一种用于光刻的高效超分辨聚焦器件制备方法

摘要

本发明提供一种用于光刻的高效超分辨聚焦器件制备方法，该方法首先确定入射波，再选取合适的基底材料，在基底上蒸镀或溅射沉积一层金属膜，让入射波垂直于金属膜表面入射；在金属膜上表面取中心点为原点，选定x轴方向及y轴方向，取垂直于金属膜表面方向为z轴方向；依据等光程原理计算菲涅尔各级波带的位置及宽度；在金属膜中心位置开出奇数级或偶数级菲涅尔波带环形条缝；利用现有纳米加工技术制作菲涅尔波带及凹槽；在金属膜上交替蒸镀或溅射沉积厚度为纳米级别的金属与介质多层薄膜以支持高频信息的传输；最后在多层膜上涂布光刻胶及沉积反射金属层即可得到超分辨的聚焦器件。本发明所设计的透镜结构简单，具有广阔的发展前景。

主权项

一种用于光刻的高效超分辨聚焦器件制备方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：步骤（1）、选择入射光的工作波长λ，根据其波长选择能够透光的基底（3）材料；在基底（3）表面蒸镀或溅射沉积厚度为d的金属膜，入射光垂直于金属膜上表面入射；取垂直穿过金属膜中心的轴为z轴，假设z轴与金属膜上表面相交位置为坐标原点，在金属膜上表面取过原点的某方向为x轴方向，确定x轴正方向及y轴方向；步骤（2）、根据工作波长λ选择合适的金属薄膜（6、7）与介质薄膜（4）材料，设计菲涅尔各级波带半径；步骤（3）、选择凹槽环带的位置即内环半径r，其要使凹槽激发的表面等离子体波能够与菲涅尔波带透过的光很好的耦合；其中，所述步骤（3）中的凹槽环带的内半径与菲涅尔各级环带的半径有关，要使得凹槽激发的表面等离子体波能够很好的与菲涅尔环带条缝透射的光耦合，通过调制凹槽环带的内半径即位置可以得到不同强度的聚焦焦斑；步骤（4）、凹槽环带的宽度w与深度h进行一定范围的调制，以达到不同聚焦强度的焦斑；步骤（5）、凹槽环带的排列方向有所选择，从而对入射光的偏振态有着不同的响应；步骤（6）、根据上述设计所得的奇数级或者偶数级菲涅尔波带位置及宽度，凹槽位置及宽度，利用现有加工技术进行制作，获得包含奇数或偶数级菲涅尔波带环形条缝和凹槽的金属掩膜（2）；步骤（7）、在金属掩膜（2）后表面交替蒸镀或溅射沉积纳米厚度的金属薄膜和介质薄膜组成的多层膜结构以支持超衍射传输达到超分辨效果，沉积多层膜的总厚度为设定的超分辨聚焦器件的焦距f；步骤（8）、在多层膜结构后涂布一层纳米厚度的光刻胶及沉积一层反射金属层，获得一种焦斑强度可调的超分辨聚焦器件。