JP2001319369A

JP2001319369A - 光学ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP2001319369A
Application number: JP2000137811A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Mizuno; 剛水野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】光学ヘッドを小型化してもなお精度を高くし
て、且つ大量生産を可能とする。【解決手段】半導体プロセス或いはそれに準じたプロ
セスにより、複数のスライダーからなるスライダアレイ
ウェハと、複数のレンズからなる単レンズアレイウェハ
とを一体として、それを個々に切り離すことにより、光
学ヘッドを一度に多く製造する。第１のレンズ３からな
る単レンズアレイウェハを、スライダー部材２からなる
スライダーアレイウェハに取り付けて一体として、それ
を個々に切り離すことにより、光学ヘッド１を製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スライダー部材と
レンズとから構成されている光学ヘッドを製造する光学
ヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レンズ系を利用した装置（光学デバイ
ス）として、光ピックアップが挙げられる。光ピックア
ップは、例えば、光磁気ディスク装置等の光ディスクシ
ステムに使用され、光磁気ディスクや相変化型光ディス
ク等の光ディスクに記録された信号を読み取る、或いは
ディスクへ信号を書き込むものとされている。

【０００３】対物レンズには、単レンズや複数個のレン
ズからなるもの（組レンズ）がある。組レンズとして
は、いわゆる２群レンズ、３群レンズ、４群レンズ等が
挙げられる。

【０００４】ここで、単レンズの作製手法としては、例
えば、レンズ母材を研磨して作製する手法、プレス加
工、或いはモールド成形による手法などが挙げられる。
そして、単レンズにあっては、そのような手法により１
枚ずつ作製されていた。なお、レンズ母材としては、ガ
ラスやプラスチック等のガラスに代替可能なものが用い
られている。

【０００５】また、複数のレンズからなるいわゆる組レ
ンズの作製については、上述したような同様な手法によ
り単レンズを１枚ずつ作製し、その後、アライメント、
組み立又は接合をすることによって、作製されていた。

【０００６】一方、光磁気ディスクや相変化型光ディス
ク等の光ディスクの高記録密度化を達成する手法とし
て、近接場（ニアフィールド）光学の原理を利用して記
録再生を行う手法が考案されている。同原理を利用して
光ディスクの記録再生を行う際は、レンズに対する入射
光束がレンズ端面にて結像し、その大部分が当該レンズ
端面で全反射されるようにする。このとき、レンズ端面
と光ディスクとの間隔を十分に狭めておけば、エバネッ
セント光が光ディスク面と結合してレンズ外に取り出さ
れ、当該エバネッセント光によって光ディスクに対する
信号の記録再生を行うことが可能となる。

【０００７】このような近接場光学において使用する光
記録・再生用の光学ヘッドは、信号の記録・再生におい
てエバネッセンス光を利用することから、光ディスクの
記録面と光記録・再生用の光学ヘッドを100ｎｍ程度以
下の間隔で接近させる必要があり、このことからハード
ディスク装置等で用いられているような浮上形ヘッド
（フライングヘッド或いはヘッドスライダー）での信号
検出が望ましい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、上述
した光ピックアップ等を含めた光学デバイスの小型、軽
量化がますます重要となってきており、それに伴って、
レンズ系の小型化が不可欠となりつつある。

【０００９】しかし、上述したような手法により、レン
ズを１枚ずつ作製し、さらには組レンズにあっては複数
枚のレンズを組み立てることから、小型、特に微小径を
有するレンズヘの適応が難しい、レンズが小型化（微細
化）するほどアライメント（組み立て）が困難になる、
等の問題があった。

【００１０】さらに、上述した近接場光学を利用する光
学ヘッドは、光ディスクの記録面と光記録・再生用の光
学ヘッドとの間の間隔が100ｎｍ程度以下に近接してい
ることから、安定な浮上を実現する必要があり、そのた
めには小型化が不可欠である。一方で、光学ヘッドの間
隔を安定に維持するためには、従来の光ディスクシステ
ムの光学ヘッド構成ではフォーカスサーボが不可欠とな
るだけではなく、光学ヘッドの記録メディアに対する追
従性が低下することにより、高速な読み出しが期待でき
ず、また、安価なプラスチックメディアの採用において
困難がある。

【００１１】そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて
なされたものであり、光学ヘッドを小型化してもなお精
度を高くして、且つ大量生産を可能とする光学ヘッドの
製造方法の提供を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学ヘッド
の製造方法は、上述の課題を解決するために、記録媒体
との間に生じる空気流により当該記録媒体上に浮上され
るスライダー部材と、当該スライダー部材に搭載され、
記録媒体に対向されるレンズとを備え、近接場光学を利
用して記録媒体に対する信号の記録及び／又は再生を行
う光学ヘッドを製造する光学ヘッドの製造方法であっ
て、複数のスライダー部材が形成されるスライダー母材
とされるウェハにレンズ母材を取り付けるレンズ母材取
り付け工程と、レンズ母材取り付け工程にてレンズ母材
が取り付けられたウェハから、スライダー部材とレンズ
とを備えた光学ヘッドを単位として個々に分離する光学
ヘッド形成工程とを有する。

【００１３】このような光学ヘッドの製造方法は、複数
のスライダー部材が形成されるスライダー母材とされる
ウェハにレンズ母材をレンズ母材取り付け工程にて取り
付け、レンズ母材取り付け工程にてレンズ母材が取り付
けられたウェハから、スライダー部材とレンズとを備え
た光学ヘッドを単位として個々に光学ヘッド形成工程に
て分離することにより、複数の光学ヘッドが一度に製造
される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、図
１に示すように、本発明を、浮上スライダー一体形の光
学ヘッドの製造方法に適用したものである。先ず、浮上
スライダー一体型の光学ヘッドの構造について説明し
て、その後、その製造方法について説明する。

【００１５】浮上スライダー一体型の光学ヘッド（以
下、単に光学ヘッドという。）は、近接場光学を利用し
て光磁気ディスクや相変化型光ディスク等の光ディスク
に対する信号の記録及び／又は再生を行うものであり、
図１に示すように、スライダー部材２と、２群レンズ５
とを備えている。

【００１６】スライダー部材２は、ハードディスク装置
等で用いられるヘッドスライダーと同様に、サスペンシ
ョン６によって光ディスク１００と相対向するように支
持される構造となっている。これにより、光ディスク１
００に対する信号の書き込みや読み出しを行う際に、回
転操作される光ディスク１００との間に生じる空気流を
受けて、光ディスク１００上を100ｎｍ以下の浮上量で
浮上しながら走行する。なお、スライダー部材２は、後
述するように浮上量を安定するための溝部が底面に形成
されているものやそれと同等の効果を有する構造であっ
てもよい。

【００１７】スライダー部材２には、所定の箇所にその
厚み方向に貫通する貫通孔２ａが設けられている。この
貫通孔２ａには、２群レンズ５が配置されている。

【００１８】２群レンズ５は、近接場光学においてエバ
ネッセンス光の滲み出しを利用した組レンズからなるい
わゆるＳＩＬ（Solid Immersion Lens）であり、開口数
ＮＡが１以上の対物レンズとして用いられている。

【００１９】２群レンズ（以下、ＳＩＬという。）５
は、図２に示すように、第１のレンズ３と、第２のレン
ズ４とから構成される組レンズである。

【００２０】第１のレンズ３は、片面が球面又は非球面
の凸面とされた第１の面３ａと、他方の面が球面又は非
球面とされた第２の面３ｂとを有している。そして、第
２のレンズ４は、第１のレンズ３に対向される面が球面
又は非球面の凸面とされた第３の面４ａと、他方の面が
略平面とされた第４の面４ｂとを有している。ＳＩＬ５
において、第１のレンズ３は、光源から出射されてレー
ザ光が入射される側のレンズとされ、第２のレンズ４
は、被照射体とされる光ディスクに対向される側のレン
ズとされる。そして、例えば、１以上の開口数ＮＡを可
能とするような場合にあっては、第２のレンズ４の第４
の面４ｂと光ディスクとの間の距離が100ｎｍ以下とさ
れている。

【００２１】このようなＳＩＬ５において、光源からの
レーザ光Ｌは、先ず第１のレンズ３の第１の面３ａに入
射されて、当該第１のレンズ３内を透過されて、第２の
面３ｂから、第２のレンズ４に向けて出射される。光源
からのレーザ光Ｌは、第１のレンズ３を透過されること
により、第２のレンズ４に向けて収束光として出射され
る。

【００２２】第１のレンズ３の第２の面３ｂから出射さ
れたレーザ光Ｌは、第２のレンズ４の第３の面４ａから
入射されて、通常、光ディスクの対向面とされる第４の
面４ｂ上に集光され、全反射する。

【００２３】このようなＳＩＬ５により、第４の面４ｂ
上に集光されたレーザ光のいわゆる滲みだしを利用し
て、光ディスクに対する信号の記録や再生を行ってい
る。

【００２４】光学ヘッド１は、以上のようなスライダー
部材２及びＳＩＬ５が一体とされて構成されている。

【００２５】また、光ディスクに対して信号の再生をす
るための構成として、図１に示すように、光学ヘッド１
への入射光の生成及び光学ヘッド１からの戻り光を適切
に処理するための処理系８を備えている。処理系８は、
例えば、電子回路系及び光学系として構成されている。
また、光学ヘッド１と処理系８との間には、反射材７が
配置されており、反射板７は、光学ヘッド１と処理系８
とを光学的に適切に結合するものとして機能する。以上
のように、光学ヘッド１が構成されている。次に、光学
ヘッドの製造方法について説明する。本発明を適用した
光学ヘッドの製造方法は、半導体プロセスを利用して、
光学ヘッドを製造するものである。なお、以下の説明で
は半導体プロセスを利用することとして主に説明する
が、これに準ずるプロセスであってもよい。

【００２６】半導体プロセスにより、図３中（Ａ）に示
すウェハ１０から、図３中（Ｂ）に示すように半導体チ
ップ１１ａがアレイ形状とされたウェハ１１を形成する
ことができる。本発明を適用した光学ヘッドの製造方法
では、このような製造工程を利用して一度に多くの光学
ヘッドを製造する。一度に多くの光学ヘッドを製造する
ことについて説明する前に、先ず、１個の光学ヘッド１
を製造する工程について説明する。

【００２７】先ず、図４中（Ａ）に示すように、略球形
状のレンズ母材２１と、略中心位置に、略漏斗形状とさ
れた開口部２２ａが形成されているスライダー母材２２
とを用意し、図４中（Ａ）から同図中（Ｂ）に示すよう
に、レンズ母材２１を、スライダー母材２２の開口部２
２ａに置く。このとき、レンズ母材２１を開口部２２ａ
に載置することだけで、共に中心位置（中心線Ｙ）が一
致されたものとなる。

【００２８】そして、同図中（Ｂ）に示すように、レン
ズ母材２１とスライダー母材２２の開口部２２ａとを接
合する。接合には、接着剤による硬化やガラス融着によ
る硬化等を用いる。これにより、レンズ母材２１とスラ
イダー母材２２とが強固に固定される。

【００２９】固定した後、同図中（Ｂ）に示すように、
スライダー母材２２の厚み方向の所定の位置とされてい
る基準面Ｘまで、レンズ母材２１とスライダー母材２２
を一体とした状態のままでポリッシングして、光学鏡面
を形成する。これにより、図４中（Ｃ）に示すように、
第２のレンズ４と、当該第２のレンズ４の周囲を囲むよ
うにスライダー部材２とが一体とされた形状を得ること
ができる。このとき、開口部２２ａは、第２のレンズ４
が取り付けられた貫通孔２ａを構成することになる。

【００３０】そして、図４中（Ｄ）から同図中（Ｅ）に
示すように、第２のレンズ４に対向するようにスライダ
ー部材２に第１のレンズ３を取り付けることにより、同
図中（Ｆ）に示すように、光学ヘッド１が形成される。
そして、光学ヘッド１にサスペンション６を取り付け
る。

【００３１】このような製造工程による光学ヘッド１の
製造が、半導体プロセスを利用して可能とされ、一度に
多くの光学ヘッド１を製造することができる。半導体プ
ロセスを利用した光学ヘッドの製造工程については次の
ようになる。

【００３２】先ず、スライダー母材２２がアレイ形状と
して形成されているウェハ（以下、スライダーアレイウ
ェハという。）を用意する。例えば、図３に示したよう
な半導体プロセスを利用して製造したスライダーアレイ
ウェハ（スライダー母材２２）を用意する。このスライ
ダーアレイウェアには、各スライダーに対応して開口部
２２ａが複数形成されている。

【００３３】それから、スライダーアレイウェハに形成
されている各スライダー部分の各開口部２２ａに略球形
のレンズ母材２１を入れ込む。例えば、スライダーアレ
イウェハ上に一度に多くのレンズ母材２１を流し込むよ
うにして入れ込む。スライダーアレイウェハ上に多くの
レンズ母材２１を流し込むようにすることで、既に開口
部２２ａにレンズ母材２１が入っている場合には、当該
開口部２２ａにはそれ以上レンズ母材２１が入り込むこ
とはなく、一方で、未だ開口部２２ａにレンズ母材２１
が入っていないような場合には、当該開口部２２ａにレ
ンズ母材２１が入り込むようになる。よって、スライダ
ーアレイウェハ上に多くのレンズ母材２１を流し込むよ
うにすることで、スライダーアレイウェハの各開口部２
２ａにレンズ母材２１を入れ込むことが容易に実現され
たことになる。

【００３４】そして、各開口部２２ａ毎に、接着材によ
る硬化等によりレンズ母材２１を固定して、図４中
（Ｃ）に示すような状態になるまで、レンズ母材２１が
一体とされているスライダーアレイウェハを半導体プロ
セスに準じた工程で研磨加工（ポリッシング）して、ス
ライダーアレイウェハを所定厚さとし、また光学鏡面を
形成する。

【００３５】そして、図４中（Ｃ）に示すような形状が
アレイとして形成されたウェハに、図４中（Ｄ）から同
図中（Ｅ）に示すように、第１のレンズ３のレンズ母材
であって、レンズがアレイ形状とされているウェハ（以
下、単レンズアレイウェハという。）を取り付けて一体
とする。単レンズアレイとウェハとスライダーアレイウ
ェハのアライメントは、それぞれのウェハに予め所定位
置に形成されたマーカーを合わせることにて、サブミク
ロン単位の精度で実現される。その後、それを個々に切
り離すことにより、図４中（Ｆ）に示すような光学ヘッ
ド１を一度に多く得ることができる。

【００３６】例えば、図５に示すように、第１のレンズ
３のアレイ形状からなる単レンズアレイウェハ１２を、
スライダーアレイウェハとされるウェハ１１に取り付け
て一体として、一度に多くの光学ヘッド１を得ることが
できる。

【００３７】ここで、ウェハ状のレンズ母材である単レ
ンズアレイウェハの製造方法について説明する。この単
レンズアレイウェハについても半導体プロセスを利用し
て製造することができる。大別して、いわゆるグレース
ケールマスク（グレースケール露光マスクともいう。）
を使用したレンズ曲面の作製原理と、半導体ウェハの製
造に使用する半導体プロセスとを利用して単レンズアレ
イウェハを製造することができる。

【００３８】一般的な半導体プロセスには、レーザ光を
照射してフォトレジストの露光を行う露光工程と、露光
工程において露光されたフォトレジストを現像により取
り除く現像工程と、現像工程において残存するフォトレ
ジストをマスクとして、基板（ウェハ）のエッチングを
行うエッチング加工工程とがある。このような半導体プ
ロセスを利用しつつ、グレースケールマスクを使用して
単レンズアレイウェハを製造するものである。

【００３９】例えば、半導体を形成する化合物半導体
（半導体材料）の中には、光ディスクの記録や再生に用
いられるようなさまざまな波長帯のレーザ光に対して透
過率を十分に有する材料が存在する。また、そのような
化合物半導体には、形状の制御が容易（製造が容易）な
ものも存在する。よって、半導体材料をレンズ母材とし
て使用して、半導体プロセスによりレンズを製造するこ
とは可能であり、所望の形状としたレンズを製造するこ
とができる。

【００４０】例えば、半導体材料として、赤色帯のレー
ザ光に対し透過性のよいものにGaPが挙げられ、青色帯
のレーザ光に対し透過性のよりにGaN，ZnSe，ZnSが挙げ
られる。このような半導体材料は、ウェット或いはドラ
イエッチングによってサブミクロン単位で形状の制御可
能とされている。このようなエッチング加工では、エッ
チング時間を十分にとることで、数十〜100ミクロン程
度の任意の段差を形成することが可能である。反応性イ
オンエッチング（Reactive Ion Etching，ＲＩＥ）等
は、特にエッチング速度の速いエッチング法として知ら
れている。

【００４１】そして、半導体プロセスにおけるエッチン
グ加工としては、一般的なものとして、所定の形状を得
るために何らかの手法で材料表面にマスキングをして、
これに沿ってエッチング加工を施し、所定の段差形状を
形成するものがある。例えば、エッチング速度とエッチ
ング時間でエッチング深さを制御して、所望の段差形状
を得ることができる。

【００４２】グレースケールマスクの使用は、エッチン
グ加工の前工程であるマスキング処理においてなされる
もので、被エッチング部材の表面を不連続な段差ではな
く、連続的に変化する面形状を任意に形成することを可
能にするものである。言い換えれば、グレースケールマ
スクは、エッチング加工に用いるガス等に対して所定の
グラデーション効果をもつようなものとされる。このよ
うに、グレースケールマスクの使用により、所定の球面
形状又は非球面形状をもたせたレンズの形成が可能にな
る。具体的には、次のようにグレースケールマスクを使
用することにより連続的な球面形状又は非球面形状とさ
れたレンズを形成することができる。

【００４３】エッチング加工では、レンズ母材上に形成
された所定のレジストパターンをエッチングすることに
よりレンズ曲面を形成している。そして、レジストパタ
ーンは、レジスト層に紫外線を照射して露光し、その後
現像することにより得られるものである。

【００４４】グレースケールマスクは、そのようにレジ
スト層に照射される紫外線量を制御して、当該レジスト
層を所定パターンとして露光し、所定のレジストパター
ンを形成するためのものである。このようなグレースケ
ールマスクは例えば次のように形成されている。

【００４５】グレースケールマスクは、表面にＡｇアル
カリハライドドープ層が形成されたいわゆるＨＥＢＳ
（High Energy Beam Sensitive）ガラスを基板として用
いて作製されている。

【００４６】Ａｇアルカリハライドドープ層は、通常の
クラウンガラスをＡｇ＋イオン交換反応にさらすことに
より、ガラス表面に均一に形成される。例えば、Ａｇ＋
イオンのドープ層は３μｍ程度の厚さとされている。

【００４７】そして、グレースケールマスクのガラス表
面に均一に形成されたドープ層に電子線ビームが照射さ
れて、Ａｇ＋イオンからＡｇになる。そして、Ａｇの部
分では紫外線に対して吸収を示す。

【００４８】このようなことから、Ａｇとされた部分に
分布をもたせることにより、ドープ層内において紫外線
の吸収について異なる分布が形成されるので、グレース
ケールマスクは、透過される紫外線を異なるものとする
ことができる。具体的には、グレースケールマスクは、
紫外線の透過量について、中間値を有する階調の分布を
なすように形成されることで、紫外線の透過量分布が連
続的に変化するようになされている。例えば、Ａｇ部分
がドープ層にある分布をもつようにするためには、電子
線照射量、電子線の加速電圧、ビーム電流、ビーム径が
制御された電子線ビームを照射することにより可能とさ
れる。

【００４９】このようにグレースケールマスクは、各位
置における紫外線の透過量（紫外線の吸収量）が連続的
に調整されたものとして形成されている。これにより、
所定のレジストパターンを形成することができるように
なる。グレースケールマスクによる製造方法を、第１の
レンズ３を１個の単レンズを製造する場合について先ず
説明し、その後で、半導体プロセスに適用した場合につ
いて説明する。

【００５０】例えば、図６に示すように、第１のレンズ
３は、片面が球面又は非球面の凸面３ａとされ、他方の
面が略平面形状の平面３ｂとされている。なお、ここで
いう他方の面は、略平面形状とされることに限定される
ものではなく、球面又は非球面形状とされてもよい。

【００５１】このような形状とされる第１のレンズ３
が、グレースケールマスクにより、次のように所定形状
に形成される。

【００５２】図７中（Ａ）に示すように、レンズ母材３
１上に形成されているレジスト層３２上にグレースケー
ルマスク３３を載置する。そして、露光処理として、レ
ジスト層３２に対してグレースケールマスク３３を介し
た紫外線の照射がなされる。ここで、グレースケールマ
スク３３は、上述したように、紫外線の透過量が連続的
に異なるように形成されている。

【００５３】グレースケールマスク３３を使用した露光
処理を行った後、現像処理をすることで、図７中（Ｂ）
に示すように、レジスト層３２が、最終的なレンズ表面
形状に対応されたレジストパターンとして形成される。

【００５４】そして、このレジスト層３２をエッチング
マスクとして用いてリアクティブイオンエッチング等の
エッチング加工を施すことにより、図７中（Ｃ）に示す
ように、レンズ母材３１の一旦面がマスクに応じた連続
的な球面又は非球面形状が形成される。このようにし
て、図６に示した第１のレンズ３の凸面３ａがされる。

【００５５】なお、曲率によって生じる段差量の最大値
が、実際のエッチング量の最大であるため、例えば数十
ミクロン程度のエッチング量を想定すると、有効径が数
百ミクロン程度のレンズが実際に形成可能になる。な
お、有効径はレンズ性能によって異なり、これ以上も、
これ以下の当然あり得る。

【００５６】また、エッチング量が少ない方向、つまり
一般に有効径が小さくなる方向のレンズ形成はより安易
になされるものであるため、極めて小さい有効径をもつ
レンズの形成の方がかえって容易とされる。よって、こ
のような作製手法は、小型のレンズに適したものとなっ
ているといえる。

【００５７】以上のように、グレースケールマスク３３
を使用することにより、段差なく連続的な形状とされた
球面又は非球面を有する第１のレンズ３を形成すること
ができる。このようなグレースケールマスク３３を半導
体プロセスにおいて使用して、図５に示した第１の単レ
ンズアレイウェハ１２を作製する場合を説明する。

【００５８】半導体プロセスへの適用にあたっては、複
数のグレースケールマスクが含まれるウェハ、すなわち
グレースケールマスクのアレイ形状からなるウェハ（以
下、マスクアレイウェハという。）を使用する。例え
ば、図８中（Ａ）に示すように、複数のグレースケール
マスクＧＭが形成されたウェハとしてマスクアレイウェ
ハ３４が形成されている。

【００５９】そして、このマスクアレイウェハ３４を、
図８中（Ａ）及び図８中（Ｂ）に示すように、レンズ母
材とされるウェハ３５上に載置する。ここで、ウェハ３
５は、例えば化合物半導体である。なお、ウェハ３５上
には、レジスト層が既に形成されているものとする。

【００６０】また、マスクアレイウェハ３４とウェハ３
５との重ね合わせの際の位置決めは、精度のよいレンズ
を製造するためには重要な作業となる。このような位置
決めについても、半導体プロセスを利用することができ
る。例えば、半導体プロセスにおけるアライメント精度
による位置決めを利用する。

【００６１】一般的な半導体プロセスにおいては、ウェ
ハの位置決めは、ウェハに微細に埋め込まれたマーカを
基準として、精密アライナーを用いて、サブミクロン単
位でウェハ・ベースの作業が可能とされており、レンズ
製造工程においてこれを利用する。すなわち、マスクア
レイウェハ３４やウェハ３５にマーカを埋め込み、これ
を基準として、半導体プロセスによる位置決めにより、
マスクアレイウェハ３４とウェハ３５との位置決めを行
う。これにより、位置決め精度が半導体プロセスのアラ
イメント精度によるものとなる。

【００６２】それから、図８中（Ｂ）に示すように、ウ
ェハ３５上にマスクアレイウェハ３４が載置された状態
において露光処理、そして現像処理を行う。現像処理に
より、レンズ母材とされるウェハ３５上には、上述した
図７中（Ｂ）に示したようなレジストパターンが複数形
成される。

【００６３】そして、エッチング加工をすることによ
り、図８中（Ｃ）に示すように、図７中（Ｃ）に示した
第１のレンズ３の表面（曲面）とされる部分がアレイ形
状とされたウェハ３５が形成される。すなわち、複数の
レンズ面から構成されるレンズアレイとされたウェハ３
５が形成される。このようにして形成されたウェハ３５
が図５に示した単レンズアレイウェハ１２となる。この
ような単レンズアレイウェハ３５（１２）からレンズと
して個々に分離することにより、図６に示した第１のレ
ンズ３が得られる。

【００６４】このように、第１のレンズ３を構成するこ
ととなる単レンズアレイウェハ１２についても、半導体
プロセスにより製造することができる。そして、グレー
スケールマスクが複数形成されてなるマスクアレイウェ
ハにより、レンズ面を連続的な球面形状又は非球面形状
として形成することができる。

【００６５】このような単レンズアレイウェハ１２を、
図４中（Ｅ）に示すように、スライダーアレイウェハと
されるウェハ１１に取り付けて一体として、個々に分離
することで、一度に多くの光学ヘッド１を得ることがで
きる。

【００６６】なお、単レンズアレイウェハ１２とウェハ
１１との位置決めについても、マスクアレイウェハ３４
とウェハ３５との重ね合わせの際の位置決めについて上
述した場合と同様に、半導体プロセスによる位置決めを
利用することもできる。これにより、単レンズアレイウ
ェハ１２とウェハ１１との位置決めについても、半導体
プロセスのアライメント精度として行うことができるよ
うになる。

【００６７】以上のように、半導体プロセスを利用し
て光学ヘッド１を製造することができる。そして、半導
体プロセスが技術として確立されているものであること
から、光学ヘッド１は、精度のよい形状とされたものと
して製造することができるようになる。また、半導体プ
ロセスにて光学ヘッド１を作製するため、高精度アライ
メントが容易に、しかもウェハ単位でできるため、高精
度を必要とする光学ヘッドの作製が安価に実現できる。

【００６８】また、ウェハからのレンズ曲面或いはスラ
イダー部材の形成が容易であること、すなわち、形成の
転写に汎用性があることから、任意の形状のレンズ或い
はスライダー部材を形成することができる。例えば、レ
ンズについては、任意の光学性能を有したレンズの製造
が可能になる。

【００６９】そして、光学ヘッド１は、上述したよう
に、第２のレンズ４と光ディスクとの距離が100ｎｍ以
下とされ、非常に近接しているため、或いは開口数を１
以上として要求されているために、光学ヘッド１の組み
立て精度が非常に重要なものとなっているが、半導体プ
ロセス又はそれに準じたプロセスとしての光学ヘッドの
製造方法により、精度が非常によくでた光学ヘッド１を
製造することができる。

【００７０】また、図４に示すような工程として製造す
ることができる光学ヘッド１では、レンズ母材２１を略
球形とし、そのレンズ母材２１をスライダー母材（スラ
イダーアレイウェハ）２２の開口部２２ａに入れ込むだ
けで、レンズ母材２１（第２のレンズ４）とスライダー
部材２との中心位置が一致させることができるので、第
２のレンズ４とスライダー部材２との位置決め精度が高
いものとされた光学ヘッド１を製造することができる。

【００７１】また、上述したように、スライダーアレイ
ウェハ上に、レンズ母材２１を流し込むようにすること
で、スライダーアレイウェハに形成されている開口部２
２ａにレンズ母材２１の取り付けることができるので、
そのような取り付け工程が簡略化されたものとなる。

【００７２】また、ハードディスク装置等において使用
されるようなスライダーヘッドと同様な構成として光学
ヘッド１を製造することができることから、そのような
ハードディスク装置等において使用されるヘッドスライ
ダーと同様な効果を得ることもできる。

【００７３】すなわち、ガラス製の記録及び再生メディ
アだけでなく、プラスチック製のメディアの採用を可能
にする安定な追従及び浮上特性が実現される。そして、
光学ヘッド１が安定した浮上特性を得ることができるこ
とにより、フォーカスサーボが不要となる。また、ハー
ドディスクと同程度の読み出し、アクセス時間が実現さ
れる。また、通常の遠視野領域での構成を前提とした光
記録及び再生システムだけでなく、近接場光学に基づい
た大容量光記録及び再生システム用光学ヘッドが実現で
きる。

【００７４】次に、光ディスクに対して適切な浮上量を
得るスライダー部材の底面形状について説明する。ハー
ドディスク装置等で用いられるスライダーヘッドの技術
分野において、安定した浮上量を実現するために、空気
流を制御するようにスライダー部材の底面が溝形状とさ
れることは一般的である。このようなことから光学ヘッ
ド１のスライダー部材２の底面を溝形状としている。図
９及び図１０には、光学ヘッド１のスライダー部材２に
形成される溝部の形状の一例を示す。なお、溝部形状に
ついては、これに限定されないことはいうまでもない。

【００７５】図９に示すスライダー部材２には、底面
に、空気の流れ方向に延びて、両側に突出部２ｂが形成
されて全体として凹形状とされた溝部２ｃが形成されて
いる。なお、以下、流れ方向（矢印Ｚ方向）における上
流側をスライダー部材２における前方として説明する。

【００７６】そして、スライダー部材２には、その溝部
２ｃの略中央であって前端側に、第２のレンズ４が第４
の面４ｂが外方に臨むように取り付けられている。な
お、取り付けられるレンズが開口数ＮＡ＞１を実現する
ＳＩＬ又はＳＩＭの場合には、同レンズ底面部分が、突
出部２ｂと同じ厚さの突出形状を別途形成する。

【００７７】このような溝部２ｃが形成されることによ
り、スライダー部材２は、光ディスク上に位置された状
態において、矢印Ｚ方向に生ずる空気流により安定した
浮上量を実現することができる。

【００７８】また、他の例である図１０中（Ａ）及び
（Ｂ）に示すスライダー部材２は、さらに安定した浮上
量を実現可能にするものである。図１０（Ａ）に示すス
ライダー部材２は、底面に流れ方向に延びて、両側に突
出部２ｄが形成されて全体として凹形状とされた溝部２
ｅが形成されている。なお、この図１０（Ａ）に示す例
では、突出部２ｄが内側に屈曲されている。

【００７９】また、スライダー部材２は、底面に、前端
であって、流れ方向（矢印Ｚ方向）に対して垂直方向に
延びたテーパ部２ｇが設けられている。そして、流れ方
向におけるテーパ部２ｇの後ろ側に一体として平面部２
ｆが形成され、平面部２ｆの両側から上述した突出部２
ｄが流れ方向に延びて形成されている。

【００８０】このスライダ部材２では、図１０中（Ｂ）
に示すように、光ディスク１００上に位置された状態に
おいて、矢印Ｚ方向に生ずる空気流により、溝部２ｅに
おいて空気が膨張して、さらに安定して浮上を実現する
ことができる。なお、第２のレンズ４については、この
ようなスライダー部材２の形状等が考慮されて取り付け
らていることはいうまでもない。

【００８１】このように図９及び図１０にスライダー部
材２を安定して浮上させるために形成される溝部を示
し、その一例を説明した。そして、スライダー部材２に
ついても、このような溝部を一体として、半導体プロセ
ス或いはそれに準じたプロセスにより製造することがで
きる。図９に示したスライダー部材２を例に挙げ、半導
体プロセス或いはそれに準じたプロセスによる製造工程
を説明する。図９に示したスライダー部材２は、例えば
図１１に示すような製造工程により製造することができ
る。

【００８２】先ず、図１１中（Ａ）に示すように、スラ
イダー母材２２上にレジストを塗布してレジスト層（レ
ジストシート）４０を形成する。例えば、スライダー母
材２２の厚さｄ１を約0.43ｍｍとし、レジスト層４０の
厚さｄ２は約３０μｍとする。なお、図示しないもの
の、例えばこの時点ですでに、スライダー母材２２に第
２のレンズ４が取り付けられているものとする。

【００８３】それから、所定位置にレーザ光を照射して
露光処理して、その後の現像処理により、図１１中
（Ｂ）に示すように、完成後のスライダー部材２の突出
部２ｂに対応したレジストパターン（レジストマスク）
４０ａを形成する。

【００８４】そして、イオンミリングエッチング等によ
るエッチング加工により、図１１中（Ｃ）に示すよう
に、完成後のスライダー部材２の溝部２ｃに対応される
複数の溝部２２ｄをスライダ部材２２に形成する。

【００８５】そして、図１１中（Ｄ）に示すように、ス
ライダー母材２２を個々に分離して、スライダー部材２
の成形が完了される。

【００８６】なお、図１１中（Ｄ）に示すスライダー部
材２は、突出部２ｂ上に、ＡＢＳ樹脂層４１が形成され
ている例である。例えば、ＡＢＳ樹脂層４１は、エッチ
ング加工により突出部２ｄ上に厚さｄ３が約１〜５μｍ
として形成されている。

【００８７】また、図５に示して説明したように、スラ
イダー母材２２からの個々のスライダー部材２の分離
は、単レンズアレイウェハ１２とスライダー母材２２と
を一体化して行うが、本例では、一体化は、図１１中
（Ｄ）に示したようなスライダー部材２に対する分離加
工（ダイシング）をする前に行う。

【００８８】以上のように、スライダー部材２の溝部に
ついて、半導体プロセス或いはそれに準じたプロセスに
より製造することができる。これにより、溝部が精度良
く形成されたものとなる。

【００８９】また、いわゆるＳＩＭ（Solid Immersion
Mirror）が対物レンズとして搭載される光学ヘッド１に
ついても、本発明を適用した光学ヘッドの製造方法によ
り製造することもできる。ＳＩＭはカタディオプトリッ
クレンズとも呼ばれ、上述したような組レンズとされる
ＳＩＬと同等な光学特性を単一のレンズにより実現する
ものである。

【００９０】図１２に示すように、光学ヘッド５０は、
スライダー部材５１と、ＳＩＭ５２とを備えている。

【００９１】スライダー部材５１は、図１２に示した光
学ヘッド１と同様、ハードディスク装置等で用いられる
ヘッドスライダーのように、サスペンション５８によっ
て光ディスクと相対向するように支持され、光ディスク
に対する信号の書き込みや読み出しを行う際に、回転操
作される光ディスクとの間に生じる空気流を受けて、光
ディスク上を100ｎｍ以下の浮上量で浮上しながら走行
する。

【００９２】このスライダー部材５１は、略平板形状と
されて形成されている。このスライダー部材５１の材料
としては、信号の記録再生に用いる光Ｌに対して十分な
透過率を有するものを用いる。そして、このスライダー
部材５１上にＳＩＭ５２が載置されている。

【００９３】ＳＩＭ５２は、光ディスクに対する信号の
書き込みや読み出しを行う際に、光ディスクに照射する
レーザ光Ｌを集光するためのものであり、凹面屈折面か
らなる第１面５３と、平面ミラーからなる第２面５４
と、凸形状とされミラー面からなる第３面５５とを有し
ている。ここで、第２面５４及び第３面５５は、例えば
Ａｌ膜等よりなる反射膜５６，５７が形成されることに
よりミラー面とされる。

【００９４】このような形状からなるＳＩＭ５２は、第
１面５１から入射した光を、第２面５２にて反射させた
後、第３面５３にて更に反射させて、スライダー部材５
１の光ディスクの対向面にて結像する。

【００９５】このような構成からなる光学ヘッド５０
は、半導体プロセスを利用して次のような手順により製
造される。例えば、半導体プロセス或いはそれに準じた
プロセスを利用し、ＳＩＭが複数形成されてなる単レン
ズアレイウェハと、スライダー部材５１が複数形成され
てなるスライダーアレイウェハとを形成して、これを一
体として、個々のものとして分離することにより光学ヘ
ッド５０を形成する場合について説明する。

【００９６】半導体プロセスを利用した第１の単レンズ
アレイウェハの製造工程については次のようになる。

【００９７】先ず、レンズ母材とされるウェハ上に、マ
スクアレイウェハを使用して所定のレジストパターンを
形成する。例えば、図７中（Ｂ）として示したようにで
ある。

【００９８】次に、エッチングによりウェハ上に球面又
は非球面の凸面を個々に形成する。すなわち、図１３中
（Ａ）に示すようなウェハ（一部）に、図１３中（Ｂ）
に示すように球面又は非球面の凸面６１ａを形成する。
ここで、凸面６１ａは、後に反射膜が形成されてＳＩＭ
５２における第３面５３をなす。

【００９９】次に、図１３中（Ｃ）に示すように、凸面
６１ａの略中央部分に球面又は非球面の凹面６１ｂを形
成する。凹面６１ｂは、ＳＩＭ５２における第１面５３
をなす。また、レンズ母材６１において凸面６１ａと反
対側の面は、後に反射膜が形成されてＳＩＭ５０におけ
る第２面５４をなす。

【０１００】レンズ母材６１の凹面６１ｂの形成につい
ては、例えば図１４に示すように、レンズ母材６１に形
成される凹面６１ｂに対応した形状のレジストパターン
からなるレジスト層６２によって、エッチングを行うこ
とにより形成する。このようなレジストパターンは、複
数のグレースケールマスクが形成されてなるマスクアレ
イウェハによって形成されたものである。

【０１０１】以上のような半導体プロセスにより、ＳＩ
Ｍのレンズ部を単レンズアレイウェハとして形成するこ
とができる。例えば、このような単レンズアレイウェハ
に形成された状態において、凸面６１ａに反射膜が形成
される。

【０１０２】一方、スライダー部材の母材とされるスラ
イダーアレイウェハは略平板形状に形成されており、こ
のスライダーアレイウェハと単レンズアレイウェハとを
接合する。例えば、光学接着剤により接合する。また、
第２面５４に形成する反射面５７については、単レンズ
アレイウェハ側の第２面５４に対応される位置に予め形
成してもよく、スライダーアレイウェハ側の上記ＳＩＭ
５０の第２面５４が接合される位置に対応して予め形成
してもよい。

【０１０３】そして、単レンズアレイウェハとスライダ
ーアレイウェハとが一体とされた状態において個々に分
離することにより、図１３中（Ｄ）に示すように、ＳＩ
Ｍ５２が搭載された光学ヘッド５０を得ることができ
る。そして、サスペンション５８が取り付けられる。

【０１０４】以上のように、半導体プロセスを利用して
光学ヘッド５０を製造することができる。そして、半導
体プロセス或いはそれに準じたプロセスを利用して、Ｓ
ＩＭ５０を備えた光学ヘッド５０を製造していることか
ら、光学ヘッド５０は、精度のよい形状とされたものと
して製造することができるようになる。

【０１０５】なお、上述の実施の形態では、光学ヘッド
の構造についていくつかの例を挙げて、その製造方法に
ついて説明した。しかし、光学ヘッドの構造について
は、上述の構成例に限定されないことはいうまもでな
く、要は半導体プロセス或いはそれに準じたプロセスを
利用して製造可能な構造であればよい。

【０１０６】例えば、図１５に示すように、光学ヘッド
５０と処理系８を反射面７及び光ファイバ７１を介して
光学的に接続する構成とすることもできる。例えば、こ
のような場合、光ファイバ７１への光の結合のためのレ
ンズ７０を備えても良い。いわゆるこの構成例は、光学
ヘッド部分と処理系８との間の光信号の伝送を、ファイ
バ伝送するものといえ、図１に示した例については、空
間伝送するものといえる。

【０１０７】また、上述の実施の形態では、図４に示し
て説明したように、球形状のレンズ母材２１を用いて第
２のレンズ４を形成しているが、これに限定されるもの
ではない。例えば、他の一例として、図１６に示すよう
に、光学ヘッド１は、断面略円形状とされた開口部２ｈ
を介して第１のレンズ４と第２のレンズ９とをスライダ
ー部材２に取り付けた構成にすることもできる。この場
合、例えば、第１のレンズ３及び第２のレンズ９の鍔部
３ｃ，９ａが取り付けられて、ＳＩＬ５として組み立て
られている。

【０１０８】そして、このような形状とされている場合
でも、半導体プロセス或いはそれに準じたプロセスを利
用して光学ヘッド１を製造することができ、次のように
製造することができる。

【０１０９】先ず、ＳＩＬ５を構成することとなる第１
の単レンズアレイウェハと第２の単レンズアレイウェハ
とを用意する。すなわち、第１のレンズ３がレンズアレ
イとして形成されている第１の単レンズアレイウェハ
と、第２のレンズ９がレンズアレイとして形成されてい
る第２の単レンズアレイウェハとを用意する。そして、
スライダー部材２についてもウェハとして用意する。す
なわち、断面略円形形状の開口部が複数形成されている
ウェハであって、その開口部が第１及び第２の単レンズ
アレイウェハのレンズアレイに対応されてアレイ形状と
して形成されているもの、すなわちスライダーアレイウ
ェハを用意する。

【０１１０】そして、第１の単レンズアレイウェハ、ス
ライダーアレイウェハ及び第２の単レンズアレイウェハ
の順序で重ね合わせて、一体とした状態のままで個々に
切り離すことにより、図１６に示すような光学ヘッド１
を製造することができるようになる。

【０１１１】また、上述の実施の形態では、２群レンズ
とされるＳＩＬ５或いは単レンズＳＩＭ５２がスライダ
ー部材２と一体とされて光学ヘッドが構成されている場
合について説明した。しかし、これに限定されるもので
はなく、スライダー部材２に搭載されるレンズのレンズ
形状、レンズ個数或いは光学特性が上述の例と異なるも
のであったもよい。要は、本発明により、スライダー部
材とレンズとが一体とされて、半導体プロセス或いはそ
れに準じたプロセスに適用することができるようなレン
ズ及びスライダー形状であれば良い。

【０１１２】また、上述の実施の形態では、主に半導体
プロセスを利用したものとして光学ヘッドの製造方法に
ついて説明したが、光学ヘッドの製造方法が利用するの
は半導体プロセスであることに限定されるものではな
い。ウェハ等の一括処理可能な部材から光学ヘッドを製
造できるものであればよく、すなわち、半導体プロセス
に準じたプロセスにより光学ヘッドを製造することがで
きればよい。

【０１１３】また、上述の実施の形態では、本発明を、
近接光学場に対応して構成される光学ヘッド１について
説明した。しかし、これに限定されるものではなく、本
発明を、例えば、いわゆるファーフィールドにおける信
号の記録及び／又は再生をする技術に対応される光学ヘ
ッドに適用することもできる。また、光学ヘッド１に搭
載されるレンズについても、開口数ＮＡが１以上の光学
特性を有するものに限定されるものではなく、開口数Ｎ
Ａが１未満の光学特性を有するものであってもよい。

【０１１４】

【発明の効果】光学ヘッドの製造方法は、複数のスライ
ダー部材が形成されるスライダー母材とされるウェハに
レンズ母材をレンズ母材取り付け工程にて取り付け、レ
ンズ母材取り付け工程にてレンズ母材が取り付けられた
ウェハから、スライダー部材とレンズとを備えた光学ヘ
ッドを単位として個々に光学ヘッド形成工程にて分離す
ることにより、複数の光学ヘッドを一度に製造すること
ができる。そして、光学ヘッドを小型化してもなお精度
を高くして製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された光学ヘッドの製造方法によ
り製造される光学ヘッドの構成を示す側面図である。

【図２】光学ヘッドに搭載されるＳＩＬの構成を示す側
面図である。

【図３】半導体を製造する半導体プロセスを説明するた
めに用いた斜視図である。

【図４】半導体プロセス或いはそれに準じたプロセスに
よる光学ヘッドの製造工程を示す断面図である。

【図５】光学ヘッドの製造工程における単レンズアレイ
ウェハとスライダーアレイウェハとの一体化を示す斜視
図である。

【図６】第１のレンズの構成を示す側面図である。

【図７】第１のレンズの球面或いは非球面形状とされる
第１の面の作製工程を示す側面図である。

【図８】複数のグレースケールマスクからなるマスクア
レイウェハを使用して、単レンズアレイウェハを製造す
る工程を示す斜視図である。

【図９】スライダー部材に形成されている溝部の形状を
示す斜視図である。

【図１０】スライダー部材に形成されている溝部の他の
形状を示す斜視図及び断面図である。

【図１１】半導体プロセス或いはそれに準じたプロセス
によるスライダー部材の溝部の製造工程を示す斜視図で
ある。

【図１２】ＳＩＭが搭載された光学ヘッドの構成を示す
側面図である。

【図１３】半導体プロセス或いはそれに準じたプロセス
による上述のＳＩＭが搭載された光学ヘッドの製造工程
を示す側面図である。

【図１４】ＳＩＭのレンズ母材を示す図であって、ＳＩ
Ｍの第１の面の作製手順を説明するために用いた側面図
である。

【図１５】光学ヘッドの他の構成例を示す側面図であ
る。

【図１６】光学ヘッドにおけるＳＩＬの他の構成例を示
す側面図である。

【符号の説明】

１光学ヘッド、２スライダー部材、５ＳＩＬ、５
０光学ヘッド、５１スライダー部材、５２ＳＩＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体との間に生じる空気流により当
該記録媒体上に浮上されるスライダー部材と、当該スラ
イダー部材に搭載され、上記記録媒体に対向されるレン
ズとを備え、近接場光学を利用して上記記録媒体に対す
る信号の記録及び／又は再生を行う光学ヘッドを製造す
る光学ヘッドの製造方法であって、複数のスライダー部材が形成されるスライダー母材とさ
れるウェハにレンズ母材を取り付ける上記レンズ母材取
り付け工程と、上記レンズ母材取り付け工程にてレンズ母材が取り付け
られた上記ウェハから、上記スライダー部材と上記レン
ズとを備えた光学ヘッドを単位として個々に分離する光
学ヘッド形成工程とを有することを特徴とする光学ヘッ
ドの製造方法。
【請求項２】上記レンズ母材を加工することにより所
定形状の上記レンズが形成されるものであって、上記レンズ母材取り付け工程にて上記レンズ母材が取り
付けられたウェハを所定形状にする研磨加工工程を有
し、上記研磨加工工程では、上記ウェハを研磨加工するとと
もに上記レンズ母材も研磨加工して、上記ウェハを所定
形状とし、さらに所定形状のレンズを形成し、上位光学ヘッド形成工程では、上記研磨工程にて研磨さ
れた上記ウェハから上記光学ヘッドを単位として個々に
分離することを特徴とする請求項１記載の光学ヘッドの
製造方法。
【請求項３】上記レンズ母材に対してエッチング加工
して、レンズ母材を所定形状にするエッチング加工工程
を有することを特徴とする請求項１記載の光学ヘッドの
製造方法。
【請求項４】上記レンズ母材がウェハ形状とされ、上記エッチング加工工程では、上記レンズ母材に対して
エッチング加工して、ウェハ形状のレンズ母材上に複数
のレンズの曲面を形成することを特徴とする請求項３記
載の光学ヘッドの製造方法。
【請求項５】少なくとも上記光学ヘッド形成工程が、
半導体プロセス又はそれに準じたプロセスにおける工程
を利用したものであることを特徴とする請求項１記載の
光学ヘッドの製造方法。
【請求項６】上記スライダー部材には、上記記録媒体
に対向される面に当該記録媒体上に対する浮上量を安定
させるための溝部又はそれと同等の効果を有する構造が
形成されており、半導体プロセス又はそれに準ずるプロセスにより、上記
ウェハに複数の溝部又はそれと同等の効果を有する構造
を形成する形成工程を有することを特徴とする請求項１
記載の光学ヘッドの製造方法。
【請求項７】上記スライダー部材に搭載されるレンズ
が、複数枚のレンズにより構成される組レンズであるこ
とを特徴とする請求項１記載の光学ヘッドの製造方法。
【請求項８】上記スライダー部材に搭載されるレンズ
が、単レンズであることを特徴とする請求項１記載の光
学ヘッドの製造方法。
【請求項９】上記レンズがＳＩＬ（Solid Immersion
Lens）であることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッ
ドの製造方法。
【請求項１０】上記レンズがＳＩＭ（Solid Immersio
n Mirror）であることを特徴とする請求項１記載の光学
ヘッドの製造方法。