JP2001004645A - Near field probe and manufacture thereof - Google Patents

Near field probe and manufacture thereof

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JP2001004645A
JP2001004645A JP11180088A JP18008899A JP2001004645A JP 2001004645 A JP2001004645 A JP 2001004645A JP 11180088 A JP11180088 A JP 11180088A JP 18008899 A JP18008899 A JP 18008899A JP 2001004645 A JP2001004645 A JP 2001004645A
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JP
Japan
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probe
field
preform
tip
near field
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Application number
JP11180088A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Tominaga
淳二 富永
Nobufumi Atoda
伸史 阿刀田
Yoshimasa Suzuki
良政 鈴木
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Olympus Corp
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a near field probe and a manufacturing method thereof used for a near field microscope or a near field recording and playback device having a much smaller opening than the wavelength of light. SOLUTION: This method manufactures the probe used for a near field microscope or a near field recording and playback device, wherein electrolytic solution 32 brought into contact with a computer electrode 34 for applying voltage and a preform 10 (probe) formed out of a transparent material coated with a conductive shading coating are disposed so as to face each other, and brought into gradual contact with each other by driving a vertically moving stage 40 between them, and voltage is applied between the preform 10 and the counter electrode 34 by a voltage source 46 when the front end parts of the electrolytic solution 32 and the perform 10 (probe part 16) are brought into contact with each other, it is thus possible to remove the front end part of the preform 10 by electrolysis, and form an opening in the front end part thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、近接場光顕微鏡、
近接場記録再生装置に好適な近接場プローブ、及びこの
近接場プローブの製造方法に関する。
The present invention relates to a near-field light microscope,
The present invention relates to a near-field probe suitable for a near-field recording / reproducing apparatus and a method for manufacturing the near-field probe.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡(SPM)は、プ
ローブ(探針)を試料表面に1μm以下にまで近接させ
た時に両者に働く相互作用を検出しながらプローブをX
Y方向あるいはXYZ方向に走査して、その相互作用の
二次元マッピングを行う装置の総称であり、例えば、走
査型トンネリング顕微鏡(STM)、原子間力顕微鏡
(AFM)、磁気力顕微鏡(MFM)、走査型近接場光
顕微鏡(SNOM)を含んでいる。
2. Description of the Related Art A scanning probe microscope (SPM) detects an interaction between a probe (probe) and a sample when the probe is brought close to the sample surface to 1 μm or less.
It is a general term for a device that performs two-dimensional mapping of the interaction by scanning in the Y direction or the XYZ direction, and includes, for example, a scanning tunneling microscope (STM), an atomic force microscope (AFM), a magnetic force microscope (MFM), Includes a scanning near-field optical microscope (SNOM).

【0003】この中でSNOMは、特に1980年代以
降、エバネッセント波を検出することにより回折限界を
超える分解能を有する光学顕微鏡として、生体試料の蛍
光測定や、フォトニクス材料、素子の評価(誘電体光導
波路各種特性評価、半導体量子ドットの発光スペクトル
の測定、半導体面発光素子の諸特性の評価など)等への
応用を目指して盛んに開発が進められている。SNOM
は、基本的には試料に光を照射した状態で鋭い探針を近
づけ、試料近傍の光の場(近接場)の状態を検出する装
置である。
Among them, SNOM is an optical microscope having a resolution exceeding a diffraction limit by detecting an evanescent wave, particularly since the 1980s, as a method for measuring fluorescence of a biological sample, evaluating a photonics material, and evaluating an element (dielectric optical waveguide). It is being actively developed for applications to various characteristics evaluation, measurement of the emission spectrum of semiconductor quantum dots, evaluation of various characteristics of semiconductor surface light emitting devices, and the like. SNOM
Is a device for detecting a state of a light field (near field) near a sample by bringing a sharp probe close to the sample while irradiating the sample with light.

【0004】1993年12月21日付けでBetzi
g等に付与された米国特許第5,272,330号は、
先端が細く加工されたプローブに光を導入することによ
りプローブ先端の微小開口の近傍にエバネッセント場を
発生させ、エバネッセント場を試料に接触させ、エバネ
ッセント場と試料の接触により発生した光を、試料の下
に配置された光検出器で検出し、透過光強度の二次元マ
ッピングを行うSNOMを開示している。
[0004] Betzi, dated December 21, 1993
U.S. Pat. No. 5,272,330 to G et al.
The evanescent field is generated in the vicinity of the minute opening of the probe tip by introducing light into the probe whose tip is thinned, the evanescent field is brought into contact with the sample, and the light generated by the contact between the evanescent field and the sample is converted to the sample. It discloses an SNOM that performs two-dimensional mapping of transmitted light intensity detected by a photodetector arranged below.

【0005】標準的なプローブとして、シリカガラス製
の光ファイバーを用いたプローブが広く用いられてい
る。このSNOMのプローブの先端部は、ファイバーを
加熱し、引っ張り先端を所望の形状に細く加工される。
その後、プローブを回転させながら斜め後方から金属を
蒸着すると、プローブ先端に金属がコートされにくいた
め、先端以外が金属で被われる。この時、金属の被覆さ
れていない部分及びその近傍の金属皮膜の極薄い部分が
微小開口となる。このプローブを用いた装置は、金属が
コートされていないプローブを用いた装置に比べて、横
方向の解像力が向上されている。また、Van Hul
st等は、全体を金属コートしたプローブを用いて、先
端部の一部をイオン切削し、20nmの開口を作成した
(「Appl.Phys.Lett.72P.3115
(1998)」)。
As a standard probe, a probe using an optical fiber made of silica glass is widely used. The tip of the SNOM probe heats the fiber and the pulling tip is thinned to a desired shape.
After that, when a metal is deposited from obliquely rearward while rotating the probe, the tip of the probe is hardly coated with the metal, so that the portion other than the tip is covered with the metal. At this time, a portion where the metal is not coated and an extremely thin portion of the metal film in the vicinity of the portion are minute openings. The device using this probe has improved lateral resolution compared to a device using a probe that is not coated with metal. Also, Van Hul
st et al., using a metal-coated probe, ion-cut a part of the tip to create a 20 nm aperture ("Appl. Phys. Lett. 72P. 3115").
(1998) ").

【0006】高分解能のSNOM像を得るために、現
在、プローブの形状を最適化する研究も多くなされてい
る。高分解能のSNOM像を得るためには、プローブ先
端の開口を小さくし、同時に、近接場光を光のロスを少
なく効率よく伝搬光に変換するプローブが望ましい。例
えば、物部等は、光ファイバーを二段階で選択化学エッ
チングして先鋭化し、伝搬効率の高い高分解用プローブ
を開発した(「IEEEPhotonics Tech
onology Letters,10P.99(19
98)」)。
[0006] In order to obtain a high-resolution SNOM image, many studies have been made on optimizing the shape of a probe. In order to obtain a high-resolution SNOM image, it is desirable to use a probe that reduces the aperture at the tip of the probe and simultaneously converts the near-field light into propagation light with less loss of light. For example, the object part has developed a high-resolution probe with high propagation efficiency by sharpening an optical fiber by selective chemical etching in two steps ("IEEEPphotonics Tech").
oncology Letters, 10P. 99 (19
98) ").

【0007】最近では、小野等はシリコンプロセスによ
り150nmの開口径を持つプローブを作成している
(「IEEE P.360(1999)」)。
Recently, Ono et al. Have produced a probe having an opening diameter of 150 nm by a silicon process ("IEEE P. 360 (1999)").

【0008】一方、SNOMを用いた光記録の原理実験
は、Betizg等によって最初行われた(「App
l.Phys.Lett.61P.142(199
2)」)。この原理実験では、光磁気媒体の一つである
Pt/Co多層膜を用い、磁区の書き込みは前述のSN
OMプローブにパルス光を入射することによる局所加熱
によって行い、書き込んだ磁区の読み出しは、プローブ
に偏光を入射し、試料裏面からの透過光の偏光面角度に
よって行った。この方法により、直径約60nmの磁区
の書き込み、読み込みに成功した。また、相変化媒体を
用いた光記録の原理実験も、保坂等によって行われ、直
径60nmの相変化記録マークの書き込み、読み出しに
成功した(「Jpn.J.Appl.Phys.35
P.443(1996)」)。
On the other hand, a principle experiment of optical recording using SNOM was first performed by Belizg et al.
l. Phys. Lett. 61P. 142 (199
2) "). In this principle experiment, a Pt / Co multilayer film, which is one of the magneto-optical media, was used, and the writing of the magnetic domain was performed using the above-described SN.
The magnetic domain was written by local heating by injecting pulsed light into the OM probe, and reading of written magnetic domains was performed by inputting polarized light to the probe and determining the polarization plane angle of the transmitted light from the back surface of the sample. By this method, writing and reading of a magnetic domain having a diameter of about 60 nm were successful. In addition, a principle experiment of optical recording using a phase change medium was also performed by Hosaka et al., And writing and reading of a phase change recording mark having a diameter of 60 nm were successfully performed (see “Jpn. J. Appl. Phys. 35”).
P. 443 (1996) ").

【0009】SNOMを用いた記録方法では、転送レー
トが低く、記録領域も狭いという問題ある。伊藤等は、
SNOM用ファイバープローブを加工したスライダ搭載
型光ヘッドを作成し、回転型記録装置を開示し、この課
題を克服しようとしている(「NFO−5 予稿集
P.480」)。
The recording method using SNOM has a problem that the transfer rate is low and the recording area is small. Ito and others
We made a slider-mounted optical head by processing a SNOM fiber probe, disclosed a rotary recording device, and tried to overcome this problem ("NFO-5 Proceedings"
P. 480 ").

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
手法によるプローブには以下のような欠点がある。
However, the probe according to the above method has the following disadvantages.

【0011】微小な開口部を形成する際に、形成した鋭
い先端に、再現良く微小な開口を設ける方法が確立され
ていない。斜め後方蒸着により微小開口を作成する方法
は、光ファイバー型のまっすぐなプローブに限られてし
まい、例えばカンチレバーを用いたプローブの場合、探
針先端に蒸着を施すことが困難である。また、イオン切
削により先端部の一部を切り落とす方法や、先端部をガ
ラス板などに衝突させ先端部の一部を除去する方法で
は、再現良く、開口径を制御することは大変困難である
うえ、開口径の小さいものが得られにくいという問題点
がある。
In forming a minute opening, a method of providing a minute opening with good reproducibility at the formed sharp tip has not been established. The method of forming a small aperture by oblique rear evaporation is limited to a straight optical fiber type probe. For example, in the case of a probe using a cantilever, it is difficult to apply evaporation to the tip of the probe. In addition, it is very difficult to control the aperture diameter with good reproducibility by cutting off a part of the tip by ion cutting or by removing the tip by colliding the tip with a glass plate. However, there is a problem that it is difficult to obtain a small opening diameter.

【0012】本発明は前記のような事情を考慮してなさ
れたもので、光の波長に比べ微小な開口部を有する近接
場顕微鏡または近接場記録再生装置に用いられる近接場
プローブ、及び近接場プローブ製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a near-field probe and a near-field probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus having an aperture smaller than the wavelength of light. It is an object of the present invention to provide a probe manufacturing method.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、近接場顕微鏡
または近接場記録再生装置に用いられるプローブにおい
て、透明な材質より成るプローブを導電性遮光皮膜でコ
ートし、この皮膜のうちプローブ先端部分を電気分解で
除去して開口を形成したことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a probe used for a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, in which a probe made of a transparent material is coated with a conductive light-shielding film. Is removed by electrolysis to form an opening.

【0014】また本発明は、近接場顕微鏡または近接場
記録再生装置に用いられるプローブを製造する方法であ
り、透明な材質より成るプローブを導電性遮光皮膜でコ
ートする工程と、この皮膜のうちプローブ先端部分を電
気分解で除去して開口を形成する工程とを有することを
特徴とする。
The present invention also relates to a method for manufacturing a probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, comprising the steps of coating a probe made of a transparent material with a conductive light-shielding film; Forming an opening by removing the tip portion by electrolysis.

【0015】また本発明は、近接場顕微鏡または近接場
記録再生装置に用いられるプローブを製造する方法であ
り、透明な材質より成るプローブを導電性遮光皮膜でコ
ートする工程と、上記プローブの先端部分のみを電解液
に接触させる工程と、電解液に接触する電極と、上記プ
ローブの間に電圧を印加する工程とを有することを特徴
とする。
The present invention also relates to a method for manufacturing a probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, comprising the steps of: coating a probe made of a transparent material with a conductive light-shielding film; And a step of applying a voltage between the electrode and the probe and a step of applying a voltage between the probe and the electrode.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。本発明による近接場プロー
ブ製造方法では、まず、透明な材質より成る光を透過す
る探針を自由端に備えたカンチレバーが用意される。こ
のカンチレバーは、例えばファンフォルストらが提案す
る原子間力顕微鏡を組み込んだ走査型近接場光顕微鏡に
おいて使用されるものである。次に、このカンチレバー
の探針部の表面に導電性遮光コートを設けて予備成形品
を得る。この予備成型品に対して、探針部の先端の導電
性遮光コートを電気分解により除去して開口を作成し、
完成品である走査型近接場光顕微鏡用カンチレバー、光
記録再生用ヘッドを得る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the method for manufacturing a near-field probe according to the present invention, first, a cantilever having a free-end probe that transmits light made of a transparent material is prepared. This cantilever is used, for example, in a scanning near-field light microscope incorporating an atomic force microscope proposed by Van Forst et al. Next, a conductive light-shielding coat is provided on the surface of the probe portion of the cantilever to obtain a preform. For this preformed product, the conductive light-shielding coat at the tip of the probe part was removed by electrolysis to create an opening,
A cantilever for a scanning near-field optical microscope and a head for optical recording / reproducing are obtained as finished products.

【0017】以下に本発明の実施形態(第1実施形態、
第2実施形態)について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention (first embodiment,
The second embodiment will be described with reference to the drawings.

【0018】(第1実施形態)まず、以下の第1実施形
態において使用される走査型近接場顕微鏡用プローブ、
または光記録再生用ヘッドの予備成型品について、図1
(a)を参照して説明する。
(First Embodiment) First, a probe for a scanning near-field microscope used in the following first embodiment,
FIG. 1 shows a preform of an optical recording / reproducing head.
This will be described with reference to FIG.

【0019】予備成型品10は、窒化シリコン製のレバ
ー部12が支持部14に固定され、その先端部分に探針
部16が形成されている。レバー部12の下面の全体
に、導電性遮光コート18が形成されている。導電性遮
光コート18は、導電性で光を遮るものであれぱ何でも
よい。例えば、金、白金パラジウム、アルミニウム、チ
タン等の膜があげられる。膜の厚さは、光の漏洩を考慮
して、光強度が1/e2に減衰する程度、すなわち、4
0〜100nmは必要である。なお、ここに例示した物
質はすべて金属であるが、金属に限るものではない。
The preformed product 10 has a lever portion 12 made of silicon nitride fixed to a support portion 14 and a probe portion 16 formed at a tip portion thereof. A conductive light-shielding coat 18 is formed on the entire lower surface of the lever portion 12. The conductive light-shielding coat 18 may be anything as long as it is conductive and blocks light. For example, a film of gold, platinum palladium, aluminum, titanium or the like can be given. The thickness of the film is such that the light intensity attenuates to 1 / e 2 in consideration of light leakage, ie, 4
0-100 nm is required. Note that the substances exemplified here are all metals, but are not limited to metals.

【0020】第1実施形態では、予備成型品10に対し
て、探針部16の先端を被っている一部の導電性遮光コ
ート18を電気分解により取り除いて、図1(b)に示
すように、探針部16の先端に微小な開口部22を組み
込んだ近接場プローブ、すなわち近接場顕微鏡用プロー
ブまたは光記録再生用ヘッドを得る。
In the first embodiment, a part of the conductive light-shielding coat 18 covering the tip of the probe part 16 is removed by electrolysis from the preformed product 10 as shown in FIG. Then, a near-field probe in which a fine opening 22 is incorporated at the tip of the probe portion 16, that is, a near-field microscope probe or an optical recording / reproducing head is obtained.

【0021】次に、第1実施形態として、予備成形品1
0に微小な開口部22を成形する装置と、その近接場プ
ローブ製造方法について説明する。
Next, as a first embodiment, a preformed product 1
An apparatus for forming a minute opening 22 to zero and a method for manufacturing a near-field probe thereof will be described.

【0022】図2には、予備成形品10に微小な開口部
22を形成するための近接場プローブ製造装置の構成を
示している。図2に示すように、近接場プローブ製造装
置は、予備成形品10を支持部14において保持するた
めの保持部30が設けられている。保持部30によって
保持された予備成形品10(探針部16)は、電解質溶
液32を介して対向電極34と対向する位置に保持され
る。
FIG. 2 shows the configuration of a near-field probe manufacturing apparatus for forming a minute opening 22 in the preform 10. As shown in FIG. 2, the near-field probe manufacturing apparatus is provided with a holding unit 30 for holding the preform 10 at the support unit 14. The preform 10 (probe section 16) held by the holding section 30 is held at a position facing the counter electrode 34 via the electrolyte solution 32.

【0023】電解質溶液32は、例えば、塩化カリウム
や硫酸などが用いられ、対向電極34上に滴下されて載
置される。対向電極34としては、例えば、表面をよく
研磨した白金や銅が用いられる。対向電極34は、対向
電極保持絶縁体36の上に交換可能に固定されている。
また、対向電極保持絶縁体36は、ステージ台38の上
に固定されている。ステージ台38は、予備成形品10
の探針部16と対向電極34の距離調節手段である上下
動ステージ40に固定されている。上下動ステージ40
は、ステージ駆動部42からの信号に従って上下動し、
予備成形品20の探針部16と対向電極34との間隔を
調整するようになっている。上下動ステージ40として
は、例えば、圧電体やモーターといったものが用いられ
る。また、対向電極34は、定電圧もしくは定電流を供
給する電圧源46の一方の端子に接続され、また予備成
形品10の導電性遮光コート18は電流計44を介して
電圧源46の他方の端子に接続されている。電圧源46
には、例えばポテンショスタット・ガルバノスタットを
用いる。
The electrolyte solution 32 is made of, for example, potassium chloride or sulfuric acid, and is dropped and mounted on the counter electrode 34. As the counter electrode 34, for example, platinum or copper whose surface is well polished is used. The counter electrode 34 is exchangeably fixed on the counter electrode holding insulator 36.
The counter electrode holding insulator 36 is fixed on a stage table 38. The stage table 38 is used for the preform 10
Is fixed to a vertical movement stage 40 which is a means for adjusting the distance between the probe section 16 and the counter electrode 34. Vertical stage 40
Moves up and down according to a signal from the stage drive unit 42,
The distance between the probe portion 16 of the preform 20 and the counter electrode 34 is adjusted. As the vertical movement stage 40, for example, a piezoelectric body or a motor is used. The counter electrode 34 is connected to one terminal of a voltage source 46 for supplying a constant voltage or a constant current, and the conductive light-shielding coat 18 of the preform 10 is connected to the other terminal of the voltage source 46 via an ammeter 44. Connected to terminal. Voltage source 46
For example, a potentiostat galvanostat is used.

【0024】次に、図2に示す近接場プローブ製造装置
を用いて、予備成形品10の探針先端に微小の開口部2
2を形成する方法について説明する。まず、保持部30
により予備成形品10を保持させ、この状態で予備成型
品10の探針部16と電解質溶液32とが接触しない所
定の距離が設けられるように上下動ステージ40の位置
が決められている。ここで電圧源46により定電圧を印
加すると、予備成形品10が絶縁されているため、電流
計44では「0」アンペアが検出される。
Next, using the near-field probe manufacturing apparatus shown in FIG.
The method of forming 2 will be described. First, the holding unit 30
The vertical movement stage 40 is positioned so that a predetermined distance is provided so that the probe portion 16 of the preform 10 and the electrolyte solution 32 do not come into contact with each other in this state. When a constant voltage is applied by the voltage source 46, the ammeter 44 detects "0" amperage because the preform 10 is insulated.

【0025】次に、ステージ駆動部42から上下動ステ
ージ40に信号を送信することにより上下動ステージ4
0を駆動し、ステージ台38を上方に動かして、予備成
型品10の探針部16と電解質溶液32との間の距離を
徐々に近づけさせる。そして、探針部16と電解質溶液
32とが接すると導通するため、電流計44によって検
出される電流値が大きくなる。ここで、上下動ステージ
40の駆動を停止させる。
Next, a signal is transmitted from the stage drive section 42 to the up / down stage 40 so that the up / down stage 4
0, the stage table 38 is moved upward, and the distance between the probe section 16 of the preform 10 and the electrolyte solution 32 is gradually reduced. When the probe section 16 and the electrolyte solution 32 come into contact with each other, conduction is established, and the current value detected by the ammeter 44 increases. Here, the drive of the vertical movement stage 40 is stopped.

【0026】続いて、電圧源46を定電流が流れるよう
に再設定すると、探針部16を被っている導電性コート
18が探針部16の先端部分から徐々に剥がれ始め、図
1(b)に示した開口部22が形成されていく。これに
より、探針部16の先端に微小な開口部22を有する近
接場顕微鏡用プロープまたは、光記録再生用ヘッドが得
られる。
Subsequently, when the voltage source 46 is reset so that a constant current flows, the conductive coat 18 covering the probe portion 16 starts to gradually peel off from the tip portion of the probe portion 16, and FIG. The opening 22 shown in FIG. As a result, a probe for a near-field microscope or a head for optical recording / reproducing having a minute opening 22 at the tip of the probe section 16 is obtained.

【0027】次に、近接場プローブ製造装置を用いて予
備成形品10に形成される開口部22の調整について説
明する。電解質溶液32中で探針部16と対向電極34
との間に電圧を加印すると、鋭利な所ほど電流の流れが
良いため、探針部16の先端の導電性遮光コート18が
特異的にイオンになり剥離される。開口径は、探針先端
の形状にも依存するが、シリコンプロセスで作製された
同じロット内のカンチレバーであれば、先端形状はほぼ
同じとみなせる。
Next, adjustment of the opening 22 formed in the preform 10 using the near-field probe manufacturing apparatus will be described. The probe 16 and the counter electrode 34 in the electrolyte solution 32
When a voltage is applied between the tip and the tip, the sharper the current flow is, the more the conductive light-shielding coat 18 at the tip of the probe 16 is specifically ionized and peeled off. The opening diameter also depends on the shape of the tip of the probe, but if the cantilever is in the same lot manufactured by the silicon process, it can be considered that the tip shape is almost the same.

【0028】開口径の調節は、電気分解の電流量とその
時間の積である電気量、導電性遮光コート18の材料・
厚さをを調整することによって行う。ただし、多量の電
流で瞬間的に電気分解を行うと、反応中に発生する気体
・対流の影響が生じ開口が非対称になるため、低電流に
して電気分解を行うものとする。
The opening diameter is adjusted by adjusting the amount of electricity, which is the product of the amount of electrolysis current and the time, the material of the conductive light-shielding coat 18,
This is done by adjusting the thickness. However, if the electrolysis is instantaneously performed with a large amount of current, the effect of gas and convection generated during the reaction occurs and the opening becomes asymmetric. Therefore, the electrolysis is performed at a low current.

【0029】なお、図2に示す近接場プローブ製造装置
では、電解質溶液32の全てが対向電極34上に載置さ
れ、対向電極保持絶縁体36と接触していない構成とな
っているが、図3に示す近接場プローブ製造装置のよう
に、対向電極保持絶縁体36上に電解質溶液32が載置
され、その一部に対向電極341が接触している構成と
することも可能である。
In the near-field probe manufacturing apparatus shown in FIG. 2, all of the electrolyte solution 32 is mounted on the counter electrode 34 and does not contact the counter electrode holding insulator 36. 3, it is also possible to adopt a configuration in which the electrolyte solution 32 is placed on the counter electrode holding insulator 36, and the counter electrode 341 is in contact with a part thereof.

【0030】また、前述した説明では、予備成型品10
(探針部16)と対向電極34との距離を上下動ステー
ジ40に対する制御により対向電極34を上下させるこ
とによって調整しているが、保持部30を上下させる構
成としても良い。
In the above description, the preformed product 10
Although the distance between the (probe section 16) and the counter electrode 34 is adjusted by moving the counter electrode 34 up and down by controlling the vertical movement stage 40, the holding section 30 may be moved up and down.

【0031】このようにして、導電性遮光コート18に
よって被覆された探針部16を電気分解によって除去す
ることによって再現性良く微小な開口部22を設けるこ
とができる。
In this manner, by removing the probe portion 16 covered with the conductive light-shielding coat 18 by electrolysis, a fine opening 22 can be provided with good reproducibility.

【0032】(第2実施形態)次に、本実施形態におけ
る第2実施形態について説明する。ここでは、第1実施
形態において用いた予備成型品10と同じものを利用す
るものとする。図4には、第2実施形態における、予備
成形品10に微小な開口部22を形成するための近接場
プローブ製造装置の構成を示している。なお、図4にお
いて、図2に示す第1実施形態における近接場プローブ
製造装置と同じ構成部分については同一の符号を付して
詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present embodiment will be described. Here, the same preformed product 10 used in the first embodiment is used. FIG. 4 shows a configuration of a near-field probe manufacturing apparatus for forming a minute opening 22 in the preform 10 according to the second embodiment. In FIG. 4, the same components as those of the near-field probe manufacturing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0033】第2実施形態における近接場プローブ製造
装置には、レーザー光源50と2分割フォトディテクタ
ー52とが、保持部30によって保持される予備成型品
10の上方に設置されている。レーザー光源50と2分
割フォトディテクター52は、光てこ方式の変位計測手
段を構成しており、予備成型品10のレバー部12の変
位、すなわち探針部16と対向電極34の間の距離をモ
ニターできるようになっている。
In the near-field probe manufacturing apparatus according to the second embodiment, a laser light source 50 and a two-segment photodetector 52 are installed above the preform 10 held by the holding unit 30. The laser light source 50 and the two-piece photodetector 52 constitute an optical lever type displacement measuring means, and monitor the displacement of the lever portion 12 of the preformed product 10, that is, the distance between the probe portion 16 and the counter electrode 34. I can do it.

【0034】レバー部12に被覆された導電性遮光コー
ト18は、レーザー光源50から照射されるレーザー光
線を反射する、光てこ方式による変位計測の反射面とし
て機能している。導電性遮光コート18により反射され
たレーザー光線は、2分割フォトディテクター52によ
り検出されて変位計測に供される。
The conductive light-shielding coat 18 coated on the lever portion 12 functions as a reflection surface for displacement measurement by an optical lever method, which reflects a laser beam emitted from the laser light source 50. The laser beam reflected by the conductive light-shielding coat 18 is detected by a two-segment photodetector 52 and used for displacement measurement.

【0035】対向電極34は、定電流を供給する電圧源
461の一方の端子に接続され、また予備成形品10の
導電性遮光コート18は、電圧源461の他方の端子に
接続されている。電圧源461には、例えば、定電流を
供給するガルバノスタットを用いる。
The counter electrode 34 is connected to one terminal of a voltage source 461 for supplying a constant current, and the conductive light-shielding coat 18 of the preform 10 is connected to the other terminal of the voltage source 461. As the voltage source 461, for example, a galvanostat that supplies a constant current is used.

【0036】次に、図4に示す近接場プローブ製造装置
を用いて、予備成形品10の探針部16の先端に微小の
開口部22を形成する方法について説明する。まず、保
持部30により予備成形品10を保持させ、この状態で
予備成型品10の探針部16と電解質溶液32とが接触
しない所定の距離が設けられるように上下動ステージ4
0の位置が決められている。
Next, a method for forming a minute opening 22 at the tip of the probe portion 16 of the preform 10 using the near-field probe manufacturing apparatus shown in FIG. 4 will be described. First, the preform 10 is held by the holding unit 30, and in this state, the vertical movement stage 4 is moved so that a predetermined distance is provided so that the probe 16 and the electrolyte solution 32 do not come into contact with each other.
The position of 0 is determined.

【0037】次に、原子間力顕微鏡と同様に、図5に示
されるフォースカーブの測定を行う。すなわち、図6
(a)に示すように、探針部16と対向電極34ならび
に電解質溶液32とを離した状態から、上下動ステージ
40を駆動して徐々に両者を近づけ、図6(b)に示す
ように、探針部16と電解質溶液32とが接触させた状
態にし、この一連の動作の間の探針部16の変位を光て
こ方式の変位計測手段を用いてモニターし、横軸に探部
16と対向電極34との距離、縦軸に変位計測手段の出
力をとってグラフを描くことにより、図5に示したフォ
ースカーブが得られる。
Next, the force curve shown in FIG. 5 is measured as in the case of the atomic force microscope. That is, FIG.
As shown in FIG. 6A, the vertical movement stage 40 is driven to gradually bring the probe unit 16 and the counter electrode 34 and the electrolyte solution 32 apart from each other, as shown in FIG. The probe section 16 is brought into contact with the electrolyte solution 32, and the displacement of the probe section 16 during this series of operations is monitored using an optical lever type displacement measuring means. The force curve shown in FIG. 5 can be obtained by drawing a graph with the distance between the sensor and the counter electrode 34 and the output of the displacement measuring means on the vertical axis.

【0038】この得られたフォースカーブに基づき、探
針部16の先端部のみを電解質溶液32に接触させる。
すなわち、探針部16と対向電極34との間の距離を、
図5に示すフォースカーブにおいて(4)の位置となる
ように設定する。
Based on the obtained force curve, only the tip of the probe 16 is brought into contact with the electrolyte solution 32.
That is, the distance between the probe 16 and the counter electrode 34 is
The force curve shown in FIG. 5 is set to be at the position (4).

【0039】続いて、電圧源46を定電流が流れるよう
に設定すると、探針部16を被っている導電性コート1
8が探針部16の先端部分から徐々に剥がれ始め、図1
(b)に示した開口部22が形成されていく。これによ
り、探針部16の先端に微小な開口部22を有する近接
場顕微鏡用プロープまたは、光記録再生用ヘッドが得ら
れる。
Subsequently, when the voltage source 46 is set to allow a constant current to flow, the conductive coat 1 covering the probe 16 is
8 starts to be gradually peeled off from the tip of the probe portion 16, and FIG.
The opening 22 shown in (b) is formed. As a result, a probe for a near-field microscope or a head for optical recording / reproducing having a minute opening 22 at the tip of the probe section 16 is obtained.

【0040】このようにして、原子間力顕微鏡と同様に
して、探針部16と対向電極34(電解質溶液32)と
の距離を、フォースカーブを測定することによってモニ
ターし、探針部16と電解質溶液32とが接触した時点
(図5(2)の変位を表す位置)で電圧源46を定電流
が流れるようにして、探針部16の先端を電気分解して
微小な開口部22を設けることができる。
In this way, the distance between the probe 16 and the counter electrode 34 (the electrolyte solution 32) is monitored by measuring the force curve in the same manner as in the case of the atomic force microscope. When a constant current flows through the voltage source 46 when the electrolyte solution 32 comes into contact with the electrolyte solution 32 (the position indicating the displacement in FIG. 5B), the tip of the probe 16 is electrolyzed to form the minute opening 22. Can be provided.

【0041】[付記1] 近接場顕微鏡または近接場記
録再生装置に用いられるプローブを製造する近接場プロ
ーブ製造方法であり、電圧印加用の電極と接した電解液
と、導電性遮光皮膜でコートされた透明な材質より成る
プローブとを対向するように配置し、前記電解液と前記
プローブとの間を徐々に近接させ、前記電解質溶液と前
記プローブの先端部分とが接触したときに前記プローブ
と前記電極との間に電圧を印加することで、前記プロー
ブの先端部分を電気分解で除去して、先端部分に開口部
を形成することを特徴とする近接場プローブ製造方法。
[Appendix 1] This is a near-field probe manufacturing method for manufacturing a probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, which is coated with an electrolytic solution in contact with a voltage application electrode and a conductive light-shielding film. A probe made of a transparent material is disposed so as to oppose, the distance between the electrolytic solution and the probe is gradually approached, and the probe and the probe are contacted when the electrolytic solution and the tip of the probe come into contact with each other. A method for manufacturing a near-field probe, comprising: applying a voltage between an electrode and an electrode to remove an end portion of the probe by electrolysis to form an opening in the end portion.

【0042】[付記2] 付記1に記載された近接場プ
ローブ製造方法において、前記電解液と前記プローブと
を近接させることに伴う前記プローブと前記電解液との
相対距離を検出し、前記電解質溶液と前記プローブの先
端部分との接触が検出されたときに電圧を印加すること
を特徴とする近接場プローブ製造方法。
[Supplementary Note 2] In the near-field probe manufacturing method according to Supplementary Note 1, a relative distance between the probe and the electrolytic solution accompanying the approach of the electrolytic solution and the probe is detected, and the electrolyte solution is detected. Applying a voltage when contact between the probe and the tip of the probe is detected.

【0043】[付記3] 近接場顕微鏡または近接場記
録再生装置に用いられるプローブを製造する近接場プロ
ーブ製造装置であって、電圧印加用の電極と接した電解
液と、導電性遮光皮膜でコートされた透明な材質より成
るプローブとを前記電解液と対向するように保持する保
持手段と、前記電解液と前記プローブとの間を徐々に近
接させる移動手段と、前記移動手段によって前記電解質
溶液と前記プローブの先端部分とが接触されたときに前
記プローブと前記電極との間に電圧を印加する印加手段
とを具備し、前記プローブの先端部分を電気分解で除去
して、先端部分に開口部を形成することを特徴とする近
接場プローブ製造装置。
[Appendix 3] A near-field probe manufacturing apparatus for manufacturing a probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, comprising: an electrolytic solution in contact with a voltage application electrode; and a conductive light-shielding film. Holding means for holding a probe made of a transparent material so as to face the electrolytic solution, moving means for gradually bringing the electrolytic solution and the probe closer to each other, and the electrolytic solution by the moving means. Applying means for applying a voltage between the probe and the electrode when the tip portion of the probe is in contact with the probe, removing the tip portion of the probe by electrolysis, and opening the tip portion. An apparatus for producing a near-field probe, comprising:

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、近
接場顕微鏡または近接場記録再生装置に用いられるプロ
ーブにおいて、透明な材質より成るプローブを導電性遮
光皮膜でコートし、この皮膜のうちプローブ先端部分を
電気分解で除去して開口を形成するので、光の波長に比
べ微小な開口部を有する近接場顕微鏡または近接場記録
再生装置に用いられる近接場プローブを提供することが
可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, in a probe used for a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, a probe made of a transparent material is coated with a conductive light-shielding film. Since the opening is formed by electrolytically removing the tip of the probe, it is possible to provide a near-field probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus having a small opening compared to the wavelength of light. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】予備成型品10と走査型近接場光顕微鏡用カン
チレバー20の構成の一例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a preform 10 and a cantilever 20 for a scanning near-field optical microscope.

【図2】第1実施形態における予備成形品10に微小な
開口部22を形成するための近接場プローブ製造装置の
構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a near-field probe manufacturing apparatus for forming a minute opening 22 in a preform 10 according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態における他の近接場プローブ製造
装置の構成を示す図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of another near-field probe manufacturing apparatus according to the first embodiment.

【図4】第2実施形態における予備成形品10に微小な
開口部22を形成するための近接場プローブ製造装置の
構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a near-field probe manufacturing apparatus for forming a minute opening 22 in a preform 10 according to a second embodiment.

【図5】フォースカーブの一例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a force curve.

【図6】予備成型品10と電解質溶液32との位置関係
を説明するための図。
FIG. 6 is a view for explaining a positional relationship between a preform 10 and an electrolyte solution 32.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…予備成型品 12…レバー部 14…支持部 16…探針部 18…導電性遮光コート 20…走査型近接場光顕微鏡用カンチレバー 22…開口部 30…保持部 32…電解質溶液 34,341…対向電極 36…対向電極保持絶縁体 38…ステージ台 40…上下動ステージ 42…ステージ駆動部 44…電流計 46…電圧源 50…レーザー光源 52…2分割フォトディテクター DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pre-molded product 12 ... Lever part 14 ... Support part 16 ... Probe part 18 ... Conductive light shielding coat 20 ... Scanning near-field light microscope cantilever 22 ... Opening 30 ... Holding part 32 ... Electrolyte solution 34, 341 ... Counter electrode 36 ... Counter electrode holding insulator 38 ... Stage table 40 ... Vertical movement stage 42 ... Stage drive unit 44 ... Ammeter 46 ... Voltage source 50 ... Laser light source 52 ... Two-part split photodetector

フロントページの続き (72)発明者 阿刀田 伸史 茨城県つくば市東1−1−4 工業技術院 産業技術融合領域研究所内 (72)発明者 鈴木 良政 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA11 JA34 NA05 Continued on the front page (72) Inventor Nobushi Atoda 1-1-4 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Pref., National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (72) Inventor Yoshimasa Suzuki 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. F-term (reference) 5D119 AA11 JA34 NA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 近接場顕微鏡または近接場記録再生装置
に用いられるプローブにおいて、 透明な材質より成るプローブを導電性遮光皮膜でコート
し、この皮膜のうちプローブ先端部分を電気分解で除去
して開口を形成したことを特徴とする近接場プローブ。
1. A probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, wherein a probe made of a transparent material is coated with a conductive light-shielding film, and a tip portion of the probe is removed by electrolysis to form an opening. A near-field probe characterized by forming:
【請求項2】 近接場顕微鏡または近接場記録再生装置
に用いられるプローブを製造する方法であり、 透明な材質より成るプローブを導電性遮光皮膜でコート
する工程と、 この皮膜のうちプローブ先端部分を電気分解で除去して
開口を形成する工程とを有することを特徴とする近接場
プローブ製造方法。
2. A method for manufacturing a probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, comprising: coating a probe made of a transparent material with a conductive light-shielding film; Forming an opening by electrolysis.
【請求項3】 近接場顕微鏡または近接場記録再生装置
に用いられるプローブを製造する方法であり、 透明な材質より成るプローブを導電性遮光皮膜でコート
する工程と、 上記プローブの先端部分のみを電解液に接触させる工程
と、 電解液に接触する電極と、上記プローブの間に電圧を印
加する工程とを有することを特徴とする近接場プローブ
製造方法。
3. A method for manufacturing a probe used in a near-field microscope or a near-field recording / reproducing apparatus, comprising: coating a probe made of a transparent material with a conductive light-shielding film; A method for manufacturing a near-field probe, comprising: a step of bringing a liquid into contact with an electrolyte; and a step of applying a voltage between the electrode and the probe.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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