基于金属—介质—探针结构的表面等离子体超衍射光刻方法技术

本发明专利技术提供一种基于金属—介质—探针（Tip-Insulator-Metal,TIM）结构的表面等离子体超衍射光刻方法，其特征是由金属—介质—探针构成TIM共振腔结构，光从包含有所述共振腔的基底正入射，在所述探针的针尖激发局域表面等离子体（LSP），激发的局域表面等离子体波在向下衰减传播的过程中被金属反射层反射耦合，并经多次反射引起共振，使得夹在所述金属反射层和探针中间的介质记录层中形成纵向分布相对均匀的规则圆形光斑模式。该方法克服了传统探针直写光刻深度浅的问题，使得所述介质记录层不同深度处的光斑大小（FWHM）一致，能量均匀。本发明专利技术极大的改善了传统直写探针光刻的光斑质量。并且该方法所用结构简单。可以大大降低光刻线宽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及近场直写光刻技术，具体涉及一种基于金属一介质一探针(Tip-Insulator-Metal, TIM)结构的表面等离子体超衍射光刻方法,能够有效的改善光斑质量和提高光刻深度
技术介绍
随着信息领域的飞速发展，光电子 器件结构尺寸不断缩小，从而迫切需求光刻分辨率能够突破衍射极限的限制。近场光刻是近年来这方面研究的重要领域之一，其通过激发金属表面的等离子激元(SPPs)，利用激发的SPP波矢大于光在真空中的波矢，来达到突破衍射极限的目的。其中探针直写光刻，由于无需制造高精度掩膜，并且刻写结构灵活有望提供一种成本低，分辨率高，刻写速度快的纳米加工手段。直写光刻中，光刻分辨率受探针针尖的影响巨大，最早使用的SNOM光纤探针(Antosiewicz, T. J. &Szoplik, T. Enhancedenergy throughput in corrugated, tapered, metal-coated SNOM probes. Proc. of SPIE6987，698705-698711)，由于耦合传输效率太低而难以推广使用。美国的张翔课题组用哑铃状的天线孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于金属—介质—探针结构的表面等离子体超衍射光刻方法，其特征在于：激光从基底下方正入射，基底上方是由金属反射层（3），介质记录层（2）和金属探针（1）构成的TIM结构的谐振腔，所述的基底的材料为对所选波长透明的玻璃，所述的金属反射层材料为能够共振激发表面等离子体的金属或掺杂合成金属膜层材料，要求其介电常数实部的绝对值与介质记录层（2）介质的介电常数实部的数值大小相差小于10％，所述的介质记录层（2）为有机或无机感光材料，其厚度范围1nm～50nm，所述的金属探针（1）为无孔金属探针或有孔探针，所述的金属探针（1）尖端到记录介质层（2）上表面的距离范围为0～10nm，入射光在所述金属探针（1...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，王长涛，赵泽宇，王彦钦，陶兴，胡承刚，高平，黄成，姚纳，刘凯鹏，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：