專利名稱：對工件進行光學處理的準分子激光束輻照裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及一種準分子激光束輻照裝置，用來通過一種具有待形成在工件上的圖形掩模，對一工件(例如一多層印刷板)進行光學加工、作業(yè)或處理(例如刻蝕)，從而形成眼孔(例如所謂的通路孔、通孔)之類的眼孔。更具體地說，本發(fā)明涉及一種準分子激光束輻照裝置，采用該裝置，可以用具有均勻強度分布的準分子激光束以一種穩(wěn)定狀態(tài)對工件進行處理。
為了能夠更好地理解本發(fā)明的基本原理，首先參照

圖14和圖16較為詳細地描述具有上述類型的現有光學處理或加工設備中所采用的已知準分子激光束輻照裝置，其中，圖14是典型的已知光學處理裝置的示意透視圖。該裝置的更詳細描述，可參見《日本激光處理工程師第28次大會論文集(Collection of Theses in 28th Conven-tion of Laser Processing Engineer of Japan)》第51—58頁(1992年7月)。
參見圖14，該圖中所描述的光學處理裝置包括一由一個準分子激光振蕩器1組成的光源系統(tǒng)，用來產生一個截面為矩形的準分子激光束L0沿準分子激光束L0光通路在激光振蕩器1輸出口下游的位置處有三個反射鏡3a、3b和3c，它們組成一個光束通路調節(jié)系統(tǒng)，用來調整準分子激光振蕩器11輻射的準分子激光束L0的射束方向和射束旋轉角。
另外，沿準分子激光束L0光路在上述光束通路調節(jié)系統(tǒng)之后的位置處有一個射束整形光學系統(tǒng)，它由兩組柱面凹透鏡和柱面凸透鏡4a，4b；4c，4d組成，用來將截面呈矩形的準分子激光束L0轉換或整形成一片狀或平面準分子激光束L1，其凸透鏡4a和4c分別與凹透鏡4b和4d相對而立。這些透鏡固定安裝在一固定支承物5上。離開射束整形光學系統(tǒng)(4a，4b；4c，4d)的準分子激光束L1由位于準分子激光束L1光通路上的入射角調節(jié)鏡7反射。
準分子激光束L1由入射角調節(jié)鏡7投射到圖形掩模8上，該圖形掩模8由一塊使準分子激光束L1能夠透過的透光基板或襯底8a組成。透光襯底8a的上方有一個用來反射準分子激光束L1的反射層8b，該反射層8b中有使準分子激光束L1能夠通過的通孔或眼8c。不用說，這些通孔或眼8c組成了一個待成像或轉移到某一工件上去的圖形，這些將在下文中作更詳細的描述。
與圖形掩模8相聯系有一個掩模移動機構8，用來沿與光軸正交的方向(即沿X和Y方向)移動圖形掩模8，從而使準分子激光束L1沿相應方向掃描圖形掩模8的頂面。
在圖形掩模8的上方并與該掩模相對，設置一個用作反射裝置的高反射率反射鏡10，用來使在反射層8b處反射的準分子激光束L1的方向分別改變到朝圖形掩模8的方向，這也將在原文中描述。
另外，成像透鏡11設置在圖形掩模8的下方，它的位置位于離開圖形掩模8的準分子激光束L2的光路上。用通過成像透鏡11的準分子激光束L2照射或輻照要進行光學處理(或光學加工)的工件12，成像透鏡11的作用是將圖形掩模8中形成的上述圖形轉移到工件12上，形成一倒像。
成像透鏡11的下方有一個工件裝載平臺13，用來裝載和定位工件12。另外，工件裝載平臺13支承在一工件移動機構14上，該工件移動機構14可以分別沿與成像透鏡11的光軸正交的方向(即沿X方向和Y方向)移動。隨后，把工件移動機構14安裝在振動隔離共用底座15上。
一控制單元16高精度地控制掩模移動機構9和工件移動機構14二者的操作，該控制單元16可以由一臺微機組成，并且它也負責控制準分子激光振蕩器1。此外，在工件12的上方還設置了一個處理監(jiān)測器系統(tǒng)17，用來監(jiān)測工件12中形成的圖形位置及幾何參數。
下面參照圖15A和15B進行描述，其中，圖15A是示意并放大顯示包含掩模8、成像透鏡11及相應部件的光學系統(tǒng)的側視圖，圖15B是沿Y方向看時，工件12上準分子激光束12的強度分布圖。此時，假定在圖形掩模8與高反射率反射鏡10之間經歷了多次反射的準分子激光束L1沿Y軸方向發(fā)生平移。
參見圖15A，圖形掩模8的透光基板或襯底8a是由一種合成石英材料形成的，并且使離開透鏡系統(tǒng)(4a—4d)，并在入射角調節(jié)鏡7處反射的準分子激光束L1通過通光孔或通光眼8c。用通過掩模8和成像透鏡11的準分子激光束L2進行輻照的結果，使得在工件12中形成圖形與圖形掩模8上的孔8c對應的孔(如通路孔18)。通過氣相淀積工藝將反射層8b淀積到透光襯底上，以一種預定圖形將空心孔8c轉移到工件12上。另外，反射層8b是一種具有高反射率(例如反射率不低于99％)的薄膜(如鋁膜、多層介質膜等)。如上所述，反射層8b上有大量的貫穿孔8c，其直徑，例如，具有20μm的數量級。
成像透鏡11是一種高性能透鏡，在一大視場角的范圍內其像差被消除到盡可能小，用來將圖形掩模8中形成的圖形(即空心孔8c)高精度地成像到工件12上去。
附帶說明的是，圖16A是沿Y軸方向看時，示意并放大描述處理光學系統(tǒng)及相關部件的側視圖，圖16B是沿X軸方向看時工件12上的準分子激光束12的強度分布圖。
接著，參照圖14至16，描述上述結構的準分子激光束輻照裝置的運行。
首先參照圖15A，一部分準分子激光束L1的光線從上面傾斜地投射到圖形掩模8的一測面上(圖中在右側)，并通過由空心孔8c，形成作光學處理或刻蝕的準分子激光束L2。
投射到圖形掩模8上的另一部分準分子激光束L1的光線由反射層8b反射到反射率反射鏡10上該高反射率反射鏡10，將入射光線再反射回圖形掩模8上。
從圖15A中可以看到，由高反射率反射鏡10反射到圖形掩模8上的一部分準分子激光束在Y方向(即在圖15A中自右至左)逐步偏移，這是由于圖形掩模8和反射鏡10之間的反射以及準分子激光束L1相對于垂直方向的入射角θ小于90°而造成的。更具體地說，準分子激光束L1在高反射率反射鏡10上的反射以后第二次再投射到圖形掩模8上的位置與該準分子激光束L1第一次投射到圖形掩模8上的位置相比，沿Y方向上發(fā)生了偏移(即在圖15A中向左側偏移)。盡管有一部分準分子激光束L1被允許藉通過空心孔8c的圖形而穿過圖形掩模8，準分子激光束L1的這種反射和偏移要一直重復進行到該準分子激光束離開由圖形掩模8和高反射率反射鏡10之間限定的腔體。
由于準分子激光束L1在圖形掩模8和高反射率反射鏡10之間的重復或多次反射，以及沿Y方向的移位，使得圖形掩模8的圖形孔8c通過成像透鏡11而轉移到了工件12上。這樣，自然就要求將準分子激光束L1的強度大體保持在一預定的恒定水平上，防止其衰減。當然，通過圖形掩模8的圖形孔8c而透射的準分子激光束L2通過成像透鏡11而會聚到工件12上。其結果是，在工件12中形成如通路孔18之類的眼或孔，其圖形與在圖形掩模8中形成的孔8c之圖形的倒像對應。
實際應用中，自然會注意到，當準分子激光束L1在圖形掩模8和高反射率鏡面10之間的反射而沿Y方向從高反射率反射鏡10的一端移動到另一端時，準分子激光光束L1的強度會逐漸下降的可能性(如圖15B所示)。其結果是，因為成像到工件12上的圖形掩模8的圖形為倒像，而使與Y軸的反方向(即負(-)Y軸方向)位置相關的反射和位移過程中，投射到工件12上的準分子激光束的強度逐漸減小。
另一方面，當沿X軸方向看時，投射到高反射率反射鏡10的中心部分處的準分子激光束L1沿向兩端的方向，在圖形掩模8和高反射率鏡面10之間連續(xù)反射，結果使沿X軸方向的準分子激光束12的強度分布取圖16B中的輪廓線。
至于成像透鏡，應當指出的是，成像透鏡11由一個高性能的透鏡系統(tǒng)來實現，其像差如前所述在像平面的主要區(qū)域內被消除得盡可能小，從而高精度地將圖形掩模8的圖形轉移或成像到工件12上。因此，如果工件是一個多層印刷板，其尺寸通常在100mm×100mm的數量級，在用一個單一步驟對該區(qū)域進行光學處理時，必須采用極其昂貴的透鏡系統(tǒng)作為成像透鏡。
這樣，在上述已知光學處理裝置中，對大面積的工件12進行的光學處理是通過采用掩模移動機構9以及工件移動機構14來同步地移動圖形掩模8以及工件12，從而沿相應方向用位置固定的準分子激光束有效掃描工件12來實現的。
舉例來說，當成像透鏡11的放大倍數是“1/2”時，沿X軸以速度V用準分子激光束L1掃描圖形掩模8，而沿相反方向(即負(-)X方向)同時以速度V/2掃描將圖形掩模8的孔圖形的倒像要復制到它上面的工件12。在完成X方向的掃描以后，沿Y方向步進地移動工件12，重復上述掃描操作。通過以這種方式進行的掃描操作，使工件12的整個表面得到光學處理。
隨后，在完成圖形掩模8和工件12沿X軸方向的掃描移位以后，沿Y軸方向使圖形掩模8和工件12步進地進給一增量，隨后連續(xù)重復上述掃描移位。這樣，就用準分子激光束輻照或照射了工件12的整個表面。
然而要指出的是，強度分布不均勻(即不恒定)的圖形如圖15B所示，被成像到了工件12上。
從上文的描述中可以理解的是，在采用上述進行光學處理的已知準分子激光束輻射裝置的情況下，移動圖形掩模8以及工件12，用來沿與Y軸方向正交的X軸方向用準分子激光束L2掃描后者，其中，準分子激光束L1由于在圖形掩模8和高反射率反射鏡10之間經歷了多次反射而移位。因此，無法使得在圖形掩模8和高反射率反射鏡10之間經歷多次反射的準分子激光束L1的強度分布始終保持在基本恒定或均勻的狀態(tài)下。這樣，就有可能產生這種情況，即無法在工件12上使激光束輻射的強度分布保持均勻。在這種情況下，盡管取決于工件的材料、采用的光學系統(tǒng)所能達到的加工或工作精度以及其他因素，工件12的處理加工狀況變得不均勻，從而產生嚴重的問題。
再有，在現有的準分子激光束輻射裝置中，工件12的厚度和材料改變，以及掃描操作時移動圖形掩模8以及工件12的速度的改變都阻礙了工件12的均勻加工的實現。
鑒于現有技術的上述狀況，本發(fā)明的一個目的在于提供一種對工件進行光學處理的準分子激光束輻照裝置，該裝置即使在準分子激光束同時發(fā)生移位和反射的方向上，經歷多次反射的準分子激光束的強度分布不均勻時，也能對工件均勻地進行加工處理。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種準分子激光束輻照裝置，該裝置能夠均勻地對一工件進行加工處理，而不論進行掃描操作而相互同步移動的掩模以及工件的掃描移動速度是如何變化的。
鑒于上述隨本說明書逐步展開而變得清晰起來的上述目的和其他目的，按照本發(fā)明的總的方面，提供一種用準分子激光束對工件進行處理的準分子激光束輻照裝置，它包括一準分子激光振蕩器，用來輻射一準分子激光束；一具有透光部分和反射層的圖形掩模，透光部分用來使自準分子激光振蕩器輻射的準分子激光束能夠通過，并形成一個要在工件中形成的圖形，反光層用來反射準分子激光束；一置于與圖形掩模反射層相對位置上的高反射率反射鏡，用來將從反射層反射的準分子激光束反射到圖形掩模上，從而使準分子激光束在反射鏡和圖形掩模之間經歷多次反射，而發(fā)生位移；一成像透鏡，用來將通過圖形掩模透射的準分子激光束圖形成像到被輻照的工件上；一工件移動機構，用來沿與成像透鏡的光軸正交的方向移動工件；一掩模移動動機構，用來沿與成像透鏡的光軸正交的方向移動圖形掩模；以及一用來控制準分子激光振蕩器、工件移動機構以及掩模移動機構的控制單元。控制單元控制工件移動機構和掩模移動機構，從而沿同一坐標軸使圖形掩模和工件相互同步移動，使得在同步掃描位移期間，沿掃描移動方向用準分子激光束掃描工件，掃描移動方向與準分子激光束在圖形掩模和高反射率鏡面之間經歷多次反射時發(fā)生位移的方向重合。
準分子激光振蕩器和高反射率反射鏡可以被固定。高反射率反射鏡和圖形掩模大體相互平行。準分子激光束以一預定的傾斜角投射到圖形掩模上，而不受高反射率鏡面的影響。圖形掩模和工件可以在同步掃描位移期間沿同一坐標軸互相相反的方向移動。
由于該結構中掩模和工件的同步掃描位移的方向與準分子激光束的反射平移方向重合，所以如上所述，恰當和合適的加工或工作能量可以轉移到工件上，從而即使在無法始終確保經歷了多次反射的準分子激光束的強度分布均勻的時候，也能高精度地與高可靠性地形成所要的圖形。
在實施本發(fā)明的一種較佳模式中，控制單元被設計成能夠控制工件移動機構和掩模移動機構，從而用準分子激光束進行掃描時圖形掩模和工件同步位移的距離比將圖形成像到工件上時圖掩模的有效圖形區(qū)域的邊長要長。
如上所述，通過選擇掃描操作時掩模和工件發(fā)生位移的距離，使其大于沿掃描移動方向的掩模上有效圖形區(qū)域發(fā)生位移的距離，可以使該有效圖形區(qū)上準分子激光束的強度分布進一步均勻化，從而可以使花費在工件上的加工或工作能量更為恰當。
在實施本發(fā)明的另一種較佳方式中，控制單元可以被設計成，在選擇的位置下，圖形掩模和工件分別開始同步掃描位移，從而在同步掃描位移期間，至少在對應于用準分子激光束照射的工件區(qū)域上的距離范圍內，以一個穩(wěn)定的速度來使圖形掩模和工件發(fā)生位移。
在該結構中，這樣來確定掩模和工件的掃描位移起始點，使得掩模和工件的同步掃描移動速度的區(qū)域與用準分子激光束照射的區(qū)域重合，從而防止該有效圖形區(qū)域與掃描移動速度在開始掃描位移時可能發(fā)生改變的區(qū)域重疊在一起，如上所述，這樣可以確保用準分子激光束進行的照射在掃描移動速度穩(wěn)定的區(qū)域內的進行。這樣，工件有效圖形區(qū)域上準分子激光束的強度分布可以進一步均勻，從而用提高了的精度和可靠性來完成工件的加工處理。
在實施本發(fā)明的另一種較佳模式中，準分子激光束輻照裝置還可以包括一個速度測定單元，用來測定同步掃描位移期間圖形掩模和工件移動的速度。于是，控制單元可以被設計成，當速度測定單元檢測到在同步掃描位移期間圖形掩模和工件發(fā)生位移的掃描移動速度在用準分子激光束照射的區(qū)域內變化時，控制單元控制準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而當掃描移動速度低于某一預定速度時，使該頻率降低到某一預定頻率之下。并且控制單元控制振蕩重復頻率，從而當掃描移動速度高于預定速度時使該頻率增大到預定頻率以上。
由于這一結構，當掩模和工件的同步掃描速度在用準分子激光束輻照的工件范圍內變化時，當掃描移動速度低于某一預定速度時，準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率減小到一預定頻率以下，而當掃描移動速度高于該預定速度時，振蕩重復頻率增加到該預定頻率以上(即如上所述考慮到掃描移動速度變化來控制振蕩重復頻率)，而在工件上的有效圖形區(qū)域上使準分子激光束的強度分布更加均勻化，從而以最佳工作能量使工件得到處理。
在實施本發(fā)明的另一較佳模式中，準分子激光束輻照裝置還可以包括一個用來測定工件厚度的厚度偏差傳感器。這樣，控制單元可以被設計成當該厚度偏差傳感器在同步掃描位移期間檢測到工件厚度發(fā)生變化時，控制單元控制準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而當工件厚度大于某一預定厚度時，使其增加到某一預定頻率以上，并且控制單元控制該振蕩重復頻率，從而當工件厚度小于預定厚度時，將該頻率減小到該預定頻率以下。
可以這樣選擇預定頻率和預定厚度，使得在同步掃描位移期間，當工件以一給定速度移動時，可以用具有預定頻率的準分子激光束均勻穩(wěn)定地處理具有預定厚度的工件。
采用這種結構，當工件厚度大于某一預定厚度時，準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率被提高到某一預定頻率之上，而當工件厚度小于該預定厚度時，振蕩重復頻率被減小到預定頻率之下，從而如上所述，不管工件的厚度偏差如何，均可以將最佳工作能量有效均勻地施加到待處理的工件區(qū)域上。
在實施本發(fā)明的進一步較佳實施例中，可以這樣設計控制單元，使得當厚度偏差傳感器檢測到工件厚度在同步位移期間發(fā)生變化時，控制單元控制同步掃描位移期間圖形掩模和工件的掃描移動速度，從而當工件厚度大于一預定厚度時使其減小到某一預定速度以下，并且控制單元控制圖形掩模和工件的掃描移動速度，從而當工件厚度小于預定厚度時，使其減小到預定速度之下。
通過在工件厚度大于某一預定厚度時使工件的掃描移動速度降低到某一預定速度以下，并且當工件厚度小于預定厚度時使工件的掃描移動速度增加到該預定速度以上，從而如上所述，可以不管工件的厚度變化與否，均可以將最佳處理能量有效均勻地施加到待處理的工件區(qū)域上。
在實施本發(fā)明的又一種較佳模式中，準分子激光束輻照裝置還可以包括一個工件可加工性判定裝置，用來判定工件材料是難于還是易于加工。于是可以這樣設計控制單元，使得當由工件可加工性判定裝置檢測到在同步掃描位移期間，在受準分子激光束的輻照區(qū)域內工件材料發(fā)生改變時，該控制裝置控制準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而當工件材料易于加工時，將頻率降低到某一預定頻率以下，并且控制單元控制該振蕩重復頻率，從而當工件材料難于加工時，將頻率增加到該預定頻率以上。
加工困難和加工方便可以按照某一刻蝕速度來事先確定，在該刻蝕速度下，通過準分子激光束的單個脈沖輻照來刻蝕工件材料。有關工件材料的加工困難和加工容易方面的信息要對于用準分子激光束進行照射的工件一個區(qū)域內的每一區(qū)域存儲在存儲器內，這些區(qū)域就材料來說各不相同。該存儲器和工件可加工性判定裝置可以組合在控制單元內。
通過當工件材料易于加工時將準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率降低到一預定頻率以下，而當工件材料難于加工時將振蕩重復頻率增加到預定頻率以上，那么如上所述，可以不管工件材料變化與否，將最佳工作能量有效均勻地施加到要處理的工件區(qū)域內。
在實施本發(fā)明的又一種較佳實施例中，準分子激光束輻照裝置還可以包括一個工件可加工性判定裝置，用來判定加工材料是難于加工還是易于加工?？梢赃@樣設計，控制單元使得當由該工件可加工性判定裝置檢測出在同步掃描位移期間在受準分子激光束的照射區(qū)域內工件材料發(fā)生變化時，由控制裝置控制同步掃描位移期間圖形掩模和工件的掃描移動速度，從而當工件材料易于加工時將速度增加到一預定速度以上，并且控制單元控制圖形掩模和工件的掃描移動速度，從而當工件材料難于加工時，將速度降低到預定速度以下。
通過當工件材料相對易于加工時將掩模和工件的掃描移動速度增加到預定速度以上而當工件材料相對較難加工時將掃描移動速度降低到該預定速度以下，可以不管工件材料變化與否而將最佳加工能量有效均勻地施加到工件要處理的范圍內。
在實施本發(fā)明的一種較佳實施例中，掩模移動機構和工件移動機構可以包括一個在控制單元的控制下，沿與成像透鏡光軸以及同步掃描位移期間移動圖形掩模和工件的方向兩者正交的方向來步進移動圖形掩模和工件的步進饋送裝置，從而沿該正交方向重復用該準分子激光束照射該工件。沿正交方向的步進位移被選擇成小于投射的準分子激光束在圖形掩模和高反射率反射鏡之間沿正交方向發(fā)生位移的反射位移距離。
如上所述，通過將沿正交方向的步進饋送增量設定成小于準分子激光束的反射移位距離的長度，可以使準分子激光束的強度分布在有效圖形區(qū)域上沿步進饋送方向均勻化，從而可以將最佳工作能量作用在工件上。
在實施本發(fā)明的另一種較佳模式中，控制單元可以被設計成控制圖形掩模和工件的掃描移動速度，從而準分子激光束在介于接連的脈沖之間的時間間隔內沿掃描移動方向移動的圖形掩模和工件的脈沖間掃描位移(inter—pulse scanning displacement)變得小于準分子激光束在圖形掩模和高反射率反射鏡間經歷多次反射而發(fā)生位移的反射平移距離。
采用這種結構來控制掩模和工件的掃描移動速度，從而同步掃描位移期間掩模和工件的脈沖間掃描位移變得小于準分子激光束的反射平移距離，如上所述，可以在有效圖形區(qū)域上使準分子激光束的強度分布均勻化，從而可以進一步使施加到工件上的最佳工作能量均勻化。
在實施本發(fā)明的另一種較佳模式中，可以這樣設計控制單元使之能夠控制準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而準分子激光束在介于接連的脈沖之間的時間隔內沿掃描移動方向移動的圖形掩模和工件的脈沖間掃描位移變得小于準分子激光束在圖形掩模和高反射率反射鏡間經歷多次反射而發(fā)生位移的反射位移距離。
通過控制準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而在同步掃描位移期間掩模和工件的脈沖間掃描位移變得小于準分子激光束的反射平移距離，如上所述，可以進一步在工件的有效圖形區(qū)域上使準分子激光束的強度分布均勻化，從而用最佳工作能量進行加工。
在實施本發(fā)明的又一種最佳實施例中，如果在要照射的工件某一區(qū)域上有一個不必照射的區(qū)域，則可以這樣設計控制單元，使之能夠在同步掃描位移期間對不必照射的區(qū)域停止準分子激光振蕩器的工作。
有關不需照射區(qū)域的信息可以存儲在與控制單元相關的存儲器內。
如上所述，當工件的照射區(qū)域上存在這種不需照射區(qū)域時，通過在同步掃描位移期間停止或中斷準分子激光振蕩器對不需照射區(qū)域的工作，可以消除輻照能量因而也是激光驅動功率的無用消耗，從而可以延長準分子激光束輻照裝置的使用壽命。
在實施本發(fā)明的又一種較佳模式中，準分子激光束輻照裝置還可以包括一個阻擋片，在控制單元的控制下，可以有選擇地將該阻擋片插入到準分子激光束的光路中?？刂茊卧趫D形掩模和工件的同步掃描位移期間，將阻擋片插入到光路中，從而當要照射的工件上存在不需照射區(qū)域時，用來阻擋準分子激光束輻照工件的不需照射區(qū)域。
如上所述，如果工件的照射區(qū)域中存在不需照射區(qū)域，則通過將阻擋片插入到同步掃描位移期的光路中，來阻擋準分子激光束輻照工件的不需照射區(qū)域，從而可以避免輻照能量因而也是激光驅動功率的無用損耗，使準分子激光束輻照裝置的使用壽命得到延長。
在結合附圖閱讀了下文中僅作為舉例的較佳實施例說明以后，將更容易理解本發(fā)明的上述以及其他目的、特征以及附帶優(yōu)點。
下文的描述將參照附圖進行，其中圖1是按照本發(fā)明第一種實施例的準分子激光束輻照裝置總體結構示意透視圖；圖2A是沿X軸方向看時，準分子激光束輻照裝置的圖形掩模、成像透鏡以及工件結構的示意與放大的側視圖；圖2B描述的是沿與X軸方向正交的Y軸方向看時，投射到工件頂面上的準分子激光束的強度分布；圖3A是沿Y軸方向看時，圖形掩模、成像透鏡以及工件結構的示意與放大的側視圖；圖3B示出提沿X軸方向看時，輻照工件的準分子激光束的強度分布；圖4A是圖1所示準分子激光束輻照裝置中含有的圖形掩模和高反射率反射鏡的多次反射結構側視圖；圖4B是圖形掩模的頂視圖；圖4C描述的是沿掃描移動方向作為圖形掩模上位置函數的掃描移動速度的控制；圖5是按照本發(fā)明另一種實施例的準分子激光束輻照裝置的透視圖；圖6A示意描述的是準分子激光束在圖形掩模和高反射率反射鏡之間經歷多次反射從而沿Y方向發(fā)生位移時的情況；圖6B是圖形掩模的頂視圖6C描述的是沿Y軸方向同步掃描位移期間圖形掩模的掃描移動速度的變化；圖6D描述的是在同步掃描位移期間，隨掃描移動速度變化而對準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率的控制；圖7是按照本發(fā)明又一種實施例的準分子激光束輻照裝置的透視圖；圖8A是沿X軸方向看時，圖7中所示準分子激光束輻照裝置中圖形掩模、高反射率反射鏡和工件的多次反射結構；圖8B是示意描繪在通過圖形掩模以后用由一成像透鏡投射的準分子激光束進行輻照的工件某一區(qū)域的頂視圖；圖8C描述的是沿掃描移動方向看時工件厚度的變化；圖8D描述的是隨工件厚度變化，對掃描移動速度或激光振蕩頻率的控制；圖9A是示意描繪一準分子激光束在工件上的位置的頂視圖；圖9B是沿掃描移動方向看時，一準分子激光束的刻蝕速度的變化；圖9C描述的是隨準分子激光束的刻蝕速度變化，對振蕩重復頻率或掃描移動速度的控制；圖10A是沿X方向看時，含有圖形掩模和高反射率反射鏡的多次反射結構；圖10B是示意描繪沿X軸方向看時，圖形掩模的步進饋送的頂視圖；圖11A是準分子激光束在圖形掩模和高反射率反鏡鏡面之間沿X軸方向經歷多次反射連同成像透鏡和一工件的側視圖；圖11B描述的是沿X軸方向看時，準分子激光束的強度分布；圖12A是本發(fā)明又一種實施例中，沿X軸方向看時的多次反射結構側視圖12B是示意描繪準分子激光束在圖形掩模上位置的頂視圖；圖13A是本發(fā)明另一種實施例中，沿X軸方向看時，多次反射部分、成像透鏡以及工件的結構側視立面圖；圖13B是準分子激光束投射到工件上位置的頂視圖；圖14示出一例典型的已知光學處理裝置；圖15A是示意并放大描繪一個光學處理系統(tǒng)的側視圖，它包含了圖形掩模、高反射率反射鏡、成像透鏡和要在已知裝置中進行處理的工件；圖15B描述的是在已知的準分子激光束輻照裝置中沿Y方向看時的工件上準分子激光束的強度分布；圖16A是示意并放大描繪沿Y軸方向看時，已知準分子激光束輻照裝置中光學處理系統(tǒng)和相關部分的側視圖；以及圖16B描述的是沿X軸方向的工件上準分子激光束的強度分布。
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明目前被認為是最佳或典型的實施例。下文的描述中，相同的標記字符表示從幾個視圖中看是相同或相應的部件。同樣在下文的描述中，術語“左”、“右”、“頂”、“底”、“X軸方向”、“Y軸方向”等僅為描述方便而采用的術語，并非限定性術語。實施例1現在，參照圖1描述本發(fā)明第一種實施例的準分子激光束輻照裝置，圖1中僅示意描述了準分子激光束輻照裝置的總體結構透視圖。圖中，標記字符L0、L1和L2、1至15以及17表示與先前結合圖14所示的相同或等價的部件或組件。因此，不必對這些元件作重復描述。
參照圖1，控制單元16A用來控制準分子激光振蕩器1以及為高精度對工件進行處理需要用高精度進行驅動的掩模移動機構9和工件移動機構14。不用說，控制單元16A與前面結合圖14進行描述的計算機控制單元16相對應。
更具體地說，為了使圖形掩模8和工件相互同步移動，控制單元16A控制掃描移動方向(也稱為同步移動方向)，使之與準分子激光束當進行多次反射而發(fā)生移位的方向(也稱為反射平移方向)一致。為了描述的方便，假定上述掃描移動方向或同步移動方向和Y軸方向一致，而前述現有技術裝置的步進饋送方向和與Y軸方向正交的X軸方向一致。
圖2A是沿X軸方向看時，圖形掩模8、成像透鏡11和工件12的結構側視圖。圖中，標號18表示在準分子激光器L2的輻照下，工件12中形成的通路孔之類的孔。從圖中可以看到，準分子激光束L1的反射平移方向和圖形掩模8及工件12的同步相對移動方向被選擇成與Y軸方向重合。
圖2B描述的是沿Y軸方向看時，投射到工件12頂面上的準分子激光束L2的強度分布。
圖3A是沿Y軸方向看時，圖形掩模、成像透鏡11以及工件12的結構側視圖，圖3B是沿X軸方向看時，照射工件的準分子激光束L2的強度分布。
現在參照圖1至3，描述本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置的運行。
參照圖2A，從上部傾斜地投射到圖形掩模頂面的一部分準分子激光束L1通過圖形掩模8的通光孔8C和透光板8a，從而按照圖形掩模8的空心孔8C形成的圖形，形成對工件12進行加工或處理的準分子激光束L2，而另一部分準分子激光束L1在圖形掩模8的反射層和高反射率反射鏡10之間經歷重復多次反射。
更具體地說，準分子激光束L1在圖形掩模8的反射層和高反射率反射鏡10之間反射的位置沿Y方向(即從圖2A中看為左側)逐漸平移。另外，通過圖形掩模8的通光孔8C并具有與圖形掩模8的圖形對應的預定圖形的準分子激光束投射到工件12上，從而在激光能量的刻蝕作用下，在工件12中形成通路孔18之類的孔。
然而，實際上，只要圖形掩模8和高反射率反射鏡10保持不動，當準分子激光束L1沿Y軸方向(即沿反射平移方向)從高反射率反射鏡10的入射一側到另一側在圖形掩模8的反射層8b和高反射率反射鏡10之間進行重復反射時，準分子激光束L1的射束強度會逐漸降低。換言之，工件12上準分子激光束L2的強度分布是這樣的，當圖形掩模8和高反射率反射鏡10固定不動時，投射到工件上的準分子激光束12的強度沿負(-)Y軸方向逐漸減弱，在圖2B中由標有“掃描前的強度分布”的虛線表示。
因此，本發(fā)明中，圖形掩模8沿Y軸方向移動，而隨著圖形掩模8的位移，盡管高反射鏡面10不動工件12沿與圖形掩模8相反的方向(即沿負(-)Y軸方向)移動，從而用準分子激光束L2掃描工件12。這樣，具有圖2B中虛線所示強度分布特征的準分子激光束L2就沿Y軸方向連續(xù)覆蓋了工件12，從而如圖中標有“掃描后”(見圖2B)的實線所示的那樣，在工件12的頂面上實現了大體均勻的準分子激光束的強度分布。因此，如上所述，為實施準分子激光束L2外觀掃描的圖形掩模8和工件12的移動在后文中稱為掃描位移，其方向稱為掃描移動方向。
這樣，即使當準分子激光束L2的強度分布如圖2B中用虛線表示的那樣在掃描操作之前沿Y軸方向是非均勻的，上述圖形掩模8和工件12的同步掃描位移也會使準分子激光束L2沿Y軸方向在工件12上重疊在一起，結果如圖2B中實線所示的那樣，準分子激光束L2的強度分布(更嚴格地說是累積的強度)將是均勻的。
相反，即使當圖形掩模8和工件12處于固定狀態(tài)下(即，即使當圖形掩模8和工件12沿X軸方向不移動時)，與Y軸方向的強度分布相比，準分子激光束L2沿X軸方向的強度分布也是均勻的。這樣，不論圖形掩模8沿X軸方向的步進饋送以及工件沿X軸相反方向(即沿負(-)X軸方向)的步進饋送情況如何，可以大體保持工件12上準分子激光束L2的強度分布的均勻。實施例2在按照上述本發(fā)明第一種實施例的準分子激光束輻照裝置中，沒有考慮在用準分子激光束12掃描工件12時，同步掃描位移中圖形掩模8的起始位置和停止位置。然而應該指出的是，當圖形掩模8的同步掃描位移的整個行程或距離比圖形掩模8上有效圖形區(qū)域(即形成孔或眼圖形的區(qū)域)的長度長時，輻照工件12的準分子激光束L2的強度分布會更加均勻。
在本發(fā)明的第二種實施例中，考慮到了將圖形掩模8的同步掃描位移的距離或行程設定成比圖形掩模8的有效圖形區(qū)的長度長。下面參照圖4，描述本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置。附帶說明一下，準分子激光束輻照裝置本身的結構大體與參照圖1所描述的結構相同。
按照本發(fā)明當前實施例的原理，與工件12同步移動的圖形掩模8的整個距離這樣受控制單元16A的控制，從而沿掃描移動方向看時大于圖形掩模8的有效圖形區(qū)域的長度。另外，這樣確定掃描操作時圖形掩模8和工件12的起始位置，它是這樣一個區(qū)域，在該區(qū)域中，同步掃描位移期間圖形掩模8的移動速度是穩(wěn)定的(該區(qū)域在后文中也稱為穩(wěn)定掃描速度區(qū))，該區(qū)域包括了工件12上實際要用準分子激光束L2進行輻照或照射的區(qū)域。工件12的這一區(qū)域也被稱作為照射區(qū)。
圖4A是沿X軸方向看時，包含圖形掩模8和高反射率反射鏡10的多次反射結構側視圖，該圖還示意描繪了準分子激光束L1沿Y軸方向經歷多次反射時的情況。從圖4A中可以看出，照射圖形掩模8的準分子激光束L1的外觀具有寬度ΔW，或者反射平移距離ΔW(即，準分子激光束L1沿Y軸方向在圖形掩模8和高反射率反射鏡10之間經歷多次反射而沿Y軸方向的平移長度或距離)。另外，圖4B是圖形掩模8的頂視圖，而圖4C描繪的是沿掃描移動方向沿負(-)Y軸方向)作為圖形掩模8的位置函數的掃描移動速度V的變化。
圖4中，標記字符L1a和L1b表示用準分子激光束L1照射的圖形掩模8的區(qū)域(見圖4B)，標記字符a和b分別表示受照射在L1a和L1b的中心位置(見圖4C)，標記字符Wab表示沿Y軸方向進行掃描操作時，準分子激光束L1的相對位移距離，標記字符8d代表圖形掩模8上的一個有效圖形區(qū)域，W代表有效圖形區(qū)域8d的寬度(沿Y軸方向的長度)，RS代表掃描移動速度V處于穩(wěn)定狀態(tài)的穩(wěn)定速度區(qū)域，RV代表掃描移動速度V可變的速度可變區(qū)域，以及ΔWa和ΔWb分別代表對于有效圖形區(qū)域寬度W的速度穩(wěn)定區(qū)域RS的邊際寬度。
現在假定如圖4B中用實線矩形所示的那樣，經歷多次反射的準分子激光束L1位于位置L1a處。(沿Y軸方向中心位置為a)。此時，控制單元16A(參看圖1)沿負(-)Y軸方向使圖形掩模移動，從而準分子激光束L1從實線位置L1a沿Y軸方向朝著虛線位置L1b移動，實施外表掃描操作，從而沿Y軸方向從位置L1a至位置L1b，準分子激光束在外表上掃描圖形掩模8。
這樣，位移掃描距離Wab(即從中心位置a至位置b的距離)被選擇為大于圖形掩模8中形成的成像圖形的區(qū)域的長度W，該區(qū)域即沿同步移動方向(Y軸方向)看時進行掃描操作的有效圖形區(qū)域8d。
所以，從圖4B和4C可以看出，在同步掃描位移期間，從位置a至位置b由準分子激光束L1覆蓋的有效圖形區(qū)域8d位于速度穩(wěn)定區(qū)域RS內，這又意味著，輻照有效圖形區(qū)域8d的準分子激光束L1的強度分布(累積強度值)是均勻的。
順便指出，當圖形掩模8沿負(-)Y軸方向移動，從而使準分子激光束L1的中心點從a至b經歷多次反射而發(fā)生位移來對外表實施掃描操作時，掃描移動速度V的變化方式如圖4C中所示。這樣，應當可以理解的是，如果掃描移動速度V的速度可變區(qū)域與有效圖形區(qū)域8d重疊，那么掃描移動速度V就在有效圖形區(qū)域8d內變化，結果，照射有效圖形區(qū)域8d的準分子激光束L1的強度分布(累積強度值)會變成不均勻。
由于上述原因，掃描位移開始點a和掃描位移停止點b被設定成，工件12可以在圖形掩模8的掃描移動速度V處于穩(wěn)定狀態(tài)的速度穩(wěn)定區(qū)域RS內進行處理。這樣，可以使投射到圖形區(qū)域8d上的準分子激光束L1的強度分布(累積強度值)更加均勻，從而均勻地對工件進行處理。
附帶說明一下，準分子激光束L1的反射平移距離(外觀寬度)與速度穩(wěn)定區(qū)域RS的寬度ΔWa和ΔWb可以被選擇成滿足下述條件ΔWa＞ΔW/2ΔWb＞ΔW/2。
從上述表達式可以清楚地看到，每一個邊際(允許)寬度ΔWa和ΔWb必須被設置成大于準分子激光束L1的反射平移距離(或外觀寬度)的一半，從而可以成功地在有效圖形區(qū)域8d內掃描有效圖形區(qū)域8d。另外，還應當再次指出的是，準分子激光束L1的外觀寬度ΔW與準分子激光束L1在圖形掩模8和高反射率鏡10之間經歷多次反射期間發(fā)生平移的距離對應。
當然，正如前文中指出的那樣，是由控制單元16A來確定與圖形掩模8同步移動的工件12的掃描位移起始停止位置的。實施例3
在本發(fā)明第二種實施例的準分子激光束輻照裝置中，圖形掩模8和工件12的同步掃描位移期間的掃描移動速度V在有效圖形區(qū)域8d內保持恒定。然而，當同步掃描移動速度改變時，要求控制準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率，使其作為掃描移動速度變化的函數，從而使得用準分子激光束L2掃描其外表照射工件12的準分子激光束L2的強度分布均勻化。
根據本發(fā)明第三種實施例的原理，設想依掃描移動速度V的變化來控制準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率。下面參照圖5和圖6，描述本發(fā)明第三種實施例的準分子激光束輻照裝置，其中，圖5是本發(fā)明當前實施例準分子激光束輻照裝置的透視圖，圖中，標記字符L0、L1和L2、1至15以及17代表與本發(fā)明第一和第二種實施例中具有相同標記字符的相同或等價元件。
掩模移動機構9和工件移動機構14的高精度驅動構成控制裝置并對應于圖1中所示控制單元16A的控制單元16B的控制。速度測定單元19用來測定圖形掩模8和工件12的掃描移動速度V。在此應當再次指出的是，圖形掩模8和工件12相互沿Y軸相反的方向相向同步移動。因此，在下文的描述中，只考慮圖形掩模8的掃描移動速度V，可以理解，下文的描述同樣也適用于工件12的掃描移動速度。由速度測定單元19測定的掃描移動速度V被輸入到控制單元16B內，該控制單元，依掃描移動速度V控制準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f。
圖5中所示的控制單元被設計成或者受程序控制成，在掃描位移期間，當圖形掩模8的掃描移動速度V同步地隨工件12的被處理圖形區(qū)域(即，用準分子激光束12進行處理的工件12的區(qū)域)而變化或改變時，并且該區(qū)域對應于前述圖形掩模8的有效圖形區(qū)域8d(見圖4B)，則當掃描移動速度V低于某一預定速度V0時，準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率f降低到某一預定頻率f0以下，而當掃描移動速度V高于預定速度V0時，振蕩重復頻率f增加到預定頻率f0以上。
圖6A是從X軸方向看時，準分子激光束L1的多次反射結構側視圖，它示意地描述了準分子激光束L1沿Y軸方向移動時在圖形掩模8和高反射率反射鏡10之間的多次反射。圖6B是圖形掩模8的頂視圖，其中標記字符8d、L1a和L1b的含義與第二種實施例的標記字符含義相同(見圖4)。圖6c只是舉例描述在同步掃描位移期間沿Y軸方向的圖形掩模8的掃描移動速度V的變化。另外，圖6D只是舉例描述同步掃描位移期間準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f的變化。
現在參照圖5和圖6描述本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置的運行。
假定經歷多次反射的準分子激光束L1位于圖6B中用實線矩形表示的位置L1a處。此時，為使準分子激光束沿Y軸方向的強度分布均勻，控制單元16B使圖形掩模8沿負(-)Y軸方向移動，從而準分子激光束L1的中心點從位置a朝位置b移動，實施對外表的掃描操作。
因此，假定同步掃描位移期間掃描移動速度V的變化方式如圖6C中所示。這樣，當掃描移動速度V較低時，通過圖形掩模8的有效圖形區(qū)域8d以后投射到工件12上的準分子激光束L2的強度(累積強度值)提高，而當掃描移動速度V較高時，此強度變低(這里，假定振蕩重復頻率f被設定在一預定恒定頻率f0)，這將對工件12加工的敏感性產生不利的影響。
在這種情況下，控制單元16B借助于速度測定單元19，監(jiān)測圖形掩模8在同步掃描位移期間的掃描移動速度V，并根據由圖6D中描述的以這種方式測定或檢測的掃描移動速度V控制準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f0，更具體地說，當掃描移動速度V高于預定速度V0時，振蕩重復頻率f被設定成高于預定頻率f0，而當掃描移動速度V低于該預定速度V0時，振蕩重復頻率f被設定成低于該預定頻率f0。
這樣，就可以使投射到工件12上的準分子激光束12的強度分布(累積強度值)均勻化。因此，準分子激光振蕩器1的掃描移動速度V和振蕩重復頻率f之間關系可以由下式給出。
f＝f0＋K1·ΔVΔV＝V－V0式中，K1代表具有正(+)值的比例常數，ΔV代表掃描移動速度V和預定速度V0之間的偏差或差值。
用作掃描移動速度V和振蕩重復頻率f的參照或標準的預定頻率f0和預定速度V0分別與工件可以在正常狀態(tài)下穩(wěn)定處理的振蕩重復頻率f和掃描移動速度V對應。換言之，通過將掃描移動速度V設定成V0，將振蕩重復頻率設定成f0，可以穩(wěn)定地對工件12進行處理。
正如從圖6D中可以看出的那樣，在本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置中，通過增高或者降低依賴于掃描移動速度V的振蕩重復頻率f，可以使準分子激光束的強度分布大致保持恒定。所以，可以使照射圖形掩模8的有效圖形區(qū)域8d的準分子激光束L2的強度分布(累積強度值)均勻化，這就意味著可以均勻地對工件12進行處理。實施例4在前述實施例的準分子激光束輻照裝置中，沒有考慮工件12的厚度、材料以及其他因素的變化。然而，當存在這種(或這些)變化時，最好通過增大或減小隨厚度、材料和/或其他因素而變化的振蕩重復頻率f或掃描移動速度V，來使投射到工件上的準分子激光束L2的有效強度分布均勻化。
在本發(fā)明的第四種實施例中，考慮到了隨工件12的厚度和材料而變化的準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f或掃描移動速度V的控制。下面參照圖7和圖9，描述本發(fā)明第四種實施例的準分子激光束輻照裝置，其中，圖7是本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置的透視圖，圖中，標記字符L0、L1和L2、1至15和1 7代表與本發(fā)明前述實施例中用相同標記字符表示的部件或組件相同或等價。
以高精度驅動的掩模移動機構9和工件移動機構14受組成控制裝置并對應于圖1中控制單元16A的控制單元16C的控制。厚度偏差傳感器20用來測定工件12的厚度偏差。由厚度偏差傳感器20測定的厚度被輸入到控制單元16C內。
圖7中所示的控制單元16C被設計或程序控制成，當工件12的厚度d大于某一預定厚度d0時，將準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f增高到某一預定頻率f0上，而光厚度d小于該預定厚度d0時，將該振蕩重復頻率f降低到該預定頻率f0以下。
也可以將圖7中所示控制單元16C設計成或程序控制成，當工件12的厚度d大于預定厚度d0時，將工件12(以及圖形掩模8)的掃描移動速度V減小到預定速度V0以下，而當厚度d小于預定厚度d0時，將工件12(以及圖形掩模8)的掃描移動速度V增大到預定速度V0以上。為了便于描述，考慮工件12的掃描移動速度V，可以理解的是，工件12的掃描移動速度V對應于圖形掩模8的掃描移動速度，盡管從嚴格意義上說來它們并非相同。
圖8A是從X軸方向看時，圖形掩模8和高反射率反射鏡10的多次反射結構以及成像透鏡11和工件12的側視圖，圖8B示意地描述了準分子激光束L2在通過圖形掩模8以后，由成像透鏡11投射到工件12上的受照射區(qū)域。
圖8B描述了通過將圖形掩模8的有效圖形區(qū)域8d成像到工件12上而形成的受輻照區(qū)域(有效處理區(qū))12a；在工件12的同步掃描位移之前，由準分子激光束L2照射到工件12上的區(qū)域L2a以及在工件12的同步位移以后由準分子激光束L2照射到工件12上的位置L2b。
圖8C描述的是沿掃描移動方向(即沿Y軸方向)看時，工件12的厚度d的變化，其中，標記字符d0表示用作參照或標準厚度的預定厚度，標記字符a和b分別表示準分子激光束L2在同步掃描位移起點和終點處的中心位置。
圖8D描述的是受工件12的厚度d的變化控制的振蕩重復頻率f或掃描移動速度V，其中，標記字符f0代表用作比較標準的預定頻率。另外，標記字符V0代表一個與圖形掩模8的掃描移動速度V進行比較的標準。
現在，假定通過圖形掩模8和成像透鏡11投射并經歷多次反射的準分子激光束L1的中心點位于Y軸上的位置a(見圖4C和4D)。從這一點開始，工件12沿Y軸方向與圖形掩模8的掃描位移同步移動，從而準分子激光束在外表面上從位置a移動到位置b，進行掃描操作，從而如前述所述的那樣，盡管存在多次反射，均使準分子激光束沿Y軸方向具有均勻的強度分布(累積強度值)。
這樣，在工件12上投射了圖形掩模8的有效圖形區(qū)域8d的受幅照區(qū)12a(見圖6B)上，當工件12厚度d以圖8C中所描述的方式變化時，要求依工件12的厚度d相應改變準分子激光束L2的輻照量，從而均勻有效地處理工件12。
舉例來說，當工件12的厚度d大于預定厚度d0時，必須使準分子激光束L2的輻照量增大，而當厚度d小于預定厚度d0時，必須減少準分子激光束L2的輻照量。
至此，控制單元16C借助于偏差傳感器20監(jiān)測工件12的厚度d的變化。也可以有依賴地測定工件12的厚度。同步掃描位移期間準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f或掃描移動速度是以圖8D中描述的方式，由控制單元16C依工件12的厚度d來控制其變化的。
因此，讓我們假定振蕩重復頻率f是由控制單元16C依工件12的厚度d來控制的。這樣，下述關系適用于厚度d和準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f。
f＝f0＋K2·ΔdΔd＝d－d0，式中，K2代表一具有正(+)值的比例常數，Δd代表工件12的厚度d和預定厚度d0之間的偏差或差值。預定頻率f0和預定厚度d0分別代表對具有預定均勻厚度的工件12穩(wěn)定地進行處理所需要的振蕩重復頻率f和厚度d的標準值，其中，標準值或參照值d0和預定頻率f0被選擇成，當工件12在同步掃描位移期間以一恒定速度移動時，能夠通過采用具有預定頻率f0的準分子激光束照射工件12來穩(wěn)定地處理工件12。
另一方面，如果掃描移動速度V是由控制單元16C控制的，則下式給出的關系仍然有效V＝V0－K3·Δd式中，K3代表一比例常數。這樣，掃描移動速度V受與厚度d的偏差Δd成反比關系的控制。
預定速度V0和預定厚度d0代表允許工件12受到穩(wěn)定處理的各標準值，因而它們被選擇成，當具有預定均勻厚度d0的工件受具有預定恒定振蕩重復頻率的準分子激光束L2的輻照時，可以在同步掃描位移期間，通過以標準速度V0移動工件12來穩(wěn)定而均勻地處理工件12。
通過依賴于工件12的厚度d可變地控制振蕩重復頻率f或掃描移動速度V，即使當工件12的厚度d如圖8C和8D中所示的那樣可變時，也可以通過準分子激光束L2的輻照來均勻地實施對工件12的處理。
下面參見圖9，描述依賴于工件12的材料，對振蕩重復頻率f或掃描移動速度V的控制。
這樣，控制單元16C根據偏差傳感器20測定的厚度d，用計算確定準分子激光束L2的單個脈沖的刻蝕速度e，從而根據與預定蝕刻速度e0的偏差Δe來確定工件12的材料是易于加工還是難于加工。
另一種方式是，當工件12的材料相對較易加工時，可以在控制單元16C的控制下，將工件12的掃描移動速度V增大到預定速度V0以上，而當工件12的材料相對較難加工時，將掃描移動速度V減小到預定速度V0以下。
圖9A是示意地描述準分子激光束L2的位置以及工件12上受輻照區(qū)的頂視圖，圖9B描述的是沿工件12的掃描移動方向(y軸方向)看時，刻蝕速度e的變化，圖9c描述的是依賴于刻蝕速度e，對振蕩重復頻率f和掃描移動速度V的控制。圖中，標記字符e0代表與刻蝕速度e比較的參照速度或標準速度。
正如圖9B中示意地描述的那樣，當工件12的材料在受輻照區(qū)域12a內變化時，控制單元16c首先根據偏差傳感器20測定的厚度d，用計算確定相應于或者可比作工件12的材料的刻蝕速度。附帶說明一下，可以根據用準分子激光束L2的單個脈沖照射工件12而形成的通路孔(見圖3)的深度，來確定刻蝕速度e。
根據這樣確定的刻蝕速度e，控制單元16C通過圖9C中舉例描述的方式，可變地控制掃描位移期間的準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f或工件12的移動速度V。
更具體地說，當刻蝕速度e低于預定刻蝕速度e0時，表示工件12由相對較難加工的材料制成，則控制單元16C將振蕩重復頻率f增高到預定頻率f0以上，或者減小掃描移動速度V。
另一方面，當確定的刻蝕速度e高于預定刻蝕速度e0時，意味著工件12的材料相對較易加工，則控制單元16C將振蕩重復頻率f降低到預定頻率f0以下，或者將掃描移動速度V增大到預定速度V0以上。
在振蕩重復頻率受控制單元16C的控制的情形下，下述表達式給出的關系適用于表示工件12的材料是易于還是難于加工的刻蝕速度e與準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f。
f＝f0＋K4·ΔeΔe＝e－e0式中，K4代表具有正(+)值的比例常數，Δe代表表工件12的刻蝕速度e與預定刻蝕速度e0之間的偏差或差值。
預定頻率f0和預定刻蝕速度e0分別代表穩(wěn)定地而均勻地對工件12進行處理所需的振蕩重復頻率f和刻蝕速度e的標準值，其中，標準值或參照值e0以及預定頻率f0被選擇成，當工件12在同步掃描位移期間以一恒定速度移動時，可以通過以具有預定頻率f0的準分子激光束L2照射工件12來穩(wěn)定地對工件12進行處理。
另一方面，如果掃描移動速度V是由控制單元16C控制的，則下述表達式給出的關系適用于同步掃描位移期間的刻蝕速度e和掃描移動速度V。
V＝V0－K5·Δe式中K5代表一比例常數。
預定速度V0和預定刻蝕速度e0代表使工件12能被穩(wěn)定而均勻地處理的各標準值，因而它們被選擇成，當對應于預定刻蝕速度e0的材料的工件12受具有預定恒定振蕩重復頻率的準分子激光束L2輻照時，可以在同步掃描位移期間通過以標準速度V0移動工件12來穩(wěn)定而均勻地處理工件12。
通過以圖9C中所示的方式，依賴于刻蝕速度e控制振蕩重復頻率f或掃描移動的速度V，從而即使當工件12的材料在受照射區(qū)12a上變化時，也能在工件12的受照射區(qū)域12a上實現有效均勻處理的準分子激光束的輻照強度。實施例5在本發(fā)明的前述實施例的準分子激光束輻照裝置中，沒有考慮沿X軸方向圖形掩模8和工件12的步進饋送增量Δs的影響。然而，最好沿y軸方向將步進饋送增量Δs設置成小于圖形掩模8上準分子激光束L1的寬度ΔWx，從而當沿y軸方向以步進方式饋送圖形掩模8和工件12時，可以使準分子激光束的強度分布均勻化。
本發(fā)明的第五種實施中，考慮了在沿y軸方向通過將步進饋送增量Δs設定成小于準分子激光束L1的寬度ΔWx，來使準分子激光束的強度分布均勻化。下面參照圖10和11來描述本實施例的準分子激光束輻照裝置。附帶指出，本實施例的準分子激光束輻照裝置可以用大體與圖1中所示裝置相同的結構來實施。
現在所考慮的本發(fā)明的準分子激光束輻照裝置的基本原理是，當沿y軸方向步進饋送圖形掩模8和工件12以用準分子激光束L2沿y軸方向重復進行輻照時，圖形掩模8和工件12的移動沿與實現前述掃描操作而移動圖形掩模8和工件12的掃描移動方向(y軸方向)正交的方向，以及與成像透鏡11的光軸的正交方向(y軸方向)其中，沿y軸方向的步進饋送增量Δs被設定成沿y軸方向看時小于準分子激光束L1的寬度ΔWx。
圖10A是從y軸方向看時，用于準分子激光束L1的圖形掩模8和高反射率反射鏡10的多次反射結構的側視圖，而圖10B示意地描述的是用準分子激光束L2照射的位置以及圖形掩模8的有效圖形區(qū)域。
參見圖10B，在圖形掩模8上經受多次反射并投射到位置L1a上的準分子激光束L1有一個位于y軸上位置a處的中心點。圖中，圖形掩模8上沿y軸方向的準分子激光器L1的寬度用ΔWx表示，圖形掩模8沿y軸方向的步進饋送增量用Δs表示，而步進饋送以后準分子激光束L1的中心點或位置用c表示。
圖11A是準分子激光束L1經受多次反射的圖形掩模8和高反射率反射鏡10以及成像透鏡11和工件12的結構沿y軸方向看時的側視圖，圖11B是沿y軸方向看時工件12的強度分布圖。
下面參照圖1以及圖10和11描述按照本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置的操作。
在圖形掩模8和工件12的同步掃描操作中，為使準分子激光束的強度分布沿y軸方向均勻化，控制單元16A使圖形掩模8沿負(-)y軸方向移動，從而準分子激光束L1的中心點從位置a移動到位置b(參見圖10)，實施外表掃描操作。
隨后，沿y軸方向饋送圖形掩模8一個增量Δs。從而步進平移準分子激光束L1，使其從位置b平移至位置c。接著，沿y軸方向進行圖形掩模8的同步掃描位移。用這種方式，沿y軸方向順序重復用準分子激光束L2沿y軸方向對工件12的輻照。
沿y軸方向的步進饋送增量Δs被設定成沿y軸方向看時小于準分子激光束L1的寬度ΔWx，從而滿足下述條件Δs＜ΔWx/2另外，經受多次反射的準分子激光束L1沿y軸方向的寬度ΔWx是由圖11A中所示的那樣確定的。更具體地說，準分子激光束L1投射到高反射率反射鏡10的中心點，并在高反射率反射鏡10的兩端經受重復反射。這樣，準分子激光束L1沿y軸方向的強度分布如圖11B中實線或虛線所示的那樣。從圖中可以看出，準分子激光束L1的強度分布沿y軸方向也或多或少有些變化。
如圖11B中由虛線平移到實線所示的那樣，準分子激光束沿步進饋送方向的強度分布非均勻性可以通過將步進饋送增量Δs設定成小于準分子激光束L1的寬度ΔWx而抑制到最小。通過這種方式，可以將由于y軸方向準分子激光束的強度分布的非均勻性所產生的工件12的處理中的非均勻性降到最小。實施例6在本發(fā)明前述實施例的準分子激光束輻照裝置中，沒有考慮沿y軸方向圖形掩模8和工件12的脈沖間掃描位移Δy(即，沿y軸方向準分子激光束L0、L1或L2在相繼的脈沖時間間隔內圖形掩模8和工件12的掃描位移的增量)。然而，為使準分子激光束L1的強度分布(累積強度值)均勻化，最好將準分子激光束的脈沖間掃描位移Δy設置成小于準分子激光束L1的反射平移距離(外觀寬度)(即反射時沿y軸方向平移準分子激光束L1的長度或距離)。
本發(fā)明的第六種實施例中還考慮了通過將準分子激光束L0、L1或L2的脈沖間掃描位移Δy設置成小于準分子激光束L1的反射平移距離Δw來使準分子激光束的強度分布進一步均勻化。
圖12A是本發(fā)明第六種實施例沿y軸方向看時的多次反射結構側視圖，圖12B示意地描述了圖形掩模8上準分子激光束L1的位置，其中的脈沖間掃描位移用Δy表示。附帶指出，實施本發(fā)明第六實施例的準分子激光束輻照裝置與圖1中所示的結構大體相同。
從本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置和原理可以看出，這樣來控制同步掃描位移期間圖形掩模8和工件12的脈沖間掃描位移Δy，從而在控制單元16A的控制下，通過改變圖形掩模8和工件12的掃描移動速度V，使Δy小于準分子激光束L1的反射平移距離Δw。
為了描述簡化起見，在下面的描述中將只考慮圖形掩模8的脈沖間掃描位移Δy和掃描移動速度V，應該理解，下面的描述也同樣適用于工件12。
另外，控制單元16A被構造得這樣來改變準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而同步掃描位移期間圖形掩模8和工件12的脈沖間掃描位移Δy小于準分子激光束L1的反射平移距離Δw。
在圖形掩模8和工件12的同步掃描位移期間，即使在準分子激光束L1的相繼的脈沖之間的時間間隔內(即在以脈沖方式截取準分子激光束L1的輻照的時間間隔內)，用于掃描操作的圖形掩模8也發(fā)生移動。準分子激光束L1在相繼脈沖(換言之，即脈沖斷開期間)內，之間的時間間隔圖形掩模8移動的距離用Δy來表示，并稱之為脈沖間掃描位移。控制單元16A控制圖形掩模8的掃描移動速度V，從而使脈沖間掃描位移Δy小于準分子激光束L1的反射平移距離Δw。
再有，控制單元16A這樣來控制準分子激光振蕩器1的振蕩重復頻率f，從而使圖形掩模8的脈沖間掃描位移Δy小于準分子激光束L1的反射平移距離Δw。
當然，也可以將控制單元16A這樣編程來控制掃描移動速度V或振蕩重復頻率f，從而使前述條件(即脈沖間掃描位移Δy小于反射平移距離Δy)得到滿足。
因而，用下述表達式，可以根據振蕩重復頻率f和掃描移動速度V來確定準分子激光束L1的圖形掩模8的脈沖間掃描位移ΔyΔy＝V/f0另一方面，準分子激光束L1的脈沖間掃描位移Δy和反射平移距離Δw之間的關系可以由下述式給出Δy＜K6·Δw式中，K6代表一比例常數，其選擇使得滿足條件1＞K6＞0。
從上式可以看出，當掃描移動速度V變小時，脈沖間掃描位移Δy變小。另外，脈沖掃描位移Δy隨振蕩重復頻率f的降低而變小。
在由發(fā)明人進行的一項實驗中，當將K6設定成0.2時，對于準分子激光束L1和L2的強度分布來說，處理的均勻性的偏差可以控制在±10％的數量級。若要使強度分布的均勻性偏差在±2％的數量級，可以將比例系數K6選擇為0.05左右。
以這種方式，通過降低脈沖間掃描位移Δy，可以進一步使準分子激光束L2的強度分布(累積強度值)均勻化，從而相應提高工件12的加工均勻性。實施例7在前述實施例中，沒有考慮工件12輻照區(qū)域上的不需輻照區(qū)的存在(見圖9)。然而，在同步掃描位移期間，最好避免不需輻照區(qū)(即不必照射的區(qū)域)受準分子激光束L2的輻照。
本發(fā)明的第七種實施例給出一種使不需輻照區(qū)免受準分子激光束L2照射的結構。
圖13A是沿y軸方向看時，多次反射部分、成像透鏡11以及工件12的結構側視圖，圖13B是準分子激光束L2投射到工件12上的位置頂視圖。受照射區(qū)域12a中的不需輻照區(qū)(或用另一種方式說，非加工區(qū))用標記字符12b表示，不需照射區(qū)12b的兩端位置分別用m和n表示。附帶說明的是，實施本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置可以與圖1中所示的結構相同。
在本發(fā)明當前實施例的準分子激光束輻照裝置中，控制單元16A被設計成，在同步掃描位移期間，如果工件12的受照射區(qū)域12a上有不需輻照區(qū)，則停止準分子激光振蕩器對不需輻照區(qū)12b的操作。
也可以提供一個在控制單元16A的控制下，有選擇地插入到準分子激光束L0、L1或L2的光路中去的阻擋板(未示出)。這樣，就假定在進行同步掃描位移的受照射區(qū)域12a內的不需照射區(qū)12b上，將阻擋板插到了(例如)準分子激光束L2的光路中，從而避免了準分子激光束L2照射工件12。
參見圖13A和13B，當工件12沿y軸方向與圖形掩模8同步移動進行掃描操作時，用準分子激光束L2照射12的位置從位置12a(圖13B中用實線表示)移到了位置L2b(圖13B中用虛線表示)。
這樣，在對應于構成不需輻照區(qū)12b位置m和n之間距離的時間間隔內，停止準分子激光振蕩器1的運行，或者將阻擋板插入到準分子激光束L0、L1或L2的光路內。
因此，就避免了用準分子激光束L2輻照不需輻照區(qū)12b，從而可以有選擇地用準分子激光束L2來照射必須處理的受照射區(qū)12a中的那些區(qū)域。因此，可以避免對工件12的無用輻照和處理，從而可以避免準分子激光束輻照裝置的不必要操作，使其使用壽命相應延長。當然，也可以確保準分子激光束輻照裝置處理性能的高可靠性。
附帶說明的是，構成不需輻照區(qū)12b的位置m和n可以事先作為測得的數據存儲在控制單元16A中的存儲器內。
盡管在前述各種實施例的描述中，僅結合圖形掩模8或工件12描述了同步掃描位移和步進饋送操作，但并未說明圖形掩模8和工件12都可以受同步位移控制，并因此出現同步的掃描位移和同時的步進饋送操作。
從前述的詳細描述中可以清楚理解到本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點，因此后文的權利要求試圖將系統(tǒng)的這些特征和優(yōu)點包含在本發(fā)明的精神和范圍之內。另外，因為本領域的技術人員可以作出許多種改進和組合，因此本發(fā)明并非僅限于已描述的特定結構和操作。
例如，可以有選擇并恰當地將各實施例組合在一起，用以提高準分子激光束的強度分布均勻性，并確保準分子激光束輻照裝置以及光學處理處理的更高操作可靠性。另外，盡管在第三和第四種實施例的描述中，振蕩重復頻率f或掃描移動速度V是受控制的，但是，應該理解的是，可以以某種恰當的組合方式來使二者都受控制，達到大體相同的目的。
因此，所有恰當的組合和等價物均落在本發(fā)明的精神和范圍內。
權利要求
1.一種用準分子激光束對工件進行處理的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，它包含一準分子激光振蕩器，用來輻射一準分子激光束；一具有透光部分和反射層的圖形掩模，所述透光部分用來使所述準分子激光振蕩器輻射的所述準分子激光束能夠從中通過，所述反射層用來反射所述準分子激光束，所述透光部分形成一在所述工件上待形成的圖形；處于所述圖形掩模的所述反射層相對位置上的反射裝置，用來將從所述反射層反射的準分子激光束反射到所述圖形掩模上，從而所述準分子激光束在反射裝置和所述圖形掩模之間經受多次反射，并發(fā)生位移；一成像光學系統(tǒng)，用來將透過所述圖形掩模的準分子激光束圖形成像到它所輻照的所述工件上；一工件移動機構，用來沿與所述成像光學系統(tǒng)的光軸正交的方向移動所述工件；一掩模移動機構，用來沿與所述成像光學系統(tǒng)的光軸正交的方向移動所述圖形掩模；以及一控制裝置，用來控制所述準分子激光振蕩器；所述工件移動機構和所述掩模移動機構；其中，所述控制裝置控制所述工件移動機構和所述掩模移動機構，從而所述圖形掩模和所述工件沿同一軸相互同步位移，用所述準分子激光束在一同步掃描位移期間沿一掃描移動方向掃描所述工件，所述掃描移動方向與所述準分子激光束在所述圖形掩模和所述反射裝置之間經受多次反射時發(fā)生平移的方向重合。
2.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述準分子激光振蕩器和所述反射裝置位置固定，所述反射裝置和所述圖形掩模的位置大體相互平行；以及所述準分子激光束以一預定的傾斜角投射到所述圖形掩模上，而不受所述反射裝置的干擾；其中，所述圖形掩模和所述工件在所述同步移動位移期間沿同一軸相互作相向移動。
3.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述控制裝置控制所述工件移動機構和所述掩模移動機構，從而用所述準分子激光束進行掃描的所述圖形掩模和所述工件同步位移的距離比所述圖形掩模有效圖形區(qū)域的長度長，在所述圖形掩模中形成要成像到所述工件上去的圖形。
4.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述控制裝置對開始所述同步掃描位移的所述圖形掩模和所述工件的位置分別作出選擇，從而至少在與所述準分子激光束照射的工件的某一區(qū)域對應的距離上，在所述同步掃描位移期間使所述圖形掩模和所述工件以一穩(wěn)定速度發(fā)生位移。
5.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，它還包含速度測定裝置，用來在所述同步掃描位移期間檢測所述圖形掩模和所述工件移動的速度；其中，所述控制裝置被設計成，當所述速度測定裝置檢測到在所述同步掃描位移期間所述圖形掩模和所述工件發(fā)生位移的掃描移動速度在用所述準分子激光束照射的區(qū)域發(fā)生變化時，所述控制裝置控制所述準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而當所述掃描移動速度小于某一預定速度時，使所述振蕩重復頻率降低到一預定頻率以下，而所述控制裝置控制所述振蕩重復頻率，從而當所述掃描移動速度大于所述預定速度時，所述振蕩重復頻率增高到所述預定頻率以上。
6.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，它包含與所述控制裝置相關配置的厚度測定裝置，用來測定所述工件的厚度；其中，所述控制裝置被設計成，當所述厚度測定裝置在所述同步掃描位移期間檢測到所述工件厚度變化時，所述控制裝置控制所述準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而當所述工件的厚度大于某一預定厚度時，所述振蕩重復頻率增高到某一預定頻率以上，而所述控制裝置控制所述振蕩重復頻率，從而當所述工件厚度小于所述預定厚度時，所述振蕩重復頻率降低到所述預定頻率以下。
7.如權利要求6所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，如此選擇所述預定頻率和所述預定厚度，使得當所述工件在所述同步掃描位移期間以一給定速度移動時，可以用具有所述預定頻率的所述準分子激光束均勻而穩(wěn)定地處理具有所述預定厚度的所述工件。
8.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，它還包含與所述控制裝置相關而配置的厚度測定裝置，用來測定所述工件的厚度；其中，所述控制裝置被設計成，當所述厚度測定裝置在所述同步位移期間檢測到所述工件的厚度變化時，所述控制裝置控制所述同步掃描位移期間所述圖形掩模和所述工件的掃描移動速度，從而當所述工件的所述厚度大于某一預定厚度時，所述掃描移動速度減小到某一預定速度以下，并且所述控制裝置控制所述圖形掩模和所述工件的所述掃描移動速度，從而當所述工件厚度小于所述預定厚度時，所述掃描移動速度增加到所述預定速度以上。
9.一種如權利要求8的所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，如此選擇所述預定速度和所述預定厚度，從而當所述工件在所述同步掃描位移期間以所述預定速度移動時，可以用具有所述預定頻率的所述準分子激光束均勻穩(wěn)定地處理具有所述預定厚度的所述工件。
10.一種如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，它還包含工件加工性能判定裝置，用來判定所述工件的材料是難于處理還是易于處理；其中，所述控制裝置被設計成，當所述工件加工性能判定裝置在所述同步掃描位移期間在用所述準分子激光束輻照的區(qū)域內檢測到所述工件材料的變化時，所述控制裝置控制所述準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而當所述工件材料易于加工時，所述振蕩重復頻率降低到所述預定頻率以下，并且所述控制裝置控制所述振蕩重復頻率，從而當所述工件材料難于加工時，所述振蕩重復頻率增高到所述預定頻率以上。
11.如權利要求10所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述加工困難和所述加工容易是先前在所述準分子激光束的單個脈沖輻照下，根據所述工件被刻蝕的刻蝕速率來確定的，其中對于用所述準分子激光束輻照的所述工件某一區(qū)域范圍內的每一區(qū)域，把涉及所述工件材料的加工困難和加工容易的信息存儲在存儲器內，所述區(qū)域就所述材料而言各不相同；以及所述存儲器和所述工件加工性能判定裝置是根據所述控制裝置配置的。
12.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，它還包含工件加工性能判定裝置，用來確定所述工件的材料是難于加工還是易于加工；其中，所述控制裝置被設計成，在所述同步掃描位移期間在用所述準分子激光束輻照的區(qū)域內，當由所述工件加工性能判定裝置檢測到所述工件的材料變化時，所述控制裝置控制所述同步掃描位移期間所述圖形掩模和所述工件的掃描移動速度，從而當所述工件材料易于加工時，所述掃描移動速度增大到某一預定速率以上，并且所述控制裝置所述圖形掩模和所述工件的所述掃描移動速度，從而當所述工件材料難于加工時，所述掃描移動速度減小到所述預定速度以下。
13.一種如權利要求12所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述加工困難和所述加工容易是先前在所述準分子激光束的單個脈沖輻照下，根據所述工件被刻蝕的刻蝕速率來確定的，其中，對于所述準分子激光束輻照的所述工件某一區(qū)域范圍內的每一區(qū)域，把涉及所述工件材料的加工困難和加工容易的信息存儲在存儲器內，所述區(qū)域就所述材料而言各不相同；以及所述存儲器和所述工件加工性能判定裝置是根據所述控制裝置配置的。
14.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述掩模移動機構和所述工件移動機構包括步進饋送裝置，用來與所述成像光學系統(tǒng)的光軸方向以及所述同步掃描位移期間所述圖形掩模和所述工件移動的所述掃描移動方向二者正交的方向，在所述控制裝置的控制下，以步進方式使所述圖形掩模和所述工件位移，從而沿所述正交方向用所述準分子激光束對工件進行重復輻照；其中，沿所述正交方向的所述步進位移被選擇成小于在所述圖形掩模和所述反射裝置之間經受多次反射、并沿所述正交方向發(fā)生位移的所述投射準分子激光束的反射平移距離。
15.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述控制裝置被設計成能夠控制所述圖形掩模和所述工件的所述掃描移動速度，從而所述準分子激光束的相繼脈沖間隔期間所述圖形掩模和所述工件沿所述掃描移動方向移動的脈沖間掃描位移小于在所述圖形掩模和所述反射裝置之間經受多次反射并發(fā)生位移時的所述準分子激光束的反射平移距離。
16.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述控制裝置被設計成能夠控制所述準分子激光振蕩器的振蕩重復頻率，從而在所述準分子激光束的相繼脈沖間隔期間所述圖形掩模和所述工件沿所述掃描移動方向移動的脈沖間掃描位移小于在所述圖形掩模和所述反射裝置之間經受多次反射并發(fā)生位移的所述準分子激光束的反射平移距離。
17.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述控制裝置被設計成，如果在待輻照的工件某一區(qū)域內存在所述不需輻照區(qū)，則在所述同步掃描位移期間，所述控制裝置能夠停止所述準分子激光振蕩器的在所述不需輻照區(qū)運行。
18.如權利要求17所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述有關不需輻照區(qū)的信息存儲在與所述控制裝置相關而配置的存儲器內。
19.如權利要求1所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，它還包含一個能夠在所述控制裝置的控制下，被有選擇地插入到所述準分子激光束某一光路中去的阻擋板；其中，所述控制裝置在所述圖形掩模和所述工件的所述同步掃描位移期間將所述阻擋板插入到所述光路中，從而當所述工件的待照射區(qū)內存在所述不需輻照區(qū)時，避免用所述準分子激光束輻照所述工件的不需輻照區(qū)。
20.如權利要求19所述的準分子激光束輻照裝置，其特征在于，所述有關不需輻照區(qū)域的信息存儲在與所述控制裝置相關配置的一個存儲器內。
全文摘要
一種即使在經受多次反射的準分子激光束的強度分度為不均勻時也能對工件進行光學處理的準分子激光束輻照裝置。一圖形掩模具有透光部分和反射層。與反射層相對，設置一個高反射率反射鏡。該輻照裝置還包括一個成像透鏡、一個工件移動機構、一個掩模移動機構和一個控制單元。采用該裝置可以按照圖形掩模的圖形，準確可靠地對工件進行均勻穩(wěn)定的加工處理。
文檔編號B23K26/08GK1122737SQ95115859
公開日1996年5月22日 申請日期1995年8月30日 優(yōu)先權日1994年8月30日
發(fā)明者村上和之, 中谷元, 杉立厚志, 皆川忠郎, 八木俊慶, 伊藤憲子 申請人:三菱電機株式會社