(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光に基づいて励起された表面プラズモンを伝播する伝播部と、幅変化部分とを備え、前記伝播部は、下面と、その反対側の上面と、互いに反対側に位置して前記下面と上面とを連結する第１の側面および第２の側面と、前記下面、上面、第１の側面および第２の側面を連結する前端面とを有し、前記前端面は、前記表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する近接場光発生部を含み、前記幅変化部分は、前記伝播部に対して前記前端面とは反対側に位置して前記伝播部に連結され、且つ前記幅変化部分は、前記前端面に近づくに従って小さくなる、前記伝播部の下面および前端面に平行な方向についての幅を有するプラズモンジェネレータの製造方法であって、
ベース面と、前記ベース面から突出した突出部とを備え、前記突出部は、前記ベース面に対して高低差を有する上面と、前記ベース面と前記突出部の上面とを連結する第１の側壁とを有する誘電体材料よりなるベース部を形成する工程と、
前記ベース部を形成する工程の後で、前記第１の側壁に付着した付着部と、前記ベース面の上であって前記第１の側壁との間で前記付着部を挟む位置に形成された第１の堆積部と、前記ベース面の上に形成された、前記幅変化部分となる部分とを含み、後に前記プラズモンジェネレータとなる金属膜を形成する工程と、
前記金属膜を形成する工程の後で、前記幅変化部分となる部分を覆うが前記付着部における前記第１の側壁に接する面とは反対側の表面と前記第１の堆積部を覆わないエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いて、前記金属膜のうちの前記幅変化部分となる部分と前記付着部とが残り、前記第１の堆積部が除去されるように前記金属膜をエッチングする工程と、
前記金属膜をエッチングする工程の後で、前記第１の側壁との間で前記付着部を挟む第２の側壁を有する誘電体材料よりなる充填層を形成する工程とを備え、
前記付着部は、前記第１の側壁に接触する第１の接触面と前記第２の側壁に接触する第２の接触面とを含み、前記第１の接触面が前記伝播部の第１の側面となり、前記第２の接触面が前記伝播部の第２の側面となることを特徴とするプラズモンジェネレータの製造方法。
【請求項２】
前記金属膜は、物理気相成長法によって形成されることを特徴とする請求項１記載のプラズモンジェネレータの製造方法。
【請求項３】
更に、前記充填層を形成する工程の後で、前記突出部、充填層および金属膜のそれぞれにおける、前記ベース面から離れた一部を除去する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載のプラズモンジェネレータの製造方法。
【請求項４】
前記除去する工程は、前記突出部、充填層および金属膜を研磨する工程を含むことを特徴とする請求項３記載のプラズモンジェネレータの製造方法。
【請求項５】
前記除去する工程は、更に、前記研磨する工程の後で、前記突出部、充填層および金属膜のそれぞれの一部をエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項４記載のプラズモンジェネレータの製造方法。
【請求項６】
前記金属膜は、更に、前記付着部よりも前記ベース面からより遠い位置に形成された第２の堆積部を含み、
前記除去する工程は、前記第２の堆積部の少なくとも一部をエッチングする第１のエッチング工程と、
前記第１のエッチング工程の後で、前記突出部、充填層および金属膜を研磨する工程と、
前記研磨する工程の後で、前記突出部、充填層および金属膜のそれぞれの一部をエッチングする第２のエッチング工程とを含むことを特徴とする請求項３記載のプラズモンジェネレータの製造方法。
【請求項７】
前記ベース部を形成する工程は、前記ベース面を有するエッチングストッパ層を形成する工程と、前記エッチングストッパ層の上に、前記エッチングストッパ層とは異なる材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、
前記エッチングストッパ層をエッチングストッパとして用いて前記被エッチング層の一部をエッチングすることによって、前記突出部を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載のプラズモンジェネレータの製造方法。
【請求項８】
前記伝播部の上面は傾斜部を含み、前記傾斜部における任意の位置の前記伝播部の下面からの距離は、任意の位置が前記前端面に近づくに従って小さくなっており、
プラズモンジェネレータの製造方法は、更に、前記充填層を形成する工程の後で、前記金属膜の一部をエッチングすることによって前記傾斜部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１記載のプラズモンジェネレータの製造方法。
【請求項９】
導波路と、プラズモンジェネレータとを備えた近接場光発生器の製造方法であって、
前記導波路は、光を伝播させるコアと、前記コアの周囲に配置されたクラッドとを有し、
前記コアは、上面を有し、
前記クラッドは、上面を有し前記コアの上面の上に配置された誘電体材料よりなるギャップ層を含み、
前記プラズモンジェネレータは、前記ギャップ層の上面の上に配置され、
前記プラズモンジェネレータは、前記コアを伝播する光に基づいて励起された表面プラズモンを伝播する伝播部と、幅変化部分とを備え、前記伝播部は、下面と、その反対側の上面と、互いに反対側に位置して前記下面と上面とを連結する第１の側面および第２の側面と、前記下面、上面、第１の側面および第２の側面を連結する前端面とを有し、前記前端面は、前記表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する近接場光発生部を含み、前記幅変化部分は、前記伝播部に対して前記前端面とは反対側に位置して前記伝播部に連結され、且つ前記幅変化部分は、前記前端面に近づくに従って小さくなる、前記伝播部の下面および前端面に平行な方向についての幅を有し、
前記近接場光発生器の製造方法は、
前記導波路を形成する工程と、
前記ギャップ層の上面の上に、誘電体材料よりなる突出部であって、前記ギャップ層の上面に対して高低差を有する上面と、前記ギャップ層の上面と前記突出部の上面とを連結する第１の側壁とを有する突出部を形成する工程と、
前記突出部を形成する工程の後で、前記第１の側壁に付着した付着部と、前記ギャップ層の上面の上であって前記第１の側壁との間で前記付着部を挟む位置に形成された第１の堆積部と、前記ギャップ層の上面の上に形成された、前記幅変化部分となる部分とを含み、後に前記プラズモンジェネレータとなる金属膜を形成する工程と、
前記金属膜を形成する工程の後で、前記幅変化部分となる部分を覆うが前記付着部における前記第１の側壁に接する面とは反対側の表面と前記第１の堆積部を覆わないエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いて、前記金属膜のうちの前記幅変化部分となる部分と前記付着部とが残り、前記第１の堆積部が除去されるように前記金属膜をエッチングする工程と、
前記金属膜をエッチングする工程の後で、前記第１の側壁との間で前記付着部を挟む第２の側壁を有する誘電体材料よりなる充填層を形成する工程とを備え、
前記付着部は、前記第１の側壁に接触する第１の接触面と前記第２の側壁に接触する第２の接触面とを含み、前記第１の接触面が前記伝播部の第１の側面となり、前記第２の接触面が前記伝播部の第２の側面となることを特徴とする近接場光発生器の製造方法。
【請求項１０】
前記金属膜は、物理気相成長法によって形成されることを特徴とする請求項９記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１１】
更に、前記充填層を形成する工程の後で、前記突出部、充填層および金属膜のそれぞれにおける、前記ギャップ層の上面から離れた一部を除去する工程を備えたことを特徴とする請求項９記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１２】
前記除去する工程は、前記突出部、充填層および金属膜を研磨する工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１３】
前記除去する工程は、更に、前記研磨する工程の後で、前記突出部、充填層および金属膜のそれぞれの一部をエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１４】
前記金属膜は、更に、前記付着部よりも前記ギャップ層の上面からより遠い位置に形成された第２の堆積部を含み、
前記除去する工程は、前記第２の堆積部の少なくとも一部をエッチングする第１のエッチング工程と、
前記第１のエッチング工程の後で、前記突出部、充填層および金属膜を研磨する工程と、
前記研磨する工程の後で、前記突出部、充填層および金属膜のそれぞれの一部をエッチングする第２のエッチング工程とを含むことを特徴とする請求項１１記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１５】
前記突出部を形成する工程は、前記ギャップ層の上面の上に、前記ギャップ層とは異なる材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、
前記ギャップ層をエッチングストッパとして用いて前記被エッチング層の一部をエッチングすることによって、前記突出部を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項９記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１６】
前記伝播部の上面は傾斜部を含み、前記傾斜部における任意の位置の前記伝播部の下面からの距離は、任意の位置が前記前端面に近づくに従って小さくなっており、
近接場光発生器の製造方法は、更に、前記充填層を形成する工程の後で、前記金属膜の一部をエッチングすることによって前記傾斜部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項９記載の近接場光発生器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に近接場光を照射して記録媒体の保磁力を低下させて情報の記録を行う熱アシスト磁気記録に用いられるプラズモンジェネレータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置等の磁気記録装置では、高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドおよび記録媒体の性能向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、基板に対して、読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magnetoresistive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドと書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。磁気ディスク装置において、薄膜磁気ヘッドは、磁気記録媒体の表面からわずかに浮上するスライダに設けられる。
【０００３】
磁気記録装置において、記録密度を高めるためには、記録媒体の磁性微粒子を小さくすることが効果的である。しかし、磁性微粒子を小さくすると、磁性微粒子の磁化の熱安定性が低下するという問題が発生する。この問題を解消するには、磁性微粒子の異方性エネルギーを大きくすることが効果的である。しかし、磁性微粒子の異方性エネルギーを大きくすると、記録媒体の保磁力が大きくなって、既存の磁気ヘッドでは情報の記録が困難になるという問題が発生する。
【０００４】
上述のような問題を解決する方法として、いわゆる熱アシスト磁気記録という方法が提案されている。この方法では、保磁力の大きな記録媒体を使用し、情報の記録時には、記録媒体のうち情報が記録される部分に対して記録磁界と同時に熱も加えて、その部分の温度を上昇させ保磁力を低下させて情報の記録を行う。情報が記録された部分は、その後、温度が低下して保磁力が大きくなり、磁化の熱安定性が高まる。以下、熱アシスト磁気記録に用いられる磁気ヘッドを、熱アシスト磁気記録ヘッドと呼ぶ。
【０００５】
熱アシスト磁気記録では、記録媒体に対して熱を加える方法としては、近接場光を用いる方法が一般的である。近接場光を発生させる方法としては、レーザ光によって励起されたプラズモンから近接場光を発生する金属片であるプラズモンジェネレータを用いる方法が知られている。また、一般的に、近接場光の発生に利用されるレーザ光は、スライダに設けられた導波路によって、スライダの媒体対向面の近傍に設けられたプラズモンジェネレータに導かれる。
【０００６】
特許文献１には、導波路のコアの表面とプラズモンジェネレータの表面とをギャップを介して対向させ、コアを伝播する光に基づいてコアの表面で発生するエバネッセント光を用いて、プラズモンジェネレータに表面プラズモンを励起させ、この表面プラズモンに基づいて近接場光を発生させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１０４５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プラズモンジェネレータは、媒体対向面に配置された前端面を有している。この前端面は、近接場光を発生する近接場光発生部を含んでいる。プラズモンジェネレータに励起された表面プラズモンは、プラズモンジェネレータの表面に沿って近接場光発生部に伝播される。その結果、近接場光発生部において表面プラズモンが集中し、この表面プラズモンに基づいて近接場光発生部より近接場光が発生される。
【０００９】
記録媒体におけるトラック幅を縮小して記録密度を高めるためには、記録媒体における近接場光のスポット径を小さくする必要がある。そのためには、プラズモンジェネレータの前端面の幅（トラック幅方向の寸法）を小さくすることが求められる。
【００１０】
一般的に、プラズモンジェネレータは、フォトリソグラフィを用いて製造される。フォトリソグラフィを用いたプラズモンジェネレータの製造方法としては、例えば、プラズモンジェネレータとなる金属膜を、フォトレジストによって形成されたエッチングマスクを用いてエッチングする方法がある。しかし、このようなフォトリソグラフィを用いたプラズモンジェネレータの製造方法では、フォトリソグラフィによる限界により、プラズモンジェネレータの最小幅を小さくすることが難しく、その結果、プラズモンジェネレータの前端面の幅を小さくすることも難しい。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、近接場光発生部を含む前端面の幅が小さなプラズモンジェネレータを製造することができるようにしたプラズモンジェネレータの製造方法および近接場光発生器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の製造方法によって製造されるプラズモンジェネレータは、光に基づいて励起された表面プラズモンを伝播する伝播部を備えている。伝播部は、下面と、その反対側の上面と、互いに反対側に位置して下面と上面とを連結する第１の側面および第２の側面と、下面、上面、第１の側面および第２の側面を連結する前端面とを有している。前端面は、表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する近接場光発生部を含んでいる。
【００１３】
本発明のプラズモンジェネレータの製造方法は、
ベース面と、ベース面から突出した突出部とを備え、突出部は、ベース面に対して高低差を有する上面と、ベース面と突出部の上面とを連結する第１の側壁とを有する誘電体材料よりなるベース部を形成する工程と、
ベース部を形成する工程の後で、第１の側壁に付着した付着部を含み、後にプラズモンジェネレータとなる金属膜を形成する工程と、
金属膜を形成する工程の後で、第１の側壁との間で付着部を挟む第２の側壁を有する誘電体材料よりなる充填層を形成する工程とを備えている。
【００１４】
付着部は、第１の側壁に接触する第１の接触面と第２の側壁に接触する第２の接触面とを含み、第１の接触面が伝播部の第１の側面となり、第２の接触面が伝播部の第２の側面となる。
【００１５】
本発明のプラズモンジェネレータの製造方法において、金属膜は、物理気相成長法によって形成されてもよい。
【００１６】
また、本発明のプラズモンジェネレータの製造方法において、金属膜は、更に、ベース面の上であって、第１の側壁との間で付着部を挟む位置に形成された第１の堆積部を含んでいてもよい。この場合、本発明のプラズモンジェネレータの製造方法は、更に、金属膜を形成する工程と充填層を形成する工程の間において、第１の堆積部を除去する工程を含んでいてもよい。
【００１７】
また、本発明のプラズモンジェネレータの製造方法は、更に、充填層を形成する工程の後で、突出部、充填層および金属膜のそれぞれにおける、ベース面から離れた一部を除去する工程を備えていてもよい。上記除去する工程は、突出部、充填層および金属膜を研磨する工程を含んでいてもよい。また、上記除去する工程は、更に、上記研磨する工程の後で、突出部、充填層および金属膜のそれぞれの一部をエッチングする工程を含んでいてもよい。
【００１８】
また、金属膜は、更に、付着部よりもベース面からより遠い位置に形成された第２の堆積部を含んでいてもよい。この場合、上記除去する工程は、第２の堆積部の少なくとも一部をエッチングする第１のエッチング工程と、第１のエッチング工程の後で、突出部、充填層および金属膜を研磨する工程と、上記研磨する工程の後で、突出部、充填層および金属膜のそれぞれの一部をエッチングする第２のエッチング工程とを含んでいてもよい。
【００１９】
また、本発明のプラズモンジェネレータは、伝播部に対して前端面とは反対側に位置して伝播部に連結された幅変化部分を備えていてもよい。幅変化部分は、前端面に近づくに従って小さくなる、伝播部の下面および前端面に平行な方向についての幅を有している。
【００２０】
また、本発明のプラズモンジェネレータの製造方法において、ベース部を形成する工程は、ベース面を有するエッチングストッパ層を形成する工程と、エッチングストッパ層の上に、エッチングストッパ層とは異なる材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、エッチングストッパ層をエッチングストッパとして用いて被エッチング層の一部をエッチングすることによって、突出部を形成する工程とを含んでいてもよい。
【００２１】
また、伝播部の上面は傾斜部を含み、傾斜部における任意の位置の伝播部の下面からの距離は、任意の位置が前端面に近づくに従って小さくなっていてもよい。この場合、本発明のプラズモンジェネレータの製造方法は、更に、充填層を形成する工程の後で、金属膜の一部をエッチングすることによって傾斜部を形成する工程を含んでいてもよい。
【００２２】
本発明の製造方法によって製造される近接場光発生器は、導波路と、プラズモンジェネレータとを備えている。導波路は、光を伝播させるコアと、コアの周囲に配置されたクラッドとを有している。コアは、上面を有している。クラッドは、上面を有しコアの上面の上に配置された誘電体材料よりなるギャップ層を含んでいる。プラズモンジェネレータは、ギャップ層の上面の上に配置されている。
【００２３】
プラズモンジェネレータは、コアを伝播する光に基づいて励起された表面プラズモンを伝播する伝播部を備えている。伝播部は、下面と、その反対側の上面と、互いに反対側に位置して下面と上面とを連結する第１の側面および第２の側面と、下面、上面、第１の側面および第２の側面を連結する前端面とを有している。前端面は、表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する近接場光発生部を含んでいる。
【００２４】
本発明の近接場光発生器の製造方法は、
導波路を形成する工程と、
ギャップ層の上面の上に、誘電体材料よりなる突出部であって、ギャップ層の上面に対して高低差を有する上面と、ギャップ層の上面と突出部の上面とを連結する第１の側壁とを有する突出部を形成する工程と、
突出部を形成する工程の後で、第１の側壁に付着した付着部を含み、後にプラズモンジェネレータとなる金属膜を形成する工程と、
金属膜を形成する工程の後で、第１の側壁との間で付着部を挟む第２の側壁を有する誘電体材料よりなる充填層を形成する工程とを備えている。
【００２５】
付着部は、第１の側壁に接触する第１の接触面と第２の側壁に接触する第２の接触面とを含み、第１の接触面が伝播部の第１の側面となり、第２の接触面が伝播部の第２の側面となる。
【００２６】
本発明の近接場光発生器の製造方法において、金属膜は、物理気相成長法によって形成されてもよい。
【００２７】
また、金属膜は、更に、ギャップ層の上面の上であって、第１の側壁との間で付着部を挟む位置に形成された第１の堆積部を含んでいてもよい。この場合、本発明の近接場光発生器の製造方法は、更に、金属膜を形成する工程と充填層を形成する工程の間において、第１の堆積部を除去する工程を含んでいてもよい。
【００２８】
また、本発明の近接場光発生器の製造方法は、更に、充填層を形成する工程の後で、突出部、充填層および金属膜のそれぞれにおける、ギャップ層の上面から離れた一部を除去する工程を備えていてもよい。上記除去する工程は、突出部、充填層および金属膜を研磨する工程を含んでいてもよい。また、上記除去する工程は、更に、上記研磨する工程の後で、突出部、充填層および金属膜のそれぞれの一部をエッチングする工程を含んでいてもよい。
【００２９】
また、金属膜は、更に、付着部よりもギャップ層の上面からより遠い位置に形成された第２の堆積部を含んでいてもよい。この場合、上記除去する工程は、第２の堆積部の少なくとも一部をエッチングする第１のエッチング工程と、第１のエッチング工程の後で、突出部、充填層および金属膜を研磨する工程と、上記研磨する工程の後で、突出部、充填層および金属膜のそれぞれの一部をエッチングする第２のエッチング工程とを含んでいてもよい。
【００３０】
また、本発明の近接場光発生器の製造方法において、プラズモンジェネレータは、伝播部に対して前端面とは反対側に位置して伝播部に連結された幅変化部分を備えていてもよい。幅変化部分は、前端面に近づくに従って小さくなる、伝播部の下面および前端面に平行な方向についての幅を有している。
【００３１】
また、本発明の近接場光発生器の製造方法において、突出部を形成する工程は、ギャップ層の上面の上に、ギャップ層とは異なる材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、ギャップ層をエッチングストッパとして用いて被エッチング層の一部をエッチングすることによって、突出部を形成する工程とを含んでいてもよい。
【００３２】
また、伝播部の上面は傾斜部を含み、傾斜部における任意の位置の伝播部の下面からの距離は、任意の位置が前端面に近づくに従って小さくなっていてもよい。この場合、本発明の近接場光発生器の製造方法は、更に、充填層を形成する工程の後で、金属膜の一部をエッチングすることによって傾斜部を形成する工程を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のプラズモンジェネレータの製造方法および近接場光発生器の製造方法では、金属膜を形成する工程において形成される金属膜のうち、第１の側壁に付着した付着部の幅によって、プラズモンジェネレータの伝播部の幅が規定される。この付着部の幅は、フォトリソグラフィによる限界に依存せずに、容易に小さくすることが可能である。これにより、本発明によれば、近接場光発生部を含む前端面の幅が小さなプラズモンジェネレータを製造することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプラズモンジェネレータを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの媒体対向面を示す正面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法における一工程を示す説明図である。
【図６】図５に示した工程に続く工程を示す説明図である。
【図７】図６に示した工程に続く工程を示す説明図である。
【図８】図７に示した工程に続く工程を示す説明図である。
【図９】図８に示した工程に続く工程を示す説明図である。
【図１０】図９に示した工程に続く工程を示す説明図である。
【図１１】図１０に示した工程に続く工程を示す説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法における一工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に示した工程に続く工程を示す説明図である。
【図１４】図１３に示した工程を示す説明図である。
【図１５】図１４に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図３および図４を参照して、本発明の第１の実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの構成について説明する。図３は、熱アシスト磁気記録ヘッドの構成を示す断面図である。図４は、熱アシスト磁気記録ヘッドの媒体対向面を示す正面図である。
【００３６】
本実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドは、垂直磁気記録用であり、回転する記録媒体の表面から浮上するスライダの形態を有している。記録媒体が回転すると、記録媒体とスライダとの間を通過する空気流によって、スライダに揚力が生じる。スライダは、この揚力によって記録媒体の表面から浮上するようになっている。
【００３７】
図３に示したように、熱アシスト磁気記録ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面４０を備えている。ここで、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を以下のように定義する。Ｘ方向は、記録媒体のトラック横断方向すなわちトラック幅方向である。Ｙ方向は、媒体対向面４０に垂直な方向である。Ｚ方向は、スライダから見た記録媒体の進行方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交している。
【００３８】
図３および図４に示したように、熱アシスト磁気記録ヘッドは、アルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなり、上面１ａを有する基板１と、この基板１の上面１ａ上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層２と、この絶縁層２の上に配置された磁性材料よりなる下部シールド層３と、絶縁層２の上において下部シールド層３の周囲に配置された絶縁層４とを備えている。絶縁層２，４は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）によって形成されている。Ｚ方向は、基板１の上面１ａに垂直な方向でもある。
【００３９】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、下部シールド層３および絶縁層４の上面の上に配置された絶縁膜である下部シールドギャップ膜５と、この下部シールドギャップ膜５の上に配置された再生素子としてのＭＲ（磁気抵抗効果）素子６と、このＭＲ素子６に接続された２つのリード（図示せず）と、ＭＲ素子６の上に配置された絶縁膜である上部シールドギャップ膜７とを備えている。
【００４０】
ＭＲ素子６の一端部は、記録媒体に対向する媒体対向面４０に配置されている。ＭＲ素子６には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。ＧＭＲ素子としては、磁気的信号検出用の電流を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対してほぼ平行な方向に流すＣＩＰ（Current In Plane）タイプでもよいし、磁気的信号検出用の電流を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対してほぼ垂直な方向に流すＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）タイプでもよい。
【００４１】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、上部シールドギャップ膜７の上に配置された磁性材料よりなる上部シールド層８と、上部シールドギャップ膜７の上において上部シールド層８の周囲に配置された絶縁層９とを備えている。絶縁層９は、例えばアルミナによって形成されている。下部シールド層３から上部シールド層８までの部分は、再生ヘッドを構成する。
【００４２】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、非磁性材料よりなり、上部シールド層８および絶縁層９の上に配置された非磁性層１０と、非磁性層１０の上に配置された磁性材料よりなるリターン磁極層１１と、非磁性層１０の上においてリターン磁極層１１の周囲に配置された絶縁層１２とを備えている。リターン磁極層１１は、媒体対向面４０に配置された端面を有している。非磁性層１０および絶縁層１２は、例えばアルミナによって形成されている。
【００４３】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、媒体対向面４０から離れた位置においてリターン磁極層１１の一部の上に配置された２つの連結部１３Ａ，１３Ｂと、リターン磁極層１１の他の部分および絶縁層１２の上に配置された絶縁層１４と、この絶縁層１４の上に配置されたコイル１５とを備えている。連結部１３Ａ，１３Ｂは、磁性材料によって形成されている。連結部１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ、リターン磁極層１１の上に配置された第１層と、この第１層の上に順に配置された第２層、第３層、第４層および第５層とを有している。連結部１３Ａの第１層と連結部１３Ｂの第１層は、トラック幅方向（Ｘ方向）に並ぶように配置されている。コイル１５は、平面渦巻き形状をなし、連結部１３Ａ，１３Ｂの第１層を中心として巻回されている。コイル１５は、銅等の導電材料によって形成されている。絶縁層１４は、例えばアルミナによって形成されている。
【００４４】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、コイル１５の巻線間に配置された絶縁層１６と、コイル１５の周囲に配置された絶縁層１７と、コイル１５および絶縁層１６，１７の上に配置された絶縁層１８とを備えている。絶縁層１６は、例えばフォトレジストによって形成されている。絶縁層１７，１８は、例えばアルミナによって形成されている。連結部１３Ａ，１３Ｂの第１層は、絶縁層１４，１７に埋め込まれている。
【００４５】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、コア２０と、コア２０の周囲に配置されたクラッドとを有する導波路を備えている。コア２０は、媒体対向面４０により近い端面２０ａと、上面２０ｂとを有している。端面２０ａは、媒体対向面４０に配置されていてもよいし、媒体対向面４０から離れた位置に配置されていてもよい。図３および図４には、端面２０ａが媒体対向面４０に配置された例を示している。
【００４６】
クラッドは、クラッド層１９，２１と、上面２２ａを有するギャップ層２２とを含んでいる。クラッド層１９は、絶縁層１８の上に配置されている。コア２０は、クラッド層１９の上に配置されている。クラッド層２１は、クラッド層１９の上においてコア２０の周囲に配置されている。コア２０の上面２０ｂおよびクラッド層２１の上面は平坦化されている。ギャップ層２２は、コア２０の上面２０ｂおよびクラッド層２１の上面の上に配置されている。
【００４７】
コア２０は、近接場光の発生に用いられるレーザ光を通過させる誘電体材料によって形成されている。コア２０には、図示しないレーザダイオードから出射されたレーザ光が入射され、このレーザ光はコア２０内を伝播する。クラッド層１９，２１およびギャップ層２２は、コア２０の屈折率よりも小さい屈折率を有する誘電体材料によって形成されている。コア２０の材料としては、例えば、Ｔａ２Ｏ５等の酸化タンタルや酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）が用いられ、クラッド層１９，２１およびギャップ層２２の材料としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）やアルミナが用いられる。
【００４８】
連結部１３Ａ，１３Ｂの第２層は、絶縁層１８およびクラッド層１９に埋め込まれている。連結部１３Ａ，１３Ｂの第３層は、クラッド層２１に埋め込まれている。連結部１３Ａの第３層と連結部１３Ｂの第３層は、コア２０のトラック幅方向（Ｘ方向）の両側において、コア２０に対して間隔をあけて配置されている。
【００４９】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、媒体対向面４０の近傍において、ギャップ層２２の上面２２ａの上に配置されたプラズモンジェネレータ５０と、ギャップ層２２の上面２２ａの上においてプラズモンジェネレータ５０の周囲に配置された誘電体層２４と、プラズモンジェネレータ５０および誘電体層２４の上に配置された誘電体層２５とを備えている。連結部１３Ａ，１３Ｂの第４層は、ギャップ層２２および誘電体層２４に埋め込まれている。
【００５０】
プラズモンジェネレータ５０は、金属によって形成されている。具体的には、プラズモンジェネレータ５０は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒのいずれか、またはこれらのうちの複数の元素よりなる合金によって形成されている。プラズモンジェネレータ５０の形状については、後で詳しく説明する。
【００５１】
誘電体層２４は、ギャップ層２２とは異なる誘電体材料によって形成されている。ギャップ層２２の材料としてアルミナが用いられる場合には、誘電体層２４の材料としては、例えばＳｉＯ２が用いられる。誘電体層２５は、例えばアルミナによって形成されている。
【００５２】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、誘電体層２５の上において、コア２０との間にプラズモンジェネレータ５０を挟む位置に配置された磁性材料よりなる主磁極２６と、主磁極２６の周囲に配置された誘電体層２７とを備えている。連結部１３Ａ，１３Ｂの第５層は、誘電体層２５，２７に埋め込まれている。主磁極２６、誘電体層２７および連結部１３Ａ，１３Ｂの第５層の上面は平坦化されている。誘電体層２７は、例えばＳｉＯ２によって形成されている。主磁極２６の形状については、後で詳しく説明する。
【００５３】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、誘電体層２７の上に配置されたコイル２８と、コイル２８を覆うように配置された絶縁層２９と、主磁極２６、連結部１３Ａ，１３Ｂ、誘電体層２７および絶縁層２９の上に配置された磁性材料よりなるヨーク層３０とを備えている。ヨーク層３０は、主磁極２６と連結部１３Ａ，１３Ｂを磁気的に連結している。コイル２８は、平面渦巻き形状をなし、ヨーク層３０のうち連結部１３Ａ，１３Ｂの上に配置された部分を中心として巻回されている。コイル２８は、銅等の導電材料によって形成されている。絶縁層２９は、例えばフォトレジストによって形成されている。
【００５４】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、ヨーク層３０を覆うように配置された保護層３１を備えている。保護層３１は、例えばアルミナによって形成されている。
【００５５】
リターン磁極層１１からヨーク層３０までの部分は、記録ヘッドを構成する。コイル１５，２８は、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。リターン磁極層１１、連結部１３Ａ，１３Ｂ、ヨーク層３０および主磁極２６は、コイル１５，２８が発生する磁界に対応した磁束を通過させる磁路を形成する。コイル１５，２８は、主磁極２６において、コイル１５によって発生された磁界に対応する磁束とコイル２８によって発生された磁界に対応する磁束が同じ方向に流れるように、直列または並列に接続されている。主磁極２６は、コイル１５によって発生された磁界に対応する磁束とコイル２８によって発生された磁界に対応する磁束とを通過させて、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面４０と再生ヘッドと記録ヘッドとを備えている。再生ヘッドと記録ヘッドは、基板１の上に積層されている。記録ヘッドは、再生ヘッドに対して、記録媒体の進行方向（Ｚ方向）の前側（トレーリング側）に配置されている。
【００５７】
再生ヘッドは、再生素子としてのＭＲ素子６と、媒体対向面４０側の一部がＭＲ素子６を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子６をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層８と、ＭＲ素子６と下部シールド層３との間に配置された下部シールドギャップ膜５と、ＭＲ素子６と上部シールド層８との間に配置された上部シールドギャップ膜７とを備えている。
【００５８】
記録ヘッドは、コイル１５，２８と、主磁極２６と、本実施の形態に係る近接場光発生器とを備えている。近接場光発生器は、導波路と、プラズモンジェネレータ５０とを備えている。導波路は、光を伝播させるコア２０と、コア２０の周囲に配置されたクラッドとを有している。本実施の形態では、特に、コア２０は、図示しないレーザダイオードから出射されたレーザ光を伝播させる。クラッドは、クラッド層１９，２１とギャップ層２２とを含んでいる。
【００５９】
コア２０は、上面２０ｂを有している。ギャップ層２２は、上面２２ａを有し、コア２０の上面２０ｂの上に配置されている。プラズモンジェネレータ５０は、ギャップ層２２の上面２２ａの上に配置されている。
【００６０】
次に、図１および図２を参照して、プラズモンジェネレータ５０の形状について詳しく説明する。図１は、プラズモンジェネレータ５０を示す斜視図である。図２は、熱アシスト磁気記録ヘッドの要部を示す斜視図である。図１に示したように、プラズモンジェネレータ５０は、媒体対向面４０の近傍に配置された伝播部５１と、この伝播部５１よりも媒体対向面４０から遠い位置に配置された幅変化部分５２とを備えている。
【００６１】
伝播部５１は、下面５１ａと、その反対側の上面５１ｂと、互いに反対側に位置して下面５１ａと上面５１ｂとを連結する第１の側面５１ｃおよび第２の側面５１ｄと、媒体対向面４０に配置され、下面５１ａ、上面５１ｂ、第１の側面５１ｃおよび第２の側面５１ｄを連結する前端面５１ｅとを有している。
【００６２】
下面５１ａは、基板１の上面１ａに平行であり、コア２０の上面２０ｂに対して所定の間隔をもって対向している。前端面５１ｅは、下面５１ａの一端に位置し、表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する近接場光発生部５１ｇを含んでいる。
【００６３】
上面５１ｂは、傾斜部５１ｂ１を含んでいる。傾斜部５１ｂ１における任意の位置の伝播部５１の下面５１ａからの距離は、任意の位置が前端面５１ｅに近づくに従って小さくなっている。上面５１ｂは、傾斜部５１ｂ１に対して媒体対向面４０により近い位置または媒体対向面４０からより遠い位置に配置されて傾斜部５１ｂ１に続く平坦部を含んでいてもよい。この平坦部は、下面５１ａに平行である。
【００６４】
媒体対向面４０に平行な伝播部５１の断面の形状は、例えば矩形である。媒体対向面４０および基板１の上面１ａに平行な方向（Ｘ方向）についての伝播部５１の幅は、媒体対向面４０からの距離によらずに一定であってもよいし、媒体対向面４０に近づくに従って小さくなっていてもよい。前端面５１ｅの幅（トラック幅方向（Ｘ方向）の寸法）は、媒体対向面４０における伝播部５１の幅によって規定される。前端面５１ｅの幅は、例えば５〜５０ｎｍの範囲内である。
【００６５】
幅変化部分５２は、伝播部５１に対して前端面５１ｅとは反対側に位置して伝播部５１に連結されている。幅変化部分５２は、下面５２ａと、その反対側の上面５２ｂと、互いに反対側に位置して下面５２ａと上面５２ｂとを連結する第１の側面５２ｃおよび第２の側面５２ｄと、下面５２ａ、上面５２ｂ、第１の側面５２ｃおよび第２の側面５２ｄを連結する後端面５２ｅとを有している。
【００６６】
下面５２ａは、伝播部５１の下面５１ａに連続するように、下面５１ａに対して媒体対向面４０からより遠い位置に配置されている。上面５２ｂは、伝播部５１の上面５１ｂに連続するように、上面５１ｂに対して媒体対向面４０からより遠い位置に配置されている。第１の側面５２ｃは、伝播部５１の第１の側面５１ｃに連続するように、第１の側面５１ｃに対して媒体対向面４０からより遠い位置に配置されている。第２の側面５２ｄは、伝播部５１の第２の側面５１ｄに連続するように、第２の側面５１ｄに対して媒体対向面４０からより遠い位置に配置されている。
【００６７】
媒体対向面４０に平行な幅変化部分５２の断面の形状は、例えば矩形である。幅変化部分５２は、伝播部５１の下面５１ａおよび前端面５１ｅに平行な方向（媒体対向面４０および基板１の上面１ａに平行な方向と同じ）についての幅を有している。この幅は、前端面５１ｅに近づくに従って小さくなり、伝播部５１との境界の位置では伝播部５１の幅と等しくなっている。コア２０の上面２０ｂに対向する幅変化部分５２の下面５２ａの幅は、媒体対向面４０に近づくに従って小さくなり、伝播部５１の下面５１ａとの境界の位置では、下面５１ａの幅と等しくなっている。
【００６８】
プラズモンジェネレータ５０の平面形状は、誘電体層２４によって規定されている。誘電体層２４は、プラズモンジェネレータ５０のトラック幅方向（Ｘ方向）の両側に配置された第１の部分２４１および第２の部分２４２を有している。第１の部分２４１は、伝播部５１の第１の側面５１ｃに接触する第１の側壁２４１Ｐｂを有している。図示しないが、第２の部分２４２は、伝播部５１の第２の側面５１ｄに接触する第２の側壁を有している。図１は、第２の部分２４２を除いた状態を示している。
【００６９】
次に、図２および図３を参照して、主磁極２６の形状の一例について説明する。主磁極２６は、媒体対向面４０に配置された前端面２６ａと、前端面２６ａとは反対側の後端面２６ｂと、下面２６ｃと、上面２６ｄと、２つの側面２６ｅ，２６ｆとを有している。下面２６ｃの一部は、誘電体層２５を介して伝播部５１の上面５１ｂの傾斜部５１ｂ１に対向している。下面２６ｃにおける任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面４０から離れるに従って大きくなっている。なお、主磁極２６の形状は、図２および図３を参照して説明した上記の例に限られない。
【００７０】
次に、本実施の形態における近接場光発生の原理と、近接場光を用いた熱アシスト磁気記録の原理について詳しく説明する。図示しないレーザダイオードから出射されたレーザ光はコア２０に入射される。図３に示したように、レーザ光６０は、コア２０内を媒体対向面４０に向けて伝播して、プラズモンジェネレータ５０の近傍に達する。ここで、コア２０の上面２０ｂにおいて、レーザ光６０が全反射することによって、ギャップ層２２内にしみ出すエバネッセント光が発生する。そして、プラズモンジェネレータ５０の少なくとも幅変化部分５２の下面５２ａにおいて、上記エバネッセント光と結合することによって、表面プラズモンが励起される。
【００７１】
幅変化部分５２の下面５２ａに励起された表面プラズモンは、下面５２ａを伝播して伝播部５１の下面５１ａに到達し、更に下面５１ａを伝播して近接場光発生部５１ｇに到達する。その結果、近接場光発生部５１ｇにおいて表面プラズモンが集中し、この表面プラズモンに基づいて、近接場光発生部５１ｇから近接場光が発生する。この近接場光は、記録媒体に向けて照射され、記録媒体の表面に達し、記録媒体の磁気記録層の一部を加熱する。これにより、その磁気記録層の一部の保磁力が低下する。熱アシスト磁気記録では、このようにして保磁力が低下した磁気記録層の一部に対して、主磁極２６より発生される記録磁界を印加することによってデータの記録が行われる。
【００７２】
次に、図３および図４を参照して、本実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法は、複数の熱アシスト磁気記録ヘッドの基板１となる部分を含む基板上に、複数の熱アシスト磁気記録ヘッドの基板１以外の構成要素を形成して、それぞれ後に熱アシスト磁気記録ヘッドとなるヘッド予定部が複数列に配列された基礎構造物を作製する工程と、この基礎構造物を切断することによって複数のヘッド予定部を互いに分離して、複数の熱アシスト磁気記録ヘッドを形成する工程とを備えている。複数の熱アシスト磁気記録ヘッドを形成する工程では、切断によって形成された面を研磨して媒体対向面４０を形成する。
【００７３】
以下、１つの熱アシスト磁気記録ヘッドに注目して、本実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法を更に詳しく説明する。本実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法では、まず、基板１の上に絶縁層２を形成する。次に、絶縁層２の上に下部シールド層３を形成する。次に、下部シールド層３を覆うように絶縁層４を形成する。次に、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭＰと記す。）によって、下部シールド層３が露出するまで絶縁層４を研磨する。
【００７４】
次に、下部シールド層３および絶縁層４の上に下部シールドギャップ膜５を形成する。次に、下部シールドギャップ膜５の上にＭＲ素子６と、ＭＲ素子６に接続される図示しない２つのリードとを形成する。次に、ＭＲ素子６およびリードを覆うように上部シールドギャップ膜７を形成する。次に、上部シールドギャップ膜７の上に上部シールド層８を形成する。次に、上部シールド層８を覆うように絶縁層９を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、上部シールド層８が露出するまで絶縁層９を研磨する。
【００７５】
次に、上部シールド層８および絶縁層９の上に非磁性層１０を形成する。次に、非磁性層１０の上にリターン磁極層１１を形成する。次に、リターン磁極層１１を覆うように絶縁層１２を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、リターン磁極層１１が露出するまで絶縁層１２を研磨する。次に、リターン磁極層１１および絶縁層１２の上に、絶縁層１４を形成する。
【００７６】
次に、絶縁層１４を選択的にエッチングして、絶縁層１４に、リターン磁極層１１の上面を露出させる２つの開口部を形成する。次に、リターン磁極層１１の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層を形成する。次に、絶縁層１４の上にコイル１５を形成する。次に、コイル１５の巻線間に絶縁層１６を形成する。次に、積層体の上面全体の上に、絶縁層１７を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層、コイル１５および絶縁層１６が露出するまで絶縁層１７を研磨して、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層、コイル１５および絶縁層１６，１７の上面を平坦化する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層、コイル１５および絶縁層１６，１７の上に、絶縁層１８を形成する。
【００７７】
次に、絶縁層１８を選択的にエッチングして、絶縁層１８に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層の上面を露出させる開口部を形成する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第２層を形成する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第２層を覆うようにクラッド層１９を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第２層が露出するまでクラッド層１９を研磨する。
【００７８】
次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第２層の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層を形成する。次に、クラッド層１９の上にコア２０を形成する。次に、積層体の上面全体の上に、クラッド層２１を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層とコア２０が露出するまでクラッド層２１を研磨して、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層、コア２０およびクラッド層２１の上面を平坦化する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層、コア２０およびクラッド層２１の上に、ギャップ層２２を形成する。
【００７９】
次に、ギャップ層２２を選択的にエッチングして、ギャップ層２２に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層の上面を露出させる開口部を形成する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層を形成する。次に、ギャップ層２２の上に、プラズモンジェネレータ５０および誘電体層２４を形成する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層、プラズモンジェネレータ５０および誘電体層２４の上に、誘電体層２５を形成する。プラズモンジェネレータ５０を形成する工程については、後で詳しく説明する。
【００８０】
次に、誘電体層２５を選択的にエッチングして、誘電体層２５に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層の上面を露出させる開口部を形成する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第５層を形成する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第５層を覆うように誘電体層２７を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第５層が露出するまで誘電体層２７を研磨する。
【００８１】
次に、例えば反応性イオンエッチング（以下、ＲＩＥと記す。）またはイオンビームエッチング（以下、ＩＢＥと記す。）によって、誘電体層２７をテーパエッチングして、誘電体層２７に、主磁極２６を収容する収容部を形成する。次に、誘電体層２７の収容部内に主磁極２６を形成する。次に、誘電体層２７の上にコイル２８を形成する。次に、コイル２８を覆うように絶縁層２９を形成する。次に、主磁極２６、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第５層、誘電体層２７および絶縁層２９の上に、ヨーク層３０を形成する。次に、ヨーク層３０を覆うように保護層３１を形成する。次に、保護層３１の上面に配線や端子等を形成する。
【００８２】
このようにして、基礎構造物が完成したら、この基礎構造物を切断することによって複数のヘッド予定部を互いに分離し、媒体対向面４０の研磨、浮上用レールの作製等を行って、熱アシスト磁気記録ヘッドが完成する。
【００８３】
次に、本実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法について説明する。本実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法は、導波路を形成する工程と、プラズモンジェネレータ５０を形成する工程とを備えている。導波路を形成する工程は、クラッド層１９を形成する工程と、コア２０を形成する工程と、クラッド層２１を形成する工程と、ギャップ層２２を形成する工程とを含んでいる。
【００８４】
以下、図５ないし図１１を参照して、プラズモンジェネレータ５０を形成する工程について詳しく説明する。以下の説明は、本実施の形態に係るプラズモンジェネレータ５０の製造方法の説明を含んでいる。図５ないし図１１において、（ａ）は、近接場光発生器の製造過程における積層体の上面を示している。図５ないし図１１において、（ｂ）は、上記積層体の、媒体対向面４０が形成される予定の位置における断面を示している。なお、図５ないし図１１における（ａ）において、記号“ＡＢＳ”は、媒体対向面４０が形成される予定の位置を示している。
【００８５】
プラズモンジェネレータ５０を形成する工程では、まず、ギャップ層２２の上面２２ａの上に、誘電体材料よりなる突出部を形成する。以下、この工程について、図５および図６を参照して説明する。図５は、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層を形成した後の工程を示している。この工程では、まず、ギャップ層２２の上面２２ａの上に、ギャップ層２２とは異なる誘電体材料よりなる被エッチング層２４０Ｐを形成する。この被エッチング層２４０Ｐは、後に一部がエッチングされることによって突出部となるものである。ギャップ層２２の材料としてアルミナが用いられる場合には、被エッチング層２４０Ｐの材料としては、例えばＳｉＯ２が用いられる。次に、被エッチング層２４０Ｐの上面上に、Ｒｕよりなるマスク層６１を形成する。
【００８６】
図６は、次の工程を示す。この工程では、まず、マスク層６１の上に、マスク層６１の上面の一部を露出させる開口部を有する図示しないフォトレジストマスクを形成する。このフォトレジストマスクは、フォトリソグラフィによってフォトレジスト層をパターニングして形成する。次に、このフォトレジストマスクをエッチングマスクとして用いて、例えばＩＢＥによって、マスク層６１のうちフォトレジストマスクの開口部から露出する部分を除去する。これにより、マスク層６１に、被エッチング層２４０Ｐの上面の一部を露出させる開口部６１ａが形成される。開口部６１ａの縁は、第１の側壁２４１Ｐｂの位置を規定する部分と、幅変化部分５２の第１の側面５２ｃの位置を規定する部分とを含んでいる。次に、図示しないフォトレジストマスクを除去する。
【００８７】
次に、マスク層６１をエッチングマスクとして用いて、例えばＲＩＥによって、被エッチング層２４０Ｐのうちマスク層６１の開口部６１ａから露出する部分をエッチングして除去する。その際、ギャップ層２２は、エッチングを停止させるエッチングストッパとして機能する。これにより、被エッチング層２４０Ｐに、ギャップ層２２の上面２２ａの一部を露出させる開口部２４３が形成される。このように被エッチング層２４０Ｐの一部がエッチングされることにより、ギャップ層２２の上面２２ａの上に、誘電体材料よりなる突出部２４１Ｐが形成される。突出部２４１Ｐは、ギャップ層２２の上面２２ａに対して高低差を有する上面２４１Ｐａと、ギャップ層２２の上面２２ａと突出部２４１Ｐの上面２４１Ｐａとを連結する第１の側壁２４１Ｐｂとを有している。突出部２４１Ｐは、後に誘電体層２４の第１の部分２４１となるものである。
【００８８】
ギャップ層２２および突出部２４１Ｐからなる積層体は、本発明のプラズモンジェネレータの製造方法における「ベース部」に対応する。また、ギャップ層２２の上面２２ａは、本発明のプラズモンジェネレータの製造方法における「ベース面」に対応する。
【００８９】
図７は、次の工程を示す。この工程では、例えばリフトオフ法によって、図６に示した積層体の上面の一部の上に、後にプラズモンジェネレータ５０となる金属膜５０Ｐを形成する。具体的には、まず、図６に示した積層体の上に、開口部を有する図示しないフォトレジストマスクを形成する。このフォトレジストマスクは、フォトリソグラフィによってフォトレジスト層をパターニングして形成する。開口部は、図６に示した積層体上において、少なくとも、後にプラズモンジェネレータ５０が配置される領域を露出させる。この領域は、突出部２４１Ｐの上面２４１Ｐａの一部と、ギャップ層２２の上面２２ａの一部と、第１の側壁２４１Ｐｂを含んでいる。また、開口部の縁は、幅変化部分５２の後端面５２ｅの位置を規定する部分を含んでいる。次に、物理気相成長法、例えばスパッタ法によって、上記フォトレジストマスクを含む積層体全体の上に金属膜５０Ｐを形成する。次に、フォトレジストマスクをリフトオフする。このようにして、突出部２４１Ｐの上面２４１Ｐａの一部と、ギャップ層２２の上面２２ａの一部と、第１の側壁２４１Ｐｂの上に金属膜５０Ｐが形成される。
【００９０】
金属膜５０Ｐは、第１の側壁２４１Ｐｂに付着した付着部５０Ｐ１と、ギャップ層２２の上面２２ａの上であって、第１の側壁２４１Ｐｂとの間で付着部５０Ｐ１を挟む位置に形成された第１の堆積部５０Ｐ２と、付着部５０Ｐ１よりもギャップ層２２の上面２２ａからより遠い位置に形成された第２の堆積部５０Ｐ３とを含んでいる。付着部５０Ｐ１は、金属膜５０Ｐを形成するための金属材料が第１の側壁２４１Ｐｂに付着することによって形成される。第１の堆積部５０Ｐ２は、金属膜５０Ｐを形成するための金属材料が、ギャップ層２２の上面２２ａ上に堆積することによって形成される。第２の堆積部５０Ｐ３は、金属膜５０Ｐを形成するための金属材料が、マスク層６１の上面上に堆積することによって形成される。金属膜５０Ｐは、更に、ギャップ層２２の上面２２ａの上に形成された部分であって、後にプラズモンジェネレータ５０の幅変化部分５２となる部分を含む第３の堆積部５０Ｐ４を含んでいる。第３の堆積部５０Ｐ４は、金属膜５０Ｐを形成するための金属材料が、ギャップ層２２の上面２２ａ上に堆積することによって形成される。第３の堆積部５０Ｐ４は、第１の堆積部５０Ｐ２に連続している。図７（ａ）では、第１の堆積部５０Ｐ２と第３の堆積部５０Ｐ４の境界の位置を点線で示している。また、図７（ｂ）では、付着部５０Ｐ１と第１の堆積部５０Ｐ２の境界の位置と、付着部５０Ｐ１と第２の堆積部５０Ｐ３の境界の位置を、それぞれ点線で示している。第２の堆積部５０Ｐ３の一部は、マスク層６１の上に位置する。
【００９１】
付着部５０Ｐ１は、第１の側壁２４１Ｐｂに接触する第１の接触面５０Ｐ１ａを含んでいる。第１の接触面５０Ｐ１ａは、後に伝播部５１の第１の側面５１ｃとなる。
【００９２】
図８は、次の工程を示す。この工程では、金属膜５０Ｐの上に、例えば三角形の平面形状を有するフォトレジストマスク６２を形成する。フォトレジストマスク６２は、フォトリソグラフィによってフォトレジスト層をパターニングして形成する。フォトレジストマスク６２は、第３の堆積部５０Ｐ４のうち後に幅変化部分５２となる部分と、第２の堆積部５０Ｐ３の一部を覆っている。フォトレジストマスク６２は、幅変化部分５２の第２の側面５２ｄの位置を規定する壁面を有している。
【００９３】
図９は、次の工程を示す。この工程では、まず、フォトレジストマスク６２をエッチングマスクとして用いて、例えばＩＢＥによって、付着部５０Ｐ１が残るように、金属膜５０Ｐをエッチングする。ＩＢＥによって金属膜５０Ｐをエッチングする際には、イオンビームの進行方向を基板１の上面１ａに垂直な方向に対して傾けてもよい。イオンビームの進行方向が基板１の上面１ａに垂直な方向に対してなす角度は、例えば０°〜２０°の範囲内であり、０°〜５°の範囲内であることが好ましい。このエッチングの後では、金属膜５０Ｐのうち、フォトレジストマスク６２の下に存在する部分と付着部５０Ｐ１とが残り、第１の堆積部５０Ｐ２は除去される。これにより、付着部５０Ｐ１には、後で形成される第２の側壁に接触する第２の接触面５０Ｐ１ｂが形成される。第２の接触面５０Ｐ１ｂは、後に伝播部５１の第２の側面５１ｄとなる。この工程において、付着部５０Ｐ１の表面をエッチングして、付着部５０Ｐ１の幅を小さくしてもよい。次に、フォトレジストマスク６２を除去する。
【００９４】
図１０は、次の工程を示す。この工程では、まず、開口部２４３内に、誘電体材料よりなる充填層２４２Ｐを形成する。充填層２４２Ｐは、突出部２４１Ｐの第１の側壁２４１Ｐｂとの間で付着部５０Ｐ１を挟む第２の側壁２４２Ｐｂを有している。付着部５０Ｐ１の第２の接触面５０Ｐ１ｂは、第２の側壁２４２Ｐｂに接触している。充填層２４２Ｐの材料としては、例えば、突出部２４１Ｐ（被エッチング層２４０Ｐ）と同じ材料を用いることができる。充填層２４２Ｐは、後に誘電体層２４の第２の部分２４２となるものである。
【００９５】
次に、突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐのそれぞれにおける、ギャップ層２２の上面２２ａから離れた一部を除去する。以下、この工程について、図１０および図１１を参照して説明する。この工程では、まず、図１０に示したように、例えばＣＭＰによって、突出部２４１Ｐの上面２４１Ｐａが露出するまで、金属膜５０Ｐおよびマスク層６１を研磨して、第２の堆積部５０Ｐ３およびマスク層６１を除去すると共に、突出部２４１Ｐの上面２４１Ｐａおよび充填層２４２Ｐの上面を平坦化する。
【００９６】
図１１は、次の工程を示す。この工程では、例えばＩＢＥによって、突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐが所望の厚みになるように、突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐのそれぞれの一部をエッチングする。ＩＢＥによって突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐをエッチングする際には、イオンビームの進行方向を基板１の上面１ａに垂直な方向に対して傾ける。イオンビームの進行方向が基板１の上面１ａに垂直な方向に対してなす角度は、例えば６５°である。このエッチングにより、突出部２４１Ｐは、誘電体層２４の第１の部分２４１となり、充填層２４２Ｐは、誘電体層２４の第２の部分２４２となる。
【００９７】
次に、金属膜５０Ｐの一部をエッチングすることによって、伝播部５１の上面５１ｂの傾斜部５１ｂ１を形成する。この工程では、まず、金属膜５０Ｐの上面のうち、少なくとも、後に幅変化部分５２の上面５２ｂとなる部分を覆うフォトレジストマスクを形成する。このフォトレジストマスクは、フォトリソグラフィによってフォトレジスト層をパターニングして形成する。次に、このフォトレジストマスクをエッチングマスクとして用いて、例えばＩＢＥによって、金属膜５０Ｐの上面のうちフォトレジストマスクによって覆われていない部分をテーパエッチングする。これにより、傾斜部５１ｂ１が形成される。次に、フォトレジストマスクを除去する。以上の一連の工程により、プラズモンジェネレータ５０が完成する。
【００９８】
以上説明したように、本実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法におけるプラズモンジェネレータ５０を形成する工程、ならびに本実施の形態に係るプラズモンジェネレータ５０の製造方法は、ギャップ層２２の上面２２ａの上に、誘電体材料よりなる突出部２４１Ｐを形成する工程と、突出部２４１Ｐを形成する工程の後で、後にプラズモンジェネレータ５０となる金属膜５０Ｐを形成する工程と、金属膜５０Ｐを形成する工程の後で、誘電体材料よりなる充填層２４２Ｐを形成する工程とを備えている。突出部２４１Ｐは、ギャップ層２２の上面２２ａに対して高低差を有する上面２４１Ｐａと、ギャップ層２２の上面２２ａと突出部２４１Ｐの上面２４１Ｐａとを連結する第１の側壁２４１Ｐｂとを有している。金属膜５０Ｐは、第１の側壁２４１Ｐｂに付着した付着部５０Ｐ１を含んでいる。充填層２４２Ｐは、第１の側壁２４１Ｐｂとの間で付着部５０Ｐ１を挟む第２の側壁２４２Ｐｂを有している。付着部５０Ｐ１は、第１の側壁２４１Ｐｂに接触する第１の接触面５０Ｐ１ａと第２の側壁２４２Ｐｂに接触する第２の接触面５０Ｐ１ｂとを含み、第１の接触面５０Ｐ１ａが伝播部５１の第１の側面５１ｃとなり、第２の接触面５０Ｐ１ｂが伝播部５１の第２の側面５１ｄとなる。
【００９９】
本実施の形態によれば、金属膜５０Ｐを形成する工程において形成される金属膜５０Ｐのうち、第１の側壁２４１Ｐｂに付着した付着部５０Ｐ１の幅によって、プラズモンジェネレータ５０の伝播部５１の幅が規定される。この付着部５０Ｐ１の幅は、フォトリソグラフィによる限界に依存せずに、容易に小さくすることが可能である。これにより、本実施の形態によれば、近接場光発生部５１ｇを含む前端面５１ｅの幅が小さなプラズモンジェネレータ５０を製造することが可能になる。
【０１００】
以下、本実施の形態におけるその他の効果について説明する。本実施の形態では、プラズモンジェネレータ５０は、伝播部５１と幅変化部分５２とを有している。コア２０の上面２０ｂに対向する幅変化部分５２の下面５２ａの幅は、媒体対向面４０に近づくに従って小さくなり、下面５１ａとの境界の位置では、下面５１ａの幅と等しくなっている。本実施の形態によれば、幅変化部分５２が設けられていない場合に比べて、コア２０の上面２０ｂに対向するプラズモンジェネレータ５０の下面の面積を大きくして、より多くの表面プラズモンを励起させることができる。これにより、本実施の形態によれば、十分な強度の近接場光を発生させることが可能になる。
【０１０１】
ところで、プラズモンジェネレータ５０の厚み（Ｚ方向の寸法）が小さくなると、表面プラズモンの励起効率が低下して、励起される表面プラズモンが少なくなる。そのため、プラズモンジェネレータ５０の厚みは、ある程度大きいことが好ましい。本実施の形態では、伝播部５１の上面５１ｂは、傾斜部５１ｂ１を含んでいる。傾斜部５１ｂ１における任意の位置の伝播部５１の下面５１ａからの距離は、任意の位置が前端面５１ｅに近づくに従って小さくなる。これにより、本実施の形態では、媒体対向面４０から離れた位置におけるプラズモンジェネレータ５０の厚みを大きくしながら、前端面５１ｅのＺ方向の寸法を小さくすることができる。その結果、本実施の形態によれば、スポット径が小さく、且つ十分な強度の近接場光を発生させることが可能になる。
【０１０２】
［第２の実施の形態］
次に、図１２ないし図１６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法におけるプラズモンジェネレータ５０を形成する工程、ならびに本発明の第２の実施の形態プラズモンジェネレータ５０の製造方法について説明する。図１３および図１４における（ａ）は、近接場光発生器の製造方法における積層体の上面を示している。図１２、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）、図１５および図１６は、上記積層体の、媒体対向面４０が形成される予定の位置における断面を示している。なお、図１３および図１４における（ａ）において、記号“ＡＢＳ”は、媒体対向面４０が形成される予定の位置を示している。
【０１０３】
本実施の形態におけるプラズモンジェネレータ５０を形成する工程は、フォトレジストマスク６２を除去する工程（図９参照）までは、第１の実施の形態と同様である。図１２は、フォトレジストマスク６２を除去した後の積層体を示している。なお、本実施の形態では、図６に示した工程で形成されたマスク層６１の開口部６１ａの縁は、第１の側壁２４１Ｐｂの位置を規定する部分と、幅変化部分５２の側面５２ｃおよび後端面５２ｅの位置を規定する部分とを含んでいる。
【０１０４】
図１３は、フォトレジストマスク６２を除去した後の工程を示す。この工程では、まず、図１２に示した積層体の上に、図示しないフォトレジストマスクを形成する。このフォトレジストマスクは、被エッチング層２４０Ｐに形成された開口部２４３（図６参照）を露出させると共に開口部２４３よりも広い領域を露出させる開口部を有している。このフォトレジストマスクは、フォトリソグラフィによってフォトレジスト層をパターニングして形成する。次に、このフォトレジストマスクの開口部内に、誘電体材料よりなる充填層２４２Ｐを形成する。充填層２４２Ｐは、開口部２４３内と、マスク層６１および第２の堆積部５０Ｐ３の上に形成される。充填層２４２Ｐは、充填層２４２Ｐのうち開口部２４３内に形成された部分の上面が、突出部２４１Ｐの上面２４１Ｐａとほぼ同じ高さになるように形成される。次に、図示しないフォトレジストマスクを除去する。
【０１０５】
次に、突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐのそれぞれにおける、ギャップ層２２の上面２２ａから離れた一部を除去する。以下、この工程について、図１４ないし図１６を参照して説明する。図１４は、フォトレジストマスクの開口部内に充填層２４２Ｐを形成し、フォトレジストマスクを除去した後の工程を示している。この工程では、例えばＲＩＥまたはＩＢＥによって、第２の堆積部５０Ｐ３およびマスク層６１のうち、充填層２４２Ｐの下に存在する部分以外の部分をエッチングする。なお、充填層２４２Ｐを覆うフォトレジストマスクを形成し、このフォトレジストマスクをエッチングマスクとして用いてもよい。このエッチング工程は、本発明における「第１のエッチング工程」に対応する。
【０１０６】
図１５は、次の工程を示す。この工程では、例えばＣＭＰによって、突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐ、金属膜５０Ｐおよびマスク層６１を研磨して、第２の堆積部５０Ｐ３およびマスク層６１を除去すると共に、突出部２４１Ｐの上面２４１Ｐａおよび充填層２４２Ｐの上面を平坦化する。
【０１０７】
図１６は、次の工程を示す。この工程では、例えばＩＢＥによって、突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐが所望の厚みになるように、突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐのそれぞれの一部をエッチングする。ＩＢＥによって突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐをエッチングする際には、イオンビームの進行方向を基板１の上面１ａに垂直な方向に対して傾ける。イオンビームの進行方向が基板１の上面１ａに垂直な方向に対してなす角度は、例えば６５°である。このエッチングにより、突出部２４１Ｐは、誘電体層２４の第１の部分２４１となり、充填層２４２Ｐは、誘電体層２４の第２の部分２４２となる。このエッチング工程は、本発明における「第２のエッチング工程」に対応する。その後の工程は、第１の実施の形態と同様である。
【０１０８】
次に、本実施の形態の効果について説明する。例えばＣＭＰによって突出部２４１Ｐ、充填層２４２Ｐおよび金属膜５０Ｐを研磨する場合、誘電体材料よりなる突出部２４１Ｐおよび充填層２４２Ｐの研磨速度と、金属材料よりなる金属膜５０Ｐおよびマスク層６１の研磨速度は、必ずしも一致しない。また、突出部２４１Ｐと充填層２４２Ｐの材料が同じ場合であっても、両者の膜質の違いに起因して、充填層２４２Ｐの研磨速度が突出部２４１Ｐに比べて大きくなる場合がある。そのため、図１５に示した研磨工程における研磨時間が長くなると、充填層２４２Ｐのうち開口部２４３内に形成された部分の上面が窪み、その結果、金属膜５０Ｐの付着部５０Ｐ１が研磨される場合がある。
【０１０９】
これに対し、本実施の形態では、第１のエッチング工程によって、第２の堆積部５０Ｐ３、金属膜５０Ｐおよびマスク層６１のそれぞれの一部をエッチングして除去している。これにより、図１５に示した研磨工程における研磨時間を短くすることができ、その結果、上述の問題が発生することを防止することができる。
【０１１０】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１１】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明のプラズモンジェネレータの製造方法は、プラズモンジェネレータの上面に、誘電体層を介して導波路のコアの下面が対向するように構成された近接場光発生器におけるプラズモンジェネレータの製造にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
２０…コア、２２…ギャップ層、２４…誘電体層、２６…主磁極、５０…プラズモンジェネレータ、５０Ｐ１…付着部、５１…伝播部、２４１…第１の部分、２４１Ｐ…突出部、２４１Ｐｂ…第１の側壁、２４２…第２の部分、２４２Ｐ…充填層、２４２Ｐｂ…第２の側壁。
【図１】
0005713460.tif 000002
【図２】
0005713460.tif 000003
【図３】
0005713460.tif 000004
【図４】
0005713460.tif 000005
【図５】
0005713460.tif 000006
【図６】
0005713460.tif 000007
【図７】
0005713460.tif 000008
【図８】
0005713460.tif 000009
【図９】
0005713460.tif 000010
【図１０】
0005713460.tif 000011
【図１１】
0005713460.tif 000012
【図１２】
0005713460.tif 000013
【図１３】
0005713460.tif 000014
【図１４】
0005713460.tif 000015
【図１５】
0005713460.tif 000016
【図１６】
0005713460.tif 000017