JP5816672B2 - 導波路とプラズモンジェネレータを備えた近接場光発生器の製造方法 - Google Patents

Description

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。

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部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部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。

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。

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。

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。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。

プラズモンジェネレータは、媒体対向面に配置された前端面を有している。この前端面は、近接場光を発生する。プラズモンジェネレータに励起された表面プラズモンは、プラズモンジェネレータの表面に沿って前端面に伝播される。その結果、前端面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前端面より近接場光が発生される。

特許文献１には、導波路のコアの表面と金属構造体（プラズモンジェネレータ）の表面とをギャップを介して対向させ、コアを伝播する光に基づいてコアの表面で発生するエバネッセント光を用いて、金属構造体に表面プラズモンを励起させ、この表面プラズモンに基づいて近接場光を発生させる技術が開示されている。

特開２０１１−１４６０９７号公報

記録媒体におけるトラック幅を縮小して記録密度を高めるためには、記録媒体における近接場光のスポット径を小さくする必要がある。そのためには、プラズモンジェネレータの前端面の幅および高さを小さくすることが求められる。なお、前端面の幅とは、トラック幅方向についての前端面の寸法であり、前端面の高さとは、トラックが延びる方向についての前端面の寸法である。前端面の幅と高さは、共に５０ｎｍ以下であることが好ましい。

ここで、導波路とプラズモンジェネレータを備えて、近接場光を発生するデバイスを近接場光発生器と呼ぶ。近接場光発生器の構造としては、特許文献１に記載されているように、導波路のコアの上面の上方にプラズモンジェネレータを配置した構造が考えられる。

上記の構造の近接場光発生器は、例えば、以下の方法で製造される。まず、コアの下地となる第１のクラッド層を形成する。次に、第１のクラッド層の上に、コアを形成する。コアは、下面と、その反対側の上面と、下面と上面とを接続する２つの側面とを有している。次に、第１のクラッド層とコアを覆うように、第２のクラッド層を形成する。次に、コアの上面が露出するように、第２のクラッド層を研磨する。第２のクラッド層は、コアの２つの側面に接する。次に、コアと第２のクラッド層の上に第３のクラッド層を形成する。次に、第３のクラッド層の上に、プラズモンジェネレータと、その周囲に存在する誘電体層とを形成する。次に、プラズモンジェネレータおよび誘電体層を研磨して、プラズモンジェネレータの厚みを決定する。第２のクラッド層の研磨と、プラズモンジェネレータおよび誘電体層の研磨には、それぞれ、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭＰと記す。）が用いられる。第１ないし第３のクラッド層は、クラッドを構成する。

プラズモンジェネレータの厚みは、プラズモンジェネレータの性能に影響を与えるため、精度よく制御する必要がある。しかし、上記の近接場光発生器の製造方法では、プラズモンジェネレータの厚みを精度よく制御することを妨げる問題点があった。以下、この問題点について説明する。

上記の近接場光発生器の製造方法では、プラズモンジェネレータおよび誘電体層を研磨する工程で、プラズモンジェネレータの厚みが決定される。プラズモンジェネレータの厚みを精度よく制御するためには、プラズモンジェネレータおよび誘電体層を研磨する工程の後におけるプラズモンジェネレータおよび誘電体層の上面の平坦性を高める必要がある。プラズモンジェネレータおよび誘電体層の上面の平坦性は、コアおよび第２のクラッド層の上面の形状の影響を受ける。従って、プラズモンジェネレータの厚みを精度よく制御するためには、第２のクラッド層を研磨する工程の後におけるコアおよび第２のクラッド層の上面の平坦性を高める必要がある。

しかし、上記の近接場光発生器の製造方法では、コアと第２のクラッド層の材料の違いに起因して、コアの上面と第２のクラッド層の上面との間に段差が生じたり、コアの上面が湾曲したりして、第２のクラッド層を研磨する工程の後におけるコアおよび第２のクラッド層の上面の平坦性が低くなる。その結果、プラズモンジェネレータおよび誘電体層を研磨する工程の後におけるプラズモンジェネレータおよび誘電体層の上面の平坦性も低くなる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、コアとその２つの側面に接するクラッド層の上面の平坦性を高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、および近接場光発生器に含まれる導波路の製造方法を提供することにある。

本発明の製造方法によって製造される近接場光発生器は、導波路と、プラズモンジェネレータとを備えている。導波路は、光を伝播させるコアと、コアの周囲に配置されたクラッドとを有している。コアは、下面と、その反対側の上面と、下面と上面とを接続する２つの側面とを有している。クラッドは、コアの下面に接する第１のクラッド層と、コアの２つの側面に接する第２のクラッド層と、コアの上面に接する第３のクラッド層とを含んでいる。プラズモンジェネレータは、コアの上面より発生され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るプラズモン励起部と、表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する前端面とを有し、コアの上面の上方に配置されている。

本発明の近接場光発生器の製造方法は、第１のクラッド層を形成する工程と、第１のクラッド層の上に、コアと、コアの上面上に配置された研磨停止層とを含む構造体を形成する工程と、第１のクラッド層と構造体を覆うように、後に第２のクラッド層となるクラッド材料層を形成する工程と、研磨停止層が露出するまで、クラッド材料層を研磨する第１の研磨工程と、第１の研磨工程の後で、クラッド材料層が、コアの上面よりも上方に突出した突出部を有する状態になるように、研磨停止層を除去する工程と、研磨停止層を除去する工程の後で、突出部が除去されて、クラッド材料層が第２のクラッド層になるように、クラッド材料層を研磨する第２の研磨工程と、第２の研磨工程の後で、第３のクラッド層および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。

本発明の製造方法によって製造される導波路は、近接場光発生器に含まれる。近接場光発生器は、導波路と、プラズモンジェネレータとを備えている。導波路は、光を伝播させるコアと、コアの周囲に配置されたクラッドとを有している。コアは、下面と、その反対側の上面と、下面と上面とを接続する２つの側面とを有している。クラッドは、コアの下面に接する第１のクラッド層と、コアの２つの側面に接する第２のクラッド層と、コアの上面に接する第３のクラッド層とを含んでいる。プラズモンジェネレータは、コアの上面より発生され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るプラズモン励起部と、表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する前端面とを有し、コアの上面の上方に配置されている。

本発明の導波路の製造方法は、第１のクラッド層を形成する工程と、第１のクラッド層の上に、コアと、コアの上面上に配置された研磨停止層とを含む構造体を形成する工程と、第１のクラッド層と構造体を覆うように、後に第２のクラッド層となるクラッド材料層を形成する工程と、研磨停止層が露出するまで、クラッド材料層を研磨する第１の研磨工程と、第１の研磨工程の後で、クラッド材料層が、コアの上面よりも上方に突出した突出部を有する状態になるように、研磨停止層を除去する工程と、研磨停止層を除去する工程の後で、突出部が除去されて、クラッド材料層が第２のクラッド層になるように、クラッド材料層を研磨する第２の研磨工程と、第２の研磨工程の後で、第３のクラッド層を形成する工程とを備えている。

本発明の近接場光発生器の製造方法および導波路の製造方法において、第１の研磨工程と第２の研磨工程は、化学機械研磨を用いて行われてもよい。

また、本発明の近接場光発生器の製造方法および導波路の製造方法において、構造体を形成する工程は、第１のクラッド層の上に、後にコアとなるコア材料層を形成する工程と、コア材料層の上に、研磨停止層を形成する工程と、コア材料層がパターニングされてコアになるように、研磨停止層をマスクとして用いてコア材料層をエッチングする工程とを含んでいてもよい。

また、本発明の近接場光発生器の製造方法および導波路の製造方法において、研磨停止層を除去する工程は、反応性イオンエッチングを用いて行われてもよい。

また、本発明の近接場光発生器の製造方法および導波路の製造方法において、構造体を形成する工程では、構造体の他に、第１のクラッド層の上であって構造体を挟む位置に、それぞれ構造体に対して間隔をあけて、第１および第２の補助構造体を形成してもよい。第１の補助構造体は、コアと同じ材料よりなる第１のダミーコアと、この第１のダミーコアの上に配置された第１の補助研磨停止層とを含む。第２の補助構造体は、コアと同じ材料よりなる第２のダミーコアと、この第２のダミーコアの上に配置された第２の補助研磨停止層とを含む。クラッド材料層を形成する工程では、第１のクラッド層、構造体、第１の補助構造体および第２の補助構造体を覆うように、クラッド材料層を形成する。第１の研磨工程では、研磨停止層、第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層が露出するまで、クラッド材料層を研磨する。研磨停止層を除去する工程では、研磨停止層の他に、第１および第２の補助研磨停止層を除去する。

構造体の他に第１および第２の補助構造体を形成する場合における構造体を形成する工程は、第１のクラッド層の上に、後にコア、第１のダミーコアおよび第２のダミーコアとなるコア材料層を形成する工程と、コア材料層の上に、研磨停止層、第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層を形成する工程と、コア材料層がパターニングされてコア、第１のダミーコアおよび第２のダミーコアになるように、研磨停止層、第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層をマスクとして用いてコア材料層をエッチングする工程とを含んでいてもよい。

本発明の近接場光発生器の製造方法および導波路の製造方法では、第１の研磨工程の後で、クラッド材料層が突出部を有する状態になるように、研磨停止層を除去し、その後、突出部が除去されて、クラッド材料層が第２のクラッド層になるように、クラッド材料層を研磨する。これにより、本発明によれば、コアとその２つの側面に接する第２のクラッド層の上面の平坦性を高くすることができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態に係る近接場光発生器の要部を示す斜視図である。 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。 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。 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４に示した工程に続く工程を示す断面図である。 図５に示した工程に続く工程を示す断面図である。 図６に示した工程に続く工程を示す断面図である。 図７に示した工程に続く工程を示す断面図である。 図８に示した工程に続く工程を示す断面図である。 図９に示した工程に続く工程を示す断面図である。 図１０に示した工程に続く工程を示す断面図である。 図１１に示した工程に続く工程を示す断面図である。 図１２に示した工程に続く工程を示す断面図である。 比較例の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。

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２および図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。

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。

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９０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９０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９０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。

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、絶縁層２の上において下部シールド層３の周囲に配置された絶縁層４とを備えている。絶縁層２，４は、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）によって形成されている。Ｚ方向は、基板１の上面１ａに垂直な方向でもある。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、下部シールド層３および絶縁層４の上面の上に配置された絶縁膜である下部シールドギャップ膜５と、この下部シールドギャップ膜５の上に配置された再生素子としてのＭＲ（磁気抵抗効果）素子６と、このＭＲ素子６に接続された２つのリード（図示せず）と、ＭＲ素子６の上に配置された絶縁膜である上部シールドギャップ膜７とを備えている。

ＭＲ素子６の一端部は、媒体対向面４０に配置されている。ＭＲ素子６には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。ＧＭＲ素子としては、磁気的信号検出用の電流を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対してほぼ平行な方向に流すＣＩＰ（Current In Plane）タイプでもよいし、磁気的信号検出用の電流を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対してほぼ垂直な方向に流すＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）タイプでもよい。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、上部シールドギャップ膜７の上に配置された磁性材料よりなる上部シールド層８と、上部シールドギャップ膜７の上において上部シールド層８の周囲に配置された絶縁層９とを備えている。絶縁層９は、例えばアルミナによって形成されている。下部シールド層３から上部シールド層８までの部分は、再生ヘッド部を構成する。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、非磁性材料よりなり、上部シールド層８および絶縁層９の上に配置された非磁性層１０と、非磁性層１０の上に配置された磁性材料よりなるリターン磁極層１１と、非磁性層１０の上においてリターン磁極層１１の周囲に配置された絶縁層１２とを備えている。リターン磁極層１１は、媒体対向面４０に配置された端面を有している。非磁性層１０および絶縁層１２は、例えばアルミナによって形成されている。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、媒体対向面４０から離れた位置においてリターン磁極層１１の一部の上に配置された２つの連結部１３Ａ，１３Ｂと、リターン磁極層１１の他の部分および絶縁層１２の上に配置された絶縁層１４と、この絶縁層１４の上に配置されたコイル１５とを備えている。連結部１３Ａ，１３Ｂは、磁性材料によって形成されている。連結部１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ、リターン磁極層１１の上に配置された第１層と、この第１層の上に順に配置された第２層、第３層および第４層とを有している。連結部１３Ａの第１層と連結部１３Ｂの第１層は、トラック幅方向（Ｘ方向）に並ぶように配置されている。コイル１５は、平面渦巻き形状をなし、連結部１３Ａ，１３Ｂの第１層を中心として巻回されている。コイル１５は、銅等の導電材料によって形成されている。絶縁層１４は、例えばアルミナによって形成されている。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、コイル１５の巻線間に配置された絶縁層１６と、コイル１５の周囲に配置された絶縁層１７と、コイル１５および絶縁層１６，１７の上に配置された絶縁層１８とを備えている。絶縁層１６は、例えばフォトレジストによって形成されている。絶縁層１７，１８は、例えばアルミナによって形成されている。連結部１３Ａ，１３Ｂの第１層は、絶縁層１４，１７に埋め込まれている。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、コア２１と、コア２１の周囲に配置されたクラッドとを有する導波路を備えている。コア２１は、媒体対向面４０により近い端面２１ａと、下面２１ｂと、下面２１ｂとは反対側の上面２１ｃと、下面２１ｂと上面２１ｃとを接続する２つの側面２１ｄ，２１ｅとを有している。端面２１ａ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２および図３には、端面２１ａが媒体対向面４０に配置された例を示している。

クラッドは、第１のクラッド層１９と、第２のクラッド層２４と、第３のクラッド層２５とを含んでいる。第１のクラッド層１９は、絶縁層１８の上に配置されている。コア２１は、第１のクラッド層１９の上に配置されている。第２のクラッド層２４は、第１のクラッド層１９の上においてコア２１の周囲に配置されている。コア２１の上面２１ｃおよび第２のクラッド層２４の上面は平坦化されている。第３のクラッド層２５は、コア２１の上面２１ｃおよび第２のクラッド層２４の上面の上に配置されている。

コア２１は、近接場光の発生に用いられるレーザ光を通過させる誘電体材料によって形成されている。コア２１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２１内を伝播する。第１ないし第３のクラッド層１９，２４，２５は、コア２１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２１の材料としては、例えば、Ｔａ_２Ｏ_５等の酸化タンタル、ＳｉＯＮまたは酸化ニオブが用いられる。第１ないし第３のクラッド層１９，２４，２５の材料としては、例えばアルミナやＳｉＯ_２が用いられる。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、第１のクラッド層１９の上であってコア２１を挟む位置に、それぞれコア２１に対して間隔をあけて配置された第１のダミーコア２２および第２のダミーコア２３を備えている。より詳しく説明すると、第１および第２のダミーコア２２，２３は、コア２１のトラック幅方向の両側に配置されている。第１のダミーコア２２は、コア２１のトラック幅方向の中心との間にコア２１の側面２１ｄを挟む位置に配置されている。第２のダミーコア２３は、コア２１のトラック幅方向の中心との間にコア２１の側面２１ｅを挟む位置に配置されている。第１および第２のダミーコア２２，２３は、第２のクラッド層２４に埋め込まれている。第１および第２のダミーコア２２，２３は、コア２１と同じ材料によって形成されている。

連結部１３Ａ，１３Ｂの第２層は、絶縁層１８および第１のクラッド層１９に埋め込まれている。連結部１３Ａ，１３Ｂの第３層は、第２のクラッド層２４に埋め込まれている。連結部１３Ａの第３層は、コア２１との間に第１のダミーコア２２を挟む位置に配置されている。連結部１３Ｂの第３層は、コア２１との間に第２のダミーコア２３を挟む位置に配置されている。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、プラズモンジェネレータ５０を備えている。プラズモンジェネレータ５０は、コア２１の上面２１ｃとの間に第３のクラッド層２５が介在するように、第３のクラッド層２５の上に配置されている。プラズモンジェネレータ５０は、金属によって形成されている。具体的には、プラズモンジェネレータ５０は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒのいずれか、またはこれらのうちの複数の元素よりなる合金によって形成されている。プラズモンジェネレータ５０の形状については、後で詳しく説明する。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、第３のクラッド層２５の上においてプラズモンジェネレータ５０の周囲に配置された誘電体層２６と、プラズモンジェネレータ５０の一部と誘電体層２６を覆うように配置された誘電体層２７と、プラズモンジェネレータ５０および誘電体層２７の上に配置された誘電体層２８とを備えている。誘電体層２７は、上面と、媒体対向面４０に最も近い端面とを有している。誘電体層２７の前記端面における任意の位置の媒体対向面４０からの距離は、任意の位置が基板１の上面１ａに近づくに従って小さくなっている。誘電体層２６〜２８は、例えばアルミナによって形成されている。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、コア２１との間にプラズモンジェネレータ５０を挟む位置に配置された磁性材料よりなる主磁極２９と、主磁極２９の周囲に配置された誘電体層３０とを備えている。主磁極２９は、プラズモンジェネレータ５０の上面と、誘電体層２７の前記端面と、誘電体層２７の上面のそれぞれの一部の上方に位置するように、誘電体層２８の上に配置されている。主磁極２９は、媒体対向面４０に配置された前端面と、下面と、上面とを有している。連結部１３Ａ，１３Ｂの第４層は、第３のクラッド層２５および誘電体層２６〜２８，３０に埋め込まれている。主磁極２９、誘電体層３０および連結部１３Ａ，１３Ｂの第４層の上面は平坦化されている。誘電体層３０は、例えばＳｉＯ_２によって形成されている。

熱アシスト磁気記録ヘッドは、更に、誘電体層３０の上に配置されたコイル３１と、コイル３１を覆うように配置された絶縁層３２と、主磁極２９、連結部１３Ａ，１３Ｂ、誘電体層３０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、主磁極２９と連結部１３Ａ，１３Ｂを磁気的に連結している。コイル３１は、平面渦巻き形状をなし、ヨーク層３３のうち連結部１３Ａ，１３Ｂの上に配置された部分を中心として巻回されている。コイル３１は、銅等の導電材料によって形成されている。絶縁層３２は、例えばフォトレジストによって形成されている。

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保護層３４を備えている。保護層３４は、例えばアルミナによって形成されている。

リターン磁極層１１からヨーク層３３までの部分は、記録ヘッド部を構成する。コイル１５，３１は、記録媒体９０に記録する情報に応じた磁界を発生する。リターン磁極層１１、連結部１３Ａ，１３Ｂ、ヨーク層３３および主磁極２９は、コイル１５，３１が発生する磁界に対応した磁束を通過させる磁路を形成する。コイル１５，３１は、主磁極２９において、コイル１５によって発生された磁界に対応する磁束とコイル３１によって発生された磁界に対応する磁束が同じ方向に流れるように、直列または並列に接続されている。主磁極２９は、コイル１５によって発生された磁界に対応する磁束とコイル３１によって発生された磁界に対応する磁束とを通過させて、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体９０に記録するための記録磁界を発生する。

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、媒体対向面４０と再生ヘッド部と記録ヘッド部とを備えている。再生ヘッド部と記録ヘッド部は、基板１の上に積層されている。記録ヘッド部は、再生ヘッド部に対して、記録媒体９０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。

記録ヘッド部は、コイル１５，３１と、主磁極２９と、導波路と、プラズモンジェネレータ５０とを備えている。導波路は、光を伝播させるコア２１と、コア２１の周囲に配置されたクラッドとを有している。本実施の形態では、特に、コア２１は、図示しないレーザダイオードから出射されたレーザ光を伝播させる。クラッドは、第１ないし第３のクラッド層１９，２４，２５を含んでいる。

コア２１は、端面２１ａ、下面２１ｂ、上面２１ｃおよび２つの側面２１ｄ，２１ｅを有している。第１のクラッド層１９は、コア２１の下面２１ｂに接している。第２のクラッド層２４は、コア２１の２つの側面２１ｄ，２１ｅに接している。第３のクラッド層２５は、コア２１の上面２１ｃに接している。プラズモンジェネレータ５０は、コア２１との間に第３のクラッド層２５が介在するように、コア２１の上面２１ｃの上方に配置されている。

本実施の形態に係る近接場光発生器は、コア２１およびクラッドを有する導波路と、プラズモンジェネレータ５０とを備えている。

次に、図１を参照して、プラズモンジェネレータ５０の形状について詳しく説明する。図１は、近接場光発生器の要部を示す斜視図である。図１に示したように、プラズモンジェネレータ５０は、下面であるプラズモン励起部５０ａと、上面５０ｂと、２つの側面５０ｃ，５０ｄと、前端面５０ｅと、後端面５０ｆとを有している。前端面５０ｅは、媒体対向面４０に配置され、プラズモン励起部５０ａ、上面５０ｂおよび２つの側面５０ｃ，５０ｄを連結している。前端面５０ｅは、後で説明する原理によって近接場光を発生する。媒体対向面４０に平行なプラズモンジェネレータ５０の断面の形状は、例えば矩形である。プラズモンジェネレータ５０の厚み（Ｚ方向の寸法）は、媒体対向面４０からの距離によらずにほぼ一定である。

また、図１に示したように、プラズモンジェネレータ５０は、媒体対向面４０の近傍に配置された細幅部５１と、この細幅部５１よりも媒体対向面４０から遠い位置に配置された幅広部５２とを備えている。媒体対向面４０およびコア２１の上面２１ｃに平行な方向（Ｘ方向）についての細幅部５１の幅は、媒体対向面４０からの距離によらずに一定であってもよいし、媒体対向面４０に近づくに従って小さくなっていてもよい。幅広部５２は、細幅部５１に対して前端面５０ｅとは反対側に位置して細幅部５１に連結されている。幅広部５２のトラック幅方向（Ｘ方向）の幅は、細幅部５１との境界の位置では細幅部５１と等しく、それ以外の位置では細幅部５１よりも大きくなっている。

前端面５０ｅの幅（トラック幅方向（Ｘ方向）の寸法）は、媒体対向面４０における細幅部５１の幅によって規定される。前端面５０ｅの幅は、例えば５〜４０ｎｍの範囲内である。また、前端面５０ｅの高さ（Ｚ方向の寸法）は、媒体対向面４０における細幅部５１の高さによって規定される。前端面５０ｅの高さは、例えば５〜４０ｎｍの範囲内である。

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２１に入射される。図２に示したように、レーザ光６０は、コア２１内を媒体対向面４０に向けて伝播して、プラズモンジェネレータ５０の近傍に達する。コア２１の上面２１ｃは、コア２１を伝播するレーザ光６０に基づいてエバネッセント光を発生する。すなわち、上面２１ｃにおいてレーザ光６０が全反射することによって、上面２１ｃは、第３のクラッド層２５にしみ出すエバネッセント光を発生する。プラズモンジェネレータ５０では、プラズモン励起部５０ａ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、この表面プラズモンが前端面５０ｅに伝播され、この表面プラズモンに基づいて前端面５０ｅより近接場光を発生する。

前端面５０ｅより発生された近接場光は、記録媒体９０に向けて照射され、記録媒体９０の表面に達し、記録媒体９０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２９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。

本実施の形態では、プラズモンジェネレータ５０は、細幅部５１と幅広部５２とを有している。本実施の形態によれば、幅広部５２が設けられていない場合に比べて、コア２１の上面２１ｃに対向するプラズモン励起部５０ａの面積を大きくして、より多くの表面プラズモンを励起させることができる。これにより、本実施の形態によれば、十分な強度の近接場光を発生させることが可能になる。

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となる部分を含むウェハ上に、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。

以下、１つの熱アシスト磁気記録ヘッドに注目して、本実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法を更に詳しく説明する。本実施の形態における熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法では、まず、基板１の上に絶縁層２を形成する。次に、絶縁層２の上に下部シールド層３を形成する。次に、下部シールド層３を覆うように絶縁層４を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、下部シールド層３が露出するまで絶縁層４を研磨する。

次に、下部シールド層３および絶縁層４の上に下部シールドギャップ膜５を形成する。次に、下部シールドギャップ膜５の上にＭＲ素子６と、ＭＲ素子６に接続される図示しない２つのリードとを形成する。次に、ＭＲ素子６およびリードを覆うように上部シールドギャップ膜７を形成する。次に、上部シールドギャップ膜７の上に上部シールド層８を形成する。次に、上部シールド層８を覆うように絶縁層９を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、上部シールド層８が露出するまで絶縁層９を研磨する。

次に、上部シールド層８および絶縁層９の上に非磁性層１０を形成する。次に、非磁性層１０の上にリターン磁極層１１を形成する。次に、リターン磁極層１１を覆うように絶縁層１２を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、リターン磁極層１１が露出するまで絶縁層１２を研磨する。次に、リターン磁極層１１および絶縁層１２の上に、絶縁層１４を形成する。

次に、絶縁層１４を選択的にエッチングして、絶縁層１４に、リターン磁極層１１の上面を露出させる２つの開口部を形成する。次に、この２つの開口部の位置で、リターン磁極層１１の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層を形成する。次に、絶縁層１４の上にコイル１５を形成する。次に、コイル１５の巻線間に絶縁層１６を形成する。次に、積層体の上面全体の上に、絶縁層１７を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層、コイル１５および絶縁層１６が露出するまで絶縁層１７を研磨して、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層、コイル１５および絶縁層１６，１７の上面を平坦化する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層、コイル１５および絶縁層１６，１７の上に、絶縁層１８を形成する。

次に、絶縁層１８を選択的にエッチングして、絶縁層１８に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層の上面を露出させる２つの開口部を形成する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第１層の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第２層を形成する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第２層を覆うように第１のクラッド層１９を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第２層が露出するまで第１のクラッド層１９を研磨する。次に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第２層の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層を形成する。

次に、第１のクラッド層１９の上に、コア２１、第１のダミーコア２２、第２のダミーコア２３、第２のクラッド層２４、第３のクラッド層２５、誘電体層２６およびプラズモンジェネレータ５０を形成する。この工程については、後で詳しく説明する。

次に、プラズモンジェネレータ５０の一部および誘電体層２６の上に誘電体層２７を形成する。次に、プラズモンジェネレータ５０および誘電体層２７の上に誘電体層２８を形成する。次に、第３のクラッド層２５および誘電体層２６〜２８を選択的にエッチングして、第３のクラッド層２５および誘電体層２６〜２８に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層の上面を露出させる開口部を形成する。次に、誘電体層２８の上に主磁極２９を形成し、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第３層の上に、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層を形成する。次に、主磁極２９および連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層を覆うように誘電体層３０を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、主磁極２９および連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層が露出するまで誘電体層３０を研磨する。

次に、誘電体層３０の上にコイル３１を形成する。次に、コイル３１を覆うように絶縁層３２を形成する。次に、主磁極２９、連結部１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの第４層、誘電体層３０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を覆うように保護層３４を形成する。次に、保護層３４の上面に配線や端子等を形成する。

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。

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、第１のクラッド層１９を形成する工程と、コア２１を形成する工程と、第２のクラッド層２４を形成する工程と、第３のクラッド層２５を形成する工程と、プラズモンジェネレータ５０を形成する工程とを備えている。以下の説明は、本実施の形態に係る導波路の製造方法の説明を含んでいる。

以下、図４ないし図１３を参照して、第１のクラッド層１９を形成した後、プラズモンジェネレータ５０を形成するまでの工程について説明する。図４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。

図４は、第１のクラッド層１９を形成した後の工程を示している。この工程では、まず、第１のクラッド層１９の上に、後にコア２１、第１のダミーコア２２および第２のダミーコア２３となるコア材料層２０Ｐを形成する。次に、コア材料層２０Ｐの上に、後に後で説明する研磨停止層、第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層となる金属材料層６０Ｐを形成する。次に、金属材料層６０Ｐの上に、後で説明する剥離防止層、第１の補助剥離防止層および第２の補助剥離防止層となる金属材料層７０Ｐを形成する。金属材料層６０Ｐの材料としては、例えばＲｕが用いられる。金属材料層７０Ｐの材料としては、例えばＮｉＣｒが用いられる。金属材料層６０Ｐの厚みは、例えば１００ｎｍである。金属材料層７０Ｐの厚みは、例えば１０ｎｍである。

次に、金属材料層７０Ｐの上に、フォトレジストマスク７４を形成する。フォトレジストマスク７４は、フォトリソグラフィによってフォトレジスト層をパターニングして形成する。フォトレジストマスク７４は、以下の第１の部分７４Ａ、第２の部分７４Ｂおよび第３の部分７４Ｃを含んでいる。第１の部分７４Ａは、コア２１の平面形状（上方から見た形状）に対応した平面形状を有し、コア材料層２０Ｐ内の、後にコア２１が形成される領域の上方に配置されている。第２の部分７４Ｂは、第１のダミーコア２２の平面形状に対応した平面形状を有し、コア材料層２０Ｐ内の、後に第１のダミーコア２２が形成される領域の上方に配置されている。第３の部分７４Ｃは、第２のダミーコア２３の平面形状に対応した平面形状を有し、コア材料層２０Ｐ内の、後に第２のダミーコア２３が形成される領域の上方に配置されている。

図５は、次の工程を示す。この工程では、まず、例えばイオンビームエッチング（以下、ＩＢＥと記す。）によって、金属材料層６０Ｐ，７０Ｐのうち、フォトレジストマスク７４の第１ないし第３の部分７４Ａ〜７４Ｃの下に存在する部分以外の部分を除去する。これにより、残った金属材料層６０Ｐは、研磨停止層６１、第１の補助研磨停止層６２および第２の補助研磨停止層６３になり、残った金属材料層７０Ｐは、剥離防止層７１、第１の補助剥離防止層７２および第２の補助剥離防止層７３になる。研磨停止層６１および剥離防止層７１は、第１の部分７４Ａの下に位置する。第１の補助研磨停止層６２および第１の補助剥離防止層７２は、第２の部分７４Ｂの下に位置する。第２の補助研磨停止層６３および第２の補助剥離防止層７３は、第３の部分７４Ｃの下に位置する。

次に、コア材料層２０Ｐがパターニングされてコア２１、第１のダミーコア２２および第２のダミーコア２３になるように、例えば反応性イオンエッチング（以下、ＲＩＥと記す。）によって、コア材料層２０Ｐをエッチングする。この工程において、研磨停止層６１、剥離防止層７１およびフォトレジストマスク７４の第１の部分７４Ａは、コア２１を形成するためのマスクとして用いられる。また、第１の補助研磨停止層６２、第１の補助剥離防止層７２およびフォトレジストマスク７４の第２の部分７４Ｂは、第１のダミーコア２２を形成するためのマスクとして用いられる。また、第２の補助研磨停止層６３、第２の補助剥離防止層７３およびフォトレジストマスク７４の第３の部分７４Ｃは、第２のダミーコア２３を形成するためのマスクとして用いられる。コア材料層２０Ｐが酸化タンタルによって構成されている場合には、コア材料層２０Ｐ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、ＣＦ_４を含むガスか、またはＣｌ_２およびＢＣｌ_３を含むガスが用いられる。次に、フォトレジストマスク７４を除去する。

上述のようにコア材料層２０Ｐをパターニングしてコア２１、第１のダミーコア２２および第２のダミーコア２３を形成することにより、第１のクラッド層１９の上に、構造体８１、第１の補助構造体８２および第２の補助構造体８３が形成される。第１の補助構造体８２および第２の補助構造体８３は、構造体８１を挟む位置に、それぞれ構造体８１に対して間隔をあけて形成される。構造体８１は、コア２１と、コア２１の上面２１ｃ上に配置された研磨停止層６１と、研磨停止層６１の上面上に配置された剥離防止層７１とを含んでいる。第１の補助構造体８２は、第１のダミーコア２２と、第１のダミーコア２２の上に配置された第１の補助研磨停止層６２と、第１の補助研磨停止層６２の上に配置された第１の補助剥離防止層７２とを含んでいる。第２の補助構造体８３は、第２のダミーコア２３と、第２のダミーコア２３の上に配置された第２の補助研磨停止層６３と、第２の補助研磨停止層６３の上に配置された第２の補助剥離防止層７３とを含んでいる。

図６は、次の工程を示す。この工程では、第１のクラッド層１９、構造体８１および補助構造体８２，８３を覆うように、後に第２のクラッド層２４となるクラッド材料層２４Ｐを形成する。クラッド材料層２４Ｐは、構造体８１および補助構造体８２，８３の上に配置された部分以外の部分の上面が、剥離防止層７１および補助剥離防止層７２，７３よりも上方に配置されるような厚みに形成される。

なお、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３の材料（金属材料層６０Ｐの材料）とクラッド材料層２４Ｐの材料の組み合わせによっては、剥離防止層７１および補助剥離防止層７２，７３が無い場合には、クラッド材料層２４Ｐが、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３から剥離しやすくなる場合がある。剥離防止層７１および補助剥離防止層７２，７３は、このクラッド材料層２４Ｐの剥離を防止するために設けられている。従って、剥離防止層７１および補助剥離防止層７２，７３の材料すなわち金属材料層７０Ｐの材料としては、研磨停止層６１、補助研磨停止層６２，６３およびクラッド材料層２４Ｐとの密着性が高い材料が選択される。ただし、剥離防止層７１および補助剥離防止層７２，７３は、本発明における必須の要素ではなく、設けられていなくてもよい。

図７は、次の工程を示す。この工程では、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３が露出するまで、クラッド材料層２４Ｐ、剥離防止層７１および補助剥離防止層７２，７３を研磨する。以下、この工程を、第１の研磨工程と言う。第１の研磨工程により、剥離防止層７１および補助剥離防止層７２，７３が完全に除去される。剥離防止層７１が除去された後の構造体８１を研磨後構造体１８１と呼び、補助剥離防止層７２，７３が除去された後の補助構造体８２，８３を研磨後補助構造体１８２，１８３と呼ぶ。第１の研磨工程は、例えばＣＭＰを用いて行われる。ＣＭＰによってクラッド材料層２４Ｐを研磨する場合には、例えば、粒径が０．２μｍ未満のアルミナ砥粒を含むスラリーを用い、研磨圧力を３ｐｓｉ（１ｐｓｉ＝６．８９５ｋＰａ）未満にする。

図７に示したように、研磨後のクラッド材料層２４Ｐのうち、コア２１とダミーコア２２の間に位置する部分と、コア２１とダミーコア２３の間に位置する部分のそれぞれの上面は、それらの周囲の面よりも窪むように凹状に湾曲した形状になる。また、研磨後の研磨停止層６１の上面は、その周囲の面よりも突出するように凸状に湾曲した形状になる。また、図示しないが、研磨後の補助研磨停止層６２，６３の上面は、その周囲の面よりも突出するように凸状に湾曲した形状になる。このような形状になるのは、第１の研磨工程において研磨面が研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３に到達した後は、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３の研磨はほとんど進行しないが、クラッド材料層２４Ｐの研磨は進行するためである。クラッド材料層２４Ｐの上面の窪みの深さ（Ｚ方向の寸法）は、例えば２０〜６０ｎｍの範囲内である。

図８は、次の工程を示す。この工程では、クラッド材料層２４Ｐが、コア２１の上面２１ｃよりも上方に突出した突出部２４Ｐａを有する状態になるように、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３を除去する。研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３の除去は、例えばＲＩＥを用いて行われる。研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３の材料（金属材料層６０Ｐの材料）がＲｕである場合には、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３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、Ｏ_２およびＣｌ_２を含むガスが用いられる。このようなエッチングを行うことにより、コア２１、ダミーコア２２，２３およびクラッド材料層２４Ｐをほとんどエッチングすることなく、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３を選択的に除去することができる。これにより、クラッド材料層２４Ｐが突出部２４Ｐａを有する状態にすることができる。コア２１の上面２１ｃを基準とした突出部２４Ｐａの高さ（Ｚ方向の寸法）は、例えば４０〜８０ｎｍの範囲内である。

図９は、次の工程を示す。この工程では、突出部２４Ｐａが除去されて、クラッド材料層２４Ｐが第２のクラッド層２４になるように、クラッド材料層２４Ｐを研磨する。以下、この工程を、第２の研磨工程と言う。第２の研磨工程は、例えばＣＭＰを用いて行われる。ＣＭＰによって突出部２４Ｐａを除去する場合には、例えば、研磨圧力を１ｐｓｉ未満にして、高速に研磨する。また、この場合、研磨時間を２０秒未満にする。これにより、第２の研磨工程が、コア２１の質に、熱および化学反応による影響を与えることを防止することができる。

図１０は、次の工程を示す。この工程では、まず、コア２１、ダミーコア２２，２３および第２のクラッド層２４の上に、第３のクラッド層２５を形成する。次に、第３のクラッド層２５の上に、誘電体層２６を形成する。次に、誘電体層２６の上に、プラズモンジェネレータ５０の平面形状に対応した形状の開口部７５ａを有するエッチングマスク７５を形成する。エッチングマスク７５は、例えば、以下のようにして形成される。まず、後にエッチングマスク７５となるエッチングマスク材料層を形成する。次に、エッチングマスク材料層の上に、開口部７５ａに対応した形状の開口部を有する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ＩＢＥによって、エッチングマスク材料層のうちフォトレジストマスクの開口部から露出する部分をエッチングして除去する。これにより、エッチングマスク材料層はエッチングマスク７５になる。次に、フォトレジストマスクを除去する。

図１１は、次の工程を示す。この工程では、まず、エッチングマスク７５を用いて、例えばＲＩＥによって、誘電体層２６をエッチングして、誘電体層２６に、プラズモンジェネレータ５０を収容する収容部２６ａを形成する。次に、エッチングマスク７５を除去する。

図１２は、次の工程を示す。この工程では、収容部２６ａを埋めるように、後にプラズモンジェネレータ５０となる金属膜５０Ｐを形成する。図１２に示したように、金属膜５０Ｐは、誘電体層２６の上面の上にも形成される。

図１３は、次の工程を示す。この工程では、金属膜５０Ｐがプラズモンジェネレータ５０になるように、例えばＣＭＰによって、金属膜５０Ｐおよび誘電体層２６を研磨する。これにより、プラズモンジェネレータ５０が完成する。プラズモンジェネレータ５０の厚み（Ｚ方向の寸法）は、金属膜５０Ｐおよび誘電体層２６の研磨量によって決定される。

第１のクラッド層１９を形成する工程から、図１３に示したプラズモンジェネレータ５０を形成する工程までが、本実施の形態に係る近接場光発生器の製造方法に対応する。また、第１のクラッド層１９を形成する工程から、図１０に示した第３のクラッド層２５を形成する工程までが、本実施の形態に係る導波路の製造方法に対応する。

本実施の形態によれば、コア２１の上面２１ｃと第２のクラッド層２４の上面の平坦性を高くすることができる。以下、この効果について、比較例の近接場光発生器の製造方法と比較しながら説明する。始めに、図１４を参照して、比較例の近接場光発生器の製造方法について説明する。図１４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。

比較例の近接場光発生器の製造方法は、図７に示した第１の研磨工程までは、本実施の形態と同じである。比較例では、次に、ＩＢＥを用いて、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３を除去する。このとき、イオンビームの進行方向を、基板１の上面１ａ（図２参照）に垂直な方向に対して、大きな角度、例えば６５°で傾ける。図１４は、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３を除去した後の積層体を示している。次に、コア２１、ダミーコア２２，２３および第２のクラッド層２４の上に、第３のクラッド層２５を形成する。その後の工程は、本実施の形態と同じである。

上記のように、イオンビームの進行方向を、基板１の上面１ａに垂直な方向に対して大きな角度で傾けたＩＢＥを行うことにより、コア２１、ダミーコア２２，２３、クラッド材料層２４Ｐ、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３のエッチングレートは、比較的近い値になる。そのため、比較例では、図１４に示したように、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３を除去した後の積層体の上面の形状は、図７に示した第１の研磨工程後の積層体の上面の形状に近似した形状になる。そのため、比較例では、コア２１および第２のクラッド層２４の上面の平坦性が低くなる。

これに対し、本実施の形態では、第１の研磨工程の後で、クラッド材料層２４Ｐが突出部２４Ｐａを有する状態になるように、ＲＩＥを用いて、研磨停止層６１および補助研磨停止層６２，６３を選択的に除去する。これにより、コア２１の平坦な上面２１ｃを露出させることができると共に、この上面２１ｃが湾曲することを防止することができる。その後、ＣＭＰを用いた第２の研磨工程によって、突出部２４Ｐａが除去されるように、クラッド材料層２４Ｐを研磨する。これにより、コア２１の上面２１ｃを平坦な状態に維持したままで、コア２１の上面２１ｃとその周囲の面との間の段差をなくすことができる。このようにして、本実施の形態によれば、コア２１および第２のクラッド層２４の上面の平坦性を高くすることができる。その結果、本実施の形態によれば、図１３に示した金属膜５０Ｐおよび誘電体層２６を研磨する工程の後におけるプラズモンジェネレータ５０および誘電体層２６の上面の平坦性を高くして、プラズモンジェネレータ５０の厚みを精度よく制御することができる。

以下、図５に示した構造体８１を形成する工程において、構造体８１の他に補助構造体８２，８３を形成することによる効果について説明する。補助構造体８２，８３が無い場合には、図７に示した第１の研磨工程の後で、クラッド材料層２４Ｐの上面の高さは、研磨後構造体１８１から離れるに従って徐々に低くなる。クラッド材料層２４Ｐの上面がこのような形状であると、図９に示した第２の研磨工程に支障が生じる可能性がある。これに対し、本実施の形態では、構造体８１を挟む位置に補助構造体８２，８３を形成することにより、第１の研磨工程の後で、クラッド材料層２４Ｐのうち、研磨後構造体１８１と研磨後補助構造体１８２との間に配置された部分と、研磨後構造体１８１と研磨後補助構造体１８３との間に配置された部分の、それぞれの上面の高さが低くなりすぎることを防止することができる。これにより、第１の研磨工程の後におけるクラッド材料層２４Ｐの上面の形状によって第２の研磨工程に支障が生じることを防止することができる。

また、図５に示した構造体８１を形成する工程において、構造体８１と同時に補助構造体８２，８３を形成することにより、コア２１の側面２１ｄとこれに対向するダミーコア２２の側面を、容易に、基板１の上面１ａに対して垂直になるように形成することができ、同様に、コア２１の側面２１ｅとこれに対向するダミーコア２３の側面を、容易に、基板１の上面１ａに対して垂直になるように形成することができる。これにより、本実施の形態によれば、コア２１の２つの側面２１ｄ，２１ｅを、容易に、基板１の上面１ａに対して垂直になるように形成することができる。

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、補助構造体８２，８３は、本発明における必須の要素ではなく、形成されなくてもよい。また、請求の範囲の要件を満たす限り、コア２１、プラズモンジェネレータ５０および主磁極２９の形状は、実施の形態に示した例に限られず、任意である。

１９…第１のクラッド層、２１…コア、２２…第１のダミーコア、２３…第２のダミーコア、２４…第２のクラッド層、２４Ｐ…クラッド材料層、２５…第３のクラッド層、５０…プラズモンジェネレータ。

Claims (8)

1. 導波路と、プラズモンジェネレータとを備えた近接場光発生器の製造方法であって、
   前記導波路は、光を伝播させるコアと、前記コアの周囲に配置されたクラッドとを有し、
   前記コアは、下面と、その反対側の上面と、下面と上面とを接続する２つの側面とを有し、
   前記クラッドは、前記コアの下面に接する第１のクラッド層と、前記コアの２つの側面に接する第２のクラッド層と、前記コアの上面に接する第３のクラッド層とを含み、
   前記プラズモンジェネレータは、前記コアの上面より発生され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るプラズモン励起部と、前記表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する前端面とを有し、前記コアの上面の上方に配置され、
   前記近接場光発生器の製造方法は、
   前記第１のクラッド層を形成する工程と、
   前記第１のクラッド層の上に、前記コアと、前記コアの上面上に配置された研磨停止層とを含む構造体を形成する工程と、
   前記第１のクラッド層と前記構造体を覆うように、後に前記第２のクラッド層となるクラッド材料層を形成する工程と、
   前記研磨停止層が露出するまで、前記クラッド材料層を研磨する第１の研磨工程と、
   前記第１の研磨工程の後で、前記クラッド材料層が、前記コアの上面よりも上方に突出した突出部を有する状態になるように、前記研磨停止層を除去する工程と、
   前記研磨停止層を除去する工程の後で、前記突出部が除去されて、前記クラッド材料層が前記第２のクラッド層になるように、前記クラッド材料層を研磨する第２の研磨工程と、
   前記第２の研磨工程の後で、前記第３のクラッド層および前記プラズモンジェネレータを形成する工程とを備え、
   前記構造体を形成する工程は、前記第１のクラッド層の上に、後に前記コアとなるコア材料層を形成する工程と、前記コア材料層の上に、前記研磨停止層を形成する工程と、前記コア材料層がパターニングされて前記コアになるように、前記研磨停止層をマスクとして用いて前記コア材料層をエッチングする工程とを含むことを特徴とする近接場光発生器の製造方法。
2. 前記第１の研磨工程と前記第２の研磨工程は、化学機械研磨を用いて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。
3. 前記研磨停止層を除去する工程は、反応性イオンエッチングを用いて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。
4. 前記構造体を形成する工程では、前記構造体の他に、前記第１のクラッド層の上であって前記構造体を挟む位置に、それぞれ前記構造体に対して間隔をあけて、第１および第２の補助構造体を形成し、
   前記第１の補助構造体は、前記コアと同じ材料よりなる第１のダミーコアと、この第１のダミーコアの上に配置された第１の補助研磨停止層とを含み、
   前記第２の補助構造体は、前記コアと同じ材料よりなる第２のダミーコアと、この第２のダミーコアの上に配置された第２の補助研磨停止層とを含み、
   前記クラッド材料層を形成する工程では、前記第１のクラッド層、前記構造体、第１の補助構造体および第２の補助構造体を覆うように、前記クラッド材料層を形成し、
   前記第１の研磨工程では、前記研磨停止層、第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層が露出するまで、前記クラッド材料層を研磨し、
   前記研磨停止層を除去する工程では、前記研磨停止層の他に、前記第１および第２の補助研磨停止層を除去し、
   前記コア材料層を形成する工程では、前記第１のクラッド層の上に、後に前記コアの他に第１のダミーコアおよび第２のダミーコアとなるコア材料層を形成し、
   前記研磨停止層を形成する工程では、前記コア材料層の上に、前記研磨停止層の他に第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層を形成し、
   前記コア材料層をエッチングする工程では、前記コア材料層がパターニングされて前記コアの他に第１のダミーコアおよび第２のダミーコアになるように、前記研磨停止層の他に第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層をマスクとして用いて前記コア材料層をエッチングす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。
5. 近接場光発生器に含まれる導波路の製造方法であって、
   前記近接場光発生器は、前記導波路と、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、下面と、その反対側の上面と、下面と上面とを接続する２つの側面とを有し、
   前記クラッドは、前記コアの下面に接する第１のクラッド層と、前記コアの２つの側面に接する第２のクラッド層と、前記コアの上面に接する第３のクラッド層とを含み、
   前記プラズモンジェネレータは、前記コアの上面より発生され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るプラズモン励起部と、前記表面プラズモンに基づいて近接場光を発生する前端面とを有し、前記コアの上面の上方に配置され、
   前記導波路の製造方法は、
   前記第１のクラッド層を形成する工程と、
   前記第１のクラッド層の上に、前記コアと、前記コアの上面上に配置された研磨停止層とを含む構造体を形成する工程と、
   前記第１のクラッド層と前記構造体を覆うように、後に前記第２のクラッド層となるクラッド材料層を形成する工程と、
   前記研磨停止層が露出するまで、前記クラッド材料層を研磨する第１の研磨工程と、
   前記第１の研磨工程の後で、前記クラッド材料層が、前記コアの上面よりも上方に突出した突出部を有する状態になるように、前記研磨停止層を除去する工程と、
   前記研磨停止層を除去する工程の後で、前記突出部が除去されて、前記クラッド材料層が前記第２のクラッド層になるように、前記クラッド材料層を研磨する第２の研磨工程と、
   前記第２の研磨工程の後で、前記第３のクラッド層を形成する工程とを備え、
   前記構造体を形成する工程は、前記第１のクラッド層の上に、後に前記コアとなるコア材料層を形成する工程と、前記コア材料層の上に、前記研磨停止層を形成する工程と、前記コア材料層がパターニングされて前記コアになるように、前記研磨停止層をマスクとして用いて前記コア材料層をエッチングする工程とを含むことを特徴とする導波路の製造方法。
6. 前記第１の研磨工程と前記第２の研磨工程は、化学機械研磨を用いて行われることを特徴とする請求項５記載の導波路の製造方法。
7. 前記研磨停止層を除去する工程は、反応性イオンエッチングを用いて行われることを特徴とする請求項５記載の導波路の製造方法。
8. 前記構造体を形成する工程では、前記構造体の他に、前記第１のクラッド層の上であって前記構造体を挟む位置に、それぞれ前記構造体に対して間隔をあけて、第１および第２の補助構造体を形成し、
   前記第１の補助構造体は、前記コアと同じ材料よりなる第１のダミーコアと、この第１のダミーコアの上に配置された第１の補助研磨停止層とを含み、
   前記第２の補助構造体は、前記コアと同じ材料よりなる第２のダミーコアと、この第２のダミーコアの上に配置された第２の補助研磨停止層とを含み、
   前記クラッド材料層を形成する工程では、前記第１のクラッド層、前記構造体、第１の補助構造体および第２の補助構造体を覆うように、前記クラッド材料層を形成し、
   前記第１の研磨工程では、前記研磨停止層、第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層が露出するまで、前記クラッド材料層を研磨し、
   前記研磨停止層を除去する工程では、前記研磨停止層の他に、前記第１および第２の補助研磨停止層を除去し、
   前記コア材料層を形成する工程では、前記第１のクラッド層の上に、後に前記コアの他に第１のダミーコアおよび第２のダミーコアとなるコア材料層を形成し、
   前記研磨停止層を形成する工程では、前記コア材料層の上に、前記研磨停止層の他に第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層を形成し、
   前記コア材料層をエッチングする工程では、前記コア材料層がパターニングされて前記コアの他に第１のダミーコアおよび第２のダミーコアになるように、前記研磨停止層の他に第１の補助研磨停止層および第２の補助研磨停止層をマスクとして用いて前記コア材料層をエッチングすることを特徴とする請求項５記載の導波路の製造方法。

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