CN102005392A - 晶圆级模块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种晶圆级模块及其制造方法。该晶圆级模块的制造方法是：首先，提供第一固态胶膜，其第一表面和第二表面分别覆盖有第一离形膜及第二离形膜；接着，图案化以形成多个开孔通过第一固态胶膜；在移除第一离形膜以暴露第一固态胶膜的第一表面后，对准暴露的第一表面并固着至第一基板。本发明还提供了一种晶圆级模块。因此，通过上述方法晶圆级模块可以有效地得到均匀厚度的粘着层，让对位及粘着变得容易。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶圆级模块，特别是涉及一种具有固态胶膜的晶圆级模块的结构及其制造方法。
背景技术
晶圆级(wafer level)光学技术使用半导体制造工艺以制造晶圆级的小型光学装置，例如透镜模块或照相模块。此种晶圆级光学技术可适用于移动或手持电子装置。在制造传统晶圆级光学元件时，通常使用网印或涂布方法以液态粘着剂来粘合二基板。然而，液态粘着剂的特性会使得所形成的粘着层厚度无法控制其保持一定。再者，如图1A及图1B所示，位于基板12和基板14之间的液态粘着剂10会有溢胶情形产生。甚者，液态粘着剂的移动更会造成基板间的错位(misalignment)，因而形成功能失效的模块。因此，传统模块在设计图案(pattern)时，通常会使用较大的安全边界(margin)，这将使得一片晶圆所能制造的模块数变少。此外，在涂布或网印液态粘着剂时，特别是复杂图案时，需要花费相当多的时间。
由于液态粘着剂无法具有均匀厚度，因此，晶圆级透镜模块或照相模块通常需要使用额外调整机制，例如螺丝，以机械方式来达到所要的焦距，因此上述传统晶圆级模块无法有效地设计及制造。
由此可见，上述现有的晶圆级模块及其制造方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的晶圆级模块及其制造方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的晶圆级模块及其制造方法存在的缺陷，而提出一种新的晶圆级模块的结构及其制造方法，所要解决的技术问题是使其可以有效地得到均匀厚度的粘着层，让对位及粘着变得容易，非常适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种晶圆级模块的制造方法，其包括以下步骤：提供一第一固态胶膜，其第一表面和第二表面分别覆盖有一第一离形膜及一第二离形膜；图案化以形成多个开孔通过该第一固态胶膜；移除该第一离形膜，以暴露该第一固态胶膜的第一表面；以及对准暴露的该第一表面并固着至一第一基板。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的晶圆级模块的制造方法，更包含：移除该第二离形膜，以暴露该第一固态胶膜的第二表面；以及对准暴露的该第二表面并固着至一第二基板，形成一晶圆级模块。
前述的晶圆级模块的制造方法，其中所述的第一基板包含一第一间隔层，该第二基板包含一透镜基板，且更包含以下步骤：藉由一图案化第二固态胶膜，对准一第三基板并固着至该第二基板；以及藉由一图案化第三固态胶膜，对准一光圈层并固着至该第三基板。
前述的晶圆级模块的制造方法，更包含：对准一第四固态胶膜并固着至该第一基板，其中，该第四固态胶膜覆盖有一离形膜；以及进行切割以形成多个晶圆级透镜模块，其覆盖有该离形膜。
前述的晶圆级模块的制造方法，更包含：对准一第四固态胶膜并固着至该第一基板；对准该第四固态胶膜并固着至一影像感测器；以及进行切割以形成多个晶圆级照相模块。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种晶圆级模块，其包含：一第一基板；以及一第一固态胶膜，对准并固着至该第一基板，其中该第一固态胶膜经图案化而具有多个开孔。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的晶圆级模块，更包含：一第二基板，对准并固着至该第一固态胶膜的一暴露表面，而形成一晶圆级模块。
前述的晶圆级模块，其中所述的第一基板包含一第一间隔层，该第二基板包含一透镜基板，且该晶圆级模块更包含：一第三基板，藉由一图案化第二固态胶膜，对准并固着至该第二基板；以及一光圈层，藉由一图案化第三固态胶膜，对准并固着至该第三基板，而形成多个晶圆级透镜模块。
前述的晶圆级模块，更包含：一第四固态胶膜，对准并固着至该第一基板，其中，该第四固态胶膜覆盖有一离形膜。
前述的晶圆级模块，更包含：一第四固态胶膜，对准并固着至该第一基板；以及一影像感测器，对准并固着至该第四固态胶膜，因而形成多个晶圆级照相模块。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：
根据本发明第一实施例，首先，提供第一固态胶膜，其第一表面和第二表面分别覆盖有第一离形膜及第二离形膜。接着，图案化以形成多个开孔通过第一固态胶膜。在移除第一离形膜以暴露第一固态胶膜的第一表面后，对准暴露的第一表面并固着至第一基板。在移除第二离形膜以暴露第一固态胶膜的第二表面后，对准暴露的第二表面并固着至第二基板，而形成一晶圆级模块。
根据本发明第二实施例，第一基板包含第一间隔层，第二基板包含透镜基板，且藉由图案化第二固态胶膜，对准第三基板并固着至第二基板。藉由图案化第三固态胶膜，对准光圈层并固着至第三基板。
根据本发明第三实施例，对准第四固态胶膜并固着至第一基板，其中，第四固态胶膜覆盖有一离形膜。进行切割以形成多个晶圆级透镜模块，其覆盖有离形膜。
根据本发明第四实施例，移除离形膜以暴露第四固态胶膜，接着，将暴露的第四固态胶膜对准并固着至一影像感测器。
借由上述技术方案，本发明晶圆级模块及其制造方法至少具有下列优点及有益效果：本发明位于基板间的粘着层，其厚度可维持于固定值，远较传统使用液态粘着剂的效果更好。再者，由于本发明的粘着层即使施以压力也不会有溢胶或移动，因此粘着层的图案尺寸可以精确控制，不需要太大的安全边界(margin)，因而可以提高一片晶圆中可制造的模块数，并能提高产能及成本效益。另外，本实施例的粘着层是预先予以图案化，而非如传统使用涂布(例如网印)方式，因而可以节省大量时间，且可形成更为复杂的图案。
综上所述，本发明是有关于一种晶圆级模块及其制造方法。该晶圆级模块的制造方法是：首先，提供第一固态胶膜，其第一表面和第二表面分别覆盖有第一离形膜及第二离形膜；接着，图案化以形成多个开孔通过第一固态胶膜；在移除第一离形膜以暴露第一固态胶膜的第一表面后，对准暴露的第一表面并固着至第一基板。本发明还提供了一种晶圆级模块。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1A及图1B是传统液态粘着剂的溢胶示意图。
图2A至图2F是本发明第一实施例的晶圆级模块的结构及其制造方法的示意图。
图3A至图3C是本发明第二实施例的晶圆级透镜模块的结构及其制造方法的示意图。
图4A至图4B是本发明第三实施例的晶圆级透镜模块的结构及其制造方法的示意图。
图5A至图5B是本发明第四实施例的晶圆级小型照相模块(CCM)的结构及其制造方法的示意图。
10：液态粘着剂 12：基板
14：基板 21：固态胶膜
22A：第一离形膜 22B：第二离形膜
23：开孔 24：第一基板
25：第二基板 31：第一基板
32：第一固态胶膜 33：第二基板
330：透镜 34：第二固态胶膜
35：第三基板 36：第三固态胶膜
37：光圈层 41：第四固态胶膜
42：离形膜 51：影像感测器
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的晶圆级模块及其制造方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
图2A至图2F是本发明第一实施例的晶圆级模块的结构及其制造方法的示意图。在本实施例中，首先提供(透明)固态胶膜21，如图2A(俯视图)及图2B(剖面图)所示。固态胶膜21的上、下表面通常分别覆盖有第一离形(release)膜(或保护膜)22A及第二离形膜22B。在使用固态胶膜21之前，第一/第二离形膜22A/B可用以屏蔽(或保护)固态胶膜21。本实施例的固态胶膜21主要是由热固性(thermosetting)材料所制成，例如环氧树脂，其会先进行预固化(pre-cure)以形成固态的粘着胶膜。
将覆盖有第一/第二离形膜22A/B的固态胶膜21施以图案化(patterning)工艺，以形成多个开孔23穿过固态胶膜21及第一/第二离形膜22A/B，如图2C所示。开孔23可以设计为任何形状，例如圆形、方形、多边形或其他形状。开孔23的图案化工艺可使用物理方法(例如冲孔或激光穿孔)或使用化学方法(例如曝光蚀刻方法)。
接下来，剥离其中一离形膜(例如第二离形膜22B)，以暴露固态胶膜21的其中一表面(例如下表面)。固态胶膜21的暴露表面经由对准而固着至第一基板24，如图2D所示。第一基板24可以是半导体晶圆、玻璃基板、透镜基板或其他适于晶圆级制造的基板。图2D所形成的产品可作为未完成产品或中间产品予以运送或贩卖，其经由进一步处理后可形成完成的产品。
接着，剥离另一离形膜(例如第一离形膜22A)，以暴露固态胶膜21的另一表面(例如上表面)，形成图2E所示的结构。固态胶膜21的暴露表面经由对准而固着至第二基板25，如图2F所示。为了加强第一基板24和第二基板25之间的固着强度，可加热或/且施以压力。加热或施压大小可视各应用场合作变化。例如，在某些应用当中，图2F的结构可施以每平方毫米1-10牛顿(N/mm2)的压力及摄氏150-180度的温度。在另一实施例中，图2F的结构可改施以紫外线照射。第二基板25可以是半导体晶圆、玻璃基板、透镜基板或其他适于晶圆级制造的基板。上述第一基板24和第二基板25不一定为相同材料。以光电池(photovoltaic cell)，(例如太阳能电池)或发光二极管(LED)为例，其第一基板24可为半导体(例如蓝宝石)基板，而第二基板25可以是具有透镜的基板。将图2F的结构进行切割之后，可以得到多个晶圆级太阳能电池或发光二极管模块。上述图2A至图2F所示的制造工艺也可适用于传统尺寸的模块制造。
根据上述实施例，位于第一基板24和第二基板25间的粘着层(亦即，固态胶膜21)，其厚度可维持于固定值，远较传统使用液态粘着剂的效果更好。再者，由于本实施例的固态胶膜21即使施以压力也不会有溢胶或移动，因此粘着层(亦即，固态胶膜21)的图案尺寸可以精确控制，不需太大的安全边界(margin)，因而可以提高一片晶圆中可制造的模块数，并能提高产能及成本效益。另外，本实施例的粘着层(亦即，固态胶膜21)是预先予以图案化，而非如传统使用涂布(例如网印)方式，因而可节省大量时间，且可形成更为复杂的图案。
图3A至图3C是本发明第二实施例的晶圆级透镜模块的结构及其制造方法的示意图。然而，其制造顺序不一定需要依照图3A至图3C所示的顺序进行，甚至可依相反的顺序进行。请参阅图3A所示，首先将第一基板31藉由(图案化)第一固态胶膜32而固着至第二基板33。为简化图式以助于了解，图式中仅显示一个模块。在本实施例中，第一基板31为(图案化)第一间隔(s pacer)层，而第二基板33则为透镜基板。第一基板31和透镜基板33之间的固着步骤，以及第一固态胶膜32的图案化工艺已描述于前述第一实施例，因此不再赘述。
接下来，如图3B所示，第二基板(例如透镜基板)33藉由(图案化)第二固态胶膜34而固着至第三基板(例如第二间隔层)35。如图所示，第一固态胶膜32及第二固态胶膜34的图案(例如圆形开孔)，其尺寸大约相当于透镜基板33的透镜330大小。
接着，如图3C所示，光圈层37藉由(图案化)第三固态胶膜36而固着至第三基板(亦即，第二间隔层)35。在本实施例中，光圈层37提供照相模块所需的光圈，其是使用一预先染色的固态胶膜，用以阻隔光线。最后，在进行切割之后，可以得到多个如图3C所示的晶圆级透镜模块。
根据上述第二实施例，第一/第二/第三固态胶膜32/34/36具有第一实施例所提供的优点。再者，本实施例的第一/第二/第三固态胶膜32/34/36的厚度可预先选择，使得所形成的透镜模块的焦距可以预先决定，而不需要如传统般再使用螺丝等调整机制。
图4A至图4B是本发明第三实施例的晶圆级透镜模块的结构及其制造方法的示意图。部分元件符号沿用前一实施例的元件符号，且为简化图式以助于了解，图式中仅显示一个模块。如图4A所示，首先提供未经切割的图3C的结构。接着，如图4B所示，第四固态胶膜41经对准而固着于第一基板(亦即，第一间隔层)31的下表面。如图所示，一离形膜42仍然覆盖着第四固态胶膜41的下表面。在进行晶圆的切割后，即可得到图4B所示的多个晶圆级透镜模块。图4B所形成的产品可作为未完成产品或中间产品予以运送或贩卖，其经由进一步处理后可形成完成的产品。例如，某人得到此中间产品(图4B)后，可将离形膜42予以剥离而暴露第四固态胶膜41的下表面，并接着将暴露表面固着至影像感测器(未显示于图式中)，因而形成一晶圆级照相模块。
图5A至图5B显示本发明第四实施例的晶圆级小型照相模块(compactcamera module，CCM)的结构及其制造方法的示意图。部分元件符号沿用前一实施例的元件符号。如图5A所示，首先提供图4B的晶圆级透镜模块。该模块可以为非切割的，或者为已切割的。接下来，如图5B所示，剥离第四固态胶膜41的离形膜42，接着，经对准而固着至影像感测器51，例如互补型金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器或者电荷耦合元件(CCD)。如果透镜模块尚未经过切割，则此时即将其予以切割，因而得到多个如图5B所示的晶圆级小型照相模块。
根据上述第四实施例，其具有前述几个实施例所提供的优点。再者，由于第四固态胶膜41即使受到施压也不会有溢胶或移动的情形，因此影像感测器51即不会如传统般受到溢胶的不当阻隔。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种晶圆级模块的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：
提供一第一固态胶膜，其第一表面和第二表面分别覆盖有一第一离形膜及一第二离形膜；
图案化以形成多个开孔通过该第一固态胶膜；
移除该第一离形膜，以暴露该第一固态胶膜的第一表面；以及
对准暴露的该第一表面并固着至一第一基板。
2.根据权利要求1所述的晶圆级模块的制造方法，其特征在于更包含：
移除该第二离形膜，以暴露该第一固态胶膜的第二表面；以及
对准暴露的该第二表面并固着至一第二基板，而形成一晶圆级模块。
3.根据权利要求2所述的晶圆级模块的制造方法，其特征在于其中所述的第一基板包含一第一间隔层，该第二基板包含一透镜基板，且更包含以下步骤：
藉由一图案化的第二固态胶膜，对准一第三基板并固着至该第二基板；以及
藉由一图案化的第三固态胶膜，对准一光圈层并固着至该第三基板。
4.根据权利要求3所述的晶圆级模块的制造方法，其特征在于更包含：
对准一第四固态胶膜并固着至该第一基板，其中，该第四固态胶膜覆盖有一离形膜；以及
进行切割以形成多个晶圆级透镜模块，其覆盖有该离形膜。
5.根据权利要求3所述的晶圆级模块的制造方法，其特征在于更包含：
对准一第四固态胶膜并固着至该第一基板；
对准该第四固态胶膜并固着至一影像感测器；以及
进行切割以形成多个晶圆级照相模块。
6.一种晶圆级模块，其特征在于其包含：
一第一基板；以及
一第一固态胶膜，对准并固着至该第一基板，其中该第一固态胶膜经图案化而具有多个开孔。
7.根据权利要求6所述的晶圆级模块，其特征在于更包含：
一第二基板，对准并固着至该第一固态胶膜的一暴露表面，而形成一晶圆级模块。
8.根据权利要求7所述的晶圆级模块，其特征在于其中所述的第一基板包含一第一间隔层，该第二基板包含一透镜基板，且该晶圆级模块更包含：
一第三基板，藉由一图案化第二固态胶膜，对准并固着至该第二基板；以及
一光圈层，藉由一图案化第三固态胶膜，对准并固着至该第三基板，而形成多个晶圆级透镜模块。
9.根据权利要求8所述的晶圆级模块，其特征在于更包含：
一第四固态胶膜，对准并固着至该第一基板，其中，该第四固态胶膜覆盖有一离形膜。
10.根据权利要求8所述的晶圆级模块，其特征在于更包含：
一第四固态胶膜，对准并固着至该第一基板；以及
一影像感测器，对准并固着至该第四固态胶膜，因而形成多个晶圆级照相模块。
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