DE102019214742A1

DE102019214742A1 - Assembly of a laser ablation device and laser ablation device of such an assembly

Info

Publication number: DE102019214742A1
Application number: DE102019214742.9A
Authority: DE
Inventors: Marcus Kästner; Stephan-Alfons Hiller; Sascha Christian Müller; Camille Stebler; Bernd Stenke
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-01
Also published as: WO2021058545A1; TW202122196A

Abstract

Eine Laser-Ablationsvorrichtung hat eine Baugruppe (2) mit einer Vakuumkammer (3). Letztere umfasst eine Werkstückhalterung (7) zur Aufnahme eines durch Laser-Ablation mit Bearbeitungslicht (10) in einem Ablationsbereich (11) zu bearbeitenden Werkstücks (9). Eine im Strahlengang des Bearbeitungslichts (10) vor dem Ablationsbereich (11) letzte Optik- Komponente (12) hat mindestens eine optische Fläche (13, 14), die mit dem Beleuchtungslicht (10) beaufschlagt wird. Die Vakuumkammer (3) hat eine Leitungsführung (4) für eine anschließbare Vakuumpumpe derart, dass Ablationspartikel (16), die in einen der optischen Fläche (14) direkt benachbarten Kammerabschnitt (17) der Vakuumkammer (3) eintreten, über die Leitungsführung (4) aus der Vakuumkammer (3) abgeführt werden. Es resultiert eine Laser-Ablationsvorrichtung mit einer Baugruppe, bei der eine unerwünschte Kontamination von Komponenten der Baugruppe durch die Ablationspartikel vermieden ist.A laser ablation device has an assembly (2) with a vacuum chamber (3). The latter comprises a workpiece holder (7) for holding a workpiece (9) to be processed by laser ablation with processing light (10) in an ablation area (11). A last optical component (12) in the beam path of the processing light (10) before the ablation area (11) has at least one optical surface (13, 14) to which the illuminating light (10) is applied. The vacuum chamber (3) has a conduit (4) for a vacuum pump that can be connected in such a way that ablation particles (16) which enter a chamber section (17) of the vacuum chamber (3) directly adjacent to the optical surface (14) pass through the conduit (4) ) can be discharged from the vacuum chamber (3). The result is a laser ablation device with an assembly in which undesired contamination of components of the assembly by the ablation particles is avoided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe einer Laser-Ablationsvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Laser-Ablationsvorrichtung mit einer derartigen Baugruppe.The invention relates to an assembly of a laser ablation device. The invention also relates to a laser ablation device with such an assembly.

Eine Laser-Ablationsvorrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt aus der EP 2 629 079 A2 . Eine weitere laserbasierte Werkstück-Bearbeitungsvorrichtung ist bekannt aus der US 2006/0249480 A1 . Teilchenstrahlgeräte sind bekannt aus der DE 10 2008 001 812 A1 /B4, aus der DE 10 2008 045 336 A1 , der DE 10 2012 020 519 A1 , der DE 10 2012 010 708 A1 und der DE 10 2012 012 275 A1 /B4/B9.A laser ablation device of the type mentioned is known from US Pat EP 2 629 079 A2 . Another laser-based workpiece processing device is known from US Pat US 2006/0249480 A1 . Particle beam devices are known from DE 10 2008 001 812 A1 / B4, from the DE 10 2008 045 336 A1 , of the DE 10 2012 020 519 A1 , of the DE 10 2012 010 708 A1 and the DE 10 2012 012 275 A1 / B4 / B9.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe einer Laser-Ablationsvorrichtung derart weiterzubilden, dass eine unerwünschte Kontamination von Komponenten der Baugruppe und/oder eines zu bearbeitenden Werkstücks durch Ablationspartikel vermieden ist.It is an object of the present invention to develop an assembly of a laser ablation device in such a way that undesired contamination of components of the assembly and / or a workpiece to be processed by ablation particles is avoided.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Baugruppe einer Laser-Ablationsvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.According to the invention, this object is achieved by an assembly of a laser ablation device with the features specified in claim 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Anordnung einer Leitungsführung für eine Vakuumpumpe der Baugruppe so, dass hierüber Ablationspartikel aus einem der optischen Fläche direkt benachbarten Kammerabschnitt abgeführt werden, eine Kontamination der optischen Fläche, die Bestandteil einer im Strahlengang des Bearbeitungslichts vor dem Ablationsbereich letzten Optik-Komponente ist, wirkungsvoll verhindert. Die direkte Nachbarschaft des Kammerabschnitts zur optischen Fläche der im Strahlengang vor dem Ablationsbereich letzten Optik-Komponente sorgt für ein sicheres Abführen der Ablationspartikel, bevor diese sich unerwünscht auf der optischen Fläche niederschlagen. Zudem führt die Tatsache, dass die Abführung aus dem dieser Optik-Komponente benachbarten Kammerabschnitt gleichzeitig dazu führt, dass die Ablationspartikel entfernt vom zu bearbeitenden Werkstück abgeführt werden, zu einer Verringerung einer unerwünschten Redeposition von Ablationspartikeln auf dem Werkstück in der Umgebung des Ablationsbereichs führt. Dies ermöglicht eine Werkstückbearbeitung, bei der im Wege der Ablation saubere Schnittflächen erzeugt werden können. Eine Kontamination des Werkstücks kann effektiv verhindert werden. Zu untersuchende Strukturen des Werkstücks können direkt nach einer Werkstückbearbeitung sichtbar sein. Es hat sich zudem herausgestellt, dass eine Abführung der Ablationspartikel aus dem der optischen Fläche der im Strahlengang letzten Optik-Komponente direkt benachbarten Kammerabschnitt eine Absaugung und/oder eine Gasspülung in der Umgebung des Ablationsbereichs entbehrlich macht.According to the invention, it was recognized that the arrangement of a line routing for a vacuum pump of the assembly so that ablation particles are removed from a chamber section directly adjacent to the optical surface, contamination of the optical surface, which is part of an optical component last in the beam path of the processing light before the ablation area is effectively prevented. The direct vicinity of the chamber section to the optical surface of the last optical component in the beam path before the ablation area ensures that the ablation particles are safely removed before they are deposited on the optical surface in an undesired manner. In addition, the fact that the removal from the chamber section adjacent to this optical component simultaneously leads to the ablation particles being removed away from the workpiece to be processed leads to a reduction in undesired redeposition of ablation particles on the workpiece in the vicinity of the ablation area. This enables workpiece machining in which clean cut surfaces can be generated by means of ablation. Contamination of the workpiece can be effectively prevented. Structures of the workpiece to be examined can be visible immediately after workpiece processing. It has also been found that removing the ablation particles from the chamber section directly adjacent to the optical surface of the last optical component in the beam path makes suction and / or gas purging in the vicinity of the ablation area unnecessary.

Die Leitungsführung für die anschließbare Vakuumpumpe kann in die Vakuumkammer in Bezug auf den Strahlengang des Bearbeitungslichts auf Höhe der optischen Fläche oder in einem Abstand zur optischen Fläche einmünden, die nicht größer ist als 50 % eines Abstandes zwischen der optischen Fläche und dem Ablationsbereich. Dieses Abstandsverhältnis kann höchstens 45 %, höchstens 40 %, höchstens 35 %, höchstens 30 %, höchstens 25 %, höchstens 20 %, höchstens 15 % oder auch höchstens 10 % betragen. Regelmäßig ist dieses Abstandsverhältnis größer als 0,5 %. Derartige Abstandsverhältnisse können sicherstellen, dass eine Absaugung der Ablationspartikel aus dem der optischen Fläche direkt benachbarten Kammerabschnitt der Vakuumkammer über die Leitungsführung erfolgt.The line routing for the connectable vacuum pump can open into the vacuum chamber in relation to the beam path of the processing light at the level of the optical surface or at a distance from the optical surface that is not greater than 50% of a distance between the optical surface and the ablation area. This distance ratio can be a maximum of 45%, a maximum of 40%, a maximum of 35%, a maximum of 30%, a maximum of 25%, a maximum of 20%, a maximum of 15% or a maximum of 10%. This distance ratio is usually greater than 0.5%. Such spacing relationships can ensure that suction of the ablation particles from the chamber section of the vacuum chamber directly adjacent to the optical surface takes place via the line routing.

Der Aufwand einer werkstücknahen Ablationspartikel-Absaugung kann vermieden werden. Eine Beschädigung von fragilen Proben durch eine solche probennahe Absaugung ist somit verhindert. Auch eine unerwünschte, spülgasinduzierte Redeposition von Ablationspartikeln auf dem Werkstück kann hierdurch vermieden werden.The effort of an ablation particle suction close to the workpiece can be avoided. Damage to fragile samples by such an extraction system close to the sample is thus prevented. An undesirable, flushing gas-induced redeposition of ablation particles on the workpiece can also be avoided in this way.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das abzutragende Probenvolumen nachfolgend entlang des festgelegten Laser-Bearbeitungswegs durch Laserbearbeitung entfernt werden. Mit Hilfe von Lichtpulsen kann ein Volumen abgetragen werden, das größer ist als 100 µm3. Das abgetragene Volumen wird dabei in eine Materialwolke umgewandelt, die durch Abpumpen aus der Bearbeitungs- bzw. Vakuumkammer entfernt werden kann. Zur Laserbearbeitung kann vorzugsweise ein gepulster Laser, beispielsweise ein gepulster Festkörperlaser, eingesetzt werden. Festkörperlaser bestehen üblicherweise aus Kristallen oder Gläsern, die mit optisch aktiven Ionen dotiert sind wie beispielsweise YAG (Yttrium-Aluminium-Granat)-Laser oder Nd: YLF (Neodym: Yttrium-Lithiumfluorid)-Laser, und die sich in der Wellenlänge des emittierten, monochromatischen Laserlichts unterscheiden. Alternativ ist es auch denkbar, Laser anderer Bauart für die Laserbearbeitung einzusetzen, beispielsweise Gaslaser, Excimerlaser oder andere für die Materialbearbeitung geeignete Lasertypen. Da Laserlicht kohärent und gerichtet ist, lässt sich das Laserlichtbündel über weite Strecken leiten und stark fokussieren. Dadurch ist es möglich, sehr hohe Leistungsdichten (Leistung pro Fläche) auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Objekts zu erzeugen. Zur Materialbearbeitung werden vorzugsweise Laser mit Pulsbetrieb eingesetzt, die durch die Parameter Leistung (Energie pro Zeiteinheit), Pulsdauer und Pulsfrequenz charakterisiert sind.According to the present invention, the sample volume to be ablated can subsequently be removed by laser machining along the defined laser machining path. With the help of light pulses, a volume that is larger than 100 µm3 can be removed. The ablated volume is converted into a cloud of material that can be removed from the processing or vacuum chamber by pumping it out. A pulsed laser, for example a pulsed solid-state laser, can preferably be used for laser processing. Solid-state lasers usually consist of crystals or glasses that are doped with optically active ions such as YAG (yttrium-aluminum-garnet) lasers or Nd: YLF (neodymium: yttrium-lithium fluoride) lasers, and which are in the wavelength of the emitted, differentiate between monochromatic laser light. Alternatively, it is also conceivable to use lasers of other types for laser processing, for example gas lasers, excimer lasers or other laser types suitable for material processing. Since laser light is coherent and directional, the laser light bundle can be guided over long distances and strongly focused. This makes it possible to generate very high power densities (power per area) on the surface of the object to be processed. For material processing, lasers with pulse operation are preferably used, which are characterized by the parameters power (energy per unit of time), pulse duration and pulse frequency.

Eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Femtosekunden-Laser, vorzugsweise mit der Wellenlänge 515 nm und einer Pulsdauer (Sech²-Fit) typischerweise kleiner als 250 fs. Ferner kann es aber auch möglich sein, dass andere Lasertypen (z. B. Nanosekundenlaser mit entsprechender Pulsdauer im Nanosekundenbereich) eingesetzt werden. Je nach Art des abzutragenden Materials können Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen und unterschiedlichen Pulsdauern eingesetzt werden, das heißt solche mit einer Wellenlänge im Bereich des sichtbaren Lichts, aber auch solche mit einer Wellenlänge im Infrarotbereich oder im energiereicheren ultravioletten (UV) Spektralbereich.A special embodiment of the present invention comprises a femtosecond laser, preferably with a wavelength of 515 nm and a pulse duration ( ^{Sech 2} -Fit) typically less than 250 fs. Furthermore, it can also be possible, however, to use other types of lasers (e.g. nanosecond lasers with a corresponding pulse duration in the nanosecond range). Depending on the type of material to be removed, lasers with different wavelengths and different pulse durations can be used, i.e. those with a wavelength in the range of visible light, but also those with a wavelength in the infrared range or in the more energetic ultraviolet (UV) spectral range.

Mindestens ein Gaseinlass nach Anspruch 2 ermöglicht es, das Abführen der Ablationspartikel aus dem der optischen Fläche direkt benachbarten Kammerabschnitt mithilfe eines Spülgases zu unterstützen. Kollisionen der Ablationspartikel mit den Spülgaspartikeln vermindern eine kinetische Energie der Ablationspartikel. Zudem wird den Ablationspartikeln hierüber eine Vorzugsrichtung aufgeprägt, die vom Werkstück bzw. von der mindestens einen optischen Fläche weggerichtet sein kann und die Abführung der Ablationspartikel hin zur Vakuumpumpe unterstützen kann. Der mindestens eine Gaseinlass kann in die Vakuumkammer in Bezug auf den Strahlengang des Bearbeitungslichts auf Höhe der optischen Fläche oder in einem Abstand zur optischen Fläche einmünden, der nicht größer ist als 50 % des Abstandes zwischen der optischen Fläche und dem Ablationsbereich. Hier gilt, was die Abstandsverhältnisse angeht, das, was vorstehend zum Abstand der Einmündung der Vakuum-Leitungsführung ausgeführt wurde. In vielen Fällen ist eine genaue Positionierung eines Gaseinlasses beziehungsweise einer hierfür zum Einsatz kommenden Gaseinlassdüse nicht erforderlich. Die exakte Position eines Gaseinlasses ist also oftmals nicht kritisch. Zumindest ein Abschnitt des Gaseinlasses kann in Form eines Ringkanals ausgeführt sein. Eine Ringebene kann dabei parallel zur optischen Fläche und/oder parallel zu einer Halterungsebene der Werkstückhalterung angeordnet sein.At least one gas inlet according to claim 2 makes it possible to assist the removal of the ablation particles from the chamber section directly adjacent to the optical surface with the aid of a flushing gas. Collisions of the ablation particles with the flushing gas particles reduce a kinetic energy of the ablation particles. In addition, a preferred direction is impressed on the ablation particles, which can be directed away from the workpiece or from the at least one optical surface and which can support the removal of the ablation particles towards the vacuum pump. The at least one gas inlet can open into the vacuum chamber with respect to the beam path of the processing light at the level of the optical surface or at a distance from the optical surface that is not greater than 50% of the distance between the optical surface and the ablation area. As far as the spacing conditions are concerned, what was stated above about the spacing of the confluence of the vacuum line guide applies here. In many cases, precise positioning of a gas inlet or a gas inlet nozzle used for this is not necessary. The exact position of a gas inlet is therefore often not critical. At least a section of the gas inlet can be designed in the form of an annular channel. A ring plane can be arranged parallel to the optical surface and / or parallel to a holding plane of the workpiece holder.

Eine Einströmung des Spülgases mit einer Vorzugsrichtung nach Anspruch 3 gewährleistet ein besonders sicheres Abführen der Ablationspartikel aus dem der optischen Fläche direkt benachbarten Kammerabschnitt. Die Vorzugsrichtung kann beispielsweise über einstellbare Spülgasdüsen vorgegeben werden. Derart einstellbare Spülgasdüsen können beispielsweise verschwenkbar ausgestaltet sein.An inflow of the flushing gas with a preferred direction according to claim 3 ensures a particularly reliable removal of the ablation particles from the chamber section directly adjacent to the optical surface. The preferred direction can be specified, for example, via adjustable purging gas nozzles. Such adjustable purging gas nozzles can, for example, be designed to be pivotable.

Die Spülung kann in unmittelbarer Nähe der letztgelagerten optischen Komponente oder im Zwischenbereich zwischen Werkstück und letztgelagerter optischen Komponente untergebracht sein. Zur Reduktion der Redeposition auf der Probe hat es sich als vorteilhaft erwiesen, keine Gasspülung in unmittelbarer Umgebung des Ablationsbereichs unterzubringen. Eine mittlere freie Weglänge der Ablationspartikel in der Umgebung des Werkstücks bleibt hierdurch vorteilhaft groß, was eine Redeposition der Ablationspartikel auf dem Werkstück unwahrscheinlicher macht.The rinse can be accommodated in the immediate vicinity of the last stored optical component or in the intermediate area between the workpiece and the last stored optical component. To reduce the redeposition on the sample, it has proven to be advantageous not to place any gas flushing in the immediate vicinity of the ablation area. As a result, a mean free path of the ablation particles in the vicinity of the workpiece remains advantageously large, which makes a redeposition of the ablation particles on the workpiece less likely.

Eine Mehrzahl von Gaseinlässen nach Anspruch 4 hat sich zur Erzeugung eines definierten Spülgasstromes bewährt. Ein Spülgas-Leitungssystem kann zur Verteilung hin zu mehreren Gaseinlässen einen Ringkanal aufweisen.A plurality of gas inlets according to claim 4 has proven useful for generating a defined purge gas flow. A flushing gas line system can have an annular channel for distribution to several gas inlets.

Ein Bearbeitungslicht-Eintrittsfenster nach Anspruch 5 stellt ein Beispiel für eine im Strahlengang des Bearbeitungslichts vor dem Ablationsbereich letzte Optik-Komponente dar, bei der das Verhindern eines Niederschlags von Ablationspartikeln von besonderem Vorteil ist. Alternativ kann eine derartige letzte Optik-Komponente auch als Linse oder als Spiegel oder als weitere optische Funktionskomponente mit mindestens einer optischen Fläche ausgeführt sein.A processing light entry window according to claim 5 represents an example of a last optical component in the beam path of the processing light before the ablation area, in which the prevention of the precipitation of ablation particles is of particular advantage. Alternatively, such a last optical component can also be designed as a lens or as a mirror or as a further optical functional component with at least one optical surface.

Die Vorteile einer Vakuumquelle nach Anspruch 6 sowie einer Spülgasquelle nach Anspruch 7 entsprechen denen, die vorstehend im Zusammenhang mit den Vakuumkomponenten einerseits und den Gaskomponenten andererseits bereits erläutert wurden.The advantages of a vacuum source according to claim 6 and a flushing gas source according to claim 7 correspond to those which have already been explained above in connection with the vacuum components on the one hand and the gas components on the other hand.

Die Vorteile einer Laser-Ablationsvorrichtung nach Anspruch 8 entsprechen denjenigen der vorstehend erläuterten Baugruppe. Als Laserlichtquelle für das Bearbeitungslicht kann ein im Stand der Technik bekannter Bearbeitungslaser, beispielsweise ein CO₂-Laser oder ein Nd:YAG-Laser genutzt werden. Bei der Laserlichtquelle kann es sich um einen ps- oder um einen fs-Laser handeln. Bevorzugt kann ein fs-Laser mit einer Pulsdauer zum Einsatz kommen, die höchstens 300 fs oder auch höchstens 250 fs beträgt. Das Bearbeitungslicht kann eine Wellenlänge im grünen Wellenlängenbereich haben. Insbesondere kann es sich bei der Laserlichtquelle um einen Faser-Festkörperlaser mit Lasermedium YB:YAG handeln. Eine Fundamentale der Laserlichtquelle kann eine Wellenlänge von 1030 nm haben und kann zur Erzeugung des Bearbeitungslichts frequenzverdoppelt werden. Bei der Laserlichtquelle kann es sich also um einen Ultrakurzpulslaser, insbesondere mit Bearbeitungslicht im grünen Wellenbereich handeln. Eine Laserwellenlänge kann vorzugsweise bei 515 nm liegen. Je nach zu bearbeitendem Werkstück-Material und je nach der gewählten Ablations-Anwendung können auch andere Bearbeitungslicht-Wellenlängen, beispielsweise im IR- und UV-Wellenlängenbereich zum Einsatz kommen.The advantages of a laser ablation device according to claim 8 correspond to those of the assembly explained above. A processing laser known in the prior art, for example a CO ₂ laser or an Nd: YAG laser, can be used as the laser light source for the processing light. The laser light source can be a ps or an fs laser. An fs laser with a pulse duration which is at most 300 fs or also at most 250 fs can preferably be used. The processing light can have a wavelength in the green wavelength range. In particular, the laser light source can be a fiber solid-state laser with a laser medium YB: YAG. A fundamental of the laser light source can have a wavelength of 1030 nm and the frequency can be doubled to generate the processing light. The laser light source can therefore be an ultra-short pulse laser, in particular with processing light in the green wave range. A laser wavelength can preferably be 515 nm. Depending on the workpiece material to be processed and depending on the selected ablation application, other processing light wavelengths, for example in the IR and UV wavelength range, can also be used.

Die Anordnung des Gaseinlasssystems nahe der letztgelagerten Optik ist vorteilhaft, um Kontamination auf der Werkstückoberfläche zu reduzieren. Ferner ist die Ablation im Vakuum vorteilhaft, um Kontamination auf der Werkstückoberfläche zu reduzieren und die Partikel gerichtet weg von der Werkstückoberfläche zu leiten. Ferner ist ein Verfahren möglich, bei der Ablationsprozesse unter atmosphärischen und Vakuumbedingungen kombiniert werden können.The arrangement of the gas inlet system close to the last optics is advantageous in order to reduce contamination on the workpiece surface. Ablation in a vacuum is also advantageous in order to reduce contamination on the workpiece surface and to direct the particles away from the workpiece surface in a directed manner. Furthermore, a method is possible in which ablation processes can be combined under atmospheric and vacuum conditions.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 schematisch einen Schnitt durch eine Baugruppe einer Laser-Ablationsvorrichtung;
2 wiederum schematisch Hauptkomponenten einer Laser-Ablationsvorrichtung mit einer derartigen Baugruppe;
3 in einer zu 1 ähnlichen Schnittdarstellung Komponenten einer Variante der Baugruppe der Laser-Ablationsvorrichtung mit einer weiteren Ausführung eines Gaseinlasssystems als Bestandteil einer Spüleinrichtung der Laser-Ablationsvorrichtung;
4 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung des Gaseinlasssystems der Spüleinrichtung;
5 eine Ansicht des Gaseinlasssystems nach 4, gesehen aus Blickrichtung V in 4;
6 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung eines Gaseinlasssystems der Spüleinrichtung;
7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in 6;
8 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung eines Gaseinlasssystems der Spüleinrichtung;
9 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung eines Gaseinlasssystems der Spüleinrichtung; und
10 einen Schnitt gemäß Linie X-X in 9.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In this show:

1 schematically a section through an assembly of a laser ablation device;
2 again, schematically, main components of a laser ablation device with such an assembly;
3 in one too 1 Similar sectional view of components of a variant of the assembly of the laser ablation device with a further embodiment of a gas inlet system as part of a flushing device of the laser ablation device;
4th in one too 4th a similar representation shows a further embodiment of the gas inlet system of the flushing device;
5 a view of the gas inlet system according to FIG 4th , seen from viewing direction V in 4th ;
6th in one too 3 a similar representation shows a further embodiment of a gas inlet system of the flushing device;
7th a section along the line VII-VII in 6th ;
8th in one too 3 a similar representation shows a further embodiment of a gas inlet system of the flushing device;
9 in one too 3 a similar representation shows a further embodiment of a gas inlet system of the flushing device; and
10 a section along line XX in 9 .

Eine Laser-Ablationsvorrichtung 1 dient zur Strukturierung beziehungsweise Präparation von Objekten, beispielsweise von mikroskopischen Proben. Eine Baugruppe 2 der Laser-Ablationsvorrichtung ist stärker im Detail in der 1 gezeigt.A laser ablation device 1 is used to structure or prepare objects, for example microscopic samples. An assembly 2 the laser ablation device is more detailed in the 1 shown.

Die Baugruppe 2 hat eine Vakuumkammer, die über eine Leitungsführung 4 mit einer Vakuumpumpe 5 in Verbindung steht. Hierüber kann ein Innenraum 6 der Vakuumkammer 3 evakuiert werden.The assembly 2 has a vacuum chamber that has a conduit 4th with a vacuum pump 5 communicates. This can be used as an interior space 6th the vacuum chamber 3 to be evacuated.

In der Vakuumkammer 3 ist eine Werkstückhalterung 7 angeordnet. Letztere wird getragen von einem Verstelltisch 8, über den die Werkstückhalterung 7 in mindestens zwei Translations-Freiheitsgraden angetrieben verlagerbar ist. Auch eine Verlagerung in drei Translations-Freiheitsgraden und/oder in zusätzlichen Freiheitsgraden der Rotation ist möglich.In the vacuum chamber 3 is a workpiece holder 7th arranged. The latter is carried by an adjustment table 8th over which the workpiece holder 7th is driven displaceable in at least two translational degrees of freedom. A shift in three translational degrees of freedom and / or in additional degrees of freedom of rotation is also possible.

Die Werkstückhalterung 7 dient zur Aufnahme eines durch Laser-Ablation zu bearbeitenden Werkstücks 9. Diese Bearbeitung erfolgt mit Bearbeitungslicht 10 in einem Ablationsbereich 11 des Werkstücks 9. Das Werkstück 9 kann in einer Bearbeitungsebene eine Abmessung von beispielsweise bis zu 50 mm x 50 mm haben.The workpiece holder 7th serves to hold a workpiece to be processed by laser ablation 9 . This processing is done with processing light 10 in an ablation area 11 of the workpiece 9 . The workpiece 9 can have a dimension of, for example, up to 50 mm x 50 mm in a processing plane.

Teil der Baugruppe 2 ist eine im Strahlengang des Bearbeitungslichts 10 vor dem Ablationsbereich 11 letzte Optik-Komponente 12. Diese ist als Eintritts- beziehungsweise Einkoppelfenster für das Bearbeitungslicht ausgeführt. Die Optik-Komponente 12 hat eine optische Eintrittsfläche 13 und eine optische Austrittsfläche 14, die beide mit dem Bearbeitungslicht 10 beaufschlagt werden und das Bearbeitungslicht 10, welches von einer Laserlichtquelle 15 (vgl. 2) ausgeht, hin zum Ablationsbereich 11 durchlassen.Part of the assembly 2 is one in the beam path of the processing light 10 in front of the ablation area 11 last optical component 12th . This is designed as an entry or coupling window for the processing light. The optical component 12th has an optical entry surface 13th and an optical exit surface 14th both with the editing light 10 are applied and the processing light 10 which is from a laser light source 15th (see. 2 ) to the ablation area 11 let through.

Die Leitungsführung 4, über die die Vakuumpumpe 5 an die Vakuumkammer 3 angeschlossen ist, ist derart ausgestaltet, dass vom Ablationsbereich 11 ausgehende Ablationspartikel 16, die in einen der optischen Austrittsfläche der Optik-Komponente 12 direkt benachbarten Kammerabschnitt 17 eintreten, über die Leitungsführung 4 aus der Vakuumkammer 3 abgeführt werden.The line management 4th over which the vacuum pump 5 to the vacuum chamber 3 is connected, is designed such that from the ablation area 11 outgoing ablation particles 16 into one of the optical exit surface of the optical component 12th directly adjacent chamber section 17th enter via the line routing 4th from the vacuum chamber 3 be discharged.

Die Ablationspartikel 16 treten bei der Laserablation aus dem Ablationsbereich 11 innerhalb eines Abstrahlkegels 18 in den Innenraum der Vakuumkammer 3 in Richtung auf die Optik-Komponente 12 hin ein und erreichen dabei den der Optik-Komponente 12 benachbarten Kammerabschnitt 17.The ablation particles 16 step out of the ablation area during laser ablation 11 within a radiation cone 18th into the interior of the vacuum chamber 3 towards the optics component 12th and reach that of the optical component 12th adjacent chamber section 17th .

Ein Abstand A zwischen einer Leitungsachse 19 der Leitungsführung 4, die ein Maß für eine Höhe des Kammerabschnitts 17 darstellt, und der optischen Austrittsfläche 14 ist nicht größer als 50 % eines Abstandes B zwischen der optischen Austrittfläche 14 und dem Ablationsbereich 11.A distance A between a line axis 19th the cable routing 4th , which is a measure of a height of the chamber section 17th represents, and the optical exit surface 14th is not greater than 50% of a distance B between the optical exit surface 14th and the ablation area 11 .

Zwei Gaseinlässe 20, 21 eines Gaseinlasssystems 22 der Baugruppe 2 münden in den Kammerabschnitt 17 des Innenraums 6 der Vakuumkammer 3 ein. Das Gaseinlasssystem 22 ist Teil einer Spüleinrichtung 22a der Laser-Ablationsvorrichtung 1. Die Gaseinlässe 20, 21 sind direkt benachbart zur Optik-Komponente 12 angeordnet, münden in die Vakuumkammer 3, also in Bezug auf den Strahlengang des Bearbeitungslichts 10 auf Höhe der optischen Austrittsfläche 14 ein. Alternative oder zusätzliche Gaseinlässe des Gaseinlasssystems 22 können in die Vakuumkammer 3 ähnlich wie die Leitungsführung 4 in einem Abstand zur optischen Austrittsfläche 14 einmünden, der nicht größer ist als 50 % des Abstandes B zwischen der optischen Austrittsfläche 14 und dem Ablationsbereich 11.Two gas inlets 20th , 21 a gas inlet system 22nd the assembly 2 open into the chamber section 17th of the interior 6th the vacuum chamber 3 a. The gas inlet system 22nd is part of a flushing device 22a the laser ablation device 1 . The gas inlets 20th , 21 are directly adjacent to the optics component 12th arranged, open into the vacuum chamber 3 , so in relation to the Beam path of the processing light 10 at the level of the optical exit surface 14th a. Alternative or additional gas inlets of the gas inlet system 22nd can in the vacuum chamber 3 similar to the cable routing 4th at a distance from the optical exit surface 14th open which is not greater than 50% of the distance B between the optical exit surface 14th and the ablation area 11 .

Die Gaseinlässe 20, 21 sind so gestaltet, dass Spülgas 23 mit einer Vorzugsrichtung in den der optischen Austrittsfläche 14 direkt benachbarten Kammerabschnitt 17 der Vakuumkammer 3 einströmt.The gas inlets 20th , 21 are designed so that purge gas 23 with a preferred direction in that of the optical exit surface 14th directly adjacent chamber section 17th the vacuum chamber 3 flows in.

Teil des Gaseinlasssystems 22 ist eine Spülgasquelle 24 (vgl. 2).Part of the gas inlet system 22nd is a source of purge gas 24 (see. 2 ).

Über ein Trennventil 25 steht die Vakuumkammer 3 mit einer nicht dargestellten Hauptkammer der Laser-Ablationsvorrichtung 1 in Verbindung, über die eine Ein- beziehungsweise Ausschleusung des Werkstücks 9 aus der Hauptkammer in die Vakuumkammer 3 hinein beziehungsweise von der Vakuumkammer 3 in die Hauptkammer möglich ist. Die Vakuumkammer 3 und/oder die Hauptkammer können an einem Teilchenstrahlsystem angebaut sein. Das Teilchenstrahlsystem kann ein Rasterelektronenmikroskop oder auch ein Ionenstrahlsystem, oder eine Kombination von Elektronen- und Ionenstrahlsystem (SEM/FIB) sein, was auch als Crossbeam bezeichnet wird. Eine derartige Crossbeam-Anordnung ist beispielsweise bekannt aus der DE 10 2012 020 478 A1 und der DE 10 2008 045 336 A1 . Die Vakuum- bzw. Probenkammer 3, in der die Bearbeitung stattfindet, kann auch Teil einer Teilchenstrahlkammer des Teilchenstrahlsystems sein.Via a separation valve 25th the vacuum chamber stands 3 with a main chamber, not shown, of the laser ablation device 1 in connection, via which the workpiece is transferred in or out 9 from the main chamber into the vacuum chamber 3 into or from the vacuum chamber 3 in the main chamber is possible. The vacuum chamber 3 and / or the main chamber can be attached to a particle beam system. The particle beam system can be a scanning electron microscope or an ion beam system, or a combination of electron and ion beam systems (SEM / FIB), which is also referred to as a crossbeam. Such a crossbeam arrangement is known, for example, from DE 10 2012 020 478 A1 and the DE 10 2008 045 336 A1 . The vacuum or sample chamber 3 , in which the processing takes place, can also be part of a particle beam chamber of the particle beam system.

Die Vakuumkammer 3 kann automatisiert sein und die bearbeiteten Werkstücke können vom Ort der Bearbeitung in die Kammer des Teilchenstrahlgeräts überführt werden. An die Vakuum- bzw. Bearbeitungskammer kann entweder ein Behälter mit mehreren Proben/Haltern montiert sein, die automatisch eingefahren werden, oder die Vakuum- oder Bearbeitungskammer kann zwei Teilchenstrahlsysteme verbinden und kann dadurch Proben hin und her schleusen.The vacuum chamber 3 can be automated and the machined workpieces can be transferred from the machining location to the chamber of the particle beam device. Either a container with several samples / holders, which are automatically retracted, can be mounted on the vacuum or processing chamber, or the vacuum or processing chamber can connect two particle beam systems and can thereby channel samples back and forth.

Aufgrund der Leitungsführung 4, also des Anschlusses an die Vakuumpumpe 5 und unterstützt durch das Gaseinlasssystem 22 wird beim Betrieb der Laser-Ablationsvorrichtung 1 erreicht, dass die Ablationspartikel 16, die vom Ablationsbereich 11 in Richtung auf die Optik-Komponente 12 zu transportiert werden, sich nicht auf der optischen Austrittsfläche 14 niederschlagen, sondern bei Eintritt in den der optischen Austrittsfläche 14 benachbarten Kammerabschnitt 17 über die Leitungsführung 4 längs eines Abtransportweges 26 aus der Vakuumkammer 3 abgeführt werden. Unterstützend werden hierbei die in den Kammerabschnitt 17 eindringenden Ablationspartikel 16 vom Spülgas 23 des Gaseinlasssystems 22 mitgenommen. Eine unerwünschte Kontamination der optischen Austrittsfläche 14 ist hierüber wirkungsvoll verhindert.Because of the routing 4th , i.e. the connection to the vacuum pump 5 and supported by the gas inlet system 22nd is used when operating the laser ablation device 1 reaches that the ablation particle 16 that from the ablation area 11 towards the optics component 12th to be transported, not on the optical exit surface 14th precipitate, but when entering the optical exit surface 14th adjacent chamber section 17th about the cable routing 4th along a removal route 26th from the vacuum chamber 3 be discharged. Support is provided here by those in the chamber section 17th penetrating ablation particles 16 from the purge gas 23 of the gas inlet system 22nd taken away. An undesirable contamination of the optical exit surface 14th is effectively prevented.

Die Abführung der Ablationspartikel 16 entfernt vom Ablationsbereich 11 gewährleistet zudem, dass die Ablationspartikel 16 sich nicht unerwünscht in der Umgebung des Ablationsbereichs 11 auf dem Werkstück 9 niederschlagen. Dies vereinfacht insbesondere eine Präparation des Werkstücks, da ein Ablationspartikel-Niederschlag nicht gegebenenfalls aufwendig vom Werkstück 9 entfernt werden muss. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Werkstück nachfolgend analysiert wird, beispielsweise durch Mikroskopie und/oder anderweitige Analyseverfahren. Besonders vorteilhaft ist die Verhinderung eines Niederschlags der Ablationspartikel auf dem Werkstück 9 dann, wenn eine Seitenwand, eine sogenannte Cross-Section des Ablationsvolumens, einer durch die Ablation erzeugten Ausnehmung im Werkstück 9, analysiert wird.The removal of the ablation particles 16 away from the ablation area 11 also ensures that the ablation particles 16 not undesirably in the vicinity of the ablation area 11 on the workpiece 9 knock down. This in particular simplifies the preparation of the workpiece, since an ablation particle deposition from the workpiece is not possibly costly 9 must be removed. This is particularly advantageous if the workpiece is subsequently analyzed, for example by microscopy and / or other analysis methods. Preventing the ablation particles from precipitating on the workpiece is particularly advantageous 9 when a side wall, a so-called cross-section of the ablation volume, of a recess created by the ablation in the workpiece 9 is analyzed.

Die Baugruppe 2 hat keine werkstücknahe Absaugung über eine Vakuum-Leitungsführung und auch ein werkstücknahe Spülgasströmung.The assembly 2 has no suction close to the workpiece via a vacuum line and also a flushing gas flow close to the workpiece.

Anhand der 3 bis 10 werden nachfolgend weitere Ausführungen von Gaseinlasssystemen für eine Spüleinrichtung der Laser-Ablationsvorrichtung 1 beschrieben, die anstelle des Gaseinlasssystems 22 nach den 1 und 2 zum Einsatz kommen können. Komponenten und Funktionen, die jeweils denjenigen entsprechen, die anhand der vorstehenden Figuren erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.Based on 3 to 10 further explanations of gas inlet systems for a flushing device of the laser ablation device are given below 1 described in place of the gas inlet system 22nd after the 1 and 2 can be used. Components and functions that each correspond to those that were explained with reference to the preceding figures have the same reference numerals and are not discussed again in detail.

Ein Gaseinlasssystem 27 nach 3 umfasst eine Haupt-Spülgasleitung 28, die mit einem U-förmigen, teilzylindrischen oder vollzylindrischen Spülgas-Verteiler 29 in Fluidverbindung steht. Unabhängig von den drei verschiedenen möglichen Ausführungen „U-förmig“, „teilzylindrisch“ und „vollzylindrisch“ hat der Spülgas-Verteiler 29 die im Schnitt der 3 gezeigte umgedrehte U-Form. Seitenschenkel bzw. Seiten-Zylinderwandabschnitte 30, 31 des Spülgas-Verteilers 29 weisen jeweils eine Mehrzahl von schräg nach oben zum Kammerabschnitt 17 gerichtete Spülgasdüsen 32 auf, aus denen das Spülgas 23, wie in der 3 angedeutet, gerichtet nach oben ausströmt. Das so ausströmende Spülgas nimmt die Ablationspartikel 16 hin zum Kammerabschnitt 17 und von dort über den Abtransportweg 26 hin zur in der 3 nicht weiter dargestellten Leistungsführung 4 mit.A gas inlet system 27 to 3 includes a main purge gas line 28 with a U-shaped, partially cylindrical or fully cylindrical purge gas distributor 29 is in fluid communication. The purging gas distributor is independent of the three different possible designs "U-shaped", "partially cylindrical" and "fully cylindrical" 29 the average of the 3 U-shape shown. Side legs or side cylinder wall sections 30th , 31 of the purge gas distributor 29 each have a plurality of obliquely upwards to the chamber section 17th directional purging gas nozzles 32 on, from which the purge gas 23 , like in the 3 indicated, flows out directed upwards. The flushing gas flowing out in this way takes the ablation particles 16 towards the chamber section 17th and from there via the transport route 26th towards in the 3 performance management not shown further 4th With.

Die beiden Seitenschenkel/Seiten-Zylinderwandabschnitte 30, 31 sind über einen horizontal verlaufenden Ringkanalabschnitt 31a des Gaseinlasssystems 27 miteinander und mit der Haupt-Spülgasleitung 28 verbunden. Der Ringkanalabschnitt 31a verläuft benachbart zum oder im Kammerabschnitt 17.The two side legs / side cylinder wall sections 30th , 31 are via a horizontally extending annular channel section 31a of the gas inlet system 27 with each other and with the main purge gas line 28 connected. The ring channel section 31a runs adjacent to or in the chamber section 17th .

Die Optikkomponente 12 beinhaltet bei der Ausführung nach den 3 ff. ein Lasereinkoppelfenster 12a sowie ein gegenüber diesem zum Innenraum 6 hin versetzt angeordnetes Schutzfenster 12b. Das Schutzfenster 12b stellt bei dieser Ausführung nach den 3 ff. die im Strahlengang des Bearbeitungslichts 10 vor dem Ablationsbereich 11 letzte Optik-Komponente dar. Das Schutzfenster 12b wird von einer in den 3 ff. angedeuteten Schutzfensterhalterung 12c gehalten.The optical component 12th includes when executing according to the 3 ff. a laser coupling window 12a as well as one opposite this to the interior 6th staggered protective window 12b . The protective window 12b represents in this version after the 3 ff. those in the beam path of the processing light 10 in front of the ablation area 11 the last optical component. The protective window 12b is from one in the 3 ff. indicated protective window holder 12c held.

Die Seitenschenkel/Seiten-Zylinderwandabschnitte 30 decken einen Großteil eines Vertikalabstandes zwischen der Optik-Komponente 12 und dem Werkstück 9 ab. Es ergibt sich das in vertikaler Richtung langgezogene Gaseinlasssystem 27.The side leg / side cylinder wall sections 30th cover a large part of a vertical distance between the optics component 12th and the workpiece 9 from. The result is the gas inlet system which is elongated in the vertical direction 27 .

4 und 5 zeigen Komponenten einer weiteren Variante eines Gaseinlasssystems 33, welches anstelle des Gaseinlasssystems 22 nach den 1 und 2 bzw. anstelle des Gaseinlasssystems 27 nach 3 zum Einsatz kommen kann. Mit der Haupt-Spülgasleitung 28 ist beim Gaseinlasssystem 33 ein halbkreisförmiger Ringkanalabschnitt 34 fluidverbunden, in dem eine Mehrzahl von Spülgasdüsen 32 ausgeführt ist. Letztere sind so ausgerichtet, dass das Spülgas 23 jeweils radial zur Halbkreis-Form des Ringkanalabschnitts 34 nach innen strömt. Es ergibt sich wiederum ein effektiver Transport der Ablationspartikel 16 mit dem Spülgas 23 hin zum Abtransportweg 26. Der Ringkanalabschnitt 34 ist der Optik-Komponente 12 wiederum direkt benachbart angeordnet. Für diese Nachbarschaftsbeziehung gilt, was vorstehend zum Abstand der Gaseinlässe des Gaseinlasssystems 22 ausgeführt wurde. 4th and 5 show components of a further variant of a gas inlet system 33 , which instead of the gas inlet system 22nd after the 1 and 2 or instead of the gas inlet system 27 to 3 can be used. With the main purge gas line 28 is at the gas inlet system 33 a semicircular ring channel section 34 fluid-connected, in which a plurality of purge gas nozzles 32 is executed. The latter are aligned so that the purge gas 23 each radial to the semicircular shape of the annular channel section 34 flows inwards. This in turn results in an effective transport of the ablation particles 16 with the purge gas 23 towards the evacuation route 26th . The ring channel section 34 is the optics component 12th again arranged directly adjacent. What applies above to the distance between the gas inlets of the gas inlet system applies to this proximity relationship 22nd was executed.

6 und 7 zeigen Komponenten einer weiteren Variante eines Gaseinlasssystems 35, welches anstelle des Gaseinlasssystems 22 nach den 1 und 2, anstelle des Gaseinlasssystems 27 nach 3 oder anstelle des Gaseinlasssystems 33 nach den 4 und 5 zum Einsatz kommen kann. Teil des Gaseinlasssystems 35 ist ein Ringkanal 36, der mit der Haupt-Spülgasleitung 28 in Fluidverbindung steht. Die Spülgasdüsen 32 des Ringkanals 36 sind beim Gaseinlasssystem 35 schwenkverstellbar ausgeführt, wie in der 6 durch Doppelpfeile 37 angedeutet. Es ergibt sich eine Einstellbarkeit der jeweiligen Spülgas-Vorzugsrichtung des aus den Spülgasdüsen austretenden Spülgases 23. 6th and 7th show components of a further variant of a gas inlet system 35 , which instead of the gas inlet system 22nd after the 1 and 2 , instead of the gas inlet system 27 to 3 or instead of the gas inlet system 33 after the 4th and 5 can be used. Part of the gas inlet system 35 is a ring channel 36 , the one with the main purge gas line 28 is in fluid communication. The purge gas nozzles 32 of the ring channel 36 are at the gas inlet system 35 swivel-adjustable, as in the 6th by double arrows 37 indicated. This results in an adjustability of the respective preferred direction of the purging gas of the purging gas emerging from the purging gas nozzles 23 .

8 zeigt Komponenten einer weiteren Variante eines Gaseinlasssystems 38, welches anstelle des Gaseinlasssystems 22 nach den 1 und 2, anstelle des Gaseinlasssystems 27 nach 3, anstelle des Gaseinlasssystems 33 nach den 4 und 5 oder anstelle des Gaseinlasssystems 35 nach den 6 und 7 zum Einsatz kommen kann. Das Gaseinlasssystem 38 hat eine Mehrzahl von fächerartig verteilten Spülgas-Verteilerleitungen 39, die jeweils mit der Haupt-Spülgasleitung in Fluidverbindung stehen. Über Spülgas-Auslässe in den Spülgas-Verteilerleitungen 39 lässt sich zwischen der Optik-Komponente 12 und dem Werkstück 9 ein Spülgasstrom nach Art eines Spülgas-Vorhangs 40 erzeugen, der wiederum zu einer effektiven Mitnahme der Ablationspartikel 16 hin zum Abtransportweg 26 führt. Es ergibt sich insbesondere eine breite fächerförmige Spülgas-Beaufschlagung für die Ablationspartikel 16 im Zwischenraum zwischen der Optik-Komponente 12 und dem Werkstück 9. 8th shows components of a further variant of a gas inlet system 38 , which instead of the gas inlet system 22nd after the 1 and 2 , instead of the gas inlet system 27 to 3 , instead of the gas inlet system 33 after the 4th and 5 or instead of the gas inlet system 35 after the 6th and 7th can be used. The gas inlet system 38 has a plurality of purge gas distribution lines distributed in a fan shape 39 each in fluid communication with the main purge gas line. Via purge gas outlets in the purge gas distribution lines 39 can be placed between the optics component 12th and the workpiece 9 a purge gas stream in the manner of a purge gas curtain 40 which in turn leads to an effective entrainment of the ablation particles 16 towards the evacuation route 26th leads. In particular, the result is a wide, fan-shaped exposure of the flushing gas to the ablation particles 16 in the space between the optical components 12th and the workpiece 9 .

9 und 10 zeigen Komponenten einer weiteren Variante eines Gaseinlasssystems 41, welches anstelle des Gaseinlasssystems 22 nach den 1 und 2 anstelle des Gaseinlasssystems 27 nach 3, anstelle des Gaseinlasssystems 33 nach den 4 und 5, anstelle des Gaseinlasssystems 35 nach den 6 und 7 oder anstelle des Gaseinlasssystems 38 nach 8 zum Einsatz kommen kann. Das Gaseinlasssystem 41 kann als Kombination der Gaseinlasskomponenten der Gaseinlasssysteme 35 nach den 6 und 7 einerseits sowie 38 nach 8 andererseits verstanden werden. Das Gaseinlasssystem 41 hat zusätzlich zum Ringkanal 36, der auch als Ringkanalabschnitt nach Art des Ringkanalabschnitts 34 des Gaseinlasssystems 33 ausgeführt sein kann, noch streifenweise, also insbesondere zeilen- und/oder spaltenweise angeordnete Spülgas-Verteilerleitungen 42. Horizontal angeordnete dieser Spülgas-Verteilerleitungen 42 sind in den 9 und 10 mit 42h und vertikal angeordnete Spülgas-Verteilerleitungen mit 42v bezeichnet. 9 and 10 show components of a further variant of a gas inlet system 41 , which instead of the gas inlet system 22nd after the 1 and 2 instead of the gas inlet system 27 to 3 , instead of the gas inlet system 33 after the 4th and 5 , instead of the gas inlet system 35 after the 6th and 7th or instead of the gas inlet system 38 to 8th can be used. The gas inlet system 41 can be a combination of the gas inlet components of the gas inlet systems 35 after the 6th and 7th on the one hand as well as 38 after 8th on the other hand be understood. The gas inlet system 41 has in addition to the ring channel 36 , which is also called an annular channel section in the manner of the annular channel section 34 of the gas inlet system 33 can be designed, still in strips, so in particular purge gas distributor lines arranged in rows and / or columns 42 . These purge gas distribution lines are arranged horizontally 42 are in the 9 and 10 with 42h and vertically arranged purge gas distributor lines with 42v.

Sowohl der Ringkanal 36 als auch die Spülgas-Verteilerleitung 42 stehen mit der Haupt-Spülgasleitung 28 in Fluidverbindung, was in Bezug auf die Spülgas-Verteilerleitungen 42 in den 9 und 10 nicht im Einzelnen dargestellt ist. Über die verschiedenen Komponenten 36, 42 des Gaseinlasssystems 41 lässt sich hinsichtlich der Spülgasverteilung sowie der Spülgas-Vorzugsrichtungen eine sehr flexible Spülgas-Einströmung realisieren. Hierfür sind einerseits die Spülgasdüsen 32 und andererseits die Spülgas-Verteilerleitungen 42h, 42v insgesamt verstellbar, was in der 9 für eine der Spülgas-Verteilerleitungen 42h durch einen Doppelpfeil 43 angedeutet ist, der wiederum einen Schwenk-Freiheitsgrad andeuten soll. Diese Verteilung ergibt wiederum zwischen der Optik-Komponente 12 und dem Werkstück 9 eine effektive Mitnahme der Ablationspartikel 16 hin zum Abtransportweg 26.Both the ring channel 36 as well as the purge gas distribution line 42 stand with the main purge gas line 28 in fluid communication with respect to the purge gas manifolds 42 in the 9 and 10 is not shown in detail. About the various components 36 , 42 of the gas inlet system 41 a very flexible flushing gas inflow can be implemented with regard to the flushing gas distribution and the preferred flushing gas directions. On the one hand, the purge gas nozzles are used for this 32 and on the other hand the purge gas distribution lines 42h , 42v total adjustable what is in the 9 for one of the purge gas distribution lines 42h by a double arrow 43 is indicated, which in turn is intended to indicate a pivoting degree of freedom. This distribution in turn results between the optics component 12th and the workpiece 9 an effective entrainment of the ablation particles 16 towards the evacuation route 26th .

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2629079 A2 [0002]
US 2006/0249480 A1 [0002]
DE 102008001812 A1 [0002]
DE 102008045336 A1 [0002, 0030]
DE 102012020519 A1 [0002]
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DE 102012012275 A1 [0002]
DE 102012020478 A1 [0030]

Claims

Assembly (2) of a laser ablation device (1) - With a vacuum chamber (3) with a workpiece holder (7) for receiving a workpiece (9) to be processed by laser ablation with processing light (10) in an ablation area (11), - with a last optical component (12, 12b) in the beam path of the processing light (10) before the ablation area (11) with at least one optical surface (13, 14) to which the processing light (10) is applied, - wherein the vacuum chamber (3) has a conduit (4) for a connectable vacuum pump (5) in such a way that ablation particles (16) which enter a chamber section (17) of the vacuum chamber (3) directly adjacent to the optical surface (14), can be discharged from the vacuum chamber (3) via the line guide (4).

Assembly according to Claim 1 , characterized by at least one gas inlet (20, 21) which opens into the chamber section (17) of the vacuum chamber (3) directly adjacent to the optical surface (14).

Assembly according to Claim 2 , characterized in that the gas inlet (20, 21) is designed in such a way that flushing gas (23) can flow in a preferred direction into the chamber section (17) of the vacuum chamber (3) directly adjacent to the optical surface (14).

Assembly according to Claim 2 or 3 , characterized by a plurality of gas inlets (20, 21) which open into the chamber section (17) of the vacuum chamber (3) directly adjacent to the optical surface (14).

Assembly according to one of the Claim 1 to 4th , characterized in that the last optical component (12, 12b) in the beam path of the processing light (10) before the ablation area (11) is designed as a processing light entry window in the vacuum chamber (3).

Assembly according to one of the Claims 1 to 5 , characterized by a vacuum source (5) which is connected to the vacuum chamber (3) via the line guide (4).

Assembly according to one of the Claims 2 to 6th , characterized by a flushing gas source (24) which is connected to the vacuum chamber (3) via the at least one gas inlet (20, 21).

Laser ablation device (1) - with an assembly (2) according to one of the Claims 1 to 7th and - with a laser light source (15) for the processing light (10).