CN110573965A - 适于包括至少一个易碎光发射器的样品的光学光刻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在样品(2)上进行的光刻方法，样品(2)包括至少一个发射器(1)，所述方法包括：将至少一个抗蚀剂层(3、4)置于样品(2)上方，利用通过至少一个抗蚀剂层(3、4)的光(13)激发一个选定的发射器(1)，检测由激发的选定的发射器(1)发射的光(14)，并确定选定的发射器(1)的位置，利用光束(15)固化选定的发射器(1)的位置上方的至少一个抗蚀剂层(3、4)的一部分，光束(15)是具有横截面的成形光束(15)，该横截面具有中心部分、环绕中心部分的中间部分和环绕中间部分的边界部分，在至少一个抗蚀剂层(3、4)上的成形光束(15)的强度在中间部分处达到最大。

Description

适于包括至少一个易碎光发射器的样品的光学光刻方法
技术领域
本发明涉及一种光刻方法。
背景技术
光子和等离子体纳米结构在许多领域中得到应用，如单光子发射和等离子体，该光子和等离子体纳米结构内以纳米精度放置有单体(或聚集体)荧光纳米发射器如量子点、纳米金刚石中的氮空位中心和荧光分子，并且这些结构作为用于以单个发射器水平研究光-物质交互的理想工具。这种结构的制造需要对将纳米发射器放置在结构内进行横向和垂直纳米控制。为此目的，必须在不损坏纳米发射器的情况下在纳米发射器周围执行光刻。当处理单体纳米发射器时，因为单体发射器不如发射器的聚集体那么稳固和明亮，因此该任务变得非常困难。
在如胶体CdSe/CdS量子点的敏感的单体发射器上执行光刻是非常困难的，因为光刻必须在发射器正上方执行，但执行光刻所需的激光强度对相关发射器光学漂白，并因此破坏该相关发射器，从而使得方法失败。
本发明的目的是提出一种能够在易碎发射器(尤其是单体或单个发射器)上执行的光刻方法，与现有技术相比，该方法具有有限的光学漂白或破坏发射器的风险。
发明内容
本发明的一方面涉及在包含至少一个发射器的样品上进行的光刻方法，所述方法包括：
-将至少一个抗蚀剂层置于样品上方，
-利用光激发一个选定的发射器(该光通过该至少一个抗蚀剂层)，
-检测由激发的选定的发射器发射的光，并确定该选定的发射器的位置，
-通过将光束置于选定的发射器的位置上方，来利用光束固化至少一个抗蚀剂层的一部分，该光束是具有横截面的成形光束，该截面具有中心部分、环绕中心部分的中间部分以及环绕中间部分的边界部分，至少一个抗蚀剂层上的成形光束的强度在中间部分处达到最大。
在固化步骤期间，从样品上方观察，中间部分能够环绕选定的发射器，和/或，使成形光束能够集中在选定的发射器的位置。
中心部分能够为：
●成形光束的强度的旋转对称中心，和/或
●成形光束的强度的至少两个反射对称的对称轴的交点。
用于激发选定的发射器的光能够来自与成形光束相同的源。用于激发选定的发射器的光能够为成形光束，但无需具有相同的光功率。
用于激发选定的发射器的光能够具有的功率低于用于通过将光束置于选定的发射器的位置上方对至少一个抗蚀剂层的一部分固化的成形光束的功率。用于激发选定的发射器的光能够具有的功率至多是用于通过将光束置于选定的发射器的位置上方对至少一个抗蚀剂层的一部分固化的成形光束的功率的1/1000。
成形光束能够为空间成形激光模式。成形光束能够为：
-不同于TEM00或LG00激光模式，和/或
-拉盖尔-高斯模式或贝塞尔光束，和/或
-环形拉盖尔-高斯激光模式，和/或
-LGl＝1,p＝0或LGl＝2,p＝0或LGl＝1,p＝1或LGl＝4,p＝0拉盖尔-高斯模式。
在至少一个抗蚀剂层上的成形光束的强度能够在中心部分处达到最小。
根据本发明的方法还能够包括：在固化步骤之前，基于由选定的发射器发射的被检测的光选择选定的发射器的步骤。选择选定的发射器的步骤能够基于：由选定的发射器发射的被检测的光的
-波长，和/或
-偏振，和/或
-强度，和/或
-聚束或反聚束发射特征，
和/或，选定的发射器的估计寿命。
固化步骤能够在选定的发射器的位置上方生成环绕烧灼。根据本发明的方法能够包括：在固化步骤之后，去除位于环绕烧灼内的至少一个抗蚀剂层的部分，然后环绕烧灼成为孔，该孔位于至少一个抗蚀剂层内并且在选定的发射器的位置上方。根据本发明的方法能够包括：在选定的发射器位置上方的孔内沉积金属层(优选地与样品接触)的步骤。
至少一个抗蚀剂层能够包括两层两种不同的抗蚀剂，该两层包括与样品接触的第一层和与第一层接触的第二层。
能够将至少一个发射器包含在样品中的发射器层内。能够将至少一个发射器包含在两层相同介电材料之间样品中，以形成发射器层。能够将发射器层的一个第一侧与至少一个抗蚀剂层接触，和/或，能够将发射器层的一个第二侧与金属层或布拉格镜接触。
每个发射器能够为荧光发射器或光致发光发射器。
每个发射器能够为量子点、纳米金刚石中的氮空位中心、荧光分子或单层二维材料(如MoS2，WSe2)中的缺陷。
附图说明及具体实施方式
在检验绝不是限制性的实施例的详细描述和附图时，本发明的其他优势和特征将显现，在附图中：
-图1(a)至1(f)是样品2的侧视图，示出了根据本发明的、为最佳实现模式的方法的实施例的不同步骤；在制造等离子体贴片天线的特定情况下描述该实施例；
-图2a示出了用于实施图1的方法的扫描和固化步骤的设备8的部件21，该部件21被布置成用于使用反射纯相位空间光调制器26生成成形光束15(环形拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian)激光模式)，用于在样品2上方固化抗蚀剂层3、4；
-图2b示出利用图2a的设置获得的成形光束15；
-图3示出用于实施图1的方法的扫描和固化步骤的设备8；
-在图4中：
○图4(a)是与图1(c)的步骤相对应的、通过LGl＝4,p＝0模式进入抗蚀剂双层3、4的环形烧灼20的原子力显微镜图像；图4(c)中给出了相应的高度轮廓；
○图4(b)是与图1(d)的步骤相对应的、孔10的原子力显微镜图像；图4(d)中给出了相应的高度轮廓；
-在图5中：
○图5(a)是与图1(f)的步骤相对应的、使用LGl＝2,p＝0光刻制造的天线的原子力显微镜图像；图5(c)中给出了相应的高度轮廓；
○图5(b)是图5(a)的变焦；图5(d)中给出了相应的高度轮廓；
-图6至图9示出了通过根据本发明的方法能够制造的其他结构：
○图6是等离子体贴片天线的局部透视图(左)和侧视图(右)
○图7是其他等离子体贴片天线的局部透视图(左)和侧视图(右)
○图8是金属-电介质天线的局部透视图(左)和侧视图(右)
○图9是Tamm结构的局部透视图(左)和侧视图(右)；
-图10示出了利用图2a的设置获得的成形光束15的变体。
这些实施例决不是限制性的，我们能够考虑本发明的变体，该变体包括仅对随后描述或说明的、与其他描述或说明的特征分离的特征的选择(即使该选择取自包含这些其他特征的句子)，如果该特征的选择足以给出技术优势或足以将本发明区别于现有技术。该选择包括至少一个特征，优选无结构细节或仅具有结构细节的一部分的功能特征，如果那部分足以给出技术优势或足以将本发明区别于现有技术。
现在，我们将参考图1到图5描述根据本发明的方法的实施例和根据本发明的用于实施该方法实施例的设备。
根据本发明的该光刻方法实施例在包括至少一个发射器1的样品2上实施。
每个发射器为单体发射器1(即一次能够发射一个单光子的发射器)或聚集体发射器1(由多个单体发射器1的组装形成)。每个发射器1优选为单体发射器1。
每个发射器为纳米发射器，即具有能够完全进入具有100nm直径的球体内的体积的发射器。
每个发射器1为吸收光子后发设光的事物。吸收的光子能够为光学的、紫外线的、红外线的，或者通常来说，来自电磁波谱的任何部分。
每个发射器1能够为荧光发射器或光致发光发射器。
每个发射器1通常为量子点、纳米金刚石中的氮空位中心、荧光分子或单层二维材料(如MoS2、WSe2)中的缺陷。
在图4和图5的实施例的特定情况中，每个发射器1是CdSe/CdS量子点，更精确地说是CdSe/CdS核/壳胶体量子点。
将至少一个发射器1包含在发射器层7a、7b内的样品2中。
如图1(a)中所示，将至少一个发射器1包含在两层7a、7b之间的样品中，优选在两层7a、7b相同介电材料之间的样品中以形成发射器层，该介电材料通常为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。
样品2包括中间层6，该中间层6包含在基底5(通常为硅晶片)与发射器层7a、7b之间。中间层6是金属层6。在图4和图5的实施例的特定情况下，选择金(Au)作为等离子体金属。
样品2被制备如下：
-将等离子体金属(例如，金或银)的光学厚层6(～200nm)通过等离子体气相沉积沉积在晶片5(例如，硅晶片)上。
-然后将介电材料层7a沉积(例如，通过旋涂)在其上。层7a的通常厚度为0到200nm。
-然后在介电层7a的顶上旋涂单体或多个荧光发射器1(例如，量子点、纳米金刚石中的氮空位中心等)。
-然后沉积另一介电材料层7b。层7b的通常厚度为0nm到200nm。最后，我们得到具有嵌入的单体发射器1或多个荧光发射器1的介电材料层7a、7b。
如图1(a)中所示，根据本发明的方法实施例包括将至少一个抗蚀剂层3、4置于样品2上方的步骤。
至少一个抗蚀剂层3、4包括两层两种不同的抗蚀剂，该两层包括与样品2接触的第一层3(LOR)和在第一层3上方(优选与第一层3接触)的第二(或顶)层4(PMMA)。
更精确地，在介电层7a、7b上方，对5A抗蚀剂(厚度约500nm)层3进行旋涂和烘烤。5A是由MicroChem公司生产的商用光刻剥离抗蚀剂。
在5A层3上方，对50nm厚的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)层4进行旋涂和烘烤。
发射器层7a、7b的一个第一侧与至少一个抗蚀剂层3、4接触。
发射器层7a、7b的一个第二侧与金属层6接触。
图3示出了用于实施根据本发明的方法实施例的一些步骤的设备或光学设置8。
通常最好使用拉盖尔-高斯模式分解LGl,p求解圆对称的束流轮廓(或具有柱对称的腔的激光器)。这些函数通过拉盖尔多项式被写在柱坐标中。使用两个整数再次标记每个横向模式LGl,p，在这种情况下，径向指数p≥0并且方位角指数I能够为正或负或零。
图2a示出了光学设置8的部件21，该部件21用于调制入射激光束30的相位并生成其他模式，如LG和贝塞尔(Bessel)光束。通过偏振分束器(PBS)立方体22发送473nm连续波二极管激光器19的入射激光束30，该偏振分束器(PBS)立方体22仅选择激光的s-偏振部分。二极管激光通常是偏振的，并且通过让它穿过PBS 22，我们提高了透射激光的偏振纯度。光束30由光阑23空间过滤，并且透过半波片24(或延迟器)。该半波片24和之后的PBS 25允许我们控制入射到空间光调制器(SLM)屏幕26上的激光束的功率。在穿过另一个光阑27后，光束30穿过两个透镜28、29的组件，该组件作为光束扩展器。分别使用焦距为f1和f2的透镜28、29，我们得到了f2/f1的光束扩展(我们使用5x光束扩展器)。光束扩展的目标是覆盖SLM26的整个屏幕；它使得相位掩模26和入射激光束30的中心容易对准(这导致更好的调制)，并降低了SLM屏幕26上的入射激光束强度(从而防止对液体晶体的损坏)。扩展的激光束30穿过PBS 25，仅s-偏振透过PBS 25。透射光束30入射到纯相位反射式SLM屏幕26上，且该纯相位反射式SLM屏幕26连接到计算机，并且LGl，p显式相位掩模(具有包括的二元闪耀光栅)被显示于其上。SLM屏幕的光轴方向几乎与入射光束的偏振平行。所得的结果包括相位调制衍射光(相位调制衍射光包括几个衍射级)和零级或无衍射光。闪耀光栅将零级光斑与衍射LG模式的第一级分离，且光阑43仅空间过滤第一级衍射。所选的第一衍射级13、15能够根据需要进行传播和对准。例如，LGl＝1,p＝0、LGl＝2,p＝0和LGl＝4,p＝0已被用来执行光刻。
将样品2置于显微镜35的物镜34前面的机动(压电)平台33上。
如图1(b)中所示，之后根据本发明的方法实施例包括激发步骤，该激发步骤包括一个接一个地多个发射器1，该多个发射器包括光13穿过至少一个抗蚀剂层3、4的一个选定的发射器1。该激发光13是先前描述的选定的第一衍射级。
光13也被称为激发光束13。
光13是一种空间成形的激光模式。
光13是非基本拉盖尔-高斯模式或贝塞尔光束(不同于LGl＝0,p＝0激光模式或基本横向模式TEM00)，通常是环形拉盖尔-高斯激光模式，例如LGl＝1,p＝0或LGl＝2,p＝0或LGl＝1,p＝1或LGl＝4,p＝0拉盖尔-高斯模式。
如图1(b)中所示，根据本发明的方法实施例还包括检测步骤，该检测步骤包括一个接一个地检测包括选定的发射器1的每个激发发射器1发射的光14，并确定包括选定的发射器1的每个激发发射器1的位置。
被检测的光14为荧光。
归功于汉伯里布朗(Hanbury Brown)和特维斯(Twiss)设置36，对被检测的光14进行收集、检测和分析。
根据本发明的方法实施例之后包括(在以下固化步骤之前)，在所有激发发射器1中选择选定的发射器1的步骤，该选择基于选定的发射器1发射的被检测的光14。
选择选定的发射器1的步骤是基于：选定的发射器1发射的被检测的光14的
-波长，和/或
-偏振，和/或
-强度，和/或
-聚束或反聚束发射特征，
和/或，选定的发射器1的估计寿命。该寿命估计能够基于时间分辨荧光测量。
激发步骤和检测步骤是扫描步骤的一部分。通过共聚焦显微镜扫描样品2，并且如前解释地选择选定的发射器1。使用先前描述的环形拉盖尔-高斯模式(170nW和473nm连续波激光器)扫描选定的发射器1。图3示出光学设置8以及选定的发射器1使用LGl,p激光模式生成的共焦扫描图像31。在该图31中，主要由于SLM屏幕的大的反射角，环形形状不是完美的圆形，且然后用于引导LG模式进入显微镜的镜与入射光并没有精确地呈45°。
在此扫描期间(包括激发步骤和检测步骤)，将光13成像并聚焦在选定的发射器1上。
在此扫描期间(包括激发步骤和检测步骤)，移动(归功于平台33)样品2和光13之间的相对位置。换言之，由荧光的选定的发射器1扫描光13的形状。换言之，扫描图像31的每个成像像素对应于样品2和激发光束13之间的特定相对位置。将选定的发射器1的位置确定为样品2与光束13、15之间的相对位置，该相对位置是用于对光束13、15的环形或闭环形状的中心处的像素成像(图31中)得到的。
在使用LGl，p激光模式对共焦扫描图像31进行该构建之前，通常在进入显微镜35之前，使用在约50nW工作的405nm激光32的基本模式执行另一个扫描，以进行光子反聚束测量且之后确认选定的发射器1是否是单个光子发射器1。
如图1(b)中所示，根据本发明的方法实施例之后包括：通过将光束15方置在选定的发射器1的位置上方，利用光束15对至少一个抗蚀剂层3、4的一部分固化。
光束15也被称为固化光束15。
该光束15是先前描述的选定的第一衍射级。
光束15由空间光调制器26成形。
如图2b中所示，光束15是成形光束15，并且，在发射器1上成像(和聚焦)的该光束15的横截面(在垂直于物镜34的光轴的平面上，或，在与该光束15传播到至少一层3、4和/或传播到选定的发射器1的平均方向垂直的平面上)具有:
-中心部分16)，在这种情况下，该中心部分为：
●单个点
●该横截面中光束15的强度的旋转对称中心
●该横截面中光束15的强度的至少两个(优选至少四个)反射对称的对称轴38、39、40、41的交点。
-环绕中心部分16的中间部分17；该中间部分17是闭合曲线，优选圆形；从样品2的前视图从至少一个抗蚀剂层3、4的侧(具有平行于物镜34的光轴的观察方向，或平行于该光束15传播到至少一层3、4和/或传播到选定的发射器1的平均方向的观察方向)，该中间部分17环绕选定的发射器1，以及
-环绕中间部分17的边界部分18。
在至少一个抗蚀剂层3、4上的固化成形光束15的强度在中间部分17处达到最大(与中心部分16和边界部分18相比)，并且甚至在所有中间部分17上是最大的(与中心部分16和边界部分18相比)。
在固化步骤期间，从样品2的上方从至少一个抗蚀剂层3、4的侧观察，中间部分17环绕选定的发射器1。使固化成形光束15集中或基本集中在选定的发射器1的位置(即，中心部分16在选定的发射器1的正上方)。
固化成形光束15为空间成形的激光模式。
固化成形光束15为非基本拉盖尔-高斯模式或贝塞尔光束(不同于TEM00或LGl＝0,p＝0激光模式)，通常为环形拉盖尔-高斯激光模式，例如LGl＝1,p＝0或LGl＝2,p＝0或LGl＝1,p＝1或LGl＝4,p＝0拉盖尔-高斯模式。
在至少一个抗蚀剂层3、4上的固化成形光束15的强度在中心部分16处达到最小(与中间部分17和边界部分18相比)，中间部分17的最大强度的值是该最小强度具有的值的至少100倍大。该最小值优选为零强度或基本零强度。
用于激发选定的发射器1的光13来自与固化成形光束15相同的源19。
除了优选地激发光束13和固化光束15不具有相同的光功率之外，用于激发选定的发射器1的激发光束13是与固化成形光束15相同的光束(即光束13和15具有相同的激光模式、相同的形状、相同的大小)。
通过将光束15置于选定的发射器1的位置上方，用于激发选定的发射器1的光13具有比用于对至少一个抗蚀剂层3、4的一部分固化的成形光束15的功率更低的功率。通过将光束15置于选定的发射器1的位置上方，用于激发选定的发射器1的光13具有的功率至多是用于对至少一个抗蚀剂层3、4的一部分固化的成形光束15的功率的1/1000(优选至多1/10000)。因此，利用低功率激光13对选定的发射器1定位，并且利用高功率激光15对在其顶上的抗蚀剂3、4烧灼。
将选定的发射器1定位在聚焦环形拉盖尔-高斯激光模式的中心处后，473nm激光被阻止进入显微镜35。将环形拉盖尔-高斯模式的第一级功率设置为7mW后，将其放入显微镜35中持续90s。在此期间，对选定的发射器1的上方的抗蚀剂双层3、4烧灼。
通过产生和利用如环形激光模式的空间成形激光模式，本发明规避了发射器漂白的问题，并在不对发射器1造成任何损害的情况下，对单个或聚集体荧光发射器1上方执行集中的光学光刻。这是因为环形激光模式的中心处的光强度理想为零，并且在根据本发明的光刻方法实施例中，将发射器1放置在环形激光模式的中心。在发射器1上方的抗蚀剂3、4上执行光学光刻。将发射器1定位在纳米结构内的横向精度由成像光学器件决定(<50nm完全可能)，并且垂直精度取决于沉积方法(如果使用旋涂或物理气相沉积技术则能够实现<3nm)。
与需要非常专业的设备和特殊条件(例如，必须将样品2置于真空中)的电子束光刻相比，能够使用广泛可用的光学显微镜、激光器和空间光调制器在光学台上进行根据本发明的光学光刻方法。
如图1(c)中所示，固化步骤在选定的发射器1的位置上方生成环绕烧灼20。从样品2的前视图从至少一个抗蚀剂层3、4的侧，环绕烧灼20环绕选定的发射器1。
环绕烧灼能够具有环绕选定的发射器的环形、圆形、椭圆形或任何闭合曲线的形状。
图4(a)是与图1(c)的步骤对应的、通过LGl＝4,p＝0模式进入抗蚀剂双层3、4的环形烧灼20的原子力显微镜图像；图4(c)中给出了相应的高度轮廓。
如图1(d)中所示，根据本发明的方法实施例包括，在固化步骤之后，去除位于环绕烧灼20内的至少一个抗蚀剂层3、4的所有部分，然后环绕烧灼20成为孔10，该孔10位于至少一个抗蚀剂层3、4内且位于选定的发射器的位置上方。将样品2浸没入-319溶剂(这是Shipley公司生产的商用显影剂)的浴池中3到5秒。在不攻击PMMA的情况下，MF-319溶剂使LOR显影。它使5A显影并且在其上方的PMMA层4中生成了底切12。
图4(b)是与图1(d)的步骤相对应的、孔10的原子力显微镜图像；图4(d)中给出了相应的高度轮廓。
如图1(e)中所示，根据本发明的方法实施例之后包括在孔10内沉积金属层11(或“贴片”11)的步骤，该金属层11与样品2接触并且位于选定的发射器1的位置上方。通过物理气相沉积沉积贴片11和膜111的等离子体金属(金)。贴片11的通常厚度为5nm到50nm。
然后将样品2浸没倒置在319的浴池中并震荡约50s以执行图1(f)所示的剥离。该程序从等离子体金属贴片11附近去除5A层3、PMMA层4和等离子体金属膜111，从而形成等离子体金属贴片天线。因此，如图1(f)所示，由MF-319部分地去除抗蚀剂层3(LOR)；层4(PMMA)的对应部分和其上方的等离子体金属膜111也被去除。等离子体单个发射器纳米天线就绪。
图5(a)是与图1(f)的步骤相对应的、使用LGl＝2,p＝0光刻制造的天线的原子力显微镜图像；图5(c)中给出了相应的高度轮廓。
图5(b)是图5(a)的变焦；图5(d)中给出了相应的高度轮廓。
本发明允许从随机分布的发射器1中选择任何发射器1[易碎或稳固，单个或聚集体]，并且在他们上方执行光刻。尽管在图1(a)到1(f)中发射器1似乎是对准的，但这些发射器也能够为随机定向的。
本发明在室温下工作。
本发明也在低温下工作。
当然，本发明不限于刚刚被描述的示例，并且在不超出本发明范围的情况下，能够对这些示例进行很多修改。
本发明不限于图1(f)的天线的制造。
本发明能够用于制造使用单个或多个荧光发射器1的多种光子结构，该单个或多个荧光发射器1如量子点、纳米金刚石中的氮空位中心等。这种光子结构的示例是单个发射器等离子体贴片天线、金属-电介质天线、Tamm结构等。该技术的精度主要能够通过产生更好质量的拉盖尔-高斯模式(通过更好地校准SLM 26)和通过使用更优化的光学器件(更高数值孔径的显微镜物镜34和更好的样品运动平台33)来提高。
以下领域/设备将从本发明中受益：
1)任何单个发射器设备，需要将发射器受控且最优地定位在设备内。
2)单个发射器光发射设备，包括用于量子信息的有望的单个光子源和纠缠光子源。
3)单个光子检测器，以及光子状态检测器。
4)具有一组最优耦合到腔的发射器的微激光器。
5)需要对敏感和低发光发射器(例如，胶体量子点、纳米金刚石中的氮空位中心、荧光分子、单层二维材料(如MoS2，WSe2等)中的缺陷等)进行精确纳米定位的各种纳米结构设备。
在能够被组合的不同变体中：
-如图6中所示，根据本发明的方法能够在同一样品2上制造多个天线；和/或
-如图7中所示，能够将层11沉积在图1(c)和图1(d)的步骤之间的环20中(在将319的浴池中的5A层3去除之前)；这允许环绕(根据俯视图)选定的发射器1生成金属环；和/或
-如图8中所示，根据本发明的方法能够包括将介电层37沉积在金属层11上方并且与其接触的步骤，优选地封装每个天线的层11，以便获得至少一个金属-电介质天线；为在每个贴片11上放置电介质罩37，执行两次光刻：首先用于放置贴片11，并且然后用于将电介质罩37放置在贴片11上；和/或
-如图9中所示，样品2的层6不必需为金属，并且能够为缺失的或能够由例如布拉格镜9替换以便获得至少一个Tamm结构；和/或
-用于扫描(观察)发射器1的光13和用于固化抗蚀剂3、4的光15不必来自同一光源19。可以使用两个对准的激光束，例如，首先，在某波长(因为发射器吸收该波长而激发发射器1)使用常规的LG00或TEM00激光模式13以扫描发射器1，并且然后使用另一个激光束15(具有特殊形状，优选为环形非基本拉盖尔-高斯，例如LGl＝1,p＝0或LGl＝2,p＝0或LGl＝1,p＝1或LGl＝4,p＝0)，通过将光束15置于发射器1(激光的发射波长由抗蚀剂3、4的吸收决定)上方来固化抗蚀剂3、4；在这种情况下，关于光束13和光束15之间的相对激光强度设置的限制是不必要的：假设发射器1吸收1064nm的波长，但抗蚀剂3、4不吸收该波长(抗蚀剂3、4比如说吸收在300nm或更低处的波长)，那么我们将使用在1064nm处的激光13激发发射器1，并且该激光器13的功率能够高于在300nm处的激光器15的功率，因为在1064nm处，发射器1被激发但抗蚀剂3、4没有被固化。然而，在300nm处的更低的功率下，抗蚀剂3、4被固化；和/或
-在所制造的结构中，能够根据需要修改抗蚀剂3、4、基底5、金属膜6、介电层7a、7b以及贴片11的厚度。同样也适用于材料和形状；和/或
-发射器1上方的贴片11能够为Au、Ag、Al、Pt等任何等离子体金属或一些其他新型材料；和/或
-固化光束15不必集中在选定的发射器1，特别对于制造具有未集中在选定的发射器1上的贴片11的结构；和/或
-层11能够为非金属和/或半导体和/或介电层11；和/或
-光13激发的选定的发射器1能够同时激发两个或更多个邻近的发射器；和/或
-在将发射器1直接放置在层5或6上的情况下，层7a或层7b或层7a、7b两者一起能够为缺失的；及/或
-该组可能的发射器1包括比量子点、纳米金刚石中的氮空位中心或荧光分子更多的可能性；和/或
-无需去除选定的发射器1的位置上方的较低抗蚀剂层3的所有剩余厚度。例如，为了增加金属贴片11在选定的发射器1上方的垂直距离，我们能够将层3的一些部分留在发射器1的上方；和/或
-没有层5、6的情况下，可以将发射器1夹在层7a(例如SiO2)和层7b(例如PMMA)之间；和/或
-在环形激光模式的变体中，通过调制器26进行的空间光调制能够用于产生几种其他专用的激光模式(例如，正方形、格、多个环等)。然后，这些模式能够通过显微镜物镜34聚焦以执行光学光刻和制造专用的纳米结构；光13和/或光束15的形状能够更复杂；图10示出了变体a成形光束13、15：在该变体中，仅描述了其与图2b的光束13、15的差异：
■没有旋转对称，并且中心部分16不是光束13、15的强度的旋转对称中心，
■在至少一个抗蚀剂层3、4上的成形光束13、15的强度在所有中间部分17上不是最大的(与中心部分16和边界部分18相比)，但仅在中间部分17的四个点42处达到最大(与中心部分16和边界部分18相比)。
当然，本发明的不同特征、形式、变体和实施例能够以各种组合彼此结合，只要它们不是不相容的或相互排斥的。尤其是上述所有变体和实施例能够彼此结合。

Claims (19)

1.一种在包含至少一个发射器(1)的样品(2)上进行的光刻方法，所述方法包括：
-将至少一个抗蚀剂层(3、4)置于样品(2)上方，
-利用通过所述至少一个抗蚀剂层(3、4)的光(13)激发一个选定的发射器(1)，
-检测由激发的选定的发射器(1)发射的光(14)，并确定选定的发射器(1)的位置，
-通过将光束(15)置于选定的发射器(1)的位置上方，来利用光束(15)固化所述至少一个抗蚀剂层(3、4)的一部分，所述光束(15)为具有横截面的成形光束(15)，该横截面具有中心部分(16)、环绕中心部分(16)的中间部分(17)以及环绕中间部分(17)的边界部分(18)，所述至少一个抗蚀剂层(3、4)上的成形光束(15)的强度在中间部分(17)处达到最大。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在固化步骤期间，从样品上方观察，所述中间部分环绕选定的发射器，和/或，使成形光束(15)集中在选定的发射器(1)的位置。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述中心部分(16)为：
·成形光束(15)的强度的旋转对称中心，和/或
·成形光束(15)的强度的至少两个反射对称的对称轴(38、39、40、
41)的交点。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于激发选定的发射器(1)的光(13)来自与成形光束(15)相同的源(19)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，用于激发选定的发射器(1)的光(13)是成形光束(15)，但无需具有相同的光功率。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于激发选定的发射器(1)的光(13)具有的功率低于用于通过将光束(15)置于选定的发射器的位置上方对所述至少一个抗蚀剂层(3、4)的一部分固化的成形光束(15)的功率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，用于激发选定的发射器(1)的光(13)具有的功率至多是用于通过将光束(15)置于选定的发射器(1)的位置上方对所述至少一个抗蚀剂层(3、4)的一部分固化的成形光束(15)的功率的1/1000。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述成形光束(15)为空间成形激光模式。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述成形光束(15)为：
-不同于TEM00或LG00激光模式，和/或
-拉盖尔-高斯模式或贝塞尔光束，和/或
-环形拉盖尔-高斯激光模式，和/或
-LGl＝1,p＝0或LG l＝2,p＝0或LGl＝1,p＝1或LGl＝4,p＝0拉盖尔-高斯模式。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述至少一个抗蚀剂层(3、4)上的成形光束(15)的强度在中心部分(16)处达到最小。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在固化步骤之前，所述方法还包括：基于由选定的发射器(1)发射的被检测的光(14)选择选定的发射器(1)的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，选择选定的发射器(1)的步骤基于：由选定的发射器(1)发射的被检测的光(14)的-波长，和/或
-偏振，和/或
-强度，和/或
-聚束或反聚束发射特征，
和/或，选定的发射器(1)的估计寿命。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述固化步骤在选定的发射器(1)的位置上方生成环绕烧灼(20)，所述方法包括：在固化步骤之后，去除位于环绕烧灼(20)内的所述至少一个抗蚀剂层(3、4)的部分，然后环绕烧灼(20)成为孔(10)，所述孔(10)位于所述至少一个抗蚀剂层(3、4)内且在选定的发射器(1)的位置上方。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在选定的发射器(1)的位置上方的孔(10)内沉积金属层(11)的步骤。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个抗蚀剂层(3、4)包括两层两种不同的抗蚀剂，所述两层包括与样品(2)接触的第一层(3)和与第一层(3)接触的第二层(4)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述至少一个发射器(1)包含在发射器层(7a、7b)内的样品中。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，将所述至少一个发射器(1)包含在两层(7a、7b)相同介电材料之间的样品中以形成发射器层。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，
-将发射器层(7a、7b)的一个第一侧与所述至少一个抗蚀剂层(3、4)接触，以及
-将发射器层(7a、7b)的一个第二侧与金属层(6)或布拉格镜接触。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，每个发射器(1)为量子点、纳米金刚石中的氮空位中心或荧光分子。
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