CN106133919A - 晶元级光学组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

用于制造复数个光学组件的方法，每一光学组件包括第一光学元件(C1)及第二光学元件(C2)，该方法包括以下的步骤:a)提供第一基板晶元(S1)，复数个第一光学元件(C1)存在于第一基板晶元上的顶侧上；b)提供具有材料区域的第二基板晶元(S2)，材料区域为连续横向地界定的区域，第二基板的材料存在于材料区域中，其中，复数个第二光学元件(C2)存在于材料区域中；c)实现第一基板晶元(S1)与第二基板晶元(S2)的横向对齐，使得每一个第一光学元件(C1)存在于不与材料区域重迭的横向地界定的区域中；d)在横向对齐的状态下使第一基板晶元与第二基板晶元互连，使得第一基板晶元的顶侧面对第二基板晶元的底侧，且在第一基板晶元与第二基板晶元之间不具有进一步的晶元。以此方式，第一和第二光学元件可被放置成特别地靠近彼此。

Description

晶元级光学组件及其制造方法
技术领域
本发明关于光学器件的领域，且更精确地，关于光学或光电元件的制造的领域。更具体地，本发明关于光学组件，尤其是光电组件(opto-elect ronic module)，及其制造方法，以及包含这种组件的晶元堆叠及装置，以及有关于此方法及此组件的使用。本发明涉及根据权利要求之前序部分的方法及设备。
名词定义
“主动式光学元件”：光感测或发光元件。例如，光电二极管、图像传感器、LED、OLED、激光芯片。主动式光学元件可能作为裸片(bare die)存在或存在于封装中，亦即，作为封装元件。
“被动式光学元件”：藉由折射及/或衍射及/或(内部的及/或外部的)反射使光重新导向的光学元件，例如，透镜、棱镜、镜、或光学系统，其中，光学系统为有可能还包含像是孔径光阑(aperture stop)、图像屏幕(image screen)、支架的机械性元件的这种光学元件的集合。
“光电组件”：至少一主动式和至少一被动式光学元件被包含于其中的组件。
“复制”：藉由使给定的结构或其负片再现的技术。例如，蚀刻、浮雕(embossing)(压印法(imprinting))、铸造(casting)、模制(molding)。
“晶元”：大致呈碟状或片状的物件，其在一个方向上(z方向或垂直方向或堆叠方向)的延伸相较于其在另外两个方向上(x及y方向或横向方向)的延伸为小的。一般而言，在晶元上，复数个类似的结构或物件可被布置或设置于其中，通常在矩形栅格上。晶元可具有开口或孔，且晶元甚至可在其侧向区域的主要部分为没有材料的。晶元可具有任意的横向形状，其中，圆形及矩形为非常常见的。尽管在许多情况下，晶元被理解为主要地是由半导体材料所制成的，但在本专利申请案中，这明确地并不构成限制。据此，晶元可主要地由，例如，半导体材料、聚合物材料、包含金属及聚合物或聚合物及玻璃材料的复合材料，所制成。特别是，可硬化的材料，例如，热或紫外线固化聚合物，为结合本发明一起使用之感兴趣的晶元材料。
“横向”：参照“晶元”。
“垂直”：参照“晶元”。
“光”：大部分为电磁辐射；尤其是，电磁频谱(electromagnetic spe ctrum)的红外光、可见光或紫外光部分的电磁辐射。
背景技术
在WO 2013/010284 A2中，光学组件及其制造方法被呈现出来。在光学组件的内部，光基本上沿着垂直路径行进，亦即，沿着包含在组件中的基板之堆叠方向行进。据此，存在于组件中的光学元件被垂直地对齐。
从US 8 045 159 B2中，光学设备为已知的，其中，光沿着有角度的路径行进。
发明内容
本发明的目的之一在于创造一种制造光学组件，尤其是晶元级的光学组件，的新方法。此外，应与包含光学组件的装置以及方法的使用同时提供对应的光学组件和晶元堆叠。
本发明的另一目的在于提供尤其是极小的光学组件。
本发明的另一目的在于提供一种以特别高的精确度大量制造光学组件的方法，尤其是以特别高的横向定位精确度。
本发明的另一目的在于提供以特别高的合格率(yield)大量制造光学组件的方法。
本发明的另一目的在于提供一种使得光学组件的光学元件被定位成特别地靠近于彼此成为可能的方法。
进一步的目的从以下的实施例和说明来呈现。
藉由根据本案权利要求的设备及方法，至少部分地达成这些目的中的至少一个。
在光学组件的晶元级制造当中，在大多数的情况下提供的是垂直地行进的光学路径，亦即，沿着堆叠方向，且据此，对于每个组件，光学元件被沿着垂直线一个接一个地布置。然而，亦可能提供的是，光学路径在组件中沿着相对于垂直方向倾斜(至少部分地)的光学路径行进。
特别是在后者的情况下，每个组件的两个光学元件(第一及第二光学元件)可能必须被定位在横向上不同的区域当中，且这可能藉由使两个光学元件(每个组件)存在于一个相同的晶元(在单一化之后，最终在一个相同的基板)来达成。然而，例如，考虑到定位公差(尤其是横向定位公差)及/或考虑到所应用的制造方法及/或若光学元件应该要被特别的靠近于彼此(横向地)，发明人认为这样做可能为不利的。因此，他们认为可能以第一光学元件存在于第一晶元上且第二光学元件存在于第二晶元或第二晶元内的方式来分配第一和第二光学元件。
例如，在每个光学组件应包含被动式光学元件作为第二光学元件的情况下，可藉由晶元级的复制非常有效率的制造这些元件，尤其是藉由将被动式光学元件复制到晶元上，在该晶元上，它们应该保持为仍然位在最终的光学组件内部。浮雕可为完成复制的特别适合的方式；使用浮雕，要被设置到一晶元或在一晶元上的所有的第二光学元件可在单一的浮雕过程中被制造。然而，为了实现特别小的光学组件或具体的光学路径(例如，光学路径或光学路径的区段包围相对于垂直方向相当小的非零度角)，在一个光学组件中的第一和第二光学元件之间必须提供特定的最小横向距离。此可能主要为这些情况，例如，由于为了在第一光学元件已存在于其上的晶元上藉由复制来制造第二光学元件，必须遵守到第一光学元件之预设最小距离，及/或必须遵守对于第一光学元件的预设高度限制。反之，在第一光学元件存在于晶元上之前藉由在晶元上的复制来制造第二光学元件的情况下，必须遵守到第二光学元件的预设最小距离，以在晶元或晶元上放置或制造第一光学元件。
当第一光学元件存在于第一晶元，且第二光学元件存在于第二晶元时，尤其是在使第一及第二晶元互连之前，这样的问题可被解决或至少被缓和。这可藉由将预先制造的光学元件放置在各自的晶元上或藉由直接在各自的晶元上制造光学元件来实现，例如，藉由复制、或是藉由与各自的晶元一起制造光学元件(例如，使用模制技术)。
此外，可能为较佳的是避免第一光学元件被运用于处理第二光学元件所需的条件(例如，用于将第二光学元件附接到晶元、或用于在第二晶元上或与第二晶元一起地制造第二光学元件所需的条件)，或者避免第一光学元件被运用于处理第二晶元所需的条件(例如，用于将另外的晶元附接到第二晶元所需的条件)。以及，反之，可能为较佳的是避免第二光学元件被运用于对应的处理第一光学元件或第一晶元所需的条件。对应的处理步骤可能包括热的应用及/或像是UV辐射的辐射的应用。
同样在此情况下，可能藉由使得第一及第二晶元以第一晶元承载第一光学元件且第二晶元承载第二光学元件的方式来设置，并在这之后制造出晶元堆叠，来避免潜在的问题。
这种第一及第二晶元事先被分别地准备，且接着，例如，藉由透过粘合剂(例如，环氧树脂)将其相互粘合、或藉由提供形状配合(form fit)，例如，扣合(snap fit)，而被互连。通常，会提供的是，第一晶元的顶侧不仅面对第二晶元的底侧，且它们还因为互连方法而能够尽量的相互靠近。第一晶元的顶侧通常面对第二晶元的底侧，且可能除了粘着剂之外，没有其他元件存在于它们之间。
提供具有第一光学元件的第一晶元以及独立地提供具有第二光学元件的第二晶元的优点为可在光学装置的制造过程中得到提升的合格率。更具体地，在将第一和第二晶元互连之前，第一及/或第二晶元可被检验或检查，且仅有已达到预定(预设)参数，亦即，具有足够的品质(例如，展现出适当的光学特性)，的这种第一及/或第二晶元可被使用。并且，可额外地或替代地提供的是，在将第一和第二晶元互连之前，检验或检查第二光学元件，以及第一光学元件仅被安装或制造于第一晶元上的特定位置中，此特定位置系依据检验或检查的结果而被选出。例如，检验或检查的结果可为这些具体的光学组件(或更具体地，这些光学组件的横向位置)之指标，其所应用的是，关联到各个光学组件之一个或多个第二光学元件(亦即，第二光学元件被包含在各个光学组件中)达到预定(预设)参数，以及第一光学元件仅在关联于这些具体的光学组件之位置被附接到第一晶元或被制造于第一晶元上。
此外，一个或多个导体路径(conductor path)可存在于第一基板的顶侧或顶侧上，尤其是在第二光学元件存在于光学组件中的横向地界定的区域中。由于使用复制来在具有导体路径的基板上创造光学元件可能为困难的，第二基板的提供可为有利的，特别是若复制的第二光学元件存在于第二基板晶元或第二基板晶元上。
在具体的应用中，第一光学元件为主动式光学元件，且第二光学元件为被动式光学元件。在此情况下，因为第一晶元通常会设置跨越其垂直延伸的电气连接(electricalconnection)且可能为，例如，印刷电路板，且第二晶元通常不需要这样的特性且可能为，例如，主要地由玻璃或聚合物所制成的晶元，第一及第二晶元通常为不同类型的晶元。
第二晶元具有许多的开口，例如，通孔，以在当互连第一和第二晶元时，提供第一光学元件所需的空间。当第一和第二晶元被互连时，第一光学元件突出到开口或穿过开口。一般而言，没有第二晶元的材料存在于第一光学元件被定位于其中的横向地界定的区域中。且通常，也没有存在于第二晶元中或与第二晶元为一体的光学元件存在于第一光学元件被定位于其中的横向地界定的区域中。
然而，可能提供的是，存在于第一晶元的更多的光学元件(不同于第一光学元件)被定位在第二光学元件被定位于其中的横向地界定的区域中，尤其是在第二光学元件为透射光学元件的情况下。但这并不需要是这种情况且仅仅为一个选项，且特别是，这种更多的光学元件通常不会从第一晶元的顶面突出。它们为整合到或存在于第一晶元及/或存在于第一晶元的底侧上或被附接到第一晶元的底侧(底侧为相对于顶侧)。
光学组件可额外包括第三基板及间隔物，该间隔物可被整合到第三基板中或为从第三基板分离的。且据此，对于制造而言，第三晶元，尤其是第三基板晶元，将被提供，且亦选择性地提供(分离的)间隔晶元。间隔晶元(我们将称作第一间隔晶元)将第三基板晶元与第一及/或第二晶元互连，且藉由此间隔晶元，第三基板晶元与第一及/或第二晶元之间的距离被确定。现在，我们应当更具体地引用第一及第二晶元作为第一及第二基板晶元。
在许多情况下，第三光学元件，例如，被动式光学元件，可能存在于第三基板晶元，例如，被整合到第三基板晶元中或被附接到第三基板晶元。特别是在此情况下，但也可以在其他情况下，第二光学元件可为反射光学元件。
第一和第二基板晶元通常在连接第三基板晶元之前被互连。但亦可能同时地互连第一、第二及第三基板晶元。
并且，亦可能存在有被称作第二间隔晶元的另一晶元，使得在各个光学组件中存在有另一晶元(第二间隔物)。第二间隔晶元是与第二基板晶元为连续的，例如，在相同的过程中(诸如模制过程)被制造、或是被附接到第二间隔晶元，尤其是附接到第二间隔晶元的顶侧。间隔物通常不会为了界定出两个晶元(如第一间隔物通常为之的)之间的距离而被设置，但会为了界定或控制在各个光学组件中的光学路径而被设置，例如，作用为一个或多个遮罩、挡板或孔径。
如同前面已经指出的，所说明的两个(直接)附接的基板或基板晶元的使用可以使得将第一和第二光学元件定位成特别地彼此靠近(在横向上)为可能的。特别是，相较于可能位在单一晶元上的情况，可以使它们被定位为更靠近的，及/或相较于若第一及/或第二光学元件在将晶元互连之前可能未存在于各自的晶元或各自的晶元上的情况，可以使它们被定位为更靠近的。
在将晶元互连之前，亦可能去移除(例如，切去)与对应的第一或(更具体地)第二光学元件为连续的材料的部分。这种材料可为，例如，当制造各自的光学元件时(例如，使用复制技术)无法避免地被制造出来的材料。这种材料的移除可在一个相同的过程中藉由从对应的晶元移除材料而被实现，尤其是藉由从对应的晶元移除材料以在对应的晶元中创造出开口。同样地，这使得其能够具有被定位成特别地靠近于彼此的第一及第二光学元件。达成第一及第二光学元件之(横向地)靠近的位置的又另一个方式为建构第二基板使得其在第一基板的顶侧上方提供底切槽(当第一和第二基板被互连时)。
此外，为了具有特别的靠近于彼此的第一和第二光学元件(通常为成对的)，应避免在对应的第一和第二光学元件之间存在进一步的物件，像是光学组件的进一步元件。特别是，在对应的第一和第二光学元件之间的空间中，不应该接着存在有光学组件的光学元件和不同于第一及第二基板的基板的零件。
该方法的特征大致如下，其中，亦说明各种实施例及改进。
一种用于制造复数个光学组件的方法，每一光学组件包括第一和第二光学元件，其中，该方法包括以下的步骤：
a)提供第一基板晶元，复数个第一光学元件存在于第一基板晶元的顶侧上；
b)提供具有材料区域的第二基板晶元，该材料区域为连续横向地界定的区域，第二基板的材料存在于此区域中，其中，复数个第二光学元件存在于该材料区域中；
c)实现第一和第二基板晶元的横向对齐，使得每一个第一光学元件存在于未与材料区域重迭的横向地界定的区域中；
d)在横向对齐的状态下使第一和第二基板晶元互连，使得第一基板晶元的顶侧面对第二基板晶元的底侧，且在它们之间不具有进一步的晶元。
如同上面已经说明的，此方式可达成各种可能的优势及效果，尤其是藉由在将晶元互连之前使光学元件存在于各自的晶元上。
可被提供的是，在材料区域外，没有光学元件存在于第二基板晶元，更具体地：在材料区域外，没有光学元件被整合到、或被附接到、或例如，被安装到第二基板晶元。
通常提供的是，从顶侧突出的第一光学元件。
一般而言，第一和第二光学元件存在于(且有助于形成)各自的光学组件中的光学路径，且光学路径通常包括相对于垂直方向倾斜的至少一个区段，尤其是其中，第一和第二光学元件存在于(且有助于形成)各自的光学组件中的相同的这种光学路径。然而，第一和第二光学元件可能存在于光学组件中的不同的光学路径。
材料区域为“连续”横向地界定的区域，这指的是，其为完整的或单一的区域，且非两个或多个分离(未互连)横向地界定的区域。
一般而言，第一光学元件名义上为相同的零件。
一般而言，第二光学元件名义上为相同的零件。
该方法可包括下列步骤的一个或两个
a1)提供具有复数个第一光学元件的第一基板晶元，例如，藉由与第一基板晶元一起地来制造复数个第一光学元件、或在第一基板晶元上制造复数个第一光学元件、或将复数个第一光学元件附接到第一基板晶元；以及
b1)提供具有复数个第二光学元件的第二基板晶元，例如，藉由与第一基板晶元一起地来制造复数个第二光学元件、或在第一基板晶元上制造复数个第二光学元件、或将复数个第二光学元件附接到第一基板晶元。
在一实施例中，第一光学元件从第一基板晶元的顶侧突出超过第二基板晶元的顶侧。换言之，第一光学元件延伸到第二基板晶元上方的垂直高度。
在一实施例中，第二基板晶元包括复数个开放区域，其为没有第二基板的材料存在于其中的横向地界定的区域，且其中，每一个第一光学元件存在于这些开放区域中的一个中。
一般而言，每一个开放区域被材料区域横向地包围。
在一实施例中，第一光学元件分别被横向地定位在复数个第一区域中的一个中，且第二光学元件分别被横向地定位在复数个第二区域中的一个中，其中，没有一个第一区域是与任何一个第二区域重迭的。且更具体地，被附接到或被整合到第二基板晶元的光学元件未存在于这些第一区域的一个中。
在一实施例中，第二基板晶元构成一体地形成的部件。甚至可能提供的是，第二基板晶元与第二光学元件一起构成一个整体的部件，例如，包含一种或多种聚合物或实质上由一种或多种聚合物所构成的部件。这可能，藉由，例如，在复制过程中制造第二基板晶元与第二光学元件两者(例如，藉由模制)，来加以实现。
在一实施例中，第二基板晶元与沿着相对于从第二基板晶元的底侧指向第一基板晶元的顶侧的方向之方向上突出的复数个突出物为连续的(或一体地形成的)。
这些突出物可作为间隔物且通常存在于横向地界定之区域中，且此区域并未重迭于第二光学元件存在于其中的横向地界定之区域。
然而，亦能够提供分离的间隔晶元。
在一实施例中，方法包含以下的步骤：
g)提供第三基板晶元，其中，复数个第三光学元件存在于第三基板晶元或第三基板晶元上，及/或第三基板晶元包括复数个横向地界定的透明区域；以及
h)经由称作第一间隔晶元的晶元将第三基板晶元连接到第一基板晶元及/或第二基板晶元，使得第二基板晶元被布置在第一基板晶元与第三基板晶元之间，其中，第一间隔晶元与第三间隔晶元为选择性地连续的(或一体地形成的)；
其中，步骤h)在步骤d)之后或与步骤d)同时被执行。
在此情况下，第一间隔晶元典型地被布置在第一基板晶元和第三基板晶元之间，且可更具体地被布置在第二基板晶元与第三基板晶元之间。
第一间隔晶元可与第三基板晶元为连续的，尤其是它们可为连续的(构成一体成型的部件)，但亦可能提供第一间隔晶元和第三基板晶元为分离的部件，尤其是并未在步骤h)前建立互连(但在步骤h)的过程中建立互连)的分离的部件。
在一实施例中，第一光学元件为主动式光学元件，且第二光学元件为被动式光学元件。在这种“混合”封装或“混合”光学组件(其亦构成光电组件)中，第一基板晶元一般为印刷电路板，尤其是建立有跨越其垂直延伸的电气连接的一种印刷电路板。
在一实施例中，方法包含以下的步骤：
r)在第二基板晶元上复制第二光学元件。
复制技术可使得能够在一个晶元上同时地创造复数个光学元件，例如，在第二基板晶元上同时地创造复数个第二光学元件中的所有的第二光学元件。这可使用单一的复制工具来实现。
藉由步骤r)，第二光学元件可同时地被制造于或附接到第二基板晶元，特别是第二基板晶元的顶侧。
一般而言，步骤r)在步骤c)及d)之前被执行。
在一实施例中，方法包括将第二光学元件附接到第二基板晶元的步骤。这可以是，例如，特别是使用取放的方式，来达成。第二光学元件在此情况下通常被附接到第二基板晶元的顶侧。
不仅是第二光学元件可被安装到基板晶元(例如，使用取放的方式)，且第一光学元件亦可藉由此方式被附接到第一基板晶元。
如同前面已经指出的，该方法可使得具有相较于其他情况被定位(横向地)成更靠近的光学元件为可能的。在下文中，“其他情况”以更详细的方式来表示，亦即，藉由参照(尝试)来制造这种光学组件的替代方法以及所使用的制造过程之空间需求。
在一实施例中，第一光学元件中的其中之一在第一特定位置及方向中使用第一过程与第一基板晶元一起被制造、或被制造在第一基板晶元上、或被附接到第一基板晶元，且第二光学元件中的其中之一在第二特定位置及方向中使用第二过程与第二基板晶元一起被制造、或被制造在第二基板晶元上、或被附接到第二基板晶元，且该第一及第二特定位置系非常靠近地相互横向地隔开，第一及第二过程在建立第一基板晶元和第二基板晶元之间的互连之后的空间需求，排除下列至少一种情况：
－在第一特定位置及方向中使用第一过程与第一基板晶元一起制造第一光学元件的其中之一、或于第一基板晶元上制造第一光学元件的其中之一、或将第一光学元件的其中之一附接到第一基板晶元，且同时，在第二特定位置及方向中使用第二过程与第二基板晶元一起制造第二光学元件的其中之一、或于第二基板晶元上制造第二光学元件的其中之一、或将第二光学元件的其中之一附接到第二基板晶元；
－先在第一特定位置及方向中使用第一过程与第一基板晶元一起制造第一光学元件的其中之一、或于第一基板晶元上制造第一光学元件的其中之一、或将第一光学元件的其中之一附接到第一基板晶元，并接着，在第二特定位置及方向中使用第二过程与第二基板晶元一起制造第二光学元件的其中之一、或于第二基板晶元上制造第二光学元件的其中之一、或将第二光学元件的其中之一附接到第二基板晶元；
－先在第二特定位置及方向中使用第二过程与第二基板晶元一起制造第二光学元件的其中之一、或于第二基板晶元上制造第二光学元件的其中之一、或将第二光学元件的其中之一附接到第二基板晶元，并接着，在第一特定位置及方向中使用第一过程与第一基板晶元一起制造第一光学元件的其中之一、或于第一基板晶元上制造第一光学元件的其中之一、或将第一光学元件的其中之一附接到第一基板晶元。
在表达此实施例的一个方面的尝试中，可以说的是，倘若是使用对应的过程，亦即，工具、材料和过程参数，第一和第二光学元件被(横向地)定位成相当靠近，以至于在令对应的光学元件存在于其上或位于其上之前，不可能去将第一和第二基板晶元互连。并未排除可能利用不同的过程来实现此任务；但这种不同的过程可能为更耗费时间的、更昂贵的、或是更复杂的，例如，具有较小的公差的过程。
所说明的不可能性是起因于过程的空间需求。用于建立或附接光学元件的过程具有空间需求，亦即，在元件被建立或附接的区域中，必须存在预设的自由空间，例如，供所使用的工具利用。举例来说，第一过程在第一光学元件的区域中可能需要这么多的空间，此空间与由第二光学元件所占去的空间重迭。并且/或是，反之，第二过程在第二光学元件的区域中可能需要这么大的空间，此空间与由第一光学元件所占去的空间重迭。
上述建立的互连是为了发生在没有复数个第一光学元件及/或复数个第二光学元件分别存在于第一及第二间隔晶元或第一及第二间隔晶元上的情况下；但可能藉由类似在步骤d)中所说明之其他的方法来实现，尤其是使得第一基板晶元的顶侧面对第二基板晶元的底侧，且在第一基板晶元和第二基板晶元之间没有进一步的晶元。特别是，上述建立的互连是为了发生在没有复数个第一光学元件及/或复数个第二光学元件分别存在于第一及第二间隔晶元或第一及第二间隔晶元上的情况下。
如同前面已经指出的，此方法可以使得令第一和第二光学元件被(横向地)定位成相较于其他情况更靠近彼此为可能的。此处，“其他情况”在下文中以其他的方式更详细地表示，亦即，藉由参照(尝试)来制造类似的光学组件(具有存在于一个相同的晶元上或位在一个相同的晶元之第一和第二光学元件)的替代方法，以及参照所使用的制造过程之空间需求。
在一实施例中，第一光学元件中的其中之一在第一特定位置及方向中使用第一过程与第一基板晶元一起被制造、或被制造在第一基板晶元上、或被附接到第一基板晶元，且第二光学元件中的其中之一在第二特定位置及方向中使用第二过程与第二基板晶元一起被制造、或被制造在第二基板晶元上、或被附接到第二基板晶元，且其中，该第一及第二特定位置系非常靠近地相互横向地隔开，第一及第二过程的空间需求排除下列至少一种情况：
－在对应于第一特定位置及方向之位置及方向中使用第一过程与一个单一的基板晶元一起制造第一光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造第一光学元件的其中之一、或将第一光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元，且同时，在对应于第二特定位置及方向之位置及方向中使用第二过程与该一个单一的基板晶元一起制造第二光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造第二光学元件的其中之一、或将第二光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元；
－先在对应于第一特定位置及方向之位置及方向中使用第一过程与一个单一的基板晶元一起制造第一光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造第一光学元件的其中之一、或将第一光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元，并接着，在对应于第二特定位置及方向之位置及方向中使用第二过程与该一个单一的基板晶元一起制造第二光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造第二光学元件的其中之一、或将第二光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元；
－先在对应于第二特定位置及方向之位置及方向中使用第二过程与一个单一的基板晶元一起制造第二光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造第二光学元件的其中之一、或将第二光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元，并接着，在对应于第一特定位置及方向之位置及方向中使用第一过程与该一个单一的基板晶元一起制造第一光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造第一光学元件的其中之一、或将第一光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元。
在表达此实施例的一个方面的尝试中，可以说的是，倘若是使用对应的过程，亦即，工具、材料和过程参数，第一和第二光学元件被(横向地)定位成相当靠近，以至于不可能将它们制造于一个单一的基板晶元上。并未排除可能利用不同的过程来实现此任务；但这种不同的过程可能为更耗费时间的、更昂贵的、或是更复杂的，例如，具有较小的公差的过程。该一个单一的基板晶元，在某种程度上，基本上是为用于比较原因的参考。其可能，例如，被想象为一种(双侧为平坦的)晶元，且光学元件将会表示为以如同其分别在第一和第二间隔晶元上之横向上相同的距离(以及对应的位置)以及相同的方向而存在于一个单一个晶元上或是位在一个单一的晶元上。然而，为了实现使光学元件以上述的方式存在，如果有可能的话，一个或多个不同的过程将为必须的。
关于所说明的归因于过程的空间要求的不可能性，如上述的说明同样适用之。
在一实施例中，复数个第一光学元件中的特定一个与复数个第二光学元件中的特定一个之间的横向距离为小于800微米，特别是，其中，下列情形中的一个适用：
－该特定的第一光学元件及该特定的第二光学元件均为主动式光学元件，且其中，该横向距离为小于800微米，特别是小于400微米；
－该特定的第一光学元件及该特定的第二光学元件均为复制的被动式光学元件，且其中，该横向距离为小于800微米，特别是小于500微米；
－该特定的第一光学元件为主动式光学元件，且该特定的第二光学元件为复制的被动式光学元件，且其中，该横向距离为小于800微米，特别是小于600微米，甚至是小于350微米。
有关于第一及第二基板晶元的方法可使得令第一和第二光学元件靠近到1毫米以下为可能的，例如，在晶元级的大量制造中，靠近到300微米以下。
距离通常指的是关于(最接近的)边缘到边缘的距离。
主动式光学元件可，例如，使用取放的方式(pick-and-place)被放置在晶元上。
复制的光学元件使用复制技术(例如，模制或浮雕)而被制造出来。
在一实施例中，第二光学元件为复制的光学元件，每一个第二光学元件系与至少部分地围绕对应的光学元件之围绕部一体地形成，在制造对应的第二光学元件的过程中，每一个围绕部在所应用之相同的复制过程中被制造出来，该方法包括以下的步骤：
m)在第二基板晶元中创造复数个开口；
其中，藉由执行步骤m)，每一个围绕部的至少一部分被移除。
尤其是，复制的光学元件可为透镜元件。
可提供的是，所有的第二光学元件及所有的围绕部使用一个相同的复制过程而被制造出来，例如，在浮雕过程中。
特别是，可以在步骤c)所提及的横向地界定的区域中创造开口，或是开口的横向延伸包括在步骤c)所提及的横向地界定的区域。尤其是，开口的横向延伸可与前述的开放区域重合。
该方法可包括使用复制技术来制造第二光学元件的步骤。所有的第二光学元件和所有的围绕部可使用一个相同的复制过程而被制造出来。
用于此范例的步骤m)使用激光切割、机械加工、微机械加工、钻孔中的至少一个来实现。
可提供的是，沿着创造出开口的线的区段(且其限定出开口)穿过围绕部。
需注意的是，“一体地形成”的部分(整体部分)亦可被描述为连续的(完整的)部分，以及描述为至少在其邻接之处被由相同的材料所制成的部分。
围绕部的存在尤其可以归因于制造第二光学元件的方式，例如，当像是浮雕过程的复制过程被使用来制造第二光学元件时。
在光学组件中，围绕部通常没有或至少没有所需的光学功能。
在此实施例中(包含步骤m))，在第二基板晶元中的开口通常在第二光学元件被建立于第二基板晶元、或附接到第二基板晶元、或位在第二基板晶元之后才被创造。
然而，一般来说，可选择性地提供的是，第二光学元件仅在第二基板晶元中的开口被创造之后被建立于第二基板晶元、或附接到第二基板晶元、或位在第二基板晶元。
在一实施例中，导体路径于材料区域中存在于第一基板晶元的顶侧上。更具体地，导体路径可存在于被第二光学元件所占据之横向地界定的区域中。
这通常意味着是步骤d)之后，或在步骤d)中所提到的横向对齐的情况。
由于在导体路径上的复制可能造成困难，本实施例特别是在第二光学元件为复制的光学元件的情况下可为有利的。
在一实施例中，在步骤d)所提及的横向对齐中，一个相同的光学组件之第一和第二光学元件之间的空间不存在光学组件的任何进一步的零件或部件，至少远离第二基板晶元之选择性地存在的部分，及/或远离选择性地存在于第一基板晶元的顶侧之粘合剂。
以此方式，相较于某些物件存在于第一及第二光学元件之间的情况，第一及第二光学元件通常可被定位成更靠近彼此。
尤其是，可提供的是，在一个相同的光学组件之第一和第二光学元件之间不存在有进一步的光学元件。
还可能提供的是，在一个相同的光学组件之第一和第二光学元件之间(的空间中)，不存在有更多晶元的部分。
在一实施例中，第二基板晶元具有一轮廓，其具备相对于垂直方向倾斜的切割线。
特别是，可提供的是，在第二基板晶元和第一基板晶元的顶侧之间建立底切槽。
垂直方向指得是由第二基板所界定出的垂直方向。
轮廓(在包含垂直的平面中)可为使得下部边缘(其更靠近第一基板晶元，位在第二基板晶元的底侧)相较于上部边缘(在第二基板晶元的顶侧)突出较少到第二基板晶元中的开口内。
这可使得将第一及第二光学元件定位成非常靠近于彼此为可能的。
单一化的步骤(或切割步骤)可被执行，以从晶元堆叠得到独立的(单一的)光学组件。
用途为在此所说明的方法的使用(参照特别是上述的说明)，用于减少一个相同的光学组件之第一和第二光学元件之间的横向距离，或是用于使一个相同的光学组件之第一和第二光学元件之间的横向距离小于仅使用单一的晶元(在此单一的晶元上，第一和第二光学元件由于对应的过程而存在且位在对应的位置和方向)所能达成的距离。
换言之，藉由两个基板晶元的使用，特别是如上所述的，光学元件可被(横向地)尽可能地相互靠近，如同仅在单一晶元(取代所提出的两个互连的晶元)上可达成的一般(前提是没有其他用于附接或制造光学元件的技术被使用在单一晶元上)。
因此，所说明的方法可被使用来实现的是，一个相同的光学组件之第一和第二光学元件被以特别小的相互距离来定位，亦即，小于在仅有单一的晶元将被用于第一和第二光学元件两者的情况下可达成的距离。
此外，此距离亦可为小于在将第一和第二基板晶元互连之后(参照上述的步骤d))，将第一和第二光学元件分别与第一和第二基板晶元一起制造、或分别制造于第一和第二基板晶元上、或分别附接于第一和第二基板晶元的情况下的距离。
本发明还包括光学组件。
光学组件包括：
－第一基板，具有第一光学元件存在于其上的顶侧；
－第二基板，具有底侧；
其中，第一基板和第二基板被互连，使得第一基板的顶侧面对第二基板的底侧，且第二基板在被称作垂直方向的方向上被堆叠到第一基板上；
其中，第二基板具有
－材料区域，其为第二基板的材料存在于其中的横向地界定的区域，且第二光学元件存在于材料区域中；以及
－至少一开放区域，其为没有第二基板的材料存在于其中的横向地界定的区域；
其中，第一光学元件被横向地定位在开放区域中。
“横向”指得是垂直于垂直方向的方向。
第二基板特别是横向地成形为留下用于第一光学元件的开放空间。
材料区域及开放区域通常是为了互补由第一基板所占据的横向区域及/或互补由光学组件所占据的横向区域。
通常，第二基板具有不超过一个的单一连续的材料区域。
一般而言，第二光学元件存在于第二基板，例如，存在于第二基板上或第二基板中。例如，第二光学元件被安装于第二基板的顶侧上，其中，该顶侧系相对于第二基板的底侧；或者，第二光学元件被整合到或附接于第二基板，例如，至少部分地被垂直地定位在第二基板的顶侧和底侧之间。
第一基板和第二基板之间的互连可，例如，藉由粘合或藉由提供形状配合(form-fitting)连接，而被实现。
在一实施例中，第一光学元件被横向地定位在第一区域中，且第二光学元件被横向地定位在第二区域中，其中，第一区域与第二区域并未重迭。
在一实施例中，光学组件还包括第三基板和第一间隔物，其中，第一间隔物存在于第一基板和第三基板之间，更具体地存在于第二基板和第三基板之间，且其中，第一间隔物为选择性地与第三基板为连续的，例如，与第三基板为一体地形成的。
在一实施例中，光学组件包括第二间隔物，第二间隔物从相对于第二基板的底侧之第二基板的顶侧延伸到相对于从第二基板的底侧指向第一基板的顶侧之方向的方向中，其中，第二间隔物为选择性地与第二基板为连续的，尤其是与第二基板为一体地形成的。
在参照最后两个强调的实施例中的一个实施例中，第二间隔物与第三基板间隔一距离。
在一实施例中，没有光学组件的零件或部件存在于第一和第二光学元件之间，至少远离第二基板之选择性地存在的部分、及/或远离选择性地存在于第一基板的顶侧上之粘合剂。
更具体地，可提供的是，没有组件的零件或部件存在于在第一基板的顶侧上或在第二基板的顶侧上的第一及第二光学元件之间；同样除了可能选择性地存在的粘合剂以外。
第二基板的顶侧相对于第二基板的底侧。
类似地，也可以说第一及第二光学元件之间的空间不存在任何光学组件的零件或部件，除了可能用于第二基板的部分或粘合剂以外，特别是，在第一和第二光学元件之间的该空间中，第一基板的顶侧和第二基板的顶侧不存在任何光学组件的零件或部件，除了可能用于第二基板的部分或粘合剂以外。
特别是，上面所述之“光学组件的零件或部件”可能表示光学组件的基板的一部分及/或光学组件的另一光学元件。未排除可能存在的粘合剂存在于第一及第二光学元件之间的可能性。
本发明还包括具备根据本发明之对应的方法的特征之光学组件，且反之，本发明亦包括具备根据本发明之对应的光学组件的特征之方法。
本发明亦包括晶元堆叠，一方面，晶元堆叠包括复数个根据本发明之光学组件；另一方面：
晶元堆叠包括
－第一基板晶元，复数个第一光学元件存在于第一基板晶元的顶侧上；
－第二基板晶元，具有材料区域，其为第二基板的材料存在于其中之连续横向地界定的区域，其中，复数个第二光学元件存在于此材料区域中；
其中，第一基板晶元的顶侧面对第二基板晶元的底侧，且在其间没有其他的晶元，且其中，第一光学元件的每一个存在于不与材料区域重叠之横向地界定的区域中。
本发明还包括晶元堆叠，其具备对应的方法之特征或根据本发明的光学组件，且反之，本发明亦包括具备根据本发明之对应的晶元堆叠的特征之方法及光学组件。
并且，本发明包括包含根据本发明的光学组件或使用根据本发明的方法来制造的光学组件之装置。
在一实施例中，装置还包括印刷电路板，光学组件系安装于此印刷电路板上。
尤其是，装置可为下列之至少一个
－携带式或移动计算装置；
－智能手机；
－平板电脑；
－数码阅读器；
－摄像装置；
－数码相机；
－游戏控制器；
－传感装置；
－传感器。
进一步的实施例及优势由从属权利要求及附图来呈现。
附图说明
以下，本发明藉由范例及所包含的附图被详细地说明。附图示意性地显示：
图1为包含第一和第二基板晶元的晶元堆叠之细节的俯视图；
图2为可从图1的晶元堆叠得到的光学组件之部分的侧视图；
图3为可从图1的晶元堆叠得到的光学组件之部分的截面图；
图4为可从包含图1的晶元堆叠之晶元堆叠得到的光学组件之侧视图；
图5为可从包含图1的晶元堆叠之晶元堆叠得到的光学组件之截面图；
图6为包含第一和第二基板晶元的晶元堆叠之细节的俯视图；
图7为可从图6的晶元堆叠得到的光学组件之部分的侧视图；
图8为可从包含图6的晶元堆叠之晶元堆叠得到的光学组件之侧视图；
图9为可从包含图6的晶元堆叠之晶元堆叠得到的光学组件之侧视图；
图10为包含第一和第二基板晶元的晶元堆叠之细节的俯视图；
图11为可从图10的晶元堆叠得到的光学组件之部分的侧视图；
图12为可从包含图10的晶元堆叠之晶元堆叠得到的光学组件之侧视图；
图13为可从包含图10的晶元堆叠之晶元堆叠得到的光学组件之侧视图；
图14为包含第一和第二基板之光学组件的部分之截面图；
图15为包含第一和第二基板之光学组件的部分之截面图；
图16为包含第一和第二基板之光学组件的部分之截面图；
图17为用于显示空间需求之光学组件的部分之俯视图；
图18为用于显示空间需求之晶元堆叠的部分之截面图；
图19为用于显示空间需求之晶元堆叠的部分之截面图；
图20为用于显示空间需求之晶元堆叠的部分之截面图；
图21为具有于其上被制造之第二光学元件的第二基板晶元之母材的部分之截面图；
图22为其上具有第二光学元件之图21的第二基板晶元之部分的截面图，用于显示开口的创造及同时移除第二光学元件的围绕部之部分；
图23为包含具有图22之于其上被制造之第二光学元件的第二基板晶元的部分之光学组件的部分之截面图；
图24为具有建立底切槽的第二基板之光学组件的部分之截面图；
具体实施方式
图1示意性地显示包含第一基板晶元S1和第二基板晶元S2的晶元堆叠W之细节的俯视图。图2为可从图1的晶元堆叠得到的光学组件M之部分的侧视示意图。且图3为可从图1的晶元堆叠得到的光学组件M之部分的截面示意图。藉由虚线及空心的箭头在图1中指示出截面的大概位置。
图1、6及10中外部的箭头指示分离线(separation line)，亦称作为切割线(dicing line)，其同样被示出于各附图中。
藉由将晶元堆叠分离所得到的在光学组件中的晶元部分被参照到各晶元的标号。这些晶元部分亦称作为基板(在基板晶元的情况下)或称作为间隔物(在间隔晶元的情况下)。
在晶元S1上，存在光学元件C1，而在晶元S2上，存在光学元件C2。晶元S1、S2藉由，例如，将其相互贴合(例如，使用粘合剂)，而被互连。晶元S1的顶面面对晶元S2的底面，且在所示出的情况下，甚至是接触晶元S2的底面，其中，粘合剂可能存在于晶元S1和晶元S2之间。为了提供用于光学元件C1的空间，开口50(尤其是，通孔)设置在晶元S2中。光学元件C1(或其至少部分)系被晶元S2的材料横向地围绕。光学元件C1突出到开口50中。
晶元S1及S2可被个别地制造，且在形成包含晶元S1及S2的晶元堆叠W之前，可在晶元S1及S2分别设有各自的光学元件C1、C2。
图4为可从包含图1的晶元堆叠W的晶元堆叠所得到的光学组件M之侧视示意图。图5为图4之光学组件M的截面示意图。在此情况下，在将晶元堆叠分离成复数个光学组件M之前，两个进一步的晶元，也就是另一个基板晶元S3以及间隔晶元P1，被设置(且堆叠在晶元S1、S2上)。基板S3通常包括至少一个光学元件C3，且在图4及图5的范例中，基板S3包括两个光学元件C3、C3’。
间隔晶元P1从晶元S2(更精确地，从晶元S2的顶侧)垂直地延伸到晶元S3(更精确地，到晶元S3的底侧)，且因此界定出晶元S2与晶元S3之间的垂直距离，其中，亦可能存在粘合剂。
此外，间隔晶元P1具有开口55，或更具体地，具有通孔，光学元件C2存在于其中。更具体地，光学元件C2(或其至少部分)被间隔晶元P1横向地围绕。光学元件C3’亦存在于开口55内。
光之折迭的光学路径可藉由光学元件C1、C2、C3、C3’被界定出来。
光学元件C1可为，例如，像是光电二极管的光检测器、或图像传感器。
光学元件C2可为，例如，镜或光栅。
光学元件C3可为，例如，透镜或透镜元件。
光学元件C3’可为，例如，曲面镜或曲面光栅。
可能提供的是，没有光学元件存在于这些晶元之一的侧部，此侧部在分离为单一光学组件之后为光学组件的外侧。特别是，例如，在图4及图5的范例中，晶元S1及S3之最顶部的晶元的顶侧和最底部晶元的底侧分别可不具有光学元件。例如，参照图4及图5，光学元件C3可以是完全不存在或可被配置在开口55内。这种光学组件可为特别坚固的。
需注意的是，可以提供的是，光学组件M的外壳主要或甚至是完全地藉由组件的晶元区段来建立，例如，藉由组件的基板及/或间隔物。这种光学组件可进一步地被密封封闭。
在图4及图5的范例中，外壳系实质上由晶元S1、S2、S3及P1的区段来建立。
如图1至5的范例所示，可提供的是，晶元S2延伸通过所有的切割线，及/或仅在分离线外部具有开口5(或开口部)。例如，晶元S2具有仅用于存在于晶元S1上的光学元件之开口，且这些开口横向地完全围绕这些光学元件(像是图1中的光学元件C1)，尤其是在各个光学组件M当中。
这种基板S2可具有相当高的机械稳定性，但其包括相对大量的材料。
图6和7以及图10和11显示基板晶元S2的范例，其系横向地占据相对少的空间，且其包括相对少量的材料(相较于图1的范例)。
图6为对于包含第一及第二基板晶元S1、S2之晶元堆叠W的细节之俯视示意图。图7为可从图6之晶元堆叠得到的光学组件M的部分之侧视图。
相较于每个光学元件仅一个开口50，图6的晶元S2具有更多的开口。且这些开口50中仅一个开口50围绕光学元件C1，且并非完全围绕而仅仅是部分围绕。
图8及图9为可从包含图6的光学堆叠之光学堆叠得到的光学组件之侧视示意图。类似于图4所显示的情形，间隔晶元P1及第三基板晶元S3被提供。
类似于图4的情形，间隔晶元P1可坐落在基板晶元S2上，且延伸到晶元S3。但考虑到基板S2的形状，参照图6，可能导致低的机械稳定性。因此，间隔晶元P1可靠在晶元S1及晶元S2两者上，如图8所示，或者间隔晶元P1可仅靠在晶元S1上，如图9所示。
图10为对于包含第一及第二基板晶元S1、S2之晶元堆叠W的细节之俯视示意图。图11为可从图10之晶元堆叠得到的光学组件的部分之侧视图。
图12及图13为可从包含图10的光学堆叠之光学堆叠得到的光学组件之侧视示意图。类似于图4及图8和9所显示的情形，间隔晶元P1及第三基板晶元S3被提供。
类似于图4的情形，间隔晶元P1可坐落在基板晶元S2上，且延伸到晶元S3。但考虑到基板S2的形状，参照图10，可能导致低的机械稳定性。因此，间隔晶元P1可靠在晶元S1及晶元S2两者上，如图12所示，或者间隔晶元P1可仅靠在晶元S1上，如图13所示。
图14至16示意性地显示包含第一及第二基板S1、S2之光学组件的部分之截面图。这些附图主要应显示光学元件C1、C2的不同类型及位置(定位)，以及其他可能的特征。所描述的特性及特征可被独立地应用或提供，亦即，它们不一定要以所显示的方式被组合。
图14显示被整合到基板S2中的光学元件C2。还显示出存在于基板S2的顶面和底面之间的光学元件C2。此外，图14显示反射光学元件C2的范例，C2为，例如，曲面镜。
此外，图14显示延伸或突出通过基板S2中的开口50之光学元件C1。
图15显示透射光学元件C1的范例。且其显示光学元件C1为被动式光学元件(诸如所显示的透镜元件)的范例。
此外，图15显示基板S1具有透明部t1的范例，透明部t1可为开口或由像是玻璃或透明的聚合物之透明的固体材料所制成的。
图16显示基板S1具有透明部t1以及晶元S2具有横向地对齐之透明部t2的范例。
图16亦显示透射光学元件C2的范例。且其显示出光学元件C2为像是所显示的透镜元件之被动式光学元件的范例。
此外，图16显示在基板S1上提供(尤其是在其底侧)另一光学元件C1’的可能性的范例。
图17为对于用于显示空间需求的光学组件之部分的俯视示意图。第二光学元件C2具有到第一光学元件C1的横向距离d。藉由先提供分别具有第一及第二光学元件C1、C2的第一及第二基板晶元S1、S2，并接着将第一及第二基板晶元S1、S2互连，能够实现距离d，其小于在第一及/或第二光学元件于互连晶元S1、S2之后与各自的晶元一起被制造、或被制造于各自的晶元上、或被附接到各自的晶元的情况下可实现的距离。并且，可能实现距离d，其系小于在第一及第二光学元件与单一晶元一起被制造、或被制造于单一晶元上、或被附接到单一晶元的情况下可实现的距离。
这可归因于所使用的过程之空间需求。在图17中，分别围绕光学元件C1及C2的虚线圆圈非常示意性地示出出这样的空间需求，或更精确而言，示出出这样的空间需求下之横向元件。空间需求可能具有各式各样的三维形状，例如，可能在不同的横向方向为不同的大小，且可能在不同的垂直面上为不同的。
空间需求可能归因于，例如，为了各个过程的公差以及为了由在各个过程中所使用的工具所占据的空间。
在图17中重迭的圆圈之事实指示出在晶元被互连时，不可能同时地去将光学元件C1及C2设置于其各自的基板晶元S1、S2上。在图17中重迭的圆圈的事实可能进一步地被视为无法同时将光学元件C1及C2设置在单一基板晶元上的一种指示。
图18至20为用于说明空间需求的晶元堆叠W之部分的截面示意图。
在图18至20中，假定在各自的基板晶元(图18及图20中的S1、图19中的Sx)上使用取放机器(pick-and-place machine)放置多个光学元件C1，而在各自的基板晶元(图18及图20中的S2、图19中的Sx)上使用复制技术(称为浮雕(embossing))制造多个光学元件C2。取放工具被示出成虚线且标号为81，而复制工具被示出成细线且标号为82。
图18至20显示连续的第二光学元件C2，以及横向地围绕各个第二光学元件C2的围绕部60。这种围绕部60可以是归因于制造第二光学元件的方式，如同从显示于图18至20之例示性情况可推断出来的。光学元件C1、C2之间的横向距离d被示出于图18至20中。在图18至20中，围绕部60的提供为选择性的，而在图21至23中(参照以下的情况)则否。
如同从图18清楚可见的，工具81及82无法被同时地使用(在被互连的晶元S1、S2上)。由工具81及82所占据的空间会重迭，使得同时使用是不可能的。如同亦可见于图18中的，在基板晶元S1已经被互连于晶元S2且已经被设置有第一光学元件C1之后，不可能去使用工具82。工具81所需的空间会与由光学元件C1所占去的空间重迭，因此而为不可能的。
但在晶元S1及S2已被互连且晶元S2已设有光学元件C2之后，仍可能使用工具81来设置具有光学元件C1的基板S1。然而，过程公差(process tolerance)(未显示于图18中)亦可能使这种处理方式为不可能的。
然而，可能先提供具有光学元件C1的晶元S1并提供具有光学元件C2的晶元S2，并接着将晶元互连，以建立所示出的晶元堆叠W。
图19示出在说明光学元件的靠近程度或其距离时，利用参照被称作Sx之单一(类虚拟)晶元的使用，可以是有意义的。晶元Sx包括透明部tx。
在最初的计划是要使第一及第二光学元件C1、C2位在像是所示出的晶元Sx之一个单一晶元上的情况下，至少在如图19所示之光学元件C1将在光学元件C2被处理之前被附接到晶元Sx的情况下，此任务可能会变成是不可能的(所提供的是，存在对于光学元件的过程)－其中，过程公差亦可能使这种处理方式为不可能的。
如同从图19清楚可见的，工具82与光学元件C1之间的“碰撞”将排除先提供具有光学元件C1的基板Sx并接着使其具备光学元件C2的情况。并且，同时提供具备光学元件C1、C2两者之晶元Sx亦为不可能的。
在将晶元S1、S2互连之前，使用设有各自的光学元件C1、C2之两个初始分离的晶元S1、S2可解决此问题，如可从图18中推断出来的。
图20以类似于图18的方式示出当仅在晶元S1、S2已设有各自的光学元件C1、C2后将晶元S1、S2互连时所提供的可能性。
在图20的范例中，显然无法同时将个别的光学元件C1、C2设置到包含晶元S1、S2的晶元堆叠W上，或在包含晶元S1、S2的晶元堆叠W设置个别的光学元件C1、C2。
并且，亦无法在已设置光学元件C2且已建立包含晶元S1及S2的晶元堆叠W之后设置光学元件C1。从图20所示之工具81与光学元件C2重迭看来，这是明显的。
即使在图20所示出的情况中，由光学元件C1、C2所占据的空间以及由工具81、82所占据的空间明显地并未排除在晶元堆叠上去复制光学元件C2(包括其围绕部60)的可能性，其中，间隔物C1已藉由光学元件C1来提供，但其可被理所当然地假定为，晶元S2设有光学部件C2的复制过程的过程公差(未显示于图20中)亦将此处理方式排除。
然而，藉由仅在已将光学元件C1、C2设置在其各自的晶元之后将晶元S1、S2互连之所建议的处理方式使得有可能成功地制造出所示出的晶元堆叠(以及最后源自于此晶元堆叠的光学组件)。
图21为其上具有第二光学元件S2的第二基板晶元之母材(precursor)S2’的部分之截面示意图。第二光学元件C2与横向地围绕在其周围的围绕部60为连续的。围绕部60并非任何的光学元件或至少不具有所需的光学功能。
如已示出于图18的，所具有的围绕部60可能从光学元件C2被制造的方式产生。
由于围绕部60可免除，因其可被至少部分地移除。此能够允许使光学元件C1、C2之特别相互侧向地靠近的定位为可能的。
图21中的垂直虚线显示材料，例如，藉由切割或激光切割，同时地从围绕部60以及从母材S2’被移除。
在于母材S2’中建立开口50的期间，可能将围绕部60的至少一部分移除，以得到如图22所示之基板S2。
随着在基板晶元S2中被创造出来的开口50，晶元堆叠W可藉由将晶元S2与光学元件C1存在于其上的晶元S1互连来形成。图23为包含如图22所示之第二光学元件C2于其上被制造的第二基板晶元S2之部分之光学组件的部分(亦即，晶元堆叠W的部分)之截面示意图。
图24为具有建立底切槽(undercut)77之第二基板S2之光学组件的部分之截面示意图。如图所示之可见于轮廓中的切割线70可能源自于在基板晶元S2中创造出的开口50，且为具有垂直的角度。这种具有倾斜的侧壁的开口可使用，例如，微机械加工(micromachining)或激光切割，而被制造出来。
在光学元件C1沿着从第一基板S1指向第二基板S2的方向渐缩(缩减)的情况下，这可能是特别有用的。这可能为，例如，若光学元件C1如上所述地使用复制技术来制造及/或具有围绕部60，的情况。
设置这种底切槽77及/或对应的切割线70可能使具有特别地相互靠近(横向地)的光学元件为可能的。
需注意的是，为了使第一及第二光学元件的相互排列尽可能的为靠近的，光学组件之相邻的第一及第二光学元件之间的空间为空的，亦即，除了第二基板的部分及/或粘合剂可能存在于此以外，不存在光学组件之进一步的零件或部件，如在多数所示出的范例中的情形。然而，在第一及第二光学元件可能间隔足够远的距离的情况下，可提供的是，另一光学元件、或另一基板之部分、或光学组件的间隔物可能存在于光学组件之相邻的第一及第二光学元件之间的空间中。

Claims (35)

1.一种用于制造复数个光学组件的方法，每一个该光学组件包括第一光学元件及第二光学元件，该方法包括以下的步骤：
a)提供第一基板晶元，复数个该第一光学元件存在于该第一基板晶元上的顶侧上；
b)提供具有材料区域的第二基板晶元，该材料区域为连续横向地界定的区域，该第二基板的材料存在于该材料区域中，其中，复数个该第二光学元件存在于该材料区域中；
c)实现该第一基板晶元与该第二基板晶元的横向对齐，使得每一个该第一光学元件存在于不与该材料区域重迭的横向地界定的区域中；
d)在该横向对齐的状态下使该第一基板晶元与该第二基板晶元互连，使得该第一基板晶元的该顶侧面对该第二基板晶元的底侧，且在该第一基板晶元与该第二基板晶元之间没有进一步的晶元。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该第二基板晶元包括复数个开放区域，该开放区域为该第二基板的材料未存在于其中之横向地界定的区域，且其中，每一个该第一光学元件存在于该开放区域中的一个中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该第一光学元件的每一个被横向地定位在复数个第一区域中的一个内，且该第二光学元件的每一个被横向地定位在复数个第二区域中的一个内，其中，该第一区域没有与该第二区域的任一个重迭。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，该第二基板晶元构成一体地形成的部件。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，该第二基板晶元为连续地具有复数个突出物，该复数个突出物在相反于从该第二基板晶元的该底侧向该第一基板晶元的该顶侧指向的方向之方向上突出。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，包括以下的步骤：
e)提供作为第二间隔晶元的晶元；以及
f)将该第二基板晶元与该第二间隔晶元互连；
其中，步骤f)在步骤d)之前、或在步骤d)期间、或在步骤d)之后被执行，且其中，在步骤d)之后，该第二基板晶元被布置在该第一基板晶元与该第二间隔晶元之间。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，包括以下的步骤：
g)提供第三基板晶元，其中，复数个第三光学元件存在于该第三基板晶元或其上，且/或该第三基板晶元包括复数个横向地界定的透明区域；以及
h)经由称作第一间隔晶元的晶元将该第三基板晶元连接到该第一基板晶元及/或该第二基板晶元，使得该第二基板晶元被布置在该第一基板晶元与该第三基板晶元之间，其中，该第一间隔晶元与该第三间隔晶元为选择性地连续的；
其中，步骤h)系在步骤d)之后或与步骤d)同时被执行。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤h)之后，该第二基板晶元存在于该第一基板晶元与该第一间隔晶元之间，且其中，该第一间隔晶元从该第二基板晶元垂直地延伸到该第三基板晶元，使得该第二基板晶元与该第三基板晶元之间的垂直距离系由该第一间隔晶元的垂直延伸来界定。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，该第一光学元件为主动式光学元件，且该第二光学元件为被动式光学元件。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，包括以下的步骤：
r)在该第二基板晶元上复制该第二光学元件。
11.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，包括将该第二光学元件附接到该第二基板晶元的步骤，特别是使用取放(pick-and-place)的方式。
12.根据权利要求1-11中任意一项所述的方法，其中，该第一光学元件的其中之一系在第一特定位置及方向中使用第一过程与该第一基板晶元一起被制造、或被制造于该第一基板晶元上、或被附接到该第一基板晶元，且该第二光学元件的其中之一系在第二特定位置及方向中使用第二过程与该第二基板晶元一起被制造、或被制造于该第二基板晶元上、或被附接到该第二基板晶元，且其中，该第一特定位置与该第二特定位置系非常靠近地相互横向地隔开，该第一过程与该第二过程在建立该第一基板晶元与该第二基板晶元之间的互连之后的空间需求，排除下列至少一种情况：
－在该第一特定位置及方向中使用该第一过程与该第一基板晶元一起制造该第一光学元件的其中之一、或于该第一基板晶元上制造该第一光学元件的其中之一、或将该第一光学元件的其中之一附接到该第一基板晶元，且同时，在该第二特定位置及方向中使用该第二过程与该第二基板晶元一起制造该第二光学元件的其中之一、或于该第二基板晶元上制造该第二光学元件的其中之一、或将该第二光学元件的其中之一附接到该第二基板晶元；
－先在该第一特定位置及方向中使用该第一过程与该第一基板晶元一起制造该第一光学元件的其中之一、或于该第一基板晶元上制造该第一光学元件的其中之一、或将该第一光学元件的其中之一附接到该第一基板晶元，并接着，在该第二特定位置及方向中使用该第二过程与该第二基板晶元一起制造该第二光学元件的其中之一、或于该第二基板晶元上制造该第二光学元件的其中之一、或将该第二光学元件的其中之一附接到该第二基板晶元；
－先在该第二特定位置及方向中使用该第二过程与该第二基板晶元一起制造该第二光学元件的其中之一、或于该第二基板晶元上制造该第二光学元件的其中之一、或将该第二光学元件的其中之一附接到该第二基板晶元，并接着在该第一特定位置及方向中使用该第一过程与该第一基板晶元一起制造该第一光学元件的其中之一、或于该第一基板晶元上制造该第一光学元件的其中之一、或将该第一光学元件的其中之一附接到该第一基板晶元。
13.根据权利要求1-12中任意一项所述的方法，其中，该第一光学元件的其中之一系在第一特定位置及方向中使用第一过程与该第一基板晶元一起被制造、或被制造于该第一基板晶元上、或被附接到该第一基板晶元，且该第二光学元件的其中之一系在第二特定位置及方向中使用第二过程与该二基板晶元一起被制造、或被制造于该二基板晶元上、或被附接到该第二基板晶元，且其中，该第一特定位置与该第二特定位置系非常靠近地相互横向地隔开，该第一过程与该第二过程的空间需求排除下列至少一种情况
－在对应该第一特定位置及方向的位置及方向中使用该第一过程与一个单一的基板晶元一起制造该第一光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造该第一光学元件的其中之一、或将该第一光学元件的其中之一附接到该单一基板晶元，且同时，在对应该第二特定位置及方向的位置及方向中使用该第二过程与该一个单一的基板晶元一起制造该第二光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造该第二光学元件的其中之一、或将该第二光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元；
－先在对应该第一特定位置及方向的位置及方向中使用该第一过程与一个单一的基板晶元一起制造该第一光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造该第一光学元件的其中之一、或将该第一光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元，并接着，在对应该第二特定位置及方向的位置及方向中使用该第二过程与该一个单一的基板晶元一起制造该第二光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造该第二光学元件的其中之一、或将该第二光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元；
－先在对应该第二特定位置及方向的位置及方向中使用该第二过程与一个单一的基板晶元一起制造该第二光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造该第二光学元件的其中之一、或将该第二光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元，并接着，在对应该第一特定位置及方向的位置及方向中使用该第一过程与该一个单一的基板晶元一起制造该第一光学元件的其中之一、或于该一个单一的基板晶元上制造该第一光学元件的其中之一、或将该第一光学元件的其中之一附接到该一个单一的基板晶元。
14.根据权利要求1-13中任意一项所述的方法，其中，该复数个第一光学元件中的特定一个与该复数个第二光学元件中的特定一个之间的横向距离为小于800微米，更具体地，其中，下列情形中的一个适用：
－该特定的第一光学元件及该特定的第二光学元件均为主动式光学元件，且其中，该横向距离小于800微米，尤其是小于400微米；
－该特定的第一光学元件及该特定的第二光学元件均为复制的被动式光学元件，且其中，该横向距离小于800微米，尤其是小于500微米；
－该特定的第一光学元件为主动式光学元件且该特定的第二光学元件为复制的被动式光学元件，且其中，该横向距离小于800微米，尤其是小于600微米，甚至是小于350微米。
15.根据权利要求1-14中任意一项所述的方法，其中，该第二光学元件为复制的光学元件，特别是透镜元件，其每一个系与至少部分地围绕对应的光学元件之围绕部一体地形成，在制造对应的第二光学元件的过程中，每一围绕部在所应用之相同的复制过程中被制造，该方法包括以下的步骤：
m)在该第二基板晶元中创造复数个开口；
其中，藉由执行步骤m)，该围绕部的每一个之至少部分被移除。
16.根据权利要求1-15中任意一项所述的方法，其中，导体路径在该材料区域内存在于该第一基板晶元的该顶侧上，尤其是在被第二光学元件占据之横向地界定的区域中。
17.根据权利要求1-16中任意一项所述的方法，其中，在该横向对齐的状态下，在一相同的光学组件之第一和第二光学元件之间的空间不存在该光学组件之任何进一步的零件或部分，至少远离该第二基板晶元之选择性地存在的部分及/或远离选择性地存在于该第一基板晶元的该顶侧之粘合剂。
18.根据权利要求1-17中任意一项所述的方法，其中，该第二基板晶元具有轮廓，该轮廓具有相对于该垂直方向倾斜的切割线，特别是使得该第二基板晶元与该第一基板晶元的该顶侧之间的底切槽被建立。
19.根据权利要求1-18中任意一项所述的方法的使用，用于减少一个相同的光学组件之第一及第二光学元件之间的横向距离，或用于达成一个相同的光学组件之第一及第二光学元件之间的横向距离，由于对应的处理且在对应的位置及方向中，该横向距离小于使用该第一及第二光学元件存在于其上的单一基板晶元可达成的横向距离。
20.一种光学组件，包括：
－第一基板，具有第一光学元件存在于其上之顶侧；
－第二基板，具有底侧；
其中，该第一基板和该第一基板被互连，使得该第一基板的该顶侧面对该第二基板的该底侧，且该第二基板在被称作为垂直方向的方向上被堆叠在该第一基板上；
其中，该第二基板具有
－材料区域，其为该第二基板的材料存在于其中之横向地界定的区域，且第二光学元件存在于其中；以及
－至少一开放区域，其为没有该第二基板的材料存在于其中之横向地界定的区域；
其中，该第一光学元件被横向地定位在该开放区域内。
21.根据权利要求20所述的光学组件，其中，该第一光学元件被横向地定位在第一区域内，且该第二光学元件被横向地定位在第二区域内，其中，该第一区域及该第二区域并未重迭。
22.根据权利要求20或21所述的光学组件，其中，该第一光学元件被布置成使得其垂直地延伸超过该第二基板的该底侧。
23.根据权利要求20-22中任意一项所述的光学组件，其中，该第一光学元件被该材料区域及该开放区域之间的边界围绕。
24.根据权利要求20-23中任意一项所述的光学组件，还包括第三基板及第一间隔物，其中，该第一间隔物存在于该第一基板及该第三基板之间，尤其是在该第二基板及该第三基板之间，且其中，该第一间隔物系选择性地与该第三基板为连续的。
25.根据权利要求20-24中任意一项所述的光学组件，包括第二间隔物，该第二间隔物从相对于该第二基板的该底侧之该第二基板的顶侧延伸到相对于从该第二基板的该底侧指向到该第一基板的该顶侧的方向之方向中，其中，该第二间隔物系选择性地与该第二基板为连续的。
26.根据权利要求24和25所述的光学组件，该第二间隔物与该第三基板间隔一距离。
27.根据权利要求20-26中任意一项所述的光学组件，其中，至少一导体路径在该材料区域中存在于该第一基板的该顶侧上，尤其是在被该第二光学元件占据之横向地界定的区域中。
28.根据权利要求20-27中任意一项所述的光学组件，其中，该光学组件之零件或部件不存在于该第一光学元件和该第二光学元件之间，至少远离该第二基板之选择性地存在的部分及/或远离选择性地存在于该第一基板的该顶侧之粘合剂。
29.根据权利要求20-28中任意一项所述的光学组件，其中，该第二基板以在该第二基板和该第一基板的该顶侧之间建立底切槽的方式被建构。
30.根据权利要求20-29中任意一项所述的光学组件，其中，该第一光学元件和该第二光学元件之间的横向距离为小于800微米，尤其是小于500微米，甚至小于350微米。
31.一种晶元堆叠，包括复数个根据权利要求20-30中任意一项所述的光学组件。
32.一种晶元堆叠，包括：
－第一基板晶元，复数个第一光学元件存在于该第一基板晶元的顶侧上；
－第二基板晶元，具有材料区域，该材料区域为该第二基板的材料存在于其中之连续横向地界定的区域，其中，复数个第二光学元件存在于该材料区域中；
其中，该第一基板晶元的该顶侧面对该第二基板晶元的底侧，且在该第一基板晶元与该第二基板晶元之间没有进一步的晶元，且其中，该些第一光学元件的每一个存在于未与该材料区域重迭之横向地界定的区域中。
33.一种装置，包括根据权利要求20-30中任意一项所述的光学组件、或由根据权利要求1-18中任意一项所述的方法所制造出来的光学组件。
34.根据权利要求33所述的装置，还包括印刷电路板，该光学组件安装在该印刷电路板上。
35.根据权利要求33或34所述的装置，其中，该装置为下列装置之至少一个
－携带式或移动计算装置；
－智能手机；
－平板电脑；
－数码阅读器；
－摄像装置；
－数码相机；
－游戏控制器；
－传感装置；
－传感器。
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