乾曜光学首台193nm深紫外激光干涉仪于2025年7月15日成功下线,技术指标达到测量精度RMS优于2nm,RMS波前重复性优于0.2nm。继德国、美国和日本之后,中国具有了自主的193nm深紫外激光干涉仪。
这一成果凝聚着多方的付出和支持:有客户的信任,在乾曜光学没有193nm干涉仪研制经验的情况下下达订单,提供技术支持并协调供应商资源;也有供应商合作伙伴的通力配合,为了压缩节点时间特事特办,就像警察护送赶考的学子一样,一路绿灯畅行;更有乾曜光学团队的极致创新和精工细作,从方案设计、零件制造、组装测试到品质保证,每一个环节都精益求精。
当日,项目团队成员齐聚一堂,共同见证了这一激动时刻,分享成功的喜悦并总结项目经验。
杨毓总经理在掌声中隆重宣布:“乾曜光学首台193nm深紫外激光干涉仪成功下线!”简短话语中,包含着团队对自主创新的执着和自豪。
技术总监祝沛:“从266nm到193nm,看似只是波长的缩短,实则是从‘有参考’到‘全自主’的质变。深紫外波段的未知性,让每一步设计都如履薄冰。但团队用两周时间,把无数‘可能失败’变成了‘必然成功’。这不仅是一台设备的下线,更是乾曜技术实力的证明——中国也能造出可交付、可信赖的193nm深紫外激光干涉仪。过程的艰辛无需多言,但这份突破,值得我们所有人骄傲。”
仪器制造部王万:“我们负责设备装配时,最初完全是‘摸着石头过河’。对比633nm干涉仪光学穿轴一次成功,193nm的光学穿轴我们调试不下50次,光路校准反复调整,每一次微调都关乎最终精度。”
采购计划部杨敏:“193nm项目的物料堪称‘史上最复杂’——新品多、工序繁、交期紧。但采购从不是孤军奋战:杨心、刘云超等同事与我们一道,驻场供应商车间逐项盯进度、查质量,最终确保所有物料按时达标。正是这种‘拧成一股绳’的协作,为设备下线筑牢了根基。”
技术中心周浩:“这是我首次接触深紫外项目,从一脸茫然到参与其中,见证了太多次‘山重水复’后的‘柳暗花明’。无数次试错虽累,但看到设备成功运行的那一刻,所有付出都有了意义。能参与这样的突破,我无比自豪。”
193nm深紫外激光干涉仪团队合照
193nm深紫外激光干涉仪的下线,是乾曜光学的里程碑,更是中国自主创新的缩影。以此次突破为起点,乾曜人将继续以协作铸根基、以创新拓前路,在高端光学领域书写更多“中国智造”的传奇。
晶圆缺陷检测物镜“细微之处见真章”
晶圆缺陷检测设备中的物镜是现代光学工程的巅峰之作,它集成了超高NA、极短波长、极致像差校正、大视场、高透射率、超低杂散光、优异稳定性等尖端技术于一身。其设计和制造难度极高,成本也非常昂贵。这些苛刻的光学技术要求的唯一目标就是:在晶圆高速扫描过程中,稳定地提供超高分辨率、高对比度、低噪声的光学图像,从而可靠地检测出尺寸微小、对比度低的各种致命缺陷,确保先进半导体制造的良率和可靠性。
素绘193深紫外激光干涉仪“超凡脱俗”
使用193nm深紫外激光干涉仪测量有图晶圆缺陷检测物镜的光学波像差,是评估其性能极限(如 RMS优于2nm)的核心技术手段。这种测量直接关联到物镜的分辨率、对比度和缺陷检测灵敏度。
乾曜光学素绘193nm深紫外激光干涉仪是一种等厚干涉原理的高精度波前测量设备,其核心原理是通过参考光与被测光形成的干涉条纹分析波前畸变。 乾曜光学团队解决了一系列测量193nm物镜波像差的关键挑战。
波长匹配性
挑战:物镜设计优化于193nm,必须在工作波长下测量才能反映真实性能(色差、材料色散、镀膜特性)。
技术:使用193nm激光器作为光源。这是菲索干涉仪的核心,要求激光具有极高的空间相干性、时间相干性、波长稳定性和功率稳定性。
超高数值孔径(NA)测量
挑战:晶圆检测物镜NA极高甚至达到0.98,传统干涉仪难以在如此大角度下保持高精度。
技术:专用NA0.95和NA0.98高反球面反射镜,反射率大于50%@193nm,全口径面形误差PVr优于31.64nm。
极低像差测量精度
挑战:要求测量精度RMS优于2nm甚至更高。
快速移相干涉技术(FPSI): 通过精密移相器(压电陶瓷驱动)引入已知相位变化(如0°, 90°, 180°, 270°),采集多帧干涉图,利用算法(如5步法、13步法)精确计算每个像素点的波前相位,精度可达RMS优于2nm或更高。
先进波前重构算法
如Zernike多项式拟合、区域法重建,精确分离和量化各种像差(球差、彗差、像散等)。
环境控制
挑战:193nm光易被空气吸收(氧气、水汽),且热变形、振动、气流对纳米级测量是灾难性的。
真空或充纯氮(N2)环境: 整个干涉光路置于真空腔或持续通高纯氮气的密封环境中,消除空气吸收和折射率扰动。
超精密恒温系统: 控制环境温度在±0.02°C甚至更优。
杂散光抑制
挑战:193nm光易在光学表面和机械结构上产生散射光,污染干涉图。
低散射镀膜: 193nm专用增透膜(AR)和高反膜(HR)。
洁净室环境: 防止灰尘成为散射源。
参考镜校准
挑战:参考镜本身的误差会直接传递到测量结果中。
绝对校准技术:使用如“三平面旋转法”、“标准球随机旋转法”和“双球面旋转互检法”等绝对测量技术标定标准镜自身面形误差,并在后续测量中扣除。