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超精密光學技術
全頻段亞納米精度光學加工與檢測

光刻投影物鏡是一種典型的極小像差系統,爲滿足曝光分辨率要求,系統波像差需小于10nm(浸沒式系統更是要求系統波像差小于1nm)。物鏡光學元件表面形貌在低頻(影響各種像差)、中高頻(影響對比度)、超高頻(影響透過率)範圍內全面實現亞納米級的制造精度是達到上述系統波像差的前提。

超精密光学元件制造是一个检测与加工逐步迭代收敛的过程。团队采用高精度Fizeau型干涉仪、白光干涉仪、原子力显微镜等高性能检测设备,突破了深亚纳米级精度复现性、绝对检测等多个关键技术难题,实现了深亚纳米精度的全频段光学表面检测。以上述超精密检测技术为支撑,团队针对超高精度光学元件表面(平面/球面/非球面)加工需求,自研了机械臂预抛光机及射流超光滑抛光机床等专用加工设备,开发了铣磨、预抛光、精密抛光、超光滑与离子束面形精修的组合加工工艺,并最终实现了深亚纳米级精度的全频段制造。目前,典型平面/球面元件加工精度面形优于0.3nm RMS,表面粗糙度优于0.2nmRMS;典型同轴非球面、离轴非球面(偏离量小于2mm)加工精度面形优于0.5nm RMS,表面粗糙度优于0.3nm RMS。               

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DUV光刻物鏡光學表面空間頻率劃分示意圖

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平/球面亞納米精度全頻段加工結果

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      偏離量0.3mm非球面典型加工結果與檢測條件


通過國家科技重大專項支持,團隊建成了具有國際先進水平的超精密制造技術研發平台。擁有各類精密數控光學加工設備20余台套,高精度面形幹涉檢測幹涉儀、工作站20余台套,以及用于元件中頻與高頻分量檢測的白光幹涉儀、原子力顯微鏡等精密測量儀器。公司擁有近5000平米專用超精密環控實驗室以滿足高精度加工、檢測以及相應工藝開發需求。上述平台在支撐專項光刻投影任務研發的同時,將有能力爲更廣泛的用戶提供高質量的光學加工與檢測服務。

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