[發明專利]一種尖劈型超透鏡的制備方法

有效

• 申請號: 201210107639.0
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102621803A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 羅先剛;王長濤;趙澤宇;馮沁;劉凱鵬;胡承剛;黃成;楊磊磊;陶興;張鷥懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F1/80
• 分類號: G03F1/80;G03F7/20;B82Y10/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

技術領域

本發明涉及透鏡的制備的技術領域，尤其涉及一種尖劈型超透鏡的制備方法，用于制造實現超分辨成像的尖劈型超透鏡。

背景技術

超透鏡可以突破光的衍射極限，實現遠小于光波長尺度的成像或光刻，在微電子、納米加工、生物檢測等領域具有巨大的應用價值。

其中，尖劈型超透鏡是一種結構較為簡單的超透鏡，其關鍵結構為金屬/介質膜層組成的多層膜及多層膜上的一個傾斜切面，其中傾斜切面在觀測時作為超透鏡的相面，傾斜切面正下方的平面多層膜表面作為超透鏡的物面。如果將要觀測的細微物體置于傾斜切面超透鏡的物面，圖像信息可以通過多層膜投影到該超透鏡的斜切面即相面形成放大的像，從而實現一維放大和超衍射觀測。盡管幾年前尖劈型的傾斜切面超透鏡的理論和結構設計就已被發表，尖劈型超透鏡的制備仍然是一道尚未解決的難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對尖劈型超透鏡的制造困難，提出一種新穎的制備尖劈型超透鏡的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種尖劈型超透鏡的制備方法，其步驟為：

步驟(1)在平整的紫外透明基底上依次涂布或沉積犧牲層和掩蔽層；

步驟(2)在掩蔽層上涂光刻膠，曝光得到直線結構；

步驟(3)將直線結構刻蝕傳遞到掩蔽層；

步驟(4)用掩蔽層做掩蔽，對犧牲層進行各向同性刻蝕，使掩蔽層部分懸空；

步驟(5)傾斜蒸鍍金屬/介質膜層交替組成的多層膜；

步驟(6)去除犧牲層和附著在犧牲層上的掩蔽層，得到位于紫外透明基底上的尖劈型超透鏡。

所述步驟(1)中的紫外透明基底可以為石英、玻璃、藍寶石或Si₃N₄基片，犧牲層為光刻膠、PMMA或其它有機材料，掩蔽層為鉻、銀、銅、鈦、SiO₂、Si、SiC或Si₃N₄膜層。

所述步驟(2)中曝光的方法為接觸式曝光、接近式曝光或移動曝光。

所述步驟(3)中將直線結構刻蝕傳遞到掩蔽層的刻蝕方法為IBE、RIE或ICP。

所述步驟(4)中對犧牲層進行各向同性刻蝕的刻蝕方法為RIE或濕法腐蝕，在刻蝕犧牲層時光刻膠會被全部刻蝕去除或刻蝕部分厚度。

所述步驟(5)中的金屬/介質膜層，金屬膜層可以為銀、金或金銀合金，介質膜層為為SiO₂、A1₂O₃、SiC或Si₃N₄，蒸鍍的方向與直線結構的方向垂直，并與基底法線的方向夾角為100-180度。

所述步驟(6)中去除犧牲層、掩蔽層的方法為將基底置于丙酮、異丙醇或乙醇溶液中浸泡。

本發明與現有技術相比的優點在于：

本發明只需要通過常規的光刻、IBE刻蝕、RIE刻蝕或濕法腐蝕、陰影蒸鍍，就可以制備得到用于實現超分辨成像的尖劈型超透鏡。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中，依次涂布PMMA層和沉積硅掩蔽層后石英基底的剖面結構示意圖；

圖2是本發明實施例1中，制備光刻膠直線線條后石英基底的剖面結構示意圖；

圖3是本發明實施例1中，將光刻膠直線線條RIE刻蝕傳遞到硅掩蔽層后石英基底的剖面結構示意圖；

圖4是本發明實施例1中，對PMMA進行各向同性RIE刻蝕后石英基底的剖面結構示意圖；

圖5是本發明實施例1中，進行陰影蒸鍍多層膜后石英基底的剖面結構示意圖；

圖6是本發明實施例1中，去除PMMA犧牲層和硅掩蔽層后得到的尖劈型超透鏡和石英基底剖面結構示意圖；

圖7是本發明實施例1中，尖劈型超透鏡的放大的剖面結構示意圖；

圖中，1代表基底材料石英；2代表PMMA；3代表硅；4代表光刻膠；5代表多層膜；6代表銀；7代表SiO₂。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施方式詳細介紹本發明。但以下的實施例僅限于解釋本發明，本發明的保護范圍應包括權利要求的全部內容，而且通過以下實施例對領域的技術人員即可以實現本發明權利要求的全部內容。

實施例1，制備由10層多層膜組成的尖劈型超透鏡，制作過程如下：

(1)在平整的石英基底上涂布500nm的PMMA作為犧牲層，然后沉積50nm的硅作為掩蔽層，如圖1所示；