CN103890949B - 光学器件、特别是用于计算式摄像机的模块的晶片级制造 - Google Patents

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Abstract

器件（50）包括光学构件（60）和隔离构件（70），所述光学构件包括N≥2组无源光学部件（65），每组无源光学部件（65）包括一个或多个无源光学部件。隔离构件（70）包括N个光通道（77），所述N个光通道中的每一个与所述N组无源光学部件中的一组相关联。所述N个光通道（77）的全部都具有至少基本上相同的几何长度（g），并且所述N个光通道中的第一个的光路长度不同于所述N个光通道中的至少一个第二个的光路长度。还描述了用于制造此类器件的方法。本发明能够允许以高产率来批量生产高精度器件（50）。

Description

光学器件、特别是用于计算式摄像机的模块的晶片级制造
技术领域
本发明涉及光学、更具体而言微光学领域。特别地，其涉及诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件的晶片级制造。其涉及根据本权利要求的开放性条款的方法和设备。
背景技术
根据公开为WO 2011/156928 A2（2011年6月10日提交）的国际专利申请，可了解能够在晶片级制造的摄像机和用于摄像机的光学模块。其中，相当详细地公开了摄像机和用于摄像机的光学模块以及用于制造它们的方法。因此，该专利申请WO 2011/156928 A2据此通过引用结合到本专利申请中。
术语定义
“有源光学部件”：光感测或发光部件。例如，光电二极管、图像传感器、LED、OLED、激光芯片。
“无源光学部件”：通过折射和/或衍射和/或反射对光进行重定向的光学部件，诸如透镜、棱镜、反射镜或光学系统，其中，光学系统是此类光学部件的集合，可能还包括诸如孔径光阑、图像屏幕、保持器之类的机械元件。
“光电模块”：其中包括至少一个有源和至少一个无源光学部件的部件。
“复制（replication）”：一种技术，借助于该技术，给定结构或其相反（negative）被复现。例如，蚀刻、压纹、压印、铸造、成型。
“晶片”：基本上盘状或板状项目（item），其在一个方向（z方向或竖向（vertical）方向）上的延伸相对于其在其他两个方向（x和y方向或横向（lateral）方向）上的延伸是小的。通常，在（非空白）晶片上，其中布置或在提供有多个类似结构或项目，通常是在矩形格栅（grid）上。晶片可具有开口或孔，并且晶片甚至可在其横向区域的主要部分中没有材料。虽然在许多背景下，将晶片理解成主要地由半导体材料制成，但在本专利申请中，这显然并不是限制。因此，晶片可主要由例如半导体材料、聚合物材料、包括金属和聚合物或聚合物和玻璃材料的复合材料制成。特别地，结合所呈现的发明，诸如热或UV可固化聚合物之类的可硬化材料是感兴趣的晶片材料。
“横向”：参考“晶片”
“竖向”：参考“晶片”
“光”：更一般地电磁辐射；更具体而言电磁谱的红外、可见光或紫外部分的电磁辐射。
发明内容
本发明的一个目的是提供制造器件，特别是诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件，的备选方式，并且特别地提供制造器件，特别是诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件，的改进方式。此外，将提供相应器件，特别是诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件以及诸如晶片和晶片堆（stack）之类的相关器件和设备。
本发明的另一目的是提高诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件的制造中的制造产率。
本发明的另一目的是实现诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件的改善的质量，特别是当在晶片规模（wafer scale）制造这些时。
其他目的从以下的描述和实施例显现出来。
这些目的中的至少一个至少部分地通过根据本专利权利要求所述的设备和方法和/或通过以下描述的设备和方法来实现。
本发明特别地涉及摄像机和用于摄像机的模块（特别是光电模块）以及涉及其组成部分并且涉及在这些中的任何一个的制造期间所使用的晶片和晶片堆；并且其还特别地涉及制造摄像机和/或用于摄像机的模块（特别是光电模块）和/或其组成部分和/或晶片和/或晶片堆的方法。所述制造通常涉及晶片规模制造步骤。
在器件（特别是光学器件）的制造期间，例如仅仅由于工艺步骤中的一个或多个中的或多或少不可避免的变化或不准确性，可发生制造不规则性（irregularity）或制造偏差。例如，当器件包括至少一个透镜元件时，实际上晶片（称为光学晶片）上的许多此类透镜元件具有（略微）变化的焦距，尽管标称上具有相同的焦距。
已经发现可能至少部分地在晶片级校正或补偿制造不规则性，因此实现器件的提高的产率和/或改善的光学性质。
提出 — 在晶片级 — 补偿此类制造不规则性的隔离晶片（spacer wafer）。此类隔离晶片通常包括许多（M≥2，M是整数）隔离构件，并且特别地建议所述许多隔离构件中的每一个具有N≥2个光通道（N是整数），所述光通道具有至少基本上相同的几何长度（对于经由那里传播的光而言），但它们中的至少两个呈现相互不同的光路（optical path）长度。特别地其中所述光通道跨隔离构件竖向地延伸。并且特别地，所述几何长度是沿着竖向方向的长度和/或所述几何长度是跨隔离构件的长度。
通常，所述N个光通道是以阵列形式布置的。
特别地，以下实施例能够至少在本发明的特定视野或方面表示本发明的特性：
器件：
所述器件包括光学构件和隔离构件，所述光学构件包括N≥2组无源光学部件，每组包括一个或多个无源光学部件，所述隔离构件包括N个光通道，所述N个光通道中的每一个与所述N组无源光学部件中的一组相关联。所述N个光通道的全部都具有至少基本上相同的几何长度，并且所述N个光通道中的第一个的光路长度不同于所述N个光通道中的至少一个第二个的光路长度。
在一个实施例中，所述隔离构件被以这样的方式结构化，即所述N个光通道的全部都具有至少基本上相同的几何长度，并且所述N个光通道中的第一个的光路长度不同于所述N个光通道中的至少一个第二个的光路长度，特别地其中所述隔离构件是以所述方式成形的。
在可与前述实施例组合的一个实施例中，对于所述N个光通道中的每个，所述光路长度具有与各相关联光学构件的制造不规则性（特别是各相关联光学构件的无源光学部件组中的无源光学部件的制造不规则性）有关的值和/或根据所述制造不规则性而被选择。
在参考上一个所述实施例的一个实施例中，所述光学构件包括至少一个透镜元件，所述制造不规则性包括所述至少一个透镜元件的特性量值与标称值的偏差。特别地，所述标称值能够是所述至少一个透镜元件的焦距。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的器件的一个实施例中，所述N个光通道中的至少一个包括所述隔离构件中的盲孔（blind hole）。特别地，能够将所述至少一个盲孔设置成有助于实现所述N个光通道中的所述至少第一一个与光通道中的至少第二一个之间的所述光路长度差。特别地，能够设置成对于这些至少两个光通道中的每一个而言，各盲孔的长度与各光通道的光路长度有关，更特别地其中，所述至少两个盲孔中的所述第一个的长度不同于所述至少两个盲孔中的所述第二个的长度。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，所述隔离构件包括由相互不同的材料制成的第一层和第二层，特别地其中，所述第二层由聚合物材料制成和/或所述第一层由不同的聚合物材料或玻璃制成。所述层能够特别地形成大体上横向延伸界面（在该处它们被相互结合）。它们可特别地是基本上块状或板状的。还能够将所述层视为隔离层。
能特别设置成所述光通道中的每一个中的所述第二层的竖向延伸与各相关联光学构件的制造不规则性有关或根据所述制造不规则性而被选择。并且可进一步设置成所述第一层的竖向延伸对于所述区域中的每一个是基本相同的。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，所述隔离构件包括围绕所述N个光通道中的每一个的通道壁（横向地），其中，在所述N个光通道的一个或多个中，特别是在所述N个光通道的每一个中，存在透明材料。存在于所述N个光通道中的第一个中的所述透明材料的量不同于存在于所述N个光通道中的第二一个中的所述透明材料的量。那些量能够是针对所寻求的制造不规则性的补偿而选择的。能够设置成通道壁是非透明的，并且特别地它们由非透明材料制成。可能的是通过复制来制造晶片，所述晶片包括围绕开口的许多此类通道壁；这样的晶片能够比如成形为像具有棱柱形或管状开口的平筛（flatsieve）。此外能够设置成所述透明材料是已硬化的可硬化材料。这样，其能够以液体形式被填充到通道中并且然后硬化。存在于所述N个光通道中的一个中的透明材料特别地可完全沿着竖向限定范围而填充各通道，特别地其中所述竖向限定范围在所述各通道的末端处结束。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，所述N组无源光学部件中的每一个具有特性量值，所述特性量值标称地对于全部的所述N组无源光学部件而言是相同的。所述特性量值可例如是焦距。并且可设置成所述光路长度的所述差被提供为用于至少部分地补偿所述N组无源光学部件中的两组或更多组之间的所述特性量值的不期望有的差。所述不期望有的差可特别地由制造不规则性引起。这在使用复制来制造所述无源光学部件时可特别有用。在复制工艺中，很可能发生可重复的制造不规则性，即其在重复执行复制工艺时相同地或接近于相同地发生。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，使用复制来制造所述光学构件，特别地其中对于所述N组中的至少一组（更特别地对于所述N组中的每组），使用复制来制造所述一个或多个无源光学部件中的至少一个。更具体地，能够设置成对于所述N组中的每组，所述一个或多个无源光学部件全部都通过使用复制被制造。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，所述器件包括被称为检测构件的构件，所述检测构件包括N个有源光学部件，所述N个有源光学构件中的每个与所述N组无源光学部件中的一组相关联，特别地其中所述N个有源光学部件中的每个是光感测部件。所述隔离构件特别地能够布置在所述检测构件与所述光学构件之间。这样的器件特别地能够是用于捕捉N个子图像的器件，每个子图像各借助于所述N个有源光学部件中的一个被捕捉。并且通常，所述子图像是要被处理以产生全图像的子图像。为此目的，所述器件可包括可操作地连接到所述N个有源光学部件中的每个的微处理器。所述微处理器能够特别地被配置成用于处理所述N个子图像，更具体地用于根据所述N个子图像生成全图像。所述微处理器可例如被包括在所述检测构件中。
仪器，在第一方面：
在第一方面，所述仪器包括如在本专利申请中所描述的许多器件。特别地，所述仪器可包括至少一个晶片，所述至少一个晶片包括如在本专利申请中所述的M≥2个器件。这样的仪器特别地可以是晶片或晶片堆。
仪器，在第二方面：
在第二方面，所述仪器包括被称为隔离晶片的晶片，所述隔离晶片包括M≥2个隔离构件，所述隔离构件中的每个包括N≥2个光通道，其中，对于所述隔离构件中的每个适用：各N个光通道全部都具有至少基本上相同的几何长度，并且各N个光通道中的第一个的光路长度不同于所述各N个光通道中的至少一个第二个的光路长度，其中，M是整数且N是整数。这样的仪器特别地可以是晶片或晶片堆。
在所述仪器的一个实施例中，所述M个隔离构件中的第一一个的所述几何长度不同于所述M个隔离构件中的至少第二一个的所述几何长度。备选地，所述几何长度对于全部的所述M个隔离构件而言能够是（至少标称地）相等的。
在可与前述实施例组合的一个实施例中，所述隔离晶片包括由相互不同的材料制成的第一层和第二层，特别地其中所述第一层的竖向延伸（或厚度）对于每个所述区域是基本上相同的。特别地，所述层可以是基本上板状的。还可将它们视为晶片。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，所述仪器包括被称为光学晶片的晶片，所述光学晶片包括每个均包含N组无源光学部件的M个光学构件，所述N组无源光学部件中的每组包括一个或多个无源光学部件。特别地，所述隔离晶片和所述光学晶片可被包括在晶片堆中和/或所述M个光学构件中的每个与所述M个隔离构件中的不同一个相关联。
本发明包括具有根据本发明的相应器件的特征的仪器，并且反之亦然，还包括具有根据本发明的相应仪器的特征的器件。
所述器件的优点基本上对应于相应仪器的优点，并且反之亦然，所述仪器的优点基本上对应于相应器件的优点。
此外，还可能的是将所述仪器的第一和第二方面组合。
方法，在第一特定视野中：
在第一特定视野中，如在本专利申请中所述的用于制造器件的方法包括提供包括M≥2个所述隔离构件的隔离晶片的步骤，其中M是整数。特别地，所述方法包括制造所述隔离晶片的步骤。该晶片级制造尤其能够很好地适合于制造所述器件且可允许以高产率制造成紧密度容限（在尺寸上和在光学上）。
在一个实施例中，所述方法包括使用切割和/或机械加工和/或钻孔和/或激光烧蚀来制造所述隔离晶片的步骤，特别地其中借助于所述切割和/或机械加工和/或钻孔和/或激光烧蚀来在所述隔离晶片中创建多个盲孔，更特别地其中所述多个盲孔并不全部具有相同的长度。这能够是在具有所有光通道的相同几何路径长度的同时实现各种不同光路长度的高效的方式。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，所述方法包括制造所述隔离晶片，所述制造所述隔离晶片包括步骤
— 提供晶片；
— 局部地减小所述晶片的竖向延伸；
其中，所述局部地减小所述晶片的竖向延伸包括执行第一处理步骤和在所述第一处理步骤之后执行不同于所述第一处理步骤的第二处理步骤。更特别地，能够设置成所述第一处理步骤与所述第二处理步骤的不同之处在于以下各项中的至少一项
— 所应用的处理技术；
— 在各处理步骤中所使用的工具；
— 在各处理步骤中所使用的至少一个处理参数。
还能够设置成与所述第二处理步骤相比以更高速率从所述许多区域中的所述多个去除材料来执行所述第一处理步骤。
在参考上一个所述的实施例的一个实施例中，对隔离构件的所有光通道同时地执行所述第一处理步骤，并且对隔离构件的不同光通道单独地执行所述第二处理步骤。
在可与前述实施例组合的一个实施例中，所述方法包括步骤
— 提供具有许多孔的晶片，一个孔用于每一个所述光通道，特别地其中所述孔是通孔；
— 将液体状态的可硬化材料填充到所述孔中；
— 将所述孔中的所述可硬化材料硬化；
其中，所述可硬化材料是透明的，至少在硬化时是透明的。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，隔离晶片包括由相互不同的材料制成的第一层和第二层，特别地其中所述方法包括从所述第二层去除材料，更特别地其中所述第二层由聚合物材料制成。材料的去除更特别地能够用来调整光通道中的光路长度。此外能够设置成不从所述第一层去除材料，特别是并不用于调整光通道的光路长度。所述第一和第二层可形成两个相互粘附的板。
本发明包括具有根据本发明的相应器件或仪器的特征的方法，并且反之亦然，还包括具有根据本发明的相应方法的特征的器件和仪器。
所述方法的优点基本上分别对应于相应器件和仪器的优点，并且反之亦然，所述器件和仪器的优点基本上分别对应于相应方法的优点。
方法，在第二特定视野中：
在第二特定视野中，所述方法是用于制造器件的方法，特别地其中所述器件是摄像机或用于摄像机的光电模块，所述方法包括步骤
— 提供，特别是制造，包括M≥2个隔离构件的隔离晶片，其中M是整数，所述M个隔离构件中的每个包括N≥2个光通道，N是整数；
— 提供，特别是制造，包括M个光学构件的光学晶片，所述M个光学构件中的每个包括N组无源光学部件，每组包括一个或多个无源光学部件；
— 提供，特别是制造，包括M个检测构件的检测晶片，所述M个检测构件中的每个各包括N个有源光学部件；
其中，所述M个隔离构件中的每个与所述光学构件中的不同的一个相关联且与所述检测构件中的不同的一个相关联，以及
其中，对于所述M个隔离构件中的每个，相应的N个隔离构件中的每个与相关联光学构件的N组有源光学部件中的不同的一组相关联且与相关联检测构件的N个有源光学部件中的不同的一个相关联，以及
其中，对于所述M个隔离构件中的至少一个，更特别地对于多个及相关联光学构件和相关联检测构件，适用
— 各隔离构件的N个光通道的全部都提供至少基本上相同的几何路径长度用于从相关联光学构件的相关联无源光学部件组通过各光通道到相关联检测构件的相关联有源光学部件的光传播，以及
— 用于从各光学构件的N组无源光学部件中的第一组通过相关联光通道到相关联有源光学部件的光传播的光路长度不同于用于从所述各光学构件的所述N组无源光学部件中的第二组通过各相关联光通道到各相关联有源光学部件的光传播的光路长度。
在一个实施例中，所述方法包括使用复制步骤来制造所述隔离晶片的步骤，特别地其中在所述复制步骤中使用的复制母版（master）被设计成用于实现光通道的所述光路长度差，并且可选地，其中，这样获得的已被设计成用于实现光通道的所述不同光路长度的隔离构件经受进一步处理步骤以便实现这样获得的经进一步经处理的隔离构件的光通道的光路长度的增加的精度。特别地能够设置成所述进一步处理步骤包括向所述隔离构件添加材料和/或从所述隔离构件去除材料，更特别地其中，所述进一步处理步骤包括切割和/或机械加工和/或钻孔和/或激光烧蚀步骤。能够设置成借助于所述切割和/或机械加工和/或钻孔和/或激光烧蚀来增加所述隔离晶片中的一个或多个盲孔的长度。
在可与前述实施例中的一个或多个组合的一个实施例中，所述方法包括制造所述隔离晶片，所述制造所述隔离晶片包括步骤
— 提供晶片；
— 局部地减小所述晶片的竖向延伸；
其中，所述局部地减小所述晶片的竖向延伸包括执行第一处理步骤和在所述第一处理步骤之后执行不同于所述第一处理步骤的第二处理步骤。
本发明包括具有根据本发明的相应器件或仪器的特征的方法，并且反之亦然，还包括具有根据本发明的相应方法的特征的器件和仪器。
所述方法的优点基本上分别地对应于相应器件和仪器的优点，并且反之亦然，所述器件和仪器的优点基本上分别地对应于相应方法的优点。
此外，还可能的是将所述第一和第二视野中的方法组合。
更多实施例和优点从权利要求和附图显现出来。
附图说明
下面将借助于示例和所包括的附图来更详细地描述本发明。所述附图以强烈图式化方式示出：
图1 以截面图形式的器件的分解图；
图2 能够根据许多子图像获得全图像的图示；
图3 以截面图形式的具有透镜形状的隔离构件；
图4 以截面图形式的具有透镜形状的隔离构件；
图5 以截面图形式的具有非透明围绕的光通道的隔离构件；
图6 以截面图形式的具有未分离的光通道的隔离构件；
图7 以截面图形式的隔离构件；
图8 以截面图形式的隔离构件；
图9 以截面图形式的隔离构件；
图10 以截面图形式的包括包含不止一个单体部分（unitary part）的隔离构件的晶片堆的详图；
图11 以截面图形式的第一处理步骤之后的图10的晶片堆的详图；
图12 以截面图形式的第二处理步骤之后的图10和11的晶片堆的详图；
图13 以截面图形式的包括包含不止一个单体部分的经两次处理的隔离构件的晶片堆的详图；
图14 以截面图形式的包括作为光通道的通孔的非透明材料的构件；
图15 以截面图形式的在光通道中填充了透明材料的图14的构件；
图16 以截面图形式的在光通道中填充了不同量的透明材料的图14的构件。
所描述的实施例意图作为示例并且将不会限制本发明。
具体实施方式
图1是以截面图形式示出的本发明的方面的示意图。其以分解图形式示出三个构件，即光学构件60、隔离构件70和检测构件80，它们三者一起形成器件50，更具体而言光电模块50。
光学构件60包括数个无源光学部件65，特别地透镜65。无源光学部件65已指定标称焦距，特别地全部具有相同的标称焦距。但是 — 通常出于制造原因 — 无源光学部件65的焦距（更特别地：前焦距）偏离它们相应的标称焦距，如在图1中被标记为f的箭头所示。
检测构件80特别地能够是包括诸如图像传感器85之类的有源光学部件85的半导体芯片。
隔离构件70有助于确保构件60与构件80之间的预定义距离（参考图1中的标记“g”）。但是此外，其还有助于至少部分地校正以上所描述的与标称焦距的偏差。隔离构件70包括数个光通道77，每个无源光学部件65对应一个光通道77。每个光通道77包括盲孔75和一部分透明材料76。
隔离构件70的材料的折射率不同于（通常大于）通常在盲孔75中存在的真空或空气的折射率。因此，通过根据相关联无源光学部件65的焦距与相应的标称焦距的偏差来调整盲孔75的长度，能够至少在一定程度上补偿偏差。几何长度g对于每个光通道77（至少标称地）是相同的；其对应于隔离构件70的（最大或总的）竖向延伸。
因此，盲孔的长度对于不同偏差的无源光学部件65是不同的。
这样，能够实现的是使用具有其不同焦距的不同无源光学部件65进行的成像导致（标称地）期望的成像。并且因此，构件80的每个有源光学部件85，例如诸如图像传感器85之类的检测元件85，能够记录期望的图像：在没有单独选择或调整盲孔的情况下，所记录的图像将偏离期望的图像或与之不同，通常达到取决于各无源光学部件65的制造不规则性的量的程度。特别地，每个有源光学部件85记录一个子图像，例如一个全光（plenoptic）摄像机子图像或一个阵列摄像机子图像或对于一个颜色或波长范围的一个子图像，其中，在那种情况下，并不是所有有源光学部件85都记录用于同一颜色或波长范围的子图像。
能够处理由不同有源光学部件85拍摄的子图像以便根据它们导出全（最终）图像。
图2示出能够根据许多这样的子图像88获得全图像90。
还存在实现不同光通道77之间的光路长度的变化的其他可能性，尽管不同光通道77具有相同的几何路径长度g，参见例如本专利权利要求。例如，能够在光路中（例如在盲孔中）产生诸如透镜形状之类的形状。图3和4以截面图形式示出带有具有弯曲（透镜状）底部78的盲孔的隔离构件70。换言之，在光通道中形成透镜元件。在图3中，还示出光通道可包括通孔（参考图3中的最右通道）。在图4中，还示出能够从隔离构件70的两侧去除材料，即从光学构件通常将定位于的对象侧（通常在示出隔离构件的所有附图中，意图朝向附图页面的顶部，类似于在图1中那样）以及在检测构件通常将定位于的检测器侧（通常在示出隔离构件的所有附图中，意图朝向附图页面的底部，类似于在图1中那样）。一般地，在本专利申请的附图中的一个中所示出的隔离构件可被用作类似在图1中所示出的一个那样的器件中的隔离构件，替换在那里所示出的隔离构件。
光通道77可相互分离，特别是光学地相互分离。例如，隔离构件的一部分可由不透明材料制成，特别地使得每个光通道77至少部分地被不透明材料围绕。图5以截面图形式示出具有不透明地围绕的光通道77的隔离构件70。每个光通道77的外部部分由不透明材料（例如由诸如可固化环氧树脂之类的已硬化的可硬化材料）制成，而内部部分填充有透明材料，例如再次地诸如可固化环氧树脂之类的已硬化的可硬化材料，其中，所述填充在横向上完全（即在所示情况下，隔离构件70中的各通孔）但（一般地对于光通道中的至少一个）在竖向上仅部分地填充各光通道。通过光通道的横向截面能够是例如圆形或矩形的（具有尖锐或具有圆形拐角）。
但还可能的是设置成光通道77中的至少一个邻近于隔离构件的至少一个其他光通道或者甚至与隔离构件的至少一个其他光通道部分地重叠。图6以截面图形式示出具有未分离光通道的隔离构件70。
光学地分离的光通道（参考例如图5）的可能优点是抑制光通道之间的串话的可能性。未分离的光通道的可能优点是相应器件能够（横向地）较小、无源光学部件（参考图1）能够相互更接近并且检测构件（参考图1）能够相互更接近。
图7以截面图形式示出另一隔离构件70。这要例示人们还能够向盲孔中填充液体材料。并且还可使此填入材料硬化。能够选择填入材料的量，使得实现所寻求的制造不规则性的补偿。
图8以截面图形式示出另一隔离构件70。这要例示人们能够例如借助于复制来制备已实现用于光学构件的制造不规则性的补偿的晶片（或构件）。并且此外，其例示另外可能的是然后向盲孔中填充液体材料以用于对补偿进行微调。
图9以截面图形式示出另一隔离构件70。这要在一方面例示可能的是执行（同时地）应用到隔离构件70的所有通道的校正/调整，并且另一方面隔离构件70的检测器侧不一定必须呈现为（describe）单个平面（还参考图4）。但是能够有利的是设置成隔离构件70的检测器侧呈现为单个平面（如在本专利申请的大多数附图中所示的），因为在那种情况下，隔离构件能够容易地被结合到检测构件（参考图1），而不需要提供附加界面（在空气与诸如隔离构件或检测构件的材料这样的较高折射率材料之间），这再次地能够导致较少的反射损耗和较高的成像质量。
器件50（参考图1）的一般功能是由无源光学部件65将从对象侧（在图1中的构件60之上）撞击的光通过光通道77成像到构件80的有源光学部件85上。
器件50能够用在例如通信设备中和/或在诸如阵列摄像机之类的摄像机中。
提出以晶片的形式来制造构件60、70、80中的任何一个，特别地全部，所述晶片每个包括许多的相应构件。这能够使得器件50的制造非常高效，包括简化实现为了补偿制造不规则性而提出的单独调整。
例如，确定每个无源光学部件65的焦距，并且根据其结果，创建（例如，通过钻孔和/或激光烧蚀）具有适当长度的盲孔（参考例如能够相应地解释的图1、3、4、6、9）；或者使用已经考虑 — 通过使用适当的复制母版 — 要被补偿的制造不规则性来产生适当的隔离晶片（参考例如能够相应地解释的图1、3、6、9）。
还可能的是通过如下方法将这两种方法组合，即使用已经在一定程度上补偿制造不规则性的适当隔离晶片，例如通过使盲孔具有相应长度，并且然后应用进一步的校正，比如通过改变通过光通道的光路长度，借助于这样的补偿，尚未实现对各制造不规则性的充分补偿（参考例如能够相应地解释的图3、4、8、9）。这些进一步校正能够例如通过钻孔和/或机械加工和/或切割和/或激光烧蚀来实现。
图10至12示出本发明的其他可能方面和实施例。图10至12以截面图形式示出晶片堆100，晶片堆100包括光学晶片OW以及被与之附连的隔离晶片堆200，光学晶片OW包括无源光学部件65，无源光学部件65的至少一部分具有制造不规则性，比如偏离标称值的焦距。光学晶片OW包括许多光学构件60，并且隔离晶片堆200包括许多隔离构件，其中，在晶片堆100中，每个光学构件与隔离构件中的不同的一个相关联并且对准。在图10至12中未示出检测构件和检测晶片。
隔离晶片堆200包括隔离晶片SW1和隔离晶片SW2。隔离晶片SW1由不透明材料制成，并且因此能够大大有助于将光通道77在光学上相互隔离。此外能够将隔离晶片SW1设置成用于确保光学晶片OW与隔离晶片SW2之间的期望（竖向）距离。晶片堆200的一个特性是隔离晶片SW2包括不同（但透明）材料的两个层m1、m2。例如，层m1由玻璃制成而层m2由聚合物材料制成，或者层m1由聚合物材料制成而层m2由玻璃制成。更一般地，能够设置成将面对光学晶片OW的层（m1）设置成用于提供机械稳定性，而另一层（m2）（更特别地，用以制成它的材料）在机械上不如层m1（的材料）那么稳定。并且/或者，能够设置成考虑从隔离晶片SW2去除材料的方法或工艺，层m2的材料比层m1的材料更容易去除。然而，要注意的是通常还能够省去层m1。
此外通常可能的是将层m1和m2分别视为不同然而相互结合的隔离晶片。
更特别地，如图11和12中所示，可能的是设置成用于补偿光学晶片OW的制造不规则性的材料的去除仅在层m2中发生。
此外，图10至12并且更特别地图11和12示出可能用两个（或者一般地：两个或更多个）处理步骤来执行从隔离晶片或从隔离晶片堆200（或者更具体地从层m2）去除材料。去除材料能够允许改变光通道77中的光路长度。在那种情况下，图11示出由从向图10的隔离晶片堆200应用第一处理步骤而产生的晶片堆，而图12示出由向图11的隔离晶片堆200应用第二处理步骤而产生的晶片堆100。两个连续应用的处理步骤能够是不同的处理步骤，例如如果借助于打磨（milling）来执行两个处理步骤，则在第一处理步骤中，可使用不同的打磨工具，并且可能还可应用比在第二处理步骤中更快的进给速率（feed rate）。并且还可能的是将处理步骤中的不同处理技术组合，例如首先的激光烧蚀以及然后的打磨，或者反之亦然。
第二处理步骤特别地可以是微调步骤（用于优化补偿效果）。
并且甚至进一步地，可将图11和12视为例示诸如具有2×2通道阵列的四通道器件之类的多通道器件的情况下的可能进行方式（参考图11和12）。如图11中所示，可能的是针对一个器件，即针对一个隔离构件，单独地执行第一处理步骤，但是针对每个光通道77单独地执行第二处理步骤（参考图12）。因此，在分离步骤之后（参考图12中的粗虚线），通常将获得具有不同的高度（竖向延伸）并且因此其光通道的不同几何长度g1、g2、g3的隔离构件，然而所述不同的几何长度对于一个隔离构件的所有光通道而言是相等的，但是能够针对每个通道单独地（在第二处理步骤中）进行对于例如焦距的校正。
在类似于图10至12中之一的实施例中，检测构件到隔离构件的结合通常将必须在隔离晶片200的分离之后进行，该分离步骤可在将晶片堆100分离期间完成。
图13以截面图形式示出包括不止一个单体部分（SW1、m1、m2）的经两次处理的隔离构件。事实上，图13非常对应于图12，但隔离晶片SW2被水平地（横向地）镜像，并且另外，相对于图12中所示的而言，减小了其中材料在第二处理步骤中被去除的（横向限定的）面积。
在类似于图13中所示的实施例情况中，将获得关于无源光学部件65或者特别地由属于同一个光通道的无源光学部件所组成的无源光学部件组的制造不规则性的数据。基于此类数据，隔离晶片SW2的层m2会经受第一处理步骤（类似于图11中所示的）。特别地，该第一处理步骤将同时地被应用到隔离构件的所有光通道（并且通常使用同一个工具），但是单独地用于不同的隔离构件。
然后，可能基于关于无源光学部件65的制造不规则性的更多数据（可能从光学晶片OW、隔离晶片SW1和隔离晶片SW2的初步组装获得），应用第二处理步骤，其中单独地专注于每个光通道。
然后，将隔离晶片SW1和SW2与光学晶片OW结合在一起以便形成晶片堆100。这可在一个或多个步骤中实现。还可能的是将包括许多检测构件（参考图1）的检测晶片被结合到已经在这里的隔离晶片SW2 — 或者这在其后完成。最后，应用其中例如通过分割（dicing）或激光切割来获得分离器件的分离步骤。这样获得的器件能够是例如计算式摄像机或用于计算式摄像机的模块或者阵列摄像机或用于阵列摄像机的模块。
图14至16以截面图形式示出具有非透明（横向地）包围光通道77的隔离构件。图5的实施例与之类似，并且事实上，图14至16允许示出获得如图5中所示的隔离晶片的方式。
图14以截面图形式示出包括作为光通道的通孔的非透明材料的构件；图15以截面图形式示出图14的构件，但在光通道中填充了透明材料；并且图16以截面图形式示出图14的构件，其中在光通道中填充了不同量的透明材料。
为了获得类似于图5和16中所示的隔离构件70，可提供包括许多通孔（参考图14）的晶片。能够例如使用复制工艺例如作为单体部分来获得这样的晶片。然后，液体可硬化材料被填充到通孔中并且然后被硬化，例如被固化。在此期间，能够将所述晶片放置在基底上，比如在诸如硅树脂垫上，以便避免液体材料从通孔流出。在硬化之后，被填充材料是透明的。可能，可对这样获得的晶片应用抛光步骤，以便在检测器侧具有高质量光学表面。
在获得类似于图5和16中所示的隔离构件70的第一方式中，针对每个光通道单独地选择填入孔中的液体材料的量，以便完成对光路长度的期望调整。在第二方式中，填入材料的量对于隔离构件的所有通孔（即对于所有光通道）（至少标称地）是相等的，其中，其能够对于隔离晶片的所有通孔（即对于所有光通道）（至少标称地）是相等的（参考图15）。在硬化之后，然后执行处理步骤，以便针对光通道单独地添加更多的（或相同的）液体可硬化材料和/或以便针对光通道单独地去除所述液体可硬化材料的一部分。然而，在前述第一方式中也能够应用这样的微调步骤。
为了填入液体材料，例如可使用分配器（dispenser）（例如从用于底部填充倒装芯片等的电子设备制造中已知的）。为了去除材料，可使用机械加工或打磨或钻孔或激光烧蚀。
如根据上文将变得清楚的，本发明可允许以非常高的产率在晶片规模上批量生产高精度光学器件。特别地，如果在制造光学晶片和/或光学构件和/或无源光学部件期间（或为此）使用复制，特别是当将复制步骤用于同时地（或在单个工艺中）制造许多光学构件和/或无源光学部件时，可发生可重复的制造不规则性，这借助于本发明能够被很好地补偿。其中，为了实现所述补偿，例如为了产生补偿隔离晶片或补偿隔离构件，可应用也可不应用复制。

Claims (22)

1.一种用于制造器件的方法，所述方法包括如下步骤：
- 提供包括M≥2个隔离构件的隔离晶片，其中，M是整数，所述M个隔离构件中的每一个包括N≥2个光通道，N是整数；
- 提供包括M个光学构件的光学晶片，所述M个光学构件中的每一个包括N组无源光学部件，每组无源光学部件包括一个或多个无源光学部件；
- 提供包括M个检测构件的检测晶片，所述M个检测构件中的每一个各包括N个有源光学部件；
其中，所述M个隔离构件中的每一个与所述光学构件中的不同的一个相关联且与所述检测构件中的不同的一个相关联，以及
其中，对于所述M个隔离构件中的每一个，各N个隔离构件中的每一个与相关联光学构件的N组有源光学部件中的不同的一组相关联且与相关联检测构件的N个有源光学部件中的不同的一个相关联，以及
其中，对于相关联光学构件和相关联检测构件和所述M个隔离构件中的至少一个适用：
- 各隔离构件的N个光通道的全部都提供至少相同的几何路径长度用于从相关联光学构件的相关联无源光学部件组通过各光通道至相关联检测构件的相关联有源光学部件的光传播，以及
- 用于从各光学构件的N组无源光学部件中的第一组通过相关联光通道至相关联有源光学部件的光传播的光路长度不同于用于从所述各光学构件的所述N组无源光学部件中的第二组通过各相关联光通道至各相关联有源光学部件的光传播的光路长度；
并且其中，所述隔离晶片包括由相互不同的材料制成的第一层和第二层，并且其中，所述光通道中的每一个中的所述第二层的竖向延伸与各相关联光学构件的制造不规则性有关和/或根据各相关联光学构件的制造不规则性而被选择；以及
其中，所述方法包括制造所述隔离晶片，所述制造所述隔离晶片包括如下步骤：
- 提供晶片；
- 局部地减小所述晶片的竖向延伸；
其中，所述局部地减小所述晶片的竖向延伸包括执行第一处理步骤和在所述第一处理步骤之后执行不同于所述第一处理步骤的第二处理步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括通过从所述第二层去除材料来调整所述光路长度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二层由聚合物材料制成。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，以与所述第二处理步骤相比更高的去除材料速率来执行所述第一处理步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，对隔离构件的所有光通道同时地执行所述第一处理步骤，并且其中，对隔离构件的不同光通道单独地执行所述第二处理步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，包括形成包括所述光学晶片、所述检测晶片以及布置在所述光学晶片与所述检测晶片之间的所述隔离晶片的晶片堆。
7.根据权利要求6所述的方法，包括将所述晶片堆分离成许多模块，每个包括所述隔离构件中的一个、所述光学构件中的一个和所述检测构件中的一个。
8.根据权利要求7所述的方法，所述许多模块中的每个包括所述隔离构件中的刚好一个、所述光学构件中的刚好一个和所述检测构件中的刚好一个。
9.根据权利要求6至8中的一项所述的方法，其中，对于所述M×N个光通道中的每一个，所述光路长度适用以下项中的一项或两项：
- 具有与各相关联光学构件的制造不规则性有关的值；
- 根据各相关联光学构件的制造不规则性而被选择。
10.根据权利要求9所述的方法，包括确定所述制造不规则性。
11.根据权利要求9所述的方法，包括测量所述制造不规则性。
12.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中，所述器件是用于摄像机的光电模块。
13.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中，所述器件是摄像机。
14.一种用于制造器件的方法，所述器件包括光学构件和隔离构件，所述光学构件包括N≥2组无源光学部件，每组无源光学部件包括一个或多个无源光学部件，所述隔离构件包括N个光通道，所述N个光通道中的每一个与所述N组无源光学部件中的一组相关联，其中所述N个光通道的全部都具有至少相同的几何长度，并且其中所述N个光通道中的第一个的光路长度不同于所述N个光通道中的至少一个第二个的光路长度，其中所述隔离构件包括由相互不同的材料制成的第一层和第二层；
所述方法包括提供包含M≥2个所述隔离构件的隔离晶片的步骤，其中，M是整数，其中所述隔离晶片包括由相互不同的材料制成的第一层和第二层；
所述方法还包括制造所述隔离晶片，所述制造所述隔离晶片包括如下步骤：
- 提供晶片；
- 局部地减小所述晶片的竖向延伸；
其中，所述局部地减小所述晶片的竖向延伸包括执行第一处理步骤和在所述第一处理步骤之后执行不同于所述第一处理步骤的第二处理步骤。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法包括从所述第二层去除材料。
16.根据权利要求14所述的方法，包括制造所述隔离晶片的步骤。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，以与所述第二处理步骤相比更高的去除材料速率来执行所述第一处理步骤。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，对隔离构件的所有光通道同时地执行所述第一处理步骤，并且其中，对隔离构件的不同光通道单独地执行所述第二处理步骤。
19.根据权利要求14所述的方法，包括提供包含M个所述光学构件的光学晶片的步骤。
20.根据权利要求14所述的方法，包括形成包括所述隔离晶片的晶片堆的步骤。
21.根据权利要求20所述的方法，包括将所述晶片堆分离成M个模块的步骤。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述模块中的每一个包括所述隔离构件中的刚好一个。
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