專利名稱：用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法。
背景技術(shù)：
攝像頭是一種視頻輸入設(shè)備。鏡頭在攝像頭中的地位相當(dāng)于人的眼睛，拍攝的影像是否明亮清晰往往就取決于鏡頭的好壞。攝像頭的鏡頭是透鏡結(jié)構(gòu)，由若干片透鏡組成。目前，通常采用透鏡和感應(yīng)芯片貼合的工藝形成鏡頭。具體的說(shuō)，就是將感應(yīng)芯片晶圓(Wafer)切割成一個(gè)個(gè)感應(yīng)芯片(Die)，再將透鏡晶圓切割成一個(gè)個(gè)透鏡，接著，對(duì)單個(gè)透鏡進(jìn)行對(duì)焦，以便對(duì)單個(gè)透鏡的法蘭距有差異的地方進(jìn)行修正，然后，采用單個(gè)透鏡的抓取貼合，即單個(gè)透鏡抓取感應(yīng)芯片一一貼合，從而避免因透鏡法蘭距的差異而導(dǎo)致透鏡失焦的問(wèn)題，滿足產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)。這種方法形成的透鏡可以實(shí)現(xiàn)χ-y-z方向的精度要求。但是，·這種工藝需要逐個(gè)抓取透鏡，然后逐個(gè)對(duì)焦后再抓取感應(yīng)芯片進(jìn)行貼合，因此，采用單個(gè)透鏡的抓取貼合實(shí)現(xiàn)透鏡和感應(yīng)芯片貼合的工藝是極其昂貴的。為了解決上述問(wèn)題，許多廠商提出晶圓級(jí)貼合形成鏡頭的方法。具體的說(shuō)，先提供一透鏡晶圓和一感應(yīng)芯片晶圓，如圖I所示，所述透鏡晶圓包含陣列排布的透鏡10，所述感應(yīng)芯片晶圓包含陣列排布的感應(yīng)芯片20，而每個(gè)所述的感應(yīng)芯片20包括玻璃蓋板(圖中未示)，將所述透鏡晶圓和所述感應(yīng)芯片晶圓對(duì)位貼合，再進(jìn)行切割形成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的鏡頭30，這種晶圓級(jí)貼合工藝主要用于對(duì)法蘭距(FFL)40偏差要求比較寬松的低端透鏡(比如某些低端視頻圖形陣列(Video Graphics Array, VGA)產(chǎn)品)的制造，來(lái)提高透鏡的產(chǎn)能。所述FFL是透鏡的光心到光聚集之焦點(diǎn)的距離。但是，由于存在工藝誤差，與理想的透鏡相t匕，實(shí)際生產(chǎn)出來(lái)的每個(gè)透鏡10的法蘭距都可能具有一定的差異，如圖I所示，標(biāo)號(hào)40表示理想法蘭距。當(dāng)光進(jìn)行傳輸時(shí)，單個(gè)透鏡10的法蘭距的差異會(huì)導(dǎo)致該透鏡的性能比其他透鏡差，如果采用嚴(yán)格的設(shè)計(jì)公差，這種法蘭距的差異會(huì)導(dǎo)致許多透鏡失焦，從而導(dǎo)致鏡頭無(wú)法滿足性能標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于性能要求高的高端透鏡，精確聚焦變得更加重要。但是目前高端鏡頭產(chǎn)品采用上述晶圓級(jí)貼合工藝仍存在問(wèn)題，有待繼續(xù)解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法，以在晶圓級(jí)貼合工藝
中有效調(diào)整透鏡晶圓和感應(yīng)芯片晶圓對(duì)位貼合所形成的厚度，從而對(duì)透鏡的法蘭距進(jìn)行補(bǔ)m
\-ΖΧ ο為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法，所述方法包括步驟I :提供感應(yīng)芯片晶圓和透鏡晶圓，所述透鏡晶圓包括陣列排布的透鏡，所述感應(yīng)芯片晶圓包括陣列排布的感應(yīng)芯片，每一感應(yīng)芯片具有玻璃蓋板，且所述感應(yīng)芯片晶圓的感應(yīng)芯片與所述透鏡晶圓的透鏡一一對(duì)應(yīng)；
步驟2 :對(duì)所述透鏡晶圓的每個(gè)透鏡的法蘭距進(jìn)行測(cè)量分析，以分別獲得每一透鏡相對(duì)應(yīng)的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)；步驟3 :根據(jù)所述透鏡晶圓的每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)，在與其對(duì)應(yīng)的所述感應(yīng)芯片晶圓的每個(gè)感應(yīng)芯片上形成扁平膜；步驟4 :將形成有扁平膜的所述感應(yīng)芯片晶圓與所述透鏡晶圓對(duì)位貼合。進(jìn)一步的，所述扁平膜采用光學(xué)膠體制作，較佳的，所述光學(xué)膠體的折射率與所述感應(yīng)芯片晶圓的玻璃蓋板的折射率相同。進(jìn)一步的，在所述步驟3中，根據(jù)每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)確定其對(duì)應(yīng)的所述感應(yīng)芯片上的扁平膜的厚度，并采用分步重復(fù)注模(Step-and-Repeat, SnR)的方式形成所述扁平膜。
進(jìn)一步的，所述分步重復(fù)注模的方式為采用重復(fù)的點(diǎn)膠方式澆注形成。進(jìn)一步的，所述點(diǎn)膠方式采用的工具為分步重復(fù)模具。進(jìn)一步的，通過(guò)控制所述分步重復(fù)模具的參數(shù)，確定每次點(diǎn)膠的厚度。進(jìn)一步的，在所述步驟3中，根據(jù)所述每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)制備相應(yīng)厚度的扁平膜；吸取所述扁平膜固定于其對(duì)應(yīng)的感應(yīng)芯片上。進(jìn)一步的，步驟4之后還包括將對(duì)位貼合后的透鏡晶圓和感應(yīng)芯片晶圓進(jìn)行切害I]，以形成獨(dú)立的單個(gè)鏡頭。由上述技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明公開(kāi)的用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法，在光的傳播路徑中增加了一個(gè)扁平膜，并采用制備得到的扁平膜來(lái)補(bǔ)償透鏡的法蘭距，本質(zhì)上就是在某些透鏡晶圓級(jí)貼合的位置上增加其厚度，對(duì)透鏡的法蘭距進(jìn)行補(bǔ)償，從而有效降低各透鏡法蘭距之間的差異，滿足嚴(yán)格的設(shè)計(jì)公差要求。與傳統(tǒng)晶圓級(jí)貼合形成透鏡的工藝相t匕，本發(fā)明適用于所有晶圓級(jí)貼合的圖像感應(yīng)芯片。與單個(gè)透鏡的抓取貼合工藝相比，本發(fā)明不需要逐個(gè)抓取單個(gè)透鏡進(jìn)行對(duì)焦，然后貼合，從而使得單位時(shí)間的產(chǎn)量增加，降低工藝成本；與未來(lái)的探尋自動(dòng)聚焦貼合工藝相比，也降低了自動(dòng)聚焦工藝成本并且提高了單位小時(shí)產(chǎn)量。另外，所述扁平膜由分步重復(fù)注膜工藝形成，在分步重復(fù)注膜工藝中通過(guò)特殊的光學(xué)膠體制備扁平膜，以使扁平膜與透鏡晶圓級(jí)貼合的位置上的折射最小化，從而減少光在不同介質(zhì)中傳播的光程差。本發(fā)明采用的分步重復(fù)注模對(duì)z軸能達(dá)到很高的精度，但對(duì)X-Y 二維方向的精度要求不高，故成本要低的多。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中晶圓級(jí)貼合形成透鏡的工藝中具有FFL差異的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法的流程圖；圖3A至圖3B為本發(fā)明一實(shí)施例中用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。參見(jiàn)圖2，以圖2所示的流程圖為例，結(jié)合圖3A和3B對(duì)本發(fā)明提供的一種用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法進(jìn)行詳細(xì)分析。步驟I :可以采用制備透鏡晶圓的通用工藝獲得一透鏡晶圓，所述透鏡晶圓包括陣列排布的透鏡100。另外，可以采用制備感應(yīng)芯片晶圓的通用工藝獲得感應(yīng)芯片晶圓，所述感應(yīng)芯片晶圓也包括陣列排布的感應(yīng)芯片200，而每一感應(yīng)芯片具有玻璃蓋板。這里所述的透鏡的數(shù)目與所述的感應(yīng)芯片的數(shù)目相同，且在各自晶圓上的位置一一對(duì)應(yīng)。步驟2 :對(duì)所述透鏡晶圓所具有的每個(gè)透鏡100進(jìn)行法蘭距的測(cè)量，獲得所述透鏡晶圓的每一透鏡100的法蘭距的實(shí)際值。由于透鏡由某一光學(xué)膠體制作，因此，這種光學(xué)膠體的性質(zhì)可以知道，當(dāng)制作厚度一定的透鏡時(shí)，可以根據(jù)使用的光學(xué)膠體確定出所述的透 鏡100的法蘭距的理論值。此時(shí)，所述透鏡晶圓的每一透鏡100的法蘭距的實(shí)際值與理論值之間的差值，就是所述透鏡晶圓的每一透鏡100相對(duì)應(yīng)的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)。步驟3 :根據(jù)所述透鏡晶圓的每個(gè)透鏡100的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)，在與其對(duì)應(yīng)的所述感應(yīng)芯片晶圓的每個(gè)感應(yīng)芯片200上形成扁平膜300。每個(gè)所述扁平膜300的形狀為一薄窗口，且每個(gè)所述扁平膜300是根據(jù)每個(gè)所述法蘭距補(bǔ)償參數(shù)確定其對(duì)應(yīng)的所述扁平膜的厚度，并采用分步重復(fù)注模的方式形成的。對(duì)于不需要補(bǔ)償法蘭距的透鏡100，其對(duì)應(yīng)的感應(yīng)芯片200上的扁平膜的厚度可以是0，或者說(shuō)在該感應(yīng)芯片200上不制作扁平膜，例如圖3A中的第二個(gè)和最后一個(gè)感應(yīng)芯片。所述分步重復(fù)注模的方式是控制分步重復(fù)模具的參數(shù)，以確定每次點(diǎn)膠的厚度，利用法蘭距補(bǔ)償參數(shù)確定點(diǎn)膠的次數(shù)，以使分步重復(fù)模具利用點(diǎn)膠方式，根據(jù)所述的次數(shù)重復(fù)澆注形成所述的扁平膜300，如圖3A所示。另一種方式，也可以分別根據(jù)每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)，逐一制備扁平膜300，每個(gè)所述扁平膜300的厚度由相對(duì)應(yīng)的所述法蘭距補(bǔ)償參數(shù)決定，該厚度可以是O。隨后，在與其對(duì)應(yīng)的所述感應(yīng)芯片晶圓的每個(gè)感應(yīng)芯片上分別吸取扁平膜300固定于其對(duì)應(yīng)的感應(yīng)芯片上。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上所述的扁平膜300形成的方法，但其并不是用來(lái)限定權(quán)利要求，如可以根據(jù)所述的每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)而對(duì)所述透鏡晶圓增加材料而進(jìn)行法蘭距的補(bǔ)償?shù)姆椒?，均在本發(fā)明保護(hù)的范圍里。步驟4:采用對(duì)位工藝，將形成有扁平膜的所述感應(yīng)芯片晶圓與所述透鏡晶圓對(duì)位貼合，以使所述感應(yīng)芯片晶圓上形成有扁平膜300的每個(gè)感應(yīng)芯片200分別與所述透鏡晶圓的每個(gè)透鏡100貼合，從而形成有陣列排布的多個(gè)鏡頭400。每個(gè)所述鏡頭400包括一個(gè)所述感應(yīng)芯片200、一個(gè)位于所述感應(yīng)芯片200上的所述扁平膜300和一個(gè)位于所述扁平膜300上的所述透鏡100，而每個(gè)所述的感應(yīng)芯片200包括玻璃蓋板(圖中未示)，如圖3B所述，為了將所述扁平膜與玻璃蓋板之間的折射最小化，從而減少光在不同介質(zhì)中傳播的光程差，較佳的可選擇折射率與感應(yīng)芯片晶圓的玻璃蓋板的折射率相同的光學(xué)膠體制作所述扁平膜。此時(shí)，由于所述的感應(yīng)芯片200通過(guò)其上所述的扁平膜300補(bǔ)償了自身所包含的玻璃蓋板的厚度，因此，相應(yīng)的每個(gè)鏡頭400的法蘭距500獲得了補(bǔ)償。所述對(duì)位工藝為傳統(tǒng)的晶圓級(jí)貼合工藝中常用的工藝，在此不再一一贅述。
在完成步驟4之后，將對(duì)位貼合后的所述透鏡晶圓和所述感應(yīng)芯片晶圓沿陣列排布的間隔區(qū)域進(jìn)行切割，以形成獨(dú)立的單個(gè)鏡頭400?？梢?jiàn)，本發(fā)明在在光的傳播路徑中增加了一個(gè)扁平膜，并采用制備得到的扁平膜來(lái)補(bǔ)償透鏡的法蘭距，本質(zhì)上就是在某些透鏡晶圓級(jí)貼合的位置上增加玻璃蓋板的厚度，對(duì)透鏡的法蘭距進(jìn)行補(bǔ)償，從而有效降低各透鏡法蘭距之間的差異，滿足嚴(yán)格的設(shè)計(jì)公差要求。與傳統(tǒng)晶圓級(jí)貼合形成透鏡的工藝相比，本發(fā)明適用于所有晶圓級(jí)貼合的圖像感應(yīng)芯片。與單個(gè)透鏡的抓取貼合工藝相比，本發(fā)明不需要逐個(gè)抓取單個(gè)透鏡進(jìn)行對(duì)焦，然后貼合，從而使得單位時(shí)間的產(chǎn)量增加，降低工藝成本；與未來(lái)的探尋自動(dòng)聚焦貼合工藝相比，也降低了自動(dòng)聚焦工藝成本并且提高了單位小時(shí)產(chǎn)量。另外，所述扁平膜由分步重復(fù)注膜工藝形成，在分步重復(fù)注膜工藝中通過(guò)特殊的光學(xué)膠體制備扁平膜，以使扁平膜與透鏡晶圓級(jí)貼合的位置上的折射最小化，從而減少光在不同介質(zhì)中傳播的光程差。本發(fā)明采用的分步重復(fù)注模對(duì)z軸能達(dá)到很高的精度，但對(duì) X-Y 二維方向的精度要求不高，故成本要低的多。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法，其特征在于，所述方法包括 步驟I:提供感應(yīng)芯片晶圓和透鏡晶圓，所述透鏡晶圓包括陣列排布的透鏡，所述感應(yīng)芯片晶圓包括陣列排布的感應(yīng)芯片，每一感應(yīng)芯片具有玻璃蓋板，且所述感應(yīng)芯片晶圓的感應(yīng)芯片與所述透鏡晶圓的透鏡一一對(duì)應(yīng)； 步驟2 :對(duì)所述透鏡晶圓的每個(gè)透鏡的法蘭距進(jìn)行測(cè)量分析，以分別獲得每一透鏡相對(duì)應(yīng)的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)； 步驟3 :根據(jù)所述透鏡晶圓的每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)，在與其對(duì)應(yīng)的所述感應(yīng)芯片晶圓的每個(gè)感應(yīng)芯片上形成扁平膜； 步驟4 :將形成有扁平膜的所述感應(yīng)芯片晶圓與所述透鏡晶圓對(duì)位貼合。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述扁平膜采用光學(xué)膠體制作。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)膠體的折射率與所述感應(yīng)芯片晶圓的玻璃蓋板的折射率相同。
4.如權(quán)利要求2所述的法，其特征在于，在所述步驟3中，根據(jù)每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)確定其對(duì)應(yīng)的所述感應(yīng)芯片上的扁平膜的厚度，并采用分步重復(fù)注模的方式形成所述扁平膜。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述分步重復(fù)注模的方式為采用重復(fù)的點(diǎn)膠方式澆注形成。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述點(diǎn)膠方式采用的工具為分步重復(fù)模具。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過(guò)控制所述分步重復(fù)模具的參數(shù)，確定每次點(diǎn)膠的厚度。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟3中，根據(jù)所述每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)制備相應(yīng)厚度的扁平膜；吸取所述扁平膜固定于其對(duì)應(yīng)的感應(yīng)芯片上。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟4之后還包括將對(duì)位貼合后的透鏡晶圓和感應(yīng)芯片晶圓進(jìn)行切割，以形成獨(dú)立的單個(gè)鏡頭。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于制作鏡頭的晶圓級(jí)貼合方法，包括步驟1提供感應(yīng)芯片晶圓和透鏡晶圓，透鏡晶圓和感應(yīng)芯片晶圓分別包括陣列排布的透鏡和感應(yīng)芯片，每一感應(yīng)芯片具有玻璃蓋板，且感應(yīng)芯片晶圓的感應(yīng)芯片與透鏡晶圓的透鏡一一對(duì)應(yīng)；步驟2對(duì)透鏡晶圓的每個(gè)透鏡的法蘭距進(jìn)行測(cè)量分析以分別獲得每一透鏡相對(duì)應(yīng)的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)；步驟3根據(jù)透鏡晶圓的每個(gè)透鏡的法蘭距補(bǔ)償參數(shù)，在與其對(duì)應(yīng)的感應(yīng)芯片晶圓的每個(gè)感應(yīng)芯片上形成扁平膜；步驟4將形成有扁平膜的感應(yīng)芯片晶圓與透鏡晶圓對(duì)位貼合。本發(fā)明通過(guò)增加晶圓對(duì)位貼合形成的厚度來(lái)對(duì)透鏡的法蘭距進(jìn)行補(bǔ)償，降低單個(gè)透鏡抓取貼合成本，并將晶圓級(jí)貼合運(yùn)用于高端透鏡中。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102891155SQ20121036789
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者范世倫 申請(qǐng)人:豪威科技(上海)有限公司