EUV光源计划井喷!国家EUV光源负责人透露的上海光机
第一脉冲11先于第二脉冲12输出,第一脉冲11与第二脉冲12之间的延时可调;第一个脉冲的能量足以将靶滴轰击成理想的几何分布,第二个脉冲的能量12足以将第一个脉冲处理过的靶转换成发射EUV光的等离子体。
摘要:
本发明涉及激光技术领域,公开了一种高功率EUV光刻光源的双脉冲驱动光源,波长范围为1800-2500 nm,采用掺Tm材料作为激光增益介质,包括脉冲种子源、脉冲选择器、脉冲分束器、脉冲延迟器、脉冲整形器和激光脉冲放大系统,其中脉冲种子源包括锁模振荡器和纳秒脉冲种子源。
驱动光源输出的双脉冲可以由同一个脉冲种子源产生,通过脉冲分束器和脉冲延迟器可以实现时间延迟可调的双脉冲输出。用于驱动光源的激光脉冲放大系统包括至少一个脉冲放大器,并且脉冲宽度可以通过脉冲展宽器和脉冲压缩器来调节。
驱动源输出的双脉冲也可以分别由不同的脉冲种子源产生。脉冲选择器将脉冲序列降低到合适的重复率后,脉冲延迟器实现双脉冲的延迟输出。激光脉冲放大系统包括至少一级脉冲放大器,脉冲宽度可以通过脉冲展宽器和脉冲压缩器来调节。
本发明利用高功率2mum波段全固态激光器平均功率高、插壁效率高、器件体积小等特点,替代目前作为驱动光源的CO2激光器,获得更高的平均功率输出,提高激发EUV辐射的功率,解决了提高EUV光刻机芯片产量的问题。
5月26日,上海市科学技术奖励大会在上海举行。会上颁发了2022年各类科学技术奖。上海光机所4项科研成果获2022年上海市科学技术奖一等奖,其中“高功率偏振无关光谱合束光栅关键技术及应用”项目获上海市技术发明奖一等奖。
光谱组束技术是目前实现高功率光纤激光器发展最快的技术路线之一。该技术利用光栅逆色散原理,将数百束不同波长的千瓦级子光束激光组合成一束高功率激光。然而,由于偏振无关性、高光谱效率和低温升畸变,研制光谱合束光栅极其困难,多年来一直没有形成有效突破。
美国利弗莫尔国家实验室、先进电影公司和洛克希德·马丁公司经过多年的共同研究,开发出了一种可以支持30 kW高能激光系统的光谱R&合束光栅,获得了2014美国科学技术奖“R&: D100”创新奖。2022年进一步实现300千瓦合成激光输出。
该项目有力地推动了我国高功率光谱合成激光技术的快速发展,使合成输出功率跃升了4~5个数量级,保障了我国相关领域一系列高功率激光装备的建设。相关成果还应用于激光多普勒测速雷达、半导体激光器、超短激光、蓝绿激光加工等激光应用,部分产品已出口国外。此外,还推动了我国超精密光学加工、高功率激光薄膜制备、光刻胶旋涂、离子束刻蚀等相关技术的进步,取得了显著的社会效益和经济效益。
在国家相关单位的大力支持下,该项目突破了光栅结构系统设计与工程评估、光栅结构精度控制、热变形检测和温升抑制等一系列关键技术,形成了一整套具有自主知识产权的光栅生产工艺装备。授权发明专利15项,发表论文26篇。十几位领域专家指出,“该项目技术复杂、难度大、创新性强,整体技术达到高功率激光光纤组合光栅领域国际先进水平,其中光谱带宽和衍射效率国际领先”。
重点是这两段:
美国利弗莫尔国家实验室、先进电影公司和洛克希德·马丁公司经过多年的共同研究,开发出了一种可以支持30 kW高能激光系统的光谱R&合束光栅,获得了2014美国科学技术奖“R&: D100”创新奖。2022年进一步实现300千瓦合成激光输出。
该项目有力地推动了我国高功率光谱合成激光技术的快速发展,使合成输出功率跃升了4~5个数量级(即1万次到1万次!),保障了我国相关领域一系列大功率激光设备的建设。
最近,上海光机所研制的偏振无关合束光栅取得了突破性进展。中科院强激光材料实验室在国内率先研制出偏振无关全介质合束光栅。研制的50mm×50mm光栅在无偏激光1040nm-1070nm范围内衍射效率达94%以上,可承受几千瓦功率。
上海光机所科研人员以高强度激光薄膜技术基础和光栅设计基础为基础,结合高强度激光薄膜制造技术和柔性光栅结构设计,巧妙地提高了光栅制造中各个环节的制造公差,实现了我国偏振无关全介质合束光栅研制的突破。
高功率光纤激光器的合成技术已成为国际上的研究热点,其中非相干光谱合成是近年来发展迅速的合成方法,其核心部件是偏振无关的全介质合束光栅,世界上只有美国能提供。