerwand an. Dadurch wird gewährleistet, dass das Transmissionsfenster 5 stets eine gleiche Orientierung relativ zur Kammerwand aufweist. Daher ändert sich die Position des Laserstrahls im Scanfeld nicht, nachdem das Transmissionsfenster 5 für einen Reinigungsprozess oder für Wartungsarbeiten vom Bearbeitungssystem separiert wurde. Dadurch werden unveränderte Scanpositionen des Laserstrahls im Objektbereich gewährleistet.

Claims

Bearbeitungssystem (1) zur Mikro-Materialbearbeitung, aufweisend: ein Focused Ion Beam System (7) zur Bearbeitung eines Objekts (80), welches durch eine Laserbearbeitung vorpräpariert wurde; eine Präparationskammer (83), in welcher die Laserbearbeitung durchführbar ist; einen Laser (10) zur Erzeugung eines Laserstrahls (13) zur Laserbearbeitung; ein Transmissionsfenster (5) für einen Eintritt des Laserstrahls (13) in die Präparationskammer (83); einen Befestigungsflansch (4) zu einer Befestigung des Transmissionsfensters (5) relativ zur Präparationskammer (83); ein Laserstrahlgehäuse (2), in welchem ein kammeraußenseitiger Abschnitt des Laserstrahls (13) verläuft; eine Laserschutzblende (3) zu einem Blendschutz eines Übergangs des Laserstrahls (13) vom Laserstrahlgehäuse (2) in die Präparationskammer (83) in einer ersten Anordnung der Laserschutzblende (3); wobei die Laserschutzblende (3) verlagerbar gehaltert ist zu einer Verlagerung zwischen der ersten Anordnung und einer zweiten Anordnung der Laserschutzblende (3); wobei in der zweiten Anordnung das Transmissionsfenster (5) und/oder der Befestigungsflansch (4) vom Bearbeitungssystem (1) separierbar sind.
Bearbeitungssystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Bearbeitungssystem (1) ferner aufweist: einen elektrischen Verbinder (28), welcher relativ zum Laserstrahlgehäuse (2) und/oder relativ zur Präparationskammer (83) fest angeordnet ist, und einen elektrischen Gegenverbinder; wobei die Laserschutzblende (3) so ausgebildet ist, dass eine Verbindung zwischen dem Verbinder (28) und dem Gegenverbinder die erste Anordnung der Laserschutzblende (3) voraussetzt.
Bearbeitungssystem (1) zur Mikro-Materialbearbeitung, aufweisend: ein Focused Ion Beam System (7) zur Bearbeitung eines Objekts (80), welches durch eine Laserbearbeitung vorpräpariert wurde; eine Präparationskammer (83), in welcher die Laserbearbeitung durchführbar ist; einen Laser (10) zur Erzeugung eines Laserstrahls (13) zur Laserbearbeitung; ein Transmissionsfenster (5) für einen Eintritt des Laserstrahls (13) in die Präparationskammer (83); einen Befestigungsflansch (4) zur Befestigung des Transmissionsfensters (5) relativ zur Präparationskammer (83); ein Laserstrahlgehäuse (2), in welchem ein kammeraußenseitiger Abschnitt des Laserstrahls (13) verläuft; eine Laserschutzblende (3) zu einem Blendschutz eines Übergangs des Laserstrahls (13) vom Laserstrahlgehäuse (2) in die Präparationskammer (83) in einer ersten Anordnung der Laserschutzblende; wobei die Laserschutzblende (3) verlagerbar gehaltert ist zu einer Verlagerung zwischen der ersten Anordnung und einer zweiten Anordnung der Laserschutzblende; einen elektrischen Verbinder (28), welcher relativ zum Laserstrahlgehäuse (2) und/oder relativ zur Präparationskammer (83) fest angeordnet ist, und einen Gegenverbinder; wobei die Laserschutzblende (3) so ausgebildet ist, dass eine Verbindung zwischen dem elektrischen Verbinder (28) und dem Gegenverbinder die erste Anordnung der Laserschutzblende (3) voraussetzt.
Bearbeitungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Laserschutzblende (3) eine durchgehende Aussparung (32) aufweist; wobei in der ersten Anordnung der Laserschutzblende (3) der Gegenverbinder durch die durchgehende Aussparung (32) mit dem Verbinder (28) in eine Verbindung bringbar ist; und wobei die Laserschutzblende (3) so ausgebildet ist, dass bei einer Abweichung von der ersten Anordnung die Laserschutzblende (3) die Verbindung blockiert.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine lichtoptische Komponente, welche am Laserstrahlgehäuse (2) befestigt ist, und welche zumindest teilweise im Laserstrahl (13) angeordnet ist.
Bearbeitungssystem (1) nach Anspruch 5, wobei die Laserschutzblende (3) ferner so verlagerbar gehaltert ist, dass die Laserschutzblende (3) von der ersten Anordnung in eine Anordnung verlagerbar ist, in welcher die lichtoptische Komponente vom Bearbeitungssystem (1) separierbar ist.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsflansch (4) eine erste Befestigungsvorrichtung aufweist zur Befestigung des Befestigungsflansches (4) an der Präparationskammer (83); wobei das Laserstrahlgehäuse (2) an der Präparationskammer (83) anliegend befestig ist und eine Aussparung aufweist, um den Befestigungsflansch (4) zumindest teilweise aufzunehmen; wobei das Laserstrahlgehäuse (2) einen Betätigungsraum der ersten Befestigungsvorrichtung freilässt; und wobei die Laserschutzblende (3) eine Aussparung aufweist, um in der ersten Anordnung der Laserschutzblende (3) die erste Befestigungsvorrichtung zumindest teilweise aufzunehmen.
Bearbeitungssystem (1) zur Mikro-Materialbearbeitung, aufweisend: ein Focused Ion Beam System (7) zur Bearbeitung eines Objekts (80), welches durch eine Laserbearbeitung vorpräpariert wurde; eine Präparationskammer (83), in welcher die Laserbearbeitung durchführbar ist; einen Laser (10) zur Erzeugung eines Laserstrahls (13) zur Laserbearbeitung; ein Transmissionsfenster (5) für einen Eintritt des Laserstrahls (13) in die Präparationskammer (83); einen Befestigungsflansch (4) zur Befestigung des Transmissionsfensters (5) relativ zur Präparationskammer (83); wobei der Befestigungsflansch (4) eine erste Befestigungsvorrichtung aufweist zur Befestigung des Befestigungsflansches (4) an der Präparationskammer (83); ein Laserstrahlgehäuse (2), in welchem ein kammeraußenseitiger Abschnitt eines Strahlengangs des Laserstrahls (13) verläuft; wobei das Laserstrahlgehäuse (2) an der Präparationskammer (83) anliegend befestig ist; wobei das Laserstrahlgehäuse (2) eine Aussparung aufweist, um den Befestigungsflansch (4) zumindest teilweise aufzunehmen, wobei das Laserstrahlgehäuse (2) einen Betätigungsraum der ersten Befestigungsvorrichtung freilässt; wobei das Bearbeitungssystem (1) ferner eine Laserschutzblende (3) aufweist zu einem Blendschutz eines Übergangs des Laserstrahls (13) vom Laserstrahlgehäuse (2) in die Präparationskammer (83) in einer ersten Anordnung der Laserschutzblende (3); wobei die Laserschutzblende (3) Aussparungen aufweist, um die erste Befestigungsvorrichtung in der ersten Anordnung der Laserschutzblende (3) zumindest teilweise aufzunehmen.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Dichtelement (100), das zwischen einer Dichtfläche des Transmissionsfensters (5) und einer Dichtfläche der Präparationskammer (83) angeordnet ist.
Bearbeitungssystem (1) gemäß Anspruch 9, wobei die Dichtfläche des Transmissionsfensters (5) an einer Flachseite des Transmissionsfensters angeordnet ist.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Transmissionsfenster (5) eine erste Befestigungsfläche an einer ersten Flachseite (51) des Transmissionsfensters (5) aufweist und eine zweite Befestigungsfläche an einer zweiten Flachseite (52) des Transmissionsfensters (5) aufweist; wobei das Transmissionsfenster (5) an der ersten und der zweiten Befestigungsfläche am Befestigungsflansch (4) befestigt ist.
Bearbeitungssystem (1) zur Mikro-Materialbearbeitung eines Objekts (80), aufweisend: ein Focused Ion Beam System (7) zur Bearbeitung eines Objekts (80), welches durch eine Laserbearbeitung vorpräpariert wurde; einen Laser (10) zur Erzeugung eines Laserstrahls (13) zur Laserbearbeitung; eine Präparationskammer (83), in welcher die Laserbearbeitung durchführbar ist; ein Transmissionsfenster (5) für einen Eintritt des Laserstrahls (13) in die Präparationskammer (83), wobei eine erste Flachseite (51) des Transmissionsfensters (5) hin zu einem Außenraum der Präparationskammer (83) angeordnet ist und eine zweite Flachseite (52) des Transmissionsfensters (5) zumindest teilweise hin zu einem Innenraum der Präparationskammer (83) angeordnet ist; ein Dichtelement (100), das zwischen einer Dichtfläche des Transmissionsfensters (5) und einer Dichtfläche der Präparationskammer (83) angeordnet ist; einen Befestigungsflansch (4) zur Befestigung des Transmissionsfensters (5) relativ zur Präparationskammer (83); wobei das Transmissionsfenster (5) eine erste Befestigungsfläche an der ersten Flachseite (51) aufweist und eine zweite Befestigungsfläche an der zweiten Flachseite (52) aufweist; und wobei das Transmissionsfenster (5) an der ersten und an der zweiten Befestigungsfläche am Befestigungsflansch (4) befestigt ist.
Bearbeitungssystem (1) nach Anspruch 12 wobei die Dichtfläche des Transmissionsfensters (5) an einer Flachseite des Transmissionsfensters (5) angeordnet ist.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Befestigungsflansch (4) Klemmflächen aufweist zu einer Klemmung des Transmissionsfensters (5) an der ersten und an der zweiten Befestigungsfläche.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine lichtoptische Messeinrichtung, welche zumindest teilweise im Laserstrahlgehäuse (2) angeordnet ist, wobei die lichtoptische Messeinrichtung ausgebildet ist, Parameter des Laserstrahls (13) zu messen.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bearbeitungssystem (1) ferner eine Detektionseinrichtung aufweist, welche zumindest teilweise im Laserstrahlgehäuse (2) angeordnet ist, wobei die Detektionseinrichtung ausgebildet ist, Licht aus einem Innenraum der Präparationskammer (83) zu detektieren; und/oder wobei die Detektionseinrichtung zu einer optischen Endpunktdetektion der Laserbearbeitung konfiguriert ist.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsflansch (4) eine Abstützfläche (49) aufweist, wobei sich der Befestigungsflansch (4) über die Abstützfläche (49) an der Präparationskammer (83) abstützt.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsflansch (4) in einem Außenraum der Präparationskammer (83) angeordnet ist.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche; wobei der Befestigungsflansch (4) eine erste Befestigungsvorrichtung zu einer Befestigung des Befestigungsflansches (4) an der Präparationskammer (83) aufweist; wobei der Befestigungsflansch (4) ferner eine zweite Befestigungsvorrichtung zu einer Befestigung des Transmissionsfensters (5) am Befestigungsflansch (4) aufweist; und wobei der Befestigungsflansch (4) so ausgebildet ist, dass die erste Befestigungsvorrichtung lösbar ist bei befestigter zweiter Befestigungsvorrichtung.
Bearbeitungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Laserschutzblende (3) eine Führungsoberfläche (35) aufweist, welche dem Laserstrahl (13) zugewandt ist, und wobei das Laserstrahlgehäuse (2) eine Führungsoberfläche (27) aufweist, welche vom Laserstrahl (13) abgewandt ist; wobei die Führungsoberfläche (35) der Laserschutzblende (3) und die Führungsoberfläche (27) des Laserstrahlgehäuses (2) zu einer formschlüssigen Führung der Laserschutzblende (3) am Laserstrahlgehäuse (2) ausgebildet sind um die Laserschutzblende verlagerbar zu haltern.