(57)【要約】帯状のグレーティングビームスプリッタ１０が、フォーカスエラー、トラッキングエラー、前方感知、及び高周波信号の生成のために使用される。ビームスプリッタは帯（４０）状に形成され、複数の検出器チップ（１４）からなるウェーハに固定される。帯を定位置に固定することは、別個のグレーティングビームスプリッタを個別に固定することより好適である。個々の光検出器グレーティングユニットは、次に、ウェーハから切り離される。
2007521590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ検出器グレーティングユニット（ＬＤＧＵ）を製造する方法であって、
レーザユニット及びコリメータレンズを、フォトダイオードウェーハの一部を形成する複数のフォトダイオードチップのそれぞれに固定する段階と、
前記フォトダイオードウェーハを形成する前記フォトダイオードチップのうちの複数に亘って少なくとも１つのグレーティングビームスプリッタストリップを固定する段階と、
前記少なくとも１つのグレーティングビームスプリッタストリップを分割し前記フォトダイオードチップを切り離すことによって個々のレーザ検出器グレーティングユニットを互いから切り離す段階と、
を有する方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのグレーティングビームスプリッタストリップの分割と、前記フォトダイオードチップの切り離しは、実質的に同時に行われる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのグレーティングビームスプリッタストリップから分割された個々のグレーティングビームスプリッタの側面は、切り離し後に最終仕上げを必要としない請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記グレーティングビームスプリッタは、前面、裏面、及び底面のみにて光を透過する請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記グレーティングビームスプリッタストリップは、実質的に立方形である請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
上面及び前記前面は、実質的に反射性である請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
前記前面は、前記グレーティングビームスプリッタストリップから形成されるべき前記グレーティングビームスプリッタのそれぞれの前記反射膜における開口を有する請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記グレーティングビームスプリッタの前記裏面に、グレーティング構造が形成される又は付与される請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記グレーティングビームスプリッタは、前記ＬＤＧＵの幅に亘って実質的に延在する請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
レーザと、
コリメータレンズと、
光検出器部と、
グレーティングビームスプリッタと、
を有するレーザ検出器グレーティングユニット（ＬＤＧＵ）であって、
前記グレーティングビームスプリッタは、実質的に反射性の上面及び前面と、裏面上のグレーティング構造とを有するＬＤＧＵ。
【請求項１１】
前記グレーティングビームスプリッタの裏面は、ホログラフィックグレーティング構造を組み込む請求項１０記載のＬＤＧＵ。
【請求項１２】
前記グレーティング構造は、ヘリンボン形状を有する請求項１１記載のＬＤＧＵ。
【請求項１３】
前記グレーティング構造は、前記ウェーハ上の前記光検出器部の素子のピッチと同じピッチを有する請求項１１又は１２記載のＬＤＧＵ。
【請求項１４】
前記グレーティングビームスプリッタは、未仕上げの側面を有する請求項１０乃至１３のうちいずれか一項記載のＬＤＧＵ。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のうちいずれか一項記載のグレーティングビームスプリッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ検出器グレーティングユニット（ＬＤＧＵ）を製造する方法、レーザ検出器グレーティングユニット、及びグレーティングビームスプリッタに係る。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク及び光ディスク用の光記録ユニットの分野では、光記録又は読出しユニットのための光路を形成する構成要素を小型化することが所望される。ある程度の小型化を実現する現行の方法は、レーザの形の光源を含む光学オポーネント（opponents）を検出器チップ上に接着する方法である。このような系を以下に図５及び６を参照しながら説明する。
【０００３】
低いビルディング（building）高を有するレーザ検出器グレーティングユニット（ＬＤＧＵ）は、以下の通りに構成される。
【０００４】
ＬＤＧＵの１つの側面への光ビームの結合は、ビルディング高の大きな減少と、より簡単なレーザの集中がもたらされる。
【０００５】
図５は、現行のＬＤＧＵ（情報源：フィリップス）のコンセプトを示す。レーザ７２及び配線に対するフォトダイオード７０の位置は、ビルディング高を決定するこの装置の直径をもたらす。更に、レーザ７２は、ベース板に対して垂直であることに留意されたい。これは、複雑な組み立てをもたらす。
【０００６】
図６は、出射ビームが、アセンブリベース板に垂直である実施例を示す。図５及び６では、サブマウントを有する又は有さないレーザ７２は、フォトダイオードチップ７４上のベース板に垂直に配置される。フォトダイオードチップ７４は次にベース板（ハウジング）上に配置される。ビームスプリッタグレーティング７６は、フォトダイオード／レーザサブアセンブリの上に又は近くに位置付けられる。
【０００７】
図６の実施例では、プリズム又はミラーがフォトダイオード上に取り付けられる。レーザチップは、フォトダイオードのリム（縁）上に取り付けられるので、サブマントは必要ではない。
【０００８】
現行のビームスプリッタの１つの例は、（ビームに対して４５度の角度にある）半透明のフラットミラー７８であり、レーザ光は、ディスクまでのその進路において、部分的に反射され、また、ディスクによって反射される光は、半透明のミラーによって部分的に透過され、そして、フォトダイオードに向けて伝播される。ビームスプリッタの第２の例は、半反射ビームスプリッタキューブである。
【０００９】
検出器チップに構成要素を接着することに関連する問題は、構成要素が、接着手順について非常に小さい許容誤差しか有せずに正確な位置に配置されなければならないという点である。構成要素の接着についての小さな許容誤差を達成する難しさを考慮するに、検出器チップ上に個別に配置されなければならない構成要素の数を減らすことが望ましい。
【００１０】
個々のチップ上に個々の構成要素を接着することの問題を軽減するために、可能な限り多くの構成要素が、検出器チップが依然として複数の検出器チップから構成されるウェーハの一部分である間に、生産処理の早い時期に検出器チップ上に位置付けられ且つ接着されるべきである。構成要素の位置付け後、検出器チップは、個々の検出器チップに切り離される。
【００１１】
レーザ及びコリメータレンズを含む一部の構成要素は、個々の検出器チップ上に個別に位置付けられなければならない。レーザとコリメータとの間に配置されるビームスプリッタが、検出器チップ上に個別に位置付けられなければならないというのが現状である。ビームスプリッタは、フォーカスエラー検出、トラッキングエラー、及び前方感知（forward  sense）機能を組み合わせるよう使用される。上述した文書は、このタイプのビームスプリッタの幾つかを記載するが、これらは全てビームスプリッタが検出器チップ上に個別に位置付けられなければならないという不利点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、減少された生産時間及び／又はＬＤＧＵの組み立てについて向上された製造許容誤差を有するＬＤＧＵを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の面では、レーザ検出器グレーティングユニット（ＬＤＧＵ）を製造する方法は、レーザユニット及びコリメータレンズを、フォトダイオードウェーハの一部を形成する複数のフォトダイオードチップのそれぞれに固定する段階と、フォトダイオードウェーハを形成するフォトダイオードチップのうちの複数に亘って少なくとも１つのグレーティングビームスプリッタストリップを固定する段階と、少なくとも１つのグレーティングビームスプリッタストリップを分割しフォトダイオードチップを切り離すことによって個々のレーザ検出器グレーティングユニットを互いから切り離す段階を有する。
【００１４】
各ＬＤＧＵは、フォトダイオードチップ、レーザユニット、コリメータレンズ、及びグレーティングビームスプリッタを有することが好適である。
【００１５】
少なくとも１つのグレーティングビームスプリッタストリップの分割と、フォトダイオードチップの切り離しは、実質的に同時に行われることが好適であり、好適には、切り込み動作によって行われることが好適である。
【００１６】
隣接するＬＤＧＵの切り離しの利点を容易にする且つ維持するために、少なくとも１つのグレーティングビームスプリッタストリップから分割された個々のグレーティングビームスプリッタの側面は、切り離し後に最終仕上げを必要としない。
【００１７】
グレーティングビームスプリッタは、前面、裏面、及び底面のみにて光を透過し、従って、（隣接グレーティングビームスプリッタから切り離しされた時にあらわとなる）側面は、グレーティングビームスプリッタの機能時に使用されないままにすることが有利である。
【００１８】
グレーティングビームスプリッタストリップは、実質的に立方形であることが好適である。上面及び前面は、好適には、反射膜によって実質的に反射性であることが好適である。
【００１９】
前面は、グレーティングビームスプリッタストリップから形成されるべきグレーティングビームスプリッタのそれぞれの反射膜における開口を有することが好適である。その開口は、レーザからの光を受けるよう配置されることが好適である。その開口は、好適には、開口の周りからのレーザビームの前方感知光検出器への反射を可能にするよう入来レーザビームより僅かに大きいことが好適である。
【００２０】
前記開口をレーザビームで満たすことによって、所望しない光がグレーティングビームスプリッタ内に入ることが阻止される。
【００２１】
グレーティング構造は、グレーティングビームスプリッタの裏面に形成される又は付与されることが好適である。
【００２２】
グレーティングビームスプリッタストリップは、光学的に透明の接着剤を用いてフォトダイオードに固定されることが好適である。
【００２３】
グレーティングビームスプリッタストリップは、平面の上面、前面、及び裏面を有することが好適である。
【００２４】
グレーティングビームスプリッタストリップを、ウェーハの少なくとも１つの縁に対して位置付けることは、個々に位置付けられるビームスプリッタと比較して有利である。
【００２５】
グレーティングビームスプリッタは、ＬＤＧＵの幅に亘って実質的に延在してもよい。グレーティングビームスプリッタの側面は、ＬＤＧＵの縁に位置付けられてもよい。
【００２６】
ＬＤＧＵは、低ビルディング高を有し得る。
【００２７】
本発明の第２の面では、レーザ検出器グレーティングユニット（ＬＤＧＵ）は、レーザと、コリメータレンズと、光検出器部と、グレーティングビームスプリッタを有し、グレーティングビームスプリッタは、実質的に反射性の上面及び前面と、裏面上のグレーティング構造とを有する。
【００２８】
前面は、その反射膜において開口を有してもよい。
【００２９】
グレーティングビームスプリッタの裏面は、ホログラフィックグレーティング構造を組み込むことが好適である。グレーティング構造は、ヘリンボン形状、好適には、並べられるＶ字形状を有することが好適である。
【００３０】
グレーティング構造は、複数の個々のグレーティング部分、好適には、各ＬＤＧＵに対して１つのグレーティング部分を有することが好適である。
【００３１】
グレーティングビームスプリッタは、グレーティング構造から上方向及び下方向に方向付けられる次数にビームを分割するよう動作可能であることが好適である。
【００３２】
グレーティングビームスプリッタは、少なくとも１つの隣接グレーティングビームスプリッタからの切り離しによりもたらされる未仕上げの側面を有することが好適である。
【００３３】
グレーティング構造は、ウェーハ上の光検出器部の素子のピッチと同じピッチを有することが好適である。
【００３４】
第３の面では、本発明は、第２の面に関連して説明したグレーティングビームスプリッタを提供する。
【００３５】
本願に記載する全ての特徴は、上述した面のいずれともいかなる組み合わせにおいて組み合わせることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明のより良好な理解のために、また、本発明を実施する方法を示すために、特定の実施例を例示的にまた添付図面を参照しながら説明する。
【００３７】
上述したように、光記録又は読出しユニットの光学構成要素は一般的に、レーザ、ビームスプリッタ、コリメータレンズ、及び対物レンズであり、（対物レンズ以外は）これらは、検出器チップ上に接着することによって固定される。
【００３８】
特定の構成要素を、複数のその特定の構成要素からなり、ウェーハ上に形成される多数のフォトダイオードチップ上に延在するストリップに組み合わせることができるのなら、そのストリップ（従って、その特定の構成要素も）は、有意に改善された位置決め許容誤差を有するということが、出願人の新規の実現である。個々のビームスプリッタを帯状に連結することは、当業者なら一般的に複雑であり従って製造が困難であると考える製品をもたらす。しかし、以下に説明するグレーティングビームスプリッタは、比較的簡単であり、また、複数のフォトダイオードチップを形成するウェーハ上への複数のグレーティングビームスプリッタを形成する帯の位置決めに関連して相当な利点を提供する。
【００３９】
図１は、光学ピックアップの一般的な設計を示す。グレーティングビームスプリッタ（１０）は、単純な立方形のガラス体１２からなり、これは、フォトダイオードチップ１４上に接着される（図２ａ／ｂを参照）。
【００４０】
ガラス体１２の前面１６には、反射膜１８が設けられる。レーザ２０からのレーザビームは、反射膜１８における開口２２を通りグレーティングビームスプリッタ１０に入る。立方形のガラス体１２の前面１６上の反射膜１８は、開口２２の外側の光を反射し、これは、所望しない光がグレーティングビームスプリッタ１０に入ることを阻止する。従って、迷光が、グレーティングビームスプリッタ１０の下のフォトダイオード（以下に説明する）に到達することはない。更に、ガラス体１２の前面１６上の開口２２の周りから反射された光の一部は、前方感知フォトダイオード２４上に当たり、これは、図２ｂに示すように、グレーティングビームスプリッタの前に位置付けられる。
【００４１】
グレーティングビームスプリッタ１０の裏面２６には、図４に示すような分かれたヘリンボン形状のホログラフィックグレーティング構造２７が設けられる。このグレーティング構造は、垂直方向を指し示す、構造の並べられるＶ字型の素子を有する。個々のグレーティング部分は、各グレーティングビームスプリッタ１０のために設けられる。ストリップ上の個々のグレーティング形状のピッチは、ウェーハ上のフォトダイオードのピッチと同じである。ビームスプリッタストリップは、横に一列に並べられなければならない。グレーティング構造の正確な形状及び周期は、レイトレーシングコンピュータプログラムを使用して計算される。グレーティングラインの形状は、双曲線に近い。
【００４２】
レーザ２０からの光は、通常のコリメータレンズ３０と対物レンズ３２を介して光ディスク２８に対して反射される（図１参照）。次に、光は、グレーティングビームスプリッタ１０の裏面２６に入る。グレーティングビームスプリッタ１０に入る光は、回折グレーティング構造２７によって２つの次数に回折される。第１の次数は、上方向に回折され、また、グレーティングビームスプリッタ１０の上面上の反射膜１８によって反射され、次に、２つのフォトダイオードの対３６ａ及び３６ｂの真ん中のライン上の２つの僅かに離れたスポットにフォーカスされる。２つのフォトダイオード３６ａ及び３６ｂからなる対は、周知のフーコーのフォーカスエラー検出方法に使用される。２つのフォトダイオード３６ａ／ｂの対からの信号は、当業者には周知であるプッシュプル（ＰＰ）信号及びデータ（ＨＦ）信号を得るためにも使用されることが可能である。
【００４３】
グレーティングビームスプリッタ１０の裏面２６におけるグレーティング構造２７によって回折される第２の次数は、ＰＰ信号及びＨＦ信号を検出するようグレーティングビームスプリッタ１０の下の大きい対のフォトダイオード３８に衝突するよう下方向に方向付けられる。
【００４４】
図３は、上述したような複数のグレーティングビームスプリッタ１０を有する帯４０の位置決めを示す。帯４０は以下のように形成される。
【００４５】
薄いガラス板に、リソグラフィック法でホログラフィックグレーティング構造２７（上述したような）のアレイが設けられる。この薄いガラス板は、帯４０となるよう切られる。各帯は、上述した回折グレーティング構造を有する裏面を有する。帯４０の前面１６及び上面は磨かれ、反射膜１８が設けられる。グレーティングビームスプリッタ１０のそれぞれについて反射膜１８における開口２２は、簡単なリソグラフィック方法によって反射膜１８内に抜かれる。
【００４６】
帯４０は、図３に示すような位置に置かれ、複数のフォトダイオードチップ１４を有するウェーハの表面上に接着される。帯は、光学的に透明な接着剤でその位置に接着される。その後、個々のフォトダイオードチップ１４は切り離され、それにより個々のレーザ検出グレーティングユニットが与えられる。グレーティングビームスプリッタ１０と、フォトダイオードチップ１４上の光検出器との間の接着層は、グレーティングビームスプリッタ１０内における回折された次数の全反射を回避する。
【００４７】
上述した方法及び構成によって与えられる利点は、ビームスプリッタ１０の位置決めにおいて達成可能な許容誤差に関連して相当な利点が達成されるということである。改善された許容誤差は、費用における有利な減少も提供する。更に、（各ビームスプリッタに対して１回の動作ではなく）１回の動作で複数のビームスプリッタを位置付けする段階は、生産時間が減少し、従って、生産費用が減少するので、有利である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】光ディスクまでグレーティングビームスプリッタ、コリメータレンズ、対物レンズを通り、検出点への偏光のためにグレーティングビームスプリッタに戻るレーザからの光線を示すレイトレーシング斜視図である。
【図２】図１に示すグレーティングビームスプリッタを組み込むレーザ検出器グレーティングユニットを示す側面図及び平面図である。
【図３】フォトダイオードチップからなるウェーハ上のグレーティングビームスプリッタの帯部における位置決めを示す図である。
【図４】グレーティングビームスプリッタの回折グレーティング構造を示す図である。
【図５】従来技術のレーザ検出器グレーティングユニット（ＬＤＧＵ）を示す分解図である。
【図６】現行のＬＤＧＵセットアップを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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