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Wenn die Regelung die eigene Messung sabotiert

Für eine Wellenfrontmessung mit 0,5 nm Empfindlichkeit darf sich während der Belichtung praktisch gar nichts bewegen – auch nicht durch die eigene Regelung.

Sensorik & Messtechnik

01Ausgangslage

Für eine Wellenfrontmessung mit 0,5 nm Empfindlichkeit darf sich während der Belichtung praktisch gar nichts bewegen – auch nicht durch die eigene Regelung. Ein Sechs-Achs-Positionierer, der eine Position hält, ist aktiv unterwegs: Aktoren, Regelschleifen, Verstärkung – und genau da kann er selbst zur Störquelle werden. "Die Achsen sind stabil genug" stand ursprünglich als Behauptung im Raum. Nur: Wie will man das eigentlich abnehmen?

02Vorgehen

Ganz pragmatisch: Interferometer aufbauen, aufs Streifenmuster schauen, Kontrast messen. In vier Konfigurationen – Messkopf nah, Messkopf fern, auf dem Positionierer, auf der Bauteilplatte. Den Kontrast haben wir nicht geschätzt, sondern über eine Minimum/Maximum-Auswertung auf einem 2000 × 10-Pixel-Streifen berechnet. Dazu sechs Messserien mit ausgeschalteter und sechs mit eingeschalteter Regelung – reproduzierbar und vergleichbar.

03Ergebnis

Eine Zahl statt einer Vermutung: 29,8 % mittlerer Streifenkontrast bei ausgeschalteter Regelung, 21,5 % bei eingeschalteter – ein Verlust von 8,3 Prozentpunkten bzw. 28 % relativ, und zwar in jeder einzelnen der sechs Serien. Das eigentlich Beruhigende: Die Streuung innerhalb einer Serie bleibt mit rund 0,84 % in beiden Fällen praktisch gleich. Die Regelung macht die Messung nicht chaotisch, sondern nur planbar schlechter – und Planbares lässt sich umgehen, ohne an der Mechanik zu schrauben.

Was steckt drin

Ein Prüfverfahren für die Abnahme in vier Konfigurationen, eine belastbare Kontrastzahl statt Bauchgefühl, und daraus abgeleitet eine kleine, aber wirksame Anpassung in der Steuerungssoftware: Die interferometrische Belichtung wird jetzt so getaktet, dass sie nicht mit einer aktiven Regelschleife zusammenfällt. Reine Software, keine zusätzliche Hardware – und nur möglich, weil wir wussten, dass der Effekt systematisch und nicht zufällig ist.

Und wie ging es weiter

Aus einer schwer abnehmbaren Behauptung wurde ein wiederholbares Prüfverfahren mit Zahl im Abnahmeprotokoll. Und weil das Interferometer aus Bordmitteln der Messbank aufgebaut ist, hat die Maschine gleich einen Selbsttest mitbekommen, den man jederzeit wiederholen kann – zum Beispiel nach einem Service.

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