JP2000329677A - 光マイクロカンチレバーとその製造方法および光マイクロカンチレバーホルダ - Google Patents

光マイクロカンチレバーとその製造方法および光マイクロカンチレバーホルダ

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JP2000329677A
JP2000329677A JP2000040030A JP2000040030A JP2000329677A JP 2000329677 A JP2000329677 A JP 2000329677A JP 2000040030 A JP2000040030 A JP 2000040030A JP 2000040030 A JP2000040030 A JP 2000040030A JP 2000329677 A JP2000329677 A JP 2000329677A
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optical
optical waveguide
microcantilever
forming
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隆 新輪
Kenji Kato
健二 加藤
Yasuyuki Mitsuoka
靖幸 光岡
Manabu Omi
学 大海
Nobuyuki Kasama
宣行 笠間
Susumu Ichihara
進 市原
Tokuo Chiba
徳男 千葉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝播光の損失を低減させた光マイクロカンチ
レバーを提供すること。 【解決手段】 光マイクロカンチレバー１０は、支持部
１と、光導波路２と、遮光膜３と、反射膜４と、先鋭化
されたチップ部５と、そのチップ部５の先端の微小開口
６と、光導波路２の光入射／出射端８から伝播してきた
伝播光Ｈを微小開口６に導くように反射するミラー７
と、から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝播光を効率良く
伝播することができる光マイクロカンチレバーとその製
造方法と、光マイクロカンチレバーとその光マイクロカ
ンチレバーに入射させる光または、光マイクロカンチレ
バーから出射する光に作用する光学素子を固定する光マ
イクロカンチレバーホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、先端が先鋭化された光媒体からな
るプローブを、光の波長以下まで測定試料に近づけるこ
とで、試料の光学特性や形状を測定する走査型近視野顕
微鏡（以下、ＳＮＯＭと言う）が知られている。この走
査型近視野顕微鏡では、試料に対して垂直に保持した直
線状の光ファイバプローブの先端を、試料表面に対して
水平に振動させ、試料表面と光ファイバプローブ先端の
せん断力よって生じる振動の振幅の変化を検出してい
る。なお、この振幅の変化は、光ファイバプローブの先
端にレーザ光を照射してその影の変化により検出され
る。この走査型近視野顕微鏡では、光ファイバプローブ
の振動の振幅が一定となるように試料を微動機構で動か
すことによって光ファイバプローブの先端と試料表面の
間隔を一定に保ち、微動機構に入力した信号強度から表
面形状を検出したり、試料の光透過性の測定を行う。
【０００３】また、鈎状に形成した光ファイバプローブ
を原子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭと言う）のカンチレバ
ーとして使用し、ＡＦＭ動作すると同時に、光ファイバ
プローブに導入されたレーザ光により、その先端に近視
野光を生成し、生成した近視野光と試料とを相互作用さ
せることで、試料の表面形状を検出すると共に試料の光
学特性の測定を行う走査型近視野原子間力顕微鏡が提案
されている（特開平７−１７４５４２号公報）。図１２
は、従来例の光導波路プローブの側断面図である。この
光導波路プローブ１１０では、光導波路１０１として光
ファイバが用いられ、その光導波路１０１の周囲は金属
膜１０２で覆われている。光導波路プローブ１１０の一
端には先鋭化されたチップ部１０３が形成されており、
チップ部１０３の先端には近視野光を生成するための微
小開口１０４が設けられている。なお、チップ部１０３
は、光導波路プローブ１１０の先端部を、図示しない試
料に向けて湾曲されることにより形成されている。更
に、従来は、図１３に示したような光マイクロカンチレ
バーが知られている（T. Niwa et al., Journal of Mic
roscopy, vol. 194, pt. 2/3, pp.388-392）。この光
マイクロカンチレバー１２０では、光導波路１１１をコ
アとクラッドの積層により構成し、光導波路１１１の表
面には金属膜１１２が設けられている。光マイクロカン
チレバー１２０の一端には先鋭化されたチップ部１１
９、他端には光マイクロカンチレバー１２０を固定する
ための支持部１１４が形成されている。チップ部１１９
の先端には、近視野光を発生させるための微小開口１１
３が設けられている。
【０００４】なお、光マイクロカンチレバー１２０にお
いては、チップ部１１９が形成されている端をカンチレ
バーの自由端、支持部１１４が形成されている光導波路
の端を光入射端１１７と称する。そして、自由端は、微
小開口１１３を図示しない試料に対して近接させるため
に湾曲している。また、光入射端１１７からは光導波路
１１１に伝播光が入射される。
【０００５】支持部１１４には、光ファイバを固定する
ための光ファイバ用ガイド溝１１５が形成されている。
図１４は、光ファイバ用ガイド溝１１５に光ファイバ１
３０を固定した状態を示す。光ファイバ１３０からの伝
播光は、光入射端１１７を介して光導波路１１１に入射
され、光導波路１１１により微小開口１１３に導かれ
る。この微小開口１１３を通過しようとする伝播光によ
り、微小開口１１３付近に近視野光が発生する。なお、
逆に、試料表面に発生している近視野光を微小開口１１
３で散乱させて伝播光を発生させると共に、この伝播光
を微小開口１１３と光導波路１１１を介して、光入射端
１１７側で検出することが可能である。支持部１１４に
光ファイバ用ガイド溝１１５を設けているので、光ファ
イバ１３０の装着が容易となり、交換時などにおいて、
光マイクロカンチレバー１２０と光ファイバ１３０のア
ライメントの手間が省ける。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
ファイバプローブ１１０は、光ファイバ１０１を材料と
して多くの工程を手作業により製造しているため量産性
が低い。更に、光ファイバ１０１が金属膜１０２で覆わ
れているとしても、光ファイバ１０１が湾曲している個
所に伝播光の損失が発生し、伝播光を効率良く伝播する
ことができない問題点があった。この湾曲の角度が急な
ほど伝播光の損失が大きくなる。逆に、湾曲の角度が滑
らかなほど光ファイバプローブが長くなってしまい、取
り扱いが面倒になる問題点があった。
【０００７】上記光マイクロカンチレバー１２０は、量
産性や均一性は優れているが、光導波路１１１の表面に
金属膜１１２が設けられているとしても、光導波路１１
１が湾曲している個所に伝播光の損失が発生し、伝播光
を効率良く伝播することができない問題点があった。更
に、製造の工程で、光入射端１１７と光ファイバ用ガイ
ド溝１１５との間に、図１４に示すように、滑らかな斜
面１１６が生じてしまい、光ファイバ１３０を光入射端
１１７に十分に近づけることが困難であり、光の入射効
率の悪化、すなわちカップリングロスの増大という問題
点があった。また、光マイクロカンチレバー１２０にお
いて、光ファイバー１３０によって光入射端１１７に光
が導入される際、光入射端１１７において散乱光が発生
し、微小開口１１３の方向にも前記散乱光が伝搬する。
したがって、走査型近視野顕微鏡の光像のS/N比が低下
してしまう問題点があった。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あって、伝播光を効率良く入射および伝播させることが
できる光マイクロカンチレバーと、このような光マイク
ロカンチレバーを作成するための製造方法とを提供する
ことを目的とする。また、光マイクロカンチレバーと光
学素子を支持する光マイクロカンチレバーホルダを提供
することを目的とする。また、走査型近視野顕微鏡の光
像のS/N比を向上させることができる光マイクロカンチ
レバーを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る光マイクロカンチレバーは、走査
型近視野顕微鏡に用いる光マイクロカンチレバーにおい
て、光入射／出射端と自由端とを有し、伝播光を伝播す
る光導波路と、前記自由端に形成され、先端に微小開口
が設けられたチップ部と、前記光入射／出射端から伝播
してきた伝播光を前記微小開口に導くように反射し、ま
たは前記微小開口から伝播してきた伝播光を前記光入射
／出射端に導くように反射する反射手段と、を具備した
ことを特徴とする。
【００１０】上記光マイクロカンチレバーでは、光入射
／出射端からの伝播光を微小開口に導くように反射し、
または微小開口からの伝播光を光入射／出射端に導くよ
うに反射する反射手段を設けている。この反射手段によ
り、伝播光を効率良く反射させることができ、微小開口
に導かれる伝播光の損失を低減することができる。
【００１１】また、請求項２に係る光マイクロカンチレ
バーは、走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロカンチ
レバーにおいて、光入射／出射端と自由端と、かつ前記
光入射／出射端を通過する伝播光の光軸に対して角度を
有するノーズ部分とを有し、伝播光を伝播する光導波路
と、前記自由端に形成され、先端に微小開口が設けられ
たチップ部と、前記光入射／出射端から伝播してきた伝
播光を前記微小開口に導くように反射し、または前記微
小開口から伝播してきた伝播光を前記光入射／出射端に
導くように反射する反射手段と、を具備したことを特徴
とする。
【００１２】上記光マイクロカンチレバーでは、光入射
／出射端からの伝播光を微小開口に導くように反射し、
または微小開口からの伝播光を光入射／出射端に導くよ
うに反射する反射手段と、光入射／出射端を通過する伝
播光の光軸に対して角度を有する部分とを設けている。
反射手段により、伝播光を効率良く反射させることがで
き、微小開口に導かれる伝播光の損失を低減することが
できる。また、光入射／出射端を通過する伝播光の光軸
に対して角度を有する部分の長さを調整することによ
り、大きな段差を有する試料の表面の観察が可能とな
る。
【００１３】また、請求項３に係る光マイクロカンチレ
バーは、請求項１または請求項２に記載の光マイクロカ
ンチレバーにおいて、前記光導波路の少なくとも一部
は、コアと、そのコアの一方側または両側またはコアの
周囲に堆積されたクラッドとからなることを特徴とす
る。
【００１４】上記光マイクロカンチレバーでは、光導波
路が、コアと、そのコアの一方側または両側またはコア
の周囲に積層されたクラッドとからなるため、光導波路
を伝播する伝播光が外部へ漏れてしまうことを防止で
き、また、伝播光が全反射条件で光導波路内を伝播す
る。
【００１５】また、請求項４に係る光マイクロカンチレ
バーは、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の
光マイクロカンチレバーにおいて、前記光導波路上に、
前記チップ部が形成されている側に遮光膜を設け、前記
チップ部が形成されている側の反対側に反射膜を設けた
ことを特徴とする。
【００１６】上記光マイクロカンチレバーでは、光導波
路上に、チップ部が形成されている側に遮光膜を設け、
チップ部が形成されている側の反対側に反射膜を設ける
ことにより、光導波路を伝播する伝播光が外部へ漏れて
しまうことを防止できる。
【００１７】また、上記の目的を達成するために、請求
項５に係る光マイクロカンチレバーの製造方法は、走査
型近視野顕微鏡に用いる光マイクロカンチレバーの製造
方法において、基板に、光導波路の型とする段差を形成
する段差形成工程と、前記基板上に反射膜を堆積する反
射膜堆積工程と、前記反射膜上に光導波路を堆積する光
導波路堆積工程と、前記光導波路を加工してチップ部を
形成するチップ部形成工程と、前記光導波路上に遮光膜
を堆積する遮光膜堆積工程と、前記チップ部の先端に微
小開口を形成する微小開口形成工程と、光入射／出射端
となる側の前記基板を残して自由端となる側の前記基板
を除去することにより支持部を形成する支持部形成工程
と、を含むことを特徴とする。上記光マイクロカンチレ
バーの製造方法は、基板に、光導波路の型とする段差形
成工程と、基板上に反射膜を堆積する反射膜堆積工程
と、その反射膜上に光導波路を堆積する光導波路堆積工
程と、光導波路を加工してチップ部を形成するチップ部
形成工程と、光導波路上に遮光膜を堆積する遮光膜堆積
工程と、チップ部の先端に微小開口を形成する微小開口
形成工程と、光入射／出射端となる側の基板を残して自
由端となる側の基板を除去することにより支持部を形成
する支持部形成工程とを含む。これにより、光入射／出
射端からの伝播光を微小開口に導くように反射し、また
は微小開口からの伝播光を光入射／出射端に導くように
反射する反射膜を形成することができるから、伝播光を
効率良く反射することができ、伝播光の損失を低減する
ことができる。また、これらの工程は、シリコンプロセ
スを用いたバッチ処理が可能なため、量産性や均一性に
優れた光マイクロカンチレバーを作成することができ
る。
【００１８】また、請求項６に係る光マイクロカンチレ
バーの製造方法は、請求項５に記載の光マイクロカンチ
レバー製造方法において、前記段差形成工程で形成した
前記段差の角度を、前記反射膜堆積工程で堆積した前記
反射膜により前記光入射／出射端から伝播してきた伝播
光を微小開口に導くことができる角度、または前記微小
開口から伝播してきた伝播光を前記光入射／出射端に導
くことができる角度とすることを特徴とする。
【００１９】上記光マイクロカンチレバーの製造方法で
は、段差形成工程で形成した段差の角度を、反射膜堆積
工程で堆積した反射膜により光入射／出射端から伝播し
てきた伝播光を微小開口に導くことができ、または微小
開口から伝播してきた伝播光を光入射／出射端に導くこ
とができる角度とする。このように形成された反射膜に
より、伝播光を効率良く反射させることができ、伝播光
の損失を低減することができる。
【００２０】また、上記の目的を達成するために、請求
項７に係る光マイクロカンチレバーは、光導波路からな
る片持ち梁と、前記片持ち梁の支持部と、前記光導波路
の光入射／出射端と自由端とを有し、前記支持部に形成
され、前記光導波路への入射光または、前記光導波路か
らの出射光に作用する光学素子の位置決めを行う光学素
子用ガイドと、前記光入射／出射端と前記光学素子用ガ
イドとの間に設けられた溝を具備したことを特徴とす
る。
【００２１】上記光マイクロカンチレバーでは、光導波
路の光入射／出射端と光学素子用ガイドとの間に溝が形
成されている。光導波路の光入射／出射端と光学素子用
ガイドとの間に溝を形成することにより、光入射／出射
端と前記光導波路に光を入射する光または、前記光導波
路から出射する光に作用する光学素子の間に邪魔になっ
ていた斜面を略垂直にすることができるから、光学素子
を光入射／出射端に近づけることができる。
【００２２】また、上記の目的を達成するために、請求
項８に係る光マイクロカンチレバーの製造方法は、走査
型近視野顕微鏡に用いる光マイクロカンチレバーの製造
方法において、基板に、光導波路の型とする段差を形成
する段差形成工程と、前記基板に、光学素子用ガイドを
形成する光学素子用ガイド形成工程と、前記基板上に光
導波路を堆積する光導波路堆積工程と、光入射／出射端
を形成する入射端形成工程と、前記光入射／出射端と前
記光学素子用ガイドとの間の前記基板を加工して溝を形
成する溝形成工程と、前記光学素子用ガイド上の前記光
導波路を除去して前記光学素子用ガイドを露出する光学
素子用ガイド露出工程と、光入射／出射端となる側の前
記基板を残して自由端となる側の前記基板を除去するこ
とにより支持部を形成する支持部形成工程と、を含むこ
とを特徴とする。
【００２３】上記光マイクロカンチレバーの製造方法
は、基板に、光導波路の型とする段差を形成する段差形
成工程と、基板に、光学素子用ガイド形成する光学素子
用ガイド形成工程と、基板上に光導波路を堆積する光導
波路堆積工程と、光導波路の光入射／出射端を形成する
光入射／出射端形成工程と、光入射／出射端と光学素子
用ガイドとの間の基板を加工して溝を形成する溝形成工
程と、光学素子用ガイド上の光導波路を除去して光学素
子用ガイドを露出する光学素子用ガイド露出工程と、光
入射／出射端となる側の基板を残して自由端となる側の
基板を除去することにより支持部を形成する支持部形成
工程とを含む。これにより、前記光導波路に光を入射す
る光または、前記光導波路から出射する光に作用する光
学素子を固定するためのガイドを形成することができる
と共に、光入射／出射端と光学素子との間に邪魔になっ
ていた斜面を略垂直にすることができる。更に、これら
の工程は、シリコンプロセスを用いたバッチ処理が可能
なため、量産性や均一性に優れた光マイクロカンチレバ
ーを作成することができる。また、上記の目的を達成す
るために、請求項９に係る光マイクロカンチレバーの製
造方法は、走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロカン
チレバーの製造方法において、基板に、光導波路の型と
する段差を形成する段差形成工程と、前記基板に、光学
素子用ガイドを形成する光学素子用ガイド形成工程と、
前記基板上に反射膜を堆積する反射膜堆積工程と、前記
反射膜上に光導波路を堆積する光導波路堆積工程と、前
記光導波路を加工してチップ部を形成するチップ部形成
工程と、前記光導波路上に遮光膜を堆積する遮光膜堆積
工程と、前記チップ部の先端に微小開口を形成する微小
開口形成工程と、前記光導波路の光入射／出射端となる
部分の前記遮光膜と前記光導波路と前記反射膜とを除去
して光導波路の光入射・出射端を形成する光入射／出射
端形成工程と、前記光入射／出射端と前記光学素子用ガ
イドとの間の前記基板を加工して溝を形成する溝形成工
程と、前記光学素子用ガイド上の前記遮光膜と前記光導
波路と前記反射膜とを除去して前記光学素子用ガイドを
露出する光学素子用ガイド露出工程と、光入射／出射端
となる側の前記基板を残して自由端となる側の前記基板
を除去することにより支持部を形成する支持部形成工程
と、を含むことを特徴とする。
【００２４】上記光マイクロカンチレバーの製造方法
は、基板に、光導波路の型とする段差を形成する段差形
成工程と、基板に、光学素子用ガイド形成する光学素子
用ガイド形成工程と、基板上に反射膜を堆積する反射膜
堆積工程と、反射膜上に光導波路を堆積する光導波路堆
積工程と、光導波路を加工してチップ部を形成するチッ
プ部形成工程と、光導波路上に遮光膜を堆積する遮光膜
堆積工程と、チップ部の先端に微小開口を形成する微小
開口形成工程と、前記光導波路の光入射／出射端となる
部分の前記遮光膜と前記光導波路と前記反射膜とを除去
して光導波路の光入射・出射端を形成する光入射／出射
端形成工程と、前記光入射／出射端と前記光学素子用ガ
イドとの間の前記基板を加工して溝を形成する溝形成工
程と、前記光学素子用ガイド上の前記遮光膜と前記光導
波路と前記反射膜とを除去して前記光学素子用ガイドを
露出する光学素子用ガイド露出工程と、光入射／出射端
となる側の前記基板を残して自由端となる側の前記基板
を除去することにより支持部を形成する支持部形成工程
とを含む。これにより、光学素子を固定するためのガイ
ドを形成することができると共に、光入射／出射端と光
学素子との間に邪魔になっていた斜面を略垂直にするこ
とができる。また、光入射／出射端からの伝播光を微小
開口に導くように反射し、または微小開口からの伝播光
を光入射／出射端に導くように反射する反射膜を形成す
ることができるから、伝播光を効率良く反射することが
でき、伝播光の損失が発生することがなくなる。更に、
これらの工程は、シリコンプロセスを用いたバッチ処理
が可能なため、量産性や均一性に優れた光マイクロカン
チレバーを作成することができる。
【００２５】また、上記の目的を達成するために、光マ
イクロカンチレバーを支持する光マイクロカンチレバー
用ガイドと、前記光マイクロカンチレバーへの入射光ま
たは、前記光マイクロカンチレバーからの出射光に作用
する光学素子の位置決めを行う光学素子用ガイドと、を
具備することを特徴とする。
【００２６】上記光マイクロカンチレバーホルダでは、
光マイクロカンチレバーを支持する光マイクロカンチレ
バー用ガイドと光マイクロカンチレバーに光学素子を支
持する光学素子用ガイドが形成されている。光マイクロ
カンチレバー用ガイドに光マイクロカンチレバーを、光
学素子用ガイドに光学素子をセットするだけで光マイク
ロカンチレバーと光学素子とをアライメントすることが
できる。
【００２７】また、上記目的を達成するために、請求項
１１に係る光マイクロカンチレバーは、片持ち梁状の光
導波路と、前記光導波路の自由端側に形成され、先端に
微小開口を有するチップ部からなり、前記光導波路は、
固定端側の光入射／出射端と、自由端と固定端の間に形
成され、固定端における前記光導波路の光軸に対して角
度を有するノーズ部と、前記光入射／出射端から伝播し
てきた伝播光を前記ノーズ部へ導き、または／および、
前記微小開口によって検出し、前記ノーズ部を伝搬した
光が、光入射／出射端に導くように反射する反射手段
と、を具備したことを特徴とする。
【００２８】また、請求項１２に係る光マイクロカンチ
レバーは、請求項１１に記載の光マイクロカンチレバー
において、前記光導波路は、前記ノーズ部の先に前記固
定端における前記光導波路と略平行に延伸したヘッド部
を有し、前記チップ部が前記ヘッド部に形成されている
ことを特徴とする。
【００２９】上記光マイクロカンチレバーは、ノーズ部
を設けることによって段差の大きな試料の測定に適し、
また、前記チップ部を形成しやすくなる。
【００３０】また、上記目的を達成するために、請求項
１３に係る光マイクロカンチレバーは、請求項１から請
求項３および請求項１１から請求項１２のいずれか記載
の光マイクロカンチレバーにおいて、前記チップ部と前
記反射手段との間に、レンズを有していることを特徴と
する。また、請求項１４に係る光マイクロカンチレバー
は、請求項１３に記載の光マイクロカンチレバーにおい
て、前記レンズが、凸レンズであることを特徴とする。
また、請求項１５に係る光マイクロカンチレバーは、請
求項１３に記載の光マイクロカンチレバーにおいて、前
記レンズがフレネルレンズであることを特徴とする。ま
た、請求項１６に係る光マイクロカンチレバーは、請求
項１３に記載の光マイクロカンチレバーにおいて、前記
レンズが、屈折率分布レンズであることを特徴とする。
【００３１】上記光マイクロカンチレバーでは、前記レ
ンズによって、前記微小開口にエネルギー密度の高い光
を導入させることができるため、前記微小開口から照射
される近視野光の強度を大きくすることができる。また
は／および、前記微小開口によって検出した光を、前記
レンズによってコリメートすることによって、検出光を
効率よく検出器に伝搬させることができる。
【００３２】また、上記目的を達成するために、請求項
１７に係る光マイクロカンチレバーは、請求項１から３
および請求項１１から１６のいずれか一つに記載の光マ
イクロカンチレバーにおいて、前記チップ部が前記光導
波路よりも高い屈折率を有する材料で形成されているこ
とを特徴とする。
【００３３】上記光マイクロカンチレバーでは、屈折率
の高い材料によってチップが構成されているため、前記
微小開口から照射または／および検出する近視野光の発
生効率または／および検出効率を高くすることができ
る。
【００３４】また、上記目的を達成するために、請求項
１８に係る光マイクロカンチレバーは、基部と、前記基
部に形成された片持ち梁状の光導波路と、先端に微小開
口を有し、前記片持ち梁の自由端側に形成されたチップ
部と、前記光導波路の固定端側に位置する光入射／出射
端と、前記基部上の前記光入射／出射端となる側に形成
され、前記光導波路への入射光または、前記光導波路か
らの出射光に作用する光学素子の位置決めを行う光学素
子用ガイドからなり、前記光入射／出射端が前記光学素
子用ガイド上に突出した形状となっていることを特徴と
する。
【００３５】上記光マイクロカンチレバーでは、前記光
入射／出射端が前記光学素子用ガイド上に突出している
ため、前記光入射／出射端と、光学素子との距離を短く
することができる。したがって、前記光導波路への入射
光または／及び前記光導波路からの出射光を効率よく導
入または／および検出することができる。また、上記目
的を達成するために、請求項１９に係る光マイクロカン
チレバーは、基部と、前記基部に形成された片持ち梁状
の光導波路と、前記光導波路の固定端側に位置する光入
射／出射端と、前記片持ち梁の自由端側に設けられ、先
端に微小開口を有するチップ部からなり、前記光入射／
出射端における散乱光が、前記チップ部の方向に伝搬し
ないような遮光手段を備えていることを特徴とする。ま
た、請求項２０に係る光マイクロカンチレバーは、請求
項１９に記載の光マイクロカンチレバーにおいて、前記
遮光手段が、前記基部および前記光導波路上に配置さ
れ、前記散乱光を遮光する壁であることを特徴とする。
また、請求項２１に係る光マイクロカンチレバーは、請
求項１９に記載の光マイクロカンチレバーにおいて、前
記遮光手段が、前記基部および前記光導波路上に形成さ
れた遮光剤と、前記遮光剤の上に形成された遮光フィル
ムからなり、前記遮光フィルムが、少なくとも前記光入
射／出射端を覆うように配置されていることを特徴とす
る。また、請求項２２に係る光マイクロカンチレバー
は、請求項１９に記載の光マイクロカンチレバーにおい
て、前記遮光手段が、前記基部および前記光導波路上に
配置された遮光フィルムと、前記遮光フィルムの端の少
なくとも一部を覆うように配置された遮光剤からなり、
前記遮光フィルムが、少なくとも前記入射／出射端を覆
うように配置されていることを特徴とする。また、請求
項２３に係る光マイクロカンチレバーは、請求項２１か
ら請求項２２のいずれか一つに記載の光マイクロカンチ
レバーにおいて、前記遮光フィルムが、可動であること
を特徴とする。
【００３６】上記光マイクロカンチレバーでは、前記遮
光手段によって、前記光入射／出射端における散乱光が
前記チップ部の方向に伝搬しないため、走査型近視野顕
微鏡における光学像のＳ／Ｎ比を向上させることができ
る。したがって、走査型近視野顕微鏡の走査速度を向上
させることができる。また、前記遮光フィルムが可動で
あるため、光学素子と前記導波路の光入射／出射端との
位置決めを観察しながら行うことができる。したがっ
て、精度良く、かつ、容易に光学素子の位置決めを行う
ことができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光マイクロカンチ
レバーとその製造方法および光マイクロカンチレバーホ
ルダについて、添付の図面を参照して詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１に係る
光マイクロカンチレバーの側断面図である。この光マイ
クロカンチレバー１０は、支持部１と、光導波路２と、
遮光膜３と、反射膜４と、先鋭化されたチップ部５と、
そのチップ部５の先端に形成された微小開口６と、ミラ
ー７と、から構成されている。なお、光マイクロカンチ
レバー１０では、支持部１が形成されている端を光入射
／出射端と言い、チップ部５が形成されている端を自由
端と言う。
【００３８】図１中Ｌで示す部分は、長さが例えば５０
〜１０００μｍ、幅は例えば１０〜１００μｍ、厚さが
例えば４〜１０μｍである。また、前記チップ部５の高
さは、例えば５〜１０μｍである。チップ部５の先端半
径は、ＡＦＭ用のカンチレバーのチップと同等で、５０
ｎｍ以下である。また、微小開口６のサイズは、１００
ｎｍ以下である。前記支持部１はシリコンやガラスや石
英系材料など、前記光導波路２は二酸化ケイ素やポリイ
ミドなど、前記遮光膜３はクロムやアルミやチタンな
ど、前記反射膜４は金やアルミなどの高反射率材料から
なる。なお、前記ミラー７は、前記反射膜４の一部であ
る。
【００３９】図示しない光源により放出された伝播光
は、前記光導波路２の光入射／出射端８から前記光導波
路２に入射する。前記ミラー７は、前記光入射／出射端
８から伝播してきた伝播光Ｈを前記微小開口６に導くよ
うに反射する。そして、前記微小開口６を通過しようと
する伝播光Ｈにより、微小開口６付近に近視野光が発生
する。このように、光マイクロカンチレバー１０では、
伝播光Ｈの光路を変更するためにミラー７を用いている
ので、伝播光を効率良く微小開口６に向けて反射するこ
とができ、伝播光の損失を低減することができる。
【００４０】次に、図２を用いて、上記光マイクロカン
チレバー１０の製造方法について説明する。まず、図２
（ａ）に示すように、シリコン基板５０を用意するが、
モールドが形成できればガラスや石英基板でも良い。次
に、図２（ｂ）に示すように、水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）やテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
（ＴＭＡＨ）を用いた異方性エッチングにより、シリコ
ン基板５０に段差を形成してモールドを作製する。次
に、図２（ｃ）に示すように、シリコン基板５０上に、
反射膜材料５１と導波路材料５２を堆積する。前記反射
膜材料５１は例えば金やアルミなどの高反射率材料であ
り、前記導波路材料５２は例えば二酸化ケイ素やポリイ
ミドなどである。
【００４１】次に、図２（ｄ）に示すように、導波路材
料５２上に、チップ部５となる個所にフォトレジスト材
料のマスク５３を形成する。そして、導波路材料５２
を、ドライエッチングまたはウェットエッチングを施す
ことにより、図中の点線に沿って除去する。これによ
り、図２（ｅ）に示すように、先鋭化されたチップ部５
が形成される。また、前記反射膜材料５１の不要な部分
はチップ形成とともに除去されてもよいし、後の工程で
除去されてもよい。次に、図２（ｆ）に示すように、シ
リコン基板５０と反射膜材料５１と導波路材料５２とを
覆うように、遮光膜材料５５を堆積する。前記遮光膜材
料５５は例えばクロムやアルミやチタンなどである。
【００４２】次に、図２（ｇ）に示すように、遮光膜材
料５５上に、フォトレジスト材料のマスク５６を形成す
る。そして、ドライエッチングまたはウェットエッチン
グを施すことにより、チップ部５の先端の遮光膜材料５
５を除去し、微小開口６（図２（ｈ）参照）を形成す
る。最後に、図２（ｈ）に示すように、光入射／出射端
となる側のシリコン基板５０を残し、自由端となる側の
シリコン基板５０をエッチングにより除去することで光
マイクロカンチレバー１０を形成する。
【００４３】前記チップ部５の先端の微小開口６は、導
波路材料５２を伝播する伝播光がシリコン基板５０の段
差に堆積されている反射膜材料５１において微小開口６
に向けて反射される位置に形成する。
【００４４】図３は、光マイクロカンチレバー１０を用
いた走査型近視野顕微鏡の構成図である。この走査型近
視野顕微鏡１０００は、光マイクロカンチレバー１０
と、光源５０９と、光源５０９からの伝播光を集光して
光マイクロカンチレバー１０の光導波路に照射するレン
ズ５１０と、試料５０１の下方に配置され光マイクロカ
ンチレバー１０の先端で発生した近視野光が散乱される
ことで得られる伝播光を反射するプリズム５０２と、プ
リズム５０２からの伝播光を集光するレンズ５０５と、
レンズ５０５により集光された伝播光を受光する光検出
部５０６と、を備えている。
【００４５】また、光マイクロカンチレバー１０の上方
には、レーザ光を発振するレーザ発振器５１２と、光マ
イクロカンチレバー１０の自由端において反射されたレ
ーザ光を反射するミラー５１３と、ミラー５１３におい
て反射されたレーザ光を受光して光電変換する上下２分
割した光電変換部５１１と、を備えている。更に、試料
５０１およびプリズム５０２を３次元的に移動制御する
微動機構５０３および粗動機構５０４と、これら微動機
構５０３および粗動機構５０４を駆動するサーボ機構５
０８と、装置全体を制御するコンピュータ５０７と、を
備えている。この走査型近視野顕微鏡１０００は、ダイ
ナミックモードまたはコンタクトモードの観察に適す
る。
【００４６】次に、走査型近視野顕微鏡１０００の動作
について説明する。レーザ発振器５１２から発振された
レーザ光は、光マイクロカンチレバー１０の自由端にお
いて反射される。光マイクロカンチレバー１０は、その
先端と試料５０１との間の原子間力によって変移する。
この変移と共に、光マイクロカンチレバー１０の自由端
において反射されたレーザ光の反射角度が振れ、この振
れを光電変換部５１１で検出する。
【００４７】光電変換部５１１により検出した信号は、
コンピュータ５０７に送られる。コンピュータ５０７
は、試料５０１に対する光マイクロカンチレバー１０の
アプローチや、表面の観察の際に光マイクロカンチレバ
ー１０の撓みが設定値を超えないように、サーボ機構５
０８により微動機構５０３および粗動機構５０４を制御
する。
【００４８】また、光源５０９から放出された伝播光
は、レンズ５１０により集光され、光マイクロカンチレ
バー１０の光導波路を介して微小開口に照射される。こ
れにより、光マイクロカンチレバー１０の微小開口付近
に近視野光が発生する。一方、プリズム５０２により反
射した試料５０１の光学的情報は、レンズ５０５により
集光され、光検出部５０６に導入される。コンピュータ
５０７は、光検出部５０６の信号を受け取り、その信号
から試料５０１の光学的情報を検出してトポ像や光学像
などを作成する。
【００４９】このように、上記実施の形態１による光マ
イクロカンチレバー１０によれば、ミラー７により、光
導波路２の光入射／出射端８から伝播してきた伝播光Ｈ
を微小開口６に導くように反射するから、伝播光Ｈを近
視野光に効率良く変換することができ、伝播光の損失を
低減することができる。また、チップ部５を鋭く、微小
開口を小さくできるので高解像度のトポ像や光学像を得
ることが可能となる。また、ミラー７から微小開口６ま
での距離が短いため、より伝播光の損失を低減すること
ができ、強度の大きな近視野光を発生することができ
る。また、全体的にサイズが小さいため、取り扱いが容
易である。
【００５０】また、上記実施の形態１による光マイクロ
カンチレバー１０の製造方法によれば、光入射／出射端
からの伝播光Ｈを微小開口６に導くように反射するミラ
ー７を形成することができるから、伝播光の損失が低減
された光マイクロカンチレバー１０を容易に製造するこ
とができる。また、図２に示した工程は、シリコンプロ
セスを用いたバッチ処理が可能なため、量産性や均一性
に優れた光マイクロカンチレバーを作成することができ
る。
【００５１】上記では、光導波路２が１層構造であるよ
うに図示したが、光導波路２を、屈折率の高いコアと屈
折率の低いクラッドからなる２層または３層またはコア
の周囲をクラッドで覆った構造とすることにより、伝播
光が外部へ漏れてしまうことを防止できる。また、光導
波路２の少なくとも一部が、屈折率の高いコアと屈折率
の低いクラッドからなる２層または３層またはコアの周
囲をクラッドで覆った構造であっても良い。光導波路２
の構造は、以下の実施の形態においても同様である。ま
た、上記では、ミラー７は光入射／出射端８から伝播し
てきた伝播光Ｈを微小開口６に導くように反射するよう
に説明したが、微小開口６から伝播してきた伝播光Ｈ
を、ミラー７により、光入射／出射端８に導くように反
射することも可能である。 （実施の形態２）図４は、本発明の実施の形態２に係る
光マイクロカンチレバーの側断面図である。この光マイ
クロカンチレバー２０では、光導波路２の光入射／出射
端８を伝播する伝播光の光軸に対して角度を有するノー
ズ部９が形成され、そのノーズ部９の先端にチップ部５
が形成されている。なお、これ以外の構成に関しては、
実施の形態１の上記光マイクロカンチレバー１０の構成
と同じであるため、その説明は省略する。
【００５２】前記ノーズ部９の長さは例えば１〜２００
μｍであり、光マイクロカンチレバー２０のこれ以外の
寸法は実施の形態１の上記光マイクロカンチレバー１０
の寸法と同じである。このようなノーズ部９を形成する
ためには、厚めのシリコン基板５０を用意して、図２
（ｂ）に形成した段差を長く形成すれば良く、それ以降
の製造工程は図２（ｃ）〜図２（ｈ）に示した製造工程
と同じである。この光マイクロカンチレバー２０を、図
３の走査型近視野顕微鏡１０００の光マイクロカンチレ
バー１０に代えて用いることができる。
【００５３】図示しない光源により発生された伝播光
は、前記光導波路２の光入射／出射端８から前記光導波
路２に入射される。前記ミラー７は、前記光入射／出射
端８から伝播してきた伝播光Ｈを前記微小開口６に導く
ように反射する。前記微小開口６を通過しようとする伝
播光Ｈにより、微小開口６付近に近視野光が発生する。
このように、光マイクロカンチレバー２０では、伝播光
Ｈの光路を変更するためにミラー７を用いているので、
伝播光を効率良く微小開口６に向けて反射することがで
き、伝播光の損失を低減することができる。
【００５４】このように、上記実施の形態２による光マ
イクロカンチレバー２０によれば、ミラー７により、光
導波路２の光入射／出射端８から伝播してきた伝播光Ｈ
を微小開口６に導くように反射するから、伝播光Ｈを効
率良く微小開口６に向けて反射することができ、伝播光
の損失を低減することができる。また、長いノーズ部９
を設けているため、大きな段差を有する試料の表面の観
察が可能となる。 （実施の形態３）図５は、本発明の実施の形態３に係る
光マイクロカンチレバーの側断面図である。この光マイ
クロカンチレバー３０は、支持部３１に、光ファイバを
支持するための光ファイバ用ガイド溝３２と、その光フ
ァイバ用ガイド溝３２と光導波路２の光入射／出射端８
との間に溝３３と、が形成されている。光ファイバ用ガ
イド溝３２は、例えばＶ溝である。なお、これ以外の構
成は実施の形態１の上記光マイクロカンチレバー１０の
構成と同じであるためその説明は省略する。なお、光フ
ァイバの他に光導波路に入射する光、または、光導波路
から出射する光に作用する光学素子は例えば、発光ダイ
オードや半導体レーザやレンズやビームスプリッターや
フォトダイオードなどがある。その場合、光ファイバ用
ガイド溝３２は、それぞれの素子の形態にあわせた光学
素子用ガイドとなる。
【００５５】図６は、光マイクロカンチレバー３０の光
ファイバ用ガイド溝３２に光ファイバ１３０を固定した
状態を示す。光ファイバ１３０からの伝播光は、光入射
／出射端８を介して光導波路２に入射され、光導波路２
により微小開口６に導かれる。なお、光マイクロカンチ
レバー３０に光ファイバ用ガイド溝３２を形成すること
により、交換時などにおいて、光マイクロカンチレバー
３０と光ファイバ１３０のアライメントの手間が省け
る。また、光入射／出射端８と光ファイバ用ガイド溝３
２との間に深い溝３３が形成されているために、従来邪
魔になっていた斜面（図１４参照）がなく、光ファイバ
１３０を光入射／出射端８に近づけることができる。こ
れにより、光ファイバ１３０と光導波路２とのカップリ
ングロスが低減されて、光導波路２に入射する伝播光の
強度が大きくなり、微小開口６からは強度の大きな近視
野光を発生させることができる。
【００５６】次に、図７および図８を用いて、上記光マ
イクロカンチレバー３０の製造方法について説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、シリコン基板７０を用
意するが、モールド形成ができればガラスや石英基板で
も良い。次に、図７（ｂ）に示すように、ＫＯＨやＴＭ
ＡＨを用いた異方性エッチングにより、シリコン基板７
０に２つの段差７１，７２と光ファイバ用ガイド溝３２
を形成してモールドを作製する。次に、図７（ｃ）に示
すように、シリコン基板７０上に、反射膜材料７４と導
波路材料７５を堆積する。前記反射膜材料７４は例えば
金やアルミなどの高反射率材料であり、前記導波路材料
７５は例えば二酸化ケイ素やポリイミドなどである。
【００５７】次に、図７（ｄ）に示すように、段差７１
上に堆積されている導波路材料７５を、ドライエッチン
グまたはウェットエッチングを施すことにより除去し、
先鋭化されたチップ部５を形成する。次に、図７（ｅ）
に示すように、シリコン基板７０と反射膜材料７４と導
波路材料７５とを覆うように、遮光膜材料７７を堆積す
る。また、ドライエッチングまたはウェットエッチング
を施すことにより、チップ部５の先端の遮光膜材料７７
を除去して微小開口６を形成する。次に、図７（ｆ）に
示すように、段差７２上の遮光膜材料７７と導波路材料
７５と反射膜材料７４とをドライエッチングまたはウェ
ットエッチングを施すことにより除去して光入射／出射
端８を形成する。
【００５８】次に、図８（ｇ）に示すように、光入射／
出射端８と光ファイバ用ガイド溝３２との間のシリコン
基板７０をドライエッチングまたはウェットエッチング
を施すことにより除去して、光ファイバ用ガイド溝７３
より深い溝３３を形成する。次に、図８（ｈ）に示すよ
うに、光ファイバ用ガイド溝３２上の反射膜材料７４と
導波路材料７５と遮光膜材料７７とをドライエッチング
またはウェットエッチングを施すことにより除去して、
光ファイバ用ガイド溝３２を露出する。最後に、図８
（ｉ）に示すように、光入射／出射端となる側のシリコ
ン基板７０を残し、自由端となる側のシリコン基板７０
をエッチングにより除去することで光マイクロカンチレ
バー３０を形成する。
【００５９】このように、上記実施の形態３による光マ
イクロカンチレバー３０によれば、光ファイバ用ガイド
溝３２を形成することにより、交換時などにおいて、光
マイクロカンチレバー３０と光ファイバ１３０のアライ
メントにかかる手間を省くことができる。また、光入射
／出射端８と光ファイバ用ガイド溝３２との間に深い溝
３３が形成されているために、光ファイバ１３０を光入
射／出射端８に近づて、光導波路２にカップリングロス
が低減された強度の大きな伝播光を入射させることがで
き、微小開口６から強度の大きな近視野光を発生させる
ことができる。
【００６０】この光マイクロカンチレバー３０を、図３
の走査型近視野顕微鏡１０００の光マイクロカンチレバ
ー１０に代えて用いることができる。この場合は、レン
ズ５１０で集光した伝播光を、光ファイバを介して、光
マイクロカンチレバー３０の光導波路に導くことにな
る。
【００６１】また、上記実施の形態３による光マイクロ
カンチレバー３０の製造方法によれば、光入射／出射端
８と光ファイバ用ガイド溝３２との間に深い溝３３が形
成されている光マイクロカンチレバー３０を容易に製造
することができる。また、図７および図８に示した製造
工程は、シリコンプロセスを用いたバッチ処理が可能な
ため、量産性や均一性に優れた光マイクロカンチレバー
を作成することができる。 （実施の形態４）図９は、本発明の実施の形態４に係る
光マイクロカンチレバーホルダの模式図である。この光
マイクロカンチレバーホルダ４０では、シリコンやステ
ンレスやプラスチック製の基板４１に、Ｖ字型のガイド
溝４２とガイド溝４３が形成されている。なお、ガイド
溝４３は、ガイド溝４２より深い。
【００６２】図１０および図１１は、上記光マイクロカ
ンチレバーホルダ４０に、実施の形態１の光マイクロカ
ンチレバー１０および光ファイバ１３０をセットした状
態を示す。図１０では、ガイド溝４２に光マイクロカン
チレバー１０の光導波路がセットされ、ガイド溝４３に
光ファイバ１３０がセットされている。一方、図１１で
は、ガイド溝４２に光ファイバ１３０がセットされ、ガ
イド溝４３に光マイクロカンチレバー１０の支持部１が
セットされている。なお、図１１に示した状態では、光
マイクロカンチレバー１０のチップ部が光マイクロカン
チレバーホルダ４０と反対側に位置しているので、試料
とチップ部との間に基板４１が存在しない分、チップ部
を試料表面に接近させることが図１０に示した状態より
も容易である。なお、なお、光ファイバ１３０の他に光
導波路に入射する光、または、光導波路から出射する光
に作用する光学素子は、例えば、発光ダイオードや半導
体レーザやレンズやビームスプリッターやフォトダイオ
ードなどがある。その場合、ガイド溝４２または、ガイ
ド溝４３はそれぞれの素子の形態にあわせた光学素子用
ガイドとなる。
【００６３】このように、上記実施の形態４による光マ
イクロカンチレバーホルダ４０によれば、２つのガイド
溝を設け、一方のガイド溝に光マイクロカンチレバーを
セットし、他方のガイド溝に光ファイバをセットするこ
とにより、交換時などに、光マイクロカンチレバーと光
ファイバのアライメントにかかる手間を省くことができ
る。 （実施の形態５）図１５は、本発明の実施の形態５に係
る光マイクロカンチレバー８０の構成図である。光マイ
クロカンチレバー８０は、本発明の実施の形態２で説明
した光マイクロカンチレバー２０におけるノーズ部９の
先に、ヘッド部８１を有している。ヘッド部８１は、チ
ップ部５を有している。チップ部５の先端には、微小開
口６が形成されている。ヘッド部８１の長さは、１０〜
１００μｍである。なお、これ以外の構成に関しては、
実施の形態１の上記光マイクロカンチレバー１０の構成
と同じであるため、その説明は省略する。
【００６４】図示しない光源により発生した伝播光は、
光入射／出射端８から光導波路２に入射される。ミラー
７は、光入射／出射端８から伝播してきた伝播光Ｈをヘ
ッド部８１に導くように反射する。ヘッド部８１に導か
れた伝播光のうち微小開口６を通過しようとする成分に
より、微小開口６付近に近視野光が発生する。このよう
に、光マイクロカンチレバー２０では、伝播光Ｈの光路
を変更するためにミラー７を用いているので、伝播光を
効率良く微小開口６に向けて反射することができ、伝播
光の損失を低減することができる。
【００６５】図１６は、光マイクロカンチレバー８０の
製造方法を説明する図である。ヘッド部８１を有する光
カンチレバー８０の製造方法は、図１６（ａ）に示すよ
うに、シリコン基板５０に形成した段差に反射膜材料５
１および導波路材料52を堆積する。次に、図１６（ｂ）
に示すように、シリコン基板５０に形成した段差の上側
にマスク５３を形成し、ウエットエッチングによって、
チップ部５を形成する。それ以降の製造工程は図２
（ｅ）〜図２（ｈ）に示した製造工程と同じである。こ
の光マイクロカンチレバー８０を、図３の走査型近視野
顕微鏡１０００の光マイクロカンチレバー１０に代えて
用いることができる。
【００６６】以上説明したように、光マイクロカンチレ
バー８０によれば、実施の形態２で説明した効果の他
に、製造工程において、チップ部５をシリコン基板５０
に形成した段差の上側に形成できるため、フォトリソグ
ラフィーにおけるフォトマスクの形状を正確に転写する
ことができる効果がある。したがって、光マイクロカン
チレバー８０のチップ部５の形状制御性が良い。 （実施の形態６）図１７は、本発明の実施の形態６に係
る光マイクロカンチレバー９０の構成図である。光マイ
クロカンチレバー９０のチップ部５は、光導波路２を構
成する材料よりも高い屈折率を有するチップ材料９１か
らなっており、光導波路２とチップ材料９１の界面に、
レンズ９２が設けられている。レンズ９２は、図１７に
示すような凸レンズやフレネルレンズなどである。ま
た、光マイクロカンチレバー９０は、支持部１上に光導
波路２が直接形成されている。光マイクロカンチレバー
９０は、光マイクロカンチレバー１０と同様に、支持部
１と光導波路２との間に、反射膜７が形成されていても
良い。支持部１と光導波路２間の反射膜７の有無は、前
述の実施の形態および後述の実施の形態においても同様
である。なお、これ以外の構成は、光マイクロカンチレ
バー１０と同じであるため、説明を省略する。
【００６７】図１８は、光マイクロカンチレバー９０の
製造工程を説明した図である。図２（ａ）〜（ｂ）で説
明した方法によって、段差を形成したシリコン基板５０
上に、図１８（ａ）に示すように、導波路材料５２を堆
積する。次に、図１８（ｂ）に示すように、研磨、研
削、エッチング等の方法によって、導波路材料５２を平
坦化する。次に、図１８（ｃ）に示すように、フォトレ
ジストをはじめとするマスク５８を形成し、ウエットエ
ッチングなどの方法によって、導波路材料に凸レンズを
形成するための凹形状を形成する。次に、図１８（ｄ）
に示すように、チップ材料９１をＣＶＤ、スパッタ、ス
ピンコートなどの方法によって堆積し、チップ部５を形
成する位置に、マスク５３を形成し、ウエットエッチン
グやドライエッチングなどの等方性エッチングによっ
て、チップ材料９１からなるチップ部５を形成する。な
お、図１８（ｃ）で説明した工程において、導波路材料
５２上に、フレネルレンズの形状を形成することによっ
て、チップ部５と光導波路２の界面にフレネルレンズを
形成することができる。また、図１８（ｃ）で説明した
工程において、導波路材料５２にイオン注入などの方法
によって、導波路材料５２の表面近傍に屈折率分布を持
たせることによって、屈折率分布レンズを形成すること
ができる。これ以後の工程は、図２（ｅ）〜(ｈ)で説明
した製造方法と同じであるため、説明を省略する。最後
に、図２（ｈ）で説明した工程の後、支持部１側から、
スパッタや真空蒸着などの方法によって、反射膜７を形
成する。
【００６８】図１７において、図示しない光源により発
生した伝播光は、光入射／出射端８から光導波路２に入
射される。ミラー７は、光入射／出射端８から伝播して
きた伝播光Ｈをレンズ９２に導くように反射する。伝搬
光Ｈは、レンズ９２によって微小開口６近傍で集光さ
れ、微小開口６を通過しようとする伝播光Ｈにより、微
小開口６付近に近視野光が発生する。このように、光マ
イクロカンチレバー８０では、レンズ９２による集光に
よって高エネルギー密度の光を微小開口６に導入するこ
とができるため、微小開口６から照射される近視野光の
強度を大きくすることができる。
【００６９】この光マイクロカンチレバー９０を、図３
の走査型近視野顕微鏡１０００の光マイクロカンチレバ
ー１０に代えて用いることができる。
【００７０】以上説明したように、光マイクロカンチレ
バー９０によれば、実施の形態１で説明した効果の他
に、微小開口６から照射される近視野光の強度を光マイ
クロカンチレバー１０よりも大きくできるため、走査型
近視野顕微鏡１０００で取得される光信号のＳ／Ｎ比が
向上する。したがって、走査型近視野顕微鏡１０００の
走査速度を大きくすることができる。 （実施の形態７）図１９は、本発明の実施の形態７に係
る光マイクロカンチレバー１００の側断面図である。こ
の光マイクロカンチレバー１００は、支持部３１に、光
ファイバを支持するための光ファイバ用ガイド溝３２が
形成され、光導波路２は、光ファイバー用ガイド溝３２
上に飛び出した突出部７７７を有している。光ファイバ
用ガイド溝３２は、例えばＶ溝である。なお、これ以外
の構成は実施の形態１の光マイクロカンチレバー１０の
構成と同じであるためその説明は省略する。なお、光フ
ァイバの他に光導波路に入射する光、または、光導波路
から出射する光に作用する光学素子は例えば、発光ダイ
オードや半導体レーザやレンズやビームスプリッターや
フォトダイオードなどがある。その場合、光ファイバ用
ガイド溝３２は、それぞれの素子の形態にあわせた光学
素子用ガイドとなる。
【００７１】図２０は、光マイクロカンチレバー１００
の光ファイバ用ガイド溝３２に光ファイバ１３０を固定
した状態を示す。光ファイバ１３０からの伝播光は、光
入射／出射端８を介して光導波路２に入射し、光導波路
２により微小開口６に導かれる。なお、光マイクロカン
チレバー１００に光ファイバ用ガイド溝３２を形成する
ことにより、光マイクロカンチレバー１００の交換時な
どにおいて、光マイクロカンチレバー１００と光ファイ
バ１３０のアライメントの手間が省ける。また、光入射
／出射端８が突出部７７７によって、従来邪魔になって
いた斜面（図１４参照）上に位置しているために、光フ
ァイバ１３０を光入射／出射端８に近づけることができ
る。これにより、光ファイバ１３０と光導波路２とのカ
ップリングロスが低減されて、光導波路２に入射する伝
播光の強度が大きくなり、微小開口６からは強度の大き
な近視野光を発生させることができる。
【００７２】図２１および図２２は、光マイクロカンチ
レバー１００の突出部７７７を形成する方法を説明した
図である。図２（ａ）〜（ｅ）で説明した方法によっ
て、図２１（ａ）に示す状態まで工程を進める。なお、
反射膜７が光導波路２と支持部１との間に無い場合は、
反射膜材料５１を堆積せずに、工程を進めればよい。以
下では、反射膜７が光導波路２と支持部１との間に無い
場合について説明する。次に、フォトリソグラフィーと
異方性ドライエッチングによって、導波路材料５２を図
２１（ｂ）に示すようにパターニングする。次に、マス
ク材１０１を図２１（ｃ）に示すように形成する。マス
ク材１０１は、例えば、窒化珪素や二酸化珪素である。
図２１(ｃ)中点線で囲んだ部分の拡大上面図を図２２
（ａ）に、図２２（ａ）のＡ−Ａ’で示す断面図を図２
２（ｂ）に示す。次に、ＴＭＡＨやＫＯＨによる結晶異
方性ウエットエッチングによって、図２１（ｄ）に示す
ように光ファイバー用ガイド溝３２を形成し、同時に、
光導波路２からなるカンチレバーのリリースを行う。図
２１（ｄ）中、点線で囲んだ部分の拡大上面図を図２２
（ｃ）に、図２２（ｃ）のＡ−Ａ’で示す断面図を図２
２（ｄ）に示す。図２２（ａ）に示すようにマスク材１
０１をパターニングし、結晶異方性エッチングを行うこ
とによって、突出部７７７を形成することができる。次
に、図２１（ｅ）に示すように、遮光膜材料５５および
反射膜材料５１をスパッタや真空蒸着によって形成し、
チップ部５の先端に微小開口を形成する。最後に、光フ
ァイバー用溝３２の不要な部分を取り除くことによっ
て、光マイクロカンチレバー１００を形成することがで
きる。図２３は、光ファイバー用溝３２の上面図であ
る。図２２（ｃ）で説明した光ファイバー用溝３２のパ
ターンの他に、図２２（ａ）のマスク材１０１のパター
ンを変えることによって、図２３（ａ）や図２３（ｂ）
のような光ファイバー用溝３２を、図２１（ｄ）で説明
した工程によって形成することができる。図２３（ａ）
に示す構造によれば、光ファイバー用溝３２の不要な部
分を取り除く必要がないため、工程が簡略化できる。ま
た、図２３（ｂ）に示す構造によれば、図中Ｙで示す部
分がガイドとなるため、光ファイバーを光ファイバー用
溝３２に導入しやすくなる。
【００７３】この光マイクロカンチレバー１００を、図
３の走査型近視野顕微鏡１０００の光マイクロカンチレ
バー１０に代えて用いることができる。
【００７４】以上説明したように、本発明の光マイクロ
カンチレバー１００によれば、光ファイバー用ガイド溝
３２を形成する工程だけで、実施の形態３で述べた効果
を得ることができる。したがって、製造工程を簡略化す
ることができるため、安価な光マイクロカンチレバー１
００を提供することができる。また、図２３（ｂ）に示
す構造によれば、光ファイバーを容易にセットすること
ができるため、取扱が簡単になる。 （実施の形態８）図２４は、本発明の実施の形態８に係
る光マイクロカンチレバーへの光導入部の構成図であ
る。
【００７５】光マイクロカンチレバーの光導入部は、支
持部１上に形成された光導波路２のコア２ａとクラッド
２ｂと、光導波路２に光を導入するための光伝搬体のコ
ア１１０とクラッド１１１からなる。コア２ａとコア１
１０は、Ｌ１の長さで接触している。コア２ａとコア１
１０の間隔は、数１０〜数１００ｎｍである。Ｌ１の長
さは、５００〜３０００μｍである。図には示していな
い光源から伝搬光Ｈをコア１１０に導入すると、Ｌ１の
部分でコア１１０からの浸み出し光がコア２ａに結合す
る。したがって、コア２ａ中を伝搬光Ｈが伝搬すること
ができる。図２４（ｂ）は、図２４（ａ）の状態におけ
る斜視図である。簡単のため、コア２ａおよびコア１１
０のみを示している。コア２ａの幅Ｗ１は、５〜１００
μｍであり、コア１１０の幅Ｗ２は、Ｗ１よりも小さ
く、３〜５０μｍである。したがって、通常のマイクロ
メータの精度によって高い結合効率でコア２ａに光を導
入することができる。
【００７６】また、図２４（ｃ）に示すように、コア１
１０の厚さを徐々に薄くした場合、図２４（ａ）に示す
光導入部よりも高い結合効率を得ることができる。
【００７７】以上説明したように、本発明の実施の形態
８に係る光導入部によれば、簡単に、高い結合効率を有
する光導入部を得ることができる。 （実施の形態９）図２５は、本発明の実施の形態９に係
る光マイクロカンチレバー２００の構成図である。光マ
イクロカンチレバー２００は、光マイクロカンチレバー
１００の構成要素の他に、遮光壁７５８を有している。
遮光壁７５８は、シリコーンゴムをはじめとする樹脂や
粘土からなる。遮光壁７５８の高さは、数１００μｍ〜
数ｍｍであり、厚さは、数１０μｍ〜数ｍｍである。
【００７８】この光マイクロカンチレバー２００を、図
３の走査型近視野顕微鏡１０００の光マイクロカンチレ
バー１０に代えて用いることができる。
【００７９】遮光壁７５８によって、光ファイバー１３
０と光導波路２との結合部で生じる散乱光を、チップ部
５の方向に漏れないようにすることが可能である。した
がって、光マイクロカンチレバー１０００によれば、走
査型近視野顕微鏡において、Ｓ／Ｎ比の高い光学像を得
ることができる。また、測定試料が蛍光物質の場合、ブ
リーチングをはじめとする試料の損傷を防ぐことができ
る。さらに、Ｓ／Ｎ比の高い光信号を得られることか
ら、走査型近視野顕微鏡の走査速度を大きくすることが
できる。 （実施の形態１０）図２６は、本発明の実施の形態１０
に係る光マイクロカンチレバー３００の構成図である。
光マイクロカンチレバー３００は、光マイクロカンチレ
バー１００の構成要素の他に、遮光材７５９と遮光フィ
ルム７６０を有している。遮光材７５９は、遮光膜３上
に形成されている。遮光フィルム７６０は、遮光材７５
９によって固定され、遮光フィルム７６０の他端は、光
ファイバー１３０の出射端を覆っている。
【００８０】遮光材７５９は、シリコーンゴムをはじめ
とする樹脂や粘土からなる。遮光フィルム７６０は、ア
ルミニウムや銅などの金属やシリコーンゴムをはじめと
する樹脂からなる。遮光材７５９の厚さは、数１０μｍ
〜１ｍｍ程度である。遮光フィルム７６０の厚さは、数
１０〜数１００μｍである。したがって、遮光フィルム
７６０は、塑性変形または／および弾性変形によって、
移動可能である。
【００８１】この光マイクロカンチレバー３００を、図
３の走査型近視野顕微鏡１０００の光マイクロカンチレ
バー１０に代えて用いることができる。
【００８２】光マイクロカンチレバー３００によれば、
薄い遮光材７５９と遮光フィルム７６０によって実施の
形態９で述べた効果を得られる。したがって、光マイク
ロカンチレバー３００は、光マイクロカンチレバー２０
０よりも薄型化が可能である。また、遮光フィルム７６
０が可動なため、光ファイバー１３０の位置決めを行う
ときは、光入射／出射端８が見える状態にすることがで
きる。したがって、光ファイバー１３０の位置決めを正
確に行うことができる。 （実施の形態１１）図２７は、本発明の実施の形態１０
に係る光マイクロカンチレバー４００の構成図である。
光マイクロカンチレバー４００は、光マイクロカンチレ
バー１００の構成要素の他に、遮光材７５９と遮光フィ
ルム７６０を有している。遮光フィルム７６０は、遮光
材７５９によって遮光膜３上に直接固定されている。
【００８３】遮光材７５９は、シリコーンゴムをはじめ
とする樹脂や粘土からなる。遮光フィルム７６０は、ア
ルミニウムや銅などの金属やシリコーンゴムをはじめと
する樹脂からなる。遮光材７５９の厚さは、数１０μｍ
〜１ｍｍ程度である。遮光フィルム７６０の厚さは、数
１０〜数１００μｍである。
【００８４】この光マイクロカンチレバー４００を、図
３の走査型近視野顕微鏡１０００の光マイクロカンチレ
バー１０に代えて用いることができる。
【００８５】光マイクロカンチレバー４００によれば、
実施の形態１１でのべた効果の他に、薄い遮光フィルム
７６０を薄い遮光材７５９によって固定しているため、
実施の形態１０で説明した光マイクロカンチレバー３０
０よりも小型化が可能である。また、遮光材７５９が、
直接空気と接触するため、遮光材７５９の乾燥が容易で
あるため、遮光フィルム７６０の固定を短時間で行うこ
とができる。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る光
マイクロカンチレバーによれば、光入射／出射端からの
伝播光を微小開口に導くように反射し、または微小開口
からの伝播光を光入射／出射端に導くように反射する反
射手段を設けるため、近視野光を生成するための伝播光
の損失を低減することができる。
【００８７】また、請求項２に係る光マイクロカンチレ
バーによれば、光入射／出射端を通過する伝播光の光軸
に対して角度を有する部分を設けているため、大きな段
差を有する試料の表面の観察が可能となる。
【００８８】また、請求項３に係る光マイクロカンチレ
バーによれば、光導波路が、コアと、そのコアの一方側
または両側またはコアの周囲に堆積されたクラッドとか
らなるため、光導波路を伝播する伝播光は外部に漏れな
くなり、また、伝播光が全反射条件で光導波路内を伝播
するため、伝播光を効率良く伝播することができる。
【００８９】また、請求項４に係る光マイクロカンチレ
バーによれば、光導波路上に、チップ部が形成されてい
る側に遮光膜を設け、チップ部が形成されている側の反
対側に反射膜を設けているため、光導波路を伝播する伝
播光は外部に漏れなくなり、伝播光を効率良く伝播する
ことができる。
【００９０】また、請求項５に係る光マイクロカンチレ
バーの製造方法によれば、基板に、所定の角度の段差を
形成する段差形成工程と、基板上に反射膜を堆積する反
射膜堆積工程と、その反射膜上に光導波路を堆積する光
導波路堆積工程と、反射膜と光導波路とを加工してチッ
プ部を形成するチップ部形成工程と、光導波路の上に遮
光膜を堆積する遮光膜堆積工程と、チップ部の先端に微
小開口を形成する微小開口形成工程と、光入射／出射端
となる側の基板を残して自由端となる側の基板を除去す
ることにより支持部を形成する支持部形成工程とを含む
ため、伝播光の損失を低減させた、量産性や均一性に優
れた光マイクロカンチレバーを容易に製造することがで
きる。
【００９１】また、請求項６に係る光マイクロカンチレ
バーの製造方法によれば、段差形成工程で形成した段差
の角度を、反射膜堆積工程で堆積した反射膜により光入
射／出射端から伝播してきた伝播光を微小開口に導くこ
とができる角度、または微小開口から伝播してきた伝播
光を光入射／出射端に導くことができる角度としたた
め、近視野光を生成するための伝播光を効率良く反射す
ることができ、伝播光の損失を低減させた光マイクロカ
ンチレバーを容易に製造することができる。
【００９２】また、請求項７に係る光マイクロカンチレ
バーによれば、光導波路の光入射／出射端と光学素子用
ガイドとの間に溝を形成することにより、光学素子を光
入射／出射端に近づて、伝播光の損失を低減させること
ができるので、強度の大きな近視野光を発生させること
ができる。
【００９３】また、請求項８に係る光マイクロカンチレ
バーの製造方法によれば、基板に、少なくとも光導波路
の光入射／出射端となる個所付近に段差を形成する段差
形成工程と、基板に、光学素子用のガイドを形成するガ
イド形成工程と、基板上に光導波路を堆積する光導波路
堆積工程と、段差形成工程で段差を形成した個所の光導
波路を除去して光導波路の光入射／出射端を形成する入
射端形成工程と、光入射／出射端と光学素子用のガイド
との間の基板を加工して溝を形成する溝形成工程と、光
学素子用のガイド上の光導波路を除去して光学素子用の
ガイドを露出する光学素子用ガイド露出工程と、光入射
／出射端となる側の基板を残して自由端となる側の基板
を除去することにより支持部を形成する支持部形成工程
とを含むため、伝播光の損失を低減させた、量産性や均
一性に優れた光マイクロカンチレバーを容易に製造する
ことができる。
【００９４】また、請求項９に係る光マイクロカンチレ
バーの製造方法によれば、基板に、少なくとも光導波路
の光入射／出射端となる個所付近に段差を形成する段差
形成工程と、基板に、光学素子用のガイド形成する光学
素子用ガイド形成工程と、基板上に反射膜を堆積する反
射膜堆積工程と、反射膜上に光導波路を堆積する光導波
路堆積工程と、光導波路を加工してチップ部を形成する
チップ部形成工程と、光導波路上に遮光膜を堆積する遮
光膜堆積工程と、チップ部の先端に微小開口を形成する
微小開口形成工程と、前記段差形成工程で段差を形成し
た個所の前記遮光膜と前記光導波路と前記反射膜とを除
去して光導波路の光入射／出射端を形成する入射端形成
工程と、前記光入射／出射端と前記光学素子用のガイド
との間の前記基板を加工して溝を形成する溝形成工程
と、前記光学素子用のガイド上の前記遮光膜と前記光導
波路と前記反射膜とを除去して前記光学素子用のガイド
を露出する光学素子用ガイド露出工程と、光入射／出射
端となる側の前記基板を残して自由端となる側の前記基
板を除去することにより支持部を形成する支持部形成工
程とを含むので、光学素子とのアライメントが容易で、
量産性や均一性に優れた光マイクロカンチレバーを得る
ことができる。
【００９５】また、請求項１０に係る光マイクロカンチ
レバーホルダによれば、光マイクロカンチレバーを支持
する光マイクロカンチレバー用ガイドと光マイクロカン
チレバーに光を入射させるための光学素子を支持する光
学素子用ガイドが形成されているため、光マイクロカン
チレバー用ガイドに光マイクロカンチレバーを、光学素
子用ガイドに光学素子をセットするだけで光マイクロカ
ンチレバーと光学素子をアライメントすることができ、
アライメントにかかる手間を省けることが可能となる。
【００９６】また、請求項１１に係る光マイクロカンチ
レバーによれば、前記ノーズ部によって、大きな段差を
有する試料の表面観察が可能となる。さらに、請求項１
２に係る光マイクロカンチレバーによれば、平坦なヘッ
ド部にチップ部を形成することができるため、チップ部
の形成が容易となる。
【００９７】また、請求項１３から請求項１６に係る光
マイクロカンチレバーによれば、レンズによって、エネ
ルギー密度の高い光を微小開口に導くことができるため
微小開口から照射される近視野光の強度を大きくするこ
とができる。また、微小開口によって検出した光をレン
ズによってコリメートすることができるため、効率よく
検出光を検出器に導くことができる。
【００９８】また、請求項１７に係る光マイクロカンチ
レバーによれば、屈折率の高い材料によってチップが構
成されているため、前記微小開口から照射または／およ
び検出する近視野光の発生効率または／および検出効率
を高くすることができる。
【００９９】したがって、走査型近視野顕微鏡におい
て、光像のS/N比が大きくなり、走査速度を大きくする
ことができる。また、近視野光の発生および／または検
出効率が大きいため、加工や分析といった応用分野に適
した光マイクロカンチレバーを提供できる。
【０１００】また、請求項１８に係る光マイクロカンチ
レバーによれば、光入射／出射端が光学素子用ガイド上
に突出しているため、光入射／出射端と、光学素子との
距離を短くすることができる。したがって、光導波路へ
の入射光または／及び光導波路からの出射光を効率よく
導入または／および検出することができる。
【０１０１】また、請求項１９から請求項２３に係る光
マイクロカンチレバーによれば、遮光手段によって、光
入射／出射端における散乱光がチップ部の方向に伝搬し
ないため、走査型近視野顕微鏡における光学像のＳ／Ｎ
比を向上させることができる。したがって、走査型近視
野顕微鏡の走査速度を向上させることができる。また、
遮光フィルムが可動であるため、光学素子と光導波路の
光入射／出射端との位置決めを観察しながら行うことが
できる。したがって、精度良く、かつ、容易に光学素子
の位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光マイクロカンチ
レバーを示す側断面図である。
【図２】図１の光マイクロカンチレバーの製造工程を示
す説明図である。
【図３】図１の光マイクロカンチレバーを用いた走査型
近視野顕微鏡を示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る光マイクロカンチ
レバーを示す側断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る光マイクロカンチ
レバーを示す側断面図である。
【図６】図５の光マイクロカンチレバーの光学素子用ガ
イドに光ファイバをセットした状態を示す説明図であ
る。
【図７】図５の光マイクロカンチレバーの製造工程を示
す説明図である。
【図８】図５の光マイクロカンチレバーの製造工程を示
す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る光マイクロカンチ
レバーホルダを示す模式図である。
【図１０】図９の光マイクロカンチレバーホルダに光マ
イクロカンチレバーと光ファイバをセットした状態を示
す説明図である。
【図１１】図９の光マイクロカンチレバーホルダに光マ
イクロカンチレバーと光ファイバをセットした状態を示
す説明図である。
【図１２】従来の光ファイバプローブを示す側断面図で
ある。
【図１３】光ファイバガイド溝を有する従来の光マイク
ロカンチレバーを示す側断面図である。
【図１４】図１３の光マイクロカンチレバーの光ファイ
バ用ガイドに光ファイバをセットした状態を示す説明図
である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る光マイクロカン
チレバーを示す構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る光マイクロカン
チレバーの製造方法を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る光マイクロカン
チレバーを示す構成図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に係る光マイクロカン
チレバーの製造方法を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態７に係る光マイクロカン
チレバーを示す構成図である。
【図２０】図１９の光マイクロカンチレバーに光ファイ
バーを固定した状態を示す図である。
【図２１】図１９の光マイクロカンチレバーの突出部を
形成する方法を示す図である。
【図２２】図１９の光マイクロカンチレバーの突出部を
形成する方法を示す図である。
【図２３】図１９の光マイクロカンチレバーの光ファイ
バー用溝のパターンを示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態８に係る光マイクロカン
チレバーへの光導入部を示す構成図である。
【図２５】本発明の実施の形態９に係る光マイクロカン
チレバーを示す構成図である。
【図２６】本発明の実施の形態１０に係る光マイクロカ
ンチレバーを示す構成図である。
【図２7】本発明の実施の形態１１に係る光マイクロカ
ンチレバーを示す構成図である。
【符号の説明】
１ 支持部 ２ 光導波路 ３ 遮光膜 ４ 反射膜 ５ チップ部 ６ 微小開口 ７ ミラー ８ 光入射／出射端 ９ ノーズ部 １０ 光マイクロカンチレバー ２０，３０，８０，９０，１００，２００，３００，４
００ 光マイクロカンチレバー ３１ 支持部 ３２ ファイバー用ガイド溝 ３３ 溝 ４１ 基板 ４２，４３ ガイド溝 ５０ シリコン基板 ５１ 反射膜材料 ５２ 導波路材料 ５３ マスク ５５ 遮光膜材料 ５６ マスク ５８ フォトレジスト ７０ シリコン基板 ７１，７２ 段差 ７４ 反射膜材料 ７５ 導波路材料 ７７ 遮光膜材料 ８１ ヘッド部 ９１ チップ材料 ９２ レンズ １３０ 光ファイバー ５０１ 試料 ５０２ プリズム ５０３ 微動機構 ５０４ 粗動機構 ５０５ レンズ ５０６ 光検出部 ５０７ コンピュータ ５０８ サーボ機構 ５０９ 光源 ５１０ レンズ ５１１ 光電変換部 ５１２ レーザ発振器 ５１３ ミラー ７５８ 遮光壁 ７５９ 遮光剤 ７６０ 遮光フィルム １０００ 走査型近視野顕微鏡
フロントページの続き (72)発明者 光岡 靖幸 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 大海 学 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 笠間 宣行 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 市原 進 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 千葉 徳男 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB01 DD04 FF00 GG04 GG06 GG07 LL02 LL04 LL12 LL46 2F069 AA60 AA66 CC06 DD26 DD30 GG04 GG07 GG62 HH05 JJ12 LL04 MM34 MM38

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロ
    カンチレバーにおいて、 光入射／出射端と自由端とを有し、伝播光を伝播する光
    導波路と、 前記自由端に形成され、先端に微小開口が設けられたチ
    ップ部と、前記光入射／出射端から伝播してきた伝播光
    を前記微小開口に導くように反射し、または前記微小開
    口から伝播してきた伝播光を前記光入射／出射端に導く
    ように反射する反射手段と、を具備したことを特徴とす
    る光マイクロカンチレバー。
  2. 【請求項２】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロ
    カンチレバーにおいて、 光入射／出射端と自由端と、かつ前記光入射／出射端を
    通過する伝播光の光軸に対して角度を有するノーズ部分
    とを有し、伝播光を伝播する光導波路と、 前記自由端に形成され、先端に微小開口が設けられたチ
    ップ部と、前記光入射／出射端から伝播してきた伝播光
    を前記微小開口に導くように反射し、または前記微小開
    口から伝播してきた伝播光を前記光入射／出射端に導く
    ように反射する反射手段と、を具備したことを特徴とす
    る光マイクロカンチレバー。
  3. 【請求項３】 前記光導波路の少なくとも一部は、コア
    と、そのコアの一方側または両側またはコアの周囲に堆
    積されたクラッドとからなることを特徴とする請求項１
    から請求項２および請求項１１から請求項１２のいずれ
    かに記載の光マイクロカンチレバー。
  4. 【請求項４】 前記光導波路上に、前記チップ部が形成
    されている側に遮光膜を設け、前記チップ部が形成され
    ている側の反対側に反射膜を設けたことを特徴とする請
    求項１から請求項３および請求項１１から請求項１２の
    いずれかに記載の光マイクロカンチレバー。
  5. 【請求項５】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロ
    カンチレバーの製造方法において、 基板に、光導波路の型とする段差形成工程と、 前記基板上に反射膜を堆積する反射膜堆積工程と、 前記反射膜上に光導波路を堆積する光導波路堆積工程
    と、 前記光導波路を加工してチップ部を形成するチップ部形
    成工程と、 前記光導波路上に遮光膜を堆積する遮光膜堆積工程と、 前記チップ部の先端に微小開口を形成する微小開口形成
    工程と、 光入射／出射端となる側の前記基板を残して自由端とな
    る側の前記基板を除去することにより支持部を形成する
    支持部形成工程と、を含むことを特徴とする光マイクロ
    カンチレバーの製造方法。
  6. 【請求項６】 前記段差形成工程で形成した前記段差の
    角度を、前記反射膜堆積工程で堆積した前記反射膜によ
    り前記光入射／出射端から伝播してきた伝播光を微小開
    口に導くことができる角度、または前記微小開口から伝
    播してきた伝播光を前記光入射／出射端に導くことがで
    きる角度とすることを特徴とする請求項５に記載の光マ
    イクロカンチレバー製造方法。
  7. 【請求項７】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロ
    カンチレバーにおいて、光導波路からなる片持ち梁と、
    前記片持ち梁の支持部と、前記光導波路の光入射／出射
    端と自由端とを有し、前記支持部に形成され、前記光導
    波路への入射光または、前記光導波路からの出射光に作
    用する光学素子の位置決めを行う光学素子用ガイドと、
    前記光入射／出射端と前記光学素子用ガイドとの間に設
    けられた溝を具備したことを特徴とする光マイクロカン
    チレバー。
  8. 【請求項８】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロ
    カンチレバーの製造方法において、 基板に、光導波路の型とする段差を形成する段差形成工
    程と、 前記基板に、光学素子用のガイドを形成する光学素子用
    ガイド形成工程と、 前記基板上に光導波路を堆積する光導波路堆積工程と、 光導波路の光入射／出射端を形成する光入射／出射端形
    成工程と、 前記光入射／出射端と前記光学素子用ガイドとの間の前
    記基板を加工して溝を形成する溝形成工程と、 前記光学素子用ガイド上の前記光導波路を除去して前記
    光学素子用ガイドを露出する光学素子用ガイド露出工程
    と、 光入射／出射端となる側の前記基板を残して自由端とな
    る側の前記基板を除去することにより支持部を形成する
    支持部形成工程と、を含むことを特徴とする光マイクロ
    カンチレバーの製造方法。
  9. 【請求項９】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロ
    カンチレバーの製造方法において、 基板に、光導波路の型とする段差を形成する段差形成工
    程と、 前記基板に、前記光導波路への入射光または、前記光導
    波路からの出射光に作用する光学素子の位置を固定する
    光学素子用ガイドを形成する光学素子用ガイド形成工程
    と、 前記基板上に反射膜を堆積する反射膜堆積工程と、 前記反射膜上に光導波路を堆積する光導波路堆積工程
    と、 前記光導波路を加工してチップ部を形成するチップ部形
    成工程と、 前記光導波路上に遮光膜を堆積する遮光膜堆積工程と、 前記チップ部の先端に微小開口を形成する微小開口形成
    工程と、 前記光導波路の光入射／出射端となる部分の前記遮光膜
    と前記光導波路と前記反射膜とを除去して光導波路の光
    入射・出射端を形成する光入射／出射端形成工程と、 前記光入射／出射端と前記光学素子用ガイドとの間の前
    記基板を加工して溝を形成する溝形成工程と、 前記光学素子用ガイド上の前記遮光膜と前記光導波路と
    前記反射膜とを除去して前記光学素子用のガイドを露出
    するガイド露出工程と、 光入射／出射端となる側の前記基板を残して自由端とな
    る側の前記基板を除去することにより支持部を形成する
    支持部形成工程と、を含むことを特徴とする光マイクロ
    カンチレバーの製造方法。
  10. 【請求項１０】 光マイクロカンチレバーを支持する光
    マイクロカンチレバー用ガイドと、 前記光マイクロカンチレバーへの入射光または、前記光
    マイクロカンチレバーからの出射光に作用する光学素子
    の位置決めを行う光学素子用ガイドと、を具備すること
    を特徴とする光マイクロカンチレバーホルダ。
  11. 【請求項１１】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、片持ち梁状の光導波路と、前
    記光導波路の自由端側に形成され、先端に微小開口を有
    するチップ部からなり、前記光導波路は、固定端側の光
    入射／出射端と、自由端と固定端の間に形成され、固定
    端における前記光導波路の光軸に対して角度を有するノ
    ーズ部と、前記光入射／出射端から伝播してきた伝播光
    を前記ノーズ部へ導き、または／および、前記微小開口
    によって検出し、前記ノーズ部を伝搬した光が、光入射
    ／出射端に導くように反射する反射手段と、を具備した
    ことを特徴とする光マイクロカンチレバー。
  12. 【請求項１２】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、 前記光導波路は、前記ノーズ部の先に前記固定端におけ
    る前記光導波路と略平行に延伸したヘッド部を有し、前
    記チップ部が前記ヘッド部に形成されていることを特徴
    とする請求項１１に記載の光マイクロカンチレバー。
  13. 【請求項１３】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、前記チップ部と前記反射手段
    との間に、レンズを有していることを特徴とする請求項
    １から請求項３および請求項１１から請求項１２のいず
    れかに記載の光マイクロカンチレバー。
  14. 【請求項１４】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、前記レンズが、凸レンズであ
    ることを特徴とする請求項１３に記載の光マイクロカン
    チレバー。
  15. 【請求項１５】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、前記レンズが、フレネルレン
    ズであることを特徴とする請求項１３に記載の光マイク
    ロカンチレバー。
  16. 【請求項１６】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、前記レンズが、屈折率分布レ
    ンズであることを特徴とする請求項１３に記載の光マイ
    クロカンチレバー。
  17. 【請求項１７】走査型近視野顕微鏡に用いる光マイクロ
    カンチレバーにおいて、前記チップ部が、前記光導波路
    よりも高い屈折率を有する材料で形成されていることを
    特徴とする請求項１から３および請求項１１から１６の
    いずれかに記載の光マイクロカンチレバー。
  18. 【請求項１８】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、基部と、前記基部に形成され
    た片持ち梁状の光導波路と、先端に微小開口を有し、前
    記片持ち梁の自由端側に形成されたチップ部と、前記光
    導波路の固定端側に位置する光入射／出射端と、前記基
    部上の前記光入射／出射端となる側に形成され、前記光
    導波路への入射光または、前記光導波路からの出射光に
    作用する光学素子の位置決めを行う光学素子用ガイドか
    らなり、 前記光入射／出射端が前記光学素子用ガイド上に突出し
    た形状となっていることを特徴とする光マイクロカンチ
    レバー。
  19. 【請求項１９】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、基部と、前記基部に形成され
    た片持ち梁状の光導波路と、前記光導波路の固定端側に
    位置する光入射／出射端と、前記片持ち梁の自由端側に
    設けられ、先端に微小開口を有するチップ部からなり、
    前記光入射／出射端における散乱光が、前記チップ部の
    方向に伝搬しないような遮光手段を備えていることを特
    徴とする光マイクロカンチレバー。
  20. 【請求項２０】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、 前記遮光手段が、前記基部および前記光導波路上に配置
    され、前記散乱光を遮光する壁であることを特徴とする
    請求項１９に記載の光マイクロカンチレバー。
  21. 【請求項２１】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、 前記遮光手段が、前記基部および前記光導波路上に配置
    された遮光剤と、前記遮光剤の上に配置された遮光フィ
    ルムからなり、前記遮光フィルムが、少なくとも前記光
    入射／出射端を覆うように配置されていることを特徴と
    する請求項１９記載の光マイクロカンチレバー。
  22. 【請求項２２】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、前記遮光手段が、前記基部お
    よび前記光導波路上に配置された遮光フィルムと、前記
    遮光フィルムの端の少なくとも一部を覆うように配置さ
    れた遮光剤からなり、前記遮光フィルムが、少なくとも
    前記入射／出射端を覆うように配置されていることを特
    徴とする請求項１９記載の光マイクロカンチレバー。
  23. 【請求項２３】 走査型近視野顕微鏡に用いる光マイク
    ロカンチレバーにおいて、前記遮光フィルムが、可動で
    あることを特徴とする請求項２１から請求項２２のいず
    れかに記載の光マイクロカンチレバー。
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