JP2002160200A

JP2002160200A - 光学的な開口の作製方法

Info

Publication number: JP2002160200A
Application number: JP2000355972A
Authority: JP
Inventors: Manabu Omi; 学大海; Kenji Kato; 健二加藤; Yasuyuki Mitsuoka; 靖幸光岡; Takashi Arawa; 隆新輪; Nobuyuki Kasama; 宣行笠間; Susumu Ichihara; 進市原; Hidetaka Maeda; 英孝前田; Yoko Shinohara; 陽子篠原
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-06-04

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、簡便な方法で均一な開口径
を有する微小開口を形成する方法を提供することであ
る。【解決手段】錐状のチップ１の先端に光学的な開口を
形成する光学的な開口の作製方法において、チップ１
と、チップ１の近傍に配置され、チップ１と略同じ高さ
を有するストッパー２と、チップ１上に形成された遮光
膜からなる被開口形成体に対して、チップ１およびスト
ッパー２を覆い、遮光膜３の材質よりも硬い材質から成
る押し込み体６を、チップ１に向かう成分を有する力Ｆ
によって変位させることによって、チップ１の先端に光
学的な開口を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学的な開口の
作製方法に関するものである。特に近視野光を照射・検
出する近視野光デバイスに用いる開口の作製方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】試料表面においてナノメートルオーダの
微小な領域を観察するために走査型トンネル顕微鏡（Ｓ
ＴＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）に代表される走査型
プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）が用いられている。ＳＰＭ
は、先端が先鋭化されたプローブを試料表面に走査さ
せ、プローブと試料表面との間に生じるトンネル電流や
原子間力などの相互作用を観察対象として、プローブ先
端形状に依存した分解能の像を得ることができるが、比
較的、観察する試料に対する制約が厳しい。

【０００３】そこでいま、試料表面に生成される近視野
光とプローブとの間に生じる相互作用を観察対象とする
ことで、試料表面の微小な領域の観察を可能にした近視
野光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）が注目されている。

【０００４】近視野光学顕微鏡においては、先鋭化され
た光ファイバーの先端に設けられた開口から近視野光を
試料の表面に照射する。開口は、光ファイバーに導入さ
れる光の波長の回折限界以下の大きさを有しており、た
とえば、１００ｎｍ程度の直径である。プローブ先端に
形成された開口と試料間の距離は、ＳＰＭの技術によっ
て制御され、その値は開口の大きさ以下である。このと
き、試料上での近視野光のスポット径は、開口の大きさ
とほぼ同じである。したがって、試料表面に照射する近
視野光を走査することで、微小領域における試料の光学
物性の観測を可能としている。

【０００５】顕微鏡としての利用だけでなく、光ファイ
バープローブを通して試料に向けて比較的強度の大きな
光を導入させることにより、光ファイバープローブの開
口にエネルギー密度の高い近視野光を生成し、その近視
野光によって試料表面の構造または物性を局所的に変更
させる高密度な光メモリ記録としての応用も可能であ
る。強度の大きな近視野光を得るために、プローブ先端
の先端角を大きくすることが試みられている。

【０００６】これら近視野光を利用したデバイスにおい
て、開口の形成が最も重要である。開口の作製方法の一
つとして、特公平５−２１２０１に開示されている方法
が知られている。特公平５−２１２０１の開口作製方法
は、開口を形成するための試料として、先鋭化した光波
ガイドに遮光膜を堆積したものを用いている。開口の作
製方法は、遮光膜付きの先鋭化した光波ガイドを圧電ア
クチュエータによって良好に制御された非常に小さな押
しつけ量で硬い平板に押しつけることによって、先端の
遮光膜を塑性変形させている。

【０００７】また、開口の形成方法として、特開平１１
−２６５５２０に開示されている方法がある。特開平１
１−２６５５２０の開口の作製方法において、開口を形
成する対象は、平板上に集束イオンビーム（ＦＩＢ）に
よって形成された突起先端である。開口の形成方法は、
突起先端の遮光膜に、側面からＦＩＢを照射し、突起先
端の遮光膜を除去することによって行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
５−２１２０１の方法によれば、光波ガイド一本ずつし
か開口を形成する事ができない。また、特公平５−２１
２０１の方法によれば、移動分解能が数ｎｍの圧電アク
チュエータによって押し込み量を制御する必要があるた
め、開口形成装置をその他の装置や空気などの振動によ
る影響が少ない環境におかなくてはならない。また、光
伝搬体ロッドが平板に対して垂直に当たるように調整す
る時間がかかってしまう。また、移動量の小さな圧電ア
クチュエータの他に、移動量の大きな機械的並進台が必
要となる。さらに、移動分解能が小さな圧電アクチュエ
ータをもちいて、押し込み量を制御するさいに、制御装
置が必要であり、かつ、制御して開口を形成するために
は数分の時間がかかる。したがって、開口作製のため
に、高電圧電源やフィードバック回路などの大がかりな
装置が必要となる。また、開口形成にかかるコストが高
くなる問題があった。

【０００９】また、特開平１１−２６５５２０の方法に
よれば、加工対象は平板上の突起であるが、ＦＩＢを用
いて開口を形成しているため、一つの開口の形成にかか
る時間が１０分程度と長い。また、ＦＩＢを用いるため
に、試料を真空中におかなければならない。従って、開
口作製にかかる作製コストが高くなる問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑みてなされたものであり、錐状のチップ先端に光学的
な開口を形成する光学的な開口の作製方法において、前
記チップと、前記チップの近傍に配置され、前記チップ
と略同じ高さを有するストッパーと、少なくとも前記チ
ップ上に形成された遮光膜からなる被開口形成体に対し
て、少なくとも前記チップおよび前記ストッパーの少な
くとも一部を覆い、前記遮光膜の材質よりも硬い材質か
ら成る押し込み体を、前記チップに向かう成分を有する
力によって変位させることによって、前記チップ先端に
光学的な開口を形成することを特徴とする光学的な開口
の作製方法とした。

【００１１】したがって、本発明の光学的な開口の作製
方法によれば、前記チップと略同じ高さを有するストッ
パーによって、前記平面の変位が制御されるため、所定
の力で平面を押すだけで簡単に光学的な開口を作製する
事ができる。また、真空中、液中、大気中など様々な環
境下で開口を作製することができる。また、光学的な開
口を作製する際に特別な制御装置を必要としないため、
光学的な開口を作製するための装置を単純化する事がで
きる。また、所定の力を与える時間を非常に短くするこ
とが容易であり、開口作製にかかる時間を短くすること
ができるため、開口作製にかかるコストを低くすること
ができる。

【００１２】また、前記押し込み体が前記チップの材質
よりも柔らかい材質から成ることを特徴とする光学的な
開口の作製方法とした。

【００１３】したがって、前記押し込み体が前記遮光膜
を除去するときに前記チップ先端は変形せず、結果とし
て開口内にチップ先端が突出した構造の開口を作製する
ことができる。

【００１４】また、前記押し込み体が、前記チップおよ
び前記ストッパーに接触する部分が略平面であることを
特徴とする光学的な開口の作製方法とした。

【００１５】したがって、前記押し込み量がチップ高さ
とストッパー高さの差にのみ依存して決まるため、一定
のサイズの開口を安定して作製することができる。

【００１６】また、前記押し込み体のうち前記チップ先
端の略上方に当たる部分に、前記力が作用するように、
前記力を作用させる位置を調整する方法を含むことを特
徴とする光学的な開口の作製方法とした。

【００１７】したがって、常にチップ先端に制御されて
力が作用するため、所望のサイズの光学的な開口を安定
して作製することができる。

【００１８】また、前記力を作用させる位置を調整する
方法が、前記押し込み体に設けられた位置合わせマーク
を利用するものであることを特徴とする光学的な開口の
作製方法とした。

【００１９】したがって、力を作用させる位置を簡単に
決めることができ、光学的な開口の作製が低コストで行
える。

【００２０】また、前記押し込み体が、光学的に透明な
材質から成ることを特徴とする光学的な開口の作製方法
とした。

【００２１】したがって、押し込み体に力を加えるとき
に、押し込み体の下方にあるチップの位置を確認するこ
とができ、常にチップ先端に同一の力が作用するため
に、一定サイズの開口を安定して作製することができ
る。

【００２２】また、前記押し込み体が多数あり、柔軟な
構造体によって互いに接続されていることを特徴とする
光学的な開口の作製方法とした。

【００２３】したがって、チップが形成されている基板
がたわんでいても、押し込み体がチップとストッパーに
密着した姿勢で力を加えられることができ、一定サイズ
の開口を安定して作製することができる。

【００２４】また、前記押し込み体のうち、前記チップ
に対向する面に突起が形成されていることを特徴とする
光学的な開口の作製方法とした。

【００２５】したがって、前記チップと前記ストッパー
の高さに大きな差が有る場合でも、チップに押し込み体
が接触することができ、安定したサイズおよび形状の光
学的開口を作製することができる。さらに、基板上の単
位面積あたりに集積度を高くしてチップとストッパーを
形成した場合でも、押し込み体の突起がチップ先端に接
触することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の開口の形成方法に
ついて、添付の図面を参照して詳細に説明する。（実施の形態１）図１から図３は、本発明の実施の形態
１に係る開口の形成方法について説明した図である。図
１に示す、ワーク１０００は、基板４上に形成された透
明層5、透明層5の上に形成された錘状のチップ１および
尾根状のストッパー２、チップ１、ストッパー２および
透明層5の上に形成された遮光膜３からなる。なお、ワ
ーク１０００において、透明層５は、必ずしも必要では
なく、その場合、遮光膜３は、チップ１、ストッパー２
および基板４上に形成される。また、遮光膜３は、チッ
プ1にだけ堆積されていてもよい。

【００２７】チップ１の高さＨ１は、数mm以下であり、
ストッパー２の高さＨ２は、数mm以下である。高さＨ１
と高さＨ２の差は、１０００nm以下である。チップ１と
ストッパー2の間隔は、数mm以下である。また、遮光膜
３の厚さは、遮光膜３の材質によって異なるが、数１０
nmから数１００nmである。

【００２８】チップ１、ストッパー２および透明層５
は、二酸化ケイ素やダイヤモンドなどの可視光領域にお
いて透過率の高い誘電体や、ジンクセレンやシリコンな
どの赤外光領域において透過率の高い誘電体や、フッ化
マグネシウムやフッ化カルシウムなどの紫外光領域にお
いて透過率の高い材料を用いる。また、チップ１の材料
は、開口を通過する光の波長帯において少しでもチップ
1を透過する材料であれば用いることができる。また、
チップ１、ストッパー２および透明層５は、同一の材料
で構成されても良いし、別々の材料で構成されても良
い。遮光膜３は、たとえば、アルミニウム、クロム、
金、白金、銀、銅、チタン、タングステン、ニッケル、
コバルトなどの金属や、それらの合金を用いる。

【００２９】図２は、開口を形成する方法において、チ
ップ１上の遮光膜３を塑性変形させている状態を示した
図である。図１で示したワーク１０００の上に、チップ
１および少なくともストッパー２の一部を覆い、かつ、
少なくともチップ１およびストッパー２側が平面である
板６を載せ、さらに板６の上には、押し込み用具７を載
せる。このとき、板６は透明なガラスを用いた。板６を
載せた後でも顕微鏡あるいは目視によってチップ１の位
置を確認することができる。本実施の形態においては顕
微鏡によって２方向からチップ１と押し込み用具７の位
置を確認し、押し込み用具７がチップ１の真上に配置さ
れるようにした。押し込み用具７にチップ１の中心軸方
向に力Ｆを加えることによって、板６がチップ１に向か
って移動する。チップ１と板６との接触面積に比べて、
ストッパー２と板６との接触面積は、数百〜数万倍も大
きい。したがって、与えられた力Ｆは、ストッパー2に
よって分散され、結果として板６の変位量は小さくな
る。板6の変位量が小さいため、遮光膜３が受ける塑性
変形量は非常に小さい。また、チップ１およびストッパ
ー２は、非常に小さな弾性変形を受けるのみである。力
Fの加え方は、所定の重さのおもりを所定の距離だけ持
ち上げて、自由落下させる方法や、所定のバネ定数のバ
ネを押し込み用具７に取り付け、所定の距離だけバネを
押し込む方法などがある。板６が、遮光膜よりも硬く、
チップ１およびストッパー２よりも柔らかい材料である
場合、チップ１およびストッパー２が受ける力は、板６
によって吸収されるため、板6の変位量がより小さくな
り、遮光膜３の塑性変形量を小さくすることが容易とな
る。

【００３０】図３は、力Ｆを加えた後に、板６および押
し込み用具７を取り除いた状態を示した図である。遮光
膜３の塑性変形量が非常に小さく、チップ１およびスト
ッパー２が弾性変形領域でのみ変位しているため、チッ
プ１の先端に開口８が形成される。開口８の大きさは、
数nmからチップ１を通過する光の波長の回折限界程度の
大きさである。なお、上記では、押し込み用具7とワー
ク１０００の間に板６が挿入されていたが、板6を除去
して直接押し込み用具７で押し込むことによっても同様
に開口８を形成できる。開口８に光を導入するために、
基板４をチップ１の形成面と反対側からエッチングする
ことによって透明体５またはチップ１の少なくとも一部
を露出させて、開口８への光の導入口を形成する。ま
た、基板４を透明材料１０３で構成することによって、
光の導入口を形成する工程を省くことができる。

【００３１】以上説明したように、本発明の開口作製方
法によれば、ストッパー２によって板６の変位量を良好
に制御することができ、かつ、板６の変位量を非常に小
さくできるため、大きさが均一で小さな開口８をチップ
１先端に容易に作製することができる。また、基板側か
ら光を照射して、開口８から近視野光を発生させること
ができる。

【００３２】次に、ワーク１０００の製造方法を図４か
ら図６を用いて説明する。図４は、基板材料１０４上に
透明材料１０３を形成したのち、チップ用マスク１０１
およびストッパー用マスク１０２を形成した状態を示し
ている。図4（ａ）は上面図を示しており、図４（ｂ）
は、図４（ａ）のA-A'で示す位置における断面図を示し
ている。透明材料１０３は、気相化学堆積法（ＣＶＤ）
やスピンコートによって基板材料１０４上に形成する。
また、透明材料１０３は、固相接合や接着などの方法に
よっても基板材料１０４上に形成することができる。次
に、透明材料１０３上にフォトリソグラフィ工程によっ
て、チップ用マスク１０１及びストッパー用マスク１０
２を形成する。チップ用マスク１０１とストッパー用マ
スク１０２は、同時に形成しても良いし、別々に形成し
ても良い。

【００３３】チップ用マスク１０１およびストッパー用
マスク１０２は、透明材料１０３の材質と次工程で用い
るエッチャントによるが、フォトレジストや窒化膜など
を用いる。透明材料１０３は、二酸化ケイ素やダイヤモ
ンドなどの可視光領域において透過率の高い誘電体や、
ジンクセレンやシリコンなどの赤外光領域において透過
率の高い誘電体や、フッ化マグネシウムやフッ化カルシ
ウムなどの紫外光領域において透過率の高い材料を用い
る。

【００３４】チップ用マスク１０１の直径は、たとえば
数mm以下である。ストッパー用マスク１０２の幅Ｗ１
は、たとえば、チップ用マスク１０１の直径と同じかそ
れよりも数１０nm〜数μmだけ小さい。また、ストッパ
ー用マスク１０２の幅Ｗ１は、チップ用マスク１０１の
直径よりも数１０nm〜数μmだけ大きくてもよい。ま
た、ストッパー用マスク１０２の長さは、数１０μｍ以
上である。

【００３５】図５は、チップ１およびストッパー２を形
成した状態を示している。図５（ａ）は上面図であり、
図５（ｂ）は、図5（ａ）のA-A'で示す位置の断面図で
ある。チップ用マスク１０１およびストッパー用マスク
１０２を形成した後、ウエットエッチングによる等方性
エッチングによってチップ１およびストッパー２を形成
する。透明材料１０３の厚さとチップ１およびストッパ
ー２の高さの関係を調整することによって、図１に示す
透明層５が形成されたり、形成されなかったりする。チ
ップ１の先端半径は、数nmから数１００nmである。この
後、遮光膜をスパッタや真空蒸着などの方法で堆積する
事によって、図1に示すワーク１０００を形成する事が
できる。また、遮光膜３をチップ１にだけ堆積する場
合、遮光膜３の堆積工程において、チップ１上に遮光膜
が堆積するような形状を有するメタルマスクを乗せてス
パッタや真空蒸着などを行う。また、ワーク１０００の
チップが形成された面の全面に遮光膜３を堆積した後、
チップ１にだけ遮光膜３が残るようなフォトリソグラフ
ィ工程を用いても、チップ1上にだけ遮光膜３を形成す
る事ができる。

【００３６】図７および図８は、上記で説明したワーク
１０００の作製方法におけるチップ１とストッパー２の
高さの関係を説明する図である。なお、以下では、チッ
プ用マスク１０１の直径が、ストッパー用マスク１０２
の幅よりも小さい場合について説明する。図７は、図５
（ａ）で説明した工程において、チップ１とストッパー
２だけを示した図であり、図８は、図７中Ｂ−Ｂ’で示
す位置のチップ１と、図７中Ｃ−Ｃ’で示す位置のスト
ッパー２の断面図である。

【００３７】図8（ａ）は、チップ１がちょうど形成さ
れた状態を示した図である。ストッパー用マスク１０２
の幅は、チップ用マスク１０１の直径よりも大きいた
め、図８（ａ）の状態では、ストッパー２の上面には、
平らな部分が残り、この平らな部分上にストッパー用マ
スク１０２が残っている。しかしながら、チップ用マス
ク１０１は、チップ１との接触面積が非常に小さくなる
ため、はずれてしまう。図８（ａ）の状態では、チップ
１の高さＨ11とストッパー２の高さＨ22は、同じであ
る。

【００３８】図8（ｂ）は、図8（ａ）の状態からさらに
エッチングを進め、ストッパー２上面の平らな部分がち
ょうどなくなった状態を示している。図８（ａ）の状態
からさらにエッチングを行うと、チップ用マスク１０１
が無いチップ１の高さＨ111は、徐々に低くなってい
く。一方、ストッパー用マスクが残っているストッパー
２の高さＨ２２２は、Ｈ２２と同じままである。ストッ
パー２の上面の平らな部分の幅は、徐々に狭くなり、断
面形状は図8（ｂ）に示すように、三角形になる。この
ときのチップ１とストッパー２の高さの差ΔＨは、チッ
プ用マスク１０１の直径とストッパー用マスク１０２の
幅の差、および、チップ１とストッパー２の先端角によ
って異なるが、おおよそ１０００nm以下程度である。

【００３９】図８（ｃ）は、図８（ｂ）の状態からさら
にエッチングを進めた状態を示している。チップ１の高
さＨ１１１１は、高さＨ１１１よりも低くなる。同様
に、ストッパーＨ２２２２の高さも、高さＨ２２２より
も小さくなる。しかし、高さＨ１１１１と高さＨ２２２
２の減少量は、同じであるため、チップ１とストッパー
２の高さの差ΔＨは、変化しない。なお、ストッパー用
マスク１０２の幅が、チップ用マスク１０１よりも小さ
い場合は、チップ１とストッパー２の高さの関係が逆に
なるだけである。また、チップ用マスク１０１とストッ
パー用マスク１０２が等しい場合は、チップ１とストッ
パー２の高さが等しくなる。

【００４０】本発明のワーク１０００の作製方法によれ
ば、フォトリソグラフィ工程によってチップ１とストッ
パー２の高さの差ΔＨを良好に制御することができる。
したがって、図１から図３で説明した開口作製方法にお
いて、板６の変位量を良好に制御することができる。

【００４１】以上説明したように、本発明の実施の形態
１によれば、チップ１とストッパー２の高さを良好に制
御することができ、かつ、ストッパー２を設けることに
よって板６の変位量を小さくすることができるため、分
解能の高いアクチュエータを用いなくても、大きさが均
一で微小な開口８をチップ１先端に形成する事が容易で
ある。我々の実験では、手に持ったハンマーなどで、押
し込み用具７を叩くだけで直径１００nm以下の開口８を
形成する事ができた。また、チップ１とストッパー２の
高さが良好に制御されるため、開口８の作製歩留まりが
向上した。また、本発明の実施の形態１で説明したワー
ク１０００は、フォトリソグラフィ工程によって作製可
能なため、ウエハなどの大きな面積を有する試料に、複
数個作製することが可能であり、力Ｆを一定にすること
によって複数個作製されたワーク１０００それぞれに対
して均一な開口径の開口８を形成する事ができる。ま
た、力Ｆの大きさを変えることが非常に簡単なため、複
数個作製されたワーク１０００に対して個別に開口径の
異なる開口８を形成する事が可能である。また、単純に
力Ｆを加えるだけで開口8が形成されるため、開口作製
にかかる時間は数秒から数１０秒と非常に短い。また、
本発明の実施の形態１によれば、加工雰囲気を問わな
い。従って、大気中で加工する事が可能でありすぐに光
学顕微鏡などで加工状態を観察できる。また、走査型電
子顕微鏡中で加工することによって、光学顕微鏡よりも
高い分解能で加工状態を観察することも可能である。ま
た、液体中で加工することによって、液体がダンパーの
役目をするため、より制御性の向上した加工条件が得ら
れる。

【００４２】また、ワーク１０００が複数個作製された
試料に対して、一括で力Ｆを加えることによって、開口
径のそろった開口８を一度に複数個作製する事も可能で
ある。一括で加工する場合、ウエハ一枚あたりのワーク
１０００の数にもよるが、開口1個あたりの加工時間
は、数百ミリ秒以下と非常に短くなる。（実施の形態２）図９に本発明の実施の形態２に係る方
法で作製したチップ先端形状を示す。実施の形態１との
違いは、板６の材質を、チップ１の材質と比較して硬い
ものにした場合と柔らかいものにした場合を実施した点
であり、その他の工程については実施の形態１と同一で
あるので説明を略す。図９（ａ）は板６の材質がチップ
１の材質よりも硬い場合に作製されるチップ先端形状、
図９（ｂ）は板６の材質がチップ１の材質よりも柔らか
い場合に作製されるチップの先端形状である。（ａ）で
はチップ先端が平坦になっていて、これを近視野光プロ
ーブとして近視野光顕微鏡あるいは近視野光データスト
レージ装置に利用した場合には、光学的開口を試料表面
あるいは記録媒体表面に非常に近接させることが可能で
ある。これにより、より強い近視野光相互作用を起こさ
せることができ、高いＳ／Ｎ比あるいは高速データ転送
が可能となる。また、試料表面あるいは記録媒体表面に
導電性物質が存在している場合には、チップ１先端での
遮光膜３の切れ目との相互作用が増強されることで、さ
らに強い近視野光相互作用となる。一方（ｂ）の場合
は、チップ先端に突出部１１がある。近視野光は開口内
に微小構造が存在するときにはその構造サイズに依存し
た解像度が得られるが、（ｂ）のように突出部１１があ
ると、顕微鏡では解像度、データストレージ装置ではデ
ータ記録密度の向上をもたらす。このように、板６の材
質を変えることで、所望の形状のチップを簡単に作製す
ることができる。（実施の形態３）図１０と図１１は本発明の実施の形態
３に係る光学的な開口の作製方法を説明する図である。
図１０は多数のチップ１とストッパー２が配列して形成
されたウェハの一部の上面図である。実施の形態１との
違いは板６の代わりに図１１に示す板１２を用いて開口
を作製する点であり、その他については同一であるので
説明を略す。図１１に示す板１２は、図１０に示すウェ
ハとほぼ同じサイズである、ガラス板である。これには
あらかじめ、位置決め線１３が印刷されており、縦横線
の交点が図１０のチップ１の先端の真上に配置される。
この板１２をウェハの上に載せ、押し込み用具（図示
略）を位置決め線１３の交点の上に載せて上から衝撃を
与えることで、チップ１の先端に光学的開口を作製す
る。

【００４３】これにより、押し込み用具の位置合わせが
容易になり、また、板１２として透明でない材質、たと
えば金属を用いたとしても正確にチップ１の先端に一定
のサイズの光学的開口を作製することができる。（実施の形態４）図１２は本発明の実施の形態４に係る
光学的な開口の作製方法で使われる押し込み板付きシー
ト１４を示す。シート１４はポリエチレンから成る薄い
シート１５にガラスから成る板１６が接着されている。
板１６の大きさは本実施の形態においては２ｍｍ角の正
方形であるが、数百μｍから数ｃｍまでの適当なサイズ
であればよい。実施の形態１との違いは板６の代わりに
押し込み板付きシート１４を用いる点である。この押し
込み板付きシートを、チップ１が形成されたウェハ（図
示略）の上に載せ、押し込み用具（図示略）を用いてチ
ップ１の先端に光学的な開口を作製する。ウェハは図１
に示すようにシリコン基板に二酸化ケイ素などを積層し
ているために、完全な平面にはならず反りを持つ。本実
施の形態においては柔らかい構造を持つシートに板を接
着しているものを用いるため、ウェハの反りに沿った形
で押し込み板１６が配置でき、ウェハのどの場所におい
ても同一の力でチップ先端に圧力がかかる。これにより
極めて均一なサイズの光学的な開口が安定的に作製でき
る。（実施の形態５）図１３は本発明の実施の形態５に係る
光学的な開口の作製方法において、チップ１上の遮光膜
３を塑性変形させている状態を示した図である。実施の
形態１との違いは、板６に突起２１が形成されている点
であり、その他については同一であるので説明を省略す
る。突起２１は数十ｎｍから数十μｍまでの適当なサイ
ズにして形成される。このようにすることで、隣り合う
ストッパー２の距離が短い場合でも突起２１によってチ
ップ１先端に塑性変形を起こすことができる。これによ
って一枚のウェハから、より多数のチップを集積して形
成することができる。また、シリコンのエッチングなど
の別の方法によってチップとストッパーを形成し、高さ
にμｍオーダーの大きな差がある場合でも、突起２１の
高さを調整することにより、安定した光学的な開口の作
製が可能である。

【００４４】

【効果】チップ１とストッパー２の高さ、および、力Ｆ
を制御する事によって、分解能の高いアクチュエータを
用いなくても、簡単に開口８を形成する事ができる。ま
た、チップ１とストッパー２の高さが良好に制御される
ため、開口８の作製歩留まりが向上した。また、本発明
の実施の形態１で説明したワーク１０００は、フォトリ
ソグラフィ工程によって作製可能なため、ウエハなどの
大きな面積を有する試料に、複数個作製することが可能
であり、力Ｆを一定にすることによって複数個作製され
たワーク１０００それぞれに対して均一な開口径の開口
８を形成する事ができる。また、力Ｆの大きさを変える
ことが非常に簡単なため、複数個作製されたワーク１０
００に対して個別に開口径の異なる開口８を形成する事
が可能である。また、単純に力Ｆを加えるだけで開口が
形成されるため、開口作製にかかる時間は数10秒以下と
非常に短い。また、本発明の実施の形態１によれば、加
工雰囲気を問わない。従って、大気中で加工する事が可
能でありすぐに光学顕微鏡などで加工状態を観察でき
る。また、走査型電子顕微鏡中で加工することによっ
て、光学顕微鏡よりも高い分解能で加工状態を観察する
ことも可能である。また、液体中で加工することによっ
て、液体がダンパーの役目をするため、より制御性の向
上した加工条件が得られる。また、ワーク１０００が複
数個作製された試料に対して、一括で力Ｆを加えること
によって、開口径のそろった開口８を一度に複数個作製
する事も可能である。一括で加工する場合、ウエハ一枚
あたりのワーク１０００の数にもよるが、開口1個あた
りの加工時間は、数百ミリ秒以下と非常に短くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る開口の形成方法に
ついて説明した図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る開口の形成方法に
ついて説明した図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る開口の形成方法に
ついて説明した図である。

【図４】ワーク１０００の製造方法について説明した図
である。

【図５】ワーク１０００の製造方法について説明した図
である。

【図６】ワーク１０００の製造方法について説明した図
である。

【図７】ワーク１０００の作製方法におけるチップ１と
ストッパー２の高さの関係を説明する図である。

【図８】ワーク１０００の作製方法におけるチップ１と
ストッパー２の高さの関係を説明する図である。

【図９】本発明の実施の形態１に係るチップ先端形状を
説明した図である。

【図１０】本発明の実施の形態３で用いる、多数のチッ
プとストッパーが形成されたウェハの一部の上面図であ
る。

【図１１】本発明の実施の形態で用いる、板の図であ
る。

【図１２】本発明の実施の形態４に係る光学的な開口の
作製方法で使われる押し込み板付きシート１４を示す図
である。

【図１３】本発明の実施の形態５に係る開口の形成方法
について説明した図である。

【符号の説明】

１チップ２ストッパー３遮光膜４基板５透明層６板７押し込み用具８開口１１チップ突出部１２板１３位置決め線１４押し込み板付きシート１５ポリエチレンシート１６ガラス板２１突起１０１チップ用マスク１０２ストッパー用マスク１０３透明材料１０４基板材料１０００ワークＦ力Ｈ１チップの高さＨ２ストッパーの高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者光岡靖幸千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内 (72)発明者新輪隆千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内 (72)発明者笠間宣行千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内 (72)発明者市原進千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内 (72)発明者前田英孝千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内 (72)発明者篠原陽子千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内Ｆターム(参考） 2H052 AA07 AC04 AC15 AC26 AD31 AD35 5D119 AA11 AA22 AA38 BA01 CA06 JA34 JA64

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】錐状のチップ先端に光学的な開口を形成
する光学的な開口の作製方法において、前記チップと、前記チップの近傍に配置され、前記チップと略同じ高さ
を有するストッパーと、少なくとも前記チップ上に形成された遮光膜からなる被
開口形成体に対して、少なくとも前記チップおよび前記ストッパーの少なくと
も一部を覆い、前記遮光膜の材質よりも硬い材質から成る押し込み体
を、前記チップに向かう成分を有する力によって変位させる
ことによって、前記チップ先端に光学的な開口を形成す
ることを特徴とする光学的な開口の作製方法。
【請求項２】前記押し込み体が前記チップの材質より
も柔らかい材質から成ることを特徴とする請求項１に記
載の光学的な開口の作製方法。
【請求項３】前記押し込み体が、前記チップおよび前
記ストッパーに接触する部分が略平面であることを特徴
とする請求項１あるいは２に記載の光学的な開口の作製
方法。
【請求項４】前記押し込み体のうち前記チップ先端の
略上方に当たる部分に、前記力が作用するように、前記
力を作用させる位置を調整する方法を含むことを特徴と
する請求項１から３のいずれかに記載の光学的な開口の
作製方法。
【請求項５】前記力を作用させる位置を調整する方法
が、前記押し込み体に設けられた位置合わせマークを利
用するものであることを特徴とする請求項４に記載の光
学的な開口の作製方法。
【請求項６】前記押し込み体が、光学的に透明な材質
から成ることを特徴とする請求項１から５のいずれかに
記載の光学的な開口の作製方法。
【請求項７】前記押し込み体が多数あり、柔軟な構造
体によって互いに接続されていることを特徴とする請求
項１から６のいずれかに記載の光学的な開口の作製方
法。
【請求項８】前記押し込み体のうち、前記チップに対
向する面に突起が形成されていることを特徴とする請求
項１から７のいずれかに記載の光学的な開口の作製方
法。