(57)【要約】【課題】偏光分離素子の作製方法において、有機複屈折膜が透明基板からはみ出さないで接着でき、かつ透明基板の周辺部の接着剤を除去できる接着工程を実現する。【解決手段】本発明では、接着工程が、透明基板１上に紫外線硬化型接着剤２を塗布する工程と、紫外線硬化型接着剤２の上に有機複屈折膜３を載置する工程と、透明基板１を所定時間回転して停止する工程と、透明基板１の回転を止めた状態で有機複屈折膜３を透明基板上で滑動して位置を修正する工程と、再度透明基板を所定時間回転して回転を停止し、透明基板１と有機複屈折膜３の相対位置が許容値内であることを確認する工程と、透明基板の回転を止めた状態で第１の紫外線を照射する工程と、透明基板を回転しながら、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒１４を滴下して透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去する工程とからなる。【選択図】図１
2005084538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する工程と、前記有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、前記マスクパターンを用いて有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸格子からなる回折格子を形成する工程とを有する偏光分離素子の作製方法において、
前記接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程と、その紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する工程と、透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止する工程と、透明基板の回転を止めた状態で有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する工程と、再度透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止し、透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する工程と、透明基板の回転を止めた状態で第１の紫外線を照射する工程と、透明基板を回転しながら、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を滴下して透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去する工程とからなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
【請求項２】
透明基板上に入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する工程と、前記有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、前記マスクパターンを用いて有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸格子からなる回折格子を形成する工程とを有する偏光分離素子の作製方法において、
前記接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程と、その紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する工程と、透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止する工程と、透明基板の回転を止めた状態で有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する工程と、再度透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止し、透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する工程と、透明基板の回転を止めた状態で第１の紫外線を照射する工程と、透明基板を回転しながら、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を滴下して透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去する工程と、その後、透明基板に第２の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程とからなることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の偏光分離素子の作製方法において、
前記透明基板はオリエンテーションフラットを有し、前記有機複屈折膜は面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して指標となるマークを有する構造を持ち、かつ透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する項目が、有機複屈折膜端と透明基板端の距離および有機複屈折膜のマークと透明基板のオリエンテーションフラットの相対位置であることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の偏光分離素子の作製方法において、
前記有機複屈折膜は透明基板と接着する面と対向する面に保護膜が付いており、透明基板に第1の紫外線を照射した後に有機複屈折膜から保護膜を剥離することを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
【請求項５】
請求項２または３記載の偏光分離素子の作製方法において、
前記有機複屈折膜は透明基板と接着する面と対向する面に保護膜が付いており、透明基板に第２の紫外線を照射した後に有機複屈折膜から保護膜を剥離することを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の偏光分離素子の作製方法において、
前記有機溶媒がイソプロピルアルコールまたはアセトンの少なくとも一方であることを特徴とする偏光分離素子の作製方法。
【請求項７】
透明基板上に、周期的な凹凸格子からなる回折格子を有する複屈折膜を設けた構成の偏光分離素子において、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の偏光分離素子の作製方法を用いて作製したことを特徴とする偏光分離素子。
【請求項８】
光記録媒体に対して情報の記録、再生または消去を行う光ピックアップ装置において、
請求項７に記載の偏光分離素子を用いたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の偏光分離素子の作製方法に用いられる接着装置であって、
透明基板を保持するスピンテーブルと、前記スピンテーブルを回転させる回転機構と、前記透明基板に紫外線硬化型接着剤を塗布する塗布機構と、透明基板上に塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置する載置機構と、有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する位置調整機構と、透明基板と有機複屈折膜の相対位置のずれを読み取る位置検出機構と、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を透明基板に滴下するリンス機構と、透明基板に紫外線を照射する紫外線照射機構からなることを特徴とする有機複屈折膜の接着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光分離素子の作製方法及びその作製方法によって作製された偏光分離素子、及びその偏光分離素子を用いた光ピックアップ装置、及び偏光分離素子の作製方法に用いられる接着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク用の光ピックアップ装置では、光源から出射され光ディスクに入射される入射光束と、光ディスクにより反射され光ディスクの情報を帯びた戻り光束（情報信号）とを分離して、戻り光束（情報信号）を効率良く光検出手段（例えば多分割フォトダイオード等の受光素子）に導くために、偏光分離素子が用いられている。従来は偏光分離素子として、プリズムを接着したビームスプリッタがλ／４波長板との組み合わせで用いられていたが、光ピックアップ装置の小型化、低コスト化の要求に答えるため、ビームスプリッタの代わりに薄型化が可能な「複屈折回折格子型の偏光分離素子」が提案されている。
【０００３】
例えば直交する２つの偏光成分を分離する偏光分離素子として、透明基板上に入射光の異なる振動面に対し屈折率が異なる有機複屈折膜を接着し、この有機複屈折膜表面に周期的な凹凸格子からなる回折格子を形成した偏光分離素子が提案されている（特許文献１参照）。なお、有機複屈折膜としては、延伸した有機高分子膜が用いられている。
この偏光分離素子では、接着剤を用いて有機複屈折膜を透明基板に接着しているが、有機複屈折膜を透明基板へ接着する際に、回折格子を透過する光束に対して格子面内で光路長を一定とするためには、接着剤層の厚さを均一にして有機屈折膜表面を平坦化する必要がある。また、接着剤層に気泡が入ると、入射光束や出射光束が気泡によって散乱されて回折効率が低下するため、気泡を巻きこまないような接着法が必要となる。
以上の点から、透明基板へ有機複屈折膜を接着する方法としては、例えば貼り合せ光ディスクの作製工程で用いられているスピンナー法が適していると考えられる。
【０００４】
ここで、スピンナー法による貼り合せ光ディスクの作製工程の一例を図９に基づいて説明する。
まず、図９（ａ）に示すように、第１の基板５１のハブ５１Ａをスピンテーブル５２のセンターピン５３にさし込み、スピンテーブル５２を回転させながら第１の基板５１にディスペンサー５４を用いて紫外線硬化型接着剤５５を滴下する。
次に図９（ｂ）に示すように、第１の基板５１の周辺部まで接着剤５５が広がったらスピンテーブル５２の回転を停止する。
次に図９（ｃ）に示すように、第２の基板５６のハブ５６Ａをスピンテーブル５２のセンターピン５３にさし込み、第１の基板５１と第２の基板５６を接触させる。
次に図９（ｄ）に示すように、スピンテーブル５２を回転させ、余分な接着剤を振り切り接着剤層５５の厚さを一定にする。
その後、図９（ｅ）に示すように、スピンテーブル５２の回転を停止し、紫外線（ＵＶ）を照射して接着剤層５５を硬化し、貼り合せ光ディスクを完成させる。
【０００５】
しかしながら、上記の方法を偏光分離素子の有機複屈折膜の接着に用いる場合、以下の問題が発生していた。
偏光分離素子は大きさが数ｍｍ程度であるため、偏光分離素子の作製の際には、直径４〜８インチの透明基板に接着された有機複屈折膜上に数１０〜数１００個の回折格子をアレイ状に作製し、その後、ダイシングによって個々の偏光分離素子を取り出している。また、１枚の基板から取れる偏光分離素子数を多くするため、有機複屈折膜や透明基板にはハブを設けていない。
【０００６】
そのため、図１０（ａ）に示すように、スピンテーブル１０に透明基板１を真空吸着し、その後、透明基板１の中央に紫外線硬化型接着剤２を滴下し、スピンテーブル１０を回転して接着剤２を透明基板１の全面に広げた後、有機複屈折膜３を透明基板上に載せるが、有機複屈折膜３にはハブがないためセンターピンで固定できず、フリーな状態で透明基板１に載せることになる。一般的には載置装置を用いて有機複屈折膜３を接着剤２が塗付された透明基板１に載せているが、スピンテーブル１０の回転中心に有機複屈折膜３の中心を正確に合せることは載置装置の機械的精度の点から困難な場合が多い。そのため有機複屈折膜３がスピンテーブル１０の回転中心に載っていない場合、図１０（ａ）のようにスピンテーブル１０を回転させると、有機複屈折膜３が位置ずれを起こす。そして位置ずれが大きい場合は、図１０（ｂ）に示すように、位置ずれによって透明基板１から有機複屈折膜３がはみ出してしまう。
【０００７】
通常、有機複屈折膜３を接着剤２が塗付された透明基板１に載せ、紫外線照射によって接着剤を硬化させた後、回折格子を形成するためリソグラフィー／ドライエッチングを行うが、装置内や工程間の搬送は基板側面をクランプして行うことが多く、透明基板１から有機複屈折膜３がはみ出していると搬送が困難になり、回折格子を形成できない。
そのためスピンテーブル１０の回転中に有機複屈折膜３の位置ずれが発生した場合は、スピンテーブル１０の回転を停止し、適切な位置へ有機複屈折膜３を戻す作業を行い、再びスピンテーブル１０を回転させる必要があり、上記の作業を繰り返すことによって貼り合せ工程のスループットを遅くしていた。また、上記の作業のため、スピンテーブル１０の回転時間を一定にすることができず、基板間で接着剤層の厚さが不均一になる問題も発生していた。
【０００８】
スピンテーブルの回転中に有機複屈折膜の位置ずれを起こさせないためには、回転中に紫外線を照射する方法が考えられる。例えば貼り合せ光ディスクの作製方法では、回転中に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する方法が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。しかしながら、偏光分離素子の作製においては、接着剤層の厚さを均一化するため基板をある程度回転させた後に紫外線を照射しなければならないので、有機複屈折膜の位置ずれを完全に防止することは困難であった。
【０００９】
また、載置装置に画像認識機能を搭載し、スピンテーブルの回転中心と有機複屈折膜の中心を検出し、載置装置にフィードバック制御を掛けながらスピンテーブルの回転中心に有機複屈折膜の中心を置く場合は、スピンテーブルの回転中心と有機複屈折膜の中心との位置合せ精度を著しく向上できるため、スピンテーブルの回転中に有機複屈折膜の位置ずれが起きにくい。しかしながら、載置装置にＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等の撮像素子を用いた検出機構やフィードバック機構を設ける必要があり、載置装置のコストが上昇する。また、貼り合せ時に位置検出やフィードバック制御を行うため、貼り合せ工程のスループットが低下してしまう。そのため安価に偏光分離素子を作製することが困難になる。
【００１０】
さらに接着剤層の厚さを均一化するため、スピンテーブルを回転させて余分な接着剤を振り切る工程において、振り切られた接着剤がミストとなり、有機複屈折膜上に付着してしまう。また、有機複屈折膜は有機高分子材料からなるため、貼り合せ工程のハンドリング中に有機複屈折表面にキズが付き易かった。
接着後、有機複屈折膜の表面に回折格子を形成するため、フォトリソグラフィーとエッチングを行うが、有機複屈折膜表面に接着剤ミストやキズがあると、リソグラフィー工程でパターン欠陥が生じ、偏光分離素子の製造歩留を低下させていた。
【００１１】
また、有機複屈折膜は面内の２方向で屈折率が異なるため、面内の２方向のうち特定の１方向に回折格子を形成する必要がある。そのためたリソグラフィー工程では有機複屈折膜の面内で屈折率が異なる２方向のうち特定の１方向（以下、有機複屈折膜の露光基準軸と略す）に揃えてレジストパターンを形成しなければならない。そのため有機複屈折膜に露光基準軸の指標となるマーク（通常はオリエンテーションフラットを用いる）を設け、有機複屈折膜のマークを基準位置としてレジストパターンを形成する。
【００１２】
露光には縮小投影露光装置が用いられるが、通常、縮小投影露光装置では基板のオリエンテーションフラットを検出し、オリエンテーションフラットを基準位置にして１st露光（下層とアライメントを行わない露光）行うため、透明基板の内側にある有機複屈折膜のマークを基準位置にして１st露光を行うためには別の機構が必要になり、装置のコストアップに繋がる。
【００１３】
そのため、図１１に示すように、透明基板１にもオリエンテーションフラット１Ａを設け、有機複屈折膜３の接着工程で透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａと有機複屈折膜３のマークの相対位置を許容範囲内で抑え（有機複屈折膜３にオリエンテーションフラット３Ａを設ける場合は、透明基板１と有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット１Ａ，３Ａをお互いに平行にする）、露光工程では透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを基準位置にして１st露光を行っている。
【００１４】
しかしながら、有機複屈折膜の接着工程において、有機複屈折膜が透明基板からはみ出さない程度に位置ずれを抑え込むことができた場合においても、有機複屈折膜の僅かな位置ずれは有機複屈折膜のマークと透明基板のオリエンテーションフラットの相対位置をずらし、許容範囲を越える割合を多くする。その結果、露光工程では透明基板のオリエンテーションフラットを基準位置にするため、レジストパターンの方向が有機複屈折膜の露光基準軸と一致しない割合が増加し、所望の光学特性を持つ偏光分離素子が得られる歩留が低下してしまう。
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−７５１３０号公報
【特許文献２】特開平１０−３３４５２１号公報
【特許文献３】特開２０００−２６８４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、有機複屈折膜を用いた偏光分離素子の作製過程における有機複屈折膜の接着工程において、有機複屈折膜が透明基板からはみ出さないで接着でき、かつ透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去できる偏光分離素子の作製方法を提供することを課題（目的）としている。
また、本発明は、有機複屈折膜に面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向の指標となるマークを設け、透明基板のオリエンテーションフラットと有機複屈折膜のマークの相対位置を許容値に入れて接着し、露光工程では透明基板のオリエンテーションフラットを基準位置にして露光することにより、有機複屈折膜の屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に回折格子の方向を合わせるプロセスの歩留を向上できる偏光分離素子の作製方法を提供することを課題（目的）としている。
さらに本発明は、露光工程のスループットを向上できる偏光分離素子の作製方法を提供することを課題（目的）としている。
さらに本発明は、有機複屈折膜の接着工程で回折格子を形成する面にキズや異物を付ける確率を低減できる偏光分離素子の作製方法を提供することを課題（目的）としている。
さらに本発明は、有機複屈折膜の接着工程で、透明基板周辺に接着剤残が残らず、かつ作業環境や装置安全性を改善できる偏光分離素子の作製方法を提供することを課題（目的）としている。
【００１７】
さらに本発明は、上記の方法により作製され、従来のプリズムを接着したビームスプリッタよりも小型化が実現でき、低コスト化が可能で、所望の光学特性を有するる偏光分離素子を提供することを課題（目的）としている。
さらにこの偏光分離素子を用い、従来のプリズムを接着したビームスプリッタを用いた光ピックアップ装置よりも小型化が可能で、所望の光学特性を有する光ピックアップ装置を提供することを課題（目的）としている。
さらに本発明は、上記の偏光分離素子の作製方法を実現するための有機複屈折膜の接着装置を提供することを課題（目的）としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を有する偏光分離素子の作製方法、および偏光分離素子、光ピックアップ装置、接着装置である。
本発明の第１の手段は、透明基板上に入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する工程と、前記有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、前記マスクパターンを用いて有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸格子からなる回折格子を形成する工程とを有する偏光分離素子の作製方法において、前記接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程と、その紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する工程と、透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止する工程と、透明基板の回転を止めた状態で有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する工程と、再度透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止し、透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する工程と、透明基板の回転を止めた状態で第１の紫外線を照射する工程と、透明基板を回転しながら、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を滴下して透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去する工程とからなることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第２の手段は、透明基板上に入射光の異なる振動面に対して屈折率が異なる有機複屈折膜を接着する工程と、前記有機複屈折膜上に周期的なマスクパターンを形成し、前記マスクパターンを用いて有機複屈折膜をエッチングして周期的な凹凸格子からなる回折格子を形成する工程とを有する偏光分離素子の作製方法において、前記接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程と、その紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する工程と、透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止する工程と、透明基板の回転を止めた状態で有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する工程と、再度透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止し、透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する工程と、透明基板の回転を止めた状態で第１の紫外線を照射する工程と、透明基板を回転しながら、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を滴下して透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去する工程と、その後、透明基板に第２の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程とからなることを特徴としている。
【００２０】
本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の偏光分離素子の作製方法において、前記透明基板はオリエンテーションフラットを有し、前記有機複屈折膜は面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して指標となるマークを有する構造を持ち、かつ透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する項目が、有機複屈折膜端と透明基板端の距離および有機複屈折膜のマークと透明基板のオリエンテーションフラットの相対位置であることを特徴としている。
【００２１】
本発明の第４の手段は、第１〜３の手段のいずれか一つの偏光分離素子の作製方法において、前記有機複屈折膜は透明基板と接着する面と対向する面に保護膜が付いており、透明基板に第1の紫外線を照射した後に有機複屈折膜から保護膜を剥離することを特徴としている。
また、本発明の第５の手段は、第２または第３の手段の偏光分離素子の作製方法において、前記有機複屈折膜は透明基板と接着する面と対向する面に保護膜が付いており、透明基板に第２の紫外線を照射した後に有機複屈折膜から保護膜を剥離することを特徴としている。
さらに、本発明の第６の手段は、第１〜５の手段のいずれか一つの偏光分離素子の作製方法において、前記有機溶媒がイソプロピルアルコールまたはアセトンの少なくとも一方であることを特徴としている。
【００２２】
本発明の第７の手段は、透明基板上に、周期的な凹凸格子からなる回折格子を有する複屈折膜を設けた構成の偏光分離素子において、第１〜６の手段のいずれか一つの偏光分離素子の作製方法を用いて作製したことを特徴としている。
また、本発明の第８の手段は、光記録媒体に対して情報の記録、再生または消去を行う光ピックアップ装置において、第７の手段の偏光分離素子を用いたことを特徴としている。
【００２３】
本発明の第９の手段は、第１〜６の手段のいずれか一つの偏光分離素子の作製方法に用いられる接着装置であって、透明基板を保持するスピンテーブルと、前記スピンテーブルを回転させる回転機構と、前記透明基板に紫外線硬化型接着剤を塗布する塗布機構と、透明基板上に塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置する載置機構と、有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する位置調整機構と、透明基板と有機複屈折膜の相対位置のずれを読み取る位置検出機構と、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を透明基板に滴下するリンス機構と、透明基板に紫外線を照射する紫外線照射機構からなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の第１の手段の偏光分離素子の作製方法においては、接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程と、その紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する工程と、透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止する工程と、透明基板の回転を止めた状態で有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する工程と、再度透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止し、透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する工程と、透明基板の回転を止めた状態で第１の紫外線を照射する工程と、透明基板を回転しながら、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を滴下して透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去する工程とからなる。そのため紫外線硬化型接着剤の硬化中は透明基板を回転させないので、有機複屈折膜の位置ずれが起きない。その結果、接着後では透明基板からの有機複屈折膜のはみ出しを防止できる。また、紫外線硬化型接着剤を溶解する有機溶媒を滴下するため、透明基板の周辺部には紫外線硬化型接着剤の接着剤残が残らない。
【００２５】
本発明の第２の手段の偏光分離素子の作製方法においては、接着工程が、透明基板上に紫外線硬化型接着剤を塗布する工程と、その紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜を載置する工程と、透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止する工程と、透明基板の回転を止めた状態で有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する工程と、再度透明基板を所定時間回転して透明基板の回転を停止し、透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する工程と、透明基板の回転を止めた状態で第１の紫外線を照射する工程と、透明基板を回転しながら、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を滴下して透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去する工程と、その後、透明基板に第２の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化する工程とからなる。そのため第1の紫外線照射後では紫外線硬化型接着剤が半硬化して粘度が大きくなり、有機複屈折膜を固定できるようになり、第１の紫外線照射後に透明基板を回転しながら紫外線硬化型接着剤を溶解しかつ有機複屈折膜を溶解しない有機溶媒を滴下して透明基板の周辺部の紫外線硬化型接着剤を除去しても、有機複屈折膜は位置ずれを起こし難いので、接着後では透明基板からの有機複屈折膜のはみ出しをほぼ防止できる。また、紫外線硬化型接着剤を溶解する有機溶媒を滴下するため、透明基板の周辺部には紫外線硬化型接着剤の接着剤残が残らない。
【００２６】
本発明の第３の手段の偏光分離素子の作製方法においては、第１または第２の手段の構成および効果に加えて、前記透明基板はオリエンテーションフラットを有し、前記有機複屈折膜は面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して指標となるマークを有する構造を持ち、かつ透明基板と有機複屈折膜の相対位置が許容値内であることを確認する項目が、有機複屈折膜端と透明基板端の距離および有機複屈折膜のマークと透明基板のオリエンテーションフラットの相対位置である。そのため紫外線硬化型接着剤の硬化中は有機複屈折膜の位置ずれがほぼ起きないため、接着後では有機複屈折膜端と透明基板端の距離および有機複屈折膜のマークと透明基板のオリエンテーションフラットの相対位置が許容値内に入る。その結果、次工程以降では透明基板から有機複屈折膜のはみ出しが無いため、搬送不良やクランプ不良が起きないので偏光分離素子の製造歩留を向上できる。さらに、透明基板のオリエンテーションフラットを基準位置として回折格子を形成した場合、有機複屈折膜のマークが有機複屈折膜の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して指標となり、かつ透明基板のオリエンテーションフラットに対しての相対位置が許容値内にあるため、形成された回折格子の方向は光学特性を損なわない範囲で有機複屈折膜の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して合うので、所望の光学特性を有する偏光分離素子を高歩留で作製できる。また、回折格子パターンを露光する工程について見ると、有機複屈折膜の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して回折格子の方向を合わせるために、縮小投影露光装置に装着されているアライメント方法を用いる必要はなく、透明基板のオリエンテーションフラットを基準位置とする１st露光で十分であるため、露光工程のスループットを向上できる。
【００２７】
本発明の第４の手段の偏光分離素子の作製方法においては、第１〜３の手段の構成および効果に加えて、前記有機複屈折膜は透明基板と接着する面と対向する面に保護膜が付いており、透明基板に第1の紫外線を照射した後に有機複屈折膜から保護膜を剥離する。また、本発明の第５の手段の偏光分離素子の作製方法においては、第２または第３の手段の構成および効果に加えて、前記有機複屈折膜は透明基板と接着する面と対向する面に保護膜が付いており、透明基板に第２の紫外線を照射した後に有機複屈折膜から保護膜を剥離する。そのため透明基板と有機複屈折膜の接着工程は、有機複屈折膜の面のうち回折格子を形成する面を保護膜で被覆した状態で行うことができる。その結果、貼り合せ工程で回折格子を形成する面にキズや異物を付ける確率を著しく小さくでき、偏光分離素子の製造歩留の向上が可能になる。
【００２８】
本発明の第６の手段の偏光分離素子の作製方法においては、第１〜５の手段の構成および効果に加えて、前記有機溶媒がイソプロピルアルコールまたはアセトンの少なくとも一方である。そのため接着工程で広く用いられているアクリル系やエポキシ系紫外線硬化型接着剤を非常によく溶解するので、透明基板周辺に接着剤残が残らず、有害性の大きい他の有機溶媒を用いる場合よりも作業環境や装置安全性を改善できる。
【００２９】
本発明の第７の手段の偏光分離素子においては、第１〜６の手段のいずれか一つの偏光分離素子の作製方法を用いて作製される。そのため接着工程では透明基板から有機複屈折膜のはみ出しが起こらないので、偏光分離素子の製造歩留が大きくなり低コスト化が可能になる。また、第３の手段の作製方法によると、透明基板のオリエンテーションフラットを基準位置として回折格子を形成すると、有機複屈折膜のマークが有機複屈折膜の面内で屈折率の異なる2方向のうち特定の1方向に対して指標となっており、かつ透明基板のオリエンテーションフラットに対しての相対位置が許容値内にあるため、形成された回折格子の方向は光学特性を損なわない範囲で有機複屈折膜の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して合う。その結果、所望の光学特性を持つ偏光分離素子を高歩留で実現できる。
【００３０】
本発明の第８の手段の光ピックアップ装置においては、第１〜６の手段のいずれか一つの偏光分離素子の作製方法を用いて作製される偏光分離素子を用いるので、従来の光ピックアップよりも小型化、低コスト化が可能になる。特に第３の手段の作製方法で作った偏光分離素子を用いる場合は、透明基板のオリエンテーションフラットを基準位置として回折格子を形成すると、有機複屈折膜のマークが有機複屈折膜の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して指標となっており、かつ透明基板のオリエンテーションフラットに対しての相対位置が許容値内にあるため、形成された回折格子の方向は光学特性を損なわない範囲で、有機複屈折膜の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して合っている。その結果、偏光分離素子は所望の光学特性を持つため、光ピックアップ装置も所望の光学特性を実現できる。
【００３１】
本発明の第９の手段の有機複屈折膜の接着装置においては、透明基板を保持するスピンテーブルと、前記スピンテーブルを回転させる回転機構と、前記透明基板に紫外線硬化型接着剤を塗布する塗布機構と、透明基板上に塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜を載置する載置機構と、有機複屈折膜を透明基板上で滑動して位置を修正する位置調整機構と、透明基板と有機複屈折膜の相対位置のずれを読み取る位置検出機構と、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜は溶解しない有機溶媒を透明基板に滴下するリンス機構と、透明基板に紫外線を照射する紫外線照射機構からなるので、第１〜６の手段のいずれか一つの偏光分離素子の作製方法を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る偏光分離素子の作製方法およびその作製方法を用いて作製された偏光分離素子、およびその偏光分離素子を用いた光ピックアップ装置、および偏光分離素子の作製方法に用いられる接着装置の具体的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１に本発明の偏光分離素子の作製方法の一実施例を示す。また、図２に図１（ｅ）の工程の詳細を説明する斜視図を示す。
まず、図１（ａ）に示すように、直径１６５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、長さ５４ｍｍのオリエンテーションフラットを設けたショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定した。その後、スピンテーブル１０を１０〜５０ｒｐｍで回転させながら、透明基板１の中央部にディスペンサー１１を用いて屈折率１．５２、粘度５００ｃｐのアクリル系紫外線硬化型接着剤２を８〜１１g滴下した。その後、スピンテーブル１０を３００ｒｐｍで回転させ、透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤２を広げた後、図１（ｂ）に示すように、スピンテーブル１０の回転を停止した。
【００３４】
次に、図１（ｃ）に示すように、直径１５５ｍｍ、厚さ８０μｍの有機複屈折膜３であり、面内で屈折率の異なる２方向（以後、進相軸と遅相軸と略す）のうち１方向（本実施例では遅相軸と平行な方向を採用した）に４５ｍｍのオリエンテーションフラット３Ａを持つ有機複屈折膜３を図示しない載置装置を用いて紫外線硬化型接着剤２の上に載置した。載置の際は、有機複屈折膜３の中心をスピンテーブル１０の回転中心にほぼ合せ、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度を±０．５度以下とした。
【００３５】
次に、図１（ｄ）に示すように、スピンテーブル１０を４００ｒｐｍで７秒間回転し、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板上で４ｍｍ程度動いており、有機複屈折膜３の中心とスピンテーブル１０の回転中心及び有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａが平行から大きくずれていた。
そのため、図１（ｅ）に示すように、調整治具１２を用いて有機複屈折膜３の外側にずれた側の端部を透明基板１の中心側へ押し、透明基板上を滑るように有機複屈折膜３を動かし（以後、滑るように動かすことを滑動と略す）、有機複屈折膜３の位置修正（つまり透明基板１と有機複屈折膜３の中心を合せ、かつ有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを概略平行となる位置へ有機複屈折膜３を動かす）を行った（詳細を図２（ａ），（ｂ）に示す）。
【００３６】
次に図１（ｆ）に示すように、スピンテーブル１０を再度４００ｒｐｍで３秒間回転して接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
その後、スピンテーブル１０を７００ｒｐｍで８秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上で約３ｍｍ程度動いていた。そこで図１（ｅ）と同様に、再度調整治具１２を用い、有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜３の位置修正を行った。
【００３７】
次に図１（ｆ）と同様に、スピンテーブル１０を再度７００ｒｐｍで６秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上で約２ｍｍ程度動いていた。そこで図１（ｅ）と同様に、再度調整治具１２を用い、有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜３の位置修正を行った。
その後、図１（ｆ）と同様に、スピンテーブルを再度７００ｒｐｍで１０秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
その後、図１（ｆ）と同様に、スピンテーブル１０を再度７００ｒｐｍで６秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００３８】
その後、図１（ｆ）と同様に、スピンテーブル１０を９００ｒｐｍで４秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上で約５ｍｍ程度動いていた。そこで図１（ｅ）と同様に、再度調整治具１２を用い、有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜３の位置修正を行った。
その後、図１（ｆ）と同様に、スピンテーブル１０を再度９００ｒｐｍで８秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上で約３ｍｍ程度動いていた。そこで図１（ｅ）と同様に、再度調整治具１２を用い、有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜３の位置修正を行った。
【００３９】
その後、図１（ｆ）と同様に、スピンテーブル１０を再度９００ｒｐｍで３３秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
その後、図１（ｆ）と同様に、スピンテーブル１０を再度９００ｒｐｍで４５秒間回転を行い、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止し、倍率４〜５０倍の測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を観察した結果、有機複屈折膜端と透明基板端の距離は４ｍｍ以上あり、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は０．３６度であった。
【００４０】
有機複屈折膜３の接着後の仕様において、透明基板端と有機複屈折膜端の距離はエッチング装置のクランプ幅から規定される。本実施例では２ｍｍ以上である。また、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度の許容値は偏光分離素子の光学特性、特に1次回折効率から規定されるが、本実施例では±１度以下である。
上記の顕微鏡での測定結果から、有機複屈折膜端と透明基板端の距離および有機複屈折膜３のマークと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａの相対位置、つまり有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度が許容値内であることが確認された。
【００４１】
次に図１（ｇ）に示すように、スピンテーブル１０の回転を停止した状態で、有機複屈折膜３側から紫外線照射装置として高圧水銀灯を用いて第1の紫外線（ＵＶ）を照射し、紫外線硬化型接着剤２を硬化した。
その後、図１（ｈ）に示すように、透明基板１を７００ｒｐｍで４５秒間回転し、有機複屈折膜膜３と透明基板１の境界に、リンス機構のノズル１３から有機溶媒（例えばイソプロピルアルコール）１４を滴下した。このイソプロピルアルコールは、本実施例に用いたアクリル系紫外線硬化型接着剤２は溶解するが、有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒である。本実施例の工程によって、図１（ｇ）の工程後に基板周辺部に残っていた紫外線硬化型接着剤２はイソプロピルアルコールによって除去された。
【００４２】
次に、有機複屈折膜３を接着した透明基板１（以後、有機複屈折膜を接着した透明基板を基板と略す）をスピンテーブル１０から外し、倍率４〜５０倍の測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を再度測定した結果、有機複屈折膜端と透明基板端の距離、および有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は、図１（ｇ），（ｈ）の工程を経ても変化はなかった。
【００４３】
次に、図示を省略するが、前記の基板にポジレジストを０．７μｍの厚さに塗布し、６０℃の温度で３０分間のプリベークを行った。その後、基板を縮小投影露光装置（ＮＡ＝０．４５、σ＝０．６、波長；ｉ線）に装着し、透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを縮小投影露光装置側で検出し、１st露光によって透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａと平行な方向に０．９０μｍのライン・アンド・スペース・パターンを露光し、現像液ＮＭＤ−３を用いて現像を行い、周期的なレジストパターンを完成させた。その後、前記のレジストパターン上に真空蒸着法によってアルミニウム（Ａｌ）を７０ｎｍの厚さに蒸着し、引き続きアセトンを用いてレジストを溶解してＡｌのリフトオフを行い、レジストパターンを反転させたＡｌパターンを完成させた。その後、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）エッチング装置を用い、酸素ガスを主成分とするエッチングガス雰囲気中で、前記のＡｌパターンを金属マスクにして有機複屈折膜３を深さ３．０μｍまでエッチングした。
その後、リン酸系のＡｌエッチング液を用いてＡｌパターンを除去し、周期的な凹凸格子からなる回折格子を完成させた。ここで、図１（ｉ）は透明基板１上の有機複屈折膜３に回折格子４を形成した状態を模式的に示している。すなわち図１（ｉ）において、有機複屈折膜３の上面には周期的な凹凸格子からなる回折格子４が形成されている。
【００４４】
次に平面加工した直径２５０ｍｍ、厚み５０ｍｍのステンレス台上に回折格子４を形成した基板１を置き、回折格子面に光学的に等方的なアクリル系紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）５をマイクロシリンジで１．２ｍＬ滴下する。そして、図１（ｊ）に示すように、等方性接着剤５を塗布した基板上に、両面を光学研磨した直径１６５ｍｍ、厚み１ｍｍの対向透明基板（材質；ショット製光学ガラスＢＫ７）６を載せ、さらに対向透明基板上に光学研磨した光学ガラス（図示せず）を載せ、対向透明基板６に１００ｇｆ／ｃｍ２の圧力を加え、等方性接着剤５を被接着面全面に広げた。この状態で対向透明基板６を通して紫外線（ＵＶ）を照射し、等方性接着剤５を硬化し、ウエハー状の偏光分離素子の中間完成体１００を形成した。尚、図１（ｊ）は、有機複屈折膜３からなる回折格子４が形成された基板１に等方性接着剤５を介して対向透明基板６を一体化して形成した中間完成体１００を模式的に示している。
次に図１（ｋ）に示すように、ダイシングソー１５を用いて中間完成体１００をダイシングして３．５ｍｍ角の大きさの複数の素子（各々の素子が１個の回折格子を有する）を切り出し、複数個の偏光分離素子１０１を完成させた。
【００４５】
以上の工程を経て完成した偏光分離素子１０１に波長６８０ｎｍのＳ偏光を照射し、受光素子で１次回折光を受け、１次回折効率を測定した結果、回折格子４が良好に形成された全ての偏光分離素子１０１は、仕様の回折効率３２％以上を達成した。
また、図１（ａ）〜（ｈ）に示す工程により有機複屈折膜３を接着した基板１をダイシングソー１５を用いて切断し、２００倍の金属顕微鏡で断面を観察し、基板の直径方向での接着層厚さを測定（測定範囲；有機複屈折膜端から５〜１３０ｍｍ）した。その結果を図３に示す。
本実施例での接着層厚さは平均３１μｍで、直径方向でほぼ均一であることが確認され、上記の接着法では接着層の膜厚制御に問題はなかった。
【００４６】
以上の本実施例の作製方法に従うと、有機複屈折膜３の接着工程が、透明基板１上に紫外線硬化型接着剤２を塗布し、その後、紫外線硬化型接着剤２上に有機複屈折膜３を載せ、その後、透明基板１を回転し、その後、透明基板１の回転を止めた状態で有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動して位置を修正した後、透明基板１を回転し、再度透明基板１の回転を停止し、透明基板１と有機複屈折膜３の相対位置が許容値内であることを確認した後、透明基板１の回転を止めた状態で第1の紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型接着剤２を硬化するため、硬化中に有機複屈折膜３の位置ずれは起きず、透明基板１からの有機複屈折膜３のはみ出し防止が実現できる。
また、透明基板１と有機複屈折膜３の相対位置を許容値内に納めることが可能なので、透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを基準位置にして１st露光を行う場合も、レジストパターンの方向は有機複屈折膜３の露光基準軸と一致するため、所望の光学特性を持つ偏光分離素子１０１が得られ、歩留が向上する。
【００４７】
本実施例では、回折格子パターンが良好に形成された偏光分離素子１０１は、全て遅相軸に対し回折格子４の角度ずれが小さいので所望の回折効率を達成できる。
さらに、回折格子パターンを露光する工程では、有機複屈折膜３の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して回折格子４の方向を合わせるために、縮小投影露光装置に装着されているアライメント方法を用いる必要はなく、透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを基準位置とする１st露光で十分であるため、露光工程のスループットを向上できる。
【００４８】
加えて第1の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤２を硬化した後に、透明基板１を回転させながら、紫外線硬化型接着剤２は溶解するが有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒１４を滴下するため、有機複屈折膜３で被覆されていない透明基板周辺の紫外線硬化型接着剤２を除去することができる。また、透明基板１を回転させながら前記の有機溶媒１４を滴下するため、有機溶媒１４には遠心力がかかり、有機複屈折膜３と透明基板１とで挟まれた領域にある紫外線硬化型接着剤２へは染み込みにくいので、透明基板１と有機複屈折膜３は十分な接着面積が得られる。
その結果、基板周辺部には接着剤が残らないので、装置間や装置内の搬送で基板周辺部をハンドリングしても基板周辺部からの異物発生が非常に少ないので、偏光分離素子の製造歩留を向上できる。
【００４９】
なお、本実施例では、有機溶媒１４としてイソプロピルアルコールを用いたが、前記の有機溶媒１４はイソプロピルアルコールに限定される必要は無く、紫外線硬化型接着剤２は溶解するが有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒であれば何ら構わない。しかしながら、貼り合せ光ディスク等の貼り合せ工程で広く用いられているアクリル系やエポキシ系紫外線硬化型接着剤は、イソプロピルアルコールとアセトンに非常によく溶解するので、透明基板端には接着剤残が残らず、有害性の大きい他の有機溶媒よりイソプロピルアルコールやアセトンを用いることは、作業環境や装置安全性の面からより望ましい。
【００５０】
さらに、本実施例では、有機複屈折膜３の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して指標となるマークとして遅相軸に平行なオリエンテーションフラットを用いたが、マークの形状は透明基板の内側に入るものであれば突起や切り欠きであっても何ら構わず、透明基板１と有機複屈折膜３の相対位置が比較的検出しやすい形状であれば良い。
また、本実施例では、回転後の有機複屈折膜３のずれを目視で観察し、第1の紫外線（ＵＶ）を照射する前に測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を精密に測定したが、回転後の有機複屈折膜３のずれを毎回測長顕微鏡等を用いて精密に測定しても良い。また、前記の測定結果と許容値との差を割り出し、位置調整にフィードバック制御をかけると、有機複屈折膜３の位置ずれを短時間で抑えることが可能となり望ましい。
【実施例２】
【００５１】
図４に本発明の偏光分離素子の作製方法の別の実施例を示す。
まず図４（ａ）に示すように、直径１６５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、長さ５４ｍｍのオリエンテーションフラットを設けたショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定した。その後、スピンテーブル１０を１０〜５０ｒｐｍで回転させながら、透明基板１の中央部にディスペンサー１１を用いて屈折率１．５８、粘度６００ｃｐのエポキシ系紫外線硬化型接着剤２を９〜１３ｇ滴下した。その後、スピンテーブル１０を３００ｒｐｍで回転させ、透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤２を広げ、その後、図４（ｂ）に示すようにスピンテーブル１０の回転を停止した。
【００５２】
次に図４（ｃ）に示すように、直径１５５ｍｍ、厚さ７０μｍで、遅相軸と平行な方向に４５ｍｍのオリエンテーションフラットを持つ有機複屈折膜３を図示しない載置装置を用いて紫外線硬化型接着剤２の上に載置した。
載置の際は、有機複屈折膜３の中心をスピンテーブル１０の回転中心にほぼ合せ、有機複屈折３のオリエンテーションフラットと透明基板１のオリエンテーションフラットのなす角度を±０．５度以下とした。
【００５３】
次に図４（ｄ）に示すように、スピンテーブル１０を４００ｒｐｍで８秒間回転し接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
その後、スピンテーブル１０を再度４００ｒｐｍで２秒間回転して接着剤２を振り切った。そして、その後、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００５４】
次にスピンテーブル１０を７００ｒｐｍで１０秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上で３ｍｍ程度動いており、有機複屈折膜３の中心とスピンテーブル１０の回転中心及び有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａが平行から大きくずれていた。
そのため、図４（ｅ）に示すように、調整治具１２を用いて有機複屈折膜３を滑動し、有機複屈折膜３の位置修正（つまり透明基板１と有機複屈折膜３の中心を合せ、かつ有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを概略平行となる位置へ有機複屈折膜３を動かす）を行った（図２（ａ），（ｂ）参照）。
【００５５】
次に図４（ｆ）に示すように、スピンテーブル１０を再度７００ｒｐｍで１２秒間回転して接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
その後、スピンテーブル１０を再度７００ｒｐｍで４秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
その後、スピンテーブル１０を再度７００ｒｐｍで１４秒回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
【００５６】
次にスピンテーブル１０を１１００ｒｐｍで８秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上で約７ｍｍ程度動いていた。そこで図４（ｅ）と同様に、調整治具１２を用い、有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜３の位置修正を行った。
その後、図４（ｆ）と同様に、スピンテーブル１０を再度１１００ｒｐｍで１１秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上で約１ｍｍ程度動いていた。そこで図４（ｅ）と同様に、調整治具１２を用い、有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動し、有機複屈折膜３の位置修正を行った。
【００５７】
次に、図４（ｆ）と同様に、スピンテーブル１０を再度１１００ｒｐｍで２０秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止して有機複屈折膜３の位置ずれを目視で観察したところ、有機複屈折膜３は透明基板１上でほとんど動いていなかった。
その後、スピンテーブル１０を再度１１００ｒｐｍで５１秒間回転して、接着剤２を振り切った。そして、スピンテーブル１０の回転を停止し、倍率４〜５０倍の測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を観察した結果、有機複屈折膜端と透明基板端の距離は４ｍｍ以上あり、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は０．２２度であった。
【００５８】
有機複屈折膜３の接着後の仕様としては、実施例1と同様に、透明基板端と有機複屈折膜端の距離はエッチング装置のクランプ幅の規定から２ｍｍ以上、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は偏光分離素子の光学特性から±１度以下となっている。
また、上記の顕微鏡での測定結果から、有機複屈折膜端と透明基板端の距離および有機複屈折膜３のマークと透明基板１のオリエンテーションフラットの相対位置、つまり有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度が許容値内であることが確認された。
【００５９】
次に図４（ｇ）に示すように、スピンテーブル１０の回転を停止した状態で、有機複屈折膜３側から紫外線照射装置として高圧水銀灯を用いて第1の紫外線（ＵＶ）を照射し、紫外線硬化型接着剤２を硬化した。
本工程では紫外線硬化型接着剤２を半硬化して紫外線硬化型接着剤２の粘度を高め、図４（ｇ）の工程で透明基板１を回転しても有機複屈折膜３が位置ずれを起こさなくすることを目的としており、実施例1の１／１０〜１／３程度の照射エネルギーに留めた。
【００６０】
次に図４（ｈ）に示すように、透明基板１を７００ｒｐｍで６０秒間回転し、有機複屈折膜膜３と透明基板１の境界に、リンス機構のノズル１３から有機溶媒（例えばアセトン）１４を滴下した。このアセトンは、本実施例に用いたエポキシ系紫外線硬化型接着剤２は溶解するが、有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒である。本実施例の工程によって、図４（ｇ）の工程後に基板周辺部に残っていた紫外線硬化型接着剤２はアセトンによって除去された。
【００６１】
次に図４（ｉ）に示すように、透明基板１の回転を停止し、有機複屈折膜３側から紫外線照射装置として高圧水銀灯を用いて第２の紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型接着剤２を完全に硬化した。
その後、有機複屈折膜３を接着した透明基板１をスピンテーブル１０から外し、倍率４〜５０倍の測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を再度測定した結果、有機複屈折膜端と透明基板端の距離、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は、図４（ｇ）〜（ｉ）の工程を経てもほとんど変化はなかった。
【００６２】
次に、前記の有機複屈折膜３を接着した透明基板１に実施例１と同様な方法で回折格子４を形成した。ここで、図４（ｊ）は透明基板１上の有機複屈折膜３に回折格子４を形成した状態を模式的に示している。すなわち図４（ｊ）において、有機複屈折膜３の上面には周期的な凹凸格子からなる回折格子４が形成されている。
その後、実施例１と同様の方法で、回折格子４を形成した基板１上に光学的に等方的なエポキシ系紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）５を塗布し、対向透明基板６を等方性接着剤５で接着して、ウエハー状の偏光分離素子の中間完成体１００を形成した。尚、図４（ｋ）は、有機複屈折膜３からなる回折格子４が形成された基板１に等方性接着剤５を介して対向透明基板６を一体化して形成した中間完成体１００を模式的に示している。
次に図４（ｌ）に示すように、ダイシングソー１５を用いて中間完成体１００をダイシングして３．５ｍｍ角の大きさの複数の素子（各々の素子が１個の回折格子を有する）を切り出し、複数個の偏光分離素子１０１を完成させた。
【００６３】
本実施例においても、実施例１と同様に、偏光分離素子１０１に波長６８０ｎｍのＳ偏光を照射し、受光素子で１次回折光を受け、１次回折効率を測定した結果、回折格子４が良好に形成された全ての偏光分離素子１０１は、仕様の回折効率３２％以上を達成できた。
また、本実施例の作製方法に従うと、有機複屈折膜３の接着工程が、透明基板１上に紫外線硬化型接着剤２を塗布し、その後、紫外線硬化型接着剤２上に有機複屈折膜３を載置し、その後、透明基板１を回転し、その後、透明基板１の回転を止めた状態で有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動して位置を修正した後、透明基板１を回転し、再度透明基板１の回転を停止し、透明基板１と有機複屈折膜３の相対位置が許容値内であることを確認した後、透明基板１の回転を止めた状態で第１の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤２を半硬化して粘度を大きくするため、有機複屈折膜３を固定できるようになり、後工程で透明基板１を回転した場合も有機複屈折膜３の位置ずれは起き難くなる。
そのため、透明基板１の周辺部の接着剤２を除去するため、透明基板１を回転しながら、紫外線硬化型接着剤２は溶解するが有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒１４を滴下しても、紫外線硬化型接着剤２は半硬化して粘度が大きくなっているため有機複屈折膜３の位置ずれが起き難い。その結果、透明基板１からの有機複屈折膜３のはみ出し防止をほぼ１００％で実現できる。
さらに、透明基板１と有機複屈折膜３の相対位置が許容値内に入る割合が著しく向上する。その結果、透明基板１のオリエンテーションフラットを基準位置にして露光を行う場合も、レジストパターンの方向は有機複屈折膜３の露光基準軸と一致するため、所望の光学特性を持つ偏光分離素子が得られ、歩留を高めることができる。
【００６４】
本実施例では、回折格子パターンが良好に形成された偏光分離素子１０１は、全て遅相軸に対し回折格子４の角度ずれが小さいので所望の回折効率を達成できる。
さらに、回折格子パターンを露光する工程では、有機複屈折膜３の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して回折格子４の方向を合わせるために、縮小投影露光装置に装着されているアライメント方法を用いる必要はなく、透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを基準位置とする１st露光で十分であるため、露光工程のスループットを向上できる。
【００６５】
さらに、第１の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤２を半硬化した後に、透明基板１を回転させながら、紫外線硬化型接着剤２は溶解するが有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒１４を滴下するため、有機複屈折膜３で被覆されていない透明基板周辺の紫外線硬化型接着剤２を除去することができる。また、透明基板１を回転させながら前記の有機溶媒１４を滴下するため、有機溶媒１４には遠心力がかかり、有機複屈折膜３と透明基板１とで挟まれた領域にある紫外線硬化型接着剤２へは染み込みにくいので、透明基板１と有機複屈折膜３は十分な接着面積が得られる。
その結果、基板周辺部には接着剤が残らないので、装置間や装置内の搬送で基板周辺部をハンドリングしても基板周辺部からの異物発生が非常に少ないので、偏光分離素子の製造歩留を向上できる。
【００６６】
なお、本実施例では有機溶媒１４としてアセトンを用いたが、前記の有機溶媒１４はアセトンに限定される必要は無く、紫外線硬化型接着剤２は溶解するが有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒であれば何ら構わない。しかしながら、貼り合せ光ディスク等の貼り合せ工程で広く用いられているアクリル系やエポキシ系紫外線硬化型接着剤は、イソプロピルアルコールとアセトンに非常によく溶解するので、有害性の大きい他の有機溶媒よりイソプロピルアルコールやアセトンを用いることは、作業環境や装置安全性の面からより望ましい。
【００６７】
さらに、本実施例では有機複屈折膜３の面内で屈折率の異なる２方向のうち特定の１方向に対して指標となるマークとして遅相軸に平行なオリエンテーションフラットを用いたが、マークの形状は透明基板の内側に入るものであれば突起や切り欠きであっても何ら構わず、透明基板と有機複屈折膜の相対位置が比較的検出しやすい形状であれば良い。
また、本実施例では回転後の有機複屈折膜３のずれを目視で観察し、第１の紫外線を照射する前に測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を精密に測定したが、回転後の有機複屈折膜３のずれを毎回測長顕微鏡等を用いて精密に測定しても良い。また、前記の測定結果と許容値との差を割り出し、位置調整にフィードバック制御をかけると、有機複屈折膜３の位置ずれを短時間で抑えることが可能となり望ましい。
【実施例３】
【００６８】
図５に本発明の偏光分離素子の作製方法のさらに別の実施例を示す。
まず図５（ａ）に示すように、直径１６５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、長さ５４ｍｍのオリエンテーションフラットを設けたショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定した。その後、実施例１，２と同様にスピンコート法によって屈折率１．５８、粘度６００ｃｐのエポキシ系紫外線硬化型接着剤２を透明基板１の全面に塗布し、その後、図５（ｂ）に示すようにスピンテーブル１０の回転を停止した。
【００６９】
次に図５（ｃ）に示すように、一面に粘着剤７を介して有機高分子からなる保護膜８が付いた有機複屈折膜（直径１５５ｍｍ、厚さ７０μｍで、遅相軸と平行な方向に４５ｍｍのオリエンテーションフラットを設けた有機複屈折膜）３を、紫外線硬化型接着剤２の上に図示しない載置装置を用いて載置した。載置の際は、有機複屈折膜３の中心をスピンテーブル１０の回転中心にほぼ合せ、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラットと透明基板１のオリエンテーションフラットのなす角度を±０．５度以下とした。
【００７０】
次に図５（ｄ）〜（ｆ）に示すように、実施例２の図４（ｄ）〜（ｆ）の工程と同様の工程を行い、透明基板１を４００〜１１００ｒｐｍで回転させ、接着剤２を振り切った。
回転中に有機複屈折膜３が位置ずれを起こした場合は、透明基板１の回転を停止し、調整治具１２を用いて有機複屈折膜３を滑動して有機複屈折膜３の位置調整（つまり図２に示すように、透明基板１と有機複屈折膜３の中心を合せ、かつ有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを概略平行となる位置へ有機複屈折膜３を動かす）を行った。
【００７１】
次にスピンテーブルを再度１１００ｒｐｍで１０秒間回転し、接着剤２を振り切った。
その後、スピンテーブル１０の回転を停止し、倍率４〜５０倍の測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を観察した結果、有機複屈折膜端と透明基板端の距離は４ｍｍ以上あり、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は０．６７度であった。
有機複屈折膜３の接着後の仕様としては、実施例１と同様に、透明基板端と有機複屈折膜端の距離はエッチング装置のクランプ幅の規定から２ｍｍ以上、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は偏光分離素子の光学特性から±１度以下となっている。
上記の顕微鏡での測定結果から、有機複屈折膜端と透明基板端の距離および有機複屈折膜３のマークと透明基板１のオリエンテーションフラットの相対位置、つまり有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度が許容値内であることが確認された。
【００７２】
次に図５（ｇ）に示すように、スピンテーブル１０の回転を停止した状態で、有機複屈折膜３の保護膜８側から紫外線照射装置として高圧水銀灯を用いて第1の紫外線（ＵＶ）を照射した。
本工程では保護膜８での紫外線吸収を考慮し、実施例２の１．１倍のエネルギーで照射して紫外線硬化型接着剤２を半硬化させた。
その後、図５（ｈ）に示すように、ピンセットを用いて、有機複屈折膜３から保護膜８を剥離した。
【００７３】
次に図５（ｉ）に示すように、透明基板１を７００ｒｐｍで６０秒間回転し、有機複屈折膜３と透明基板１の境界に、リンス機構のノズル１３から有機溶媒（例えばアセトン）１４を滴下した。このアセトンは、本実施例に用いたエポキシ系紫外線硬化型接着剤２は溶解するが、有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒である。本実施例の工程によって、図５（ｈ）の工程後に基板周辺部に残っていた紫外線硬化型接着剤２はアセトンによって除去された。
【００７４】
次に図５（ｊ）に示すように、透明基板１の回転を停止し、有機複屈折膜３側から紫外線照射装置として高圧水銀灯を用いて第２の紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型接着剤２を完全に硬化した。
その後、有機複屈折膜３を接着した透明基板１をスピンテーブル１０から外し、倍率４〜５０倍の測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を再度測定した結果、有機複屈折膜端と透明基板端の距離、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は、図５（ｇ）〜（ｊ）の工程を経てもほとんど変化はなかった。
【００７５】
次に、前記の有機複屈折膜３を接着した透明基板１に実施例１，２と同様な方法で回折格子４を形成した。ここで、図５（ｋ）は透明基板１上の有機複屈折膜３に回折格子４を形成した状態を模式的に示している。すなわち図５（ｋ）において、有機複屈折膜３の上面には周期的な凹凸格子からなる回折格子４が形成されている。
その後、実施例１，２と同様の方法で、回折格子４を形成した基板１上に光学的に等方的なエポキシ系紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）５を塗布し、対向透明基板６を等方性接着剤５で接着して、ウエハー状の偏光分離素子の中間完成体１００を形成した。尚、図５（ｌ）は、有機複屈折膜３からなる回折格子４が形成された基板１に等方性接着剤５を介して対向透明基板６を一体化して形成した中間完成体１００を模式的に示している。
次に図５（ｍ）に示すように、ダイシングソー１５を用いて中間完成体１００をダイシングして３．５ｍｍ角の大きさの複数の素子（各々の素子が１個の回折格子を有する）を切り出し、複数個の偏光分離素子１０１を完成させた。
【００７６】
本実施例においても、実施例１，２と同様に、偏光分離素子１０１に波長６８０ｎｍのＳ偏光を照射し、受光素子で１次回折光を受け、１次回折効率を測定した結果、回折格子４が良好に形成された全ての偏光分離素子１０１は、仕様の回折効率３２％以上を達成できた。
また、本実施例の作製方法によると、透明基板１と有機複屈折膜３の接着工程は、有機複屈折膜３の面のうち回折格子４を形成する面を保護膜８で被覆した状態で行うことができる。そのため、貼り合せ工程で回折格子４を形成する面にキズや異物を付ける確率が著しく減る。特にスピンテーブル１０を回転させ、紫外線硬化型接着剤２を振り切る工程において、振り切った接着剤のミストが回折格子を形成する面に付着しない（接着剤のミストは保護膜８に付き、紫外線照射後、保護膜８を剥離するので、有機複屈折膜３の表面には残らない）ため、異物の非常に少ない有機複屈折膜表面を実現できる。そのため、リソグラフィー工程において異物やキズによって発生するパターン欠陥を低減でき、偏光分離素子の製造歩留を向上できる。
【００７７】
なお、本実施例では第１の紫外線を照射した後に有機複屈折膜３から保護膜８を剥離し、その後、透明基板１を回転させながらアセトンを滴下して透明基板周辺の接着剤残の除去を行ったが、第１の紫外線を照射した後に保護膜８を付けたまま透明基板１を回転させながらアセトンを滴下して、透明基板周辺の接着剤残の除去を行い、その後、有機複屈折膜３から保護膜８を剥離しても何ら構わない。
また、本実施例では粘着剤７によって有機複屈折膜３に保護膜８を保持・固定しているが、粘着剤７がなく、保護膜８が物理吸着によって直接有機複屈折膜３に密着していても何ら構わない。
【実施例４】
【００７８】
図６に本発明の偏光分離素子の作製方法のさらに別の実施例を示す。
まず図６（ａ）に示すように、直径１６５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、長さ５４ｍｍのオリエンテーションフラットを設けたショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定した。その後、実施例１，２と同様にスピンコート法によって屈折率１．５８、粘度６００ｃｐのエポキシ系紫外線硬化型接着剤２を透明基板１の全面に塗布し、その後、図６（ｂ）に示すようにスピンテーブル１０の回転を停止した。
【００７９】
次に図６（ｃ）に示すように、一面に粘着剤７を介して有機高分子からなる保護膜８が付いた有機複屈折膜（直径１５５ｍｍ、厚さ７０μｍで、遅相軸と平行な方向に４５ｍｍのオリエンテーションフラットを設けた有機複屈折膜）３を、紫外線硬化型接着剤２の上に図示しない載置装置を用いて載置した。載置の際は、有機複屈折膜３の中心をスピンテーブル１０の回転中心にほぼ合せ、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラットと透明基板１のオリエンテーションフラットのなす角度を±０．５度以下とした。
【００８０】
次に図６（ｄ）〜（ｆ）に示すように、実施例２の図４（ｄ）〜（ｆ）の工程と同様の工程を行い、透明基板１を４００〜１１００ｒｐｍで回転させ、接着剤２を振り切った。
回転中に有機複屈折膜３が位置ずれを起こした場合は、透明基板１の回転を停止し、調整治具１２を用いて有機複屈折膜３を滑動して有機複屈折膜３の位置調整（つまり図２に示すように、透明基板１と有機複屈折膜３の中心を合せ、かつ有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａを概略平行となる位置へ有機複屈折膜３を動かす）を行った。
【００８１】
次にスピンテーブルを再度１１００ｒｐｍで７秒間回転し、接着剤２を振り切った。
その後、スピンテーブル１０の回転を停止し、倍率４〜５０倍の測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を観察した結果、有機複屈折膜端と透明基板端の距離は４ｍｍ以上あり、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は０．４０度であった。
有機複屈折膜３の接着後の仕様としては、実施例１と同様に、透明基板端と有機複屈折膜端の距離はエッチング装置のクランプ幅の規定から２ｍｍ以上、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は偏光分離素子の光学特性から±１度以下となっている。
上記の顕微鏡での測定結果から、有機複屈折膜端と透明基板端の距離および有機複屈折膜３のマークと透明基板１のオリエンテーションフラットの相対位置、つまり有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度が許容値内であることが確認された。
【００８２】
次に図６（ｇ）に示すように、スピンテーブル１０の回転を停止した状態で、有機複屈折膜３の保護膜８側から紫外線照射装置として高圧水銀灯を用いて第1の紫外線（ＵＶ）を照射した。
本工程では保護膜８での紫外線吸収を考慮し、実施例２の１．１倍のエネルギーで照射して紫外線硬化型接着剤２を半硬化させた。
その後、図６（ｈ）に示すように、透明基板１を７００ｒｐｍで６０秒間回転し、有機複屈折膜３と透明基板１の境界に、リンス機構のノズル１３から有機溶媒（例えばアセトン）１４を滴下した。このアセトンは、本実施例に用いたエポキシ系紫外線硬化型接着剤２は溶解するが、有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒である。本実施例の工程によって、図６（ｇ）の工程後に基板周辺部に残っていた紫外線硬化型接着剤２はアセトンによって除去された。
【００８３】
次に図６（ｉ）に示すように、透明基板１の回転を停止し、有機複屈折膜３の保護膜８側から紫外線照射装置として高圧水銀灯を用いて第２の紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型接着剤２を完全に硬化した。
その後、図６（ｊ）に示すように、ピンセットを用いて、有機複屈折膜３から保護膜８を剥離した。
その後、有機複屈折膜３を接着した透明基板１をスピンテーブル１０から外し、倍率４〜５０倍の測長顕微鏡で有機複屈折膜３と透明基板１の相対位置を再度測定した結果、有機複屈折膜端と透明基板端の距離、有機複屈折膜３のオリエンテーションフラット３Ａと透明基板１のオリエンテーションフラット１Ａのなす角度は、図６（ｇ）〜（ｊ）の工程を経てもほとんど変化はなかった。
【００８４】
次に、前記の有機複屈折膜３を接着した透明基板１に実施例１，２と同様な方法で回折格子４を形成した。ここで、図６（ｋ）は透明基板１上の有機複屈折膜３に回折格子４を形成した状態を模式的に示している。すなわち図６（ｋ）において、有機複屈折膜３の上面には周期的な凹凸格子からなる回折格子４が形成されている。
その後、実施例１，２と同様の方法で、回折格子４を形成した基板１上に光学的に等方的なエポキシ系紫外線硬化型接着剤（等方性接着剤）５を塗布し、対向透明基板６を等方性接着剤５で接着して、ウエハー状の偏光分離素子の中間完成体１００を形成した。尚、図６（ｌ）は、有機複屈折膜３からなる回折格子４が形成された基板１に等方性接着剤５を介して対向透明基板６を一体化して形成した中間完成体１００を模式的に示している。
次に図６（ｍ）に示すように、ダイシングソー１５を用いて中間完成体１００をダイシングして３．５ｍｍ角の大きさの複数の素子（各々の素子が１個の回折格子を有する）を切り出し、複数個の偏光分離素子１０１を完成させた。
【００８５】
本実施例においても、実施例１，２と同様に、偏光分離素子１０１に波長６８０ｎｍのＳ偏光を照射し、受光素子で１次回折光を受け、１次回折効率を測定した結果、回折格子４が良好に形成された全ての偏光分離素子１０１は、仕様の回折効率３２％以上を達成できた。
また、本実施例の作製方法によっても実施例３と同様に、透明基板１と有機複屈折膜３の接着工程は、有機複屈折膜３の面のうち回折格子４を形成する面を保護膜８で被覆した状態で行うことができるため、貼り合せ工程で回折格子を形成する面にキズや異物を付ける確率を著しく小さくできる。その結果、偏光分離素子の製造歩留を向上できる。
【実施例５】
【００８６】
図７は本発明に係る光ピックアップ装置の一実施例を示す概略構成図である。この光ピックアップ装置は、例えばＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）系の光ディスク（ＤＶＤ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−ＲＷ），Ｓ−ＤＶＤ等）の記録または再生に用いられる光ピックアップ装置であり（ただし、ＤＶＤ系の光ディスクに限るものではない）、光源であるレーザーダイオード１１１、偏光分離素子１１２、コリメータレンズ１１３、λ／４波長板１１４、対物レンズ１１５、光検出器であるフォトダイオード１１６を備えており、偏光分離素子１１２としては、実施例１〜４のいずれかの作製方法で作製された偏光分離素子１０１が用いられる。
この光ピックアップ装置では、レーザーダイオード１１１から出射された波長６８０ｎｍの光は、偏光分離素子１１２とコリメータレンズ１１３、λ／４波長板１１４、対物レンズ１１５を通った後、光ディスク１１７を照射する。そして、光ディスク１１７の記録面からの反射光は戻り光束となり、偏光分離素子１１２で回折されフォトダイオード１１６に導かれ、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、情報信号の検出が行われる。
【００８７】
本実施例の光ピックアップ装置を用い、ＤＶＤ系の光ディスク１１７としてＤＶＤ−ＲＯＭからの情報信号の再生を行った所、プリズムを接着したビームスプリッタとλ／４波長板を組み合わせた従来のＤＶＤ系光ディスク用の光ピックアップ装置と同等の信号出力を得ることができ、本実施例の光ピックアップ装置が従来の光ピックアップ装置と同等の再生特性を持つことが確認できた。
また、本実施例の光ピックアップ装置では、偏光分離素子１１２は実施例１〜４のいずれかの作製方法によって有機複屈折膜３を透明基板１に接着した構造をもつので、プリズムを接着したビームスプリッタよりも小さく薄型になっている。その結果、従来の光ピックアップ装置よりも小型化・薄型化が可能となる。さらに実施例１〜４のいずれかの作製方法によって作製した偏光分離素子は比較的安価に製造できることから、光ピックアップ装置をより低コストで作製することが可能となる。
【実施例６】
【００８８】
図８は本発明による有機複屈折膜の接着装置の一実施例を示す概略構成図である。
この有機複屈折膜の接着装置は、本発明による偏光分離素子の作製方法に用いられる接着装置であり、透明基板１を保持するスピンテーブル１０と、スピンテーブル１０を回転させるステッピングモーター等からなる回転機構（図示せず）と、透明基板１に紫外線硬化型接着剤を塗布するディスペンサー１１等からなる塗布機構と、２本の吸着アーム２１によって有機複屈折膜３の両端を保持し、透明基板１上に塗布された紫外線硬化型接着剤上に有機複屈折膜３を載置する載置機構２０と、透明基板端と有機複屈折膜端の距離及び透明基板１と有機複屈折膜３の各オリエンテーションフラットの延長線のなす角度を読み取る位置検出機構１８と、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒を透明基板１に滴下するノズル１３を有するリンス機構１７と、透明基板１に紫外線を照射する高圧水銀灯やメタルハライドランプ等からなる紫外線照射機構３０から構成されている。
なお、位置調整機構はＸＹ方向に可動できる２軸アーム４１の先端に調整治具１２が付いており、調整治具１２で有機複屈折膜３を押し、透明基板１上を滑らせる機構になっている。そして、位置検出機構１８は倍率が４〜５０倍に可変できるズームレンズの付いたＣＣＤカメラと２点間の長さ測定と交線の角度の測定が可能な画像処理ソフトから構成されている。
【００８９】
次に本実施例の接着装置を用いて有機複屈折膜を接着する手順を述べる。
直径１６５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍで、５４ｍｍのオリエンテーションフラットを持つショット製光学ガラスＢＫ７からなる透明基板１をスピンテーブル１０に載せ、真空吸着によってスピンテーブル１０に固定する。その後、透明基板１の中央部にロボットアーム１６によってディスペンサー１１を移動し、スピンテーブル１０を２０ｒｐｍで回転させながら、透明基板１の中央部にディスペンサー１１を用いて屈折率１．５８、粘度６００ｃｐのエポキシ系紫外線硬化型接着剤を１０ｇ滴下する。
その後、ディスペンサー１１を元の位置に戻し、スピンテーブル１０を３００ｒｐｍで回転させ、透明基板１の全面に紫外線硬化型接着剤を広げ、その後、スピンテーブル１０の回転を停止する。
【００９０】
次に、直径１５５ｍｍ、厚さ８０μｍで、遅相軸と平行な方向に４５ｍｍのオリエンテーションフラットを持つ有機複屈折膜３の両端を載置機構２０の２本の吸着アーム２１に真空吸着して保持し、載置機構２０を透明基板１上へ移動し、有機複屈折膜３の中心をスピンテーブル１０の回転中心にほぼ合せながら２本の吸着アーム２１の真空吸着を徐々に解除して紫外線硬化型接着剤の上に有機複屈折膜３を載置する。その後、載置装置２０を元の位置に戻し、スピンテーブル１０を１１００ｒｐｍで回転させ、紫外線硬化型接着剤を振り切り、有機複屈折膜表面を平坦化する。
【００９１】
次に、スピンテーブル１０の回転を停止し、２軸アーム４１を動かして調整治具１２を有機複屈折膜３の側面に突き当て、有機複屈折膜３の位置ズレに応じて２軸アーム４１をＸＹ方向に動かして有機複屈折膜３を調整治具１２で押し、有機複屈折膜３を透明基板１上で滑るように動かし（滑動）、有機複屈折膜３の位置修正を行う。そして、位置調整終了後、位置調整機構４０を元の位置に戻す。
【００９２】
次に、スピンテーブル１０を再度１１００ｒｐｍで５秒間回転させ、スピンテーブル１０の回転を停止する。その後、透明基板１上に位置検出機構１８を移動し、ＸＹの２方向について透明基板端と有機複屈折膜端の距離を測定し、透明基板端と有機複屈折膜端の距離が許容値内であることを確認する。さらに透明基板１のオリエンテーションフラットの延長線と有機複屈折膜３のオリエンテーションフラットの延長線が交わるときの角度（以後、各オリエンテーションフラットのなす角度と記述）を測定し、各オリエンテーションフラットのなす角度が許容値内であることを確認する。上記の２つの測定値が許容値を超えている場合は、許容値と実測値のずれを算出し、位置検出機構１８を元に戻し、位置調整機構４０の２軸アーム４１を動かして調整治具１２を有機複屈折膜３の側面に突き当て、前記の算出したずれに応じて２軸アーム４１をＸＹ方向に動かし、有機複屈折膜３を調整治具１２で押し、有機複屈折膜３を透明基板１上で滑動し位置調整を行う。
【００９３】
次に、位置調整機構４０を元の位置に戻し、再度スピンテーブル１０を１１００ｒｐｍで５秒間回転させ、スピンテーブル１０の回転を停止し、透明基板１上に位置検出機構１８を再度移動して、透明基板端と有機複屈折膜端の距離及び各オリエンテーションフラットのなす角度を測定し、許容値内に入るまで上記の作業を繰り返す。その後、紫外線照射機構３０とリンス機構１７を移動し、スピンテーブル１０の回転を停止した状態で有機複屈折膜３側から第１の紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型接着剤を半硬化させる。第１の紫外線照射後、スピンテーブル１０を７００ｒｐｍで回転させ、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒（本実施例ではアセトンを使用）を透明基板端に滴下して、基板周辺部に残っていた紫外線硬化型接着剤を除去する。その後、スピンテーブル１０の回転を停止し、リンス機構１７を元の位置に戻す。そして、紫外線照射機構３０を用いて有機複屈折膜３側から第２の紫外線（ＵＶ）を照射して紫外線硬化型接着剤を完全硬化させる。紫外線照射終了後、紫外線照射機構３０を元の位置に戻し、スピンテーブル１０の真空吸着を解除して、有機複屈折膜３を接着した透明基板１を取り出す。
【００９４】
上記のように本実施例の接着装置を用いると、実施例２の偏光分離素子の作製方法を実施できるため、透明基板１からの有機複屈折膜３のはみ出しを防止できる。
さらに透明基板１と有機複屈折膜３の相対位置を許容値内に納めることが可能となり、透明基板１のオリエンテーションフラットを基準位置にして１st露光を行う場合も、レジストパターンの方向は有機複屈折膜３の露光基準軸と一致するため、所望の光学特性を持つ偏光分離素子が得られ、歩留が向上する。
また、第１の紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を半硬化した後に、透明基板を回転させながら、紫外線硬化型接着剤は溶解するが有機複屈折膜３は溶解しない有機溶媒を滴下するため、基板周辺部には接着剤残が残らない。その結果、装置間や装置内の搬送で基板周辺部をハンドリングしても基板周辺部からの異物発生が非常に少ないので、偏光分離素子の製造歩留を向上できる。
さらにまた、有機複屈折膜３の一面に有機高分子からなる保護膜８が付いた有機複屈折膜３を用いると、実施例３，４の偏光分離素子の作製方法を実現できる。
さらにまた、第１の紫外線照射によって紫外線硬化型接着剤を完全硬化させると、実施例１の偏光分離素子の作製方法が実現できる。
【００９５】
なお、本実施例では回転後の有機複屈折膜のずれを目視で観察し、第１の紫外線を照射する前に測長顕微鏡で有機複屈折膜と透明基板の相対位置を精密に測定しているが、回転後の有機複屈折膜のずれを毎回測長顕微鏡等を用いて精密に測定しても良い。
また、前記の測定結果と許容値との差を割り出し、位置調整機構にフィードバック制御をかけることにより有機複屈折膜の位置ずれを短時間で調整できるので、より望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上に説明した本発明の偏光分離素子の作製方法では、有機複屈折膜を透明基板に接着する際に、透明基板１からの有機複屈折膜３のはみ出しを防止でき、平坦性の良い表面を得る接着方法を用いているので、有機複屈折膜を用いた偏光分離素子の作製に好適に利用することができる。
そして、本発明の偏光分離素子は、前記の作製方法で作製したことにより、偏光分離素子の波面収差の向上と小型化が可能となり、ＣＤ系光ディスクやＤＶＤ系光ディスク等の光記録媒体の記録、再生に用いられる光ピックアップ装置に好適に利用することができる。また、本発明の光ピックアップ装置は、従来の光ピックアップ装置よりも小型化が可能となるので、小型でポータブルな光ディスクドライブ装置や、携帯用パーソナルコンピュータ等に搭載する光ディスクドライブ装置などに好適に利用することができる。
さらに本発明の接着装置は、偏光分離素子を作製する際の有機複屈折膜の接着工程に好適に利用できる他、その他の薄膜の基板への接着工程にも好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明による偏光分離素子の作製方法の一実施例を示す工程説明図である。
【図２】透明基板上の有機複屈折膜の位置ずれ修正方法の説明図である。
【図３】実施例１の作製方法で透明基板に有機複屈折膜を接着した際の、基板上の直径方向の距離と接着剤層の膜厚の関係を示す図である。
【図４】本発明による偏光分離素子の作製方法の別の実施例を示す工程説明図である。
【図５】本発明による偏光分離素子の作製方法のさらに別の実施例を示す工程説明図である。
【図６】本発明による偏光分離素子の作製方法のさらに別の実施例を示す工程説明図である。
【図７】本発明による光ピックアップ装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図８】本発明による有機複屈折膜の接着装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図９】従来の貼り合せ光ディスクの作製方法の一例を示す工程説明図である。
【図１０】透明基板上に有機複屈折膜を接着する際の位置ずれを示す説明図である。
【図１１】露光工程で必要となる有機複屈折膜と透明基板の相対位置を合わせるためのオリエンテーションフラットの説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１：透明基板
２：紫外線硬化型接着剤
３：有機複屈折膜
４：回折格子
５：等方性接着剤
６：対向透明基板
７：粘着剤
８：保護膜
１０：スピンテーブル
１１：ディスペンサー
１２：調整治具
１３：リンス機構のノズル
１４：有機溶媒
１５：ダイシングソー
１６：ロボットアーム
１７：リンス機構
１８：位置検出機構
２０：載置機構
２１：吸着アーム
３０：紫外線照射機構
４０：位置調整機構
４１：２軸アーム
１０１，１１２：偏光分離素子
１１１：レーザーダイオード
１１３：コリメータレンズ
１１４：λ／４波長板
１１５：対物レンズ
１１６：フォトダイオード
１１７：光ディスク（光記録媒体）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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