KR100928233B1 - 나노미러가 형성된 집중형 광프로브 - Google Patents

나노미러가 형성된 집중형 광프로브 Download PDF

Info

Publication number
KR100928233B1
KR100928233B1 KR1020080083539A KR20080083539A KR100928233B1 KR 100928233 B1 KR100928233 B1 KR 100928233B1 KR 1020080083539 A KR1020080083539 A KR 1020080083539A KR 20080083539 A KR20080083539 A KR 20080083539A KR 100928233 B1 KR100928233 B1 KR 100928233B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
silicon
etching
forming
silicon wafer
Prior art date
Application number
KR1020080083539A
Other languages
English (en)
Inventor
최성수
Original Assignee
선문대학교 산학협력단
최성수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선문대학교 산학협력단, 최성수 filed Critical 선문대학교 산학협력단
Priority to KR1020080083539A priority Critical patent/KR100928233B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100928233B1 publication Critical patent/KR100928233B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/18—SNOM [Scanning Near-Field Optical Microscopy] or apparatus therefor, e.g. SNOM probes
    • G01Q60/22—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062—Arrangements for scanning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B1/005—Constitution or structural means for improving the physical properties of a device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q70/00—General aspects of SPM probes, their manufacture or their related instrumentation, insofar as they are not specially adapted to a single SPM technique covered by group G01Q60/00
    • G01Q70/16—Probe manufacture
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0016—Technical microscopes, e.g. for inspection or measuring in industrial production processes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0036—Scanning details, e.g. scanning stages
    • G02B21/0048—Scanning details, e.g. scanning stages scanning mirrors, e.g. rotating or galvanomirrors, MEMS mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

본 발명은 집중형 광프로브에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 프로브의 측면에 금속박막에 의한 나노미러를 형성한 집중형 광프로브 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광프로브는 나노미러가 형성되어 기존의 광 프로브의 투과율에 비해 월등히 향상된 투과율을 제공할 수 있다.
광프로브, 나노미러

Description

나노미러가 형성된 집중형 광프로브{FOCUSING OPTICAL PROBE WITH NANO-MIRROR}
본 발명은 집중형 광프로브에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 프로브의 측면에 금속박막에 의한 나노미러가 형성된 집중형 광프로브 및 그 제조방법에 관한 것이다.
실리콘 반도체 기술의 발달은 나노 스케일(nano scale)의 기억 장치 개발을 가능하게 하였다. 이러한 기술의 발달은 최근 보고된 IBM-zurich 연구소의 P. Vettiger 연구단이 개발한 500gigabyte/inch2 기억 소자를 통해 접할 수 있다. 빠르게 변해가는 정보화 사회에 발맞추어 기억(memory) 용량도 테라(tera) 바이트 시대로 접어들고 있다. 이러한 기억소자들은 "읽고 쓰기(read and write)" 기술의 향상을 요구하고 있다. P. Vettiger 연구단이 개발한 500gigabyte/inch2의 용량을 읽고 쓰는 방법은 '캔틸레버 배열(cantilever array)'를 이용한 '열 확산에 의한 읽기 쓰기(thermal writing and reading)' 기술이다. 그러나 이런 열 확산방법에 의한 '읽기(reading)' 기술은 열 확산속도의 한계로 그 기술개발에 한계가 있다.
최근에는 이러한 기술의 한계를 극복하고자 근접장 광센서를 이용한 "읽기(reading)" 방식이 개발되고 있다. 이러한 근접장 광을 이용한 읽기 방식은 기존의 열 확산방식에 의한 기술보다 속도 및 정밀도의 면에서 월등한 것으로 알려지고 있다.
상기 근접장 광센서는 기존의 광학적 분해능의 한계, 즉 '아베 한계(Abbe Limit)-λ/2'를 초과하는 현미경을 개발할 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서, 살아있는 생물학적 세포(living cell), 즉 단백질 또는 DNA 등의 분자 상호간의 작용(interaction)을 연구할 수 있는 21세기의 최첨단 기술(state of art technology)이라 할 수 있다.
즉, 기존의 광학계에서는 반파장이하의 물체를 다룰 수 없는 한계를 지니고 있다. 빛의 회절로 인한 이러한 현상은 미세한 물체를 관찰하기 어렵다라는 분해능의 한계로 나타난다. 따라서 기존의 광학 현미경으로 볼 수 없는 물체의 관측에는 전자나 X선과 같은 에너지가 큰 입자 파동을 사용하여 관측할 수 있다.
그러나 상기 근접장 광 검침 또는 센서를 이용한 근접장 주사 현미경(near-field scanning optical microscopy; NSOM)에 의하면 표면측정과 동시에 광신호 측정을 파장보다 매우 작은 수준에서 할 수 있는 것이다.
이 근접장 광센서의 기본 원리는 근접장 현상을 이용한 것이다. 근접장 현상이란 파장보다 작은 구멍을 통과한 빛이 구멍의 크기와 비슷한 거리내에서는 회절이 일어나지 않는 현상을 말하는데, 종래의 원격장(far-field) 대신 이 근접장(near-field)을 사용하여 빛의 회절 한계 이상의 고분해능과 함께 다양한 광학적 인 정보를 얻을 수 있고, 응용할 수 있는 것이다.
상기 근접장 광센서의 문제점은 보통 광섬유질로 만든 근접장 광센서의 경우 광의 광도(intensity)가 백만분의 일 정도로 줄어들면서 동시에 광의 에너지 분산에 의한 광섬유 센서 끝에 코팅된 박막이 녹는다는 단점이 있다.
상기 근접장 광센서의 핵심부는 빛이 통과하는 구멍 즉, 나노 크기의 구멍(Nano-size aperture)이다. 종래 나노 크기의 구멍으로서 반도체 공정을 이용하여 기존의 AFM(Atomic Force Microscopy) 팁(tip) 끝 주위에 금속 구멍(metallic aperture)을 만들어주는 방법 등이 개시되어 있으나, 복잡하고 재현성이 낮으며 식각률을 조절하기가 어려워 정밀도가 낮다는 문제점이 있다. 또한, 근접장 광센서는 입력된 광의 세기가 근접장 광으로 배출될 때 약 백만분의 일 정도로 그 세기가 약하게 되고, 이 때문에 발생되는 많은 열 때문에 광섬유를 이용하여 제작하는 알루미늄 박막으로 코팅된 근접장 광센서가 쉽게 녹는 단점이 있다.
또한, 종래의 근접장 광프로브는 섬유 광프로브(fiber optical probe) 또는 피라미달 프로브 형태이다. 피라미달 프로브가 섬유 광프로브의 광투과율 (10-6)보다 훨씬 좋은 10-3 정도까지 투과율을 가지게 되었지만 그 값은 여전히 낮다고 할 수 있다. 이러한 낮은 투과율은 근접장의 영상 해상도의 향상을 저해하고 있으며 동시에 근접장 광을 이용한 단세포 생체분자의 광포획(optical trapping) 기술의 개발을 저해하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 프로브 측면에 금속박막을 형성하여 전자기장이 효율적으로 모아지는 광투과율이 향상된 프로브를 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 광프로브의 정점을 중심으로 프로브와 인접한 측면에 금속박막에 의한 나노미러가 형성된 집중형 광프로브를 제공한다.
본 발명은 웨이퍼에서 식각된 홈의 중앙에 광프로브가 배치되고 그 홈의 내주면에 금속박막에 의한 나노미러가 형성된 집중형 광프로브를 제공한다.
또한, 본 발명은,
(a) 실리콘 웨이퍼의 앞면 및 뒷면에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 형성하는 단계,
(b) 상기 실리콘 웨이퍼의 앞면에 형성된 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막에 패턴을 전사하고 건식 식각을 통해 식각 마스크를 형성한 후, 습식 식각을 통해 앞면의 실리콘 웨이퍼를 식각하여 V-골을 형성하는 단계,
(c) 상기 골을 열산화하여 골 표면에 저온산화막을 형성하는 단계,
(d) 상기 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 형성된 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 건식 식각을 통해 식각 마스크를 형성한 후, 습식 식각을 통해 뒷면의 실리콘 웨이퍼를 식각하는 단계,
(e) V-골의 정점에 구멍을 형성하여 프로브를 형성하고, 뒷면의 실리콘 웨이퍼를 추가로 식각하여 돌출된 프로브를 갖는 홈을 형성하는 단계, 및
(f) 상기 돌출된 프로브를 갖는 홈이 형성된 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 금속박막을 형성하는 단계를 포함하는 광센서의 프로브의 정점을 중심으로 프로브와 인접한 측면에 금속박막에 의한 나로미러가 형성된 집중형 광프로브를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 광프로브는 주변에 금속박막이 형성되어 기존의 광 프로브의 투과율(10-6 -10-3)에 비해 월등히 향상된 투과율(최대 103)을 제공할 수 있다. 따라서, 근접장 프로브 투과율 향상에 따른 고분해능 근접장 현미경의 나노프로브, 근접장 프로브를 이용한 단세포 분자의 포획 및 조절에 이용할 수 있다.
또한, 이러한 광투과율의 향상은 컴퓨터 칩내부의 전기적 연결소자를 광학연결소자로 바꾸어 차세대 IT분야의 문제점을 해결하는 중요한 해결책이 될 수 있다.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시상태에 따른 나노미러가 형성된 집중형 광프로브의 측면 단면도(a) 및 전자 주사현미경으로 위에서 본 사진이다(b). 상기 집중형 광프로브를 위에서 내려다 보면 웨이퍼에서 식각된 홈의 중앙에 광프로브가 배치되고 그 홈의 내주면에 금속박막이 형성되어 있다.
상기 금속박막의 형성에 사용되는 금속은 특별히 한정되는 것은 아니지만 바람직하게는 알루미늄, 금 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속이다.
상기 광프로브 주변의 금속박막은 프로브 정점을 중심으로 1 내지 3 ㎛ 이내에 광의 진행방향과 90°미만의 각도를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.(도 1에서 광의 진행 방향(y 방향)과 90° 되는 각도는 x 방향이다.)
본 발명에 따른 광프로브의 구조는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 원뿔형이나 피라미드형 구조인 것이 바람직하다.
상기 광프로브의 구멍의 직경은 입사파장(λ)의 λ/10 ~ λ 인 것이 바람직하고 더욱 바람직하게는 입사파장(λ)의 λ/4 ~ λ/2이다. 이와 같이 입사파장 이하의 직경은 구멍을 지나는 전자기파의 투과율을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 광프로브의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (a)의 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 형성은 특별히 한정하는 것은 아니지만 열산화 방법(Thermal Oxidation) 또는 및 저압 화학 기상 증착(LPCVD)으로 행하는 것이 바람직하다. 상기 열산화방법은 바람직하게는 1000 -1100℃에서 수행된다.
상기 단계 (b)는 실리콘 웨이퍼의 앞면에 형성된 실리콘 산화막 및/또는 실리콘 질화막에 패턴을 전사하고 건식 식각을 통해 식각 마스크를 형성하는 단계로 상기 건식 식각용 가스로는 CHF3, CF4, Ar 등이 사용될 수 있다.
한편, 습식 식각을 통해 골을 형성할 때 알칼리성 용액을 이용할 수 있다. 상기 골은 피라미드형의 사면체 구조이거나 원뿔형 구조일 수 있다. 상기 알칼리성 용액은 바람직하게는 유기 또는 무기 수산화물 수용액이고, 더욱 바람직하게는 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH) 또는 KOH(potassium hydroxide) 수용액이다.
상기 단계 (c)는 상기 골을 저온에서 열산화하여 결정 방향에 따라 산화막을 형성하는 단계로 특별히 한정하는 것은 아니지만 900℃이상 1000℃ 이하에서 진행하는 것이 바람직하다.
상기 단계 (d)는 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 형성된 실리콘 산화막 및/또는 실리콘 산화막을 건식 식각을 통해 식각 마스크를 형성한 후, 알칼리성 용액을 이용하여 습식 식각을 행하는 것이 바람직하다. 상기 건식 식각용 가스로는 CHF3, CF4, Ar 등이 사용될 수 있으며 알칼리성 용액으로는 TMAH 또는 KOH 수용액이 사용될 수 있다.
상기 단계 (e)는 두 가지 방법으로 진행될 수 있다. (1) 알칼리성 용액을 이용하여 실리콘 산화막으로 된 피라미드 정상부문을 식각하여 써브 파장 이하의 구멍을 형성시키고 이 구멍을 통하여 흘러들어간 알칼리성 용액을 이용하여 피라미드 바깥 뒷면의 실리콘을 식각하는 단계이다. 즉, 상기 피라미드 정상부문의 산화막에 구멍이 형성되면 상기 구멍을 통하여 알칼리성 용액이 흘러들어가고 이 알칼리성 용액은 실리콘 벽을 54.7° 각도로 형성함과 동시에 뒷면 실리콘을 경사면으로 식 각시켜 미러벽을 형성시켜준다. 다른 방법으로 (2) 뒷면의 실리콘을 식각하기 전에 불산(HF) 용액으로 피라미드 골안에 형성된 산화막을 제거하여 피라미드 정점에 파장 이하의 구멍을 형성한 다음 알카리성 용액으로 뒷면을 식각하면(그림 도 2e 및 도 2f 참조) 피라미드 정점의 구멍으로 식각용액이 흘러들어가 뒷면의 실리콘이 식각되어 미러형 실리콘 벽을 구멍 주변에 형성하게 된다. (3) 또 다른 방법은 건식식각 또는 FIB( focused ion beam)을 이용하여 수직으로 피라미드 내부에 입사하면 산화막 두께가 얇은 정점 부문에 구멍이 형성되고 이 형성된 구멍에 알칼리성 용액을 흘려주어 실리콘을 식각시켜 미러 벽을 형성시킨 다음 뒷면의 실리콘을 식각시켜 미러벽이 부착된 광프로브를 완성시킨다.
상기 단계 (f)는 상기 돌출된 프로브를 갖는 홈이 형성된 실리콘 웨이퍼에 금속박막을 형성하는 단계로 상기 홈의 내주면에 형성된 금속박막이 나노미러 역할을 하게 된다. 상기 금속박막을 형성하는 단계는 바람직하게는 스퍼터(sputter) 장비 또는 전자빔 증착, 열 진공증착 방법을 이용한다.
상기 프로브 주위에 형성되는 금속박막은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 알루미늄, 금 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속을 포함하는 것이 바람직하다 금속박막의 두께는 특별히 한정하는 것은 아니지만 바람직하게는 약100 ~ 500 nm이다.
도 2의 (a) 내지 (g)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 광프로브의 정점을 중심으로 프로브와 인접한 측면에 금속박막에 의한 나노미러가 형성된 집중형 광프로브의 제조방법의 개략적인 공정을 나타낸 도면이다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼의 앞면 및 뒷면(front and back side)에 열산화 방법(Thermal Oxidation)을 통해 실리콘 산화막(SiO2)을 각각 형성한다.
이어서, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼의 앞면에 형성된 실리콘 산화막(SiO2) 위에 포토레지스터(PR)를 이용한 건식 식각을 통해 식각 마스크를 형성한다. 상기 건식 식각용 가스로는 CHF3, CF4, Ar이 사용될 수 있다. 그리고 나서, 상기 형성된 식각 마스크를 통해 실리콘 웨이퍼를 속이 비어있는 피라미드 형태의 사면체 구조로 습식 식각한다. 상기 습식 식각에는 TMAH 용액과 같은 알카리성 용액이 사용될 수 있다.
이어서, 상기 속이 비어있는 피라미드형태의 사면체 구조를 도 2(c)에 도시된 바와 같은 일정 형상으로 저온 열산화시켜 상기 식각된 실리콘 웨이퍼에 산화막을 형성한다.
이어서, 상기 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 형성된 실리콘 산화막(SiO2) 위에 건식 식각을 통해 식각 마스크를 형성한다. 상기 건식 식각용 가스로는 CHF3, CF4, Ar이 사용된다. 상기 형성된 식각 마스크를 통해 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 속이 비어있는 피라미드 형태의 사면체 구조를 포함하는 실리콘 웨이퍼의 뒷면을 TMAH 용액과 같은 알카리성 용액을 사용하여 습식 식각한다.
다음으로 도 2 (e)에 도시된 바와 같이, 산성용액을 이용하여 사면체의 정점 에 나노 크기의 구멍을 생성한다.
이어서, 도 1(f)에 나타낸 바와 같이, 습식 식각으로 양면 실리콘을 식각하여 돌출된 형태의 프로브를 포함하는 홈을 형성하고, 스퍼터(sputter) 장비 또는 전자빔 증착, 열 진공증착 방법을 이용하여 상기 프로브 주위에 금속박막을 증착한다.
상기 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
이하는 본 발명의 나노미러를 갖는 광프로브에 따른 광세기를 보여주는 실시예이다. 그러나 본 발명의 기술적 범위는 하기 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.
[실시예 1]
532 nm 입사파를 가진 Nd Yag 레이저(laser)를 입력파워(input power) 1903 μW 초점반경(focal radius) 2-3 micrometer 조건에서, 1 nwatt 해상도를 가진 센서를 이용하여 출사광을 측정한다. 입사광의 세기에 따른 출사광의 세기를 측정하고 표 1에 나타내었다.
Figure 112008060876616-pat00001
본 발명의 나노미러를 갖는 광프로브는 입사광의 세기가 1903 μW 일 때 출력광 세기가 일률적으로 43-57 μW의 매우 높은 광세기를 보여준다.
[실험예 1]
상기 실시예 1에 따른 나노미러를 갖는 프로브와 종래 기술에 따른 나노미러가 없는 프로브의 출력광세기를 비교하여 도 3에 나타내었다. 도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 나노미러를 갖는 경우가 나노미러가 없는 경우보다 최소한 100배에 해당하는 출력광세기를 나타내었다.
[실험예 2]
파장 532 nm인 입사광을 이용하여 구멍의 직경에 따른 광세기의 크기를 측정하여 도 4에 나타내었다. 도 4에서 알 수 있듯이, 일정 직경 이상이어야 원하는 광세기를 얻을 수 있다(약 340nm에서 약 58μW).
도 1의 (a)는 본 발명에 따른 나노미러가 형성된 집중형 광프로브의 측면 단면도이고, (b)는 위에서 본 광프로브를 나타낸 것이다.
도 2의 (a) 내지 (g)는 본 발명에 따른 나노미러가 형성된 집중형 광프로브의 제조방법의 일 실시상태의 개략적인 공정을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 나노미러가 형성된 집중형 광프로브와 종래 기술에 따른 나노미러가 없는 광프로브의 광세기를 비교한 것이다.
도 4는 구멍의 직경에 따른 광세기의 크기를 나타낸 것이다.

Claims (8)

  1. 광센서의 프로브의 정점을 중심으로 프로브와 인접한 측면에 금속박막에 의한 나노미러가 광의 진행방향과 90°미만의 각도를 갖도록 형성된 집중형 광프로브.
  2. 웨이퍼의 식각된 홈의 중앙에 광프로브가 배치되고 그 홈의 내 주면에 금속박막에 의한 나노미러가 형성된 집중형 광프로브
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 프로브는 피라미드형 또는 원뿔형 구조인 것을 특징으로 하는 집중형 광프로브.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 금속박막은 프로브의 정점을 중심으로 1 내지 3 ㎛ 이내에 광의 진행방향과 90°미만의 각도를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 집중형 광프로브.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 금속박막은 알루미늄, 금 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 집중형 광프로브.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 프로브의 정점에는 직경이 입사파장 의 λ/10 내지 λ인 구멍(aperture)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집중형 광프로브.
  7. (a) 실리콘 웨이퍼의 앞면 및 뒷면에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 형성하는 단계,
    (b) 상기 실리콘 웨이퍼의 앞면에 형성된 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막에 패턴을 전사하고 건식 식각을 통해 식각 마스크를 형성한 후, 습식 식각을 통해 앞면의 실리콘 웨이퍼를 식각하여 V-골을 형성하는 단계,
    (c) 상기 골을 열산화하여 골 표면에 저온산화막을 형성하는 단계,
    (d) 상기 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 형성된 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 건식 식각을 통해 식각 마스크를 형성한 후, 습식 식각을 통해 뒷면의 실리콘 웨이퍼를 식각하는 단계,
    (e) V-골의 정점에 구멍을 형성하여 프로브를 형성하고, 상기 형성된 구멍을 통하여 알칼리성 용액을 흘려주어 뒷면의 실리콘을 식각하여 돌출된 프로브를 갖는 홈을 형성하는 단계, 및
    (f) 상기 돌출된 프로브를 갖는 홈의 내 주면에 금속박막을 형성하는 단계를 포함하는 광센서의 프로브의 정점을 중심으로 프로브와 인접한 측면에 금속박막에 의한 나노미러가 형성된 집중형 광프로브의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 금속박막은 알루미늄, 금 및 은으로 이루어진 군에 서 선택되는 하나 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 집중형 광프로브의 제조방법.
KR1020080083539A 2008-08-26 2008-08-26 나노미러가 형성된 집중형 광프로브 KR100928233B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080083539A KR100928233B1 (ko) 2008-08-26 2008-08-26 나노미러가 형성된 집중형 광프로브

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080083539A KR100928233B1 (ko) 2008-08-26 2008-08-26 나노미러가 형성된 집중형 광프로브

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100928233B1 true KR100928233B1 (ko) 2009-11-24

Family

ID=41605364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080083539A KR100928233B1 (ko) 2008-08-26 2008-08-26 나노미러가 형성된 집중형 광프로브

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100928233B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102653389A (zh) * 2011-03-02 2012-09-05 精工爱普生株式会社 贯通孔形成方法、喷嘴板以及mems器件
KR101185105B1 (ko) 2011-03-22 2012-09-21 서울대학교산학협력단 그레이팅형 나노 패턴을 포함하는 광프로브 및 이의 제조 방법
CN103935953A (zh) * 2014-04-25 2014-07-23 上海先进半导体制造股份有限公司 复合腔体及其形成方法
KR20220078466A (ko) * 2020-12-03 2022-06-10 호서대학교 산학협력단 실리카 피라미드 구조를 갖는 pn 접합 태양전지 및 그 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168234A (ja) 2001-11-28 2003-06-13 Korea Electronics Telecommun 光情報記録・再生ヘッド及びその製造方法
KR100390211B1 (ko) 2001-11-06 2003-07-12 주상세라스(주) 박막 증착법을 이용한 기능성 광섬유 프로브 제작방법
JP2003279462A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Japan Science & Technology Corp プローブ及びその製造方法
KR20040076023A (ko) * 2003-02-24 2004-08-31 학교법인 선문학원 등방성 식각을 이용하여 제조된 근접장 광센서용 나노크기의 검침

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390211B1 (ko) 2001-11-06 2003-07-12 주상세라스(주) 박막 증착법을 이용한 기능성 광섬유 프로브 제작방법
JP2003168234A (ja) 2001-11-28 2003-06-13 Korea Electronics Telecommun 光情報記録・再生ヘッド及びその製造方法
JP2003279462A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Japan Science & Technology Corp プローブ及びその製造方法
KR20040076023A (ko) * 2003-02-24 2004-08-31 학교법인 선문학원 등방성 식각을 이용하여 제조된 근접장 광센서용 나노크기의 검침

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102653389A (zh) * 2011-03-02 2012-09-05 精工爱普生株式会社 贯通孔形成方法、喷嘴板以及mems器件
CN102653389B (zh) * 2011-03-02 2017-08-15 精工爱普生株式会社 贯通孔形成方法、喷嘴板以及mems器件
KR101185105B1 (ko) 2011-03-22 2012-09-21 서울대학교산학협력단 그레이팅형 나노 패턴을 포함하는 광프로브 및 이의 제조 방법
CN103935953A (zh) * 2014-04-25 2014-07-23 上海先进半导体制造股份有限公司 复合腔体及其形成方法
CN103935953B (zh) * 2014-04-25 2016-04-13 上海先进半导体制造股份有限公司 复合腔体及其形成方法
KR20220078466A (ko) * 2020-12-03 2022-06-10 호서대학교 산학협력단 실리카 피라미드 구조를 갖는 pn 접합 태양전지 및 그 제조 방법
KR102600281B1 (ko) 2020-12-03 2023-11-09 호서대학교 산학협력단 실리카 피라미드 구조를 갖는 pn 접합 태양전지 및 그 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3554233B2 (ja) 光プローブの製造方法
JPH1166650A (ja) 微小開口を有する突起の製造方法と微小開口を有する突起、及びそれらによるプローブまたはマルチプローブ
US6891151B2 (en) Probe with hollow waveguide and method for producing the same
JP4184570B2 (ja) 情報記録再生装置
KR100928233B1 (ko) 나노미러가 형성된 집중형 광프로브
EP1251383B1 (en) Near-field light-generating element, near-field optical recording device, and near-field optical microscope
CN111220821A (zh) 一种金刚石afm探针系统及制作方法
JP4601867B2 (ja) 近視野光ヘッド
JP3572066B2 (ja) カンチレバー型近接場探針構造体及びその作製方法
KR100945278B1 (ko) 나노패턴을 이용한 고성능 광프로브
JP4787557B2 (ja) 近視野光発生素子の製造方法
KR100542867B1 (ko) 등방성 식각을 이용하여 제조된 근접장 광센서용 나노크기의 검침
KR101185105B1 (ko) 그레이팅형 나노 패턴을 포함하는 광프로브 및 이의 제조 방법
JP3817498B2 (ja) 近接場光用の探針を有するプローブの製造方法
JP4558886B2 (ja) プローブの製造方法及びプローブアレイの製造方法
US10605827B2 (en) Metallic device for scanning probe microscopy and method for manufacturing same
CN211785623U (zh) 一种金刚石afm探针系统
EP1278205B1 (en) Method of fabricating near-field light-generating element
JP2001208672A6 (ja) プローブ及びプローブの製造方法、プローブアレイ及びプローブアレイの製造方法
JP2003194697A (ja) グレーティングカップラを有する探針及びその製造方法、該探針を有するプローブ、及び該プローブを有する情報処理装置、表面観察装置、露光装置、該露光装置による光学素子
Lee et al. Nanometric aperture arrays fabricated by wet and dry etching of silicon for near-field optical storage application
US20110024387A1 (en) Tip type probe manufacturing method, tip type probe and tip type probe manufacturing apparatus
Liau Annular solid-immersion lenslet array super-resolution optical microscopy
JP2002532733A (ja) 準波長域の開口が形成されてなりレンズを有する光ファイバ及び独特のマイクロピペット
KR100317912B1 (ko) 근접장 광 센서용 서브-파장 구멍의 형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120831

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130829

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140912

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160502

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161114

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181022

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 11