JP4450968B2 - 走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走査型近視野顕微鏡用プローブの作製方法とその製造方法によって作製された走査型近視野顕微鏡用プローブに関するものである。
【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（ＳＴＭ）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、チップ先端に形成された開口から照射される近視野光と試料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、試料表面に照射され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光記録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】
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、特公平5-21201に開示されている方法が知られている。開口を形成するプローブとして、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、他の開口の形成方法として、特開平11-265520に開示されている方法がある。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、特公平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、特公平5-21201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、光波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。したがって、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、SNOM用カンチレバーの製造方法において、錐状（例えば円錐状）のチップと、前記チップの近傍に配置され、前記チップと略同じ高さを有するストッパーと、少なくとも前記チップ上に形成された遮光膜からなる被開口形成体に対して、少なくとも前記チップおよび前記ストッパーの少なくとも一部を覆うような略平面を有する押し込み体を、前記チップに向かう成分を有する力によって変位させることによって、前記チップ先端に光学的な開口を形成する押し開け工程を含むことを特徴とする走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法とした。
【００１１】
また、前記ストッパーが走査型近視野顕微鏡用プローブの構成要素に含まれないように、前記ストッパーを除去する工程を含むことを特徴とする走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法とした。
【００１２】
また、前記走査型近視野顕微鏡用プローブのカンチレバーと前記ストッパーが重ならないように配置されたことを特徴とする走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法とした。
【００１３】
また、前記ストッパーを除去する工程が、前記カンチレバーの形成工程前に、前記ストッパー以外を保護膜で覆い、前記ストッパーをエッチング工程で除去する工程であることを特徴とする走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法とした。
【００１４】
したがって、前記チップと略同じ高さを有するストッパーによって、前記平面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。ストッパーを除去する工程を含んでいるため、SNOM用カンチレバーの構成要素にストッパーが含まれず、ストッパーがSNOM測定のじゃまになるようなことがない。したがって、大きさが均一な開口を有するSNOM用カンチレバーを大量に製造することが容易となる。また、開口形成にかかる費用が少ないため、SNOM用カンチレバーの製造コストを低減できる。また、任意の大きさの開口を一枚のウエハ上に作製することができるため、さまざまな分解能を有するSNOM用カンチレバーを同時に作製する事ができる。
【００１５】
また、基部と、前記基部からのびる片持ち梁状のカンチレバーと、前記カンチレバー上の自由端近傍に形成され測定試料側に突出し先鋭化されたチップと、前記チップおよび前記カンチレバーの少なくとも一部を覆うように形成された遮光膜と、前記チップの先端に形成された開口からなる走査型近視野顕微鏡用プローブにおいて、前記開口が前記押し開け工程によって製造されたことを特徴とする走査型近視野顕微鏡用プローブとした。
【００１６】
また、前記走査型近視野顕微鏡用プローブにおいて、前記チップの先端が前記遮光膜よりも試料側に飛び出していることを特徴とする走査型近視野顕微鏡用プローブとした。
【００１７】
押し開け工程によって開口を形成しているため低コストで走査型近視野顕微鏡用プローブを提供できる。また、チップの先端が遮光膜よりも突出した構造である走査型近視野顕微鏡用プローブは、高分解能なAFM像やSNOM像を得ることができる。
【００１８】
【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1000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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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ことは言うまでもない。
【００２３】
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。
【００２４】
次に、ワーク1000の製造方法を図４から図６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１０３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１０４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１０１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。
【００２５】
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。
【００２６】
チップ用マスク101の直径は、たとえば数mm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だけ幅が広くても狭くてもよい。また、ストッパー用マスク１０２の長さは、数10μｍ以上である。
【００２７】
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ることによっても、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。
【００２８】
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１０２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、H22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。
【００２９】
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２の高さH2222も、高さＨ２２２よりも小さくなる。しかし、高さＨ１１１１と高さＨ２２２２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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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）
次に、実施の形態１で詳述した開口形成方法を用いたSNOM用カンチレバーおよびその製造方法について、図8〜10および図12〜16を用いて説明する。
【００３３】
図１６は、本発明の第２の実施例に関するSNOM用カンチレバー2000の構成を示した図である。SNOM用カンチレバー２０００は、一般的な走査型プローブ顕微鏡用プローブと同様な形状を有しており、基部２１上に形成された透明材料201からなるカンチレバー４０１と、透明材料２０１からなり基部２１とは反対側に形成されたチップ１と、透明材料２０１上の基部２１と反対側に形成された遮光膜３と、チップ１の先端に形成された開口８からなる。チップ１、開口８の形状および寸法は、実施の形態１と同じである。レバー４０１の長さは、50から1000μｍである。レバー４０１の幅は、１０μｍ以上である。レバー４０１の厚さは、数10nm以上である。透明材料２０１は、実施の形態１における透明材料１０３と同じである。遮光膜３の材料は、実施の形態１と同じである。
【００３４】
基部２１側から、図示していないレンズや光ファイバーなどによって、図示していない光源からの光をチップ１に導入することによって、SNOM用カンチレバー２０００は、開口８から近接場を試料に対して照射することができる。また、開口８によって検出した光を、基部２１側に設置された図示していないレンズや光ファイバーなどによって集光する事によって、試料表面に発生した近接場を検出する事ができる。また、走査型プローブ顕微鏡の技術を用いて開口８が、試料上を走査することで試料の光学的特性の2次元分布を得ることができ、同時に試料の凹凸状態を得ることができる。
【００３５】
図１２から図１４は、チップ１、ストッパー2およびレバー４０１の位置関係を示した図である。
【００３６】
チップ１は、レバー４０１の先端近傍に位置する。ストッパー2は、チップ１の周囲に位置する。ストッパー２とレバー４０１は、互いに接触しないような配置となっている。たとえば、ストッパー２は、チップ１を中心として放射状にのびた構造である。このとき、ストッパー2の個数は、少なくとも２つ以上必要である。また、図１３に示すようにレバー４０１の長さ方向に略平行に配置されたストッパー２でもよい。また、図１4に示すように、チップ１を略中心とするような輪の一部を切り取った形状を有するストッパー２でもよい。
【００３７】
本発明の実施の形態２にかかるSNOM用カンチレバーの製造工程を、一例として図14に示すA-A'断面に対応する断面図である図８〜図１０を用いて説明する。なお、以下の説明では図面の上をおもて側、図面の下を裏側とする。
【００３８】
まず、図8(a)に示すように、裏面に裏面マスク２０３を有する基板202上に、ＣＶＤ、スパッタ、スピンコートなどの方法によって透明材料２０１を堆積する。また、透明材料２０１は、固相接合や接着などの方法によって基板202上に形成しても良い。透明材料２０１の材質は、実施の形態１における透明材料１０３と同様である。基板202は、単結晶シリコンを用いる。また、基板202は、単結晶シリコンの他に、ガラスや石英基板などを用いることもできる。透明材料２０１の厚さは、後ほど説明するチップ１の高さとレバー211の厚さの和程度である。
【００３９】
次に、図8(b)に示すように、フォトリソグラフィ工程によってチップ用マスク２０４とストッパー用マスク２０５を透明材料201上に形成する。チップ用マスク２０４およびストッパー用マスク205の材質は、透明材料201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。また、チップ用マスク２０４およびストッパー用マスク２０５の大きさは、実施の形態１で示したチップ用マスク101およびストッパー用マスク102と同じである。
【００４０】
次に、図8(c)に示すように、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。このとき、図示していないが裏面マスク２０３上にフォトレジストなどの保護膜を形成しても良い。チップ１およびストッパー２を形成した後、チップ用マスク２０４およびストッパー用マスク２０５を除去する。
【００４１】
次に、図9(a)に示すように、フォトリソグラフィ工程によって、レバー用マスク２０６およびストッパー保護マスク２１０を形成する。レバー用マスク２０６は、チップ１を完全に覆うように形成する。レバー用マスク２０６およびストッパー保護マスク２１０の材質は、チップ用マスク２０４およびストッパー用マスク２０５と同じである。
【００４２】
次に、図９(b)に示すように、ウエットエッチングによる等方性エッチングによって透明材料２０１からなるレバー部２１２およびストッパー部２１３を形成する。また、レバー部２１２およびストッパー部２１３は、リアクティブイオンエッチングをはじめとするドライエッチングによって形成しても良い。また、このとき裏面の裏面マスク203をフォトリソグラフィー工程によってパターニングする。レバー部２１２およびストッパー部２１３を形成した後、レバー用マスク２０６およびストッパー用マスク２０６を除去する。
【００４３】
次に、図９(c)に示すように、おもて側から遮光膜207を、スパッタや真空蒸着などの方法によって堆積する。遮光膜２０７の材質および厚さは、本発明の実施の形態１で説明した遮光膜3と同じである。
【００４４】
次に、図１０（a）に示すように、遮光膜207上にガラス板２０８を載せ、実施の形態１の図１から図３で説明した工程によって、開口８をチップ１の先端に形成する。
【００４５】
開口８を形成した後、図１０（ｂ）に示すように、遮光膜207上に保護膜209を形成する。保護膜２０９は、フォトレジストをはじめとする樹脂や、窒化シリコンをはじめとする誘電体である。
【００４６】
次に、図１０（ｃ）に示すように、裏面からテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液（TMAH）や水酸化カリウム水溶液（KOH）による結晶異方性エッチングによってカンチレバーをリリースする。また、カンチレバーのリリースは、ドライエッチングなどの方法によっても可能である。カンチレバーのリリース後、遮光膜207を裏面からエッチングすることによって、不要な遮光膜２０７を取り除く。
【００４７】
最後に、図１０（ｄ）に示すように、保護膜209を除去し、SNOM用カンチレバー２０００が完成する。
【００４８】
以上説明したように、本発明の実施の形態２にかかるSNOM用カンチレバーの製造方法によれば、硬い基板上で開口を形成することができるため、本発明の実施の形態１で説明した開口形成方法を用いることができる。また、本発明の実施の形態2にかかるSNOM用カンチレバーの製造方法によれば、ストッパー２を除去する工程を含んでいるため、SNOM用カンチレバー２０００の構成要素にストッパー2が含まれず、ストッパー２が測定のじゃまになるようなことがない。したがって、本発明の実施の形態２によれば、大きさが均一な開口を有するSNOM用カンチレバーを大量に製造することが容易である。また、本発明の実施の形態２にかかるSNOM用カンチレバーの製造方法によれば、ガラス板208の変位量が大きい場合、図17に示すようにチップ1の先端が遮光膜８よりも突出した構造となる。したがって、SNOM用カンチレバー2000を用いた場合、AFM像やSNOM像の分解能が向上する。また、開口形成にかかる費用が少ないため、SNOM用カンチレバーの製造コストを低減できる。また、任意の大きさの開口８を一枚のウエハ上に作製することができるため、さまざまな分解能を有するSNOM用カンチレバー2000を同時に作製する事ができる。
（実施の形態３）
次に、本発明の第3の実施の形態にかかるSNOM用カンチレバーの製造方法について説明する。図11は、SNOM用カンチレバーの製造方法を説明する図である。
【００４９】
図１１(a)に至るまでの工程は、図８〜図 10(a)で説明した工程と同じである。図10(a)で説明した工程の後、図11(a)に示すように、保護膜209を少なくともチップおよびレバーを覆うように堆積する。このとき、ストッパー２は露出するようなパターンとする。
【００５０】
次に、ストッパー２上に堆積した遮光膜207をウエットエッチングやドライエッチングによって除去し、さらに、ストッパー２をウエットエッチングやドライエッチングによって除去する。図１１（ｂ）は、ストッパー２を除去した後の状態を示す。
【００５１】
最後に、図11(ｃ)に示すように、裏面からTMAHやKOHによる結晶異方性エッチングによってカンチレバーをリリースする。
【００５２】
以上説明したように、本発明の第3の実施の形態によれば、カンチレバーのリリース工程前にストッパー２を除去するため、カンチレバーリリース工程でストッパー２による残留物が発生しない。したがって、カンチレバーやチップ表面にゴミなどの付着がより少なくなる。
【００５３】
【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。
【００５４】
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。
【００５５】
本発明の実施の形態２にかかるSNOM用カンチレバーの製造方法によれば、硬い基板上で開口を形成することができるため、本発明の実施の形態１で説明した開口形成方法を用いることができる。また、本発明の実施の形態2にかかるSNOM用カンチレバーの製造方法によれば、ストッパー２を除去する工程を含んでいる。したがって、SNOM用カンチレバー２０００の構成要素にストッパー2が含まれず、ストッパー２が測定のじゃまになるようなことがない。したがって、本発明の実施の形態２によれば、大きさが均一な開口を有するSNOM用カンチレバーを大量に製造することが容易である。また、本発明の実施の形態２にかかるSNOM用カンチレバーの製造方法によれば、ガラス板208の変位量が大きい場合、図17に示すようにチップ1の先端が遮光膜８よりも突出した構造となる。したがって、SNOM用カンチレバー2000を用いた場合、AFM像やSNOM像の分解能が向上する。また、開口形成にかかる費用が少ないため、SNOM用カンチレバーの製造コストを低減できる。また、任意の大きさの開口８を一枚のウエハ上に作製することができるため、さまざまな分解能を有するSNOM用カンチレバー2000を同時に作製する事ができる。
【００５６】
また、本発明の第3の実施の形態によれば、カンチレバーのリリース工程前にストッパー２を除去するため、カンチレバーリリース工程でストッパー２による残留物が発生しない。したがって、カンチレバーやチップ表面にゴミなどの付着がより少なくなる。
【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】第２の実施例を示す図である。
【図９】第２の実施例を示す図である。
【図１０】第２の実施例を示す図である。
【図１１】第３の実施例を示す図である。
【図１２】第２の実施例を示す図である。
【図１３】第２の実施例を示す図である。
【図１４】第２の実施例を示す図である。
【図１５】第２の実施例を示す図である。
【図１６】第２の実施例を示す図である。
【図１７】第２の実施例を示す図である。
【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
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
Ｆ 力
Ｈ１ チップの高さ
Ｈ２ ストッパーの高さ

Claims (5)

1. カンチレバーと前記カンチレバー上に備えられた錐状のチップと前記チップ上に備えられた遮光膜とを有する走査型近視野顕微鏡用プローブにおける前記チップ先端に、押し込み体を接触させることによって前記遮光膜を塑性変形させて開口を形成する走査型近視野顕微鏡用プローブの作製方法において、
   前記走査型近視野顕微鏡用プローブと、前記チップと略同じ高さの度当たり部を有するストッパーとを備える被開口形成体を略平坦な面上に形成し、
   前記押し込み体は前記チップを覆うとともに前記ストッパーの少なくとも一部を覆うような略平面部を有するものであり、前記押し込み体と前記度当たり部との接触によって前記押し込み体の変位を制御することにより、前記チップ先端に前記開口を形成した後、
   前記ストッパーが前記走査型近視野顕微鏡用プローブの構成要素に含まれないように、前記ストッパーを除去する除去工程を含むことを特徴とする走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法。
2. 前記カンチレバーと前記ストッパーとが重ならないように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法。
3. 前記ストッパー以外を保護膜で覆う工程を備え、前記除去工程では、前記ストッパーをエッチングで除去することを特徴とする請求項１に記載の走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法。
4. 前記走査型近視野顕微鏡用プローブは、基部を備えており、前記カンチレバーは、前記基部からのびる片持ち梁状のものであり、前記チップは、前記カンチレバー上の自由端近傍に形成されており、測定試料側に突出し先鋭化されていることを特徴とする請求項１に記載の走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法。
5. 前記走査型近視野顕微鏡用プローブにおいて、前記チップの先端が前記遮光膜よりも試料側に飛び出していることを特徴とする請求項４に記載の走査型近視野顕微鏡用プローブの製造方法。

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