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    • 专利摘要:
    一種用於晶圓級相機之晶圓間隔層、包括晶圓間隔層之晶圓級相機以及晶圓間隔層之製造方法，其中晶圓間隔層之製造方法包括：使光阻層形成於基板上；透過定義有間隔層之幾何圖案的一遮罩使光阻層於輻射下曝光，以用於至少一晶圓級相機元件；以及使光阻層顯影，以使光阻層成為用於晶圓級相機之晶圓間隔層。
    公开号:TW201320169A
    申请号:TW101136075
    申请日:2012-09-28
    公开日:2013-05-16
    发明作者:George Barnes；Goran Rauker
    申请人:Omnivision Tech Inc；
    IPC主号:G02B13-00
    专利说明:
    晶圓級相機、用於晶圓級相機的晶圓間隔層及其製造方法
    本發明係關於一種晶圓級相機、用於晶圓級相機之晶圓間隔層及其製造方法，特別係關於一種利用光微影製程及微製造技術之晶圓間隔層及其製造方法。
    於晶圓級相機的領域中，晶圓間隔層一般係與固體基板(如：玻璃晶圓)對齊設置，並透過環氧樹脂與固體基板接合。上述之步驟通常在透鏡製造於固體晶圓之前完成。由於環氧樹脂必須施加於晶圓間隔層及固體晶圓之間，但不可設置於任何間隔層的孔洞內，因此於製程上有其困難度。且不均勻之接合厚度可能導致多種不同的間隔層厚度。
    習知用於晶圓級相機的晶圓間隔層通常係以玻璃晶圓形成。晶圓間隔層通常係於玻璃晶圓上鑽孔而製成。鑽孔方式一般係以雷射切割(laser cutting)實施，然亦可使用加砂水刀切割(abrasive water jet cutting)、噴砂(sandblasting)及化學蝕刻(chemical etching)或其他方式。雷射鑽孔的方式極為昂貴且耗時。例如，用於製作晶圓級相機的晶圓間隔層的總製造成本中80%的部分係用於雷射鑽孔的情形並非罕見。雷射鑽孔亦牽涉到冗長之前置作業時間。若需要一組新的陣列間距或孔洞直徑時，可能需耗費數週或甚至更長的時間去形成間隔層。如此的情況在透鏡設計及研發工作的快速雛型化上尤其禁止。再者，在習知方法中，間隔層的厚度會受到可用的標準玻璃晶圓厚度的限制。
    本發明已克服上述之習知技術的缺點，以下將詳述本發明之內容。
    根據一觀點，本發明係針對一種製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法。依據此方法，於一基板上形成一光阻層。光阻層係透過定義有間隔層之幾何圖案的遮罩於輻射下曝光，其中間隔層的幾何圖案係用於至少一晶圓級相機元件。接著，使光阻層顯影，以使光阻層成為用於晶圓級相機的晶圓間隔層。
    根據另一觀點，本發明係針對一種晶圓級相機。上述晶圓級相機包括一元件層(element layer)，其上形成有至少一元件。一晶圓間隔層係設置於元件層之上。晶圓間隔層係以一光阻層所形成，並定義一間隔層之幾何圖案，以用於上述之至少一元件。
    在另一觀點，本發明係針對一種用於晶圓級相機之晶圓間隔層。上述晶圓間隔層包括一光阻層以及一形成於光阻層上的圖案。上述圖案係定義間隔層之幾何圖案，以用於晶圓級相機之至少一元件。
    根據本發明，一用於晶圓級相機之晶圓間隔層係利用光微影製程及微製造技術直接設置在一基板或玻璃晶圓上。另則，根據本發明，一獨立之晶圓間隔層係藉由利用光微影製程及微製造製程於一耗蝕材料層上形成晶圓間隔層後，再移除上述耗蝕材料，將獨立之晶圓間隔層留下而產生，其中耗蝕材料層例如為聚丙烯(polypropylene)或蠟。
    依據示範性實施例，形成晶圓間隔層之材料係為正型或負型光阻。例如，在某些實施例中，上述之材料可為SU-8光阻。SU-8光阻係為一常用之環氧基負型光阻，其為一種相當黏稠的聚合物，可透過旋轉塗佈或噴灑之方式形成一厚度，其範圍可從小於1.0微米(μm)至大於300微米(μm)，且仍然可以標準的接觸式光蝕刻進行處理。利用SU-8光阻可刻製高長寬比結構的圖案，例如長寬比大於20之圖案。其最大的吸收度可至波長為365奈米(nm)之紫外光。當曝光時，SU-8光阻交聯(cross link)之長分子鏈會使材料固化。
    SU-8光阻原本係研發用作為微電子產業之光阻劑，以提供用以製造半導體元件的高解析度遮罩。SU-8光阻於紫外光區係為高度透明的材料，因此其允許製造出具有將近垂直的側壁之相對較厚(亦即數百微米)的結構。經過曝光及顯影後，其高度交聯之結構提供了高度的穩定性，可避免化學及輻射的損害。固化的交聯SU-8光阻使其在真空中的釋氣(outgassing)程度相當低。然而，其相當難以移除，且在未曝光的情況下易於產生釋氣的現象。
    應注意者為，本發明所敘述之「SU-8光阻」係用於製作本發明之晶圓間隔層的材料。SU-8光阻僅作為示範性實施例。根據本發明，亦可使用其他正型或負型光阻，本發明並不以此為限。
    在晶圓級相機中，「於口袋結構中之透鏡(lens in a pocket,LIAP)」之用語意指在晶圓間隔層經製造且與基板接合後，於晶圓間隔層的孔洞內且於基板例如玻璃晶圓上製造之透鏡。晶圓間隔層以及基板基本上皆係以玻璃製成，且晶圓間隔層基本上係形成為具有穿孔的陣列或圖案，該些穿孔係例如藉由對玻璃晶圓間隔層進行雷射鑽孔而形成。晶圓及晶圓間隔層係利用環氧樹脂接合材料相互對準並接合。孔洞陣列係予以對準，使得光學元件(例如透鏡)可形成於玻璃基板內且於晶圓間隔層內之孔洞之內。晶圓間隔層的厚度可定義晶圓級相機的第一元件與第二元件之間的間隙。第一元件及第二元件可為透鏡及感測器。
    第一圖為製造口袋結構中之透鏡的概要式剖面示意圖。請參考第一圖，晶圓或基板10係例如以玻璃製成。晶圓間隔層12係接合於晶圓或基板10，其中晶圓間隔層12係以例如玻璃之材料製成。如上所述，晶圓間隔層12可利用如環氧樹脂等材料與玻璃晶圓或基板10接合。晶圓間隔層12形成至少一穿孔18，穿孔18可供透鏡16於其中形成。基本上，晶圓間隔層12會形成穿孔之陣列，以使複數透鏡16可形成於晶圓或基板10上。
    透鏡16基本上係由一工具14協助而形成於晶圓或基板10的上表面上．其中工具14通常係以聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)製成，其為一種以矽為基礎之聚合物。透鏡16通常係以一光學材料，如紫外光固化型透鏡聚合物(例如：環氧樹脂)製成。透鏡聚合物係以聚二甲基矽氧烷工具14之凹凸塊22於晶圓或基板10的上表面進行模壓或衝壓，其運作方向係如箭頭24所示向晶圓或基板10的上表面降下。
    透鏡板係為一基本上包含基板(例如玻璃晶圓)之光學結構，基板上已形成有透鏡，相反地，上述口袋結構中之透鏡的結構，其係於晶圓間隔層與基板接合後，使透鏡形成於基板上且於晶圓間隔層內的孔洞之內。該些透鏡可藉由某些已知形成透鏡之製程形成於基板上，上述已知形成透鏡之製程例如透過聚二甲基矽氧烷工具之奈米壓印微影(nanoimprint lithography)、雷射剝離(laser ablation)等。
    第二圖為透鏡板50的概要式剖面示意圖。如第二圖所示，透鏡板50包括一或多個透鏡52，透鏡52形成於基板54(例如玻璃晶圓)的上表面53上。如第二圖所示，本發明可應用於使一晶圓間隔層形成於一單側之透鏡板上。如以下將詳細敘述，本發明亦可應用於使複數個晶圓間隔層(例如二個晶圓間隔層)形成於一雙側之透鏡板上。本發明更可應用於使多個晶圓間隔層形成於一基板上，其中上述基板係為一未形成任何元件的基板(亦即淨空之基板)。應注意者為，本發明可應用於透鏡以外的其他特徵上，例如基準標示(fiducial marking)。
    第三圖為依據本發明之示範性實施例之上表面設置有晶圓間隔層之透鏡板的概要式剖面示意圖，其中晶圓間隔層係透過光微影製程及微製造技術所製造。請參考第三圖，一裝置或結構60包括一透鏡板50(如第二圖所示)，透鏡板50包括一具有透鏡52及/或其他特徵(例如：基準標示)形成於其上之基板54。根據本發明，透鏡板50的基板54係用作為用以製造晶圓間隔層62之光微影及微製造製程的基板。晶圓間隔層62係製造於基板54的上表面53上。晶圓間隔層62係圍繞著透鏡52製造，以在晶圓間隔層62內形成穿孔68之圖案。
    第四圖為雙側透鏡板70的概要式剖面示意圖。如第四圖所示，雙側透鏡板70可包括一或多個透鏡72、及/或其他元件或特徵(例如：基準標示)，其分別形成於基板74(例如玻璃晶圓)的單面或雙面77、81上。如上所述，如第四圖所示，本發明可應用於使多個晶圓間隔層形成於雙側透鏡板70之二表面上。
    第五圖為依據本發明之示範性實施例之具有於上表面81及下表面77分別形成之晶圓間隔層的雙側透鏡板70的概要式剖面示意圖。請參考第五圖，一裝置或結構80包括一透鏡板70，而透鏡板70包括一具有透鏡72及/或其他元件或特徵(如：基準標示)形成於其上之基板74。根據本發明，透鏡板70之基板74係用作為用以製造晶圓間隔層73、75的光微影及微製造製程的基板。光微影及微製造製程實際上可包含兩組之光微影及微製造製程，分別用於透鏡板70之其中一面。亦即，第一組的光微影及微製造製程可用以使晶圓間隔層73形成於透鏡板70之基板74的上表面81上，而第二組之光微影及微製造製程則可用以使晶圓間隔層75形成於透鏡板70之基板74的下表面77上。根據本發明，上述之二晶圓間隔層73、75分別圍繞著透鏡72設置，以在晶圓間隔層73及75內各自形成穿孔78及79之圖案。
    根據本發明，晶圓間隔層73及75係分別直接地設置於基板74的上表面81及下表面77上。此與用以製造將晶圓間隔層接合於玻璃基板之兩側上的雙側透鏡板之習知方法相反。於習知方法中，為了製造出雙側晶圓間隔層，首先將第一晶圓間隔層接合於玻璃基板，之後將組件翻轉，並使環氧樹脂分散於玻璃基板上只有玻璃的一側。之後再將第二晶圓間隔層與第一晶圓間隔層對準並接合。
    根據本發明，前述之實施例係關於將晶圓間隔層形成於如玻璃晶圓等基板上，而該些基板上更形成有光學元件如透鏡、基準標示…等。本發明亦可應用於無須永久且直接形成於玻璃基板上的獨立晶圓間隔層。根據本發明之此觀點，晶圓間隔層可形成於一耗蝕材料上，以取代設置於以上詳細敘述的實施例中所使用之玻璃基板上。
    第六圖為依據本發明之示範性實施例之利用光微影及微製造製程形成於耗蝕層90上之晶圓間隔層92的概要式剖面示意圖。如此處所述，耗蝕層90係取代上述之基板或玻璃晶圓之位置或形成於上述之基板或玻璃晶圓之上。亦即，於本實施例中，晶圓間隔層92係以與以上詳細敘述將晶圓間隔層形成於玻璃基板上相同之方式形成於耗蝕層90上。晶圓間隔層92可形成穿孔98之陣列。
    於某些示範性實施例中，耗蝕層90係以可快速從晶圓間隔層92移除之材料製成。例如，耗蝕層90可由聚丙烯(polypropylene)、蠟支撐材料或其他類似的可快速溶解並移除之支撐材料所形成。第七圖為由耗蝕層90分離之晶圓間隔層92的概要式剖面示意圖。耗蝕層90可以異丙醇(isopropyl alcohol)、其它類似材料或熱等方式移除，以留下獨立的晶圓間隔層92。獨立的晶圓間隔層92可形成穿孔98的陣列。如第七A圖所示，其為具有穿孔98之陣列的晶圓間隔層92的平面示意圖。
    第八圖至第十九圖為依據本發明之某些示範性實施例顯示用以製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的光微影及微製造製程中之步驟的概要式剖面示意圖。第二十圖為依據本發明之某些示範性實施例顯示用以製造用於晶圓級相機的晶圓間隔層之光微影及微製造製程的邏輯流程之概要式流程示意圖。
    請參考第八圖及第二十圖，提供一基板200，例如玻璃晶圓。根據本發明，基板200可為一淨空的基板，或者基板200可設置有元件例如透鏡及/或基準標示。於步驟502中，基板200係為淨空的。
    請參考第九圖及第二十圖，步驟504係決定是否使用一助黏層。舉例而言，於步驟506係施加一助黏層202於基板200之頂端，其中助黏層202之材料可例如為六甲基二矽氮烷(hexamethyldisilazane,HMDS)或AP-300(製造與販售自Silicon Resources,Inc.of Chandler,Arizona,USA)。若決定不使用助黏層202，則步驟506則不會被執行。本領域具通常知識者將會領會，雖然示範性實施例係敘述並說明成包含助黏層202，但根據本發明，助黏層202之使用係為具有選擇性且在某些特定需求中可被忽略的。
    接著，請參考第十圖及第二十圖，於步驟508中，決定所製造之晶圓間隔層係形成並持續保留設置於基板200上或是為一獨立之晶圓間隔層。若決定欲形成一獨立之晶圓間隔層，則如步驟510所示，施加一耗蝕層204於基板200及助黏層202(若存在)之上。如上所述，於某些示範性實施例中，耗蝕層204係以可快速地從晶圓間隔層移除之材料形成。例如，耗蝕層204可以聚丙烯、蠟支撐材料或其他類似的可快速溶解並移除之支撐材料形成。若於步驟508中決定不形成獨立之晶圓間隔層，則不施加耗蝕層204。
    請參考第十一圖及第二十圖，於步驟512中可施加一層光阻206。如此處所詳述，光阻206可例如為SU-8負型光阻，或其他類型之光阻。光阻206可透過旋轉塗佈的方式施加於未設置元件之平面基板上。或者，SU-8光阻亦可透過旋轉塗佈之方式施加於一預先設置元件之基板。又或者，可利用固定體積注射(constant volume injection)的方式塗佈一預先設置元件(亦即設置有透鏡、基準點等)基板或一淨空未設置元件之基板。若使用固定體積注射施加光阻206，則光阻206會在施加後再經過平面化之處理。在某些示範性實施例中，此可在將基板200及光阻206於一平整之加熱板上進行軟烘的期間僅藉由重力而達成。光阻206係於步驟514中進行軟烘。
    請參考第十二圖及第二十圖，於步驟516中，光罩208係對準並施加於上述結構的上方。光罩208定義出多個特徵210的圖案，根據本發明，上述特徵例如為欲藉由光微影及微製造製程轉移至光阻206上且形成於光阻206內之孔洞及/或基準標示。藉此，光罩208係定義間隔層的幾何圖案。光罩特徵210可定義為圓形、方型、矩形、菱形或其他期望之任意形狀，以使所形成之間隔層的孔洞將具有上述之形狀並帶有垂直的側壁。或者，光罩特徵210可具有非垂直狀的側壁。舉例而言，運用半色調(gray-tone)光微影製程可形成錐形的孔洞側壁。
    於步驟516中，光罩208對準後，光阻206進行曝光以形成交聯狀之光阻206。接續，於步驟518中，使曝光後的結構接受曝光後烘烤(post-exposurc bake)程序。之後，於步驟520中，未曝光的光阻206將被顯影除去。接著，於步驟522中，進行硬烤(hard back)步驟。在硬烤的過程中，光阻206會更進一步地產生交聯以確保良好的機械性質。請參考第十三圖及第二十圖，隨著光罩208移除，剩餘的結構包含了一層經過完全地圖案化且經過硬化的光阻206A，光阻206A內形成有特徵212的圖案，即多種形狀的孔洞及基準標示。應注意者為，此處所指之光阻206A內的基準標示與前述之基板200上的基準標示不同。
    請參考第十四圖及第二十圖所示，如步驟524所示，若形成一獨立之晶圓間隔層，則耗蝕層204會於步驟528中移除。透過例如異丙醇或其他類似的材料，或是運用熱的方式，皆可用以將耗蝕層204移除。根據本發明，在移除耗蝕層204後，剩餘之經硬化且具有圖案的光阻206A則保留作為獨立之晶圓間隔層。
    如上所詳述，第八圖至第十四圖係根據本發明描述了製造獨立的晶圓間隔層的流程。如此處所述，本發明亦可應用於在基板上形成晶圓間隔層，第十五圖至第十九圖係根據某些示範性實施例顯示在基板上製作晶圓間隔層，其中基板例如為玻璃晶圓。
    請參考第十五圖及第二十圖，提供一基板300，例如為玻璃晶圓。根據本發明，基板300可為一淨空的基板，或者基板300可設置有元件(例如透鏡及/或基準標示)。於步驟502中，基板300係為淨空的。
    請參考第十六圖及第二十圖，步驟504係決定是否使用一助黏層。舉例而言，於步驟506可施加一助黏層302於基板300之頂端，其中助黏層302之材料例如為六甲基二矽氮烷(hexamethyldisilazane,HMDS)或AP-300(製造與販售自Silicon Resources,Inc.of Chandler,Arizona,USA)。若決定不使用助黏層302，則步驟506則不會被執行。本領域具通常知識者將會領會，雖然示範性實施例係敘述並說明成包含助黏層302，但根據本發明，助黏層302之使用係為具有選擇性且在某些特定需求中可被忽略的。
    於步驟508中，決定所製造之晶圓間隔層係形成並持續保留設置於基板300上或是為一獨立之晶圓間隔層。若決定欲形成一獨立之晶圓間隔層，則如步驟510所示，施加一耗蝕層於基板及助黏層302(若存在)之上。若於步驟508中決定不形成獨立之晶圓間隔層，則不施加耗蝕層。而於第十五圖至第十九圖之實施例中，由於沒有形成獨立之晶圓間隔層，因此未形成耗蝕層。
    接著，請參考第十七圖及第二十圖，於步驟512中可施加一層光阻306。如此處所詳述，光阻306可例如為SU-8負型光阻，或其他類型之光阻。光阻306可透過旋轉塗佈的方式施加於未設置元件之平面基板上。或者，SU-8光阻亦可透過旋轉塗佈之方式施加於一預先設置元件之基板。又或者，可利用固定體積注射(constant volume injection)的方式塗佈一預先設置元件(即設置有透鏡、基準標示等)基板或一淨空未設置元件之基板。若使用固定體積注射施加光阻306，則光阻306會在施加後再經過平面化之處理。在某些示範性實施例中，此可在將基板300及光阻306於一平整之加熱板上進行軟烘的期間僅藉由重力而達成。光阻306係於步驟514中進行軟烘。
    請參考第十八圖及第二十圖，於步驟516中，光罩308係對準並施加於上述結構的上方。光罩308定義出特徵310的圖案，根據本發明，上述特徵310例如為欲藉由光微影及微製造製程轉移至光阻306上且形成於光阻306內之孔洞及/或基準標示。藉此，光罩308係定義間隔層的幾何圖案。光罩特徵310可定義為圓形、方型、矩形、菱形或其他期望之任意形狀，以使所形成之間隔層的孔洞將具有上述之形狀且帶有垂直的側壁。或者，光罩特徵310可具有非垂直狀的側壁。舉例而言，運用半色調光微影製程可形成錐形之孔洞側壁。
    於步驟516中，光罩308對準後，光阻306進行曝光以形成交聯狀之光阻306。接著，於步驟518，使曝光後的結構接受曝光後烘烤(post exposure bake)程序。之後，於步驟520中，未曝光的光阻306將被顯影除去。接續，於步驟522中進行硬烤(hard bake)步驟。在硬烤的過程中，光阻306會更進一步地產生交聯以確保良好的機械性質。請參考第十九圖及第二十圖，隨著光罩308移除，剩餘的結構包含了一層經過完全地圖案化且經過硬化的光阻306A，光阻306A內形成有特徵312的圖案，亦即多種形狀的孔洞及基準標示。應注意者為，此處所指之光阻306A內所形成的基準標示與基板300上的基準標示(若存在)不同。因此，根據示範性實施例，光阻306A之經圖案化且經硬化的層係為本發明形成於基板300上之晶圓間隔層。
    根據本發明，光阻(例如：SU-8)係為可加工的。因此，無論是形成於玻璃基板上或是獨立形成，由光微影及微製造製程形成之晶圓間隔層62、73、75、92皆可加工至一期望之厚度。於某些特定示範性實施例中，用於加工晶圓間隔層62、73、75、92之方式可能為或可能包括鑽石車削(diamond turning)。鑽石車削係為一種用於精密元件之機械加工方式，其係運用配備有天然或合成的鑽石刀頭的車床(lathes)或其他衍生之加工工具，例如車銑複合機(turn-mills)、旋轉式傳輸機(rotary transfer)等。單點鑽石車削(single-point diamond turning,SPDT)之術語亦常用以指明此程序。透過鑽石車削，晶圓間隔層62、73、75、92可於鑽石車削車床上處理至一期望之厚度。於上述之鑽石車削過程中，晶圓間隔層62、73、75、92係裝設於一真空夾頭上並且以某個特定之角速度(例如可為1000rpm)旋轉。刀具會橫跨晶圓間隔層62、73、75、92移動並使晶圓間隔層62、73、75、92形成一期望之厚度。若欲形成容許誤差度較低之晶圓間隔層62、73、75、92，則可使用一般之CNC(Computer Numerical Control，電腦化數值控制)加工方式來進行加工，例如可為端面切削(facing)、銑床(milling)或飛刀(fly cutting)等技術。
    根據本發明，各晶圓間隔層62、73、75、92並不需要加工成單一厚度。換言之，晶圓間隔層62、73、75、92可視特定系統需求而加工成不同之厚度。
    因此，根據本發明，晶圓間隔層62、73、75、92可透過光微影及微製造技術製造並加工成任意之期望厚度。
    應注意者為，於本發明之敘述及圖示中，依據本發明所形成於各種晶圓間隔層內的穿孔及其他特徵皆係以圓形孔洞以及垂直側壁為例說明。此特徵配置僅為例示。根據本發明，除了圓形特徵之外或作為圓形特徵的替代，這些特徵還可為了欲使用晶圓間隔層62、73、75、92的特定應用而選擇形成任何形狀。亦即，如上所詳述，光罩特徵210、310可定義為圓形、方型、矩形、菱形或其他任意期望之形狀，以使所形成之間隔層特徵212、312將具有上述之形狀並帶有垂直的側壁。或者，如上所詳述，特徵212、312可具有非垂直狀的側壁。舉例而言，運用半色調光微影製程可使特徵212、312的側壁形成錐形。
    第二十一圖為依據本發明之示範性實施例之具有錐形壁面之穿孔412的獨立晶圓間隔層406A的部分概要式剖面示意圖，以取代垂直壁面。應注意者為，根據本發明，於這些實施例中所揭露之方法亦可應用於形成在基板上之晶圓間隔層，並非只能應用至獨立之晶圓間隔層。
    根據本發明，晶圓間隔層62、73、75、92可在無需使用環氧樹脂與玻璃晶圓接合之下進行製造。故本發明可造成組裝時間減少、無須使用環氧樹脂點膠機以及無須用於接合步驟之遮罩對準機。
    根據本發明，晶圓間隔層62、73、75、92可形成於一淨空的基板上或是一已預先定義特徵於其上之基板上。上述已預先定義特徵可例如為透鏡、基準標示等。
    根據本發明，若使用之間隔層材料的密度小於玻璃時，則間隔層材料的重量則期望要減少，以提升完成的晶圓級相機於落下測試(drop test)的可靠度。
    根據本發明，晶圓間隔層62、73、75、92可製造成任意之厚度。本發明的晶圓間隔層62、73、75、92之厚度可由(在其他因素中)原始施加之光阻206、306的厚度以及用以施加光阻206、306的方式決定。另外，根據本發明所使用之光阻206A、306A、406A係為可加工的，且可以些微之成本加工至任何期望之厚度。依據晶圓間隔層62、73、75、92的厚度誤差容忍度(tolerance)可使用傳統或鑽石刀具。由於目前玻璃晶圓間隔層之標準厚度為300、400、500、700及800微米(μm)，因此本發明較玻璃晶圓間隔層在厚度的選擇上更具有優勢。玻璃晶圓間隔層亦可使用非標準之厚度，惟非標準厚度的每一晶圓間隔層之成本會較高。這些預先設定好之標準厚度會進一步限制光學設計。本發明所提供之任意晶圓間隔層的厚度具有微薄成本之優勢。
    本發明亦提供厚度小於300微米(μm)的晶圓間隔層62、73、75、92，此係無法利用傳統的製程加以製造。對於晶圓級模組光學設計者而言，輕薄的晶圓間隔層可減少其在光學設計上的限制。
    本發明亦提供非均一之厚度的晶圓間隔層62、73、75、92。由於非均一厚度的晶圓間隔層可用以校正穿過透鏡板所發生的焦距變化，故此亦為優勢。可測量之焦距變化可發生在透鏡板上，此係由於形成透鏡時所施加之非均一性壓力、形成主金屬模具時的鑽石工具耗損或其他製程中的效果。這些焦距變化穿過透鏡板後基本上會具有較低之空間頻率，此可透過本發明進行校正。
    依據本發明，如以上所詳述，晶圓間隔層62、73、75、92可形成於基板200、300的上表面及下表面上。為此目的，在透過光微影及微製造製程形成第一晶圓間隔層62、73、75、92後，完成的晶圓間隔層62、73、75、92可連同基板200、300翻面。晶圓間隔層62、73、75、92再與基板200、300對準，再實施光微影及微製造製程以於基板200、300的另一面上形成第二晶圓間隔層62、73、75、92。
    本發明的眾多技術特徵已詳細揭露於上方。除非部分實施例中特定敘明之排除特徵組合外，本發明涵蓋此處所述特徵的任一數量之任意組合及所有組合。以下實例係依據本發明描述部分此處所考量及揭露之特徵的組合。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，耗蝕層可在將光阻層形成於基板上之前形成於基板上；以及於光阻層顯影後，耗蝕層可被移除，以使光阻層成為一獨立之間隔層。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，耗蝕層可包括聚苯乙烯(polystyrene)。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，耗蝕層可包括蠟。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，光阻可為負型光阻。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，光阻可為環氧基光阻。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，光阻可為SU-8光阻。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，晶圓間隔層的厚度可小於300微米(μm)。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，光阻層可加工至一期望之厚度。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，光阻層可加工至小於300微米(μm)之厚度。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，光阻層可加工至複數個厚度。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，於光阻層曝光前，一遮罩可在光阻層上進行對準。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，光罩可定義欲形成於光阻層內的至少一孔洞。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，欲形成於光阻層內之孔洞可為錐形。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，於形成光阻層前，至少一元件可形成於基板內。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述之至少一元件可包括一透鏡。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述之至少一元件可包括一基準標示。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，基板可由玻璃形成。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，一助黏層可在將光阻層形成於基板上之前形成於基板上。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，光阻層可形成於基板的第一表面上，而第二光阻層可形成於基板的第二表面上，以使第一及第二晶圓間隔層分別形成於基板的第一表面及第二表面上。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，晶圓間隔層可具有複數個厚度。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，晶圓間隔層的厚度可定義上述至少一元件與晶圓級相機之第二元件之間的間隙。
    於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，第一元件及第二元件中之至少一者可為透鏡及感測器中之至少一者。
    上述示範性實施例已明確揭露及描述本發明之創新概念，本領域具通常知識者將得以領會，任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
    10、54、74、200、300‧‧‧基板
    12、62、73、75、92‧‧‧晶圓間隔層
    14‧‧‧工具
    16、52、72‧‧‧透鏡
    18、68、78、79、98‧‧‧穿孔
    202、302‧‧‧助黏層
    206、206A、306、306A‧‧‧光阻
    208、308‧‧‧光罩
    210、310‧‧‧(光罩)特徵
    212、312‧‧‧(間隔層)特徵
    22‧‧‧凹凸塊
    24‧‧‧箭頭
    406A‧‧‧獨立晶圓間隔層
    50、70‧‧‧透鏡板
    502~528‧‧‧步驟
    53、81‧‧‧上表面
    60、80‧‧‧裝置或結構
    77‧‧‧下表面
    90、204‧‧‧耗蝕層
    第一圖為製造口袋結構中之透鏡的概要式剖面示意圖。
    第二圖為透鏡板的概要式剖面示意圖。
    第三圖為依據本發明之示範性實施例之上表面形成有晶圓間隔層之透鏡板的概要式剖面示意圖。
    第四圖為雙側透鏡板的概要式剖面示意圖。
    第五圖為依據本發明之示範性實施例之具有於上表面及下表面形成之晶圓間隔層的雙側透鏡板的概要式剖面示意圖。
    第六圖為依據本發明之示範性實施例之利用光微影及微製造製程形成於耗蝕層上之晶圓間隔層的概要式剖面示意圖。
    第七圖為依據本發明之示範性實施例之由耗蝕層分離之獨立晶圓間隔層的概要式剖面示意圖。
    第七A圖為依據本發明之示範性實施例之形成有穿孔之獨立晶圓間隔層的概要式平面示意圖。
    第八圖至第十九圖為依據本發明之某些示範性實施例顯示用以製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的光微影及微製造製程中之步驟的概要式剖面示意圖。
    第二十圖為依據本發明之某些示範性實施例顯示用以製造用於晶圓級相機的晶圓間隔層的光微影及微製造製程的邏輯流程之概要式流程圖。
    第二十一圖為依據本發明之示範性實施例之具有錐形壁面之穿孔的獨立晶圓間隔層之部分概要式剖面示意圖，以取代垂直壁面。
    10‧‧‧基板
    12‧‧‧晶圓間隔層
    14‧‧‧工具
    16‧‧‧透鏡
    18‧‧‧穿孔
    22‧‧‧凹凸塊
    24‧‧‧箭頭
    权利要求:
    Claims (35)
    [1] 一種製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，包括以下步驟：形成一光阻層於一基板上；透過定義有間隔層之幾何圖案的一遮罩使該光阻層於輻射下曝光，其中該間隔層之幾何圖案係用於至少一晶圓級相機元件；以及使該光阻層顯影，以使該光阻層成為用於該晶圓級相機之該晶圓間隔層。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括以下步驟：於形成該光阻層於該基板上之前，形成一耗蝕層於該基板上；以及於使該光阻層顯影後，移除該耗蝕層，以使該光阻層成為一獨立之間隔層。
    [3] 如申請專利範圍第2項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該耗蝕層包括聚苯乙烯。
    [4] 如申請專利範圍第2項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該耗蝕層係包括蠟。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該光阻層係為負型光阻。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該光阻層係為環氧基光阻。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該光阻層係為SU-8光阻。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該晶圓間隔層的厚度係小於300微米。
    [9] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括：加工該光阻層至一期望之厚度。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該光阻層係加工至小於300微米之厚度。
    [11] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括：加工該光阻層至複數個厚度。
    [12] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括：於使該光阻層曝光前，將該遮罩對準於該光阻層上。
    [13] 如申請專利範圍第12項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該遮罩係定義欲形成於該光阻層內的至少一孔洞。
    [14] 如申請專利範圍第13項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中欲形成於該光阻層內的該孔洞係為錐形。
    [15] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括：於形成該光阻層前，形成至少一元件於該基板內。
    [16] 如申請專利範圍第15項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該至少一元件包括一透鏡及一基準標示中之其中一者。
    [17] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，該基板係由玻璃形成。
    [18] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括：於形成該光阻層於該基板上前，形成一助黏層於該基板上。
    [19] 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該光阻層係形成於該基板的一第一表面上；以及更包括下列步驟：形成一第二光阻層於該基板的一第二表面上，以使一第一晶圓間隔層及一第二晶圓間隔層分別形成於該基板的該第一表面及該第二表面上。
    [20] 一種晶圓級相機，包括：一元件層，至少一元件形成於該元件層上；以及一晶圓間隔層，覆蓋於該元件層上，其中該晶圓間隔層係由一光阻層形成並定義一間隔層之幾何圖案，該間隔層之幾何圖案係用於該至少一元件。
    [21] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該光阻層係為負型光阻。
    [22] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該光阻層係為環氧基光阻。
    [23] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該光阻層係為SU-8光阻。
    [24] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該晶圓間隔層的厚度係小於300微米。
    [25] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該晶圓間隔層具有複數個厚度。
    [26] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該至少一元件包括一透鏡。
    [27] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該元件層係由玻璃形成。
    [28] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該晶圓間隔層包括至少一孔洞。
    [29] 如申請專利範圍第28項所述之晶圓級相機，其中該孔洞係為錐形。
    [30] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該晶圓間隔層係形成於該元件層的一第一表面上，更包含一第二晶圓間隔層，其形成於該元件層的一第二表面上，以使該晶圓間隔層及該第二晶圓間隔層分別形成於該元件層的該第一表面及該第二表面上。
    [31] 如申請專利範圍第20項所述之晶圓級相機，其中該晶圓間隔層的厚度係定義該晶圓級相機之該至少一元件與一第二元件之間的一間隙。
    [32] 如申請專利範圍第31項所述之晶圓級相機，其中該至少一元件及該第二元件中之至少一者係為一透鏡及一感測器中之至少一者。
    [33] 一種用於晶圓級相機之晶圓間隔層，包括：一光阻層；以及一圖案，形成於該光阻層上，該圖案係定義一間隔層之幾何圖案，該間隔層之幾何圖案係用於該晶圓級相機之至少一元件。
    [34] 如申請專利範圍第33項所述之用於晶圓級相機之晶圓間隔層，其中該晶圓間隔層的厚度係定義該晶圓級相機之該至少一元件與一第二元件之間的一間隙。
    [35] 如申請專利範圍第34項所述之用於晶圓級相機之晶圓間隔層，其中該至少一元件及該第二元件中之至少一者係為一透鏡及一感測器之至少一者。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US13/293,937|US20130122247A1|2011-11-10|2011-11-10|Spacer Wafer For Wafer-Level Camera And Method For Manufacturing Same|
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