JP2012215655A - スペーサの製造方法及びレンズモジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサの遮光性を高めるとともに、ハンドリングによる破損を防止する。
【解決手段】第１サポート基板４２上に、スペーサ材料からなる材料層４３を形成する。材料４３をパターニング処理して、複数のスペーサ本体１７を形成する。第１サポート基板４２上の各スペーサ本体２４に対して黒化処理を施す。各スペーサ本体２４の第１サポート基板４２側の本体一面２４ｂとは反対側の本体他面２４ｃ上に、平坦な第２サポート基板５０を貼り付ける。各スペーサ本体２４から第１サポート基板４２を剥がす。第２サポート基板４２上の各スペーサ本体２４に対して黒化処理を施す。各スペーサ本体２４の全表面に黒化層２５を形成して、遮光スペーサ１７を生成する。これにより、遮光スペーサ１７を第２サポート基板５０上に貼り付けられた状態のままで、レンズウェハ上に接着することができるので、ハンドリングによる各遮光スペーサ１７の破損が防止される。
【選択図】図４

Description

本発明は、レンズウェハ同士を接合する際にその間に設けられるスペーサの製造方法、及びこのスペーサを備えるレンズモジュールの製造方法に関する。

携帯電話機などの携帯電子機器には、小型かつ薄型の撮像装置が搭載されている。この撮像装置は、固体固体撮像素子チップと、この固体固体撮像素子チップ上に設けられ、複数のウェハレベルレンズを積層してなるレンズモジュールとからなる。このようなレンズモジュールはウェハレベルで製造される（特許文献１参照）。

特許文献１には、所定パターンで配列された複数のレンズ部を有する２枚のレンズウェハを、スペーサを介して接合した後に、このレンズウェハの接合体をダイシングにより個片化してレンズモジュールを形成するウェハレベル工法が開示されている。スペーサは、両レンズウェハの互いに対向するレンズ部をそれぞれ囲むように略枠形状を有しており、さらに個々のレンズ部に対応した位置に分離して複数設けられている。

このようなレンズモジュールには、有効画角外から入射する光を遮断する絞りが形成されているのが通常である（特許文献２参照）。特許文献２に開示されている製造方法では、絞りとスペーサとをそれぞれ別体に設けているが、この場合には製造工程が増えるため生産効率が低下してしまう。

特許文献３には、レンズウェハ間に遮光性を有する略枠形状のスペーサを設けるようにしたレンズモジュールの製造方法が開示されている。スペーサに遮光性を持たせる方法としては、例えばこのスペーサを銅などで形成した後に黒化処理を施す方法がよく知られている。これにより、スペーサが絞りの機能を有する。その結果、絞りとスペーサを一体形成することができるので、生産効率を向上させることができる。

特開２００９−０８６０９２号公報 特開２０１０−０７２６６５号公報 特開２０１０−１８７２５２号公報

ところで、近年のレンズモジュールの薄型化に伴い、スペーサも数十μｍ程度の厚みに薄型化されている。このため、製造工程中のハンドリング時にスペーサの破損が発生し易いという問題が生じている。また、上記特許文献１〜３に記載のようにスペーサを個々のレンズ部に対応した位置に設ける際に、各スペーサは互いに分離しているため、各スペーサを一括してレンズウェハ上に設けることが困難である。

なお、ハンドリングによる破損を防止するため、例えば、レンズウェハ上に黒色フォトレジストなどの非金属材料を用いてスペーサを直接形成する方法が考えられるが、スペーサを非金属材料で形成した場合にはその剛性が低下するという問題が生じる。また、レンズウェハ上に銅製のスペーサを直接形成した後で、銅製スペーサに黒化処理を施す方法も考えられる。しかし、この場合には、銅製スペーサの外部に露出している面にしか黒化処理を施すことができないので遮光性が十分に得られないおそれがある（図９参照）。このため、レンズウェハ上に遮光性を有するスペーサを直接形成する方法を採用することはできない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ハンドリング時の破損の防止と、レンズウェハへの取付性の向上と、遮光性能の向上とを図ることができるスペーサの製造方法、及びこのスペーサを備えるレンズモジュールの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、所定パターンで配列された複数のレンズ部を有する第１レンズウェハ及び第２レンズウェハを接合する際に両者の間に設けられ、前記両者の互いに対向する前記レンズ部の光軸上に開口穴を有するスペーサ本体と、前記スペーサ本体の表面を覆う遮光層とからなるスペーサの製造方法において、平坦な第１基板上に、スペーサ材料からなる材料層を形成する材料層形成工程と、前記材料層上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層にパターニング処理を施して、前記スペーサ本体に対応した形状のレジストパターン層を形成するパターニング工程と、前記レジストパターン層をマスクとして前記材料層にエッチング処理を施し、前記スペーサ本体を形成するエッチング工程と、前記レジストパターン層を除去する除去工程と、前記スペーサ本体の外部に露出している露出面上に前記遮光層を形成する第１遮光層形成工程と、前記スペーサ本体上に平坦な第２基板を貼り付けた後に、当該スペーサ本体から前記第１基板を剥がす基板貼替工程と、前記スペーサ本体の前記遮光層で覆われていない未処理面上に前記遮光層を形成する第２遮光層形成工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明のスペーサの製造方法は、所定パターンで配列された複数のレンズ部を有する第１レンズウェハ及び第２レンズウェハを接合する際に両者の間に設けられ、前記両者の互いに対向する前記レンズ部の光軸上に開口穴を有するスペーサ本体と、前記スペーサ本体の表面を覆う遮光層とからなるスペーサの製造方法において、平坦な第１基板上に、スペーサ材料からなり、前記所定パターンで配列された前記開口穴を有する材料層を形成する材料層形成工程と、前記材料層の外部に露出している露出面上に前記遮光層を形成する第１遮光層形成工程と、前記材料層上に平坦な第２基板を貼り付けた後に、当該材料層から前記第１基板を剥がす基板貼替工程と、各前記開口穴を囲むように前記材料層をダイシングして前記スペーサ本体を形成するダイシング工程と、前記スペーサ本体の前記遮光層で覆われていない未処理面上に前記遮光層を形成する第２遮光層形成工程と、を有することを特徴とする。

前記第１レンズウェハのレンズ部は、前記第２レンズウェハに向かって突出した凸状に形成されており、前記開口穴の前記第１レンズウェハと対向する側の第１開口の周縁部に、当該レンズ部との接触を防止する環状の凹部を形成することが好ましい。

前記材料層形成工程は、前記材料層の厚みを、前記スペーサ本体の厚みよりも厚く形成するとともに、前記材料層形成工程は、前記第１基板とは別体に、前記材料層を形成する材料層別体形成工程と、前記材料層の一面上に、レジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層にパターニング処理を施して、前記開口穴の形成位置に対応したレジスト開口を有するレジストパターン層を形成するパターニング工程と、前記レジストパターン層をマスクとして前記材料層に等方性エッチング処理を施し、前記材料層の前記レジスト開口の直下に位置する部分に、前記第１開口及び前記凹部を同時に形成する等方性エッチング工程と、前記レジストパターン層をマスクとして前記材料層に異方性エッチング処理を施し、前記第１開口の底部に、前記材料層の前記一面とは反対側の他面まで達しない深さのエッチング穴を形成する異方性エッチング工程と、前記一面上から前記レジストパターン層を除去する除去工程と、前記一面上に、前記第１基板を貼り付ける基板貼付工程と、前記他面を前記エッチング穴が露呈するまで研磨して前記開口穴を形成する研磨工程と、を有することが好ましい。

前記等方性エッチング工程では、ウェットエッチング処理を行うことが好ましい。また、前記スペーサ本体を、個々の前記開口穴を個別に囲む略枠形状に形成することが好ましい。また、前記遮光層は、前記スペーサ本体に対して黒化処理を施すことにより形成されることが好ましい。また、前記第１基板及び前記第２基板は、その厚みが前記スペーサ本体の厚みより厚く形成されていることが好ましい。

また、本発明のレンズモジュールの製造方法は、請求項１ないし８いずれか１項記載のスペーサの製造方法で製造されたスペーサを、前記第２基板上に貼り付けられた状態のままで、所定パターンで配列された複数の第１レンズ部を有する第１レンズウェハ上に接着する第１接着工程と、前記スペーサから前記第２基板を除去する第２基板除去工程と、前記所定パターンで２次元配列された複数の第２レンズ部を有する第２レンズウェハを、前記スペーサ上に接着する第２接着工程と、前記スペーサを介して接合された前記第１レンズウェハと前記第２レンズウェハとを、互いに対向する前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部ごとに分断する切断工程と、を有することを特徴とする。

本発明のスペーサの製造方法及びレンズモジュールの製造方法は、第２基板上に全表面が遮光層で覆われたスペーサを形成するので、スペーサを第２基板上に貼り付けた状態のままで、レンズウェハに対するスペーサの位置合わせや接着工程を実行することができる。これにより、製造工程時のハンドリングによるスペーサの破損を防止することができる。また、個々のレンズ部のそれぞれに対応する位置にスペーサが分離して配置されるような場合でも、レンズウェハとの位置合わせや接着時に各スペーサがばらばらになることが防止される。その結果、レンズウェハへの取付性が向上する。さらに、スペーサの全表面を遮光層で覆うため、高い遮光性能が得られる。

第１実施形態の撮像装置の断面図である。 第１レンズウェハ、第２レンズウェハ、及びスペーサの断面図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 第１実施形態のレンズモジュール製造工程の処理の流れを示すフローチャートである。 材料層形成工程及びレジスト層形成工程を説明するための説明図である。 パターニング工程を説明するための説明図である。 異方性エッチング工程を説明するための説明図である。 レジスト剥離工程を説明するための説明図である。 第１黒化処理工程を説明するための説明図である。 基板貼替工程におけるスペーサ本体への第２サポート基板の貼り付け処理を説明するための説明図である。 基板貼替工程におけるスペーサ本体からの第１サポート基板の剥がし処理を説明するための説明図である。 第１接着工程時の第１レンズウェハと遮光スペーサとの位置合わせを説明するための説明図である。 第１接着工程完了時の状態を説明するための説明図である。 基板除去工程を説明するための説明図である。 第２接着工程時における接着前の第２レンズウェハの断面図である。 第２接着工程時の第２レンズウェハと遮光スペーサとの位置合わせを説明するための説明図である。 ウェハダイシング工程を説明するための説明図である。 固体撮像素子チップ上にレンズモジュールを接着固定する処理を説明するための説明図である。 第２実施形態のレンズモジュールの断面図である。 第２実施形態のレンズモジュール製造工程の処理の流れを示すフローチャートである。 材料層別体形成工程及びレジスト層形成工程を説明するための説明図である。 パターニング工程を説明するための説明図である。 等方性エッチング工程を説明するための説明図である。 異方性エッチング工程を説明するための説明図である。 基板貼付工程を説明するための説明図である。 研磨工程を説明するための説明図である。 研磨工程後の状態を示した図である。 第１黒化処理工程を説明するための説明図である。 基板貼替工程を説明するための説明図である。 スペーサダイシング工程を説明するための説明図である。 第２黒化処理工程を説明するための説明図である。 レンズウェハ接合工程及びウェハダイシング工程を説明するための説明図である。 他実施形態のスペーサの断面図である。 アライメントマークが形成された第１レンズウェハの上面図である。 図３４中のアライメントマークの拡大図である。 アライメントマークが形成された第１レンズウェハの下面図である。 図３６中のアライメントマークの拡大図である。 アライメントマークが形成された第２サポート基板の上面図である。 図３８中のアライメントマークの拡大図である。 遮光スペーサ群と第１レンズ部との位置合わせを説明するための説明図である。 第１レンズ部と第２レンズ部との位置合わせを説明するための説明図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、撮像装置１０は携帯電話機などの各種小型電子機器（図示せず）に搭載される。この撮像装置１０は、固体撮像素子チップ１１と、スペーサ１２を介して固体撮像素子チップ１１上に設けられたレンズモジュール１３とからなる。なお、各図では、撮像装置１０の各部を明確にするため、相互の厚みや幅の比率は無視して一部誇張して表示している。

固体撮像素子チップ１１は、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子などの撮像素子１１ａ、及び図示しない電極や論理回路などを有している。撮像素子１１ａは、レンズモジュール１３から入射する被写体光を電気的な撮像信号に変換する。撮像素子１１ａから出力された撮像信号は、小型電子機器に設けられた各種信号処理回路（図示せず）にて信号処理が施されることによりデジタル画像データに変換される。

スペーサ１２は、固体撮像素子チップ１１の表面上で撮像素子１１ａを囲むように略枠形状を有している。スペーサ１２は、接着層１４を介して、固体撮像素子チップ１１とレンズモジュール１３とにそれぞれ接着される。これにより、スペーサ１２を介して、固体撮像素子チップとレンズモジュール１３とが接合される。

レンズモジュール１３は、第１ウェハレベルレンズ（以下、単にＷＬＬという）１５と、第２ＷＬＬ１６と、遮光性を有するスペーサ（以下、単に遮光スペーサという）１７とからなる。第１ＷＬＬ１５は、略凹状の第１レンズ部１５ａを有している。第２ＷＬＬ１６は、遮光スペーサ１７を介して第１ＷＬＬ１５上に設けられており、略凸状の第２レンズ部１６ａを有している。第１〜第２ＷＬＬ１５，１６は、撮像素子１１ａの受光面の中心を通る光軸Ｃを有しており、被写体光を撮像素子１１ａの受光面上に結像させる。

第１〜第２ＷＬＬ１５，１６は、図２に示すように、所定パターンで２次元配列された複数の第１レンズ部１５ａを有する第１レンズウェハ２０と、第１レンズ部１５ａと同じ配列パターンで配列された複数の第２レンズ部１６ａを有する第２レンズウェハ２１とをそれぞれダイシングにより個片化したものである。

図３に示すように、遮光スペーサ１７は、第１〜第２ＷＬＬ１５，１６の間に設けられ、光軸Ｃ上に位置する開口穴２３を有する略枠形状のスペーサ本体２４と、このスペーサ本体２４の全表面を覆う黒化層（遮光層）２５とからなる。

スペーサ本体２４は、例えば銅やＳＵＳなどの黒化処理可能な金属材料で形成されている。また、開口穴２３は略円状に形成されているとともに、その径は第１〜第２レンズ部１５ａ，１６ａの径よりも小さく形成されている。黒化層２５は、スペーサ本体２４の表面に黒化処理を施すことによって形成され、遮光性を有している。これにより、遮光スペーサ１７は絞り機能を有する。

図１に戻って、遮光スペーサ１７は、接着層２６を介して第１ＷＬＬ１５と第２ＷＬＬ１６とにそれぞれ接着される。これにより、遮光スペーサ１７を介して第１ＷＬＬ１５と第２ＷＬＬ１６とが接合される。

次に、上記構成の撮像装置１０の製造工程について説明を行う。撮像装置１０は、固体撮像素子チップ１１とレンズモジュール１３とがそれぞれ別体に製造される。固体撮像素子チップ１１は、複数の撮像素子１１ａが２次元配列された撮像素子基板（図示せず）をダイシングにより個片化することにより製造される。

図４に示すように、レンズモジュール製造工程２８は、遮光スペーサ１７の製造工程（以下、スペーサ製造工程という）２９と、第１〜第２レンズウェハ２０，２１（図１３参照）の接合工程（以下、レンズウェハ接合工程という）３０と、ウェハダイシング工程（切断工程）３１とからなる。

［スペーサ製造工程］
スペーサ製造工程２９では、図２に示した第１〜第２レンズウェハ２０，２１の互いに対向する第１〜第２レンズ部１５ａ，１６ａ間の空間をそれぞれ個別に囲む複数の遮光スペーサ１７（以下、遮光スペーサ群１７という）を一括形成する。このスペーサ製造工程２９は、大別して、スペーサ本体２４を形成するスペーサ本体形成工程３３と、スペーサ本体２４に黒化処理を施す黒化処理工程３４とからなる。

［スペーサ本体形成工程］
スペーサ本体形成工程３３では、材料層形成工程３６と、レジスト層形成工程３７と、パターニング工程３８と、異方性エッチング工程３９と、レジスト剥離工程４０とが順番に実行される。

図５に示すように、材料層形成工程３６では、スパッタリング装置（図示せず）などを用いて、平坦な第１サポート基板（第１基板）４２上に、銅やＳＵＳなどの遮光スペーサ１７の材料からなる材料層４３を形成する。第１サポート基板４２としては、スペーサ本体２４よりも十分に厚く、かつ剛性の高いものが用いられる。材料層４３の厚みは、スペーサ本体２４と同じ厚みになるように形成される。次いで、レジスト層形成工程３７では、各種塗布装置（図示せず）を用いて、材料層４３上にフォトレジストからなるレジスト層４４を形成する。

図６に示すように、パターニング工程３８では、露光現像装置（図示せず）を用いてレジスト層４４に対してパターニング処理を施すことで、材料層４３上に、遮光スペーサ群１７の個々のスペーサ本体２４に対応した形状のレジストパターン層４４ａを形成する。なお、レジスト層４４の種類（ポジ型、ネガ型）に応じてパターニング処理の方法が変わるが、いずれの方法も周知技術であるのでここでは説明を省略する。

異方性エッチング工程３９では、ドライエッチング装置（図示せず）などにより、レジストパターン層４４ａをマスクとして、材料層４３に対して異方性エッチング処理を施す。これにより、図７に示すように、材料層４３のレジストパターン層４４ａで覆われていない領域が除去されて、レジストパターン層４４ａの形状が材料層４３に転写される。その結果、第１サポート基板４２上に、遮光スペーサ群１７の個々のスペーサ本体２４が形成される。

なお、ドライエッチングなどの異方性エッチング処理を行う代わりに、ウェットエッチングなどの等方性エッチングを行ってもよい。この場合には、レジストパターン層４４ａの下部のアンダーカット（図２３参照）を考慮してレジストパターン層の形成を行う。

図８に示すように、レジスト剥離工程４０では、個々のスペーサ本体２４上からレジストパターン層４４ａを剥離する。以上でスペーサ本体形成工程３３の全工程が完了する。

［黒化処理工程］
図４に戻って、黒化処理工程３４では、第１黒化処理工程（第１遮光層形成工程）４６と、基板貼替工程４７と、第２黒化処理工程（第２遮光層形成工程）４８とが順番に実行される。

図９に示すように、第１黒化処理工程４６では、黒化処理装置（図示せず）を用いて、第１サポート基板４２上の各スペーサ本体２４に対して黒化処理を施す。この際に、黒化処理が施されるのは、スペーサ本体２４の外部に露出している露出面２４ａだけであり、第１サポート基板４２で覆われている面には黒化処理は施されない。このため、各スペーサ本体２４の露出面２４ａのみに黒化層２５が形成される。

図１０に示すように、基板貼替工程４７では、各スペーサ本体２４の第１サポート基板４２側の本体一面２４ｂとは反対側の本体他面２４ｃ上に、平坦な第２サポート基板５０を貼り付ける。この第２サポート基板５０は、第１サポート基板４２と同じものが用いられる。この第２サポート基板５０の貼付後に、各スペーサ本体２４から第１サポート基板４２が剥がされる。これより、各スペーサ本体２４の本体一面２４ｂが外部に露呈される。この本体一面２４ｂは、黒化層２５で覆われていない本発明の未処理面となる。

図１１に示すように、第２黒化処理工程４８では、黒化処理装置（図示せず）を用いて、第２サポート基板５０上の各スペーサ本体２４に対して黒化処理を施す。これにより、各スペーサ本体２４の本体一面２４ｂに対しても黒化処理が施される。このように第１サポート基板４２と第２サポート基板５０の貼り替えを行うことにより、各スペーサ本体２４の全表面が黒化層２５で覆われる。こうして第２サポート基板５０上に遮光スペーサ群１７が形成される。以上で黒化処理工程３４の全工程が完了するとともに、スペーサ製造工程２９が完了する。遮光スペーサ群１７は、第２サポート基板５０上に貼り付けられた状態のままで次工程に送られる。

［レンズウェハ接合工程］
図４に戻って、レンズウェハ接合工程３０では、第１接着工程５３と、基板除去工程５４と、第２接着工程５５とが順番に実行される。

図１２に示すように、第１接着工程５３では、最初に第１レンズウェハ２０の第２レンズウェハ２１と対向する対向面２０ａ上に、個々の第１レンズ部１５ａをそれぞれ囲むように接着層２６を形成する。各接着層２６の形成後に、遮光スペーサ群１７と各第１レンズ部１５ａとの位置合わせを行う。

次いで、図１３に示すように、遮光スペーサ群１７を、個々の開口穴２３がそれぞれ第１レンズ部１５ａと対向するように第１レンズウェハ２０上に接着する。遮光スペーサ群１７の位置合わせや接着作業は、遮光スペーサ群１７が第２サポート基板５０上に貼り付けられたままの状態で行われるので、ハンドリング時に個々の遮光スペーサ１７が破損することが防止される。また、個々の遮光スペーサ１７は分離しているものの第２サポート基板５０上に保持されているため、位置合わせ後に各遮光スペーサ１７がばらばらになることが防止される。その結果、遮光スペーサ群１７の第１レンズウェハ２０上への取付性が向上する。

図１４に示すように、基板除去工程５４では、接着層２６の硬化後に遮光スペーサ群１７から第２サポート基板５０を剥がす。接着層２６は硬化しているので、第２サポート基板５０を剥がしたとしても各遮光スペーサ１７の位置ズレなどは発生しない。

図１５に示すように、第２接着工程５５では、最初に第２レンズウェハ２１の第１レンズウェハ２０と対向する対向面２１ａ上に、個々の第２レンズ部１６ａをそれぞれ囲むように接着層２６を形成する。接着層２６の形成後、図１６に示すように、各第１レンズ部１５ａと各第２レンズ部１６ａとの位置合わせを行う。

次いで、第２レンズウェハ２１を、個々の第２レンズ部１６ａがそれぞれ遮光スペーサ群１７の各開口穴２３と対向するように遮光スペーサ群１７上に接着する。そして、接着層２６を硬化させることにより、図２に示したように、第１レンズウェハ２０と第２レンズウェハ２１とが遮光スペーサ群１７を介して接合される。以上でレンズウェハ接合工程３０の全工程が完了する。

図１７に示すように、ウェハダイシング工程３１では、各遮光スペーサ１７を囲むように矩形状に設定されたダイシングラインＤに沿って、ダイシングブレード５８により第１レンズウェハ２０と第２レンズウェハ２１との接合体をダイシングする。これにより、第１〜第２レンズウェハ２０，２１を個片化してなるレンズモジュール１３が生成される。遮光スペーサ１７は、その全表面が黒化層２５で覆われているので、十分な遮光性能を有している。以上でレンズモジュール製造工程２８の全工程が完了する。

図１８に示すように、レンズモジュール１３は、固体撮像素子チップ１１上に接着固定されたスペーサ１２上に、接着層１４を介して接着固定される。これにより、図１に示した撮像装置１０が生成される。

［第２実施形態］
次に、図１６を用いて本発明の第２実施形態のレンズモジュール６０について説明する。上記第１実施形態では、第１〜第２レンズ部１５ａ，１６ａが遮光スペーサ１７とは反対側に突出した形状となるように、それぞれ凹状、凸状に形成されている。これに対して、レンズモジュール６０では、第１ＷＬＬ６１の第１レンズ部６１ａが凸状に形成されている。

レンズモジュール６０は、第１ＷＬＬ６１と、第１実施形態と同じ第２ＷＬＬ１６と、絞り機能を有する遮光スペーサ６２とからなる。なお、上記第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

第１ＷＬＬ６１は、上記第１実施形態の第１レンズ部１５ａと同じ配列パターンで配列された複数の第１レンズ部６１ａを有する第１レンズウェハ６３（図３２参照）をそれぞれダイシングにより個片化したものである。

遮光スペーサ６２は、第１〜第２ＷＬＬ６１，１６の間に設けられ、光軸Ｃ上に位置する開口穴６５を有する略枠形状のスペーサ本体６６と、このスペーサ本体６６の全表面を覆う黒化層６７とからなる。なお、スペーサ本体６６及び黒化層６７は、第１実施形態のスペーサ本体２４、黒化層２５と形状が異なる点を除けば基本的には同じものである。ただし、開口穴６５の第１ＷＬＬ６１と対向する側の第１開口６５ａの周縁部に、第１レンズ部６１ａとの接触を防止する略環状の環状凹部６９が形成されている。なお、符号６５ｂは、開口穴６５の第２ＷＬＬ１６と対向する側の第２開口である。

環状凹部６９の径は、第１レンズ部６１ａの径よりも大きくなるように形成されている。この環状凹部６９の断面は、第１レンズ部６１ａの外面に沿うような略凹円弧状に形成されている。また、黒化層６７は、開口穴６５の内面及び環状凹部６９の表面を含む遮光スペーサ６２の全表面を覆うように形成されている。

次に、図２０を用いて上記構成のレンズモジュール６０を製造するレンズモジュール製造工程７０について説明を行う。レンズモジュール製造工程７０は、第１実施形態とは異なるスペーサ製造工程７１と、第１実施形態と同様のレンズウェハ製造工程３０及びウェハダイシング工程３１とからなる。

［スペーサ製造工程］
スペーサ製造工程７１では、第１〜第２レンズウェハ６３，２１の互いに対向する第１〜第２レンズ部６１ａ，１６ａ間の空間をそれぞれ個別に囲む複数の遮光スペーサ６２（以下、遮光スペーサ群６２という）を一括形成する。

スペーサ製造工程７１では、材料層別体形成工程７３と、レジスト層形成工程７４と、パターニング工程７５と、等方性エッチング工程７６と、異方性エッチング工程７７と、レジスト剥離工程７８と、基板貼付工程７９と、研磨工程８０と、第１黒化処理工程８１と、基板貼替工程８２と、スペーサダイシング工程８３と、第２黒化処理工程８４とが順番に実行される。なお、材料層別体形成工程７３から研磨工程８０までが本発明の材料層形成工程に相当する。

図２１に示すように、材料層別体形成工程７３では、銅やＳＵＳなどからなる材料層８７を第１サポート基板４２とは別体に形成する。具体的には、スパッタリング装置（図示せず）などを用いて、平坦な基板上に材料層８７を形成した後で、この材料層８７を基板から剥離する。この材料層８７はスペーサ本体６６の厚みよりも厚く形成される。

次いで、レジスト層形成工程７４では材料層８７の一面８７ａ上にフォトレジストからなるレジスト層８８を形成する。なお、符号８７ｂは、材料層８７の一面８７ａとは反対側の他面である。

図２２に示すように、パターニング工程７５では、露光現像装置によりレジスト層８８に対してパターニング処理を施して、遮光スペーサ群１７の個々の開口穴６５の形成位置に対応したレジスト開口９０を有するレジストパターン層８８ａを形成する。レジスト開口９０は、第２開口６５ｂと略同形状に形成される。

図２３に示すように、等方性エッチング工程７６では、ウェットエッチング装置（図示せず）により、レジストパターン層８８ａをマスクとして、材料層８７に対してウェットエッチング処理（等方性エッチング処理）を施す。これにより、材料層８７のレジスト開口９０から露呈している部分及びその周辺部分が等方性にエッチングされる。その結果、遮光スペーサ群１７の個々の第１開口６５ａと環状凹部６９とが同時に形成される。

図２４に示すように、異方性エッチング工程７７では、ドライエッチング装置などにより、レジストパターン層８８ａをマスクとして、材料層８７に対して異方性エッチング処理を施す。これにより、各第１開口６５ａの底部に、断面がレジスト開口９０と略同形状のエッチング穴９２が形成される。異方性エッチング処理は、エッチング穴９２が他面８７ｂに達しない深さで停止される。

次いで、レジスト剥離工程７８では、材料層８７の一面８７ａ上からレジストパターン層８８ａを剥離する。そして、図２５に示すように、基板貼付工程７９では、材料層８７の一面８７ａ上に第１サポート基板４２を貼り付ける。

図２６に示すように、研磨工程８０では、ドライエッチング装置や化学機械研磨装置ななどを用いて、材料層８７の他面８７ｂを研磨する。この研磨は、図２７に示すようにエッチング穴９２が露呈するまで継続する。これにより、材料層８７に、遮光スペーサ群６２の各開口穴６５が一括して形成される。

図２８に示すように、第１黒化処理工程８１では、黒化処理装置により、第１サポート基板４２上の材料層８７に対して黒化処理が施される。この際に黒化処理が施されるのは、材料層８７の外部に露出している他面８７ｂや各開口穴６５の内面などの露出面だけである。これにより、この露出面に黒化層６７が形成される。なお、環状凹部６９と第１サポート基板４２との間の隙間は狭いので、環状凹部６９の内面の一部には黒化層６７が形成されない領域が発生する。

図２９に示すように、基板貼替工程８２では、材料層８７の他面８７ｂ上に第２サポート基板５０を貼り付ける。次いで、材料層８７の一面８７ａから第１サポート基板４２を剥がす。これより、材料層８７の第１サポート基板４２で覆われていた一面８７ａが外部に露呈される。

図３０に示すように、スペーサダイシング工程８３では、各開口穴６５をそれぞれ囲むようにダイシングブレード９４により材料層８７をダイシングする。これにより、第２サポート基板５０上に、遮光スペーサ群６２の個々のスペーサ本体６６が形成される。

図３１に示すように、第２黒化処理工程８４では、黒化処理装置により第２サポート基板５０上の各スペーサ本体６６に対して黒化処理が施される。これにより、各スペーサ本体６６の黒化処理が施されていない未処理面に対して黒化処理が施される。その結果、各スペーサ本体６６の全表面が黒化層６７で覆われる。こうして第２サポート基板５０上に遮光スペーサ群６２が形成される。以上でスペーサ製造工程７１の全工程が完了する。

スペーサ製造工程７１では、第１サポート基板４２と第２サポート基板５０の貼り替えを行うことにより、各遮光スペーサ６２の表裏を異なる形状に容易に形成することができる。また、環状凹部６９の内面のような一回の黒化処理だけでは黒化層６７が形成できない箇所にも、確実に黒化層６７を形成することができる。その結果、遮光スペーサ６２は、十分な遮光性能を有する。

［レンズウェハ接合工程、ウェハダイシング工程］
以下、第１実施形態と同様にレンズウェハ接合工程３０が実行されて、図３２に示すように、第１レンズウェハ６３と第２レンズウェハ２１とが遮光スペーサ群６２を介して接合される。第１実施形態と同様に、遮光スペーサ群６２の位置合わせや接着作業は、遮光スペーサ群１７が第２サポート基板５０上に貼り付けられたままの状態で行われるので、第１実施形態と同様の効果が得られる。

次いで、ウェハダイシング工程３１が実行されて、ダイシングブレード５８により第１レンズウェハ６３と第２レンズウェハ２１との接合体がダイシングされる。これにより、第１〜第２レンズウェハ６３，２１を個片化してなるレンズモジュール６０が生成される。以上でレンズモジュール製造工程２８の全工程が完了する。なお、引き続きレンズモジュール６０を、スペーサ１２を介して固体撮像素子チップ１１上に接着固定して撮像装置を生成してもよい。

上記各実施形態では、レンズウェハ接合工程３０及びウェハダイシング工程３１の前工程でレンズ部ごとに互いに分離した遮光スペーサ１７，６２を形成しているが、例えば図３３に示すように、ウェハダイシング工程３１おいて、開口穴２３が２次元配列された材料層４３をダイシングすることにより遮光スペーサを形成してもよい。

上記各実施形態では、ダイシングにより第１〜第２レンズウェハの接合体を個片化してレンズモジュールを生成しているが、ダイシング以外の各種切断方法により接合体を個片化してもよい。

上記各実施形態では、遮光スペーサ１７，６２の全表面に黒化層２５，６７を形成しているが、黒化層の代わりに遮光性を有する各種遮光層を形成してもよい。

上記各実施形態では、遮光スペーサ１７，６２を矩形状に形成しているが、円形状、多角形状等の各種枠形状に形成してもよい。

上記第１実施形態のレンズウェハ接合工程３０では、遮光スペーサ群１７（第２サポート基板５０）と、各第１レンズ部１５ａ（第１レンズウェハ２０）と、各第２レンズ部１６ａ（第２レンズウェハ２１）との位置合わせを行う方法を特に限定していないが、例えばアライメントマークを用いて位置合わせを行うようにしてもよい。

図３４及び図３５に示すように、第１レンズウェハ２０の対向面２０ａ上の外周側でかつ第１レンズ部１５ａが形成されていない位置には、一対の透明十字形状のアラインメントマークＡ１が形成される。

図３６及び図３７に示すように、第２サポート基板５０上における、アライメントマークＡに対応する位置には、一対の黒塗り十字形状のアライメントマークＡ２が形成される。アライメントマークＡ２は、パターニング工程３８及び異方性エッチング工程３９で材料層４３をエッチングすることにより、遮光スペーサ群１７の各スペーサ本体２４と同時に形成される。また、アライメントマークＡ２は、アライメントマークＡ１よりも一回り小さく形成されている（図４０参照）。

図３８及び図３９に示すように、第２レンズウェハ２１の対向面２１ａ上における、アライメントマークＡ１，Ａ２に対応する位置には、一対の透明枠形状のアライメントマークＡ３が形成されている。アライメントマークＡ３は、アライメントマークＡ１よりも一回り大きく形成されている（図４１参照）。

アライメントマークＡ１〜Ａ３は、各第１レンズ部１５ａの光軸Ｃと、遮光スペーサ群１７の各開口穴２３の中心と、各第１レンズ部１５ａの光軸Ｃとが一致したときに、光軸Ｃに対して平行な同一直線上に並ぶように、それぞれ形成位置が調整されている。なお、各アライメントマークＡ１〜Ａ３の大きさは、数十〜数百μｍに調整されている。これはアライメントマークを大きくしすぎるとアライメントマークの加工精度が悪化し、アライメント精度が出なくなるためである。また、逆にアライメントマークを小さくしすぎると、アライメントマークが形成できないという問題が生じる。

図４０に示すように、第１接着工程５３では、アライメントマークＡ１とアライメントマークＡ２との位置合わせを行った後に、遮光スペーサ群１７を第１レンズウェハ２０上に接着する。これにより、遮光スペーサ群１７の各開口穴２３がそれぞれ第１レンズ部１５ａ上に位置する。また、アライメントマークＡ１は、アライメントマークＡ２と重なることで見かけ上は黒くなる。

図４１に示すように、第２接着工程５５では、アライメントマークＡ３内にアライメントマークＡ１が入るように各アライメントマークＡ１，Ａ３の位置合わせを行った後に、遮光スペーサ群１７上に第２レンズウェハ２１を接着する。これにより、各第２レンズ部１６ａが各第１レンズ部１５ａ上にそれぞれ位置する。このようにアライメントマークＡ１〜Ａ３を用いることで、遮光スペーサ群１７と、各第１レンズ部１５ａと、各第２レンズ部１６ａとの位置合わせを行うことができる。なお、アライメントマークＡ１〜Ａ３の形状、数、及び配置は適宜変更してもよい。

上記各実施形態では、レンズモジュールを２層のＷＬＬを接合して形成しているが、１層のＷＬＬまたは３層以上のＷＬＬを接合して形成してもよい。また、第１〜第２レンズ部の形状も特に限定はされない。

１０ 撮像装置
１３ レンズモジュール
１５ 第１ＷＬＬ
１５ａ 第１レンズ部
１６ 第２ＷＬＬ
１６ａ 第２レンズ部
１７，６２ 遮光スペーサ
２３，６５ 開口穴
２４，６６ スペーサ本体
２５，６９ 黒化層
４２ 第１サポート基板
５０ 第２サポート基板

Claims (9)

1. 所定パターンで配列された複数のレンズ部を有する第１レンズウェハ及び第２レンズウェハを接合する際に両者の間に設けられ、前記両者の互いに対向する前記レンズ部の光軸上に開口穴を有するスペーサ本体と、前記スペーサ本体の表面を覆う遮光層とからなるスペーサの製造方法において、
   平坦な第１基板上に、スペーサ材料からなる材料層を形成する材料層形成工程と、
   前記材料層上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
   前記レジスト層にパターニング処理を施して、前記スペーサ本体に対応した形状のレジストパターン層を形成するパターニング工程と、
   前記レジストパターン層をマスクとして前記材料層にエッチング処理を施し、前記スペーサ本体を形成するエッチング工程と、
   前記レジストパターン層を除去する除去工程と、
   前記スペーサ本体の外部に露出している露出面上に前記遮光層を形成する第１遮光層形成工程と、
   前記スペーサ本体上に平坦な第２基板を貼り付けた後に、当該スペーサ本体から前記第１基板を剥がす基板貼替工程と、
   前記スペーサ本体の前記遮光層で覆われていない未処理面上に前記遮光層を形成する第２遮光層形成工程と、
   を有することを特徴とするスペーサの製造方法。
2. 所定パターンで配列された複数のレンズ部を有する第１レンズウェハ及び第２レンズウェハを接合する際に両者の間に設けられ、前記両者の互いに対向する前記レンズ部の光軸上に開口穴を有するスペーサ本体と、前記スペーサ本体の表面を覆う遮光層とからなるスペーサの製造方法において、
   平坦な第１基板上に、スペーサ材料からなり、前記所定パターンで配列された前記開口穴を有する材料層を形成する材料層形成工程と、
   前記材料層の外部に露出している露出面上に前記遮光層を形成する第１遮光層形成工程と、
   前記材料層上に平坦な第２基板を貼り付けた後に、当該材料層から前記第１基板を剥がす基板貼替工程と、
   各前記開口穴を囲むように前記材料層をダイシングして前記スペーサ本体を形成するダイシング工程と、
   前記スペーサ本体の前記遮光層で覆われていない未処理面上に前記遮光層を形成する第２遮光層形成工程と、
   を有することを特徴とするスペーサの製造方法。
3. 前記第１レンズウェハのレンズ部は、前記第２レンズウェハに向かって突出した凸状に形成されており、
   前記開口穴の前記第１レンズウェハと対向する側の第１開口の周縁部に、当該レンズ部との接触を防止する環状の凹部を形成することを特徴とする請求項２記載のスペーサの製造方法。
4. 前記材料層形成工程は、前記材料層の厚みを、前記スペーサ本体の厚みよりも厚く形成するとともに、
   前記材料層形成工程は、
   前記第１基板とは別体に、前記材料層を形成する材料層別体形成工程と、
   前記材料層の一面上に、レジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
   前記レジスト層にパターニング処理を施して、前記開口穴の形成位置に対応したレジスト開口を有するレジストパターン層を形成するパターニング工程と、
   前記レジストパターン層をマスクとして前記材料層に等方性エッチング処理を施し、前記材料層の前記レジスト開口の直下に位置する部分に、前記第１開口及び前記凹部を同時に形成する等方性エッチング工程と、
   前記レジストパターン層をマスクとして前記材料層に異方性エッチング処理を施し、前記第１開口の底部に、前記材料層の前記一面とは反対側の他面まで達しない深さのエッチング穴を形成する異方性エッチング工程と、
   前記一面上から前記レジストパターン層を除去する除去工程と、
   前記一面上に、前記第１基板を貼り付ける基板貼付工程と、
   前記他面を前記エッチング穴が露呈するまで研磨して前記開口穴を形成する研磨工程と、
   を有することを特徴とする請求項３記載のスペーサの製造方法。
5. 前記等方性エッチング工程では、ウェットエッチング処理を行うことを特徴とする請求項４記載のスペーサの製造方法。
6. 前記スペーサ本体を、個々の前記開口穴を個別に囲む略枠形状に形成することを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載のスペーサの製造方法。
7. 前記遮光層は、前記スペーサ本体に対して黒化処理を施すことにより形成されることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載のスペーサの製造方法。
8. 前記第１基板及び前記第２基板は、その厚みが前記スペーサ本体の厚みより厚く形成されていることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項記載のスペーサの製造方法。
9. 請求項１ないし８いずれか１項記載のスペーサの製造方法で製造されたスペーサを、前記第２基板上に貼り付けられた状態のままで、所定パターンで配列された複数の第１レンズ部を有する第１レンズウェハ上に接着する第１接着工程と、
   前記スペーサから前記第２基板を除去する第２基板除去工程と、
   前記所定パターンで２次元配列された複数の第２レンズ部を有する第２レンズウェハを、前記スペーサ上に接着する第２接着工程と、
   前記スペーサを介して接合された前記第１レンズウェハと前記第２レンズウェハとを、互いに対向する前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部ごとに分断する切断工程と、
   を有することを特徴とするレンズモジュールの製造方法。

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