テーパエッチング方法および近接場光発生器の製造方法
【課題】ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部を形成する。
【解決手段】ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層をテーパエッチングする方法である。この方法は、被エッチング層の上面の上に、開口部５２ａを有するエッチングマスク５２を形成する工程と、被エッチング層に、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部が形成されるように、反応性イオンエッチングによって、被エッチング層のうち開口部５２ａから露出する部分をテーパエッチングする工程とを備えている。エッチングマスク５２は、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。テーパエッチングする工程は、被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。
【解決手段】ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層をテーパエッチングする方法である。この方法は、被エッチング層の上面の上に、開口部５２ａを有するエッチングマスク５２を形成する工程と、被エッチング層に、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部が形成されるように、反応性イオンエッチングによって、被エッチング層のうち開口部５２ａから露出する部分をテーパエッチングする工程とを備えている。エッチングマスク５２は、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。テーパエッチングする工程は、被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、断面がＶ字形状の溝部を形成するためのテーパエッチング方法、ならびにこのテーパエッチング方法を利用した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、導波路を伝播する光を、プラズモンジェネレータに対して、緩衝部を介して表面プラズモンモードで結合させて、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】特開２０１０−２６７３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、プラズモンジェネレータの形状と、プラズモンジェネレータおよび導波路の配置の一例について説明する。この例では、導波路のコアの上面の上方にプラズモンジェネレータが配置される。プラズモンジェネレータは、導波路のコアの上面に向いたエッジ部を有している。コアの周囲にはクラッドが配置されている。クラッドのうち、プラズモンジェネレータのエッジ部とコアの上面との間に位置する部分が緩衝部となる。
【０００９】
上記のプラズモンジェネレータでは、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。このプラズモンジェネレータでは、コアを伝播する光がコアの上面で全反射することによって、コアの上面から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の少なくともエッジ部において、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。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、プラズモンジェネレータ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。
【００１０】
上記の構成は、以下のようにして形成することができる。まず、クラッドを構成する誘電体材料よりなり、コアの上面の上に位置する部分を有する被エッチング層を形成する。次に、この被エッチング層に、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（以下、Ｖ字形状の溝部とも記す。）を形成する。この溝部は、コアの上面に達しないように形成される。溝部が形成されることにより、被エッチング層はクラッドの一部となる。次に、上記溝部内にプラズモンジェネレータを形成する。
【００１１】
上記の構成では、Ｖ字形状の溝部は、所定の角度で交わる２つの壁面を有し、プラズモンジェネレータは、２つの壁面に対向する２つの斜面を有する。プラズモンジェネレータのエッジ部は、プラズモンジェネレータの２つの斜面が交わることによって形成される。２つの斜面がなす角度は、プラズモンジェネレータに励起される表面プラズモンの強度と、近接場光発生部より発生される近接場光のスポット径に影響を与える。２つの斜面がなす角度が小さくなると、エッジ部が鋭くなり、近接場光発生部より発生される近接場光のスポット径が小さくなる。しかし、プラズモンジェネレータに励起される表面プラズモンの強度を大きくするためには、２つの斜面がなす角度はある程度大きい方がよい。これらのことから、２つの斜面がなす角度には好ましい範囲が存在する。一例としては、２つの斜面がなす角度は、５０°〜１２０°の範囲内であることが好ましい。２つの斜面がなす角度を５０°〜１２０°の範囲内とするには、Ｖ字形状の溝部の２つの壁面の各々が被エッチング層の上面に対してなす角度（以下、傾斜角度と言う。）を３０°〜６５°の範囲内として、２つの壁面がなす角度を５０°〜１２０°の範囲内とすればよい。
【００１２】
ところで、後にクラッドの一部となる被エッチング層に、Ｖ字形状の溝部を形成する方法としては、反応性イオンエッチング（以下、ＲＩＥとも記す。）を用いて、被エッチング層をテーパエッチングする方法がある。この方法では、一般的には、被エッチング層の上に、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配置し、このエッチングマスクを用いて、被エッチング層をテーパエッチングする。ＲＩＥを用いたテーパエッチングでは、溝部の壁面の傾斜角度は、エッチング中の反応生成物よりなる側壁保護膜の堆積速度とエッチング速度との比に依存する。
【００１３】
一方、クラッドの材料としては、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）またはＳｉＯＮ（酸窒化ケイ素）が用いられる場合がある。この場合、２つの壁面の各々の傾斜角度が３０°〜６５°の範囲内であるＶ字形状の溝部が形成されるように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層を、ＲＩＥを用いてテーパエッチングする必要が生じる。しかし、従来の、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たＲＩＥでは、上記のＶ字形状の溝部が形成されるように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層をテーパエッチングすることが難しかった。すなわち、この従来の方法では、傾斜角度が９０°に近く、所定の角度で交わらない２つの壁面を有する溝部すなわち底を有する溝部が形成されるか、ほとんど溝部が形成されないかのどちらかであった。その理由は、従来の方法では、エッチング中に、適度の堆積速度を有する側壁保護膜が形成されないためと考えられる。
【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、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部を形成することができるようにしたテーパエッチング方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の第２の目的は、コアとクラッドとを有する導波路と、プラズモンジェネレータとを備え、クラッドは、コアの上面の上方に配置された溝部を有するクラッド層を含み、溝部は、所定の角度で交わる２つの壁面を有し、プラズモンジェネレータは、２つの壁面に対向する２つの斜面を有する近接場光発生器の製造方法であって、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して前記溝部を形成してクラッド層を形成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】
本発明のテーパエッチング方法は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層をテーパエッチングする方法である。この方法は、被エッチング層の上面の上に、開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、被エッチング層に、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部が形成されるように、反応性イオンエッチングによって、被エッチング層のうち開口部から露出する部分をテーパエッチングする工程とを備えている。エッチングマスクは、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。テーパエッチングする工程は、被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。
【００１７】
本発明の近接場光発生器の製造方法は、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を製造する方法である。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、クラッドは、コアの上面の上方に配置された溝部を有するクラッド層を含んでいる。溝部は、所定の角度で交わる２つの壁面を有している。プラズモンジェネレータは、２つの壁面に対向する２つの斜面と、２つの斜面が交わることによって形成されたエッジ部と、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。コアを伝播する光がコアの上面において全反射することによって、コアの上面からエバネッセント光が発生する。また、エッジ部において、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】
本発明の近接場光発生器の製造方法は、コアを形成する工程と、クラッドを形成する工程と、プラズモンジェネレータを形成する工程とを備えている。クラッドを形成する工程は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層を形成する工程と、被エッチング層の上面の上に、開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、被エッチング層に溝部が形成されて被エッチング層がクラッド層になるように、反応性イオンエッチングによって、被エッチング層のうち開口部から露出する部分をテーパエッチングする工程とを含んでいる。エッチングマスクは、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。テーパエッチングする工程は、被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。
【００１９】
本発明のテーパエッチング方法および近接場光発生器の製造方法において、エッチングマスクを構成する材料は、Ａｌを含む合金、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＡｌＦのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、主成分ガスは、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含んでいてもよい。また、エッチングガスにおいて、全流量に対するＮ２の流量の割合は１０〜２０％であってもよい。また、２つの壁面の各々が被エッチング層の上面に対してなす角度は、３０°〜６５°の範囲内であってもよい。また、開口部の最小幅は、０．１５〜０．５μｍの範囲内であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のテーパエッチング方法によれば、被エッチング層のエッチング中に、エッチングマスク中のＡｌ元素と、エッチングガス中のＮ２とによって、反応生成物ＡｌＮが生成され、これが側壁保護膜を形成する。これにより、本発明によれば、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部を形成することが可能になるという効果を奏する。
【００２１】
本発明の近接場光発生器の製造方法によれば、上記の作用により、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部を形成してクラッド層を形成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】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態におけ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２】本発明の一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３】本発明の一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４】本発明の一実施の形態におけ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５】本発明の一実施の形態におけ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６】本発明の一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７】図６に示した工程に続く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】比較例のエッチング方法における一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の第１の例を示す断面図である。
【図１３】図１１に示した工程に続く工程の第２の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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３を参照して、本発明の一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１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２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３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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２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。
【００２６】
図２および図３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。Ｚ方向は、基板１の上面１ａに垂直な方向でもある。
【００２７】
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とを備えている。
【００２８】
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。
【００２９】
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６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、上部シールドギャップ膜６の上においてリターン磁極層１０の周囲に配置された図示しない絶縁層と、リターン磁極層１０の上面の一部の上に配置された絶縁層１１とを備えている。図示しない絶縁層と絶縁層１１は、例えばアルミナによって形成されている。
【００３０】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、媒体対向面４０の近傍においてリターン磁極層１０の上に配置された磁性材料よりなるシールド層１２と、シールド層１２に対して、媒体対向面４０からより遠い位置においてリターン磁極層１０の上に配置された磁性材料よりなる連結層１３と、シールド層１２および連結層１３の周囲に配置された絶縁層１４とを備えている。シールド層１２は、媒体対向面４０に配置された端面を有している。絶縁層１４は、例えばアルミナによって形成されている。
【００３１】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、連結層１３の上に配置された磁性材料よりなる連結層１５と、シールド層１２および絶縁層１４の上において連結層１５の周囲に配置された絶縁層１６とを備えている。絶縁層１６は、例えばアルミナによって形成されている。連結層１５および絶縁層１６の上面は平坦化されている。
【００３２】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、コア１９と、コア１９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。クラッドは、クラッド層１８，２０，２１を含んでいる。クラッド層１８は、連結層１５および絶縁層１６の上に配置されている。コア１９は、クラッド層１８の上に配置されている。クラッド層２０は、クラッド層１８の上においてコア１９の周囲に配置されている。コア１９およびクラッド層２０の上面は平坦化されている。クラッド層２１は、コア１９およびクラッド層２０の上に配置されている。
【００３３】
コア１９は、入射部１９ａと、媒体対向面４０により近い端面１９ｂと、上面１９ｃとを有している。端面１９ｂ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１ないし図３には、端面１９ｂが媒体対向面４０に配置された例を示している。
【００３４】
コア１９は、上記端面１９ｂ、上面１９ｃおよび下面を含み、媒体対向面４０に垂直な方向（Ｙ方向）に延びる第１層１９１と、第１層１９１の下面に沿って配置されて、この下面に接合された第２層１９２とを有している。第１層１９１は、入射部１９ａの一部を構成する入射端面１９１ａを有している。第２層１９２は、入射部１９ａの他の一部を構成する入射端面１９２ａを有している。入射部１９ａ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１９内を伝播する。クラッド層１８，２０，２１は、コア１９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１９の材料としては、例えば、Ｔａ２Ｏ５等の酸化タンタルまたはＳｉＯＮが用いられる。コア１９の材料として酸化タンタルが用いられる場合には、クラッド層１８，２０，２１の材料としては、例えばＳｉＯ２またはＳｉＯＮが用いられる。コア１９の材料としてＳｉＯＮが用いられる場合には、クラッド層１８，２０，２１の材料としては、例えばＳｉＯ２が用いられる。
【００３５】
図１に示したように、クラッド層２１は、上面２１ａと、コア１９の上面１９ｃの上方に配置された溝部２１ｂとを有している。溝部２１ｂの媒体対向面４０に平行な断面の形状はＶ字形状である。溝部２１ｂは、所定の角度で交わる２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２を有している。溝部２１ｂの下端部は、コア１９の上面１９ｃに対して、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。ここで、図１に示したように、２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２がなす角度を記号θ１で表す。角度θ１は、例えば５０°〜１２０°の範囲内であることが好ましい。また、２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２の各々がクラッド層２１の上面２１ａに対してなす角度を傾斜角度と呼び、記号θ２で表す。傾斜角度θ２は、例えば３０°〜６５°の範囲内であることが好ましい。なお、後で、傾斜角度θ２を３０°〜６５°の範囲内にする理由について詳しく説明する。また、溝部２１ｂの深さ（Ｚ方向の寸法）を記号Ｈで表す。深さＨは、例えば０．０５〜０．３μｍの範囲内である。
【００３６】
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、コア１９の上面１９ｃの上方に配置されたプラズモンジェネレータ２２と、コア１９との間にプラズモンジェネレータ２２を挟む位置に配置された磁性材料よりなる主磁極２３とを備えている。プラズモンジェネレータ２２の少なくとも一部は、クラッド層２１の溝部２１ｂ内に収容されている。プラズモンジェネレータ２２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２２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。なお、プラズモンジェネレータ２２および主磁極２３の形状については、後で詳しく説明する。
【００３７】
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クラッド層１８，２０，２１に埋め込まれた２つの連結部１７Ａ，１７Ｂを備えている。連結部１７Ａ，１７Ｂは、磁性材料によって形成されている。連結部１７Ａ，１７Ｂは、コア１９のトラック幅方向（Ｘ方向）の両側において、コア１９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１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ、連結層１５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。
【００３８】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、連結部１７Ａ，１７Ｂの上に配置された磁性材料よりなる連結層２４と、クラッド層２１の上において主磁極２３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。主磁極２３、連結層２４および絶縁層２５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、主磁極２３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。
【００４０】
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、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、複数の第１のコイル要素３０Ａおよび絶縁層３１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３１の周囲に配置された絶縁層３３とを備えている。図４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２８，３１〜３３は、例えばアルミナによって形成されている。
【００４１】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、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３４と、ヨーク層３４の周囲に配置された絶縁層３５とを備えている。ヨーク層３４は、連結層２６と連結層２７を磁気的に連結している。絶縁層３５は、例えばアルミナによって形成されている。ヨーク層３４および絶縁層３５の上面は平坦化されている。
【００４２】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、ヨーク層３４および絶縁層３５の上に配置された絶縁層３６と、絶縁層３６の上に配置された複数の第２のコイル要素３０Ｂおよびリード層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３７とを備えている。絶縁層３６と保護層３７は、例えばアルミナによって形成されている。
【００４３】
図５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。
【００４４】
図４および図５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３８と１つの接続部３９とを備えている。複数の接続部３８は、ヨーク層３４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３９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３８と接続部３９は、絶縁層３２，３５，３６を貫通するように設けられている。複数の接続部３８と接続部３９は、銅等の導電材料によって形成されている。
【００４５】
下部シールド層３からリターン磁極層１０までの部分は、再生ヘッドを構成する。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３８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。シールド層１２、リターン磁極層１０、連結層１３，１５、連結部１７Ａ，１７Ｂ、連結層２４，２７、ヨーク層３４、連結層２６および主磁極２３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。主磁極２３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。
【００４６】
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。
【００４７】
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とを備えている。本実施の形態では、記録ヘッドのリターン磁極層１０は、再生ヘッドの上部シールド層を兼ねている。再生ヘッドは、更に、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とリターン磁極層１０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。
【００４８】
記録ヘッドは、コイル３０と、主磁極２３と、導波路と、プラズモンジェネレータ２２とを備えている。導波路は、コア１９とクラッドとを有している。クラッドは、クラッド層１８，２０，２１を含んでいる。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。主磁極２３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。
【００４９】
本実施の形態に係る近接場光発生器は、コア１９とクラッドとを有する導波路と、プラズモンジェネレータ２２とを備えている。コア１９は、上面１９ｃ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。クラッドは、コア１９の上面１９ｃの上方に配置された溝部２１ｂを有するクラッド層２１を含んでいる。溝部２１ｂは、所定の角度θ１で交わる２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２を有している。プラズモンジェネレータ２２の少なくとも一部は、溝部２１ｂ内に配置されている。
【００５０】
次に、図１を参照して、プラズモンジェネレータ２２および主磁極２３の形状の一例について詳しく説明する。図１に示した例では、プラズモンジェネレータ２２は、クラッド層２１の溝部２１ｂの２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２に対向する２つの斜面２２ａ，２２ｂと、２つの斜面２２ａ，２２ｂが交わることによって形成されたエッジ部２２ｅと、エッジ部２２ｅの一端に位置し、近接場光を発生する近接場光発生部２２ｇとを有している。エッジ部２２ｅは、コア１９の上面１９ｃに対して、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。近接場光発生部２２ｇは、媒体対向面４０に配置されている。２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度は、溝部２１ｂの２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２がなす角度θ１と等しい。
【００５１】
また、プラズモンジェネレータ２２は、斜面２２ａを含む側壁部２２１Ａと、斜面２２ｂを含む側壁部２２１Ｂと、それぞれ側壁部２２１Ａ，２２１Ｂの上端に連結された拡張部分２２２Ａ，２２２Ｂとを有している。側壁部２２１Ａ，２２１Ａおよび拡張部分２２２Ａ，２２２Ｂは、それぞれ板状の形状を有している。側壁部２２１Ａは、溝部２１ｂの壁面２１ｂ１に沿って配置されている。側壁部２２１Ｂは、溝部２１ｂの壁面２１ｂ２に沿って配置されている。拡張部分２２２Ａ，２２２Ｂは、クラッド層２１の上面２１ａに沿って配置されている。拡張部分２２２Ａは、側壁部２２１Ａの上端から、側壁部２２１Ａ，２２１Ｂの両方から離れる方向に拡張している。拡張部分２２２Ｂは、側壁部２２１Ｂの上端から、側壁部２２１Ａ，２２１Ｂの両方から離れる方向に拡張している。
【００５２】
主磁極２３は、プラズモンジェネレータ２２の２つの側壁部２２１Ａ，２２１Ｂによって形成された空間内に収容された第１の部分２３１と、第１の部分２３１よりもコア１９から遠い位置に配置された第２の部分２３２とを有している。図１では、第１の部分２３１と第２の部分２３２との境界を二点鎖線で示している。
【００５３】
なお、プラズモンジェネレータ２２および主磁極２３の形状および配置は、図１を参照して説明した上記の例に限られない。
【００５４】
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１９の入射部１９ａに入射される。図２に示したように、レーザ光５０は、コア１９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２２の近傍に達する。ここで、コア１９の上面１９ｃにおいて、レーザ光５０が全反射することによって、上面１９ｃから、クラッド層２１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２２の少なくともエッジ部２２ｅ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。
【００５５】
プラズモンジェネレータ２２に励起された表面プラズモンは、エッジ部２２ｅに沿って近接場光発生部２２ｇに伝播される。その結果、近接場光発生部２２ｇ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２２ｇ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２３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。
【００５６】
次に、図２および図３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。
【００５７】
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。
【００５８】
次に、上部シールドギャップ膜６の上にリターン磁極層１０を形成する。次に、リターン磁極層１０を覆うように図示しない絶縁層を形成する。次に、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭＰと記す。）によって、リターン磁極層１０が露出するまで図示しない絶縁層を研磨する。次に、リターン磁極層１０の上面の一部の上に絶縁層１１を形成する。
【００５９】
次に、リターン磁極層１０の上にシールド層１２と連結層１３を形成する。次に、シールド層１２および連結層１３を覆うように絶縁層１４を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、シールド層１２および連結層１３が露出するまで絶縁層１４を研磨する。
【００６０】
次に、連結層１３の上に連結層１５を形成する。次に、連結層１５を覆うように絶縁層１６を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結層１５が露出するまで絶縁層１６を研磨して、連結層１５および絶縁層１６の上面を平坦化する。
【００６１】
次に、連結層１５の上に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第１層を形成する。次に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第１層を覆うようにクラッド層１８を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第１層が露出するまでクラッド層１８を研磨する。
【００６２】
次に、クラッド層１８の上にコア１９を形成する。また、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第１層の上に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第２層を形成する。次に、コア１９および連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第２層を覆うようにクラッド層２０を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、コア１９および連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第２層が露出するまでクラッド層２０を研磨する。
【００６３】
次に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第２層の上に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層を形成する。次に、クラッド層２１、プラズモンジェネレータ２２および主磁極２３を順に形成する。プラズモンジェネレータ２２は、例えばスパッタ法によって金属膜を形成し、この金属膜をパターニングすることによって形成される。主磁極２３は、例えばめっき法によって形成される。クラッド層２１を形成する工程については、後で詳しく説明する。
【００６４】
次に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層の上に連結層２４を形成する。次に、主磁極２３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、主磁極２３および連結層２４が露出するまで絶縁層２５を研磨する。
【００６５】
次に、主磁極２３、連結層２４および絶縁層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。次に、第１のコイル要素３０Ａの周囲に絶縁層３１を形成する。次に、複数の第１のコイル要素３０Ａおよび絶縁層３１を覆うように絶縁層３２を形成する。次に、絶縁層２８，３１，３２を選択的にエッチングして、絶縁層２８，３１，３２に、主磁極２３の上面を露出させる開口部と、連結層２４の上面を露出させる開口部を形成する。次に、主磁極２３の上に連結層２６を形成し、連結層２４の上に連結層２７を形成する。次に、連結層２６，２７を覆うように絶縁層３３を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結層２６，２７が露出するまで絶縁層３３を研磨する。
【００６６】
次に、絶縁層３２を選択的にエッチングして、絶縁層３２に、接続部３８，３９の一部を通すための複数の開口部を形成する。次に、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３８，３９を形成する。また、連結層２６，２７および絶縁層３２の上にヨーク層３４を形成する。次に、ヨーク層３４および接続部３８，３９を覆うように絶縁層３５を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、ヨーク層３４および接続部３８，３９が露出するまで絶縁層３５を研磨する。次に、ヨーク層３４、絶縁層３５および接続部３８，３９の上に絶縁層３６を形成する。
【００６７】
次に、絶縁層３６を選択的にエッチングして、絶縁層３６に、接続部３８，３９の上面を露出させる複数の開口部を形成する。次に、絶縁層３６および接続部３８，３９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３７を形成する。次に、保護層３７の上面に配線や端子等を形成する。
【００６８】
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。
【００６９】
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、コア１９を形成する工程と、クラッドを形成する工程と、プラズモンジェネレータ２２を形成する工程とを備えている。クラッドを形成する工程は、クラッド層１８を形成する工程と、クラッド層２０を形成する工程と、クラッド層２１を形成する工程とを含んでいる。
【００７０】
以下、図６ないし図１０を参照して、クラッド層２１を形成する工程について詳しく説明する。本実施の形態では、クラッド層２１は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮによって構成されている。以下の説明は、本実施の形態に係るテーパエッチング方法の説明を含んでいる。図６ないし図１０は、近接場光発生器の製造方法における積層体の、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。
【００７１】
図６は、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層を形成した後の工程を示している。この工程では、まず、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層２１Ｐを形成する。被エッチング層２１Ｐは、コア１９の上面１９ｃ、クラッド層２０の上面、および連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層を覆うように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる誘電体層を形成し、例えばＣＭＰによって、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層が露出するまで誘電体層を研磨することによって形成される。被エッチング層２１Ｐは、後に媒体対向面４０に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部２１ｂが形成されることによりクラッド層２１となるものであり、上面２１Ｐａを有している。次に、被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａ上に、Ｒｕよりなるストッパ膜５１を形成する。なお、Ｒｕの代りに、磁性材料、Ｎｉ、ＮｉＣｒ、Ｃ、ＭｇＦ、ＭｇＯのいずれかを用いてもよい。
【００７２】
図７は、次の工程を示す。この工程では、まず、ストッパ膜５１の上面上に、エッチングマスク材料層５２Ｐを形成する。エッチングマスク材料層５２Ｐは、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。エッチングマスク材料層５２Ｐを構成する材料は、例えば、Ａｌを含む合金、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ）のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成されている場合、エッチングマスク材料層５２Ｐの厚みが例えば０．０５〜０．３μｍの範囲内になるように、エッチングマスク材料層５２Ｐを形成する。
【００７３】
次に、エッチングマスク材料層５２Ｐの上面上に、後に形成される溝部２１ｂの平面形状に対応した形状の開口部５３ａを有するフォトレジストマスク５３を形成する。フォトレジストマスク５３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。
【００７４】
図８は、次の工程を示す。この工程では、フォトレジストマスク５３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、エッチングマスク材料層５２Ｐのうち開口部５３ａから露出する部分をエッチングする。これにより、エッチングマスク材料層５２Ｐに、後に形成される溝部２１ｂの平面形状に対応した形状の開口部５２ａが形成されて、エッチングマスク材料層５２Ｐはエッチングマスク５２となる。
【００７５】
エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成されている場合には、エッチングマスク材料層５２Ｐ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、例えば、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含むガスが用いられる。ストッパ膜５１は、エッチングマスク材料層５２ＰをＲＩＥによってエッチングする際に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。
【００７６】
開口部５２ａの最小幅（クリティカルディメンジョン）は、Ｘ方向の幅であり、これは例えば０．１５〜０．５μｍの範囲内である。エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成されている場合、エッチングマスク材料層５２Ｐが厚くなると、開口部５２ａの最小幅を制御しにくくなる。そのため、エッチングマスク材料層５２Ｐの厚みは０．３μｍ以下であることが好ましい。ただし、エッチングマスク材料層５２Ｐの厚みは、必ずしも０．３μｍ以下である必要はない。
【００７７】
エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成され、その厚みが０．１μｍ以下である場合には、イオンビームエッチング（以下、ＩＢＥと記す。）によって、エッチングマスク材料層５２Ｐをエッチングして開口部５２ａを形成してもよい。
【００７８】
図９は、次の工程を示す。この工程では、まず、エッチングマスク５２およびフォトレジストマスク５３をエッチングマスクとして用いて、例えばＩＢＥまたはＲＩＥによって、ストッパ膜５１のうち開口部５２ａ，５３ａから露出する部分をエッチングして除去する。次に、ウェットエッチングまたはアッシングによって、フォトレジストマスク５３を除去する。ストッパ膜５１がＲｕによって構成されている場合には、ストッパ膜５１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、例えば、Ｏ２およびＣｌ２を含むガスが用いられる。エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成され、その厚みが０．１μｍ以下である場合には、ＩＢＥによって、エッチングマスク材料層５２Ｐをエッチングするのと同時に、ストッパ膜５１をエッチングしてもよい。
【００７９】
図１０は、次の工程を示す。この工程では、まず、被エッチング層２１Ｐがクラッド層２１になるように、被エッチング層２１Ｐに溝部２１ｂを形成する。この溝部２１ｂを形成する工程では、エッチングマスク５２をエッチングマスクとして用いて、ＲＩＥによって、被エッチング層２１Ｐのうち開口部５２ａから露出する部分をテーパエッチングする。次に、ストッパ膜５１およびエッチングマスク５２を除去する。
【００８０】
ＲＩＥによって被エッチング層２１Ｐをテーパエッチングする工程では、エッチングガスとして、被エッチング層２１Ｐのエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。主成分ガスは、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含んでいてもよい。Ｎ２は、被エッチング層２１Ｐ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。側壁保護膜は、以下のようにして形成される。エッチングマスク５２の一部は、被エッチング層２１Ｐと共にエッチングされる。前述のように、エッチングマスク５２は、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。そのため、被エッチング層２１Ｐのエッチング中に、エッチングマスク５２中のＡｌ元素と、エッチングガス中のＮ２とによって、反応生成物ＡｌＮが生成される。この反応生成物ＡｌＮは、被エッチング層２１Ｐに形成された溝の壁面に付着して側壁保護膜を形成する。この側壁保護膜が形成されることにより、被エッチング層２１Ｐがテーパエッチングされる。
【００８１】
ＲＩＥによって被エッチング層２１Ｐをテーパエッチングする工程では、溝部２１ｂの２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２の各々は、被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａ（クラッド層２１の上面２１ａ）に対して、傾斜角度θ２で傾くように形成される。これにより、所定の角度θ１で交わる２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２を有し、媒体対向面４０に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部２１ｂが形成される。この溝部２１ｂは、コア１９の上面１９ｃに達しないように形成される。溝部２１ｂが形成されることにより、被エッチング層２１Ｐはクラッド層２１となる。
【００８２】
傾斜角度θ２は、側壁保護膜の堆積速度とエッチング速度との比に依存する。この速度比は、例えば、エッチングガスにおける全流量に対するＮ２の流量の割合を変化させることによって制御することができる。このようにして速度比を制御することによって、角度θ１および傾斜角度θ２を制御することができる。例えば、図１０に示した例において、角度θ１を９０°とし、傾斜角度θ２を４５°とする場合には、エッチングガスにおいて、全流量に対するＮ２の流量の割合を１０〜２０％とする。
【００８３】
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クラッド層２１を形成する工程、ならびに本実施の形態に係るテーパエッチング方法は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面２１Ｐａを有する被エッチング層２１Ｐを形成する工程と、被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａの上に、開口部５２ａを有するエッチングマスク５２を形成する工程と、被エッチング層２１Ｐに溝部２１ｂが形成されて被エッチング層２１Ｐがクラッド層２１になるように、ＲＩＥによって、被エッチング層２１Ｐのうち開口部５２ａから露出する部分をテーパエッチングする工程とを含んでいる。エッチングマスク５２は、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。被エッチング層２１Ｐをテーパエッチングする工程は、被エッチング層２１Ｐのエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。
【００８４】
本実施の形態によれば、被エッチング層２１Ｐのエッチング中に、エッチングマスク５２中のＡｌ元素と、エッチングガス中のＮ２とによって、反応生成物ＡｌＮが生成され、これが側壁保護膜を形成する。この側壁保護膜が形成されることにより、本実施の形態によれば、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層２１Ｐに対して、所定の角度θ１で交わる２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２を有する溝部２１ｂを形成してクラッド層２１を形成することが可能になる。特に、本実施の形態によれば、溝部２１ｂの２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２の各々が被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａに対してなす傾斜角度θ２が３０°〜６５°の範囲内となり、その結果、θ１が５０°〜１２０°の範囲内となるように、溝部２１ｂを形成することが可能になる。
【００８５】
ところで、プラズモンジェネレータ２２の２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度は、プラズモンジェネレータ２２に励起される表面プラズモンの強度と、近接場光発生部２２ｇより発生される近接場光のスポット径に影響を与える。プラズモンジェネレータ２２に励起される表面プラズモンの強度をある程度大きくし、近接場光発生部２２ｇより発生される近接場光のスポット径をある程度小さくするためには、２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度は、５０°〜１２０°の範囲内であることが好ましい。
【００８６】
本実施の形態によれば、前述のように溝部２１ｂを形成することが可能になることから、２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度が５０°〜１２０°の範囲内となるように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなるクラッド層２１の溝部２１ｂ内に、プラズモンジェネレータ２２の側壁部２２１Ａ，２２１Ｂを形成することが可能になる。これにより、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなるクラッド層２１の溝部２１ｂ内にプラズモンジェネレータ２２の側壁部２２１Ａ，２２１Ｂが配置された構成の近接場光発生器であって、２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度が所望の角度である５０°〜１２０°の範囲内となる近接場光発生器を実現することが可能になる。
【００８７】
また、本実施の形態では、例えばエッチングガスにおける全流量に対するＮ２の流量の割合を変化させて、側壁保護膜の堆積速度とエッチング速度との比を制御することによって、角度θ１，θ２を制御することができる。これにより、本実施の形態によれば、プラズモンジェネレータ２２の２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度を制御することが可能になる。
【００８８】
次に、比較例のエッチング方法と比較しながら、本実施の形態の効果について更に詳しく説明する。始めに、図１１ないし図１３を参照して、比較例のエッチング方法について説明する。図１１ないし図１３は、比較例のエッチング方法における積層体を示している。図１１ないし図１３は、それぞれ、積層体における媒体対向面４０が形成される予定の位置における断面を表している。
【００８９】
図１１は、被エッチング層２１Ｐを形成した後の工程を示している。比較例のエッチング方法では、被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａ上に、開口部５４ａを有するフォトレジストマスク５４を形成する。フォトレジストマスク５４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。
【００９０】
比較例のエッチング方法では、次に、フォトレジストマスク５４をエッチングマスクとして用いて、ＲＩＥによって、被エッチング層２１Ｐをエッチングする。この工程を比較例のエッチング工程と呼ぶ。図１２は比較例のエッチング工程の第１の例を示し、図１３は比較例のエッチング工程の第２の例を示している。
【００９１】
比較例のエッチング工程では、エッチングガスとして、被エッチング層２１Ｐのエッチングガスに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。主成分ガスとしては、Ｏ２、Ｃｘ１Ｆｙ１、Ｃｘ２ＨＦｙ２およびＣＯｘ３（ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２，ｘ３は自然数）を含むガスを用いる。Ｎ２は、側壁保護膜の形成を促進するガスである。
【００９２】
従来の、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たＲＩＥでは、エッチングガス中のＮ２は、サイドエッチングを抑制するために用いられている。比較例のエッチング方法においても同様である。この場合、比較例のエッチング工程では、図１２に示したように、側壁が被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａに対してなす傾斜角度θ３が９０°に近く（例えば８０°）、底を有する溝が形成される。
【００９３】
一方、比較例のエッチング工程において、側壁保護膜の堆積速度がより大きくなるエッチング条件を選択すると、図１３に示したように、十分な深さの溝が形成される前に、被エッチング層２１Ｐのエッチングが停止する。
【００９４】
このように、比較例のエッチング工程では、媒体対向面４０に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部２１ｂが形成されるように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層２１Ｐをテーパエッチングすることはできない。
【００９５】
これに対し、本実施の形態では、Ａｌ元素を含む材料によって構成されたエッチングマスク５２と、主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いて、被エッチング層２１Ｐをエッチングする。これにより、本実施の形態によれば、被エッチング層２１Ｐのエッチング中に、適度の堆積速度を有する反応生成物ＡｌＮを生成させて、これにより側壁保護膜を形成することができる。その結果、本実施の形態によれば、媒体対向面４０に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部２１ｂを容易に形成することが可能になる。
【００９６】
なお、本発明は、上記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、本発明のテーパエッチング方法は、本発明の近接場光発生器の製造方法のように、クラッド層２１に、プラズモンジェネレータ２２の少なくとも一部を収容するための溝部２１ｂを形成する場合に限らず、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層をテーパエッチングする場合の全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１９…コア、２１…クラッド層、２１Ｐ…被エッチング層、２２…プラズモンジェネレータ、５２…エッチングマスク、５２ａ…開口部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、断面がＶ字形状の溝部を形成するためのテーパエッチング方法、ならびにこのテーパエッチング方法を利用した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、導波路を伝播する光を、プラズモンジェネレータに対して、緩衝部を介して表面プラズモンモードで結合させて、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】特開２０１０−２６７３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、プラズモンジェネレータの形状と、プラズモンジェネレータおよび導波路の配置の一例について説明する。この例では、導波路のコアの上面の上方にプラズモンジェネレータが配置される。プラズモンジェネレータは、導波路のコアの上面に向いたエッジ部を有している。コアの周囲にはクラッドが配置されている。クラッドのうち、プラズモンジェネレータのエッジ部とコアの上面との間に位置する部分が緩衝部となる。
【０００９】
上記のプラズモンジェネレータでは、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。このプラズモンジェネレータでは、コアを伝播する光がコアの上面で全反射することによって、コアの上面から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の少なくともエッジ部において、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。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、プラズモンジェネレータ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。
【００１０】
上記の構成は、以下のようにして形成することができる。まず、クラッドを構成する誘電体材料よりなり、コアの上面の上に位置する部分を有する被エッチング層を形成する。次に、この被エッチング層に、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（以下、Ｖ字形状の溝部とも記す。）を形成する。この溝部は、コアの上面に達しないように形成される。溝部が形成されることにより、被エッチング層はクラッドの一部となる。次に、上記溝部内にプラズモンジェネレータを形成する。
【００１１】
上記の構成では、Ｖ字形状の溝部は、所定の角度で交わる２つの壁面を有し、プラズモンジェネレータは、２つの壁面に対向する２つの斜面を有する。プラズモンジェネレータのエッジ部は、プラズモンジェネレータの２つの斜面が交わることによって形成される。２つの斜面がなす角度は、プラズモンジェネレータに励起される表面プラズモンの強度と、近接場光発生部より発生される近接場光のスポット径に影響を与える。２つの斜面がなす角度が小さくなると、エッジ部が鋭くなり、近接場光発生部より発生される近接場光のスポット径が小さくなる。しかし、プラズモンジェネレータに励起される表面プラズモンの強度を大きくするためには、２つの斜面がなす角度はある程度大きい方がよい。これらのことから、２つの斜面がなす角度には好ましい範囲が存在する。一例としては、２つの斜面がなす角度は、５０°〜１２０°の範囲内であることが好ましい。２つの斜面がなす角度を５０°〜１２０°の範囲内とするには、Ｖ字形状の溝部の２つの壁面の各々が被エッチング層の上面に対してなす角度（以下、傾斜角度と言う。）を３０°〜６５°の範囲内として、２つの壁面がなす角度を５０°〜１２０°の範囲内とすればよい。
【００１２】
ところで、後にクラッドの一部となる被エッチング層に、Ｖ字形状の溝部を形成する方法としては、反応性イオンエッチング（以下、ＲＩＥとも記す。）を用いて、被エッチング層をテーパエッチングする方法がある。この方法では、一般的には、被エッチング層の上に、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配置し、このエッチングマスクを用いて、被エッチング層をテーパエッチングする。ＲＩＥを用いたテーパエッチングでは、溝部の壁面の傾斜角度は、エッチング中の反応生成物よりなる側壁保護膜の堆積速度とエッチング速度との比に依存する。
【００１３】
一方、クラッドの材料としては、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）またはＳｉＯＮ（酸窒化ケイ素）が用いられる場合がある。この場合、２つの壁面の各々の傾斜角度が３０°〜６５°の範囲内であるＶ字形状の溝部が形成されるように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層を、ＲＩＥを用いてテーパエッチングする必要が生じる。しかし、従来の、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たＲＩＥでは、上記のＶ字形状の溝部が形成されるように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層をテーパエッチングすることが難しかった。すなわち、この従来の方法では、傾斜角度が９０°に近く、所定の角度で交わらない２つの壁面を有する溝部すなわち底を有する溝部が形成されるか、ほとんど溝部が形成されないかのどちらかであった。その理由は、従来の方法では、エッチング中に、適度の堆積速度を有する側壁保護膜が形成されないためと考えられる。
【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、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部を形成することができるようにしたテーパエッチング方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の第２の目的は、コアとクラッドとを有する導波路と、プラズモンジェネレータとを備え、クラッドは、コアの上面の上方に配置された溝部を有するクラッド層を含み、溝部は、所定の角度で交わる２つの壁面を有し、プラズモンジェネレータは、２つの壁面に対向する２つの斜面を有する近接場光発生器の製造方法であって、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して前記溝部を形成してクラッド層を形成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】
本発明のテーパエッチング方法は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層をテーパエッチングする方法である。この方法は、被エッチング層の上面の上に、開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、被エッチング層に、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部が形成されるように、反応性イオンエッチングによって、被エッチング層のうち開口部から露出する部分をテーパエッチングする工程とを備えている。エッチングマスクは、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。テーパエッチングする工程は、被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。
【００１７】
本発明の近接場光発生器の製造方法は、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を製造する方法である。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、クラッドは、コアの上面の上方に配置された溝部を有するクラッド層を含んでいる。溝部は、所定の角度で交わる２つの壁面を有している。プラズモンジェネレータは、２つの壁面に対向する２つの斜面と、２つの斜面が交わることによって形成されたエッジ部と、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。コアを伝播する光がコアの上面において全反射することによって、コアの上面からエバネッセント光が発生する。また、エッジ部において、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】
本発明の近接場光発生器の製造方法は、コアを形成する工程と、クラッドを形成する工程と、プラズモンジェネレータを形成する工程とを備えている。クラッドを形成する工程は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層を形成する工程と、被エッチング層の上面の上に、開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、被エッチング層に溝部が形成されて被エッチング層がクラッド層になるように、反応性イオンエッチングによって、被エッチング層のうち開口部から露出する部分をテーパエッチングする工程とを含んでいる。エッチングマスクは、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。テーパエッチングする工程は、被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。
【００１９】
本発明のテーパエッチング方法および近接場光発生器の製造方法において、エッチングマスクを構成する材料は、Ａｌを含む合金、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＡｌＦのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、主成分ガスは、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含んでいてもよい。また、エッチングガスにおいて、全流量に対するＮ２の流量の割合は１０〜２０％であってもよい。また、２つの壁面の各々が被エッチング層の上面に対してなす角度は、３０°〜６５°の範囲内であってもよい。また、開口部の最小幅は、０．１５〜０．５μｍの範囲内であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のテーパエッチング方法によれば、被エッチング層のエッチング中に、エッチングマスク中のＡｌ元素と、エッチングガス中のＮ２とによって、反応生成物ＡｌＮが生成され、これが側壁保護膜を形成する。これにより、本発明によれば、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部を形成することが可能になるという効果を奏する。
【００２１】
本発明の近接場光発生器の製造方法によれば、上記の作用により、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層に対して、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部を形成してクラッド層を形成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】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態におけ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２】本発明の一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３】本発明の一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４】本発明の一実施の形態におけ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５】本発明の一実施の形態におけ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６】本発明の一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７】図６に示した工程に続く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】比較例のエッチング方法における一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の第１の例を示す断面図である。
【図１３】図１１に示した工程に続く工程の第２の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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３を参照して、本発明の一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１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２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３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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２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。
【００２６】
図２および図３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。Ｚ方向は、基板１の上面１ａに垂直な方向でもある。
【００２７】
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とを備えている。
【００２８】
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。
【００２９】
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６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、上部シールドギャップ膜６の上においてリターン磁極層１０の周囲に配置された図示しない絶縁層と、リターン磁極層１０の上面の一部の上に配置された絶縁層１１とを備えている。図示しない絶縁層と絶縁層１１は、例えばアルミナによって形成されている。
【００３０】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、媒体対向面４０の近傍においてリターン磁極層１０の上に配置された磁性材料よりなるシールド層１２と、シールド層１２に対して、媒体対向面４０からより遠い位置においてリターン磁極層１０の上に配置された磁性材料よりなる連結層１３と、シールド層１２および連結層１３の周囲に配置された絶縁層１４とを備えている。シールド層１２は、媒体対向面４０に配置された端面を有している。絶縁層１４は、例えばアルミナによって形成されている。
【００３１】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、連結層１３の上に配置された磁性材料よりなる連結層１５と、シールド層１２および絶縁層１４の上において連結層１５の周囲に配置された絶縁層１６とを備えている。絶縁層１６は、例えばアルミナによって形成されている。連結層１５および絶縁層１６の上面は平坦化されている。
【００３２】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、コア１９と、コア１９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。クラッドは、クラッド層１８，２０，２１を含んでいる。クラッド層１８は、連結層１５および絶縁層１６の上に配置されている。コア１９は、クラッド層１８の上に配置されている。クラッド層２０は、クラッド層１８の上においてコア１９の周囲に配置されている。コア１９およびクラッド層２０の上面は平坦化されている。クラッド層２１は、コア１９およびクラッド層２０の上に配置されている。
【００３３】
コア１９は、入射部１９ａと、媒体対向面４０により近い端面１９ｂと、上面１９ｃとを有している。端面１９ｂ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１ないし図３には、端面１９ｂが媒体対向面４０に配置された例を示している。
【００３４】
コア１９は、上記端面１９ｂ、上面１９ｃおよび下面を含み、媒体対向面４０に垂直な方向（Ｙ方向）に延びる第１層１９１と、第１層１９１の下面に沿って配置されて、この下面に接合された第２層１９２とを有している。第１層１９１は、入射部１９ａの一部を構成する入射端面１９１ａを有している。第２層１９２は、入射部１９ａの他の一部を構成する入射端面１９２ａを有している。入射部１９ａ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１９内を伝播する。クラッド層１８，２０，２１は、コア１９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１９の材料としては、例えば、Ｔａ２Ｏ５等の酸化タンタルまたはＳｉＯＮが用いられる。コア１９の材料として酸化タンタルが用いられる場合には、クラッド層１８，２０，２１の材料としては、例えばＳｉＯ２またはＳｉＯＮが用いられる。コア１９の材料としてＳｉＯＮが用いられる場合には、クラッド層１８，２０，２１の材料としては、例えばＳｉＯ２が用いられる。
【００３５】
図１に示したように、クラッド層２１は、上面２１ａと、コア１９の上面１９ｃの上方に配置された溝部２１ｂとを有している。溝部２１ｂの媒体対向面４０に平行な断面の形状はＶ字形状である。溝部２１ｂは、所定の角度で交わる２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２を有している。溝部２１ｂの下端部は、コア１９の上面１９ｃに対して、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。ここで、図１に示したように、２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２がなす角度を記号θ１で表す。角度θ１は、例えば５０°〜１２０°の範囲内であることが好ましい。また、２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２の各々がクラッド層２１の上面２１ａに対してなす角度を傾斜角度と呼び、記号θ２で表す。傾斜角度θ２は、例えば３０°〜６５°の範囲内であることが好ましい。なお、後で、傾斜角度θ２を３０°〜６５°の範囲内にする理由について詳しく説明する。また、溝部２１ｂの深さ（Ｚ方向の寸法）を記号Ｈで表す。深さＨは、例えば０．０５〜０．３μｍの範囲内である。
【００３６】
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、コア１９の上面１９ｃの上方に配置されたプラズモンジェネレータ２２と、コア１９との間にプラズモンジェネレータ２２を挟む位置に配置された磁性材料よりなる主磁極２３とを備えている。プラズモンジェネレータ２２の少なくとも一部は、クラッド層２１の溝部２１ｂ内に収容されている。プラズモンジェネレータ２２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２２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。なお、プラズモンジェネレータ２２および主磁極２３の形状については、後で詳しく説明する。
【００３７】
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クラッド層１８，２０，２１に埋め込まれた２つの連結部１７Ａ，１７Ｂを備えている。連結部１７Ａ，１７Ｂは、磁性材料によって形成されている。連結部１７Ａ，１７Ｂは、コア１９のトラック幅方向（Ｘ方向）の両側において、コア１９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１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ、連結層１５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。
【００３８】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、連結部１７Ａ，１７Ｂの上に配置された磁性材料よりなる連結層２４と、クラッド層２１の上において主磁極２３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。主磁極２３、連結層２４および絶縁層２５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、主磁極２３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。
【００４０】
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、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、複数の第１のコイル要素３０Ａおよび絶縁層３１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３１の周囲に配置された絶縁層３３とを備えている。図４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２８，３１〜３３は、例えばアルミナによって形成されている。
【００４１】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、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３４と、ヨーク層３４の周囲に配置された絶縁層３５とを備えている。ヨーク層３４は、連結層２６と連結層２７を磁気的に連結している。絶縁層３５は、例えばアルミナによって形成されている。ヨーク層３４および絶縁層３５の上面は平坦化されている。
【００４２】
熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、ヨーク層３４および絶縁層３５の上に配置された絶縁層３６と、絶縁層３６の上に配置された複数の第２のコイル要素３０Ｂおよびリード層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３７とを備えている。絶縁層３６と保護層３７は、例えばアルミナによって形成されている。
【００４３】
図５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。
【００４４】
図４および図５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３８と１つの接続部３９とを備えている。複数の接続部３８は、ヨーク層３４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３９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３８と接続部３９は、絶縁層３２，３５，３６を貫通するように設けられている。複数の接続部３８と接続部３９は、銅等の導電材料によって形成されている。
【００４５】
下部シールド層３からリターン磁極層１０までの部分は、再生ヘッドを構成する。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３８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。シールド層１２、リターン磁極層１０、連結層１３，１５、連結部１７Ａ，１７Ｂ、連結層２４，２７、ヨーク層３４、連結層２６および主磁極２３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。主磁極２３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。
【００４６】
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。
【００４７】
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とを備えている。本実施の形態では、記録ヘッドのリターン磁極層１０は、再生ヘッドの上部シールド層を兼ねている。再生ヘッドは、更に、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とリターン磁極層１０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。
【００４８】
記録ヘッドは、コイル３０と、主磁極２３と、導波路と、プラズモンジェネレータ２２とを備えている。導波路は、コア１９とクラッドとを有している。クラッドは、クラッド層１８，２０，２１を含んでいる。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。主磁極２３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。
【００４９】
本実施の形態に係る近接場光発生器は、コア１９とクラッドとを有する導波路と、プラズモンジェネレータ２２とを備えている。コア１９は、上面１９ｃ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。クラッドは、コア１９の上面１９ｃの上方に配置された溝部２１ｂを有するクラッド層２１を含んでいる。溝部２１ｂは、所定の角度θ１で交わる２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２を有している。プラズモンジェネレータ２２の少なくとも一部は、溝部２１ｂ内に配置されている。
【００５０】
次に、図１を参照して、プラズモンジェネレータ２２および主磁極２３の形状の一例について詳しく説明する。図１に示した例では、プラズモンジェネレータ２２は、クラッド層２１の溝部２１ｂの２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２に対向する２つの斜面２２ａ，２２ｂと、２つの斜面２２ａ，２２ｂが交わることによって形成されたエッジ部２２ｅと、エッジ部２２ｅの一端に位置し、近接場光を発生する近接場光発生部２２ｇとを有している。エッジ部２２ｅは、コア１９の上面１９ｃに対して、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。近接場光発生部２２ｇは、媒体対向面４０に配置されている。２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度は、溝部２１ｂの２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２がなす角度θ１と等しい。
【００５１】
また、プラズモンジェネレータ２２は、斜面２２ａを含む側壁部２２１Ａと、斜面２２ｂを含む側壁部２２１Ｂと、それぞれ側壁部２２１Ａ，２２１Ｂの上端に連結された拡張部分２２２Ａ，２２２Ｂとを有している。側壁部２２１Ａ，２２１Ａおよび拡張部分２２２Ａ，２２２Ｂは、それぞれ板状の形状を有している。側壁部２２１Ａは、溝部２１ｂの壁面２１ｂ１に沿って配置されている。側壁部２２１Ｂは、溝部２１ｂの壁面２１ｂ２に沿って配置されている。拡張部分２２２Ａ，２２２Ｂは、クラッド層２１の上面２１ａに沿って配置されている。拡張部分２２２Ａは、側壁部２２１Ａの上端から、側壁部２２１Ａ，２２１Ｂの両方から離れる方向に拡張している。拡張部分２２２Ｂは、側壁部２２１Ｂの上端から、側壁部２２１Ａ，２２１Ｂの両方から離れる方向に拡張している。
【００５２】
主磁極２３は、プラズモンジェネレータ２２の２つの側壁部２２１Ａ，２２１Ｂによって形成された空間内に収容された第１の部分２３１と、第１の部分２３１よりもコア１９から遠い位置に配置された第２の部分２３２とを有している。図１では、第１の部分２３１と第２の部分２３２との境界を二点鎖線で示している。
【００５３】
なお、プラズモンジェネレータ２２および主磁極２３の形状および配置は、図１を参照して説明した上記の例に限られない。
【００５４】
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１９の入射部１９ａに入射される。図２に示したように、レーザ光５０は、コア１９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２２の近傍に達する。ここで、コア１９の上面１９ｃにおいて、レーザ光５０が全反射することによって、上面１９ｃから、クラッド層２１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２２の少なくともエッジ部２２ｅ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。
【００５５】
プラズモンジェネレータ２２に励起された表面プラズモンは、エッジ部２２ｅに沿って近接場光発生部２２ｇに伝播される。その結果、近接場光発生部２２ｇ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２２ｇ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２３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。
【００５６】
次に、図２および図３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。
【００５７】
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。
【００５８】
次に、上部シールドギャップ膜６の上にリターン磁極層１０を形成する。次に、リターン磁極層１０を覆うように図示しない絶縁層を形成する。次に、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭＰと記す。）によって、リターン磁極層１０が露出するまで図示しない絶縁層を研磨する。次に、リターン磁極層１０の上面の一部の上に絶縁層１１を形成する。
【００５９】
次に、リターン磁極層１０の上にシールド層１２と連結層１３を形成する。次に、シールド層１２および連結層１３を覆うように絶縁層１４を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、シールド層１２および連結層１３が露出するまで絶縁層１４を研磨する。
【００６０】
次に、連結層１３の上に連結層１５を形成する。次に、連結層１５を覆うように絶縁層１６を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結層１５が露出するまで絶縁層１６を研磨して、連結層１５および絶縁層１６の上面を平坦化する。
【００６１】
次に、連結層１５の上に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第１層を形成する。次に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第１層を覆うようにクラッド層１８を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第１層が露出するまでクラッド層１８を研磨する。
【００６２】
次に、クラッド層１８の上にコア１９を形成する。また、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第１層の上に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第２層を形成する。次に、コア１９および連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第２層を覆うようにクラッド層２０を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、コア１９および連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第２層が露出するまでクラッド層２０を研磨する。
【００６３】
次に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第２層の上に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層を形成する。次に、クラッド層２１、プラズモンジェネレータ２２および主磁極２３を順に形成する。プラズモンジェネレータ２２は、例えばスパッタ法によって金属膜を形成し、この金属膜をパターニングすることによって形成される。主磁極２３は、例えばめっき法によって形成される。クラッド層２１を形成する工程については、後で詳しく説明する。
【００６４】
次に、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層の上に連結層２４を形成する。次に、主磁極２３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、主磁極２３および連結層２４が露出するまで絶縁層２５を研磨する。
【００６５】
次に、主磁極２３、連結層２４および絶縁層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。次に、第１のコイル要素３０Ａの周囲に絶縁層３１を形成する。次に、複数の第１のコイル要素３０Ａおよび絶縁層３１を覆うように絶縁層３２を形成する。次に、絶縁層２８，３１，３２を選択的にエッチングして、絶縁層２８，３１，３２に、主磁極２３の上面を露出させる開口部と、連結層２４の上面を露出させる開口部を形成する。次に、主磁極２３の上に連結層２６を形成し、連結層２４の上に連結層２７を形成する。次に、連結層２６，２７を覆うように絶縁層３３を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結層２６，２７が露出するまで絶縁層３３を研磨する。
【００６６】
次に、絶縁層３２を選択的にエッチングして、絶縁層３２に、接続部３８，３９の一部を通すための複数の開口部を形成する。次に、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３８，３９を形成する。また、連結層２６，２７および絶縁層３２の上にヨーク層３４を形成する。次に、ヨーク層３４および接続部３８，３９を覆うように絶縁層３５を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、ヨーク層３４および接続部３８，３９が露出するまで絶縁層３５を研磨する。次に、ヨーク層３４、絶縁層３５および接続部３８，３９の上に絶縁層３６を形成する。
【００６７】
次に、絶縁層３６を選択的にエッチングして、絶縁層３６に、接続部３８，３９の上面を露出させる複数の開口部を形成する。次に、絶縁層３６および接続部３８，３９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３７を形成する。次に、保護層３７の上面に配線や端子等を形成する。
【００６８】
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。
【００６９】
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、コア１９を形成する工程と、クラッドを形成する工程と、プラズモンジェネレータ２２を形成する工程とを備えている。クラッドを形成する工程は、クラッド層１８を形成する工程と、クラッド層２０を形成する工程と、クラッド層２１を形成する工程とを含んでいる。
【００７０】
以下、図６ないし図１０を参照して、クラッド層２１を形成する工程について詳しく説明する。本実施の形態では、クラッド層２１は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮによって構成されている。以下の説明は、本実施の形態に係るテーパエッチング方法の説明を含んでいる。図６ないし図１０は、近接場光発生器の製造方法における積層体の、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。
【００７１】
図６は、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層を形成した後の工程を示している。この工程では、まず、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層２１Ｐを形成する。被エッチング層２１Ｐは、コア１９の上面１９ｃ、クラッド層２０の上面、および連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層を覆うように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる誘電体層を形成し、例えばＣＭＰによって、連結部１７Ａ，１７Ｂのそれぞれの第３層が露出するまで誘電体層を研磨することによって形成される。被エッチング層２１Ｐは、後に媒体対向面４０に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部２１ｂが形成されることによりクラッド層２１となるものであり、上面２１Ｐａを有している。次に、被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａ上に、Ｒｕよりなるストッパ膜５１を形成する。なお、Ｒｕの代りに、磁性材料、Ｎｉ、ＮｉＣｒ、Ｃ、ＭｇＦ、ＭｇＯのいずれかを用いてもよい。
【００７２】
図７は、次の工程を示す。この工程では、まず、ストッパ膜５１の上面上に、エッチングマスク材料層５２Ｐを形成する。エッチングマスク材料層５２Ｐは、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。エッチングマスク材料層５２Ｐを構成する材料は、例えば、Ａｌを含む合金、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ）のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成されている場合、エッチングマスク材料層５２Ｐの厚みが例えば０．０５〜０．３μｍの範囲内になるように、エッチングマスク材料層５２Ｐを形成する。
【００７３】
次に、エッチングマスク材料層５２Ｐの上面上に、後に形成される溝部２１ｂの平面形状に対応した形状の開口部５３ａを有するフォトレジストマスク５３を形成する。フォトレジストマスク５３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。
【００７４】
図８は、次の工程を示す。この工程では、フォトレジストマスク５３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、エッチングマスク材料層５２Ｐのうち開口部５３ａから露出する部分をエッチングする。これにより、エッチングマスク材料層５２Ｐに、後に形成される溝部２１ｂの平面形状に対応した形状の開口部５２ａが形成されて、エッチングマスク材料層５２Ｐはエッチングマスク５２となる。
【００７５】
エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成されている場合には、エッチングマスク材料層５２Ｐ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、例えば、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含むガスが用いられる。ストッパ膜５１は、エッチングマスク材料層５２ＰをＲＩＥによってエッチングする際に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。
【００７６】
開口部５２ａの最小幅（クリティカルディメンジョン）は、Ｘ方向の幅であり、これは例えば０．１５〜０．５μｍの範囲内である。エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成されている場合、エッチングマスク材料層５２Ｐが厚くなると、開口部５２ａの最小幅を制御しにくくなる。そのため、エッチングマスク材料層５２Ｐの厚みは０．３μｍ以下であることが好ましい。ただし、エッチングマスク材料層５２Ｐの厚みは、必ずしも０．３μｍ以下である必要はない。
【００７７】
エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成され、その厚みが０．１μｍ以下である場合には、イオンビームエッチング（以下、ＩＢＥと記す。）によって、エッチングマスク材料層５２Ｐをエッチングして開口部５２ａを形成してもよい。
【００７８】
図９は、次の工程を示す。この工程では、まず、エッチングマスク５２およびフォトレジストマスク５３をエッチングマスクとして用いて、例えばＩＢＥまたはＲＩＥによって、ストッパ膜５１のうち開口部５２ａ，５３ａから露出する部分をエッチングして除去する。次に、ウェットエッチングまたはアッシングによって、フォトレジストマスク５３を除去する。ストッパ膜５１がＲｕによって構成されている場合には、ストッパ膜５１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、例えば、Ｏ２およびＣｌ２を含むガスが用いられる。エッチングマスク材料層５２Ｐがアルミナによって構成され、その厚みが０．１μｍ以下である場合には、ＩＢＥによって、エッチングマスク材料層５２Ｐをエッチングするのと同時に、ストッパ膜５１をエッチングしてもよい。
【００７９】
図１０は、次の工程を示す。この工程では、まず、被エッチング層２１Ｐがクラッド層２１になるように、被エッチング層２１Ｐに溝部２１ｂを形成する。この溝部２１ｂを形成する工程では、エッチングマスク５２をエッチングマスクとして用いて、ＲＩＥによって、被エッチング層２１Ｐのうち開口部５２ａから露出する部分をテーパエッチングする。次に、ストッパ膜５１およびエッチングマスク５２を除去する。
【００８０】
ＲＩＥによって被エッチング層２１Ｐをテーパエッチングする工程では、エッチングガスとして、被エッチング層２１Ｐのエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。主成分ガスは、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含んでいてもよい。Ｎ２は、被エッチング層２１Ｐ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。側壁保護膜は、以下のようにして形成される。エッチングマスク５２の一部は、被エッチング層２１Ｐと共にエッチングされる。前述のように、エッチングマスク５２は、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。そのため、被エッチング層２１Ｐのエッチング中に、エッチングマスク５２中のＡｌ元素と、エッチングガス中のＮ２とによって、反応生成物ＡｌＮが生成される。この反応生成物ＡｌＮは、被エッチング層２１Ｐに形成された溝の壁面に付着して側壁保護膜を形成する。この側壁保護膜が形成されることにより、被エッチング層２１Ｐがテーパエッチングされる。
【００８１】
ＲＩＥによって被エッチング層２１Ｐをテーパエッチングする工程では、溝部２１ｂの２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２の各々は、被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａ（クラッド層２１の上面２１ａ）に対して、傾斜角度θ２で傾くように形成される。これにより、所定の角度θ１で交わる２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２を有し、媒体対向面４０に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部２１ｂが形成される。この溝部２１ｂは、コア１９の上面１９ｃに達しないように形成される。溝部２１ｂが形成されることにより、被エッチング層２１Ｐはクラッド層２１となる。
【００８２】
傾斜角度θ２は、側壁保護膜の堆積速度とエッチング速度との比に依存する。この速度比は、例えば、エッチングガスにおける全流量に対するＮ２の流量の割合を変化させることによって制御することができる。このようにして速度比を制御することによって、角度θ１および傾斜角度θ２を制御することができる。例えば、図１０に示した例において、角度θ１を９０°とし、傾斜角度θ２を４５°とする場合には、エッチングガスにおいて、全流量に対するＮ２の流量の割合を１０〜２０％とする。
【００８３】
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クラッド層２１を形成する工程、ならびに本実施の形態に係るテーパエッチング方法は、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面２１Ｐａを有する被エッチング層２１Ｐを形成する工程と、被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａの上に、開口部５２ａを有するエッチングマスク５２を形成する工程と、被エッチング層２１Ｐに溝部２１ｂが形成されて被エッチング層２１Ｐがクラッド層２１になるように、ＲＩＥによって、被エッチング層２１Ｐのうち開口部５２ａから露出する部分をテーパエッチングする工程とを含んでいる。エッチングマスク５２は、Ａｌ元素を含む材料によって構成されている。被エッチング層２１Ｐをテーパエッチングする工程は、被エッチング層２１Ｐのエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。
【００８４】
本実施の形態によれば、被エッチング層２１Ｐのエッチング中に、エッチングマスク５２中のＡｌ元素と、エッチングガス中のＮ２とによって、反応生成物ＡｌＮが生成され、これが側壁保護膜を形成する。この側壁保護膜が形成されることにより、本実施の形態によれば、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層２１Ｐに対して、所定の角度θ１で交わる２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２を有する溝部２１ｂを形成してクラッド層２１を形成することが可能になる。特に、本実施の形態によれば、溝部２１ｂの２つの壁面２１ｂ１，２１ｂ２の各々が被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａに対してなす傾斜角度θ２が３０°〜６５°の範囲内となり、その結果、θ１が５０°〜１２０°の範囲内となるように、溝部２１ｂを形成することが可能になる。
【００８５】
ところで、プラズモンジェネレータ２２の２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度は、プラズモンジェネレータ２２に励起される表面プラズモンの強度と、近接場光発生部２２ｇより発生される近接場光のスポット径に影響を与える。プラズモンジェネレータ２２に励起される表面プラズモンの強度をある程度大きくし、近接場光発生部２２ｇより発生される近接場光のスポット径をある程度小さくするためには、２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度は、５０°〜１２０°の範囲内であることが好ましい。
【００８６】
本実施の形態によれば、前述のように溝部２１ｂを形成することが可能になることから、２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度が５０°〜１２０°の範囲内となるように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなるクラッド層２１の溝部２１ｂ内に、プラズモンジェネレータ２２の側壁部２２１Ａ，２２１Ｂを形成することが可能になる。これにより、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなるクラッド層２１の溝部２１ｂ内にプラズモンジェネレータ２２の側壁部２２１Ａ，２２１Ｂが配置された構成の近接場光発生器であって、２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度が所望の角度である５０°〜１２０°の範囲内となる近接場光発生器を実現することが可能になる。
【００８７】
また、本実施の形態では、例えばエッチングガスにおける全流量に対するＮ２の流量の割合を変化させて、側壁保護膜の堆積速度とエッチング速度との比を制御することによって、角度θ１，θ２を制御することができる。これにより、本実施の形態によれば、プラズモンジェネレータ２２の２つの斜面２２ａ，２２ｂがなす角度を制御することが可能になる。
【００８８】
次に、比較例のエッチング方法と比較しながら、本実施の形態の効果について更に詳しく説明する。始めに、図１１ないし図１３を参照して、比較例のエッチング方法について説明する。図１１ないし図１３は、比較例のエッチング方法における積層体を示している。図１１ないし図１３は、それぞれ、積層体における媒体対向面４０が形成される予定の位置における断面を表している。
【００８９】
図１１は、被エッチング層２１Ｐを形成した後の工程を示している。比較例のエッチング方法では、被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａ上に、開口部５４ａを有するフォトレジストマスク５４を形成する。フォトレジストマスク５４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。
【００９０】
比較例のエッチング方法では、次に、フォトレジストマスク５４をエッチングマスクとして用いて、ＲＩＥによって、被エッチング層２１Ｐをエッチングする。この工程を比較例のエッチング工程と呼ぶ。図１２は比較例のエッチング工程の第１の例を示し、図１３は比較例のエッチング工程の第２の例を示している。
【００９１】
比較例のエッチング工程では、エッチングガスとして、被エッチング層２１Ｐのエッチングガスに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いる。主成分ガスとしては、Ｏ２、Ｃｘ１Ｆｙ１、Ｃｘ２ＨＦｙ２およびＣＯｘ３（ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２，ｘ３は自然数）を含むガスを用いる。Ｎ２は、側壁保護膜の形成を促進するガスである。
【００９２】
従来の、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たＲＩＥでは、エッチングガス中のＮ２は、サイドエッチングを抑制するために用いられている。比較例のエッチング方法においても同様である。この場合、比較例のエッチング工程では、図１２に示したように、側壁が被エッチング層２１Ｐの上面２１Ｐａに対してなす傾斜角度θ３が９０°に近く（例えば８０°）、底を有する溝が形成される。
【００９３】
一方、比較例のエッチング工程において、側壁保護膜の堆積速度がより大きくなるエッチング条件を選択すると、図１３に示したように、十分な深さの溝が形成される前に、被エッチング層２１Ｐのエッチングが停止する。
【００９４】
このように、比較例のエッチング工程では、媒体対向面４０に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部２１ｂが形成されるように、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層２１Ｐをテーパエッチングすることはできない。
【００９５】
これに対し、本実施の形態では、Ａｌ元素を含む材料によって構成されたエッチングマスク５２と、主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いて、被エッチング層２１Ｐをエッチングする。これにより、本実施の形態によれば、被エッチング層２１Ｐのエッチング中に、適度の堆積速度を有する反応生成物ＡｌＮを生成させて、これにより側壁保護膜を形成することができる。その結果、本実施の形態によれば、媒体対向面４０に平行な断面における形状がＶ字形状の溝部２１ｂを容易に形成することが可能になる。
【００９６】
なお、本発明は、上記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、本発明のテーパエッチング方法は、本発明の近接場光発生器の製造方法のように、クラッド層２１に、プラズモンジェネレータ２２の少なくとも一部を収容するための溝部２１ｂを形成する場合に限らず、ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなる被エッチング層をテーパエッチングする場合の全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１９…コア、２１…クラッド層、２１Ｐ…被エッチング層、２２…プラズモンジェネレータ、５２…エッチングマスク、５２ａ…開口部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層をテーパエッチングする方法であって、
前記被エッチング層の前記上面の上に、開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、
前記被エッチング層に、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部が形成されるように、反応性イオンエッチングによって、前記被エッチング層のうち前記開口部から露出する部分をテーパエッチングする工程とを備え、
前記エッチングマスクは、Ａｌ元素を含む材料によって構成され、
前記テーパエッチングする工程は、前記被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いることを特徴とするテーパエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチングマスクを構成する材料は、Ａｌを含む合金、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＡｌＦのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項３】
前記主成分ガスは、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含むことを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチングガスにおいて、全流量に対するＮ２の流量の割合は１０〜２０％であることを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項５】
前記２つの壁面の各々が前記被エッチング層の前記上面に対してなす角度は、３０°〜６５°の範囲内であることを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項６】
前記開口部の最小幅は、０．１５〜０．５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項７】
導波路と、プラズモンジェネレータとを備え、
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、前記コアの上面の上方に配置された溝部を有するクラッド層を含み、
前記溝部は、所定の角度で交わる２つの壁面を有し、
前記プラズモンジェネレータは、前記２つの壁面に対向する２つの斜面と、前記２つの斜面が交わることによって形成されたエッジ部と、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、
前記コアを伝播する前記光が前記コアの上面において全反射することによって、前記コアの上面からエバネッセント光が発生し、
前記エッジ部において、前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、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、
前記コアを形成する工程と、
前記クラッドを形成する工程と、
前記プラズモンジェネレータを形成する工程とを備え、
前記クラッドを形成する工程は、
ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層を形成する工程と、
前記被エッチング層の前記上面の上に、開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、
前記被エッチング層に前記溝部が形成されて前記被エッチング層が前記クラッド層になるように、反応性イオンエッチングによって、前記被エッチング層のうち前記開口部から露出する部分をテーパエッチングする工程とを含み、
前記エッチングマスクは、Ａｌ元素を含む材料によって構成され、
前記テーパエッチングする工程は、前記被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いることを特徴とする近接場光発生器の製造方法。
【請求項８】
前記エッチングマスクを構成する材料は、Ａｌを含む合金、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＡｌＦのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項９】
前記主成分ガスは、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含むことを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１０】
前記エッチングガスにおいて、全流量に対するＮ２の流量の割合は１０〜２０％であることを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１１】
前記２つの壁面の各々が前記被エッチング層の前記上面に対してなす角度は、３０°〜６５°の範囲内であることを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１２】
前記開口部の最小幅は、０．１５〜０．５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１】
ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層をテーパエッチングする方法であって、
前記被エッチング層の前記上面の上に、開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、
前記被エッチング層に、所定の角度で交わる２つの壁面を有する溝部が形成されるように、反応性イオンエッチングによって、前記被エッチング層のうち前記開口部から露出する部分をテーパエッチングする工程とを備え、
前記エッチングマスクは、Ａｌ元素を含む材料によって構成され、
前記テーパエッチングする工程は、前記被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いることを特徴とするテーパエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチングマスクを構成する材料は、Ａｌを含む合金、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＡｌＦのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項３】
前記主成分ガスは、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含むことを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチングガスにおいて、全流量に対するＮ２の流量の割合は１０〜２０％であることを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項５】
前記２つの壁面の各々が前記被エッチング層の前記上面に対してなす角度は、３０°〜６５°の範囲内であることを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項６】
前記開口部の最小幅は、０．１５〜０．５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載のテーパエッチング方法。
【請求項７】
導波路と、プラズモンジェネレータとを備え、
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、前記コアの上面の上方に配置された溝部を有するクラッド層を含み、
前記溝部は、所定の角度で交わる２つの壁面を有し、
前記プラズモンジェネレータは、前記２つの壁面に対向する２つの斜面と、前記２つの斜面が交わることによって形成されたエッジ部と、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、
前記コアを伝播する前記光が前記コアの上面において全反射することによって、前記コアの上面からエバネッセント光が発生し、
前記エッジ部において、前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、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、
前記コアを形成する工程と、
前記クラッドを形成する工程と、
前記プラズモンジェネレータを形成する工程とを備え、
前記クラッドを形成する工程は、
ＳｉＯ２またはＳｉＯＮよりなり上面を有する被エッチング層を形成する工程と、
前記被エッチング層の前記上面の上に、開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、
前記被エッチング層に前記溝部が形成されて前記被エッチング層が前記クラッド層になるように、反応性イオンエッチングによって、前記被エッチング層のうち前記開口部から露出する部分をテーパエッチングする工程とを含み、
前記エッチングマスクは、Ａｌ元素を含む材料によって構成され、
前記テーパエッチングする工程は、前記被エッチング層のエッチングに寄与する主成分ガスとＮ２とを含むエッチングガスを用いることを特徴とする近接場光発生器の製造方法。
【請求項８】
前記エッチングマスクを構成する材料は、Ａｌを含む合金、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＡｌＦのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項９】
前記主成分ガスは、Ｃｌ２およびＢＣｌ３を含むことを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１０】
前記エッチングガスにおいて、全流量に対するＮ２の流量の割合は１０〜２０％であることを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１１】
前記２つの壁面の各々が前記被エッチング層の前記上面に対してなす角度は、３０°〜６５°の範囲内であることを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【請求項１２】
前記開口部の最小幅は、０．１５〜０．５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項７記載の近接場光発生器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−４１６３（Ｐ２０１３−４１６３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４５１３９（Ｐ２０１２−４５１３９）
【出願日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【出願人】（５００４７５６４９）ヘッドウェイテクノロジーズ インコーポレイテッド (251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【出願人】（５００４７５６４９）ヘッドウェイテクノロジーズ インコーポレイテッド (251)
【Ｆターム（参考）】
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