DE19918802A1 - Large area vacuum laser beam processing apparatus, e.g. for micro structuring semiconductor wafer surfaces, has a rotating window disk sealed by an O-ring seal and provided with a smaller window - Google Patents

Large area vacuum laser beam processing apparatus, e.g. for micro structuring semiconductor wafer surfaces, has a rotating window disk sealed by an O-ring seal and provided with a smaller window

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Abstract

Large area vacuum laser beam workpiece processing apparatus, comprises a relatively rotating circular window plate (2) sealed by an O-ring seal and provided with a smaller window (3). The parent patent (DE19801612) claims a large area vacuum laser beam workpiece processing apparatus, comprising a work chamber with top and bottom plates, one or more lasers, laser beam guiding and shaping devices, a gas supply system, a vacuum generator and a drive system, the chamber top plate having a small opening. In this patent of addition, the novelty is that: (a) a circular window plate (2) is freely and/or rotationally mounted on the top plate (4) which has a circular opening (6); (b) a projecting O-ring seal is fitted in a top plate or window plate groove (7) around the opening (6) between the top plate and the window plate so the window plate completely covers the O-ring seal; (c) a smaller window (3) is provided in the window plate within the O-ring seal; and (d) the window plate and/or the work chamber (1) is connected to the drive.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach Patent Nr. 198 01 612 zur großflächigen Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlen unter Vakuum nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.The invention relates to a device according to Patent No. 198 01 612 for large-scale machining of workpieces by means of Laser beams under vacuum according to the generic term of the patent saying 1.

Der Einsatz von mit einem Gasgemisch gefüllten Kammern bei der Bearbeitung von Materialien mit Laserstrahlen ist bekannt. So wird in der DE 195 07 206 eine Anordnung zur flexiblen Er­ zeugung von Mikrostrukturen auf großen Flächen und ein Verfah­ ren dazu angegeben. Die Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass ein großflächiges Einkoppelfenster, das über die gesamte Fläche des mittleren Abschnittes einer in drei Abschnitte auf­ geteilten kubischen Bearbeitungskammer reicht, eingesetzt wird. Das Einkoppelfenster besteht aus einem dünnen und für die Laserstrahlung transparenten Material. Bei der Evakuierung der Bearbeitungskammer wird dieses Einkoppelfenster durch mindes­ tens ein Stützelement gehalten. Dieses befindet sich auf einer in der Bearbeitungskammer bewegbaren Trägerplatte, auf der sich gleichzeitig die Substrathalterung befindet.The use of chambers filled with a gas mixture at the Processing of materials with laser beams is known. So in DE 195 07 206 an arrangement for flexible He generation of microstructures on large areas and a process ren specified. The arrangement is characterized by that a large coupling window that covers the entire Area of the middle section into three sections divided cubic processing chamber is sufficient, is used. The coupling window consists of a thin and for the Laser radiation transparent material. When evacuating the Processing chamber is this coupling window by at least least a support element held. This is on one in the processing chamber movable support plate on which the substrate holder is located at the same time.

Damit sind großflächige Bearbeitungskammern realisierbar, die aber nur für die Entfernung der Reaktionsgase und für die Rei­ nigung der Substrate evakuiert werden können. Die eigentliche Erzeugung der Mikrostrukturen erfolgt stets unter Normaldruck. In der US 5 174 826 wird eine Anlage beschrieben, die grund­ sätzlich aus einer Bearbeitungskammer mit einem Einkoppelfen­ ster für die Laserstrahlen, einer verschließbaren Öffnung zur Beschickung oder Entnahme des Substrates und verschiedenen An­ schlußstutzen für das Befüllen oder Abpumpen verschiedener gas­ förmigen Medien besteht.This makes it possible to implement large-scale processing chambers that but only for the removal of the reaction gases and for the Rei cleaning of the substrates can be evacuated. The real one The microstructures are always generated under normal pressure. In US 5 174 826 a system is described, the reason additionally from a processing chamber with a coupling ster for the laser beams, a closable opening for Loading or unloading the substrate and various types of end connector for filling or pumping out various gases  shaped media.

Die Bearbeitungskammer ist evakuierbar. Der erzielbare Unter­ druck wird durch die mechanischen Eigenschaften aller Teile der Bearbeitungskammer bestimmt. Darin liegt ein erster Nachteil dieser Anlage. Die Dicke und die Fläche des Einkoppelfensters bestimmen maßgeblich die Größe des Druckes. Um diesen Nachteil des kleinen Einkoppelfensters auszugleichen, erfolgt die Bewe­ gung des Lasers oder der Ablenkeinrichtung für die Laserstrah­ len außerhalb der Bearbeitungskammer und des Substrathalters in der Bearbeitungskammer während der Beschichtung. Darin liegt ein weiterer Nachteil, denn um alle Punkte oder Flächensegmente des Substrates zu erreichen, muß die Grundfläche der Bearbei­ tungskammer mindestens viermal größer als die Substratfläche oder der Substrathalterfläche ausgebildet werden. Bei sehr großen Substraten stellt diese Tatsache einen erheblichen Nach­ teil dar, da damit nicht nur die materiellen Aufwendungen, in Form von z. B. ökonomisch aufwendigen Bewegungseinrichtungen, steigen, sondern auch technologische Abläufe durch ein größeres Volumen der Bearbeitungskammer zeitlich verlängert ablaufen müssen. Ein größeres Volumen bedingt auch einen erhöhten Ver­ brauch an Precursorgasen.The processing chamber can be evacuated. The achievable sub pressure is determined by the mechanical properties of all parts of the Processing chamber determined. This is a first disadvantage this facility. The thickness and area of the coupling window largely determine the size of the print. To this disadvantage of the small coupling window, the movement takes place supply of the laser or the deflection device for the laser beam len outside of the processing chamber and the substrate holder in the processing chamber during coating. That is another disadvantage, because around all points or surface segments To reach the substrate, the base of the machining must be chamber at least four times larger than the substrate area or the substrate holder surface are formed. At very This fact has a considerable impact on large substrates part because it does not only include the material expenses, in Form of e.g. B. economically complex movement devices, increase, but also technological processes through a larger one The volume of the processing chamber is extended have to. A larger volume also means an increased Ver need precursor gases.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung für das Bearbeiten von großflächigen Werkstücken oder mehreren großflächigen Werkstücken in mindes­ tens einer Vakuumkammer als Bearbeitungskammer mit Laser­ strahlen zu schaffen.The invention specified in claim 1 is the problem based on a device for processing large areas Workpieces or several large workpieces in at least At least one vacuum chamber as a processing chamber with laser to create rays.

Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. This problem is with those listed in claim 1 Features resolved.  

Die Vorrichtung zur großflächigen Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlen unter Vakuum zeichnet sich dadurch aus, dass durch ein gegenüber dem Werkstück oder den Werkstücken kleineres Fenster dieses/diese großflächig in einer Vakuum­ kammer mit Laserstrahlen bearbeitbar ist/sind. Die Vakuumkammer als Bearbeitungskammer weist eine kreisförmige Öffnung in der Deckplatte auf, die die Größe der bearbeitbaren Fläche be­ stimmt. Gleichzeitig ist diese Öffnung zur Beschickung der Bearbeitungskammer mit dem Werkstück oder den Werkstücken geeignet.The device for large-scale machining of workpieces characterized by laser beams under vacuum, that by facing the workpiece or the workpieces smaller window this / these large area in a vacuum chamber can be / are processed with laser beams. The vacuum chamber as a processing chamber has a circular opening in the Cover plate that be the size of the workable area Right. At the same time, this opening is for loading the Processing chamber with the workpiece or workpieces suitable.

Das Fenster ist Teil einer Fensterplatte, die lose auf der Deckplatte angeordnet ist. Zwischen der Fensterplatte und der Deckplatte befindet sich eine O-Ringdichtung, die die Öffnung der Deckplatte der Bearbeitungskammer umschließt. Damit wird gewährleistet, dass
The window is part of a window plate that is loosely arranged on the cover plate. There is an O-ring seal between the window plate and the cover plate, which surrounds the opening of the cover plate of the processing chamber. This ensures that

  • - die Bearbeitungskammer luftdicht nach außen abgedichtet ist,- the processing chamber is sealed airtight to the outside,
  • - die Fensterplatte unter Vakuum auf der O-Ringdichtung gegen­ über der Bearbeitungskammer verdrehbar ist und- The window plate against the O-ring seal under vacuum is rotatable over the processing chamber and
  • - die Fensterplatte und/oder die Bearbeitungskammer unter Normaldruck in der Bearbeitungskammer voneinander entfernbar sind.- The window plate and / or the processing chamber under Normal pressure in the processing chamber can be removed from each other are.

Das Fenster besteht aus einem Stoff, der für die angewandte Laserwellenlänge transparent ist.The window is made of a fabric that is used for the Laser wavelength is transparent.

Das gegenüber der Fensterplatte kleinere Fenster führt vorteil­ hafterweise dazu, dass dessen Dicke bei gleichen Druckbedin­ gungen erheblich kleiner als ein vollflächiges Fenster aus­ führbar ist.The smaller window compared to the window plate leads to advantage that the thickness is the same at the same pressure conditions smaller than a full-surface window is feasible.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet eine feste Posi­ tion des Werkstücks oder der Werkstücke in der Bearbeitungs­ kammer. Bewegungseinrichtungen für das Werkstück oder die Werkstücke in der Bearbeitungskammer entfallen. Komplizierte und ökonomisch aufwendige Vorrichtungen werden eingespart. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in der kreisförmig ausführbaren Grundfläche der Bearbeitungs­ kammer und der Deckplatte. Damit eignet sich die Vorrichtung insbesondere für die Halbleiterindustrie, wobei vorrangig runde Halbleiterscheiben bearbeitet werden, die durch die Ausführung der Kammer keinen unnötigen Vakuumraum beanspruchen. Eine oder mehrere Scheiben sind besonders günstig in der Bearbeitungs­ kammer plazierbar und großflächig unter Vakuumbedingungen mi­ krostrukturierbar. Mikrostrukturierung bedeutet beispielsweise Beschichten, Belichten, Abtragen, Schneiden oder Ätzen einer Halbleiterscheibe oder Teilen davon unter Erzeugung von latera­ len und vertikalen Strukturen im Bereich von 0,1 µm bis meh­ reren 100 µm. Das Vakuum wird verwendet zur
The device according to the invention ensures a fixed position of the workpiece or workpieces in the processing chamber. Movement devices for the workpiece or the workpieces in the processing chamber are eliminated. Complicated and economically complex devices are saved. Another advantage of the device according to the invention is the circular base of the processing chamber and the cover plate. The device is therefore particularly suitable for the semiconductor industry, where primarily round semiconductor wafers are machined, which do not take up any unnecessary vacuum space due to the design of the chamber. One or more disks can be placed particularly cheaply in the processing chamber and can be microstructured over a large area under vacuum conditions. Microstructuring means, for example, coating, exposing, removing, cutting or etching a semiconductor wafer or parts thereof, producing lateral and vertical structures in the range from 0.1 μm to several 100 μm. The vacuum is used for

  • - Realisierung definierter Gaszusammensetzungen in der Reak­ tionszone,- Realization of defined gas compositions in the reak tion zone,
  • - Entfernung von Reaktionsprodukten,- removal of reaction products,
  • - Gewährleistung höchster Reinheitsanforderungen während der Bearbeitung oder- Ensuring the highest purity requirements during the Editing or
  • - Unterdrückung eines entstehenden Plasmas durch eine hohe Laserstrahlintensität.- Suppression of an emerging plasma by a high one Laser beam intensity.

Weiterhin ist mit der Vorrichtung auch ein großflächiges un­ strukturiertes Beschichten von flachen Werkstücken realisier­ bar.Furthermore, the device is also a large un structured coating of flat workpieces bar.

Möglich sind ebenfalls Härten und Schweißen unter Vakuumbedin­ gungen.Hardening and welding under vacuum conditions are also possible gung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patent­ ansprüchen 2 bis 17 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the patent claims 2 to 17 specified.

Die Ausgestaltungen der Fenster nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 2 bis 4 sichert entsprechend der unterschied­ lichsten Geometrien der Werkstücke in Verbindung mit der dreh­ baren Fensterplatte und/oder Bearbeitungskammer eine vollstän­ dige Bearbeitung der Werkstücke in der Bearbeitungskammer durch einfallende Laserstrahlung.The designs of the windows after the further training of the Claims 2 to 4 ensures according to the difference most diverse geometries of the workpieces in connection with the rotary a complete window panel and / or processing chamber processing of the workpieces in the processing chamber incident laser radiation.

Mehrere Fenster in der Fensterplatte nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 erhöht die Möglichkeit, die Grundflächen der Öffnung in der Deckplatte der Bearbeitungskammer und der Fensterplatte wesentlich zu vergrößern.Several windows in the window plate after the training of  Claim 5 increases the possibility of base areas Opening in the cover plate of the processing chamber and the To enlarge the window plate significantly.

Verschiedene günstige Ausgestaltungen des oder der Fenster in der Deckplatte ist in der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 eine kreisförmige, elliptische, parabolische, langgestreckte oder streifenförmige Form. Dabei ist unter anderem auch der Mittelpunkt und der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Bear­ beitungskammer und dem Rand der Öffnung vollständig überdeck­ bar. Damit wird gewährleistet, dass die Öffnung bei einer Dreh­ bewegung der Fensterplatte und/oder Bearbeitungskammer voll­ ständig überstrichen wird.Various inexpensive designs of the window or windows in the cover plate is in the development of claim 6 a circular, elliptical, parabolic, elongated or striped shape. Among other things, the Center point and the distance between the center point of the Bear processing chamber and the edge of the opening completely cover bar. This ensures that the opening when rotating full movement of the window plate and / or processing chamber is constantly being painted over.

Ein Führung an der Fensterplatte und der Deckplatte der Bear­ beitungskammer nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 dient einer genauen Bewegung und Positionierung.A guide on the window plate and the top plate of the Bear processing chamber according to the development of claim 7 is used for precise movement and positioning.

Mit der Ausbildung der O-Ringdichtung als Radialdichtring nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 ist eine industrienahe und ökonomisch günstige Lösung für die Abdichtung der Vorrich­ tung und der gleichzeitigen Gewährleistung der Drehbewegung gegeben.With the formation of the O-ring seal as a radial sealing ring The further development of claim 8 is industry-related and economical solution for sealing the Vorrich tion and the simultaneous guarantee of the rotary movement given.

Die Kopplung der laserstrahlerzeugenden Einrichtung mit einem den Laserstrahl vollständig über die Öffnung der Bearbeitungs­ kammer führenden Antrieb nach der Weiterbildung des Patentan­ spruchs 9 gewährleistet ein flächenhaft und/oder struktuiertes Bearbeiten des oder der in der Bearbeitungskammer fest pla­ zierten Werkstücks oder Werkstücke. Die Verfahrbewegungen für die Fensterplatte und/oder Bearbeitungskammer und der laser­ strahlerzeugenden Einrichtung oder des Bearbeitungskopfes mit der Fokussieroptik sind je nach den Bearbeitungskriterien ein­ zeln nacheinander oder synchron miteinander verkoppelt. Die laserstrahlerzeugende Einrichtung oder der Bearbeitungskopf werden dabei direkt verfahren.The coupling of the laser beam generating device with a the laser beam completely over the machining opening chamber leading drive after further training of the patent Proverb 9 ensures a flat and / or structured Editing of the or in the processing chamber fixed pla decorated workpiece or workpieces. The movements for the window plate and / or processing chamber and the laser beam generating device or the processing head with the focusing optics are depending on the processing criteria cells sequentially or synchronously coupled together. The laser beam generating device or the processing head  are moved directly.

Der Einsatz eines den Laserstrahl vollständig über die Öffnung der Bearbeitungskammer führenden Ablenkspiegels nach der Wei­ terbildung des Patentanspruchs 10 erhöht die Ablenkgeschwin­ digkeit des Laserstrahls und damit die Bearbeitungsgeschwindig­ keit wesentlich. Gleichzeitig sinkt der gerätetechnische Auf­ wand.The use of a laser beam completely over the opening the processing chamber leading deflection mirror according to the Wei terbildung of claim 10 increases the deflection speed of the laser beam and thus the processing speed essential. At the same time, the device technology surcharge drops wall.

Der Einsatz einer dreidimensionalen Ablenkeinheit und einem die Ablenkeinheit über die Öffnung führenden Antrieb nach der Wei­ terbildung des Patentanspruchs 11 ermöglicht die dreidimen­ sionale Strukturierung mit erhöhter Präzision und damit die Anwendung weiterer Bearbeitungsverfahren.The use of a three-dimensional deflection unit and a die Deflection unit over the opening leading drive according to the Wei terbildung of claim 11 enables the three dimensions sional structuring with increased precision and thus the Use of other processing methods.

Ein in der Mitte der Fensterplatte angeordneter sich mitdreh­ ender Umlenkspiegel nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 erlaubt das Überstreichen eines Kreiszylinders auf der Bear­ beitungsfläche mit nur einer bewegten Achse, wenn ein radial­ symmetrischer Laserstrahl verwendet wird. Die Achse nimmt einen weiteren Umlenkspiegel und die Fokussieroptik auf und führt diese über ein streifenförmiges Fenster. Die Drehung der Fensterplatte kann in einer 360°-Pendelbewegung erfolgen.One in the middle of the window plate rotates with it Ender deflecting mirror after the further development of the claim 12 allows a circular cylinder to be swept over the bear Processing surface with only one moving axis, if one is radial symmetrical laser beam is used. The axis takes one further deflecting mirror and the focusing optics on and leads this over a strip-shaped window. The rotation of the Window plate can be made in a 360 ° pendulum motion.

Die Maßnahmen der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 erhöht die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The measures of further development of claim 13 increased the flexibility of the device according to the invention.

Die Weiterbildungen des Patentanspruchs 14 gewährleisten eine Bestückung der Bearbeitungskammer mit Substraten oder Werk­ stücken. Die Verwendung von zwei Schleusen in einer Bearbei­ tungskammer mit quadratischer oder rechteckiger Grundfläche ist die Grundlage für die Einbindung einer derartigen Vorrichtung in eine kontinuierlich verlaufende Fertigungstechnologie.The developments of claim 14 ensure a Equipping the processing chamber with substrates or work pieces. The use of two locks in one operation chamber with a square or rectangular base the basis for the integration of such a device in a continuous manufacturing technology.

Eine die Laserstrahlen in die Bearbeitungskammer fokussierende Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 15 er­ möglicht die Bearbeitung von kleinen Strukturen auf dem Werk­ stück oder den Werkstücken.A focusing the laser beams in the processing chamber  Device according to the development of claim 15 he enables the processing of small structures on the factory piece or the workpieces.

Synchron arbeitende translatorische Antriebe nach der Weiter­ bildung des Patentanspruchs 16 ermöglichen die kontinuierliche Bearbeitung unterschiedlichster Konturenformen an oder auf den Werkstücken.Synchronous translatory drives after the next formation of claim 16 enable continuous Processing of various contour shapes on or on the Workpieces.

Eine die nichtlinear verkoppelten Dreh- und Translationsbewe­ gungen synchronisierende und die Form und die Abmessungen des Einkoppelfensters berücksichtigende Steuereinrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 17 ermöglicht die kontinuier­ liche Bearbeitung unterschiedlichster Konturenformen.One is the non-linear coupled rotation and translation movement synchronizing and the shape and dimensions of the Coupling window taking into account control device after the Further development of claim 17 enables continuous processing of various contour shapes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dar­ gestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Bearbeitungskammer, das Lager, den Radialdichtring, die Fensterplatte und ein Fenster, Fig. 1 shows a cross section through the processing chamber, the bearing, the radial sealing ring, the window panel and a window,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Bearbeitungskammer, die Nut, die O-Ringdichtung, die Fensterplatte und ein Fenster, Fig. 2 shows a cross section through the processing chamber, the groove, the O-ring seal, the window panel and a window,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Fensterplatte mit einem Fenster in Form eines Kreisausschnitts, Fig. 3 is a plan view of a window panel with a window in the form of a sector,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Fensterplatte mit mehreren streifenförmigen Fenstern, Fig. 4 is a plan view of a window panel with a plurality of stripe-shaped windows,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Fensterplatte mit zwei strei­ fenförmigen Fenstern, Fig. 5 is a plan view of a window plate with two strei fenförmigen windows,

Fig. 6 einen prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung zur groß­ flächigen Bearbeitung von Werkstücken mit einem ver­ fahrbaren Diodenlaser oder einer über Glasfaserkabel angekoppelten laserstrahlerzeugenden Einrichtung ohne mechanische Kopplung zur Fensterplatte, Fig. 6 shows a basic construction of the device for large-scale processing of workpieces with a movable ver diode laser or a coupled via fiber optic cable laser beam generating device without any mechanical coupling to the window panel,

Fig. 7 einen prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung mit einem mittig angeordneten Umlenkspiegel und einer verfahrbaren Ablenkeinheit, Fig. 7 shows a basic construction of the device with a centrally arranged folding mirror and a movable deflection unit,

Fig. 8 einen prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung zur groß­ flächigen Bearbeitung von Werkstücken mit einem Fest­ körperlaser und einer verfahrbaren Ablenkeinheit und Fig. 8 shows a basic structure of the device for large-area machining of workpieces with a solid body laser and a movable deflection unit and

Fig. 9 einen prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur groß­ flächigen Bearbeitung mit drei Laserstationen, einem Werkstückkarussell und zwei Werkstückschleusen. Fig. 9 shows a basic structure of a device for large-area machining with three laser stations, a workpiece carousel and two workpiece locks.

1. Ausführungsbeispiel1st embodiment

Die Vorrichtung zur großflächigen Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlen unter Vakuum besteht aus einer Vakuum­ kammer als Bearbeitungskammer 1, einer laserstrahlerzeugenden Einrichtung, Vorrichtungen zur Gasversorgung und Vakuumerzeu­ gung, optischen Bauteilen zur Führung von Laserstrahlen, einer Fensterplatte 2 und Antrieben. Ein prinzipieller Aufbau ist in den Fig. 1 und 6 dargestellt.The device for large-area machining of workpieces by means of laser beams under vacuum consists of a vacuum chamber as a processing chamber 1 , a laser beam generating device, devices for gas supply and vacuum generation, optical components for guiding laser beams, a window plate 2 and drives. A basic structure is shown in FIGS. 1 and 6.

Die Bearbeitungskammer 1 ist aus einer kreisförmigen Grundplat­ te, einer Deckplatte 4 in Form eines Kreisrings und einer um­ laufenden Wand 5 aufgebaut. Damit ist ein zylinderförmiger Auf­ bau der Bearbeitungskammer 1 gegeben. Diese besteht aus einem Metall insbesondere einem Edelstahl. Die einzelnen Bestandteile in Form der Grundplatte, der Wand 5 und der Deckplatte 4 sind miteinander verschweißt. Die Öffnung 6 in der Deckplatte 4 ge­ währleistet eine vollständige Verschweißbarkeit des Kubus der Bearbeitungskammer 1. Damit ist ein einfacher Aufbau gegeben. Die Deckplatte 4 weist eine die Öffnung 6 vollständig um­ schließende Nut 7 auf, in der sich ein Radialdichtring 8 befin­ det. Als Materialien für den Radialdichtring 8 wird Kunststoff, vorzugsweise Viton eingesetzt.The processing chamber 1 is constructed from a circular Grundplat te, a cover plate 4 in the form of a circular ring and a wall 5 around. So that there is a cylindrical construction on the processing chamber 1 . This consists of a metal, in particular a stainless steel. The individual components in the form of the base plate, the wall 5 and the cover plate 4 are welded together. The opening 6 in the cover plate 4 ensures ge complete weldability of the cube of the processing chamber 1st This provides a simple structure. The cover plate 4 has an opening 6 completely around closing groove 7 , in which there is a radial sealing ring 8 . Plastic, preferably Viton, is used as materials for the radial sealing ring 8 .

Auf der Deckplatte 4 ist mit einem Wälzlager 9 die Fensterplat­ te 2 geführt, die auch eine Nut zur Aufnahme der Dichtlippe des Radialdichtringes 8 aufweist. In die Fensterplatte 2 ist ein entweder ein Fenster 3 oder sind mehrere Fenster 3 mit jeweils einer Vakuumdichtung eingebracht. Das oder die Fenster 3 be­ stehen vorzugsweise aus Glas oder einem für die Laserstrahlung transparenten Kunststoff. Es ist mittels Schraub- oder Klemm­ verbindungen mit der Fensterplatte 2 verbunden, so dass es sich leicht wechseln läßt.On the cover plate 4 , the Fensterplat te 2 is guided with a roller bearing 9 , which also has a groove for receiving the sealing lip of the radial sealing ring 8 . Either a window 3 or a plurality of windows 3 , each with a vacuum seal, is introduced into the window plate 2 . The window or windows 3 are preferably made of glass or a plastic transparent to the laser radiation. It is connected by screw or clamp connections to the window plate 2 , so that it can be easily changed.

Das Fenster 3 oder die Fenster 3 überdeckt(en) zum einen den Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Bearbeitungskammer 1 und dem Rand der Öffnung 6 und zum anderen den Mittelpunkt der Bearbeitungskammer 1 vollständig.The window 3 or the windows 3 completely cover the distance between the center of the processing chamber 1 and the edge of the opening 6 and the center of the processing chamber 1 .

Zum Ersten besitzt das Fenster 3 vorteilhafterweise die Form eines Kreisausschnitts (Darstellung der Fig. 3) oder eines Streifens.First of all, the window 3 advantageously has the shape of a circular section (illustration in FIG. 3) or a strip.

Zum Zweiten ist bei dem Einsatz von mehreren Fenstern 3 zwi­ schen Mittelpunkt und äußerem Rand der Öffnung 6 die Form von Streifen besonders günstig (Darstellung in der Fig. 4). Dabei sind die Fenster 3 so angeordnet, dass sich die Fenster 3 über­ lappen. Die Breite der Fenster 3 liegen im Bereich von 5 mm bis 40 mm.Secondly, when several windows 3 are used between the center point and the outer edge of the opening 6, the shape of strips is particularly favorable (illustration in FIG. 4). The windows 3 are arranged so that the windows 3 overlap. The width of the windows 3 are in the range from 5 mm to 40 mm.

Die Dicke der Fenster 3 insgesamt ist material- und breiten­ abhängig.The total thickness of the windows 3 depends on the material and width.

Die Abmessung der Fensterplatte 2 ist in jeder Abmessung größer als die äquivalenten Abmessungen des Radialdichtringes 8 mit dem Wälzlager 9, so dass diese vollständig bedeckt sind. Dadurch wird beim Verdrehen der Fensterplatte 2 zur Bearbei­ tungskammer 1 der luftdichte Verschluß der Bearbeitungskammer 1 gewährleistet.The dimension of the window plate 2 is larger in each dimension than the equivalent dimensions of the radial sealing ring 8 with the roller bearing 9 , so that they are completely covered. As a result, when the window plate 2 is rotated to the processing chamber 1, the airtight closure of the processing chamber 1 is ensured.

Die Bearbeitungskammer 1 und/oder die Fensterplatte 2 sind mit einem Antrieb so verbunden, dass diese um den Mittelpunkt kon­ tinuierlich oder schrittweise verdreht wird. Die Antriebe sind bekannt und sind nicht dargestellt.The processing chamber 1 and / or the window plate 2 are connected to a drive so that it is rotated continuously or gradually around the center. The drives are known and are not shown.

Das Fenster 3 oder eines der Fenster 3 befindet sich zeitweise zwischen der Bearbeitungskammer 1 und einer laserstrahlerzeu­ genden Einrichtung. Diese ist unter anderem in den folgenden Ausführungsformen realisierbar. The window 3 or one of the windows 3 is temporarily between the processing chamber 1 and a laser beam generating device. This can be implemented in the following embodiments, among others.

1. Ausführungsform1st embodiment

Die laserstrahlerzeugende Einrichtung ist in einer ersten Aus­ führungsform des ersten Ausführungsbeispiels ein Diodenlaser oder ein Faserlaser mit einer Fokussiereinrichtung 10, wobei der optische Ausgang direkt und mit einem minimalsten Abstand über die Oberfläche des oder der Fenster 3 geführt wird (Dar­ stellung in der Fig. 6). Dazu ist der Diodenlaser oder der Faserlaser mit der Fokussiereinrichtung 10 mit einer in x-, y- und z-Richtung kontinuierlich arbeitenden Bewegungseinrichtung fest verbunden. Zur Synchronisation der Bewegung der Fenster­ platte 2 und der Bewegungseinrichtung wird eine spezielle Steuerung eingesetzt, so dass Werkstücke kontinuierlich be­ arbeitet werden können.In a first embodiment of the first exemplary embodiment, the laser beam generating device is a diode laser or a fiber laser with a focusing device 10 , the optical output being guided directly and with a minimal distance over the surface of the window or windows 3 (shown in FIG. 6 ). For this purpose, the diode laser or the fiber laser is firmly connected to the focusing device 10 with a movement device that operates continuously in the x, y and z directions. To synchronize the movement of the window plate 2 and the movement device, a special control is used so that workpieces can be processed continuously.

2. Ausführungsform2nd embodiment

Die laserstrahlerzeugenden Einrichtung ist in der zweiten Aus­ führungsform des ersten Ausführungsbeispiels ein Festkörper­ laser 10, der außerhalb der Bearbeitungskammer 1 fest instal­ liert ist. Die Verbindung zu einem Bearbeitungskopf mit Fokus­ sieroptik erfolgt mittels Glasfaserkabel. Der Bearbeitungskopf mit Fokussieroptik ist mit einer in x-, y- und z-Richtung kon­ tinuierlich arbeitenden Bewegungseinrichtung fest verbunden (Darstellung der Fig. 6).The laser beam generating means is in the second form from the guide of the first embodiment, a solid state laser 10 which is profiled permanently installed outside the processing chamber. 1 The connection to a processing head with focusing optics is made using fiber optic cables. The processing head with focusing optics is permanently connected to a motion device that works continuously in the x, y and z directions (illustration of FIG. 6).

3. Ausführungsform3rd embodiment

Die laserstrahlerzeugende Einrichtung ist in einer dritten Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispiels ein gütege­ schalteter Festkörperlaser, der außerhalb der Fensterplatte 2 fest positioniert ist. Der Laserstrahl des Festkörperlasers verläuft parallel zu der Oberfläche der Fensterplatte 2. Als Ablenkeinheit mit Fokussieroptik kommt eine handelsübliche zweidimensional wirkende Scannereinheit mit entsprechendem Antrieb und einer integrierten F-Theta Optik zur Fokussierung der Laserstrahlung zur Anwendung. Das Scanfeld überstreicht die gesamte zu bearbeitende Fläche der Bearbeitungskammer 1. In a third embodiment of the first exemplary embodiment, the laser beam generating device is a Q-switched solid-state laser which is firmly positioned outside the window plate 2 . The laser beam of the solid-state laser runs parallel to the surface of the window plate 2 . As a deflection unit with focusing optics, a commercially available two-dimensional scanner unit with appropriate drive and integrated F-theta optics is used to focus the laser radiation. The scan field sweeps over the entire surface of the processing chamber 1 to be processed.

Mit der Drehung der Fensterplatte 2 einschließlich des oder der Fenster 3 ist jede Position des Werkstücks zum entsprechenden Zeitpunkt erreichbar. Durch die Ausführung der Dichtung als Radialdichtring 8 ist eine hohe Umdrehungszahl realisierbar. Die für die Bearbeitung notwendige Ablenkung des Laserstrahls erfolgt mit der Scannereinheit. Zur Synchronisation der Dreh­ bewegung der Fensterplatte 2 und der Scanbewegung wird eine spezielle Steuerung eingesetzt. Damit wird eine sehr hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit gewährleistet.With the rotation of the window plate 2, including the window or windows 3 , each position of the workpiece can be reached at the appropriate time. By designing the seal as a radial sealing ring 8 , a high number of revolutions can be achieved. The deflection of the laser beam necessary for processing is carried out with the scanner unit. A special control is used to synchronize the rotary movement of the window plate 2 and the scanning movement. This ensures a very high processing speed.

2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment

Die Vorrichtung zur großflächigen Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlen unter Vakuum besteht aus einer Vakuum­ kammer als Bearbeitungskammer 1, einer laserstrahlerzeugenden Einrichtung, Vorrichtungen zur Gasversorgung und Vakuumerzeu­ gung, optischen Bauteilen zur Führung von Laserstrahlen, einer Fensterplatte 2 und Antrieben. Ein prinzipieller Aufbau ist in den Fig. 2 und 6 dargestellt.The device for large-area machining of workpieces by means of laser beams under vacuum consists of a vacuum chamber as a processing chamber 1 , a laser beam generating device, devices for gas supply and vacuum generation, optical components for guiding laser beams, a window plate 2 and drives. A basic structure is shown in FIGS. 2 and 6.

Die Bearbeitungskammer 1 ist wie in Ausführungsbeispiel 1 auf­ gebaut.The processing chamber 1 is constructed as in exemplary embodiment 1.

Die Deckplatte 4 weist eine die Öffnung 6 vollständig um­ schließende Nut 7 auf, in der sich eine O-Ringdichtung 11 be­ findet. Die Querschnitte der Nut 7 und der der O-Ringdichtung 11 sind so ausgestaltet, dass zum Ersten die O-Ringdichtung 11 über die Oberfläche der Deckplatte 4 ragt und zum Zweiten die O-Ringdichtung 11 die Nut 7 luftdicht verschließt. Dazu besitzt die Nut 7 vorzugsweise einen halbkreis-, rechteck-, dreieckig- oder trapezförmigen Querschnitt. Weiterhin ist der Querschnitt der O-Ringdichtung 11 vorteilhafterweise zweiteilig, wobei ein Teil dem der Nut 7 entspricht und der zweite Teil insbesondere halbkreisförmig ausgebildet ist (Darstellung in der Fig. 2). Als Materialien für die O-Ringdichtung 11 werden vorzugsweise Viton oder Teflon eingesetzt.The cover plate 4 has an opening 6 completely around closing groove 7 , in which there is an O-ring seal 11 be. The cross sections of the groove 7 and that of the O-ring seal 11 are designed such that, firstly, the O-ring seal 11 projects over the surface of the cover plate 4 and, secondly, the O-ring seal 11 closes the groove 7 in an airtight manner. For this purpose, the groove 7 preferably has a semicircular, rectangular, triangular or trapezoidal cross section. Furthermore, the cross section of the O-ring seal 11 is advantageously in two parts, one part corresponding to that of the groove 7 and the second part being in particular semicircular (illustration in FIG. 2). Viton or Teflon are preferably used as materials for the O-ring seal 11 .

Auf der O-Ringdichtung 11 befindet sich die Fensterplatte 2. In diese ist mindestens ein Fenster 3 mit einer Vakuumdichtung eingebracht. Das Fenster 3 besteht vorzugsweise aus Glas oder einem für die Laserstrahlung transparenten Kunststoff. Es ist mittels Schraub- oder Klemmverbindungen mit der Fensterplatte 2 verbunden, so dass es sich leicht wechseln läßt.The window plate 2 is located on the O-ring seal 11 . At least one window 3 with a vacuum seal is introduced into this. The window 3 is preferably made of glass or a plastic that is transparent to the laser radiation. It is connected to the window plate 2 by means of screw or clamp connections, so that it can be changed easily.

Das Fenster 3 überdeckt zum einen den Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Bearbeitungskammer 1 und dem Rand der Öffnung 6 und zum anderen den Mittelpunkt der Bearbeitungskammer 1 voll­ ständig.The window 3 completely covers the distance between the center of the processing chamber 1 and the edge of the opening 6 and the center of the processing chamber 1 .

Das Fenster 3 besitzt vorteilhafterweise die Form eines Strei­ fens. Die Breite des Fensters 3 liegt im Bereich von 5 mm bis 20 mm und die Dicke insgesamt ist material- und breitenabhän­ gig.The window 3 advantageously has the shape of a strip fens. The width of the window 3 is in the range of 5 mm to 20 mm and the overall thickness is dependent on the material and width.

Die Abmessung der Fensterplatte 2 ist in jeder Abmessung größer als die äquivalenten Abmessungen der O-Ringdichtung 11, so dass diese vollständig bedeckt ist. Dadurch wird beim Verdrehen der Fensterplatte 2 zur Bearbeitungskammer 1 und/oder der Bearbei­ tungskammer 1 zur Fensterplatte 2 der luftdichte Verschluß der Bearbeitungskammer 1 gewährleistet.The dimension of the window plate 2 is larger in each dimension than the equivalent dimensions of the O-ring seal 11 , so that it is completely covered. Characterized the window plate 2 to the processing chamber 1 and / or the machining is processing chamber 1 ensures the window plate 2 of the airtight closure of the processing chamber 1 during twisting.

Die Bearbeitungskammer 1 und/oder die Fensterplatte 2 sind mit einem Antrieb so verbunden, dass diese um den Mittelpunkt kon­ tinuierlich oder schrittweise pendelnd um mindestens 360° ver­ dreht wird. Ein Rahmen als Lager unterstützt diese Bewegungs­ möglichkeit.The processing chamber 1 and / or the window plate 2 are connected to a drive in such a way that it is rotated continuously or gradually swinging around the center by at least 360 °. A frame as a bearing supports this possibility of movement.

Das Fenster 3 befindet sich zwischen der Bearbeitungskammer 1 und einer laserstrahlerzeugenden Einrichtung. Diese ist unter anderem in den folgenden Ausführungsformen realisierbar.The window 3 is located between the processing chamber 1 and a laser beam generating device. This can be implemented in the following embodiments, among others.

1. Ausführungsform1st embodiment

Die laserstrahlerzeugende Einrichtung ist in einer ersten Aus­ führungsform des zweiten Ausführungsbeispiels ein Diodenlaser oder ein Faserlaser mit einer Fokussiereinrichtung 10, wobei der optische Ausgang direkt und mit einem minimalsten Abstand über die Oberfläche des Fensters 3 geführt wird (Darstellung in der Fig. 6). Dazu ist der Diodenlaser oder der Faserlaser mit der Fokussiereinrichtung 10 mit einer in x- und z-Richtung kontinuierlich arbeitenden Bewegungseinrichtung fest verbunden. Diese ist parallel zum Fenster 3 fest auf der Fensterplatte 2 angeordnet. Die Bewegung des Laserstrahles zum Werkstück er­ folgt durch die Bewegungseinrichtung und durch die Drehung der Fensterplatte 2.In a first embodiment of the second exemplary embodiment, the laser beam generating device is a diode laser or a fiber laser with a focusing device 10 , the optical output being guided directly and with a minimal distance over the surface of the window 3 (illustration in FIG. 6). For this purpose, the diode laser or the fiber laser is firmly connected to the focusing device 10 with a movement device that operates continuously in the x and z directions. This is fixed parallel to the window 3 on the window plate 2 . The movement of the laser beam to the workpiece, he follows through the movement device and by the rotation of the window plate 2nd

2. Ausführungsform2nd embodiment

Die laserstrahlerzeugenden Einrichtung ist in der zweiten Aus­ führungsform des zweiten Ausführungsbeispiels ein Festkörper­ laser 10, der außerhalb der Bearbeitungskammer 1 fest instal­ liert ist. Die Verbindung zu einem Bearbeitungskopf mit Fokus­ sieroptik erfolgt mittels Glasfaserkabel. Der Bearbeitungskopf mit Fokussieroptik ist mit einer in x- und z-Richtung konti­ nuierlich arbeitenden Bewegungseinrichtung fest verbunden (Darstellung der Fig. 6).The laser beam generating means is in the second form from the guide of the second embodiment, a solid state laser 10 which is profiled permanently installed outside the processing chamber. 1 The connection to a processing head with focusing optics is made using fiber optic cables. The processing head with focusing optics is firmly connected to a movement device that works continuously in the x and z directions (illustration of FIG. 6).

3. Ausführungsform3rd embodiment

Die laserstrahlerzeugende Einrichtung ist in einer dritten Aus­ führungsform des zweiten Ausführungsbeispiels ein Festkörper­ laser, der auf der Fensterplatte fest positioniert ist. Die Austrittsstelle des Laserstrahles befindet sich außerhalb des Fensters. Der Festkörperlaser wird mit der Fensterplatte ver­ dreht. Der Laserstrahl des Festkörperlasers verläuft zum einen parallel zu der Oberfläche der Fensterplatte und zum anderen in einer Achse des Fensters. Im Strahlengang oberhalb des strei­ fenförmigen Fensters ist eine optische Einheit derart ange­ ordnet, dass der Laserstrahl über diese Achse des Fensters geführt werden kann.The laser beam generating device is in a third off leadership form of the second embodiment, a solid laser that is firmly positioned on the window plate. The The exit point of the laser beam is outside the Window. The solid-state laser is ver with the window plate turns. On the one hand, the laser beam of the solid-state laser runs parallel to the surface of the window plate and the other in an axis of the window. In the beam path above the strei fen-shaped window is such an optical unit assigns that laser beam across this axis of the window can be performed.

Die Ablenkeinheit mit Fokussieroptik besteht vorzugsweise aus einem handelsüblichen eindimensionalen Scannerspiegel mit einem Antrieb oder einem rotierenden Polygonspiegel und der Fokus­ sieroptik. Unmittelbar über dem Fenster ist eine Korrekturoptik angebracht, so dass die Laserstrahlen senkrecht auf die Werk­ stückoberfläche auftreffen. Die Optiken sind vorzugseise aus Glas oder einem transparenten Kunststoff.The deflection unit with focusing optics preferably consists of a commercially available one-dimensional scanner mirror with one Drive or a rotating polygon mirror and the focus sieroptik. Correction optics are located directly above the window attached so that the laser beams are perpendicular to the work  hit the surface of the piece. The optics are preferably made of Glass or a transparent plastic.

4. Ausführungsform4th embodiment

Die laserstrahlerzeugende Einrichtung ist in einer vierten Aus­ führungsform des zweiten Ausführungsbeispiels ein Festkörper­ laser 12, der auf der Fensterplatte 2 fest positioniert ist (Darstellung in der Fig. 8). Die Austrittsstelle des Laser­ strahles 13 befindet sich außerhalb des Fensters 3. Der Fest­ körperlaser 12 wird mit der Fensterplatte 2 verdreht. Der Laserstrahl 13 des Festkörperlasers 12 verläuft zum einen parallel zu der Oberfläche der Fensterplatte 2 und zum anderen in einer Achse des Fensters 3. Eine Ablenkeinheit 14 mit Fo­ kussieroptik ist eine handelsübliche zweidimensional wirkende Scannereinheit mit einem Antrieb und einer integrierten kurz­ brennweitigen F-Theta Optik zur Fokussierung der Laserstrahlung mit zugehöriger rechnergesteuerter Fokuslagesteuerung über eine zusätzliche Achse in Richtung der Laserstrahlung. Das Scanfeld beträgt vorzugsweise 10×10 mm2 bis 30×30 mm2. Der Abstand zwi­ schen der Ablenkeinheit 14 mit Fokussieroptik und des Fensters 3 ist so klein wie möglich ausgeführt.In a fourth embodiment of the second exemplary embodiment, the laser beam generating device is a solid-state laser 12 which is firmly positioned on the window plate 2 (illustration in FIG. 8). The exit point of the laser beam 13 is outside the window 3 . The fixed body laser 12 is rotated with the window plate 2 . The laser beam 13 of the solid-state laser 12 runs on the one hand parallel to the surface of the window plate 2 and on the other hand in an axis of the window 3 . A deflection unit 14 with focusing optics is a commercially available two-dimensional scanner unit with a drive and an integrated short focal length F-theta optics for focusing the laser radiation with associated computer-controlled focus position control via an additional axis in the direction of the laser radiation. The scan field is preferably 10 × 10 mm 2 to 30 × 30 mm 2 . The distance between the deflection's rule 14 with focusing optics and the window 3 is made as small as possible.

Mit der Drehung der Fensterplatte 2 einschließlich des Fensters 3, des Festkörperlasers 12, der Ablenkeinheit 14 mit Fokus­ sieroptik durch Antriebe sowie der Bewegung der Ablenkeinheit 14 mit Fokussieroptik mittels eines zweiten Antriebs wird der Laserstrahl auf dem Werkstück in die Ausgangsposition gebracht. Die für die Bearbeitung notwendige Ablenkung des Laserstrahls 13 erfolgt anschließend mit der Scannereinheit. Damit ist eine sehr hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Anpassung der Fokuslage in Strahlrichtung gewährleistet.With the rotation of the window plate 2 including the window 3 , the solid-state laser 12 , the deflection unit 14 with focusing optics by drives and the movement of the deflection unit 14 with focusing optics by means of a second drive, the laser beam on the workpiece is brought into the starting position. The deflection of the laser beam 13 necessary for processing then takes place with the scanner unit. This ensures a very high processing speed and the adjustment of the focus position in the beam direction.

5. Ausführungsform5th embodiment

Die laserstrahlerzeugenden Einrichtung ist in der fünften Aus­ führungsform des zweiten Ausführungsbeispiels ein Festkörper­ laser 10, der außerhalb der Bearbeitungskammer 1 fest instal­ liert ist. Der Laserstrahl 13 ist exakt im Winkel von 90° zur Fensterplatte 2 auf die Mitte der Bearbeitungskammer 1 gerich­ tet. Dort befindet sich ein erster 90°-Umlenkspiegel 15, der den Laserstrahl 13 zu einem auf einer in x- (parallel zum Fenster 3) und z-Richtung verfahrbaren Positioniereinheit be­ findlichen zweiten 90°-Umlenkspiegel 16 mit Fokussieroptik 17 leitet (Darstellung der Fig. 7).The laser beam generating means is in the fifth from guide die of the second embodiment, a solid state laser 10 which is profiled permanently installed outside the processing chamber. 1 The laser beam 13 is tet exactly at an angle of 90 ° to the window plate 2 on the center of the processing chamber 1 . There is a first 90 ° deflecting mirror 15 which guides the laser beam 13 to a second 90 ° deflecting mirror 16 with focusing optics 17 that can be moved in a positioning unit that can be moved in the x (parallel to the window 3 ) and z direction (representation of FIG . 7).

Die Koordination der Bewegungen der Fensterplatte 2 und der Bewegungseinrichtungen sowie die Ansteuerung der laserstrahl­ erzeugenden Einrichtungen erfolgt mittels einer elektronischen Steuer- oder Regeleinrichtung.The coordination of the movements of the window plate 2 and the movement devices and the control of the laser beam generating devices is carried out by means of an electronic control or regulating device.

3. Ausführungsbeispiel3rd embodiment

Die Vorrichtung des dritten Ausführungsbeispiels ist insbeson­ dere zur Bearbeitung von mehreren kreisförmigen Werkstücken 18 mittels Laserstrahlen unter Vakuum geeignet. Derartige Werk­ stücke 18 sind unter anderem Halbleiterscheiben zur Realisie­ rung von mikroelektronischen und/oder mikromechanischen Bautei­ len. Die Vorrichtung besteht aus einer Vakuumkammer als Bear­ beitungskammer 1, mindestens einer laserstrahlerzeugenden Ein­ richtung, Vorrichtungen zur Gasversorgung und Vakuumerzeugung, optischen Bauteilen zur Führung von Laserstrahlen, einer Fensterplatte 2 und Antrieben. Ein prinzipieller Aufbau ist in den Fig. 1 und 9 dargestellt.The device of the third embodiment is particularly suitable for machining a plurality of circular workpieces 18 by means of laser beams under vacuum. Such work pieces 18 include semiconductor wafers for Realization of microelectronic and / or micromechanical components. The device consists of a vacuum chamber as Bear processing chamber 1 , at least one laser beam generating device, devices for gas supply and vacuum generation, optical components for guiding laser beams, a window plate 2 and drives. A basic structure is shown in FIGS. 1 and 9.

Die Realisierung der Bearbeitungskammer 1 einschließlich der Deckplatte 4 und des Radialdichtringes 8 entspricht denen des ersten Ausführungsbeispiels.The realization of the processing chamber 1 including the cover plate 4 and the radial sealing ring 8 corresponds to that of the first embodiment.

In die Fensterplatte 2 sind drei Fenster 3 mit jeweils einer Vakuumdichtung eingebracht (Darstellung in der Fig. 9). Die Länge der Fenster 3 entspricht der Größe der Werkstücke 18 in der Bearbeitungskammer 1. Die Fenster 3 bestehen vorzugsweise aus Glas oder einem für die Laserstrahlung transparenten Kunst­ stoff. Sie sind mittels Schraub- oder Klemmverbindungen mit der Fensterplatte 2 verbunden, so dass eine leichte Auswechselung möglich ist. Die Dicke der Fenster 3 ist material- und abmes­ sungsabhängig.Three windows 3 , each with a vacuum seal, are introduced into the window plate 2 (illustration in FIG. 9). The length of the window 3 corresponds to the size of the workpieces 18 in the processing chamber 1 . The windows 3 are preferably made of glass or a plastic transparent to the laser radiation. They are connected to the window plate 2 by means of screw or clamp connections, so that an easy replacement is possible. The thickness of the window 3 depends on the material and dimensions.

Der Durchmesser der Fensterplatte 2 ist größer als die äqui­ valenten Abmessungen des Radialdichtringes 8, so dass diese vollständig bedeckt ist. Dadurch ist der luftdichte Verschluß der Bearbeitungskammer 1 gewährleistet.The diameter of the window plate 2 is larger than the equivalent dimensions of the radial sealing ring 8 , so that it is completely covered. This ensures the airtight seal of the processing chamber 1 .

Die Fensterplatte 2 ist mit einem Antrieb so verbunden, dass die Fenster 3 über ein Werkstück 18 in der Bearbeitungskammer 1 vollständig bewegt werden. Es ergibt sich eine Pendelbewegung. In der Bearbeitungskammer befinden sich sieben Werkstücke 18 auf einem Karussell 19, welches bei jedem Beschickungsvorgang um eine Position weitergedreht wird.The window plate 2 is connected to a drive in such a way that the windows 3 are completely moved via a workpiece 18 in the processing chamber 1 . There is a pendulum motion. In the processing chamber there are seven workpieces 18 on a carousel 19 which is rotated one position for each loading process.

Damit sind
With that

  • - die Werkstücke 18 jeweils einzeln,the workpieces 18 individually,
  • - drei Werkstücke 18 gleichzeitig oder- Three workpieces 18 simultaneously or
  • - drei Werkstücke 18 mit unterschiedlichen Bearbeitungstechno­ logien gleichzeitig bearbeitbar.- Three workpieces 18 with different processing technologies can be processed simultaneously.

Die Anordnung der laserstrahlerzeugenden Einrichtungen kann wie in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 oder auch kombiniert er­ folgen.The arrangement of the laser beam generating devices can be like in the exemplary embodiments 1 and 2 or also combined consequences.

Zur automatischen Beschickung der quaderförmig ausgeführten Be­ arbeitungskammer 1 sind an zwei angrenzenden Wänden 5 Vakuum­ schleusen 20 angebracht, durch die die Werkstücke 18 ohne ma­ nuelle Berührung zu- und abgeführt werden.For automatic loading of the cuboid-shaped loading processing chamber 1 5 vacuum locks 20 are attached to two adjacent walls, through which the workpieces 18 are fed in and out without manual contact.

Claims (17)

1. Vorrichtung nach Patent Nr. 198 01 612 zur großflächigen Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlen unter Vakuum bestehend aus mindestens einer Vakuumkammer als Bearbeitungs­ kammer, die aus einer Grundplatte, einer Deckplatte und mindestens einer Wand besteht, mindestens einer laserstrahl­ erzeugenden Einrichtung, Vorrichtungen zur Führung und Formung der Laserstrahlen, Vorrichtungen zur Gasversorgung, Vorrichtung zur Vakuumerzeugung und mindestens einem Antrieb, wobei die Deckplatte der Bearbeitungskammer eine gegenüber den Abmessun­ gen der Deckplatte kleinere Öffnung besitzt, dadurch gekenn­ zeichnet, dass sich in der Deckplatte (4) der Bearbeitungs­ kammer (1) eine kreisförmige Öffnung (6) befindet, dass eine kreisförmige Fensterplatte (2) lose und/oder gegenüber der Bearbeitungskammer (1) drehbar auf der Deckplatte (4) angeordnet ist, dass mindestens eine O-Ringdichtung (11) zwischen der Fensterplatte (2) und der Deckplatte (4) der Bearbeitungskammer (1) um die Öffnung (6) der Deckplatte (4) in einer entsprechend ausgebildeten Nut (7) in der Deckplatte (4) oder der Fensterplatte (2) so angeordnet ist, dass die O-Ring­ dichtung (11) über die Oberfläche der Deckplatte (4) oder der Fensterplatte (2) ragt, dass die Fensterplatte (2) die O-Ring­ dichtung (11) vollständig abdeckt, dass mindestens ein gegenüber der Fensterplatte (2) kleineres Fenster (3) in der Fensterplatte (2) innerhalb der O-Ringdichtung (11) angeordnet ist und dass die Fensterplatte (2) und/oder die Bearbeitungs­ kammer (1) mit dem Antrieb verbunden ist.1. Device according to Patent No. 198 01 612 for large-area machining of workpieces by means of laser beams under vacuum consisting of at least one vacuum chamber as a processing chamber, which consists of a base plate, a cover plate and at least one wall, at least one laser beam generating device, devices for guiding and shaping of the laser beams, devices for gas supply, device for vacuum generation and at least one drive, the cover plate of the processing chamber having an opening that is smaller than the dimensions of the cover plate, characterized in that in the cover plate ( 4 ) of the processing chamber ( 1 , is) a circular opening (6) that a circular window plate is loose / arranged (2) and or to the processing chamber (1) rotatable on the cover plate (4), that at least one O-ring seal (11) between the window plate (2 ) and the cover plate ( 4 ) of the processing box Always ( 1 ) around the opening ( 6 ) of the cover plate ( 4 ) in a correspondingly designed groove ( 7 ) in the cover plate ( 4 ) or the window plate ( 2 ) is arranged so that the O-ring seal ( 11 ) over the surface of the cover plate (4) or of the window plate (2) protrudes, that the window plate (2) covering the O-ring seal (11) completely, that at least one opposite to the window plate (2) smaller window (3) in the window plate (2 ) is arranged within the O-ring seal ( 11 ) and that the window plate ( 2 ) and / or the processing chamber ( 1 ) is connected to the drive. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (3) den Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Bearbeitungskammer (1) und dem Rand der Öffnung (6) vollständig überdeckt. 2. Device according to claim 1, characterized in that the window ( 3 ) completely covers the distance between the center of the processing chamber ( 1 ) and the edge of the opening ( 6 ). 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (3) den Mittelpunkt der Bearbeitungskammer (1) vollständig überdeckt.3. Device according to claim 1, characterized in that the window ( 3 ) completely covers the center of the processing chamber ( 1 ). 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (3) in seiner längsten Achse größer als der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Bearbeitungskammer (1) und dem Rand der Öffnung (6) ist.4. Device according to claim 1, characterized in that the window ( 3 ) in its longest axis is greater than the distance between the center of the processing chamber ( 1 ) and the edge of the opening ( 6 ). 5. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fenster (3) zwischen Mittelpunkt und äußerem Rand der Öffnung (6) angeordnet sind.5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that several windows ( 3 ) are arranged between the center and the outer edge of the opening ( 6 ). 6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (3) vorzugsweise die Form eines Streifens, Kegelschnittes, Kreisring- oder Kreisausschnittes aufweist.6. Device according to claim 1, characterized in that the window ( 3 ) preferably has the shape of a strip, conical section, circular ring or circular section. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fensterplatte (2) über eine Führung drehbar mit der Deckplatte (4) verbunden ist.7. The device according to claim 1, characterized in that the window plate ( 2 ) is rotatably connected to the cover plate ( 4 ) via a guide. 8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die O-Ringdichtung (11) ein Radialdichtring (8) mit Dichtlippe ist und dass die Dichtlippe in der Innenseite einer umlaufenden Nut (7) in der Deckplatte (4) oder der Fenster­ platte (2) geführt ist. 8. The device according to claim 1, characterized in that the O-ring seal ( 11 ) is a radial sealing ring ( 8 ) with a sealing lip and that the sealing lip in the inside of a circumferential groove ( 7 ) in the cover plate ( 4 ) or the window plate ( 2 ) is performed. 9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Fenster (3) zwischen der Bearbeitungskammer (1) und der laserstrahlerzeugenden Einrichtung oder einem Bearbeitungskopf mit Fokussieroptik befindet und dass die laserstrahlerzeugende Einrichtung oder der Bearbeitungskopf mit Fokussieroptik mit einem den Laserstrahl vollständig über die Öffnung führenden Antrieb verbunden ist.9. The device according to claim 1, characterized in that the window ( 3 ) between the processing chamber ( 1 ) and the laser beam generating device or a processing head with focusing optics and that the laser beam generating device or the processing head with focusing optics with the laser beam completely over the Opening leading drive is connected. 10. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Fenster (3) zwischen der Bearbeitungskammer (1) und einer Ablenkeinheit mit Fokussieroptik befindet, dass im Strahlengang des Laserstrahls ein diesen Laserstrahl vollständig über die Öffnung führender Ablenkspiegel und eine F-Theta Fokussieroptik angebracht sind.10. The device according to claim 1, characterized in that the window ( 3 ) is located between the processing chamber ( 1 ) and a deflection unit with focusing optics, that in the beam path of the laser beam this deflecting mirror leads completely through the opening and an F-theta focusing optics are attached. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Fenster (3) zwischen der Bearbeitungskammer (1) und einer dreidimensional wirkenden Ablenkeinrichtung mit einer Fokussieroptik befindet und dass die dreidimensional wirkende Ablenkeinrichtung mit der Fokussieroptik mit wenigstens einem den Laserstrahl vollständig über die Öffnung führenden Antrieb verbunden ist.11. The device according to claim 1, characterized in that the window ( 3 ) between the processing chamber ( 1 ) and a three-dimensionally acting deflection device with focusing optics and that the three-dimensionally acting deflection device with the focusing optics with at least one of the laser beam completely through the opening leading drive is connected. 12. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittig ein sich mit der Fensterplatte (2) drehender erster 90°-Umlenkspiegel (15) angeordnet ist.12. The device according to claim 1, characterized in that a rotating with the window plate ( 2 ) first 90 ° deflecting mirror ( 15 ) is arranged. 13. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungskammer (1) und/oder die laserstrahl­ erzeugende Einrichtung mit mindestens einem Antrieb verbunden sind. 13. The device according to claim 1, characterized in that the processing chamber ( 1 ) and / or the laser beam generating device are connected to at least one drive. 14. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wand (5) der Bearbeitungskammer (1) eine luftdicht verschließbare Tür und/oder mindestens eine Vakuumschleuse (20) aufweist.14. The device according to claim 1, characterized in that at least one wall ( 5 ) of the processing chamber ( 1 ) has an airtight lockable door and / or at least one vacuum lock ( 20 ). 15. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die laserstrahlerzeugende Einrichtung mit einer die Laserstrahlen in die Bearbeitungskammer (1) fokussierenden Vorrichtung verbunden ist.15. The device according to claim 1, characterized in that the laser beam generating device is connected to a device focusing the laser beams in the processing chamber ( 1 ). 16. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass synchron arbeitende Antriebe zum ersten mit der Fenster­ platte (2) und zum zweiten mit der laserstrahlerzeugenden Einrichtung oder der Ablenkeinheit mit Fokussieroptik verbunden sind.16. The device according to claim 1, characterized in that synchronously operating drives are connected to the first with the window plate ( 2 ) and the second with the laser beam generating device or the deflection unit with focusing optics. 17. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Dreh- und die Translationsbewegungen synchronisierende Steuereinrichtung vorhanden ist.17. The device according to claim 1, characterized in that one the rotary and the translational movements synchronizing control device is present.
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