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基于表面等离子体(SPPs)激发的近场直写光刻技术不仅具有系统结构简单,刻写方式灵活等无掩膜光刻的所有特点,更为重要的是其能够突破传统光刻中存在的衍射受限,获得极高的光刻分辨率。然而由于表面等离子体的固有局域特性,它只能在金属介质界面激发,并沿着界面法线方向指数衰减,导致这种光刻刻出的图形结构深度浅、边缘模糊,阻碍了对它的进一步应用。本文针对这一问题,首先从理论上推导了应用于直写光刻中SPPs的激发条件、色散特性和共振增强特性。然后分别从激发结构、耦合基底和照明方式上分析了影响光斑质量的因素,并对不同的激发结构进行了数值仿真分析,包括Bowtie天线探针、SNOM光纤探针和金属散射探针。最后基于这些仿真分析,本文提出了一种基于探针(T)-介质(I)-金属(M)耦合结构的直写光刻方法。通过在探针与感光介质层的下边引入金属层耦合,有效的补偿了表面等离子体的衰减,使得聚焦光斑质量得到了明显的改善。在保持光斑峰值半高宽小于60nm(/6)的同时,将其有效聚焦深度提高到30nm。另外,通过对构成结构的各个因素,包括金属层厚度、介质层厚度和探针针尖曲率半径的优化,最终可获得峰值半高宽小于10nm的光斑。同时我们采用基底下方正入射照明方式,相对传统的上侧方照明,由于针尖SPP模式被均匀的激发,有效减小了探针散射不均匀带来的旁瓣干扰。