【事件の表示】
　特許第２７０４６０１号「走査型近視野原子間力顕微鏡、及びその顕微鏡に使用されるプローブ、及びそのプローブの製造方法」の請求項１ないし４、７ないし８、１０ないし１１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　特許第２７０４６０１号の請求項１ないし４、７ないし８、１０ないし１１に係る特許を維持する。
【理由】
１．手続きの経緯
　特許第２７０４６０１号の請求項１乃至４，７，８，１０，１１に係る発明は、平成６年３月２３日（優先権主張平成５年４月１２日＜特願平５−８４９５２号＞、平成５年１１月５日＜特願平５−２７６７０４号、特願平５−２７６７０６号＞）に出願され、平成９年１０月９日に設定登録され，、その後、その特許について異議申立人、奥村八重子より特許異議の申立がなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年１月１８日に訂正請求がなされ、上記訂正請求に対し訂正拒絶理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年４月２６日に特許異議意見書が
提出されたものである。
２．訂正の適否についての判断
ア．訂正の概要及び、その適否の判断
　特許権者が求めている訂正の内容は以下のとおりである。
ａ．請求項１の「前記光伝搬媒体がバネ性を有する」を「前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有する」と訂正する。
ｂ．請求項８の「光伝播体をプローブ固定体に設置する工程と・・・近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法。」を「光伝播媒体をプローブ固定体に設置する工程と、前記光伝搬媒体の先端部を先鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に対して直角に設置する工程と、光伝搬媒体にレーザー光を照射して光伝搬媒体を鈎状の形状に成形する工程と、光伝搬媒体に光反射手段を形成する工程と、を含む走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法。」と訂正する。
ｃ．請求項１０の「前記光伝搬媒体がバネ性を有するプローブと」を「前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有するプローブと」と訂正する。
ｄ．【００１２】〜【００１３】の「【課題を解決するための手段】・・・工程により製造した。」を「【課題を解決するための手段】
　本発明は、上記の課題を解決するため、端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過孔部が尖鋭な先端部と成るように構成され、先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有する走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブとした。また、プローブのたわみを光学的に検出するための光反射部を、プローブに設けた。光反射部は、例えばプローブ自体に形成した光反射面、あるいはプローブの一部に固定された微小な光反射体で構成した。
　【００１３】
　さらに、前記プローブの鈎形状部分に対して先端部分の反対側に、位置合わせ面を持つプローブ固定体を設置した。
　上記の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブは、前記プローブ固定体を設置する工程と、先端部を尖鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に直角に設置する工程と、鈎状の形状に成形する工程と、光反射面を形成し、あるいは光反射体を設置する工程により製造した。」と訂正する。
ｅ．【００２２】の「上記のような・・取扱いが容易となる。」を「上記のような走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法では、一度プローブに固定したプローブ固定体は、プローブを分離・尖鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に直角に設置する工程と、鈎状の形状を形成する工程と、光反射面を形成し、あるいは光反射体を設置する工程において着脱や移動をしないので、プローブ固定体の合わせ面を利用して各工程の加工装置に取付を行うことにより、プローブ固定体から鈎状部分までの長さ精度、および鈎状部分に対する光反射面の角度精度を向上さ
せることが可能であり、さらにそれらの精度の再現性を向上させることが可能である。また、微細な光伝搬体自体を取り扱うよりも取扱いが容易となる。さらにプローブの曲げ方向をプローブ固定体の一面に対して直角にできる。」と訂正する。
　上記ａ．ｃに関する記載として、「図１において、光伝搬体である光ファイバー１は、光を伝搬するコア部２と屈折率の異なるクラッド部３から成り、光ファイバー１の尖鋭化された先端部は、鈎状の形状を成している。」（明細書【００２６】）の記載がある。
　したがって、上記ａ、ｃの訂正は、願書に添付した明細書に記載された範囲内で、鈎状の光伝搬媒体の素材を、実施例に記載された光ファイバーとなるよう、具体的に限定したものといえるから、特許請求の範囲の減縮に該当するものであって、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、または変更するものではない。
　上記ｂに関する記載として「プローブ固定体７の底面をレーザー光に直角に設置し、レーザー光からプローブ固定体７の端面までの距離を一定とする。この場合、レーザー光の当たる側がその裏側に対して、熱の吸収量が多いため、軟化にともなう表面張力により、光ファイバー先端はレーザー光の当たる方向に折れ曲がっていく。この工程により、プローブ固定体７の端面から鈎状部分までの距離を一定にでき、曲げる方向をプローブ固定体７の底面と直角にすることができる。」の記載がある。
　したがって、上記ｂの訂正は、願書に添付した明細書に記載された範囲内で、光伝搬体を鈎状の形状に成形する工程を、実施例に記載された内容となるよう、具体的に限定したものといえるから、特許請求の範囲の減縮に該当するものであって、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、または変更するものではない。
　上記ｄ，ｅの訂正は、上記特許請求の範囲の訂正に伴い、対応する詳細な説明の記載を特許請求の範囲と同じになるように訂正し、また、上記訂正による効果を明瞭にしたものであるから、不明瞭な記載の釈明である。
イ．独立特許要件の判断
　以上のとおりであるから、訂正明細書の請求項１乃至４，７，８，１０，１１に係る発明（以下それぞれ、本件発明１乃至４，７，８，１０，１１という）は、その特許請求の範囲の請求項１に記載された下記のとおりのものである。
　　　　　記
　　【請求項１】　端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過孔部が尖鋭な先端部と成るよう構成され、先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコア及びクラッドからなり且つバネ性を有する走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項２】　前記プローブの一部にプローブのたわみを光学的に検出するための光反射手段を設けた請求項１記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項３】　前記光反射手段が、前記プローブに形成された光反射面である請求項２記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項４】　前記光反射手段が、前記プローブに設置された光反射体である請求項２記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項７】　前記プローブの尖鋭な透過孔部周辺の少なくとも鈎状部までの透過孔部以外の部分が光を反射する反射膜でおおわれている請求項１記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項８】　光伝播媒体をプローブ固定体に設置する工程と、前記光伝搬媒体の先端部を先鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に対して直角に設置する工程と、光伝搬媒体にレーザー光を照射して光伝搬媒体を鈎状の形状に成形する工程と、光伝搬媒体に光反射手段を形成する工程と、を含む走査型近視野原千間力顕微鏡用プローブの製造方法。
　　【請求項１０】　端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過孔部が尖鋭な先端部となるよう構成され、先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有するプローブと、試料に対し前記プローブを介し、あるいは直接、光を照射する光源および光学系と、試料を透過あるいは試料に反射した光を前記プローブを介し、あるいは直接受ける光電変換素子および光学系と、前記プローブのたわみを検出するためのレーザー光を発生するレーザー光源と、前記レーザー光を前記プローブの前記光反射
手段に照射する集光レンズと、前記光反射手段からの反射光を検出する検出手段と、試料と前記プローブを相対的に移動させる移動手段と、試料表面と前記プローブ先端間の距離を制御する制御手段を有し、試料表面の形状及び光学的特性を観察する構成であることを特徴とする走査型近視野原子間力顕微鏡。
　　【請求項１１】　前記プローブの先端と試料の間を相対的に垂直方向に振動させる手段を有する請求項１０記載の走査型近視野原子間力顕微鏡。
　訂正前の請求項１，２，４，７，８，１０，１１に係る発明に対して、当審が平成１０年１０月２９日付けで通知した取消理由通知で引用した刊行物１乃至４には下記のとおりの記載がある。
刊行物１：″Ｔｈｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ″，ＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬ　ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ，ＶＯＬ．′６３，Ｎ０．１１（１９９１年６月１日発行）第６２５Ａ−６３８Ａ頁
　「近視野走査型光学顕微鏡（ＮＳＯＭ）」（６２５Ａ頁右欄１７−１８行）
　「サブ波長の開口．我々は、金属層被膜のガラスのマイクロピペットの形態で、適当なサブ波長開口を開発した（１０）。これらのピペットは、始は生物学的材料の電気生理学の研究のために開発されたものだが、小さなガラス細管を加熱して引き伸ばすことによって製作される（１１，１２）。簡単なフィラメント加熱引き延ばし装置は内径５００Å以下の先端を製造することができる。現在、ｓｕｔｔｅｒインスツルメント社（ノヴァト、カリフォルニア）によって開発されたレーザー引き延ばし装置は、先端直径１００Å以下の石英ピペットを製造することができる。
　その後、アルミ又はクロームのような金属の薄いフィルムが、ピペットの外側に沿って蒸着され、完全に不透明にする。このプロセスは再現性が高く、０．１μｍ、及び０．５μｍのピペット開口が容易に製作できる。典型的には先端近傍にまで挿入された小さなファイバーを用いてレーザービームがピペットに供給されると、光の微小スポットが先端の未コートの孔から放射される」（６２６Ａ頁中欄１２−３８行）
　「一体化されたＮＳＯＭ．透過型のＮＳＯＭの基本エレメントがＦｉｇｕｒｅ２に示されている。開口は、先端の微小位置決めのために、ピエゾ電気結晶変換器内に支持されている。外部電圧が印加されるとこれらの結晶は伸縮し、先端をサブオングストロームの分解能で数十ミクロン移動させることができる。この微動位置決めシステムは、粗い位置決めのための粗動ｘ、ｙ、ｚステージ上に支持されている。ピペット先端まで挿入された細い光学ファイバーによって、光が開口に導入される。試料はピペット先端により近視野で照明され、透過光は顕微鏡対物レンズで集められたフォトマル上に結像する。」（６２６Ａ頁右欄３３−５２行）
　「最も最近の、ベル研究所のベツィグは、テーパー状であって、小さな先端かつアルミニウムコーティングされた光ファイバを使用した。」　（６２６Ａ中欄５３−５６行）
　「今まで考えられてきた装置は開口を照明器あるいは表面からの光の集光器のいずれかとして使用していた。・・
　フィードバック．上で述べたように、試料／開口の隙間は数ナノメータの範囲で一定に保たれなければならない。ＮＳＯＭ装置にフィードバック機構を導入する試みはほとんどなかった。一般的に、ＮＳＯＭの試験的な実験では平坦な試料が調べられ、これらはフィードバックなしでゆっくりしたアプローチと試料上の前後走査を行って画像化することができた。試料がピペットの近視野にはいると、突然画像が焦点に入ってくる。あまり近づきすぎないように注意しないと、先端が試料に衝突して破壊してしまう。
　粗く波打った表面に対してはフィードバックが不可欠である。」（６２８Ａ頁左欄４９行−中欄３９行）
　「フィードバックの更に他のオプション装置は、先端が試料に接近したときの力を検知するものである。この原理は、小さいレバーアームの先端にある原始的にシャープな針が、数オングストロームの距離をもって表面上を走査する原子間力顕微鏡を造るために、適用される。ファン・デル・ワールス力がレバーアームをわずかに撓ませ、この動きが検出されて信号が出力される。先端が試料に接触するところまで行く前に発生する、より遠距離である磁気的相互作用あるいはクーロン相互作用を検出して、より遠距離でフィードバックをかけることも可能である（２７）。
　原子間力顕微鏡法に好適な構成を提供するためピペットを先端の極めて近くで曲げることができる。（Ｆｉｇｕｒｅ４参照）。・・これは最も困難なフィードバック法である。つまり、極めて精密な位置決めとサブオングストロームの安定性が求められる。成功すれば、高真空から液中サンプルの範囲にわたる環境下でどんな種類の表面であってもなぞることができる汎用的なフィードバック機構が得られる。」（６３０Ａ頁左欄３−３４行）
　「我々は、直径２００μｍの光ファイバーであって、このファイバーはピペットに挿入されている、該光ファイバーからの放射とピペットから放出される光子の数を計測することにより、直径１０００Åのピペットの隙間からの減衰量を測定した。」（６３０Ａ頁右欄２０−２８行）
　そして、Ｆｉｇｕｒｅ２には近視野走査型光学顕微鏡を構成する装置の概略が、また、Ｆｉｇｕｒｅ４には距離を測定する針として先端が曲がったピペットの図がそれぞれ記載されている。
刊行物２：″Ａｍｉｃｒｏｐｉｐｅｔｔｅ　ｆｏｒｃｅ　ｐｒｏｂｅ　ｓｕｉｔａｄ　ｌｅ　ｆｏｒ　ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ″Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ｖｏｌ．６３，ｎｏ．９（１９９２年９月発行）４０６１−４０６５頁
　「この問題は遠くにある光源からピペット全長を通してビームを伝達するよりも、むしろピペット先端にある開口内にスポット光を発生させる外部励起の新規な方法の開発によって現在解決されている。この技術及び提案された組み合わせは、第１図に概略が示されている。色素を埋設したプラスティックプラグがピペットの内側に形成され、その後、レーザービームがこのチップに指向されて色素から非常に強い蛍光を発生する。この方法によって非常に強い光源を受けるほかに、励起は走査プローブとは結合されず、ピペットの幾何学的形状に影響を受けない。このことは、カンチレ
バー構造のピペットをＮＳＯＭに使用することを許し、一方第１図に示されているように、力顕微鏡の標準的な方法で垂直及び横方向の表面力によるカンチレバーの撓みを同時に測定することを許す。第２図はこのような小さいミラーを取付け、色素を埋没したプラスティックを先端に充填した力検出屈曲ピペットを示す。
ＩＩ実験方法
Ａ．先端の準備
　先端はアルミノ珪酸塩ガラスの細管でつくる。工程を第３図に示す。電気生理学で使用されるガラスマイクロ電極の重力引き伸ばし装置・・のチャックで、細管は長手軸が垂直になるように向きを合わせられる。細管は直径１ｍｍのニッケルーコンスタンタン線でできた直径６．５ｍｍのコイルの中心に置かれる。ここで、マイクロ電極引き伸ばし装置の２つのチャックは細管の２つの端部に結合される。コイル状のフィラメントは抵抗加熱され・・、ピペットは、軟化するにつれて、コイルの中心部分の領域で伸び始める。元の長さ１ｃｍが約１０ｃｍまで伸びたところで、下方のチャックが落下してマイクロスイッチを起動し加熱を停止させる。同時に細管は中央部で分離され、各々の端部に小さな孔を有し２つの長くて細い部分を持つマイクロピペットが残る。これらは、力センサーを創るのに使われる先端である。上方と下方のチャックにある微小ピペットの構造は異なっており、上方の先端の円錐の角度が下方のものより大きくなっている。
　先端／表面の軸に沿う方向の力を検出することを可能にする曲げを創るために、マイクロピペットの先端は、ピペット端部を上方に曲げる、小さなブンゼン炎による加熱エアー上を短時間通過させられる。始に、カンチレバーは検出のために反射法を用いた走査型力顕微鏡で試験されるので、ミラーをカンチレバーに取り付けることが必要である。カパーガラスの小片にアルミコートし、これを割って、ミラーの小さな部品・・を作る。これらの部品は、その後カンチレバーに装着される。
Ｂ．力顕微鏡
　この実験に使用された力走査型顕微鏡は、自作のものであった。これは大部分、ステンレススチール部品によって構成されている。試料を動かすには、セクタ状に４分割したチューブスキャナを用い、カンチレバーホルダーは独立した変調をかけるため小さなピエゾ電気チューブに取り付けられる。試料及び先端の手動によるアプローチは０．３μｍ以上の感度で行うことができ、試料のピエゾチューブは垂直方向への全移動範囲２μｍを有する。通常、試料の先端へのアプローチは手動アプローチ動作を徐々に下げて行い、このとき撓みが検出されたら試料を降下させるようにフィードバック回路を設定しておく。時々、視覚的手段を提供するオシロスコープで振動振幅をモニターしながら、アプローチの間、カンチレバーを共振点付近で振動させた。フィードバック用の電気系は以前に記載したことがある。ａｃ変調の間フィードバックを許す目的で、２つのフォトダイオード部分からの差分信号をロックインアンプの入力とし、ロックインの出力をフィードバックアンプの入力とした。」（４０６１頁右欄２６行−４０６３頁左欄１６行）
　「独立のピエゾチューブを使ってカンチレバーマウントを振動させることによって、カンチレバーの共振周波数を正確に決定することができた。この値をカンチレバーの推定質量と組み合わせると、ｋの値が得られる。我々は多数のカンチレバーを試験した。そして下方の先端について垂直方向の基本周波数が一貫して１８±１ｋＨｚの範囲にあり、引き伸ばし装置の上方に残った先端についてそれが３５ｋＨｚにあることを見出した。」（４０６３頁５０−５７行）
刊行物３：特開昭５９−１２１３１０号公報
　「光学近接視野走査顕微鏡」（発明の名称）
　「結晶１４は、典型的に約２００ｎｍの厚さを持つ金属被膜１７・・を有する。この厚さは、実際的な不透明に対して十分な厚さであると考えられる。先端１５において、結晶１４の頂点１８及び金属被膜１７を例えばイオン切削により除去して、１００ｎｍ以下例えば２０ｎｍの一辺ａを有する実質的に長方形の領域にわたって結晶１４を露呈する、領域１９は光に対して透明であり、顕微鏡の入射ひとみとして用いられる。」（公報３頁右下欄１２行−４頁左上欄１行）
　「上述の顕微鏡の目的のために、ガラス・ファイバーの一端面は金属等の不透明膜で被覆されてもよく、そして例えば電子ビームでもってその被膜にコアを露呈するために同軸孔が開けられる。」（公報４ページ左上欄１８行−右上欄１行）
刊行物４：「光学」第２１巻第１１号（１９９２年１１月発行）第７６６−７７９頁
　「ただし、ファーフィールドには、もともと伝播光成分が含まれており、それと低周波構造との結合による回折成分も到達するので、これらをエバネッセント波と微細構造との結合による伝播光と分離してやる必要がある。幸い、エバネッセント場は開口から離れるに従って振幅が減衰していくので、試料とピンホールの距離を時間的に変調させて、出力信号を変調に合わせてロックイン検出すると、エパネッセント場による回折成分のみを検出することが可能となる。」
▲１▼本件発明１，２，４，７，１０，１１について
　本件発明１及び１０と上記刊行物１−４に記載の発明とを対比すると、上記いずれの刊行物に記載の発明にも、本件発明を特定する事項である「先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコア及びクラッドからなり且つバネ性を有するプローブ」という構成が記載されていない。
　特に、刊行物１にはピペットを構成するに当たり、光ファイバー（コアとクラッドを有する）を用いること、および、ガラス製ピペットの先端を鈎状に曲げることはいずれも記載されているが、光ファイバーの先端を鈎状に曲げることは記載されていない。さらに、付言すれば、刊行物１のものにおいては、鈎状に曲げたピペットを形成するとき、光ファイバーの導行路の先端をガラス製のピペットの先端に挿入することにより、これらを接続してプローブを構成していることから、上記刊行物１のものから、本件発明１が有する上記構成を当業者が容易に発明することができたとはいえない。
　また、本件発明２，４，７は本件発明１の構成を、本件発明１１は本件発明１０をそれぞれ引用する構成を含むものであるから、上記請求項１および１１について対比したとおりである。
　そして、本件発明１，２，４，７，１０，１１は、上記「先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコア及びクラッドからなり且つバネ性を有するプローブ」を形成することにより、ガラスのピペットを用いるプローブに比べ光の漏れが少ないという格別の効果を奏するものである。
▲２▼本件発明８について
　本件発明８と上記刊行物１−４に記載の発明とを対比すると、上記いずれの刊行物に記載の発明にも、本件発明を特定する事項である「プローブ固定体の一面をレーザー光に対して直角に設置する工程と、光伝搬媒体にレーザー光を照射して光伝搬媒体を鈎状の形状に成形する工程」が記載されていない。
　そして、本件発明８は上記「プローブ固定体の一面をレーザー光に対して直角に設置する工程と、光伝搬媒体にレーザー光を照射して光伝搬媒体を鈎状の形状に成形する工程」を有することにより、「プローブ固定体の合わせ面を利用して各工程の加工装置に取付を行うことにより、プローブ固定体から鈎状部分までの長さ精度、および鈎状部分に対する光反射面の角度精度を向上させることが可能であり、さらにそれらの精度の再現性を向上させることが可能である。また、微細な光伝搬体自体を取り扱うよりも取扱いが容易となる。さらにプローブの曲げ方向をプローブ固定体の一面に対して直角にできる」という格別の効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１，２，４，７，８，１０，１１は上記刊行物１乃至４に記載のものから容易に発明をすることができたものではないから、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
ウ．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項および同条第３項で準用する第１２６条第２−４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議の申立について
ア．申立の概要
　特許異議申立人奥村八重子は、本件発明１乃至４，７，８，１０，１１の特許に対して、証拠として甲第１乃至４号証（当審が取り消し理由通知書にて引用した刊行物１乃至４にそれぞれ対応する）を提出し、上記本件発明１乃至４，７，８，１０，１１の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、特許法第１１３条第１項第２号の規定により取り消されるべきものである旨主張している。
▲１▼本件発明１乃至４，７，１０，１１について
　特許異議申立人が提出した甲第１乃至４号証には、上記いずれの刊行物に記載の発明にも、本件発明を特定する事項である「先端部とこれにっながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコア及びクラッドからなり且つバネ性を有するプローブ」という構成が記載されていない。
　特に、刊行物１にはピペットを構成するに当たり、光ファイバー（コアとクラッドを有する）を用いること、および、ガラス製ピペットの先端を鈎状に曲げることはいずれも記載されているが、光ファイバーの先端を鈎状に曲げることは記載されていない。さらに、付言すれば、刊行物１のものにおいては、鈎状に曲げたピペットを形成するとき、光ファイバーの導行路の先端をガラス製のピペットの先端に挿入することにより、これらを接続してプローブを構成していることから、上記刊行物１のものから、本件発明１が有する上記構成を当業者が容易に発明することができたとはいえない。
　また、本件発明２乃至４，７は本件発明１の構成を、本件発明１１は本件発明１０をそれぞれ引用する構成を含むものであるから、上記請求項１および１１について対比したとおりである。
　そして、本件発明１乃至４，７，１０，１１は、上記「先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコア及びクラッドからなり且つバネ性を有するプローブ」を形成することにより、ガラスのピペットを用いるプローブに比べ光の漏れが少ないという格別の効果を奏するものである。
▲２▼本件発明８について
　本件発明８と上記甲第１−４号証に記載の発明とを対比すると、上記いずれの文献に記載の発明にも、本件発明８を特定する事項である「プローブ固定体の一面をレーザー光に対して直角に設置する工程と、光伝搬媒体にレーザー光を照射して光伝搬媒体を鈎状の形状に成形する工程」が記載されていない。
　そして、本件発明８は上記「プローブ固定体の一面をレーザー光に対して直角に設置する工程と、光伝搬媒体にレーザー光を照射して光伝搬媒体を鈎状の形状に成形する工程」を有することにより、「プローブ固定体の合わせ面を利用して各工程の加工装置に取付を行うことにより、プローブ固定体から鈎状部分までの長さ精度、および鈎状部分に対する光反射面の角度精度を向上させることが可能であり、さらにそれらの精度の再現性を向上させることが可能である。また、微細な光伝搬体自体を取り扱うよりも取扱いが容易となる。さらにプローブの曲げ方向をプローブ固定体の一面に対して直角にできる」という格別の効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１乃至４，７，８，１０，１１は上記甲第１乃至４号証に記載のものから容易に発明をすることができたものではない。
ウ．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由および、証拠によっては、本件発明１乃至４，７，８，１０，１１の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１乃至４，７，８，１０，１１の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年７月１日（１９９９．７．１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
ａ．請求項１の「前記光伝搬媒体がバネ性を有する」を特許請求の範囲の減縮を目的として「前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有する」と訂正する。
ｂ．請求項８の「光伝播体をプローブ固定体に設置する工程と・・・近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法。」を特許請求の範囲の減縮を目的として「光伝播媒体をプローブ固定体に設置する工程と、前記光伝搬媒体の先端部を先鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に対して直角に設置する工程と、光伝搬媒体にレーザー光を照射して光伝搬媒体を鈎状の形状に成形する工程と、光伝搬媒体に光反射手段を形成する工程と、を含む走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法。］と訂正する。
ｃ．請求項１０の「前記光伝搬媒体がバネ性を有するプローブと」を特許請求の範囲の減縮を目的として「前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有するプローブと」と訂正する。
ｄ．【００１２】〜【００１３】の「【課題を解決するための手段】・・・工程により製造した。」を特許請求の範囲の訂正に合わせて「【課題を解決するための手段】　本発明は、上記の課題を解決するため、端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過孔部が尖鋭な先端部と成るように構成され、先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有する走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブとした。また、プローブのたわみを光学的に検出するための光反射部を、プローブに設けた。光反射部は、例えばプローブ自体に形成した光反射面、あるいはプローブの一部に固定された微小な光反射体で構成した。
　【００１３】
　さらに、前記プローブの鈎形状部分に対して先端部分の反対側に、位置合わせ面を持つプローブ固定体を設置した。
　上記の走査型近視野原千間力顕微鏡用プローブは、前記プローブ固定体を設置する工程と、先端部を尖鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に直角に設置する工程と、鈎状の形状に成形する工程と、光反射面を形成し、あるいは光反射体を設置する工程により製造した。」と訂正する。
ｅ．【００２２】の「上記のような・・取扱いが容易となる。」を特許請求の範囲の訂正に合わせて「上記のような走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法では、一度プローブに固定したプローブ固定体は、プローブを分離・尖鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に直角に設置する工程と、鈎状の形状を形成する工程と、光反射面を形成し、あるいは光反射体を設置する工程において着脱や移動をしないので、プローブ固定体の合わせ面を利用して各工程の加工装置に取付を行うことにより、プローブ固定体から鈎状部分までの長さ精度、および鈎状部分に対する光反射面の角度精度を向上させることが可能であり、さらにそれらの精度の再現性を向上させることが可能である。また、微細な光伝搬体自体を取り扱うよりも取扱いが容易となる。さらにプローブの曲げ方向をプローブ固定体の一面に対して直角にできる。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
走査型近視野原子間力顕微鏡、及びその顕微鏡に使用されるプローブ、及びそのプローブの製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　　【請求項１】　端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過孔部が先鋭な先端部と成るように構成され、先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有する走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項２】　前記プローブの一部にプローブのたわみを光学的に検出するための光反射手段を設けた請求項１記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項３】　前記光反射手段が、前記プローブに形成された光反射面である請求項２記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項４】　前記光反射手段が、前記プローブに設置された光反射体である請求項２記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項５】　請求項１記載のプローブと、すくなくとも一部に光反射手段を有するバネ要素から構成され、前記プローブの鈎状部の先端からみて裏側と前記バネ要素の一部が接合され、バネ要素の支持点よりも前記プローブの支持点がプローブの先端から離れている走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項６】　請求項１記載のプローブと、前記プローブの鈎状部分に対して先端部分の反対側に、位置合わせ面を有するプローブ固定体を設置した走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項７】　前記プローブの尖鋭な透過孔部周辺の少なくとも鈎状部までの透過孔部以外の部分が光を反射する反射膜でおおわれている請求項１記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブ。
　　【請求項８】　光伝搬媒体をプローブ固定体に設置する工程と、
　前記光伝搬媒体の先端部を尖鋭化する工程と、
　プローブ固定体の一面をレーザー光に対して直角に設置する工程と、
　光伝搬媒体にレーザー光を照射して光伝搬媒体を鈎状の形状に成形する工程と、
　光伝搬媒体に光反射手段を形成する工程と、を含む走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法。
　　【請求項９】　前記光反射手段を形成する工程は、光反射体をプローブに設置する工程であり、レーザー光を照射して、前記鈎状の形状に形成する工程と、前記光反射体の設置を同時に行う請求項８記載の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法。
　　【請求項１０】　端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過孔部が先鋭な先端部となるように構成され、先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有するプローブと、
　試料に対し前記プローブを介し、あるいは直接、光を照射する光源および光学系と、
　試料を透過あるいは試料に反射した光を前記プローブを介し、あるいは直接受ける光電変換素子および光学系と、
　前記プローブのたわみを検出するためのレーザー光を発生するレーザー光源と、
　前記レーザー光を前記プローブの前記光反射手段に照射する集光レンズと、
　前記光反射手段からの反射光を検出する検出手段と、
　試料と前記プローブを相対的に移動させる移動手段と、
　試料表面と前記プローブ先端間の距離を制御する制御手段を有し、試料表面の形状及び光学的特性を観察する構成であることを特徴とする走査型近視野原千間力顕微鏡。
　　【請求項１１】　前記プローブの先端と試料の間を相対的に垂直方向に振動させる手段を有する請求項１０記載の走査型近視野原子間力顕微鏡。
　　【請求項１２】　端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過光面が前記プローブ先端部に近接して設置された補助プローブを有する請求項１０記載の走査型近視野原子間力顕微鏡。
　　【請求項１３】　前記補助プローブの透過孔部が凸面である請求項１２記載の走査型近視野原子間力顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　この発明は、物質間に働く原子間力を利用して計測物質の形状を観察するとともに、光伝搬体からなるプローブによって、同時に計測物質の微細領域での光学特性を観察する走査型近視野原子間力顕微鏡に関する。
　【０００２】
　　【従来の技術】
　原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）に対して、試料の電導性の有無にかかわらず試料表面の微細な形状を観察することができることから広く普及している。このＡＦＭは、試料と測定プローブの間に働く原子間力によって、測定プローブを支持しているバネ要素がたわむことを利用した測定法である。
　【０００３】
　一方、先端が尖鋭化された光媒体からなるプローブを光の波長以下まで測定試料に近づけることによって、試料の光学特性や形状を測定しようという試みがあり、いくつかの近接場光顕微鏡が提案されている。この一つの装置として、試料の裏面からレーザー光を試料裏面で全反射するように照射して、試料表面にもれだすエバネッセント光を微動機構を有する光ファイバープローブの先端を近接させることによって検出して、一定のエバネッセント光を検出するようにプローブを走査するかあるいはプローブを水平に走査してエバネッセント光の強度変化を測定することによって、表面形状を観察する装置が提案されている。
　【０００４】
　また、試料に対して垂直に保持した光ファイバープローブの先端を試料表面に対して水平に振動させ、試料表面とプローブ先端の摩擦によって生じる振動の振幅の変化を光ファイバー先端から照射され試料を透過したレーザー光の光軸のズレとして検出し、試料を微動機構で動かすことによって、プローブ先端と試料表面の間隔を一定に保ち、微動機構に入力した信号強度から表面形状を検出するとともに試料の光透過性の測定を行う装置が提案されている。
　【０００５】
　さらに、先端部を鈎状にしたガラスキャピラリの最先端部に蛍光物質を詰めるとともに、鈎状部の先端からみて裏面にプローブのたわみを光学的に検出するために用いる反射板を設置し、試料裏面から照射され試料を透過した光によって、試料に近接したプローブ先端の蛍光物質から発生し、さらに、試料を透過した光を試料裏面で検出することによって、試料のＡＦＭ測定と光透過性を同時に測定する装置が提案されている。
　【０００６】
　この他、導電性を持つ光媒体からなるプローブをＳＴＭのプローブとして用い、同時に試料の光学的特性を測定する装置も提案されている。
　【０００７】
　　【発明が解決しようとする課題】
　従来のＡＦＭおよびＳＴＭは、表面形状の観察には適しているが、試料の物理的および化学的性質を測定することはできない。この試料の性質を観察する手段として光を用いる方法が考えられる。
　【０００８】
　この光を用いる近接場光顕微鏡のうちエバネッセント光を用いる装置の場合、光強度を試料の高さ方向の情報として用いるため、試料の高さ方向の光強度変化と試料の光吸収による光強度変化を分離することができないという欠点があり、試料の物理的および化学的な性質を測定する手段として利用することは難しい。
また、試料表面の凹凸が激しい場合には、光は、試料裏面で全反射せずに透過する場合があり、これらの透過光が、試料表面上で干渉を起こし、測定に支障をきたす場合がある。
　【０００９】
　また、プローブを水平に振動させる装置の場合、試料が光を透過する物質である必要があることに加えて、プローブ先端が横方向に振動するため、特に、試料表面の凹凸が激しい場合などでは、横方向の分解能の向上には限界があるという問題がある。
　【００１０】
　さらに、キャピラリを用いる装置の場合についても、試料は光を透過するものである必要があるとともに、使用する蛍光物質によって、測定可能な光の波長が限定されてしまうという問題がある。
　この他、ＳＴＭと組み合わせた装置の場合、測定が可能な試料は導電性のあるものに限られてしまうという問題がある。
　【００１１】
　そこで、本発明の目的は、試料の光透過性や導電性の有無にかかわらず、試料の表面形状および光特性の測定を高解像度で行うことができる走査型近視野原子間力顕微鏡を実現することにある。
　さらには、製作し易く、形状の再現性の良い走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブとその製造方法を実現することにある。
　【００１２】
　　【課題を解決するための手段】
　本発明は、上記の課題を解決するため、端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過孔部が先鋭な先端部と成るように構成され、先端部とこれにつながる光伝搬媒体が鈎状の形状を有し、前記光伝搬媒体がコアおよびクラッドからなり且つバネ性を有する走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブとした。
また、プローブのたわみを光学的に検出するための光反射部を、プローブに設けた。光反射部は、例えばプローブ自体に形成した光反射面、あるいはプローブの一部に固定された微小な光反射体で構成した。
　【００１３】
　さらに、前記プローブの鈎形状部分に対して先端部分の反対側に、位置合わせ面を持つプローブ固定体を設置した。
　上記の走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブは、前記プローブ固定体を設置する工程と、先端部を尖鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に直角に設置する工程と、鈎状の形状に成形する工程と、光反射面を形成し、あるいは光反射体を設置する工程により製造した。゛
　【００１４】
　さらに、上記光反射体をプローブに接合する工程は、鈎状の形状の形成と同時に、高出力のレーザー光を照射して行う工程とした。
　【００１５】
　このプローブは、プローブの尖鋭な透過孔部周辺の少なくとも鈎状部までが透過孔部以外の部分が光を反射する反射膜で覆われている。
　さらに、鉤状の形状を有するプローブとすくなくとも一部に光反射手段を有するバネ要素の先端部が接合され、バネ要素の支持点よりもプローブの支持点が先端から離れているＡＦＭ用プローブを構成した。
　【００１６】
　さらに、端部に光を透過する透過孔を有する光伝搬媒体からなり、透過孔部が平面あるいは凸面である補助プローブを透過光面が前記の尖鋭なプローブに近接して設置した。この補助プローブは、尖鋭化プローブから試料表面に照射された光の散乱や試料表面からの蛍光を受光するか、あるいは、補助プローブから尖鋭化プローブの先端の観察対象となる試料表面に光を照射し、試料表面からの散乱光や蛍光を尖鋭化プローブで検出するものである。
　【００１７】
　上記の２つのプローブと、試料に光を照射する光源および光学系と、試料を透過あるいは試料に反射した光を受ける光電変換素子および光学系と、尖鋭化プローブのたわみを検出するためのレーザー光源と、レーザー光を尖鋭化プローブ裏面に照射する集光レンズと、反射光を検出する検出系と、試料と尖鋭化プローブを相対移動させる粗動機構及び微動機構と、試料と尖鋭化プローブ間の距離を制御する制御手段と、装置全体を制御するコンピューターを有し、試料表面の形状及び光学的特性を観察する走査型近視野原子間力顕微鏡を構成した。
　【００１８】
　さらに、上記の２つのプローブと、試料に光を照射する光源および光学系と、試料を透過あるいは試料に反射した光を受ける光電変換素子および光学系と、尖鋭化プローブを先端と試料の間を相対的に垂直方向に振動させる機構と、尖鋭化プローブのたわみを検出するためのレーザー光源と、レーザー光を尖鋭化プローブ裏面に照射する集光レンズと、反射光を検出する検出系と、試料と尖鋭化プローブを相対移動させる粗動機構及び微動機構と、試料と尖鋭化プローブ間の距離を制御する制御手段と、装置全体を制御するコンピューターを有し、試料表面の形状及び光学的特性を観察する走査型近視野原子間力顕微鏡を構成した。
　【００１９】
　　【作用】
　この発明の走査型近視野原子間力顕微鏡では、先端部が鈎状の形状を有する光伝搬体のプローブが通常のＡＦＭ用プローブとして用いられる。ここで、鈎状部の裏側に付けられた反射板は、光学伝搬体のバネ性によって試料表面とプローブ先端との間に働く原子間力が変位に変換された度合いを反射光の位置のズレとして検出するために用いるものである。
　【００２０】
　また、鉤状部の裏側にバネ要素が接合されたプローブは、光伝搬体の支持点をバネ要素の支持点より離すことによって、光伝搬体の剛性の影響を抑え、バネ要素のバネ性に依存した変位を得ることができ、バネ性の設定を容易に行えるようになっている。
　【００２１】
　さらに、上記プローブ固定体を設置したプローブを走査型近視野原子間力顕微鏡に設置する際、プローブ固定体部分を支持する構造が容易に実現でき、プローブの着脱が容易となる。また、上記プローブ固定体を設置したプローブを設置した走査型近視野原子間力顕微鏡では、プローブ先端までの距離、鈎状の曲げ角度、光反射面角度の合わせが容易となる。
　【００２２】
　上記のような走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブの製造方法では、一度プローブに固定したプローブ固定体は、プローブを分離・尖鋭化する工程と、プローブ固定体の一面をレーザー光に直角に設置する工程と、鈎状の形状を形成する工程と、光反射面を形成し、あるいは光反射体を設置する工程において着脱や移動をしないので、プローブ固定体の合わせ面を利用して各工程の加工装置に取付を行うことにより、プローブ固定体から鈎状部分までの長さ精度、および鈎状部分に対する光反射面の角度精度を向上させることが可能であり、さらにそれらの精度の再現性を向上させることが可能である。また、微細な光伝搬体自体を取り扱うよりも取扱いが容易となる。さらに、プローブの曲げ方向をプローブ固定体の一面に対して直角にできる。
　【００２３】
光反射体をプローブに接合する工程は、鈎状の形状の形成と同時に、高出力のレーザー光を照射して行うことにより、工程数を減少することが可能となる。
　さらに、尖鋭化プローブ先端の開口部以外の部分を覆う反射膜は、尖鋭化プローブ側で光を検出する場合は、尖鋭化プローブに被測定部以外から入射する不要な散乱光の影響を避ける作用があり、尖鋭化プローブ側で光を試料に照射する場合は、試料表面の光の照射スポットを絞る作用がある。
　【００２４】
　尖鋭化プローブ近傍に設置された補助プローブは、試料表面への光照射あるいは試料表面からの散乱光や蛍光の検出に用いられる。すなわち、尖鋭化プローブ内に光を導入して、尖鋭化プローブ先端から試料に光を照射し、試料表面で反射した光を補助プローブで測定する方法と、試料表面に補助プローブから直接、光を照射して、散乱光や蛍光を尖鋭化プローブ先端で検出する方法とがある。補助プローブによって、光の照射あるいは検出を行うことによって、レンズ系を用いるのに対して、簡便に光照射や受光位置の設定ができるとともに、試料上のスペースをわずかしか必要としないで測定が可能である。
　【００２５】
　プローブの先端と試料の間を相対的に垂直方向に振動させる手段は、プローブを水平方向に走査した場合、試料の凹凸にともなって、試料およびプローブ先端の接触によって生じる試料およびプローブ先端間の横応力によって、試料表面および尖鋭化プローブ先端が損傷を受けるのを避ける作用がある。
　【００２６】
　　【実施例】
　以下図面を参照しながら、この発明による走査型近視野原子間力顕微鏡の実施例について説明する。
　（プローブの構成）
　図１は、光ファイバーを用いて製作した本発明の尖鋭化プローブの模式図である。図１において、光伝搬体である光ファイバー１は、光を伝搬するコア部２と屈折率の異なるクラッド部３から成り、光ファイバー１の尖鋭化された先端部は、鈎状の形状を成している。以下、このプローブの製作手順を述べる。
　【００２７】
　尖鋭化プローブ４には、コア径１０μｍ、クラッド径１２５μｍの光ファイバーを使用し、光ファイバー１の末端から２ｃｍから６ｃｍ程度、合成樹脂の被覆を取り除き、露出された中央部を加熱しながら中央部で分離されるまで、両端に引き伸ばした。この加熱方法としては、白金線をコイル状に巻き、コイルの中心に光ファイバーを通し、白金線に電流を流して高温に発熱させ、光ファイバーを加熱した。また、露出した光ファイバーの中央部に炭酸ガスレーザーの光を集光してあて、両端に引き伸ばすことによっても製作することができた。いずれの方法においても、先端径を測定に十分使用可能な０．１μｍ以下にすることが可能であった。
　【００２８】
　実施例で使用したシングルモードタイプの光ファイバーの場合、コア径は、クラッド径の１０分の１程度であるので、光が透過する部分は、０．０１μｍ程度に相当する。さらに、先端の形状は、エッチングによって、さらに尖鋭化することが可能であった。エッチングには、フッ酸、フッ化アンモニウム１：３混合液を用い、５分から９０分間先端を浸漬することによって可能であった。このようにして製作した光ファイバーの先端から０．１ｍｍから３ｍｍの部分に炭酸ガスレーザーの光を集光して当て、変形させる前を０゜としたとき、６０゜から９０゜程度の鈎状の形状に変形させた。この場合、レーザー光の当たる側がその裏側に対して、熱の吸収量が多いため、軟化にともなうガラスの表面張力によって、光ファイバー先端はレーザー光の当たる方向に折れ曲がっていく。この角度の調整は、曲がり具合を確認しながらレーザー光の出力をコントロールすることによって行った。この先端の観察は、保護眼鏡を装着すれば肉眼でも可能であるが、顕微鏡にビデオカメラを装着し、ビデオモニターで観察する方法が安全かつ確実な方法である。
　【００２９】
　図２は、尖鋭化プローブ４の鈎状部分に機械的研磨により光反射面５を形成した構成である。光反射面５は金、アルミニウム、クロム、ニッケル等の金属反射膜で被覆して用いられる。
　図３は、尖鋭化プローブ５の光反射面５を鈎状部分に対し先端の反対側に機械的研磨により形成した構成である。図２に示した実施例とは光反射面５の形成位置が異なる。
　【００３０】
　図４は、尖鋭化プローブ４の先端からみて裏側に、光反射体６を設置した構成である。光反射体６としてはステンレス板、アルミ板等の金属板や、それらに反射率向上のために金薄膜を被覆したものや、ガラス基板、シリコン基板等に反射金属膜を被覆したものが用いられる。光反射体６を尖鋭化プローブ４へ固定する方法としては、硬化時間１０分程度で、硬化前でも粘着性のあるビニル系接着剤を使用する方法がある。また、ガラス基板にモリブデンやチタンなどの高融点金属膜を被覆したものを光反射体として用いた場合は、後の実施例で説明するレーザー光を用いた溶融接着工程も可能である。
　【００３１】
　上記のような尖鋭化プローブ４の場合では、別のバネ要素を用いず、光伝搬体自体のバネ性を利用してバネ要素とするので、構造を簡単にすることができ、プローブの別のバネ要素への取り付け状態のばらつきに起因する特性のばらつきを減少させることができ、作製が容易であり、共振周波数やＱ値などの諸特性の均一化が図れる。
　【００３２】
　実際に作製したプローブでは、共振周波数は２ＫＨｚから２０ＫＨｚ．Ｑ値は１００から５００の範囲で再現性が良好であった。
　【００３３】
　図５は、尖鋭化プローブ４の鈎状部分に対して先端部分の反対側に、位置合わせ面を有するプローブ固定体７を設置した構成である。プローブ固定体７としては、例えば光ファイバー径に合わせたＶ溝を有する直方体の支持体とおさえ板が用いられる。また、光ファイバー径に合わせた貫通穴を有する直方体の部品に光ファイバー１を通し、接着することによっても実現可能である。またプローブ固定体７は底面と端面を有していれば、直方体以外の形状や、取付のための鍔を有する形状も用いられる。プローブ固定体７は光ファイバー１に直接設置することも光ファイバー１の合成樹脂被覆（図示せず）に設置することもできる。
　【００３４】
　走査型近視野原子間力顕微鏡用プローブは、使用に際して汚損や折損が生じ易く、プローブの交換が容易である必要がある。上記のようなプローブを走査型近視野原子間力顕微鏡に設置する際、プローブ固定体７を支持する構造が容易に実現でき、プローブの着脱が容易となる。
　【００３５】
　図６〜図９は本発明による走査型近視野原子間力顕微鏡用尖鋭化プローブの製造方法を表した図である。
　図６において、光ファイバー１の末端から２ｃｍから１０ｃｍ程度、合成樹脂の被覆を取り除き、光ファイバー１の末端から０．５ｃｍから６ｃｍ程度の部分に、プローブ固定体７を設置する。例えば、光ファイバー径に合わせたＶ溝を有する支持体に光ファイバー１を設置し、おさえ板によって光ファイバーをおさえてプローブ固定体７とする。また、光ファイバー径に合わせた貫通穴を有する直方体の部品に光ファイバー１を通し、接着することによっても実施可能である。
　【００３６】
　図７において、光ファイバー１を加熱しながら分離されるまで、両端に引き伸ばし尖鋭化する。この加熱方法としては、前述と同様に白金線をコイル状に巻き、コイルの中心に光ファイバーを通し、白金線に電流を流して高温に発熱させることで製作する。また、露出した光ファイバーの中央部に炭酸ガスレーザーの光を集光してあて、両端に引き伸ばすことによっても製作することができる。
　【００３７】
　図８において、光ファイバーを尖鋭化したプローブの先端から０．１ｍｍから１．５ｍｍの部分に炭酸ガスレーザーの光を集光して当て、変形させる前を０゜としたとき、６０゜から９０゜程度の鈎状の形状に変形させる。プローブ固定体７の底面をレーザー光に直角に設置し、レーザー光からプローブ固定体７の端面までの距離を一定とする。この場合、レーザー光の当たる側がその裏側に対して、熱の吸収量が多いため、軟化にともなう表面張力により、光ファイバー先端はレーザー光の当たる方向に折れ曲がっていく。この工程により、プローブ固定体７の端面から鈎状部分までの距離を一定にでき、曲げる方向をプローブ固定体７の底面と直角にすることができる。
　【００３８】
　図９において、プローブ固定体７の端面部分の底辺と研磨面を平行に設置して、プローブの鈎状部分を機械研磨し、光反射面５を形成する。光反射面５は、鈎状部分側から見て、プローブの曲がる方向と直角に形成することができる。研磨量は、光ファイバーのコア部分が露出しないようにクラッド部分のみを研磨し、プローブ径の３分の１程度とする。
　【００３９】
　さらに、プローブの先端の開口部以外の部分と光反射面５を同時に、ニッケル、クロムあるいは金などの金属膜で被覆する。反射膜を構成することで、プローブに光を導入する場合には、側面からの光ノイズを除去したり、プローブから光を照射する場合は、照射光の指向性を高めることが可能である。金属膜の被覆方法としてはスパッタ、蒸着、無電解メッキなどが用いられる。この場合、開口部まで反射膜で覆われてしまうが、開口部の被膜を除去する方法として、強酸によるエッチング、または、ＡＦＭ動作時に、接触圧を高め、機械的に除去する方法とがある。
　【００４０】
　上記のような走査型近視野原子間力顕微鏡用尖鋭化プローブの製造方法によれば、プローブ固定体７から鈎状部分までの長さ精度、鈎状部分の曲げ方向精度および鈎状部分に対する光反射面の角度精度を向上させることが可能であり、さらにそれらの精度の再現性を向上させることが可能である。また、微細な光ファイバー自体を取り扱うよりもプローブ固定体７を取り扱うことで取扱いが容易となる。従って、特性の均一化を図ることができる。
　【００４１】
　本実施例では、プローブ固定体７を設置した後にプローブを尖鋭化する工程を示したが、尖鋭化した後にプローブ固定体７を設置しても、同様の作用および効果が得られる。
　【００４２】
　図１０〜図１２は、本発明による走査型近視野原子間力顕微鏡用尖鋭化プローブの製造方法の他の実施例を表した図である。
　図１０および図１１は、プローブ固定体７を設置して、光ファイバー１を尖鋭化する工程であり、図６および図７の実施例で示した工程と同様である。
　【００４３】
　図１２において、尖鋭化したプローブ４の先端から０．１ｍｍから１．５ｍｍの部分に、厚さ１０μｍから１００μｍ程度のガラス基板にモリブデンなどの高融点金属膜を被覆した光反射体６を、プローブ固定体７の底面と平行にプローブ４に接触させ、炭酸ガスレーザーの光を集光して当て、鈎状の形状の形成と光反射体６の接着を同時に行う。プローブ固定体７の底面をレーザー光に直角に設置し、レーザー光からプローブ固定体７の端面までの距離を一定とする。レーザー光による熱のためプローブが折れ曲がることは図８の実施例で説明した通りである。同時に、光反射体６のガラス部分がプローブに溶融接着される。この工程により、プローブ固定体７の端面から鈎状部分までの距離を一定にでき、曲げる方向をプローブ固定体７の底面と直角にすることができる。また、光反射体６は、鈎状部分側から見て、プローブの曲がる方向と直角に設置することができる。
　【００４４】
　図１３は、光ファイバーとは別体のバネ要素を用いるプローブの模式図である。先端が鈎状の尖鋭化プローブ４の先端からみて裏側に、光反射手段を有するバネ要素１０の先端部分１２が接合され、バネ要素１０は、支持点１３を境にして、支持体１１に接合されている。また尖鋭化プローブ４は、支持点１３より先端から離れた支持点１４で、支持体１１に接合されている。
　【００４５】
　実施例では、バネ要素として、厚さ１０μｍで、Ｖ字型で、角度６０゜、それぞれの幅が０．２ｍｍ、支持点１３から先端までの長さが１．５ｍｍのステンレス板を使用し、尖鋭化プローブ４の支持点１４を先端から１０ｍｍ程度にした。ステンレス板の光ファイバーに接合される面の反対の面は、光を反射可能な程度に表面が平滑になっている。ステンレス板とプローブ、および支持体とプローブの接続には、融点が５０℃のろうを使用した。ろうを使用することで、熱で容易に脱着ができるため、プローブの交換を容易に行うことが可能である。この場合の、共振点は、７ｋＨｚ付近に観測された。
　【００４６】
　このタイプのプローブは、バネ性を主にバネ要素１０の形状に依存することになるので、再現性の良いバネ特性を得ることができる他、バネ要素の材質や形状を変えることによって、バネ特性を任意に変えることができる。また、反射板の角度の調整が不要となるというメリットもある。また、バネ要素１０を反射板としてのみ使用することも可能であり、その場合は、支持点１３と支持点１４の位置が近接してもプローブとして使用することができる。
　【００４７】
図１４は、プローブと試料の間を相対的に垂直に振動させる手段として、プローブを試料に対して垂直方向に振動させるための圧電素子を組み合わせたプローブの模式図である。電圧印加によって、厚み方向の伸縮を起こす圧電体１５の両面には、電極１６が設けられており、電極間には、１ｋＨｚから１００ｋＨｚの間で、０．１Ｖから１０Ｖまでの交流電圧を印加できる交流電源１７が接続されている。圧電体１５は、図１３の場合のプローブの支持体１１と同様に配置され、尖鋭化プローブ４およびバネ要素１０が接合されている。
　【００４８】
さらに、プローブの先端の開口部以外の部分をニッケル、クロムあるいは金などの金属膜で被覆する。開口部を覆った金属膜は、強酸によるエッチング、または、ＡＦＭ動作時に、接触圧を高め、機械的に除去する。
　以上、実施例として、光ファイバーを用いたプローブについて述べたが、この他にも、鈎状の弾性基板上にＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３やガラスなどの膜を生成させ、ドーピングによって光導波路を構成することで、プローブを製作することも可能である。
　【００４９】
　図１５は、尖鋭化プローブ４とともに、補助プローブ８を用いて試料９の観察を行う場合の模式図である。補助プローブ８も、尖鋭化プローブ４と同様に光伝搬体である光ファイバーによって構成されている。
　【００５０】
　補助プローブ８には、コア径１０μｍ、クラッド径１２５μｍの光ファイバーを使用し、光ファイバーの末端から２ｃｍから６ｃｍ程度、合成樹脂の被覆を取り除き、先端部をファイバークリーバーによって切断し、平面となるようにした。次にこの光ファイバーの先端から２ｍｍから５ｍｍの部分に、炭酸ガスレーザーの光を集光して当て、変形させる前を０゜としたとき、６０゜から９０゜程度の鈎状の形状に変形させた。
　【００５１】
　（装置の構成）
　図１６は、本発明の装置の構成の一例として、試料裏面からの透過光を検出する装置の模式図を示したものである。図１６において、図１３あるいは図１４で示したプローブ４の上方にレーザー３０、集光レンズ３１、ミラー３２および上下２分割された光電変換素子３３が設置されており、レーザー３０から放出された光は集光レンズ３１によって、プローブ上で反射板の作用を兼ねるバネ要素１０に集光され、そこで反射した光は、ミラー３２を介して、光電変換素子３３に導入されている。また、光情報測定用の光源３４から放出された光は、コリメートレンズ３５を介して斜面に全反射処理を施されたプリズム３６上の試料３７に裏面から照射され、試料に近接したプローブ４の先端に光が導入され、プローブ４の他方の末端に導かれ、光電変換素子３８に導入されるようになっている。
　【００５２】
　プリズム３６および試料３７は、縦横深さ方向の移動が可能な粗動機構３９および微動機構４０の上に設置されている。光電変換素子３３で検出された信号は、サーボ機構４１に送られる。この信号をもとにサーボ機構４１は、試料へのプローブのアプローチや表面観察の際に、プローブのたわみが規定値を越えないように粗動機構３９および微動機構４０を制御するようになっている。サーボ機構４１には、コンピューター４２が接続されており、平面方向の微動機構４０の動作を制御するとともに、サーボ機構の制御信号から、表面形状の情報を受け取っている。光電変換素子３８の信号は、光源３４の光に変調をかけているか、あるいは、プローブと試料の間に振動を与えている場合は、ロックインアンプ４３を介してコンピューター４２のアナログ入力インターフェースに接続されており、微動機構４０の平面動作に同期した、光情報の検出を行うようになっている。光源３４の光に変調などをかけていない場合は、光電変換素子３８の信号はロックインアンプ４３を介さず直接、コンピューター４２のアナログ入カインターフェースに接続される。
　【００５３】
　図１７は、本発明の装置のうちエバネッセント光を検出する装置の光学系部分の模式図である。光情報測定用の光源３４から放出された光は、コリメートレンズ３５およびミラー４４を介して、斜面を上方に向け試料３７を乗せたプリズム４５に、側面から試料裏面で全反射するような角度で照射され、この際に試料表面から漏れだしたエバネッセント光が、試料３７に近接したプローブ４の先端に導入され、プローブ４の他方の末端に導かれ、光電変換素子３８に導入されるようになっている。プリズム４５および試料３７は、縦横深さ方向の移動が可能な粗動機構３９および微動機構４０の上に設置されている。
　【００５４】
　図１８は、本発明の装置のうちプローブ４から光を照射して透過光を検出する装置の光学系部分の模式図である。光情報測定用の光源３４から放出された光は、集光レンズ４９によってプローブ４に導入され、試料３７に近接したプローブ４の先端から、斜面を全反射コートされたプリズム３６の上に置かれた試料３７の表面に照射される。プリズム斜面の内面で反射した光はレンズ５０によって、平行光にされ、レンズ５１によって、光電変換素子３８に集光される。プリズム３６および試料３７は、縦横深さ方向の移動が可能な粗動機構３９および微動機構４０の上に設置されている。
　【００５５】
　図１９は、本発明の装置のうちプローブを投光側に使用し、反射光を測定する装置の模式図を示したものである。光源３４から放出された光は、レンズ５７によって集光され、光ファイバー４の中に導入される。導入された光は試料に近接したプローブ４の先端から試料表面に照射される。試料３７から反射した光は、試料上面に設置された受光レンズ５６によって、光電変換素子３８に集光される。試料３７は、縦横深さ方向の移動が可能な粗動機構３９および微動機構４０の上に設置されている。
　【００５６】
　図２０は、本発明の装置のうちプローブを受光側に使用し、反射光を測定する装置の模式図を示したものである。試料上面に設置された光源３４から放出された光は、レンズ５８を介して、試料３７上に照射される。試料表面で反射した光のうち、試料表面に近接したプローブの先端付近からの反射光が、プローブ先端から光ファイバー内に導入され、プローブ末端から光電変換素子３８表面に放出される。試料３７は、縦横深さ方向の移動が可能な粗動機構３９および微動機構４０の上に設置されている。
　【００５７】
　図２１は、本発明の装置のうちプローブを投光受光両方に使用する反射光測定型の装置の模式図を示したものである。光源３４から放出された光は、レンズ５２によって平行光にされ、ビームスプリッター５３を透過した後、レンズ５４によって集光され、光ファイバー４の中に導入される。導入された光は試料３７に近接したプローブ４の先端から試料表面に照射される。試料３７から反射した光は再び、プローブ先端からプローブ４内に導入され、プローブ末端から放出され、レンズ５４によって、平行光にされ、ビームスプリッタ−５３で、９０゜反射された成分が、レンズ５５によって、光電変換素子３８に集光される。試料３７は、縦横深さ方向の移動が可能な粗動機構３９および微動機構４０の上に設置されている。
　【００５８】
　図２２は、本発明の装置の構成の一例として、尖鋭化プローブ４から光を照射し、補助プローブ８で光を検出する装置の模式図を示したものである。図２２において、尖鋭化プローブ４の上方にレーザー光源３０、集光レンズ３１、ミラー３２および上下２分割された光電変換素子３３が設置されており、レーザー光源３０から放出された光は、集光レンズ３１によって、尖鋭化プローブ４上の光反射面５に集光され、光反射面５から反射した光は、ミラー３２を介して、光電変換素子３３に導入されている。また、光源３４から放出された光は、レンズ４９によって集光され、尖鋭化プローブ４のプローブ先端とは反対の端のコア中に導入される。導入された光は試料に近接した尖鋭化プローブ４の先端から試料表面に照射される。試料から反射した光は、試料上面に設置された補助プローブ８によって、光電変換素子３８に導かれる。試料３７は、縦横深さ方向の移動が可能な粗動機構３９および微動機構４０の上に設置されている。
　【００５９】
　光電変換素予３３で検出された信号は、サーボ機構４１に送られる。この信号をもとに、サーボ機構４１は、試料へのプローブのアプローチや表面観察の際に、プローブのたわみが規定値を越えないように粗動機構３９および微動機構４０を制御する。サーボ機構４１には、コンピューター４２が接続されており、平面方向の微動機構４０の動作を制御するとともに、サーボ機構の制御信号から、表面形状の情報を受け取っている。光電変換素予３８の信号は、光源３４の光に変調をかけているか、あるいは、プローブと試料の間に振動を与えている場合は、ロックインアンプ４３を介してコンピューター４２のアナログ入力インターフェースに接続されており、微動機構４０の平面動作に同期した、光情報の検出を行うようになっている。光源３４の光に変調などをかけていない場合は、光電変換素子３８の信号はロックインアンプ４３を介さず直接、コンピューター４２のアナログ入力インターフェースに接続される。
　【００６０】
　尖鋭化プローブと試料の間を相対的に垂直に振動させる手段として、プローブを試料に対して垂直方向に振動させるための圧電素子を組み合わせる場合には、電圧印加によって厚み方向の伸縮を起こす圧電体１５がプローブに設置される。圧電体１５の両面には、電極が設けられており、電極間には、１ｋＨｚから１００ｋＨｚの間で、０．１Ｖから１０Ｖまでの交流電圧を印加できる交流電源が接続される。
　【００６１】
　一方、補助プローブ８から光を照射し、尖鋭化プローブ４で光を検出する場合は、光源３４とレンズ４９は、補助プローブ８の反対側の端に設置され、光電変換素予３８は、尖鋭化プローブ４の反対の端に設置される。
　【００６２】
　以上述べてきた装置において、光電変換素子３８としては、フォトマルチプライヤー、フォトダイオード、フォトダイオードアレイあるいはＣＣＤイメージセンサーが使用可能である。必要に応じて、光電変換素子３８の前面に、光学フィルターやグレーティングなどの分光素子を設置することによって、波長情報の観察が可能である。また、光源３４としては、半導体レーザー、ＨｅＮｅレーザー、Ａｒレーザー、窒素レーザー、ＹＡＧレーザーなどのレーザー光源の他、通常の白色光源およびモノクロメーターを使用することもできる。エバネッセント光の測定など、検出される光が微弱になる場合には、光源から出力する光に変調をかけ、検出信号から同期した成分を取り出しノイズを除去する必要があるが、半導体レーザーの場合は、レーザー素子に流れる電流をパルス制御することによって変調をかけることができる。
　【００６３】
　その他の光源の場合は、メカニカルライトチョッパー、ＥＯモジュレーター（電気光学変調器）またはＡＯモジュレーター（音響光学変調器）を使用することによって、変調をかけることができる。また、プローブと試料の間を振動させる場合には、この振動を持って、変調をかけるのと同等の効果を得ることもできる。微動機構４０としては、長さ１００ｍｍ，外径１０ｍｍ、肉圧１ｍｍの円筒状の圧電セラミクスを使用した。この微動機構の動作範囲は、ＸＹ方向に、それぞれ、１５０μｍ．Ｚ方向に、５μｍであった。プローブと試料の間を振動させる手段としては、図１４に示した手段に限らず、微動機構４０のＺ方向の動作によって、振動させることもできる。また、微動機構４０に、さらに、試料にＺ方向の振動を与えるためのバイモルフを別途付加することも可能である。
　【００６４】
また、補助プローブの端面を研磨し、凸状にすることによって、補助プローブから光を照射する場合には、光のスポットを小さくすることが可能である。
　このようにして構成した装置において、透過光を測定する場合は、ＡＦＭ像の観察と同時に、光透過性、吸収度および蛍光の２次元情報の測定が可能であった。反射光を測定する場合は、試料表面の光吸収率、反射率および蛍光の測定に適していることが明かとなった。測定の分解能は、ＡＦＭ像および２次元光学情報それぞれ１０ｎｍを達成することができた。
　【００６５】
　本実施例では、プローブ側を固定し、試料側に動作手段を有する装置について述べたが、プローブ側に動作手段を有し、試料側を固定するタイプの装置を構成することも可能である。
　【００６６】
　　【発明の効果】
　本発明のプローブおよび装置によって、試料の光透過性や導電性の有無にかかわらず、高解像度で試料の表面形状および光特性の測定が可能な装置を実現することができる。
　【００６７】
　特に、バネ要素として尖鋭化プローブ自体のバネ性を利用し、光反射面をプローブに直接形成する場合は、製造が容易で精度の高いプローブを得ることができる。
　【００６８】
　また、鈎状部の裏側に弾性薄膜が接合されたプローブは、光伝搬体の支持点を弾性薄膜の支持点より離すことによって、光伝搬体の剛性の影響を抑え、弾性薄膜のバネ性に依存した変位を得ることができ、バネ性の設定を容易に行える効果があり、再現性の良いプローブの供給を可能にした。
　【００６９】
　また、尖鋭化プローブとともに補助プローブを使用することにより、試料の表面形状および光特性のみならず、光散乱と蛍光の測定も可能な装置を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　本発明の尖鋭化プローブを示す模式図である。
　　【図２】
　本発明の、光反射面を有する尖鋭化プローブを示す模式図である。
　　【図３】
　本発明の、他の光反射面を有する尖鋭化プローブを示す模式図である。
　　【図４】
　本発明の、光反射板を有する尖鋭化プローブを示す模式図である。
　　【図５】
　本発明の、プローブ固定体を有する尖鋭化プローブを示す模式図である。
　　【図６】
　本発明の、光反射面とプローブ固定体を有する尖鋭化プローブの製造工程を示す図である。
　　【図７】
　本発明の、光反射面とプローブ固定体を有する尖鋭化プローブの製造工程を示す図である。
　　【図８】
　本発明の、光反射面とプローブ固定体を有する尖鋭化プローブの製造工程を示す図である。
　　【図９】
　本発明の、光反射面とプローブ固定体を有する尖鋭化プローブの製造工程を示す図である。
　　【図１０】
　本発明の、光反射板とプローブ固定体を有する尖鋭化プローブの製造工程を示す図である。
　　【図１１】
　本発明の、光反射板とプローブ固定体を有する尖鋭化プローブの製造工程を示す図である。
　　【図１２】
　本発明の、光反射板とプローブ固定体を有する尖鋭化プローブの製造工程を示す図である。
　　【図１３】
　本発明の、バネ要素を併用する尖鋭化プローブを示す模式図である。
　　【図１４】
　本発明の、尖鋭化プローブとプローブ振動用圧電素子の構成を示す模式図である。
　　【図１５】
　本発明の、２本のプローブと試料の位置関係を示す模式図である。
　　【図１６】
　本発明の装置のうち試料裏面から光を照射する装置を示す模式図である。
　　【図１７】
　本発明の装置のうちエバネッセント光を測定する装置を示す模式図である。
　　【図１８】
　本発明の装置のうちプローブから照射した光の透過光を測定する装置を示す模式図である。
　　【図１９】
　本発明の装置のうちプローブから照射した光の反射光を測定する装置を示す模式図である。
　　【図２０】
　本発明の装置のうち試料の反射光をプローブで検出する装置を示す模式図である。
　　【図２１】
　本発明の装置のうちプローブで光の照射と反射光の検出を行う装置を示す模式図である。
　　【図２２】
　本発明の装置のうち２本のプローブで光の照射と反射光の検出をそれぞれ行う装置を示す模式図
　　【符号の説明】
　１　光ファイバー
　２　コア
　３　クラッド
　４　尖鋭化プローブ
　５　光反射面
　６　光反射板
　７　プローブ固定体
　８　補助プローブ
　９　試料
１０　バネ要素
１１　支持体
１２　バネ要素先端部分
１３　支持点
１４　支持点
１５　圧電体
１６　電極
１７　交流電源
３０　レーザー
３１　集光レンズ
３２　ミラー
３３　光電変換素子
３４　光源
３５　コリメートレンズ
３６　プリズム
３７　試料
３８　光電変換素予
３９　粗動機構
４０　微動機構
４１　サーボ機構
４２　コンピュータ
４３　ロックインアンプ
４４　ミラー
４５　プリズム
４９　集光レンズ
５０　レンズ
５１　レンズ
５２　レンズ
５３　ビームスプリッター
５４　レンズ
５５　レンズ
５６　受光レンズ
５７　レンズ
５８　レンズ