TW201339620A - 晶圓級光學元件的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種晶圓級光學元件（WLO）的製造方法。形成隔離層於基板上，並圖樣化（patterning）該隔離層，以暴露部分基板，其定義複數光學元件的位置。注入液態填充物於定義的光學元件位置。將模具的凹洞與定義的光學元件位置對準並相對壓合，其中凹洞定義出光學元件的曲面形狀。進行烘烤以硬化填充物，移除模具，再除去隔離層，因而於基板上形成複數各自獨立分開的光學元件。

Description

晶圓級光學元件的製造方法

    本發明係有關一種晶圓級光學元件，特別是關於一種可防止翹曲之晶圓級光學元件的製造方法。

    晶圓級光學元件（wafer-level optics, WLO）製造係一種使用半導體等級的技術以製造微型光學元件（例如透鏡）的技術。所形成的晶圓級光學元件具有微小尺寸，可適用於許多的行動裝置，例如行動電話的照相機。

    晶圓級光學元件製造技術一般可使用模具以進行重複性（replication）的大量製造。使用此技術可製造單一光學元件，也可形成複合的多元件堆疊。若要形成多元件堆疊，則需將二或多個經烘烤後的光學元件晶圓進行接合（bonding）。然而，光學元件的材質（例如塑膠）通常具有高收縮係數，因此經過烘烤後，往往造成晶圓的翹曲（warpage）。如第一圖所示，翹曲的光學元件晶圓在進行接合時，將會造成接合失敗，因而降低了製造良率。

    因此，亟需提出一種新穎的晶圓級光學元件的製造方法，用以克服上述的翹曲問題。

    鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種晶圓級光學元件（WLO）的製造方法，用以避免晶圓的翹曲。

    根據本發明實施例，提供一基板，並形成隔離層於基板上。圖樣化（patterning）該隔離層，以暴露部分基板，其中暴露之基板區域定義複數光學元件的位置。注入液態填充物於定義的光學元件位置。提供一模具，其表面具有複數凹洞，分別相應於定義的複數光學元件位置。將模具的凹洞與定義的光學元件位置對準並相對壓合，其中凹洞定義出光學元件的曲面形狀。進行烘烤以硬化該填充物，移除模具，且除去隔離層，因而於基板上形成複數各自獨立分開的光學元件。

    第二A圖至第二F圖顯示本發明實施例之晶圓級光學元件（wafer-level optics, WLO）的製造方法及其剖面圖，可用以製造晶圓級透鏡，但不限定於此。由於本實施例之製造方法使用模具，其具有可重複（replication）製造特性，因此也可稱為晶圓級光學元件的重複製造方法。

    如第二A圖所示，首先提供一基板20，例如玻璃板。接著，於基板20上形成一隔離層21。在本實施例中，隔離層21係為光阻層，但不限定於此。一般來說，可承受烘烤溫度且易與透鏡材質（例如塑膠）分離的材質即可作為本實施例的隔離層21。

    接著，圖樣化（patterning）隔離層21，以形成第二B圖所示的結構。其中，橫向相鄰的隔離層21之間的區域（亦即，暴露之基板20區域）定義出晶圓級光學元件的位置。在本實施例中，係使用光阻作為隔離層21，因此可使用半導體技術當中的曝光、顯影及蝕刻技術以進行隔離層21的圖樣化。

    如第二C圖所示，注入液態填充物22於隔離層21所定義的光學元件位置。填充物22的材質可為塑膠，例如透鏡膠（lens glue）。液態填充物22的注入方式可以為非連續式，亦即，以點方式一一注入各個光學元件位置。液態填充物22的注入方式也可採用連續式，亦即，以整面方式注入（或塗佈於）多個（或全部）光學元件位置上。

    接下來，如第二D圖所示，提供一模具23（可為塑膠或其他適當材質），其表面具有多個凹洞24，分別相應於隔離層21所定義的多個光學元件位置。將模具23的凹洞24與隔離層21所定義的元件位置對準並相對壓合後，該凹洞24即可定義出晶圓級光學元件的曲面形狀。接著，進行烘烤以硬化填充物22。

    於烘烤結束後，移除模具23即可得到第二E圖所示的結構。根據上述實施例，以圖樣化之隔離層21作為光學元件之間的隔離，且於烘烤期間用以支撐光學元件，使得所形成連結有多個晶圓級光學元件的晶圓不會產生翹曲，因而在與其他光學元件晶圓進行接合（bonding）時，將可具有較高的良率。

    最後，除去隔離層21後形成如第二F圖所示各自獨立分開的光學元件。在本實施例中，隔離層21係使用光阻材質，其除去方法可使用蝕刻技術，其所用蝕刻劑對光阻的蝕刻率大於光學元件（亦即填充物22）的蝕刻率。

    上述第二A圖至第二F圖所示製程係於基板20的單側（例如上方）形成光學元件。然而，於其他實施例中，也可於基板20的另一側（亦即下方）同樣形成光學元件，其製程步驟同於前述製程步驟，因此不予贅述。此外，於基板20二側形成光學元件的製程步驟可同時實施，也可採先、後實施方式。

    以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

20．．．基板

21．．．隔離層

22．．．填充物

23．．．模具

24．．．凹洞

第一圖顯示傳統晶圓級光學元件製造方法的剖面圖。
第二A圖至第二F圖顯示本發明實施例之晶圓級光學元件（WLO）的製造方法及其剖面圖。

20．．．基板

21．．．隔離層

22．．．填充物

Claims (10)

1. 一種晶圓級光學元件（WLO）的製造方法，包含：
   提供一基板；
   形成一隔離層於該基板上；
   圖樣化（patterning）該隔離層，以暴露部分該基板，其中該暴露之基板區域定義複數光學元件的位置；
   注入液態填充物於該定義的光學元件位置；
   提供一模具，其表面具有複數凹洞，分別相應於該定義的複數光學元件位置；
   將該模具的凹洞與該定義的光學元件位置對準並相對壓合，其中該凹洞定義出該光學元件的曲面形狀；
   進行烘烤以硬化該填充物；
   移除該模具；及
   除去該隔離層，因而於該基板上形成複數各自獨立分開的光學元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該光學元件包含透鏡。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該基板包含一玻璃。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該隔離層包含光阻。
5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該填充物包含塑膠。
6. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該模具的材質包含塑膠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該隔離層的除去步驟係使用蝕刻技術。
8. 如申請專利範圍第7項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該隔離層的除去步驟使用一蝕刻劑，其對該隔離層的蝕刻率大於該填充物的蝕刻率。
9. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該液態填充物的注入步驟為非連續式，其以點方式將該填充物一一注入各個該定義光學元件位置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學元件的製造方法，其中該液態填充物的注入步驟為連續式，其以整面方式將該填充物塗佈於該定義的複數光學元件位置。