JP2013539427A - レンズウエハーを製造するための方法および装置 - Google Patents

レンズウエハーを製造するための方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013539427A
JP2013539427A JP2013524355A JP2013524355A JP2013539427A JP 2013539427 A JP2013539427 A JP 2013539427A JP 2013524355 A JP2013524355 A JP 2013524355A JP 2013524355 A JP2013524355 A JP 2013524355A JP 2013539427 A JP2013539427 A JP 2013539427A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
embossing
alignment
lens
error compensation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013524355A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5883447B2 (ja
Inventor
ミヒャエル・カスト
マルクス・ヴィンプリンガー
Original Assignee
エーファウ・グループ・ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エーファウ・グループ・ゲーエムベーハー filed Critical エーファウ・グループ・ゲーエムベーハー
Publication of JP2013539427A publication Critical patent/JP2013539427A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5883447B2 publication Critical patent/JP5883447B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00365Production of microlenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/20Opening, closing or clamping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278Lenticular sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/0048Moulds for lenses
    • B29D11/005Moulds for lenses having means for aligning the front and back moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00951Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58Measuring, controlling or regulating
    • B29C2043/5833Measuring, controlling or regulating movement of moulds or mould parts, e.g. opening or closing, actuating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本願発明は、多数のマイクロレンズ(24)を備えるレンズウエハー(25)を製造するため特に型押しするための方法と装置と、レンズウエハーと、当該レンズウエハーから作られるマイクロレンズとに関する。

Description

本願発明は、請求項1と8とに記載の、多数のマイクロレンズを備えたレンズウエハーを製造するため特に型押しするための方法と装置とに関する。さらに本発明に従えば、請求項11に記載のレンズウエハーおよび請求項12に記載の、当該レンズウエハーから作られるマイクロレンズが意図されている。
マイクロレンズはまず第一に、たとえば携帯電話のカメラのような、光学フォーカス装置を必要とする機器に使用される。小型化するという圧力に基づいて、機能領域はますます小さくなるはずである。マイクロレンズが小型化されるほど、その光学的に正確な製造が困難になる。なぜなら、理想的には大量生産で製造されるべきマイクロレンズには、同時に著しいコスト圧力があるからである。従来技術では、たとえば特許文献1、特許文献2、特許文献3、および特許文献4に示されているように、マイクロレンズは様々な製造法によって支持基板の上で作られる。前述の方法すべてに共通するのは、原則によってある程度の厚さが必要であり、マイクロレンズを通り抜ける光は、レンズだけでなく支持基板も通過しなくてはならないということである。同時に求められる高い品質と、とりわけ厚さと光軸に沿った光学レンズの数、すなわち光路とに左右される、同時によりシャープな場合でのより高い解像度への要求と、に基づいて、従来技術に従ったマイクロレンズのさらなる最適化が望ましい。
支持体を有するそのようなマイクロレンズの最大の問題は、支持体に対して型押し機を正確に位置合わせすることである。位置合わせの際の失敗は、支持体を有して作られるマイクロレンズがたいていは積重されるということによってなお頻繁に高まる。
マイクロレンズの正確な光軸にとって特に重要なのは、支持体に対する型押し機のウェッジエラーを取り除くことである。なぜならば、型押し時にウェッジエラーがあると、光軸は支持体に対して厳密に垂直に型押しされ得ないからである。
米国特許第6846137号明細書 米国特許第5324623号明細書 米国特許第5853960号明細書 米国特許第5871888号明細書
本願発明の課題は、高い製造精密性特に厳密に位置合わせされた光軸を備えた、支持体を有するマイクロレンズを、特に大量生産において製造可能にする装置もしくは方法を提供することである。
この課題は、請求項1と8と10と11の特徴によって解決される。本発明の有利なさらなる形態は、従属請求項に示されている。明細書、請求項および/または図において示される特徴の少なくとも2つから成る組み合わせもすべて、本発明の枠内に当てはまる。示された値範囲では、挙げられた限界内にある値も限界値として開示されるとみなされ、任意の組み合わせで請求可能である。
本発明は、型押しする間特に硬化可能な流体を成形する間、支持体特にウエハーを、型押し機に対して位置合わせするという思想に基づいている。このやり方で、原位置での位置合わせが可能となる。これには、型押し機と支持体との間の距離Dが、特にマイクロレンズフィールドの成形終了頃に最小限になるという、さらにポジティブな結果がある。これによって位置合わせを、従来技術よりもはるかに精密に行うことができる。
次の方法ステップが、本発明に従って、特に以下に挙げられる順序で、意図されている。
‐レンズ材料特に硬化可能な流体、好適にはポリマーを、流体の形状で、ウエハーの型押し面に、および/またはマイクロレンズを型押しするためのレンズ型を備えた、型押し機の型押し面に塗布するステップと、
‐ウエハーに対してほぼ平行に、つまりXY平面でかつ向かい合って設けられている型押し機を、XY平面に対して垂直に延在するZ方向に互いに重なり合うよう移動させるステップと、
‐成形によってレンズウエハーを型押しし、続いてレンズ材料を硬化させるステップであって、成形は型押し機を互いに重なり合うよう移動させることによって行われるステップと、である。
本発明は、型押し面を平行に位置合わせするためのウェッジエラー補償手段によるウェッジエラー補償および/またはウエハーと型押し機とのXY位置合わせが成形中に行われることを特徴とする。XY位置合わせは、XY平面での位置合わせ(alignment)を意味し、ゆえに特にXY平面での回転を含む。
本発明に係る方法によって作られるマイクロレンズの品質にとって特に重要なのは、ウェッジエラー補償である。なぜならば、本願発明に従ったウェッジエラー補償によって、マイクロレンズの光軸を、はるかに厳密かつ複製可能で精密に垂直に位置付けることが可能となるからである。
本発明の有利な実施形態に従えば、ウェッジエラー補償またはXY位置合わせは、ウエハーの型押し面と型押し機の型押し面との距離Dの特定の値を下回った後に、特に連続して行われることが意図されている。というのは、本発明に従えば特に有利なのは、位置合わせをレンズウエハーの型押しもしくは硬化の直前に行うことだからである。なぜならば、この時点で、型押し面間の距離Dが最小限になっており、その結果、特に、型押し面に対して固定式の位置検出装置によって、型押し面の位置とひいてはウエハーと型押し機との位置の極めて正確な検出が可能になる。ウエハーと型押し機との位置もしくは互いに対するそれぞれの型押し面の位置の検出によって、ウェッジエラー補償手段の厳密な制御およびXY位置合わせ手段によるXY位置合わせの厳密な制御が、可能となる。
それに応じて、本発明の実施形態に従った成形が、位置制御されて行われれば、特に有利である。
ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、型押し機において、特にその型押し面に、好適には少なくとも型押し機の周縁部に、かつウエハーにおいて、特にその型押し面に、好適には少なくともウエハーの周縁部に、それぞれ対応する位置合わせ目印が備わっている限りでは、型押し面の位置のさらに厳密な検出が実現可能であり、位置合わせ目印が型押し面に設けられていることによって、特に同一平面上で型押し面に組み込まれることによって、位置合わせ目印間の距離が最小限になる。これによって、位置検出の精密性が明らかに高まる。
本発明のさらなる有利な実施形態に従えば、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせは、型押し機の型押し面とウエハーの型押し面との両方が少なくとも部分的に、好適には大部分が流体に覆われた後で行われることが意図されている。その際、流体が電磁放射線特に光に対して透明であり、その結果、位置合わせの間、位置検出は流体を貫いて行われれば特に有利である。これは以下で液体位置合わせと呼ばれ、この処置によって、特に、乗法子である流体の屈折インデックスだけ深くなった、本発明に従って備えられた位置検出手段、特に、位置合わせ目印の位置もしくはウエハーと型押し機の型押し面の位置を検出するための光学レンズの被写界深度がもたらされる。
結論として、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、光学的な位置検出手段特に光学レンズが備わっており、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせの間、型押し機の型押し面またはその位置合わせ目印も、ウエハーの型押し面またはその位置合わせ目印も、特に同時に、特にウエハーに対して固定式の光学的な位置検出手段の被写界深度に設けられていれば、特に有利である。それゆえ本発明に従えば、位置検出の間もしくは位置合わせと成形の間、位置検出手段を移動させる必要はもはやなく、その結果、位置検出手段そのものは、ウエハーに対する型押し機の相対的位置への影響を有さず、それによって、付加的なエラー原因が排除される。従来技術においては、被写界深度がより深い固定式の位置検出手段か、または被写界深度がより浅い可動式の位置検出手段を用いなくてはならないという問題があった。このジレンマは、本発明に係る本処置によって、解消される。
Z方向における型押し機の型押し面とウエハーの型押し面との間の距離Dが、位置検出の間、0よりも大きく、かつ同時にZ方向における被写界深度よりも小さいことによって、検出の精密性が改善もしくは向上される。
多数のマイクロレンズを備えるレンズウエハーを製造するための本発明に係る装置は、以下の特徴を備えている。
‐レンズ型を備えた型押し構造を有する型押し面を有する型押し機と、
‐型押し機を、型押し面に背向する受容面に受容するための第1受容装置と、
‐ウエハーを、その型押し面に背向するその受容面に受容するための第2受容装置と、
‐硬化可能な流体特にポリマーを、流体の形状で型押し面または型押し面に塗布するための塗布手段と、
‐ウェッジエラー補償手段および/またはXY位置合わせ手段と、
‐硬化可能な流体を成形し硬化させることによって、レンズウエハーを型押しするための型押し手段と、である。
本発明に係る装置は、ウエハーが、成形の間ウェッジエラー補償手段および/またはXY補償手段によって、型押し機に対して位置合わせ可能であることで優れている。これまでは、型押し機に対するウエハーの位置合わせ、すなわちウェッジエラー補償またはXY位置合わせは、レンズウエハーの成形中は不可能であった。
本発明に係る装置は、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、型押し機において、特に型押し面に、好適には少なくとも型押し機の周縁部に、位置合わせ目印が備わっており、当該位置合わせ目印は、ウエハーの位置合わせ目印に対応して設けられていることによって、改善される。
本発明はさらに、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、光学的な位置検出手段特に光学レンズが備わっており、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせの間、型押し機の型押し面またはその位置合わせ目印も、型押し面またはその位置合わせ目印も、特に同時に、特にウエハーに対して固定式の光学的な位置検出手段の被写界深度に設置可能であることによって、改善される。
その上、独立した発明として、以下の特徴から成るレンズウエハーが備わっている。
‐ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、ウエハーにおいて、特に型押し面に、好適には少なくともウエハーの周縁部に備わっている位置合わせ目印を有するウエハーと、
‐ウエハーに塗布され、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせによってウエハーと位置合わせされ、かつウエハー上で硬化されたマイクロレンズフィールドと、である。
その上、分離によってレンズウエハーから作られている1つまたは複数のマイクロレンズが、独立した発明とみなされ得る。
本発明に従って記述された装置および/または本発明に従って記述された方法によって作られているレンズウエハーも、独立した発明とみなされ得る。
さらなる独立した発明思想として、本発明に従って考えられ得るのは、ウエハーの代わりに、硬化可能な流体を成形するための第2の型押し機であって、当該型押し機によって、硬化可能な流体が第2の面で成形される型押し機を備えることである。その結果として、もっぱら硬化された流体から形成されている一枚岩的レンズウエハーができるであろう。
本発明のさらなる利点と特徴と詳細とは、好ましい実施例の以下の記述からと、図に基づいてもたらされる。図に示されるのは以下である。
多数のマイクロレンズを備えるレンズウエハーを製造するための本発明に係る装置の概略切断側面図である。 レンズウエハーを製造するための、本発明に係る方法の経過の概略図である。 レンズウエハーを製造するための、本発明に係る方法の経過の概略図である。 レンズウエハーを製造するための、本発明に係る方法の経過の概略図である。 本発明に係る方法のさらなる実施形態における、本発明に係る方法の経過の概略図である。 本発明に係る方法のさらなる実施形態における、本発明に係る方法の経過の概略図である。 本発明に係る方法のさらなる実施形態における、本発明に係る方法の経過の概略図である。 本発明に係る装置すなわち変更された型押し機のさらなる実施形態を有する、図2aから図2cに記載の方法の経過の概略図である。 本発明に係る装置すなわち変更された型押し機のさらなる実施形態を有する、図2aから図2cに記載の方法の経過の概略図である。 本発明に係る装置すなわち変更された型押し機のさらなる実施形態を有する、図2aから図2cに記載の方法の経過の概略図である。
図においては、本発明の実施形態に従って、本発明の利点と特徴とが、これらをそれぞれ同定する符号を付けられており、同じ機能または同じ働きをする機能を有する部材もしくは特徴は、同一の符号が付けられている。
図1においては、多数のマイクロレンズ24(図2c、図3c、図4c参照)を備えるレンズマトリックス25を製造するための本発明に係る装置が表わされている。
特に平坦なウエハー2にレンズマトリックス25を型押しするために、レンズ型8を備えた型押し構造21を有する型押し面1oを有する型押し機1が、第1受容装置に受容可能である。第1受容装置は、特に内側がリング状の保持部9から成り、当該保持部9の、リングの内側に向かう周部ショルダ部9uには、吸引路10を備えた受容部11がはめ込み可能かつ固定可能である。受容部11では、吸引路10を介して型押し機1が、型押し面1oに背向するその受容面1aに固定可能である。加えて、型押し機1は、保持部9の内側リング壁9iによって周縁部1uで支持されている。
第1受容装置は、装置内において、特に表わされていないフレームに固定式に設けられており、受容装置の上方には、マイクロスコープ22、23の形状で、光学的な位置検出手段が設けられており、当該マイクロスコープ22、23は、少なくとも、型押し方向に相当するZ方向で受容装置もしくは型押し機1に対して固定可能もしくは固定されている。Z方向もしくは型押し方向は、XY平面に対してもしくはXY平面を張っているX方向とY方向とに対して直交している。Z方向に対して厳密に直交して、ひいては型押し機1の型押し面1oすなわちXY平面に対して平行に、型押し面2oを有するウエハー2は、型押し面1oに向かい合って本発明に従って設置可能であり、しかもレンズマトリックス25をウエハー2に型押しする時点で設置可能である。レンズマトリックス25とウエハー2とは、共同してレンズウエハー12を形成している。
ウエハー2は、可動式の第2受容装置に固定可能である。可動式の受容装置は、Z方向に働くよう配置されているアクチュエータ19から成る。アクチュエータ19として、たとえばスピンドルが問題となる。アクチュエータ19はそれぞれ個別に、1つの制御装置によって制御可能である。アクチュエータ19の上には、X駆動装置18とY駆動装置17とが設けられている。X駆動装置18によって、制御装置で制御される、X方向でのウエハー2の動きが可能であり、一方でY駆動装置17は、Y方向でのウエハー2の動きを引き起こすことができる。
さらに、アクチュエータ19とウエハー2との間に回転装置16が備わっており、当該回転装置16によって、Z方向に延在する回転軸を中心に回転する回転運動が、制御装置で実行可能である。
X駆動装置18、Y駆動装置17、および回転装置16とウエハー2との間には、吸引路13を有する受容部14が固定されている。吸引路13に、ウエハー2は、型押し面2oに向かい合うその受容面2aで固定可能である。
型押し機1は、周縁部1uの領域において外側位置合わせ目印4を備え、当該位置合わせ目印4は、ウエハー2の対応する外側位置合わせ目印6に関連して位置合わせ可能である。外側位置合わせ目印4、6は、特に型押し構造21もしくはレンズ型8の外側側面に設けられており、好適には型押しプロセスの時点で特に成形の時点では、レンズマトリックス25を形成する、硬化可能な流体3の形状のレンズ材料によって覆われていない。外側位置合わせ目印4、6は、たとえば型押し機1をウエハー2に対して大まかに位置合わせするために用いられてよい。
さらに型押し機1は、内側位置合わせ目印5を有しており、当該内側位置合わせ目印5は、ウエハー2の対応した内側位置合わせ目印7に対して位置合わせ可能である。内側位置合わせ目印5、7は、レンズ型8の外側もしくはその間に、特に並進対称に型押し機1もしくはウエハー2に設けられている。型押しプロセスの間もしくは成形の間、位置合わせ目印5、7は、少なくとも、型押しプロセスもしくは成形の終了頃に、レンズ材料もしくは硬化可能な流体3で覆われている。
その上装置は、硬化可能な流体3特にポリマーを流体の形状で、型押し面1oおよび/または型押し面2oに塗布するための塗布手段を備えるが、当該塗布手段は表わされていない。塗布手段はたとえば、型押し機1とウエハー2との間の中間空間に取り付け可能な調量導管から成っていてよい。
位置検出手段22、23によって、位置合わせ目印4、5、6、7の互いに対する相対的位置を検出し、万一ウェッジエラーが起こった場合にはそれに応じてウェッジエラーを修正することにより、個別に制御可能なアクチュエータ19によって、ウェッジエラー補償が実行可能である。
同様にXY位置合わせは、X駆動装置18とY駆動装置17と回転装置16とによって行われる。
型押し機1とウエハー2とを互いに重なり合うように移動させることは、Z方向に移動可能なアクチュエータ19によって行われ、かつ互いに重なり合うように移動させる間、硬化可能な流体の成形が行われる。
型押し手段は、成形のために備わっている特徴の他にさらに、硬化可能な流体3を硬化させるための硬化手段を備え、当該硬化手段は、レンズウエハー25の成形が終わるとすぐに、制御装置によって制御される。
位置検出手段22、23は、受容部11の、型押し面1oに背向する面の上に設けられており、位置検出は、電磁放射線特に可視光またはUV光を透過させる受容部と型押し機1とを貫いて行われる。本発明に従えば、被写界深度が100μmよりも浅く特に50μmよりも浅く好適には25μmよりも浅い位置検出手段が使用可能であれば、特に有利である。
ウエハー2は一般的に、対応する電磁放射線に対して透明である。完成品が透過レンズではなく、単なる反射レンズである場合には、ウエハー2は透明でなくてよい。
図2aに示されている方法ステップにおいては、硬化可能な流体3が、ウエハー2上の中央に載置されており、しかも、表わされてはいない上述の、硬化可能な流体3をウエハー2に塗布するための塗布手段によって載置されている。
続いて図2bに従えば、アクチュエータ19によって、ウエハー2が、固定式の型押し機1に向かって移動させられ、硬化可能な流体3がウエハー2の中心から周縁部1uもしくは周縁部2uの方向に移動することによって、互いに重なり合うよう移動する間に硬化可能な流体3の成形が行われる。
図2cに記載の成形が終わるとすぐ、制御装置によるZ方向への移動が停止される。制御値として、たとえば型押し面1oと型押し面2oとの間の距離Dが用いられる。
前設定された距離Dに到達するまで、かつ位置検出手段の被写界深度内においては、互いに重なり合うよう移動させる間つまり硬化可能な流体3の成形の間連続して、ウェッジエラー補償手段によるウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせ手段によるXY位置合わせが行われ得、その結果前設定された距離Dに到達すると、型押し機1はウエハー2に対して厳密にかつウェッジエラーなしに位置合わせされている。対応する位置合わせ目印4、5、6、7は、この時点ですべて、厳密に同じ距離を備えており、位置合わせ目印4、5、6、7はそれぞれ同一平面上で型押し面1oもしくは型押し面2oに設けられているので、位置合わせ目印4、5、6、7の距離は、前設定された距離Dに相当する。
好ましい一実施形態に従えば、位置合わせは、被写界深度内のみで、好適には前設定された距離Dに到達時または到達後に行われる。
ウェッジエラー補償とXY位置合わせとは、好適には少なくとも距離Dが100μmよりも小さく、特に50μmよりも小さく、好適には25μmよりも小さい間に、行われる。
図3aから図3cに記載の方法の実施形態においては、図1に記載の装置がいわば逆になり、その結果ウエハー2が型押し機1の上方に設けられており、この実施形態では、型押し機1がウエハー2に向かって移動させられ、一方でウエハー2は固定されたままである。
位置検出手段はこの場合、型押し機1の下方に設けられている。硬化可能な流体3は、液滴分離によってレンズ型8に塗布される。凹形のレンズ型8の場合には、硬化可能な流体3は、重力とくぼみとによって自動的に安定した状態で保たれる。凸形のレンズ型では、硬化可能な流体は、ポリマーを型押し機上でもしくはレンズ型8上で安定させるために、充分に高い粘性を有する。
型押し機1とウエハー2とが接近することによって、硬化可能な流体3はウエハー2の型押し面2oと接触する。硬化可能な流体3の量とレンズ型8の互いの距離と周辺条件とに左右されて、内側位置合わせ目印5、7は、硬化可能な流体3、空気、ガス、特に不活性ガス好適には窒素、または真空によって分離されていてよい。
図3aから図3cに記載の実施形態の変形態に従えば、型押し機1は上方に、ウエハー2は下方に設けられ、硬化可能な流体3はこの場合にも型押し機1に塗布されている。なぜなら、硬化可能な流体3と型押し機との間の粘着力に基づいて、硬化可能な流体3の型押し機1への付着が実現可能だからである。
図4aから図4cで表わされている本発明のさらなる実施形態に従えば、図2aから図2cに記載の実施形態とは異なって、型押し機1が突出部26を備えることが意図されている。突出部26は型押し面1oから突き出ており、突出部26内には位置合わせ目印4、5が設けられており、その結果実施目印4、5は、レンズウエハー25の成形時に、対応する位置合わせ目印6、7のより近くに設置可能である。結果として、マイクロレンズ25の厚さまたは高さが予め決められている場合には、さらに精密な位置合わせが行われる。
その他の点では、図4aから図4cに記載の方法は、図2aから図2cに記載の方法に相当する。
硬化可能な流体3の硬化は、受容部11の上方または内部に設けられている、電磁放射線を発生させるための照射手段、特に少なくとも1つのランプ27好適にはUVランプの形状の照射手段によって行われる。
1 型押し機
1a 受容面
1o 型押し面
1u 周縁部
2 ウエハー
2a 受容面
2o 型押し面
2u 周縁部
3 硬化可能な流体
4 位置合わせ目印
5 位置合わせ目印
6 位置合わせ目印
7 位置合わせ目印
8 レンズ型
9 保持部
9u 周部ショルダ部
9i リング壁
10 吸引路
11 受容部
12 レンズウエハー
13 吸引路
14 受容部
16 回転装置
17 Y駆動装置
18 X駆動装置
19 アクチュエータ
21 型押し構造
22 マイクロスコープ
23 マイクロスコープ
24 マイクロレンズ
25 レンズマトリックス
26 突出部
27 ランプ
D 距離
Z Z方向
Y Y方向
X X方向
本願発明は、請求項1と8とに記載の、多数のマイクロレンズを備えたレンズウエハーを製造するため特に型押しするための方法と装置とに関する。さらに本発明に従えば、請求項11に記載のレンズウエハーおよび請求項12に記載の、当該レンズウエハーから作られるマイクロレンズが意図されている。
マイクロレンズはまず第一に、たとえば携帯電話のカメラのような、光学フォーカス装置を必要とする機器に使用される。小型化するという圧力に基づいて、機能領域はますます小さくなるはずである。マイクロレンズが小型化されるほど、その光学的に正確な製造が困難になる。なぜなら、理想的には大量生産で製造されるべきマイクロレンズには、同時に著しいコスト圧力があるからである。従来技術では、たとえば特許文献1、特許文献2、特許文献3、および特許文献4に示されているように、マイクロレンズは様々な製造法によって支持基板の上で作られる。前述の方法すべてに共通するのは、原則によってある程度の厚さが必要であり、マイクロレンズを通り抜ける光は、レンズだけでなく支持基板も通過しなくてはならないということである。同時に求められる高い品質と、とりわけ厚さと光軸に沿った光学レンズの数、すなわち光路とに左右される、同時によりシャープな場合でのより高い解像度への要求と、に基づいて、従来技術に従ったマイクロレンズのさらなる最適化が望ましい。
特許文献5は、マイクロレンズアレイを製造するための方法を示している。
支持体を有するそのようなマイクロレンズの最大の問題は、支持体に対して型押し機を正確に位置合わせすることである。位置合わせの際の失敗は、支持体を有して作られるマイクロレンズがたいていは積重されるということによってなお頻繁に高まる。
マイクロレンズの正確な光軸にとって特に重要なのは、支持体に対する型押し機のウェッジエラーを取り除くことである。なぜならば、型押し時にウェッジエラーがあると、光軸は支持体に対して厳密に垂直に型押しされ得ないからである。
米国特許第6846137号明細書 米国特許第5324623号明細書 米国特許第5853960号明細書 米国特許第5871888号明細書 米国特許出願公開第5871888号明細書
本願発明の課題は、高い製造精密性特に厳密に位置合わせされた光軸を備えた、支持体を有するマイクロレンズを、特に大量生産において製造可能にする装置もしくは方法を提供することである。
この課題は、請求項1と8と10と11の特徴によって解決される。本発明の有利なさらなる形態は、従属請求項に示されている。明細書、請求項および/または図において示される特徴の少なくとも2つから成る組み合わせもすべて、本発明の枠内に当てはまる。示された値範囲では、挙げられた限界内にある値も限界値として開示されるとみなされ、任意の組み合わせで請求可能である。
本発明は、型押しする間特に硬化可能な流体を成形する間、支持体特にウエハーを、型押し機に対して位置合わせするという思想に基づいている。このやり方で、原位置での位置合わせが可能となる。これには、型押し機と支持体との間の距離Dが、特にマイクロレンズフィールドの成形終了頃に最小限になるという、さらにポジティブな結果がある。これによって位置合わせを、従来技術よりもはるかに精密に行うことができる。
次の方法ステップが、本発明に従って、特に以下に挙げられる順序で、意図されている。
‐レンズ材料特に硬化可能な流体、好適にはポリマーを、流体の形状で、ウエハーの型押し面に、および/またはマイクロレンズを型押しするためのレンズ型を備えた、型押し機の型押し面に塗布するステップと、
‐ウエハーに対してほぼ平行に、つまりXY平面でかつ向かい合って設けられている型押し機を、XY平面に対して垂直に延在するZ方向に互いに重なり合うよう移動させるステップと、
‐成形によってレンズウエハーを型押しし、続いてレンズ材料を硬化させるステップであって、成形は型押し機を互いに重なり合うよう移動させることによって行われるステップと、である。
本発明は、型押し面を平行に位置合わせするためのウェッジエラー補償手段によるウェッジエラー補償および/またはウエハーと型押し機とのXY位置合わせが成形中に行われることを特徴とする。XY位置合わせは、XY平面での位置合わせ(alignment)を意味し、ゆえに特にXY平面での回転を含む。
本発明に係る方法によって作られるマイクロレンズの品質にとって特に重要なのは、ウェッジエラー補償である。なぜならば、本願発明に従ったウェッジエラー補償によって、マイクロレンズの光軸を、はるかに厳密かつ複製可能で精密に垂直に位置付けることが可能となるからである。
本発明の有利な実施形態に従えば、ウェッジエラー補償またはXY位置合わせは、ウエハーの型押し面と型押し機の型押し面との距離Dの特定の値を下回った後に、特に連続して行われることが意図されている。というのは、本発明に従えば特に有利なのは、位置合わせをレンズウエハーの型押しもしくは硬化の直前に行うことだからである。なぜならば、この時点で、型押し面間の距離Dが最小限になっており、その結果、特に、型押し面に対して固定式の位置検出装置によって、型押し面の位置とひいてはウエハーと型押し機との位置の極めて正確な検出が可能になる。ウエハーと型押し機との位置もしくは互いに対するそれぞれの型押し面の位置の検出によって、ウェッジエラー補償手段の厳密な制御およびXY位置合わせ手段によるXY位置合わせの厳密な制御が、可能となる。
それに応じて、本発明の実施形態に従った成形が、位置制御されて行われれば、特に有利である。
ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、型押し機において、特にその型押し面に、好適には少なくとも型押し機の周縁部に、かつウエハーにおいて、特にその型押し面に、好適には少なくともウエハーの周縁部に、それぞれ対応する位置合わせ目印が備わっている限りでは、型押し面の位置のさらに厳密な検出が実現可能であり、位置合わせ目印が型押し面に設けられていることによって、特に同一平面上で型押し面に組み込まれることによって、位置合わせ目印間の距離が最小限になる。これによって、位置検出の精密性が明らかに高まる。
本発明のさらなる有利な実施形態に従えば、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせは、型押し機の型押し面とウエハーの型押し面との両方が少なくとも部分的に、好適には大部分が流体に覆われた後で行われることが意図されている。その際、流体が電磁放射線特に光に対して透明であり、その結果、位置合わせの間、位置検出は流体を貫いて行われれば特に有利である。これは以下で液体位置合わせと呼ばれ、この処置によって、特に、乗法子である流体の屈折インデックスだけ深くなった、本発明に従って備えられた位置検出手段、特に、位置合わせ目印の位置もしくはウエハーと型押し機の型押し面の位置を検出するための光学レンズの被写界深度がもたらされる。
結論として、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、光学的な位置検出手段特に光学レンズが備わっており、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせの間、型押し機の型押し面またはその位置合わせ目印も、ウエハーの型押し面またはその位置合わせ目印も、特に同時に、特にウエハーに対して固定式の光学的な位置検出手段の被写界深度に設けられていれば、特に有利である。それゆえ本発明に従えば、位置検出の間もしくは位置合わせと成形の間、位置検出手段を移動させる必要はもはやなく、その結果、位置検出手段そのものは、ウエハーに対する型押し機の相対的位置への影響を有さず、それによって、付加的なエラー原因が排除される。従来技術においては、被写界深度がより深い固定式の位置検出手段か、または被写界深度がより浅い可動式の位置検出手段を用いなくてはならないという問題があった。このジレンマは、本発明に係る本処置によって、解消される。
Z方向における型押し機の型押し面とウエハーの型押し面との間の距離Dが、位置検出の間、0よりも大きく、かつ同時にZ方向における被写界深度よりも小さいことによって、検出の精密性が改善もしくは向上される。
多数のマイクロレンズを備えるレンズウエハーを製造するための本発明に係る装置は、以下の特徴を備えている。
‐レンズ型を備えた型押し構造を有する型押し面を有する型押し機と、
‐型押し機を、型押し面に背向する受容面に受容するための第1受容装置と、
‐ウエハーを、その型押し面に背向するその受容面に受容するための第2受容装置と、
‐硬化可能な流体特にポリマーを、流体の形状で型押し面または型押し面に塗布するための塗布手段と、
‐ウェッジエラー補償手段および/またはXY位置合わせ手段と、
‐硬化可能な流体を成形し硬化させることによって、レンズウエハーを型押しするための型押し手段と、である。
本発明に係る装置は、ウエハーが、成形の間ウェッジエラー補償手段および/またはXY補償手段によって、型押し機に対して位置合わせ可能であることで優れている。これまでは、型押し機に対するウエハーの位置合わせ、すなわちウェッジエラー補償またはXY位置合わせは、レンズウエハーの成形中は不可能であった。
本発明に係る装置は、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、型押し機において、特に型押し面に、好適には少なくとも型押し機の周縁部に、位置合わせ目印が備わっており、当該位置合わせ目印は、ウエハーの位置合わせ目印に対応して設けられていることによって、改善される。
本発明はさらに、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、光学的な位置検出手段特に光学レンズが備わっており、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせの間、型押し機の型押し面またはその位置合わせ目印も、型押し面またはその位置合わせ目印も、特に同時に、特にウエハーに対して固定式の光学的な位置検出手段の被写界深度に設置可能であることによって、改善される。
その上、独立した発明として、以下の特徴から成るレンズウエハーが備わっている。
‐ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、ウエハーにおいて、特に型押し面に、好適には少なくともウエハーの周縁部に備わっている位置合わせ目印を有するウエハーと、
‐ウエハーに塗布され、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせによってウエハーと位置合わせされ、かつウエハー上で硬化されたマイクロレンズフィールドと、である。
その上、分離によってレンズウエハーから作られている1つまたは複数のマイクロレンズが、独立した発明とみなされ得る。
本発明に従って記述された装置および/または本発明に従って記述された方法によって作られているレンズウエハーも、独立した発明とみなされ得る。
さらなる独立した発明思想として、本発明に従って考えられ得るのは、ウエハーの代わりに、硬化可能な流体を成形するための第2の型押し機であって、当該型押し機によって、硬化可能な流体が第2の面で成形される型押し機を備えることである。その結果として、もっぱら硬化された流体から形成されている一枚岩的レンズウエハーができるであろう。
本発明のさらなる利点と特徴と詳細とは、好ましい実施例の以下の記述からと、図に基づいてもたらされる。図に示されるのは以下である。
多数のマイクロレンズを備えるレンズウエハーを製造するための本発明に係る装置の概略切断側面図である。 レンズウエハーを製造するための、本発明に係る方法の経過の概略図である。 レンズウエハーを製造するための、本発明に係る方法の経過の概略図である。 レンズウエハーを製造するための、本発明に係る方法の経過の概略図である。 本発明に係る方法のさらなる実施形態における、本発明に係る方法の経過の概略図である。 本発明に係る方法のさらなる実施形態における、本発明に係る方法の経過の概略図である。 本発明に係る方法のさらなる実施形態における、本発明に係る方法の経過の概略図である。 本発明に係る装置すなわち変更された型押し機のさらなる実施形態を有する、図2aから図2cに記載の方法の経過の概略図である。 本発明に係る装置すなわち変更された型押し機のさらなる実施形態を有する、図2aから図2cに記載の方法の経過の概略図である。 本発明に係る装置すなわち変更された型押し機のさらなる実施形態を有する、図2aから図2cに記載の方法の経過の概略図である。
図においては、本発明の実施形態に従って、本発明の利点と特徴とが、これらをそれぞれ同定する符号を付けられており、同じ機能または同じ働きをする機能を有する部材もしくは特徴は、同一の符号が付けられている。
図1においては、多数のマイクロレンズ24(図2c、図3c、図4c参照)を備えるレンズマトリックス25を製造するための本発明に係る装置が表わされている。
特に平坦なウエハー2にレンズマトリックス25を型押しするために、レンズ型8を備えた型押し構造21を有する型押し面1oを有する型押し機1が、第1受容装置に受容可能である。第1受容装置は、特に内側がリング状の保持部9から成り、当該保持部9の、リングの内側に向かう周部ショルダ部9uには、吸引路10を備えた受容部11がはめ込み可能かつ固定可能である。受容部11では、吸引路10を介して型押し機1が、型押し面1oに背向するその受容面1aに固定可能である。加えて、型押し機1は、保持部9の内側リング壁9iによって周縁部1uで支持されている。
第1受容装置は、装置内において、特に表わされていないフレームに固定式に設けられており、受容装置の上方には、マイクロスコープ22、23の形状で、光学的な位置検出手段が設けられており、当該マイクロスコープ22、23は、少なくとも、型押し方向に相当するZ方向で受容装置もしくは型押し機1に対して固定可能もしくは固定されている。Z方向もしくは型押し方向は、XY平面に対してもしくはXY平面を張っているX方向とY方向とに対して直交している。Z方向に対して厳密に直交して、ひいては型押し機1の型押し面1oすなわちXY平面に対して平行に、型押し面2oを有するウエハー2は、型押し面1oに向かい合って本発明に従って設置可能であり、しかもレンズマトリックス25をウエハー2に型押しする時点で設置可能である。レンズマトリックス25とウエハー2とは、共同してレンズウエハー12を形成している。
ウエハー2は、可動式の第2受容装置に固定可能である。可動式の受容装置は、Z方向に働くよう配置されているアクチュエータ19から成る。アクチュエータ19として、たとえばスピンドルが問題となる。アクチュエータ19はそれぞれ個別に、1つの制御装置によって制御可能である。アクチュエータ19の上には、X駆動装置18とY駆動装置17とが設けられている。X駆動装置18によって、制御装置で制御される、X方向でのウエハー2の動きが可能であり、一方でY駆動装置17は、Y方向でのウエハー2の動きを引き起こすことができる。
さらに、アクチュエータ19とウエハー2との間に回転装置16が備わっており、当該回転装置16によって、Z方向に延在する回転軸を中心に回転する回転運動が、制御装置で実行可能である。
X駆動装置18、Y駆動装置17、および回転装置16とウエハー2との間には、吸引路13を有する受容部14が固定されている。吸引路13に、ウエハー2は、型押し面2oに向かい合うその受容面2aで固定可能である。
型押し機1は、周縁部1uの領域において外側位置合わせ目印4を備え、当該位置合わせ目印4は、ウエハー2の対応した外側位置合わせ目印6に関連して位置合わせ可能である。外側位置合わせ目印4、6は、特に型押し構造21もしくはレンズ型8の外側側面に設けられており、好適には型押しプロセスの時点で特に成形の時点では、レンズマトリックス25を形成する、硬化可能な流体3の形状のレンズ材料によって覆われていない。外側位置合わせ目印4、6は、たとえば型押し機1をウエハー2に対して大まかに位置合わせするために用いられてよい。
さらに型押し機1は、内側位置合わせ目印5を有しており、当該内側位置合わせ目印5は、ウエハー2の対応する内側位置合わせ目印7に対して位置合わせ可能である。内側位置合わせ目印5、7は、レンズ型8の外側もしくはその間に、特に並進対称に型押し機1もしくはウエハー2に設けられている。型押しプロセスの間もしくは成形の間、位置合わせ目印5、7は、少なくとも、型押しプロセスもしくは成形の終了頃に、レンズ材料もしくは硬化可能な流体3で覆われている。
その上装置は、硬化可能な流体3特にポリマーを流体の形状で、型押し面1oおよび/または型押し面2oに塗布するための塗布手段を備えるが、当該塗布手段は表わされていない。塗布手段はたとえば、型押し機1とウエハー2との間の中間空間に取り付け可能な調量導管から成っていてよい。
位置検出手段22、23によって、位置合わせ目印4、5、6、7の互いに対する相対的位置を検出し、万一ウェッジエラーが起こった場合にはそれに応じてウェッジエラーを修正することにより、個別に制御可能なアクチュエータ19によって、ウェッジエラー補償が実行可能である。
同様にXY位置合わせは、X駆動装置18とY駆動装置17と回転装置16とによって行われる。
型押し機1とウエハー2とを互いに重なり合うように移動させることは、Z方向に移動可能なアクチュエータ19によって行われ、かつ互いに重なり合うように移動させる間、硬化可能な流体の成形が行われる。
型押し手段は、成形のために備わっている特徴の他にさらに、硬化可能な流体3を硬化させるための硬化手段を備え、当該硬化手段は、レンズウエハー25の成形が終わるとすぐに、制御装置によって制御される。
位置検出手段22、23は、受容部11の、型押し面1oに背向する面の上に設けられており、位置検出は、電磁放射線特に可視光またはUV光を透過させる受容部と型押し機1とを貫いて行われる。本発明に従えば、被写界深度が100μmよりも浅く特に50μmよりも浅く好適には25μmよりも浅い位置検出手段が使用可能であれば、特に有利である。
ウエハー2は一般的に、対応する電磁放射線に対して透明である。完成品が透過レンズではなく、単なる反射レンズである場合には、ウエハー2は透明でなくてよい。
図2aに示されている方法ステップにおいては、硬化可能な流体3が、ウエハー2上の中央に載置されており、しかも、表わされてはいない上述の、硬化可能な流体3をウエハー2に塗布するための塗布手段によって載置されている。
続いて図2bに従えば、アクチュエータ19によって、ウエハー2が、固定式の型押し機1に向かって移動させられ、硬化可能な流体3がウエハー2の中心から周縁部1uもしくは周縁部2uの方向に移動することによって、互いに重なり合うよう移動する間に硬化可能な流体3の成形が行われる。
図2cに記載の成形が終わるとすぐ、制御装置によるZ方向への移動が停止される。制御値として、たとえば型押し面1oと型押し面2oとの間の距離Dが用いられる。
前設定された距離Dに到達するまで、かつ位置検出手段の被写界深度内においては、互いに重なり合うよう移動させる間つまり硬化可能な流体3の成形の間連続して、ウェッジエラー補償手段によるウェッジエラー補償および/もしくはXY位置合わせ手段によるXY位置合わせが行われ得、その結果前設定された距離Dに到達すると、型押し機1はウエハー2に対して厳密にかつウェッジエラーなしに位置合わせされている。対応する位置合わせ目印4、5、6、7は、この時点ですべて、厳密に同じ距離を備えており、位置合わせ目印4、5、6、7はそれぞれ同一平面上で型押し面1oもしくは型押し面2oに設けられているので、位置合わせ目印4、5、6、7の距離は、前設定された距離Dに相当する。
好ましい一実施形態に従えば、位置合わせは、被写界深度内のみで、好適には前設定された距離Dに到達時または到達後に行われる。
ウェッジエラー補償とXY位置合わせとは、好適には少なくとも距離Dが100μmよりも小さく、特に50μmよりも小さく、好適には25μmよりも小さい間に、行われる。
図3aから図3cに記載の方法の実施形態においては、図1に記載の装置がいわば逆になり、その結果ウエハー2が型押し機1の上方に設けられており、この実施形態では、型押し機1がウエハー2に向かって移動させられ、一方でウエハー2は固定されたままである。
位置検出手段はこの場合、型押し機1の下方に設けられている。硬化可能な流体3は、液滴分離によってレンズ型8に塗布される。凹形のレンズ型8の場合には、硬化可能な流体3は、重力とくぼみとによって自動的に安定した状態で保たれる。凸形のレンズ型では、硬化可能な流体は、ポリマーを型押し機上でもしくはレンズ型8上で安定させるために、充分に高い粘性を有する。
型押し機1とウエハー2とが接近することによって、硬化可能な流体3はウエハー2の型押し面2oと接触する。硬化可能な流体3の量とレンズ型8の互いの距離と周辺条件とに左右されて、内側位置合わせ目印5、7は、硬化可能な流体3、空気、ガス、特に不活性ガス好適には窒素、または真空によって分離されていてよい。
図3aから図3cに記載の実施形態の変形態に従えば、型押し機1は上方に、ウエハー2は下方に設けられ、硬化可能な流体3はこの場合にも型押し機1に塗布されている。なぜなら、硬化可能な流体3と型押し機との間の粘着力に基づいて、硬化可能な流体3の型押し機1への付着が実現可能だからである。
図4aから図4cで表わされている本発明のさらなる実施形態に従えば、図2aから図2cに記載の実施形態とは異なって、型押し機1が突出部26を備えることが意図されている。突出部26は型押し面1oから突き出ており、突出部26内には位置合わせ目印4、5が設けられており、その結果実施目印4、5は、レンズウエハー25の成形時に、対応する位置合わせ目印6、7のより近くに設置可能である。結果として、マイクロレンズ25の厚さまたは高さが予め決められている場合には、さらに精密な位置合わせが行われる。
その他の点では、図4aから図4cに記載の方法は、図2aから図2cに記載の方法に相当する。
硬化可能な流体3の硬化は、受容部11の上方または内部に設けられている、電磁放射線を発生させるための照射手段、特に少なくとも1つのランプ27好適にはUVランプの形状の照射手段によって行われる。
1 型押し機
1a 受容面
1o 型押し面
1u 周縁部
2 ウエハー
2a 受容面
2o 型押し面
2u 周縁部
3 硬化可能な流体
4 位置合わせ目印
5 位置合わせ目印
6 位置合わせ目印
7 位置合わせ目印
8 レンズ型
9 保持部
9u 周部ショルダ部
9i リング壁
10 吸引路
11 受容部
12 レンズウエハー
13 吸引路
14 受容部
16 回転装置
17 Y駆動装置
18 X駆動装置
19 アクチュエータ
21 型押し構造
22 マイクロスコープ
23 マイクロスコープ
24 マイクロレンズ
25 レンズマトリックス
26 突出部
27 ランプ
D 距離
Z Z方向
Y Y方向
X X方向

Claims (12)

  1. 多数のマイクロレンズを備え、レンズ材料とウエハー(2)とから成るレンズウエハー(12)を製造するための方法であって、以下のステップ特に以下の経過、すなわち
    ‐前記レンズ材料特に硬化可能な流体(3)、好適にはポリマーを、流体の形状で、前記ウエハー(2)の型押し面(2o)に、および/またはマイクロレンズを型押しするためのレンズ型(8)を備えた、型押し機(1)の型押し面(1o)に塗布するステップと、
    ‐前記ウエハー(2)に対してほぼ平行に、つまりXY平面でかつ向かい合って設けられている前記型押し機(1)を、XY平面に対して垂直に延在するZ方向に互いに重なり合うよう移動させるステップと、
    ‐成形によって前記レンズウエハー(12)を型押しし、続いてレンズ材料を硬化させるステップであって、成形は前記型押し機(1、2)を互いに重なり合うよう移動させることによって行われるステップと、
    を有する方法において、
    前記型押し面(1o、2o)を平行に位置合わせするためのウェッジエラー補償手段(19)によるウェッジエラー補償および/または前記ウエハー(2)と前記型押し機(1)とのXY位置合わせが成形中に行われることを特徴とする方法。
  2. 前記ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせは、前記型押し面(1o)と前記型押し面(2o)と間の距離Dを下回った後に、特に連続して行われる、請求項1に記載の方法。
  3. 成形が、位置制御されて行われる、請求項1または2に記載の方法。
  4. ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、前記型押し機(1)において、特に前記型押し面(1o)に、好適には少なくとも前記型押し機(1)の周縁部(1u)に、かつ前記ウエハー(2)において、特に前記型押し面(2o)に、好適には少なくとも前記ウエハー(2)の周縁部(2u)に、それぞれ対応する位置合わせ目印(4、5、6、7)が備わっている、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせは、前記型押し面(1o)と前記型押し面(2o)の両方が少なくとも部分的に、好適には大部分が前記流体(3)に覆われた後で行われる、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、光学的な位置検出手段特に光学レンズが備わっており、前記ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせの間、前記型押し面(1o)またはその位置合わせ目印(4、5)も、前記型押し面(2o)またはその位置合わせ目印(6、7)も、特に同時に、特に前記ウエハー(2)に対して固定式の光学的な位置検出手段の被写界深度に設けられている、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. Z方向における前記型押し面(1o)と前記型押し面(2o)との間の距離Dが、位置検出の間、0よりも大きく、かつ同時にZ方向における被写界深度よりも小さい、請求項6に記載の方法。
  8. 多数のマイクロレンズを備えるレンズウエハー(25)を製造するための装置であって、
    ‐レンズ型(8)を備えた型押し構造(21)を有する型押し面(1o)を有する型押し機(1)と、
    ‐前記型押し機(1)を、前記型押し面(1o)に背向する受容面(1a)に受容するための第1受容装置と、
    ‐ウエハー(2)を、その型押し面(2o)に背向するその受容面(2a)に受容するための第2受容装置と、
    ‐硬化可能な流体(3)特にポリマーを、流体の形状で前記型押し面(1o)または前記型押し面(2o)に塗布するための塗布手段と、
    ‐ウェッジエラー補償手段(19)および/またはXY位置合わせ手段と、
    ‐前記硬化可能な流体(3)を成形し硬化させることによって、前記レンズウエハーを型押しするための型押し手段と
    を有する装置であって、
    前記ウエハー(2)が、成形の間前記ウェッジエラー補償手段および/またはXY補償手段によって、前記型押し機(1)に対して位置合わせ可能である装置。
  9. ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、前記型押し機(1)において、特に前記型押し面(1o)に、好適には少なくとも前記型押し機(1)の周縁部(1u)に、位置合わせ目印(4、5)が備わっており、該位置合わせ目印(4、5)は、前記ウエハー(2)の位置合わせ目印(6、7)に対応して設けられている、請求項8に記載の装置。
  10. ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、光学的な位置検出手段特に光学レンズが備わっており、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせの間、前記型押し面(1o)またはその位置合わせ目印(4、5)も、前記型押し面(2o)またはその位置合わせ目印(6、7)も、特に同時に、特に前記ウエハー(2)に対して固定式の光学的な位置検出手段の被写界深度に設置可能である、請求項8または9に記載の装置。
  11. ‐ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせのために、ウエハー(2)において、特に前記型押し面(2o)に、好適には少なくとも前記ウエハー(2)の周縁部(2u)に備わっている位置合わせ目印(6、7)を有するウエハー(2)と、
    ‐前記ウエハー(2)に塗布され、ウェッジエラー補償および/またはXY位置合わせによって前記ウエハー(2)と位置合わせされ、かつ前記ウエハー(2)上で硬化されたマイクロレンズフィールドと
    から成るレンズウエハー。
  12. 請求項11に記載のレンズウエハーから、分離によって作られているマイクロレンズ。
JP2013524355A 2010-10-26 2010-10-26 レンズウエハーを製造するための方法および装置 Active JP5883447B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/006518 WO2012055424A1 (de) 2010-10-26 2010-10-26 Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines linsenwafers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013539427A true JP2013539427A (ja) 2013-10-24
JP5883447B2 JP5883447B2 (ja) 2016-03-15

Family

ID=44069946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013524355A Active JP5883447B2 (ja) 2010-10-26 2010-10-26 レンズウエハーを製造するための方法および装置

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9643366B2 (ja)
EP (1) EP2632673B1 (ja)
JP (1) JP5883447B2 (ja)
KR (1) KR101828636B1 (ja)
CN (1) CN103189172B (ja)
SG (1) SG185679A1 (ja)
TW (1) TWI495559B (ja)
WO (1) WO2012055424A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015524083A (ja) * 2012-05-30 2015-08-20 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 複数のマイクロレンズの製造方法及び製造装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012028163A1 (de) 2010-09-02 2012-03-08 Ev Group Gmbh Stempelwerkzeug, vorrichtung und verfahren zum herstellen eines linsenwafers
NL2012198C2 (nl) * 2014-02-04 2015-08-06 Leapfrog B V Inrichting voor het door middel van 3d-extrusie vormen van een werkstuk.
US10954122B2 (en) 2017-03-16 2021-03-23 Ev Group E. Thallner Gmbh Method for bonding of at least three substrates
GB202015637D0 (en) * 2020-10-02 2020-11-18 Ams Sensors Singapore Pte Ltd Optical module production

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002014205A (ja) * 2000-04-25 2002-01-18 Seiko Epson Corp マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、電気光学装置、液晶パネル用対向基板、液晶パネル、および投射型表示装置
JP2004163695A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Sharp Corp マイクロレンズアレイ基板の製造方法および製造装置
JP2008152038A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Seiko Epson Corp マイクロレンズアレイの製造方法、マイクロレンズアレイ、それを用いた有機elラインヘッド及び画像形成装置
WO2009133756A1 (ja) * 2008-04-28 2009-11-05 コニカミノルタオプト株式会社 ウエハレンズ集合体の製造方法及びウエハレンズの製造方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4076780A (en) 1977-01-27 1978-02-28 General Motors Corporation Programmable velocity and force control method for compression molding
JP3067114B2 (ja) 1991-06-04 2000-07-17 ソニー株式会社 マイクロレンズ形成方法
JP3507178B2 (ja) 1995-03-03 2004-03-15 大日本印刷株式会社 プラスチックシートの製造方法
DE69625411T2 (de) 1995-07-11 2003-10-30 Imec Inter Uni Micro Electr Herstellungsverfahren für mehrschichtige Mikrolinsen und deren Verwendung
US20080217813A1 (en) * 1995-11-15 2008-09-11 Chou Stephen Y Release surfaces, particularly for use in nanoimprint lithography
JP3017470B2 (ja) 1997-07-11 2000-03-06 アピックヤマダ株式会社 樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置
CN1073508C (zh) * 1997-11-24 2001-10-24 研能科技股份有限公司 打印机喷嘴头胶片自动图像对位装置
JP3938253B2 (ja) 1997-12-26 2007-06-27 日本板硝子株式会社 樹脂正立等倍レンズアレイおよびその製造方法
US5853960A (en) 1998-03-18 1998-12-29 Trw Inc. Method for producing a micro optical semiconductor lens
US6846137B1 (en) 2000-10-31 2005-01-25 Eastman Kodak Company Apparatus for forming a microlens mold
JP2006165371A (ja) 2004-12-09 2006-06-22 Canon Inc 転写装置およびデバイス製造方法
US7611348B2 (en) 2005-04-19 2009-11-03 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography
JP2007081070A (ja) 2005-09-14 2007-03-29 Canon Inc 加工装置及び方法
US7517211B2 (en) * 2005-12-21 2009-04-14 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography
US7500431B2 (en) * 2006-01-12 2009-03-10 Tsai-Wei Wu System, method, and apparatus for membrane, pad, and stamper architecture for uniform base layer and nanoimprinting pressure
KR20090003153A (ko) 2006-04-03 2009-01-09 몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드 다수의 필드와 정렬 마크를 갖는 기판을 동시에 패턴화하는방법
JP4926881B2 (ja) * 2006-09-22 2012-05-09 キヤノン株式会社 インプリント装置およびアライメント方法
KR101238137B1 (ko) * 2007-02-06 2013-02-28 캐논 가부시끼가이샤 임프린트 방법 및 임프린트 장치
US8540906B2 (en) 2007-06-14 2013-09-24 Aji Co., Ltd. Method of molding, process for producing lens, molding apparatus, process for producing stamper, master production apparatus, stamper production system, and stamper production apparatus
KR100956376B1 (ko) * 2007-12-20 2010-05-07 삼성전기주식회사 웨이퍼 렌즈의 정렬 방법 및 이를 통해 제작되는 웨이퍼렌즈
US7901196B2 (en) 2008-03-03 2011-03-08 Asm Technology Singapore Pte Ltd Molding apparatus incorporating pressure uniformity adjustment
CN101637951B (zh) 2008-07-31 2012-10-10 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 晶元级光学镜片成型装置及其对准方法
US20100123260A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-20 Jacques Duparre Stamp with mask pattern for discrete lens replication
TW201024065A (en) 2008-12-18 2010-07-01 E Pin Optical Industry Co Ltd Array optical glass lens module and method of manufacturing the same
JP5202361B2 (ja) 2009-01-29 2013-06-05 シャープ株式会社 成形方法、成形装置、成形金型、光学素子アレイ板の製造方法、電子素子モジュールの製造方法、電子情報機器
JP4586940B2 (ja) 2009-01-30 2010-11-24 コニカミノルタオプト株式会社 光学部品の製造方法、光学部品製造装置及びウエハレンズの製造方法
WO2010087083A1 (ja) 2009-01-30 2010-08-05 コニカミノルタオプト株式会社 ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置
CN101870151A (zh) 2009-04-27 2010-10-27 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光学元件的制造方法及压印模具
CN102448694A (zh) 2009-05-29 2012-05-09 柯尼卡美能达精密光学株式会社 晶片透镜制造方法、晶片透镜叠层体制造方法及制造装置
DE102010007970A1 (de) 2010-02-15 2011-08-18 Suss MicroTec Lithography GmbH, 85748 Verfahren und Vorrichtung zum aktiven Keilfehlerausgleich zwischen zwei im wesentlichen zueinander parallel positionierbaren Gegenständen
WO2012028163A1 (de) * 2010-09-02 2012-03-08 Ev Group Gmbh Stempelwerkzeug, vorrichtung und verfahren zum herstellen eines linsenwafers
EP2612109B1 (de) 2010-09-03 2014-06-04 Ev Group E. Thallner GmbH Vorrichtung und verfahren zur verringerung eines keilfehlers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002014205A (ja) * 2000-04-25 2002-01-18 Seiko Epson Corp マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、電気光学装置、液晶パネル用対向基板、液晶パネル、および投射型表示装置
JP2004163695A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Sharp Corp マイクロレンズアレイ基板の製造方法および製造装置
JP2008152038A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Seiko Epson Corp マイクロレンズアレイの製造方法、マイクロレンズアレイ、それを用いた有機elラインヘッド及び画像形成装置
WO2009133756A1 (ja) * 2008-04-28 2009-11-05 コニカミノルタオプト株式会社 ウエハレンズ集合体の製造方法及びウエハレンズの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015524083A (ja) * 2012-05-30 2015-08-20 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 複数のマイクロレンズの製造方法及び製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103189172B (zh) 2015-07-29
JP5883447B2 (ja) 2016-03-15
US20150290888A1 (en) 2015-10-15
TWI495559B (zh) 2015-08-11
EP2632673A1 (de) 2013-09-04
WO2012055424A1 (de) 2012-05-03
US9643366B2 (en) 2017-05-09
EP2632673B1 (de) 2014-06-18
CN103189172A (zh) 2013-07-03
SG185679A1 (en) 2012-12-28
US20130193596A1 (en) 2013-08-01
TW201231259A (en) 2012-08-01
KR20130055638A (ko) 2013-05-28
KR101828636B1 (ko) 2018-02-12
US9662846B2 (en) 2017-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5883447B2 (ja) レンズウエハーを製造するための方法および装置
CN107255485B (zh) 用于减少楔形误差的装置和方法
US8792180B2 (en) Production method of wafer lens, intermediate die, optical component, molding die, and production method of molding die
JP5611445B2 (ja) マイクロレンズの製造方法及び製造装置
KR20130125307A (ko) 임프린트 장치 및 물품 제조 방법
CN102929099A (zh) 压印装置和物品制造方法
TWI626149B (zh) 用於製作透鏡晶圓之模工具、設備及方法
CN102405129B (zh) 用于制造透镜阵列的方法及装置
TWI503580B (zh) 成形模具、薄片狀透鏡以及光學透鏡之製造方法
WO2011024630A1 (ja) ウエハレンズ製造装置、成形型及びウエハレンズの製造方法
EP2384874B1 (en) Method for producing wafer lens and apparatus for producing wafer lens
JP5196743B2 (ja) 加工方法及び装置、並びに、デバイス製造方法
KR101724189B1 (ko) 렌즈 재료로부터 복수의 마이크로렌즈를 제조하기 위한 방법 및 장치
JP5594292B2 (ja) ウエハレンズの製造方法
KR100983043B1 (ko) 마이크로 렌즈용 마스터 및 마이크로 렌즈 제조방법
KR102260498B1 (ko) 렌즈성형지그용 정렬장치
WO2020185163A1 (en) Wafer alignment features

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20140210

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20140225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140707

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140916

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140924

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20141104

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20141111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150811

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20151005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151204

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20151211

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5883447

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250