德国Xiton公司193nm稳频激光器与应用
德国Xiton Photonics成立于2005年，是一家独立的专业激光器制造商，总部位于莱茵兰-普法尔茨州的凯泽斯劳滕。Xiton公司拥有高度洁净的研发与生产环境，光学设计、晶体生长评估、超稳定机械加工、精密装调等核心环节全部自主完成，公司专注于深紫外波段，用全固态倍频技术替代传统气体激光器。IXION-193 SLM 是Xiton的明星产品，采用全固态路线，其核心技术是以单频激光为种子源做放大，通过级联非线性频率转换与和频过程，最终将波长锁定在193 nm，输出MHz级极窄线宽、超长相干长度、近乎完美光束质量的连续波SLM激光器，在先进半导体光刻研发和晶圆缺陷检测中扮演着不可替代的角色。
IXION-193 SLM 产品基本架构为：
1064nm低噪声种子源，种子源窄线宽，相位噪声和强度噪声极低,经放大后做5倍频处理，另外由于种子源在一定范围内波长可调谐，所以其5倍频在一个较窄光谱范围内也是波长可调谐的。
上述1064nm种子激光放大接驳OPO晶体，可获得一个较宽光谱范围可调谐的窄线宽激光。
最后将上述5倍频激光和OPO激光做合频处理，就会得到一个193nm波段，80MHz窄线宽，80GHz范围可调谐的稳频激光器。
从销量而言，IXION-193 SLM的中心波长以193.368nm最为常见，可用做大功率193nm ArF准分子激光器的种子源，压窄准分子激光器的线宽并提升其功率稳定度，用以提升193nm DUV深紫外光刻的制程精度与良品率；也可做为193nm DUV波段晶圆检测的光源，将晶圆检测的缺陷分辨率提升到5nm级别。
IXION-193 SLM激光器
IXION-193 SLM关键核心参数
|
型号 |
IXION-193-SLM |
IXION-193-SLM-50 |
IXION-193-SLM-LC |
|---|---|---|---|
|
分类 |
标准款 |
更高功率款 |
更窄线宽款 |
|
平均功率 |
10 mW |
50 mW |
3 mW |
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脉冲宽度 |
8-10 ns |
6-8 ns |
12-14 ns |
|
脉冲能量 |
1.6μJ |
8.3μJ |
0.5μJ |
|
重复频率 |
6 kHz |
6 kHz |
6 kHz |
|
M² |
<1.4 |
<1.4 |
<1.4 |
|
光谱线宽 |
<80 MHz |
<100 MHz |
<60 MHz |
|
相干长度 |
>2m |
>1.5m |
>2.5m |
|
波长可调谐范围 |
>80 GHz ⇔10 pm |
>80 GHz ⇔10 pm |
>80 GHz ⇔10 pm |
技术优势：
1. 相干性：
其光谱线宽小于80 MHz，是真正的超窄带。而ArF准分子激光器的线宽通常在100–300 GHz，属于宽带多模。因此IXION-193 SLM 的相干长度超过2米。在实际光路中，两束光即使经历不同的路径，光程差达到米级，依然能保持出色的干涉对比度。这意味着可以轻松实现超大角度离轴干涉，将193 nm波长的物理优势发挥到极限。
2.高光束质量：
而IXION-193 SLM输出近乎完美的基横模高斯光束（TEM00），M²约1.4。这样的光束可以直接用于生成高质量的平面波前，干涉条纹对比度高且一致性出色，传播特性完全可预测，便于做精确的光学设计和波前工程。因此凡是需要高相干检测、干涉计量、长时间稳定频率参考的场景，SLM激光器几乎都是不可替代的。
3.系统架构与维护成本：
iXion-193 SLM是全固态密封设计，内部深紫外光路密封在惰性气体环境中，用户不需要更换任何气体，也不用处理有毒物质，基本上属于开机即用，长期运行稳定可靠，日常维护极少。另外最终极DUV合频非线性晶体采用步进电机可调控的选点装置，结果是193nmSLM激光器的整机无故障运行寿命超过万小时。
典型应用场景
1. 高功率193nm ArF准分子激光器的种子源：
在半导体光刻制程中，IXION-193-SLM窄线宽、高稳定性的种子光注入到大功率准分子激光器中，能够有效实现带宽压缩、改善空间模式质量并增强长期频率稳定性，从而提升光刻制程的分辨率与良品率。从选型角度看，IXION-193-SLM-LC其线宽<60MHz最适合做高功率193nm ArF准分子激光器的种子源。
2. 高分辨率光刻胶与下一代光刻材料的快速筛选
目前半导体研究中最急迫的需求之一即为开发高分辨率光刻胶，此处需要 193 nm 的相干光进行两束/多束干涉曝光，以制备密集干涉条纹。iXion-193 SLM其线宽窄（<80 MHz），光谱纯度高，能够产生接近理论极限的高对比度干涉条纹，真实反映光刻胶性能。利用该激光器进行双光束干涉光刻（IL），是评估光刻胶本征分辨率（Resolution）、线边缘粗糙度（LER）和灵敏度的标准科研手段，能够排除投影物镜等系统像差的影响。IXION-193 SLM深紫外短波长，曝光过程平滑可控，极低的振幅噪声让曝光剂量能被非常精确地控制，这对研究光刻胶的本征分辨率和极限线宽至关重要。
3.半导体晶圆缺陷检测
用于无图形晶圆的暗场/明场散射检测，以及有图形晶圆的缺陷复检。193 nm短波长可以探测亚10 nm量级的表面缺陷或颗粒，单纵模高相干性则允许进行干涉对比增强和相移测量，大幅提高信噪比。从选型角度看，IXION-193 SLM标准款或高功率款均为适合。
4.光谱计量：
IXION-193 SLM可以通过饱和吸收光谱等技术，用于校准真空紫外光谱仪、天体紫外光谱仪等设备。
总结
IXION-193 SLM代表了深紫外连续波单频激光器的前沿水平。它将全固态、窄线宽、高相干性集于一身，把193 nm光源从笨重、宽带的脉冲系统带入了精密光子学工具的序列，在半导体检测、干涉光刻、精密光谱等领域都是一款极其优秀的核心光源。
德国Xiton公司的IXION-193 SLM深紫外全固态激光器在半导体制程领域广泛的应用于大功率准分子激光种子源，193nm晶圆检测，高分辨率光刻胶研发，深紫外光谱仪波长校准等应用。德国Xiton公司携手其全球明星代理公司先锋泰坦科技建立国内授权服务点，助力客户鹏程万里。
先锋泰坦聚焦光电前沿，深耕行业多年携手数百家国际光电企业，构建长期稳定合作；从光谱仪器，到全品类光电产品矩阵，专业覆盖光谱相关产品、激光器产品、激光测量产品、太赫兹产品、光度与色度产品、光学元器件、探测器产品等核心领域以多元产品与优质服务，赋能光电产业发展。
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