(57)【要約】【課題】薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等のカメラモジュールに搭載されると共に、基板として大面積超薄基板を適用してもフィルター製造時における基板の反りが起こり難いＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法等を提供する。【解決手段】ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳから成る撮像デバイスと組み合わせて紫外光と近赤外光を遮断するＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法であって、基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板の両面に、両面対称構造を有する誘電体多層膜を原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法により両面同時に成膜することを特徴とする。この製造方法では基板両面に原子層毎同時に堆積され、各層に膜応力があったとしても両面で膜応力がバランスするため、大面積超薄基板を適用しても基板の反りが起こり難い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳから成る撮像デバイスと組み合わせて紫外光と近赤外光を遮断するＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法において、
基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板の両面に、両面対称構造を有する誘電体多層膜を原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法により両面同時に成膜することを特徴とするＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法。
【請求項２】
上記大面積超薄基板の直径が２００ｍｍ以上、厚さが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法。
【請求項３】
上記大面積超薄基板の材質が、ガラス、石英、結晶のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載のＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法。
【請求項４】
上記大面積超薄基板の形状並びに大きさが、複数のＣＣＤ若しくはＣＭＯＳが形成されたウェハの形状並びに大きさと同一若しくは略同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法。
【請求項５】
上記大面積超薄基板を鉛直方向に保持した状態で、大面積超薄基板の両面に誘電体多層膜を同時成膜することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により得られたＵＶ−ＩＲカットフィルターにおいて、
基板の反り量と基板の直径との比で特定されるＵＶ−ＩＲカットフィルターの反りが、１／２００以下であることを特徴とするＵＶ−ＩＲカットフィルター。
【請求項７】
ウェハレベルで複数のカメラチップを製造する方法において、
請求項４に記載の製造方法により得られたＵＶ−ＩＲカットフィルターと、上記複数のＣＣＤ若しくはＣＭＯＳが形成されたウェハとを貼り合わせた後、切断加工して個々のカメラチップを得ることを特徴とするカメラチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳから成る撮像デバイスと組み合わせて紫外光と近赤外光を遮断するＵＶ−ＩＲカットフィルターに係り、特に、薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等のカメラモジュールに搭載されるＵＶ−ＩＲカットフィルターとその製造方法およびカメラチップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）若しくはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）から成る撮像デバイスは可視波長域以外にも感度を有するため、可視画像と無関係な紫外光や近赤外光が撮像デバイスに入射すると画像ノイズとなる。これを防止するには、可視波長域のみを透過し、紫外光と近赤外光を遮断するＵＶ（紫外光）−ＩＲ（赤外光）カットフィルターを撮像デバイスの直前に配置する必要がある。
【０００３】
ところで、小型かつ薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等のカメラモジュールに搭載されるＵＶ−ＩＲカットフィルターは、組込みスペースが狭いため薄くする必要がある。また、ＵＶ−ＩＲカットフィルターは、基板とこの基板に形成された誘電体多層膜とで構成され、上記誘電体多層膜自体の総膜厚は数μｍに過ぎない。このため、組込みスペースに合わせて上記ＵＶ−ＩＲカットフィルターを薄くするには、上記誘電体多層膜が形成される基板自体を薄くする必要があった。
【０００４】
そして、特許文献１には、ビデオカメラ、監視カメラ、工業用カメラ、パソコン、携帯電話等に組み込まれる小型撮像モジュールに関し、単体部品の絞りを不要にし、接着によらない部品の固定方法を用いて、部品数の削減と組み立ての容易化を図った小型撮像モジュールが提案されている。具体的には、基板とケースでパッケージを構成し、絞り手段、レンズ、ＩＲカットフィルター、ＩＣ等を収容してなる小型撮像モジュールであって、ケースと一体に天井を形成し、その中央部に穴を開けてこれを絞り手段とし、レンズおよびＩＲカットフィルターを下方よりケースに組み付けることを特徴とするものであった。
【０００５】
また、上記ＩＲカットフィルターに更に近紫外線をカットする機能も付与したＵＶ−ＩＲカットフィルターとして、特許文献２には、光透過部材から成る基板と、基板の一方の主面に赤外線を防止する高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に重ねて積層した第１の多層膜と、基板の他方の主面に近紫外線を防止する高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に重ねて積層した第２の多層膜とを備え、第１の多層膜の総層数を２０層以上、第２の多層膜の総層数を１９層以上とした近紫外線及び赤外線カットフィルターが提案されている。すなわち、このＵＶ−ＩＲカットフィルターは、基板の一方の主面にＩＲカットフィルター性能を有する誘電体多層膜が成膜され、基板の他方の主面にＵＶカットフィルター性能を有する誘電体多層膜が成膜されて構成されるものであった。
【０００６】
また、従来の光学ローパスフィルター（Optical Low Pass Filter：以下「ＯＬＰＦ」と称する場合がある）に利用されているＵＶ−ＩＲカットフィルターの構造としては、ウェハ（基板）の入射側に４層〜５層の光学薄膜から成る反射防止膜（ＡＲコート：Anti Reflection Coating）を成膜し、ウェハ（基板）の出射側に３５層〜５２層の光学薄膜から成るＵＶ−ＩＲコートを形成する構造が採用されているが、このような構造のＵＶ−ＩＲカットフィルターでは、光学薄膜の積層数が多い出射面側にウェハ（基板）が反ってしまうという欠点があった。このため、特許文献３では、複数の光学薄膜をウェハ（基板）の片面に形成すると共に、ウェハ（基板）の片面に形成した複数の光学薄膜の内、パスバンド領域を決定する光学薄膜がイオンアシスト成膜により成膜され、それ以外の光学薄膜がイオンアシスト成膜よりイオン化エネルギーを低くした弱イオンアシスト成膜あるいは加熱蒸着により成膜された紫外線／赤外線カットフィルターを提案している。
【０００７】
また、基板の反りや誘電多層膜の割れを低減した近赤外線カットフィルターとして、特許文献４では、特定のガラス転移温度および線膨張係数を有する熱可塑性樹脂製の透明基板の一方の面に誘電体多層膜から成る近赤外線反射膜を有し、上記透明基板の他方の面に等価屈折率膜、反射防止膜、ハードコート膜から選ばれる特定機能膜を有する近赤外線カットフィルターを提案し、更に、透明基板の両面に誘電体多層膜から成る近赤外線反射膜を有する近赤外線カットフィルターも提案している。
【０００８】
また、上述したＵＶ−ＩＲカットフィルターの成膜方法は、通常、真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法等が採用されているが、特許文献５と特許文献６では、原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法を採用することで、成膜コストの削減と高品質の光学多層膜の形成を可能とした光学多層膜の製造方法等が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１４７０３２号公報
【特許文献２】特開２００７−３０４５７３号公報
【特許文献３】特開２００７−９３８０４号公報
【特許文献４】特開２００６−３０９４４号公報
【特許文献５】特開２００２−２７７６２８号公報
【特許文献６】特開２００４−１７６０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、可視波長域のみを透過し、紫外光と近赤外光を遮断する上記ＵＶ−ＩＲカットフィルターにおいては、膜材料（低屈折率膜と高屈折率膜）の組み合わせを選んだとしても、用いる誘電体多層膜の総膜厚は数μｍに達してしまう。このような誘電体多層膜を基板に成膜すると、膜応力により基板に反りが発生する。このような基板の反りを低減させるため、上述した特許文献３、特許文献４で提案された方法、および、低屈折率膜の膜応力と高屈折率膜の膜応力とが打ち消し合うような成膜条件を求める方法等が試みられている。しかし、僅かな成膜条件の誤差によって誘電体多層膜の膜応力は変動してしまい、誘電体多層膜の膜応力を常に再現することは困難であった。このため、小型で薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等カメラモジュールの配置スペースに対応させて厚さが極薄の基板（超薄基板）を採用し、超薄基板上に誘電体多層膜を形成する場合、膜応力による基板の反りの発生は顕著になっていた。
【００１０】
また、基板の反りを発生させることなく大面積の超薄基板（大面積超薄基板）にＵＶ−ＩＲカットフィルターの誘電体多層膜を成膜できれば、カメラチップの製造方法を簡略化させることが可能となる。
【００１１】
すなわち、カメラチップの製造方法は、従来、図１（Ａ）に示すようにダイシングして得られたＣＣＤチップとＵＶ−ＩＲカットフィルターチップとを個別に貼り合わせて製造されているが、大面積超薄基板を用いて得られたＵＶ−ＩＲカットフィルターの形状並びに大きさが、例えば図１（Ｂ）に示すように複数のＣＣＤが形成されたウェハの形状並びに大きさと同一であれば、ＵＶ−ＩＲカットフィルターと複数のＣＣＤが形成されたウェハとを貼り合わせた後に個々のデバイスに切断加工することで、ウェハレベルで複数のカメラチップを簡便に製造することが可能となる。
【００１２】
そこで、本発明の課題とするところは、大面積超薄基板が適用されたＵＶ−ＩＲカットフィルターとその製造方法を提供し、合わせてウェハレベルで複数のカメラチップが製造される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】
そこで、上記課題を解決するため、本発明者は、フィルターの基板（ウェハ）材料として基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板を適用し、かつ、広く利用されている上述の真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法等の成膜方法に代えて原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法を採用すると共に、基板の両面に両面対称構造を有する誘電体多層膜を同時に成膜する方法を試みたところ、大面積超薄基板の反りを発生させることなくＵＶ−ＩＲカットフィルターが得られることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見により完成されている。
【００１４】
すなわち、請求項１に係る発明は、
ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳから成る撮像デバイスと組み合わせて紫外光と近赤外光を遮断するＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法において、
基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板の両面に、両面対称構造を有する誘電体多層膜を原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法により両面同時に成膜することを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法において、
上記大面積超薄基板の直径が２００ｍｍ以上、厚さが１００μｍ以下であることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１または２に記載の発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法において、
上記大面積超薄基板の材質が、ガラス、石英、結晶のいずれかであることを特徴とし、
請求項４に係る発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法において、
上記大面積超薄基板の形状並びに大きさが、複数のＣＣＤ若しくはＣＭＯＳが形成されたウェハの形状並びに大きさと同一若しくは略同一であることを特徴とし、
請求項５に係る発明は、
請求項１〜４のいずれかに記載の発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法において、
上記大面積超薄基板を鉛直方向に保持した状態で、大面積超薄基板の両面に誘電体多層膜を同時成膜することを特徴とするものである。
【００１６】
次に、請求項６に係る発明は、
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により得られたＵＶ−ＩＲカットフィルターにおいて、
基板の反り量と基板の直径との比で特定されるＵＶ−ＩＲカットフィルターの反りが、１／２００以下であることを特徴とし、
また、請求項７に係る発明は、
ウェハレベルで複数のカメラチップを製造する方法において、
請求項４に記載の製造方法により得られたＵＶ−ＩＲカットフィルターと、上記複数のＣＣＤ若しくはＣＭＯＳが形成されたウェハとを貼り合わせた後、切断加工して個々のカメラチップを得ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法によれば、
基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板の両面に、両面対称構造を有する誘電体多層膜を原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法により両面同時に成膜しているため、上記大面積超薄基板の反りを発生させることなくＵＶ−ＩＲカットフィルターを得ることが可能となり、かつ、得られたＵＶ−ＩＲカットフィルターを適用することにより小型で薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等カメラモジュールの配置スペースを低減させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係るカメラチップの製造方法によれば、
請求項４に記載の製造方法により得られたＵＶ−ＩＲカットフィルター、すなわち複数のＣＣＤ若しくはＣＭＯＳが形成されたウェハの形状並びに大きさと同一若しくは略同一である大面積超薄基板が適用されたＵＶ−ＩＲカットフィルターと上記ウェハとを貼り合わせた後、切断加工して個々のカメラチップを得ているため、ウェハレベルで複数のカメラチップを簡便に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
小型で薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等カメラモジュールの配置スペースに対応させて基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板を採用し、かつ、従来から広く採用されている真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法等の成膜法で上記大面積超薄基板にＵＶ−ＩＲカットフィルターの誘電体多層膜を形成した場合、大面積超薄基板に反りが発生してしまう。
【００２１】
そこで、低屈折率膜の膜応力と高屈折率膜の膜応力とが打ち消し合うような成膜条件を例え見出したとしても、工業的に安定して成膜することは困難でかつ温度変化により基板の反りが発生してしまうことも考えられる。上記膜応力による基板の反りを低減させるため、基板両面にＵＶ−ＩＲカットフィルターを分割して成膜する方法も試みられている。そして、基板の片面毎に成膜を行うこの方法では、片面成膜後の反った基板に対しその反対側の面に成膜することになることから、基板の反りについて若干の低減は期待されるものの、根本的な解決策にはなり得ない。
【００２２】
上記基板の反りを解決するには基板両面に同時に成膜を行うことが理想的であり、本発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法はこの考え方に基づいている。
【００２３】
すなわち、本発明は、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳから成る撮像デバイスと組み合わせて紫外光と近赤外光を遮断するＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法において、基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板の両面に、両面対称構造を有する誘電体多層膜を原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法により両面同時に成膜することを特徴とするものである。
【００２４】
１．ＡＬＤ法
原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）法は、真空容器（成膜装置）中に基板を配置する共に、分子層を構成する元素が含まれる原料ガスを交互に真空容器内に導入して、基板表面側に吸着された分子と次に導入される原料ガスとの反応により分子層を形成するもので、分子層の膜厚を原子層レベルで制御できる方法である。従って、ＡＬＤ法で用いられる成膜装置（原子層堆積装置）においては、ＰＶＤ法やＣＶＤ法で用いられる成膜装置に必要であった高価な部品ユニットや高速回転機構等が不要となり、従来の成膜方法と較べて成膜コストの低減が図れる。
【００２５】
そして、ＡＬＤ法による光学多層膜の製造方法では、光学特性に関係する物性値の異なる複数種類の物質それぞれの分子層を基板に積層し、所望の複合的な物性値を有する薄膜が形成される基本工程を複数回繰り返すことにより複数の薄膜から成る光学多層膜を形成するものである。各薄膜の形成にあたっては、分子層を構成する元素のそれぞれが含まれる原料ガスを交互に真空容器（成膜装置）内に導入し、原料ガスの入れ替え回数を調整することにより各薄膜の複合的な物性値を連続的に変化させる。
【００２６】
ＡＬＤ法による分子層を構成する物質として、例えば、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等高融点の誘電体酸化物が挙げられる。これ等物質の分子層をＡＬＤ法を用いて形成することから、従来のＰＶＤ法で必要とした高価な蒸発源が不要となり、高融点誘電体酸化物を比較的低温で容易に成膜することができ、かつ、各分子層の膜厚を薄くすることにより内部応力を緩和させることができ、薄膜の反りの発生を防止し光学多層膜の耐久性を向上させることができる。
【００２７】
また、ＡＬＤ法は、上述したように分子層ずつ交互に堆積でき、基板の両面に均一に成膜することが可能である。そして、基板の両面に同時成膜が可能であることから、本発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの光学的仕様を満足する成膜方法である。すなわち、基板両面に分子層毎同時に堆積され、各層に膜応力があったとしても、両面で膜応力がバランスするため、基板の反りが極めて起こり難い。
【００２８】
ＡＬＤ法を用いて、例えばＡｌ２Ｏ３の単原子（単分子）層を形成する場合、下記４サイクルの工程で完成する。
（１）基板面若しくは既に成膜が行われた面に水分子を導入してＯＨ基を吸着させる。
【００２９】
（１層目以降の反応）
２Ｈ２Ｏ  ＋：Ｏ−Ａｌ（ＣＨ３）２  →  ：Ａｌ−Ｏ−Ａｌ（ＯＨ）２＋２ＣＨ４
（２）余剰水分子をパージ排気する。
（３）Ａｌ２Ｏ３膜の原料ガスであるＴＭＡ［Trimethyl Aluminum：Ａｌ（ＣＨ３）３］ガスを導入する。ＴＭＡ分子がＯＨ基と反応してＣＨ４ガスが発生する。
【００３０】
（１層目の反応）
Ａｌ（ＣＨ３）３＋：Ｏ−Ｈ  →  ：Ｏ−Ａｌ（ＣＨ３）２＋ＣＨ４
（１層目以降の反応）
Ａｌ（ＣＨ３）３＋：Ａｌ−Ｏ−Ｈ  →  ：Ａｌ−Ｏ−Ａｌ（ＣＨ３）２＋ＣＨ４
（４）ＣＨ４ガスをパージ排気する。
【００３１】
この４サイクルの工程で、約０．１ｎｍのＡｌ２Ｏ３膜が形成されるので、要求する膜厚に到達するまでこの工程を繰り返して膜厚を増加させる。
【００３２】
また、ＡＬＤ法によってＴｉＯ２の単原子（単分子）層を形成するには、ＴｉＯ２膜の原料ガスにＴｉ（ＯＣ２Ｈ５）４（Ti-ethaoxide）ガスを用いることにより同様に形成することができる。上記４サイクルの工程で約０．０４ｎｍのＴｉＯ２膜が形成されるので、所望の膜厚に到達するまでこの工程を繰り返して膜厚を増加させる。
【００３３】
次に、例えば、ＴｉＯ２から成る分子層と、Ａｌ２Ｏ３から成る分子層とで光学多層膜を構成する場合について説明する。これ等２種類の分子層を形成する場合、例えばＴｉＯ２の原料ガスとしてＴｉを含むＴｉＣｌ４ガスとＯを含むＨ２Ｏガスが採用され、Ａｌ２Ｏ３の原料ガスとしてＡｌを含む上記ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガスを用いることができる。他の種類の分子層を形成する原料ガスとして、ＡＬＤ用若しくはＣＶＤ用として市販されているものが利用でき、原子層堆積により自己精製効果があるため、特に高純度の原料ガスを用いる必要はない。また、欠陥の少ない光学多層膜を得るためには、固体原料を加熱して得る原料ガスより液体原料の原料ガスを使用することが望ましい。
【００３４】
ここで、ＡＬＤの成膜装置において、ＴｉＣｌ４ガスの供給路に配設されたバルブをＬＶ１、Ｈ２Ｏガスの供給路に配設されたバルブをＬＶ２、上記成膜装置（真空容器）の真空引きを行う真空ポンプの排気経路に配設されたゲートバルブをＧＶとすると、まず、真空ポンプにより成膜装置（真空容器）内を所定圧力（例えば、１０−３Ｐａ）以下に減圧した状態でゲートバルブＧＶを閉め、その後、バルブＶＬ１を開いて基板が配置された成膜装置（真空容器）内にＴｉＣｌ４ガスを導入して上記基板両面にＴｉを１原子層だけ吸着させてから、上記ゲートバルブＧＶを開いて成膜装置（真空容器）内に残留しているＴｉＣｌ４を排気しかつ所定圧力以下に到達するように調整する。次に、ゲートバルブＧＶを閉じると共に、バルブＶＬ２を開いて成膜装置（真空容器）内にＨ２Ｏガスを導入することによりＴｉの吸着物と分解反応させて１層のＴｉＯ２層を形成し、その後、ゲートバルブＧＶを開いて成膜装置（真空容器）内に残留しているＨ２Ｏを排気しかつ所定圧力以下に到達するように調整してゲートバルブＧＶを閉じる。尚、この成膜装置（真空容器）においては、上記原料ガスの入れ替え回数がカウントされるようになっている。
【００３５】
次に、Ａｌ２Ｏ３から成る分子層についても、ＴｉＯ２から成る分子層の場合と同様、成膜装置（真空容器）内に上記ＴＭＡガスとＨ２Ｏガスとを交互に供給し、原料ガスの入れ替え回数を調整することにより原子層レベルで膜厚を制御することができる。但し、各分子層の種類によって成膜速度が異なっており、事前に成膜速度を確認した上で条件を設定する必要がある。
【００３６】
ところで、高温成膜ではＴｉＯ２層が結晶化して散乱原因になる場合があるため、高温でも結晶化し難いＡｌ２Ｏ３等の層で上記ＴｉＯ２層を挟み込むことによりＴｉＯ２層の結晶化を防止することができる。また、反応を促進させるためには基板加熱が必要であり、酸化物膜の場合、２００〜４００℃で基板の加熱を行うことが好ましい。また、成膜装置（真空容器）内において、大面積超薄基板の向きが水平方向となるように保持した場合、大面積超薄基板の自重により反り（中央部の凹み）が生ずることがある。このような反りを低減させるには、大面積超薄基板の向きが鉛直方向となるように保持した状態（すなわち、大面積超薄基板を鉛直方向に保持した状態）で成膜すればよい。
【００３７】
２．ＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法
本発明のＵＶ−ＩＲカットフィルターに適用する基板については、基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板であることを要する。基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００より大きい場合、小型で薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等カメラモジュールの配置スペースに対応させることが難しくなるからである。但し、適用する基板の厚さが非常に薄い場合であっても、基板の直径が小さい場合には生産効率の向上が図れなくなることがある。このため、本発明のＵＶ−ＩＲカットフィルターに適用する基板については、基板の直径が２００ｍｍ以上、基板の厚さが１００μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
次に、本発明のＵＶ−ＩＲカットフィルターに適用する大面積超薄基板の材質としては特に限定されないが、ガラス、石英、結晶のいずれかであることが望ましい。これ等は樹脂フィルムで構成される基板より耐熱性に優れるため、ＡＬＤの成膜速度が向上する（すなわち反応が促進する）基板温度まで加熱できる点で優れている。但し、本発明に係る大面積超薄基板の材質については、上述したガラス、石英等の他、樹脂フィルムを適用してもよいが、上述した理由からＡＬＤによる成膜速度が低下する。
【００３９】
また、本発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの膜構造を設計する場合、低屈折率層と高屈折率層の繰り返し層を基本とし、要求光学特性が具備されるように膜層数を増減させ、あるいは膜厚を増減させる最適化を行う。これにはSimplex法やNeedle法等の多くの最適化手法が用いられる。但し、本発明において適用するＡＬＤ法では両面対象構造にしなければならないため、最適化の際、両面のｎ層目は同じ膜厚になるような制限を設定することが必要になる（カップリング若しくはペアリングと呼ばれる）。
【００４０】
そして、上記低屈折率層と高屈折率層としてはそれぞれ以下のような材料を用いることができる。すなわち、低屈折率層としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等が挙げられ、また、高屈折率層には、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ，ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ等が挙げられる。
【００４１】
また、本発明のＵＶ−ＩＲカットフィルターに適用される大面積超薄基板の形状並びに大きさが、複数のＣＣＤ若しくはＣＭＯＳが形成されたウェハの形状並びに大きさと同一若しくは略同一であれば、上記ＵＶ−ＩＲカットフィルターと複数のＣＣＤが形成されたウェハとを貼り合わせた後に個々のデバイスに切断加工することにより、ウェハレベルで複数のカメラチップを簡便に製造することが可能となる。
【００４２】
また、本発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法によれば、基板の反り量と基板の直径との比で特定されるＵＶ−ＩＲカットフィルターの反りが１／２００以下とすることができる。尚、ＵＶ−ＩＲカットフィルターを構成する誘電体多層膜を大型超薄型光学ローパスフィルター（このローパスフィルターが大面積超薄基板に対応する）に直接成膜することも可能であり、更に、ダイシング前のＵＶ−ＩＲカットフィルター上に、複数のレンズが格子状に並んだレンズモジュール基板を接着させた後にダイシングを行ってもよい。
【００４３】
３．ウェハレベルでカメラチップを製造する方法
近年、携帯電話、パソコン、防犯カメラ、その他の電子機器への小型カメラの組み込みを大幅に進歩させる新たなウェハレベル・カメラ技術が提案されている。このウェハレベル技術はウェハ上に数千個のレンズを同時に作製する技術であり、複数のレンズ・ウェハがウェハレベルで整列し、接着される。接着されたレンズ・ウェハは一つ一つのレンズモジュールにダイシングされ、各レンズモジュールはパッケージ化されたイメージセンサの上部に装着されて利用される。
【００４４】
そして、本発明のＵＶ−ＩＲカットフィルターに適用される大面積超薄基板の形状並びに大きさが、複数のＣＣＤ若しくはＣＭＯＳが形成されたウェハの形状並びに大きさと同一若しくは略同一であれば、上述したようにＵＶ−ＩＲカットフィルターと複数のＣＣＤが形成されたウェハとを貼り合わせた後に個々のデバイスに切断加工することにより、ウェハレベルで複数のカメラチップを製造することができる。このため、ダイシングして得られたＣＣＤチップとＵＶ−ＩＲカットフィルターチップとを個別に貼り合わせてカメラチップを製造する従来法と較べ、製造プロセスの簡略化を図ることができる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
［実施例１］
まず、ＵＶ−ＩＲカットフィルターに施す誘電体多層膜の構造を設計した。尚、ＡＬＤ法による成膜は両面同時成膜で行うため、両面対称構造の膜構造となる。
【００４６】
ＵＶ−ＩＲカットフィルターのような高反射の光学薄膜の膜構造を設計する場合、上述したように低屈折率層と高屈折率層の繰り返し層を基本とし、要求光学特性を設定して、この要求光学特性が具備されるように膜層数を増減させ、あるいは膜厚を増減させる最適化を行う。これにはSimplex法やNeedle法等の多くの最適化手法が用いられる。但し、本発明で適用するＡＬＤ法による成膜では両面対象構造にしなければならないため、最適化の際、両面のｎ層目は同じ膜厚になるような制限を設定することが必要になる（カップリング若しくはペアリングと呼ばれる）。実施例１では低屈折率層にＡｌ２Ｏ３、高屈折率層にＴｉＯ２を採用した。
【００４７】
そして、実施例１に係る両面対象構造のＵＶ−ＩＲカットフィルターに施す誘電体多層膜の構造を以下の表１に示す。Ａ面は６２層で総膜厚５５２１ｎｍ、Ｂ面も６２層で総膜厚５５２１ｎｍの両面対象構造である。
【００４８】
【表１】
2009205070.tif 000003
また、実施例１で適用した大面積超薄基板は、直径８インチ（約２００ｍｍ）かつ厚さ３００μｍの円盤状ガラス基板［ショット社製  Ｄ２６３］を、ラッピングとポリッシングにより研磨して薄くした厚さ１００μｍの両面ポリッシュ基板である。また、この大面積超薄基板は、成膜温度に耐えられるようにエッジがポリッシュされている。
【００４９】
この大面積超薄基板を水平方向に保持してＡＬＤ装置にセットした。チャンバ（真空容器）を１３３Ｐａまで排気し、基板を３５０℃に加熱した。
【００５０】
尚、これとは別に、同一の大面積超薄基板を鉛直方向に保持して、同様の成膜を行っている。
【００５１】
そして、上記表１に示す膜構造に従って、１層目のＴｉＯ２層の要求膜厚になるまで上述した原子層の堆積サイクルを行い、次いで、２層目のＡｌ２Ｏ３層目の要求膜厚になるまで同様に原子層の堆積サイクルを行い、以下、これ等の堆積サイクルを交互に繰り返すことにより片面６２層の両面対称構造のＵＶ−ＩＲカットフィルターを得た。
【００５２】
次に、表１に示す誘電体多層膜が形成された大面積超薄基板を室温付近まで冷却し、チャンバ（真空容器）をベント（大気開放）した後に上記基板を取り出した。
【００５３】
そして、取り出した実施例１に係る両面対称構造のＵＶ−ＩＲカットフィルターについてその分光透過特性を自記分光光度計により測定した。
【００５４】
測定した実施例１に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの分光透過特性を図２に示す。
【００５５】
そして、実施例１に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターは両面対象構造のため、図２のグラフ図から確認されるように可視波長域においても反射防止効果があり、９９％以上の可視光透過率が得られた。
【００５６】
次に、実施例１に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの反り測定を行った。
【００５７】
測定は２２℃に温度管理されたクリンルーム内において、金属定盤上にＵＶ−ＩＲカットフィルターを置き、ＵＶ−ＩＲカットフィルターの最大出っ張り高さをレーザ変位計で測定した。そして、測定値から基板の厚さ０．１ｍｍを引いた値を反り量とした。この反り量を以下の表３に示す。
【００５８】
そして、実施例１に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターはその反り量が大幅に低減されていることが確認された。
［実施例２］
複数の約６ｍｍ角のＣＭＯＳデバイスがパターニングされた８インチウェハ基板に対し、このウェア基板のＣＭＯＳエリア周囲部に厚さ０．１ｍｍの格子形状のスペーサを挟み込んだ状態で実施例１に係る８インチＵＶ−ＩＲカットフィルターを接着した後、ダイシング加工して複数の約６ｍｍ角のカメラチップを製作した。
【００５９】
尚、上記ＣＭＯＳデバイスがパターニングされた８インチウェハ基板とＵＶ−ＩＲカットフィルターの間にモアレ現象を防ぐための光学ローパスフィルターを配置して、変形例に係るカメラチップも製作した。
［比較例］
比較例に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターとして片面ＵＶ−ＩＲカットフィルターを設計した。この比較例に係る片面構造のＵＶ−ＩＲカットフィルターに施す誘電体多層膜の構造を以下の表２に示す。表２に示すように片面Ａ面は９７層で総膜厚８００３ｎｍ、他方の片面Ｂ面は未成膜である。
【００６０】
そして、ＡＬＤは原理的に片面成膜が困難なため、一般的に使用されているイオンアシスト蒸着法により比較例に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターを成膜した。
【００６１】
すなわち、実施例１で適用した基板と同様の基板をチャンバにセットし、１３３３Ｐａ〜８００Ｐａまで排気し、基板を３５０℃に加熱した。イオンアシスト蒸着は基板加熱を必要としないが、実施例１と同様な条件にするため基板加熱を行った。また、これとは別に未加熱でも成膜を行った。Ａｌ２Ｏ３とＴｉＯ２成膜時には酸素ガスを導入し、それぞれの成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃ、０．１ｎｍ／ｓｅｃで行った。膜厚は光学膜厚モニターを利用して制御した。イオンアシストには、酸素とアルゴンの混合ガス（８０：２０）を用い、イオン加速電圧は１ｋｅＶとした。
【００６２】
得られた比較例に係る片面ＵＶ−ＩＲカットフィルターの分光透過特性を自記分光光度計により測定した。この分光透過特性を図３に示す。
【００６３】
そして、図２のグラフ図と図３のグラフ図から、実施例１と比較例とではほとんど変わらない分光透過特性を示していた。尚、比較例は片面のみに成膜してあるため、高反射率を得るために膜総数を増やしている。また、比較例に係る片面ＵＶ−ＩＲカットフィルターでは可視波長域において最高透過率が９６％しかなかった。
【００６４】
また、実施例１と同様にして比較例に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの反り測定を行った。結果を表３に示す。
【００６５】
【表２】
2009205070.tif 000004
【００６６】
【表３】
2009205070.tif 000005
「評  価」
（１）実施例１に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの分光透過特性を図２のグラフ図に、また、比較例に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの分光透過特性を図３のグラフ図にそれぞれ示す。
【００６７】
そして、これ等グラフ図から確認されるように実施例１と比較例とではほとんど変わらない分光透過特性を示している。
【００６８】
但し、比較例に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターでは、可視波長域において最高透過率が９６％しかなかった。これは未成膜の裏面（Ｂ面）反射に起因しているものと思われる。
【００６９】
他方、実施例１に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターでは、両面対象構造を有しているため可視波長域においても反射防止効果があり、９９％以上の可視光透過率であった。
（２）表３に示された反り量（ｍｍ）から分かるように、実施例１に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの反り量が「０．３ｍｍ（水平方向保持）」、「＜０．２ｍｍ（鉛直方向保持）」であるのに対し、比較例に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの反り量は「８ｍｍ（成膜温度３５０℃）」「４ｍｍ（非加熱）」であった。
【００７０】
従って、実施例１においては比較例に較べて基板の反り量が大幅に低減されていることが確認される。
【００７１】
また、基板を鉛直方向に保持した方が、基板を水平方向に保持した場合より基板の反り量が少ないことも確認された。基板を水平方向に保持した場合、基板の自重により成膜前から反りが発生していたためと思われる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの製造方法によれば、基板の厚さと基板の直径との比が１／２０００以下である大面積超薄基板の両面に両面対称構造を有する誘電体多層膜を原子層堆積（ＡＬＤ）法により両面同時に成膜しているため、大面積超薄基板の反りを発生させることなくＵＶ−ＩＲカットフィルターを得ることが可能となり、かつ、得られたＵＶ−ＩＲカットフィルターを適用することにより小型で薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等カメラモジュールの配置スペースを低減させることが可能となる。従って、小型で薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等に組み込まれるＵＶ−ＩＲカットフィルターとして適用される産業上の利用可能性を有している。
【００７３】
また、本発明に係るカメラチップの製造方法によれば、ウェハレベルで複数のカメラチップを簡便に製造することが可能となる。従って、小型で薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等に組み込まれるカメラチップとして適用される産業上の利用可能性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１（Ａ）は従来法に係るカメラチップの製造方法を示す説明図、図１（Ｂ）は本発明に係るカメラチップの製造方法を示す説明図。
【図２】実施例１に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの分光透過特性を示すグラフ図。
【図３】比較例に係るＵＶ−ＩＲカットフィルターの分光透過特性を示すグラフ図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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