【摘 要】
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大规模集成电路的广泛应用驱动着纳米加工技术的快速发展,但是分辨率、效率和成本之间的矛盾让很多现代纳米加工技术无法得到广泛应用。旋转式近场光刻技术是一种非常有潜力的高分辨率、高效率、低成本的光刻方法。但是,由于表面等激元强度在竖直方向随距离增加呈指数衰减的特性,导致表面等离激元透镜在光刻胶层成像存在对比度低、焦深浅等图形质量缺陷,使旋转式近场光刻技术的加工景深及图形陡直度不理想,不利于纳米图案的转移
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大规模集成电路的广泛应用驱动着纳米加工技术的快速发展,但是分辨率、效率和成本之间的矛盾让很多现代纳米加工技术无法得到广泛应用。旋转式近场光刻技术是一种非常有潜力的高分辨率、高效率、低成本的光刻方法。但是,由于表面等激元强度在竖直方向随距离增加呈指数衰减的特性,导致表面等离激元透镜在光刻胶层成像存在对比度低、焦深浅等图形质量缺陷,使旋转式近场光刻技术的加工景深及图形陡直度不理想,不利于纳米图案的转移。本文通过矩阵转移理论研究了表面等离激元在多层膜电介质中的传播特点,设计加工了适用于旋转式近场光刻系统的表面等离激元透镜,并以磁头飞行性测试仪为基础搭建了原型系统,验证了旋转式近场光刻系统制备高景深纳米图案的可行性。首先,基于矩阵转移理论,建立了表面等离激元在多层膜介质中传播的本征色散方程,分析了表面等离激元在多层膜介质中的传播特点,建立了表面等离激元共振波长与多层膜介质厚度之间的关系。基于此,设计了一款适用于355 nm波长线偏振光的表面等离激元透镜,并利用聚焦离子束实现了表面等离激元透镜的加工。然后,提出了表面等离激元反射共振型旋转式近场光刻系统,研究了表面等离激元反射共振型超透镜对表面等离激元透镜在有机光刻胶层成像对比度和焦深的增强,设计了适用于反射共振型旋转式近场光刻系统的表面等离激元透镜,探索了表面等离激元反射共振型光刻胶盘片的制备。最后,以磁头飞行性测试仪为基础,搭建了旋转式近场光刻系统实验台,利用“飞行过渡区”起飞的方式实现了光刻头在有机光刻胶盘片表面的稳定飞行,验证了旋转式近场光刻系统高景深超分辨纳米加工的可行性。
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