JP2002174583A - 光学的な開口の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近視野光による、高密度情報の記録・再生、
或いは微小領域の観察及び分析、或いは微小加工を達成
するための微小開口を量産性良く低コストで作製する。 【解決手段】 遮光膜で覆われた錐状のチップの先端近
傍に存在する光学的な開口を形成するにあたり、表面に
前記チップと前記チップの近傍に配置し略同じ高さを有
するストッパーとを形成している基板に対し、前記チッ
プ及び前記ストッパーの上方より平板を覆い、前記平板
に対し前記基板方向への力を加えることで、前記チップ
の頂点付近の遮光膜を変形させ、前記光学的な開口を形
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。

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
させる高密度なメモリ装置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、特許公報平5-21201に開示されている方法が
知られている。この方法で、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11-2
65520に開示されている方法がある。この方法におい
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、特許公
報平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、特許公報平5-2120
1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、遮光膜で覆われた錐状のチ
ップの先端近傍に存在し、近視野光を検出及び照射する
光学的な開口を形成するにあたり、表面に前記チップと
前記チップの近傍に配置し略同じ高さを有するストッパ
ーとを形成している基板に対し、前記チップ及び前記ス
トッパーの上方より平板を覆い、前記平板に対し前記基
板方向への力を加えることで、前記チップの頂点付近の
遮光膜を変形させ、前記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。また、力が
加えられた前記平板の一部が前記ストッパーを支点とし
て変形し、前記チップの先端近傍の遮光膜に接触するこ
とで、前記光学的な開口が形成されることを特徴とする
光学的な開口の作製方法とした。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、前記平板の変位が制
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。

【００１１】また、前記基板上に、複数の前記チップ及
び複数の前記ストッパーが存在することを特徴とする光
学的な開口の作製方法とした。したがって、同一基板上
に形成された複数の前記チップおよび前記ストッパー
に、一括で前記力を加えることによって、一度に複数の
前記チップに光学的な開口を形成することが可能であ
り、開口一つあたりの加工時間を非常に短くすることが
でき、結果として光学的な開口の作製コストを低くする
ことができる。

【００１２】また、前記基板が、略平坦なステージに接
着し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。また、前記ステージと前記基板との隙間の空気を
真空引きし、前記基板を前記ステージに吸着させること
により、前記接着を達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。したがって、基板に反りが発生
している場合に、光伝搬体にかかる力が基板の中心部と
外周部とで異なり、開口サイズにばらつきが生ずる問題
が解決され、反りが存在する基板に対しても、量産性良
く均一な開口を一括で形成でき、歩留まりが向上する。
また、真空機器を用いた容易な装置構成で簡易にステー
ジに装着でき、基板の取り外しも容易である。

【００１３】

【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の上に形成された錐状のチップ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1
000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。

【００１４】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10nmから数100nm
である。

【００１５】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。

【００１６】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。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１００〜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、遮光膜よりも堅く、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。

【００１７】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を形成できることは、いうまでもない。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
できるのは言うまでもない。

【００１８】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。

【００１９】次に、ワーク1000の製造方法を図４と図５
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１０
３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１０
４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１
０１及びストッパー用マスク１０２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。

【００２０】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。

【００２１】チップ用マスク101の直径は、たとえば数m
m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。

【００２２】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こ
とは言うまでもない。

【００２３】図６および図７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６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７は、図６中B-B'で示す位置のチ
ップ１と、図６中C-C'で示す位置のストッパー２の断面
図である。図７(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
７(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１０
２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７（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。図７
(b)は、図７（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７(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、H
22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７(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。図７（ｃ）は、図７（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Ｈ２２
２２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ことは言うまでもない。

【００２４】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。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。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100ミリ秒以下と非常に短くなる。 （実施の形態２）図８に、本発明の実施の形態２に係わ
る開口の形成方法について説明した図を示す。ワーク１
００１上には光伝搬体１１が積層され、その表面に、先
鋭化されたチップ１２とそのチップと高さがほぼ等しい
ストッパー１３が形成される。チップ１２及びストッパ
ー１３上には、遮光膜１４が成膜されており、チップ１
２からの光の漏れを防いでいる。１つのワーク１００１
上には、複数組のストッパー１３とチップ１２が形成さ
れ、およそその組数は、１０から１０００の範囲に入
る。一組のストッパー１３およびチップ１２の形状およ
び配置は、実施の形態１で示した図４及び図５と同様で
あり、その高さ関係は、図６及び図７と同様である。近
視野光の検出及び発生を行う微小開口はこれら複数のチ
ップ１２の頂点に形成されるが、その工程は、実施の形
態１で示した工程（図１〜図３で説明）と同様である。
ここで、図８を用いて再度説明するが、まず、チップ１
２およびストッパー１３を覆う板１５を押し込み用具１
６でチップ１２方向に押し付け、板１５をストッパー１
３に接触させる。次に、さらに板１５を押し、ストッパ
ー１３のエッジを支点に板１５の一部を湾曲させ、チッ
プ１２頂点の遮光膜１４に接触させる。このとき、遮光
膜１４が塑性変形することで、開口は形成される。この
一連の工程において、ワーク１００１は平坦なステージ
１７上に置かれる。ステージ１７には、複数の穴１８が
刻み込まれており、これらの穴１８はステージ内で管１
９に接続され、管１９の終端はステージ外に配置された
ポンプ２０に接続される。よって、ポンプ２０を起動
し、管内を真空引きすることで、ワーク１００１はステ
ージ１７に密着（チャッキング）するようになる。この
ように真空装置を用いたステージ１７とのチャッキング
により、ステージ１７からの複数組のチップ１２及びス
トッパー１３の高さは、ワーク１００１の面内で、ほぼ
均一にすることが可能となる。

【００２５】ここで、まず、真空チャッキングされてい
ないときの問題点を指摘する。図９から図１２に真空チ
ャッキングされていないときのワーク１００２の状態を
示す。図９では、ワークをステージ上に配置したときの
状態を示す。ワーク１００２は、基板２１と、基板２１
とは異なる材料の光伝搬体２３およびチップ２４とスト
ッパー２５とから構成されている。基板上に異なる材料
を成膜した場合、膜応力が生じ、基板自体が大きく反
る。例えば、基板に珪素を選択し、光伝搬体をCVDで成
膜した酸化珪素とした場合、酸化珪素の厚みや成膜の条
件にもよるが、図９に示すようにワーク１００２全体に
大きな反り（この場合は、上に凸）が生ずる。このよう
な反りが生じたワーク１００２をチャッキングしないま
まステージ２１上に置くと、図９のように、ステージ２
１と接触している点と接触していない点とが存在するよ
うになる。

【００２６】図１０に、真空チャッキングされていない
ワークに平板を載せたときの概略図を示す。光伝搬体２
３からのチップ２４・２６およびストッパー２５・２７
の高さが一致していても、ワーク１００２が図のように
大きく反っている場合、ステージ２１からのそれぞれの
高さは、ワーク１００２の中心付近に形成されたチップ
２６およびストッパー２７と、ワーク１００２の端近辺
に形成されたチップ２４およびストッパー２５とでは異
なってくる。よって、板２８に接触しているストッパー
２７と、接触してないストッパー２５とが存在する。

【００２７】図１１と図１２に、真空チャッキングされ
ていないワーク１０２に対し、板２８を介して押し込み
用具２９で荷重を与えているときの図を示す。当初、板
２８はワーク１００２の中心近傍に形成されたストッパ
ー２７に接触しており、荷重が加わることでワーク１０
０２の中心近傍のチップ２６頂点の開口が形成される
（図１１）。荷重を加えつづけることにより、ワーク１
００２は次第に平らになっていき、板２８は外周部のス
トッパー２５に接触するようになる。外周部の開口はこ
の後形成される。ワーク１００２が平らになっていくに
従い、当初中心近傍に大きくかかっていた荷重は分散さ
れ、周辺部へも荷重がかかるようになってはいくが、中
心近傍のチップ２６にかかる荷重の最大値は外周部のチ
ップ２４のそれに比べ大きい（図１２）。この結果、中
心近傍に形成される開口のサイズは、外周部に形成され
る開口のサイズに比べ大きくなり、１つのワーク１００
２内で形成される開口サイズにばらつきが生じる。その
分布は、中心付近の開口サイズが大きく、外周部に近づ
くにつれそれは小さくなっていく。開口サイズのばらつ
きは、デバイスの歩留まりを低下させ、コスト高とな
る。図１３に、反りを有するワーク１００３を真空チャ
ッキングしてステージ３０上に配置した図を示す。ワー
ク１００３の反りは解消され、ステージ３０からのチッ
プ３１およびストッパー３２の高さは、ワーク１００３
上の面内でほぼ均一となる。ワーク１００３をステージ
３０上に載せた後に真空引きを行い、ステージ３０上の
任意の場所にワーク１００３を配置する。ワーク１００
３の取り付け、取り外しが容易なことも、真空チャッキ
ングの利点である。図１４に、真空チャッキングしたワ
ーク１００３上に板３３を載せた状態の概略図を示す。
ステージ３０からチップ３１頂点までの距離、およびス
テージ３０からストッパー３２上面までの距離が、ワー
ク１００３の面内で均一であることから、ワーク１００
３の中心近傍あるいは外周部を問わず、ストッパー３２
と板３３とが接触した状態となる。図１５に、真空チャ
ッキングしたワーク１００３に対し、板を介して押し込
み用具で負荷荷重を加えている状態の概略図を示す。図
１４のようにワーク１００３上に形成されたストッパー
３２のほぼ全数が板３３に接触することから、押し込み
用具３４によってストッパー３２に加えられる負荷荷重
は、板３３を介してワーク１００３全面に対しほぼ均等
に加わり、同様にチップ３１に対しても、場所によらず
均等に荷重がかかる。よって、均一な開口がワーク１０
０３全面にわたり形成される。これにより、ワーク全体
にわたり均一な開口径の微小開口を歩留まり良く作製す
ることが可能となる。また、反ったワークの形状と同様
な形状のステージ及び板を用意することで、真空チャッ
キングを用いずに均一な開口を形成することは可能であ
る。しかし、反りの程度の異なるワークに対しては利用
することができない。一方、真空チャッキングを用いた
場合、反りの程度の異なるワークに対しても、常に均一
な開口を形成することが可能となる。また、この真空チ
ャッキングは、ステージに穴を開け、管を通し、ポンプ
に接続するだけで実現する方法であり、設備投資の費用
や維持費は低コストである。また、ステージに固定する
方法として、接着剤やワックスで固定させる方法も考え
られるが、この方法はステージからの取り外しやワーク
についた媒体の剥離が困難となる。また、別の方法とし
て、ビス止めする方法も考えられるが、この方法ではワ
ーク自体にビス用の穴を開ける必要があり、作業工程が
増え、コスト高となる。真空チャッキングを用いた方法
は、容易に取り外しができ、且つワークを傷つけない、
洗浄の必要もないといった利点も有する。

【００２８】なお、実施の形態２に係わるここまでの説
明では、ワークとステージとをのチャッキング方法とし
て、真空引きで吸着させる方法を説明してきたが、ワー
クとステージとに電極を取り付け、静電力を持たせてチ
ャッキングしても構わないし、また、ワークおよびステ
ージに磁性体を形成し、その磁力を用いてチャッキング
しても勿論構わない。

【００２９】

【発明の効果】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
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。

【００３０】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1
00ミリ秒以下と非常に短くなる。

【００３１】また、真空チャッキングにてワークを固定
することで、反りを有するワークに対しても、均一な開
口がワーク全面にわたり一括で形成される。また、反り
の程度の異なるワークに対しても、均一開口の形成が可
能である。よって、微小開口形成の歩留まりが向上し、
開口形成工程の低コスト化が実現する。また、その設備
投資の費用や維持費は低コストである。さらに、真空吸
着なため、容易に取り外しができ、且つワークを傷つけ
ない、洗浄の必要もないといった効果もある。

【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】本発明の実施の形態２に係わる開口の形成方法
について説明した図である。

【図９】真空チャッキングされていないときのワークの
状態を示す図である。

【図１０】真空チャッキングされていないワークに平板
を載せたときの図である。

【図１１】真空チャッキングされていないワークに対
し、板を介して押し込み用具で荷重を与えているときの
図である。

【図１２】真空チャッキングされていないワークに対
し、板を介して押し込み用具で荷重を与えているときの
図である。

【図１３】反りを有するワークを真空チャッキングして
ステージ上に配置した図である。

【図１４】真空チャッキングしたワーク上に板を載せた
状態の概略図である。

【図１５】真空チャッキングしたワークに対し、板を介
して押し込み用具で負荷荷重を加えている状態の概略図
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 11,23 光伝搬体 12,24,26,31 チップ 13,25,27,32 ストッパー 14 遮光膜 15,28,33 板 16,29,34 押し込み用具 17,21,30 ステージ 18 穴 19 管 20 ポンプ 22 基板 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 1001 ワーク 1002 ワーク 1003 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 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 大海 学 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 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 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 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 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） 5D119 AA11 AA22 AA38 BA01 JA34 NA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遮光膜で覆われた錐状のチップの先端近
   傍に存在し、近視野光を検出及び照射する光学的な開口
   を形成するにあたり、 表面に前記チップと前記チップの近傍に配置し略同じ高
   さを有するストッパーとを形成している基板に対し、前
   記チップおよび前記ストッパーの上方より平板を覆い、
   前記平板に対し前記基板方向への力を加えることで、前
   記チップの先端近傍の遮光膜を変形させ、前記光学的な
   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。
2. 【請求項２】 前記力が加えられた前記平板の一部が前
   記ストッパーを支点として変形し、前記チップの先端近
   傍の前記遮光膜に接触することで、前記光学的な開口が
   形成され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。
3. 【請求項３】前記基板上に、複数の前記チップ及び複数
   の前記ストッパーが存在することを特徴とする請求項１
   或いは請求項２に記載の光学的な開口の作製方法。
4. 【請求項４】 前記基板が、略平坦なステージに接着し
   ていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれ
   か一つに記載の光学的な開口の作製方法。
5. 【請求項５】 前記ステージと前記基板との隙間の空気
   を真空引きし、前記基板を前記ステージに吸着させるこ
   とにより、前記接着を達成す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。