KR20010103476A - optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those - Google Patents

optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those Download PDF

Info

Publication number
KR20010103476A
KR20010103476A KR1020000025061A KR20000025061A KR20010103476A KR 20010103476 A KR20010103476 A KR 20010103476A KR 1020000025061 A KR1020000025061 A KR 1020000025061A KR 20000025061 A KR20000025061 A KR 20000025061A KR 20010103476 A KR20010103476 A KR 20010103476A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
immersion lens
solid immersion
optical
light
opening
Prior art date
Application number
KR1020000025061A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이영주
Original Assignee
구자홍
엘지전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구자홍, 엘지전자주식회사 filed Critical 구자홍
Priority to KR1020000025061A priority Critical patent/KR20010103476A/en
Publication of KR20010103476A publication Critical patent/KR20010103476A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127Lasers; Multiple laser arrays
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13Optical detectors therefor
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1362Mirrors
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1395Beam splitters or combiners
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/22Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly

Abstract

광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보 기록/재생 장치에 관한 것으로, 솔리드 이머션 렌즈 프레임과, 솔리드 이머션 렌즈 프레임 내에 형성된 솔리드 이머션 렌즈와, 솔리드 이머션 렌즈 프레임의 하부면에 형성되고, 중심부에 미세 개구를 갖는 박막을 포함하여 구성된다. 여기서, 박막은 포토크로믹 물질, 써모크로믹 물질, 상변이 물질 중 어느 하나이고, 개구는 솔리드 이머션 렌즈에 입사되는 광의 파워에 따라 변한다. 따라서, 솔리드 이머션 렌즈의 표면에 형성되어 근접장 광의 빔 크기를 더욱 축소시킬 수 있는 광학적 자체 정렬 특성에 의한 미세 개구를 제조함으로써, 근접장 광학계의 유효 수차를 더욱 크게 할 수 있고, 이에 따라, 픽업 헤드의 균일도 및 해상도를 향상시켜 고밀도 광 정보 저장 장치를 구현할 수 있게 된다.An optical pickup apparatus, a method of manufacturing the same, and an optical information recording / reproducing apparatus using the same, comprising: a solid immersion lens frame, a solid immersion lens formed in the solid immersion lens frame, and a lower surface of the solid immersion lens frame And a thin film having a fine opening in the center portion. Here, the thin film is any one of a photochromic material, a thermochromic material, and a phase change material, and the opening is changed according to the power of light incident on the solid immersion lens. Therefore, by manufacturing the micro aperture by the optical self-alignment characteristic formed on the surface of the solid immersion lens to further reduce the beam size of the near-field light, the effective aberration of the near-field optical system can be further increased, and thus, the pickup head By improving the uniformity and resolution of the high density optical information storage device can be implemented.

Description

광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보 기록/재생 장치{optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those}Optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record / playback of optical information using those

본 발명은 고밀도 정보 기록 장치에 사용되는 미세 광학계에 관한 것으로,특히 솔리드 이머션 렌즈(solid immersion lens:SIL)에 일체화 된 개구(slit)를 이용한 근접장 광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보 기록/재생 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro-optical system used in a high density information recording apparatus, and in particular, a near field optical pickup device using a slit integrated into a solid immersion lens (SIL), a manufacturing method thereof, and optical information using the same. A recording / reproducing apparatus.

최근 멀티미디어 기술의 급속한 발달은 정보 저장 장치의 대용량화, 고속화 정보 저장 밀도 당 단가의 저렴화 등에 힘입은 바 크다.The recent rapid development of multimedia technology is largely attributed to the increase in the capacity of information storage devices and the reduction of the unit cost per information storage density.

개인용 컴퓨터 성능 향상과 인터넷 등 데이터 통신의 급속한 보급, VOD(Video On Demand), 고품위 텔레비전의 출현 등은 동화상, 음성신호를 포함한 대량의 데이터를 실시간(real time)으로 처리할 수 있는 대용량 정보 저장 매체의 필요성을 더욱 강하게 요구하고 있다.The improvement of personal computer performance, the rapid spread of data communication such as Internet, VOD (Video On Demand), and the emergence of high-quality television are large-capacity information storage media that can process large amounts of data including moving images and audio signals in real time. There is a stronger demand for the need.

HDD(Hard Disk Drive)의 저장 밀도 및 용량을 증대시킴으로써, 고밀도 정보 장치의 실현을 위한 자기 저장 장치(Magnetic Storage) 상품들이 선보이고 있으나, 자기 저장 방식의 경우 기록밀도가 자화될 수 있는 물질의 입자 크기에 의해 제한되므로, 평방 인치당 수십 기가(G:giga) 바이트 이상을 실현하는 것이 상당히 어렵다고 알려져 있다.By increasing the storage density and capacity of the HDD (Hard Disk Drive), magnetic storage products have been introduced for the realization of high density information devices, but in the case of the magnetic storage method, the particle size of a material whose magnetization density can be magnetized Limited by, it is known that it is quite difficult to realize more than a few tens of gigabytes (G: giga) per square inch.

광 정보 저장장치는 그 원리상 고밀도의 정보 용량을 실현할 수 있는 잠재성으로 인해 최근 활발히 연구 개발과 상업화가 급속히 진전되고 있는 추세이다.Optical information storage devices, due to the potential to realize high-density information capacity in principle, have recently been actively progressed in R & D and commercialization.

즉, 광학 방식의 정보 저장 장치는 빠른 응답 속도, 비접촉식 픽업 및 간편한 휴대성 등의 장점을 갖고 있으며, 무엇보다 데이터 밀도가 기록/재생을 위한 레이저 광원의 파장범위까지 고밀도화 할 수 있다는 장점이 있다.That is, the optical information storage device has advantages such as fast response speed, non-contact pickup and easy portability, and above all, the data density can be increased to the wavelength range of the laser light source for recording / reproducing.

이러한, 광 정보 저장 장치의 데이터 밀도는 입력 광원의 회절한계(diffraction limit)에 의해 제한되며, 이러한 관계는 다음의 수학식 1과 같이 표현된다.The data density of the optical information storage device is limited by the diffraction limit of the input light source, and this relationship is expressed by the following equation (1).

d = λ/ (2NA)d = λ / (2NA)

여기서, d는 광학계를 거친 후 광 디스크 표면에 조사되는 레이저광의 스폿(spot) 크기이고, λ는 정보 저장 매체에 조사되는 입력광의 파장이며, NA는 개구율(또는 수차:Numerical Aperture)로서, 일반적인 광학계 렌즈는 약 0.5∼0.7 정도 값을 갖는다.Here, d is the spot size of the laser light irradiated to the surface of the optical disk after passing through the optical system, λ is the wavelength of the input light irradiated to the information storage medium, NA is the aperture ratio (or aberration: Aperture: general optical system) The lens has a value of about 0.5 to 0.7.

상기 수학식 1에서 d로 표시되는 입력 레이저광의 초점 크기에 의해 식별할 수 있는 1개 데이터의 기하학적 최소 크기가 결정된다.The geometric minimum size of one data that can be identified is determined by the focal size of the input laser light represented by d in Equation 1 above.

따라서, 판별할 수 있는 데이터의 크기는 대략 입력 레이저광의 파장 정도로 데이터 기록 밀도의 상한이 된다.Therefore, the size of the data that can be determined is approximately the upper limit of the data recording density at approximately the wavelength of the input laser light.

이 한계는 광의 회절(diffraction) 성질로부터 기인하며, 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 데이터 비트 크기를 줄이기 위해서는, 즉 정보 저장 밀도를 높이기 위해서는 보다 단파장의 입력광을 쓰거나, 광학계의 수차를 증가시킴으로써 입력 광의 회절 한계를 극복할 수 있다.This limit is due to the diffraction property of the light, and as shown in Equation 1 above, by reducing the data bit size, that is, increasing the information storage density, by using shorter wavelength input light or increasing the aberration of the optical system. The diffraction limit of the input light can be overcome.

특히, 광학계의 수차(NA)를 증가시킴으로서 입력 광의 회절 한계를 극복할 수 있게 하는 기술로는 솔리드 이머션 렌즈를 이용하는 방법의 실용화에 대한 연구가 활발하며, 솔리드 이머션 렌즈를 이용한 광 픽업 헤드의 구현이 고밀도 광 정보 저장장치의 핵심 요소로 주요하게 대두되고 있다.In particular, as a technique to overcome the diffraction limit of the input light by increasing the aberration (NA) of the optical system, research into the practical use of the method using the solid immersion lens is active, and the optical pickup head using the solid immersion lens Implementation has emerged as a key component of high-density optical information storage.

솔리드 이머션 렌즈를 이용한 근접장 광학계로 광학계의 유효 수차(effective NA)를 증가시키는 방식으로는 솔리드 이머션 렌즈를 구성하는 물질의 굴절률(refractive index)을 크게 하는 방법, 솔리드 이머션 렌즈에서 근접장 광이 방출되는 미세 영역에 돌출 프로브(probe)를 추가하는 방법, 솔리드 이머션 렌즈의 평탄면 중에서 근접장 광이 방출되는 미세 영역에 적절한 형상의 광학적 개구를 결합시키는 방법 등이 제안되었고, 이러한 방법들을 통하여 관찰하고자 하는 광 디스크 기록 막에 조사되는 초점의 빔 크기를 더욱 줄일 수 있다.The method of increasing the effective NA of the optical system with the near field optical system using the solid immersion lens is to increase the refractive index of the material constituting the solid immersion lens. A method of adding a protruding probe to the emitted micro area, and a method of coupling an optical aperture of a suitable shape to the micro area where the near-field light is emitted from the flat surface of the solid immersion lens have been proposed. The beam size of the focal point irradiated onto the optical disc recording film to be further reduced can be further reduced.

이와는 다른 접근 방식으로, 광 디스크의 기록 막 상부에 집속된 레이저빔이 조사될 경우에, 레이저빔에 의한 가열 효과에 의해 레이저빔 광축 근방의 미세한 영역에서 광을 투과하는 개구가 형성되도록 하는 박막을 형성하여 고밀도 광 정보 저장에 적합한 초미세 근접장 광을 발생시키는 연구도 진행되고 있다.In another approach, when the laser beam focused on the recording film of the optical disk is irradiated, a thin film is formed so that an opening through which light is transmitted in a minute region near the laser beam optical axis is formed by the heating effect of the laser beam. Research is also being conducted to generate ultra-fine near-field light suitable for high density optical information storage.

이러한 방식을 SRENS(Super Resolution Enhancement Structure)라고 하며, 광 기록 막 상부에 실리콘 질화막/안티몬(Sb) 박막/실리콘 질화막의 다층 막 구조를 형성하여 자체 정렬 개구가 형성되도록 하는 광 디스크 구조를 제안하고 있다.This method is called SRENS (Super Resolution Enhancement Structure), and has proposed an optical disk structure in which a self-aligned opening is formed by forming a multi-layered film structure of a silicon nitride film / antimony (Sb) thin film / silicon nitride film on an optical recording film. .

안티몬 박막은 일정 온도 이상 가열이 되면 특정 영역의 파장을 갖는 레이저광을 투과시키는 특성이 있으므로, 기존의 광 기록 장치에 이용되는 광학계에 의해 집속된 가우시안(gaussian) 분포를 가지는 집속된 레이저빔이 SRENS 층에 조사되어 광축과 인접한 영역의 온도만을 광을 투과시키도록 개구를 형성할 수 있을 정도로 레이저빔의 조사시간 또는 광량을 조절하게 되면 집속된 레이저빔의 크기(spot size)보다 더욱 축소된 빔 크기만이 기록 막에 도달하도록 할 수 있게 되는 것이다.The antimony thin film has a property of transmitting a laser beam having a specific wavelength when heated above a certain temperature, so that a focused laser beam having a Gaussian distribution focused by an optical system used in an existing optical recording device is SRENS. If the irradiation time or amount of light is controlled to the extent that an opening can be formed so that only the temperature of the region adjacent to the optical axis is transmitted to the layer, the beam size is further reduced than the spot size of the focused laser beam. Only one can reach the recording film.

그리고, 종래의 솔리드 이머션 렌즈의 표면에 개구를 형성하는 방식으로는 솔리드 이머션 렌즈의 평탄면에 일정 두께의 금속을 증착하고, 솔리드 이머션 렌즈 표면의 중심부의 금속박막을 이온 밀링(ion milling) 등의 방식으로 제거하는 방법이 있다.In addition, in the method of forming an opening in the surface of the conventional solid immersion lens, a metal having a predetermined thickness is deposited on the flat surface of the solid immersion lens, and ion milling the metal thin film at the center of the surface of the solid immersion lens. ) To remove it.

그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보 기록/재생 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the optical pickup apparatus, the manufacturing method thereof, and the optical information recording / reproducing apparatus using the same according to the related art described above have the following problems.

종래의 SRENS기술을 이용하면, 광 디스크 상에 추가적인 박막이 필요하게 되므로 광 디스크의 구조가 복잡하고, 광디스크의 제조 원가를 상승시킨다.Using the conventional SRENS technology, an additional thin film is required on the optical disk, which makes the structure of the optical disk complex and increases the manufacturing cost of the optical disk.

그리고, 종래의 방법으로 솔리드 이머션 렌즈에 개구를 형성하는 방법은, 광축과 일치하는 위치에 정확한 개구를 형성하는 것이 대단히 어려우므로, 개구의 위치가 광축과 정렬 오차를 갖게 되어, 근접장 광의 모양을 오히려 열화시키는 원인이 될 수 있고, 생산 효율(throughput)도 매우 낮다.In the conventional method of forming an opening in the solid immersion lens, it is very difficult to form an accurate opening at a position coinciding with the optical axis, so that the position of the opening has an alignment error with the optical axis, thereby reducing the shape of the near-field light. Rather, it can cause deterioration, and the throughput is very low.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 솔리드 이머션 렌즈의 일부 표면에 자체 정렬된 개구를 집적화하여 근접장 광의 빔 크기를 더욱 축소한 고밀도 근접장 광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보 기록/재생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, a high-density near-field optical pickup device and method of manufacturing the same and the light using the same by integrating the self-aligned opening on the surface of the solid immersion lens to further reduce the beam size An object thereof is to provide an information recording / reproducing apparatus.

도 1a는 본 발명에 따른 솔리드 이머션 렌즈(SIL)의 구조사시도.1A is a structural perspective view of a solid immersion lens (SIL) according to the present invention.

도 1b는 본 발명에 따른 솔리드 이머션 렌즈의 구조단면도.1b is a structural cross-sectional view of a solid immersion lens according to the present invention;

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 광 픽업 장치의 구조사시도.2A and 2B are structural perspective views of an optical pickup device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 광 픽업 장치의 구조단면도.3 is a structural cross-sectional view of an optical pickup device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 광 정보 기록/재생 장치의 구성도.4 is a block diagram of an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention.

도 5a 내지 도 5i는 본 발명에 따른 광 픽업 장치의 제조 공정단면도.5A to 5I are sectional views of the manufacturing process of the optical pickup apparatus according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1:솔리드 이머션 렌즈(SIL) 11:솔리드 이머션 렌즈 프레임1: Solid immersion lens (SIL) 11: Solid immersion lens frame

2:개구 형성 박막 12:ABS(air-bearing surface)2: opening forming thin film 12: air-bearing surface (ABS)

3:자체 정렬 개구 13:경사면(tapered edge)3: self-aligning opening 13: tapered edge

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보 기록/재생 장치의 특징은 솔리드 이머션 렌즈 프레임과, 솔리드 이머션 렌즈 프레임 내에 형성된 솔리드 이머션 렌즈와, 솔리드 이머션 렌즈 프레임의 하부면에 형성되고, 중심부에 미세 개구를 갖는 박막을 포함하여 구성되는데 있다.In order to achieve the above object, an optical pickup apparatus, a method of manufacturing the same, and an optical information recording / reproducing apparatus using the same include: a solid immersion lens frame, a solid immersion lens formed in the solid immersion lens frame; And a thin film formed on the lower surface of the solid immersion lens frame and having a micro-opening in the center thereof.

여기서, 박막은 포토크로믹 물질, 써모크로믹 물질, 상변이 물질 중 어느 하나이고, 개구는 솔리드 이머션 렌즈에 입사되는 광의 파워에 따라 변한다.Here, the thin film is any one of a photochromic material, a thermochromic material, and a phase change material, and the opening is changed according to the power of light incident on the solid immersion lens.

또한, 솔리드 이머션 렌즈 프레임 하부면에는 솔리드 이머션 렌즈 프레임을 부양시키는 에어-베어링 서페이스(air-bearing surface)가 형성되고, 솔리드 이머션 렌즈 프레임 하부면의 일부가 일정 각도로 경사져 있다.In addition, an air-bearing surface for supporting the solid immersion lens frame is formed on the lower surface of the solid immersion lens frame, and a portion of the lower surface of the solid immersion lens frame is inclined at an angle.

본 발명에 따른 광 정보 기록/재생 장치의 특징은, 광을 발생하는 광원 모듈과, 광원 모듈로부터 발생된 광을 광 기록 매체의 표면에 집속하는 집속부와, 광 기록 매체에 의해 반사된 광을 전기적 신호로 변환하는 광 검출부와, 광원 모듈 및 집속부 사이에 위치하여 광원 모듈로부터 발생된 광을 집속부로 전달하고 광 기록 매체에 의해 반사되어 집속부를 경유한 광을 광 검출부로 전달하는 광 분리부와, 집속부와 광분리부 사이에 위치하여 입사되는 광의 경로를 변경하는 미러와, 솔리드 이머션 렌즈 하부에 미세 개구를 갖는 박막을 가지고, 미세 개구를 통해 솔리드 이머션 렌즈에 입력되는 광을 정밀히 집속하여 광디스크에 조사하는 광 픽업 헤드부로 구성되는 광 픽업 장치를 이용하는데 있다.Features of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention include a light source module for generating light, a focusing unit for focusing light generated from the light source module on the surface of the optical recording medium, and light reflected by the optical recording medium. A light detector for converting an electric signal into a light detector, and a light separator that is located between the light source module and the focusing unit to transmit light generated from the light source module to the focusing unit, and is reflected by the optical recording medium to transmit light passing through the focusing unit to the light detecting unit. And a mirror positioned between the focusing part and the light splitting part to change the path of incident light, and a thin film having a micro aperture at the bottom of the solid immersion lens, and precisely inputting the light input to the solid immersion lens through the micro aperture. An optical pickup device comprising an optical pickup head portion that focuses and irradiates an optical disk is used.

본 발명의 또 다른 특징은, 기판의 하/상부에 각각 제 1마스크와 제 2마스크를 형성하는 제 1단계와, 제 1마스크를 패터닝 하여 기판 하부 중앙부분을 노출시키고, 노출된 영역을 식각하여 몰드(mold)를 형성하는 제 2단계와, 제 1마스크를 제거하고, 몰드에 물질을 채워넣어 솔리드 이머션 렌즈를 형성하는 제 3단계와, 솔리드 이머션 렌즈가 채워진 기판 표면에 개구 형성 박막을 형성하는 제 4단계와, 개구 형성 박막의 양쪽에 에어-베어링 서페이스(ABS)를 형성하는 제 5단계와, 제 2마스크를 패터닝하여 기판 상부의 중심부를 노출시키는 제6단계와, 노출된 기판을 식각하여 기판을 소정 두께로 제거하는 제 7단계와, 노출된 구면의 솔리드 이머션 렌즈에 광을 조사하여 자체 정렬 개구를 형성하는 제 8단계로 이루어지는데 있다.In still another aspect of the present invention, there is provided a first step of forming a first mask and a second mask on the lower and upper portions of a substrate, and by patterning the first mask to expose a lower center portion of the substrate, and etching the exposed area. A second step of forming a mold, a third step of removing a first mask, and filling a mold with a material to form a solid immersion lens, and an opening forming thin film on the surface of the substrate filled with the solid immersion lens A fourth step of forming, a fifth step of forming an air-bearing surface (ABS) on both sides of the opening-forming thin film, a sixth step of patterning the second mask to expose a central portion of the substrate, and an exposed substrate. And a seventh step of removing the substrate to a predetermined thickness by etching, and an eighth step of forming a self-aligning opening by irradiating light to the exposed solid immersion lens.

제 2단계에서 몰드(mold)는 용액, 기체, 플라즈마 중 어느 하나를 사용하여 등방성으로 식각하고, 제 5단계는 새도우 마스크(shadow mask)기법, 리프트 오프(lift-off)법, 스크린 프린팅(screen printing)법 중 어느 하나를 이용하며, 제 7단계는 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining)기술, 건식 식각, 습식 식각 중 어느 하나를 이용한다.In the second step, the mold is isotropically etched using any one of a solution, gas, and plasma, and the fifth step is a shadow mask method, a lift-off method, and a screen printing method. One of the printing methods is used, and the seventh step uses any one of bulk micromachining technology, dry etching, and wet etching.

그리고, 솔리드 이머션 렌즈 물질은 굴절률(refractive index)이 큰 물질로 이루어진다.The solid immersion lens material is formed of a material having a high refractive index.

본 발명의 특징에 따르면, 솔리드 이머션 렌즈의 표면에 형성되어 근접장 광의 빔 크기를 더욱 축소시킬 수 있는 광학적 자체 정렬 특성에 의한 개구를 제조함으로서, 근접장 광학계의 유효 수차를 더욱 크게 할 수 있고, 이에 따라, 픽업 헤드의 균일도 및 해상도를 향상시켜 고밀도 광 정보 저장 장치를 구현할 수 있게 된다.According to a feature of the present invention, by forming the aperture by the optical self-aligning characteristics formed on the surface of the solid immersion lens to further reduce the beam size of the near-field light, it is possible to further increase the effective aberration of the near-field optical system, Accordingly, it is possible to implement a high density optical information storage device by improving the uniformity and resolution of the pickup head.

그리고, 반도체 일관 제조 공정(batch fabrication process)을 이용하여 픽업 장치를 제조하므로, 제조공정이 단순하고, 대량 생산이 용이하여 광 픽업 헤드의 제조 단가를 절감할 수 있다.In addition, since the pickup apparatus is manufactured using a semiconductor batch fabrication process, the manufacturing process is simple and mass production is easy, thereby reducing the manufacturing cost of the optical pickup head.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명에 따른 광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보 기록/재생 장치의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a preferred embodiment of an optical pickup device, a method of manufacturing the same, and an optical information recording / reproducing apparatus using the same will be described below.

먼저, 도 1은 본 발명에 의한 자체 정렬 개구가 집적된 고밀도 광 정보 저장 장치의 근접장 광 픽업용 솔리드 이머션 렌즈를 보여주는 도면이다.First, FIG. 1 is a view showing a solid immersion lens for near-field optical pickup of a high-density optical information storage device integrated with a self-aligning opening according to the present invention.

도 1은 입력광의 회절 한계를 극복하여 입사광의 빔 크기를 축소시켜 근접장 광을 형성시키는 솔리드 이머션 렌즈(1)와, 솔리드 이머션 렌즈(1) 상에 집적화되는 자체 정렬 개구(3) 및 이 개구가 형성되는 박막(2) 등으로 구성되는 근접장 광 픽업을 나타낸다.1 shows a solid immersion lens 1 which overcomes the diffraction limit of the input light and reduces the beam size of the incident light to form near field light, a self-aligning opening 3 integrated on the solid immersion lens 1, and A near field optical pickup composed of a thin film 2 or the like in which an opening is formed is shown.

도 1a는 자체 정렬 개구(3)가 형성되기 위해 집속된 레이저빔이 반구형의 솔리드 이머션 렌즈(1)에 조사되며, 개구 형성 박막(2)에 입사되는 레이저 광축과 자동적으로 정렬된 광 개구(3)를 통하여 근접장 광이 방출되는 형상을 보여준다.FIG. 1A shows a light aperture in which a focused laser beam is irradiated onto a hemispherical solid immersion lens 1 to form a self-aligning opening 3, and automatically aligned with a laser optical axis incident on the opening forming thin film 2. Through 3) shows the shape in which the near-field light is emitted.

도 1b는 자체 정렬 개구(3)가 집적되어 있는 솔리드 이머션 렌즈의 단면도이다.1B is a cross-sectional view of the solid immersion lens in which the self-aligning opening 3 is integrated.

본 발명은 종래의 기술과는 달리 근접장 광 픽업 자체에, 광축에 자동 정렬되는 미세 개구(3)를 갖고, 이 개구(3)를 형성하는 개구 형성 박막(2)으로는 특정파장을 갖는 광에 반응하여 투과도가 변화하는 포토크로믹(photochromic) 물질, 써모크로믹(thermocromic) 물질, 일정 온도 이상에서 광의 투과도가 변화하는 상변이(phase change) 물질 등이 쓰인다.The present invention, unlike the prior art, has a fine opening 3 in the near-field optical pickup itself, which is automatically aligned with the optical axis, and the opening-forming thin film 2 forming the opening 3 is used for light having a specific wavelength. Photochromic materials, thermochromic materials, and phase change materials, in which light transmittance changes over a certain temperature, are used.

이 경우에는 근접장 광 픽업 헤드의 제작 과정에서 자체 정렬 개구를 형성하거나, 광 정보 저장 장치의 광학계 조립이 완료되어 광학계 정렬이 완성된 이후에 특정 파장을 갖는 일정 에너지의 광을 이미 조립된 정보 저장 장치용의 광학계를 통하여 개구 형성층에 조사함으로서 자체 정렬 개구를 얻을 수 있게 되고, 이 두 경우에는 일단 형성된 개구를 항구적(permanent)으로 이용하는 방식이 된다.In this case, the information storage device which forms a self-aligning opening in the manufacturing process of the near-field optical pickup head, or has already assembled a certain energy light having a specific wavelength after the optical system assembly of the optical information storage device is completed and the optical system alignment is completed. The self-aligned opening can be obtained by irradiating the opening forming layer through the optical system for the dragon, and in both cases, the opening formed once is permanently used.

또한, 고밀도 광 디스크에의 응용이 연구되고 있는 SRENS 구조도 이용될 수 있다.In addition, the SRENS structure in which the application to the high density optical disk is studied can also be used.

SRENS 구조를 자체 정렬 개구 형성 물질로 이용할 경우에는 광 정보의 기록/재생 시에만 개구가 형성되며, 통상적으로 기록할 때와 재생할 때 광의 파워(power)가 다르게 되므로, 광 정보의 기록/재생 시에 개구의 크기가 변할 수 있다.When the SRENS structure is used as a self-aligning opening forming material, an opening is formed only when recording / reproducing optical information, and the power of light is different when recording and reproducing normally. The size of the opening can vary.

도 2a와 도 2b는 본 발명에 의한 자체 정렬 개구(3)가 형성된 솔리드 이머션 렌즈(1)가 집적된 부상형 근접장 광 픽업 헤드의 구조를 보여주는 도면이다.2A and 2B show the structure of a floating near field optical pickup head integrated with a solid immersion lens 1 having a self-aligning opening 3 according to the present invention.

도 2a는 본 발명에 의한 자동 정렬 개구가 형성된 근접장 광 픽업 헤드의 배면 사시도로서, 식각 및 채워넣기 방식으로 가공되는 솔리드 이머션 렌즈(1)의 평탄한 표면에 증착 또는 도포되어 있는 광학적 개구 형성 박막(2)의 일부에 솔리드 이머션 렌즈(1)의 광축과 자동 정렬되는 개구(3)가 형성되어 있다.FIG. 2A is a rear perspective view of a near field optical pickup head having an automatic alignment opening according to the present invention, wherein the optical aperture-forming thin film deposited or coated on the flat surface of the solid immersion lens 1 which is processed by etching and filling ( A part of 2) is formed with an opening 3 which is automatically aligned with the optical axis of the solid immersion lens 1.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 근접장 광 픽업 헤드에는 근접장 미세 간극 유지를 위한 에어-베어링 서페이스(Air-Bearing Surface:ABS)(12) 및 헤드의 부양을 위한 경사면(tapered edge)(13) 구조가 집적되어 있다.As shown in FIG. 2A, the near-field optical pickup head according to the present invention has an air-bearing surface (ABS) 12 for maintaining near-field fine gaps, and a tapered edge for supporting the head ( 13) The structure is integrated.

한편, 도 2b는 프레임(11)에 일체화된 솔리드 이머션 렌즈(1)를 보여주는 본 발명에 의한 근접장 광 픽업 헤드의 윗면 사시도이다.2B is a top perspective view of the near field optical pickup head according to the present invention showing the solid immersion lens 1 integrated in the frame 11.

도 3은 본 발명에 따른 근접장 광 픽업 헤드의 동작 원리를 나타내는 단면도로서, 자체 정렬 개구(3)를 갖는 근접장 광 픽업 헤드(10)가 고밀도 광 디스크(20) 표면에 공기 부양 방식으로 근접장 영역의 간극(14)만큼 부상하여 유지되고, 광 정보 저장 장치의 광학계를 거친 레이저광이 솔리드 이머션 렌즈(1)를 투과한 후, 자체 정렬 기구(3)를 통하여 보다 축소된 근접장 광에 의해 고밀도의 광 정보를 기록/재생하는 원리를 도시하였다.3 is a cross-sectional view showing the principle of operation of the near field optical pickup head according to the present invention, in which the near field optical pickup head 10 having the self-aligning opening 3 is used to lift the near field region in the air-floating manner to the surface of the high density optical disk 20. The laser beam, which floats and is maintained by the gap 14 and passes through the optical system of the optical information storage device, passes through the solid immersion lens 1, and is then densified by the narrower near field light through the self-aligning mechanism 3. The principle of recording / reproducing optical information is shown.

앞서 설명하였듯이, 자체 정렬 개구는 근접장 픽업 헤드(10) 제조공정에서 형성될 수도 있고, 고밀도 광 정보 저장 장치 광학계의 조립/정렬이 끝난 후에 항구적으로 형성될 수도 있으며, 광 정보의 기록/재생 시에만 임시적으로 형성될 수도 있다.As described above, the self-aligning opening may be formed in the manufacturing process of the near field pickup head 10, may be permanently formed after the assembly / alignment of the high density optical information storage device optical system is finished, and only when recording / reproducing optical information. It may be formed temporarily.

도 4는 본 발명에 의한 광자기(magneto-optical) 방식의 고밀도 광 정보 기록/재생 장치용 광학계의 구성도이다.4 is a block diagram of an optical system for a high density optical information recording / reproducing apparatus of a magneto-optical method according to the present invention.

이를 광 경로에 따라 상술하면 다음과 같다.This will be described in detail according to the optical path as follows.

레이저 다이오드 등의 레이저 광원(41)으로부터 방사되는 입력 레이저빔이 시준 렌즈(collimator)(42)에 의해 평행광으로 바뀌며 미러(mirror)(44)에 반사되어 광로를 변경하여 근접장 광 픽업의 일차 집속 렌즈(45)를 투과하여 근접장 광 픽업 헤드(10)에 조사되고, 광자기디스크(20) 표면으로부터 근접장 영역의 초미세 간극으로 부양된 솔리드 이머션 렌즈(1)를 투과한 후, 자동 정렬되어 형성되어 있는 개구(3)를 지나 근접장 광이 광자기디스크(20) 기록 층에 조사되고, 광자기디스크(20)로부터 반사되는 입력광의 일부가 광로를 역행하여 근접장 광 픽업 헤드(1), 일차 집속 렌즈(45)를 거쳐, 미러(44), 광 분할기(43)를 거쳐 광 분석기(46)에 입사되고, 집속 렌즈(47)를 통하여 광 검출기(48)에 도달하여 광 신호를 검출함으로서 광 정보 신호를 변별할 수 있게 된다.The input laser beam radiated from the laser light source 41 such as a laser diode is converted into parallel light by the collimator 42 and reflected by the mirror 44 to change the optical path so that the primary focusing of the near field optical pickup is performed. After passing through the lens 45 is irradiated to the near-field optical pickup head 10, passes through the solid immersion lens (1), which is suspended from the surface of the magneto-optical disk 20 to the ultra-fine gap of the near-field region, and then automatically aligned Near-field light is irradiated to the recording layer of the magneto-optical disk 20 through the formed opening 3, and a part of the input light reflected from the magneto-optical disk 20 travels back to the optical path so that the near-field optical pickup head 1, the primary The light enters the optical analyzer 46 through the focusing lens 45, the mirror 44 and the light splitter 43, and reaches the photodetector 48 through the focusing lens 47 to detect the optical signal. The information signal can be discriminated.

이 과정은 상변이 방식의 광 정보 기록/재생에 관한 설명이며, 광자기 방식의 광 디스크에 기록된 정보를 재생할 때도 동일한 방식이 적용될 수 있다.This process is a description of recording / reproducing optical information of the phase change method, and the same method can be applied to reproducing information recorded on an optical disc of a magneto-optical method.

한편, 광 디스크가 광 자기 방식일 경우에는 광 픽업 헤드의 일부에 부가되는 인덕터 코일 또는 픽업 헤드와 정렬되어 조립되는 인덕터 코일에 의해 자계를 형성하고 광자기 방식의 고밀도 광 정보를 기록할 수 있게 된다.On the other hand, when the optical disk is a magneto-optical system, the magnetic field can be formed by the inductor coil added to a part of the optical pickup head or the inductor coil assembled with the pickup head, and the high-density optical information of the magneto-optical method can be recorded. .

도 5a 내지 도 5i는 본 발명에 의한 광자기 방식의 근접장 광 픽업 헤드(10)의 제조공정단면도이다.5A to 5I are cross-sectional views of the manufacturing process of the magneto-optical near-field optical pickup head 10 according to the present invention.

이러한 제조방법은 반도체 소자 제조공정 및 마이크로머시닝 기술을 이용한 예이며, 고밀도 광 정보 저장 장치에서 요구되는 고속 탐색을 위해 초소형 경량화 된 픽업 헤드를 가공하기 적합한 기술이다.Such a manufacturing method is an example using a semiconductor device manufacturing process and a micromachining technique, and is a technique suitable for processing an ultra-light weight pickup head for the high-speed search required in a high density optical information storage device.

먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이, 실리콘웨이퍼 등의 기판(51)의 양 표면에 산화, 증착, 도포 등의 방법으로 식각 용도의 제 1마스크 박막(52)과 제 2마스크박막(53)을 각각 또는 동시에 형성한다.First, as shown in FIG. 5A, the first mask thin film 52 and the second mask thin film 53 for etching are formed on both surfaces of the substrate 51 such as a silicon wafer by oxidation, vapor deposition, and coating. Form each or simultaneously.

그리고 나서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 기판의 일 측에 솔리드 이머션 렌즈를 형성하기 위해 제 1마스크 박막(52)을 사진 묘화 공정(photolithography) 및 박막 식각 공정을 이용하여 전면(front side) 식각 창(54)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 5B, the first mask thin film 52 is front side by using photolithography and a thin film etching process to form a solid immersion lens on one side of the substrate. Etch window 54 is formed.

이 경우, 식각 창(54)의 크기에 의해 솔리드 이머션 렌즈의 반경이 결정되며, 식각 창(54)의 모양은 원형이 적합하다.In this case, the radius of the solid immersion lens is determined by the size of the etching window 54, and the shape of the etching window 54 is preferably circular.

그리고, 도 5c에 도시한 바와 같이, 패터닝 된 전면 식각 창(54)을 통하여 드러난 기판을 등방성으로 식각하는 식각 용액 또는 기체, 플라즈마 등에서 반구형(hemispherical) 미세 구조를 형성한다.As shown in FIG. 5C, a hemispherical microstructure is formed in an etching solution or gas, plasma, and the like that isotropically etches the substrate exposed through the patterned front etching window 54.

이 미세 구조는 솔리드 이머션 렌즈(56)가 형성될 몰드(mold)(55) 역할을 하게 된다.This microstructure serves as a mold 55 in which the solid immersion lens 56 is to be formed.

기판이 실리콘인 경우에는 식각 용액으로 불산/질산/초산/물 등을 적절히 배합한 화학 용액(Hydrofluoric Nitric Acid mixture)을 이용할 수 있고, 식각 기체로는 XeF2등이 이용될 수 있으며, 플라즈마로는 SF6기체에서 생성되는 불소 플라즈마(fluorine base plasma)를 이용한 완전 등방성 식각(isotropic etching)을 이용할 수도 있다.When the substrate is silicon, a chemical solution (Hydrofluoric Nitric Acid mixture), which is appropriately mixed with hydrofluoric acid, nitric acid, acetic acid, and water, may be used as an etching solution, and XeF 2 may be used as an etching gas. Fully isotropic etching using fluorine base plasma generated from SF 6 gas may be used.

이후에, 도 5d에 도시한 바와 같이, 몰드(55)가 형성된 기판 표면에서 제 1마스크 박막(52)을 제거하고, 솔리드 이머션 렌즈(56)를 형성할 물질을 채워 넣는다.Thereafter, as shown in FIG. 5D, the first mask thin film 52 is removed from the substrate surface on which the mold 55 is formed, and the material for forming the solid immersion lens 56 is filled.

여기서, 솔리드 이머션 렌즈 물질로는 굴절률(refractive index)이 큰 물질이 유리하며, 이 물질을 채워 넣은 후 이 표면을 평탄화(planarization)한다.In this case, a material having a high refractive index is advantageous as the solid immersion lens material, and the surface is planarized after filling the material.

이어서, 도 5e에 도시한 바와 같이, 솔리드 이머션 렌즈(56)가 채워진 표면에 자동 정렬 개구를 형성할 수 있는 개구 형성 박막(57)을 증착 또는 도포 등의 방법으로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 5E, an opening forming thin film 57 capable of forming an automatic alignment opening on the surface filled with the solid immersion lens 56 is formed by a method such as vapor deposition or application.

다음으로, 도 5f에 도시한 바와 같이, 개구 형성 박막(57) 양쪽 위에 새도우 마스크(shadow mask) 기법이나 리프트 오프(lift-off) 또는 스크린 프린팅(screen printing) 등의 방법으로 ABS(58)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 5F, the ABS 58 is applied to both sides of the aperture-forming thin film 57 by a shadow mask technique, a lift-off, or a screen printing method. Form.

그리고 나서, 도 5g에 도시한 바와 같이, 기판(51)의 전면에 형성되어 있는 매입형 솔리드 이머션 렌즈(56)의 위치에 정렬하여, 기판(51) 뒷면의 제 2마스크 박막(53)에 후면 식각 창(59)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 5G, the second mask thin film 53 on the rear surface of the substrate 51 is aligned with the position of the embedded solid immersion lens 56 formed on the front surface of the substrate 51. The back etch window 59 is formed.

이 때, 양면 정렬 등의 마이크로머시닝 기법이 활용된다.At this time, micromachining techniques such as double-sided alignment are utilized.

그리고, 도 5h에 도시한 바와 같이, 패터닝 된 제 2마스크 박막(53)을 통하여 기판(51)을 필요 두께만큼 선택적으로 제거해 내면, 광자기 방식의 근접장 광 픽업 헤드가 완성된다.As shown in FIG. 5H, when the substrate 51 is selectively removed by the required thickness through the patterned second mask thin film 53, the near-field optical pickup head of the magneto-optical method is completed.

여기서, 기판(51)을 선택적으로 식각하는 방법은 벌크 마이크로머시닝 기술로 용이하게 조절할 수 있으며, 건식 또는 습식 식각 등이 적용될 수 있다.Here, the method of selectively etching the substrate 51 may be easily controlled by a bulk micromachining technique, and dry or wet etching may be applied.

도 5i에 도시한 바와 같이, 드러난 구면의 솔리드 이머션 렌즈(56)에 단파장의 자외선광(UV)이나 레이저광을 조사하여 광 투과 효율이 가장 높은 영역에 미세 자체 정렬 개구(60)를 형성한다.As shown in FIG. 5I, the exposed spherical solid immersion lens 56 is irradiated with ultraviolet light (UV) or laser light having a short wavelength to form a fine self-aligning opening 60 in the region having the highest light transmission efficiency. .

개구의 형성은 앞서 설명한 바와 같이 제조공정에서 동일한 기판에 형성되어 있는 다수의 근접장 광 픽업 헤드 소자에 한꺼번에 형성하는 기판 단위의 방법이 가능하며, 또한, 다이싱(dicing) 등의 방법으로 개별화된 근접장 광 픽업 헤드를 고밀도 광 정보 저장 장치 광학계에 조립/정렬한 후, 이 광학계를 통하여 레이저광을 조사함으로서 정보 저장 장치의 광학계의 광축과 자동 정렬되도록 자체 정렬 개구를 형성하는 방법도 가능하다.As described above, the opening may be a substrate unit method of simultaneously forming a plurality of near-field optical pickup head elements formed on the same substrate in a manufacturing process, and may also be divided into a near-field separated by a method such as dicing. It is also possible to form a self-aligning opening so that the optical pickup head is assembled / aligned with the high density optical information storage optical system and then automatically aligned with the optical axis of the optical system of the information storage apparatus by irradiating a laser beam through the optical system.

이러한 과정으로 대량으로 균일하게 정밀 가공된 초소형의 근접장 광 픽업 소자를 광 정보 저장 장치의 슬라이더 기구(slider mechanism)에 장착함으로서, 고밀도 근접장 광 정보 저장 장치를 구현할 수 있다.In this process, a high density near field optical information storage device can be realized by attaching a small near field optical pickup device that is uniformly precisely processed in large quantities to a slider mechanism of the optical information storage device.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보 기록/재생 장치에는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the optical pickup apparatus, the method of manufacturing the same, and the optical information recording / reproducing apparatus using the same have the following effects.

본 발명에 의한 근접장 광 픽업 장치는 솔리드 이머션 렌즈의 표면에 형성되어 근접장 광의 빔 크기를 더욱 축소시킬 수 있는 광학적 자체 정렬 특성에 의한 개구를 제조함으로서, 근접장 광학계의 유효 수차를 더욱 크게 하여, 광효율을 높이고, 이에 따라, 픽업 헤드의 균일도 및 해상도를 향상시켜 고밀도 광 정보 기록/재생 장치를 구현할 수 있게 된다.The near-field optical pickup device according to the present invention is formed on the surface of the solid immersion lens to manufacture the opening by the optical self-aligning characteristics that can further reduce the beam size of the near-field light, thereby further increasing the effective aberration of the near-field optical system, thereby increasing the light efficiency It is possible to implement the high density optical information recording / reproducing apparatus by increasing the height, and thereby improving the uniformity and resolution of the pickup head.

그리고, 반도체 일관 제조 공정(batch fabrication process)을 이용하여 픽업 장치를 제조하므로, 제조공정이 단순해지고, 대량 생산이 용이하여 광 픽업 헤드의 제조 단가를 절감할 수 있다.In addition, since the pickup apparatus is manufactured by using a semiconductor batch fabrication process, the manufacturing process may be simplified and mass production may be easily performed, thereby reducing the manufacturing cost of the optical pickup head.

또한, 솔리드 이머션 렌즈 부품을 반도체 소자 제조공정 및 마이크로머시닝 기술로 실리콘 등의 프레임에 집적 일체화하여 제조함으로서 픽업 헤드의 소형 경량화를 기할 수 있고, 이러한 근접장 광 픽업 헤드를 고밀도 광 정보 기록/재생 장치 용도에 맞는 정밀도를 갖는 슬라이더 기구에 결합하면, 정보의 획득 시간(access time)과 관련된 근접장 광 픽업 헤드의 탐색 속도(seeking speed) 및 트래킹 속도를 개선시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, since the solid immersion lens component is integrated into a frame such as silicon and manufactured by using a semiconductor device manufacturing process and a micromachining technology, it is possible to reduce the size and weight of the pick-up head. When combined with a slider mechanism having a precision suitable for the purpose, there is an advantage in that the seeking speed and tracking speed of the near field optical pickup head related to the access time of the information can be improved.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (15)

솔리드 이머션 렌즈 프레임과;A solid immersion lens frame; 상기 솔리드 이머션 렌즈 프레임 내에 형성된 솔리드 이머션 렌즈(solid immersion lens:SIL)와;A solid immersion lens (SIL) formed in the solid immersion lens frame; 상기 솔리드 이머션 렌즈 프레임의 하부면에 형성되고, 중심부에 미세 개구를 갖는 박막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.And a thin film formed on a lower surface of the solid immersion lens frame and having a micro-opening in a central portion thereof. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 박막은 포토크로믹(photochromic) 물질, 써모크로믹(thermocromic) 물질, 상변이(phase change) 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.The thin film is an optical pickup device, characterized in that any one of a photochromic material, a thermocromic material, a phase change material. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개구는 상기 솔리드 이머션 렌즈에 입사되는 광의 파워에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.And the opening is changed in accordance with the power of light incident on the solid immersion lens. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 솔리드 이머션 렌즈 프레임 하부면에는 상기 솔리드 이머션 렌즈 프레임을 부양시키는 에어-베어링 서페이스(air-bearing surface)가 형성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.And an air-bearing surface for supporting the solid immersion lens frame on a lower surface of the solid immersion lens frame. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 솔리드 이머션 렌즈 프레임 하부면의 일부가 일정 각도로 경사진 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.And a part of the lower surface of the solid immersion lens frame is inclined at an angle. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 솔리드 이머션 렌즈 프레임은 중심 영역에 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.The solid immersion lens frame is an optical pickup device, characterized in that the opening is formed in the center area. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 개구부는 상부 폭이 넓고 하부 폭이 좁도록 측면이 일정 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.The opening is an optical pickup device, characterized in that the side is inclined at a predetermined angle so that the upper width is wide and the lower width is narrow. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 개구부 내에는 상기 솔리드 이머션 렌즈가 장착되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.And the solid immersion lens is mounted in the opening. 광을 발생하는 광원 모듈과;A light source module for generating light; 상기 광원 모듈로부터 발생된 광을 광 기록 매체의 표면에 집속하는 집속부와;A focusing unit for focusing the light generated from the light source module on the surface of the optical recording medium; 상기 광 기록 매체에 의해 반사된 광을 전기적 신호로 변환하는 광 검출부와;An optical detector for converting light reflected by the optical recording medium into an electrical signal; 상기 광원 모듈 및 집속부 사이에 위치하여 상기 광원 모듈로부터 발생된 광을 상기 집속부로 전달하고 상기 광 기록 매체에 의해 반사되어 상기 집속부를 경유한 광을 상기 광 검출부로 전달하는 광 분리부와;An optical separation unit positioned between the light source module and the focusing unit to transmit light generated from the light source module to the focusing unit, and to be reflected by the optical recording medium and to transmit light passing through the focusing unit to the light detection unit; 상기 집속부와 광분리부 사이에 위치하여 입사되는 광의 경로를 변경하는 미러와;A mirror positioned between the focusing unit and the light splitting unit to change a path of incident light; 솔리드 이머션 렌즈와 상기 솔리드 이머션 렌즈 하부에 미세 개구를 갖는 박막을 가지고, 상기 미세 개구를 통해 상기 솔리드 이머션 렌즈에 입력되는 광을 정밀히 집속하여 광디스크에 조사하는 광 픽업 헤드부를 포함하여 구성되는 광 픽업 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록/재생 장치.And an optical pickup head portion having a solid immersion lens and a thin film having fine openings under the solid immersion lens, and precisely focusing light inputted to the solid immersion lens through the micro apertures to irradiate the optical disk. An optical information recording / reproducing apparatus, characterized by using an optical pickup device. 기판의 하/상부에 각각 제 1마스크와 제 2마스크를 형성하는 제 1단계;Forming a first mask and a second mask on the lower and upper portions of the substrate, respectively; 상기 제 1마스크를 패터닝 하여 상기 기판 하부 중앙부분을 노출시키고, 상기 노출된 영역을 식각하여 몰드(mold)를 형성하는 제 2단계;Patterning the first mask to expose a lower central portion of the substrate, and etching the exposed region to form a mold; 상기 제 1마스크를 제거하고, 상기 몰드에 물질을 채워넣어 솔리드 이머션 렌즈를 형성하는 제 3단계;Removing the first mask and filling a material with the mold to form a solid immersion lens; 상기 솔리드 이머션 렌즈가 채워진 기판 표면에 박막을 형성하는 제 4단계;Forming a thin film on a surface of the substrate filled with the solid immersion lens; 상기 박막의 양쪽에 에어-베어링 서페이스(ABS)를 형성하는 제 5단계;A fifth step of forming an air bearing surface (ABS) on both sides of the thin film; 상기 제 2마스크를 패터닝하여 상기 기판 상부의 중심부를 노출시키는 제6단계;Patterning the second mask to expose a central portion of the upper portion of the substrate; 상기 노출된 기판을 식각하여 기판을 소정 두께로 제거하는 제 7단계;A seventh step of removing the substrate to a predetermined thickness by etching the exposed substrate; 상기 노출된 솔리드 이머션 렌즈의 구면에 광을 조사하여 상기 박막에 개구를 형성하는 제 8단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 제조방법.And an eighth step of forming an opening in the thin film by irradiating light to the exposed spherical surface of the solid immersion lens. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 2단계에서, 상기 몰드는 용액, 기체, 플라즈마 중 어느 하나를 사용하여 등방성으로 식각하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치 제조방법.In the second step, the mold is an optical pickup device, characterized in that the isotropic etching using any one of a solution, gas, plasma. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 몰드는 반구 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치 제조방법.The mold has a hemispherical shape, characterized in that the optical pickup device manufacturing method. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 솔리드 이머션 렌즈 물질은 굴절률(refractive index)이 큰 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치의 제조방법.And the solid immersion lens material is formed of a material having a high refractive index. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 5단계는 새도우 마스크(shadow mask)기법, 리프트 오프(lift-off)법, 스크린 프린팅(screen printing)법 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치 제조방법.The fifth step is a method of manufacturing an optical pickup device, characterized in that using any one of a shadow mask method, a lift-off method, a screen printing method. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 7단계는 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining)기술, 건식 식각, 습식 식각 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치 제조방법.The seventh step is a method of manufacturing an optical pickup device, characterized in that using any one of bulk micromachining technology, dry etching, wet etching.
KR1020000025061A 2000-05-10 2000-05-10 optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those KR20010103476A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000025061A KR20010103476A (en) 2000-05-10 2000-05-10 optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000025061A KR20010103476A (en) 2000-05-10 2000-05-10 optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010103476A true KR20010103476A (en) 2001-11-23

Family

ID=45809811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000025061A KR20010103476A (en) 2000-05-10 2000-05-10 optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010103476A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100464008B1 (en) * 2002-08-13 2005-01-03 엘지전자 주식회사 Manufacturing method of spherical lens, lens module and solid immersion lens, optical pick-up head for near field recorder
WO2006132453A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Light-modulating nano/micro scale aperture array device having immersion layer and high speed nano scale pattern recording system using the same
US7969555B2 (en) 2007-03-16 2011-06-28 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Lens structure, optical system having the same, and lithography method using the optical system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH113534A (en) * 1997-04-14 1999-01-06 Toray Ind Inc Optical recorder and optical recording medium
JPH11224433A (en) * 1997-11-25 1999-08-17 Hitachi Ltd Optical recording or reproducing method for information and optical recording or reproducing device
JPH11296917A (en) * 1998-04-07 1999-10-29 Hitachi Ltd Manufacture of optical disk master disk and master disk manufacturing device
KR20010046681A (en) * 1999-11-15 2001-06-15 구자홍 Near-field recording and reproducing system
KR20010068359A (en) * 2000-01-05 2001-07-23 구자홍 Near field recording and reproducing system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH113534A (en) * 1997-04-14 1999-01-06 Toray Ind Inc Optical recorder and optical recording medium
JPH11224433A (en) * 1997-11-25 1999-08-17 Hitachi Ltd Optical recording or reproducing method for information and optical recording or reproducing device
JPH11296917A (en) * 1998-04-07 1999-10-29 Hitachi Ltd Manufacture of optical disk master disk and master disk manufacturing device
KR20010046681A (en) * 1999-11-15 2001-06-15 구자홍 Near-field recording and reproducing system
KR20010068359A (en) * 2000-01-05 2001-07-23 구자홍 Near field recording and reproducing system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100464008B1 (en) * 2002-08-13 2005-01-03 엘지전자 주식회사 Manufacturing method of spherical lens, lens module and solid immersion lens, optical pick-up head for near field recorder
WO2006132453A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Light-modulating nano/micro scale aperture array device having immersion layer and high speed nano scale pattern recording system using the same
US7952684B2 (en) 2005-06-09 2011-05-31 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Light-modulating nano/micro scale aperture array device having immersion layer and high speed nano scale pattern recording system using the same
US7969555B2 (en) 2007-03-16 2011-06-28 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Lens structure, optical system having the same, and lithography method using the optical system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6320708B1 (en) Optical head, disk apparatus, method for manufacturing optical head, and optical element
US6614742B2 (en) Optical head, magneto-optical head, disk apparatus and manufacturing method of optical head
KR19990044933A (en) Optical Heads and Optical Disc Devices_
JP4184570B2 (en) Information recording / reproducing device
JPS6214889B2 (en)
US7034277B2 (en) Near-field light-generating element for producing localized near-field light, near-field optical recording device, and near-field optical microscope
JP4267834B2 (en) Information recording / reproducing device
JP2003006912A (en) Optical information recording and reproducing device
JP2003006913A (en) Near-field optical head
US20010048548A1 (en) Optical pickup head with micro-mirror
KR20010103476A (en) optical pick-up device and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those
JP2001236685A (en) Optical head, magneto-optical head, disk device, and manufacturing method of optical head
KR100357103B1 (en) optical pick up device and method for fabricating the same
KR20010104018A (en) optical pick-up head and method for fabricating the same and apparatus for record/playback of optical information using those
Ichimura et al. Near-field optical recording on a pre-grooved phase-change disk in the blue-violet
JP2001250260A (en) Optical head, magneto-optical head, disk device, and method for manufacturing optical head
KR100331802B1 (en) method for fabricating subminiature solid immersion lens and apparatus for record/playback of optical information using the lens
KR100595507B1 (en) Optical pick-up head module of near-field optical recorder, manufacturing method thereof
KR100351162B1 (en) Optical pickup slider and fabricating method thereof
US6744708B2 (en) Near-field optical head
JP4201227B2 (en) Near-field optical head
KR100652562B1 (en) Near-field recording and reproducing system and recording media
JP2004216473A (en) Near-field light generating element, near-field light recording apparatus, and near-field light microscope
JP4286473B2 (en) Near-field optical head
JP2003022560A (en) Information recording and reproducing device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E601 Decision to refuse application