KR20100039888A - 광학적으로 민감한 디바이스들에 대한 렌즈 정렬 방법 및 장치, 및 그를 구현하는 시스템들 - Google Patents

광학적으로 민감한 디바이스들에 대한 렌즈 정렬 방법 및 장치, 및 그를 구현하는 시스템들 Download PDF

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Abstract

그 표면 상에 비-대칭적으로 배치되어 있는 광학적으로 액티브한 영역들을 포함하는 반도체 디바이스들을 구비하는 비-대칭적으로 배치된 렌즈들이 채용된다. 렌즈들의 광축들은 광학적으로 액티브한 영역들의 중심들과 정렬된다. 반도체 디바이스들 및 렌즈들의 웨이퍼-레벨 어셈블리들은 제조되고, 비-대칭적으로 배치된 광학적으로 액티브한 영역들 위에 정렬된 비-대칭적으로 배치된 렌즈들로 상호 고정되며, 싱귤레이팅되어 이미지 센서 패키지들과 같은 패키지들을 형성한다. 비-대칭적으로 배치된 광학적으로 액티브한 영역들 및 정렬된 렌즈들을 구비하는 디바이스들을 포함하는 관련된 방법들 및 시스템들이 여기에 개시된다.

Description

광학적으로 민감한 디바이스들에 대한 렌즈 정렬 방법 및 장치, 및 그를 구현하는 시스템들{METHOD AND APPARATUS FOR LENS ALIGNMENT FOR OPTICALLY SENSITIVE DEVICES AND SYSTEMS IMPLEMENTING SAME}
<우선권 청구>
본 출원서는 2007년 8월 15일에 출원되어 계류 중인 미국특허출원번호 제11/839,377호의 출원일의 이점을 청구한다.
<기술분야>
본 발명의 실시예들은 이미지 센서들 패키지들과 같은 광학적으로 민감한 디바이스들에 대한 렌즈들의 정렬, 그 제조를 위한 웨이퍼 레벨 구조물, 및 그를 위한 컴포넌트들 및 제조 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예들은 이미지 센서의 광학적으로 민감한 영역의 비-대칭적으로 배치된 픽셀 어레이와 하나 이상의 렌즈들의 정렬에 관한 것이다.
반도체 다이-기반 이미지 센서들은 전자공학/포토닉스 기술분야의 숙련자들에게 공지되어 있고, 소형화된 구성에서, 뷰잉(viewing), 추가 처리 또는 양쪽 모두를 위해 디지털 카메라들, 개인휴대단말기(PDA)들, 인터넷 어플라이언스들, 셀 폰들, 테스트 장비 등의 전자기 방사(예를 들면, 가시광, IR 또는 UV) 정보를 캡처하는데 유용하다. 상기 언급된 극도로 경쟁적인 시장들에서의 상용을 위해, 이미지 센서 패키지들은 매우 작아야 한다. 일부 어플리케이션들에 대해, 요구조건은 아니더라도, 반도체 다이 또는 칩 자체 수준의 크기의 패키지, 또는 소위 "칩-스케일" 패키지가 바람직하다.
프로세서들 및 메모리와 같은 전통적인 반도체 디바이스들은 통상적으로 불투명한 보호 재료에 패키징되어 있지만, 이미지 센서들은 통상 반도체 다이의 액티브 표면 상에 제조되고 광학적으로 투과성인 소자에 의해 덮여지는 광 파장 주파수 방사-민감성 집적 회로(또한, "광학적으로 민감한" 회로 또는 영역, 또는 "이미징 영역"으로 지칭됨)를 포함하고, 여기에서, 이미지 센서의 광학적으로 민감한 회로는 광학적으로 투과성인 소자를 통해 외부 소스로부터 광 방사를 수신하도록 배치된다. 그러므로, 이미지 센서 패키지의 하나의 표면은 일반적으로 광-투과 유리 또는 플라스틱의 뚜껑(lid)인 투명 부분을 포함한다. 높은 해상도를 요구하는 사진 또는 다른 목적들을 위해, 칩은 그와 연관된 광학 렌즈들로부터 포커싱된 방사를 수신하도록 배치된다. 이미지 센서는 전하-결합 디바이스(CCD) 또는 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS)의 하나일 수 있다. 그러한 각각의 센서의 광학적으로 민감한 회로는 보통 "이미저 어레이(imager array)"로 지칭되는 포토게이트들, 포토트랜지스터들 또는 포토다이오드들의 형태로 된 포토 센서들을 포함하는 픽셀들의 어레이를 통상 포함한다.
이미지가 이미저 어레이 상에 포커싱되는 경우, 이미지에 대응하는 광이 픽셀들로 지향된다. 픽셀들의 이미저 어레이는 각각의 픽셀에 대한 볼록 마이크로-렌즈를 포함하는 마이크로-렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 마이크로-렌즈는 대응하는 픽셀의 회로 영역을 통해 인커밍 광을 포토 센서 영역으로 지향하는데 이용되고, 포토 센서에 도달하는 광량을 증가시키며 픽셀들의 필(fill) 인자들을 증가시킨다. 마이크로-렌즈들은 비-루미네슨트 표시 디바이스(예를 들면, 액정 표시 디바이스)의 픽셀들로부터의 조명 광을 강화시켜 디스플레이의 휘도를 증가시키거나, 액정 또는 발광 다이오드 프린터에 인쇄될 이미지를 형성하거나, 또는 심지어 루미네슨트(luminescent) 디바이스 또는 리셉티브(receptive) 디바이스를 광섬유에 결합하기 위한 포커싱을 제공하는데 이용될 수도 있다.
이미지 센서 패키지들의 설계 및 제조에서 다양한 인자들이 고려된다. 예를 들면, 다수의 패키지들이 적어도 부분적으로, 완전히는 아니더라도, 웨이퍼 레벨에서 동시에 제조될 수 있는 범위는 실질적인 비용 고려사항이다. 또한, 패키지 설계 또는 제조 접근법은, 웨이퍼 레벨에서 수행되더라도, 상당한 개수의 다이스가 결함이 있는지 여부에 관계없이, 그 위에 위치된 이미지 센서 반도체 다이스 모두가 패키징되는 것을 요구하는 경우에, 결과적으로 실질적인 재료들의 낭비로 나타난다. 또한, 패키지 렌즈들은, 광학적으로 민감한 회로와 렌즈 사이에 정의된 챔버에 습기 및 다른 오염물질들의 유입을 방지하면서도 높은 품질의 이미징을 균일하게 달성하도록 각각의 다이스 상에서 광학적으로 민감한 회로에 대해 주의깊게 배치되어야 한다.
종래 렌즈 배치 기술들에 있어서의 하나의 중요한 문제는 하나의 픽셀 어레이를 포함하는 이미징 영역이 이미지 센서 다이 상에서 비-대칭적으로 위치되는 경우에 발생하고, 이에 반해 종래의 렌즈들은 렌즈의 광학적 중심이 픽셀 어레이 위가 아니라, 전체적으로 이미지 센서 위에 대칭적으로, 또는 중앙집중식으로 배치되도록 구성된다는 점이다. 픽셀 어레이의 비-대칭적 로케이션은 회로들, 예를 들면 메모리, 및 이미지 센서 다이의 액티브 표면 상의 본드 패드들의 로케이션에 의해 부과되는 집적 회로 설계 제한들에 의해 종종 강제된다. 다시 말하자면, 이미지 센서 다이의 전기적 양태들을 최적화하려는 회로 설계자들의 시도들의 결과로서, 픽셀 어레이는 센터에서 벗어나서 배치되게 된다.
그러므로, 이미지 센서 상에서 이미징 영역의 비-대칭적 배치를 수용하고, 웨이퍼 레벨에서 달성되며, 비-대칭적 이미징 영역을 포함하는 고품질 이미지 센서 패키지들을 제공하는 패키징 기술에 대한 필요성이 잔존한다.
본 발명의 하나의 실시예는, 이미저 어레이가 그 위에 비-대칭적으로 위치된 이미지 센서 다이 위에 렌즈를 고정시키고, 그 렌즈는 이미저 어레이와 광학적 정렬 상태에 있는 이미지 센서 패키지를 형성하기 위한 방법을 포함한다.
본 발명의 또 하나의 실시에는 광학적으로 민감한 영역이 그 위에 비-대칭적으로 위치된 이미지 센서, 기판을 관통하는 비아가 광학적으로 민감한 영역 위에 배치된 기판, 및 비아 위에 지지되고 비-대칭적으로 위치된 광학적으로 민감한 영역과 정렬되는 렌즈를 포함하는 이미지 센서 패키지를 포함한다.
본 발명의 추가 실시에는 광학 중심이 렌즈 소자의 적어도 하나의 주변 에지에, 렌즈 소자의 적어도 하나의 다른 주변 에지보다 더 근접하게 위치된 렌즈를 구비하는 렌즈 소자를 형성하는 단계, 및 적어도 하나의 주변 에지와 일치하는 적어도 하나의 절단 측면을 구비하는 렌즈를 구성하는 단계를 포함하는 렌즈 구조물을 형성하는 방법을 포함한다.
본 발명의 또 다른 추가 실시예는 이미지 센서들의 어레이를 포함하는 웨이퍼-레벨 반도체 기판을 포함하는 웨이퍼-레벨 이미저 어셈블리를 포함한다. 각각의 이미지 센서는 비-대칭적으로 위치된 이미저 어레이를 포함한다. 어셈블리는 또한 각각의 렌즈 소자가 이미저 어레이의 중심과 정렬된 광학 중심을 갖는 렌즈를 포함하는 렌즈 소자의 어레이를 그 위에 포함하는 웨이퍼-레벨 기판을 포함한다.
본 발명의 또 하나의 실시예는 이미징 시스템을 포함한다.
본 발명의 추가적인 실시예들은 렌즈 소자들, 렌즈 소자 어레이들, 및 렌즈 소자들 및 이미지 센서들의 웨이퍼-레벨 어셈블리들을 형성하는 방법들을 포함한다.
도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하고 있고, 다양한 구성요소들이 반드시 일정한 비율일 필요는 없다.
도 1A는 본 발명의 실시예에 따라, 벌크 반도체 기판 상에 포함되는 비-대칭적으로 배치된 이미징 영역들을 가지는 이미지 센서들의 어레이의 일부의 개략적인 상부 입면도이고, 각 이미징 영역은 그 위에 비-대칭적으로 배치된 렌즈를 가지고 있다.
도 1B는 도 1A의 라인 B-B에 따른 개략적인 측단면 입면도이다.
도 2A는 벌크 반도체 기판으로부터의 싱귤레이션(singulation) 후에 도 1A 및 1B의 이미지 센서들 중 하나의 실시예의 확대된, 개략적인 측단면 입면도이다.
도 2B는 벌크 반도체 기판으로부터의 싱귤레이션 후에, 도 1A 및 1B의 이미지 센서들 중 하나의 다른 실시예의 확대된, 개략적인 측단면 입면도이다.
도 3A-3C는 본 발명의 렌즈의 하나의 실시예의 제조에서의 액트들을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 웨이퍼 레벨 렌즈 어레이의 하나의 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 도 1-4에 관련하여 도시되고 설명된 바와 같은 렌즈를 포함하는 이미징 시스템의 실시예를 예시하는 간략화된 블록도이다.
일반적으로 첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예들은 반도체 패키지 구조들 및 그러한 패키지 구조의 어셈블리를 위한 방법들의 형태로 예시되어 있다. 예시된 실시예들의 공통 구성요소들은 유사한 참조번호들로 지정되어 있다. 제시된 도면들은 특정 반도체 패키지 구조물의 임의의 특정 부분의 실제 뷰들을 예시하려는 것이 아니라, 단지 본 발명을 더 명백하고 완전하게 도시하기 위해 채용되는 단지 이상적인 개략적 표현들에 불과하다는 것이 이해되어야 한다.
용어들 "상부", "하부", "최상부" 및 "기저부"는 도면 그림들에 도시된 피처들(features)의 배향과 관련하여 본 발명의 실시예들의 이러한 상세한 설명에서만 편의상 이용된다. 그러나, 이들 용어들은 중력을 기준으로 하는 것이 아니라, 대향하는 방향들 및 위치들을 나타내는데 일반적으로 이용된다. 예를 들면, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 패키지는, 실제로, 제조 또는 이용 동안에 임의의 적합한 방향으로 오리엔팅될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 광학적으로 민감한 반도체 디바이스들에 관한 것으로, 그러한 디바이스의 하나의 타입이 이미지 센서이다. 여기에 이용된 바와 같이, 용어 "광학적으로 민감한"은 디바이스가 가시광 또는 다른 파장 또는 파장들의 광이 그 위에 충돌하는 것에 응답한다는 것을 단순히 나타내는 것이고, 어느 의미로든 그러한 디바이스의 속성을 제한하는 것은 아니다.
도 1A는 이미지 센서 다이스로도 지칭될 수 있는 반도체 다이스의 형태로 된 이미지 센서들(200)의 어레이가 그 위에 제조된 벌크 반도체 기판(100)의 일부를 도시하고 있다. 벌크 반도체 기판(100)은 반도체 재료, 예를 들면 실리콘, 갈륨 비화물 또는 인듐 인화물 웨이퍼의 종래 웨이퍼를 포함할 수 있거나, 또는 캐리어 기판, 예를 들면 실리콘-온-유리(SOG) 기판 또는 실리콘-온-사파이어(SOS) 기판으로 예시되는 실리콘-온-절연체(SOI) 기판 상에 배치되는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 어느 경우든, 어레이의 이미지 센서들(200)은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있고 여기에 더 이상 설명될 필요가 없는 기술들에 의해 그 위에 제조된다.
각각의 이미지 센서(200)는 그 액티브 표면 상에 위치된 이미징 영역(202)의 형태로 된 광학적으로 민감한 영역을 그 위에 포함하고, 각각의 이미징 영역(202)은 본 기술분야에 공지된 바와 같이, 복수의 픽셀들 P(명료성을 위해, 도 1A의 단지 하나의 센서(200)에 대해 도시됨)를 포함하는 이미저 어레이(204)를 포함한다. 도 1A 및 1B에 도시된 바와 같이, 이미지 센서들(200)의 이미저 어레이들(204)은 이러한 예에서, 단지 비-제한적인 예로서, 액티브 표면 상에서 각각의 이미지 센서(200)의 (도면 시트가 오리엔팅되어 있는 대로) 상부 좌측면을 향하여 비-대칭적으로 배치되어 있다. 다시 말하자면, 이미저 어레이(204)는 이미지 센서들(200)의 하나 이상의 측면들(이러한 예에서, 최상위 및 좌측면들)에, 적어도 하나의 다른 측면보다 더 근접하게 배치된다. 그러므로, 각각의 이미저 어레이(204)의 중심 C는 그 이미저 어레이(204)를 포함하는 이미지 센서(200)의 기하학적 중심에 대해 비-대칭적으로 배치되거나, "중심에서 벗어나" 있다. 이미지 센서들(200)을 횡적으로 스페이싱하고, 그것을 따라 이미지 센서들(200)이 서로로부터 그리고 벌크 반도체 기판(100)으로부터 싱귤레이팅될 수 있는 스트리트들(206, 명료성을 위해 과장되어 도시됨)은 이미저 센서들(200)의 사이에 놓여진다.
도 1A 및 1B에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 렌즈 어레이(300)는 이미지 센서들(200) 상에 배치되는 복수의 렌즈들(302)을 포함하고, 그 "광학 축"이라고도 지칭될 수도 있는 각각의 렌즈(302)의 광학 중심 OC는 이미지 센서(200)의 기하학적 중심보다는 연관된 이미저 어레이(204)의 중심 C와 정렬되어 있다. 렌즈 어레이(300)는 링키지(linkage) 재료에 의해 횡적으로 결합되는 복수의 렌즈들(302)을 포함하는 "렌즈 웨이퍼"의 형태로 된 벌크 또는 웨이퍼-레벨 기판을 포함하고, 이는 이하에 더 설명되는 바와 같이 스트리트들(206)과 정렬된 기판(304)을 포함하거나, 또는 일부 실시예들에서 각각의 렌즈를 기판(304)에 결합하도록 각각의 렌즈(302)로부터 횡적으로 연장되는 중간 부분을 포함할 수 있다. 도 1A 및 1B에서 알 수 있는 바와 같이, 스트리트들(206)에 인접한 렌즈들(302)의 소정 에지들(306)은 연관된 이미지 센서(200)의 주변 측면 또는 횡적 에지와 일치하는 렌즈(302)의 주변 측면에서 절단되어, 각각의 연관된 이미저 어레이(204)의 중심 C 위로 각각의 렌즈(302)의 광학 중심 OC와의 비대칭적 렌즈 배치를 수용한다. 절단 에지들(306)은 연관된 이미저 어레이(204) 상에 포커싱하는 광학 경로의 일부가 아니다.
도 2A는 종래 기술들에 의해 스트리트들(206, 도 1A 및 1B 참조)을 따라 링키지 재료(304) 및 벌크 반도체 기판(100)의 재료를 통해 벌크 반도체 기판(100)으로부터의 싱귤레이션 후에 중첩된 렌즈(302)를 갖는 단일 이미지 센서(200)의 실시예를 도시하고 있다. 용이하게 알 수 있는 바와 같이, 렌즈들(302)의 절단 렌즈 에지들(306)은 비-절단 에지(308)보다 상당히 더 두껍고, 편평하고 수직인(도면 그림이 오리엔팅되어 있는 대로) 표면들(310)을 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들에서, 절단 렌즈 에지들(306)의 표면들(310)은 편평하거나 수직이 아닐 수도 있다. 예를 들면, 도 2A에서 파선들로 도시된 바와 같이, 절단 렌즈 에지(306')는 수직, 즉 렌즈(302)의 광학 축에 대해 예각으로(도 2A에서 과장되어 있음) 배치된 편평한 표면(310')을 포함할 수 있다. 그러한 에지 오리엔테이션은 예를 들면, 아래에 설명되는 바와 같이, 렌즈(302)를 형성하는데 이용되는 몰드로부터 렌즈(302)의 탈형을 용이하게 할 수 있다. 또 하나의 대안으로서, 도 2B에 파선들로 도시된 바와 같이, 절단 렌즈 에지(306")는 아치형일 수 있고 렌즈(302)의 인접하는 표면 S의 곡률과 상이한 곡률 반경 또는 다른 굴곡된 구성을 가지는 굴곡된 표면(310")을 제공할 수 있다.
도 2A에 도시된 바와 같이, 각각의 렌즈(302)를 통과하는 방사의 반사들을 피하기 위해, 절단 에지들(306)의 적어도 표면들(310)은 금속, 또는 카본 블랙(carbon black)을 포함하는 폴리머와 같은 불투명하고 비-반사성 재료(312)로 덮여질 수 있다. 원하는 경우, 불투명 재료(312)는 블랭킷 퇴적되고, 그 후 표면들(306)을 덮는 부분을 제외한 모두를 제거하도록 종래 기술들에 의해 패터닝되거나, 렌즈 소자(302)를 통한 광의 통과를 추가적으로 제한하기 위해 일반적으로 이미저 어레이(204)의 평면에 있는 렌즈 소자(302)의 표면 및 인접하는 렌즈(302) 상에 불투명하고 비반사성 재료(312)가 없는 이미저 어레이(204) 위의 개구(316)를 정의하도록, 그로부터 렌즈(302)가 형성되고 기판(304)으로 횡적으로 연장되는 광-투과성 렌즈 재료의 상부 표면상에서만 패터닝된다. 불투명하고 비-반사성 재료(312)는 종래 기술, 예를 들면 금속의 경우에는 화학적 증착(CVD) 및 카본 블랙-필링된 폴리머의 경우에는 스프레이 또는 스핀-코팅에 의해 도포될 수 있다.
도 2B는 종래 기술들에 의해 스트리트들(206, 도 1A 및 1B 참조)을 따라 링키지 재료(304) 및 벌크 반도체 기판(100)의 재료를 통해 벌크 반도체 기판(100)으로부터의 싱귤레이션 이후에 중첩된 렌즈(302)를 갖는 단일 이미지 센서(200)의 또 하나의 실시예를 예시하고 있다. 렌즈들(302)의 절단 렌즈 에지들(306)은 비-절단 에지(308)보다 훨씬 더 두껍고, 편평하며 수직인(도면 그림이 오리엔팅되어 있는 대로) 표면들(310)을 제공할 수도 있다. 이전에 참조되고 도 2B에서 파선들로 도시된 바와 같이, 절단 렌즈 에지(306")는 아치형일 수 있고, 렌즈(302)의 인접하는 표면 S의 곡률과는 상이한 곡률 반경 또는 다른 굴곡된 구성을 가지는 굴곡된 표면(310")을 제공할 수 있다.
도 2B에 도시된 바와 같이, 각각의 렌즈(302)를 통과하는 방사의 반사들을 피하기 위해, 절단 에지들(306)의 적어도 표면들(310)은 금속, 또는 카본블랙을 포함하는 폴리머와 같은 불투명한 비반사성 재료(312)로 덮여질 수 있다. 원하는 경우, 불투명 재료(312)는 블랭킷 퇴적되고, 그 후 표면들(306)을 덮는 부분을 제외한 모두를 제거하도록 종래 기술들에 의해 패터닝될 수 있다. 도 2B의 실시예에서, 기판(304)은 렌즈(302)의 로케이션까지 확장하도록 형성되고, 여기에서 렌즈(302)가 위치되는 비아는 렌즈(302)의 주변부를 정의하도록 크기조정되고 구성된다. U에서 파선으로 도시된 바와 같이, 기판(304)은 마스킹 및 에칭 동작에 의해, 또는 몰딩에 의해 형성된 기판의 경우에는 몰드를 적절하게 구성함으로써, 이미지 센서(200)의 액티브 표면 위의 로케이션들에서 언더커팅될 수 있다. 그러한 예에서, 기판(302)의 재료가 광-투과성인 경우, 또는 불투명 재료(312)의 제거를 위해 패터닝 프로세스에서 요구되는 마스크를 단순화시키기 위해, 불투명 재료(312, 렌즈(302)에 인접한 기판(304)의 상부 표면 상에 파선으로 도시됨)는 렌즈(302)를 통한 것 이외의 광의 통과를 추가적으로 제한하기 위해 렌즈(302)의 표면 상에 불투명한 비반사성 재료(312)가 없는, 이미저 어레이(204) 위에 도 2A의 개구(316)와 유사한 개구를 정의하도록 패터닝된다.
도 3A 내지 3C는 웨이퍼 또는 다른 벌크 기판 레벨에서 렌즈 어레이를 형성하는 방법을 예시하고 있다. 기판(400)은 그 위에 패터닝된 포토레지스트(410)를 구비하고 있다. 기판(400)은 기존의 반도체 제조 장비에 의한 처리에 이용하기 위해 웨이퍼와 같이 크기조정되고 형태결정될 수 있다. 기판(400)은 예를 들어, 실리콘 또는 붕규산염(borosilicate) 재료를 포함한다. 여기에 이용되는 바와 같이, 용어 "웨이퍼"는 종래의 웨이퍼들, 및 실리콘-온-유리(SOG) 기판들 및 실리콘-온-사파이어(SOS) 기판들로 예시되는 실리콘-온-절연체(SOI) 기판들과 같은 다른 벌크 반도체 기판들을 포함하지만, 후자의 구조들의 타입은 그 멀티-레이어 특성으로 인해 채용하기 더 어려울 수 있다. 기판(400)은 예를 들면, 손상 또는 그 내부의 결함들로 인해 그 원래 목적들에 부적합한 것으로 결정되었던 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 그러므로, 재생된 웨이퍼가 기판(400)으로서 이용될 수 있다.
포토레지스트(410)는 공지된 방법들, 예를 들면 마스킹, 패터닝, 현상 및 에칭의 포토리소그래픽 방법들에 의해 패터닝될 수 있다. 비아 로케이션들(405)은 패터닝되고 현상된 포토레지스트(410)를 통해 기판(400) 상에서 노출될 수 있다. 기판(400)은 기판(400)의 재료에 적합한 습식(화학적) 또는 건식(반응성 이온 에치, 또는 "RIE") 에치 기술들에 의해 실질적으로 이방성으로 에칭되어, 노출된 비아 로케이션들(405)에서 비아들(420)을 형성한다. 도 2A 및 2B를 참조하면, 유의할 점은, 비아들(420)이 그 위에 형성되는 렌즈들(302)보다 더 크게, 또는 렌즈들과 유사한 크기로 크기조정될 수 있다는 점이다. 에칭 이후에, 포토레지스트(410)가 제거되어, 도 3B에 도시된 바와 같이 그를 관통하여 연장되는 비아들(420)을 갖는 기판(400A)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 레이저 어블레이션(ablation) 또는 기계적 드릴링, 또는 레이저 어블레이션에 이어지는 화학적 에치와 같은 기술들의 조합에 의해 비아들(420)을 형성하는 다른 방법들도 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 다르게는, 기판(400)에 대해, 예를 들면 세라믹 및 플라스틱과 같은 다른 재료들이 채용될 수도 있다. 이들 재료들 중 어느 하나로, 그 내부에 비아들(420)을 구비하는 기판(400A)이 종래의 몰딩 기술들에 의해 제조될 수 있다.
도 3C로 돌아가면, 렌즈들(302)의 제조를 위한 제1 및 제2 몰드 플레이트들(430 및 440)은 기판(400A)의 대향하는 측면들 상의 배치를 위해 제공될 수 있다. 제1 몰드 플레이트(430)는 그 표면(432) 상의 이격된 로케이션들에서 오목 부분들(435c) 및 연관된 편평한 부분들(435f)을 포함할 수 있다. 오목 부분(435c)은 벌크 반도체 기판(100, 도 1A 및 1B 참조) 상에 제조된 이미지 센서들(200)의 비-대칭적으로 위치된 이미저 어레이들(204) 위로의 배치를 위해 기판(400A)의 비아들(420) 내에서 크기조정되고, 구성되며 이격될 수 있고, 연관된 편평한 부분들(435f)은 비아들(420)의 내부 주변부들로 연장된다. 제2 몰드 플레이트(440)는 단지 예를 들어, 오목 부분들(445c) 및 연관된 편평한 부분들(445f)을 그 표면(442) 상의 이격된 로케이션들에서 포함할 수 있다. 제2 몰드 플레이트(440)의 오목 부분들(445c)은 제1 몰드 플레이트(430)의 오목 부분들(435c)과 정렬되고 기판(400A)의 비아들(420) 내에 수용되도록 크기조정되고, 구성되며 이격되고, 연관된 편평한 부분들(435f 및 445f)은 비아들(420)의 내부 주변부들로 확장된다. 물론, 제2 몰드 플레이트(440)는 렌즈(302)가 단지 하나의 측면 상에서 반구형이 되도록 편평한 표면을 제공하거나, 렌즈(302)가 오목한 하부면으로 형성되도록 볼록 표면을 제공할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서, 렌즈(302)의 각 측면에 대한 임의의 적합한 구성은 적절한, 대향하도록 구성된 몰드 플레이트의 이용을 통해 달성될 수 있다.
흐름가능한 또는 달리 변형가능한 상태인 렌즈 재료, 예를 들면 폴리이미드와 같은 폴리머가 기판(400A)의 비아들(420)로 유입될 수 있다. 예를 들면 자외선(UV) 광으로의 노출에 의해 경화될 수 있는 포토폴리머가 또한 채용될 수도 있다. 렌즈들(302)(및 비아들(420)이 더 렌즈들(302)보다 더 큰 크기를 갖는 경우에는, 지지 구조)은 예를 들면 종래의 사출 몰딩 또는 트랜스퍼(transfer) 몰딩 기법들에 의해 형성될 수도 있다. 실리콘 다이옥사이드, 붕규산염(borosilicate) 유리, 포스포실리케이트(phosphosilicate) 유리, 또는 보로포스포실리케이트(borophosophosilicate) 유리와 같은 유리 재료가 렌즈 재료로서도 이용되어, 흐름가능한 상태에 있는 동안에 형성되거나, 원하는 구성으로 화학적으로 에칭되거나 또는 양쪽 모두로 수행된다. 렌즈 재료의 열팽창 계수(CTE)는 기판의 열팽창 계수와 합리적으로 매칭하도록 선택될 수 있다. 그러므로, 반도체 패키지들의 제조, 테스트 및 이용 시에 접하게 되는 온도들, 및 그 온도 범위 이상에서의 열적 미스매치가 회피될 수 있다.
제1 몰드 플레이트(430) 및 제2 몰드 플레이트(440)는 기판(400A)과 정렬될 수 있고, 렌즈들(302)(도 3C에서 파선으로 도시됨)은 사출 또는 트랜스퍼 몰딩, 또는 엠보싱(embossing), 또는 UV 임프린트 리소그래피를 이용하여 형성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 제1 몰드 플레이트(430)는 기판(400A)과 정렬되고, 비아들(420)은 실질적으로 렌즈 재료로 채워지고, 제1 몰드 플레이트(430) 및 기판(400A)은 도 3C에 도시된 위치로부터 반전된다. 그 후, 제2 몰드 플레이트(440)가 기판(400A)에 대해 눌려지고, 제1 몰드 플레이트(430)와 제2 몰드 플레이트(440) 사이에서 기판(400A)을 샌드위치시키며, 흐름가능하거나 변형가능한 렌즈 재료를 제1 몰드 플레이트(430)와 제2 몰드 플레이트(440) 사이에서 제1 몰드 플레이트(430)의 오목 부분(435c)으로 누른다. 몰드 플레이트들(430, 440)은 렌즈 재료로부터 스탬핑 동작에서 그 최종 형태로 렌즈들(302)을 형성하는데 이용될 수 있다. 몰드 플레이트들(430, 440)은 예를 들면 실리콘을 포함할 수 있다.
렌즈들(302) 또는 렌즈들(302)의 작은 그룹을 개별적으로 형성하기 위해, 하나의 단계 및 반복 방법이 채용될 수도 있다. 폴리머는 기판(400A)의 하나 또는 양쪽 측면들로부터 스탬프되어 경화될 수 있고, 기판(400A)은 스탬프 및 경화를 위해 다음 렌즈 소자 로케이션으로 이동될 수 있다. 이러한 방법은 기판(400A) 내에서 렌즈들의 어레이(300)를 형성하는데 이용될 수 있다. 단계 및 반복 방법은 풀 웨이퍼 몰드를 형성하는 비용을 줄일 수 있고, 더 작고 높은 정확도의 몰드들을 만드는 것이 더 용이하다.
기판(400A)의 비아들(420) 및 제1 몰드 플레이트(430)의 오목 부분(435c) 내의 렌즈 재료는, 예를 들면 선택된 렌즈 재료에 따라, 압력, 광, 열, 진공 또는 냉각 중 하나 이상을 인가하여 고체화됨으로써, 각각이 기판(400A)의 비아(420) 내에 배치되는 복수의 렌즈들(302)을 형성할 수 있다. 도 4는 렌즈 어레이 기판(470)에 렌즈들(302)을 구비하는 웨이퍼-레벨 렌즈 어레이(300)의 일부를 도시하고 있다. 렌즈 어레이 기판(470)은 도 3B의 기판(400A)을 형성하는데 기술된 방법을 이용하여 형성될 수 있고, 종래 반도체 제조 장비와 함께 이용되는 웨이퍼의 직경에 대응하는 크기 및 주변 형태를 가지도록 구성될 수 있다.
요약하면, 렌즈들(302)은 예를 들면 폴리머 또는 유리 재료로부터 매우 다양한 적합한 기술들 중 하나를 이용하고 흐름가능하거나 또는 달리 변형가능한 상태의 그러한 재료를 몰딩하거나, 프레싱하거나 또는 스탬핑함으로써 제조될 수 있다. 또한, 렌즈들(302)은 렌즈(302)의 이미지(반구형 표면 형태, 오목형 또는 볼록형 또는 다른, 더 복잡한 원하는 형태)를 폴리머 내에 두고 폴리머를 패턴으로 이용하여 유리를 원하는 형태로 에칭함으로써 유리 플레이트로부터 형성될 수 있다. 그러한 예에서, 웨이퍼-레벨 렌즈 어레이의 기판 또는 링키지 재료는, 그에 의해 지지되는 렌즈들의 것과 동일한 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 채용되는 제조 기술은 그 렌즈들에 대해 선택된 재료에 기초한 선택의 문제이다.
원하는 초점 길이를 갖는 렌즈 구성을 가능하게 하도록 비대칭적(렌즈의 주 면에 대해)인 형태로 렌즈 소자를 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 볼록 표면(464) 및, 대향하는 오목 표면(462)을 구비하는, 도 4에 도시된 웨이퍼-레벨 렌즈 어레이(300)의 렌즈들(302)은 비대칭적이다. 또한, 대칭적 프로파일들을 가질 수도 있거나 그렇지 않을 수도 있는 이중 오목 또는 이중 볼록 렌즈를 형성하는 것이 바람직할 수도 있다. 렌즈 프로파일은, 볼록 또는 오목, 구면 또는 비구면인지 여부에 관계없이, 렌즈 시스템의 광학 설계 및 광학 성능 요구조건들에 좌우될 것이다.
웨이퍼-레벨 렌즈 어레이(300)의 기판(400A)은 단지 예를 들어, 도 4에 파선으로 도시된 바와 같이 벌크 반도체 기판(100)에, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 알려져 있는 바와 같은 이미저 웨이퍼의 형태로 본딩될 수 있다. 적합한 본딩 기술들은 이하에 설명되고 기판(400A)에 채용되는 재료에 따라 가변될 수 있다. 이미저 웨이퍼는 이미지 센서 다이스, 또는 이미지 센서들(200)을 포함하는 다른 광학적으로 액티브한 다이스 형태로 된 반도체 다이스의 어레이를 포함할 수 있고, 용어 "광학적으로 액티브한"은 전자기 방사를 감지하거나 방출하도록 구성된 임의의 반도체 다이를 포함한다. 예를 들면, 이미지 센서들(200)은 각각이 광학적으로 민감한 회로를 구비하는 CMOS 이미저들을 포함하고, 이들은 이미저 어레이(204)를 포함하는 광학적 액티브 영역 또는 이미징 영역(202)으로서 특징된다.
이미저 웨이퍼는 각 이미지 센서(200)의 이미저 어레이(204)를 포함하는 광학적으로 민감한 회로를 외부 회로와 접속하기 위해, 그를 관통하는 도전성 비아들, 그 위의 회로 트레이스들 및 단자 패드들 또는 랜드들, 또는 그 조합들의 형태로 된 외부 전기 접속 소자들을 통상 더 포함할 수 있다. 이미지 센서의 외부 접속들을 유효하게 하기 위해 채용되는 구성은 원하는 대로 선택될 수 있다. 외부 전기 접속 소자들은 선택적으로, 렌즈 어레이 기판(470)의 기판 재료와 정렬되도록 이격될 수 있지만, 어느 경우든 개별적인 이미지 센서들(200, 도 1A 및 1B 참조) 사이에 정의되고 이를 따라 이미저 웨이퍼가 싱귤레이팅되는 "스트리트" 라인들(206) 외부에 배치된다.
이미저 웨이퍼는 실리콘을 포함할 수 있다. 렌즈 어레이 기판(470)은 상기 언급된 바와 같이, 실리콘의 CTE에 근접한 열팽창 계수(CTE)를 갖는 붕규산염(borosilicate)을 포함하고, 이는 CTE 미스매치와 연관된 문제들을 감소시킨다. 유사한 CTE의 반도체 재료 또는 다른 재료(예를 들면, 세라믹)를 포함하는 렌즈 어레이 기판(470)의 이용은 이미저 웨이퍼의 반도체 재료의 CTE와 동일하지는 않더라도 근접한 CTE를 제공하고, 이는 금속 렌즈 프레임이 채용되는 경우에 발생하는 CTE의 심각한 미스매치, 및 이미지 센서 디바이스 어셈블리의 정상 동작에서 경험되는 열적 사이클링 동안의 어셈블리 상의 연관된 스트레스를 회피시킨다.
렌즈 어레이 기판(470)은 임의의 적합한 방법, 예를 들면 퓨전 본딩(fusion bonding), 양극 접합(anodic bonding)에 의해, 또는 에폭시를 이용하여, 이미저 웨이퍼에 본딩될 수 있다. 양극접합 및 퓨전 본딩은 A. Berthold 등, Low Temperature Wafer-To-Wafer Bonding for MEMS Applications, Proc. RISC/IEEE, 31-33, 1998(ISBN 90-73461-15-4)에 기재되어 있다. 양극접합은 실리콘-대-실리콘, 실리콘-대-유리 및 유리-대-유리를 접합하는데 이용될 수 있고, 여기에서 고압(800V) 전계는 약 300℃에서 접착을 유도한다. 다르게는, 제1 표면 에칭 단계, 헹굼(rinse), 질산 처리, 헹굼, 힘을 가한 상태에서 컴포넌트들의 프리본딩, 및 다소 상승되지만(120℃) 일반적으로 양극 접합에 채용되는 것보다 더 낮은 온도에서의 어닐링을 포함하는 더 낮은 온도의 퓨전 본딩 방법이 이용될 수 있다. 에폭시는 스크린 프린팅, 디스펜싱(dispensing) 또는 패드 프린팅 방법들에 의해 적용될 수 있다. 스페이서 비드들(spacer beads)은 에폭시에 추가되어 본딩 갭을 정확하게 정의하고 웨이퍼에 걸쳐 균일성을 유지하는데 도움을 준다.
웨이퍼 레벨에서 렌즈들(302)을 처리하는 것은, 웨이퍼-레벨 렌즈 어레이(300)가 벌크 반도체 기판(100) 위에, 이미지 센서들(200)의 어레이가 그 위에 제조된 이미저 웨이퍼의 형태로, 정확하게 정렬될 수 있게 한다. 전체 웨이퍼-레벨 렌즈 어레이(300) 및 벌크 반도체 기판(100) 상의 이미지 센서들(200)의 어레이가 함께 정렬되므로, 각각의 렌즈(302) 및 이미지 센서를 개별적으로 정렬하는 것보다 정렬이 더 정확하게 수행될 수 있다. 웨이퍼-레벨 렌즈 어레이(300) 및 이미저 웨이퍼 양쪽은 모두 동일한 청정실 환경에서 함께 제조되어 본딩되고, 이는 각 렌즈와 그 연관된 이미지 센서(200) 사이의 입자성 물질(particulate matter) 유입을 감소시킬 수 있다. 다수의 웨이퍼-레벨 렌즈 어레이들(300)이 단일 이미저 웨이퍼 위에 스택될 수 있다. 렌즈들의 스택은 이미지 센서 디바이스 상으로의 최적 이미지 프로젝션에 필요할 수 있다.
이미저 웨이퍼는 상기 언급된 바와 같이, 이미지 센서들(200) 사이에서 싱귤레이팅되어 이미지 센서 패키지들을 형성할 수 있다. 웨이퍼-레벨 렌즈 어레이(300)의 렌즈 어레이 기판(470)의 기판 재료(475)는 싱귤레이션 액트 시 렌즈들(302) 사이에서 절단되어, 렌즈 어레이 기판(470) 및 이미저 웨이퍼로부터 복수의 이미지 센서 패키지들을 생성한다. 각각의 이미지 센서 패키지는 렌즈 소자(302)를 둘러싸는, 기판(470)의 일부를 포함할 수 있다. 용어 "절단"은 예를 들면 웨이퍼 톱(wafer saw)을 이용함으로써 통상 실현될 수 있는 것과 같은 싱귤레이션을 지칭할 때 이용되지만, 기계적 또는 물 톱질(water sawing), 에칭, 레이저 절단 또는 렌즈 어레이 기판(470)의 기판 재료(475) 및 이미저 웨이퍼를 절단하기에 적합한 다른 방법을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
다르게는, 렌즈 어레이 기판(470) 또는 그 스택은 웨이퍼 또는 다른 벌크 반도체 기판 상의 단일 다이 배치를 위해 싱귤레이팅되거나 다이싱될 수 있다. 이러한 방법의 하나의 장점은, 이전에 테스트되었던 공지된 양호한 이미지 센서들(200)만이 렌즈(302)를 구비할 필요가 있다는 점이다.
렌즈 소자(302)의 오목 표면(462)은 이미저 웨이퍼를 대향하도록 오리엔팅되고, 오목 렌즈 표면(462)과 이미지 센서(200) 사이에 공기, 가스, 또는 진공 갭을 포함하는 캐비티 또는 챔버를 제공할 수 있다. 렌즈 재료의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 임의의 적합한 재료가 캐비티를 채우는데 채용될 수 있다. 렌즈(302)는 방사(예를 들면, 가시광)를 이미지 센서(200)의 광학적으로 액티브한 영역으로 포커싱하거나 콜리메이팅(collimate)하도록 크기조정되고, 형태결정되며, 달리 구성될 수 있다. 유의할 점은, 본 발명은 일부 실시예들에서, 기판(100)이 이미저 어레이(204)의 픽셀들 P로의 광 투과를 허용할 만큼 충분히 얇은 경우에, 이미저 어레이(204)를 포함하는 벌크 반도체 기판(100)의 후방 표면 위에 비-대칭적으로 놓여진 렌즈(302)를 배치함으로써 실시될 수 있고, 그러한 구조들은 본 기술분야에 공지되어 있다는 점이다.
이미지 센서 패키지들은 본 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이, 복수의 외부 전기 도전체들을 각각 포함할 수 있다. 외부 전기 도전체들은 도전성 범프들, 볼들, 스터드들(studs), 칼럼들, 필라들 또는 랜드들의 형태로 된 이산 도전성 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 솔더 볼들은 외부 전기 도전체들 또는 도전성 또는 도전체-필링된 에폭시 소자들로서 형성되거나 적용될 수 있다. 외부 전기 도전체들은 상기 언급된 바와 같이, 도전성 비아들, 도전성 트레이스들, 또는 양쪽 모두를 통해 이미지 센서(200)의 이미징 영역(202)과 통신 상태에 있을 수 있다. 예를 들면, 이미저 웨이퍼는 그를 통해 연장되는 도전성 비아들과 통신 상태에 있는 그 후방측 표면 상에 회로 트레이스들의 재분배층(RDL)을 포함할 수 있다. 또 하나의 접근법에서, 외부 전기 도전체들은 도전성 비아들 위에 직접 형성되거나 배치될 수 있다. 또 다른 접근법에서, 어떠한 외부 전기 도전체들도 채용되지 않고, RDL의 도전성 비아들 또는 트레이스들이 더 높은-레벨 패키징의 도전체들과 직접 접촉 상태에 있을 수 있다. 그러므로, 전기 신호들은 각각의 이미지 센서(200)의 광학적으로 민감한 영역과 외부 컴포넌트들(도시되지 않음) 사이에서 전달될 수 있다. 적합한 외부 전기 커넥터들의 임의의 배열은 이미지 센서(200)에 전기적으로 접속되어, 볼-그리드 어레이(BGA; Ball Grid Array), 랜드 그리드 어레이(LGA; Land Grid Array), 리드없는 칩 캐리어(LCC; Leadless Chip Carrier), 4평면 팩(QFP; Quad Flat Pack), 쿼드 플랫 노-리드(QFN; Quad Flat No-lead) 또는 본 기술분야에 공지된 다른 패키지 타입을 포함하는 특정 패키지 구성을 제공한다.
본 발명의 이미지 센서 패키지들의 일부 실시예들에서, 필요나 원하는 바에 따라, 이미저 센서 패키지는, 이미지 센서(200)의 광학적으로 액티브한 영역 상으로 방사를 콜리메이팅하거나 포커싱하는 렌즈들의 스택을 형성하기 위해, 하나 위에 다른 하나가 스택된 복수의 렌즈 또는 렌즈 어레이를 포함하는 렌즈 스택을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 이미저 센서 패키지는 커버 유리, 비교적 더 큰 렌즈, 필드 플래트닝(field flattening) 렌즈, 또는 그 다양한 조합들의 스택뿐만 아니라 마이크로렌즈들을 포함할 수 있다. 단지 2개의 렌즈들, 예를 들면 마이크로렌즈 어레이 및 비교적 더 큰 렌즈를 구비하는 렌즈 스택은 본 발명의 범주 내에 있다.
이미지 센서 패키지들, 렌즈들 및 렌즈 스택들의 제조에 관한 추가 세부사항은 2007년 5월 21에 출원된 미국특허출원번호 제11/751,206호 및 2007년 4월 4일에 출원된 미국특허출원번호 제11/732,691호에 개시되어 있고, 각각의 그러한 출원은 본 발명의 양수인에게 양도되어 있다.
도 5는 본 발명에 따른 이미징 시스템(500)의 하나의 실시예를 예시하는 단순화된 블록도이다. 일부 실시예들에서, 이미징 시스템(500)은 예를 들면, 디지털 카메라, 셀룰러 전화기, 컴퓨터, 개인휴대단말기(PDA), 홈 보안 시스템 센서들, 과학 테스트 디바이스들, 또는 이미지의 전자 표현을 캡처할 수 있는 임의의 다른 디바이스 또는 시스템을 포함할 수 있다. 이미징 시스템은 본 발명의 다양한 실시예들에 따라, 비-대칭적으로 위치된 이미징 영역(202, 도 1A 참조) 및 비-대칭적으로 위치된 렌즈(302), 또는 2개 이상의 중첩되고 비-대칭적으로 위치된 렌즈들(302)을 포함하는 렌즈들의 스택을 구비하는 적어도 하나의 이미지 센서(200)를 포함한다. 이미징 시스템(500)은 이미지 센서(200)로부터 이미지들의 전자 표현들을 수신하고 이미지들을 이미징 시스템(500)의 다른 컴포넌트들에게 전달하기 위한 전자 신호 처리기(510)를 포함할 수 있다. 이미징 시스템(500)은 또한 데이터 및 제어 정보를 송신하고 수신하기 위한 통신 인터페이스(520)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미징 시스템(500)은 또한 하나 이상의 메모리 디바이스들을 포함할 수 있다. 제한이 아니라 예시로서, 이미징 시스템은 로컬 저장 디바이스(530)(예를 들면, 판독 전용 메모리(ROM) 디바이스 및/또는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 디바이스) 및 이동식 저장 디바이스(540, 예를 들면, 플래시 메모리)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 이미저 회로 설계자가 이미지 센서의 중심에 근접한 이미저 어레이의 중심에 대해 크게 고려하지 않고서도 이미저 레이아웃을 최적화할 수 있게 한다. 본 발명의 실시예들은 또한 결합된 웨이퍼-레벨 이미지 센서와 렌즈 소자 어셈블리들의 싱귤레이션 전에, 렌즈 경계가 이웃하는 이미지 센서 상에 침입하는 것에 관계없이 두껍고, 낮은 새그(sag) 렌즈의 제조 및 이용을 가능하게 한다.
상기 설명이 다수의 특정사항들을 포함하고 있지만, 이들은 본 발명을 제한하는 것이 아니라, 단지 일부 실시예들의 예시들만을 제공하는 것으로 해석되어야 한다. 유사하게, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 본 발명의 다른 실시예들이 고안될 수도 있다. 상이한 실시예들로부터의 특징들이 조합하여 채용될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 범주는 상기 상세한 설명에 의해서보다는 첨부된 청구항들 및 그 법적 등가물들에 의해서만 표시되고 제한된다. 청구항들의 의미 및 범주 내에 드는 본 발명에 대한 모든 부가물, 삭제물 및 변형들은 여기에 개시된 바와 같이 본 발명에 의해 포함된다고 할 것이다.

Claims (24)

  1. 이미지 센서 패키지를 형성하기 위한 방법으로서,
    이미저 어레이(imager aray)가 그 위에 비-대칭적으로 위치된 이미지 센서 다이 위에 렌즈를 고정시키는 단계 - 상기 렌즈는 상기 이미저 어레이와 광학적 정렬 상태에 있음 -
    를 포함하는 이미지 센서 패키지 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 절단 측면(truncated side)을 갖는 렌즈를 형성하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 절단 측면을 상기 이미지 센서 다이의 횡적 에지와 실질적인 정렬 상태로 배치하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 패키지 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절단 측면을 불투명하고 비-반사성으로 렌더링하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 패키지 형성 방법.
  4. 제3항에 있어서, 거기에 횡적으로 인접하는 상기 렌즈를 지지하는 구조물의 적어도 일부를 불투명하고 비-반사성으로 렌더링하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 패키지 형성 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절단 측면을 갖는 렌즈를 형성하는 단계는, 2개의 인접하는 절단 측면들을 갖는 렌즈 소자를 형성하는 단계, 및 상기 2개의 인접하는 절단 측면들을 상기 이미지 센서의 2개의 인접하는 측면들과 실질적인 정렬 상태로 배치하는 단계를 포함하는 이미지 센서 패키지 형성 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 렌즈의 광학 중심을 상기 이미저 어레이의 중심에 정렬하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 패키지 형성 방법.
  7. 이미지 센서 패키지로서,
    광학적으로 민감한 영역이 그 위에 비-대칭적으로 위치된 이미지 센서;
    상기 광학적으로 민감한 영역 위에 기판을 관통하는 비아가 배치된 기판; 및
    상기 비아 위에 지지되고, 상기 비-대칭적으로 위치된 광학적으로 민감한 영역에 정렬되는 렌즈
    를 포함하는 이미지 센서 패키지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 렌즈는 적어도 하나의 절단 측면을 포함하는 이미지 센서 패키지.
  9. 제8항에 있어서, 상기 렌즈의 상기 적어도 하나의 절단 측면은 불투명하고 비-반사성인 이미지 센서 패키지.
  10. 제8항에 있어서, 상기 렌즈의 상기 적어도 하나의 절단 측면은 2개의 인접하는 절단 측면들을 포함하는 이미지 센서 패키지.
  11. 제7항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 렌즈를 지지하고 상기 렌즈에 인접한 구조물의 표면의 적어도 일부는 불투명하고 비-반사성인 이미지 센서 패키지.
  12. 제7항에 있어서, 상기 이미지 센서는 CMOS 이미저 및 CCD 이미저 중 하나를 포함하는 이미지 센서 패키지.
  13. 제7항에 있어서, 상기 기판 및 상기 렌즈는, 상기 광학적으로 민감한 영역이 그 위에 배치되는 상기 이미지 센서의 표면 위에 배치되는 이미지 센서 패키지.
  14. 제7항에 있어서, 상기 렌즈의 광학 중심은 광학적으로 액티브한 영역의 중심에 정렬되는 이미지 센서 패키지.
  15. 이미징 시스템으로서,
    제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 이미지 센서 패키지;
    상기 이미지 센서 패키지와 통신하는 전자 신호 처리기;
    상기 전자 신호 처리기와 통신하는 통신 인터페이스; 및
    상기 전자 신호 처리기와 통신하는 로컬 저장 디바이스
    를 포함하는 이미징 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 이미징 시스템은 디지털 카메라, 카메라(셀) 폰, PDA, 홈 보안 시스템, 내시경(endoscope), 광학 저장 장치 및 과학 테스트 장치 중 하나를 포함하는 이미징 시스템.
  17. 광학적으로 액티브한 반도체 디바이스를 위한 렌즈 구조물로서,
    광학적으로 투과성인 재료를 포함하며 렌즈 구조물의 주변부 내에 비-대칭적으로 위치된 렌즈
    를 포함하는 렌즈 구조물.
  18. 제17항에 있어서, 그 주변부 주위에 지지 기판을 더 포함하는 렌즈 구조물.
  19. 제17항에 있어서, 상기 렌즈는 비-대칭적 주변부를 포함하는 렌즈 구조물.
  20. 제19항에 있어서, 상기 렌즈의 비-대칭적 주변부는 적어도 하나의 절단 측면을 포함하는 렌즈 구조물.
  21. 제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절단 측면은 불투명하고 비-반사성인 렌즈 구조물.
  22. 렌즈 구조물을 형성하는 방법으로서,
    렌즈 소자의 적어도 하나의 주변 에지에, 렌즈 소자의 적어도 하나의 다른 주변 에지보다 더 근접하게 위치된 광학 중심을 가지는 렌즈를 구비하는 렌즈 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 주변 에지와 일치하는 적어도 하나의 절단 측면을 갖는 렌즈를 구성하는 단계
    를 포함하는 렌즈 구조물 형성 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 렌즈 소자의 상기 적어도 하나의 주변 에지를 이미지 센서의 적어도 하나의 주변 에지에 정렬하는 단계를 더 포함하는 렌즈 구조물 형성 방법.
  24. 웨이퍼-레벨 이미저 어셈블리로서,
    이미지 센서들의 어레이를 포함하는 웨이퍼-레벨 반도체 기판 - 각각의 이미지 센서는 비-대칭적으로 위치된 이미저 어레이를 포함함 -; 및
    렌즈 소자들의 어레이를 그 위에 포함하는 웨이퍼-레벨 기판 - 각각의 렌즈 소자는 이미저 어레이의 중심에 정렬된 광학 중심을 갖는 렌즈를 포함함 -
    을 포함하는 웨이퍼-레벨 이미저 어셈블리.
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