(57)【要約】【課題】光学性能が良好で、生産性に優れるウェハレベルレンズアレイの製造方法を提供する。【解決手段】一対の型部材の間に、前記基板と前記複数の貫通孔に供給されたレンズ材料とを挟み込んでエネルギーを付加することにより前記レンズ材料を成形し硬化させる工程を有し、一対の型部材の少なくとも一方には先端面がレンズの一方の面を転写する形状に形成され、外径が貫通孔の内径よりも小さく形成された凸部が設けられ、該凸部を貫通孔に挿入してレンズ材料を変形させたときに、レンズ材料の一部が貫通孔の内面と凸部の外側面との間の隙間に入り、且つ、貫通孔の外部の基板の表面には到達しないように制御される。【選択図】図４
2010204631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が設けられた基板と、前記複数の貫通孔それぞれに形成されたレンズとからなるウェハレベルレンズアレイであって、
前記基板の少なくとも一方の面において、前記レンズはその周縁部が前記貫通孔の内部表面で接着固定され、かつ、前記周縁部は前記基板の表面には延在しないように形成されているウェハレベルレンズアレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
一対の型部材の間に、前記基板と前記複数の貫通孔に供給されたレンズ材料とを挟み込んでエネルギーを付加することにより前記レンズ材料を成形し硬化させる工程を有し、
前記一対の型部材の少なくとも一方には先端面が前記レンズの一方の面を転写する形状に形成され、外径が前記貫通孔の内径よりも小さく形成された凸部が設けられ、
該凸部を前記貫通孔に挿入して前記レンズ材料を変形させたときに、前記レンズ材料の一部が前記貫通孔の内面と前記凸部の外側面との間の隙間に入り、かつ、前記貫通孔の外部の前記基板の表面には到達しないように制御されるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、前記一対のレンズ面の両方の周縁部が前記貫通孔の内部表面で接着固定され、かつ、前記周縁部は前記基板の表面には延在しないように前記レンズを成形するウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
前記レンズ材料がガラスであるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
前記レンズ材料が樹脂であるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
前記樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記レンズ材料に紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂を硬化させるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
前記樹脂が熱硬化性樹脂であり、前記レンズ材料に熱を加えて前記熱硬化性樹脂を硬化させるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の前記ウェハレベルレンズアレイの前記基板をダイシングして、前記レンズごとに分断してなるレンズモジュール。
【請求項９】
請求項８に記載のレンズモジュールであって、
前記基板の前記レンズの周囲にスペーサが設けられたレンズモジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載のレンズモジュールであって、
前記レンズが形成された前記基板を複数備え、複数の前記基板同士がそれら間に前記スペーサを挟んで重ね合わされるレンズモジュール。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のレンズモジュールを備えた撮像ユニットであって、
撮像素子と、
前記撮像素子が設けられたセンサ基板とを備え、
前記基板と前記センサ基板とが、前記スペーサを介して一体に接合された撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に複数のレンズが配列されたウェハレベルレンズアレイの製造方法と、ウェハレベルレンズアレイを分離して得られるレンズモジュール、並びに該レンズモジュールを備えた撮像ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電子機器の携帯端末には、小型で薄型な撮像ユニットが搭載されている。このような撮像ユニットは、一般に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子と、固体撮像素子上に被写体像を形成するためのレンズと、を備えている。
【０００３】
携帯端末の小型化・薄型化に伴って撮像ユニットの小型化・薄型化が要請されおり、また、携帯端末のコストの低下を図るため、製造工程の効率化が望まれている。
【０００４】
小型かつ多数のレンズを製造する方法としては、レンズ基板に複数のレンズを形成した構成であるウェハレベルレンズアレイを製造し、該レンズ基板を切断して複数のレンズをそれぞれ分離させることでレンズモジュールを量産する方法が知られている。
【０００５】
また、複数のレンズが形成された基板と複数の固体撮像素子が形成された半導体ウェハとを一体に組み合わせ、レンズと固体撮像素子をセットとして含むように基板とともに半導体ウェハを切断することで撮像ユニットを量産する方法が知られている。
【０００６】
従来のレンズの製造方法としては、例えば下記特許文献１、２のように、ガラス等の光透過性材料で形成された平行平板の基板の表面に硬化性樹脂材料を滴下し、この樹脂材料を型にて所定の形状に成形した状態で硬化させて、多数のレンズを形成する方法が知られている。
【０００７】
また、他のレンズの製造方法としては、例えば下記特許文献３のように、シリコン基板に複数の貫通孔を形成し、別途形成した球体状のレンズ素材を各貫通孔に配置し、半田によりレンズ素材をシリコン基板に接合した後でレンズ素材を研磨して、多数のレンズを形成する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９２６３８０号公報
【特許文献２】国際公開第０８／１０２６４８号
【特許文献３】米国特許第６４２６８２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、２に開示されたレンズは、レンズ基板の表面と裏面とのそれぞれに別体として形成されるものである。また、このようなレンズでは、硬化性樹脂材料からなる部分と、該硬化性樹脂材料とは光学特性の異なる基板材料からなる部分とを含み、それらの界面で反射が生じ、フレア、ゴースト、干渉縞や、迷光による画質劣化が生じる。
【００１０】
特許文献３のレンズの製造方法は、複数のレンズ素材をシリコン基板とは別途に製造し、製造されたレンズ素材をシリコン基板の貫通孔に配置し、その後、半田によりシリコン基板に接合する必要がある。このため、製造工程の増大が避けられず、生産性の点で不利である。
【００１１】
基板の貫通孔ごとにレンズ材料からなるレンズを成形する方法が検討されている。供給されるレンズ材料の量は、ばらつきが生じることがある。このとき、供給するレンズ材料の量が少ない場合、型とレンズ材料との間で転写不良が生じる可能性がある。また、レンズ材料が多い場合、型と基板との間からレンズ材料が溢れ出てしまし、型の転写面を汚して成形不良の原因となることが考えられる。
また、ウェハレベルレンズアレイを製造する場合に、レンズが多数（例えば数１０００個）を形成するため、同数の貫通孔を設けた基板とその多数の貫通孔のそれぞれにレンズを成形する型部材の凸部が挿入されるようにするためには、極めて高い加工精度が必要となる。このような高い加工精度を満たす基板や型部材が実現できないことや、コストが高くなってしまうことが懸念される。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、光学性能が良好で、生産性に優れるウェハレベルレンズアレイの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、複数の貫通孔が設けられた基板と、前記複数の貫通孔それぞれに形成されたレンズとからなるウェハレベルレンズアレイであって、
前記基板の少なくとも一方の面において、前記レンズはその周縁部が前記貫通孔の内部表面で接着固定され、かつ、前記周縁部は前記基板の表面には延在しないように形成されているウェハレベルレンズアレイである。
また、本発明は、上記のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
一対の型部材の間に、前記基板と前記複数の貫通孔に供給されたレンズ材料とを挟み込んでエネルギーを付加することにより前記レンズ材料を成形し硬化させる工程を有し、
前記一対の型部材の少なくとも一方には先端面が前記レンズの一方の面を転写する形状に形成され、外径が前記貫通孔の内径よりも小さく形成された凸部が設けられ、
該凸部を前記貫通孔に挿入して前記レンズ材料を変形させたときに、前記レンズ材料の一部が前記貫通孔の内面と前記凸部の外側面との間の隙間に入り、かつ、前記貫通孔の外部の前記基板の表面には到達しないように制御されるウェハレベルレンズアレイの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学性能が良好で、生産性に優れるウェハレベルレンズアレイの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ウェハレベルレンズアレイの構成の一例を示す断面図である。
【図２】レンズモジュールの構成の一例を示す断面図である。
【図３】撮像ユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図４】レンズの構成例を示す図である。
【図５】５Ａから５Ｃは、型にレンズ材料を供給する手順を示す図である。
【図６】６Ａ及び６Ｂは、レンズ材料を成形する手順を示す図である。
【図７】レンズの別の構成例を示す図である。
【図８】８Ａから８Ｄは、ウェハレベルレンズアレイのレンズの変形例を示す図である。
【図９】９Ａ及び９Ｂは、ウェハレベルレンズアレイをダイシングする工程を説明する図である。
【図１０】１０Ａから１０Ｃは、レンズモジュールの製造方法の手順を示す図である。
【図１１】図１１Ａ及び１１Ｂは、別の構成のレンズモジュールを製造する手順を示す図である。
【図１２】１２Ａから１２Ｃは、撮像ユニットを製造する手順を示す図である。
【図１３】１３Ａから１３Ｃは、別の撮像ユニットを製造する手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
先ず、ウェハレベルレンズアレイ、レンズモジュールと撮像ユニットの構成について説明する。
【００１７】
図１は、ウェハレベルレンズアレイを示す断面図である。
ウェハレベルレンズアレイは、基板１と、該基板１に配列された複数のレンズ１０とを備えている。基板１には、複数の貫通孔１ａが設けられている。複数の貫通孔１ａはそれぞれ、基板１の厚さ方向に一方の面から他方の面に連通するように開口する。
【００１８】
レンズ１０は、基板１に設けられた複数の貫通孔１ａそれぞれに埋め込まれたものである。図１では、レンズ１０は、基板１の下側に位置するレンズ面１０ａは、凸面を有している。また、レンズ１０は、基板１の上側に位置するレンズ面１０ｂが凹面を有する。レンズ面１０ｂの周縁部は、貫通孔１ａの内部に形成される。レンズ面１０ａの周縁部は、基板１表面でかつ貫通孔１ａの周囲に形成される。図１では、レンズ１０の周縁部が貫通孔１ａの内部表面にそって拡がっている。これは、後述するように、型部材の凸部を貫通孔１ａに挿入して前記レンズ材料を変形させたときに、レンズ材料の一部が貫通孔１aの内面と凸部の外側面との間の隙間に入り込むことで形成される。なお、貫通孔１aの内部に形成されたレンズの周縁部には同様に貫通孔１ａの内部表面にそって拡がる部分が存在する。
レンズ１０は、基板１の少なくとも一方の面（図１では上側の面）において、その周縁部が基板１の表面には延在しないように設けられている。レンズ１０は、基板１のいずれの面にも延在しないように設けることで、レンズ１０を貫通孔１ａの内部表面でのみ接着固定した構成とすることができる。
【００１９】
図２は、レンズモジュールの構成の一例を示す断面図である。
レンズモジュールは、基板１と、該基板１に設けられたレンズ１０とを含んだ構成であり、図１に示すウェハレベルレンズアレイの基板１をダイシングし、レンズ１０ごとに分離させたものである。基板１の下側の面には、レンズ１０の周囲にスペーサ２が設けられている。スペーサ２の作用及び構成については、次に説明する撮像ユニットのものと同じである。
【００２０】
図３は、撮像ユニットを示す断面図である。
撮像ユニットは、上述のレンズモジュールと、センサモジュールとを備える。レンズモジュールのレンズ１０は、センサモジュール側に設けられた固体撮像素子Ｄに被写体像を結像させる。レンズモジュールの基板１とセンサモジュールのセンサ基板Ｗとが、互いに略同一となるように平面視略矩形状に成形されている。
【００２１】
センサモジュールは、センサ基板Ｗと、センサ基板Ｗに設けられた固体撮像素子Ｄを含んでいる。センサ基板Ｗは、例えばシリコンなどの半導体材料で形成されたウェハを平面視略矩形状に切り出して成形されている。固体撮像素子Ｄは、センサ基板Ｗの略中央部に設けられている。固体撮像素子Ｄは、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサである。センサモジュールは、チップ化された固体撮像素子Ｄを配線等が形成されたセンサ基板Ｗ上にボンディングした構成とすることができる。または、固体撮像素子Ｄは、センサ基板Ｗに対して周知の成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、不純物添加工程等を繰り返し、該センサ基板に電極、絶縁膜、配線等を形成して構成されてもよい。
【００２２】
レンズモジュールは、その基板１がスペーサ２を介してセンサモジュールのセンサ基板Ｗの上に重ね合わされている。レンズモジュールのスペーサ２とセンサモジュールのセンサ基板Ｗとは、例えば接着剤などを用いて接合される。スペーサ２は、レンズモジュールのレンズ１０がセンサモジュールの固体撮像素子Ｄ上で被写体像を結像させるように設計され、レンズ１０がセンサモジュールに接触しないように、該レンズ１０と固体撮像素子Ｄとの間に所定の距離を隔てる厚みで形成されている。
【００２３】
スペーサ２は、レンズモジュールの基板１とセンサモジュールのセンサ基板Ｗとを所定の距離を隔てた位置関係を保持することができる範囲で、その形状は特に限定されず適宜変形することができる。例えば、スペーサ２は、基板の４隅にそれぞれ設けられる柱状の部材であってもよい。また、スペーサ２は、センサモジュールの固体撮像素子Ｄの周囲を取り囲むような枠状の部材であってもよい。固体撮像素子Ｄを枠状のスペーサ２によって取り囲むことで外部から隔絶すれば、固体撮像素子Ｄにレンズを透過する光以外の光が入射しないように遮光することができる。また、固体撮像素子Ｄを外部から密封することで、固体撮像素子Ｄに塵埃が付着することを防止できる。
【００２４】
なお、図２に示すレンズモジュールは、レンズ１０が形成された基板１を１つ備えた構成であるが、レンズ１０が形成された基板１を複数備えた構成としてもよい。このとき、互いに重ね合わされる基板１同士がスペーサ２を介して組み付けられる。
【００２５】
また、レンズ１０が形成された基板１を複数備えたレンズモジュールの最下位置の基板１にスペーサ２を介してセンサモジュールを接合して撮像ユニットを構成してもよい。レンズ１０が形成された基板１を複数備えたレンズモジュール及び該レンズモジュールを備えた撮像ユニットの製造方法については後述する。
【００２６】
以上のように構成された撮像ユニットは、携帯端末等に内蔵される図示しない回路基板にリフロー実装される。回路基板には、撮像ユニットが実装される位置に予めペースト状の半田が適宜印刷されており、そこに撮像ユニットが載せられ、この撮像ユニットを含む回路基板に赤外線の照射や熱風の吹付けといった加熱処理が施され、撮像ユニットが回路基板に溶着される。
【００２７】
図４は、図１のウェハレベルレンズアレイのレンズのうちの１つを拡大して示したものである。図中の１点鎖線は、成形されるレンズの中心線を示している。レンズ１０の一対のレンズ面１０ａ，１０ｂのうち、基板１の下側に位置するレンズ面１０ａは、その周縁部に基板１の下側表面における貫通孔１ａの周辺部に重なり合う延在部１０ｃが設けられる。
【００２８】
延在部１０ｃは、貫通孔１ａより突出したレンズ面１０ａの周縁の全周から、基板１の下側表面に沿って貫通孔１ａの外径方向に延設され、平面視略円環状に成形されている。延在部１０ｃが略円環状に成形され、貫通孔１ａの周辺の基板に全周にわたって重なり合うことにより、レンズ１０と基板１との接合が強固となる。なお、レンズ１０の延在部１０ｃの形状は、上述の延在部１０ｃのような平面視略円環状のものに限られるものではない。延在部１０ｃは、貫通孔１ａの周辺の基板表面の少なくとも一部に重なり合うものであればよく、例えば、レンズ１０のレンズ面１０ａの周縁から少なくとも一部が（例えば放射状に）延びる１つ又は複数の片状であってもよい。
【００２９】
一方、レンズ１０のレンズ面１０ｂは、周縁部が貫通孔１ａの内部に位置し、レンズ面１０ｂの凹面は光軸に近づくほど、レンズ１０ａ側に向かって貫通孔１ａに入り込む形状である。
【００３０】
このように構成されるレンズ１０は、その全体が均質な材料で形成されるので、光学性能に優れる。即ち、レンズ１０の光軸上に、屈折率等の光学特性が互いに異なる材料同士の境界は形成されず、境界における反射、それによるフレア、ゴースト、干渉縞などの発生を回避でき、迷光による画質劣化などを防止できる。
【００３１】
レンズを形成する材料としては、例えばエネルギー硬化性の樹脂組成物を好適に用いることができる。エネルギー硬化性の樹脂組成物は、熱により硬化する樹脂組成物、あるいは活性エネルギー線の照射（例えば紫外線、電子線照射）により硬化する樹脂組成物のいずれであってもよい。
【００３２】
レンズを形成する樹脂組成物は、モールド形状の転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。
【００３３】
また、レンズを形成する樹脂組成物は、硬化後にはリフロー工程を通しても熱変形しない程度の耐熱性を有していることが好ましい。該観点から、硬化物のガラス転移温度は２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂組成物にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’-ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。
【００３４】
また、レンズを形成する樹脂組成物は、形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂組成物が好ましい。樹脂組成物の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。硬化収縮率の低い樹脂組成物としては、例えば（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂組成物（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂組成物（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂組成物（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）等）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）等）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂組成物（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂組成物（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂組成物（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂組成物など）が物性最適化の観点からは好ましい。
【００３５】
また、レンズを形成する樹脂組成物は、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂の混合物が望まれる。高アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（ｎｄ）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。低アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（ｎｄ）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’‐ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開２００６／０９５６１０号公報、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。
【００３６】
また、レンズを形成する樹脂組成物には、屈折率を高めたり、アッベ数を調整したりするために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。特に上記高アッベ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）又は有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。
【００３７】
樹脂組成物に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメント及び親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端又は側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。
【００３８】
また、レンズを形成する樹脂組成物には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。
【００３９】
また、レンズを形成する樹脂組成物には、必要に応じて硬化触媒又は開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号〔００６３〕〜〔００７０〕）等に記載の熱又は活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂組成物の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。
【００４０】
レンズを形成する樹脂組成物は、上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂組成物を製造することができる。該硬化性樹脂組成物に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解又は分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性組成物が溶剤を含む場合には溶剤を乾燥させた後にモールド形状転写操作を行うことが好ましい。
【００４１】
図５Ａから５Ｃは、ウェハレベルレンズアレイの製造方法の手順を示す図である。なお、以下の説明で用いる図では、基板に形成された複数の貫通孔に対応する位置にレンズを成形する手順において、１つのレンズに着目したときの各手順の状態を示している。ここでは、一例として一方の面が凹面で他方の面が凸面となるメニスカスレンズを基板に成形する場合を説明している。
【００４２】
図５Ａに示すように、先ず、下型部材１４の上面に、予め貫通孔１ａが形成された基板１の位置決めを行い、該基板１を配置する。このとき、下型部材１４の凹部１４ａの上方に、基板１の貫通孔１ａが位置する。
【００４３】
そして、図５Ｂに示すように、下型部材１４の凹部１４ａに、基板１の貫通孔１ａを通してレンズ材料１０Ｒを供給する。ここで、レンズ材料１０Ｒが液状の樹脂である場合には、所定の量だけ滴下する。レンズ材料１０Ｒが固体状のガラスである場合には、所定の容積のガラスを凹部１４ａに配置する。
【００４４】
レンズ材料１０Ｒを供給した後、図５Ｃに示すように、レンズ材料１０Ｒを凹部１４ａに覆い被せる。ここで、レンズ材料１０Ｒが液状の樹脂である場合には、滴下された樹脂が凹部１４ａの上部に自然に広がる。一方、レンズ材料１０Ｒが固体状のガラスである場合には、図５Ｂの後で、ガラスを加熱軟化させ、上方から上型部材を押し付けて凹部１４ａ内に行き渡らせらせてもよい。
【００４５】
なお、上記の手順では、下型部材１４に基板１を配置した後で、レンズ材料１０Ｒを供給したが、先に下型部材１４の凹部１４ａにレンズ材料１０Ｒを供給し、その後、基板１を配置することも可能である。しかし、レンズ材料１０Ｒが樹脂である場合に、先に樹脂の滴下を行うと、樹脂が基板１と下型部材１４との間に入り込むことに起因して基板１が浮き上がってしまい、基板１の平行度に影響を与える可能性がある。この場合には、先に基板１を配置し、その後、レンズ材料１０Ｒを供給することが好ましい。
【００４６】
図６は、図５の手順に続いて製造方法の手順を示す図である。この例では、本構成例の成形型は、上型部材１２と下型部材１４とを備え、これら両方の型で基板１を挟み込むことで、基板１に予め形成された貫通孔１ａに所定の形状のレンズを成形する構成とした。しかし、ここでいう「上」及び「下」とは、本構成例を説明する図中の位置関係を示しているのみであり、例えばその位置関係は上下に入れ替えられてもよい。つまり、成形型は、上型部材１２と下型部材１４とからなる一対の型部材で構成されている。上型部材１２と下型部材１４を型閉じ状態、型開き状態とすることが可能であればそれらの位置関係は特に限定されない。
【００４７】
上型部材１２は、下型部材１４と一対となり、上型部材１２と下型部材１４との間で基板１とレンズ材料１０Ｒを挟み込んで基板１の貫通孔１ａにレンズ１０を成形する。
【００４８】
図６Ａ及び６Ｂに示す１点鎖線は、成形されるレンズの中心線を示している。上型部材１２は、下型部材１４に対向する先端面に、中心線と重なる位置を中心に突出する凸部１２ａを有する。下型部材１４は、上型部材１２に対向する先端面に、中心線と重なる位置を中心に碗状に窪んだ凹部１４ａを有する。図６Ｂに示すように、成形型を型閉じ状態とすることで、上型部材１２の凸部１２ａと下型部材１４の凹部１４ａとによってレンズの表面形状が規定される。成形されるレンズの形状の変更に応じて、成形型の上型部材１２及び下型部材１４の種類が適宜変更される。
【００４９】
先ず、図６Ａに示すように、レンズ材料１０Ｒが供給された下型部材１４に対して上型部材１２を位置決めし、その後、降下させる。なお、下型部材１４を上型部材１２に対して移動させてもよく、または、上型部材１２と下型部材１４の両方を相互に移動させてもよい。
【００５０】
上記の成形型の配置のように、凹部１４ａにレンズ材料が保持された下型部材１４に対して上型部材１２の凸部１２ａを押し下げる構成とすれば、レンズ材料１０にエアが混入することを抑えることができる。また、凹部１４ａが形成された下型部材１４を下方位置とすることで、凸部の型を下方位置にする場合に比べて、レンズ材料を凹部によって保持させやすい。
【００５１】
図６Ｂは、成形型の型閉じ状態を示す図である。型閉じ状態では、上型部材１２が基板１の上面に当接し、下型部材１４の凹部１４ａ、上型部材１２の凸部１２ａ、基板１の貫通孔１ａによってレンズ材料１０Ｒが密閉された状態となる。このとき、上型部材１２の凸部１２ａによってレンズ材料１０Ｒの一方の面に凹部が形成され、下型部材１４の凹部１４ａによって他方の面に凸部が形成される。
【００５２】
図６Ｂの一部拡大図で示すように、上型部材１２の凸部１２ａを貫通孔１ａの内部に挿入させた状態で、凸部１２ａの側面と貫通孔１ａとの間に隙間１２ｓが生じる。隙間１２ｓは、型閉じ状態において、上型部材１２及び下型部材１４と貫通孔１ａの内周面に区画される成形空間に連通する。隙間１２ｓは、凸部１２ａの中心を囲みつつ、基板１と接する上型部材１２表面の一部を掘り下げた形状を有する。この隙間１２ｓは、レンズ材料１０Ｒとして樹脂を用いた場合に樹脂の滴下量がばらついても、余分なレンズ材料１０Ｒを収容することで、供給される樹脂のばらつきを抑える機能を有する。また、下型部材１４にも同様に逃げ部１４ｓが形成されていてもよい。
【００５３】
レンズ材料１０Ｒが熱硬化性樹脂である場合には、上型部材１２及び下型部材１４の間に樹脂を挟み込み、加熱してレンズ材料１０Ｒを硬化させる工程を行う。この際、予め上型部材１２及び下型部材１４を樹脂が硬化する温度よりも少し低い温度まで加熱しておくと加熱に要する時間を短縮できる。
【００５４】
レンズ材料１０Ｒが紫外線硬化性樹脂である場合には、成形型を型閉じ状態とした後、レンズ材料１０Ｒに紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させる工程を行う。
【００５５】
一方、レンズ材料１０Ｒがガラスである場合には、型閉じ状態にする前にガラスを加熱軟化する工程を行い、型閉じ状態にした後でガラスを常温又は所定の温度まで冷却することで、ガラスを硬化させる工程を行う。ここで、ガラスを加熱軟化する工程では、ガラスを屈伏点温度（Ａｔ）近くまで加熱して軟化させる。型閉じ状態にする工程では、軟化したガラスを変形させうる圧力で押圧しながら上下型部材を近づけて、ガラスを変形させて型面の形状を転写させる。その後、型を閉じたまま、ガラスが割れたり、ひびが入ったりしない速さでゆっくりと冷却（徐冷）して、ガラス転移点温度（Ｔｇ）以下にする。更に徐冷よりも速い速度で冷却してハンドリング可能な温度になったら成形されたレンズを取り出す。
【００５６】
レンズ材料１０Ｒが樹脂やガラスである場合には、硬化させる工程の際に、熱による収縮に起因して、レンズ材料の一部が型の形状が適正に転写しない現象、所謂、ひけによる転写不良が発生することがある。このひけによる転写不良を防止するため、レンズ材料１０Ｒの供給時に予め多めの量を供給することが考えられる。このような場合には、余剰なレンズ材料１０Ｒを凸部１２ａと貫通孔１ａの隙間に逃がすことで、転写不良を回避しつつ、余剰なレンズ材料１０Ｒが型と基板１との間から溢れ出てしまうことを防止できる。
【００５７】
図６Ａ及び６Ｂの手順でレンズ材料１０Ｒを成形した後、レンズ材料１０Ｒを硬化させ、上型部材１２及び下型部材１４から基板１及びレンズ１０を離型させることで、図４に示すウェハレベルレンズアレイを得ることができる。このウェハレベルレンズアレイは、一対のレンズ面１０ａ，１０ｂのうち一方のレンズ面１０ｂの周縁部が貫通孔１ａの内部に収まる。
【００５８】
上記製造方法の手順のように、上型部材１２の凸部１２ａと貫通孔１ａとの隙間１２ｓを設け、レンズ材料１０Ｒを硬化させることで、隙間１２ｓに余剰なレンズ材料１０を逃がすことができる。
【００５９】
また、隙間１２ｓには次のような効果がある。
（クリアランス）
コアが潜り込むタイプの成形型の場合、コアと穴とのクリアランス、ピッチ精度が大きな影響を有する。例えば１つの基板１に三千〜五千個のレンズ１０を成形する場合、１個でも引っかかると成形が不可能になることが考えられる。逃げ部１２ｓは、このようなピッチの誤差を許容する。逃げ部１２ｓの寸法は、基板１に貫通孔１ａの位置精度、コア（レプリカ型）の精度、位置決めの精度、倒れ精度のそれぞれを考慮して決定される。
【００６０】
（離型）
レンズ材料の樹脂として、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を使用した場合、樹脂の硬化時に、一旦粘度が低下した後に硬化するため、少しの隙間（約３〜５μｍ程度）でも樹脂が浸透することが考えられる。すると、数千個のレンズを同時に成形した場合に、型から取り出しにくくなることが考えられる。そこで、予め形成した隙間１２ｓへ樹脂を積極的に誘導して収容して、例えば隙間１２ｓにテーパ加工を施すことで、型からレンズを容易に取り出せるようにすることができる。
【００６１】
（寸法の制御とひけ）
レンズの形状は、レンズ中心部分の厚み、高さ、深さなどの寸法を１μｍオーダーで制御する必要がある。樹脂は数％収縮するため、レンズ体積と同じ成形部Ｓに樹脂を注入して硬化しても、ひけが発生することがある。このため、硬化後にほぼレンズの容積と同じになるように、少し多めに樹脂を滴下し、硬化（収縮）と同時にコアが追従していく際に、余分な樹脂を隙間１２ｓで収容することができる。なお、滴下する樹脂の精度が約０．０１ｍｇ程度となるため、隙間１２ｓにおいて余分な樹脂を収容して樹脂の量のばらつきを抑えることは効果的である。
【００６２】
図７は、ウェハレベルレンズアレイの変形例の図である。
この例では、レンズ１０が、凸状の面を有するレンズ面１０ａと、凹状の面を有するレンズ面１０ｂとを有する。そして、レンズ１０の一対のレンズ面１０ａ，１０ｂのそれぞれの周縁部が貫通孔１ａの内部に収まる構成である。貫通孔１aの内部に形成されたレンズ１０の両方のレンズ面１０ａ，１０ｂの周縁部には同様に貫通孔１ａの内部表面にそって図中上下方向に拡がる部分が存在する。この構成では、基板１の表面における貫通孔１ａの周囲にレンズ１０を構成する成形体が存在しないため、レンズ１０の設計の自由度をより一層向上することができる。
【００６３】
レンズ材料として紫外線硬化樹脂を使用する場合には、上型部材１２及び下型部材１４のうち、紫外線を照射する側に位置する少なくとも一方を紫外線に対して透明体とする。また、基板１が紫外線を透過する材質であってもよい。
【００６４】
レンズ材料が紫外線硬化性樹脂である場合には、成形型を型閉じ状態とした後、レンズ材料に紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させる工程を行う。
【００６５】
一方、レンズ材料がガラスである場合には、型閉じ状態にする前にガラスを加熱軟化する工程を行い、型閉じ状態にした後でガラスを常温又は所定の温度まで冷却することで、ガラスを硬化させる工程を行う。ここで、ガラスを加熱軟化する工程では、ガラスを屈伏点温度（Ａｔ）近くまで加熱して軟化させる。型閉じ状態にする工程では、軟化したガラスを変形させうる圧力で押圧しながら上型部材１２と下型部材１４を近づけて、ガラスを変形させて型面の形状を転写させる。その後、型を閉じたまま、ガラスが割れたり、ひびが入ったりしない速さでゆっくりと冷却（徐冷）して、ガラス転移点温度（Ｔｇ）以下にする。更に徐冷よりも速い速度で冷却してハンドリング可能な温度になったら成形されたレンズを取り出す。
【００６６】
レンズ材料が樹脂やガラスである場合には、硬化させる工程の際に、収縮に起因して、レンズ材料の一部が型の形状が適正に転写しない現象、所謂、ひけによる転写不良が発生することがある。このひけによる転写不良を防止するため、レンズ材料の供給時に予め多めの量を供給することが考えられる。このような場合には、隙間１２ｓで余剰なレンズ材料を一部逃がすことが特に有効である。
【００６７】
レンズ材料として熱硬化性樹脂を用いた場合には、熱硬化性樹脂を硬化させる工程の後、レンズアレイを取り出す前に該熱硬化性樹脂を冷却する工程を行う。
【００６８】
レンズ材料としてガラスを用いた場合には、レンズアレイを取り出す前にレンズを冷却する工程を行う。
【００６９】
図８Ａから８Ｄは、ウェハレベルレンズアレイのレンズの他の変形例を示す図である。
【００７０】
図８Ａに示すレンズ１０は、一方のレンズ面１０ａが貫通孔１ａより突出し、他方のレンズ面１０ｂが貫通孔１ａ内に収容され、下方のレンズ面１０ａの周縁にのみ延在部１０ｃが形成されている。レンズ面１０ａ，１０ｂは球面状又は非球面状の凹面となっている。貫通孔１aの内部に形成された一方のレンズ面１０ｂの周縁部には同様に貫通孔１ａの内部表面にそって図中上方向に拡がる部分が存在する。
【００７１】
図８Ｂに示すレンズ１０は、一方のレンズ面１０ａが貫通孔１ａより突出しており、他方のレンズ面１０ｂが貫通孔１ａ内に収容されている。貫通孔１ａより突出しているレンズ面１０ａの周縁にのみ延在部１０ｃが形成されている。そして、一方のレンズ面１０ａは光軸を通る断面が変曲点を持つ面となっており、他方のレンズ面１０ｂは球面状又は非球面状の凹面となっている。貫通孔１aの内部に形成された一方のレンズ面１０ｂの周縁部には同様に貫通孔１ａの内部表面にそって図中上方向に拡がる部分が存在する。
【００７２】
図８Ｃに示すレンズ１０は、一対のレンズ面１０ａ，１０ｂの両方が貫通孔１ａ内に収容されている。一対のレンズ面１０ａ，１０ｂはいずれも球面状又は非球面状の凸面となっている。貫通孔１aの内部に形成されたレンズ１０の両方のレンズ面１０ａ，１０ｂの周縁部には同様に貫通孔１ａの内部表面にそって図中上下方向に拡がる部分が存在する。
【００７３】
図８Ｄに示すレンズ１０は、一対のレンズ面１０ａ，１０ｂの両方が貫通孔１ａ内に収容されている。一対のレンズ面１０ａ，１０ｂはいずれも球面状又は非球面状の凹面となっている。貫通孔１aの内部に形成されたレンズ１０の両方のレンズ面１０ａ，１０ｂの周縁部には同様に貫通孔１ａの内部表面にそって図中上下方向に拡がる部分が存在する。
【００７４】
上記の変形例ように、レンズ１０のレンズ面１０ａ及びレンズ面１０ｂのうち少なくとも一方を光軸を通る断面が変曲点を持つ面とすることができ、球状のレンズ面以外のレンズに適用することで、レンズの設計の自由度が向上する。
【００７５】
図９Ａ及び９Ｂは、ウェハレベルレンズアレイをダイシングする工程を説明する図である。図９Ａに示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板１の一方の表面（同図では下方の面）にスペーサ２が接合される。そして、図９Ｂに示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板１と、該基板１と同様にウェハ状に形成されたセンサ基板Ｗとの位置合わせが行われる。センサ基板Ｗの一方の面（同図では上側の面）には、基板１設けられた複数のレンズ１０の配列と同じ配列で固体撮像素子Ｄが設けられている。そして、ウェハレベルレンズアレイの基板１がスペーサ２を介して、該基板１と同様にウェハ状に形成されたセンサ基板Ｗに重ね合わされ、一体に接合される。その後、一体とされたウェハレベルレンズアレイ及びセンサ基板Ｗ並びにスペーサ２は、レンズ１０及び固体撮像素子Ｄそれぞれの配列の列間に規定される切断ラインに沿って、ブレードＣ等の切断手段を用いて切断され、複数の撮像ユニット１に分離される。切断ラインは、例えば基板１の平面視において格子状である。
【００７６】
レンズモジュールを製造する際のダイジングは、ウェハレベルレンズアレイの基板１にスペーサ２を接合した後、センサ基板Ｗに接合させないで、レンズ１０の配列に応じて切断し、複数のレンズモジュールに分離する。
【００７７】
次に、ウェハレベルレンズアレイを用いて、更に、レンズモジュール及び撮像ユニットを製造する手順を説明する。
【００７８】
図１０Ａから１０Ｃは、レンズモジュールの製造方法の手順を示す図である。この手順では、１つの基板１と該基板１の複数の貫通孔１ａにレンズ１０が成形されたウェハレベルレンズアレイをダイジングして複数のレンズモジュールに分離する例を説明する。
【００７９】
先ず、図１０Ａに示すように、ウェハレベルレンズアレイを準備する。ウェハレベルレンズアレイは、既に上述した手順で製造することができ、以下の説明では、その手順については説明することなく省略する。
【００８０】
次に、図１０Ｂに示すように、基板１の下側の面にスペーサ２を接着剤などによって接合する。
【００８１】
そして、図１０Ｃに示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板１を、図中点線で示される切断ラインに沿って切断し、複数のレンズモジュールに分離する。このとき、各切断ライン上に重なり合って接合されているスペーサ２も同時に切断され、スペーサ２は、各切断ラインを境界として分割され、各切断ラインに隣接するレンズモジュールにそれぞれ付属する。こうして、レンズモジュールが完成する。
【００８２】
なお、分離されたレンズモジュールは、スペーサ２を介して図示しないセンサモジュールやその他の光学素子を備えた基板に組み付けられてもよい。
【００８３】
このように、ウェハレベルレンズアレイに予めスペーサ２を接合しておき、その後に、スペーサ２ごとウェハレベルレンズアレイの基板１をダイシング工程で切断すれば、分離されたレンズモジュールにそれぞれスペーサ２を接合する場合に比べて効率良くレンズモジュールを量産することができ、生産性を向上することができる。
【００８４】
図１１Ａ及び１１Ｂは、図１０Ａから１０Ｃとは別の構成のレンズモジュールを製造する手順を示す図である。この手順では、２つの基板１と、各基板１の複数の貫通孔１ａにレンズ１０が成形されたウェハレベルレンズアレイをダイジングし、複数のレンズモジュールに分離する例を説明する。
【００８５】
先ず、図１１Ａに示すように、複数のウェハレベルレンズアレイを準備する。ウェハレベルレンズアレイは、既に上述した手順で製造することができ、以下の説明では、その手順については説明することなく省略する。複数のウェハレベルレンズアレイの各基板１の一方の面にスペーサ２を接着剤などによって接合する。そして、重ね合わせるウェハレベルレンズアレイの基板１同士の位置合わせを行い、下方に配置するウェハレベルレンズアレイの基板１の上面に、上方に配置するウェハレベルレンズアレイの基板１の下面を、スペーサ２を介して接合する。ウェハレベルレンズアレイ同士を重ね合わせた状態で、各基板１に対してスペーサ２が接合された位置が、各基板１で同じになるようにする。
【００８６】
そして、図１１Ｂに示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板１を、図中点線で示される切断ラインに沿って切断し、複数のレンズモジュールに分離する。このとき、各切断ライン上に重なり合って接合されているスペーサ２も同時に切断され、各切断ラインを境界として分割されたスペーサ２が、各切断ラインに隣接するレンズモジュールにそれぞれ付属する。こうして、複数のレンズ１０を備えたレンズモジュールが完成する。この手順では、重ね合わされるそれぞれの基板１に対するレンズ１０及びスペーサ２の位置が同じであるため、分離された複数のレンズモジュールの構成はいずれも同じになる。また、重ね合わされるそれぞれの基板１のうち、最上部の基板１を基準に切断ラインの位置を決定し、切断すればよい。
【００８７】
なお、分離されたレンズモジュールは、スペーサ２を介して図示しないセンサモジュールやその他の光学素子を備えた基板に組み付けられてもよい。
【００８８】
このように、複数のウェハレベルレンズアレイ同士をスペーサを介して重ね合わせ、その後に、ウェハレベルレンズアレイの基板１をスペーサ２ごとダイシング工程で切断すれば、分離されたレンズモジュールを個別に重ね合わせる場合に比べて、効率よくレンズモジュールを量産することができ、生産性が向上する。
【００８９】
図１２Ａから１２Ｃは、撮像ユニットを製造する手順を示す図である。この手順では、１つの基板１と該基板１の複数の貫通孔１ａにレンズ１０が成形されたレンズモジュールをセンサモジュールに接合してダイジングし、複数の撮像ユニットに分離する例を説明する。
【００９０】
先ず、図１２Ａに示すように、ウェハレベルレンズアレイを準備する。ウェハレベルレンズアレイは、既に上述した手順で製造することができ、以下の説明では、その手順については説明することなく省略する。そして、基板１の下側の面にスペーサ２を接着剤などによって接合する。
【００９１】
次に、複数の固体撮像素子Ｄが配列されたセンサ基板Ｗを準備する。ウェハレベルレンズアレイの基板１と、センサ基板Ｗとの位置合わせを行った後、該基板１をスペーサ２を介してセンサ基板Ｗの上側の面に接合する。このとき、基板１に設けられた各レンズ１の光軸の延長が固体撮像素子Ｄの中央部とそれぞれ交わるようにする。
【００９２】
そして、図１２Ｃに示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板１とセンサ基板Ｗとを接合した後、基板１を、図中点線で示される切断ラインに沿って切断し、複数の撮像ユニットに分離する。このとき、各切断ライン上に重なり合って接合されているスペーサ２も同時に切断され、スペーサ２は、各切断ラインを境界として分割され、各切断ラインに隣接する撮像ユニットにそれぞれ付属する。こうして、撮像ユニットが完成する。
【００９３】
このように、ウェハレベルレンズアレイに予めスペーサ２を接合しておき、その後に、ウェハレベルレンズアレイの基板と固体撮像素子Ｄを備えたセンサ基板Ｗを重ね合わせて、基板１及びセンサ基板Ｗをダイシング工程で一緒に切断すれば、分離されたレンズモジュールにそれぞれスペーサ２を介してセンサモジュールを接合して撮像ユニットを製造する場合に比べて、効率良く撮像ユニットを量産することができ、生産性を向上することができる。
【００９４】
図１３Ａから１３Ｃは、図１２Ａから１２Ｃの構成とは別の撮像ユニットを製造する手順を示す図である。この手順では、２つの基板１と各基板１の複数の貫通孔１ａにレンズ１０が成形されたウェハレベルレンズアレイを固体撮像素子を備えたセンサ基板Ｗに接合してダイジングし、それぞれが２つのレンズを備えた複数の撮像ユニットに分離する例を説明する。
【００９５】
先ず、図１３Ａに示すように、２つのウェハレベルレンズアレイを準備する。ウェハレベルレンズアレイは、既に上述した手順で製造することができ、以下の説明では、その手順については説明することなく省略する。そして、重ね合わせる２つの基板１それぞれの下側の面にスペーサ２を接着剤などによって接合する。そして、重ね合わせるウェハレベルレンズアレイの基板１同士の位置合わせを行い、下方に配置するウェハレベルレンズアレイの基板１の上面に、上方に配置するウェハレベルレンズアレイの基板１の下面を、スペーサ２を介して接合する。ウェハレベルレンズアレイ同士を重ね合わせた状態で、各基板１に対してスペーサ２が接合された位置が、各基板１で同じになるようにする。
【００９６】
次に、複数の固体撮像素子Ｄが配列されたセンサ基板Ｗを準備する。重ね合わされた状態の複数のウェハレベルレンズアレイの基板１と、センサ基板Ｗとの位置合わせを行う。その後、最下部に位置する該基板１を、スペーサ２を介してセンサ基板Ｗの上側の面に接合する。このとき、基板１に設けられた各レンズ１の光軸の延長が固体撮像素子Ｄの中央部とそれぞれ交わるようにする。
【００９７】
そして、図１３Ｃに示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板１とセンサ基板Ｗとを接合した後、基板１及びセンサ基板Ｗを、図中点線で示される切断ラインに沿って切断し、複数の撮像ユニットに分離する。このとき、各切断ライン上に重なり合って接合されているスペーサ２も同時に切断され、スペーサ２は、各切断ラインを境界として分割され、各切断ラインに隣接する撮像ユニットにそれぞれ付属する。こうして、複数のレンズ１０を備えた撮像ユニットが完成する。
【００９８】
このように、複数のウェハレベルレンズアレイ同士を、間にスペーサ２を挟んで接合しておき、その後に、最下部のウェハレベルレンズアレイの基板１と固体撮像素子Ｄを備えたセンサ基板Ｗを重ね合わせて、基板１及びセンサ基板Ｗをダイシング工程で一緒に切断している。このような手順によれば、分離されたレンズモジュール同士を重ね合わせ、更に、各レンズモジュールとセンサモジュールとを接合していくことで各撮像ユニットを製造する場合に比べて、効率良く撮像ユニットを量産することができ、生産性を向上することができる。
【００９９】
本明細書は以下の内容を開示する。
（１）複数の貫通孔が設けられた基板と、前記複数の貫通孔それぞれに形成されたレンズとからなるウェハレベルレンズアレイであって、
前記基板の少なくとも一方の面において、前記レンズはその周縁部が前記貫通孔の内部表面で接着固定され、かつ、前記周縁部は前記基板の表面には延在しないように形成されているウェハレベルレンズアレイ。
（２）（１）に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
一対の型部材の間に、前記基板と前記複数の貫通孔に供給されたレンズ材料とを挟み込んでエネルギーを付加することにより前記レンズ材料を成形し硬化させる工程を有し、
前記一対の型部材の少なくとも一方には先端面が前記レンズの一方の面を転写する形状に形成され、外径が前記貫通孔の内径よりも小さく形成された凸部が設けられ、
該凸部を前記貫通孔に挿入して前記レンズ材料を変形させたときに、前記レンズ材料の一部が前記貫通孔の内面と前記凸部の外側面との間の隙間に入り、かつ、前記貫通孔の外部の前記基板の表面には到達しないように制御されるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（３）（２）に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、前記一対のレンズ面の両方の周縁部が前記貫通孔の内部表面で接着固定され、かつ、前記周縁部は前記基板の表面には延在しないように前記レンズを成形するウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（４）（２）又は（３）に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
前記レンズ材料がガラスであるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（５）（２）又は（３）に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
前記レンズ材料が樹脂であるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（６）（５）に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
前記樹脂が紫外線硬化性樹脂であり、前記レンズ材料に紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂を硬化させるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（７）（５）に記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
前記樹脂が熱硬化性樹脂であり、前記レンズ材料に熱を加えて前記熱硬化性樹脂を硬化させるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（８）（１）に記載の前記ウェハレベルレンズアレイの前記基板をダイシングして、前記レンズごとに分断してなるレンズモジュール。
（９）（８）に記載のレンズモジュールであって、
前記基板の前記レンズの周囲にスペーサが設けられたレンズモジュール。
（１０）（９）に記載のレンズモジュールであって、
前記レンズが形成された前記基板を複数備え、複数の前記基板同士がそれら間に前記スペーサを挟んで重ね合わされるレンズモジュール。
（１１）（９）又は（１０）に記載のレンズモジュールを備えた撮像ユニットであって、
撮像素子と、
前記撮像素子が設けられたセンサ基板とを備え、
前記基板と前記センサ基板とが、前記スペーサを介して一体に接合された撮像ユニット。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
レンズモジュール及び撮像ユニットは、携帯電話やＰＤＡ等の携帯端末だけでなく、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置、内視鏡装置の撮像部、その他の撮像機構を備えた装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  基板
１ａ  貫通孔
１０  レンズ
１２  第１型（上型部材）
１２ａ  凸部
１２ｓ  隙間
１４  第２型（下型部材）
１４ａ  凹部
Ｄ  固体撮像素子
【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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【図１２】
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【図１３】
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