中科院光電技術(shù)研究所薄膜光學(xué)技術(shù)研究室課題組在研究準(zhǔn)分子光刻系統(tǒng)中激光脈沖寬度展寬技術(shù)方面取得新進(jìn)展：提出了一種基于雙分光鏡和多塊反射鏡組成的脈寬展寬結(jié)構(gòu)，相關(guān)研究成果已申請(qǐng)專利發(fā)明“一種基于雙分束元件的準(zhǔn)分子激光脈沖展寬裝置”。
在準(zhǔn)分子激光曝光光學(xué)系統(tǒng)中，光學(xué)元件的壽命決定了光刻機(jī)的使用壽命和微電子器件的制造成本。而光學(xué)元件的使用壽命與曝光光學(xué)系統(tǒng)中激光束的峰值功率密度直接相關(guān)。峰值功率密度越低，光學(xué)元件的使用壽命越長(zhǎng)。另一方面，為了提高曝光光學(xué)系統(tǒng)的使用效率和產(chǎn)率，激光器輸出功率需要盡可能高。由于曝光光學(xué)系統(tǒng)的產(chǎn)率主要與激光器輸出功率成正比，而與單脈沖的脈沖寬度無關(guān)，因此提高激光器輸出功率的同時(shí)展寬輸出脈沖寬度不僅能有效提高曝光光學(xué)系統(tǒng)的產(chǎn)率，而且能有效降低曝光光學(xué)系統(tǒng)中激光束峰值功率密度，延長(zhǎng)光學(xué)元件使用壽命，降低微電子器件的制造成本。
課題組在脈寬展寬技術(shù)研究中，提出了一種基于雙分光鏡和多塊反射鏡組成的脈寬展寬結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的脈寬展寬結(jié)構(gòu)通常由單分光鏡及多塊反射鏡組成，而這種新型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在于：通過優(yōu)化兩塊分光鏡的分光比，能夠顯著改善激光器輸出脈沖波形，進(jìn)一步降低激光脈沖的瞬時(shí)峰值功率，提高曝光光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)元件的使用壽命。
圖中(a)為基于雙分光鏡及四塊反射鏡組成的脈寬展寬結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為程序仿真激光脈沖經(jīng)過雙分光鏡結(jié)構(gòu)脈寬展寬模塊和單分光鏡結(jié)構(gòu)脈寬展寬模塊展寬輸出的激光脈沖波形對(duì)比圖。
圖(a) 脈寬展寬結(jié)構(gòu)示意圖
圖(b) 展寬后的激光脈沖波形對(duì)比
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