研究目的
提出一种基于体等离子极化激元（BPP）模式与波导模式耦合的等离激元光刻原型，用于生成具有高能效和大纵横比的超分辨率图案。
研究成果
基于BPP与波导模式耦合的等离子体光刻系统能够以高能效、大深宽比以及对薄膜粗糙度良好耐受性的特点生成超分辨率图案。该系统适用于多种紫外波长。
研究不足
该研究基于数值模拟，缺乏实验验证。制备低粗糙度的多层结构具有挑战性。
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通过耦合体等离子极化激元模式与波导模式实现等离激元干涉光刻
DOI：10.1088/1361-6463/ab6430
期刊：Journal of Physics D: Applied Physics
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
基于表面等离激元的等离子体光刻技术已被证实能够突破衍射极限并实现超分辨图案制备。然而此前大多数研究存在能量效率低下和亚波长激发光栅的问题，阻碍了其在纳米制造中的应用。本研究提出一种特殊等离子体光刻原型，其基于通过超材料（HMM）压缩的体等离激元极化激元（BPP）模式与耦合层/HMM/光刻胶（PR）三明治结构中支持的波导模式的耦合。结果表明：在光栅四阶衍射光干涉下，可在整个光刻胶层产生比入射光强度高220%以上的强光刻光强、高深宽比（1.5:1）以及57.5纳米半节距的周期性图案。光刻线宽可达920纳米掩模周期的1/16，约为436纳米照明光波长的1/8。这种周期缩减设计使器件制备更简易、低成本，并对多层膜粗糙度表现出良好耐受性。此外，理论分析方法可广泛适用于包括248、365和405纳米在内的其他紫外波段系统。
作者：
Hongchao Liu，Weijie Kong，Qionggan Zhu，Yun Zheng，Kesheng Shen，Jun Zhang，Hai Lu
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