JP2000131508A

JP2000131508A - 対物レンズ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000131508A
Application number: JP10304308A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Watanabe; 健次郎渡辺; Hideo Owa; 英男応和
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高開口数を実現可能であり、しかも製造が容
易な対物レンズ及びその製造方法を提供する。【解決手段】レンズ部分と一体に形成されたレンズ支
持部を有する複数のレンズを、各レンズのレンズ支持部
同士を接合することで、複数のレンズからなる対物レン
ズを構成する。このとき、複数のレンズのうちの少なく
とも一つを、ウェハプロセスによりレンズ材料を所定の
形状にエッチングすることで形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクシステ
ムや光磁気ディスクシステム等の光学ヘッド用として好
適な対物レンズ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクや光磁気ディスク等のような
光記録媒体の高記録密度化を進めるには、記録再生に使
用する光のスポット径を小さくする必要があり、そのた
めには、レーザ光の波長を短くするか、或いは、光学ヘ
ッドに搭載される対物レンズの開口数を大きくすること
が有効である。そこで、例えば、レーザ光の波長を短く
するという観点からは、青色レーザ光源の開発が進んで
いる。

【０００３】一方、対物レンズの開口数を大きくすると
いう観点からは、例えば、USP5,125,750において、対物
レンズとして、いわゆるソリッドイマージョンレンズ
（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens）を使用する手法が提
案されている。ソリッドイマージョンレンズは、複数の
レンズから構成され、入射光束が物体側レンズの端面に
て結像し、その大部分が当該レンズ端面で全反射するよ
うに構成される。このとき、レンズ端面と光記録媒体と
の間隔を十分に狭めておけば、エバネッセント光の一部
が光記録媒体と結合してレンズ外に取り出され、１以上
の開口数での記録再生が可能となる。なお、このような
ソリッドイマージョンレンズの設計例としては、例え
ば、特願平８−３１５４０４号において、レンズ群の組
立精度や軸外入射に関する許容度を広げたレンズ群の構
成が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、対物
レンズとしてソリッドイマージョンレンズを用いる手法
は、高開口数を実現する上で有効な方法である。しかし
ながら、ソリッドイマージョンレンズは複数のレンズか
ら構成されるため、それらのレンズを精度良く組み立て
る必要があるという問題があった。

【０００５】すなわち、ソリッドイマージョンレンズ
は、当該ソリッドイマージョンレンズを構成する各レン
ズの間隔、平行度、光軸中心等を精度良く合わせること
が要求され、そのため、組み立てが難しく、大量生産が
困難であるという問題があった。

【０００６】しかも、光記録媒体の高記録密度化に伴
い、光学ヘッドに搭載される対物レンズは小型化する傾
向にある。そして、小型化が進むと、複数のレンズから
構成されるソリッドイマージョンレンズの組み立ては、
ますます難しいものとなってしまう。

【０００７】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、高開口数を実現可能であり、
しかも製造が容易な対物レンズ及びその製造方法を提供
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】本発明に係る対物レンズ
は、光記録媒体の記録及び／又は再生用の光学ヘッドに
使用される対物レンズであって、レンズ部分と一体に形
成されたレンズ支持部を有する複数のレンズを備え、各
レンズのレンズ支持部同士が接合されてなることを特徴
とする。

【０００９】この対物レンズでは、レンズ部分と一体に
形成されたレンズ支持部を各レンズが有しているので、
それらのレンズの組み立てを精度良く、且つ容易に行う
ことができる。

【００１０】一方、本発明に係る対物レンズの製造方法
は、レンズ部分と一体に形成されたレンズ支持部を有す
る複数のレンズを、各レンズのレンズ支持部同士を接合
することで、複数のレンズからなる対物レンズを構成す
るととともに、上記複数のレンズのうちの少なくとも一
つを、ウェハプロセスによりレンズ材料を所定の形状に
エッチングすることで形成することを特徴とする。

【００１１】この製造方法では、レンズ部分と一体に形
成されたレンズ支持部を各レンズに設けておき、それら
のレンズのレンズ支持部同士を接合するようにしている
ので、それらのレンズの組み立てを精度良く、且つ容易
に行うことができる。しかも、上記製造方法では、ウェ
ハプロセスによりレンズ材料を所定の形状にエッチング
することでレンズを形成するようにしているので、レン
ズ部分と一体に形成されたレンズ支持部を有するレンズ
を、精度良く且つ低コストにて作製することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１３】本発明を適用した対物レンズの一例を図１
に示す。この対物レンズ１は、いわゆるソリッドイマー
ジョンレンズであり、光磁気ディスクの記録及び／又は
再生用の光学ヘッドに使用される。そして、この対物レ
ンズ１は、光磁気ディスクに対向する第１のレンズ３
と、第１のレンズ３の前段に配置された第２のレンズ５
と、第１のレンズ３の光磁気ディスク対向面側に配置さ
れた磁気コイル７とを備えている。

【００１４】第１のレンズ３は、所定の屈折パワーを有
するレンズ部分９を備えるとともに、レンズ部分９の外
周部分に、レンズ部分９と一体に形成されたレンズ支持
部１１を備える。すなわち、第１のレンズ３は、レンズ
支持部１１となるリムが、レンズ部分９の周囲に形成さ
れてなる。また、この第１のレンズ３は、光磁気ディス
クに対向する側のレンズ面９ａが平面状に形成され、他
方のレンズ面９ｂが半球状に形成されてなる。

【００１５】なお、この第１のレンズ３は、屈折率が高
いレンズ材料からなることが好ましい。具体的には、第
１のレンズ３は、屈折率が１．５以上のレンズ材料によ
って構成することが好ましい。第１のレンズ３の材料と
して、屈折率が高いレンズ材料を用いることで、後述す
るように、対物レンズ１の全体としての開口数を大きく
することができる。

【００１６】一方、第２のレンズ５も、所定の屈折パワ
ーを有するレンズ部分１３を備えるとともに、レンズ部
分１３の外周部分に、レンズ部分１３と一体に形成され
たレンズ支持部１５を備える。すなわち、第２のレンズ
５は、レンズ支持部１５となるリムが、レンズ部分１３
の周囲に形成されてなる。また、この第２のレンズ５
は、第１のレンズ３に対向する側のレンズ面１３ａが、
平面状に形成され、他方のレンズ面１３ｂが、凸面屈折
面とされている。

【００１７】この第２のレンズ５は、開口数が大きい方
が好ましい。第２のレンズ５の開口数を大きくすること
で、後述するように、対物レンズ１の全体として開口数
を大きくすることができる。なお、第２のレンズ５の開
口数は、対物レンズ１の全体としての開口数を大きくす
るという観点からは、出来るだけ大きい方が好ましい
が、製造容易性等も考慮すると、実際には０．５〜０．
８５程度とすることが望ましい。

【００１８】そして、第１のレンズ３のレンズ支持部１
１と、第２のレンズ５のレンズ支持部１５とは、互いに
接合されており、これにより、第１のレンズ３と第２の
レンズ５とが一体とされ、２群２枚のレンズからなる対
物レンズ１が構成されている。

【００１９】従来の対物レンズでは、レンズとは別体と
して作製されたレンズ支持部材を用い、当該レンズ支持
部材によりレンズの位置決めを行うのが普通であるが、
その場合には、レンズの位置合わせが非常に難しかっ
た。これに対して、本発明を適用した対物レンズ１で
は、第１のレンズ３のレンズ部分９とレンズ支持部１１
とを予め一体に形成しておくとともに、第２のレンズ５
のレンズ部分１３とレンズ支持部１５とを予め一体に形
成しておき、第１のレンズ３のレンズ支持部１１と第２
のレンズ５のレンズ支持部１５とを接合するようにして
いるので、それらのレンズ３，５の位置合わせを非常に
容易に行うことができる。

【００２０】また、上記対物レンズ１において、第１の
レンズ３及び第２のレンズ５のレンズ支持部１１，１５
は、光軸方向の厚みがレンズ間距離に対応するように形
成されている。そして、各レンズ３，５のレンズ支持部
同士を接合することにより、各レンズ間の距離が所定の
大きさとなるようになされている。このような対物レン
ズ１では、各レンズ３，５のレンズ支持部１１，１５を
突き合わせて接合するだけで、レンズ間距離を所定の大
きさとすることができる。すなわち、第１のレンズ３及
び第２のレンズ５のレンズ支持部１１，１５を、光軸方
向の厚みがレンズ間距離に対応するよう形成しておくこ
とで、レンズ３，５の位置合わせのうち、特にレンズ間
距離について、高い精度でのアライメントを、非常に容
易に行うことが可能となる。

【００２１】また、上記対物レンズ１において、第１の
レンズ３のレンズ支持部１１の外径と、第２のレンズ５
のレンズ支持部１５の外径とは、ほぼ同一とされてい
る。そして、第１のレンズ３のレンズ支持部１１の外周
と、第２のレンズ５のレンズ支持部１５の外周とを一致
させることにより、各レンズ３，５の光軸が一致するよ
うになされている。このような対物レンズ１では、第１
のレンズ３のレンズ支持部１１の外周と、第２のレンズ
５のレンズ支持部１５の外周とを一致させて、第１のレ
ンズ３のレンズ支持部１１と、第２のレンズ５のレンズ
支持部１５とを接合するだけで、各レンズ３，５の光軸
を一致させることができるので、第１のレンズ３と第２
のレンズ５とを別々に作製して、後から接合するような
場合に、それらの光軸合わせを非常に容易に行うことが
できる。すなわち、第１のレンズ３のレンズ支持部１１
の外径と、第２のレンズ５のレンズ支持部１５の外径と
をほぼ同一としておくことで、レンズ３，５の位置合わ
せのうち、特に光軸合わせについて、高い精度でのアラ
イメントを、非常に容易に行うことが可能となる。

【００２２】なお、高密度光磁気ディスクへの対応を考
慮すると、第１のレンズ３の光軸と第２のレンズ５の光
軸とのずれ量は、１０μｍ程度以下、より好ましくは５
μｍ程度以下とすることが望まれる。そして、上記対物
レンズ１では、上述のように、第１のレンズ３と第２の
レンズ５の光軸合わせについて、高い精度でのアライメ
ントを、非常に容易に行うことが可能であり、第１のレ
ンズ３の光軸と第２のレンズ５の光軸とのずれ量を、５
μｍ程度以下とすることは十分に可能である。

【００２３】また、上記対物レンズ１において、第１の
レンズ３のレンズ支持部１１の第２のレンズ側の面と、
第２のレンズ５のレンズ支持部１５の第１のレンズ側の
面とは、互いに平行な平面とされている。そして、各レ
ンズ３，５のレンズ支持部同士を接合することにより、
第１のレンズ３と第２のレンズ５とが、互いに平行とな
るようになされている。このような対物レンズ１では、
各レンズ３，５のレンズ支持部１１，１５を突き合わせ
て接合するだけで、第１のレンズ３と第２のレンズ５と
を互いに平行とすることができる。すなわち、第１のレ
ンズ３のレンズ支持部１１の第２のレンズ側の面と、第
２のレンズ５のレンズ支持部１５の第１のレンズ側の面
とを、互いに平行な平面としておくことで、レンズ３，
５の位置合わせのうち、特にレンズ平行度について、高
い精度でのアライメントを、非常に容易に行うことが可
能となる。

【００２４】なお、高密度光磁気ディスクへの対応を考
慮すると、第１のレンズ３と第２のレンズ５の平行度の
ずれ量は、０．１°程度以下とすることが望まれる。そ
して、上記対物レンズ１では、上述のように、第１のレ
ンズ３と第２のレンズ５の平行度について、高い精度で
のアライメントを、非常に容易に行うことが可能であ
り、第１のレンズ３と第２のレンズ５の平行度のずれ量
を、０．１°程度以下とすることは十分に可能である。

【００２５】また、上記対物レンズ１において、第２の
レンズ５は、レンズ部分１３の第１のレンズ側の面１３
ａと、レンズ支持部１５の第１のレンズ側の面とが、同
一平面とされている。すなわち、第２のレンズ５は、第
１のレンズ３に対向する側の面が、一様な平面とされて
いる。このように、第２のレンズ５の第１のレンズ３に
対向する側の面を一様な平面とすることで、第２のレン
ズ５を非常に容易に製造することが可能となる。

【００２６】以上のような対物レンズ１を用いるときに
は、第１のレンズ３を光磁気ディスクに対向させて、第
２のレンズ５の側からレーザ光を入射する。そして、当
該レーザ光を第１のレンズ３及び第２のレンズ５で集光
して、第１のレンズ３の端面９ａに焦点を結ばせる。こ
のとき、入射光束は第１のレンズ３の端面９ａで全反射
するが、レンズ端面９ａと光磁気ディスクとの間隔を十
分に狭めておけば、エバネッセント光の一部が光磁気デ
ィスクに到達することとなる。

【００２７】このとき、対物レンズ１の全体としての開
口数は、第２のレンズ５の開口数と、第１のレンズ３の
屈折率との積で表される。したがって、第２のレンズ５
の開口数や、第１のレンズ３の屈折率を大きくすること
で、対物レンズ１の全体としての開口数を大きくするこ
とができる。例えば、第２のレンズ５の開口数を０．７
とし、屈折率が３．２のレンズ材料で第１のレンズ３を
作製した場合、対物レンズ１の全体としての開口数は、
０．７×３．２＝２．２４となり、エバネッセント光を
用いない場合の上限である１を上回ることとなる。

【００２８】なお、この対物レンズ１を構成する第１レ
ンズ３や第２のレンズ５には、光反射防止用のコーティ
ングを施しておいた方が好ましい。具体的には例えば、
第２のレンズ５の屈折率が１．５１の場合、図２に示す
ように、第２のレンズ５のレーザ光入射側のレンズ面１
３ｂに、膜厚が９０ｎｍのＺｒＯ₃膜２１と、膜厚が１
５０ｎｍのＭｇＦ₂膜２２とを積層形成し、同様に、第
２のレンズ５のレーザ光出射側のレンズ面１３ａに、膜
厚が９０ｎｍのＺｒＯ₃膜２３と、膜厚が１５０ｎｍの
ＭｇＦ₂膜２４とを積層形成する。これにより、残留反
射率を０．１％以下とすることができる。このように光
反射防止用のコーティングを施しておくことにより、対
物レンズ１の光透過率を高めて、光の利用効率を向上す
ることができるとともに、レンズ面での光反射に起因す
る不要な迷光の発生を回避できる。

【００２９】また、この対物レンズ１には、図１に示す
ように、第１のレンズ３の光磁気ディスク対向面側に磁
気コイル７が配置されている。この磁気コイル７は、薄
膜工程により作製されてなる薄膜コイルであり、光磁気
ディスクに対して光磁気記録を行う際に磁界を発生させ
るためのものである。すなわち、この対物レンズ１を用
いて光磁気ディスクに対して光磁気記録を行う際は、上
述したようにレーザ光を入射するとともに、磁気コイル
７に電流を流して光磁気ディスクに磁界を印加する。

【００３０】ここで、第１のレンズ３には、光磁気ディ
スクに対向する側の面に円柱状の凸部１７が形成されて
おり、磁気コイル７は、この凸部１７の周囲を取り巻く
ように配されている。なお、この凸部１７の先端面は、
第１のレンズ３の光磁気ディスクに対向する側のレンズ
面９ａであり、第２のレンズ５の側から入射されたレー
ザ光は、この凸部１７の先端面上に焦点を結ぶこととな
る。すなわち、磁気コイル７は、第２のレンズ５の側か
ら入射されたレーザ光の焦点位置を取り巻くように配さ
れている。

【００３１】この磁気コイル７は、その内径ｄが、光磁
気ディスクの記録及び／又は再生時に第１のレンズ３及
び第２のレンズ５により集光される光のスポット径より
も大きいことが好ましい。磁気コイル７の内径ｄを、第
１のレンズ３及び第２のレンズ５により集光される光の
スポット径よりも大きくしておくことで、入射レーザ光
が磁気コイル７によってけられてしまうようなことを回
避できる。このような理由から、磁気コイル７の内径ｄ
は、具体的には５μｍ程度以上とすることが好ましい。

【００３２】また、磁気コイル７の内径ｄは、１００μ
ｍ以下であることが好ましい。磁気コイル７の内径ｄを
１００μｍ以下とすることで、光磁気記録を行うのに十
分な磁界を光磁気ディスクに印加することが可能とな
る。

【００３３】ここで、磁気コイル７の内径ｄと、磁気コ
イル７からの磁界の強度との関係を調べた結果を図３に
示す。図３において、横軸は、磁気コイル７の内径ｄを
示しており、縦軸は、磁気コイル７によりレーザ光の焦
点位置近傍に印加される磁界の強度を示している。ここ
で、磁気コイル７の内径以外のパラメータについては、
光磁気記録用の薄膜コイルとして一般的な値とした。具
体的には、磁気コイル７を構成する線材の断面形状を１
μｍ×１μｍの正方形とし、磁気コイル７の巻き数を１
０回とし、巻回時のピッチを２μｍとし、磁気コイル７
に流す電流を１００ｍＡとした。

【００３４】図３に示すように、磁気コイル７の内径ｄ
が大きくなると、レーザ光の焦点位置近傍に印加される
磁界の強度が減少する。一般に、光磁気記録を行うため
には、レーザ光の焦点位置近傍において、少なくとも１
００[Ｏｅ]程度の磁界を印加する必要がある。したがっ
て、図３から分かるように、光磁気記録を行うために
は、磁気コイル７の内径ｄを１００μｍ程度以下にする
必要がある。すなわち、上述したように、磁気コイル７
の内径ｄを１００μｍ以下とすることで、光磁気記録を
行うのに十分な磁界を光磁気ディスクに印加することが
可能となる。

【００３５】なお、上記対物レンズ１は、ソリッドイマ
ージョンレンズであり、光磁気ディスクの記録及び／又
は再生用の光学ヘッドに使用される。そして、光磁気デ
ィスクの高記録密度化に伴い、光学ヘッドに搭載される
対物レンズは小型化する傾向にある。したがって、上記
対物レンズ１も、近年の高密度光磁気ディスクへの対応
を考慮すると、小型化することが望まれる。そこで、上
記対物レンズ１においては、外径ｔ₁を２ｍｍ以下、高
さｔ₂を１ｍｍ以下とすることが好ましく、具体的には
例えば、外径ｔ₁を１．５ｍｍ程度、高さｔ₂を０．５ｍ
ｍ程度とする。

【００３６】ところで、上記対物レンズ１を光磁気ディ
スクの記録及び／又は再生に使用する場合には、第１の
レンズ３の光磁気ディスク対向面から漏れ出すエバネッ
セント光が光磁気ディスクに十分に到達するように、対
物レンズ１と光磁気ディスクとの間隔を、光磁気ディス
クの記録及び／又は再生に使用するレーザ光の波長に比
べて十分に小さくする必要がある。

【００３７】光磁気ディスクの記録及び／又は再生時
に、対物レンズ１を光磁気ディスクとの間隔を十分に狭
めて保持するには、例えば、図４に示すように、スライ
ダ３０に対物レンズ１を搭載し、このスライダ３０が回
転駆動される光磁気ディスク上において微小量だけ浮上
するようにすればよい。なお、回転する記録媒体上にお
いてスライダを微小量浮上させる技術は、ハードディス
ク装置において多くの実績があり、図４は、そのような
ハードディスク装置での技術を流用した例である。

【００３８】つぎに、以上のような対物レンズ１の製造
方法について、具体的な例を挙げて説明する。

【００３９】上記対物レンズ１を作製する際は、先ず、
図５に示すように、第１のレンズ３のレンズ材料からな
る基板４１を用意し、当該基板４１上に第１のレンズ３
の形状に対応した所定のマスクパターン４３を形成す
る。すなわち、第１のレンズ３のレンズ部分９及びレン
ズ支持部１１に対応したマスクパターン４３を形成す
る。

【００４０】なお、図５並びに後掲する図６乃至図１３
では、１つの対物レンズ１に対応する部分だけを拡大し
て示しているが、実際には、多数の対物レンズ１を共通
の基板上に同時に形成していき、最後にそれらを切り離
すことで、多数の対物レンズ１を同時に作製する。すな
わち、ここでは、対物レンズ１をウェハプロセスにより
作製する。

【００４１】なお、図５に示すように第１のレンズ３の
形状に対応したマスクパターン４３を形成する際は、例
えば、所定の形状にパターニングされたフォトレジスト
に対してリフロー処理を施す。すなわち、通常の露光・
現像処理によりフォトレジストをパターニングした後、
当該フォトレジストを過熱溶融させ、その後、再固化さ
せる。その結果、表面張力の働きにより、図５に示すよ
うな曲面を有するマスクパターン４３が得られる。

【００４２】なお、曲面を有するマスクパターン４３を
得る際は、リフロー処理を施すのではなく、いわゆるグ
レイスケールリソグラフィ技術を用いるようにしてもよ
い。この場合は、フォトレジスト露光時の露光強度を、
レンズ形状に対応するように変化させて露光深さを調整
する。このようなグレイスケールリソグラフィ技術を用
いても、図５に示すような曲面を有するマスクパターン
４３を形成することができる。

【００４３】次に、図６に示すように、上記マスクパタ
ーン４３をマスクとして基板４１をエッチングし、基板
４１を第１のレンズ３に対応した形状とする。なお、こ
のエッチングを行う際は、マスクパターン４３のエッチ
ングレートと、基板４１のエッチングレートとをほぼ等
しくしておく。これにより、曲面を有するマスクパター
ン４３の形状が、そのまま基板４１に転写されることと
なる。

【００４４】次に、図７に示すように、基板４３の一方
の面（上記エッチングを施した面）に、第２のレンズ５
のレンズ材料からなる基板４５を貼り付けるとともに、
他方の面に対してパターニング処理を施して、図８に示
すように、円柱状の凸部１７を形成する。

【００４５】次に、物体側レンズである第１のレンズ３
に磁気コイル７を取り付ける磁気コイル取付工程を施
す。磁気コイル取付工程を行うにあたっては、薄膜状の
磁気コイル７を基板上に予め形成しておく。そして、図
９に示すように、磁気コイル７が形成された基板４７
を、第１のレンズ３に対応した形状とされている基板４
１に対向させる。そして、図１０に示すように、磁気コ
イル７が形成された基板４７を、第１のレンズ３に対応
した形状とされている基板４１に貼り付ける。

【００４６】ここで、磁気コイル７の内側の部分には、
基板４１に形成された凸部１７に対応した凹部４８を形
成しておく。そして、基板４１と基板４７とを貼り合わ
せる際は、基板４１の凸部１７が、基板４７上に形成さ
れた凹部４８に入り込むように突き合わせる。また、磁
気コイル７は、絶縁を確保するために絶縁体４９に埋設
するように形成しておく。このとき、磁気コイル７及び
絶縁体４９からなる層の膜厚と、基板４１に形成された
凸部１７の高さとが、ほぼ等しくなるようにしておく。

【００４７】次に、図１１に示すように、磁気コイル７
が形成されていた基板４７の不要部分を研磨して取り除
く。これにより、基板４１の凸部１７が外部に露呈す
る。なお、この凸部１７の先端面は、第１のレンズ３の
端面９ａとなる面であり、換言すれば、磁気ディスクに
対向するレンズ面となる。

【００４８】次に、図１２に示すように、第２のレンズ
５のレンズ材料からなる基板４５上に、第２のレンズ５
の形状に対応した所定のマスクパターン５１を形成す
る。すなわち、第２のレンズ５のレンズ部分１３及びレ
ンズ支持部１５に対応したマスクパターン５１を形成す
る。なお、このマスクパターン５１を形成する際も、第
１のレンズ３の形状に対応したマスクパターン４３の形
成と同様、リフロー処理やグレイスケールリソグラフィ
技術などを適用することで、当該マスクパターン５１が
第２のレンズ５に対応した曲面を有するようにする。

【００４９】次に、図１３に示すように、上記マスクパ
ターン５１をマスクとして基板４５をエッチングし、基
板４５を第２のレンズ５に対応した形状とする。なお、
このエッチングを行う際は、マスクパターン５１のエッ
チングレートと、基板４５のエッチングレートとをほぼ
等しくしておく。これにより、曲面を有するマスクパタ
ーン５１の形状が、そのまま基板４５に転写されること
となる。

【００５０】以上のようなウェハプロセスにより、基板
４１が所定の形状にエッチングされてなる第１のレンズ
３と、基板４５が所定の形状にエッチングされてなる第
２のレンズ５と、磁気コイル７とを備えた対物レンズ１
が、共通の基板上に同時に多数形成されることとなる。
そして、最後にそれらを切り離すことで、図１に示した
ような対物レンズ１が多数完成する。このようにウェハ
プロセスを用いて対物レンズ１を作製することにより、
容易に大量生産ができ、製造コストを大幅に低減するこ
とができる。

【００５１】なお、上述した製造方法では、磁気コイル
取付工程において、薄膜状の磁気コイル７を基板４７に
予め形成しておき、当該基板４７を第１のレンズ３とな
る基板４１に接合し、その後、磁気コイル７が形成され
ていた基板４７を除去するようにした。しかし、磁気コ
イル７の取り付け方法は、これに限定されるものではな
く、例えば、物体側レンズである第１のレンズ３の物体
側面上に、薄膜状の磁気コイル７を、薄膜工程により直
接形成するようにしてもよい。

【００５２】この場合は、例えば、第１のレンズ３とな
る基板４１に、予め薄膜工程により薄膜状の磁気コイル
７を形成しておき、その後、当該基板４１を第１のレン
ズ３に対応した所定の形状となるようにエッチングす
る。このようにしても、上記製造方法と同様に、物体側
レンズである第１のレンズ３の物体側面に磁気コイル７
が形成されてなる対物レンズ１を作製することができ
る。

【００５３】ところで、上述した製造方法では、第１の
レンズ３と第２のレンズ５とをウェハプロセスにより重
ねて形成するようにしているが、このように、二つのレ
ンズ３，５を重ねて形成するにあたっては、先ず、下層
に位置する第１のレンズ３を形成する際に、位置合わせ
用のマーカーを基板４１上に形成しておき、その後、上
層に位置する第２のレンズ５を形成する際に、基板４１
上に形成しておいたマーカーを基準として、第１のレン
ズ３に対する第２のレンズ５の位置合わせを行うように
することが好ましい。

【００５４】このように位置合わせを行う場合に用いら
れるマスクの具体例を図１４乃至図１７に示す。なお、
図１４乃至図１７では、マスクに形成される各パターン
のサイズについて、具体的な数値例を記載しているが、
当然の事ながら、これらの数値は一例であって、適宜変
更可能であることは言うまでもない。

【００５５】図１４は、第１のレンズ３となる基板４１
をパターニングする際に使用されるマスク（以下、第１
のマスク６１と称する。）の一例を示す平面図である。
また、図１５は、図１４の斜線部分Ａを拡大して示した
平面図であり、図１５中の四角形の部分６２が、個々の
対物レンズ１の第１のレンズ３のレンズ支持部１１に対
応し、図１５中の円形の部分６３が、個々の対物レンズ
１の第１のレンズ３のレンズ部分９に対応する。

【００５６】一方、図１６は、第２のレンズ５となる基
板４５をパターニングする際に使用されるマスク（以
下、第２のマスク７１と称する。）の一例を示す平面図
である。また、図１７は、図１６の斜線部分Ｂを拡大し
て示した平面図であり、図１７中の四角形の部分７２
が、個々の対物レンズ１の第２のレンズ５のレンズ支持
部１５に対応し、図１７中の円形の部分７３が、個々の
対物レンズ１の第２のレンズ５のレンズ部分１３に対応
する。

【００５７】そして、図１４に示すように、第１のマス
ク６１には、その四隅に十字状の開口部６４がそれぞれ
形成されている。したがって、この第１のマスク６１を
用いて基板４１のパターニングを行うことで、基板４１
には、その四隅に十字状の位置合わせ用のマーカーがそ
れぞれ形成されることとなる。

【００５８】また、図１６に示すように、第２のマスク
７１にも、その四隅に十字状の開口部７４がそれぞれ形
成されている。そして、この第２のマスク７１を用いて
基板４５のパターニングを行うときには、上述のように
基板４１に形成された位置合わせ用の各マーカーの位置
と、第２のマスク７１に形成された各開口部７４の位置
とをそれぞれ一致させることで、第２のマスク７１の位
置合わせを行う。そして、このように第２のマスク７１
の位置合わせを行った上で、この第２のマスク７１を用
いて、基板４５のパターニングを行う。

【００５９】このように、第１のレンズ３となる基板４
１に形成された位置合わせ用の各マーカーの位置と、第
２のマスク７１に形成された各開口部７４の位置とをそ
れぞれ一致させて、第２のマスク７１の位置合わせを行
うことで、第２のマスク７１の位置合わせを精度良く行
うことができる。ここで、第２のマスク７１は第２のレ
ンズ５を形成するためのマスクであるので、第２のマス
ク７１の位置合わせを行うということは、第１のレンズ
３に対する第２のレンズ５の位置合わせを行うというこ
とを意味する。したがって、このように第２のマスク７
１の位置合わせを精度良く行うことで、結果として、第
１のレンズ３に対する第２のレンズ５の位置合わせが、
精度良く行われることとなる。

【００６０】以上、本発明の実施の形態について、具体
的な例を挙げて詳細に説明してきたが、本発明は以上の
例に限定されるものではない。

【００６１】例えば、上記対物レンズ１では、２群２枚
のレンズ３，５でソリッドイマージョンレンズを構成し
ていたが、本発明に係る対物レンズは、３枚以上のレン
ズからなるものであっても良い。

【００６２】また、上記対物レンズ１では、当該対物レ
ンズ１を構成するレンズ３，５として、各レンズ面が曲
面や平面だけからなる通常の凸レンズを用いたが、フレ
ネルレンズ、グレーティングレンズ又はホログラムレン
ズなどを用いることも可能である。これらのレンズを用
いた場合には、レンズを薄型化することが可能であると
いう利点がある。

【００６３】また、上記対物レンズ１は、光磁気ディス
ク用であったが、本発明において対象となる光記録媒体
は、光磁気ディスクに限定されるものではなく、例え
ば、記録層の相変化により情報を記録する相変化型光デ
ィスクや、予めエンボスピットにより情報が書き込まれ
た再生専用光ディスクなどであってもよい。ただし、相
変化型光ディスクや再生専用光ディスクのように、記録
再生に磁界を必要としない光記録媒体が対象の場合に
は、対物レンズに磁気コイルを搭載する必要はない。

【００６４】さらに、以上の説明では、対物レンズ１を
光学ヘッドに使用するものとして説明したが、本発明に
係る対物レンズは、エバネッセント光を利用することで
解像度を高めた顕微鏡用の対物レンズとしても好適であ
る。

【００６５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、高開口数を実現可能であり、しかも製造が容易な
対物レンズ及びその製造方法を提供することができる。
したがって、本発明によれば、光記録媒体の更なる高記
録密度化を進めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した対物レンズの一例を示す図で
ある。

【図２】本発明を適用した対物レンズを構成する第２の
レンズに光反射防止用のコーティングを施した例につい
て、コーティングの部分を拡大して示す図である。

【図３】本発明を適用した対物レンズに搭載された磁気
コイルの内径と、当該磁気コイルからの磁界の強度との
関係を調べた結果を示す図である。

【図４】スライダに対物レンズを搭載する様子を示す斜
視図である。

【図５】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説明
するための図であり、第１のレンズとなる基板上に、第
１のレンズに対応したマスクパターンを形成した状態を
示す図である。

【図６】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説明
するための図であり、第１のレンズとなる基板を、第１
のレンズに対応した形状にエッチングした状態を示す図
である。

【図７】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説明
するための図であり、第１のレンズとなる基板上に、第
２のレンズとなる基板を貼り付けた状態を示す図であ
る。

【図８】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説明
するための図であり、第１のレンズとなる基板に凸部を
形成した状態を示す図である。

【図９】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説明
するための図であり、磁気コイルが形成された基板を、
第１のレンズとなる基板に貼り付ける様子を示す図であ
る。

【図１０】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説
明するための図であり、磁気コイルが形成された基板
を、第１のレンズとなる基板に貼り付けた状態を示す図
である。

【図１１】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説
明するための図であり、磁気コイルが形成されていた基
板の不要部分を除去した状態を示す図である。

【図１２】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説
明するための図であり、第２のレンズとなる基板上に、
第２のレンズに対応したマスクパターンを形成した状態
を示す図である。

【図１３】本発明を適用した対物レンズの製造工程を説
明するための図であり、第２のレンズとなる基板を、第
２のレンズに対応した形状にエッチングした状態を示す
図である。

【図１４】第１のレンズとなる基板をパターニングする
際に使用されるマスクの一例を示す平面図である。

【図１５】図１４の斜線部分Ａを拡大して示す平面図で
ある。

【図１６】第２のレンズとなる基板をパターニングする
際に使用されるマスクの一例を示す平面図である。

【図１７】図１６の斜線部分Ｂを拡大して示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１対物レンズ、３第１のレンズ、５第２のレ
ンズ、９第１のレンズのレンズ部分、１１第１
のレンズのレンズ支持部、１３第２のレンズのレン
ズ部分、１５第２のレンズのレンズ支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H044 AA02 AA18 AB10 AB15 AB22 AB25 2K009 CC03 DD12 EE03 5D119 AA22 AA38 BA01 BB01 BB05 JA43 JA46 JA47 JA50 JA65 JC05 LB12 NA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光記録媒体の記録及び／又は再生用の光
学ヘッドに使用される対物レンズであって、レンズ部分と一体に形成されたレンズ支持部を有する複
数のレンズを備え、各レンズのレンズ支持部同士が接合されてなることを特
徴とする対物レンズ。
【請求項２】各レンズのレンズ支持部は、光軸方向の
厚みがレンズ間距離に対応するように形成されており、各レンズのレンズ支持部同士を接合することにより、各
レンズ間の距離が所定の大きさとされていることを特徴
とする請求項１記載の対物レンズ。
【請求項３】上記レンズ支持部は、レンズ部分の外周
に形成されてなるとともに、各レンズのレンズ支持部の
外径が略同一であることを特徴とする請求項１記載の対
物レンズ。
【請求項４】上記複数のレンズとして、少なくとも、
光記録媒体に対向する第１のレンズと、第１のレンズの
前段に配置された第２のレンズとを備え、第１のレンズのレンズ支持部の第２のレンズ側の面と、
第２のレンズのレンズ支持部の第１のレンズ側の面と
が、互いに略平行な平面とされており、それらの面同士
が接合されていることを特徴とする請求項１記載の対物
レンズ。
【請求項５】上記第２のレンズは、レンズ部分の第１
のレンズ側の面と、レンズ支持部の第１のレンズ側の面
とが、同一平面とされていることを特徴とする請求項４
記載の対物レンズ。
【請求項６】上記複数のレンズとして、少なくとも、
光記録媒体に対向する第１のレンズと、第１のレンズの
前段に配置された第２のレンズとを備えるとともに、上記第１のレンズの光記録媒体対向面側に配置された磁
気コイルを備えることを特徴とする請求項１記載の対物
レンズ。
【請求項７】上記第１のレンズは、光記録媒体対向面
に凸部を有し、上記磁気コイルは、上記凸部の周囲を取り巻くように配
されていることを特徴とする請求項６記載の対物レン
ズ。
【請求項８】上記磁気コイルの内径は、光記録媒体の
記録及び／又は再生時に上記複数のレンズにより集光さ
れる光のスポット径よりも大きく、且つ、１００μｍ以
下であることを特徴とする請求項６記載の対物レンズ。
【請求項９】上記複数のレンズのうちの少なくとも一
つには、光反射防止用のコーティングが施されているこ
とを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
【請求項１０】上記複数のレンズのうちの少なくとも
一つは、フレネルレンズ、グレーティングレンズ又はホ
ログラムレンズであることを特徴とする請求項１記載の
対物レンズ。
【請求項１１】レンズ部分と一体に形成されたレンズ
支持部を有する複数のレンズを、各レンズのレンズ支持
部同士を接合することで、複数のレンズからなる対物レ
ンズを構成するととともに、上記複数のレンズのうちの少なくとも一つを、ウェハプ
ロセスによりレンズ材料を所定の形状にエッチングする
ことで形成することを特徴とする対物レンズの製造方
法。
【請求項１２】上記複数のレンズのうちの少なくとも
二つを、上記ウェハプロセスにより、それらのレンズを
重ねて形成するとともに、下層のレンズを形成する際
に、位置合わせ用のマーカーをウェハ上に形成してお
き、上層のレンズを形成する際に、上記マーカーを基準
として下層のレンズに対する上層のレンズの位置合わせ
を行うことを特徴とする請求項１１記載の対物レンズの
製造方法。
【請求項１３】上記ウェハプロセスにおいて、リフロ
ー処理により所定の形状とされたレジストを、レンズ材
料をエッチングする際のマスクとして用いることを特徴
とする請求項１１記載の対物レンズの製造方法。
【請求項１４】上記複数のレンズのうちの物体側レン
ズに磁気コイルを取り付ける磁気コイル取付工程を有す
ることを特徴とする請求項１１記載の対物レンズの製造
方法。
【請求項１５】上記磁気コイル取付工程では、薄膜状
の磁気コイルを基板上に予め形成しておき、当該基板を
物体側レンズに接合し、その後、当該基板の不要部分を
除去することを特徴とする請求項１４記載の対物レンズ
の製造方法。
【請求項１６】上記磁気コイル取付工程では、物体側
レンズの物体側面上に薄膜状の磁気コイルを薄膜工程に
より形成することを特徴とする請求項１４記載の対物レ
ンズ。