本發(fā)明涉及激光燒蝕工藝，例如用于以良好的表面質(zhì)量涂覆各種材料。更具體而言，本發(fā)明涉及從目標(biāo)去除材料以便產(chǎn)生粒子和/或等離子體的新方法。

背景技術(shù)：

激光燒蝕是用于產(chǎn)生精細(xì)粒子和等離子體流的過程，其中具有非常短的時間長度但產(chǎn)生相對高頻率的激光束朝著材料的目標(biāo)件定向。在釋放目標(biāo)材料的小片段和粒子后，釋放的材料進(jìn)而朝著所希望涂覆的材料定向，以便在所希望的物理元件的頂部或表面上產(chǎn)生涂層。涂層可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的質(zhì)量要求。該工藝可通過改變激光脈沖的特性(能量、脈沖長度、脈沖頻率)、目標(biāo)材料選擇或材料結(jié)構(gòu)或者通過采用可能的幾個分開的目標(biāo)而對不同類型的應(yīng)用進(jìn)行變化。此外，該工藝可通過變化目標(biāo)、光源和涂覆表面之間的距離而變化。再進(jìn)一步的可能性是通過采用例如對激光脈沖操縱的旋轉(zhuǎn)反射表面(如移動鏡)來控制和重新定向激光脈沖。溫度、壓強(qiáng)和在工藝腔中采用附加有效氣體對涂層的產(chǎn)生給出附加控制的可能性。

在現(xiàn)有技術(shù)中，參考文獻(xiàn)us5760366(haruta1)公開了用于薄膜形成的激光燒蝕裝置的大量不同配置。haruta1應(yīng)用腔體，并且激光束通過透鏡和鏡裝置定向到腔體內(nèi)的目標(biāo)，其中光束行進(jìn)通過腔體中的孔。haruta1還在目標(biāo)附近施加磁場以將釋放股流(releasedplume)朝著基板定向。圖39示出了控制激光的兩個反射鏡的示例，其中透鏡設(shè)置在第一反射鏡之前。再者，幾個分開的目標(biāo)可用在相同的燒蝕腔體中。

另一參考文獻(xiàn)us6033741(haruta2)公開了與haruta1相當(dāng)類似的裝置，除了激光束橫截面可成型為朝著目標(biāo)表面的輻射具有均勻的光強(qiáng)度分布。在haruta1和haruta2二者中，在圖37-38中，示出了目標(biāo)掃描裝置，其中激光脈沖通過聚集透鏡提供。有一種反射鏡，其相對于入射光束的相對角度可改變，結(jié)果，脈沖可指向柱狀原材料目標(biāo)的內(nèi)圓。應(yīng)注意的是，激光脈沖與目標(biāo)的有效角度是銳角，即明顯地小于90度?；蹇稍O(shè)置在圓柱目標(biāo)的開啟方向，基板可被加熱。根據(jù)圖38，目標(biāo)具有不同的切錐形式。結(jié)果是目標(biāo)材料的傾斜片段。再者，激光束定向?yàn)榕c目標(biāo)接觸，從而用于激光脈沖的最終方向控制元件(反射鏡“8”)設(shè)置在燒蝕腔體之外。光束與目標(biāo)的入射角也明顯小于90度。

參考文獻(xiàn)rode的us6312768又公開了用于產(chǎn)生非晶和晶體膜結(jié)構(gòu)的超速脈沖激光沉積。rode具有激光源，其激光脈沖經(jīng)由幾個反射鏡定向且在脈沖到達(dá)腔體中的目標(biāo)表面前通過透鏡。rode的腔體具有包括活性或非活性緩沖氣體的能力。rode采用在脈沖長度上的皮秒激光脈沖范圍，并且脈沖重復(fù)率典型地從約10khz變化到幾百mhz。rode的目的是變化來自目標(biāo)的釋放成分的速度，從而到達(dá)基板的成分將形成基本上連續(xù)的原子粒子流，由于到達(dá)目標(biāo)的激光脈沖而與材料釋放的脈沖類型無關(guān)。與目標(biāo)接觸的激光脈沖可通過將激光束引導(dǎo)在固定目標(biāo)上或通過將目標(biāo)移動穿過入射激光束的固定方向而定向。

關(guān)于條碼掃描裝置中的激光束方向控制，美國4699447(howard)公開了一種結(jié)合一系列反射面的“籃形”結(jié)構(gòu)。盡管與激光燒蝕工藝相比使用領(lǐng)域不同，但是應(yīng)注意的是，存在傾斜設(shè)置的第一反射鏡以及用作激光束的第二反射面的籃子內(nèi)壁。實(shí)際上，第二反射面由六個相互固定的傾斜面部分形成(見圖1)。第一反射鏡可相對于籃狀表面或其它方式關(guān)于電動機(jī)器件旋轉(zhuǎn)，從而所希望的激光束流圖案從裝置向外產(chǎn)生以讀取條碼。

第二種條碼掃描儀示出在美國4870274(hebert)中。該裝置主要具有類似于howard的裝置結(jié)構(gòu)類型。在hebert中，旋轉(zhuǎn)部件設(shè)在掃描儀的透明中間元件中，其包括傾斜的鏡面。由于來自固定陣列的周邊鏡面的第二反射，光束可從掃描儀向外定向。裝置還收集來自“光點(diǎn)(lit)”表面的反向散射，在光點(diǎn)表面中設(shè)置條碼，并且在裝置的檢測部分中，光束流通常在相反方向上傳播過上述元件，直至反射的反向散射經(jīng)由成像透鏡到達(dá)檢測和成像元件為止。

美國專利8828506(ruuttu等人)公開了一種渦輪掃描儀，其具有多個反射鏡，多個反射鏡繞相對于鏡面法線垂直設(shè)置的軸線旋轉(zhuǎn)。渦輪掃描儀的橫截面因此形成多邊形，在該示例中例如具有所示的八個鏡面，但是還可具有更多，例如幾十個或幾百個鏡面是可能的。當(dāng)前的渦輪掃描儀容許高水平的激光輻射。鏡面的數(shù)量、各面之間的相應(yīng)角度以及渦輪掃描儀的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為使達(dá)到目標(biāo)的后續(xù)反射激光脈沖光斑部分地重疊在目標(biāo)上。ruuttu裝置的缺點(diǎn)是復(fù)雜和昂貴的光學(xué)系統(tǒng)以及80％的工作循環(huán)，這意味著80％的可用激光能量或功率的利用率。

從上述現(xiàn)有技術(shù)清楚可見，在激光燒蝕方法中當(dāng)前的解決方案不能提供簡單且有效的目標(biāo)處理方法，其中所產(chǎn)生的等離子體股流以及因此形成的釋放材料流是連續(xù)的、均質(zhì)的且穩(wěn)定的。再者，當(dāng)前方法中的工作循環(huán)不是最佳的，因?yàn)閽呙杈€沒有以完全平滑和均勻的方式雕刻目標(biāo)材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及經(jīng)由激光燒蝕對材料的激光處理，更具體而言涉及脈沖激光沉積(pld)工藝，其中激光束(優(yōu)選短激光脈沖)與作為材料源的目標(biāo)材料相互影響，導(dǎo)致釋放該材料，并且在適當(dāng)?shù)臈l件下，釋放的材料收集且固定到對象或部件(還稱為基板)的表面。工業(yè)涂覆工藝的要求包括但不限于高產(chǎn)量、可靠性、在大表面面積上產(chǎn)生均勻涂層的能力、堅(jiān)固性、對更高產(chǎn)率的擴(kuò)展性和對生產(chǎn)更大表面面積的擴(kuò)展性。用于脈沖激光沉積工藝的方法和裝置包括環(huán)形目標(biāo)、旋轉(zhuǎn)鏡和保持且操縱基板的器件，解決上述要求以及采用以高重復(fù)率(>100khz)施加的超短激光脈沖(脈沖長度小于100ps)的超快速脈沖激光沉積工藝的要求。

本發(fā)明的目的是提供用于脈沖激光沉積工藝的裝置，以通過目標(biāo)裝置的簡單擴(kuò)展能在大規(guī)模工業(yè)涂覆工藝中利用脈沖激光沉積。這意味著采用其它形狀的目標(biāo)材料與適合于連續(xù)掃描目標(biāo)的裝置相結(jié)合，而在燒蝕工藝中沒有任何的不連續(xù)性。

激光束與目標(biāo)的相互作用是激光性能和目標(biāo)材料性能的匯集。激光性能包括波長、脈沖長度、脈沖能量和強(qiáng)度、激光光斑尺寸、時空強(qiáng)度分布、光束的偏振和在材料上的入射角。另一方面，目標(biāo)材料性能包括表面形狀、質(zhì)量(密度、粒子大小、均勻性)、比熱、熱傳導(dǎo)、蒸發(fā)熱、溫度、晶體結(jié)構(gòu)和方位以及材料的熱力學(xué)狀態(tài)。

此外，必須注意，該工藝具有動態(tài)性和相互作用條件，并且材料性能在單一超短激光脈沖期間不必為恒定的。等離子體的形成是在皮秒時間上發(fā)生的，這意味著其脈沖比高重復(fù)率處理更長，并且激光脈沖的爆發(fā)(以很短的時間間隔)也可涉及激光脈沖與燒蝕工藝中形成的等離子體的相互作用。作為另一個問題，等離子體膨脹是激光/物質(zhì)和激光/等離子體相互作用的自然結(jié)果，并且此外，環(huán)境中壓強(qiáng)的作用意味著與氣體分子相互作用。等離子體具有空間分布，并且它的特性可為所發(fā)射物質(zhì)的離子化程度、尺寸、速度和能量。

激光脈沖可用作同樣時間分隔激光脈沖的連續(xù)列車或者包含兩個或多個脈沖的激光脈沖段，在總重復(fù)率上相比其以較高的重復(fù)率施加。此外，連續(xù)列車激光脈沖或激光脈沖的爆發(fā)可控制為跳過一定的脈沖或爆發(fā)，以便燒蝕目標(biāo)的一定區(qū)域或片段。這提供在基板上沉積材料分布上的控制。

在某些情況下，優(yōu)選在連續(xù)激光脈沖之間獲得適當(dāng)?shù)目臻g分隔，以使激光脈沖與固體材料相互影響，而沒有激光能量由激光燒蝕工藝中產(chǎn)生的等離子體吸收。在高脈沖重復(fù)率的情況下，這意味著激光脈沖的掃描需要以高速度執(zhí)行。另一方面，生產(chǎn)率和材料去除率是重復(fù)率的功能。使掃描速度提高因此能使生產(chǎn)率更高(即，提高了最大沉積率的限制)。考慮到這些情況，根據(jù)脈沖激光沉積實(shí)現(xiàn)工業(yè)涂覆工藝要求可靠且穩(wěn)定的方法來產(chǎn)生脈沖激光束的高掃描速度。

如參考rode所述，納秒脈沖激光沉積中的宏觀粒子、液滴和粒子可通過采用激光脈沖的微微和毫微微秒長度和非常低的激光脈沖能量而避免，低激光脈沖能量在ns-范圍pld，結(jié)合高脈沖重復(fù)率(典型地從khz:s至mhz:s，而不是幾十hz)。

例如，對于采用外延生長，在導(dǎo)致構(gòu)成薄膜的生長的基板表面上的連續(xù)原子流的生產(chǎn)中，激光脈沖的高重復(fù)率可通過選擇適當(dāng)?shù)闹貜?fù)率和目標(biāo)到基板的距離而實(shí)現(xiàn)。

在蒸發(fā)工藝期間，在目標(biāo)的表面上掃描激光脈沖，以便在透明蒸汽的管理中保持激光-目標(biāo)相互作用。這可通過引導(dǎo)激光束或者通過移動目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。再者，通過阻值激光脈沖撞擊在目標(biāo)表面上的相同光斑上，可在目標(biāo)表面上避免不利的隕石坑形成。

激光束可通過稱為渦輪掃描儀的裝置定向。渦輪掃描儀由一起形成過變形的鏡表面形成。表面數(shù)量可為三個至幾十個甚或幾百個表面。渦輪掃描儀的旋轉(zhuǎn)軸可與鏡表面的表面法線矢量設(shè)置成90度。鏡也可設(shè)置為相對于旋轉(zhuǎn)軸在傾斜位置。多邊形形狀的鏡結(jié)構(gòu)可以以很大的角速度旋轉(zhuǎn)，并且渦輪掃描儀的尺寸可根據(jù)應(yīng)用自由選擇?；驹硎强刂茰u輪掃描儀與脈沖激光源的相互速度，從而反射的激光脈沖在目標(biāo)表面上形成掃描線或所希望的掃描線圖案。渦輪掃描儀也能使掃描寬度大于現(xiàn)有技術(shù)解決方案中的可能寬度，并且因此用一個相同的激光設(shè)備實(shí)現(xiàn)較大表面面積的涂層是可能的。因此，良好的工作速度采用渦輪掃描儀實(shí)現(xiàn)，并且所產(chǎn)生的表面也可均勻地實(shí)現(xiàn)。

作為本發(fā)明的關(guān)鍵特征，目標(biāo)形成環(huán)形，即圓形形狀。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，影響激光束的最終反射元件(鏡)設(shè)置在環(huán)形目標(biāo)的中心點(diǎn)。傳播通過目標(biāo)的掃描線也因此是大致的圓形。通過增大環(huán)形目標(biāo)的直徑，將具有下面的有益效果。對于相同的鏡旋轉(zhuǎn)速度，在目標(biāo)表面上的較高掃描速度是可能的。曲率半徑越大，激光光斑和燒蝕材料射流的曲率相關(guān)效應(yīng)越小。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，隨著距掃描光學(xué)系統(tǒng)距離的增加意味著光學(xué)系統(tǒng)上有害材料產(chǎn)生的密度的減小。燒蝕工藝的較大表面面積也意味著相同材料去除率下的總磨損的降低。最終，作為較大的環(huán)形目標(biāo)曲率半徑的結(jié)果，材料也可沉積在較大的面積上。

具有環(huán)形目標(biāo)的脈沖激光沉積裝置可實(shí)現(xiàn)為例如安裝在單一真空系統(tǒng)法蘭上的獨(dú)立單元，其中這樣的具體形成的目標(biāo)可配合到現(xiàn)有的涂覆裝置上作為沉積在所選種類基板上的材料源。這種類型的裝置也允許快速更換這些材料源單元以及為了提高材料產(chǎn)出在一個涂覆系統(tǒng)腔體中設(shè)置的多個材料源單元。為了保證連續(xù)的工藝，環(huán)形目標(biāo)可串聯(lián)或并聯(lián)設(shè)置。環(huán)形目標(biāo)的串聯(lián)連接意味著當(dāng)?shù)谝画h(huán)形目標(biāo)完全磨損時，具有略大直徑的第二環(huán)形目標(biāo)與到達(dá)的激光脈沖接觸，并且只要需要該工藝可繼續(xù)。環(huán)形目標(biāo)的并聯(lián)連接意味著有幾個具有相同曲率半徑的環(huán)形目標(biāo)，并且目標(biāo)可一個設(shè)置在另一個的頂部上，一起形成圓柱形目標(biāo)區(qū)域上。在幾個目標(biāo)的這種類型的裝置中，當(dāng)?shù)谝荒繕?biāo)磨損且第二目標(biāo)進(jìn)行燒蝕時，掃描鏡或目標(biāo)需要垂直移動。當(dāng)燒蝕工藝下的目標(biāo)從第一目標(biāo)轉(zhuǎn)換到第二目標(biāo)時，第二光學(xué)系統(tǒng)將激光束定向在稍微傾斜的角度上。

與此前應(yīng)用于脈沖激光沉積方法中的傳統(tǒng)掃描技術(shù)相比環(huán)形掃描裝置具有下面的優(yōu)點(diǎn)。該工藝是連續(xù)的，其中沒有與包括轉(zhuǎn)換鏡的振鏡掃描中典型涉及的加速和減速周期相關(guān)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。此外，在全部工藝過程中獲得不變的掃描速度。此外，由于多邊形掃描儀的鏡邊緣而沒有激光能量損耗。這意味著與沒有100％效率的多邊形掃描儀相比具有適當(dāng)激光功率的完全、100％的利用。作為再一個優(yōu)點(diǎn)，聚焦簡單光學(xué)系統(tǒng)替代更加復(fù)雜的掃描透鏡和f-θ遠(yuǎn)心透鏡，不存在有關(guān)掃描透鏡、掃描場平整度、遠(yuǎn)心誤差或翹曲(存在于多邊形掃描儀中)的折中。作為簡單光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)果，成本降低。最后，因?yàn)閽呙柰哥R可吸收制造限制，所以不存在有關(guān)光學(xué)系統(tǒng)的伸縮限制。然而，隨著目標(biāo)直徑的增加，目標(biāo)制造將更加困難。

附圖說明

圖1示出了總體上應(yīng)用脈沖激光沉積(pld)的涂覆工藝，

圖2示出了渦輪掃描儀的示例，該渦輪掃描儀可用于產(chǎn)生所希望種類的激光脈沖或激光脈沖前沿，

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形目標(biāo)的實(shí)施例，該目標(biāo)可用在脈沖激光沉積工藝中，

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描裝置的橫截面、直接側(cè)視圖，以及

圖5示出了旋轉(zhuǎn)鏡周圍保護(hù)外殼的示例。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明介紹了包括掃描裝置的激光燒蝕和沉積裝置和方法以及包括旋轉(zhuǎn)鏡和圓形成型目標(biāo)的薄膜形成設(shè)備的方法，從而導(dǎo)致燈塔式掃描裝置。圓形目標(biāo)可為環(huán)形或圓柱狀的目標(biāo)，即其在掃描光束(輸出光束)的平面上的橫截面基本上為圓形。裝置因此用物理部件形成，其中激光源是能源，元件控制激光能且與其相互作用，并且作為激光束接觸的結(jié)果從目標(biāo)釋放的材料最終在基板上形成涂層。至少激光束與目標(biāo)接觸且進(jìn)入基板中的材料流優(yōu)選設(shè)置在真空腔體內(nèi)，提供用于激光燒蝕的可控環(huán)境。裝置和對應(yīng)的方法允許用源自目標(biāo)的一個或多個涂覆材料涂覆基板(元件、部件、小的或大的表面或其它薄膜)。

首先，我們參見圖1大致討論脈沖激光沉積，用于在所希望的表面上產(chǎn)生例如良好質(zhì)量的涂層。在該圖中，目標(biāo)簡化為單一的矩形元件，僅用于圖示的目的，并且在實(shí)際的發(fā)明中，以更加詳細(xì)的方式討論目標(biāo)。

用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的基本設(shè)置方案由激光源11、11’、引導(dǎo)激光束(激光脈沖)的光程12、12’、至少一個聚集透鏡14組成，并且燒蝕將發(fā)生在真空腔體18中。在真空腔體18內(nèi)有激光束操縱元件、環(huán)形目標(biāo)15和基板17，激光束操縱元件例如為旋轉(zhuǎn)掃描鏡13，環(huán)形目標(biāo)15(為了圖示的目的圖中簡化為矩形的目標(biāo)塊)具有能保持和操縱(例如移動和/或旋轉(zhuǎn))目標(biāo)15的機(jī)構(gòu)，基板17與保持器件和機(jī)構(gòu)一起能操縱(例如移動和/或旋轉(zhuǎn))基板17。燒蝕裝置中的其它特征是用于激光脈沖控制(脈沖啟動)的控制器件11c、11c’、用于改變激光脈沖特性(例如，偏振、強(qiáng)度分布、光束分成多個光束部分)的光學(xué)元件、使旋轉(zhuǎn)掃描鏡13免于材料累積的器件(靜態(tài)掩模和隔膜、動態(tài)掩模和隔膜(例如，隨著掃描鏡旋轉(zhuǎn))、電場和/或磁場、加熱元件、氣流設(shè)置)、在目標(biāo)和基板之間空間和時間上選擇性操縱燒蝕材料流的靜態(tài)和動態(tài)掩模。在一個實(shí)施例中，控制器件11c、11c’可控制激光源11、11’，也可控制光學(xué)元件，例如可移動或者聚焦透鏡，并且另外控制器件(或控制器)11c、11c’可控制旋轉(zhuǎn)鏡13的旋轉(zhuǎn)，用于將激光脈沖朝著環(huán)形目標(biāo)15上的目標(biāo)接觸點(diǎn)15c定向。順序而言，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，裝置包括控制器件，以希望的方式控制激光源11、11’、光學(xué)器件(透鏡和可能的渦輪掃描儀)和鏡13的旋轉(zhuǎn)。后者包括用旋轉(zhuǎn)鏡13選擇方向和角速度以及可能的掃描線圖案。

在說明書和權(quán)利要求中，至少一個聚集透鏡14和可能的渦輪掃描儀21、22(見圖2的描述)以及上述的光學(xué)元件一起作為權(quán)利要求中規(guī)定的光學(xué)器件。光學(xué)器件包括一個或多個這樣的用于激光束的操縱元件。聚集透鏡14或幾個透鏡可設(shè)置為使透鏡或多個透鏡在激光束12、12’的方向上，即沿著傳播的激光束可移動。在一個實(shí)施例中，聚集透鏡14與目標(biāo)15的線性運(yùn)動同步沿著激光束12、12’移動。

旋轉(zhuǎn)鏡13可為簡單的矩形二維平面件，提供有面對入射激光脈沖的反射面，并且其中矩形的鏡件關(guān)于傾斜設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)。另外，旋轉(zhuǎn)鏡13可為橫截面為具有鏡外表面的三角形的元件，其中該元件例如可具有顛倒過來的棱錐形狀。在優(yōu)選實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)鏡13的旋轉(zhuǎn)軸與輸入激光束的方向基本上平行。

聚集透鏡14或透鏡可沿著激光脈沖光程12、12’設(shè)置在任何位置。因此，透鏡14也可設(shè)置在激光源11(或11’)和鏡裝置13之間。圖2中更加具體地討論渦輪掃描儀的選擇。

在實(shí)施例中，光學(xué)器件(或如上所述的光學(xué)元件)14、21、22還包括配置為操縱輸入激光束12的空間強(qiáng)度分布的器件。

激光源11可為脈沖的或連續(xù)波的激光，并且可操作激光性能和適合于工藝的參數(shù)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，激光源11產(chǎn)生激光脈沖。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，激光源11能產(chǎn)生包括兩個或更多激光脈沖的脈沖段。

在一個實(shí)施例中，激光源11及其控制器11c設(shè)置在真空腔體18之外。激光脈沖通過設(shè)置在真空腔體18的壁中的窗口18w提供在真空腔體18內(nèi)。在本發(fā)明的另一個可能的實(shí)施例中，激光源11’和控制器11c’也設(shè)置在燒蝕腔體18內(nèi)。在此選項(xiàng)中，產(chǎn)生激光脈沖的激光源11’、脈沖的操縱元件、材料16在目標(biāo)15的目標(biāo)接觸點(diǎn)15c的燒蝕以及要涂有釋放材料的基板17全部設(shè)置在真空腔體18內(nèi)，并且因此方法步驟在真空腔體18內(nèi)執(zhí)行。目標(biāo)接觸點(diǎn)15c將以所希望的圖案在目標(biāo)15的內(nèi)表面上移動，以便避免在材料釋放過程中在目標(biāo)表面上形成深洞。

設(shè)置方案包括至少控制壓強(qiáng)和溫度以及真空腔體18內(nèi)存在的可能附加材料(流入和/或流出)的能力。換言之，腔體18提供有在激光燒蝕和沉積期間在控制的壓強(qiáng)下的背景氣體的控制流。背景氣體可為惰性的或活性的。附加材料可為氣體形式，但是在某些有用的實(shí)施例中為了燒蝕工藝液體淹沒也是可能的。

圖2示出了渦輪掃描儀的示例，渦輪掃描儀可用作激光源11、11’和旋轉(zhuǎn)鏡13(后者在圖2中沒有示出)之間的光學(xué)工具(光學(xué)器件的部分)。渦輪掃描儀將輸入的激光脈沖操縱成在單一平面上傳播的激光脈沖前沿。渦輪掃描儀的結(jié)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)的鏡表面21，其可形成為多邊形且可關(guān)于其軸旋轉(zhuǎn)。鏡表面之間的角度可選擇為使最終反射的激光脈沖形成扇裝的激光束組。反射脈沖定向到遠(yuǎn)心透鏡22，其進(jìn)而將輸入的反射脈沖操縱成基本上平行的激光束組23。操縱的激光脈沖前沿23仍可定向在進(jìn)一步的透鏡或幾個透鏡(圖2中沒有示出)中，例如圖1中所示的透鏡14，或者在鏡13前面的某些其它透鏡。最后，操縱的激光脈沖前沿與旋轉(zhuǎn)鏡13接觸。渦輪掃描儀21、22的操作可由相同的控制器11c、11c’控制，它們已經(jīng)在上面進(jìn)行了討論。

圖3更加詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的目標(biāo)15。目標(biāo)成型為環(huán)形形式，并且優(yōu)選地它形成如圖3所示從上面看完整的圓形。實(shí)際上，目標(biāo)15可形成圓形、是指圓柱壁結(jié)構(gòu)的薄片。目標(biāo)15的中心點(diǎn)沿著旋轉(zhuǎn)鏡13的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置。因此，環(huán)形目標(biāo)15的中心點(diǎn)可為與旋轉(zhuǎn)鏡13的反射點(diǎn)相同，但是中心點(diǎn)也可直接設(shè)置在鏡13之上或之下，如果環(huán)形目標(biāo)平面水平設(shè)置，如圖3所示。因此，鏡13中激光束的反射角α可基本上等于90度，但是在其它實(shí)施例中，反射角α可從滿足0<α<180°的角度值自由選擇。當(dāng)旋轉(zhuǎn)鏡13(是指其對激光束的有效反射點(diǎn))設(shè)置在圓環(huán)狀目標(biāo)的中點(diǎn)時，從反射點(diǎn)到目標(biāo)表面的距離將總是保持不變(在不考慮目標(biāo)的磨損時)。當(dāng)燒蝕工藝開始時，反射元件13在其第一實(shí)施例中控制為使該反射元件以不變的角速度旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，激光束12’將以光滑且均勻的方式影響環(huán)形目標(biāo)的內(nèi)表面。換言之，旋轉(zhuǎn)鏡的功能類似于燈塔，并且結(jié)果是在環(huán)形目標(biāo)的內(nèi)表面上的基本上圓形的掃描圖案。

圖4示出了圖3已經(jīng)示出的相同設(shè)置的其它種類的觀點(diǎn)。圖4是用設(shè)置在裝置的中間的垂直平面“剖取”的橫截面直接側(cè)視圖。輸入激光束12到達(dá)真空腔體18下面的裝置。光束12將傳播在中空管51或管子中，其中它通過窗口18w，因此進(jìn)入腔體18中。旋轉(zhuǎn)鏡13傾斜地設(shè)置在光束12的傳播路徑上，并且鏡13的旋轉(zhuǎn)軸在該圖中垂直定向。光束反射到水平方向作為光束12’。在鏡13關(guān)于一個圓旋轉(zhuǎn)時，各反射光束12’一起形成水平掃描平面。反射光束12’和環(huán)形目標(biāo)15的錐形內(nèi)表面的接觸點(diǎn)是光斑15c。燒蝕的結(jié)果是材料股流16，作為目標(biāo)上傾斜到達(dá)角的結(jié)果其在向上傾斜的方向上定向。在該方向上還設(shè)置基板17，其準(zhǔn)備好接收釋放的粒子。當(dāng)材料股流16與基板17接觸時，其粘合到基板17上且在其上形成涂層。結(jié)果是例如在基板片或部件上由目標(biāo)材料形成的薄膜，其中涂層可以以工業(yè)專業(yè)方式和速度生產(chǎn)。

圖5示出了用于保護(hù)旋轉(zhuǎn)掃描鏡13的保護(hù)外殼的示例。圖5的上部示出了作為橫截面圖從上面看的設(shè)置，并且下部示出了側(cè)視圖，且也作為橫截面圖。這樣的設(shè)置用于防止目標(biāo)材料累積在鏡13上。輸入激光束12可傳播通過中空管51朝向鏡13，其中輸入激光束12的方向平行于中空管51的軸。反射光束12’從鏡13朝著目標(biāo)通過保護(hù)外殼結(jié)構(gòu)52中的間隙傳播。在該示例中，五個保護(hù)壁件52設(shè)置在保護(hù)外殼中。當(dāng)然，可有某些其它數(shù)量的保護(hù)壁，取決于鏡13的保護(hù)中所需的規(guī)定效果。接觸點(diǎn)與目標(biāo)自然設(shè)置在最遠(yuǎn)的保護(hù)壁件之外。保護(hù)壁52優(yōu)選形成圓形形狀，同心地設(shè)置在環(huán)形目標(biāo)內(nèi)。壁件52可以以相對的方式固定到外殼基座，如圖所示，其中第一、之間和最后件固定的頂部基座板53，并且第二和第四件固定的底部基座板54。固定到頂部基座板53的件具有可傳播通過反射激光束12’的孔。當(dāng)鏡13和中空管51根據(jù)本發(fā)明的原理旋轉(zhuǎn)時，頂部基座板53也與第一、第三和第五壁件一起旋轉(zhuǎn)。底部基座板54與第二和第四壁件一起相對于上外殼部分保持靜止。此外，可提供氣體到保護(hù)壁之間的間隙，并且相應(yīng)地例如從保護(hù)壁之間的其它間隙泵出氣體。這樣的示范性旋轉(zhuǎn)屏蔽結(jié)構(gòu)有效地收集直接定向或幾乎直接朝著旋轉(zhuǎn)鏡13返回的釋放材料。

在目標(biāo)15上掃描的效果可在與鏡13的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上關(guān)于其中心軸旋轉(zhuǎn)環(huán)形目標(biāo)15而增強(qiáng)。這由圖3中的箭頭示出，并且這樣的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)將提高在目標(biāo)15上的有效掃描光斑速度。在一個實(shí)施例中，環(huán)形目標(biāo)15的旋轉(zhuǎn)速度從0.01…100000rpm之間的值選擇。

在實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)鏡13具有多個面。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)多面鏡13中連接旋轉(zhuǎn)的衍射光學(xué)元件，旋轉(zhuǎn)的衍射光學(xué)元件具有沿著輸入激光束12的旋轉(zhuǎn)軸，從單一輸入激光束12產(chǎn)生激光束的旋轉(zhuǎn)批束(細(xì)光束)。

在旋轉(zhuǎn)鏡13的再一個實(shí)施例中，鏡13形成棱錐形狀。當(dāng)這樣的棱錐式鏡倒置設(shè)置且例如以輸入激光束12的圓形批束定向時，在棱錐關(guān)于垂直軸旋轉(zhuǎn)時反射束12’將形成水平束平面。通過選擇批束中的激光束量、產(chǎn)生批束的可能旋轉(zhuǎn)以及棱錐的旋轉(zhuǎn)速度，所形成的掃描圖案在環(huán)形目標(biāo)15的內(nèi)表面上更加復(fù)雜。如果批束的至少一個激光束與棱錐側(cè)三角形的每一個接觸，如果鏡13是正方棱錐，則材料股流可同時產(chǎn)生在例如目標(biāo)周圍的4個不同的位置15c，與鏡的旋轉(zhuǎn)角無關(guān)。這樣的實(shí)施例使得工藝甚至更快且適合于在較短的時間涂覆較大的片面積。

在產(chǎn)生激光脈沖或束的平行批束中，可使用前面討論的衍射光學(xué)元件。另外的選項(xiàng)是包括在激光源11和旋轉(zhuǎn)鏡13之間的渦輪掃描儀。再一個選項(xiàng)是具有幾個激光源或其它種類的光學(xué)器件，將單一的激光束分成一批光束或細(xì)光束。

關(guān)于基本上圓形的掃描圖案，是指在鏡裝置已經(jīng)至少旋轉(zhuǎn)一會兒后在環(huán)形目標(biāo)15周圍由所有的接觸光斑15c一起產(chǎn)生的形狀。如果鏡是以傾斜角旋轉(zhuǎn)的簡單2維鏡平面，則反射束12’將形成連續(xù)的圓形。一旦我們使用棱錐型鏡13以及激光脈沖包含平行(例如圓形或正方形)激光束的批束，其中批束的中心將指向棱錐的頂點(diǎn)，現(xiàn)在直接向下指向，則所形成的接觸點(diǎn)15c將同時燒蝕目標(biāo)15的內(nèi)標(biāo)面的四段中的材料，但是最后結(jié)果將是接觸點(diǎn)15c的360度覆蓋，其與內(nèi)目標(biāo)表面一起在水平掃描平面的橫截面上形成圓形掃描圖案。

當(dāng)然，根據(jù)使用上的應(yīng)用，整個裝置的方向可傾斜到任何其它適當(dāng)?shù)慕嵌?。例如，?dāng)環(huán)形目標(biāo)垂直設(shè)置且基板在垂直方向上設(shè)置時，圖4的裝置可順時針旋轉(zhuǎn)90度。在此情況下，材料股流將傾斜流動到右手側(cè)，并且輸入的激光束將由設(shè)置在裝置左手側(cè)的激光源產(chǎn)生(如果沒有附加的鏡裝置用于光束的重新定向)。

當(dāng)激光脈沖沿著圓形掃描圖案與目標(biāo)內(nèi)表面15接觸時，等離子體或其它材料16從目標(biāo)脫離，并且去除的材料將形成材料云16或材料股流。羽狀物可包括不同尺寸的等離子體、粒子或其它種類的目標(biāo)材料件。當(dāng)激光束12’例如如圖3中的箭頭指向沿著目標(biāo)的內(nèi)周接觸時，所產(chǎn)生的等離子體云16沿著圓形目標(biāo)的邊界從不同的位置浮現(xiàn)。當(dāng)?shù)入x子體釋放到如圖3所示的向上方向時，在優(yōu)選實(shí)施例中，達(dá)到基板17的材料流將涂覆基板的非常大的面積，而簡直不移動基板。如果基板17與所描述種類的目標(biāo)15一起以所希望的方式移動時，結(jié)果是基板的高工業(yè)和規(guī)模涂覆方法，以比先前更高的速度涂覆表面和元件。

在一個實(shí)施例中，燒蝕釋放的材料16可受電場或磁場或二者的影響。在另一個實(shí)施例中，沉積工藝可受來自離子源的離子轟擊的影響。在涉及基板在沉積工藝中涂覆的一個實(shí)施例中，基板17可電偏壓。

環(huán)形目標(biāo)15的內(nèi)表面可具有錐形形狀，以便控制釋放材料股流的方向。因此，目標(biāo)的整個內(nèi)表面可具有傾斜角。另一種可能是目標(biāo)15的內(nèi)邊緣具有z狀粗糙形狀，對目標(biāo)15的內(nèi)邊緣產(chǎn)生非光滑表面。當(dāng)燒蝕工藝已經(jīng)發(fā)生一會兒時，值得注意的是目標(biāo)磨損將影響接觸表面的光滑度。然而，本發(fā)明能使目標(biāo)上的磨損圖案均勻，因?yàn)閽呙枰耘c燈塔工作類似的方式進(jìn)行。

通常，關(guān)于燒蝕方法和光學(xué)元件的旋轉(zhuǎn)，反射激光束12’在環(huán)形目標(biāo)15的內(nèi)表面上的光斑尺寸可基本上對旋轉(zhuǎn)鏡13的所有旋轉(zhuǎn)角是相同的，其中反射激光束12’的焦點(diǎn)可基本上設(shè)置在環(huán)形目標(biāo)15的內(nèi)表面上，并且其中涂覆材料16從目標(biāo)15沿著圓形掃描圖案釋放作為材料股流。結(jié)果，釋放的材料股流16定向到基板17上以獲得涂覆的基板。然而，這不總是所希望的情形，并且目標(biāo)上的光斑尺寸和焦點(diǎn)也可能在掃描過程中變化。

更具體而言，聚集透鏡14具有由環(huán)形目標(biāo)15的直徑和透鏡14與目標(biāo)表面15c之間的距離限定的焦長。此外，透鏡14的焦長和位置由附加的光束操縱光學(xué)系統(tǒng)限定，例如光束形狀，以改變激光光斑在目標(biāo)15c上的強(qiáng)度分布以及目標(biāo)表面15c上的所希望的強(qiáng)度分布和光斑尺寸。

也如上所述，聚集透鏡14或幾個應(yīng)用透鏡當(dāng)中的一個透鏡可很好地設(shè)置在與環(huán)形目標(biāo)15相同的平面上，即在旋轉(zhuǎn)鏡13和目標(biāo)接觸點(diǎn)15c之間。在此情況下，透鏡14、目標(biāo)15和鏡13基本上全部設(shè)置在相同的平面上且反射角α＝90°。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，聚集透鏡14可沿著激光束12、12’的方向移動以改變光束腰部相對于目標(biāo)表面的位置。該特征允許在工藝期間隨著材料16從目標(biāo)去除目標(biāo)15在燒蝕工藝中磨損在目標(biāo)表面15c上精確地保持光斑尺寸。

在實(shí)施例中，光學(xué)器件14、21、22包括配置為改變輸入激光束12的偏振的旋轉(zhuǎn)光學(xué)元件，其中旋轉(zhuǎn)光學(xué)元件與鏡13的旋轉(zhuǎn)同步。

一旦輸入激光束12為靜態(tài)的具有線性偏振且圓形掃描圖案由旋轉(zhuǎn)的傾斜鏡13產(chǎn)生，則掃描激光束的偏振在全部旋轉(zhuǎn)上連續(xù)改變。偏振影響激光在目標(biāo)表面上的反射特性。沒有光學(xué)矯正，這會導(dǎo)致在圓形掃描的不同旋轉(zhuǎn)角上不同的燒蝕條件。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，輸入激光束12的偏振控制為使撞擊目標(biāo)15c表面的激光束為p-偏振，其產(chǎn)生最小的反射，尤其在布儒斯特角。偏振控制可通過旋轉(zhuǎn)半波板與掃描鏡13的旋轉(zhuǎn)同步且具有掃描鏡13旋轉(zhuǎn)速度的一半速度而實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，撞擊激光束的目標(biāo)的偏振也可為s-偏振、圓形偏振或橢圓形偏振。重要因素是在全部掃描周期上保持激光-目標(biāo)的相互作用不變。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，激光束12、12’引導(dǎo)通過產(chǎn)生掃描鏡13的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的中空電動機(jī)主軸(與“howard”中描述的類似)。換言之，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以中空管51連接到鏡13，輸入激光束12可通過中空管51引導(dǎo)到鏡13。該結(jié)構(gòu)能使真空腔體18內(nèi)的部件緊湊設(shè)置，從而掃描平面其它側(cè)面上的空間對基板17的運(yùn)動沒有限制。

通常，關(guān)于目標(biāo)和基板的保持和操縱特征，要涂覆的基板可以以與環(huán)形目標(biāo)選擇的距離和角度保持。此外，基板優(yōu)選設(shè)置在與入射激光束相比目標(biāo)的相對側(cè)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，燒蝕和沉積方法包括在從環(huán)形目標(biāo)的表面釋放的材料股流中移動或旋轉(zhuǎn)基板。

在一個實(shí)施例中，基板可為相對薄的形式、平面片狀的表面，可彎曲且在不損壞片的情況下卷成卷。沒有涂覆的基板片可保存在第一輥周圍，它從那里釋放到沉積區(qū)域，其中基板17與到達(dá)的釋放涂覆材料16接觸。當(dāng)涂層在沉積期間粘附在基板的表面上時。涂覆的平面基板可后處理(例如，如果處理區(qū)域已經(jīng)外部加熱，則進(jìn)行冷卻)，并且最后，后處理的基板可收集且卷在第二輥周圍用于所形成產(chǎn)品的保存。

在一個實(shí)施例中，關(guān)于材料股流16朝著要涂覆的基板17傳輸?shù)牧?，物理掩?？稍O(shè)置在目標(biāo)15和基板17之間。這可實(shí)現(xiàn)在基板上產(chǎn)生所希望的涂層圖案。這甚至能在基板上形成復(fù)雜的圖案和涂覆材料的精確調(diào)諧分布。在物理掩模的進(jìn)一步實(shí)施例中，物理掩模配置為在工藝期間移動。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，物理掩模配置為與鏡13的旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明裝置的實(shí)施例中，傾斜一定角度旋轉(zhuǎn)的鏡表面與輸入激光束12的方向相比以45°角設(shè)置，從而掃描平面垂直于輸入激光束12的光軸。然而，在其它實(shí)施例中，可以以對輸入光束方向小于45°角(銳角)或?qū)斎牍馐较虼笥?5°角(鈍角)設(shè)置鏡平面。在再一個實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)鏡13的角度可在掃描期間相對于輸入激光束12改變。

掃描鏡13所需的旋轉(zhuǎn)速度由下述內(nèi)容限定：環(huán)形目標(biāo)15的直徑(目標(biāo)上燒蝕表面的圓周，可為動態(tài)值)、沿著掃描方向的激光光斑尺寸、入射在目標(biāo)上的激光束12、12’的脈沖重復(fù)率、相繼激光脈沖之間所希望的重疊或分開以及沿著掃描的所希望能量分布。旋轉(zhuǎn)速度可具有從每秒轉(zhuǎn)數(shù)的分?jǐn)?shù)到幾千每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的寬度范圍上的值(0.01rps–100000rpm)。激光脈沖12、12’的能量可與鏡13的旋轉(zhuǎn)同步控制。

在有關(guān)目標(biāo)表面上傳播的激光光斑的掃描速度的一個實(shí)施例中，環(huán)形目標(biāo)15的直徑和鏡13的旋轉(zhuǎn)速度選擇為使掃描激光光斑在目標(biāo)15上的速度為至少1m/s。在另一個實(shí)施例中，對應(yīng)值選擇為使上面的掃描速度為至少10m/s。在再一個實(shí)施例中，對應(yīng)值選擇為使上述掃描速度為至少100m/s。

除了在圓形路徑上目標(biāo)表面15上掃描激光束12’外，目標(biāo)15和掃描光束之間的相對速度可通過旋轉(zhuǎn)環(huán)形目標(biāo)15到相對于掃描光束相反的方向而增加。

由于激光脈沖撞擊目標(biāo)材料15的表面，噴射的燒蝕材料16將實(shí)際上從入射點(diǎn)15c在所有方向上釋放。盡管噴射16具有一定的方向性和角度分布，但是某些部分的材料將行進(jìn)到激光束的方向，朝著掃描鏡13(這部分在圖1-3中沒有示出)。為了避免或者至少最小化材料累積在鏡13上的量和/或在整個過程中保持激光脈沖能量，在本發(fā)明的實(shí)施例中，鏡13采用下面特征之一或其組合來保護(hù)：

·靜態(tài)機(jī)械屏蔽，在目標(biāo)和鏡之間，允許激光束通過而不受阻攔，但是限制燒蝕材料在與激光束傳播方向相比相反方向上的傳播量；

·在掃描鏡周圍的外殼，與真空腔體中的其余空間相比具有較高的壓強(qiáng)，對于從目標(biāo)噴射的材料使自由通道較短(即在鏡周圍的壓強(qiáng)控制)；

·在掃描鏡周圍的外殼具有氣流，阻擋從目標(biāo)噴射材料的自由運(yùn)動；

·具有通道的外殼(即隨著鏡旋轉(zhuǎn)的管子、屏蔽或孔)，用于激光束隨著鏡旋轉(zhuǎn)，在鏡暴露到入射的目標(biāo)材料時使時間縮短。該特定的解決方案尤其通過在環(huán)形目標(biāo)上產(chǎn)生掃描的方法實(shí)現(xiàn)，并且在傳統(tǒng)的掃描方法中是不合理的應(yīng)用。設(shè)置在旋轉(zhuǎn)鏡周圍、具有用于激光的孔的同心旋轉(zhuǎn)壁與靜態(tài)同心壁分隔開足夠短而不阻擋光束，一個是能實(shí)現(xiàn)具有不同壓強(qiáng)和差分抽吸的隔間，以減少釋放材料累積在鏡表面上；

·犧牲層或幾個層，在鏡的前面，以在大量材料累積后更換(例如，在目標(biāo)和鏡之間的可更換或可移動窗口)；

·加熱鏡，減少撞擊凈表面的材料粘附；

·電和/或磁性器件，產(chǎn)生電場和/或磁場，以改變輸入電荷粒子的通道；

·清洗鏡，例如用激光束(即激光清洗)或用離子轟擊。

采用這些選項(xiàng)的一個或幾個將在全部過程中保持鏡13的反射性。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，環(huán)形目標(biāo)以其中心點(diǎn)設(shè)置在掃描鏡的旋轉(zhuǎn)軸上，從而激光束的從透鏡行進(jìn)到目標(biāo)表面的距離在所有掃描角上是相同的，從而保證了在全部掃描周期上不變的光斑尺寸。

環(huán)形目標(biāo)的內(nèi)表面是反射激光束撞擊的表面，并且在激光燒蝕工藝中材料從那里釋放。材料噴射主要定向?yàn)榇怪庇谀繕?biāo)表面，但是它也會具有其它方向，取決于目標(biāo)上的表面形狀。因此，目標(biāo)表面的平面影響燒蝕材料的傳播方向。環(huán)形目標(biāo)的表面可設(shè)計(jì)為在基板上產(chǎn)生的涂層中產(chǎn)生一定種類的材料分布或多孔性。在本發(fā)明的實(shí)施例中，環(huán)形目標(biāo)的燒蝕表面是錐形的，從而在入射的平面中激光束與目標(biāo)表面形成角(與圖1類似，如果目標(biāo)部分15看作環(huán)形目標(biāo)的傾斜內(nèi)表面的部分)。此外，該角決定為使燒蝕材料定向?yàn)殡x開掃描的平面。如果鏡的反射角α為90度，掃描的平面是水平平面。一旦旋轉(zhuǎn)角α為0<α<180°，則掃描的平面將為圓錐表面。

在目標(biāo)表面上的相同圓形軌跡上具有單一掃描線的燒蝕工藝最終會導(dǎo)致形成在目標(biāo)上的深溝槽。為了使工藝穩(wěn)定，目標(biāo)的磨損需要控制且為均勻的。這就是為什么除了激光束在目標(biāo)上的圓形掃描外掃描線在目標(biāo)上的位置在工藝期間移動。這使燒蝕軌跡是二維而不是一維軌跡，并且因此可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的均勻磨損。掃描線在目標(biāo)上的運(yùn)動可通過如下實(shí)現(xiàn)：

·環(huán)形目標(biāo)的線性運(yùn)動；和/或

·改變掃描鏡的角度；和/或

·改變另一個反射光學(xué)系統(tǒng)的角度；和/或

·提供折射光學(xué)系統(tǒng)以改變?nèi)肷湓谀繕?biāo)表面上的激光束的角度。

在上面的第一選項(xiàng)，環(huán)形目標(biāo)15沿著其中心軸可移動。

具有目標(biāo)線性運(yùn)動的設(shè)置通過保持激光束在目標(biāo)表面上的入射角而提供穩(wěn)定的條件，并且此外直線向前以實(shí)現(xiàn)高速的與鏡或其它光學(xué)系統(tǒng)的擺動相反的獨(dú)立運(yùn)動。

在環(huán)形目標(biāo)為錐形內(nèi)表面的情況下，目標(biāo)的運(yùn)動或者掃描線在目標(biāo)上的位置影響燒蝕軌跡的圓周長度。這進(jìn)而影響目標(biāo)表面上的掃描速度(空間光斑重疊和分離)、目標(biāo)周圍一個完整掃描周期的持續(xù)時間以及最佳強(qiáng)度分布相對于目標(biāo)表面的位置。在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，這些影響需要如下的同步控制來補(bǔ)償：

·對于相繼脈沖之間的最佳分隔掃描儀的旋轉(zhuǎn)速度；和/或

·對于目標(biāo)上相繼掃面周期之間的最佳重疊目標(biāo)的運(yùn)動速度；和/或

·為了在目標(biāo)表面上保持最佳的和希望的強(qiáng)度分布聚集透鏡或束操縱光學(xué)系統(tǒng)(強(qiáng)度分布成型光學(xué)系統(tǒng))的運(yùn)動。

對于連續(xù)燒蝕和涂覆工藝，需要不斷供給源材料。在此情況下，環(huán)形目標(biāo)可實(shí)現(xiàn)為圓柱(通過垂直擴(kuò)大圖3的環(huán)形目標(biāo))，在此情況下目標(biāo)的線性運(yùn)動的范圍隨著目標(biāo)在錐形燒蝕表面上的磨損而改變。圓柱目標(biāo)可以以控制的方式在垂直方向上緩慢移動，以便影響到達(dá)激光脈沖下新的目標(biāo)表面。其它的選項(xiàng)是例如在反射鏡和圓柱目標(biāo)之間結(jié)合可控的折射光學(xué)系統(tǒng)，以便稍加重新定向激光束朝著新目標(biāo)區(qū)域的角度。這樣的設(shè)置提供了使足夠量的源材料適合延長燒蝕和涂覆工藝的途徑。這樣的加長工藝包括用于非常大表面面積的工業(yè)涂覆工藝。

總結(jié)沿著掃描線具有環(huán)形橫截面的目標(biāo)的可能形狀，環(huán)形形狀目標(biāo)15可具有環(huán)形形狀、圓柱形狀或截錐形形狀。具有圓錐內(nèi)表面的更廣泛的環(huán)形段是環(huán)形形狀目標(biāo)的截錐形的示例。

關(guān)于目標(biāo)15的可能的材料，環(huán)形目標(biāo)15可由金屬、金屬化合物、玻璃、石頭、陶瓷、合成聚合物、半合成聚合物、天然聚合物、復(fù)合材料、無機(jī)或有機(jī)單體或低聚材料制造。在進(jìn)一步實(shí)施例中，環(huán)形目標(biāo)15由至少兩個不同材料的環(huán)形段組成。對于這樣的目標(biāo)結(jié)構(gòu)，包括至少兩個不同涂層的所希望涂層結(jié)構(gòu)是可能的。

關(guān)于在根據(jù)本發(fā)明的沉積后可能的最終產(chǎn)品的某些示例，涂層基板可鋰離子電池的部件、傳感器或傳感器裝置的部件或切割工具部件。

當(dāng)前的方法和裝置也可用在納米粒子的生產(chǎn)方法中。這樣的方法可利用如上所述的燒蝕裝置，但是另外腔體可為真空的或者包括選擇的氣壓，在此情況下可浸沒在液體中。

在本發(fā)明中，可結(jié)合本發(fā)明上述或獨(dú)立權(quán)利要求的特征和/或特點(diǎn)以便實(shí)現(xiàn)應(yīng)用至少兩個上述特征或特點(diǎn)的本發(fā)明的新變化。

本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。