(57)【要約】【課題】成形されたウェハレベルレンズアレイのレンズ部に損傷を与えることなく、成形型から滑らかに剥すことができるウェハレベルレンズアレイの製造方法、ウェハレベルレンズアレイ、レンズモジュール及び撮像ユニットを提供する。【解決手段】基板部１に配列された複数のレンズ部１０が形成されたウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、第１型と第２型で基板部１と複数のレンズ部１０とを一体の成形物として成形する工程と、成形物を離型する工程とを有し、成形物を離型する間又はその前に、第１型及び第２型のうち少なくとも一方を冷却する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部と、該基板部に配列された複数のレンズ部とが形成されたウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
第１型と第２型で前記基板部と前記複数のレンズ部とを一体の成形物として成形する工程と、
前記成形物を離型する工程とを有し、
前記成形物を離型する間又はその前に、前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方を、冷却するウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【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、
前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方を、冷却路に冷却媒体を流通させることで冷却す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、
前記冷却は、前記成形物の一部の領域からその周辺の領域へ向かって徐々に行う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、
前記冷却路が、前記基板部の厚さ方向において、前記成形物と少なくとも一部重なり合う位置に環状の経路を有す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、
前記冷却路が、前記基板部の厚さ方向において、前記成形物と少なくとも一部重なり合う位置に直線状に延びる複数の経路を有す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、
前記冷却路が、前記基板部の厚さ方向において、前記成形物と少なくとも一部重なり合う位置に、円状に延びる複数の経路を有し、該複数の経路それぞれが円周の長さが異なり且つ前記成形物の中心に対して同心であ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又は６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、
前記複数の経路のそれぞれについて冷却媒体を流通させる順番を変えることで、前記成形物を、前記基板部における前記複数のレンズ部の配列された２次元の方向に対して平行となる所定の方向に沿って冷却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７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、
前記所定の方向が、前記成形物における一方の縁側から反対側の縁側に向かう方向であるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項９】
請求項７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、
前記所定の方向が、前記成形物における縁側から中央部に向かう方向、又は、該中央部から前記縁側に向かう方向であるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項１０】
請求項２から９のいずれか１つ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、
前記第１型及び前記第２型が金属材料からなり、前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方の内部を通過するように前記冷却路が形成されているウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項１１】
請求項２から９のいずれか１つ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、
前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方に、前記冷却媒体の温度を伝達する均熱部材を介して接するように前記冷却路が設けられているウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項１２】
請求項２から１１のいずれか１つ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、
冷却時に、前記第１型及び前記第２型を閉じて、該型を前記成形物に接触させた状態とするウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項１３】
請求項２から１２のいずれか１つ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、
前記成形物を硬化させた後、前記第１型又は前記第２型のうちの少なくとも一方から超音波振動を加える工程を含むウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項１４】
請求項２から１３のいずれか１つ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、
前記冷却媒体が、エア、ガス、水、油のうち少なくとも一つを含むウェハレベルアレイの製造方法。
【請求項１５】
請求項１か１４のいずれか１つ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、前記基板部及び前記複数のレンズ部の材料が紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のうちいずれかであるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１つ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、
冷却時には、前記成形物の温度を室温以下とするウェハレベルレンズアレイの製造方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１つに記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法によって得られたウェハレベルレンズアレイ。
【請求項１８】
請求項１７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１９】
請求項１８に記載のレンズモジュールであって、
前記基板部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２０】
請求項１８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２１】
請求項１９又は２０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半導体基板とを備え、
前記基板部と前記半導体基板とが、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、ウェハレベルレンズアレイの製造方法、ウェハレベルレンズアレイ、レンズモジュール及び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・薄型化が要請されている。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】
小型且つ多数のレンズを製造する方法としては、基板部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、該基板部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】
ウェハレベルレンズの製造方法としては、例えば下記特許文献１に示すように、基板部とレンズ部とを同じ材料を使用して成形型で一体に成形する方法が提案されている。このウェハレベルレンズは、基板部とレンズ部とを別途に製造する工程や該基板部にレンズ部を組み付ける工程を行う必要がなく、少ない工程数で製造できる利点がある。
【０００７】
成形型によってウェハレベルレンズを成形物として成形した場合には、成形されたウェハレベルレンズを成形型から離すための離型工程を行う必要がある。
【０００８】
下記特許文献２は、樹脂からなる成形物の離型方法に関する。特許文献１の離型方法は、キャビティを有する大気開放の注形型である成形型に、接着効果のあるエポキシ樹脂等の樹脂が注入、加熱されて硬化し、成形物が成形される。成形後、成形物に直接接触するように平板形状の振動子が配設される。振動子から成形物に直接振動が伝達され、成形型から成形物を剥すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第０８／０９３５１６号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−７４４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、基板部とレンズとが一体のウェハレベルレンズを成形物として成形する場合には、レンズのみを成形型によって形成する場合に比べて、成形終了後に成形型に対して基板部及びレンズが強く付着し、離型を行うことがより困難になる。この理由としては、成形された基板部が、成形型に対して広い面積で接触するとともに、該基板部の厚さが薄いため、成形されたウェハレベルレンズが成形型に付着しやすくなるためである。また、基板部が薄くて十分な剛性を確保することができないため、成形型に付着したウェハレベルレンズを剥す際に負荷を加えると、基板部やレンズ自体に変形や割れ等の損傷が生じるおそれがある。
【００１１】
上記特許文献２では、振動子を直接成形物に接触させて、振動を伝達する離型方法が記載されている。しかし、基板部及びレンズに直接振動子を接触させると、振動によって基板部やレンズに損傷を与えてしまうことが考えられる。
【００１２】
本発明は、成形されたウェハレベルレンズアレイのレンズ部に損傷を与えることなく、成形型から滑らかに剥すことができるウェハレベルレンズアレイの製造方法、ウェハレベルレンズアレイ、レンズモジュール及び撮像ユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基板部と、該基板部に配列された複数のレンズ部とが形成されたウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
第１型と第２型で前記基板部と前記複数のレンズ部とを一体の成形物として成形する工程と、
前記成形物を離型する工程とを有し、
前記成形物を離型する間又はその前に、前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方を、冷却するウェハレベルレンズアレイの製造方法である。
【００１４】
この製造方法では、基板部と複数のレンズとを第１型及び第２型によって成形物として一体成形するとき、例えば冷却路に冷却媒体を流通させ、冷却媒体の温度によって硬化時に加熱した成形物を冷却する。冷却媒体が流通した冷却路近傍の型及び成形物が冷却されると、該型及び成形物は熱収縮する。この熱収縮量はそれぞれの材質の線膨張係数と温度変化幅によるが、型の材質と成形物の材質の線膨張係数が異なっていれば、収縮量が異なり、成形物と型とが剥離する方向に応力が発生する。そして、成形物と該成形物が付着する型との間の境界の一部で、冷却による収縮に起因して僅かに剥離した部位が生じる。また、剥離した部位が成形物と型との境界全体に自然と拡がるため、成形物を型から離型させやすくなる。
特に基板部と複数のレンズとを一体成形する構成のウェハレベルレンズは、基板部はその厚みが薄く、型に接触する領域の面積が広いため、離型の際に、第１型又は第２型のいずれに付着して離れ難くなる傾向が顕著である。このため、ウェハレベルレンズの製造においては、冷却によって型と成形物との境界に剥離した部位を生じさせておくことで、成形物に負荷をかけることなく、成形物を型から離すことができ、有効である。
【００１５】
上記のウェハレベルレンズアレイの製造方法によって得られたウェハレベルレンズアレイは、基板部及び複数のレンズに変形や割れなどの損傷がなく、良好である。
【００１６】
また、上記ウェハレベルレンズを備えたレンズモジュールや撮像ユニットによれば、ウェハレベルレンズアレイの基板部及び複数のレンズに損傷がなく、好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、成形されたウェハレベルレンズアレイのレンズ部に損傷を与えることなく、成形型から滑らかに剥すことができるウェハレベルレンズアレイの製造方法、ウェハレベルレンズアレイ、レンズモジュール及び撮像ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】ウェハレベルレンズアレイの基板にレンズを成形するための成形型の構成例を示す図である。
【図５】成形型でウェハレベルレンズアレイを成形する工程を説明する図である。
【図６】ウェハレベルレンズアレイの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】成形物を冷却する工程の例を説明する図である。
【図８】成形物を冷却する工程の他の例を説明する図である。
【図９】成形物を冷却する工程の他の例を説明する図である。
【図１０】成形物を冷却する工程の他の例を説明する図である。
【図１１】成形物を冷却する工程の他の例を説明する図である。
【図１２】成形物を冷却する工程の他の例を説明する図である。
【図１３】成形型からウェハレベルレンズアレイを離型する工程を説明する図である。
【図１４】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１５】レンズモジュールの製造方法の手順を示す図である。
【図１６】図１４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。
【図１７】撮像ユニットを製造する手順を示す図である。
【図１８】図１７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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、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。
ウェハレベルレンズアレイは、基板部１と、該基板部１に配列された複数のレンズ部１０とを備えている。複数のレンズ部１０は、基板部１に対して１次元又は２次元に配列されている。以下では、複数のレンズ部１０が、基板部１に対して２次元に配列されている構成を例に説明する。レンズ部１０は、基板部１と同じ材料から構成され、該基板部１に一体成形されたものである。レンズ部１０の形状は、特に限定されず、用途などによって適宜変形される。
【００２１】
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、基板部１と、及び該基板部１に一体成形されたレンズ部１０とを含んだ構成であり、例えば図１に示すウェハレベルレンズアレイの基板部１をダイシングし、レンズ部１０ごとに分離させたものを用いる。基板部１の一方の面には、レンズ部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。
【００２２】
図３は、撮像ユニットの構成の一例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部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部１とセンサモジュールの半導体基板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。
【００２３】
センサモジュールは、半導体基板Ｗと、半導体基板Ｗに設けられた固体撮像素子Ｄを含んでいる。半導体基板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、半導体基板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半導体基板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、半導体基板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、該半導体基板に電極、絶縁膜、配線等を形成して構成されてもよい。
【００２４】
レンズモジュールは、その基板部１がスペーサ２を介してセンサモジュールの半導体基板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半導体基板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部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、レンズ部１０がセンサモジュールに接触しないように、該レンズ部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。
【００２５】
スペーサ２は、レンズモジュールの基板部１とセンサモジュールの半導体基板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。
【００２６】
なお、図２に示すレンズモジュールは、レンズ部１０が形成された基板部１を１つ備えた構成であるが、レンズ部１０が形成された基板部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部１同士がスペーサ２を介して組み付けられる。
【００２７】
また、レンズ部１０が形成された基板部１を複数備えたレンズモジュールの最下位置の基板部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。レンズ部１０が形成された基板部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。
【００２８】
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。
【００２９】
基板部１及びレンズ部１０を構成する材料としては、例えばガラスを用いることができる。ガラスは種類が豊富であり、高屈折率を有するものを選択できるので、大きなパワーを持たせたいレンズの素材として適している。また、ガラスは耐熱性に優れ、上述した撮像ユニットのリフロー実装に好適である。
【００３０】
また、基板部１及びレンズ部１０を構成する材料として、樹脂を用いることもできる。樹脂は加工性に優れており、型等でレンズ面を簡易且つ安価に形成するのに適している。樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれも用いることができるが、上述した撮像ユニットのリフロー実装を考慮すると、軟化点が例えば２００℃以上の比較的高いものが好ましく、２５０℃以上のものがより好ましい。
【００３１】
紫外線硬化性樹脂としては、紫外線硬化性シリコン樹脂、紫外線硬化性エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を例示することができる。エポキシ樹脂としては、線膨張係数が４０〜８０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．５０〜１．７０、好ましくは１．６０〜１．７０のものを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、熱硬化性シリコン樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等を例示できる。例えば、シリコン樹脂としては、線膨張係数が３０〜１６０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．４０〜１．５５のものを用いることができる。エポキシ樹脂は線膨張係数が４０〜８０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．５０〜１．７０、好ましくは１．６０〜１．７０のものを用いることができる。フェノール樹脂は、線膨張係数が３０〜７０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．５０〜１．７０のものを用いることができる。アクリル樹脂としては、線膨張係数が２０〜６０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．４０〜１．６０、好ましくは１．５０〜１．６０のものを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、具体的には、富士高分子工業株式会社製ＳＭＸ−７８５２・ＳＭＸ−７８７７、株式会社東芝製ＩＶＳＭ−４５００、東レ・ダウコーニング社製ＳＲ−７０１０、等を例示することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等を例示することができる。ポリカーボネートは、線膨張係数が６０〜７０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．４０〜１．７０、好ましくは１．５０〜１．６５のものを用いることができる。ポリサルフォン樹脂は、線膨張係数が１５〜６０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．６３のものを用いることができる。ポリエーテルサルフォン樹脂は、線膨張係数が２０〜６０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．６５のものを用いることができる。
【００３２】
一般に、光学ガラスの線膨張係数は２０℃で４．９〜１４．３［１０−６／Ｋ］であり、屈折率は波長５８９．３ｎｍで１．４〜２．１である。また、石英ガラスの線膨張係数は０．１〜０．５［１０−６／Ｋ］であり、屈折率は約１．４５である。
【００３３】
また、無機微粒子を樹脂マトリックス中に分散させることによって得られる有機無機複合材料を使用することが好ましい。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、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。
【００３４】
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、アルミナ等の異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チナ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）または有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。
【００３５】
無機微粒子の数平均粒子サイズは、小さすぎると物質の特性が変化する場合がある。また、樹脂マトリックスと無機微粒子の屈折率差が大きい場合には、無機微粒子の数平均粒子サイズが大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となる。このため、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。
【００３６】
無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９．３ｎｍ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。
【００３７】
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。
【００３８】
有機無機複合材料に用いられる樹脂としては、公知の紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が使用できる。また、特開２００７−９３８９３号に記載された屈折率１．６０より大きい樹脂、特開２００７−２１１１６４号に記載された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、特開２００７−２３８９２９号、特願２００８−１２６４５号、同２００８−２０８４２７号、同２００８−２２９６２９号、同２００８−２１９９５２号に記載された高分子末端また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、特願２００８−１９７０５４号、同２００８−１９８８７８号に記載された熱可塑性樹脂等を挙げることができる。有機無機複合材料には、必要に応じて、可塑剤、分散剤等の添加剤を加えることができる。
【００３９】
次に、ウェハレベルレンズアレイの製造方法について詳細に説明する。
図４は、ウェハレベルレンズアレイの基板部とレンズ部とを一体成形するための成形型の構成例を示す図である。図４は、成形型の型開き状態を示している。図５は、図４の成形型を用いて、ウェハレベルレンズアレイを成形する工程を示している。図５は成形型の型閉じ状態を示している。
【００４０】
図４及び図５に示すように、本構成例の成形型は、上型１２と下型１４とを備えている。上型１２と下型１４とで、レンズ部１０及び基板部１を構成する樹脂などの材料を挟み込むことで、所定の形状のレンズ部及び基板部を一体成形する。
【００４１】
上型１２において、下型１４に対向する側の面には、レンズ部１０の上側の形状を転写するための凹部１２ａと、基板部１におけるレンズ部１０が成形される領域以外の領域に相当する平坦形状を転写するための平面部１２ｂとが設けられている。
【００４２】
下型１４において、上型１２に対向する側の面には、レンズ部１０の下側の形状を転写するための凹部１４ａと、基板部１におけるレンズ部１０が成形される領域以外の領域に相当する平坦形状を転写するための平面部１４ｂとが設けられている。
【００４３】
なお、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１２及び下型１４のうち一方を第１型、他方を第２型とした場合に、第１型及び第２型を型閉じ状態、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。
【００４４】
上型１２と下型１４とはそれぞれ、型閉じ状態の位置と型開き状態の位置との間で相対的に移動させることができる。つまり、上型１２及び下型１４のうち少なくとも一方を他方に対して近づける方法及び遠ざける方向に移動させることができる。
【００４５】
型開き状態とは、上型１２と下型１４とが一定の距離をおいて離間した状態である。また、型閉じ状態とは、上型１２と下型１４とが接近し、上型１２と下型１４との間に挟みこんだ成形物に所定の圧力を付与しつつ、型と成形物とが完全に密着している状態をいう。
【００４６】
図５に示すように、成形型を型閉じ状態とすることで、上型１２の凹部１２ａと下型１４の凹部１４ａとによってレンズ部１０の形状が規定される。成形されるレンズ部１０の形状の変更に応じて、成形型の上型１２及び下型１４の種類が適宜変更されてもよい。
【００４７】
レンズ部の材料として紫外線硬化樹脂を使用する場合には、上型１２及び下型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、基板部１が紫外線を透過する材質であってもよい。
【００４８】
次に、図６に基づいてウェハレベルレンズの製造方法の手順を説明する。なお、以下の説明では、図４及び図５に示す成形型とウェハレベルレンズの構成を適宜参照するものとする。
【００４９】
最初に、上型１２と下型１４とを型開き状態とし、材料を注入する（ステップＳ１）。ここでは、材料として熱硬化性の樹脂を用いることとする。
【００５０】
材料を注入した後、上型１２と下型１４とを型閉じ状態とすることで、材料に所定の圧力を加える（ステップＳ２）。
【００５１】
次に、材料に所定の圧力を加えた状態を維持しつつ、材料を加熱することで硬化させる（ステップＳ３）。材料を加熱する手段としては、例えば、上型１２及び下型１４の少なくとも一方を熱伝導性の良い金属材料で構成し、ヒータなどの加熱部によって上型１２及び下型１４を加熱することで、材料に熱を加えてもよい。
【００５２】
成形物を熱により硬化させた後、成形物を冷却する工程を行う（ステップＳ４）。
【００５３】
また、冷却する際に、第１型１２及び第２型１４を閉じて成形物に接触させた状態とすることが好ましい。こうすることで、上型１２及び下型１４で挟まれた成形物の冷却による温度降下を促進することができる。
【００５４】
ウェハレベルレンズアレイは、基板部１と複数のレンズ部１０とを一体成形した構成であり、基板部１の厚みは小さいのに対して、上型１２及び下型１４には広い面積で接触する。このため、硬化後に、成形物であるウェハレベルレンズアレイが上型１２及び下型１４のうちいずれか一方に密着して離型させ難くなる。ウェハレベルレンズアレイに負荷を加えて離型させようとすると、基板部１に変形が生じたり、基板部１やレンズ部１０に割れなどの損傷が生じやすい。そこで、ウェハレベルレンズアレイを型から離型させやすくなるようにするため、離型させる前に、上型１２及び下型１４を型閉じ状態としたままで、上型１２及び下型１４のうち少なくとも一方を介して、型及び成形されたウェハレベルレンズアレイを冷却する。なお、成形物の冷却は、離型する間に行ってもよい。
【００５５】
具体的には、成形物の冷却は、上型１２及び下型１４の両方から冷却してウェハレベルレンズアレイが所定の目標温度になるまでの時間を短縮するのがよい。しかし、後述するように、型に冷却するための機構を取り付けると機構が複雑になり、硬化のための加熱機構や光照射機構と併存させることが困難となる。このため、実用上支障のない範囲で上型１２又は下型１４のいずれか一方から冷却するようにしてもよい。冷却手段としては、冷却媒体を冷却路に沿って流通させる構成とする。冷却路の構成について後述する。以下では、下側１４を冷却する例を説明するが、上型１２を冷却してもよく、上型１２及び下型１４の両方を同様の冷却手段を用いて冷却してもよい。
【００５６】
冷却媒体としては、例えば、不活性ガスなどのガス、空気、水、油などのうちいずれかを用いることができる。
【００５７】
成形物の材料が紫外線硬化性樹脂の場合には、成形物を硬化させるために必要な量の紫外線を照射して、硬化を完了させると、成形物の温度は５０℃〜６０℃になっている。このままでは高温のため取り扱いに支障をきたすので冷却する。冷却は自然冷却でも良いが、強制冷却すると冷却時間が短縮できるとともに、前述のように型と成形物との剥離を促進することができる。
【００５８】
成形物の材料が熱硬化性樹脂の場合には、成形物を硬化させるために必要な量の熱を加えて硬化を完了させると、成形物の温度は約１００℃になっている。このままでは高温のため取り扱いに支障をきたすので冷却する。冷却は自然冷却でも良いが、強制冷却すると冷却時間が短縮できるとともに、前述のように型と成形物との剥離を促進することができる。
【００５９】
下型１４の内部には、冷却媒体を流通させるための冷却路１４ｃが形成されている。図７に示す構成例では、冷却路１４ｃが下型１４の内部に形成された複数の経路を有している。複数の経路のそれぞれには、下型１４の外部から冷却媒体を送出する冷却管Ｐ１〜Ｐ９が接続されている。また、複数の経路のそれぞれに接続した冷却管Ｐ１〜Ｐ９にはバルブ部が設けられ、各冷却管Ｐ１〜Ｐ９から冷却路１４ｃへの冷却媒体の送出及び停止を切り換え可能である。さらに、各冷却路１４ｃに送出する冷却媒体の流量を、冷却路１４ごとに制御可能としてもよい。
【００６０】
冷却路１４ｃは、成形されるウェハレベルレンズアレイの基板部１における複数のレンズ部１０の配列された方向に対して平行となる方向に冷却媒体を流通可能なように配置されている。冷却路１４ｃの構成は、以下に説明する構成例のように適宜変更することができる。
【００６１】
図８は、ウェハレベルレンズアレイを基板部１の表面に対して垂直に視た状態において冷却路１４ｃの構成を模式的に示している。基板部１の外型の縁部を点線で示している。冷却路１４ｃは、図８には示されていない下型１４（図７参照）の内部に形成されている。
【００６２】
図８の構成例では、冷却路１４ｃが、基板部１の厚さ方向において、成形物と少なくとも一部重なり合う位置に環状の経路を有する。環状の経路は、基板部１の縁部近傍に設けられている。
【００６３】
この構成では、冷却路１４ｃに冷却媒体を流通させると、冷却媒体を流通させた冷却路１４ｃ近傍の下型１４が冷却され、該下型１４を介して成形物が冷却される。成形物である基板部１は、最初に冷却路１４ｃ近傍の領域Ａ１が冷却され、時間の経過とともに、領域Ａ１に近い側の領域から順に、領域Ａ２、領域Ａ３、領域Ａ４、領域Ａ５と徐々に冷却される。こうして、成形物であるウェハレベルレンズアレイは、一方の縁側から反対側の縁側に向かう方向に沿って徐々に冷却される。この構成例のように、冷却路１４ｃの一部の経路を基板部１の厚み方向に重なる位置に配置し、冷却媒体を流通させることで、成形物の一部の領域からその周辺の領域へ向かって徐々に冷却を行うことができる。例えば、冷却路１４ｃの一部の経路を基板部１の中心部分のみに配置し、冷却媒体を流通させることで、成形物の中心の領域から周縁の領域へ徐々に冷却することができる。または、冷却路１４ｃの一部の経路を基板部１の周縁部分のみに配置し、冷却媒体を流通させることで、成形物の周縁の領域から中心の領域へ徐々に冷却することができる。
【００６４】
上記の所定の方向は、ウェハレベルレンズアレイの基板部１と下型１４との境界に沿ってほぼ平行であるため、ウェハレベルレンズアレイの基板部１及びレンズ部１０と型との間に剥離した部位を効率良く発生させることができる。これは、冷却媒体の流通によって、成形物と型の接触面内で剥離が発生しやすい温度部分が線状に移動していくため、剥離が起こりやすくなるためである。
【００６５】
図９は、ウェハレベルレンズアレイを基板部１の表面に対して垂直に視た状態において冷却路１４ｃの構成を模式的に示している。基板部１の外型の縁部を点線で示している。冷却路１４ｃは、図９には示されていない下型１４（図７参照）の内部に形成されている。
【００６６】
図９の構成例では、冷却路１４ｃが、基板部１の厚さ方向において、成形物と少なくとも一部重なり合う位置に直線状に延びる複数の経路を有する。複数の経路はそれぞれ平行に設けられ、経路同士の間隔はいずれも等しい。ここで、複数の経路のそれぞれに、下型１４の外部から冷却媒体を送出する冷却管Ｐ１〜Ｐ１１が接続されていてもよい。また、複数の経路のそれぞれに接続した冷却管Ｐ１〜Ｐ１１にバルブ部を設け、各冷却管Ｐ１〜Ｐ１１から冷却路１４ｃへの冷却媒体の送出及び停止を切り換え可能とすることができる。
【００６７】
この構成例において、複数の経路のそれぞれについて冷却媒体を流通させる順番を変えることができる。例えば、複数の経路に接続された冷却管Ｐ１〜Ｐ１１に、冷却管Ｐ１から番号に合わせて冷却管Ｐ１１に順に冷却媒体を流通させることができる。すると、成形物であるウェハレベルレンズアレイは、冷却媒体を流通させた冷却管Ｐ１〜Ｐ１１のそれぞれの近傍から順に冷却される。このため、ウェハレベルレンズアレイ全体で見た場合には、図９中の点線の矢印で示される方向に沿って、一方の縁側から反対側の縁側に向かう方向に冷却される。
【００６８】
冷却する方向が、ウェハレベルレンズアレイの基板部１と下型１４との境界に沿ってほぼ平行であるため、ウェハレベルレンズアレイの基板部１及びレンズ部１０と型との間に剥離した部位を効率良く発生させることができる。
【００６９】
図１０は、ウェハレベルレンズアレイを基板部１の表面に対して垂直に視た状態において冷却路１４ｃの構成を模式的に示している。基板部１の外型の縁部を点線で示している。冷却路１４ｃは、図１０には示されていない下型１４（図７参照）の内部に形成されている。
【００７０】
図１０の構成例では、冷却路１４ｃが、基板部１の厚さ方向において、成形物と少なくとも一部重なり合う位置に円状に延びる複数の経路を有し、該複数の経路それぞれが円周の長さが異なり且つ成形物の中心に対して同心である。この例では、ウェハレベルレンズアレイが基板部１の平面視において円形であるため、成形物の中央部が円の中心であり、この中心に対して同心に複数の経路が設けられている。経路同士の間隔はいずれも等しい。
【００７１】
複数の経路には冷却管Ｐ１〜Ｐ６が接続され、冷却管Ｐ１〜Ｐ６のそれぞれにバルブ部が設けられた構成である。この構成では、冷却管Ｐ１から番号に合わせて冷却管Ｐ６に順に冷却媒体を流通させることができる。すると、成形物であるウェハレベルレンズアレイは、冷却媒体を流通させた冷却管Ｐ１〜Ｐ６のそれぞれの近傍から順に冷却される。冷却管Ｐ１から番号に合わせて冷却管Ｐ６に順に冷却媒体を流通させると、ウェハレベルレンズアレイの外周領域から冷却され、中心に向かって徐々に冷却される。反対に、冷却管Ｐ６から冷却管Ｐ１へ番号の大きさ逆の順に冷却媒体を流通させると、ウェハレベルレンズアレイの中心から径方向外側の縁部向かって徐々に冷却される。
【００７２】
冷却する方向が、ウェハレベルレンズアレイの基板部１と下型１４との境界に沿ってほぼ平行であるため、ウェハレベルレンズアレイの基板部１及びレンズ部１０と型との間に剥離した部位を効率良く発生させることができる。
【００７３】
図１１の構成例は、下型１４の成形物が付着している側の面に対して反対側の面に接触するように均熱部材１６を設けている。均熱部材１６は、熱伝導性の良い、金属材料などからなる板状の部材である。
【００７４】
均熱部材１６の下型１４に接触する面の反対側の面には、それぞれ冷却路１４ｃを有する冷却管が複数設けられている。冷却管は、内部に冷却路１４ｃとなる空間を有する円筒形状の部材である。冷却管を構成する材料は、金属材料などの熱伝導性が良いものが好ましい。冷却路１４ｃに冷却媒体を流通することで、冷却管と均熱部材１６との間で熱が移動し、均熱部材が冷却される。そして、均熱部材１６の冷却に伴い、下型１４及び成形物であるウェハレベルレンズからも均熱部材１６へ熱の移動が行われることで、成形物が冷却される。
【００７５】
冷却管は、その内部に設けられた冷却路が基板部１における複数のレンズ部１０の配列された方向に対して平行となる方向に冷却媒体を流通可能なように構成されている。冷却管は、均熱部材との間で熱交換を行うことが可能な範囲で適宜変更可能である。
【００７６】
また、上記構成例のように、複数の経路のそれぞれに異なる順番で冷却媒体を流通させることで、成形物を所定の方向に向かって冷却してもよい。
【００７７】
図８から１０の構成例のように、冷却路が、下型１４の内部に形成され、基板部の厚さ方向において、成形物と少なくとも一部重なり合う位置に設けた構成とした。成形物であるウェハレベルレンズアレイが硬化後に、上型１２側に付着しやすい場合には、上側１２の内部に冷却路を同様に形成し、硬化させた後に、成形物の冷却を行ってもよい。
【００７８】
図８から図１０に示す構成例では、冷却による離型促進の機構に加えて、例えば、下型１４に超音波振動を加える機構を更に備えていてもよい。
【００７９】
図１２は、成形物を冷却する工程と、超音波振動を加える工程とを行う例を説明する図である。
この構成例では、下型１４の成形物が付着する側の面の反対側の面に共振部２２が当接するように設けられている。また、下型１４と共振部２２を挟んで配置された振動部２４を備える。
【００８０】
ここで、成形物を冷却する工程と超音波振動を加える工程を同時に行うことが好ましい。しかし、冷却の後、超音波振動を加える工程を行ってもよい。
【００８１】
振動部２４は、超音波振動を発生して共振部２２を共振させるものであり、例えば、超音波振動子を含んで構成される。超音波振動子としては、例えば、ニッケル、鉄、フェライト等の強磁性体材料に交流磁場をかけることで、長さが伸縮する磁歪振動子や、PZT（ピエゾ）と呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛などの強誘電体材料に交流電圧をかけることで、長さが伸縮する電歪振動子を用いることができる。
【００８２】
共振部２２は、振動部２４で発生した超音波振動が伝達されると、超音波の周波数で振動（共振）する機能を有する。振動部２４によって得られる振動振幅は僅かであるため、共振部２２によって振動振幅を増幅する。共振部２２は、超音波振動に対して共振することが可能な構成であれば限定されない。
【００８３】
超音波振動を基板部１の厚み方向に加える理由は、基板部１の平面方向に対して平行に加えた場合に比べて、成形物であるウェハレベルレンズと下型１４との離型を促進させる効果が顕著であるためである。また、超音波振動を基板部１の厚み方向に加えることで、振動がウェハレベルレンズ及び下型１４の全体に対してほぼ均等に振動を加えることができ、ウェハレベルレンズと下型１４との境界の一部に剥離した部位を、確実に生じさせることができるためである。
【００８４】
超音波振動は、その振幅が数μｍ〜数１０μｍ程度であり、超音波振動を加える時間は、数ｍ秒〜１秒程度である。
【００８５】
成形されたウェハレベルレンズには、硬化時の収縮に起因して変形による応力が存在している。このため、超音波振動によってウェハレベルレンズと下型１４との境界の一部に剥離した部位が生じると、この剥離した部位がウェハレベルレンズ自身の応力に影響をうけて拡がる現象が生じる。このため、超音波振動の振幅はできるだけ小さくすることができ、かつ、超音波振動の加振パワーが比較的小さくても、加振時間が比較的短くても十分な剥離効果が期待できる。
【００８６】
上記構成例では、ウェハレベルレンズが下型１４に付着してしまうことを想定して、下型１４側に超音波振動を加えることとした。ウェハレベルレンズが上型１２に付着してしまうことを想定して、上型１２の内部に冷却路を形成し、上型１２の冷却路に冷却媒体を流通させて冷却を行うとともに、上型１２に超音波振動を加えてもよい。この場合には、上型１２の、ウェハレベルレンズと付着している側の面とは反対側の面に共振部２２を接触させ、上型１２に振動部２４から該共振部２２を介して超音波振動を加えればよい。
【００８７】
特に、ウェハレベルレンズアレイの材料がエポキシ樹脂又はアクリル樹脂であって、また、上型１２及び下型１４が金属材料である場合には、成形されたウェハレベルレンズが型に付着しやすい。この場合には、超音波振動を加えることが離型に有効である。なお、冷却機構と超音波振動機構は上型及び下型のどちらにどのような組み合わせで取り付けてもよい。例えば上型に冷却機構、下型に超音波振動機構を取り付けてもよいし、その逆でもよい。また、どちらか一方に冷却機構と超音波振動機構を取り付ける場合に共振部２２内に冷却路を設けて冷却してもよい。
【００８８】
図６のフローチャートに戻って製造方法の手順の続きを説明する。成形物を冷却する工程の後、上型１２及び下型１４を型開き状態とする（ステップＳ５）。この構成例では、上型１２は、下型１４と比較して、ウェハレベルレンズを離型させやすいことを想定しているため、型開きの動作に応じて離型させることができる。
【００８９】
次に、下型１４からウェハレベルレンズアレイを離型させる（ステップＳ６）。図１３は、ウェハレベルレンズアレイを離型させる手段の一例を示している。図１３の例では、ウェハレベルレンズアレイの上面に吸着部３２を吸着させ、上方へ引っ張ることで、ウェハレベルレンズアレイを下型１４から離型する。
【００９０】
吸着部３２は、例えば、空気吸引を行って負圧を生じさせることでウェハレベルレンズの上面に密着する構成である。吸着部３２は、１つのウェハレベルレンズに対して複数設けられ、各吸着部３２がウェハレベルレンズにおける、レンズ部１０が形成された領域以外の平坦領域に密着するように配置されている。レンズ部１０に吸着部３２が接触することがないため、変形などの損傷が生じることを回避できる。
【００９１】
複数の吸着部３２をウェハレベルレンズアレイの基板部１の上面に密着させた状態で、ウェハレベルレンズアレイを上方に持ち上げることで、下型１４からウェハレベルレンズアレイを剥離させることができる。このとき、下型１４とウェハレベルレンズアレイとの境界には冷却によって剥離した部位が生じているため、ウェハレベルレンズアレイを把持する複数の吸着部３２から強い張力をかけることなく、簡単に剥離させることができる。また、図１２で説明した手順のように超音波振動を加える工程を行った場合には、ウェハレベルレンズアレイを下型１４からより一層確実に剥離することができる。
【００９２】
こうして、上型１２及び下型１４によって一体成形されたウェハレベルレンズアレイを得ることができる。
【００９３】
この製造方法では、基板部１と複数のレンズ１０とを上型１２及び下型１４によって成形物として一体成形するとき、該成形物を硬化させた後、下型１４側に形成された冷却路１４ｃに冷却媒体を流通させる。冷却媒体が流通した冷却路１４ｃ近傍の型及び成形物が冷却されると、該型及び成形物は熱収縮する。この熱収縮量はそれぞれの材質の線膨張係数と温度変化幅によるが、型の材質と成形物の材質の線膨張係数が異なっていれば、収縮量が異なり、成形物と型とが剥離する方向に応力が発生する。そして、成形物と該成形物が付着する型との間の境界の一部で、冷却による収縮に起因して僅かに剥離した部位が生じる。また、剥離した部位が成形物と型との境界全体に自然と拡がるため、成形物を型から離型させやすくなる。
【００９４】
特に基板部と複数のレンズとを一体成形する構成のウェハレベルレンズは、基板部１はその厚みが薄く、型に接触する領域の面積が広くなるため、離型の際に、上型１２及び下型１４のいずれに付着して離れ難くなる傾向が顕著である。このため、ウェハレベルレンズの製造においては、冷却によって型と成形物との境界に剥離した部位を生じさせておくことで、成形物に大きな負荷をかけることなく、成形物を型から離すことができ、有効である。
【００９５】
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。
【００９６】
図１４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。同図（ａ）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、同図（ｂ）に示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板部１と、該基板部１と同様にウェハ状に形成された半導体基板Ｗとの位置合わせが行われる。半導体基板Ｗの一方の面（同図では上側の面）には、基板部１に設けられた複数のレンズ部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部１がスペーサ２を介して、該基板部１と同様にウェハ状に形成された半導体基板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半導体基板Ｗ並びにスペーサ２は、レンズ部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に分離される。切断ラインは、例えば基板部１の平面視において格子状である。
【００９７】
なお、同図では、撮像ユニットを製造する際のダイジングを例に説明している。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部１にスペーサ２を接合した後、半導体基板Ｗに接合させないで、レンズ部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。
【００９８】
図１５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つの基板部１に複数のレンズ部１０が一体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。
【００９９】
先ず、同図（ａ）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。
【０１００】
次に、同図（ｂ）に示すように、基板部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。
【０１０１】
そして、同図（ｃ）に示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板部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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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部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。
【０１０４】
図１６は、図１５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つの基板部１と、各基板部１に複数のレンズ部１０が一体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。
【０１０５】
先ず、同図（ａ）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部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部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部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部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、各基板部１に対してスペーサ２が接合された位置が、各基板部１で同じになるようにする。
【０１０６】
そして、同図（ｂ）に示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板部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、複数のレンズ部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部１に対するレンズ部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部１のうち、最上部の基板部１を基準に切断ラインの位置を決定し、切断すればよい。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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部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。
【０１０９】
図１７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つの基板部１と該基板部１に複数のレンズ部１０が一体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。
【０１１０】
先ず、同図（ａ）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、基板部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。
【０１１１】
次に、複数の固体撮像素子Ｄが配列された半導体基板Ｗを準備する。ウェハレベルレンズアレイの基板部１と、半導体基板Ｗとの位置合わせを行った後、該基板部１をスペーサ２を介して半導体基板Ｗの上側の面に接合する。このとき、基板部１に設けられた各レンズ部１０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。
【０１１２】
そして、同図（ｃ）に示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板部１と半導体基板Ｗとを接合した後、基板部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。
【０１１３】
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を備えた半導体基板Ｗを重ね合わせて、基板部１及び半導体基板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。
【０１１４】
図１８は、図１７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つの基板部１と各基板部１に複数のレンズ部１０が一体成形されたウェハレベルレンズアレイを、固体撮像素子が設けられた半導体基板に接合してダイジングし、それぞれが２つのレンズ部１０を備えた複数の撮像ユニットに分離する例を説明する。
【０１１５】
先ず、同図（ａ）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つの基板部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部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部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部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、各基板部１に対してスペーサ２が接合された位置が、各基板部１で同じになるようにする。
【０１１６】
次に、複数の固体撮像素子Ｄが配列された半導体基板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部１と、半導体基板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部１を、スペーサ２を介して半導体基板Ｗの上側の面に接合する。このとき、基板部１に設けられた各レンズ部１０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。
【０１１７】
そして、同図（ｃ）に示すように、ウェハレベルレンズアレイの基板部１と半導体基板Ｗとを接合した後、基板部１及び半導体基板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、複数のレンズ部１０を備えた撮像ユニットが完成する。
【０１１８】
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２を介して接合しておき、その後に、最下部のウェハレベルレンズアレイの基板部１と固体撮像素子Ｄを備えた半導体基板Ｗを重ね合わせて、基板部１及び半導体基板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。
【０１１９】
本明細書は以下の内容を開示する。
（１）基板部と、該基板部に配列された複数のレンズ部とが形成されたウェハレベルレンズアレイの製造方法であって、
第１型と第２型で前記基板部と前記複数のレンズ部とを一体の成形物として成形する工程と、
前記成形物を離型する工程とを有し、
前記成形物を離型する間又はその前に、前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方を、冷却するウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（２）上記（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、
前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方を、冷却路に冷却媒体を流通させることで冷却するウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（３）上記（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、
前記冷却は、前記成形物の一部の領域からその周辺の領域へ向かって徐々に行うウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（４）上記（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、
前記冷却路が、前記基板部の厚さ方向において、前記成形物と少なくとも一部重なり合う位置に環状の経路を有するウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（５）上記（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、
前記冷却路が、前記基板部の厚さ方向において、前記成形物と少なくとも一部重なり合う位置に直線状に延びる複数の経路を有するウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（６）上記（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、
前記冷却路が、前記基板部の厚さ方向において、前記成形物と少なくとも一部重なり合う位置に、円状に延びる複数の経路を有し、該複数の経路それぞれが円周の長さが異なり且つ前記成形物の中心に対して同心であるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（７）上記（５）又は（６）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、
前記複数の経路のそれぞれについて冷却媒体を流通させる順番を変えることで、前記成形物を、前記基板部における前記複数のレンズ部の配列された２次元の方向に対して平行となる所定の方向に沿って冷却させるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（８）上記（７）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、
前記所定の方向が、前記成形物における一方の縁側から反対側の縁側に向かう方向であるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（９）上記（７）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、
前記所定の方向が、前記成形物における縁側から中央部に向かう方向、又は、該中央部から前記縁側に向かう方向であるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（１０）上記（２）から（９）のいずれか１つ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、
前記第１型及び前記第２型が金属材料からなり、前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方の内部を通過するように前記冷却路が形成されているウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（１１）上記（２）から（９）のいずれか１つ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、
前記第１型及び前記第２型のうち少なくとも一方に、前記冷却媒体の温度を伝達する均熱部材を介して接するように前記冷却路が設けられているウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（１２）上記（２）から（１１）のいずれか１つ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、
冷却時に、前記第１型及び前記第２型を閉じて、該型を前記成形物に接触させた状態とするウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（１３）上記（２）から（１２）のいずれか１つ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、
前記成形物を硬化させた後、前記第１型又は前記第２型のうち少なくとも一方から超音波振動を加える工程を含むウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（１４）上記（２）から（１３）のいずれか１つ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、
前記冷却媒体が、エア、ガス、水、油のうち少なくとも一つを含むウェハレベルアレイの製造方法。
（１５）上記（１）か（１４）のいずれか１つ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、前記基板部及び前記複数のレンズ部の材料が紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のうちいずれかであるウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（１６）上記（１）から（１５）のいずれか１つ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、
冷却時には、前記成形物の温度を室温以下とするウェハレベルレンズアレイの製造方法。
（１７）上記（１）から（１６）のいずれか１つに記載のウェハレベルレンズアレイの製造方法によって得られたウェハレベルレンズアレイ。
（１８）上記（１７）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。
（１９）上記（１８）に記載のレンズモジュールであって、
前記基板部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。
（２０）上記（１８）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スペーサを挟んで重ね合わされるレンズモジュール。
（２１）上記（１９）又は（２０）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半導体基板とを備え、
前記基板部と前記半導体基板とが、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】
【０１２０】
上記ウェハレベルレンズアレイの製造方法は、デジタルカメラ、内視鏡装置、携帯型電子機器等の撮像部に設けられる撮像レンズを製造する際に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１      基板部
１０    レンズ
１２    上型
１４    下型
１４ｃ  冷却路
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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