CN1279383C

CN1279383C - 光学器件,其制法及采用该器件的记录和/或重放装置

Info

Publication number: CN1279383C
Application number: CNB011303611A
Authority: CN
Inventors: 河内山彰; 木岛公一朗
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2021-09-04
Also published as: CN1354375A; KR20020021989A; US6946237B2; TWI236543B; US7145860B2; US20020030898A1; KR20070093384A; US20050185563A1; US20050185564A1; KR20070093385A; US20050195723A1

Abstract

一种用于会聚光盘信号记录表面上的光线的光学器件，包括一个用于会聚光盘信号记录表面的光线的光学透镜和一个设置在光学透镜的面对着光盘表面上的光阻挡部分。上述光阻挡部分包括一个通光孔，光线通过上述通光孔由光学透镜会聚。照射在光盘上的光线的直径由通光孔控制。由光源发出的光由光学透镜会聚，以使其入射到光学器件上。由光学透镜会聚的光穿过通光孔，照射在光盘的信号记录表面。照射在光盘信号记录表面的光线的直径由通光孔控制，光学器件的数值孔径NA也由此决定。

Description

光学器件，其制法及采用该器件的记录和/或重放装置

发明背景

技术领域

本发明涉及一种用于记录和重放如光盘之类光记录介质的信息信号的记录和/或重放装置的光学器件，一种制造上述器件的方法，和一种采用上述器件的记录和/或重放装置。

背景技术

已经提出了这样一种光盘装置，在上述光盘装置中光学系统被设置在光盘记录层的一侧，以获得高数值孔径(NA)和高记录密度。上述光盘装置中作为光学拾取装置中物镜使用的，是如日本已公开专利H-10-123410中所示的，一种具有两个透镜的光学器件，该光学器件被用作光线会聚装置。

如上述公开专利所示，对于光学器件的两个透镜，朝向光盘设置的那个透镜就是所谓的半球面透镜。朝向光盘的透镜和背离光盘的透镜也就是下文分别提到的前面透镜和后面透镜。在上述光学器件中，数值孔径(NA)是由光阑决定的，光阑是光学器件中的通光孔，该通光孔位于由光源发出的光线的入射点之前。在上述光学器件中，入射到光盘上的用于信号记录的光线和用于重放记录在光盘上的信息信号的光线被前后透镜会聚，以使上述光线落在光盘的光记录层上。

此外，通常的光盘装置中使用的光学器件中，由前后透镜会聚的光线照射在光盘的光记录层上。由前后透镜组成的光学器件被设计成可抑制由于光轴倾斜或安装引起的对光线的中心轴的偏离，并使其减小为最小值。

在光盘系统中，高数据传输率，不仅聚焦伺服和寻迹伺服而且促动器中所用到的更高的带宽，促动器重量的减轻，这些问题都在探索之中。为了减轻促动器的重量，减小安装在促动器上的光学器件上的重量和体积是必不可少的，这就需要光学器件具有更高的安装精度。如果体积和重量上减轻的光学器件是这样构造的，即使光学器件的数值孔径(NA)由光阑决定，那么，照射在光盘上的光线光轴的中心的最小偏差角将导致照射在光记录层上的光线的直径发生变化。

在现实的高密度记录光盘中，需要减小照射在光盘的光记录层的光点的尺寸。为了减小光点的尺寸，就需要增加用于会聚光线的物镜的数值孔径(NA)。

此外，如果希望通过单个透镜来实现高数值孔径(NA)，就需要高的折射能力。如果折射能力增加了，物镜的曲率半径将减小，其所带来的结果就是折射表面的位置匹配容差值(position match tolerance)变小了。从而，单个透镜的数值孔径(NA)被限制在0.6的数量级。

由前后两个透镜构成的透镜如果按照上述的公开文件中描述的方式进行安装，有可能增加数值孔径(NA)。对于述透镜的安装来说，需要在第一和第二透镜之间保持一个恒定的距离，并且需要第二透镜相对于第一透镜精确定位。

第一和第二透镜之间分开的距离和第二透镜相对于第一透镜定位取决于各个透镜的外部轮廓。由金属模具浇注而成的第一和第二透镜，其外部轮廓需要高精度的整理。通过金属模具进行浇注的方法，只有可能铸造一定精密度的透镜，因此，由于外部轮廓决定了位置匹配，便很难得到高精度的位置匹配。如果安装在一起的第一和第二透镜没有相对彼此精确定位，第二透镜有可能被设置在与设计的分离位置不同的另一分离位置，相对于第一透镜发生倾斜或偏离。如果上述分开距离的变化引起了倾斜或偏离，将产生超出单一透镜的允许范围的误差，如0.4rms。

在光拾取器中使用的透镜中，有由合成树脂浇铸而成的塑料透镜，有由玻璃浇铸而成的玻璃透镜，还有由抛光而成的玻璃透镜。在上述这些透镜中，无一例外的难于减小曲率半径，以致难于制造小直径的光透镜。为了克服上述不便，一种具有连续弯曲表面的透镜被设计出来了，上述透镜采用了菲涅耳透镜的制造方法。然而，采用上述方法仍难于制造高精度透镜。

发明目的和概述

本发明的目的在于提供一种用于抑制入射光线对光轴的偏离的光学器件。

本发明的另一目的在于提供一种记录和/或重放装置，在该装置中，可以抑制会聚和照射在光盘光记录层上光点直径的变化。

本发明的再一目的在于提供一种由多个透镜构成的、可以精确进行位置匹配并安装在一起的光学器件，并提供了一种制造该器件的方法。

本发明的又一目的在于提供一种生产小尺寸、大曲率半径的高精度光学器件的方法。

本发明的一种用于会聚照射在光记录介质上的光线的光学器件包括光线会聚装置，用于会聚照射在光记录介质记录层上的光线，和光阻挡部分，形成在光线会聚装置的面对光记录介质的表面上。光阻挡部分具有一个通光孔，用于使由光线会聚装置会聚的光线通过。照射在光信息记录介质上的光线的直径由通光孔控制。

本发明的形成光学器件的光学透镜是通过在光学材料制成的衬底的一个表面上进行干蚀刻而形成的。一个光阻挡薄膜作为光阻挡部分，形成在衬底的另一表面上。上述光阻挡薄膜用照相平版印刷术形成图案，从而形成用于传播由光学透镜会聚的光线的通光孔。

本发明的光学器件包括一个由干蚀刻法形成的光学透镜。在用干蚀刻法形成光学透镜的过程中，位置匹配标志在光学透镜周围形成，从而位置匹配标志定位在光学透镜的周围。

本发明的光学器件是采用在光学材料制成的衬底的一个表面上通过干蚀刻法形成光学透镜的方法制造出来的。

在本发明的光学器件的制造方法中，相应于光学透镜形状的掩模材料形成在光学材料制成的衬底上，然后对掩模材料进行热处理，使之变形，以便减小其表面积。具有与掩模相同形状的光学透镜在衬底上通过干蚀刻法进行转录，以获得半球面透镜。由氧气、氩气和氦气以及氟化后的碳气体中选出的至少一种气体的气体混合物作为蚀刻气体。

本发明提供的记录和/或重放装置利用上述光学器件作为光学系统的一部分。

本发明其它的目的、特点和优点结合附图通过对实施例的理解将更加显著。

附图说明

图1是本发明光学器件的一个实施例的侧视图。

图2到8是示出本发明光学器件的一步步的制造过程的剖面图，图2示出了在衬底上形成一层掩模材料的步骤，图3示出了掩模形成步骤，图4示出了通过热处理使掩模变形的步骤，图5示出了通过干蚀形成透镜的步骤，图6示出了形成光阻挡层的步骤，图7示出了绝缘层形成步骤，图8示出了通光孔形成步骤。

图9是利用本发明提供的光学器件的光拾取装置的一个实施例的侧视图。

图10是具有位置匹配标记的前透镜形成本发明提供的光学器件的另一个

实施例的俯视图。

图11是具有位置匹配标记的后透镜的俯视图。

图12是前透镜和后透镜相互位置匹配并通过位置匹配标志连在一起的状态的俯视图。

图13是形成位置匹配标志的状态的剖面图。

图14到17是在支撑光学透镜的衬底的前透镜上形成通光孔的状态的衬底的剖面图，图14示出了光阻挡层形成步骤，图15示出了绝缘层形成步骤，图16示出了绝缘层形成图案的步骤和图17示出了掩模材料层已经形成的状态。

图18到21是本发明光学器件的制造过程的剖面图，图18示出了掩模材料层形成在衬底上的步骤，图19示出了掩模形成步骤，图20示出了掩模通过热处理变形的步骤和图21示出了通过干蚀形成透镜的过程。

图22是通过采用氧气和氟化后的碳气体的混合气进行干蚀法得到的透镜的表面特性的透视图。

图23是仅通过氟化后的碳气体进行干蚀得到的透镜的表面特性的透视图。

最佳实施例的描述

参考附图，本发明提供的光学器件，该光学器件的制造方法和利用上述光学器件的记录和/或再生装置，将在下文进行详细描述。

本发明的光学器件用于对如光盘类的光记录介质进行记录和/或重放装置中的光拾取装置，上述光学器件包括多个透镜组成的的装置，用于会聚照射在光记录介质的记录层的光线。该光学器件包括一个前透镜1和一个后透镜2，上述前透镜和后透镜是按照图1所示的使两透镜彼此的光轴相一致的方式设置的。

构成光学器件的前透镜1就是所谓的半球面透镜，该半球面透镜面对光学记录介质的表面形成平表面1a，在该平表面1a上形成作为光阻挡的光阻挡薄膜3。在光阻挡薄膜3上钻有通光孔4，以形成用于使由前透镜1会聚的光线穿过的光阑，因此通光孔4的中心可以与前透镜1的光轴P₁相一致，按照上述方法，照射在光信息记录介质的记录层上的光线的直径将由上述通光孔控制。

穿过本申请提供的光学器件、然后照射在光记录层上的光线通过形成在光阻挡薄膜3上通光孔4控制其直径，上述光学器件的数值孔径也由此被决定了。

此外，考虑到防止不需要的反射，光阻挡薄膜3最好采用抗反射膜，例如AR(抗反射)涂层。该反射除膜最好形成在光阻挡薄膜的两个表面上。

本发明提供的光学器件的制造方法，特别是具有光阻挡薄膜3的前透镜1的制造方法将在下文描述。

图2至8是光学器件的制造过程的示意图。

上述光学器件的制造过程主要由下述五步所组成：

(a)将作为掩模材料的材料放置在衬底上的步骤，在采用感光材料作为掩模材料时，该步骤通过例如旋涂法将掩模材料涂布成预先设定的厚度；

(b)在掩模材料上构图的步骤(在采用感光材料作为掩模材料时，该步骤是曝光)；

(c)通过热处理使掩模材料变形步骤，例如减小其表面积，该步骤使掩模材料定形，以获得适度弯曲的表面；

(d)在光学材料中形成与掩模材料相同形状的模型(本实施例中通过干蚀法在光学材料中形成与掩模材料形状相同的模型)；和

(e)形成光阻挡薄膜和并在上面形成通光孔。

图2示出了上述步骤(a)。首先，在由光学材料构成的衬底11上用例如旋涂法涂布感光材料，从而形成掩模材料12。

然后，通过曝光和显影在掩模材料层12上绘制图案，以形成如图3所示的各个透镜上的掩模图案13。

而后，掩模13通过热处理变形，以减小掩模13的表面积，使掩模13具有如图4所示的光滑弯曲的表面。

应注意的是，如果将感光材料作为掩模材料，不必采取用热处理使掩模材料变形的方法来制造光滑弯曲的表面。

例如，本发明尝试将热处理温度控制在110℃和250℃之间，从而发现，当加热温度不低于200℃时，所谓烧焦，任何耐热材料都会无一例外的发生形变。上述变化导致了蚀刻的不均匀率，因此，即使如愿的制造出与掩模材料的形状相同的模型，制造出来的模型也会发生形变。

从试验结果可以得出，要使掩模材料在热处理中均匀受热从而产生光滑表面，掩模材料的玻璃转变温度Tg需要低于热处理温度。此外，如果希望通过例如干蚀形成与光学透镜的形状相同的掩模模型，掩模材料的受热温度是很重要的。因此，热处理温度需要控制在使掩模材料不发生形变的温度。

如果在掩模材料上形成电镀层，并且以电镀层作为模具形成复制品，上述热处理条件是不必要的，因为掩模材料的蚀刻过程省去了。然而，即使形成了复制品，掩模材料的表面在掩模材料热处理变化过程中也会变粗糙。因此，“不使掩模材料发生形变的热处理温度”而且同样是形成上述复制品的理想条件。

此外，如果承载掩模的衬底在承载状态时掩模发生变形，过程的重现性将会降低，然而，如果掩模在干蚀过程中发生形变，过程的重现性同样会降低，因此，掩模材料的玻璃形变温度Tg有必要高于保持温度或工作温度。在本发明所提供的操作过程中，保持温度是室温，工作温度接近室温。

既然玻璃形变温度Tg通常指出了一种材料呈现玻璃状态时的临界温度，在这种状态时，材料以不定的形态流动，如果考虑到过程稳定性，那么，经过足够的时间，热处理温度将有望高于玻璃形变温度Tg。换句话说，为了通过热处理使掩模材料变形从而减小其表面积，热处理温度需要高于玻璃形变温度10摄氏度。这种变形是掩模材料通过热处理流态化，从而使掩模材料因其本身的表面张力而变形。

特别是，通过将热处理温度设定的约高于玻璃形变温度40℃，在一小时之内，掩模可以形变为圆形，从而提高了生产效率。

与此类似，玻璃形变温度Tg和保持或工作温度之间的关系是，保持或工作温度与玻璃形变温度Tg之差要低于10摄氏度。

综上所述，在掩模13形变为圆形后，与掩模形状相同的模型在光学材料上形成后。特别的，与掩模形状相同的模型是在光学材料上通过干蚀刻法形成的。上述过程形成了半球面透镜14。

在本实施例中，熔化的石英衬底被作为玻璃材料以形成衬底11，在上述衬底上涂敷约20μm感光材料，在此之后，厚度约120μm的圆形图案通过曝光而呈现。上述圆形图案在热处理温度为150℃时发生形变并通过高密度等离子腐蚀形成光学透镜，该高密度等离子腐蚀是利用磁性中子回路放电催化的(通过利用NLD等离子高速腐蚀)。

通过NLD(磁性中子回路放电)等离子腐蚀装置，可以通过高效放电生成高密度等离子，通过使RF电流在真空中流过零磁通密度环路，可以使高速蚀刻过程无损伤。

在制造SiO₂制成的微型透镜的过程中，采用NLD等离子腐蚀方法，在蚀刻容器的气压为0.27Pa的条件下，利用三种不同气体C₂F₆，C₃F₈和O₂作为蚀刻气体，在发射功率为900W和偏置电压为300W的条件下，将光阻材料的形状转录到石英衬底上。

如此形成的光学透镜具有光滑弯曲的表面，此外，该光学透镜还是高NA光学透镜，在该光学透镜部分具有数值孔径为120μm的小直径，而光学透镜的顶端具有30μm的高度。

此外，按上述方法生产出来的光学透镜，衬底11和掩模13相接触的部分即使热处理后也不会移动，以便通过边界线限定掩模13的形状。

应当注意，既然掩模13边界线已经由通过对感光材料的曝光和显影得到的光掩模定义了，光学透镜的形成被精确定位。另一方面，光学透镜的高度是通过边界线定义的。

由于由上述方法得到的光学透镜是通过用感光材料曝光得到的光掩模定义的，在同一衬底上形成由多个透镜组成的多透镜器件的情况下，或在单个透镜进行定位的情况下，作为底面透镜的光学透镜的位置和已设定的两个透镜相互间的位置可以被精确设定。此外，由于所生产的光学透镜具有比通过扩散及技术得到的普通光学透镜更高的NA，按上述方法生产出来的光学透镜具有很宽的使用范围。

光学透镜而后通过抛光步骤被调整到一个事先设定的厚度。接下来，光阻挡层15在金属表面形成，例如Cr，在光学材料的衬底11的另一表面发生表面弯曲，如图6所示。一个AR涂层被精确的涂到光阻挡层15的每一个表面，以减少散射光。

抗蚀层16形成在光阻挡层15上，如图7所示，通过通光孔形成图案。如图8所示，光阻挡层15而后经蚀刻形成通光孔4。

在作为光会聚装置的光学透镜上形成通光孔4的位置通过例如双面照相平版印刷技术被精确的调整。

本发明提供的光学器件，通过上述过程构成，可以被用在用于读取或记录光记录介质上的记录和/或重放信息信号的记录和/或重放装置中的光拾取器中。

图9示出了一种具有装有本发明的光学器件的光拾取器结构。

该光拾取器使用上述光学器件作为物镜21。

本发明所提供的光拾取器，由激光二级管为光源发出的并经过准直透镜准直为平行光的线偏振光，穿过偏振分束器(PBS)22和λ/4波片(四分之一波片)23以极化为圆偏振光。极化为圆偏振光的光线由物镜21会聚，以穿过光盘24的信号记录表面的衬底25。

光盘的衬底25是衬底厚度约为0.1mm的薄型衬底。

物镜21如上述图1中所示由两个透镜构成，具有0.7到0.95的数值孔径(NA)。

照射在光盘上的光线由信号记录表面反射，按照原来的光路穿过λ/4波片23，从而使返回的线偏振光的极化方向与原来的光线相比旋转90°。上述光线由偏振分束器22反射，经过会聚透镜26和多透镜27的会聚，最后照射在光电检测器(PD)28上转变为输出电信号。

光拾取器的多透镜27具有圆柱状光入射表面和凹进的光折射表面。多透镜27为入射光线提供像散，从而对聚焦误差信号通过所谓像散法进行检测。

光电检测器28是，例如六区光电二极管，输出检测信号通过像散法和所谓三光束法分别执行聚焦调整和跟踪调整。

本发明的光学器件中，照射在光记录介质的光记录层的光线的直径由通光孔控制，从而有可能即使在照射在光记录介质的光记录层的光线的光轴偏离了光学器件的中心轴的情况下，减小光线直径的变化的近似差值。

此外，由于本发明中用于控制光学器件的数值孔径(NA)的通光孔可以在光学透镜的表面的作为光阻挡的金属薄膜上形成，所以通光孔可以很容易形成。并且，由于不需要及械支撑结构，有可能减小器件数量。

另外，在本发明提供的记录和/或重放装置中，照射在光记录介质的光记录层的光线的直径由通光孔控制，即使在因为光轴倾斜或安装误差使得由光源发出的光线的中心偏离了光学器件的中心轴的情况下，有可能将照射在光记录介质的光记录层的光线的直径的变化降低到容差值以内。

现在参考附图对本发明所提供的光学器件的改进之处作详细描述。

包括前透镜1和后透镜2的光学器件是如此设置的：即使光轴P₁如图1所示彼此一致。本改进特别注意使位置匹配的前后透镜1，2可以安装方便。

在本实施例提供的光学器件中，位置及匹配标志提供在前透镜1和后透镜2的周围。上述透镜可以基于上述位置匹配标志使其各自的光轴彼此一致的进行安装。

前透镜1如图10所示具有十字状位置匹配标志33，而后透镜2具有凹进位置匹配标志34，该标志34具有与位置匹配标志33相同形状的十字形裂缝34a。

如果前透镜1和后透镜2位置匹配，标志33，34如图12所示彼此相符合，利用例如CCD照相机，前透镜1和后透镜2可以高精度的位置匹配，以防止分离、倾斜、偏离。

应当注意，在前透镜1上形成的位置匹配表记33和后透镜2上的位置匹配表记34的凹进部分34a之间存在着小孔隙，上述孔隙影响位置匹配误差范围。

如果在初始位置匹配之后，前透镜1和后透镜2之间发生了某个相对的不匹配，位置的匹配可以利用位置匹配标记33，34再次获得。

作为位置匹配表记33，34的图案，可以是利用例如腐蚀法制造的凸起和凹进的图案，或是由腐蚀得到的图案，如金属薄膜。有选择的，当用模具制造透镜时，可以通过金属模具提供标志，并将其转刻到透镜上形成位置匹配标志。

在如上所述的光学器件的制造过程中，提供在前透镜1和后透镜2上的位置匹配标志33，34在形成半球面透镜14的同一步骤通过如图5所示的半球状掩模13在光学材料上形成。特别当通过干蚀法形成与半球状掩模13相同形状的半球面透镜14时，如图13所示，位置匹配标志33，34与半球面透镜14同时形成。位置匹配标志33，34由形成半球面透镜14的光学材料的一部分形成。

在前透镜1和后透镜2通过位置匹配标志33，34相匹配的光学器件中，位置匹配标志33，34用于在前透镜1上形成通光孔4，以使前透镜1的光轴与通光孔4的中心相一致。现在对上述透镜的制造方法作以介绍。

为了制造上述透镜，如图14所示，光阻挡层15形成在光学材料的衬底11的与承载半球面透镜14和位置匹配表记33，34的表面相反的另一表面上。而后如图15所示，绝缘层16形成在光阻挡层15上，绝缘层16绘有通光孔的图案，如图16所示，利用光掩模18可以在绝缘层16可以留下图案。如图17所示，光阻挡层15在蚀刻形成通过孔4的过程中被除去。

形成光会聚透镜的光学透镜14的通光孔4的位置可以通过在光学透镜14周围形成的位置匹配标志33与在光掩模18上的位置匹配标志19进行位置匹配进行调整。也就是说，通过位置匹配标志33，19的位置匹配，形成前透镜1的光学透镜14的光轴可以精确的与通光孔4的中心相一致。

同样对于按上述方法形成的光学器件，光学器件能被用作例如用于记录和/或重现光记录介质的信息信号的记录和/或重现装置中的光拾取器中。利用上述光学器件的光拾取器的结构如图9所示，因此不再作详细描述。

在上述的实施例中，形成光学器件的半球面透镜通过干蚀刻法形成。通过干蚀刻法在光学材料的衬底上形成半球面透镜的方法现在作以详细描述。

本实施例中的光学器件是由如图18到20的过程形成的。

上述光学器件的制造过程主要由下述五步组成：

(b)在掩模材料上构图的步骤(在采用感光材料作为掩模材料时，该步骤是曝光和显影)；

(d)在光学材料中形成与掩模材料相同形状的模型(本实施例中通过干蚀法在光学材料中形成与掩模材料形状相同的模型)。

上述步骤(a)如图18所示。首先，在衬底51上由光学材料形成的感光材料通过例如旋涂法被涂布，以形成掩模材料层52。

然后，掩模材料层52被通过曝光和显影绘上图案，以形成如图19所示的与各个透镜相一致的掩模53。

而后，掩模53经过热处理，以减小掩模53的表面积，使掩模53变形，从而形成如图20所示的光滑而弯曲的表面。

使掩模53变形为光滑而弯曲的表面的技术同上述实施例相同，就不再详细描述了。

如图20所示，掩模53变形为圆形，之后在光学材料形成的衬底51上形成与掩模53形状相同的模型。与掩模53形状相同的模型特别是通过干蚀刻法而形成在光学材料形成的衬底51上的。上述方法同样形成了组成本发明所提供的光学器件的半球面透镜54。

当采用干蚀刻法在光学材料上形成半球面透镜时，最好采用利用磁性中子回路放电(通过NLD等离子高速蚀刻)的高密度等离子腐蚀法。

在干蚀刻过程中，蚀刻气体的选择是很重要的。在可用的蚀刻气体气体中，有一种气体混合物，该气体混合物由从氧气、氩气和氦气以及氟化后的碳气中的至少一种所组成。

氟化后的碳气中，有例如CHF₃，CH₂F₂，CF₄，C₂F₆，C₃H₈，C₄H₈和C₆H₈。

特别的组合例子包括C₃F₈+Ar，C₃F₈+O₂，C₃F₈+Ar+O₂，C₃F₈+He，C₃F₈+Ar+He，C₃F₈+He+O₂，和C₃F₈+Ar+He+O₂。

在上述蚀刻气体中，Ar具有通过物理蚀刻提高表面特性的作用。氧气具有除去碳化物和调整选择比例的作用。He具有调整用于保持放电的气压和形成适度物理蚀刻的功能。采用上述气体混合物的任意一种，可以形成具有光滑表面特性的透镜。

图22示出了用C₃F₈+C₂F₆+O₂作为蚀刻气体时半球面透镜54的表面特性，图23示出了C₃F₈+C₂F₆作为蚀刻气体时半球面透镜54的表面特性。

可以看出，在混合物中添加氧气显著改善了表面特性。如果仅用氟化后的碳气体，细小的残渣将会残留在表面。

最后，半球面透镜54通过抛光步骤调整到预定的厚度，以形成组成本发明所提供的光学器件的光学透镜。

在本实施例中，如前述实施例所提到的，熔化的石英衬底被作为衬底51的玻璃材料而采用，在通过曝光和显影而形成大约120μm的圆形图案后，感光材料在上述图案上形成20μm的厚度。上述图案经过150℃的热处理后发生形变，从而通过高密度等离子蚀刻法(利用NLD等离子的高速蚀刻)形成光学透镜。

利用NLD(磁性中子回路放电)等离子蚀刻装置，高效放电产生高密度等离子，通过在真空中允许RF电流流过磁通密度为零的闭合回路，可以使高速蚀刻过程无损伤。

在制造由SiO₂组成的微型透镜时，进行NLD等离子蚀刻，在蚀刻容器中气压为0.27Pa时利用三种不同气体C₂F₆，C₃F₈，O₂作为蚀刻气体，在发射功率为900W，偏置功率为300W时，将光阻层图案转录到石英衬底上。

按上述方法形成的光学透镜具有光滑弯曲的表面，此外，该透镜是高NA的光学透镜，它具有120μm的小直径，突起处具有30μm的高度。

此外，按上述方法生成的光学透镜，即使热处理之后，衬底51和掩模53间的接点不会发生移动，所以掩模53的形状由周围的边界所限定。

应当注意，因为掩模53的边界线通过采用感光材料曝光的方法由光掩模确定了，光学透镜在一个精确定义的位置形成。另一方面，光学透镜的高度由掩模53决定。

由于由上述过程制造的光学透镜通过采用感光材料曝光的方法进行确定，在在同一衬底上由多个透镜形成多透镜光学器件时，或当个透镜定位时，作为底面透镜的光学透镜的位置与两个透镜的相互间的位置可以被精确定位。此外，由于制造出来的光学透镜具有比通过散像法形成的普通透镜大的NA，上述方法制造的透镜具有很广的运用范围。

Claims

1.一种用于制造光学器件的方法，该光学器件用于会聚照射在光记录介质上的光线，上述方法包括下述步骤：

(a)将作为掩模材料的材料放置在衬底上，使掩模材料涂布成预先设定的厚度；

(b)在掩模材料上构图；

(c)通过热处理使掩模材料变形，以获得适度弯曲的表面；

(d)在光学材料中形成与掩模材料相同形状的模型；和

(e)形成光阻挡薄膜并在上面形成通光孔。

2.如权利要求1所述的制造光学器件的方法，其特征在于：形成上述通光孔的位置用双面照相平版印刷术进行调整。

3.如权利要求1所述的制造光学器件的方法，其特征在于：所述热处理温度高于掩模材料的玻璃转变温度，而低于使掩模材料不发生形变的温度。