【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は偏光分離素子の製造方法、偏光分離素子、ホログラムレーザユニット及び光ピックアップ装置に関し、特に光学的異方性膜の平坦性を向上させる偏光分離素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−７５１３０号公報
【特許文献２】特開２００１−６６４２８号公報
【特許文献３】特開平１１−３１６９８２号公報
【特許文献４】特開平９−２３１６２６号公報
【特許文献５】特開平５−２０７１３号公報
現在、光ディスクの情報読取部である光ピックアップは、小型化、低価格化、高性能化などの要求を受けている。中でも、偏光分離素子は期待を集めている。偏光分離素子は、半導体レーザ素子及び受光素子が設けられたレーザユニットからの出射光を全透過し、光ディスクからの反射光を回折して、レーザユニットの受光素子にて受光させる役割を果たすものである。従来より偏光分離素子に関して、例えば上記特許文献１，２のような提案がなされている。以下これらの従来例について図面を用いて以下に説明する。
【０００３】
図５は偏光分離素子の構成を示す断面図である。同図において、偏光分離素子１０は、光学的透明下部基板１１（ＢＫ７、厚さ：１．０ｍｍ）、接着層１２（エポキシ系紫外線硬化型樹脂、屈折率１．５８、厚さ：０．０２ｍｍ）、有機複屈折膜１３（異常光線方向屈折率１．５８、常光線方向屈折率１．６７、厚さ：０．１ｍｍ）、接着層１４（エポキシ系紫外線硬化型樹脂、屈折率１．５８、厚さ：０．０４ｍｍ）、光学的透明上部基板１５（ＢＫ７、厚さ：１．０ｍｍ）が積層構造となっている。有機複屈折膜１３には、凹凸状の回折格子１６（格子深さ４μｍ、ピッチ２μｍ、Ｐ偏光透過率約９８％、Ｓ偏光透過率約１％、１次回折光回折効率約４０％）が形成されており、その溝を接着層１４が埋める構造になっている。
【０００４】
また、図６は偏光分離素子をキャップ上に接着剤を用いて実装した例を示す斜視図である。図６に示すように、偏光分離素子１０はキャップ１７上に接着剤１８を用いて実装される。更に、図７はホログラムレーザユニットの概略構成を示す断面図である。図７に示すホログラムレーザユニットは、リード１９を有するステム２０上に半導体レーザ２１及び受光素子２２を形成してキャップ２３上に偏光分離素子１０を配置したホログラムレーザユニットである。図７において、光源である半導体レーザ２１からの入射光が、偏光分離素子１０に下面から入射する。光ディスクからの反射光はλ／４板２４によって偏光方向が９０°回転し、偏光成分の違いにより図５の回折格子１６で異常光線が分離され、受光素子２２で受光され信号検出される。
【０００５】
一方、偏光分離素子は大きさが数ｍｍ程度であるため、直径４〜８インチの透明基板に接着された有機複屈折膜上に数１０〜数１００個の回折格子をアレイ状に作製し、その後ダイシングによって個々の偏光分離素子を取り出す方法がある。図５の下部透明基板１１上に有機複屈折膜１３などの光学的異方性膜を貼り付け、その表面にエッチングにより回折格子１６を形成し、光学的透明上部基板１５を貼り合わせた後、ウェハからなる複数の偏光分離素子の切削を真上から見た模式図である図８のようにダイシングによりウェハからなる複数の偏光分離素子１０を一定間隔で縦横に切削することにより、数ｍｍ角の偏光分離素子チップを作製し、各チップを取り出す方法が上記特許文献１，２を例として提案されている。
【０００６】
また、基板などの板状物質２枚を貼り合わせ方法は、貼り合わせ情報記録媒体（光ディスク）を対象として研究開発されている。それらの製造方法を図９及び図１０に基づいて説明する。図９は分解斜視図であり、位置合わせピン２５をもつスピンテーブル２６、貼り合わせ時に下側の基板（以下第一の基板と称す）２７、貼り合わせ時に上側の基板（以下第二の基板と称す）２８を含んで構成されている。通常、光ディスクの作製においては、第一の基板２７、第二の基板２８は板状である。また、図１０は貼り合わせ工程を示す斜視図である。先ず、図１０の（ａ）に示すように、位置合わせピン２５をもつスピンテーブル２６上に第一の基板２７を設置する。その後、図１０の（ｂ）に示すように、第一の基板２７上に接着剤２９を塗布し、スピンテーブル２６を回転させることにより接着剤膜厚を一定にする。その後、図１０の（ｃ）に示すように、第二の基板２８を接着層の上に設置する。接着剤として紫外線硬化型樹脂が用いられる場合には、第二の基板２８を介して紫外線を照射し、接着剤を硬化させる。更に、光ディスクの製造方法では、これらの方法を更に改良し、接着剤の気泡を減少させる方法、例えば上記特許文献３〜５などが提案されている。
【０００７】
また、偏光分離素子の他の製造方法において、下部透明基板ウェハ上に有機複屈折膜などの光学的異方性膜を貼り付ける工程では、光ディスクの製造方法と類似したスピンコート法を用いる方法がある。それらの製造方法を図１１及び図１２に基づいて以下に説明する。図１１は分解斜視図であり、位置合わせピンをもたないスピンテーブル３０、光学的透明下部基板ウェハ３１、複屈折膜などの光学的異方性膜３２を含んで構成されている。先ず、図１２の（ａ）に示すように、位置合わせピンをもたないスピンテーブル３０上に光学的透明下部基板ウェハ３１を設置する。その後、図１２の（ｂ）に示すように、光学的透明下部基板ウェハ３１に接着剤３３を塗布し、スピンテーブル３０を回転させることにより接着剤膜厚を一定にする。その後、図１２の（ｃ）に示すように、光学的異方性膜３２を接着層の上に設置する。接着剤として紫外線硬化型樹脂が用いられる場合には、光学的異方性膜３２を介して紫外線を照射し、接着剤を硬化させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この工程において作製される偏光分離素子では、接着層の膜厚を一定にしづらいことに起因して、複屈折膜の平坦性が充分でないという課題が生じる。このような課題が生じると、複屈折膜上に回折格子を形成する工程であるフォトリソグラフィー、ドライエッチングにおいて歩留りが悪化する。
【０００９】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、光学的透明基板ウェハに光学的異方性膜を平坦性が向上するように貼り付け、複屈折膜上に回折格子を形成する工程であるフォトリソグラフィー、ドライエッチングにおいて歩留りを向上できる、偏光分離素子の製造方法及び偏光分離素子、更に信頼性の向上したホログラムレーザユニット及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、光学的透明基板ウェハ上の凹凸状の回折格子を有する光学的異方性膜からなる複数の偏光分離素子を各素子に分離する製造工程を有する、本発明の偏光分離素子の製造方法によれば、光学的異方性膜を他の基板により補助的に平坦性を保たれた状態で光学的透明基板ウェハに貼り付ける。よって、光学的透明基板ウェハに光学的異方性膜を平坦性が向上し、複屈折膜上に回折格子を形成する工程であるフォトリソグラフィー、ドライエッチングにおいて歩留りを向上できる。
【００１１】
また、補助的に光学的異方性膜の平坦性を保つ基板は光学的に透明であることにより、光学的異方性膜と光学的透明基板ウェハを接着する接着剤として紫外線硬化型接着剤を用いた際に、補助的に光学的異方性膜の平坦性を保つ基板を通して紫外線を照射し、接着剤を硬化させ、工程を簡易にできる。
【００１２】
更に、光学的異方性膜は、光学的異方性膜の常光線方向もしくは異常光線方向の一方の方向への位置決めを示すオリエンテーションフラットを有する。よって、光学的異方性膜を光学的透明基板ウェハに貼り付ける工程を簡易にできる。
【００１３】
また、光学的異方性膜の形状は、補助的に光学的異方性膜の平坦性を保つ基板の外形とほぼ同形、もしくは相似形であることにより、光学的異方性膜を光学的透明基板ウェハに貼りつける工程を簡易できる。
【００１４】
更に、光学的透明基板ウェハにほぼ一定の膜厚の接着層により光学的異方性膜が貼り付けられることにより、作製される偏光分離素子の信頼性を向上させ、歩留りを向上させることができる。
【００１５】
また、光学的透明基板ウェハに貼り付けられる光学的異方性膜は、スピンテーブルにより当該光学的異方性膜を回転させて接着剤の膜厚を調整されて貼り付けられる。歩留り良く偏光分離素子を製造することができると共に偏光分離素子の信頼性を高めることができる。
【００１６】
更に、光学的異方性膜が貼り付けられた光学的透明基板ウェハは、光学的透明基板ウェハ上に塗布した接着剤を一定膜厚にし、その上に光学的異方性膜を設置した後に、再度スピンテーブルを回転させ、接着剤を一定膜厚にし直す。よって、歩留り良く偏光分離素子を製造することができると共に偏光分離素子の信頼性を高めることができる。
【００１７】
また、光学的異方性膜が貼り付けられた光学的透明基板ウェハは、光学的透明基板ウェハ上に塗布した接着剤を一定膜厚にし、その後、基板の中央部に接着剤を塗布し、その上に光学的異方性膜を設置した後に、再度スピンテーブルを回転させ、接着剤を一定膜厚にし直す。よって、接着層に気泡が生じることなく、接着層の膜厚を一定にできる。
【００１８】
更に、光学的異方性膜が貼り付けられた光学的透明基板ウェハは、光学的透明基板ウェハ上に塗布した接着剤を一定膜厚にし、その上に光学的異方性膜を設置した後に、光学的異方性膜に鉛直方向から圧力を加え、接着層を一定膜厚にする。よって、接着層の膜厚を一定にすることができる。
【００１９】
また、光学的異方性膜が貼り付けられた光学的透明基板ウェハは、光学的透明基板ウェハ上に塗布した接着剤を一定膜厚にし、その後、基板の中央部に接着剤を塗布し、その上に光学的異方性膜を設置した後に、光学的異方性膜に鉛直方向から圧力を加え、接着層を一定膜厚にする。よって、接着層に気泡が生じることなく、接着層の膜厚を一定にできる。
【００２０】
更に、分離可能な保護膜が取り付けられた光学的異方性膜を用いたことにより、光学的異方性膜のキズの発生や異物の付着を低減できる。
【００２１】
また、光学的異方性膜として有機複屈折膜を用いたことにより、高分子からなる有機複屈折膜を用いた際、偏光分離素子の製造が容易であり、材料コストも低くすることができる。
【００２２】
更に、接着層を作製するために用いられる接着剤として、感光性であり、弾性力の大きいエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤もしくはゴム系接着剤を用いたことにより、タクトを上昇でき、偏光分離素子の信頼性を向上できる。
【００２３】
また、別の発明としての偏光分離素子は、上記記載の偏光分離素子の製造方法により製造されたことに特徴がある。よって、信頼性の高い偏光分離素子を提供できる。
【００２４】
更に、上記記載の偏光分離素子の製造方法により製造された偏光分離素子は、光学的透明下部基板、下部接着層、光学的異方性膜、上部接着層、光学的透明上部基板を含み、光学的透明下部基板又は光学的透明上部基板の一方が光学的透明基板であることにより、複屈折膜に形成された回折格子を光学的透明上部基板が保護することで偏光分離素子の信頼性を向上できる。
【００２５】
また、光学的透明下部基板の下面、もしくは光学的透明上部基板の上面の少なくとも一方に反射防止膜を施した光学的透明基板を使用することにより、偏光分離素子の透過率が向上した偏光分離素子を提供できる。
【００２６】
更に、別の発明としてのホログラムレーザユニットは、上記記載の偏光分離素子を半導体レーザと受光素子を有するレーザユニットに一体化して用いて作製することに特徴がある。よって、ホログラムレーザユニットとしての信頼性を向上でき、高性能なホログラムレーザユニットを低コストで提供できる。
【００２７】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、上記記載のホログラムレーザユニットを用い、光情報記録媒体に対して情報の記録、再生又は消去を行うことに特徴がある。よって、信頼性が向上し、高性能な光ピックアップ装置を低コストで提供できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の偏光分離素子の製造方法によれば、光学的異方性膜を他の基板により補助的に平坦性を保たれた状態で光学的透明基板ウェハに貼り付ける。
【００２９】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係る偏光分離素子の製造工程を示す図である。図１に従って本実施例の偏光分離素子の製造工程について説明する。同図の（ａ）において、有機複屈折膜１０１の一方の面には、軟らかい保護膜１０２が、他方の面には石英基板などの光学的透明基板１０３が接着力の弱い粘着剤１０４によりそれぞれ取り付けられている。この粘着剤１０４は、有機複屈折膜１０１と保護膜１０２、及び有機複屈折膜１０１と光学的透明基板１０３を仮に接着するための使用であるため、５〜１０μｍ程度であり、非常に薄いものである。また、上面図である図１の（ｂ）に示すように、端部には異常光線方向を示すオリエンテーションフラット１０５が形成されている。先ず、一面の軟らかい保護膜１０２を剥離し、保護膜１０２が剥離された有機複屈折膜１０１の表面を洗浄処理する。光学的透明基板１０３は、直径９０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍであり、端部にはオリエンテーションフラット１０５が形成されている。有機複屈折膜１０１は、直径９０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、端部には異常光線方向を示すオリエンテーションフラット１０５が形成されている。有機複屈折膜１０１と光学的透明基板１０３は、各々厚みが異なるものの、同形である。
【００３０】
また、図１の（ｃ）は、スピンテーブル１０７上に光学的透明下部基板ウェハ１０６を配置して真空吸着を行った様子を示す斜視図である。同図において、ＢＫ７ガラス基板などの光学的透明下部基板ウェハ１０６は、直径１００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍであり、端部にはオリエンテーションフラット１０５が形成されている。このような光学的透明下部基板ウェハ１０６をスピンナーのスピンテーブル１０７上に、光学的透明下部基板ウェハ１０６の中心とスピンテーブル１０７の中心が一致するように配置し、真空吸着を行った。光学的透明下部基板ウェハ１０６には、片面に反射防止膜が施されているが、設置の際には反射防止膜が施された面を下側にした。
【００３１】
次に、光学的透明下部基板ウェハ１０６上に接着剤としてエポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８を滴下し、基板ごと７００ｒｐｍで回転させ、エポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８を一定膜厚に調整した。その後、基板中心に数滴ほどのエポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８を滴下した。そして、光学的透明下部基板ウェハ１０６上にエポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８を塗布し、その上に有機複屈折膜１０１を配置しようとしている様子を示す図１の（ｄ）に示すように、エポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８が塗布された光学的透明下部基板ウェハ１０６上に、図１の（ａ）に示すような基板１００を、表面洗浄した有機複屈折膜１０１面を下側に、面の中心が最初に接着するように配置した。そして、有機複屈折膜１０１を、保護膜１０２を剥離した面を下側に、光学的透明下部基板ウェハ１０６のオリエンテーションフラット１０５と有機複屈折膜１０１のオリエンテーションフラット１０５の方向が一致するように配置して貼り付け、スピンテーブル１０７を再度回転させた。光学的透明下部基板ウェハ１０６のオリエンテーションフラット１０５と有機複屈折膜１０１のオリエンテーションフラット１０５の方向がずれた場合や、光学的透明下部基板ウェハ１０６の回転中心と有機複屈折膜１０１の回転中心がずれた場合にはこれらが一致するように、細針を用いて有機複屈折膜１０１を移動させた。
【００３２】
次に、有機複屈折膜１０１を光学的透明下部基板ウェハ１０６の上に設置し、紫外線を照射させることにより光学的透明基板１０３を通してエポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８を硬化させている斜視図である図１の（ｅ）に示すように、高圧水銀灯によって数分間紫外線を照射し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８を硬化させた。その後、光学的透明下部基板ウェハ１０６の端部に付着したエポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８はアセトンを用いて除去した。
【００３３】
そして、有機複屈折膜１０１から光学的透明基板１０３を取り外した斜視図である図１の（ｆ）に示すように、有機複屈折膜１０１の片面に接着している光学的透明基板１０３を上部から吸引することにより剥離した。その後、有機複屈折膜１０１の表面を洗浄した後、フォトリソグラフィー、ドライエッチングによって有機複屈折膜１０１の表面に、１４４素子分の回折格子を形成した。
【００３４】
次に、光学的透明上部基板ウェハを配置した正面断面図である図１の（ｇ）に示すように、有機複屈折膜１０１上の端部にスペーサ（一辺５ｍｍ、厚み４０μｍの金属片）１０９を４箇所に設置し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤１１０を中心付近から滴下し、光学的透明上部基板ウェハ１１１を、反射防止膜が施された面を上側にして配置した。そして、光学的透明下部基板ウェハ１０６との平行を保ちつつ、光学的透明上部基板ウェハ１１１を一定圧力で上部から押し続ける。その後、紫外線を照射している斜視図である図１の（ｈ）に示すように、光学的透明上部基板ウェハ１１１がこれ以上下降しなくなった時点で上部から紫外線を照射し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤１１０を硬化させた。
【００３５】
このような製造工程により製造された基板をダイシングテープに固定し、厚さ０．５ｍｍのダイシングブレードを用いてライン間隔４．７ｍｍで、上述した図７（切削を真上から見た図）のように縦横各１２ライン切削した。その後、ダイシングテープ全体に紫外線を照射して、テープから各素子を剥離した。
【００３６】
このようにして上述した図５の偏光分離素子１０を得た。作製した１４４個の偏光分離素子のうち、回折格子が形成されている素子を取り出し、回折効率、波面収差を測定したところ、１次回折光回折効率の許容値を４０％、波面収差の許容値を０．０２ｒｍＳ（λ）とすると、回折格子が形成されている素子の中で歩留りは９５％を越えた。図５の光学的透明下部基板１１と有機複屈折膜１３との間の接着層１２の厚みを金属顕微鏡による観察により測定したところ、各素子で２０〜２２μｍであった。
【００３７】
以上説明した上記第１の実施例に係る偏光分離素子の製造方法では、光学的異方性膜（有機複屈折膜１０１）を他の基板（光学的透明基板１０３）により補助的に平坦性を保たれた状態で光学的透明下部基板ウェハ１０６に貼り付けることにより、有機複屈折膜１０１の平坦性を改善し、回折格子を形成するフォトリソグラフィー、ドライエッチングの工程における歩留りを従来例と比較して向上させることができた。補助的に有機複屈折膜１０１の平坦性を保つ目的の光学的透明基板１０３は、光学的に透明であるため紫外線を透過し、吸収は少ない。そのため、接着剤として使用が簡易な紫外線硬化型接着剤を使用することができる。図１の（ｄ）に示す工程では、基板中央部に数滴ほどのエポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８を滴下することにより、有機複屈折膜接着の際に接着層に気泡が生じることを防止する。エポキシ系紫外線硬化型接着剤１０８は、基板中央部で有機複屈折膜１０１と接触することによって同心円状に広がり、有機複屈折膜１０１と光学的透明下部基板ウェハ１０６との間の大気を押し出す。また、作製された偏光分離素子は接着層の膜厚がほぼ一定であることから素子としての信頼性が高く、素子間の品質のばらつきも小さい。光学的異方性膜としては、有機複屈折膜を使用しているため、偏光分離素子のコストは低い。偏光分離素子は、光学的透明下部基板の下側と光学的透明上部基板の上側に反射防止膜が施されているため、Ｐ偏光透過率は約９８％である。図５の有機複屈折膜１３の異常光線方向屈折率と接着層１４の屈折率は１．５８で、ほぼ同じ値であり、回折効率も高い。さらに接着層１２の屈折率も同じ１．５８であるため、図５の接着層１２と接着層１４は同質の接着剤を使用することが可能であり、コストを低くすることが可能である。図５の接着層１２、接着層１４として、弾性力の大きいエポキシ系紫外線硬化型樹脂を使用しており、図５の有機複屈折膜１３が剥離するような不具合は生じにくく、偏光分離素子として信頼性の高い素子となる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施例に係る偏光分離素子の製造手順について、図２に従って説明する。同図の（ａ）において、有機複屈折膜２０１は、粘着剤２０２により、両面に軟らかい保護膜２０３が接着されている。粘着剤２０２は有機複屈折膜２０１と保護膜２０３を仮に接着するための使用であるため、５〜１０μｍ程度であり、非常に薄いものである。また、長方形状であり、一つの辺は、有機複屈折膜２０１の異常光線方向もしくは常光線方向を示す。そして、図２の（ｂ）に示すように、有機複屈折膜シート２０４の異常光線方向を示す一端と合うように石英基板などの光学的透明基板２０５を配置した。光学的透明基板２０５は、直径９０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍであり、端部にはオリエンテーションフラット２０６が形成されている。光学的透明基板２０５の外形と合うように、有機複屈折膜シート２０４を切削した。有機複屈折膜２０１は、直径９０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、端部には異常光線方向を示すオリエンテーションフラット２０６が形成された形で作製された。その後、有機複屈折膜シート２０４から切り出された有機複屈折膜２０１の表面（保護膜２０３）に粘着剤を塗布し、光学的透明基板２０５を外形が合うように貼りつけた。図２の（ｃ）は、光学的透明基板２０５が保護膜２０３を介して貼り付けられた有機複屈折膜２０１の断面図であり、図２の（ｄ）はその上面図である。有機複屈折膜２０１と光学的透明基板２０５は厚みが異なるものの、同形である。そして、有機複屈折膜２０１の光学的透明基板２０５が貼られていない側の保護膜２０３を剥離し、有機複屈折膜２０１の表面を洗浄処理した。
【００３９】
次に、スピンテーブル２０７上に光学的透明下部基板ウェハ２０８を配置して真空吸着を行った様子を示す斜視図である図２の（ｅ）に示すように、直径１００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍであり、端部にはオリエンテーションフラットが形成されている、ＢＫ７ガラス基板などの光学的透明下部基板ウェハ２０８をスピンナーのスピンテーブル２０７上に、光学的透明下部基板ウェハ２０８の中心とスピンテーブル２０７の中心が一致するように配置し、真空吸着を行った。光学的透明下部基板ウェハ２０８には片面に反射防止膜が施されているが、設置の際には反射防止膜が施された面を下側にした。
【００４０】
そして、光学的透明下部基板ウェハ２０８上に接着剤としてエポキシ系紫外線硬化型接着剤２０９を滴下し、基板ごと７００ｒｐｍで回転させ、エポキシ系紫外線硬化型接着剤２０９を一定膜厚に調整した。そして、エポキシ系紫外線硬化型接着剤２０９が塗布された光学的透明下部基板ウェハ２０８上に、図２の（ｃ）に示す基板２００を、表面洗浄した有機複屈折膜２０１の面を下側に、面の中心が最初に接着するように配置した。そして、図２の（ｆ）に示すように、有機複屈折膜２０１を、保護膜２０３を剥離した面を下側に、光学的透明下部基板ウェハ２０８のオリエンテーションフラット２０６と有機複屈折膜２０１のオリエンテーションフラット２０６の方向が一致するように配置して貼り付け、スピンテーブル２０７を再度回転させた。光学的透明下部基板ウェハ２０８のオリエンテーションフラット２０６と有機複屈折膜２０１のオリエンテーションフラット２０６の方向がずれた場合や、光学的透明下部基板ウェハ２０８の回転中心と有機複屈折膜２０１の回転中心がずれた場合にはこれらが一致するように、細針を用いて有機複屈折膜２０１を移動させた。
【００４１】
次に、有機複屈折膜２０１を光学的透明下部基板ウェハ２０８の上に設置し、紫外線を照射させることにより光学的透明基板２０５を通してエポキシ系紫外線硬化型接着剤２０９を硬化させている斜視図である図２の（ｇ）に示すように、高圧水銀灯によって数分間紫外線を照射し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤２０９を硬化させた。光学的透明下部基板ウェハ２０８の端部に付着したエポキシ系紫外線硬化型接着剤２０９はアセトンを用いて除去した。そして、有機複屈折膜２０１から光学的透明基板２０５を取り外した斜視図である図２の（ｈ）に示すように、有機複屈折膜２０１の片面に接着している光学的透明基板２０５を上部から吸引することにより剥離した。そして、有機複屈折膜２０１の表面を洗浄した後、フォトリソグラフィー、ドライエッチングによって有機複屈折膜２０１の表面に、１４４素子分の回折格子を形成した。
【００４２】
そして、光学的透明上部基板ウェハを配置した正面断面図である図２の（ｉ）に示すように、有機複屈折膜２０１上の端部にスペーサ（一辺５ｍｍ、厚み４０μｍの金属片）２１０を４箇所に設置し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤２１１を中心付近から滴下し、光学的透明上部基板ウェハ２１２を、反射防止膜が施された面を上側にして配置した。そして、紫外線を照射している斜視図である図２の（ｊ）に示すように、光学的透明下部基板ウェハ２０８との平行を保ちつつ、光学的透明上部基板ウェハ２１２を一定圧力で上部から押し続け、光学的透明上部基板ウェハ２１２がこれ以上下降しなくなった時点で上部から紫外線を照射し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤２１１を硬化させた。
【００４３】
このような製造工程により作製された基板をダイシングテープに固定し、厚さ０．５ｍｍのダイシングブレードを用いてライン間隔４．７ｍｍで、上述した図７（切削を真上から見た図）のように縦横各１２ライン切削した。その後、ダイシングテープ全体に紫外線を照射して、テープから各素子を剥離した。
【００４４】
このようにして図５に示した偏光分離素子１０を得た。作製した１４４個の偏光分離素子のうち、回折格子が形成されている素子を取り出し、回折効率、波面収差を測定したところ、１次回折光回折効率の許容値を４０％、波面収差の許容値を０．０２ｒｍＳ（λ）とすると、回折格子が形成されている素子の中で歩留りは９５％を越えた。図５の光学的透明下部基板１１と有機複屈折膜１３との間の接着層１２の厚みを金属顕微鏡による観察により測定したところ、各素子で２０〜２２μｍであった。その後、図２の（ｋ）に示すように、把持ハンドが備えられたホログラム実装装置を用いて、半導体レーザ２１３とフォトダイオードなどの受光素子２１４がリード２１５を有する共通のステム２１６上にマウントされているレーザユニットのキャップ２１７の実装位置に水平に位置調整した。上述した図６及び図７に示すように偏光分離素子１０の側面端部の下４隅にディスペンサを用いてアクリル系紫外線硬化型樹脂１８を塗布し、紫外線を照射して固定した。図２の（ｋ）に示す光学調整された、λ／４板２１８、コリメートレンズ２１９、対物レンズ２２０、光ディスク２２１を用いて、図２の（ｋ）の光ピックアップ光学系を形成した。
【００４５】
このような第２の実施例における偏光分離素子の製造方法では、光学的異方性膜（有機複屈折膜２０１）を他の基板（光学的透明基板２０５）により補助的に平坦性を保たれた状態で光学的透明下部基板ウェハ２０８に貼り付けることにより、有機複屈折膜２０１の平坦性を改善し、回折格子を形成するフォトリソグラフィー、ドライエッチングの工程における歩留りを従来例と比較して向上させることができた。補助的に有機複屈折膜２０１の平坦性を保つ目的の光学的透明基板２０５は、光学的に透明であるため紫外線を透過して吸収は少ない。そのため、接着剤として使用が簡易な紫外線硬化型接着剤を使用することができる。複屈折膜シートを用意した場合には、図２の（ｂ）に示す工程により、複屈折膜と光学的透明下部基板ウェハの外形が合うように有機複屈折膜２０１を作製することが容易であり、生産の際にも簡易な工程となる。また、作製された偏光分離素子は、図１の接着層１２の膜厚がほぼ一定であることから素子としての信頼性が高く、素子間の品質のばらつきも小さい。光学的異方性膜としては、有機複屈折膜を使用しているため、偏光分離素子のコストは低い。偏光分離素子は、光学的透明下部基板の下側と光学的透明上部基板の上側に反射防止膜が施されているため、Ｐ偏光透過率は約９８％である。図５の有機複屈折膜１３の異常光線方向屈折率と接着層１４の屈折率は１．５８で、ほぼ同じ値であり、回折効率も高い。さらに接着層１４の屈折率も同じ１．５８であるため、図５の接着層１２と接着層１４は同質の接着剤を使用することが可能であり、コストを低くすることが可能である。図５の接着層１２、接着層１４として、弾性力の大きいエポキシ系紫外線硬化型樹脂を使用しており、図５の有機複屈折膜１３が剥離するような不具合は生じにくく、偏光分離素子として信頼性の高い素子となる。また、作製されたホログラムレーザユニット、および光ピックアップは、本発明による製造方法により作製された偏光分離素子を用いており、小型であり、低コスト、高信頼性のものである。また、作製されたホログラムレーザユニット、および光ピックアップは、本発明による製造方法により作製された偏光分離素子を用いており、小型であり、低コスト、高信頼性のものである。
【００４６】
次に、本発明の第３の実施例に係る偏光分離素子の製造手順について、図３に従って説明する。同図の（ａ）において、有機複屈折膜３０１は、粘着剤３０２により、両面に軟らかい保護膜３０３が接着されている。粘着剤３０２は有機複屈折膜３０１と保護膜３０３を仮に接着するための使用であるため、５〜１０μｍ程度であり、非常に薄いものである。また、長方形状であり、一つの辺は、有機複屈折膜３０１の異常光線方向もしくは常光線方向を示す。図３の（ｂ）に示すように、有機複屈折膜シート３０４の異常光線方向を示す一端と合うように、石英基板などの光学的透明基板３０５を配置した。この光学的透明基板３０５は、直径９０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍであり、端部にはオリエンテーションフラット３０６が形成されている。この光学的透明基板３０５の外形と合うように、有機複屈折膜シート３０４を切削した。有機複屈折膜３０１は、直径９０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、端部には異常光線方向を示すオリエンテーションフラット３０６が形成された形で作製された。その後、有機複屈折膜シート３０４から切り出された有機複屈折膜３０１の表面（保護膜３０３）に粘着剤３０２を塗布し、光学的透明基板３０５を外形が合うように貼り付けた。図３の（ｃ）は、光学的透明基板３０５が保護膜３０３を介して貼り付けられた有機複屈折膜３０１の断面図であり、図３の（ｄ）はその上面図である。有機複屈折膜３０１と光学的透明基板３０５は厚みが異なるものの、同形である。有機複屈折膜３０１の光学的透明基板３０５が貼られていない側の保護膜３０３を剥離し、有機複屈折膜３０１の表面を洗浄処理した。
【００４７】
次に、スピンテーブル３０８上に光学的透明下部基板ウェハ３０７を配置し、真空吸着を行った様子を示す図である図３の（ｅ）に示すように、直径１００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍであり、端部にはオリエンテーションフラット３０６が形成されている、ＢＫ７ガラス基板などの光学的透明下部基板ウェハ３０７をスピンナーのスピンテーブル３０８上に、光学的透明下部基板ウェハ３０７の中心とスピンテーブル３０８の中心が一致するように配置し、真空吸着を行った。光学的透明下部基板ウェハ３０７には片面に反射防止膜が施されているが、設置の際には反射防止膜が施された面を下側にした。そして、光学的透明下部基板ウェハ３０７上に接着剤としてアクリル系紫外線硬化型接着剤３０９を滴下し、基板ごと７００ｒｐｍで回転させ、アクリル系紫外線硬化型接着剤３０９を一定膜厚に調整した。そして、光学的透明下部基板ウェハ３０７上にアクリル系紫外線硬化型接着剤３０９を一定膜厚に塗布し、その上に有機複屈折膜３０１を配置しようとしている様子を示す図である図３の（ｆ）に示すように、アクリル系紫外線硬化型接着剤３０９が塗布された光学的透明下部基板ウェハ３０７上に、図３の（ｃ）に示す基板を光学的に透明な基板ホルダ（石英製ホルダ、図示せず）によって固定し、表面洗浄した有機複屈折膜３０１の面を下側に、面の中心が最初に接着するように配置した。
【００４８】
そして、接着剤の上に有機複屈折膜３０１を設置して基板ホルダより圧力を加えている斜視図である図３の（ｇ）に示すように、有機複屈折膜３０１を、保護膜３０３を剥離した面を下側に、光学的透明下部基板ウェハ３０７のオリエンテーションフラット３０６と有機複屈折膜３０１のオリエンテーションフラット３０６の方向が一致するように配置して貼り付け、光学的透明基板３０５に鉛直方向から面内一定の圧力を加えた。有機複屈折膜３０１には光学的透明基板３０５を通して圧力がかかる。
【００４９】
次に、有機複屈折膜３０１を光学的透明下部基板ウェハ３０７の上に設置して紫外線を照射させることにより光学的透明基板３０５を通してエポキシ系紫外線硬化型接着剤３０９を硬化させている斜視図である図３の（ｈ）に示すように、高圧水銀灯によって石英製ホルダを通して数分間紫外線を照射し、アクリル系紫外線硬化型接着剤３０９を硬化させた。光学的透明下部基板ウェハ３０７の端部に付着したアクリル系紫外線硬化型接着剤７９はイソプロピルアルコールを用いて除去した。そして、有機複屈折膜３０１から光学的透明基板３０５を取り外した斜視図である図３の（ｉ）に示すように、有機複屈折膜３０１の片面に接着している光学的透明基板３０５を上部から吸引することにより剥離した。そして、有機複屈折膜３０１の表面を洗浄した後、フォトリソグラフィー、ドライエッチングによって有機複屈折膜３０１の表面に、１４４素子分の回折格子を形成した。
【００５０】
そして、光学的透明上部基板ウェハ３１０を配置した正面断面図である図３の（ｊ）に示すように、有機複屈折膜３０１上の端部にスペーサ（一辺５ｍｍ、厚み４０μｍの金属片）３１１を４箇所に設置し、アクリル系紫外線硬化型接着剤３１２を中心付近から滴下し、光学的透明上部基板ウェハ３１０を、反射防止膜が施された面を上側にして配置した。そして、紫外線を照射している斜視図である図３の（ｋ）に示すように、光学的透明下部基板ウェハ３０７との平行を保ちつつ、光学的透明上部基板ウェハ３１０を一定圧力で上部から押し続け、光学的透明上部基板ウェハ３１０がこれ以上下降しなくなった時点で上部から紫外線を照射し、アクリル系紫外線硬化型接着剤３１２を硬化させた。
【００５１】
このような製造工程により作製された基板をダイシングテープに固定し、厚さ０．５ｍｍのダイシングブレードを用いてライン間隔４．７ｍｍで、上述した図７（切削を真上から見た図）のように縦横各１２ライン切削した。その後、ダイシングテープ全体に紫外線を照射して、テープから各素子を剥離した。
【００５２】
このようにして図５に示した偏光分離素子１０を得た。作製した１４４個の偏光分離素子の回折効率、波面収差を測定したところ、１次回折光回折効率の許容値を４０％、波面収差の許容値を０．０２ｒｍＳ（λ）とすると、歩留りは９５％を越えた。図５の光学的透明下部基板１１と有機複屈折膜１３との間の接着層１２の厚みを金属顕微鏡による観察により測定したところ、各素子で２０〜２２μｍであった。その後、上述したように、図２の（ｋ）に示すような把持ハンドが備えられたホログラム実装装置を用いて、半導体レーザ２１３とフォトダイオードなどの受光素子２１４がリード２１５を有する共通のステム２１６上にマウントされているレーザユニットのキャップ２１７の実装位置に水平に位置調整した。また、上述した図６及び図７に示すように、偏光分離素子１０の側面端部の下４隅にディスペンサを用いてアクリル系紫外線硬化型樹脂１８を塗布し、紫外線を照射して固定した。光学調整された、λ／４板２１８、コリメートレンズ２１９、対物レンズ２２０、光ディスク２２１を用いて、上述した図２の（ｋ）の光ピックアップ光学系を形成した。
【００５３】
このように第３の実施例における偏光分離素子の製造方法では、光学的異方性膜（有機複屈折膜３０１）を他の基板（光学的透明基板３０５）により補助的に平坦性を保たれた状態で光学的透明下部基板ウェハ３０７に貼り付けることにより、有機複屈折膜３０１の平坦性を改善し、回折格子を形成するフォトリソグラフィー、ドライエッチングの工程における歩留りを従来例と比較して向上させることができた。石英基板などの光学的透明基板３０５を通して有機複屈折膜３０１に圧力を加えた後に、紫外線を照射して接着剤３０９を硬化させているため、接着層の平坦性は向上する。補助的に有機複屈折膜３０１の平坦性を保つ目的の光学的透明基板３０５は、光学的に透明であるため紫外線を透過し、吸収は少ない。そのため、接着剤として使用が簡易な紫外線硬化型接着剤を使用することができる。複屈折膜シートを用意した場合には、図３の（ｂ）に示す工程より、複屈折膜と光学的透明下部基板ウェハの外形が合うように有機複屈折膜３０１を作製することが容易であり、生産の際にも簡易な工程となる。また、作製された偏光分離素子は接着層の膜厚がほぼ一定であることから素子としての信頼性が高く、素子間の品質のばらつきも小さい。光学的異方性膜としては、有機複屈折膜を使用しているため、偏光分離素子のコストは低い。偏光分離素子は、光学的透明下部基板の下側と光学的透明上部基板の上側に反射防止膜が施されているため、Ｐ偏光透過率は約９８％である。図５の有機複屈折膜１３の異常光線方向屈折率と接着層１４の屈折率は１．５８で、ほぼ同じ値であり、回折効率も高い。さらに接着層１２の屈折率も同じ１．５８であるため、図５の接着層１２と接着層１４は同質の接着剤を使用することが可能であり、コストを低くすることが可能である。図５の接着層１２、接着層１４として、弾性力の大きいアクリル系紫外線硬化型樹脂を使用しており、図５の有機複屈折膜１３が剥離するような不具合は生じにくく、偏光分離素子として信頼性の高い素子となる。また、作製されたホログラムレーザユニット、および光ピックアップは、本発明による製造方法により作製された偏光分離素子を用いており、小型であり、低コスト、高信頼性のものである。
【００５４】
次に、本発明の第４の実施例に係る偏光分離素子の製造手順について、図４に従って説明する。同図の（ａ）において、有機複屈折膜４０１の一方の面には、軟らかい保護膜４０２が、他方の面には石英基板などの光学的透明基板４０３が接着力の弱い粘着剤４０４によりそれぞれ取り付けられている。この粘着剤４０４は、有機複屈折膜４０１と保護膜４０２、及び有機複屈折膜４０１と光学的透明基板４０３を仮に接着するための使用であるため、５〜１０μｍ程度であり、非常に薄いものである。また、上面図である図４の（ｂ）に示すように、端部には異常光線方向を示すオリエンテーションフラット４０５が形成されている。先ず、一面の軟らかい保護膜４０２を剥離し、保護膜４０２が剥離された有機複屈折膜４０１の表面を洗浄処理する。光学的透明基板４０３は、直径９０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍであり、端部にはオリエンテーションフラット４０５が形成されている。有機複屈折膜４０１は、直径９０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、端部には異常光線方向を示すオリエンテーションフラット４０５が形成されている。有機複屈折膜４０１と光学的透明基板４０３は、各々厚みが異なるものの、同形である。
【００５５】
また、図４の（ｃ）は、スピンテーブル４０７上に光学的透明下部基板ウェハ４０６を配置して真空吸着を行った様子を示す斜視図である。同図において、ＢＫ７ガラス基板などの光学的透明下部基板ウェハ４０６は、直径１００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍであり、端部にはオリエンテーションフラット４０５が形成されている。このような光学的透明下部基板ウェハ４０６をスピンナーのスピンテーブル４０７上に、光学的透明下部基板ウェハ４０６の中心とスピンテーブル４０７の中心が一致するように配置し、真空吸着を行った。光学的透明下部基板ウェハ４０６には、片面に反射防止膜が施されているが、設置の際には反射防止膜が施された面を下側にした。
【００５６】
次に、光学的透明下部基板ウェハ４０６上に接着剤としてエポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８を滴下し、基板ごと７００ｒｐｍで回転させ、エポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８を一定膜厚に調整した。その後、基板中心に数滴ほどのエポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８を滴下した。そして、光学的透明下部基板ウェハ４０６上にエポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８を塗布し、その上に、有機複屈折膜４０１を配置しようとしている様子を示す図４の（ｄ）に示すように、エポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８が塗布された光学的透明下部基板ウェハ４０６上に、図４の（ａ）に示すような基板４００を、表面洗浄した有機複屈折膜４０１の面を下側に、面の中心が最初に接着するように配置した。そして、有機複屈折膜４０１を、保護膜４０２を剥離した面を下側に、光学的透明下部基板ウェハ４０６のオリエンテーションフラット４０５と有機複屈折膜４０１のオリエンテーションフラット４０５の方向が一致するように配置して貼り付け、スピンテーブル４０７を再度回転させた。光学的透明下部基板ウェハ４０６のオリエンテーションフラット４０５と有機複屈折膜４０１のオリエンテーションフラット４０５の方向がずれた場合や、光学的透明下部基板ウェハ４０６の回転中心と有機複屈折膜４０１の回転中心がずれた場合にはこれらが一致するように、細針を用いて有機複屈折膜４０１を移動させた。
【００５７】
そして、接着剤の上に有機複屈折膜４０１を設置して基板ホルダより圧力を加えている斜視図である図４の（ｅ）に示すように、有機複屈折膜４０１を、保護膜４０２を剥離した面を下側に、光学的透明下部基板ウェハ４０６のオリエンテーションフラット４０５と有機複屈折膜４０１のオリエンテーションフラット４０５の方向が一致するように配置して貼り付け、光学的透明基板４０３に鉛直方向から面内一定の圧力を加えた。有機複屈折膜４０１には光学的透明基板４０３を通して圧力がかかる。
【００５８】
次に、有機複屈折膜４０１を光学的透明下部基板ウェハ４０６の上に設置し、紫外線を照射させることにより光学的透明基板４０３を通してエポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８を硬化させている斜視図である図４の（ｆ）に示すように、高圧水銀灯によって数分間紫外線を照射し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８を硬化させた。その後、光学的透明下部基板ウェハ４０６の端部に付着したエポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８はアセトンを用いて除去した。
【００５９】
そして、有機複屈折膜４０１から光学的透明基板４０３を取り外した斜視図である図４の（ｇ）に示すように、有機複屈折膜４０１の片面に接着している光学的透明基板４０３を上部から吸引することにより剥離した。その後、有機複屈折膜４０１の表面を洗浄した後、フォトリソグラフィー、ドライエッチングによって有機複屈折膜４０１の表面に、１４４素子分の回折格子を形成した。
【００６０】
次に、光学的透明上部基板ウェハを配置した正面断面図である図４の（ｈ）に示すように、有機複屈折膜４０１上の端部にスペーサ（一辺５ｍｍ、厚み４０μｍの金属片）４０９を４箇所に設置し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤４１０を中心付近から滴下し、光学的透明上部基板ウェハ４１１を、反射防止膜が施された面を上側にして配置した。そして、光学的透明下部基板ウェハ４０６との平行を保ちつつ、光学的透明上部基板ウェハ４１１を一定圧力で上部から押し続ける。その後、紫外線を照射している斜視図である図４の（ｉ）に示すように、光学的透明上部基板ウェハ４１１がこれ以上下降しなくなった時点で上部から紫外線を照射し、エポキシ系紫外線硬化型接着剤４１０を硬化させた。
【００６１】
このような製造工程により作製された基板をダイシングテープに固定し、厚さ０．５ｍｍのダイシングブレードを用いてライン間隔４．７ｍｍで、上述した図７（切削を真上から見た図）のように縦横各１２ライン切削した。その後、ダイシングテープ全体に紫外線を照射して、テープから各素子を剥離した。
【００６２】
このようにして図５に示した偏光分離素子１を得た。作製した１４４個の偏光分離素子の回折効率、波面収差を測定したところ、１次回折光回折効率の許容値を４０％、波面収差の許容値を０．０２ｒｍＳ（λ）とすると、歩留りは９５％を越えた。図５の光学的透明下部基板１１と有機複屈折膜１３の間の接着層１２の厚みを金属顕微鏡による観察により測定したところ、各素子で２０〜２２μｍであった。
【００６３】
このような第４の実施例に係る偏光分離素子の製造方法では、光学的異方性膜（有機複屈折膜４０１）を他の基板（光学的透明基板４０３）により補助的に平坦性を保たれた状態で光学的透明下部基板ウェハ４０６に貼り付けることにより、有機複屈折膜４０１の平坦性を改善し、回折格子を形成するフォトリソグラフィー、ドライエッチングの工程における歩留りを従来例と比較して向上させることができた。光学的透明基板４０３を通して有機複屈折膜４０１に圧力を加えた後に、紫外線を照射して接着剤４０８を硬化させているため、接着層４０８の平坦性は向上する。補助的に有機複屈折膜４０１の平坦性を保つ目的の光学的透明基板４０３は、光学的に透明であるため紫外線を透過し、吸収は少ない。そのため、接着剤４０８として使用が簡易な紫外線硬化型接着剤を使用することができる。図４の（ｄ）に示す工程では、基板中央部に数滴ほどのエポキシ系紫外線硬化型接着剤４０８を滴下することにより、有機複屈折膜接着の際に接着層に気泡が生じることを防止する。接着剤４０８は、基板中央部で有機複屈折膜４０１と接触することによって同心円状に広がり、有機複屈折膜４０１と光学的透明下部基板ウェハ４０６との間の大気を押し出す。また、作製された偏光分離素子は図５の接着層１２の膜厚がほぼ一定であることから素子としての信頼性が高く、素子間の品質のばらつきも小さい。光学的異方性膜としては、有機複屈折膜を使用しているため、偏光分離素子のコストは低い。偏光分離素子は、光学的透明下部基板の下側と光学的透明上部基板の上側に反射防止膜が施されているため、Ｐ偏光透過率は約９８％である。図５の有機複屈折膜１３の異常光線方向屈折率と接着層１４の屈折率は１．５８で、ほぼ同じ値であり、回折効率も高い。更に、図５の接着層１２の屈折率も同じ１．５８であるため、図５の接着層１２と接着層１４は同質の接着剤を使用することが可能であり、コストを低くすることが可能である。図５の接着層１２、接着層１４として、弾性力の大きいエポキシ系紫外線硬化型樹脂を使用しており、図５の有機複屈折膜１３が剥離するような不具合は生じにくく、偏光分離素子として信頼性の高い素子となる。
【００６４】
以上、本発明を説明するために各実施例を示してきたが、本発明はこれらの実施例にとどまることなく応用できることは言うまでもない。例えば、基板により補助的に平坦性を保たれた有機複屈折膜の表面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、その上から光学的透明下部基板ウェハを貼り付け、光学的透明下部基板ウェハを通して紫外線を照射し、紫外線硬化型接着剤を硬化させてもよい。光学的異方性膜（有機複屈折膜）を偏光分離素子の例として図５のような構造を挙げたが、λ／４板を接着層１２、有機複屈折膜１３との間に含む構造の素子としてもよい。有機複屈折膜の異常光線方向をオリエンテーションフラットの方向としたが、常光線方向をオリエンテーションフラットの方向としてもよい。有機複屈折膜貼りつけ時に光学的透明下部基板ウェハの端部に付着した接着剤は、本実施例ではアセトン、イソプロピルアルコールを用いて除去したが、接着剤を溶解する有機溶媒を用いて除去すればよく、その工程は接着剤硬化前でも硬化後でも構わず、除去方法は様々である。また、本発明を利用した装置を開発することも可能である。このように本発明を使用する応用範囲は広く、使用することにより、従来例と比較してタクトよく生産が可能であり、また接着層膜厚一定に起因した信頼性が向上した偏光分離素子となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、光学的透明基板ウェハ上の凹凸状の回折格子を有する光学的異方性膜からなる複数の偏光分離素子を各素子に分離する製造工程を有する、本発明の偏光分離素子の製造方法によれば、光学的異方性膜を他の基板により補助的に平坦性を保たれた状態で光学的透明基板ウェハに貼り付ける。よって、光学的透明基板ウェハに光学的異方性膜を平坦性が向上し、複屈折膜上に回折格子を形成する工程であるフォトリソグラフィー、ドライエッチングにおいて歩留りを向上できる。
【００６６】
また、補助的に光学的異方性膜の平坦性を保つ基板は光学的に透明であることにより、光学的異方性膜と光学的透明基板ウェハを接着する接着剤として紫外線硬化型接着剤を用いた際に、補助的に光学的異方性膜の平坦性を保つ基板を通して紫外線を照射し、接着剤を硬化させ、工程を簡易にできる。
【００６７】
更に、光学的異方性膜は、光学的異方性膜の常光線方向もしくは異常光線方向の一方の方向への位置決めを示すオリエンテーションフラットを有する。よって、光学的異方性膜を光学的透明基板ウェハに貼り付ける工程を簡易にできる。
【００６８】
また、光学的異方性膜の形状は、補助的に光学的異方性膜の平坦性を保つ基板の外形とほぼ同形、もしくは相似形であることにより、光学的異方性膜を光学的透明基板ウェハに貼りつける工程を簡易できる。
【００６９】
更に、光学的透明基板ウェハにほぼ一定の膜厚の接着層により光学的異方性膜が貼り付けられることにより、作製される偏光分離素子の信頼性を向上させ、歩留りを向上させることができる。
【００７０】
また、光学的透明基板ウェハに貼り付けられる光学的異方性膜は、スピンテーブルにより当該光学的異方性膜を回転させて接着剤の膜厚を調整されて貼り付けられる。歩留り良く偏光分離素子を製造することができると共に偏光分離素子の信頼性を高めることができる。
【００７１】
更に、光学的異方性膜が貼り付けられた光学的透明基板ウェハは、光学的透明基板ウェハ上に塗布した接着剤を一定膜厚にし、その上に光学的異方性膜を設置した後に、再度スピンテーブルを回転させ、接着剤を一定膜厚にし直す。よって、歩留り良く偏光分離素子を製造することができると共に偏光分離素子の信頼性を高めることができる。
【００７２】
また、光学的異方性膜が貼り付けられた光学的透明基板ウェハは、光学的透明基板ウェハ上に塗布した接着剤を一定膜厚にし、その後、基板の中央部に接着剤を塗布し、その上に光学的異方性膜を設置した後に、再度スピンテーブルを回転させ、接着剤を一定膜厚にし直す。よって、接着層に気泡が生じることなく、接着層の膜厚を一定にできる。
【００７３】
更に、光学的異方性膜が貼り付けられた光学的透明基板ウェハは、光学的透明基板ウェハ上に塗布した接着剤を一定膜厚にし、その上に光学的異方性膜を設置した後に、光学的異方性膜に鉛直方向から圧力を加え、接着層を一定膜厚にする。よって、接着層の膜厚を一定にすることができる。
【００７４】
また、光学的異方性膜が貼り付けられた光学的透明基板ウェハは、光学的透明基板ウェハ上に塗布した接着剤を一定膜厚にし、その後、基板の中央部に接着剤を塗布し、その上に光学的異方性膜を設置した後に、光学的異方性膜に鉛直方向から圧力を加え、接着層を一定膜厚にする。よって、接着層に気泡が生じることなく、接着層の膜厚を一定にできる。
【００７５】
更に、分離可能な保護膜が取り付けられた光学的異方性膜を用いたことにより、光学的異方性膜のキズの発生や異物の付着を低減できる。
【００７６】
また、光学的異方性膜として有機複屈折膜を用いたことにより、高分子からなる有機複屈折膜を用いた際、偏光分離素子の製造が容易であり、材料コストも低くすることができる。
【００７７】
更に、接着層を作製するために用いられる接着剤として、感光性であり、弾性力の大きいエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤もしくはゴム系接着剤を用いたことにより、タクトを上昇でき、偏光分離素子の信頼性を向上できる。
【００７８】
また、別の発明としての偏光分離素子は、上記記載の偏光分離素子の製造方法により製造されたことに特徴がある。よって、信頼性の高い偏光分離素子を提供できる。
【００７９】
更に、上記記載の偏光分離素子の製造方法により製造された偏光分離素子は、光学的透明下部基板、下部接着層、光学的異方性膜、上部接着層、光学的透明上部基板を含み、光学的透明下部基板又は光学的透明上部基板の一方が光学的透明基板であることにより、複屈折膜に形成された回折格子を光学的透明上部基板が保護することで偏光分離素子の信頼性を向上できる。
【００８０】
また、光学的透明下部基板の下面、もしくは光学的透明上部基板の上面の少なくとも一方に反射防止膜を施した光学的透明基板を使用することにより、偏光分離素子の透過率が向上した偏光分離素子を提供できる。
【００８１】
更に、別の発明としてのホログラムレーザユニットは、上記記載の偏光分離素子を半導体レーザと受光素子を有するレーザユニットに一体化して用いて作製することに特徴がある。よって、ホログラムレーザユニットとしての信頼性を向上でき、高性能なホログラムレーザユニットを低コストで提供できる。
【００８２】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、上記記載のホログラムレーザユニットを用い、光情報記録媒体に対して情報の記録、再生又は消去を行うことに特徴がある。よって、信頼性が向上し、高性能な光ピックアップ装置を低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る偏光分離素子の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る偏光分離素子の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る偏光分離素子の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係る偏光分離素子の製造工程を示す図である。
【図５】偏光分離素子の構成を示す断面図である。
【図６】偏光分離素子をキャップ上に接着剤を用いて実装した例を示す斜視図である。
【図７】ホログラムレーザユニットの概略構成を示す断面図である。
【図８】ウェハからなる複数の偏光分離素子の切削を真上から見た模式図である。
【図９】基板などの板状物質２枚を貼り合わせ方法による情報記録媒体の分解斜視図である。
【図１０】基板などの板状物質２枚を貼り合わせ方法による情報記録媒体の製造工程を示す斜視図である。
【図１１】位置合わせピンをもたないスピンテーブルと複屈折膜などの光学的異方性膜、光学的透明下部基板ウェハの分解斜視図である。
【図１２】位置合わせピンをもたないスピンテーブルと複屈折膜などの光学的異方性膜、光学的透明下部基板ウェハの製造工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００；偏光分離素子、１０１；有機複屈折膜、
１０２；保護膜、１０３；光学的透明基板、１０４；粘着剤、
１０５；オリエンテーションフラット、
１０６；光学的透明下部基板ウェハ、１０７；スピンテーブル、
１０８，１１０；エポキシ系紫外線硬化型接着剤、
１０９；スペーサ、１１１；光学的透明上部基板ウェハ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a polarization separation element, a polarization separation element, a hologram laser unit, and an optical pickup device, and more particularly to a method for manufacturing a polarization separation element that improves the flatness of an optically anisotropic film.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] JP-A-2000-75130
[Patent Document 2] JP-A-2001-66428
[Patent Document 3] JP-A-11-316982
[Patent Document 4] JP-A-9-231626
[Patent Document 5] JP-A-5-20713
At present, an optical pickup, which is an information reading section of an optical disk, has been demanded for miniaturization, price reduction, high performance, and the like. Above all, polarization splitters are attracting much attention. The polarization splitting element plays a role of transmitting the entire light emitted from the laser unit provided with the semiconductor laser element and the light receiving element, diffracting the reflected light from the optical disk, and receiving the light at the light receiving element of the laser unit. is there. 2. Description of the Related Art Conventionally, proposals have been made with respect to a polarization separation element, for example, as described in Patent Documents 1 and 2 described above. Hereinafter, these conventional examples will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the polarization beam splitter. In FIG. 1, a polarization separating element 10 includes an optically transparent lower substrate 11 (BK7, thickness: 1.0 mm), an adhesive layer 12 (epoxy ultraviolet curing resin, refractive index 1.58, thickness: 0.02 mm). ), Organic birefringent film 13 (refractive index in the extraordinary ray direction 1.58, refractive index in the ordinary ray direction 1.67, thickness: 0.1 mm), adhesive layer 14 (epoxy ultraviolet curable resin, refractive index 1.58) , Thickness: 0.04 mm), and an optically transparent upper substrate 15 (BK7, thickness: 1.0 mm) has a laminated structure. An uneven diffraction grating 16 (grating depth 4 μm, pitch 2 μm, P-polarized light transmittance about 98%, S-polarized light transmittance about 1%, first-order diffracted light diffraction efficiency about 40%) is formed on the organic birefringent film 13. The groove is filled with the adhesive layer 14.
[0004]
FIG. 6 is a perspective view showing an example in which a polarization separation element is mounted on a cap using an adhesive. As shown in FIG. 6, the polarization separation element 10 is mounted on a cap 17 using an adhesive 18. FIG. 7 is a sectional view showing a schematic configuration of the hologram laser unit. The hologram laser unit shown in FIG. 7 is a hologram laser unit in which a semiconductor laser 21 and a light receiving element 22 are formed on a stem 20 having leads 19, and a polarization separation element 10 is arranged on a cap 23. In FIG. 7, incident light from a semiconductor laser 21 as a light source is incident on the polarization separation element 10 from below. The reflected light from the optical disk is rotated by 90 degrees by the λ / 4 plate 24, the extraordinary ray is separated by the diffraction grating 16 in FIG.
[0005]
On the other hand, since the polarization separation element is about several mm in size, tens to hundreds of diffraction gratings are formed in an array on an organic birefringent film adhered to a transparent substrate having a diameter of 4 to 8 inches, After that, there is a method of taking out each polarization separation element by dicing. After an optically anisotropic film such as an organic birefringent film 13 is attached on the lower transparent substrate 11 in FIG. 5, a diffraction grating 16 is formed on the surface by etching, and an optical transparent upper substrate 15 is attached. As shown in FIG. 8, which is a schematic view of a plurality of polarized light separating elements made of a wafer viewed from directly above, a plurality of polarized light separating elements 10 made of a wafer are vertically and horizontally cut at regular intervals by dicing to obtain a few mm square. A method of manufacturing a polarization separation element chip and taking out each chip has been proposed using Patent Documents 1 and 2 as examples.
[0006]
Also, a method of bonding two plate-like substances such as a substrate has been researched and developed for a bonded information recording medium (optical disk). The manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is an exploded perspective view showing a spin table 26 having alignment pins 25, a lower substrate (hereinafter, referred to as a first substrate) 27 at the time of bonding, and an upper substrate (hereinafter, referred to as a second substrate) at the time of bonding. ) 28 are included. Usually, in manufacturing an optical disk, the first substrate 27 and the second substrate 28 are plate-shaped. FIG. 10 is a perspective view showing a bonding step. First, as shown in FIG. 10A, a first substrate 27 is set on a spin table 26 having alignment pins 25. Thereafter, as shown in FIG. 10B, an adhesive 29 is applied on the first substrate 27, and the spin table 26 is rotated to make the adhesive film thickness constant. Thereafter, as shown in FIG. 10C, the second substrate 28 is placed on the adhesive layer. When an ultraviolet curable resin is used as the adhesive, the adhesive is irradiated with ultraviolet light through the second substrate 28 to cure the adhesive. Furthermore, in the method of manufacturing an optical disk, a method of further improving these methods and reducing bubbles of the adhesive has been proposed, for example, Patent Documents 3 to 5 described above.
[0007]
In another method for manufacturing a polarization separation element, in a step of attaching an optically anisotropic film such as an organic birefringent film on a lower transparent substrate wafer, a method using a spin coating method similar to the method for manufacturing an optical disk is used. is there. The manufacturing method thereof will be described below with reference to FIGS. FIG. 11 is an exploded perspective view, and includes a spin table 30 having no alignment pins, an optically transparent lower substrate wafer 31, and an optically anisotropic film 32 such as a birefringent film. First, as shown in FIG. 12A, an optically transparent lower substrate wafer 31 is placed on a spin table 30 having no alignment pins. Thereafter, as shown in FIG. 12B, an adhesive 33 is applied to the optically transparent lower substrate wafer 31 and the spin table 30 is rotated to make the adhesive film thickness constant. Thereafter, as shown in FIG. 12C, an optically anisotropic film 32 is provided on the adhesive layer. When an ultraviolet curable resin is used as the adhesive, the adhesive is cured by irradiating ultraviolet rays through the optically anisotropic film 32.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the polarization separation element manufactured in this step, there is a problem that the flatness of the birefringent film is not sufficient because the thickness of the adhesive layer is difficult to keep constant. When such a problem occurs, the yield deteriorates in photolithography and dry etching, which are steps of forming a diffraction grating on a birefringent film.
[0009]
The present invention is intended to solve these problems, and includes a step of attaching an optically anisotropic film to an optically transparent substrate wafer so as to improve flatness and forming a diffraction grating on a birefringent film. It is an object of the present invention to provide a polarization separation element manufacturing method and a polarization separation element, which can improve the yield in photolithography and dry etching, and a hologram laser unit and an optical pickup device with further improved reliability.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a manufacturing process of separating a plurality of polarization splitting elements composed of an optically anisotropic film having an uneven diffraction grating on an optically transparent substrate wafer into respective elements. According to the method of manufacturing the polarization splitting element, the optically anisotropic film is attached to the optically transparent substrate wafer while the flatness is supplementarily maintained by another substrate. Therefore, the flatness of the optically anisotropic film on the optically transparent substrate wafer is improved, and the yield can be improved in photolithography and dry etching, which are steps of forming a diffraction grating on the birefringent film.
[0011]
In addition, since the substrate that maintains the flatness of the optically anisotropic film is optically transparent, an ultraviolet-curing adhesive is used as an adhesive for bonding the optically anisotropic film and the optically transparent substrate wafer. When is used, ultraviolet light is radiated through a substrate that supplements the flatness of the optically anisotropic film to cure the adhesive, thereby simplifying the process.
[0012]
Further, the optically anisotropic film has an orientation flat indicating positioning of the optically anisotropic film in one of the ordinary ray direction and the extraordinary ray direction. Therefore, the step of attaching the optically anisotropic film to the optically transparent substrate wafer can be simplified.
[0013]
In addition, the shape of the optically anisotropic film is substantially the same as or similar to the outer shape of the substrate that maintains the flatness of the optically anisotropic film, so that the optically anisotropic film is optically anisotropic. The process of attaching to a transparent substrate wafer can be simplified.
[0014]
Furthermore, by bonding the optically anisotropic film to the optically transparent substrate wafer with an adhesive layer having a substantially constant thickness, the reliability of the manufactured polarization separation element can be improved, and the yield can be improved. .
[0015]
The optically anisotropic film to be attached to the optically transparent substrate wafer is attached by rotating the optically anisotropic film with a spin table to adjust the thickness of the adhesive. The polarization beam splitter can be manufactured with good yield and the reliability of the polarization beam splitter can be improved.
[0016]
Further, the optically transparent substrate wafer to which the optically anisotropic film is adhered has a constant thickness of the adhesive applied on the optically transparent substrate wafer, and after the optically anisotropic film is set thereon, Then, the spin table is again rotated to make the adhesive have a constant thickness. Therefore, the polarization separation element can be manufactured with high yield, and the reliability of the polarization separation element can be improved.
[0017]
In addition, the optically transparent substrate wafer to which the optically anisotropic film is adhered, the adhesive applied on the optically transparent substrate wafer has a constant thickness, and then the adhesive is applied to the central portion of the substrate, After setting the optically anisotropic film thereon, the spin table is rotated again to make the adhesive have a constant thickness. Therefore, the film thickness of the adhesive layer can be made constant without generating bubbles in the adhesive layer.
[0018]
Further, the optically transparent substrate wafer to which the optically anisotropic film is adhered has a constant thickness of the adhesive applied on the optically transparent substrate wafer, and after the optically anisotropic film is set thereon, Then, pressure is applied to the optically anisotropic film from the vertical direction to make the adhesive layer a constant thickness. Therefore, the thickness of the adhesive layer can be made constant.
[0019]
In addition, the optically transparent substrate wafer to which the optically anisotropic film is adhered, the adhesive applied on the optically transparent substrate wafer has a constant thickness, and then the adhesive is applied to the central portion of the substrate, After the optically anisotropic film is placed thereon, pressure is applied to the optically anisotropic film in a vertical direction to make the adhesive layer a constant thickness. Therefore, the film thickness of the adhesive layer can be made constant without generating bubbles in the adhesive layer.
[0020]
Further, by using the optically anisotropic film to which the separable protective film is attached, it is possible to reduce generation of scratches and adhesion of foreign matter on the optically anisotropic film.
[0021]
In addition, by using an organic birefringent film as the optically anisotropic film, when an organic birefringent film made of a polymer is used, it is easy to manufacture a polarization separation element and the material cost can be reduced. .
[0022]
Furthermore, as the adhesive used to form the adhesive layer, a photosensitive and highly elastic epoxy-based adhesive, an acrylic-based adhesive, or a rubber-based adhesive can be used to increase the tact, and to increase the polarization. The reliability of the separation element can be improved.
[0023]
A polarized light separating element as another invention is characterized by being manufactured by the above-described method for manufacturing a polarized light separating element. Therefore, a highly reliable polarization separation element can be provided.
[0024]
Further, the polarization separation element manufactured by the method for manufacturing a polarization separation element described above includes an optically transparent lower substrate, a lower adhesive layer, an optically anisotropic film, an upper adhesive layer, and an optically transparent upper substrate. One of the optically transparent lower substrate and the optically transparent upper substrate is an optically transparent substrate, so that the optically transparent upper substrate protects the diffraction grating formed on the birefringent film, thereby improving the reliability of the polarization separation element. it can.
[0025]
In addition, by using an optically transparent substrate having an antireflection film applied to at least one of the lower surface of the optically transparent lower substrate or the upper surface of the optically transparent upper substrate, the polarization separation element having improved transmittance of the polarization separation element. Can be provided.
[0026]
A hologram laser unit according to another aspect of the invention is characterized in that the polarization separation element described above is manufactured by being integrated with a laser unit having a semiconductor laser and a light receiving element. Therefore, the reliability of the hologram laser unit can be improved, and a high-performance hologram laser unit can be provided at low cost.
[0027]
An optical pickup device as another invention is characterized in that information is recorded, reproduced, or erased on an optical information recording medium using the hologram laser unit described above. Therefore, the reliability is improved and a high-performance optical pickup device can be provided at low cost.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the method for manufacturing a polarization beam splitting element of the present invention, the optically anisotropic film is attached to the optically transparent substrate wafer in a state where the flatness is supplementarily maintained by another substrate.
[0029]
【Example】
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a polarization beam splitting device according to a first embodiment of the present invention. The manufacturing process of the polarization beam splitter of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1A, a soft protective film 102 is provided on one surface of an organic birefringent film 101, and an optical transparent substrate 103 such as a quartz substrate is provided on the other surface by an adhesive 104 having a weak adhesive force. Installed. Since the adhesive 104 is used for temporarily bonding the organic birefringent film 101 and the protective film 102 and the organic birefringent film 101 and the optically transparent substrate 103, it is about 5 to 10 μm, and is very thin. It is. As shown in FIG. 1B, which is a top view, an orientation flat 105 indicating an extraordinary ray direction is formed at the end. First, the soft protective film 102 on one side is peeled off, and the surface of the organic birefringent film 101 from which the protective film 102 has been peeled off is cleaned. The optically transparent substrate 103 has a diameter of 90 mm and a thickness of 1.0 mm, and has an orientation flat 105 at an end. The organic birefringent film 101 has a diameter of 90 mm and a thickness of 0.1 mm, and an orientation flat 105 indicating an extraordinary ray direction is formed at an end. The organic birefringent film 101 and the optically transparent substrate 103 have the same shape, though they have different thicknesses.
[0030]
FIG. 1C is a perspective view showing a state where the optically transparent lower substrate wafer 106 is placed on the spin table 107 and vacuum suction is performed. In the figure, an optically transparent lower substrate wafer 106 such as a BK7 glass substrate has a diameter of 100 mm and a thickness of 1.0 mm, and an orientation flat 105 is formed at an end. Such an optically transparent lower substrate wafer 106 was placed on a spinner spin table 107 such that the center of the optically transparent lower substrate wafer 106 and the center of the spin table 107 were aligned, and vacuum suction was performed. The optically transparent lower substrate wafer 106 is provided with an anti-reflection film on one surface, but the surface on which the anti-reflection film is applied is set to the lower side during installation.
[0031]
Next, an epoxy-based UV-curable adhesive 108 was dropped on the optically transparent lower substrate wafer 106 as an adhesive, and the substrate was rotated at 700 rpm to adjust the epoxy-based UV-curable adhesive 108 to a constant film thickness. Thereafter, about a few drops of the epoxy-based UV-curable adhesive 108 were dropped at the center of the substrate. Then, as shown in FIG. 1D, an epoxy-based UV-curable adhesive 108 is applied on the optically transparent lower substrate wafer 106, and the organic birefringent film 101 is to be disposed thereon. A substrate 100 as shown in FIG. 1A is placed on an optically transparent lower substrate wafer 106 coated with an epoxy-based UV-curable adhesive 108, with the surface of the organic birefringent film 101 whose surface has been cleaned facing downward. The center of the surface was placed so that it adhered first. The organic birefringent film 101 is arranged such that the orientation flat 105 of the optically transparent lower substrate wafer 106 and the orientation flat 105 of the organic birefringent film 101 coincide with the surface from which the protective film 102 has been peeled downward. Then, the spin table 107 was rotated again. When the orientation of the orientation flat 105 of the optically transparent lower substrate wafer 106 and the orientation flat 105 of the organic birefringent film 101 are shifted, or the rotation center of the optically transparent lower substrate wafer 106 and the rotation center of the organic birefringent film 101 are shifted. In such a case, the organic birefringent film 101 was moved using a fine needle so that these coincided.
[0032]
Next, an organic birefringent film 101 is placed on an optically transparent lower substrate wafer 106, and is irradiated with ultraviolet rays to cure an epoxy-based ultraviolet-curable adhesive 108 through the optically transparent substrate 103. As shown in FIG. 1E, ultraviolet light was irradiated for several minutes by a high-pressure mercury lamp to cure the epoxy-based UV-curable adhesive 108. Thereafter, the epoxy-based UV-curable adhesive 108 attached to the edge of the optically transparent lower substrate wafer 106 was removed using acetone.
[0033]
Then, as shown in FIG. 1F, which is a perspective view in which the optically transparent substrate 103 is removed from the organic birefringent film 101, the optically transparent substrate 103 adhered to one side of the organic birefringent film 101 is placed on top. And peeled off. Then, after cleaning the surface of the organic birefringent film 101, a diffraction grating for 144 elements was formed on the surface of the organic birefringent film 101 by photolithography and dry etching.
[0034]
Next, as shown in FIG. 1 (g), which is a front cross-sectional view in which the optically transparent upper substrate wafer is arranged, spacers (metal pieces each having a side of 5 mm and a thickness of 40 μm) 109 are formed on the ends of the organic birefringent film 101. Were placed at four locations, and an epoxy-based UV-curable adhesive 110 was dropped from near the center, and the optically transparent upper substrate wafer 111 was placed with the surface on which the antireflection film was applied facing upward. Then, the optically transparent upper substrate wafer 111 is kept pressed from above with a constant pressure while keeping parallel to the optically transparent lower substrate wafer 106. Thereafter, as shown in FIG. 1 (h), which is a perspective view of irradiation of ultraviolet rays, when the optically transparent upper substrate wafer 111 does not descend any more, ultraviolet rays are irradiated from above to cure the epoxy ultraviolet rays. The mold adhesive 110 was cured.
[0035]
The substrate manufactured by such a manufacturing process is fixed to a dicing tape, and the line spacing is 4.7 mm using a dicing blade having a thickness of 0.5 mm. 12 lines each in vertical and horizontal directions. After that, the entire dicing tape was irradiated with ultraviolet rays to peel off each element from the tape.
[0036]
Thus, the above-described polarized light separating element 10 of FIG. 5 was obtained. The diffraction grating and the wavefront aberration were taken out of the 144 polarization separation elements thus manufactured, and the diffraction efficiency and the wavefront aberration were measured. The allowable value of the first-order diffracted light diffraction efficiency was 40%, and the allowable value of the wavefront aberration was calculated. Assuming 0.02 rmS (λ), the yield exceeded 95% among the elements in which the diffraction grating was formed. When the thickness of the adhesive layer 12 between the optically transparent lower substrate 11 and the organic birefringent film 13 in FIG. 5 was measured by observation with a metallographic microscope, it was 20 to 22 μm for each element.
[0037]
In the method of manufacturing the polarization beam splitting element according to the first embodiment described above, the optically anisotropic film (organic birefringent film 101) is supplemented with another substrate (optically transparent substrate 103) to provide flatness. By sticking the optical birefringent film 101 to the optically transparent lower substrate wafer 106 while maintaining the same, the flatness of the organic birefringent film 101 is improved, and the yield in the photolithography and dry etching processes for forming a diffraction grating is compared with the conventional example. Could be improved. Since the optically transparent substrate 103 for the purpose of maintaining the flatness of the organic birefringent film 101 is optically transparent, it transmits ultraviolet light and has little absorption. Therefore, an ultraviolet curable adhesive which can be easily used can be used as the adhesive. In the step shown in FIG. 1D, a few drops of the epoxy-based UV-curable adhesive 108 are dropped at the center of the substrate, thereby preventing bubbles from being generated in the adhesive layer when the organic birefringent film is bonded. I do. The epoxy-based UV-curable adhesive 108 spreads concentrically when it comes into contact with the organic birefringent film 101 at the center of the substrate, and pushes out the atmosphere between the organic birefringent film 101 and the optically transparent lower substrate wafer 106. In addition, the manufactured polarization separation element has high reliability as an element since the thickness of the adhesive layer is substantially constant, and variation in quality between elements is small. Since an organic birefringent film is used as the optically anisotropic film, the cost of the polarization separation element is low. The polarization splitting element has an anti-reflection film on the lower side of the optically transparent lower substrate and the upper side of the optically transparent upper substrate, so that the P-polarized light transmittance is about 98%. The extraordinary ray direction refractive index of the organic birefringent film 13 and the refractive index of the adhesive layer 14 in FIG. 5 are 1.58, which are almost the same value, and the diffraction efficiency is high. Furthermore, since the refractive index of the adhesive layer 12 is also 1.58, the same adhesive can be used for the adhesive layer 12 and the adhesive layer 14 in FIG. 5, and the cost can be reduced. As the adhesive layer 12 and the adhesive layer 14 in FIG. 5, an epoxy-based UV-curable resin having a large elastic force is used, and the problem that the organic birefringent film 13 in FIG. The device has high reliability.
[0038]
Next, a procedure for manufacturing a polarization beam splitter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2A, a soft protective film 203 is bonded to both sides of an organic birefringent film 201 by an adhesive 202. Since the adhesive 202 is used for temporarily bonding the organic birefringent film 201 and the protective film 203, it is about 5 to 10 μm, and is very thin. It is rectangular, and one side indicates the extraordinary ray direction or the ordinary ray direction of the organic birefringent film 201. Then, as shown in FIG. 2B, an optical transparent substrate 205 such as a quartz substrate was arranged so as to match one end of the organic birefringent film sheet 204 indicating the extraordinary ray direction. The optically transparent substrate 205 has a diameter of 90 mm and a thickness of 1.0 mm, and has an orientation flat 206 at an end. The organic birefringent film sheet 204 was cut so as to match the outer shape of the optically transparent substrate 205. The organic birefringent film 201 had a diameter of 90 mm and a thickness of 0.1 mm, and was manufactured with an orientation flat 206 having an extraordinary ray direction formed at an end. Then, an adhesive was applied to the surface (protective film 203) of the organic birefringent film 201 cut out from the organic birefringent film sheet 204, and the optically transparent substrate 205 was adhered so as to have the same outer shape. FIG. 2C is a cross-sectional view of the organic birefringent film 201 to which the optically transparent substrate 205 is adhered via the protective film 203, and FIG. 2D is a top view thereof. Although the organic birefringent film 201 and the optically transparent substrate 205 have different thicknesses, they have the same shape. Then, the protective film 203 on the side of the organic birefringent film 201 where the optically transparent substrate 205 was not bonded was peeled off, and the surface of the organic birefringent film 201 was subjected to a cleaning treatment.
[0039]
Next, as shown in FIG. 2E, which is a perspective view showing a state where the optically transparent lower substrate wafer 208 is placed on the spin table 207 and vacuum suction is performed, the diameter is 100 mm and the thickness is 1.0 mm. An optically transparent lower substrate wafer 208 such as a BK7 glass substrate having an orientation flat formed at an end thereof is placed on a spinner spin table 207, and the center of the optically transparent lower substrate wafer 208 and the spin table 207. They were arranged so that their centers coincided with each other, and vacuum suction was performed. The optically transparent lower substrate wafer 208 is provided with an anti-reflection film on one surface, but the surface on which the anti-reflection film is applied is set to the lower side during installation.
[0040]
Then, an epoxy-based UV-curable adhesive 209 was dropped on the optically transparent lower substrate wafer 208 as an adhesive, and the substrate was rotated at 700 rpm to adjust the epoxy-based UV-curable adhesive 209 to a constant film thickness. Then, the substrate 200 shown in FIG. 2C is placed on the optically transparent lower substrate wafer 208 coated with the epoxy-based UV-curable adhesive 209 with the surface of the organic birefringent film 201 whose surface has been cleaned facing downward. , So that the center of the surface was bonded first. Then, as shown in FIG. 2F, the organic birefringent film 201 is placed on the orientation flat 206 of the optically transparent lower substrate wafer 208 and the organic birefringent film 201 with the surface from which the protective film 203 has been peeled down. The spin table 207 was rotated again by arranging and attaching the orientation flat 206 so that the directions of the orientation flats coincided with each other. When the orientation of the orientation flat 206 of the optically transparent lower substrate wafer 208 and the orientation flat 206 of the organic birefringent film 201 are shifted, or the rotation center of the optically transparent lower substrate wafer 208 and the rotation center of the organic birefringent film 201 are shifted. In such a case, the organic birefringent film 201 was moved using a fine needle so that these coincided.
[0041]
Next, an organic birefringent film 201 is placed on the optically transparent lower substrate wafer 208, and is irradiated with ultraviolet rays to cure the epoxy-based ultraviolet-curable adhesive 209 through the optically transparent substrate 205. As shown in FIG. 2 (g), ultraviolet rays were irradiated for a few minutes by a high-pressure mercury lamp to cure the epoxy-based UV-curable adhesive 209. The epoxy-based UV-curable adhesive 209 attached to the edge of the optically transparent lower substrate wafer 208 was removed using acetone. Then, as shown in FIG. 2H, which is a perspective view in which the optically transparent substrate 205 is removed from the organic birefringent film 201, the optically transparent substrate 205 adhered to one surface of the organic birefringent film 201 is placed on top. And peeled off. Then, after cleaning the surface of the organic birefringent film 201, a diffraction grating for 144 elements was formed on the surface of the organic birefringent film 201 by photolithography and dry etching.
[0042]
Then, as shown in FIG. 2 (i) which is a front sectional view in which the optically transparent upper substrate wafer is arranged, a spacer (a metal piece having a side of 5 mm and a thickness of 40 μm) 210 is provided at an end on the organic birefringent film 201. At four locations, an epoxy-based UV-curable adhesive 211 was dropped from near the center, and the optically transparent upper substrate wafer 212 was placed with the surface on which the antireflection film was applied facing upward. Then, as shown in FIG. 2 (j), which is a perspective view of irradiation with ultraviolet light, the optically transparent upper substrate wafer 212 is pressed from above with a constant pressure while keeping parallel to the optically transparent lower substrate wafer 208. When the optical transparent upper substrate wafer 212 could not be further lowered, ultraviolet light was irradiated from above to cure the epoxy-based ultraviolet curable adhesive 211.
[0043]
The substrate manufactured by such a manufacturing process is fixed to a dicing tape, and the line spacing is 4.7 mm using a dicing blade having a thickness of 0.5 mm. 12 lines each in vertical and horizontal directions. After that, the entire dicing tape was irradiated with ultraviolet rays to peel off each element from the tape.
[0044]
Thus, the polarization beam splitter 10 shown in FIG. 5 was obtained. The diffraction grating and the wavefront aberration were taken out of the 144 polarization splitters produced, and the diffraction efficiency and wavefront aberration were measured. The allowable value of the first-order diffracted light diffraction efficiency was 40%, and the allowable value of the wavefront aberration was Assuming 0.02 rmS (λ), the yield exceeded 95% among the elements in which the diffraction grating was formed. When the thickness of the adhesive layer 12 between the optically transparent lower substrate 11 and the organic birefringent film 13 in FIG. 5 was measured by observation with a metallographic microscope, it was 20 to 22 μm for each element. Then, as shown in FIG. 2 (k), the semiconductor laser 213 and the light receiving element 214 such as a photodiode are mounted on a common stem 216 having a lead 215 using a hologram mounting apparatus provided with a gripping hand. The horizontal position was adjusted to the mounting position of the cap 217 of the laser unit. As shown in FIGS. 6 and 7 described above, acrylic ultraviolet curable resin 18 was applied to the lower four corners of the side surface end of the polarization separation element 10 using a dispenser, and was fixed by irradiating ultraviolet rays. The optical pickup optical system shown in FIG. 2K was formed using the λ / 4 plate 218, collimating lens 219, objective lens 220, and optical disk 221 optically adjusted as shown in FIG.
[0045]
In the method for manufacturing the polarization beam splitting element according to the second embodiment, the optically anisotropic film (organic birefringent film 201) is supplemented by another substrate (optically transparent substrate 205) to maintain flatness. In this state, the flatness of the organic birefringent film 201 is improved by attaching the substrate to the optically transparent lower substrate wafer 208, and the yield in the photolithography and dry etching processes for forming the diffraction grating is improved as compared with the conventional example. I was able to. Since the optically transparent substrate 205 for the purpose of maintaining the flatness of the organic birefringent film 201 is optically transparent, it transmits ultraviolet rays and absorbs less. Therefore, an ultraviolet curable adhesive which can be easily used can be used as the adhesive. When a birefringent film sheet is prepared, it is easy to produce the organic birefringent film 201 so that the outer shape of the birefringent film matches the outer shape of the optically transparent lower substrate wafer by the process shown in FIG. Yes, it is a simple process for production. In addition, since the thickness of the adhesive layer 12 in FIG. 1 is substantially constant, the manufactured polarization splitting element has high reliability as an element and small variation in quality between elements. Since an organic birefringent film is used as the optically anisotropic film, the cost of the polarization separation element is low. The polarization splitting element has an anti-reflection film on the lower side of the optically transparent lower substrate and the upper side of the optically transparent upper substrate, so that the P-polarized light transmittance is about 98%. The extraordinary ray direction refractive index of the organic birefringent film 13 and the refractive index of the adhesive layer 14 in FIG. 5 are 1.58, which are almost the same value, and the diffraction efficiency is high. Further, since the refractive index of the adhesive layer 14 is also 1.58, the same adhesive can be used for the adhesive layer 12 and the adhesive layer 14 in FIG. 5, and the cost can be reduced. As the adhesive layer 12 and the adhesive layer 14 in FIG. 5, an epoxy-based UV-curable resin having a large elastic force is used, and the problem that the organic birefringent film 13 in FIG. The device has high reliability. Further, the manufactured hologram laser unit and the optical pickup use the polarization separation element manufactured by the manufacturing method according to the present invention, and are small, low-cost, and highly reliable. Further, the manufactured hologram laser unit and the optical pickup use the polarization separation element manufactured by the manufacturing method according to the present invention, and are small, low-cost, and highly reliable.
[0046]
Next, a manufacturing procedure of the polarization beam splitter according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 9A, a soft protective film 303 is bonded to both surfaces of an organic birefringent film 301 by an adhesive 302. Since the adhesive 302 is used for temporarily bonding the organic birefringent film 301 and the protective film 303, it is about 5 to 10 μm, and is very thin. It is rectangular, and one side indicates the extraordinary ray direction or the ordinary ray direction of the organic birefringent film 301. As shown in FIG. 3B, an optical transparent substrate 305 such as a quartz substrate was arranged so as to match one end of the organic birefringent film sheet 304 indicating the extraordinary ray direction. The optically transparent substrate 305 has a diameter of 90 mm and a thickness of 1.0 mm, and an orientation flat 306 is formed at an end. The organic birefringent film sheet 304 was cut so as to match the outer shape of the optically transparent substrate 305. The organic birefringent film 301 had a diameter of 90 mm and a thickness of 0.1 mm, and was manufactured with an orientation flat 306 indicating an extraordinary ray direction formed at an end. Thereafter, an adhesive 302 was applied to the surface (protective film 303) of the organic birefringent film 301 cut out from the organic birefringent film sheet 304, and an optically transparent substrate 305 was adhered so as to have the same outer shape. FIG. 3C is a cross-sectional view of the organic birefringent film 301 to which the optically transparent substrate 305 is adhered via the protective film 303, and FIG. 3D is a top view thereof. Although the organic birefringent film 301 and the optically transparent substrate 305 have different thicknesses, they have the same shape. The protective film 303 on the side of the organic birefringent film 301 where the optically transparent substrate 305 was not bonded was peeled off, and the surface of the organic birefringent film 301 was subjected to a cleaning treatment.
[0047]
Next, the optically transparent lower substrate wafer 307 is placed on the spin table 308 and vacuum suction is performed. As shown in FIG. 3E, the wafer 100 has a diameter of 100 mm and a thickness of 1.0 mm. An optically transparent lower substrate wafer 307 such as a BK7 glass substrate having an orientation flat 306 formed at an end thereof is placed on a spinner spin table 308, and the center of the optically transparent lower substrate wafer 307 and the spin table 308. They were arranged so that their centers coincided with each other, and vacuum suction was performed. The optically transparent lower substrate wafer 307 is provided with an anti-reflection film on one surface, but the surface on which the anti-reflection film is applied is placed on the lower side during installation. Then, an acrylic UV-curable adhesive 309 was dropped on the optically transparent lower substrate wafer 307 as an adhesive, and the substrate was rotated at 700 rpm to adjust the acrylic UV-curable adhesive 309 to a constant film thickness. FIG. 3 is a diagram showing a state in which an acrylic UV-curable adhesive 309 is applied to a predetermined thickness on the optically transparent lower substrate wafer 307, and an organic birefringent film 301 is to be disposed thereon. As shown in FIG. 3F, the substrate shown in FIG. 3C is placed on an optically transparent lower substrate wafer 307 coated with an acrylic ultraviolet curing adhesive 309 by using an optically transparent substrate holder (quartz holder). , Not shown), and the surface of the organic birefringent film 301 whose surface was cleaned was placed on the lower side so that the center of the surface was first adhered.
[0048]
Then, as shown in FIG. 3G, which is a perspective view in which the organic birefringent film 301 is placed on the adhesive and pressure is applied from the substrate holder, the organic birefringent film 301 is formed with the protective film 303. The peeled surface is placed on the lower side such that the orientation of the orientation flat 306 of the optically transparent lower substrate wafer 307 and the orientation flat 306 of the organic birefringent film 301 coincide with each other. , A constant pressure was applied in the plane. Pressure is applied to the organic birefringent film 301 through the optically transparent substrate 305.
[0049]
Next, an organic birefringent film 301 is placed on the optically transparent lower substrate wafer 307 and irradiated with ultraviolet rays to cure the epoxy-based ultraviolet-curable adhesive 309 through the optically transparent substrate 305. As shown in FIG. 3H, ultraviolet light was irradiated for a few minutes through a quartz holder using a high-pressure mercury lamp to cure the acrylic UV-curable adhesive 309. The acrylic ultraviolet curing adhesive 79 attached to the edge of the optically transparent lower substrate wafer 307 was removed using isopropyl alcohol. Then, as shown in FIG. 3 (i) which is a perspective view in which the optically transparent substrate 305 is removed from the organic birefringent film 301, the optically transparent substrate 305 adhered to one side of the organic birefringent film 301 is placed on top. And peeled off. Then, after cleaning the surface of the organic birefringent film 301, a diffraction grating for 144 elements was formed on the surface of the organic birefringent film 301 by photolithography and dry etching.
[0050]
Then, as shown in FIG. 3J, which is a front sectional view in which the optically transparent upper substrate wafer 310 is arranged, a spacer (a metal piece having a side of 5 mm and a thickness of 40 μm) 311 is provided on an end of the organic birefringent film 301. Were placed at four locations, and an acrylic UV curable adhesive 312 was dropped from near the center, and the optically transparent upper substrate wafer 310 was placed with the surface on which the antireflection film was applied facing upward. Then, as shown in FIG. 3 (k), which is a perspective view of irradiation with ultraviolet rays, the optical transparent upper substrate wafer 310 is kept at a constant pressure from above while maintaining parallel to the optical transparent lower substrate wafer 307. When the optical transparent upper substrate wafer 310 could not be lowered any more, ultraviolet light was irradiated from above to cure the acrylic UV-curable adhesive 312.
[0051]
The substrate manufactured by such a manufacturing process is fixed to a dicing tape, and the line spacing is 4.7 mm using a dicing blade having a thickness of 0.5 mm. 12 lines each in vertical and horizontal directions. After that, the entire dicing tape was irradiated with ultraviolet rays to peel off each element from the tape.
[0052]
Thus, the polarization beam splitter 10 shown in FIG. 5 was obtained. The diffraction efficiency and the wavefront aberration of the 144 manufactured polarization separation elements were measured. Assuming that the allowable value of the first-order diffracted light diffraction efficiency was 40% and the allowable value of the wavefront aberration was 0.02 rmS (λ), the yield was 95%. Crossed. When the thickness of the adhesive layer 12 between the optically transparent lower substrate 11 and the organic birefringent film 13 in FIG. 5 was measured by observation with a metallographic microscope, it was 20 to 22 μm for each element. Thereafter, as described above, the semiconductor laser 213 and the light receiving element 214 such as a photodiode are used as the common stem 216 having the lead 215 by using a hologram mounting apparatus provided with a gripping hand as shown in FIG. The position was adjusted horizontally to the mounting position of the cap 217 of the laser unit mounted above. Further, as shown in FIGS. 6 and 7 described above, the acrylic ultraviolet curing resin 18 was applied to the lower four corners of the side surface end of the polarization separation element 10 using a dispenser, and was fixed by irradiating ultraviolet rays. Using the optically adjusted λ / 4 plate 218, collimating lens 219, objective lens 220, and optical disk 221, the optical pickup optical system shown in FIG. 2K was formed.
[0053]
As described above, in the method for manufacturing the polarization beam splitting element in the third embodiment, the optically anisotropic film (organic birefringent film 301) is supplemented by another substrate (optically transparent substrate 305) to maintain the flatness. The flatness of the organic birefringent film 301 is improved by attaching it to the optically transparent lower substrate wafer 307 in a state where it is in a state of being improved, and the yield in the steps of photolithography and dry etching for forming a diffraction grating is improved as compared with the conventional example. I was able to. After applying pressure to the organic birefringent film 301 through the optically transparent substrate 305 such as a quartz substrate, the adhesive 309 is cured by irradiating ultraviolet rays, so that the flatness of the adhesive layer is improved. The optically transparent substrate 305 for the purpose of maintaining the flatness of the organic birefringent film 301 is optically transparent and transmits ultraviolet rays and absorbs little. Therefore, an ultraviolet curable adhesive which can be easily used can be used as the adhesive. When a birefringent film sheet is prepared, it is easy to manufacture the organic birefringent film 301 so that the outer shape of the birefringent film matches the outer shape of the optically transparent lower substrate wafer from the step shown in FIG. Yes, it is a simple process for production. In addition, the manufactured polarization separation element has high reliability as an element since the thickness of the adhesive layer is substantially constant, and variation in quality between elements is small. Since an organic birefringent film is used as the optically anisotropic film, the cost of the polarization separation element is low. Since the anti-reflection film is provided on the lower side of the optically transparent lower substrate and the upper side of the optically transparent upper substrate, the polarization splitting element has a P-polarized light transmittance of about 98%. The extraordinary ray direction refractive index of the organic birefringent film 13 and the refractive index of the adhesive layer 14 in FIG. 5 are 1.58, which are almost the same value, and the diffraction efficiency is high. Furthermore, since the refractive index of the adhesive layer 12 is also 1.58, the same adhesive can be used for the adhesive layer 12 and the adhesive layer 14 in FIG. 5, and the cost can be reduced. As the adhesive layer 12 and the adhesive layer 14 in FIG. 5, an acrylic UV curable resin having a large elastic force is used, and a problem that the organic birefringent film 13 in FIG. The device has high reliability. Further, the manufactured hologram laser unit and the optical pickup use the polarization separation element manufactured by the manufacturing method according to the present invention, and are small, low-cost, and highly reliable.
[0054]
Next, a procedure for manufacturing a polarization beam splitter according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In (a) of the figure, a soft protective film 402 is provided on one surface of an organic birefringent film 401, and an optical transparent substrate 403 such as a quartz substrate is provided on the other surface by an adhesive 404 having a weak adhesive force. Installed. The adhesive 404 is used for temporarily bonding the organic birefringent film 401 and the protective film 402, and the organic birefringent film 401 and the optically transparent substrate 403, and is about 5 to 10 μm, and is very thin. It is. In addition, as shown in FIG. 4B which is a top view, an orientation flat 405 indicating an extraordinary ray direction is formed at the end. First, the soft protective film 402 on one side is peeled off, and the surface of the organic birefringent film 401 from which the protective film 402 has been peeled off is cleaned. The optically transparent substrate 403 has a diameter of 90 mm and a thickness of 1.0 mm, and has an orientation flat 405 at an end. The organic birefringent film 401 has a diameter of 90 mm and a thickness of 0.1 mm, and an orientation flat 405 indicating an extraordinary ray direction is formed at an end. The organic birefringent film 401 and the optically transparent substrate 403 have the same shape, although they have different thicknesses.
[0055]
FIG. 4C is a perspective view showing a state where the optically transparent lower substrate wafer 406 is arranged on the spin table 407 and vacuum suction is performed. In the figure, an optically transparent lower substrate wafer 406 such as a BK7 glass substrate has a diameter of 100 mm and a thickness of 1.0 mm, and an orientation flat 405 is formed at an end. Such an optically transparent lower substrate wafer 406 was placed on a spinner spin table 407 such that the center of the optically transparent lower substrate wafer 406 coincided with the center of the spin table 407, and vacuum suction was performed. The optically transparent lower substrate wafer 406 is provided with an anti-reflection film on one side, but the surface on which the anti-reflection film was applied was placed on the lower side during installation.
[0056]
Next, an epoxy-based UV-curable adhesive 408 was dropped onto the optically transparent lower substrate wafer 406 as an adhesive, and the substrate was rotated at 700 rpm to adjust the epoxy-based UV-curable adhesive 408 to a constant film thickness. Thereafter, about a few drops of an epoxy-based UV-curable adhesive 408 were dropped at the center of the substrate. Then, an epoxy-based UV-curable adhesive 408 is applied on the optically transparent lower substrate wafer 406, and the organic birefringent film 401 is to be disposed thereon, as shown in FIG. On an optically transparent lower substrate wafer 406 coated with an epoxy-based UV-curable adhesive 408, a substrate 400 as shown in FIG. , So that the center of the surface was bonded first. Then, the organic birefringent film 401 is arranged such that the orientation flat 405 of the optically transparent lower substrate wafer 406 and the orientation flat 405 of the organic birefringent film 401 coincide with the surface from which the protective film 402 has been peeled downward. Then, the spin table 407 was rotated again. When the orientation of the orientation flat 405 of the optically transparent lower substrate wafer 406 and the orientation flat 405 of the organic birefringent film 401 are shifted, or the center of rotation of the optically transparent lower substrate wafer 406 and the center of rotation of the organic birefringent film 401 are shifted. In such a case, the organic birefringent film 401 was moved using a fine needle so that these coincided.
[0057]
Then, as shown in FIG. 4E, which is a perspective view in which the organic birefringent film 401 is placed on the adhesive and pressure is applied from the substrate holder, the organic birefringent film 401 is replaced with the protective film 402. The peeled surface is placed on the lower side such that the orientation of the orientation flat 405 of the optically transparent lower substrate wafer 406 and the orientation flat 405 of the organic birefringent film 401 coincide with each other. , A constant pressure was applied in the plane. Pressure is applied to the organic birefringent film 401 through the optically transparent substrate 403.
[0058]
Next, an organic birefringent film 401 is placed on the optically transparent lower substrate wafer 406 and irradiated with ultraviolet rays to cure the epoxy-based ultraviolet-curable adhesive 408 through the optically transparent substrate 403. As shown in FIG. 4F, ultraviolet light was irradiated for several minutes by a high-pressure mercury lamp to cure the epoxy-based UV-curable adhesive 408. Thereafter, the epoxy-based UV-curable adhesive 408 attached to the edge of the optically transparent lower substrate wafer 406 was removed using acetone.
[0059]
Then, as shown in FIG. 4 (g) which is a perspective view in which the optically transparent substrate 403 is removed from the organic birefringent film 401, the optically transparent substrate 403 adhered to one surface of the organic birefringent film 401 is placed on top. And peeled off. Then, after cleaning the surface of the organic birefringent film 401, a diffraction grating for 144 elements was formed on the surface of the organic birefringent film 401 by photolithography and dry etching.
[0060]
Next, as shown in FIG. 4H, which is a front cross-sectional view in which the optically transparent upper substrate wafer is arranged, a spacer (a metal piece having a side of 5 mm and a thickness of 40 μm) 409 is provided on an end of the organic birefringent film 401. Were placed at four locations, and an epoxy-based UV-curable adhesive 410 was dropped from near the center, and the optically transparent upper substrate wafer 411 was placed with the surface on which the antireflection film was applied facing upward. Then, the optically transparent upper substrate wafer 411 is kept pressed from above with a constant pressure while keeping parallel to the optically transparent lower substrate wafer 406. Thereafter, as shown in FIG. 4 (i), which is a perspective view of irradiation of ultraviolet rays, when the optically transparent upper substrate wafer 411 does not descend any more, ultraviolet rays are irradiated from above to cure the epoxy ultraviolet rays. The mold adhesive 410 was cured.
[0061]
The substrate manufactured by such a manufacturing process is fixed to a dicing tape, and the line spacing is 4.7 mm using a dicing blade having a thickness of 0.5 mm. 12 lines each in vertical and horizontal directions. After that, the entire dicing tape was irradiated with ultraviolet rays to peel off each element from the tape.
[0062]
Thus, the polarization separation element 1 shown in FIG. 5 was obtained. The diffraction efficiency and the wavefront aberration of the 144 manufactured polarization separation elements were measured. Assuming that the allowable value of the first-order diffracted light diffraction efficiency was 40% and the allowable value of the wavefront aberration was 0.02 rmS (λ), the yield was 95%. Crossed. When the thickness of the adhesive layer 12 between the optically transparent lower substrate 11 and the organic birefringent film 13 in FIG. 5 was measured by observation with a metallographic microscope, it was 20 to 22 μm for each element.
[0063]
In the method for manufacturing the polarization beam splitting element according to the fourth embodiment, the optically anisotropic film (organic birefringent film 401) is supplemented with another substrate (optically transparent substrate 403) to maintain flatness. The flatness of the organic birefringent film 401 is improved by attaching it to the optically transparent lower substrate wafer 406 in a leaned state, and the yield in the photolithography and dry etching processes for forming a diffraction grating is compared with the conventional example. Could be improved. After applying pressure to the organic birefringent film 401 through the optically transparent substrate 403, the adhesive 408 is cured by irradiating ultraviolet rays, so that the flatness of the adhesive layer 408 is improved. Since the optically transparent substrate 403 for the purpose of maintaining the flatness of the organic birefringent film 401 is optically transparent, it transmits ultraviolet light and has little absorption. Therefore, an ultraviolet curable adhesive that can be used easily can be used as the adhesive 408. In the step shown in FIG. 4D, a few drops of the epoxy-based UV-curable adhesive 408 are dropped on the central portion of the substrate to prevent bubbles from being generated in the adhesive layer when the organic birefringent film is bonded. I do. The adhesive 408 spreads concentrically when it comes into contact with the organic birefringent film 401 at the center of the substrate, and pushes out the atmosphere between the organic birefringent film 401 and the optically transparent lower substrate wafer 406. Further, in the manufactured polarization separation element, since the thickness of the adhesive layer 12 shown in FIG. 5 is substantially constant, the reliability as the element is high, and the variation in quality between the elements is small. Since an organic birefringent film is used as the optically anisotropic film, the cost of the polarization separation element is low. Since the anti-reflection film is provided on the lower side of the optically transparent lower substrate and the upper side of the optically transparent upper substrate, the polarization splitting element has a P-polarized light transmittance of about 98%. The extraordinary ray direction refractive index of the organic birefringent film 13 and the refractive index of the adhesive layer 14 in FIG. 5 are 1.58, which are almost the same value, and the diffraction efficiency is high. Further, since the refractive index of the adhesive layer 12 of FIG. 5 is also 1.58, the same adhesive can be used for the adhesive layers 12 and 14 of FIG. 5, and the cost can be reduced. It is possible. As the adhesive layer 12 and the adhesive layer 14 in FIG. 5, an epoxy-based UV-curable resin having a large elastic force is used, and the problem that the organic birefringent film 13 in FIG. The device has high reliability.
[0064]
As described above, each embodiment has been described in order to explain the present invention, but it goes without saying that the present invention can be applied without being limited to these embodiments. For example, an ultraviolet-curable adhesive is applied to the surface of an organic birefringent film that has been kept flat by a substrate, an optically transparent lower substrate wafer is adhered from above, and ultraviolet light is passed through the optically transparent lower substrate wafer. To cure the UV-curable adhesive. Although a structure as shown in FIG. 5 is used as an example of a polarization splitting element using an optically anisotropic film (organic birefringent film), a structure including a λ / 4 plate between the adhesive layer 12 and the organic birefringent film 13 is used. May be used. Although the direction of the extraordinary ray of the organic birefringent film is the direction of the orientation flat, the direction of the ordinary ray may be the direction of the orientation flat. The adhesive adhered to the edge of the optically transparent lower substrate wafer at the time of attaching the organic birefringent film was removed using acetone and isopropyl alcohol in this embodiment. However, the adhesive was removed using an organic solvent that dissolves the adhesive. The process may be performed before or after the adhesive is cured, and there are various removal methods. It is also possible to develop a device utilizing the present invention. As described above, the present invention can be applied to a wide range of applications, and by using the same, it is possible to produce a tact with a higher tact compared to the conventional example, and to improve the reliability due to the constant thickness of the adhesive layer. Become.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, the polarization separation element of the present invention, which has a manufacturing process of separating a plurality of polarization separation elements formed of an optically anisotropic film having an uneven diffraction grating on an optically transparent substrate wafer into respective elements. According to the manufacturing method of (1), the optically anisotropic film is attached to the optically transparent substrate wafer in a state where the flatness is supplementarily maintained by another substrate. Therefore, the flatness of the optically anisotropic film on the optically transparent substrate wafer is improved, and the yield can be improved in photolithography and dry etching, which are steps of forming a diffraction grating on the birefringent film.
[0066]
In addition, since the substrate that maintains the flatness of the optically anisotropic film is optically transparent, an ultraviolet-curing adhesive is used as an adhesive for bonding the optically anisotropic film and the optically transparent substrate wafer. When is used, ultraviolet light is radiated through a substrate that supplements the flatness of the optically anisotropic film to cure the adhesive, thereby simplifying the process.
[0067]
Further, the optically anisotropic film has an orientation flat indicating positioning of the optically anisotropic film in one of the ordinary ray direction and the extraordinary ray direction. Therefore, the step of attaching the optically anisotropic film to the optically transparent substrate wafer can be simplified.
[0068]
In addition, the shape of the optically anisotropic film is substantially the same as or similar to the outer shape of the substrate that maintains the flatness of the optically anisotropic film, so that the optically anisotropic film is optically anisotropic. The process of attaching to a transparent substrate wafer can be simplified.
[0069]
Furthermore, by bonding the optically anisotropic film to the optically transparent substrate wafer with an adhesive layer having a substantially constant thickness, the reliability of the manufactured polarization separation element can be improved, and the yield can be improved. .
[0070]
The optically anisotropic film to be attached to the optically transparent substrate wafer is attached by rotating the optically anisotropic film with a spin table to adjust the thickness of the adhesive. The polarization beam splitter can be manufactured with good yield and the reliability of the polarization beam splitter can be improved.
[0071]
Further, the optically transparent substrate wafer to which the optically anisotropic film is adhered has a constant thickness of the adhesive applied on the optically transparent substrate wafer, and after the optically anisotropic film is set thereon, Then, the spin table is again rotated to make the adhesive have a constant thickness. Therefore, the polarization separation element can be manufactured with high yield, and the reliability of the polarization separation element can be improved.
[0072]
In addition, the optically transparent substrate wafer to which the optically anisotropic film is adhered, the adhesive applied on the optically transparent substrate wafer has a constant thickness, and then the adhesive is applied to the central portion of the substrate, After setting the optically anisotropic film thereon, the spin table is rotated again to make the adhesive have a constant thickness. Therefore, the film thickness of the adhesive layer can be made constant without generating bubbles in the adhesive layer.
[0073]
Further, the optically transparent substrate wafer to which the optically anisotropic film is adhered has a constant thickness of the adhesive applied on the optically transparent substrate wafer, and after the optically anisotropic film is set thereon, Then, pressure is applied to the optically anisotropic film from the vertical direction to make the adhesive layer a constant thickness. Therefore, the thickness of the adhesive layer can be made constant.
[0074]
In addition, the optically transparent substrate wafer to which the optically anisotropic film is adhered, the adhesive applied on the optically transparent substrate wafer has a constant thickness, and then the adhesive is applied to the central portion of the substrate, After the optically anisotropic film is placed thereon, pressure is applied to the optically anisotropic film in a vertical direction to make the adhesive layer a constant thickness. Therefore, the film thickness of the adhesive layer can be made constant without generating bubbles in the adhesive layer.
[0075]
Further, by using the optically anisotropic film to which the separable protective film is attached, it is possible to reduce generation of scratches and adhesion of foreign matter on the optically anisotropic film.
[0076]
In addition, by using an organic birefringent film as the optically anisotropic film, when an organic birefringent film made of a polymer is used, it is easy to manufacture a polarization separation element and the material cost can be reduced. .
[0077]
Furthermore, as the adhesive used to form the adhesive layer, a photosensitive and highly elastic epoxy-based adhesive, an acrylic-based adhesive, or a rubber-based adhesive can be used to increase the tact, and to increase the polarization. The reliability of the separation element can be improved.
[0078]
A polarized light separating element as another invention is characterized by being manufactured by the above-described method for manufacturing a polarized light separating element. Therefore, a highly reliable polarization separation element can be provided.
[0079]
Further, the polarization separation element manufactured by the method for manufacturing a polarization separation element described above includes an optically transparent lower substrate, a lower adhesive layer, an optically anisotropic film, an upper adhesive layer, and an optically transparent upper substrate. One of the optically transparent lower substrate and the optically transparent upper substrate is an optically transparent substrate, so that the optically transparent upper substrate protects the diffraction grating formed on the birefringent film, thereby improving the reliability of the polarization separation element. it can.
[0080]
In addition, by using an optically transparent substrate having an antireflection film applied to at least one of the lower surface of the optically transparent lower substrate or the upper surface of the optically transparent upper substrate, the polarization separation element having improved transmittance of the polarization separation element. Can be provided.
[0081]
A hologram laser unit according to another aspect of the invention is characterized in that the polarization separation element described above is manufactured by being integrated with a laser unit having a semiconductor laser and a light receiving element. Therefore, the reliability of the hologram laser unit can be improved, and a high-performance hologram laser unit can be provided at low cost.
[0082]
An optical pickup device as another invention is characterized in that information is recorded, reproduced, or erased on an optical information recording medium using the hologram laser unit described above. Therefore, the reliability is improved and a high-performance optical pickup device can be provided at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process of a polarization beam splitter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of a polarization beam splitter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of a polarization beam splitter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of a polarization beam splitter according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a polarization separation element.
FIG. 6 is a perspective view showing an example in which a polarization separation element is mounted on a cap using an adhesive.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a hologram laser unit.
FIG. 8 is a schematic view of cutting a plurality of polarization splitting elements made of a wafer as viewed from directly above.
FIG. 9 is an exploded perspective view of an information recording medium obtained by bonding two plate-like substances such as a substrate.
FIG. 10 is a perspective view showing a process of manufacturing an information recording medium by a method of laminating two plate-like substances such as a substrate.
FIG. 11 is an exploded perspective view of a spin table having no alignment pins, an optically anisotropic film such as a birefringent film, and an optically transparent lower substrate wafer.
FIG. 12 is a perspective view showing a manufacturing process of a spin table having no alignment pins, an optically anisotropic film such as a birefringent film, and an optically transparent lower substrate wafer.
[Explanation of symbols]
100: polarized light separating element, 101: organic birefringent film,
102; protective film, 103; optically transparent substrate, 104; adhesive,
105; orientation flat,
106; optically transparent lower substrate wafer, 107; spin table,
108, 110; epoxy-based UV-curable adhesive,
109; spacer, 111; optically transparent upper substrate wafer.
