JP2004309272A - 平面型プローブ、その製造方法及び光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平面型プローブ1における突起先端開口6を、遮光膜5で被覆された突起先端部分の研磨により形成することにより、突起先端開口6が研磨面となり光学的に平滑な面として形成できるとともに、研磨量の調整により簡単かつ安価にして高精度にその開口径を制御することができ、よって、開口径が高精度に制御された平面型プローブ1を提供することができる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型プローブ、その製造方法及び光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
走査型プローブ顕微鏡(SPM)は、プローブ(探針)を試料表面に1μm以下にまで近接させた時に両者に働く相互作用を検出しながらプローブをXY方向或いはXYZ方向に走査して、その相互作用の2次元マッピングを行う装置の総称であり、例えば、走査型トンネリング顕微鏡(STM)、原子間力顕微鏡(AFM)、磁気力顕微鏡(MFM)、近接場光学顕微鏡(Near−field Scanning Optical Microscopy=NSOM)を含んでいる。
【0003】
この中で近接場光学顕微鏡(NSOM)は、特に1980年代以降、エバネッセント波を検出することにより回折限界を超える分解能を有する光学顕微鏡として、生体試料の蛍光測定や、フォトニクス材料、素子の評価(誘電体光導波路各種特性評価、半導体量子ドットの発光スペクトルの測定、半導体面発光素子の諸特性の評価など)等への応用を目指して盛んに開発が進められている。NSOMは、基本的には試料に光を照射した状態で鋭い探針を近付け、試料近傍の光の場(近接場)の状態を検出する装置である。特許文献1にはNSOMに用いるためのファイバープローブが開示されている。
【0004】
また、近接場光を用いた光記録技術の開発も行われている。CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)に代表される光記録媒体は、大容量で小型化にする高密度化の方向に進歩している。この高密度化には、記録ビットの微小化が必要であり、入射する光の短波長化及びレンズの高NA化が図られている。しかし、このままでは、光の回折限界により、記録に関しては、記録ビットを微小化できなくなる。また、再生に関しては、微小化した記録ビットをクロストークなしで読むことができなくなる。
【0005】
このような光の回折限界による記録、再生の限界に対する解決策の一つとして、「近接場光」を用いる光方式が提案されている。即ち、屈折率の異なる2つの媒体の一方から全反射条件以上で光を入射すると、光が入射される一方の媒体を伝播する光はもう一方の媒体との境界面で全反射されるが、一部境界面を越えて非伝播の電場成分のみが染み出す領域(近接場)が形成される。このように非伝播の電場成分のみが染み出す領域を「近接場」という。このような領域は、例えば、近接場光顕微鏡の光ファイバプローブのように、導入される光の波長よりも微細な開口を有する光ファイバによって形成することができる。このような微小開口による近接場は、開口寸法とほぼ同じ位しか横方向の広がりを持たず、開口から離れるに従って指数関数的に強度が減少し、開口と同程度以上には染み出さない。
【0006】
このような近接場領域に微小な散乱体を挿入することにより、近接場が散乱され伝播光の近接場光として変換される。近接場で発生する近接場光は、開口と同程度以上に染み出さないため、このような近接場光を用いることで、光の回折限界を超えた解像度を得ることができ、光記録媒体に対する超高密度記録や、超高密度記録された光記録媒体の再生を良好に行なうことが期待できる。
【0007】
しかしながら、近接場光を用いることで光の回折限界を超えた解像度を得ることができるが、近接場光は、一般の伝播光に比べて非常に強度が弱い。このため、例えば、先端を非常に細く形成したプローブを光ディスク等の光記録媒体に対して近接して配設する等、効果的に近接場光を発生及び検出させる方法が模索されている。
【0008】
また、近年、高密度記録と同様に、記録再生の高速化も検討されている。その一つとして、碁盤目状に複数の開口を持つアレイ状構成とした平面型プローブが提案されている。このようなアレイ状の平面型プローブを用いることで、(目標とする記録・再生の走査速度)/(開口数)を走査速度とすることができるので、実際の走査速度が低速であっても、目標とする記録・再生の走査速度の高速化を図ることが可能である。
【0009】
ところで、このような近接場光を用いるプローブでは、光利用効率を向上させるため光出射部を除くプローブ周辺を遮光膜で覆っている。通常、遮光膜は真空蒸着法やスパッタリング法で形成されている。これらの成膜法によって開口部を有する遮光膜を形成する場合、その方法として、次の(1)〜(3)の方法がある。
【0010】
(1) 光ファイバを用いたプローブでは蒸着或いはスパッタ粒子のファイバへの入射方向を突起形成面と反対側になるように制御する方法が試みられている。
【0011】
(2) プローブ全面に遮光膜を形成した後、FIB(フォーカストイオンビーム)を用いて先端部の遮光膜を除去する方法が行われている。
【0012】
(3) プローブ先端部の遮光膜を電気分解で除去して開口を形成する方法が提示されている(特許文献2参照)。
【0013】
【特許文献1】
特許第3023048号公報
【特許文献2】
特開2001−4645公報
【特許文献3】
特開2001−208672公報
【特許文献4】
特開2000−182264公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、(1)の方法の場合、開口の形を制御することが困難である上に、平面型プローブには適用できない。
【0015】
また、(2)の方法では、突起先端開口の大きさをコントロールできるという利点はあるが、装置が高価な上にプローブ1本加工するのに数分から数十分かかるというコスト面での欠点を持っている。
【0016】
(3)の方法では、遮光膜として導電性材料しか使用できない上、開口の大きさを精密に制御するのが困難である。
【0017】
本発明の目的は、光の波長に比べ微小でその開口径が精度よくコントロールされた突起を有して近接場顕微鏡、近接場記録再生装置等に適用される平面型プローブを安価かつ簡単に提供できるようにすることである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の平面型プローブは、透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とを有する平面型のプローブ基体と、当該プローブ基体の表面上で少なくとも前記突起を被覆する遮光膜と、少なくとも前記突起の先端部分の研磨により前記遮光膜を除去して形成された突起先端開口と、を備える。
【0019】
従って、平面型プローブにおける突起先端開口が当該突起先端開口以外の部分から近接場光が発生することを防止するための遮光膜で被覆された突起先端部分の研磨により形成されているので、突起先端開口が研磨面となり光学的に平滑な面として得ることができるとともに、研磨量の調整により簡単かつ安価にして高精度にその開口径を制御することができ、よって、開口径が高精度に制御された平面型プローブとなる。
【0020】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の平面型プローブにおいて、前記プローブ基体は、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁を有する。
【0021】
従って、保護壁により実使用時の突起の保護が行なえるともに、研磨時の突起の保護も行える。また、保護壁表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0022】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の平面型プローブにおいて、前記保護壁は、一部の開口部を除いて前記突起の周囲を壁状に連続して囲むように形成されている。
【0023】
従って、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に光記録媒体と平面型プローブとの相対的な移動によって発生する気流に対して、突起よりも下流側に保護壁の開口部が位置するように本発明の平面型プローブを配置することで、突起と保護壁との間にある異物を気流を利用して開口部から排除することができる。また、研磨時においても開口部が下流側になる方向に研磨することにより、研磨時に突起周辺及び保護壁内側に異物が集積するのを防止できる。
【0024】
請求項4記載の発明は、請求項2又は3記載の平面型プローブにおいて、前記保護壁は、前記突起から離間する方向へ尖る尖角部を外周の一部に有するとともに前記突起の周囲を壁状に連続して囲むように形成されている。
【0025】
従って、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に光記録媒体と平面型プローブとの相対的な移動によって発生する気流に対して、突起よりも上流側に尖角部が位置するように本発明の平面型プローブを配置することで、保護壁の上流側にある異物を尖角部と気流とを利用して排除することができる。また、研磨時においても、尖角部が上流側になる方向に研磨することにより、研磨時に突起上流側に異物が集積するのを防止できる。
【0026】
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか一記載の平面型プローブにおいて、前記プローブ基体は、前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクを有する。
【0027】
従って、バンクにより実使用時の突起の保護が行なえるともに、研磨時の突起の保護も行える。また、バンク表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0028】
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5の何れか一記載の平面型プローブにおいて、前記基板は、石英又は光学ガラスにより形成されている。
【0029】
従って、基板、即ち突起を石英又は光学ガラスによって形成することにより、優れた屈折率、透過率を有する平面型プローブを提供することができる。
【0030】
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか一記載の平面型プローブにおいて、前記基板は、その裏面側に設けられて透光性を有する支持材料により裏打ちされている。
【0031】
従って、例えば、単体では板状に成形することが困難である材料や、透過率が低いために薄くする必要があるにも拘わらず薄くすることにより強度や取り扱い性が低下してしまうような材料を基板に使用することが可能となり、屈折率、透過率、使用波長の選択性が増す。
【0032】
請求項8記載の発明は、請求項1ないし7の何れか一記載の平面型プローブにおいて、前記突起は、前記突起先端開口を含めて円錐台形状に形成されている。
【0033】
従って、より高効率な近接場光の発生が可能となる。
【0034】
請求項9記載の発明は、請求項1ないし8の何れか一記載の平面型プローブにおいて、前記基板又は前記支持材料の裏面側に形成されて、裏面側から入射する光を前記突起の根元部に集光させる集光機能部を有する。
【0035】
従って、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に、裏面側から入射する光を突起の根元部に集光させる集光機能部を備える本発明の平面型プローブを用いることで、別個に集光レンズを用いる必要がなくなる。
【0036】
請求項10記載の発明は、請求項1ないし9の何れか一記載の平面型プローブにおいて、前記突起は、前記基板の表面側において複数個がアレイ状に配列形成されている。
【0037】
従って、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に、その高速化を図るのに有効となる。
【0038】
請求項11記載の発明の平面型プローブの製造方法は、透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とを有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、少なくとも前記突起の先端部分を研磨して前記遮光膜を除去することにより突起先端開口を形成する工程と、を含む。
【0039】
従って、平面型プローブにおける突起先端開口を、当該突起先端開口以外の部分から近接場光が発生することを防止するための遮光膜で被覆された突起先端部分の研磨により形成することにより、突起先端開口が研磨面となり光学的に平滑な面として形成することができるとともに、研磨量の調整により簡単かつ安価にして高精度にその開口径を制御することができ、よって、開口径が高精度に制御された平面型プローブを提供することができる。
【0040】
請求項12記載の発明の平面型プローブの製造方法は、透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とに加え、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁又は前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクとの少なくとも一方を有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、前記突起の先端部分とともに前記保護壁表面又は前記バンク表面を研磨して前記遮光膜を除去することにより前記突起の先端部分に突起先端開口を形成する工程と、を含む。
【0041】
従って、突起を保護するための保護壁又はバンクを有する構造の平面型プローブを製造する場合も請求項11記載の発明の場合と同様に、研磨により開口先端を高精度に形成することができる。この際、保護壁又はバンクが存在することにより、研磨時の突起の保護も図れる上に、保護壁表面又はバンク表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。さらには、保護壁の一部に開口部を備える場合であれば、この開口部が下流側となる方向に研磨することにより、研磨時に突起周辺及び保護壁内側に異物が集積するのを防止することもできる。さらには、突起から離間する方向へ尖る尖角部を外周の一部に有する保護膜の場合であれば、研磨時において、尖角部が上流側になる方向に研磨することにより、研磨時に突起上流側に異物が集積するのを防止できる。
【0042】
請求項13記載の発明の平面型プローブの製造方法は、透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とに加え、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁又は前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクとの少なくとも一方を有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、前記保護壁表面又は前記バンク表面の前記遮光膜を除去する工程と、前記突起の先端部分を研磨して前記遮光膜を除去することにより突起先端開口を形成する工程と、を含む。
【0043】
従って、基本的に請求項12記載の発明の場合と同様であるが、特に、遮光膜の除去工程を分け、突起先端部分のみの研磨により遮光膜を除去して突起先端開口を形成することにより、研磨時間が短縮できるとともに、保護膜表面やバンク表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0044】
請求項14記載の発明の平面型プローブの製造方法は、透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とに加え、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁又は前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクとの少なくとも一方を有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、被覆された前記プローブ基体の表面側に樹脂を充填する工程と、前記突起の先端部分とともに前記保護壁表面又は前記バンク表面を充填された樹脂と同時に研磨して前記遮光膜を除去することにより前記突起の先端部分に突起先端開口を形成する工程と、残存した樹脂を除去する工程と、を含む。
【0045】
従って、基本的に請求項12記載の発明の場合と同様であるが、特に、遮光膜で被覆されたプローブ基体の表面側に樹脂を充填する工程と、この樹脂を含めて研磨する工程とを有するので、研磨時にプローブ基体表面が全面的に保護されることとなり、異物集積、遮光膜のバリ発生等を抑制することができる。
【0046】
請求項15記載の発明の平面型プローブの製造方法は、透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とに加え、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁又は前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクとの少なくとも一方を有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、前記保護壁表面又は前記バンク表面の前記遮光膜を除去する工程と、前記プローブ基体の表面側に樹脂を充填する工程と、前記突起の先端部分を充填された樹脂と同時に研磨して前記遮光膜を除去することにより突起先端開口を形成する工程と、残存した樹脂を除去する工程と、を含む。
【0047】
従って、基本的に請求項14記載の発明の場合と同様であるが、特に、保護壁表面又はバンク表面の遮光膜を除去する工程と、その後のプローブ基体の表面側に樹脂を充填する工程と、突起先端部分に関してこの樹脂を含めて研磨する工程とを有するので、突起先端部分のみの研磨により遮光膜を除去して突起先端開口を形成することにより、研磨時間が短縮できるとともに、保護膜表面やバンク表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0048】
請求項16記載の発明の光ピックアップ装置は、光記録媒体に対して照射する光を発する光源と、前記光記録媒体側に突起の先端が位置するように配設される請求項1,2,5ないし8又は10の何れか一記載の平面型プローブと、前記光源から出射された光を前記突起の根元部に集光させる集光手段と、を備える。
【0049】
従って、請求項1,2,5ないし8又は10の何れか一記載の平面型プローブを備えるので、光記録媒体に対する記録再生に平面型プローブを用いる際に、近接場光を発生させるための突起先端開口の開口径精度の高い突起を光記録媒体に近接させた場合にも、その損傷を極力回避することができ、結果的に、突起と光記録媒体とをより近接させて近接場光を効率的に発生させるとともに機械的耐久性の向上を図ることができる。
【0050】
請求項17記載の発明の光ピックアップ装置は、光記録媒体に対して照射する光を発する光源と、前記光記録媒体側に突起の先端が位置するように配設され、前記光源から出射された光を集光機能部により前記突起の根元部に集光させる請求項9記載の平面型プローブと、を備える。
【0051】
従って、請求項16記載の発明の作用・効果に加えて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に、裏面側から入射する光を突起の根元部に集光させる集光機能部を備える請求項9記載の平面型プローブを備えることで、別個に集光レンズを用いる必要がなくなり、かつ、光源と集光機能部との光軸合わせで済み、組立て性も向上する。
【0052】
請求項18記載の発明の光ピックアップ装置は、光記録媒体に対して照射する光を発する光源と、前記保護壁の前記開口部が回転される前記光記録媒体の回転方向下流側に位置するように位置付けられて、光記録媒体側に突起の先端が位置するように配設される請求項3記載の平面型プローブと、前記光源から出射された光を前記突起の根元部に集光させる集光手段と、を備える。
【0053】
従って、請求項16記載の発明の作用・効果に加えて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に光記録媒体と平面型プローブとの相対的な移動によって発生する気流に対して、突起よりも下流側に保護壁の開口が位置するように配置させた請求項3記載の平面型プローブを備えることで、突起と保護壁との間にある異物を気流を利用して開口から排除することができる。
【0054】
請求項19記載の発明の光ピックアップ装置は、光記録媒体に対して照射する光を発する光源と、前記保護壁の前記尖角部が回転される前記光記録媒体の回転方向上流側に位置するように位置付けられて、光記録媒体側に突起の先端が位置するように配設される請求項4記載の平面型プローブと、前記光源から出射された光を前記突起の根元部に集光させる集光手段と、を備える。
【0055】
従って、請求項16記載の発明の作用・効果に加えて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に光記録媒体と平面型プローブとの相対的な移動によって発生する気流に対して、突起よりも上流側に尖角部が位置するように配置させた請求項4記載の平面型プローブを備えることで、保護壁の上流側にある異物を尖角部と気流とを利用して排除することができる。
【0056】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0057】
[光ピックアップ装置への適用例;実使用例]
本実施の形態は、平面型プローブを備える光ピックアップ装置への適用例を示す。図1は、平面型プローブ1を用いて光記録媒体Dに対して記録又は再生を行なう記録再生装置中の光ピックアップ装置部分を示す概略側面図である。
【0058】
まず、平面型プローブ1は、透光性を有する基板2の表面側から突出する先細形状の突起3を有する構成とされている。この突起3は円錐台形状に形成されている。また、基板2上には突起3周囲に位置させて突起3と同一高さ(厳密に同一でなくてもよく、略同一であればよい)の保護壁4も一体に形成されている。
【0059】
なお、平面型プローブ1は、図2に示すように、基板2上に複数個、例えば2個の突起3をアレイ状に配列形成したアレイ型として構成されていてもよい。
【0060】
また、これらの突起3や保護壁4ないし基板2表面は遮光膜5により被覆されており、突起3の先端部分にはこの遮光膜5により被覆された部分を後述するように研磨することで当該遮光膜5を除去した突起先端開口6が研磨面として高精度に形成されている。
【0061】
本実施の形態の光ピックアップ装置は、突起3側を光記録媒体D側として接近配置される平面型プローブ1とともに、レーザ光を出射する光源としての半導体レーザ11、半導体レーザ11から出射されたレーザ光を平行光化するコリメートレンズ12、平行光化されたレーザ光を平面型プローブ1の突起3側に向けて偏向させるビームスプリッタ13、偏向されたレーザ光を平面型プローブ1の基板裏面側から突起3の根元部に集光させる集光手段としての対物レンズ14とを備えた構成とされ、対物レンズ14より突起3の根元部に集光されたレーザ光を突起3内部を通すことにより研磨面として形成された突起先端開口6から光の回折限界以下のスポット径の近接場光15を出射させることにより、突起先端開口6に近接対向する光記録媒体Dに対して記録パターン16が記録される。なお、ビームスプリッタ13の戻り光側には受光光学系17が設けられる。また、光記録媒体Dは図示しないスピンドルモータ等により回転駆動される。
【0062】
このような構成において、半導体レーザ11からレーザ光を出射すると、対物レンズ14を介して集光状態で基板2側から突起3の根元部に集光状態で入射されたレーザ光が、突起3中を伝播して空気との境界面(突起先端開口6)で反射される。このとき、突起3に入射されたレーザ光が一部境界面(突起先端開口6)を越え、この境界面より光記録媒体D側に非伝播の電場成分のみが染み出した領域(近接場)が形成される。この近接場光15は、その特性から、突起先端開口6の寸法とほぼ同じ位しか横方向の広がりを持たない。この突起先端開口6の寸法は、使用するレーザ光の波長よりも微細な寸法に設定されており、突起3と光記録媒体Dとの距離が突起3の突起先端開口6の直径と同程度に設定されているため、近接場に染み出した非伝播の電場成分である近接場光15を光記録媒体Dの記録面に照射することができる。これによって、光の回析限界を超えた解像度を得ることができる。
【0063】
[平面型プローブの製造方法の概要]
次に、このような平面型プローブ1の製造方法の概要について説明する。本実施の形態における平面型プローブ1を製造するためには、まず、少なくとも基板2と突起3とを有する平面型のプローブ基体を用意する。このようなプローブ基体自体の作製方法としては、例えば、特許文献3中に示される方法、特許文献4中に示される方法、等の周知の方法を適宜用いることができる。保護壁4や後述するバンクの有無、突起3が単一か複数か(アレイ構造か)は任意である。何れの方法を用いる場合でも、写真製版に用いるフォトマスクに突起形成用パターンの他に、保護壁形成用パターン及び/又はバンク形成用パターンを形成しておくことで、保護壁4やバンクを持つ平面型のプローブ基体を作製することができる。
【0064】
このようなプローブ基体に対して、まず、その表面全面に遮光膜5を形成する。遮光膜5の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、メッキ法等の薄膜形成技術を用いることができる。また、遮光膜5の材料としてはAu,Ag,Al等の金属膜或いは金属の積層膜を用いても良いし、λ/4誘電体多層膜を用いても良い。
【0065】
次に、表面が遮光膜5により全面的に被覆されたプローブ基体をワックスを用いて研磨治具に貼り付け、少なくとも突起3の先端部分を含めてその表面側の研磨を行い、遮光膜5を部分的に除去することにより、突起3の先端部分に関しては突起先端開口6を形成する。研磨剤としては、例えば、コロイダルシリカを用いることができる。
【0066】
概略的に示す本実施の形態の平面プローブ1の製造方法によれば、第1に、プローブ基体をウエハ内に多数作り込み、ウエハ状態で一括研磨することができる。或いは、プローブ基体を複数個同時に研磨することも可能である。即ち、大量かつ短時間で形成することが可能になる。第2に、プローブ開口面(突起先端開口6)は研磨面となるので、光学的に平滑な面として形成することができる。第3に、研磨量を調整するだけで、簡単かつ高精度に突起先端開口6の開口径を制御することができる。第4に、上端に平面を有する突起3を持つプローブ基体21を用い、遮光膜5に金属を用いることにより、材料の硬度差を利用して遮光膜5のみを簡単に除去することができる。
【0067】
以下、このような平面型プローブの製造方法を基本とする、より具体的な製造方法を数例挙げて順に説明する。
【0068】
[製造方法1]
図3を参照して説明する。本製造方法1は、例えば図2に示したようなアレイタイプの平面型プローブ1の製造方法に関する適用例であり、前述したような周知の方法を用いて、石英ウエハ(基板2)に、根元径2μm、先端0.3μm、高さ3μmの突起3を複数個アレイ状に形成したプローブ基体21を用意する(図3(a)参照)。
【0069】
このようなプローブ基体21の表面全面に対して、図3(b)に示すように、例えばAlを0.2μmの厚さにスパッタリングすることにより遮光膜5を形成する。
【0070】
このように表面が遮光膜5により全面的に被覆されたプローブ基体21を、図3(c)に示すように、ワックス22を用いて研磨治具23に貼り付け、研磨盤24上で研磨剤としてコロイダルシリカを用いて研磨し、突起3の先端部分の遮光膜5を除去する。なお、この研磨工程として、図3(c)では、複数個のプローブ基体21を研磨治具23に貼り付け、同時に研磨する例を示したが、もちろんプローブ基体21を1個ずつ研磨しても構わない。また、研磨治具23の周辺部にプローブ基体21と同一厚さのダミー板を設置しておけば、傾いて研磨されるのを防止することができる。
【0071】
このような研磨終了後、ワックス22を有機溶剤で除去することにより、突起3の先端部分に0.3μmの遮光膜5の突起先端開口6を平滑面として有する平面型プローブ1が得られる(図3(d))。
【0072】
[製造方法2]
図4ないし図9を参照して説明する。本製造方法2は、例えば、図4に示すように、突起3の周囲に保護壁4を有し、また、基板2の周囲に例えば2個のバンク25を有するアレイタイプの平面型プローブ1の製造方法に関する適用例である。ここで、当該平面型プローブ1として、図4(a)に示す例では、例えば、基板2のサイズとしては幅3mm、長さ6mmであり、サイズ0.5mm角のバンク25を基板2端部から0.1mmの位置に配設してなる。また、突起3としては、図4(b)に拡大して示すように、複数個の突起3が各々保護壁4により所定個数ずつに区切られてグループ分けされたアレイ構造とされ、かつ、これらの全体を囲む形の保護壁4も設けられている。この全体を囲む形の外側の保護壁4は、その平面的形状が、一部の開口部4aを除いて突起3の周囲を連続して囲むような形状であるとともに、突起3を間にして開口部4aと対称となる位置に突起3から離間する方向へ向けて尖角する尖角部4bが設けられた形状とされている。ここに、尖角部4bは回転駆動される光記録媒体Dの回転方向に対して上流側位置となるように平面型プローブ1の配置位置・方向を位置付けられる。これによれば、光記録媒体Dの回転によって発生する気流は、保護壁4の位置で尖角部4bによって左右方向に分流されるので、この気流を利用することにより、異物が保護壁4の周囲に堆積することを防止することができ、保護壁4の内周側及び外周側において、異物が堆積してしまうことを回避することができる。
【0073】
つまり、原理的には、図5に示すように、保護壁4の平面的形状を、一部の開口部4aを除いて突起3の周囲を連続して囲むような形状であるとともに、突起3を間にして開口部4aと対称となる位置に突起3から離間する方向へ向けて尖角する尖角部4bが設けられた形状とすればよい。
【0074】
もっとも、保護壁4の平面的形状としては、適宜形状を採り得るもので、突起3を囲む形で円環形状(図6参照)、四角枠形状(図7参照)、三角枠形状、楕円形状等が可能である。さらには、本実施の形態のように光ピックアップ装置に適用する場合には、図5に示した形状に限らず、図8に示すように、平面的形状を、略コの字形状とし、その一部の開口部4aを除いて突起3の周囲を連続して囲むように立設させ、かつ、開口部4aは回転駆動される光記録媒体Dの回転方向に対して下流側位置となるように平面型プローブ1の配置位置・方向を位置付けてもよい。これによっても、記録再生装置における記録再生に際して、光記録媒体Dの回転によって突起の周辺に気流が発生する。平面型プローブ1は、光記録媒体Dの回転によって発生する気流に対して、突起3よりも下流側に保護壁4の開口部4aが位置するように配置されているため、突起3と保護壁4との間にある異物を気流を利用して開口部4aから排除することができ、保護壁4と突起3との間における異物の集積を抑制することができる。
【0075】
何れにしても、原理的には、図9(a)に示すように、突起3の周囲を保護壁4で囲む形として表現することができる。そこで、例えば、前述したような周知の方法を用いて、石英ウエハ(基板2)に、根元径2μm、先端0.3μm、高さ3μmの突起3と、バンク25及び保護壁4とを形成した図4等に対応するプローブ基体21を用意する(図9(a)参照…バンク25は図示を省略する)。
【0076】
このようなプローブ基体21の表面全面に対して、図9(b)に示すように、例えばAlを0.2μmの厚さにスパッタリングすることにより遮光膜5を形成する。
【0077】
このように表面が遮光膜5により全面的に被覆されたプローブ基体21を、図3(c)に示した場合と同様に、ワックス22を用いて研磨治具23に貼り付け、研磨盤24上で研磨剤としてコロイダルシリカを用いて研磨し、突起3の先端部分、バンク25の表面、及び、保護壁4の表面上の遮光膜5を除去する。このような研磨終了後、ワックス22を有機溶剤で除去することにより、突起3の先端部分に0.3μmの遮光膜5の突起先端開口6を平滑面として有する平面型プローブ1が得られる(図9(c))。この場合、バンク25や保護壁4の表面も遮光膜5が除去されて開口状態となる。
【0078】
この製造方法2においては、保護壁4及びバンク25により、上述のように当該平面型プローブ1の実使用時の突起3の保護を図れるとともに、研磨時の突起3の保護も図れる。また、バンク25や保護壁4の表面を研磨ストップ面とすることができ、突起3の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。加えて、図8に示したように保護壁4の一部に開口部4aを有する平面的形状とし、この開口部4aが下流側になる方向に突起3の先端部分等を研磨することにより、研磨時に突起3周辺及び保護壁4内側に異物が集積するのを防止することができる。同様に、図4や図5に示すように、尖角部4bを有する保護壁4とし、尖角部4bが上流側になる方向に突起3の先端部分等を研磨することにより、研磨時に突起3上流側に異物が集積するのを防止することもできる。
【0079】
[製造方法3]
図10を参照して説明する。図9(c)等に示すような平面型プローブ1を構成する上で、屈折率、透過率、使用波長等の要求により、プローブ材料として基板に成形できない、或いは成形が困難な材料、或いは透過率が低く、薄くして用いることが必要な材料を基板として用いる必要が生ずる場合がある。このような点を考慮した本製造方法3においては、基板31の裏面側に透光性を有する支持材料を裏打ち材32として備える構成とされている。
【0080】
例えば、ガラス基板(裏打ち材)32にSiウエハ(基板)31を陽極接合し、Siウエハ31を研磨し、Si5μmの厚さに成形した。この後、前述したような周知の方法を用いて、ガラス基板(裏打ち材)32上に、プローブ材料のSi2μmが全面を覆い、その上に底辺2μm、高さ3μm、先端0.3μmのSi突起3及び保護壁4を有するプローブ基体を用意した。この後は、前述の製造方法2の場合と同様に、遮光膜全面形成、研磨工程を経て、図10に示すような平面型プローブ1を得たものである。
【0081】
裏打ち材32を形成する材料としては、例えば、上述のガラスの他、石英等の透光性を有する材料を用いることができる。
【0082】
基板31、即ち、突起3を形成する材料としては、例えば上述のSiの他、ダイヤモンド、Si3N4等を用いることが可能になる。ダイヤモンド、Si3N4、Si等は、スパッタ又はCVD(Chemical Vapor Deposition)によって裏打ち材32の表面に成膜して、ダイヤモンド膜、Si3N4膜、Si膜として用いる。
【0083】
基板31、即ち、突起3を形成する材料としては、他に、単結晶Si、SiO2、Ge、ガラス、結晶石英、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、ZnO、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、Bi12GeO2O、Bi12SiO2、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、Hg2CI2、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、TiInS2、TiInSe2、TlGaSe2、TlGaS2、As2S3、As2Se3、Ag3AsS3、Ag3SbS3、CdGa2S4、CdCr2S4、TlTa3S4、Tl3TaSe4、Tl3VS4、Tl3AsS4、Tl3PSe4、GaP、GaAs、GaN、(Ga,Al)As、Ga(As,P)、(InGa)P、(InGa)As、(Ga,AI)Sb、Ga(AsSb)、(lnGa)(AsP)、(GaAI)(AsSb)、ZnGeP2、CaCO3、NaNO3、α−HIO3、α−LiIO3、KIO2F2、FeBO3、Fe3BO6、KB5O8・4H2O、BeSO4・2H2O、CuSO4・5H2O、Li2SO4・H2O、KH2PO4,KD2PO4、NH4H2PO4、KH2AsO4、KD2AsO4CSH2AsO4、CsD2AsO4、KTiOPO4,RbTiOPO4、(K,Rb)TiOPO4、PbMoO4、β−Gd2(MoO4)3、β−Tb2(MoO4)3、Pb2MoO5、Bi2WO6、K2MoOS2・KCl、YVO4Ca3(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)、C6H4NO2Br、C6H4NO2CI、C6H4NO2NH2、C6H4(NH4)OH、C6H4(CO2)2HCs、C6H4(CO2)2HRb、C6H3NO2CH3NH2、C6H3CH3(NH2)2、C6H12O5・H2OKH(C8H4O4)、ClOH11N3O6、[CH2・CF2]n等を用いることが可能である。
【0084】
[製造方法4]
図9及び図11を参照して説明する。前述したような周知の方法を用いて、石英ウエハ(基板2)に、根元径2μm、先端0.3μm、高さ3μmの突起3と、バンク25及び保護壁4とを形成したプローブ基体21を用意する(図9(a)参照)。このようなプローブ基体21の表面全面に対して、例えばAlを0.2μmの厚さにスパッタリングすることにより遮光膜5を形成する(図9(b)参照)。
【0085】
次いで、遮光膜5の表面上にフォトレジスト(東京応化製OFPR800)41を全面に塗布し、バンク25及び保護壁4のフォトレジストを露光・現像により除去する(図11(a)参照)。
【0086】
その後、フォトレジスト41の開口部に存在するAlの遮光膜5をエッチング除去する(図11(b)参照)。即ち、バンク25及び保護壁4表面上の遮光膜5を除去する。そして、残存したフォトレジスト41を除去する(図11(c)参照)。
【0087】
次いで、このように遮光膜5が部分的に除去されたプローブ基体21を、図3(c)に示した場合と同様に、ワックス22を用いて研磨治具23に貼り付け、研磨盤24上で研磨剤としてコロイダルシリカを用いて研磨し、突起3の先端部分の遮光膜5を除去する。このような研磨終了後、ワックス22を有機溶剤で除去することにより、突起3の先端部分に0.3μmの遮光膜5の突起先端開口6を平滑面として有する平面型プローブ1が得られる(図11(d))。
【0088】
本製造方法4によれば、突起3の先端部分のみの遮光膜5の研磨除去となり、研磨時間を短縮させることができるとともに、バンク25や保護壁4の上面を研磨ストップ面とすることができ、突起3の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0089】
[製造方法5]
図9及び図12を参照して説明する。前述したような周知の方法を用いて、石英ウエハ(基板2)に、根元径2μm、先端0.3μm、高さ3μmの突起3と、バンク25及び保護壁4とを形成したプローブ基体21を用意する(図9(a)参照)。このようなプローブ基体21の表面全面に対して、例えばAlを0.2μmの厚さにスパッタリングすることにより遮光膜5を形成する(図9(b)参照)。
【0090】
次いで、遮光膜5の表面上に保護樹脂(東京応化製OFPR800を用いた)42を全面的に塗布する(図12(a)参照)。
【0091】
次いで、このように保護樹脂42が全面的に充填されたプローブ基体21を、図3(c)に示した場合と同様に、ワックス22を用いて研磨治具23に貼り付け、研磨盤24上で研磨剤としてコロイダルシリカを用いて研磨し、突起3の先端部分、バンク25や保護壁4の表面部分の遮光膜5を除去する(図12(b)参照)。このような研磨終了後、残存した保護樹脂42及びワックス22を有機溶剤で除去することにより、突起3の先端部分に0.3μmの遮光膜5の突起先端開口6を平滑面として有する平面型プローブ1が得られる(図12(c))。
【0092】
本製造方法5によれば、研磨時に遮光膜5を保護樹脂42とともに研磨することとなり、プローブ表面を保護でき、かつ、異物集積、遮光膜のバリ発生を抑制することができる。
【0093】
[製造方法6]
図9及び図13を参照して説明する。前述したような周知の方法を用いて、石英ウエハ(基板2)に、根元径2μm、先端0.3μm、高さ3μmの突起3と、バンク25及び保護壁4とを形成したプローブ基体21を用意する(図9(a)参照)。このようなプローブ基体21の表面全面に対して、例えばAlを0.2μmの厚さにスパッタリングすることにより遮光膜5を形成する(図9(b)参照)。
【0094】
次いで、遮光膜5の表面上にフォトレジスト(東京応化製OFPR800)41を全面に塗布し、バンク25及び保護壁4のフォトレジストを露光・現像により除去する(図13(a)参照)。
【0095】
その後、フォトレジスト41の開口部に存在するAlの遮光膜5をエッチング除去する(図13(b)参照)。即ち、バンク25及び保護壁4表面上の遮光膜5を除去する。そして、残存したフォトレジスト41を除去する(図13(c)参照)。
【0096】
次いで、プローブ基体21の表面上に保護樹脂(東京応化製OFPR800を用いた)42を全面的に塗布する(図13(d)参照)。
【0097】
このように保護樹脂42が全面的に充填されたプローブ基体21を、図3(c)に示した場合と同様に、ワックス22を用いて研磨治具23に貼り付け、研磨盤24上で研磨剤としてコロイダルシリカを用いて保護樹脂42を全面的に研磨することで、突起3の先端部分の遮光膜5も研磨により除去する(図13(e)参照)。このような研磨終了後、残存した保護樹脂42及びワックス22を有機溶剤で除去することにより、突起3の先端部分に0.3μmの遮光膜5の突起先端開口6を平滑面として有する平面型プローブ1が得られる(図13(f))。
【0098】
本製造方法6によれば、突起3の先端部分のみの遮光膜5の研磨除去となり、研磨時間を短縮させることができるとともに、バンク25や保護壁4の上面を研磨ストップ面とすることができ、突起3の過剰研磨を防止することができる。さらに、研磨時に遮光膜5を保護樹脂42とともに研磨することとなり、プローブ表面を保護できることにより、異物集積、遮光膜のバリ発生を抑制することができる。
【0099】
[製造方法7]
図14を参照して説明する。本製造方法7では、前述の製造方法2により図9(c)に示したような構造の平面型プローブ1を得た。
【0100】
次いで、基板2裏面の突起3に対応する位置に円形のフォトレジスト(東京応化製OFPR800)パターンを形成した後、160℃、1時間ベークすることによりフォトレジストを軟化凝集させ、凸レンズ状の感光性樹脂パターンを形成する。
【0101】
続いて、基板2裏面にC4F8ガスを用いたECRエッチング(フォトレジストと石英基板とのエッチング比はおよそ1:3)を行い、エッチングを樹脂パターンが完全になくなるまで実施し、図14に示すように、突起3の位置に対応させて裏面側から入射する光を突起3の根元部に集光させる集光機能部としての凸レンズ形状部51が一体に形成された平面型プローブ1が得られる。
【0102】
本製造方法7による平面型プローブ1によれば、光ピックアップ装置を構成する上で、対物レンズ14を不要にすることができる。さらに、図1に示したような構成例では、光源11−対物レンズ14−平面型プローブ1の3箇所の光軸合わせが必要になるのに対し、光源11−凸レンズ形状部51(=平面型プローブ1)の2箇所の光軸合わせで良くなり、組立が容易になるという利点がある。
【0103】
【発明の効果】
請求項1記載の発明の平面型プローブによれば、当該平面型プローブにおける突起先端開口が当該突起先端開口以外の部分から近接場光が発生することを防止するための遮光膜で被覆された突起先端部分の研磨により形成されているので、突起先端開口が研磨面となり光学的に平滑な面として得ることができるとともに、研磨量の調整により簡単かつ安価にして高精度にその開口径を制御することができ、よって、開口径が高精度に制御された平面型プローブを提供することができる。
【0104】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の平面型プローブにおいて、保護壁により実使用時の突起の保護が行なえるともに、研磨時の突起の保護も行うことができ、かつ、その製造工程において、保護壁表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0105】
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の平面型プローブにおいて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に光記録媒体と平面型プローブとの相対的な移動によって発生する気流に対して、突起よりも下流側に保護壁の開口部が位置するように本発明の平面型プローブを配置することで、突起と保護壁との間にある異物を気流を利用して開口部から排除することができ、また、製造工程の研磨時においても開口部が下流側になる方向に研磨することにより、研磨時に突起周辺及び保護壁内側に異物が集積するのを防止することができる。
【0106】
請求項4記載の発明によれば、請求項2又は3記載の平面型プローブにおいて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に光記録媒体と平面型プローブとの相対的な移動によって発生する気流に対して、突起よりも上流側に尖角部が位置するように本発明の平面型プローブを配置することで、保護壁の上流側にある異物を尖角部と気流とを利用して排除することができ、また、製造工程の研磨時においても、尖角部が上流側になる方向に研磨することにより、研磨時に突起上流側に異物が集積するのを防止することができる。
【0107】
請求項5記載の発明によれば、請求項1ないし4の何れか一記載の平面型プローブにおいて、バンクにより実使用時の突起の保護が行なえるともに、研磨時の突起の保護も行うことができ、また、製造工程においてバンク表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0108】
請求項6記載の発明によれば、請求項1ないし5の何れか一記載の平面型プローブにおいて、基板、即ち突起を石英又は光学ガラスによって形成することにより、優れた屈折率、透過率を有する平面型プローブを提供することができる。
【0109】
請求項7記載の発明によれば、請求項1ないし6の何れか一記載の平面型プローブにおいて、例えば、単体では板状に成形することが困難である材料や、透過率が低いために薄くする必要があるにも拘わらず薄くすることにより強度や取り扱い性が低下してしまうような材料を基板に使用することが可能となり、屈折率、透過率、使用波長の選択性を増すことができる。
【0110】
請求項8記載の発明によれば、請求項1ないし7の何れか一記載の平面型プローブにおいて、より高効率な近接場光の発生を可能にすることができる。
【0111】
請求項9記載の発明によれば、請求項1ないし8の何れか一記載の平面型プローブにおいて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に、裏面側から入射する光を突起の根元部に集光させる集光機能部を備える本発明の平面型プローブを用いることで、別個に集光レンズを用いる必要をなくすことができる。
【0112】
請求項10記載の発明によれば、請求項1ないし9の何れか一記載の平面型プローブにおいて例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に、その高速化を図ることができる。
【0113】
請求項11記載の発明の平面型プローブの製造方法によれば、平面型プローブにおける突起先端開口を、当該突起先端開口以外の部分から近接場光が発生することを防止するための遮光膜で被覆された突起先端部分の研磨により形成するようにしたので、突起先端開口が研磨面となり光学的に平滑な面として形成することができるとともに、研磨量の調整により簡単かつ安価にして高精度にその開口径を制御することができ、よって、開口径が高精度に制御された平面型プローブを提供することができる。
【0114】
請求項12記載の発明の平面型プローブの製造方法によれば、突起を保護するための保護壁又はバンクを有する構造の平面型プローブを製造する場合も請求項11記載の発明の場合と同様に、研磨により開口先端を高精度に形成することができ、かつ、保護壁又はバンクが存在するので、研磨時の突起の保護も図れる上に、保護壁表面又はバンク表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0115】
請求項13記載の発明の平面型プローブの製造方法によれば、基本的に請求項12記載の発明の場合と同様であるが、特に、遮光膜の除去工程を分け、突起先端部分のみの研磨により遮光膜を除去して突起先端開口を形成することにより、研磨時間が短縮できるとともに、保護膜表面やバンク表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0116】
請求項14記載の発明の平面型プローブの製造方法によれば、基本的に請求項12記載の発明の場合と同様であるが、特に、遮光膜で被覆されたプローブ基体の表面側に樹脂を充填する工程と、この樹脂を含めて研磨する工程とを有するので、研磨時にプローブ基体表面が全面的に保護されることとなり、異物集積、遮光膜のバリ発生等を抑制することができる。
【0117】
請求項15記載の発明の平面型プローブの製造方法によれば、基本的に請求項14記載の発明の場合と同様であるが、特に、保護壁表面又はバンク表面の遮光膜を除去する工程と、その後のプローブ基体の表面側に樹脂を充填する工程と、突起先端部分に関してこの樹脂を含めて研磨する工程とを有するので、突起先端部分のみの研磨により遮光膜を除去して突起先端開口を形成することにより、研磨時間が短縮できるとともに、保護膜表面やバンク表面を研磨ストップ面とすることができ、突起の過剰研磨を防止することができ、さらには、傾いて研磨されることを防止することもできる。
【0118】
請求項16記載の発明の光ピックアップ装置によれば、請求項1,2,5ないし8又は10の何れか一記載の平面型プローブを備えるので、光記録媒体に対する記録再生に平面型プローブを用いる際に、近接場光を発生させるための突起先端開口の開口径精度の高い突起を光記録媒体に近接させた場合にも、その損傷を極力回避することができ、結果的に、突起と光記録媒体とをより近接させて近接場光を効率的に発生させるとともに機械的耐久性の向上を図ることができる。
【0119】
請求項17記載の発明の光ピックアップ装置によれば、請求項16記載の発明の作用・効果に加えて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に、裏面側から入射する光を突起の根元部に集光させる集光機能部を備える請求項9記載の平面型プローブを備えるので、別個に集光レンズを用いる必要がなくなり、かつ、光源と集光機能部との光軸合わせで済み、組立て性も向上させることができる。
【0120】
請求項18記載の発明の光ピックアップ装置によれば、請求項16記載の発明の作用・効果に加えて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に光記録媒体と平面型プローブとの相対的な移動によって発生する気流に対して、突起よりも下流側に保護壁の開口が位置するように配置させた請求項3記載の平面型プローブを備えるので、突起と保護壁との間にある異物を気流を利用して開口から排除することができる。
【0121】
請求項19記載の発明の光ピックアップ装置によれば、請求項16記載の発明の作用・効果に加えて、例えば、平面型プローブを用いて光記録媒体に対する記録再生を行なう場合に光記録媒体と平面型プローブとの相対的な移動によって発生する気流に対して、突起よりも上流側に尖角部が位置するように配置させた請求項4記載の平面型プローブを備えるので、保護壁の上流側にある異物を尖角部と気流とを利用して排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図2】アレイ構造の平面型プローブ例を示す断面図である。
【図3】製造方法1を工程順に示す工程図である。
【図4】製造方法2の平面型プローブ構成例を示し、(a)は概略平面図、(b)はその一部を拡大して示す概略平面図である。
【図5】保護壁の原理的形状を示す概略平面図である。
【図6】保護壁の形状の変形例を示す平面図及び断面図である。
【図7】保護壁の形状の他の変形例を示す平面図及び断面図である。
【図8】保護壁の原理的形状の変形例を示す概略平面図である。
【図9】製造方法2を工程順に示す工程図である。
【図10】製造方法3による結果を示す断面図である。
【図11】製造方法4を工程順に示す工程図である。
【図12】製造方法5を工程順に示す工程図である。
【図13】製造方法6を工程順に示す工程図である。
【図14】製造方法7により製造された平面型プローブ例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 平面型プローブ
2 基板
3 突起
4 保護壁
4a 開口部
4b 尖角部
5 遮光膜
6 突起先端開口
21 プローブ基体
31 基板
32 裏打ち材
41 樹脂
51 集光機能部
Claims (19)
- 透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とを有する平面型のプローブ基体と、
当該プローブ基体の表面上で少なくとも前記突起を被覆する遮光膜と、
少なくとも前記突起の先端部分の研磨により前記遮光膜を除去して形成された突起先端開口と、
を備える平面型プローブ。 - 前記プローブ基体は、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁を有する請求項1記載の平面型プローブ。
- 前記保護壁は、一部の開口部を除いて前記突起の周囲を壁状に連続して囲むように形成されている請求項2記載の平面型プローブ。
- 前記保護壁は、前記突起から離間する方向へ尖る尖角部を外周の一部に有するとともに前記突起の周囲を壁状に連続して囲むように形成されている請求項2又は3記載の平面型プローブ。
- 前記プローブ基体は、前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクを有する請求項1ないし4の何れか一記載の平面型プローブ。
- 前記基板は、石英又は光学ガラスにより形成されている、請求項1ないし5の何れか一記載の平面型プローブ。
- 前記基板は、その裏面側に設けられて透光性を有する支持材料により裏打ちされている請求項1ないし6の何れか一記載の平面型プローブ。
- 前記突起は、前記突起先端開口を含めて円錐台形状に形成されている請求項1ないし7の何れか一記載の平面型プローブ。
- 前記基板又は前記支持材料の裏面側に形成されて、裏面側から入射する光を前記突起の根元部に集光させる集光機能部を有する請求項1ないし8の何れか一記載の平面型プローブ。
- 前記突起は、前記基板の表面側において複数個がアレイ状に配列形成されている請求項1ないし9の何れか一記載の平面型プローブ。
- 透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とを有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、
少なくとも前記突起の先端部分を研磨して前記遮光膜を除去することにより突起先端開口を形成する工程と、
を含む平面型プローブの製造方法。 - 透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とに加え、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁又は前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクとの少なくとも一方を有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、
前記突起の先端部分とともに前記保護壁表面又は前記バンク表面を研磨して前記遮光膜を除去することにより前記突起の先端部分に突起先端開口を形成する工程と、
を含む平面型プローブの製造方法。 - 透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とに加え、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁又は前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクとの少なくとも一方を有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、
前記保護壁表面又は前記バンク表面の前記遮光膜を除去する工程と、
前記突起の先端部分を研磨して前記遮光膜を除去することにより突起先端開口を形成する工程と、
を含む平面型プローブの製造方法。 - 透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とに加え、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁又は前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクとの少なくとも一方を有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、
被覆された前記プローブ基体の表面側に樹脂を充填する工程と、
前記突起の先端部分とともに前記保護壁表面又は前記バンク表面を充填された樹脂と同時に研磨して前記遮光膜を除去することにより前記突起の先端部分に突起先端開口を形成する工程と、
残存した樹脂を除去する工程と、
を含む平面型プローブの製造方法。 - 透光性を有する基板とこの基板と同じ材料により形成されて当該基板の表面側から突出する先細の突起とに加え、前記基板の表面側において前記突起の周囲に当該突起と同一材料で略同一高さに形成された保護壁又は前記基板の表面側において当該基板の周囲に当該基板と同一材料で前記突起と略同一高さに形成されたバンクとの少なくとも一方を有する平面型のプローブ基体の表面側を遮光膜で被覆する工程と、
前記保護壁表面又は前記バンク表面の前記遮光膜を除去する工程と、
前記プローブ基体の表面側に樹脂を充填する工程と、
前記突起の先端部分を充填された樹脂と同時に研磨して前記遮光膜を除去することにより突起先端開口を形成する工程と、
残存した樹脂を除去する工程と、
を含む平面型プローブの製造方法。 - 光記録媒体に対して照射する光を発する光源と、
前記光記録媒体側に突起の先端が位置するように配設される請求項1,2,5ないし8又は10の何れか一記載の平面型プローブと、
前記光源から出射された光を前記突起の根元部に集光させる集光手段と、
を備える光ピックアップ装置。 - 光記録媒体に対して照射する光を発する光源と、
前記光記録媒体側に突起の先端が位置するように配設され、前記光源から出射された光を集光機能部により前記突起の根元部に集光させる請求項9記載の平面型プローブと、
を備える光ピックアップ装置。 - 光記録媒体に対して照射する光を発する光源と、
前記保護壁の前記開口部が回転される前記光記録媒体の回転方向下流側に位置するように位置付けられて、光記録媒体側に突起の先端が位置するように配設される請求項3記載の平面型プローブと、
前記光源から出射された光を前記突起の根元部に集光させる集光手段と、
を備える光ピックアップ装置。 - 光記録媒体に対して照射する光を発する光源と、
前記保護壁の前記尖角部が回転される前記光記録媒体の回転方向上流側に位置するように位置付けられて、光記録媒体側に突起の先端が位置するように配設される請求項4記載の平面型プローブと、
前記光源から出射された光を前記突起の根元部に集光させる集光手段と、
を備える光ピックアップ装置。
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JP2003102121A JP2004309272A (ja) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | 平面型プローブ、その製造方法及び光ピックアップ装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100736358B1 (ko) | 2004-11-12 | 2007-07-06 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 탐침 현미경의 탐침 끝 부분에 나노구조가 선택적으로흡착되는 방법 및 그 탐침이 장착된 탐침 현미경 |
JP2008309684A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Toyota Motor Corp | 近接場分光分析用の試料測定基板 |
CN108680510A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-10-19 | 金华职业技术学院 | 一种表面纳米结构磁性测量方法 |
-
2003
- 2003-04-04 JP JP2003102121A patent/JP2004309272A/ja active Pending
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CN108680510B (zh) * | 2018-04-24 | 2020-11-03 | 金华职业技术学院 | 一种表面纳米结构磁性测量方法 |
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