乾曜光學(xué)首臺(tái)193nm深紫外激光干涉儀于2025年7月15日成功下線,技術(shù)指標(biāo)達(dá)到測(cè)量精度RMS優(yōu)于2nm,RMS波前重復(fù)性?xún)?yōu)于0.2nm。繼德國(guó)、美國(guó)和日本之后,中國(guó)具有了自主的193nm深紫外激光干涉儀。
這一成果凝聚著多方的付出和支持:有客戶的信任,在乾曜光學(xué)沒(méi)有193nm干涉儀研制經(jīng)驗(yàn)的情況下下達(dá)訂單,提供技術(shù)支持并協(xié)調(diào)供應(yīng)商資源;也有供應(yīng)商合作伙伴的通力配合,為了壓縮節(jié)點(diǎn)時(shí)間特事特辦,就像警察護(hù)送趕考的學(xué)子一樣,一路綠燈暢行;更有乾曜光學(xué)團(tuán)隊(duì)的極致創(chuàng)新和精工細(xì)作,從方案設(shè)計(jì)、零件制造、組裝測(cè)試到品質(zhì)保證,每一個(gè)環(huán)節(jié)都精益求精。
當(dāng)日,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員齊聚一堂,共同見(jiàn)證了這一激動(dòng)時(shí)刻,分享成功的喜悅并總結(jié)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。
楊毓總經(jīng)理在掌聲中隆重宣布:“乾曜光學(xué)首臺(tái)193nm深紫外激光干涉儀成功下線!”簡(jiǎn)短話語(yǔ)中,包含著團(tuán)隊(duì)對(duì)自主創(chuàng)新的執(zhí)著和自豪。
技術(shù)總監(jiān)祝沛:“從266nm到193nm,看似只是波長(zhǎng)的縮短,實(shí)則是從‘有參考’到‘全自主’的質(zhì)變。深紫外波段的未知性,讓每一步設(shè)計(jì)都如履薄冰。但團(tuán)隊(duì)用兩周時(shí)間,把無(wú)數(shù)‘可能失敗’變成了‘必然成功’。這不僅是一臺(tái)設(shè)備的下線,更是乾曜技術(shù)實(shí)力的證明——中國(guó)也能造出可交付、可信賴(lài)的193nm深紫外激光干涉儀。過(guò)程的艱辛無(wú)需多言,但這份突破,值得我們所有人驕傲。”
儀器制造部王萬(wàn):“我們負(fù)責(zé)設(shè)備裝配時(shí),最初完全是‘摸著石頭過(guò)河’。對(duì)比633nm干涉儀光學(xué)穿軸一次成功,193nm的光學(xué)穿軸我們調(diào)試不下50次,光路校準(zhǔn)反復(fù)調(diào)整,每一次微調(diào)都關(guān)乎最終精度。”
采購(gòu)計(jì)劃部楊敏:“193nm項(xiàng)目的物料堪稱(chēng)‘史上最復(fù)雜’——新品多、工序繁、交期緊。但采購(gòu)從不是孤軍奮戰(zhàn):楊心、劉云超等同事與我們一道,駐場(chǎng)供應(yīng)商車(chē)間逐項(xiàng)盯進(jìn)度、查質(zhì)量,最終確保所有物料按時(shí)達(dá)標(biāo)。正是這種‘擰成一股繩’的協(xié)作,為設(shè)備下線筑牢了根基。”
技術(shù)中心周浩:“這是我首次接觸深紫外項(xiàng)目,從一臉茫然到參與其中,見(jiàn)證了太多次‘山重水復(fù)’后的‘柳暗花明’。無(wú)數(shù)次試錯(cuò)雖累,但看到設(shè)備成功運(yùn)行的那一刻,所有付出都有了意義。能參與這樣的突破,我無(wú)比自豪。”
193nm深紫外激光干涉儀團(tuán)隊(duì)合照
193nm深紫外激光干涉儀的下線,是乾曜光學(xué)的里程碑,更是中國(guó)自主創(chuàng)新的縮影。以此次突破為起點(diǎn),乾曜人將繼續(xù)以協(xié)作鑄根基、以創(chuàng)新拓前路,在高端光學(xué)領(lǐng)域書(shū)寫(xiě)更多“中國(guó)智造”的傳奇。
晶圓缺陷檢測(cè)物鏡“細(xì)微之處見(jiàn)真章”
晶圓缺陷檢測(cè)設(shè)備中的物鏡是現(xiàn)代光學(xué)工程的巔峰之作,它集成了超高NA、極短波長(zhǎng)、極致像差校正、大視場(chǎng)、高透射率、超低雜散光、優(yōu)異穩(wěn)定性等尖端技術(shù)于一身。其設(shè)計(jì)和制造難度極高,成本也非常昂貴。這些苛刻的光學(xué)技術(shù)要求的唯一目標(biāo)就是:在晶圓高速掃描過(guò)程中,穩(wěn)定地提供超高分辨率、高對(duì)比度、低噪聲的光學(xué)圖像,從而可靠地檢測(cè)出尺寸微小、對(duì)比度低的各種致命缺陷,確保先進(jìn)半導(dǎo)體制造的良率和可靠性。
素繪193深紫外激光干涉儀“超凡脫俗”
使用193nm深紫外激光干涉儀測(cè)量有圖晶圓缺陷檢測(cè)物鏡的光學(xué)波像差,是評(píng)估其性能極限(如 RMS優(yōu)于2nm)的核心技術(shù)手段。這種測(cè)量直接關(guān)聯(lián)到物鏡的分辨率、對(duì)比度和缺陷檢測(cè)靈敏度。
乾曜光學(xué)素繪193nm深紫外激光干涉儀是一種等厚干涉原理的高精度波前測(cè)量設(shè)備,其核心原理是通過(guò)參考光與被測(cè)光形成的干涉條紋分析波前畸變。 乾曜光學(xué)團(tuán)隊(duì)解決了一系列測(cè)量193nm物鏡波像差的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
波長(zhǎng)匹配性
挑戰(zhàn):物鏡設(shè)計(jì)優(yōu)化于193nm,必須在工作波長(zhǎng)下測(cè)量才能反映真實(shí)性能(色差、材料色散、鍍膜特性)。
技術(shù):使用193nm激光器作為光源。這是菲索干涉儀的核心,要求激光具有極高的空間相干性、時(shí)間相干性、波長(zhǎng)穩(wěn)定性和功率穩(wěn)定性。
超高數(shù)值孔徑(NA)測(cè)量
挑戰(zhàn):晶圓檢測(cè)物鏡NA極高甚至達(dá)到0.98,傳統(tǒng)干涉儀難以在如此大角度下保持高精度。
技術(shù):專(zhuān)用NA0.95和NA0.98高反球面反射鏡,反射率大于50%@193nm,全口徑面形誤差PVr優(yōu)于31.64nm。
極低像差測(cè)量精度
挑戰(zhàn):要求測(cè)量精度RMS優(yōu)于2nm甚至更高。
快速移相干涉技術(shù)(FPSI): 通過(guò)精密移相器(壓電陶瓷驅(qū)動(dòng))引入已知相位變化(如0°, 90°, 180°, 270°),采集多幀干涉圖,利用算法(如5步法、13步法)精確計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的波前相位,精度可達(dá)RMS優(yōu)于2nm或更高。
先進(jìn)波前重構(gòu)算法
如Zernike多項(xiàng)式擬合、區(qū)域法重建,精確分離和量化各種像差(球差、彗差、像散等)。
環(huán)境控制
挑戰(zhàn):193nm光易被空氣吸收(氧氣、水汽),且熱變形、振動(dòng)、氣流對(duì)納米級(jí)測(cè)量是災(zāi)難性的。
真空或充純氮(N2)環(huán)境: 整個(gè)干涉光路置于真空腔或持續(xù)通高純氮?dú)獾拿芊猸h(huán)境中,消除空氣吸收和折射率擾動(dòng)。
超精密恒溫系統(tǒng): 控制環(huán)境溫度在±0.02°C甚至更優(yōu)。
雜散光抑制
挑戰(zhàn):193nm光易在光學(xué)表面和機(jī)械結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生散射光,污染干涉圖。
低散射鍍膜: 193nm專(zhuān)用增透膜(AR)和高反膜(HR)。
潔凈室環(huán)境: 防止灰塵成為散射源。
參考鏡校準(zhǔn)
挑戰(zhàn):參考鏡本身的誤差會(huì)直接傳遞到測(cè)量結(jié)果中。
絕對(duì)校準(zhǔn)技術(shù):使用如“三平面旋轉(zhuǎn)法”、“標(biāo)準(zhǔn)球隨機(jī)旋轉(zhuǎn)法”和“雙球面旋轉(zhuǎn)互檢法”等絕對(duì)測(cè)量技術(shù)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)鏡自身面形誤差,并在后續(xù)測(cè)量中扣除。