JP2011013577A - 多層レンズ、積層型ウェハレンズおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズを提供する。
【解決手段】本発明に係る積層型ウェハレンズ１は、２枚のウェハスケールレンズ２，３が重ね合わされたものである。ウェハスケールレンズ２は、裏面には凹部２ｂを備え、ウェハスケールレンズ３は、おもて面に凸部３ｂを備えている。そして、凹部２ｂおよび凸部３ｂが互いに嵌合することによって、ウェハスケールレンズ２，３が、位置合わせされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェハスケールレンズの構造およびウェハスケールレンズを複数重ねた積層型ウェハレンズの構造に関し、特に、複数枚のウェハスケールレンズを重ね合わせた積層型ウェハレンズおよびそれを個々に分割した多層レンズの構造、並びに積層型ウェハレンズの製造方法に関する。

カメラ付き携帯電話やディジタルスチルカメラ、監視カメラなどへの普及に伴い、それらに仕様される固体撮像装置の需要も増大し且つ、適用の必要性から小型化への要求が高まっている。この小型化を図る一つの手法として、半導体チップにレンズを搭載した半導体チップとレンズとを一体型にするウェハスケールカメラモジュールの形成する手法が提案されている。上記ウェハスケールカメラモジュールは、複数枚のウェハスケールレンズを貼り合わせた、積層型ウェハレンズを形成することで製造コストの削減が可能となる。

しかしながら、積層型ウェハレンズを製造する場合、ウェハスケールレンズの重ね合わせが容易でないため、ウェハスケールレンズ間に、位置ズレまたは傾きが発生する。この位置ズレまたは傾きは、積層型ウェハレンズのレンズ特性を劣化させる最大の原因となる。言い換えれば、複数枚のウェハスケールで形成されている積層型ウェハレンズは、各ウェハスケールレンズの中心位置のズレ（光軸のズレ）、および、各ウェハスケールレンズ間の距離（高さ）のズレが、レンズ特性の悪化を招く。従って、積層型ウェハレンズは、非常に高い精度でウェハスケールレンズを重ね合わせることが必要不可欠である。

そこで、例えば、特許文献１には、この位置ズレを防いでウェハスケールレンズ貼り合わせる方法が開示されている。図１０は、特許文献１の積層型ウェハレンズを構成するウェハスケールレンズの平面図である。

具体的には、図１０のように、ウェハスケールレンズ１００には、蒸着によって形成された位置決めマーク１０１，１０２が形成されている。そして、積層型ウェハレンズの製造時には、この位置決めマーク１０１，１０２をアライメント基準として、複数枚のウェハスケールレンズ１００を重ね合わせる。

特開平１１−２４８９８９号公報（１９９９年９月１７日公開）

しかし、特許文献１の方法は、位置決めマークの位置ズレが積層型ウェハレンズに反映される。このため、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズを製造することができないという問題がある。

具体的には、蒸着によりウェハスケールレンズ１００に位置決めマーク１０１，１０２を形成した場合、位置合わせマーク１０１，１０２の形成時に、必ず位置ズレが生じている。このため、位置ズレが生じている位置決めマーク１０１，１０２を基準にして、ウェハスケールレンズ１００を重ね合わせると、積層型ウェハレンズにも、当然その位置ズレが反映される。従って、特に、各ウェハスケールレンズ１００の光軸のズレを避けることはできない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズおよびその製造方法、並びに、積層型ウェハレンズを個々に分割した多層レンズを提供することにある。

本発明に係る積層型ウェハレンズは、上記課題を解決するために、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズであって、各ウェハスケールレンズは、互いに隣接するウェハスケールレンズとの対向面に、ウェハスケールレンズ自身が凹凸形状となった位置合わせ部を有しており、上記位置合わせ部は、レンズ光学部を避けて形成されており、上記位置合わせ部の凹凸の嵌合によって、互いに隣接するウェハスケールレンズが、位置合わせされていることを特徴としている。

従来のように、ウェハスケールレンズに、蒸着により位置合わせマークを形成すると、位置合わせマークの形成時（蒸着時）に、位置ズレが生じる。このため、ウェハスケールレンズを重ね合わせた積層型ウェハレンズに、その位置ズレが反映されてしまう。特に、光軸のズレが生じやすい。さらに、ウェハスケールレンズを重ね合わせた後に、位置ズレも生じやすい。

これに対し、本発明によれば、ウェハスケールレンズ自身が凹凸形状となった、位置合わせ部を備えている。つまり、位置合わせ部は、ウェハスケールレンズの一部であって、同一材料から形成されている。このため、ウェハスケールレンズの形成と同時に（同一工程で）、位置合わせ部の凹凸も形成される。従って、蒸着による位置合わせマーク形成が招くような位置ズレが、積層型ウェハレンズに反映されることはない。

しかも、この凹凸形状の嵌合によって、隣接するウェハスケールレンズが、水平方向（面方向）に位置合わせされる。これにより、隣接するウェハスケールレンズの光軸が、確実に一致する。さらに、凹凸が嵌合しているため、いったんウェハスケールレンズを重ね合わせると位置ズレを起さない。従って、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズを実現することができる。

本発明に係る積層型ウェハレンズにおいて、上記位置合わせ部の凹凸は、傾斜部を有することが好ましい。

上記の構成によれば、位置合わせ部の凹凸が傾斜面を有することになる。これにより、ウェハスケールレンズに光を照射すると、傾斜部に入射した光が、その傾斜面で屈折する。このため、撮像装置等を用いた画像認識によって、各ウェハスケールレンズの位置合わせ部を容易に認識することができる。これにより、各ウェハスケールレンズを重ね合わせる時間を短縮することができる。従って、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズの大量生産が可能となる。

本発明に係る積層型ウェハレンズにおいて、上記位置合わせ部の凹凸は、ウェハスケールレンズの光軸方向の中心軸に対して、回転対称となるように設けられていてもよい。

上記の構成によれば、位置合わせ部の凹凸が、ウェハスケールレンズの中心軸に対して、回転対称となる位置に形成されている。このため、ウェハスケールレンズを重ね合わせる際、特定の凹部と凸部との対応に限定されることなく、任意の凹部と凸部とを嵌合させることができる。これにより、最もレンズ特性の良い組み合わせの凸部と凹部とを嵌合させて、ウェハスケールレンズを重ね合わせることができる。従って、より高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズを実現することができる。

本発明に係る積層型ウェハレンズにおいて、上記位置合わせ部は、上記凹凸の嵌合によって、隣接するウェハスケールレンズの高さが規定されていることが好ましい。

上記の構成によれば、位置合わせ部の凹凸を嵌合させてウェハスケールレンズを重ね合わせると、ウェハスケールレンズ間の高さが規定される。すなわち、凹部の深さまたは凸部の長さ（厚さ）によって、ウェハスケールレンズ間の距離（高さ）が厳密に規定される。このため、ウェハスケールレンズ間の距離を確実に一定にすることができる。つまり、位置合わせ部の凹凸が、ウェハスケールレンズを重ねるときの光軸のズレおよび位置ズレを防止するだけでなく、隣接するウェハスケールレンズ間の高さ（距離）を規定するためにも機能する。従って、光軸方向および光軸に対して垂直方向のいずれの方向にも、より高い精度に重ね合わされた積層型ウェハレンズを実現することができる。

本発明に係る積層型ウェハレンズにおいて、上記ウェハスケールレンズおよび位置合わせ部は、成型によって形成されたものであることが好ましい。

上記の構成によれば、ウェハスケールレンズおよび位置合わせ部が、成型によって形成されているため、いずれの形状も高精度に形成される。従って、より高精度に位置合わせされた積層型ウェハレンズを実現することができる。

本発明に係る積層型ウェハレンズにおいて、上記位置合わせ部の凹凸が嵌合した状態で、レンズ光学部を除いて、隣接するウェハスケールレンズの対向面が、互いに接していることが好ましい。

上記の構成によれば、位置合わせ部の凹凸が嵌合した状態で、隣接するウェハスケールレンズの各対向面が互いに接触している。さらに、各対向面は、レンズ光学部以外の領域で、互いに接している。これにより、位置合わせ部の凹凸が嵌合した状態では、互いに接触した対向面によって、各ウェハスケールレンズのレンズ光学部が包囲（密封）される。従って、外部からレンズ光学部へのゴミの侵入を確実に防ぐことができる。

本発明に係る積層型ウェハレンズにおいて、上記位置合わせ部の凹凸は、積層型ウェハレンズを個々の多層レンズに分割するための切断領域内に形成されていてもよい。

上記の構成によれば、積層型ウェハレンズを切断して個々の多層レンズに分割すると、切断領域内に形成された位置合わせ部の凹凸も切断される。このため、切断後の多層レンズには、位置合わせ部が残らない。従って、切断後に位置合わせ部のない多層レンズが形成される積層型ウェハレンズを提供することができる。

本発明に係る積層型ウェハレンズにおいて、上記位置合わせ部の凹凸は、多面体形状であることが好ましい。

上記の構成によれば、ウェハスケールレンズに、多面体形状の凹凸が形成されている。これにより、ウェハスケールレンズに光を照射すると、多面体の凹凸に入射した光が、屈折する。このため、撮像装置等を用いた画像認識によって、各ウェハスケールレンズの位置合わせ部を容易に認識することができる。これにより、各ウェハスケールレンズを重ね合わせる時間を短縮することができる。従って、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズの大量生産が可能となる。

本発明の多層レンズは、前記いずれかの積層型ウェハレンズが個片化されたものである。つまり、本発明の多層レンズは、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズが、個片に分割されたものである。従って、高い精度でレンズ光学部が積層された多層レンズを実現することができる。

本発明の積層型ウェハレンズの製造方法は、隣接するウェハスケールレンズの各位置合わせ部の凹凸を嵌合させる工程を含むことを特徴としている。

上記の方法によれば、ウェハスケールレンズ自身が凹凸形状となった位置合わせ部を嵌合させて、ウェハスケールレンズを重ねる。従って、蒸着による位置合わせマーク形成が招くような位置ズレが、積層型ウェハレンズに反映されることはない。しかも、この凹凸形状の嵌合によって、隣接するウェハスケールレンズが、水平方向（面方向）に位置合わせされる。これにより、隣接するウェハスケールレンズの光軸が、確実に一致する。さらに、凹凸が嵌合しているため、いったんウェハスケールレンズを重ね合わせると位置ズレを起さない。従って、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズを製造することができる。

なお、本発明には、前記いずれかの積層型ウェハレンズに用いられるウェハスケールレンズであって、互いに隣接するウェハスケールレンズとの対向面に、ウェハスケールレンズ自身が凹凸形状となった位置合わせ部を有しており、上記位置合わせ部は、レンズ光学部を避けて形成されており、かつ、上記位置合わせ部の凹凸の嵌合によって、互いに隣接するウェハスケールレンズが、位置合わせされるように形成されていることを特徴とするウェハスケールレンズも含まれる。なお、この位置あわせ部は、ウェハスケールレンズのおもて面（レンズ光学部が形成された面）および裏面（レンズ光学部が形成された面の逆の面）のいずれの面に形成されていてもよい。

本発明の積層型ウェハレンズは、互いに隣接する２つのウェハスケールレンズのうち、少なくとも一方のウェハスケールレンズの対向面に、溝が形成されており、その溝に接着剤が充填されており、かつ、その溝が形成された部分を除いて、隣接する２つのウェハスケールレンズの対向面が、互いに接している構成である。それゆえ、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズを実現することができるという効果を奏する。

本発明の積層型ウェハレンズを分解した斜視図である。 本発明の積層型ウェハレンズの概略構成を示す斜視図である。 図１の積層型ウェハレンズを構成するウェハスケールレンズを示す平面図である。 図１の積層型ウェハレンズを構成するウェハスケールレンズに形成された凹凸形状を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。 図１の積層型ウェハレンズを構成するウェハスケールレンズに形成された凹凸形状を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。 本発明の別の積層型ウェハレンズの概略構成を示す斜視図である。 図６の積層型ウェハレンズを分解した断面図である。 図６の積層型ウェハレンズを構成するウェハスケールレンズを示す平面図である。 図６は、積層型ウェハレンズの断面図である。 特許文献１の積層型ウェハレンズを構成するウェハスケールレンズの概略構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９に基づいて、詳細に説明する。図２は、本実施形態の積層型ウェハレンズの概略構成を示す斜視図である。

図２のように、積層型ウェハレンズ１は、互いに隣接する２枚の円盤状のウェハスケールレンズ２，３が重ね合わされたものである。ウェハスケールレンズ２，３は、ガラスまたは樹脂などの材料から形成されている。

ウェハスケールレンズ２は、複数のレンズ光学部２ａを有している。具体的には、ウェハスケールレンズ２には、複数のレンズ光学部２ａがマトリクス状に配列されている。

一方、図３は、ウェハスケールレンズ３の平面図である。同図は、ウェハスケールレンズ２との対向面を示している。ウェハスケールレンズ３も、ウェハスケールレンズ２と同様に、複数のレンズ光学部３ａを有している。レンズ光学部３ａは、各レンズ光学部２ａに対応して、マトリクス状に配列されている。

積層型ウェハレンズ１では、ウェハスケールレンズ２，３間に生じた位置ズレが、レンズ特性の悪化を招く。特に、各ウェハスケールレンズ２，３の中心位置のズレ、すなわち光軸のズレは、レンズ特性に大きく影響する。このため、ウェハスケールレンズ２，３が、高い精度で重ね合わされていることが重要である。

そこで、積層型ウェハレンズ１では、各ウェハスケールレンズ２，３が、互いに隣接するウェハスケールレンズ２，３間の位置合わせを行うための位置合わせ部を有している。

具体的には、図３のように、ウェハスケールレンズ３は、おもて面（ウェハスケールレンズ２との対向面）に、４つの凸部（位置合わせ部）３ｂを備えている。すなわち、各凸部３ｂは、ウェハスケールレンズ３自身が凸形状となったものである。各凸部３ｂの形成部位は、レンズ光学部３ａを避けて形成されている。図３では、４つの凸部３ｂが、ウェハスケールレンズ３の外縁部に、均等に配置されている。また、各凸部３ｂの形状は、十字形状となっている。

なお、各凸部３ｂは、レンズ光学部３ａを避けて形成されていれば、任意の位置に形成することができる。また、各凸部３ｂの形状も特に限定されるものではない。

一方、図１は、積層型ウェハレンズ１を分解した斜視図である。図１のように、ウェハスケールレンズ２は、裏面（ウェハスケールレンズ３との対向面）に、４つの凹部（位置合わせ部）２ｂを備えている。すなわち、各凹部２ｂは、ウェハスケールレンズ２自身が凸形状となったものである。各凹部２ｂは、ウェハスケールレンズ３の各凸部３ｂに対応する位置に形成されている。このため、各凹部２ｂも、レンズ光学部２ａを避けて形成されている。また、４つの凹部２ｂが、ウェハスケールレンズ２の裏面の外縁部に、均等に配置されている。また、凹部２ｂの形状は、十字形状の凸部３ｂが嵌合する形状となっている。

従って、各凹部２ｂおよび凸部３ｂを嵌合させて、ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせると、容易に積層型ウェハレンズ１を製造することができる。しかも、各凹部２ｂおよび凸部３ｂが互いに嵌合することによって、ウェハスケールレンズ２，３が位置合わせされている。

このように、積層型ウェハレンズ１では、複数枚のウェハスケールレンズ２，３が、凹凸形状の位置合わせ部を備えている。凹部２ｂおよび凸部３ｂ（位置合わせ部）は、ウェハスケールレンズ２，３の一部であるため、ウェハスケールレンズ２，３と同一材料から形成されている。このため、ウェハスケールレンズ２，３の形成と同時に（同一工程で）、凹部２ｂおよび凸部３ｂも形成される。凹部２ｂおよび凸部３ｂの形成時に、ウェハスケールレンズ２，３に対して、位置ズレが生じることはない。従って、従来の蒸着による位置合わせマーク形成が招くような位置ズレが、積層型ウェハレンズ１に反映されることはない。

さらに、ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせると、この位置合わせ部の凹凸の嵌合する。これにより、隣接するウェハスケールレンズ２，３が、水平方向（面方向）に位置合わせされる。これにより、隣接するウェハスケールレンズ２，３の光軸が、確実に一致する。さらに、凹部２ｂおよび凸部３ｂが嵌合しているため、いったんウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせると位置ズレを起さない。従って、高い精度でウェハスケールレンズ２，３が重ね合わされた積層型ウェハレンズ１を実現することができる。

また、図１のように、積層型ウェハレンズ１では、各４つの凹部２ｂおよび凸部３ｂが、ウェハスケールレンズ２，３の光軸方向の中心軸に対して、回転対称となるように設けられている。また、各凹部２ｂの形状は同一であり、各凸部３ｂの形状も同一である。このため、図１の場合、ウェハスケールレンズ２，３を９０°単位で回転させれば、凹部２ｂと凸部３ｂとを嵌合させることができる。つまり、ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせる際、特定の凹部２ｂと凸部３ｂとの対応に限定されることなく、任意の凹部２ｂと凸部３ｂとを嵌合させることができる。これにより、最もレンズ特性の良い組み合わせの凹部２ｂと凸部３ｂとを嵌合させて、ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせることができる。従って、より高い精度でウェハスケールレンズ２，３が重ね合わされた積層型ウェハレンズ１を実現することができる。

また、凹部２ｂおよび凸部３ｂは、互いに嵌合することによって、ウェハスケールレンズ２，３の距離（高さ）が規定されるようになっていることが好ましい。すなわち、凹部の深さまたは凸部の長さ（厚さ）によって、ウェハスケールレンズ間の距離（高さ）が厳密に規定される。例えば、凹部２ｂの深さが凸部３ｂの長さよりも大きい場合、ウェハスケールレンズ２，３間の距離は、凸部３ｂの厚さによって規定される。一方、凹部２ｂの深さが凸部３ｂの長さよりも小さい場合、ウェハスケールレンズ２，３間の距離は、凹部２ｂの深さによって規定される。このため、ウェハスケールレンズ２，３間の距離を確実に一定にすることができる。つまり、凹部２ｂおよび凸部３ｂが、ウェハスケールレンズ２，３を重ねるときの光軸のズレおよび位置ズレを防止するだけでなく、隣接するウェハスケールレンズ２，３間の高さ（距離）を規定するためにも機能する。従って、光軸方向および光軸に対して垂直方向のいずれの方向にも、より高い精度に重ね合わされた積層型ウェハレンズ１を実現することができる。

なお、図１では、ウェハスケールレンズ２に凹部２ｂが、ウェハスケールレンズ３に凸部３ｂが形成されている。しかし、凹部２ｂおよび凸部３ｂは、互いに嵌合できるようになっていれば、この組み合わせに限定されるものではない。例えば、ウェハスケールレンズ２に凸部を、ウェハスケールレンズ３に凹部を形成してもよいし、ウェハスケールレンズ２，３にそれぞれ、凹部および凸部を形成してもよい。

一方、図１では、凹部２ｂおよび凸部３ｂは、十字形状である。しかし、凹部２ｂおよび凸部３ｂの形状は、これに限定されるものではない。例えば、図４および図５は、別の凹部２ｂおよび凸部３ｂを示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。

具体的には、図４のように、凹部２ｂおよび凸部３ｂは、いずれも、テーパ形状となっている。つまり、凹部２ｂおよび凸部３ｂは、傾斜部（傾斜面）を有している。これにより、ウェハスケールレンズ２，３に光を照射すると、傾斜部に入射した光が、その傾斜面で屈折する。このため、撮像装置等を用いた画像認識によって、各ウェハスケールレンズ２，３の凹部２ｂおよび凸部３ｂを容易に認識することができる。つまり、凹部２ｂおよび凸部３ｂの嵌合による位置合わせに加えて、画像認識による位置合わせも可能となる。これにより、各ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせる時間を短縮することができる。従って、高い精度でウェハスケールレンズ２，３が重ね合わされた積層型ウェハレンズ１の大量生産が可能となる。

また、図４の凹部２ｂおよび凸部３ｂは、多面体形状であるともいえる。この場合も、傾斜部を有する場合と同様に、ウェハスケールレンズ２，３に光を照射すると、多面体の凹部２ｂおよび凸部に入射した光が、屈折する。このため、撮像装置等を用いた画像認識によって、各ウェハスケールレンズ２，３の凹部２ｂおよび凸部３ｂを容易に認識することができる。これにより、各ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせる時間を短縮することができる。従って、高い精度でウェハスケールレンズ２，３が重ね合わされた積層型ウェハレンズ１の大量生産が可能となる。

また、図４の例では、１つの凹部２ｂに、１つの凸部３ｂが嵌合する構成である。しかし、図５のように、２つ（１対）の凹部２ｂに、２つ（１対）の凸部が嵌合する構成であってもよい。これにより、より高い精度でウェハスケールレンズ２，３が重ね合わされた積層型ウェハレンズ１を実現することができる。

このような凹部２ｂおよび凸部３ｂは、成型によって形成されたものであることが好ましい。これにより、ウェハスケールレンズ２，３を成型時に、高精度に凹部２ｂおよび凸部３ｂを形成することができる。成型によって凹部２ｂおよび凸部３ｂが形成された場合の精度は、凸部３ｂの高さまたは凹部２ｂの深さを含めて、わずか数μである。従って、凹部２ｂおよび凸部３ｂによって、確実にウェハスケールレンズ２，３間の距離を一定にすることができる。一方、特許文献１では、ウェハスケールレンズとは別工程で、蒸着によって位置合わせマークが形成される。位置あわせマーク形成時に、必ず位置ズレが生じるため、精度が低い。なお、凹部２ｂおよび凸部３ｂの形成方法は、成型に限定されるものではない。

ここで、積層型ウェハレンズ１は、ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせると、凹部２ｂおよび凸部３ｂが、互いに嵌合する。このため、嵌合した状態で、いったんウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせると位置ズレを起さない。従って、ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせるときに、ウェハスケールレンズ２，３を接着する必要はない。しかし、積層型ウェハレンズ２０は、最終的に切断され、個片の多層レンズに分割される。このため、積層型ウェハレンズ２０を切断する前には、ウェハスケールレンズ２，３を接着することが好ましい。なお、分割後の各多層レンズに凹部２ｂおよび凸部３ｂが残るようになっている場合、この接着は必須ではない。

ウェハスケールレンズ２，３の接着方法は、特に限定されるものではない。例えば、図６の積層型ウェハレンズ２０は、ウェハスケールレンズの接着に好適である。図６は、積層型ウェハレンズ２０の概略構成を示す斜視図である。

図６のように、積層型ウェハレンズ２０は、互いに隣接する２枚の円盤状のウェハスケールレンズ２０１，２０２が重ね合わされたものである。ウェハスケールレンズ２０１，２０２は、複数のレンズ光学部を有している。具体的には、ウェハスケールレンズ２０１には、複数のレンズ光学部２０１ａがマトリクス状に配列されている。図示しないが、ウェハスケールレンズ２０２も同様に、各レンズ光学部２０１ａに対応する複数のレンズ光学部が形成されている。なお、図６では、ウェハスケールレンズ２０１，２０２には、図示しない位置合わせ部（図１と同様の凹部２ｂおよび凸部３ｂ）が形成されている。つまり、ウェハスケールレンズ２０１，２０２は、互いに嵌合している。

ウェハスケールレンズ２０１，２０２は、ぞれぞれ、互いの対向面に、凹溝（溝）２０１ｂ，２０２ｂが形成されている。各凹溝２０１ｂ，２０２ｂには、接着剤２０３が充填されており、この接着剤２０３によって、ウェハスケールレンズ２０１，２０２が接着されている。凹溝２０１ｂ，２０２ｂの詳細は、後述する。

ウェハスケールレンズ２０１，２０２の互いの対向面は、凹溝２０１ｂ，２０２ｂが形成された部分を除いて、互いに直に接している。このため、凹溝２０１ｂ，２０２ｂが形成された部分以外は、ウェハスケールレンズ２０１のウェハスケールレンズ２０２との接触部２０１ｃと、ウェハスケールレンズ２０２のウェハスケールレンズ２０１との接触部２０２ｃとが、互いに面接触している。従って、接触部２０１ｃ，２０２ｃ間には、接着剤２０３が存在しない。

次に、図７〜図９に基づいて、積層型ウェハレンズ２０について、詳細に説明する。図７は、積層型ウェハレンズ２０を分解した断面図であり、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の概略構成を示している。図８は、ウェハスケールレンズ２０２の平面図である。図９は、積層型ウェハレンズ２０の断面図である。

図７に示すように、ウェハスケールレンズ２０１の裏面（ウェハスケールレンズ２０２との対向面）に、凹溝２０１ｂが形成されている。凹溝２０１ｂは、各レンズ光学部２０１ａを避けて形成されている。さらに、凹溝２０１ｂは、ウェハスケールレンズ２０１の裏面の端から端に渡って、複数列形成されている。また、ウェハスケールレンズ２０１の裏面には、上述の凹部２ｂが形成されている。

ウェハスケールレンズ２０２のおもて面（ウェハスケールレンズ２０１との対向面）にも、凹溝２０１ｂと同様の凹溝２０２ｂが形成されている。すなわち、ウェハスケールレンズ２０２のおもて面に、ウェハスケールレンズ２０１のレンズ光学部２０１ａと対応する位置に、レンズ光学部２０２ａが形成されている。凹溝２０２ｂは、このレンズ光学部２０２ａを避けて形成されている。さらに、凹溝２０２ｂは、ウェハスケールレンズ２０２のおもて面の端から端に渡って、複数列形成されている。また、ウェハスケールレンズ２０２のおもて面には、上述の凹部２ｂに対応する凸部３ｂが形成されている。

凹溝２０１ｂ，２０２ｂは、レンズ光学部２０１ａ，２０２ａを避けて形成されていれば、特に限定されるものではない。本実施形態の積層型ウェハレンズ２０では、凹溝２０１ｂ，２０２ｂが、以下の特徴的構成を有している。

具体的には、図８は、積層型ウェハレンズ２０を構成するウェハスケールレンズ２０２を示す平面図（上面図）である。積層型ウェハレンズ２０では、凹溝２０２ｂは、ウェハスケールレンズ２０２のおもて面（ウェハスケールレンズ２０１との対向面）に、格子状に形成されている。すなわち、同図のように、縦方向および横方向に直交する複数の凹溝２０２ｂが形成されている。このため、図８のウェハスケールレンズ２０２では、レンズ光学部２０２ａが、凹溝２０２ｂが包囲される。一方、ウェハスケールレンズ２０１の裏面にも、同様に、格子状の凹溝２０１ｂが形成されている。これにより、ウェハスケールレンズ２０１の接触部２０１ｃと、ウェハスケールレンズ２０２の接触部２０２ｃとを重ね合わせると、凹溝２０１ｂ，２０２ｂによって、両端が開放された空間が形成される。具体的には、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の各対向面に対し平行方向に横断または縦断する空間が形成される。

さらに、図７のように、積層型ウェハレンズ２０では、接触部２０１ｃと、接触部２０２ｃとを重ね合わせたときに、凹部２ｂと凸部３ｂとが互いに嵌合する。しかも、凹溝２０１ｂと凹溝２０２ｂとが、互いに重なるようになっている（図７の破線部参照）。つまり、凹溝２０１ｂと凹溝２０２ｂとがつながった単一の（共通の）凹溝が形成されることになる。より詳細には、図７のように、凹溝２０１ｂおよび凹溝２０２ｂは、いずれも、光軸方向の断面が半円である。そして、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ねると、図９のように、光軸方向の断面が半円の凹溝２０１ｂおよび凹溝２０１ｂが重なり、同断面が円（または楕円）となる。従って、重なった凹溝２０１ｂ，２０２ｂによって、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の各対向面に対し平行方向に横断する、無底円筒状の中空空間が形成されることになる。そして、この空間に充填された接着剤２０３によって、ウェハスケールレンズ２０１，２０２が接着されている。

さらに、後述のように、積層型ウェハレンズ２０は、最終的に、ダイシング刃１０等によって切断され、個々の多層レンズＢに分割される。多層レンズＢは、積層されたレンズ光学部２０１ａおよびレンズ光学部２０２ａによってレンズ機能を発揮する。積層型ウェハレンズ２０では、凹溝２０１ｂおよび凹溝２０１ｂが、ダイシング刃１０による切断ライン（切断領域）を含むように形成されている。しかも、凹溝２０１ｂおよび凹溝２０１ｂは、互いに隣接する多層レンズＢ間で、共用されるようになっている。

また、ウェハスケールレンズ２０１，２０２に形成された凹部２ｂおよび凸部３ｂも、最終的に、ダイシング刃１０等によって切断されるようになっていることが好ましい。すなわち、凹部２ｂおよび凸部３ｂは、積層型ウェハレンズ２０を個々の多層レンズＢに分割するための切断領域内に形成されていることが好ましい。

このように、積層型ウェハレンズ２０は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の互いの対向面（接着面）に、それぞれ、凹溝２０１ｂ，２０２ｂが形成されている。そして、その溝に充填された接着剤２０３によって、隣接するウェハスケールレンズ２０１，２０２が接着されている。さらに、凹溝２０１ｂ，２０２ｂが形成されていない部分については、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面どうし（接触部２０１ｃ，２０２ｃ）が、互いに直に接しているため、接触部２０１ｃ，２０２ｃ間に接着剤２０３が存在しない。このため、接着剤２０３の厚さは、ウェハスケールレンズ２０１，２０２間の距離（高さ）に、関与しない。さらに、ウェハスケールレンズ２０１の接触部２０１ｃと、ウェハスケールレンズ２０２の接触部２０２ｃとが、互いに面接触しているため、ウェハスケールレンズ２０１，２０２は、互いに平行である。従って、ウェハスケールレンズ２０１，２０２間の距離は、どの部分でも一定である。

しかも、接触部２０１ｃ，２０２ｃ間に接着剤２０３が存在しないため、凹溝２０１ｂ，２０２ｂに接着剤２０３が充填されていない状態または接着剤２０３が充填され仮接着の状態であれば、重ね合わせたウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置を変更することができる。つまり、積層型ウェハレンズ２０の特性を満たすように位置を修正した上で、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせた後、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を接着することができる。従って、ウェハスケールレンズ２０１，２０２間の位置ズレや傾きが生じない。

それゆえ、積層型ウェハレンズ２０によれば、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズ２０を実現することができる。

また、積層型ウェハレンズ２０では、ウェハスケールレンズ２０１，２０２のいずれの対向面にも、凹溝２０１ｂ，２０２ｂが形成されている。これにより、一方のウェハスケールレンズに溝が形成されている場合よりも、接着領域が広くなる。従って、接着強度を高めることができる。

また、積層型ウェハレンズ２０では、積層型ウェハレンズ２０を切断して個々の多層レンズＢに分割すると、切断領域内に形成された凹部２ｂおよび凸部３ｂも切断される。このため、切断後の多層レンズＢには、凹部２ｂおよび凸部３ｂが残らない。従って、切断後に凹部２ｂおよび凸部３ｂのない多層レンズＢを形成することができる。

また、積層型ウェハレンズ２０では、凹部２ｂおよび凸部３ｂが嵌合した状態で、隣接するウェハスケールレンズ２０１，２０２の接触部（対向面）２０１ｃ，２０２ｃが、互いに接する。さらに、各接触部２０１ｃ，２０２ｃは、レンズ光学部２０１ａ，２０２ａを以外の領域で、互いに接している。これにより、凹部２ｂおよび凸部３ｂが嵌合した状態では、互いに接触した接触部２０１ｃ，２０２ｃによって、各ウェハスケールレンズ２０１，２０２のレンズ光学部２０１ａ，２０２ａが包囲（密封）される。つまり、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の光軸および距離（高さ）が合った時点で、レンズ光学部２０１ａ，２０２ａが封止される。従って、外部からレンズ光学部２０１ａ，２０２ａへのゴミの侵入を確実に防ぐことができる。

次に、図７および図９に基づいて、積層型ウェハレンズ２０の製造方法について説明する。積層型ウェハレンズ２０は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせる積層工程と、積層されたウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置を調整する位置調整工程と、凹溝２０１ｂ，２０２ｂに充填した接着剤によって位置調整されたウェハスケールレンズ２０１，２０２を接着する接着工程とによって製造することができる。

具体的には、まず、積層工程では、図７のように、ウェハスケールレンズ２０１の凹部２ｂと、ウェハスケールレンズ２０２の凸部３ｂとを嵌合させ、ウェハスケールレンズ２０１と、ウェハスケールレンズ２０２とを重ね合わせる。すなわち、ウェハスケールレンズ２０２の接触部２０２ｃ上に、ウェハスケールレンズ２０１の接触部２０１ｃを配置する。これにより、凹溝２０１ｂと凹溝２０２ｂとが重なる。

次に、位置調整工程では、重ね合わせたウェハスケールレンズ２０１，２０２を接着する前に、積層型ウェハレンズ２０としての特性を測定する。例えば、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の光軸のズレ（レンズ光学部２０１ａ，２０２ａの中止のズレ）または傾きが生じていないかどうかを測定によって確認する。そして、光軸のズレまたは傾き等によって必要な特性が得られていない場合、必要な特性を満足するように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の相対的な位置を調整する。例えば、再度積層工程を行い、最もレンズ特性の良い組み合わせの凹部２ｂと凸部３ｂとを嵌合させて、ウェハスケールレンズ２，３を重ね合わせ直す。

なお、積層型ウェハレンズ２０では、ウェハスケールレンズ２０２の接触部２０２ｃ上に、直にウェハスケールレンズ２０１の接触部２０１ｃが配置されるため、ウェハスケールレンズ２０１，２０２間の距離は、基本的に一定である。しかし、接触部２０１ｃまたは接触部２０２ｃ上にゴミなどが存在していて、その距離がずれている可能性もある。このため、積層型ウェハレンズ２０としての特性を測定する際には、その距離も測定することが好ましい。

最後に、図９のように、接着工程では、位置調整工程で位置調整されたウェハスケールレンズ２０１，２０２の凹溝２０１ｂ，２０２ｂに接着剤２０３を充填する。前述のように、凹溝２０１ｂ，２０２ｂによって、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の各対向面に対し平行方向に、両端が開放された空間が形成される。このため、例えば、積層型ウェハレンズ２０の側方から、その空間に接着剤２０３を注入することができる。なお、前述のように、凹溝２０１ｂ，２０２ｂは、レンズ光学部２０１ａ，２０２ａを避けて形成されており、接触部２０１ｃと接触部２０１ｃとは、互いに直に接している。このため、凹溝２０１ｂ，２０２ｂに接着剤２０３を充填しても、レンズ光学部２０１ａ，２０２ａに接着剤２０３が流れ込むことはない。

このようにして、積層型ウェハレンズ２０の製造が完了する。なお、積層型ウェハレンズ２０は、図９のように、ダイシング刃１０によって、隣接する多層レンズＢ間が切断され、個々の多層レンズＢに分割される。

以上のように、位置調整工程を行った後、接着工程を行うため、積層工程で重ね合わせたウェハスケールレンズ２０１，２０２間に位置ズレまたは傾きが生じていたとしても、位置調整工程で、その位置ズレまたは傾きを修正することができる。これにより、積層型ウェハレンズ２０の特性を満たすように位置を修正した上で、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を接着することができる。ウェハスケールレンズ２０１，２０２を特性の一番良い条件で重ね合わせて、積層型ウェハレンズ２０を製造することができる。従って、高い精度でウェハスケールレンズ２０１，２０２が重ね合わされた積層型ウェハレンズ２０を製造することができる。また、積層型ウェハレンズ２０を、個片の多層レンズＢに分割することによって、高い精度でレンズ光学部２０１ａ，２０２ａが積層された多層レンズＢを実現することができる。

また、積層型ウェハレンズ２０では、積層工程で、ウェハスケールレンズ２０１と、ウェハスケールレンズ２０２とを重ね合わせると、凹溝２０１ｂ，２０２ｂが互いに重なり、凹溝２０１ｂ，２０２ｂがつながった単一の（共通の）凹溝が形成される。このため、凹溝２０１ｂ，２０２ｂに、同時に接着剤２０３を充填することができる。従って、接着領域を広くして接着強度を高めつつ、接着剤２０３の充填処理（充填時間）を短縮することができる。

また、図８のように、積層型ウェハレンズ２０では、凹溝２０１ｂ，２０２ｂは、ウェハスケールレンズ２０１，２０２のレンズ光学部２０１ａ，２０２ａを包囲するように形成されている。このため、凹溝２０１ｂ，２０２ｂに接着剤２０３を充填すると、充填された接着剤２０３によって、レンズ光学部２０１ａ，２０２ａが密封される。従って、充填された接着剤２０３によって、外部からレンズ光学部２０１ａ，２０２ａへのゴミの侵入を防ぐことができる。

また、図９のように、凹溝２０１ｂ，２０２ｂは、個々の多層レンズＢに分割する切断ライン（切断領域）を含むように形成されている。すなわち、凹溝２０１ｂ，２０２ｂの幅は、ダイシング刃１０の幅よりも大きい。これにより、ダイシング刃１０によりその切断領域に沿って積層型ウェハレンズ２０を切断して多層レンズＢを形成すると、切断後の多層レンズＢの側面に、接着剤２０３が残る。このため、切断後の多層レンズＢにも、積層型ウェハレンズ２０の接着状態が維持される。従って、高い精度でレンズ光学部２０１ａ，２０２ａを重ね合わせた多層レンズＢを製造することができる。

さらに、図９のように、凹溝２０１ｂ，２０２ｂは、互いに隣接する多層レンズＢ間で、共用される。これにより、凹溝２０１ｂ，２０２ｂの数を少なくしつつ、良好な接着を実現することができる。

また、図９のように、積層型ウェハレンズ２０では、凹溝２０１ｂ，２０２ｂが重なると、光軸方向の断面が円（または楕円）となる。このため、接着剤２０３を均一に充填できる。また、この断面が円（または楕円）であると、応力に対して強くなる。

また、接着工程で接着剤２０３を充填した直後であれば、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置を修正することができる。つまり、再度、位置調整工程を行うことができる。これにより、より高い精度でウェハスケールレンズ２０１，２０２が重ね合わされた積層型ウェハレンズ２０を製造することができる。

また、位置調整工程と接着工程とを、同時に行うこともできる。すなわち、積層工程によって２つのウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせた後、凹溝２０１ｂ，２０２ｂに接着剤２０３を充填すると共に、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置修正などの調整を行うこともできる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上述の例では、ウェハスケールレンズの形状または材料、凹溝の形状、凹溝の配列形状、およびウェハスケールレンズの積層個数などに対して一例を挙げて説明したが、この一例に限定されるものではない。

本発明は、特に、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、防犯カメラ，または、携帯電話用・車両搭載用・インタホン用のカメラ等、種々の電子機器に好適に利用できる。

１ 積層型ウェハレンズ
２，３ ウェハスケールレンズ
２ａ，３ａ レンズ光学部
２ｂ 凹部
３ｂ 凸部
２０ 積層型ウェハレンズ
２０１，２０２ ウェハスケールレンズ
２０１ａ，２０２ａ レンズ光学部
２０２ ウェハスケールレンズ
Ｂ 多層レンズ

Claims (10)

1. 複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズであって、
   各ウェハスケールレンズは、互いに隣接するウェハスケールレンズとの対向面に、ウェハスケールレンズ自身が凹凸形状となった位置合わせ部を有しており、
   上記位置合わせ部は、レンズ光学部を避けて形成されており、
   上記位置合わせ部の凹凸の嵌合によって、互いに隣接するウェハスケールレンズが、位置合わせされていることを特徴とする積層型ウェハレンズ。
2. 上記位置合わせ部の凹凸は、傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の積層型ウェハレンズ。
3. 上記位置合わせ部の凹凸は、ウェハスケールレンズの光軸方向の中心軸に対して、回転対称となるように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の積層型ウェハレンズ。
4. 上記位置合わせ部は、上記凹凸の嵌合によって、隣接するウェハスケールレンズの高さが規定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズ。
5. 上記ウェハスケールレンズおよび位置合わせ部は、成型によって形成されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズ。
6. 上記位置合わせ部の凹凸が嵌合した状態で、レンズ光学部を除いて、隣接するウェハスケールレンズの対向面が、互いに接していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズ。
7. 上記位置合わせ部の凹凸は、積層型ウェハレンズを個々の多層レンズに分割するための切断領域内に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズ。
8. 上記位置合わせ部の凹凸は、多面体形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズ。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズが個片化されたことを特徴とする多層レンズ。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズの製造方法であって、
    隣接するウェハスケールレンズの各位置合わせ部の凹凸を嵌合させる工程を含むことを特徴とする積層型ウェハレンズの製造方法。

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