DE19531050A1

DE19531050A1 - Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks

Info

Publication number: DE19531050A1
Application number: DE19531050A
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Murakami; Hajime Nakatani; Atsushi Sugitatsu; Tadao Minagawa; Toshinori Yagi; Keiko Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2015-08-24
Also published as: JPH0866781A; KR960007083A; DE19531050C2; TW277012B; US5661744A; CN1122737A; CA2156200C

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Bestrahlungsvorrich tung zum optischen Bearbeiten (z. B. Ätzen) eines Werkstücks wie etwa eines Mehrschichtsubstrats, um dadurch Öffnungen, Löcher wie beispielsweise Kontaktlöcher, Durchgangsbohrungen und dergleichen zu formen, indem das Substrat mit einem Excimerlaserstrahl durch eine Strukturierungsmaske hindurch bestrahlt wird, die eine in dem Werkstück auszubildende Struktur hat. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung, die die Bearbei tung von Werkstücken in einem stabilen Zustand mit ver gleichmäßigter Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls erlaubt.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens wird zuerst eine bekannte Excimerlaserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung genauer beschrieben, die in einer herkömmlichen optischen Bearbeitungsanlage der oben angegebenen Art verwendet wird; dabei wird auf die Fig. 14 bis 16 Bezug genommen, wobei Fig. 14 eine Perspektivansicht ist, die nur schematisch eine typische bekannte optische Bearbeitungsvorrichtung zeigt. Einzelheiten dieser bekannten Vorrichtung finden sich in "Collection of Theses in 28th Convention of Laser Processing Engineers of Japan (28th LASER NETSUKAKO KENKYUKAI RONBUNSHU)", S. 51-58 (Juli 1992).

Gemäß Fig. 14 umfaßt die dort gezeigte optische Bearbei tungsvorrichtung ein Lichtquellensystem, bestehend aus einem Excimerlaseroszillator 1, der einen Excimerlaserstrahl L0 erzeugt, der im Querschnitt Viereckform hat. An von einer Austrittsöffnung des Laseroszillators 1 abstromseitigen Positionen sind entlang einem Lichtweg des Excimerlaser strahls L0 drei Spiegel 3a, 3b und 3c angeordnet, die zu sammenwirken, um ein Strahlengangjustiersystem zu bilden zum Justieren einer Strahlrichtung und eines Strahldrehwinkels des Excimerlaserstrahls L0, der aus dem Excimerlaser oszillator 1 austritt.

Andererseits ist anschließend an das genannte Strahlengang justiersystem entlang dem Lichtweg des Excimerlaserstrahls L0 eine Strahlformungs- bzw. Strahlprofilierungsoptik an geordnet, die aus zwei Sätzen von zylindrischen Konkav- und Konvexlinsen 4a, 4b; 4c, 4d besteht, um den Excimerlaser strahl L0 mit Rechteckquerschnitt zu einem flächigen oder flachen Excimerlaserstrahl L1 umzuwandeln oder zu formen, wobei die Konvexlinsen 4a und 4c jeweils den Konkavlinsen 4b bzw. 4d gegenüberstehend angeordnet sind. Diese Linsenele mente sind auf einer ortsfesten Halterung 5 fest angebracht. Der Excimerlaserstrahl L1, der aus der Strahlformungsoptik 4a, 4b; 4c, 4d austritt, wird von einem den Einfallswinkel einstellenden Reflektor 7 reflektiert, der in dem Lichtweg des Excimerlaserstrahls L1 angeordnet ist.

Eine Strukturierungsmaske 8, auf die der von dem Einfalls winkel-Einstellreflektor 7 projizierte Excimerlaserstrahl L1 auftrifft, besteht aus einer lichtdurchlässigen Grundplatte bzw. einem Substrat 8a, das den Durchtritt des Excimerlaser strahls L1 zuläßt. Über dem lichtdurchlässigen Substrat 8a ist eine Reflexionsschicht 8b vorgesehen, um den Excimer laserstrahl L1 zu reflektieren, wobei Durchgangsbohrungen oder Öffnungen 8c, die den Durchtritt des Excimerlaser strahls L1 zulassen, in der Reflexionsschicht 8b ausgebildet sind. Es erübrigt sich zu sagen, daß diese Durchgangsbohrun gen oder Öffnungen 8c eine Struktur bilden, die auf einem Werkstück abzubilden oder darauf zu übertragen ist, wie noch im einzelnen beschrieben wird.

Der Strukturierungsmaske 8 zugeordnet ist ein Maskenbewe gungsmechanismus 9 vorgesehen, um die Strukturierungsmaske 8 in zu der optischen Achse orthogonalen Richtungen, d. h. in der X- und Y-Richtung, zu bewegen, so daß der Excimerlaser strahl L1 die Oberfläche der Strukturierungsmaske 8 relativ dazu abtastet.

Über der Strukturierungsmaske 8 und ihr gegenüberstehend ist ein hochreflexionsfähiger Spiegel 10 angeordnet, der als Reflektor dient, um den an der Reflexionsschicht 8b re flektierten Excimerlaserstrahl L1 wiederholt auf die Struk turierungsmaske 8 zu reflektieren, wie noch beschrieben wird.

Ferner ist unter der Strukturierungsmaske 8 eine Abbildungs linse 11 an einer Position in dem Lichtweg des die Struk turierungsmaske 8 verlassenden Excimerlaserstrahls L2 an geordnet. Ein Werkstück 12, das optisch zu bearbeiten ist, wird mit dem Excimerlaserstrahl L2 bestrahlt, der die Ab bildungslinse 11 durchsetzt, deren Funktion es ist, die in der Strukturierungsmaske 8 geformte Struktur auf das Werk stück 12 in Form eines Kehrbilds zu übertragen.

Eine Werkstückanbringplattform 13 ist unter der Abbildungs linse 11 angeordnet, um das Werkstück 12 anzubringen und zu positionieren. Die Werkstückanbringplattform 13 ist auf einem Werkstückbewegungsmechanismus 14 gehaltert, der aus gebildet ist, um in zu der optischen Achse der Abbildungs linse 11 orthogonalen Richtungen, d. h. in der X- und Y- Richtung, bewegt zu werden. Der Werkstückbewegungsmecha nismus 14 ist seinerseits auf einem Erschütterungen isolie renden gemeinsamen Bett 15 angebracht.

Der Betrieb sowohl des Maskenbewegungsmechanismus 9 als auch des Werkstückbewegungsmechanismus 14 wird mit hoher Präzi sion von einer Steuereinheit 16 gesteuert, die ein Mikro computer sein kann und auch den Excimerlaseroszillator 1 steuert. Ferner ist ein Bearbeitungsmonitorsystem 17 vorgesehen, das über dem Werkstück 12 angeordnet ist, so daß die Positionen und die geometrischen Faktoren der in dem Werkstück 12 gebildeten Struktur geprüft werden können.

Die weitere Beschreibung bezieht sich auf die Fig. 15A und 15B, wobei Fig. 15A eine Seitenansicht ist, die schematisch und übertrieben ein optisches System zeigt, das die Struk turierungsmaske 8, die Abbildungslinse 11 und zugehörige Teile zeigt, und Fig. 15B ein Diagramm ist, das eine In tensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls L2 auf dem Werkstück 12, gesehen entlang der Y-Richtung, zeigt. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Excimerlaserstrahl L1, der zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexions fähigen Spiegel 10 vielfach reflektiert worden ist, in Richtung der Y-Achse verlagert wird.

Gemäß Fig. 15A ist die lichtdurchlässige Grundplatte bzw. das Substrat 8a der Strukturierungsmaske 8 aus einem synthe tischen Quarzmaterial geformt und erlaubt dem Excimerlaser strahl L1, der aus dem Linsensystem 4a bis 4d austritt und an dem Einfallswinkeljustierspiegel 7 reflektiert wird, das Substrat durch die Lichtdurchtrittslöcher oder -öffnungen 8c zu durchsetzen. Infolge der Bestrahlung mit dem Excimer laserstrahl L2, der die Maske 8 und die Abbildungslinse 11 durchsetzt hat, werden in den Werkstücken 12 Löcher wie etwa die Kontaktlöcher 18 in einem Muster gebildet, das demjeni gen der Löcher 8c der Strukturierungsmaske 8 entspricht. Die Reflexionsschicht 8b wird in einem Bedampfungsverfahren auf das lichtdurchlässige Substrat 8a aufgebracht, wobei die hohlen Kontaktlöcher 8c in einer vorbestimmten Struktur verbleiben, um auf das Werkstück 12 übertragen zu werden. Andererseits wird die Reflexionsschicht 8b in Form einer Schicht wie etwa einer Aluminiumschicht, einer dielektri schen Viellagen-Schicht oder dergleichen gebildet und zeigt hohes Reflexionsvermögen (z. B. ein Reflexionsvermögen von wenigstens 99%). Wie oben gesagt, wird die Reflexions schicht 8b von einer großen Zahl hohler Löcher 8c durch setzt, die jeweils einen Durchmesser in der Größenordnung von beispielsweise 20 µm haben.

Die Abbildungslinse 11 ist als eine Hochleistungslinse implementiert, deren Aberration über einen Bereich eines großen Feldwinkels auf das mögliche Minimum unterdrückt ist, um die in der Strukturierungsmaske 8 gebildete Struktur, d. h. die Struktur der hohlen Löcher 8c, mit hoher Präzision auf dem Werkstück 12 abzubilden.

Übrigens ist Fig. 16A eine Seitenansicht, die schematisch und übertrieben das optische Bearbeitungssystem und zuge hörige Teile, gesehen in Richtung der Y-Achse, zeigt, und Fig. 16B zeigt die Intensitätsverteilung des Excimerlaser strahls L2 auf dem Werkstück 12, gesehen in Richtung der X- Achse.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 16 wird nun der Betrieb der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung mit dem oben erläuterten Aufbau beschrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 15A tritt ein Teil von Lichtstrah len des Excimerlaserstrahls L1, der auf die Strukturierungs maske 8 an einer Seite davon (an der rechten Seite in der Figur) schräg von oben auftrifft, durch die ausgesparten Löcher 8c, um den Excimerlaserstrahl L2 zu bilden, der zu der optischen Bearbeitung oder dem optischen Ätzen beiträgt.

Der andere Teil der Lichtstrahlen des Excimerlaserstrahls L1, die auf die Strukturierungsmaske 8 auftreffen, wird von der Reflexionsschicht 8b zu dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 reflektiert, der die auftreffenden Lichtstrahlen erneut auf die Strukturierungsmaske 8 zurückreflektiert.

Wie Fig. 15A zeigt, wird ein Teil des Excimerlaserstrahls L1, der von dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 auf die Strukturierungsmaske 8 reflektiert wird, zu einer fort schreitenden Verlagerung in Y-Richtung (d. h. von rechts nach links in Fig. 15A) aufgrund von Reflexionen zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem Werkstück 12 und des Auftreffens des Excimerlaserstrahls L1 mit einem Einfalls winkel e relativ zu der Vertikalen, der kleiner als 90° ist, veranlaßt. Insbesondere weicht die Position, an der der Excimerlaserstrahl L1 das zweitemal auf die Strukturierungs maske 8 nach Reflexion an dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 auftrifft, in Y-Richtung (d. h. nach links in Fig. 15A) von der Position ab, an der der Excimerlaserstrahl L1 das erstenmal auf die Strukturierungsmaske 8 auftrifft. Diese Reflexion und Verlagerung des Excimerlaserstrahls L1 wie derholt sich, bis der Excimerlaserstrahl L1 den Hohlraum, der zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochre flexionsfähigen Spiegel 10 definiert ist, verläßt, obwohl ein Teil des Excimerlaserstrahls L1 durch die Struktur der hohlen Löcher 8c die Strukturierungsmaske 8 durchsetzen kann.

Infolge der wiederholten oder Vielfachreflexionen des Excimerlaserstrahls L1 zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 sowie der Ver lagerungen in der Y-Richtung werden die Löcher 8c der Strukturierungsmaske 8 über die Abbildungslinse 11 auf das Werkstück 12 übertragen. Dabei wird natürlich gefordert, daß die Intensität des Excimerlaserstrahls L1 im wesentlichen auf einem vorbestimmten konstanten Pegel bleibt und er vor Dämpfung geschützt ist. Selbstverständlich wird der Excimer laserstrahl L2, der durch die Strukturlöcher 8c der Struk turierungsmaske 8 durchgelassen wird, über die Abbildungs linse 11 auf dem Werkstück 12 fokussiert. Deshalb werden Öffnungen oder Löcher wie beispielsweise die Kontaktlöcher 18 in dem Werkstück 12 in einer Struktur gebildet, die einem Kehrbild der Struktur der Löcher 8c in der Strukturierungs maske 8 entspricht.

Bei Anwendung in der Praxis ist natürlich zu beachten, daß die Gefahr besteht, daß die Intensität des Excimerlaser strahls L1 allmählich abnimmt, während der Excimerlaser strahl L1 von einem Ende des hochreflexionsfähigen Spiegels 10 zum anderen Ende in der Richtung der Y-Achse bewegt wird, wobei er gleichzeitig zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 reflektiert wird, wie Fig. 15B zeigt. Infolgedessen nimmt die Intensität des Excimerlaserstrahls L2, der auf das Werkstück 12 auftrifft, allmählich im Verlauf der Reflexionen und der Positionsver lagerungen in Abhängigkeit von den Positionen entlang der Y- Achse in der Gegenrichtung (d. h. in einer negativen bzw. (- Y-Achsenrichtung) ab, weil die auf das Werkstück 12 abge bildete Struktur der Strukturierungsmaske 8 invertiert ist.

Bei Betrachtung in Richtung der X-Achse (siehe Fig. 16A) dagegen erfährt der Excimerlaserstrahl L1, der in einem zentralen Bereich des hochreflexionsfähigen Spiegels 10 auftrifft, aufeinanderfolgende Reflexionen zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 in den Richtungen zu beiden Enden hin, und infolgedessen nimmt die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls L2 in Richtung der X-Achse ein Profil an, wie es in Fig. 16B gezeigt ist.

Im Zusammenhang mit der Abbildungslinse 11 ist ferner zu be achten, daß die Abbildungslinse 11 durch ein Hochleistungs linsensystem realisiert ist, dessen Aberrationen über einen Hauptbereich der Bildebene auf ein mögliches Minimum unter drückt sind, wie bereits gesagt wurde, um die Struktur der Strukturierungsmaske 8 mit hoher Präzision auf das Werkstück 12 optisch zu übertragen bzw. darauf abzubilden. Wenn also das Werkstück 12 beispielsweise ein Mehrschichtsubstrat ist, hat es gewöhnlich eine Größe im Bereich von 100 mm × 100 mm. Wenn daher diese Fläche in einem einzigen Vorgang optisch bearbeitet werden soll, muß als die Abbildungslinse 11 ein extrem teures Linsensystem verwendet werden.

Unter diesen Umständen wird bei der bekannten optischen Bearbeitungsvorrichtung die optische Bearbeitung über eine große Fläche des Werkstücks 12 dadurch realisiert, daß sowohl die Strukturierungsmaske 8 als auch das Werkstück 12 unter Verwendung des Maskenbewegungsmechanismus 9 und des Werkstückbewegungsmechanismus 14 synchron bewegt werden, so daß das Werkstück 12 mit dem positionsmäßig ortsfesten Excimerlaserstrahl L2 im relativen Sinn effektiv abgetastet wird.

Wenn beispielsweise die Vergrößerung der Abbildungslinse 11 "1/2" ist, wird die Strukturierungsmaske 8 mit dem Excimer laserstrahl L1 mit einer Geschwindigkeit v in Richtung der X-Achse abgetastet, während gleichzeitig das Werkstück 12, auf dem das Kehrbild der Lochstruktur der Strukturierungs maske 8 zu kopieren ist, in der Gegenrichtung (d. h. der negativen X-Richtung) mit einer Geschwindigkeit von v/2 abgetastet wird. Bei Beendigung der Abtastung in X-Richtung wird das Werkstück 12 schrittweise in u-Richtung verlagert, um den vorgenannten Abtastvorgang erneut durchzuführen. Durch Wiederholen des Abtastvorgangs auf diese Weise kann die gesamte Oberfläche des Werkstücks 12 optisch bearbeitet werden.

Bei Beendigung der Abtastverlagerung der Strukturierungsmas ke 8 und des Werkstücks 12 in Richtung der X-Achse werden anschließend die Strukturierungsmaske 8 und das Werkstück 12 schrittweise jeweils um ein Inkrement in Richtung der Y- Achse transportiert, woraufhin die oben erwähnte Abtast verlagerung sequentiell wiederholt wird. Somit wird die gesamte Oberfläche des Werkstücks 12 mit dem Excimerlaser strahl beleuchtet bzw. bestrahlt.

In diesem Zusammenhang ist jedoch zu beachten, daß die Struktur, die in bezug auf die Intensitätsverteilung nicht vergleichmäßigt (d. h. nicht konstant) ist, wie Fig. 15B zeigt, auf dem Werkstück 12 abgebildet wird.

Wie nunmehr aus der vorstehenden Erläuterung ersichtlich ist, werden im Fall der bekannten Excimerlaserstrahl-Be strahlungsvorrichtung zum optischen Bearbeiten die Struk turierungsmaske 8 und das Werkstück 12 bewegt, um letzteres mit dem Excimerlaserstrahl L2 in einer Richtung (X-Achsen richtung) orthogonal zu der Richtung (Y-Achsenrichtung) ab zutasten, in der der Excimerlaserstrahl L1 sich verschiebt, während er Vielfachreflexionen zwischen der Strukturierungs maske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 erfährt. Infolgedessen kann die Intensitätsverteilung des Excimer laserstrahls L1, der zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 vielfach reflektiert wird, nicht immer so aufrechterhalten werden, daß sie im wesentlichen konstant bzw. gleichförmig ist. Es kann sich also die Situation ergeben, daß die Intensitätsverteilung der Bestrahlung mit dem Laserstrahl nicht über das gesamte Werkstück 12 gleichförmig realisiert werden kann. Unter diesen Umständen kann der Bearbeitungszustand des Werkstücks 12 ungleichmäßig sein, obwohl das auch von dem Material des Werkstücks 12, der mit dem optischen System erzielbaren Bearbeitungsgenauigkeit und anderen Faktoren abhängt, was ein schwerwiegendes Problem darstellt.

Bei der herkömmlichen Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvor richtung sind außerdem Abweichungen der Dicke und des Mate rials des Werkstücks 12 sowie Abweichungen der Geschwindig keit, mit der die Strukturierungsmaske 8 und das Werkstück 12 für den Abtastvorgang bewegt werden, Hindernisse in bezug auf die Realisierung der gleichmäßigen Bearbeitung des Werk stücks 12 und somit nachteilig.

Angesichts des vorstehend beschriebenen Stands der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsvorrichtung zum optischen Bearbeiten eines Werkstücks anzugeben, wobei diese Vorrichtung eine gleich mäßige Werkstückbearbeitung auch dann durchführen kann, wenn die Intensitätsverteilung eines vielfach reflektierten Excimerlaserstrahls in der Richtung ungleichförmig ist, in der der Excimerlaserstrahl verlagert wird, während er gleichzeitig reflektiert wird.

Ein Vorteil der Erfindung ist dabei die Bereitstellung einer Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung, die ungeachtet von Schwankungen einer Abtastbewegungsgeschwindigkeit, mit der die Maske und das Werkstück zur Durchführung des Ab tastvorgangs synchron miteinander bewegt werden, das Werk stück gleichmäßig bearbeiten kann.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird eine Excimerlaser strahl-Bestrahlungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Werk stücks angegeben, die gekennzeichnet ist durch einen Excimerlaseroszillator, der einen Excimerlaserstrahl emit tiert; eine Strukturierungsmaske mit lichtdurchlässigen Bereichen, die der von dem Excimerlaseroszillator emittierte Excimerlaserstrahl durchsetzen kann, und mit einer Refle xionsschicht, die den Excimerlaserstrahl reflektiert, wobei die lichtdurchlässigen Bereiche eine in dem Werkstück her zustellende Struktur bilden; eine Reflexionseinrichtung, die der Reflexionsschicht der Strukturierungsmaske gegenüber stehend angeordnet ist, um den von der Reflexionsschicht reflektierten Excimerlaserstrahl zu der Strukturierungsmaske zu reflektieren, so daß der Excimerlaserstrahl zwischen der Reflexionseinrichtung und der Strukturierungsmaske vielfach reflektiert wird, während er gleichzeitig positionsmäßig verlagert wird; ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden eines Musters des Excimerlaserstrahls, der durch die Struk turierungsmaske auf das Werkstück durchgelassen wird, um es zu bestrahlen; einen Werkstückbewegungsmechanismus zum Bewegen des Werkstücks in einer zu einer optischen Achse des optischen Abbildungssystems orthogonalen Richtung; einen Maskenbewegungsmechanismus zum Bewegen der Strukturierungs maske in einer zu der optischen Achse des optischen Abbil dungssystems orthogonalen Richtung; und eine Steuereinheit zum Steuern des Excimerlaseroszillators, des Werkstückbewe gungsmechanismus und des Maskenbewegungsmechanismus; wobei die Steuereinheit den Werkstückbewegungsmechanismus und den Maskenbewegungsmechanismus derart steuert, daß die Struktu rierungsmaske und das Werkstück synchron miteinander entlang einer gleichen Achse verlagert werden, so daß das Werkstück mit dem Excimerlaserstrahl während einer synchronen Abtast verlagerung in einer Abtastbewegungsrichtung abgetastet wer den kann, die mit einer Richtung übereinstimmt, in der der Excimerlaserstrahl verlagert wird, während er die Vielfach reflexionen zwischen der Strukturierungsmaske und der Re flexionseinrichtung erfährt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Excimerlaseroszillator und die Reflexionseinrichtung ortsfest angeordnet sind; daß die Reflexionseinrichtung und die Strukturierungsmaske im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind; und daß der Excimerlaserstrahl unter einem vorbestimmten Neigungs winkel ohne Störung durch die Reflexionseinrichtung zum Auftreffen auf die Strukturierungsmaske gebracht wird; wobei die Strukturierungsmaske und das Werkstück während der syn chronen Abtastverlagerung entlang derselben Achse in zu einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden.

Aufgrund der Anordnung, bei der die Richtung der synchronen Abtastverlagerung der Maske und des Werkstücks mit der re flexionsbedingten Verlagerungsrichtung des Excimerlaser strahls übereinstimmt, wie oben beschrieben, kann auf das Werkstück die richtige oder geeignete Bearbeitungsenergie aufgebracht werden, um eine gewünschte Struktur mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit selbst dann zu bilden, wenn die vergleichmäßigte Intensitätsverteilung des Excimerlaser strahls, der die Vielfachreflexionen erfährt, nicht immer gewährleistet werden kann.

Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinheit den Werkstückbewegungsmecha nismus und den Maskenbewegungsmechanismus derart steuert, daß eine Strecke, um die die Strukturierungsmaske und das Werkstück synchron verlagert werden, während sie mit dem Excimerlaserstrahl abgetastet werden, länger als eine Länge einer effektiven Strukturfläche der Strukturierungsmaske ist, in der eine auf das Werkstück abzubildende Struktur gebildet ist.

Durch die Wahl der Strecke, über die die Maske und das Werkstück beim Abtastvorgang verlagert werden, so daß sie größer als die Strecke ist, um die die effektive Struktur fläche auf der Maske in der Abtastbewegungsrichtung ver lagert wird, kann die Intensitätsverteilung des Excimer laserstrahls über die effektive Strukturfläche weiter ver gleichmäßigt werden, so daß die auf das Werkstück aufge brachte Bearbeitungsenergie verbessert werden kann.

Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit Positionen wählt, an denen die Strukturierungsmaske bzw. das Werkstück zum Beginn der synchronen Abtastverlagerung veranlaßt werden, so daß die Strukturierungsmaske und das Werkstück während der syn chronen Abtastverlagerung mit einer stabilisierten Geschwin digkeit wenigstens über eine Strecke verlagert werden, die einer Fläche des Werkstücks entspricht, die mit dem Excimer laserstrahl zu bestrahlen ist.

Bei der Konstruktion, bei der der Startpunkt für die Ab tastverlagerung der Maske und des Werkstücks so bestimmt ist, daß der Bereich, in dem die synchrone Abtastbewegungs geschwindigkeit der Maske und des Werkstücks mit der Fläche des Werkstücks, die mit dem Excimerlaserstrahl bestrahlt wird, koinzident ist, um dadurch zu verhindern, daß die effektive Strukturfläche einen Bereich überlappt, in dem eine Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Abtastbewegungs geschwindigkeit sich bei Beginn der Abtastverlagerung ändert, kann sichergestellt werden, daß die Bestrahlung mit dem Excimerlaserstrahl in dem Bereich durchgeführt wird, in dem die Abtastbewegungsgeschwindigkeit stabilisiert ist. Auf diese Weise kann die Intensitätsverteilung des Excimer laserstrahls auf der effektiven Strukturfläche des Werk stücks weiter vergleichmäßigt werden, so daß die Bearbeitung des Werkstücks mit erhöhter Präzision und Zuverlässigkeit durchführbar ist.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist ge kennzeichnet durch eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung, die eine Geschwindigkeit detektiert, mit der die Strukturie rungsmaske und das Werkstück während der synchronen Abtast verlagerung bewegt werden; wobei die Steuereinheit so aus gelegt ist, daß, wenn die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung detektiert, daß eine Abtastbewegungsgeschwindigkeit, mit der die Strukturierungsmaske und das Werkstück während der syn chronen Abtastverlagerung verlagert werden, sich innerhalb einer mit dem Excimerlaserstrahl bestrahlten Fläche ändert, die Steuereinheit eine Schwingungsfolgefrequenz des Excimerlaseroszillators so steuert, daß diese unter eine vorbestimmte Frequenz abnimmt, wenn die Abtastgeschwindig keit eine vorbestimmte Geschwindigkeit unterschreitet, wo hingegen die Steuereinheit die Schwingungsfolgefrequenz so steuert, daß diese über die vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht wird, wenn die Abtastbewegungsgeschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet.

Durch diese Anordnung wird im Fall einer Änderung der syn chronen Abtastgeschwindigkeit der Maske und des Werkstücks innerhalb der Werkstücksfläche, die mit dem Excimerlaser strahl bestrahlt wird, die Schwingungsfolgefrequenz des Excimerlaseroszillators unter eine vorbestimmte Frequenz verringert, wenn die Abtastbewegungsgeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit unterschreitet; wenn dagegen die Abtastbewegungsgeschwindigkeit die vorbestimmte Ge schwindigkeit überschreitet, wird die Schwingungsfolgefre quenz über die vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht (d. h. durch Steuern der Schwingungsfolgefrequenz unter gleichzei tiger Berücksichtigung der Änderung der Abtastbewegungs geschwindigkeit, wie oben beschrieben), so daß die Inten sitätsverteilung des Excimerlaserstrahls über die effektive Strukturfläche auf dem Werkstück erheblich vergleichmäßigt und das Werkstück mit optimaler Bearbeitungsenergie bearbei tet werden kann.

Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung ist ge kennzeichnet durch eine Dickenmeßeinrichtung, die der Steuereinheit zugeordnet ist, um eine Dicke des Werkstücks zu messen; wobei die Steuereinheit so ausgelegt ist, daß, wenn die Dickenmeßeinrichtung detektiert, daß sich eine Dicke des Werkstücks während der synchronen Abtastver lagerung ändert, die Steuereinheit eine Schwingungsfolgefre quenz des Excimerlaseroszillators so steuert, daß diese über eine vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht wird, wenn die Dicke des Werkstücks eine vorbestimmte Dicke überschreitet, wohingegen die Steuereinheit die Schwingungsfolgefrequenz so steuert, daß diese unter die vorbestimmte Frequenz verrin gert wird, wenn die Dicke des Werkstücks die vorbestimmte Dicke unterschreitet.

Die vorbestimmte Frequenz und die vorbestimmte Dicke können dabei so gewählt sein, daß das Werkstück, das die vorbe stimmte Dicke hat, gleichmäßig und stabil mit dem Excimer laserstrahl der vorbestimmten Frequenz bearbeitet werden kann, wenn es während der synchronen Abtastverlagerung mit einer gegebenen Geschwindigkeit bewegt wird.

Bei der Anordnung, bei der die Schwingungsfolgefrequenz des Excimerlaseroszillators über eine vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht wird, wenn die Dicke des Werkstücks eine vor bestimmte Dicke überschreitet, wohingegen die Schwingungs folgefrequenz unter die vorbestimmte Frequenz verringert wird, wenn die Dicke des Werkstücks die vorbestimmte Dicke unterschreitet, kann auf das Werkstück eine optimale Bear beitungsenergie über die zu bearbeitende Fläche gleichförmig aufgebracht werden, und zwar ungeachtet von Abweichungen der Werkstücksdicke.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist gekenn zeichnet durch eine Dickenmeßeinrichtung, die der Steuer einheit zugeordnet ist, um eine Dicke des Werkstücks zu messen; wobei die Steuereinheit so ausgelegt ist, daß, wenn die Dickenmeßeinrichtung detektiert, daß sich eine Dicke des Werkstücks während der synchronen Abtastverlagerung ändert, die Steuereinheit eine Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske und des Werkstücks während der syn chronen Abtastverlagerung so steuert, daß die Abtastbewe gungsgeschwindigkeit unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit verringert wird, wenn die Dicke des Werkstücks eine vorbe stimmte Dicke überschreitet, wohingegen die Steuereinheit die Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske und des Werkstücks so steuert, daß diese über die vorbe stimmte Geschwindigkeit hinaus erhöht wird, wenn die Dicke des Werkstücks die vorbestimmte Dicke unterschreitet.

Durch die Verringerung der Abtastbewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit, wenn die Dicke des Werkstücks eine vorbestimmte Dicke überschrei tet, wohingegen die Abtastbewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks über die vorbestimmte Geschwindigkeit hinaus erhöht wird, wenn die Dicke des Werkstücks die vorbestimmte Dicke unterschreitet, kann auf das Werkstück eine optimale Bearbeitungsenergie wirkungsvoll und gleichmäßig über die zu bearbeitende Fläche aufgebracht werden, und zwar ungeachtet von Änderungen der Dicke des Werkstücks.

Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung ist gekenn zeichnet durch eine Werkstückbearbeitbarkeit-Beurteilungs einrichtung, die beurteilt, ob das Material des Werkstücks schwer oder leicht zu bearbeiten ist; wobei die Steuerein heit so ausgelegt ist, daß, wenn die Beurteilungseinrichtung detektiert, daß sich ein Material des Werkstücks innerhalb einer Fläche, die mit dem Excimerlaserstrahl während der synchronen Abtastverlagerung bestrahlt wird, ändert, die Steuereinheit eine Schwingungsfolgefrequenz des Excimer laseroszillators so steuert, daß diese unter eine vorbe stimmte Frequenz verringert wird, wenn ein Material des Werkstücks leicht bearbeitbar ist, wohingegen die Steuer einheit die Schwingungsfolgefrequenz so steuert, daß diese über die vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht wird, wenn das Material des Werkstücks schwer bearbeitbar ist.

Dabei ist die Bestrahlungsvorrichtung weiter dadurch gekenn zeichnet, daß die schwere und die leichte Bearbeitbarkeit vorher als eine Ätzrate bestimmt wird, mit der das Material des Werkstücks unter Bestrahlung mit einem Einzelimpuls des Excimerlaserstrahls abgeätzt wird; wobei Informationen, die die schwere und die leichte Bearbeitbarkeit des Werkstück materials betreffen, in einem Speicher für jeden der Be reiche innerhalb einer Fläche des Werkstücks, die mit dem Excimerlaserstrahl zu bestrahlen ist, gespeichert sind, wobei diese Bereiche in bezug auf das Material voneinander verschieden sind; und wobei der Speicher und die Werkstück bearbeitbarkeit-Entscheidungseinrichtung in Zuordnung zu der Steuereinheit vorgesehen sind.

Durch Verringern der Schwingungsfolgefrequenz des Excimer laseroszillators unter eine vorbestimmte Frequenz, wenn ein Material des Werkstücks leicht zu bearbeiten ist, wohingegen die Schwingungsfolgefrequenz über die vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht wird, wenn das Material des Werkstücks schwer zu bearbeiten ist, kann auf das Werkstück eine optimale Bearbeitungsenergie wirkungsvoll und gleichförmig über die zu bearbeitende Fläche aufgebracht werden, und zwar unge achtet von Änderungen des Materials des Werkstücks.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist ge kennzeichnet durch eine Werkstückbearbeitbarkeit-Beurtei lungseinrichtung, die beurteilt, ob das Material des Werk stücks schwer oder leicht zu bearbeiten ist; wobei die Steuereinheit so ausgelegt ist, daß, wenn die Beurteilungs einrichtung detektiert, daß sich ein Material des Werkstücks innerhalb einer Fläche, die mit dem Excimerlaserstrahl wäh rend der synchronen Abtastverlagerung bestrahlt wird, ändert, die Steuereinheit die Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske und des Werkstücks während der synchronen Abtastverlagerung so steuert, daß die Abtastbe wegungsgeschwindigkeit über eine vorbestimmte Geschwindig keit hinaus erhöht wird, wenn ein Material des Werkstücks leicht bearbeitbar ist, wohingegen die Steuereinheit die Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske und des Werkstücks so steuert, daß diese unter die vorbestimmte Geschwindigkeit verringert wird, wenn das Material des Werkstücks schwer bearbeitbar ist.

Durch Erhöhen der Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Maske und des Werkstücks über die vorbestimmte Geschwindigkeit hinaus, wenn ein Material des Werkstücks relativ leicht zu bearbeiten ist, wohingegen die Abtastbewegungsgeschwindig keit unter die vorbestimmte Geschwindigkeit verringert wird, wenn das Material des Werkstücks relativ schwer zu bearbei ten ist, kann auf das Werkstück eine optimale Bearbeitungs energie effektiv und gleichförmig über die zu bearbeitende Fläche aufgebracht werden, und zwar ungeachtet von Ände rungen in dem Material des Werkstücks.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist gekenn zeichnet durch daß der Maskenbewegungsmechanismus und der Werkstückbewegungsmechanismus Schrittvorschubmittel auf weisen, um die Strukturierungsmaske und das Werkstück unter Steuerung durch die Steuereinheit in einer Richtung schritt weise zu verlagern, die sowohl zu einer optischen Achse des optischen Abbildungssystems als auch zu der Abtastbewegungs richtung, in der die Strukturierungsmaske und das Werkstück während der synchronen Abtastverlagerung bewegt werden, orthogonal ist, so daß eine wiederholte Bestrahlung des Werkstücks mit dem Excimerlaserstrahl in dieser orthogonalen Richtung ermöglicht wird; wobei die schrittweise Verlagerung in der orthogonalen Richtung kleiner als eine reflexions bedingte Verlagerungsdistanz gewählt ist, um die sich der auftreffende Excimerlaserstrahl positionsmäßig in der ortho gonalen Richtung verschiebt, während er zwischen der Struk turierungsmaske und der Reflexionseinrichtung vielfach reflektiert wird.

Durch Einstellen des schrittweisen Vorschubinkrements in der orthogonalen Richtung so, daß es kleiner als die Länge der reflexionsbedingten Verlagerungsstrecke des Excimerlaser strahls ist, kann die Intensitätsverteilung des Excimer laserstrahls über die effektive Strukturfläche in der Schrittvorschubrichtung vergleichmäßigt werden, so daß die optimale Bearbeitungsenergie zur Wirkung auf das Werkstück gebracht werden kann.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuereinheit so ausgelegt ist, daß sie die Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungs maske und des Werkstücks so steuert, daß eine Impulszwi schenraum-Abtastverlagerung, um die die Strukturierungsmaske und das Werkstück in der Abtastbewegungsrichtung während einer Periode zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen des Excimerlaserstrahls bewegt werden, kleiner als die refle xionsbedingte Verlagerungsdistanz ist, um die sich der Excimerlaserstrahl positionsmäßig verschiebt, während er zwischen der Strukturierungsmaske und der Reflexionsein richtung vielfach reflektiert wird.

Wenn dabei die Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Maske und des Werkstücks so gesteuert wird, daß die Abtastverlagerung der Maske und des Werkstücks zwischen Impulsen während der synchronen Abtastverlagerung kleiner als die reflexionsbe dingte Verlagerungsstrecke des Excimerlaserstrahls wird, kann die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls über die effektive Strukturfläche vergleichmäßigt werden, so daß die auf das Werkstück aufgebrachte optimale Bearbeitungs energie weiter vergleichmäßigt werden kann.

Dabei ist die Bestrahlungsvorrichtung dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinheit so ausgelegt ist, daß sie die Schwingungsfolgefrequenz des Excimerlaseroszillators so steuert, daß eine Impulszwischenraum-Abtastverlagerung, um die die Strukturierungsmaske und das Werkstück während einer Periode zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen des Excimer laserstrahls in der Abtastbewegungsrichtung bewegt werden, kleiner als die reflexionsbedingte Verlagerungsdistanz ist, um die der Excimerlaserstrahl positionsmäßig verschoben wird, während er zwischen der Strukturierungsmaske und der Reflexionseinrichtung vielfach reflektiert wird.

Indem die Schwingungsfolgefrequenz des Excimerlaseroszil lators so gesteuert wird, daß die Abtastverlagerung der Maske und des Werkstücks zwischen Impulsen während der syn chronen Abtastverlagerung kleiner als die reflexionsbedingte Verlagerungsstrecke des Excimerlaserstrahls wird, kann die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls über die effektive Strukturfläche auf dem Werkstück weiter vergleich mäßigt werden, so daß das Werkstück mit optimaler Bearbei tungsenergie bearbeitet werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit so ausgelegt ist, daß sie den Betrieb des Excimerlaseroszillators für einen keine Bestrahlung erfordernden Bereich während der synchronen Abtastverlagerung unterbricht, wenn der keine Bestrahlung erfordernde Bereich in einer zu bestrahlenden Fläche des Werkstücks vorhanden ist, und daß Information in bezug auf einen keine Bestrahlung erfordernden Bereich in einem Spei cher gespeichert ist, der der Steuereinheit zugeordnet ist.

Durch Anhalten oder Unterbrechen des Betriebs des Excimer laseroszillators im Fall eines nicht zu bestrahlenden Be reichs während der synchronen Abtastverlagerung, wenn ein solcher nicht zu bestrahlender Bereich in dem bestrahlten Bereich des Werkstücks existiert, kann der nutzlose Ver brauch von Bestrahlungsenergie und damit Laserantriebs energie vermieden werden, so daß die Standzeit der Excimer laserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung verlängert werden kann.

Eine bevorzugte weitere Ausbildung der Erfindung ist gekenn zeichnet durch eine Unterbrecherplatte, die unter Steuerung durch die Steuereinheit selektiv in einen Lichtweg des Excimerlaserstrahls einschaltbar ist; wobei die Steuerein heit die Unterbrecherplatte während der synchronen Abtast verlagerung der Strukturierungsmaske und des Werkstücks in den Lichtweg einschaltet, um zu verhindern, daß der Excimerlaserstrahl das Werkstück in einem keine Bestrahlung erfordernden Bereich bestrahlt, wenn ein solcher keine Bestrahlung erfordernder Bereich in einer zu bestrahlenden Fläche des Werkstücks vorhanden ist.

Durch Einführen der Unterbrechungsplatte in den Lichtweg während der synchronen Abtastverlagerung, um so zu verhin dern, daß der Excimerlaserstrahl das Werkstück in dem nicht zu bestrahlenden Bereich bestrahlt, wenn ein solcher Bereich in der bestrahlten Fläche des Werkstücks vorhanden ist, kann der nutzlose Verbrauch von Bestrahlungsenergie und somit von Laserantriebsenergie vermieden werden, so daß die Standzeit der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung verlängert wird.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine Perspektivansicht, die schematisch eine allgemeine Anordnung der Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2A eine Seitenansicht, die schematisch und über trieben eine Anordnung aus einer Strukturierungs maske, einer Abbildungslinse und einem Werkstück der Bestrahlungsvorrichtung, gesehen in X-Achsen richtung, zeigt;

Fig. 2B ein Diagramm der Intensitätsverteilung eines Excimerlaserstrahls, der auf eine oberste Oberfläche eines Werkstücks auftrifft, gesehen entlang einer Y-Achsenrichtung orthogonal zu der X-Achsenrichtung;

Fig. 3A eine Seitenansicht, die schematisch und übertrie ben die Anordnung der Strukturierungsmaske, der Abbildungslinse und des Werkstücks, gesehen in Y- Achsenrichtung, zeigt;

Fig. 4A eine Seitenansicht einer Vielfachreflexionsanord nung aus einer Strukturierungsmaske und einem hochreflexionsfähigen Spiegel in der Excimer laserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung von Fig. 1;

Fig. 4B eine Draufsicht von oben auf die Strukturierungs maske;

Fig. 4C ein Diagramm, das die Steuerung einer Abtastbe wegungsgeschwindigkeit als eine Funktion von Positionen auf der Strukturierungsmaske in der Abtastbewegungsrichtung zeigt;

Fig. 5 eine Perspektivansicht einer anderen Ausfüh rungsform der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungs vorrichtung der Erfindung;

Fig. 6A eine Seitenansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem ein Excimerlaserstrahl zwischen einer Strukturierungsmaske und einem hochreflexi onsfähigen Spiegel vielfach reflektiert wird, während er in Richtung der Y-Achse verlagert wird;

Fig. 6B eine Draufsicht von oben auf die Strukturierungs maske;

Fig. 6C ein Diagramm, das Änderungen der Abtastbewegungs geschwindigkeit der Strukturierungsmaske während einer synchronen Abtastverlagerung in Richtung der Y-Achse zeigt;

Fig. 6D ein Diagramm, das die Steuerung einer Schwin gungsfolgefrequenz eines Excimerlaseroszillators in Abhängigkeit von der Änderung der Abtastbewe gungsgeschwindigkeit während der synchronen Abtastverlagerung zeigt;

Fig. 7 eine Perspektivansicht, die schematisch den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 8A eine Seitenansicht, die eine Vielfachreflexions anordnung aus einer Strukturierungsmaske, einem hochreflexionsfähigen Spiegel und einem Werkstück in der Bestrahlungsvorrichtung von Fig. 7, gese hen in Richtung der X-Achse, zeigt;

Fig. 8B eine Draufsicht von oben, die schematisch eine Fläche eines Werkstücks zeigt, die mit einem Excimerlaserstrahl zu bestrahlen ist, der von einer Abbildungslinse nach Durchsetzen der Strukturierungsmaske projiziert wird;

Fig. 8C ein Diagramm, das Änderungen der Dicke des Werk stücks zeigt, gesehen entlang der Abtastbewe gungsrichtung;

Fig. 8D ein Diagramm, das die Steuerung einer Abtastbe wegungsgeschwindigkeit oder einer Laserschwin gungsfrequenz in Abhängigkeit von Änderungen der Werkstücksdicke zeigt;

Fig. 9A eine Draufsicht von oben, die schematisch Positionen zeigt, die ein Excimerlaserstrahl auf dem Werkstück einnimmt;

Fig. 9B ein Diagramm, das Änderungen einer Ätzrate eines Excimerlaserstrahls, gesehen in einer Abtastbewe gungsrichtung, zeigt;

Fig. 9C ein Diagramm, das die Steuerung einer Schwin gungsfolgefrequenz oder einer Abtastbewegungs geschwindigkeit in Abhängigkeit von Änderungen der Ätzrate des Excimerlaserstrahls zeigt;

Fig. 10A eine Seitenansicht, die eine Vielfachreflexions anordnung aus einer Strukturierungsmaske und einem hochreflexionsfähigen Spiegel, gesehen in Richtung der X-Achse, zeigt;

Fig. 10B eine Draufsicht von oben, die schematisch einen schrittweisen Vorschub der Strukturierungsmaske in Richtung der X-Achse zeigt;

Fig. 11A eine Seitenansicht, die die Vielfachreflexion eines Excimerlaserstrahls zwischen einer Struktu rierungsmaske und einem hochreflexionsfähigen Spiegel in Richtung der X-Achse gemeinsam mit einer Abbildungslinse und einem Werkstück zeigt;

Fig. 11B ein Diagramm einer Intensitätsverteilung eines Excimerlaserstrahls auf einem Werkstück, gesehen in Richtung der X-Achse;

Fig. 12A eine Seitenansicht einer Vielfachreflexionsan ordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, gesehen in Richtung der X-Achse;

Fig. 12B eine Draufsicht von oben, die schematisch Posi tionen zeigt, die der Excimerlaserstrahl auf der Strukturierungsmaske annimmt;

Fig. 13A eine Seitenansicht einer Anordnung aus einem Vielfachreflexionsabschnitt, einer Abbildungs linse und einem Werkstück, gesehen in Richtung der X-Achse, bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13B eine Draufsicht von oben, die die Position auf einem Werkstück zeigt, auf die ein Excimerlaser strahl projiziert ist;

Fig. 14 eine typische bekannte optische Bearbeitungs vorrichtung;

Fig. 15A eine Seitenansicht, die schematisch und über trieben ein optisches Bearbeitungssystem mit einer Strukturierungsmaske, einem hochreflexions fähigen Spiegel, einer Abbildungslinse und einem zu bearbeitenden Werkstück in der bekannten Vor richtung zeigt;

Fig. 15B ein Diagramm einer Intensitätsverteilung eines Excimerlaserstrahls auf dem Werkstück, gesehen in der Y-Richtung, bei der bekannten Bestrahlungs vorrichtung;

Fig. 16A eine Seitenansicht, die schematisch und über trieben ein optisches Bearbeitungssystem und zu gehörige Teile bei der bekannten Excimerlaser strahl-Bestrahlungsvorrichtung, gesehen in Richtung der Y-Achse, zeigt; und

Fig. 16B ein Diagramm von Intensitätsverteilungen des Excimerlaserstrahls auf einem Werkstück in Richtung der X-Achse.

In der folgenden Beschreibung sind gleiche oder entspre chende Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen ver sehen. Außerdem versteht es sich, daß Ausdrücke wie "links", "rechts", "oben", "unten", "X-Achsenrichtung", "Y-Achsen richtung" und dergleichen nicht als Einschränkung anzusehen sind.

Ausführungsform 1

Eine erste Ausführungsform der Excimerlaserstrahl-Bestrah lungsvorrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrie ben, die nur schematisch als Perspektivansicht eine allge meine Anordnung der Vorrichtung zeigt. Dabei bezeichnen L0, L1 und L2, 1 bis 15 und 17 die Teile oder Komponenten, die denjenigen der Fig. 14 entsprechen; diese Elemente werden also nicht nochmals erläutert.

In Fig. 1 ist eine Steuereinheit 16A zur Steuerung des Excimerlaseroszillators 1 sowie des Maskenbewegungsmecha nismus 9 und des Werkstückbewegungsmechanismus 14 ausge bildet, die mit hoher Präzision angetrieben werden müssen, um ein Werkstück hochpräzise bearbeiten zu können. Selbst verständlich entspricht die Steuereinheit 16A der vorher unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschriebenen computerisierten Steuereinheit 16.

Zum Bewegen der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 synchron miteinander steuert die Steuereinheit 16A die Ab tastbewegungsrichtung (auch als die Synchronbewegungs richtung bezeichnet), so daß sie mit der Richtung über einstimmt, in der der Excimerlaserstrahl L1 verlagert wird, während er gleichzeitig vielfach reflektiert wird (diese Richtung wird auch als die reflexionsbedingte Verlagerungs richtung bezeichnet). Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, daß die Abtastbewegungsrichtung oder die synchrone Bewegungsrichtung mit der Y-Achsenrichtung über einstimmt, wohingegen die vorher im Zusammenhang mit der herkömmlichen Vorrichtung erwähnte Schrittvorschubrichtung in der X-Achsenrichtung liegt, die zu der Y-Achsenrichtung orthogonal ist.

Fig. 2A ist eine Seitenansicht, die eine Anordnung aus der Strukturierungsmaske 8, der Abbildungslinse 11 und dem Werkstück 12 in X-Achsenrichtung gesehen zeigt. Dabei be zeichnet 18 Kontaktlöcher oder dergleichen, die in dem Werkstück 12 durch Bestrahlen mit dem Excimerlaserstrahl L2 gebildet sind. Wie die Figur zeigt, sind sowohl die reflexi onsbedingte Verlagerungsrichtung des Excimerlaserstrahls L1 als auch die synchronen relativen Bewegungsrichtungen der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 so gewählt, daß sie mit der Y-Achsenrichtung übereinstimmen.

Fig. 2B zeigt eine Intensitätsverteilung des Excimerlaser strahls L2, der auf die oberste Oberfläche des Werkstücks 12, gesehen in Y-Achsenrichtung, auftrifft.

Fig. 3A ist eine Seitenansicht, die die Anordnung der Struk turierungsmaske 8, der Abbildungslinse 11 und des Werkstücks 12, gesehen in Y-Achsenrichtung, zeigt, und Fig. 3B zeigt die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls L2, der das Werkstück 12 bestrahlt, gesehen in der X-Achsenrichtung.

Nachstehend folgt die Beschreibung des Betriebs der Excimer laserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3.

Wie Fig. 2A zeigt, geht ein Teil des Excimerlaserstrahls L1, der auf die Strukturierungsmaske 8 an deren Oberfläche schräg von oben auftrifft, durch die Lichtdurchtrittslöcher 8c und das lichtdurchlässige Substrat 8a der Strukturie rungsmaske 8, wodurch der Excimerlaserstrahl L2 gebildet wird, der an der Bearbeitung des Werkstücks 12 entsprechend der Struktur, die durch die hohlen Löcher 8c der Strukturie rungsmaske 8 gebildet ist, beteiligt ist, während der andere Teil des Excimerlaserstrahls L1 wiederholt Vielfachrefle xionen zwischen der Reflexionsschicht 8b der Strukturie rungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 erfährt.

Dabei wird die Position, an der der Excimerlaserstrahl L1 zwischen der Reflexionsschicht 8b der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 reflektiert wird, sequentiell in Y-Achsenrichtung (d. h. nach links in Fig. 2A) verlagert. Andererseits trifft der Excimerlaserstrahl L2, der durch die Lichtdurchtrittslöcher 8c der Strukturie rungsmaske 8 durchgelassen wird und eine vorbestimmte Struk tur entsprechend derjenigen der Strukturierungsmaske 8 hat, auf das Werkstück 12 auf, so daß die Kontaktlöcher 18 oder dergleichen in dem Werkstück 12 durch die Ätzwirkung der Laserenergie gebildet werden.

Tatsächlich jedoch wird die Strahlintensität des Excimer laserstrahls L1 allmählich geringer, während der Excimer laserstrahl L1 in der Y-Achsenrichtung (d. h. in der refle xionsbedingten Verlagerungsrichtung) von der Einfallsseite des hochreflexionsfähigen Spiegels 10 zu dessen anderer Seite verlagert wird, während gleichzeitig die Reflexionen zwischen der Reflexionsschicht 8b der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 solange wiederholt werden, wie die Strukturierungsmaske 8 und der hochreflexi onsfähige Spiegel 10 stationär bleiben. Anders ausgedrückt heißt das, daß die Intensitätsverteilung des Excimerlaser strahls L2 auf dem Werkstück 12 derart ist, daß die Inten sität des auf das Werkstück 12 auftreffenden Excimerlaser strahls L2 allmählich in der negativen Y-Achsenrichtung schwach wird, wenn die Strukturierungsmaske 8 und der hoch reflexionsfähige Spiegel 10 stationär sind, wie die Strich linie mit der Legende "INTENSITÄTSVERTEILUNG VOR DER ABTASTUNG" zeigt (Fig. 2B).

Es ist daher vorgesehen, daß die Strukturierungsmaske 8 in Y-Achsenrichtung bewegt wird, während das Werkstück 12 in der Y-Achsenrichtung entgegengesetzt zu der Strukturierungs maske 8 (d. h. in der negativen Y-Achsenrichtung) gleich zeitig mit der Verlagerung der Strukturierungsmaske 8 bewegt wird, so daß das Werkstück 12 scheinbar mit dem Excimer laserstrahl L2 abgetastet wird, obwohl der hochreflexions fähige Spiegel 10 ortsfest gehalten ist. In diesem Fall erfolgt eine kontinuierliche Überlappung des Excimerlaser strahls L2, wie die Intensitätsverteilungskurve entsprechend der Strichlinie in Fig. 2B zeigt, auf dem Werkstück 12 in der Y-Achsenrichtung, so daß eine im wesentlichen gleich mäßige Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls auf der Oberfläche des Werkstücks 12 realisiert wird, wie die Voll linie "BEI ABTASTUNG" in Fig. 2B zeigt. In diesem Zusammen hang werden die Bewegungen der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12, die, wie vorstehend gesagt, das schein bare Abtasten des Excimerlaserstrahls L2 bewirken, nachste hend als die Abtastverlagerung bezeichnet, deren Richtung als die Abtastbewegungsrichtung bezeichnet wird.

Selbst wenn also die Intensitätsverteilung des Excimerlaser strahls L2 in der Y-Achsenrichtung vor dem Abtastvorgang ungleichmäßig ist, wie die Strichlinienkurve in Fig. 2B zeigt, bewirkt die synchrone Abtastverlagerung der Struk turierungsmaske 8 und des Werkstücks 12, wie oben gesagt, daß der Excimerlaserstrahl L2 auf dem Werkstück 12 in der Y- Achsenrichtung überlappt, und infolgedessen kann die Inten sitätsverteilung (genauer gesagt der kumulierte Intensitäts wert) des Excimerlaserstrahls L2 vergleichmäßigt werden, wie die Vollinienkurve in Fig. 2B zeigt.

In der X-Achsenrichtung dagegen ist die Intensitätsvertei lung des Excimerlaserstrahls L2 im Vergleich mit der Inten sitätsverteilung in der Y-Achsenrichtung auch dann gleich mäßig, wenn die Strukturierungsmaske 8 und das Werkstück 12 stationär sind (d. h. auch dann, wenn die Strukturierungs maske 8 und das Werkstück 12 nicht in der X-Achsenrichtung bewegt werden). Somit kann die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls L2 auf dem Werkstück 12 ungeachtet des schrittweisen Vorschubs der Strukturierungsmaske 8 in der X- Achsenrichtung und des schrittweisen Vorschubs des Werk stücks 12 in der entgegengesetzten X-Achsenrichtung (d. h. in der negativen X-Achsenrichtung) im wesentlichen gleich mäßig gehalten werden.

Ausführungsform 2

Im Fall der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung wird die Start- und die Endposition der Strukturierungsmaske 8 bei ihrer synchronen Abtastverlagerung zur scheinbaren Abtastung des Werkstücks 12 mit dem Excimerlaserstrahl L2 nicht berück sichtigt. In diesem Zusammenhang sollte aber beachtet wer den, daß dann, wenn der Gesamthub oder die Gesamtstrecke der synchronen Abtastverlagerung der Strukturierungsmaske 8 länger als eine Länge einer effektiven Strukturfläche auf der Strukturierungsmaske 8 (d. h. einer Fläche, über die eine Loch- oder Öffnungsstruktur geformt ist) gemacht wird, die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls L2, der das Werkstück 12 bestrahlt, weiter vergleichmäßigt werden kann.

Bei der zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, die Strecke oder den Hub der synchronen Abtastverlagerung der Struktu rierungsmaske 8 größer als die Länge der effektiven Struk turfläche der Strukturierungsmaske 8 einzustellen. Die Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Dabei ist der Aufbau der Vorrichtung selbst im wesentlichen gleich dem Aufbau, der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde.

Bei dieser Ausführungsform wird die Gesamtstrecke, um die die Strukturierungsmaske 8 synchron mit dem Werkstück 12 bewegt wird, von der Steuereinheit 16A so gesteuert, daß sie größer als die Länge der effektiven Strukturfläche der Strukturierungsmaske 8, gesehen in der Abtastbewegungsrich tung, ist. Außerdem sind die Startpositionen der Struktu rierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 für den Abtastbetrieb so festgelegt, daß eine Zone, in der die Bewegungsgeschwin digkeit der Strukturierungsmaske 8 während der synchronen Abtastverlagerung stabilisiert ist (diese Zone wird nach stehend auch als die stabile Abtastgeschwindigkeitszone bezeichnet), einen Bereich auf dem Werkstück 12 überdeckt, der tatsächlich von dem Excimerlaserstrahl L2 bestrahlt bzw. beleuchtet werden soll. Dieser Bereich des Werkstücks 12 wird auch als der bestrahlte Bereich bezeichnet.

Fig. 4A ist eine Seitenansicht einer Vielfachreflexions anordnung, bestehend aus der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10, gesehen in der X-Achsen richtung, und zeigt schematisch den Zustand, in dem der Excimerlaserstrahl L1 Vielfachreflexionen erfährt, während er in der Y-Achsenrichtung bewegt wird. Wie Fig. 4A zeigt, hat der Excimerlaserstrahl L1, mit dem die Strukturierungs maske 8 bestrahlt wird, eine scheinbare Breite bzw. Refle xionsverschiebungsdistanz ΔW (d. h. eine Länge oder Distanz, über die der Excimerlaserstrahl L1 in der Y-Achsenrichtung verlagert wird, während er die Vielfachreflexionen zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 in der Y-Achsenrichtung erfährt). Andererseits ist Fig. 4B eine Draufsicht von oben auf die Strukturie rungsmaske 8, und Fig. 4C zeigt die Änderung der Abtastbe wegungsgeschwindigkeit v als Funktion der Positionen der Strukturierungsmaske 8 in der Abtastbewegungsrichtung (in der negativen Y-Achsenrichtung).

In Fig. 4 bezeichnen L1a und L1b Bereiche auf der Struktu rierungsmaske 8, die mit dem Excimerlaserstrahl L bestrahlt werden (siehe Fig. 4B), a und b sind Mittenpositionen der bestrahlten Bereiche L1a und L1b (siehe Fig. 4C), Wab be zeichnet die Distanz der relativen Verlagerung des Excimer laserstrahls L1 für den Abtastvorgang in der Y-Achsenrich tung (siehe Fig. 4C), 8d bezeichnet eine effektive Struktur fläche auf der Strukturierungsmaske 8, W bezeichnet die Breite der effektiven Strukturfläche 8d (Länge in der Y- Achsenrichtung), RS bezeichnet einen stabilen Geschwindig keitsbereich, über den die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v stabil ist, RV bezeichnet einen geschwindigkeitsveränder lichen Bereich, in dem die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v veränderlich ist, und ΔWa bzw. ΔWb bezeichnen Randbreiten des geschwindigkeitsstabilen Bereichs RS für die effektive Strukturflächenbreite W.

Es wird nunmehr angenommen, daß der vielfach reflektierte Excimerlaserstrahl L1 an der Position L1a (der Mittenposi tion a in der Y-Achsenrichtung) liegt, wie ein Vollinien viereck in Fig. 4B zeigt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt die Steuereinheit 16A (siehe Fig. 1) die Strukturierungsmaske in der negativen Y-Achsenrichtung, so daß der Excimerlaser strahl L1 von der Vollinienposition L1a in Richtung zu der Strichlinienposition L1b in der Y-Achsenrichtung bewegt wird, um die scheinbare Abtastung durchzuführen, so daß der Excimerlaserstrahl die Strukturierungsmaske 8 entlang der Y- Achsenrichtung von der Position L1a zu der Position L1b scheinbar abtastet.

In diesem Fall ist die Abtaststrecke der Verlagerung Wab (d. h. die Strecke von der Mittenposition a zu der Position b) größer gewählt als die Länge W der Fläche, in der die Abbildungsstruktur in der Strukturierungsmaske 8, d. h. die effektive Strukturfläche 8d, gebildet ist, gesehen in der synchronen Bewegungsrichtung (in Richtung der Y-Achse) des Abtastvorgangs.

Somit liegt die effektive Strukturfläche 8d, die von dem Excimerlaserstrahl L1 während der synchronen Abtastverlage rung von der Position a zu der Position b überdeckt ist, innerhalb des geschwindigkeitsstabilen Bereichs RS, wie die Fig. 4B und 4C zeigen, was wiederum bedeutet, daß die In tensitätsverteilung (der kumulierte Intensitätswert) des Excimerlaserstrahls L1, der die effektive Strukturfläche 8d bestrahlt, vergleichmäßigt ist.

Wenn übrigens die Strukturierungsmaske 8 in der negativen Y- Achsenrichtung bewegt wird, um dadurch den Mittelpunkt des vielfachreflektierten Excimerlaserstrahls L1 von der Posi tion a zu der Position b zu verlagern, um den scheinbaren Abtastvorgang durchzuführen, ändert sich die Abtastbewe gungsgeschwindigkeit v beispielsweise auf eine in Fig. 4C gezeigte Weise. In diesem Fall ist ohne weiteres ersicht lich, daß dann, wenn der geschwindigkeitsveränderliche Be reich RV der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v die effektive Strukturfläche 8d störend beeinflußt, die Abtastbewegungsge schwindigkeit v sich innerhalb der effektiven Strukturfläche 8d ändert, und infolgedessen kann die Intensitätsverteilung (der kumulierte Intensitätswert) des Excimerlaserstrahls L1, der die effektive Strukturfläche 8d bestrahlt, ungleich förmig werden.

Aus den vorgenannten Gründen sind die Abtastverlagerungs- Startposition a und die Abtastverlagerungs-Endposition b so vorgegeben, daß das Werkstück 12 innerhalb des geschwindig keitsstabilen Bereichs RS bearbeitet werden kann, in dem die Abtastgeschwindigkeit v der Strukturierungsmaske 8 stabil ist. Auf diese Weise kann die Intensitätsverteilung (der kumulative Intensitätswert) des Excimerlaserstrahls L1, der auf die effektive Strukturfläche 8d trifft, weitgehend ver gleichmäßigt werden, so daß das Werkstück 12 gleichmäßig bearbeitet werden kann.

Übrigens können die Beziehungen zwischen der Reflexions verlagerungsstrecke (scheinbaren Breite) ΔW des Excimer laserstrahls L1 und den Rand- bzw. Toleranzbreiten ΔWa und ΔWb des geschwindigkeitsstabilen Bereichs Rs so gewählt werden, daß sie den nachstehenden Bedingungen genügen:

ΔWa < ΔW/2
ΔWb < ΔW/2

Wie aus den obigen Ausdrücken ersichtlich ist, muß jede der Rand- bzw. Toleranzbreiten ΔWa und ΔWb größer als die halbe Reflexionsverlagerungsstrecke (oder scheinbare Breite) ΔW des Excimerlaserstrahls L1 vorgegeben sein, damit die effektive Strukturfläche 8d mit Sicherheit innerhalb der effektiven Strukturfläche 8d abgetastet werden kann. Dabei sollte erneut gesagt werden, daß die scheinbare Breite ΔW des Excimerlaserstrahls L1 der Strecke entspricht, um die der Excimerlaserstrahl L1 während der Vielfachreflexionen verlagert wird, die der Excimerlaserstrahl L1 zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 erfährt.

Selbstverständlich bestimmt dabei die Steuereinheit 16A die Abtastverlagerungs-Start/Endpositionen des Werkstücks 12, das synchron mit der Strukturierungsmaske 8 bewegt wird, wie bereits beschrieben wurde.

Ausführungsform 3

Bei der zweiten Ausführungsform der Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsvorrichtung wird die Abtastbewegungsgeschwin digkeit v während der synchronen Abtastverlagerung der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 innerhalb der effektiven Strukturfläche 8d konstantgehalten. Wenn jedoch die synchrone Abtastbewegungsgeschwindigkeit sich ändert, ist es erwünscht, die Schwingungsfolgefrequenz des Excimer laseroszillators 1 als eine Funktion der Änderung der Ab tastbewegungsgeschwindigkeit zu steuern, um so die Intensi tätsverteilung des Excimerlaserstrahls L2, mit dem das Werkstück 12 durch die scheinbare Abtastung mit dem Excimer laserstrahl L2 bestrahlt wird, zu vergleichmäßigen.

Bei der dritten Ausführungsform der Bestrahlungsvorrichtung ist vorgesehen, daß die Schwingungsfolgefrequenz des Excimerlaseroszillators 1 in Abhängigkeit von der Änderung der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v gesteuert wird. Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 wird nachstehend die dritte Ausführungsform der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrich tung beschrieben; dabei ist Fig. 5 eine Perspektivansicht, die schematisch den Aufbau der Excimerlaserstrahl-Bestrah lungsvorrichtung zeigt und in der L0, L1 und L2, 1 bis 15 und 17 Teile oder Komponenten bezeichnen, die bei der ersten und der zweiten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszei chen versehen sind.

Der Maskenbewegungsmechanismus 9 und der Werkstückbewegungs mechanismus 14 werden mit hoher Präzision unter Steuerung durch eine Steuereinheit 16B angetrieben, die die Steuer einrichtung bildet und der Steuereinheit 16A von Fig. 1 entspricht. Es ist eine Geschwindigkeitsmeßeinheit 19 vor gesehen, um die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v der Struk turierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 zu messen. Dabei sollte wiederum erwähnt werden, daß die Strukturierungsmaske 8 und das Werkstück 12 in entgegengesetzten Richtungen entlang der Y-Achse synchron miteinander bewegt werden. Daher wird in der nachstehenden Beschreibung nur die Ab tastbewegungsgeschwindigkeit v der Strukturierungsmaske 8 berücksichtigt, und es versteht sich, daß diese Beschreibung auch auf die Abtastbewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks 12 zutrifft. Die von der Geschwindigkeitsmeßeinheit 19 gemessene Abtastbewegungsgeschwindigkeit v wird in die Steuereinheit 16B eingegeben und zur Steuerung der Schwin gungsfolgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1 in Ab hängigkeit von der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v genutzt.

Die in Fig. 5 gezeigte Steuereinheit 16B ist so ausgelegt oder programmiert, daß, wenn die Abtastbewegungsgeschwin digkeit v der Strukturierungsmaske 8 sich während ihrer Abtastverlagerung synchron mit dem Werkstück 12 innerhalb einer bearbeiteten Strukturfläche des Werkstücks 12 (d. h. der Fläche des Werkstücks 12, die durch Bestrahlen mit dem Excimerlaserstrahl L2 zu bearbeiten ist), die der vorher er wähnten (Fig. 4B) effektiven Strukturfläche 8d der Struktu rierungsmaske 8 entspricht, ändert, die Schwingungsfolge frequenz f des Excimerlaseroszillators 1 unter eine vorbe stimmte Frequenz f0 verringert wird, wenn die Abtastbewe gungsgeschwindigkeit v eine vorbestimmte Geschwindigkeit v0 unterschreitet, wohingegen dann, wenn die Abtastbewegungsge schwindigkeit v höher als die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 ist, die Schwingungsfolgefrequenz f über die vorbestimmte Frequenz f0 hinaus erhöht wird.

Fig. 6A ist eine Seitenansicht, die eine Vielfachreflexi onsanordnung für den Excimerlaserstrahl L1, gesehen in X- Achsenrichtung, zeigt, und zeigt schematisch den Zustand, in dem der Excimerlaserstrahl L1 Vielfachreflexionen zwischen der Strukturierungsmaske 8 und dem hochreflexionsfähigen Spiegel 10 erfährt, während er in der y-Achsenrichtung bewegt wird. Fig. 6B ist eine Draufsicht von oben auf die Strukturierungsmaske 8, wobei 8d, L1a und L1b die gleiche Bedeutung haben, die sie vorher in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform hatten (siehe Fig. 4). Fig. 6C ist ein Diagramm, das nur beispielsweise Änderungen der Ab tastbewegungsgeschwindigkeit v der Strukturierungsmaske 8 während der synchronen Abtastverlagerung in der Y-Achsen richtung zeigt. Fig. 6D zeigt die Änderung der Schwingungs folgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1 während der synchronen Abtastverlagerung, und zwar ebenfalls nur bei spielsweise.

Nachstehend folgt die Beschreibung des Betriebs der Excimer laserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6.

Es wird angenommen, daß der vielfachreflektierte Excimer laserstrahl L1 an der Position L1a liegt, die in Fig. 6B durch ein Vollinienviereck bezeichnet ist. Zu diesem Zeit punkt bewegt die Steuereinheit 16B die Strukturierungsmaske 8 in der negativen Y-Achsenrichtung, so daß der Mittelpunkt des Excimerlaserstrahls L1 von der Position a zu der Posi tion b bewegt wird, um eine scheinbare Abtastung durchzu führen, um die Intensitätsverteilung (den kumulierten Inten sitätswert) des Excimerlaserstrahls in der Y-Achsenrichtung gleichmäßig zu machen.

Dabei wird angenommen, daß sich die Abtastbewegungsgeschwin digkeit v während der synchronen Abtastverlagerung auf die in Fig. 6C gezeigte Weise ändert. Infolgedessen wird die Intensität (der kumulierte Intensitätswert) des Excimer laserstrahls L2, der nach Durchsetzen der effektiven Struk turfläche 8d der Strukturierungsmaske 8 auf das Werkstück 12 projiziert wird, hoch, wenn die Abtastbewegungsgeschwindig keit v niedrig ist, wohingegen die Intensität niedrig wird, wenn die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v hoch ist, und zwar unter der Annahme, daß die Schwingungsfolgefrequenz f mit einer vorbestimmten konstanten Frequenz f0 vorgegeben ist, so daß auf die Bearbeitungsfähigkeit des Werkstücks 12 ein nachteiliger Einfluß ausgeübt wird.

Unter diesen Umständen überwacht die Steuereinheit 16B die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v während der synchronen Ab tastverlagerung der Strukturierungsmaske 8 mit Hilfe der Geschwindigkeitsmeßeinheit 19 und steuert die Schwingungs folgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1 in Abhängig keit von der gemessenen bzw. erfaßten Abtastbewegungsge schwindigkeit v auf die in Fig. 6D gezeigte Weise. Wenn dabei die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v höher als die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 ist, wird die Schwingungs folgefrequenz f höher als die vorbestimmte Frequenz f0 eingestellt, wohingegen die Schwingungsfolgefrequenz f niedriger als die vorbestimmte Frequenz f0 eingestellt wird, wenn die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 unterschreitet.

Auf diese Weise kann die Intensitätsverteilung (der kumu lierte Intensitätswert) des auf das Werkstück 12 proji zierten Excimerlaserstrahls L2 vergleichmäßigt werden. In diesem Zusammenhang kann die Beziehung zwischen der Abtast bewegungsgeschwindigkeit v und der Schwingungsfolgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1 durch die folgenden Aus drücke wiedergegeben werden:
f = f0 + k1 · Δv
Δv = v - v0

mit k1 = eine Proportionalitätskonstante mit einem positiven Wert und Δv = eine Abweichung bzw. Differenz zwischen der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v und der vorbestimmten Ge schwindigkeit v0.

Die vorbestimmte Frequenz f0 und die vorbestimmte Geschwin digkeit v0, die als Referenzen oder Standards der Abtastbe wegungsgeschwindigkeit v und der Schwingungsfolgefrequenz f genutzt werden, entsprechen jeweils der Schwingungsfolge frequenz f bzw. der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v, mit der das Werkstück im Normalzustand stabil bearbeitet werden kann. Indem also die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v mit v0 und die Schwingungsfolgefrequenz f mit f0 vorgegeben werden, kann das Werkstück 12 stabil bearbeitet werden.

Bei der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform kann die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls im wesentlichen konstantgehalten werden, indem die Schwingungsfolgefrequenz f in Abhängigkeit von der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v erhöht oder verringert wird, wie Fig. 6D zeigt. Somit kann die Intensitätsvertei lung (der kumulierte Intensitätswert) des Excimerlaser strahls L1, mit dem die effektive Strukturfläche 8d der Strukturierungsmaske 8 bestrahlt wird, vergleichmäßigt wer den, was wiederum bedeutet, daß das Werkstück 12 gleichmäßig bearbeitet werden kann.

Ausführungsform 4

Bei den vorhergehenden Ausführungsformen der Excimerlaser strahl-Bestrahlungsvorrichtung werden Änderungen der Dicke, des Materials und anderer Faktoren des Werkstücks 12 nicht beachtet. Es wird aber bevorzugt, die effektive Intensi tätsverteilung des auf das Werkstück 12 projizierten Excimerlaserstrahls L2 dadurch zu vergleichmäßigen, daß die Schwingungsfolgefrequenz f oder die Abtastbewegungsgeschwin digkeit v in Abhängigkeit von Änderungen der Dicke, des Materials und/oder sonstiger Faktoren erhöht oder verringert wird, wenn solche Änderungen auftreten.

Bei der vierten Ausführungsform ist vorgesehen, die Schwin gungsfolgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1 oder die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v in Abhängigkeit von Änderungen der Dicke und des Materials des Werkstücks 12 zu steuern. Diese Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 9 beschrieben, wobei Fig. 7 eine Perspektivansicht der Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsvorrichtung ist, in der L0, L1 und L2, 1 bis 15 und 17 gleiche oder äquivalente Teile oder Komponenten wie in der Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsformen bezeichnen.

Der Maskenbewegungsmechanismus 9 und der Werkstückbewegungs mechanismus 14 werden mit hoher Präzision unter Steuerung durch eine Steuereinheit 16C angetrieben, die die Steuer einrichtung bildet und der Steuereinheit 16A von Fig. 1 entspricht. Ein Dickenabweichungssensor 20 ist vorgesehen, um Abweichungen der Dicke d des Werkstücks 12 zu messen. Die von dem Dickenabweichungssensor 20 gemessene Dicke d wird in die Steuereinheit 16C eingegeben.

Die in Fig. 7 gezeigte Steuereinheit 16C ist so ausgelegt oder programmiert, daß dann, wenn die Dicke d des Werkstücks 12 größer als eine vorbestimmte Dicke d0 ist, die Schwin gungsfolgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1 über eine vorbestimmte Frequenz f0 hinaus erhöht wird, wohingegen die Schwingungsfolgefrequenz f unter die vorbestimmte Frequenz f0 verringert wird, wenn die Dicke d die vorbestimmte Dicke d0 unterschreitet.

Alternativ kann die in Fig. 7 gezeigte Steuereinheit 16C so ausgelegt oder programmiert sein, daß dann, wenn die Dicke d des Werkstücks 12 größer als die vorbestimmte Dicke d0 ist, die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v des Werkstücks 12 (sowie der Strukturierungsmaske 8) unter die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 verringert wird, wohingegen die Abtast bewegungsgeschwindigkeit v des Werkstücks 12 (sowie der Strukturierungsmaske 8) über die vorbestimmte Geschwindig keit v0 hinaus erhöht wird, wenn die Dicke d eine vorbe stimmte Dicke d0 unterschreitet. Zur Vereinfachung der Be schreibung wird hier die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v des Werkstücks 12 betrachtet, wobei es sich versteht, daß die Abtastgeschwindigkeit v des Werkstücks 12 derjenigen der Strukturierungsmaske 8 entspricht, auch wenn sie streng ge nommen nicht miteinander übereinstimmen.

Fig. 8A ist eine Seitenansicht und zeigt Vielfachreflexions anordnungen der Strukturierungsmaske 8 und des hochreflexi onsfähigen Spiegels 10 gemeinsam mit der Abbildungslinse 11 und einem Werkstück 12, gesehen in Richtung der X-Achse, und Fig. 8B ist eine Draufsicht, die schematisch eine Fläche zeigt, die mit dem Excimerlaserstrahl L2 zu bestrahlen ist, der von der Abbildungslinse 11 nach Durchsetzen der Struk turierungsmaske 8 auf das Werkstück 12 projiziert wird.

Fig. 8B zeigt eine bestrahlte Fläche (effektive bearbeitete Fläche) 12a, die auf dem Werkstück 12 gebildet ist durch Abbilden der effektiven Strukturfläche 8d der Strukturie rungsmaske 8 darauf, eine Fläche L2a auf dem Werkstück 12, die mit dem Excimerlaserstrahl L2 vor der synchronen Abtast verlagerung des Werkstücks 12 bestrahlt wird, und eine Posi tion L2b auf dem Werkstück 12, die mit dem Excimerlaser strahl L2 nach der synchronen Verlagerung des Werkstücks 12 bestrahlt wird.

Fig. 8C zeigt eine Änderung der Dicke d des Werkstücks 12, gesehen in seiner Abtastbewegungsrichtung (d. h. in der Y- Achsenrichtung), wobei d0 eine vorbestimmte Dicke bezeich net, die als Referenz- oder Standarddicke dient, und a und b Mittenpositionen des Excimerlaserstrahls L2 am Beginn und am Ende der synchronen Abtastverlagerung bezeichnen.

Fig. 8D zeigt die Schwingungsfolgefrequenz f oder die Ab tastbewegungsgeschwindigkeit v, die in Abhängigkeit von Änderungen der Dicke d des Werkstücks 12 gesteuert wird, wobei f0 eine vorbestimmte Frequenz bezeichnet, die als Vergleichsstandard dient. Außerdem ist v0 ein Vergleichs standard für die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v der Strukturierungsmaske 8.

Es wird nunmehr angenommen, daß der Mittelpunkt des Excimer laserstrahls L1, der vielfach reflektiert und durch die Strukturierungsmaske 8 und die Abbildungslinse 11 projiziert worden ist, an einer Position a auf der Y-Achse liegt (siehe die Fig. 4C und 4D). Ausgehend von dieser Position wird das Werkstück 12 in der Y-Achsenrichtung synchron mit der Ab tastverlagerung der Strukturierungsmaske 8 bewegt, so daß der Excimerlaserstrahl L1 scheinbar von der Position a zu der Position b bewegt wird, um den Abtastvorgang durchzu führen und die Intensitätsverteilung (den kumulierten Inten sitätswert) des Excimerlaserstrahls in der y-Achsenrichtung ungeachtet der Vielfachreflexionen zu vergleichmäßigen, wie bereits erläutert wurde.

Wenn dabei die Dicke d des Werkstücks 12 sich auf eine in Fig. 8C gezeigte Weise innerhalb der bestrahlten Fläche 12a auf dem Werkstück 12, über die die effektive Strukturfläche 8d der Strukturierungsmaske 8 projiziert wird (siehe Fig. 6B), ändert, muß dementsprechend die Strahlungsmenge des Excimerlaserstrahls L2 in Abhängigkeit von der Dicke d des Werkstücks 12 geändert werden, um das Werkstück 12 wir kungsvoll gleichmäßig zu bearbeiten.

Wenn beispielsweise die Dicke d des Werkstücks 12 die vorbe stimmte Dicke d0 überschreitet, muß die Bestrahlungsquan tität des Excimerlaserstrahls L2 erhöht werden, wohingegen dann, wenn die Dicke d die vorbestimmte Dicke d0 unter schreitet, die Bestrahlungsquantität des Excimerlaserstrahls L2 verringert werden muß.

Dazu überwacht die Steuereinheit 16C die Änderung der Dicke d des Werkstücks 12 mit Hilfe des Dickenabweichungssensors 20. Alternativ kann die Dicke d des Werkstücks 12 separat gemessen werden. Die Schwingungsfolgefrequenz f des Excimer laseroszillators 1 oder die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v während der synchronen Abtastverlagerung wird von der Steuereinheit 16C variabel in Abhängigkeit von der Dicke d des Werkstücks 12 in der in Fig. 8D gezeigten Weise ge steuert.

In diesem Zusammenhang sei angenommen, daß die Schwingungs folgefrequenz f in Abhängigkeit von der Dicke d des Werk stücks 12 mittels der Steuereinheit 16C gesteuert werden soll. In diesem 28547 00070 552 001000280000000200012000285912843600040 0002019531050 00004 28428 Fall gelten die nachstehenden Beziehungen für die Dicke d und die Schwingungsfolgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1.

f = f0 + k2 · Δd
Δd = d - d0

mit k2 = eine Proportionalitätskonstante mit einem positiven Wert und Δd = eine Abweichung bzw. Differenz zwischen der Dicke d des Werkstücks 12 und der vorbestimmten Dicke d0. Die vorbestimmte Frequenz f0 und die vorbestimmte Dicke d0 sind die Standardwerte für die Schwingungsfolgefrequenz f bzw. die Dicke d, die erforderlich sind, um das Werkstück 12, das mit einer vorbestimmten gleichförmigen Dicke ange nommen wird, stabil zu bearbeiten, wobei die Standard- oder Referenzwerte d0 und f0 so gewählt sind, daß das Werkstück 12 stabil bearbeitet werden kann, indem das Werkstück mit dem Excimerlaserstrahl L2 der vorbestimmten Frequenz f0 bestrahlt wird, wenn das Werkstück 12 während der synchronen Abtastverlagerung mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird.

In dem Fall dagegen, in dem die Abtastbewegungsgeschwindig keit v von der Steuereinheit 16C zu steuern ist, gilt die durch den nachstehenden Ausdruck erhaltene Beziehung:

v = v0 - k3 · Δd

mit k3 = eine Proportionalitätskonstante. In diesem Fall wird die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v in umgekehrt proportionaler Beziehung zu der Abweichung Δd der Dicke d gesteuert.

Die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 und die vorbestimmte Dicke d0 sind jeweilige Standardwerte, die eine stabile Bearbeitung des Werkstücks 12 zulassen, und daher werden sie so gewählt, daß dann, wenn das Werkstück 12 der vorbestimm ten gleichmäßigen Dicke d0 mit dem Excimerlaserstrahl L2 einer vorbestimmten konstanten Schwingungsfolgefrequenz bestrahlt wird, das Werkstück 12 stabil und gleichmäßig bearbeitet werden kann, indem das Werkstück 12 während der synchronen Abtastverlagerung mit der Standardgeschwindigkeit v0 bewegt wird.

Durch variable Steuerung der Schwingungsfolgefrequenz f oder der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v in Abhängigkeit von der Dicke d des Werkstücks 12 ist es möglich, das Werkstück 12 durch die Bestrahlung mit dem Excimerlaserstrahl L2 auch dann effektiv gleichmäßig zu bearbeiten, wenn die Dicke d des Werkstück 12 veränderlich ist, wie in den Fig. 8C und 8D zu sehen ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird nun die Steuerung der Schwingungsfolgefrequenz f oder der Abtastbewegungsgeschwin digkeit v in Abhängigkeit von dem Material des Werkstücks 12 beschrieben.

In diesem Fall bestimmt die Steuereinheit 16C rechnerisch eine Ätzrate e für einen Einzelimpuls des Excimerlaser strahls L2 auf der Basis der von dem Dickenabweichungssensor 20 gemessenen Dicke d, um so auf der Basis einer Abweichung Δe von einer vorbestimmten Ätzrate e0 zu entscheiden, ob das Material des Werkstücks 12 leicht oder schwer zu bearbeiten ist.

Wenn sich dabei das Material des Werkstücks 12 innerhalb der Fläche 12a des Werkstücks 12, die mit dem Excimerlaserstrahl L2 während der synchronen Abtastverlagerung bestrahlt wird, ändert, wird die Schwingungsfolgefrequenz f des Excimer laseroszillators 1 von der Steuereinheit 16C unter die vorbestimmte Frequenz f0 verringert, wenn entschieden wird, daß das Material des Werkstücks 12 relativ leicht zu be arbeiten ist, wohingegen die Schwingungsfolgefrequenz f über die vorbestimmte Frequenz f0 hinaus erhöht wird, wenn das Material des Werkstücks 12 relativ schwer zu bearbeiten ist.

Als Alternative kann die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v des Werkstücks 12 (und der Strukturierungsmaske 8) über die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 unter Steuerung durch die Steuereinheit 16C erhöht werden, wenn das Material des Werkstücks 12 relativ leicht zu bearbeiten ist, wohingegen die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v unter die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 verringert wird, wenn das Material des Werkstücks 12 relativ schwer zu bearbeiten ist.

Fig. 9A ist eine Draufsicht von oben, die schematisch Positionen, die der Excimerlaserstrahl L2 einnimmt, und einen bestrahlten Bereich auf dem Werkstück 12 zeigt, Fig. 9B zeigt Änderungen der Ätzrate e, gesehen in der Abtast bewegungsrichtung (Y-Achsenrichtung) des Werkstücks 12, und Fig. 9C zeigt die Steuerung der Schwingungsfolgefrequenz f und der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v in Abhängigkeit von der Ätzrate e. In der Figur bezeichnet e0 eine Referenz- oder Standardrate zum Vergleich mit der Ätzrate e.

Wenn sich das Material des Werkstücks 12 innerhalb der be strahlten Fläche 12a ändert, wie beispielhaft in Fig. 9B gezeigt ist, bestimmt die Steuereinheit 16C vorher rech nerisch die Ätzrate e, die dem Material des Werkstücks 12 entspricht oder damit vergleichbar ist, auf der Basis der von dem Dickensensor 20 gemessenen Dicke d. Dabei kann die Ätzrate e auch auf der Basis der Tiefe des Kontaktlochs (siehe Fig. 3) bestimmt werden, das in dem Werkstück 12 durch Bestrahlen mit einem Einzelimpuls des Excimerlaser strahls L2 gebildet wird.

In Abhängigkeit von der so bestimmten Ätzrate e steuert die Steuereinheit 16C auf variable Weise die Schwingungsfolge frequenz f des Excimerlaseroszillators 1 oder alternativ die Bewegungsgeschwindigkeit v des Werkstücks 12 während der Abtastverlagerung auf die Weise, die beispielhaft in Fig. 9C gezeigt ist.

Wenn dabei die Ätzrate e niedriger als die vorbestimmte Ätzrate e0 ist, was bedeutet, daß das Werkstück 12 aus einem relativ schwer zu bearbeitenden Material besteht, erhöht die Steuereinheit 16C die Schwingungsfolgefrequenz f über die vorbestimmte Frequenz f0 hinaus oder verringert alternativ die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v.

Wenn dagegen festgestellt wird, daß die Ätzrate e höher als die vorbestimmte Ätzrate e0 ist, was bedeutet, daß das Material des Werkstücks 12 relativ leicht zu bearbeiten ist, verringert die Steuereinheit 16C die Schwingungsfolgefre quenz f unter die vorbestimmte Frequenz f0 oder erhöht alternativ die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v über die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 hinaus.

Wenn die Schwingungsfolgefrequenz f von der Steuereinheit 16C gesteuert werden soll, gelten die nachstehenden Bezie hungen für die Ätzrate e, die anzeigt, ob das Material des Werkstücks 12 leicht oder schwer zu bearbeiten ist, und für die Schwingungsfolgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1:

f = f0 + k4 · Δe
Δε = ε - ε0

mit k4 = eine Proportionalitätskonstante mit einem positiven Wert und Δe = eine Abweichung bzw. Differenz der Ätzrate e des Werkstücks 12 von der vorbestimmten Ätzrate e0.

Die vorbestimmte Frequenz f0 und die vorbestimmte Ätzrate e0 sind die Standardwerte für die Schwingungsfolgefrequenz f bzw. die Dicke d, die erforderlich sind, um das Werkstück 12 stabil und gleichmäßig zu bearbeiten, wobei der Standardwert e0 und die vorbestimmte Frequenz f0 so gewählt sind, daß das Werkstück 12 stabil bearbeitet werden kann, indem es mit dem Excimerlaserstrahl L2 der vorbestimmten Frequenz f0 be strahlt wird, wenn das Werkstück 12 während der synchronen Abtastverlagerung mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird.

Wenn dagegen die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v von der Steuereinheit 16C gesteuert werden soll, gilt der nachste hende Ausdruck für die Ätzrate e und die Abtastbewegungsge schwindigkeit v während der synchronen Abtastverlagerung:

v = v0 - k5 · Δe

mit k5 = eine Proportionalitätskonstante.

Die vorbestimmte Geschwindigkeit v0 und die vorbestimmte Ätzrate e0 sind jeweilige Standardwerte, die eine stabile und gleichmäßige Bearbeitung des Werkstücks 12 ermöglichen, und sie sind daher so gewählt, daß dann, wenn das Werkstück 12 des der vorbestimmten Ätzrate e0 entsprechenden Materials mit dem Excimerlaserstrahl L2 einer vorbestimmten konstanten Schwingungsfolgefrequenz bestrahlt wird, das Werkstück 12 stabil und gleichmäßig bearbeitet werden kann, indem es mit der Standardgeschwindigkeit v0 während der synchronen Ab tastverlagerung bewegt wird.

Durch Steuerung der Schwingungsfolgefrequenz f oder der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v in Abhängigkeit von der Ätzrate e auf die in Fig. 9C gezeigte Weise kann eine Bestrahlungsintensität des Excimerlaserstrahls L2 über die bestrahlte Fläche 12a auf dem Werkstück 12 realisiert werden, die die Durchführung der Bearbeitung wirkungsvoll und gleichmäßig erlaubt, selbst wenn sich das Material des Werkstücks 12 innerhalb der bestrahlten Fläche 12a ändert.

Ausführungsform 5

Bei den vorhergehenden Ausführungsformen der Excimerlaser strahl-Bestrahlungsvorrichtung wird der Einfluß eines Schrittvorschubinkrements ΔS der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 in X-Achsenrichtung nicht berücksichtigt. Es wird aber bevorzugt, das Schrittvorschubinkrement ΔS kleiner als eine Breite ΔWx des Excimerlaserstrahls L1 auf der Strukturierungsmaske 8 in Richtung der X-Achse vorzu geben, um dadurch die Intensitätsverteilung des Excimer laserstrahls zu vergleichmäßigen, wenn die Strukturierungs maske 8 und das Werkstück 12 stufenweise in der X-Achsen richtung bewegt werden.

Bei der fünften Ausführungsform ist vorgesehen, die In tensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls in Richtung der X-Achse dadurch zu vergleichmäßigen, daß das Schrittvor schubinkrement ΔS kleiner als die Breite ΔWx des Excimer laserstrahls vorgegeben wird. Die Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsvorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 beschrieben. Dabei kann diese Vorrichtung im wesentlichen mit der gleichen Konstruktion implementiert werden, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.

Das Grundkonzept, auf dem diese Ausführungsform der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung basiert, liegt darin, daß, wenn die Strukturierungsmaske 8 und das Werk stück 12 schrittweise in X-Achsenrichtung vorwärtsbewegt werden, um die Bestrahlung mit dem Excimerlaserstrahl L2 entlang der Y-Achsenrichtung zu wiederholen, die Struktu rierungsmaske 8 und das Werkstück 12 in einer Richtung (X- Achsenrichtung) bewegt werden, die orthogonal zu der Ab tastbewegungsrichtung (Y-Achsenrichtung), in der die Struk turierungsmaske 8 und das Werkstück 12 bewegt werden, um den vorher beschriebenen Abtastvorgang durchzuführen, und zu der optischen Achse der Abbildungslinse 11 ist, wobei das Schrittvorschubinkrement ΔS in der X-Achsenrichtung kleiner als die Breite ΔWx des Excimerlaserstrahls L1, gesehen in Richtung der X-Achse, vorgegeben ist.

Fig. 10A ist eine Seitenansicht, die eine Vielfachreflexi onsanordnung der Strukturierungsmaske 8 und des hochrefle xionsfähigen Spiegels 10 für den Excimerlaserstrahl L1, gesehen in X-Achsenrichtung, zeigt, und Fig. 10B ist eine Draufsicht von oben, die schematisch Positionen, die mit dem Excimerlaserstrahl L2 bestrahlt werden, und eine effektive Strukturfläche auf der Strukturierungsmaske 8 zeigt.

Nach Fig. 10B hat der Excimerlaserstrahl L1, der die Viel fachreflexionan an der Strukturierungsmaske 8 erfährt und auf die Position L1a projiziert wird, einen Mittelpunkt, der an einer Position a auf der Y-Achse liegt. In der Figur ist die Breite des Excimerlaserstrahls L1 auf der Strukturie rungsmaske 9 in der X-Achsenrichtung mit ΔWx bezeichnet, das Schrittvorschubinkrement der Strukturierungsmaske 8 in X- Achsenrichtung ist mit ΔS bezeichnet, und der Mittelpunkt oder die Position des Excimerlaserstrahls L1 nach dem schrittweisen Vorschub ist mit c bezeichnet.

Fig. 11A ist eine Seitenansicht, gesehen in Richtung der Y- Achse, um eine Anordnung der Strukturierungsmaske 8 und des hochreflexionsfähigen Spiegels 10, zwischen denen der Excimerlaserstrahl L1 vielfach reflektiert wird, gemeinsam mit der Abbildungslinse 11 und dem Werkstück 12 zu zeigen, und Fig. 11B zeigt eine Intensitätsverteilung auf dem Werkstück 12, gesehen entlang seiner X-Achsenrichtung.

Nachstehend wird der Betrieb der Excimerlaserstrahl-Be strahlungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 in Verbindung mit den Fig. 10 und 11 beschrieben.

Bei dem synchronen Abtastbetrieb der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 bewegt die Steuereinheit 16A die Strukturierungsmaske 8 in der negativen Y-Achsenrichtung, so daß der Mittelpunkt des Excimerlaserstrahls L1 von der Position a zu der Position b bewegt wird (siehe Fig. 10), um den scheinbaren Abtastvorgang durchzuführen, so daß die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls in Richtung der Y-Achse vergleichmäßigt wird.

Anschließend wird die Strukturierungsmaske 8 in X-Achsen richtung um das Inkrement ΔS vorwärtsbewegt, so daß dadurch der Excimerlaserstrahl L1 schrittweise von der Position b zu der Position c scheinbar verlagert wird. Danach wird die synchrone Abtastverlagerung der Strukturierungsmaske 8 in der Y-Achsenrichtung durchgeführt. Auf diese Weise wird die Bestrahlung des Werkstücks 12 mit dem Excimerlaserstrahl L2 in der Y-Achsenrichtung sequentiell in der X-Achsenrichtung wiederholt.

Das Schrittvorschubinkrement ΔS in der X-Achsenrichtung ist kleiner als die Breite ΔWx (Fig. 10B) des Excimerlaser strahls L1, in X-Achsenrichtung gesehen, vorgegeben, so daß der folgenden Bedingung genügt ist:

ΔS < ΔWx/2

Ferner wird die Breite ΔWx des vielfachreflektierten Excimerlaserstrahls L1 in X-Achsenrichtung so bestimmt, wie das in Fig. 11A gezeigt ist. Dabei trifft der Excimerlaser strahl L1 auf den hochreflexionsfähigen Spiegel 10 in dessen Mitte auf und erfährt wiederholte Reflexionen zu beiden Enden des hochreflexionsfähigen Spiegels 10. In diesem Fall ist die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls L1 in der X-Achsenrichtung entsprechend einer Vollinienkurve oder einer Strichlinienkurve in Fig. 11B. Wie die Figur zeigt, unterliegt die Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls L1 außerdem einer Änderung mehr oder weniger in der X-Achse.

Wie die Verlagerung der Strichlinienkurve relativ zu der Vollinienkurve von Fig. 11B zeigt, kann die Nichtgleich förmigkeit der Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls L1 in der Schrittvorschubrichtung auf ein Minimum unter drückt werden, indem das Schrittvorschubinkrement ΔS kleiner als die Breite ΔWx des Excimerlaserstrahls L1 vorgegeben wird. Auf diese Weise kann die Ungleichförmigkeit bei der Bearbeitung des Werkstücks 12, die auf die Ungleichförmig keit der Intensitätsverteilung des Excimerlaserstrahls in der X-Achsenrichtung zurückgeht, minimiert werden.

Ausführungsform 6

Die vorhergehenden Ausführungsformen der Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsvorrichtung berücksichtigen nicht eine Impuls zwischenraum-Abtastverlagerung Δy der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 in der Y-Achsenrichtung (d. h. ein Inkrement der Abtastverlagerung der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12, das in einer Periode zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen des Excimerlaserstrahls L0, L1 oder L2 in der Y-Achsenrichtung stattfindet). Es wird jedoch bevorzugt, die Impulszwischenraum-Abtastverlagerung Δy für den Excimerlaserstrahl kleiner als die reflexionsbedingte Verlagerungsstrecke (scheinbare Breite) ΔW des Excimerlaser strahls L1 (d. h. die Länge oder Distanz, um die der Excimerlaserstrahl L1 in der y-Achsenrichtung verlagert wird, während er reflektiert wird) vorzugeben, um so die Intensitätsverteilung (den kumulierten Intensitätswert) des Excimerlaserstrahls L1 zu vergleichmäßigen.

Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, die Intensitäts verteilung des Excimerlaserstrahls dadurch weiter zu ver gleichmäßigen, daß die Impulszwischenraum-Abtastverlagerung Δy für den Excimerlaserstrahl L0, L1 oder L2 kleiner als die reflexionsbedingte Verlagerungsstrecke ΔW des Excimerlaser strahls L1 vorgegeben wird.

Fig. 12A ist eine Seitenansicht, die eine Vielfachreflexi onsanordnung gemäß der sechsten Ausführungsform, in X-Ach senrichtung gesehen, zeigt, und Fig. 12B ist eine Drauf sicht, die schematisch Positionen zeigt, die der Excimer laserstrahl L1 auf der Strukturierungsmaske 8 einnimmt, wobei die Impulszwischenraum-Abtastverlagerung mit Δy bezeichnet ist. Im übrigen kann diese Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsanordnung im wesentlichen die gleiche Konstruk tion wie diejenige von Fig. 1 haben.

Der wesentliche Gedanke dieser Excimerlaserstrahl-Bestrah lungsvorrichtung ist darin zu sehen, daß die Impulszwischen raum-Abtastverlagerung Δy der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 während ihrer synchronen Abtastverlagerung so gesteuert wird, daß sie kleiner als die reflexionsbedingte Verlagerungsstrecke ΔW des Excimerlaserstrahls L1 ist, indem die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v der Strukturierungs maske 8 und des Werkstücks 12 unter Steuerung durch die Steuereinheit 16A geändert wird.

Zur Vereinfachung der Erläuterung wird in der folgenden Be schreibung nur die Impulszwischenraum-Abtastverlagerung Δy der Strukturierungsmaske 8 und die Abtastbewegungsgeschwin digkeit v berücksichtigt, wobei es sich versteht, daß die nachstehende Beschreibung gleichermaßen für das Werkstück 12 gilt.

Die Steuereinheit 16A ist so ausgelegt, daß sie die Schwingungsfolgefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1 so ändert, daß die Impulszwischenraum-Abtastverlagerung Δy der Strukturierungsmaske 8 und des Werkstücks 12 während der synchronen Abtastverlagerung kleiner als die reflexionsbe dingte Verlagerungsdistanz ΔW des Excimerlaserstrahls L1 ist.

Bei der synchronen Abtastverlagerung der Strukturierungs maske 8 und des Werkstücks 12 wird die Strukturierungsmaske 8 für den Abtastvorgang auch während einer Periode bewegt, die zwischen den aufeinanderfolgenden Einzelimpulsen des Excimerlaserstrahls L1 liegt (d. h. während einer Periode, in der die Bestrahlung mit dem Excimerlaserstrahl L1 impulsweise unterbrochen ist). Die Distanz, um die die Strukturierungsmaske 8 während des Zeitraums zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen des Excimerlaserstrahls L1 (d. h. anders ausgedrückt in der Impuls-Ausperiode) bewegt wird, ist mit Δy bezeichnet und wird als die Impulszwi schenraum-Abtastverlagerung bezeichnet. Die Steuereinheit 16A steuert die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v der Strukturierungsmaske 8 so, daß die Impulszwischenraum Abtastverlagerung Δy kleiner als die reflexionsbedingte Verlagerungsdistanz ΔW des Excimerlaserstrahls L1 ist.

Ferner steuert die Steuereinheit 16A die Schwingungsfol gefrequenz f des Excimerlaseroszillators 1 derart, daß die Impulszwischenraum-Abtastverlagerung Δy der Strukturierungs maske 8 kürzer als die reflexionsbedingte Verlagerungs distanz ΔW des Excimerlaserstrahls L1 ist.

Selbstverständlich kann die Steuereinheit 16A so program miert sein, daß sie entweder die Abtastbewegungsgeschwin digkeit v oder die Schwingungsfolgefrequenz f so steuert, daß der vorgenannten Bedingung (d. h. die Impulszwischen raum-Abtastverlagerung Δy ist kleiner als die reflexions bedingte Verlagerungsdistanz ΔW) genügt ist.

In diesem Zusammenhang kann die Impulszwischenraum-Abtast verlagerung Δy der Strukturierungsmaske 8 für den Excimer laserstrahl L1 auf der Basis der Schwingungsfolgefrequenz f und der Abtastbewegungsgeschwindigkeit v entsprechend dem folgenden Ausdruck bestimmt werden:

Δy = v/f

Andererseits ist die Beziehung zwischen der Impuls zwischen raum-Abtastverlagerung Δy und der reflexionsbedingten Ver lagerungsdistanz ΔW des Excimerlaserstrahls L1 wie folgt gegeben:

Δy < k6 · ΔW

mit k6 = eine Proportionalitätskonstante, die so gewählt ist, daß sie der Bedingung genügt, daß 1 < k6 < 0.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, wird die Impuls zwischenraum-Abtastverlagerung Δy kleiner, je niedriger die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v wird. Außerdem wird die Impulszwischenraum-Abtastverlagerung Δy mit zunehmender Schwingungsfolgefrequenz f kleiner.

Bei einem durchgeführten Versuch konnte eine Gleichmäßigkeit der Bearbeitung mit einer Streuung in der Größenordnung von ±10% für die Intensitätsverteilung der Excimerlaserstrahlen L1 und L2 realisiert werden, wenn die Proportionalitätskon stante k6 mit 0,2 vorgegeben ist. Wenn die Gleichförmigkeit der Intensitätsverteilung mit einer Streuung in der Größen ordnung von ±2% realisiert werden soll, sollte der Propor tionalitätskoeffizient k6 mit 0,05 oder ähnlich gewählt werden.

Auf diese Weise kann durch Verringerung der Impuls zwischen raum-Abtastverlagerung Δy die Intensitätsverteilung (der kumulierte Intensitätswert) des Excimerlaserstrahls L2 weiter vergleichmäßigt werden, so daß die Gleichmäßigkeit der Bearbeitung des Werkstücks 12 entsprechend verbessert werden kann.

Ausführungsform 7

Die vorhergehenden Ausführungsformen berücksichtigen nicht das Vorhandensein eines keine Bestrahlung erfordernden Bereichs in der bestrahlten Fläche 12a auf dem Werkstück 12 (siehe Fig. 9). Es wird aber bevorzugt, eine Bestrahlung des keine Bestrahlung erfordernden Bereichs mit dem Excimer laserstrahl L2 während der synchronen Abtastverlagerung zu inhibieren.

Die siebte Ausführungsform richtet sich auf eine Anordnung, die das Bestrahlen des keine Bestrahlung erfordernden Be reichs mit dem Excimerlaserstrahl L2 inhibiert.

Fig. 13A ist eine Seitenansicht einer Anordnung eines Vielfachreflexionsabschnitts, der Abbildungslinse 11 und des Werkstücks 12, gesehen in der X-Achsenrichtung, und Fig. 13B ist eine Draufsicht von oben und zeigt Positionen auf dem Werkstück 12, auf die der Excimerlaserstrahl L2 projiziert wird. Ein keine Bestrahlung (bzw. keine Bearbeitung) erfordernder Bereich innerhalb der zu bestrahlenden Fläche 12a ist mit 12b bezeichnet, wobei die beiden Endpositionen dieses keine Bestrahlung erfordernden Bereichs 12b mit m bzw. n bezeichnet sind. Dabei kann die Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsvorrichtung die gleiche Konstruktion wie in Fig. 1 haben.

Bei dieser Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung ist die Steuereinheit 16A so ausgelegt, daß sie den Betrieb des Excimerlaseroszillators 1 für den keine Bestrahlung erfor dernden Bereich 12, falls dieser in der bestrahlten Fläche 12a des Werkstücks 12 existiert, während der synchronen Abtastverlagerung unterbricht.

Alternativ kann eine Unterbrecherplatte (nicht gezeigt) vor gesehen sein, die selektiv in einen Lichtweg des Excimer laserstrahls L0, L1 oder L2 unter Steuerung durch die Steuereinheit 16A eingeschaltet werden kann. Dabei wird angenommen, daß die Unterbrecherplatte beispielsweise in den Lichtweg des Excimerlaserstrahls L2 während eines Zeitraums eingeschaltet wird, in dem der keine Bestrahlung erfordernde Bereich 12b innerhalb der bestrahlten Fläche 12a die syn chrone Abtastverlagerung erfährt, um so ein Bestrahlen des Werkstücks 12 mit dem Excimerlaserstrahl L2 zu inhibieren.

Wenn gemäß den Fig. 13A und 13B das Werkstück 12 in der Y- Achsenrichtung synchron mit der Strukturierungsmaske 8 für den Abtastvorgang bewegt wird, bewegt sich die Position, an der das Werkstück 12 mit dem Excimerlaserstrahl L2 bestrahlt wird, von einer Position L2a (in Vollinien in Fig. 13B gezeigt) zu einer Position L2b (in Strichlinien in Fig. 13B gezeigt).

In diesem Fall wird während eines Zeitraums, der einer Entfernung zwischen den Positionen m und n entspricht, die den keine Bestrahlung erfordernden Bereich 12b begrenzen, der Betrieb des Excimerlaseroszillators 1 unterbrochen, oder als Alternative wird die Unterbrecherplatte in den Lichtweg des Excimerlaserstrahls L0, L1 oder L2 eingeschaltet.

Damit wird eine Bestrahlung des keine Bestrahlung erfordern den Bereichs 12b mit dem Excimerlaserstrahl L2 verhindert, so daß nur die Bereiche innerhalb der bestrahlten Fläche 12a, die zu bearbeiten sind, selektiv mit dem Excimerlaser strahl L2 bestrahlt werden können. Infolgedessen wird eine nutzlose Bestrahlung und Bearbeitung des Werkstücks 12 ver hindert, so daß ein unnötiger Betrieb der Bestrahlungsvor richtung vermieden und ihre Standzeit entsprechend verlän gert werden kann. Selbstverständlich kann eine hohe Zuver lässigkeit der Bearbeitungsleistung der Excimerlaserstrahl- Bestrahlungsvorrichtung gewährleistet werden.

Im übrigen können die Positionen m und n, die den keine Bestrahlung erfordernden Bereich 12b begrenzen, vorher als Meßdaten in einem in der Steuereinheit 16A befindlichen Speicher gespeichert werden.

Die synchrone Abtastverlagerung und der schrittweise Vor schubbetrieb wurden zwar in der vorstehenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit nur der Strukturierungsmaske 8 oder nur dem Werkstück 12 be schrieben; es versteht sich aber, daß sowohl die Strukturie rungsmaske 8 als auch das Werkstück 12 der synchronen Ver lagerungssteuerung unterliegen und somit die synchrone Abtastverlagerung und den gleichzeitigen schrittweisen Vorschub erfahren.

Für den Fachmann sind zahlreiche Modifikationen und Kom binationen ohne weiteres ersichtlich, und die Erfindung ist nicht auf den beschriebenen und gezeigten Aufbau und Betrieb beschränkt.

Beispielsweise können die einzelnen Ausführungsformen selektiv und auf geeignete Weise kombiniert werden, um die Vergleichmäßigung der Intensitätsverteilung des Excimer laserstrahls zu verbessern und eine höhere Betriebszuver lässigkeit der Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung sowie der optischen Bearbeitungsvorrichtung gewährleisten. Es wurde zwar in Verbindung mit der dritten und vierten Ausführungsform erläutert, daß entweder die Schwingungs folgefrequenz f oder die Abtastbewegungsgeschwindigkeit v gesteuert wird, es versteht sich jedoch, daß auch beide in geeigneten Kombinationen mit im wesentlichen der gleichen Auswirkung gesteuert werden können.

Claims

1. Excimerlaserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbei ten eines Werkstücks (12) unter Anwendung eines Excimer laserstrahls, gekennzeichnet durch

- einen Excimerlaseroszillator (1), der einen Excimerlaser strahl emittiert;
- eine Strukturierungsmaske (8) mit lichtdurchlässigen Be reichen, die der von dem Excimerlaseroszillator emittierte Excimerlaserstrahl durchsetzen kann, und mit einer Refle xionsschicht (8b), die den Excimerlaserstrahl reflektiert, wobei die lichtdurchlässigen Bereiche eine in dem Werkstück (12) herzustellende Struktur bilden;
- eine Reflexionseinrichtung (10), die der Reflexions schicht (8b) der Strukturierungsmaske (8) gegenüberstehend angeordnet ist, um den von der Reflexionsschicht reflektier ten Excimerlaserstrahl zu der Strukturierungsmaske zu re flektieren, so daß der Excimerlaserstrahl zwischen der Re flexionseinrichtung (10) und der Strukturierungsmaske (8) vielfach reflektiert wird, während er gleichzeitig positionsmäßig verlagert wird;
- ein optisches Abbildungssystem (11) zum Abbilden eines Musters des Excimerlaserstrahls (L2), der durch die Struk turierungsmaske (8) auf das Werkstück (12) durchgelassen wird, um es zu bestrahlen;
- einen Werkstückbewegungsmechanismus (14) zum Bewegen des Werkstücks (12) in einer zu einer optischen Achse des opti schen Abbildungssystems (11) orthogonalen Richtung;
- einen Maskenbewegungsmechanismus (9) zum Bewegen der Strukturierungsmaske (8) in einer zu der optischen Achse des optischen Abbildungssystems (11) orthogonalen Richtung; und
- eine Steuereinheit (16A) zum Steuern des Excimerlaser oszillators (1), des Werkstückbewegungsmechanismus (14) und des Maskenbewegungsmechanismus (9);
- wobei die Steuereinheit (16A) den Werkstückbewegungs mechanismus (14) und den Maskenbewegungsmechanismus (9) der art steuert, daß die Strukturierungsmaske (8) und das Werk stück (12) synchron miteinander entlang einer gleichen Achse verlagert werden, so daß das Werkstück mit dem Excimerlaser strahl (L2) während einer synchronen Abtastverlagerung in einer Abtastbewegungsrichtung abgetastet werden kann, die mit einer Richtung übereinstimmt, in der der Excimerlaser strahl verlagert wird, während er die Vielfachreflexionen zwischen der Strukturierungsmaske (8) und der Reflexions einrichtung (10) erfährt.

2. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß der Excimerlaseroszillator (1) und die Reflexionsein richtung (10) ortsfest angeordnet sind;
- daß die Reflexionseinrichtung (10) und die Strukturie rungsmaske (8) im wesentlichen parallel zueinander ange ordnet sind; und
- daß der Excimerlaserstrahl unter einem vorbestimmten Neigungswinkel ohne Störung durch die Reflexionseinrichtung (10) zum Auftreffen auf die Strukturierungsmaske (8) ge bracht wird;
- wobei die Strukturierungsmaske (8) und das Werkstück (12) während der synchronen Abtastverlagerung entlang derselben Achse in zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden.

3. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Steuereinheit (16A) den Werkstückbewegungs mechanismus (14) und den Maskenbewegungsmechanismus (9) der art steuert, daß eine Strecke, um die die Strukturierungs maske (8) und das Werkstück (12) synchron verlagert werden, während sie mit dem Excimerlaserstrahl abgetastet werden, länger als eine Länge einer effektiven Strukturfläche (8d) der Strukturierungsmaske (8) ist, in der eine auf das Werkstück abzubildende Struktur gebildet ist.

4. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Steuereinheit (16A) Positionen wählt, an denen die Strukturierungsmaske (8) bzw. das Werkstück (12) zum Beginn der synchronen Abtastverlagerung veranlaßt werden, so daß die Strukturierungsmaske und das Werkstück während der synchronen Abtastverlagerung mit einer stabilisierten Ge schwindigkeit wenigstens über eine Strecke verlagert werden, die einer Fläche des Werkstücks entspricht, die mit dem Excimerlaserstrahl zu bestrahlen ist.

5. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

- eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (19), die eine Ge schwindigkeit detektiert, mit der die Strukturierungsmaske (8) und das Werkstück (12) während der synchronen Abtast verlagerung bewegt werden;
- wobei die Steuereinheit (16B) so ausgelegt ist, daß, wenn die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (19) detektiert, daß eine Abtastbewegungsgeschwindigkeit, mit der die Strukturierungs maske (8) und das Werkstück (12) während der synchronen Ab tastverlagerung verlagert werden, sich innerhalb einer mit dem Excimerlaserstrahl bestrahlten Fläche ändert, die Steuereinheit eine Schwingungsfolgefrequenz des Excimer laseroszillators (1) so steuert, daß diese unter eine vor bestimmte Frequenz abnimmt, wenn die Abtastgeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit unterschreitet, wohingegen die Steuereinheit die Schwingungsfolgefrequenz so steuert, daß diese über die vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht wird, wenn die Abtastbewegungsgeschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet.

6. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

- eine Dickenmeßeinrichtung (20), die der Steuereinheit (16C) zugeordnet ist, um eine Dicke des Werkstücks (12) zu messen;
- wobei die Steuereinheit (16C) so ausgelegt ist, daß, wenn die Dickenmeßeinrichtung (20) detektiert, daß sich eine Dicke des Werkstücks (12) während der synchronen Abtast verlagerung ändert, die Steuereinheit eine Schwingungsfolge frequenz des Excimerlaseroszillators (1) so steuert, daß diese über eine vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht wird, wenn die Dicke des Werkstücks eine vorbestimmte Dicke über schreitet, wohingegen die Steuereinheit die Schwingungs folgefrequenz so steuert, daß diese unter die vorbestimmte Frequenz verringert wird, wenn die Dicke des Werkstücks die vorbestimmte Dicke unterschreitet.

7. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

- daß die vorbestimmte Frequenz und die vorbestimmte Dicke so gewählt sind, daß das Werkstück mit der vorbestimmten Dicke gleichmäßig und stabil mit dem Excimerlaserstrahl der vorbestimmten Frequenz bearbeitbar ist, wenn das Werkstück während der synchronen Abtastverlagerung mit einer gegebenen Geschwindigkeit bewegt wird.

8. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- eine Dickenmeßeinrichtung (20), die der Steuereinheit zu geordnet ist, um eine Dicke des Werkstücks zu messen;
- wobei die Steuereinheit so ausgelegt ist, daß, wenn die Dickenmeßeinrichtung detektiert, daß sich eine Dicke des Werkstücks während der synchronen Abtastverlagerung ändert, die Steuereinheit eine Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske und des Werkstücks während der syn chronen Abtastverlagerung so steuert, daß die Abtastbewe gungsgeschwindigkeit unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit verringert wird, wenn die Dicke des Werkstücks eine vor bestimmte Dicke überschreitet, wohingegen die Steuereinheit die Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske und des Werkstücks so steuert, daß diese über die vorbe stimmte Geschwindigkeit hinaus erhöht wird, wenn die Dicke des Werkstücks die vorbestimmte Dicke unterschreitet.

9. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

- daß die vorbestimmte Geschwindigkeit und die vorbestimmte Dicke so gewählt sind, daß das Werkstück mit der vorbestimm ten Dicke gleichmäßig und stabil mit dem Excimerlaserstrahl der vorbestimmten Frequenz bearbeitbar ist, wenn das Werk stück während der synchronen Abtastverlagerung mit der vor bestimmten Geschwindigkeit bewegt wird.

10. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 1, gekennzeichnet durch

- eine Werkstückbearbeitbarkeit-Beurteilungseinrichtung, die beurteilt, ob das Material des Werkstücks (12) schwer oder leicht zu bearbeiten ist;
- wobei die Steuereinheit (16C) so ausgelegt ist, daß, wenn die Beurteilungseinrichtung detektiert, daß sich ein Mate rial des Werkstücks innerhalb einer Fläche (12a), die mit dem Excimerlaserstrahl während der synchronen Abtastverla gerung bestrahlt wird, ändert, die Steuereinheit eine Schwingungsfolgefrequenz des Excimerlaseroszillators (1) so steuert, daß diese unter eine vorbestimmte Frequenz ver ringert wird, wenn ein Material des Werkstücks leicht bear beitbar ist, wohingegen die Steuereinheit die Schwingungs folgefrequenz so steuert, daß diese über die vorbestimmte Frequenz hinaus erhöht wird, wenn das Material des Werk stücks schwer bearbeitbar ist.

11. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 10, dadurch gekennzeichnet,

- daß die schwere und die leichte Bearbeitbarkeit vorher als eine Ätzrate bestimmt wird, mit der das Material des Werkstücks unter Bestrahlung mit einem Einzelimpuls des Excimerlaserstrahls abgeätzt wird;
- wobei Informationen, die die schwere und die leichte Bearbeitbarkeit des Werkstückmaterials betreffen, in einem Speicher für jeden der Bereiche innerhalb einer Fläche des Werkstücks, die mit dem Excimerlaserstrahl zu bestrahlen ist, gespeichert sind, wobei diese Bereiche in bezug auf das Material voneinander verschieden sind; und
- wobei der Speicher und die Werkstückbearbeitbarkeit-Ent scheidungseinrichtung in Zuordnung zu der Steuereinheit (16C) vorgesehen sind.

12. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 1, gekennzeichnet durch

- eine Werkstückbearbeitbarkeit-Beurteilungseinrichtung, die beurteilt, ob das Material des Werkstücks (12) schwer oder leicht zu bearbeiten ist;
- wobei die Steuereinheit (16C) so ausgelegt ist, daß, wenn die Beurteilungseinrichtung detektiert, daß sich ein Mate rial des Werkstücks innerhalb einer Fläche (12a), die mit dem Excimerlaserstrahl während der synchronen Abtastverla gerung bestrahlt wird, ändert, die Steuereinheit die Abtast bewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske (8) und des Werkstücks (12) während der synchronen Abtastverlagerung so steuert, daß die Abtastbewegungsgeschwindigkeit über eine vorbestimmte Geschwindigkeit hinaus erhöht wird, wenn ein Material des Werkstücks leicht bearbeitbar ist, wohingegen die Steuereinheit die Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske und des Werkstücks so steuert, daß diese unter die vorbestimmte Geschwindigkeit verringert wird, wenn das Material des Werkstücks schwer bearbeitbar ist.

13. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 12, dadurch gekennzeichnet,

- daß die schwere und die leichte Bearbeitbarkeit vorher als eine Ätzrate bestimmt wird, mit der das Material des Werkstücks unter Bestrahlung mit einem Einzelimpuls des Excimerlaserstrahls abgeätzt wird;
- wobei Informationen, die die schwere und die leichte Bearbeitbarkeit des Werkstückmaterials betreffen, in einem Speicher für jeden der Bereiche innerhalb einer Fläche des Werkstücks, die mit dem Excimerlaserstrahl zu bestrahlen ist, gespeichert sind, wobei diese Bereiche in bezug auf das Material voneinander verschieden sind; und
- wobei der Speicher und die Werkstückbearbeitbarkeit- Entscheidungseinrichtung in Zuordnung zu der Steuereinheit (16C) vorgesehen sind.

14. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß der Maskenbewegungsmechanismus (9) und der Werk stückbewegungsmechanismus (14) Schrittvorschubmittel aufwei sen, um die Strukturierungsmaske (8) und das Werkstück (12) unter Steuerung durch die Steuereinheit (16A) in einer Richtung schrittweise zu verlagern, die sowohl zu einer optischen Achse des optischen Abbildungssystems (11) als auch zu der Abtastbewegungsrichtung, in der die Strukturie rungsmaske (8) und das Werkstück (12) während der synchronen Abtastverlagerung bewegt werden, orthogonal ist, so daß eine wiederholte Bestrahlung des Werkstücks mit dem Excimerlaser strahl in dieser orthogonalen Richtung ermöglicht wird;
- wobei die schrittweise Verlagerung in der orthogonalen Richtung kleiner als eine reflexionsbedingte Verlagerungs distanz gewählt ist, um die sich der auftreffende Excimer laserstrahl positionsmäßig in der orthogonalen Richtung verschiebt, während er zwischen der Strukturierungsmaske (8) und der Reflexionseinrichtung (10) vielfach reflektiert wird.

15. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Steuereinheit (16A) so ausgelegt ist, daß sie die Abtastbewegungsgeschwindigkeit der Strukturierungsmaske (8) und des Werkstücks (12) so steuert, daß eine Impulszwischen raum-Abtastverlagerung, um die die Strukturierungsmaske und das Werkstück in der Abtastbewegungsrichtung während einer Periode zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen des Excimer laserstrahls bewegt werden, kleiner als die reflexionsbe dingte Verlagerungsdistanz ist, um die sich der Excimer laserstrahl positionsmäßig verschiebt, während er zwischen der Strukturierungsmaske und der Reflexionseinrichtung (10) vielfach reflektiert wird.

16. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Steuereinheit (16A) so ausgelegt ist, daß sie die Schwingungsfolgefrequenz des Excimerlaseroszillators so steuert, daß eine Impulszwischenraum-Abtastverlagerung, um die die Strukturierungsmaske (8) und das Werkstück (12) während einer Periode zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen des Excimerlaserstrahls in der Abtastbewegungsrichtung be wegt werden, kleiner als die reflexionsbedingte Verlage rungsdistanz ist, um die der Excimerlaserstrahl positions mäßig verschoben wird, während er zwischen der Strukturie rungsmaske und der Reflexionseinrichtung (10) vielfach reflektiert wird.

17. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Steuereinheit so ausgelegt ist, daß sie den Betrieb des Excimerlaseroszillators (1) für einen keine Bestrahlung erfordernden Bereich (12b) während der syn chronen Abtastverlagerung unterbricht, wenn der keine Bestrahlung erfordernde Bereich in einer zu bestrahlenden Fläche (12a) des Werkstücks vorhanden ist.

18. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 17, dadurch gekennzeichnet,

- daß Information in bezug auf einen keine Bestrahlung erfordernden Bereich in einem Speicher gespeichert ist, der der Steuereinheit (16A) zugeordnet ist.

19. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 1, gekennzeichnet durch

- eine Unterbrecherplatte, die unter Steuerung durch die Steuereinheit selektiv in einen Lichtweg des Excimerlaser strahls einschaltbar ist;
- wobei die Steuereinheit (16A) die Unterbrecherplatte wäh rend der synchronen Abtastverlagerung der Strukturierungs maske (8) und des Werkstücks (12) in den Lichtweg einschal tet, um zu verhindern, daß der Excimerlaserstrahl das Werkstück in einem keine Bestrahlung erfordernden Bereich bestrahlt, wenn ein solcher keine Bestrahlung erfordernder Bereich in einer zu bestrahlenden Fläche des Werkstücks vorhanden ist.

20. Excimerlaserstrahl-Bestrahlungsvorrichtung nach An spruch 19, dadurch gekennzeichnet,

- daß Information, die den keine Bestrahlung erfordernden Bereich betrifft, in einem der Steuereinheit (16A) zugeord neten Speicher gespeichert ist.