DE4217811A1

DE4217811A1 - Optische bearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE4217811A1
Application number: DE4217811A
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Zumoto; Toshinori Yagi; Yasuhito Myoi; Teruo Miyamoto; Masaaki Tanaka; Masao Izumo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-05-30
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2012-05-30
Also published as: US5355194A; JPH05197157A; JP2953179B2; CA2069813A1; CA2069813C; DE4217811C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Bearbeitungsvorrichtung, beispielsweise eine derartige Vorrichtung zur Ausbildung von Löchern in einer Karte für gedruckte Schaltungen mit Hilfe eines Lichtstrahls, beispielsweise eines Laserstrahls, mittels Maskierung.

Fig. 15 erläutert ein typisches Beispiel für eine derartige optische Bearbeitungsvorrichtung. In dieser Figur weist eine Maske, die allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, eine transparente Platte oder Karte 1a auf, die aus synthetischem Harz und dergleichen hergestellt ist, und einen reflektierenden oder Maskierungsabschnitt 1c, der einen hohen Reflexionsfaktor aufweist und auf eine Oberfläche der transparenten Karte 1a mit einem Schaltungsmuster einer vorbestimmten Anordnung aufgebracht ist, welches dort durch den reflektierenden Abschnitt 1c bereitgestellt wird. Der reflektierende Abschnitt 1c wird beispielsweise aus einem dünnen Aluminiumfilm und dergleichen gebildet, der durch Dampfbeschichtung auf der Oberfläche der transparenten Karte 1a abgelagert wird, während dort das Schaltungsmuster 1c verbleibt, durch welches ein Lichtstrahl 3 in Form eines Laserstrahls zu einem Substrat 5 gelangen kann, welches hinter der Maske 1 in einer vorbestimmten Entfernung von der Maske angeordnet ist. Ein Reflektor 2 ist in einer vorbestimmten Entfernung von der Maske 1 in der Richtung des einfallenden Lichtes angeordnet und hierzu parallel, um Lichtstrahlen zu reflektieren, die von dem reflektierenden Film 1a reflektiert werden. Ein optisches Fokussiersystem 4, beispielsweise eine Konvexlinse, ist ebenfalls in einer Entfernung von der Maske 1 zwischen der Maske 1 und dem Substrat 5 angeordnet.

Wie in Fig. 15 erläutert ist, gelangt im Betrieb ein Abschnitt eines Laserstrahls 3, der zuerst durch eine benachbarte oder obere Kante des Reflektors 2 auf die Maske 1 aufgestrahlt wird, direkt durch den nicht maskierten Abschnitt 1b des Schaltungsmusters und die transparente Karte 1a, um zur optischen Bearbeitung des Substrats 5 verwendet zu werden, welches hinter der Konvexlinse 4 angeordnet ist, wogegen der übrige Abschnitt des einfallenden Laserstrahls 2 an dem reflektierenden Film 1c auf der Oberfläche der transparenten Karte 1a in Richtung auf den Reflektor 2 reflektiert wird. Der verbleibende Abschnitt des Laserstrahls 2, der auf diese Weise von dem reflektierenden Film 1c reflektiert wird, wird wiederum an der Oberfläche des Reflektors 2 in Richtung auf die Maske 1 reflektiert. In dieser Hinsicht trifft der Laserstrahl 3 zunächst auf die Maske 1 in einem vorbestimmten Winkel in bezug auf die Normale oder senkrechte Linie in bezug auf die Oberfläche der Maske 1 auf, so daß der einmal durch die Oberfläche des Reflektors 2 reflektierte Laserstrahl 3 an einem zweiten Ort ankommt, der gegenüber einem ersten Ort auf der Maske 1 verschoben ist, auf den der Laserstrahl 3 zuerst auftrifft. Dies bedeutet, daß der zweite Ort gegenüber dem ersten Ort um eine bestimmte Entfernung in Richtung nach unten in Fig. 15 verschoben ist. Daraufhin wird ein derartiger Vorgang mehrfach wiederholt, bis der reflektierte Laserstrahl 3 schließlich an eine gegenüberliegende oder untere Kante der Maske 1 gelangt und dann nach außen verschwindet. Während der wiederholten Reflexionen wird der Laserstrahl 3, der einmal durch den unmaskierten oder Musterabschnitt 1b in dem reflektierenden oder Maskierungsfilm 1c gelangt ist, auf einer Oberfläche des Substrats 5 unter der Wirkung der Konvexlinse 4 fokussiert, wodurch die Oberfläche des Substrats 5 optisch durch den Laserstrahl 3 bearbeitet wird, um dort ein Schaltungsmuster bereitzustellen, welches dem nicht maskierten Schaltungsmuster 1b auf der Oberfläche der transparenten Karte 1a entspricht. Auf diese Weise wird ein Abschnitt des Laserstrahls 3, der auf die Oberfläche des reflektierenden Films 1c auf der transparenten Karte 1a auftrifft, wiederholt zwischen dem reflektierenden Film 1c und dem hierzu parallel angeordneten Reflektor 2 reflektiert, und daher wird er mehrfach wieder benutzt, um den Gesamtwirkungsgrad des Laserstrahls 3 zu vergrößern. Dies ermöglicht es, eine möglichst große Fläche des Substrats 5 durch einen festgelegten Laserstrahl zu bearbeiten, ohne die Laserleistung zu erhöhen.

Allerdings ist bei der voranstehend beschriebenen optischen Bearbeitungsvorrichtung die Stärke oder Größe des reflektierten Laserstrahls 3, der wiederholt zwischen dem reflektierenden Film 1c und dem Reflektor 2 reflektiert wird, nicht gleichmäßig über die Oberfläche der Maske 1 verteilt, und daher gibt es einen beträchtlichen Anteil des reflektierten Laserstrahls, der nach außen aus dem Raum zwischen der Maske 1 und dem Reflektor 2 entweicht, und dies führt zu einer ungleichmäßigen Bearbeitung des Substrats 5 und zu einer Verringerung des Wirkungsgrades der verfügbaren Laserenergie. Eine eingehendere Erläuterung dieses Phänomens wird nachstehend gegeben.

Die Fig. 16 und 17 erläutern, wie sich der Laserstrahl 3 ausbreitet, der mehrfach zwischen der Maske 1 und dem Reflektor 2 reflektiert wird. Fig. 16 ist eine Perspektivansicht, die den Zustand zeigt, in welchem die Maske 1 in einer x-y-Ebene so angeordnet ist, daß die y-Achse in der Richtung ausgerichtet ist, in welcher sich der Laserstrahl 3 ausbreitet. Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht, in welcher man auf den Zustand von Fig. 16 in der Richtung der y-Achse von der Vorderseite des Figurenblatts zu dessen Rückseite hin sieht. Fig. 18 erläutert die Verteilung der Stärke oder Größe des Laserstrahls 3 über einer Oberfläche der Maske 1 in der Richtung der x-Achse. Während sich der Laserstrahl 3 ausbreitet, während er wiederholt zwischen den beiden parallelen reflektierenden Oberflächen 1 und 2 reflektiert wird, nimmt tatsächlich die Stärke oder Größe des Laserstrahls 2 allmählich ab. Diese Tendenz wird insbesondere noch deutlicher, wenn die Öffnungsrate der Maske 1 (also die Rate einer Öffnungsfläche der Maske 1, auf welche der einfallende Laserstrahl 3 direkt auftrifft, zur Gesamtfläche der Maske 1) oder der Einfallswinkel des Laserstrahls 3 zunimmt. Dies führt dazu, wie in Fig. 18 gezeigt ist, daß die Stärke oder Größe des reflektierten Laserstrahls an der Oberfläche des reflektierenden Films 1c abnimmt, während er sich von der oberen Kante zu der unteren Kante der Maske 1 bewegt, und dies führt zu einer irregulären oder ungleichförmigen Verteilung der Energiedichte. Zusätzlich, wie deutlich aus Fig. 17 hervorgeht, nimmt allmählich die Gesamtbreite (also die Länge in der Richtung der y-Achse senkrecht zu der Richtung der x-Achse) des Laserstrahls 3 allmählich zu, während sich der Laserstrahl 3 ausbreitet, während er zwischen der Maske 1 und dem Reflektor 2 reflektiert wird, so daß ein Teil des reflektierten Laserstrahls 3 schließlich "heraus leckt" oder nach außerhalb der Maske 1 verschwindet, und nicht für die optische Bearbeitung wiederverwendet werden kann, wodurch der Wirkungsgrad oder die Nutzungsrate des Laserstrahls 3 verringert wird. Dies führt dazu, daß die Verteilung der Stärke oder Größe des Laserstrahls 3 über die Oberfläche der Maske 1 in der y-Achsenrichtung ungleichmäßig wird.

Weiterhin erläutern die Fig. 19 und 20 die Verteilungen der Stärke des Laserstrahls 3 über die Oberfläche der Maske 1 mit einem verhältnismäßig großen Einfallswinkel R₀ bzw. einem verhältnismäßig kleinen Einfallswinkel R_D, des Laserstrahls. Wie aus diesen Figuren deutlich wird, ist die Stärke des Laserstrahls 3 größer bei dem kleinen Einfallswinkel als bei dem großen Einfallswinkel. Wie in den Fig. 21 bis 23 dargestellt ist, welche erläutern, wie der Laserstrahl 3 auf die Maske 1 auftrifft und ursprünglich von dieser reflektiert wird, weist in diesem Falle allerdings der Laserstrahl 3 eine Tendenz auf, sich bei seiner Ausbreitung aufzuweiten oder zu verbreitern, so daß ein zunehmender Anteil des Laserlichtes, welches einmal von der Maske 1 reflektiert wird und sich weiter zu dem Reflektor 2 hin ausbreitet, von einer Kante des Reflektors 2 aus verschwindet oder "herausleckt" entsprechend dem zunehmenden Einfallswinkel. In Fig. 21 sind der einfallende Laserstrahl und der reflektierende Laserstrahl gleichzeitig in überlagerter Weise gezeigt, jedoch durch unterschiedliche Schraffur, wodurch sie einzeln in der Fig. 22 bzw. 23 gezeigt sind. Es wird aus Fig. 23 unmittelbar deutlich, daß ein Anteil des Laserstrahls 3, der ursprünglich von der Maske 1 reflektiert wird, von einer Ecke des Reflektors 2 aus verschwindet, und dies führt zu einem Energieverlust.

Daher zielt die vorliegende Erfindung auf eine Überwindung der voranstehend beschriebenen Probleme, die bei der bekannten optischen Bearbeitungsvorrichtung auftreten.

Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer neuen und verbesserten optischen Bearbeitungsvorrichtung, die dazu fähig ist, die Größe oder Stärke eines Lichtstrahls, der zwischen einer Maske und einem Reflektor mehrfach reflektiert wird, gleichförmig über die gesamte Oberfläche der Maske zu verteilen.

Eine weitere, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer neuen und verbesserten optischen Bearbeitungsvorrichtung, die einen Energieverlust des Laserstrahls in dem Bereich zwischen der Maske und dem Reflektor minimalisieren kann, zur Verbesserung der Wirksamkeit bei der Nutzung des Laserstrahls.

Zur Lösung der voranstehenden Aufgaben wird gemäß einer Zielrichtung der Erfindung eine optische Bearbeitungsvorrichtung mit folgenden Teilen zur Verfügung gestellt: einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls; einer optischen Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Lichtstrahls von der Lichtquelle auf ein Objekt, um dieses Objekt zu bearbeiten; einer Maske, die an einem Ort zwischen der Lichtquelle und der optischen Fokussiereinrichtung angeordnet ist, und die mit einem reflektierenden Abschnitt versehen ist, um einen Teil des Lichtstrahls von der Lichtquelle zu reflektieren, und die einen Lichtdurchlaßabschnitt aufweist, um den Durchgang des übrigen Anteils des Lichtstrahls in Richtung auf die optische Fokussiereinrichtung zu gestatten; und mit einem Reflektor, der im Abstand von der Maske an deren einer Seite nahe der Lichtquelle so angeordnet ist, daß die Stirnflächen des Reflektors und der Maske einander zugewandt sind, und der eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren des Anteils des Lichtstrahls aufweist, der von dem reflektierenden Abschnitt der Maske reflektiert wird, und zwar zu der Maske zurück, wobei die reflektierende Oberfläche des Reflektors in einem Einfallswinkel relativ zu einer Ebene angeordnet ist, die parallel zum reflektierenden Abschnitt der Maske verläuft.

Durch die geneigte Anordnung der reflektierenden Oberfläche des Reflektors in bezug auf den reflektierenden Abschnitt der Maske nimmt die Dichte des zwischen der Maske und dem Reflektor reflektierten Lichts allmählich zu, während es hier durchgelassen wird, wodurch die Stärke und die Größe des Laserstrahls im wesentlichen gleichförmig über die gesamte Oberfläche der Maske verteilt werden kann.

Vorzugsweise ist der Reflektor so angeordnet, daß die Entfernung zwischen der reflektierenden Oberfläche des Reflektors und des reflektierenden Abschnitts der Maske allmählich in einer Richtung abnimmt, in welcher sich der von der Lichtquelle auf die Maske auftreffende Lichtstrahl in einem Raum ausbreitet, der zwischen dem Reflektor und der Maske ausgebildet wird, während er hierzwischen reflektiert wird.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird eine optische Bearbeitungsvorrichtung mit folgenden Teilen zur Verfügung gestellt: einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls; einer optischen Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Lichtstrahls von der Lichtquelle auf ein Objekt, um dieses Objekt optisch zu bearbeiten; einer Maske, die an einem Ort zwischen der Lichtquelle und der optischen Fokussiereinrichtung angeordnet ist, und die einen reflektierenden Abschnitt aufweist, um einen Teil des Lichtstrahls von der Lichtquelle zu reflektieren, sowie einen Lichtdurchlaßabschnitt, um den Durchgang durch diesen Abschnitt des übrigen Anteils des Lichtstrahls in Richtung auf die optische Fokussiereinrichtung zuzulassen; und einen Reflektor, der so an einer Seite der Maske nahe der Lichtquelle angeordnet ist, daß die Stirnflächen des Reflektors und der Maske einander zugewandt sind, und der eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren des Lichtstrahls aufweist, der von dem reflektierenden Abschnitt der Maske reflektiert wird, zurück auf die Maske, wobei die reflektierende Oberfläche des Reflektors einen parallelen Hauptabschnitt aufweist, der parallel zum reflektierenden Abschnitt der Maske angeordnet ist, und einen verjüngten Abschnitt, der mit dem parallelen Hauptabschnitt verbunden und in einem Neigungswinkel relativ zu einer Ebene, die parallel zu dem reflektierenden Abschnitt der Maske verläuft, angeordnet ist.

Infolge des verjüngten Abschnitts des Reflektors nimmt die Anzahl der Reflexionen des Lichtstrahls durch die Maske und den Reflektor zu, so daß die Dichte des Lichtstrahls über der Maskenoberfläche vergrößert wird, und dies verbessert den Nutzungswirkungsgrad des Lichtstrahls.

Vorzugsweise ist der verjüngte Abschnitt des Reflektors so angeordnet, daß die Entfernung zwischen dem verjüngten Abschnitt und dem reflektierenden Abschnitt der Maske allmählich in einer Richtung abnimmt, in welcher sich der von der Lichtquelle auf die Maske auftreffende Lichtstrahl in einem Raum ausbreitet, der zwischen dem Reflektor und der Maske ausgebildet wird, während er zwischen diesen reflektiert wird.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird eine optische Bearbeitungsvorrichtung mit folgenden Teilen zur Verfügung gestellt: einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls; einer optischen Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Lichtstrahls von der Lichtquelle auf ein Objekt, um dieses Objekt zu bearbeiten; einer Maske, die an einem Ort zwischen der Lichtquelle und der optischen Fokussiereinrichtung angeordnet ist, und die einen reflektierenden Abschnitt aufweist, um einen Anteil des Lichtstrahls von der Lichtquelle zu reflektieren, sowie einen Lichtdurchlaßabschnitt, um den Durchtritt des übrigen Anteils des Lichtstrahls in Richtung auf die optische Fokussiereinrichtung durch den Abschnitt zu gestatten; und mit einem Reflektor, der im Abstand an einer Seite der Maske nahe der Lichtquelle so angeordnet ist, daß die Stirnflächen des Reflektors und der Maske einander gegenüberliegen, und der eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren des Anteils des Lichtstrahls aufweist, welche von dem reflektierenden Abschnitt der Maske zurück zur Maske reflektiert wird, wobei die reflektierende Oberfläche des Reflektors in einer Richtung gekrümmt ist, die senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls verläuft, in welcher sich der von der Lichtquelle auf die Maske auftreffende Lichtstrahl in einem Raum ausbreitet, der zwischen dem Reflektor und der Maske ausgebildet wird, während er dazwischen reflektiert wird.

Infolge der gekrümmten reflektierenden Oberfläche des Reflektors wird der Lichtstrahl, der wiederholt zwischen der Maske und dem Reflektor reflektiert wird, daran gehindert, sich in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Ausbreitung des Lichtstrahls zwischen der Maske und dem Reflektor aufzuweiten oder auszubreiten. Dies dient dazu, die Stärke des reflektierten Lichtstrahls während seiner Ausbreitung zwischen der Maske und dem Reflektor im wesentlichen gleichförmig zu halten.

Vorzugsweise weist die gekrümmte reflektierende Oberfläche des Reflektors einen vorbestimmten Krümmungsradius R auf, der größer oder gleich der kürzesten Entfernung zwischen dem Reflektor und der Maske ist.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird eine optische Bearbeitungsvorrichtung mit folgenden Teilen zur Verfügung gestellt: einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls; einer optischen Fokussiereinrichtung zur Fokussierung des Lichtstrahls von der Lichtquelle auf ein Objekt, um dieses optisch zu bearbeiten, einer Maske, die an einem Ort zwischen der Lichtquelle und der optischen Fokussiereinrichtung angeordnet ist, und die einen reflektierenden Abschnitt aufweist, um einen Anteil des Lichtstrahls von der Lichtquelle zu reflektieren, sowie einen Lichtdurchlaßabschnitt, um den Durchgang des verbleibenden Anteils des Lichtstrahls durch den Abschnitt in Richtung auf die optische Fokussiereinrichtung zu gestatten; einem Reflektor, der im Abstand an einer Seite der Maske nahe der Lichtquelle so angeordnet ist, daß die Stirnflächen des Reflektors und der Maske einander gegenüberliegen, und der eine reflektierende Oberfläche aufweist, um den Anteil des Lichtstrahls zu reflektieren, der durch den reflektierenden Abschnitt der Maske reflektiert wird, und zwar zu der Maske zurück; und einer Einrichtung zur Einstellung eines Einfallswinkels des Lichtstrahls, der von der Lichtquelle zu der Maske gelangt, auf solche Weise, daß ein Anteil des Lichtstrahls, der zuerst durch die Maske reflektiert wird und von dem Reflektor nach außen entweicht, minimalisiert wird.

Vorzugsweise erfüllt ein Einfallswinkel R₀ des von der Lichtquelle zu der Maske gelangenden Lichtstrahls folgende Beziehung:

R₀ = (W₀ + W₁)/4d,

wobei W₀ die Dicke des Lichtstrahls ist, der auf die Maske in einer Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls auftrifft, in welcher der von der Lichtquelle zu der Maske gelangende Lichtstrahl sich in einem Raum ausbreitet, der zwischen dem Reflektor und der Maske ausgebildet wird, während er dazwischen reflektiert wird; W₁ die Dicke des Lichtstrahls an der reflektierenden Oberfläche des Reflektors ist, der einmal durch die Maske in der Richtung der Ausbreitung des Lichtstrahls reflektiert wurde, und d die Entfernung zwischen dem Reflektor und der Maske ist.

Mit der voranstehenden Anordnung kann der größte Anteil des einfallenden Lichtstrahls, der ursprünglich durch die Maske reflektiert wird, in Richtung auf die reflektierende Oberfläche des Reflektors gerichtet werden, ohne daß er von einer Kante des Reflektors aus verschwindet, an welcher der Lichtstrahl auf die Maske auftrifft. Dies dient zur Minimalisierung eines Energieverlustes des Lichtstrahls infolge seiner ursprünglichen Reflexion durch die Maske.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht wesentlicher Abschnitte einer optischen Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine grafische Darstellung der Verteilung eines Laserstrahls, der zwischen einer Maske und einem reflektierenden Spiegel von Fig. 1 reflektiert wird, über einer Oberfläche der Maske entlang einer X-Achsenrichtung;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht mit einer Darstellung der Grundlagen der Erfindung gemäß der Ausführungsform von Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Ansicht, ähnlich Fig. 1, jedoch mit einer Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Verteilung der Stärke eines Laserstrahls über einer Oberfläche einer Maske der Ausführungsform von Fig. 4 entlang einer X-Achsenrichtung;

Fig. 6 eine vergrößerte Querschnittsansicht von Teilen der Ausführungsform gemäß Fig. 4 mit einer Darstellung von deren Betriebsablauf;

Fig. 7 eine schematische Ansicht, ähnlich Fig. 6, jedoch mit einer Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Perspektivansicht mit einer Darstellung wesentlicher Abschnitte einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht der Ausführungsform von Fig. 8;

Fig. 10 bis 12 erläuternde Ansichten mit einer Darstellung der Grundlagen der Erfindung gemäß der Ausführungsform von Fig. 8 und 9;

Fig. 13 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 eine vergrößerte Ansicht von Teilen der Ausführungsform gemäß Fig. 13 mit einer Erläuterung des Betriebsablaufes der Erfindung;

Fig. 15 eine schematische Ansicht, ähnlich Fig. 1, jedoch mit einer Darstellung eines typischen Beispiels einer optischen Bearbeitungsvorrichtung;

Fig. 16 und 17 eine Perspektivansicht bzw. eine Querschnittsansicht von Teilen der Vorrichtung gemäß Fig. 15, mit einer Darstellung von deren Betriebsablauf;

Fig. 18 eine grafische Darstellung der Verteilung der Stärke eines Laserstrahls, der zwischen einer Maske und einem reflektierenden Spiegel von Fig. 15 reflektiert wird, über einer Oberfläche der Maske;

Fig. 19 eine Erläuterung der Verteilung der Stärke eines Laserstrahls, der zwischen der Maske und dem reflektierenden Spiegel von Fig. 16 reflektiert wird, über der Oberfläche der Maske bei einem verhältnismäßig großen Einfallswinkel des Laserstrahls;

Fig. 20 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 19, jedoch mit der Darstellung eines anderen Falles, in welchem ein Laserstrahl auf eine Maske mit einem verhältnismäßig kleinen Einfallswinkel aufgestrahlt wird, und

Fig. 21 bis 23 eine Erläuterung des Verhaltens eines Laserstrahls, der auf eine Maske auftrifft und von dieser reflektiert wird; wobei Fig. 21 schematisch eine Kombination eines einfallenden Laserstrahls und eines reflektierten Laserstrahls darstellt, der dem ersteren überlagert ist; Fig. 22 den einfallenden Laserstrahl erläutert; und Fig. 23 den reflektierten Laserstrahl erläutert.

Unter Bezug auf die Zeichnungen und zunächst auf Fig. 1 werden wesentlichen Abschnitte einer optischen Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform weist eine Maske 101 auf, die eine transparente Platte oder Karte 101a aufweist sowie einen reflektierenden oder maskierenden Film 101c, durch den hindurch ein vorbestimmtes Schaltungsmuster 101b erzeugt ist, einen Reflektor oder ein reflektierendes Teil 102, ein optisches Fokussiersystem 104 in Form einer Linse, und ein zu bearbeitendes Substrat 105, wobei sämtliche Teile mit der Ausnahme des Reflektors 102 im wesentlichen auf dieselbe Weise aufgebaut und angeordnet sind wie bei der voranstehend beschriebenen Vorrichtung von Fig. 15.

Bei dieser Ausführungsform ist der mit einem Spiegel oder einer reflektierenden Oberfläche versehene Reflektor 102 in einer vorbestimmten Entfernung von der Maske 101 angeordnet, welche denselben Aufbau aufweist wie die Maske 1 in Fig. 15, mit einander gegenüberliegenden Stirnflächen in bezug auf die Maske 101, in einem Winkel R₁ relativ zu einer reflektierenden Oberfläche der Maske 101, um so einen Lichtstrahl 103 in Form eines Laserstrahls zu begrenzen, der von dem Bereich hinter dem Reflektor 102 zu der reflektierenden Oberfläche der Maske 101 gelangt, innerhalb eines zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 102 ausgebildeten Raumes, um den Wirkungsgrad oder die Leistung des Laserstrahls 103 zu erhöhen. Die Spiegeloberfläche des Reflektors 102 ist nämlich geneigt angeordnet, so daß die Entfernung zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der Maske 101 und des Reflektors 102 allmählich in einer Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 103 abnimmt, die durch einen Pfeil x in Fig. 1 angedeutet ist, in welcher sich der Laserstrahl 103 zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 102 ausbreitet. Dies führt dazu, daß der Reflexionswinkel des Laserstrahls 103, der als der Winkel definiert ist, der zwischen der Lichtachse eines reflektierenden Laserstrahls 103 und der Normalen der reflektierenden Oberfläche der Maske 101 und des Reflektors 102 eingeschlossen wird, mit fortschreitender Ausbreitung des Laserstrahls 103 abnimmt, wodurch die Dichte pro Einheitsfläche des Laserstrahls 103 an der Oberfläche der Maske 101 entsprechend zunimmt. Daher kann die Stärke oder Größe des Laserstrahls 103 im wesentlichen gleichmäßig gemacht werden entlang der Längserstreckung der Maske 101 in der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 103, mit der Ausnahme eines ursprünglichen kurzen Bereiches nahe dem Einfallspunkt des Laserstrahls 103, wie deutlich aus Fig. 2 hervorgeht.

Im einzelnen wird auf folgende Weise ein optischer Wert für den Neigungswinkel des Reflektors 102 bestimmt, der die Stärke oder Größe des Laserstrahls 103 über die Längserstreckung der Maske 101 (also in der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 103) im wesentlichen konstant oder gleichmäßig macht.

Zunächst wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist, die Energiedichte I(Xn) (mJ/cm²) des Laserstrahls 103 an einem Ort Xn auf der Oberfläche der Maske 101 durch folgende Beziehung gegeben:

I(Xn) = Jn × W₀/a_n, (1)

wobei Jn die Energiedichte (mJ/cm²) des Laserstrahls 103 ist, der die Oberfläche der Maske 101 erreicht, während er wiederholt zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 102 reflektiert wird; a_n die Entfernung zwischen benachbarten Orten Xn+1, Xn auf der Maskenoberfläche ist, an welcher der durch die Spiegeloberfläche des Reflektors 102 reflektierte Laserstrahl 103 die Maskenoberfläche erreicht (a_n=Xn+1- Xn); und W₀ die Dicke des Laserstrahls 103 ist. Zusätzlich ergeben sich die Energiedichte Jn und die Orte Xn, X₀ jeweils aus den folgenden Formeln:

Unter der Annahme, daß R₀ und R₁ genügend klein sind, ergibt sich hieraus die Energiedichte I[mJ/cm²] wie folgt:

I(Xn) = [(Rr × Rm)n/2d(R₀ + (2n + 1)R₁)]J₀W₀. (5)

Wendet man die Bedingung [I(X₀)=I(Xn)], um die Energiedichte I gleichmäßig zu halten, auf die voranstehende Gleichung (5) an, so ergibt sich R₁ aus der folgenden Gleichung:

R₁ = R₀ [(Rr × Rm)ⁿ - 1]/[2n + 1 - (Rr × Rm)ⁿ]. (6)

Berücksichtigt man, daß die Reflexionsfaktoren Rr und Rm beide kleiner als 1 sind, so geht aus der voranstehenden Gleichung (6) hervor, daß der Neigungswinkel R₁ einen negativen Wert hat. Mit anderen Worten geht, obwohl Fig. 3 die Situation in allgemeiner Weise erläutert, aus der voranstehenden Gleichung (6) hervor, welche den Wert für R₁ angibt, um die Energiedichte I gleichmäßig zu machen, daß R₁ negativ ist. Daher ist in diesem Fall der Reflektor 102 so angeordnet, daß er in der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 103 fällt oder absinkt, also von dem linken Ende zum rechten Ende in Fig. 3 hin, also genau im Gegenteil zu der in Fig. 3 gezeigten Situation. Mit anderen Worten nimmt die Entfernung zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 102 in der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 103 zu, also von links nach rechts in Fig. 3.

Fig. 2 erläutert die Verteilung der Stärke des Laserstrahls 103 auf der Oberfläche der Maske 101 entlang der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 103. Aus einem Vergleich zwischen den Graphen in Fig. 2 und Fig. 18 wird unmittelbar deutlich, daß die Gleichförmigkeit der Stärke des Laserstrahls auf der Maskenoberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich verbessert ist, im Vergleich zu der vorher beschriebenen Vorrichtung gemäß Fig. 15, in welcher der Reflektor 2 parallel zu der Maske 1 angeordnet ist.

Zwar wird bei der voranstehenden Ausführungsform der Neigungswinkel R₁ des reflektierenden Teils 102 durch die voranstehende Gleichung (6) festgelegt, um so die Energiedichte des Laserstrahls 103 an der Maskenoberfläche so gleichmäßig wie möglich in der Richtung der Ausbreitung des Laserstrahls zu machen, jedoch kann die Energiedichte des reflektierten Laserstrahls dadurch vergrößert werden, daß der Absolutwert des Neigungswinkels R₁ des Reflektors 102 vergrößert wird.

Fig. 4 erläutert eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich bezüglich des Aufbaus und der Anordnung eines Reflektors 202 von der Ausführungsform von Fig. 1 unterscheidet. Bei dieser Ausführungsform weist nämlich das reflektierende Teil 202 ein sich verjüngendes Ende auf, und es ist im Abstand und parallel zu einer Maske 101 angeordnet. Wie im einzelnen in vergrößertem Maßstab in Fig. 6 gezeigt ist, weist das reflektierende Teil 202 eine flache oder planare reflektierende Oberfläche auf, die parallel zu der reflektierenden Oberfläche der Maske 101 angeordnet ist, jedoch ist sein eines Ende in der Ausbreitungsrichtung eines Laserstrahls 103 auf solche Weise verjüngt, daß die verjüngte Oberfläche in einem Winkel in bezug auf die reflektierende Oberfläche der Maske 101 so angeordnet ist, daß die Entfernung zwischen der verjüngten Oberfläche und der reflektierenden Oberfläche der Maske 101 in der Richtung der Ausbreitung des Laserstrahls zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 202 abnimmt. Bei dieser Konstruktion und Anordnung des Reflektors 202 wird der Laserstrahl 103, der auf die Oberfläche der Maske 101 in einem Winkel in bezug zur Normalen der Maskenoberfläche aufgestrahlt wird, ursprunglich zwischen der verjüngten Oberfläche des Reflektors 202 und der reflektierenden Oberfläche der Maske 101 wiederholt reflektiert, und während dieser Reflexionen nimmt der Reflexionswinkel des Laserstrahls 103 allmählich in der Richtung der Ausbreitung des Laserstrahls ab, wodurch die Dichte des reflektierten Laserstrahls 103 in derselben Richtung vergrößert wird. Sobald der Laserstrahl 103 in einen Raum eintritt, der zwischen den parallel angeordneten flachen reflektierenden Oberflächen der Maske 101 und des Reflektors 202 gebildet wird, wird der Reflexionswinkel des Laserstrahls 103 konstant, so daß sich der Laserstrahl 103 ausbreitet, während er zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 202 mit dem konstanten Reflexionswinkel reflektiert wird. Dies führt dazu, daß eine hohe Energiedichte des Laserstrahls 103 über der im wesentlichen gesamten Oberfläche der Maske 101 aufrecht erhalten werden kann, wodurch der Nutzungswirkungsgrad des Laserstrahls erhöht wird. Wenn derselbe Pegel der Energiedichte eines Laserstrahls über der Maskenoberfläche wie bei dieser Ausführungsform bei der voranstehend beschriebenen Konstruktion und Anordnung ereicht werden soll (also bei der nicht verjüngten Konstruktion und der parallelen Anordnung) des Reflektors 2 von Fig. 15, ist es darüber hinaus erforderlich, den Einfallswinkel des Laserstrahls erheblich kleiner zu wählen als bei dieser Ausführungsform. In diesem Fall nimmt ein Anteil der Verlustenergie des Laserstrahls zu, der ursprünglich durch die Maskenoberfläche reflektiert wird und von dem Ende des Reflektors 102 aus verschwindet, an welchem der Laserstrahl 103 auf die Maskenoberfläche auftrifft, wodurch die verfügbare Laserenergie verringert wird. Derartige Situationen sind deutlich aus Fig. 5 ersichtlich, welche die Verteilung der Laserstrahlenergie über der Maskenoberfläche erläutert, wobei die durchgezogene Linie die Ausführungsform von Fig. 4 und 6 repräsentiert, und die gestrichelte Linie den Fall von Fig. 15. In Fig. 5 gibt die Ordinate die Stärke des Laserstrahls an, und die Abszisse den Ort oder die Entfernung von einem Ende der Maske, an welchem der Laserstrahl eintritt.

Zwar ist in der Ausführungsform der Fig. 4 und 6 die verjüngte Oberfläche des Reflektors 202 flach, wobei die Entfernung zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 202 mit einer konstanten Rate oder Neigung abnimmt, jedoch kann auch eine allmählich oder glatt gekrümmte verjüngte Oberfläche oder eine kugelförmige Oberfläche vorgesehen werden, wie bei 302 in Fig. 7 gezeigt ist.

Die Fig. 8 und 9 erläutern wesentliche Abschnitte einer optischen Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Wenn dies auch nicht dargestellt ist, so weist eine Maske 101 mit rechteckiger Form im wesentlichen denselben Aufbau auf wie die Maske 1 der voranstehend beschriebenen Vorrichtung gemäß Fig. 15. Dies bedeutet, daß sie eine nicht dargestellte transparente Platte und einen nicht dargestellten Maskierungsfilm oder reflektierenden Film auf einer Oberfläche der transparenten Platte aufweist, wobei der Maskierungsfilm oder reflektierende Film ein vorbestimmtes Schaltungsmuster aufweist, durch welches ein Lichtstrahl, beispielsweise ein Laserstrahl, hindurchgehen kann. Ein Reflektor 402 ist in einer vorbestimmten Entfernung d von der Oberfläche der Maske 101 entfernt angeordnet. Wenn dies auch nicht gezeigt ist, so sind doch ein optisches Fokussiersystem wie beispielsweise eine Linse sowie ein zu bearbeitendes Substrat an der anderen Seite der Maske 101 entfernt von dem Reflektor 402 vorgesehen, im wesentlichen auf dieselbe Weise wie bei der Vorrichtung von Fig. 15. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Reflektor 402 eine im wesentlichen rechteckige Form in der Ebene auf, ähnlich der Ausbildung der Maske 101, jedoch eine gekrümmte Querschnittsform, wie deutlich aus Fig. 9 hervorgeht. Im einzelnen weist der Reflektor 402 eine gekrümmte Spiegeloberfläche oder reflektierende Oberfläche mit einem Krümmungsradius R auf. Er ist in einer Richtung gekrümmt (also einer y-Achsen-Richtung in den Fig. 8 und 9) senkrecht zu der Richtung (also einer x-Achsen-Richtung in den Fig. 8 und 9), in welcher ein von hinter dem Reflektor 402 auf die Maske 101 einfallender Lichtstrahl sich ausbreitet, während er wiederholt zwischen der Maske 101 und dem gekrümmten Reflektor 402 reflektiert wird. Infolge der gekrümmten, reflektierenden Spiegeloberfläche des Reflektors 402 erfährt der Laserstrahl 103, der sich durch einen freien Raum zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 402 ausbreitet, während er wiederholte Reflexionen hierzwischen durchführt, eine wiederholte und alternierende Divergenz und Konvergenz; dies bedeutet, daß er während der Ausbreitung in dem freien Raum zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 402 divergent gemacht wird, und daß er weiterhin durch die gekrümmte Spiegeloberfläche des Reflektors 402 konvergent gemacht wird.

Nachstehend wird die Bedingung dafür ermittelt, die Divergenz des Laserstrahls 103 in der y-Achsenrichtung zu unterdrücken, um ihn innerhalb des Raumes zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 402 festzuhalten, auf der Grundlage der Theorie der Lichtransmission durch eine Reihe von Linsen.

Die Fig. 10 bis 12 erläutern, wie eine derartige Bedingung ermittelt wird. Fig. 10 erläutert Parameter für ein optisches System mit der Maske 101 und dem Reflektor 402, die tatsächlich bei der optischen Bearbeitungsvorrichtung dieser Ausführungsform verwendet werden, wobei der Bezugsbuchstabe R einen Krümmungsradius der gekrümmten Spiegeloberfläche des Reflektors 402 bezeichnet, der in einer Richtung (einer y-Achsenrichtung in Fig. 10) gekrümmt ist, die senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 103 verläuft, und wobei der Bezugsbuchstabe d die Entfernung zwischen der flachen reflektierenden Oberfläche der Maske 101 und dem nächsten Punkt in der gekrümmten Spiegeloberfläche des Reflektors 402 angibt, gemessen in einer Richtung senkrecht zu der flachen reflektierenden Oberfläche der Maske 101.

Wird angenommen, daß jede Reflexion des Laserstrahls 103 an der gekrümmten Spiegeloberfläche jedem Durchgang durch eine Linse des Laserstrahls 103 entspricht, so kann die reflektive Transmission des Laserstrahls 103, wie in Fig. 10 gezeigt ist, durch den Fall ersetzt werden, in welchem der Laserstrahl 103 durch eine Reihe von Linsen n hindurchgeht (n =1, 2, 3, 4, 5, . . .), wie in Fig. 11 gezeigt ist. In dieser Figur geht der Laserstrahl 103 aufeinander folgend durch die Reihe von Linsen n (n=1, 2, 3, 4, . . .) hindurch, die zueinander ausgerichtet mit gleichmäßigem Abstand angeordnet sind. In Fig. 11 bezeichnet die Bezugsziffer D die Entfernung zwischen zwei benachbarten Linsen, die gleich dem Doppelten der Entfernung d zwischen der Maske 1 und dem Reflektor 402 ist. Nimmt man an, daß die Brennlänge jeder Linse gleich f ist, dann ist sichergestellt, daß der Krümmungsradius R des gekrümmten Reflektors 402 gleich dem Doppelten der Brennlänge f ist (also R=2f).

In diesem Fall ist wohlbekannt, beispielsweise aus einem Buch mit dem Titel "Basic Knowledge for Photoelectronics", veröffentlicht von Maruzen Kabushiki Kaisha, Seite 23, daß die Bedingung dafür, daß sich ein Laser durch eine Reihe von Linsen ausbreiten kann, während er im Zustand der Konvergenz gehalten wird, ohne eine Divergenz hervorzurufen (was in Fig. 12 gezeigt ist) durch nachstehende Beziehung gegeben ist:

0 D 4f. (7)

Unter Verwendung der Beziehungen D=2d und R=2f in der voranstehenden Formel erhält man die nachstehenden Beziehungen:

0 d R. (8)

Daher ergibt sich aus Formel (7) die Bedingung zum Eingrenzen des Laserstrahls 103 innerhalb des Raumes zwischen der Maske 101 und dem gekrümmten Reflektor 402, wie bei der tatsächlichen Anordnung von Fig. 10.

Durch geeignete Einstellung der Entfernung zwischen der gekrümmten Spiegeloberfläche des Reflektors 402 und der Maske unter Einhaltung der voranstehenden Bedingung wird daher der Laserstrahl 103 im wesentlichen innerhalb der Querlänge der Maske 101 und des reflektierenden Teils 102 in der y-Achsenrichtung in Fig. 10 gehalten (also in der Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 103), so daß die Stärke oder Größe des Laserstrahls 103 gleichmäßig über die Querlänge der Maske 101 verteilt werden kann. Daher kann die Gleichförmigkeit der Bearbeitung eines Substrats durch einen Teil des Laserstrahls 103, der durch die Maske 101 gelangt ist, entsprechend verbessert werden.

Fig. 13 erläutert eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die dazu dient, die Stärke oder Energie eines Laserstrahls über einer Maskenoberfläche zu vergrößern, selbst bei einem verringerten Einfallswinkel des Laserstrahls, während ein Verlust oder ein Leck der Laserstrahlenergie an einem Eintritts- oder Einfallsabschnitt der Maskenoberfläche verringert wird. Zu diesem Zweck ist ein optisches Strahlformungssystem 7 vorgesehen, um die Dicke eines Laserstrahls 103 einzustellen, also die Laserstrahllänge oder Abmessungen in der Richtung (also einer x-Achsenrichtung in Fig. 13) der Laserstrahlausbreitung. Der Aufbau und die Anordnung bei dieser Ausführungsform, abgesehen von den voranstehenden Bemerkungen, sind im wesentlichen gleich denen der ersten Ausführungsform von Fig. 1.

Im einzelnen wird, wie in Fig. 13 gezeigt ist, angenommen, daß ein Laserstrahl 103, der eine Dicke W₀ aufweist, in Richtung auf die Maske 101 von hinter dem Reflektor 102 aufgestrahlt wird, während er durch einen Ort gerade oberhalb einer Kante (beispielsweise einer Oberkante) des Reflektors 102 in einem Winkel in bezug auf die Normale der Maskenoberfläche gelangt. Der einfallende Laserstrahl wird an der Maskenoberfläche reflektiert und erreicht den Reflektor 102. In diesem Fall breitet sich der Laserstrahl 103 um eine Entfernung 2d aus, welche das Doppelte der Entfernung d zwischen der Maske 101 und dem reflektierenden Teil 102 ist. Nimmt man an, daß der Einfallswinkel des Laserstrahls 103 relativ zur Normalen der Maskenoberfläche R₀ ist, so bewegt sich hier das Zentrum des Laserstrahls 103 in der Dickenrichtung (also in der Richtung der Ausbreitung des Laserstrahls) an der Oberfläche des Reflektors 102 um eine Entfernung 2R₀d in der Richtung der Ausbreitung des Laserstrahls 103 entlang der Oberfläche des Reflektors 102, nachdem sich der Laserstrahl 103 um das Doppelte der Entfernung d zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 102 fortbewegt hat. Weiterhin wird angenommen, daß die Dicke des Laserstrahls 103 bei seiner Ankunft an der Oberfläche des Reflektors 102 gleich W₁ ist, so ist nachstehend die Bedingung dafür angegeben, um den gesamten Laserstrahl 103, der an der Maskenoberfläche reflektiert wurde, in Richtung auf den Reflektor 102 zu lenken, ohne irgendwelches Herauslecken an der Einfallskante oder Oberkante des Reflektors 102 zu verursachen, mit der Annahme, daß die Entfernung d zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 102 genügend groß im Vergleich zu den Abmessungen der Dicken W₀, W₁ ist.

W₁/2 2R₀d - W₀/2. (9)

Die voranstehende Formel (9) wird nach R₀ wie folgt aufgelöst:

R₀ (W₀ + W₁]/4d. (10)

Da die Dicke W₁ des Laserstrahls 103 tatsächlich abhängig von der Entfernung d variiert, ist W₁ eine Funktion von d, und daher kann die voranstehende Formel (10) wie nachstehend angegeben umgeschrieben werden:

R₀ (W₀ + W₁(d)/4d. (11)

Fig. 14 zeigt den Modus oder das Verhalten des Laserstrahls 103, wenn die voranstehende Bedingung erfüllt ist, wobei ein einfallender Laserstrahl durch eine Schraffur und ein reflektierter Laserstrahl durch eine andere Schraffur gekennzeichnet sind.

In der voranstehenden Formel (11) wird die Entfernung d zwischen der Maske 101 und dem Reflektor 102 auf der Grundlage der Größe oder der Abmessungen eines Schaltungsmusters 101b ermittelt, welches in einem Maskierungsfilm oder reflektierenden Film 101b der Maske 101 ausgebildet ist. Wie voranstehend unter Bezug auf die Fig. 15 erläutert wurde, wird die Dichte des reflektierten Laserstrahls unter Mehrfachreflexionen größer, je geringer der Einfallswinkel R₀ des Laserstrahls wird. Daher wird durch das optische Strahlformungssystem 107 die Dicke des Laserstrahls 103 ordnungsgemäß eingestellt, um die Summe von (W₀ und W₁) zu einem Minimalwert zu machen, wodurch der Einfallswinkel R₀ so weit wie möglich minimiert wird.

Daher stellt die Festlegung eines Minimums für den Einfallswinkel R₀, welches die voranstehende Bedingung erfüllt, eine vergrößerte Stärke des Laserstrahls 103 über der Maskenoberfläche bei einem minimalen Verlust an Laserstrahlenergie in Folge einer ursprünglichen Reflexion zur Verfügung, wodurch die optische Bearbeitungs-Gesamtleistung der Vorrichtung wesentlich erhöht wird.

Claims

1. Optische Bearbeitungsvorrichtung mit:
einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls;
einer optischen Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Lichtstrahls von der Lichtquelle auf ein Objekt, um dieses optisch zu bearbeiten;
einer Maske, die an einem Ort zwischen der Lichtquelle und der optischen Fokussiereinrichtung angeordnet ist, und die einen reflektierenden Abschnitt zum Reflektieren eines Teils des Lichtstrahls von der Lichtquelle sowie einen lichtdurchlässigen Abschnitt aufweist, um einen Durchgang des verbleibenden Anteils des Lichtstrahls durch den Abschnitt in Richtung auf die optische Fokussiereinrichtung zuzulassen; und
einem Reflektor, der im Abstand von der Maske an einer Seite der Maske nahe der Lichtquelle so angeordnet ist, daß sich die Stirnflächen des Reflektors und der Maske gegenüberliegen, und der eine reflektierende Oberfläche aufweist, um den Anteil des Lichtstrahls, der durch den reflektierenden Abschnitt der Maske reflektiert wird, zu der Maske zurückzureflektieren, wobei die reflektierende Oberfläche des Reflektors in einem Neigungswinkel relativ zu einer Ebene parallel zum reflektierenden Abschnitt der Maske angeordnet ist.

2. Optische Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor so angeordnet ist, daß die Entfernung zwischen der reflektierenden Oberfläche des Reflektors und dem reflektierenden Abschnitt der Maske allmählich in einer Richtung abnimmt, in welcher sich der von der Lichtquelle auf die Maske auftreffende Lichtstrahl in einem Raum ausbreitet, der zwischen dem Reflektor und der Maske ausgebildet ist, während er dazwischen reflektiert wird.

3. Optische Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel R₀ des Reflektors durch nachstehende Beziehung gegeben ist: R₁ = R₀ [(Rr × Rm)ⁿ - 1]/[2n + 1 - (Rr × Rmⁿ],wobei Rm der Reflexionsfaktor des reflektierenden Abschnitts der Maske ist, Rr der Reflexionsfaktor des Reflektors ist, n die Anzahl der Reflexionen ist, die zwischen der Maske und dem Reflektor auftreten, und R₀ der Einfallswinkel des Lichtstrahls ist.

4. Optische Bearbeitungsvorrichtung mit:
einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls;
einer optischen Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Lichtstrahls von der Lichtquelle auf ein Objekt, um dieses optisch zu bearbeiten;
einer Maske, die an einem Ort zwischen der Lichtquelle und der optischen Fokussiereinrichtung angeordnet ist, und die einen reflektierenden Abschnitt aufweist, um einen Anteil des Lichtstrahls von der Lichtquelle zu reflektieren, sowie einen lichtdurchlässigen Abschnitt, um den Durchgang durch den Abschnitt des verbleibenden Anteils des Lichtstrahls in Richtung auf die optische Fokussiereinrichtung zu gestatten; und
einem Reflektor, der beabstandet von der Maske an deren einer Seite nahe der Lichtquelle so angeordnet ist, daß die Stirnflächen des Reflektors und der Maske einander gegenüberliegen, und der eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren des Lichtstrahls aufweist, der durch den reflektierenden Abschnitt der Maske reflektiert wird, zurück zur Maske, wobei die reflektierende Oberfläche des Reflektors einen parallelen Hauptabschnitt aufweist, der parallel in bezug auf den reflektierenden Abschnitt der Maske angeordnet ist,
sowie einen verjüngten Abschnitt, der mit dem parallelen Hauptabschnitt verbunden und in einem Neigungswinkel relativ zu einer Ebene parallel zum reflektierenden Abschnitt der Maske angeordnet ist.

5. Optische Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Abschnitt des Reflektors so angeordnet ist, daß die Entfernung zwischen dem verjüngten Abschnitt und dem reflektierenden Abschnitt der Maske allmählich in einer Richtung abnimmt, in welcher sich der von der Lichtquelle auf die Maske auftreffende Lichtstrahl in einem Raum ausbreitet, der zwischen dem Reflektor und der Maske ausgebildet ist, während er dazwischen reflektiert wird.

6. Optische Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Abschnitt des Reflektors eine flache, verjüngte Oberfläche ist.

7. Optische Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Abschnitt des Reflektors eine gekrümmte verjüngte Oberfläche ist.

8. Optische Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Abschnitt des Reflektors eine kugelförmige verjüngte Oberfläche ist.

9. Optische Bearbeitungsvorrichtung mit:
einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls;
einer optischen Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Lichtstrahls von der Lichtquelle auf ein Objekt, um dieses optisch zu bearbeiten;
einer Maske, die an einem Ort zwischen der Lichtquelle und der optischen Fokussiereinrichtung angeordnet ist und einen reflektierenden Abschnitt zum Reflektieren eines Anteils des Lichtstrahls von der Lichtquelle aufweist sowie einen lichtdurchlässigen Abschnitt, um den Durchgang des verbleibenden Anteils des Lichtstrahls in Richtung auf die optische Fokussiereinrichtung durch den Abschnitt hindurch zu gestatten; und
einem Reflektor, der beabstandet von der Maske an deren einer Seite nahe der Lichtquelle so angeordnet ist, daß sich die Stirnflächen des Reflektors und der Maske gegenüberliegen, und der eine reflektierende Oberfläche aufweist, um den Anteil des Lichtstrahls zu reflektieren, der durch den reflektierenden Abschnitt der Maske reflektiert wird, zurück zu der Maske, wobei die reflektierende Oberfläche des Reflektors in einer Richtung senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls gekrümmt ist, in welcher sich der von der Lichtquelle auf die Maske auftreffende Lichtstrahl in einem Raum ausbreitet, der zwischen dem Reflektor und der Maske ausgebildet ist, während er dazwischen reflektiert wird.

10. Optische Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte reflektierende Oberfläche des Reflektors einen vorbestimmten Krümmungsradius R aufweist, der größer oder gleich der kürzesten Entfernung zwischen dem Reflektor und der Maske ist.

11. Optische Bearbeitungsvorrichtung mit:
einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls;
einer optischen Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Lichtstrahls von der Lichtquelle auf ein Objekt, um dieses optisch zu bearbeiten;
einer Maske, die an einem Ort zwischen der Lichtquelle und der optischen Fokussiereinrichtung angeordnet ist und einen reflektierenden Abschnitt aufweist, um einen Anteil des Lichtstrahls von der Lichtquelle zu reflektieren, sowie einen lichtdurchlässigen Abschnitt, um den Durchgang des verbleibenden Anteils des Lichtstrahls in Richtung auf die optische Fokussiereinrichtung durch den Abschnitt zu gestatten;
einem Reflektor, der beabstandet von der Maske an deren einer Seite nahe der Lichtquelle so angeordnet ist, daß die Stirnflächen des Reflektors und der Maske einander gegenüberliegen, und der eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren des Anteils des Lichtstrahls aufweist, der durch den reflektierenden Abschnitt der Maske reflektiert wird, zurück zu der Maske; und
einer Einrichtung zur Einstellung eines Einfallswinkels des Lichtstrahls, der von der Lichtquelle zu der Maske gelangt, auf solche Weise, daß ein Anteil des Lichtstrahls minimalisiert wird, der zuerst von der Maske reflektiert wird und nach außen von dem Reflektor aus verschwindet.

12. Optische Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher ein Einfallswinkel R₀ des Lichtstrahls, der von der Lichtquelle zu der Maske gelangt, durch nachstehende Beziehung gegeben ist: R₀ = (W₀ + W₁)/4d,wobei W₀ die Dicke des Lichtstrahls ist, der auf die Maske auftrifft, in einer Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls, in welcher der von der Lichtquelle zu der Maske gelangende Lichtstrahl sich in einem Raum ausbreitet, der zwischen dem Reflektor und der Maske ausgebildet ist, während er dazwischen reflektiert wird; W₁ die Dicke des Lichtstrahls an der reflektierenden Oberfläche des Reflektors ist, wenn er einmal von der Maske in der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls reflektiert wurde; und d die Entfernung zwischen dem Reflektor und der Maske ist.