(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する板状のプローブ材の一面側に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成ステップと、
外周部にリング形状パターンを有する突起形成用パターンとこの突起形成用パターンより外周側に設けられた保護部材形成用パターンとを有するフォトマスクと、拡散光を発生させる露光手段とを用いて、前記露光手段によって発生される拡散光によって前記フォトマスクを介して前記感光性樹脂層を露光する露光ステップと、
拡散光によって露光された前記感光性樹脂層を現像することで前記プローブ材の一面側から突出する突起パターンと前記突起パターンの周囲に立設する保護部材パターンとを感光性樹脂によって形成するパターン形成ステップと、
感光性樹脂によって形成された前記突起パターンおよび前記保護部材パターンをドライエッチングによって前記プローブ材に転写するエッチングステップと、
前記突起パターンおよび前記保護部材パターンが前記プローブ材と前記感光性樹脂層とにまたがって転写された状態でドライエッチングを停止する停止ステップと、を具備する平面型プローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型プローブおよび平面型プローブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＣＤ(Compact Disc)やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の光記録媒体に対してレーザ光を照射することにより、光記録媒体にデータを記録したり、光記録媒体に記録されたデータを再生したりするようにしたデータの記録再生方法が知られている。
【０００３】
近年、光記録媒体の記録密度の超高密度化が進んでいるため、超高密度記録されたデータを上述した記録再生方法を用いて記録再生するために、例えば、レーザ光の短波長化や使用するレンズの高ＮＡ化等を図ることによって、光記録媒体の記録面上に照射されるレーザ光のスポットサイズの微小化が図られている。
【０００４】
しかしながら、光記録媒体の記録面上に照射されるレーザ光のスポットサイズは、レーザ光の短波長化や使用するレンズの高ＮＡ化では、光の回折限界によりレーザ光の波長程度の大きさでしか得られない。このため、超高密度化記録に際して記録ビットを微小化することができない、また、超高密度化記録されたデータの再生に際してクロストークが発生してしまう、等の不都合が発生する。
【０００５】
ところで、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光を入射すると、光が入射される一方の媒体を伝播する光はもう一方の媒体との境界面で全反射されるが、一部境界面を超えて非伝播の電場成分のみが染み出す領域(近接場)が形成される。近接場は、例えば、近接場光顕微鏡の光ファイバプローブのように、入射される光の波長よりも微細な開口を有する光ファイバによって形成することができる。微小開口による近接場は、開口寸法とほぼ同じ位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する。
【０００６】
このような近接場に微小な散乱体を挿入すると、近接場が散乱されて伝播光の近接場光として変換される。近接場で発生する近接場光は、開口と同程度以上に染み出さないため、この近接場光を用いることで、光の回折限界を超えた解像度を得ることができ、光記録媒体に対する超高密度記録や、超高密度記録された光記録媒体の再生を良好に行なうことができる。
【０００７】
しかしながら、近接場光を用いることで光の回折限界を超えた解像度を得ることができるが、近接場光は、一般の伝播光に比べて非常に強度が弱い。このため、例えば、先端を非常に細く形成したプローブを光ディスク等の光記録媒体上に近接して配設する等、効果的に近接場光を発生および検出させる方法が模索されている。
【０００８】
また、近年、高密度記録と同様に、記録再生の高速化も検討されている。その一つとして、碁盤目状に複数の開口を持つ平面型プローブが提案されている。この平面型プローブを用いることで、(目標とする記録・再生の走査速度)／(開口数)を走査速度とすることができるので、実際の走査速度が低速であっても、目標とする記録・再生の走査速度の高速化を図ることが可能である。
【０００９】
このような平面型プローブとしては、例えば、特開２００１−２０８６７２公報に開示されているように、ＳＯＩ基板のシリコン結晶面を利用して異方性エッチングを施すことによって先端に開口を有する突起と、この突起の周辺に立設するバンク部とをＳＯＩ基板の一面側に形成するようにしたものがある。また、例えば、特開２０００−１８２２６４公報に開示されているように、電子ビームを用いて、板状のプローブ材の一面側に感光性の樹脂によって形成される円錐状の突起パターンを設け、この突起パターンをドライエッチングしてプローブ材に転写することによって、プローブ材の一面側に円錐状の突起を形成するようにした技術がある。
【００１０】
このような平面プローブから発生される近接場光も、上述と同様に、一般の伝播光に比べて非常に強度が弱いため、光記録媒体に近接して配置される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したように、平面型プローブの突起の先端は、非常に細く形成されている上に、光記録媒体に近接させて設置されるため、例えば、記録再生に際して光記録媒体が高速で回転されると、この光記録媒体に付着している異物が接触することによって破壊されてしまうことがある。
【００１２】
また、特開２００１−２０８６７２公報に開示された技術では、製造される突起の形状やバンクの方向が結晶の方位に依存するため、四角錘形状の突起しか製造することができず、平面型プローブの形状が制限されてしまう。
【００１３】
さらに、特開２０００−１８２２６４公報に開示された技術でも、突起の形状がドライエッチングの能力に依存し、突起の外周面の基板に対する角度のコントロールが困難である。このため、任意の形状の突起を製造することが困難である。また、該公報に開示された技術では、突起が露出しているため、光記録媒体に付着している異物に接触することによる破壊が懸念される。
【００１４】
本発明の目的は、平面型プローブを用いた光記録媒体に対する記録再生に際して、先端を細くした突起を光記録媒体に近接させた場合にも、高速回転される光記録媒体に付着する異物が突起に接触することによる突起の破損を防止することである。
【００１５】
本発明の目的は、平面型プローブを用いた光記録媒体に対する記録再生に際して、先端を細くした突起と光記録媒体とをより近接させて近接場光を効率的に発生させるとともに機械的耐久性の向上を図ることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の平面型プローブの製造方法は、透光性を有する板状のプローブ材の一面側に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成ステップと、外周部にリング形状パターンを有する突起形成用パターンとこの突起形成用パターンより外周側に設けられた保護部材形成用パターンとを有するフォトマスクと、拡散光を発生させる露光手段とを用いて、前記露光手段によって発生される拡散光によって前記フォトマスクを介して前記感光性樹脂層を露光する露光ステップと、拡散光によって露光された前記感光性樹脂層を現像することで前記プローブ材の一面側から突出する突起パターンと前記突起パターンの周囲に立設する保護部材パターンとを感光性樹脂によって形成するパターン形成ステップと、感光性樹脂によって形成された前記突起パターンおよび前記保護部材パターンをドライエッチングによって前記プローブ材に転写するエッチングステップと、前記突起パターンおよび前記保護部材パターンが前記プローブ材と前記感光性樹脂層とにまたがって転写された状態でドライエッチングを停止する停止ステップと、を具備する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の参考例について図１ないし図３を参照して説明する。まず、本参考例の平面型プローブの構造について図１を参照して説明する。図１は、本参考例の平面型プローブを示し、(ａ)はその平面図、(ｂ)はその中央端面図である。本参考例の平面型プローブ１は、図１に示すように、透光性を有する基板２の一面側(図１中上側)から突出する円錐台形状の突起３と、突起３の周囲を壁状に連続して囲むように基板２の一面側に立設された円環形状の保護部材としての保護用壁４とを有している。突起３は、円錐台形状であるため、突起３の先端は円形の平面３ａとされている。平面３ａの直径は、１μｍ以下になるように設定されていることが好適である。基板２の表面２ａから突起３の先端の平面３ａまでの高さｈｐと、基板２の一面２ａ側から保護用壁４の上端部までの高さｈｗとは、略同一に設定されている。図１(ｂ)からも判るように、保護用壁４の断面形状は、円錐台形状とされている。基板２、突起３、保護用壁４は、同じ材料によって、一体的に形成されている。なお、基板２としては、例えば、石英、光学ガラス等を用いることができる。基板２として、石英、光学ガラスを用いることによって、優れた屈折率、透過率を有する平面型プローブ１を提供することができる。
【００３７】
次に、図１に示す平面型プローブ１の製造方法について図２および図３を参照して説明する。本参考例の平面型プローブ１の製造に際しては、まず、図２(ａ)に示すように、基板２と同じ材料によって形成された平板状のプローブ材５の一面側に感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層６を形成する。ここに、感光性樹脂層形成ステップが実現されている。感光性樹脂としては、例えば、市販のフォトレジスト等を用いることができる。
【００３８】
続いて、図３に示すフォトマスク７を用いて、このフォトマスク７を介して感光性樹脂層６を露光する(図２(ｂ)参照)。ここに、露光ステップが実現されている。
【００３９】
露光に際しては、拡散光成分を有する光を発生させる露光手段(図示せず)を用いて露光する。拡散光成分を有する光を発生させる露光手段としては、拡散光成分を有する光を直接発生させる露光装置を用いてもよいし、平行光のみを発生させる露光装置を用いて、この露光装置から発生される光路中に拡散板等の拡散光成分を発生させる手段を挿入することにより拡散光成分を有する光を照射するようにしても良い。
【００４０】
フォトマスク７は、図３に示すように、透光性を有する石英等によって形成された平板８に、ＣｒによってＣｒパターン９を形成することにより構成されている。フォトマスクのＣｒパターン９は、突起形成用の円形パターン９ａと円形パターン９ａより外周側に設けられたリング形状パターン９ｂとによって形成される突起形成用パターン９ｃ、突起形成用パターン９ｃよりも外周側に設けられた円環形状の保護部材形成用パターンとしての保護用壁形成用パターン９ｄとを有している。なお、本参考例では、円環形状の保護用壁４を形成するため、円環形状の保護用壁形成用パターン９ｄとしたが、これに限るものではなく、例えば、四角枠形状、三角枠形状、楕円形状等、いずれの形状でも保護用壁形成用パターンとして用いることができる。また、本参考例では、連続する円環形状の保護用壁形成用パターン９ｄとしたが、これに限るものではなく、一部に開口があったり、断続的に連なっているものであってもよい。
【００４１】
図３に示すフォトマスク７を用いて、感光性樹脂層６を拡散光成分を有する光によって露光することにより、拡散光が感光性樹脂層６中で干渉を起こす。これによって、感光性樹脂層６中には、突起形成用パターン９ｃの下方に円錐形状の潜像が形成され、保護用壁形成用パターン９ｄの下方に円環形状の潜像が形成される。
【００４２】
続いて、露光によって感光性樹脂層６中に潜像が形成された感光性樹脂層６を現像する。これによって、プローブ材５の一面側には、図２(ｃ)に示すように、感光性樹脂によって形成される円錐形状の突起パターン１０と、その外周側で感光性樹脂によって形成される円環形状の保護部材パターンとしての保護用壁パターン１１とが形成される。ここに、パターン形成ステップが実現される。このとき、突起パターン１０の高さｈｐ’は、保護用壁パターン１１の高さｈｗ’より低い。
【００４３】
ここで、一例を示すと、突起形成用パターン９ｃの最外径が３μｍ、突起形成用パターン９ｃの外周側と保護用壁形成用パターン９ｄの内周側との間隔が２０μｍ、保護用壁形成用パターン９ｄの半径方向の幅が２０μｍに設定されたフォトマスク７を用いて、塗布後の膜厚が５μｍに設定された感光性樹脂を露光した場合、現像後の保護用壁パターン１１の高さｈｗは、５μｍであり、円錐形状の突起パターン１０の直径は２μｍ、高さｈｐ’は１.５μｍであった。
【００４４】
ところで、図３に示すフォトマスク７を用いた拡散光成分による露光および現像によって形成される円錐形状の突起パターン１０，保護用壁パターン１１の形状は、Ｃｒパターン９における突起形成用パターン９ｃの形状、プローブ材５上に形成する感光性樹脂層６の厚さ、露光手段から発生される拡散光成分を変化させることにより、感光性樹脂層６中における干渉の具合を調整したり、あるいは、現像条件等を変化させたりすることによって制御することが可能である。
【００４５】
また、円錐形状の突起パターン１０は、現像を追加することによって、徐々に小さくなる。これに対し、保護用壁パターン１１の大きさの変化は、円錐形状の突起パターン１０の大きさの変化に比べて小さいので、現像条件を設定することにより、円環形状の保護用壁パターン１１の形状を変化させることなく、円錐形状の突起パターン１０の形状を制御することができる。
【００４６】
続いて、突起パターン１０，１１が形成されたプローブ材５に対して異方性ドライエッチングを行い(エッチングステップ)、図２(ｄ)に示すように、ドライエッチングによって形成されるエッチングパターン１０’，１１’が、感光性樹脂層６とプローブ材５との双方にまたがって転写された状態で、ドライエッチングを終了し(停止ステップ)、エッチングパターン１０’，１１’における感光性樹脂を除去する。これによって、図２(ｅ)に示すように、基板２の一面側に、円錐台形状の突起３と円環形状の保護用壁４とが形成された平面型プローブ１を得ることができる。
【００４７】
異方性ドライエッチングでは、感光性樹脂とプローブ材５とのエッチングレート比を変化させることにより、ドライエッチングによって形成されるエッチングパターン１０’，１１’の縦方向(高さ方向)の寸法を、拡大または縮小して転写することが可能である。このため、本参考例の製造方法によって平面型プローブ１を製造することにより、感光性樹脂とプローブ材５とのエッチングレート比を調整してエッチングパターン１０’，１１’の縦方向(高さ方向)の寸法を調整し、突起３および保護用壁４の形状をコントロールすることができ、任意の形状の突起３および保護用壁４を有する平面型プローブ１を得ることができる。
【００４８】
また、上述したように、プローブ材５の一面側に形成する感光性樹脂層６の厚さを調整したり、Ｃｒパターン９における突起形成用パターン９ｃや保護用壁形成用パターン９ｄの形状を変化させたり、露光手段から発生される拡散光成分を変化させたり、現像条件を変化させたりすることによって、感光性樹脂によって形成される突起パターン１０および保護用壁パターン１１の形状を制御することが可能である。このため、本参考例の製造方法によって平面型プローブ１を製造することにより、感光性樹脂によって形成される突起パターン１０および保護用壁パターン１１の形状を制御することによって、プローブ材５への突起パターン１０および保護用壁パターン１１の転写によって形成されるエッチングパターン１０’，１１’の形状をコントロールすることができ、任意の形状の突起３および保護用壁４を有する平面型プローブを得ることができる。
【００４９】
さらに、本参考例の製造方法によって平面型プローブ１を製造することにより、フォトマスク７の保護用壁用パターン９ｄの形状を変更するだけで、任意の形状の保護用壁４を有する平面型プローブ１を容易に形成することができる。
【００５０】
なお、本参考例では、保護用壁用パターン９ｄを円環形状としたが、保護用壁用パターン９ｄの形状を、例えば、四角枠形状、三角枠形状、楕円形状等とすることにより、四角枠形状(図４参照)、三角枠形状、楕円形状を有する保護用壁を形成することができる。
【００５１】
また、本参考例では、連続する円環形状の保護用壁形成用パターン９ｄであるため、円環形状に連続する保護用壁４が形成されたが、これに限るものではなく、一部に開口があったり、断続的に連なっているものであってもよい。
【００５２】
加えて、本参考例の製造方法によって平面型プローブ１を製造することにより、突起３の先端に形成される平面３ａを平板形状のプローブ材料の表面によって形成することができるため、突起３の先端の平面３ａの光学的平滑度を容易に確保することができる。
【００５３】
また、本参考例の製造方法によって平面型プローブ１を製造することにより、平板形状のプローブ材５の単一の平面から突起３の先端の平面３ａと保護用壁４の上端面４ａとを形成することができるため、突起３の先端の平面３ａと保護用壁４の上端面４ａとの高さを容易に同一にすることができる。
【００５４】
なお、本参考例では、単一の突起３を有する平面型プローブ１について説明したが、これに限るものではなく、複数の突起３をアレイ状に配列した平面型プローブ(平面型プローブアレイ)であってもよい。ここで、複数の突起３をアレイ状に配列した平面型プローブ(平面型プローブアレイ)とする場合、保護用壁４は、各突起３に対応させて個々に設けてもよいし、複数の突起３に対して単一の保護用壁を設け、単一の保護用壁によって複数の突起３を囲むようにしてもよい。
【００５５】
また、それぞれが保護用壁４を有する突起３を基板２上に複数設置した平面型プローブアレイとしてもよいし、複数の突起３を単一の保護用壁４によって囲むことで保護するようにした平面型プローブアレイとしてもよい。
【００５６】
次に、本発明の第二の参考例について図５を参照して説明する。なお、第一の参考例と同一部分については同一符号で示し、説明も省略する。以下、同様とする。
【００５７】
図５は、本参考例の平面型プローブを示す端面図である。本参考例の平面型プローブ２０は、一面側に突起３および保護用壁４が形成された基板２’に加えて、基板２’の他面側に設けられた透光性を有する支持材料２１を有している点が第一の参考例と異なる。
【００５８】
支持材料２１を形成する材料としては、例えば、石英やガラス等の透光性を有する材料を用いることができる。
【００５９】
基板２’、すなわち、突起３を形成する材料としては、例えば、ダイヤモンド、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ等を用いることが可能になる。ダイヤモンド、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ等は、スパッタまたはＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)によって支持材料２１の表面に成膜して、ダイヤモンド膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、Ｓｉ膜として用いる。
【００６０】
基板２’、すなわち、突起３を形成する材料としては、他に、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、 ＫＮｂＯ３、Ｋ(Ｔａ，Ｎｂ)Ｏ３(ＫＴＮ)、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、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、Ｂｉ１２ＧｅＯ２Ｏ、Ｂｉ１２ＳｉＯ２、Ｃａ１２Ａｌ１４Ｏ３３、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)、Ｔｌ(Ｃｌ，Ｂｒ)、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、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、ＡｇＧａＳｅ２、ＴｉＩｎＳ２、ＴｉＩｎＳｅ２、ＴｌＧａＳｅ２、ＴｌＧａＳ２、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｇ３ＡｓＳ３、Ａｇ３ＳｂＳ３、ＣｄＧａ２Ｓ４、ＣｄＣｒ２Ｓ４、ＴｌＴａ３Ｓ４、Ｔｌ３ＴａＳｅ４、Ｔｌ３ＶＳ４、Ｔｌ３ＡｓＳ４、Ｔｌ３ＰＳｅ４、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、(Ｇａ，Ａｌ)Ａｓ、Ｇａ(Ａｓ，Ｐ)、(ＩｎＧａ)Ｐ、(ＩｎＧａ)Ａｓ、(Ｇａ，ＡＩ)Ｓｂ、Ｇａ(ＡｓＳｂ)、(ｌｎＧａ)(ＡｓＰ)、(ＧａＡＩ)(ＡｓＳｂ)、ＺｎＧｅＰ２、ＣａＣＯ３、ＮａＮＯ３、α−ＨＩＯ３、α−ＬｉＩＯ3、ＫＩＯ２Ｆ２、ＦｅＢＯ３、Ｆｅ３ＢＯ６、ＫＢ５Ｏ８・４Ｈ２Ｏ、ＢｅＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ、Ｌｉ２ＳＯ４・Ｈ２Ｏ、ＫＨ２ＰＯ４，ＫＤ２ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、ＫＨ２ＡｓＯ４、ＫＤ２ＡｓＯ４ＣＳＨ２ＡｓＯ４、ＣｓＤ２ＡｓＯ４、ＫＴｉＯＰＯ４，ＲｂＴｉＯＰＯ４、(Ｋ，Ｒｂ)ＴｉＯＰＯ４、ＰｂＭｏＯ４、β−Ｇｄ２(ＭｏＯ４)３、β−Ｔｂ２(ＭｏＯ４)３、Ｐｂ２ＭｏＯ５、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｋ２ＭｏＯＳ２・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、Ｃ４Ｈ９ＮＯ３、Ｃ６Ｈ４(ＮＯ２)、Ｃ６Ｈ４ＮＯ２Ｂｒ、Ｃ6Ｈ４ＮＯ2ＣＩ、Ｃ６Ｈ４ＮＯ２ＮＨ２、Ｃ６Ｈ４(ＮＨ４)ＯＨ、Ｃ6Ｈ4(ＣＯ２)２ＨＣｓ、Ｃ６Ｈ４(ＣＯ２)２ＨＲｂ、Ｃ６Ｈ３ＮＯ２ＣＨ３ＮＨ２、Ｃ６Ｈ３ＣＨ３(ＮＨ２)２、Ｃ６Ｈ１２Ｏ５・Ｈ２ＯＫＨ(Ｃ８Ｈ４Ｏ４)、ＣｌＯＨ１１Ｎ３Ｏ６、[ＣＨ２・ＣＦ２]ｎ等を用いることが可能である。
【００６１】
次に、図５に示す平面型プローブ２０の製造方法について説明する。本参考例では、プローブ材５としてＳｉウエハを用い、支持材料２１としてガラス基板を用いた。本参考例の平面型プローブ２０の製造に際しては、まず、支持材料２１(ガラス基板)に、プローブ材５(Ｓｉウエハ)を陽極接合する。続いて、プローブ材５(Ｓｉウエハ)を研磨して、厚さ５μｍの平坦な板状にする。このプローブ材５(Ｓｉウエハ)に、感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層６を形成し(感光性樹脂層形成ステップ)、感光性樹脂層６をフォトマスク７を用いて露光した後現像することにより(露光ステップ)、感光性樹脂によって形成される円錐形状の突起パターン１０と、その外側に形成される円環形状の保護用壁パターン１１とが形成されたプローブ材５を得る(パターン形成ステップ)。
【００６２】
続いて、突起パターン１０および保護用壁パターン１１が一面側に形成されたプローブ材５に対してＥＣＲエッチングを行なう(エッチングステップ)。本参考例では、ＥＣＲエッチングに際して、感光性樹脂層６とプローブ材５(Ｓｉウエハ)とのエッチング比をおよそ１：２に設定した。
【００６３】
そして、突起パターン１０および保護用壁パターン１１がプローブ材５(Ｓｉウエハ)と感光性樹脂層６とにまたがって転写された状態でＥＣＲエッチングを停止し(停止ステップ)、残存する感光性樹脂を除去する。これにより、図５に示すように、一面側にプローブ材５(Ｓｉウエハ)によって突起３および保護用壁４が一体に形成された基板２の他面側全体に支持材料２１が設けられた平面型プローブ２０を得ることができる。
【００６４】
本参考例の製造方法によって平面型プローブ２０を製造することにより、単体で板状に成形することができない、または、成形が困難である材料や、あるいは、透過率が低いため薄くして用いることが必要であるにも拘わらず薄くすることにより強度や取り扱い性が低下してしまう材料等を用いることが可能になり、突起３を形成する材料の選択の幅を広げることができる。これによって、平面型プローブ２０の特性が材料によって制限を受けることなく、屈折率、透過率、使用波長を幅広く選択することができる。
【００６５】
次に、本発明の第三の参考例について図６および図７を参照して説明する。図６は、本参考例の平面型プローブを示す断面図である。本参考例の平面型プローブ３０は、基板２の一面側に設けられて突起３の先端の平面３ａと保護用壁４の上端面とは異なる位置を被覆する光反射膜３１を有する点が、第一の参考例と異なる。光反射膜３１は、Ａｌ等の金属材料によって形成されており、入射された光を遮光して反射する機能を有している。このため、基板２の他面側から入射された光が基板の一面側へ透過する可能性がある開口は、突起３の先端の平面３ａと、保護用壁４の上端面のみである。以降、平面３ａを必要に応じて開口３ａとして説明する。開口３ａは、例えば、図７に示すように、光記録媒体Ｄに対してデータの記録再生を高密度で行なう記録再生装置に使用されて、記録再生装置が備える半導体レーザ等の光源(図示せず)から出射されるレーザ光の波長以下のサイズとなるように設定されている。
【００６６】
次に、図６に示す平面型プローブ３０の製造方法について説明する。本参考例の平面型プローブ３０の製造に際しては、第一の参考例と同様にして突起３および保護用壁４が作成された基板２の一面に、Ａｌ等の金属材料をスパッタリング等によって成膜した後、突起３の先端の平面３ａおよび保護用壁４の上端面における金属材料をＦＩＢ(Focused  Ion  Beam)によって除去することで光反射膜３１を形成する。これによって、図６に示す平面型プローブ３０を得ることができる。
【００６７】
公知の技術であるため説明を省略するが、ＦＩＢは、Ｇａ(ガリウム)イオンビームを使用して、サンプルの特定箇所の断面を加工する技術である。ＦＩＢを用いることにより、突起３の先端の平面３ａおよび保護用壁４の上端面のみから金属材料を除去することができる。
【００６８】
次に、光記録媒体に対して記録再生を行なう記録再生装置について図７を参照して説明する。図７は、図６に示す平面型プローブ３０を用いて光記録媒体Ｄに対する記録再生を行なう記録再生装置の一部を示す側面図である。記録再生装置は、レーザ光を出射する図示しない半導体レーザ、半導体レーザから出射されたレーザ光が入射される平面型プローブ３０、半導体レーザから出射されたレーザ光を集光して平面型プローブ３０に入射させるレンズ３２等を備えている。また、記録再生装置は、記録再生の対象となる光記録媒体Ｄを、記録面を平面型プローブ３０に対向させた状態で回転駆動する図示しない回転駆動手段を備えている。突起３の先端の平面３ａと光記録媒体Ｄとの距離は、突起３の開口３ａの直径と同程度に設定されている。加えて、記録再生装置は、光記録媒体Ｄからの反射光を受光する受光素子等を備えている。
【００６９】
記録再生装置では、半導体レーザからレーザ光を出射すると、レンズ３２を介して集光状態で基板２側から突起３に入射されたレーザ光が、突起３中を伝播して空気との境界面(開口３ａ)で反射される。このとき、突起３に入射されたレーザ光が一部境界面(開口３ａ)を超え、平面３ａより光記録媒体Ｄ側に非伝播の電場成分のみが染み出した領域(近接場)が形成される。この近接場は、その特性から、開口３ａの寸法とほぼ同じ位しか横方向の広がりを持たない。本参考例では、開口３ａの寸法が使用するレーザ光の波長よりも微細な寸法に設定されており、突起３と光記録媒体Ｄとの距離が突起３の開口３ａの直径と同程度に設定されているため、近接場に染み出した非伝播の電場成分である近接場光Ｘを光記録媒体Ｄの記録面に照射することができる。これによって、光の回析限界を超えた解像度を得ることができる。
【００７０】
本参考例の平面型プローブ３０は、基板２に光反射膜３１が設けられているため、光反射膜３１の作用によって、開口３ａ以外から光が漏れ出すことを防止して、光利用効率を向上させることができる。
【００７１】
このような記録再生装置における記録再生に際しては、回転駆動手段によって光記録媒体Ｄを回転駆動させながら、半導体レーザからレーザ光を出射する。これにより、平面型プローブ３０と光記録媒体Ｄとが相対的に移動し、突起３の先端から発生する近接場光の光記録媒体Ｄに対する照射位置が、記録再生方向において上流側から下流側へ移動する。これによって、光記録媒体Ｄに対する超高密度記録や、超高密度記録されたデータの再生を良好に行なうことができる。
【００７２】
従来の平面型プローブを用いた記録再生装置では、先端を非常に細く形成した突起を光記録媒体Ｄに近接させて設置させることにより、例えば、高速で回転される光記録媒体Ｄに付着している異物に接触して突起が破壊されてしまうことがあるが、本参考例の平面型プローブ３０を用いることにより、突起３と光記録媒体Ｄとを近接させた場合にも光記録媒体Ｄに付着している異物等が突起３に接触することが保護用壁４によって防止されるので、近接場光Ｘを効率的に発生させるとともに機械的耐久性の向上を図ることができる。
【００７３】
また、保護用壁４が突起３と同一高さに設定されているため、保護用壁４が障害となることなく突起３と光記録媒体Ｄとを可能な限り近接させることができる。これによって、近接場光Ｘをより有効に利用することができる。
【００７４】
加えて、平面型プローブ３０と光記録媒体Ｄとを近接して配設することにより、記録再生にかかる光学系を小型化、薄型化することがすることができる。また、小型化、薄型化により記録再生にかかる光学系が軽量化されるので、光記録媒体Ｄにおける目標とするトラック位置へのシークタイムを短くして、光記録媒体Ｄに対するデータの記録再生速度の向上を図ることができる。
【００７５】
なお、本参考例では、図６に示す平面型プローブ３０を用いて光記録媒体Ｄに対する記録再生を行なう場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、第一、第二の参考例で説明した平面型プローブ１，２０を用いて光記録媒体Ｄに対する記録再生を行なうようにしてもよい。
【００７６】
次に、本発明の第一の実施の形態について図８を参照して説明する。図８は、本実施の形態の平面型プローブを示す平面図である。本実施の形態の平面型プローブ４０は、第一の参考例の平面型プローブ１と比較して、保護用壁４１の形状が異なる。本実施の形態の平面型プローブ４０の保護部材としての保護用壁４１は、略コの字形状を有しており、一部の開口４１ａを除いて突起３の周囲を連続して囲むように立設されている。
【００７７】
このような平面型プローブ４０を、図７に示すような光記録媒体Ｄに対して記録再生を行なう記録再生装置で使用する場合、保護用壁４１に設けられた開口４１ａを突起３よりも光記録媒体Ｄの回転方向下流側に位置付けた状態で平面型プローブ４０を配設する。
【００７８】
これによって、記録再生装置における記録再生に際して、光記録媒体Ｄの回転によって突起の周辺に気流が発生する。平面型プローブ４０は、光記録媒体Ｄの回転によって発生する気流に対して、突起３よりも下流側に保護用壁４１の開口４１ａが位置するように配置されているため、突起３と保護用壁４との間にある異物を気流を利用して開口４１ａから排除することができ、保護用壁４と突起３との間における異物の集積を抑制することができる。
【００７９】
次に、本発明の第二の実施の形態について図９を参照して説明する。図９は、本実施の形態の平面型プローブを示す平面図である。本実施の形態の平面型プローブ５０は、第一の実施の形態の平面型プローブ４０と比較して、保護用壁５１の形状が異なる。本実施の形態の平面型プローブ５０の保護部材としての保護用壁５１は、一部の開口５１ａを除いて突起３の周囲を連続して囲むような形状であるとともに、突起３を間にして開口５１ａと対象となる位置に突起３から離間する方向へ向けて尖角する尖角部５２が設けられている。
【００８０】
このような平面型プローブ５０を、図７に示すような記録再生装置で使用する場合、記録再生に際する光記録媒体Ｄの回転によって発生する気流に対して、突起３よりも下流側に開口５１ａを位置付けるとともに、上流側に尖角部５２を位置付けるように平面型プローブ５０を配設する。
【００８１】
これによって、記録媒体Ｄの回転によって発生する気流は、保護用壁５１の位置で突部５２によって左右方向に分流されるので、この気流を利用することにより、異物が保護用壁５１の周囲に堆積することを防止することができ、保護用壁５１の内周側および外周側において、異物が堆積してしまうことを回避することができる。
【００８２】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。まず、実施例１について説明する。実施例１は、石英基板に、プライマー(東京応化製、ＯＡＰ)を塗布した後、感光性樹脂(東京応化製、ＯＦＰＲ８００)を５μｍの厚さに塗布した。図２の突起形成用のリングパターンの最外形３μｍ、リングパターンの外周と保護用壁形成用パターンの内周との間隔２０μｍ、保護用壁形成用パターンの幅を２０μｍに設定したフォトマスクを用い、拡散光成分を持つ密着型露光装置を用い露光を行った後、現像液(東京応化製、ＮＭＤ−Ｗ)によって現像を行った。これにより、高さ５μｍの保護用壁用感光性樹脂パターン、直径２μｍ、高さ１.５μｍの円錐形状感光性樹脂パターンが得られた。続いて、Ｃ４Ｆ８ガスを用いて、感光性樹脂と石英基板のエッチング比をおよそ１：３に設定してＥＣＲエッチングを行い、エッチングを樹脂パターンの一部が残った状態で終了したのち、残存する感光体樹脂を除去した。これにより、高さ２μｍの保護用壁４と、底辺２μｍ、高さ２μｍ、先端平面１μｍφの突起３とを備える図１と同様の構成の平面型プローブ１が得られた。
【００８３】
次に、実施例２について説明する。実施例２は、支持材料２１としてガラス基板を用い、このガラス基板に陽極接合したプローブ材５としてＳｉウエハを研磨して５μｍの厚さに成形した。この後、実施例１と同条件で、実施例１と同形状の円錐形パターンをＳｉウエハ上に形成した。続いて、ＳＦ６ガスを用いて、感光性樹脂とＳｉとのエッチング比をおよそ１：２に設定してＥＣＲエッチングを行い、樹脂パターンの一部が残った状態でＥＣＲエッチングを終了して、残存する感光体樹脂を除去した。これにより、高さ２μｍの保護用壁４と底辺２μｍ、高さ２μｍ、先端の平面３ａの外径約０.７μｍφの突起３とを一面側に有する厚さ２μｍのＳｉ基板２の裏面側全体にガラス基板を有する図５と同様の構造を有する平面型プローブ２０が得られた。
【００８４】
次に、実施例３について説明する。実施例３は、上記実施例にて形成した平面型プローブ１の表面に、スパッタによってＡｌ膜を２０００Åの厚さで製膜した後、突起３および保護用壁４の先端のＡｌ膜をＦＩＢによって除去することで、光反射膜３１を形成した。これにより、光反射膜３１を有する図３と同様の構造を有する平面型プローブ３０が得られた。
【００８５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の平面型プローブの製造方法によれば、平面型プローブをドライエッチングによって形成することで、突起および保護部材を基板の一面側に一体的に有する平面型プローブを製造することができ、平面型プローブの製造の容易化を図ることができる。また、フォトマスクのパターンを変更するだけで各種の形状の保護部材を有する平面型プローブを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の参考例の平面型プローブを示し、(ａ)はその平面図、(ｂ)はその中央端面図である。
【図２】平面型プローブの製造方法について模式的に示す断面図である。
【図３】フォトマスクのＣｒパターンを示す平面図および中央断面図である。
【図４】別の参考例の平面型プローブを示し、(ａ)はその平面図、(ｂ)はその中央端面図である。
【図５】本発明の第二の参考例の平面型プローブを示す端面図である。
【図６】本発明の第三の参考例の平面型プローブを示し、(ａ)はその平面図、(ｂ)はその中央端面図である。
【図７】平面型プローブを有する記録再生装置の一部を示す断面図である。
【図８】本発明の第一の実施の形態の平面型プローブを示す平面図である。
【図９】本発明の第二の実施の形態の平面型プローブを示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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