[發明專利]應用于等離激元直寫光刻的光場調控芯片及制備方法

有效

• 申請號: 202011644926.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112731757B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 王亮;許凱;郭松坡
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G03F1/38
• 分類號: G03F1/38;G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

1.一種應用于等離激元直寫光刻的光場調控芯片，其特征在于，包括由下至上依次設置的襯底、島狀結構、核心圖形層和超材料結構；

其中，所述核心圖形層上設置有納米天線陣列和平面透鏡陣列，所述襯底上側四個拐角處均設置有干涉式空間位相成像標記模塊；

所述納米天線陣列和所述平面透鏡陣列沿所述核心圖形層的中線對稱設置，用于根據工作距離選擇所述納米天線陣列或所述平面透鏡陣列調整工作模式；

所述納米天線陣列包括至少一個納米蝴蝶結天線；

所述平面透鏡陣列包括至少一個平面衍射透鏡；

納米蝴蝶結天線陣列用于高精度近場光刻，平面衍射透鏡陣列用于高速遠場光刻；

所述平面衍射透鏡的特征尺寸為透明圓環的位置Rn和所述透明圓環的寬度；

所述超材料結構包括依次交替設置的金屬層和介電質薄膜，用于增強經所述納米蝴蝶結天線激發的等離激元局域化電場的焦深。

2.根據權利要求1所述的光場調控芯片，其特征在于，所述干涉式空間位相成像標記模塊包括一組二維變頻光柵，用于在光刻過程中根據所述光場調控芯片與樣品的距離變化實時產生不同的干涉條紋信號。

3.根據權利要求1所述的光場調控芯片，其特征在于，所述島狀結構為階梯型凸起結構，設置于所述襯底上側中間區域，用于承載所述芯片上的所述核心圖形層和所述超材料結構。

4.根據權利要求1所述的光場調控芯片，其特征在于，所述納米蝴蝶結天線的長度為a，寬度為b，間隙為g，中心弧度為R，邊緣弧度為r及厚度為t。

5.一種用于制備權利要求1~4任一項所述的應用于等離激元直寫光刻的光場調控芯片的方法，其特征在于，包括：

在襯底上制備島狀結構；

在襯底表面蒸鍍一層金屬膜，在所述金屬膜四角處分別制備干涉式空間位相成像標記模塊；

在所述島狀結構上的核心圖形層制備納米天線陣列和平面透鏡陣列；

在所述核心圖形層上制備超材料結構。