[发明专利]一种用于光刻的高效超分辨聚焦器件制备方法

权利要求书

1.一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，根据其波长选择可以透光的基底材料；在基底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与介质薄膜材料，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；

步骤(4)凹槽环带的宽度w与深度h可以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可以有所选择，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；

步骤(7)在金属掩膜后表面交替蒸镀或溅射沉积纳米厚度的金属和介质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衍射聚焦结构透镜的焦距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。

2.根据权利要求1所述的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：所述步骤(1)中的可以透光的基底材料的可以为石英或二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的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：所述步骤(1)中的入射光的偏振模式可以为由金属掩膜上凹槽的排列方式所决定为某一方向的线偏振光或者圆偏振光。

4.根据权利要求1所述的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：所述步骤(1)中的金属膜的厚度d为50纳米～200纳米，金属膜材料为能够激发表面等离子体的金属金、银、铜或铬。

5.根据权利要求1所述的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：所述步骤(2)中的金属薄膜可取银、铜或金，介质薄膜可取三氧化二铝、二氧化硅或碳化硅。

6.根据权利要求1所述的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：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。

7.根据权利要求1所述的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：所述步骤(4)中的凹槽环带的宽度为10纳米到1000纳米。

8.根据权利要求1所述的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：所述步骤(4)中的凹槽环带的深度不大于金属掩膜的厚度。

9.根据权利要求1所述的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：所述步骤(5)中凹槽环带的排列方式可以为单向排列，包括仅在横向排布或纵向排布。