JP2010204127A - 近視野光発生素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 近視野光を利用した光メモリ装置や観察装置等において、光利用効率
が高く、且つ近視野光発生素子に供給される光束と微小開口との超高精度な位置
合わせを容易にする、あるいは位置合わせの必要の無い、低コストで大量生産可
能な近視野光発生素子を提供するための製造方法を得ること。
【解決手段】 本発明による近視野光発生素子の製造方法は、導光構造作製工程
１０１と、凸形状部を作製しようとする面とは異なる面から凸形状作製光束を照
射する集光構造作製工程１０２と、凸形状作製工程２０１と、微小開口作
製工程１０５とから構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、近視野光を利用して高密度な情報の再生・記録を行う光情報記録再生装置やサンプルの光学的な観察を行う観察装置における近視野光発生素子の製造方法に関する。

近視野光発生素子は、情報記録再生装置の近視野光発生素子や、サンプルなどの光学的な観察を行うプローブとして現在利用あるいは検討が始められた。

光を用いた情報記録再生装置は、大容量化・小型化の方向へと進化しており、そのため記録ビットの高密度化が要求されている。その対策として、青紫色半導体レーザやＳＩＬ（Solid Immersion Lens）を用いた研究がおこなわれているが、これらの技術では光の回折限界の問題により、現在の記録密度の数倍程度の向上しか望めない。これに対し、光の回折限界を超えた微小領域の光学情報を扱う技術として近視野光を利用した情報記録再生方法が期待されている。

この技術では、微小領域と近視野光発生素子に形成した光の波長以下サイズの光学的開口との相互作用により発生する近視野光を利用する。これにより、従来の光学系において限界とされていた光の波長以下となる領域における光学情報を扱うことが可能となる。光学情報の再生方法としては、記録媒体表面に光を照射することにより微小マークに局在する多くの近視野光を微小開口との相互作用により伝搬光に変換する（コレクションモード）方法、あるいは微小開口より生成される近視野光を記録媒体表面に照射し、記録媒体表面の情報が記録された微小な凹凸や屈折率等の光学定数の変化との相互作用により変換される散乱光を別途設けた受光素子で検出する（イルミネーションモード）方法で可能である。

記録は、微小開口より生成される近視野光を記録媒体表面に照射させ、メディア上の微小な領域の形状を変化させたり（ヒートモード記録）、微小な領域の屈折率あるいは透過率を変化させる（フォトンモード記録）ことにより行う。これら、光の回折限界を超えた光学的微小開口を有する近視野光発生素子を用いることにより、従来の光情報記録再生装置を超える記録ビットの高密度化が達成される。

こうしたなか、一般に近視野光を利用した記録再生装置の構成は、磁気ディスク装置とほぼ同様であり、磁気ヘッドに代わり、近視野光発生素子を用いる。サスペンションアームの先端に取り付けた光学的微小開口をもつ近視野光発生素子をフライングヘッド技術により一定の高さに浮上させ、ディスク上に存在する任意のデータマークへアクセスする。高速に回転するディスクに近視野光発生素子を追従させるため、ディスクのうねりに対応して姿勢を安定させるフレクチャ機能をもたせている。

このような構成の近視野光発生素子において、開口に光を供給する方法として、光ファイバや光導波路を上方あるいは横方向より近視野光発生素子に接続したり、近視野光発生素子の上方に設けたレーザーからの光束を直接近視野光発生素子に照射する手段をとっていた。

また、近視野光顕微鏡に代表される光ファイバを加工し開口部が先鋭化された光ファイバプローブやカンチレバー型光プローブを用いて、走査型プローブ顕微鏡におけるプローブとサンプル表面との間に生じるトンネル電流や原子間力などの相互作用によりメディアとの相対位置を保ちながら、情報の記録再生、観察を実現している。

また、シリコン基板に異方性エッチングにより逆ピラミッド構造の開口を形成した平面プローブの使用が提案されている。上方あるいは横方向より光を入射し、逆錐状のピラミッド内での反射によりその頂点に存在する開口より近視野光を発生させている。このプローブは上述した先鋭化された先端をもたないため、高速記録再生や高速な観察に適した光ヘッドやプローブなどの近視野光発生素子として使用できる。このような近視野光発生素子は、基板上面と基板下面の加工に２枚以上のフォトマスクを用い、基板の両面で精密にアライメントし、フォトリソグラフィー技術により近視野光発生素子構造を作製していた。

しかしながら、近視野光を利用した光メモリ装置や観察装置は、近視野光を利用している為に、光の回折限界以下の超高密度を実現できる反面、光の利用効率が低く、受光素子で受光される光量が非常に弱いという課題があった。

そしてこの課題を解決するために、従来は、使用するレーザー光の強度を強くしたりしていた。あるいは、近視野光発生素子の微小開口へ光束を導く際に高ＮＡのレンズにより微小開口近傍に光束を集光したり、平面プローブの逆ピラミッド構造の中にボールレンズ等を充填したりし、光の利用効率を高くしている。

しかしながら、高NAのレンズやボールレンズを使った場合には、レンズやボールレンズと微小開口との超高精度な位置合わせが要求され、さらに、レンズやボールレンズの個々のばらつきや、微小開口の製造時におけるばらつきなども加わることになる。

よって、微小開口部に光の焦点を合わせるには、すべての近視野光発生素子それぞれにおいて、超高精度に調整することが必要不可欠となり、大量生産が困難となり、コストアップの原因になるという課題があった。

また、半導体プロセスのみを用いて近視野光発生素子を作製しようとすると、近視野光発生素子基板での裏表の２面でのフォト工程による露光が必要であり、そのために従来は、フォトマスクのアライメントを両面アライナーを用いて位置合わせを行っていたが、近視野光発生素子では両面アライナーを用いた位置合わせでは精度的に不十分であり、近視野光発生素子構造を一体で作製することが難しかった。よって、近視野光発生素子を複数の部品に分け、それぞれの部品を位置調整を行った後、固定する方法を取っていたが、これでは量産性が悪く、コストアップの要因になるという課題があった。

また、調整が不十分な場合には、光利用効率が低くなり、受光素子上で十分な光量を得られず、光メモリ装置においては誤り率や高速記録・再生など、観察装置においてはコントラストやＳＮ比などの性能が著しく低下してしまうという課題があった。

従って本発明は、微小開口を有する近視野光発生素子において、微小開口とレンズ等との超高精度な位置合わせを行うことなく、また、フォト工程によるフォトマスクの両面アライナーを用いずに、近視野光発生素子を製造することによりコンパクトな構成で量産性にも優れ、開口より十分大きな近視野光が生成でき、超高分解能の再生記録・高速記録再生や高コントラストや高ＳＮ比な観察および装置の小型化・薄型化が可能となる近視野光発生素子を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、凸形状化した光伝搬体からなる凸形状部と、前記凸形状部の頂点に形成した微小開口と、前記微小開口に光を導入あるいは、前記微小開口からの散乱光を受光素子に導く導光構造からなる近視野光発生素子を製造するにあたり、導光構造作製工程と、前記凸形状部を作製しようとする面とは異なる面から凸形状作製光束を照射する集光構造作製工程と、凸形状作製工程と、微小開口作製工程とを含むことを特徴としている。

従って、凸形状部を作製する際に、今までは基板両面で凸形状部と、近視野光発生素子基板上方からの光束を凸形状部に導入するための導光構造を作製するためのマスクをフォト工程で作製するフォトマスクが必要で且つ基板両面でのフォトマスクの超精密位置合わせが必要であったが、本発明では、凸形状部を導光構造から照射される光束を用いることにより作製するため、凸形状部を作製するためのフォトマスクが必要なく、且つフォトマスクの超精密位置合わせを省くことができる。しかも、凸形状部の頂点と導光構造からの光束中心とが常に一致し、凸形状部の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心との両者が一致し、位置合わせをする必要がなくなる。そのために、位置ずれによる光利用効率の低下など近視野光発生素子の性能低下を防ぐことができる。さらに、近視野光発生素子製造のシリコンプロセスにおけるフォトマスクが少なくてすむので量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することできる。

また、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、前記近視野光発生素子の製造方法に、さらに、凸形状マスク作製工程を含むことを特徴としている。

従って、上記の効果に加え、凸形状マスクをフォトマスクを用いずに作製することができるので、凸形状部を作製する際に、凸形状部を作製するためのマスクと導光構造からの光束中心とが常に一致し、凸形状化した光伝搬体の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心が一致するので両者の位置合わせを行う必要がなくなる。さらに、半導体プロセスのみを用いて近視野光発生素子を製造することができるので量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することができる。

また、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、前記凸形状作製光束照射工程が、前記導光構造を用いて前記凸形状部を作製しようとする部分に凸形状作製光束を照射する工程を含むことを特徴としている。

従って、導光構造を有する基板と微小開口を作製する基板とを一体化した後、レンズや光導波路などの導光構造からの光束を用いて凸形状部を作製するためのマスクを作製することにより、凸形状化した光伝搬体の頂点と導光構造からの光束中心とが一致する。よって、上記の効果に加え、凸形状化した光伝搬体の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心とが一致することで、凸形状化した光伝搬体の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心との両者の位置合わせを行う必要がなくなり、導光構造と微小開口が作製された基板との位置合わせを行わなくてよいので製造工程数を少なくすることができ、量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することできる。

また、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、前記導光構造作製工程が、前記導光構造を前記凸形状部と同一の基板上に作製する工程を含むことを特徴としている。

従って、導光構造を有する基板上に光伝搬体を作製し平坦化した後に、光導波路などの導光構造からの光束を用いて凸形状化した光伝搬体を作製することにより、凸形状化した光伝搬体の頂点と導光構造からの光束中心とが一致する。よって、上記の効果に加え、凸形状化した光伝搬体の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心とが一致することで、凸形状化した光伝搬体の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心との両者の位置合わせを行う必要がなくなり、且つ微小開口は導光構造の基板上に作製することができるので製造工程数を少なくすることができ、量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することができる。

また、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、前記導光構造作製工程が、前記導光構造を前記凸形状部とは別の基板上に作製し、凸形状部を作製する基板の凸形状部とは反対側に導光構造を固定する工程を含むことを特徴としている。

従って、上記の効果に加え、凸形状部を有する基板と導光構造を有する基板とを別々に作製しそれらを固定することにより、基板の厚さ精度や材質、加工プロセス等それぞれの構造を作製するのにもっとも適した基板を選ぶことができ、凸形状部を作製するときには高精度の基板を、導光構造を作製するときには比較的低精度の基板を用いても、近視野光発生素子の性能としてはまったく問題なく作製することができ、さらなる低コスト化が可能である。

また、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、前記導光構造作製工程が、集光効果を有する前記導光構造を作製する工程を含むことを特徴としている。

従って、導光構造として、レンズなどのレンズ効果を有する導光構造を作製することにより、上記の効果に加え、微小開口部近傍に光束が集光するために光の利用効率が高くなり、記録密度の向上やさらなる高速記録再生が可能な近視野光発生素子を容易に低コストで提供することができる。

また、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、前記凸部作製工程により作製される凸形状部が、錐形状であることを特徴としている。

従って、上記の効果に加え、凸形状部が錐形状であるので、その先端部により径の小さな微小開口を作製し易くなり、記録・再生（観察）密度の更なる向上が可能である。

また、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、前記凸部作製工程により作製される凸形状部が、屈折率分布を伴った凸レンズ形状であることを特徴としている。

従って、凸形状部での集光効果が期待でき、上記の効果に加え、より微小開口部に光が集光するために光の利用効率が高くなり、記録密度の向上やさらなる高速記録再生が可能な近視野光発生素子を容易に低コストで提供することができる。

また、本発明に係る近視野光発生素子の製造方法においては、前記凸形状部および前記凸形状部の頂点に作製された微小開口が複数個同時に作製することを特徴としている。

従って、上記の効果に加え、複数の微小開口を複数個もった近視野光発生素子を容易に作製することができる。よって、記録密度の向上やさらなる高速記録再生が可能な装置を容易に低コストで提供することができる。

従って、以上説明したように、本実施の形態による近視野光発生素子の製造方法によれば、実施の形態１の効果に加え、凸形状部での集光効果が期待でき、上記の効果に加え、より微小開口部に光が集光するために光の利用効率が高くなり、記録密度の向上やさらなる高速記録再生が可能な近視野光発生素子を容易に低コストで提供することができる。

本発明の実施の形態による近視野光発生素子の製造方法の概略を示す図である。 本発明の実施の形態による他の近視野光発生素子の製造方法の概略を示す図である。 本発明の実施の形態１による近視野光発生素子を示す構成図である。 本発明の実施の形態１による近視野光発生素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施の形態１による近視野光発生素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施の形態２による近視野光発生素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施の形態３による近視野光発生素子を示す構成図である。 本発明の実施の形態３による近視野光発生素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施の形態４による近視野光発生素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施の形態５による近視野光発生素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施の形態６による近視野光発生素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施の形態７による近視野光発生素子の製造方法を示す図である。

以下、本発明の近視野光発生素子の製造方法について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１に実施の形態による近視野光発生素子の製造方法の概略図を示す。また、その製造方法により作製した実施の形態１による近視野光発生素子の構成図を図３に、実施の形態１による近視野光発生素子の製造方法を図４及び図５に示す。

本実施の形態１による近視野光発生素子の製造方法は、図１における導光構造作製工程１０１、集光構造作製工程１０２と凸形状マスク作製工程１０３と凸形状作製工程１０４と微小開口作製工程１０５とからなる。

導光構造作製工程１０１により図３の光導波路を有する光導波路基板３０１を作製する。その後、集光構造作製工程１０２、凸形状マスク作製工程１０３、凸形状作製工程１０４、微小開口作製工程１０５を経て、微小開口基板３０４を作製する。光導波路基板３０１の光導波路から出射された光速を平板マイクロレンズ３０３で微小開口近傍に集光するように光導波路基板３０１と平板マイクロレンズ３０３と微小開口基板３０４を配置することで、図３に示す近視野光発生素子を作製する。

まず、導光構造作製工程１０１について説明する。図４は、導光構造作製工程である光導波路基板３０１の製造方法を示している。まずステップＳ４０１では、基板には、面方位(100)の単結晶のシリコン基板４０３を使用する。この基板上にマスクとなる熱酸化膜４０１、４０２あるいは酸化珪素膜をCVD法あるいはスパッタ法により積層させる。マスク材としては、この他に窒化珪素あるいは非アルカリ溶解系金属を用いても良い。

次にステップＳ４０２では、リソグラフィの手法を用いてこのマスク材に所望の大きさの窓を開け、エッチングを行う所のシリコンを露出させる。

この後ステップＳ４０３で、水酸化カリウム(KOH)、あるいはテトラメチルアンモミウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて、シリコン基板４０３にウェットエッチングを施すことにより段差を設け、(100)面に対し54.7°の角度を有する(111)面である斜面４０４を形成し、マスク４０１、４０２を除去する。

続けてステップＳ４０４では、この斜面４０４の上面に横方向から伝搬してきた光を開口方向に供給できるようアルミニウム、銀、金等の金属膜や誘電体多層膜からなる光反射層(図示略)を積層形成する。さらに、この後段差の底部に光を伝搬させる材料となる酸化シリコンや窒化シリコン等の石英系材料、ポリイミドやポリメタクリル酸といった高分子等の誘電体材料を堆積させ、光導波路４０５となる材料を作製する。誘電体材料である酸化シリコンの場合、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法によって容易に形成できる。この光導波路を屈折率の異なるコア、クラッドにより形成してもよい。コアの屈折率をクラッドの屈折率より大きくするには、コア成膜時にゲルマニウムをドープすればよく、またクラッドの屈折率をコアの屈折率より小さくするには、クラッド成膜時にフッ素をドープすればよい。このような場合、光はコアを全反射して伝搬していくため、伝搬ロスを減少させることができる。その後フォトリソグラフィ技術とエッチングを用いて、光導波路４０５の形状を調整する。通常の半導体製造工程で用いられるフォトリソグラフィ技術を使用して、光導波路上にエッチングを保護するマスク材を積層してパターニングを行なう。その後、光導波路材料をエッチングし、マスク材を除去することにより、光導波路４０５をパターニングできる。

このようにして光導波路基板３０１に光導波路４０５が作製されるが、段差の底部に光導波路を形成せず、光ファイバを挿入してもよい。この場合、ステップＳ４０１からステップＳ４０３と同様の工程を用いて基板を作製し、(100)と54.7°の角度をもつ２つの(111)で形成されたV字型の溝にこのファイバを挿入する。V溝斜面の角度が一定であるため、エッチングのマスク形状を形成するときに任意のサイズを設定することにより所望の大きさのV溝が形成でき、その結果、V溝上に配置される円形をした光ファイバの位置は決定される。この結果、光反射層に照射する光の位置精度向上が図れる。ファイバの固定は、ファイバを適切な位置に合わせた後、接着剤による接合あるいは陽極接合を用いることにより行う。また、図４に示した基板では、基板上に積層した金属または酸化珪素や窒化珪素といった誘電体材料をテーパ状にエッチングすることにより形成される斜面で光の反射を行う。

次に、図５を用いて、集光構造作製工程１０２について説明する。ステップＳ５０１では、基板に面方位(100)単結晶のシリコン基板５０２を用いる。面方位(110)、(111)の単結晶シリコンや、ガラス、石英などの誘電体結晶、あるいは、ＧａＡｓ等の半導体結晶を用いてもよい。次に、酸化珪素の一種であるTEOS膜５０３をCVD法にて積層形成させる。その他の材料として光透過率の高い酸化シリコンや窒化シリコン等の石英系材料、ポリイミドやポリメタクリル酸といった高分子等の誘電体材料を用いても良い。その後、マスクとなる熱酸化膜５０１あるいは酸化珪素膜をＣＶＤ法あるいはスパッタ法により積層させる。マスク材としては、この他に窒化珪素あるいは非アルカリ溶解系金属を用いても良い。

次にステップＳ５０２では、フォトマスクを用いリソグラフィの手法を用いてこのマスク材に所望の大きさの窓を開け、エッチングを行う所のシリコンを露出させる。

この後ステップＳ５０３は、水酸化カリウム(KOH)、あるいはテトラメチルアンモミウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて、シリコン基板５０２にウェットエッチングを施すことで、大きな穴であるテーパー部５０４を形成する。(111)面のエッチングレートが遅いため、54.7°の４つの斜面で囲まれた逆錐状の穴となる。このテーパー部５０４はシリコンを貫通し、ＴＥＯＳ膜５０３にまで達している。

次に、図５を用いて凸形状マスク作製工程１０３について説明する。

ステップＳ５０３で作製した基板に対して、まずステップＳ５０４では、ＴＥＯＳ膜５０３の表面にレジスト膜５０５を成膜する。

ステップＳ５０４で作製した基板に対して、テーパー部５０４よりレジスト膜５０５を露光するための光束を照射する。この光束は、ＴＥＯＳ膜５０３に対して透過率が高く、シリコン基板５０２に対しては透過率が低く、かつレジスト膜５０５を露光可能な波長を含んでいる。テーパー部５０４はシリコンを貫通してＴＥＯＳ膜５０３まで達しているので、テーパー部５０４に照射された光束は、透明であるＴＥＯＳ膜５０３を透過し、レジスト膜５０５に到達する。このレジスト膜５０５に到達した光束により、レジスト膜５０５が露光される。その後ステップＳ５０５で、フォトリソグラフィーの技術により、マスク５０６を作製する。このマスク５０６はエッチングの特性に適合した形状のマスクとする必要が有る。詳しくは次工程で説明する。また、ＨＤＤ等で一般的に利用されているフライングヘッドとしてこの近視野光発生素子を用いる場合には、フライングヘッドに必要な構造をフォトリソグラフィー技術を用いて再度露光することによりＴＥＯＳ膜５０３表面に必要な構造のマスクを作製することで可能である。

次に、図５を用いて凸形状作製工程１０４について説明する。

ステップＳ５０５で作製したマスク５０６をもとに、ステップＳ５０６で化学エッチング法を用いてTEOS膜５０３の一部を凸形状として錐形状に加工する。この部分が図５における凸形状部５０７となる。

ウェットエッチングを用いる場合は、マスク形状とマスク下のアンダーエッチングの速度を調整することによりTEOS膜の凸形状部５０７を作製できる。これは、ウェットエッチングの等方性を利用したものである。アンダーエッチングの速度を調節することにより任意のテーパ角度をもつ錐状の凸形状部５０７を形成することが可能となる。フォトレジストをマスクとして使用する場合は、TEOS膜表面粗さ、レジストの種類、コート方法あるいはベーキング温度の調整を行いTEOS膜とレジストの密着性を最適化することにより任意のテーパ角を作製する。ウェ
ットエッチャントとして、弗化水素酸と弗化アンモニウムの混合液を使用する。

また、ドライエッチングを用いる場合は、マスクの形状が転写されながらTEOS膜５０３のエッチングが進行するため、マスク自体にあらかじめ凸形状をもたせておく必要がある。このようなマスク形状を形成するときには、フォトレジストの露光の際に、テーパー部５０４の中心部付近の光量を強くし、中心部が凸形状となるマスクを作製する。このように作製されたマスクによりTEOS膜５０３を錐状の凸形状に加工することが可能となる。また、ドライエッチングでもスパッタ系のエッチング法を用いる場合の作製方法はまた異なる。あらかじめTEOS膜５０３を柱型あるいは台形に加工する。その後、スパッタ系エッチングを施すことにより、柱あるいは台形の角だけが削れていき、先端の尖った突起形状が作製される。TEOS膜５０３を加工後ステップＳ５０７で、不要なマスクを除去する。

最後に、微小開口作製工程１０５について説明する。
ステップＳ５０７で作製された凸形状部５０７を持つTEOS膜５０３の表面に金属膜を積層形成する。光反射率の高い金、銀、アルミ等の金属膜を真空蒸着法にて成膜する。デポレートの高い蒸着条件により、グレインサイズの小さい成膜が可能となる。被覆方法として、スパッタリング法やイオンプレーティング法を用いて成膜しても良い。金属膜を設けることにより、上方より照射された光が凸形状部５０７の斜面にあたった場合でもその光を反射させることにより先端により多くの光を導くことが可能となる。その後、凸形状部５０７の先端部の金属膜を加工し、微小開口を形成する。金属膜の成膜で、方向依存性の高い成膜条件にて基板の斜め方向からデポすることにより、凸形状部５０７斜面の厚みに対し、先端部での厚みが薄くなる傾向がある。このような厚み分布をもった金属膜をエッチングすることにより先端部に微小開口を形成することが可能となる。

また、別の方法として、先端部に微小開口の大きさに相当する穴をもつマスク材を金属膜上面に形成し、先端部の金属膜だけを選択的にエッチングすることにより微小開口を作製することも可能である。この場合エッチングのマスクとして、スピンコートすることにより先端部だけ塗布されないで金属膜が露出された状態のフォトレジストを使用したり、あるいはCVD法により先端部のみ薄く形成された誘電体をエッチングすることにより微小開口に相当する大きさの穴が形成されたものを使用することができる。

また、別の微小開口作製方法として、金属膜より硬い材料から成る表面が滑らかな平板を、凸形状部先端部の上方より金属膜に押し当て、一定の負荷荷重を加えることにより、金属膜先端部の形状を平板の型にあうよう平らに変化させ、下層のTEOS膜を露出させることにより微小開口を作製しても良い。この場合、平板で押し当てず、先端の尖った形状のもの、あるいは球状のものを先端部に押し当てて、金属膜をその型にはめ込んだ形状に加工することにより微小開口を作製することも可能である。最後に金属膜の上面に保護膜となる誘電体膜を形成する。保護膜は30nm以下の厚みに形成する。誘電体膜の形成により、金属膜の計時的な酸化による反射率の低下あるいは光の漏れ、あるいは媒体との接触に起因する光反射膜の剥離による光漏れを抑制することが可能となる。なお、このステップは省略できる場合もある。

このようにして作製された２つの基板を図３に示すように平板マイクロレンズ３０３をはさむ形で固定する。すると、光導波路基板３０１の光導波路に入射された光束は、光導波路の出射端より拡散されながら光導波路基板３０１での斜面で反射する。その後、その光束は、平板マイクロレンズ３０３を透過することで微小開口部に集光される。そして微小開口近傍に近視野光が形成され、記録媒体やサンプルをこの微小開口に近接させることにより、微小開口と記録媒体やサンプルとの相互作用により、近視野光は伝搬光に変換される。その伝搬光を受光素子で受光することで、記録媒体に記録された情報を再生したりサンプル表面の光学特性を観察することができる。また、記録媒体への書き込みは、記録媒体と微小開口を近接させながら記録媒体の所望の位置に微小開口を有する近視野光発生素子を移動させ、微小開口から近視野光を記録媒体に照射し書き込み動作を行うことで実現される。

また、本実施の形態は、微小開口を作製した凸形状部が１つの場合の実施の形態であるが、同様な方法により、微小開口を作製した凸形状部を複数個同時に作製することができる。

従って、以上説明したように、本実施の形態による近視野光発生素子の製造方法によれば、凸形状部を作製する際に、凸形状部と、近視野光発生素子基板上方からの光束を凸形状部に導入するためのテーパー部とを作製するためのフォトマスクを２枚用意する必要がなくなる。その上、本発明の凸部作製方法を用いることにより、凸形状部の頂点と導光構造からの光束中心とが常に一致しているので、凸形状部の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心との両者が一致し、位置合わせする必要がなくなる。そのために、超精密な位置合わせを行う必要が無く、位置ずれによる光利用効率の低下など近視野光発生素子の性能低下を防ぐことができる。さらに、近視野光発生素子製造のシリコンプロセスにおけるマスクが少なくてすむことから、量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することできる。また、複数の凸形状部に微小開口を作製することができるので、この近視野光発生素子をもちいることで、より高速な再生・記録、観察装置が可能となる。
（実施の形態２）
本実施の形態２による近視野光発生素子の製造方法は、図１の導光構造作製工程１０１、集光構造作製工程１０２、凸形状マスク作製工程１０３、凸形状作製工程１０４、微小開口作製工程１０５とからなる。本実施の形態は、図３の微小開口基板３０４部分以外の部分については実施の形態１とまったく同じであるので、説明を一部省略あるいは簡単にする。

図６に実施の形態２による近視野光発生素子の製造方法を説明する図を示す。

導光構造作製工程１０１については、実施の形態１と同じであるので説明を省略する。

次に、図６において集光構造作製工程１０２について説明する。ステップＳ６０１では、基板には、面方位(100)単結晶のシリコン基板６０２を用いる。次に、酸化珪素に不純物としてアルカリイオン（たとえばＮａ，Ｋ等）をドーピングしながらＣＶＤ法やスパッタ法等により誘電体膜６０３を積層形成させる。あるいは、シリコン基板とガラス基板を接合させ、ガラス基板を適当な厚さまで研磨しシリコン基板６０２上に誘電体膜６０３として形成させてもよい。

その後、マスクとなる熱酸化膜６０１あるいは酸化珪素膜をＣＶＤ法あるいはスパッタ法により積層させる。マスク材としては、この他に窒化珪素あるいは非アルカリ溶解系金属を用いても良い。また、必要に応じて誘電体膜６０３の表面にマスク材を積層させ、シリコン基板６０２にウエットエッチングを施す際の誘電体膜６０３の保護膜とする。次にステップＳ６０２では、リソグラフィの手法を用いてこのマスク材に所望の大きさの窓を開け、エッチングを行う所のシリコンを露出させる。この後ステップＳ６０３は、水酸化カリウム(KOH)、あるいはテトラメチルアンモミウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて、シリコン基板６０２にウェットエッチングを施すことで、大きな穴であるテーパー部６０４を形成する。(111)面のエッチングレートが遅いため、54.7°の４つの斜面で囲まれた逆錐状の穴となる。このテーパー部６０４はシリコンを貫通し、誘電体膜６０３にまで達している。

次に、凸形状マスク作製工程１０３について説明する。

まず、ステップＳ６０４では、誘電体膜６０３の表面にレジスト膜６０５を成膜する。その後、ステップＳ６０５では、テーパー部６０４よりレジスト膜６０５を露光するための光束を照射する。この光束は、誘電体膜６０３に対して透過率が高く、シリコン基板６０２に対しては透過率が低く、かつレジスト膜６０５を露光可能な波長を含んでいる。テーパー部６０４はシリコンを貫通して誘電体膜６０３まで達しているので、テーパー部６０４に照射された光束は、透明である誘電体膜６０３を透過し、レジスト膜６０５に到達する。このレジスト膜６０５に到達した光束により、レジスト膜６０５が露光される。露光された部分だけレジスト膜を残し、他のレジスト膜を除去する。その後、金属膜（たとえばＴｉ）をスパッタあるいは真空蒸着等により成膜する。そして、不要なレジスト膜を除去することで、レジスト膜上に残っている金属膜を除去し、開口を設けた金属のマスク６０６を作製する。ＨＤＤ等で一般的に利用されているフライングヘッドとして、この近視野光発生素子を用いる場合には、フライングヘッドに必要な構造を金属膜を成膜する前に、フォトリソグラフィー技術を用いて、誘電体膜６０３表面に必要な構造を作製することにより、可能である。

次に、凸形状作製工程１０４について説明する。

ステップＳ６０５で作製したマスク６０６を有する基板をステップＳ６０６で溶融塩に浸すことにより、マスク６０６の開口部を通じて溶融塩中に含まれている高屈折率に寄与するイオン（Ｔｌ等）とガラスの中のアルカリイオンが、イオン交換され、レンズ領域が形成される。ガラス基板内に拡散されるイオンは、マスクの開口部より同心円状に侵入し、３次元的な濃度分布をもつようになる。その際、交換されたイオン半径の違いにより中央付近に膨らみが生じ、凸形状部６０７となる。つまり、屈折率分布型のレンズと凸レンズを組み合わせた構成の凸形状部６０７が作製される。そして、ステップＳ６０７で、不要な金属のマスク６０６を除去する。

微小開口作製工程１０５については、ステップＳ６０７で作製された基板に遮光膜として金属膜を成膜し、微小開口を作製するがその作製方法は実施の形態１とまったく同じであるのでここでは説明を省略する。

このようにして作製された２つの基板は、実施の形態１の図３と同様にして、組み立て・固定される。微小開口への光の導入や記録媒体への情報の記録や記録された情報の再生方法、サンプル表面の光学特性の観察方法は、実施の形態１とまったく同じである。

また、本実施の形態は、微小開口を作製した凸形状部が１つの場合の実施の形態であるが、同様な方法により、微小開口を作製した凸形状部を複数個同時に作製することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態３による近視野光発生素子の製造方法は、図１の導光構造作製工程１０１、集光構造作製工程１０２、凸形状マスク作製工程１０３、凸形状作製工程１０４、微小開口作製工程１０５とからなる。本実施の形態は、実施の形態１や実施の形態２における平板マイクロレンズと微小開口基板を一体化し、1つの基板上に作製した場合の実施の形態であるので説明を一部省略あるいは簡単にする。

実施の形態３による近視野光発生素子の構成図を図７に、実施の形態３による近視野光発生素子の製造方法を図８に示す。

導光構造作製工程１０１により作製される光導波路基板３０１については、実施の形態１で説明した図４とまったく同じであるので説明を省略する。次に、図８を用いて集光構造作製工程１０２について説明する。この工程では、凸形状部に露光光束を照射するためにガラス基板８０２に平板マイクロレンズを作製する工程である。ステップＳ８０１では、ガラス基板８０２上に酸化珪素の一種であるTEOS膜８０３をCVD法にて積層形成させる。その他の材料として光透過率の高い酸化シリコンや窒化シリコン等の石英系材料、ポリイミドやポリメタクリル酸といった高分子等の誘電体材料を用いても良い。次にＴＥＯＳ膜８０３を成膜した面とは反対のガラス基板８０２面上にマスク材８０１となる金属膜を積層させる。このマスク材８０１は、真空蒸着あるいはスパッタリングにて形成する。ここで、ガラス基板８０２に屈折率分布レンズを作製する際に、必要に応じて、ＴＥＯＳ膜８０３上に保護膜を形成することもできる。

次に、ステップＳ８０２では、フォトリソグラフィ技術を用い、金属膜８０１に円形状の穴をあけマスク８０４として、ガラス基板８０２を露出させる。次に、ステップＳ８０３では、ガラス基板８０２を溶解塩に浸すことにより、選択イオン交換を行う。ガラス基板内に拡散されるイオンは、マスクの開口部より同心円状に侵入し、３次元的な濃度分布をもつようになる。この結果、この分布に比例した屈折率勾配をもつ基板となる。この屈折率勾配がレンズ効果を持ち、平板マイクロレンズがガラス基板８０２に形成される。

次に、凸形状マスク作製工程１０３について説明する。ステップＳ８０３で作製された平板マイクロレンズが形成されたガラス基板８０２にステップＳ８０４では、ＴＥＯＳ膜８０３の表面にレジスト膜８０５を成膜する。次に、ガラス基板８０２に対して、平板マイクロレンズ上方よりレジスト膜８０５を露光するための光束を照射する。この光束は、ＴＥＯＳ膜８０３に対して透過率が高く、マスク８０４に対しては透過率が低く、かつレジスト膜８０５を露光可能な波長を含んでいる。ガラス基板８０２に入射された露光光束は平板マイクロレンズにより集光されながら透明であるＴＥＯＳ膜８０３を透過し、レジスト膜８０５に到達する。このレジスト膜８０５に到達した光束により、レジスト膜８０５が露光される。

その後ステップＳ８０５で、フォトリソグラフィーの技術により、マスク８０６を作製する。ここでは図示していないが、ＨＤＤ等で一般的に利用されているフライングヘッドとして、この近視野光発生素子を用いる場合には、フライングヘッドに必要な構造をフォトリソグラフィー技術を用いて再度露光することによりＴＥＯＳ膜８０３表面に必要な構造のマスクを作製することで可能である。

次に、凸形状作製工程１０４について説明する。

ステップＳ８０５で作製したマスク８０６をもとに、ステップＳ８０６で化学エッチング法を用いてTEOS膜８０３の一部を凸形状として錐形状に加工する。この部分が凸形状部８０７となる。エッチング方法については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。TEOS膜８０３を加工し凸形状部を作製後ステップＳ８０７で、不要なマスクを除去する。

最後に、微小開口作製工程１０５について説明する。

ステップＳ８０７で作製された凸形状部８０７を持つTEOS膜８０３の表面に金属膜を積層形成する。その後、実施の形態１や実施の形態２で説明した方法と同様な方法により、凸形状部８０７上の金属膜に微小開口を作製する。また、金属膜の上面に保護膜となる誘電体膜を形成することも、実施の形態１や実施の形態２と同様である。

このようにして作製された平板マイクロレンズ付微小開口基板７０１は、光導波路基板３０１と図７のように固定される。すると、光導波路基板３０１の光導波路に入射された光束は、光導波路の出射端より拡散されながら光導波路基板３０１での斜面で反射する。その後、その光束は、平板マイクロレンズ付微小開口基板７０１の屈折率分布型平板マイクロレンズを透過することで微小開口部に集光される。そして微小開口近傍に近視野光が形成され、記録媒体やサンプルをこの微小開口に近接させることにより、微小開口と記録媒体やサンプルとの相互作用により、近視野光は伝搬光に変換される。

記録媒体への情報の記録や記録された情報の再生方法、サンプル表面の光学特性の観察方法は、実施の形態１とまったく同じである。

また、本実施の形態は、微小開口を作製した凸形状部が１つの場合の実施の形態であるが、同様な方法により、微小開口を作製した凸形状部を複数個同時に作製することができる。

従って、以上説明したように、本実施の形態による近視野光発生素子の製造方法によれば、凸形状部を作製する際に、凸形状部と、近視野光発生素子基板に作製する平板マイクロレンズとを作製するためのマスクを２枚用意する必要がなくなる。その上、本発明の凸部作製方法を用いることにより、凸形状部の頂点と導光構造からの光束中心とが常に一致しているので、凸形状化した光伝搬体の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心との両者が一致し、位置合わせする必要がなくなる。そのために、平板マイクロレンズにより集光された光束中心と微小開口との超精密な位置合わせを行う必要が無く、位置ずれによる光利用効率の低下など近視野光発生素子の性能低下を防ぐことができる。さらに、近視野光発生素子製造プロセスにおけるマスクが少なくてすむことから、量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態４による近視野光発生素子の製造方法は、図１の導光構造作製工程１０１、集光構造作製工程１０２、凸形状マスク作製工程１０３、凸形状作製工程１０４、微小開口作製工程１０５とからなる。本実施の形態は、実施の形態３における平板マイクロレンズ基板の代わりに凸レンズ基板を用いた場合の実施の形態であるので説明を一部省略あるいは簡単にする。

図９に実施の形態４による近視野光発生素子の製造方法を説明する図を示す。

導光構造作製工程１０１については、実施の形態３での説明とまったく同じであるので説明を省略する。

次に、集光構造作製工程１０２について説明する。この工程では、凸形状部に露光光束を照射するために凸レンズ基板９０１を作製する。ステップＳ９０１の凸レンズ基板９０１は、ガラス基板上にレジストを塗布し、階調を有するグレイスケールマスクあるいはイマージョンマスクを用いたリソグラフィによりレンズ形状をしたレジストを露光と現像により作製した後、ガラスとレジストとの選択比を一定にしたエッチング条件にてガラス基板をエッチングすることにより、レジストの形状がガラス基板上に転写され、レジストがガラス基板上で完全にエッチングされ作製される。

次に、凸形状マスク作製工程１０３について説明する。

凸レンズ基板９０１にステップＳ９０２では、まず、凸レンズ基板９０１の凸レンズ以外の部分を遮光するためにマスク９０２を作製する。その後、凸レンズ基板９０１の凸レンズが形成されている面とは逆の面にＴＥＯＳ膜９０３を成膜する。その後、ＴＥＯＳ膜９０３の表面にレジスト膜９０４を成膜する。次に、凸レンズ部以外を透過する露光光束を遮光するためにマスク９０２を設ける。その後、凸レンズ基板９０１に対して、凸レンズ上方よりレジスト膜９０４を露光するための光束を照射する。このような露光光束は、ＴＥＯＳ膜９０３に対して透過率が高く、マスク９０２に対しては透過率が低く、かつレジスト膜９０４を露光可能な波長を含んでいる。実施の形態３の場合と同様に、凸レンズ基板９０１に入射された露光光束は凸レンズにより集光されながら透明であるＴＥＯＳ膜９０３を透過し、レジスト膜９０４に到達しレジスト膜９０４は露光される。

その後ステップＳ９０３で、フォトリソグラフィーの技術により、マスク９０５を作製する。ここでは図示していないが、ＨＤＤ等で一般的に利用されているフライングヘッドとして、この近視野光発生素子を用いる場合には、フライングヘッドに必要な構造をフォトリソグラフィー技術を用いて再度露光することによりＴＥＯＳ膜９０４の表面に必要な構造のマスクを作製することで可能である。

次に、凸形状作製工程１０４について説明する。

ステップＳ９０３で作製したマスク９０５をもとに、実施の形態１などとまったく同様にして、化学エッチング法を用いて凸形状部９０６を作製する。TEOS膜９０３を加工後ステップＳ９０５で、不要なマスクを除去する。

最後に、微小開口作製工程１０５について説明する。

ステップＳ９０５で作製された凸形状部９０６を持つTEOS膜９０３の表面に金属膜を積層形成する。その後、実施の形態１などで説明した方法と同様な方法により、凸形状部９０５上の金属膜に微小開口を作製する。また、金属膜の上面に保護膜となる誘電体膜を形成することも、実施の形態１などと同様である。

このようにして作製された微小開口付きの凸レンズ基板は、図７の平板マイクロレンズ付微小開口基板光７０１の代わりとして、光導波路基板３０１と固定する。よって、実施の形態３と同様に、この近視野光発生素子を用いることで、記録媒体に記録された情報を再生や記録媒体への書き込みを実現することができる。

また、本実施の形態は、微小開口を作製した凸形状部が１つの場合の実施の形態であるが、同様な方法により、微小開口を作製した凸形状部を複数個同時に作製することができる。

従って、以上説明したように、本実施の形態による近視野光発生素子の製造方法によれば、凸形状化した光伝搬体を作製する際に、凸形状部を作製するためのフォトマスクが必要なくなる。その上、本発明の凸部作製方法を用いることにより、凸形状化した光伝搬体の頂点と導光構造からの光束中心とが常に一致しているので、凸形状化した光伝搬体の頂点に作製された微小開口と導光構造からの光束中心との両者が一致し、位置合わせする必要がなくなる。そのために、凸レンズにより集光された光束中心と微小開口との超精密な位置合わせを行う必要が無く、位置ずれによる光利用効率の低下など近視野光発生素子の性能低下を防ぐことができる。さらに、近視野光発生素子製造プロセスにおけるフォトマスクが少なく、フォトマスクの超精密なアライメントをしなくてすむことから、量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することができる。
（実施の形態５）
図２に実施の形態による他の近視野光発生素子の製造方法の概略図を示す。また、その製造方法により作製した実施の形態５による近視野光発生素子の構成は、実施の形態３と同様で、図７の近視野光発生素子の平板マイクロレンズ付微小開口基板７０１の代わりに図１０に示す微小開口を有する基板を用いていたものであるので、説明を一部省略あるいは簡単にする。

本実施の形態５による近視野光発生素子の製造方法は、図２における導光構造作製工程１０１、集光構造作製工程１０２、凸形状作製工程２０１、微小開口作製工程１０５とからなる。

導光構造作製工程１０１については、実施の形態３や実施の形態４での説明とまったく同じであるので説明を省略する。

図１０において集光構造作製工程１０２は、凸形状部に露光光束を照射するために凸レンズ基板１００１を作製する工程であり、実施の形態４で説明した凸レンズ基板の作製方法とまったく同じであるので説明を省略する。

次に、図１０をもちいて凸形状作製工程２０１について説明する。

凸レンズ基板１００１にステップＳ１００２では、まず、凸レンズ基板１００１の凸レンズ以外の部分を遮光するためにマスク１００２を作製する。そしてステップＳ１００３において、光硬化樹脂１００４を満たしたケース１００３に凸レンズが形成されている面とは逆の面がこの光硬化樹脂１００４内に漬かるように凸レンズ基板１００１を配置する。その後、凸レンズ基板１００１に対して、凸レンズ上方より光硬化樹脂１００４を硬化させるための光束を照射する。マスク１００２は、凸レンズ部以外を透過する光束を遮光するために設けてある。このような光束は、凸レンズにより集光され、その集光された光束により光硬化樹脂１００４が硬化を始める。十分硬化するとステップＳ１００３の凸形状部１００５が光硬化樹脂の中に作製される。その後、照射光束を止め、光硬化樹脂１００４から凸レンズ基板１００１を取り出し、不要なマスク１００２を除去すると、ステップＳ１００４のような凸形状部１００５を有する凸レンズ基板１００１が作製できる。

最後に、微小開口作製工程１０５について説明する。

ステップＳ１００４で作製された凸レンズ基板１００１の凸形状部１００５側の表面に金属膜を積層形成する。その後、実施の形態１などで説明した方法と同様な方法により、凸形状部１００１上の金属膜に微小開口を作製する。また、金属膜の上面に保護膜となる誘電体膜を形成することも、実施の形態１などと同様である。

また、本実施の形態は、微小開口を作製した凸形状部が１つの場合の実施の形態であるが、同様な方法により、微小開口を作製した凸形状部を複数個同時に作製することができる。

このようにして作製された微小開口付きの凸レンズ基板は、実施の形態４の微小開口を有する凸レンズ基板９０１とまったく同じように光導波路基板３０１と固定する。よって、実施の形態４と同様に、この近視野光発生素子を用いることで、記録媒体に記録された情報を再生や記録媒体への書き込み、サンプル表面の観察などを実現することができる。

従って、以上説明したように、本実施の形態よる近視野光発生素子の製造方法によれば、実施の形態３や実施の形態４の効果に加え、凸形状部を化学的エッチング法を用いずに、直接作製できるので、製造工程数を減らすこと出き、位置ずれによる光利用効率の低下など近視野光発生素子の性能低下を防ぎながら量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することができる。
（実施の形態６）
本実施の形態６による近視野光発生素子の製造方法は、図１の導光構造作製工程１０１、集光構造作製工程１０２、凸形状マスク作製工程１０３、凸形状作製工程１０４、微小開口作製工程１０５とからなる。本実施の形態は、実施の形態４において作製された光導波路基板と凸レンズ基板とをスペーサーを介して固定した後に凸形状部を作製している。よって、実施の形態４と同じ部分については一部説明を省略あるいは簡単にする。

図１１に実施の形態６による近視野光発生素子の製造方法を説明する図を示す。

まず、導光構造作製工程１０１については、実施の形態１で説明した光導波路基板を用いているので説明を省略する。

次に、図１１における集光構造作製工程１０２では、凸形状を作製するための照射光を作製するために必要となる凸レンズ基板９０１と光導波路基板３０１を一体化させる工程について説明する。ステップＳ１１０１の凸レンズ基板９０１には、凸レンズ面とは反対側にＴＥＯＳ膜９０３、レジスト膜９０４を順次成膜する。その後、ステップＳ１１０２において、実施の形態１で説明した光導波路基板３０１から出射される光束が凸レンズ部に入射されるように光導波路基板３０１と凸レンズ基板９０１とをスペーサー１１０１を介して接合する。

次に、図１１において凸形状マスク作製工程１０３について説明する。

ステップＳ１１０２で作製した光導波路基板３０１と凸レンズ基板９０１とを接合した基板に対して、光導波路４０５の入射端から光を入力する。ステップＳ１１０３で、光導波路４０５から出射された光束は、光導波路基板３０１の斜面で反射した後、凸レンズにより集光されながらレジスト膜９０４に照射され、レジスト膜９０４は露光される。その後、フォトリソグラフィーの技術により、マスク１１０２を作製する。ここでは図示していないが、ＨＤＤ等で一般的に利用されているフライングヘッドとして、この近視野光発生素子を用いる場合には、フライングヘッドに必要な構造をフォトリソグラフィー技術を用いて再度露光することによりＴＥＯＳ膜９０３の表面に必要な構造のマスクを作製することで可能である。

次に、図１１において凸形状作製工程１０４について説明する。

ステップＳ１１０３で作製したマスク１１０２をもとに、ステップＳ１１０４において実施の形態１などと同様にして、化学エッチング法を用いて凸形状部１１０３を作製し、ステップＳ１１０５で不要なマスクを除去する。

最後に、微小開口作製工程１０５について説明する。

ステップＳ１１０５で作製された凸形状部１１０３を持つTEOS膜９０３の表面に金属膜を積層形成する。その後、実施の形態１などで説明した方法と同様な方法により、凸形状部９０５上の金属膜に微小開口を作製する。また、金属膜の上面に保護膜となる誘電体膜を形成することも、実施の形態１などと同様である。

また、本実施の形態は、微小開口を作製した凸形状部が１つの場合の実施の形態であるが、同様な方法により、微小開口を作製した凸形状部を複数個同時に作製することができる。

このようにして作製された近視野光発生素子は、記録媒体に記録された情報を再生や記録媒体への書き込み、サンプル表面の観察などを実現することができる。

従って、以上説明したように、本実施の形態よる近視野光発生素子の製造方法によれば、実施の形態４の効果に加え、光導波路から出射される光束を用いて微小開口を有する凸形状部を作製しているので光導波路と凸レンズ基板との位置の微調整を行う必要がなく、調整にかかる時間や手間を激減することができ、位置ずれによる光利用効率の低下など近視野光発生素子の性能低下を防ぎながら量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することできる。
（実施の形態７）
本実施の形態７による近視野光発生素子の製造方法は、図１の導光構造作製工程１０１、集光構造作製工程１０２、凸形状マスク作製工程１０３、凸形状作製工程１０４、微小開口作製工程１０５とからなる。本実施の形態は、実施の形態１で説明した光導波路基板３０１上を平坦化し、凸形状部を作製する場合の実施の形態であるので実施の形態１と同じ部分については一部説明を省略あるいは簡単にする。

図１２に実施の形態７による近視野光発生素子の製造方法を説明する図を示す。

導光構造作製工程１０１については、図４の実施の形態１での説明した光導波路基板を用いているので説明を省略する。

次に、図１２において集光構造作製工程１０２について説明する。はじめにステップＳ１２０１では、実施の形態１で説明した光導波路基板３０１を用いる。そして、ステップ１２０２で、斜面の光反射層および光導波路４０５の上面にＴＥＯＳ膜１２０１をCVD法にて積層形成する。他の誘電体材料を用いても問題ない。そして、ステップＳ１２０３では、段差のあるＴＥＯＳ膜の表面を研磨加工し、平坦化する。

次に、図１２において凸形状マスク作製工程１０３について説明する。

ステップＳ１２０３で作製した基板の平坦化したＴＥＯＳ膜１２０１の上にレジスト膜１２０２を成膜する。ステップＳ１２０４で、光導波路４０５の入射端から光を入力する。そして光導波路４０５から出射された光束は、光導波路基板３０１の斜面で反射した後、レジスト膜１２０２に照射され、レジスト膜１２０２は露光される。その後、フォトリソグラフィーの技術により、マスク１２０３を作製する。ここでは図示していないが、ＨＤＤ等で一般的に利用されているフライングヘッドとして、この近視野光発生素子を用いる場合には、フライングヘッドに必要な構造をフォトリソグラフィー技術を用いて再度露光することによりＴＥＯＳ膜１２０１の表面に必要な構造のマスクを作製することで可能である。

次に、図１２において凸形状作製工程１０４について説明する。

ステップＳ１２０４で作製したマスク１２０３をもとに、他の実施の形態と同様にして、化学エッチング法を用いてステップＳ１２０５で凸形状部１２０４を作製し、ステップＳ１２０６で不要なマスクを除去する。

最後に、微小開口作製工程１０５について説明する。

ステップＳ１２０６で作製された凸形状部１２０４を持つTEOS膜の表面に金属膜を積層形成する。その後、実施の形態１などで説明した方法と同様な方法により、凸形状部１２０４上の金属膜に微小開口を作製する。また、金属膜の上面に保護膜となる誘電体膜を形成することも、実施の形態１などと同様である。

このようにして作製された近視野光発生素子は、記録媒体に記録された情報を再生や記録媒体への書き込み、サンプル表面の観察などを実現することができる。

このような構成の近視野光発生素子は光導波路４０５の出射端と凸形状部１２０４の微小開口との光路距離を短くできる。例えば積層する酸化珪素膜の厚みを10μｍ程度にすることにより、その距離を10μｍ以下に設定できる。この結果、出射端が離れるほど大きくなる伝搬光のビームスポット径を小さいまま微小開口に照射でき、多くの近視野光の生成が可能となる。またこの近視野光発生素子の作製は、同一面への成膜とフォトリソグラフィを用いた薄膜の加工により形成され、接合などの工程を含まない。よって、実施の形態６における貼り合わせを行う必要が無い。

また、本実施の形態では、平板マイクロレンズや凸レンズ、屈折率分布型レンズ等のレンズ効果を有する部分を有していないが、ＴＥＯＳ膜の膜厚をもっと厚くし、イオン交換法や化学エッチング法などにより、レンズ機能を有する部分を微小開口と光導波路４０５の出射端の間に作製することも可能である。

従って、以上説明したように、本実施の形態による近視野光発生素子の製造方法によれば、上記の効果に加え、２つ以上の基板を接合により調整固定する必要が無く、接合による位置ずれの問題を完全に回避でき、調整にかかる時間や手間を激減することができ、位置ずれによる光利用効率の低下など近視野光発生素子の性能低下を防ぎながら量産性に優れた低コストな近視野光発生素子を提供することができる。

１０１ 導光構造作製工程
１０２ 集光構造作製工程
１０３ 凸形状マスク作製工程
１０４ 凸形状作製工程
１０５ 微小開口作製工程
２０１ 凸形状作製工程
３０１ 光導波路基板
３０３ 平板マイクロレンズ
３０４ 微小開口基板
４０１、４０２ 熱酸化膜
４０３ シリコン基板
４０４ 斜面
４０５ 光導波路
５０１ 熱酸化膜
５０２ シリコン基板
５０３ TEOS膜
５０４ テーパー部
５０５ レジスト膜
５０６ マスク
５０７ 凸形状部
６０１ 熱酸化膜
６０２ シリコン基板
６０３ 誘電体膜
６０４ テーパー部
６０５ レジスト膜
６０６ マスク
６０７ 凸形状部
７０１ 平板マイクロレンズ付微小開口基板
８０１ マスク材
８０２ ガラス基板
８０３ TEOS膜
８０４ マスク
８０５ レジスト膜
８０６ マスク
８０７ 凸形状部
９０１ 凸レンズ基板
９０２ マスク
９０３ TEOS膜
９０４ レジスト膜
９０５ マスク
９０６ 凸形状部
１００１ 凸レンズ基板
１００２ マスク
１００３ ケース
１００４ 光硬化樹脂
１００５ 凸形状部
１１０１ スペーサー
１１０２ マスク
１１０３ 凸形状部
１２０１ TEOS膜
１２０２ レジスト膜
１２０３ マスク
１２０４ 凸形状部

Claims (9)

1. 凸形状化した光伝搬体からなる凸形状部と、
   前記凸形状部の頂点に形成した微小開口と、
   前記微小開口に光を導入あるいは、前記微小開口からの散乱光を受光素子に導く導光構造からなる近視野光発生素子を製造するにあたり、
   導光構造作製工程と、
   前記凸形状部を作製しようとする面とは異なる面から凸形状作製光束を照射する集光構造作製工程と、
   凸形状作製工程と、
   微小開口作製工程と、を含むことを特徴とする近視野光発生素子の製造方法。
2. 前記近視野光発生素子の製造方法に、さらに、凸形状マスク作製工程を含むことを特徴とする請求項１記載の近視野光発生素子の製造方法。
3. 前記集光構造作製工程が、前記導光構造を用いて前記凸形状部を作製しようとする部分に凸形状作製光束を照射する工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載の近視野光発生素子の製造方法。
4. 前記導光構造作製工程は、前記導光構造を前記凸形状部と同一の基板上に作製する工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の近視野光発生素子の製造方法。
5. 前記導光構造作製工程が、前記導光構造を前記凸形状部とは別の基板に作製し、凸形状部を作製する基板の前記凸形状部とは反対側に前記導光構造を固定する工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の近視野光発生素子の製造方法。
6. 前記導光構造作製工程が、集光効果を有する前記導光構造を作製する工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の近視野光発生素子の製造方法。
7. 前記凸形状部が、錐形状であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の近視野光発生素子の製造方法。
8. 前記凸形状部が、屈折率分布を伴う凸レンズ形状であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の近視野光発生素子の製造方法。
9. 前記凸形状部と前記凸形状部の頂点に設けられる微小開口とが、複数個同時に作製されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の近視野光発生素子の製造方法。

Images