近场光发生器件的制造方法技术

技术编号:3055921 阅读:155 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供一种通过较低水平的光刻制造蝶形领结天线的方法,通过在基体上形成蚀刻掩模,形成截头四方形棱锥,掩模的形状类似截头四方形棱锥的顶表面,通过掩模材料制造的蚀刻掩模对基体进行各向同性的蚀刻。其后,通过从各表面的前方沿平行基体的方向注射真空沉积物,在截头四方形棱锥的两个相对的侧表面形成金属薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造近场光发生器件的方法,所述近场光发生器件可产生近场光。
技术介绍
近场光发生器件用于进行高密度信息记录/再生的光学储存器的光度头,进行高分辨率下观察的近场光显微镜的光学探头,和类似装置。由于近场光技术可处理微小区域的光学信息,超越了光的衍射极限。希望能够得到高记录密度和高分辨能力,但目前尚不能通过传统的光学技术得到。对于近场光发生器件,其主要的问题是得到的近场光点很小和很强。对于这个问题,已经提出了多种改进形式。在专利文件1,通过将近场光发生器件顶部的光孔形状设置为三角形和使得入射光的极化方向和三角形的一侧正交,产生了位于所述一侧(三角形孔系统)的强近场光。在非专利文献1和专利文献2,在四边形棱锥的四个侧表面中的两个相对表面上形成金属膜,这两个表面间具有间隙,间隙等于或小于光的波长。在四边形棱锥的顶点的附近,两个表面上的各金属膜在其间隙部分分别具有顶点,其曲率半径为数十纳米或少于数十纳米,在间隙部分产生很强的近场光(蝶形领结天线系统)。专利文献1是JP-A-2001-118543专利文献2是JP-A-2002-221478非专利文献1是2000年8月27到31日在荷兰举行的“近场光和相关技术”的第6届国际会议的技术文摘,见100页。在上面提到的现有技术中,对于专利文献1的三角形孔系统的近场光发生器件,已经公开了制造方法,比较容易制造。但是,对于非专利文献1和专利文献2的蝶形领结天线系统的近场光发生器件,因为要求对金属膜顶点和间隙部分的形状进行数纳米到数十纳米的加工,一般要求应用非常先进的微制造技术,如电子束光刻装置,或聚焦离子束装置。于是,要求能够有简单和适合大量生产的制造方法。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术提出一种近场光发生器件,其具有设置在截头棱锥两个相对侧表面上的金属膜,棱锥包括顶表面和4个侧表面,制造发生器件通过在基体上形成形状类似于顶表面的蚀刻掩模;通过掩模材料制成的蚀刻掩模对基体进行各向同性蚀刻得到截头棱锥;在截头棱锥的两个相对侧表面形成金属膜。另外,在本专利技术中,可通过在截头棱锥的三个任意侧表面上形成牺牲层,在截头棱锥的剩余一个侧表面上形成金属膜,在清除牺牲层的同时清除已粘接到牺牲层的金属薄膜,从而只在一个侧表面上形成金属膜。通过重复这个步骤,可以在两个表面上形成金属膜。另外,在本专利技术中,可通过沿某个侧表面的垂直方向各向同性地注射牺牲层材料,在所述截头棱锥侧表面上形成牺牲层,和在边与该侧表面接触的两个侧表面上形成牺牲层。剩余的一个侧表面,由于牺牲层材料的方向性,其被遮挡,该侧表面未形成牺牲层。另外,在本专利技术中,可使用超声波进行清除牺牲层。另外,在本专利技术中,通过机械冲击使金属层塑性变形。另外,在本专利技术中,通过用金属膜涂复截头棱锥的侧表面和顶表面;在截头棱锥的三个任意侧表面的金属膜形成蚀刻掩模;和在掩模材料制成的蚀刻掩模蚀刻金属膜,留下截头棱锥剩余的一个侧表面上的金属膜。此外,通过重复上述步骤,可以在两个表面形成金属膜。另外,在本专利技术中,通过沿某个侧表面的垂直方向朝侧表面各向同性地注射蚀刻掩模材料,在该侧表面和两个边与该侧表面接触的相邻侧表面形成蚀刻掩模,在截头棱锥的三个任意侧表面的金属膜形成蚀刻掩模。剩余的一个侧表面,因为蚀刻掩模材料的方向性,受到遮挡,该侧表面未形成蚀刻掩模。另外,在本专利技术中,还包括用遮挡膜涂复截头棱锥的侧表面,留出顶表面附近的步骤。该步骤包括用遮挡膜涂复整个棱锥,和通过机械冲击使遮挡膜塑性变形。根据本专利技术,通过调整蚀刻掩模的高宽比,可以容易地控制顶表面附近两个表面的金属膜的锐度和顶表面附近两个表面的金属膜之间间隙,锐度和间隙是蝴蝶领结天线系统的近场光发生器件的最重要参数。其结果是,无需非常先进的微加工技术,如电子束光刻装置或聚焦离子束装置,即使采用较低水平的光刻法都可使上述锐度和上述间隙处于数纳米到数十纳米的数量级。另外,根据本专利技术,由于不必通过平行于基体注射来形成金属膜,即使在基体上形成多个截头棱锥,也不会在金属膜形成过程中互相遮挡,所以适合大量制造近场光发生器件。此外,根据本专利技术,通过弹性变形遮挡膜,可控制两个表面金属膜接触截头棱锥的区域,使得可以自由选择蝶形领结天线的形状。附图说明图1A,1B是根据本专利技术的实施例1的近场光发生器件的示意图;图2是显示本专利技术的实施例1的的截面图;图3是显示本专利技术的实施例2的的截面图;图4是显示本专利技术的实施例4的近场光发生器件的顶视图; 图5是显示本专利技术的实施例4的的截面图;图6是本专利技术的实施例6的近场光发生器件的顶视图;图7是显示本专利技术的实施例6的的截面图;图8是本专利技术的实施例7的近场光发生器件的顶视图;图9是显示本专利技术的实施例3的的截面图;图10是显示本专利技术的实施例5的的截面图。具体实施例方式下面将参考附图,对实现本专利技术的优选模式进行说明。实施例1图1A和图1B显示了根据本专利技术实施例1的近场光发生器件的示意图。图1A是透视图,图1B是顶视图。截头四边形棱锥102设置在光学透明的基体101,截头四边形棱锥102具有侧表面102a(在图1A和图1B其被金属膜103遮挡而不可见),102b(在图1A和图1B其被金属膜104遮挡而不可见),102c,102d,和顶表面102e。对于基体101,其采用了石英玻璃或类似材料。侧表面102a和侧表面102b相对设置,侧表面102c和侧表面102d也相对设置。金属膜103在侧表面102a形成,金属膜104在侧表面102b上形成。金属膜103和金属膜104采用了Au膜,膜厚度在数纳米到数十纳米的数量级。金属膜103和金属膜104形成所谓的蝶形领结天线。顶表面102e是矩形,与侧表面102a和102b接触的边的长度是d1,与侧表面102che102d接触的边的长度是g1。侧表面102a,102b上的金属膜103,104在顶表面102e的附近有尖锐的形状,其锐度用d1表示。此外,金属膜103,104在顶表面102e附近形成间隙,其尺寸用g1表示。d1,g1的值在数纳米到数十纳米的量级。图2是显示制造本专利技术的实施例1的近场光发生器件的方法的截面图。横向于侧表面102a,102b和顶表面102e并正交于基体101的剖面用截面A表示。横向于侧表面102c,102d和顶表面102e并正交于基体101的剖面用截面B表示。截面A的截面图位于图2的左边,截面B位于图2的右边。首先,如步骤S201所示,蚀刻掩模201在基体101的上表面形成。蚀刻掩模201是光阻材料薄膜,通过光刻制成。蚀刻掩模201是矩形,两个侧边平行截面A,长度是g2。其余的两个侧边平行于截面B,长度是d2。然后,如步骤S202所示,进行蚀刻基体101。尽管蚀刻可采用湿法蚀刻或干法蚀刻,但必须进行各向同性的蚀刻。例如,如果基体101是石英玻璃的,最好使用湿法蚀刻,使用氢氟酸溶液。通过蚀刻基体101,截头四边形棱锥102在蚀刻掩模201下面形成。接下来,如步骤S203所示,取下蚀刻掩模201。为了取下蚀刻掩模201,使用了有机溶液,如丙酮,烟化硝酸或类似溶液。如果蚀刻掩模201取下,截头四边形棱锥102的顶表面102e暴露。如上面已经提到的,顶表面102e是矩形。一边的长度是长度d1,另一个正交的边的长度是g1本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种制造近场光发生器件的方法,光发生器件具有设置在截头棱锥两个相对侧表面的金属膜,所述棱锥包括顶表面和4个侧表面,所述方法包括步骤:在基体上形成形状类似于所述顶表面的蚀刻掩模;通过用掩模材料制成的蚀刻掩模,对基体进行各向同性蚀刻得到截头棱锥;在所述截头棱锥的两个相对的侧表面形成金属膜。

【技术特征摘要】
JP 2005-4-26 2005-127525;JP 2005-7-19 2005-2086701.一种制造近场光发生器件的方法,光发生器件具有设置在截头棱锥两个相对侧表面的金属膜,所述棱锥包括顶表面和4个侧表面,所述方法包括步骤在基体上形成形状类似于所述顶表面的蚀刻掩模;通过用掩模材料制成的蚀刻掩模,对基体进行各向同性蚀刻得到截头棱锥;在所述截头棱锥的两个相对的侧表面形成金属膜。2.根据权利要求1所述的制造近场光发生器件的方法,其特征在于,所述方法还包括步骤在所述截头棱锥的三个任意侧表面上形成牺牲层;其后在所述截头棱锥的至少一个剩余侧表面上形成金属膜;清除牺牲层的同时清除粘接在所述牺牲层的金属膜。3.根据权利要求2所述的制造近场光发生器件的方法,其特征在于,通过沿正交预定侧表面的方向朝预定侧表面注射牺牲层材料,在所述截头棱锥的3个任意侧表面上形成牺牲层,3个任意侧表面由预定侧表面和两个相邻侧表面构成,两个相邻侧表面的边与预定侧表面相接触。4.根据权利要求3所述的制造近场光发生器件的方法,其特征在于,可使用真空沉积装置形成牺牲层。5.根据权利要求2所述的制造近场光发生器件的方法,其特征在于,可使用超声波清除牺牲层,同时清除粘接到所述牺牲层的金属膜。6.根据权利要求1所述的制造近场光发生器件的方法,其特征在于,所述方法还包括使金属膜塑性变形的步骤。7.根据权利要求1所述的制造近场光发生器件的方法,其特征在于,所述方法还包括步骤用金属膜涂复截头棱锥的侧表面和顶表面;在截头棱锥的三个任意侧表面的金属膜上形成蚀刻掩模;和通过用掩模材料制成的蚀刻掩模蚀刻金属膜,留下截头棱锥的一个剩余侧表面上的金属膜。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:平田雅一大海学柴田浩一
申请(专利权)人:精工电子有限公司
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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