结构而增强透射比已经被应用到很多领域，例如等离子体波导高效率激发等等，最近，这也成功作为种新奇手段而被应用到纳米光刻中以提高分辨率。

蝴蝶结形孔径与蝴蝶结形天线相对应，如图所示。

两种结构都由两臂组成，两个指向对方锋利尖端间形成了个小间隙。

仿真结果暗示了在级别共振，在蝴蝶结尖端相应场强是照射场倍，这点与蝴蝶结形天线相当。

但真实表现很大程度上受孔径尺寸，金属材质，波长，极化等其它因素影响。

个有蝴蝶结形状孔径薄膜可被应用于接触式光刻中，并且已经表现了良好效果，.最先把蝴蝶结形孔径应用到等离子体接触式光刻中，并且使用蝴蝶结形孔径解决了特征尺寸低于二维孔问。

在这篇文章中，我们首先会回顾典型等离子体光子光刻。

然后，对比这些已经做成实验，最后，提出了等离子体纳米光子光刻发展趋势。

等离子体纳米光刻般说，等离子体纳米光刻依照曝光措施可以被分成三种类型接触式纳米光刻，平面透镜成像纳米光刻，和直写式纳米光刻。

在接下来章节，我们会把实验分成上述三种类型尽可能多回顾等离子体纳米光刻。

等离子体接触式光刻等离子体接触式光刻是种为了提高亚波长成像质量模式化倏逝近场光学光刻。

在此项措施中，源于金属薄膜光刻胶暴露在表面等离子体激元下。

由于表面等离子体激元仅在金属薄膜以下几十个纳米传播，薄膜和光刻胶紧密接触就很有必要。

使用此项技术付出了很多努力。

在年，.实验性证明了通过在银薄膜使用平面孔径方法把纳米光刻半节距分辨率缩小到了.光源是个峰值辐射为过滤汞灯。

原理图如图所示。

薄膜由带有周期性分布二维孔径银薄膜层组成，银薄膜层上下为硅层和光刻胶层折射率分别为.和.。

银层厚度为，孔阵列周期为，孔直径为。

为了增加银层和硅层粘附力，降低表面粗糙程度，银层和硅层中间有个厚粘附层。

通过这种结构，小特征尺寸可以以很小表面粗糙度耦合到银层中，如图所示。

图由设计光刻结构原理图实验中带有孔径阵列银层层厚光刻胶垫层覆盖在银层上。

负性光致抗蚀剂直接覆盖在隔离层上，并且聚合在薄膜上以消除光刻过程中薄膜和光刻胶之间间隙差异。

特征尺寸小至相当于二维孔径阵列可以通过暴露在照度为光中获得，如图所示。

光刻胶特征尺寸和薄膜上模式尺寸样。

因此，分辨率主要受薄膜分辨率限制。

由于表面等离子体激元在这种情况下非常短传播长度，模式保真度格外高。

值得注意是由于铝层可以在紫外范围激发等离子体激元，铝层也可以作为薄膜，已经成功使用波长光源获得了周期低于点阵模式。

但是，通过使用商业有限差异时域软件微软制作计算仿真结果显示，在平面波照射下，通过银孔径阵列电场传播在电场强度上有个明显增强，与通过铝孔径阵列对比，场分布也被紧紧限制。

因此，可以推断，在波长照射下，银层可以比铝层实现更好模式。

.开发了个与上述类似表面等离子体辅助纳米光刻系统，光源是紫外光源。

光罩使用带有光栅模式和环状孔径钛合金制作。

薄膜与光刻胶直接接触，没有分隔层。

为了聚集光刻胶光强以实现高强度纳米级模式并吸收到达底片光，在光刻胶和底片之间有层后钛合金保护物。

在这个实验中，孔径数量和周期都是影响光刻结果关键因素。

周期为光栅可以相当好转移，并且在抗蚀层可以获得高模式。

然而，拥有单孔径模式不可以转移到抗蚀层，这也预示了薄膜表现主要取决于薄膜上孔径形状和孔径尺寸。

和提出项实现单亚波长孔径高透射比措施。

他们阐述了与均匀单介质层金属薄膜相比，由于被周期性结构薄膜激发光与等离子体耦合，在多层金属介质上单亚波长孔径中光学传播可以被明显增强。

图曝光模式照片与均匀薄膜上相同尺寸孔径相比，这项举措把光学传播增加了两个数量级。

此外，多层金属薄膜传统上可以通过成熟薄膜积淀技术来实现。

这项措施可以应用于光刻技术中而且可能导致个更好结果。

光刻上应用将会在实验上不断证明。

类似，光子光刻原理使用了个设计可以产生亚波长特征尺寸多层金属电介质薄膜。

般而言，光刻胶中模式构造原理与薄膜中样。

然而，大量实验证明可以实现更小特征尺寸，比如，个周期为光栅薄膜结构，在光刻胶中可以构造光栅结构。

昂贵金属中系列孔径利用说明了在表面等离子体谐振激励下传播增强，尽管空间分辨率种程度上会因为系列孔径周期而降低。

最近研究表明金属中陡峭脊状孔径如蝴蝶结孔径或触角形，形，形孔径等等可能会实现个更佳结果。

蝴蝶结状天线形孔径是个重要孔径类型，最初由.设计并被应用于微波尺度高传播效率近场光学探针。

后来，因为局域表面等离子体谐振，增强强度高限制热点在近场蝴蝶结结构可以被观察到。

由于蝴蝶结结构而增强透射比已经被应用到很多领域，例如等离子体波导高效率激发等等，最近，这也成功作为种新奇手段而被应用到纳米光刻中以提高分辨率。

蝴蝶结形孔径与蝴蝶结形天线相对应，如图所示。

两种结构都由两臂组成，两个指向对方锋利尖端间形成了个小间隙。

仿真结果暗示了在级别共振，在蝴蝶结尖端相应场强是照射场倍，这点与蝴蝶结形天线相当。

但真实表现很大程度上受孔径尺寸，金属材质，波长，极化等其它因素影响。

个有蝴蝶结形状孔径薄膜可被应用于接触式光刻中，并且已经表现了良好效果，.最先把蝴蝶结形孔径应用到等离子体接触式光刻中，并且使用蝴蝶结形孔径解决了特征尺寸低于二维孔问..，..，..，..，..，..，.。

在这篇文章中，我们首先会回顾典型等离子体光子光刻。

然后，对比这些已经做成实验，最后，提出了等离子体纳米光子光刻发展趋势。

等离子体纳米光刻般说，等离子体纳米光刻依照曝光措施可以被分成三种类型接触式纳米光刻，平面透镜成像纳米光刻，和直写式纳米光刻。

在接下来章节，我们会把实验分成上述三种类型尽可能多回顾等离子体纳米光刻。

等离子体接触式光刻等离子体接触式光刻是种为了提高亚波长成像质量模式化倏逝近场光学光刻。

在此项措施中，源于金属薄膜光刻胶暴露在表面等离子体激元下。

由于表面等离子体激元仅在金属薄膜以下几十个纳米传播，薄膜和光刻胶紧密接触就很有必要。

使用此项技术付出了很多努力。

在年，.实验性证明了通过在银薄膜使用平面孔径方法把纳米光刻半节距分辨率缩小到了.光源是个峰值辐射为过滤汞灯。

原理图如图所示。

薄膜由带有周期性分布二维孔径银薄膜层组成，银薄膜层中文字出处，.综述等离子体纳米光刻接收于年月日承认于年月日网上出版于年月日斯普林格科学商业传媒，摘要表面等离子体激元在最近十年间引起了极大关注，并且由于不受衍射极限限制能力而被成功应用到纳米级光刻中。

这篇文章回顾了被认为是下代纳米光刻最卓越技术之等离子体纳米光刻近期发展。

纳米光刻实验建立在效应基础上。

从细节回顾三种类型等离子体纳米光刻措施接触式纳米光刻，透镜成像式纳米光刻，和直写式纳米光刻，并且相应分析对比它们优缺点。

最后，暗示了等离子体纳米光刻发展趋势。

.光电子工程中心，长春光学精密机械与物理研究所，中国科学院，长春，吉林，中国中国科学院研究生院，北京，中国.应用光学国家重点实验室，长春光学精密机械与物理研究所，中国科学院，长春，吉林，中国邮箱.物理电子学院，电子科技大学，成都，四川省，中国邮箱关键字等离子体纳米光刻，接触式纳米光刻，透镜成像式光刻介绍光刻技术和电子束蚀刻技术相比，由于它高生产量和更有效率成本，纵观最近几十年光写技术，被认作是半导体工业制作技术主流。

更高产量，更低成本，更好解决方案，以及对系统结构简化是我们通常追求目标。

之前已开发了多种纳米光刻技术，比如电子束蚀刻，纳米压印光刻，浸润笔光刻等等。

对于电子束蚀刻，低于最小分辨率已经被展示了，但此项技术产量很低，以至于它主要用于遮片制作而非大规模生产。

随着低于工艺和高产量解决，纳米压印光刻被应用于大规模生产。

然而，作为种替代措施，纳米压印光刻仍然存在些问题。

其中个问题就是在压印过后剩余抗蚀层可能会限制它应用。

浸润笔光刻和电子束光刻样有低产量缺点。

除了上述技术，光子光刻也是纳米光刻项重要技术。

纳米光刻中传统光子光刻包括光学投影光刻浸润式光刻，射线光刻，超紫外光刻，波带片阵列光刻等等。

光学投影光刻由于它高产量主要应用于工业。

但是随着更小特征尺寸要求，传统光学投影光刻不可以解决由于衍射极限限制而导致问题。

般而言，提高光学投影光刻分辨率是通过减小照射光波长或增大数值孔径来实现，这也导致很多复杂问题和增加成本。

射线光刻可以有个高产量，并且展示了种级别分辨率，但射线光刻系统格外昂贵，这就促使我们寻找种价格低廉光刻系统来替代它。

超紫外光刻同样可以取得高产量，但光源高成本以及光学陈列系统复杂性限制了它在工业大规模生产上应用。

至于波带片阵列光刻，它是种可以以相当快速度显示任意模式新型原理性措施。

然而，它分辨率依然受衍射极限限制。

近场光学光刻提供了种新摆脱衍射极限限制并且实现不受理论限制分辨率。

最近，报道了很多不同类型近场光刻。

传统近场光刻通过使用诸如光耦合薄膜或相移薄膜等特殊薄膜已经实现了低于级别分辨率。

但是近场光刻个最主要缺点就是光透射比很低。

对于薄膜上小于照射波长孔径，因为绝大部分光被衍射和反射，抵达抗蚀层光便极少。

这导致了曝光时间很长和照片对比度低。

新近，基于表面等离子体激元理论发展近场光学被用于进步改善近场光刻分辨率目。

表面等离子体是存在于金属或电介质界面聚集电子。

有它自己独特色散关系，这种色散关系也决定了超越衍射极限分辨率，它可以用等式来表示其中，是真空中光波长，和分别是电介质层和金属层介电常数。

从色散方程，我们可以得到表面等离子体波长比真空中光波波长短，较短波长对于超越衍射极限分辨率起作用。

表面等离子体以两种形式存在，传播形式和局域化形式。

在光滑薄膜上，表面等离子体激元在金属介质表面以倏逝电磁波形式传播，这是金属表面自由传导电子集体振荡结果。

通常，由于光波和等离子体波动量不匹配，表面等离子体激元不易被激发。

带有孔径排列和周期分布金属薄膜可以补偿不匹配动量进而激发表面等离子体激元。

局域表面等离子体共振并非在水平面传播，而是限制了隔离纳米粒子附近表面电磁场。

对于单亚波长孔径，由于局域化表面等离子体存在，传播可被增强。

至于周期性孔径阵列，传播增强则是由局域化等离子体和表面等离子体完整效应引起。

基于表面等离子体理论光刻技术被称为等离子体光子光刻。

对于等离子体光子光刻，由于透射比增大，分辨率和对比度可被显著提高。

最近，有很多基于表面等离子体光刻实验。

计算机数值仿真显示了使用波长照射光可以达到分辨率。

看上去等离子体光子光刻拥有满足高分辨率潜力。

在这篇文章中，我们首先会回顾典型等离子体光子光刻。

然后，对比这些已经做成实验，最后，提出了等离子体纳米光子光刻发展趋势。

等离子体纳米光刻般说，等离子体纳米光刻依照曝光措施可以被分成三种类型接触式纳米光刻，平面透镜成像纳米光刻，和直写式纳米光刻。

在接下来章节，我们会把实验分成上述三种类型尽可能多回顾等离子体纳米光刻。

等离子体接触式光刻等离子体接触式光刻是种为了提高亚波长成像质量模式化倏逝近场光学光刻。

在此项措施中，源于金属薄膜光刻胶暴露在表面等离子体激元下。

由于表面等离子体激元仅在金属薄膜以下几十个纳米传播，薄膜和光刻胶紧密接触就很有必要。

使用此项技术付出了很多努力。

在年，.实验性证明了通过在银薄膜使用平面孔径方法把纳米光刻半节距分辨率缩小到了.光源是个峰值辐射为过滤汞灯。

原理图如图所示。

薄膜由带有周期性分布二维孔径银薄膜层组成，银薄膜层上下为硅层和光刻胶层折射率分别为.和.。

银层厚度为，孔阵列周期为，孔直径为。

为了增加银层和硅层粘附力，降低表面粗糙程度，银层和硅层中间有个厚粘附层。

通过这种结构，小特征尺寸可以以很小表面粗糙度耦合到银层中，如图所示。

图由设计光刻结构原理图实验中带有孔径阵列银层层厚光刻胶垫层覆盖在银层上。

负性光致抗蚀剂直接覆盖在隔离层上，并且聚合在薄膜上以消除光刻过程中薄膜和光刻胶之间间隙差异。

特征尺寸小至相当于二维孔径阵列可以通过暴露在照度为光中获得，如图所示。

光刻胶特征尺寸和薄膜上模式尺寸样。

因此，分辨率主要受薄膜分辨率限制。

由于表面等离子体激元在这种情况下非常短传播长度，模式保真度格外高。

值得注意是由于铝层可以在紫外范围激发等离子体激元，铝层也可以作为薄膜，已经成功使用波长光源获得了周期低于点阵模式。

但是