DE102011056811A1

DE102011056811A1 - Method for protecting the surface of an optical component and device for processing workpieces

Info

Publication number: DE102011056811A1
Application number: DE102011056811A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Behr; Stefan Jakobs; Simon Olschok; Uwe Reisgen; Stefan Longerich
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH; Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH; Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-06-27
Also published as: WO2013092981A2; WO2013092981A3; DE112012005412A5

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz der Oberfläche eines optischen Bauteils, bei dem ein Objekt (8), von dem gasförmige, flüssige oder feste Stoffe freigesetzt werden können, insbesondere ein zu bearbeitendes Werkstück (8), in einer evakuierten Vakuumkammer (2) bereitgestellt wird, eine optische Einrichtung zur Beobachtung und/oder Bearbeitung des Objektes (8) verwendet wird, wobei zwischen dem Objekt (8) und der optischen Einrichtung ein Strahlengang (9, 39) verläuft und die optische Einrichtung ein in dem Strahlengang positioniertes optisches Bauteil (10, 28, 40) mit einer zu dem Objekt weisenden Oberfläche (12, 29, 48) aufweist, die für von dem Objekt (8) freigesetzte gasförmige, flüssige oder feste Stoffe zugänglich ist, und die Oberfläche (12, 29, 48) gegen die freigesetzten Stoffe geschützt wird, wobei zwischen der Oberfläche (12, 29, 48) und dem Objekt (8) in dem Strahlengang (9, 39) ein in Richtung des Objekts (8) gerichteter Gasstrom erzeugt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks.The present invention relates to a method for protecting the surface of an optical component, in which an object (8) from which gaseous, liquid or solid substances can be released, in particular a workpiece (8) to be machined, in an evacuated vacuum chamber (2). is provided, an optical device for observation and / or processing of the object (8) is used, wherein between the object (8) and the optical device, a beam path (9, 39) extends and the optical device is positioned in the beam path optical component (10, 28, 40) having an object facing surface (12, 29, 48) accessible to gaseous, liquid or solid material released from the object (8), and the surface (12, 29, 48 ) is protected against the released substances, wherein between the surface (12, 29, 48) and the object (8) in the beam path (9, 39) produce a direction of the object (8) directed gas flow gt is. Furthermore, the invention relates to a device for machining a workpiece.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz der Oberfläche eines optischen Bauteils, bei dem

– ein Objekt, von dem gasförmige, flüssige oder feste Stoffe freigesetzt werden können, insbesondere ein zu bearbeitendes Werkstück, in einer evakuierten Vakuumkammer bereitgestellt wird,
– eine optische Einrichtung zur Beobachtung und/oder Bearbeitung des Objektes verwendet wird, wobei zwischen dem Objekt und der optischen Einrichtung ein Strahlengang verläuft und die optische Einrichtung ein in dem Strahlengang positioniertes optisches Bauteil mit einer zu dem Objekt weisenden Oberfläche aufweist, die für von dem Objekt freigesetzte gasförmige, flüssige oder feste Stoffe zugänglich ist, und
– die Oberfläche gegen die freigesetzten Stoffe geschützt wird.

The invention relates to a method for protecting the surface of an optical component, in which

An object from which gaseous, liquid or solid substances can be released, in particular a workpiece to be machined, in an evacuated vacuum chamber,
An optical device is used for observation and / or processing of the object, wherein a beam path extends between the object and the optical device and the optical device has an optical component positioned in the beam path with a surface facing the object, which is intended for Object released gaseous, liquid or solid substances is accessible, and
- The surface is protected against the released substances.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Laser- oder Elektronenstrahl-Bearbeitungsvorrichtung, mit

– einer mittels Evakuierungsmitteln evakuierbaren Vakuumkammer, in der eine Werkstückaufnahme vorgesehen ist,
– wenigstens einer optischen Einrichtung, wobei zwischen dieser und der Werkstückaufnahme ein Strahlengang verläuft,
– einem in dem Strahlengang positionierten optischen Bauteil der optischen Einrichtung, mit einer zu der Werkstückaufnahme weisenden Oberfläche, die Verunreinigungen, welche durch eine Bearbeitung eines in der Werkstückaufnahme angeordneten Werkstückes verursacht werden können, zugänglich ist, und
– einer Schutzeinrichtung zum Schutz gegen Verunreinigungen der Oberfläche.

Furthermore, the invention relates to an apparatus for processing workpieces, in particular laser or electron beam processing apparatus, with

A vacuum chamber which can be evacuated by means of evacuation means and in which a workpiece holder is provided,
- At least one optical device, wherein between this and the workpiece holder is a beam path,
An optical component of the optical device positioned in the beam path, with a surface pointing toward the workpiece holder, the impurities which can be caused by machining a workpiece arranged in the workpiece holder, and
- A protective device to protect against contamination of the surface.

In einer evakuierten Vakuumkammer können von einem Objekt, bedingt durch chemische, physikalische oder mechanische Prozesse, insbesondere durch die Bearbeitung des Objektes mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung gasförmige, flüssige oder feste Stoffe mit hoher Temperatur freigesetzt werden. Diese können beispielsweise als Atome, Moleküle oder Partikel, in Form von Dampf oder als Plasma aus dem Werkstück austreten. Infolge des in der Vakuumkammer herrschenden, für die Bearbeitung benötigten geringen Druckes stehen den emittierten Stoffen nur in geringem Maße Wechselwirkungspartner zur Verfügung, an welche sie ihre Energie abgegeben können. Folglich erreichen sie alle zugänglichen Oberflächen nahezu ungehindert und schlagen sich an diesen nieder. In an evacuated vacuum chamber gaseous, liquid or solid materials can be released at high temperature of an object due to chemical, physical or mechanical processes, in particular by processing the object by means of electromagnetic radiation or particle radiation. These can emerge, for example, as atoms, molecules or particles, in the form of vapor or as plasma from the workpiece. As a result of the low pressure prevailing in the vacuum chamber, the emitted substances have only a small amount of interaction partners available, to which they can release their energy. Consequently, they reach all accessible surfaces almost unhindered and hit them down.

Die Anlagerung emittierter Stoffe auf Oberflächen stellt insbesondere für optische Bauteile, die in der Vakuumkammer verwendet werden, ein Problem dar. Dabei kann es sich um Spiegel, Linsen, Beugungsgitter oder Fenster zur Ein- bzw. Auskopplung des Strahlenganges in die bzw. aus der Vakuumkammer sowie Sensoren handeln. Die optischen Bauteile können dabei sowohl in Bearbeitungs- als auch Beobachtungsstrahlengängen positioniert sein, wobei die Strahlengänge sich beispielsweise orthogonal oder unter einem Winkel kleiner als 90° zu dem Objekt bzw. Werkstück erstrecken können. Spiegel und Linsen werden beispielsweise für die Strahlführung und Fokussierung eines Bearbeitungs-Laserstrahls benötigt, während Fenster zum Einsatz kommen, um den Blick auf die Bearbeitungsstelle an dem Werkstück in der Vakuumkammer freizugeben bzw. einen in der Vakuumkammer befindlichen Detektor oder Sensor, mit dem die Bearbeitung untersucht wird, gegenüber dem Kammerinnenraum zu verschließen. The accumulation of emitted substances on surfaces presents a problem in particular for optical components used in the vacuum chamber. These may be mirrors, lenses, diffraction gratings or windows for coupling or decoupling the beam path into and out of the vacuum chamber and sensors act. The optical components can be positioned both in processing and observation beam paths, wherein the beam paths can extend for example orthogonal or at an angle less than 90 ° to the object or workpiece. Mirrors and lenses are needed, for example, for beam-guiding and focusing a machining laser beam, while windows are used to reveal the view of the machining location on the workpiece in the vacuum chamber or a detector or sensor in the vacuum chamber with which the machining is examined to close against the chamber interior.

Die optischen Bauteile weisen im Allgemeinen diskrete optische Eigenschaften, insbesondere diskrete Transmissions- bzw. Reflexionseigenschaften auf, die nicht verändert werden dürfen, um gleichbleibende Bearbeitungs- bzw. Beobachtungsbedingungen zu gewährleisten. Schlägt sich auf der zugänglichen Oberfläche eines transparenten optischen Bauteils beispielsweise in Folge einer in der Vakuumkammer stattfindenden Werkstück-Bearbeitung Metall ab, so nimmt der Transmissionsgrad des optischen Bauteils ab und das optische Bauteil wird unbrauchbar. Das verunreinigte optische Bauteil muss dann aus der Vakuumkammer entnommen und gereinigt oder ersetzt werden. The optical components generally have discrete optical properties, particularly discrete transmission or reflection characteristics, which must not be altered to ensure consistent processing or observation conditions. If metal strikes metal on the accessible surface of a transparent optical component, for example, as a result of workpiece machining taking place in the vacuum chamber, the degree of transmission of the optical component decreases and the optical component becomes unusable. The contaminated optical component must then be removed from the vacuum chamber and cleaned or replaced.

Um die Vakuumkammer für die Entnahme des Bauteils öffnen zu können muss sie zunächst vollständig belüftet werden, was mit einem hohen Zeitaufwand und somit langen Standzeiten der Vorrichtung verbunden ist. Ist eine Reinigung nicht möglich, muss das optische Bauteil erneuert werden, wodurch erhebliche Kosten verursacht werden. Daher gehen die Bestrebungen dahin, die Oberflächen optischer Komponenten, welche in evakuierten Vakuumkammern für Verunreinigungen zugänglich sind, zu schützen. In order to open the vacuum chamber for the removal of the component, it must first be completely ventilated, which is associated with a high expenditure of time and thus long service life of the device. If cleaning is not possible, the optical component must be replaced, which causes considerable costs. Therefore, efforts are being made to protect the surfaces of optical components that are accessible to contaminants in evacuated vacuum chambers.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, eine Oberfläche zu schützen, indem ein transparentes Schutzelement, beispielsweise eine Glas- oder Kunststoffscheibe, in dem zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und der optischen Komponente verlaufenden Strahlengang positioniert wird. Das als transparente Blende dienende Schutzelement bietet eine alternative Oberfläche, auf welcher sich die Verunreinigungen niederschlagen, so dass diese die Oberfläche der optischen Komponente nicht erreichen. Der Strahlengang wird dabei bedingt durch die Transparenz des Schutzelementes nicht beeinflusst. Ist die Oberfläche des Schutzelementes verunreinigt, so muss dieses – anstelle des zu schützenden optischen Bauteils – gereinigt oder ersetzt werden, wofür ebenfalls eine zeitaufwendige Belüftung der Vakuumkammer erforderlich ist. Derartige Schutzelemente haben demzufolge keinen positiven Einfluss auf die Länge eines belüftungsfreien Betriebsintervalls der Vorrichtung.It is known from the prior art to protect a surface by positioning a transparent protective element, for example a glass or plastic disk, in which the beam path runs between the workpiece to be machined and the optical component. The protective element serving as a transparent panel offers an alternative surface on which the impurities precipitate, so that they do not reach the surface of the optical component. The beam path is not affected due to the transparency of the protective element. If the surface of the protective element is contaminated, it must - instead of the protected optical component - cleaned or replaced, which also requires time-consuming ventilation of the vacuum chamber. Consequently, such protective elements have no positive influence on the length of a ventilation-free operating interval of the device.

Um diesen Nachteil zu überwinden, sind großflächige Schutzelemente entwickelt worden, welche beweglich in dem Strahlengang positioniert sind. Ist beispielsweise nach einem bestimmten Bearbeitungsintervall ein derartiges Schutzelement über den optischen Querschnitt des Strahlengangs verunreinigt, wird das Schutzelement quer zum Strahlengang bewegt. So wird ein neuer Abschnitt des Schutzelements, der zuvor durch eine Schutzblende vor den Verunreinigungen geschützt war, in den optischen Querschnitt eingebracht, und die Bearbeitung kann ohne Belüftung der Kammer fortgesetzt werden. Dabei werden beispielsweise transparente Kunststofffilme verwendet, die in einer Kassette aufgerollt sind. Alternativ werden Glasringe eingesetzt, die um einen bestimmten Winkel verdreht werden, um einen sauberen Abschnitt des Schutzelementes in den Strahlengang zu bringen. To overcome this disadvantage, large-area protective elements have been developed, which are movably positioned in the beam path. If, for example, after a certain processing interval, such a protective element is contaminated by the optical cross section of the beam path, the protective element is moved transversely to the beam path. Thus, a new section of the protective element, previously protected by a protective screen from the contaminants, is introduced into the optical cross section, and processing can be continued without venting the chamber. In this example, transparent plastic films are used, which are rolled up in a cassette. Alternatively, glass rings are used, which are rotated by a certain angle to bring a clean section of the protective element in the beam path.

An diesen Ausführungsformen wird jedoch als nachteilig empfunden, dass das Problem der sich niederschlagenden Verunreinigungen lediglich von der Oberfläche der optischen Komponente auf eine alternative Oberfläche eines vor der optischen Komponente positionierten Schutzelementes verlagert wird. Durch die Bereitstellung eines Schutzelementes mit einer großen Oberfläche, die nach und nach in den Strahlengang eingebracht werden kann, wird lediglich das Zeitintervall, nach welchem eine Reinigung bzw. ein Ersetzen des Schutzelementes erfolgen muss, verlängert. Ist die gesamte Oberfläche verunreinigt, muss auch bei dieser Ausführungsform eine Reinigung oder ein Wechsel des Schutzelementes und somit eine zeitaufwendige Belüftung der Vakuumkammer erfolgen.However, it is considered disadvantageous in these embodiments that the problem of precipitating contaminants is merely shifted from the surface of the optical component to an alternative surface of a protective element positioned in front of the optical component. By providing a protective element with a large surface, which can be gradually introduced into the beam path, only the time interval after which a cleaning or a replacement of the protective element must be made, extended. If the entire surface is contaminated, a cleaning or a change of the protective element and thus a time-consuming ventilation of the vacuum chamber must also be done in this embodiment.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, durch das ein im Strahlengang positioniertes optisches Bauteil in einer evakuierten Vakuumkammer zuverlässig und über lange Zeit gegen Verunreinigungen geschützt wird, so dass wartungs- bzw. reinigungsbedingte Belüftungsvorgänge der Vakuumkammer in wesentlich geringerem Umfang anfallen. Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer geeigneten Vorrichtung, mit der ein derartiges Verfahren angewendet werden kann.Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide a method by which an optical component positioned in the beam path in an evacuated vacuum chamber is reliably and long-term protected against contamination, so that maintenance or cleaning-related ventilation operations of the vacuum chamber in incurred to a much lesser extent. Another object is to provide a suitable device with which such a method can be applied.

Die erstgenannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zwischen der Oberfläche und dem Objekt in dem Strahlengang ein in Richtung des Objekts gerichteter Gasstrom erzeugt wird. Mit anderen Worten liegt der Erfindung die Idee zugrunde, die Oberfläche eines optischen Bauteils in einer Vakuumkammer mit Hilfe eines von der Oberfläche wegweisenden Gasstroms zu schützen. Der erzeugte Gasstrom sollte dabei im Allgemeinen orthogonal zu der zu schützenden Oberfläche ausgerichtet werden. The first object is achieved in a method of the type mentioned in that between the surface and the object in the beam path directed towards the object gas flow is generated. In other words, the invention is based on the idea of protecting the surface of an optical component in a vacuum chamber by means of a gas flow pointing away from the surface. The generated gas stream should be oriented generally orthogonal to the surface to be protected.

Erfindungsgemäß werden im Bereich des Beobachtungs- bzw. Bearbeitungsstrahlenganges gezielt Gasmoleküle als Stoßpartner für die von dem Objekt bzw. Werkstück emittierten Stoffe zur Verfügung gestellt. Die mittlere freie Weglänge der emittierten Atome, Moleküle bzw. Partikel wird in diesem Bereich durch den expandierenden Gasstrom deutlich reduziert und diese können ihre Energie an die Gasteilchen abgeben. Sie werden mittels des gerichteten Gasstroms gebremst und Metalldämpfe werden zur Kondensation gebracht, bevor sie in den Bereich der zu schützenden Oberfläche gelangen. According to the invention, targeted gas molecules are provided as impact partners for the substances emitted by the object or workpiece in the area of the observation or machining beam path. The mean free path of the emitted atoms, molecules or particles is significantly reduced in this area by the expanding gas flow and these can deliver their energy to the gas particles. They are braked by means of the directed gas flow and metal vapors are brought to condensation before they reach the area of the surface to be protected.

Die freigesetzten Stoffe können sich demzufolge nicht als Verunreinigungen auf der Oberfläche in dem Strahlengang niederschlagen. Die optischen Eigenschaften des Bauteils bleiben erhalten und die Beobachtung und/oder Bearbeitung des Objekts bzw. Werkstücks kann unter gleichbleibenden Bedingungen sowie störungsfrei erfolgen. Eine Belüftung der Vakuumkammer für eine Reinigung bzw. ein Ersetzen von optischen Bauteilen ist folglich nur selten erforderlich. Die Verfügbarkeit der Vorrichtung ist somit gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöht.Consequently, the released substances can not precipitate as impurities on the surface in the beam path. The optical properties of the component are retained and the observation and / or processing of the object or workpiece can be carried out under constant conditions and without interference. Ventilation of the vacuum chamber for cleaning or replacement of optical components is therefore rarely required. The availability of the device is thus significantly increased compared to the prior art.

Für den erfindungsgemäßen Schutz einer Oberfläche können beliebige, insbesondere inerte Gase verwendet werden. Zweckmäßiger Weise wird ein Gas verwendet, welches die in der Atmosphäre der Vakuumkammer ablaufenden Prozesse positiv beeinflusst. Mit dem gerichteten Gasstrom kann ferner der zusätzliche positive Effekt für den Bearbeitungsprozess erzielt werden, dass in der Kammer befindlicher Restsauerstoff verdrängt wird. Insbesondere Argon und Stickstoff eignen sich für die erfindungsgemäße Verwendung, da diese mit handelsüblichen Pumpen aus der Vakuumkammergefördert werden können und somit der Arbeitsdruck in der Vakuumkammer mittels gängiger Evakuierungsmittel aufrecht erhalten werden kann. Dabei reicht ein geringer Volumenstrom des Gases aus, der beispielsweise in Abhängigkeit des gewünschten Arbeitsdruckes in der Vakuumkammer gewählt bzw. eingestellt werden kann. In diesem Falle wäre der wählbare Volumenstrom nach oben hin allein durch die Pumpleistung der Evakuierungsmittel der Vakuumkammer begrenzt.For the protection according to the invention of a surface, any, in particular inert, gases can be used. Appropriately, a gas is used, which positively influences the processes taking place in the atmosphere of the vacuum chamber. With the directed gas flow, the additional positive effect for the machining process can also be achieved, that is displaced in the chamber residual oxygen. In particular, argon and nitrogen are suitable for the use according to the invention, since they can be conveyed out of the vacuum chamber with commercially available pumps and thus the working pressure in the vacuum chamber can be maintained by means of common evacuation means. In this case, a small volume flow of the gas is sufficient, which can be selected or adjusted, for example, as a function of the desired working pressure in the vacuum chamber. In this case, the selectable volume flow would be bounded at the top only by the pumping capacity of the evacuation means of the vacuum chamber.

In Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Gasstrom entlang des Strahlengangs geführt wird, insbesondere mittels eines sich objektseitig an die Oberfläche anschließenden Schutzgehäuses, welches einen Schutzraum umschließt und den Strahlengang umgibt und an dem objektseitig wenigstens eine Gasaustrittsöffnung vorgesehen ist, die den Strahlengang einfasst. Die Führung des Gasstroms entlang des Strahlengangs ist zweckmäßig, da auf diesem Wege gewährleistet wird, dass das Gas in den Bereich gebracht wird, in dem seine Schutzfunktion für die Oberfläche erforderlich ist, nämlich insbesondere zwischen der Oberfläche und der Quelle von Verunreinigungen. In an embodiment of the present invention, it is provided that the gas flow is guided along the beam path, in particular by means of an object side to the surface subsequent protective housing, which encloses a shelter and surrounds the beam path and on the object side at least one gas outlet opening is provided which surrounds the beam path. The guidance of the gas flow along the beam path is expedient, as it ensures that the gas is brought into the area in which its protective function for the surface is required, namely in particular between the surface and the source of impurities.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Gasstrom über mehr als die Hälfte der zwischen der Oberfläche und dem Objekt liegenden Strecke geführt wird, wodurch das Gas seine Schutzfunktion über eine weite Strecke ausüben kann.According to a further embodiment it is provided that the gas flow is guided over more than half of the distance lying between the surface and the object, whereby the gas can exercise its protective function over a long distance.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass

– die Schutzeinrichtung ein sich an die Oberfläche werkstückaufnahmeseitig anschließendes Schutzgehäuse umfasst,
– das Schutzgehäuse einen Schutzraum umschließt,
– das Schutzgehäuse den Strahlengang umgibt,
– Gaseinlassmittel für den Zutritt eines Gases in den Schutzraum vorgesehen sind,
– das Schutzgehäuse wenigstens eine Gaseintrittsöffnung aufweist,
– das Schutzgehäuse werkstückaufnahmeseitig wenigstens eine Gasaustrittsöffnung aufweist, und
– die Gasaustrittsöffnung den Strahlengang einfasst.

In a device of the type mentioned, the object is achieved in that

The protective device comprises a protective housing adjoining the surface on the workpiece receiving side,
- The protective housing encloses a shelter,
- The protective housing surrounds the beam path,
Gas inlet means are provided for the admission of a gas into the shelter,
The protective housing has at least one gas inlet opening,
- The protective housing workpiece receiving side has at least one gas outlet opening, and
- The gas outlet opening encloses the beam path.

Der Schutz der Oberfläche erfolgt bei einer derartigen Vorrichtung mittels einer Schutzeinrichtung, die ein sich an die Oberfläche anschließendes Schutzgehäuse umfasst, welches einen Schutzraum umschließt. Der Schutzraum ist über die wenigstens eine Gasaustrittsöffnung mit der Vakuumkammer verbunden, die mit Hilfe des Evakuierungsmittels, das beispielsweise am Boden oder an einer Seite der Vakuumkammer an diese angeschlossen sein kann, evakuierbar ist. Demzufolge herrscht in dem Schutzraum ebenfalls Unterdruck, wenn die Vakuumkammer evakuiert ist. Über die Gaseinlassmittel kann Gas in den Schutzraum eingelassen werden, so dass ein Gasstrom in Richtung des Evakuierungsmittels der Vakuumkammer erzeugt wird. Das Gas wird dabei über das Schutzgehäuse entlang des Strahlenganges in Richtung der Werkstückaufnahme geführt, wobei es durch die wenigstens eine Gasaustrittsöffnung, welche den Strahlengang umgibt, aus dem Schutzraum in die Vakuumkammer eintritt. Das Schutzgehäuse ist vorzugsweise aus Metall gefertigt, wobei insbesondere Kupfer aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit geeignet ist. The protection of the surface takes place in such a device by means of a protective device which comprises a subsequent to the surface of the protective housing which encloses a shelter. The shelter is connected via the at least one gas outlet opening to the vacuum chamber, which can be evacuated by means of the evacuation means, which may be connected to the floor or to one side of the vacuum chamber, for example. Accordingly, there is also negative pressure in the shelter when the vacuum chamber is evacuated. Gas can be introduced into the protective space via the gas inlet means, so that a gas flow is generated in the direction of the evacuation means of the vacuum chamber. The gas is guided over the protective housing along the beam path in the direction of the workpiece holder, wherein it enters through the at least one gas outlet opening, which surrounds the beam path, from the shelter into the vacuum chamber. The protective housing is preferably made of metal, in particular copper is suitable because of its good thermal conductivity.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können im Rahmen aller Bearbeitungsverfahren eingesetzt werden, die in einer evakuierten Vakuumkammer erfolgen. Insbesondere im Rahmen des Elektronenstrahlschweißens, des Elektronenstrahlbohrens, der Elektronenstrahloberflächenbehandlung, bei dem CVD- oder PVD-Beschichten sowie dem Laserstrahlschweißen bei reduziertem Umgebungsdruck können Oberflächen optischer Bauteile erfindungsgemäß vor Verunreinigungen geschützt werden. Darüber hinaus können bestehende Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken konstruktiv angepasst werden, so dass in diesen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.The method according to the invention and the device according to the invention can be used in the context of all processing methods that take place in an evacuated vacuum chamber. Particularly in the context of electron beam welding, electron beam drilling, electron beam surface treatment, CVD or PVD coating and laser beam welding at reduced ambient pressure surfaces of optical components can be protected according to the invention from contamination. In addition, existing device for machining workpieces can be adapted constructively, so that in these the inventive method can be performed.

Ist in einer Vakuumkammer mehr als ein optisches Bauteil für bearbeitungsbedingte Verunreinigungen zugänglich, beispielsweise, wenn ein Bearbeitungs- und ein Beobachtungsstrahlengang vorgesehen ist, so kann selbstverständlich mehr als eine Oberfläche erfindungsgemäß vor Verunreinigungen geschützt werden.If more than one optical component is accessible for processing-related impurities in a vacuum chamber, for example if a processing beam and an observation beam path are provided, it is of course possible to protect more than one surface from contamination in accordance with the invention.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Schutzraum nur über die wenigstens eine Gasaustrittsöffnung mit der Vakuumkammer verbunden ist. Auf diesem Wege wird gewährleistet, dass Gas lediglich im Bereich des Strahlenganges aus dem Schutzraum in die Vakuumkammer strömt. Der Gasstrom wird so auf den Bereich des Strahlenganges beschränkt, in dem die Oberfläche vor Verunreinigungen zu schützen ist. In one embodiment of the present invention, it is provided that the protective space is connected to the vacuum chamber only via the at least one gas outlet opening. In this way it is ensured that gas flows only in the area of the beam path from the shelter into the vacuum chamber. The gas flow is limited to the area of the beam path in which the surface is to be protected from contamination.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Gasaustrittsöffnung als Einschnürung des Schutzgehäuses ausgebildet. Der Querschnitt der Gasaustrittsöffnung wird zweckmäßigerweise so gewählt, dass sie dem für die Beobachtung bzw. Bearbeitung erforderlichen Querschnitt des Strahlenganges entspricht. So wird erreicht, dass die Oberfläche nur im Bereich des Strahlengangs mittels des gerichteten Gasstroms geschützt wird. Die restliche Oberfläche des optischen Bauteils, welches im Allgemeinen einen Durchmesser aufweist, der den des Strahlenganges übersteigt, wird über das als Blende wirkende Schutzgehäuse gegen Verunreinigungen geschützt. Die derartige Anpassung der Gasaustrittsöffnung an den Strahlengang ermöglicht ferner einen optimalen Schutzprozess, weil die Strömungsgeschwindigkeit des Gases nach Art einer Düse erhöht wird, wenn dieses durch die – gegenüber dem Schutzgehäuse – verengte Gasaustrittsöffnung in die Vakuumkammer strömt. Die von der Bearbeitungsstelle an dem Werkstück emittierten Stoffe werden infolge dessen besonders effizient von der Oberfläche ferngehalten. Dabei trägt die Expansion des Gases zu einer zusätzlichen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit bei. Es ist so gewährleistet, dass gasförmige, flüssige und feste Stoffe, die von einem in der Werkstückaufnahme angeordneten Werkstück, welches bearbeitet wird, freigesetzt werden, nur in geringem Maße bzw. gar nicht in den von dem Gasstrom durchströmten Schutzraum gelangen, den das Schutzgehäuse einschließt. Die Oberfläche wird somit wirksam gegen Verunreinigungen geschützt.In a further embodiment, the gas outlet opening is formed as a constriction of the protective housing. The cross section of the gas outlet opening is expediently chosen so that it corresponds to the required for the observation or processing cross section of the beam path. This ensures that the surface is protected only in the region of the beam path by means of the directed gas flow. The remaining surface of the optical component, which generally has a diameter which exceeds that of the beam path, is protected against contamination by the protective housing acting as a diaphragm. Such adaptation of the gas outlet opening to the beam path further enables an optimal protection process, because the flow velocity of the gas is increased in the manner of a nozzle when it flows through the - compared to the protective housing - narrowed gas outlet opening in the vacuum chamber. As a result, the substances emitted by the processing point on the workpiece are kept away from the surface in a particularly efficient manner. The expansion of the gas contributes to an additional increase in the flow rate. It is thus ensured that gaseous, liquid and solid substances, that of a in the Workpiece receiving arranged workpiece, which is processed, are released, only to a small extent or not at all in the traversed by the gas flow shelter, which includes the protective housing. The surface is thus effectively protected against contamination.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Schutzgehäuse hülsenförmig ausgebildet ist und/oder sich werkstückaufnahmeseitig verjüngt. Diese Form des Schutzgehäuses hat sich als besonders geeignet erwiesen. Die verjüngte Ausbildung gewährleistet, dass eine kontinuierliche Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit des Gases in Richtung des Werkstücks und somit ein effizienter Schutz der Oberfläche erzielt wird. According to a preferred embodiment it is provided that the protective housing is sleeve-shaped and / or tapers on the workpiece receiving side. This form of protective housing has proven to be particularly suitable. The tapered design ensures that a continuous increase in the flow rate of the gas in the direction of the workpiece and thus an efficient protection of the surface is achieved.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sich das Schutzgehäuse entlang des Strahlenganges über mehr als die Hälfte der zwischen der Oberfläche und der Werkstückaufnahme liegenden Strecke erstreckt. So wird der Gasstrom über einen großen Teil der Strecke entlang des Strahlengangs geführt. Another embodiment is characterized in that the protective housing extends along the beam path over more than half of the distance lying between the surface and the workpiece holder. Thus, the gas flow over a large part of the route along the beam path is performed.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in dem Schutzgehäuse zumindest eine sich quer zu dem Strahlengang erstreckende Blende vorgesehen, die eine den Strahlengang einfassende Öffnung aufweist. Insbesondere sind mehrere Blenden axial beabstandet vorgesehen, die sich parallel zueinander erstrecken. Durch die in dem Schutzgehäuse angeordneten Blenden wird den von der Bearbeitungsstelle am Werkstück emittierten Atomen, Molekülen bzw. Partikeln eine große Oberfläche als potentielles „Ziel“ angeboten. An diesem können sich insbesondere Metalldämpfe, welche in das Schutzgehäuse gelangen, niederschlagen, bevor sie in den Bereich der zu schützenden Oberfläche gelangen. Wird eine Vielzahl von axial beabstandeten parallel zueinander angeordneten Blenden verwendet, wird eine große Oberfläche für den Niederschlag von Verunreinigungen dargeboten. In a further embodiment of the present invention, at least one aperture extending transversely to the beam path is provided in the protective housing, which aperture has an opening enclosing the beam path. In particular, a plurality of apertures are provided axially spaced, which extend parallel to each other. The diaphragms arranged in the protective housing offer a large surface as a potential "target" to the atoms, molecules or particles emitted by the processing point on the workpiece. In particular metal vapors, which enter the protective housing, can precipitate on this before they reach the area of the surface to be protected. If a plurality of axially spaced diaphragms arranged in parallel are used, a large surface is provided for the deposition of contaminants.

Es kann zweckmäßig sein, dass die Blenden in an sich bekannter Weise nicht exakt quer zu dem Strahlengang angeordnet sind, um beispielsweise bei der Laserstrahl-Bearbeitung zu verhindern, dass Rückreflexe in das Lasersystem geworfen werden. It may be expedient that the diaphragms are arranged in a manner known per se not exactly transversely to the beam path in order to prevent, for example during laser beam processing, that back reflections are thrown into the laser system.

Ferner kann eine Kühleinrichtung zum Kühlen der wenigstens einen Blende vorgesehen sein. Die Kühlung unterstützt den Kondensationsvorgang, so dass zusätzlich verhindert wird, dass Verunreinigungen in den Bereich der zu schützende Oberfläche gelangen. Die Kühlung kann insbesondere zu einem Niederschlag von Flüssigkeitsnebeln an den Blenden führen. Die Blenden sind – analog zu dem Schutzgehäuse – vorzugsweise aus Metall, insbesondere Kupfer gefertigt. Um einen optimalen Schutz der Oberfläche zu erzielen, kann die Anzahl der in dem Schutzgehäuse vorgesehenen Blenden sowie der Durchmesser der Öffnungen in den Blenden angepasst werden. Auch der Durchmesser der Gasaustrittsöffnung, sowie die Ausdehnung des Schutzgehäuses in Richtung des Strahlenganges sind variierbare Parameter. Furthermore, a cooling device may be provided for cooling the at least one aperture. The cooling supports the condensation process, so that in addition prevents impurities from reaching the area of the surface to be protected. The cooling can in particular lead to a precipitation of liquid mist on the panels. The diaphragms are - analogous to the protective housing - preferably made of metal, in particular copper. In order to achieve optimum protection of the surface, the number of apertures provided in the protective housing as well as the diameter of the openings in the apertures can be adapted. The diameter of the gas outlet opening, as well as the extent of the protective housing in the direction of the beam path are variable parameters.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das optische Bauteil als austauschbare Glasscheibe ausgebildet ist, die ebenfalls einen Teil der optischen Einrichtung bildet. Bei dieser kann es sich insbesondere um eine einfache, z.B. plane und damit kostengünstige Glasscheibe handeln. Die Glasscheibe ist dann zweckmäßigerweise in dem Strahlengang zwischen der Quelle von Verunreinigungen – dem Werkstück – und einem weiteren, insbesondere hochwertigen optischen Bauteil der optischen Einrichtung positioniert. Durch den erfindungsgemäß erzeugten Gasstrom wird verhindert, dass von dem bearbeiteten Werkstück freigesetzte Stoffe in den Bereich der Oberfläche der Glasscheibe gelangen. Diese wird demzufolge direkt und das von dem Werkstück aus gesehen hinter dieser positionierte hochwertige optische Bauteil indirekt gegen Verunreinigungen geschützt. Mit anderen Worten ist sichergestellt, dass falls trotz des Gasstroms Verunreinigungen in den Bereich der zugänglichen Oberfläche gelangen, ein kostengünstiges, auf einfachem Wege austauschbares optisches Bauteil verschmutzt wird, während das hinter diesem positionierte hochwertige Bauteil zuverlässig geschützt ist.In a development of the invention, it is provided that the optical component is designed as a replaceable glass pane, which likewise forms part of the optical device. This may in particular be a simple, e.g. plan and thus cost-effective glass pane act. The glass pane is then expediently positioned in the beam path between the source of impurities - the workpiece - and another, in particular high-quality optical component of the optical device. The gas stream produced according to the invention prevents substances released from the machined workpiece from reaching the region of the surface of the glass pane. This is therefore directly and the workpiece viewed from behind this positioned high-quality optical component indirectly protected against contamination. In other words, it is ensured that, in spite of the gas flow, if impurities enter the area of the accessible surface, a low-cost, easily replaceable optical component is contaminated, while the high-quality component positioned behind it is reliably protected.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das eine Ende des Schutzgehäuses von dem optischen Bauteil abgeschlossen ist. Insbesondere bei einem hülsenförmig ausgebildeten Schutzgehäuse kann das optische Bauteil das Schutzgehäuse als die oben erwähnte Glasscheibe abschließen. Dabei schließt es das Schutzgehäuse zweckmäßiger Weise an seinem von der Werkstückaufnahme abgewandten Ende ab.Another embodiment is characterized in that one end of the protective housing is closed off from the optical component. In particular, in a sleeve-shaped protective housing, the optical component can complete the protective housing as the above-mentioned glass sheet. It closes off the protective housing expediently at its end facing away from the workpiece holder end.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die zumindest eine Gaseintrittsöffnung seitlich an dem Schutzgehäuse vorgesehen. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn das optische Bauteil das Schutzgehäuse an seinem einen Ende abschließt.In a further embodiment of the present invention, the at least one gas inlet opening is provided laterally on the protective housing. This is particularly useful when the optical component terminates the protective housing at one end.

Dabei können mehrere Gaseintrittsöffnungen entlang des Umfangs des Schutzgehäuses vorzugsweise äquidistant beabstandet vorgesehen sein. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass gleichmäßig von allen Seiten Gas in den Schutzraum eintreten kann und sich eine symmetrische Strömung einstellt. Die Gaseintrittsöffnungen können dann über einen Ringkanal verbunden sein, der Teil der Gaseinlassmittel ist und über den das Gas an die Gaseintrittsöffnungen verteilt werden kann. Der Ringkanal kann innerhalb der Wandung des Schutzgehäuses angeordnet sein. In this case, a plurality of gas inlet openings along the circumference of the protective housing may preferably be provided equidistantly spaced. This arrangement ensures that evenly from all sides gas can enter the shelter and adjusts a symmetrical flow. The gas inlet openings can then be connected via an annular channel, which is part of the gas inlet means and via which the gas to the Gas inlet openings can be distributed. The annular channel can be arranged within the wall of the protective housing.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gaseinlassmittel eine Vorkammer umfasst, die sich auf der von der Werkstückaufnahme abgewandten Seite des Schutzgehäuses an das Schutzgehäuse anschließt. Die Vorkammer ist dann über die wenigstens eine Gaseintrittsöffnung mit dem Schutzraum verbunden. Die Vorkammer ermöglicht eine gleichmäßige Gaszufuhr in den Schutzraum.According to a further embodiment of the invention, it is provided that the gas inlet means comprises an antechamber, which adjoins the protective housing on the side of the protective housing facing away from the workpiece holder. The pre-chamber is then connected via the at least one gas inlet opening with the shelter. The pre-chamber allows a steady supply of gas into the shelter.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vorkammer auf ihrer von dem Schutzgehäuse abgewandten Seite von einem Fenster abgeschlossen ist. Über dieses wird beispielsweise ein Bearbeitungs- oder Beobachtungsstrahlengang in die Vakuumkammer eingekoppelt.It can be provided that the prechamber is completed on its side remote from the protective housing side of a window. About this, for example, a processing or observation beam path is coupled into the vacuum chamber.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schutzgehäuse in einem Deckel der Vakuumkammer sitzt. Auf diese Weise kann das Schutzgehäuse auf einfachem Wege in der Vakuumkammer positioniert werden und ist leicht zugänglich. In a further embodiment of the present invention can be provided that the protective housing sits in a lid of the vacuum chamber. In this way, the protective housing can be easily positioned in the vacuum chamber and is easily accessible.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt: With regard to further advantageous embodiments and modifications of the invention, reference is made to the dependent claims and the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings. In the drawing shows:

1a eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mit einer Schutzeinrichtung in einem Bearbeitungsstrahlengang, 1a a first device according to the invention for machining workpieces with a protective device in a machining beam path,

1b eine Detaildarstellung des Schutzgehäuses aus 1a, 1b a detailed view of the protective housing 1a .

2 eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem alternativ geformten Schutzgehäuse, 2 a second device according to the invention with an alternatively shaped protective housing,

3a eine dritte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung in Werkstücken mit einer Schutzeinrichtung in einem Bearbeitungsstrahlengang, 3a a third device according to the invention for processing in workpieces with a protective device in a machining beam path,

3b eine Detaildarstellung des Schutzgehäuses aus 3a, 3b a detailed view of the protective housing 3a .

4 eine vierte erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem alternativ geformten Schutzgehäuse, 4 a fourth device according to the invention with an alternatively shaped protective housing,

5a eine fünfte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mit einer Schutzeinrichtung in einem Beobachtungsstrahlengang, 5a a fifth device according to the invention for processing workpieces with a protective device in an observation beam path,

5b eine Detaildarstellung des Schutzgehäuses aus 5a. 5b a detailed view of the protective housing 5a ,

Die 1a zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Bearbeitung von Werkstücken, die als Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung ausgebildet ist. Die Vorrichtung 1 umfasst eine aus Metall gefertigte evakuierbare Vakuumkammer 2 mit einer Bodenwand 3, Seitenwänden 4 und einem Deckel 5, der die Vakuumkammer 2 von oben luftdicht verschließt. Der Deckel 5 ist mittels nicht dargestellter Schrauben an den Seitenwänden 4 der Vakuumkammer 2 fixiert, in denen zu diesem Zweck entsprechend Gewinde 6 vorgesehen sind. Die Vakuumkammer 2 ist mittels nicht eingezeichneter Evakuierungsmittel, hier einer Vakuumpumpe, evakuiert. Die Vakuumpumpe ist an der Vakuumkammer 2 in deren unterem Bereich angeschlossen.The 1a shows a device according to the invention 1 for machining workpieces, which is designed as a laser beam processing device. The device 1 includes an evacuated vacuum chamber made of metal 2 with a bottom wall 3 , Side walls 4 and a lid 5 that the vacuum chamber 2 hermetically sealed from above. The lid 5 is by means not shown screws on the side walls 4 the vacuum chamber 2 fixed in which thread for this purpose accordingly 6 are provided. The vacuum chamber 2 is evacuated by not shown evacuation, here a vacuum pump. The vacuum pump is at the vacuum chamber 2 connected in the lower area.

Auf der Bodenwand 3 der Vakuumkammer 2 ist eine Werkstückaufnahme 7 vorgesehen, in der ein Werkstück 8 angeordnet ist, welches bearbeitet wird. Durch die Vakuumkammer 2 erstreckt sich zu diesem Zweck im Wesentlichen senkrecht ein Strahlengang 9 eines Bearbeitungs-Laserstrahls. Der Strahlengang 9 ist von oben durch ein Fenster 10, welches über einen Befestigungsringring mit Elastomerscheibe 11 an dem Deckel 5 gehalten ist, in die Vakuumkammer 2 eingekoppelt. Der Strahlengang 9 verläuft von einer optischen Einrichtung zu dem Werkstück 8, wobei von der optischen Einrichtung hier nur das letzte optische Bauteil – das Fenster 10 – dargestellt ist. Dessen zu dem Werkstück 8 weisende Oberfläche 12 ist für durch die Bearbeitung des Werkstücks 8 verursachte Verunreinigungen zugänglich. On the bottom wall 3 the vacuum chamber 2 is a workpiece holder 7 provided in which a workpiece 8th is arranged, which is processed. Through the vacuum chamber 2 extends for this purpose substantially perpendicular to a beam path 9 a machining laser beam. The beam path 9 is from the top through a window 10 , which has a mounting ring ring with elastomer disc 11 on the lid 5 held in the vacuum chamber 2 coupled. The beam path 9 extends from an optical device to the workpiece 8th , of the optical device here only the last optical component - the window 10 - is shown. Its to the workpiece 8th pointing surface 12 is for by machining the workpiece 8th caused impurities accessible.

Zwischen dem Fenster 10 und dem Werkstück 8 ist eine Schutzeinrichtung 13 zum Schutz gegen Verunreinigungen der Oberfläche 12 vorgesehen. Diese umfasst ein sich an die Oberfläche 12 werkstückseitig anschließendes Schutzgehäuse 14, welches einen Schutzraum umschließt und den Strahlengang 9 umgibt. Das Schutzgehäuse 14 setzt sich aus einem Schutzring 14a, der hier als Teil des Deckels 5 ausgebildet ist, und einer in dem Schutzring 14a sitzenden Schutzhülse 14b zusammen. An dem Schutzgehäuse 14 ist werkstückseitig eine Gasaustrittsöffnung 15 vorgesehen, die den Strahlengang 9 einfasst. Die Gasaustrittsöffnung 15 ist hier als Einschnürung des Schutzgehäuses 14 ausgebildet und stellt die einzige Verbindung von dem Schutzraum mit dem Innenraum der Vakuumkammer 2 dar. Between the window 10 and the workpiece 8th is a protective device 13 for protection against contamination of the surface 12 intended. This includes a to the surface 12 workpiece side subsequent protective housing 14 which encloses a shelter and the beam path 9 surrounds. The protective housing 14 is made up of a protective ring 14a that's here as part of the lid 5 is formed, and one in the guard ring 14a seated protective sleeve 14b together. On the protective housing 14 is workpiece side, a gas outlet opening 15 provided that the beam path 9 surrounds. The gas outlet 15 is here as a constriction of the protective housing 14 trained and provides the only connection from the shelter with the interior of the vacuum chamber 2 represents.

Wie in 1b in der Detaildarstellung des Schutzgehäuses 14 gut zu erkennen ist, sind in dem Schutzgehäuse 14 insgesamt drei Blenden 16 vorgesehen, die sich quer zu dem Strahlengang 9 erstrecken und jeweils eine den Strahlengang 9 einfassende Öffnung 17 aufweisen. Die Größe der Öffnungen 17 nimmt dem Querschnitt des Strahlengangs 9 folgend nach oben hin von Blende 16 zu Blende 16 zu. Die Blenden 16 sind über Distanzhülsen 18 axial beabstandet in dem Schutzgehäuse 14 vorgesehen und erstrecken sich parallel zueinander. Ferner ist eine nicht eingezeichnete Kühleinrichtung zum Kühlen der Blenden 16 vorgesehen. As in 1b in the detailed representation of the protective housing 14 are clearly visible in the protective housing 14 a total of three apertures 16 provided, which is transverse to the beam path 9 extend and one each the beam path 9 enclosing opening 17 exhibit. The size of the openings 17 takes the cross section of the beam path 9 following upward from aperture 16 to aperture 16 to. The irises 16 are about spacers 18 axially spaced in the protective housing 14 provided and extend parallel to each other. Furthermore, a non-illustrated cooling device for cooling the aperture 16 intended.

Durch den Deckel 5 der Vakuumkammer 2 erstreckt sich ein Gaseinlasskanal 19, der in den Schutzraum mündet. Through the lid 5 the vacuum chamber 2 extends a gas inlet channel 19 which flows into the shelter.

Im Betrieb wird die Vakuumkammer 2 mittels der Vakuumpumpe kontinuierlich evakuiert. Das Werkstück 8 wird mit dem Laserstrahl bearbeitet. Dabei werden Atome, Moleküle und Partikel von der Bearbeitungsstelle an dem Werkstück 8 in die Vakuumkammer 2 emittiert. Infolge des in der Vakuumkammer 2 herrschenden Unterdrucks stehen den emittierten Stoffen nur in geringem Maße Wechselwirkungspartner zur Verfügung, an welche sie ihre Energie abgegeben können. In operation, the vacuum chamber 2 continuously evacuated by means of the vacuum pump. The workpiece 8th is processed with the laser beam. At the same time, atoms, molecules and particles from the processing point on the workpiece become 8th in the vacuum chamber 2 emitted. As a result of in the vacuum chamber 2 The negative pressure prevails only to a limited extent on the emitted substances, to which they can release their energy.

Über den Gaseinlasskanal 19 wird simultan mit einem geringen Volumenstrom Gas in den Schutzraum eingelassen, indem ein zwischen der Gasquelle und der Vakuumkammer 2 vorgesehenes, nicht eingezeichnetes Ventil geöffnet wird. Da die Vakuumkammer 2 kontinuierlich evakuiert wird und der von dem Schutzgehäuse 14 umgebene Schutzraum mit der Vakuumkammer 2 verbunden ist, herrscht in diesem ebenfalls ein Unterdruck, und das Gas strömt von der Gasquelle in den Schutzraum. Aus dem Schutzraum strömt es durch die den Strahlengang 9 umgreifende Gasaustrittsöffnung 15 in die Vakuumkammer 2 und wird über die im unteren Bereich der Vakuumkammer 2 vorgesehene Vakuumpumpe wieder aus der Vakuumkammer 2 entfernt. Auf diesem Wege stellt sich ein aus dem Schutzraum durch die Gasaustrittsöffnung 15 in die Vakuumkammer 2 verlaufender Gasstrom ein, der senkrecht zu der zu schützenden Oberfläche 12 des Fensters 10 und von dieser in Richtung des Werkstückes 8 verläuft. Auf diesem Wege wird die Oberfläche 12 des Fensters 10 zuverlässig vor Verunreinigungen geschützt, die durch die Bearbeitung des Werkstücks 8 verursacht werden können. Via the gas inlet channel 19 is simultaneously admitted with a small flow of gas into the shelter by a between the gas source and the vacuum chamber 2 provided, not shown valve is opened. Because the vacuum chamber 2 is continuously evacuated and that of the protective housing 14 surrounded shelter with the vacuum chamber 2 is connected, there is also a negative pressure in this, and the gas flows from the gas source into the shelter. From the shelter it flows through the beam path 9 encompassing gas outlet opening 15 in the vacuum chamber 2 and is over in the lower part of the vacuum chamber 2 provided vacuum pump again from the vacuum chamber 2 away. In this way, one from the shelter through the gas outlet opening 15 in the vacuum chamber 2 extending gas flow, which is perpendicular to the surface to be protected 12 of the window 10 and from there in the direction of the workpiece 8th runs. In this way the surface becomes 12 of the window 10 Reliably protected from contamination caused by machining the workpiece 8th can be caused.

In der 2 ist eine zweite Vorrichtung 20 gezeigt, die sich von der Vorrichtung 1 aus 1a lediglich in der Ausgestaltung der Schutzeinrichtung unterscheidet. Bezüglich der Beschreibung der Komponenten, die identisch zu den Komponenten der in 1a gezeigten Vorrichtung 1 sind, wird daher auf die Beschreibung von 1a und 1b verwiesen. Aufgrund der Analogie der Komponenten sind in 2 korrespondierende Bezugszeichen für diese verwendet worden. In the 2 is a second device 20 shown, different from the device 1 out 1a only differs in the design of the protective device. Regarding the description of components that are identical to the components of in 1a shown device 1 Therefore, it is based on the description of 1a and 1b directed. Due to the analogy of the components are in 2 corresponding reference numerals have been used for these.

Die hier dargestellte Schutzeinrichtung 21 umfasst ein Schutzgehäuse 22, welches sich analog zu dem in 1a dargestellten Schutzgehäuse 14 aus einem Schutzring 22a, der als Teil des Deckels 5 ausgebildet ist und einer in dem Schutzring 22a sitzenden Schutzhülse 22b zusammensetzt. Die Schutzhülse 22b verjüngt sich hier jedoch zum Werkstück 8 hin, so dass sie im Wesentlichen die Form eines hohlen Kegelstumpfes aufweist. Das Schutzgehäuse 22 erstreckt sich entlang des Strahlengangs 9 über etwa dreiviertel der zwischen der Oberfläche 12 des Fensters 10 und dem Werkstück 8 liegende Strecke. Über die große Ausdehnung des Schutzgehäuses 22 in Längsrichtung wird gewährleistet, dass der Gasstrom über eine weite Strecke entlang des Strahlenganges 9 geführt wird. Am oberen Ende des Schutzgehäuses ist eine einzige Blende 16 vorgesehen.The protection device shown here 21 includes a protective housing 22 , which is analogous to that in 1a illustrated protective housing 14 from a guard ring 22a that as part of the lid 5 is formed and one in the guard ring 22a seated protective sleeve 22b composed. The protective sleeve 22b but tapers here to the workpiece 8th so that it has substantially the shape of a hollow truncated cone. The protective housing 22 extends along the beam path 9 About three quarters of the time between the surface 12 of the window 10 and the workpiece 8th lying route. About the large extent of the protective housing 22 in the longitudinal direction ensures that the gas flow over a long distance along the beam path 9 to be led. At the upper end of the protective housing is a single panel 16 intended.

Die 3a zeigt eine dritte erfindungsgemäße Vorrichtung 23 zur Bearbeitung von Werkstücken. Der untere Bereich der Vakuumkammer 2 ist identisch zu den beiden bereits gezeigten Vorrichtungen 1, 21 ausgebildet, weshalb auch hier auf die Beschreibung von 1a verwiesen wird. Bezugsziffern korrespondierender Komponenten sind übernommen worden.The 3a shows a third device according to the invention 23 for machining workpieces. The lower part of the vacuum chamber 2 is identical to the two devices already shown 1 . 21 trained, which is why here on the description of 1a is referenced. Reference numbers of corresponding components have been adopted.

Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung 23 ist der Deckel 24 auf alternative Weise ausgebildet. Er umschließt eine Vorkammer 25, welche Teil der Gaseinlassmittel ist und welche auf ihrer von dem Werkstück 8 wegweisenden Seite durch das Fenster 10 abgeschlossen wird. Der Gaseinlasskanal 19a mündet bei dieser Ausführungsform in die Vorkammer 25. An seiner zu dem Werkstück 8 weisenden Seite ist in dem Deckel 24 eine Öffnung 26 vorgesehen, in welcher ein Schutzgehäuse 27 der Schutzeinrichtung 13 sitzt. Wie in der Detaildarstellung in 3b gut zu erkennen, ist das von dem Werkstück 8 abweisende Ende des Schutzgehäuses 27 hier von einem als einfache Glasscheibe ausgebildeten kostengünstigen Schutzglas 28 abgeschlossen. Das Schutzglas 28, welches die mittels des Gasstroms zu schützenden Oberfläche 29 aufweist, ist ebenfalls Teil der optischen Einrichtung. In this device according to the invention 23 is the lid 24 formed in an alternative way. He encloses an antechamber 25 which is part of the gas inlet means and which is on its part of the workpiece 8th pioneering side through the window 10 is completed. The gas inlet channel 19a opens in this embodiment in the antechamber 25 , At his to the workpiece 8th pointing side is in the lid 24 an opening 26 provided in which a protective housing 27 the protective device 13 sitting. As in the detailed presentation in 3b it is easy to see that from the workpiece 8th repellent end of the protective housing 27 here from a cost-effective protective glass designed as a simple glass 28 completed. The protective glass 28 , which is the surface to be protected by the gas flow 29 is also part of the optical device.

Unterhalb des Schutzglases 28 ist in dem Schutzgehäuse 27 ferner eine Blende 30 angeordnet. Unterhalb dieser sind in dem Schutzgehäuse 27 insgesamt acht Gaseintrittsöffnungen 31 vorgesehen, welche über den Umfang äquidistant beabstandet angeordnet sind. Über die Gaseintrittsöffnungen 31 ist die Vorkammer 25 mit dem Schutzraum, welcher von dem Schutzgehäuse 27 umschlossen wird, strömungsverbunden. Below the protective glass 28 is in the protective housing 27 also an aperture 30 arranged. Below this are in the protective housing 27 a total of eight gas inlet openings 31 provided, which are arranged equidistantly spaced over the circumference. About the gas inlet openings 31 is the antechamber 25 with the shelter, which of the protective housing 27 is enclosed, flow connected.

Im Betrieb wird über den Gaseinlasskanal 19a Gas in die Vorkammer 25 eingelassen und gelangt über die acht Gaseintrittsöffnungen 31 in den Schutzraum. Aus diesem strömt es analog zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in die Vakuumkammer 2, wobei die zum Werkstück 8 weisende Oberfläche 29 des Schutzglases 28 durch den erzeugten Gasstrom direkt vor Verunreinigungen geschützt wird. Das von dem Werkstück 8 aus gesehen hinter dem Schutzglas 28 liegende Fenster 10, welches ein hochwertiges optisches Bauteil der optischen Einrichtung ist, wird so auf indirektem Wege zuverlässig gegen Verunreinigungen geschützt. Ist das kostengünstige Schutzglas 28 nach einer langen Betriebsdauer der Vorrichtung 23 Verschmutzt, so kann es auf einfachem Wege ausgetauscht werden, wobei nur geringe Wartungskosten entstehen.In operation, the gas inlet duct 19a Gas in the antechamber 25 let in and passes through the eight gas inlet openings 31 in the Shelter. For this it flows analogously to the embodiment described above in the vacuum chamber 2 , where the to the workpiece 8th pointing surface 29 of the protective glass 28 protected by the generated gas stream directly from contamination. That of the workpiece 8th seen from behind the protective glass 28 lying windows 10 , which is a high-quality optical component of the optical device is thus reliably protected against impurities indirectly. Is this inexpensive protective glass 28 after a long period of operation of the device 23 Dirty, so it can be easily replaced, with minimal maintenance costs.

In 4 ist eine vierte erfindungsgemäße Vorrichtung 32 aus gezeigt. Diese ist praktisch identisch zu der in 3a gezeigten Vorrichtung 23 ausgebildet. Lediglich das Schutzgehäuse 33 ist anders gestaltet. Für die Beschreibung der identisch ausgebildeten Komponenten wird daher auf die 3a verwiesen.In 4 is a fourth device according to the invention 32 shown off. This is virtually identical to the one in 3a shown device 23 educated. Only the protective housing 33 is different. For the description of the identically formed components is therefore on the 3a directed.

Das Schutzgehäuse 33 entspricht in seiner Form dem in 2 gezeigten Schutzgehäuse 22, hat jedoch an seinem oberseitigen Ende ein Schutzglas 28, welches das Schutzgehäuse abschließt. Korrespondierend zu der in 3a gezeigten Vorrichtung 23, sind in dem Schutzgehäuse 33 unterhalb des Schutzglases 28 insgesamt achte Gaseintrittsöffnungen 31 vorgesehen, über welche der Schutzraum mit der Vorkammer 25 strömungsverbunden ist.The protective housing 33 corresponds in form to the in 2 shown protective housing 22 , but has a protective glass at its upper end 28 , which closes the protective housing. Corresponding to the in 3a shown device 23 , are in the protective housing 33 below the protective glass 28 a total of eighth gas inlet openings 31 provided over which the shelter with the antechamber 25 fluidly connected.

Im Betrieb wird analog zu der in 3a beschriebenen Vorrichtung 23 über den Gaseinlasskanal 19a Gas in die Vorkammer 25 eingelassen und gelangt über die acht Gaseintrittsöffnungen 31 in den Schutzraum. Aus diesem strömt es analog zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in die Vakuumkammer 2, wobei die zum Werkstück 8 weisende Oberfläche 29 des Schutzglases 28 durch den erzeugten Gasstrom direkt und das hinter dieser positionierte Fenster 10 indirekt gegen Verunreinigungen geschützt wird.In operation, analogous to the in 3a described device 23 via the gas inlet channel 19a Gas in the antechamber 25 let in and passes through the eight gas inlet openings 31 in the shelter. For this it flows analogously to the embodiment described above in the vacuum chamber 2 , where the to the workpiece 8th pointing surface 29 of the protective glass 28 through the generated gas flow directly and the window positioned behind it 10 is indirectly protected against contamination.

In 5a ist eine fünfte erfindungsgemäße Vorrichtung 34 zur Bearbeitung von Werkstücken dargestellt. Diese umfasst eine Vakuumkammer 2, deren unterer Bereich wiederum identisch zu bereits beschriebenen Ausführungsformen ist. In dem Deckel 35 ist hier kein Fenster für die Einkopplung eines in die Vakuumkammer 2 Bearbeitungsstrahles dargestellt. Der auf das Werkstück 8 gerichtete Bearbeitungsstrahlengang 36 ist in dieser Figur nur angedeutet.In 5a is a fifth device according to the invention 34 shown for machining workpieces. This includes a vacuum chamber 2 whose lower region is in turn identical to previously described embodiments. In the lid 35 here is no window for coupling one into the vacuum chamber 2 Machining beam shown. The on the workpiece 8th directed machining beam path 36 is only hinted at in this figure.

An der linken Kammerwand 37 ist eine Kamera 38 befestigt, die Teil der optischen Einrichtung ist und welche auf die Bearbeitungsstelle an dem Werkstück 8 gerichtet ist, so dass ein Beobachtungs-Strahlengang 39 zwischen der Kamera 38 und dem Werkstück 8 verläuft. Mit der Kamera 38 wird die Bearbeitung des Werkstücks 8 überwacht.At the left chamber wall 37 is a camera 38 attached, which is part of the optical device and which on the processing point on the workpiece 8th is directed, so that an observation beam path 39 between the camera 38 and the workpiece 8th runs. With the camera 38 will be the machining of the workpiece 8th supervised.

Zwischen der Kamera 38 und dem Werkstück 8 ist eine Schutzeinrichtung 41 vorgesehen, welche ein hülsenförmig ausgebildetes Schutzgehäuse 42 umfasst. Dieses umschließt einen Schutzraum und umgibt den Beobachtungs-Strahlengang 39. Das Schutzgehäuse 42 ist an der Vorderseite der Kamera 38 befestigt, so dass die Kamera 38 das Schutzgehäuse 42 an seiner von dem Werkstück 8 abgewandten Seite verschließt. Das optische Bauteil mit der für Verunreinigungen zugänglichen Oberfläche ist hier durch ein in dem Schutzgehäuse 42 vor der Kamera 38 positioniertes Schutzfenster 40 gegeben, welches das nicht dargestellte Objektiv der Kamera 38 übergreift. Das Schutzgehäuse 42 weist an seiner zu dem Werkstück 8 weisenden Seite eine Gasaustrittsöffnung 43 auf, die hier ebenfalls als Einschnürung des Schutzgehäuses 42 ausgebildet ist. Die Gasaustrittsöffnung 43 stellt die einzige Verbindung des Schutzraums mit der Vakuumkammer 2 dar. Between the camera 38 and the workpiece 8th is a protective device 41 provided, which a sleeve-shaped protective housing 42 includes. This encloses a shelter and surrounds the observation beam path 39 , The protective housing 42 is at the front of the camera 38 attached, leaving the camera 38 the protective housing 42 at his from the workpiece 8th closes off the opposite side. The optical component with the surface accessible for contamination is here by a in the protective housing 42 in front of the camera 38 positioned protection window 40 given, which is not shown lens of the camera 38 overlaps. The protective housing 42 points to his to the workpiece 8th pointing side a gas outlet opening 43 on, here also as a constriction of the protective housing 42 is trained. The gas outlet 43 represents the only connection of the shelter with the vacuum chamber 2 represents.

Wie in 5b in der Detaildarstellung des Schutzgehäuses 42 gut zu erkennen ist, sind in dem Schutzgehäuse 42 zwei Blenden 16 vorgesehen, die sich quer zu dem Beobachtungs-Strahlengang 39 erstrecken und jeweils eine den Beobachtungs-Strahlengang 39 einfassende Öffnung 17 aufweisen. Die Größe der Öffnungen 17 nimmt dem Querschnitt des Beobachtungs-Strahlengangs 39 folgend zur Kamera 38 hin von Blende 16 zu Blende 16 zu. Die Blenden 16 sind über Distanzhülsen 18 axial beabstandet in dem Schutzgehäuse 42 vorgesehen und erstrecken sich parallel zueinander. Ferner ist eine nicht eingezeichnete Kühleinrichtung zum Kühlen der Blenden 16 vorgesehen. As in 5b in the detailed representation of the protective housing 42 are clearly visible in the protective housing 42 two apertures 16 provided, which is transverse to the observation beam path 39 extend and one each the observation beam path 39 enclosing opening 17 exhibit. The size of the openings 17 takes the cross section of the observation beam path 39 following to the camera 38 out of aperture 16 to aperture 16 to. The irises 16 are about spacers 18 axially spaced in the protective housing 42 provided and extend parallel to each other. Furthermore, a non-illustrated cooling device for cooling the aperture 16 intended.

In der Wandung des Schutzgehäuses 42 ist ferner ein Ringkanal 44 vorgesehen, der Teil der Gaseinlassmittel ist. Dieser verbindet insgesamt acht in dem Schutzgehäuse 42 vorgesehene Gaseintrittsöffnungen 45 miteinander, die hier ebenfalls äquidistant beabstandet entlang des Umfangs des Schutzgehäuses 42 vorgesehen sind. Das Gaseinlassmittel umfasst ferner einen Schlauch 46, welcher eine Gasquelle mit einer zentralen Einlassöffnung 47, die sich durch die Wandung des Schutzgehäuses 42 erstreckt und in den Ringkanal 44 mündet, miteinander verbindet.In the wall of the protective housing 42 is also an annular channel 44 provided, which is part of the gas inlet means. This connects a total of eight in the protective housing 42 provided gas inlet openings 45 with each other, here also equidistantly spaced along the circumference of the protective housing 42 are provided. The gas inlet means further comprises a hose 46 , which is a gas source with a central inlet opening 47 extending through the wall of the protective housing 42 extends and into the annular channel 44 flows, connects with each other.

Im Betrieb wird über den in die zentrale Einlassöffnung 47 mündenden Schlauch 46 Gas zugeführt. Dieses tritt in den Ringkanal 44 ein und wird auf die acht Gaseintrittsöffnungen 45 verteilt, so dass es von allen Seiten gleichmäßig in den Schutzraum gelangt. Das Gas strömt durch die Gasaustrittsöffnung 43 aus dem Schutzraum in die Vakuumkammer 2, wobei die zum Werkstück 8 weisende Oberfläche 48 des Schutzfensters 40 durch den erzeugten Gasstrom erfindungsgemäß gegen bearbeitungsbedingt von dem Werkstück 8 emittierte Stoffe geschützt wird. Das von dem Werkstück 8 aus gesehen hinter dem Schutzfenster 40 angeordnete hochwertige Kameraobjektiv wird so indirekt vor Verunreinigungen geschützt.In operation, over the into the central inlet opening 47 opening hose 46 Gas supplied. This enters the ring channel 44 and is on the eight gas inlet openings 45 distributed so that it gets evenly from all sides in the shelter. The gas flows through the gas outlet opening 43 from the shelter into the vacuum chamber 2 , where the to the workpiece 8th pointing surface 48 the protective window 40 by the generated gas stream according to the invention against machining due to the workpiece 8th emitted substances is protected. That of the workpiece 8th seen from behind the protective window 40 arranged high quality camera lens is thus indirectly protected from contamination.

Im Ergebnis kann die Beobachtung der Werkstückbearbeitung über einen langen Zeitraum unter konstanten Bedingungen erfolgen. Mit der Kamera 38 werden Werte gleichbleibender Qualität erfasst, da keine Verfälschung der Werte über eine Verunreinigung des Schutzfensters 40 verursacht wird. Sollten sich auf der Oberfläche 48 des Schutzfenster 40 nach einem langen Bearbeitungsintervall trotz des erfindungsgemäßen Schutzes Verunreinigungen niedergeschlagen haben, so kann es auf einfachem Wege ausgetauscht werden, wobei keine hohen Kosten entstehen.As a result, the observation of the workpiece machining can be done for a long time under constant conditions. With the camera 38 Values of consistent quality are recorded since there is no distortion of the values due to contamination of the protective window 40 is caused. Should be on the surface 48 of the protective window 40 After a long processing interval have deposited impurities despite the protection according to the invention, so it can be easily replaced, with no high cost.

Claims

Method for protecting the surface of an optical component, in which - an object ( 8th ) from which gaseous, liquid or solid substances can be released, in particular a workpiece to be machined ( 8th ), in an evacuated vacuum chamber ( 2 ), - an optical device for observing and / or processing the object ( 8th ) is used, whereby between the object ( 8th ) and the optical device a beam path ( 9 . 39 ) and the optical device has an optical component (positioned in the beam path) ( 10 . 28 . 40 ) with a surface facing the object ( 12 . 29 . 48 ) that is responsible for the object ( 8th ) released gaseous, liquid or solid substances, and - the surface ( 12 . 29 . 48 ) is protected against the released substances, characterized in that between the surface ( 12 . 29 . 48 ) and the object ( 8th ) in the beam path ( 9 . 39 ) in the direction of the object ( 8th ) directed gas flow is generated.

A method according to claim 1, characterized in that the gas flow along the beam path ( 9 . 39 ), in particular by means of a protective housing which adjoins the surface of the object ( 14 . 22 . 27 . 33 . 42 ), which encloses a shelter and the beam path ( 9 . 39 ) surrounds and on the object side at least one gas outlet opening ( 15 . 43 ) is provided which the beam path ( 9 . 39 ).

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas flow over more than half of the between the surface ( 12 . 29 . 48 ) and the object ( 8th ) route is performed.

Device for processing workpieces ( 8th ), in particular a laser or electron beam processing device, having - a vacuum chamber which can be evacuated by means of evacuation means ( 2 ), in which a workpiece holder ( 7 ) is provided, - at least one optical device, wherein between this and the workpiece holder ( 7 ) a beam path ( 9 . 39 ), - one in the beam path ( 9 . 39 ) positioned optical component ( 10 . 28 . 40 ) of the optical device, with a to the workpiece holder ( 7 ) facing surface ( 12 . 29 . 48 ), the impurities, which by processing a in the workpiece holder ( 7 ) arranged workpiece ( 8th ), and - a protective device ( 13 . 21 . 41 ) for protection against contamination of the surface ( 12 . 29 . 48 ), characterized in that - the protective device ( 13 . 21 . 41 ) to the surface ( 12 . 29 . 48 ) workpiece housing side subsequent protective housing ( 14 . 22 . 27 . 33 . 42 ), - the protective housing ( 14 . 22 . 27 . 33 . 42 ) encloses a shelter, - the protective housing ( 14 . 22 . 27 . 33 . 42 ) the beam path ( 9 . 39 ), - gas inlet means are provided for the admission of a gas into the shelter, - the protective housing ( 14 . 22 . 27 . 33 . 42 ) at least one gas inlet opening ( 31 . 45 ), - the protective housing ( 14 . 22 . 27 . 33 . 42 ) workpiece receiving side at least one gas outlet opening ( 15 . 43 ), and - the gas outlet opening ( 15 . 43 ) the beam path ( 9 . 39 ).

Apparatus according to claim 4, characterized in that the shelter only via the at least one gas outlet opening ( 15 . 43 ) with the vacuum chamber ( 2 ) connected is.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the gas outlet opening ( 15 . 43 ) as a constriction of the protective housing ( 14 . 27 . 42 ) is trained.

Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the protective housing ( 14 . 22 . 27 . 33 . 42 ) is sleeve-shaped and / or tapers workpiece receiving side.

Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the protective housing ( 22 . 33 ) along the beam path ( 9 ) over more than half of the surface ( 12 . 29 ) and the workpiece holder ( 7 ) extending route.

Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that in the protective housing ( 14 . 22 . 27 . 42 ) at least one transverse to the beam path ( 9 . 39 ) extending aperture ( 16 . 30 ) is provided, the one the beam path ( 9 . 39 ) enclosing opening ( 17 ), and in particular a plurality of diaphragms ( 16 . 30 ) are provided axially spaced, which extend parallel to each other.

Apparatus according to claim 9, characterized in that a cooling device is provided for cooling the at least one aperture.

Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the optical component ( 28 . 40 ) is designed as a replaceable glass.

Device according to one of claims 4 to 11, characterized in that the one end of the protective housing ( 14 . 22 . 27 . 33 . 42 ) of the optical component ( 10 . 28 . 40 ) is completed.

Device according to one of claims 4 to 12, characterized in that the at least one gas inlet opening ( 31 . 45 ) laterally on the protective housing ( 27 . 33 . 42 ) is provided, in particular, that a plurality of gas inlet openings ( 31 . 45 ) along the circumference of the protective housing ( 27 . 33 . 42 ) are preferably provided equidistantly spaced, in particular that a plurality of gas inlet openings ( 45 ) via a ring channel ( 44 ), which is part of the gas inlet means.

Device according to one of claims 4 to 13, characterized in that the gas inlet means an antechamber ( 25 ), which is located on the side facing away from the workpiece receiving side of the protective housing ( 27 . 33 ) to the protective housing ( 27 . 33 ) and the antechamber ( 25 ) via the at least one gas inlet opening ( 31 ) is connected to the shelter, in particular that the antechamber ( 25 ) on its from the protective housing ( 27 . 33 ) facing away from a window ( 10 ) is completed.

Device according to one of claims 4 to 14, characterized in that the protective housing ( 14 . 22 . 27 . 33 ) in a lid ( 5 . 24 ) of the vacuum chamber ( 2 ) sits.