JP2006329968A - 近視野光発生素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 四角錐台102の頂面102eと相似な形状のエッチングマスク201を基板101上に形成し、エッチングマスク201をマスク材として基板101を等方性エッチングすることで四角錐台102を形成する。その後、四角錐台102の向かい合う2つの側面102aと102b上に、それぞれの面の正面かつ基板101に平行な方向から蒸着源を入射することで金属膜103と104を形成する。
【選択図】 図2
Description
(実施の形態1)
図1に本発明の実施の形態1における近視野光発生素子の概略を示す。図1(a)は斜視図であり、図1(b)は上面図である。光学的に透明な基板101上に四角錐台102が配置され四角錐台102は側面102a(図1では金属膜103に隠れて見えない)、102b(図1では金属膜104に隠れて見えない)、102c、102dおよび頂面102eを有する。基板102は石英ガラスなどを用いる。側面102aと側面102bは互いに対向配置され、また側面102cと側面102dも互いに対向配置されている。側面102a上には金属膜103が形成され、側面102b上には金属膜104が形成されている。金属膜103および金属膜104はいずれも膜厚数nmから数十nm程度のAu膜を用いる。この金属膜103と金属膜104がいわゆるボウタイアンテナを形成している。頂面102eは長方形であり、側面102aおよび側面102bに接する辺の長さをd1とし、側面102cおよび側面102dに接する辺の長さをg1とする。側面102aおよび側面102b上の金属膜103および金属膜104は、頂面102e近傍において先鋭化された形状を有しており、その鋭さがd1で表される。また、金属膜103と金属膜104は頂面102e近傍において隙間を有しており、その大きさがg1によって表される。d1、g1のいずれも数nmから数十nm程度の値を有する。
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における近視野光発生素子の製造方法を示す断面図である。製造する近視野光発生素子の形状は図1に示したものとほぼ同様である。図3左に断面A、図3右に断面Bにおける断面図を示す。まず実施の形態1と同様に四角錐台102を基板101上に形成する。つまり、図2のステップS203までは同様に加工をおこなう。
(実施の形態3)
図9は、本発明の実施の形態3における近視野光発生素子の製造方法を示す断面図である。本実施の形態は実施の形態2に類似なものであるが、犠牲層として樹脂膜の代わりに金属膜を用いる点が異なる。以下に、詳細を述べる。
(実施の形態4)
図4に、本発明の実施の形態4における近視野光発生素子の上面図を示す。基本的な構造は図1に示したものと変わらないが、四角錐台102上の金属膜の配置が異なる。対向する四角錐台102の側面102aと102bの上面のみならず頂面102e(図4では金属膜401に隠れて見えない)の上面にも金属膜401が形成されている。この金属膜401がボウタイアンテナを形成している。
次に、ステップS501に示すように、四角錐台102を覆うように金属膜501を形成する。スパッタ法にて形成すると良い。
エッチングマスク502はフォトレジストなどの樹脂膜からなり、その膜厚は数十nmから数μmである。
(実施の形態5)
図10は、本発明の実施の形態5における近視野光発生素子の製造方法を示す断面図である。図10左に断面A、図10右に断面Bにおける断面図を示す。断面Aと断面Bは図2と同様に定義する。本実施の形態は実施の形態4に類似なものであるが、エッチングマスクとして樹脂膜の代わりに金属膜を用いる点が異なる。以下に、詳細を述べる。
次に、ステップS1001に示すように、四角錐台102を覆うように金属膜1001を形成する。スパッタ法にて形成すると良い。
(実施の形態6)
図6に本発明の実施の形態6における近視野光発生素子の上面図を示す。基本的な構造は図1に示したものと変わらないが、以下の点が異なる。四角錐台102上には遮光膜601が形成されている。遮光膜601は四角錐台102の側面102a、102b(図6では金属膜603に隠れて見えない)、102c、102dのうち、頂面102e近傍以外の領域を覆っている。遮光膜601は膜厚数百nmのAl膜である。側面102aの上面および側面102a上の遮光膜601の上面に金属膜602が形成されている。なお、図6には、遮光膜601の様子を説明するために金属膜602の一部のみが示されている。
また、側面102bおよび側面102b上の遮光膜601の上面に金属膜603が形成されている。金属膜602と金属膜603は膜厚数nmから数十nmのAu膜である。この金属膜602と金属膜603がいわゆるボウタイアンテナを形成している。遮光膜601によって頂面102e近傍以外からは光は出射しないから、バックグラウンド光が減少し、S/Nを上昇させることができる。
(実施の形態7)
図8に本発明の実施の形態7における近視野光発生素子の上面図を示す。基本的な構造は図1に示したものと変わらないが、錐台801の頂面801eが長方形ではなく鼓形になっている点が異なる。錐台801の側面のうち向かい合う2面にそれぞれ金属膜802と金属膜803が形成されている。このような形においても、実施の形態1、2または3に示したような製造方法を用いて製造することができる。
102 四角錐台
102a 側面
102b 側面
102c 側面
102d 側面
102e 頂面
103 金属膜
104 金属膜
201 エッチングマスク
301 犠牲層
302 金属膜
303 バリ
304 犠牲層
305 金属膜
306 バリ
401 金属膜
501 金属膜
502 エッチングマスク
503 エッチングマスク
601 遮光膜
602 金属膜
603 金属膜
701 遮光膜母材
801 錐台
801e 頂面
802 金属膜
803 金属膜
901 犠牲層
902 金属膜
903 バリ
904 犠牲層
905 金属膜
906 バリ
1001 金属膜
1002 エッチングマスク
1003 エッチングマスク
Claims (14)
- 頂面と4つの側面からなる錐台の向かい合う2つの前記側面上に金属膜を有する近視野光発生素子の製造方法であって、
前記頂面と相似な形状のエッチングマスクを基板上に形成する工程と、
前記エッチングマスクをマスク材として前記基板を等方性エッチングすることにより、前記基板から前記錐台を形成する工程と、
前記錐台の向かい合う2つの前記側面上に前記金属膜を形成する工程と
を含む近視野光発生素子の製造方法。 - 前記錐台の任意の3側面上に犠牲層を形成する工程と、
その後に前記錐台の少なくとも残る1側面に前記金属膜を形成する工程と、
前記犠牲層を除去しつつ、前記犠牲層上に付着した前記金属膜をも除去する工程と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の近視野光発生素子の製造方法。 - 前記錐台の任意の3側面上に前記犠牲層を形成する前記工程は、
前記犠牲層の材料を、所定の前記側面に垂直な方向から、前記所定の側面に向かって入射させることにより、前記所定の側面および前記所定の側面と辺を接し隣接する2つの前記側面からなる前記任意の3側面上に前記犠牲層を形成することを特徴とする請求項2に記載の近視野光発生素子の製造方法。 - 前記犠牲層を形成する工程は、真空蒸着装置を用いておこなうことを特徴とする請求項3に記載の近視野光発生素子の製造方法。
- 前記犠牲層を除去しつつ、前記犠牲層上に付着した前記金属膜をも除去する前記工程において、超音波を付加することにより前記除去を行うことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の近視野光発生素子の製造方法。
- 前記金属膜を塑性変形させる工程を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の近視野光発生素子の製造方法。
- 前記錐台の前記側面と前記頂面を前記金属膜で覆う工程と、
前記錐台の任意の3側面上にある前記金属膜の上にエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクをマスク材として前記金属膜をエッチングすることにより前記錐台の残りの1側面上の金属膜を残す工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の近視野光発生素子の製造方法。 - 前記錐台の任意の3側面上にある前記金属膜の上に前記エッチングマスクを形成する前記工程は、
前記エッチングマスクの材料を、所定の前記側面に垂直な方向から、前記所定の側面に向かって入射させることにより、前記所定の側面および前記所定の側面と辺を接し隣接する2つの前記側面からなる前記任意の3側面上に前記エッチングマスクを形成することを特徴とする請求項7に記載の近視野光発生素子の製造方法。 - 前記エッチングマスクを形成する工程は、真空蒸着装置を用いておこなうことを特徴とする請求項8に記載の近視野光発生素子の製造方法。
- 前記錐台の前記側面を前記頂面近傍を残して遮光膜で覆う工程を含むことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の近視野光発生素子の製造方法。
- 前記錐台の前記側面を前記頂面近傍を残して前記遮光膜で覆う前記工程は、
前記錐台の全体を前記遮光膜で覆う工程と、前記遮光膜を塑性変形させる工程とからなることを特徴とする請求項10に記載の近視野光発生素子の製造方法。 - 前記遮光膜がAlからなる成膜源を用いて形成されることを特徴とする請求項10または11に記載の近視野光発生素子の製造方法。
- 前記金属膜がAuまたはAgからなる成膜源を用いて形成されることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の近視野光発生素子の製造方法。
- 前記金属膜が真空蒸着装置を用いて形成されることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の近視野光発生素子の製造方法。
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