JP3276792B2 - パターン化反応イオンエッチングを用いたファイバープローブ装置の製造方法 - Google Patents
パターン化反応イオンエッチングを用いたファイバープローブ装置の製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
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- C03C25/68—Chemical treatment, e.g. leaching, acid or alkali treatment by etching
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- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/18—SNOM [Scanning Near-Field Optical Microscopy] or apparatus therefor, e.g. SNOM probes
- G01Q60/22—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/245—Removing protective coverings of light guides before coupling
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- G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パターン化反応イオン
エッチングを用いたファイバープローブ装置の製造方法
に関する。
エッチングを用いたファイバープローブ装置の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】１００年以上前、有名な物理学者である
アーネスト・アッベは、光や他の放射線を焦点に合わせ
る画像システムにおいてレンズやレンズシステムに依存
する顕微鏡の根本的限界について記述している。すなわ
ち、回析は放射線の波長約１／２よりも小サイズである
画像の細部を曖昧にする（不明瞭にする）といったこと
である。サイエンティフィクアメリカ２６１巻のＮｏ．
４に９８ページから１０５ページに渡って発表された
Ｈ． Ｋｕｍｅｒ Ｗｉｃｋｒａｍａｓｉｎｇｅの「走
査プローブ顕微鏡」（１９８９年１０月）を参照方。す
なわち、顕微鏡の解像度は放射線の波長によって制限さ
れるということである。この限界を克服するため、研究
者たちは、とりわけ様々なタイプの画像プローブの使用
法を発明してきた。走査型トンネル顕微鏡（以下「ＳＴ
Ｍ」とする）装置、原子間力顕微鏡（以下「ＡＦＭ」と
する）装置、近傍走査型光顕微鏡（以下「ＮＳＯＭ」と
する）等がプローブ顕微鏡における異なるタイプの例で
ある。
アーネスト・アッベは、光や他の放射線を焦点に合わせ
る画像システムにおいてレンズやレンズシステムに依存
する顕微鏡の根本的限界について記述している。すなわ
ち、回析は放射線の波長約１／２よりも小サイズである
画像の細部を曖昧にする（不明瞭にする）といったこと
である。サイエンティフィクアメリカ２６１巻のＮｏ．
４に９８ページから１０５ページに渡って発表された
Ｈ． Ｋｕｍｅｒ Ｗｉｃｋｒａｍａｓｉｎｇｅの「走
査プローブ顕微鏡」（１９８９年１０月）を参照方。す
なわち、顕微鏡の解像度は放射線の波長によって制限さ
れるということである。この限界を克服するため、研究
者たちは、とりわけ様々なタイプの画像プローブの使用
法を発明してきた。走査型トンネル顕微鏡（以下「ＳＴ
Ｍ」とする）装置、原子間力顕微鏡（以下「ＡＦＭ」と
する）装置、近傍走査型光顕微鏡（以下「ＮＳＯＭ」と
する）等がプローブ顕微鏡における異なるタイプの例で
ある。
【０００３】ＳＴＭにおいては、導電サンプルの表面十
分近くに金属プローブが置かれており、トンネル電流が
発生している。この電流の大きさは、先端とサンプル間
の距離で決定する。（すなわち、サンプル表面の位相構
造による。）原子レベルの解像画像を達成するために、
先端は、先端とサンプル間、数オングストローム離れた
位置でサンプルボディの（変則）表面を横切って走査出
来る。トンネル電流、そしてこの先端とサンプル間の距
離は、電気機械的フィードバックサーボ機構により探知
され、制御される。ＡＦＭにおいては、原子間力（短距
離斥力、長距離引力のどちらか）がトンネル電流の代わ
りに探知されるという点を除いて、ＳＴＭと類似の方法
で画像が造られる。この技術の明白な長所は、先端とサ
ンプルが伝導性を有している必要がなく、あらゆる素材
が原子間力を発揮するということである。
分近くに金属プローブが置かれており、トンネル電流が
発生している。この電流の大きさは、先端とサンプル間
の距離で決定する。（すなわち、サンプル表面の位相構
造による。）原子レベルの解像画像を達成するために、
先端は、先端とサンプル間、数オングストローム離れた
位置でサンプルボディの（変則）表面を横切って走査出
来る。トンネル電流、そしてこの先端とサンプル間の距
離は、電気機械的フィードバックサーボ機構により探知
され、制御される。ＡＦＭにおいては、原子間力（短距
離斥力、長距離引力のどちらか）がトンネル電流の代わ
りに探知されるという点を除いて、ＳＴＭと類似の方法
で画像が造られる。この技術の明白な長所は、先端とサ
ンプルが伝導性を有している必要がなく、あらゆる素材
が原子間力を発揮するということである。
【０００４】ＮＳＯＭ装置は、一般的に細長い光プロー
ブの先端部に開口部分を有し、この開口部分は使用され
ている光放射線の波長よりもほぼ小さい（最大）寸法を
有している。装置が作動中、プローブはサンプルボディ
表面のごく近接に位置している。プローブの開口部分
は、この時サンプルボディの全体的表面に垂直な方向
で、プローブ装置上に働いている相互に等しい力の構成
要素によって特徴づけられる分離距離を保って、サンプ
ルボディ表面を横切って走査することが出来る。走査は
電気機械的フィードバックサーボ機構により探知され、
制御されておりＳＴＭやＡＦＭの場合と同様である。
ブの先端部に開口部分を有し、この開口部分は使用され
ている光放射線の波長よりもほぼ小さい（最大）寸法を
有している。装置が作動中、プローブはサンプルボディ
表面のごく近接に位置している。プローブの開口部分
は、この時サンプルボディの全体的表面に垂直な方向
で、プローブ装置上に働いている相互に等しい力の構成
要素によって特徴づけられる分離距離を保って、サンプ
ルボディ表面を横切って走査することが出来る。走査は
電気機械的フィードバックサーボ機構により探知され、
制御されておりＳＴＭやＡＦＭの場合と同様である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】例えば、米国特許Ｎ
ｏ．４，６０４，５２０に、とりわけ、金属層に覆われ
た被覆グラスファイバーの先端部に位置する開口部を有
したプローブ装置についての記述がある。この開口部分
は、ファイバーと同軸の位置でファイバー先端部の金属
層に穴を開けたものである。先端部分の（中間）近傍
は、斜めに傾斜した（先端を切り取られた円錐形の）側
壁部分を有した立方体のグラスファイバー部分から構成
されている。それにより、この側壁部分はどのような種
類の円柱をも形成しない。それゆえ、プローブ装置が荒
い表面を横向きに走査するとき、サンプルボデイ表面の
実際の輪郭（実際の側壁）について所望される情報を決
定するための計算には、プローブ側壁部分の傾斜輪郭に
ついて重要な詳細知識が必要である。一般的にこれらの
計算は、急な跳び（垂直段差）があるサンプルボディ表
面においては特に、要求されるサンプル表面輪郭の正確
な度量衡学的決定をもたらさない。さらに、プローブ装
置の製造は、特にファイバーと同軸に開口部の穴開けが
必要であるため、複雑で高価である。
ｏ．４，６０４，５２０に、とりわけ、金属層に覆われ
た被覆グラスファイバーの先端部に位置する開口部を有
したプローブ装置についての記述がある。この開口部分
は、ファイバーと同軸の位置でファイバー先端部の金属
層に穴を開けたものである。先端部分の（中間）近傍
は、斜めに傾斜した（先端を切り取られた円錐形の）側
壁部分を有した立方体のグラスファイバー部分から構成
されている。それにより、この側壁部分はどのような種
類の円柱をも形成しない。それゆえ、プローブ装置が荒
い表面を横向きに走査するとき、サンプルボデイ表面の
実際の輪郭（実際の側壁）について所望される情報を決
定するための計算には、プローブ側壁部分の傾斜輪郭に
ついて重要な詳細知識が必要である。一般的にこれらの
計算は、急な跳び（垂直段差）があるサンプルボディ表
面においては特に、要求されるサンプル表面輪郭の正確
な度量衡学的決定をもたらさない。さらに、プローブ装
置の製造は、特にファイバーと同軸に開口部の穴開けが
必要であるため、複雑で高価である。
【０００６】もう一つの例は、ＧｅＯ2 添加コア光ファ
イバーの選択的化学エッチングによる、光子トンネル顕
微鏡（ＰＳＴＭ）のナノメータサイズの先端直径を有す
るファイバープローブの製造に関するものである。ジャ
パンジャーナル応用物理３１巻（１９９２年）、Ｌ１３
０２ページからＬ１３０４ページに掲載されているＴｏ
ｇａｒ Ｐａｎｇａｒｉｂｕａｎによる「光子走査型ト
ンネル顕微鏡のナノメータ先端直径のファイバープロー
ブの再生技術」、等を参照方。ファイバーのＧｅＯ2 添
加領域を選択的にエッチングすることにより、光ファイ
バーの末端面上に小円錐形の先細りチップを形成するこ
とが出来る。ファイバープローブの先端の円錐角はファ
イバーコアのドーピング率とエッチング溶液構成を変え
ることでコントロールする。ここでは円錐角２０゜、先
端直径１０ｎｍのファイバープローブが製造されてい
る。円錐形の末端面を有するプローブのみがこの技術を
用いて製造出来るので、側壁はどのような種類の円柱形
をも形成しない。走査の間、プローブはアークの中で側
壁から側壁へラスターされるという事実を結びつけて
も、このようなプローブの走査範囲は、比較的小さい幅
の円錐形の先端が中央にある末端面の比較的大きな幅
（直径）のために制限されがちである。つまり、所望の
長い距離の走査を試みようとすると、プローブの末端面
の角はサンプル表面と望ましくない接触をおこしがちで
ある。さらに、プローブされている表面が突然跳躍をす
る場合にはいつでも、先端の円錐形は測定の精度に望ま
しくない限界を設けてしまう。
イバーの選択的化学エッチングによる、光子トンネル顕
微鏡（ＰＳＴＭ）のナノメータサイズの先端直径を有す
るファイバープローブの製造に関するものである。ジャ
パンジャーナル応用物理３１巻（１９９２年）、Ｌ１３
０２ページからＬ１３０４ページに掲載されているＴｏ
ｇａｒ Ｐａｎｇａｒｉｂｕａｎによる「光子走査型ト
ンネル顕微鏡のナノメータ先端直径のファイバープロー
ブの再生技術」、等を参照方。ファイバーのＧｅＯ2 添
加領域を選択的にエッチングすることにより、光ファイ
バーの末端面上に小円錐形の先細りチップを形成するこ
とが出来る。ファイバープローブの先端の円錐角はファ
イバーコアのドーピング率とエッチング溶液構成を変え
ることでコントロールする。ここでは円錐角２０゜、先
端直径１０ｎｍのファイバープローブが製造されてい
る。円錐形の末端面を有するプローブのみがこの技術を
用いて製造出来るので、側壁はどのような種類の円柱形
をも形成しない。走査の間、プローブはアークの中で側
壁から側壁へラスターされるという事実を結びつけて
も、このようなプローブの走査範囲は、比較的小さい幅
の円錐形の先端が中央にある末端面の比較的大きな幅
（直径）のために制限されがちである。つまり、所望の
長い距離の走査を試みようとすると、プローブの末端面
の角はサンプル表面と望ましくない接触をおこしがちで
ある。さらに、プローブされている表面が突然跳躍をす
る場合にはいつでも、先端の円錐形は測定の精度に望ま
しくない限界を設けてしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ため，本発明のパターンリアクティブイオンエッチング
を用いたファイバープローブ素子の製造方法は，（ａ）
内部円柱コア部分（図２の１８）と、外部被覆部分（１
０）とを有したファイバー部分を提供し、内部部分は、
工程（ｅ）に記載される光学的放射線を制限する導波特
性を有しており、工程（ｆ）に記載されるパターン化ホ
トレジスト層（４２）を限定する工程と、（ｂ）第一の
所定時間の間、ファイバーの下部をエッチングすること
により、ファイバーより薄い下部円柱部分（１４）が残
留する工程と、（ｃ）このファイバー部分より薄い下部
円柱部分を切断することにより、切断末端面を有した切
断された薄い下部円柱部分（１６）が形成される工程
と、（ｄ）切断した末端面の少なくとも表面全体を保護
ホトレジスト層（４０）でコーテイングする工程と、
（ｅ）光放射線をファイバーのコア部分に連結すること
により、光放射線がコア部分に伝わり、切断末端面のフ
ァイバーコア部分を覆っている保護ホトレジスト層部分
上に入射する工程と、（ｆ）保護ホトレジスト層を現像
することにより、ホトレジスト層が、切断末端面に位置
したコア部分を覆うパターン化ホトレジストマスキング
層（４２）となる工程と、（ｇ）第二の所定時間の間、
異方性を有するドライエッチングを切断末端面に行うこ
とにより、切断した末端面に位置するコア部分の、少な
くとも一部分の高さが変わらないうちに、切断末端面に
近接する被覆部分素材の所定の高さ（ｈ）分が取り除か
れる工程と、（ｈ）第三の所定時間の間、ファイバー部
分の少なくとも切断した薄い下部のコア部分に基本的に
等方性を有するエッチングを施すことにより、所定の最
大幅を有した先端部分が、切断した薄い下部円柱部分に
形成される工程とを有する手段を備えている。
ため，本発明のパターンリアクティブイオンエッチング
を用いたファイバープローブ素子の製造方法は，（ａ）
内部円柱コア部分（図２の１８）と、外部被覆部分（１
０）とを有したファイバー部分を提供し、内部部分は、
工程（ｅ）に記載される光学的放射線を制限する導波特
性を有しており、工程（ｆ）に記載されるパターン化ホ
トレジスト層（４２）を限定する工程と、（ｂ）第一の
所定時間の間、ファイバーの下部をエッチングすること
により、ファイバーより薄い下部円柱部分（１４）が残
留する工程と、（ｃ）このファイバー部分より薄い下部
円柱部分を切断することにより、切断末端面を有した切
断された薄い下部円柱部分（１６）が形成される工程
と、（ｄ）切断した末端面の少なくとも表面全体を保護
ホトレジスト層（４０）でコーテイングする工程と、
（ｅ）光放射線をファイバーのコア部分に連結すること
により、光放射線がコア部分に伝わり、切断末端面のフ
ァイバーコア部分を覆っている保護ホトレジスト層部分
上に入射する工程と、（ｆ）保護ホトレジスト層を現像
することにより、ホトレジスト層が、切断末端面に位置
したコア部分を覆うパターン化ホトレジストマスキング
層（４２）となる工程と、（ｇ）第二の所定時間の間、
異方性を有するドライエッチングを切断末端面に行うこ
とにより、切断した末端面に位置するコア部分の、少な
くとも一部分の高さが変わらないうちに、切断末端面に
近接する被覆部分素材の所定の高さ（ｈ）分が取り除か
れる工程と、（ｈ）第三の所定時間の間、ファイバー部
分の少なくとも切断した薄い下部のコア部分に基本的に
等方性を有するエッチングを施すことにより、所定の最
大幅を有した先端部分が、切断した薄い下部円柱部分に
形成される工程とを有する手段を備えている。
【０００８】
【作用】ここで使用した「異方性エッチング」という言
葉は、エッチング率が放射方向と軸方向において等しく
ないエッチングのことであり、さらに詳しくは、軸方向
におけるエッチング率と、放射方向におけるエッチング
率の比率が少なくとも約３０、望ましくは少なくとも約
５０であるような、エッチング率が放射方向よりも軸方
向において高いエッチングのことである。
葉は、エッチング率が放射方向と軸方向において等しく
ないエッチングのことであり、さらに詳しくは、軸方向
におけるエッチング率と、放射方向におけるエッチング
率の比率が少なくとも約３０、望ましくは少なくとも約
５０であるような、エッチング率が放射方向よりも軸方
向において高いエッチングのことである。
【０００９】また、ここで使用した「基本的に等方性を
有するエッチング」という言葉は、軸方向と放射方向に
おけるエッチング率が相互に１０パーセント以上異なら
ない場合にあてはまる。さらに、ここで使用した「最大
幅」という言葉は、最大直径に当たる。すなわち、ファ
イバーの円柱部分の断面に引くことの出来る最長線の長
さであり、円柱軸に対して垂直をなしている断面の端か
ら端の線である。円柱部分の場合、各断面のどのような
方向においても幅（＝直径）は、このように最大幅に等
しい。
有するエッチング」という言葉は、軸方向と放射方向に
おけるエッチング率が相互に１０パーセント以上異なら
ない場合にあてはまる。さらに、ここで使用した「最大
幅」という言葉は、最大直径に当たる。すなわち、ファ
イバーの円柱部分の断面に引くことの出来る最長線の長
さであり、円柱軸に対して垂直をなしている断面の端か
ら端の線である。円柱部分の場合、各断面のどのような
方向においても幅（＝直径）は、このように最大幅に等
しい。
【００１０】本発明における先端コア部分を有したプロ
ーブ装置の形は、このように異方性エッチングにより形
成され、ファイバーの切断には左右されない。異方性エ
ッチングはホトレジストパターン技術に依存するもので
ある。プローブが最終的に形成にされる前に、ファイバ
ーの末端面部分は、このように等方性エッチングされる
ことで減じられる。ファイバーの末端部分を減らすと、
ファイバーがサンプル平面に対しノーマルでない時、サ
ンプル表面と末端面との望ましくない接触を避けるのに
役立つ。
ーブ装置の形は、このように異方性エッチングにより形
成され、ファイバーの切断には左右されない。異方性エ
ッチングはホトレジストパターン技術に依存するもので
ある。プローブが最終的に形成にされる前に、ファイバ
ーの末端面部分は、このように等方性エッチングされる
ことで減じられる。ファイバーの末端部分を減らすと、
ファイバーがサンプル平面に対しノーマルでない時、サ
ンプル表面と末端面との望ましくない接触を避けるのに
役立つ。
【００１１】従ってこのプローブの製造方法は、ドーピ
ングプロフィールや、被覆部分のエッチング率に関連す
るコア部分のエッチング率の差違にも関連しない。軸方
向においてファイバーを異方性エッチングすることによ
り円柱先端部分を形成し、マスキング層の下に柱脚状の
円柱（又は近い形）部分を形成する。先端コア部分の平
らな末端面は、切断と反応イオン異方性エッチングを施
す間のレジストか、又は金属の保護マスキングによって
生じる。第二のウエット等方性エッチングを通して、下
部はたとえその直径を（全方向）減じても、その直円柱
形を維持している。末端面上に形成された円錐形状や、
突端のような構成は、直径が添加コア部分（典型的に３
μｍから５μｍ）よりもかなり微少（約０．１μｍ）に
なる時、取り除かれる。
ングプロフィールや、被覆部分のエッチング率に関連す
るコア部分のエッチング率の差違にも関連しない。軸方
向においてファイバーを異方性エッチングすることによ
り円柱先端部分を形成し、マスキング層の下に柱脚状の
円柱（又は近い形）部分を形成する。先端コア部分の平
らな末端面は、切断と反応イオン異方性エッチングを施
す間のレジストか、又は金属の保護マスキングによって
生じる。第二のウエット等方性エッチングを通して、下
部はたとえその直径を（全方向）減じても、その直円柱
形を維持している。末端面上に形成された円錐形状や、
突端のような構成は、直径が添加コア部分（典型的に３
μｍから５μｍ）よりもかなり微少（約０．１μｍ）に
なる時、取り除かれる。
【００１２】
【実施例】図１、図２、図３に関し、光ファイバー部分
１０はコア部分１８を有し、一般的に円対称形で、光フ
ァイバーの従来の技術で知られているように、直径Ｄを
有した円柱形である。この１０の部分は、平らでかつこ
の円柱部分１０の軸に垂直をなした末端面１１を有して
いる。ファイバー部分１０の（すなわち被覆部分の）直
径Ｄ（図３）は、一般的に約１２５μｍ以上である。コ
ア部分１８の直径ｄｃは、典型的に約３μｍから５μｍ
の範囲である。しかし、約１μｍから５０μｍの範囲で
あっても構わない。ファイバー部分１０は、粘着テープ
のような接着剤で覆われた適材の薄い層３１によって、
一般的にテフロン製であるホルダー４５にしっかりと付
けられている。
１０はコア部分１８を有し、一般的に円対称形で、光フ
ァイバーの従来の技術で知られているように、直径Ｄを
有した円柱形である。この１０の部分は、平らでかつこ
の円柱部分１０の軸に垂直をなした末端面１１を有して
いる。ファイバー部分１０の（すなわち被覆部分の）直
径Ｄ（図３）は、一般的に約１２５μｍ以上である。コ
ア部分１８の直径ｄｃは、典型的に約３μｍから５μｍ
の範囲である。しかし、約１μｍから５０μｍの範囲で
あっても構わない。ファイバー部分１０は、粘着テープ
のような接着剤で覆われた適材の薄い層３１によって、
一般的にテフロン製であるホルダー４５にしっかりと付
けられている。
【００１３】ファイバー部分１０は、基本的にウエット
等方性エッチング溶液２０に浸されている（図３、図
４）。この溶液は一般的に、（７：１）緩衝酸化膜エッ
チング溶液２部、フッ化水素酸１部、酢酸１部、Ｈ2 Ｏ
１部から構成されているような緩衝酸化膜エッチング溶
液である。この酢酸とＨ2 Ｏの化合物はエッチング中、
ファイバー表面上の不要残余物を溶解するのを助ける。
等方性エッチング溶液２０に浸されている（図３、図
４）。この溶液は一般的に、（７：１）緩衝酸化膜エッ
チング溶液２部、フッ化水素酸１部、酢酸１部、Ｈ2 Ｏ
１部から構成されているような緩衝酸化膜エッチング溶
液である。この酢酸とＨ2 Ｏの化合物はエッチング中、
ファイバー表面上の不要残余物を溶解するのを助ける。
【００１４】エッチング溶液２０は容器３０のなかに入
れられており、ファイバー部分とどこかで交わる高さ２
２まで満たされている。これにより、溶液２０に浸され
ているファイバー部分１０の下部のその全体表面は、等
方性エッチングが成される。
れられており、ファイバー部分とどこかで交わる高さ２
２まで満たされている。これにより、溶液２０に浸され
ているファイバー部分１０の下部のその全体表面は、等
方性エッチングが成される。
【００１５】このようにファイバー部分１０は所定時間
浸された後、図４に示すような形となる。すなわち、円
柱形で比較的厚みのある上部１０が、先細り円柱形の中
間部分１２に続き、直径２ｒであるもう一つの直円柱形
で比較的細い最下部分１４で終る形となる。
浸された後、図４に示すような形となる。すなわち、円
柱形で比較的厚みのある上部１０が、先細り円柱形の中
間部分１２に続き、直径２ｒであるもう一つの直円柱形
で比較的細い最下部分１４で終る形となる。
【００１６】例えば、図３、図４に示したエッチング溶
液２０に浸っているファイバー部分１０の下部１４の高
さ（長さ）Ｈは、一般的に約２．５ｃｍである。溶液２
０でエッチングされた後、細い下部１４は直径２ｒ（図
４）となり、これは一般的に約３０μｍであるが、浸さ
れる継続時間により判断される。ここで使用している
「約」という言葉は、数字を示唆するような言い方で、
通常通りの意味で用いられている。
液２０に浸っているファイバー部分１０の下部１４の高
さ（長さ）Ｈは、一般的に約２．５ｃｍである。溶液２
０でエッチングされた後、細い下部１４は直径２ｒ（図
４）となり、これは一般的に約３０μｍであるが、浸さ
れる継続時間により判断される。ここで使用している
「約」という言葉は、数字を示唆するような言い方で、
通常通りの意味で用いられている。
【００１７】次に、光学器機による観測や、他のミクロ
メータをコントロールする方法を授用したファイバー切
断器でこの下部１４の底面を、上部１０と下部１４の共
通軸に対して垂直をなす平面に切断する。このようにし
て、下部円柱部分１６はｈの長さに減じられ、そしてそ
の末端面は共通軸に垂直をなす平面である。この長さｈ
は、典型的に約０．０５μｍから５０μｍの範囲で、望
ましくは約１μｍから３０μｍの範囲である。
メータをコントロールする方法を授用したファイバー切
断器でこの下部１４の底面を、上部１０と下部１４の共
通軸に対して垂直をなす平面に切断する。このようにし
て、下部円柱部分１６はｈの長さに減じられ、そしてそ
の末端面は共通軸に垂直をなす平面である。この長さｈ
は、典型的に約０．０５μｍから５０μｍの範囲で、望
ましくは約１μｍから３０μｍの範囲である。
【００１８】ファイバー部分の低面はネガティブか、ポ
ジティブのどちらかのホトレジスト層４０で覆われてい
る（図６）。このとき、底面に生じた発光コア部分でホ
トレジストを感光するため、紫外線光をファイバーの頂
点にあてる。ネガティブホトレジストの場合、現像後、
ホトレジストの円形マスキング層４２がコア部分に残る
（図７）。
ジティブのどちらかのホトレジスト層４０で覆われてい
る（図６）。このとき、底面に生じた発光コア部分でホ
トレジストを感光するため、紫外線光をファイバーの頂
点にあてる。ネガティブホトレジストの場合、現像後、
ホトレジストの円形マスキング層４２がコア部分に残る
（図７）。
【００１９】ホトレジストがポジティブ（図示せず）で
あった場合、ホトレジストの開口部（隙間部分）が、現
像後、光によってコア部分に形成される。この場合、周
知のリフトオフ方法によってコア末端面の切断部分に、
金属のマスキング層が形成される。
あった場合、ホトレジストの開口部（隙間部分）が、現
像後、光によってコア部分に形成される。この場合、周
知のリフトオフ方法によってコア末端面の切断部分に、
金属のマスキング層が形成される。
【００２０】次に、プラズマ５２で異方性エッチングを
行うため、ファイバー部分を反応イオンエッチングチャ
ンバーに置く（図８）。ファイバーを軸方向でのみエッ
チングするため、一般的にプラズマ５２は、約２５０Ｗ
のパワーで、ＣＦ４ガス圧約２５ｍＴ（＝３．３パスカ
ル）で得られる。他のフッ化物ベースのプラズマもファ
イバー部分のエッチングに使用できる。軸方向における
エッチングはネガティブホトレジスト４２に保護されて
いるか、又は金属層により保護されている（図示せず）
コアを除いた、末端面全体１６上に行われる。プラズマ
による所定時間の異方性エッチングの後、高さ（長さ）
ｄと、直径ｄｃを有するコア１８の円柱部分が、ホトレ
ジストや金属層の下部分に残る。このようにして、ファ
イバー部分１０の底に生じた土台部分１９の長さｄを、
極微の精度でコントロールすることが出来る。このよう
にエッチングされたプローブの長さｄ（すなわち、その
アスペクト比）のコントロールが可能になることで、プ
ローブ素子としてファイバー（図９）が動作している間
は、測定される表面を走査し、像を造るときに、所望の
安定性をプローブに提供することが可能となる。
行うため、ファイバー部分を反応イオンエッチングチャ
ンバーに置く（図８）。ファイバーを軸方向でのみエッ
チングするため、一般的にプラズマ５２は、約２５０Ｗ
のパワーで、ＣＦ４ガス圧約２５ｍＴ（＝３．３パスカ
ル）で得られる。他のフッ化物ベースのプラズマもファ
イバー部分のエッチングに使用できる。軸方向における
エッチングはネガティブホトレジスト４２に保護されて
いるか、又は金属層により保護されている（図示せず）
コアを除いた、末端面全体１６上に行われる。プラズマ
による所定時間の異方性エッチングの後、高さ（長さ）
ｄと、直径ｄｃを有するコア１８の円柱部分が、ホトレ
ジストや金属層の下部分に残る。このようにして、ファ
イバー部分１０の底に生じた土台部分１９の長さｄを、
極微の精度でコントロールすることが出来る。このよう
にエッチングされたプローブの長さｄ（すなわち、その
アスペクト比）のコントロールが可能になることで、プ
ローブ素子としてファイバー（図９）が動作している間
は、測定される表面を走査し、像を造るときに、所望の
安定性をプローブに提供することが可能となる。
【００２１】次に、再度ファイバーを（基本的に）等方
性を有するエッチング溶液２０に浸す。一般的にエッチ
ング溶液２０の高さ位置７２は、（必ずしもそうである
必要はないが）先細り部分１２の頂点より高い位置にあ
る。ファイバーの先端部分である円柱最下部分６２の幅
が所望の最終先端幅（直径）ｗになるまで、基本的に等
方性エッチングが続けられる。なぜならば、エッチング
が等方性であるため、ファイバーが浸されている部分全
体の長さｄを含んだ形は変わらないままなので、円柱最
下部分６２は、直円柱形を保ち続けるからである。同時
にファイバーに生じた円柱中間部分６４と６０の直径も
減じられる。レベル７２の位置でエッチング溶液２０の
メニスカスは、図９に示すように、溶液の高さレベル７
２のすぐ上とすぐ下との間のファイバー部分に非常に緩
やかでほとんど目立つことのない先細りの移行部分を生
じる。
性を有するエッチング溶液２０に浸す。一般的にエッチ
ング溶液２０の高さ位置７２は、（必ずしもそうである
必要はないが）先細り部分１２の頂点より高い位置にあ
る。ファイバーの先端部分である円柱最下部分６２の幅
が所望の最終先端幅（直径）ｗになるまで、基本的に等
方性エッチングが続けられる。なぜならば、エッチング
が等方性であるため、ファイバーが浸されている部分全
体の長さｄを含んだ形は変わらないままなので、円柱最
下部分６２は、直円柱形を保ち続けるからである。同時
にファイバーに生じた円柱中間部分６４と６０の直径も
減じられる。レベル７２の位置でエッチング溶液２０の
メニスカスは、図９に示すように、溶液の高さレベル７
２のすぐ上とすぐ下との間のファイバー部分に非常に緩
やかでほとんど目立つことのない先細りの移行部分を生
じる。
【００２２】先端部分６２の幅ｗは、約０．０１μｍか
ら１０μｍの範囲である。ホトレジスト層４０を過剰に
照射することで、マスキング層４２の幅をコア部分１８
の幅ｄｃよりも大きくすることが出来る。このように、
先端６２の幅ｗを、コア部分１８の幅よりも大きくする
ことが出来る。しかしながら、一般的に、先端６２の幅
ｗは、一般的に約０．０５μｍから０．５μｍの範囲で
あり、望ましくは０．０５μｍから０．２μｍの範囲で
ある。結局その範囲は、サンプル表面を測定する時にプ
ローブに要求される度量衡学的使用法によって異なる。
すなわち、プローブ素子として連続して使われる間、フ
ァイバーでなされる測定に要求さられる度量衡学的解像
度によって異なる。チップ部分６２の長さｄは、一般的
に約０．０１μｍから１０μｍの範囲であり、望ましく
は０．１μｍから５μｍの範囲である。
ら１０μｍの範囲である。ホトレジスト層４０を過剰に
照射することで、マスキング層４２の幅をコア部分１８
の幅ｄｃよりも大きくすることが出来る。このように、
先端６２の幅ｗを、コア部分１８の幅よりも大きくする
ことが出来る。しかしながら、一般的に、先端６２の幅
ｗは、一般的に約０．０５μｍから０．５μｍの範囲で
あり、望ましくは０．０５μｍから０．２μｍの範囲で
ある。結局その範囲は、サンプル表面を測定する時にプ
ローブに要求される度量衡学的使用法によって異なる。
すなわち、プローブ素子として連続して使われる間、フ
ァイバーでなされる測定に要求さられる度量衡学的解像
度によって異なる。チップ部分６２の長さｄは、一般的
に約０．０１μｍから１０μｍの範囲であり、望ましく
は０．１μｍから５μｍの範囲である。
【００２３】エッチング溶液２０の高さレベル７２（図
９）が先細り中間部分１２の頂点よりも下になる場合
は、単純に中間部分６０がなくなるだけである。エッチ
ングの初期段階の間（図９）、マスキング層４２は自ら
はがれ落ちてしまうか、又は図９のように溶液に浸す前
に、適した溶剤の中で溶かして取り除くことが出来る。
９）が先細り中間部分１２の頂点よりも下になる場合
は、単純に中間部分６０がなくなるだけである。エッチ
ングの初期段階の間（図９）、マスキング層４２は自ら
はがれ落ちてしまうか、又は図９のように溶液に浸す前
に、適した溶剤の中で溶かして取り除くことが出来る。
【００２４】大直径プローブの場合、末端面の形状形成
は切断工程（図５）により妨げられる。なぜならば、フ
ァイバーの異なる半径範囲部分に対するエッチング量
（深さ）において顕著なバリエーションを軸方向につく
るに十分なエッチングがなされず、そのためコアの形成
を妨げるからである。万一、軸方向に十分なエッチング
が求められるならば、コア部分における均一半径のドー
ピング外形を有するファイバーを用いることで、又はエ
ッチング溶液の構成を調節することで、又はこの両方に
よって平らな末端面を作ることが出来る。
は切断工程（図５）により妨げられる。なぜならば、フ
ァイバーの異なる半径範囲部分に対するエッチング量
（深さ）において顕著なバリエーションを軸方向につく
るに十分なエッチングがなされず、そのためコアの形成
を妨げるからである。万一、軸方向に十分なエッチング
が求められるならば、コア部分における均一半径のドー
ピング外形を有するファイバーを用いることで、又はエ
ッチング溶液の構成を調節することで、又はこの両方に
よって平らな末端面を作ることが出来る。
【００２５】ＮＳＯＭ素子として使用する場合、６２と
６４の側面部は都合よくクロム等の金属層のような光学
的反射層で覆われているか、又は、従来の技術で知られ
ているようにファイバー部分１０がコア部分を有してい
るか（それゆえＮＳＯＭの使用中に、被覆部分が光放射
線を反射する）、又は両方である。
６４の側面部は都合よくクロム等の金属層のような光学
的反射層で覆われているか、又は、従来の技術で知られ
ているようにファイバー部分１０がコア部分を有してい
るか（それゆえＮＳＯＭの使用中に、被覆部分が光放射
線を反射する）、又は両方である。
【００２６】ファイバー部分１０の断面の形はガラスボ
ディをカットすることで出来る長円形や長方形や正方形
のような、円形以外の形である。このような場合、各々
の円柱部分の断面は、互いに異なる最大幅と最小幅を有
する。
ディをカットすることで出来る長円形や長方形や正方形
のような、円形以外の形である。このような場合、各々
の円柱部分の断面は、互いに異なる最大幅と最小幅を有
する。
【００２７】切断（図５）の前に、ファイバーをエッチ
ング溶液２０（図４）の中で垂直距離ｅまで上方に持ち
上げ、その最下部分に同所定継続時間の間、さらなるエ
ッチングを行うことが出来る。このようにして、所定の
長さｅを有した円柱中間部分（図示せず）が、ファイバ
ー部分に形成される。一般的に、このｅの長さは、約４
μｍから２０００μｍの範囲であり、望ましくは５０μ
ｍから５００μｍの範囲である。このような場合、切断
で決定される最下円柱部分１６の高さは、一般的に約５
μｍから２１００μｍの範囲であり、望ましくは約５５
μｍから５５０μｍの範囲である。先端６２の幅ｗはこ
のとき上記と同様に作られる。
ング溶液２０（図４）の中で垂直距離ｅまで上方に持ち
上げ、その最下部分に同所定継続時間の間、さらなるエ
ッチングを行うことが出来る。このようにして、所定の
長さｅを有した円柱中間部分（図示せず）が、ファイバ
ー部分に形成される。一般的に、このｅの長さは、約４
μｍから２０００μｍの範囲であり、望ましくは５０μ
ｍから５００μｍの範囲である。このような場合、切断
で決定される最下円柱部分１６の高さは、一般的に約５
μｍから２１００μｍの範囲であり、望ましくは約５５
μｍから５５０μｍの範囲である。先端６２の幅ｗはこ
のとき上記と同様に作られる。
【００２８】本発明は一実施例を用いて詳細に開示され
たけれども、発明の範囲から離れることなしに様々な修
正が成されうる。例えば、図１、図２で示したようにフ
ァイバー部分１０をホルダー４５に付けて組み合わすか
わりに、ファイバー上部側面を保護ポリマー抵抗層で覆
い、一方でファイバーのトップ（水平）面を、接着材料
でホルダー４５に付けることも可能である。このように
してファイバー部分を初めてエッチング溶液に浸した際
（図３）、輪郭の鋭利なメニスカスが出来、保護レジス
ト層はエッチングに対する抵抗力を有したままである。
そして、ホトレジスト層４０（図６）が形成される前
に、少なくともさらなるエッチングを必要とする側面の
部分から、保護レジスト層が取り除かれる。
たけれども、発明の範囲から離れることなしに様々な修
正が成されうる。例えば、図１、図２で示したようにフ
ァイバー部分１０をホルダー４５に付けて組み合わすか
わりに、ファイバー上部側面を保護ポリマー抵抗層で覆
い、一方でファイバーのトップ（水平）面を、接着材料
でホルダー４５に付けることも可能である。このように
してファイバー部分を初めてエッチング溶液に浸した際
（図３）、輪郭の鋭利なメニスカスが出来、保護レジス
ト層はエッチングに対する抵抗力を有したままである。
そして、ホトレジスト層４０（図６）が形成される前
に、少なくともさらなるエッチングを必要とする側面の
部分から、保護レジスト層が取り除かれる。
【００２９】また、光ファイバーのかわりに、上記のよ
うにエッチングが出来、切断して平らな末端面を作るこ
とが出来、光放射線に対するホトレジスト層４０の露光
パターンを十分確定する伝搬光放射線を制限する波導特
性を有するような円柱内部（中心部分）を備えた素材で
あれば、ファイバー１０の素材になりうる。
うにエッチングが出来、切断して平らな末端面を作るこ
とが出来、光放射線に対するホトレジスト層４０の露光
パターンを十分確定する伝搬光放射線を制限する波導特
性を有するような円柱内部（中心部分）を備えた素材で
あれば、ファイバー１０の素材になりうる。
【００３０】探索されたサンプル表面の画像アンダーカ
ットに関し、プローブの先端に凹形側面が要求される場
合、ホトレジストや、金属層をアンダーカットするた
め、約１００ｍＴ（１３パスカル）の高プラズマ圧力が
使われる。このように、垂直エッチング率は、放射方向
におけるよりも、軸方向における方が高い。
ットに関し、プローブの先端に凹形側面が要求される場
合、ホトレジストや、金属層をアンダーカットするた
め、約１００ｍＴ（１３パスカル）の高プラズマ圧力が
使われる。このように、垂直エッチング率は、放射方向
におけるよりも、軸方向における方が高い。
【００３１】図３から図４と、図９で示される二種類の
エッチング方法は、化学的に、又は物理的に違ったもの
となり得る。（例えば、図３から図４がウエットエッチ
ングで図９がドライエッチングであったり、図３から図
４がドライエッチングで図９がウエットエッチングであ
ったり、双方ともドライエッチングであったり、製造ス
ピードをいくらか犠牲にするが、可能である。）ウエッ
トエッチングのいずれか、又は全てが超音波振動によっ
て促進される。図３から図４と、図９で示されているエ
ッチングの双方とも、必ずしもそうである必要はない
が、基本的に等方性エッチングが望ましい。
エッチング方法は、化学的に、又は物理的に違ったもの
となり得る。（例えば、図３から図４がウエットエッチ
ングで図９がドライエッチングであったり、図３から図
４がドライエッチングで図９がウエットエッチングであ
ったり、双方ともドライエッチングであったり、製造ス
ピードをいくらか犠牲にするが、可能である。）ウエッ
トエッチングのいずれか、又は全てが超音波振動によっ
て促進される。図３から図４と、図９で示されているエ
ッチングの双方とも、必ずしもそうである必要はない
が、基本的に等方性エッチングが望ましい。
【００３２】さらに、最初のウエットエッチング（図
３）の間、ファイバー部分１０を上方に持ち上げ、円柱
中間部分６４と先端部分６２の間に位置した最終プロー
ブ（図９）に、余分の円柱中間部分を採り入れるため、
もう一度所定時間の間エッチングを行うことが出来る。
これは係属特許出願中のマーチマン３に非常に詳しく記
述されている。この余分な中間部分は、ファイバープロ
ーブが動作中、これの機械的共振特性を調整する目的に
役立つ。（すなわち、サンプル表面を横切って横向きに
動かされるときに。）このような場合、余分な中間部分
の垂直の長さは、一般的に約４μｍから２，０００μｍ
の範囲であり、望ましくは約５０μｍから５００μｍの
範囲である。この余分な中間部分が形成される以前の長
さｈ（図５）は一般的に５μｍから２，１００μｍであ
り、望ましくは約５５μｍから５５０μｍである。そし
て、先端部分６２（図９）の長さｄは、このような余分
な中間部分が形成されていない場合と同じである。この
ようにしてポリマーレジスト層の底は、長さｈを限定す
るのに用いられる。しかしながらこの場合、ポリマーレ
ジスト層は、余分な円柱中間部分が形成される前に（も
し形成されるとすれば）、少なくともエッチング溶液と
接触する部分においては、好都合にも取り除かれる。
３）の間、ファイバー部分１０を上方に持ち上げ、円柱
中間部分６４と先端部分６２の間に位置した最終プロー
ブ（図９）に、余分の円柱中間部分を採り入れるため、
もう一度所定時間の間エッチングを行うことが出来る。
これは係属特許出願中のマーチマン３に非常に詳しく記
述されている。この余分な中間部分は、ファイバープロ
ーブが動作中、これの機械的共振特性を調整する目的に
役立つ。（すなわち、サンプル表面を横切って横向きに
動かされるときに。）このような場合、余分な中間部分
の垂直の長さは、一般的に約４μｍから２，０００μｍ
の範囲であり、望ましくは約５０μｍから５００μｍの
範囲である。この余分な中間部分が形成される以前の長
さｈ（図５）は一般的に５μｍから２，１００μｍであ
り、望ましくは約５５μｍから５５０μｍである。そし
て、先端部分６２（図９）の長さｄは、このような余分
な中間部分が形成されていない場合と同じである。この
ようにしてポリマーレジスト層の底は、長さｈを限定す
るのに用いられる。しかしながらこの場合、ポリマーレ
ジスト層は、余分な円柱中間部分が形成される前に（も
し形成されるとすれば）、少なくともエッチング溶液と
接触する部分においては、好都合にも取り除かれる。
【００３３】上記の製造技術は、バッチ製造において実
行できる。なぜなら、プローブの先端部分の高さ（長
さ）は、手動切断やイオンビームミルのような技術より
も、むしろドライ異方性エッチングとレジストパターン
ニングによって明確にされるからである。加えて、ファ
イバー部分１０はＮＳＯＭの反対側の末端まで光を連結
するため、又、サンプル表面を探索（プローブ）する剪
断力技術のため、比較的長く作られる。
行できる。なぜなら、プローブの先端部分の高さ（長
さ）は、手動切断やイオンビームミルのような技術より
も、むしろドライ異方性エッチングとレジストパターン
ニングによって明確にされるからである。加えて、ファ
イバー部分１０はＮＳＯＭの反対側の末端まで光を連結
するため、又、サンプル表面を探索（プローブ）する剪
断力技術のため、比較的長く作られる。
【図１】本発明の具体的な実施例に従って製造される、
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
【図２】図１において示されている断面２ー２における
水平断面図である。分かりやすくするため、尺度や具体
的数字の記述はしていない。
水平断面図である。分かりやすくするため、尺度や具体
的数字の記述はしていない。
【図３】本発明の具体的な実施例に従って製造される、
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
【図４】本発明の具体的な実施例に従って製造される、
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
【図５】本発明の具体的な実施例に従って製造される、
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
【図６】本発明の具体的な実施例に従って製造される、
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
【図７】本発明の具体的な実施例に従って製造される、
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
【図８】本発明の具体的な実施例に従って製造される、
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
【図９】本発明の具体的な実施例に従って製造される、
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
垂直（直円柱）側面を有したプローブ装置の立体断面図
である。分かりやすくするため、尺度や具体的数字の記
述はしていない。
１０ ファイバー外部被服部分 １８ ファイバーコア １９ ファイバー柱脚部分 ２０ エッチング溶液 ４０ ホトレジスト層 ４２ マスキング層 ４５ ホルダー ５２ プラズマ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−291310（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−91710（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−146126（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130302（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209307（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−151769（ＪＰ，Ａ) 米国特許4469554（ＵＳ，Ａ) 米国特許5105305（ＵＳ，Ａ) Ｃ．Ｃ．Ｔｉｍｍｅｒｍａｎｎ，”Ｈ ｉｇｈｌｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｌｉ ｔｈｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｆｒｏｍ ＧａＡｌＡｓ ｌａｓｅｒｓ ｉｎｔｏ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒｓ”，Ａ ｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，米国, 1976年10月31日，第15巻第10号，ｐ. 2432−2433 Ｔｏｇａｒ Ｐａｎｇａｒｉｂｕａ ｎ，Ｋａｚｕｎｏｂｕ Ｙａｍａｄａ, Ｓｈｕｄｏｎｇ Ｊｉａｎｇ，Ｈｉｓａ ｏ Ｏｈｓａｗａ ａｎｄ Ｍｏｔｏｉ ｃｈｉ Ｏｈｔｓｕ，”Ｒｅｐｒｏｄｕ ｃｉｂｌｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ｎａｎｏｍ ｅｔｒｉｃ Ｔｉｐ Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｆｉｂｅｒ Ｐｒｏｂｅ ｆｏｒ Ｐ ＳＴＭ”，Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒ ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ ｓｉｃｓ，日本，1992年 ９月 １日, パート２第９Ａ号，ｐ．Ｌ1302−1304 Ｈ．Ｍ．Ｍａｒｃｈｍａｎ，Ｊ．Ｅ. Ｇｒｉｆｆｉｔｈ，ａｎｄ Ｒ．Ｗ．Ｆ ｉｌａｓ，”Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｐ ｒｏｂｅｓ ｆｏｒ ｎａｎｏｍｅｔｅ ｒ−ｓｃａｌｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ ｌ ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ”，Ｒｅｖｉｅ ｗ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎ ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，米国，Ａｍｅｒｉ ｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐ ｈｙｓｉｃｓ，1994年 ８月31日，第65 巻第８号，ｐ．2538−2541 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 C23F 4/00 - 4/04 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (9)
- 【請求項１】 パターン化反応イオンエッチングを用い
たファイバープローブ装置の製造方法において、 （ａ）内部円柱コア部分（図２の１８）と、外部被覆部
分（１０）とを有したファイバー部分を提供し、内部部
分は、工程（ｅ）に記載される光学的放射線を制限する
導波特性を有しており、工程（ｆ）に記載されるパター
ン化ホトレジスト層（４２）を限定する工程と、 （ｂ）第一の所定時間の間、ファイバーの下部をエッチ
ングすることにより、ファイバーより薄い下部円柱部分
（１４）が残留する工程と、 （ｃ）このファイバー部分より薄い下部円柱部分を切断
することにより、切断末端面を有した切断された薄い下
部円柱部分（１６）が形成される工程と、 （ｄ）切断した末端面の少なくとも表面全体を保護ホト
レジスト層（４０）でコーテイングする工程と、 （ｅ）光放射線をファイバーのコア部分に連結すること
により、光放射線がコア部分に伝わり、切断末端面のフ
ァイバーコア部分を覆っている保護ホトレジスト層部分
上に入射する工程と、 （ｆ）保護ホトレジスト層を現像することにより、ホト
レジスト層が、切断末端面に位置したコア部分を覆うパ
ターン化ホトレジストマスキング層（４２）となる工程
と、 （ｇ）第二の所定時間の間、異方性を有するドライエッ
チングを切断末端面に行うことにより、切断した末端面
に位置するコア部分の、少なくとも一部分（１９）の高
さが変わらないうちに、切断末端面に近接する被覆部分
素材の所定の高さ（ｈ）分が取り除かれる工程と、 （ｈ）第三の所定時間の間、ファイバー部分の少なくと
も切断した薄い下部のコア部分に基本的に等方性を有す
るエッチングを施すことにより、所定の最大幅（ｗ）を
有した先端部分が、切断した薄い下部円柱部分に形成さ
れる工程とを有することを特徴とするパターン化反応イ
オンエッチングを用いたプローブ装置の製造方法。 - 【請求項２】 工程（ｂ）のエッチングがウエットエッ
チングであることを特徴とする請求項１記載のパターン
化反応イオンエッチングを用いたプローブ装置の製造方
法。 - 【請求項３】 工程（ｈ）のエッチングがウエットエッ
チングであることを特徴とする請求項１記載のパターン
化反応イオンエッチングを用いたプローブ装置の製造方
法。 - 【請求項４】 工程（ｂ）と工程（ｃ）間に、ファイバ
ー下部の長さよりも短い所定の長さを有した最下部分を
さらにエッチングするという工程を有することを特徴と
する請求項１記載のパターン化反応イオンエッチングを
用いたプローブ装置の製造方法。 - 【請求項５】 最下部分の所定の長さが約４μｍから
２，０００μｍであることを特徴とする請求項４記載の
パターン化反応イオンエッチングを用いたプローブ装置
の製造方法。 - 【請求項６】 最下部分の所定の長さが約５０μｍから
５００μｍの範囲であることを特徴とする請求項４記載
のパターン化反応イオンエッチングを用いたプローブ装
置の製造方法。 - 【請求項７】 所定の最大幅が約０．０５μｍから０．
５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または請
求項４記載のパターン化反応イオンエッチングを用いた
プローブ装置の製造方法。 - 【請求項８】 所定の最大幅が約０．０５μｍから０．
２μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または請
求項４記載のパターン化反応イオンエッチングを用いた
プローブ装置の製造方法。 - 【請求項９】 先端部分の長さが約０．０１μｍから１
０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または請
求項４記載のパターン化反応イオンエッチングを用いた
プローブ装置の製造方法。
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