TW201546479A - 在晶圓層上將相機立方體鍍黑之系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，包括利用延伸固定在已分割的相機立方體上的膠帶來延展晶圓上個別已切割的相機立方體之間的間隙。該方法包括將黑色塗層塗於延伸的相機立方體上、雷射修整黑色塗層之不需要部分及移除黑色塗層之不需要部分。

Description

在晶圓層上將相機立方體鍍黑之系統及方法
本發明係關於製造透鏡堆疊之系統及方法，特別是一種關於在晶圓層上將相機立方體鍍黑之系統及方法。
光學透鏡系統內具有黑色塗層可防止來自透鏡系統的操作中受干擾產生的不期望的光。例如，內有黑色塗層的透鏡系統可防止內部反射及來自照射在光學感應器上的外入射(或其他雜散光)光。
現在相機立方體(例如透鏡組)外表面上的黑色塗層是利用一方法而沉積，其需要(i)獨立地遮蔽每個晶粒(die)的孔徑，(ii)逐一將每個晶粒放置於隔開的網格中以用於塗佈，以及(iii)逐一地手動移除遮罩。
舉例而言，第1圖描述一個用於相機立方體鍍黑的先前技術方法10及其相關的視圖(visual diagram)100。例如，在步驟1中，透鏡104附接於感應器102上。在步驟2中，複數個透鏡/感應器群組是被放置在載體106上。在步驟3中，每個透鏡104的鏡頭位置都用遮罩材料108遮蔽。在步驟4中，黑色塗層110是在透鏡/感應器群組及遮罩材料108的外部表面。在步驟5中，黑色塗層110會在不需要的黑色塗層110的位置進行雷射修整(以虛線112表示)。在步驟6中，遮罩層108及不需要的黑色塗層110會從透鏡/感應器群組而手動移除。在步驟7中，將每個各別的透鏡/感應器群組從載體106上移除。
現在鍍黑流程有許多缺點。例如，需要手動以產生數個個別的透鏡/感應器群組、將這些群組放置於載體上及手動移除遮罩及黑色塗層的流程是緩慢的且勞力密集的(labor intensive)。
本發明所揭露之一方面是敘述一種在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，該方法包含：延伸一附接於相機立方體之一晶圓上的第一膠帶(tape)，以增加各個相機立方體之間的一間隙；將一層黑色塗料塗於相機立方體之晶圓 上；在該層黑色塗料中利用雷射修整一圖案，該圖案定義待移除的黑色塗料不需要(欲被移除)的部分；以及從晶圓上移除黑色塗料之該不需要部分。
本發明所揭露之另一方面是敘述在複數個相機立方體之單一晶圓上增加個別相機立方體之間的間隙之方法，該方法包含：以一第一方向延伸並附接於該晶圓的相機立方體上之一第一膠帶，以增加向該第一方向延伸的該間隙。
10‧‧‧先前技術方法
100‧‧‧視圖
102‧‧‧感應器
104‧‧‧透鏡
106‧‧‧載體
108‧‧‧遮罩材料
110‧‧‧黑色塗層
112‧‧‧虛線
200‧‧‧方法
202-218‧‧‧步驟
220‧‧‧虛線
300‧‧‧視圖
301‧‧‧切割膠帶
302‧‧‧透鏡組晶圓
304‧‧‧透鏡組
306‧‧‧感應器晶圓
308‧‧‧感應器
310‧‧‧遮罩層
312‧‧‧相機立方體
314‧‧‧間隙
316‧‧‧底部遮罩層
318‧‧‧黑色塗層
320‧‧‧虛線
400‧‧‧擴大方法
402-414‧‧‧步驟
416‧‧‧實線
500‧‧‧視圖
502‧‧‧第一膠帶
504‧‧‧UV光
506‧‧‧感應器/透鏡群組
508‧‧‧第二膠帶
510‧‧‧間隙
512‧‧‧額外膠帶
600‧‧‧俯視圖
602‧‧‧晶圓
第1圖描述用於相機立方體鍍黑的先前技術方法及其視圖(visual diagram)。
第2圖描述在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法之一實施例。
第3A-3B圖描述第2圖中方法的範例視圖。
第4圖描述延展晶圓上個別相機立方體之間的間隙之範例方法。
第5A-5B圖描述第4圖中方法的範例視圖。
第6圖描述具有複數個感應器/晶圓群組之一範例切割晶圓的俯視圖之一實施例。
下述在晶圓層上將相機立方體上鍍黑之系統及方法可與專利號為14/269,879的美國專利(申請日為2014年5月5日，發明名稱為「相機製造的晶圓級接合方法(Wafer Level Bonding Method For Camera Fabrication)」)中揭露的以任何方法結合的透鏡及感應器連接，且以引用方式併入本發明中。
第2圖是描述在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法200之一實施例。第3A-3B圖是描述第2圖中方法200的視圖300。第2圖及第3圖最好與以下的敘述一起觀看。註：並非所有第3A-3B圖中相似的元件都被標示以保持圖式清晰(例如，並非所有下述的透鏡組304在圖式中被標示)。對本發明目的，「相機立方體(camera cubes)」一詞被定義為包括一個感應器及透鏡組所組合的一個獨立光學系統。
在步驟202中，透鏡組及感應器在晶圓層中接合在一起。例如，具有複數個未切割的透鏡組304之透鏡組晶圓302是與具有複數個感應器308之感應器晶圓306接合，且每個感應器308相對於透鏡組304。透鏡組304可包含不偏離本發明範圍的晶圓層製作之任何結構的透鏡。感應器308可包含技術領域中 已知適合這種目的的任何影像感應器，例如互補式金屬氧化物半導體(CMOS)、感光耦合元件(CCD)、N型金屬氧化物半導體(NMOS)或類似元件。透鏡組304可與切割膠帶301結合以進行如下討論的切割。
在步驟204中，遮罩層是塗在接合的(bonded)透鏡組/感應器群組的頂端。例如，遮罩層310在晶圓層上可塗於透鏡組302的頂端。遮罩層310可以是任何標準微影製程技術領域中已知的光阻或乾膜。
在步驟206中，遮罩層被圖案化。例如，遮罩層310可經由已知的微影蝕刻或圖形生成製程而被圖案化。所得的產物包括一遮罩層僅形成於黑色塗層不需要之部分的透鏡組之上。
在步驟208中，接合的透鏡組及感應器被切割成單獨的相機立方體。例如，彼此結合的透鏡組302及感應器304被切割成個別的相機立方體312。
在步驟210中，方法200延展(擴大)每個單獨的相機立方體之間的空隙。例如，每個單獨的相機立方體312之間的空隙314被延展成一期望的(預定)距離。以下關於第4圖進一步詳細討論步驟210之延展方法。
在步驟212中，方法200將展開的相機立方體轉移至底部遮罩層。例如，相機立方體312被轉移至底部遮罩層316。
在步驟214中，方法200塗上一層黑色塗層。例如，相機立方體312被塗上黑色塗層318。
在步驟216中，方法200利用雷射修整穿過加於步驟214的黑色塗層的路徑。例如。雷射(以虛線320表示)切割一個穿過黑色塗層318的路徑，以讓遮罩材料310從相機立方體312上移除。在一個實施例中，雷射修整步驟216提供一個路徑讓剝除化學劑(stripping chemical)延伸到遮罩材料310。
在步驟218中，方法200執行一個移除步驟來移除遮罩材料。一旦遮罩材料310暴露出來，整個相機立方體的晶圓312浸泡在剝除化學劑中來移除遮罩材料310。黑色塗層318具有不會受到剝除物質影響的性質，因此，相機立方體312在沒有雷射修整的區域維持黑色塗層。在一個實施例中，步驟218涉及一個固定裝置，其可固(持)定在攪動的剝除化學劑中的數個單元。
一旦步驟218完成，每個單獨的相機立方體312可以從晶圓上移除，因此，產生一個單獨的有黑色塗層之相機立方體。
步驟202至208是可選擇的(以虛線220表示)且可以交替方式執行 本發明所揭露的內容。特別是，這些步驟在美國專利「晶圓級接合製程之系統及方法」中有較詳細的敘述。此外，應當理解的是，本發明所述的方法200的順序僅是為了說明目的，並非意在限制本發明的範圍。
方法200提供了多個比先前技術更顯著的優點。例如，方法200允許整個晶圓的相機立方體的處理(有時超過4000個單元在一個晶圓上)。這個一次進行整個晶圓的製程顯著地節省了時間及需要人力獨立地處理每個相機立方體。
第4圖是描述延展晶圓上個別相機立方體之間的空間的範例方法400。第5圖是描述第4圖中方法400的視圖500。第6圖是描述具有複數個感應器/晶圓群組506之範例切割晶圓602的俯視圖600之一實施例。第4-6圖最好與以下的敘述一起觀看。
方法400是執行上述方法200中的步驟210的一個實施例。延展方法400延伸切割膠帶301以延展切割的單元之間的間隙。延展方法400發生在感應器及透鏡組接合在一起及切割之後(即步驟208之後)。延展可被執行一次，或依期望的次數將透鏡組從一個切割膠帶移至另一個以重複多次。通常，利用多次切割膠帶轉移是有利的，因為特殊切割膠帶的延伸越長，相機立方體之間的間隙變的越不一致。因此，在多次切割膠帶上越小的延伸對一些情況是有利的。因此，延伸的次數是根據期望的間隙及一致性。
在步驟402中，方法400將位於有感應器/透鏡群組接合的晶圓之第一側的原始切割膠帶暴露於紫外(UV)光下，以將原始切割膠帶分層。例如，膠帶502暴露於UV光504下，這樣膠帶502的黏性會大大地降低，也因此膠帶502不會牢固的黏於感應器/透鏡群組506上。膠帶502可以是一個具有黏度特別強的黏性膠帶，且其進一步的特徵在於其黏性強度特性在照射UV光之後大大地降低。此外，應當理解的是感應器/透鏡群組506在這個製程階段可包含或不包含遮罩材料，然而，對延展方法400的目的而言，感應器/透鏡群組上遮罩材料的存在是無關的。
在步驟404中，方法400在感應器/透鏡群組晶圓的相對側黏上第二膠帶。在步驟404的一個實施例中，第二膠帶508在包含感應器/透鏡群組506之已切割晶圓的相對側(即包含遮罩層的一側)上形成薄片。膠帶508可以是一個具有黏度特別強的黏性膠帶，且其進一步的特徵在於其黏度強度特性在照射UV 光之後大大地降低。在一個實施例中，步驟404必須發生在步驟402之後以確保第二膠帶508在步驟402時不會照射到任何UV光，以維持第二膠帶508的黏性強度。在一個可供替換的實施例中，步驟404發生在步驟402之前，UV光504會使用在第一膠帶502的特殊位置，以確保第二膠帶508不會照射到UV光504。
在步驟406中，方法400從感應器/透鏡群組506上移除第一膠帶506。例如，第一膠帶502從群組506中拉除。
在步驟408中，方法400延伸/擴大第二膠帶以增加各個感應器/透鏡群組之間的間隙。在步驟408的一個範例，伸長第二膠帶508以增加各個感應器/透鏡群組506之間的間隙510。
步驟409是一個決定。當各個感應器/透鏡群組506之間的間隙超過一預期的(預定)臨界，則步驟409決定終止方法400。當各個感應器/透鏡群組506之間的間隙未超過該預定臨界，則方法400執行至步驟410。
在步驟410中，方法400將第二膠帶暴露於紫外(UV)光下，已將第二膠帶分層。例如，第二膠帶508暴露於UV光504下，這樣膠帶508的黏性會大大地降低，也因此膠帶508不會牢固的黏於感應器/透鏡群組506上。
在步驟412中，方法400在感應器/透鏡群組晶圓上相對於第二膠帶的一側黏上一個額外膠帶(additional tape)。在步驟412的一個實施例中，額外膠帶512在包含感應器/透鏡群組506之已切割晶圓的相對側(即相對於第二膠帶的一側)上形成薄片。膠帶512可以是一個具有黏度特別強的黏性膠帶，且其進一步的特徵在於其黏度強度特性在照射UV光之後大大地降低。在一個實施例中，步驟412必須發生在步驟410之後以確保額外膠帶512在步驟410時不會照射到任何UV光，以維持額外膠帶512的黏性強度。在一個可供替換的實施例中，步驟412發生在步驟410之前，UV光504會使用在第二膠帶508的特殊位置，以確保額外膠帶512不會照射到UV光504。
在步驟414中，方法400從感應器/透鏡群組上移除第二膠帶508。
接下來，方法400在有額外的膠帶下重複步驟408-414，直到各個感應器/透鏡群組506之間的間隙510達到期望的寬度(以實線416表示)。應當理解的是，雖然第5A及5B圖中的舉例說明是二維的，延伸/擴大可超過一個方向而發生。例如，請參閱第6圖，在步驟408-411的第一次重覆可以沿著實線A-A’的方向延伸晶圓602，而在步驟408-411的第二次重覆可以沿著實線B-B’的方向延伸晶圓 602。任何其他方向的延伸可以在不脫離本發明的範圍而發生。
上述的方法及系統可以在不脫離本發明的範圍而改變。值得注意的是上述內容或圖式僅說明本發明最佳解釋，而非為了限制本發明。以下的申請專利範圍目地是包含本發明所述的所有上位及具體特徵，以及本發明方法及系統的範圍的所有陳述(如文字內容)皆落入其範圍之間。
200‧‧‧方法
202-218‧‧‧步驟
220‧‧‧虛線

Claims (17)

  1. 一種在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，該方法包含：延伸黏於該相機立方體之一晶圓上的一第一膠帶，以增加各個該相機立方體之間的一間隙；將一層黑色塗料塗於該相機立方體之該晶圓上；在該層黑色塗料中利用雷射修整一圖案，該圖案定義待移除的該黑色塗料之不需要部分；以及從該晶圓上移除該黑色塗料之該不需要部分。
  2. 如請求項第1項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，更包含在黑色塗層不需要之該相機立方體的部分覆蓋一遮罩部分。
  3. 如請求項第2項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，其中該圖案對應該遮罩部分。
  4. 如請求項第2項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，其中該移除步驟包含利用一剝離化學劑經由該雷射修整的圖案移除該遮罩部分。
  5. 如請求項第4項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，其中該移除步驟由一固定裝置執行，當該剝除化學劑在攪動時固定該晶圓及該相機立方體。
  6. 如請求項第1項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，更包含將該延伸的相機立方體轉移至一底部遮罩層。
  7. 如請求項第1項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，該延伸步驟包含：以第一方向延伸該第一膠帶以增加該間隙至一第一距離；照射紫外(UV)光至該第一膠帶；將一第二膠帶黏至與該第一膠帶相對位置的該相機立方體之該晶圓上； 移除該第一膠帶；以及延伸該第二膠帶以增加該間隙至一第二距離。
  8. 如請求項第7項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，其中該第二膠帶的延伸步驟包括以與該第一方向不同的一第二方向延伸該第二膠帶。
  9. 如請求項第7項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，更包括將UV光照射至該第二膠帶；以及對一額外膠帶重複黏、移除、延伸及照射UV光的步驟，直到該間隙達到一預定臨界。
  10. 如請求項第9項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，其中對每個該額外膠帶，該額外膠帶以一不同方向延伸。
  11. 如請求項第7項所述的在晶圓層上將相機立方體鍍黑之方法，其中照射UV光的步驟在黏一第二膠帶的步驟之後發生，且其中該UV光僅應用在該第一膠帶的一位置上。
  12. 一種用於複數個相機立方體之單一晶圓上增加個別相機立方體之間的間隙之方法，該方法包含：以一第一方向延伸黏於該晶圓的相機立方體上之一第一膠帶，以增加向該第一方向延伸的該間隙。
  13. 如請求項第12項所述的用於複數個相機立方體之單一晶圓上增加個別相機立方體之間的間隙之方法，更包括：以第一方向延伸該第一膠帶以增加該間隙至一第一距離；照射紫外(UV)光至該第一膠帶；將一第二膠帶黏至與該第一膠帶相對位置的該相機立方體之該晶圓上；移除該第一膠帶；以及延伸該第二膠帶以增加該間隙至一第二距離。
  14. 如請求項第13項所述的用於複數個相機立方體之單一晶圓上增加個別相機 立方體之間的間隙之方法，其中該第二膠帶的延伸步驟包括以與該第一方向不同的一第二方向延伸該第二膠帶。
  15. 如請求項第13項所述的用於複數個相機立方體之單一晶圓上增加個別相機立方體之間的間隙之方法，更包括將UV光照射至該第二膠帶；以及對一額外膠帶重複黏、移除、延伸及照射UV光的步驟，直到該間隙達到一預定臨界。
  16. 如請求項第15項所述的用於複數個相機立方體之單一晶圓上增加個別相機立方體之間的間隙之方法，其中對每個該額外膠帶，該額外膠帶以一不同方向延伸。
  17. 如請求項第13項所述的用於複數個相機立方體之單一晶圓上增加個別相機立方體之間的間隙之方法，其中照射UV光的步驟在黏一第二膠帶的步驟之後發生，且其中該UV光僅應用在該第一膠帶的一位置上。
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