JP2001208672A6 - 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 - Google Patents
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Abstract
【課題】高効率かつ高分解能のプローブアレイ又は単一プローブであって、先端部分の寸法精度を向上させ、各突起部の高さを一定に制御する。
【解決手段】光透過性を有するＳｉ突起部３と、基板２よりも屈折率が高いＳｉからなり、ガラス基板２上に形成された複数のＳｉ突起部３とを備え、ガラス基板２から光を入射して、各Ｓｉ突起部３の先鋭部分で近接場光又は伝搬光（近接場光でない光）又は両方を発生させる。光透過性を有するガラス基板２と、ＳｉからなるＳＯＩウエハ、ＳＯＩウエハ上に積層されたＳｉＯ2層と、ＳｉＯ2層上に積層されたＳｉ支持基板からなるＳＯＩ基板と、を陽極接合により接合し、ＳＯＩ基板に含まれるＳｉ支持基板を除去し、ＳｉＯ2層をパターニングし、ＳＯＩウエハをエッチングし、パターニングされたＳｉＯ2層を除去して、ガラス基板２上にＳｉからなる複数のＳｉ突起部３を備えるプローブアレイ１を作製する。
【選択図】図１
【解決手段】光透過性を有するＳｉ突起部３と、基板２よりも屈折率が高いＳｉからなり、ガラス基板２上に形成された複数のＳｉ突起部３とを備え、ガラス基板２から光を入射して、各Ｓｉ突起部３の先鋭部分で近接場光又は伝搬光（近接場光でない光）又は両方を発生させる。光透過性を有するガラス基板２と、ＳｉからなるＳＯＩウエハ、ＳＯＩウエハ上に積層されたＳｉＯ2層と、ＳｉＯ2層上に積層されたＳｉ支持基板からなるＳＯＩ基板と、を陽極接合により接合し、ＳＯＩ基板に含まれるＳｉ支持基板を除去し、ＳｉＯ2層をパターニングし、ＳＯＩウエハをエッチングし、パターニングされたＳｉＯ2層を除去して、ガラス基板２上にＳｉからなる複数のＳｉ突起部３を備えるプローブアレイ１を作製する。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射された光を集光して例えば被測定試料及び記録媒体に光を照射するのに用いて好適な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に関し、詳しくは、入射された光を集光して近接場光や伝搬光を発生させることができる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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば近接場光学顕微鏡及び近接場光記録用光ヘッドに備えられる複数の突起型プローブを作製するには、これまでに複数の凹部アレイの転写による作製方法が提案されていた。
【０００３】
この近接場光学顕微鏡及び近接場光記録用光ヘッドは、各突起部と試料との距離を、試料の測定を行うときに用いる光の波長よりも小さくするように突起型プローブアレイを配設する。これにより、近接場光学顕微鏡は、各突起部と、試料との間に近接場光を発生させて試料の物性測定を行うことが多い。
【０００４】
上記突起型プローブアレイを製造するときには、先ず、例えば面方位が（１００）面のＳｉ基板に対して異方性エッチングを行うことでＳｉ基板に複数の凹部からなる凹部アレイを作製する。次いで、作製した凹部アレイを用いて他の材料（例えば金属材料や誘電体材料）に凹部を転写する。このとき凹部アレイの表面を例えば金属や誘電体等のＳｉとは異なる他の材料で覆い、その後他の材料からＳｉ基板を除去する。これにより、金属材料や誘電体材料からなる突起部を複数備えた突起型プローブアレイを作製する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した近接場光学顕微鏡に備えられる突起型プローブアレイは、光の波長以下の距離で各突起部と試料とを近接して使用されるので、各突起部の高さを制御することが重要となる。
【０００６】
ここで、上述したように、凹部アレイを用いて金属材料等を転写して突起型プローブアレイを作製する場合、各突起部の高さＨは、図２９に示すように、凹部アレイ１０００の凹部１００１の深さにより決定される。各凹部１００１の深さは、凹部１００１がＳｉ（１１１）面によって囲まれることにより、凹部１００１の幅Ｗ＝２Ｈ／ｔａｎ５４．７４゜≒１．４１４Ｈによって決定される。
【０００７】
しかし、凹部１００１の幅は、電子ビーム露光装置を用いたとしても、機械的な精度に揺らぎが発生するために、各凹部１００１で約１０ｎｍ程度の誤差が発生してしまう。したがって、凹部アレイ１０００を用いて作製される突起型プローブアレイの各突起部の高さを均一にすることが不可能であった。
【０００８】
また、プローブアレイでなく、単一の突起型プローブを作製する場合は、単一の突起を作製するので、複数の突起の高さを均一にすることは考慮することはない。しかし、次のような問題がある。
【０００９】
先ず、各突起の先端は完全に先鋭化されている訳ではなく、実際には、突起先端部が平面に仕上げられていて、突起は錐台形状になっている。従来技術により錐台形の突起を作製する場合、図３０（ａ）に示すように、先ず、錐台状の凹部２００１を作製する。これを転写して突起を作製するわけであるが、このときの突起先端の平面度は前記凹部の平面度に反映される。底面２００２を持つ凹部２００１を作製する場合は、凹部２００１を構成する面が全て（１１１）面になる（底面が無くなる）前に、異方性エッチングの時間を管理して、エッチングを停止して作製する。この場合、底面２００２の平面度は、ヒロック等の発生により、その平面度は非常に悪いことが多い。
【００１０】
突起型プローブの先端としては、例えば出射する光の波長をλとすると、λ／８以下の平面度が必要であるが、従来技術で作製した凹部２００１の底面２００２の平面度はこれに遠く及ばない。したがって、従来技術で突起型プローブを作製することはできない。
【００１１】
次に、図３０（ｂ）に示すように、エッチストップ層２００３を凹部２００１の底面２００２に予め作製しておいて時間管理をせずに底面２００２を作製する場合もある。この場合、エッチストップ層２００３の充分な平面度を得ることができるので、平面度の点では要求を満たす突起を作製することが可能となる。
【００１２】
しかし、この場合は、凹部２００１の開口幅Ｗと凹部２００１の深さＨとから作製する突起の開口径Ｄが定まり、深さＨは局所的な平面度という点では上述したように充分な精度を有しているが、一枚のウェハ内あるいはウェハ間の揺らぎは数百ｎｍ程度と非常に大きいことが多い。
【００１３】
従って、一定の開口幅Ｗで凹部２００１を作製すると、底面２００２の径（すなわち突起先端の開口径Ｄ）は深さＨの揺らぎに応じて変動する。
【００１４】
このことに対応するには、開口幅Ｗを深さＨの揺らぎに合わせて変化させることが挙げられるが、深さＨを正確に測定することは不可能である。また、実際はフォトマスクの寸法を変化させることは不可能である。
【００１５】
以上より、従来技術には、複数の突起の高さを均一にすることを考慮する必要のない、単一の突起型プローブを作製する場合にも、寸法精度上の大きな問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、寸法精度を飛躍的に向上させたプローブ及びプローブの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、高効率かつ高分解能であって、プローブアレイに設けられる各突起部の高さが一定に制御されたプローブアレイを提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、プローブアレイを製造するときに、高効率かつ高分解能であって、各突起部の高さを一定に制御することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプローブは、上述の課題を解決するために、光透過性を有する基板と、上記基板上に形成され、上記基板よりも屈折率が高い材料からなる突起部とを備える。このプローブにおいて、上記突起部は、上記基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、或いは伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。
【００２０】
本発明に係るプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高い高屈折率層、上記高屈折率層上に積層された中間層、上記中間層上に積層された支持層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高屈折率層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上に高屈折率層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２１】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、支持層、上記支持層上に形成された中間層、上記中間層上に形成されＧａＰ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ＧａＰ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記ＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上にＧａＰ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２２】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高く所定量の不純物が混入した低濃度層、前記所定量の不純物よりも多い不純物が混入した高濃度層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記低濃度層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる高濃度層を除去し、上記高濃度層を除去して露呈した上記低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に低濃度層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２３】
本発明を適用した他のプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高いｎ型Ｓｉ層とｐ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ｎ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれるｐ型Ｓｉ層を除去し、上記ｐ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記ｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上にｎ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２４】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高い高濃度ｐ型Ｓｉ層とｎ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高濃度ｐ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれるｎ型Ｓｉ層を除去し、上記ｎ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に上記高濃度ｐ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２５】
本発明に係るプローブアレイは、上述の課題を解決するために、光透過性を有する基板と、上記基板上に形成され、上記基板よりも屈折率が高い材料からなり、先端位置が揃った錐状の複数の突起部とを備え、上記各突起部は、上記基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、或いは伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。
【００２６】
本発明に係るプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高い高屈折率層、上記高屈折率層上に積層された中間層、上記中間層上に積層された支持層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高屈折率層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上に高屈折率層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００２７】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、支持層、上記支持層上に形成された中間層、上記中間層上に形成されＧａＰ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ＧａＰ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記ＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上にＧａＰ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００２８】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高く所定量の不純物が混入した低濃度層、前記所定量の不純物よりも多い不純物が混入した高濃度層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記低濃度層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる高濃度層を除去し、上記高濃度層を除去して露呈した上記低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に低濃度層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００２９】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高いｎ型Ｓｉ層とｐ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ｎ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれるｐ型Ｓｉ層を除去し、上記ｐ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記ｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上にｎ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００３０】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高い高濃度ｐ型Ｓｉ層とｎ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高濃度ｐ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれるｎ型Ｓｉ層を除去し、上記ｎ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に上記高濃度ｐ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
本発明は、入射された光を集光する単一プローブ、例えば図１に示すような複数の単一プローブを有するプローブアレイ１に適用される。
【００３３】
このプローブアレイ１は、近接場光学顕微鏡の光ヘッドや、記録媒体に近接場光を照射するための光ヘッドとして用いられる。例えばプローブアレイ１を近接場光学顕微鏡の光ヘッドとして使用した場合、プローブアレイ１は、被測定試料との距離が、被測定試料に照射する光の波長以下の位置に配設される。このような状態において、プローブアレイ１は、被測定試料との間で近接場光を発生させる。
【００３４】
このプローブアレイ１は、図１に示すように構成される。プローブアレイ１は、図１（ｂ）に示すように、ガラス基板２と、ガラス基板２上に形成された複数のＳｉ突起部３と、Ｓｉ突起部３の周囲に設けられたバンク部４と、Ｓｉ突起部３及びバンク部４上に形成された金属層５とからなる。このプローブアレイ１において、ガラス基板２と、Ｓｉ突起部３及びバンク部４とは、陽極接合等の手法を用いて接続されている。なお、上記陽極接合については、プローブアレイ１の製造方法の説明で詳述する。本実施の形態において、プローブアレイ１を構成するＳｉ突起部３は、上記単一プローブに相当する。
【００３５】
ガラス基板２は、図１（ａ）に示すように例えば縦寸法ｔ1が約３ｍｍ、横寸法ｔ2が約４ｍｍであって、図１（ｂ）に示すように厚さ寸法ｔ3が約１ｍｍに成形されている。
【００３６】
Ｓｉ突起部３は、ガラス基板２よりも屈折率が非常に高い高屈折率材料からなる。この実施の形態では、例えばＳｉ材料からなる。このＳｉ突起部３は、図１（ａ）に示すように、バンク部４に囲まれて、縦方向及び横方向の２次元に配列されて形成されている。各Ｓｉ突起部３は、底面をガラス基板２側に形成した四角錐形状となってガラス基板２上に形成される。各Ｓｉ突起部３は、図１（ｂ）に示すように、高さ寸法ｔ4が約５〜１０μｍで形成されている。
【００３７】
また、各Ｓｉ突起部３は、図２に示すように、底面の一辺の長さｔ7が約１０μｍ、高さ寸法ｔ4が約１０μｍとなっているとき、先端部分（頂点）のなす角度θが約９０度とされて形成される。このＳｉ突起部３の側面は、光が四角錐の底面側から入射されたとき、先端部分で光強度が大きくなるように設計されている。
【００３８】
更に、Ｓｉ突起部３は、後述するが、側面が２段階に変化されたときには、高さ寸法ｔ4が約３μｍ、底面の一辺の長さが約２μｍ、先端部分（頂点）のなす角度が約３０度とされて形成される。また、このＳｉ突起部３は、先端部分の開口径が１００ｎｍ程度に形成されることで先端部分に近接場光を発生させるように設計され、先端部分の開口径が光の波長程度に形成させることで先端部分に近接場光でない伝搬光を発生させるように設計される。
【００３９】
バンク部４は、Ｓｉ突起部３と同じくＳｉ材料からなる。このバンク部４は、縦寸法ｔ5及び横寸法ｔ6が約１００μｍの正方形状に形成され、高さ寸法がＳｉ突起部３と同じく５〜１０μｍで形成される。
【００４０】
このバンク部４は、縦方向及び横方向の２次元に配列されて２上に形成される。このバンク部４が２次元方向に配列されることで、各Ｓｉ突起部３は、ガラス基板２上に２次元方向に配列される。
【００４１】
金属層５は、例えばＡｌ等の遮光性材料からなり、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により、光を透過させない程度の膜厚に形成される。この金属膜５は、例えばＡｌ材料を用いた場合、約３０ｎｍ程度の膜厚で形成される。この金属層５は、ガラス基板２及びＳｉ突起部３の側面に形成される。
【００４２】
このようなプローブアレイ１では、上記近接場光学顕微鏡に備えられ、試料との距離が光の波長以下の位置に配設される。このプローブアレイ１は、ガラス基板２側から光が入射されると、金属層５で光を散乱させてＳｉ突起部３の頂点での光強度が大きくなるように集光し、各Ｓｉ突起部３と試料との間に近接場光を発生させる。
【００４３】
つぎに、上述のプローブアレイ１の製造方法について説明する。なお、以下に説明するプローブアレイ１の製造方法は、単一のプローブ、すなわち、単一のＳｉ突起部３を製造するときにも適用することができる。
【００４４】
プローブアレイ１を製造するとき、先ず、図３に示すようにＳＯＩ（SiliconOn Insulator）基板１０を用意する。このＳＯＩ基板１０は、Ｓｉからなる活性層１１と、活性層１１上に形成された中間層であるＳｉＯ2層１２と、ＳｉＯ2層１２上に形成されたＳｉ支持基板１３とからなる。ここで、活性層１１は、膜厚が約１０μｍ程度であり、波長が約８００ｎｍ程度の光に対する屈折率が約４程度である。ここで、活性層１１は、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が形成される面では表面が均一であることが必要である。
【００４５】
次に、図４に示すように、ＳＯＩ基板１０とガラス基板１４とを陽極接合する。ガラス基板１４としては、コーニング社の＃７７４０や＃７０７０、或いは岩城硝子のＳＷ−３等を用いる。ここで、ガラス基板１４はＮａ+イオンを含有している。そして、ＳＯＩ基板１０の活性層１１とガラス基板１４とを接触させ、真空中或いはＮ2、Ａｒ2等の不活性ガス中で、３５０℃〜４５０℃に加熱したまま、Ｓｉ支持基板１３側を陽極としてＳｉ支持基板１３とガラス基板１４との間に２００Ｖ〜１０００Ｖの電位差を与える。ガラス基板１４の融点以下の温度でも正のＮａ+イオンはガラス基板１４の中で動きやすくなるので、負電界に引かれてガラス基板１４表面に到達する。ガラス基板１４中に残った多量の負イオンが活性層１１（Ｓｉ）との接着面に空間電荷層を形成して、Ｓｉ−ガラス間に吸引力を生じ、化学結合させる。
【００４６】
次に、ＳＯＩ基板１０からＳｉ支持基板１３をＫＯＨ水溶液やテトラメティルアンモニュウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）、弗酸・硝酸混合液等などによるエッチング、或いは機械的研磨、或いは化学機械研磨（ＣＭＰ）により除去する。これにより、ＳｉＯ2層１２の表面が露呈することになる。
【００４７】
次に、図５に示すように、Ｓｉ支持基板１３を除去したことにより露呈したＳｉＯ2層１２の表面に対してリソグラフィによりパターニングする。パターニングするときには、例えば図１で示したように、Ｓｉ突起部３及びバンク部４の先端部分を配設する位置にＳｉＯ2層１２を残すように行う。これにより、ＳｉＯ2層１２からなるパターンを活性層１１上に形成する。ここで、各Ｓｉ突起部３を形成するための各先端部分に対応するパターンとしては、一辺が約１０〜１５μｍの四角形状又は同等の大きさを有する丸形状のものが使用可能である。
【００４８】
次に、図６に示すように、ＳｉＯ2層１２のパターンが形成された面に対して、例えばＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ヒドラジン−水和物、エティレンジアミン−パイロカテコール−水の混合液（ＥＰＷ）、ＴＭＡＨ等のエッチャントを用いて異方性エッチングを行う。これにより、ＳｉＯ2層１２のパターンが形成されていない部分にのみ異方性エッチングを施す。
【００４９】
例えばエッチング溶液としてＫＯＨ溶液（３４ｗｔ％、８０℃）にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を混ぜた溶液を用いた場合、活性層１１の側面の傾斜が一段階のプローブアレイ１を作製することができる。このとき、各ＳｉＯ2層１２により形成されるパターンの形状は丸形状でも四角形状であっても変化はしない。
【００５０】
更に具体的には、ＳｉＯ2層１２を１０μｍ角の正方形状とし、エッチャントとしてＫＯＨ（４０ｇ、８５％）、水（６０ｇ）、ＩＰＡ（４０ｃｃ）を混ぜ、８０℃でエッチングをしたとき、開始から１８０ｓｅｃ、３６０ｓｅｃ、５４０ｓｅｃ、７５０ｓｅｃの時間エッチングをしたときの活性層１１の変化は、それぞれ図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すようになる。これにより、図６に示すように、四角錐形状のＳｉ突起部３となる活性層１１ａを形成するとともに、バンク部４となる活性層１１ｂをガラス基板１４上に形成する。
【００５１】
次に、図８に示すように、活性層１１ａ及び活性層１１ｂ上に残存するＳｉＯ2層１２を除去し、活性層１１ａ及び活性層１１ｂの側面、及び、活性層１１ａ及び活性層１１ｂが残存していないガラス基板１４上に金属層１５を形成する。
【００５２】
また、図９に示すように、活性層１１ｂ及びガラス基板１４の活性層形成面、或いは上記活性層１１ｂのみに金属層１５からなる遮光膜を形成する。このように製造されたプローブアレイ１では、Ｓｉ突起部３の先端から発生する光以外の光を遮断することができ、読みとり信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００５３】
ここで、金属層１５の厚さは、材料としてＡｌを使用するときには約３０〜５０ｎｍ程度とし、材料としてＡｕを使用するときには約１００ｎｍ程度に形成する。すなわち、金属層１５は、ガラス基板２からＳｉ突起部３に入射して光を発生させることができるスキンデプス程度の厚さに形成される。
【００５４】
したがって、上述した図４〜図８、及び図９で説明した工程を行うことにより、図１に示すような、ガラス基板２上にＳｉ突起部３を複数備えるプローブアレイ１又は単一のＳｉ突起部３からなる単一プローブを製造することができる。
【００５５】
このプローブアレイ１によれば、Ｓｉからなる活性層１１をガラス基板１４に接合・転写することにより、各Ｓｉ突起部３の先端の高さを均一にし、Ｓｉ突起部３の先端の平面度を向上させて、先端に発生させる近接場光及び伝搬光を高効率、高分解能で出射することができ、さらには、開口径制御を容易にする。
【００５６】
また、プローブアレイでなく、単一の突起型プローブを作製する場合には、特に錐台状突起型プローブの先端面の平面度をλ／８以下の、非常に高いものにすることができる。また、突起先端の開口径Ｄは突起を作製するエッチング時間により容易に制御できる。
【００５７】
このようなプローブアレイ１は、ＳＯＩ基板１０を用いて製造することができるので、各Ｓｉ突起部３の先端部分の高さの誤差がＳＯＩ基板１０の膜厚精度により決定される。ここで、結晶成長技術により作製されたＳＯＩ基板１０の膜厚精度は、原子レベル程度の誤差しかないので、各Ｓｉ突起部３の先端部分の高さの誤差も原子レベル程度と推定される。したがって、このプローブアレイ１の製造方法によれば、従来の転写を用いた製造技術と比較しても、高精度で高さの制御をすることができ、先端位置が均一に制御されたＳｉ突起部３を製造することができる。
【００５８】
更に、このプローブアレイ１によれば、各Ｓｉ突起部３の高さが一定であるので、記録媒体に対して記録再生を行うに際して、記録媒体と各Ｓｉ突起部３の先端との距離を各Ｓｉ突起部３について一定とすることができ、全Ｓｉ突起部３を近接場光を発生させるのに必要な位置とすることができる。すなわち、このプローブアレイ１によれば、各Ｓｉ突起部３ごとに近接場光が発生しなかったり、発生したりするようなことがない。
【００５９】
また、このプローブアレイ１は、ＳＯＩ基板１０とガラス基板１４とを陽極接合して製造されるので、ＳＯＩ基板１０のみを用いて製造された場合と比較して強度が向上されている。
【００６０】
更に、例えばガラス基板１４に代えてＳｉからなる基板を用いたときには、充分な機械的強度を得るために数百μｍの厚みは必要なので、Ｓｉが可視光に対して伝搬損失があるため、Ｓｉ突起部３に光を入射することが不可能となる。これに対し、プローブアレイ１では、Ｓｉ突起部３がガラス基板１４上に形成されていて、Ｓｉ突起部３の高さも５〜１０μｍである。５〜１０μｍ厚のＳｉは７８０〜８３０ｎｍ程度の波長では数１０％の透過率を有しているので、各Ｓｉ突起部３に入射する光量を多くして、先端部分で発生する近接場光の光強度を高めることができる。
【００６１】
したがって、このプローブアレイ１によれば、Ｓｉ突起部３がＳｉからなり、各Ｓｉ突起部３の先端位置が均一であるので、各Ｓｉ突起部３の効率が均一となり、これまで両立が困難であった高効率性と高分解能性を兼ね備えるものであると言える。すなわち、このプローブアレイ１によれば、Ｓｉ突起部３がＳｉのような高屈折率材料を用いることで、Ｓｉ突起部３での伝搬光の波長が実効的に短くなることにより、Ｓｉ突起部３から外部にしみ出す光を抑制して光利用効率を向上させるとともに、光スポット径を小さくすることができる。
【００６２】
また、Ｓｉ突起部３の間でそれらの高さが均一であるため、各Ｓｉ突起部３について、その先端で近接場光が存在する範囲内に記録媒体が接近できる。従って、全てのＳｉ突起部３の高効率性と高分解能性を同時に達成できる。
【００６３】
また、このプローブアレイ１によれば、Ｓｉ突起部３の高さと同じ高さを有し、Ｓｉ突起部３の周囲を囲む位置に配されたバンク部４を備えているので、記録媒体への記録再生時に際して、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が記録媒体に対向したときに、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が記録媒体に接触したときでも、Ｓｉ突起部３に加わる圧力を減らし、Ｓｉ突起部３の損傷を低減することができる。
【００６４】
また、このプローブアレイ１によれば、作製時において、Ｓｉ突起部３及びバンク部４と同じ材料にして同時にエッチングすることで同じ高さとすることができるので、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が記録媒体に対向したときに、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が記録媒体に接触したときでも、Ｓｉ突起部３に加わる圧力を減らし、Ｓｉ突起部３の損傷を低減することができる。
【００６５】
ここで、図６及び図７を用いて説明したように、エッチングを行ってＳｉ突起部３及びバンク部４を製造するときには、図５を用いて説明したときの、ＳｉＯ2層１２をエッチングするときのパターンを変化させることで、ガラス基板１４に対する傾斜角度が複数となされたＳｉ突起部３を形成することができる。
【００６６】
すなわち、活性層１１の側面の傾斜角を複数とするときには、ＳｉＯ2層１２からなるマスクの形状を丸形状とすることが望ましい。更に、エッチングを行うときのエッチング液をＫＯＨ溶液（３４ｗｔ％、８０℃）や、ＮａＯＨ、ＥＰＷ、ＴＭＡＨとして作製する。
【００６７】
更に具体的には、ＳｉＯ2層１２を１０μｍ角の正方形状のパターンとし、エッチャントとしてＫＯＨ（３４ｗｔ％、８０℃）を用いたとき、開始から６０ｓｅｃ、１５０ｓｅｃ、４０５ｓｅｃ、４８３ｓｅｃの時間エッチングをしたときの活性層１１の変化がそれぞれ図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）に示すようになり、活性層１１ａをガラス基板１４上に形成する。これにより、図１０（ｄ）に示すように、活性層１１ａの外壁を、傾斜角（テーパ角度）が異なる複数の傾斜面１１ｃ、１１ｄとすることができる。
【００６８】
このように、活性層１１ａの外壁に複数の傾斜面１１ｃ、１１ｄを設けたＳｉ突起部３では、傾斜面１１ｄを有した第１の錐状領域では先鋭角を大きくし、傾斜面１１ｃを有した第２の錐状領域では、先鋭角を小さくするように構成されている。したがって、このように作製されるＳｉ突起部３では、上記第１の錐状領域では光の損失を小さくして高効率で光を伝搬し、第２の錐状領域では、第２の錐状領域からの光を絞って先端部分から小さいスポットの光を出射する。したがって、このようなＳｉ突起部３によれば、高効率、且つ光分解能の光を取捨することができる。
【００６９】
上述したＳｉ突起部３では、光ファイバを先鋭化した光ファイバプローブのコア径の最適化手法を適用してその開口径を決定することができる。ここで光ファイバプローブのコア材料は、屈折率が１．５３のガラス材料からなる。
【００７０】
すなわち、光ファイバプローブの最適化において、コア内部での電界分布解析方法を用いる。この電界分布解析方法によれば、クラッドを光の漏洩のない理想金属と仮定し、コア内部に存在する光のモードをＴＥ1nモード（ｎ＝１〜６）と、ＴＭ1nモード（ｎ＝１〜６）のみとしたときに、図１１に示すようなコア径と、コアの中心における電界強度との関係を得る。図１１によれば、光ファイバプローブのコア内においては、図１１（ａ）に示すように複数のモードが存在し、図１１（ｂ）に示すようにそれぞれのモードの重ね合わせによって電界分布が形成されていることが分かる。
【００７１】
図１１（ａ）は、コア径を変化させたときの、各モードの電界強度及び等価屈折率を示す。図１１（ａ）によれば、等価屈折率が０に集束するコア径を示すカットオフ径において、各モードの電界強度（振幅比）が最大となる。
【００７２】
図１１（ｂ）は、コア径を変化させたときの、各モードの電界強度の和と、各コア径におけるスポット径を示し、但し、複数のピークが存在する場合にはコア中心におけるピークのスポット径を示している。この図１１（ｂ）によれば、各モードのカットオフ径において、電界強度が極大値を有するのみならず（図１１（ａ））、小さいスポット径のピークが得られることが分かる。
【００７３】
これらの各モードのカットオフ径において、ＴＥ11モードの光を伝達するためのカットオフ径においては、より開口径が小さい、すなわち、伝搬距離が長いために損失が大きくなる。また、ＴＥ13モードのカットオフ径においては、情報再生に適用した場合、得られるピークの数が多くなるので（５つのピーク）、その影響によって余分な情報まで検出してしまうことになる。そこで、伝搬距離、ピーク数を勘案すると、ＴＥ12モードのカットオフ径の光ファイバプローブとすることが望ましい。
【００７４】
このような解析結果に基づいて、光ファイバプローブのコア内に伝搬するモードをＴＥ１２モードとなるようなカットオフ径のコア径（９００〜９２０ｎｍ、光の波長λ＝８３０ｎｍ）としたときの実験結果を図１２に示す。
【００７５】
図１２（実線：実験結果）によれば、スポット径が約１５０ｎｍとなるとともに、ピーク中心における電界強度が１［ａ．ｕ］となっており、図１１での解析結果（点線）によるスポット径（１７５ｎｍ）、電界強度（１［ａ．ｕ］）となり、コア径をＴＥ１２モードのカットオフ径としたときにおいて電界強度の極大と、微小スポットが得られることが分かる。また、スポット形状については、実験結果と解析結果とで非常に良い一致が得られている。
【００７６】
このような光ファイバプローブを用いた解析結果、実験結果を本例のＳｉ突起部３の材料である高屈折率媒質であるＳｉをコアの材料にして計算した結果を図１３に示す。
【００７７】
図１３によれば、コア材料をＳｉとした場合、ＳｉからなるコアをＴＥ１２モードのカットオフ径（０．４μｍ）に一致させることにより、微小スポット径（約７５ｎｍ）を形成するとともに、電界強度の極大を得ることができる。
【００７８】
したがって、Ｓｉ突起部３の開口径をＴＥ１２モードのカットオフ径とすることにより、光ファイバプローブと同様に、微小スポット径を形成するとともに、電界強度の極大を得られるプローブアレイ１又は単一プローブを作製することができる。また、プローブアレイ１又は単一プローブでは、損失が小さく、ピーク数が小さい、情報記録再生に最適なものとすることができる。
【００７９】
また、金属層１５を形成するに際して、図１に示すように、活性層１１ｂの傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成しても良い。
【００８０】
Ｓｉ突起部３の傾斜面のみに金属層５を形成したプローブアレイ１を作製するときには、ＳｉＯ2層１２からなるマスクの形状を、図１４に示すように、作製するＳｉ突起部３の先端位置上のＳｉＯ2層１２の中央部分１２ａを所定の厚さとし、Ｓｉ突起部３の先端位置上以外のＳｉＯ2層１２の周辺部分１２ｂを所定の厚さ以下の厚さとする。例えば、中央部分１２ａの厚さを少なくとも２００ｎｍ程度とし、周辺部分１２ｂの厚さを中央部分１２ａの厚さの１／５〜１／１０程度の厚さとする。
【００８１】
このような形状のＳｉＯ2層１２及び活性層１１をエッチャントを用いて図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）に示すようにエッチングし、図１４（ｄ）に示すように最終的には活性層１１ａの先端部分のみに中央部分１２ａを残存させる。そして、残存した中央部分１２ａをキャップとして金属層１５を形成し、図１４（ｅ）に示すように、中央部分１２ａをウェットエッチングにより除去することにより、活性層１１ａの先端部分に金属層１５が形成されないものを作製することができ、活性層１１ａの傾斜面だけに金属層１５を形成することができる。
【００８２】
このように製造されたプローブアレイ１では、Ｓｉ突起部３の先端から発生する光以外の光を遮断することができるので、図９に示した場合と比較しても、更に発生させる光強度を向上させる。
【００８３】
つぎに、上述したように製造されたプローブアレイ１での光効率について説明する。プローブアレイ１の光効率を測定するときの測定装置を図１５（ａ）に示す。この測定装置は、レーザダイオード２１から波長が８３０ｎｍのレーザ光を出射し、コア２２、クラッド２３、金属被膜層２４からなり先端が先鋭化された光ファイバプローブの先鋭部２５（開口径＝１００ｎｍ）に近接場光を発生させる。そして、プローブアレイ１では、光ファイバプローブの先鋭部２５に発生した近接場光を検出し、Ｓｉ突起部３、ガラス基板２を通過した光をフォトディテクタ２６で検出するように構成されている。ここで、光ファイバープローブの先鋭部２５の開口径は１００ｎｍである。このような測定装置では、光ファイバプローブからレーザ光を入射したときに、Ｓｉ突起部３の先端部分で発生する近接場光の光強度を測定することができ、これにより、近接場領域におけるプローブアレイのスループットを求めることができる。また、プローブアレイ１のスループットと分解能を評価するために、ファイバプローブとして高スループット（１０％）・高分解能（１５０ｎｍ）の特性を持つ内部集光プローブ（開口径Ｄ＝９２０ｎｍ）も併せて測定した（図１５（ｂ））。
【００８４】
このような測定装置を用いて、フォトディテクタ２７で検出した光の強度［ａ．ｕ．］と光の検出位置［μｍ］との関係を図１６に示す。この図１６において、特性Ａ（実線）は上述した工程で作製したプローブアレイ１についての測定結果であり、特性Ｂ（点線）は内部集光型プローブの測定結果である。特性Ａと特性Ｂとを比較すると、プローブアレイ１は１０％の効率を持ち、内部集光型プローブよりもスループットが大きく（約１５％）、７５ｎｍの分解能を有することがわかる。
【００８５】
したがって、上述したような製造方法で製造されたプローブアレイ１によれば、高効率で光を集光し、Ｓｉ突起部３の先端部分に光強度の高い近接場光を発生させることができると同時に高分解能で試料測定を行うことができる。
【００８６】
また、このプローブアレイ１によれば、例えば記録媒体への光照射を行って記録媒体に信号を記録及び／又は再生を高記録密度かつ、高Ｓ／Ｎで実現することができる。
【００８７】
つぎに、プローブアレイ１又は単一プローブを製造する他の一例について説明する。なお、上述のプローブアレイ１又は単一プローブの製造方法で説明した手法は、以下に示すプローブアレイ１又は単一プローブを製造する場合に適用することもできる。
【００８８】
上述したプローブアレイ１の製造方法では、ガラス基板１４上に作製する突起部の材料はＳｉに限られることなく、ガラス基板１４よりも屈折率の高い材料であればよい。Ｓｉよりも短波長側に光透過領域があり、かつ、屈折率の高い材料としては、ＧａＰやＴｉＯ2（通称ルチル）等がある。ＧａＰは５３０ｎｍ〜１６μｍに光透過域があり、当該光透過域での屈折率が３．３５となっている。また、ＴｉＯ2は４５０ｎｍ〜６μｍに光透過域があり、当該光透過域での屈折率が２．６１〜２．９０である。
【００８９】
図１７にＧａＰを用いたプローブアレイ又は単一プローブの作製方法を示す。なお、上述のプローブアレイ１又は単一プローブの製造方法で説明した手法は、以下に示すプローブアレイ１又は単一プローブを製造する場合に適用することもできる。
【００９０】
先ず、図１７（ａ）に示すように、中間層として酸化膜４２が付された単結晶Ｓｉウェハ４１に直接接合又は常温接合により単結晶ＧａＰウェハ４３を接合する。単結晶ＧａＰウェハ４３の厚さをエッチングやＣＭＰにより５〜１０μｍにした基板を用意する。
【００９１】
次に、図１７（ｂ）に示すように、ガラス基板４４と単結晶ＧａＰウェハ４３とを陽極接合或いは直接接合或いは常温接合により接合する。
【００９２】
次に、図１７（ｃ）に示すように、単結晶Ｓｉウェハ４１を除去する。
【００９３】
次に、図１７（ｄ）に示すように、ＳｉＯ2層からなるＳｉＯ2パターン４２Ａを単結晶ＧａＰウェハ４３上に形成する。ここで、各ＳｉＯ2パターン４２Ａは、後の工程でＧａＰからなる突起部を形成するために適切なパターン、寸法とする。
【００９４】
次に、図１７（ｅ）に示すように、パターン４２Ａをエッチングマスクとして単結晶ＧａＰウェハ４３をＲＩＥや液体のエッチャントにより、ＧａＰ突起部４３Ａを形成する。ここで、ＳｉＯ2層をエッチングマスクとせずにフォトリソのみをエッチングマスクとしてＧａＰ突起部４３Ａを作製しても良い。
【００９５】
次に、図１７（ｆ）に示すように、ＧａＰ突起部４３Ａ上に残ったＳｉＯ2パターン４２Ａを希弗酸等で除去する。
【００９６】
次に、図１７（ｇ）に示すように、ＧａＰ突起部４３Ａの側面及びＧａＰ突起部４３Ａの無いガラス基板４４面に金属層４５を形成する。
【００９７】
これにより、ＧａＰからなる突起部を複数有する突起型のプローブアレイを作製することができる。なお、ＧａＰのみならず、ＴｉＯ2等の他の材料を用いた場合でもほぼ同様な工程により突起部を備えたプローブアレイを作製することができる。
【００９８】
ＧａＰやＴｉＯ2からなる突起部を複数備えたプローブアレイは、Ｓｉからなるプローブアレイよりも、短波長側に高い光透過域があるので、短波長域での光吸収が少なく、より高い光利用効率を得ることができる。また、Ｓｉの場合よりも短波長の光を用いることができるので、より小さい光スポットを形成することができ、例えば記録媒体に記録するときの記録密度を向上させることができる。
【００９９】
つぎに、ＳＯＩ基板以外のＳｉウェハを用いてプローブアレイを製造するときの一例について図１８を参照して説明する。なお、上述のプローブアレイ１又は単一プローブの製造方法で説明した手法は、以下に示すプローブアレイ１又は単一プローブを製造する場合に適用することもできる。
【０１００】
先ず、図１８（ａ）に示すように、数百μｍの厚さを有するｐ型Ｓｉ層５１に、５〜１０μｍの厚さを有するｎ型Ｓｉ層５２が形成されている基板を用意する。ここで、ｎ型Ｓｉ層５２は、ｐ型Ｓｉ層５１上にエピタキシャル成長させて形成しても良く、固層拡散、イオン注入等によりｐ型Ｓｉ層５１表面にｎ型の不純物を拡散して形成しても良い。また、ｐ型Ｓｉ層５１とｎ型Ｓｉ層５２とを張り合わせることにより作製しても良い。
【０１０１】
次に、図１８（ｂ）に示すように、ガラス基板５３を用意し、ガラス基板５３と、ｐ型Ｓｉ層５１及びｎ型Ｓｉ層５２からなる基板のｎ型Ｓｉ層５２の表面とが接するように陽極接合する。ここで、ガラス基板５３のｎ型Ｓｉ層５２と接しない面及びｐ型Ｓｉ層５１のｎ型Ｓｉ層５２と接しない面に電極５４を形成し、または電極板を乗せ、各電極５４間に電位差Ｖｂを与える電源５５を設けて陽極接合する。このとき、陽極接合とは異なる直接接合や常温接合を用いてガラス基板５３とｎ型Ｓｉ層５２とを接合しても良い。
【０１０２】
次に、図１８（ｃ）に示すように、ｐ型Ｓｉ層５１を機械的研磨或いは化学機械研磨（ＣＭＰ）により概ね除去した後、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4・Ｈ2Ｏ）、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＣａＯＨ水溶液、ＥＤＰ（Ethylenediamine Pyrocatechol(water)）、ＴＭＡＨ（Tetramethyl Ammoniumhydroxide、（ＣＨ3）4ＮＯＨ）、等のアルカリエッテャントによるエッチングを行う。但し、このとき、ｎ型Ｓｉ層５２とエッチャントの中におかれた参照電極５６の間に電圧を電圧Ｖｅｃｅを印加する電源５７を設けてエッチングを行う。
【０１０３】
このようなエッチング方法（電気化学エッチング）を実現するためのエッチング装置の概略を図１９に示す。このエッチング装置では、上記参照電極５６に相当するＰｔ電極６１、上記電源５７に相当する電源６２、電流計６３、上記ｎ型Ｓｉ層５２とガラス基板５３からなる基板に相当するエッチング材料６４が直列に接続されて、Ｐｔ電極６１及びエッチング材料６４がエッチャント６５中に配置された構造となっている。このエッチング装置では、エッチャント６５がスターラ６６により攪拌され、ヒータ６７により９０℃に保たれている。
【０１０４】
このようなエッチング装置を用いることにより、例えばアルカリエッチャントはｐ型Ｓｉ層５１以外にＳｉＯ2（ガラス基板５３の主成分）もエッチングするが、ガラス基板５３は非常に厚いので、全てエッチングされることはない。また、ｎ型Ｓｉ層５２とガラス基板５３とは非常に強固に接合されているので、両者間にエッチャントが侵入することはなく、ｎ型Ｓｉ層５２がエッチングされることはない。したがって、ｐ型Ｓｉ層５１及びのみがエッチングされる。前記の弗酸硝酸エッチャントでは、ｎ型Ｓｉ層５２が露出すると、それ以上ほとんどエッチングが進まなくなるので、ｐ型Ｓｉ層５１がエッチングされきったところでエッチングを止めることができる。
【０１０５】
次に、図１８（ｄ）に示すように、ｎ型Ｓｉ層５２の表面に、プラズマＣＶＤ法或いは熱ＣＶＤ法等によりＳｉＯ2或いはＳｉ3Ｎ4等のアルカリエッチャントにエッチングされ難いパターン形成層５８を形成する。
【０１０６】
次に、図１８（ｅ）に示すように、パターン形成層５８を所定の形状とすることで、ｎ型Ｓｉ層５２上にパターン形成層５８からなるパターン５８Ａを形成する。ここで、パターン形成層５８は、各Ｓｉ突起部を形成するために適切なパターン、寸法とする。
【０１０７】
次に、図１８（ｆ）に示すように、ヒドラジン、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＣａＯＨ水溶液、ＥＤＰ、ＴＭＡＨ等のアルカリエッチャントを用いて、Ｓｉ突起部５２Ａを形成する。ここで、パターン５８Ａをエッチングマスクとせずに、フォトリソのみをエッチングマスクとしてＲＩＥでＳｉ突起部５２Ａを作製しても良い。
【０１０８】
次に、図１８（ｇ）に示すように、Ｓｉ突起部５２Ａ上に残存したパターン５８Ａを希弗酸等で除去する。
【０１０９】
次に、図１８（ｈ）に示すように、Ｓｉ突起部５２Ａの側面及びＳｉ突起部５２Ａが形成されていないガラス基板５３上に金属層５９を形成する。
【０１１０】
これにより、ＳＯＩ基板を用いることなく、突起部がＳｉからなる突起型のプローブアレイ又は単一プローブを作製することができる。
【０１１１】
つぎに、プローブアレイ又は単一プローブを製造するときの更に他の一例について図２０を参照して説明する。
【０１１２】
先ず、図２０（ａ）に示すように、数百μｍの厚さを有する高濃度ｐ型又はｎ型Ｓｉ材料からなる高濃度Ｓｉ層７１に、５〜１０μｍの厚さを有する低濃度ｐ型又はｎ型Ｓｉ材料からなる低濃度Ｓｉ層７２が形成されている基板を用意する。ここで、低濃度Ｓｉ層７２は、高濃度Ｓｉ層７１上にエピタキシャル成長させて形成しても良く、固層拡散、イオン注入等により高濃度Ｓｉ層７１表面にこれと反対の型の不純物を拡散させて、補償効果により実効的に不純物濃度を低濃度にしても良い。また、高濃度Ｓｉ層７１と低濃度Ｓｉ層７２とを張り合わせることにより作製しても良い。
【０１１３】
ここで、高濃度Ｓｉ層７１と低濃度Ｓｉ層７２とは、不純物濃度が高い、低いが重要であり、ｐ型、ｎ型の組み合わせは任意である。但し、低濃度Ｓｉ層７２側と高濃度Ｓｉ層７１側とが異なる伝導型を有する場合は、低濃度Ｓｉ層７２側がｎ型Ｓｉ材料であることが望ましい。これは、陽極接合の電圧印加時にｐｎ接合が順バイアスされた方が接合されやすいからである。高濃度のＳｉ基板の不純物濃度は約１０17／ｃｍ3より多くする。逆に低濃度のときのＳｉ基板の不純物濃度は約１０17／ｃｍ3以下とする。
【０１１４】
次に、図２０（ｂ）に示すように、ガラス基板７３を用意し、ガラス基板７３と、低濃度Ｓｉ層７２の表面とが接するように陽極接合する。ここで、ガラス基板７３の低濃度Ｓｉ層７２と接しない面及び高濃度Ｓｉ層７１の低濃度Ｓｉ層７２と接しない面に電極７４を形成し、または電極板を乗せ、各電極７４間に電位差Ｖｂを与える電源７５を設けて陽極接合する。このとき、陽極接合とは異なる直接接合や常温接合を用いてガラス基板７３と低濃度Ｓｉ層７２とを接合しても良い。
【０１１５】
次に、図２０（ｃ）に示すように、高濃度Ｓｉ層７１を機械的研磨或いは化学機械研磨（ＣＭＰ）により概ね除去した後、弗酸硝酸のエッテャントに漬ける。エッチャントの組成は、ＨＦ：ＨＮＯ3：ＣＨ3ＣＯＯＨ＝１：３：８（体積比）とする。このエッチャントは不純物が約１０17／ｃｍ3より少なくなると、それより多い場合よりもエッチング速度が１／１５０となる。このエッチャントは、Ｓｉ以外にＳｉＯ2（ガラスの主成分）もエッチングするが、ガラス基板７３は非常に厚いので、全てエッチングされることはない。また、低濃度Ｓｉ層７２とガラス基板５３とは非常に強固に接合されているので、両者間にエッチャントが侵入することはなく、低濃度Ｓｉ層７２がエッチングされることはない。したがって、高濃度Ｓｉ層７１及び低濃度Ｓｉ層７２のみがエッチングされる。ＨＦ：ＨＮＯ3：ＣＨ3ＣＯＯＨ＝１：３：８（体積比）をエッチャントとして用いたエッチングでは、高濃度Ｓｉ層７１を先にエッチングし低濃度Ｓｉ層７２が露出すると、それ以上ほとんどエッチングが進まなくなるので、高濃度Ｓｉ層７１をエッチングしきったところでエッチングを止めることができる。
【０１１６】
次に、図２０（ｄ）に示すように、低濃度Ｓｉ層７２の表面に、プラズマＣＶＤ法或いは熱ＣＶＤ法等によりＳｉＯ2或いはＳｉ3Ｎ4等のアルカリエッチャントにエッチングされ難いパターン形成層８を形成する。
【０１１７】
次に、図２０（ｅ）に示すように、パターン形成層７８を所定の形状とすることで、低濃度Ｓｉ層７２上にパターン形成層７８からなるパターン７８Ａを形成する。ここで、パターン形成層７８は、単一突起部又は各Ｓｉ突起部を形成するために適切なパターン、寸法とする。
【０１１８】
次に、図２０（ｆ）に示すように、ヒドラジン、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＣａＯＨ水溶液、ＥＤＰ、ＴＭＡＨ等のアルカリエッチャントを用いて、Ｓｉ突起部７２Ａを形成する。ここで、パターン７８Ａをエッチングマスクとせずに、フォトリソのみをエッチングマスクとしてＲＩＥでＳｉ突起部７２Ａを作製しても良い。
【０１１９】
次に、図２０（ｇ）に示すように、Ｓｉ突起部７２Ａ上に残存したパターン７８Ａを希弗酸やドライエッチング等で除去する。
【０１２０】
次に、図２０（ｈ）に示すように、Ｓｉ突起部７２Ａの側面及びＳｉ突起部７２Ａが形成されていないガラス基板７３上に金属層７９を形成する。
【０１２１】
これにより、ＳＯＩ基板を用いることなく、突起部がＳｉからなる突起型のプローブアレイ又は単一プローブを作製することができる。
【０１２２】
つぎに、プローブアレイ又は単一プローブを製造するときの更に他の一例について図２１を参照して説明する。
【０１２３】
先ず、図２１（ａ）に示すように、数百μｍの厚さを有するｎ型Ｓｉ材料からなるｎ型Ｓｉ層８１に、５〜１０μｍの厚さを有しｎ型Ｓｉ層８１より不純物濃度が高い高濃度ｐ型Ｓｉ材料からなる高濃度ｐ型Ｓｉ層８２が形成されている基板を用意する。ここで、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２の濃度はｎ型Ｓｉ層８１のエッチングにＫＯＨを用いる場合は約１０20／ｃｍ3より多くする。また、ＥＤＰを用いる場合には約１０19／ｃｍ3より多くする。高濃度ｐ型Ｓｉ層８２は、ｎ型Ｓｉ層８１上にエピタキシャル成長させて形成しても良く、固層拡散、イオン注入等により高濃度Ｓｉ層７１表面にこれとｐ型の不純物を拡散させて形成しても良い。また、ｎ型Ｓｉ層８１と高濃度ｐ型Ｓｉ層８２とを張り合わせることにより作製しても良い。
【０１２４】
次に、図２１（ｂ）に示すように、ガラス基板８３を用意し、ガラス基板８３と、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２の表面とが接するように陽極接合する。ここで、ガラス基板８３の高濃度ｐ型Ｓｉ層８２と接しない面に図２０（ｂ）と同様に電極板を乗せる。或いはより確実には、電極８４ａを形成するとともに、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２に電圧が印加されるようにｎ型Ｓｉ層８１の一部を除去して電極８４ｂを形成し、各電極８４ａ、８４ｂ間に電位差Ｖｂを与える電源８５を設けて陽極接合する。このとき、陽極接合とは異なる直接接合や常温接合を用いてガラス基板８３と高濃度ｐ型Ｓｉ層８２とを接合しても良い。
【０１２５】
次に、電極８４ａ、８４ｂを除去した後、図２１（ｃ）に示すように、ｎ型Ｓｉ層８１を機械的研磨或いは化学機械研磨（ＣＭＰ）により概ね除去した後、アルカリエッチャントによりエッチングする。エッチャントとしては、ヒドラジン、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＣａＯＨ水溶液、ＥＤＰ、ＴＭＡＨなどのアルカリエッチャントを用いる。このエッチャントは、Ｓｉ以外にＳｉＯ2（ガラスの主成分）もエッチングするが、ガラス基板７３は非常に厚いので、全てエッチングされることはない。また、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２とガラス基板８３とは非常に強固に接合されているので、両者間にエッチャントが侵入することはなく、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２がエッチングされることはない。したがって、ｎ型Ｓｉ層８１のみがエッチングされる。高濃度ｐ型Ｓｉ層８２が露出すると、それ以上ほとんどエッチングが進まなくなるので、ｎ型Ｓｉ層８１がエッチングされきったところでエッチングを止めることができる。
【０１２６】
次に、図２１（ｄ）に示すように、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２の表面に、プラズマＣＶＤ法或いは熱ＣＶＤ法等によりＳｉＯ2或いはＳｉ3Ｎ4等のアルカリエッチャントにエッチングされ難いパターン形成層８８を形成する。
【０１２７】
次に、図２１（ｅ）に示すように、パターン形成層８８を所定の形状とすることで、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２上にパターン形成層８８からなるパターン８８Ａを形成する。ここで、パターン形成層８８は、単一突起部又は各Ｓｉ突起部を形成するために適切なパターン、寸法とする。
【０１２８】
次に、図２１（ｆ）に示すように、ＲＩＥでＳｉ突起部８２Ａを形成する。ここで、パターン８８Ａをエッチングマスクとせずに、フォトリソで作製したレジストパターンのみをエッチングマスクとしてＲＩＥでＳｉ突起部８２Ａを作製しても良い。
【０１２９】
次に、図２１（ｇ）に示すように、Ｓｉ突起部８２Ａ上に残存したパターン８８Ａを希弗酸やドライエッチング等で除去する。
【０１３０】
次に、図２１（ｈ）に示すように、Ｓｉ突起部８２Ａの側面及びＳｉ突起部８２Ａが形成されていないガラス基板８３上に金属層８９を形成する。
【０１３１】
これにより、ＳＯＩ基板を用いることなく、突起部がＳｉからなる突起型のプローブアレイ又は単一プローブを作製することができる。
【０１３２】
つぎに、本発明を適用した他のプローブアレイについて説明する。なお、以下に説明するプローブアレイでは、上述したプローブアレイで説明した構成を適用しても良く、更には単一プローブであっても良い。
【０１３３】
平面図を図２２（ａ）に示すプローブアレイ１００は、図２２（ｂ）に示すように情報を記録する回転型記録媒体（光ディスクＤ）に突起部１０１の形成側が対向して配設され、回転する光ディスクＤに対して光を照射して情報の記録再生を行う。
【０１３４】
このプローブアレイ１００は、光ディスクＤが回転することで、一方端１００ａが媒体進入端とされ、他方端１００ｂが媒体退出端とされる。このプローブアレイ１００は、光ディスクＤが回転することで、光ディスクＤから発生する空気流を受けて光ディスクＤに接触して光ディスクＤに光を照射してコンタクト型の記録再生をする。なお、本実施の形態に係るプローブアレイ１００では、光ディスクＤ上を一定の浮上量で浮上する浮上型にも適用することができる。
【０１３５】
このプローブアレイ１００では、突起部１０１の周囲を囲む位置に配され、光ディスクＤが回転することで発生する空気流の流出側が開口部１０２ａとされたバンク部１０２を備える。
【０１３６】
このようなプローブアレイ１００では、一方端１００ａから流入した空気流をバンク部１０２の開口部他方端１００ｂに向かって空気流が流れ、開口部１０２ａを介して他方端１００ｂ側に流出させる。
【０１３７】
これにより、このプローブアレイ１００において、バンク部１０２として、空気流発生方向（媒体回転方向）と直交したバンク１０２ｃが突起部１０１の一方端１００ａ側に設けられることにより、一方端１００ａから他方端１００ｂに向かって流入する塵等が突起部１０１に流入するのを止めることができる。
【０１３８】
また、プローブアレイ１００では、装置内に存在する塵やゴミが空気流とともにバンク部１０２内部に流入しても、開口部１０２ａから流出するので、突起部１０１の近傍に塵等が堆積することが無い。
【０１３９】
更に、このプローブアレイ１００では、他方端１００ｂ側にバンク部１０２を設けないので、突起部１０１を他方端１００ｂ側に形成させることができる。これにより、プローブアレイ１００では、突起部１０１の先端部分を光ディスクＤに近づけて突起部１０１と光ディスクＤとの距離を小さくすることができ、光ディスクＤに照射する光のスポット径を小さくし、光ディスクＤへの記録密度を高くすることができる。
【０１４０】
更にまた、このプローブアレイ１００において、バンク部１０２は、他方端１００ｂの端部１０２ｂに、一方端１００ａから他方端１００ｂに向かって傾斜したテーパ部１０２ｂを有する。このテーパ部１０２ｂの頂点部分は、ガラス基板の短軸方向において、突起部１０１の先端と一直線上となっている。これにより、プローブアレイ１００では、記録再生時において、テーパ部１０２ｂの頂点部分が光ディスクＤと接触しても、バンク部１０２の頂点部分の圧力を拡散して破損を抑制することができる。
【０１４１】
更にまた、このプローブアレイ１００において、バンク１０２ｃの一方端１００ａ側が一方端１００ａ側から他方端１００ｂ側に向かって傾斜したテーパ部１０２ｄとなされている。これにより、プローブアレイ１００では、光ディスクＤが進入して光ディスクＤバンク１０２ｃと接触しても、光ディスクＤとの衝撃を吸収して、光ディスクＤの破損を抑制することができる。
【０１４２】
更にまた、このプローブアレイ１００において、バンク部１０２として、空気流発生方向（媒体回転方向）と略平行であって、光ディスクＤの径方向と直交したバンク１０２ｅ、１０２ｆを有し、光ディスクＤの径方向において傾斜したテーパ部１０２ｇ、１０２ｈを備える。これにより、プローブアレイ１００では、光ディスクＤへの記録再生時において、径方向に移動したときにバンク１０２ｅ、１０２ｆが光ディスクＤと接触しても、光ディスクＤとの衝撃を吸収して、光ディスクＤの破損を抑制することができる。
【０１４３】
更にまた、このプローブアレイ１００は、他方端１００ｂ側にガラス基板が突出してなる突出部１０３を備える。この突出部１０３は、突起部１０１から他方端１００ｂに向かって長さｔ8だけ突出してなる。この突出部１０３の長さｔ8は、記録再生時において、光源から出射された光を最も他方端１００ｂ側の突起部１０１に入射することができるように設定されている。すなわち、突出部１０３の長さｔ8は、ガラス基板の厚さ、ガラス基板の屈折率、突起部１０１に光を入射する光学素子（対物レンズ）１０４の開口数に基づいて、決定される。これにより、プローブアレイ１００は、決定した長さｔ8を最適な長さとし、突起部１０１を他方端１００ｂ側に配置して、光ディスクＤとの距離を小さくすることができ、光ディスクＤに小さいスポット径の光を集光する。
【０１４４】
更にまた、プローブアレイ１００は、図２３に示すように、突出部１０３のバンク１０２ｆ及びバンク１０２ｅが多段階となされていても良い。このようなプローブアレイ１００によれば、他方端１００ｂから一方端１００ａに向かってテーパ部１０２ｂ、テーパ部１０２ｉが形成され、短軸方向においてテーパ部１０２ｉの頂点位置と突起部１０１の先端が一直線上となっている。
【０１４５】
このようなプローブアレイ１００によれば、光ディスクＤと接触しても、テーパ部１０２ｂ及びテーパ部１０２ｉの頂点部分が光ディスクＤと接触し、一点が光ディスクＤと接触する場合と比較して光ディスクＤに与える力を分散し、突起部１０１の損傷を抑制するとともに、光ディスクＤの損傷を軽減することができる。
【０１４６】
また、このようなプローブアレイ１００によれば、バンク部１０２が多段階とされており、光ディスクＤと接触して記録再生をするときにおいて、テーパ部１０２ｂ及びテーパ部１０２ｉが接触することで、記録再生時の全体の傾きを防止することができる。
【０１４７】
更に、このようなプローブアレイ１００によれば、バンク部１０２が多段階とすることにより、光ディスクＤとの接触面積を小さくすることで静止摩擦係数を小さくして、バンク部１０２の摩耗量を抑制することができる。
【０１４８】
また、プローブアレイ１００と記録媒体が、空気流発生方向に対して２点で接触しているので、この方向にばたつく、いわゆるピッチングが生じにくくなる。
【０１４９】
つぎに、本発明を適用した更に他のプローブアレイについて説明する。なお、以下に説明するプローブアレイでは、上述したプローブアレイで説明した構成を適用しても良く、更には単一プローブであっても良い。
【０１５０】
平面図を図２４（ａ）に示すプローブアレイ１１０は、図２４（ｂ）に示すように情報を記録する回転型記録媒体（光ディスクＤ）に突起部１１１の形成側が対向して配設され、回転する光ディスクＤに対して光を照射して情報の記録再生を行う。
【０１５１】
このプローブアレイ１１０は、突起部１１１と同じ高屈折率材料（例えばＳｉ）からなり、各突起部１１１の周囲を囲む位置に配されたバンク部１１２と、突起部１１１と同じ材料からなるパッド部１１３と光ディスクＤと対向する面に備えている。
【０１５２】
このようなプローブアレイ１１０は、上述したように、突起部１１１、バンク部１１２及びパッド部１１３を作製するときに、単一の高屈折率層上にパターンエッチングがなされるエッチング層（例えばＳｉＯ2）が形成され、突起部１１１、バンク部１１２及びパッド部１１３に対応したパターニングがされて、同時にエッチングされて作製される。
【０１５３】
このようなプローブアレイ１１０は、突起部１１１、バンク部１１２及びパッド部１１３が光ディスクＤと接して、突起部１１１からの光を光ディスクＤに照射し、光ディスクＤに情報の記録再生をする。
【０１５４】
このように作製されるプローブアレイ１１０は、同一材料で同時にエッチングをするので、突起部１１１、バンク部１１２及びパッド部１１３を同一の高さとすることができ、記録再生時において、スライディングの安定性を向上させることができ、突起部１１１の破損を抑制することができる。
【０１５５】
このようなプローブアレイ１１０において、突起部１１１を１００個配置し、各突起部１１１に波長が８３０ｎｍの光を入射して先端で近接場光を発生させて、相変化型の光ディスクＤを０．４３ｍ／ｓの線速度で回転させたときのマーク長［μｍ］とＣＮ比［ｄＢ］との関係を図２５に示す。図２５によれば、プローブアレイ１１０により記録したときのマーク長は最小で１１０ｎｍとなり、再生したときのＣＮ比は約１０ｄＢとなる。この結果によれば、各突起部１１１では、伝搬光では不可能であった回折限界以下の記録マークを記録するとともに再生することができる。
【０１５６】
これに対し、開口数が０．４の対物レンズにより伝搬光を光ディスクＤに照射して記録をしたときの最小マーク長は５１５ｎｍであり、再生したときのＣＮ比は約１０ｄＢとなる。
【０１５７】
このような結果より、プローブアレイ１１０によれば、１００個の突起部１１１により並列して記録再生することにより、記録再生速度を１Ｇｂｐｓの超高速として記録再生を行うことができるとともに、マーク長を小さくして、超高密度の記録再生をすることができる。
【０１５８】
つぎに、本発明を適用した更に他のプローブアレイについて説明する。なお、以下に説明するプローブアレイでは、上述したプローブアレイで説明した構成を適用しても良く、更には単一プローブであっても良い。
【０１５９】
平面図を図２６（ａ）に示すプローブアレイ１２０は、図２６（ｂ）に示すように情報を記録する回転型記録媒体（光ディスクＤ）に突起部１２１の形成側が対向して配設され、回転する光ディスクＤに対して光を照射して情報の記録再生を行う。
【０１６０】
このプローブアレイ１２０は、突起部１２１と同じ高屈折率材料（例えばＳｉ）からなり、各突起部１１１の周囲を囲む位置に配されたバンク部１１２と、突起部１２１と同じ材料からなるパッド部１２３と光ディスクＤと対向する面に備えている。プローブアレイ１２０は、バンク部１２２、パッド部１２３が光ディスクＤと接して、情報の記録再生をする。
【０１６１】
パッド部１２３は、プローブアレイ１２０の一方端１２０ａと他方端１２０ｂとの間の中心位置における中心線上、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置にその中心位置が配されるように形成される。すなわち、パッド部１２３は、プローブアレイ１２０を光ディスクＤに接するように押圧する押圧部材１２４とプローブアレイ１２０が接し、押圧部材１２４の押圧方向（プローブアレイ１２０の厚さ方向）の直下に配設される。これにより、パッド部１２３は、押圧部材１２４の押圧力を光ディスクＤに伝達し、プローブアレイ１２０を光ディスクＤに押圧させる。これにより、プローブアレイ１２０は、更にスライディングの安定性を向上させることができる。また、このパッド部１２３は、中心位置が上記所定の位置に形成される場合のみならず重心位置を所定の位置に形成しても良い。
【０１６２】
すなわち、プローブアレイ１２０によれば、上述のプローブアレイ１１０と比較して光ディスクＤに対して記録再生をしているときの跳躍量を抑制する。以下に、パッド部を媒体進入側に設けたプローブアレイ１１０と、パッド部を中心位置に設けたプローブアレイ１２０との跳躍量の比較をする。
【０１６３】
比較に際して、図２７に示すような跳躍量測定装置１３０を用いた。この跳躍量測定装置１３０は、ＦＦＴ（fast Fourier transform）測定器１３１、ドップラー振動計１３２、光ディスクＤを回転するモータ１３３を備え、プローブアレイを光ディスクＤ上に配置してプローブアレイの振動を測定するものである。
【０１６４】
この跳躍量測定装置１３０によれば、モータ１３３により光ディスクＤをＣＬＶ方式（線速度＝０．４３ｍ／ｓ）で回転させるとともにプローブアレイを光ディスクＤ上に配置させた状態で、光源１４１からレーザ光をビームスプリッタ１４２、光ファイバケーブル１４３を介してプローブアレイに照射し、その反射レーザ光を光ファイバケーブル１４３、ビームスプリッタ１４２、ＡＯＭ１４４、ビームスプリッタ１４５を介して光検出器１４６で検出する。また、この跳躍量測定装置１３０は、光源１４１から出射したレーザ光をビームスプリッタ１４２、１４７、光ファイバケーブル１４８を介して光ディスクＤの表面の記録層に照射し、その反射レーザ光を光ファイバケーブル１４８、ビームスプリッタ１４７、ミラー１４９、ビームスプリッタ１４５を介して光検出器１４６に入射する。ここで、ビームスプリッタ１４５に入射されたプローブアレイからの反射レーザ光と、光ディスクＤからの反射レーザ光とは、合成されて光検出器１４６に入射される。ＦＦＴ測定器１３１には、プローブアレイの跳躍に基づく検出信号にフーリエ変換処理をしてプローブアレイ１の跳躍量を求める。
【０１６５】
このような跳躍量測定装置１３０により求めた跳躍量の結果を図２８に示す。図２８は、プローブアレイ１１０、１２０の跳躍量を縦軸に示し、測定時間を横軸に示し、上段にプローブアレイ１１０の跳躍の様子、下段にプローブアレイ１２０の跳躍の様子を示す。
【０１６６】
図２８によれば、跳躍量の標準偏差をσとしたとき、プローブアレイ１１０については２σ＝約１．０ｎｍとなるのに対し、プローブアレイ１２０については２σ＝０．６ｎｍとなる。
【０１６７】
したがって、プローブアレイ１２０によれば、パッド部１２２を中心位置に配置することにより、プローブアレイ１１０と比較して跳躍量を低減させ、安定したスライディングを実現できる。
【０１６８】
上述した実施の形態では、本発明を特に近接場光を発生させるプローブアレイ１又は単一プローブについて説明したが、本発明は、伝搬光（近接場光でない光）を出射するプローブアレイ又は単一プローブにも適用することができる。このプローブアレイ又は単一プローブは、先端の開口の大きさを記録媒体にエネルギーを供給する手段によって変化させる。このプローブアレイ又は単一プローブでは、例えば本願出願人が先に特開平１１−２７１３３９号公報で提案したようなファイバープローブのように主として通常の光（伝搬光）の形態でエネルギーを供給する場合には、先端の開口の大きさを、出射する光の波長程度又はそれ以上とする。また、プローブアレイ又は単一プローブでは、エバネッセント光（近接場光）の形態でエネルギーを供給する場合には、先端の開口の大きさを、出射する光の波長より小さく形成させておく。これにより、内部集光型プローブであっても、本発明を適用することができる。
【０１６９】
本発明は上述した近接場光、伝搬光を発生させるもののどちらの形態であっても適用可能である。また、近接場光と伝搬光の両方の光が同時に突起部の先端から発するものであっても良い。
【０１７０】
また、上述の実施の形態でプローブアレイ１又は単一プローブを作製するときには、結晶成長により作製されたＳＯＩ基板１０を用いる一例について説明したが、直接接合等による単結晶シリコンウェハのはりあわせの後に活性層１１側のシリコンを研磨して所望の厚みに仕上げる張り合わせ法や、酸素イオンのイオン注入により酸化膜を基板表面下に形成するＳＩＭＯＸ法等を用いて作製したものでも良い。これらの場合でも原子レベルの活性層１１膜厚の均一性は得られている。
【０１７１】
更に、透光性を有するガラス基板１４として、コーニング社の＃７７４０や岩城硝子のＳＷ−３を挙げたが他の基板を用いても良い。具体的には、上述の常温の直接接合を用いる場合は、石英基板や、透光性の樹脂を用いることもできる。特に石英を用いた場合は、高温の直接接合により透光性の基板とＳｉ層を接合することができる。この方法は、基板の表面を充分に洗浄して、表面のゴミや汚れを除去して乾燥させ、正常な雰囲気中で面同士を接触させる。この後、９００℃以上の熱処理を窒素中で行うことにより、基板が接合される。
【０１７２】
更に、上述の実施の形態では、ＳＯＩ基板１０の活性層１１とガラス基板１４とを接合する方法として、陽極接合による一例を説明したが、他の接合方法であっても良い。すなわち、活性層１１とガラス基板１４とを接合する手法として、常温の直接接合（常温接合）を用いても良い。上記常温接合は、鏡面研磨したシリコンウェハやガラス基板、金属基板をいわゆるＲＣＡ洗浄した後、１０-9Ｔｏｒｒ雰囲気中の真空チャンバ内でＡｒのＦＡＢ（Fast Atomic Beam）を２枚の基板にそれぞれに３００ｓｅｃ程度、同時に照射した後、１０ＭＰａの圧力で圧着する。これにより、大気中に戻した後の接合強度は、１２ＭＰａ以上となる。活性層１１と石英基板であるガラス基板１４とを上記常温接合することにより本発明を適用したプローブアレイを作製することもできる。また、上記の接合の例においては、活性層１１と透光性を有するガラス基板１４との接合以外にも、上述したＧａＰやＴｉＯ2層、ｎ型Ｓｉ層５２、低濃度Ｓｉ層７２、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２と透光性基板の接合により本発明を適用したプローブアレイを作製することができる。上記ＲＣＡ洗浄とは、ＲＣＡ社が提案した過酸化水素水をベースとした洗浄方法である。
【０１７３】
更にまた、低融点硝子（フリットガラス）を用いた硝子接合によりＳｉ層と透光性のガラス基板１４とを接合することもできる。
【０１７４】
更にまた、接着剤により開口を作製した層と透光性のガラス基板１４の接合を行うこともできる。この場合、ガラス基板を用い、ガラスと屈折率が等しくなるように作製された光学用接着剤（例えば駿河精機製Ｖ４０−Ｊ９１）を用いることができる。
【０１７５】
更にまた、上述の実施の形態では、Ｓｉ突起部３を作製するためにＫＯＨ等の異方性エッチングを用いたが、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングを用いても良い。
【０１７６】
更にまた、上述した実施の形態では、突起部となる高屈折率材料をガラス基板上に接合により形成していたが、蒸着法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の薄膜形成技術により高屈折率材料からなる薄膜を形成しても良い。
【０１７７】
更にまた、本発明を適用した実施の形態では、ガラス基板２上に複数のＳｉ突起部３が搭載されるプローブアレイを示したが、ガラス基板２上に一つのＳｉ突起部３が搭載された場合でも、本発明の効果を発揮することができ、本発明に含まれる。
【０１７８】
更にまた、本発明を適用した実施の形態では、Ｓｉ突起部３の形状が四角錐形状である場合についてのみ述べたが、これに限られず、円錐形状や円錐台形状であっても良い。
【０１７９】
更にまた、本発明を適用した実施の形態では、突起部を形成する高屈折率材料として、主としてＳｉを用いた一例について説明したが、これに限られず、Ｃ（ダイヤモンド）、アモルファスＳｉ、マイクロクリスタル（微小結晶）Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、ＳｉxＮy（ｘ、ｙは任意）、ＴｉＯ2、ＴｅＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ2Ｓ、ＬｉＧａＯ2、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＰｂＴｉＯ3、ＫＮｂＯ3、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ3（ＫＴＮ）、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ2、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｈｆ，Ｔｉ）Ｏ3、ＰｂＧｅＯ3、Ｌｉ2ＧｅＯ3、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＣｏＦｅ2Ｏ4、（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ2Ｏ6、Ｌａ2Ｔｉ2Ｏ7、Ｎｄ2Ｔｉ2Ｏ7、Ｂａ2ＴｉＳｉ12Ｏ8、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12、Ｂｉ4Ｓｉ3Ｏ12、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、Ｇｄ3Ｆｅ5Ｏ12、（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ5Ｏ12、Ｂａ2ＮａＮｂＯ15、Ｂｉ12ＧｅＯ2０、Ｂｉ12ＳｉＯ2０、Ｃａ12Ａｌ14Ｏ33、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＡｇＣｌ、ＴｌＣｌ、ＣｕＣｌ、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、ＡｇＢｒ、ＴｌＢｒ、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、Ｔｌ（Ｂｒ，Ｉ）、Ｔｌ（Ｃｌ、Ｂｒ）、ＭｇＦ2、ＣａＦ2、ＳｒＦ2、ＢａＦ2、ＰｂＦ2、Ｈｇ2Ｃｌ2、ＦｅＦ3、ＣｓＰｂＣｌ3、ＢａＭｇＦ4、ＢａＺｎＦ4、Ｎａ2ＳｂＦ5、ＬｉＣｌＯ4・３Ｈ2Ｏ、ＣｄＨｇ（ＳＣＮ）4、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、α−ＨｇＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＥｕＳ、ＥｕＳｅ、ＧａＳｅ、ＬｉＩｎＳ2、ＡｇＧａＳ2、ＡｇＧａＳｅ2、ＴｌＩｎＳ2、ＴｌＩｎＳｅ2、ＴｌＧａＳｅ2、ＴｌＧａＳ2、Ａｓ2Ｓ3、Ａｓ2Ｓｅ3、Ａｇ3ＡｓＳ3、Ａｇ3ＳｂＳ3、ＣｄＧａ2Ｓ4、ＣｄＣｒ2Ｓ4、Ｔｌ3ＴａＳ4、Ｔｌ3ＴａＳｅ4、Ｔｌ3ＶＳ4、Ｔｌ3ＡｓＳ4、Ｔｌ3ＰＳｅ4、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、（Ｇａ，Ａｌ）Ａｓ、Ｇａ（Ａｓ，Ｐ）、（ＩｎＧａ）Ｐ、（ＩｎＧａ）Ａｓ、（Ｇａ，Ａｌ）Ｓｂ、Ｇａ（ＡｓＳｂ）、（ＩｎＧａ）（ＡｓＰ）、（ＧａＡｌ）（ＡｓＳｂ）、ＺｎＧｅＰ2、ＣａＣＯ3、ＮａＮＯ3、α−ＨＩＯ3、α−ＬｉＩＯ3、ＫＩＯ2Ｆ2、ＦｅＢＯ3、Ｆｅ3ＢＯ6、ＫＢ5Ｏ8・４Ｈ2Ｏ、ＢｅＳＯ4・２Ｈ2Ｏ、ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ、Ｌｉ2ＳＯ4・Ｈ2Ｏ、ＫＨ2ＰＯ4、ＫＤ2ＰＯ4、ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4、ＫＨ2ＡｓＯ4、ＫＤ2ＡｓＯ4、ＣｓＨ2ＡｓＯ4、ＣｓＤ2ＡｓＯ4、ＫＴｉＯＰＯ4、ＲｂＴｉＯＰＯ4、（Ｋ，Ｒｂ）ＴｉＯＰＯ4、ＰｂＭｏＯ4、β−Ｇｄ2（ＭｏＯ4）３、β−Ｔｂ2（ＭｏＯ4）３、Ｐｂ2ＭｏＯ5、Ｂｉ2ＷＯ6、Ｋ2ＭｏＯＳ3・ＫＣｌ、ＹＶＯ4、Ｃａ3（ＶＯ4）2、Ｐｂ5（ＧｅＯ4）（ＶＯ4）2、ＣＯ（ＮＨ2）2、Ｌｉ（ＣＯＯＨ）・Ｈ2Ｏ、Ｓｒ（ＣＯＯＨ）2、（ＮＨ4ＣＨ2ＣＯＯＨ）3Ｈ2ＳＯ4、（ＮＤ4ＣＤ2ＣＯＯＤ）3Ｄ2ＳＯ4、（ＮＨ4ＣＨ2ＣＯＯＨ）3Ｈ2ＢｅＦ、（ＮＨ4）2Ｃ2Ｏ4・Ｈ2Ｏ、Ｃ4Ｈ3Ｎ3Ｏ4、Ｃ4Ｈ9ＮＯ3、Ｃ6Ｈ4（ＮＯ2）2、Ｃ6Ｈ4ＮＯ2Ｂｒ、Ｃ6Ｈ4ＮＯ2Ｃｌ、Ｃ6Ｈ4ＮＯ2ＮＨ2、Ｃ6Ｈ4（ＮＨ4）ＯＨ、Ｃ6Ｈ4（ＣＯ2）2ＨＣｓ、Ｃ6Ｈ4（ＣＯ2）2ＨＲｂ、Ｃ6Ｈ3ＮＯ2ＣＨ３ＮＨ2、Ｃ6Ｈ3ＣＨ3（ＮＨ2）2、Ｃ6Ｈ12Ｏ5・Ｈ2ＯＫＨ（Ｃ8Ｈ4Ｏ4）、Ｃ10Ｈ11Ｎ3Ｏ6、［ＣＨ2・ＣＦ2］nも使用可能である。
【０１８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るプローブは、光透過性を有する基板と、上記基板上に形成され、上記基板よりも屈折率が高い材料からなる突起部とを備え、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８１】
本発明に係るプローブの製造方法は、光透過性を有する第１の基板と、中間層をパターニングし、パターニングして露呈した高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８２】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、中間層をパターニングし、パターニングして露呈したＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８３】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８４】
本発明を適用した他のプローブの製造方法は、ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈したｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８５】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８６】
本発明に係るプローブアレイは、基板上に形成され、基板よりも屈折率が高い材料からなり、先端位置が揃った錐状の複数の突起部とを備えるので、高効率且つ高分解能の光を出射することができる。
【０１８７】
本発明に係るプローブアレイの製造方法は、中間層をパターニングし、パターニングして露呈した高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さが中間層で一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【０１８８】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記ＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さが中間層で一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【０１８９】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さがパターニング用材料で一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【０１９０】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈したｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さがパターニング用材料の高さで一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【０１９１】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さがパターニング用材料の高さで一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明を適用したプローブアレイの平面図を示し、（ｂ）は本発明を適用したプローブアレイの断面図を示す。
【図２】本発明を適用したプローブアレイに備えられるＳｉ突起部を示す断面図である。
【図３】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに用意するＳＯＩ基板の断面図である。
【図４】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩ基板とガラス基板とを陽極接続することを説明するための断面図である。
【図５】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳｉＯ2層に対してパターニングを行うことを説明するための断面図である。
【図６】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩウエハに対してエッチングを行ってＳｉ突起部及びバンク部を作製することを説明するための断面図である。
【図７】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩウエハに対してエッチングを行ってＳｉ突起部が形成されるときの作製過程を示す側面図であり、（ａ）はエッチング開始から１８０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｂ）はエッチング開始から３６０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｃ）はエッチング開始から５４０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｄ）はエッチング開始から７５０ｓｅｃ経過後の活性層の形状を示す。
【図８】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩウエハ及びガラス基板上に金属層を形成することを説明するための断面図である。
【図９】本発明を適用したプローブアレイの断面図である。
【図１０】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩウエハに対してエッチングを行って複数の傾斜を有するＳｉ突起部を形成するときの側面図であり、（ａ）はエッチング開始から６０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｂ）はエッチング開始から１５０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｃ）はエッチング開始から４０５ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｄ）はエッチング開始から４８３ｓｅｃ経過後の活性層の形状を示す。
【図１１】（ａ）は光ファイバプローブのコア径と等価屈折率との関係を示し、（ｂ）は光ファイバプローブのコア径とスポット径との関係を示す図である。
【図１２】光ファイバプローブの検出位置と電界強度との関係を示す図である。
【図１３】光ファイバプローブのコア径と、電界強度及びスポット径との関係を示す図である。
【図１４】本発明を適用したプローブアレイ又は単一プローブを作製するときの他の一例を示す工程図である。
【図１５】（ａ）は本発明を適用したプローブアレイの光効率を測定するための測定装置を示す図であり、（ｂ）は光ファイバプローブの光効率を測定するための測定装置を示す図である。
【図１６】光ファイバプローブで発生させる近接場光の検出位置と光強度との関係を実線Ａで示し、本発明を適用したプローブアレイで検出した光の検出位置と光強度との関係を点線Ｂ示す図である。
【図１７】ＧａＰを用いたプローブアレイの作製方法を示す図であり、（ａ）は単結晶Ｓｉウェハに単結晶ＧａＰウェハを接合することを示す図であり、（ｂ）はガラス基板と単結晶ＧａＰウェハとを接合することを示す図であり、（ｃ）は単結晶Ｓｉウェハを除去することを示す図であり、（ｄ）はＳｉＯ2パターンを単結晶ＧａＰウェハ上に形成することを示す図であり、（ｅ）はＧａＰ突起部を形成することを示す図であり、（ｆ）はＳｉＯ2パターンを除去することを示す図であり、（ｇ）は金属層を形成することを示す図である。
【図１８】ＳＯＩ基板以外のＳｉウェハを用いたプローブアレイの製造方法を示す図であり、（ａ）はｐ型Ｓｉ層にｎ型Ｓｉ層が形成されている基板を示す図であり、（ｂ）はガラス基板とｎ型Ｓｉ層の表面とが接するように陽極接合することを示す図であり、（ｃ）はｐ型Ｓｉ層を除去した後にエッチングを行うことを示す図であり、（ｄ）はｎ型Ｓｉ層の表面にパターン形成層を形成することを示す図であり、（ｅ）はｎ型Ｓｉ層上にパターンを形成することを示す図であり、（ｆ）はエッチングしてＳｉ突起部することを示す図であり、（ｇ）はＳｉ突起部上に残存したパターンを除去することを示す図であり、（ｈ）はガラス基板上に金属層を形成することを示す図である。
【図１９】電気化学エッチングを実現するためのエッチング装置を示す図である。
【図２０】本発明を適用したプローブアレイを製造するときの更に他の一例について説明するための図であり、（ａ）は高濃度Ｓｉ層に低濃度Ｓｉ層が形成されている基板を示す図であり、（ｂ）はガラス基板と低濃度Ｓｉ層の表面とが接するように陽極接合することを示す図であり、（ｃ）は高濃度Ｓｉ層を除去した後エッチングを施すことを示す図であり、（ｄ）は低濃度Ｓｉ層の表面にパターン形成層を形成することを示す図であり、（ｅ）は低濃度Ｓｉ層上にパターンを形成することを示す図であり、（ｆ）はエッチングをしてＳｉ突起部を形成することを示す図であり、（ｇ）はパターンを除去することを示す図であり、（ｈ）は金属層を形成することを示す図である。
【図２１】本発明を適用したプローブアレイを製造するときの更に他の一例について説明するための図であり、（ａ）はｎ型Ｓｉ層に高濃度ｐ型Ｓｉ層が形成されている基板を示す図であり、（ｂ）はガラス基板と高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面とが接するように陽極接合することを示す図であり、（ｃ）はｎ型Ｓｉ層を除去した後、エッチングをすることを示す図であり、（ｄ）は高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターン形成層を形成することを示す図であり、（ｅ）は高濃度ｐ型Ｓｉ層上にパターンを形成することを示す図であり、（ｆ）はＳｉ突起部を形成することを示す図であり、（ｇ）はパターンを除去することを示す図であり、（ｈ）は金属層を形成することを示す図である。
【図２２】本発明を適用したプローブアレイ他の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２３】本発明を適用したプローブアレイ他の一例を示す側面図である。
【図２４】本発明を適用したプローブアレイ他の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２５】図２４に示すプローブアレイにより光ディスクに記録をしたときのマーク長と、再生したときのＣＮ比との関係を示す図である。
【図２６】本発明を適用したプローブアレイ他の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２７】プローブアレイの跳躍量を測定する跳躍量測定装置を示すブロック図である。
【図２８】図２４及び図２５に示した本発明を適用したプローブアレイの跳躍量を示す図である。
【図２９】従来のプローブアレイを製造するときに用いる凹部アレイの断面図である。
【図３０】従来のプローブアレイを製造するときに用いる凹部アレイの断面図である。
【符号の説明】
１ プローブアレイ、２ ガラス基板、３ Ｓｉ突起部、１０ ＳＯＩ基板、１１ ＳＯＩウエハ、１２ ＳｉＯ2層、１３ Ｓｉ支持基板、１４ ガラス基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射された光を集光して例えば被測定試料及び記録媒体に光を照射するのに用いて好適な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に関し、詳しくは、入射された光を集光して近接場光や伝搬光を発生させることができる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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば近接場光学顕微鏡及び近接場光記録用光ヘッドに備えられる複数の突起型プローブを作製するには、これまでに複数の凹部アレイの転写による作製方法が提案されていた。
【０００３】
この近接場光学顕微鏡及び近接場光記録用光ヘッドは、各突起部と試料との距離を、試料の測定を行うときに用いる光の波長よりも小さくするように突起型プローブアレイを配設する。これにより、近接場光学顕微鏡は、各突起部と、試料との間に近接場光を発生させて試料の物性測定を行うことが多い。
【０００４】
上記突起型プローブアレイを製造するときには、先ず、例えば面方位が（１００）面のＳｉ基板に対して異方性エッチングを行うことでＳｉ基板に複数の凹部からなる凹部アレイを作製する。次いで、作製した凹部アレイを用いて他の材料（例えば金属材料や誘電体材料）に凹部を転写する。このとき凹部アレイの表面を例えば金属や誘電体等のＳｉとは異なる他の材料で覆い、その後他の材料からＳｉ基板を除去する。これにより、金属材料や誘電体材料からなる突起部を複数備えた突起型プローブアレイを作製する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した近接場光学顕微鏡に備えられる突起型プローブアレイは、光の波長以下の距離で各突起部と試料とを近接して使用されるので、各突起部の高さを制御することが重要となる。
【０００６】
ここで、上述したように、凹部アレイを用いて金属材料等を転写して突起型プローブアレイを作製する場合、各突起部の高さＨは、図２９に示すように、凹部アレイ１０００の凹部１００１の深さにより決定される。各凹部１００１の深さは、凹部１００１がＳｉ（１１１）面によって囲まれることにより、凹部１００１の幅Ｗ＝２Ｈ／ｔａｎ５４．７４゜≒１．４１４Ｈによって決定される。
【０００７】
しかし、凹部１００１の幅は、電子ビーム露光装置を用いたとしても、機械的な精度に揺らぎが発生するために、各凹部１００１で約１０ｎｍ程度の誤差が発生してしまう。したがって、凹部アレイ１０００を用いて作製される突起型プローブアレイの各突起部の高さを均一にすることが不可能であった。
【０００８】
また、プローブアレイでなく、単一の突起型プローブを作製する場合は、単一の突起を作製するので、複数の突起の高さを均一にすることは考慮することはない。しかし、次のような問題がある。
【０００９】
先ず、各突起の先端は完全に先鋭化されている訳ではなく、実際には、突起先端部が平面に仕上げられていて、突起は錐台形状になっている。従来技術により錐台形の突起を作製する場合、図３０（ａ）に示すように、先ず、錐台状の凹部２００１を作製する。これを転写して突起を作製するわけであるが、このときの突起先端の平面度は前記凹部の平面度に反映される。底面２００２を持つ凹部２００１を作製する場合は、凹部２００１を構成する面が全て（１１１）面になる（底面が無くなる）前に、異方性エッチングの時間を管理して、エッチングを停止して作製する。この場合、底面２００２の平面度は、ヒロック等の発生により、その平面度は非常に悪いことが多い。
【００１０】
突起型プローブの先端としては、例えば出射する光の波長をλとすると、λ／８以下の平面度が必要であるが、従来技術で作製した凹部２００１の底面２００２の平面度はこれに遠く及ばない。したがって、従来技術で突起型プローブを作製することはできない。
【００１１】
次に、図３０（ｂ）に示すように、エッチストップ層２００３を凹部２００１の底面２００２に予め作製しておいて時間管理をせずに底面２００２を作製する場合もある。この場合、エッチストップ層２００３の充分な平面度を得ることができるので、平面度の点では要求を満たす突起を作製することが可能となる。
【００１２】
しかし、この場合は、凹部２００１の開口幅Ｗと凹部２００１の深さＨとから作製する突起の開口径Ｄが定まり、深さＨは局所的な平面度という点では上述したように充分な精度を有しているが、一枚のウェハ内あるいはウェハ間の揺らぎは数百ｎｍ程度と非常に大きいことが多い。
【００１３】
従って、一定の開口幅Ｗで凹部２００１を作製すると、底面２００２の径（すなわち突起先端の開口径Ｄ）は深さＨの揺らぎに応じて変動する。
【００１４】
このことに対応するには、開口幅Ｗを深さＨの揺らぎに合わせて変化させることが挙げられるが、深さＨを正確に測定することは不可能である。また、実際はフォトマスクの寸法を変化させることは不可能である。
【００１５】
以上より、従来技術には、複数の突起の高さを均一にすることを考慮する必要のない、単一の突起型プローブを作製する場合にも、寸法精度上の大きな問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、寸法精度を飛躍的に向上させたプローブ及びプローブの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、高効率かつ高分解能であって、プローブアレイに設けられる各突起部の高さが一定に制御されたプローブアレイを提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、プローブアレイを製造するときに、高効率かつ高分解能であって、各突起部の高さを一定に制御することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプローブは、上述の課題を解決するために、光透過性を有する基板と、上記基板上に形成され、上記基板よりも屈折率が高い材料からなる突起部とを備える。このプローブにおいて、上記突起部は、上記基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、或いは伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。
【００２０】
本発明に係るプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高い高屈折率層、上記高屈折率層上に積層された中間層、上記中間層上に積層された支持層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高屈折率層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上に高屈折率層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２１】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、支持層、上記支持層上に形成された中間層、上記中間層上に形成されＧａＰ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ＧａＰ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記ＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上にＧａＰ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２２】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高く所定量の不純物が混入した低濃度層、前記所定量の不純物よりも多い不純物が混入した高濃度層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記低濃度層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる高濃度層を除去し、上記高濃度層を除去して露呈した上記低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に低濃度層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２３】
本発明を適用した他のプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高いｎ型Ｓｉ層とｐ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ｎ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれるｐ型Ｓｉ層を除去し、上記ｐ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記ｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上にｎ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２４】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高い高濃度ｐ型Ｓｉ層とｎ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高濃度ｐ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれるｎ型Ｓｉ層を除去し、上記ｎ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に上記高濃度ｐ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製する。
【００２５】
本発明に係るプローブアレイは、上述の課題を解決するために、光透過性を有する基板と、上記基板上に形成され、上記基板よりも屈折率が高い材料からなり、先端位置が揃った錐状の複数の突起部とを備え、上記各突起部は、上記基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、或いは伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。
【００２６】
本発明に係るプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高い高屈折率層、上記高屈折率層上に積層された中間層、上記中間層上に積層された支持層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高屈折率層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上に高屈折率層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００２７】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、支持層、上記支持層上に形成された中間層、上記中間層上に形成されＧａＰ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ＧａＰ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記ＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上にＧａＰ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００２８】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高く所定量の不純物が混入した低濃度層、前記所定量の不純物よりも多い不純物が混入した高濃度層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記低濃度層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれる高濃度層を除去し、上記高濃度層を除去して露呈した上記低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に低濃度層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００２９】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高いｎ型Ｓｉ層とｐ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ｎ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれるｐ型Ｓｉ層を除去し、上記ｐ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記ｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上にｎ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００３０】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、上述の課題を解決するために、光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高い高濃度ｐ型Ｓｉ層とｎ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高濃度ｐ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、上記第２の基板に含まれるｎ型Ｓｉ層を除去し、上記ｎ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に上記高濃度ｐ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
本発明は、入射された光を集光する単一プローブ、例えば図１に示すような複数の単一プローブを有するプローブアレイ１に適用される。
【００３３】
このプローブアレイ１は、近接場光学顕微鏡の光ヘッドや、記録媒体に近接場光を照射するための光ヘッドとして用いられる。例えばプローブアレイ１を近接場光学顕微鏡の光ヘッドとして使用した場合、プローブアレイ１は、被測定試料との距離が、被測定試料に照射する光の波長以下の位置に配設される。このような状態において、プローブアレイ１は、被測定試料との間で近接場光を発生させる。
【００３４】
このプローブアレイ１は、図１に示すように構成される。プローブアレイ１は、図１（ｂ）に示すように、ガラス基板２と、ガラス基板２上に形成された複数のＳｉ突起部３と、Ｓｉ突起部３の周囲に設けられたバンク部４と、Ｓｉ突起部３及びバンク部４上に形成された金属層５とからなる。このプローブアレイ１において、ガラス基板２と、Ｓｉ突起部３及びバンク部４とは、陽極接合等の手法を用いて接続されている。なお、上記陽極接合については、プローブアレイ１の製造方法の説明で詳述する。本実施の形態において、プローブアレイ１を構成するＳｉ突起部３は、上記単一プローブに相当する。
【００３５】
ガラス基板２は、図１（ａ）に示すように例えば縦寸法ｔ1が約３ｍｍ、横寸法ｔ2が約４ｍｍであって、図１（ｂ）に示すように厚さ寸法ｔ3が約１ｍｍに成形されている。
【００３６】
Ｓｉ突起部３は、ガラス基板２よりも屈折率が非常に高い高屈折率材料からなる。この実施の形態では、例えばＳｉ材料からなる。このＳｉ突起部３は、図１（ａ）に示すように、バンク部４に囲まれて、縦方向及び横方向の２次元に配列されて形成されている。各Ｓｉ突起部３は、底面をガラス基板２側に形成した四角錐形状となってガラス基板２上に形成される。各Ｓｉ突起部３は、図１（ｂ）に示すように、高さ寸法ｔ4が約５〜１０μｍで形成されている。
【００３７】
また、各Ｓｉ突起部３は、図２に示すように、底面の一辺の長さｔ7が約１０μｍ、高さ寸法ｔ4が約１０μｍとなっているとき、先端部分（頂点）のなす角度θが約９０度とされて形成される。このＳｉ突起部３の側面は、光が四角錐の底面側から入射されたとき、先端部分で光強度が大きくなるように設計されている。
【００３８】
更に、Ｓｉ突起部３は、後述するが、側面が２段階に変化されたときには、高さ寸法ｔ4が約３μｍ、底面の一辺の長さが約２μｍ、先端部分（頂点）のなす角度が約３０度とされて形成される。また、このＳｉ突起部３は、先端部分の開口径が１００ｎｍ程度に形成されることで先端部分に近接場光を発生させるように設計され、先端部分の開口径が光の波長程度に形成させることで先端部分に近接場光でない伝搬光を発生させるように設計される。
【００３９】
バンク部４は、Ｓｉ突起部３と同じくＳｉ材料からなる。このバンク部４は、縦寸法ｔ5及び横寸法ｔ6が約１００μｍの正方形状に形成され、高さ寸法がＳｉ突起部３と同じく５〜１０μｍで形成される。
【００４０】
このバンク部４は、縦方向及び横方向の２次元に配列されて２上に形成される。このバンク部４が２次元方向に配列されることで、各Ｓｉ突起部３は、ガラス基板２上に２次元方向に配列される。
【００４１】
金属層５は、例えばＡｌ等の遮光性材料からなり、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により、光を透過させない程度の膜厚に形成される。この金属膜５は、例えばＡｌ材料を用いた場合、約３０ｎｍ程度の膜厚で形成される。この金属層５は、ガラス基板２及びＳｉ突起部３の側面に形成される。
【００４２】
このようなプローブアレイ１では、上記近接場光学顕微鏡に備えられ、試料との距離が光の波長以下の位置に配設される。このプローブアレイ１は、ガラス基板２側から光が入射されると、金属層５で光を散乱させてＳｉ突起部３の頂点での光強度が大きくなるように集光し、各Ｓｉ突起部３と試料との間に近接場光を発生させる。
【００４３】
つぎに、上述のプローブアレイ１の製造方法について説明する。なお、以下に説明するプローブアレイ１の製造方法は、単一のプローブ、すなわち、単一のＳｉ突起部３を製造するときにも適用することができる。
【００４４】
プローブアレイ１を製造するとき、先ず、図３に示すようにＳＯＩ（SiliconOn Insulator）基板１０を用意する。このＳＯＩ基板１０は、Ｓｉからなる活性層１１と、活性層１１上に形成された中間層であるＳｉＯ2層１２と、ＳｉＯ2層１２上に形成されたＳｉ支持基板１３とからなる。ここで、活性層１１は、膜厚が約１０μｍ程度であり、波長が約８００ｎｍ程度の光に対する屈折率が約４程度である。ここで、活性層１１は、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が形成される面では表面が均一であることが必要である。
【００４５】
次に、図４に示すように、ＳＯＩ基板１０とガラス基板１４とを陽極接合する。ガラス基板１４としては、コーニング社の＃７７４０や＃７０７０、或いは岩城硝子のＳＷ−３等を用いる。ここで、ガラス基板１４はＮａ+イオンを含有している。そして、ＳＯＩ基板１０の活性層１１とガラス基板１４とを接触させ、真空中或いはＮ2、Ａｒ2等の不活性ガス中で、３５０℃〜４５０℃に加熱したまま、Ｓｉ支持基板１３側を陽極としてＳｉ支持基板１３とガラス基板１４との間に２００Ｖ〜１０００Ｖの電位差を与える。ガラス基板１４の融点以下の温度でも正のＮａ+イオンはガラス基板１４の中で動きやすくなるので、負電界に引かれてガラス基板１４表面に到達する。ガラス基板１４中に残った多量の負イオンが活性層１１（Ｓｉ）との接着面に空間電荷層を形成して、Ｓｉ−ガラス間に吸引力を生じ、化学結合させる。
【００４６】
次に、ＳＯＩ基板１０からＳｉ支持基板１３をＫＯＨ水溶液やテトラメティルアンモニュウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）、弗酸・硝酸混合液等などによるエッチング、或いは機械的研磨、或いは化学機械研磨（ＣＭＰ）により除去する。これにより、ＳｉＯ2層１２の表面が露呈することになる。
【００４７】
次に、図５に示すように、Ｓｉ支持基板１３を除去したことにより露呈したＳｉＯ2層１２の表面に対してリソグラフィによりパターニングする。パターニングするときには、例えば図１で示したように、Ｓｉ突起部３及びバンク部４の先端部分を配設する位置にＳｉＯ2層１２を残すように行う。これにより、ＳｉＯ2層１２からなるパターンを活性層１１上に形成する。ここで、各Ｓｉ突起部３を形成するための各先端部分に対応するパターンとしては、一辺が約１０〜１５μｍの四角形状又は同等の大きさを有する丸形状のものが使用可能である。
【００４８】
次に、図６に示すように、ＳｉＯ2層１２のパターンが形成された面に対して、例えばＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ヒドラジン−水和物、エティレンジアミン−パイロカテコール−水の混合液（ＥＰＷ）、ＴＭＡＨ等のエッチャントを用いて異方性エッチングを行う。これにより、ＳｉＯ2層１２のパターンが形成されていない部分にのみ異方性エッチングを施す。
【００４９】
例えばエッチング溶液としてＫＯＨ溶液（３４ｗｔ％、８０℃）にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を混ぜた溶液を用いた場合、活性層１１の側面の傾斜が一段階のプローブアレイ１を作製することができる。このとき、各ＳｉＯ2層１２により形成されるパターンの形状は丸形状でも四角形状であっても変化はしない。
【００５０】
更に具体的には、ＳｉＯ2層１２を１０μｍ角の正方形状とし、エッチャントとしてＫＯＨ（４０ｇ、８５％）、水（６０ｇ）、ＩＰＡ（４０ｃｃ）を混ぜ、８０℃でエッチングをしたとき、開始から１８０ｓｅｃ、３６０ｓｅｃ、５４０ｓｅｃ、７５０ｓｅｃの時間エッチングをしたときの活性層１１の変化は、それぞれ図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すようになる。これにより、図６に示すように、四角錐形状のＳｉ突起部３となる活性層１１ａを形成するとともに、バンク部４となる活性層１１ｂをガラス基板１４上に形成する。
【００５１】
次に、図８に示すように、活性層１１ａ及び活性層１１ｂ上に残存するＳｉＯ2層１２を除去し、活性層１１ａ及び活性層１１ｂの側面、及び、活性層１１ａ及び活性層１１ｂが残存していないガラス基板１４上に金属層１５を形成する。
【００５２】
また、図９に示すように、活性層１１ｂ及びガラス基板１４の活性層形成面、或いは上記活性層１１ｂのみに金属層１５からなる遮光膜を形成する。このように製造されたプローブアレイ１では、Ｓｉ突起部３の先端から発生する光以外の光を遮断することができ、読みとり信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００５３】
ここで、金属層１５の厚さは、材料としてＡｌを使用するときには約３０〜５０ｎｍ程度とし、材料としてＡｕを使用するときには約１００ｎｍ程度に形成する。すなわち、金属層１５は、ガラス基板２からＳｉ突起部３に入射して光を発生させることができるスキンデプス程度の厚さに形成される。
【００５４】
したがって、上述した図４〜図８、及び図９で説明した工程を行うことにより、図１に示すような、ガラス基板２上にＳｉ突起部３を複数備えるプローブアレイ１又は単一のＳｉ突起部３からなる単一プローブを製造することができる。
【００５５】
このプローブアレイ１によれば、Ｓｉからなる活性層１１をガラス基板１４に接合・転写することにより、各Ｓｉ突起部３の先端の高さを均一にし、Ｓｉ突起部３の先端の平面度を向上させて、先端に発生させる近接場光及び伝搬光を高効率、高分解能で出射することができ、さらには、開口径制御を容易にする。
【００５６】
また、プローブアレイでなく、単一の突起型プローブを作製する場合には、特に錐台状突起型プローブの先端面の平面度をλ／８以下の、非常に高いものにすることができる。また、突起先端の開口径Ｄは突起を作製するエッチング時間により容易に制御できる。
【００５７】
このようなプローブアレイ１は、ＳＯＩ基板１０を用いて製造することができるので、各Ｓｉ突起部３の先端部分の高さの誤差がＳＯＩ基板１０の膜厚精度により決定される。ここで、結晶成長技術により作製されたＳＯＩ基板１０の膜厚精度は、原子レベル程度の誤差しかないので、各Ｓｉ突起部３の先端部分の高さの誤差も原子レベル程度と推定される。したがって、このプローブアレイ１の製造方法によれば、従来の転写を用いた製造技術と比較しても、高精度で高さの制御をすることができ、先端位置が均一に制御されたＳｉ突起部３を製造することができる。
【００５８】
更に、このプローブアレイ１によれば、各Ｓｉ突起部３の高さが一定であるので、記録媒体に対して記録再生を行うに際して、記録媒体と各Ｓｉ突起部３の先端との距離を各Ｓｉ突起部３について一定とすることができ、全Ｓｉ突起部３を近接場光を発生させるのに必要な位置とすることができる。すなわち、このプローブアレイ１によれば、各Ｓｉ突起部３ごとに近接場光が発生しなかったり、発生したりするようなことがない。
【００５９】
また、このプローブアレイ１は、ＳＯＩ基板１０とガラス基板１４とを陽極接合して製造されるので、ＳＯＩ基板１０のみを用いて製造された場合と比較して強度が向上されている。
【００６０】
更に、例えばガラス基板１４に代えてＳｉからなる基板を用いたときには、充分な機械的強度を得るために数百μｍの厚みは必要なので、Ｓｉが可視光に対して伝搬損失があるため、Ｓｉ突起部３に光を入射することが不可能となる。これに対し、プローブアレイ１では、Ｓｉ突起部３がガラス基板１４上に形成されていて、Ｓｉ突起部３の高さも５〜１０μｍである。５〜１０μｍ厚のＳｉは７８０〜８３０ｎｍ程度の波長では数１０％の透過率を有しているので、各Ｓｉ突起部３に入射する光量を多くして、先端部分で発生する近接場光の光強度を高めることができる。
【００６１】
したがって、このプローブアレイ１によれば、Ｓｉ突起部３がＳｉからなり、各Ｓｉ突起部３の先端位置が均一であるので、各Ｓｉ突起部３の効率が均一となり、これまで両立が困難であった高効率性と高分解能性を兼ね備えるものであると言える。すなわち、このプローブアレイ１によれば、Ｓｉ突起部３がＳｉのような高屈折率材料を用いることで、Ｓｉ突起部３での伝搬光の波長が実効的に短くなることにより、Ｓｉ突起部３から外部にしみ出す光を抑制して光利用効率を向上させるとともに、光スポット径を小さくすることができる。
【００６２】
また、Ｓｉ突起部３の間でそれらの高さが均一であるため、各Ｓｉ突起部３について、その先端で近接場光が存在する範囲内に記録媒体が接近できる。従って、全てのＳｉ突起部３の高効率性と高分解能性を同時に達成できる。
【００６３】
また、このプローブアレイ１によれば、Ｓｉ突起部３の高さと同じ高さを有し、Ｓｉ突起部３の周囲を囲む位置に配されたバンク部４を備えているので、記録媒体への記録再生時に際して、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が記録媒体に対向したときに、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が記録媒体に接触したときでも、Ｓｉ突起部３に加わる圧力を減らし、Ｓｉ突起部３の損傷を低減することができる。
【００６４】
また、このプローブアレイ１によれば、作製時において、Ｓｉ突起部３及びバンク部４と同じ材料にして同時にエッチングすることで同じ高さとすることができるので、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が記録媒体に対向したときに、Ｓｉ突起部３及びバンク部４が記録媒体に接触したときでも、Ｓｉ突起部３に加わる圧力を減らし、Ｓｉ突起部３の損傷を低減することができる。
【００６５】
ここで、図６及び図７を用いて説明したように、エッチングを行ってＳｉ突起部３及びバンク部４を製造するときには、図５を用いて説明したときの、ＳｉＯ2層１２をエッチングするときのパターンを変化させることで、ガラス基板１４に対する傾斜角度が複数となされたＳｉ突起部３を形成することができる。
【００６６】
すなわち、活性層１１の側面の傾斜角を複数とするときには、ＳｉＯ2層１２からなるマスクの形状を丸形状とすることが望ましい。更に、エッチングを行うときのエッチング液をＫＯＨ溶液（３４ｗｔ％、８０℃）や、ＮａＯＨ、ＥＰＷ、ＴＭＡＨとして作製する。
【００６７】
更に具体的には、ＳｉＯ2層１２を１０μｍ角の正方形状のパターンとし、エッチャントとしてＫＯＨ（３４ｗｔ％、８０℃）を用いたとき、開始から６０ｓｅｃ、１５０ｓｅｃ、４０５ｓｅｃ、４８３ｓｅｃの時間エッチングをしたときの活性層１１の変化がそれぞれ図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）に示すようになり、活性層１１ａをガラス基板１４上に形成する。これにより、図１０（ｄ）に示すように、活性層１１ａの外壁を、傾斜角（テーパ角度）が異なる複数の傾斜面１１ｃ、１１ｄとすることができる。
【００６８】
このように、活性層１１ａの外壁に複数の傾斜面１１ｃ、１１ｄを設けたＳｉ突起部３では、傾斜面１１ｄを有した第１の錐状領域では先鋭角を大きくし、傾斜面１１ｃを有した第２の錐状領域では、先鋭角を小さくするように構成されている。したがって、このように作製されるＳｉ突起部３では、上記第１の錐状領域では光の損失を小さくして高効率で光を伝搬し、第２の錐状領域では、第２の錐状領域からの光を絞って先端部分から小さいスポットの光を出射する。したがって、このようなＳｉ突起部３によれば、高効率、且つ光分解能の光を取捨することができる。
【００６９】
上述したＳｉ突起部３では、光ファイバを先鋭化した光ファイバプローブのコア径の最適化手法を適用してその開口径を決定することができる。ここで光ファイバプローブのコア材料は、屈折率が１．５３のガラス材料からなる。
【００７０】
すなわち、光ファイバプローブの最適化において、コア内部での電界分布解析方法を用いる。この電界分布解析方法によれば、クラッドを光の漏洩のない理想金属と仮定し、コア内部に存在する光のモードをＴＥ1nモード（ｎ＝１〜６）と、ＴＭ1nモード（ｎ＝１〜６）のみとしたときに、図１１に示すようなコア径と、コアの中心における電界強度との関係を得る。図１１によれば、光ファイバプローブのコア内においては、図１１（ａ）に示すように複数のモードが存在し、図１１（ｂ）に示すようにそれぞれのモードの重ね合わせによって電界分布が形成されていることが分かる。
【００７１】
図１１（ａ）は、コア径を変化させたときの、各モードの電界強度及び等価屈折率を示す。図１１（ａ）によれば、等価屈折率が０に集束するコア径を示すカットオフ径において、各モードの電界強度（振幅比）が最大となる。
【００７２】
図１１（ｂ）は、コア径を変化させたときの、各モードの電界強度の和と、各コア径におけるスポット径を示し、但し、複数のピークが存在する場合にはコア中心におけるピークのスポット径を示している。この図１１（ｂ）によれば、各モードのカットオフ径において、電界強度が極大値を有するのみならず（図１１（ａ））、小さいスポット径のピークが得られることが分かる。
【００７３】
これらの各モードのカットオフ径において、ＴＥ11モードの光を伝達するためのカットオフ径においては、より開口径が小さい、すなわち、伝搬距離が長いために損失が大きくなる。また、ＴＥ13モードのカットオフ径においては、情報再生に適用した場合、得られるピークの数が多くなるので（５つのピーク）、その影響によって余分な情報まで検出してしまうことになる。そこで、伝搬距離、ピーク数を勘案すると、ＴＥ12モードのカットオフ径の光ファイバプローブとすることが望ましい。
【００７４】
このような解析結果に基づいて、光ファイバプローブのコア内に伝搬するモードをＴＥ１２モードとなるようなカットオフ径のコア径（９００〜９２０ｎｍ、光の波長λ＝８３０ｎｍ）としたときの実験結果を図１２に示す。
【００７５】
図１２（実線：実験結果）によれば、スポット径が約１５０ｎｍとなるとともに、ピーク中心における電界強度が１［ａ．ｕ］となっており、図１１での解析結果（点線）によるスポット径（１７５ｎｍ）、電界強度（１［ａ．ｕ］）となり、コア径をＴＥ１２モードのカットオフ径としたときにおいて電界強度の極大と、微小スポットが得られることが分かる。また、スポット形状については、実験結果と解析結果とで非常に良い一致が得られている。
【００７６】
このような光ファイバプローブを用いた解析結果、実験結果を本例のＳｉ突起部３の材料である高屈折率媒質であるＳｉをコアの材料にして計算した結果を図１３に示す。
【００７７】
図１３によれば、コア材料をＳｉとした場合、ＳｉからなるコアをＴＥ１２モードのカットオフ径（０．４μｍ）に一致させることにより、微小スポット径（約７５ｎｍ）を形成するとともに、電界強度の極大を得ることができる。
【００７８】
したがって、Ｓｉ突起部３の開口径をＴＥ１２モードのカットオフ径とすることにより、光ファイバプローブと同様に、微小スポット径を形成するとともに、電界強度の極大を得られるプローブアレイ１又は単一プローブを作製することができる。また、プローブアレイ１又は単一プローブでは、損失が小さく、ピーク数が小さい、情報記録再生に最適なものとすることができる。
【００７９】
また、金属層１５を形成するに際して、図１に示すように、活性層１１ｂの傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成しても良い。
【００８０】
Ｓｉ突起部３の傾斜面のみに金属層５を形成したプローブアレイ１を作製するときには、ＳｉＯ2層１２からなるマスクの形状を、図１４に示すように、作製するＳｉ突起部３の先端位置上のＳｉＯ2層１２の中央部分１２ａを所定の厚さとし、Ｓｉ突起部３の先端位置上以外のＳｉＯ2層１２の周辺部分１２ｂを所定の厚さ以下の厚さとする。例えば、中央部分１２ａの厚さを少なくとも２００ｎｍ程度とし、周辺部分１２ｂの厚さを中央部分１２ａの厚さの１／５〜１／１０程度の厚さとする。
【００８１】
このような形状のＳｉＯ2層１２及び活性層１１をエッチャントを用いて図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）に示すようにエッチングし、図１４（ｄ）に示すように最終的には活性層１１ａの先端部分のみに中央部分１２ａを残存させる。そして、残存した中央部分１２ａをキャップとして金属層１５を形成し、図１４（ｅ）に示すように、中央部分１２ａをウェットエッチングにより除去することにより、活性層１１ａの先端部分に金属層１５が形成されないものを作製することができ、活性層１１ａの傾斜面だけに金属層１５を形成することができる。
【００８２】
このように製造されたプローブアレイ１では、Ｓｉ突起部３の先端から発生する光以外の光を遮断することができるので、図９に示した場合と比較しても、更に発生させる光強度を向上させる。
【００８３】
つぎに、上述したように製造されたプローブアレイ１での光効率について説明する。プローブアレイ１の光効率を測定するときの測定装置を図１５（ａ）に示す。この測定装置は、レーザダイオード２１から波長が８３０ｎｍのレーザ光を出射し、コア２２、クラッド２３、金属被膜層２４からなり先端が先鋭化された光ファイバプローブの先鋭部２５（開口径＝１００ｎｍ）に近接場光を発生させる。そして、プローブアレイ１では、光ファイバプローブの先鋭部２５に発生した近接場光を検出し、Ｓｉ突起部３、ガラス基板２を通過した光をフォトディテクタ２６で検出するように構成されている。ここで、光ファイバープローブの先鋭部２５の開口径は１００ｎｍである。このような測定装置では、光ファイバプローブからレーザ光を入射したときに、Ｓｉ突起部３の先端部分で発生する近接場光の光強度を測定することができ、これにより、近接場領域におけるプローブアレイのスループットを求めることができる。また、プローブアレイ１のスループットと分解能を評価するために、ファイバプローブとして高スループット（１０％）・高分解能（１５０ｎｍ）の特性を持つ内部集光プローブ（開口径Ｄ＝９２０ｎｍ）も併せて測定した（図１５（ｂ））。
【００８４】
このような測定装置を用いて、フォトディテクタ２７で検出した光の強度［ａ．ｕ．］と光の検出位置［μｍ］との関係を図１６に示す。この図１６において、特性Ａ（実線）は上述した工程で作製したプローブアレイ１についての測定結果であり、特性Ｂ（点線）は内部集光型プローブの測定結果である。特性Ａと特性Ｂとを比較すると、プローブアレイ１は１０％の効率を持ち、内部集光型プローブよりもスループットが大きく（約１５％）、７５ｎｍの分解能を有することがわかる。
【００８５】
したがって、上述したような製造方法で製造されたプローブアレイ１によれば、高効率で光を集光し、Ｓｉ突起部３の先端部分に光強度の高い近接場光を発生させることができると同時に高分解能で試料測定を行うことができる。
【００８６】
また、このプローブアレイ１によれば、例えば記録媒体への光照射を行って記録媒体に信号を記録及び／又は再生を高記録密度かつ、高Ｓ／Ｎで実現することができる。
【００８７】
つぎに、プローブアレイ１又は単一プローブを製造する他の一例について説明する。なお、上述のプローブアレイ１又は単一プローブの製造方法で説明した手法は、以下に示すプローブアレイ１又は単一プローブを製造する場合に適用することもできる。
【００８８】
上述したプローブアレイ１の製造方法では、ガラス基板１４上に作製する突起部の材料はＳｉに限られることなく、ガラス基板１４よりも屈折率の高い材料であればよい。Ｓｉよりも短波長側に光透過領域があり、かつ、屈折率の高い材料としては、ＧａＰやＴｉＯ2（通称ルチル）等がある。ＧａＰは５３０ｎｍ〜１６μｍに光透過域があり、当該光透過域での屈折率が３．３５となっている。また、ＴｉＯ2は４５０ｎｍ〜６μｍに光透過域があり、当該光透過域での屈折率が２．６１〜２．９０である。
【００８９】
図１７にＧａＰを用いたプローブアレイ又は単一プローブの作製方法を示す。なお、上述のプローブアレイ１又は単一プローブの製造方法で説明した手法は、以下に示すプローブアレイ１又は単一プローブを製造する場合に適用することもできる。
【００９０】
先ず、図１７（ａ）に示すように、中間層として酸化膜４２が付された単結晶Ｓｉウェハ４１に直接接合又は常温接合により単結晶ＧａＰウェハ４３を接合する。単結晶ＧａＰウェハ４３の厚さをエッチングやＣＭＰにより５〜１０μｍにした基板を用意する。
【００９１】
次に、図１７（ｂ）に示すように、ガラス基板４４と単結晶ＧａＰウェハ４３とを陽極接合或いは直接接合或いは常温接合により接合する。
【００９２】
次に、図１７（ｃ）に示すように、単結晶Ｓｉウェハ４１を除去する。
【００９３】
次に、図１７（ｄ）に示すように、ＳｉＯ2層からなるＳｉＯ2パターン４２Ａを単結晶ＧａＰウェハ４３上に形成する。ここで、各ＳｉＯ2パターン４２Ａは、後の工程でＧａＰからなる突起部を形成するために適切なパターン、寸法とする。
【００９４】
次に、図１７（ｅ）に示すように、パターン４２Ａをエッチングマスクとして単結晶ＧａＰウェハ４３をＲＩＥや液体のエッチャントにより、ＧａＰ突起部４３Ａを形成する。ここで、ＳｉＯ2層をエッチングマスクとせずにフォトリソのみをエッチングマスクとしてＧａＰ突起部４３Ａを作製しても良い。
【００９５】
次に、図１７（ｆ）に示すように、ＧａＰ突起部４３Ａ上に残ったＳｉＯ2パターン４２Ａを希弗酸等で除去する。
【００９６】
次に、図１７（ｇ）に示すように、ＧａＰ突起部４３Ａの側面及びＧａＰ突起部４３Ａの無いガラス基板４４面に金属層４５を形成する。
【００９７】
これにより、ＧａＰからなる突起部を複数有する突起型のプローブアレイを作製することができる。なお、ＧａＰのみならず、ＴｉＯ2等の他の材料を用いた場合でもほぼ同様な工程により突起部を備えたプローブアレイを作製することができる。
【００９８】
ＧａＰやＴｉＯ2からなる突起部を複数備えたプローブアレイは、Ｓｉからなるプローブアレイよりも、短波長側に高い光透過域があるので、短波長域での光吸収が少なく、より高い光利用効率を得ることができる。また、Ｓｉの場合よりも短波長の光を用いることができるので、より小さい光スポットを形成することができ、例えば記録媒体に記録するときの記録密度を向上させることができる。
【００９９】
つぎに、ＳＯＩ基板以外のＳｉウェハを用いてプローブアレイを製造するときの一例について図１８を参照して説明する。なお、上述のプローブアレイ１又は単一プローブの製造方法で説明した手法は、以下に示すプローブアレイ１又は単一プローブを製造する場合に適用することもできる。
【０１００】
先ず、図１８（ａ）に示すように、数百μｍの厚さを有するｐ型Ｓｉ層５１に、５〜１０μｍの厚さを有するｎ型Ｓｉ層５２が形成されている基板を用意する。ここで、ｎ型Ｓｉ層５２は、ｐ型Ｓｉ層５１上にエピタキシャル成長させて形成しても良く、固層拡散、イオン注入等によりｐ型Ｓｉ層５１表面にｎ型の不純物を拡散して形成しても良い。また、ｐ型Ｓｉ層５１とｎ型Ｓｉ層５２とを張り合わせることにより作製しても良い。
【０１０１】
次に、図１８（ｂ）に示すように、ガラス基板５３を用意し、ガラス基板５３と、ｐ型Ｓｉ層５１及びｎ型Ｓｉ層５２からなる基板のｎ型Ｓｉ層５２の表面とが接するように陽極接合する。ここで、ガラス基板５３のｎ型Ｓｉ層５２と接しない面及びｐ型Ｓｉ層５１のｎ型Ｓｉ層５２と接しない面に電極５４を形成し、または電極板を乗せ、各電極５４間に電位差Ｖｂを与える電源５５を設けて陽極接合する。このとき、陽極接合とは異なる直接接合や常温接合を用いてガラス基板５３とｎ型Ｓｉ層５２とを接合しても良い。
【０１０２】
次に、図１８（ｃ）に示すように、ｐ型Ｓｉ層５１を機械的研磨或いは化学機械研磨（ＣＭＰ）により概ね除去した後、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4・Ｈ2Ｏ）、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＣａＯＨ水溶液、ＥＤＰ（Ethylenediamine Pyrocatechol(water)）、ＴＭＡＨ（Tetramethyl Ammoniumhydroxide、（ＣＨ3）4ＮＯＨ）、等のアルカリエッテャントによるエッチングを行う。但し、このとき、ｎ型Ｓｉ層５２とエッチャントの中におかれた参照電極５６の間に電圧を電圧Ｖｅｃｅを印加する電源５７を設けてエッチングを行う。
【０１０３】
このようなエッチング方法（電気化学エッチング）を実現するためのエッチング装置の概略を図１９に示す。このエッチング装置では、上記参照電極５６に相当するＰｔ電極６１、上記電源５７に相当する電源６２、電流計６３、上記ｎ型Ｓｉ層５２とガラス基板５３からなる基板に相当するエッチング材料６４が直列に接続されて、Ｐｔ電極６１及びエッチング材料６４がエッチャント６５中に配置された構造となっている。このエッチング装置では、エッチャント６５がスターラ６６により攪拌され、ヒータ６７により９０℃に保たれている。
【０１０４】
このようなエッチング装置を用いることにより、例えばアルカリエッチャントはｐ型Ｓｉ層５１以外にＳｉＯ2（ガラス基板５３の主成分）もエッチングするが、ガラス基板５３は非常に厚いので、全てエッチングされることはない。また、ｎ型Ｓｉ層５２とガラス基板５３とは非常に強固に接合されているので、両者間にエッチャントが侵入することはなく、ｎ型Ｓｉ層５２がエッチングされることはない。したがって、ｐ型Ｓｉ層５１及びのみがエッチングされる。前記の弗酸硝酸エッチャントでは、ｎ型Ｓｉ層５２が露出すると、それ以上ほとんどエッチングが進まなくなるので、ｐ型Ｓｉ層５１がエッチングされきったところでエッチングを止めることができる。
【０１０５】
次に、図１８（ｄ）に示すように、ｎ型Ｓｉ層５２の表面に、プラズマＣＶＤ法或いは熱ＣＶＤ法等によりＳｉＯ2或いはＳｉ3Ｎ4等のアルカリエッチャントにエッチングされ難いパターン形成層５８を形成する。
【０１０６】
次に、図１８（ｅ）に示すように、パターン形成層５８を所定の形状とすることで、ｎ型Ｓｉ層５２上にパターン形成層５８からなるパターン５８Ａを形成する。ここで、パターン形成層５８は、各Ｓｉ突起部を形成するために適切なパターン、寸法とする。
【０１０７】
次に、図１８（ｆ）に示すように、ヒドラジン、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＣａＯＨ水溶液、ＥＤＰ、ＴＭＡＨ等のアルカリエッチャントを用いて、Ｓｉ突起部５２Ａを形成する。ここで、パターン５８Ａをエッチングマスクとせずに、フォトリソのみをエッチングマスクとしてＲＩＥでＳｉ突起部５２Ａを作製しても良い。
【０１０８】
次に、図１８（ｇ）に示すように、Ｓｉ突起部５２Ａ上に残存したパターン５８Ａを希弗酸等で除去する。
【０１０９】
次に、図１８（ｈ）に示すように、Ｓｉ突起部５２Ａの側面及びＳｉ突起部５２Ａが形成されていないガラス基板５３上に金属層５９を形成する。
【０１１０】
これにより、ＳＯＩ基板を用いることなく、突起部がＳｉからなる突起型のプローブアレイ又は単一プローブを作製することができる。
【０１１１】
つぎに、プローブアレイ又は単一プローブを製造するときの更に他の一例について図２０を参照して説明する。
【０１１２】
先ず、図２０（ａ）に示すように、数百μｍの厚さを有する高濃度ｐ型又はｎ型Ｓｉ材料からなる高濃度Ｓｉ層７１に、５〜１０μｍの厚さを有する低濃度ｐ型又はｎ型Ｓｉ材料からなる低濃度Ｓｉ層７２が形成されている基板を用意する。ここで、低濃度Ｓｉ層７２は、高濃度Ｓｉ層７１上にエピタキシャル成長させて形成しても良く、固層拡散、イオン注入等により高濃度Ｓｉ層７１表面にこれと反対の型の不純物を拡散させて、補償効果により実効的に不純物濃度を低濃度にしても良い。また、高濃度Ｓｉ層７１と低濃度Ｓｉ層７２とを張り合わせることにより作製しても良い。
【０１１３】
ここで、高濃度Ｓｉ層７１と低濃度Ｓｉ層７２とは、不純物濃度が高い、低いが重要であり、ｐ型、ｎ型の組み合わせは任意である。但し、低濃度Ｓｉ層７２側と高濃度Ｓｉ層７１側とが異なる伝導型を有する場合は、低濃度Ｓｉ層７２側がｎ型Ｓｉ材料であることが望ましい。これは、陽極接合の電圧印加時にｐｎ接合が順バイアスされた方が接合されやすいからである。高濃度のＳｉ基板の不純物濃度は約１０17／ｃｍ3より多くする。逆に低濃度のときのＳｉ基板の不純物濃度は約１０17／ｃｍ3以下とする。
【０１１４】
次に、図２０（ｂ）に示すように、ガラス基板７３を用意し、ガラス基板７３と、低濃度Ｓｉ層７２の表面とが接するように陽極接合する。ここで、ガラス基板７３の低濃度Ｓｉ層７２と接しない面及び高濃度Ｓｉ層７１の低濃度Ｓｉ層７２と接しない面に電極７４を形成し、または電極板を乗せ、各電極７４間に電位差Ｖｂを与える電源７５を設けて陽極接合する。このとき、陽極接合とは異なる直接接合や常温接合を用いてガラス基板７３と低濃度Ｓｉ層７２とを接合しても良い。
【０１１５】
次に、図２０（ｃ）に示すように、高濃度Ｓｉ層７１を機械的研磨或いは化学機械研磨（ＣＭＰ）により概ね除去した後、弗酸硝酸のエッテャントに漬ける。エッチャントの組成は、ＨＦ：ＨＮＯ3：ＣＨ3ＣＯＯＨ＝１：３：８（体積比）とする。このエッチャントは不純物が約１０17／ｃｍ3より少なくなると、それより多い場合よりもエッチング速度が１／１５０となる。このエッチャントは、Ｓｉ以外にＳｉＯ2（ガラスの主成分）もエッチングするが、ガラス基板７３は非常に厚いので、全てエッチングされることはない。また、低濃度Ｓｉ層７２とガラス基板５３とは非常に強固に接合されているので、両者間にエッチャントが侵入することはなく、低濃度Ｓｉ層７２がエッチングされることはない。したがって、高濃度Ｓｉ層７１及び低濃度Ｓｉ層７２のみがエッチングされる。ＨＦ：ＨＮＯ3：ＣＨ3ＣＯＯＨ＝１：３：８（体積比）をエッチャントとして用いたエッチングでは、高濃度Ｓｉ層７１を先にエッチングし低濃度Ｓｉ層７２が露出すると、それ以上ほとんどエッチングが進まなくなるので、高濃度Ｓｉ層７１をエッチングしきったところでエッチングを止めることができる。
【０１１６】
次に、図２０（ｄ）に示すように、低濃度Ｓｉ層７２の表面に、プラズマＣＶＤ法或いは熱ＣＶＤ法等によりＳｉＯ2或いはＳｉ3Ｎ4等のアルカリエッチャントにエッチングされ難いパターン形成層８を形成する。
【０１１７】
次に、図２０（ｅ）に示すように、パターン形成層７８を所定の形状とすることで、低濃度Ｓｉ層７２上にパターン形成層７８からなるパターン７８Ａを形成する。ここで、パターン形成層７８は、単一突起部又は各Ｓｉ突起部を形成するために適切なパターン、寸法とする。
【０１１８】
次に、図２０（ｆ）に示すように、ヒドラジン、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＣａＯＨ水溶液、ＥＤＰ、ＴＭＡＨ等のアルカリエッチャントを用いて、Ｓｉ突起部７２Ａを形成する。ここで、パターン７８Ａをエッチングマスクとせずに、フォトリソのみをエッチングマスクとしてＲＩＥでＳｉ突起部７２Ａを作製しても良い。
【０１１９】
次に、図２０（ｇ）に示すように、Ｓｉ突起部７２Ａ上に残存したパターン７８Ａを希弗酸やドライエッチング等で除去する。
【０１２０】
次に、図２０（ｈ）に示すように、Ｓｉ突起部７２Ａの側面及びＳｉ突起部７２Ａが形成されていないガラス基板７３上に金属層７９を形成する。
【０１２１】
これにより、ＳＯＩ基板を用いることなく、突起部がＳｉからなる突起型のプローブアレイ又は単一プローブを作製することができる。
【０１２２】
つぎに、プローブアレイ又は単一プローブを製造するときの更に他の一例について図２１を参照して説明する。
【０１２３】
先ず、図２１（ａ）に示すように、数百μｍの厚さを有するｎ型Ｓｉ材料からなるｎ型Ｓｉ層８１に、５〜１０μｍの厚さを有しｎ型Ｓｉ層８１より不純物濃度が高い高濃度ｐ型Ｓｉ材料からなる高濃度ｐ型Ｓｉ層８２が形成されている基板を用意する。ここで、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２の濃度はｎ型Ｓｉ層８１のエッチングにＫＯＨを用いる場合は約１０20／ｃｍ3より多くする。また、ＥＤＰを用いる場合には約１０19／ｃｍ3より多くする。高濃度ｐ型Ｓｉ層８２は、ｎ型Ｓｉ層８１上にエピタキシャル成長させて形成しても良く、固層拡散、イオン注入等により高濃度Ｓｉ層７１表面にこれとｐ型の不純物を拡散させて形成しても良い。また、ｎ型Ｓｉ層８１と高濃度ｐ型Ｓｉ層８２とを張り合わせることにより作製しても良い。
【０１２４】
次に、図２１（ｂ）に示すように、ガラス基板８３を用意し、ガラス基板８３と、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２の表面とが接するように陽極接合する。ここで、ガラス基板８３の高濃度ｐ型Ｓｉ層８２と接しない面に図２０（ｂ）と同様に電極板を乗せる。或いはより確実には、電極８４ａを形成するとともに、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２に電圧が印加されるようにｎ型Ｓｉ層８１の一部を除去して電極８４ｂを形成し、各電極８４ａ、８４ｂ間に電位差Ｖｂを与える電源８５を設けて陽極接合する。このとき、陽極接合とは異なる直接接合や常温接合を用いてガラス基板８３と高濃度ｐ型Ｓｉ層８２とを接合しても良い。
【０１２５】
次に、電極８４ａ、８４ｂを除去した後、図２１（ｃ）に示すように、ｎ型Ｓｉ層８１を機械的研磨或いは化学機械研磨（ＣＭＰ）により概ね除去した後、アルカリエッチャントによりエッチングする。エッチャントとしては、ヒドラジン、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＣａＯＨ水溶液、ＥＤＰ、ＴＭＡＨなどのアルカリエッチャントを用いる。このエッチャントは、Ｓｉ以外にＳｉＯ2（ガラスの主成分）もエッチングするが、ガラス基板７３は非常に厚いので、全てエッチングされることはない。また、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２とガラス基板８３とは非常に強固に接合されているので、両者間にエッチャントが侵入することはなく、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２がエッチングされることはない。したがって、ｎ型Ｓｉ層８１のみがエッチングされる。高濃度ｐ型Ｓｉ層８２が露出すると、それ以上ほとんどエッチングが進まなくなるので、ｎ型Ｓｉ層８１がエッチングされきったところでエッチングを止めることができる。
【０１２６】
次に、図２１（ｄ）に示すように、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２の表面に、プラズマＣＶＤ法或いは熱ＣＶＤ法等によりＳｉＯ2或いはＳｉ3Ｎ4等のアルカリエッチャントにエッチングされ難いパターン形成層８８を形成する。
【０１２７】
次に、図２１（ｅ）に示すように、パターン形成層８８を所定の形状とすることで、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２上にパターン形成層８８からなるパターン８８Ａを形成する。ここで、パターン形成層８８は、単一突起部又は各Ｓｉ突起部を形成するために適切なパターン、寸法とする。
【０１２８】
次に、図２１（ｆ）に示すように、ＲＩＥでＳｉ突起部８２Ａを形成する。ここで、パターン８８Ａをエッチングマスクとせずに、フォトリソで作製したレジストパターンのみをエッチングマスクとしてＲＩＥでＳｉ突起部８２Ａを作製しても良い。
【０１２９】
次に、図２１（ｇ）に示すように、Ｓｉ突起部８２Ａ上に残存したパターン８８Ａを希弗酸やドライエッチング等で除去する。
【０１３０】
次に、図２１（ｈ）に示すように、Ｓｉ突起部８２Ａの側面及びＳｉ突起部８２Ａが形成されていないガラス基板８３上に金属層８９を形成する。
【０１３１】
これにより、ＳＯＩ基板を用いることなく、突起部がＳｉからなる突起型のプローブアレイ又は単一プローブを作製することができる。
【０１３２】
つぎに、本発明を適用した他のプローブアレイについて説明する。なお、以下に説明するプローブアレイでは、上述したプローブアレイで説明した構成を適用しても良く、更には単一プローブであっても良い。
【０１３３】
平面図を図２２（ａ）に示すプローブアレイ１００は、図２２（ｂ）に示すように情報を記録する回転型記録媒体（光ディスクＤ）に突起部１０１の形成側が対向して配設され、回転する光ディスクＤに対して光を照射して情報の記録再生を行う。
【０１３４】
このプローブアレイ１００は、光ディスクＤが回転することで、一方端１００ａが媒体進入端とされ、他方端１００ｂが媒体退出端とされる。このプローブアレイ１００は、光ディスクＤが回転することで、光ディスクＤから発生する空気流を受けて光ディスクＤに接触して光ディスクＤに光を照射してコンタクト型の記録再生をする。なお、本実施の形態に係るプローブアレイ１００では、光ディスクＤ上を一定の浮上量で浮上する浮上型にも適用することができる。
【０１３５】
このプローブアレイ１００では、突起部１０１の周囲を囲む位置に配され、光ディスクＤが回転することで発生する空気流の流出側が開口部１０２ａとされたバンク部１０２を備える。
【０１３６】
このようなプローブアレイ１００では、一方端１００ａから流入した空気流をバンク部１０２の開口部他方端１００ｂに向かって空気流が流れ、開口部１０２ａを介して他方端１００ｂ側に流出させる。
【０１３７】
これにより、このプローブアレイ１００において、バンク部１０２として、空気流発生方向（媒体回転方向）と直交したバンク１０２ｃが突起部１０１の一方端１００ａ側に設けられることにより、一方端１００ａから他方端１００ｂに向かって流入する塵等が突起部１０１に流入するのを止めることができる。
【０１３８】
また、プローブアレイ１００では、装置内に存在する塵やゴミが空気流とともにバンク部１０２内部に流入しても、開口部１０２ａから流出するので、突起部１０１の近傍に塵等が堆積することが無い。
【０１３９】
更に、このプローブアレイ１００では、他方端１００ｂ側にバンク部１０２を設けないので、突起部１０１を他方端１００ｂ側に形成させることができる。これにより、プローブアレイ１００では、突起部１０１の先端部分を光ディスクＤに近づけて突起部１０１と光ディスクＤとの距離を小さくすることができ、光ディスクＤに照射する光のスポット径を小さくし、光ディスクＤへの記録密度を高くすることができる。
【０１４０】
更にまた、このプローブアレイ１００において、バンク部１０２は、他方端１００ｂの端部１０２ｂに、一方端１００ａから他方端１００ｂに向かって傾斜したテーパ部１０２ｂを有する。このテーパ部１０２ｂの頂点部分は、ガラス基板の短軸方向において、突起部１０１の先端と一直線上となっている。これにより、プローブアレイ１００では、記録再生時において、テーパ部１０２ｂの頂点部分が光ディスクＤと接触しても、バンク部１０２の頂点部分の圧力を拡散して破損を抑制することができる。
【０１４１】
更にまた、このプローブアレイ１００において、バンク１０２ｃの一方端１００ａ側が一方端１００ａ側から他方端１００ｂ側に向かって傾斜したテーパ部１０２ｄとなされている。これにより、プローブアレイ１００では、光ディスクＤが進入して光ディスクＤバンク１０２ｃと接触しても、光ディスクＤとの衝撃を吸収して、光ディスクＤの破損を抑制することができる。
【０１４２】
更にまた、このプローブアレイ１００において、バンク部１０２として、空気流発生方向（媒体回転方向）と略平行であって、光ディスクＤの径方向と直交したバンク１０２ｅ、１０２ｆを有し、光ディスクＤの径方向において傾斜したテーパ部１０２ｇ、１０２ｈを備える。これにより、プローブアレイ１００では、光ディスクＤへの記録再生時において、径方向に移動したときにバンク１０２ｅ、１０２ｆが光ディスクＤと接触しても、光ディスクＤとの衝撃を吸収して、光ディスクＤの破損を抑制することができる。
【０１４３】
更にまた、このプローブアレイ１００は、他方端１００ｂ側にガラス基板が突出してなる突出部１０３を備える。この突出部１０３は、突起部１０１から他方端１００ｂに向かって長さｔ8だけ突出してなる。この突出部１０３の長さｔ8は、記録再生時において、光源から出射された光を最も他方端１００ｂ側の突起部１０１に入射することができるように設定されている。すなわち、突出部１０３の長さｔ8は、ガラス基板の厚さ、ガラス基板の屈折率、突起部１０１に光を入射する光学素子（対物レンズ）１０４の開口数に基づいて、決定される。これにより、プローブアレイ１００は、決定した長さｔ8を最適な長さとし、突起部１０１を他方端１００ｂ側に配置して、光ディスクＤとの距離を小さくすることができ、光ディスクＤに小さいスポット径の光を集光する。
【０１４４】
更にまた、プローブアレイ１００は、図２３に示すように、突出部１０３のバンク１０２ｆ及びバンク１０２ｅが多段階となされていても良い。このようなプローブアレイ１００によれば、他方端１００ｂから一方端１００ａに向かってテーパ部１０２ｂ、テーパ部１０２ｉが形成され、短軸方向においてテーパ部１０２ｉの頂点位置と突起部１０１の先端が一直線上となっている。
【０１４５】
このようなプローブアレイ１００によれば、光ディスクＤと接触しても、テーパ部１０２ｂ及びテーパ部１０２ｉの頂点部分が光ディスクＤと接触し、一点が光ディスクＤと接触する場合と比較して光ディスクＤに与える力を分散し、突起部１０１の損傷を抑制するとともに、光ディスクＤの損傷を軽減することができる。
【０１４６】
また、このようなプローブアレイ１００によれば、バンク部１０２が多段階とされており、光ディスクＤと接触して記録再生をするときにおいて、テーパ部１０２ｂ及びテーパ部１０２ｉが接触することで、記録再生時の全体の傾きを防止することができる。
【０１４７】
更に、このようなプローブアレイ１００によれば、バンク部１０２が多段階とすることにより、光ディスクＤとの接触面積を小さくすることで静止摩擦係数を小さくして、バンク部１０２の摩耗量を抑制することができる。
【０１４８】
また、プローブアレイ１００と記録媒体が、空気流発生方向に対して２点で接触しているので、この方向にばたつく、いわゆるピッチングが生じにくくなる。
【０１４９】
つぎに、本発明を適用した更に他のプローブアレイについて説明する。なお、以下に説明するプローブアレイでは、上述したプローブアレイで説明した構成を適用しても良く、更には単一プローブであっても良い。
【０１５０】
平面図を図２４（ａ）に示すプローブアレイ１１０は、図２４（ｂ）に示すように情報を記録する回転型記録媒体（光ディスクＤ）に突起部１１１の形成側が対向して配設され、回転する光ディスクＤに対して光を照射して情報の記録再生を行う。
【０１５１】
このプローブアレイ１１０は、突起部１１１と同じ高屈折率材料（例えばＳｉ）からなり、各突起部１１１の周囲を囲む位置に配されたバンク部１１２と、突起部１１１と同じ材料からなるパッド部１１３と光ディスクＤと対向する面に備えている。
【０１５２】
このようなプローブアレイ１１０は、上述したように、突起部１１１、バンク部１１２及びパッド部１１３を作製するときに、単一の高屈折率層上にパターンエッチングがなされるエッチング層（例えばＳｉＯ2）が形成され、突起部１１１、バンク部１１２及びパッド部１１３に対応したパターニングがされて、同時にエッチングされて作製される。
【０１５３】
このようなプローブアレイ１１０は、突起部１１１、バンク部１１２及びパッド部１１３が光ディスクＤと接して、突起部１１１からの光を光ディスクＤに照射し、光ディスクＤに情報の記録再生をする。
【０１５４】
このように作製されるプローブアレイ１１０は、同一材料で同時にエッチングをするので、突起部１１１、バンク部１１２及びパッド部１１３を同一の高さとすることができ、記録再生時において、スライディングの安定性を向上させることができ、突起部１１１の破損を抑制することができる。
【０１５５】
このようなプローブアレイ１１０において、突起部１１１を１００個配置し、各突起部１１１に波長が８３０ｎｍの光を入射して先端で近接場光を発生させて、相変化型の光ディスクＤを０．４３ｍ／ｓの線速度で回転させたときのマーク長［μｍ］とＣＮ比［ｄＢ］との関係を図２５に示す。図２５によれば、プローブアレイ１１０により記録したときのマーク長は最小で１１０ｎｍとなり、再生したときのＣＮ比は約１０ｄＢとなる。この結果によれば、各突起部１１１では、伝搬光では不可能であった回折限界以下の記録マークを記録するとともに再生することができる。
【０１５６】
これに対し、開口数が０．４の対物レンズにより伝搬光を光ディスクＤに照射して記録をしたときの最小マーク長は５１５ｎｍであり、再生したときのＣＮ比は約１０ｄＢとなる。
【０１５７】
このような結果より、プローブアレイ１１０によれば、１００個の突起部１１１により並列して記録再生することにより、記録再生速度を１Ｇｂｐｓの超高速として記録再生を行うことができるとともに、マーク長を小さくして、超高密度の記録再生をすることができる。
【０１５８】
つぎに、本発明を適用した更に他のプローブアレイについて説明する。なお、以下に説明するプローブアレイでは、上述したプローブアレイで説明した構成を適用しても良く、更には単一プローブであっても良い。
【０１５９】
平面図を図２６（ａ）に示すプローブアレイ１２０は、図２６（ｂ）に示すように情報を記録する回転型記録媒体（光ディスクＤ）に突起部１２１の形成側が対向して配設され、回転する光ディスクＤに対して光を照射して情報の記録再生を行う。
【０１６０】
このプローブアレイ１２０は、突起部１２１と同じ高屈折率材料（例えばＳｉ）からなり、各突起部１１１の周囲を囲む位置に配されたバンク部１１２と、突起部１２１と同じ材料からなるパッド部１２３と光ディスクＤと対向する面に備えている。プローブアレイ１２０は、バンク部１２２、パッド部１２３が光ディスクＤと接して、情報の記録再生をする。
【０１６１】
パッド部１２３は、プローブアレイ１２０の一方端１２０ａと他方端１２０ｂとの間の中心位置における中心線上、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置にその中心位置が配されるように形成される。すなわち、パッド部１２３は、プローブアレイ１２０を光ディスクＤに接するように押圧する押圧部材１２４とプローブアレイ１２０が接し、押圧部材１２４の押圧方向（プローブアレイ１２０の厚さ方向）の直下に配設される。これにより、パッド部１２３は、押圧部材１２４の押圧力を光ディスクＤに伝達し、プローブアレイ１２０を光ディスクＤに押圧させる。これにより、プローブアレイ１２０は、更にスライディングの安定性を向上させることができる。また、このパッド部１２３は、中心位置が上記所定の位置に形成される場合のみならず重心位置を所定の位置に形成しても良い。
【０１６２】
すなわち、プローブアレイ１２０によれば、上述のプローブアレイ１１０と比較して光ディスクＤに対して記録再生をしているときの跳躍量を抑制する。以下に、パッド部を媒体進入側に設けたプローブアレイ１１０と、パッド部を中心位置に設けたプローブアレイ１２０との跳躍量の比較をする。
【０１６３】
比較に際して、図２７に示すような跳躍量測定装置１３０を用いた。この跳躍量測定装置１３０は、ＦＦＴ（fast Fourier transform）測定器１３１、ドップラー振動計１３２、光ディスクＤを回転するモータ１３３を備え、プローブアレイを光ディスクＤ上に配置してプローブアレイの振動を測定するものである。
【０１６４】
この跳躍量測定装置１３０によれば、モータ１３３により光ディスクＤをＣＬＶ方式（線速度＝０．４３ｍ／ｓ）で回転させるとともにプローブアレイを光ディスクＤ上に配置させた状態で、光源１４１からレーザ光をビームスプリッタ１４２、光ファイバケーブル１４３を介してプローブアレイに照射し、その反射レーザ光を光ファイバケーブル１４３、ビームスプリッタ１４２、ＡＯＭ１４４、ビームスプリッタ１４５を介して光検出器１４６で検出する。また、この跳躍量測定装置１３０は、光源１４１から出射したレーザ光をビームスプリッタ１４２、１４７、光ファイバケーブル１４８を介して光ディスクＤの表面の記録層に照射し、その反射レーザ光を光ファイバケーブル１４８、ビームスプリッタ１４７、ミラー１４９、ビームスプリッタ１４５を介して光検出器１４６に入射する。ここで、ビームスプリッタ１４５に入射されたプローブアレイからの反射レーザ光と、光ディスクＤからの反射レーザ光とは、合成されて光検出器１４６に入射される。ＦＦＴ測定器１３１には、プローブアレイの跳躍に基づく検出信号にフーリエ変換処理をしてプローブアレイ１の跳躍量を求める。
【０１６５】
このような跳躍量測定装置１３０により求めた跳躍量の結果を図２８に示す。図２８は、プローブアレイ１１０、１２０の跳躍量を縦軸に示し、測定時間を横軸に示し、上段にプローブアレイ１１０の跳躍の様子、下段にプローブアレイ１２０の跳躍の様子を示す。
【０１６６】
図２８によれば、跳躍量の標準偏差をσとしたとき、プローブアレイ１１０については２σ＝約１．０ｎｍとなるのに対し、プローブアレイ１２０については２σ＝０．６ｎｍとなる。
【０１６７】
したがって、プローブアレイ１２０によれば、パッド部１２２を中心位置に配置することにより、プローブアレイ１１０と比較して跳躍量を低減させ、安定したスライディングを実現できる。
【０１６８】
上述した実施の形態では、本発明を特に近接場光を発生させるプローブアレイ１又は単一プローブについて説明したが、本発明は、伝搬光（近接場光でない光）を出射するプローブアレイ又は単一プローブにも適用することができる。このプローブアレイ又は単一プローブは、先端の開口の大きさを記録媒体にエネルギーを供給する手段によって変化させる。このプローブアレイ又は単一プローブでは、例えば本願出願人が先に特開平１１−２７１３３９号公報で提案したようなファイバープローブのように主として通常の光（伝搬光）の形態でエネルギーを供給する場合には、先端の開口の大きさを、出射する光の波長程度又はそれ以上とする。また、プローブアレイ又は単一プローブでは、エバネッセント光（近接場光）の形態でエネルギーを供給する場合には、先端の開口の大きさを、出射する光の波長より小さく形成させておく。これにより、内部集光型プローブであっても、本発明を適用することができる。
【０１６９】
本発明は上述した近接場光、伝搬光を発生させるもののどちらの形態であっても適用可能である。また、近接場光と伝搬光の両方の光が同時に突起部の先端から発するものであっても良い。
【０１７０】
また、上述の実施の形態でプローブアレイ１又は単一プローブを作製するときには、結晶成長により作製されたＳＯＩ基板１０を用いる一例について説明したが、直接接合等による単結晶シリコンウェハのはりあわせの後に活性層１１側のシリコンを研磨して所望の厚みに仕上げる張り合わせ法や、酸素イオンのイオン注入により酸化膜を基板表面下に形成するＳＩＭＯＸ法等を用いて作製したものでも良い。これらの場合でも原子レベルの活性層１１膜厚の均一性は得られている。
【０１７１】
更に、透光性を有するガラス基板１４として、コーニング社の＃７７４０や岩城硝子のＳＷ−３を挙げたが他の基板を用いても良い。具体的には、上述の常温の直接接合を用いる場合は、石英基板や、透光性の樹脂を用いることもできる。特に石英を用いた場合は、高温の直接接合により透光性の基板とＳｉ層を接合することができる。この方法は、基板の表面を充分に洗浄して、表面のゴミや汚れを除去して乾燥させ、正常な雰囲気中で面同士を接触させる。この後、９００℃以上の熱処理を窒素中で行うことにより、基板が接合される。
【０１７２】
更に、上述の実施の形態では、ＳＯＩ基板１０の活性層１１とガラス基板１４とを接合する方法として、陽極接合による一例を説明したが、他の接合方法であっても良い。すなわち、活性層１１とガラス基板１４とを接合する手法として、常温の直接接合（常温接合）を用いても良い。上記常温接合は、鏡面研磨したシリコンウェハやガラス基板、金属基板をいわゆるＲＣＡ洗浄した後、１０-9Ｔｏｒｒ雰囲気中の真空チャンバ内でＡｒのＦＡＢ（Fast Atomic Beam）を２枚の基板にそれぞれに３００ｓｅｃ程度、同時に照射した後、１０ＭＰａの圧力で圧着する。これにより、大気中に戻した後の接合強度は、１２ＭＰａ以上となる。活性層１１と石英基板であるガラス基板１４とを上記常温接合することにより本発明を適用したプローブアレイを作製することもできる。また、上記の接合の例においては、活性層１１と透光性を有するガラス基板１４との接合以外にも、上述したＧａＰやＴｉＯ2層、ｎ型Ｓｉ層５２、低濃度Ｓｉ層７２、高濃度ｐ型Ｓｉ層８２と透光性基板の接合により本発明を適用したプローブアレイを作製することができる。上記ＲＣＡ洗浄とは、ＲＣＡ社が提案した過酸化水素水をベースとした洗浄方法である。
【０１７３】
更にまた、低融点硝子（フリットガラス）を用いた硝子接合によりＳｉ層と透光性のガラス基板１４とを接合することもできる。
【０１７４】
更にまた、接着剤により開口を作製した層と透光性のガラス基板１４の接合を行うこともできる。この場合、ガラス基板を用い、ガラスと屈折率が等しくなるように作製された光学用接着剤（例えば駿河精機製Ｖ４０−Ｊ９１）を用いることができる。
【０１７５】
更にまた、上述の実施の形態では、Ｓｉ突起部３を作製するためにＫＯＨ等の異方性エッチングを用いたが、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングを用いても良い。
【０１７６】
更にまた、上述した実施の形態では、突起部となる高屈折率材料をガラス基板上に接合により形成していたが、蒸着法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の薄膜形成技術により高屈折率材料からなる薄膜を形成しても良い。
【０１７７】
更にまた、本発明を適用した実施の形態では、ガラス基板２上に複数のＳｉ突起部３が搭載されるプローブアレイを示したが、ガラス基板２上に一つのＳｉ突起部３が搭載された場合でも、本発明の効果を発揮することができ、本発明に含まれる。
【０１７８】
更にまた、本発明を適用した実施の形態では、Ｓｉ突起部３の形状が四角錐形状である場合についてのみ述べたが、これに限られず、円錐形状や円錐台形状であっても良い。
【０１７９】
更にまた、本発明を適用した実施の形態では、突起部を形成する高屈折率材料として、主としてＳｉを用いた一例について説明したが、これに限られず、Ｃ（ダイヤモンド）、アモルファスＳｉ、マイクロクリスタル（微小結晶）Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、ＳｉxＮy（ｘ、ｙは任意）、ＴｉＯ2、ＴｅＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ2Ｓ、ＬｉＧａＯ2、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＰｂＴｉＯ3、ＫＮｂＯ3、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ3（ＫＴＮ）、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ2、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｈｆ，Ｔｉ）Ｏ3、ＰｂＧｅＯ3、Ｌｉ2ＧｅＯ3、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＣｏＦｅ2Ｏ4、（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ2Ｏ6、Ｌａ2Ｔｉ2Ｏ7、Ｎｄ2Ｔｉ2Ｏ7、Ｂａ2ＴｉＳｉ12Ｏ8、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12、Ｂｉ4Ｓｉ3Ｏ12、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、Ｇｄ3Ｆｅ5Ｏ12、（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ5Ｏ12、Ｂａ2ＮａＮｂＯ15、Ｂｉ12ＧｅＯ2０、Ｂｉ12ＳｉＯ2０、Ｃａ12Ａｌ14Ｏ33、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＡｇＣｌ、ＴｌＣｌ、ＣｕＣｌ、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、ＡｇＢｒ、ＴｌＢｒ、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、Ｔｌ（Ｂｒ，Ｉ）、Ｔｌ（Ｃｌ、Ｂｒ）、ＭｇＦ2、ＣａＦ2、ＳｒＦ2、ＢａＦ2、ＰｂＦ2、Ｈｇ2Ｃｌ2、ＦｅＦ3、ＣｓＰｂＣｌ3、ＢａＭｇＦ4、ＢａＺｎＦ4、Ｎａ2ＳｂＦ5、ＬｉＣｌＯ4・３Ｈ2Ｏ、ＣｄＨｇ（ＳＣＮ）4、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、α−ＨｇＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＥｕＳ、ＥｕＳｅ、ＧａＳｅ、ＬｉＩｎＳ2、ＡｇＧａＳ2、ＡｇＧａＳｅ2、ＴｌＩｎＳ2、ＴｌＩｎＳｅ2、ＴｌＧａＳｅ2、ＴｌＧａＳ2、Ａｓ2Ｓ3、Ａｓ2Ｓｅ3、Ａｇ3ＡｓＳ3、Ａｇ3ＳｂＳ3、ＣｄＧａ2Ｓ4、ＣｄＣｒ2Ｓ4、Ｔｌ3ＴａＳ4、Ｔｌ3ＴａＳｅ4、Ｔｌ3ＶＳ4、Ｔｌ3ＡｓＳ4、Ｔｌ3ＰＳｅ4、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、（Ｇａ，Ａｌ）Ａｓ、Ｇａ（Ａｓ，Ｐ）、（ＩｎＧａ）Ｐ、（ＩｎＧａ）Ａｓ、（Ｇａ，Ａｌ）Ｓｂ、Ｇａ（ＡｓＳｂ）、（ＩｎＧａ）（ＡｓＰ）、（ＧａＡｌ）（ＡｓＳｂ）、ＺｎＧｅＰ2、ＣａＣＯ3、ＮａＮＯ3、α−ＨＩＯ3、α−ＬｉＩＯ3、ＫＩＯ2Ｆ2、ＦｅＢＯ3、Ｆｅ3ＢＯ6、ＫＢ5Ｏ8・４Ｈ2Ｏ、ＢｅＳＯ4・２Ｈ2Ｏ、ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ、Ｌｉ2ＳＯ4・Ｈ2Ｏ、ＫＨ2ＰＯ4、ＫＤ2ＰＯ4、ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4、ＫＨ2ＡｓＯ4、ＫＤ2ＡｓＯ4、ＣｓＨ2ＡｓＯ4、ＣｓＤ2ＡｓＯ4、ＫＴｉＯＰＯ4、ＲｂＴｉＯＰＯ4、（Ｋ，Ｒｂ）ＴｉＯＰＯ4、ＰｂＭｏＯ4、β−Ｇｄ2（ＭｏＯ4）３、β−Ｔｂ2（ＭｏＯ4）３、Ｐｂ2ＭｏＯ5、Ｂｉ2ＷＯ6、Ｋ2ＭｏＯＳ3・ＫＣｌ、ＹＶＯ4、Ｃａ3（ＶＯ4）2、Ｐｂ5（ＧｅＯ4）（ＶＯ4）2、ＣＯ（ＮＨ2）2、Ｌｉ（ＣＯＯＨ）・Ｈ2Ｏ、Ｓｒ（ＣＯＯＨ）2、（ＮＨ4ＣＨ2ＣＯＯＨ）3Ｈ2ＳＯ4、（ＮＤ4ＣＤ2ＣＯＯＤ）3Ｄ2ＳＯ4、（ＮＨ4ＣＨ2ＣＯＯＨ）3Ｈ2ＢｅＦ、（ＮＨ4）2Ｃ2Ｏ4・Ｈ2Ｏ、Ｃ4Ｈ3Ｎ3Ｏ4、Ｃ4Ｈ9ＮＯ3、Ｃ6Ｈ4（ＮＯ2）2、Ｃ6Ｈ4ＮＯ2Ｂｒ、Ｃ6Ｈ4ＮＯ2Ｃｌ、Ｃ6Ｈ4ＮＯ2ＮＨ2、Ｃ6Ｈ4（ＮＨ4）ＯＨ、Ｃ6Ｈ4（ＣＯ2）2ＨＣｓ、Ｃ6Ｈ4（ＣＯ2）2ＨＲｂ、Ｃ6Ｈ3ＮＯ2ＣＨ３ＮＨ2、Ｃ6Ｈ3ＣＨ3（ＮＨ2）2、Ｃ6Ｈ12Ｏ5・Ｈ2ＯＫＨ（Ｃ8Ｈ4Ｏ4）、Ｃ10Ｈ11Ｎ3Ｏ6、［ＣＨ2・ＣＦ2］nも使用可能である。
【０１８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るプローブは、光透過性を有する基板と、上記基板上に形成され、上記基板よりも屈折率が高い材料からなる突起部とを備え、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８１】
本発明に係るプローブの製造方法は、光透過性を有する第１の基板と、中間層をパターニングし、パターニングして露呈した高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８２】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、中間層をパターニングし、パターニングして露呈したＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８３】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８４】
本発明を適用した他のプローブの製造方法は、ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈したｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８５】
本発明に係る他のプローブの製造方法は、高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成するので、突起部先端の寸法精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１８６】
本発明に係るプローブアレイは、基板上に形成され、基板よりも屈折率が高い材料からなり、先端位置が揃った錐状の複数の突起部とを備えるので、高効率且つ高分解能の光を出射することができる。
【０１８７】
本発明に係るプローブアレイの製造方法は、中間層をパターニングし、パターニングして露呈した高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さが中間層で一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【０１８８】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、中間層をパターニングし、パターニングして露呈した上記ＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さが中間層で一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【０１８９】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さがパターニング用材料で一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【０１９０】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈したｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さがパターニング用材料の高さで一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【０１９１】
本発明に係る他のプローブアレイの製造方法は、高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成するので、各突起部の高さがパターニング用材料の高さで一定に制御されたプローブアレイを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明を適用したプローブアレイの平面図を示し、（ｂ）は本発明を適用したプローブアレイの断面図を示す。
【図２】本発明を適用したプローブアレイに備えられるＳｉ突起部を示す断面図である。
【図３】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに用意するＳＯＩ基板の断面図である。
【図４】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩ基板とガラス基板とを陽極接続することを説明するための断面図である。
【図５】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳｉＯ2層に対してパターニングを行うことを説明するための断面図である。
【図６】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩウエハに対してエッチングを行ってＳｉ突起部及びバンク部を作製することを説明するための断面図である。
【図７】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩウエハに対してエッチングを行ってＳｉ突起部が形成されるときの作製過程を示す側面図であり、（ａ）はエッチング開始から１８０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｂ）はエッチング開始から３６０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｃ）はエッチング開始から５４０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｄ）はエッチング開始から７５０ｓｅｃ経過後の活性層の形状を示す。
【図８】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩウエハ及びガラス基板上に金属層を形成することを説明するための断面図である。
【図９】本発明を適用したプローブアレイの断面図である。
【図１０】本発明を適用したプローブアレイを製造するときに、ＳＯＩウエハに対してエッチングを行って複数の傾斜を有するＳｉ突起部を形成するときの側面図であり、（ａ）はエッチング開始から６０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｂ）はエッチング開始から１５０ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｃ）はエッチング開始から４０５ｓｅｃ経過後の活性層の形状、（ｄ）はエッチング開始から４８３ｓｅｃ経過後の活性層の形状を示す。
【図１１】（ａ）は光ファイバプローブのコア径と等価屈折率との関係を示し、（ｂ）は光ファイバプローブのコア径とスポット径との関係を示す図である。
【図１２】光ファイバプローブの検出位置と電界強度との関係を示す図である。
【図１３】光ファイバプローブのコア径と、電界強度及びスポット径との関係を示す図である。
【図１４】本発明を適用したプローブアレイ又は単一プローブを作製するときの他の一例を示す工程図である。
【図１５】（ａ）は本発明を適用したプローブアレイの光効率を測定するための測定装置を示す図であり、（ｂ）は光ファイバプローブの光効率を測定するための測定装置を示す図である。
【図１６】光ファイバプローブで発生させる近接場光の検出位置と光強度との関係を実線Ａで示し、本発明を適用したプローブアレイで検出した光の検出位置と光強度との関係を点線Ｂ示す図である。
【図１７】ＧａＰを用いたプローブアレイの作製方法を示す図であり、（ａ）は単結晶Ｓｉウェハに単結晶ＧａＰウェハを接合することを示す図であり、（ｂ）はガラス基板と単結晶ＧａＰウェハとを接合することを示す図であり、（ｃ）は単結晶Ｓｉウェハを除去することを示す図であり、（ｄ）はＳｉＯ2パターンを単結晶ＧａＰウェハ上に形成することを示す図であり、（ｅ）はＧａＰ突起部を形成することを示す図であり、（ｆ）はＳｉＯ2パターンを除去することを示す図であり、（ｇ）は金属層を形成することを示す図である。
【図１８】ＳＯＩ基板以外のＳｉウェハを用いたプローブアレイの製造方法を示す図であり、（ａ）はｐ型Ｓｉ層にｎ型Ｓｉ層が形成されている基板を示す図であり、（ｂ）はガラス基板とｎ型Ｓｉ層の表面とが接するように陽極接合することを示す図であり、（ｃ）はｐ型Ｓｉ層を除去した後にエッチングを行うことを示す図であり、（ｄ）はｎ型Ｓｉ層の表面にパターン形成層を形成することを示す図であり、（ｅ）はｎ型Ｓｉ層上にパターンを形成することを示す図であり、（ｆ）はエッチングしてＳｉ突起部することを示す図であり、（ｇ）はＳｉ突起部上に残存したパターンを除去することを示す図であり、（ｈ）はガラス基板上に金属層を形成することを示す図である。
【図１９】電気化学エッチングを実現するためのエッチング装置を示す図である。
【図２０】本発明を適用したプローブアレイを製造するときの更に他の一例について説明するための図であり、（ａ）は高濃度Ｓｉ層に低濃度Ｓｉ層が形成されている基板を示す図であり、（ｂ）はガラス基板と低濃度Ｓｉ層の表面とが接するように陽極接合することを示す図であり、（ｃ）は高濃度Ｓｉ層を除去した後エッチングを施すことを示す図であり、（ｄ）は低濃度Ｓｉ層の表面にパターン形成層を形成することを示す図であり、（ｅ）は低濃度Ｓｉ層上にパターンを形成することを示す図であり、（ｆ）はエッチングをしてＳｉ突起部を形成することを示す図であり、（ｇ）はパターンを除去することを示す図であり、（ｈ）は金属層を形成することを示す図である。
【図２１】本発明を適用したプローブアレイを製造するときの更に他の一例について説明するための図であり、（ａ）はｎ型Ｓｉ層に高濃度ｐ型Ｓｉ層が形成されている基板を示す図であり、（ｂ）はガラス基板と高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面とが接するように陽極接合することを示す図であり、（ｃ）はｎ型Ｓｉ層を除去した後、エッチングをすることを示す図であり、（ｄ）は高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターン形成層を形成することを示す図であり、（ｅ）は高濃度ｐ型Ｓｉ層上にパターンを形成することを示す図であり、（ｆ）はＳｉ突起部を形成することを示す図であり、（ｇ）はパターンを除去することを示す図であり、（ｈ）は金属層を形成することを示す図である。
【図２２】本発明を適用したプローブアレイ他の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２３】本発明を適用したプローブアレイ他の一例を示す側面図である。
【図２４】本発明を適用したプローブアレイ他の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２５】図２４に示すプローブアレイにより光ディスクに記録をしたときのマーク長と、再生したときのＣＮ比との関係を示す図である。
【図２６】本発明を適用したプローブアレイ他の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２７】プローブアレイの跳躍量を測定する跳躍量測定装置を示すブロック図である。
【図２８】図２４及び図２５に示した本発明を適用したプローブアレイの跳躍量を示す図である。
【図２９】従来のプローブアレイを製造するときに用いる凹部アレイの断面図である。
【図３０】従来のプローブアレイを製造するときに用いる凹部アレイの断面図である。
【符号の説明】
１ プローブアレイ、２ ガラス基板、３ Ｓｉ突起部、１０ ＳＯＩ基板、１１ ＳＯＩウエハ、１２ ＳｉＯ2層、１３ Ｓｉ支持基板、１４ ガラス基板
Claims (188)
- 光透過性を有する基板と、
上記基板上に形成され、上記基板よりも屈折率が高い材料からなる突起部とを備え、
上記突起部は、上記基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、或いは伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させることを特徴とするプローブ。 - 上記突起部は、上記基板よりも屈折率が高い単結晶材料からなることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部は、上記基板よりも屈折率が高い単結晶Ｓｉ（硅素）からなることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部は、ＧａＰ層からなることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部は、上記基板よりも屈折率が高い材料に所定量の不純物が混入した材料からなることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部は、上記基板よりも屈折率の高いｎ型Ｓｉ材料からなることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部は、上記基板よりも屈折率の高い高濃度ｐ型Ｓｉ材料からなることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部は、その外壁に複数のテーパ角度を有することを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部の高さと同じ高さを有し、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部と同じ材料からなり、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブであって、
上記突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のプローブ。 - 上記突起部は、その先端と上記バンク部の回転型記録媒体退出側の端部とが、回転型記録媒体進入方向と直交する方向において一致する位置又は回転型記録媒体進入側の位置に設けられることを特徴とする請求項１１記載のプローブ。
- 上記バンク部は、回転型記録媒体退出側の端部に、上記基板の回転型記録媒体進入側から上記基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有することを特徴とする請求項１１記載のプローブ。
- 上記バンク部は、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記基板の回転型記録媒体進入側から上記基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有することを特徴とする請求項１１記載のプローブ。
- 上記バンク部は、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有することを特徴とする請求項１１記載のプローブ。
- 上記基板の回転型記録媒体退出側の端部と上記突起部の先端との長さは、その厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて決定されることを特徴とする請求項１１記載のプローブ。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブであって、
上記突起部と同じ材料からなり、上記突起部と同じ高さであり、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、
上記突起部と同じ材料からなり、上記突起部と同じ高さであり、回転型記録媒体対向面と接するパッド部とを更に備えることを特徴とする請求項１記載のプローブ。 - 上記パッド部は、上記基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に形成されることを特徴とする請求項１７記載のプローブ。
- 上記突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記突起部のみに遮光膜を形成したことを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 上記突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成したことを特徴とする請求項１記載のプローブ。
- 光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高い高屈折率層、上記高屈折率層上に積層された中間層、上記中間層上に積層された支持層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高屈折率層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、
上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、
パターニングして露呈した上記高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、
上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上に高屈折率層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製することを特徴とするプローブの製造方法。 - 上記第２の基板は、上記高屈折率層がＳｉであって、上記中間層がＳｉＯ2であることを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 上記第２の基板は、上記高屈折率層がＧａＰ層であって、上記中間層がＳｉＯ2であることを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 上記第２の基板は、上記高屈折率層が単結晶材料であって、上記中間層がＳｉＯ2であって、上記支持基板がＳｉであることを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 上記第２の基板は、上記高屈折率層が単結晶Ｓｉであって、上記中間層がＳｉＯ2であって、上記支持層がＳｉであることを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように突起部を形成することを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、突起部の高さと同じ高さを有し、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 同一の高屈折率層にエッチングを行って、上記突起部と同じ材料からなり、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項２９記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項２９記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項２９記載のプローブの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて上記基板の回転型記録媒体退出側の端部と上記突起部の先端との長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項２９記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
同一の高屈折率層にエッチングを行って、上記突起部と、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体と接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項３４記載のプローブの製造方法。
- 上記中間層を除去した後、上記突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項２１載のプローブの製造方法。
- 上記中間層を除去した後、上記突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 上記中間層をパターニングするに際して、作製する突起部の先端位置上の中間層を所定の厚さとし、突起部の先端位置上以外の中間層を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項２１記載のプローブの製造方法。
- 光透過性を有する第１の基板と、支持層、上記支持層上に形成された中間層、上記中間層上に形成されＧａＰ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ＧａＰ層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、
上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、
パターニングして露呈した上記ＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、
上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上にＧａＰ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製することを特徴とするプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように突起部を形成することを特徴とする請求項３９記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、突起部の高さと同じ高さを有し、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項３９記載のプローブの製造方法。
- 同一のＧａＰ層にエッチングを行って、上記突起部と同じ材料からなり、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項３９記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項３９記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項４３記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項４３記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項４３記載のプローブの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて上記基板の回転型記録媒体退出側の端部と上記突起部の先端との長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項４３記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
同一のＧａＰ層にエッチングを行って、上記突起部と、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体と接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項３９記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項４８記載のプローブの製造方法。
- 上記中間層を除去した後、上記突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項３９記載のプローブの製造方法。
- 上記中間層を除去した後、上記突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項３９記載のプローブの製造方法。
- 上記中間層をパターニングするに際して、作製する突起部の先端位置上の上記中間層を所定の厚さとし、突起部の先端位置上以外の上記中間層を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項３９記載のプローブの製造方法。
- 光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高く所定量の不純物が混入した低濃度層、前記所定量の不純物よりも多い不純物が混入した高濃度層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記低濃度層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれる高濃度層を除去し、
上記高濃度層を除去して露呈した上記低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、パターニングして露呈した上記低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、
上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に低濃度層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製することを特徴とするプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように突起部を形成することを特徴とする請求項５３記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、突起部の高さと同じ高さを有し、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項５３記載のプローブの製造方法。
- 同一の低濃度層にエッチングを行って、上記突起部と同じ材料からなり、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項５３記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項５３記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項５７記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項５７記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項５７記載のプローブの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて上記基板の回転型記録媒体退出側の端部と上記突起部の先端との長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項５７記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
同一の低濃度層にエッチングを行って、上記突起部と、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体と接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項５３載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項６２記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項５３記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項５３記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を形成するに際して、作製する突起部の先端位置上を所定の厚さとし、突起部の先端位置上以外を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項５３記載のプローブの製造方法。
- 光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高いｎ型Ｓｉ層とｐ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ｎ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれるｐ型Ｓｉ層を除去し、
上記ｐ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、
パターニングして露呈した上記ｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、
上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上にｎ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製することを特徴とするプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように突起部を形成することを特徴とする請求項６７記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、上記突起部の高さと同じ高さを有し、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項６７記載のプローブの製造方法。
- 同一のｎ型Ｓｉ層にエッチングを行って、上記突起部と同じ材料からなり、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項６７記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項６７記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項７１記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項７１記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項７１記載のプローブの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて上記基板の回転型記録媒体退出側の端部と上記突起部の先端との長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項７１記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
同一のｎ型Ｓｉ層にエッチングを行って、上記突起部と、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体と接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項６７記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項７６記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項６７記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記突起部の傾斜面及び上記第１の基板の突起部形成面、或いは突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項６７記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を形成するに際して、作製する突起部の先端位置上を所定の厚さとし、突起部の先端位置上以外を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項６７記載のプローブの製造方法。
- 光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高い高濃度ｐ型Ｓｉ層とｎ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高濃度ｐ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれるｎ型Ｓｉ層を除去し、
上記ｎ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、
パターニングして露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を形成し、
上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に上記高濃度ｐ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を備えるプローブを作製することを特徴とするプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように突起部を形成することを特徴とする請求項８１記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、突起部の高さと同じ高さを有し、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項８１記載のプローブの製造方法。
- 同一の高濃度ｐ型Ｓｉ層にエッチングを行って、上記突起部と同じ材料からなり、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項８１記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項８１記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項８５記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項８５記載のプローブの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項８５記載のプローブの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて、回転型記録媒体進行方向における長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項８５記載のプローブの製造方法。
- 上記突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブの製造方法であって、
同一の高濃度ｐ型Ｓｉ層にエッチングを行って、上記突起部と、上記突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体と接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項８１記載のプローブの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項９０記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項８１記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項８１記載のプローブの製造方法。
- 上記パターニング用材料を形成するに際して、作製する突起部の先端位置上を所定の厚さとし、突起部の先端位置上以外を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項８１記載のプローブの製造方法。
- 光透過性を有する基板と、
上記基板上に形成され、上記基板よりも屈折率が高い材料からなり、先端位置が揃った錐状の複数の突起部とを備え、
上記各突起部は、上記基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、或いは伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させることを特徴とするプローブアレイ。 - 上記各突起部は、上記基板よりも屈折率が高い単結晶材料からなることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部は、上記基板よりも屈折率が高い単結晶Ｓｉ（硅素）からなることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部は、ＧａＰ層からなることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部は、上記基板よりも屈折率が高い材料に所定量の不純物が混入した材料からなることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部は、上記基板よりも屈折率の高いｎ型Ｓｉ材料からなることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部は、上記基板よりも屈折率の高い高濃度ｐ型Ｓｉ材料からなることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部は、その外壁に複数のテーパ角度を有することを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部の高さと同じ高さを有し、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に備えることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部と同じ材料からなり、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に備えることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイであって、
上記各突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に備えることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。 - 上記各突起部は、その先端と上記バンク部の回転型記録媒体退出側の端部とが、回転型記録媒体進入方向と直交する方向において一致する位置又は回転型記録媒体進入側の位置に設けられることを特徴とする請求項１０５記載のプローブアレイ。
- 上記バンク部は、回転型記録媒体退出側の端部に、上記基板の回転型記録媒体進入側から上記基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有することを特徴とする請求項１０５記載のプローブアレイ。
- 上記バンク部は、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記基板の回転型記録媒体進入側から上記基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有することを特徴とする請求項１０５記載のプローブアレイ。
- 上記バンク部は、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有することを特徴とする請求項１０５記載のプローブアレイ。
- 上記基板の回転型記録媒体退出側の端部と上記各突起部の先端との長さは、上記基板の厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて決定されることを特徴とする請求項１０５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイであって、
上記各突起部と同じ材料からなり、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、
上記各突起部と同じ材料からなり、回転型記録媒体と接するパッド部とを更に備えることを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。 - 上記パッド部は、上記基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に形成されることを特徴とする請求項１１１記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部のみに遮光膜を形成したことを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 上記各突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成したことを特徴とする請求項９５記載のプローブアレイ。
- 光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高い高屈折率層、上記高屈折率層上に積層された中間層、上記中間層上に積層された支持層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高屈折率層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、
上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、
パターニングして露呈した上記高屈折率層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、
上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上に高屈折率層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製することを特徴とするプローブアレイの製造方法。 - 上記第２の基板は、上記高屈折率層がＳｉであって、上記中間層がＳｉＯ2であることを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記第２の基板は、上記高屈折率層がＧａＰ層であって、上記中間層がＳｉＯ2であることを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記第２の基板は、上記高屈折率層が単結晶材料であって、上記中間層がＳｉＯ2であって、上記支持層がＳｉであることを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記第２の基板は、上記高屈折率層が単結晶Ｓｉであって、上記中間層がＳｉＯ2であって、上記支持層がＳｉであることを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように各突起部を形成することを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、各突起部の高さと同じ高さを有し、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 同一の高屈折率層にエッチングを行って、上記各突起部と同じ材料からなり、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１２３記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１２３記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１２３記載のプローブアレイの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて、回転型記録媒体進行方向における長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項１２３記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
同一の高屈折率層エッチングを行って、上記各突起部と、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体に接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項１２８記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記中間層を除去した後、上記各突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記中間層を除去した後、上記各突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記中間層をパターニングするに際して、作製する上記各突起部の先端位置上の中間層を所定の厚さとし、上記各突起部の先端位置上以外の中間層を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項１１５記載のプローブアレイの製造方法。
- 光透過性を有する第１の基板と、支持層、上記支持層上に形成された中間層、上記中間層上に形成されＧａＰ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ＧａＰ層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれる支持層を除去し、
上記支持層を除去して露呈した上記中間層をパターニングし、
パターニングして露呈した上記ＧａＰ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、
上記パターニングされた中間層を除去して、第１の基板上にＧａＰ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製することを特徴とするプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように上記各突起部を形成することを特徴とする請求項１３３記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の高さと同じ高さを有し、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１３３記載のプローブアレイの製造方法。
- 同一のＧａＰ層にエッチングを行って、上記各突起部と同じ材料からなり、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１３３記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１３３記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１３７記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１３７記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１３７記載のプローブアレイの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて、回転型記録媒体進行方向における長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項１３７記載のプローブの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
同一のＧａＰ層にエッチングを行って、上記各突起部と、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体に接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項１３３記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項１４２記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記中間層を除去した後、上記各突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１３３記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記中間層を除去した後、上記各突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１３３記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記中間層をパターニングするに際して、作製する上記各突起部の先端位置上の上記中間層を所定の厚さとし、上記各突起部の先端位置上以外の上記中間層を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項１３３記載のプローブアレイの製造方法。
- 光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率が高く所定量の不純物が混入した低濃度層、前記所定量の不純物よりも多い不純物が混入した高濃度層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記低濃度層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれる高濃度層を除去し、
上記高濃度層を除去して露呈した上記低濃度層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、
パターニングして露呈した上記低濃度層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、
上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に低濃度層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製することを特徴とするプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように上記各突起部を形成することを特徴とする請求項１４７記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の高さと同じ高さを有し、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１４７記載のプローブアレイの製造方法。
- 同一の低濃度層にエッチングを行って、上記各突起部と同じ材料からなり、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１４７記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１４７記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１５１記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１５１記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１５１記載のプローブアレイの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて、回転型記録媒体進行方向における長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項１５１記載のプローブの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
同一の低濃度層にエッチングを行って、上記各突起部と、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体に接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項１４７記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項１５６記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記各突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１４７記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記各突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１４７記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を形成するに際して、作製する上記各突起部の先端位置上を所定の厚さとし、上記各突起部の先端位置上以外を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項１４７記載のプローブアレイの製造方法。
- 光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高いｎ型Ｓｉ層とｐ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記ｎ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれるｐ型Ｓｉ層を除去し、
上記ｐ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記ｎ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、
パターニングして露呈した上記ｎ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、
上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上にｎ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製することを特徴とするプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように上記各突起部を形成することを特徴とする請求項１６１記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の高さと同じ高さを有し、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１６１記載のプローブアレイの製造方法。
- 同一のｎ型Ｓｉ層にエッチングを行って、上記各突起部と同じ材料からなり、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１６１記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１６１記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１６５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１６５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１６５記載のプローブアレイの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて、回転型記録媒体進行方向における長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項１６５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、同一のｎ型Ｓｉ層にエッチングを行って、上記各突起部と、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体に接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項１６１記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項１７０記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記各突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１６１記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記各突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１６１記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を形成するに際して、作製する上記各突起部の先端位置上を所定の厚さとし、上記各突起部の先端位置上以外を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項１６１記載のプローブアレイの製造方法。
- 光透過性を有する第１の基板と、上記第１の基板よりも屈折率の高い高濃度ｐ型Ｓｉ層とｎ型Ｓｉ層からなる第２の基板と、を上記第１の基板と上記高濃度ｐ型Ｓｉ層とを接触させて接合し、
上記第２の基板に含まれるｎ型Ｓｉ層を除去し、
上記ｎ型Ｓｉ層を除去して露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層の表面にパターニング用材料を形成して当該パターニング用材料をパターニングし、
パターニングして露呈した上記高濃度ｐ型Ｓｉ層をエッチングして第１の基板上に錐状の突起部を複数形成し、
上記パターニングされたパターニング用材料を除去して、第１の基板上に上記高濃度ｐ型Ｓｉ層からなる錐状の突起部を複数備えるプローブアレイを作製することを特徴とするプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、外壁に複数のテーパ角度を有するように上記各突起部を形成することを特徴とする請求項１７５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の高さと同じ高さを有し、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１７５記載のプローブアレイの製造方法。
- 同一の高濃度ｐ型Ｓｉ層にエッチングを行って、上記各突起部と同じ材料からなり、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１７５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
上記エッチングを行うに際して、上記各突起部の周囲を囲む位置に配され、上記回転型記録媒体が回転することで発生する空気流の流出側に開口を設けたバンク部を更に形成することを特徴とする請求項１７５記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体退出側の端部に、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１７９記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入側のバンクに、上記第１の基板の回転型記録媒体進入側から上記第１の基板の回転型記録媒体退出側に向かって傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１７９記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記エッチングを行うに際して、回転型記録媒体進入方向と略平行なバンクに、回転型記録媒体の径方向に傾斜したテーパ部を有するバンク部を形成することを特徴とする請求項１７９記載のプローブアレイの製造方法。
- 厚さ、屈折率及び光を入射する光学素子の開口数に基づいて、回転型記録媒体進行方向における長さが決定される第１の基板を用いることを特徴とする請求項１７９記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記各突起部の先端側に、情報を記録する回転型記録媒体が配されるプローブアレイの製造方法であって、
同一の高濃度ｐ型Ｓｉ層にエッチングを行って、上記各突起部と、上記各突起部の周囲を囲む位置に配されたバンク部と、回転型記録媒体に接するパッド部とを上記第１の基板の回転型記録媒体対向面に形成することを特徴とする請求項１７５記載のプローブアレイの製造方法。 - 上記エッチングを行うに際して、上記第１の基板の回転型記録媒体の進入端と回転型記録媒体の退出端との間の中心位置、若しくは中心位置から全体長さを１としたときの±０．１の範囲の位置に上記パッド部を形成することを特徴とする請求項１８４記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記各突起部及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１７５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を除去した後、上記各突起部の傾斜面及び基板の突起部形成面、或いは上記各突起部の傾斜面のみに遮光膜を形成することを特徴とする請求項１７５記載のプローブアレイの製造方法。
- 上記パターニング用材料を形成するに際して、作製する上記各突起部の先端位置上を所定の厚さとし、上記各突起部の先端位置上以外を所定の厚さ以下の厚さとすることを特徴とする請求項１７５記載のプローブアレイの製造方法。
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