CN104103657A - 晶圆级阵列相机及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种晶圆级阵列相机,包括(i)影像传感器晶圆,包括影像传感器阵列,(ii)间隔物,配置在影像传感器晶圆上,以及(iii)透镜晶圆,配置在间隔物上,其中透镜晶圆包括透镜阵列。一种制造多个晶圆级阵列相机的方法包括(i)将一个包括多个透镜阵列的透镜晶圆配置在一个包括多个影像传感器阵列的影像传感器晶圆,以形成复合晶圆及(ii)切割复合晶圆以形成多个晶圆级阵列相机,其中各个晶圆级阵列相机包括多个透镜阵列的各自的其中一个及多个影像传感器阵列的各自的其中一个。

Description

晶圆级阵列相机及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请案主张美国专利临时申请案序号61/811,560的优先权,申请日为2013年4月11日,其以全文并入本说明书中作为参考。
背景技术
晶圆级阵列相机日益普及重要。晶圆级阵列相机可为不同目的而制作。与非晶圆级相机比较而言,晶圆级相机可被制成具有降低的相机高度。因此,晶圆级相机的取像透镜可具有较短焦距。然而,取像透镜可覆盖影像平面中的较小面积。为了维持分辨率(亦即,像素的总数),可能需要额外透镜或数个额外透镜以覆盖影像平面中的额外面积。一种晶圆级阵列相机可提供这种解决方法,同时维持通过晶圆级制造变成可能的低相机高度,并维持所覆盖的一定数目的总像素。此外,除了达成降低相机高度以外,晶圆级阵列相机可能有其它目的,例如立体声相机功能、可见光和红外光双相机功能、具有多重视角功能的阵列相机等。常见的作法是在配置晶圆级透镜或晶圆级透镜阵列于其上之前,从影像传感器晶圆分割(singulate)出数个影像传感器阵列。
发明内容
在一实施例中,一种晶圆级阵列相机包括:(i)影像传感器晶圆,包括影像传感器阵列;(ii)间隔物,配置在影像传感器晶圆上;以及(iii)透镜晶圆,配置在间隔物,其中透镜晶圆包括透镜阵列。
在一实施例中,一种制造多个晶圆级阵列相机的制造方法,包括:(i)配置一个包括多个透镜阵列的透镜晶圆在一个包括多个影像传感器阵列的影像传感器晶圆上,用于形成复合晶圆;以及(ii)切割复合晶圆以形成多个晶圆级阵列相机,其中此多个晶圆级阵列相机的每一个包括此多个透镜阵列的各自的其中一个,以及此多个影像传感器阵列的各自的其中一个。
附图说明
图1显示依据一实施例的晶圆级阵列相机。
图2显示依据一实施例的图1的晶圆级阵列相机的数个例示实施例。
图3显示依据一实施例的一种包括影像传感器晶圆与透镜晶圆的复合晶圆,用它可形成多个晶圆级阵列相机。
图4显示依据一实施例的一种制造多个晶圆级阵列相机的方法。
图5显示依据一实施例的晶圆配置。
图6显示依据一实施例的一种包括影像传感器晶圆及透镜晶圆的复合晶圆,其中透镜晶圆包括多个堆叠的透镜子晶圆。
图7显示依据一实施例的一种制造具有堆叠透镜的多个晶圆级阵列相机的方法。
图8显示依据一实施例的另一种制造具有堆叠透镜的多个晶圆级阵列相机的方法。
图9显示依据一实施例的一种包括影像传感器晶圆及透镜晶圆的复合晶圆,其中透镜晶圆包括多个不同配置的部分。
图10显示依据一实施例的一种从单一复合晶圆制造多个晶圆级阵列相机(包括多个不同型式的晶圆级阵列相机)的方法。
图11显示依据一实施例的另一种从单一复合晶圆制造多个晶圆级阵列相机(包括多个不同型式的晶圆级阵列相机)的方法。
具体实施方式
于此所揭露的是晶圆级阵列相机及其制造方法,其在分割影像传感器之前利用影像传感器与透镜的晶圆级组件。与已知技术的制造方法比较而言,因为减少了个别对准的步骤的数目,所以这可使简化的工艺成为可能。在已知技术方法中,每个影像传感器个别地与相对于对应的透镜对准。在本案揭露的方法中,影像传感器晶圆(通常其上形成影像传感器的晶圆)与透镜晶圆对准,以使影像传感器晶圆的所有影像传感器在单一对准步骤中对准。
图1为一个例示的晶圆级阵列相机100的剖面图。晶圆级阵列相机100包括影像传感器晶圆110以及配置在影像传感器晶圆110上的透镜晶圆120。影像传感器晶圆110包括影像传感器阵列111,其因而包括多个影像传感器115。透镜晶圆120包括透镜阵列121,其因而包括多个透镜125。在某些实施例中,透镜晶圆120相对于影像传感器晶圆110被安置,以使每个影像传感器115与各个透镜125共同形成取像系统。透镜晶圆120被配置成用于使每一对的透镜125与影像传感器115之间存在有一条光学路径。举例而言,在每一个透镜125的至少一部分与对应的影像传感器115之间,透镜晶圆120可包括通光孔隙,为了说明清楚起见未显示于图1中。于一实施例中,至少某些透镜125的光轴线与各个影像传感器115相交。在另一实施例中,每一个透镜125的光轴线与各个影像传感器115相交。在又另一种实施例中,至少某些透镜125的光轴线被放在各个影像传感器115的中央。
影像传感器115譬如是互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor,CMOS)影像传感器或电荷耦合装置(Charge-CoupledDevice,CCD)影像传感器。在某些实施例中,影像传感器晶圆110为传感器的至少一部分,在其上制造影像传感器115。因为个别的影像传感器115不需个别地相对于各个透镜125对准,所以这可使晶圆级阵列相机100的简化制造成为可能。其可能足够使影像传感器晶圆110与透镜晶圆120对准。在其它实施例中,影像传感器115在制造它之后被置放在晶圆上以形成影像传感器晶圆110。利用适当的晶圆设计,本实施例亦通过使影像传感器晶圆110与透镜晶圆120对准,而允许所有影像传感器115在一个步骤中对准。
于一实施例中,晶圆级相机100还包括配置在影像传感器晶圆110与透镜晶圆120之间的间隔物130,用以定义在影像传感器晶圆110与透镜晶圆120之间的期望距离。间隔物130是一体成形或由两个以上的分离组件所形成。虽然未显示于图1中,间隔物130可包括在影像传感器晶圆110与透镜晶圆120之间的其它区域中的材料。在一个例子中,间隔物130包括在从一个透镜125至其相关的影像传感器115的光学路径,以及从一个或多个邻近的透镜125至它们的相关的影像传感器115的光学路径之间的区域中的材料。在另一实施例中,未显示于图1中,间隔物130为透镜晶圆120及/或影像传感器晶圆110的不可分割的部分。
虽然图1中只显示两个影像传感器115与两个透镜125,但在不背离图1的剖面图之下,影像传感器晶圆110可包括较大数目的影像传感器。举例而言,图1的剖面图可表示数个晶圆级阵列相机100,其中(a)影像传感器晶圆110包括具有2x N个影像传感器115的长方形影像传感器阵列111,于此N为正整数,以及(b)透镜晶圆120包括具有2x N个各个透镜125的长方形透镜阵列121,且其中横剖面沿着一条通过N行的2个影像传感器的其中一个的线。通常,影像传感器阵列111与透镜阵列125配置成为尺寸M x N的长方形阵列,于此M为正整数。再者,在不背离于此的范围之下,影像传感器阵列111与透镜阵列121可脱离长方形布局。举例而言,影像传感器阵列111及透镜阵列125在影像传感器晶圆110的平面与透镜晶圆120之内可以分别是L形或T形,及/或影像传感器115及各个透镜125在影像传感器晶圆110的平面及透镜晶圆120之内,可分别被排列成数个不垂直的行与列。
虽然图1将影像传感器晶圆110显示为具有相同的影像传感器115,但在不背离于此的范围之下,影像传感器晶圆110可包括不同型式的影像传感器。在一个替代的实施例中,影像传感器115包括至少两种不同型式的影像传感器,彼此在像素分辨率、感旋光性、色彩灵敏度、尺寸,及/或形状方面不同。此外,在不背离于此的范围之下,影像传感器115可从面向透镜晶圆120的影像传感器晶圆110的表面凸出,或影像传感器115的收光表面可被置至影像传感器晶圆110中的凹部。
同样地,透镜125可包括不同型式的透镜或其它光学组件。
图2显示晶圆级阵列相机100的例示实施例201、202、203及204。这些实施例例示透镜晶圆120的不同变化。晶圆级阵列相机210、202、203及204全部包括影像传感器晶圆110及间隔物130。如结合图1所讨论的,在某些实施例中,间隔物130形成为影像传感器晶圆110及/或相关的透镜晶圆的不可分割的部分。
晶圆级阵列相机201包括透镜晶圆210,其为透镜晶圆120(图1)的一实施例。透镜晶圆210包括一个具有数个透镜215的透镜阵列211。透镜阵列211及透镜215分别为透镜阵列121(图1)及透镜125的实施例。透镜215被配置在面向远离影像传感器晶圆110的透镜晶圆210的表面上。对每个透镜215而言,透镜晶圆210包括孔隙218,用于提供在透镜215与相对应的影像传感器115之间的光学路径。孔隙218可不含有材料,或至少局部以一种能够完全或局部传送期望波长的光的材料填满。举例而言,孔隙218本质上可以是透镜晶圆210的一部分。为说明清楚起见,图2中并未标示所有的影像传感器115、透镜215以及孔隙218。
晶圆级阵列相机202包括透镜晶圆220,其为透镜晶圆120(图1)的一实施例。透镜晶圆220包括一个具有数个透镜225的透镜阵列221。透镜阵列221及透镜225分别为透镜阵列121(图1)及透镜125的实施例。透镜225的厚度大于透镜晶圆220的厚度,以使透镜225朝往影像传感器晶圆110的方向,及朝远离影像传感器晶圆110的方向两者延伸远离透镜晶圆220。为说明清楚起见,图2中并未标示所有的影像传感器115及透镜225。
晶圆级阵列相机203包括透镜晶圆230,其为透镜晶圆120(图1)的一实施例。透镜晶圆230包括一个具有数个透镜235的透镜阵列231。透镜阵列231及透镜235分别为透镜阵列121(图1)及透镜125的实施例。每个透镜235被配置在面向远离影像传感器晶圆110的透镜晶圆230的表面的凹部或贯通孔中。对每个透镜235而言,透镜晶圆230包括孔隙238,用于提供在透镜235与相对应的影像传感器115之间的光学路径。孔隙238可不含有材料,或至少局部以一种能够完全或局部传送期望波长的光的材料填满。为说明清楚起见,图2中并未标示所有的影像传感器115、透镜235以及孔隙238。
晶圆级阵列相机204包括透镜晶圆240,其为透镜晶圆120(图1)的一实施例。透镜晶圆240包括一个具有数个透镜245的透镜阵列241。透镜阵列241及透镜245分别为透镜阵列121(图1)及透镜125的实施例。每个透镜245为一个包括透镜246与透镜247的组件,透镜246被配置在面向远离影像传感器晶圆110的透镜晶圆240的表面的凹部或贯通孔中,而透镜247被配置在面向影像传感器晶圆110的透镜晶圆240的表面的凹部或贯通孔中。对每个透镜245而言,透镜晶圆240包括孔隙248,用于提供在透镜246与透镜247之间的光学路径。孔隙248可不含有材料,或至少局部以一种能够完全或局部传送期望波长的光的材料填满。为说明清楚起见,图2中并未标示所有的影像传感器115、透镜245、透镜246、透镜247以及孔隙248。
为了本说明书的目的,"透镜"可以是单一透镜或透镜组件,除了透镜以外,其可包括其它光学组件,例如滤光镜、孔隙、光圈(iris)及/或平面基板。此外,"透镜"可表示与透镜不同的光学组件,例如滤光镜、孔隙、光圈及/或平面基板,在不背离于此的范围之下。在某些实施例中,用语"透镜"表示针孔孔隙。
晶圆级阵列相机201、202、203及204与晶圆级阵列相机100(图1)为本发明的晶圆级阵列相机的非限制例。在不背离于此的范围之下,透镜形状及尺寸可相异于图1及2所显示的那些,且图1及2中所表示的透镜可表示如上所述的其它光学组件。在不背离于此的范围之下,图2的孔隙218、238及248相对于相关透镜215、235、246及247的尺寸,可相异于图2的图例。举例而言,孔隙218、238及248可大于相关透镜215、235、247及248的通光孔隙。
在一实施例中,在晶圆级阵列相机201、202、203及204的影像传感器晶圆110与透镜晶圆210、220、230及240之间的距离分别是一定的。在某些实施例中,透镜晶圆的所有透镜具有相同的后焦距。后焦距为在透镜的最终光学表面的顶点至透镜的后焦点之间的距离,于此最终光学表面为具有到达影像传感器的最短的光学距离的光学表面,且后方焦点位在透镜的光学下游侧。举例而言,透镜晶圆210的所有透镜215具有实质上相同的后焦距261,透镜晶圆220的所有透镜225具有实质上相同的后焦距262,透镜晶圆230的所有透镜235具有实质上相同的后焦距263,且透镜晶圆240的所有透镜245具有实质上相同的后焦距264。在本说明书中"相同的后焦距"或"实质上相同的后焦距"表示完全符合制造公差之内的后焦距。间隔物130可分别依据后焦距261、262、263及264而按尺寸被制成供晶圆级相机201、202、203及204用,以使后焦点与影像传感器115的收光表面重合并产生最佳聚焦影像。
图3为一个例示的复合晶圆300的剖面图,用复合晶圆300可形成多个晶圆级阵列相机100(图1)。复合晶圆300包括影像传感器晶圆310,及透镜晶圆320,通过使用间隔物330而配置于影像传感器晶圆310上。如结合图1所讨论的,间隔物330可一体成形为影像传感器晶圆310及/或透镜晶圆320的一部分。影像传感器晶圆310包括多个影像传感器阵列111(图1)。透镜晶圆320包括多个透镜阵列121(图1)。为说明清楚起见,图3中并未标示所有影像传感器阵列111及透镜阵列121。透镜晶圆320相对于影像传感器晶圆310对准的,以使至少某些透镜125与各个影像传感器115对准。在一实施例中,相互对准成对的透镜125及各个影像传感器115形成取像系统340。于一实施例中,至少某些透镜125的光轴线与各个影像传感器115相交。在另一实施例中,至少某些透镜125的光轴线被置于各个影像传感器115的中央。
复合晶圆300可沿着切割线350被切块,或其它被切割以形成多个晶圆级阵列相机100(图1),亦即,分割晶圆级阵列相机100(图1)。为说明清楚起见,图3中只标示一条切割线350、一个晶圆级阵列相机100以及一个取像系统340。切割线350可通过间隔物330的材料部分(如图3所示),及/或复合晶圆300的其它部分。包括在单一晶圆级阵列相机100中的间隔物330的部分为间隔物130(图1)。包括在单一晶圆级阵列相机100中的影像传感器晶圆310的部分为影像传感器晶圆110(图1),而包括在单一晶圆级阵列相机100中的透镜晶圆320的部分为透镜晶圆120(图1)。
在某些实施例中,间隔物330被配置成用于定义在影像传感器晶圆310与透镜晶圆320之间的一定的距离370。举例而言,在透镜晶圆320的所有透镜125具有相同的后焦距的实施例中,距离370可以使透镜125的后焦点与影像传感器晶圆310的对应的影像传感器115的收光表面重合。
于一实施例中,影像传感器晶圆310为传感器的至少一部分,在其上制造影像传感器115。因为个别的影像传感器115不需个别地相对于各个透镜125对准,所以这可使晶圆级阵列相机100的简化制造成为可能。其可能足够在单一步骤中使影像传感器晶圆310与透镜晶圆320对准。在其它实施例中,影像传感器115在制造它之后,被置放在晶圆上以形成影像传感器晶圆310。利用适当的晶圆设计,本实施例亦通过使影像传感器晶圆310与透镜晶圆320对准而允许所有影像传感器115在单一步骤中对准。
虽然图3显示五个晶圆级阵列相机100,但在不背离图3的剖面图之下,复合晶圆300可被塑形并按尺寸被制成用于形成不同数目的晶圆级阵列相机100。举例而言,图3的剖面图可表示用于形成5x N’个晶圆级阵列相机100的复合晶圆300,于此N’为正整数。通常,在不背离于此的范围之下,复合晶圆300可被配置成用于形成M’个晶圆级阵列相机100,于此M’为正整数。在M’是一个的特殊情况下,可省略切割线350且复合晶圆300为晶圆级阵列相机100。于一实施例中,多个影像传感器阵列111及多个透镜阵列121沿着行与列被排列。
这可使直线切割线350用于形成数个晶圆级阵列相机100。举例而言,多个影像传感器阵列111及多个透镜阵列121沿着垂直的行与列被排列,且切割线350为垂直的切割线。在某些实施例中,透镜晶圆320的透镜125以与影像传感器晶圆310的各个影像传感器115相同的图案被排列。
图4显示用以制造多个晶圆级阵列相机(例如图1的晶圆级阵列相机100)的一个例示方法400。在步骤410中,一个包括多个透镜阵列的透镜晶圆被配置在包括多个影像传感器阵列的影像传感器晶圆上以形成复合晶圆。举例而言,透镜晶圆320(图3)被配置在影像传感器晶圆310(图3)上以形成复合晶圆300。步骤410包括步骤420,其中透镜晶圆与影像传感器晶圆对准。举例而言,在将透镜晶圆320(图3)配置在影像传感器晶圆310(图3)上的工艺中,透镜晶圆320对准以在制造公差之内,使在复合晶圆300的平面中的透镜125的位置实质上与各个影像传感器115的位置相同。
步骤410可还包括将透镜晶圆配置在间隔物上的步骤430,接着执行将间隔物配置在影像传感器晶圆上的步骤435。举例而言,透镜晶圆320(图3)被配置在间隔物330(图3)上,其接着被配置在影像传感器晶圆310(图3)上。在不背离于此的范围之下,步骤430及435的顺序可以颠倒。
在步骤440中,形成于步骤410中的复合晶圆被切割以形成多个晶圆级阵列相机。举例而言,图3的复合晶圆300沿着切割线350切割以形成多个晶圆级阵列相机100(图1),如图3中所表示的。
在一实施例中,省略步骤440以使方法400形成单一晶圆级阵列相机。举例而言,方法400可通过只使用步骤410而形成单一晶圆级阵列相机100(图1)。
可选择地,方法400包括在步骤410之前执行的步骤401及/或402。在可选择的步骤401中,形成于步骤410中所使用的影像传感器晶圆。举例而言,影像传感器115(图1及3)在晶圆上被制造以形成影像传感器晶圆310(图3)。在另一例子中,影像传感器115(图1及3)在制造之后被置放在晶圆上,以形成影像传感器晶圆310(图3)。在可选择的步骤402中,形成于步骤410中所使用的透镜晶圆。举例而言,透镜125(图1及3)在晶圆上被制造以形成透镜晶圆320。
图5显示一个例示的晶圆配置500。方法400(图4)的影像传感器晶圆与透镜晶圆可依据晶圆配置500而配置,亦以使形成于方法400的步骤410中的复合晶圆依据晶圆配置500而配置。举例而言,图3的影像传感器晶圆310、透镜晶圆320及复合晶圆300依据晶圆配置500而配置。晶圆配置500包括数个沿着行与列排列的组件502,以利用晶圆510。组件502可表示复合晶圆300(图3)的影像传感器115、透镜125或其对应的组合对。
在某些实施例中,方法400的步骤440通过沿着与组件502之间的分离线重合的切割线切割复合晶圆而执行。通过使用数条从晶圆510的边界上的一个位置延伸至晶圆510的边界上的另一个位置的直线切割线,可形成具有M x N个取像系统的晶圆级阵列相机,于此M及N为正整数(参见组件编号526)。在方法400的步骤440的某些实施例中,复合晶圆被切割以形成多个完全相同大小的晶圆级阵列相机。在步骤440的其它实施例中,复合晶圆被切割以形成多个晶圆级阵列相机,包括不同大小的晶圆级阵列相机。步骤440的执行可通过分开晶圆配置500成为数个列(column)而简化,于此每个列用以为形成完全相同大小的晶圆级阵列相机所用。举例而言,某些列的晶圆级配置500可专用于尺寸1x3(参见组件编号524(1)及524(2))的晶圆级阵列相机100(图1)的形成,以使从这些列切割的晶圆级阵列相机包括沿着一条线被排列的三个影像系统,每个包括透镜125(图1)及影像传感器115(图1)。其它列可专用于尺寸2x2(参见组件编号522(1)及522(2))的晶圆级阵列相机100(图1)的形成。再者,某些列可专用于非长方形的晶圆级阵列相机100(图1)的制造,譬如L形晶圆级阵列相机100(图1)(参见组件编号528(1)及528(2))。
虽然晶圆配置500的行与列是垂直的,但在不背离于此的范围之下,方法400(图4)及复合晶圆300(图3)可基于不垂直的行与列。又,方法400(图4)的透镜晶圆及影像传感器晶圆(譬如图3的透镜晶圆320及影像传感器晶圆310)可依据晶圆配置500而配置,于此某些组件502是空闲的。在期望的晶圆级阵列相机尺寸(M x N)并未匹配晶圆510的形状的情况下,这可提供改善的材料利用。在不背离于此的范围之下,晶圆510的形状可脱离图5所显示的圆形的形状。举例而言,晶圆510可以是长方形的形状。
图6为一个例示的复合晶圆600的剖面图,其为复合晶圆300(图3)的一实施例。复合晶圆600包括影像传感器晶圆310(图3)及透镜晶圆620,其通过使用间隔物630而配置于影像传感器晶圆310上。间隔物630为间隔物330(图3)的一实施例,可能适合于复合晶圆600的光学特性。举例而言,间隔物630的厚度可能相异于间隔物330(图3)的厚度,而间隔物630的其它特性与间隔物330的特性相同。透镜晶圆620为透镜晶圆320(图3)的一实施例,其包括两个透镜子晶圆640及650。透镜子晶圆650通过使用间隔物660而被配置在透镜子晶圆640上。间隔物660定义透镜子晶圆640与650之间的距离。透镜子晶圆640包括多个透镜阵列641,其因而包括多个透镜645。同样地,透镜子晶圆650包括多个透镜阵列651,其因而包括多个透镜655。
透镜子晶圆650相对于透镜子晶圆640对准,以使透镜子晶圆650的至少某些透镜655与透镜子晶圆640的各个透镜645对准。这种相关组合对的透镜645及透镜655形成堆叠透镜系统625。因此,透镜晶圆620包括多个堆叠透镜625,其为透镜125(图1)的实施例。数对的相互对准的透镜阵列641及透镜阵列651共同形成堆叠透镜阵列680,其为透镜阵列121(图1及3)的一实施例。在一实施例中,在制造公差之内,透镜655(对至少某些透镜655而言)的光轴线与各个透镜645的光轴线重合。为说明清楚起见,图6中未标示所有的透镜645及655,所有的透镜阵列641及651,以及所有的堆叠透镜阵列680。
透镜晶圆620相对于影像传感器晶圆310对准,以使至少某些堆叠透镜625与各个影像传感器115对准。在一实施例中,相互对准成对的堆叠透镜625及各个影像传感器115形成取像系统690。为说明清楚起见,图6中只标示一个取像系统690。于一实施例中,至少某些堆叠透镜625的光轴线与各个影像传感器115相交。在另一实施例中,每一个堆叠透镜625的光轴线与各个影像传感器115相交。在又另一种实施例中,至少某些堆叠透镜625的光轴线被置于各个影像传感器115的中央。
间隔物660一体成形或由两个以上的分离组件所形成。虽然未显示于图6中,间隔物660可包括在透镜子晶圆640及透镜子晶圆650之间的其它区域中的材料。在一个例子中,间隔物660包括在从一个透镜655至一相关的透镜645的光学路径与从一个或多个邻近的透镜655至它们的相关的透镜645的光学路径之间的区域中的材料。在另一实施例中,未显示于图6中,间隔物660为透镜子晶圆640及/或透镜子晶圆650的不可分割的部分。在不背离于此的范围之下,透镜645及655的尺寸及形状可能与图6所示的不同,且更进一步是或可包括其它光学组件,如结合图1及2的关于透镜125、215、225、235及245所讨论的。
复合晶圆600可沿着切割线655被切块,或其它被切割以形成多个晶圆级阵列相机670。晶圆级相机670为晶圆级阵列相机100(图1)的一实施例,并包括影像传感器阵列111、透镜阵列641以及透镜阵列651。为说明清楚起见,图6中只标示一条切割线655及一个晶圆级阵列相机670。切割线655可通过间隔物630及660的材料部分(如图6所示),及/或复合晶圆600的其它部分。包括在单一晶圆级阵列相机670中的间隔物630的部分为间隔物130(图1)的一实施例。
在某些实施例中,间隔物630被配置成用于定义在影像传感器晶圆310与透镜晶圆620之间的一定的距离。举例而言,在透镜晶圆620的所有堆叠透镜625,或等效的所有透镜645具有相同的后焦距的实施例中,此种一定的距离可以使堆叠透镜625或等效的透镜645的后焦点与影像传感器晶圆310的对应的影像传感器115的收光表面重合。同样地,在某些实施例中,间隔物660被配置成用于提供在透镜子晶圆640与650之间的一定的距离。
虽然图6显示五个晶圆级阵列相机670,但在不背离图6的剖面图之下,复合晶圆600可被塑形并按尺寸被制成用于形成不同数目的晶圆级阵列相机670。举例而言,图6的剖面图可表示用于形成5x N’个晶圆级阵列相机670的复合晶圆600,于此N’为正整数。通常,在不背离于此的范围之下,复合晶圆600可被配置成用于形成M’个晶圆级阵列相机670,于此M’为正整数。在M’是一个的特殊情况下,可省略切割线655。再者,在不背离于此的范围之下,晶圆级阵列相机670可配置有不同于图6所显示的影像传感器115及相关堆叠透镜625的数目。
于一实施例中,多个影像传感器阵列111、多个透镜阵列641以及多个透镜阵列651沿着行与列被排列。这可使直线切割线655用于形成数个晶圆级阵列相机670。举例而言,多个影像传感器阵列111、多个透镜阵列641以及多个透镜阵列651沿着垂直的行与列被排列,且切割线655为垂直的切割线。在某些实施例中,透镜子晶圆640的透镜645及透镜子晶圆650的透镜655,以与影像传感器晶圆310的各个影像传感器115相同的图案被排列。
于一实施例中,所有透镜655是相同的。在另一实施例中,透镜655包括不同型式的透镜。
图7显示用以制造具有堆叠透镜的多个晶圆级阵列相机(例如图6的晶圆级阵列相机670)的一个例示方法700。在步骤710中,一个包括多个第一透镜阵列的第一透镜子晶圆,被配置在一个包括多个第二透镜阵列的第二透镜子晶圆上,以形成透镜晶圆。举例而言,透镜子晶圆650(图6)被配置在透镜子晶圆640(图6)上,以形成透镜晶圆620(图6)。步骤710包括步骤720,其中第一透镜子晶圆与第二透镜子晶圆对准。举例而言,在将透镜子晶圆650(图6)配置在第二透镜子晶圆640(图6)上的工艺中,透镜子晶圆650对准以在制造公差之内,使在复合晶圆600的平面中的透镜655的位置实质上与各个透镜645的位置相同。
步骤710可还包括将透镜晶圆配置在间隔物上的步骤730,接着执行将间隔物配置在影像传感器晶圆上的步骤735。举例而言,透镜子晶圆650(图6)被配置在间隔物660(图6)上,其接着被配置在透镜子晶圆640(图6)上。在不背离于此的范围之下,步骤730及735的顺序可以颠倒。
在步骤740中,方法700连续执行方法400(图4)的步骤410及440,以将于步骤710中所形成的透镜晶圆配置在影像传感器晶圆上,并分割所产生的复合晶圆以形成多个晶圆级阵列相机。举例而言,透镜晶圆620(图6)被配置在影像传感器晶圆310(图3及6)上以形成图6的复合晶圆600。然后,复合晶圆600沿着切割线655被切割,以形成多个晶圆级阵列相机670(图6),如图6中所示。
可选择地,方法700包括步骤701及/或702。可选择的步骤701在步骤740之前执行,而可选择的步骤702在步骤710之前执行。在可选择的步骤701中,方法700执行如结合图4所讨论的方法400(图4)的步骤401。在可选择的步骤702中,方法700为步骤710中所使用的每个透镜子晶圆执行如结合图4所讨论的方法400(图4)的步骤402。
图8显示用以制造具有堆叠透镜的多个晶圆级阵列相机(例如晶圆级阵列相机670(图6))的一个例示方法800。在步骤810中,方法800首先执行方法400(图4)的步骤410,以将第二透镜子晶圆配置在影像传感器晶圆上。举例而言,透镜子晶圆640(图6)被配置在影像传感器晶圆310(图3及6)上。在步骤820中,方法800执行方法700(图7)的步骤710,以将第一透镜子晶圆配置在第二透镜子晶圆上。此种导致一个包括影像传感器晶圆及透镜晶圆的复合晶圆的形成,于此透镜晶圆包括两个透镜子晶圆。举例而言,透镜子晶圆650(图6)通过使用间隔物660而被配置在透镜子晶圆640(图6)上以形成透镜晶圆620。在步骤830中,方法800执行方法400(图4)的步骤440,以通过切割藉执行步骤810及820所形成的复合晶圆来形成晶圆级阵列相机。举例而言,复合晶圆600(图6)沿着切割线655被切割以形成具有堆叠透镜625的多个晶圆级阵列相机670。
可选择地,方法800包括步骤801、802及803的一个或多个。可选择的步骤801及802在步骤810之前执行,而可选择的步骤803在步骤820之前执行。在可选择的步骤801中,方法800执行方法400(图4)的步骤401,如结合图4所讨论的。在可选择的步骤802中,方法800执行如结合图4所讨论的方法400(图4)的步骤402,以形成第二透镜子晶圆。在可选择的步骤803中,方法800执行如结合图4所讨论的方法400(图4)的步骤402,以形成第一透镜子晶圆。
图9为用于形成多个晶圆级阵列相机(包括不同配置)的晶圆级阵列相机)的一个例示的复合晶圆900的剖面图。复合晶圆900为复合晶圆300(图3)的一实施例。复合晶圆900为复合晶圆600(图6)的延伸,其中单一透镜子晶圆650被两个透镜子晶圆650及950所置换,每个与透镜子晶圆640的不同部分相关,并被置放于距离透镜子晶圆640的不同的距离。复合晶圆900包括影像传感器晶圆310(图3)及一个透镜晶圆920,透镜晶圆920通过使用间隔物630(图6)而配置于影像传感器晶圆310上。透镜晶圆920为透镜晶圆320(图3)的一实施例。
透镜晶圆920包括配置在间隔物630上的透镜子晶圆640(图6)。透镜子晶圆650(图6)通过使用间隔物660(图6)而被配置在透镜子晶圆640的一部分上。除了可能的尺寸差异以外,复合晶圆900的这个部分与复合晶圆600(图6)相同。透镜子晶圆950通过使用间隔物960而被配置在透镜子晶圆640的另一个部分上。透镜子晶圆950包括多个透镜阵列951,其因而包括多个透镜955。于图9所示的本实施例中,每个透镜955包括两个透镜956及957。透镜子晶圆950相对于透镜子晶圆640对准,以使最少某些透镜955与各个透镜645对准以形成堆叠透镜925,而堆叠透镜阵列(为说明清楚起见,未标示在图9中)由成对的相互对准的透镜阵列941及951所形成。为说明清楚起见,图9中只标示每一个透镜955、956、957、透镜堆叠925以及透镜阵列951的其中一个。
透镜晶圆920相对于影像传感器晶圆310对准,以使至少某些堆叠透镜625及925与各个影像传感器115对准。在一实施例中,相互对准的成对的堆叠透镜625,或堆叠透镜925,以及各个影像传感器115形成取像系统(为说明清楚起见,未标示于图9中)。于一实施例中,至少某些堆叠透镜625及/或925的光轴线与各个影像传感器115相交。在另一实施例中,每一个堆叠透镜625及925的光轴线与各个影像传感器115相交。在又另一种实施例中,至少某些堆叠透镜625及/或925的光轴线被置于各个影像传感器115的中央。
复合晶圆900可沿着切割线980被切块,或其它被切割以形成多个晶圆级阵列相机670及970。晶圆级阵列相机970为晶圆级阵列相机100(图1)的一实施例。除了(a)可能的尺寸差异(亦即,具有更少或更多的取像系统)以及(b)透镜阵列650及间隔物660被透镜阵列950及间隔物960所置换以外,晶圆级阵列相机970与晶圆级阵列相机670(图6)相同。为说明清楚起见,图6中只标示一条切割线980、一个晶圆级阵列相机670以及一个晶圆级相机970。切割线980可通过间隔物630及660或960的材料部分(如图9所示),及/或复合晶圆900的其它部分。
在某些实施例中,间隔物630被配置成用于定义在透镜晶圆920与影像传感器晶圆310之间的一定的距离。举例而言,在透镜子晶圆640的所有透镜645具有相同的后焦距的实施例中,这种一定的距离可以使堆叠透镜625及堆叠透镜925,或等效的透镜645的后焦点与影像传感器晶圆310的对应的影像传感器115的收光表面重合。同样地,在某些实施例中,间隔物960被配置成用于提供在透镜子晶圆640及950之间的一定的距离,及/或间隔物660被配置成用于提供在透镜子晶圆640及650之间的一定的距离。
虽然图9显示两个晶圆级阵列相机670及两个晶圆级阵列相机970,但在不背离图9的剖面图之下,复合晶圆900可被塑形并按尺寸被制成用于形成不同数目的晶圆级阵列相机670及970。举例而言,图9的剖面图可表示用于形成2x N1个晶圆级阵列相机670及2x N2个晶圆级阵列相机的复合晶圆900,于此N1与N2为正整数。通常,在不背离于此的范围之下,复合晶圆900可被配置成用于形成M1个晶圆级阵列相机670及M2个晶圆级阵列相机970,于此M1及M2为正整数。再者,在不背离于此的范围之下,晶圆级阵列相机670可配置有不同于图9所显示的影像传感器115及相关堆叠透镜625的数目。同样地,在不背离于此的范围之下,晶圆级阵列相机970可配置有不同于图9所显示的影像传感器115及相关堆叠透镜925的数目。
于一实施例中,多个影像传感器阵列111、多个透镜阵列641、多个透镜阵列651以及多个透镜阵列951沿着行与列被排列。这可使直线切割线980用于形成数个晶圆级阵列相机670及970。举例而言,多个影像传感器阵列111、多个透镜阵列641、多个透镜阵列651以及多个透镜阵列951沿着垂直的行与列被排列,且切割线980为垂直的切割线。在某些实施例中,透镜子晶圆640的透镜645、透镜子晶圆650的透镜655以及透镜子晶圆950的透镜955以与影像传感器晶圆310的各个影像传感器115相同的图案被排列。
间隔物960为一体成形或由两个以上的分离组件所形成。虽然未显示于图9中,间隔物960可包括在透镜子晶圆640与透镜子晶圆950之间的其它区域中的材料。在一个例子中,间隔物960包括在从一个透镜955至相关的透镜645的光学路径,以及从一个或多个邻近的透镜955至它们的相关的透镜645的光学路径之间的区域中的材料。在另一实施例中,未显示于图9中,间隔物960为透镜子晶圆640及/或透镜子晶圆950的不可分割的部分。在某些实施例中,间隔物660及960为一体成形。在其它实施例中,间隔物660及960彼此分开形成。
在不背离于此的范围之下,透镜645、655及955的尺寸及形状可能不同于图9所示,且更进一步是或可包括其它光学组件,如结合图1及2的关于透镜125、215、225、235及245所讨论的。于一实施例中,所有透镜955是相同的。在另一实施例中,透镜955包括不同型式的透镜。
依据图9的图例,晶圆级阵列相机970在尺寸(亦即,包括在一个晶圆级阵列相机中的取像系统的数目)以及光学特性上相异于晶圆级阵列相机670。举例而言,透镜955可具有不同于透镜655的焦距。在光学特性方的差异的其它例子包括通光孔隙、像差特性、收集效率、材料、尺寸、形状、透光率及其组合。或者,在不背离于此的范围之下,复合晶圆900可配置有更多及/或其它不同型式的透镜子晶圆950及间隔物960。如图9所显示的复合晶圆900为复合晶圆的非限制例,复合晶圆具有两个以上不同的透镜晶圆配置在影像传感器晶圆的不同部分上,用于形成两个以上的不同型式的晶圆级阵列相机。复合晶圆900的其它组态譬如包括单一晶圆透镜晶圆及透镜晶圆,单一晶圆透镜晶圆被配置在影像传感器晶圆310的一个部分上,而具有多重堆叠子晶圆的透镜晶圆被配置在影像传感器晶圆310的另一部分上。
图10显示用以从单一复合晶圆制造至少两种不同型式的多个晶圆级阵列相机(例如晶圆级阵列相机670(图6及9)及晶圆级阵列相机970(图9))的一个例示方法1000。在步骤1010中,方法1000为第一透镜子晶圆的每个不同型式部分执行方法700(图7)的步骤710,以形成透镜晶圆。举例而言,透镜子晶圆650(图6及9)及透镜子晶圆950(图9)被配置在透镜子晶圆640(图6及9)上以形成透镜晶圆920(图9),如结合图7关于透镜子晶圆650所讨论的。
在步骤1020中,方法1000连续执行方法400(图4)的步骤410及440,以将于步骤1010中所形成的透镜晶圆配置在影像传感器晶圆上,并分割所产生的复合晶圆以形成多个晶圆级阵列相机。举例而言,透镜晶圆920(图9)被配置在影像传感器晶圆310(图3及9)上以形成图9的复合晶圆900。然后,复合晶圆900沿着切割线980被切割以形成多个晶圆级阵列相机670(图6及9)及970(图9),如图9中所表示的。
可选择地,方法1000还包括步骤1001及1002。可选择的步骤1001在步骤1020之前执行,而可选择的步骤1002在步骤1010之前执行。在可选择的步骤1001中,方法1000执行方法400(图4)的步骤401。在可选择的步骤1002中,方法1000为步骤1010中所使用的每个透镜子晶圆执行如结合图4所讨论的方法400(图4)的步骤402。
图11显示用以从单一复合晶圆制造至少两种不同型式的多个晶圆级阵列相机(例如晶圆级阵列相机670(图6及9)及晶圆级阵列相机970(图9))的一个例示方法1100。在步骤1110中,方法1100首先执行方法400(图4)的步骤410,以将第二透镜子晶圆配置在影像传感器晶圆上。举例而言,透镜子晶圆640(图6及9)被配置在影像传感器晶圆310(图3及9)上。在步骤1120中,方法1100执行方法1000(图10)的步骤1010以将两个以上的不同型式的第一透镜子晶圆部分配置在第二透镜子晶圆上。这导致一个包括影像传感器晶圆及透镜晶圆的复合晶圆的形成,于此透镜晶圆包括两个透镜子晶圆,且于此透镜晶圆包括不同配置的至少两个部分。举例而言,透镜子晶圆650(图6及9)及950(图9)分别通过使用间隔物660及960而被配置在透镜子晶圆640(图6及9)的不同部分上,以形成透镜晶圆920。在步骤1130中,方法1100执行方法400(图4)的步骤440以通过切割藉执行步骤1110及1120所形成的复合晶圆来形成晶圆级阵列相机。举例而言,复合晶圆900(图9)沿着切割线980被切割以形成多个晶圆级阵列相机670(图6及9)及970(图9)。
可选择地,方法1100包括步骤1101、1102及1103的一个或多个。可选择的步骤1101及1102在步骤1110之前执行,而可选择的步骤1103在步骤1120之前执行。在可选择的步骤1101中,方法1100执行方法400(图4)的步骤401,如结合图4所讨论的。在可选择的步骤1102中,方法1100执行如结合图4所讨论的方法400(图4)的步骤402,以形成第二透镜子晶圆。在可选择的步骤1103中,方法1100为第一透镜子晶圆的每个不同型式部分执行如结合图4所讨论的方法400(图4)的步骤402,以形成第一透镜子晶圆的每个部分。举例而言,形成透镜子晶圆650(图6及9)及950(图9)。
复合晶圆600(图6)及900(图9)、晶圆级阵列相机670(图6及9)及970(图9)以及方法700(图7)、800(图8)、1000(图10)以及1100(图11)可被延伸,以包括两个以上的透镜子晶圆,藉以形成透镜晶圆的个别的晶圆级层。总括地说,在不背离于此的范围之下,复合晶圆600(图6)及900(图9)、晶圆级阵列相机670(图6及9)及970(图9)以及方法700(图7)、800(图8)、1000(图10)以及1100(图11)可被延伸以包括N个透镜子晶圆,于此N为正整数,以使透镜晶圆包括N堆叠的透镜子晶圆。
特征的组合
上述特征与以下所主张的那些可在不背离于此的范围之下利用各种方式作结合。举例而言,需明白于此所说明的一个晶圆级阵列相机及其制造方法的实施样态,可合并或交换于此所说明的另一个晶圆级阵列相机或其制造方法的特征。下述例子显示上述实施例的可能的,非限制的组合。需清楚在不背离本发明的精神与范围之下,于此可针对方法及装置做出多数的其它改变及修改。
(A)一种晶圆级阵列相机,包括(i)影像传感器晶圆,包括影像传感器阵列;以及(ii)透镜晶圆,包括透镜阵列。
(B)如(A)所述的晶圆级阵列相机,还包括间隔物,配置在所述影像传感器晶圆上,且所述透镜晶圆配置在所述间隔物上。
(C)如(A)及(B)所述的晶圆级阵列相机,其中所述透镜阵列被配置以使所述透镜阵列的每个透镜与所述影像传感器阵列的各个影像传感器共同形成取像系统。
(D)如(A)至(C)所述的晶圆级阵列相机,其中所述透镜晶圆的每个透镜具有相同的后焦距。
(E)如(A)至(D)所述的晶圆级阵列相机,其中所述透镜晶圆的每个透镜被配置于距离所述影像传感器晶圆的各个影像传感器的相同距离。
(F)如(A)至(E)所述的晶圆级阵列相机,其中所述透镜晶圆包括多个透镜子晶圆。
(G)如(F)所述的晶圆级阵列相机,其中所述影像传感器阵列的每个影像传感器与来自各所述多个透镜子晶圆的各个透镜共同形成具有堆叠透镜系统的取像系统。
(H)如(F)及(G)所述的晶圆级阵列相机,其中所述多个透镜子晶圆包括第一透镜子晶圆及一个或多个额外透镜子晶圆,所述第一透镜子晶圆被配置于所述一个或多个额外透镜子晶圆与所述影像传感器晶圆之间,所述第一透镜子晶圆的所有透镜具有相同的后焦距。
(I)一种制造多个晶圆级阵列相机的方法,包括:将一个包括多个透镜阵列的透镜晶圆配置在一个包括多个影像传感器阵列的影像传感器晶圆上,以形成复合晶圆。
(J)如(I)所述的方法,还包括:切割所述复合晶圆以形成所述多个晶圆级阵列相机,各所述多个晶圆级阵列相机包括所述多个透镜阵列的各自的其中一个,及所述多个影像传感器阵列的各自的其中一个。
(K)如(I)及(J)所述的方法,其中所述多个透镜阵列的所有透镜具有相同的后焦距。
(L)如(I)及(K)所述的方法,其中配置透镜晶圆的步骤包括使所述透镜晶圆与所述影像传感器晶圆对准的步骤。
(M)如(L)所述的方法,其中使所述透镜晶圆与所述影像传感器晶圆对准的步骤包括对准所述透镜晶圆与所述影像传感器晶圆,以使所述多个透镜阵列的所有透镜与所述多个影像传感器阵列的各个影像传感器对准。
(N)如(I)至(M)所述的方法,其中配置透镜晶圆的步骤包括:将所述透镜晶圆配置在间隔物上;以及将所述间隔物配置在所述影像传感器晶圆上。
(O)如(J)至(N)所述的方法,其中切割所述复合晶圆的步骤还包括:沿着与所述间隔物的材料部分相交的至少一切割线切割所述复合晶圆。
(P)如(I)至(O)所述的方法,其中在所述透镜晶圆与所述复合晶圆的所述影像传感器晶圆之间的距离,沿着垂直于所述影像传感器晶圆的方向实质上是一定的。
(Q)如(I)至(P)所述的方法,还包括:通过将一个包括多个第一透镜阵列的第一透镜子晶圆配置在一个包括多个第二透镜阵列的第二透镜子晶圆上形成所述透镜晶圆。
(R)如(Q)所述的方法,其中所述第一透镜子晶圆配置在所述第二透镜子晶圆上,以使所述第一透镜阵列的每个透镜及所述第二透镜阵列的各个透镜共同形成堆叠透镜系统。
(S)如(Q)及(R)所述的方法,其中所述多个第二透镜阵列的所有透镜具有相同的后焦距。
(T)如(Q)至(S)所述的方法,其中配置透镜晶圆的步骤包括:配置具有面向所述影像传感器晶圆的所述第二透镜子晶圆的所述透镜晶圆。
(U)如(Q)至(T)所述的方法,其中所述多个第一透镜阵列的至少一个具有与所述多个第一透镜阵列的其它的透镜不同的后焦距。
(V)如(I)至(P)所述的方法,还包括:通过堆叠多个透镜子晶圆形成所述透镜阵列,以使所述多个透镜阵列的每个透镜为堆叠透镜系统。
(W)如(I)至(P)所述的方法,还包括:通过将多个第一透镜子晶圆配置在一个包括多个第二透镜阵列的第二透镜子晶圆上形成所述透镜晶圆,每个第一透镜子晶圆包括多个第一透镜阵列,且其中一个第一透镜子晶圆的所述多个第一透镜阵列与至少另一个第一透镜子晶圆的所述多个第一透镜阵列不同。
(X)如(W)所述的方法,其中所述多个第一透镜子晶圆配置在所述第二透镜子晶圆上,以使所述第一透镜阵列的每个透镜及所述第二透镜阵列的各个透镜共同形成堆叠透镜系统。
(Y)如(W)及(X)所述的方法,其中所述多个第二透镜阵列的所有透镜具有相同的后焦距。
(Z)如(W)至(Y)所述的方法,其中配置透镜晶圆的步骤包括:配置具有面向所述影像传感器晶圆的所述第二透镜子晶圆的所述透镜晶圆。
(AA)如(W)至(Z)所述的方法,其中一个第一透镜子晶圆的所述多个第一透镜阵列,具有与至少另一个第一透镜子晶圆的所述多个第一透镜阵列不同的焦距。
(AB)如(I)及(AA)所述的方法,其中切割所述复合晶圆的步骤还包括:依据所述晶圆级阵列相机的尺寸切割所述复合晶圆。
(AC)如(I)及(AB)所述的方法,其中切割所述复合晶圆的步骤还包括:切割所述复合晶圆,以使不同尺寸的晶圆级阵列相机与所述复合晶圆的不同的列相关。
在未脱离本发明的精神与范围下,可以对上述方法及系统进行修改或变更,需注意者,在以上说明书及附图中所述仅为举例性,而非为限制性。权利要求书可涵盖所述的一般及特定特征,而本发明的方法及系统的范围中的所有陈述,其仅为语言问题,皆应落于权利要求书的范围。

Claims (19)

1.一种晶圆级阵列相机,包括:
影像传感器晶圆,包括MxN影像传感器阵列,M及N为正整数;
间隔物,配置在所述影像传感器晶圆上;以及
透镜晶圆,配置在所述间隔物上,所述透镜晶圆包括MxN透镜阵列,所述透镜晶圆的每个透镜具有相同的后焦距,并被配置于距离所述影像传感器晶圆的各个影像传感器的相同距离。
2.如权利要求1所述的晶圆级阵列相机,其中所述透镜阵列被配置以使所述透镜阵列的每个透镜与所述影像传感器阵列的各个影像传感器共同形成取像系统。
3.如权利要求1所述的晶圆级阵列相机,其中所述透镜晶圆包括多个透镜子晶圆,以使所述影像传感器阵列的每个影像传感器与来自各所述多个透镜子晶圆的各个透镜共同形成具有堆叠透镜系统的取像系统。
4.如权利要求3所述的晶圆级阵列相机,其中所述多个透镜子晶圆包括第一透镜子晶圆及一个或多个额外透镜子晶圆,所述第一透镜子晶圆被配置于所述一个或多个额外透镜子晶圆与所述影像传感器晶圆之间,所述第一透镜子晶圆的所有透镜具有相同的后焦距。
5.一种制造多个晶圆级阵列相机的方法,包括:
将一个包括多个透镜阵列的透镜晶圆配置在一个包括多个影像传感器阵列的影像传感器晶圆上,以形成复合晶圆;及
切割所述复合晶圆以形成所述多个晶圆级阵列相机,各所述多个晶圆级阵列相机包括所述多个透镜阵列的各自的其中一个,及所述多个影像传感器阵列的各自的其中一个;
其中所述多个透镜阵列的所有透镜具有相同的后焦距;及
其中配置透镜晶圆的步骤包括使所述透镜晶圆与所述影像传感器晶圆对准的单一步骤,以使所述多个透镜阵列的所有透镜与所述多个影像传感器阵列的各个影像传感器对准。
6.如权利要求5的方法,其中配置透镜晶圆的步骤包括:
将所述透镜晶圆配置在间隔物上;以及
将所述间隔物配置在所述影像传感器晶圆上。
7.如权利要求6的方法,其中切割所述复合晶圆的步骤还包括:沿着与所述间隔物的材料部分相交的至少一切割线切割所述复合晶圆。
8.如权利要求6的方法,其中在所述透镜晶圆与所述复合晶圆的所述影像传感器晶圆之间的距离,沿着垂直于所述影像传感器晶圆的方向是一定的。
9.如权利要求5的方法,还包括:通过将一个包括多个第一透镜阵列的第一透镜子晶圆配置在一个包括多个第二透镜阵列的第二透镜子晶圆上形成所述透镜晶圆,以使所述第一透镜阵列的每个透镜及所述第二透镜阵列的各个透镜共同形成堆叠透镜系统。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述多个第二透镜阵列的所有透镜具有相同的后焦距,且配置透镜晶圆的步骤包括:配置具有面向所述影像传感器晶圆的所述第二透镜子晶圆的所述透镜晶圆。
11.如权利要求9所述的方法,其中所述多个第一透镜阵列的至少一个具有与所述多个第一透镜阵列的其它的透镜不同的后焦距。
12.如权利要求5的方法,还包括:通过堆叠多个透镜子晶圆形成所述透镜阵列,以使所述多个透镜阵列的每个透镜为堆叠透镜系统。
13.如权利要求5的方法,其中切割所述复合晶圆的步骤还包括:依据所述晶圆级阵列相机的尺寸切割所述复合晶圆。
14.如权利要求13的方法,其中切割所述复合晶圆的步骤还包括:切割所述复合晶圆,以使不同尺寸的晶圆级阵列相机与所述复合晶圆的不同的列相关。
15.如权利要求5的方法,还包括:通过将多个第一透镜子晶圆配置在一个包括多个第二透镜阵列的第二透镜子晶圆上形成所述透镜晶圆,每个第一透镜子晶圆包括多个第一透镜阵列,且其中一个第一透镜子晶圆的所述多个第一透镜阵列与至少另一个第一透镜子晶圆的所述多个第一透镜阵列不同,以使所述第一透镜阵列的每个透镜及所述第二透镜阵列的各个透镜共同形成堆叠透镜系统。
16.如权利要求15的方法,其中所述多个第二透镜阵列的所有透镜具有相同的后焦距,且配置透镜晶圆的步骤包括:配置具有面向所述影像传感器晶圆的所述第二透镜子晶圆的所述透镜晶圆。
17.如权利要求15的方法,其中一个第一透镜子晶圆的所述多个第一透镜阵列,具有与至少另一个第一透镜子晶圆的所述多个第一透镜阵列不同的焦距。
18.如权利要求5的方法,其中所述多个影像传感器阵列包括相同的影像传感器阵列。
19.如权利要求5的方法,其中所述多个影像传感器阵列包括至少一个与其它影像传感器阵列不同的影像传感器阵列。
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TW (2) TWI621252B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106993120A (zh) * 2015-12-15 2017-07-28 三星半导体(中国)研究开发有限公司 晶圆级照相模块
US9971130B1 (en) 2016-12-13 2018-05-15 Industrial Technology Research Institute Composite array camera lens module
CN109525754A (zh) * 2017-09-19 2019-03-26 罗伯特·博世有限公司 用于制造摄像机的方法和摄像机
CN109547672A (zh) * 2017-09-21 2019-03-29 罗伯特·博世有限公司 用于制造摄像机模块和摄像机模块组的方法
CN113067975A (zh) * 2021-03-29 2021-07-02 华勤技术股份有限公司 一种成像模组及电子设备

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7685252B1 (en) 1999-10-12 2010-03-23 International Business Machines Corporation Methods and systems for multi-modal browsing and implementation of a conversational markup language
US7415537B1 (en) 2000-04-07 2008-08-19 International Business Machines Corporation Conversational portal for providing conversational browsing and multimedia broadcast on demand
US20150281601A1 (en) * 2014-03-25 2015-10-01 INVIS Technologies Corporation Modular Packaging and Optical System for Multi-Aperture and Multi-Spectral Camera Core
US9933601B2 (en) * 2015-12-16 2018-04-03 Intel Corporation Stacked wafer lens and camera
JP6976688B2 (ja) * 2017-01-26 2021-12-08 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 カメラモジュールおよびその製造方法、並びに電子機器
US20180364439A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 Obsidian Sensors, Inc. Wafer level integrated optics in packaging for imaging sensor application
CN112309439B (zh) * 2020-11-02 2022-04-05 业成科技(成都)有限公司 光学记录装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1517736A (zh) * 2003-01-27 2004-08-04 ������������ʽ���� 照相机模件及其制造方法
US20080007623A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module having an array lens
US20080138583A1 (en) * 2006-07-17 2008-06-12 Rajmohan Bhandari Micro-needle arrays having non-planar tips and methods of manufacture thereof
TW201250320A (en) * 2011-06-02 2012-12-16 Himax Tech Ltd Method of fabricating optical modules

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080290435A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Micron Technology, Inc. Wafer level lens arrays for image sensor packages and the like, image sensor packages, and related methods
TW200937642A (en) * 2007-12-19 2009-09-01 Heptagon Oy Wafer stack, integrated optical device and method for fabricating the same
JP2011128355A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 Sony Corp 撮像レンズ及び撮像レンズを用いたカメラモジュール並びに撮像レンズの製造方法及びカメラモジュールの製造方法
JP5585208B2 (ja) * 2010-05-20 2014-09-10 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
WO2011156926A1 (en) * 2010-06-14 2011-12-22 Heptagon Oy Method of manufacturing a plurality of optical devices
KR101708807B1 (ko) * 2010-09-30 2017-02-21 삼성전자 주식회사 이미지 센서
JP2012103553A (ja) * 2010-11-11 2012-05-31 Nippon Sheet Glass Co Ltd 正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニットおよび画像読取装置
WO2013003276A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera
US20130265459A1 (en) * 2011-06-28 2013-10-10 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera
US9363425B2 (en) * 2012-12-06 2016-06-07 Semiconductor Components Industries, Llc Color filter arrangements for fused array imaging systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1517736A (zh) * 2003-01-27 2004-08-04 ������������ʽ���� 照相机模件及其制造方法
US20080007623A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module having an array lens
US20080138583A1 (en) * 2006-07-17 2008-06-12 Rajmohan Bhandari Micro-needle arrays having non-planar tips and methods of manufacture thereof
TW201250320A (en) * 2011-06-02 2012-12-16 Himax Tech Ltd Method of fabricating optical modules

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106993120A (zh) * 2015-12-15 2017-07-28 三星半导体(中国)研究开发有限公司 晶圆级照相模块
US10338353B2 (en) 2015-12-15 2019-07-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Wafer level camera module
US10690891B2 (en) 2015-12-15 2020-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Wafer level camera module
US9971130B1 (en) 2016-12-13 2018-05-15 Industrial Technology Research Institute Composite array camera lens module
CN109525754A (zh) * 2017-09-19 2019-03-26 罗伯特·博世有限公司 用于制造摄像机的方法和摄像机
CN109547672A (zh) * 2017-09-21 2019-03-29 罗伯特·博世有限公司 用于制造摄像机模块和摄像机模块组的方法
CN113067975A (zh) * 2021-03-29 2021-07-02 华勤技术股份有限公司 一种成像模组及电子设备

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Publication number Publication date
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TW201448182A (zh) 2014-12-16

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