[发明专利]一种尖劈型超透镜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及透镜的制备的技术领域，尤其涉及一种尖劈型超透镜的制备方法，用于制造实现超分辨成像的尖劈型超透镜。

背景技术

超透镜可以突破光的衍射极限，实现远小于光波长尺度的成像或光刻，在微电子、纳米加工、生物检测等领域具有巨大的应用价值。

其中，尖劈型超透镜是一种结构较为简单的超透镜，其关键结构为金属/介质膜层组成的多层膜及多层膜上的一个倾斜切面，其中倾斜切面在观测时作为超透镜的相面，倾斜切面正下方的平面多层膜表面作为超透镜的物面。如果将要观测的细微物体置于倾斜切面超透镜的物面，图像信息可以通过多层膜投影到该超透镜的斜切面即相面形成放大的像，从而实现一维放大和超衍射观测。尽管几年前尖劈型的倾斜切面超透镜的理论和结构设计就已被发表，尖劈型超透镜的制备仍然是一道尚未解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对尖劈型超透镜的制造困难，提出一种新颖的制备尖劈型超透镜的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种尖劈型超透镜的制备方法，其步骤为：

步骤(1)在平整的紫外透明基底上依次涂布或沉积牺牲层和掩蔽层；

步骤(2)在掩蔽层上涂光刻胶，曝光得到直线结构；

步骤(3)将直线结构刻蚀传递到掩蔽层；

步骤(4)用掩蔽层做掩蔽，对牺牲层进行各向同性刻蚀，使掩蔽层部分悬空；

步骤(5)倾斜蒸镀金属/介质膜层交替组成的多层膜；

步骤(6)去除牺牲层和附着在牺牲层上的掩蔽层，得到位于紫外透明基底上的尖劈型超透镜。

所述步骤(1)中的紫外透明基底可以为石英、玻璃、蓝宝石或Si₃N₄基片，牺牲层为光刻胶、PMMA或其它有机材料，掩蔽层为铬、银、铜、钛、SiO₂、Si、SiC或Si₃N₄膜层。

所述步骤(2)中曝光的方法为接触式曝光、接近式曝光或移动曝光。

所述步骤(3)中将直线结构刻蚀传递到掩蔽层的刻蚀方法为IBE、RIE或ICP。

所述步骤(4)中对牺牲层进行各向同性刻蚀的刻蚀方法为RIE或湿法腐蚀，在刻蚀牺牲层时光刻胶会被全部刻蚀去除或刻蚀部分厚度。

所述步骤(5)中的金属/介质膜层，金属膜层可以为银、金或金银合金，介质膜层为为SiO₂、A1₂O₃、SiC或Si₃N₄，蒸镀的方向与直线结构的方向垂直，并与基底法线的方向夹角为100-180度。

所述步骤(6)中去除牺牲层、掩蔽层的方法为将基底置于丙酮、异丙醇或乙醇溶液中浸泡。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明只需要通过常规的光刻、IBE刻蚀、RIE刻蚀或湿法腐蚀、阴影蒸镀，就可以制备得到用于实现超分辨成像的尖劈型超透镜。

附图说明

图1是本发明实施例1中，依次涂布PMMA层和沉积硅掩蔽层后石英基底的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例1中，制备光刻胶直线线条后石英基底的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例1中，将光刻胶直线线条RIE刻蚀传递到硅掩蔽层后石英基底的剖面结构示意图；

图4是本发明实施例1中，对PMMA进行各向同性RIE刻蚀后石英基底的剖面结构示意图；

图5是本发明实施例1中，进行阴影蒸镀多层膜后石英基底的剖面结构示意图；

图6是本发明实施例1中，去除PMMA牺牲层和硅掩蔽层后得到的尖劈型超透镜和石英基底剖面结构示意图；

图7是本发明实施例1中，尖劈型超透镜的放大的剖面结构示意图；

图中，1代表基底材料石英；2代表PMMA；3代表硅；4代表光刻胶；5代表多层膜；6代表银；7代表SiO₂。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例对领域的技术人员即可以实现本发明权利要求的全部内容。

实施例1，制备由10层多层膜组成的尖劈型超透镜，制作过程如下：

(1)在平整的石英基底上涂布500nm的PMMA作为牺牲层，然后沉积50nm的硅作为掩蔽层，如图1所示；