[发明专利]表面等离子体共振曝光光刻方法

权利要求书

1.一种表面等离子体共振曝光光刻方法，其特征在于，包括如下步骤：

①选取棱镜；

所述的棱镜材料为二氧化钛、铌酸锂、钽酸锂或者氧化碲；

②选取基板；

所述的基板材料为二氧化钛、铌酸锂、钽酸锂、氧化碲、玻璃或者石英；

所述的棱镜和基板的折射率高于光刻胶折射率；

③在基板上面蒸镀具有设定图形的金属薄膜掩模版；

所述的金属薄膜掩模版材料为金、银、铝、铜、钛、铬或者铂，在工作波长下，材料介电常数的实部为负、绝对值大于光刻胶介电常数实部；

④选择基片，在基片上面旋涂光刻胶；

⑤将棱镜、下表面带有金属薄膜掩模版的基板和上表面带有光刻胶的基片按照从上到下的顺序放置；

⑥将一束或者多束准直相干激光入射到棱镜侧面，在光刻胶形成和金属薄膜掩模版对应的曝光图形：如果只有一束激光入射到棱镜的一个侧面，将形成和相应金属薄膜掩模版图形对应的曝光图案；如果两束激光同时入射到棱镜的两个侧面，则形成和相应金属薄膜掩模版图形对应的干涉条纹；

⑦将曝光后的光刻胶进行显影处理，形成带有图形的光刻胶掩模；

⑧利用反应离子刻蚀或者湿法腐蚀刻蚀基片，去掉光刻胶，把图形转移到基片上。

2.如权利要求1所述的表面等离子体共振曝光光刻方法，其特征是，步骤③所述的金属薄膜掩模版的蒸镀方法为：在基板上先蒸镀一种金属材料a，厚度为5nm-500nm，然后旋涂光刻胶，图形掩模光刻或者电子束直写图形曝光，显影，腐蚀掉未被光刻胶阻挡的金属a，再蒸镀另一种金属b，厚度为5nm-500nm，去胶，形成由材料a和b构成的图形化的金属薄膜掩模版；重复以上过程再蒸镀不同的金属材料，形成多种金属材料和多种图形构成的金属薄膜掩模版。

3.如权利要求1所述的表面等离子体共振曝光光刻方法，其特征是，步骤③所述的金属薄膜掩模版的蒸镀方法为：在基板上先蒸镀一种金属材料a，厚度为5nm-100nm，然后旋涂光刻胶，图形掩模光刻或者电子束直写图形曝光，显影，蒸镀同种金属a，厚度为5nm-400nm，去胶，形成金属薄膜掩模版。

4.如权利要求1所述的表面等离子体共振曝光光刻方法，其特征是，步骤③所述的金属薄膜掩模版的蒸镀方法为：先在基板上面蒸镀单层金属薄膜，薄膜的厚度为1nm-20nm，然后再蒸镀图形化的金属薄膜掩模版。

5.如权利要求1所述的表面等离子体共振曝光光刻方法，其特征是，步骤④所述的在基片上面旋涂光刻胶，光刻胶为正胶或负胶，厚度为10nm-1000nm。

6.如权利要求1所述的表面等离子体共振曝光光刻方法，其特征是，步骤⑤所述的将棱镜、下表面带有金属薄膜掩模版的基板和上表面带有光刻胶的基片按照从上到下的顺序放置，是指把上述的棱镜、基板和基片直接放置一起，或者通过匹配液相连。

7.如权利要求1所述的表面等离子体共振曝光光刻方法，其特征是，步骤⑥中，在一次曝光之后，通过旋转基片或者改变入射光到另外的棱镜侧面，沿着与上一次曝光条纹具有90度的夹角上再进行一次曝光形成正方形点阵，或者沿着60度和120度夹角方向上再进行两次曝光形成正三角形点阵，曝光时间为1秒～90秒。