一种用于旋转式近场光刻的纳米图形加工系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于旋转式近场光刻的纳米图形加工系统及方法。首先在光刻头表面制备用于聚束入射光的表面等离子体透镜，然后在盘片基底表面溅射金属反射层，并在金属反射层表面制备光刻胶感光层。利用硬盘飞行原理，使光刻头与光刻胶盘片间形成稳定的20nm以下的飞行间隙。利用金属反射膜层的反射补偿作用，改善表面等离激元聚束光场的强度和分布特性，弥补表面等离激元在光刻方向的能量衰减，从而提高旋转式近场光刻系统的加工结构深宽比，并兼具良好的陡直度，实现了高效率、高分辨率、低成本的纳米加工。

【技术实现步骤摘要】
一种用于旋转式近场光刻的纳米图形加工系统及方法
本专利技术属于纳米加工
，涉及一种用于旋转式近场光刻的纳米图形加工系统及方法。
技术介绍
光刻技术因其具备高效加工纳米级精细结构的特点，而成为最重要的纳米制造技术，应用于大规模集成电路、微机电系统和数据存储等领域。随着纳米制造技术的进步，提高加工结构的分辨率将是下一代光刻技术的发展趋势。目前能够实现10nm以下加工能力的方法主要有：光学浸没式曝光、极紫外曝光、多重曝光、干涉曝光等。然而，高昂的设备制造成本和有限的加工结构，制约了这些高分辨纳米制造技术在复杂多变结构加工领域中的应用，阻碍了我国高精度纳米制造业的进一步发展。近场光刻作为一种新型光刻技术，可以获得超衍射极限分辨光斑，能够在宏观尺度上加工近场范围内的纳米量级复杂图案，高效、低成本、高分辨的特点使其具备应用于纳米加工领域的潜力。旋转式近场光刻基于硬盘飞行原理实现近场加工条件，磁头与盘片间的气体动压效应使得加工在磁头滑块尾块部位的表面等离子体透镜具有稳定的、20nm以下的工作距离。等离子体透镜在满足波矢匹配条件下，激发携带物体精细信息的表面等离激元倏逝波，通过对制备在盘片表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于旋转式近场光刻的纳米图形加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)首先选择盘片基片，盘片材料为二氧化硅或铝合金；(2)提供光刻头透光介质基体，透光介质基体为石英或蓝宝石；(3)在盘片表面制备反射电磁波的金属膜层A，金属膜层A厚度为30nm～80nm，金属膜层A材料为Ag、Al、Cr或Au，采用的加工方法为蒸镀、溅射或电化学沉积；(4)在金属膜层A上表面制备对紫外光感光的光刻胶膜层，光刻胶膜层厚度为30nm～50nm，光刻胶膜层材料为无机光刻胶或有机光刻胶，无机光刻胶制备方法为磁控溅射，无机光刻胶为热敏光刻胶，有机光刻胶制备方法为旋涂，旋涂速度为2000～4000rpm；(5)在...

【技术特征摘要】
1.一种用于旋转式近场光刻的纳米图形加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)首先选择盘片基片，盘片材料为二氧化硅或铝合金；(2)提供光刻头透光介质基体，透光介质基体为石英或蓝宝石；(3)在盘片表面制备反射电磁波的金属膜层A，金属膜层A厚度为30nm～80nm，金属膜层A材料为Ag、Al、Cr或Au，采用的加工方法为蒸镀、溅射或电化学沉积；(4)在金属膜层A上表面制备对紫外光感光的光刻胶膜层，光刻胶膜层厚度为30nm～50nm，光刻胶膜层材料为无机光刻胶或有机光刻胶，无机光刻胶制备方法为磁控溅射，无机光刻胶为热敏光刻胶，有机光刻胶制备方法为旋涂，旋涂速度为2000～4000rpm；(5)在光刻头透光介质基体表面制备金属膜层B，金属膜层B厚度为30nm～100nm，金属膜层B材料为Au、Ag或Cr；(6)在金属膜层B上加工贯穿金属膜层B的蝴蝶结结构；(7)在金属膜层B上加工与蝴蝶结结构构成同心的多个贯穿金属膜层B的对称交替半圆槽周期结构，并制备得到表面聚焦透镜；(8)入射光经步骤(7)所得的表面聚焦透镜实现聚束，并利用硬盘飞行原理，对步骤(4)所得的光刻胶盘片在近场范围内进行曝光；(9)刻蚀部分经显影后得到大深宽比纳米加工图案。2.根据权利要求1所述的一种用于旋转式近场光刻系统的高质量纳米图形加工方法，其特征在于，所述步骤(7)中在蝴蝶结结构一侧半圆槽周期结构的初始半径r1为100nm～200nm，半圆槽周期结构以初始半径r1为内边界，以沿所述盘片径向边缘方向延伸一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪佳馨，徐鹏飞，吴宝贵，李静，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37