JP2008299890A - プラズモンプローブの製造方法、近接場光発生器、光アシスト式磁気記録ヘッド、光アシスト式磁気記録装置、近接場光顕微鏡装置、近接場光露光装置、光記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】先端部の曲率半径が小さいプラスモンプローブを簡単な方法で製造することができるプラズモンプローブの製造方法、および製造されたプラズモンプローブを用いた光アシスト式磁気記録ヘッド、光アシスト式磁気記録装置、近接場光顕微鏡装置、近接場光露光装置、光記録装置を提供する。
【解決手段】基板に塗布したレジストを所望の形状に除去する工程と、基板に金属材料を蒸着して成膜する工程と、レジストを除去する工程と、を有するプラズモンプローブの製造方法において、レジストを塗布した基板の面に対し斜め方向から蒸着することを特徴とするプラズモンプローブの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズモンプローブの作製方法、近接場光発生器、光アシスト式磁気記録ヘッド、光アシスト式磁気記録装置、近接場光顕微鏡装置、近接場光露光装置、光記録装置に関する。

磁気記録方式では、記録密度が高くなると磁気ビットが外部温度等の影響を顕著に受けるようになる。このため高い保磁力を有する記録媒体が必要になるが、そのような記録媒体を使用すると記録時に必要な磁界も大きくなる。記録ヘッドによって発生する磁界は飽和磁束密度によって上限が決まるが、この値は材料限界に近づいており飛躍的な増大は望めない。そこで、記録時に局所的に加熱して磁気軟化を生じさせ、保磁力が小さくなった状態で記録し、その後に加熱を止めて自然冷却することにより、記録した磁気ビットの安定性を保証する方式が提案されている。この方式は熱アシスト磁気記録方式と呼ばれている。

熱アシスト磁気記録方式では、記録媒体の加熱を瞬間的に行うことが望ましい。また、加熱する機構と記録媒体とが接触することは許されない。このため、加熱は光の吸収を利用して行われるのが一般的であり、加熱に光を用いる方式は光アシスト式と呼ばれている。光アシスト式で超高密度記録を行う場合、必要なスポット径は２０ｎｍ程度になるが、通常の光学系では回折限界があるため、光をそこまで集光することはできない。そこで、非伝搬光である近接場光を用いて加熱する方式がいくつか提案されている（例えば、特許文献１等参照）。この方式では適当な波長のレーザ光を光学系によって集光し、数十ｎｍの大きさの金属（プラズモンプローブと呼ばれる。）に照射して近接場光を発生させ、その近接場光を加熱手段として用いている。

プラズモンプローブの形状は三角形のものが用いられ、レーザ光を照射することによりプラズモンプローブの先端部Ｐ１から近接場光を発光させている（例えば、特許文献２参照）。近接場光の径は、金などを材料とするプラズモンプローブの先端部Ｐ１の曲率半径に依存することが知られている。従って、２０ｎｍ程度のスポット径を達成するためには曲率半径も２０ｎｍ程度にする必要がある。
特開２００５−１１６１５５号公報 特開２００４−１５１０４６号公報

しかしながら、従来の製造方法では先端部Ｐ１の曲率半径が２０ｎｍ程度プラズモンプローブを製造することは難しい。図１２を用いて従来の製造方法と課題について説明する。

図１２は従来のプラズモンプローブの製造方法の一例を説明する説明図である。図１２（ａ’）〜図１２（ｃ’）は基板６０を上面から見た平面図であり、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は基板６０を図１２（ａ’）〜図１２（ｃ’）の断面Ｘ−Ｘ’で切断した断面図である。

従来のプラズモンプローブの製造方法の一例として、次のリフトオフ法の工程Ｓ１〜Ｓ３を説明する。

Ｓ１・・・・・基板に塗布したレジストを所望の形状に除去する工程。

基板６０にレジスト６１を塗布した後、電子線描画装置などを用いてレジスト６１を除去し、図１２（ａ’）のように三角形の形状にパターニングする。

Ｓ２・・・・・基板に金属材料を蒸着して成膜する工程。

蒸着法などを用いて、基板６０の上に金などの金属材料を成膜し、図１２（ｂ）、図１２（ｂ’）のように金属薄膜６２を形成する。蒸着時は、図１２（ｂ）の矢印で示すように基板６０に鉛直な方向から蒸着する。図中、６２ａはレジスト６１上に形成された金属薄膜を示し、６２ｂは基板６０上に形成された金属薄膜を示している。

Ｓ３・・・・・レジストを除去する工程。

アセトンなどの溶液中で基板６０を超音波洗浄にかけレジストを除去する。図１２（ｃ）、図１２（ｃ’）はリフトオフ後の状態であり、基板６０の上に金属薄膜６２ｂが残りプラズモンプローブ３０が形成されている。

以上の工程で作製するため、作製されたプラズモンプローブ３０の先端部Ｐ２の曲率半径は、電子線描画時にできた図１２（ａ’）に示すパターンの先端部Ｐ１の曲率半径に依存する。しかしながら、電子線描画装置で２０ｎｍ程度の曲率半径を描画するのは難しく、加速電圧の高い高価な装置を用い、条件を厳密に設定して作製しても歩留まりが悪かった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、先端部の曲率半径が小さいプラスモンプローブを簡単な方法で製造することができるプラズモンプローブの製造方法、および製造されたプラズモンプローブを用いた光アシスト式磁気記録ヘッド、光アシスト式磁気記録装置、近接場光顕微鏡装置、近接場光露光装置、光記録装置を提供することを課題とする。

１．
基板に塗布したレジストを所望の形状に除去する工程と、
前記基板に金属材料を蒸着して成膜する工程と、
前記レジストを除去する工程と、
を有するプラズモンプローブの製造方法において、
前記レジストを塗布した前記基板の面に対し斜め方向から蒸着することを特徴とするプラズモンプローブの製造方法。

２．
１に記載のプラズモンプローブの製造方法により製造したプラズモンプローブと、
前記プラズモンプローブに光源からの光を集光する光学部品と、
を有することを特徴とする近接場光発生器。

３．
２に記載の近接場光発生器と、
前記近接場光発生器が発生した近接場光により加熱したトラックに磁気記録する磁気記録素子と、
を有することを特徴とする光アシスト式磁気記録ヘッド。

４．
記録媒体と、
前記記録媒体を回転させる駆動手段と、
前記記録媒体に近接場光を照射する３に記載の光アシスト式磁気記録ヘッドと、
前記光アシスト式磁気記録ヘッドを前記記録媒体に対して相対的に移動させるヘッド移動手段と、
を有することを特徴とする光アシスト式磁気記録装置。

５．
試料に近接場光を照射する２に記載の近接場光発生器と、
前記試料を前記近接場光発生器に対して相対的に走査する試料走査手段と、
前記試料から発する散乱光を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする近接場光顕微鏡装置。

６．
基板に近接場光を照射する２に記載の近接場光発生器と、
前記近接場光発生器が発する近接場光に感光する感光材料を備えた前記基板を前記近接場光が届く位置に保持する露光台と、
を有することを特徴とする近接場光露光装置。

７．
２に記載の近接場光発生器を有することを特徴とする光記録装置。

本発明によれば、レジストをプラズモンプローブの形状に除去した基板に対して斜め方向からプラズモンプローブの材料を蒸着するので、先端部の曲率半径が小さいプラスモンプローブを簡単な方法で製造することができる。

以下、本発明に係るプラズモンプローブの製造方法、光アシスト式磁気記録ヘッド、光アシスト式磁気記録装置、近接場光顕微鏡装置、近接場光露光装置、光記録装置を、図面を参照しつつ説明する。

なお、各実施の形態の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。

図１、図２は本発明における実施形態のプラズモンプローブの製造方法を説明する説明図である。図１（ａ’）〜図１（ｃ’）は基板６０を上面から見た平面図であり、図１（ａ）〜図１（ｃ）は基板６０を図１（ａ’）〜図１（ｃ’）の断面Ｘ−Ｘ’で切断した断面図である。また、図２（ａ’）〜図２（ｃ’）は基板６０を上面から見た平面図であり、図２（ａ）〜図２（ｃ）は基板６０を図２（ａ’）〜図２（ｃ’）の断面Ｘ−Ｘ’で切断した断面図である。図１、図２の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは座標軸を示している。

図２は基板６０に予め設けた凹部６０ｂにプラズモンプローブを形成した例であり、図１と同じ工程でプラズモンプローブ３０を作製することができる。

実施形態のプラズモンプローブの製造方法の一例として、次の工程Ｓ１〜Ｓ３を説明する。

Ｓ１・・・・・基板に塗布したレジストを所望の形状に除去する工程。

基板６０にレジスト６１を塗布した後、電子線描画装置などを用いてレジスト６１を除去し、多辺形の形状にパターニングする。図１（ａ’）、図２（ａ’）の例では三角形の形状にパターニングしている。

Ｓ２・・・・・基板に金属材料を蒸着して成膜する工程。

蒸着装置などを用いて図１（ｂ）、図１（ｂ’）、図２（ｂ）、図２（ｂ’）に矢印Ｓで示すように基板６０のレジストを塗布した面に対し斜め方向から、工程Ｓ１で形成した多辺形の形状の一辺の内側に向けて金属材料を蒸着する。金属材料は例えば金、銀、銅、アルミ、マグネシウムなどである。蒸着の方向は、図１、図２の例では座標軸に示すように基板６０のレジストを塗布した面に直交するＺ軸に対し角度θ傾いた角度である。また、Ｘ軸に対しては角度αだけ傾いている。

角度θは、本工程で蒸着されない部分６０ａ、６０ｂが数１０ｎｍ以上できる角度に設定すれば良いが、角度θをあまり大きくするとプラズモンプローブの形状が小さくなるので目標の大きさになるように設定する。角度αは工程Ｓ１でパターニングした多辺形の１辺に略直交する角度である。

このように斜め方向から蒸着するとレジスト６１によって６０ａの部分が蒸着を遮られて成膜されないため、図１（ｂ）、図１（ｂ’）、図２（ｂ）、図２（ｂ’）のようにパターニングした形状より小さい金属薄膜６２ａが成膜される。

成膜された金属薄膜６２ａの紙面右側の辺は、レジスト６１によって蒸着が遮られた部分でありレジストパターンの直線部分だけでパターニングされている。一方、成膜された金属薄膜６２ａの紙面左側の辺も、レジストパターンの直線部分だけでパターニングされているので金属薄膜６２ａの先端Ｐ２の曲率半径はレジスト６１の先端部Ｐ１の形状に係わらず非常に小さくすることができる。

Ｓ３・・・・・レジストを除去する工程。

アセトンなどの溶液中で基板６０を超音波洗浄にかけ、レジスト６１を除去する。図１（ｃ）、図１（ｃ’）、図２（ｃ）、図２（ｃ’）はリフトオフ後の状態である。リフトオフ後に基板６０の上に残った金属薄膜６２ｂがプラズモンプローブ３０である。

図２（ｃ）のように基板６０の穴６０ｂにプラズモンプローブ３０を作製すると、プラズモンプローブ３０が他の部材と接触することによる破損を低減することができる。

以上の工程で作製することにより、作製された図１（ｃ’）、図２（ｃ’）に示すプラズモンプローブ３０の先端部Ｐ２の曲率半径は、電子線描画時にできた図１（ａ’）、図２（ａ’）に示すパターンの先端部Ｐ１の曲率半径より遙かに小さくすることができる。

また、本実施形態ではプラズモンプローブ３０の先端部Ｐ３も曲率半径が小さいので、先端部Ｐ３にレーザ光を照射し近接場光を発光させることもできる。このように本実施形態の製造工程で作製したプラズモンプローブ３０は先端部Ｐ２、先端部Ｐ３ともに利用可能であり、製造時の歩留まりが高い。

プラズモンプローブ３０の形状は本実施形態のように三角形に限定されるものではない。例えば四角、菱形などの形状でも本実施形態の製造方法が適用できる。

図３は四角、図４は菱形形状のプラズモンプローブ３０を本実施形態の工程を用いて作成した例である。Ｚ軸方向の蒸着の角度θと断面は図１、図２と同様なので、図３、図４では基板６０を上面から見た平面図だけを図示している。

Ｓ１・・・・・基板に塗布したレジストを所望の形状に除去する工程。

基板６０にレジスト６１を塗布した後、電子線描画装置などを用いてレジスト６１を除去し、図３（ａ’）、図４（ａ’）のように四角形の形状をパターニングする。

Ｓ２・・・・・基板に金属材料を蒸着して成膜する工程。

蒸着装置などを用いて、図１、図２の場合と同様に基板６０のレジストを塗布した面に対し斜め方向から、工程Ｓ１で形成した多辺形の一辺に向けて金属材料を蒸着する。図３（ｂ’）、図４（ｂ’）には多辺形の一辺に向けて蒸着する方向を矢印Ｓで示している。図３の場合はＸ軸負方向（角度０°）であり、図４の場合は角度βである。

図１，図２と同様に、図４（ｂ’）、図５（ｂ’）の成膜された金属薄膜６２ａの紙面右側の辺は、レジスト６１によって蒸着が遮られた部分でありレジストパターンの直線部分だけでパターニングされている。一方、成膜された金属薄膜６２ａのそのほかの辺も、レジストパターンの直線部分でパターニングされているので金属薄膜６２ａの先端Ｐ２の曲率半径はレジスト６１の先端部Ｐ１の形状に係わらず非常に小さくすることができる。

Ｓ３・・・・・レジストを除去する工程。

アセトンなどの溶液中で基板６０を超音波洗浄にかけレジストを除去する。図３（ｃ’）、図４（ｃ’）はリフトオフ後の状態である。リフトオフ後に基板６０の上に残った金属薄膜６２ｂがプラズモンプローブ３０である。

このように、四角、菱形などの形状でも同様に以上の工程でプラズモンプローブ３０を作製できる。

図５、図６に本発明の製造方法で作成したプラズモンプローブ３０を用いた光アシスト式磁気記録ヘッド３、近接場光発生器３９の断面図を図示する。

図５は第１の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３の断面図である。

第１の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３は、サスペンション４、近接場光発生器３９、磁気記録部４０、磁気再生部４１などを備えたスライダ１１から構成されている。近接場光発生器３９は、ＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ、ソリッドイマージョンレンズ）５０とプラズモンプローブ３０から構成されている。

第１の実施形態ではＳＩＬ５０の表面にプラズモンプローブ３０を作製しているが、図１で説明した基板６０に代えてＳＩＬ５０を用いる以外は全く同じ工程Ｓ１〜Ｓ３を用いてプラズモンプローブ３０を作製できる。

図６は第２の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３の断面図である。

第２の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３と第１の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３との違いは、近接場光発生器３９がプラズモンプローブ３０を備えたスライダ１１とＳＩＬ５０から構成されている点である。また、図６に示すようにプラズモンプローブ３０はスライダ１１の表面に突出しないように構成されている。

このようなプラズモンプローブ３０は、図２で説明した基板６０に代えて凹部を設けたスライダ１１を用いる以外は全く同じ工程Ｓ１〜Ｓ３により作製することができる。

なお、磁気記録部４０、磁気再生部４１の位置や構成も図５と異なっているが、特に限定されるものではなく図５と同様の位置や構成にしても良い。

第１の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３と第２の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３の機能について説明する。

図５、図６には図示せぬ半導体レーザから照射された近赤外レーザ光（波長１５５０ｎｍ、１３１０ｎｍ等）は、シリコンから形成されたＳＩＬ５０によって図５、図６の矢印のようにプラズモンプローブ３０の先端部Ｐ２またはＰ３に集光される。先端部Ｐ２またはＰ３からは近接場光が発生し、磁気ディスク２の表面を微小なスポット径で加熱する。このように加熱された領域に磁気記録部４０によって情報を記録する。

図７に本発明の製造方法で作成したプラズモンプローブ３０を用いた光アシスト式磁気記録ヘッド３を搭載した光アシスト式磁気記録装置の一例としてハードディスク装置の概略構成図を示す。

この光アシスト式磁気記録装置１０は、記録用の磁気ディスク２と、支軸５を支点として矢印Ａ方向（トラッキング方向）に回転可能に設けられたサスペンション４と、サスペンション４に取り付けられたトラッキング用のアクチュエータ６を筐体１内に備えている。また、サスペンション４の先端部に取り付けられた光アシスト式磁気記録ヘッド３と、磁気ディスク２を矢印Ｂ方向に回転させるモータ（不図示）と、を筐体１内に備えており、光アシスト式磁気記録ヘッド３が磁気ディスク２上で浮上しながら相対的に移動しうるように構成されている。本例では、磁気ディスク２及び光アシスト式磁気記録ヘッド３を複数積層した構造としている。

このように、本発明の製造方法で製造したプラズモンプローブ３０を光アシスト式磁気記録装置に用いると微小なスポット径の近接場光を発生できるので、高密度に磁気記録することができる。

図８に本発明の近接場光発生器３９を近接場光顕微鏡９９９に応用した実施形態の断面図を図示する。

ここでは、高屈折率のシリコンから形成されたカンチレバ９０２の試料９１０側の面に金を材料とするプラズモンプローブ３０を形成した例を示す。本実施形態の近接場光発生器３９は、カンチレバ９０２、プラズモンプローブ３０から構成される。

カンチレバ９０２の形状は、例えば短冊形薄板であり、長さはおおよそ５０μｍから５００μｍ、厚さはおよそ０．１μｍから５μｍである。プラズモンプローブ３０は図１のような２等辺三角形の形状や、図３のような四角、図４のような菱形形状などを用いることができる。

このようなプラズモンプローブ３０は、図１で説明した基板６０に代えてカンチレバ９０２を用いる以外は全く同じ工程Ｓ１〜Ｓ３を用いて作製できる。

次に、近接場光顕微鏡９９９の機能を説明する。

試料９１０は基板９１１の上に置き、その表面に、上記のプラズモンプローブ３０を近づける。レーザ９０６から出射した光はレンズ９１６によりコリメートされ、ビームスプリッタ９０５を通過後、対物レンズ９０４に入射する。光は対物レンズにより集光されプラズモンプローブ３０の図１４には図示せぬ先端部Ｐで収束する。

プラズモンプローブ３０で発生した近接場光は、対物レンズ９０４により集光され、照射された近接場光により試料９１０から発する散乱光は検出器９０７で検出されるか、もしくは試料９１０の反対側に置かれた対物レンズ９１２により集光され、検出器９１３で検出される。

走査用ピエゾ素子９０８は基板９１１を駆動するために設けられている。試料９１０を走査用ピエゾ素子９０８を使い水平方向（紙面左右方向）に走査させると、試料９１０から検出される発光強度が変化し、その変化を記録することにより、試料９１０の像を得ることができる。ここで、試料９１０からの信号の偏光方向が、入射光の偏光方向と異なっている場合、偏光子９１７、９１８を光路中に配置する。ただし、レーザが直線偏光の場合偏光子９１８のみで良い。このように、偏光子９１８の偏光方向が入射光の偏光方向に対し直角になるようにすると、コントラストを向上させることができる。

このように、本発明の製造方法で製造したプラズモンプローブ３０を近接場光顕微鏡９９９に用いると微小なスポット径の近接場光を発生できるので、鮮明な試料９１０の像を得ることができる。

プラズモンプローブ３０と試料９１０表面の間隔は近接場光のしみだし深さである数十ｎｍ以内にする必要があるが、その間隔はプローブ先端と試料９１０表面の間に働く原子間力を測定することにより制御する。すなわちプラズモンプローブ３０を数ｎｍ以内の振幅で振動用ピエゾ素子９０９を使い光軸方向（紙面上下方向）に振動させ、その振幅が一定になるようにプラズモンプローブ３０と試料９１０表面の間隔を制御する。振幅の変化の測定は、レーザ９０６から出射した光とは別の光をカンチレバ９０２の対物レンズ９０４の面に当て、そこからの反射光をＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）９１４で検出することにより行う。振幅の変化の測定は、レーザ９０６から出射した光のうち、カンチレバ９０２で反射したものを、ＰＳＤ９１４で検出することにより行っても良い。

図９に本発明の製造方法で製造したプラズモンプローブ３０を近接場光露光装置３３３に応用した実施形態の断面図を図示する。

本発明の製造方法で製造したプラズモンプローブ３０は、光リソグラフィ用の近接場光露光装置３３３へ応用することも可能である。図９にその応用例を示す。

ここでは、シリコンから形成された基板３５０の基板３２２側の面に金を材料とするプラズモンプローブ３０を形成した例を示す。近接場光発生器３９は、基板３５０、ラズモンプローブ３０から構成される。

このようなプラズモンプローブ３０は、図１で説明した基板６０に代えて基板３５０を用いる以外は全く同じ工程Ｓ１〜Ｓ３を用いて作製できる。

加工する基板３２２は、近接場光が届く位置に基板３２２を保持する図示せぬ露光台の上に載置されている。基板３２２の上には近接場光発生器３９が発生する近接場光に感光するフォトレジスト３２１が塗布されている。加工する基板３２２上には近接場光発生器３９が発生する近接場光に感光するフォトレジスト３２１が塗布されている。

プラズモンプローブ３０は図１のような２等辺三角形の形状や、図３のような四角、図４のような菱形の形状などを用いることができる。

基板３５０に図示せぬ光源から、フォトレジスト３２１に向けて、フォトレジスト３２１を感光させる光を入射させる。すると、例えば図１に示すプラズモンプローブ３０の先端部Ｐ２またはＰ３に局在する強い近接場光が発生し、その部分のフォトレジストが感光される。露光後は、フォトレジストを現像し、エッチング等の加工を基板３２２に施す。ここで、入射光の波長は、レジストが感光し、かつプラズモン共鳴が励起される波長にすることが好ましい。

図１０に本発明の製造方法で作成したプラズモンプローブ３０を用いた光ヘッド４００を搭載した光記録装置の一例として光ディスク装置の概略構成図を示す。

この光ディスク装置４１０は、図７で説明した光アシスト式磁気記録装置１０と基本的には同じ構成であり、記録媒体に相変化記録技術により情報を記録する相変化記録ディスク４０２を用い、光ヘッド４００によって記録する点が異なっている。

記録用の相変化記録ディスク４０２と、支軸５を支点として矢印Ａ方向（トラッキング方向）に回転可能に設けられたサスペンション４と、サスペンション４に取り付けられたトラッキング用のアクチュエータ６を筐体１内に備えている。また、サスペンション４の先端部に取り付けられた光ヘッド４００と、相変化記録ディスク４０２を矢印Ｂ方向に回転させるモータ（不図示）と、を筐体１内に備えており、光ヘッド４００が相変化記録ディスク４０２上で浮上しながら相対的に移動しうるように構成されている。本例では、相変化記録ディスク４０２及び光ヘッド４００を複数積層した構造としている。

本発明の製造方法で製造したプラズモンプローブ３０を光アシスト式磁気記録装置に用いると微小なスポット径の近接場光を発生できるので、高密度に相変化記録することができる。

図１１に本発明の製造方法で作成したプラズモンプローブ３０を用いた光ヘッド４００の断面図を図示する。

光ヘッド４００は、光アシスト式記録ヘッド３から磁気記録部４０、磁気再生部４１を除いた以外は同様の構成であり、サスペンション４、近接場光発生器３９、スライダ１１などから構成されている。

近接場光発生器３９は、ＳＩＬ５０とプラズモンプローブ３０から構成されている。

ＳＩＬ５０の表面にプラズモンプローブ３０を作製する工程は図５で説明した工程と全く同じである。また、図６で説明した光アシスト式磁気記録ヘッド３から磁気記録部４０、磁気再生部４１を除いた構成のヘッドも光ヘッド４００として利用することができる。

このように本発明の製造方法で作成したプラズモンプローブ３０は、いままでに説明した光アシスト式磁気記録装置の他、相変化記録技術により情報を記録する相変化記録ディスクを用いた光記録装置にも適用することができる。

以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１では、図１に示すプラズモンプローブの製造方法を用いて、図５のようにＳＩＬ５０の平面部にプラズモンプローブ３０を形成し近接場光発生器３９を作製した。

プラズモンプローブ３０を作製する工程について説明する。

最初に、近接場光発生器３９に用いる半球状のＳＩＬ５０を、シリコン結晶から作製した。ＳＩＬ５０の曲率半径は１．４ｍｍである。次に、作製したＳＩＬ５０の平面部に、レジスト６１を３５０ｎｍの厚さで塗布した。

Ｓ１・・・・・基板に塗布したレジストを所望の形状に除去する工程。

電子線描画装置を用いてレジスト６１を除去し、三角形の形状をパターニングした。

Ｓ２・・・・・基板に金属材料を蒸着して成膜する工程。

抵抗加熱蒸着法を用いて、図１の場合と同様にＳＩＬ５０のレジストを塗布した面に対しθ＝３０°の角度で、パターニングした三角形の一辺に向けて金を蒸着し、厚さ４０ｎｍに成膜した。

Ｓ３・・・・・レジストを除去する工程。

アセトンの溶液中でＳＩＬ５０を超音波洗浄にかけレジストを除去した。

このようにしてＳＩＬ５０の平面部の上に、図５に示す厚さ４０ｎｍの金のプラズモンプローブ３０を作成した。

また、作製した近接場光発生器３９を用いて、光アシスト式磁気記録ヘッド３を作製した。

〔実験結果〕
実施例１で作製したプラズモンプローブ３０の先端部Ｐ２、Ｐ３の形状を顕微鏡によって測定したところ曲率半径が１５ｎｍ以下であることが確認できた。

また、実施例１で作製した近接場光発生器３９に半導体レーザから照射された近赤外レーザ光（波長１５５０ｎｍ）を照射し、近接場光が発生することを確認した。

作製した近接場光発生器３９を用いて、光アシスト式磁気記録ヘッド３を作製し、光アシスト式磁気記録装置１０に組み込んで２０μｍ以下のトラック幅で良好に磁気記録ができることを確認した。

［実施例２］
実施例１では、図２に示すプラズモンプローブの製造方法を用いて、図６のようにスライダ１１の凹部にプラズモンプローブ３０を形成し近接場光発生器３９を作製した。

スライダ１１の作成方法を説明する。最初に、シリコンから形成したスライダ１１の片面に、ドライエッチング法を用いての凹部を作成した。次に、スライダ１１の凹部を形成した面にレジスト６１を３５０ｎｍの厚さで塗布した。

Ｓ１・・・・・基板に塗布したレジストを所望の形状に除去する工程。

電子線描画装置を用いてレジスト６１を除去し、三角形の形状をパターニングした。

Ｓ２・・・・・基板に金属材料を蒸着して成膜する工程。

抵抗加熱蒸着法を用いて、図２の場合と同様にスライダ１１のレジストを塗布した面に対しθ＝３０°の角度で、パターニングした三角形の一辺に向けて金を蒸着し、厚さ４０ｎｍに成膜した。

Ｓ３・・・・・レジストを除去する工程。

アセトンの溶液中でスライダ１１を超音波洗浄にかけレジストを除去した。

このようにしてスライダ１１の凹部に、図６のように厚さ４０ｎｍの金のプラズモンプローブ３０を作成した。

ＳＩＬ５０はシリコンから作製し、スライダ１１に接着した。作製した近接場光発生器３９を用いて、光アシスト式磁気記録ヘッド３を作製した。

〔実験結果〕
実施例２で作製したプラズモンプローブ３０の先端部Ｐ２、Ｐ３の形状を顕微鏡によって測定したところ曲率半径が１５ｎｍ以下であることが確認できた。

また、実施例２で作製した近接場光発生器３９に半導体レーザから照射された近赤外レーザ光（波長１５５０ｎｍ）を照射し、近接場光が発生することを確認した。

作製した近接場光発生器３９を用いて、光アシスト式磁気記録ヘッド３を作製し、光アシスト式磁気記録装置１０に組み込んで２０μｍ以下のトラック幅で良好に磁気記録ができることを確認した。

以上このように、本発明によれば、先端部の曲率半径が小さいプラスモンプローブを簡単な方法で製造することができるプラズモンプローブの製造方法、および製造されたプラズモンプローブを用いた光アシスト式磁気記録ヘッド、光アシスト式磁気記録装置、近接場光顕微鏡装置、近接場光露光装置、光記録装置を提供できる。

本発明における実施形態のプラズモンプローブの製造方法を説明する第１の説明図である。 本発明における実施形態のプラズモンプローブの製造方法を説明する第２の説明図である。 本発明における実施形態のプラズモンプローブの製造方法を説明する第３の説明図である。 本発明における実施形態のプラズモンプローブの製造方法を説明する第４の説明図である。 第１の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３の断面図である。 第２の実施形態の光アシスト式磁気記録ヘッド３の断面図である。 本発明の製造方法で作成したプラズモンプローブ３０を用いた光アシスト式磁気記録ヘッド３を搭載した光アシスト式磁気記録装置の概略構成図である。 本発明の製造方法で製造したプラズモンプローブ３０を近接場光顕微鏡９９９に応用した実施形態の断面図である。 本発明の製造方法で製造したプラズモンプローブ３０を近接場光露光装置３３３に応用した実施形態の断面図である。 本発明の製造方法で作成したプラズモンプローブ３０を用いた光ヘッド４００を搭載した光記録装置の一例として光ディスク装置の概略構成図である。 本発明の製造方法で作成したプラズモンプローブ３０を用いた光ヘッド４００、近接場光発生器３９の断面図である。 従来のプラズモンプローブの製造方法を説明する説明図である。

符号の説明

１ 筐体
２ 磁気ディスク
３ 光アシスト式磁気記録ヘッド
４ サスペンション
１０ 光アシスト式磁気記録装置
１１ スライダ
３０ プラズモンプローブ
３９ 近接場光発生器
４０ 磁気記録部
４１ 磁気再生部
５０ ＳＩＬ
６０ 基板
６１ レジスト
６２ 金属薄膜
３３３ 近接場光露光装置
９９９ 近接場光顕微鏡
４００ 光ヘッド
４０２ 相変化記録ディスク
４１０ 光ディスク装置

Claims (7)

1. 基板に塗布したレジストを所望の形状に除去する工程と、
   前記基板に金属材料を蒸着して成膜する工程と、
   前記レジストを除去する工程と、
   を有するプラズモンプローブの製造方法において、
   前記レジストを塗布した前記基板の面に対し斜め方向から蒸着することを特徴とするプラズモンプローブの製造方法。
2. 請求項１に記載のプラズモンプローブの製造方法により製造したプラズモンプローブと、
   前記プラズモンプローブに光源からの光を集光する光学部品と、
   を有することを特徴とする近接場光発生器。
3. 請求項２に記載の近接場光発生器と、
   前記近接場光発生器が発生した近接場光により加熱したトラックに磁気記録する磁気記録素子と、
   を有することを特徴とする光アシスト式磁気記録ヘッド。
4. 記録媒体と、
   前記記録媒体を回転させる駆動手段と、
   前記記録媒体に近接場光を照射する請求項３に記載の光アシスト式磁気記録ヘッドと、
   前記光アシスト式磁気記録ヘッドを前記記録媒体に対して相対的に移動させるヘッド移動手段と、
   を有することを特徴とする光アシスト式磁気記録装置。
5. 試料に近接場光を照射する請求項２に記載の近接場光発生器と、
   前記試料を前記近接場光発生器に対して相対的に走査する試料走査手段と、
   前記試料から発する散乱光を検出する検出手段と、
   を有することを特徴とする近接場光顕微鏡装置。
6. 基板に近接場光を照射する請求項２に記載の近接場光発生器と、
   前記近接場光発生器が発する近接場光に感光する感光材料を備えた前記基板を前記近接場光が届く位置に保持する露光台と、
   を有することを特徴とする近接場光露光装置。
7. 請求項２に記載の近接場光発生器を有することを特徴とする光記録装置。

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