TW201232020A - Protecting an optical surface - Google Patents
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201232020 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於保護光學表面的技術。 c先前技術】 背景 光學塗層可基於多種不同理由而被特定光學裝置所使 用。特定的光學塗層係包括形成於諸如一透鏡或面鏡等一 表面上之一或多層的材料,其可更改該表面反射或透射光 之方式。一類型的光學塗層係為抗反射塗層,其可降低從 諸如眼鏡及攝影透鏡等光學元件的表面之特定反射。另— 類型的光學塗層係為高反射器塗層,其可譬如用來製造面 鏡。特定的光學塗層可在一波長範圍表現出高反射,且在 另一波長範圍表現出抗反射。 【韻'明内穷】 概要 根據一實施例,一方法係包括在光學透射材料的一抗 反射層接收一光束。該抗反射層具有一外表面,該外表面 配置於光學透射材料的一保護層之一凹部内,使得外表面 受到凹部及保護層所保護不被接觸。外表面進一步沿著從 外表面往内配置之一光學裝置的一光學路徑被配置。抗反 射層具有比保護層的平均橫剖面厚度更小之平均橫剖面厚 度。该方法進一步包括使用抗反射層以調變光束。 本揭示的特定實施例係可提供一或多項技術優點。譬 如’提供一用於保護光學塗層之系統及其形成方法。特定 201232020 實施例可藉由將一光學塗層配置於一凹部内以減輕損害該 塗層之風險。此外,特定實施例可以一種利用聚焦或其他 導向光束的方式來保護光學塗層,其可增強精密度並簡化 光學件。特定實施例可提供全部、提供部分、或不提供這 些優點。特定實施例可提供一或多個其他優點,熟習該技 術者可從本文所包括的圖式、描述及申請專利範圍得知這 些優點的一或多者。 圖式簡單說明 為了更完整瞭解本發明及其優點,現在連同附圖參考 下文描述,其中: 第1A至1C圖顯示根據一範例實施例處於形成的不同 階段之複數個光學裝置的橫剖面; 第2圖顯示根據一替代性實施例之實質平面性凹部形 成後的光學裝置之橫剖面; 第3圖顯示根據一替代性實施例之實質非平面性凹部 形成後的光學裝置之橫剖面; 第4圖是根據一實施例之一用於保護光透射層之方法 的流程圖。 I:實施方式3 範例實施例的描述 本文揭露的各不同範例實施例係就一光學裝置的一表 面上所形成之一或多個光透射層的脈絡予以說明。特定光 學裝置係可能能夠與衝擊其上的光束交互作用及/或產生 光束。光透射層可基於多種不同理由被特定光學裝置所使 4 201232020 用。譬如,特定光透射層可用來將光學裝置包圍在一保護 腔穴内。此外,特定光透射層可組配來聚焦、過濾、反射、 繞射、導向、及/或以其他方式調變光束,其在特定情形中 可增強精密度並簡化用於特定光學裝置的光學件。特定光 透射層可由若被設備接觸則可能受損之薄材料形成。本文 揭露的特定實施例係可藉由對於光透射層使用狀材料及 /或藉由將該(等)層配置於一保護凹部内以減輕損害一或多 個光透射層之風險,如下文進一步討論。本揭示絕不應限 於下文所不範的範例實行方式、圖式及技術。圖式未必依 比例繪製。 本揭示的範例實施例係參照第丨八至4圖獲得最佳的瞭 解,對於不同圖中類似的對應部份使用類似的編號。 第1A至1C圖顯示根據一範例實施例之複數個光學裝 置100處於形成的不同階段之橫剖面。如第1A圖所示,各光 學裝置100可形成於一基材102上。一第一光透射層1〇4可從 光學裝置100往外形成。一第二光透射層106可從第一光透 射層104往外形成。在特定實施例中,第一光透射層1〇4及/ 或第二光透射層106若被(譬如自動式晶圓操作設備)所接觸 則可能易受損*在特定應用中,在第一或第二光透射層104 及106中之25微米寬或更大的瑕疵係可能導致可能降低良 率之不可接受的光學製品。在其他應用中,在第一或第二 光透射層104及106中之5微米寬或更大的瑕疵係可能導致 可能降低良率之不可接受的光學製品。各不同實施例係可 利於保護光透射層104及/或106避免不可接受的光學製品。 201232020 光學裝置100可能係為能夠與衝擊其上的光束交互作 用及/或能夠產生光束之任何光電裝置。如第lc圖所示,譬 如,特定光學裝置100可能係能夠偵測及/或調變傳播經過 光透射層104及/或106至光學裝置1〇〇之光束112。以添加或 取代方式,特定光學裝置100可能係能夠產生源自於光學裝 置100且經由光透射層104及/或106傳播離開光學裝置1〇〇 之光束112。光學裝置1〇〇的特定者可能係為一能夠接收光 束112並產生及/或回應電信號之紅外線偵測器。光學裝置 100的特定其他者可能係為一能夠產生紅外線光束U2之紅 外線雷射二極體。在特定實施例中,各光學裝置100係利用 晶圓層級加工被形成及封裝;然而,可使用任何適當的加 工,譬如包括包含晶粒層級之裝置100的形成及/或封裝之 加工。 基材102可包括一或多層的矽(Si)、鍺(Ge)、碲化編 (CdTe)、蹄化鑛鋅(CdZnTe)、珅化錄(GaAs)、及/或其上可 供形成光學裝置100及/或光透射層104及/或106之任何其他 的適當材料或材料組合。在特定實施例中,基材1 〇2可對於 特定光束112具光學透射性。在替代性實施例中,基材1〇2 可能對於特定光束112具光學不透明性。在一特定實施例 中’基材102係為一用來形成可在加工期間彼此被單獨化之 多重陣列的光學裝置1〇〇之晶圓。 第一光透射層104係可包括能夠接收衝擊其上的光束 112且透射該等光束112的至少一部分朝向及/或遠離光學裝 置100之任何層或層組合。如第1A至1C圖所示,譬如,光 6 201232020 透射層104係可包括可相對於彼此具有實質不同厚度之二 或更多層104a及104b的一堆積體。在特定實施例中,層1〇4b 可具有抗反射性質。第一光透射層104可至少部份地界定一 腔穴’該腔穴包圍一或多個各別光學裝置100的全部或一部 分。 在特定實施例中’第一光透射層104可包括或形成被結 合至基材102之一基材的一部分,使得光學裝置100配置於 兩基材之間。譬如,第一光透射層104可為由石夕(si)、鍺 (Ge)、及/或能夠傳輸光束112的任何其他適當材料所構成之 一晶圓。 一或多個間隔件層103係可提供一可供第一光透射層 1〇4及/或第二光透射層1〇6形成或安裝其上之上層結構。如 第1A至1C圖的範例所示,間隔件層103可配置於光學裝置 1〇〇之間、且從光學裝置1〇〇縱向往外配置。間隔件層1〇3可 纽配成對於特定光束112具光學透射性及/或光學不透明 性。若間隔件層103的一部分配置於光束112的路徑内,譬 如,該部分可對於特定光束112具光學透射性,藉此容許光 束112透射經過間隔件層1〇3來到及/或來自光學裝置1〇〇。 在另一範例中,位於光束112的路徑外之間隔件層1〇3的部 分可對於光束112具光學透射性或光學不透明性。在特定實 施例中’間隔件層1〇3可為一銲料密封。 第二光透射層106可包括組配來聚焦、反射、繞射、導 向、及/或以其他方式調變衝擊其上的光束之任何層或層組 合。譬如,第二光透射層1〇6可選擇性供紅外線頻譜的光束 201232020 112通過,同時濾出其他波長的光;然而,可使用任何適當 的選擇性光過濾。在特定實施例中,第二光透射層1〇6包括 一抗反射塗層。在不同實施例中,第二光透射層106可具有 比第一光透射層104平均橫剖面厚度更小之平均橫剖面厚 度。譬如,第二光透射層106可具有比第一光透射層1〇4平 均橫刮面厚度更小10%之平均橫剖面厚度。 不同的實施例可藉由使光透射層的一經曝露表面硬化 以減輕損害第二光透射層1〇6的風險。譬如,光透射層丨〇6 的一外表面可藉由施加一類鑽塗層而被硬化。以添加或取 代方式,可藉由提供複數個凹部110且將第二光透射層1〇6 至少部份地配置於該等凹部11〇内,以減輕損害第二光透射 層106的風險,如下文進一步說明。 第1B圖顯示從第二光透射層1〇6往外形成一保護犧牲 層08之後的第1 a圖之光學裝置1 〇〇。在此範例中,保護犧 牲層108係由光阻或聚醯胺形成;然而,可使用任何適當的 材料。 如第1C圖所示,保護犧牲層1〇8的部分可被選擇性移除 以從各光電裝置往外形成凹部11〇。保護犧牲層1〇8的選擇 性移除可譬如利案及個技術實行。在特定情形 中,在保護犧牲層108的選擇性移除之後可接著—剝除製 程,以更完整地移除保護犧牲層108及/或原本有可能留存 在光電裝置100將使用的光徑内之其他殘留物。第二光透射 層106的部分—包括光束112的光徑内之部分—可配置於凹 (U10内。藉由將部分第二光透射層1〇6配置於凹部内, 201232020 可減輕在後續加工、操作、儲存、及/或作業期間損害第二 光透射層106的風險。 第2圖顯示根據一替代性實施例,實質平面性凹部210 形成於第一光透射層204内之後、及一第二光透射層206從 第一光透射層204—包括凹部210内一往外形成之後的光學 裝置200之橫剖面。光學裝置200、第一光透射層204、及第 二光透射層206可具有分別與第1A至1C圖的光學裝置 1〇〇、第一光透射層104、及第二光透射層106實質地類似之 特定結構及功能。凹部210可譬如藉由利用習見圖案及蝕刻 技術選擇性移除第一光透射層204的部分而形成;然而,可 使用任何適當的加工。凹部210在將由光學裝置2〇〇使用之 光徑112内從光學裝置2〇〇往外配置。 光徑112内所包括之第二光透射層206的部分係可能至 少部份地被凹部210保護,藉此減輕損害第二光透射層206 的該等部分之風險。選擇性移除第一光透射層204的部分一 而非一有機犧牲層一係可藉由在後續加工、操作、儲存及/ 或運作期間使得對於有機物的曝露達到最小或消除以進一 步改良良率。 第3圖顯示根據一替代性實施例,在實質非平面性凹部 310形成於第一光透射層304内之後、及一第二光透射層306 從第一光透射層304—包括非平面性凹部31 〇内—往外形成 之後的光學裝置300之橫剖面。光學裝置300、第一光透射 層304、及第二光透射層306可具有分別與第1八至1(:圖的光 學裝置1〇〇、第一光透射層1〇4、及第二光透射層1〇6實質地 201232020 類似之特定結構及功能。在特定實施例中,非平面性凹部 310可包括凹形夫瑞司諾(Fresnel)表面。在替代性實施例 中,非平面性凹部310可包含凸形夫瑞司諾(Fresnei)表面。 凹部310可譬如藉由利用一動力式圖案及蝕刻技術選擇性 移除第一光透射層304的部分而形成;然而,可使用任何適 當的加工。凹部310在將由光學裝置300使用之光徑内從光 學裝置300往外配置。 光徑112内所包括之第二光透射層306的部分係可能至 少部份地被凹部310保護,藉此減輕損害第二光透射層3〇6 的該等部分之風險。選擇性移除第一光透射層3〇4的部分、 而非一有機犧牲層係可藉由在後續加工、操作、儲存及/或 運作期間使得對於有機物的曝露達到最小或消除以進一步 改良良率。此外,可使用凹部310的非平面性表面以將光束 聚焦或作其他導向的方式定形第二犧牲層306,其可增強精 抗度並簡化光學件。 第4圖是顯示根據一實施例之一用於保護一或多個光 透射層的方法之流程圖400。在此範例中,該方法係就第1Α 至1C圖的光透射層1〇4及106之脈絡作說明;然而,可使用 任何適當的光透射層,譬如包括第2及3圖所示的替代性實 施例。 在步驟402中,複數個光學裝置1〇〇係形成於一基材1〇2 上或耦合至基材1〇2。在步驟404中,一第一光透射層1〇4形 成於基材102上或耦合至基材1〇2 ’使得光學裝置100配置於 基材及第一光透射層之間。譬如,第一光透射層104係可包 201232020 括或形成被耦合至用來形成光學裝置100的基材1〇2之一第 二基材的一部分,使得光學裝置100配置於兩基材之間(譬 如兩半導體晶圓之間)。在另一範例中,第一光透射層1〇4 可使用半導體加工技術從基材1 〇2往外形成。 在步驟406中,-第二光透射層1〇6係從第一光透射層 104往外形成或耦合至第一光透射層1〇4。在特定實施例 中,第二光透射層106可包括被集體地組配來聚焦、過濾、 反射、繞射、導向、及/或以其他方式調變衝擊其上的光束 之一或多層的材料,其在特定情形中可增強精密度並簡化 用於特疋光學裝置之光學件。以添加或取代方式,第二光 透射層106可包括一或多個抗反射層。第二光透射層1〇6的 至少β为可配置於複數個凹部1 〇内。在特定實施例中,各 凹部110的至少部分可從光學裝置110的各別一者往外配 置。在特定實施例中,凹部110可形成於一從第一及第二光 透射層104及106往外配置之保護犧牲層108中,如先前參照 第1C圖藉由範例所討論。在替代性實施例中,凹部可藉由 選擇性移除第一光透射層204及/或304的部分而形成,如先 前參照第2及3圖藉由範例所討論。 複數個光學裝置100以及第一及/或第二光透射層1〇4 及106係可組配成使得光束112可穿過第一及/或第二光透 射層104及106來到及/或來自複數個光學裝置1〇〇。譬如, 第二光透射層106可選擇性使紅外線頻譜的光束112通過, 其隨後透射經過第一光透射層104來到光學裝置100。在另 一範例中,源自及/或反射自光學裝置100之光束112係可能 11 201232020 在遠離光學裝置100的一方向透射經過第一及/或第二光透 射層104及106。在不同實施例中,第二光透射層106、206 或306可具有分別比其各別第一光透射層104、204或304平 均橫剖面厚度更小之平均橫剖面厚度。譬如,第二光透射 層106可具有比第一光透射層104橫剖面厚度更小10%的平 均橫剖面厚度。 在特定情形中,可使用步驟402、404及/或406以沿光 學裝置100周圍至少部份地形成封裝體。各封裝體可至少部 份地由包括基材102及第一光透射層1〇4之層的一堆積體所 界定。在特定情形中,一或多個經封裝光學裝置100可藉由 將堆積體分割成離散塊件而從光學裝置的其他者被單獨 化〇 本文揭露的特定實施例係可藉由將層配置於一或多個 保護層的一保護凹部内一其可利於保護光透射層避免不可 接受的光學製品一以減輕損害一或多個光透射層之風險。 以添加或取代方式,特定實施例可藉由對於光透射層使用 特定材料以減輕損害一或多個光透射層的風險。光透射層 及/或其下屬層係可組配以利於使用光透射層來調變光,其 在特定情形中可增強精密度並簡化用於特定光學裝置之光 學件。 雖描述一範例方法,該等步驟可以任何適當的次序達 成。譬如,若光透射層104及106形成於一與基材102不同之 基材上,在光透射層104耦合至基材102之前,光透射層106 可從光透射層104往外形成或耦合至光透射層104。本發明 12 201232020 係想見使用具有額外步驟、較少步驟、或不同步驟之方法, 只要該等方法仍適於保護一光學表面即可。 雖然上文已就數項實施例描述本揭示,熟習該技術者 可作出許多不同改變、替代、變異、更改、轉變及修改, 且本發明係預定涵蓋位於申請專利範圍的精神與範圍内之 改變、替代、變異、更改、轉變及修改。 【圖式簡單說明】 第1A至1C圖顯示根據一範例實施例處於形成的不同 階段之複數個光學裝置的橫剖面; 第2圖顯示根據一替代性實施例之實質平面性凹部形 成後的光學裝置之橫剖面; 第3圖顯示根據一替代性實施例之實質非平面性凹部 形成後的光學裝置之橫剖面; 第4圖是根據一實施例之一用於保護光透射層之方法 的流程圖。 【主要元件符號說明】 110···凹部 112…光束 210…實質平面性凹部 310···實質非平面性凹部 400…流程圖 402,404,406 …步驟 100,200,300…光學裝置 102…基材 103…間隔件層 104,204,304…第一光透射層 104a, 104b...層 106,206,306…第二光透射層 108…保護犧牲層 13
Claims (1)
- 201232020 七、申請專利範圍: 1. 一種裝備,包含: 複數個光學裝置,其耦合至一基材; 一保護層,具有配置其中的複數個凹部,各凹部係 從耦合至該基材之該等複數個光學裝置的各別一者往 外配置且位於耦合至該基材之該等複數個光學裝置的 各別一者之一光學路徑内;及 一抗反射層,其配置於該保護層之該等複數個凹部 的各者内,該抗反射層係組配來接收一衝擊其上的光 束、使該光束的反射達到最小、修改經接收光束的一特 徵、並且透射一經修改的光束。 2. 如申請專利範圍第1項之裝備,其中該抗反射層係組配 成藉由過濾該經接收光束的一波長範圍以修改該經接 收光束的特徵。 3. 如申請專利範圍第1項之裝備,其中該抗反射層係組配 成藉由聚焦該經接收光束以修改該經接收光束的特徵。 4. 如申請專利範圍第1項之裝備,其中該抗反射層係組配 成藉由重新導引該經接收光束以修改該經接收光束的 特徵。 5_如申請專利範圍第1項之裝備,其中該抗反射層係具有 比該保護層的平均橫剖面厚度更小之平均橫剖面厚度。 6. 如申請專利範圍第1項之裝備,其中該保護層係從該抗 反射層往外配置。 7. 如申請專利範圍第1項之裝備,其中該抗反射層係從該 14 201232020 保護層往外配置。 8. 如申請專利範圍第1項之裝備,其中該抗反射層係包含 一貫質平面性的外表面。 9. 如申請專利範圍第1項之裝備,其中該抗反射層係包含 一實質凸形的外表面。 10. 如申請專利範圍第1項之裝備,其中該抗反射層係包含 一實質凹形的外表面。 11. 一種方法,包含: 將光透射材料之一抗反射層的各別部分配置於光 透射材料的一保護層中之複數個凹部各者内,該抗反射 層具有比該保護層的平均橫剖面厚度更小之平均橫剖 面厚度,該抗反射層係組配成使從該抗反射層的—外表 面之光束的反射達到最小,該保護層係組配來保護該抗 反射層的各別部分不受到接觸,及 形成-光學總成’使得該等複數個凹部的各者 數個光學裝置的各別—者往外配置。 12. 如申請專利範圍第11項之方法,進-步包含藉由選擇性 移除該保護層的部分以界定該保護層中的該等複數個 凹部的步驟。 13·如申料鄕_丨1奴方法,其帽該抗麟層的各 另j #刀配置於該保護層中的複數個凹部各者内的步驟 係包含從該_層㈣形成該抗反射層。 14·如申°月專利範圍第11項之方法,其中將該保護層的各別 卩刀-置於如 几反射層中的複數個凹部各者内的步驟 15 201232020 係包含從該抗反射層往㈣成該㈣層。 15·如申請專利範圍第11項之方法,其中該抗反射層的各別 部分係各包含一非平面性外表面。 16.如申請專利顧第11項之方法,其中形成該光學總成的 步驟係包含將第-及第二基材結合至彼此,該第一基材 包含該等複數個光«置,該第二储包含該抗反射層 及該保護層。 17·—種方法,包含: 在光透射㈣的-抗反射層接收—光束,該抗反射 層具有配置於光透射材料的一保護層的一凹部内之一 外表面,使得該外表面被該凹部及該保護層所保護而不 ^到接觸,該外表面進-步沿著從該外表面往内配置之 光予裝置的-光學路徑而配置,該抗反射層具有比該 保護層的平均橫剖面厚度更小之平均橫剖面厚度;及 使用該抗反射層調變該光束。 ^如申料·_1?項之枝,其巾使麟抗反射層調變 二光束的步難包含藉岐㈣抗反射層财該經接收 光束皮長|命續於該光學|置提供-經聽光束。 f申請專利範圍第17項之方法,其中使用該抗反射層調 .楚5玄先束的步驟係包含藉由使用該抗反射層聚焦該經 接收光束崎於該光學裝置提供—經聚焦光束。 2〇·如申請專·_17叙方法,其中紐反射層係組配 Ϊ在—遠離該光學裝置的方向上使該光束的反射達到 最小。 16
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