(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面を有し、光を伝播させる導波路と、
前記導波路の上面に接する下面と、その反対側の上面と、この上面から前記下面にかけて貫通する開口部とを有するクラッド層と、
少なくとも一部が前記開口部内に収容されたプラズモン発生器と、
前記開口部内において、前記導波路およびクラッド層と前記プラズモン発生器との間に介在する誘電体膜とを備え、
前記クラッド層と誘電体膜は、いずれも、前記導波路の屈折率よりも小さい屈折率を有し、
前記開口部は、前記導波路の上面に近づくに従って互いの距離が小さくなる第１および第２の開口部側壁を有し、
前記プラズモン発生器は、前記第１の開口部側壁に対向する第１の斜面と、前記第２の開口部側壁に対向する第２の斜面と、前記第１および第２の斜面を接続するエッジ部と、前記エッジ部の一端に位置し、近接場光を発生する近接場光発生部とを有し、
前記エッジ部において、前記導波路を伝播する光に基づいて前記導波路の上面において発生する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、この表面プラズモンが前記エッジ部に沿って前記近接場光発生部に伝播され、この表面プラズモンに基づいて前記近接場光発生部より前記近接場光が発生される近接場光発生器を製造する方法であって、
前記導波路を形成する工程と、
前記導波路の上に、後に前記開口部が形成されることによって前記クラッド層となる初期クラッド層を形成する工程と、
前記導波路の上面に達しない凹部が前記初期クラッド層に形成されるように、反応性イオンエッチングを用いて前記初期クラッド層をエッチングする工程と、
前記凹部が前記開口部となり、前記初期クラッド層が前記クラッド層となるように、前記導波路の上面の一部が露出するまで、ウェットエッチングを用いて前記凹部をエッチングする工程と、
前記開口部内に前記誘電体膜を形成する工程と、
前記誘電体膜の上に前記プラズモン発生器を形成する工程と
を備えたことを特徴とする近接場光発生器の製造方法。
【請求項２】
前記初期クラッド層はアルミナによって形成され、前記初期クラッド層をエッチングする工程は、Ｃｌ２およびＢＣｌ３と、Ｎ２とＣＦ４の少なくとも一方とを含むエッチングガスを用いることを特徴とする請求項１記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項３】
前記凹部をエッチングする工程は、前記導波路の上面においてエッチングが停止する条件で行われることを特徴とする請求項１記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項４】
前記導波路は酸化タンタルによって形成され、前記初期クラッド層はアルミナによって形成され、前記凹部をエッチングする工程は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドまたはＫＯＨを含むエッチング液を用いることを特徴とする請求項３記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項５】
前記誘電体膜は、原子層堆積法によって形成されることを特徴とする請求項１記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項６】
上面と、この上面で開口し、この上面に平行な方向に長い溝部とを有し、光を伝播させる導波路と、
前記導波路の上面に接する下面と、その反対側の上面と、この上面から前記下面にかけて貫通して前記溝部に連続する開口部とを有するクラッド層と、
少なくとも一部が前記開口部部内に収容されたプラズモン発生器と、
前記溝部および開口部内において、前記導波路およびクラッド層と前記プラズモン発生器との間に介在する誘電体膜とを備え、
前記クラッド層と誘電体膜は、いずれも、前記導波路の屈折率よりも小さい屈折率を有し、
前記開口部は、前記導波路の上面に近づくに従って互いの距離が小さくなる第１および第２の開口部側壁を有し、
前記溝部は、前記第１の開口部側壁に連続する第１の溝部側壁と、前記第２の開口部側壁に連続する第２の溝部側壁とを有し、
前記プラズモン発生器は、前記第１の開口部側壁および前記第１の溝部側壁に対向する第１の斜面と、前記第２の開口部側壁および前記第２の溝部側壁に対向する第２の斜面と、前記第１および第２の斜面を接続するエッジ部と、前記エッジ部の一端に位置し、近接場光を発生する近接場光発生部とを有し、
前記エッジ部において、前記導波路を伝播する光に基づいて前記溝部の表面において発生する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、この表面プラズモンが前記エッジ部に沿って前記近接場光発生部に伝播され、この表面プラズモンに基づいて前記近接場光発生部より前記近接場光が発生される近接場光発生器を製造する方法であって、
後に前記溝部が形成されることによって前記導波路となる初期導波路を形成する工程と、
前記初期導波路の上に、後に前記開口部が形成されることによって前記クラッド層となる初期クラッド層を形成する工程と、
前記開口部および溝部が形成されて、前記初期導波路が前記導波路となり、前記初期クラッド層が前記クラッド層となるように、反応性イオンエッチングを用いて、前記初期クラッド層および初期導波路を連続的にエッチングする工程と、
前記開口部および溝部内に前記誘電体膜を形成する工程と、
前記誘電体膜の上に前記プラズモン発生器を形成する工程とを備え、
前記初期クラッド層および初期導波路を連続的にエッチングする工程は、前記初期導波路のエッチング速度が前記初期クラッド層のエッチング速度よりも大きい条件で行われ、これにより、第１および第２の溝部側壁が前記導波路の上面に平行な仮想の平面に対してなす角度は、それぞれ、前記第１および第２の開口部側壁が前記仮想の平面に対してなす角度よりも大きくなり、
前記開口部および溝部内に前記誘電体膜が形成され、前記誘電体膜の上に前記プラズモン発生器が形成されることにより、前記第１および第２の斜面は、それぞれ、連続する上部と下部とを含み、前記第１および第２の斜面の下部が前記仮想の平面に対してなす角度は、それぞれ、前記第１および第２の斜面の上部が前記仮想の平面に対してなす角度よりも大きく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７】
前記初期導波路は酸化タンタルによって形成され、前記初期クラッド層はアルミナによって形成され、前記初期クラッド層および初期導波路を連続的にエッチングする工程は、Ｃｌ２およびＢＣｌ３と、Ｎ２とＣＦ４の少なくとも一方とを含むエッチングガスを用いることを特徴とする請求項６記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項８】
前記誘電体膜は、原子層堆積法によって形成されることを特徴とする請求項６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近接場光発生器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、例えば特許文献１に記載されているように、微小な金属片であるプラズモン・アンテナにレーザ光を照射する方法が知られている。プラズモン・アンテナでは、照射されたレーザ光によって表面プラズモンが励起され、この表面プラズモンに基づいて近接場光が発生される。プラズモン・アンテナより発生される近接場光は、光の回折限界よりも小さな領域にのみ存在する。この近接場光を記録媒体に照射することにより、記録媒体における微小な領域のみを加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５９６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の熱アシスト磁気記録ヘッドでは、レーザ光をプラズモン・アンテナに直接照射し、このプラズモン・アンテナによってレーザ光を近接場光に変換していた。この場合、レーザ光がプラズモン・アンテナの表面で反射されたり、熱エネルギーに変換されてプラズモン・アンテナに吸収されたりすることから、レーザ光の利用効率が悪いという問題点があった。
【０００８】
また、従来のプラズモン・アンテナは、光の波長以下のサイズを有することから、その体積は小さい。そのため、従来のプラズモン・アンテナでは、上記の熱エネルギーの吸収に伴う温度上昇が大きく、その結果、プラズモン・アンテナが膨張し、記録媒体に対向する面である媒体対向面から突出して、記録媒体を傷付ける等の問題が発生していた。
【０００９】
そこで、導波路（コア）の外面に対して、所定の間隔を開けて、近接場光を発生する金属片であるプラズモン発生器の外面を対向させて、導波路を伝播する光が導波路の外面で全反射して発生するエバネッセント光を利用して、プラズモン発生器に表面プラズモンを励起させる技術が提案されている。
【００１０】
熱アシスト磁気記録ヘッドの構成としては、プラズモン発生器を、エッジ部を有する形状とし、導波路の外面に対して所定の間隔を開けてプラズモン発生器のエッジ部を対向させた構成が考えられる。この構成において、導波路の外面とプラズモン発生器との間には、導波路の屈折率よりも小さい屈折率を有するクラッドの一部が介在している。上記のプラズモン発生器では、媒体対向面に配置されたエッジ部の端部が近接場光発生部となる。このプラズモン発生器では、導波路の外面で発生するエバネッセント光に基づいてエッジ部に表面プラズモンが励起され、この表面プラズモンは、エッジ部に沿って近接場光発生部まで伝播され、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。この構成によれば、プラズモン発生器のエッジ部に励起された表面プラズモンを、効率よく、近接場光発生部まで伝播させることができる。
【００１１】
上記の構成では、プラズモン発生器のエッジ部に適切に表面プラズモンを励起させるためには、導波路の外面とプラズモン発生器のエッジ部との間隔を適切に制御することが重要である。また、磁気記録装置における記録密度をより大きくするためには、近接場光のスポット径は、より小さい方が好ましい。上記の構成を採用する場合には、スポット径をより小さくするためには、媒体対向面に配置されたエッジ部の端部の曲率半径をより小さくすることが効果的である。
【００１２】
上記の構成におけるプラズモン発生器の形成方法としては、以下のような方法が考えられる。この方法では、まず、導波路の上に誘電体層を形成する。次に、誘電体層に、媒体対向面に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部を形成する。この溝部は、溝部の底が導波路の外面（上面）に達しないように形成される。次に、溝部の表面に沿って誘電体膜を形成する。次に、誘電体膜の上にプラズモン発生器を形成する。誘電体層および誘電体膜は、クラッドの一部を構成する。
【００１３】
上記のプラズモン発生器の形成方法では、溝部の深さがばらつくことにより、導波路の外面とプラズモン発生器のエッジ部との間隔がばらつくという問題点がある。また、上記のプラズモン発生器の形成方法では、プラズモン発生器のエッジ部が丸みを帯びるため、エッジ部の曲率半径を小さくすることが難しく、その結果、近接場光のスポット径を小さくすることが難しいという問題点がある。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、導波路の外面とプラズモン発生器のエッジ部とが対向するように配置された導波路とプラズモン発生器とを備えた近接場光発生器において、導波路の外面とプラズモン発生器のエッジ部との間隔のばらつきを小さくすることができるようにした近接場光発生器の製造方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の第２の目的は、上記第１の目的に加え、上記プラズモン発生器のエッジ部の曲率半径を小さくすることができるようにした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】
【００１６】
本発明の第１の製造方法によって製造される近接場光発生器は、
上面を有し、光を伝播させる導波路と、
導波路の上面に接する下面と、その反対側の上面と、この上面から下面にかけて貫通する開口部とを有するクラッド層と、
少なくとも一部が開口部内に収容されたプラズモン発生器と、
開口部内において、導波路およびクラッド層とプラズモン発生器との間に介在する誘電体膜とを備えている。
【００１７】
クラッド層と誘電体膜は、いずれも、導波路の屈折率よりも小さい屈折率を有している。開口部は、導波路の上面に近づくに従って互いの距離が小さくなる第１および第２の開口部側壁を有している。プラズモン発生器は、第１の開口部側壁に対向する第１の斜面と、第２の開口部側壁に対向する第２の斜面と、第１および第２の斜面を接続するエッジ部と、エッジ部の一端に位置し、近接場光を発生する近接場光発生部とを有している。エッジ部において、導波路を伝播する光に基づいて導波路の上面において発生する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、この表面プラズモンがエッジ部に沿って近接場光発生部に伝播され、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。
【００１８】
本発明の第１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、
導波路の上に、後に開口部が形成されることによってクラッド層となる初期クラッド層を形成する工程と、
導波路の上面に達しない凹部が初期クラッド層に形成されるように、反応性イオンエッチングを用いて初期クラッド層をエッチングする工程と、
凹部が開口部となり、初期クラッド層がクラッド層となるように、導波路の上面の一部が露出するまで、ウェットエッチングを用いて凹部をエッチングする工程と、
開口部内に誘電体膜を形成する工程と、
誘電体膜の上にプラズモン発生器を形成する工程とを備えている。
【００１９】
本発明の第１の近接場光発生器の製造方法において、初期クラッド層はアルミナによって形成され、初期クラッド層をエッチングする工程は、Ｃｌ２およびＢＣｌ３と、Ｎ２とＣＦ４の少なくとも一方とを含むエッチングガスを用いてもよい。
【００２０】
また、本発明の第１の近接場光発生器の製造方法において、凹部をエッチングする工程は、導波路の上面においてエッチングが停止する条件で行われてもよい。この場合、導波路は酸化タンタルによって形成され、初期クラッド層はアルミナによって形成され、凹部をエッチングする工程は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドまたはＫＯＨを含むエッチング液を用いてもよい。
【００２１】
また、本発明の第１の近接場光発生器の製造方法において、誘電体膜は、原子層堆積法によって形成されてもよい。
【００２２】
本発明の第２の製造方法によって製造される近接場光発生器は、
上面と、この上面で開口し、この上面に平行な方向に長い溝部とを有し、光を伝播させる導波路と、
導波路の上面に接する下面と、その反対側の上面と、この上面から下面にかけて貫通して溝部に連続する開口部とを有するクラッド層と、
少なくとも一部が開口部部内に収容されたプラズモン発生器と、
溝部および開口部内において、導波路およびクラッド層とプラズモン発生器との間に介在する誘電体膜とを備えている。
【００２３】
クラッド層と誘電体膜は、いずれも、導波路の屈折率よりも小さい屈折率を有している。開口部は、導波路の上面に近づくに従って互いの距離が小さくなる第１および第２の開口部側壁を有している。溝部は、第１の開口部側壁に連続する第１の溝部側壁と、第２の開口部側壁に連続する第２の溝部側壁とを有している。プラズモン発生器は、第１の開口部側壁におよび第１の溝部側壁に対向する第１の斜面と、第２の開口部側壁におよび第２の溝部側壁に対向する第２の斜面と、第１および第２の斜面を接続するエッジ部と、エッジ部の一端に位置し、近接場光を発生する近接場光発生部とを有している。エッジ部において、導波路を伝播する光に基づいて溝部の表面において発生する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、この表面プラズモンがエッジ部に沿って近接場光発生部に伝播され、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。
【００２４】
本発明の第２の近接場光発生器の製造方法は、
後に溝部が形成されることによって導波路となる初期導波路を形成する工程と、
初期導波路の上に、後に開口部が形成されることによってクラッド層となる初期クラッド層を形成する工程と、
開口部および溝部が形成されて、初期導波路が導波路となり、初期クラッド層がクラッド層となるように、反応性イオンエッチングを用いて、初期クラッド層および初期導波路を連続的にエッチングする工程と、
開口部および溝部内に誘電体膜を形成する工程と、
誘電体膜の上にプラズモン発生器を形成する工程とを備えている。
【００２５】
初期クラッド層および初期導波路を連続的にエッチングする工程は、初期導波路のエッチング速度が初期クラッド層のエッチング速度よりも大きい条件で行われる。これにより、第１および第２の溝部側壁が導波路の上面に平行な仮想の平面に対してなす角度は、それぞれ、第１および第２の開口部側壁が上記仮想の平面に対してなす角度よりも大きくなる。開口部および溝部内に誘電体膜が形成され、誘電体膜の上にプラズモン発生器が形成されることにより、第１および第２の斜面は、それぞれ、連続する上部と下部とを含み、第１および第２の斜面の下部が上記仮想の平面に対してなす角度は、それぞれ、第１および第２の斜面の上部が上記仮想の平面に対してなす角度よりも大きくなる。
【００２６】
本発明の第２の近接場光発生器の製造方法において、初期導波路は酸化タンタルによって形成され、初期クラッド層はアルミナによって形成されてもよい。この場合、初期クラッド層および初期導波路を連続的にエッチングする工程は、Ｃｌ２およびＢＣｌ３と、Ｎ２とＣＦ４の少なくとも一方とを含むエッチングガスを用いてもよい。
【００２７】
また、本発明の第２の近接場光発生器の製造方法において、誘電体膜は、原子層堆積法によって形成されてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１の製造方法によれば、ウェットエッチングを用いて凹部をエッチングする工程によって、導波路の上面の一部が露出するように開口部が形成される。その後、開口部内に誘電体膜が形成され、誘電体膜の上にプラズモン発生器が形成される。従って、導波路の外面（上面）とプラズモン発生器のエッジ部との間隔は、誘電体膜の厚みによって決まる。これにより、本発明によれば、導波路の外面（上面）とプラズモン発生器のエッジ部との間隔のばらつきを小さくすることが可能になるという効果を奏する。
【００２９】
本発明の第２の製造方法によれば、反応性イオンエッチングを用いて初期クラッド層および初期導波路を連続的にエッチングすることにより、クラッド層の開口部および導波路の溝部が形成される。その後、開口部および溝部内に誘電体膜が形成され、誘電体膜の上にプラズモン発生器が形成される。従って、導波路の外面（溝部の表面）とプラズモン発生器のエッジ部との間隔は、誘電体膜の厚みによって決まる。これにより、本発明によれば、導波路の外面（溝部の表面）とプラズモン発生器のエッジ部との間隔のばらつきを小さくすることが可能になるという効果を奏する。また、本発明の第２の製造方法によれば、プラズモン発生器の第１および第２の斜面は、それぞれ、連続する上部と下部とを含み、第１および第２の斜面の下部が導波路の上面に平行な仮想の平面に対してなす角度は、それぞれ、第１および第２の斜面の上部が上記仮想の平面に対してなす角度よりも大きくなる。これにより、本発明によれば、プラズモン発生器のエッジ部の曲率半径を小さくすることが可能になり、その結果、近接場光のスポット径を小さく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】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係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２】本発明の第１の実施の形態に係る熱アシスト磁気記録ヘッドにおける媒体対向面の一部を示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係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の実施の形態に係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熱アシスト磁気記録ヘッドにおけるコイルの第１層を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る熱アシスト磁気記録ヘッドにおけるコイルの第２層を示す平面図である。
【図７】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断面図である。
【図８】図７に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【図９】図８に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【図１０】図９に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に示した工程に続く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断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係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１５】本発明の第２の実施の形態に係る熱アシスト磁気記録ヘッドにおける媒体対向面の一部を示す正面図である。
【図１６】図１５に示したプラズモン発生器の一部を拡大して示す正面図である。
【図１７】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１８】図１７に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【図１９】図１８に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【図２０】図１９に示した工程に続く工程を示す断面図である。
【図２１】比較例のプラズモン発生器の一部を拡大して示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
［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１ないし図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係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１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２は、熱アシスト磁気記録ヘッドにおける媒体対向面の一部を示す正面図である。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。図５は、熱アシスト磁気記録ヘッドにおけるコイルの第１層を示す平面図である。図６は、熱アシスト磁気記録ヘッドにおけるコイルの第２層を示す平面図である。
【００３２】
本実施の形態に係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。
【００３３】
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。
【００３４】
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とを備えている。絶縁層２は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）によって形成されている。
【００３５】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、下部シールド層３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４と、この下部シールドギャップ膜４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５と、このＭＲ素子５に接続された２つのリード（図示せず）と、ＭＲ素子５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６と、この上部シールドギャップ膜６の上に配置された磁性材料よりなる上部シールド層７とを備えている。
【００３６】
ＭＲ素子５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５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。ＭＲ素子５が、ＴＭＲ素子またはＣＰＰタイプのＧＭＲ素子の場合には、下部シールド層３の上面がＭＲ素子５の下面に接し、上部シールド層７の下面がＭＲ素子５の上面に接して、下部シールド層３と上部シールド層７が２つのリードを兼ねていてもよい。下部シールド層３から上部シールド層７までの部分は、再生ヘッドを構成する。
【００３７】
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７の上面の上に配置された非磁性層８と、非磁性層８の上に配置された磁性材料よりなるリターン磁極層１０とを備えている。非磁性層８は、例えばアルミナによって形成されている。
【００３８】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、リターン磁極層１０の上面の上に配置されたクラッド層１２と、このクラッド層１２の上に配置された導波路（コア）１４と、クラッド層１２の上において、導波路１４の周囲に配置されたクラッド層１５とを備えている。図１および図２に示したように、導波路１４は、基板１の上面１ａからより遠い上面１４ａを有している。導波路１４の上面１４ａおよびクラッド層１５の上面は、平坦化されている。
【００３９】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、導波路１４およびクラッド層１５の上に配置されたクラッド層１８と、このクラッド層１８の上に配置されたマスク層５１とを備えている。なお、図３および図４では、マスク層５１の図示を省略している。クラッド層１８は、導波路１４の上面１４ａに接する下面１８ａと、その反対側の上面１８ｂと、上面１８ｂから下面１８ａにかけて貫通する開口部１８ｃとを有している。開口部１８ｃは、導波路１４の上面１４ａに近づくに従って互いの距離が小さくなる第１の開口部側壁１８ｃ１と第２の開口部側壁１８ｃ２を有している。
【００４０】
図１および図２に示したように、マスク層５１は、貫通する開口部を有している。マスク層５１の開口部の縁は、クラッド層１８の上面１８ｂにおける開口部１８ｃの縁の真上に配置されている。マスク層５１は、フォトレジストまたは金属材料によって形成されている。
【００４１】
導波路１４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。導波路１４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、このレーザ光は導波路１４内を伝播する。クラッド層１２，１５，１８は、導波路１４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。導波路１４の材料としては、例えば、屈折率が約２．１のＴａ２Ｏ５等の酸化タンタルが用いられ、クラッド層１２，１５，１８の材料としては、例えば、屈折率が約１．８のアルミナが用いられる。
【００４２】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、誘電体膜５２と、プラズモン発生器１６とを備えている。プラズモン発生器１６は、少なくとも一部がクラッド層１８の開口部１８ｃ内に収容されている。本実施の形態では、特に、プラズモン発生器１６は、クラッド層１８の開口部１８ｃ内およびマスク層５１の開口部内に収容されている。誘電体膜５２は、クラッド層１８の開口部１８ｃ内およびマスク層５１の開口部内において、導波路１４、クラッド層１８およびマスク層５１とプラズモン発生器１６との間に介在している。誘電体膜５２は、導波路１４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。誘電体膜５２の材料は、クラッド層１２，１５，１８の材料と同じであってもよい。
【００４３】
プラズモン発生器１６は、金属によって形成されている。具体的には、プラズモン発生器１６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。プラズモン発生器１６およびマスク層５１の上面は平坦化されている。プラズモン発生器１６の形状については、後で詳しく説明する。
【００４４】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、プラズモン発生器１６およびマスク層５１の上面の上に配置された絶縁層１９と、この絶縁層１９の上に配置された磁極２２とを備えている。絶縁層１９は、例えばアルミナによって形成されている。磁極２２は、絶縁層１９の上に配置された第１層２２Ａと、第１層２２Ａの上に配置された第２層２２Ｂとを有している。
【００４５】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、磁極２２よりも媒体対向面４０から遠い位置において絶縁層１９の上に配置された磁性材料よりなる連結層２１と、絶縁層１９の上において、磁極２２の第１層２２Ａおよび連結層２１の周囲に配置された絶縁層２３とを備えている。絶縁層２３は、例えばアルミナによって形成されている。連結層２１は、後述する２つの連結部を介して、リターン磁極層１０に対して磁気的に連結されている。
【００４６】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、連結層２１の上に配置された磁性材料よりなる連結層２４と、絶縁層２３の上において、磁極２２の第２層２２Ｂおよび連結層２４の周囲に配置された絶縁層２５とを備えている。絶縁層２５は、例えばアルミナによって形成されている。
【００４７】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、磁極２２の第２層２２Ｂの上に配置された磁性材料よりなる連結層２６と、連結層２４の上に配置された磁性材料よりなる連結層２７とを備えている。
【００４８】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、絶縁層２５の上に配置された絶縁層２８と、絶縁層２８の上に配置された複数の第１のコイル要素３０Ａと、連結層２６，２７および複数の第１のコイル要素３０Ａの周囲に配置された絶縁層３１とを備えている。図５は、複数の第１のコイル要素３０Ａを示している。複数の第１のコイル要素３０Ａは、Ｙ方向に並ぶように配置されている。各第１のコイル要素３０Ａは、トラック幅方向（Ｘ方向）に延びる主要部分を有している。各第１のコイル要素３０Ａは、銅等の導電材料によって形成されている。絶縁層２８，３１は、例えばアルミナによって形成されている。
【００４９】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、複数の第１のコイル要素３０Ａを覆うように配置された絶縁層３２と、連結層２６，２７および絶縁層３２の上に配置された磁性材料よりなるヨーク層３３とを備えている。ヨーク層３３は、連結層２６と連結層２７を磁気的に連結している。絶縁層３２は、例えばアルミナによって形成されている。
【００５０】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、ヨーク層３３を覆うように配置された絶縁層３４と、絶縁層３４の上に配置された複数の第２のコイル要素３０Ｂと、絶縁層３４の上に配置されたリード層３０Ｃと、複数の第２のコイル要素３０Ｂおよびリード層３０Ｃを覆うように配置された保護層３５とを備えている。絶縁層３４と保護層３５は、例えばアルミナによって形成されている。
【００５１】
図６は、複数の第２のコイル要素３０Ｂとリード層３０Ｃを示している。複数の第２のコイル要素３０Ｂは、Ｙ方向に並ぶように配置されている。各第２のコイル要素３０Ｂは、トラック幅方向（Ｘ方向）に延びる主要部分を有している。各第２のコイル要素３０Ｂとリード層３０Ｃは、銅等の導電材料によって形成されている。
【００５２】
図５および図６に示したように、熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、複数の接続部３６と１つの接続部３７とを備えている。複数の接続部３６は、ヨーク層３３の周りにヘリカル状に巻かれたコイル３０が形成されるように、複数の第１のコイル要素３０Ａと複数の第２のコイル要素３０Ｂとを接続している。接続部３７は、１つの第１のコイル要素３０Ａとリード層３０Ｃを接続している。複数の接続部３６と接続部３７は、絶縁層３２，３４を貫通するように設けられている。複数の接続部３６と接続部３７は、銅等の導電材料によって形成されている。
【００５３】
また、図５は、連結層２１とリターン磁極層１０を連結する２つの連結部２９Ａ，２９Ｂを示している。連結部２９Ａ，２９Ｂは、クラッド層１２，１５，１８および絶縁層１９を貫通するように設けられている。連結部２９Ａ，２９Ｂは、導波路１４のトラック幅方向（Ｘ方向）の両側において、導波路１４に対して間隔をあけて配置されている。図示しないが、連結部２９Ａ，２９Ｂは、それぞれ、リターン磁極層１０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層および第３層とを有している。
【００５４】
リターン磁極層１０から複数の第２のコイル要素３０Ｂまでの部分は、記録ヘッドを構成する。複数の第１のコイル要素３０Ａと複数の第２のコイル要素３０Ｂと複数の接続部３６とによって構成されたコイル３０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１０、連結部２９Ａ，２９Ｂ、連結層２１，２４，２７、ヨーク層３３、連結層２６および磁極２２は、コイル３０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。磁極２２は、コイル３０によって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、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。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態に係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。
【００５６】
再生ヘッドは、再生素子としてのＭＲ素子５と、媒体対向面４０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５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７と、ＭＲ素子５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４と、ＭＲ素子５と上部シールド層７との間に配置された上部シールドギャップ膜６とを備えている。
【００５７】
記録ヘッドは、コイル３０と、磁極２２と、導波路１４と、クラッド層１２，１５，１８と、プラズモン発生器１６と、誘電体膜５２とを備えている。コイル３０は、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。磁極２２は、コイル３０によって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、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。
【００５８】
本実施の形態に係る近接場光発生器は、導波路１４と、クラッド層１８と、プラズモン発生器１６と、誘電体膜５２とを備えている。導波路１４は、上面１４ａを有し、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。クラッド層１８は、導波路１４の上面１４ａに接する下面１８ａと、その反対側の上面１８ｂと、この上面１８ｂから下面１８ａにかけて貫通する開口部１８ｃとを有している。開口部１８ｃは、導波路１４の上面１４ａに近づくに従って互いの距離が小さくなる第１の開口部側壁１８ｃ１と第２の開口部側壁１８ｃ２を有している。プラズモン発生器１６の少なくとも一部は開口部１８ｃ内に収容されている。誘電体膜５２は、開口部１８ｃ内において、導波路１４およびクラッド層１８とプラズモン発生器１６との間に介在している。
【００５９】
次に、図１および図２を参照して、プラズモン発生器１６の形状について詳しく説明する。図１および図２に示したように、プラズモン発生器１６は、ほぼ三角柱形状を有している。具体的には、プラズモン発生器１６は、媒体対向面４０に配置された前端面１６ａと、その反対側の後端面１６ｂと、第１および第２の斜面１６ｃ１，１６ｃ２と、上面１６ｄとを有している。第１の斜面１６ｃ１は、誘電体膜５２を介して第１の開口部側壁１８ｃ１に対向している。第２の斜面１６ｃ２は、誘電体膜５２を介して第２の開口部側壁１８ｃ２に対向している。上面１６ｄは、第１および第２の斜面１６ｃ１，１６ｃ２を接続している。
【００６０】
プラズモン発生器１６は、更に、第１および第２の斜面１６ｃ１，１６ｃ２を接続するエッジ部１６ｅと、媒体対向面４０に配置され、近接場光を発生する近接場光発生部１６ｆとを有している。近接場光発生部１６ｆは、エッジ部１６ｅの一端に位置している。第１および第２の斜面１６ｃ１，１６ｃ２の互いの距離は、エッジ部１６ｅに近づくに従って小さくなっている。エッジ部１６ｅは、導波路１４の上面１４ａに対して、誘電体膜５２の厚みによる所定の間隔をもって対向して、媒体対向面４０に垂直な方向（Ｙ方向）に延びている。なお、媒体対向面４０に平行な断面におけるエッジ部１６ｅの形状は、完全に尖った角でもよいが、微視的に見たときに円弧形状になっていてもよい。
【００６１】
図２に示したように、第１および第２の斜面１６ｃ１，１６ｃ２は、それぞれ、導波路１４の上面１４ａに平行な仮想の平面Ｐに対して傾いている。第１の斜面１６ｃ１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度と、第２の斜面１６ｃ２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は等しい。以下、この角度を記号θ１で表す。角度θ１は、例えば３０度から６０度の範囲内である。一例では、角度θ１は４５度である。
【００６２】
前端面１６ａは、第１の斜面１６ｃ１の端に位置する第１の辺１６ａ１と、第２の斜面１６ｃ２の端に位置する第２の辺１６ａ２と、上面１６ｄの端に位置する第３の辺１６ａ３と、第１の辺１６ａ１と第２の辺１６ａ２が接して形成され、近接場光発生部１６ｆを形成する尖端１６ａ４とを含んでいる。なお、尖端１６ａ４の形状は、完全に尖った角でもよいが、微視的に見たときに円弧形状になっていてもよい。
【００６３】
第１および第２の辺１６ａ１，１６ａ２は、それぞれ、上記仮想の平面Ｐに対して傾いている。第１の辺１６ａ１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は、第１の斜面１６ｃ１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度θ１と等しい。第２の辺１６ａ２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は、第２の斜面１６ｃ２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度θ１と等しい。
【００６４】
ここで、媒体対向面４０に垂直な方向（Ｙ方向）についてのプラズモン発生器１６の長さを記号ＨPGで表し、辺１６ａ３の長さを記号ＷPGで表し、上面１６ｄに垂直な方向（Ｚ方向）についての前端面１６ａの長さを記号ＴPGで表す。ＨPGはＴPGよりも大きい。ＷPGとＴPGは共に、導波路１４を伝播する光の波長以下である。ＷPGは例えば１００〜５００ｎｍの範囲内である。ＴPGは例えば１００〜５００ｎｍの範囲内である。ＨPGは例えば０．２５〜２．５μｍの範囲内である。また、エッジ部１６ｅと導波路１４の上面１４ａとの間の間隔を記号Ｄで表す。Ｄは例えば１０〜５０ｎｍの範囲内である。
【００６５】
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導波路１４に入射される。図３に示したように、レーザ光５０は、導波路１４内を媒体対向面４０に向けて伝播して、プラズモン発生器１６の近傍に達する。ここで、導波路１４の上面１４ａにおいて、レーザ光５０が全反射することによって、クラッド層１８および誘電体膜５２内にしみ出すエバネッセント光が発生する。その結果、このエバネッセント光と、プラズモン発生器１６におけるエッジ部１６ｅおよびその近傍部分における電荷の集団振動すなわち表面プラズモンとが結合した系である表面プラズモン・ポラリトンが励起される。このようにして、プラズモン発生器１６におけるエッジ部１６ｅおよびその近傍部分に表面プラズモンが励起される。
【００６６】
プラズモン発生器１６に励起された表面プラズモンは、エッジ部１６ｅに沿って近接場光発生部１６ｆに伝播される。その結果、近接場光発生部１６ｆ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１６ｆ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、磁極２２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。
【００６７】
次に、図３および図４を参照して、本実施の形態に係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。本実施の形態に係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。
【００６８】
以下、１つの熱アシスト磁気記録ヘッドに注目して、本実施の形態に係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。本実施の形態に係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の上に下部シールドギャップ膜４を形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上にＭＲ素子５と、ＭＲ素子５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５およびリードを覆うように上部シールドギャップ膜６を形成する。次に、上部シールドギャップ膜６の上に上部シールド層７を形成する。次に、上部シールド層７の上に非磁性層８を形成する。次に、非磁性層８の上にリターン磁極層１０を形成する。
【００６９】
次に、リターン磁極層１０の上に、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第１層を形成する。次に、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第１層を覆うようにクラッド層１２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、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第１層が露出するまでクラッド層１２を研磨して、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第１層および絶縁層１２の上面を平坦化する。
【００７０】
次に、クラッド層１２の上に導波路１４を形成する。また、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第１層の上に、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第２層を形成する。次に、導波路１４および連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第２層を覆うようにクラッド層１５を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、導波路１４および連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第２層が露出するまでクラッド層１５を研磨する。
【００７１】
次に、導波路１４およびクラッド層１５の上にクラッド層１８およびマスク層５１を形成する。クラッド層１８には、開口部１８ｃと、連結部２９Ａ，２９Ｂを通すための２つの開口部が形成されている。マスク層５１には、プラズモン発生器１６の平面形状に対応した形状の開口部と、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの平面形状に対応した形状の２つの開口部が形成されている。次に、クラッド層１８の開口部１８ｃ内に誘電体膜５２およびプラズモン発生器１６を形成する。また、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第２層の上に、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第３層を形成する。なお、導波路１４、クラッド層１８、プラズモン発生器１６および誘電体膜５２を備えた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は、後で詳しく説明する。
【００７２】
次に、プラズモン発生器１６およびマスク層５１の上に絶縁層１９を形成する。この絶縁層１９には、連結部２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの第３層の上面を露出させる２つの開口部が形成されている。次に、絶縁層１９の上に磁極２２の第１層２２Ａを形成すると共に、連結部２９Ａ，２９Ｂに連結されるように連結層２１を形成する。次に、第１層２２Ａおよび連結層２１を覆うように絶縁層２３を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、第１層２２Ａおよび連結層２１が露出するまで絶縁層２３を研磨する。
【００７３】
次に、第１層２２Ａの上に磁極２２の第２層２２Ｂを形成すると共に、連結層２１の上に連結層２４を形成する。次に、第２層２２Ｂおよび連結層２４を覆うように絶縁層２５を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、第２層２２Ｂおよび連結層２４が露出するまで、絶縁層２５を研磨する。
【００７４】
次に、絶縁層２５の上に絶縁層２８を形成する。次に、絶縁層２８の上に複数の第１のコイル要素３０Ａを形成する。また、磁極２２の第２層２２Ｂの上に連結層２６を形成すると共に、連結層２４の上に連結層２７を形成する。次に、第１のコイル要素３０Ａおよび連結層２６，２７を覆うように絶縁層３１を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、第１のコイル要素３０Ａおよび連結層２６，２７が露出するまで、絶縁層３１を研磨する。
【００７５】
次に、複数の第１のコイル要素３０Ａを覆うように絶縁層３２を形成する。この絶縁層３２には、接続部３６，３７を通すための複数の開口部が形成されている。次に、この複数の開口部を通って複数の第１のコイル要素３０Ａに接続されるように接続部３６，３７を形成する。次に、連結層２６，２７および絶縁層３２の上にヨーク層３３を形成する。次に、ヨーク層３３および接続部３６，３７を覆うように絶縁層３４を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、接続部３６，３７が露出するまで絶縁層３４を研磨する。
【００７６】
次に、接続部３６，３７および絶縁層３４の上に、複数の第２のコイル要素３０Ｂとリード層３０Ｃを形成する。次に、複数の第２のコイル要素３０Ｂおよびリード層３０Ｃを覆うように保護層３５を形成する。次に、保護層３５の上面に配線や端子等を形成する。
【００７７】
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。
【００７８】
次に、図７ないし図１３を参照して、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詳しく説明する。図７ないし図１３は、近接場光発生器の製造過程における積層体の、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。
【００７９】
図７は、クラッド層１２を形成した後の工程を示している。この工程では、まず、クラッド層１２の上に、後にエッチングされることによって導波路１４となる誘電体層を形成する。次に、この誘電体層の上に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、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、例えば反応性イオンエッチング（以下、ＲＩＥと記す。）によって、誘電体層が導波路１４となるように、誘電体層をエッチングする。誘電体層が酸化タンタルによって形成されている場合には、誘電体層をＲＩＥによってエッチングする際のエッチングガスとしては、ＣＦ４を含むガスまたはＣｌ２とＢＣｌ３とを含むガスが用いられる。次に、フォトレジストマスクを除去する。
【００８０】
図８は、次の工程を示す。この工程では、まず、導波路１４を覆うようにクラッド層１５を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、導波路１４の上面１４ａが露出するまでクラッド層１５を研磨する。
【００８１】
図９は、次の工程を示す。この工程では、まず、導波路１４およびクラッド層１５の上に、後に開口部１８ｃが形成されることによってクラッド層１８となる初期クラッド層１８Ｐを形成する。この初期クラッド層１８Ｐは、後に形成されるプラズモン発生器１６の上面１６ｄに垂直な方向（Ｚ方向）についての前端面１６ａの長さＴPG（図１および図２参照）と同じか、それよりもわずかに大きな厚みに形成される。初期クラッド層１８Ｐの厚みと上記の長さＴPGとの差は、例えば０〜２０ｎｍである。次に、初期クラッド層１８Ｐの上にマスク層５１を形成する。マスク層５１は、後に形成されるプラズモン発生器１６の平面形状に対応した形状の貫通する開口部を有している。マスク層５１は、主にフォトレジストまたは金属材料によって形成される。マスク層５１は、例えばＴａ、Ｔｉまたは酸化ケイ素よりなる下地層とその上に形成されたフォトレジスト層とを含んでいてもよい。
【００８２】
図１０は、次の工程を示す。この工程では、マスク層５１をエッチングマスクとして用いて、例えばＲＩＥによって、初期クラッド層１８Ｐをテーパーエッチングする。これにより、初期クラッド層１８Ｐに、導波路１４の上面１４ａに達しない凹部１８Ｐｃが形成される。凹部１８Ｐｃは、導波路１４の上面１４ａに近づくに従って互いの距離が小さくなる第１および第２の側壁１８Ｐｃ１，１８Ｐｃ２と、側壁１８Ｐｃ１，１８Ｐｃ２を接続する下端部１８Ｐｃ３とを含んでいる。下端部１８Ｐｃ３は、導波路１４の上面１４ａの上方に位置する。第１および第２の側壁１８Ｐｃ１，１８Ｐｃ２は、いずれも、導波路１４の上面１４ａに平行な仮想の平面Ｐに対して傾いている。初期クラッド層１８Ｐがアルミナによって形成されている場合には、例えば、Ｃｌ２およびＢＣｌ３と、Ｎ２とＣＦ４の少なくとも一方とを含むエッチングガスを用いたＲＩＥによって、初期クラッド層１８Ｐをテーパーエッチングする。Ｃｌ２とＢＣｌ３は、初期クラッド層１８Ｐのエッチングに寄与する主成分である。Ｎ２とＣＦ４は、初期クラッド層１８Ｐのエッチング中に、エッチングによって形成される溝の側壁に側壁保護膜を形成するためのガスである。エッチングガスがＮ２とＣＦ４の少なくとも一方を含むことにより、初期クラッド層１８Ｐのエッチング中に溝の側壁に側壁保護膜が形成され、これにより、第１および第２の側壁１８Ｐｃ１，１８Ｐｃ２が、それぞれ上記仮想の平面Ｐに対して傾いた面となる。
【００８３】
第１の側壁１８Ｐｃ１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度と、第２の斜面１８Ｐｃ２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は等しい。以下、この角度を記号θ２で表す。角度θ２は、例えば上記エッチングガスの全流量に対するＮ２とＣＦ４の少なくとも一方の流量の割合を変化させることによって、例えば３０度から６０度の範囲内で制御することができる。一例では、角度θ２は４５度である。
【００８４】
ここで、初期クラッド層１８Ｐをテーパーエッチングする際のエッチングガス以外の条件の一例を挙げる。この例では、高周波コイルを用いた電磁誘導によりチャンバ内にプラズマを発生させるＲＩＥ装置を用い、高周波コイルに供給するソースパワーを１２００Ｗとし、高周波バイアスパワーを２５Ｗとし、チャンバ内の圧力を０．３Ｐａとする。
【００８５】
図１１は、次の工程を示す。この工程では、ウェットエッチングを用いて、凹部１８Ｐｃをエッチングする。この工程は、凹部１８Ｐｃが深さ方向（Ｚ方向）にエッチングされて、凹部１８Ｐｃが導波路１４の上面１４ａに達して、導波路１４の上面１４ａの一部が露出するまで行われる。これにより、凹部１８Ｐｃは開口部１８ｃとなり、初期クラッド層１８Ｐはクラッド層１８となる。
【００８６】
凹部１８Ｐｃをエッチングする工程は、導波路１４の上面１４ａにおいてエッチングが停止する条件で行われる。例えば、導波路１４が酸化タンタルによって形成され、初期クラッド層１８Ｐがアルミナによって形成されている場合には、ウェットエッチングのエッチング液として、濃度２．３８％のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）またはＫＯＨを含むエッチング液を用いる。これにより、導波路１４がエッチングされることなく、初期クラッド層１８Ｐのみがエッチングされる。
【００８７】
図１２は、次の工程を示す。この工程では、例えば原子層堆積法（以下、ＡＬＤと記す。）によって、少なくとも、クラッド層１８の開口部１８ｃ内およびマスク層５１の開口部内に、誘電体膜５２を形成する。誘電体膜５２は、開口部１８ｃの底部において露出している導波路１４の上面１４ａの上にも形成される。誘電体膜５２を形成した後の積層体は、後に形成されるプラズモン発生器１６を収容するための凹部５２ａを有している。凹部５２ａの下端部５２ａ１は、導波路１４の上面１４ａの上方に位置している。
【００８８】
図１３は、次の工程を示す。この工程では、まず、例えばスパッタ法によって、誘電体膜５２の上に、後にプラズモン発生器１６となる金属層を形成する。この金属層は、少なくとも凹部５２ａを埋める厚みに形成される。次に、例えばＣＭＰによって、マスク層５１が露出するまで誘電体膜５２および金属層を研磨する。これにより、残った金属層はプラズモン発生器１６となる。
【００８９】
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では、プラズモン発生器１６のエッジ部１６ｅが、導波路１４の上面１４ａに対して、誘電体膜５２の厚みによる所定の間隔をもって対向している。そして、エッジ部１６ｅにおいて、導波路１４を伝播するレーザ光に基づいて導波路１４の上面１４ａにおいて発生する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、この表面プラズモンがエッジ部１６ｅに沿って近接場光発生部１６ｆに伝播され、この表面プラズモンに基づいて近接場光発生部１６ｆより近接場光が発生される。本実施の形態によれば、従来のようにレーザ光をプラズモン・アンテナに直接照射して近接場光を発生させる場合に比べて、導波路１４を伝播する光の近接場光への変換の効率を高めることができる。
【００９０】
また、本実施の形態では、導波路１４を伝播するレーザ光がプラズモン発生器１６に直接照射されないため、プラズモン発生器１６の温度上昇を抑制することができる。また、本実施の形態では、媒体対向面４０に垂直な方向についてのプラズモン発生器１６の長さＨPGが、プラズモン発生器１６の上面１６ｄに垂直な方向についての前端面１６ａの長さＴPGよりも大きい。そのため、本実施の形態におけるプラズモン発生器１６の体積は、媒体対向面４０に垂直な方向についての長さが、基板１の上面１ａに垂直な方向についての長さよりも小さい従来のプラズモン・アンテナに比べて大きい。この点からも、本実施の形態によれば、プラズモン発生器１６の温度上昇を抑制することができる。これらのことから、本実施の形態によれば、プラズモン発生器１６が媒体対向面４０から突出することを抑制することができる。
【００９１】
本実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法では、導波路１４を形成した後、導波路１４の上に、後に開口部１８ｃが形成されることによってクラッド層１８となる初期クラッド層１８Ｐを形成する。次に、導波路１４の上面１４ａに達しない凹部１８Ｐｃが初期クラッド層１８Ｐに形成されるように、ＲＩＥを用いて初期クラッド層１８Ｐをエッチングする。次に、凹部１８Ｐｃが開口部１８ｃとなり、初期クラッド層１８Ｐがクラッド層１８となるように、導波路１４の上面１４ａの一部が露出するまで、ウェットエッチングを用いて凹部１８Ｐｃをエッチングする。次に、開口部１８ｃ内に誘電体膜５２を形成する。次に、誘電体膜５２の上にプラズモン発生器１６を形成する。
【００９２】
本実施の形態では、上述のように、ウェットエッチングを用いて初期クラッド層１８Ｐの凹部１８Ｐｃをエッチングする工程によって、導波路１４の上面１４ａの一部が露出するように開口部１８ｃが形成される。その後、開口部１８ｃ内に誘電体膜５２が形成され、誘電体膜５２の上にプラズモン発生器１６が形成される。従って、導波路１４の外面（上面１４ａ）とプラズモン発生器１６のエッジ部１６ｅとの間隔Ｄは、誘電体膜５２の厚みによって決まる。これにより、本実施の形態によれば、導波路１４の外面（上面１４ａ）とプラズモン発生器１６のエッジ部１６ｅとの間隔Ｄのばらつきを小さくすることが可能になる。間隔Ｄのばらつきは、プラズモン発生器１６に励起される表面プラズモンの強度のばらつきにつながり、結果的にプラズモン発生器１６より発生される近接場光の強度のばらつきにつながる。従って、間隔Ｄのばらつきは、小さくする必要があり、特に１０ｎｍより小さいことが好ましい。
【００９３】
ここで、ウェットエッチングを用いて初期クラッド層１８Ｐの凹部１８Ｐｃをエッチングせずに、誘電体膜５２およびプラズモン発生器１６を形成する場合について考える。この場合、凹部１８Ｐｃの下端部１８Ｐｃ３は、導波路１４の上面１４ａの上方に配置され、プラズモン発生器１６のエッジ部１６ｅと導波路１４の上面１４ａとの間には、クラッド層１８および誘電体膜５２が介在する。ＲＩＥを用いて凹部１８Ｐｃを形成する場合には、凹部１８Ｐｃの深さのばらつきが１０〜３０ｎｍ程度になる。そのため、この場合には、導波路１４の外面（上面１４ａ）とプラズモン発生器１６のエッジ部１６ｅとの間隔のばらつきは、少なくとも１０〜３０ｎｍ程度になり、１０ｎｍよりも小さくすることができない。
【００９４】
これに対し、本実施の形態によれば、前述のように、導波路１４の外面（上面１４ａ）とプラズモン発生器１６のエッジ部１６ｅとの間隔Ｄは、誘電体膜５２の厚みによって決まる。誘電体膜５２の厚みのばらつきは、凹部１８Ｐｃの深さのばらつきに比べて小さくすることができる。特に、ＡＬＤによって誘電体膜５２を形成する場合には、誘電体膜５２の厚みのばらつきをより小さくすることができる。すなわち、ＡＬＤによって誘電体膜５２を形成する場合には、誘電体膜５２の厚みのばらつきを、誘電体膜５２の厚みの５％以下にすることができる。この場合、誘電体膜５２の厚みが５０ｎｍ以下のときには、誘電体膜５２の厚みのばらつきは２．５ｎｍ以下となり、エッジ部１６ｅと導波路１４の上面１４ａとの間の間隔Ｄのばらつきを２．５ｎｍ以下にすることができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、ウェットエッチングを用いて凹部１８Ｐｃをエッチングすることにより、導波路１４の上面１４ａにおいてエッチングが停止する条件を容易に選択することが可能になる。
【００９６】
なお、ウェットエッチングではなくドライエッチングを用いて凹部１８Ｐｃをエッチングすると、導波路１４の上面１４ａがダメージを受ける。これに対し、本実施の形態によれば、ウェットエッチングを用いて凹部１８Ｐｃをエッチングするため、導波路１４の上面１４ａがダメージを受けることを防止することができる。
【００９７】
［第２の実施の形態］
次に、図１４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熱アシスト磁気記録ヘッドについて説明する。図１４は、本実施の形態に係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１５は、本実施の形態に係る熱アシスト磁気記録ヘッドにおける媒体対向面の一部を示す正面図である。図１６は、図１５に示したプラズモン発生器の一部を拡大して示す正面図である。
【００９８】
本実施の形態に係る熱アシスト磁気記録ヘッドは、第１の実施の形態におけるプラズモン発生器１６およびクラッド層１８の代りに、プラズモン発生器６６およびクラッド層６８を備えている。本実施の形態に係る近接場光発生器は、導波路１４と、クラッド層６８と、プラズモン発生器６６と、誘電体膜５２とを備えている。プラズモン発生器６６の材料はプラズモン発生器１６と同様であり、クラッド層６８の材料はクラッド層１８と同様である。本実施の形態における導波路１４は、上面１４ａで開口し、上面１４ａに平行な方向であって媒体対向面４０に垂直な方向（Ｙ方向）に長い溝部１４ｂを有している。
【００９９】
クラッド層６８は、導波路１４の上面１４ａに接する下面６８ａと、その反対側の上面６８ｂと、上面６８ｂから下面６８ａにかけて貫通して溝部１４ｂに連続する開口部６８ｃとを有している。開口部６８ｃは、導波路１４の上面１４ａに近づくに従って互いの距離が小さくなる第１の開口部側壁６８ｃ１と第２の開口部側壁６８ｃ２を有している。下面６８ａにおける開口部６８ｃの縁は、導波路１４の上面１４ａにおける溝部１４ｂの縁の真上に配置されている。本実施の形態におけるマスク層５１の開口部の縁は、クラッド層６８の上面６８ｂにおける開口部６８ｃの縁の真上に配置されている。
【０１００】
図１５に示したように、導波路１４の溝部１４ｂは、第１の開口部側壁６８ｃ１に連続する第１の溝部側壁１４ｂ１と、第２の開口部側壁６８ｃ２に連続する第２の溝部側壁１４ｂ２とを有している。第１および第２の溝部側壁１４ｂ１，１４ｂ２の互いの距離は、導波路１４の上面１４ａから離れるに従って小さくなっている。
【０１０１】
プラズモン発生器６６は、少なくとも一部がクラッド層６８の開口部６８ｃ内に収容されている。本実施の形態では、特に、プラズモン発生器６６は、導波路１４の溝部１４ｂ内、クラッド層６８の開口部６８ｃ内およびマスク層５１の開口部内に収容されている。誘電体膜５２は、導波路１４の溝部１４ｂ内、クラッド層６８の開口部６８ｃ内およびマスク層５１の開口部内において、導波路１４、クラッド層６８およびマスク層５１とプラズモン発生器６６との間に介在している。
【０１０２】
プラズモン発生器６６は、ほぼ三角柱形状を有している。具体的には、プラズモン発生器６６は、媒体対向面４０に配置された前端面６６ａと、その反対側の後端面６６ｂと、第１および第２の斜面６６ｃ１，６６ｃ２と、上面６６ｄとを有している。第１の斜面６６ｃ１は、誘電体膜５２を介して第１の開口部側壁６８ｃ１および第１の溝部側壁１４ｂ１に対向している。第２の斜面６６ｃ２は、誘電体膜５２を介して第２の開口部側壁６８ｃ２および第２の溝部側壁１４ｂ２に対向している。上面６６ｄは、第１および第２の斜面６６ｃ１，６６ｃ２を接続している。
【０１０３】
プラズモン発生器６６は、更に、第１および第２の斜面６６ｃ１，６６ｃ２を接続するエッジ部６６ｅと、媒体対向面４０に配置され、近接場光を発生する近接場光発生部６６ｆとを有している。近接場光発生部６６ｆは、エッジ部６６ｅの一端に位置している。第１および第２の斜面６６ｃ１，６６ｃ２の互いの距離は、エッジ部６６ｅに近づくに従って小さくなっている。エッジ部６６ｅは、導波路１４の外面の一部である溝部１４ｂの表面に対して、誘電体膜５２の厚みによる所定の間隔をもって対向して、媒体対向面４０に垂直な方向（Ｙ方向）に延びている。なお、エッジ部６６ｅは、導波路１４の上面１４ａよりも下方に位置してもよいし、上面１４ａよりも上方に位置してもよいし、上面１４ａと同じ高さの位置にあってもよい。また、媒体対向面４０に平行な断面におけるエッジ部６６ｅの形状は、完全に尖った角でもよいが、微視的に見たときに円弧形状になっていてもよい。
【０１０４】
第１の斜面６６ｃ１は、連続する上部６６ｃ１１と下部６６ｃ１２とを含んでいる。上部６６ｃ１１は、誘電体膜５２を介して第１の開口部側壁６８ｃ１に対向している。下部６６ｃ１２は、誘電体膜５２を介して第１の溝部側壁１４ｂ１に対向している。
【０１０５】
第２の斜面６６ｃ２は、連続する上部６６ｃ２１と下部６６ｃ２２とを含んでいる。上部６６ｃ２１は、誘電体膜５２を介して第２の開口部側壁６８ｃ２に対向している。下部６６ｃ２２は、誘電体膜５２を介して第２の溝部側壁１４ｂ２に対向している。
【０１０６】
図１６に示したように、上部６６ｃ１１，６６ｃ２１と下部６６ｃ１２，６６ｃ２２は、いずれも、導波路１４の上面１４ａに平行な仮想の平面Ｐに対して傾いている。上部６６ｃ１１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度と、上部６６ｃ２１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は等しい。以下、この角度を記号θ３で表す。また、下部６６ｃ１２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度と、下部６６ｃ２２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は等しい。以下、この角度を記号θ４で表す。角度θ３は、例えば３０度から６０度の範囲内である。角度θ４は角度θ３よりも大きい。一例では、角度θ３が４５度、角度θ４が６０度である。
【０１０７】
前端面６６ａは、第１の斜面６６ｃ１の端に位置する第１の辺６６ａ１と、第２の斜面６６ｃ２の端に位置する第２の辺６６ａ２と、上面６６ｄの端に位置する第３の辺６６ａ３と、第１の辺６６ａ１と第２の辺６６ａ２が接して形成され、近接場光発生部６６ｆを形成する尖端６６ａ４とを含んでいる。なお、尖端６６ａ４の形状は、完全に尖った角でもよいが、微視的に見たときに円弧形状になっていてもよい。エッジ部６６ｅの曲率半径と尖端６６ａ４の曲率半径は等しい。なお、媒体対向面４０に平行な断面におけるエッジ部６６ｅの形状および尖端６６ａ４の形状が完全に尖った角である場合には、エッジ部６６ｅおよび尖端６６ａ４の曲率半径は０である。以下、エッジ部６６ｅおよび尖端６６ａ４の曲率半径を記号Ｒ１で表す。一例では、曲率半径Ｒ１は１０ｎｍである。曲率半径Ｒ１の求め方については、後で詳しく説明する。
【０１０８】
第１の辺６６ａ１は、連続する上部６６ａ１１と下部６６ａ１２とを含んでいる。第２の辺６６ａ２は、連続する上部６６ａ２１と下部６６ａ２２とを含んでいる。図１６に示したように、上部６６ａ１１，６６ａ２１と下部６６ａ１２，６６ａ２２は、いずれも、上記仮想の平面Ｐに対して傾いている。第１の辺６６ａ１の上部６６ａ１１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は、第１の斜面６６ｃ１の上部６６ｃ１１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度θ３と等しい。第２の辺６６ａ２の上部６６ａ２１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は、第２の斜面６６ｃ２の上部６６ｃ２１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度θ３と等しい。
【０１０９】
また、第１の辺６６ａ１の下部６６ａ１２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は、第１の斜面６６ｃ１の下部６６ｃ１２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度θ４と等しい。第２の辺６６ａ２の下部６６ａ２２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は、第２の斜面６６ｃ２の下部６６ｃ２２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度θ４と等しい。
【０１１０】
ここで、曲率半径Ｒ１の求め方について説明する。曲率半径Ｒ１は、例えば、以下のようにして求めることができる。まず、例えば走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ）を用いて、プラズモン発生器６６の前端面６６ａの画像を得る。次に、この画像上で、図１６に示したような、第１の辺６６ａ１の下部６６ａ１２、第２の辺６６ａ２の下部６６ａ２２および尖端６６ａ４に内接する適当な大きさの円を描く。次に、その円の半径を求め、これを曲率半径Ｒ１とする。
【０１１１】
図１４および図１５に示したプラズモン発生器６６の寸法ＷPG，ＴPG，ＨPGの定義およびそれらの値の範囲は、第１の実施の形態におけるプラズモン発生器１６と同様である。
【０１１２】
次に、図１７ないし図２０を参照して、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。図１７ないし図２０は、近接場光発生器の製造過程における積層体の、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。
【０１１３】
図１７は、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一工程を示している。この工程では、クラッド層１２の上に、後に溝部１４ｂが形成されることによって導波路１４となる初期導波路１４Ｐを形成する。次に、初期導波路１４Ｐを覆うようにクラッド層１５を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、初期導波路１４Ｐの上面が露出するまでクラッド層１５を研磨する。次に、初期導波路１４Ｐおよびクラッド層１５の上に、後に開口部６８ｃが形成されることによってクラッド層６８となる初期クラッド層６８Ｐを形成する。この初期クラッド層６８Ｐは、後に形成されるプラズモン発生器６６の上面６６ｄに垂直な方向（Ｚ方向）についての前端面６６ａの長さＴPG（図１４および図１５参照）よりもわずかに小さな厚みに形成される。例えば、初期クラッド層６８Ｐは、上記の長さＴPGよりも２０ｎｍだけ小さな厚みに形成される。次に、初期クラッド層６８Ｐの上に、マスク層５１を形成する。
【０１１４】
図１８は、次の工程を示す。この工程では、マスク層５１をエッチングマスクとして用いて、例えばＲＩＥによって、初期クラッド層６８Ｐおよび初期導波路１４Ｐを連続的にエッチングする。この工程は、初期クラッド層６８Ｐおよび初期導波路１４Ｐがテーパーエッチングされ、且つ初期導波路１４Ｐのエッチング速度が初期クラッド層６８Ｐのエッチング速度よりも大きい条件で行われる。これにより、初期クラッド層６８Ｐに開口部６８ｃが形成されて、初期クラッド層６８Ｐはクラッド層６８となる。また、初期導波路１４Ｐに溝部１４ｂが形成されて、初期導波路１４Ｐは導波路１４になる。
【０１１５】
初期クラッド層６８Ｐがアルミナによって形成され、初期導波路１４Ｐが酸化タンタルによって形成されている場合には、例えば、Ｃｌ２およびＢＣｌ３と、Ｎ２とＣＦ４の少なくとも一方とを含むエッチングガスを用いたＲＩＥによって、初期クラッド層６８Ｐおよび初期導波路１４Ｐを連続的にエッチングする。Ｃｌ２とＢＣｌ３は、初期クラッド層６８Ｐおよび初期導波路１４Ｐのエッチングに寄与する主成分である。Ｎ２とＣＦ４は、初期クラッド層６８Ｐおよび初期導波路１４Ｐのエッチング中に、エッチングによって形成される溝の側壁に側壁保護膜を形成するためのガスである。エッチングガスがＮ２とＣＦ４の少なくとも一方を含むことにより、初期クラッド層６８Ｐのエッチング中に溝の側壁に側壁保護膜が形成され、これにより、第１および第２の開口部側壁６８ｃ１，６８ｃ２が、それぞれ上記の仮想の平面Ｐに対して傾いた面となる。また、初期導波路１４Ｐのエッチング中に溝の側壁に側壁保護膜が形成され、これにより、第１および第２の溝部側壁１４ｂ１，１４ｂ２が、それぞれ上記仮想の平面Ｐに対して傾いた面となる。
【０１１６】
第１の開口部側壁６８ｃ１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度と、第２の開口部側壁６８ｃ２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は等しい。以下、この角度を記号θ５で表す。角度θ５は、例えば上記エッチングガスの全流量に対するＮ２とＣＦ４の少なくとも一方の流量の割合を変化させることによって、３０度から６０度の範囲内で制御することができる。
【０１１７】
また、第１の溝部側壁１４ｂ１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度と、第２の溝部側壁１４ｂ２が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度は等しい。以下、この角度を記号θ６で表す。前述のように、初期クラッド層６８Ｐおよび初期導波路１４Ｐのエッチングは、初期導波路１４Ｐのエッチング速度が初期クラッド層６８Ｐのエッチング速度よりも大きい条件で行われる。そのため、角度θ６は角度θ５よりも大きくなる。一例では、角度θ５が４５度で、角度θ６が６０度である。図１６に示した角度θ３は、角度θ５と等しくなるか、ほぼ等しくなり、図１６に示した角度θ４は、角度θ６と等しくなるか、ほぼ等しくなる。
【０１１８】
初期クラッド層６８Ｐおよび初期導波路１４Ｐをエッチングする際のエッチングガス以外の条件の一例としては、第１の実施の形態における初期クラッド層１８Ｐをテーパーエッチングする際の条件と同じものを挙げることができる。
【０１１９】
図１９は、次の工程を示す。この工程では、例えばＡＬＤによって、少なくとも、導波路１４の溝部１４ｂ内、クラッド層６８の開口部６８ｃ内およびマスク層５１の開口部内に、誘電体膜５２を形成する。誘電体膜５２を形成した後の積層体は、後に形成されるプラズモン発生器６６を収容するための凹部５２ａを有している。凹部５２ａの下端部５２ａ１は、導波路１４の上面１４ａよりも下方に位置してもよいし、上面１４ａよりも上方に位置してもよいし、上面１４ａと同じ高さの位置にあってもよい。
【０１２０】
図２０は、次の工程を示す。この工程では、まず、例えばスパッタ法によって、誘電体膜５２の上に、後にプラズモン発生器６６となる金属層を形成する。この金属層は、少なくとも凹部５２ａを埋める厚みに形成される。次に、例えばＣＭＰによって、マスク層５１が露出するまで誘電体膜５２および金属層を研磨する。これにより、残った金属層はプラズモン発生器６６となる。
【０１２１】
本実施の形態に係る近接場光発生器では、プラズモン発生器６６のエッジ部６６ｅが、導波路１４の外面の一部である溝部１４ｂの表面に対して、誘電体膜５２の厚みによる所定の間隔をもって対向している。そして、エッジ部６６ｅにおいて、導波路１４を伝播するレーザ光に基づいて溝部１４ｂの表面において発生する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、この表面プラズモンがエッジ部６６ｅに沿って近接場光発生部６６ｆに伝播され、この表面プラズモンに基づいて近接場光発生部６６ｆより近接場光が発生される。
【０１２２】
本実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法によれば、ＲＩＥを用いて初期クラッド層６８Ｐおよび初期導波路１４Ｐを連続的にエッチングすることにより、クラッド層６８の開口部６８ｃおよび導波路１４の溝部１４ｂが形成される。その後、開口部６８ｃおよび溝部１４ｂ内に誘電体膜５２が形成され、誘電体膜５２の上にプラズモン発生器６６が形成される。従って、導波路１４の外面（溝部１４ｂの表面）とプラズモン発生器６６のエッジ部６６ｅとの間隔は、誘電体膜５２の厚みによって決まる。これにより、本実施の形態によれば、導波路１４の外面（溝部１４ｂの表面）とプラズモン発生器６６のエッジ部６６ｅとの間隔のばらつきを小さくすることが可能になる。
【０１２３】
また、本実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法によれば、プラズモン発生器６６の第１の斜面６６ｃ１は連続する上部６６ｃ１１と下部６６ｃ１２とを含み、プラズモン発生器６６の第２の斜面６６ｃ２は連続する上部６６ｃ２１と下部６６ｃ２２とを含み、下部６６ｃ１２，６６ｃ２２が導波路１４の上面１４ａに平行な仮想の平面Ｐに対してなす角度θ４は、上部６６ｃ１１，６６ｃ２１が上記仮想の平面Ｐに対してなす角度よりも大きくなる。これにより、プラズモン発生器６６の前端面６６ａにおいて、近接場光発生部６６ｆを形成する尖端６６ａ４の曲率半径Ｒ１を小さくすることが可能になる。その結果、本実施の形態によれば、近接場光発生部６６ｆより発生される近接場光のスポット径を小さくすることが可能になる。
【０１２４】
次に、図２１に示した比較例のプラズモン発生器７６と比較して、本実施の形態におけるプラズモン発生器６６によれば、近接場光発生部６６ｆを形成する尖端６６ａ４の曲率半径Ｒ１を小さくすることができることを説明する。図２１は、比較例のプラズモン発生器７６の一部を拡大して示す正面図である。
【０１２５】
図２１に示した比較例のプラズモン発生器７６は、以下の方法によって形成されたものである。この方法では、導波路１４に溝部１４ｂを形成せずに、初期クラッド層６８Ｐをテーパーエッチングして、クラッド層６８にプラズモン発生器７６を収容するための凹部を形成した。次に、凹部内に誘電体膜５２を形成し、誘電体膜５２の上にプラズモン発生器７６を形成した。クラッド層６８の凹部は、導波路１４の上面１４ａに近づくに従って互いの距離が小さくなる第１および第２の側壁を有している。
【０１２６】
プラズモン発生器７６は、ほぼ三角柱形状を有している。具体的には、プラズモン発生器７６は、媒体対向面４０に配置された前端面７６ａと、その反対側の後端面（図示せず）と、第１および第２の斜面７６ｃ１，７６ｃ２と、上面（図示せず）とを有している。プラズモン発生器７６は、更に、第１および第２の斜面７６ｃ１，７６ｃ２を接続するエッジ部７６ｅと、媒体対向面４０に配置され、近接場光を発生する近接場光発生部７６ｆとを有している。近接場光発生部７６ｆは、エッジ部７６ｅの一端に位置している。第１および第２の斜面７６ｃ１，７６ｃ２の互いの距離は、エッジ部７６ｅに近づくに従って小さくなっている。
【０１２７】
前端面７６ａは、第１の斜面７６ｃ１の端に位置する第１の辺７６ａ１と、第２の斜面７６ｃ２の端に位置する第２の辺７６ａ２と、第１の辺７６ａ１と第２の辺７６ａ２が接して形成され、近接場光発生部７６ｆを形成する尖端７６ａ４とを含んでいる。媒体対向面４０に平行な断面におけるエッジ部７６ｅの形状および尖端７６ａ４の形状は、円弧形状になっている。以下、エッジ部７６ｅおよび尖端７６ａ４の曲率半径を記号Ｒ２で表す。また、第１および第２の斜面７６ｃ１，７６ｃ２ならびに第１および第２の辺７６ａ１，７６ａ２がそれぞれ、導波路１４の上面１４ａに平行な仮想の平面Ｐに対してなす角度を、記号θ７で表す。
【０１２８】
ここで、比較例における角度θ７と本実施の形態における角度θ３（図１６参照）を等しくして、比較例における曲率半径Ｒ２と本実施の形態における曲率半径Ｒ１とを比較する。この場合、本実施の形態における角度θ４は（図１６参照）は、角度θ３，θ７よりも大きくなる。従って、本実施の形態における第１および第２の辺６６ａ１，６６ａ２の下部６６ａ１２，６６ａ２２がなす角度（第１および第２の斜面６６ｃ１，６６ｃ２の下部６６ｃ１２，６６ｃ２２がなす角度）は、比較例における第１および第２の辺７６ａ１，７６ａ２がなす角度（第１および第２の斜面７６ｃ１，７６ｃ２がなす角度）よりも小さくなる。これにより、本実施の形態における尖端６６ａ４は、比較例における尖端７６ａ４に比べて、より尖った形状となる。その結果、本実施の形態における曲率半径Ｒ１は、比較例における曲率半径Ｒ２よりも小さくなる。例えば、角度θ３，θ７が４５度で、角度θ４が６０度の場合には、比較例における曲率半径Ｒ２は例えば２０ｎｍとなり、本実施の形態における曲率半径Ｒ１は例えば１０ｎｍとなる。
【０１２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、導波路１４の外面（溝部１４ｂの表面）とプラズモン発生器６６のエッジ部６６ｅとの間隔のばらつきを小さくすることが可能になると共に、プラズモン発生器６６のエッジ部６６ｅおよび尖端６６ａ４の曲率半径Ｒ１を小さくして、近接場光のスポット径を小さくすることが可能になる。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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、プラズモン発生器の形状は、図１および図１４にそれぞれ示した形状以外の形状であってもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１４…導波路、１６…プラズモン発生器、１８…クラッド層、１８ｃ…開口部、５２…誘電体膜。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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