Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 201 114.4, deren Inhalt durch Verweis vollständig in die hier vorliegende Beschreibung der Erfindung bzw. Anmeldung aufgenommen wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung und / oder Lokalisierung von Fehlem von Bauteilen, insbesondere Fehlem beim Betrieb und / oder Herstellungs - bzw. Montagefehlem bei der Anordnung und / oder dem Zusammenbau von insbesondere schwingungsentkoppelt gelagerten Bauteilen, insbesondere von Komponenten von optischen Anordnungen, vorzugsweise von Anlagen, wie Projektionsbelichtungsanlagen oder Retikelinspektionsanlagen, für die Mikrolithographie.

STAND DER TECHNIK

Bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie, mit denen nanostrukturierte und mikrostrukturierte Bauteile der Mikroelektronik und Mikrostrukturtechnik hergestellt werden können, müssen Bauteile und Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage möglichst frei von Schwingungen gelagert werden, sodass negative Einflüsse auf die Position und / oder Ausrichtung der Bauteile und Komponenten durch extern eingebrachte Schwingungen und damit einhergehende Positionsveränderung der Bauteile bzw. Komponenten vermieden werden, sodass die für eine hohe Auflösung derartiger Anlagen erforderlichen Präzision bei der Positionierung und Ausrichtung der Komponenten gewährleistet werden kann.

Entsprechend können in Projektionsbelichtungsanlagen und insbesondere in Projektionsobjektiven von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie optische Komponenten in einem frei schwingenden Träger - Rahmen (optic frame) eingebaut werden, wobei der Träger - Rahmen durch Aktuatoren oder Dämpfungselemente, die externen Schwingungen entgegen wirken, stabilisiert werden kann. Hierbei werden über Sensoren Bewegungen des Träger - Rahmens gegenüber vorgegebenen Referenzpositionen in allen sechs Bewegungsfreiheitsgraden erfasst, sodass die Aktuatoren so gesteuert bzw. geregelt werden können, dass einer Positionsveränderung und / oder Veränderung der Ausrichtung des Träger - Rahmens entgegengewirkt wird.

Bei derartigen schwingungsentkoppelt gelagerten Bauteilen, wie Träger - Rahmen für optische Komponenten, ist es deshalb von Bedeutung, dass die frei schwingende Lagerung jederzeit ungestört aufrechterhalten werden kann, um eine dynamische Stabilisierung und Schwingungsentkopplung zu garantieren.

Entsprechend ist zu vermeiden, dass bei der Herstellung bzw. Montage, d.h. bei der Anordnung und / oder dem Zusammenbau derartiger Bauteile, durch einen ungewollten mechanischen Kontakt des frei schwingend gelagerten Bauteils mit einer benachbarten Komponente eine Beeinträchtigung der freien Lagerung des Bauteils und der dynamischen Stabilisierung und Schwingungsentkopplung auftritt, wenn z.B. unbeabsichtigt Kabel oder dergleichen in Kontakt mit dem Bauteil gelangen.

Darüber hinaus können auch falsch montierte Komponenten auf dem Träger - Rahmen, wie beispielsweise nicht fest angezogene Schrauben, das Schwingungsverhalten des Bauteils und somit die dynamische Stabilisierung und Schwingungsentkopplung negativ beeinflussen, wenn beispielsweise durch lose Anordnung von Komponenten zusätzliche Schwingungsquellen eingebracht werden. Beispielsweise können durch nicht korrekt befestigte Anbauteile an dem Träger - Rahmen zusätzliche Schwingungen auftreten, sodass die dynamische Stabilisierung und Schwingungsentkopplung durch die Betätigung der entsprechenden Aktuatoren erschwert wird.

Ferner ist es auch denkbar, dass Fehler während des Betriebs eingebracht werden (Betriebsfehler), beispielsweise durch Lockerung von Schrauben oder das ungewollte Lösen von angebauten oder benachbarten Bauteilen im Lauf der Zeit.

Entsprechende Montage - oder Betriebsfehler, wie unbeabsichtigte mechanische

Kontakte an einem frei schwingend bzw. schwingungsentkoppelt gelagerten Bauteil oder die Einbringung von zusätzlichen Schwingungskomponenten durch unzureichend befestigte Komponenten, können bei entsprechenden Bauteilen, wie Träger - Rahmen für Optikkomponenten, dadurch detektiert werden, dass über die vorhandenen Aktuatoren der aktiven Regelung zur dynamischen Stabilisierung und Schwingungsentkopplung das gelagerte Bauteil zu Schwingungen angeregt wird, wobei das durch die Anregung erzeugte Schwingungsverhalten des überprüften Bauteils erfasst und mit einem Referenzverhalten verglichen werden kann, welches einem Schwingungsverhalten eines korrekt angeordneten und montierten Bauteils entspricht. Werden Unterschiede zwischen dem durch die Anregung erzeugten und erfassten Schwingungsverhalten und dem Referenzverhalten eines korrekt montierten Bauteils ermittelt, dann kann daraus geschlossen werden, dass ein Montagefehler vorliegt.

Bei Montagefehlern, die auf mechanische Kontakte des frei schwingend gelagerten Bauteils zurückgehen, können Frequenzverschiebungen der bekannten Eigenfrequenzen des Bauteils festgestellt werden oder auch Dämpfungen der angeregten Schwingungen. Fehlerhaft angebaute Einzelteile können durch zusätzliche Resonanzfrequenzen in den Spektren erkannt werden.

Bei der Anregung des Bauteils zu Schwingungen und der Erfassung möglicher Unterschiede des angeregten Schwingungsverhaltens des Bauteils zu einem Referenzverhalten wird so vorgegangen, dass die Aktuatoren einzeln und in Kombination mit unterschiedlichen Überlagerungen der Betätigungen der Aktuatoren über einem Frequenzbereich betätigt werden, um Schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen und unterschiedlicher Schwingungscharakteristik anzuregen und die Schwingungsantwort des Bauteils hierauf zu erfassen. Dies wird auch als Frequenzgangmessung bezeichnet.

Obwohl mit diesem Verfahren Montage - oder Betriebsfehler in zuverlässiger Weise detektiert werden können, besteht eine Problematik darin, dass keine oder unzureichende Informationen über die Art und insbesondere über die Position des Montage - oder Betriebsfehlers bereitgestellt werden.

Zur Beseitigung des entsprechenden Fehlers muss deshalb eine aufwändige Untersuchung der Montageanordnung, also beispielsweise des auf einem Träger - Rahmen angeordneten optischen Systems, beispielsweise über endoskopische Verfahren, durchgeführt werden oder das fertig angeordnete und montierte Bauteil muss schrittweise zurückgebaut werden, um schrittweise Montagefehler aufzudecken. Dies ist sehr zeit- und kostenaufwändig, sodass Bedarf an einer Verbesserung der Ermittlung von Montagefehlem besteht.

In der WO 2018/172399 A1 ist hierzu bereits ein Vorschlag veröffentlicht worden, wobei durch Anregung zu Schwingungen entlang von mehreren unabhängigen Raumachsen und / oder um Drehachsen entsprechender unabhängiger Raumrichtungen sowie Auswertung von erfassten Schwingungen bezüglich derartiger Raumrichtungen eine Lokalisierung eines Fehlers vorgenommen werden kann. Allerdings besteht weiterer Bedarf ein effizientes und möglichst genaues und zuverlässiges Verfahren zur Identifizierung und / oder Lokalisierung von Montage - oder Betriebsfehlem bereitzustellen, welches weniger Messdaten erfordert und eine schnelle Identifizierung und / oder Lokalisierung ermöglicht.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Identifizierung und / oder Lokalisierung von Fehlem von Bauteilen, insbesondere Montage - oder Betriebsfehlem bereitzustellen, welches ermöglicht, den Ort und / oder die Art des Montage - oder Betriebsfehlers schneller und einfacher sowie genauer und zuverlässiger zu identifizieren, als dies bisher im Stand der Technik möglich ist. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Verfahren zur Identifizierung und / oder Lokalisierung von Montage - oder Betriebsfehlem einfach durchführbar sein und eine gezielte Korrektur des Montage - oder Betriebsfehlers ermöglichen.

TECHNISCHE LÖSUNG

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Identifizierung und / oder Lokalisierung von Bauteilfehlem, insbesondere Montage - oder Betriebsfehlem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Computerprogramm nach Anspruch 18 und insbesondere im Bereich der Mikrolithographie mit einer Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung schlägt ein Verfahren vor, bei welchem das zu untersuchende Bauteil zu einer Schwingung angeregt wird und das Schwingungsverhalten des angeregten Bauteils erfasst wird (Schritt a)). Da die angeregte Schwingung charakteristisch für das Bauteil und die Lagerung des Bauteils ist, kann durch die Erfassung der angeregten Schwingung ermittelt werden, ob das Bauteil das erwartete Schwingungsverhalten für das fehlerfreie und korrekt montierte Bauteil zeigt oder nicht. Hierzu wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Referenzschwingungsverhalten des fehlerfreien und korrekt gelagerten Bauteils gemäß einem zweiten Schritt b) ermittelt, wobei der zweite Schritt b) nicht zeitlich nach dem ersten Schritt a) erfolgen muss. Das Referenzschwingungsverhalten kann experimentell durch Erfassung des Schwingungsverhaltens von einem oder mehreren fehlerfreien und korrekt gelagerten Referenzbauteilen erfolgen, wobei auch mehrere Erfassungen oder Messungen an demselben Referenzbauteil möglich sind, um durch die mehreren Erfassungen an einem oder mehreren Referenzbauteilen ein gemitteltes Referenzschwingungsverhalten zu erhalten. Alternativ oder zusätzlich kann das Referenzschwingungsverhalten durch Simulation, insbesondere numerische Simulation der Schwingungsanregung erhalten werden. Entspricht das Referenzschwingungsverhalten des fehlerfrei und korrekt gelagerten Bauteils dem erfassten Schwingungsverhalten des untersuchten Bauteils, so ist das Bauteil fehlerfrei und korrekt angeordnet und die Bestimmung eines Fehlers ergibt, dass kein Fehler vorliegt. Weicht jedoch das erfasste Schwingungsverhalten von dem erfassten und / oder simulierten Referenzschwingungsverhalten ab, so kann daraus geschlossen werden, dass das Bauteil an sich nicht fehlerfrei ist und / oder fehlerhaft angeordnet ist und die Bestimmung eines Fehlers ergibt, dass ein Fehler vorliegt.

Das Referenzschwingungsverhalten kann in einer Datenbank hinterlegt sein, sodass das Referenzschwingungsverhalten für ein zu untersuchendes Bauteil nicht immer wieder neu simuliert und / oder erfasst werden muss, wenn mehrere identische Bauteile zu untersuchen sind.

Ist das zu untersuchende Bauteil auf Grund des Vergleichs des erfassten Schwingungsverhaltens mit dem erfassten und / oder simulierten Referenzschwingungsverhalten als fehlerhaft und / oder als nicht korrekt angeordnet identifiziert bzw. bestimmt worden, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Variation der Simulation des Schwingungsverhaltens durch die Annahme eines Fehlereinflusses auf das Schwingungsverhalten vorgenommen werden (Schritt c)), um den Fehler, insbesondere den Montage - und / oder Betriebsfehler zu identifizieren und / oder zu lokalisieren. Hierzu wird für den angenommenen Fehler ein Fehlerschwingungsverhalten simuliert und der angenommene Fehler entspricht dem tatsächlichen Fehler, wenn das auf Basis des angenommenen Fehlers simulierte Fehlerschwingungsverhalten dem erfassten Schwingungsverhalten entspricht (Schritte d) und e)).

Für die Überprüfung, ob das erfasste Schwingungsverhalten von dem Referenzschwingungsverhalten des fehlerfreien und korrekt angeordneten Bauteils abweicht oder ob das simulierte Fehlerschwingungsverhalten dem erfassten Schwingungsverhalten entspricht, können entsprechende Grenzwerte definiert werden, bei deren Über - oder Überschreitung eine entsprechende Abweichung oder Übereinstimmung festgestellt wird. Da die angeregte Schwingung durch Frequenz und Amplitude der Schwingung charakterisiert werden kann, kann sich der Grenzwert auf eine Frequenzänderung und / oder Amplitudenänderung beziehen, wie nachfolgend noch erläutert wird.

Soll das Verfahren zur Überprüfung der Identifikation und / oder Lokalisierung eines Fehlers, insbesondere Montage - und / oder Betriebsfehlers, dienen, welcher durch ein anderes Verfahren ermittelt worden ist, beispielsweise dem Verfahren aus der internationalen Anmeldung WO 2018/172399 A1 , sodass im Schritt b) die Bestimmung des Fehlers dadurch erfolgt, so kann als angenommener Fehler der Fehler angenommen werden, der in dem anderen Verfahren ermittelt worden ist, und es kann unmittelbar eine Simulation des Fehlerschwingungsverhalten mit dem angenommenen Fehler erfolgen, ohne dass es einer Erfassung oder Simulation des Schwingungsverhaltens des fehlerfreien und korrekt montierten Bauteils bedarf.

Anstelle der Bestimmung, ob überhaupt ein Fehler vorliegt, durch Vergleich der Erfassung oder Simulation des Schwingungsverhaltens des fehlerfrei und korrekt montierten Bauteils mit dem erfassten Schwingungsverhalten kann das erfasste Schwingungsverhalten, wie bereits oben erwähnt, auch mit einem gespeicherten Referenzschwingungsverhalten eines fehlerfreien und korrekt montierten Bauteils verglichen werden, wobei eine Identifizierung und / oder Lokalisierung eines Fehlers nur dann erfolgen muss, wenn durch den Vergleich eine Abweichung festgestellt wird. Darüber hinaus kann der Vergleich des simulierten Referenzschwingungsverhalten mit dem experimentell erfassten Referenzschwingungsverhalten eines fehlerfrei und korrekt montierten Bauteils zur Überprüfung und / oder Anpassung der Simulation des Schwingungsverhaltens herangezogen werden.

Neben der Verwendung eines Ergebnisses eines alternativen Verfahrens zur Identifizierung und / oder Lokalisierung eines Fehlers als angenommener Fehler können auch Fehler angenommen werden, die in der Vergangenheit bei dem entsprechenden Bauteil erfasst worden sind. Insbesondere kann der für die Variation der Simulation angenommene Fehler aus einer Gruppe von häufig auftretenden Fehlern ausgewählt werden, sodass die Simulation des Schwingungsverhalten und ihre Variationen schnell und effizient durchgeführt werden können.

Die Simulation der mindestens einen Schwingungsanregung kann mit verschiedenen numerischen Methoden durchgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe der Methode der finiten Elemente (FEM), der Kimulation oder der Boundary-Element-Methode.

Das Schwingungsverhalten eines zu untersuchenden Bauteils kann mithilfe der Methode der finiten Elemente in einfacher Weise dadurch simuliert werden, dass für das Bauteil eine Vielzahl entsprechender finiter Elemente, beispielsweise in Form von kleinen Körpern, z.B. Quader, Dreiecke oder dergleichen, definiert werden, aus denen das gesamte Bauteil zusammengesetzt ist. Für jedes finite Element können entsprechende Parameter bestimmt werden, wie beispielsweise die Steifigkeit, der Elastizitätsmodul, die Masse, die Dämpfung und dergleichen, sodass bei einer Schwingungsanregung das Schwingungsverhalten beispielsweise hinsichtlich der auftretenden Amplituden und Frequenzen simuliert werden kann. Für die Berücksichtigung eines Fehlereinflusses kann die Simulation des Schwingungsverhaltens so verändert werden, dass mindestens einer der Parameter, der die finiten Elemente beschreibt, wie Steifigkeit, Elastizitätsmodul, Masse, Dämpfung etc. verändert wird, oder dass ein zusätzliches Kontaktelement definiert wird, welches wiederum durch die Steifigkeit, die Masse, die Dämpfung und dergleichen und darüber hinaus durch den Kontaktort, die Struktur des Kontaktelements und dergleichen definiert wird. Diese Parameter können bei der Variation der Simulation des Schwingungsverhaltens einzeln oder mit beliebiger Anzahl von Parametern kombiniert variiert werden. Bei der Kimulation werden mit Hilfe eines selbstlernenden Algorithmus die Ergebnisse von FEM-Simulationen vorhergesagt, sodass in möglichst kurzer Zeit eine möglichst genaue Simulation vorliegt. Durch Data Mining kann der selbstlernende Algorithmus die Informationen für eine Vorhersage erhalten, indem Datensätze von FEM-Simulationen analysiert und darin Muster erkannt werden.

Die Schritte c) und / oder d) können mehrfach hintereinander durchgeführt werden, wobei bei der Ausführung des Schritts c) eine Variation der Simulation der Schwingungsanregung bzw. des Schwingungsverhaltens erfolgt, die sich von der Simulation der vorangehenden Schritte c) in einer veränderten Fehlerannahme unterscheidet. Ist nämlich kein möglicher Fehler bekannt, der als angenommener Fehler für die Variation der Simulation verwendet werden kann, so wird über alle möglichen Fehler die Variation der Simulation durchgeführt, sodass durch die Variation der Simulation mit einer Vielzahl von simulierten Fehlerschwingungsverhalten sämtliche möglichen Fehlerquellen abgescannt werden.

Um bei der Herstellung von Serienbauteilen oder beim Betrieb eines Bauteils die Vielzahl der Simulationen bzw. die Variation der Simulationen nicht wiederholt durchführen zu müssen, können simulierte Fehlerschwingungsverhalten für ein oder mehrere Bauteile in einer Datenbank gespeichert werden und die gespeicherten Fehlerschwingungsverhalten können mit dem erfassten Schwingungsverhalten verglichen werden. Dies ist beispielsweise auch beim Betrieb einer Anlage, die ein entsprechendes Bauteil enthält, vorteilhaft, wenn zur Überprüfung der Fehlerfreiheit des Bauteils in bestimmten Zeitabständen das Schwingungsverhalten erfasst wird und dieses dann mit abgespeicherten Fehlerschwingungsverhalten verglichen werden kann, ohne jedes Mal eine neue Variation der Simulationen durchführen zu müssen.

Um nicht eine sehr große Anzahl von Simulationen des Fehlerschwingungsverhalten durchführen zu müssen können die Verfahrensschritte c) und d) mit Optimierungsverfahren optimiert werden, sodass zielgerichtet eine Variation der Simulation der Schwingungsanregung bzw. des Schwingungsverhalten so durchgeführt wird, dass das simulierte Fehlerschwingungsverhalten dem erfassten Schwingungsverhalten angenähert wird.

Beispielsweise kann als Optimierungsverfahren eine Monte - Carlo - Simulation mit einer Vielzahl von simulierten Fehlerschwingungsverhalten durchgeführt werden. Alternativ können genetische und evolutionäre Optimierungen in Kombination mit Deep Learning oder Optimierungsalgorithmen eingesetzt werden, die aufgrund von Übertragungsfunktionen, die aus einer Frequenzgangmessung ermittelt werden können, eine Optimierung der Variation der Simulation bewirken können. Die Übertragungsfunktion beschreiben dabei die Beziehung zwischen der Schwingungsanregung und der daraus resultierenden Schwingung des zu untersuchenden Bauteils, wobei bei einer Frequenzgangmessung das zu untersuchende Bauteil zu Schwingungen über einen Frequenzbereich angeregt wird und die erzeugten Schwingungen mit Frequenzen und Amplituden erfasst werden. Entsprechende Daten können ebenfalls für eine wiederholte Verwendung in einer Datenbank gespeichert werden.

Die Schwingungsanregung des zu untersuchenden Bauteils kann durch einen einzelnen Impuls oder durch Aufbringung von Schwingungen mit verschiedenen Frequenzen über einen Frequenzbereich erfolgen. Bei der Schwingungsanregung über einen einzelnen Impuls wird das zu untersuchende Bauteil in Eigenschwingungen versetzt und bei einer fehlerhaften Ausführung des Bauteils und / oder Anordnung des Bauteils kommt es zu einer Verschiebung der Eigenfrequenzen und / oder Dämpfung der Eigenschwingungen. Das gleiche kann durch Anregung von Schwingungen in einem Frequenzbereich ermittelt werden, wobei zusätzlich Änderungen der Resonanzfrequenzen und / oder die Erfassung zusätzlicher Resonanzfrequenzen beobachtet werden können.

Die Schwingungsanregung kann bezüglich einer oder mehrerer Bewegungsfreiheitsgrade des zu untersuchenden Bauteils erfolgen, wobei auch komplexe Schwingungsanregungen durch eine Vielzahl von Aktuatoren mit Überlagerung von Schwingungen bezüglich mehrerer Bewegungsfreiheitsgrade möglich sind.

Das Schwingungsverhalten des fehlerfreien und korrekt angeordneten Bauteils und / oder das Fehlerschwingungsverhalten des mit einem Fehler, insbesondere einem Herstellungs - oder Betriebsfehler beeinträchtigten Bauteils kann durch die Frequenz und / oder die Amplitude der Schwingung sowie durch die Dämpfung der Schwingungsanregung durch das zu untersuchende Bauteil beschrieben werden.

Entsprechend kann die Abweichung des Fehlerschwingungsverhaltens des mit einem Fehler versehenen Bauteils vom Schwingungsverhalten des fehlerfreien und korrekt angeordneten Bauteils durch eine Änderung der Frequenz und / oder der Dämpfung und / oder der Amplitude der erzeugten Schwingungen beschrieben werden. Üblicherweise kann es zu einer Frequenzverschiebung und einer Veränderung der Dämpfung bzw. Amplitude der erzeugten Schwingungen bei einem mit einem Fehler versehenen Bauteil kommen, sodass beispielsweise ein Amplitudenverlauf über einem Frequenzbereich durch die Veränderung des Fehlerschwingungsverhaltens des mit einem Fehler versehenen Bauteils gegenüber dem Schwingungsverhalten des fehlerfreien und korrekt angeordneten Bauteils verschoben und / oder in den Amplitudenwerten verändert wird. Die Abweichung des Fehlerschwingungsverhaltens vom Schwingungsverhalten des fehlerfreien und korrekt angeordneten Bauteils kann auch durch eine Relation der entsprechenden Frequenzen und / oder Dämpfungen und / oder Amplituden der Schwingungen zueinander charakterisiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Schritten a) bis e) kann mehrmals durchgeführt werden, wobei das zu untersuchende Bauteil im Schritt a) unterschiedlich zu Schwingungen angeregt werden kann, insbesondere hinsichtlich der Art der Schwingung, der Schwingungsrichtung bzw. - Orientierung, also der Richtung einer Translationsschwingung bzw. der Drehrichtung einer Rotationsschwingung, sowie hinsichtlich der Amplitude und / oder Frequenz der Schwingung. Wird das Verfahren mehrmals durchgeführt so kann im Schritt f) aus den identifizierten und / oder lokalisierten Fehlen ein ausgewählter Fehler bestimmt werden, der beispielsweise der am wahrscheinlichsten vorliegende Fehler ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann automatisiert in einer entsprechenden Kontrolleinheit für die Überwachung und / oder Steuerung des schwingungsentkoppelt gelagerten, freischwingenden Bauteils ausgeführt werden, wobei mindestens ein oder mehrere Aktuatoren das zu untersuchende Bauteil zu Schwingungen anregen können und das Schwingungsverhalten mit mindestens einem, vorzugsweise mehreren Sensoren erfasst werden kann. Entsprechend kann das gesamte Verfahren in einem Computerprogramm hinterlegt sein, welches das Verfahren ausführt, wenn das Computerprogramm in der Kontrolleinheit oder in einem entsprechenden Rechner abläuft.

Entsprechend wird auch Schutz für eine Anlage für die Mikrolithographie, insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage oder Maskeninspektionseinrichtung mit einem schwingungsentkoppelt gelagerten, freischwingenden Bauteil beansprucht, welche mindestens einen Sensor und / oder mindestens einen Aktuator und eine Kontrolleinheit zur Steuerung von Sensor und / oder Aktuator aufweist, wobei in der Kontrolleinheit das entsprechende Computerprogramm ausgeführt werden kann bzw. das oben beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann.

In der Kontrolleinheit kann eine Speichereinheit enthalten sein, die eine Vielzahl von Ergebnissen der Simulation des Fehlerschwingungsverhaltens und / oder des Referenzschwingungsverhaltens für ein oder mehrere in der Anlage enthaltene Bauteile speichert.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die beigefügten Figuren zeigen in rein schematischer Weise in

Figur 1 eine Darstellung einer EUV - Projektionsbelichtungsanlage mit einem frei schwingend im Projektionsobjektiv aufgehängten Träger - Rahmen für ein optisches Element,

Figur 2 eine Darstellung von zwei Bauteilen und deren Schwingungsverhalten,

Figur 3 eine Darstellung der zwei Bauteile aus Figur 1 bei einem fehlerhaften

Kontakt und das daraus resultierende Schwingverhalten der Bauteile und in

Figur 4 eine Darstellung zur Verdeutlichung der Simulation des Schwingungsverhaltens der zwei Bauteile aus den Figuren 1 und 2 mit der Methode der finiten Elemente sowie Anpassung eines simulierten Fehlerschwingungsverhaltens durch die Simulation einer Kontaktstelle der Bauteile.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Die Figur 1 zeigt eine EUV - Projektionsbelichtungsanlage, die mit Licht im extrem ultravioletten Bereich (EUV - Licht) betrieben wird. Die EUV - Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine EUV - Lichtquelle 2 sowie ein Beleuchtungssystem 3 und ein Projektionsobjektiv 4, mit dem ein Retikel 5, auf dem die abzubildenden Strukturen angeordnet sind, in verkleinernder Weise auf einen Wafer 6 abgebildet wird.

In dem Projektionsobjektiv ist 4 ist rein schematisch ein Träger - Rahmen 11 für ein optisches Element, wie beispielsweise einen Spiegel, dargestellt, der über freischwingende Lager 8 schwingungsentkoppelt im Projektionsobjektiv 4 gelagert ist. Zur aktiven schwingungsfreien Lagerung sind kombinierte Sensor - und Dämpfungselemente 7 vorgesehen, die beispielsweise auf dem elektromagnetischen Prinzip beruhen und mittels einer Spule und eines sich in der Spule bewegenden Magneten Positionsveränderungen des Träger - Rahmens 11 erfassen und gleichzeitig Bewegungen desselben dämpfen können. Anstelle derartiger kombinierter Sensor - und Dämpfungselemente 7 können auch andere Arten von Sensoren, wie Beschleunigungssensoren, Lagesensoren und dergleichen sowie separate Aktuatoren oder Dämpfungselemente vorgesehen sein.

Die kombinierten Sensor - und Dämpfungselemente 7 sind über Daten - und Signalleitungen 9 mit einer Kontrolleinheit 10 verbunden, sodass eine aktive Steuerung bzw. Regelung der Position und / oder Ausrichtung und / oder der Beschleunigung des Träger - Rahmens 11 im Projektionsobjektiv 4 möglich ist.

Durch Montage - oder Betriebsfehler kann es jedoch dazu kommen, dass beispielsweise durch unerwünschten Kontakt mit einem benachbarten Bauteil die freischwingende Lagerung des Träger - Rahmens 11 beeinträchtigt ist, sodass externe Vibrationen über das Projektionsobjektiv 4 auf das auf dem Träger - Rahmen 11 gelagerte optische Element übertragen werden könnten.

Um dies zu erkennen und nach der Montage oder während des Betriebs zu vermeiden kann eine Schwingungsanalyse durchgeführt werden, bei der der Träger - Rahmen 11 beispielsweise über einen Aktuator, der an dem Träger - Rahmen 11 angeordnet ist, zu Schwingungen angeregt werden kann. Ist bei der Montage ein Montagefehler aufgetreten oder hat sich während des Betriebs eine fehlerhafte Veränderung ergeben, so kann dies durch die Schwingungsanalyse ermittelt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Identifizierung und / oder Lokalisierung des Montage - oder Betriebsfehlers kann in schneller und einfacher Weise die Art des Fehlers bestimmt und der Ort des Fehlers lokalisiert werden.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren, wobei in der Figur 2 zunächst zwei Bauteile 11 und 12 rein schematisch als separate Bauteile 11 , 12 dargestellt sind, wobei das Bauteil 11 dem Träger - Rahmen 11 des Projektionsobjektivs entsprechen kann, aber zur Verallgemeinerung als beliebig geformtes Gebilde dargestellt ist. Die Bauteile 11 und 12 sind in Figur 2 in korrekter Weise getrennt voneinander angeordnet. Wenn diese Bauteile 11 und 12 durch Einwirkung einer Kraft F zu einer Schwingung angeregt werden, so ergibt sich für jedes Bauteil 11 , 12 ein charakteristisches Schwingungsverhalten 13, 14, welches durch die Frequenzen f und die zugehörigen Amplituden A gekennzeichnet ist. Die Diagramme stellen somit die Eigenschwingungen der Bauteile 11 und 12 dar, wenn diese nach einer einmaligen Anregung durch die Krafteinwirkung mit der Kraft F frei schwingen. Dieses Schwingungsverhalten 13, 14 der korrekt angeordneten Bauteile 11 , 12 kann über entsprechende Sensoren, beispielsweise Lagesensoren, Beschleunigungssensoren und dergleichen erfasst werden. Das erfasste Schwingungsverhalten der fehlerfrei angeordneten Bauteile stellt einen Referenzwert, das sogenannte Referenzschwingungsverhalten, dar.

Die Figur 3 zeigt nun eine Situation, in der durch einen Montagefehler oder nach einen Betriebsfehler die beiden Bauteile 11 und 12 in Kontakt zueinander gelangen, beispielsweise durch ein am Träger - Rahmen 11 anliegendes Kabel, sodass die freischwingende Lagerung des Träger - Rahmens 11 für das optische Element nicht mehr gegeben ist und dadurch externe Vibrationen oder Kräfte, die eine Positionsveränderung des Träger - Rahmens 11 bewirken können, auf das optische Element übertragen werden können.

Durch den Kontaktfehler 15 verändert sich das Schwingungsverhalten der beiden Bauteile 11 , 12, wobei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sowohl eine Frequenzverschiebung 18 als auch eine Dämpfung 19 auftritt. Dies ist in den Diagrammen der Figur 3 durch die jeweilige Verschiebung des Frequenzbands als auch durch die Verringerung der Amplitude gezeigt. Auch das Schwingungsverhalten 16, 17 mit Kontaktfehler kann durch entsprechende Sensoren gemessen und erfasst werden. Durch einen Vergleich mit dem Referenzschwingungsverhalten kann bestimmt werden, ob die Bauteile 11 , 12 korrekt angeordnet sind, also ob beispielsweise der Träger - Rahmen 11 freischwingend angeordnet ist.

Obwohl die Änderungen des Schwingungsverhaltens 16, 17 mit Kontaktfehler gegenüber dem Schwingungsverhalten 13, 14 ohne Kontaktfehler bereits anzeigen, dass die Bauteile 11 und 12 nicht frei und ungedämpft schwingen können, kann aus dem Schwingungsverhalten 16, 17 mit Kontaktfehler nicht unbedingt die Art des Fehlers identifiziert und die Lage des Fehlers lokalisiert werden. Insbesondere kann aus einem nach der Montage der Bauteile 11 , 12 oder während des Betriebs der Bauteile 11 , 12 erfassten Schwingungsverhalten nicht unmittelbar eine Abhilfe eingeleitet werden, auch wenn die Abweichung von einem Referenzverhalten feststellbar ist. Dies ist erst nach einer Identifizierung und / oder Lokalisierung des Fehlers möglich.

Hierzu wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Simulation des Schwingungsverhaltens der Bauteile 11 , 12 und insbesondere des Bauteils 11 mithilfe der Methode der finiten Elemente eingesetzt. In der Figur 4 ist dargestellt, dass bei der Methode der finiten Elemente die Bauteile 11 und 12 in eine Vielzahl von kleinen Teilkörpern bzw. finite Elemente 20 unterteilt werden, denen entsprechend den realen Bauteilen 11 , 12 bestimmte Eigenschaften bezüglich Masse, Steifigkeit und Dämpfung zugeordnet werden, sodass bei der Simulation einer Krafteinleitung mit der Kraft F das Schwingungsverhalten der Bauteile 11 , 12 gemäß der Methode der finiten Elemente berechnet und simuliert werden kann, um ein simuliertes Schwingungsverhalten 13, 14 zu erhalten. Entsprechend ergeben sich im Idealfall die Eigenschwingungen der Bauteile 11 und 12 bei fehlerfreier Anordnung als simulierte Schwingungsverhalten 13, 14. Bei einem Vergleich mit einem tatsächlich erfassten Schwingungsverhalten der Bauteile 11 , 12 kann dies bereits als Nachweis des Vorliegens eines Fehlers dienen, wenn das erfasste Schwingungsverhalten von den simulierten Eigenschwingungen abweicht.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun die Simulation des Schwingungsverhaltens so variiert, dass ein simuliertes Fehlerschwingungsverhalten unter Annahme eines Fehlereinflusses simuliert wird, bis das simulierte Fehlerschwingungsverhalten dem tatsächlich erfassten Schwingungsverhalten im Kontaktfall zwischen den Bauteilen 11 und 12 entspricht. Der in diesem Fall angenommene Montage - oder Betriebsfehler entspricht dem tatsächlichen Kontaktfehler 15, wenn das erfasste Schwingungsverhalten und das simulierte Fehlerschwingungsverhalten identisch sind oder sich weitgehend entsprechen.

Das Auffinden des Kontaktfehlers 15 durch Simulation des Kontaktelements 11 an der entsprechenden Kontaktstelle für das Bauteil 11 kann dadurch erfolgen, dass eine Vielzahl von Simulationen mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Fehlerannahmen durchgeführt wird und das jeweilige simulierte Fehlerschwingungsverhalten mit dem erfassten Schwingungsverhalten verglichen wird. Bei einer Übereinstimmung des simulierten Fehlerschwingungsverhaltens und des erfassten Schwingungsverhaltens ist der für das simulierte Fehlerschwingungsverhalten angenommene Fehler der gesuchte Montage - oder Betriebsfehler, also beispielsweise der Kontaktfehler 15 zwischen Bauteil 11 und Bauteil 12.

Um nicht eine Vielzahl von Simulationen mit einer Vielzahl von unterschiedlich angenommenen Fehlern vornehmen zu müssen, kann die Simulation des Fehlerschwingungsverhalten zunächst mit einem angenommenen Fehler durchgeführt werden, der beispielsweise durch ein anderes Verfahren zur Identifizierung und / oder Lokalisierung eines Fehlers bei der Anordnung von Bauteilen ermittelt worden ist, wie beispielsweise durch das in der PCT Anmeldung WO 2018/172399 A1 beschriebene Verfahren.

Alternativ oder zusätzlich können der Variation der Simulation des Schwingungsverhaltens auch angenommene Fehler zugrunde gelegt werden, die bei den entsprechenden Bauteilen 11 , 12 bereits früher aufgetreten sind und insbesondere in größerer Häufigkeit in der Vergangenheit zu beobachten waren.

Darüber hinaus ist es möglich die Variation der Simulation des Schwingungsverhalten über eine Vielzahl von angenommenen Montage - oder Betriebsfehlern durch ein Optimierungsverfahren zu verkürzen, indem die Variation der angenommenen Fehler optimiert wird. Beispielsweise kann dies durch eine Monte - Carlo - Simulation auf der Basis einer Vielzahl von simulierten Fehlerschwingungsverhalten durchgeführt werden. Darüber hinaus sind Optimierungsalgorithmen denkbar, die die Übertragungsfunktion verwenden, die die Beziehung zwischen der Anregung und Schwingung des untersuchten Bauteils beschreibt. Auf diese Weise lässt sich entweder das Ergebnis eines anderen Identifizierungs - und / oder Lokalisierungsverfahrens für einen Montage - oder Betriebsfehler sehr schnell verifizieren und / oder es kann unabhängig von einem weiteren Identifizierungs - und / oder Lokalisierungsverfahren ein Montage - oder Betriebsfehler bei der Anordnung und / oder dem Betrieb eines Bauteils identifiziert und / oder lokalisiert werden. Dadurch lässt sich der Fehler gezielt und in effektiver Weise korrigieren.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, sofern der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 EUV - Projektionsbelichtungsanlage

2 Lichtquelle

3 Beleuchtungssystem

4 Projektionsobjektiv

5 Retikel

6 Wafer

7 elektromagnetisches Sensor - und Dämpfungselement

8 freischwingende Lagerung

9 Daten - und Steuerleitung

10 Kontrolleinheit

11 erstes Bauteil

12 zweites Bauteil

13 Schwingungsverhalten des ersten Bauteils

14 Schwingungsverhalten des zweiten Bauteils

15 Kontaktfehler

16 Schwingungsverhalten des zweiten Bauteils bei Kontaktfehler

17 Schwingungsverhalten des ersten Bauteils bei Kontaktfehler

18 Frequenzverschiebung

19 Dämpfungsänderung

20 finite Elemente

21 Kontaktelement des ersten Bauteils

22 Kontaktelement des zweiten Bauteils