JP2005018895A - 近視野光ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】量産性に優れた形状を有する近視野光ヘッドとその製造方法の提供。
【解決手段】ミラー基板１０７の上面に光ファイバ１１０を支持するＶ溝１０９を設け、下面にＶ溝１０９と結合するミラー溝１１１を設ける。ミラー溝１１１側面にミラー面１０８が形成されている。光ファイバ１１０からの光はミラー面１０８で方向を変え、プローブ基板１０１上の光学的微小開口１０２に達する。プローブ基板１０１とミラー基板１０７を接合させた後に、光ファイバ１１０をＶ溝１０９に固定させることが出来るため、容易な組み立てが可能となる。
【選択図】 図１
【解決手段】ミラー基板１０７の上面に光ファイバ１１０を支持するＶ溝１０９を設け、下面にＶ溝１０９と結合するミラー溝１１１を設ける。ミラー溝１１１側面にミラー面１０８が形成されている。光ファイバ１１０からの光はミラー面１０８で方向を変え、プローブ基板１０１上の光学的微小開口１０２に達する。プローブ基板１０１とミラー基板１０７を接合させた後に、光ファイバ１１０をＶ溝１０９に固定させることが出来るため、容易な組み立てが可能となる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、近視野光ヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近視野光素子は、情報記録再生装置の近視野光ヘッドや、サンプルなどの光学的な観察を行うプローブとして現在利用あるいは検討されている。
【０００３】
一方、光を用いた情報記録再生装置は、大容量化・小型化の方向へと進化しており、それに伴い記録容量の高密度化が要求されている。その対策として、例えば青紫色半導体レーザを用いた装置の開発がおこなわれているが、これらの技術では光の回折限界の問題により、現在の記録密度に対して数倍程度の向上しか望めない。これに対し、光の回折限界を超えた微小領域の光学情報を扱う技術として、近視野光を利用した情報記録再生方法が期待されている。
【０００４】
この技術は、近視野光素子である近視野光ヘッドに形成した光の波長以下サイズの光学的微小開口や微小突起の近傍に発生する近視野光を利用する。光学情報の再生方法としては、微小開口や微小突起より生成される近視野光を記録媒体表面に照射し、情報が記録された微小な凹凸や屈折率等の光学定数が変化した記録媒体表面との相互作用により変換される散乱光を、別途設けた受光素子で検出する方法（イルミネーションモード）が可能である。また、記録媒体に局在する近視野光を利用することもできる。光学情報の再生方法としては、記録媒体表面に光を照射することにより、記録媒体上の微小マークに局在する近視野光を微小開口や微小突起との相互作用により散乱光に変換する方法（コレクションモード）が可能である。これにより、従来の光学系において限界とされていた光の波長以下となる領域における光学情報を扱うことが可能となる。また光学情報の記録は、微小開口より生成される近視野光を記録媒体表面に照射させ、メディア上の微小な領域の形状を変化させたり（ヒートモード記録）、微小な領域の屈折率あるいは透過率を変化させる（フォトンモード記録）ことにより行う。これら、光の回折限界を超えた光学的微小開口や微小突起を有する近視野光ヘッドを用いることにより、従来の情報記録再生装置を超える高密度化が達成される。
【０００５】
一般に近視野光を利用した記録再生装置の構成は、磁気ディスク装置とほぼ同様であり、磁気ヘッドに代わり、近視野光ヘッドを用いる点が異なる。サスペンションアームの先端に取り付けた光学的微小開口や微小突起をもつ近視野光ヘッドを、エアベアリングを用いたフライングヘッド技術により一定の高さに浮上させ、ディスク上に存在する任意のデータマークへアクセスする。高速に回転するディスクに近視野光ヘッドを追従させるため、ディスクのうねりに対応して姿勢を安定させるフレクシャー機能をもたせている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このような構成の近視野光ヘッドにおいて、光学的微小開口や微小突起に光を供給する方法として、光ファイバを上方より直接ヘッドに接続する手法（例えば、特許文献２参照。）や、ヘッドの上方に設けたレーザを直接ヘッドに照射する手法（例えば、特許文献３参照。）をとっていた。
【０００７】
しかしながら、前者の手法においては、光ファイバの構造体がヘッドとアーム間に接続していることから、そのことがヘッドの自由な運動を妨げ、ディスクの運動に対するヘッドの姿勢制御が困難となり、またヘッドの構成が大型になるため、ディスクと開口との距離を一定に保つことが困難であった。この結果、ディスク上に描かれた光学情報からの出力ＳＮ比が低下し、信号の読み込み・書き込みが困難な状況であった。さらに、ヘッド上方へファイバが出ている構成であるため装置自体が大型になり、小型化・薄型化が困難であった。
【０００８】
また、ヘッド上方に配置したレーザにより直接ヘッドに信号を照射させる後者の手法においても、ヘッドの高速な動きに対応し、入射させる光を同期させるために、ヘッドの動きにあわせた動きをもつ構造体を別途設ける必要があり、非常に困難であった。また、そのような構造体を別途設けることにより、装置自体が大型なものとなり、再生記録装置の小型化が困難であった。
ＯＬＥ＿ＬＩＮＫ１ ＯＬＥ＿ＬＩＮＫ１上記の問題点を解決するため、光ファイバもしくは光導波路をヘッド側面に接続し、メディア面に水平な方向に伝搬している光ファイバもしくは光導波路からの光を反射させて伝搬方向を開口方向に向ける光反射層と、開口方向に向かう光を集光するレンズをもちいて、微小なビームスポットを光学的微小開口に入射させる手法が考案された（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
図４に上記従来手法による近視野光ヘッドの構成の断面図を示す。
【００１０】
プローブ基板１００１は突起１００３をその下面に有する。突起１００３は遮光膜１００４に覆われ、突起１００３の先端には光学的微小開口１００２が形成されている。さらにプローブ基板１００１の下面には、ＡＢＳ（エアベアリングサーフェス）１００５が形成されており、ＡＢＳ１００５は光学的微小開口１００２とほぼ同一平面を構成する。プローブ基板１００１の上面にはレンズ１００６が形成されている。レンズ１００６にはプローブ基板１００１表面を加工して形成するフレネルゾーンプレートを用いることができる。プローブ基板１００１は、誘電体とくに石英やガラスといったＳｉＯ２系の材料が用いられ、この場合、パターニングしたレジストをエッチングマスクとして、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合溶液による等方性エッチングをおこなうことで、突起１００３を形成することができる。また、遮光膜１００４の材料にはＡｌやＡｕを用いることができ、その厚みは数ｎｍから数１００ｎｍ程度でありＯＬＥ＿ＬＩＮＫ２、成膜にはスパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。ＯＬＥ＿ＬＩＮＫ２光学的微小開口１００２の形成には、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いる方法（例えば、特許文献５参照。）や、突起１００３頂点上の遮光膜１００４に硬い平板を押しつけることによって遮光膜１００４を塑性変形させる方法（例えば、特許文献６参照。）を用いることができる。
【００１１】
ミラー基板１００７は、Ｖ溝１００９をその下面に有する。Ｖ溝１００９は、その一端のみがミラー基板１００７の側面１０１１の一部を切り欠いている。光ファイバ１０１０はミラー基板１００７の側面１０１１から貫入されＶ溝１００９に固定されている。ファイバ１０１０端部から出射した光は、Ｖ溝１００９のもう一方の端面に形成されたミラー面１００８に達する。ミラー面１００８はミラー基板１００７に対して傾斜して設けられているため、ミラー面１００８を反射した光は、ミラー基板１００７下方に出射する。ミラー面１００８を反射した光が、レンズ１００６にて光学的微小開口１００２に集光されるよう、プローブ基板１００１とミラー基板１００７は接合されている。ミラー基板１００７の材料に単結晶シリコンを用いれば、Ｖ溝１００９は、ＫＯＨ（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いた結晶異方性エッチングにより形成できる。ミラー面１００８は前記結晶異方性エッチングにて形成された面にＡｕやＡｌを成膜することで形成でき、成膜には真空蒸着法やスパッタ法を用いることができる。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−３４９８１号公報（第４頁、第１図）
【００１３】
【特許文献２】
特開２０００−１４９２９１号公報（第３頁、第１図）
【００１４】
【特許文献３】
特開２０００−２１００５号公報（第８−９頁、第８図）
【００１５】
【特許文献４】
国際特許公開ＷＯ００／２８５３６号公報（第７３−８０頁、第８図）
【００１６】
【特許文献５】
特開平１１−２６５５２０号公報（第６−７頁、第１０図）
【００１７】
【特許文献６】
特公平５−２１２０１号公報（第３−４頁、第５図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の手法は、近視野光ヘッドの小型化・薄型化に対して極めて有効であるが、必ずしも量産性に優れているとは言えなかった。光ファイバ１０１０は、プローブ基板１００１とミラー基板１００７に挟まれる構造になっているため、まず光ファイバ１０１０とミラー基板１００７を接合し、その後プローブ基板１００１とミラー基板１００７を接合するステップを経なければならない。プローブ基板１００１とミラー基板１００７の接合は、高精度の位置合わせ作業を伴うにもかかわらず、近視野光ヘッド一つずつについておこなわなければならず、繁雑であり、大量生産に不向きであった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、光ファイバと、光ファイバからの光の向きを変化させるミラー面を含むミラー基板と、を有する近視野光ヘッドにおいて、前記光ファイバを支持する第１の溝を前記ミラー基板の上面に有し、前記第１の溝の延長線上に配置され、前記第１の溝の端部で接続する第２の溝を前記ミラー基板の下面に有し、前記第１の溝の端部に対置して、前記第２の溝にミラー面が形成されている近視野光ヘッドにある。
【００２０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、第１の溝がＶ溝であることを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２１】
本発明の第３の態様は、第１もしくは第２の態様において、第１の溝がミラー基板下面を貫通する、あるいは第２の溝がミラー基板上面を貫通することの、少なくともいずれか一方を有することを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２２】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様において、ミラー面がミラー基板に対して傾斜していることを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２３】
本発明の第５の態様は、第１から第４のいずれかの態様において、ミラー基板の材料が単結晶シリコンであることを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２４】
本発明の第６の態様は、第１から第５のいずれかに態様において、光学的微小開口もしくは微小突起を含むプローブ基板を有し、プローブ基板が、ミラー面にて向きを変えた光が光学的微小開口もしくは微小突起に入射するように、ミラー基板に接合されていることを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２５】
本発明の第７の態様は、第６の態様に示す近視野光ヘッドについて、それぞれ複数個の第１の溝と、第２の溝、ミラー面を有する第１のウエハを作製し、複数個の光学的微小開口もしくは微小突起を有する第２のウエハを作製し、第１のウエハと第２のウエハを接合後に分割することで、複数個の一体化されたミラー基板とプローブ基板を切り出し、その各々の第１の溝に前記光ファイバーを固定することを特徴とする近視野光ヘッドの製造方法にある。
【００２６】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、第１のウエハと第２のウエハにそれぞれ位置合わせマークを設け、位置合わせマークを用いて第１のウエハと第２のウエハの位置合わせをおこなった後、第１のウエハと第２のウエハを接合することを特徴とする近視野光ヘッドの製造方法にある。
【００２７】
かかる本発明では、プローブ基板とミラー基板を接合させた後に、光ファイバをミラー基板上の第１の溝に固定させることが出来る。そのため、プローブ基板とミラー基板のみを移動させて位置決めできることから、容易な組み立てが可能となる。また、プローブ基板とミラー基板を接合する代わりに、プローブ基板を複数個含む第１のウエハと、ミラー基板を複数個含む第２のウエハの接合とすることができるため、接合時における高精度な位置合わせを大幅に削減することができ、近視野光ヘッドを低コストに大量生産することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかわる近視野光ヘッドの構造を示す断面図である。
【００２９】
プローブ基板１０１は突起１０３をその下面に有する。突起１０３は遮光膜１０４に覆われ、突起１０３の先端には光学的微小開口１０２が形成されている。さらにプローブ基板１０１の下面には、ＡＢＳ（エアベアリングサーフェス）１０５が形成されており、ＡＢＳ１０５は光学的微小開口１０２と、ほぼ同一平面を構成する。プローブ基板１０１の上面にはレンズ１０６が形成されている。レンズ１０６にはプローブ基板１０１表面を加工して形成するフレネルゾーンプレートを用いることができる。プローブ基板１０１は、誘電体とくに石英やガラスといったＳｉＯ２系の材料が用いられ、この場合、パターニングしたレジストをエッチングマスクとして、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合溶液による等方性エッチングをおこなうことで、突起１０３を形成することができる。また、遮光膜１０４の材料にはＡｌやＡｕを用いることができ、その厚みは数ｎｍから数１００ｎｍ程度であり、成膜にはスパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。光学的微小開口１０２の形成には、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いる方法や、突起１０３頂点上の遮光膜１０４に硬い平板を押しつけることによって遮光膜１０４を塑性変形させる方法を用いることができる。
【００３０】
ミラー基板１０７は、Ｖ溝１０９をミラー基板１０７上面に有し、ミラー溝１１１をミラー基板１０７下面に有する。Ｖ溝１０９とミラー溝１１１は接続している（後述）。光ファイバ１１０はミラー基板１０７側面から貫入されＶ溝１０９に固定されている。光ファイバ１１０端部から出射した光は、ミラー溝１１１の端面に形成されたミラー面１０８に達する。ミラー面１０８はミラー基板１０７に対して傾斜して設けられているため、ミラー面１０８を反射した光は、ミラー基板１０７下方に出射する。ミラー面１０８を反射した光が、レンズ１０６にて光学的微小開口１０２に集光されるよう、プローブ基板１０１とミラー基板１０７は接合されている。
【００３１】
ミラー基板１０７の構造が本発明の最も重要な点であり、図２を用いて詳述する。図２（ａ）はミラー基板１０７の構造を示す立体図、図２（ｂ）は基板１０７の構造を示す側面図と正面図である。
【００３２】
ミラー基板１０７の上面に形成されているＶ溝１０９は、ミラー基板１０７の１側面から延びて、Ｖ溝端部２０２を持つ。ミラー基板１０７の材料に単結晶シリコンを用いれば、Ｖ溝１０９は、ＫＯＨ（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いた結晶異方性エッチングにより形成できる。光ファイバ１１０は、Ｖ溝１０９の２つの側方斜面に対してそれぞれ２線１１２で接して、ミラー基板１０７に固定されている。ミラー基板１０７の下面に形成されているミラー溝１１１は、ミラー基板１０７を四角錐台状に切り取った形状を有する。ミラー溝１１１はミラー基板１０７の上面まで貫通してよい。ミラー基板１０７の材料に単結晶シリコンを用いれば、Ｖ溝１０９と同様にミラー溝１１１も、ＫＯＨやＴＭＡＨを用いた結晶異方性エッチングで形成することができる。ミラー基板１０７の１側面から延びているＶ溝１０９の延長線上にミラー溝１１１は配置され、Ｖ溝１０９とミラー溝１１１はＶ溝端部２０２にて接続している。よって、Ｖ溝１０９とミラー溝１１１はミラー基板１０７中に１つの空間を形成する。Ｖ溝１０９とミラー溝１１１が接続するＶ溝端部２０２に対置するミラー溝１１１の１斜面は、光を反射する構造になっており、ミラー面１０８と呼ぶ。ミラー面１０８は結晶異方性エッチングにて形成された面にＡｕやＡｌを成膜することで形成でき、成膜には真空蒸着法やスパッタ法を用いることができる。
【００３３】
光ファイバ１１０から出射された光は、Ｖ溝１０９とミラー溝１１１が形成する前記空間を伝搬し、ミラー面１０８に達する。ミラー面１０８はミラー基板１０７に対して傾斜しているから、ミラー面１０８に達した光は、反射してミラー基板１０７の下方への出射光２０１となる。
【００３４】
本実施の形態によれば、プローブ基板１０１とミラー基板１０７を接合させた後に、光ファイバ１１０をミラー基板１０７上のＶ溝１０９に固定させることが出来る。従来手法のように、光ファイバをミラー基板に固定させてから、ミラー基板とプローブ基板の接合をおこなう必要がない。よって、プローブ基板１０１とミラー基板１０７のみを移動させて位置決めできることから、容易な組み立てが可能となる。
【００３５】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２にかかわる近視野光ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態における近視野光ヘッドの構成は、実施の形態１において示した近視野光ヘッドの構成と同様である。
【００３７】
図３（ａ）は第１のウエハ３０１に、実施の形態１において示した突起１０３、遮光膜１０４、光学的微小開口１０２、ＡＢＳ１０５、レンズ１０６を所定の位置に複数組形成し、第２のウエハ３０２に実施の形態１において示したＶ溝１０９、ミラー溝１１１、ミラー面１０８を所定の位置に複数組形成した後の図である。第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２上の突起１０３、遮光膜１０４、光学的微小開口１０２、ＡＢＳ１０５、レンズ１０６、Ｖ溝１０９、ミラー溝１１１、ミラー面１０８は、半導体製造技術を応用したフォトリソグラフィーを用いて作製できるため、同時に複数個形成することができる。
【００３８】
次に図３（ｂ）に示すように、第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２を接合する。接合の際、第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２の位置を調整して、光学的微小開口１０２、レンズ１０６、Ｖ溝１０９、ミラー面１０８が、実施の形態１に示した構成をなすようにする。第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２のそれぞれに位置合わせマークを設け、これを目印にして、第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２の位置を調整するとよい。接合方法としては、接着剤を用いる方法や、陽極接合などの接着剤を用いない方法を用いることができる。
【００３９】
次に図３（ｃ）に示すように、第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２を接合したまま分割すると、実施の形態１で示したプローブ基板１０１とミラー基板１０７が複数個形成される。
【００４０】
次に図３（ｄ）に示すように、ミラー基板１０７上のＶ溝１０９にそれぞれ光ファイバ１１０を固定すると、近視野光ヘッドが完成する。
【００４１】
本実施の形態によれば、プローブ基板１０１とミラー基板１０７を接合する代わりに、プローブ基板１０１を複数個含む第１のウエハ３０１と、ミラー基板１０７を複数個含む第２のウエハ３０２の接合とすることができるため、接合時における高精度な位置合わせを大幅に削減することができ、近視野光ヘッドを低コストに大量生産することが可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プローブ基板とミラー基板を接合させた後に、光ファイバをミラー基板上のＶ溝に固定させることが出来る。従来手法のように、光ファイバをミラー基板に固定させてから、ミラー基板とプローブ基板の接合をおこなう必要がない。よって、プローブ基板とミラー基板のみを移動させて位置決めできることから、容易な組み立てが可能となる。
【００４３】
また、光ファイバを固定するためにＶ溝を用いることで、光ファイバの精確な固定が容易にできる。
【００４４】
また、Ｖ溝やミラー溝が基板を貫通することにより、Ｖ溝とミラー溝が形成する空間が大きくなり、ミラー面と光ファイバの相対位置の自由度が向上する
また、ミラー面が前記ミラー基板に対して傾斜していることにより、光ファイバからの光を反射させて伝搬方向を光学的微小開口または微小突起の方向に向けることができる。
【００４５】
また、ミラー基板に単結晶シリコンを用いることで、Ｖ溝やミラー溝を、結晶異方性エッチングにより容易に形成できる。
【００４６】
また、本発明によれば、プローブ基板とミラー基板を接合する代わりに、プローブ基板を複数個含む第１のウエハと、ミラー基板を複数個含む第２のウエハの接合とすることができるため、接合時における高精度な位置合わせを大幅に削減することができ、近視野光ヘッドを低コストに大量生産することが可能となる。
【００４７】
また、第１のウエハと第２のウエハに位置合わせマークを設けることで、接合時における高精度な位置合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかわる近視野光ヘッドの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかわるミラー基板１０７の構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２にかかわる近視野光ヘッドの製造法を示す断面図である。
【図４】従来の近視野光ヘッドの構成を表した断面図である。
【符号の説明】
１０１ プローブ基板
１０２ 光学的微小開口
１０３ 突起
１０４ 遮光膜
１０５ ＡＢＳ
１０６ レンズ
１０７ ミラー基板
１０８ ミラー面
１０９ Ｖ溝
１１０ 光ファイバ
１１１ ミラー溝
１１２ ２線
２０１ 出射光
２０２ Ｖ溝端部
３０１ 第１のウエハ
３０２ 第２のウエハ
１００１ プローブ基板
１００２ 光学的微小開口
１００３ 突起
１００４ 遮光膜
１００５ ＡＢＳ
１００６ レンズ
１００７ ミラー基板
１００８ ミラー面
１００９ Ｖ溝
１０１０ 光ファイバ
１０１１ ミラー基板１００７の側面
【発明の属する技術分野】
この発明は、近視野光ヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近視野光素子は、情報記録再生装置の近視野光ヘッドや、サンプルなどの光学的な観察を行うプローブとして現在利用あるいは検討されている。
【０００３】
一方、光を用いた情報記録再生装置は、大容量化・小型化の方向へと進化しており、それに伴い記録容量の高密度化が要求されている。その対策として、例えば青紫色半導体レーザを用いた装置の開発がおこなわれているが、これらの技術では光の回折限界の問題により、現在の記録密度に対して数倍程度の向上しか望めない。これに対し、光の回折限界を超えた微小領域の光学情報を扱う技術として、近視野光を利用した情報記録再生方法が期待されている。
【０００４】
この技術は、近視野光素子である近視野光ヘッドに形成した光の波長以下サイズの光学的微小開口や微小突起の近傍に発生する近視野光を利用する。光学情報の再生方法としては、微小開口や微小突起より生成される近視野光を記録媒体表面に照射し、情報が記録された微小な凹凸や屈折率等の光学定数が変化した記録媒体表面との相互作用により変換される散乱光を、別途設けた受光素子で検出する方法（イルミネーションモード）が可能である。また、記録媒体に局在する近視野光を利用することもできる。光学情報の再生方法としては、記録媒体表面に光を照射することにより、記録媒体上の微小マークに局在する近視野光を微小開口や微小突起との相互作用により散乱光に変換する方法（コレクションモード）が可能である。これにより、従来の光学系において限界とされていた光の波長以下となる領域における光学情報を扱うことが可能となる。また光学情報の記録は、微小開口より生成される近視野光を記録媒体表面に照射させ、メディア上の微小な領域の形状を変化させたり（ヒートモード記録）、微小な領域の屈折率あるいは透過率を変化させる（フォトンモード記録）ことにより行う。これら、光の回折限界を超えた光学的微小開口や微小突起を有する近視野光ヘッドを用いることにより、従来の情報記録再生装置を超える高密度化が達成される。
【０００５】
一般に近視野光を利用した記録再生装置の構成は、磁気ディスク装置とほぼ同様であり、磁気ヘッドに代わり、近視野光ヘッドを用いる点が異なる。サスペンションアームの先端に取り付けた光学的微小開口や微小突起をもつ近視野光ヘッドを、エアベアリングを用いたフライングヘッド技術により一定の高さに浮上させ、ディスク上に存在する任意のデータマークへアクセスする。高速に回転するディスクに近視野光ヘッドを追従させるため、ディスクのうねりに対応して姿勢を安定させるフレクシャー機能をもたせている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このような構成の近視野光ヘッドにおいて、光学的微小開口や微小突起に光を供給する方法として、光ファイバを上方より直接ヘッドに接続する手法（例えば、特許文献２参照。）や、ヘッドの上方に設けたレーザを直接ヘッドに照射する手法（例えば、特許文献３参照。）をとっていた。
【０００７】
しかしながら、前者の手法においては、光ファイバの構造体がヘッドとアーム間に接続していることから、そのことがヘッドの自由な運動を妨げ、ディスクの運動に対するヘッドの姿勢制御が困難となり、またヘッドの構成が大型になるため、ディスクと開口との距離を一定に保つことが困難であった。この結果、ディスク上に描かれた光学情報からの出力ＳＮ比が低下し、信号の読み込み・書き込みが困難な状況であった。さらに、ヘッド上方へファイバが出ている構成であるため装置自体が大型になり、小型化・薄型化が困難であった。
【０００８】
また、ヘッド上方に配置したレーザにより直接ヘッドに信号を照射させる後者の手法においても、ヘッドの高速な動きに対応し、入射させる光を同期させるために、ヘッドの動きにあわせた動きをもつ構造体を別途設ける必要があり、非常に困難であった。また、そのような構造体を別途設けることにより、装置自体が大型なものとなり、再生記録装置の小型化が困難であった。
ＯＬＥ＿ＬＩＮＫ１ ＯＬＥ＿ＬＩＮＫ１上記の問題点を解決するため、光ファイバもしくは光導波路をヘッド側面に接続し、メディア面に水平な方向に伝搬している光ファイバもしくは光導波路からの光を反射させて伝搬方向を開口方向に向ける光反射層と、開口方向に向かう光を集光するレンズをもちいて、微小なビームスポットを光学的微小開口に入射させる手法が考案された（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
図４に上記従来手法による近視野光ヘッドの構成の断面図を示す。
【００１０】
プローブ基板１００１は突起１００３をその下面に有する。突起１００３は遮光膜１００４に覆われ、突起１００３の先端には光学的微小開口１００２が形成されている。さらにプローブ基板１００１の下面には、ＡＢＳ（エアベアリングサーフェス）１００５が形成されており、ＡＢＳ１００５は光学的微小開口１００２とほぼ同一平面を構成する。プローブ基板１００１の上面にはレンズ１００６が形成されている。レンズ１００６にはプローブ基板１００１表面を加工して形成するフレネルゾーンプレートを用いることができる。プローブ基板１００１は、誘電体とくに石英やガラスといったＳｉＯ２系の材料が用いられ、この場合、パターニングしたレジストをエッチングマスクとして、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合溶液による等方性エッチングをおこなうことで、突起１００３を形成することができる。また、遮光膜１００４の材料にはＡｌやＡｕを用いることができ、その厚みは数ｎｍから数１００ｎｍ程度でありＯＬＥ＿ＬＩＮＫ２、成膜にはスパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。ＯＬＥ＿ＬＩＮＫ２光学的微小開口１００２の形成には、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いる方法（例えば、特許文献５参照。）や、突起１００３頂点上の遮光膜１００４に硬い平板を押しつけることによって遮光膜１００４を塑性変形させる方法（例えば、特許文献６参照。）を用いることができる。
【００１１】
ミラー基板１００７は、Ｖ溝１００９をその下面に有する。Ｖ溝１００９は、その一端のみがミラー基板１００７の側面１０１１の一部を切り欠いている。光ファイバ１０１０はミラー基板１００７の側面１０１１から貫入されＶ溝１００９に固定されている。ファイバ１０１０端部から出射した光は、Ｖ溝１００９のもう一方の端面に形成されたミラー面１００８に達する。ミラー面１００８はミラー基板１００７に対して傾斜して設けられているため、ミラー面１００８を反射した光は、ミラー基板１００７下方に出射する。ミラー面１００８を反射した光が、レンズ１００６にて光学的微小開口１００２に集光されるよう、プローブ基板１００１とミラー基板１００７は接合されている。ミラー基板１００７の材料に単結晶シリコンを用いれば、Ｖ溝１００９は、ＫＯＨ（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いた結晶異方性エッチングにより形成できる。ミラー面１００８は前記結晶異方性エッチングにて形成された面にＡｕやＡｌを成膜することで形成でき、成膜には真空蒸着法やスパッタ法を用いることができる。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−３４９８１号公報（第４頁、第１図）
【００１３】
【特許文献２】
特開２０００−１４９２９１号公報（第３頁、第１図）
【００１４】
【特許文献３】
特開２０００−２１００５号公報（第８−９頁、第８図）
【００１５】
【特許文献４】
国際特許公開ＷＯ００／２８５３６号公報（第７３−８０頁、第８図）
【００１６】
【特許文献５】
特開平１１−２６５５２０号公報（第６−７頁、第１０図）
【００１７】
【特許文献６】
特公平５−２１２０１号公報（第３−４頁、第５図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の手法は、近視野光ヘッドの小型化・薄型化に対して極めて有効であるが、必ずしも量産性に優れているとは言えなかった。光ファイバ１０１０は、プローブ基板１００１とミラー基板１００７に挟まれる構造になっているため、まず光ファイバ１０１０とミラー基板１００７を接合し、その後プローブ基板１００１とミラー基板１００７を接合するステップを経なければならない。プローブ基板１００１とミラー基板１００７の接合は、高精度の位置合わせ作業を伴うにもかかわらず、近視野光ヘッド一つずつについておこなわなければならず、繁雑であり、大量生産に不向きであった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、光ファイバと、光ファイバからの光の向きを変化させるミラー面を含むミラー基板と、を有する近視野光ヘッドにおいて、前記光ファイバを支持する第１の溝を前記ミラー基板の上面に有し、前記第１の溝の延長線上に配置され、前記第１の溝の端部で接続する第２の溝を前記ミラー基板の下面に有し、前記第１の溝の端部に対置して、前記第２の溝にミラー面が形成されている近視野光ヘッドにある。
【００２０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、第１の溝がＶ溝であることを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２１】
本発明の第３の態様は、第１もしくは第２の態様において、第１の溝がミラー基板下面を貫通する、あるいは第２の溝がミラー基板上面を貫通することの、少なくともいずれか一方を有することを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２２】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様において、ミラー面がミラー基板に対して傾斜していることを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２３】
本発明の第５の態様は、第１から第４のいずれかの態様において、ミラー基板の材料が単結晶シリコンであることを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２４】
本発明の第６の態様は、第１から第５のいずれかに態様において、光学的微小開口もしくは微小突起を含むプローブ基板を有し、プローブ基板が、ミラー面にて向きを変えた光が光学的微小開口もしくは微小突起に入射するように、ミラー基板に接合されていることを特徴とする近視野光ヘッドにある。
【００２５】
本発明の第７の態様は、第６の態様に示す近視野光ヘッドについて、それぞれ複数個の第１の溝と、第２の溝、ミラー面を有する第１のウエハを作製し、複数個の光学的微小開口もしくは微小突起を有する第２のウエハを作製し、第１のウエハと第２のウエハを接合後に分割することで、複数個の一体化されたミラー基板とプローブ基板を切り出し、その各々の第１の溝に前記光ファイバーを固定することを特徴とする近視野光ヘッドの製造方法にある。
【００２６】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、第１のウエハと第２のウエハにそれぞれ位置合わせマークを設け、位置合わせマークを用いて第１のウエハと第２のウエハの位置合わせをおこなった後、第１のウエハと第２のウエハを接合することを特徴とする近視野光ヘッドの製造方法にある。
【００２７】
かかる本発明では、プローブ基板とミラー基板を接合させた後に、光ファイバをミラー基板上の第１の溝に固定させることが出来る。そのため、プローブ基板とミラー基板のみを移動させて位置決めできることから、容易な組み立てが可能となる。また、プローブ基板とミラー基板を接合する代わりに、プローブ基板を複数個含む第１のウエハと、ミラー基板を複数個含む第２のウエハの接合とすることができるため、接合時における高精度な位置合わせを大幅に削減することができ、近視野光ヘッドを低コストに大量生産することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかわる近視野光ヘッドの構造を示す断面図である。
【００２９】
プローブ基板１０１は突起１０３をその下面に有する。突起１０３は遮光膜１０４に覆われ、突起１０３の先端には光学的微小開口１０２が形成されている。さらにプローブ基板１０１の下面には、ＡＢＳ（エアベアリングサーフェス）１０５が形成されており、ＡＢＳ１０５は光学的微小開口１０２と、ほぼ同一平面を構成する。プローブ基板１０１の上面にはレンズ１０６が形成されている。レンズ１０６にはプローブ基板１０１表面を加工して形成するフレネルゾーンプレートを用いることができる。プローブ基板１０１は、誘電体とくに石英やガラスといったＳｉＯ２系の材料が用いられ、この場合、パターニングしたレジストをエッチングマスクとして、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合溶液による等方性エッチングをおこなうことで、突起１０３を形成することができる。また、遮光膜１０４の材料にはＡｌやＡｕを用いることができ、その厚みは数ｎｍから数１００ｎｍ程度であり、成膜にはスパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。光学的微小開口１０２の形成には、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いる方法や、突起１０３頂点上の遮光膜１０４に硬い平板を押しつけることによって遮光膜１０４を塑性変形させる方法を用いることができる。
【００３０】
ミラー基板１０７は、Ｖ溝１０９をミラー基板１０７上面に有し、ミラー溝１１１をミラー基板１０７下面に有する。Ｖ溝１０９とミラー溝１１１は接続している（後述）。光ファイバ１１０はミラー基板１０７側面から貫入されＶ溝１０９に固定されている。光ファイバ１１０端部から出射した光は、ミラー溝１１１の端面に形成されたミラー面１０８に達する。ミラー面１０８はミラー基板１０７に対して傾斜して設けられているため、ミラー面１０８を反射した光は、ミラー基板１０７下方に出射する。ミラー面１０８を反射した光が、レンズ１０６にて光学的微小開口１０２に集光されるよう、プローブ基板１０１とミラー基板１０７は接合されている。
【００３１】
ミラー基板１０７の構造が本発明の最も重要な点であり、図２を用いて詳述する。図２（ａ）はミラー基板１０７の構造を示す立体図、図２（ｂ）は基板１０７の構造を示す側面図と正面図である。
【００３２】
ミラー基板１０７の上面に形成されているＶ溝１０９は、ミラー基板１０７の１側面から延びて、Ｖ溝端部２０２を持つ。ミラー基板１０７の材料に単結晶シリコンを用いれば、Ｖ溝１０９は、ＫＯＨ（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いた結晶異方性エッチングにより形成できる。光ファイバ１１０は、Ｖ溝１０９の２つの側方斜面に対してそれぞれ２線１１２で接して、ミラー基板１０７に固定されている。ミラー基板１０７の下面に形成されているミラー溝１１１は、ミラー基板１０７を四角錐台状に切り取った形状を有する。ミラー溝１１１はミラー基板１０７の上面まで貫通してよい。ミラー基板１０７の材料に単結晶シリコンを用いれば、Ｖ溝１０９と同様にミラー溝１１１も、ＫＯＨやＴＭＡＨを用いた結晶異方性エッチングで形成することができる。ミラー基板１０７の１側面から延びているＶ溝１０９の延長線上にミラー溝１１１は配置され、Ｖ溝１０９とミラー溝１１１はＶ溝端部２０２にて接続している。よって、Ｖ溝１０９とミラー溝１１１はミラー基板１０７中に１つの空間を形成する。Ｖ溝１０９とミラー溝１１１が接続するＶ溝端部２０２に対置するミラー溝１１１の１斜面は、光を反射する構造になっており、ミラー面１０８と呼ぶ。ミラー面１０８は結晶異方性エッチングにて形成された面にＡｕやＡｌを成膜することで形成でき、成膜には真空蒸着法やスパッタ法を用いることができる。
【００３３】
光ファイバ１１０から出射された光は、Ｖ溝１０９とミラー溝１１１が形成する前記空間を伝搬し、ミラー面１０８に達する。ミラー面１０８はミラー基板１０７に対して傾斜しているから、ミラー面１０８に達した光は、反射してミラー基板１０７の下方への出射光２０１となる。
【００３４】
本実施の形態によれば、プローブ基板１０１とミラー基板１０７を接合させた後に、光ファイバ１１０をミラー基板１０７上のＶ溝１０９に固定させることが出来る。従来手法のように、光ファイバをミラー基板に固定させてから、ミラー基板とプローブ基板の接合をおこなう必要がない。よって、プローブ基板１０１とミラー基板１０７のみを移動させて位置決めできることから、容易な組み立てが可能となる。
【００３５】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２にかかわる近視野光ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態における近視野光ヘッドの構成は、実施の形態１において示した近視野光ヘッドの構成と同様である。
【００３７】
図３（ａ）は第１のウエハ３０１に、実施の形態１において示した突起１０３、遮光膜１０４、光学的微小開口１０２、ＡＢＳ１０５、レンズ１０６を所定の位置に複数組形成し、第２のウエハ３０２に実施の形態１において示したＶ溝１０９、ミラー溝１１１、ミラー面１０８を所定の位置に複数組形成した後の図である。第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２上の突起１０３、遮光膜１０４、光学的微小開口１０２、ＡＢＳ１０５、レンズ１０６、Ｖ溝１０９、ミラー溝１１１、ミラー面１０８は、半導体製造技術を応用したフォトリソグラフィーを用いて作製できるため、同時に複数個形成することができる。
【００３８】
次に図３（ｂ）に示すように、第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２を接合する。接合の際、第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２の位置を調整して、光学的微小開口１０２、レンズ１０６、Ｖ溝１０９、ミラー面１０８が、実施の形態１に示した構成をなすようにする。第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２のそれぞれに位置合わせマークを設け、これを目印にして、第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２の位置を調整するとよい。接合方法としては、接着剤を用いる方法や、陽極接合などの接着剤を用いない方法を用いることができる。
【００３９】
次に図３（ｃ）に示すように、第１のウエハ３０１と第２のウエハ３０２を接合したまま分割すると、実施の形態１で示したプローブ基板１０１とミラー基板１０７が複数個形成される。
【００４０】
次に図３（ｄ）に示すように、ミラー基板１０７上のＶ溝１０９にそれぞれ光ファイバ１１０を固定すると、近視野光ヘッドが完成する。
【００４１】
本実施の形態によれば、プローブ基板１０１とミラー基板１０７を接合する代わりに、プローブ基板１０１を複数個含む第１のウエハ３０１と、ミラー基板１０７を複数個含む第２のウエハ３０２の接合とすることができるため、接合時における高精度な位置合わせを大幅に削減することができ、近視野光ヘッドを低コストに大量生産することが可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プローブ基板とミラー基板を接合させた後に、光ファイバをミラー基板上のＶ溝に固定させることが出来る。従来手法のように、光ファイバをミラー基板に固定させてから、ミラー基板とプローブ基板の接合をおこなう必要がない。よって、プローブ基板とミラー基板のみを移動させて位置決めできることから、容易な組み立てが可能となる。
【００４３】
また、光ファイバを固定するためにＶ溝を用いることで、光ファイバの精確な固定が容易にできる。
【００４４】
また、Ｖ溝やミラー溝が基板を貫通することにより、Ｖ溝とミラー溝が形成する空間が大きくなり、ミラー面と光ファイバの相対位置の自由度が向上する
また、ミラー面が前記ミラー基板に対して傾斜していることにより、光ファイバからの光を反射させて伝搬方向を光学的微小開口または微小突起の方向に向けることができる。
【００４５】
また、ミラー基板に単結晶シリコンを用いることで、Ｖ溝やミラー溝を、結晶異方性エッチングにより容易に形成できる。
【００４６】
また、本発明によれば、プローブ基板とミラー基板を接合する代わりに、プローブ基板を複数個含む第１のウエハと、ミラー基板を複数個含む第２のウエハの接合とすることができるため、接合時における高精度な位置合わせを大幅に削減することができ、近視野光ヘッドを低コストに大量生産することが可能となる。
【００４７】
また、第１のウエハと第２のウエハに位置合わせマークを設けることで、接合時における高精度な位置合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかわる近視野光ヘッドの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかわるミラー基板１０７の構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２にかかわる近視野光ヘッドの製造法を示す断面図である。
【図４】従来の近視野光ヘッドの構成を表した断面図である。
【符号の説明】
１０１ プローブ基板
１０２ 光学的微小開口
１０３ 突起
１０４ 遮光膜
１０５ ＡＢＳ
１０６ レンズ
１０７ ミラー基板
１０８ ミラー面
１０９ Ｖ溝
１１０ 光ファイバ
１１１ ミラー溝
１１２ ２線
２０１ 出射光
２０２ Ｖ溝端部
３０１ 第１のウエハ
３０２ 第２のウエハ
１００１ プローブ基板
１００２ 光学的微小開口
１００３ 突起
１００４ 遮光膜
１００５ ＡＢＳ
１００６ レンズ
１００７ ミラー基板
１００８ ミラー面
１００９ Ｖ溝
１０１０ 光ファイバ
１０１１ ミラー基板１００７の側面
Claims (8)
- 光ファイバと、前記光ファイバからの光の向きを変化させるミラー面を含むミラー基板と、を有する近視野光ヘッドであって、
前記光ファイバを支持する第１の溝を前記ミラー基板の上面に有し、
前記第１の溝の延長線上に配置され、前記第１の溝の端部で接続する第２の溝を前記ミラー基板の下面に有し、
前記第１の溝の端部に対置して、前記第２の溝に前記ミラー面が形成されている近視野光ヘッド。 - 前記第１の溝がＶ溝であることを特徴とする、請求項１記載の近視野光ヘッド。
- 前記第１の溝が前記ミラー基板下面を貫通する、あるいは前記第２の溝が前記ミラー基板上面を貫通することの、少なくともいずれか一方を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の近視野光ヘッド。
- 前記ミラー面が前記ミラー基板に対して傾斜していることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の近視野光ヘッド。
- 前記ミラー基板の材料が単結晶シリコンであることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の近視野光ヘッド。
- 請求項１から５のいずれかに記載の近視野光ヘッドであって、
光学的微小開口もしくは微小突起を含むプローブ基板を有し、
前記プローブ基板が、前記ミラー面にて向きを変えた光が前記光学的微小開口もしくは前記微小突起に入射するように、前記ミラー基板に接合されていることを特徴とする近視野光ヘッド。 - 請求項６に記載の近視野光ヘッドの製造方法であって、
それぞれ複数個の前記第１の溝と、前記第２の溝、前記ミラー面を有する第１のウエハを作製し、
複数個の前記光学的微小開口もしくは前記微小突起を有する第２のウエハを作製し、
前記第１のウエハと前記第２のウエハを接合後に分割することで、複数個の一体化された前記ミラー基板と前記プローブ基板を切り出し、その各々の前記第１の溝に前記光ファイバーを固定することを特徴とする近視野光ヘッドの製造方法。 - 前記第１のウエハと前記第２のウエハにそれぞれ位置合わせマークを設け、前記位置合わせマークを用いて前記第１のウエハと前記第２のウエハの位置合わせをおこなった後、前記第１のウエハと前記第２のウエハを接合することを特徴とする、請求項７記載の近視野光ヘッドの製造方法。
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