DE10297440B4 - Verfahren zum Behandeln eines Substrates und entsprechende Vorrichtung - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Behandeln eines Substrats (10), um darauf ein Muster zu erzeugen, mit den folgenden Schritten, dass ein Substrat (10) vorgesehen wird; eine Substratbehandlungsvorrichtung (121) vorgesehen wird; ein Steuersystem (110, 111) vorgesehen wird; ein Verschiebemechanismus verwendet wird, eine kontinuierliche relative Verschiebung zwischen dem Substrat (10) und der Behandlungsvorrichtung (121) zu bewirken, der ein Verschiebesignal liefert, das die Verschiebung angibt; das Steuersystem (110, 111) verwendet wird, das Verschiebesignal zu überwachen und zu bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung (121) das Substrat (10) in Intervallen behandelt, um so das Muster zu erzeugen, während die kontinuierliche Verschiebung erfolgt, wobei das Steuersystem (110, 111) einen Taktvergleichsschritt zur Synchronisation des Verschiebesignals mit den Intervallen ausführt, wobei die relative Verschiebung eine Winkelbewegung um eine Achse herum ist und das Muster um diese Achse herum ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervalle mit einer Rate F vorkommen, die durch die Gleichung F = R × L/S berechnet wird, wobei R die Winkelgeschwindigkeit der Winkelbewegung in Umdrehungen pro Zeiteinheit ist, L die Anzahl von Wiederholungen des Musters ist, die in einer vollständigen Umdrehung erforderlich sind, und S eine ganze Zahl ist, die kein Faktor von L ist.
Description
- Diese Erfindung betrifft die Herstellung eines Musters durch Behandlung eines Substrats beispielsweise unter Verwendung von Laserlicht. Insbesondere betrifft die Erfindung unter anderem die Herstellung von Codierskalen beispielsweise für Drehgeber zur Verwendung in Messvorrichtungen, die einen Codierskalenleser verwenden.
- Die Verwendung eines Lasers, um ein Substrat mit einem periodischen Muster zu markieren, ist beispielsweise aus dem
U.S.-Patent Nr. 4,406,939 (Siemens) bekannt. Das Siemens-Patent zeigt drei verschiedene Verfahren zur Herstellung einer Drehcodiererskala. Bei einem Verfahren (in2 dieses Patentes gezeigt) wird ein Taktimpulsgenerator verwendet, um das Zünden eines Lasers zur Markierung einer Codierscheibe zu steuern. Diese Scheibe kann über einen Motor gedreht werden, dessen Drehzahl aus denselben Taktimpulsen abgeleitet ist. Der Motor kann ein Schrittmotor sein. - Einer der Nachteile des vorgeschlagenen Systems ist die mangelnde Genauigkeit. Der Motor muss mit einer exakten Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden und muss daher eine außergewöhnliche Qualität besitzen. Es findet sich jedoch keine Erklärung, wie die gezeigte Linienmarkierung hergestellt werden soll, wenn die Scheibe kontinuierlich quer bzw. schräg zu dieser Linie bewegt wird, oder wie der Laser, wenn Abtasten verwendet wird, zu seiner Linienstartposition zurückkehren soll, wenn die Rotation kontinuierlich ist.
- Andere Verfahren zur Codierskalenherstellung, wie beispielsweise auch in dem
U.S.-Patent Nr. 4,406,939 beschrieben ist, betreffen die schrittweise Bewegung der Skala und ihre Behandlung durch einen Laser. Die beschriebenen Techniken besitzen den Nachteil eines Wärmeaufbaus an dem laserbehandelten Bereich wie auch der daraus folgenden Änderung der lokalen Abmessung, was die Genauigkeit beeinträchtigt. Zusätzlich weisen bekannte Techniken dahingehend eine Ungenauigkeit auf, dass eine genaue Inkrementalbewegung bzw. schrittweise Bewegung der Skala oder des Lasers erforderlich ist. -
EP 0 380 810 A2 beschreibt Verfahren mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 bzw. 12 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 13. - Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zum Behandeln eines Substrates und eine Vorrichtung zum Behandeln eines Substrates anzugeben, die insbesondere einen Wärmeaufbau an den behandelten Bereichen vermeiden und dennoch eine ausreichende Genauigkeit bei der Mustererstellung ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird mit Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 12 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst. Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausgestaltungen gerichtet.
- Besonders vorteilhaft lassen sich die erfindungsgemäßen Verfahren einsetzen, um ein Substrat und ein Muster darauf auszubilden, das für eine Codierskala zum Einsatz kommt, die mit Messvorrichtungen verwendet wird, die einen Skalenleser verwenden.
- Der insbesondere in den Ansprüchen 1 und 13 verwendete Begriff ”Taktvergleichsschritt” entspricht dem englischen ”timing comparing step” bzw. einem Schritt zum Vergleich des Timings zur Synchronisation des Verschiebesignals mit den Intervallen.
- Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
-
1 eine Vorrichtung zur Herstellung einer Codierskala unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2 ein Detail von einem der Elemente der in1 gezeigten Vorrichtung zeigt; -
3 eine vergrößerte Ansicht einer typischen Skala durch ein Mikroskop zeigt, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist; -
4 eine weitere Vorrichtung zeigt, die die vorliegende Erfindung verwendet; und -
5 eine noch weitere Vorrichtung zeigt, die die vorliegende Erfindung verwendet. -
1 zeigt ein Schaubild einer Vorrichtung zur Herstellung eines Codierringes10 . Bei dieser Vorrichtung ist ein Substrat in der Form eines Ringes10 , ein Tachometerring12 , ein Tachometersensor14 , ein Motor18 und fiktiv eine Trägheitsmasse16 gezeigt (die in einem der anderen rotierenden Teile enthalten sein kann). Der Ring10 und der Tachometerring12 drehen sich gemeinsam mit einer bestimmten Trägheitsmasse16 (durch ein Luftlager gelagert) und werden alle durch einen Verschiebemechanismus kontinuierlich angetrieben, der einen Motor18 umfasst. Die Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Teile wird über eine lange Zeitdauer durch ein Steuersystem110 konstant gehalten (bei diesem Beispiel bei einer Winkelgeschwindigkeit von 1000 U/min, wobei sich jedoch auch herausgestellt hat, dass mit einer Winkelgeschwindigkeit zwischen 100 und 3000 U/min ein zufrieden stellender Betrieb erreicht wird). Das System umfasst einen Referenzsignalgenerator112 , einen Frequenzteiler114 , eine Phasenregelkreisschaltung100 (engl. ”phase lock loop circuit”; PLL-Schaltung) bestehend aus einem Tachometersensor14 , einem Phasenkomparator116 und einem Filter118 mit niedriger Bandbreite, der den Motor18 antreibt. Der Motor18 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor, obwohl alternativ dazu auch andere Motoren verwendet werden können, und im Betrieb wird der Motor mit einem Strom angetrieben, der von der PLL-Schaltung abgeleitet wird. Die PLL-Schaltung versucht, die Phase des Signals von dem Tachometersensor14 mit der Phase des Referenzsignals von dem Frequenzteiler114 zu synchronisieren, das von dem Signalgenerator112 stammt, und versucht, den Strom des Motors dementsprechend einzustellen, um die Winkelgeschwindigkeit des Ringes10 in Übereinstimmung mit dem Referenzsignal zu bringen. Da in den Rotationselementen eine solche Trägheit vorhanden ist, so dass das Drehmoment des Motor die Trägheit nur langsam über mehrere 10 oder 100 Umdrehungen beschleunigen kann, erfolgt dann jede Änderung der Winkelgeschwindigkeit nur allmählich und dadurch wird die Winkelgeschwindigkeit des Ringes innerhalb der kurzen und langen Zeitdauer, d. h. einige wenige hundert bis zu wenigen tausend Umdrehungen vernünftig konstant gehalten. Bei der niedrigen Reaktionszeit für die PLL-Korrekturschaltung macht es nichts aus, wenn der Motor von der kostengünstigeren Sorte ist oder der Tachometer keine genauen Signale erzeugt. - Nun wird eine Substratbehandlungsvorrichtung
121 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist die Behandlung eine Laserablation, und das Substrat ist die Oberfläche des Codierringes10 . - Es ist ein TI-Saphirlaser
122 gezeigt, der einen Lichtstrahl mit einer kurzen Pulsperiode einer Picosekunde oder darunter und mit einer Energie von etwa 0,1 bis 5 mJ/Puls erzeugt. Der Takt bzw. die zeitliche Abstimmung (Timing) der Pulse wird auch durch das Referenzsignal und einen anderen Frequenzteiler120 bestimmt. - Es kann eine einzelne zylindrische Linse
124 oder alternativ dazu ein System aus Linsen verwendet werden, um einen gestreckten, elliptisch fokussierten Punkt mit dem erforderlichen Profil zu erzeugen, beispielsweise mit einer Hauptachse von etwa 6 mm und einer Nebenachse von etwa 10 μm. Die Nebenachse ist mit der Rotationsrichtung ausgerichtet. - Bei diesen Parameter findet eine Ablation statt, und je mehr Wiederholungen des Musters an dem Ring ausgeführt werden, um so tiefer wird das Muster. Eine Mustertiefe von etwa 0,1 bis 0,5 μm kann durch mehrmaliges Zünden des Lasers an einer beliebigen Fläche erzeugt werden, was durch wiederholtes Zünden des Lasers über viele aufeinander folgende Umdrehungen des Ringes ausgeführt werden kann. Es ist ein tieferes oder flacheres Muster möglich.
- Es ist offensichtlich, dass, wenn ein schmaler Punkt (beispielsweise 10 μm) verwendet wird, dann ein Muster mit einer breiteren Schrittweite bzw. Teilung (beispielsweise 40 μm) nur durch zwei oder mehr benachbarte Impulse und einen Spalt mit einer Breite von zwei oder mehr Pulsen erhalten wird. Somit ist es durch Hemmen oder Ändern der Phaseneinstellung der Pulse bezüglich der Verschiebung möglich, ein Muster zu erzeugen, das eine gröbere Schrittweite besitzt oder ein unausgeglichenes oder ungleichförmiges Markierungs- bzw. Raumverhältnis besitzt.
- In der Praxis wird der Laser nicht an jedem der aufeinander folgenden inkrementellen Punkte des erforderlichen Musters sondern bei einer ganzen Zahl S von Inkrementen gezündet, die keinen Faktor der Gesamtzahl von Inkrementen darstellen, die (in diesem Fall) um den Umfang des Ringes
10 herum erforderlich sind. Dies bedeutet, dass ein Muster über eine Anzahl von Umdrehungen des Rings10 aufgebaut wird, jedoch nicht auf einmal, so dass eine lokalisierte Erhitzung verringert wird und Fehler sich um den Ring herum ausbreiten. - Wenn die Absicht besteht, einen Ring mit L gleichmäßig beabstandeten Linien und einer Länge von W zu erzeugen, dann sollte, um einen Wärmeaufbau zu verhindern, die Laserbehandlung nicht an benachbarten Linien erfolgen, sondern sollte um den Ring herum durch S Linien beabstandet ausgeführt werden, wobei S kein Faktor von L ist. Die Winkelgeschwindigkeit R des Ringes muss S·F:L Umdrehungen pro Sekunde betragen, wobei F die Laserpulswiederholungsrate in Hertz ist.
- Je höher der Wert von S für eine gegebene Ringgröße ist, um so schneller dreht sich der Ring und um so größer ist daher seine Stabilität der Winkelgeschwindigkeit R.
- Bei einem alternativen Aufbau kann das Laserlicht von oben an den Ring gelenkt werden, wie es in der gestrichelten Variante
125 in1 gezeigt ist. In einem derartigen Fall werden radiale Linien erzeugt, die von gleichem Nutzen wie die axialen Linien sind, die durch die bevorzugte Laserpositionierung erzeugt werden. Linien an dem inneren Umfang sind ebenfalls möglich. Die erzeugten Linien müssen nicht genau radial oder axial ausgerichtet sein und können gegebenenfalls schräg ausgebildet sein. - Bei einem zusätzlichen alternativen Aufbau wird das Laserlicht in einen elliptischen Punkt fokussiert, dessen Hauptachse kürzer als das erforderliche Muster ist, wobei die zusätzliche Länge erreicht wird, indem der Punkt entlang der Rotationsachse unter Verwendung eines Abtastspiegels oder -prismas bewegt wird oder die Fokussierlinse bzw. Fokussierlinsen bezüglich des Ringes bewegt werden.
- Für Codierringe mit ausreichend großem Querschnitt sind die Auswirkungen der über Laser bewirkten Erwärmung des Substrats weniger erheblich. Die Auswahl eines geeigneten Lasers kann für diese Ringe ausgeweitet werden, so dass Laser enthalten sind, die in der Lage sind, die gewünschten Eigenschaften zu erzeugen und deren Pulslänge so gewählt ist, um die Wechselwirkung mit dem Substrat zu optimieren und die durch die Geschwindigkeit der Verschiebung bewirkte Ausbreitung zu minimieren. Es ist unwahrscheinlich, dass diese Pulslänge in der Praxis über 100 ns liegt. Über dieser Zahl wird die erzeugte Linie typischerweise um die Distanz verbreitert, um die sich der Ringumfang während der Dauer der Pulse bewegt.
- In
2 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines Codierringes detailliert gezeigt. Ihr Steuersystem ist wie oben beschrieben ausgebildet. Der Motor18 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor, und sein Rotor ist in einem Zentralträger16 aufgenommen. Der Träger besitzt ein Luftlager, das bei A beliefert wird. Der Ring ist auf dem Träger16 befestigt und wird gedreht, während der Laser122 mit einer Rate gepulst wird, die mit der Winkelgeschwindigkeit des Ringes gemäß den oben erwähnten Gleichungen übereinstimmt. -
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes der Codierskala, die durch das Verfahren der Erfindung hergestellt wird. Die Figur zeigt eine typische Ansicht durch ein Mikroskop, das auf das auf dem Substrat erzeugte Skalenmuster, das eine Schrittweite bzw. Teilung P besitzt, ausgerichtet ist. Hierbei beträgt das Markierungs- bzw. Raumverhältnis 50:50, und die Schrittweite P beträgt 40 μm. Das Muster wird erhalten, indem zunächst eine Serie von Markierungen (10 μm breit mit einem Spalt von 30 μm) erzeugt wird und dann die Phase der Pulse so verschoben wird, dass sie unmittelbar nach der Phase der Pulse auftreten, die die erste Serie von Markierungen erzeugt haben. Somit wird eine zweite Serie von Markierungen neben der ersten Serie jedoch um eine ganze Punkt breite, in diesem Fall 10 μm, verschoben erzeugt, wodurch eine dickere Markierung erzeugt wird, die aus zwei benachbarten 10 μm-Markierungen mit einem Spalt von 20 μm besteht. -
4 zeigt eine Vorrichtung, die eine andere Ausführungsform der Erfindung verwendet. Die Vorrichtung ist ähnlich der in1 gezeigten Ausführungsform, jedoch ist bei dieser Vorrichtung das Steuersystem111 im Vergleich zu der, die in1 gezeigt ist, anders ausgebildet. Hier weist der Phasenkomparator116 der PLL-Schaltung110 Eingänge von dem Tachometersensor14 und einem Frequenzteiler115 auf, der seinerseits mit dem Laserbetriebseingang verbunden ist. Ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO)113 ist mit dem Ausgang des Komparators verbunden. Das Signal von dem VCO wirkt als ein Referenzsignal zu Steuerzwecken. Der Spannungseingang des VCO wird durch die PLL vorgesehen. Die PLL-Ausgabespannung variiert gemäß der Genauigkeit der Phasenübereinstimmung ihrer Eingänge von dem Tachometersensor14 und dem Teiler115 . Somit versucht die PLL, die Teilersignalphase in Übereinstimmung mit der Phase des Tachometersignals zu bringen, indem die Versorgungsspannung zu dem VCO variiert wird. Auf diese Art und Weise kann die Laserzündrate von der Drehzahl des Tachometerringes12 und daher der Drehzahl des Ringes10 abhängig gemacht werden. Bei dieser Ausführungsform wird keine Motorsteuerung verwendet. Die Rate der Laserbehandlung ist direkt proportional zu der Winkelgeschwindigkeit des Ringes10 , so dass es keinen Unterschied macht, mit welcher Winkelgeschwindigkeit der Ring bewegt wird. Tatsächlich wäre es sogar möglich, den Motor18 wegzulassen und den Ring manuell zu betreiben. Es wäre auch möglich, das Rad auf eine gewünschte Winkelgeschwindigkeit (manuell oder mit dem Motor) anzutreiben und dann den Antrieb zu entfernen und das Muster auszubilden, während der Ring unter Einwirkung seiner Trägheit im Freilauf ist. -
5 zeigt eine Abwandlung der in1 gezeigten Ausführungsform. - Anstatt eines Signalgenerators
112 wird ein Referenzsignal zur Belieferung der PLL-Schaltung von einer innerhalb des Lasers122 befindlichen Quelle geliefert. Dieses Signal wird grundsätzlich dazu verwendet, den Laser anzutreiben, wird aber bei dieser Ausführungsform zusätzlich als ein Referenzsignal verwendet, wenn es geteilt wird oder möglicherweise multipliziert wird. - Die beschriebenen Ausführungsformen besitzen die nachfolgend ausgeführten Vorteile.
- Die Anordnung der Steuervorrichtungen und der Verschiebevorrichtungen, die beschrieben sind, ermöglichen die Verwendung eines ungenauen Tachometersignals und einer Toleranz für ein Tachometersignal mit niedriger Auflösung im Vergleich zu dem auf dem Substrat erzeugten Muster.
- Die Verwendung einer relativ hohen Trägheit oder eines Lagers mit niedriger Reibung (beispielsweise dem beschriebenen Luftlager) und hohen Werten von R halten eine stetige Rotation des Substrats aufrecht.
- Die Verwendung einer PLL-Schaltung mit niedriger Bandbreite zum Antrieb der Rotation des Substrats zusammen mit den Trägheitswirkungen überwindet jegliche Inkonsistenzen in dem ungenauen Tachometersignal.
- Jedes Musterelement kann durch viele Behandlungsschritte (Ablationsschritte) erzeugt werden und wird daher gemittelt. Das Ausmitteln verringert Fehler, die aus momentanen Störungen (”Zittern”) resultieren.
- Die Verwendung einer progressiven Technik zum Aufbau eines Musters mit ”S” Zwischenräumen hintereinander verringert Fehler, die durch Störungen oder zyklische Fehler bewirkt werden.
- Die gezeigten Ausführungsformen der Erfindung sind lediglich beispielhaft, und es können viele Varianten in Betracht gezogen werden. Die erwähnten Substrate sind in der Praxis rostfreier Stahl, obwohl auch andere Materialien verwendet werden können. Die Erfindung ist nicht auf die Laserablation oder -verdampfung gerichtet, sondern erstreckt sich auf die Behandlung eines Substrats beispielsweise durch:
die Entfernung eines ätzbeständigen Films auf einem Substrat,
die Laserabscheidung von Material auf der Oberfläche;
das Besprühen der Oberfläche beispielsweise mit Tinte, Ätz-Schutzlack oder einem geeigneten chemischen Reagenz;
Verwendung eines fotografischen Films;
das Lasermarkieren heller Linien auf einer Oberfläche, die vorher durch Ätzen, Anodisieren bzw. Eloxieren oder andere geeignete Prozesse verdunkelt worden ist;
Erzeugung eines Strukturelements einer vertieften Linie, die anschließend mit einem Kontrastmaterial gefüllt wird oder mit einem Kontrastoberflächenfinish versehen wird;
Erzeugung von Linienstrukturelementen durch mechanische Mittel, beispielsweise Ritzen oder Zeichnen mit Diamant; und
eine Bearbeitung mit elektrischer Entladung. - Die erzeugten Strukturelemente bzw. -merkmale können beispielsweise eine Phasen- oder Ronchi-Skala erzeugen. Es ist eine Behandlung der Oberfläche oder unterhalb der Oberfläche (Sub-Surface) möglich, beispielsweise das Abtragen, Zersetzen oder Abbauen (engl. ”degrade”) eines transparenten Materials unter der Oberfläche.
- Außerdem ist die Herstellung von Drehcodierskalen gezeigt worden, während die Erfindung eine wesentlich breitere Anwendung auf jede wiederholte Behandlung eines Substrats besitzt. Mit einer Laserpulsblockierung ist es auch möglich, Codes in die Skala einzubringen, die durch Skalenleser erkannt werden können, um die absolute Position einer Skala relativ zu einem Laser zu bestimmen. Somit kann ein nicht periodischer Abschnitt des Musters in dem Muster oder eine separat codierte Absolutskala enthalten sein, die entlang der inkrementalen Skala ausgebildet ist. Alternativ dazu kann eine einzelne eingebettete oder anderweitige Referenzmarke erzeugt werden. Das Muster kann besitzen:
gleich beabstandete und periodisch vorkommende Elemente;
gleich beabstandete und periodisch vorkommende Elemente mit fehlenden Elementen (beispielsweise um einen Code in dem Muster vorzusehen);
beabstandete Elemente, die einem regelmäßigen Muster entsprechen (beispielsweise einem ”Chirp”-Typ, d. h. mit einem regelmäßigen jedoch nicht gleich beabstandeten Muster zusammengefasst);
beabstandete Elemente, die einem regelmäßigen Muster entsprechen, wobei Elemente fehlen;
zufällig vorkommende Elemente; oder
nur eines oder wenige Elemente. - Zusätzlich kann das durch diese Technik erzeugte Muster Teil eines größeren zweidimensionalen Skalengittermusters sein.
- Während nur ein Behandlungspunkt gezeigt ist (d. h. nur ein Laserstrahl in Richtung einer Fläche gerichtet ist), ist es möglich, dass mehrere Behandlungspunkte vorhanden sind. Wenn mehrere Behandlungspunkte um den Umfang eines rotierenden Substrats angewendet werden, dann können zyklische Fehler gemindert werden.
- Der Ring
10 ist als ein Kreisring gezeigt. Jedoch können Elemente, auf denen ein Muster vorgesehen werden soll, eine beliebige Form besitzen, und es können beliebige Oberflächen behandelt werden. Somit kann die Oberfläche von Teilen von Vorrichtungen direkt behandelt werden, wobei diese behandelten Teile flach, gekrümmt, kugelförmig sein können oder eine andere Kontur besitzen können, vorausgesetzt, dass die relative Bewegung zwischen dem Substrat und der Behandlungsvorrichtung überwacht werden kann. Das Muster kann an einer Innenfläche, beispielsweise der Innenseite eines richtigen oder konischen Zylinders ausgebildet werden. - Die Skala kann durch diese Technik auch schrittweise ausgeführt werden, vorausgesetzt, dass eine ausreichende Trägheit erzeugt wird.
- Die gezeigte Vorrichtung verwendet eine stationäre Laserbehandlungsvorrichtung und ein rotierendes Substrat. Es ist ebenso möglich, dass das Substrat stationär bleiben kann und die Behandlungsvorrichtung (oder ein Teil derselben, beispielsweise ein Spiegel) sich drehen kann. Eine derartige Variante wäre vorteilhaft, wenn das Substrat Teil eines sehr großen und sperrigen Objektes ist.
- Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Skalenprodukten.
Claims (15)
- Verfahren zum Behandeln eines Substrats (
10 ), um darauf ein Muster zu erzeugen, mit den folgenden Schritten, dass ein Substrat (10 ) vorgesehen wird; eine Substratbehandlungsvorrichtung (121 ) vorgesehen wird; ein Steuersystem (110 ,111 ) vorgesehen wird; ein Verschiebemechanismus verwendet wird, eine kontinuierliche relative Verschiebung zwischen dem Substrat (10 ) und der Behandlungsvorrichtung (121 ) zu bewirken, der ein Verschiebesignal liefert, das die Verschiebung angibt; das Steuersystem (110 ,111 ) verwendet wird, das Verschiebesignal zu überwachen und zu bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung (121 ) das Substrat (10 ) in Intervallen behandelt, um so das Muster zu erzeugen, während die kontinuierliche Verschiebung erfolgt, wobei das Steuersystem (110 ,111 ) einen Taktvergleichsschritt zur Synchronisation des Verschiebesignals mit den Intervallen ausführt, wobei die relative Verschiebung eine Winkelbewegung um eine Achse herum ist und das Muster um diese Achse herum ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervalle mit einer Rate F vorkommen, die durch die Gleichung F = R × L/S berechnet wird, wobei R die Winkelgeschwindigkeit der Winkelbewegung in Umdrehungen pro Zeiteinheit ist, L die Anzahl von Wiederholungen des Musters ist, die in einer vollständigen Umdrehung erforderlich sind, und S eine ganze Zahl ist, die kein Faktor von L ist. - Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach Anspruch 1, ferner mit den folgenden Schritten, dass ein Referenzsignal zur Steuerung der Intervalle erzeugt wird; und das Steuersystem (
110 ,111 ) verwendet wird, einen Taktvergleichsschritt zur Synchronisation des Verschiebesignals mit dem Referenzsignal auszuführen. - Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach Anspruch 2, wobei der Taktvergleichsschritt zur Synchronisation des Verschiebesignals mit dem Referenzsignal umfasst, dass die Rate erhöht oder verringert wird, mit der das Verschiebesignal vorkommt, indem die relative Verschiebung vergrößert oder verkleinert wird.
- Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach Anspruch 2, wobei der Taktvergleichsschritt zur Synchronisation des Verschiebesignals mit dem Referenzsignal umfasst, dass die Rate erhöht oder verringert wird, mit der das Referenzsignal vorkommt, wodurch die Rate der Intervalle erhöht oder verringert wird.
- Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, dass eine Phasenregelkreisschaltung (
100 ) als Teil des Steuersystems (110 ,111 ) vorgesehen wird, wobei die Überwachung wie auch der Taktvergleich der Verschiebe- und Referenzsignale in der Phasenregelkreisschaltung (100 ) ausgeführt wird. - Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach Anspruch 5, wobei die Phasenregelkreisschaltung (
110 ) als ein Regelkreis ausgebildet ist und der Regelkreis eine Bandbreite besitzt, die unter der der Winkelgeschwindigkeit R entsprechenden Frequenz liegt, wodurch zyklische Fehler, die in dem Verschiebesignal vorhanden sind, unterdrückt werden. - Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verschiebemechanismus ein kleines, eine Winkelbewegung bewirkendes Drehmoment vorsieht und ein Trägheitsmoment mit ausreichender Größe besitzt, um so jede schnelle Änderung der Geschwindigkeit der kontinuierlichen relativen Verschiebung zu vermeiden.
- Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das an dem Substrat (
10 ) herzustellende Muster aus Elementen ausgebildet wird, wobei jedes Element durch Behandlung des Substrats in mehr als einem Intervall erzeugt wird und alle Elemente einer ersten Behandlung unterzogen werden, bevor sie ihrer zweiten Behandlung unterzogen werden. - Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Substratbehandlungsvorrichtung (
121 ) eine Laserlichtquelle (122 ) und ein Mittel umfasst, um einen Strahl des Laserlichts in Richtung des Substrats zu lenken; die Behandlung des Substrats (10 ) umfasst, dass das Laserlicht in Richtung des Substrats (10 ) gelenkt wird; und während jedes Behandlungsintervalls ein Lichtpuls in Richtung des Substrats (10 ) gelenkt wird. - Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das an dem Substrat (
10 ) auszubildende Muster aus Elementen gebildet wird, wobei die Elemente aus der Gruppe gewählt sind, die umfasst: gleich beabstandete und periodisch vorkommende Elemente; gleich beabstandete und periodisch vorkommende Elemente, wobei Elemente fehlen; beabstandete Elemente, die mit einem unregelmäßigen Muster übereinstimmen; beabstandete Elemente, die mit einem unregelmäßigen Muster übereinstimmen, wobei Elemente fehlen; und zufällig vorkommende Elemente. - Verfahren zum Behandeln eines Substrats nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die relative Winkelbewegung bewirkt wird, indem das Substrat (
10 ) rotiert, während die Behandlungsvorrichtung (121 ) im Wesentlichen stationär bleibt. - Verfahren zum Behandeln eines Substrats mit Laserlicht, um ein im Wesentlichen periodisches Muster darauf zu erzeugen, mit den folgenden Schritten, dass: ein Referenzsignal erzeugt wird; das Substrat (
10 ) in einer Bewegungsrichtung relativ zu dem Laserlicht durch Verwendung eines Verschiebemechanismus verschoben wird; ein Bewegungssignal geliefert wird, das diese Verschiebung angibt; die Bewegungs- und Referenzsignale überwacht werden; die Geschwindigkeit der Verschiebung so beibehalten wird, dass die Bewegungs- und Referenzsignale im Wesentlichen synchron gehalten werden, und das Substrat (10 ) behandelt wird, indem Pulse des Laserlichts an das Substrat (10 ) mit einer Rate geführt werden, die durch das Referenzsignal bestimmt ist, um so das Muster zu erzeugen, wobei die relative Verschiebung des Substrates (10 ) relativ zu dem Laserlicht eine Winkelbewegung um eine Achse herum ist und das Muster um diese Achse herum ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtpulse mit einer Rate F erzeugt werden, die durch die Gleichung F = R × L/S berechnet wird, wobei R die Winkelgeschwindigkeit der Winkelbewegung in Umdrehungen pro Zeiteinheit ist, L die Anzahl der Wiederholungen des Musters ist, die in einer vollständigen Umdrehung erforderlich sind, und S eine ganze Zahl ist, die kein Faktor von L ist. - Vorrichtung zum Behandeln eines Substrats (
10 ), um ein Muster darauf zu erzeugen, mit: einer Substratbehandlungsvorrichtung (121 ); einem Mechanismus (18 ) zur kontinuierlichen relativen Verschiebung der Behandlungsvorrichtung (121 ) relativ zu dem Substrat (10 ), wobei die relative Verschiebung eine Winkelbewegung um eine Achse herum ist und das Muster um diese Achse herum ausgebildet wird, einem Verschiebesignalgenerator, und einem Steuersystem (110 ,111 ), das ausgestaltet ist, das Verschiebesignal zu überwachen und zu bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung (121 ) das Substrat (10 ) in Intervallen zur Erzeugung des Musters behandelt, während die kontinuierliche Verschiebung erfolgt, wobei das Steuersystem (110 ,111 ) ferner so ausgestaltet ist, einen Taktvergleichsschritt zur Synchronisation des Verschiebesignals mit den Intervallen auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervalle mit einer Rate F vorkommen, die durch die Gleichung F = R × L/S berechnet wird, wobei R die Winkelgeschwindigkeit der Winkelbewegung in Umdrehungen pro Zeiteinheit ist, L die Anzahl von Wiederholungen des Musters ist, die in einer vollständigen Umdrehung erforderlich sind, und S eine ganze Zahl ist, die kein Faktor von L ist. - Vorrichtung zum Behandeln eines Substrats nach Anspruch 13, ferner mit: einem Referenzsignalgenerator (
112 ), um die Behandlungsintervalle zu bewirken, und wobei: der Taktvergleichsschritt ausgeführt wird, um die Verschiebe- und Referenzsignale im Wesentlichen synchron zu halten. - Vorrichtung zur Behandlung eines Substrats nach Anspruch 14, wobei: das Steuersystem (
110 ,111 ) eine Phasenregelkreisschaltung (100 ) umfasst, und das Überwachen und der Vergleich der Verschiebe- und Referenzsignale innerhalb der Phasenregelkreisschaltung (100 ) ausgeführt werden.
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