光学透镜及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种光学透镜及其制造方法，薄硅构成的透镜部分在分离后，能够单独保持。本发明专利技术的光学透镜的制造方法特征在于，包括：透镜面形成工序，在ＳＯＩ层（１１２）、ＳｉＯ↓［２］层（１１４）和Ｓｉ层（１１６）构成的基板的ＳＯＩ层（１１２）表面上形成透镜面（１１８）；透镜区域形成工序，只保留包括透镜面（１１８）及其边缘部（１２０）的透镜区域中的ＳＯＩ层（１１２），将透镜区域以外的区域的ＳＯＩ层（１１２）除去，直至露出ＳｉＯ↓［２］层（１１４）；透镜保持部形成工序，该透镜保持部（１２２）用于保持透镜区域，从基板的背面除去透镜保持部（１２２）以外的区域的Ｓｉ层（１１６），直至露出ＳｉＯ↓［２］层（１１４）。为了保持薄的透镜，形成透镜保持部（１２２），由此能够容易安装在模块等上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学装置中所使用的，特别是涉及波长在0.70μm～11μm范围内的红外光区域中能够使用的。
技术介绍
以往形成透镜元件的方法，如特开2003-139917号公报所示。该文献所公开的方法中，形成透镜元件的光学基板可以使用晶体基板。下面说明透镜元件的制造方法。图12为用于说明以往光学透镜制造工艺的模式剖面图。这里，光学基板如使用SOI基板。如图12(a)所示，SOI基板的结构是上层为SOI层12，下层为Si层16，中间层为SiO2层14。这里，SOI层12由Si构成。SOI基板例如可以使用直径为4英寸的基板。各层的厚度，如SOI层12为100μm，SiO2层14为1～2μm，Si层16为500μm。首先，如图12(b)所示，以规定的间隔在SOI层12表面形成多个透镜面18。透镜面18的形状有衍射型透镜、折射型透镜等，其形成方法有蚀刻、研磨等。例如，使用半导体技术中的光刻技术，在SOI层12的表面进行蚀刻处理，由此，能够以高精确度同时形成多个具有所期望光学特性的透镜面18。接着，如图12(c)所示，在各透镜面18周围形成边缘部·操作保持部20。该工序中，与各透镜面18和边缘部·操作保持部20对应的图案，由蚀刻掩模覆盖，然后对从掩模露出来的区域进行蚀刻，直至露出SiO2层14的上面，由此在基板上形成透镜元件24。然后由保持基板来保持形成的多个透镜元件24，在此状态下进行如研磨等处理。接着如图12(d)所示，将各透镜区域所确定的透镜元件24分离，并从保持基板上分离出来。特开2003-139917号公报
技术实现思路
但是，上述以往的制造方法中以硅为基体材料制造的透镜，其厚度为100～600μm，近红外区域的光(波长750～1100nm)和红外区域中波长在9μm左右的光被硅吸收，不能穿透透镜。为了使上述波长的光穿透透镜，必须使硅透镜的厚度变薄，但上述以往的制造方法中，如果将硅透镜厚度变薄，就无法保持透镜了。本专利技术是鉴于以往中的上述问题点专利技术的，本专利技术的目的是提供一种新的改良，由薄的硅形成透镜，使近红外区域的光能够穿透。而且，由于薄的硅中，透镜部分分离后无法单独保持，所以还提供能够保持该透镜的技术。为了解决上述问题，根据本专利技术第1观点，提供一种光学透镜的制造方法。本专利技术光学透镜的制造方法的特征在于，包括透镜面形成工序，在由第1层、第2层和第3层构成的基板的第1层表面上形成透镜面；以及透镜保持部形成工序，从上述基板的背面除去透镜保持部以外的区域的上述第3层，直至露出上述第2层，以形成保持包括上述透镜面及其边缘部的透镜区域的上述透镜保持部。为了解决上述问题，根据本专利技术第2观点，提供一种光学透镜的制造方法。本专利技术光学透镜的制造方法的特征在于，包括透镜面形成工序，在由第1层、第2层和第3层构成的基板的第1层表面上形成透镜面；透镜区域形成工序，只保留包括上述透镜面及其边缘部的透镜区域中的上述第1层，将上述透镜区域以外的区域的上述第1层除去，直至露出上述第2层；以及透镜保持部形成工序，从上述基板的背面除去透镜保持部以外的区域的上述第3层，直至露出上述第2层，以形成用于保持上述透镜区域的上述透镜保持部。根据上述制造方法，能够形成用于保持透镜区域的透镜保持部(支撑壁)。薄的硅中，透镜部分被分离后，无法单独保持，但根据本专利技术，通过保留透镜周围的厚度，能够保持透镜部分。上述第2层为耐蚀刻性强的耐蚀刻层；上述透镜区域形成工序中包括将上述第2层作为蚀刻停止层的蚀刻处理工序。将第2层作为蚀刻停止层进行蚀刻处理，能够容易进行透镜区域形成工序。形成透镜保持部之后，即使将透镜面的厚度变薄，也能够保持透镜部分。透镜面的厚度例如可以小于等于5μm(如1～5μm)。通过使透镜面变薄，近红外区域的光就能够通过。同样，上述第2层耐蚀刻性强的耐蚀刻层，上述透镜保持部形成工序中包括将上述第2层作为蚀刻停止层的蚀刻处理工序。将第2层作为蚀刻停止层进行蚀刻处理，能够容易进行透镜保持部形成工序。上述透镜保持部形成工序之后，还可以包括将上述第2层从上述基板背面除去的工序。不需要第2层时，可以除去。反之，也可以保留第2层。通过事先调整第2层的厚度，能够将保留的第2层作为防反射膜来使用。这一点将在后面进行说明。在上述透镜面形成工序中，在上述基板上形成多个透镜面，在上述透镜保持部形成工序之后，还包括从上述基板中分离出由上述各透镜区域所确定的各光学透镜的分离工序。用1个基板可以制造出多个透镜。而且，在分离工序中所分离出的光学透镜中，可以使1个透镜元件包含1个透镜面，也可以作为1个透镜元件包含多个透镜面的透镜阵列。上述基板例如可以是SOI基板。SOI基板就是Si基板和表面Si层之间插入了SiO2的基板。因此，适合本专利技术那样的由第1层、第2层及第3层构成的3层结构。为了解决上述问题，根据本专利技术第3观点，提供一种光学透镜的制造方法。本专利技术的光学透镜制造方法的特征在于，包括透镜面形成工序，在基板表面上形成透镜面；透镜区域形成工序，只在包括上述透镜面及其边缘部的透镜区域中保留规定厚度，将上述透镜区域以外的区域的上述基板表面除去规定厚度；以及透镜保持部形成工序，从上述基板的背面将透镜保持部以外的区域除去规定厚度，以形成用于保持上述透镜区域的上述透镜保持部。根据上述制造方法，能够形成用于保持透镜区域的透镜保持部(支撑壁)。薄的硅中，透镜部分被分离后，无法单独保持，但根据本专利技术，通过保留透镜周围的厚度，能够保持透镜部分。形成透镜保持部之后，即使将透镜面的厚度变薄，也能够保持透镜部分。透镜面的厚度例如可以小于等于5μm(如1～5μm)。通过使透镜面变薄，就能够使近红外区域的光通过。上述透镜面形成工序中，在上述基板上形成多个透镜面，上述透镜保持部形成工序之后，还可以包括分离工序，即，从上述基板中分离出上述各透镜区域所确定的各光学透镜。用1个基板上可以制造出多个透镜。而且，分离工序中所分离的光学透镜中，可以使1个透镜元件包含1个透镜面，也可以作成1个透镜元件包含多个透镜面的透镜阵列。上述基板例如可以是SOI基板。为了解决上述问题，根据本专利技术第4观点，提供一种光学透镜。本专利技术的光学透镜的特征在于，具有透镜面，形成在基板表面上；透镜保持部，从上述基板的背面来保持包括上述透镜面及其边缘部的透镜区域。上述结构具有透镜保持部，用于保持薄的透镜，由此，能够形成厚度为1～5μm这样非常薄的硅透镜，可以制成近红外区域的光能够通过的光学透镜。此外，还能保持透镜，能够提供可以安装在模块等上的光学透镜。如上述，上述透镜面的厚度可以小于等于5μm。另外，上述基板背面的上述透镜保持部之外的区域上也可以形成防反射膜。上述基板例如可以是SOI基板。如上述，根据本专利技术，通过由薄的硅构成透镜，能够使近红外区域的光通过。另外，薄的硅中，透镜部分被分离后，无法单独保持，但根据本专利技术，通过保留透镜周围的厚度，能够保持透镜部分。附图说明 为表示第1实施方式的光学透镜制造方法的说明图。为表示在基板上形成透镜面的平面图。为表示背面剥离工序的说明图。为表示光学透镜的详细说明图。为表示硅基板厚度与透射率关系的说明图。为表示第2实施方式的透镜及其制造方法的说明图。为表示形成光学传感器的例子(应用例1)的说明图。为表示形成透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学透镜的制造方法，其特征在于，包括：透镜面形成工序，在由第１层、第２层和第３层构成的基板的第１层表面上形成透镜面；以及透镜保持部形成工序，从上述基板的背面除去透镜保持部以外的区域的上述第３层，直至露出上述第２层，以形成 保持包括上述透镜面及其边缘部的透镜区域的上述透镜保持部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小谷恭子，
申请(专利权)人：冲电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]