2011年---（节选）外文翻译--综述：等离子体纳米光刻（译文）

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1、中文 4500 字 出处： Xie Z, Yu W, Wang T, et al. Plasmonic Nanolithography: A ReviewJ. Plasmonics, 2011, 6(3):565-580. 综述：等离子体纳米光刻 Zhihua Xie &Weixing Yu & Taisheng Wang & Hongxin Zhang & Yongqi Fu & Hua Liu & Fengyou Li & Zhenwu Lu & Qiang Sun 接收于 2011 年 1 月 9 日 /承认于 2011 年 5 月 23 日 /网上出版于 2011 年 5月 31 日

2、斯普林格科学 +商业传媒， LLC2011 摘要 表面等离子体激元（ SPPs）在最近十年间引起了极大的关注，并且由于不受衍射极限限制 的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一代纳米光刻最卓越的技术之一的等离子体纳米光刻近期的发展。纳米光刻实验建立在 SPPs 效应的基础上。从细节回顾三种类型的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，并且相应的分析对比它们的优缺点。最后，暗示了等离子体纳米光刻的发展趋势。 Z. Xie : T. Wang : H. Zhang : H. Liu : F. Li : Z. Lu : Q. Sun 光电子工程

3、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 130033，中国 Z. Xie : T. Wang 中国科学院研究生院 , 北京 100039, 中国 W. Yu (*) 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 130033，中国 邮箱： Y. Fu (*) 物理电子学院 , 电子科技大学， 成都 610054，四川省，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，由于它的高生产量和更有效率的成本，纵观最近几十年的光写技术，被认作是半导体工业制作技术的主流。

4、更高的产量，更低的成本，更好的解决方案，以及对系统结构的简化是我们通常追求的目标。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 10nm 的最小分辨率已经被展示了，但此项技术的产量很低，以至于它主 要用于遮片的制作而非大规模生产。随着低于 10nm 工艺和高产量的解决，纳米压印光刻被应用于大规模生产。然而，作为一种替代措施，纳米压印光刻仍然存在一些问题。其中一个问题就是在压印过后的剩余抗蚀层可能会限制它的应用。浸润笔光刻和电子束光刻一样有低产量的缺点。除了上述技术，光子光刻也是纳米光刻的一项重要技术。纳米光刻中传统的光子光刻包括光学投影光刻（

5、 193 浸润式光刻）， X 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的高产量主要应用于工业。但是随着更小特征尺寸的要求，传统的光学投影光刻不可以解决由于 衍射极限限制而导致的问题。一般而言，提高光学投影光刻的分辨率是通过减小照射光波长或增大数值孔径来实现的，这也导致很多复杂的问题和增加的成本。 X 射线光刻可以有一个高产量，并且展示了一种 50nm 级别的分辨率，但 X 射线光刻系统格外的昂贵，这就促使我们寻找一种价格低廉的光刻系统来替代它。超紫外光刻同样可以取得高产量，但光源的高成本以及光学陈列系统的复杂性限制了它在工业大规模生产上的应用。至于波带片阵列光刻，它是一种可

6、以以相当快的速度显示任意模式的新型的原理性措施。然而，它的分辨率依然受衍射极限的限制。 近场光学光刻 提供了一种新的摆脱衍射极限限制并且实现不受理论限制的分辨率。最近，报道了很多不同类型的近场光刻。传统的近场光刻通过使用诸如光耦合薄膜或相移薄膜等特殊的薄膜已经实现了低于 50nm 级别的分辨率。但是近场光刻的一个最主要缺点就是光的透射比很低。对于薄膜上小于照射波长的孔径，因为绝大部分的光被衍射和反射，抵达抗蚀层的光便极少。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（ SPPs）理论发展的近场光学被用于进一步改善近场光刻分辨率的目的。表面等离子体（ SPs）是存在于金属或电介质界面的聚集电子。 SPs 有它自己独特的色散关系，这种色散关系也决定了超越衍射极限的分辨率，它可以用等式（ 1）来表示 mdmdspk )2(0（ 1） 其中， 0 是真空中光的波长， d 和 m 分别是电介质层和金属层的介电常数。从色散方程，我们