硝子板穴あけ方法、光学窓作製方法、イメージセンサモジュール及び硝子板穴あけ装置
【課題】 硝子板に微小な穴あけをする際に、穴の周縁にギザギザが形成されないようにする。
【解決手段】 硝子板１の一方の側に配置されたノズル３から、形成する穴１０より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして溶出液２を噴射し、一方の側の面１０１に当てて衝撃するとともに、他方の側に配置されたノズル５から溶出液２を噴射して他方の側の面１０２に当てて衝撃する。衝撃圧力は、５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力である。一方の側の面１０１に対して保護層４の穴用開口４０を通して溶出液２を噴射し、他方の側の面１０２に対しては均一に噴射して硝子板１の厚さを削減することで穴１０を貫通させる。
【解決手段】 硝子板１の一方の側に配置されたノズル３から、形成する穴１０より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして溶出液２を噴射し、一方の側の面１０１に当てて衝撃するとともに、他方の側に配置されたノズル５から溶出液２を噴射して他方の側の面１０２に当てて衝撃する。衝撃圧力は、５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力である。一方の側の面１０１に対して保護層４の穴用開口４０を通して溶出液２を噴射し、他方の側の面１０２に対しては均一に噴射して硝子板１の厚さを削減することで穴１０を貫通させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、硝子板に微細な貫通穴を形成する穴あけ技術に関するものであり、特に、イメージセンサモジュール等で用いられる光学窓の作製に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、切断、エッチング等の各種加工が硝子板に対して行われている。このうち、精密な光学機器などに用いられる光学窓の作製においては、硝子板に微細な穴あけ加工をすることが必要となっている。例えば、携帯電話やデジタルカメラに搭載されているイメージセンサモジュールでは、センサ素子の入射側に光学窓を設け、光学窓の窓穴を通して光を入射させて撮像するようになっている。この光学窓は硝子製であり、窓穴は、センサ素子の入射面の大きさより少し大きい。センサ素子としてはＣＣＤが一般的であるが、微細加工技術の向上を背景とした高集積度化により、高解像度化（高画素数化）にもかかわらずセンサ素子は非常に小さいものになってきており、従って窓穴も非常に小さくなってきている。これは、携帯電話等の機器の小型化、コンパクト化の要請に沿うものでもある。
【特許文献１】特開平６１−８６７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したような硝子板への穴あけ加工については、例えば特開昭６１−８６７２９号公報に開示されているように、サンドブラスト法が採用されている。上述したような光学窓の作製においても、サンドブラスト法を採用することが可能であるが、サンドブラスト法によると、形成した穴の周縁にギザギザ（凹凸）が形成されてしまう。このようなギザギザは、携帯電話等の製品に搭載した場合に見栄えが悪い。また、ギザギザによって光が散乱される等、光学特性に影響を与えることもあり得る。
本願の発明は、このような課題を考慮して為されたものであり、イメージセンサモジュール用の光学窓を作製する場合のように硝子板に微小な穴あけをする際に用いられる方法及び装置であって、穴の周縁にギザギザが形成されない優れた方法及び装置を提供する技術的意義を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、硝子板の厚さを均一に削減するとともに当該硝子板に微小な穴を形成する硝子板穴あけ方法であって、
硝子板の一方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を、形成する穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するとともに、
硝子板の他方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を噴射し、噴射された溶出液を硝子板の他方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃することで貫通穴を形成する方法であり、
硝子板の一方の側の面に対しては、形成する穴のパターンで溶出液の噴射を行うとともに、
硝子板の他方の側の面に対しては、形成する穴のパターンによらずに溶出液を均一に噴射して硝子板の表面を均一に削減することで穴を貫通させるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記硝子板の一方の側の面に、前記溶出液に対して耐性を持つとともに前記穴のパターンの穴用開口を有する保護層を形成し、一方の側の面に対してはこの窓用開口を通して前記溶出液を噴射するという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記穴用開口をフォトリソグラフィにより設けるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１乃至３いずれかの構成において、前記溶出液の噴射は、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルにより行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記他方の側の面に対しては、前記ノズルを複数均等に配置して最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性が得られるよう前記削減が行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、硝子板に窓穴を設けた構造の光学窓を作製する方法であって、
硝子板の一方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を、形成する窓穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するとともに、
硝子板の他方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を噴射し、噴射された溶出液を硝子板の他方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃することで貫通穴を形成する方法であり、
硝子板の一方の側の面に対しては、形成する窓穴のパターンで溶出液の噴射を行うとともに、
硝子板の他方の側の面に対しては、形成する窓穴のパターンによらずに溶出液を均一に噴射して硝子板の表面を均一に削減することで窓穴を貫通させるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項６の構成において、前記硝子板の一方の面に、前記溶出液に対して耐性を持つとともに前記窓穴のパターンの窓穴用開口を有する保護層を形成し、一方の面に対してはこの窓用開口を通して溶出液を噴射するという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項８記載の発明は、前記請求項７の構成において、前記保護層は、遮光層でもあるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項９記載の発明は、前記請求項８の構成において、前記保護層は、クロム又はクロム化合物より成る膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１０記載の発明は、前記請求項９の構成において、前記保護層は、前記硝子板に近い順に、酸化クロム膜と、純クロム膜とを積層したものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１１記載の発明は、前記請求項７乃至１０いずれかの構成において、前記窓穴用開口をフォトリソグラフィにより設けるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１２記載の発明は、前記請求項６乃至１１いずれかの構成において、前記溶出液の噴射は、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルにより行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１３記載の発明は、前記請求項６乃至１２いずれかの構成において、前記他方の面に対しては、前記ノズルを複数均等に配置して最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性が得られるよう削減が行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１４記載の発明は、センサ素子を含むモジュール本体と、センサ素子の入射側に設けられた硝子製の光学窓とから成るイメージセンサモジュールであって、
光学窓は、硝子板に窓穴を設けたものであり、
窓穴は、硝子板の材料を溶出させることが可能な溶出液を直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を板材の所定箇所に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃し、当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続することで形成されたものであり、
硝子板の一方の面には、溶出液に対して耐性を持つ保護層が形成されており、この保護層には、窓穴用開口が設けられており、
窓穴は、保護層が設けられた側から窓穴用開口を通して溶出液を噴射するとともに、保護層が設けられていない側から溶出液を噴射して硝子板の厚さを減らすことで貫通されたものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１５記載の発明は、前記請求項１４の構成において、前記保護層は、モジュール本体に光が入射するのを遮蔽する遮光層でもあるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１６記載の発明は、前記請求項１５の構成において、前記保護層は、クロム又はクロム化合物より成る膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１７記載の発明は、前記請求項１６の構成において、前記保護層は、前記硝子板に近い順に、酸化クロム膜と、純クロム膜とを積層したものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１８記載の発明は、硝子板の厚さを均一に削減しながら当該硝子板に微小な穴を形成する硝子板穴あけ装置であって、
硝子板の一方の側に配置された第一のノズルと、
硝子板の他方の側に配置された第二のノズルと、
第一第二のノズルに溶出液を供給し、各ノズルから噴射させる溶出液供給系と、
硝子板を所定位置に保持する保持機構と
を備えており、
第一のノズルは、形成する穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するものであり、
第二のノズルは、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するものであり、
保持機構は、第一のノズルが硝子板の一方の面の穴あけ箇所を臨む状態が維持されるよう硝子板を保持するものであり、
第二のノズルを硝子板に対して相対的に移動させて、第二のノズルから噴射される溶出液により他方の面が均一に削減されるようにする移動機構が設けられているという構成を有する。
【発明の効果】
【０００５】
以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、サンドブラストのような粒状の固体（砂）をぶつけて削るという物理的作用のみによる方法ではなく、溶出液による溶かし出しという化学的作用を利用するので、形成された穴の周縁にギザギザが形成されることはなく、滑らかな美しい周縁の穴が得られる。また、一方の側から穴あけのパターンで衝撃を行い、他方の側から均一な衝撃を行うため、硝子板の厚さを全体に薄くしつつ穴あけを行うことができる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、硝子板の一方の側の面に形成された保護層の窓用開口を通して溶出液を噴射するので、ノズルからの溶出液の噴射形状を所定のものにする必要がなく、容易に穴あけを行うことができるという効果が得られる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、穴用開口をフォトリソグラフィにより設けるので、微小な穴を高い寸法精度で設けるのに適したものとなる。
また、請求項６記載の発明によれば、サンドブラストのような粒状の固体（砂）をぶつけて削るという物理的作用のみによる方法ではなく、溶出液による溶かし出しという化学的作用を利用するので、形成された穴の周縁にギザギザが形成されることはなく、滑らかな美しい周縁の穴が得られる。また、一方の側から穴あけのパターンで衝撃を行い、他方の側から均一な衝撃を行うため、硝子板の厚さを全体に薄くしつつ穴あけを行うことができる。このため、薄型の電子機器や光学機器に好適に搭載される光学窓が得られる。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、硝子板の一方の側の面に形成された保護層の窓用開口を通して溶出液を噴射するので、ノズルからの溶出液の噴射形状を所定のものにする必要がなく、容易に穴あけを行うことができるという効果が得られる。
また、請求項８記載の発明によれば、上記効果に加え、保護層は、遮光層でもあるので、窓穴以外の部分では遮光される光学窓が得られ、その際にも遮光層を別途設ける工程は不要である。
また、請求項１０記載の発明によれば、上記効果に加え、保護層が酸化クロム膜と純クロム膜とを積層したものであるので、酸化クロム膜により低反射効果が得られる上、純クロム膜に対するレジストの付着性が良いので、フォトリソグラフィが容易に行えるという効果が得られる。
また、請求項１１記載の発明によれば、上記効果に加え、穴用開口をフォトリソグラフィにより設けるので、微小な穴を高い寸法精度で設けるのに適したものとなる。
また、請求項１４記載の発明によれば、光学窓の窓穴の周縁にギザギザがなく、滑らかな美しい周縁の窓穴となっているので、見栄えの良いモジュールが提供される。また、光学窓が薄くなっているので、モジュール全体もコンパクトになり、薄型の電子機器や光学機器に好適に搭載することができる。
また、請求項１８記載の発明によれば、周縁にギザギザが形成されず、滑らかな美しい周縁の穴を得ることができる。また、一方の側から穴あけのパターンで衝撃を行い、同時に他方の側から均一な衝撃を行うことができるため、硝子板の厚さを全体に薄くしつつ同時に穴あけを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について説明する。
まず、硝子板穴あけ方法の発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る硝子板穴あけ方法を示した正面概略図である。
図１に示す方法は、硝子より成る板状の対象物（硝子板）１に微小な穴１０をあける方法である。穴１０としては、直径が５００μｍ〜５ｍｍ程度の円形の穴１０をあける場合、この方法は好適に採用され得る。
【０００７】
この方法の大きな特徴点は、硝子を溶出することが可能な溶出液２で硝子板１の表面を衝撃し、これによって穴あけを行う点である。この方法は、溶出液２が硝子を溶かし出すという化学的作用と、溶出液２が硝子板１を衝撃するという物理的作用の両方を利用している。実施形態の方法のもう一つの大きな特徴点は、硝子板１の一方の側の面１０１に対しては溶出液２により穴あけのパターンで衝撃し（以下、パターン衝撃）、他方の側の面１０２に対して均一に溶出液２により衝撃して厚さを削減し（以下、均一衝撃）、これらを併せて行うことで貫通穴を形成する点である。
【０００８】
パターン衝撃の際には、溶出液２を小さな粒状にし、この粒状の溶出液２で硝子板１の表面を衝撃する。粒の大きさは、形成する穴１０よりも小さいことが好ましく、２０μｍ〜４００μｍの範囲であることが好ましい。溶出液２の粒径が２０μｍよりも小さいと、重さが軽いために充分な衝撃圧力が得られなくなる可能性がある。また、粒径が４００μよりも大きいと、衝撃圧力が大きくなり過ぎて、形成する穴１０の寸法精度が低下する問題があり、また微小な穴あけができなくなる可能性がある。また、後述するノズルについても、そのように大きな粒径で溶出液２を噴射させることが可能なノズルを選定ないし製作することが難しくなる。
【０００９】
この実施形態の方法では、硼珪酸硝子板その他の各種硝子板を穴あけすることができる。硝子板１の材料に応じて、その材料を溶出させることができる溶出液２を適宜選定する。溶出液２としては、フッ酸のような酸（無機酸又は有機酸）を所定の濃度に希釈したものが使用される。濃度は、後述するように、形成する穴１０の形状に応じて変更されるが、例えばフッ酸の場合、純水等を希釈液として使用し、３〜３０％程度の濃度とされる。
【００１０】
パターン衝撃、均一衝撃いずれ力おいても、衝撃圧力は、５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の範囲であることが好ましい。５×１０−２Ｎ／ｃｍ２よりも小さいと、あまりにも圧力が小さいため、穴あけに長時間を要するか若しくは穴あけができない問題が生ずる。圧力が２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２より大きいと、形成する穴１０の寸法形状を所定のものにするのが難しくなるし、そのような高い圧力で上記粒径の粒状の溶出液２を当てること自体、技術的に難しい。
【００１１】
パターン衝撃においては、第一のノズル３を使用して溶出液２を粒状にする。この際、第一のノズル３からの溶出液２の噴射形状を考慮し、硝子板１の一方の側の面１０１を保護層４で覆い、保護層４に穴あけのための開口（穴用開口）４０を設ける。パターン衝撃のためには、穴１０をあけるよう定められた所定箇所（以下、穴あけ箇所）にのみ集中的に且つ穴あけのパターンで粒状の溶出液２を当てる必要がある。一方、この実施形態で用いられる第一のノズル３は、噴射される溶出液２が図１（１）に示すように広がるタイプのものであるので、穴あけ箇所以外には溶出液２が付着しないよう保護層４で覆うにしている。そして、保護層４の穴あけ箇所の位置に穴用開口４０を設け、穴用開口４０を通して溶出液２を当てるようにしている。
【００１２】
保護層４としては、溶出液２に対して侵されない耐性（対薬品性）があることが必要である。即ち、溶出液２と反応したり溶出液２により溶かし出されたりして削られることが無い材質であることが必要である。具体的には、溶出液２がフッ酸のような酸である場合、クロムのような耐酸性を有する金属や、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂のような耐酸性を有する樹脂が使用される。
【００１３】
保護層４の厚さは、穴あけ加工が終了するまで硝子板１の表面が露出しない厚さとされる。即ち、溶出液２により削られる場合でも、穴あけ加工が終了するまでは充分な厚さで残留する厚さとされる。前述したクロムやポリプロピレン樹脂の場合には削られる心配は無いので、ある程度薄くて良い。尚、溶出液２による物理的衝撃に耐え得る点（機械的強度）も考慮に入れられる。一例を示すと、保護層４がクロムより成る場合、厚さは１０００オングストローム〜３０００オングストローム程度である。ポリプロピレン樹脂より成る場合、厚さは３０μｍ〜１００μｍ程度である。
【００１４】
穴用開口４０の形成の仕方としては、保護層４の材質にもよるが、フォトリソグラフィ法により事後的に行うか、パンチング等により予め行うかである。保護層４がクロムのような金属製である場合、フォトリソグラフィにより行われる場合が多く、図１はこの場合を示している。例えば、スパッタリングによりクロム膜を前述した厚さで作成し、フォトリソグラフィ法により穴用開口４０を形成する。即ち、硝子板１にレジストを塗布した後、穴用開口４０の形状としたマスクを通して露光し、その後、現像を行って穴用開口４０の形状のレジストパターンを得る。そして、レジストパターンを通してクロム膜をエッチングし、穴用開口４０を形成する。尚、レジスト自体が保護層４として使用され得る（レジストの材料が溶出液２に対して対薬品性を持つ）場合もあり、この場合は、露光及び現像のみにより穴用開口４０が形成される。フォトリソグラフィ法によると、穴用開口４０を精度よく形成することができるので、位置精度や寸法精度の点で精度の高い穴あけを行うことができる。
【００１５】
また、保護層４がポリプロピレン樹脂のような樹脂製の場合、予め穴用開口４０を設けた樹脂フィルムを貼り付けて保護層４を形成する場合が多い。上述した程度の厚さの樹脂フィルムを用い、これに対してパンチングで穴あけして穴用開口４０とする。そして、穴用開口４０が所定の位置になるように硝子板１に貼り付けする。貼り付けは、硝子板１に樹脂フィルムを密着させて加熱するラミネート法によると簡便であり、好適である。尚、樹脂フィルムへの穴あけは、レーザーにより行われる場合もある。
【００１６】
このようにして穴用開口４０を保護層４に形成した後、穴あけ工程が行われる。穴あけ工程では、図１（１）〜（３）に示すように、硝子板１の両側にノズル３，５が配置される。一方の側に配置された第一のノズル３は、パターン衝撃を行うためのものであり、他方の側に配置されたノズルは均一衝撃を行うためのものである。パターン衝撃を行う第一のノズル３は少なくとも一つあれば足りるが、この実施形態では、複数の穴あけを同時に行うため、第一のノズル３が複数配置されている。また、他方の側の第二のノズル５は複数均等に配置されている。「均等に」とは、他方の側の面１０２内における溶出液２の供給量が均一になるようにという意味であり、例えば第二のノズル５が三つ以上の場合、各ノズル５が等間隔をおいて配置されているという意味である。
【００１７】
次に、図１に示す方法により使用される第一のノズル３について説明する。図２は、図１の方法に使用される第一のノズル３の正面断面概略図である。
上述したように、本実施形態の方法は、直径２０μｍ〜４００μｍ程度の粒径の粒状の溶出液２を当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２〜２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２程度の圧力で衝撃するところに特徴点がある。このように溶出液２を粒状に噴射して衝撃するためには、図２に示すような二流体ノズルを用いると好適である。即ち、図２に示す第一のノズル３は、ノズル本体３１と、管接続ユニット３２と、固定リング３３等から構成されている。
【００１８】
管接続ユニット３２は、右側に圧縮空気供給管の接続部（以下、空気接続部）３４を備えており、左側に溶出液供給管の接続部（以下、液接続部）３５を備えている。空気接続部３４は、圧縮空気の管を嵌め込む凹部である。液接続部３５は、溶出液２の供給管を嵌め込む凹部である。
空気接続部３４からは、管接続ユニット３２の中央部まで横に延びるようにして空気導入孔３４０が形成されている。空気導入孔３４０の先端部の下側には、下側に突出するようにして空気噴射筒３６が形成されている。
管接続ユニット３２には、下面中央部に凹部（以下、主凹部）３７が形成されている。空気噴射筒３６は、この主凹部３７において下方に突出している。空気噴射筒３６は、空気導入孔３４０と主凹部３７内を連通させている。
【００１９】
一方、液接続部３５から管接続ユニット３２の中央部まで横方向に延びるようにして液導入孔３５０が形成されている。液導入孔３５０は、空気導入孔３４０よりも少し低い位置で横方向に延びている。液導入孔３５０は、主凹部３７の側壁に達しており、液接続部３５と主凹部３７とを連通させている。
ノズル本体３１は、上下方向に貫通路を有する筒状の部材である。ノズル本体３１は、下端が管接続ユニット３２の主凹部３７に嵌め込まれた状態で設けられている。図２に示すように、ノズル本体３１の上端と主凹部３７とは、空気噴射筒３６を取り囲む空間（以下、主空間）３０を形成している。
【００２０】
図２に示すように、ノズル本体３１の貫通路は、上端で少し広がっている。空気噴射筒３６の下端は、この貫通路の広がった部分に位置する。空気噴射筒３６の下端は、ノズル本体３１には接触しておらず、離間している。
固定リング３３は、管接続ユニット３２の主凹部３７とノズル本体３１との間に挿し込まれるようにして設けられている。固定リング３３は、ネジ止めによりノズル本体３１を管接続ユニット３２に固定するものである。主凹部３７の側面とノズル本体３１の外周面には、ねじ切りされた箇所があり、固定リング３３はこの両者に噛み合うようネジ込まれている。
【００２１】
図２に示す第一のノズル３において、圧縮空気供給管及び溶出液供給管がそれぞれ接続され、圧縮空気及び溶出液２がそれぞれ供給される。供給された圧縮空気は、空気導入孔３４０から空気噴射筒３６に導入され、空気噴射口３４０から主空間３０に噴射される。溶出液２は、液導入孔３５０から主空間３０に導入されて流入する。流入した溶出液２は、主空間３０に充満した後、ノズル本体３１の貫通路に流入して下降し、貫通路の上端開口（以下、噴射口）３１０から噴射される。この際、空気噴射筒３６から噴射される圧縮空気が溶出液２に勢いよく混入し、溶出液２を下方に向けて押し下げながら分散させ、溶出液２とともに噴射口３１０から噴射される。この結果、噴射口３１０から噴射される溶出液２は、小さな粒状の状態（霧状又はミスト状）となる。圧縮空気の圧力、溶出液２の供給圧力、空気噴射筒３６の上端開口の寸法、主空間３０の断面積、ノズル本体３１の貫通路の断面積、噴射口３１０の寸法形状等のパラメータを適宜選定することで、所望の粒径の溶出液２を所望の圧力で噴射させることができる。尚、上述したような第一のノズル３は自作しても良いが、市販のものを使用しても良い。例えば、株式会社いけうち製の二流体スプレーノズルＶＶＥＡシリーズの中から適宜選んで使用することができる。
【００２２】
次に、第二のノズル５について説明する。図３は、図１の方法に使用される第二のノズル５の斜視概略図である。
図３に示すように、第二のノズル５は、噴射口５１を有する管状の部材である。図５に示すように、第二のノズル５は複数配置されており、水平な方向に互いに平行に延びるよう配置されている。
噴射口５１は、各第二のノズル５において上部に設けられており、上方に向けて溶出液２を噴射するようになっている。噴射口５１は、各第二のノズル５において複数設けられており、管の延びる方向（垂直方向）に均等間隔をおいて設けられている。各第二のノズル５は、溶出液供給管５２に接続されている。
【００２３】
第二のノズル５には、不図示の移動機構が付設されている。移動機構は、複数の第二のノズル５を一体に水平方向に移動させるものである。移動機構による移動は、一定の方向への所定のストロークの前進及び後退（前後運動）である。本実施形態では、第二のノズル５の移動方向は、ノズル５が延びる方向に対して垂直な水平方向となっている。尚、第一のノズル３には、このような移動機構は設けられておらず、第一のノズル３は一定の位置を保持する。
【００２４】
次に、穴あけ工程について以下にまとめて説明する。
上述したように硝子板１に保護層４及び穴用開口４０を形成した硝子板１を水平な姿勢で保持し、その上側に第一のノズル３を位置させ、その下側に第二のノズル５を位置させる。第一のノズル３は、噴射口３１０が真下を向く姿勢であり、第二のノズル５は噴射口５１が真上を向く姿勢である。硝子板１は、穴用開口４０が第一のノズル３の噴射口３１０の直下の位置に位置するよう配置される。尚、各第一のノズル３は、硝子板１の各穴用開口４０と同じ間隔となるよう予め位置が調整される。
【００２５】
上記状態で、上記のように噴射口３１０，５１から溶出液２を噴射させる。この際、第一のノズル３から噴射された溶出液２は、保護層４の穴用開口４０を通過して硝子板１の一方の側の面１０１に達し、一方の側の面１０１を衝撃しつつ溶かし出す。第二のノズル５から噴射された溶出液２は、図１（１）に示すように広がり、硝子板１の他方の側の面１０２を均一に衝撃しつつ他方の側の面１０２を溶かし出す。この際、移動機構は、第二のノズル５を所定のストロークで前後運動させる。
【００２６】
一方の側の面１０１では、穴用開口４０を通して溶出液２が次々に流入してくるので、硝子板１の表面では、新鮮な（硝子が溶け込んでいない）溶出液２に置換される。硝子が溶け込んだ溶出液２は、流入する溶出液２の衝撃圧力により次々に弾き出される。この結果、硝子板１の表面が削られ、孔が形成される（図１（２））。この際、溶出液２による溶かし出し作用は、横方向（溶出液２の入射方向に対して垂直な方向）にも多少生じる。従って、図１（２）に示すように、孔は横方向にも多少広がっていく。他方の側の面１０２においても基本的に同様であるが、他方の側の面１０２では、溶出液２が均一に衝撃するので、均一に表面が削られ、少しずつ厚さが減少していく。
【００２７】
このようにして両側からの溶出液２による衝撃を続けると、図１（３）に示すように、貫通穴１０が形成され、穴あけが完了する。図１（３）に示すように、形成される穴１０は、一方の側の面１０１の縁がテーパ面となっている。テーパ面の下側は、硝子板１の二つの面１０１，１０２に垂直な面（以下、垂直面）となっている。尚、この実施形態では、穴用開口４０は円形である。したがって、面１０１，１０２の方向で見た穴１０の断面形状も円形である。
【００２８】
この硝子板穴あけ方法は、後に詳述するように、サンドブラストのような粒状の固体（砂）をぶつけて削るという物理的作用のみによる方法ではなく、溶出液２による溶かし出しという化学的作用を利用しているので、形成された穴１０の周縁にギザギザが形成されることはなく、滑らかな美しい周縁の穴１０が得られる。尚、本実施形態の方法は、溶出液２による衝撃という物理的作用も併用している。この物理的作用には、上述したように、硝子板１の表面において溶出液２を効率良く置換する作用の他、衝撃により削り出しを行う作用も含まれている。即ち、溶出液２が触れることで若干溶解して軟化した硝子が、溶出液２による衝撃により物理的に弾き出される作用もある。また、実施形態の方法では、一方の側から穴あけのパターンで衝撃を行いつつ、他方の側から均一な衝撃を行っている。このため、硝子板１の厚さを全体に薄くしつつ同時に穴あけを行うことができる。
【００２９】
尚、上記方法において、溶出液２には界面活性剤が添加されることがある。界面活性剤の添加は、硝子板１の表面での溶出液の移動を促進させて溶出液の置換をより促進するためである。界面活性剤としては、例えばフッ素系のものが使用される。界面活性剤は、希釈液を含む溶出液の全量に対して０．１〜０．５％の重量比で添加される。
【００３０】
上述したように、第二のノズル５から溶出液２の噴射は、硝子板１の厚さを削減するものであるが、この際、ノズル５の構成や配置等を適宜選定することで、削減後の表面の平坦性を高くすることができる。以下、この点について説明する。
図４は、硝子板１の表面の平坦性を高めるための第二のノズル５１について示した平面概略図である。図４に示すように、各噴射口５１は、第二のノズル５の管の延びる方向に対して斜めの４５度の方向に細長い。従って、各噴射口５１から噴射される溶出液２は、図５に示すように、この斜めの方向に長い錐状（ないしはラッパ状）に広がるようになっている。
【００３１】
図４の下側には、第二のノズル５の各噴射口５１から溶出液２が噴射される様子を示す。二点鎖線は、硝子板１の他方の側の面１０２上での溶出液２の広がりの輪郭である。図４の上側には、ノズル５の長さ方向（ノズル５の移動方向に垂直な水平方向）で見た面１０２における溶出液２の供給量の分布を示す。
【００３２】
第二のノズル５が移動機構５００によって移動しながら溶出液２を噴射する際、硝子板１の他方の側の面１０２の各点は、いずれかの噴射口５１から噴射された溶出液２の供給を受ける。この際、隣り合う二つの噴射口５１の丁度中間の点が通過する他方の側の面１０２上の点Ｐは、その隣り合う二つの噴射口５１から溶出液２の供給を受けることになる。この場合、この点Ｐは、推状の溶出液２の広がりの端部に位置するので、図４の上側に示すように、一つの噴射口５１から受け取る溶出液２の量は、他の点の１／２程度であり、上下両隣の噴射口５１で一つ分の溶出液２の供給を受ける。従って、ノズル５の長さ方向において、硝子板１の他方の側の面１０２の各点での溶出液２の供給量は均一である。
【００３３】
上記のように、硝子板１の他方の側の面１０２の各点は、各噴射口５１から均一な溶出液２の供給を受けるので、衝撃による溶かし出しも均一となり、均一に表面が削減される。この結果、図１（５）に示すように穴あけが完了した際、硝子板１の他方の側の面１０２は、平坦性が極めて高いものとなる。尚、図５に示すような断面形状に溶出液２が広がる場合だけではなく、楕円状、円状、方形状（正方形、長方形）、菱形状、平行四辺形状等の断面形状で溶出液２が広がる場合もあり得る。
【００３４】
上述した他方の側の面１０２に対する均一衝撃において、各噴射口５１からの溶出液２の広がりは、図３及び図４に示すように、他方の側の面１０２において重ならないようにすることが望ましい。溶出液２の広がりが重なってしまうと、重なった部分で溶出液２に散乱が生じたり、乱流が生じたりする。散乱や乱流が生ずると、他方の側の面１０２を均一に衝撃することができなくなり、平坦性が低下する恐れがある。したがって、重ならないようにすることが望ましい。
【００３５】
上述したようにノズル５の構成や配置を適宜設定することで、穴あけ完了後の他方の側の面１０２について最大粗さ０．５μｍ程度の平坦性を確保することができる。尚、一方の側の面１０１については、穴あけを開始する前（保護層４を形成する前）に、他方の側の面１０２と同様の処理により厚さを削減しながら予め平坦化することもできる。
【００３６】
上述した硝子板穴あけ方法において、形成する穴１０の断面形状は、溶出液２の濃度や衝撃圧力を適宜設定することで調整することができる。以下、この点について説明する、図５は、穴の断面形状の調整について示した概略図である。上述したように、実施形態の穴あけ加工は、化学的作用と物理的作用とを併用するものである。ここで、化学的作用は、溶出液２による溶かし出しであるから、方向性はなく、均等に（等方的に）生ずる。一方、前述したように、物理的作用は、溶出液２による硝子表面の衝撃であるから、衝撃の向きに生ずる。図５において、化学的作用による硝子の溶かし出しの速度をＶｃとし、物理的作用による硝子の削り出しの速度をＶｐとする。Ｖｃ及びＶｐは、単位時間当たりにどれだけの厚さの溶かし出し又は削り出しが進むかという速度である。
【００３７】
図５に示すように、化学的作用である溶かし出しは等方的に進むから、Ｖｃは、穴あけの過程で形成される凹部においてほぼ均一に分布する。一方、物理的作用による削り出しは、溶出液２の噴射の向きにのみ実質的に生ずるから、Ｖｐは凹部の底の部分において最も高く、他の部分において実質的にゼロである。
ここで、Ｖｃ≫Ｖｐである場合、即ち、Ｖｃに比べてＶｐが非常に小さくてＶｐが実質的にゼロであるとみなせる場合、化学的作用である溶かし出しのみが実質的に作用し、穴あけは等方的に進行する。この場合は、図５（ａ）に示すように、得られる穴１０は、断面台形状の形状となり、壁面の角度は硝子板１の厚さ方向に対して４５度となる。
一方、Ｖｃ≫Ｖｐとはみなせない場合、穴あけは等方的には進行せず、凹部の底においてより高い速度で進行する。この場合、Ｖｃ≪Ｖｐとすると、即ち、化学的作用が無視できる程度に物理的作用が大きくなるようにすると、形成される穴１０の断面すると、図５（ｂ）に示すように断面方形となる。
【００３８】
このように、Ｖｃに対するＶｐの大きさを調整することで穴１０の断面形状の調整が行える。ここで、Ｖｃに大きく影響を与えるのは溶出液２の溶出成分の濃度である。一方、Ｖｐは溶出液２による衝撃圧力によって決まる。衝撃圧力を大きくすると、Ｖｐは当然に高くなるが、表面での溶出液２の置換速度も同時に高くなるので、Ｖｃも高くなる。但し、置換速度の増加に比べて衝撃圧力の増加の影響の方が大きいので、Ｖｃに対してＶｐが大きくなり、この結果、上記のように断面方形の穴１０を得ることができる。また、衝撃圧力を高くするとともに、溶出液２の濃度を下げると、Ｖｃに対してＶｐをより大きくすることができるので、そのような調整方法が採られることもある。いずれにしても、必要な断面形状が得られる溶出液２の濃度及び衝撃圧力を予め実験的に算出し、その条件を再現しながら穴あけを行うようにする。
【００３９】
次に、形成する穴１０の開口の形状と穴用開口４０の大きさとの関係について説明する。図６は、形成すべき穴１０の開口の形状と穴用開口４０の大きさについて示した概略図である。
上述したように、実施形態の硝子板穴あけ方法では、保護層４に設けた穴用開口４０を通して溶出液２を供給して穴あけを行う。この場合、穴用開口４０の大きさは、形成される穴１０の形状のうち溶出液２の入射側の開口（以下、単に入射側開口）の大きさとの関係で適宜決定される。以下、入射側開口の直径をＲ、穴用開口４０の直径をφ、硝子板１の厚さをＴとする。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、Ｖｃ≫Ｖｐとして穴あけが等方的に進む状態を維持しながら厚さＴだけ穴あけをすると、入射側開口では、横方向にやはりＴの距離だけ溶出が進行することになる。この結果、穴あけ完了時には、入射側開口の直径はφ＋２Ｔということになる。従って、図６に示すように、入射側開口の大きさをＲとしたい場合には、穴用開口４０の大きさφは、φ＝Ｒ−２Ｔとしておけば良いことになる。尚、出射側開口の大きさは、穴用開口４０と同じ大きさになる。
【００４１】
次に、光学窓作製方法の発明の実施形態について説明する。
図７は、光学窓作製方法の発明の実施形態を示した概略図である。図７に示す方法は、上述した硝子板穴あけ方法の構成を光学窓作製に応用したものである。光学窓は、硝子板１に窓穴１００を設けた構成である。
実施形態の方法は、一枚の硝子板１から多数の光学窓を作製する方法となっている。即ち、一枚の硝子板１の所定の位置に窓穴１００を形成し、その後、硝子板１を分断することで多数の光学窓を得る製法となっている。
【００４２】
まず、図７（１）に示すように、硝子板１を用意し、その一方の側の面に保護層を形成する。この保護層は、穴あけの際に硝子板１を保護するものであるとともに、所定の光学作用を為す層ともなっている。この実施形態では、保護層は遮光作用を為すものとなっており、保護層はクロム系の材料で形成される。より具体的には、保護層は、図７（１）に示すように、酸化クロム膜４０１と純クロム膜４０２とを積層した層となっている。酸化クロム膜４０１や純クロム膜４０２は、スパッタリングによって形成できる。
【００４３】
次に、図７（２）に示すように、フォトリソグラフィ法により保護層に対してパターン形成を行う。このパターンは、形成する窓穴１００のパターンと同じである。純クロム膜４０２の上にレジスト４０３を塗布し、不図示のマスクを通して光照射してレジストを露光する。そして、現像を行うと、レジスト４０３のパターンが形成される。このレジスト４０３をマスクにして純クロム膜４０２及び酸化クロム膜４０１のエッチングを行うと、図７（２）に示すように、純クロム膜４０２及び酸化クロム膜４０１のパターンが得られる。これにより、窓穴用開口４０５が形成される。
【００４４】
次に、穴あけ工程を行う。即ち、ノズル３，５により硝子板１の両側から溶出液２を噴射する（図７（３））。一方の側の面１０１では、窓穴用開口４０５のパターンで削減が進み、他方の側の面１０２では均一に削減が進む。所定時間噴射を行うと、穴が貫通し、窓穴１００が形成される。穴あけが完了した後、レジスト４０３を除去する（図７（４））。その後、硝子板１を所定の箇所で分断すると、各々光学窓が完成する。尚、穴あけ工程の後には、洗浄工程が必要に応じて行われる。
【００４５】
図８は、図７に示す方法により作成された光学窓の断面概略図である。図８に示すように、光学窓は、硝子板１の厚さ方向が光軸Ａの方向となり、光軸Ａが窓穴１００の中央を貫く位置に配置されることが想定されている。
光学窓は、図８に示すように、窓穴１００の一方の側の面１０１における縁がテーパ面１０３となっている。このテーパ面１０３の光軸Ａに対する成す角は４５度となっている。テーパ面１０３に続く面１０４は、光軸に沿った面（沿軸面）となっている。テーパ面１０３と沿軸面１０４とから成る窓穴１００の断面形状は、図５（ａ）に示す断面形状の穴と図５（ｂ）に示す断面形状の穴とつなげた形状に相当している。
【００４６】
図８に示す断面形状の窓穴１００は、第一のノズル３による一方の側の面１０１の削減を適宜制御することで達成される。即ち、最初は、Ｖｃ≫Ｖｐとして削減を等方的に進行させ、その後、Ｖｃ≪Ｖｐとして異方的に（厚さ方向への削減のみが進行するように）削減を行うことで、図８に示す断面形状が得られる。
窓穴用開口４０５が形成された保護層４００は、遮光層として残留している。尚、保護層４００を構成する酸化クロム膜は、低反射特性を有しており、遮光しつつもギラツキを生じさせないという効果がある。また、純クロム膜は、レジストの付着性が高いため、上記のようにフォトリソグラフィによって窓穴用開口４０５を形成する場合、好適である。膜厚について一例を示すと、酸化クロム膜、純クロム膜とも、１５００オングストローム程度の厚さで良い。
【００４７】
次に、イメージセンサモジュールの発明の第一の実施形態について説明する。図９は、実施形態に係るイメージセンサモジュールの正面断面概略図である。
図９に示すイメージセンサモジュールは、センサ素子８と、センサ素子８１の入射側に設けられた硝子製の光学窓８２とを備えている。センサ素子８１としては、ＣＭＯＳ又はＣＣＤ等が使用される。
【００４８】
モジュールは、セラミック製の基板８３と、基板８３を覆う筐体８４とを備えている。筐体８４は上面に開口を有し、光学窓８２はこの開口に嵌め込まれた状態で設けられている。基板８３上には、回路ユニット８８が設けられ、センサ素子８１は回路ユニット８８の上に搭載されている。回路ユニット８８は、センサ素子８１からの信号を処理する信号処理回路を含んでいる。その他、基板８３上にはコンデンサや抵抗等の不図示の周辺部品が実装されている。基板８３は、モジュールの小型化等の観点から、多層配線を備えた多層基板とされることが多い。
【００４９】
光学窓８２には、マイクロレンズ８６が嵌め込まれている。マイクロレンズ８６は、ある程度大きな画角の撮像が行えるようセンサ素子８１に光を取り込むためのものである。マイクロレンズ８６としては、プラスチック製の非球面レンズが好適に使用できる。なお、光学窓８２の入射側には、透明な蓋板が設け、マイクロレンズ８６が露出しないようにする場合もある。また、光学窓８２の出射側には、赤外線カットフィルタ８９が設けられている。赤外線カットフィルタ８９は、同様に筐体８４に設けられた開口に嵌め込まされている。
【００５０】
光学窓８２は、硝子板を穴あけ加工することで作製されたものとなっている。この穴あけ加工は、前述した硝子板穴あけ方法の実施形態及び光学窓作製方法の実施形態におけるものと同様である。穴あけの際に設けた保護層は、遮光層８５として残留している。遮光層８５は、前述したように酸化クロム膜と純クロム膜とを積層したものである。
図９に示すように、光学窓８２の窓穴８２０は、入射側の縁がテーパ面８２３となっている。そして、テーパ面８２３より出射側は、光軸Ａに沿った沿軸面８２４となっている。尚、テーパ面８２３及び沿軸面８２４とも、光軸Ａに垂直な方向の断面形状は、円形である。また、光軸Ａに対してテーパ面８２３が成す角度は、４５度程度となっている。
【００５１】
図９に示すイメージセンサモジュールでは、光学窓８２の窓穴８２０に入射した光は、マイクロレンズ８６を透過してセンサ素子８１に達する。そして、センサ素子８１で光電変換され、その出力信号が回路ユニット８８内の信号処理回路で処理され、イメージ信号として出力される。
このような光学窓は、従来のサンドブラスト法により作製された光学窓と比較すると、顕著な構造上の差異を有する。以下、この点を説明する。
【００５２】
図１０は、実施形態のイメージセンサモジュールにおける光学窓８２の構造上の特徴点を示す概略図である。参考のため、従来のサンドブラスト法により作製された光学窓８２の構造を併せて示す。図１０（Ａ）が従来のサンドブラスト法により作製された光学窓８２で、（Ｂ）が実施形態のイメージセンサモジュールにおける光学窓８２である。
図１０（Ａ）に拡大して示すように、従来の光学窓８２は、サンドブラスト法により穴あけされているため、窓穴８２０の周縁８２１又は壁面８２２にギザギザが形成されており、見栄えが良くない。一方、図１０（Ｂ）に拡大して示すように、実施形態の光学窓８２では、窓穴８２０の周縁８２１や壁面（テーパ面及び沿軸面）にはギザギザは形成されておらず、滑らかな面となっている。
【００５３】
また、図１０（Ａ）に拡大して示すように、従来の光学窓８２では、表面にはマイクロクラック８００が形成されている。マイクロクラック８００は、硝子の表面に形成される微細な傷、割れ目等である。
マイクロクラック８００は、元来、硝子特有のものであり、硝子の製造工程の関係で避けられないものである。硝子は、マイクロクラック８００があるために一般的に他の材料に比べて強度的に弱いとされている。従来の光学窓８２は、サンドブラスト法によるため、縁面８２３にも多くのマイクロクラック８００が存在した状態である。固体粒子により表面が傷つけられるため、穴あけ前よりもさらに多くのマイクロクラック８００が存在することもあり得る。従来の光学窓８２では、見栄えの他、このようなマイクロクラック８００により強度的に弱い欠点もある。
【００５４】
一方、実施形態の光学窓８２は、マイクロクラックは全く形成されていない。これは、溶出液２により穴あけを行ったものであるためである。溶出液２は、硝子の表面を溶かし出すものであるから、マイクロクラックが存在する表面層が穴あけの過程で除去され、マイクロクラックの無い表面が露出した状態となる。このため、強度の面でも好適なものとなっている。
尚、光学窓８２を作製する際、保護層を残留させずに除去してしまう場合もある。残留させる場合も、前述した遮光層８５以外に、赤外線カット層として残留させる場合もある。
【００５５】
次に、イメージセンサモジュールの発明の第二の実施形態について説明する。
図１１は、第二の実施形態のイメージセンサモジュールの正面断面概略図である。図１１に示すモジュールは、同様にセンサ素子８１と、センサ素子８１の入射側に設けられた硝子製の光学窓８２とを備えている。
このモジュールは、センサ素子８の入射側に四つの樹脂レンズ８７１〜８７４を備えている。樹脂レンズ８７１〜８７４は、アクリル樹脂のような光透過性の高い光学樹脂を使用して製作したレンズである。各樹脂レンズ８７１〜８７４は、光軸Ａに沿って積層されている。樹脂レンズを入射側から第一乃至第四樹脂レンズと呼ぶと、第一樹脂レンズ８７１及び第三樹脂レンズ８７３は平凸レンズであり、第二樹脂レンズ８７２及び第四樹脂レンズ８７４は平凹レンズとなっている。
【００５６】
そして、第二樹脂レンズ８７２と第三樹脂レンズ８７３の間、第四樹脂レンズ８７４とセンサ素子８１との間にはそれぞれ光学窓８２が配設されている。各光学窓８２は、前述したものと同様である。尚、第一樹脂レンズ８７１と第二樹脂レンズ８７２の間、第三樹脂レンズ８７３と第四樹脂レンズ８７４の間には、仕切用の硝子パネル９０が配設されている。
この実施形態のように、複数の樹脂レンズ８７１〜８７４を用いた構成では光学窓８２も複数配設される場合があるが、この場合も、上述した光学窓８２を用いることで、見栄えの良いモジュールとすることができる。
【００５７】
次に、硝子板穴あけ装置の発明の実施形態について説明する。
図１２及び図１３は、実施形態に係る硝子板穴あけ装置を示した概略図であり、図１２は正面概略図、図１３は側面概略図である。図１２及び図１３に示す装置は、図１に示す実施形態の硝子板穴あけ方法及び光学窓作製方法に用いられる装置となっている。
図１２及び図１３に示す装置は、硝子を溶出することが可能な溶出液２を直径２０μｍ〜４００μｍの粒状にして噴射する第一のノズル３と、同じく硝子を溶出することが可能な溶出液２を噴射する第二のノズル５と、第二のノズル５を移動させる移動機構５００と、第一のノズル３及び第二のノズル５に溶出液２を供給する溶出液供給系２０と、噴射された溶出液２が硝子板１の所定箇所に当たるよう硝子板１を保持する保持機構１１とを備えている。
【００５８】
第一第二のノズル３，５の構成及び配置は、前述したのと同様である。装置は、内部で穴あけ加工を行う処理チャンバー６を備えており、第一第二のノズル３，５は処理チャンバー６内に配置されている。保持機構１１には、処理チャンバー６内への硝子板１を搬入し、穴あけ後に硝子板１を処理チャンバー６から搬出する搬送機構が兼用されている。
処理チャンバー６は、硝子板１を搬入する搬入口６１と、穴あけ後に硝子板１を搬出する搬出口６２とを備えている。搬入口６１及び搬出口６２は、封鎖ゲート６３で開閉されるようになっている。尚、開閉は、封鎖ゲート６３を上下方向に移動させることで行われる。
【００５９】
搬送機構は、図１２に示すように硝子板１を水平な姿勢にしつつ水平方向に搬送する機構となっている。搬送機構は、水平な搬送ラインに沿って配置された多数の搬送コロ１２によって構成されている。搬送ラインは、搬入口６１及び搬出口６２を通して設定されており、硝子板１は、搬入口６１から搬入されて穴あけが行われた後、搬出口６２から搬出されるようになっている。尚、図１３に示すように、搬送コロ１２は、硝子板１を両端部において支持しながら搬送するものとなっている。
【００６０】
また、処理チャンバー６の内壁面や、処理チャンバー６内の各部材の表面は、溶出液２に対して耐薬品性の構成となっている。例えば溶出液２がフッ酸である場合、内壁面や各部材の表面はテフロン（デュポン社の登録商標）のようなフッ素樹脂をコーティングして覆った構成とされる。尚、搬入口６１や搬出口６２を開閉する封鎖ゲート６３は、溶出液２が漏出しないよう液密に封鎖を行うようになっている。
【００６１】
各第一のノズル３は、ノズルホルダー６６によって保持されている。図１０は、図１２及び図１３に示すノズルホルダー６６の平面概略図である。本実施形態の装置は、任意の位置で穴あけができるよう、水平面内の任意の位置に第一のノズル３を位置させることができるようになっている。
より具体的に説明すると、ノズルホルダー６６は、ガイドレール状の部材であり、長さ方向の任意の位置に第一のノズル３を位置させることができ、その位置で第一のノズル３を固定することができるようになっている。ノズルホルダー６６は、複数設けられており、水平面内に平行に並べられている。
【００６２】
ノズルホルダー６６の上側には、ホルダーレール６６１が設けられている。ホルダーレール６６１も、ガイドレール状の部材である。ホルダーレール６６１も、水平面内に平行に並べられて複数設けられている。ホルダーレール６６１の延びる方向は、各ノズルホルダー６６の延びる方向に対して垂直でる。即ち、図１０に示すように、各ノズルホルダー６６と各ホルダーレール６６１は、直角格子状に交差した状態で配置されている。
各ノズルホルダー６６は、ホルダーレール６６１の下面に取り付けられている。各ノズルホルダー６６は、ホルダーレール６６１の延びる方向に位置調節が可能で、各ノズルホルダー６６を任意の位置で固定できるようになっている。
【００６３】
溶出液供給系２０は、溶出液２を溜めた液溜め２２と、液溜め２２から溶出液供給管２１を介して各第一のノズル３に溶出液２を送る送液ポンプ２３と、調圧用バルブ２４などから構成されている。尚、溶出液２に界面活性剤が添加される場合、液溜め内に予め添加しておくか、溶出液供給管２１に界面活性剤の混合器が設けられる。
装置は、第一のノズル３に圧縮空気を供給する圧縮空気供給系２００を備えている。圧縮空気供給系２００は、不図示のボンベにつながる圧縮空気供給管２０１や圧縮空気供給管２０１上に設けられれた開閉バルブ２０２、調圧用バブル２０３等から構成されている。溶出液供給管２１や圧縮空気供給管２０１は、処理チャンバー６の器壁を液密に貫通している。
【００６４】
尚、溶出液供給管２１と各第一のノズル３、及び圧縮空気供給管２０１と各第一のノズル３とは、それぞれフレキシブルチューブ２５，２０４でつながれている。これは、各第一のノズル３の位置が変更されるためである。第二のノズル５に溶出液２を供給する管についても、第二のノズル５が移動機構５００によって移動するため、フレキシブルチューブが採用されている。
また、図１２及び図１３に示すように、処理チャンバー６の底部は漏斗状になっており、最下部には、排出口６４が設けられている。排出口６４には、使用済みの溶出液２を排出する排出管６５が接続されている。硝子板１の表面の材料が溶け込んだ溶出液２は、処理チャンバー６の底部に落下し、排出口６４及び排出管６５を通って排出されるようになっている。
【００６５】
次に、上記装置の動作について説明する。
保持機構１１は、硝子板１を処理チャンバー内に搬入し、所定位置で停止させる。この位置は、硝子板１の各穴あけ位置が各第一のノズル３の直下の位置となる位置である。この状態で、溶出液供給系２０及び圧縮空気供給系２００を動作させ、穴あけを開始する。この際、移動機構５００を動作させ、第二のノズル５を所定のストロークで前後移動させる。移動の方向は、水平な方向であれば良く、硝子板１の搬送方向や、搬送方向に垂直な水平方向の場合がある。図には、搬送方向に移動する例が示されている。
上述したように、溶出液２による両側からの衝撃を所定時間行うと、穴あけが完了する。その後、硝子板１は処理チャンバーから保持機構１１によって搬出される。
【００６６】
上述した硝子板穴あけ方法の実施形態では、上述の通り保護層を設けこれに穴用開口をして穴あけを行ったが、保護層を設けないで穴あけすることも可能である。溶出液２の粒が広がらないもので、穴あけする箇所にのみ溶出液２を当てることが可能なノズルを使用するようにすれば、保護層を設けないで穴あけすることも可能である。この場合、硝子板１の一方の側の面１０１を溶かし出した溶出液２が表面で穴あけ箇所の周囲に流れてしまわないように少しずつ穴あけを行うようにすれば良い。
また、硝子板１の下方に第一のノズル３を配置し、下方から上方に向けて溶出液２の粒を噴射して穴あけを行うようにすれば、穴あけ箇所にのみ溶出液２を当てることは容易である。この場合、第二のノズル５は、硝子板１の上方に配置されて上から溶出液２を噴射することになる。
尚、第二のノズル５は、連続した流れとして溶出液２を噴射して硝子板１を衝撃するものとなっているが、第一のノズル３のように粒の状態で（ミスト状に）溶出液２を噴射するようなものでも実施できる場合がある。
【００６７】
上述した各実施形態において、硝子板１は水平な姿勢であったが、硝子板１を垂直な姿勢にして穴あけを行うことも可能である。この場合、例えば第一のノズル３を左側に設け、第二のノズル５を右側に設け、左右から溶出液２を噴射して穴あけが行われる。
尚、第二のノズル５の移動方は前後運動のような往復運動である必要はなく、一つの向きへの移動のみで穴あけが完了する場合もある。
【００６８】
また、移動機構５００は、第二のノズル５を移動させるものであったが、移動は硝子板１に対する相対的なもので足り、第二のノズル５を静止させ、硝子板１を移動させても良い。この場合、第一のノズル３は、穴あけ箇所を臨む位置を保持しないことになるが、特に問題はなく、第一のノズル３をより多く（狭い間隔で）設けるようにすれば、一方の側の面１０１からの削減の速度の低下が問題となることもない。
尚、硝子板１を移動させる構成の場合、硝子板１の搬送機構を移動機構に兼用することもあり得る。
【００６９】
各実施形態において、第一のノズル３としては、上記二流体ノズル以外のものでも良く、また二流体ノズルを使用する場合でも、空気以外の気体（例えば、窒素のような不活性ガス）を使用して溶出液２を噴射しても良い。
光学窓作製方法の発明やイメージセンサモジュールの発明においては、光学窓はレンズを保持する機能を持つものに限られない。レンズを保持する機能はなく、単に光を取り込むための窓として機能するものであっても良い。また、ピンホールカメラにおけるもののように光の入射を規制するための光学窓や、一種の絞りとして機能する光学窓についてっも、同様に実施することができる。
また、本願発明の硝子板穴あけ方法及び硝子板穴あけ装置は、前述した光学窓の作製以外の用途にも使用され得る。例えば、硝子製のディスク基板の中心穴あけ等にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施形態に係る硝子板穴あけ方法を示した正面概略図である。
【図２】図１の方法に使用される第一のノズル３の正面断面概略図である。
【図３】図１の方法に使用される第二のノズル５の斜視概略図である。
【図４】硝子板１の表面の平坦性を高めるための第二のノズル５１について示した平面概略図である。
【図５】穴の断面形状の調整について示した概略図である。
【図６】形成すべき穴１０の開口の形状と穴用開口４０の大きさについて示した概略図である。
【図７】光学窓作製方法の発明の実施形態を示した概略図である。
【図８】図７に示す方法により作成された光学窓の断面概略図である。
【図９】実施形態に係るイメージセンサモジュールの正面断面概略図である。
【図１０】実施形態のイメージセンサモジュールにおける光学窓８２の構造上の特徴点を示す概略図である。
【図１１】第二の実施形態のイメージセンサモジュールの正面断面概略図である。
【図１２】実施形態に係る硝子板穴あけ装置を示した正面概略図である。
【図１３】実施形態に係る硝子板穴あけ装置を示した側面概略図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 硝子板
１０ 穴
１０１ 一方の側の面
１０２ 他方の側の面
１１ 保持機構
２ 溶出液
２０ 溶出液供給系
２００ 圧縮空気供給系
３ 第一のノズル
４ 保護層
４０ 穴用開口
４００ 保護層
４０１ 酸化クロム膜
４０２ 純クロム膜
５ 第二のノズル
５００ 移動機構
８１ センサ素子
８２ 光学窓
８２０ 窓穴
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、硝子板に微細な貫通穴を形成する穴あけ技術に関するものであり、特に、イメージセンサモジュール等で用いられる光学窓の作製に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、切断、エッチング等の各種加工が硝子板に対して行われている。このうち、精密な光学機器などに用いられる光学窓の作製においては、硝子板に微細な穴あけ加工をすることが必要となっている。例えば、携帯電話やデジタルカメラに搭載されているイメージセンサモジュールでは、センサ素子の入射側に光学窓を設け、光学窓の窓穴を通して光を入射させて撮像するようになっている。この光学窓は硝子製であり、窓穴は、センサ素子の入射面の大きさより少し大きい。センサ素子としてはＣＣＤが一般的であるが、微細加工技術の向上を背景とした高集積度化により、高解像度化（高画素数化）にもかかわらずセンサ素子は非常に小さいものになってきており、従って窓穴も非常に小さくなってきている。これは、携帯電話等の機器の小型化、コンパクト化の要請に沿うものでもある。
【特許文献１】特開平６１−８６７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したような硝子板への穴あけ加工については、例えば特開昭６１−８６７２９号公報に開示されているように、サンドブラスト法が採用されている。上述したような光学窓の作製においても、サンドブラスト法を採用することが可能であるが、サンドブラスト法によると、形成した穴の周縁にギザギザ（凹凸）が形成されてしまう。このようなギザギザは、携帯電話等の製品に搭載した場合に見栄えが悪い。また、ギザギザによって光が散乱される等、光学特性に影響を与えることもあり得る。
本願の発明は、このような課題を考慮して為されたものであり、イメージセンサモジュール用の光学窓を作製する場合のように硝子板に微小な穴あけをする際に用いられる方法及び装置であって、穴の周縁にギザギザが形成されない優れた方法及び装置を提供する技術的意義を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、硝子板の厚さを均一に削減するとともに当該硝子板に微小な穴を形成する硝子板穴あけ方法であって、
硝子板の一方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を、形成する穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するとともに、
硝子板の他方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を噴射し、噴射された溶出液を硝子板の他方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃することで貫通穴を形成する方法であり、
硝子板の一方の側の面に対しては、形成する穴のパターンで溶出液の噴射を行うとともに、
硝子板の他方の側の面に対しては、形成する穴のパターンによらずに溶出液を均一に噴射して硝子板の表面を均一に削減することで穴を貫通させるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記硝子板の一方の側の面に、前記溶出液に対して耐性を持つとともに前記穴のパターンの穴用開口を有する保護層を形成し、一方の側の面に対してはこの窓用開口を通して前記溶出液を噴射するという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記穴用開口をフォトリソグラフィにより設けるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１乃至３いずれかの構成において、前記溶出液の噴射は、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルにより行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記他方の側の面に対しては、前記ノズルを複数均等に配置して最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性が得られるよう前記削減が行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、硝子板に窓穴を設けた構造の光学窓を作製する方法であって、
硝子板の一方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を、形成する窓穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するとともに、
硝子板の他方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を噴射し、噴射された溶出液を硝子板の他方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃することで貫通穴を形成する方法であり、
硝子板の一方の側の面に対しては、形成する窓穴のパターンで溶出液の噴射を行うとともに、
硝子板の他方の側の面に対しては、形成する窓穴のパターンによらずに溶出液を均一に噴射して硝子板の表面を均一に削減することで窓穴を貫通させるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項６の構成において、前記硝子板の一方の面に、前記溶出液に対して耐性を持つとともに前記窓穴のパターンの窓穴用開口を有する保護層を形成し、一方の面に対してはこの窓用開口を通して溶出液を噴射するという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項８記載の発明は、前記請求項７の構成において、前記保護層は、遮光層でもあるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項９記載の発明は、前記請求項８の構成において、前記保護層は、クロム又はクロム化合物より成る膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１０記載の発明は、前記請求項９の構成において、前記保護層は、前記硝子板に近い順に、酸化クロム膜と、純クロム膜とを積層したものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１１記載の発明は、前記請求項７乃至１０いずれかの構成において、前記窓穴用開口をフォトリソグラフィにより設けるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１２記載の発明は、前記請求項６乃至１１いずれかの構成において、前記溶出液の噴射は、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルにより行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１３記載の発明は、前記請求項６乃至１２いずれかの構成において、前記他方の面に対しては、前記ノズルを複数均等に配置して最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性が得られるよう削減が行われるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１４記載の発明は、センサ素子を含むモジュール本体と、センサ素子の入射側に設けられた硝子製の光学窓とから成るイメージセンサモジュールであって、
光学窓は、硝子板に窓穴を設けたものであり、
窓穴は、硝子板の材料を溶出させることが可能な溶出液を直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を板材の所定箇所に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃し、当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続することで形成されたものであり、
硝子板の一方の面には、溶出液に対して耐性を持つ保護層が形成されており、この保護層には、窓穴用開口が設けられており、
窓穴は、保護層が設けられた側から窓穴用開口を通して溶出液を噴射するとともに、保護層が設けられていない側から溶出液を噴射して硝子板の厚さを減らすことで貫通されたものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１５記載の発明は、前記請求項１４の構成において、前記保護層は、モジュール本体に光が入射するのを遮蔽する遮光層でもあるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１６記載の発明は、前記請求項１５の構成において、前記保護層は、クロム又はクロム化合物より成る膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１７記載の発明は、前記請求項１６の構成において、前記保護層は、前記硝子板に近い順に、酸化クロム膜と、純クロム膜とを積層したものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１８記載の発明は、硝子板の厚さを均一に削減しながら当該硝子板に微小な穴を形成する硝子板穴あけ装置であって、
硝子板の一方の側に配置された第一のノズルと、
硝子板の他方の側に配置された第二のノズルと、
第一第二のノズルに溶出液を供給し、各ノズルから噴射させる溶出液供給系と、
硝子板を所定位置に保持する保持機構と
を備えており、
第一のノズルは、形成する穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するものであり、
第二のノズルは、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するものであり、
保持機構は、第一のノズルが硝子板の一方の面の穴あけ箇所を臨む状態が維持されるよう硝子板を保持するものであり、
第二のノズルを硝子板に対して相対的に移動させて、第二のノズルから噴射される溶出液により他方の面が均一に削減されるようにする移動機構が設けられているという構成を有する。
【発明の効果】
【０００５】
以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、サンドブラストのような粒状の固体（砂）をぶつけて削るという物理的作用のみによる方法ではなく、溶出液による溶かし出しという化学的作用を利用するので、形成された穴の周縁にギザギザが形成されることはなく、滑らかな美しい周縁の穴が得られる。また、一方の側から穴あけのパターンで衝撃を行い、他方の側から均一な衝撃を行うため、硝子板の厚さを全体に薄くしつつ穴あけを行うことができる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、硝子板の一方の側の面に形成された保護層の窓用開口を通して溶出液を噴射するので、ノズルからの溶出液の噴射形状を所定のものにする必要がなく、容易に穴あけを行うことができるという効果が得られる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、穴用開口をフォトリソグラフィにより設けるので、微小な穴を高い寸法精度で設けるのに適したものとなる。
また、請求項６記載の発明によれば、サンドブラストのような粒状の固体（砂）をぶつけて削るという物理的作用のみによる方法ではなく、溶出液による溶かし出しという化学的作用を利用するので、形成された穴の周縁にギザギザが形成されることはなく、滑らかな美しい周縁の穴が得られる。また、一方の側から穴あけのパターンで衝撃を行い、他方の側から均一な衝撃を行うため、硝子板の厚さを全体に薄くしつつ穴あけを行うことができる。このため、薄型の電子機器や光学機器に好適に搭載される光学窓が得られる。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、硝子板の一方の側の面に形成された保護層の窓用開口を通して溶出液を噴射するので、ノズルからの溶出液の噴射形状を所定のものにする必要がなく、容易に穴あけを行うことができるという効果が得られる。
また、請求項８記載の発明によれば、上記効果に加え、保護層は、遮光層でもあるので、窓穴以外の部分では遮光される光学窓が得られ、その際にも遮光層を別途設ける工程は不要である。
また、請求項１０記載の発明によれば、上記効果に加え、保護層が酸化クロム膜と純クロム膜とを積層したものであるので、酸化クロム膜により低反射効果が得られる上、純クロム膜に対するレジストの付着性が良いので、フォトリソグラフィが容易に行えるという効果が得られる。
また、請求項１１記載の発明によれば、上記効果に加え、穴用開口をフォトリソグラフィにより設けるので、微小な穴を高い寸法精度で設けるのに適したものとなる。
また、請求項１４記載の発明によれば、光学窓の窓穴の周縁にギザギザがなく、滑らかな美しい周縁の窓穴となっているので、見栄えの良いモジュールが提供される。また、光学窓が薄くなっているので、モジュール全体もコンパクトになり、薄型の電子機器や光学機器に好適に搭載することができる。
また、請求項１８記載の発明によれば、周縁にギザギザが形成されず、滑らかな美しい周縁の穴を得ることができる。また、一方の側から穴あけのパターンで衝撃を行い、同時に他方の側から均一な衝撃を行うことができるため、硝子板の厚さを全体に薄くしつつ同時に穴あけを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について説明する。
まず、硝子板穴あけ方法の発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る硝子板穴あけ方法を示した正面概略図である。
図１に示す方法は、硝子より成る板状の対象物（硝子板）１に微小な穴１０をあける方法である。穴１０としては、直径が５００μｍ〜５ｍｍ程度の円形の穴１０をあける場合、この方法は好適に採用され得る。
【０００７】
この方法の大きな特徴点は、硝子を溶出することが可能な溶出液２で硝子板１の表面を衝撃し、これによって穴あけを行う点である。この方法は、溶出液２が硝子を溶かし出すという化学的作用と、溶出液２が硝子板１を衝撃するという物理的作用の両方を利用している。実施形態の方法のもう一つの大きな特徴点は、硝子板１の一方の側の面１０１に対しては溶出液２により穴あけのパターンで衝撃し（以下、パターン衝撃）、他方の側の面１０２に対して均一に溶出液２により衝撃して厚さを削減し（以下、均一衝撃）、これらを併せて行うことで貫通穴を形成する点である。
【０００８】
パターン衝撃の際には、溶出液２を小さな粒状にし、この粒状の溶出液２で硝子板１の表面を衝撃する。粒の大きさは、形成する穴１０よりも小さいことが好ましく、２０μｍ〜４００μｍの範囲であることが好ましい。溶出液２の粒径が２０μｍよりも小さいと、重さが軽いために充分な衝撃圧力が得られなくなる可能性がある。また、粒径が４００μよりも大きいと、衝撃圧力が大きくなり過ぎて、形成する穴１０の寸法精度が低下する問題があり、また微小な穴あけができなくなる可能性がある。また、後述するノズルについても、そのように大きな粒径で溶出液２を噴射させることが可能なノズルを選定ないし製作することが難しくなる。
【０００９】
この実施形態の方法では、硼珪酸硝子板その他の各種硝子板を穴あけすることができる。硝子板１の材料に応じて、その材料を溶出させることができる溶出液２を適宜選定する。溶出液２としては、フッ酸のような酸（無機酸又は有機酸）を所定の濃度に希釈したものが使用される。濃度は、後述するように、形成する穴１０の形状に応じて変更されるが、例えばフッ酸の場合、純水等を希釈液として使用し、３〜３０％程度の濃度とされる。
【００１０】
パターン衝撃、均一衝撃いずれ力おいても、衝撃圧力は、５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の範囲であることが好ましい。５×１０−２Ｎ／ｃｍ２よりも小さいと、あまりにも圧力が小さいため、穴あけに長時間を要するか若しくは穴あけができない問題が生ずる。圧力が２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２より大きいと、形成する穴１０の寸法形状を所定のものにするのが難しくなるし、そのような高い圧力で上記粒径の粒状の溶出液２を当てること自体、技術的に難しい。
【００１１】
パターン衝撃においては、第一のノズル３を使用して溶出液２を粒状にする。この際、第一のノズル３からの溶出液２の噴射形状を考慮し、硝子板１の一方の側の面１０１を保護層４で覆い、保護層４に穴あけのための開口（穴用開口）４０を設ける。パターン衝撃のためには、穴１０をあけるよう定められた所定箇所（以下、穴あけ箇所）にのみ集中的に且つ穴あけのパターンで粒状の溶出液２を当てる必要がある。一方、この実施形態で用いられる第一のノズル３は、噴射される溶出液２が図１（１）に示すように広がるタイプのものであるので、穴あけ箇所以外には溶出液２が付着しないよう保護層４で覆うにしている。そして、保護層４の穴あけ箇所の位置に穴用開口４０を設け、穴用開口４０を通して溶出液２を当てるようにしている。
【００１２】
保護層４としては、溶出液２に対して侵されない耐性（対薬品性）があることが必要である。即ち、溶出液２と反応したり溶出液２により溶かし出されたりして削られることが無い材質であることが必要である。具体的には、溶出液２がフッ酸のような酸である場合、クロムのような耐酸性を有する金属や、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂のような耐酸性を有する樹脂が使用される。
【００１３】
保護層４の厚さは、穴あけ加工が終了するまで硝子板１の表面が露出しない厚さとされる。即ち、溶出液２により削られる場合でも、穴あけ加工が終了するまでは充分な厚さで残留する厚さとされる。前述したクロムやポリプロピレン樹脂の場合には削られる心配は無いので、ある程度薄くて良い。尚、溶出液２による物理的衝撃に耐え得る点（機械的強度）も考慮に入れられる。一例を示すと、保護層４がクロムより成る場合、厚さは１０００オングストローム〜３０００オングストローム程度である。ポリプロピレン樹脂より成る場合、厚さは３０μｍ〜１００μｍ程度である。
【００１４】
穴用開口４０の形成の仕方としては、保護層４の材質にもよるが、フォトリソグラフィ法により事後的に行うか、パンチング等により予め行うかである。保護層４がクロムのような金属製である場合、フォトリソグラフィにより行われる場合が多く、図１はこの場合を示している。例えば、スパッタリングによりクロム膜を前述した厚さで作成し、フォトリソグラフィ法により穴用開口４０を形成する。即ち、硝子板１にレジストを塗布した後、穴用開口４０の形状としたマスクを通して露光し、その後、現像を行って穴用開口４０の形状のレジストパターンを得る。そして、レジストパターンを通してクロム膜をエッチングし、穴用開口４０を形成する。尚、レジスト自体が保護層４として使用され得る（レジストの材料が溶出液２に対して対薬品性を持つ）場合もあり、この場合は、露光及び現像のみにより穴用開口４０が形成される。フォトリソグラフィ法によると、穴用開口４０を精度よく形成することができるので、位置精度や寸法精度の点で精度の高い穴あけを行うことができる。
【００１５】
また、保護層４がポリプロピレン樹脂のような樹脂製の場合、予め穴用開口４０を設けた樹脂フィルムを貼り付けて保護層４を形成する場合が多い。上述した程度の厚さの樹脂フィルムを用い、これに対してパンチングで穴あけして穴用開口４０とする。そして、穴用開口４０が所定の位置になるように硝子板１に貼り付けする。貼り付けは、硝子板１に樹脂フィルムを密着させて加熱するラミネート法によると簡便であり、好適である。尚、樹脂フィルムへの穴あけは、レーザーにより行われる場合もある。
【００１６】
このようにして穴用開口４０を保護層４に形成した後、穴あけ工程が行われる。穴あけ工程では、図１（１）〜（３）に示すように、硝子板１の両側にノズル３，５が配置される。一方の側に配置された第一のノズル３は、パターン衝撃を行うためのものであり、他方の側に配置されたノズルは均一衝撃を行うためのものである。パターン衝撃を行う第一のノズル３は少なくとも一つあれば足りるが、この実施形態では、複数の穴あけを同時に行うため、第一のノズル３が複数配置されている。また、他方の側の第二のノズル５は複数均等に配置されている。「均等に」とは、他方の側の面１０２内における溶出液２の供給量が均一になるようにという意味であり、例えば第二のノズル５が三つ以上の場合、各ノズル５が等間隔をおいて配置されているという意味である。
【００１７】
次に、図１に示す方法により使用される第一のノズル３について説明する。図２は、図１の方法に使用される第一のノズル３の正面断面概略図である。
上述したように、本実施形態の方法は、直径２０μｍ〜４００μｍ程度の粒径の粒状の溶出液２を当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２〜２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２程度の圧力で衝撃するところに特徴点がある。このように溶出液２を粒状に噴射して衝撃するためには、図２に示すような二流体ノズルを用いると好適である。即ち、図２に示す第一のノズル３は、ノズル本体３１と、管接続ユニット３２と、固定リング３３等から構成されている。
【００１８】
管接続ユニット３２は、右側に圧縮空気供給管の接続部（以下、空気接続部）３４を備えており、左側に溶出液供給管の接続部（以下、液接続部）３５を備えている。空気接続部３４は、圧縮空気の管を嵌め込む凹部である。液接続部３５は、溶出液２の供給管を嵌め込む凹部である。
空気接続部３４からは、管接続ユニット３２の中央部まで横に延びるようにして空気導入孔３４０が形成されている。空気導入孔３４０の先端部の下側には、下側に突出するようにして空気噴射筒３６が形成されている。
管接続ユニット３２には、下面中央部に凹部（以下、主凹部）３７が形成されている。空気噴射筒３６は、この主凹部３７において下方に突出している。空気噴射筒３６は、空気導入孔３４０と主凹部３７内を連通させている。
【００１９】
一方、液接続部３５から管接続ユニット３２の中央部まで横方向に延びるようにして液導入孔３５０が形成されている。液導入孔３５０は、空気導入孔３４０よりも少し低い位置で横方向に延びている。液導入孔３５０は、主凹部３７の側壁に達しており、液接続部３５と主凹部３７とを連通させている。
ノズル本体３１は、上下方向に貫通路を有する筒状の部材である。ノズル本体３１は、下端が管接続ユニット３２の主凹部３７に嵌め込まれた状態で設けられている。図２に示すように、ノズル本体３１の上端と主凹部３７とは、空気噴射筒３６を取り囲む空間（以下、主空間）３０を形成している。
【００２０】
図２に示すように、ノズル本体３１の貫通路は、上端で少し広がっている。空気噴射筒３６の下端は、この貫通路の広がった部分に位置する。空気噴射筒３６の下端は、ノズル本体３１には接触しておらず、離間している。
固定リング３３は、管接続ユニット３２の主凹部３７とノズル本体３１との間に挿し込まれるようにして設けられている。固定リング３３は、ネジ止めによりノズル本体３１を管接続ユニット３２に固定するものである。主凹部３７の側面とノズル本体３１の外周面には、ねじ切りされた箇所があり、固定リング３３はこの両者に噛み合うようネジ込まれている。
【００２１】
図２に示す第一のノズル３において、圧縮空気供給管及び溶出液供給管がそれぞれ接続され、圧縮空気及び溶出液２がそれぞれ供給される。供給された圧縮空気は、空気導入孔３４０から空気噴射筒３６に導入され、空気噴射口３４０から主空間３０に噴射される。溶出液２は、液導入孔３５０から主空間３０に導入されて流入する。流入した溶出液２は、主空間３０に充満した後、ノズル本体３１の貫通路に流入して下降し、貫通路の上端開口（以下、噴射口）３１０から噴射される。この際、空気噴射筒３６から噴射される圧縮空気が溶出液２に勢いよく混入し、溶出液２を下方に向けて押し下げながら分散させ、溶出液２とともに噴射口３１０から噴射される。この結果、噴射口３１０から噴射される溶出液２は、小さな粒状の状態（霧状又はミスト状）となる。圧縮空気の圧力、溶出液２の供給圧力、空気噴射筒３６の上端開口の寸法、主空間３０の断面積、ノズル本体３１の貫通路の断面積、噴射口３１０の寸法形状等のパラメータを適宜選定することで、所望の粒径の溶出液２を所望の圧力で噴射させることができる。尚、上述したような第一のノズル３は自作しても良いが、市販のものを使用しても良い。例えば、株式会社いけうち製の二流体スプレーノズルＶＶＥＡシリーズの中から適宜選んで使用することができる。
【００２２】
次に、第二のノズル５について説明する。図３は、図１の方法に使用される第二のノズル５の斜視概略図である。
図３に示すように、第二のノズル５は、噴射口５１を有する管状の部材である。図５に示すように、第二のノズル５は複数配置されており、水平な方向に互いに平行に延びるよう配置されている。
噴射口５１は、各第二のノズル５において上部に設けられており、上方に向けて溶出液２を噴射するようになっている。噴射口５１は、各第二のノズル５において複数設けられており、管の延びる方向（垂直方向）に均等間隔をおいて設けられている。各第二のノズル５は、溶出液供給管５２に接続されている。
【００２３】
第二のノズル５には、不図示の移動機構が付設されている。移動機構は、複数の第二のノズル５を一体に水平方向に移動させるものである。移動機構による移動は、一定の方向への所定のストロークの前進及び後退（前後運動）である。本実施形態では、第二のノズル５の移動方向は、ノズル５が延びる方向に対して垂直な水平方向となっている。尚、第一のノズル３には、このような移動機構は設けられておらず、第一のノズル３は一定の位置を保持する。
【００２４】
次に、穴あけ工程について以下にまとめて説明する。
上述したように硝子板１に保護層４及び穴用開口４０を形成した硝子板１を水平な姿勢で保持し、その上側に第一のノズル３を位置させ、その下側に第二のノズル５を位置させる。第一のノズル３は、噴射口３１０が真下を向く姿勢であり、第二のノズル５は噴射口５１が真上を向く姿勢である。硝子板１は、穴用開口４０が第一のノズル３の噴射口３１０の直下の位置に位置するよう配置される。尚、各第一のノズル３は、硝子板１の各穴用開口４０と同じ間隔となるよう予め位置が調整される。
【００２５】
上記状態で、上記のように噴射口３１０，５１から溶出液２を噴射させる。この際、第一のノズル３から噴射された溶出液２は、保護層４の穴用開口４０を通過して硝子板１の一方の側の面１０１に達し、一方の側の面１０１を衝撃しつつ溶かし出す。第二のノズル５から噴射された溶出液２は、図１（１）に示すように広がり、硝子板１の他方の側の面１０２を均一に衝撃しつつ他方の側の面１０２を溶かし出す。この際、移動機構は、第二のノズル５を所定のストロークで前後運動させる。
【００２６】
一方の側の面１０１では、穴用開口４０を通して溶出液２が次々に流入してくるので、硝子板１の表面では、新鮮な（硝子が溶け込んでいない）溶出液２に置換される。硝子が溶け込んだ溶出液２は、流入する溶出液２の衝撃圧力により次々に弾き出される。この結果、硝子板１の表面が削られ、孔が形成される（図１（２））。この際、溶出液２による溶かし出し作用は、横方向（溶出液２の入射方向に対して垂直な方向）にも多少生じる。従って、図１（２）に示すように、孔は横方向にも多少広がっていく。他方の側の面１０２においても基本的に同様であるが、他方の側の面１０２では、溶出液２が均一に衝撃するので、均一に表面が削られ、少しずつ厚さが減少していく。
【００２７】
このようにして両側からの溶出液２による衝撃を続けると、図１（３）に示すように、貫通穴１０が形成され、穴あけが完了する。図１（３）に示すように、形成される穴１０は、一方の側の面１０１の縁がテーパ面となっている。テーパ面の下側は、硝子板１の二つの面１０１，１０２に垂直な面（以下、垂直面）となっている。尚、この実施形態では、穴用開口４０は円形である。したがって、面１０１，１０２の方向で見た穴１０の断面形状も円形である。
【００２８】
この硝子板穴あけ方法は、後に詳述するように、サンドブラストのような粒状の固体（砂）をぶつけて削るという物理的作用のみによる方法ではなく、溶出液２による溶かし出しという化学的作用を利用しているので、形成された穴１０の周縁にギザギザが形成されることはなく、滑らかな美しい周縁の穴１０が得られる。尚、本実施形態の方法は、溶出液２による衝撃という物理的作用も併用している。この物理的作用には、上述したように、硝子板１の表面において溶出液２を効率良く置換する作用の他、衝撃により削り出しを行う作用も含まれている。即ち、溶出液２が触れることで若干溶解して軟化した硝子が、溶出液２による衝撃により物理的に弾き出される作用もある。また、実施形態の方法では、一方の側から穴あけのパターンで衝撃を行いつつ、他方の側から均一な衝撃を行っている。このため、硝子板１の厚さを全体に薄くしつつ同時に穴あけを行うことができる。
【００２９】
尚、上記方法において、溶出液２には界面活性剤が添加されることがある。界面活性剤の添加は、硝子板１の表面での溶出液の移動を促進させて溶出液の置換をより促進するためである。界面活性剤としては、例えばフッ素系のものが使用される。界面活性剤は、希釈液を含む溶出液の全量に対して０．１〜０．５％の重量比で添加される。
【００３０】
上述したように、第二のノズル５から溶出液２の噴射は、硝子板１の厚さを削減するものであるが、この際、ノズル５の構成や配置等を適宜選定することで、削減後の表面の平坦性を高くすることができる。以下、この点について説明する。
図４は、硝子板１の表面の平坦性を高めるための第二のノズル５１について示した平面概略図である。図４に示すように、各噴射口５１は、第二のノズル５の管の延びる方向に対して斜めの４５度の方向に細長い。従って、各噴射口５１から噴射される溶出液２は、図５に示すように、この斜めの方向に長い錐状（ないしはラッパ状）に広がるようになっている。
【００３１】
図４の下側には、第二のノズル５の各噴射口５１から溶出液２が噴射される様子を示す。二点鎖線は、硝子板１の他方の側の面１０２上での溶出液２の広がりの輪郭である。図４の上側には、ノズル５の長さ方向（ノズル５の移動方向に垂直な水平方向）で見た面１０２における溶出液２の供給量の分布を示す。
【００３２】
第二のノズル５が移動機構５００によって移動しながら溶出液２を噴射する際、硝子板１の他方の側の面１０２の各点は、いずれかの噴射口５１から噴射された溶出液２の供給を受ける。この際、隣り合う二つの噴射口５１の丁度中間の点が通過する他方の側の面１０２上の点Ｐは、その隣り合う二つの噴射口５１から溶出液２の供給を受けることになる。この場合、この点Ｐは、推状の溶出液２の広がりの端部に位置するので、図４の上側に示すように、一つの噴射口５１から受け取る溶出液２の量は、他の点の１／２程度であり、上下両隣の噴射口５１で一つ分の溶出液２の供給を受ける。従って、ノズル５の長さ方向において、硝子板１の他方の側の面１０２の各点での溶出液２の供給量は均一である。
【００３３】
上記のように、硝子板１の他方の側の面１０２の各点は、各噴射口５１から均一な溶出液２の供給を受けるので、衝撃による溶かし出しも均一となり、均一に表面が削減される。この結果、図１（５）に示すように穴あけが完了した際、硝子板１の他方の側の面１０２は、平坦性が極めて高いものとなる。尚、図５に示すような断面形状に溶出液２が広がる場合だけではなく、楕円状、円状、方形状（正方形、長方形）、菱形状、平行四辺形状等の断面形状で溶出液２が広がる場合もあり得る。
【００３４】
上述した他方の側の面１０２に対する均一衝撃において、各噴射口５１からの溶出液２の広がりは、図３及び図４に示すように、他方の側の面１０２において重ならないようにすることが望ましい。溶出液２の広がりが重なってしまうと、重なった部分で溶出液２に散乱が生じたり、乱流が生じたりする。散乱や乱流が生ずると、他方の側の面１０２を均一に衝撃することができなくなり、平坦性が低下する恐れがある。したがって、重ならないようにすることが望ましい。
【００３５】
上述したようにノズル５の構成や配置を適宜設定することで、穴あけ完了後の他方の側の面１０２について最大粗さ０．５μｍ程度の平坦性を確保することができる。尚、一方の側の面１０１については、穴あけを開始する前（保護層４を形成する前）に、他方の側の面１０２と同様の処理により厚さを削減しながら予め平坦化することもできる。
【００３６】
上述した硝子板穴あけ方法において、形成する穴１０の断面形状は、溶出液２の濃度や衝撃圧力を適宜設定することで調整することができる。以下、この点について説明する、図５は、穴の断面形状の調整について示した概略図である。上述したように、実施形態の穴あけ加工は、化学的作用と物理的作用とを併用するものである。ここで、化学的作用は、溶出液２による溶かし出しであるから、方向性はなく、均等に（等方的に）生ずる。一方、前述したように、物理的作用は、溶出液２による硝子表面の衝撃であるから、衝撃の向きに生ずる。図５において、化学的作用による硝子の溶かし出しの速度をＶｃとし、物理的作用による硝子の削り出しの速度をＶｐとする。Ｖｃ及びＶｐは、単位時間当たりにどれだけの厚さの溶かし出し又は削り出しが進むかという速度である。
【００３７】
図５に示すように、化学的作用である溶かし出しは等方的に進むから、Ｖｃは、穴あけの過程で形成される凹部においてほぼ均一に分布する。一方、物理的作用による削り出しは、溶出液２の噴射の向きにのみ実質的に生ずるから、Ｖｐは凹部の底の部分において最も高く、他の部分において実質的にゼロである。
ここで、Ｖｃ≫Ｖｐである場合、即ち、Ｖｃに比べてＶｐが非常に小さくてＶｐが実質的にゼロであるとみなせる場合、化学的作用である溶かし出しのみが実質的に作用し、穴あけは等方的に進行する。この場合は、図５（ａ）に示すように、得られる穴１０は、断面台形状の形状となり、壁面の角度は硝子板１の厚さ方向に対して４５度となる。
一方、Ｖｃ≫Ｖｐとはみなせない場合、穴あけは等方的には進行せず、凹部の底においてより高い速度で進行する。この場合、Ｖｃ≪Ｖｐとすると、即ち、化学的作用が無視できる程度に物理的作用が大きくなるようにすると、形成される穴１０の断面すると、図５（ｂ）に示すように断面方形となる。
【００３８】
このように、Ｖｃに対するＶｐの大きさを調整することで穴１０の断面形状の調整が行える。ここで、Ｖｃに大きく影響を与えるのは溶出液２の溶出成分の濃度である。一方、Ｖｐは溶出液２による衝撃圧力によって決まる。衝撃圧力を大きくすると、Ｖｐは当然に高くなるが、表面での溶出液２の置換速度も同時に高くなるので、Ｖｃも高くなる。但し、置換速度の増加に比べて衝撃圧力の増加の影響の方が大きいので、Ｖｃに対してＶｐが大きくなり、この結果、上記のように断面方形の穴１０を得ることができる。また、衝撃圧力を高くするとともに、溶出液２の濃度を下げると、Ｖｃに対してＶｐをより大きくすることができるので、そのような調整方法が採られることもある。いずれにしても、必要な断面形状が得られる溶出液２の濃度及び衝撃圧力を予め実験的に算出し、その条件を再現しながら穴あけを行うようにする。
【００３９】
次に、形成する穴１０の開口の形状と穴用開口４０の大きさとの関係について説明する。図６は、形成すべき穴１０の開口の形状と穴用開口４０の大きさについて示した概略図である。
上述したように、実施形態の硝子板穴あけ方法では、保護層４に設けた穴用開口４０を通して溶出液２を供給して穴あけを行う。この場合、穴用開口４０の大きさは、形成される穴１０の形状のうち溶出液２の入射側の開口（以下、単に入射側開口）の大きさとの関係で適宜決定される。以下、入射側開口の直径をＲ、穴用開口４０の直径をφ、硝子板１の厚さをＴとする。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、Ｖｃ≫Ｖｐとして穴あけが等方的に進む状態を維持しながら厚さＴだけ穴あけをすると、入射側開口では、横方向にやはりＴの距離だけ溶出が進行することになる。この結果、穴あけ完了時には、入射側開口の直径はφ＋２Ｔということになる。従って、図６に示すように、入射側開口の大きさをＲとしたい場合には、穴用開口４０の大きさφは、φ＝Ｒ−２Ｔとしておけば良いことになる。尚、出射側開口の大きさは、穴用開口４０と同じ大きさになる。
【００４１】
次に、光学窓作製方法の発明の実施形態について説明する。
図７は、光学窓作製方法の発明の実施形態を示した概略図である。図７に示す方法は、上述した硝子板穴あけ方法の構成を光学窓作製に応用したものである。光学窓は、硝子板１に窓穴１００を設けた構成である。
実施形態の方法は、一枚の硝子板１から多数の光学窓を作製する方法となっている。即ち、一枚の硝子板１の所定の位置に窓穴１００を形成し、その後、硝子板１を分断することで多数の光学窓を得る製法となっている。
【００４２】
まず、図７（１）に示すように、硝子板１を用意し、その一方の側の面に保護層を形成する。この保護層は、穴あけの際に硝子板１を保護するものであるとともに、所定の光学作用を為す層ともなっている。この実施形態では、保護層は遮光作用を為すものとなっており、保護層はクロム系の材料で形成される。より具体的には、保護層は、図７（１）に示すように、酸化クロム膜４０１と純クロム膜４０２とを積層した層となっている。酸化クロム膜４０１や純クロム膜４０２は、スパッタリングによって形成できる。
【００４３】
次に、図７（２）に示すように、フォトリソグラフィ法により保護層に対してパターン形成を行う。このパターンは、形成する窓穴１００のパターンと同じである。純クロム膜４０２の上にレジスト４０３を塗布し、不図示のマスクを通して光照射してレジストを露光する。そして、現像を行うと、レジスト４０３のパターンが形成される。このレジスト４０３をマスクにして純クロム膜４０２及び酸化クロム膜４０１のエッチングを行うと、図７（２）に示すように、純クロム膜４０２及び酸化クロム膜４０１のパターンが得られる。これにより、窓穴用開口４０５が形成される。
【００４４】
次に、穴あけ工程を行う。即ち、ノズル３，５により硝子板１の両側から溶出液２を噴射する（図７（３））。一方の側の面１０１では、窓穴用開口４０５のパターンで削減が進み、他方の側の面１０２では均一に削減が進む。所定時間噴射を行うと、穴が貫通し、窓穴１００が形成される。穴あけが完了した後、レジスト４０３を除去する（図７（４））。その後、硝子板１を所定の箇所で分断すると、各々光学窓が完成する。尚、穴あけ工程の後には、洗浄工程が必要に応じて行われる。
【００４５】
図８は、図７に示す方法により作成された光学窓の断面概略図である。図８に示すように、光学窓は、硝子板１の厚さ方向が光軸Ａの方向となり、光軸Ａが窓穴１００の中央を貫く位置に配置されることが想定されている。
光学窓は、図８に示すように、窓穴１００の一方の側の面１０１における縁がテーパ面１０３となっている。このテーパ面１０３の光軸Ａに対する成す角は４５度となっている。テーパ面１０３に続く面１０４は、光軸に沿った面（沿軸面）となっている。テーパ面１０３と沿軸面１０４とから成る窓穴１００の断面形状は、図５（ａ）に示す断面形状の穴と図５（ｂ）に示す断面形状の穴とつなげた形状に相当している。
【００４６】
図８に示す断面形状の窓穴１００は、第一のノズル３による一方の側の面１０１の削減を適宜制御することで達成される。即ち、最初は、Ｖｃ≫Ｖｐとして削減を等方的に進行させ、その後、Ｖｃ≪Ｖｐとして異方的に（厚さ方向への削減のみが進行するように）削減を行うことで、図８に示す断面形状が得られる。
窓穴用開口４０５が形成された保護層４００は、遮光層として残留している。尚、保護層４００を構成する酸化クロム膜は、低反射特性を有しており、遮光しつつもギラツキを生じさせないという効果がある。また、純クロム膜は、レジストの付着性が高いため、上記のようにフォトリソグラフィによって窓穴用開口４０５を形成する場合、好適である。膜厚について一例を示すと、酸化クロム膜、純クロム膜とも、１５００オングストローム程度の厚さで良い。
【００４７】
次に、イメージセンサモジュールの発明の第一の実施形態について説明する。図９は、実施形態に係るイメージセンサモジュールの正面断面概略図である。
図９に示すイメージセンサモジュールは、センサ素子８と、センサ素子８１の入射側に設けられた硝子製の光学窓８２とを備えている。センサ素子８１としては、ＣＭＯＳ又はＣＣＤ等が使用される。
【００４８】
モジュールは、セラミック製の基板８３と、基板８３を覆う筐体８４とを備えている。筐体８４は上面に開口を有し、光学窓８２はこの開口に嵌め込まれた状態で設けられている。基板８３上には、回路ユニット８８が設けられ、センサ素子８１は回路ユニット８８の上に搭載されている。回路ユニット８８は、センサ素子８１からの信号を処理する信号処理回路を含んでいる。その他、基板８３上にはコンデンサや抵抗等の不図示の周辺部品が実装されている。基板８３は、モジュールの小型化等の観点から、多層配線を備えた多層基板とされることが多い。
【００４９】
光学窓８２には、マイクロレンズ８６が嵌め込まれている。マイクロレンズ８６は、ある程度大きな画角の撮像が行えるようセンサ素子８１に光を取り込むためのものである。マイクロレンズ８６としては、プラスチック製の非球面レンズが好適に使用できる。なお、光学窓８２の入射側には、透明な蓋板が設け、マイクロレンズ８６が露出しないようにする場合もある。また、光学窓８２の出射側には、赤外線カットフィルタ８９が設けられている。赤外線カットフィルタ８９は、同様に筐体８４に設けられた開口に嵌め込まされている。
【００５０】
光学窓８２は、硝子板を穴あけ加工することで作製されたものとなっている。この穴あけ加工は、前述した硝子板穴あけ方法の実施形態及び光学窓作製方法の実施形態におけるものと同様である。穴あけの際に設けた保護層は、遮光層８５として残留している。遮光層８５は、前述したように酸化クロム膜と純クロム膜とを積層したものである。
図９に示すように、光学窓８２の窓穴８２０は、入射側の縁がテーパ面８２３となっている。そして、テーパ面８２３より出射側は、光軸Ａに沿った沿軸面８２４となっている。尚、テーパ面８２３及び沿軸面８２４とも、光軸Ａに垂直な方向の断面形状は、円形である。また、光軸Ａに対してテーパ面８２３が成す角度は、４５度程度となっている。
【００５１】
図９に示すイメージセンサモジュールでは、光学窓８２の窓穴８２０に入射した光は、マイクロレンズ８６を透過してセンサ素子８１に達する。そして、センサ素子８１で光電変換され、その出力信号が回路ユニット８８内の信号処理回路で処理され、イメージ信号として出力される。
このような光学窓は、従来のサンドブラスト法により作製された光学窓と比較すると、顕著な構造上の差異を有する。以下、この点を説明する。
【００５２】
図１０は、実施形態のイメージセンサモジュールにおける光学窓８２の構造上の特徴点を示す概略図である。参考のため、従来のサンドブラスト法により作製された光学窓８２の構造を併せて示す。図１０（Ａ）が従来のサンドブラスト法により作製された光学窓８２で、（Ｂ）が実施形態のイメージセンサモジュールにおける光学窓８２である。
図１０（Ａ）に拡大して示すように、従来の光学窓８２は、サンドブラスト法により穴あけされているため、窓穴８２０の周縁８２１又は壁面８２２にギザギザが形成されており、見栄えが良くない。一方、図１０（Ｂ）に拡大して示すように、実施形態の光学窓８２では、窓穴８２０の周縁８２１や壁面（テーパ面及び沿軸面）にはギザギザは形成されておらず、滑らかな面となっている。
【００５３】
また、図１０（Ａ）に拡大して示すように、従来の光学窓８２では、表面にはマイクロクラック８００が形成されている。マイクロクラック８００は、硝子の表面に形成される微細な傷、割れ目等である。
マイクロクラック８００は、元来、硝子特有のものであり、硝子の製造工程の関係で避けられないものである。硝子は、マイクロクラック８００があるために一般的に他の材料に比べて強度的に弱いとされている。従来の光学窓８２は、サンドブラスト法によるため、縁面８２３にも多くのマイクロクラック８００が存在した状態である。固体粒子により表面が傷つけられるため、穴あけ前よりもさらに多くのマイクロクラック８００が存在することもあり得る。従来の光学窓８２では、見栄えの他、このようなマイクロクラック８００により強度的に弱い欠点もある。
【００５４】
一方、実施形態の光学窓８２は、マイクロクラックは全く形成されていない。これは、溶出液２により穴あけを行ったものであるためである。溶出液２は、硝子の表面を溶かし出すものであるから、マイクロクラックが存在する表面層が穴あけの過程で除去され、マイクロクラックの無い表面が露出した状態となる。このため、強度の面でも好適なものとなっている。
尚、光学窓８２を作製する際、保護層を残留させずに除去してしまう場合もある。残留させる場合も、前述した遮光層８５以外に、赤外線カット層として残留させる場合もある。
【００５５】
次に、イメージセンサモジュールの発明の第二の実施形態について説明する。
図１１は、第二の実施形態のイメージセンサモジュールの正面断面概略図である。図１１に示すモジュールは、同様にセンサ素子８１と、センサ素子８１の入射側に設けられた硝子製の光学窓８２とを備えている。
このモジュールは、センサ素子８の入射側に四つの樹脂レンズ８７１〜８７４を備えている。樹脂レンズ８７１〜８７４は、アクリル樹脂のような光透過性の高い光学樹脂を使用して製作したレンズである。各樹脂レンズ８７１〜８７４は、光軸Ａに沿って積層されている。樹脂レンズを入射側から第一乃至第四樹脂レンズと呼ぶと、第一樹脂レンズ８７１及び第三樹脂レンズ８７３は平凸レンズであり、第二樹脂レンズ８７２及び第四樹脂レンズ８７４は平凹レンズとなっている。
【００５６】
そして、第二樹脂レンズ８７２と第三樹脂レンズ８７３の間、第四樹脂レンズ８７４とセンサ素子８１との間にはそれぞれ光学窓８２が配設されている。各光学窓８２は、前述したものと同様である。尚、第一樹脂レンズ８７１と第二樹脂レンズ８７２の間、第三樹脂レンズ８７３と第四樹脂レンズ８７４の間には、仕切用の硝子パネル９０が配設されている。
この実施形態のように、複数の樹脂レンズ８７１〜８７４を用いた構成では光学窓８２も複数配設される場合があるが、この場合も、上述した光学窓８２を用いることで、見栄えの良いモジュールとすることができる。
【００５７】
次に、硝子板穴あけ装置の発明の実施形態について説明する。
図１２及び図１３は、実施形態に係る硝子板穴あけ装置を示した概略図であり、図１２は正面概略図、図１３は側面概略図である。図１２及び図１３に示す装置は、図１に示す実施形態の硝子板穴あけ方法及び光学窓作製方法に用いられる装置となっている。
図１２及び図１３に示す装置は、硝子を溶出することが可能な溶出液２を直径２０μｍ〜４００μｍの粒状にして噴射する第一のノズル３と、同じく硝子を溶出することが可能な溶出液２を噴射する第二のノズル５と、第二のノズル５を移動させる移動機構５００と、第一のノズル３及び第二のノズル５に溶出液２を供給する溶出液供給系２０と、噴射された溶出液２が硝子板１の所定箇所に当たるよう硝子板１を保持する保持機構１１とを備えている。
【００５８】
第一第二のノズル３，５の構成及び配置は、前述したのと同様である。装置は、内部で穴あけ加工を行う処理チャンバー６を備えており、第一第二のノズル３，５は処理チャンバー６内に配置されている。保持機構１１には、処理チャンバー６内への硝子板１を搬入し、穴あけ後に硝子板１を処理チャンバー６から搬出する搬送機構が兼用されている。
処理チャンバー６は、硝子板１を搬入する搬入口６１と、穴あけ後に硝子板１を搬出する搬出口６２とを備えている。搬入口６１及び搬出口６２は、封鎖ゲート６３で開閉されるようになっている。尚、開閉は、封鎖ゲート６３を上下方向に移動させることで行われる。
【００５９】
搬送機構は、図１２に示すように硝子板１を水平な姿勢にしつつ水平方向に搬送する機構となっている。搬送機構は、水平な搬送ラインに沿って配置された多数の搬送コロ１２によって構成されている。搬送ラインは、搬入口６１及び搬出口６２を通して設定されており、硝子板１は、搬入口６１から搬入されて穴あけが行われた後、搬出口６２から搬出されるようになっている。尚、図１３に示すように、搬送コロ１２は、硝子板１を両端部において支持しながら搬送するものとなっている。
【００６０】
また、処理チャンバー６の内壁面や、処理チャンバー６内の各部材の表面は、溶出液２に対して耐薬品性の構成となっている。例えば溶出液２がフッ酸である場合、内壁面や各部材の表面はテフロン（デュポン社の登録商標）のようなフッ素樹脂をコーティングして覆った構成とされる。尚、搬入口６１や搬出口６２を開閉する封鎖ゲート６３は、溶出液２が漏出しないよう液密に封鎖を行うようになっている。
【００６１】
各第一のノズル３は、ノズルホルダー６６によって保持されている。図１０は、図１２及び図１３に示すノズルホルダー６６の平面概略図である。本実施形態の装置は、任意の位置で穴あけができるよう、水平面内の任意の位置に第一のノズル３を位置させることができるようになっている。
より具体的に説明すると、ノズルホルダー６６は、ガイドレール状の部材であり、長さ方向の任意の位置に第一のノズル３を位置させることができ、その位置で第一のノズル３を固定することができるようになっている。ノズルホルダー６６は、複数設けられており、水平面内に平行に並べられている。
【００６２】
ノズルホルダー６６の上側には、ホルダーレール６６１が設けられている。ホルダーレール６６１も、ガイドレール状の部材である。ホルダーレール６６１も、水平面内に平行に並べられて複数設けられている。ホルダーレール６６１の延びる方向は、各ノズルホルダー６６の延びる方向に対して垂直でる。即ち、図１０に示すように、各ノズルホルダー６６と各ホルダーレール６６１は、直角格子状に交差した状態で配置されている。
各ノズルホルダー６６は、ホルダーレール６６１の下面に取り付けられている。各ノズルホルダー６６は、ホルダーレール６６１の延びる方向に位置調節が可能で、各ノズルホルダー６６を任意の位置で固定できるようになっている。
【００６３】
溶出液供給系２０は、溶出液２を溜めた液溜め２２と、液溜め２２から溶出液供給管２１を介して各第一のノズル３に溶出液２を送る送液ポンプ２３と、調圧用バルブ２４などから構成されている。尚、溶出液２に界面活性剤が添加される場合、液溜め内に予め添加しておくか、溶出液供給管２１に界面活性剤の混合器が設けられる。
装置は、第一のノズル３に圧縮空気を供給する圧縮空気供給系２００を備えている。圧縮空気供給系２００は、不図示のボンベにつながる圧縮空気供給管２０１や圧縮空気供給管２０１上に設けられれた開閉バルブ２０２、調圧用バブル２０３等から構成されている。溶出液供給管２１や圧縮空気供給管２０１は、処理チャンバー６の器壁を液密に貫通している。
【００６４】
尚、溶出液供給管２１と各第一のノズル３、及び圧縮空気供給管２０１と各第一のノズル３とは、それぞれフレキシブルチューブ２５，２０４でつながれている。これは、各第一のノズル３の位置が変更されるためである。第二のノズル５に溶出液２を供給する管についても、第二のノズル５が移動機構５００によって移動するため、フレキシブルチューブが採用されている。
また、図１２及び図１３に示すように、処理チャンバー６の底部は漏斗状になっており、最下部には、排出口６４が設けられている。排出口６４には、使用済みの溶出液２を排出する排出管６５が接続されている。硝子板１の表面の材料が溶け込んだ溶出液２は、処理チャンバー６の底部に落下し、排出口６４及び排出管６５を通って排出されるようになっている。
【００６５】
次に、上記装置の動作について説明する。
保持機構１１は、硝子板１を処理チャンバー内に搬入し、所定位置で停止させる。この位置は、硝子板１の各穴あけ位置が各第一のノズル３の直下の位置となる位置である。この状態で、溶出液供給系２０及び圧縮空気供給系２００を動作させ、穴あけを開始する。この際、移動機構５００を動作させ、第二のノズル５を所定のストロークで前後移動させる。移動の方向は、水平な方向であれば良く、硝子板１の搬送方向や、搬送方向に垂直な水平方向の場合がある。図には、搬送方向に移動する例が示されている。
上述したように、溶出液２による両側からの衝撃を所定時間行うと、穴あけが完了する。その後、硝子板１は処理チャンバーから保持機構１１によって搬出される。
【００６６】
上述した硝子板穴あけ方法の実施形態では、上述の通り保護層を設けこれに穴用開口をして穴あけを行ったが、保護層を設けないで穴あけすることも可能である。溶出液２の粒が広がらないもので、穴あけする箇所にのみ溶出液２を当てることが可能なノズルを使用するようにすれば、保護層を設けないで穴あけすることも可能である。この場合、硝子板１の一方の側の面１０１を溶かし出した溶出液２が表面で穴あけ箇所の周囲に流れてしまわないように少しずつ穴あけを行うようにすれば良い。
また、硝子板１の下方に第一のノズル３を配置し、下方から上方に向けて溶出液２の粒を噴射して穴あけを行うようにすれば、穴あけ箇所にのみ溶出液２を当てることは容易である。この場合、第二のノズル５は、硝子板１の上方に配置されて上から溶出液２を噴射することになる。
尚、第二のノズル５は、連続した流れとして溶出液２を噴射して硝子板１を衝撃するものとなっているが、第一のノズル３のように粒の状態で（ミスト状に）溶出液２を噴射するようなものでも実施できる場合がある。
【００６７】
上述した各実施形態において、硝子板１は水平な姿勢であったが、硝子板１を垂直な姿勢にして穴あけを行うことも可能である。この場合、例えば第一のノズル３を左側に設け、第二のノズル５を右側に設け、左右から溶出液２を噴射して穴あけが行われる。
尚、第二のノズル５の移動方は前後運動のような往復運動である必要はなく、一つの向きへの移動のみで穴あけが完了する場合もある。
【００６８】
また、移動機構５００は、第二のノズル５を移動させるものであったが、移動は硝子板１に対する相対的なもので足り、第二のノズル５を静止させ、硝子板１を移動させても良い。この場合、第一のノズル３は、穴あけ箇所を臨む位置を保持しないことになるが、特に問題はなく、第一のノズル３をより多く（狭い間隔で）設けるようにすれば、一方の側の面１０１からの削減の速度の低下が問題となることもない。
尚、硝子板１を移動させる構成の場合、硝子板１の搬送機構を移動機構に兼用することもあり得る。
【００６９】
各実施形態において、第一のノズル３としては、上記二流体ノズル以外のものでも良く、また二流体ノズルを使用する場合でも、空気以外の気体（例えば、窒素のような不活性ガス）を使用して溶出液２を噴射しても良い。
光学窓作製方法の発明やイメージセンサモジュールの発明においては、光学窓はレンズを保持する機能を持つものに限られない。レンズを保持する機能はなく、単に光を取り込むための窓として機能するものであっても良い。また、ピンホールカメラにおけるもののように光の入射を規制するための光学窓や、一種の絞りとして機能する光学窓についてっも、同様に実施することができる。
また、本願発明の硝子板穴あけ方法及び硝子板穴あけ装置は、前述した光学窓の作製以外の用途にも使用され得る。例えば、硝子製のディスク基板の中心穴あけ等にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施形態に係る硝子板穴あけ方法を示した正面概略図である。
【図２】図１の方法に使用される第一のノズル３の正面断面概略図である。
【図３】図１の方法に使用される第二のノズル５の斜視概略図である。
【図４】硝子板１の表面の平坦性を高めるための第二のノズル５１について示した平面概略図である。
【図５】穴の断面形状の調整について示した概略図である。
【図６】形成すべき穴１０の開口の形状と穴用開口４０の大きさについて示した概略図である。
【図７】光学窓作製方法の発明の実施形態を示した概略図である。
【図８】図７に示す方法により作成された光学窓の断面概略図である。
【図９】実施形態に係るイメージセンサモジュールの正面断面概略図である。
【図１０】実施形態のイメージセンサモジュールにおける光学窓８２の構造上の特徴点を示す概略図である。
【図１１】第二の実施形態のイメージセンサモジュールの正面断面概略図である。
【図１２】実施形態に係る硝子板穴あけ装置を示した正面概略図である。
【図１３】実施形態に係る硝子板穴あけ装置を示した側面概略図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 硝子板
１０ 穴
１０１ 一方の側の面
１０２ 他方の側の面
１１ 保持機構
２ 溶出液
２０ 溶出液供給系
２００ 圧縮空気供給系
３ 第一のノズル
４ 保護層
４０ 穴用開口
４００ 保護層
４０１ 酸化クロム膜
４０２ 純クロム膜
５ 第二のノズル
５００ 移動機構
８１ センサ素子
８２ 光学窓
８２０ 窓穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝子板の厚さを均一に削減するとともに当該硝子板に微小な穴を形成する硝子板穴あけ方法であって、
硝子板の一方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を、形成する穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するとともに、
硝子板の他方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を噴射し、噴射された溶出液を硝子板の他方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃することで貫通穴を形成する方法であり、
硝子板の一方の側の面に対しては、形成する穴のパターンで溶出液の噴射を行うとともに、
硝子板の他方の側の面に対しては、形成する穴のパターンによらずに溶出液を均一に噴射して硝子板の表面を均一に削減することで穴を貫通させることを特徴とする硝子板穴あけ方法。
【請求項２】
前記硝子板の一方の側の面に、前記溶出液に対して耐性を持つとともに前記穴のパターンの穴用開口を有する保護層を形成し、一方の側の面に対してはこの窓用開口を通して前記溶出液を噴射することを特徴とする請求項１記載の硝子板穴あけ方法。
【請求項３】
前記穴用開口をフォトリソグラフィにより設けることを特徴とする請求項２記載の硝子板穴あけ方法。
【請求項４】
前記溶出液の噴射は、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルにより行われることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の硝子板穴あけ方法。
【請求項５】
前記他方の側の面に対しては、前記ノズルを複数均等に配置して最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性が得られるよう前記削減が行われることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の硝子板穴あけ方法。
【請求項６】
硝子板に窓穴を設けた構造の光学窓を作製する方法であって、
硝子板の一方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を、形成する窓穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するとともに、
硝子板の他方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を噴射し、噴射された溶出液を硝子板の他方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃することで貫通穴を形成する方法であり、
硝子板の一方の側の面に対しては、形成する窓穴のパターンで溶出液の噴射を行うとともに、
硝子板の他方の側の面に対しては、形成する窓穴のパターンによらずに溶出液を均一に噴射して硝子板の表面を均一に削減することで窓穴を貫通させることを特徴とする光学窓作製方法。
【請求項７】
前記硝子板の一方の面に、前記溶出液に対して耐性を持つとともに前記窓穴のパターンの窓穴用開口を有する保護層を形成し、一方の面に対してはこの窓用開口を通して溶出液を噴射することを特徴とする請求項６記載の光学窓の作製方法。
【請求項８】
前記保護層は、遮光層でもあることを特徴とする請求項７記載の光学窓作製方法。
【請求項９】
前記保護層は、クロム又はクロム化合物より成る膜であることを特徴とする請求項８記載の光学窓作製方法。
【請求項１０】
前記保護層は、前記硝子板に近い順に、酸化クロム膜と、純クロム膜とを積層したものであることを特徴とする請求項９記載の光学窓作製方法。
【請求項１１】
前記窓穴用開口をフォトリソグラフィにより設けることを特徴とする請求項７乃至１０いずれかに記載の光学窓作製方法。
【請求項１２】
前記溶出液の噴射は、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルにより行われることを特徴とする請求項６乃至１１いずれかに記載の光学窓作製方法。
【請求項１３】
前記他方の面に対しては、前記ノズルを複数均等に配置して最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性が得られるよう削減が行われることを特徴とする請求項６乃至１２いずれかに記載の光学窓作製方法。
【請求項１４】
センサ素子を含むモジュール本体と、センサ素子の入射側に設けられた硝子製の光学窓とから成るイメージセンサモジュールであって、
光学窓は、硝子板に窓穴を設けたものであり、
窓穴は、硝子板の材料を溶出させることが可能な溶出液を直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を板材の所定箇所に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃し、当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続することで形成されたものであり、
硝子板の一方の側の面には、溶出液に対して耐性を持つ保護層が形成されており、この保護層には、窓穴用開口が設けられており、
窓穴は、保護層が設けられた側から窓穴用開口を通して溶出液を噴射するとともに、保護層が設けられていない側から溶出液を噴射して硝子板の厚さを減らすことで貫通されたものであることを特徴とするイメージセンサモジュール。
【請求項１５】
前記保護層は、モジュール本体に光が入射するのを遮蔽する遮光層でもあることを特徴とする請求項１４記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１６】
前記保護層は、クロム又はクロム化合物より成る膜であることを特徴とする請求項１５記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１７】
前記保護層は、前記硝子板に近い順に、酸化クロム膜と、純クロム膜とを積層したものであることを特徴とする請求項１６記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１８】
前記保護層が設けられていない側の面は、最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性を有していることを特徴とする請求項１４乃至１７いずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１９】
硝子板の厚さを均一に削減しながら当該硝子板に微小な穴を形成する硝子板穴あけ装置であって、
硝子板の一方の側に配置された第一のノズルと、
硝子板の他方の側に配置された第二のノズルと、
第一第二のノズルに溶出液を供給し、各ノズルから噴射させる溶出液供給系と、
硝子板を所定位置に保持する保持機構と
を備えており、
第一のノズルは、形成する穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するものであり、
第二のノズルは、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するものであり、
保持機構は、第一のノズルが硝子板の一方の面の穴あけ箇所を臨む状態が維持されるよう硝子板を保持するものであり、
第二のノズルを硝子板に対して相対的に移動させて、第二のノズルから噴射される溶出液により他方の面が均一に削減されるようにする移動機構が設けられていることを特徴とする硝子板穴あけ装置。
【請求項１】
硝子板の厚さを均一に削減するとともに当該硝子板に微小な穴を形成する硝子板穴あけ方法であって、
硝子板の一方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を、形成する穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するとともに、
硝子板の他方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を噴射し、噴射された溶出液を硝子板の他方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃することで貫通穴を形成する方法であり、
硝子板の一方の側の面に対しては、形成する穴のパターンで溶出液の噴射を行うとともに、
硝子板の他方の側の面に対しては、形成する穴のパターンによらずに溶出液を均一に噴射して硝子板の表面を均一に削減することで穴を貫通させることを特徴とする硝子板穴あけ方法。
【請求項２】
前記硝子板の一方の側の面に、前記溶出液に対して耐性を持つとともに前記穴のパターンの穴用開口を有する保護層を形成し、一方の側の面に対してはこの窓用開口を通して前記溶出液を噴射することを特徴とする請求項１記載の硝子板穴あけ方法。
【請求項３】
前記穴用開口をフォトリソグラフィにより設けることを特徴とする請求項２記載の硝子板穴あけ方法。
【請求項４】
前記溶出液の噴射は、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルにより行われることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の硝子板穴あけ方法。
【請求項５】
前記他方の側の面に対しては、前記ノズルを複数均等に配置して最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性が得られるよう前記削減が行われることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の硝子板穴あけ方法。
【請求項６】
硝子板に窓穴を設けた構造の光学窓を作製する方法であって、
硝子板の一方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を、形成する窓穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するとともに、
硝子板の他方の側に配置されたノズルから、硝子板の材料を溶出することが可能な溶出液を噴射し、噴射された溶出液を硝子板の他方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃することで貫通穴を形成する方法であり、
硝子板の一方の側の面に対しては、形成する窓穴のパターンで溶出液の噴射を行うとともに、
硝子板の他方の側の面に対しては、形成する窓穴のパターンによらずに溶出液を均一に噴射して硝子板の表面を均一に削減することで窓穴を貫通させることを特徴とする光学窓作製方法。
【請求項７】
前記硝子板の一方の面に、前記溶出液に対して耐性を持つとともに前記窓穴のパターンの窓穴用開口を有する保護層を形成し、一方の面に対してはこの窓用開口を通して溶出液を噴射することを特徴とする請求項６記載の光学窓の作製方法。
【請求項８】
前記保護層は、遮光層でもあることを特徴とする請求項７記載の光学窓作製方法。
【請求項９】
前記保護層は、クロム又はクロム化合物より成る膜であることを特徴とする請求項８記載の光学窓作製方法。
【請求項１０】
前記保護層は、前記硝子板に近い順に、酸化クロム膜と、純クロム膜とを積層したものであることを特徴とする請求項９記載の光学窓作製方法。
【請求項１１】
前記窓穴用開口をフォトリソグラフィにより設けることを特徴とする請求項７乃至１０いずれかに記載の光学窓作製方法。
【請求項１２】
前記溶出液の噴射は、内部で前記溶出液に圧縮気体を混合して噴射する二流体ノズルにより行われることを特徴とする請求項６乃至１１いずれかに記載の光学窓作製方法。
【請求項１３】
前記他方の面に対しては、前記ノズルを複数均等に配置して最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性が得られるよう削減が行われることを特徴とする請求項６乃至１２いずれかに記載の光学窓作製方法。
【請求項１４】
センサ素子を含むモジュール本体と、センサ素子の入射側に設けられた硝子製の光学窓とから成るイメージセンサモジュールであって、
光学窓は、硝子板に窓穴を設けたものであり、
窓穴は、硝子板の材料を溶出させることが可能な溶出液を直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にしてノズルから噴射し、噴射された溶出液を板材の所定箇所に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃し、当該箇所に対する粒状の溶出液による衝撃を継続することで形成されたものであり、
硝子板の一方の側の面には、溶出液に対して耐性を持つ保護層が形成されており、この保護層には、窓穴用開口が設けられており、
窓穴は、保護層が設けられた側から窓穴用開口を通して溶出液を噴射するとともに、保護層が設けられていない側から溶出液を噴射して硝子板の厚さを減らすことで貫通されたものであることを特徴とするイメージセンサモジュール。
【請求項１５】
前記保護層は、モジュール本体に光が入射するのを遮蔽する遮光層でもあることを特徴とする請求項１４記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１６】
前記保護層は、クロム又はクロム化合物より成る膜であることを特徴とする請求項１５記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１７】
前記保護層は、前記硝子板に近い順に、酸化クロム膜と、純クロム膜とを積層したものであることを特徴とする請求項１６記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１８】
前記保護層が設けられていない側の面は、最大粗さが０．５μｍ以下の平坦性を有していることを特徴とする請求項１４乃至１７いずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１９】
硝子板の厚さを均一に削減しながら当該硝子板に微小な穴を形成する硝子板穴あけ装置であって、
硝子板の一方の側に配置された第一のノズルと、
硝子板の他方の側に配置された第二のノズルと、
第一第二のノズルに溶出液を供給し、各ノズルから噴射させる溶出液供給系と、
硝子板を所定位置に保持する保持機構と
を備えており、
第一のノズルは、形成する穴より小さい直径２０μｍ以上４００μｍ以下の粒状にして噴射し、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するものであり、
第二のノズルは、噴射された溶出液を硝子板の一方の側の面に当てて５×１０−２Ｎ／ｃｍ２以上２０×１０−２Ｎ／ｃｍ２以下の圧力で衝撃するものであり、
保持機構は、第一のノズルが硝子板の一方の面の穴あけ箇所を臨む状態が維持されるよう硝子板を保持するものであり、
第二のノズルを硝子板に対して相対的に移動させて、第二のノズルから噴射される溶出液により他方の面が均一に削減されるようにする移動機構が設けられていることを特徴とする硝子板穴あけ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２５６１３０（Ｐ２００９−２５６１３０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６２４３（Ｐ２００８−１０６２４３）
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【出願人】（３９５０１６５７８）株式会社テスコム (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【出願人】（３９５０１６５７８）株式会社テスコム (12)
【Ｆターム（参考）】
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