JP2007101649A - 光学レンズ,および,光学レンズの製造方法 - Google Patents
光学レンズ,および,光学レンズの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 SOI層112,SiO2層114,およびSi層116からなる基板のSOI層112の表面にレンズ面118を形成するレンズ面形成工程と,レンズ面118およびその縁部120を含むレンズ領域にのみSOI層112が残存するように,SiO2層114が露出するまで,レンズ領域以外のSOI層112を除去するレンズ領域形成工程と,レンズ領域を保持するレンズ保持部122を形成するように,基板の裏面からSiO2層114が露出するまで,レンズ保持部122以外のSi層116を除去するレンズ保持部形成工程と,を含むことを特徴とする。薄いレンズを保持するために,レンズ保持部122を形成することで,モジュール等に容易に実装が可能である。
【選択図】 図1
Description
本発明の第1の実施形態について説明する。
本実施形態では,シリコンレンズを薄いシリコン基材で形成することにより,近赤外領域の光(波長:750〜1100nm)や赤外領域中の波長9μm周辺の光を透過させることができ,かつ,ハンドリング容易な光学レンズおよびその製造方法について説明する。
本実施形態では光学基板として,例えば直径が4インチのサイズのSOI基板を用いる。SOI基板は,図1(a)に示したように,上層(第1層)にSOI層112,下層(第3層)にSi層116,その中間層(第2層)としてSiO2層114を挟んだ構造を有する。各層の厚みは例えば,SOI層112が5μm,SiO2層114が1〜2μm,Si層116が100μmとすることができる。
以上説明したように,本実施形態によれば,酸化膜層上のシリコン膜上にレンズ面を具えた構造とすることによって,厚さが1〜5μm程度の非常に薄いシリコンレンズを形成することができ,近赤外領域の光を透過するレンズを作製することができる。また,この薄いレンズを保持するために,周辺部に保持部を形成することで,レンズを保持することが可能になり,モジュール等に実装が可能であるレンズとして提供できる。
本発明の第2の実施形態について説明する。
本実施形態は,上記第1の実施形態の応用例として,SOI基板の酸化膜層を反射防止膜として使用することを特徴とするものである。
本実施形態では光学基板として,例えば直径が4インチのサイズのSOI基板を用いる。SOI基板は,図6(a)に示したように,上層(第1層)にSOI層212,下層(第3層)にSi層216,その中間層(第2層)としてSiO2層214を挟んだ構造を有する。
このようにして,レンズ素子が基板上に形成される。この工程についても,上記第1の実施形態と実質的に同様である。
以上説明したように,本実施形態によれば,酸化膜層上のシリコン膜上にレンズ面を具えた構造とすることによって,厚さが1〜5μm程度の非常に薄いシリコンレンズを形成することができ,近赤外領域の光を透過するレンズを作製することができる。また,この薄いレンズを保持するために,周辺部に保持部を形成することで,レンズを保持することが可能になり,モジュール等に実装が可能であるレンズとして提供できる。
図7は,応用例1として,上記実施形態にかかる光学レンズを利用した赤外センサを示す説明図である。図7(a)は赤外センサを示す。レンズ素子310からの光が受光部320に入射している状態を示す。図7(b)はレンズ素子310のB−B断面を示す。図7(b)が図1(d)のレンズ素子断面に相当する。
図8は,応用例2として,複数のレンズの周囲に一体の縁部を形成し,レンズアレイを形成した場合を示す説明図である。図8(a)はレンズアレイ410を実装面に実装した状態を示し,図8(b)は図8(a)のC−C断面を示す。図8(a)に示したように,縁部をコの字型にすることによって,実装面からの配線420の取り出しが可能である。
上記実施形態では,レンズ1個に対し,周りにレンズ保持部(支持壁)が1つある場合(ロの字型,図4)について説明したが,本発明はかかる場合に限定されず,例えば,以下のような応用が可能である。
(1)コの字型のレンズ保持部(図9)
図9(a)に示したように,レンズ2個の周りにレンズ保持部(支持壁)があり,図9(b)に示したように,真ん中でダイシングする。
(2)くの字型(2辺だけに支持壁がある)のレンズ保持部(図10)
図10(a)に示したように,レンズ4個の周りにレンズ保持部(支持壁)が有り,図10(b)に示したように,十字にダイシングする。
(3)複数のレンズの周囲にレンズ保持部(支持壁)があるアレイレンズの場合(図11)
図11(a)に示したように,レンズ16個(4個×4個)の周りにレンズ保持部(支持壁)が有り,図11(b)に示したように,十字にダイシングする。レンズ保持部の形状はロの字,コの字,くの字等のケースがあり,(1),(2)に準ずる。なお,図11の例では,ダイシングされた後の1つのレンズ素子に,レンズ面が4個(2個×2個)あるが,レンズの個数はこれに限定されず,例えば9個(3個×3個)でもよい。
114 SiO2層
116 Si層
118 レンズ面
120 縁部
122 レンズ保持部
124 光学レンズ
212 SOI層
214 SiO2層
216 Si層
218 レンズ面
220 縁部
222 レンズ保持部
224 反射防止膜
226 光学レンズ
Claims (16)
- 第1層,第2層,および第3層からなる基板の第1層の表面にレンズ面を形成するレンズ面形成工程と,
前記レンズ面およびその縁部を含むレンズ領域を保持するレンズ保持部を形成するように,前記基板の裏面から前記第2層が露出するまで,前記レンズ保持部以外の前記第3層を除去するレンズ保持部形成工程と,
を含むことを特徴とする,光学レンズの製造方法。 - 第1層,第2層,および第3層からなる基板の第1層の表面にレンズ面を形成するレンズ面形成工程と,
前記レンズ面およびその縁部を含むレンズ領域にのみ前記第1層が残存するように,前記第2層が露出するまで,前記レンズ領域以外の前記第1層を除去するレンズ領域形成工程と,
前記レンズ領域を保持するレンズ保持部を形成するように,前記基板の裏面から前記第2層が露出するまで,前記レンズ保持部以外の前記第3層を除去するレンズ保持部形成工程と,
を含むことを特徴とする,光学レンズの製造方法。 - 前記第2層は,エッチング耐性の高い耐エッチング層であり,
前記レンズ領域形成工程は,前記第2層をエッチストッパとするエッチング処理工程を含むことを特徴とする,請求項2に記載の光学レンズの製造方法。 - 前記レンズ面の厚みは,5μm以下であることを特徴とする,請求項1〜3のいずれかに記載の光学レンズの製造方法。
- 前記第2層は,エッチング耐性の高い耐エッチング層であり,
前記レンズ保持部形成工程は,前記第2層をエッチストッパとするエッチング処理工程を含むことを特徴とする,請求項1〜4のいずれかに記載の光学レンズの製造方法。 - 前記レンズ保持部形成工程の後,さらに,前記基板の裏面から前記第2層を除去する工程を含むことを特徴とする,請求項1〜5のいずれかに記載の光学レンズの製造方法。
- 前記レンズ面形成工程において,前記基板上に複数のレンズ面を形成し,
前記レンズ保持部形成工程の後,さらに,前記各レンズ領域により規定される各光学レンズを前記基板から分離する分離工程を含むことを特徴とする,請求項1〜6のいずれかに記載の光学レンズの製造方法。 - 前記基板はSOI基板であることを特徴とする,請求項1〜7のいずれかに記載の光学レンズの製造方法。
- 基板の表面にレンズ面を形成するレンズ面形成工程と,
前記レンズ面およびその縁部を含むレンズ領域にのみ所定厚みが残存するように,前記レンズ領域以外の前記基板の表面を所定厚み分除去するレンズ領域形成工程と,
前記レンズ領域を保持するレンズ保持部を形成するように,前記基板の裏面から前記レンズ保持部以外を所定厚み分除去するレンズ保持部形成工程と,
を含むことを特徴とする,光学レンズの製造方法。 - 前記レンズ面の厚みは,5μm以下であることを特徴とする,請求項9に記載の光学レンズの製造方法。
- 前記レンズ面形成工程において,前記基板上に複数のレンズ面を形成し,
前記レンズ保持部形成工程の後,さらに,前記各レンズ領域により規定される各光学レンズを前記基板から分離する分離工程を含むことを特徴とする,請求項9または10に記載の光学レンズの製造方法。 - 前記基板はSOI基板であることを特徴とする,請求項9〜11のいずれかに記載の光学レンズの製造方法。
- 基板の表面に形成されたレンズ面と,
前記レンズ面およびその縁部を含むレンズ領域を,前記基板の裏面から保持するレンズ保持部と,
を備えたことを特徴とする,光学レンズ。 - 前記レンズ面の厚みは,5μm以下であることを特徴とする,請求項13に記載の光学レンズ。
- 前記基板の裏面の前記レンズ保持部以外の領域に反射防止膜が形成されていることを特徴とする,請求項13または14に記載の光学レンズ。
- 前記基板はSOI基板であることを特徴とする,請求項13〜15のいずれかに記載の光学レンズ。
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