JP2009301061A - ウエハレンズ集合体の製造方法及びウエハレンズ集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハレンズとスペーサーを確実に接着させることのできるウエハレンズ集合体の製造方法を提供する。
【解決手段】透明な第１基板の一方の面に複数の光透過部を有する第１絞り部材を形成する第１絞り形成工程と、第１絞り部材が形成された第１基板の一方の面に、第１絞り部材の複数の光透過部に各々対応する位置に硬化性樹脂製の複数のレンズ部を形成するレンズ部形成工程と、第１基板の第１絞り部材が形成される面と、第２基板とを接合する接合面に光硬化性樹脂からなる接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、第１基板と前記第２基板とを接合し、第１基板の接合面とは反対の面側から接着剤に光を照射して硬化を進める光硬化工程と、を有し、第１絞り部材は、光硬化工程で照射される光が接着剤に到達することを妨げない位置に形成されているウエハレンズ集合体の製造方法とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、ウエハレンズ集合体の製造方法及びウエハレンズ集合体に関する。

従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス平板に熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂からなるレンズ部（光学部材）を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。

更に、この技術を適用した光学レンズの製造方法としては、ガラス平板の表面に金属膜からなり、入射する光量の調整を行う絞りを形成し、さらに、絞りの表面に硬化樹脂からなる光学部材を複数設けたいわゆる「ウエハレンズ」を形成する。その後、複数のレンズが一体化された状態で、スペーサーをはさんだり、光学面と同時成形された突出部を突き当てたりして積み重ねて接着し、複数の組レンズを形成した後にガラス平板部をカットする方法が開発されている。この製造方法によれば、光学レンズの製造コストを低減することができる。

特許第３９２６３８０号公報

ところで、ウエハレンズを複数積層してウエハレンズ集合体を製造する場合、上下のウエハレンズを支持するとともに上下に位置する光学部材間の配置位置を調整するスペーサーをガラス平板間に介在させる必要がある。このとき、スペーサーは、絞りの表面に光硬化性樹脂製の接着剤等によって接着しなければならない。しかしながら、通常、絞りは接着剤の硬化用の光を透過しない金属膜からなるため、絞りの表面にスペーサーを接着することができないという問題があった（ここでは、ガラス平板としているが、プラスチック製平板であっても、透明なセラミック製平板であっても状況は同じであり、以後、ガラス平板の記述についてはガラス製であることに限定されず、プラスチックやセラミックなどの他の透明な平板をも指し、本発明の権利範囲を限定しないものとする。）。

このことは、ウエハレンズを構成する１つの基板に、予め当該基板との間隔を調整するための部材が形成された他のウエハレンズの基板を接合する場合も同様である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ウエハレンズとスペーサー等の他の基板を確実に接着させることのできるウエハレンズ集合体の製造方法及びウエハレンズの製造方法を提供することを目的としている。

上記の課題は、表面と裏面とを有する透明な第１基板の一方の面に複数の光透過部を有する第１絞り部材を形成する第１絞り形成工程と、前記第１絞り部材が形成された前記第１基板の表裏面の内、一方の面に、前記第１絞り部材の複数の光透過部に各々対応する位置に硬化性樹脂製の複数のレンズ部を形成するレンズ部形成工程と、前記第１基板の表裏面の内、前記第１絞り部材が形成される面と、第２基板とを接合する接合面に光硬化性樹脂からなる接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程後、前記第１基板と前記第２基板とを接合し、前記第１基板の前記接合面とは反対の面側から前記接着剤に光を照射して硬化を進める光硬化工程と、を有するウエハレンズ集合体の製造方法であって、前記第１絞り形成工程で形成される第１絞り部材は、前記光硬化工程で照射される光が前記接着剤に到達することを妨げない位置に形成されていることを特徴とするウエハレンズ集合体の製造方法、とすることで解決される。

また、表面と裏面とを有する第１基板と、前記第１基板の表裏面の内一方の面に形成された複数の光透過部を有する第１絞り部材と、前記第１基板の表裏面の内一方の面で前記第１絞り部材の複数の光透過部に各々対応する位置に形成された硬化性樹脂製の複数のレンズ部と、を有する第１ウエハレンズと、前記第１基板の前記第１絞り部材が形成された面と、光硬化性樹脂からなる接着剤を介して接合された基板と、を有するウエハレンズ集合体であって、前記第１絞り部材は、前記接着剤の硬化を進めるために照射される光が前記接着剤に到達することを妨げない位置に形成されていることを特徴とするウエハレンズ集合体、とすることでも解決される。

本発明によれば、他方のウエハレンズのうち接合される他の基板との接合対応位置（他の基板がスペーサーの場合には、当該スペーサーの他方の面に対応する位置）には絞りを形成しないので、硬化用の光が直接的に接着剤に入射し、スペーサー等、他の基板とウエハレンズとを確実に接着させることができる。

また、光学部材をガラス平板の両面に形成する場合、両面の光学部材や絞りが互いに垂直な面内でずれた状態（シフト誤差）で積み重ねられることがある。そのため、複数の部材を積み重ねるほど、誤差の累積が生じ、両面の光学部材や絞りを光軸方向において高精度に一致させることが困難となるが、基板の一方の面に形成した所定のアライメントマークを基準として第１の光学部材、第２の光学部材をそれぞれ位置決めして成形することで、それらを光軸方向において高精度に一致させることができる。このことは特に光学部材及び絞りが基板の両面に形成されている場合、それらを光軸方向において高精度で一致させることができる点で利点が大きい。

本発明の好ましい実施形態（第１の実施形態）に係るウエハレンズの概略的な断面図である。 本発明の好ましい実施形態（第１の実施形態）に係るウエハレンズの概略的な分解斜視図である。 本発明の好ましい実施形態（第１の実施形態）に係るウエハレンズの製造方法を概略的に説明するための図面である。 マスターの製造方法を説明するための図面である。 絞りのアライメントマークとマスターとの位置決めを説明するための図面である。 絞りのアライメントマークとマスターとの位置決めを説明するための図面である。 絞りの構成及びその製造方法の変形例を説明するための図面である。 本発明の好ましい実施形態（第２の実施形態）に係るウエハレンズ集合体の概略的な断面図である。 本発明の好ましい実施形態（第２の実施形態）に係るウエハレンズの概略的な分解斜視図である。 本発明の好ましい実施形態（第２の実施形態）に係るウエハレンズ集合体の製造方法を概略的に説明するための図面である。 本発明の好ましい実施形態（第２の実施形態）に係るウエハレンズの製造方法を概略的に説明するための図面である。 図１０の後続の工程を概略的に説明するための図面である。 本発明の好ましい実施形態（第３の実施形態）に係るウエハレンズの製造方法を概略的に説明するための図面である。 図１３の変形例を説明するための図面である。 本発明の好ましい実施形態（第３の実施形態）に係るウエハレンズ集合体の製造方法を概略的に説明するための図面である。 図１５の変形例を説明するための図面である。 図１３及び図１５の変形例を説明するための図面である。 スペーサー部を樹脂部と一体化した構成のウエハレンズ集合体の製造方法を概略的に説明するための図面である。 図１８の変形例を説明するための図面である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。

［第１の実施形態］
図１に示す通り、ウエハレンズ１は主にガラス基板１０、絞り２０，３０、樹脂部４０，５０で構成されている。図１は図２のＩ−Ｉ線断面図である。ガラス基板１０はウエハレンズ１の中央部に配置されており、ガラス基板１０の上下には絞り２０，３０がそれぞれ形成されている。ガラス基板１０の上部には樹脂部４０が形成されており、樹脂部４０は絞り２０間の隙間を覆っている。ガラス基板１０の下部には樹脂部５０が形成されており、樹脂部５０は絞り３０間の隙間を覆っている。

図２に示す通り、ガラス基板１０は円盤状を呈しており所定の厚みを有している。絞り２０，３０はウエハレンズ１に対する光量調整を行う要素である。絞り２０，３０は遮光性の金属膜２０Ａ，３０Ａで構成されており、ガラス基板１０の上面と下面とにそれぞれ成膜されている。

なお、絞り２０，３０は遮光性のレジストやシリコン成膜物，カーボン成膜物等で構成されてもよい。またガラス基板１０に代えて、熱硬化性樹脂，光硬化性樹脂，熱可塑性樹脂等の透明なプラスチック基板を用いてもよいし、透明なセラミック基板を用いてもよく、ガラス基板１０に相当する基板は光透過性の材料から構成されていれば、その種類は問わない。

絞り２０には円形状を呈する複数の光透過部２２が形成されている。光透過部２２は金属膜２０Ａが形成されていない部位で、光の透過を許容するようになっている。絞り２０の周縁部には３対のアライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形成されている。アライメントマーク２４ａは絞り２０の中心部を通過するライン上において当該中心部に対し対称の位置に配置されている。アライメントマーク２４ｂ，２４ｃもアライメントマーク２４ａと同様の配置を有している。

絞り３０には円形状を呈する複数の光透過部３２が形成されている。光透過部３２は金属膜３０Ａが形成されていない部位で、光の透過を許容するようになっている。絞り３０の周縁部には円形状を呈する１対の開口部３４ｃが形成されている。開口部３４ｃは絞り３０の中心部を通過するライン上において当該中心部に対し対称の位置に配置されている。

樹脂部４０，５０は透明な樹脂４０Ａ，５０Ａで構成されている。樹脂４０Ａ，５０Ａは光硬化性樹脂である。樹脂部４０には複数のレンズ部４２が形成されている。レンズ部４２は上側に凸状を呈した部位であり、その表面が光学面となっている。樹脂部５０にも複数のレンズ部５２が形成されている。レンズ部５２は下側に凸状を呈した部位であり、その表面が光学面となっている。

以上のウエハレンズ１では、図２において、上から順にレンズ部４２，光透過部２２，光透過部３２，レンズ部５２が上下方向において対応した位置に配置されており、これらを平面視した場合にすべてその位置が一致している。絞り２０のアライメントマーク２４ｃと絞り３０の開口部３４ｃも上下方向において対応した位置に配置されており、これらを平面視した場合にその位置が一致している。

続いて、ウエハレンズ１の製造方法について説明する。

図３（ａ）に示す通り、公知のフォトエッチング技術を用いてガラス基板１０に絞り２０を形成する。詳しくは、ガラス基板１０に対し蒸着、スパッタリング等の方法で金属膜２０Ａを成膜し、その後フォトレジストをコートする。その後、マスクと露光装置とを用いてレジストの露光・現像処理を行う。当該マスクとして、絞り２０に対し光透過部２２とアライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを形成可能なパターンを有するマスクを用いる。その後、エッチングにより金属膜２０Ａをエッチングし、光透過部２２、アライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃを有する絞り２０を形成する。

その後、図３（ｂ）に示す通り、ガラス基板１０上にモノマー状態（硬化前）の樹脂４０Ａを載置しておいて上方からマスター６０を押圧し、マスター６０のキャビティ６２に樹脂４０Ａを充填する。

図４に示す通り、マスター６０はマザーマスター７０（母型）から転写され構成された型であり、透明な光硬化性樹脂で構成されている。マザーマスター７０はシリコン，金属，石英等で構成されており、マザーマスター７０には、樹脂部４０のレンズ部４２と同一形状を有する凸部７２と、絞り２０のアライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃに対応する位置決め部７４とが、形成されている。マスター６０の作製工程においては、マザーマスター７０上に透明な光硬化性樹脂を充填して光照射・硬化させる。その結果、マスター６０には、マザーマスター７０の凸部７２に対応するキャビティ６２と、マザーマスター７０の位置決め部７４に対応する位置決め部６４とが、形成され、本実施形態ではこれを樹脂部４０の成形用の型として用いている。

その後、図３（ｂ）に示す通り、マスター６０のキャビティ６２に樹脂４０Ａを充填した状態で上方から光照射する。マスター６０は上記の通り透明であるから、その光がマスター６０を透過して樹脂４０Ａに入射し、樹脂４０Ａが硬化する。その結果、樹脂部４０（レンズ部４２）が形成される。

特に、図３（ｂ）の工程では、絞り２０のアライメントマーク２４ａとマスター６０の位置決め部６４とを位置決めした状態で、マスター６０をガラス基板１０に押圧してその後に光照射する。

詳しくは、図５に示す通り、上下方向にのみ移動可能な顕微鏡９０において、ガラス基板１０の上方から絞り２０のアライメントマーク２４ａに焦点を合わせる（図５中（１）参照）。その後、顕微鏡９０を上方に移動させて顕微鏡９０とガラス基板１０との間の位置にマスター６０を配置し、顕微鏡９０の高さ位置を調整しながら、その焦点位置をマスター６０の位置決め部６４又はその近傍に合わせる（図５中（２）参照）。

この場合に、例えば、先に焦点位置を合わせたアライメントマーク２４ａと、その後に焦点位置を合わせた位置決め部６４とが、図６上段に示すような状態にあると仮定したら、絞り２０のアライメントマーク２４ａに対し位置決め部６４が合致するような位置まで、マスター６０を水平方向に移動させ（図６下段参照）、この状態でマスター６０をガラス基板１０に対し押圧して（図５中（３）参照）光照射する。

その後、樹脂部４０が形成されたガラス基板１０をマスター６０から離型して裏返し、図３（ｃ）に示す通り、ガラス基板１０の他方の面に絞り３０を形成する。

この場合は、公知のリフトオフ技術を用いてガラス基板１０に絞り３０を形成する。詳しくは、ガラス基板１０上にフォトレジストをコート（被覆）し、その後にマスクをフォトレジストと露光装置との間に介在させた状態で、フォトレジストに対し露光し、レジスト像を形成する。

当該マスクとして、絞り３０に対し光透過部３２と開口部３４ｃとを形成可能なパターン形状を有し、かつ、絞り２０のアライメントマーク２４ｂに対応するような位置決め部を有するマスクを用いる。そして実際に露光する工程では、図３（ｂ）の工程において、絞り２０のアライメントマーク２４ａに対しマスター６０の位置決め部６４を合致させたのと同様に、アライメントマーク２４ｂに対し当該マスクの位置決め部を合致させた状態で露光する。

その後、スパッタリング装置や蒸着装置等を用いて、フォトレジストのない部分に金属膜３０Ａを成膜し、最終的に残留しているフォトレジストを剥離して絞り３０を形成する。

その後、図３（ｄ）に示す通り、ガラス基板１０上にモノマー状態（硬化前）の樹脂５０Ａを載置しておいて上方からマスター８０を押圧し、マスター８０のキャビティ８２に樹脂５０Ａを充填する。

マスター８０はマスター６０と同様の手法で作製されたものである。すなわち、マスター８０も、マザーマスターから転写され構成された型であって、透明な光硬化性樹脂で構成されている。マスター６０と同様に、マスター８０にも、樹脂部５０のレンズ部５２に対応する形状を有するキャビティ８２と、絞り２０のアライメントマーク２４ｃに対応する位置決め部（８４）とが、形成されており、本実施形態ではこれを樹脂部５０の成形用の型として用いている。

その後、マスター８０のキャビティ８２に樹脂５０Ａを充填した状態で上方から光照射する。マスター８０もマスター６０と同様に透明であるから、その光がマスター８０を透過して樹脂５０Ａに入射し、樹脂５０Ａが硬化する。その結果、樹脂部５０（レンズ部５２）が形成される。

特に、図３（ｄ）の工程でも、図３（ｂ）の工程において、絞り２０のアライメントマーク２４ａに対しマスター６０の位置決め部６４を合致させたのと同様に、絞り２０のアライメントマーク２４ｃとマスター８０の不図示の位置決め部とを位置決めした状態で、マスター８０をガラス基板１０に押圧してその後に光照射する。アライメントマーク２４ｃと不図示の位置決め部との位置決めに際しては、図３（ｃ）の工程において絞り３０に開口部３４ｃが形成されているから、顕微鏡９０の視認性は十分に確保され、ガラス基板１０に対しマスター８０がずれた状態で押圧されるのが防止される。

その後、樹脂部５０が形成されたガラス基板１０をマスター８０から離型し、ウエハレンズ１が製造される。

以上の本実施形態では、絞り２０に３対のアライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃを形成し、各アライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃを基準として樹脂部４０，絞り３０，樹脂部５０をそれぞれ位置決め・形成している。詳しくは、アライメントマーク２４ａに対してはマスター６０の位置決め部６４を利用して樹脂部４０（レンズ部４２）を、アライメントマーク２４ｂに対しては露光用のマスクの位置決め部を利用して絞り３０を、アライメントマーク２４ｃに対してはマスター８０の位置決め部８４を利用して樹脂部５０（レンズ部５２）を、形成している（図２参照）。

そのため、位置決めの基準を絞り２０に集中させ、絞り２０，３０、樹脂部４０，５０が互いに水平方向にずれた状態で積み重ねられるのを最小の誤差範囲に抑えることができ、ひいては樹脂部４０のレンズ部４２、絞り２０の光透過部２２、絞り３０の光透過部３２、樹脂部５０のレンズ５２を光軸方向において高精度で一致させることができる。

［変形例１］
絞り２０にアライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃを形成せずに、ガラス基板１０の１箇所にアライメントマークを付してこれを絞り２０，３０、樹脂部４０，５０の位置決めの基準としてもよい。すなわち、当該アライメントマークに対し、マスクの位置決め部を合致させて絞り２０，３０を形成し、マスター６０，８０の位置決め部６４，８４を合致させて樹脂部４０，５０を形成すればよい。この場合、絞り２０，３０には当該アライメントマークを視認可能な開口部を形成する必要があり、その開口部を介して当該アライメントマークとマスター６０，８０の位置決め部６４，８４を合致させる。

［変形例２］
絞り２０，３０は、金属膜２０Ａ，３０Ａに代えて、プリント（印刷・描画）により構成されてもよい。

絞り２０，３０は、金属膜２０Ａ，３０Ａに代えて、カーボンブラック等の遮光性物質を含有させたフォトレジストにより構成されてもよい。つまり、基板の一方の面にカーボンブラックを含むフォトレジストを塗布した後に、そのフォトレジストを露光・現像することによって所定パターンの絞りを形成しても良い。例えば、絞り２０を形成する場合を一例として挙げると、図７に示す通り、ガラス基板１０に対し、カーボンブラックを含有させたフォトレジスト２０Ｂを塗布して露光・現像し、残存するフォトレジスト２０Ｂをそのまま絞り２０として使用する。この場合、金属膜２０Ａ，２０Ｂに係る工程（スパッタリングや蒸着、エッチング等）を省くことができ、ウエハレンズ１の製造工程を簡素化することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は主には下記の点で第１の実施形態と異なっており、それ以外は第１の実施形態と同様である。

図８に示す通り、ウエハレンズ１に対しウエハレンズ１０１が積層されており、ウエハレンズ集合体１００が構成されている。ウエハレンズ１の樹脂部５０の下部には接着層１４２を介してスペーサー１４０が接着されている。スペーサー１４０はガラス又は透明な樹脂で構成された円盤状を呈する部材であり、ウエハレンズ１のレンズ部５２に対応する位置に開口部が形成されている（当該開口部からレンズ部５２が露出している）。接着層１４２は光硬化性樹脂製の接着剤１４２Ａで構成されている。

ウエハレンズ１とウエハレンズ１０１との間にも接着層１５２，１５４を介してスペーサー１５０が設けられている。スペーサー１５０もガラス又は透明な樹脂で構成された円盤状を呈する部材であり、ウエハレンズ１のレンズ部４２とウエハレンズ１０１のレンズ部５２とに対応する位置に開口部が形成されている（当該開口部からレンズ部４２，５２が露出している）。接着層１５２，１５４は、接着層１４２と同様に、光硬化性樹脂製の接着剤１５２Ａ，１５４Ａで構成されている。

ウエハレンズ１０１では、ウエハレンズ１の絞り２０，３０に代えて絞り１２０，１３０が用いられている。絞り１２０，１３０は、ウエハレンズ１の絞り２０，３０とはパターン形状がやや異なっている。図９に示す通り、絞り１２０には図２のアライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形成されておらず、金属膜１２０Ａで構成されている。絞り１３０は、光透過部３２を取り囲むように金属膜１３０Ａが形成されており、図２の開口部３４ｃを有していない。本実施形態では、絞り１３０が形成されていない部位にスペーサー１５０（接着層１５４）が対向するようになっている。なお、絞り１２０，１３０は遮光性のレジストやシリコン成膜物，カーボン成膜物等で構成されてもよい。

続いて、ウエハレンズ集合体１００の製造方法について説明する。

図３（ａ）〜（ｄ）の工程に従いウエハレンズ１を製造し、製造したウエハレンズ１に対しスペーサー１４０を立設する。詳しくは、図１０（ａ）に示す通り、ウエハレンズ１の樹脂部５０の上面又はスペーサー１４０の下面に接着剤１４２Ａを塗布し、ウエハレンズ１に対しスペーサー１４０を載置する。その後、スペーサー１４０の上方から光を照射して接着剤１４２Ａを硬化させ、スペーサー１４０をウエハレンズ１に固定する。

その後、スペーサー１４０を固定したのと同様にして、図１０（ｂ）に示す通りにウエハレンズ１の樹脂部４０に対しスペーサー１５０を固定する（これにより製造された製造物を「前駆体１６０Ａ」という。）。

図１０の工程とは別に、ウエハレンズ１０１の一部を製造する。詳しくは、図１１（ａ）に示す通り、公知のフォトエッチング技術やリフトオフ技術を用いてガラス基板１０に金属膜１３０Ａを成膜し、絞り１３０を形成する。この場合、マスクとして、絞り１３０を形成可能なパターン形状を有するマスクを用いる。

その後、ウエハレンズ１の樹脂部５０（レンズ部５２）を形成したのと同様に、図１１（ｂ）に示す通り、マスター８０のキャビティ８２に樹脂５０Ａを充填した状態で光照射し、樹脂部５０を形成する（これにより製造された製造物を「前駆体１６０Ｂ」という。）。

その後、図１２（ａ）に示す通り、前駆体１６０Ａのスペーサー１５０の上面、又は前駆体１６０Ｂの樹脂部５０の下面に接着剤１５４Ａを塗布し、前駆体１６０Ａ上に前駆体１６０Ｂを載置する。その後、前駆体１６０Ｂのガラス基板１０の上方から光を照射して接着剤１５４Ａを硬化させ、前駆体１６０Ａ，１６０Ｂ間にスペーサー１５０を固定する。

その後、図１２（ｂ）に示す通り、公知のフォトエッチング技術やリフトオフ技術を用いて前駆体１６０Ｂのガラス基板１０上に金属膜を成膜し、絞り１２０を形成する。この場合、マスクとして、好ましくは前駆体１６０Ａの絞り２０のアライメントマーク２４ａ，２４ｂ，２４ｃのいずれかに対応する位置に位置決め部を有するマスクを用い、絞り２０に対する絞り１２０の水平方向における位置ずれを防止する。

なお、図１２（ａ），（ｂ）の工程では、前駆体１６０Ｂのガラス基板１０の上面（光学面が形成されていない面）には当初から絞り１２０を形成せずに、前駆体１６０Ｂと前駆体１６０Ａとを接着剤１５４Ａで接着してから、その後に絞り１２０を形成しているが、前駆体１６０Ｂと前駆体１６０Ａとを接着する前に当初から、前駆体１６０Ｂのガラス基板１０の上面であってスペーサー１５０と接着（対向）する部位に対し、光が入射可能な絞りパターンを、前駆体１６０Ｂのガラス基板１０に予め形成しておき、当該前駆体１６０Ｂをそのまま前駆体１６０Ａに接着するようにしてもよい。

その後、ウエハレンズ１の樹脂部４０（レンズ部４２）を形成したのと同様に、図１２（ｃ）に示す通り、マスター６０のキャビティ６２に樹脂４０Ａを充填した状態で光照射し、樹脂部４０を形成する。この場合、好ましくは図１２（ｂ）の工程において絞り１２０に対し、前駆体１６０Ａのアライメントマーク２４ａに対応する位置に開口部を形成しておき、その開口部を介してアライメントマーク２４ａにマスター６０の位置決め部６４を合致させれば、絞り２０に対する前駆体１６０Ｂ上の樹脂部４０の水平方向における位置ずれを防止することができる。

その後、樹脂部４０が形成されたガラス基板１０をマスター６０から離型し、ウエハレンズ集合体１００が製造される。

以上の本実施形態では、前駆体１６０Ｂを製造する工程において、スペーサー１５０に対向する位置に絞り１３０を形成しないから（図１１参照）、前駆体１６０Ａと前駆体１６０Ｂとを接着させる場合に、接着剤１５４Ａの硬化用の光が前駆体１６０Ｂのガラス基板１０を介して直接的に接着剤１５４Ａに入射し（図１２（ａ）参照）、確実に接着剤１５４Ａを硬化させることができる。なお上記実施形態では前駆体１６０Ａとしてガラス基板に対して別体のスペーサー１４０、１５０を接合したものを例として説明しているが、図１８に示すように、ガラス基板２５０に対してレンズ部を形成する樹脂部２５０Ａにより、他の基板との間の間隔を規定するスペーサー部２５１Ａが一体的に形成された構造体Ａを他の基板に接合するものであってもよい。また、同様にスペーサー部２５１Ｂが一体的に形成された構造体Ｂに接合されるものであっても良い。

この場合、接着剤２５２は各構造体Ａ、Ｂに形成されたスペーサー部２５１Ａと２５１Ｂの接合部の少なくとも一方に塗布された後、構造体Ａ、Ｂを接合してから光照射により硬化させられる。

この場合、絞り２５４が当該硬化する接着剤への光照射を妨げないよう、図１８に示すように構造体Ａの基板両面にのみ絞り２５４を形成して、接着剤への光照射は構造体Ｂの底部側から照射する構成をとればよい。

また構造体Ａに対して構造体Ｂを接合後、構造体Ｂの底部側にレンズ部に相当する樹脂部２５０Ａの成形や、別体のスペーサー２５３を接着剤を介して接合する構成であっても良い。

この場合には、図１９にあるようにスペーサー２５３と接合するガラス基板の底面側には、当該接着剤が塗布されない部位に絞りを予め形成するものであっても良い。

［変形例１］
スペーサー１４０，１５０をすりガラスで構成してもよく、好ましくは穴部分（レンズ部４２，５２に対応する開口部分）の側壁の表面粗さＲａを０．１μｍ以上とする。スペーサーは通常ガラスであるので、ガラス平板としての基板表面に光硬化性樹脂製の接着剤等によって接着される。しかしながらガラスは一般的に照射光を反射し、特に入射角が大きい条件では空気からガラス内に入射できる光量は数分の一に減少してしまい、光を照射した際でも接着剤に光が十分に入射せず、確実に接着できないという問題が生じ得る。

ところが上記のような構成を行う事により、例えば、接着剤１４２Ａを硬化させる例を挙げて説明すると、図１０（ａ）に示す通り、スペーサー１４０の斜め上方から光が入射した場合でも、その光はスペーサー１４０の側壁で全反射することなくスペーサー１４０に入射して分散し、スペーサー１４０中を伝播して接着剤１４２Ａに到達する。そのため、接着剤１４２Ａの硬化を促進することができる。その結果、スペーサー１４０と一方のウエハレンズとが確実に接着して、他方のウエハレンズを積層することができる。

特に接着剤を硬化させる光の入射方向は、通常、絞りの陰になるのを避けるために成形された光学面の光軸方向となるが、これはスペーサーに空けられた光路穴の側壁に対しては、非常に浅い角度（入射角が大きい）のため、側壁の表面粗さが小さいと入射光量の大半が反射してしまう。光の散乱という観点からは、波長レベルの障害物があればレーリー散乱を生じるので、スペーサーの側壁にこの程度の大きさとなる表面粗さがあれば、散乱効果により入射光のスペーサー内への進入が期待できる。一般的に、表面粗さの平均的な凹凸幅（ＲｚやＲｔｙなど）は平均表面粗さＲａの３から４倍の値であり、したがって散乱物の大きさとなるＲｚやＲｔｙ値が波長オーダーとなると、Ｒａ値はおおむね０．１μｍ以上が散乱効果を得るために好ましいと言える。また、あまり大きなＲａ値では、側壁面が完全な破砕面となるためカケやすく好ましくないので、上限値はおおむね１μｍ程度となる。

［変形例２］
ウエハレンズ１０１の絞り１３０，樹脂部５０に関し、前駆体１６０Ａと前駆体１６０Ｂとを接着する場合に精密な位置決めをしないから、ウエハレンズ１のレンズ部４２，５２とウエハレンズ１０１のレンズ部５２とが多少ずれる可能性がある。そのため、樹脂部５０のレンズ部５２の光学精度は多少低下してもよいし、又は絞り１３０，樹脂部５０を形成せずに前駆体１６０Ｂのガラス基板１０をそのまま前駆体１６０Ａに接着するようにしてもよい。

［変形例３］
接着剤１４２Ａ，１５２Ａ，１５４Ａを光・熱硬化併用樹脂製の接着剤に代えて、これらを硬化させる場合に、先に光照射して半硬化させ、その後に熱を加えて完全に硬化させるようにしてもよい。

［変形例４］
ウエハレンズ集合体１００は、レンズ部４２，５２ごとに断片化され撮像装置の光学系等に使用されるが、ウエハレンズ１単体に対しウエハレンズ１０１やスペーサー１４０，１５０を積み重ねている分だけ厚みが大きくなっている。そのため、レンズ部４２，５２間の切断部位Ｃ（図１２（ｃ）参照）には絞り２０，３０，１２０を形成せず、切断処理を容易に行えるようにしてもよい。

［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第１の実施の形態の図３（ｄ）の工程で、図１３に示す通り、第１の治具２１０を使用して樹脂部５０を形成する。さらに、第２の実施の形態の図１０（ａ）の工程で、図１５に示す通り、押さえ部２３０及び第２の治具２２０を使用してスペーサー１４０を接着する場合であり、それ以外は第１の実施の形態と同様である。そもそも、光学部材をガラス平板の両面に形成する場合、互いに上下に配置された２つの光学部材の軸上厚をそれぞれ一定にすることは高精度なウエハレンズとしての要求仕様である。しかしながら、従来では、光学部材の成形材料である硬化性樹脂の量、粘度及び成形型のガラス平板への移動距離によって光学部材の軸上厚を規制していたため、保管や成形中の温度変化あるいは樹脂体積の計量誤差によって直接、軸上厚が影響を受けるため、ウエハレンズの精度向上を図れなかった。

当該実施形態は、上記事情に鑑みてなされたもので、両面に設けられた光学部材の軸上厚をそれぞれ一定とし、高精度なウエハレンズを製造することのできるウエハレンズの製造方法及びウエハレンズを複数積層させてウエハレンズ集合体を製造するウエハレンズ集合体の製造方法を提供することを目的としている。

そのための態様は、
基板の一方の面に硬化性樹脂製の第１の光学部材が設けられ、前記基板の他方の面に硬化性樹脂製の第２の光学部材が設けられたウエハレンズの製造方法であって、前記第１の光学部材の成形面を有する第１のマスター成形型を使用して、前記基板の一方の面に前記第１の光学部材を成形しておき、前記第１の光学部材側の表面が当接する第１の当接面と、前記第２の光学部材の成形面を有する第２のマスター成形型のうち、前記基板の前記他方の面を押圧する押圧面が当接する第２の当接面と、を備える第１の治具を使用して、前記第１の当接面に前記第１の光学部材側の表面を当接させ、前記基板の前記他方の面と前記第２のマスター成形型の成形面との間に前記硬化性樹脂を充填して、前記押圧面を前記第２の当接面に当接させることによって前記第２の光学部材を成形するものである。

また別の態様は、前述した態様のウエハレンズの製造方法によって製造したウエハレンズを、スペーサーを介在させて、互いに上下に積層させてウエハレンズ集合体を製造するためのウエハレンズ集合体の製造方法であって、一方のウエハレンズの前記第２の光学部材側の表面に前記スペーサーの一方の面が配置されて、前記スペーサーの他方の面を押圧する押さえ部と、一方のウエハレンズの前記第１の光学部材側の表面が当接する第３の当接面と、前記押さえ部の前記スペーサーの他方の面を押圧する押圧面に当接する第４の当接面と、を備える第２の治具と、を使用して、前記第３の当接面に前記一方のウエハレンズの前記第１の光学部材側の表面を当接させ、前記一方のウエハレンズの前記第２の光学部材側の表面と前記スペーサーの一方の面との間に光硬化性樹脂製の接着剤を塗布して、前記スペーサーの他方の面を前記押さえ部で押圧させて前記押圧面を前記第４の当接面に当接させた後に、光照射して前記スペーサーを接着するものである。

図１３に示す通り、第１の治具２１０は、基台２１１を有し、基台２１１の上面にはウエハレンズ１が載置される凹部２１２が形成されている。この凹部２１２の中心部は上下に開口しており、凹部２１２を形成する底面２１３にウエハレンズ１が載置されるようになっている。底面２１３は、樹脂部４０の下面のうち外周縁が当接する第１の当接面２１３Ａとされている。また、基台２１１の上面２１４は、マスター８０のうちガラス基板１０の上面に充填される樹脂５０Ａを押圧する押圧面８１が当接する第２の当接面２１４Ａとされている。

このような第１の治具２１０を使用して、まず、第１の当接面２１３Ａに樹脂部４０の下面のうち外周縁を当接させる。そして、ガラス基板１０上にモノマー状態の樹脂５０Ａを載置しておいて、上方からマスター８０を下方に移動させていき、第２の当接面２１４Ａにマスター８０の押圧面８１を当接させる。これによってマスター８０のキャビティ８２に樹脂５０Ａを充填する。

その後は、第１の実施の形態と同様にして光照射し、樹脂５０Ａを硬化させることによって樹脂部５０（レンズ部５２）を形成する。

なお、上記第１の治具２１０は、図１４に示す通り、基台２１１ａの上面に治具部２１５ａを設置した構成のものとしても良い。この場合、基台２１１ａの上面が第１の当接面２１３Ａａとされ、治具部２１５ａの上面が第２の当接面２１４Ａａとされている。このように第１の治具２１０ａを基台２１１ａと治具部２１５ａとに分割した構成とすれば、治具部２１５ａの高さのみを適宜変更することで、樹脂部５０の光軸方向の高さを容易に調整することができる。

次に、図１５に示す通り、押さえ部２３０及び第２の治具２２０を使用して、まず、上述のようにして製造したウエハレンズ１にスペーサー１４０を載置する。

押さえ部２３０は、ウエハレンズ１の樹脂部５０の上面に載置されたスペーサー１４０の上面を押圧するものである。押さえ部２３０の押圧面２３１は、水平面とされている。

第２の治具２２０は、基本的に第１の治具２１０と形状は同様であるが、第１の治具２１０に比べて、第３の当接面２２３Ａと第４の当接面２２４Ａとの間の高さが、ほぼスペーサー１４０の高さ分だけ高くなっている。具体的に、第２の治具２２０は、凹部２２２が形成された基台２２１を有している。凹部２２２を形成する底面２２３は、樹脂部４０の下面のうち外周縁が当接する第３の当接面２２３Ａとされている。また、基台２２１の上面２２４は、押さえ部２３０の押圧面２３１に当接する第４の当接面２２４Ａとされている。

このような第２の治具２２０を使用して、まず、第３の当接面２２３Ａに樹脂部４０の下面のうち外周縁を当接させる。続いて、樹脂部５０の上面又はスペーサー１４０の下面に接着剤１４２Ａを塗布しておき、スペーサー１４０を載置する。その後、押さえ部２３０を下方に移動させていき、第４の当接面２２４Ａに押さえ部２３０の押圧面２３１を当接させる。これによって、スペーサー１４０が樹脂部５０に押圧される。

その後は、スペーサー１４０の上方から光照射し、接着剤１４２Ａを硬化させることによってスペーサー１４０をウエハレンズ１に接着する。

なお、上記第２の治具２２０は、図１６に示す通り、基台２２１ａの上面に２つの治具部２２６ａ，２２７ａを順に設置した構成のものとしても良い。この場合、基台２２１ａの上面が第３の当接面２２３Ａａとされ、治具部２２７ａの上面が第４の当接面２２４Ａａとされている。

このように第２の治具２２０ａを基台２２１ａと２つの治具部２２６ａ，２２７ａとに分割した構成とすれば、治具部２２７ａの高さのみを適宜変更することで、スペーサー１４０の高さ位置を容易に調整することができる。

以上の本実施形態では、第１の治具２１０の第１の当接面２１３Ａを基準面として、第１の当接面２１３Ａに樹脂部４０の下面を当接させておき、マスター８０のキャビティ８２とガラス基板１０の上面との間の樹脂５０Ａを、第２の当接面２１４Ａにマスター８０の押圧面８１を当接させて押圧している。そのため、基板厚にばらつきがあっても、第１の当接面２１３Ａと第２の当接面２１４Ａとの間の距離を一定に保つことができる。その結果、２つのレンズ部４２，５２の軸上厚Ｍ（図８参照）が一定の高精度なウエハレンズ１を得ることができる。

また、ウエハレンズ１を製造後、第２の治具２２０の第３の当接面２２３Ａを基準面として、第３の当接面２２３Ａに樹脂部４０の下面を当接させておき、スペーサー１４０の下面と樹脂部５０の上面との間の接着剤１４２Ａを、第４の当接面２２４Ａに押さえ部２３０の押圧面２３１を当接させて押圧している。そのため、第３の当接面２２３Ａと第４の当接面２２４Ａとの間の距離を一定に保つことができる。その結果、このウエハレンズ１のレンズ部５２と、ウエハレンズ１の上方に積層させる他方のウエハレンズ１０１の下面側のレンズ部４２との面間（例えば、図８ではウエハレンズ１のレンズ部４２とウエハレンズ１０１のレンズ部５２との面間Ｎ）を一定にすることができる。

［変形例］
変形例では、図１７（ａ）に示す通り、ガラス基板１０の下面に樹脂部５０を成形し、押さえ部３３０及び第３の治具３１０を使用してスペーサー１４０を接着する。その後、図１７（ｂ）に示す通り、ガラス基板１０の上面に第４の治具３２０を使用して樹脂部４０を成形する。

なお、図１７（ａ），（ｂ）の工程では、ガラス基板１０の上面（光学面が形成されていない面）には当初から絞り２０を形成せずに、スペーサー１４０をガラス基板１０に接着してから、その後に絞り２０を形成しているが、スペーサー１４０を接着する前に当初から、ガラス基板１０の上面に絞り２０を予め形成しておき、当該ガラス基板１０に対しスペーサー１４０を接着するようにしてもよい。

第３の治具３１０は、基台３１１を有し、基台３１１の上面にはスペーサー１４０が載置される凹部３１２が形成されている。凹部３１２を形成する底面３１３は、スペーサー１４０の下面が当接する第５の当接面３１３Ａとされている。また、基台３１１の上面３１４は、押さえ部３３０の押圧面３３１に当接する第６の当接面３１４Ａとされている。

このような押さえ部３３０及び第３の治具３１０を使用して、まず、第５の当接面３１３Ａにスペーサー１４０の下面を当接させてスペーサー１４０を所定位置に載置する。このときスペーサー１４０の上面又は樹脂部５０の下面に接着剤１４２Ａを塗布しておく。そして、ガラス基板１０の上面を押さえ部３３０で全面吸着した状態で、押さえ部３３０を下方に移動させていき、第６の当接面３１４Ａに押さえ部３３０の押圧面３３１を当接させる。これによって、樹脂部５０の下面でスペーサー１４０の上面が押圧される。

その後、スペーサー１４０の下方から光照射し、接着剤１４２Ａを硬化させることによって、樹脂部５０にスペーサー１４０を接着する。

次に、上述のようにしてスペーサー１４０を接着したガラス基板１０の上面に、第４の治具３２０を使用して樹脂部４０を成形する。

第４の治具３２０は、基本的に第３の治具３１０と形状は同様であるが、第３の治具３１０に比べて、第７の当接面３２３Ａと第８の当接面３２４Ａとの間の高さが、ほぼ絞り２０の厚み分だけ高くなっている。具体的に、第４の治具３２０は、凹部３２２が形成された基台３２１を有している。凹部３２２を形成する底面３２３は、スペーサー１４０の下面が当接する第７の当接面３２３Ａとされている。また、基台３２１の上面３２４は、マスター６０の押圧面６１が当接する第８の当接面３２４Ａとされている。

このような第４の治具３２０を使用して、まず、第７の当接面３２３Ａにスペーサー１４０の下面を当接させる。そして、ガラス基板１０上にモノマー状態の樹脂４０Ａを載置しておいて上方からマスター６０を下方に移動させていき、第８の当接面３２４Ａにマスター６０の押圧面６１を当接させる。これによってマスター３６０のキャビティ６２に樹脂４０Ａを充填する。

その後は、第１の実施の形態と同様にして光照射し、樹脂４０Ａを硬化させることによって樹脂部４０（レンズ部４２）を形成する。

以上の変形例では、第３の治具３１０の第５の当接面３１３Ａを基準面として、第５の当接面３１３Ａにスペーサー１４０の下面を当接させておき、スペーサー１４０の上面と樹脂部５０の下面との間の接着剤１４２Ａを、第６の当接面３１４Ａに押さえ部３３０の押圧面３３１を当接させて押圧している。そのため、第５の当接面３１３Ａと第６の当接面３１４Ａとの間の距離を一定に保つことができる。その結果、このウエハレンズ１のレンズ部５２と、ウエハレンズ１の下方に積層させる他方のウエハレンズ１０１の上面側のレンズ部４２との面間（例えば、図８に示す面間Ｎ）を一定にすることができる。

また、スペーサー１４０を接着後、第４の治具３２０の第７の当接面３２３Ａを基準として、この第７の当接面３２３Ａにスペーサー１４０の下面を当接させておき、マスター６０のキャビティ６２とガラス基板１０の上面との間の樹脂４０Ａを、第８の当接面３２４Ａにマスター６０の押圧面６１を当接させて押圧している。そのため、基板厚にばらつきがあっても、第７の当接面３２３Ａと第８の当接面３２４Ａとの間の距離を一定に保つことができる。その結果、２つのレンズ部４２，５２の軸上厚Ｍ（図８参照）が一定の高精度なウエハレンズ１を得ることができる。

１ ウエハレンズ
１０ ガラス基板
２０ 絞り（第１の絞り）
２０Ａ 金属膜
２２ 光透過部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ アライメントマーク
３０ 絞り（第２の絞り）
３０Ａ 金属膜
３２ 光透過部
３４ｃ 開口部
４０ 樹脂部（第１の光学部材）
４０Ａ 樹脂
４２ レンズ部
５０ 樹脂部（第２の光学部材）
５０Ａ 樹脂
５２ レンズ部
６０ マスター（第１のマスター成形型）
６２ キャビティ
６４ 位置決め部
７０ マザーマスター（母型）
７２ 凸部
７４ 位置決め部
８０ マスター（第２のマスター成形型）
８１ 押圧面
８２ キャビティ
８４ 位置決め部
１００ ウエハレンズ集合体
１０１ ウエハレンズ
１２０ 絞り
１３０ 絞り
１３４ 開口部
１４０ スペーサー
１４２ 接着層
１４２Ａ 接着剤
１５０ スペーサー
１５２，１５４ 接着層
１５２Ａ，１５４Ａ 接着剤
１６０Ａ，１６０Ｂ 前駆体
２１０ 第１の治具
２１３Ａ 第１の当接面
２１４Ａ 第２の当接面
２２０ 第２の治具
２２３Ａ 第３の当接面
２２４Ａ 第４の当接面
２３０ 押さえ部
２３１ 押圧面

Claims (12)

1. 表面と裏面とを有する透明な第１基板の一方の面に複数の光透過部を有する第１絞り部材を形成する第１絞り形成工程と、
   前記第１絞り部材が形成された前記第１基板の表裏面の内、一方の面に、前記第１絞り部材の複数の光透過部に各々対応する位置に硬化性樹脂製の複数のレンズ部を形成するレンズ部形成工程と、
   前記第１基板の表裏面の内、前記第１絞り部材が形成される面と、第２基板とを接合する接合面に光硬化性樹脂からなる接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   前記接着剤塗布工程後、前記第１基板と前記第２基板とを接合し、前記第１基板の前記接合面とは反対の面側から前記接着剤に光を照射して硬化を進める光硬化工程と、を有するウエハレンズ集合体の製造方法であって、
   前記第１絞り形成工程で形成される第１絞り部材は、前記光硬化工程で照射される光が前記接着剤に到達することを妨げない位置に形成されていることを特徴とするウエハレンズ集合体の製造方法。
2. 前記光硬化工程後、前記第１基板の前記第１絞り部材が形成された面とは反対の面に複数の光透過部を有する第２絞り部材を形成する第２絞り形成工程を有することを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズ集合体の製造方法。
3. 前記第１基板の前記第１絞り部材が形成された面とは反対の面に、前記光硬化工程前に複数の光透過部を有する第２絞り部材を形成する第２絞り形成工程を行うとともに、当該第２絞り形成工程で形成される第２絞り部材は、前記光硬化工程で照射される光が前記接着剤に到達することを妨げない位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズ集合体の製造方法。
4. 前記第１絞り部材は、前記複数の光透過部毎に独立して設けられた複数の環状絞りで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のウエハレンズ集合体の製造方法。
5. 前記第２基板は、前記第１基板と接合した際の前記複数のレンズ部各々に対応する位置に、複数の開口部が形成されたスペーサ部材であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のウエハレンズ集合体の製造方法。
6. 前記第２基板は表面と裏面とを有し、表裏面の内、一方の面に複数のレンズ部を形成するレンズ部形成工程を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のウエハレンズ集合体の製造方法。
7. 前記第２基板の前記第１基板との接合面と反対側の面には、第３基板を光硬化性樹脂からなる接着剤を介して接合する接合工程を有することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のウエハレンズ集合体の製造方法。
8. 表面と裏面とを有する第１基板と、
   前記第１基板の表裏面の内一方の面に形成された複数の光透過部を有する第１絞り部材と、
   前記第１基板の表裏面の内一方の面で前記第１絞り部材の複数の光透過部に各々対応する位置に形成された硬化性樹脂製の複数のレンズ部と、を有する第１ウエハレンズと、
   前記第１基板の前記第１絞り部材が形成された面と、光硬化性樹脂からなる接着剤を介して接合された基板と、を有するウエハレンズ集合体であって、
   前記第１絞り部材は、前記接着剤の硬化を進めるために照射される光が前記接着剤に到達することを妨げない位置に形成されていることを特徴とするウエハレンズ集合体。
9. 前記第１基板の前記第１絞り部材が形成された面とは反対の面には複数の光透過部を有する第２絞り部材が形成されていることを特徴とする請求項８に記載のウエハレンズ集合体。
10. 前記第２絞り部材は、前記接着剤の硬化を進めるために照射される光が前記接着剤に到達することを妨げない位置に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のウエハレンズ集合体。
11. 前記第１絞り部材は、前記複数の光透過部毎に独立して設けられた複数の環状絞りで構成されていることを特徴とする請求項８から請求項１０までのいずれか一項に記載のウエハレンズ集合体。
12. 前記第２基板の前記第１基板との接合面と反対側の面には、光硬化性樹脂からなる接着剤を介して接合された第３基板を有することを特徴とする請求項８から請求項１１までのいずれか一項に記載のウエハレンズ集合体。

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