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。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比
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