(57)【要約】【課題】固体撮像素子の窓材用途に利用されるカバーガラスとして高い性能を実現するために、カバーガラス表面に施された薄膜が剥離し難く、高い機械的強度と、安定した化学的な性能を有する清浄度の高い固体撮像素子用カバーガラス及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の固体撮像素子用カバーガラス１０は、無機酸化物ガラス製の平板ガラスにおける板厚方向の表裏に第一透光面１１ａ及び第二透光面１１ｂを有し、第一透光面１１ａに薄膜２０が形成されると共に、平板ガラスにおける第一透光面１１ａ上の外縁部に位置する薄膜２０の端縁２２に凹凸が形成され、且つ、その凹凸は、第一透光面１１ａと平行な面上における最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法Ｌが０．５μｍから５０μｍの範囲内にある。また、本発明の製造方法は、耐熱性容器内でガラス原料混合物を熔融する工程と、得られた熔融ガラスを板ガラスに成形する工程と、板ガラスに薄膜を形成する工程と、薄膜付き板ガラスを小片のガラスに分割する工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機酸化物ガラス製の平板ガラスにおける板厚方向の表裏に第一透光面及び第二透光面を有し、前記第一透光面に薄膜が形成された固体撮像素子用カバーガラスであって、
前記平板ガラスにおける第一透光面上の外縁部に位置する前記薄膜の端縁に凹凸が形成されると共に、該凹凸は、前記第一透光面と平行な面上における最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が０．５μｍから５０μｍの範囲内にあることを特徴とする固体撮像素子用カバーガラス。
【請求項２】
前記平板ガラスの外周部を構成する側面の表面粗さのＲａ値が３ｎｍ以下であると共に、該側面と前記第一透光面とが接する稜線の凹凸または該側面と前記第二透光面とが接する稜線の凹凸の何れか一方の凹凸は、前記第一透光面または第二透光面の何れか対応する一方の透光面と平行な面上における最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が０．５μｍから４０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子用カバーガラス。
【請求項３】
前記平板ガラスの側面が、前記第一透光面に隣接する第一側面部と、該第一側面部及び前記第二透光面に隣接する第二側面部とを備え、前記第一透光面と前記第一側面部により形成される稜線の凹凸は、前記第一透光面と平行な面上における最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が１．５μｍから２０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子用カバーガラス。
【請求項４】
前記平板ガラスの第一側面部及び／または第二側面部から入射して前記第二透光面から出射するに至る光路が、波長３００ｎｍの紫外線を１０％以上透過させることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子用カバーガラス。
【請求項５】
前記薄膜が光学薄膜であって、膜厚が０．０１μｍから１００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の固体撮像素子用カバーガラス。
【請求項６】
前記固体撮像素子が、ＣＣＤまたはＣＭＯＳであることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の固体撮像素子用カバーガラス。
【請求項７】
前記無機酸化物ガラス製の平板ガラスが、質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３  ０．５〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０％、ＲＯ  ０．１〜３０％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）、ＺｎＯ  ０〜９％、Ｍ２Ｏ  １〜２０％（Ｍ２Ｏ＝Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を含有することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の固体撮像素子用カバーガラス。
【請求項８】
前記無機酸化物ガラスが、無アルカリガラスであることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の固体撮像素子用カバーガラス。
【請求項９】
ガラス原料混合物を耐熱性容器内で熔融する工程と、得られた熔融ガラスを板ガラスに成形する工程と、該板ガラスの表裏面の一方である第一透光面に薄膜を形成する工程と、該薄膜が形成された板ガラスを小片の板ガラス片に分割する工程とを有することを特徴とする固体撮像素子用カバーガラスの製造方法。
【請求項１０】
前記熔融ガラスを板ガラスに成形する工程が、熔融ガラスを下方に延伸成形して板ガラスを得るものであることを特徴とする請求項９に記載の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法。
【請求項１１】
前記板ガラスの表裏面における薄膜が形成されていない第二透光面に、板ガラスを前記小片の板ガラス片に分割する分割予備線を刻設することを特徴とする請求項９または１０に記載の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法。
【請求項１２】
前記小片の板ガラス片における第一透光面及び第二透光面の両者共に８１％〜９９％が画像透光用有効面となるように分割することを特徴とする請求項９から１１の何れかに記載の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を収納するパッケージに光線を透過する窓材として配設され、固体撮像素子を保護するカバーガラス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子の代表的な素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）は、その開発の歴史が比較的古く、ビジコン（Ｖｉｄｉｃｏｎ）、プランビコン（Ｐｌｕｍｂｉｃｏｎ）、サチコン等の撮像管（又は真空管撮像素子、イメージチューブとも言う）が広く普及された後も、小型で衝撃に強く、低消費電力で利用できるという長所を有効活用し、広範囲な分野で使用されるに至っている。即ち、このＣＣＤは、撮像管と比較して感度が低い等の劣っていた点が克服され、さらに電子シャッター、手ぶれ補正、ズーム機能といった各種の機能の実現によって、銀塩フィルムに画像を表示するカメラに置き換わる性能を有するものとなり、携帯電話、ＰＨＳ等の情報端末機器にデジタルカメラが搭載されることによって、一層多様で高度な性能が求められるようになっている。また近年、技術開発の著しい固体撮像素子であるＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、相補型ＭＯＳともいう）は、その開発の歴史がさらに古いものの、小型化が可能であり、固定ノイズパターン（Ｆｉｘｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｎｏｉｓｅ）と呼ばれた技術上の大きな問題点を克服する技術が開発されたため、多用されるようになっており、今後さらなる発達が見込まれる素子の一つである。そして、この他にも固体撮像素子としては、前記の両デバイスの特徴を組み合わせたＭＯＳ−ＣＣＤ型素子、あるいはＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ  Ｂｒｉｇａｄｅ  ｄｅｖｉｃｅ）等の素子も開発され、従前以上に高い性能を求める市場からの要求に対して、それに見合う技術の著しい発展が認められる。
【０００３】
このような各種の素子関連技術の一つとして、素子のパッケージを構成し、素子へ光線を入射するために必須の部品であるカバーガラスに求められる性能も従来以上に高度なものとなっている。一般に、固体撮像素子は、気密構造となるパッケージの内部に収納され、その前面に透光性を有する平板ガラス製のカバーガラスが配設される。このカバーガラスは、アルミナ等のセラミックス材料、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）等の金属材料、ガラスエポキシ基材等の複合材料、エポキシ樹脂等のプラスチック材料といった多種のパッケージ筐体に種々の接着剤を利用して封着され、透光窓として利用されている。
【０００４】
そして、このカバーガラスに対する高度な要望に応じるために、特許文献１によれば、所定組成を有する薄板ガラス成形品の側面形状を所定の形状に限定することで、高い強度、高い化学的耐久性を実現することができるとする発明が開示されている。また、ガラスのチッピングについては、板ガラスの強度に影響する重大な欠陥であることから、従来から注意が払われてきている。そこで、特許文献２には、エッジ部のチッピングを防止する加工方法についての発明が開示されている。そして、特許文献３、４では、ＣＣＤやＣＭＯＳの性能を損ねる虞のある微量放射性元素がガラス中への混入に対する問題を改善する対策が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２２１５４１号公報
【特許文献２】特開平６−１０６４６９号公報
【特許文献３】特開平７−２０６４６７号公報
【特許文献４】特開平６−２１１５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の固体撮像素子が利用される分野は、デジタルカメラや携帯電話、ＰＤＡ等の電子情報端末であり、このような電子機器は用途拡大が著しく、その機能も大きく改善が図られている。ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子に関する機能の目覚ましい進歩が、様々な電子機器に絶え間ない技術革新をもたらし、携帯電話やＰＤＡ等の多種多様な情報機器が世に発表されている。そして、これらの電子機器は、今後もさらに多様な機能を搭載し、一層の発達が見込まれるものである。一方、これらの機器にさらに多彩な機能を搭載させようとすれば、電子機器に搭載させる各々の電子部品は、その機能に加えてこれまで以上の軽薄短小化が求められることになる。
【０００６】
このため、電子部品を構成する部材にも、さらに軽量で、寸法の小さいものが求められている。固体撮像素子を保護するために使用されるカバーガラスにも、同様な軽薄短小の要求があるため、これまでに行われてきた固体撮像素子用カバーガラスに対する各種の改善や発明だけでは、さらなる性能要求を満足するには充分なものでなくなる。具体的に固体撮像素子用のカバーガラスに求められるものとしては、軽薄短小の要求に加え各種波長の光線を透光する板ガラス表面について、所望の透過率を実現するための高い清浄度を有し、高い化学的な耐久性を有すること、そして、厚み寸法や面積の小さいカバーガラスであっても実使用上支障のない強度を実現することである。
【０００７】
また、特に薄膜をガラス表面に成膜された固体撮像素子用カバーガラスの清浄度は、成膜後の履歴によって膜周縁が剥がれ、剥がれた微細な剥離物が浮遊してカバーガラス表面に付着する等という問題もあり、成膜された固体撮像素子用カバーガラスの清浄度について、高い品位を実現することが重要な課題となっている。
【０００８】
本発明者らは、係る状況に鑑み固体撮像素子の窓材用途に利用されるカバーガラスとして高い性能を実現するために、カバーガラス表面に施された薄膜が剥離し難く、高い機械的強度と、安定した化学的な性能を有する清浄度の高い固体撮像素子用カバーガラス及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、無機酸化物ガラス製の平板ガラスにおける板厚方向の表裏に第一透光面及び第二透光面を有し、前記第一透光面に薄膜が形成された固体撮像素子用カバーガラスであって、前記平板ガラスにおける第一透光面上の外縁部に位置する前記薄膜の端縁に凹凸が形成されると共に、該凹凸は、前記第一透光面と平行な面上における最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が０．５μｍから５０μｍの範囲内にあることを特徴とする。
【００１０】
ここで、平板ガラスにおける第一透光面上の外縁部に位置する前記薄膜の端縁に凹凸が形成されるとは、本発明の無機酸化物ガラスよりなる固体撮像素子用カバーガラスは、光線を透過する第一透光面にガラスとは異なる組成の薄膜が施されてなり、平板ガラスの第一透光面上の外縁部に位置するその薄膜の端縁（外周端縁）に、第一透光面と平行な面に沿う凹凸が形成されていることを意味するものである。また、該凹凸は、前記第一透光面と平行な面上における最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が０．５μｍから５０μｍの範囲内にあるとは、凹凸の最大窪み位置つまり最大凹部の凹端位置（最も窪んだ位置）と、凹凸の最大突出位置つまり最大凸部の凸端位置（最も突出した位置）とが、突出方向（第一透光面の対応する外縁部（辺部）と直交する方向）において離隔している寸法が０．５μｍから５０μｍの範囲内にあることを意味するものである。
【００１１】
この場合、薄膜の端縁に形成される凹凸の上記の突出寸法が０．５μｍ以上であると、固体撮像素子用カバーガラスの表面に施された薄膜に加わる機械的な応力、熱履歴などによって発生する外周端の薄膜付着箇所を剥がす方向に作用を及ぼす力を一方向に集中させることなく分散させることが可能となり、強固な接着力を有する薄膜がガラス表面（第一透光面）に施された状態を経時的に維持しやすくなるため好ましい。一方、薄膜の端縁に形成される凹凸の上記の突出寸法が５０μｍを超えると、薄膜が局所的に剥がれやすい箇所が生じ易くなり、局所的な剥がれが生じると剥がれた薄膜の一部が発塵の原因になる等して、固体撮像素子の組み立て工程等でカバーガラスの透光面に付着して支障を発生させる虞もある。このため、薄膜の平板ガラスの表面と接する端縁の凹凸（上記の突出寸法）が５０μｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
そして、より安定した品位を有する薄膜が形成された固体撮像素子用カバーガラスとすることが重要であるなら、薄膜の端縁に形成される凹凸の上記の突出寸法が０．７μｍ以上で、かつ４５μｍ以下であることあることが好ましく、さらに安定した状態を望むなら、０．９μｍ以上で、かつ４０μｍ以下であることがより好ましい。
【００１３】
このような薄膜の端縁の凹凸を上記の数値範囲に調整する具体的な方法としては、例えば研磨やポリッシュ、レーザー切断、マスキングによる酸、アルカリ薬品処理等の化学処理、サンドブラスト等の物理的な衝撃加工、遊離砥粒や固定砥粒による切削加工等を使用することによって実現することが可能である。
【００１４】
上記の薄膜の端縁の凹凸の調整方法の一例として、レーザー切断を使用する場合は、次のように調整することが可能である。すなわち、薄膜を施した第一透光面の裏面に相当する第二透光面を上向きとして、その第二透光面に、ビーム強度分布が±５％以内の出力条件を有し、ビームスポット形状が楕円、略矩形状、直線状、三角形状を有する炭酸ガスレーザーを照射しつつ等速度で直線駆動することによって、ビーム駆動箇所に相当する板ガラスのガラス表面に切り込みを形成する。その結果、ガラスの板厚方向に所定深さの切れ込みが形成されて、新たに生じた切れ込みの内表面が第一加工面として形成されることになる。次いで、炭酸ガスレーザー照射によって形成された切れ込みの残余部の外表面側部位（第一透光面側部位）を支点として、支点の両側真下に曲げ応力が加わるように押圧することで、押し割りを行って破断し、その割れ面によって第二加工面が形成されるようにする。この時、押圧によって生成する第二加工面の最終端に相当するのが第一透光面の稜線となり、押圧の印加速度を０．１×１０−３ｍ／ｓｅｃ〜５×１０−３ｍ／ｓｅｃの範囲に保持することによって、好適な凹凸を有する稜線、及び好適な凹凸を有する薄膜の端縁が形成されることになる。このような操作を繰り返すことによって矩形状の小片板ガラスの周囲の形状は所定の性能を保証することのできる状態となる。ちなみに、押圧を行う治具としては矩形状のプラスチックやゴム、金属などが好適である。治具のガラス板表面と接触する部位については、凹凸面ではなく平滑な表面状態であることが好適で、表面に付着異物等がない状態でこの押圧処理がおこなわれねばならない。
【００１５】
なお、上記の薄膜は、光学的な機能薄膜、ガラス表面を化学的に保護する薄膜、ガラス表面に加えられる機械的な応力等からガラス表面を保護する薄膜等、どのような機能を実現するものであってもよい。
【００１６】
具体的に例示するならば、赤外線反射膜（又は赤外線カットフィルター）、無反射膜、導電膜、帯電防止膜、ローパスフィルター、ハイパスフィルター、バンドパスフィルター、遮蔽膜、保護膜などを施すことができる。特に赤外線反射膜は、ＣＣＤの赤外域の感度が高いために、それを赤外線の素子への入射を抑制することによって肉眼による画像に固体撮像素子の画像を近づけることができるので好ましい。
【００１７】
上記の薄膜の材質としては、例えばシリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（又はタンタラ）（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化バナジウム（ＶＯ２）、酸化チタンジルコニウム（ＺｒＴｉＯ４）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、クリオライト（Ｎａ３ＡｌＦ６）、チオライト（Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４）、フッ化イットリウム（ＹＦ３）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ランタン（ＬａＦ３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ３）、フッ化ディスプロシウム（ＤｙＦ３）、フッ化鉛（ＰｂＦ３）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）膜、酸化インジウム−スズ膜（ＩＴＯ膜）、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の多層膜、ＳｉＯｘ−ＴｉＯｘ系多層膜、ＳｉＯ２−Ｔａ２Ｏ５系多層膜、ＳｉＯｘ−ＬａＯｘ−ＴｉＯｘ系列の多層膜、Ｉｎ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３固容体膜、アルミナ固容体膜、金属薄膜、コロイド粒子分散膜、ポリメチルメタクリレート膜（ＰＭＭＡ膜）、ポリカーボネート膜（ＰＣ膜）、ポリスチレン膜、メチルメタクリレートスチレン共重合膜、ポリアクリレート膜等の組成を有するものが使用できる。
【００１８】
上記の薄膜の形成方法についても、所望の厚み、表面精度、そして所望の光学機能を達成することができるものであるならばどのような方法であっても、特に限定されるものではなく種々の方法を採用することができる。採用することのできる方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、レーザーアブレーション法、熔射法等の物理的気相成長法（またはＰＶＤ法）がある。あるいは熱ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）等の化学的気相成長法（またはＣＶＤ法）、さらにゾル−ゲル法、スピンコーティング、メッキ法等の液相成長法でも上記の薄膜を形成する方法として採用することができる。
【００１９】
この中でも特にＰＶＤ法は、低温で密着性の良い膜ができ、種々の被膜に対応することが可能であって、化合物の被膜形成にも適しているため好ましい方法である。
【００２０】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、上述に加え、平板ガラスの外周部を構成する側面の表面粗さのＲａ値が３ｎｍ以下であると共に、側面と第一透光面とが接する稜線の凹凸または側面と第二透光面とが接する稜線の凹凸の何れか一方の凹凸は、第一透光面または第二透光面の何れか対応する一方の透光面と平行な面上における最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が０．５μｍから４０μｍの範囲にあれば、搬送性が良くなるので好ましい。
【００２１】
ここで、平板ガラスの側面における表面粗さのＲａ値が３ｎｍ以下であるとは、１枚の平板ガラスの側面の表面について、その表面粗さを表す尺度としてＪＩＳ  Ｂ０６０１に規定されたＲａの値が３ｎｍ以下であることを意味している。また、側面と第一透光面とが接する稜線とは、側面と第一透光面とが交差する線である稜線を意味し、側面と第二透光面とが接する稜線とは、側面と第二透光面とが交差する線である稜線を意味している。さらに、第一透光面または第二透光面の何れか対応する一方の透光面とは、側面と第一透光面とが接する稜線の凹凸については、第一透光面が当該対応する一方の透光面に相当し、側面と第二透光面とが接する稜線の凹凸については、第二透光面が当該対応する一方の透光面に相当することを意味している。尚、最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法とは、その意味しているところが既に薄膜の端縁の凹凸について述べた事項と同様である。
【００２２】
この場合、側面の表面粗さのＲａ値が３ｎｍを超えると、板ガラスを固体撮像素子パッケージとして組み立てた後の機械的な強度に支障の発生する虞があるため好ましくない。また、側面と透光面（第一透光面または第二透光面）とが交差する稜線における凹凸の上記の突出寸法が、０．５μｍより小さい値であると、カバーガラスとして使用する板ガラスを搬送するための収納容器内に保管、そして取り出しを行うため、あるいは固体撮像素子を収納するパッケージの所定箇所に配設する操作を行うため板ガラス側面を把持する等の操作を行う際に摩擦抵抗が少なく、板ガラスを把持し難くなる場合があり、板ガラスが誤って把持用治具等から落下する危険性が高くなる。一方、側面と透光面とが交差する稜線における凹凸の上記の突出寸法が、４０μｍより大きくなると、固体撮像素子パッケージの組み立て工程等で、板ガラス側面の表面からその一部が破片として飛散し、あるいは側面に付着した粉塵、ダスト等が発塵する虞が高くなるため好適ではない。
【００２３】
以上のような観点から、平板ガラスの側面と透光面とが交差する稜線の凹凸（上記の突出寸法）については、０．８μｍから３５μｍの範囲内である方がより好ましく、さらに好ましくは１．０μｍから３０μｍの範囲内にあることであり、一層好ましくは１．５μｍから２５μｍの範囲内にあることである。
【００２４】
また、平板ガラスの側面と透光面とが交差する稜線の凹凸を上記の数値範囲内に調整する具体的な方法としては、前記の薄膜の端縁の調整と同時に行うものであっても、別途行うものであってもよく、具体的には前記したと同様に研磨やポリッシュ、レーザー切断、マスキングによる酸、アルカリ薬品等の薬剤によるエッチングによる化学処理、サンドブラスト等の物理的な衝撃加工、遊離砥粒や固定砥粒による切削加工を使用することによって実現することが可能となるものである。一例として、レーザー切断を使用する場合については、前記したように薄膜を成膜した面ではない第二透光面に対して押圧力を所定条件で加えることによって平板ガラスの破断を行えば、側面と透光面とが交差する稜線の凹凸を上記の数値範囲内に調整するに好適なものとなる。
【００２５】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、上述に加え、平板ガラスの側面が、第一透光面に隣接する第一側面部と、該第一側面部及び第二透光面に隣接する第二側面部とを備え、第一透光面と第一側面部により形成される稜線の凹凸は、第一透光面と平行な面上における最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が１．５μｍから２０μｍの範囲にあるならば、平板ガラスの取り扱いが容易になるので好ましい。
【００２６】
ここで、平板ガラスの側面における第一側面部と第二側面部は、表面性状、主に表面粗さの相違に起因して形成される境界線によって区分され、この境界線は、例えば５０倍程度の倍率で顕微鏡観察を行うことにより明瞭に認識することができ、そして第一側面部は平板ガラスの全周にわたって第一透光面と隣接し、第二側面部は平板ガラスの全周にわたって第一側面部及び第二透光面と隣接している。尚、最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法とは、その意味しているところが既に薄膜の端縁の凹凸について述べた事項と同様である。
【００２７】
平板ガラスの薄膜が形成された第一透光面と第一側面部との境界である稜線の凹凸における上記の突出寸法が１．５μｍ以上であると、板ガラスを移動させるために治具などを使用して板ガラスの側面を把持した際に、板ガラスの把持位置によっては稜線の凹凸部が滑り止めとして働くので、滑る等の問題が発生しにくい形状となっている。そのため、安定した操作を実現することが可能であり、治具接触面に対して適度な静止摩擦係数を有する状態とすることができる。
【００２８】
また、第一透光面と第一側面部との境界である稜線の凹凸における上記の突出寸法を２０μｍ以下とすることで、板ガラスの側面部の強度に経時的な変化を生じさせる微細寸法のクラックやカケ、キズ等の表面欠陥の発生を抑制することが可能となるため、好ましい。
【００２９】
このような観点から、より安定した性能を実現するためには、平板ガラスの薄膜が形成された第一透光面と第一側面部との境界である稜線の凹凸（上記の突出寸法）は、１．７μｍから１８μｍの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは平板ガラスの薄膜が形成された第一透光面と第一側面部との境界である稜線の凹凸（上記の突出寸法）は、１．８μｍから１５μｍの範囲とすることである。
【００３０】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、上述に加え、平板ガラスの第一側面部及び／または第二側面部から入射して第二透光面から出射するに至る光路が、波長３００ｎｍの紫外線を１０％以上透過させるのであれば、素子に対してより高強度の光線を入射できるので好ましい。
【００３１】
ここで、平板ガラスの第一側面部及び／または第二側面部から入射して第二透光面から出射するに至る光路が、波長３００ｎｍの波長の紫外線を１０％以上透過させるとは、固体撮像素子用カバーガラスの側面へ、紫外域の波長に相当する波長３００ｎｍのＵＶ光線を入射して、その光線が第二透光面から出射する場合に、入射した光線に対する透過率が１０％以上となることを意味している。
【００３２】
ここで規定した測定条件に対して透過率が１０％以上となる平板ガラスであることによって、平板ガラスの側面から紫外線を照射する技術を採用することも可能となる。このような性状の平板ガラスであれば、例えば固体撮像素子を組み立てる工程で平板ガラスの第二透光面に施された未硬化の紫外線硬化樹脂の硬化を行わせるために、平板ガラスの側面から入射した紫外線を利用することが可能となる。
【００３３】
そして、上記の透過率を１０％以上に調整するための手段としては、表面粗さを調整することによって、散乱光を減ずることが大切であり、表面粗さ（Ｒａ値）を３ｎｍ以下とするために、表面の研磨や切断時のレーザーの使用、研削、ポリッシュ、あるいは各種薬剤によるエッチング等を採用することができる。
【００３４】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、上述に加え、薄膜が光学薄膜であって、膜厚が０．０１μｍから１００μｍの範囲にあるならば、種々の性能を容易に実現できるので好ましい。
【００３５】
ここで、薄膜が光学薄膜であって、膜厚が０．０１μｍから１００μｍの範囲にあるとは、固体撮像素子用のカバーガラスの表面に施された薄膜が、各種波長の光線の入射の制御などの光学的な機能を有する薄膜であって、その厚み寸法が１０ｎｍから１×１０５ｎｍの範囲内であることを表している。
【００３６】
この場合、薄膜の厚み寸法が０．０１μｍより薄いと、薄膜の光学的な機能が充分に発揮できない場合もあるため好ましくない。一方、薄膜の厚み寸法が１００μｍより厚いと薄膜に過剰な封着応力、熱応力等の膜材質の膨張係数に起因する応力が発生し易く、板ガラス表面に長期に亘る接着力を維持しにくくなり、剥がれたり割れたりするような経時的な劣化が生じる場合がある。このため、薄膜はその厚み寸法が０．０１μｍから１００μｍであるのが好適である。
【００３７】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、上述に加え、固体撮像素子がＣＣＤまたはＣＭＯＳであれば、素子の性能を十分に発揮させることができるので好ましい。
【００３８】
ＣＣＤは、画像の明暗による光量に比例した電荷を蓄える受光部と蓄えられた電荷を１カ所に集めるために転送する転送部よりなる素子であり、一方ＣＭＯＳは、光をフォトダイオードで受光してそれをトランジスタのスイッチにより取り出す機能を有する素子である。そして、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、ＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子のために光線を透過し、さらにパッケージ内の素子を外気から保護するための気密封止のできるカバーガラスとして使用する時に、大いにその性能を発揮することができる。
【００３９】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、上述に加え、無機酸化物ガラス製の平板ガラスが、質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３  ０．５〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０％、ＲＯ  ０．１〜３０％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）、ＺｎＯ  ０〜９％、Ｍ２Ｏ  １〜２０％（Ｍ２Ｏ＝Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を含有するならば、光学的な性能に加えて化学的な性能や強度等の機械的性能をも満足できるものとなるので好ましい。
【００４０】
ここで、無機酸化物ガラス製の平板ガラスが、質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３  ０．５〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０％、ＲＯ  ０．１〜３０％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）、ＺｎＯ  ０〜９％、Ｍ２Ｏ  １〜２０％（Ｍ２Ｏ＝Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を含有するとは、酸化物換算表示でガラス中に含有する成分を表記した場合に、酸化珪素（シリカともいう）が５５から７０質量％、酸化アルミニウム（アルミナともいう）が０．５から２０質量％、酸化ホウ素が５から２０質量％、酸化マグネシウム（マグネシアともいう）と酸化カルシウム（カルシアともいう）と酸化亜鉛（又は亜鉛華ともいう）と酸化ストロンチウムと酸化バリウムの合量が０．１から３０質量％、酸化亜鉛が９質量％以下、酸化リチウム（リシアともいう）と酸化ナトリウムと酸化カリウムの合量が１から２０質量％であることを表している。
【００４１】
ＳｉＯ２は、ガラスの原子レベルの尺度における網目構造の骨格を構成する主要成分であって、５５質量％に満たないとガラス表面の化学的な耐久性に起因する問題の発生する危険性が高くなるため好ましくない。またその含有量が７０質量％を超えると、均質にガラスを熔解して均質なカバーガラスを得るには高額の費用が嵩むガラス熔融設備が必要となる。
【００４２】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの網目構造を安定化するために必要となる成分であると同時にガラスを無機原料から熔融して熔融ガラスとする際のガラス化反応の初期の熔融性を向上させるものであるために好ましい成分の１つであり、ガラスの化学的な耐久性の向上にも有効なものである。ただし、その含有量が０．５質量％に満たないと溶融時の初期熔解性の向上や成形された後の化学的な耐久性の向上に著しい変化が認めがたい。またその含有量が２０質量％を超えると、むしろガラス溶融時の熔解性を悪化する要因となる場合もあり、あるいはガラスの失透性を高め結晶等の生成が認められやすくなる場合もあるため、好ましくない。
【００４３】
Ｂ２Ｏ３  は、ガラスの熔融温度を低下させてガラス熔融時におけるガラス溶融時の熔解性能を向上させる成分であるが、このガラス組成系では５質量％以上の含有によってその効力が発揮されるため好ましい。一方Ｂ２Ｏ３  が２０質量％を超えると熔融時の熔融ガラス生地表面からの蒸発量が多くなりガラス物品の不均質の原因となるとともにガラス物品の化学的な耐久性にも支障の発生する場合もあり好ましくない。
【００４４】
ＭｇＯ（酸化マグネシウム）とＣａＯ（酸化カルシウム）とＺｎＯ（酸化亜鉛）とＳｒＯ（酸化ストロンチウム）とＢａＯ（酸化バリウム）の合量については、いずれもガラスの耐候性や熔解性、さらに屈折率、透過率などを所望の性能とするために必要となるものであるが、その合量が０．１質量％に満たないと所望の機能を実現するには不充分な場合が多い。またこの合量が３０質量％を超えると、ガラスの耐候性や熔融時の熔解性に支障の発生する場合が多くなるため好ましくない。またガラスの強度についても、３０質量％を超えると問題が発生することがあり、好ましくない。
【００４５】
ＺｎＯは、成形された後のガラス表面の長期間に亘る化学的な耐久性の向上やガラス表面の耐傷性の向上に対して、ガラス中に添加されることで、その性能の改善が認められる成分であるが、質量％で９％を超える量を添加すると、むしろ化学的な耐久性が劣化する場合もあるため好ましくない。
【００４６】
アルカリ金属元素の酸化物として表されるＬｉ２Ｏ（酸化リチウム）とＮａ２Ｏ（酸化ナトリウム）、そしてＫ２Ｏ（酸化カリウム）の合量は、薄膜との加熱時の応力調整や固体撮像素子のパッケージ筐体との膨張収縮により発生する熱応力を補償するためにカバーガラスの膨張係数を所定の範囲にすることで、熱負荷に対する安定した性能を実現する働きを持たせるために有用な成分である。そして、その合量が１質量％以上であれば無アルカリガラスとは明瞭に区別でき、ガラスの熔融作業に無アルカリガラスほどの大きな労力を要せず、しかも膨張係数を大きく変動させる効果を実現できるため好適である。しかし２０質量％を超えるとガラスの化学的耐久性、特にガラス表面の耐水性に支障が発生するため、好ましくない。
【００４７】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、無機酸化物ガラスが、無アルカリガラスであるならば、固体撮像素子パッケージを構成した後の高い耐候性を実現するには好適である。
【００４８】
ここで、無機酸化物ガラスが無アルカリガラスであるとは、アルカリ金属元素成分であるＬｉ、Ｎａ、Ｋを本質的に含有しないガラスを表している。ここで本質的に含有しないとは、ガラス組成中のアルカリ金属元素であるＮａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、Ｌｉ（リチウム）といった元素が酸化物換算で０．１質量％以下となるものである。すなわち本発明の固体撮像素子用カバーガラスについては、その用途から必要とされるガラス組成を採用することが可能であって、ガラス物品中に含有するアルカリ成分がガラス表面の経時的な耐候性に関する機能を阻害する危険があり、ガラス熔融作業に労力を必要とする場合であってもそれに見合う実益を実現できるなら好適である。そしてこの場合には、カバーガラスの組成としてアルカリ金属元素を含有しない組成、いわゆる無アルカリガラス組成が使用でき、本発明を無アルカリガラスについて適用することで、所望の機能を実現することが可能となる。
【００４９】
このような場合に採用できる無アルカリガラスの組成としては、酸化物換算表示でガラス中に含有する成分を表記した場合に、質量％で、ＳｉＯ２  ５３〜６１％、Ａｌ２Ｏ３  ０．５〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜１６％、ＲＯ  ２〜２８％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＢａＯ）、ＪＯ（ＪＯ＝ＣａＯ＋ＳｒＯ）  ０．１〜１５％、であってガラス中のＯＨ基含有量  ５０ｐｐｍ〜７００ｐｐｍの範囲とすることが好適である。
【００５０】
ここで、ＳｉＯ２は、無アルカリガラスの組成については、質量％で５３％より少ないと化学的な耐久性が低くなる傾向があり、一方６１％を超え、しかもアルカリ金属元素が含有していないため、熔融ガラスの粘性が高く、そのために不均質な熔融状態になりやすく、安価な製造原価で均質な薄板ガラスを成形するには困難な場合もあるため、好ましくない。
【００５１】
また、Ａｌ２Ｏ３は、無アルカリガラスの組成については、質量％で０．５〜２０％の範囲内とすることが、耐電性等のガラスの電気的な性能や化学的な性能について、調和のとれたものとなるため好適である。
【００５２】
ＭｇＯとＢａＯの合量については、質量％で２〜２８％の範囲内とするのが、成形された後の耐薬品性、熱膨張係数、そして熔融時の熔融ガラスからの結晶の析出を回避するために好適である。
【００５３】
ＣａＯとＳｒＯの合量については、質量％で０．１〜１５％の範囲内とすることが、成形された後の耐薬品性、熱膨張係数、あるいは低温粘性といった性質を最適な状態とするため好適である。
【００５４】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの熔解性を向上させる成分であるが、このガラス組成系では質量％で５％以上の含有によってその効力が発揮されるため好ましい。一方Ｂ２Ｏ３が質量％で１６％を超えると熔融時の蒸発量が多くなり、ガラスが不均質になりやすくなるので好ましくない。
【００５５】
ガラス中のＯＨ基含有量については、５０ｐｐｍ〜７００ｐｐｍの範囲内とすることが、ガラスの１０４ｄＰａ・ｓｅｃより高温の熔融ガラスの粘性を適切な粘性値にすることででき、各種の成形方法で成形したガラス表面について、組成が均質で平滑な表面状態を有するガラスの成形体を得ることができるため好適である。
【００５６】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの組成は、上記の特徴を有しつつ、高純度原料とその整備された熔融環境を採用することによって、Ｕ（ウラン）、Ｔｈ（トリウム）、Ｒａ（ラジウム）、Ｆｅ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＴｉＯ２、ＭｎＯ２、ＺｒＯ２等の含有量を精密に制御されており、特に紫外線近傍の透過率に影響を及ぼすＦｅ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＴｉＯ２、ＭｎＯ２については、各々１〜１００ｐｐｍのオーダーで管理されていることが好ましい。またα線によるＣＣＤ等のソフトエラーの原因となるＵ、Ｔｈ、Ｒａについては、それぞれ０．１〜１０ｐｐｂのオーダーで管理することが可能となっている。そして、このような管理によって固体撮像素子用カバーガラスのα線放出量は、０．５ｃ／ｃｍ2・ｈｒ以下とすることが必要である。
【００５７】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスが適用される固体撮像素子としては、素子の機能について、受光方式、転送方式の違いから区分されるインターライントランスファー型（ＩＴ−ＣＣＤ）、フレームインターライントランスファー型（ＦＩＴ−ＣＣＤ）、フルフレームトランスファー型（ＦＦ−ＣＣＤ）、フレームトランスファー型（ＦＴ−ＣＣＤ）、あるいは光導電膜積層型（ＰＳＤ）等の種類の区別無く使用することができる。また、前記したＣＭＯＳやその他の固体撮像素子に分類される分野で使用される素子の素子収納パッケージについても本発明の固体撮像素子用カバーガラスを使用できるものである。そして、特に本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、インターライントランスファー型（ＩＴ−ＣＣＤ）や、それに含まれるプログレッシブスキャン型ＣＣＤの様にデジタルカメラや携帯電話等で使用される素子収納パッケージのカバーガラスとしても好適なものである。
【００５８】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、上記に加えてガラスの熱膨張係数が固体撮像素子の熱膨張係数に比較的近い値であって、しかもパッケージの筐体材料より熱膨張係数が小さいならば好ましい。例えば、パッケージとして膨張係数が７０×１０−７／℃のアルミナを使用するならば、カバーガラスは７０×１０−７／℃より小さければよく、３０×１０−７／℃までの膨張係数値を有するガラスであればよい。また、カバーガラスはその質量が小さい方がさらに好ましく、このような観点からガラスの密度は、２．８ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。また、板ガラス中の脈理やノット等のガラス物品の均質性を妨げるものも実質的に存在せず、高い均質度を実現したものであることが好ましい。
【００５９】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法は、ガラス原料混合物を耐熱性容器内で熔融する工程と、得られた熔融ガラスを板ガラスに成形する工程と、該板ガラスの表裏面の一方である第一透光面に薄膜を形成する工程と、該薄膜が形成された板ガラスを小片の板ガラス片に分割する工程とを有することを特徴とする。
【００６０】
より具体的には、上記の四つの工程を有するとは、無機原料やガラスカレットを白金やセラミックス等の１５００℃以上の高温に耐え得る容器内、あるいは槽内で所定の加熱方法によって加熱して熔融して均質化し、均質化した熔融ガラスを種々の成形方法を採用することによって板ガラスに成形する工程、そして成形された板ガラスの第一透光面に様々な方法で薄膜を形成する工程、さらに薄膜の施された板ガラスについて加工装置等を使用することによって小片の板ガラス片に加工する工程を有することを意味するものである。
【００６１】
ガラス原料混合物を耐熱性容器内で熔融する工程と、得られた熔融ガラスを板ガラスに成形する工程については、固体撮像素子用カバーガラスとしての所定の均質性を有するものを得ることができ、ガラス表面の精度や板ガラスの寸法精度、さらにガラス表面の清浄度などについて充分に高い品位を有するものとできる工程であるならば、支障なく採用することができるものである。
【００６２】
板ガラスの第一透光面に薄膜を形成する工程については、前記した板ガラスを成形する工程と連続した工程としてもよいし、また分離した工程であってもよい。いずれにしても、板ガラスの表面に成膜するため、ガラス表面へのダストの付着等、清浄度を損ねる環境下では、所望の膜を施すことが困難となるため注意が必要である。
【００６３】
そして、薄膜の施された板ガラスについて、加工装置等を使用することによって小片の板ガラス片に分割する工程については、前記したような所望の性状を有する端面状態となるような分割が行えるものであれば、割断その他のどのような加工方法であっても支障なく採用することができるものである。
【００６４】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法は、上述に加え、熔融ガラスを板ガラスに成形する工程が、熔融ガラスを下方に延伸成形して板ガラスを得るものであるならば、板の厚み寸法精度の高い板ガラスを得ることができるので好ましい。
【００６５】
ここで、熔融ガラスを板ガラスに成形する工程が、熔融ガラスを下方に延伸成形して板ガラスを得るものであるとは、下方に延伸成形する成形手段を採用した装置を使用して板ガラスを成形するものであり、高温状態の熔融ガラスを所望の成形方法で成形する際に、ロール等の耐熱構造を有する装置を介して熔融ガラスに延伸力を印加しつつ延伸することによって、所定の表面精度、板厚、板面積を実現する方法で成形するものであることを意味している。例えば、延伸成形方法として、具体的にはスロットダウンドロー成形法、オーバーフローダウンドロー成形法（あるいはフュージョン法）、ロールアウト成形法、リードロー成形法等の成形手段によって成形する方法を表している。
【００６６】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法は、上述に加え、板ガラスの表裏面における薄膜が形成されていない第二透光面に、板ガラスを小片の板ガラス片に分割する分割予備線を刻設するものであれば、分割操作を効率良く行えるため好ましい。
【００６７】
ここで、板ガラスの表裏面における薄膜が形成されていない第二透光面に、板ガラスを小片の板ガラス片に分割する分割予備線を刻設するとは、膜が形成されていない第二透光面側から加工に係るエネルギーを印加し、そのエネルギーによって板ガラスについての小片化を行うための入傷、切断、破断あるいは割断を開始することを意味するものである。
【００６８】
また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法は、上述に加え、小片の板ガラス片における第一透光面及び第二透光面の両者共に８１％〜９９％が画像透光用有効面となるように分割するものであれば、固体撮像素子に充分な画像情報を入射できるので好ましい。
【００６９】
ここで、小片の板ガラス片における第一透光面及び第二透光面の両者共に８１％〜９９％が画像透光用有効面となるように分割するとは、板ガラスの２つある透光面の内、その各々の透光面の面積についてパッケージとした後の固体撮像素子に正常な画像を形成する光線を透過することのできる有効な面積部分が８１％から９９％の範囲にあるように分断する加工を行うことである。１つの透光面の面積は、小片の板ガラス片におけるその１つの透光面を囲む４辺（あるいは４つの稜線）の交差する頂点を連結することでその内部に形成される矩形面積のことである。ここで固体撮像素子に正常な画像を形成する光線を透過するとは、フレアやゴースト等の原因となる乱反射光を除く光線が透過するということを意味している。
【００７０】
この場合、小片の板ガラス片における第一透光面及び第二透光面の両者共に面積の８１％以上が有効面であると、固体撮像素子に画像を形成するに足る充分な光線を素子に入射することができるため好ましい。一方、小片の板ガラス片における第一透光面及び第二透光面の両者共に面積の９９％よりも有効面が多い場合は、その板ガラス片をパッケージ筐体に封止するために接着剤等を塗布するに必要となる板ガラス片の第二透光面の面積が小さくなりすぎるため、封止後のパッケージについて、各種の熱履歴や使用環境からの化学的なアタック等の負荷を経る環境に対応できる信頼性が低くなる虞があるため好ましくない。よって、このような観点からは、小片の板ガラス片における両透光面の面積の８３％から９８％の範囲が画像透光用有効面積となる大きさに分割することがより好ましく、さらに好ましくはその両透光面の面積の８５％から９７％の範囲を画像透光用有効面積となる大きさに分割することであり、一層好ましくはその両透光面の面積の８６％から９５％の範囲を画像透光用有効面積とすることである。
【００７１】
このような画像透光用有効面を形成する方法としては、まず小片の板ガラス片の両透光面の清浄度に充分な注意が必要である。例えば、クリーンルーム等の設備環境下で発塵が抑制され、管理された環境でその板ガラス片の両透光面を汚染するような要因を極力排除しつつ、一連の洗浄工程や加工工程を駆使することが必要となる。このように板ガラス片の両透光面の清浄度が維持された状態のまま映像透光用有効面となるように配慮することによって、付着異物の除去、ガラス内蔵欠陥、ガラス表面に発生する傷を排除したものであれば、そのような状態にある板ガラス片の使用についてはまったく支障のないものである。
【００７２】
また、映像透光用有効面を所定比率範囲となるように確保するためには、上記に加えて小片の板ガラス片への加工におけるその板ガラス片の端面加工の寸法精度と端面の加工状態が大切なものとなる。また、映像透光用有効面を所定比率範囲となるように確保することは、板ガラスの非有効面の一部が、前記した接着剤等により固体撮像素子を収納したパッケージに封止するという役割を担う部位であることから、非有効面の面積を所定範囲内とするためにも大切なことである。この板ガラス片の端面加工の寸法精度と端面の加工状態が安定したものとならないと、非有効面を使用する封止の面積にばらつきが生じ、その結果、固体撮像素子パッケージの耐環境性能を低くする虞があるからである。また、この板ガラス片の端面加工の寸法精度と端面の加工状態が所定のものでないと、画像透光用有効面に部分的に破損したり欠けたりした端面起因のガラスの破片や端面に付着した異物が飛散付着し易くなり、画像透光用有効面を有効でない状態にする虞があるため好ましくないからである。このため前記したように透光面と端面が形成する稜線の凹凸を所定の範囲とすることで、このような問題を回避することが可能となったのである。
【発明の効果】
【００７３】
（１）以上のように、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、無機酸化物ガラス製の平板ガラスの第一透光面に薄膜が形成されると共に、平板ガラスの第一透光面上の外縁部に位置する薄膜の端縁に、最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が０．５μｍから５０μｍの範囲内にある凹凸が形成されるため、サーマルショック試験やサーマルサイクル試験などの各種の環境試験に耐えうるカバーガラスであって、カバーガラス表面の薄膜が熱的、機械的応力によって剥がれにくく、実使用時における長期間に亘る使用に対して高い信頼性、安定性を有するものである。
【００７４】
（２）また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、平板ガラスの側面の表面粗さ（Ｒａ値）が３ｎｍ以下であり、側面と第一透光面とが接する稜線または側面と第二透光面とが接する稜線の何れか一方に、最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が０．５μｍから４０μｍの範囲内にある凹凸を形成すれば、稜線や側面表面に起因するカバーガラスの破損やカケ、クラック、飛散物の発生を抑制することが可能となり、不良発生率を減少させることができるものである。
【００７５】
（３）さらに、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、平板ガラスの薄膜が形成された第一透光面及び該第一透光面に対向する第二透光面に隣接する側面が、第一透光面に隣接する第一側面部と、該第一側面部及び第二透光面に隣接する第二側面部とを備え、第一透光面と第一側面部により形成される稜線に、最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法が１．５μｍから２０μｍの範囲内にある凹凸を形成すれば、カバーガラスが搭載された固体撮像素子パッケージが電子機器に実装された後も、カバーガラスは長期に亘る安定した強度性能を維持し続けることができるものである。
【００７６】
（４）また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、平板ガラスの第一側面部及び／または第二側面部から入射して第二透光面から出射するに至る光路が、波長３００ｎｍの紫外線を１０％以上透過させるものであれば、紫外線硬化樹脂を採用することでカバーガラスを固体撮像素子パッケージに封止する場合にも、短時間の紫外線照射によっても高い接着強度を有する接着を行うことができるため、パッケージ製造の効率を充分高い状態に維持することが可能となるものである。
【００７７】
（５）さらに、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、薄膜が光学薄膜であって、膜厚が０．０１μｍから１００μｍの範囲内にあれば、顧客から要求される高い光学性能を有するカバーガラスを、寸法等について余裕のある優れた品位を有する状態で供給することができる。
【００７８】
（６）また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、固体撮像素子がＣＣＤまたはＣＭＯＳであれば、汎用性の高い種々の機器に搭載されることによってＣＣＤやＣＭＯＳの性能を充分に発揮させることが可能となる品位を有するものである。
【００７９】
（７）さらに、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、無機酸化物ガラス製の平板ガラスが、質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３  ０．５〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜２０％、ＲＯ  ０．１〜３０％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）、ＺｎＯ  ０〜９％、Ｍ２Ｏ  １〜２０％（Ｍ２Ｏ＝Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を含有するものであれば、紫外域、可視域における透過率性能や耐水性、耐酸性といった化学的な耐久性に加えて、密度が充分に低いガラス材とすることが可能であるため軽量なカバーガラスを構成することができるものである。
【００８０】
（８）また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、無機酸化物ガラスが、無アルカリガラスからなるものであれば、戸外で使用される電子機器に搭載される固体撮像素子を保護するために重要となる耐候性に関する品位を常に高い状態とすることができ、携帯情報端末や携帯電話等に搭載される固体撮像素子用のカバーガラスとして好適なものである。
【００８１】
（９）本発明の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法は、ガラス原料混合物を耐熱性容器内で熔融する工程と、得られた熔融ガラスを板ガラスに成形する工程と、該板ガラスの表裏面の一方である第一透光面に薄膜を形成する工程と、該薄膜が形成された板ガラスを小片の板ガラス片に分割する工程とを有するものであるため、多数の板ガラス片を同一条件下で成膜することが可能であって、製造された固体撮像素子用カバーガラスの光学的な性能のばらつきを少なくし、膜の化学的な耐久性についても大きな性能の偏り等の発生を少なくするものである。
【００８２】
（１０）また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法は、熔融ガラスを板ガラスに成形する工程が、熔融ガラスを下方に延伸成形して板ガラスを得るものであるならば、母材である板ガラスのうねり等の表面品位を適切なものとすることが容易であり、寸法精度の要求に充分応える熔融ガラスの精密成形を高速に行うことができるならば、高い製造効率を実現しつつ市場要求に見合う適正製造原価と達成することができるものである。
【００８３】
（１１）さらに、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法は、板ガラスの表裏面における薄膜が形成されていない第二透光面に、板ガラスを前記小片の板ガラス片に分割する分割予備線を刻設するものであれば、膜表面や膜接着面に大きな力を加えることなく母材となる板ガラスを小片にするための加工を施すことができ、小片化された後の各板ガラス片の端面に起因する欠陥の発生を低く抑制することのできるものである。
【００８４】
（１２）また、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの製造方法は、小片の板ガラス片における第一透光面及び第二透光面の両者共に８１％〜９９％が画像透光用有効面となるように分割するものであれば、素子の寸法が小さい場合や大きい素子が必要とされる場合であっても、それに応じた最適な画像透光用有効面積を有するカバーガラスを製造することができ、固体撮像素子の性能に応じたカバーガラスの供給を滞りなく行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８５】
以下、本発明の実施形態に係る固体撮像素子用カバーガラスとその製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明を行う。
【００８６】
図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る固体撮像素子用カバーガラスの斜視図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に符号Ｂで示す部分の拡大斜視図、図１（Ｃ）は、同部分の拡大平面図である。また、図２（Ａ）は、上記の固体撮像素子用カバーガラスを固体撮像素子用パッケージに搭載した状態を示す縦断正面図、図２（Ｂ）は、同状態を示す平面図である。
【００８７】
この固体撮像素子用カバーガラス１０は、質量％表示で、ＳｉＯ２６０％、Ａｌ２Ｏ３１４．７％、Ｂ２Ｏ３１１％、ＲＯ（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＢａＯ）３％、ＪＯ（ＪＯ＝ＣａＯ＋ＳｒＯ）１１．３％、ＯＨ基量  ５６５ｐｐｍの組成を有する無アルカリ硼珪酸ガラスからなる平板ガラス（小片の板ガラス片）を使用したものであって、携帯電子機器に搭載されるインターライントランスファー型ＣＣＤ素子のパッケージの窓材としてカバーガラス用途で使用されるものである。この平板ガラスの寸法は、縦３ｍｍ、横３ｍｍ、厚み０．５ｍｍであり、透光面の一方側すなわち第一透光面１１ａにのみ赤外線反射膜２０が成膜されているものである。この赤外線遮蔽膜２０は、ＣＶＤ法によってＳｉＯ２とＴａ２Ｏ５をそれぞれ７５ｎｍから１６０ｎｍの厚みを有するように４０層以上交互に積層し、波長７５０ｎｍ以上の赤外線を９６％以上遮断する性能を有するものである。
【００８８】
このカバーガラス１０の側面１２は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように性状の異なる２つの側面よりなり、一方は第一透光面１１ａと接する第一側面部１２ａであり、他方は第一側面部１２ａ及び第二透光面１１ｂに隣接する第二側面部１２ｂである。そして、このカバーガラス１０は、図１（Ｃ）に示すように、第一透光面１１ａと第一側面１２ａとが接する稜線２１の凹凸の最大値Ｔ、すなわち第一透光面１１ａと平行な面上における稜線２１の凹凸の最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法Ｔが、３．５μｍで１．５〜２０μｍの範囲内にあり、また側面１２の表面粗さが０．５ｎｍである。さらに、このカバーガラス１０は、第一透光面１１ａに施された薄膜２０の平板ガラスの表面と接する縁端２２の凹凸の最大値Ｌ、すなわち第一透光面１１ａと平行な面上における薄膜２０の端縁２２の凹凸の最大窪み位置から最大突出位置に至るまでの突出寸法Ｌが、２．１μｍで０．５〜５０μｍの範囲内にある。
【００８９】
また、この平板ガラス（小片の板ガラス片）の加工に際しては、成膜を施した母材薄板ガラスから小片の板ガラス片を得る加工方法としてレーザー切断を採用したものであり、側面１２は光学的な鏡面に近い表面状態を有している。このため、図２（Ａ）に示すように、側面１２から紫外線を入射することによって、第二透光面１１ｂに塗布された紫外線硬化樹脂製の接着剤３０の硬化を行うことができる。そして、この場合の光線の透過率は、紫外線センサーを使用して計測すると５０％の透過率であることを示した。そして、このような手順でパッケージ４０に固体撮像素子用カバーガラス１０の封着を行ったものを図２（Ａ）、（Ｂ）に示している。このように組み立てられた状態で、図２（Ｂ）の斜線部で示す固体撮像素子用カバーガラス１０の有効透過面積Ｐは、固体撮像素子５０を駆動状態にして調査するとカバーガラス１０の第一透光面１１ａ及び第二透光面１１ｂの各々の面積に対して８７％であることが判明する。
【００９０】
ここで、本発明に係る固体撮像素子用カバーガラス１０の表面粗さの計測は、触針式表面粗さ測定機タリステップ（Ｔａｙｌｅｒ−Ｍｏｂｓｏｎ社製）を用いて、０．２５ｍｍの測定長について、計測速度０．００２５ｍｍ／ｓｅｃ、フィルター０．３３Ｈｚ、倍率２０万倍の条件で測定したものである。また、凹凸の測定は、顕微鏡、ＳＥＭ等の計測によるものである。
【００９１】
次いで、上記の固体撮像素子用カバーガラス１０について、その製造方法を説明する。
【００９２】
まず、小片の板ガラス片とする前の板ガラスの製造工程について、以下に説明する。この工程は、薄板状の一片３００ｍｍ程度の寸法を有する大板状の母材ガラスを作製する工程であるが、この工程は２種類あり、一つは延伸成形による方法で、他方は精密研削研磨加工のみによる方法である。延伸成形による場合は、先に耐火物や白金等の高融点金属で構成された熔融炉で熔解した後に成形した板ガラスで、例えば、幅８５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ３ｍの母材板ガラスを準備する。そして、この母材板ガラスに、人工皮革を備えた回転研磨機（図示省略）によって、酸化セリウム等の遊離砥粒を水等に分散させたスラリーを自動供給しながら研磨加工を施して、表面粗さがＲａ値で１．１ｎｍの鏡面にまで研磨加工を行い、洗浄、乾燥して、例えば、板厚４．５±０．５ｍｍの厚板ガラス６０を得る。そして、この厚板ガラス６０を図３に示す延伸成形装置７０にセットして、ガラス粘度が１０５ｄＰａ・ｓになる温度に保持された加熱炉８０ａにより加熱し、下部に取り付けた取り出し耐熱性ローラー８０ｂによって搬入速度の１０倍の速度で搬出することによって薄板ガラス９０に成形し、この薄板ガラス９０の両側をスクライブ成形することで、薄板状の一辺３００ｍｍの大板ガラスを成形する。
【００９３】
また、精密研削研磨加工による場合は、熔融炉で熔解し均質化されたガラスを、例えば、寸法が８００×３００×３００ｍｍのインゴット（ブロック）に鋳込み成型を行い、そこから遊離砥粒を利用するワイヤーソー等を使用することによって切断して、板厚１．５ｍｍの薄板ガラスを得る。そして、この薄板ガラスに前述したような回転研磨加工機を用いて研磨加工を施すことによって薄板状の大板ガラスが得られる。以上のような２種類の方法によって製造できる大板ガラスの寸法は縦：５０〜６００ｍｍ、横：５０〜６００ｍｍ、板厚：０．１〜５０ｍｍの範囲で成形することが可能であり、必要に応じて変更することが可能である。
【００９４】
次いで、この大板ガラスの一方の透光面、すなわち第一透光面側にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、前記したＳｉＯ２とＴａ２Ｏ５を交互に４０層以上積層することで、成膜された薄板ガラスを得ることができる。
【００９５】
次に、この成膜された薄板状の大板ガラスを細断する方法は、例えばレーザー切断装置を利用してレーザースクライブを採用する。まず、熱加工レーザー切断装置を使用して、板厚方向の２０％の厚みまで薄板ガラスの一方の成膜されていない第二透光面上に、分割予備線としてレーザービーム移動速度１８０±５ｍｍ／ｓｅｃ、あるいは２２０±５ｍｍ／ｓｅｃ、レーザー出力１２０±５Ｗ、あるいは１６０±５Ｗの条件で碁盤目状の第一加工を行う。次いで、図４に概念的に示すように、薄板ガラス９１の第一加工面９２に対して、その反対側の成膜された面より金属製のライン状ヘッド９３を作動方向Ｍに移動させ、同時に薄板ガラス９１の第一加工面９２側の第二透光面を治具（図示省略）で押さえることによって、薄板ガラス９１の第一加工面９２に応力を加え、押圧速度１×１０−３ｍ／ｓｅｃで押し割りを行う。こうして第二加工の割断を行うことによって、第一加工によって形成された破断の起源となる予定線に沿って分割された短冊状の板ガラスが得られる。このようにして押し割り加工された短冊状の板ガラスは、それぞれ真空ピンセット（図示省略）を利用して次工程に運搬される。そして、短冊状の板ガラスを再度押し割り加工することによって、最終的な固体撮像素子用カバーガラスが得られることになる。この場合、薄板ガラス９１の第一加工面９１２が、図１に示すカバーガラス１０の第二側面部１２ｂに相当し、薄板ガラス９１の第二加工（押し割り）により得られた割断面が、カバーガラス１０の第一側面部１２ａに相当する。
【００９６】
次に、前述のような製造方法によって成形された本発明の固体撮像素子用カバーガラスについて、性能評価試験を行った。以下にその結果を具体的に示す。
【００９７】
まず、表１の組成となるように予め調合、混合したガラス原料を、１０００ｃｃの容積を持つ白金ロジウム坩堝を利用し、撹拌機能を有する電気熔融炉内に保持して１５５０℃で２０時間熔融し、その後、カーボン鋳型に熔融ガラスを流し出して徐冷することで、各種特性が測定可能となるような適切な形状に成形した。そして、得られた各々のガラス試料の特性を以下の方法により測定した。すなわち、アルカリ溶出量は、ＪＩＳ  Ｒ３５０２に従い測定を行った。表中でＮＤと表記したものは、検出困難であることを表している。また、密度については、周知のアルキメデス法によって測定を行った。さらに線膨張係数については、ＪＩＳ  Ｒ３１０２に従い３０℃から３８０℃へ加熱した際の線膨張係数の測定を行った。
【００９８】
【表１】
2006140458.tif 000003
【００９９】
表１に示す測定結果から、いずれのガラス試料についても、アルカリ溶出量、密度そして線膨張係数について、本発明に係る固体撮像素子用カバーガラスの要請を満足するものであることが判明した。ただし、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの性能は、これらの組成と諸特性を満足し、さらにその表面性状が前述のような高い品位を有することによって実現できるものである。
【０１００】
次に、性能評価１として、固体撮像素子用カバーガラス（試料Ａ〜Ｅ）を作製し、側面の表面性状についての確認をおこなった。実施例である試料Ａ〜Ｄは、上記の諸特性を満足する母材板ガラスを作製し、さらに薄板ガラスにする加工を施し、そして側面の第一側面部をレーザースクライブ（第一加工）によって形成し、第二側面部を割断加工（第二加工）、すなわち押圧速度２×１０−３ｍ／ｓｅｃの条件で押し割りによって形成したものである。一方、比較例である試料Ｅは、側面の第一側面部をメカニカルスクライブによって形成し、第二側面部を押し割りによって形成したものである。そして、各試料の側面の第一側面部、第二側面部の各々について、その表面粗さの測定を（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）原子間力顕微鏡（ＮａｎｏＳｃｏｐｅIII  Ｔａｐｐｉｎｇ  Ｍｏｄｅ  ＡＦＭ）。原子間力顕微鏡を用いた測定では、測定長４０μｍについて１０回測定を行い、その平均値を求めた。また稜線の凹凸や膜の外周端（端縁）の凹凸は電子顕微鏡、実体顕微鏡によって計測した。その結果を表２に示す。
【０１０１】
【表２】
2006140458.tif 000004
【０１０２】
表２から、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの実施例である試料Ａから試料Ｄは、いずれもそのカバーガラスの側面の表面粗さＲａが０．７ｎｍから１．３ｎｍの範囲にあり、３ｎｍ以下であって、第一透光面と第一側面部によって形成される稜線の凹凸は５μｍから１８μｍの範囲であって充分に小さく、さらに膜の外周端（端縁）の凹凸が７μｍから２７μｍの値であって０．５μｍから５０μｍの範囲内に含まれるものであることが判明した。一方、比較例である試料Ｅは、側面の表面粗さＲａが７２．４ｎｍを示す場合もあり、稜線の凹凸も１２２μｍであって、さらに膜の外周端（端縁）の凹凸も１７８μｍと高い値となることが判明した。
【０１０３】
さらに、性能評価２として、本発明の固体撮像素子用カバーガラスの経時的な耐候性を評価するため、プレッシャクッカー試験装置を使用して、１２０℃、１．２ａｔｍにて、１０００時間の条件で問題が発生しないか評価した。その結果、実施例の試料Ａ〜Ｄについては、異常が認められなかったが、比較例である試料Ｅについては、膜剥がれの発生する試料のあることが判明した。以上の結果より、本発明の固体撮像素子用カバーガラスは、耐環境性能という点で優れた品位を有するものであることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る固体撮像素子用カバーガラスの全体斜視図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の符号Ｂで示す部分の拡大斜視図、図１（Ｃ）は、同じく符号Ｂで示す部分の拡大平面図である。
【図２】図２（Ａ）は、前記固体撮像素子用カバーガラスが使用された固体撮像素子を説明するための縦断側面、図２（Ｂ）は、同じく固体撮像素子を説明するための平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る固体撮像素子用カバーガラスの製造方法における厚板ガラスから薄板ガラスを製造する工程を説明するための概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る固体撮像素子用カバーガラスの製造方法における第一加工後の薄板状ガラスに第二加工をおこなう工程を説明するための概略斜視図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  固体撮像素子用カバーガラス
１１ａ  第一透光面
１１ｂ  第二透光面
１２  側面
１２ａ  第一側面部
１２ｂ  第二側面部
２０  薄膜
２１  側面と透光面とが接する稜線
２２  薄膜の端縁
３０  接着剤
４０  固体撮像素子を収納するパッケージ
５０  固体撮像素子
６０  厚板ガラス
７０  延伸成形装置
８０ａ  加熱炉
８０ｂ  耐熱性ローラー
９０  薄板ガラス
９１  第一加工後の薄板ガラス
９２  第一加工面
９３  ライン状ヘッド
Ｍ    作動方向
Ｐ    画像透光用有効面積
Ｌ    薄膜の端縁の凹凸寸法
Ｔ    側面と透光面とが接する稜線の凹凸寸法
【図１】
2006140458.tif 000005
【図２】
2006140458.tif 000006
【図３】
2006140458.tif 000007
【図４】
2006140458.tif 000008