JP3808398B2 - 平面型プローブの形成方法および平面型プローブ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Video Disc)などの光ディスクストレージ(光記録媒体)に記録・再生を行なう際に利用される平面型プローブに関し、特に複数の微小開口の近傍に発生させた高効率の近接場光により光記録媒体に記録・再生を行なうことのできる平面型プローブの形成方法および平面型プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】
昨今の情報技術の普及により、様々な情報メディアを記録するための情報ストレージとして、CDやDVDに代表される光記録媒体は、光記録の高密度化に加え、デジタル画像圧縮技術の進歩に伴い進展している。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およびレンズの高NA化が図られている。しかし、光の屈折限界により、記録に関しては記録ビットを微小化することが困難になる。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(外乱)なしで読むことができなくなる。そこで、このような、光の屈折限界による記録、再生の限界に対する解決策の1つとして、近接場光(Near Field Optics)を用いた光方式が提案されている。
【0003】
近接場とは、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入射した光は、境界面にすべて反射されるが、一部境界面を越え非伝播の電場成分のみが染み出した領域が形成され、この非伝播の電場成分が染み出した領域(漏れ光)のことを意味する。また、このような領域は、近接場顕微鏡の光ファイバープローブのように、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ーでも形成される。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くらいしか横方向の広がりを持たず、開口から離れるにしたがって指数関数的に強度が減少し、開口と同程度以上に染み出すことがない。この近接場領域に、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。このように、近接場光を用いれば、光の屈折限界を超えた解像度が得られるが、一般に伝播光に比べ近接場光は、非常に強度が弱く、効果的に近接場光を発生させたり、検出する方法が模索されている。
【0004】
また、高速記録・再生方法も、高密度記録と同様に、その方法が検討されている。その一つとして、碁盤目状の複数の開口を有する平面プローブが提案されている。この平面プローブを用いることにより、走査速度は、(目標とする記録・再生の走査速度)/(開口数)で済むため、走査速度は低速でも、記録・再生は高速に行なうことが可能である。このように、高密度記録と高速記録・再生を行なう際は、平面プローブの近接場光を用いることが有効となる。
【0005】
このような平面型プローブの形成(製造)方法が、たとえば特開2001−208672号公報、特開2000−182264号公報に開示されている。特開2001−208672号公報では、SOI(SiliconOn Insulator)基板のシリコン結晶面を利用した異方性エッチングにより開口を形成している。また、特開2000−182264号公報では、電子ビームを用いて円形の感光性樹脂パターンを形成し、ドライエッチングにより円錐状プローブを形成している。この従来における平面型プローブの形成工程について図17を用いて説明する。
【0006】
図17において、符号170は窒化珪素膜、符号171はガラス基板、符号172は感光性樹脂パターン、符号173はプローブ、符号174は光反射膜、符号175は先端開口である。まず、図17(a)に示すように、ガラス基板171に窒化珪素膜170を成膜する。そして、同図の(b)に示すように、窒化珪素膜170が成膜されたガラス基板171に、化学増幅型レジストエキシマーステッパーを用いて円形のレジストパターン(感光性樹脂パターン)172を形成する。そして、(c)に示すように、円形のレジストパターン172をマスクとし、ドライエッチングで円錐状にエッチングを行なう。つぎに、(d)に示すように、レジストパターン172を残したまま、金属膜(光反射膜)174を成膜する。最後に、(e)に示すように、ウェットエッチングにより、レジストパターン172を除去することにより、先端開口175を有する平面型プローブを形成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示されるような従来の平面型プローブ、およびその製造方法にあっては、下記のような問題点があった。平面型プローブは、開口寸法のばらつきが大きな問題になる。すなわち、近接場光は、開口寸法とほぼ同じくらいしか伝播することができず(染み出すことができず)、強度は指数関数的に減少するため、平面型プローブを形成する各開口が大きくばらつくと、平面型プローブと一定間隔を置いた光記録媒体への近接場光強度が大きく異なり、記録・再生ができないところが生じる。
【0008】
また、特開2001−208672号公報にあっては、基板の酸化膜に形成されているシリコン膜厚のばらつきや写真製版時のレジストパターンのばらつきなど、上述したように、最も重要となる開口径寸法に関して多くのばらつきの要因が存在する。さらに、近接場光の発生効率に関係する開口の断面形状は、結晶の方位である四角錘状にしか形成することができない。さらに、特開2000−182264号公報にあっては、プローブの形状がドライエッチング能力に依存するため、角度の調整が困難であり、任意の形状のプローブを製造することができなかった。
【0009】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の微小開口部の形状(角度、高さ、先端の開口)を任意に調整可能な平面型プローブの形成方法を実現し、高効率の近接場光を発生することができる平面型プローブを得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、複数の微小開口列を有し、当該微小開口の近傍に近接場光を発生させて光記録媒体に記録・再生を行なうための平面型のプローブを形成する平面型プローブの形成方法において、基板上に柱部を形成する第1の工程と、前記柱部の周辺に当該柱部の材料と同一のエッチング液またはエッチングガスでエッチングされ、且つ柱部の材料よりエッチングレートの早い特性を有する埋めこみ材を充填する第2の工程と、前記柱部と前記埋めこみ材とを等方性エッチングによってエッチングを行う第3の工程と、を含むことを特徴とするものである。
【0011】
この発明によれば、基板上に柱部を形成し、次いで前記柱部の周辺に当該柱部の材料と同一のエッチング液またはエッチングガスでエッチングされ、且つ柱部の材料よりエッチングレートの早い特性を有する埋めこみ材を充填し、さらに前記柱部と前記埋めこみ材とを等方性エッチングによってエッチングを行うことにより、柱部および埋めこみ材のエッチングの進行にともない、柱部の先端部分に対して縦方向および横方向から所望のエッチングを行うことができる。これにより、プローブにおける底面の大きさ、角度を任意に調整することが可能になる。
【0012】
また、請求項2にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記柱部は円柱状に構成されることを特徴とするものである。
【0013】
この発明によれば、請求項1において、前記柱部を円柱状の形状に構成することにより、底面の大きさや角度の調整に加え、プローブ先端の大きさを任意に調整することが可能となる円錐形または円錐台形のプローブを形成することができる。
【0014】
また、請求項3にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記基板は、石英または光学ガラスよりなることを特徴とするものである。
【0015】
この発明によれば、請求項1または2において、石英または光学ガラスの基板を用いることにより、屈折率、透過率に優れたプローブの形成が可能になる。
【0016】
また、請求項4にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記基板と前記柱部とは、同一材料よりなることを特徴とするものである。
【0017】
この発明によれば、請求項1、2または3において、前記基板と前記柱部とを、同一材料とすることにより、プローブの形成に際して材料の入手を容易とすることができる。
【0018】
また、請求項5にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記基板は、プローブ材料と支持材料の複合構造を有することを特徴とするものである。
【0019】
この発明によれば、請求項1〜4のいずれか一つにおいて、プローブ材料と支持材料の複合構造を有する基板とすることにより、プローブ材料として、基板に成形できない、または成形が困難な材料、または透過率が低く薄くして用いることが必要な材料を用いることが可能になる。
【0020】
また、請求項6にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記埋めこみ材は、フォトレジストであることを特徴とするものであある。
【0021】
この発明によれば、請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記埋めこみ材の材料には、フォトレジストを適用することができるため、材料の入手を容易にすることができるともに、各種のドライエッチングを選択的に使用することができる。
【0022】
また、請求項7にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記埋めこみ材は、液状であるとともに、焼成することによりガラスとなる材料であることを特徴とするものである。
【0023】
この発明によれば、請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記埋めこみ材は、液状であるとともに、焼成することによりガラスとなる材料であるので、フッ酸を基本としたエッチング液で使用可能となり、焼成温度を変化させることによりプローブの先端角度の調整を任意にコントロールすることができる。
【0024】
また、請求項8にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記埋めこみ材は、前記柱部より屈折率が低いことを特徴とするものである。
【0025】
この発明によれば、請求項7において、埋めこみ材は、前記柱部より低屈折率の材料が選択されるので、埋めこみ材を残存させたままのプローブを完成品とすることができる。
【0026】
また、請求項9にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記埋めこみ材を、着色したことを特徴とするものである。
【0027】
この発明によれば、請求項6または7において、前記埋めこみ材を着色することにより、等方性エッチングによりエッチングを施したエッチングの終点を目視により容易に判断することができる。
【0028】
また、請求項10にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記柱部は、前記基板上に当該柱部の柱状レジストパターンを形成し、この柱状レジストパターンをマスクとして異方性エッチングを行うことにより形成することを特徴とするものである。
【0029】
この発明によれば、請求項1〜9のいずれか一つにおいて、柱状レジストパターンをマスクとして異方性エッチングを行うことにより、基板上に形成する柱状構造を容易に得ることができる。
【0030】
また、請求項11にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記柱部は、前記基板上に当該柱部の柱状レジストパターンを形成し、この柱状レジストパターンを犠牲層のマスクとして埋めこみ、犠牲層の除去を行うことにより形成することを特徴とするものである。
【0031】
この発明によれば、請求項1〜9のいずれか一つにおいて、柱状レジストパターンを犠牲層のマスクとして埋めこみ、犠牲層の除去を行うことにより、基板上に形成する柱状構造および支持部材の複合構造を容易に得ることができる。
【0032】
また、請求項12にかかる平面型プローブの形成方法にあっては、前記柱部の先端部に、エッチングされない材料を設けるとともに、プローブの形成後に前記材料を除去することを特徴とするものである。
【0033】
この発明によれば、請求項1〜6のいずれか一つにおいて、前記柱部の先端部に、エッチングされない材料を設けるとともに、プローブの形成後に前記材料を除去することにより、より先端のとがったプローブを得ることができるうえ、プローブ形状の制御範囲を広くすることができる。
【0034】
また、請求項13にかかる平面型プローブにあっては、複数の微小開口列を有し、当該微小開口の近傍に近接場光を発生させるための平面型プローブを、請求項1〜12のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法にしたがって形成することを特徴とするものである。
【0035】
この発明によれば、平面型プローブを、請求項1〜12いずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法にしたがって形成することにより、任意の形状のプローブが形成可能になる。
【0036】
また、請求項14にかかる平面型プローブにあっては、少なくともプローブの斜面に斜光膜または光反射膜を形成することを特徴とするものである。
【0037】
この発明によれば、請求項13において、少なくともプローブの斜面に斜光膜または光反射膜を形成することにより、記録・再生時におけるレーザ出力を決定する上で重要な光利用効率を高めることが可能になる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる平面型プローブの形成方法および平面型プローブの好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【0039】
ここで、本発明の特徴は角度、高さ、先端の開口を任意形状で形成する平面型プローブの形成方法を提供するとともに、高効率な近接場を発生することができる平面型プローブを製造することにある。以下、平面型プローブの形成方法を具体的に説明する。
【0040】
まず、本発明の実施の形態にかかる平面型プローブの形成方法の一連の製造(形成)工程について図1のフローチャートおよび図面を用いて説明する。すなわち、本発明では基板上に柱部を形成する柱部形成工程(第1の工程)を行う(ステップS11)。図2は基板100上に形成された柱部101を示している。ここで、基板に対して、柱部を形成する方法としては基板100自体を器械加工することにより、この基板上に柱部を形成するなどの既存の技術を用いて行なうことができる。
【0041】
また、上述した器械加工による方法以外にも、(1)基板上に柱形レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして異方性エッチングを行う方法や、(2)基板上に犠牲層を形成し、この犠牲層に通常の写真製版−エッチング工程により貫通孔を形成し、この貫通孔に柱状材料をCVD(chemical vapor deposition:化学気相成長法)、スパッタ等の方法で埋めこみ、犠牲層を除去する方法などを採用することができる。
【0042】
次いで、基板100上に形成された柱部101の周辺部分に対し、埋めこみ材102を使用し、この埋めこみ材102を充填する埋めこみ工程(第2の工程)を行う(ステップS12)。ここで、基板100には、所定の波長光を透過する透光性材料の基板を用いることにより、近接場光によるプローブを形成することができる。図3(a)(b)は、柱部101の周辺が埋めこみ材102により、充填された状態を示している。図3(a)に示すように、埋めこみ材102の埋めこみ高さは、柱部101の上面と同一であっても良いし、図3(b)に示すように柱部101の全体を包囲するようにしてもよい。
【0043】
ここで、使用する埋めこみ材102の条件としては、柱状部と同一のエッチング液またはエッチングガスでエッチングすることができ、且つ柱部101よりエッチングレート(エッチングが施される速度)の早い特性を有する材料を選定する。具体的な埋めこみ材102の材料としては、感光性樹脂などのフォトレジストが適している。また、このフォトレジスト以外では、液状であって、焼成することによりガラスとなる材料を用いることも可能である。これらの材料は、ディッピング、スピンコート等の方法で形成することができる。さらに、埋めこみ材102の材料としては鍍金で形成した金属、CVD、スパッタ等の方法で形成した各種材料を用いることが可能である。例えば、基板に石英または光学ガラスを用い、埋めこみ材に東京応化製のOCDを用いる方法がある。OCDは焼成温度によりフッ酸に対するエッチングレートを変化させることが可能となるため、焼成温度を変化させることによりプローブの先端角度を任意にコントロールすることができる。
【0044】
次いで、その周囲に埋めこみ材102が充填された柱部101に対して、等方性エッチング工程(第3の工程)によるエッチング処理を行う(ステップS13)。図4は、等方性エッチング工程によるエッチング途中の説明図を、図5は、図4のA部拡大図(先端部分)をそれぞれ示している。すなわち、前述したように、本発明では埋めこみ材102に使用される材料のエッチングレートは柱部101に使用される材料よりも早い特性を有するものが採用されている。このため、図4に示すように埋めこみ材102のエッチングの進行に伴い、エッチングレートの速い埋めこみ材102は消失しエッチングレートの遅い柱部101が残存する。この時、図5に示すように柱部101は縦方向および横方向からエッチングを受けるため、最終的に埋めこみ材102がエッチングにより消失するにともない、プローブの先端部は錐状構造となる。
【0045】
ここで、錐状構造の角度は、埋めこみ材102のエッチングレートと柱部101のエッチングレートとの比率に基いて決定される。すなわち、「埋めこみ材料のエッチングレート/柱部のエッチングレート」の値が大きいほど先端のとがった錐状構造を得ることができる。
【0046】
また、必要であれば柱部101の周囲に残存している埋めこみ材102を除去しても良く、埋めこみ材102の種類によっては、埋めこみ材102をそのまま残した状態で平面型プローブの完成品としてもよい。
【0047】
(形成例1)
以下に示す図は、上述した平面型プローブの形成方法が適用された形成例をそれぞれ示すものである。すなわち、図6は、基板100上に錐状構造である角錐状プローブ105が形成された状態を示している。また、図7は、基板100上に根元部106が角柱である角錐状プローブ107が形成された状態を示している。また、図8は、基板100上に根元部106が角柱であるとともに、根元部106の周囲に埋めこみ材102(根元部106の高さと同一)を残存させた角錐状プローブ108が形成された状態を示している。
【0048】
このように、本実施の形態においてプローブを形成する場合、予め形成する柱部101の大きさによりプローブの根元太さを制御できるうえ、埋めこみ材102のエッチングレートと柱部101のエッチングレートとの比を任意に選定することによりプローブの先端角度を有効に制御することができる。
【0049】
さらに、図9〜図11は、前記図6〜図8で形成したプローブの先端部をそれぞれ平坦にした角錐台の角錐台プローブ110〜112を示している。このように、プローブの先端部を平坦にした場合には、この先端平面は基板の平面となり、平滑な面を得ることができる。また、複数のプローブアレイを形成した場合、プローブの高さを同一にすることが可能となる。さらに、プローブの周辺に保護用の保護壁を設ける場合、プローブ先端と保護用壁上面を同一高さとすることが可能となる。
【0050】
ここで、図6〜図11の形成例として示したプローブは、本発明の平面型プローブの形成方法のS11において基板100上に形成する柱部101を角柱状にしたものであり、この場合にはプローブを角錐状或は角錐台状に形成することができる。また、柱部101を予め円柱状に加工することにより、形成するプローブを円錐状或は円錐台状に形成することができる。なお、根元部106の角形状の各数は特に限定しない。
【0051】
(形成例2)
また、基板100の構成は、プローブの材料と支持材料との複合構造を有するものとすることができる。図12は、支持基板120上に薄膜のプローブ材121(例えば、Siウエハを研磨したもの)を形成し、その上部に円錐台プローブ122を形成したものである。図13は、支持基板120の上部に円錐台プローブ123を単独で形成したものである。図14は、プローブの根元部106の一部が支持基板120の材料を含む円錐台プローブ124を形成したものである。
【0052】
上述した平面型プローブの形成方法(図12〜14)により、プローブ材料として、基板に成形することができない、あるいは成形が困難な材料、あるいは透過率が低いために薄くして用いることが必要な材料を用いることが可能になる。これにより、プローブの屈折率、透過率、使用波長の選択性を向上させることができる。具体的には、支持材料として石英または光学ガラスを用い、プローブ材料として、スパッタまたはCVDで形成したダイヤモンド膜、Si3N4膜、Si膜、あるいは陽極接合したSi単結晶などを用いることが可能になる。
【0053】
さらに、プローブ材料として、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、KNNO3、K(Ta、Nb)O3(KTN)、LiTaO3、LitTaO3、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、Bi1 2GeO2O、Bi12SiO2、Ga12Al14O33、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)、TI(Cl,Br)、MgF2、CaF2、SrF2、CaF2、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、AgGaS2、AgGaSe2、TiInS2、TiInSe2、TlGaSe2、TlGaS2、As2S3、As2Se3、Ag3AsS3、Ag3SbS3、CdGaS4、CdCr2S4、TlTa3S4、Tl3TaSe4、Tl3VS4、Tl3AsS4、Tl3PSe4、GaP、GaAs、GaN、(Ga,Al)As、Ga(As,P)、(InGa)P、(InGa)As、(Ga,Al)Sb、Ga(AsSb)、(InGa)(AsP)、(GaAI)(AsSb)、ZnGeP2、CaCO3、NaNo3、α‐HIO3、α‐LiO3、KIO2F2、FeBO3、FeBO3、Fe3BO6、KB5O8・4H2O、BeSO4・2H2O、CuSO4・5H2O、Li2SO4・H2O、KH2PO4、KD2PO4、NH4H2PO4、KH2AsO4、KD2AsO4、CSH2AsO4、CsD2AsO4、KTiOPO4、RbTiOPO4、(K,Rb)TiOPO4、PbMoO4、β−Gd4(MoO4)3、β−Tb2(MoO4)3、Pb2MoO5、Bi2WO6、K2MoOS3・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、C6H9NO3、C6H4(NO2)、C6H4NO2Br、C6H4NO2CI、C6H4NO2NH2、C6H4(NH4)OH、C6H4(CO2)2HCs、C6H4(CO2)2HRb、C6H3NO2CH3NH2、C6H3CH3(NH2)2、C6H12O5・H2OKH(C8H4O4)、C1OH11N3O6、[CH2・CF2]nも使用可能である。
【0054】
(形成例3)
また、図15は、柱部101の先端部をエッチング不能な材料150により保護したプローブの形成例を示すものである。すなわち、図15に示すように柱部101の先端部に、柱部101および埋めこみ材102のエッチングによってもエッチングが行なわれない特性を有する材料150を形成しておき、この材料150をプローブの完成後に除去する。この場合、前述した図4に示した方法と異なり、柱部101の縦方向に対するエッチングは材料150により阻止されるため、横方向のエッチングのみが施されるものとなる。これにより、同一の(埋めこみ材のエッチングレート/柱部のエッチングレート)比とするエッチングを行った場合、前述した図4に示すプローブと比較して、より先端のとがった錐状構造を形成することができる。
【0055】
(形成例4)
ここでは、上述した形成例によって形成した平面型プローブの表面に、スパッタ(sputtering)によってAl膜を2000Å形成した後、突起先端のAl膜をFIB(Focused Ion Beam:集束分子線)によって除去し、図16に示すような、先端開口161の周囲に遮光膜162を被覆させた平面型プローブ160を形成する状態を示している。なお、FIBは、ビーム径0.1μm、あるいはそれ以下の径に絞った極細のイオンビームなどを採用することができる。このプローブによると、レンズ163を介して入射された光により複数の微小開口161の近傍に近接場光を発生させることができ、CDやDVDなどの記録媒体に記録パターンを書き込むことができる。
【0056】
したがって、この形成例4により、記録・再生時のレーザ出力を決定する上で重要な光利用効率を向上させた平面型プローブを得ることができる。なお、この形成例4では、Alを用いた例について述べたが、Au,Ag,Cu,Ti,Wなどの金属およびそれらの積層膜を用いることも可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項1)によれば、複数の微小開口列を有し、当該微小開口の近傍に近接場光を発生させて光記録媒体に記録・再生を行なうための平面型プローブを形成する平面型のプローブの形成方法において、基板上に柱部を形成し、次いで前記柱部の周辺に当該柱部の材料と同一のエッチング液またはエッチングガスでエッチングされ、且つ柱部の材料よりエッチングレートの早い特性を有する埋めこみ材を充填し、さらに前記柱部と前記充填材とを等方性エッチングによってエッチングを行うので、埋めこみ材のエッチングの進行にともない、柱部の先端部分に対して縦方向および横方向から所望のエッチングを行うことができる。これにより、プローブにおける底面の大きさ、角度を任意に調整することが可能になるという効果を奏する。
【0058】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項2)によれば、請求項1において、前記柱部を円柱状の形状に構成することにより、底面の大きさや角度の調整に加え、プローブ先端の大きさを任意に調整することが可能となる円錐形プローブおよび円錐台形プローブを形成することができるという効果を奏する。
【0059】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項3)によれば、請求項1または2において、石英または光学ガラスの基板を用いることにより、屈折率、透過率に優れたプローブの形成が可能になるという効果を奏する。
【0060】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項4)によれば、請求項1、2または3において、前記基板と前記柱部とを、同一材料とすることにより、プローブの形成に際して材料の入手を容易とすることができるという効果を奏する。
【0061】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項5)によれば、請求項1〜4のいずれか一つにおいて、プローブ材料と支持材料の複合構造を有する基板とすることにより、プローブ材料として、基板に成形できない、または成形が困難な材料、または透過率が低く薄くして用いることが必要な材料を用いることが可能になるうえ、屈折率、透過率、使用する波長の選択性(自由度)を向上することができるという効果を奏する。
【0062】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項6)によれば、請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記埋めこみ材の材料には、フォトレジストを適用することができるので、材料の入手を容易にすることができるともに、各種のドライエッチングを選択的に使用することができ、自由度を向上させることができるという効果を奏する。
【0063】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項7)によれば、請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記埋めこみ材は、液状であるとともに、焼成することによりガラスとなる材料であるので、フッ酸を基本としたエッチング液で使用可能となり、焼成温度を変化させることによりプローブの先端角度の調整を任意にコントロールすることができるという効果を奏する。
【0064】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項8)によれば、請求項1〜5のいずれか一つにおいて、埋めこみ材は、前記柱部より屈折率の低い材料が選択されるので、埋めこみ材を残存させたままのプローブを完成品とすることができるという効果を奏する。
【0065】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項9)によれば、請求項6または7において、前記埋めこみ材を着色することにより、等方性エッチングによりエッチングしたエッチングの終点を目視により容易に判断することができるという効果を奏する。
【0066】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項10)によれば、請求項1〜9のいずれか一つにおいて、柱状レジストパターンをマスクとして異方性エッチングを行うことにより、基板上に形成する柱状構造および支持部材の複合構造を容易に得ることができるという効果を奏する。
【0067】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項11)によれば、請求項1〜9のいずれか一つにおいて、柱状レジストパターンを犠牲層のマスクとして埋めこみ、犠牲層の除去を行うことにより、基板上に形成する柱状構造を容易に得ることができるという効果を奏する。
【0068】
また、本発明にかかる平面型プローブの形成方法(請求項12)によれば、請求項1〜6のいずれか一つにおいて、前記柱部の先端部に、エッチングされない材料を設けるとともに、プローブの形成後に前記材料を除去することにより、より先端のとがったプローブを得ることができるうえ、プローブ形状の制御範囲を広くすることができるという効果を奏する。
【0069】
また、本発明にかかる平面型プローブ(請求項13)によれば、平面型プローブを、請求項1〜12のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法にしたがって形成することにより、任意の形状のプローブが形成可能になるので、記録・再生時のレーザ出力を決定する上で重要な光利用効率の高い、近接場光サイズが調整された平面型プローブを得ることができるという効果を奏する。
【0070】
また、本発明にかかる平面型プローブ(請求項14)によれば、請求項13において、少なくともプローブの斜面に斜光膜または光反射膜を形成するため、記録・再生時のレーザ出力を決定する上で重要な光利用効率を高めることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる平面化プローブの形成方法における一連の製造工程を示すフローチャートである。
【図2】本発明の実施の形態にかかる基板上に形成する柱部を示す説明図である。
【図3】本発明の実施の形態にかかる埋めこみ材の充填方法を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態にかかるエッチング途中の柱部を示す説明図である。
【図5】図4のA部拡大図を示す説明図である。
【図6】本発明の実施の形態における形成例1に対応した角錐状プローブを示す説明図である(第1例)。
【図7】本発明の実施の形態における形成例1に対応した角錐状プローブを示す説明図である(第2例)。
【図8】本発明の実施の形態における形成例1に対応した角錐状プローブを示す説明図である(第3例)。
【図9】本発明の実施の形態における形成例1に対応した角錐台状プローブを示す説明図である(第1例)。
【図10】本発明の実施の形態における形成例1に対応した角錐台状プローブを示す説明図である(第2例)。
【図11】本発明の実施の形態における形成例1に対応した角錐台状プローブを示す説明図である(第3例)。
【図12】本発明の実施の形態における形成例2に対応したプローブの形成状態を示す断面図である(第1例)。
【図13】本発明の実施の形態における形成例2に対応したプローブの形成状態を示す断面図である(第2例)。
【図14】本発明の実施の形態における形成例2に対応したプローブの形成状態を示す断面図である(第3例)。
【図15】本発明の実施の形態における形成例3に対応したプローブの形成状態を示す断面図である。
【図16】本発明の実施の形態における形成例4に対応した遮光膜形成後のプローブの構造を示す断面図である。
【図17】従来における平面型プローブの製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
100 基板
101 柱部
102 埋めこみ材
105、107、108 角錐状プローブ
110、111、112 角錐台プローブ
122、123、124 円錐台プローブ
120 支持基板
150 材料
160 平面型プローブ
161、175 先端開口
163 レンズ
170 窒化珪素膜
171 ガラス基板
174 光反射膜
Claims (14)
- 複数の微小開口列を有し、当該微小開口の近傍に近接場光を発生させて光記録媒体に記録・再生を行なうための平面型のプローブを形成する平面型プローブの形成方法において、
透光性基板上に柱部を形成する第1の工程と、
前記柱部の周辺に当該柱部の材料と同一のエッチング液またはエッチングガスでエッチングされ、且つ柱部の材料よりエッチングレートの早い特性を有する埋めこみ材を充填する第2の工程と、
前記柱部と前記埋めこみ材とを等方性エッチングによってエッチングを行う第3の工程と、
を含むことを特徴とする平面型プローブの形成方法。 - 前記柱部は、円柱状であることを特徴とする請求項1に記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記基板は、石英または光学ガラスよりなることを特徴とする請求項1または2に記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記基板と前記柱部とは、同一材料よりなることを特徴とする請求項1、2または3に記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記基板は、プローブ材料と支持材料の複合構造を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記埋めこみ材は、フォトレジストであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記埋めこみ材は、液状であるとともに、焼成することによりガラスとなる材料であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記埋めこみ材は、前記柱部より屈折率が低いことを特徴とする請求項7に記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記埋めこみ材を、着色したことを特徴とする請求項6または7に記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記柱部は、前記基板上に当該柱部の柱状レジストパターンを形成し、この柱状レジストパターンをマスクとして異方性エッチングを行うことにより形成することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記柱部は、前記基板上に当該柱部の柱状レジストパターンを形成し、この柱状レジストパターンを犠牲層のマスクとして埋めこみ、犠牲層の除去を行うことにより形成することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法。
- 前記柱部の先端部に、エッチングされない材料を設けるとともに、プローブの形成後に前記材料を除去することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法。
- 複数の微小開口列を有し、当該微小開口の近傍に近接場光を発生させるための平面型プローブを、請求項1〜12のいずれか一つに記載の平面型プローブの形成方法にしたがって形成することを特徴とする平面型プローブ。
- 少なくともプローブの斜面に斜光膜または光反射膜を形成することを特徴とする請求項13に記載の平面型プローブ。
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