(57)【要約】      （修正有）【課題】光学特性を良好にして伝播損失が少ない、生産性を向上した積層光学素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】水晶板又はガラス板からなる光学板の複数枚を貼り合わせてなる積層光学素子において、前記ガラス板の接合面には酸化珪素膜（ＳiＯ２膜）が設けられ、前記光学板の接合面は原子間結合によって直接接合された構成とする。また、水晶ウェハ又はガラスウェハからなる光学ウェハの複数枚を貼り合わせて積層光学ウェハを形成した後、前記積層光学ウェハを個々の積層光学素子に切断分割してなる積層光学素子の製造方法において、前記ガラスウェハの接合面には酸化珪素膜（ＳiＯ２膜）を形成して光学ウェハとし、前記光学ウェハの複数を原子間結合によって直接接合してなる製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶板又はガラス板からなる光学板の複数枚を貼り合わせてなる積層光学素子において、前記ガラス板の接合面には酸化珪素膜（ＳiＯ２膜）が設けられ、前記光学板の接合面は原子間結合によって直接接合されたことを特徴とする積層光学素子。
【請求項２】
請求項１において、前記原子間結合はＳi−Ｏ−Ｓi結合又はＳi−Ｓi結合である積層光学素子。
【請求項３】
請求項１において、前記光学板の複数枚は、水晶板同士、ガラス板同士、又は水晶板とガラス板である積層光学素子。
【請求項４】
水晶ウェハ又はガラスウェハからなる光学ウェハの複数枚を貼り合わせて積層光学ウェハを形成した後、前記積層光学ウェハを個々の積層光学素子に切断分割してなる積層光学素子の製造方法において、前記ガラスウェハの接合面には酸化珪素膜（ＳiＯ２膜）を形成して光学ウェハとし、前記光学ウェハの複数を原子間結合によって直接接合してなる積層光学素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記切断分割は、前記積層光学ウェハの一主面に線状ひびを設けた後、前記線状ひびに沿って圧力を加えてなるスクライバ分割法である積層光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層光学素子例えば光学ローパスフィルタ（以下、積層光学フィルタとする）及びその製造方法を技術分野とし、特に光学板を直接接合によって貼り合わせた積層光学フィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
積層光学フィルタはカメラ等の撮像素子の前方に配置され、擬似信号を抑止して色ボケ等を解消する素子として知られている。近年では、光学製品も増大して需要も多く、光学特性を確実に維持することは勿論として、生産性が求められる。
【０００３】
（従来技術の一例）
第４図は従来例を説明する光学フィルタの断面図、第５図は製造工程を説明する積層光学ウェハの断面図である。
【０００４】
積層光学フィルタ１は例えば平板状とした水晶板やガラス板からなる複数例えば２枚の光学板１（ａｂ）を貼り合わせてなる。光学板１（ａｂ）は例えばアクリル系とした紫外線硬化型の接着剤２によって接合される。そして、積層光学フィルタ１の例えば両主面には赤外線カット用の光学薄膜３を有する。但し、光学薄膜３は必要に応じて一主面のみに設けられる。
【０００５】
通常では、先ず、平板状とした２枚の光学ウェハ４（ａｂ）の両主面を鏡面研磨する。そして、各光学ウェハ4（ａｂ）の特に両主面を強酸性や強アルカリ性の洗浄液によって洗浄する。これにより、光学特性を悪化させて不良の元となる例えば研磨時のゴミやシミ等の異物を光学ウェハ４（ａｂ）の表面から除去する。
【０００６】
次に、各光学ウェハ４（ａｂ）の一主面に、赤外線カット用の光学薄膜３を蒸着等によって形成する。これにより、光学フィルタ１の入出射面となる各光学ウェハ４（ａｂ）の一主面のクリーン度が維持（確保）される。次に、光学ウェハ４（ａｂ）の接合面となる他主面を対向して、アクリル系の接着剤２が塗布される。
【０００７】
そして、光学薄膜３の設けられた光学ウェハ４（ａｂ）の一主面を図示しない冶具によって押圧しながら、紫外線を照射して接着剤２を硬化させ、２枚の光学フィルタ４（ａｂ）を接合する。これにより、積層光学ウェハ４を形成する。
【０００８】
最後に、積層光学ウェハ４をＡ−Ａ及びＢ−Ｂ線に沿って縦横に切断分割し、二枚の光学板１（ａｂ）が接合した積層光学フィルタ１の多数を得る。この場合、一般には、ダイヤモンドの微粒子（粉体）を薄円板の外周に固着した回転刃（ダイヤモンドホイール）を有する所謂ダイシングソウによって切断する。そして、各積層光学フィルタ１を弱酸性や弱アルカリ性の洗浄液によって洗浄する。
【０００９】
【特許文献１】特開平２００５−４９８３１号公報
【特許文献２】特願２００４−３０１２６９号
【特許文献３】特開２０００−２６９１０６号公報
【特許文献４】特開平６−１２０４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の光学素子及びその製造方法では、２枚の光学ウェハ４（ａｂ）を貼り合わせる接着剤２に起因して次の問題があった。すなわち、接着剤２（ここではアクリル系）は、耐酸性及び耐アルカリ性に劣ることから、強酸性や強アルカリ性の洗浄液で洗浄した光学フィルタ４（ａｂ）の接合前に、光学薄膜３を形成して入出射面のクリーン度を確保する。
【００１１】
逆に言えば、光学ウェハ４（ａｂ）の接合後に洗浄して光学薄膜３を形成すると、入出射面（両主面）のクリーン度は確保されても、洗浄液によって接着剤２が侵食される。なお、接着剤２による光学ウェハ４（ａｂ）の接合後に弱酸性や弱アルカリ性の洗浄液による洗浄も考えられるが、積層光学ウェハ４における両主面の異物のうちの特にシミが落ちきれない。
【００１２】
これらのことから、前述したように、鏡面研磨された各光学ウェハ４（ａｂ）を洗浄して光学薄膜３を設けた後、接着剤２によって接合する。しかし、この場合には、光学薄膜３の設けられた両主面を冶具によって押圧しながら接着剤２に紫外線を照射する。このため、光学薄膜３は冶具と当接して損傷やしわ（凹凸）等を生じさせる。
【００１３】
また、光学ウェハ４（ａｂ）の接合面に溶融した接着剤２を塗布しての作業工程中に、接合界面から空気が侵入し、接着剤２中に気泡を生じさせる。これらは、いずれも、不良の元になる光学特性を悪化させ、生産性に欠ける問題があった。さらには、接合面の接着剤２によって、光が熱に変換したり、分散したりして伝播損失を生じる問題もあった。
【００１４】
また、上記の製造方法では、ダイシングソウによって積層光学ウェハ４を切断分割するため、ダイシングソウによる刃先の幅分が削り取られる。したがって、積層光学ウェハ４に切除分を生じて光学素子１の取り分が減って利用効率が悪い。そこで、液晶パネルの切断等に使用されるスクライブ切断法を採用することが考えられた。
【００１５】
スクライブ切断法は、例えば第６図に示したように、光学ウェハ４ａの表面上に分割線としての線状ひび（スクライブ溝、引っ掻き溝）５を設ける。例えばダイヤモンド刃先とした回転カッターを押し当て形成される。そして、図示しない分割装置（例えば三星ダイヤモンド社製のブレーカー）によって、線状ひび５上から圧力を加えて分割する。これにより、ダイシングソウのように刃先の幅分による切除分がないので、利用効率が約20％上昇する。
【００１６】
しかし、積層光学ウェハ４にスクライブ切断法を適用した場合には、積層光学ウェハ４の接合面に介在した接着剤２の粘着性によって、線状ひび５が他方の光学ウェハに伝わらず、線状ひびに沿っての分割を困難にする問題があった。なお、第６図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図、同図（ｃ）は点線枠部の一部断面図である。
【００１７】
（発明の目的）
本発明は光学特性を良好にして伝播損失が少ない、生産性を向上した積層光学素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明（積層光学素子）は、特許文献１及び２で示される直接接合に着目し、特許請求の範囲の請求項１に示したように、水晶板又はガラス板からなる光学板の複数枚を貼り合わせてなる積層光学素子において、前記ガラス板の接合面には酸化珪素膜（ＳiＯ２膜）が設けられ、前記光学板の接合面は原子間結合によって直接接合された構成とする。
【００１９】
また、本発明（積層光学素子の製造方法）は、同請求項４に示したように、水晶ウェハ又はガラスウェハからなる光学ウェハの複数枚を貼り合わせて積層光学ウェハを形成した後、前記積層光学ウェハを個々の積層光学素子に切断分割してなる積層光学素子の製造方法において、前記ガラスウェハの接合面には酸化珪素膜（ＳiＯ２膜）を形成して光学ウェハとし、前記光学ウェハの複数を原子間結合によって直接接合してなる製造方法とする。
【発明の効果】
【００２０】
（請求項１、積層光学素子）
本発明（請求項１）の構成であれば、光学板の接合面は原子間結合によって直接接合するので、接着剤を不要にする。したがって、従来の接着剤を用いることによる光学特性の悪化を防止して生産性を高められる。また、光がそのまま直進して透過するので、接着剤による伝播損失がない。なお、光学板としてガラス板を用いる場合は、接合面に酸化珪素膜が設けられるので、原子間接合による直接接合が可能になる。
【００２１】
（請求項１の実施態様、請求項２、３）
請求項２では、請求項１において、前記原子間結合はＳi−Ｏ−Ｓi結合又はＳi−Ｓi結合とする。これらにより、接着剤を不要とした直接接合の結合形態をさらに明確にする。
【００２２】
同請求項３では、請求項１において、前記光学板の複数枚は、水晶板同士、ガラス板同士、又は水晶板とガラス板であるとする。これにより、積層光学素子の各光学板の組み合わせをさらに明確にする。
【００２３】
（請求項４、積層光学素子の製造方法）
本発明（請求項４）の製造方法では、光学ウェハの複数枚を原子間結合によって直接接合する。したがって、光学ウェハを直接接合した後でも、接合面には接着剤がないので、強酸性や強アルカリ性の洗浄液で洗浄できる。これにより、洗浄後に、積層光学ウェハの両主面（入出射面）に光学薄膜を形成できる。
【００２４】
したがって、直接接合時の押圧用の冶具が光学薄膜に当接することはない。このことから、積層光学ウェハの主面のクリーン度を維持して、光学薄膜に損傷やシワを与えることがない。そして、直接接合なので、気泡の発生も抑止する。したがって、光学特性を維持して生産性を高められる。
【００２５】
（請求項４の実施態様、請求項５）
同請求項５の製造方法では、請求項４において、前記切断分割は、前記積層光学ウェハの一主面に線状ひびを設けた後、前記線状ひびに沿って圧力を加えてなるスクライバ分割法であるとする。これにより、ダイシングソウのように刃幅分が削り取られることなく、線状ひびに沿って分割されるので、積層光学ウェハからの積層光学素子の取り分が増加する。これは、直接接合して接着剤を使用しないために、スクライバ分割法が適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
第１図は本発明の一実施形態である積層光学フィルタの断面図、第２図はその製造方法を説明する積層光学ウェハの断面図である。なお、前従来例と同一部分の説明は簡略又は省略する。
【００２７】
積層光学フィルタ１は、前述したようにガラス又は水晶からなる２枚の光学板１（ａｂ）を貼り合わせてなり、例えば両主面に赤外線カット用の光学薄膜３を有する。ここでは、光学板１（ａｂ）の一方はガラス板１ａとし、他方は水晶板１ｂとする。そして、ガラス板１ａの接合面にはＳiＯ２からなる酸化珪素膜６が設けられ、水晶板１ｂとは原子間結合によって直接接合される。ここでの原子間結合はＳi−O−Ｓi（シロキサン結合）とする。
【００２８】
このようなものでは、例えば以下で示す第１〜第３工程によって積層光学フィルタ１を形成する。第１工程では、光学ウェハ４（ａｂ）としてのガラスウェハ４ａと水晶ウェハ４ｂとを鏡面研磨する。そして、ガラスウェハ４ａの一主面上には酸化珪素膜（ＳiＯ２膜）６を形成する「第２図（ａ）」。酸化珪素膜６は酸化珪素が混入した溶剤をガラスウェハ４ａ上に塗布する。そして、これを回転撹拌することによって所謂ＳＰＧ（Spin On Glass)によって形成される。
【００２９】
第２工程では、ガラスウェハ４ａと水晶ウェハ４ｂの一主面（接合面）を超純水によって親水化（ＯＨ化）する「第２図（ｂ）」。そして、親水化された一主面同士を当接してオプティカルコンタクトによって仮接合する。次に、両主面から押圧しながら、約５００℃で加熱する。これにより、親水化された一主面間ではＨ２Ｏが生成されて蒸発する。そして、ガラスウェハ４ａと水晶ウェハ４ｂの一主面間はＳi−O−Ｓiによる原子間結合によって直接接合される「第２図（ｃ）」。
【００３０】
第３工程では、先ず、直接接合された積層光学ウェハ４の一主面に、前述したようにダイヤモンド刃先の回転カッター等によって線状ひび５を設ける「第２図（ｄ）」。次に、積層光学ウェハ４を強酸や強アルカリの洗浄液によって洗浄し、特に両主面からゴミやシミを除去する。
【００３１】
そして、積層光学ウェハ４の両主面に蒸着によって光学薄膜３を形成する「第２図（ｅ）」。最後に、前述した分割装置によって積層光学ウェハ４を線状ひび５に沿って分割し、個々の積層光学フィルタ１を得る。そして、各積層光学フィルタ１を弱酸性や弱アルカリ性の洗浄液によって洗浄する。
【００３２】
このような構成であれば、積層光学フィルタ１は接着剤２を用いることなく、Ｓi−O−Ｓiとした原子間結合によって直接接合される。したがって、従来の接着剤２による透過光の伝播損失がない。この場合、例えば受光素子による透過光の検出を確実にする。そして、接着剤２を用いることによる製造工程中での光学特性の悪化を防止して生産性を高められる。
【００３３】
具体的には（このような製造方法では）、ガラスウェハ４ａと水晶ウェハ４ｂとを原子間結合によって直接接合するので、その後に強酸性や強アルカリ性で洗浄できる。これは、従来のように接着剤２を使用しないので、接合面に悪影響を及ぼすことがないことから可能になる。
【００３４】
そして、洗浄後に、積層光学ウェハ４の両主面に光学薄膜３を形成する。この場合、直接接合後なので、光学薄膜３には押圧用の冶具等が当接することはない。したがって、積層光学ウェハ４の主面のクリーン度を維持して、光学薄膜３に損傷やシワを与えることがない。そして、直接接合なので、接合面には気泡の発生も抑止する。したがって、光学特性を維持して生産性を高められる。
【００３５】
また、積層光学ウェハ４は直接接合であって接合面には接着剤２を要しないことから、積層光学ウェハの一主面に線状ひび５を設けた後、前記線状ひびに沿って圧力を加えて分割切断するスクライバ分割法を適用できる。したがって、ダイシングソウのように刃幅分が削り取られることなく、線状ひびに沿って分割されるので、積層光学ウェハ４からの積層光学素子１の取り分が増加する。これにより、さらに生産性が高まる。
【００３６】
また、この実施形態では、積層光学ウェハ４に線状ひびを設けた後、光学薄膜３を形成する。したがって、洗浄ひびを形成する際には、光学薄膜３から微小ゴミが発生することがないので、光学特性を良好に維持する。なお、光学薄膜３からの微小ゴミは粘着性を有するので、洗浄しても除去しにくい。
【００３７】
（他の事項）
上記実施形態では、ガラスウェハ１ａと水晶ウェハ１ｂとの原子間結合はＳi−O−Ｓiとしたが、第３図（ａ）に示したようにＳi−Ｓiとしてもよい。この場合、例えばガラスウェハ４ａの一主面は親水化（ＯＨ化）とし、水晶ウェハ４ｂの一主面は疎水化（Ｈ化）として「第３図（ｂ）」、点移転温度５７３℃以下の温度で加熱する。これにより、接合面間でのＨ２Ｏが蒸発してＳi−Ｓi結合となる。
【００３８】
また、光学板１（ａｂ）はガラス板１ａと水晶板１ｂとしたが、ガラス板同士又は水晶板同士であったとしてもよい。また、分割切断はスクライバ分割法としたが、ダイシングソウによる切断であってもよい。但し、スクライバ分割の方が前述のように取り分が多くて有利である。
【００３９】
また、光学フィルタは２枚のみならず、これ以上の複数枚であってもよく、さらに光学フィルタに限らず、例えば波長板を含めて他の光学素子であっても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態を説明する積層光学フィルタの断面図である。
【図２】本発明の積層光学ウェハの製造工程を説明する断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を説明する積層光学ウェハの断面図である。
【図４】従来例を説明する積層光学フィルタの断面図である。
【図５】従来例の製造方法を説明する積層光学ウェハの断面図である。
【図６】従来例のスクライバ分割法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  積層光学フィルタ、２  接着剤、３  光学薄膜、４  積層光学ウェハ、５  線状ひび、６  酸化珪素膜。
【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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