JP3077928B2 - 集積型光学装置及びその製造方法並びに金型の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過型の回折光学素子
と反射型の回折光学素子とを同一基板上に具備する集積
型光学装置に関し、特に、良好な加工精度と光学特性を
有する集積型光学装置及びその製造方法並びに金型の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回折光学素子は薄型軽量で、かつ集積化
にも適しており、集積型光学装置の重要な構成部品とし
て注目されている。例えばコンパクトディスク（ＣＤ）
や光ディスク、光カードメモリ等の光学的記録素子の信
号を読み出す光学ヘッドとして用いられている、例えば
特開平４−２１９６４０号公報に記載された従来の集積
型光学装置を図６及び図７に示す。図６は従来の集積型
光学装置の構成を示す平面図であり、図７はその側面図
である。また、この従来の集積型光学装置の製造方法を
図８に示す。

【０００３】図６及び８に示すように、従来の集積型光
学装置において、ガラス基板１上には２種類の反射型回
折光学素子（反射型コリメータレンズ１６、反射型位置
信号検出素子１７）及び透過型回折光学素子（透過型光
集光レンズ１５ａ、１５ｂ）とがそれぞれ所定の位置に
設けられている。また、ガラス基板１の裏面上の所定の
位置には半導体レーザ１３、光検出器１４及び、反射層
６ｅがそれぞれ設けられている。

【０００４】図７に示すように、半導体レーザ１３から
ガラス基板１の内部に向かって斜め方向に出射された光
は伝播光束９ａとなり、反射型コリメータレンズ１６に
入射する。反射型コリメータレンズ１６に入射した光束
は反射層６ｃにより反射され、平行光束化される。平行
化された光束はガラス基板１の内部を伝播し、反射層６
ｅにより再反射され、透過型光集光レンズ１５ａに入射
する。透過型光集光レンズ１５ａに入射した光束はガラ
ス基板１の外部に向かって斜め方向に出力され、光ディ
スク１２への集光光束１０ａとなる。光束１０ａは光デ
ィスク１２の反射面により反射され、反射光束１０ｂ
は、透過型光集光レンズ１５ｂに入射する。透過型光集
光レンズ１５ｂに入射した光束は平行化され、伝播光束
９ｂとなる。伝播光束９ｂは反射層６ｅにより反射さ
れ、反射型位置信号検出素子（フォーカス／トラック誤
差信号検出手段）１７に入射する。伝搬光束９ｂはこの
反射型位置信号検出素子１７により２分割され、ガラス
基板１の内部を伝播し、４分割の光検出器１４に集光さ
れる。光検出器１４により検出された信号に基づいて、
再生信号及び位置信号であるフォーカス誤差信号及びト
ラック誤差信号が読み出される。

【０００５】次に、上記従来の集積型光学装置の製造方
法を図８を用いて説明する。図８にに示すように、まず
基板１上に感光性樹脂１８としてＰＭＭＡ、ＣＭＳ等の
電子ビームレジストを塗布する（工程（ａ））。次に、
作製しようとする回折光学素子１５、１６、１７の膜厚
分布に応じて電子ビーム１１を照射し（工程（ｂ））、
現像処理により感光性樹脂１８の膜厚を変化させる（工
程（ｃ））。さらに、反射型の回折光学素子１６、１７
上及び基板１の裏面にそれぞれ反射層６ｃ、６ｄ、６ｅ
を堆積させ、半導体レーザ１３及び光検出器１４を基板
１裏面に取り付ける（工程（ｄ））。これにより従来の
集積型光学装置が完成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６及び図７から明ら
かなように、従来の集積型光学装置では、反射型回折光
学素子１６、１７及び透過型回折光学素子１５ａ、１５
ｂが基板１の同一面上に設けられている。一方、図８に
示す製造方法からも分かるように、これらの反射型及び
透過型の回折光学素子は、共に同一の感光性樹脂を電子
ビーム描画法により微細加工することにより形成された
ものである。しかしながら、反射型回折光学素子と透過
型回折光学素子の最適なグレーティング形状はそれぞれ
異なる。反射型回折光学素子１６、１７の最大の溝の深
さは、例えば０.２４μmである。ところが、透過型回折
光学素子１５ａ、１５ｂの最大の溝の深さは１.３μmで
ある。すなわち、反射型回折光学素子１６、１７は透過
型回折光学素子１５ａ、１５ｂの約１／６程度の薄さで
ある。

【０００７】同一基板上に反射型回折光学素子１６、１
７及び透過型回折光学素子１５ａ、１５ｂの両タイプの
素子を同一樹脂で形成するためは、基板上に塗布する樹
脂の膜厚を溝の深さの深い透過型回折光学素子１５ａ，
１５ｂに適合するように１.３μm以上にする必要があ
る。一方、反射型回折光学素子１６、１７はその最大の
溝の深さが０.２４μm程度でなければならず、そのため
に電子ビームの露光量を調整する。ところが、樹脂の膜
厚１.３μmに対してその最大の溝の深さが０.２４μmと
なるように制御する場合、その厚さの比（約６倍）に応
じて溝の深さの制御性が悪くなる。すなわち、従来の製
造方法では加工精度が低く、良好な光学特性を実現する
ことは困難であるという問題点を有していた。また、透
過型回折光学素子（集光レンズ）１５ａ、１５ｂは反射
型回折光学素子１６、１７に比べて、その周期が、例え
ば１／３程度小さい。そのため、より一層の微細加工性
を行うために、分解能の高い感光性樹脂が適する。しか
し、このような分解能の高い感光性樹脂は反射型回折光
学素子１６、１７に関しては、これらの溝の深さが浅い
ためグレーティングの溝の斜面を滑らかに実現すること
は困難であり、良好な光学特性を実現することは困難で
あると言う問題点を有していた。すなわち、このような
透過型回折光学素子１５ａ、１５ｂと反射型回折光学素
子１６、１７の必要とする特性の違いから、同一の樹脂
を用いてこれらの光学素子をガラス基板１の同一面上に
形成しようとすると、両方の素子を同時に良好に形成す
ることは事実上不可能であるという問題点を有してい
た。本発明は、上記問題点を解決するためになされたも
のであり、透過型回折光学素子と反射型回折光学素子と
を基板の同一面上に具備しつつ、良好な加工精度と光学
特性を有する集積型光学装置及びその製造方法並びに金
型の製造方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような問題点を解
決するために、本発明の集積型光学装置は、透過型回折
光学素子及び反射型回折光学素子をそれぞれ基板の同一
主面上の異なる位置に設けた集積型光学装置であって、
前記透過型回折光学素子は第１の樹脂で形成され、前記
反射型回折光学素子は前記第１の樹脂とは異なる第２の
樹脂で形成されている。上記構成において、反射型回折
光学素子上に第１の樹脂層を設けたことが好ましい。ま
た、基板主面上に第１の樹脂層を設け、前記第１の樹脂
層上に反射型回折光学素子を形成したことが好ましい。
さらに、第１の樹脂と第２の樹脂はそれぞれ感光性樹脂
であることが好ましい。さらに、第１の樹脂はポジ形感
光性樹脂であり、第２の樹脂はネガ形感光性樹脂である
ことが好ましい。さらに、透過型回折光学素子は光集光
レンズであり、反射型回折光学素子は位置信号検出光学
素子、コリメータレンズ及び波長選択レンズであること
が好ましい。一方、本発明の集積型光学装置の製造方法
は、 （１）基板の主面上に第２の樹脂を塗布する工程、 （２）前記第２の樹脂上の反射型回折光学素子を形成す
る位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に対応す
るように荷電ビームを照射する工程、 （３）前記第２の樹脂を現像処理し、前記第２の樹脂の
膜厚を変化させる工程、 （４）前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
うに反射層を堆積する工程、 （５）前記主面上に第１の樹脂を塗布する工程、 （６）前記第１の樹脂上の透過型回折光学素子を形成す
る位置に、前記透過型回折光学素子の膜厚分布に対応す
るように荷電ビームを照射する工程、 （７）前記第１の樹脂を現像処理し、前記第１の樹脂の
膜厚を変化させる工程を具備するように構成されてい
る。また、本発明の集積型光学装置の製造方法は、 （１）基板の主面上に第１の樹脂を塗布する工程、 （２）前記第１の樹脂上に第２の樹脂を塗布する工程、 （３）前記第２の樹脂上の反射型回折光学素子を形成す
る位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に対応す
るように荷電ビームを照射する工程、 （４）前記第２の樹脂を現像処理し、前記第２の樹脂の
膜厚を変化させる工程、 （５）透過型回折光学素子を形成する位置に、前記透過
型回折光学素子の膜厚分布に対応するように荷電ビーム
を照射する工程、 （６）前記第１の樹脂を現像処理し、前記第１の樹脂の
膜厚を変化させる工程、 （７）前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
うに、反射層を堆積させる工程を具備するように構成さ
れている。上記各構成において、第２の樹脂を塗布する
膜厚は、第２の樹脂の屈折率（ｎ）と、入射光の波長
（λ）に対して、０.５５λ／ｎ〜λ／ｎとすることが
好ましい。さらに、本発明の金型の製造方法は、 （１）基板の主面上に第１の感光性樹脂を塗布する工
程、 （２）前記第１の樹脂の上に第２の感光性樹脂を塗布す
る工程、 （３）前記第２の感光性樹脂上の反射型回折光学素子を
形成する位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に
対応するように荷電ビームを照射する工程、 （４）前記第２の感光性樹脂を現像処理する工程、 （５）前記第１の感光性樹脂上の透過型回折光学素子を
形成する位置に、前記透過型回折光学素子の膜厚分布に
対応するように荷電ビームを照射する工程、 （６）前記第１の感光性樹脂を現像処理する工程、 （７）前記反射型回折光学素子及び前記透過型回折光学
素子を含む金型を作成する工程を具備するように構成さ
れている。 さらに、本発明の集積型光学装置の製造方法
は、 （１）上記金型の製造方法により作成された金型を用い
て、前記反射型回折光学素子及び前記透過型回折光学素
子を同時に複製する工程、 （２）前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
うに、反射層を堆積させる工程を具備するように構成し
てもよい。

【０００９】

【作用】透過型回折光学素子と反射型回折光学素子と
を、それぞれ異なる樹脂を用いて基板の同一の主面上に
形成するように構成したので、それぞれの素子の目的に
応じて最適な種類の樹脂及び塗布厚さを選択することに
より、最適な加工精度及び光学特性が実現される。

【００１０】

【実施例】

＜第１実施例＞本発明の集積型光学装置を、その好適な
第１の実施例を示す図１及び図２を用いて説明する。図
１は第１の実施例に係る集積型光学装置の構成及び光束
の伝播、集光等の様子を示す側面図であり、図２はその
平面図である。なお、第１の実施例の集積型光学装置
は、具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）や光ディス
ク、光カードメモリ等の光学的記録素子の信号を読み出
すための光学ヘッドである。図１において、基板１の表
面（主面）１ａ上には、第２の樹脂で形成された３つの
反射型回折光学素子（反射型波長選択レンズ５、反射型
コリメータレンズ４、反射型位置信号検出素子３）が設
けられ、各反射型回折光学素子３、４、５の表面は反射
層６ａで覆われている。さらに、反射層６ａの上からこ
れらの素子３、４、５を覆うように、第１の樹脂層７が
設けられている。また、基板１の主面１ａ上の反射型回
折光学素子３、４、５を形成した位置とは異なる位置
に、第１の樹脂で形成した透過型光集光レンズ２が設け
られている。基板１の裏面１ｂには、半導体レーザ１
３、光検出器１４及び反射層６ｂが設けられている。

【００１１】基板１は使用波長に対して透明であれば良
く、例えば厚さ（Ｚ軸方向の寸法）３ｍｍ、幅（Ｘ軸方
向の寸法）５ｍｍ、長さ（Ｙ軸方向の寸法）１０ｍｍの
ガラスを用いる。特に石英やＢＫ７等のガラス基板は、
温度的にも安定である。反射層６ａ、６ｂは、例えばＡ
ｇ、Ａｌ、Ａｕ等の金属層である。また、第１及び第２
の樹脂は、それぞれ電子ビーム、イオンビーム等荷電ビ
ームに感光する感光性樹脂であり、例えば電子ビームレ
ジストである。本実施例では、第１の樹脂はポジ形の電
子ビームレジスト、例えばＰＭＭＡを用い、第２の樹脂
はネガ形の電子ビームレジスト、例えばＣＭＳを用い
た。ポジ形の感光性樹脂とは、荷電ビームを照射し、現
像処理を行なうと、その樹脂の残膜率が照射量が多いほ
ど、小さくなるもので、ネガ形はその逆のものである。
第１の実施例の集積型光学装置では、透過型回折光学素
子２を形成する第１の樹脂による層７を反射型回折光学
素子３、４、５の反射層６ａ上に設けた構造である。こ
れにより、金属反射層６ａの酸化防止及び反射型回折光
学素子３、４、５の耐環境性を向上させる効果がある。
また、図示していないが基板１裏面１ｂの反射層６ｂ上
にも樹脂層を形成すると同様の効果がある。

【００１２】次に、第１の実施例の集積型光学装置の動
作について説明する。例えば波長０.７８μmの半導体レ
ーザ１３の表面出射端から、光軸の角度がＺ軸に対して
例えば２０゜斜め方向に出射された伝播光束９は、例え
ば焦点距離１.６ｍｍ、口径１ｍｍの波長選択レンズ５
に入射する。この波長選択レンズ５は、Ｙ軸方向に進む
に従って徐々に周期が小さくなり、断面が矩形形状で、
かつ楕円曲線の１部である曲線グレーティングにより構
成されている。波長選択レンズ５に入射した光束は、例
えば５％の回折効率で反射回折され、選択された波長
（例えば０.７８μm）の回折光のみが半導体レーザ１３
の表面出射端に集光されて入射する。他の波長（例えば
０.７７〜０.７９μm）の１次回折光は表面出射端上で
は集光されずぼやけてしまうので、選択波長から離れる
ほど入射する光量が減少する。その結果、半導体レーザ
１３のレーザ発振波長が選択波長に引きずり込まれ、波
長変動が０.２ｎｍ程度に抑制される。

【００１３】波長選択レンズ５の透過光（０次回折光）
は、反射層６ｂにより反射され、基板１内を伝播し、例
えば焦点距離９.６ｍｍ、口径２ｍｍの反射型コリメー
タレンズ４に入射する。反射型コリメータレンズ４に入
射した光束は、光軸の角度（伝搬角θ）はそのまま（例
えば２０゜）で反射され、平行光束化される。反射型コ
リメータレンズ４は、外周になるにつれて周期が小さく
なる断面が鋸歯形状の楕円グレーティングにより構成さ
れている。この楕円形グレーティングの中心位置は、外
周部にいくにしたがって、Ｙ軸方向に徐々にシフトする
構造をしている。反射型コリメータレンズ４をこのよう
な形状にすることにより、一般に斜め入射の影響により
生じるコマ収差と非点収差が小さくなり、良好に平行光
束化することができる。

【００１４】例えば幅２ｍｍの平行化された光束は、基
板１の内部を繰り返し反射されて伝播し、反射型位置信
号検出素子３を経由し、その透過光は、例えば口径２ｍ
ｍ、焦点距離２ｍｍの透過型光集光レンズ２に入射す
る。透過型光集光レンズ２に入射した光束は、垂直方向
に出力され光ディスク１２への集光される。集光光束１
０は光ディスク１２により反射され、反射光束は、同じ
く透過型光集光レンズ２に入射し、平行光束化される。
平行化された伝播光束９’は、基板１の内部を逆向きに
繰り返し反射されて伝播し、反射型位置信号検出素子３
に入射する。反射型位置信号検出素子３は、例えばＸ軸
方向の寸法２ｍｍ、Ｙ軸方向の寸法ズ２ｍｍ、焦点距離
１０.４ｍｍであり、フォーカス／トラック誤差信号検
出素子として機能する。反射型位置信号検出素子３は、
楕円曲線の一部である曲線グレーティングにより構成さ
れた、同じ仕様を有する反射型レンズを２つアレイ状に
配列した構造を有する（図２参照）。伝播光束９’はこ
の反射型位置信号検出素子３により１次回折光が２分割
され、それぞれ光軸の例えば３０°の伝播角度で基板１
の内部を繰り返し反射されて伝播し、光検出器１４に集
光される。２つの光検出器１４により検出された信号に
基づいて、再生信号及び位置信号であるフォーカス誤差
信号及びトラック誤差信号が読み出される。

【００１５】反射型コリメータレンズ４は、例えば断面
が鋸歯形状で溝の最大深さが０.２４μmのインライン形
の反射型回折光学レンズである。透過型対物レンズ２は
断面が矩形形状で、例えば溝の深さが０.８０μmのオフ
アキシス形の透過型回折光学レンズである。反射型波長
選択レンズ５及び反射型位置信号検出レンズ３は溝の最
大深さが例えば０.１２μmのオフアキシス形である。こ
れら４つの光学素子はすべて、光の回折現象を用いて集
光させる回折光学素子である。なお、インライン形の回
折光学レンズとは、入射光の光軸の角度と出射光の光軸
の角度が一致するレンズのことであり、オフアキシス形
の回折光学レンズとは入射光の光軸の角度と、出射光の
光軸の角度が異なるレンズのことである。なお、光学素
子として膜厚がせいぜい数μm程度の回折光学素子を用
いているので、公知のプレーナ技術を用いることによ
り、基板１の主面１ａ上における各回折光学素子の正確
な位置合わせ及び集積化が可能になり、装置全体の小型
軽量化及び製品の安定化が促進される。

【００１６】次に、上記第１の実施例に係る集積型光学
装置に製造に適した製造方法を図３を用いて説明する。
まず、基板１上に第２の樹脂８を、例えば０.３μm塗布
する（工程（ａ））。次に、反射型回折光学素子３、
４、５を形成する位置に、その膜厚分布に対応するよう
に電子ビーム１１を照射する（工程（ｂ））。さらに、
現像処理を行ない第２の樹脂８の膜厚を変化させる（工
程（ｃ））。これらの素子３、４、５上を含むように反
射層６ａを、例えば４０００オングストローム堆積する
（工程（ｄ））。その後、第１の樹脂７を、例えば０.
８５μm塗布する（工程（ｅ））。その上から、透過型
回折光学素子２を形成する位置に、その膜厚分布に対応
するように電子ビーム１１を照射する（工程（ｆ））。
さらに、第１の樹脂７の現像処理を行い、第１の樹脂７
の膜厚を変化させる（工程（ｇ））。同時に、基板１の
裏面１ｂに反射層６ｂを、例えば２０００オングストロ
ーム堆積し、半導体レーザ１３及び光検出器１４を基板
１裏面にマウントする（工程（ｇ））。以上のようにし
て、図１及び図２に示す集積型光学装置が完成する。

【００１７】第１の実施例の集積型光学装置の製造方法
においては、第１の樹脂７を一度塗布するだけで、透過
型回折光学レンズ２の作成のための樹脂の塗布と反射型
回折光学素子３、４、５を保護するための樹脂の塗布を
同時に実現することができる。なお、本実施例では、電
子ビームを感光性樹脂に照射したが、これはイオンビー
ム等の他の荷電ビームでもよい。また、第２の樹脂８の
塗布膜厚は、製造する反射型回折光学素子３、４、５の
溝の最大深さより厚くする必要があるが、ネガ形の樹脂
の場合、これの１．１倍から２倍の膜厚の範囲に選択す
ると、回折光学素子の周期が小さいところで生じる膜減
りを吸収でき、所望の溝の深さを有する回折光学素子が
形成できることが確認された。すなわち、反射型コリメ
ータレンズ４の最大溝の深さは、第２の樹脂の屈折率ｎ
及び入射光の波長λに対して近似的にＬ_R＝λ／２ｎで
与えられるため、第２の樹脂８の塗布膜厚は０.５５λ
／ｎ〜λ／ｎの範囲にあることが好ましいことが分っ
た。また、第１の樹脂７の塗布膜厚は、製造する透過型
回折光学素子２の溝の最大深さより大きくする必要があ
るが、ポジ形のレジストを用いた場合では、ネガ形の場
合ほど大きくする必要はなく、せいぜい１.２倍程度で
充分であった。すなわち、透過型光集光レンズ２の最大
溝の深さは、第１の樹脂の屈折率ｎ’及び入射光の波長
λに対して近似的に、Ｌ_T＝λ／２（ｎ’−１）で与え
られるため、第１の樹脂７の塗布膜厚は０.６λ／
（ｎ’−１）以下であればよいことが分った。

【００１８】＜第２実施例＞本発明の集積型光学装置
を、その好適な第２の実施例を示す図４を用いて説明す
る。図４は第２の実施例に係る集積型光学装置の構成及
び光束の伝播及び集光の様子を示す側面図である。な
お、平面図は実質的に図２と同じであるため省略する。
なお、第２の実施例の集積型光学装置は第１の実施例の
集積型光学装置と同様、光学的記録素子の信号を読み出
す光学ヘッドである。また、図１及び図２に示す第１の
実施例と同一の番号を付した構成要素は実質的に同一で
あるため、その説明を省略する。図４に示す本実施例の
集積型光学装置では、基板１の主面（表面）上に第１の
樹脂層７を設け、この第１の樹脂層７の上に反射型回折
光学素子３、４、５が形成されている。第１の樹脂とし
てポジ形の電子ビームレジスト、例えばＰＭＭＡを用
い、第２の樹脂としてネガ形の電子ビームレジスト、例
えばＣＭＳを用いた。その他の構成は第１の実施例の場
合と同様である。

【００１９】次に、上記本発明の集積型光学装置の第２
の実施例に適した製造方法を図５を用いて説明する。図
５に示すように、まず、基板１の主面１ａの上に第１の
樹脂７を塗布し、さらにその上に第２の樹脂８を塗布す
る（工程（ａ））。次に、反射型回折光学素子３、４、
５を形成する位置に、反射型回折光学素子３、４、５の
膜厚分布に対応するように電子ビーム１１を照射する
（工程（ｂ））。さらに、現像処理を行い、第２の樹脂
８の膜厚を変化させる（工程（ｃ））。その後、透過型
回折光学素子２を形成する位置に、透過型回折光学素子
２の膜厚分布に対応するように電子ビーム１１を照射す
る（工程（ｄ））。そして、現像処理を行い、第１の樹
脂７の膜厚を変化させる（工程（ｅ））。反射型回折光
学素子３、４、５を形成する位置を含むように、反射層
６ａを堆積する（工程（ｆ））。同時に、基板１の裏面
１ｂに反射層６ｂを、例えば２０００オングストローム
堆積し、さらに半導体レーザ１３及び光検出器１４を基
板１裏面にマウントする（工程（ｆ））。この様にし
て、第２の実施例に係る集積型光学装置が完成する。

【００２０】第２の実施例にかかる集積型光学装置で
は、反射層６ａの堆積は、透過型回折光学素子２と反射
型回折光学素子３’、４’、５’の両方の素子の形状加
工が終了後に行なうため、複製法を用いた大量生産に適
している。すなわち、図５に示す工程（ｅ）により集積
型光学装置を作製した後、これを原型として反射型回折
光学素子３’、４’、５’と透過型回折光学素子２を同
時に含む金型を、例えばニッケル電鋳法により作製す
る。この金型を用いることにより、反射型回折光学素子
３’、４’、５’と透過型回折光学素子２を、例えばＵ
Ｖ硬化樹脂により、同時に複製することが可能になる。
その後、反射型回折光学素子３’、４’、５’を形成す
る位置を含むように、反射層６ａを堆積する。従って、
一度原型となる装置（図５の工程（ｅ））を形成すれ
ば、その後は、その都度電子ビーム描画を用いることな
く、複製法で大量生産することが可能である。

【００２１】なお、上記第１及び第２の実施例におい
て、光集光レンズ及びコリメータレンズ等は便宜上名付
けたものであり、一般にいうレンズと同じ意味を有す
る。また、上記各実施例では、光学的記録素子の信号を
読み出す光学ヘッドの場合について述べたが、基板上に
透過型及び反射型の回折光学素子を具備した他の光デバ
イスについても同様の効果がある。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、透過型回折光学素子と
反射型の回折光学素子とをそれぞれ異なる性質の樹脂を
用いて基板の同一主面上に形成するように構成したの
で、それぞれの光学素子が必要とする加工精度及び光学
特性を実現することが可能になる。また、光学素子とし
て膜厚がせいぜい数μm程度の回折光学素子を用いたの
で、公知のプレーナ技術を用いることにより、基板の主
面上における各回折光学素子の正確な位置合わせ及び集
積化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の集積型光学装置の、好適な第１の実施
例の構成及び光束の伝播及び集光の様子を示す側面図

【図２】第１の実施例の構成を示す平面図

【図３】第１の実施例に係る集積型光学装置に適する製
造方法を示す工程図

【図４】本発明の集積型光学装置の、好適な第２の実施
例の構成及び光束の伝播及び集光の様子を示す側面図

【図５】第２の実施例に係る集積型光学装置に適する製
造方法を示す工程図

【図６】従来の集積型光学装置の構成を示す平面図

【図７】従来の集積型光学装置の構成を示す側面図

【図８】従来の集積型光学装置の製造方法を示す工程図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 透過型光集光レンズ ３ 反射型位置信号検出素子 ４ 反射型コリメータレンズ ５ 反射型波長選択レンズ ６ 反射層 ７ 第１の樹脂 ８ 第２の樹脂 ９ 伝搬光 １０ 出射光 １１ 電子ビーム １２ 光ディスク １３ 半導体レーザ １４ 光検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−219640（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−188911（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−188208（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−12774（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 27/42 G02B 5/18 G02B 6/34 G11B 7/135

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透過型回折光学素子及び反射型回折光学
   素子をそれぞれ基板の同一の主面上の異なる位置に設け
   た集積型光学装置であって、前記透過型回折光学素子は
   第１の樹脂で形成され、前記反射型回折光学素子は前記
   第１の樹脂とは異なる第２の樹脂で形成されたことを特
   徴とする集積型光学装置。
2. 【請求項２】 反射型回折光学素子上に第１の樹脂層を
   設けたことを特徴とする請求項１に記載の集積型光学装
   置。
3. 【請求項３】 基板主面上に第１の樹脂層を設け、前記
   第１の樹脂層上に反射型回折光学素子を形成したことを
   特徴とする請求項１に記載の集積型光学装置。
4. 【請求項４】 第１の樹脂と第２の樹脂はそれぞれ感光
   性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の集積型
   光学装置。
5. 【請求項５】 第１の樹脂はポジ形感光性樹脂であり、
   第２の樹脂はネガ形感光性樹脂であることを特徴とする
   請求項４に記載の集積型光学装置。
6. 【請求項６】 透過型回折光学素子は光集光レンズであ
   り、反射型回折光学素子は位置信号検出光学素子、コリ
   メータレンズ及び波長選択レンズであることを特徴とす
   る請求項１に記載の集積型光学装置。
7. 【請求項７】（１）基板の主面上に第２の樹脂を塗布す
   る工程、 （２）前記第２の樹脂上の反射型回折光学素子を形成す
   る位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に対応す
   るように荷電ビームを照射する工程、 （３）前記第２の樹脂を現像処理し、前記第２の樹脂の
   膜厚を変化させる工程、 （４）前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
   うに反射層を堆積する工程、 （５）前記主面上に第１の樹脂を塗布する工程、 （６）前記第１の樹脂上の透過型回折光学素子を形成す
   る位置に、前記透過型回折光学素子の膜厚分布に対応す
   るように荷電ビームを照射する工程、 （７）前記第１の樹脂を現像処理し、前記第１の樹脂の
   膜厚を変化させる工程を具備する集積型光学装置の製造
   方法。
8. 【請求項８】（１）基板の主面上に第１の樹脂を塗布す
   る工程、 （２）前記第１の樹脂上に第２の樹脂を塗布する工程、 （３）前記第２の樹脂上の反射型回折光学素子を形成す
   る位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に対応す
   るように荷電ビームを照射する工程、 （４）前記第２の樹脂を現像処理し、前記第２の樹脂の
   膜厚を変化させる工程、 （５）透過型回折光学素子を形成する位置に、前記透過
   型回折光学素子の膜厚分布に対応するように荷電ビーム
   を照射する工程、 （６）前記第１の樹脂を現像処理し、前記第１の樹脂の
   膜厚を変化させる工程、 （７）前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
   うに、反射層を堆積させる工程を具備する集積型光学装
   置の製造方法。
9. 【請求項９】 第２の樹脂を塗布する膜厚は、第２の樹
   脂の屈折率（ｎ）と、入射光の波長（λ）に対して、
   ０.５５λ／ｎ〜λ／ｎとすることを特徴とする請求項
   ７又は８に記載の集積型光学装置の製造方法。
10. 【請求項１０】（１）基板の主面上に第１の感光性樹脂
    を塗布する工程、 （２）前記第１の樹脂の上に第２の感光性樹脂を塗布す
    る工程、 （３）前記第２の感光性樹脂上の反射型回折光学素子を
    形成する位置に、前記反射型回折光学素子の膜厚分布に
    対応するように荷電ビームを照射する工程、 （４）前記第２の感光性樹脂を現像処理する工程、 （５）前記第１の感光性樹脂上の透過型回折光学素子を
    形成する位置に、前記透過型回折光学素子の膜厚分布に
    対応するように荷電ビームを照射する工程、 （６）前記第１の感光性樹脂を現像処理する工程、 （７）前記反射型回折光学素子及び前記透過型回折光学
    素子を含む金型を作成する工程を具備する金型の製造方
    法。
11. 【請求項１１】（１）請求項１０記載の製造方法により
    作成された金型を用いて、前記反射型回折光学素子及び
    前記透過型回折光学素子を同時に複製する工程、 （２）前記反射型回折光学素子を形成する位置を含むよ
    うに、反射層を堆積させる工程を具備する集積型光学装
    置の製造方法。