JP4527614B2 - 開口作製装置及び開口作製方法 - Google Patents

Description

この発明は、光学的な開口を作製する装置及び方法、特に近接場光を照射、検出する近接場光デバイスに用いる開口の作製装置及び作製方法に関する。

光を利用した装置は、記録、加工、観察の分野で実用化されている。記録装置では大容量を記憶する光ストレージ、加工装置では半導体メモリやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を作製するための光リソグラフィー装置、観察装置では微細な領域を観察するための顕微鏡などが代表的である。これら光を利用した記録、加工、観察装置は、今後ますます取扱う対象領域を微細化し、高精度化することが求められている。これまでの光によって微細領域を取扱う装置は、高ＮＡ化されたマイクロレンズによる集光や短波長の青紫色半導体レーザーを使用して高分解能化が図られてきたが、限界に近づいているのが現実である。そこで、マイクロレンズによる集光や、光の回折限界に依らず１００ｎｍ以下の高分解能を実現できる近接場光を利用した光学技術が開発、実用化されてきている。

実際に近接場光を利用した技術としては、近接場光を発現する光プローブと試料表面の間に生じる相互作用を観察対象とすることで、試料表面の微小領域の観察を可能にした走査型近接場光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）がある。走査型近接場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近接場光を発現させ試料の表面に照射する。先鋭化された光ファイバーは遮光金属膜で被覆されており、先端部の遮光金属膜には導入される光の波長の回折限界以下となる直径１００ｎｍ以下程度の開口が形成され光プローブとなる。プローブ先端に形成された開口と試料間の距離は、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）と同様な制御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、試料上での近接場光のスポット径は、開口の大きさとほぼ同等となる。したがって、試料表面に照射する近接場光を走査することで、開口サイズを分解能とした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。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接場光を生成し、その近接場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記録装置としての応用も可能である。

上記のような近接場光を利用した記録、加工、観察装置においては、近接場光発現部となる光学的開口の形成が最も重要となる。光学的開口の作製方法の一つには、特許文献１に開示されている方法がある。図１３、図１４、図１５は特許文献１に開示された開口作製方法の概略図である。

図１３は近接場光プローブとなる錐状チップが形成されたワークの概略図である。ワーク１００は、基板１０４上に形成された透明層１０５と、透明層１０５の上に形成され、この透明層と同じかまたは異なる材質で形成された光透過率の高い錘状のチップ１０１および尾根状のストッパー１０２と、チップ１０１、ストッパー１０２および透明層１０５の上に形成された遮光金属膜１０３とからなる。チップ１０１の高さＨ１は、数１０μｍ以下であり、ストッパー１０２の高さＨ２は、数１０μｍ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、遮光金属膜１０３の厚さは材質によって異なるが、数１０ｎｍから数１００ｎｍである。

図１４は、チップ１０１先端に力を加える方法を示している。ワーク１００の上には、チップ１０１および少なくともストッパー１０２の一部を覆い、かつ、少なくともチップ１０１およびストッパー１０２側が平面である板１４０１を載せ、さらに板１４０１の上には、押し込み用具１４０２が載せてある。押し込み用具１４０２にチップ１０１の中心軸方向に力Ｆを加えることによって、板１４０１がチップ１０１に向かって移動することでチップ１０１上の遮光金属膜１０３を塑性変形させている。チップ１０１と板１４０１との接触面積に比べて、ストッパー１０２と板１４０１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１０２によって分散され、結果として板１４０１の変位量は小さくなる。板１４０１の変位量が小さいため、遮光金属膜１０３が受ける塑性変形量は非常に小さい。また、チップ１０１およびストッパー１０２は、非常に小さな弾性変形を受けるのみである。

図１５は、力Ｆを加えた後に、板１４０１および押し込み用具１４０２を取り除いた状態のチップ１０１先端を示した図である。遮光金属膜１０３の塑性変形量が非常に小さく、チップ１０１およびストッパー１０２が弾性変形領域でのみ変位しているため、チップ１０１の先端に開口１０８が形成されている。開口１０８の大きさは、数ｎｍからチップ１を通過する光の波長の回折限界程度の大きさである。

上記の方法によれば、板１４０１の変位によりチップ１０１先端の遮光金属膜１０３を塑性変形させ、開口１０８を形成することが可能である。しかしながら、遮光金属膜１０３をチップ１０１先端から完全に除去することはできない。図１６は、開口１０８の拡大図である。開口１０８の表面には遮光金属膜残滓２０１が付着している。これでは、開口１０８に発現する近接場光のエネルギーが減少し、近接場光プローブのＳＮ比が低下してしまう。さらに、近接場光のエネルギー量と開口における近接場光のエネルギー分布を制御した開口形成ができなくなるという問題が起こる。

他方、近接場光プローブとなるチップ１０１先端の遮光膜を除去し開口形成する方法として、非特許文献１に記載されている技術がある。図１７は非特許文献１による開口形成法の概略図である。非特許文献１では、一部の金属とカルコゲン元素間で起こる固相拡散を利用し開口を形成している。まず、ＳＰＭの一つである原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）用カンチレバー１７０２のプローブとなる錐状チップ１７０１にＴｅ（カルコゲン元素）膜１７０３を被覆する。このカンチレバー１７０２をＳＰＭのシステムに装着し、平面にＡｇが被覆されている板状試料１７０７を、Ａｇ被覆平面１７０９を上にして試料台１７０６に固定する。次に、ＳＰＭシステムによりカンチレバー１７０２のチップ１７０１先端とＡｇ被覆平面１７０９を微小荷重で接触させる。

図１８はチップ１７０１先端部の拡大図である。図１８（ａ）は接触時、図１８（ｂ）は引離し後の図である。チップ１７０１先端のＴｅと、平面１７０９のＡｇとの接触部分１７０４においては固相拡散が起こりＴｅとＡｇが合金化されるため、チップ１７０１とＡｇ被覆平面１７０９を引き離すと合金化された接触部分１７０４はＡｇ被覆平面１７０９に固着された状態になる。この結果、チップ１７０１先端のＴｅが除去され開口１７０８が形成される。カンチレバー１７０２を押し付ける微小荷重を変えチップ１７０１先端とＡｇ被覆平面１７０９の接触量を変化させることで、開口１７０８の大きさを制御することができる。

この非特許文献１に記載の技術を、特許文献１における問題の解決手段に応用してみる。図１９は非特許文献１に記載の技術を、特許文献１における問題の解決手段に応用した例の概略図である。まず、チップ１０１表面に遮光金属膜１０３としてＴｅを被覆し、図１３、図１４、図１５に示す方法で開口１０８を形成する。この状態では遮光金属膜残滓２０１が開口１０８表面に付着したままである。開口１０８が形成されたチップ１０１をＳＰＭに装着可能なカンチレバー１９０２の先端に接着し、この状態でカンチレバー１９０２をＳＰＭに装着する。図２０は、非特許文献１による方法を行っている際のチップ１０１先端の拡大図である。チップ１０１先端の開口１０８に付着したＴｅの残滓を、Ａｇが被覆された平面試料側に固着させ除去する。最後に、遮光金属膜１０３のＴｅの残滓が除去されたチップ１０１をカンチレバー１９０２から分離し、利用対象である近接場光プローブによる記録、加工、観察装置へ装着する。
特開２００２−７１５４５号公報 Near-field aperture fabricated by solid-solid diffusion, Appl.Phys.Lett., 77(23), 3710,(2000)

しかしながら、前記特許文献１に記載の方法で光学的開口を作製した後にチップ先端に付着した遮光金属膜の残滓を、前記非特許文献１に記載の技術を応用して除去する場合、チップに被覆する遮光金属膜と板状試料の平面側に被覆する金属は、カルコゲン元素およびカルコゲン元素と固相拡散を起こす一部の金属に限られてしまう。
また、非特許文献１による方法を用いる場合、個々のチップをカンチレバーに接着させＳＰＭに装着し、遮光金属膜残滓を板状試料に固着させた後、さらにカンチレバーとチップを分離させる作業が必要となる。カンチレバーへのチップの接着および分離作業、ＳＰＭへのカンチレバーの実装作業は多くの時間を要し、また専用のチップ接着、分離装置が必要となりコストがかかり、さらに作業中の取り扱いによりチップが破損する可能性が増大する。

また、ＳＰＭを利用して遮光金属膜残滓を除去できるのは、チップ一つだけに限られ同時に複数個の剥離作業を行うことはできない。

さらに、チップ先端と板状試料に被覆された金属間において、固相拡散によって合金が形成されるまでには数時間を要してしまう。
そこで本発明は、特許文献１に記載の方法で開口形成されたチップ表面に付着した遮光金属膜残滓を除去する方法において、作業工程に要する時間を少なくし、作業に必要となるコストを低減する簡便な手段を提供することを目的とする。

本発明は、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金属膜を有する被開口形成体に対して、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略平面を、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した後に、金属膜が被覆された略平面を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略平面とを接触させ、略平板もしくはチップに加熱を行ったり、超音波付加し共振させることで遮光金属膜残滓と略平面に被覆された金属膜との界面に拡散層を形成し、その後互いを分離することで、開口部表面に接着した被覆膜をチップ先端から剥がすことを特徴とする。

本発明によれば、チップに被覆する遮光金属膜と略平板に被覆する金属膜の組み合わせをカルコゲン元素と固相拡散を起こす一部の金属に限らず、選択の自由度を増大させることができる。
また、複数のチップ先端の遮光金属膜の除去を同時に行うことができるため、作業効率をあげることができる。

また、遮光金属膜残滓と略平面に被覆された金属膜の拡散時間が小さいため、剥離作業にかかる時間を短くすることができる。

また、剥離作業には複雑かつ高価なプロセス、装置を必要としないため、コストを大幅に低減することが可能である。OLE_LINK1

（実施の形態１）
まず、近接場光プローブとなるチップ先端の遮光金属膜を塑性変形し開口形状を決定する。このチップ先端の遮光金属膜の塑性変形方法は特許文献１に記載の方法であり、本明細書の「従来の技術」において図１３、図１４、図１５を用いて概略を説明している。遮光金属膜１０３にはＡｌを使用する。この方法によればストッパー１０２によって板１４０１の変位量を良好に制御することができ、かつ、板１４０１の変位量を非常に小さくできる。したがって、チップ１０１先端に形成する開口１０８の形状を決定することができる。図１６は、チップ１０１先端の概略図である。チップ１０１先端に形成された開口１０８の表面には、遮光金属膜残滓２０１が付着したままである。このままでは、基板側から光を照射して開口１０８から近接場光を発生させたとき、同一の大きさの開口１０８であっても近接場光エネルギーや、近接場光の分布がばらついている。

図１は、本発明の実施の形態１における遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。チップ１０１先端に開口１０８が形成されているワーク１００の上には、少なくともチップ１０１側の面が平面である板１０７がチップ１０１とストッパー１０２を覆うように設置され、板１０７にはＡｕの薄膜１０９が形成され、板１０７は熱源１１０に接続されている。チップ１０１と、板１０７との接触面積に比べて、ストッパー１０２と板１０７との接触面積は数１００〜数万倍も大きい。したがって、接触荷重はストッパー１０２によって分散され、結果としてチップ１０１先端に加わる荷重は小さく、チップ１０１が破損しない弾性変形領域の接触荷重で高精度なコントロールができる。

Ａｕの薄膜１０９とチップ１０１先端を接触させた後、板１０７を熱源１１０により１００℃〜３００℃程度まで加熱する。図２は、板１０７に被覆したＡｕの薄膜１０９とチップ１０１先端の接触前後の概略図である。図２（ａ）は接触時、図２（ｂ）は引離し後の図である。加熱させられた状態のＡｕの薄膜１０９と遮光金属膜残滓２０１の界面では瞬間的に熱圧着が起こる。板１０７を熱源１１０から離して常温に戻し、板１０７とワーク１００を分離させる。熱圧着が起こったＡｕの薄膜１０９と遮光金属膜残滓２０１は強固に接着しており、板１０７とワーク１００を引き離した後には、Ａｕの薄膜１０９側に遮光金属膜残滓２０１が取り去られ、開口１０８の表面から除去される。
この結果、同じ大きさの開口１０８を有したチップ１０１からは、均一なエネルギーと分布の近接場光を発現させることができる。

図３は、複数のチップ１０１の遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。試料台１０６上には複数のワーク１００が固定されており、これら全体を覆うようにして、Ａｕの薄膜１０９が形成された板１０７を載せている。板１０７には熱源１１０が接続されている。このような機構にすることで、上記方法と同様にして複数のチップ１０１先端に付着した遮光金属膜残滓２０１を同時に除去することができる。
また、遮光金属膜１０３と板１０７に被覆する金属薄膜の組み合わせは、熱圧着による接着が起こればよく、Ａｕ、Ａｌに限らない。

さらに、チップ１０１先端の遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８を作製する装置と、図１に示す本発明の実施の形態１における遮光膜残滓２０１除去の装置は、それぞれ別個である必要性は無い。図２１は、遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８を作製する装置と、遮光金属膜残滓２０１除去の装置を一体型にした装置の概略図である。遮光金属膜１０３を塑性変形する板１４０１と、遮光金属膜残滓２０１を熱圧着によりＡｕの薄膜１０９に固着させ除去するのに使用する板１０７を同一の板２１０１にすることで、両工程を行う装置を一体型にすることができる。この結果、開口１０８の作製を効率化し時間短縮を行うことができる。
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。まず、近接場光プローブとなるチップ１０１先端の遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８形状を決定する。遮光金属膜１０３には、Ａｌを使用する。このチップ１０１先端の遮光金属膜１０３の塑性変形方法は特許文献１に記載の方法であり、実施の形態１と同一であるので説明を省略する。

チップ１０１先端に開口１０８が形成されているワーク１００は、基板１０４が超音波付加装置４０１に接続されている。さらに、少なくともチップ１０１側の面が平面である板１０７がチップ１０１とストッパー１０２を覆うように設置され、板１０７の平面にはＡｕの薄膜１０９が形成されている。まず、板１０７のＡｕの薄膜１０９をワーク１００に押し付けチップ１０１先端と接触させる。チップ１０１と板１０７との接触面積に比べて、ストッパー１０２と板１０７との接触面積は数１００〜数万倍も大きい。したがって、接触荷重はストッパー１０２によって分散され、結果としてチップ１０１先端に加わる荷重は小さく、チップ１０１が破損しない弾性変形領域の接触荷重で高精度なコントロールができる。

次に、ワーク１００を超音波付加装置４０１によって加振することで、ワーク１００を共振させる。図５は、板１０７のＡｕの薄膜１０９とチップ１０１先端の接触前後の概略図である。図５（ａ）は接触時、図５（ｂ）は引離し後の図である。共振した遮光金属膜残滓２０１とＡｕの薄膜１０９の界面では瞬間的に拡散が起こる。ワーク１００に対する超音波付加を停止した後、板１０７とワーク１００を分離させる。拡散が起こったＡｕの薄膜１０９と遮光金属膜残滓１０３は強固に付着するため、板１０７とワーク１００が分離した後にはＡｕの薄膜１０９側に遮光金属膜残滓２０１が取り去られ、開口１０８の表面から除去される。

この結果、同じ大きさの開口１０８を有したチップ１０１からは、均一なエネルギーと分布の近接場光を発現させることができる。

図６は、複数のチップ１０１の遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。試料台１０６上には複数のワーク１００が固定されており、これら全体を覆うようにして、Ａｕの薄膜１０９が形成された板１０７を載せている。試料台１０６には振動付加装置４０１が接続されている。このような機構にすることで、上記方法と同様に複数のチップ１０１先端に付着した遮光金属膜残滓２０１を同時に除去することができる。

遮光金属膜１０３と板１０７に被覆する金属薄膜の組み合わせは、共振による拡散により、界面で接着が起こればよく、Ａｕ、Ａｌに限らない。また、超音波付加装置によって共振させるのは、板１０７およびワーク１００のいずれでも良い。さらに、本実施の形態は常温で行えるため、板１０７を加熱するための熱源はいらない。

さらに、チップ１０１先端の遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８を作製する装置と、図４に示す本発明の実施の形態２における遮光膜残滓２０１除去の装置は、それぞれ別個である必要性は無い。図２２は、遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８を作製する装置と、遮光金属膜残滓２０１除去の装置を一体型にした装置の概略図である。遮光金属膜１０３を塑性変形する板１４０１と、遮光金属膜残滓２０１を超音波付加によりＡｕの薄膜１０９に固相拡散で固着させるのに使用する板１０７を同一の板２１０１にすることで、両工程を行う装置を一体型にすることができる。この結果、開口１０８の作製を効率化し時間短縮を行うことができる。
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。まず、近接場光プローブとなるチップ１０１先端の遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８形状を決定する。遮光金属膜１０３には、Ａｌを使用する。このチップ１０１先端の遮光金属膜１０３の塑性変形方法は特許文献１に記載の方法であり、実施の形態１と同一であるので説明を省略する。

チップ１０１先端に開口１０８が形成されているワーク１００は、超音波付加装置４０１上に固定されている。さらに、少なくともチップ１０１側の面が平面である板１０７がチップ１０１とストッパー１０２を覆うように設置され、板１０７の平面にはＡｕの薄膜１０９が形成され、さらに板１０７に熱源１１０が接続されている。まず、板１０７をワーク１００に押し付けチップ１０１先端とＡｕの薄膜１０９を接触させる、板１０７のＡｕの薄膜１０９の接触荷重はストッパー１０２によって精度よく良好に制御することができる。したがって、チップ１０１が破損しない弾性変形領域での接触荷重での高精度なコントロールができる。

この状態で、板１０７を熱源１１０により１００℃〜３００℃程度まで加熱する。さらにワーク１００に超音波付加装置４０１によって加振することで、ワーク１００を共振させる。図８は、板１０７のＡｕの薄膜１０９とチップ１０１先端の接触前後の概略図である。加熱させられた状態のＡｕの薄膜１０９と共振した遮光金属膜１０３の界面では瞬間的に熱圧着と拡散が起こる。板１０７を熱源１１０から離して常温に戻し、ワーク１００に対する超音波付加を停止した後、板１０７とワーク１００を分離させる。拡散が起こったＡｕの薄膜１０９と遮光金属膜残滓２０１は強固に接着するため、板１０７とワーク１００が分離した後にはＡｕの薄膜１０９側に遮光金属膜残滓２０１が取り去られ、開口１０８の表面から除去される。

この結果、同じ大きさの開口１０８を有したチップ１０１からは、均一なエネルギーと分布の近接場光を発現させることができる。
図９は、複数のチップ１０１の遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。試料台１０６上には複数のワーク１００が固定されており、これら全体を覆うようにして、Ａｕの薄膜１０９が形成された板１０７を載せている。このような機構にすることで、同様にして複数のチップ１０１先端に付着した遮光金属膜残滓２０１を同時に除去することができる。

遮光金属膜１０３と板１０７に被覆する金属薄膜の組み合わせは、熱圧着および共振による拡散から界面での接着が起こればよく、Ａｕ、Ａｌに限らない。また、超音波付加装置４０１によって共振させるのは、板１０７およびワーク１００のいずれでも良い。
さらに、チップ１０１先端の遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８を作製する装置と、図７の本発明の実施の形態３における遮光膜残滓２０１除去の装置は、それぞれ別個である必要性は無い。図２３は、遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８を形成する装置と、遮光金属膜残滓２０１除去の装置を一体型にした装置の概略図である。遮光金属膜１０３を塑性変形する板１４０１と、遮光金属膜残滓２０１を熱圧着および超音波付加によりＡｕの薄膜１０９に固相拡散で固着させるのに使用する板１０７を同一の板２１０１にすることで、両工程を行う装置を一体型にすることができる。この結果、開口１０８の作製を効率化し時間短縮を行うことができる。
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４における遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。まず、近接場光プローブとなるチップ先端の遮光金属膜を塑性変形し開口形状を決定する。遮光金属膜１０３には、Ａｌを使用する。このチップ先端の遮光金属膜の塑性変形方法は特許文献１に記載の方法であり、実施の形態１と同一であるので説明を省略する。

遮光金属膜残滓２０１の除去は、実施の形態１、実施の形態２、及び実施の形態３によって行うが、Ａｕの薄膜１０９とチップ１０１先端の接触が一回だけでは、完全に遮光金属膜残滓２０１を除去できるとは限らない。
そこで、顕微鏡１００１によってチップ１０１先端の状態をモニターしながら、完全に遮光金属膜残滓２０１が除去できるまで、Ａｕの薄膜１０９とチップ１０１先端を接触させるプロセスを繰り返す。この結果、チップ１０１毎に遮光膜残滓２０１の付着の仕方に個体差があったとしても完全に除去することができる。
（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５における遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。まず、近接場光プローブとなるチップ１０１先端の遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８の形状を決定する。遮光金属膜１０３には、Ａｌを使用する。このチップ１０１先端の遮光金属膜１０３の塑性変形方法は特許文献１に記載の方法であり、実施の形態１と同一であるので説明を省略する。

遮光金属膜残滓２０１の除去は、実施の形態１、実施の形態２、及び実施の形態３によって行う。その際、Ａｕの薄膜１０９が形成された板１０９を、チップ１０１毎に例えば１０μｍずつずらしながら使用する。したがって、板１０７をチップ１０１毎に取り替えず、使い捨てにする必要がない。この結果、Ａｕの薄膜１０９が形成された板１０７の使用量を減らし、コストを削減することが可能となる。
（実施の形態６）
図１２は、本発明の実施の形態５における遮光金属膜残滓２０１の除去を行うための装置を示す概略図である。まず、近接場光プローブとなるチップ１０１先端の遮光金属膜１０３を塑性変形し開口１０８の形状を決定する。遮光金属膜１０３には、Ａｌを使用する。このチップ１０１先端の遮光金属膜１０３の塑性変形方法は特許文献１に記載の方法であり、実施の形態１と同一であるので説明を省略する。

遮光金属膜残滓２０１の除去は、実施の形態１、実施の形態２、及び実施の形態３によって行うが、Ａｕの薄膜１０９とチップ１０１先端の接触が一回だけでは、完全に遮光膜残滓２０１を除去できるとは限らない。
そこで、光源１２０１から入射光１２０２をチップ１０１に導入し、開口１０８を透過する光１２０３の光量を、顕微鏡１００１によって測定しながら、完全に遮光金属膜残滓２０１が除去され開口１０８の透過光量が変化しなくなるまでＡｕの薄膜１０９とチップ１０１先端を接触させるプロセスを繰り返す。

本発明の実施の形態１における開口作製装置の概略図 板材に被覆した金属薄膜とチップ先端の接触前後の概略図 複数のチップに対して開口を作成するための開口作製装置の概略図 本発明の実施の形態２における開口作製装置の概略図 板材に被覆した金属薄膜とチップ先端の接触前後の概略図 複数のチップに対して開口を作成するための開口作製装置の概略図 本発明の実施の形態３における開口作製装置の概略図 板材に被覆した金属薄膜とチップ先端の接触前後の概略図 複数のチップに対して開口を作成するための開口作製装置の概略図 本発明の実施の形態４における開口作製装置の概略図 本発明の実施の形態５における開口作製装置の概略図 本発明の実施の形態５における開口作製装置の概略図 ワークの形状を説明する説明図 チップ先端に力を加える方法を説明する説明図 開口部を形成した状態を示す概略図 開口部の状態を示す拡大図 従来の開口作製装置を示す概略図 チップ先端部を示す拡大図 従来の開口作製装置を示す概略図 チップ先端部を示す拡大図 塑性変形による開口作製装置と本発明の実施の形態１における遮光金属膜残滓の除去装置を一体型にした装置の概略図 塑性変形による開口作製装置と本発明の実施の形態２における遮光金属膜残滓の除去装置を一体型にした装置の概略図 塑性変形による開口作製装置と本発明の実施の形態３における遮光金属膜残滓の除去装置を一体型にした装置の概略図

符号の説明

１００ ワーク
１０１ チップ
１０２ ストッパー
１０４ 基盤
１０５ 透明層
１０７ 板
１０８ 開口
１０９ Ａｕの薄膜
１１０ 熱源
Ｆ 力
２０１ 遮光金属膜残滓
４０１ 超音波付加装置
１００１ 顕微鏡
１２０１ 光源
１２０２ 入射光
１２０３ 開口１０８を透過する光
１４０１ 板
１４０２ 押し込み用具
１７０１ チップ
１７０２ カンチレバー
１７０３ 遮光金属膜
１７０６ 試料台
１７０７ 板状試料
１７０８ 平面
２１０１ 板

Claims (8)

1. 錐状に形成されたチップと前記チップ上に形成された遮光金属膜とを有する近視野光デバイスと、前記チップと同一の略平坦な面に形成されるとともに前記チップの近傍に配置され、尾根状に形成されたストッパーとを備える被開口形成体の前記チップ先端に光学的な開口を形成する開口作製装置であって、
   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に前記被開口形成体の上に載置され、且つ前記チップと対向する第１の面上に金属膜を有する板材と、
   前記板材の前記第１の面とは反対側の第２の面上に設けられ、前記板材に対して前記第２の面側から前記第１の面側に所定の加重を加え、前記板材のしなりを用いて前記チップ先端の前記遮光金属膜を塑性変形させる押し込み用具と、
   前記板材に設けられた前記金属膜と前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを接触させ、前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓を前記金属膜に付着させて剥離除去することにより、前記チップ先端に前記開口を形成する残滓除去手段と
   を有することを特徴とする開口作製装置。
2. 前記残滓除去手段は、前記板材に設けられた前記金属膜と前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを接触させた後に、前記板材を介して前記金属膜と前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを加熱し、過熱した後に常温に戻すことにより前記金属膜と前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを熱圧着させる熱源を有することを特徴とする請求項１に記載の開口作製装置。
3. 前記残滓除去手段は、前記板材に設けられた前記金属膜と前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを接触させた後に、前記被開口形成体に対して超音波振動を与え、共振により拡散が起こった前記金属膜と前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓との付着により前記遮光金属膜の残滓の除去を行う超音波付加装置を有することを特徴とする請求項１に記載の開口作製装置。
4. 前記金属膜はＡｕであり、前記遮光金属膜はＡｌであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の開口作製装置。
5. 錐状に形成されたチップの先端に光学的な開口を形成する開口作製方法であって、
   前記チップと前記チップ上に形成された遮光金属膜とを有する近視野光デバイスと、前記チップと同一の略平坦な面に形成されるとともに前記チップの近傍に配置され、尾根状に形成されたストッパーとを備える被開口形成体に、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に板材を載置し、押し込み用具により前記板材に所定の加重を加えて、前記板材のしなりを用いることにより、前記チップ先端の前記遮光金属膜を塑性変形させる第１の工程と、
   前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓を前記板材の表面に形成した金属膜に付着させて剥離除去することにより、前記チップ先端に前記開口を形成する剥離除去する第２の工程と
   を有することを特徴とする開口作製方法。
6. 前記第２の工程は、前記板材の表面に形成された前記金属膜と、前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを接触させる接触工程と、前記板材を介して前記金属膜と前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを加熱し、過熱した後に常温に戻す第２の加熱工程と、前記板材を前記チップ先端から引き離して前記金属膜に付着した前記チップ先端の前記遮光金属膜の残滓を剥離させて除去する剥離工程とを有することを特徴とする請求項５に記載の開口作製方法。
7. 前記第２の工程は、前記板材の表面に形成された前記金属膜と、前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを接触させる接触工程と、前記被開口形成体に対して超音波振動を与え、共振により拡散が起こった前記金属膜と前記チップ先端において塑性変形した前記遮光金属膜の残滓とを付着させる加振工程と、前記板材を前記チップ先端から引き離して前記金属膜に付着した前記チップ先端の前記遮光金属膜の残滓を剥離させて除去する剥離工程とを有することを特徴とする請求項５に記載の開口作製方法。
8. 前記チップに光を入射し前記開口を透過する光量を測定しながら、測定された前記光量に基づいて、前記第２の工程を繰り返すことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の開口作製方法。

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