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JP3157754B2 - Planar probe and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP3157754B2 - Planar probe and method of manufacturing the same - Google Patents

Planar probe and method of manufacturing the same

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JP3157754B2
JP3157754B2 JP26687097A JP26687097A JP3157754B2 JP 3157754 B2 JP3157754 B2 JP 3157754B2 JP 26687097 A JP26687097 A JP 26687097A JP 26687097 A JP26687097 A JP 26687097A JP 3157754 B2 JP3157754 B2 JP 3157754B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエバネッセ
ント光によって光記録を行うのに用いられる平面プロー
ブの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a planar probe used for performing optical recording by evanescent light, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】光照射によって情報の記録再生が行われ
る光記録媒体は、透明基板上に、光記録層や誘電体層、
反射層等の各種機能膜が形成されて構成される。上記光
記録層としては光照射によって形状変化や光学的変化が
生じる材料層や、希土類遷移金属非晶質合金薄膜等の磁
気光学効果を有する材料層が設けられる。
2. Description of the Related Art An optical recording medium on which information is recorded / reproduced by irradiating light has an optical recording layer, a dielectric layer,
Various functional films such as a reflective layer are formed. As the optical recording layer, a material layer having a shape change or an optical change due to light irradiation, or a material layer having a magneto-optical effect such as a rare earth transition metal amorphous alloy thin film is provided.

【0003】従来、これらの光記録層に対する情報記録
は、レーザ光を集光レンズによって集光し光記録層に照
射することで行われている。レーザ光が照射された光記
録層では、そのレーザスポット内において形状変化や光
学的変化あるいは保磁力の低下によって磁化反転が生
じ、ピットが形成される。このようなピットを情報信号
と対応するパターンで形成することによって情報信号が
記録媒体上に記録されるる。また、記録媒体上に記録さ
れた情報信号を再生するには、集光レンズによってレー
ザ光を光記録層上に集光し、その反射光の光強度を検出
する。光記録層からの反射光強度はピットが形成された
部分と形成されていない部分とで異なるために、光記録
層上のピットパターンが反射光強度の変化として検出さ
れ、これによって情報信号が再生される。
Conventionally, information recording on these optical recording layers has been performed by condensing laser light with a condenser lens and irradiating the optical recording layer. In the optical recording layer irradiated with the laser light, magnetization reversal occurs in the laser spot due to a shape change, an optical change, or a decrease in coercive force, and pits are formed. By forming such pits in a pattern corresponding to the information signal, the information signal is recorded on the recording medium. In order to reproduce an information signal recorded on a recording medium, laser light is focused on an optical recording layer by a condenser lens, and the light intensity of the reflected light is detected. Since the intensity of the reflected light from the optical recording layer is different between the portion where the pits are formed and the portion where the pits are not formed, the pit pattern on the optical recording layer is detected as a change in the intensity of the reflected light, thereby reproducing the information signal. Is done.

【0004】このような光記録での記録密度はピットの
大きさで決まり、上述のようなレーザ光を集光レンズに
よって集光する記録再生系の場合には光記録層上に集光
されたレーザスポット径によってピットの大きさが決ま
る。しかしながら、レーザスポット径は光の回折限界か
らk・λ/NA(k:定数、λ:光の波長、NA:レン
ズの開口数)よりも小さくすることができず、したがっ
てレーザ光を集光レンズによって集光する系を用いる限
りは、光記録媒体の高密度記録化に限界がある。
The recording density in such optical recording is determined by the size of a pit. In the case of a recording / reproducing system in which laser light is condensed by a condensing lens as described above, light is condensed on an optical recording layer. The size of the pit is determined by the laser spot diameter. However, the laser spot diameter cannot be made smaller than k · λ / NA (k: constant, λ: wavelength of light, NA: numerical aperture of the lens) due to the diffraction limit of light, and therefore the laser light is focused on the condenser lens. As long as a system for condensing light is used, there is a limit in increasing the density of an optical recording medium.

【0005】そこで、このような光の回折限界の制限を
受けない光記録再生方法として近接場を利用した方法が
有望視されている。
Therefore, a method using a near field is considered to be promising as an optical recording / reproducing method which is not limited by the diffraction limit of light.

【0006】エバネッセント光とは、物体裏面に全反射
条件下で光を照射したときに、物体表面からの距離が光
の波長よりも小さい、極めて近接した領域(近接場)に
生じる電磁波である。このエバネッセント光を、例えば
曲率半径が光の波長よりも小さい先鋭形状の先端に生じ
させれば、光の回折限界で制限される最小径よりも小さ
い径でピットを形成することが可能になる。
[0006] The evanescent light is an electromagnetic wave generated in a very close area (near field) where the distance from the surface of the object is smaller than the wavelength of the light when the back surface of the object is irradiated with light under the condition of total reflection. If this evanescent light is generated, for example, at the tip of a sharp shape having a radius of curvature smaller than the wavelength of light, pits can be formed with a diameter smaller than the minimum diameter limited by the diffraction limit of light.

【0007】このようなエバネッセント光を利用して光
記録を行う方法としては、光ファイバの一端に、クラッ
ドからコアを突出させ先細り状に先鋭化した先鋭部を有
してなる光ファイバプローブを用いる方法が提案されて
いる。
As a method of performing optical recording using such evanescent light, an optical fiber probe having a tapered sharpened portion having a core protruding from a clad at one end of an optical fiber is used. A method has been proposed.

【0008】この光ファイバプローブによって光記録媒
体に情報信号を記録するには、光ファイバプローブの先
鋭部先端を光記録媒体に接近させ、光ファイバプローブ
の他端からレーザ光を導入する。導入されたレーザ光は
コア内を伝搬して先鋭部に導かれ、先鋭部先端にエバネ
ッセント光が生じる。このエバネッセント光を光記録層
に照射することによってピットが形成される。また、情
報信号を再生するには、先鋭部先端に生じたエバネッセ
ント光を光記録層に照射し、光記録層上で生じた散乱光
を検出する。このような光ファイバプローブを用いた光
記録では、光ファイバプローブの先鋭部先端の開口径を
30nm以下とした場合には1Tbit/in2という
高密度記録も可能である。
In order to record an information signal on an optical recording medium with the optical fiber probe, the tip of the sharp end of the optical fiber probe is brought close to the optical recording medium, and laser light is introduced from the other end of the optical fiber probe. The introduced laser light propagates in the core and is guided to the sharp part, and evanescent light is generated at the tip of the sharp part. A pit is formed by irradiating the optical recording layer with the evanescent light. To reproduce an information signal, the optical recording layer is irradiated with evanescent light generated at the tip of the sharp portion, and scattered light generated on the optical recording layer is detected. In optical recording using such an optical fiber probe, high-density recording of 1 Tbit / in 2 is possible if the opening diameter at the tip of the sharp portion of the optical fiber probe is 30 nm or less.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、光ファイバ
プローブは、先鋭部が非常に細く機械的に脆いことか
ら、媒体上を高速で走査させると先鋭部が破損するとい
ったトラブルが発生する。また、径が光の波長よりも小
さい先鋭部においては光の損失が大きいため、走査速度
が高速になると十分な再生光量が得られなくなる。これ
らの理由から光ファイバプローブを用いる光記録再生方
法では走査速度を自由に上げることができないといった
問題がある。
However, the optical fiber probe has a very small sharp portion and is mechanically fragile. Therefore, when the medium is scanned at high speed, a trouble such as breakage of the sharp portion occurs. Further, since light loss is large at a sharp portion having a diameter smaller than the wavelength of light, a sufficient amount of reproduced light cannot be obtained at a high scanning speed. For these reasons, the optical recording / reproducing method using the optical fiber probe has a problem that the scanning speed cannot be increased freely.

【0010】これらの問題のうち光ファイバプローブで
生じる光損失については先鋭部の傾斜角を大きくするこ
とによって低減するが、先鋭部の傾斜角を大きくすると
逆に分解能は低下してしまう。
[0010] Among these problems, the optical loss caused by the optical fiber probe can be reduced by increasing the inclination angle of the sharp portion, but the resolution decreases if the inclination angle of the sharp portion is increased.

【0011】そこで、先鋭部を2段階の傾斜角で先鋭化
し、先端側の傾斜角を小さくすることによって高い分解
能が得られるようにし、先端側から2段目の傾斜角を大
きくすることによって光損失が抑えられるようにした光
ファイバプローブが提案されている。
Therefore, the sharp portion is sharpened at two-step inclination angles, a high resolution is obtained by reducing the inclination angle on the front end side, and the light is increased by increasing the inclination angle at the second step from the front end side. There has been proposed an optical fiber probe capable of suppressing loss.

【0012】また、この他に光ファイバプローブを金属
膜で被覆し、プローブ内部のモードの内、最低次モード
の励起効率を増大させた光ファイバプローブも報告され
ている。
In addition, there has been reported an optical fiber probe in which an optical fiber probe is coated with a metal film to increase the pumping efficiency of the lowest-order mode among the modes inside the probe.

【0013】しかしながら、光ファイバプローブではこ
れらの手段を講じても光強度を大きく上げることは難し
い。また、機械的脆さや走査速度の問題については有効
な対策が講じられておらず、このことがエバネッセント
光を用いる光記録を難しいものにしている。
However, it is difficult to greatly increase the light intensity of the optical fiber probe even if these measures are taken. In addition, no effective countermeasures have been taken for problems of mechanical brittleness and scanning speed, which makes optical recording using evanescent light difficult.

【0014】そこで、本発明は、このような従来の実情
に鑑みて提案されたものであり、エバネッセント光を効
率良く生じることができ、また機械的強度に優れ、さら
に光記録再生の光学ヘッドとして用いたときに短時間に
多くの情報を再生することが可能な平面プローブの製造
方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and is capable of efficiently generating evanescent light, has excellent mechanical strength, and has an optical recording / reproducing optical head. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a planar probe that can reproduce a large amount of information in a short time when used.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の平面プローブの製造方法は、基板の両主
面に熱酸化膜を形成する熱酸化膜形成工程と、基板の一
方の面においてプローブに対応する部分の熱酸化膜を除
去するとともに基板の他方の面においてプローブ形成領
域の熱酸化膜を除去する熱酸化膜パターニング工程と、
基板の一方の面の熱酸化膜が除去された部分に、異方性
エッチングによって、最終的な開き角よりも小さい開き
角で錐状の凹部を形成する凹部形成工程と、基板の他方
の面にエッチングを行い、錐状の凹部の頂点をこのエッ
チング面に臨んで開口させる開口部形成工程と、この開
口部が臨む基板面に遮光膜を形成する遮光膜形成工程
と、異方性エッチングによって、錐状の凹部の開き角を
最終的な開き角にまで広げる開き角調整工程と、基板の
一方の面に球レンズを分散させた分散液を塗布すること
で凹部内に球レンズを収容するレンズ収容工程とを有
し、上記凹部形成工程及び開き角調整工程により基板の
一方の面からエッチングを行うとともに、上記開口部形
成工程により基板の他方の面からエッチングを行うこと
で、他方の面と球レンズの焦点との距離をk、球レンズ
の焦点距離をfとしたときに、 |k|≦f/4 なる関係を満たした形状を有する凹部を形成することを
特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a method of manufacturing a flat probe according to the present invention comprises the steps of forming a thermal oxide film on both main surfaces of a substrate, A thermal oxide film patterning step of removing the thermal oxide film of the portion corresponding to the probe on the surface and removing the thermal oxide film of the probe formation region on the other surface of the substrate;
A recess forming step of forming a pyramid-shaped recess at an opening angle smaller than the final opening angle by anisotropic etching in a portion of the substrate from which the thermal oxide film has been removed, and the other surface of the substrate An opening is formed by opening the apex of the conical recess facing the etched surface, a light shielding film is formed on the substrate surface facing the opening, and anisotropic etching is performed. The opening angle adjusting step of expanding the opening angle of the conical concave portion to the final opening angle, and accommodating the spherical lens in the concave portion by applying a dispersion liquid in which the spherical lens is dispersed on one surface of the substrate. A lens accommodation step, wherein the etching is performed from one surface of the substrate in the concave portion forming step and the opening angle adjusting step, and the other surface of the substrate is etched in the opening forming step from the other surface of the substrate. And ball ren The distance between the focal point k, the focal length of the spherical lens is taken as f of, | k | and forming a recess having a shape that satisfies the ≦ f / 4 the relationship.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】また、本発明の製造方法で製造される平面
プローブは遮光膜によって光学的開口が形成されるもの
であり、凹部形成工程や開き角調整工程での開き角によ
って、この光学的開口の開口径や球レンズの位置が自由
に制御される。したがって、所望の特性を有する平面プ
ローブが製造される。
In the flat probe manufactured by the manufacturing method of the present invention, an optical opening is formed by a light-shielding film. The aperture diameter and the position of the spherical lens can be freely controlled. Accordingly, a planar probe having desired characteristics is manufactured.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.

【0024】この実施の形態の平面プローブは、図1、
図2に示すように、基板1に、錐状の貫通孔2が形成さ
れ、この貫通孔2内に微小球レンズ4が収容されて構成
される。この平面プローブでは、この貫通孔2の錐の底
面側(図中上側)から光が照射され、錐の頂点側でエバ
ネッセント光が生じる。つまり、この錐の頂点側がエバ
ネッセント光が発生する開口部3(以下、この頂点側の
開口部を単に開口部と称する)となる。
The planar probe according to the present embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a conical through-hole 2 is formed in a substrate 1, and a microsphere lens 4 is accommodated in the through-hole 2. In this planar probe, light is emitted from the bottom surface side (upper side in the figure) of the cone of the through-hole 2, and evanescent light is generated at the vertex side of the cone. In other words, the vertex side of the cone becomes the opening 3 where the evanescent light is generated (hereinafter, the vertex side opening is simply referred to as an opening).

【0025】上記基板1は、特に限定されないが、例え
ばシリコン基板等が用いられる。また上記基板1に形成
される貫通孔2は、錐状に形成され、円錐であっても角
錐であっても良い。また、この錐状の貫通孔2の開口部
3は、錐の頂点と一致していても良く、開口部3が臨む
基板面が、錐の仮想頂点を含む面に対して後退して形成
されることによってこの仮想頂点よりも開口部3が球レ
ンズ4側にずれていても良い。なお、この開口部3の開
口径は、エバネッセント光発生のために、数nm〜20
0nm程度とされる。
The substrate 1 is not particularly limited. For example, a silicon substrate or the like is used. The through hole 2 formed in the substrate 1 is formed in a conical shape, and may be a cone or a pyramid. The opening 3 of the conical through-hole 2 may coincide with the vertex of the cone, and the substrate surface facing the opening 3 is formed so as to recede from the surface including the virtual vertex of the cone. Accordingly, the opening 3 may be shifted toward the spherical lens 4 from the virtual vertex. The opening 3 has a diameter of several nm to 20 nm to generate evanescent light.
It is about 0 nm.

【0026】上記貫通孔2内には微小球レンズ4が収容
される。この微小球レンズ4は、貫通孔2内に取り込ま
れた光を集光するためのものであり、この微小球レンズ
4によって基板1の屈折率で決まる光の波長の半波長程
度にまで光を絞ることが可能である。また、球レンズ4
は、中心対称であるので向きを考慮する必要がなく、し
たがって例えば球レンズを分散させた分散液を基板表面
に塗布するといった操作で容易に凹部内に収容すること
ができる。
A microsphere lens 4 is accommodated in the through hole 2. The microsphere lens 4 is for condensing the light taken into the through-hole 2, and the light is reduced by the microsphere lens 4 to about half the wavelength of the light determined by the refractive index of the substrate 1. It is possible to narrow down. In addition, ball lens 4
Since it is centrally symmetric, there is no need to consider the direction, and therefore, it can be easily accommodated in the concave portion by, for example, applying a dispersion liquid in which a spherical lens is dispersed to the substrate surface.

【0027】この平面プローブでは、このような微小球
レンズ4が収容された貫通孔2がそれぞれプローブ5に
対応し、このプローブ5が基板1上に単数で形成される
か、あるいは二次元平面上に複数形成されることでアレ
イ状とされていても良い。プローブ5を複数形成した平
面プローブアレイの場合、その配列は図3(a)に示す
ように複数のプローブ5を行方向と列方向に等間隔に配
列した碁盤目状の並びであってもよく、図3(b)に示
すように行あるいは列を斜めに傾けた菱形状の並びであ
ってもよい。また、このプローブ5の数は、平面プロー
ブの用途によっても異なるが、光記録に用いる場合には
100個以上設けられる。
In this planar probe, the through-holes 2 in which such microsphere lenses 4 are accommodated respectively correspond to the probes 5, and this probe 5 is formed singly on the substrate 1 or on a two-dimensional plane. May be formed in an array by forming a plurality. In the case of a planar probe array in which a plurality of probes 5 are formed, the array may be a grid pattern in which a plurality of probes 5 are arranged at equal intervals in a row direction and a column direction as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 3 (b), a row or column may be obliquely inclined and arranged in a diamond shape. The number of the probes 5 varies depending on the use of the planar probe, but when used for optical recording, 100 or more probes are provided.

【0028】なお、この平面プローブには、図4に示す
ように遮光膜6が基板1の開口部3側の面や、その反対
側の面に形成されていても良い。この遮光膜は、特に基
板に光を透過する材質を用いる場合には必要な構成であ
る。基板面に遮光膜6を設けた場合、この遮光膜6にも
基板の開口部3に対応した位置に開口が形成され、この
遮光膜6で囲まれた開口が実際の光学的開口となる。し
たがって、この場合には、この遮光膜によって形成され
る光学的開口の開口径が、数nm〜200nm程度とさ
れるのが望ましい。この遮光膜6としては、例えば金属
薄膜が設けられる。
In this planar probe, the light-shielding film 6 may be formed on the surface of the substrate 1 on the side of the opening 3 or on the surface on the opposite side as shown in FIG. This light-shielding film is a necessary structure particularly when a material that transmits light is used for the substrate. When the light-shielding film 6 is provided on the substrate surface, an opening is also formed in the light-shielding film 6 at a position corresponding to the opening 3 of the substrate, and the opening surrounded by the light-shielding film 6 becomes an actual optical opening. Therefore, in this case, it is desirable that the diameter of the optical opening formed by the light-shielding film is about several nm to 200 nm. As the light shielding film 6, for example, a metal thin film is provided.

【0029】以上が平面プローブの基本的な構成である
が。この実施の形態の平面プローブでは、球レンズ4の
焦点が適正範囲に規制される。
The above is the basic configuration of the flat probe. In the planar probe of this embodiment, the focal point of the spherical lens 4 is restricted to an appropriate range.

【0030】すなわち、図5に平面プローブに形成され
たプローブの模式図を示す。なお、図5は、開口部が臨
む基板面が、この基板面と平行であり且つ錐状の貫通孔
tの仮想頂点を含む面(以下、この面を頂点面と称す
る)Aに対して後退して形成されている場合を示す。
That is, FIG. 5 shows a schematic view of a probe formed on a planar probe. In FIG. 5, the substrate surface facing the opening is receded from a surface A which is parallel to the substrate surface and includes a virtual vertex of the conical through-hole t (hereinafter, this surface is referred to as a vertex surface) A. It shows the case where it is formed as follows.

【0031】この実施の形態の平面プローブでは、上記
開口部3が臨む基板面を含む平面(以下、この面を開口
面と称する)Bと、球レンズ4の焦点Fとの距離をk、
球レンズ4の焦点距離をfとしたときに、 |k|≦f/4 なる関係を満たすように設計される。このような関係を
満たす場合、球レンズ4で集光された光が開口部3近傍
で焦点を結び、開口部3の下側に球レンズを用いない場
合の10倍以上の光強度でエバネッセント光を生じるこ
とができる。例えばシリコン基板と石英の球レンズを用
いた場合、開口部3の径が600nmであり、球の直径
が10μmであるときには16倍の光強度が得られる。
なお、ここでkが正の値であるときには焦点Fが開口面
Bよりも球レンズ4側にずれている場合であり、kが負
の値であるときには焦点Fが開口面Bよりも貫通孔2の
仮想頂点t側にずれている場合である。
In the planar probe of this embodiment, the distance between the plane B including the substrate surface facing the opening 3 (hereinafter referred to as the opening surface) B and the focal point F of the spherical lens 4 is k,
When the focal length of the spherical lens 4 is f, it is designed to satisfy the relationship | k | ≦ f / 4. When such a relationship is satisfied, the light condensed by the spherical lens 4 is focused near the opening 3, and evanescent light with a light intensity 10 times or more lower than that of the case where no spherical lens is used below the opening 3. Can occur. For example, when a silicon substrate and a quartz sphere lens are used, when the diameter of the opening 3 is 600 nm and the diameter of the sphere is 10 μm, 16 times light intensity can be obtained.
Here, when k is a positive value, the focal point F is shifted to the spherical lens 4 side from the opening surface B, and when k is a negative value, the focal point F is shifted from the opening surface B to the through hole. 2 is shifted to the virtual vertex t side.

【0032】この開口面Bと、球レンズ4の焦点Fとの
距離kと、球レンズ4の焦点距離fとは、球レンズの屈
折率n1と媒質の屈折率n2との比n1/n2、貫通孔2の
開き角θf及び開口面Bと頂点面Aとの距離mによって
決まるので、上述のような効果を得るためには|k|≦
f/4なる関係を満たすようにこれらのパラメータを調
整すれば良い。
[0032] and the opening face B, a distance k between the focal point F of the spherical lens 4, and the focal length f of the spherical lens 4, a ratio n 1 of the refractive index n 2 of the refractive index n 1 and the medium of the spherical lens / N 2 , the opening angle θ f of the through-hole 2 and the distance m between the opening surface B and the vertex surface A, so that | k | ≦
These parameters may be adjusted so as to satisfy the relationship of f / 4.

【0033】すなわち、まず球レンズの焦点距離fは、
球レンズ4の半径rと球レンズ4の屈折率n1と媒質の
屈折率n2の比n1/n2で決まり、n1/n2=nとする
と、 f=nr/2(n−1)・・・式1 で表される。
That is, first, the focal length f of the spherical lens is
Determined by the ratio n 1 / n 2 of a refractive index n 2 of the refractive index n 1 and the medium of the radius r and the spherical lens 4 in the spherical lens 4, when n 1 / n 2 = n, f = nr / 2 (n- 1) Expression 1

【0034】一方、球レンズ4の中心cと貫通孔2の仮
想頂点tとの距離Pは、球レンズの半径rと貫通孔2の
拡がり角θfで決まり、 P=r/sin(θf/2)・・・式2 で表される。なお、ここで言う貫通孔2の拡がり角θf
は、貫通孔2が円錐状である場合にはその円錐のテーパ
角に相当する。また、角錐状である場合には、図6に示
すような四角錐20を例にすると、その内接円21を底
面とし角錐20の仮想頂点tを頂点とする仮想円錐22
のテーパ角θtに相当する。
On the other hand, the distance P between the imaginary vertex t of the through hole 2 with the center c of the spherical lens 4 is determined by the radius r and the through-hole 2 of the divergence angle theta f of the spherical lens, P = r / sin (θ f /2)...Expression 2 Here, the spread angle θ f of the through hole 2 referred to here
Corresponds to the taper angle of the cone when the through hole 2 is conical. Further, in the case of a pyramid shape, taking a quadrangular pyramid 20 as shown in FIG. 6 as an example, a virtual cone 22 having its inscribed circle 21 as a base and a virtual vertex t of the pyramid 20 as a vertex.
Corresponds to the taper angle θt.

【0035】そして、開口面Bと球レンズ4の焦点Fと
の距離kはk=P−f−mであるので、このP,fをそ
れぞれ上記式1、式2で置き換えると、 k=r/sin(θf/2)ーnr/2(n−1)−m・・・式3 が得られ、この式3で求められる値の絶対値がf/4以
下となるように、球レンズの屈折率n1や媒質の屈折率
n2、貫通孔の開き角θf及び開口面Bと頂点面Aの距
離mを設定すれば良い。なお、通常の使用環境では媒質
は空気であり、その場合屈折率n2は1となる。
Since the distance k between the aperture surface B and the focal point F of the spherical lens 4 is k = P-fm, if P and f are respectively replaced by the above equations 1 and 2, then k = r / sin (θ f / 2) over nr / 2 (n-1) -m ··· equation 3 is obtained, so that the absolute value of the value obtained by this equation 3 is f / 4 or less, the spherical lens the refractive index of the refractive index n 1 and the medium n2, may be set the distance m of the opening angle theta f and aperture plane B and the vertex surface a of the through hole. Note that in a normal use environment, the medium is air, and in that case, the refractive index n 2 is 1.

【0036】ここで、一例として基板にシリコン基板を
用いる場合の距離kの調整方法について説明するが、そ
の前にこのシリコン基板から平面プローブを作製するた
めの作製工程を説明する。
Here, a method of adjusting the distance k when a silicon substrate is used as a substrate will be described as an example. Before that, a manufacturing process for manufacturing a planar probe from this silicon substrate will be described.

【0037】平面プローブを作製するには、図7に示す
ように主面側が(100)結晶格子面となるように切り
出されたシリコン基板10を用意し、このシリコン基板
10に熱酸化処理を施すことによって図8に示すように
両主面に熱酸化膜11を形成する。
In order to manufacture a planar probe, as shown in FIG. 7, a silicon substrate 10 cut out so that its main surface side is a (100) crystal lattice plane is prepared, and this silicon substrate 10 is subjected to a thermal oxidation treatment. Thus, thermal oxide films 11 are formed on both main surfaces as shown in FIG.

【0038】そして、図9に示すようにこの熱酸化膜1
1上にフォトレジスト12を塗布し、所定の領域を露光
することによって、図10に示すように一主面(第1の
主面)10a側にプローブに対応する領域が開口となさ
れたレジストマスク12を形成し、他方の主面(第2の
主面)10b側にはプローブ形成領域を除いた部分、す
なわち辺縁部のみを覆うようにレジストマスク12を形
成する。
Then, as shown in FIG.
1 is coated with a photoresist 12 and a predetermined area is exposed to form a resist mask having an opening corresponding to the probe on one main surface (first main surface) 10a side as shown in FIG. The resist mask 12 is formed on the other main surface (second main surface) 10b side so as to cover only the portion excluding the probe formation region, that is, only the peripheral portion.

【0039】次に、このようにしてレジストマスク12
が形成された熱酸化膜11に、緩衝フッ化水素溶液によ
る処理を施し、図11に示すように、レジストマスク1
2の開口に対応する部分の熱酸化膜11を除去し、続い
てレジストマスク12を剥離除去する。
Next, the resist mask 12
The thermal oxide film 11 on which is formed is subjected to a treatment with a buffered hydrogen fluoride solution, and as shown in FIG.
The portion of the thermal oxide film 11 corresponding to the opening 2 is removed, and then the resist mask 12 is peeled off.

【0040】次いで、このシリコン基板10に、アルカ
リ水溶液による異方性エッチングを施す。このエッチン
グに用いるアルカリ水溶液としては、例えば液温80
℃、濃度10%のKOH水溶液が用いられる。
Next, the silicon substrate 10 is subjected to anisotropic etching with an aqueous alkali solution. As the alkaline aqueous solution used for this etching, for example, a liquid temperature of 80
A 10% KOH aqueous solution at a temperature of 10 ° C. is used.

【0041】このような異方性エッチングによって、図
12に示すように第1の主面10aの熱酸化膜11が形
成されていない部分に(111)結晶格子面の斜面で囲
まれた四角錐状の凹部13が形成される。なお、ここで
形成される四角錐状の凹部の開き角θfは、相対向する
(111)結晶格子面同士がなす角度に対応し、70、
2゜となる。
By such anisotropic etching, as shown in FIG. 12, a quadrangular pyramid surrounded by a slope of a (111) crystal lattice plane is formed on a portion of the first main surface 10a where the thermal oxide film 11 is not formed. A concave portion 13 is formed. Note that the opening angle θf of the quadrangular pyramid-shaped recess formed here corresponds to the angle formed by the opposing (111) crystal lattice planes.
2 ゜.

【0042】続いて、図13に示すように、このシリコ
ン基板10の第2の主面10bにエッチングを施すこと
によって基板10を薄層化し、さらに四角錐状の凹部1
3の頂点が第2の主面10b側に臨んで開口するまでエ
ッチングを継続する。そして、図14に示すようにこの
ようにしてエッチングによって開口部14が形成された
第2の主面10b上に、スパッタ等の薄膜形成技術によ
って金等の金属薄膜15を形成する。作製される平面プ
ローブの開口面Bと頂点面Aとの距離mは、この工程で
のエッチング量によって制御される。
Subsequently, as shown in FIG. 13, the second main surface 10b of the silicon substrate 10 is etched to make the substrate 10 thinner, and the quadrangular pyramid-shaped concave portion 1 is formed.
The etching is continued until the vertex of No. 3 opens toward the second main surface 10b. Then, as shown in FIG. 14, a metal thin film 15 such as gold is formed by a thin film forming technique such as sputtering on the second main surface 10b in which the openings 14 are formed by etching as described above. The distance m between the opening surface B and the vertex surface A of the flat probe to be manufactured is controlled by the etching amount in this step.

【0043】最後に、微小ガラスビーズ(球レンズ)を
分散させたイソプロピルアルコールを用意し、これを第
1の主面上に滴下する。これによって、図15に示すよ
うに第1の主面10a上の各凹部13内にそれぞれビー
ズ16が収容され、図4に示す平面プローブが完成す
る。
Finally, isopropyl alcohol in which fine glass beads (spherical lens) are dispersed is prepared, and is dropped on the first main surface. Thus, the beads 16 are accommodated in the respective recesses 13 on the first main surface 10a as shown in FIG. 15, and the planar probe shown in FIG. 4 is completed.

【0044】平面プローブは、以上の工程によってシリ
コン基板から作製され、この場合、貫通孔2の開き角θ
fは、相対向する(111)結晶格子面同士のなす角度
70.2゜に決まる。したがって、開口面Bと球レンズ
4の焦点Fとの距離kはこの他のパラメータを制御する
ことによって±f/4以内に調整することになる。
The flat probe is manufactured from the silicon substrate by the above-described steps. In this case, the opening angle θ of the through hole 2 is set.
f is determined by an angle 70.2 ° formed between mutually facing (111) crystal lattice planes. Therefore, the distance k between the aperture plane B and the focal point F of the spherical lens 4 is adjusted within ± f / 4 by controlling other parameters.

【0045】ここで、開口面Bと頂点面Aとの距離mが
0である場合、すなわち開口部3と錐の頂点tとが一致
する場合、球レンズ4によって集光された光が開口部上
で焦点を結ぶのは、2−2/n=sin(θf/2)を
満足する場合であり、θfが70.2゜であるときには
屈折率比nが1.4の場合である。屈折率比nがこのよ
うな値であるときに開口部下側で最も大きな光強度を得
ることができる。
Here, when the distance m between the opening surface B and the vertex surface A is 0, that is, when the opening 3 coincides with the vertex t of the cone, the light collected by the spherical lens 4 Focusing is performed when 2-2 / n = sin (θ f / 2) is satisfied, and when θ f is 70.2 °, the refractive index ratio n is 1.4. . When the refractive index ratio n has such a value, the highest light intensity can be obtained below the opening.

【0046】また、球レンズ4によって集光された光が
開口部3上で焦点を結ばなくとも、上述の如く開口面B
と球レンズ4の焦点Fとの距離kが|k|≦f/4の範
囲内であれば、開口部3下側で十分な光強度を得ること
ができる。このような条件を満足するのは、θf=7
0.2゜においては相対屈折率nが1.27〜1.55
である場合である。
Further, even if the light condensed by the spherical lens 4 does not focus on the aperture 3, the aperture B
If the distance k between the lens and the focal point F of the spherical lens 4 is within the range of | k | ≦ f / 4, a sufficient light intensity can be obtained below the opening 3. These conditions are satisfied when θ f = 7.
At 0.2 °, the relative refractive index n is 1.27 to 1.55
Is the case.

【0047】つまり、シリコン基板を用いる平面プロー
ブでは、開口面Bと頂点面Aとの距離mを0にした場
合、相対屈折率nの適正範囲は1.27〜1.55であ
り、1.4が相対屈折率の最適値となる。相対屈折率n
が1.4であれば、球レンズ4の焦点Fを完全に開口部
に一致させることができる。
That is, in the plane probe using the silicon substrate, when the distance m between the opening surface B and the vertex surface A is set to 0, the appropriate range of the relative refractive index n is 1.27 to 1.55. 4 is the optimum value of the relative refractive index. Relative refractive index n
Is 1.4, the focal point F of the spherical lens 4 can be completely matched with the opening.

【0048】相対屈折率nをこのような適正範囲とする
ためには、媒質が空気である場合にはn2=1であるの
で、球レンズ4の屈折率n1を1.27〜1.55に選
択する必要がある。そのようなレンズの材質としては、
石英ガラス(n1=1.46)が挙げられ、この石英ガ
ラスよりなる球レンズを用いた場合k=f/10とな
り、球レンズの焦点を開口面に対して近い位置にもって
いくことができる。
In order to set the relative refractive index n in such an appropriate range, when the medium is air, n 2 = 1, so that the refractive index n 1 of the spherical lens 4 is 1.27 to 1 . You need to select 55. As a material of such a lens,
Quartz glass (n 1 = 1.46) is used. When a spherical lens made of this quartz glass is used, k = f / 10, and the focal point of the spherical lens can be brought closer to the aperture surface. .

【0049】但し、球レンズ4の屈折率n1は原理的に
は添加元素の添加等によって各種値に調整され得るが、
最適値の1.4にするのは微小球の作製上の問題から困
難である。したがって、球レンズ4の選択とともに、こ
の他のパラメータも制御して微調整するのが望ましい。
The refractive index n 1 of the spherical lens 4 can be adjusted to various values by adding an additional element in principle.
It is difficult to set the optimum value to 1.4 due to a problem in producing microspheres. Therefore, it is desirable to control and fine-tune other parameters together with the selection of the spherical lens 4.

【0050】例えば、錐状の貫通孔2の空間に、屈折率
が空気の屈折率とは異なる材料を配することで焦点距離
を調整しても良い。この場合、図16に示すように、こ
の焦点距離を調整するための材料7は貫通孔2の球レン
ズ4よりも底面側の空間に球レンズ表面に接するように
配したり、図17に示すように開口部3近傍の空間に配
するのが効果的である。この材料7の形状や屈折率の選
択によって、焦点の位置を任意に調整することができ
る。
For example, the focal length may be adjusted by disposing a material having a refractive index different from that of air in the space of the conical through hole 2. In this case, as shown in FIG. 16, the material 7 for adjusting the focal length is disposed in a space on the bottom side of the spherical lens 4 of the through hole 2 so as to be in contact with the spherical lens surface, or as shown in FIG. It is effective to arrange in the space near the opening 3 as described above. The position of the focal point can be arbitrarily adjusted by selecting the shape of the material 7 and the refractive index.

【0051】また、開口面Bを頂点面Aに対して後退さ
せることによって、開口面Bと球レンズの焦点Fの距離
kを調整してもよい。これは、先の製造工程において、
錐状の凹部形成後に行う第2の主面のエッチング量によ
って制御することができる。
The distance k between the aperture B and the focal point F of the spherical lens may be adjusted by retracting the aperture B with respect to the vertex A. This is because in the previous manufacturing process
It can be controlled by the amount of etching of the second main surface performed after the formation of the conical concave portion.

【0052】但し、開口面Bを頂点面Aに対して後退さ
せた場合、開口面Bと頂点面Aの距離mが大きくなるほ
ど、開口部3の開口径が大きくなる。したがって、この
ような場合には、例えば図18に示すように開口部3が
臨む基板面と開口部3を覆うような遮光膜6を形成し、
この遮光膜6の開口部3の略中央に対応する位置に微小
孔8を形成することによって、遮光膜6に囲まれた光学
的開口を形成しても良い。
However, when the opening surface B is retracted from the vertex surface A, as the distance m between the opening surface B and the vertex surface A increases, the opening diameter of the opening 3 increases. Therefore, in such a case, for example, as shown in FIG. 18, a light-shielding film 6 is formed so as to cover the substrate surface facing the opening 3 and the opening 3.
An optical opening surrounded by the light shielding film 6 may be formed by forming the minute hole 8 at a position substantially corresponding to the center of the opening 3 of the light shielding film 6.

【0053】このような平面プローブは先の製造工程を
次のように変更することで作製される。
Such a planar probe is manufactured by changing the above-described manufacturing process as follows.

【0054】すなわち、錐状の凹部を形成する工程で、
最終的な平面プローブよりも小さい開き角θfとなるよ
うに錐状の凹部13を形成する。そして、第2の主面1
0bにエッチングを施すことによって、錐状の凹部13
の頂点が第2の主面10bに臨んで開口するまでエッチ
ングを継続し、その後、第2の主面10b上に遮光膜と
なる金属薄膜15を形成する。この錐状の凹部13、開
口及び金属薄膜が形成された状態を図19に示す。次い
で、図20に示すように、第1の主面10a側から異方
性エッチングを行い、錐状の凹部13の開き角θfを最
終的な角度にまで広げる。最後に微小ガラスビーズを分
散させたイソプロピルアルコールを、第1の主面10a
上に滴下し凹部13内にそれぞれビーズを収容すること
によって図18に示す平面プローブが作製される。
That is, in the step of forming a conical concave portion,
To a final plan small opening angle theta f than the probe forms a conical recess 13. And the second main surface 1
0b is etched to form a conical recess 13.
The etching is continued until the vertex of the substrate opens toward the second main surface 10b. Thereafter, a metal thin film 15 serving as a light shielding film is formed on the second main surface 10b. FIG. 19 shows a state in which the conical concave portion 13, the opening, and the metal thin film are formed. Then, as shown in FIG. 20, by anisotropic etching from the first major surface 10a side, widening the open angle theta f of the cone-shaped recess 13 until the final angle. Finally, isopropyl alcohol in which fine glass beads are dispersed is applied to the first main surface 10a.
The flat probe shown in FIG. 18 is produced by dropping the above liquid crystal and storing the beads in the concave portions 13 respectively.

【0055】以上のような各種平面プローブは、各プロ
ーブにおいて球レンズで集光された光の焦点が適正な位
置に規制され、開口部の下側に光強度の大きな近接場を
生じることができる。
In each of the above-described various planar probes, the focus of the light condensed by the spherical lens in each probe is regulated to an appropriate position, and a near field having a large light intensity can be generated below the opening. .

【0056】したがって、例えばエバネッセント光によ
って記録再生を行う光学ヘッドとして用いた場合に良好
な記録再生特性を得ることができる。
Therefore, for example, when used as an optical head for performing recording and reproduction using evanescent light, good recording and reproduction characteristics can be obtained.

【0057】また、先鋭部のような機械的に脆い構造を
持たないため、高速掃引した場合でも破損が生じ難い。
Further, since it does not have a mechanically fragile structure such as a sharp portion, breakage hardly occurs even when a high-speed sweep is performed.

【0058】さらに、この平面プローブは、複数のプロ
ーブを形成したかたちで光記録再生の光学ヘッドとして
用いると、各プローブでそれぞれ信号検出がなされるの
で、同時に複数の情報信号が再生され掃引速度が遅くて
も短時間に多くの情報が再生される。
Further, when this planar probe is used as an optical head for optical recording / reproducing in the form of a plurality of probes formed, signal detection is performed by each probe, so that a plurality of information signals are reproduced at the same time and the sweep speed is reduced. A lot of information is reproduced in a short time at the latest.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の平面プローブの製造方法は、基板の両主面に熱酸化
膜を形成する熱酸化膜形成工程と、基板の一方の面にお
いてプローブに対応する部分の熱酸化膜を除去するとと
もに基板の他方の面においてプローブ形成領域の熱酸化
膜を除去する熱酸化膜パターニング工程と、基板の一方
の面の熱酸化膜が除去された部分に、異方性エッチング
によって、最終的な開き角よりも小さい開き角で錐状の
凹部を形成する凹部形成工程と、基板の他方の面にエッ
チングを行い、錐状の凹部の頂点をこのエッチング面に
臨んで開口させる開口部形成工程と、この開口部が臨む
基板面に遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、異方性エ
ッチングによって、錐状の凹部の開き角を最終的な開き
角にまで広げる開き角調整工程と、基板の一方の面に球
レンズを分散させた分散液を塗布することで凹部内に球
レンズを収容するレンズ収容工程とを有し、上記凹部形
成工程及び開き角調整工程により基板の一方の面からエ
ッチングを行うとともに、上記開口部形成工程により基
板の他方の面からエッチングを行うことで、他方の面と
球レンズの焦点との距離をk、球レンズの焦点距離をf
としたときに、|k|≦f/4なる関係を満たした形状
を有する凹部を形成するので、遮光膜によって光学的開
口が形成されるものであり、凹部形成工程や開き角調整
工程での開き角によって、この光学的開口の開口径や球
レンズの位置を自由に制御することができる。したがっ
て、本発明の平面プローブの製造方法は、所望の特性を
有する平面プローブを製造することが可能である。この
ようにして製造した平面プローブは、基板の一方の面か
ら他方の面に向かって開口が次第に小となされて形成さ
れた錐状の貫通孔と、該貫通孔内に収容されて形成され
た球レンズとを有し、貫通孔の錐状の空間に、屈折率が
空気の屈折率とは異なる材料が配されているプローブを
有し、貫通孔の頂点側の開口部が臨む他方の面を含む平
面と、球レンズの焦点との距離をk、球レンズの焦点距
離をfとしたときに、|k|≦f/4なる関係を満た
し、開口部の下側に光強度の大きな近接場を生じること
ができる。すなわち、この平面プローブによれば、錐状
の貫通孔の底面側の一方の面から入射した光を、上記錐
状の貫通孔の頂点側の他方の面から、記録媒体裏面に全
反射条件下で光を照射したときに記録媒体表面からの距
離が光の波長よりも小さい近接場に生ずるエバネッセン
ト光として出射するすることができる。したがって、例
えばエバネッセント光によって記録再生を行う光学ヘッ
ドとして用いた場合に良好な記録再生特性を得ることが
できる。
As is apparent from the above description, the method of manufacturing a planar probe according to the present invention comprises a step of forming a thermal oxide film on both main surfaces of a substrate, and a method of forming a thermal oxide film on one surface of the substrate. A thermal oxide film patterning step of removing a thermal oxide film in a portion corresponding to the probe and removing a thermal oxide film in a probe forming region on the other surface of the substrate; and a portion of the substrate where the thermal oxide film is removed on one surface Then, a recess forming step of forming a conical recess at an opening angle smaller than the final opening angle by anisotropic etching, and etching on the other surface of the substrate, and apex of the conical recess is performed by this etching. Forming an opening facing the surface, forming a light-shielding film on the substrate surface facing the opening, and forming an opening angle of the conical recess by anisotropic etching. Opening up to An angle adjusting step and a lens accommodating step of accommodating a spherical lens in the concave portion by applying a dispersion liquid in which a spherical lens is dispersed on one surface of the substrate, and the concave portion forming step and the opening angle adjusting step By etching from one surface of the substrate and etching from the other surface of the substrate in the opening forming step, the distance between the other surface and the focal point of the spherical lens is k, and the focal length of the spherical lens is f.
In this case, since a concave portion having a shape satisfying the relationship of | k | ≦ f / 4 is formed, an optical opening is formed by the light-shielding film. The opening diameter of the optical opening and the position of the spherical lens can be freely controlled by the opening angle. Therefore, the method of manufacturing a flat probe according to the present invention can manufacture a flat probe having desired characteristics. The flat probe manufactured in this manner has a conical through-hole formed by gradually reducing the opening from one surface of the substrate to the other surface, and is formed to be accommodated in the through-hole. A spherical lens and a probe in which a material having a refractive index different from that of air is disposed in a conical space of the through hole, and the other surface facing the opening on the vertex side of the through hole. When the distance between the plane including the lens and the focal point of the spherical lens is k and the focal length of the spherical lens is f, the relationship of | k | ≦ f / 4 is satisfied, and the light intensity is close to the lower side of the opening. A field can be created. That is, according to this planar probe, light incident from one surface on the bottom side of the conical through-hole is transmitted from the other surface on the vertex side of the conical through-hole to the back surface of the recording medium under the condition of total reflection. When the light is irradiated, the light can be emitted as evanescent light generated in a near field whose distance from the surface of the recording medium is smaller than the wavelength of the light. Therefore, for example, when used as an optical head that performs recording and reproduction using evanescent light, good recording and reproduction characteristics can be obtained.

【0060】また、先鋭部のような機械的に脆い構造を
持たないため、高速掃引した場合でも破損が生じ難い。
Further, since it does not have a mechanically fragile structure such as a sharp portion, breakage hardly occurs even when a high-speed sweep is performed.

【0061】さらに、この平面プローブは、複数のプロ
ーブを形成したかたちで光記録再生の光学ヘッドとして
用いると、各プローブでそれぞれ信号検出がなされるの
で、同時に複数の情報信号が再生され掃引速度が遅くて
も短時間に多くの情報を再生することが可能である。
Further, when this planar probe is used as an optical head for optical recording and reproduction in the form of a plurality of probes formed, signal detection is performed by each probe, so that a plurality of information signals are reproduced simultaneously and the sweep speed is reduced. A lot of information can be reproduced in a short time at the latest.

【0062】[0062]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した平面プローブの一例を示す概
略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a planar probe to which the present invention is applied.

【図2】上記平面プローブの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the flat probe.

【図3】平面プローブに形成されるプローブの配列例を
示すものであり、(a)は碁盤目状に配列されたプロー
ブを示す模式図であり、(b)は菱形状に配列されたプ
ローブを示す模式図である。
FIGS. 3A and 3B show examples of arrangement of probes formed on a planar probe, in which FIG. 3A is a schematic diagram showing probes arranged in a grid pattern, and FIG. 3B is a diagram showing probes arranged in a diamond shape. FIG.

【図4】本発明を適用した平面プローブの他の例を示す
概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of the planar probe to which the present invention is applied.

【図5】上記平面プローブに形成されたプローブを示す
模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a probe formed on the flat probe.

【図6】角錐状の貫通孔の開き角を説明するための模式
図である。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an opening angle of a pyramid-shaped through hole.

【図7】平面プローブの製造方法を工程順に示すもので
あり、プローブの形成に用いるシリコン基板を示す断面
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a planar probe in the order of steps and illustrating a silicon substrate used for forming the probe.

【図8】熱酸化膜形成工程を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a thermal oxide film forming step.

【図9】フォトレジスト塗布工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a photoresist coating step.

【図10】形成されたレジストマスクのパターンを示す
断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a pattern of a formed resist mask.

【図11】熱酸化膜エッチング工程を示す断面図であ
る。
FIG. 11 is a sectional view showing a thermal oxide film etching step.

【図12】凹部形成工程を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a recess forming step.

【図13】開口部形成工程を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an opening forming step.

【図14】遮光膜形成工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a light-shielding film forming step.

【図15】微小レンズ収容工程を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a microlens accommodation step.

【図16】錐状の貫通孔のプローブよりも底面側の空間
に焦点距離を調整するための材料を配した様子を示す概
略断面図である。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a material for adjusting a focal length is arranged in a space on the bottom surface side of a probe having a conical through hole.

【図17】錐状の貫通孔の開口部近傍に焦点距離を調整
するための材料を配した様子を示す概略断面図である。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a material for adjusting the focal length is arranged near the opening of the conical through hole.

【図18】遮光膜によって光学的開口を形成した平面プ
ローブを示す概略断面図である。
FIG. 18 is a schematic sectional view showing a planar probe in which an optical opening is formed by a light shielding film.

【図19】図18の平面プローブの製造工程を示すもの
であり、凹部形成工程及び遮光膜形成工程を示す概略断
面図である。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a step of manufacturing the flat probe of FIG. 18 and showing a concave part forming step and a light shielding film forming step.

【図20】凹部の開き角調整工程を示す概略断面図であ
る。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing a step of adjusting the opening angle of the concave portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板、2 凹部、3 開口部、4 レンズ、5 プ
ローブ、6 遮光膜
1 substrate, 2 recess, 3 opening, 4 lens, 5 probe, 6 light shielding film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−45504(JP,A) 特開 平7−134202(JP,A) 特開 平5−164968(JP,A) 特開 平5−100168(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/12 - 7/22 G01N 13/14 G02B 3/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-45504 (JP, A) JP-A-7-134202 (JP, A) JP-A-5-164968 (JP, A) JP-A-5-164968 100168 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 7/ 12-7/22 G01N 13/14 G02B 3/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板の両主面に熱酸化膜を形成する熱酸
化膜形成工程と、 基板の一方の面においてプローブに対応する部分の熱酸
化膜を除去するとともに基板の他方の面においてプロー
ブ形成領域の熱酸化膜を除去する熱酸化膜パターニング
工程と、 基板の一方の面の熱酸化膜が除去された部分に、異方性
エッチングによって、最終的な開き角よりも小さい開き
角で錐状の凹部を形成する凹部形成工程と、 基板の他方の面にエッチングを行い、錐状の凹部の頂点
をこのエッチング面に臨んで開口させる開口部形成工程
と、 この開口部が臨む基板面に遮光膜を形成する遮光膜形成
工程と、 異方性エッチングによって、錐状の凹部の開き角を最終
的な開き角にまで広げる開き角調整工程と、 基板の一方の面に球レンズを分散させた分散液を塗布す
ることで凹部内に球レンズを収容するレンズ収容工程と
を有し、 上記凹部形成工程及び開き角調整工程により基板の一方
の面からエッチングを行うとともに、上記開口部形成工
程により基板の他方の面からエッチングを行うことで、
他方の面と球レンズの焦点との距離をk、球レンズの焦
点距離をfとしたときに、 |k|≦f/4 なる関係を満たした形状を有する凹部を形成することを
特徴とする平面プローブの製造方法。
A thermal oxide film forming step of forming thermal oxide films on both main surfaces of a substrate; removing a thermal oxide film corresponding to a probe on one surface of the substrate and a probe on the other surface of the substrate; A thermal oxide film patterning step of removing the thermal oxide film in the formation region, and an anisotropic etching on the one side of the substrate where the thermal oxide film has been removed, at an opening angle smaller than the final opening angle. A concave portion forming step of forming a conical concave portion; an opening forming step of performing etching on the other surface of the substrate to open a vertex of the conical concave portion to face the etched surface; and forming an opening on the substrate surface facing the opening portion. A light-shielding film forming step of forming a light-shielding film, an opening angle adjusting step of increasing the opening angle of the conical concave portion to a final opening angle by anisotropic etching, and a spherical lens dispersed on one surface of the substrate. Dispersion applied A lens accommodating step of accommodating a spherical lens in the concave portion by performing etching from one surface of the substrate in the concave portion forming step and the opening angle adjusting step, and the other side of the substrate in the opening forming step. By etching from the surface,
When the distance between the other surface and the focal point of the spherical lens is k and the focal length of the spherical lens is f, a concave portion having a shape satisfying the relationship | k | ≦ f / 4 is formed. Manufacturing method of planar probe.
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