基于金属—介质—探针结构的表面等离子体超衍射光刻方法

摘要

本发明提供一种基于金属—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。

主权项

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）针尖激发局域表面等离子体（LSP），该LSP波在所述金属探针（1）针尖近场衰减传播过程中被所述金属反射层（3）反射耦合，在所述TIM谐振腔中产生共振增强，从而使得中间的所述介质记录层（2）中产生规则圆形对称分布的纳米光斑。