JP2006514274A - 散乱光を抑制した近接場光学顕微鏡プローブおよびその製造方法 - Google Patents

散乱光を抑制した近接場光学顕微鏡プローブおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本願発明は、近接場光学顕微鏡のプローブに関して、少なくとも一部分が透明な物質のプローブ先端を保持する平面の保持体から成るプローブに関する。また、プローブの製造方法に関する。プローブは、簡単な技術で高再現性を備え、シンプルで有効な光の供給をもたらす。
【解決手段】プローブの保持体は、光導波路からなる。プローブの製造方法は、光導波路を備えるコーティングを基板に形成する第1ステップと、透明層を形成し、光導波路を基板と透明層の間に配置する第2ステップと、透明層をプローブ先端上の少なくとも1つの領域をマスクする第3ステップと、透明層をエッチングしてプローブ先端を形成する第4ステップと、を備える。

Description

本願発明は、近接場光学顕微鏡プローブに関し、プローブは、少なくとも一部分が透明な物質からなるプローブ先端を備えた平面の保持体からなる。発明は、プローブの製造方法にも関する。
近接場光学顕微鏡は、試料表面の極めて近接した距離の非常に小さい開口部を備えたプローブが、高分解能を達成する効果を利用している。プローブは、光導波路を高温で引き伸ばした先端で作製される。光ファイバーの先端を金属でコーティングして、小さなアパチャーを光導波路の先に作製し、光をそこから発する。顕微鏡を使用する場合、プローブ先端を試料表面に非常に小さな距離まで近付ける。ファイバープローブの小さいアパチャ−で試料表面を照射そして走査する。
試料からの画像空間分解能は、ファイバーの先端半径、アパチャーのサイズおよび試料上を垂直に走査するファイバーを案内する精度に依存する。
ピエゾ機構または剪断力機構(shear-force mechanism)で、ファイバープローブを走査中に、正確な垂直方向をガイドすることが可能である。光導波路プローブのアパチャーサイズは、約100nmで、従来の光学顕微鏡の分解能を桁違いに上げるものではない。
更に引き伸ばすファイバーの寸法に再現性は得られず、ファイバー先端の交換で近接場光学顕微鏡の分解能およびコントラストが異なる。ファイバーの引き伸ばし方法では、1回の処理で1個の作製となり生産能力が低く高コストとなる。
DE,19926601,A1は、プローブおよび関連する方法を開示している。プローブは、漏斗の形状をした内部空隙を備え、屈曲した梁の厚さ方向に延びた先端を備えている。空隙の漏斗構造の側辺は、酸化膜で覆われている。漏斗形状のピットおよび支持素子のプローブは、分離したプロセスで製造される。2つの構造を合わせてエッチングでプローブ先端を作製する。
この技術は、多数のプロセスのステップのために複雑で高価なものとなる。2つの構造の結合ステップは、プローブの寸法の精度に問題がある。この構造は、光をプローブ先端に直接通すことが出来ない。光線を漏斗状の開口上に位置させて試料に照射することに限定される。
US6,333,497およびUS6,211,532は、エバネッセント光を検出するプローブおよび方法を開示している。試料を後方から照射してエバネッセント光を検出して光電流に変換し画像を形成している。この方法は、第1の基板にエッチングで中空の漏斗状のピットを形成し、透明の物質でコーティングをする。第2の基板を第1の基板に接合して、エッチングで第2の基板から中空のプローブ先端を形成する。第2の基板をプローブ先端下の部分を薄くして保持体を作成する。
この方法は、多数のプロセス工程が必要で、個々の基板の接合が非常に重要でプローブの寸法の再現性に関わる。エバネッセント波の原理から、この方法は、光をそれぞれのプローブ先端に通すことが出来ない。
本願発明は、近接場光学顕微鏡のプローブおよびその製造方法を提供するものである。簡単な技術で再現性の高いプローブで、効果的な光の通過を備えている。光導波路を保持体としたプローブで課題を解決する。
プローブ先端を備えた保持体で、光を光導波路でプローブ先端に導く。高精度および高効率の光をプローブ先端に導入できる。本願発明は、技術的に簡単な方法で、高い再現性でプローブ先端と光導波路を結合できる。
保持体の製造中に、光導波路をプローブ先端に厳密に位置することが可能である。高精度および高再現性の寸法を備えたプローブが製造できる。多数の再現性ある特性を備えたプローブが製造できる。コストを削減し、プローブ交換による問題を少なくすることが出来る。
本願発明は、プローブ先端を平面な保持体に形成している。これにより、高いレベルの精度および再現性あるプローブが製造できる。
プローブを単一構造にしてもよい。この場合、プローブ先端は、単1層から作製するが、費用をかけずに高精度がなおも得られる。
プローブ先端の透明物質に、酸化ケイ素を使用する。光の透過性に優れており加工がし易いためである。この結果、プローブ先端に非常に小さい先端径が得られ高分解能が達成できる。
保持体を片持ち梁として基板に結合している。プローブを保持し試料の上で振動させ、測定する試料表面の水平走査で垂直のトラッキングが可能となる。
プローブは入光部を備え、光をプローブに低損失で結合することが可能である。
入光部を保持体および/または保持体が結合した基板に形成する。保持体に有効な光結合を可能とする。
プローブは、出光部を備えている。光が光導波路からプローブ先端に良好に導入される。これにより、光が効率良くプローブ先端の先端域の小さい開口部から導かれる。
好ましくは、保持体の出光部をプローブ先端の近傍に設ける。従って、光が特にプローブ先端にうまく導入される。
好ましくは、入光部および/または出光部を光導波路に形成、または光導波路と基板間の透明な中間層に設ける。このタイプの構造は、光導波路への入光および/または光導波路からの出光の良好な結合をもたらし、高輝度の効率が達成できる。
入光部および/または出光部は、回折構造体を備えている。回折構造体は、入光部へまたは出光部からの光の結合に適している。従って、光を効率的に利用できる。
回折構造体は、結合格子を備えている。結合格子は、光を入光部および/または出光部に直接に結合するのに特に適している。
好ましくは、結合格子は、曲線の格子線を備えている。これにより光が非常に良く焦点が合わせられる。光をプローブ先端の先端域の比較的に小さい開口部に直接に焦点を合わせることが出来る。
好ましくは、光導波路を少なくとも一部分に酸化ケイ素で形成する。この物質は光をプローブに導入するのに適し、成形し易く良好な特性を持つ光導波路が得られる。
光導波路の少なくとも1つの表面に透明な中間層を設ける。光導波路に比べて低屈折の物質である。従って、光が光導波路に導かれる。
好ましくは、中間層を光導波路と基板の間に設ける。これにより、光導波路内の光の伝播減衰が基板で防げる。
透明な中間層を光導波路とプローブ先端の間に設ける。この中間層は、光を光導波路に良好に運ぶことが出来る。透明な中間層は、スペーサとして作用し、光導波路に導入された光の減衰を抑制する。中間層は、例えば、金属層を光導波路に直接に形成したものである。
透明な中間層は、酸化ケイ素、シリコンオキシナイトライドまたはフッ化マグネシウムで形成する。これらの物質は、低屈折率のため光導波路内の光の減衰低減に適している。光は、光導波路に直接に接する物質、例えばシリコンまたは金属から放射する。これらの物質は、高透過性で薄膜プロセスで製造できる。
好ましくは、プローブ先端の少なくとも1つの周面および/または周囲を光に不透明な物質で覆う。このコーティングは、測定する試料への迷光の影響を最小に出来る。
好ましくは、不透明の物質は金属層である。ある厚みから金属層は不透明になり、迷光を検出時に防ぐことが出来る。
プローブ先端の先端域の少なくとも一部が光に透明で、この先端域がアパチャーとして作用する。
プローブ製造方法に関して、次のステップから成る。第1ステップに、基板をコーティングして光導波路を形成し、第2ステップに、透明層を生成し、光導波路を基板と透明層の間に配置し、第3ステップで少なくともプローブ先端上の領域の透明層をマスキングする、第4ステップで、プローブ先端を形成するために透明層のエッチングをする、ことから成る。
本願発明の方法は、バッチプロセスで連続的にできる多数のステップからなり、多数のプローブが1枚の基板上で同時に製造できる。製造方法の各ステップがお互いに連携しており、高精度のプローブおよび高レベルのプローブ寸法の再現性が得られる。非常に小さいプローブ先端径のプローブが製造でき、プローブは、一体化した光導波路を備える。この結果、高分解能で高い光の伝導性を備えた簡単なプローブが得られる。
好ましくは、第1ステップに酸化ケイ素で光導波路を形成する。非常に良好な光伝導性の光導波路が酸化ケイ素層で製造できる。
変形として、第1ステップで基板と光導波路の間に少なくとも1つの透明な中間層を形成する。透明な中間層の物質は、光導波路に比べて低屈折で、光を容易に光導波路に伝播するプローブが製造できる。
好ましくは、第1ステップで基板と光導波路の間に少なくとも1つの透明な中間層を形成する。透明な中間層の物質は、光導波路に比べて低屈折で、光を容易に光導波路に伝播するプローブが製造できる。この結果、光を光導波路に選択的に導入できる。光導波路上の不透明な物質による光の減衰が軽減できる。
好ましくは、中間層の形成を、酸化ケイ素、シリコンオキシナイトライドまたはフッ化マグネシウムの少なくとも一層からなる。光導波路の光の減衰が軽減される。
好ましくは、入光部を基板および/または基板のコーティング内に設ける。この結果、プローブに光が良好に導入され、高輝度の効率で操作できる。
好ましくは、プローブが基板のコーティング内に出光部を備えて、プローブから光を出射する。
入光部および/または出光部が回折構造体を備えている。この結果、光をプローブの入光部および/または出光部で一方向に良好に通すことができる。
好ましくは、回折構造体の形成を結合格子のエッチングおよび/またはスタンピングで行なう。この結果、非常に正確な構造体が製造でき、光を良好に屈折または回折し、プローブ内の特定の位置合わせができる。
第2ステップで、透明層の厚さを約1〜5μm、好ましくは約2〜20μm、最適には約3〜8μmとする。
この厚みで、急峻な外側縁と小さな先端径を備えたプローブ先端が製造でき、高精度の検出が可能となるプローブが得られる。
好ましくは、基板をエッチングして基板に結合した片持ち梁の形成をする。プローブを試料表面で振動させて、水平方向の走査中に垂直方向の良好なトラッキングが可能となる。
変形として、エッチングは、ウェットエッチングおよびドライエッチングからなる。 2つのエッチングステップを組合せてエッチングフロントを基板の最終厚みに注意深く近付け、片持ち梁の保持体を形成する。プローブ先端を露出せずまたは少し露出させてエッチングをする。
好ましくは、第4の透明層のエッチングは、等方性エッチングまたは等方性と異方性エッチングの組合せである。この結果、プローブ先端の特に良好な形成が可能となり、非常に急峻な外側縁を備えたプローブが得られる。
好ましくは、光に不透明な層を、プローブ先端の周面および/または周囲に形成する。この結果、プローブ先端の周面および/または周囲からの散乱光の影響を防ぐことが出来る。
好ましくは、不透明な層をプローブ先端に斜め真空蒸着を行う。この結果、プローブ先端の少なくとも1つの周面が不透明層で覆われ、一方、プローブ先端の先端域は、不透明層で覆われない。
プローブ先端の先端域の不透明層に開口部を設けて開口部を形成する。この結果、プローブ先端の透明領域が形成され、開口部の周囲は、不透明の層で覆われていて、光の散乱が回避できる。
開口部の取付を、放電加工法および/またはプラズマエッチングで行う。非常に小さい直径の開口部を金属層に作製するのに適している。従って、非常に小さなアパチャーの直径を備えたプローブが製造できる。
本願発明は、実施例と関連する図で詳細に説明される。
図1は、本願発明の一形態に係わる近接場光学顕微鏡のプローブ1の斜視図を示す。プローブ1は、平面の保持体3を備えている。平面の保持体3は、三角形状をしておりシリコンで形成し、ガラスのような光に透明な物質でも良い。保持体3を、長方形の長く伸びた屈曲した梁に形成しても良い。
保持体3の長手方向面4の先端には、図1の底に示すプローブ先端2が形成されている。プローブ先端2は、ピラミッド形をしているが円錐形でも良い。
プローブ先端2は、4つの三角形の周面5を備え、先端域8の半径は、100nmより小さく、実施例では約10〜30nmの範囲である。プローブ先端2は、光導波路23上に長方形または円形のベース(図示しない)に設けている。ここで、低屈折の中間層、例えば酸化ケイ素層、フッ化マグネシウム層、フッ化アルミニウム層またはこれら材料の組合せ層を、光導波路23とプローブ先端2の間に形成する。
実施例では、光導波路23は、窒化ケイ素のような高屈折材料から成るが、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化スズ、酸化チタンまたはこれらの材料の組合せで形成できる。光導波路は、入光部21および出光部22を備えている。入出光部21および22は、光導波路の中で平行に間隙を持つ回析格子24を各々備えている。回折格子24は、光線9を光導波路23に結合して入光部21に取り入れ、また出光部22で結合して光線9をプローブ先端2に取り出す。光の出光部22が、プローブ先端2の直上が好ましい。
光線9は、光導波路23で方向9’に沿ってプローブ先端2に導かれ、プローブ先端8から試料(図示せず)に出射される。
プローブ1は、金属層15、好ましくはアルミニウム(図1に図示せず)で、覆われている。プローブ先端2の先端域8は、金属層15に開口部を備え、開口部から光線9が試料に照射される。
プローブ1の保持体3は、基板7に設ける。保持体3は、基板7を支点とした片持ち梁の支持体として形成される。
図2は、図1のプローブを製造する方法の一例の第1の部分的ステップである。保護層10を基板7に蒸着する。保護層10は、窒化ケイ素で、CVD方法で形成しても良い。
図3〜6は、実施例の製造方法の第1ステップ内での2〜5の部分ステップを示す。
図3は、バッファ層19を保護層10と反対側に設けている。実施例では、バッファ層19を酸化ケイ素で形成した。
図示しないが、他の実施例として、バッファ層19を異なる低屈折物質、シリコンオキシナイトライドまたはフッ化マグネシウムで形成しても良い。バッファ層19は、高透過性で薄膜プロセス、例えばCVDで形成する。
第1ステップ内の第3部分ステップとして、図4に示すように、光導波路11をバッファ層19の上に設ける。光導波路11は、窒化ケイ素から成りCVDで形成できる。
光導波路11は、酸化タンタル、酸化チタン、シリコンオキシナイトライドまたはドープした酸化ケイ素、例えばリンケイ酸塩ガラスで形成しても良い。光導波路11は、高屈折率・高透過性で、好ましくは環境に対して高耐久性で、薄膜蒸着プロセスで製造される。
光導波路11の物質および蒸着パラメータの選択は、応力を極力少なくし、エッチングでの基板7の剥離後に、光導波路が直線になっていることが好ましい。
図5は、第1ステップでの第4部分ステップ後で、光導波路11に格子状の回折構造体24を形成している。回折構造体は、入光部21および出光部22を形成する。
図示しないが、回折構造体24をバッファ層19または基板7にエッチングなどで形成しても良い。焦点用の格子構造体を設けても良い。この構造は、入光部21の光を光導波路11に束ね、および/または出光部22の光をプローブ先端2に束ねる。曲線の格子線で形成できる。
図6では、第1ステップの第5部分ステップ後で、さらにバッファ層20を回折構造体を備えた光導波路11に形成している。このバッファ層20は、低屈折の透明な物質、例えば酸化ケイ素またはフッ化マグネシウムからなり、薄膜蒸着プロセス、例えばCVDで形成する。
図7は、第6部分ステップ後の構造を示しており、先ずマスク層をバッファ層20に設ける。マスク層は、開口部12に窓を備えており、フォトリソグラフィでエッチングを行なう。バッファ層20、光導波路11およびバッファ層19を、マスク層の窓からエッチングを基板7まで行なう。
開口部12は、穴の形にし、ほぼ垂直の側壁を備えている。側壁は、プローブ1の片持ち梁支持体3の構造を定める。
図8は、第7部分ステップ後または第2ステップ後の構造を示す。透明層13を図7の開口部12側に設けている。実施例では、約5μmの厚みの透明層13を設けた。透明層は、酸化ケイ素でCVDで形成している。
透明層13は、約1〜30μm、好ましくは約2〜20μm、最適には約3〜8μmである。
図9は、第8部分ステップまたは第3ステップ後で、透明層13にマスク14を設けている。このマスク14は、先ず平面層14を透明層13に形成する。平面層14は、例えばα−シリコンからなりスパッタリングまたは真空蒸着法で形成する。α−シリコン層をドープしても良い。α−シリコン層の平面層14をフォトリソグラフィでマスク層14を透明層13に残存させる。プローブ先端2をここに形成する。この位置は、入光部22の反対側になる。
図10は、図9から第9部分ステップ後、または第4ステップを示す。透明層13を等方性エッチングまたは等方性と異方性エッチングの組合せでエッチングを行なう。ドライエッチングと組合せたHFエッチャーのウェットエッチングを用いても良い。このエッチングでピラミッド形または円錐形の構造体、プローブ先端2がバッファ層20の上に形成される。プローブ先端2は、出光部22の反対側となる。ウェットエッチングの前に1回以上のドライエッチングで側面の予備形成を実施しても良い。
図11は、図10に第10部分ステップを加えたものである。プローブ先端2を備えた基板側に不透明な層15を設ける。不透明層15は、金属層、例えばアルミニウム層で、スパッタリングまたは真空蒸着法で形成する。
図12は、プローブ先端2の先端域8の不透明層15を放電加工法および/またはプラズマエッチング法で取り除いたものである。開口したプローブ先端域8の直径は、約100nmより小さく、好ましくは約20〜50nmとする。
図13は、図12の保護層10をエッチング処理したものである。ドライエッチングを使用している。図示しないが、ウェットエッチング処理を用いても良い。エッチングで成形した保護層10は、次のエッチング処理で下の基板7を保護する。
図13の構造をエッチング処理する。残存する保護層10がマスク層となる。金属層15を下方または先端プローブ側に設けている。エッチングはウェットエッチング処理、例えばKOHで出来る。しかし純粋なウェットエッチングは、基板(ウエハー)の反対側のプローブ先端もエッチングすることになり好ましくない。本願発明では、ウェットとドライエッチングの組合せを使用した。エッチングフロントを注意深くエッチング面に近づけて片持ち梁構造体3を形成した。エッチングステップの最後で、プローブ先端2を備えている構造体の一部が、残存物質18から分離する。
金属層15をエッチングした全ての領域に適用する。スパッタリングまたは蒸着法による。プローブ先端2の先端域8を次のステップで放電加工法で露出することが出来る。金属層15をプローブ先端側に設けても良い。先端域8は、そのままにする。図15は、図16のA−B線に沿う断面である。
図15は、図14で基板上方に金属層15’を処理したプローブ先端2の構造を示す。プローブ先端2の先端域8から分離した光導波路11が金属層15または15’で保護され、検出時の散乱光の発生が軽減または防ぐ事が出来る。
図16は、プローブ1の先端の平面図および図14の残存物質18の下側を示す。プローブ1は、平面図に示す長方形の長く屈曲した梁の保持体3を備え、その自由な先端にはプローブ先端2が形成されている。プローブ1のプローブ先端側および残存物質18の下面は、金属層15で広範囲に覆われている。ただしプローブ先端2の先端域8を除く。
図17はプローブ1’の変形例で、プローブ1と同様の方法で製造されるが異なった形の保持体を備えている。図17は、プローブ1’のプローブ先端側の平面図でエッチングおよび金属層の蒸着後の残存物質18’である。プローブ1’の形は、図1に示すプローブ1’に相当し、三角形の保持体3’を備えている。保持体3’の三角形の自由な先端にプローブ先端2が形成されている。プローブ1’のプローブ先端側および残存物質18’の下面は、金属層15で広範囲に覆われている。ただしプローブ先端2の先端域8を除く。保持体3’の三角形は、保持体または片持ち梁のねじれ振動を抑制する利点がある。
構造体の分離に標準のウェハーソーを使用できる。プローブ先端2および保持体3に特別な機械的な保護が必要である。
近接場光学顕微鏡のプローブの1形態の概略的な斜視図である。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 プローブの製造方法を模式図で示し、図1に係わるプローブ。 屈曲した保持体を備えたプローブのプローブ先端側の概略的な平面図である。 三角形の保持体を備えたプローブのプローブ先端側の概略的な平面図である。

Claims (38)

  1. 近接場光学顕微鏡のプローブ1であって、プローブ先端2を有する平面の保持体3を備え、プローブ先端2は少なくとも一部分が透明物質からなり、保持体3が光導波路23を備えていることを特徴とする近接場光学顕微鏡のプローブ。
  2. プローブ先端2を、保持体3の平面上4に形成することを特徴とする請求項1記載のプローブ。
  3. プローブ先端2を単一構造で形成することを特徴とする請求項1または2記載のプローブ。
  4. プローブ先端2の透明物質を酸化ケイ素で形成することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載のプローブ。
  5. 保持体3が、基板7に片持ち梁として結合していることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載のプローブ。
  6. プローブ1が、入光部21を備えていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載のプローブ。
  7. 入光部21を、保持体3および/または保持体が結合している基板7に形成することを特徴とする請求項6記載のプローブ。
  8. プローブ1が出光部22を備えていることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項記載のプローブ。
  9. 出光部22をプローブ先端2近傍の保持体3に形成することを特徴とする請求項8記載のプローブ。
  10. 入光部21および/または出光部22を光導波路23または光導波路23と基板7の間の透明中間層19に形成することを特徴とする請求項6〜9の何れか1項記載のプローブ。
  11. 入光部21および/または出光部22が、回折構造体を備えていることを特徴とする請求項6〜10の何れか1項記載のプローブ。
  12. 回折構造体が、結合格子24を備えていることを特徴とする請求項11記載のプローブ。
  13. 結合格子24が、曲面の格子線から成ることを特徴とする請求項12記載のプローブ。
  14. 光導波路23が、少なくとも一部分が窒化ケイ素から成ることを特徴とする請求項1〜13の何れか1項記載のプローブ。
  15. 透明の中間層19,20が、光導波路23よりも低屈折で、少なくとも光導波路の表面の1つに設けられていることを特徴とする請求項1〜14の何れか1項記載のプローブ。
  16. 透明の中間層19を、光導波路23と基板7の間に設けることを特徴とする請求項15記載のプローブ。
  17. 透明の中間層20を、光導波路23とプローブ先端2の間に設けることを特徴とする請求項15または16記載のプローブ。
  18. 透明の中間層19,20を、酸化ケイ素、シリコンオキシナイトライドまたは窒化ケイ素で形成することを特徴とする請求項15〜17の何れか1項記載のプローブ。
  19. プローブ先端2の少なくとも1つの周面5および/または周囲6を光に不透明な物質でコーティングすることを特徴とする請求項1〜18の何れか1項記載のプローブ。
  20. 不透明な物質が、金属層15であることを特徴とする請求項19記載のプローブ。
  21. プローブ先端2の少なくとも1つの先端域8が、光に透明であることを特徴とする請求項1〜20の何れか1項記載のプローブ。
  22. 請求項1に係わるプローブ1において、近接場光学顕微鏡のプローブ先端2を備えたプローブ1の製造方法であって、
    基板7にコーティングをして光導波路23を形成する第一ステップと、
    透明層13を設けて、光導波路23を基板7と透明層13の間に配置する第2ステップと、
    プローブ先端2の少なくとも1つの領域で透明層13をマスキングする第3ステップと、
    透明層13の等方性エッチングでプローブ先端2を形成する第4ステップと、
    を備えることを特徴とする製造方法。
  23. 第1ステップが、光導波路23を窒化ケイ素層11で形成することを特徴とする請求項22記載の製造方法。
  24. 第1ステップが、少なくとも1つの透明な中間層19を基板7と光導波路23の間に形成し、透明な中間層19が、光導波路23の物質よりも低屈折であることを特徴とする請求項22または23記載の製造方法。
  25. 第1ステップが、少なくとも1つの透明な中間層20を光導波路23とプローブ先端2の間に形成し、透明な中間層20が、光導波路23の物質よりも低屈折であることを特徴とする請求項22〜24の何れか1項記載の製造方法。
  26. 透明な中間層19,20が、少なくとも一層の酸化ケイ素、シリコンオキシナイトライドまたはフッ化マグネシウムで形成することを特徴とする請求項24または25記載の製造方法。
  27. 入光部21を基板7および/または基板のコーティング内に設けることを特徴とする請求項22〜26の何れか1項記載の製造方法。
  28. 出光部22を基板上のコーティング内に設けることを特徴とする請求項22〜27の何れか1項記載の製造方法。
  29. 入光部21および/または出光部22が、回折構造体からなることを特徴とする請求項27または28記載の製造方法。
  30. 回折構造体を、結合格子24のエッチングおよび/またはスタンピングで形成することを特徴とする請求項29記載の製造方法。
  31. 第2ステップで、透明層13を約1〜30μm、好ましくは約2〜20μm、最適には約3〜8μmの厚みにすることを特徴とする請求項22〜30の何れか1項記載の製造方法。
  32. 基板7のエッチングで、基板7に結合した片持ち梁の保持体を形成することを特徴とする請求項22〜31の何れか1項記載の製造方法。
  33. 基板7のエッチングを、ウェットエッチングおよびドライエッチングですることを特徴とする請求項32記載の製造方法。
  34. 第4ステップでの、透明層13のエッチングが、等方性エッチングまたは等方性と異方性の組合せのエッチングであることを特徴とする請求項22または23記載の製造方法。
  35. 少なくとも1つのプローブ先端2の周面5および/または周囲6に光に不透明な層15を形成することを特徴とする請求項22〜34の何れか1項記載の製造方法。
  36. 不透明な層15を、先端プローブ2に斜めに真空蒸着で形成することを特徴とする請求項35記載の製造方法。
  37. プローブ先端2の先端域8の不透明層15の開口部は、アパチャーの形成になることを特徴とする請求項35または36記載の製造方法。
  38. 開口部を、放電加工法および/またはプラズマエッチングで形成することを特徴とする請求項37記載の製造方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10303961B4 (de) * 2003-01-31 2005-03-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sonde für ein optisches Nahfeldmikroskop und Verfahren zu deren Herstellung
US20130335110A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Polyvalor, Limited Partnership Planar circuit test fixture
JP2014013160A (ja) * 2012-07-04 2014-01-23 Hitachi Ltd 走査プローブ顕微鏡
US9184564B2 (en) * 2013-06-07 2015-11-10 Ngk Insulators, Ltd. External resonator type light emitting system
JP5936771B2 (ja) 2013-11-27 2016-06-22 日本碍子株式会社 外部共振器型発光装置
JP6554035B2 (ja) * 2014-05-01 2019-07-31 日本碍子株式会社 グレーティング素子および外部共振器型発光装置

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0470506A (ja) * 1990-07-11 1992-03-05 Olympus Optical Co Ltd 原子プローブ顕微鏡
JPH0483138A (ja) * 1990-07-26 1992-03-17 Nikon Corp 微小力検出器
JPH0626846A (ja) * 1992-07-10 1994-02-04 Fujitsu Ltd 表面粗さ測定装置
JPH06259821A (ja) * 1993-03-09 1994-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 記録再生装置
JPH06294638A (ja) * 1993-04-06 1994-10-21 Olympus Optical Co Ltd 表面形状測定装置
WO1996027880A1 (fr) * 1995-03-08 1996-09-12 Hitachi, Ltd. Tete optique a champ de proximite stratifiee et dispositif d'enregistrement et de reproduction d'informations optiques
JPH10293134A (ja) * 1997-02-19 1998-11-04 Canon Inc 光検出または照射用のプローブ、及び該プローブを備えた近視野光学顕微鏡・記録再生装置・露光装置、並びに該プローブの製造方法
JPH1164350A (ja) * 1997-08-26 1999-03-05 Canon Inc 微小開口の形成方法と微小開口を有する突起、及びそれらによるプローブまたはマルチプローブ、並びに該プローブを用いた表面観察装置、露光装置、情報処理装置
JPH1166650A (ja) * 1997-08-26 1999-03-09 Canon Inc 微小開口を有する突起の製造方法と微小開口を有する突起、及びそれらによるプローブまたはマルチプローブ
JPH11281657A (ja) * 1998-03-26 1999-10-15 Seiko Instruments Inc 走査型プロープ及びその製造方法
WO2000028536A1 (fr) * 1998-11-09 2000-05-18 Seiko Instruments Inc. Tete optique a champ proche et procede de production associe
JP2001116678A (ja) * 1999-10-14 2001-04-27 Canon Inc 光照射用または光検出用プローブの製造方法、および光照射用または光検出用プローブ
JP2001141634A (ja) * 1999-11-11 2001-05-25 Canon Inc 近接場光プローブとその作製方法、及びこれらを用いた顕微鏡、記録再生装置、微細加工装置
JP2001297463A (ja) * 2000-04-18 2001-10-26 Seiko Instruments Inc 情報記録再生装置
JP2003194697A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Canon Inc グレーティングカップラを有する探針及びその製造方法、該探針を有するプローブ、及び該プローブを有する情報処理装置、表面観察装置、露光装置、該露光装置による光学素子

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4314301C1 (de) * 1993-04-30 1994-05-05 Imm Inst Mikrotech Abtastvorrichtung zur Untersuchung von Oberflächenstrukturen mit Auflösung im submicron-Bereich und Verfahren zu deren Herstellung
US5354985A (en) * 1993-06-03 1994-10-11 Stanford University Near field scanning optical and force microscope including cantilever and optical waveguide
DE19509903A1 (de) * 1995-03-18 1996-09-19 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Abtastvorrichtung zur kombinierten Untersuchung von verschiedenen Oberflächeneigenschaften mit Auflösung im Nanometerbereich
JP3639684B2 (ja) * 1997-01-13 2005-04-20 キヤノン株式会社 エバネッセント波検出用の微小探針とその製造方法、及び該微小探針を備えたプローブとその製造方法、並びに該微小探針を備えたエバネッセント波検出装置、近視野走査光学顕微鏡、情報再生装置
DE19713746C2 (de) * 1997-04-03 2001-06-28 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Sensor für gleichzeitige Rasterkraftmikroskopie und optische Nahfeldmikroskopie
DE19926601B4 (de) * 1998-09-12 2007-03-29 Witec Wissenschaftliche Instrumente Und Technologie Gmbh Apertur in einem Halbleitermaterial sowie Herstellung der Apertur und Verwendung
JP4648512B2 (ja) * 2000-03-07 2011-03-09 セイコーインスツル株式会社 近視野光発生素子の製造方法
DE10303961B4 (de) * 2003-01-31 2005-03-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sonde für ein optisches Nahfeldmikroskop und Verfahren zu deren Herstellung

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0470506A (ja) * 1990-07-11 1992-03-05 Olympus Optical Co Ltd 原子プローブ顕微鏡
JPH0483138A (ja) * 1990-07-26 1992-03-17 Nikon Corp 微小力検出器
JPH0626846A (ja) * 1992-07-10 1994-02-04 Fujitsu Ltd 表面粗さ測定装置
JPH06259821A (ja) * 1993-03-09 1994-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 記録再生装置
JPH06294638A (ja) * 1993-04-06 1994-10-21 Olympus Optical Co Ltd 表面形状測定装置
WO1996027880A1 (fr) * 1995-03-08 1996-09-12 Hitachi, Ltd. Tete optique a champ de proximite stratifiee et dispositif d'enregistrement et de reproduction d'informations optiques
JPH10293134A (ja) * 1997-02-19 1998-11-04 Canon Inc 光検出または照射用のプローブ、及び該プローブを備えた近視野光学顕微鏡・記録再生装置・露光装置、並びに該プローブの製造方法
JPH1164350A (ja) * 1997-08-26 1999-03-05 Canon Inc 微小開口の形成方法と微小開口を有する突起、及びそれらによるプローブまたはマルチプローブ、並びに該プローブを用いた表面観察装置、露光装置、情報処理装置
JPH1166650A (ja) * 1997-08-26 1999-03-09 Canon Inc 微小開口を有する突起の製造方法と微小開口を有する突起、及びそれらによるプローブまたはマルチプローブ
JPH11281657A (ja) * 1998-03-26 1999-10-15 Seiko Instruments Inc 走査型プロープ及びその製造方法
WO2000028536A1 (fr) * 1998-11-09 2000-05-18 Seiko Instruments Inc. Tete optique a champ proche et procede de production associe
JP2001116678A (ja) * 1999-10-14 2001-04-27 Canon Inc 光照射用または光検出用プローブの製造方法、および光照射用または光検出用プローブ
JP2001141634A (ja) * 1999-11-11 2001-05-25 Canon Inc 近接場光プローブとその作製方法、及びこれらを用いた顕微鏡、記録再生装置、微細加工装置
JP2001297463A (ja) * 2000-04-18 2001-10-26 Seiko Instruments Inc 情報記録再生装置
JP2003194697A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Canon Inc グレーティングカップラを有する探針及びその製造方法、該探針を有するプローブ、及び該プローブを有する情報処理装置、表面観察装置、露光装置、該露光装置による光学素子

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