TW201617205A - 用於製作透鏡晶圓之模工具、設備及方法 - Google Patents

用於製作透鏡晶圓之模工具、設備及方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種用於製作(尤其係壓凸)具有大數目微透鏡20之一單片透鏡晶圓10之模工具、設備及方法。

Description

用於製作透鏡晶圓之模工具、設備及方法
此發明係關於如技術方案1、6及10之用於製作(尤其係壓凸)具有大數目之微透鏡之單片透鏡晶圓之模工具、裝置及方法。
微透鏡主要係用於需要光學聚焦系統之裝置,例如,行動電話之相機。由於朝著小型化之推動趨勢,功能區域將變得越來越小。微透鏡之小型化程度越大,則更難自光學正確之角度製作該微透鏡,因為與此同時,理想上量產之微透鏡會產生極大之成本壓力。在先前技術中,藉由不同之製作方法在一載體基板上製作微透鏡,例如,美國專利第US 6,846,137 B1號、US 5,324,623號、US 5,853,960號及US 5,871,888號中描述了該方法。所有前述方法之一共同態樣在於,基於原理,需要一特定之厚度且穿過該微透鏡之光必須不僅穿過該透鏡,同時亦需穿過該載體基板。由於同時需要高品質及同時對具有較高輝度之較高解析度(例如,解析度係取決於沿光軸,即光束路徑之光學器件之厚度及數目)之需求,根據先前技術之微透鏡需進行另一最佳化。
此外,需要盡可能高之發光率(light yield),因為在大多數情形下,影像感測器佔據其上可發光之一極小之表面,此尤其對於微光學器件系統具有決定性作用。
EP 2 168 746 A1中揭示了一種用於無支撐微透鏡場之製作方法。
在無支撐微透鏡場之製作中,在透鏡場之製作期間,尤其在壓凸及固化期間,透鏡場材料之收縮會造成問題。
本發明之一目的在於指明一種模工具或通用裝置或通用方法,藉此可用具有高發光率及高輝度之微透鏡來(尤其大量地)製作透鏡晶圓且同時較高製作準確性。
此目的係用技術方案1、6及10中之特徵達成。子技術方案中指明本發明之進一步有利之發展。由在描述、技術方案及/或圖中所指明特徵中之至少二者所組成之所有組合亦均屬於本發明之範疇內。對於所指明之值範圍,屬於上述限度內之作為邊界值之值亦應被認為係所揭示值且可以任何組合申請。
本發明係基於此一理念:用使模係經設計而設定一壓凸空間邊界之方式組態用於製作該透鏡晶圓之一模工具,以用在透鏡場之壓凸或製作期間,可自動地設計該透鏡場之一橫向周邊緣之一方式來持留用於透鏡場之製作之可固化流體。以此方式,因為現有載體系統及處理裝置可用於此目的,故可明顯地簡化該透鏡場之進一步處理。同時,可製作具有較高準確度之極其均勻、最佳固化透鏡場。此外,可藉由根據本發明之組態用一單一壓凸步驟來將幾乎任何透鏡型材製作為具有大數目微透鏡之一單片透鏡晶圓,尤其是球面及/或非球面、凸形及/或凹形及菲涅爾(Fresnel)透鏡。
根據本發明,因為該模工具之組態,可製作一無支撐微透鏡場,其中因為該載體係經省略,該微透鏡比具有載體之微透鏡具有較小之厚度。
根據該模工具之一有利實施例,根據本發明,提出該突出係經設計為獨特環狀(較佳圓形)之堤狀部,明確而言,其具有之一內徑Di為 200mm、300mm或450mm。在此態樣中,可進一步簡化該透鏡晶圓之處理。
除此之外,較佳地提出在壓凸期間,該壓凸空間係由該第二壓凸側(明確而言上方)而設定邊界。
根據本發明之另一有利實施例,提出該模中之至少一者(明確而言該第一模)係電磁輻射可穿透。以此方式,在該透鏡晶圓之製作期間,不僅可發生藉由穿過該模之輻射之固化,而且亦可偵測用於定向之一些定向標記及楔形誤差補償。
本發明之進一步發展係在於,該第一模具有第一定向標記,以相對於該第二模之該第二定向標記而定向該第一模。在此態樣中且明確而言藉由整合該模中(較佳是該突出中)之該等定向標記,可達成該模之高精確定向,且根據本發明,由於具有一突出之該模工具之組態,可最小化或完全消除進一步之處理及進一步之處置中之後續誤差。自用根據本發明之該模工具而製作之透鏡晶圓之邊緣,即使在透鏡晶圓材料已經發生收縮之情形下,亦可精確地確定提供於該透鏡晶圓中之任何個別微透鏡之位置。
使用此發明,可達成X方向及Y方向之定向精確度,且定向精確度之偏差之一可重現精確度為小於3μm、明確而言小於1μm,較佳小於0.5μm,且更佳小於0.1μm。
除了先前所述之模工具之外,根據本發明之裝置具有下列特徵: - 一第一固持系統(其尤其經靜止地固定),其係用於將該第一模固持在背向該第一壓凸側之一固持側上。該固持系統可為一卡盤,其經安裝於一固定或靜止框架上。該第一側之固定係可藉由,例如真空凹槽完成。
- 一第二固持系統,其係用於將該第二模固持於其背向該第二載體側之固持側上。明確而言,該固持系統亦可經設計為一卡盤,較佳 藉由真空凹槽而固定。
該裝置係以此一方式設計,使得可體現該第二模在X-Y平面及正交於該X-Y平面之一Z方向中進行一有控制移動,且圍繞平行於該Z方向之一旋轉軸線而進行一受控制之旋轉,以將該第一模定向至該第二模。在壓凸期間,該X-Y平面係基本上平行於該模之壓凸側。
此外,可控制該裝置使得該定向係基於該模之位置,明確而言該定向標記之位置而完成。
根據本發明之裝置之一有利實施例,提供一升降驅動器,藉由該升降驅動器,可執行該第二固持系統在該Z方向上之移動。明確而言,該升降驅動器係由三個機動化主軸驅動器組成,該等機動化主軸驅動器在軸向上相互平行而定位且獨立於彼此,較佳在周邊以120度之角距離而旋轉對稱。關於此,一方面,可使該第二模與該固持系統在該Z方向上進行平行移動。另一方面,該升降驅動器可同時造成該第二驅動器傾覆。
若根據本發明之裝置包括楔形誤差補償構件,藉由該楔形誤差補償構件可補償模之間之一楔形誤差,該模可相對於彼此而確切平行地定向,藉此可製作具有一最佳光軸之均勻透鏡。當隨後堆疊若干透鏡時,此尤其重要。
有利的是,該楔形誤差補償構件作為一定向台或卡盤而提供,其經固定至該升降驅動器。
在本發明之另一實施例中,提供(明確而言,在Z方向上可移動)光學器件,其係用於偵測定向標記中之各者在X、Y、Z方向中之位置。
根據本發明之方法之特性在於,藉由下列方法步驟使用先前所述之模工具及/或先前所述之裝置: - 該模係相對於對應之固持系統而配置及固定, - 若必要,圍繞該旋轉軸線而實施該等模相對於彼此在X方向及Y方向及旋轉方向上之一至少粗略定向(所謂之預對準),明確而言,精確度小於100μm,較佳小於50μm,且更佳小於10μm, - 一楔形誤差補償係藉由楔形誤差補償構件而完成,以平行地定向該壓凸側,明確而言,精確度係小於5μm、較佳小於3μm,且更佳小於1μm, - 接著,以流體形式實施將一可固化流體(明確而言,一聚合物)施加於平坦壓凸側中之一者(明確而言,該第二壓凸側)上,該第二側較佳係配置於下方且-由於該突出-形成一壓凸空間,該壓凸空間之底部形成該第二壓凸側, - 藉由塑形且接著固化該可固化流體而壓凸該透鏡晶圓,因此塑形係藉由將模移動至彼此之上而完成。
根據本發明之一有利實施例,提出該壓凸係於模之間不發生接觸之情形下完成。以此方式,在該壓凸空間之側緣上形成一開口環形間隙,其中該環形間隙係經設計而允許在塑形或壓凸該透鏡晶圓時該可固化流體橫向退出。
若壓凸係基於Z方向之力及/或位置而完成,則可達成該透鏡晶圓之一精確界定及均勻製作,且定向精確度之偏差之一可重現精確度為小於10μm,明確而言小於5μm,較佳小於3μm,且最佳小於1μm。
該第一模及第二模係經組態為透鏡模,其具有形成微透鏡之陰模,即,凹形/凸形壓凸結構,因此可預想到球面/非球面及/或菲涅爾透鏡。在一透鏡模之直徑係大約200mm之情形下,在一壓凸步驟中可壓凸大約2000個微透鏡。
根據本發明,該可固化流體係可由一可UV固化或熱固化材料形成,藉此根據本發明之透鏡材料係至少大部分-較佳完全-不含有溶劑且適於完全交聯。
因為根據本發明之透鏡晶圓之單片製作,後者(透鏡晶圓)具有一均勻之熱膨脹係數,使得自該透鏡晶圓製作之任何微透鏡在變化之溫度條件下自我類似且幾乎不會改變其光學性質。
自後續對較佳實施例之描述且基於圖式,將可瞭解本發明之其他優點、特徵及細節。
1‧‧‧第一模
2‧‧‧第二模
3‧‧‧堤狀部
3'‧‧‧堤狀部
3w‧‧‧壁
3w'‧‧‧壁
4a‧‧‧第一定向標記
4i‧‧‧第一定向標記
5a‧‧‧第二定向標記
5i‧‧‧第二定向標記
6‧‧‧第一壓凸側
7‧‧‧第二壓凸側
8‧‧‧第一壓凸結構
9‧‧‧第二壓凸結構
10‧‧‧透鏡晶圓
11‧‧‧頂部
12‧‧‧底部
13‧‧‧第一光學有效表面
14‧‧‧第二光學有效表面
15‧‧‧可固化流體
18‧‧‧邊緣
19‧‧‧壓凸空間
20‧‧‧微透鏡
21‧‧‧第一固持系統
22‧‧‧第二固持系統
23‧‧‧第一固持側
24‧‧‧第二固持側
25‧‧‧真空條帶
26‧‧‧真空條帶
27‧‧‧固持裝置
28‧‧‧旋轉系統
29‧‧‧X驅動器
30‧‧‧Y驅動器
31‧‧‧升降驅動器
32‧‧‧顯微鏡
33‧‧‧顯微鏡
34‧‧‧致動器
35‧‧‧致動器
36‧‧‧致動器
37‧‧‧面
38‧‧‧面
39‧‧‧平台
40‧‧‧突出
B‧‧‧環狀寬度
Di‧‧‧內徑
H‧‧‧高度
H1‧‧‧高度
H2‧‧‧高度
R‧‧‧距離
圖1顯示根據本發明之用於製作具有大數目微透鏡之一透鏡晶圓之裝置之示意性側切圖, 圖2a顯示根據本發明之用於製作具有大數目之微透鏡之一透鏡晶圓之一模工具在第一實施例中之示意性側切圖, 圖2b顯示根據本發明之該模工具在一第二實施例中之一示意性側切圖, 圖2c顯示用根據圖2a或圖2b之一模工具或根據圖1之裝置而製作之透鏡晶圓之一示意性側切圖, 圖3a至圖3c顯示用根據圖2a之該模工具壓凸一透鏡晶圓之製程之過程之一示意性代表圖, 圖4a至圖4c顯示用根據圖2b之該模工具壓凸一透鏡晶圓之製程之過程之一示意性代表圖, 圖5a至圖5c顯示根據本發明之模工具在一第三實施例之中之示意性側切圖及壓凸該透鏡晶圓之對應製程之過程,且 圖6顯示根據圖5之該模工具之一第二模之一示意性俯視圖。
在圖中,本發明之優點及特徵之特性在於,在根據本發明之實施例之各種情形下用此等識別參考數字標示,因此具有相同功能或執行相同功能之組件或特徵係用相同之參考數字標示。
在圖1中,顯示由根據本發明之裝置組成之一系統,該裝置具有 根據本發明之一模工具。該模工具係由一第一模1及一第二模2組成,且該模工具詳盡地顯示於根據圖2a及圖2b之第一實施例及第二實施例且將於下文予以進一步描述。在圖1中,該模工具係用於圖2a中所示之根據本發明之該裝置中。
該第一模1係藉由一第一固持系統21上之至少一個真空條帶25而固定於其第一固持側23上,明確而言係水平地固定。該第一固持系統21係經剛性地固定且藉由一獨特環形(較佳圓形)之固持裝置27而盡可能地無振動,明確而言係相對於圖中未顯示之一大塊框架盡可能地無振動。
該第一固持系統21係經設計為一卡盤,其至少部分可穿透,明確而言係針對電磁輻射可穿透。明確而言,電磁輻射係可見光或UV光。該第一模1亦係電磁輻射可穿透,明確而言係可見光可穿透。
明確而言,該第一模1具有經嵌入之第一定向標記4a、4i,明確而言係位於其與該第一固持側23相對之第一壓凸側6上。明確而言,可藉由此處由顯微鏡32、33組成之一光學偵測器系統來偵測第一定向標記4a、4i在圖1之水平X方向及在正交於該X方向之一Y方向及垂直於該Y方向之一Z方向上之位置。
該偵測器系統(明確而言,顯微鏡32、33)可在X方向、Y方向及/或Z方向上移動且在各種情形下可經固定以偵測該定向標記4a、4i之位置。該偵測器系統以在定向標記4a、4i之方向上發出電磁輻射此一方式操作且因此偵測該定向標記4a、4i之位置。該偵測器系統係經配置於該第一固持系統21之背向該第一固持側23之側上,即,位於該第一模1及該第一固持系統21之上方,且其係安裝於該框架上。
一第二固持系統22係配置於該第一固持系統21及該第一模1之下方且可相對於該第一固持系統在X方向、Y方向及/或Z方向上定向。此外,該第二固持系統22可藉由一旋轉系統28而圍繞在Z方向上行進 之一旋轉軸線旋轉。在X方向之移動係可藉由一X驅動器29體現,該X驅動器29可由一控制系統(圖中未顯示)來控制。在Y方向之移動係可藉由一Y驅動器30而體現,該Y驅動器30亦藉由該控制系統控制且係經配置鄰近於該X驅動器29。此外,該控制系統控制該旋轉系統28及偵測器系統或該個別顯微鏡32、33之方法。
該第二固持系統22在該Z方向之移動係藉由一升降驅動器31實施,明確而言,該升降驅動器31係由致動器34、35、36組成。該致動器34、35、36係經定位而特定地在Z方向上作用。例如,主軸適於作為致動器34、35、36。在每種情形下,致動器34、35、36可由該控制系統而個別地控制。較佳該致動器34、35、36係分散式地配置於該X驅動器29、該Y驅動器30或該旋轉系統28之下方之一側周邊上,使得配置於該升降驅動器31上之組件緊固地支托於該升降驅動器上,且可藉由該致動器34、35、36之出及入移動(可相互獨立地控制)來實施該第二固持系統22之一可精確控制之移動,明確而言,一楔形誤差補償。
該第二模2可固持在該第二固持系統22中之與該第一固持側23相對之一第二固持側24上。固定係藉由至少一個真空條帶26而完成,該真空條帶26較佳係經配置於該第二模2之該側周邊上。
明確而言,該第二模2具有一第二定向標記5a、5i,明確而言係經嵌入於背向該第一固持側23之第二壓凸側7上。該第二定向標記5a、5i之位置可藉由配置於該第一固持系統21之上方之偵測器系統偵測,使得可藉由偵測在每種情形下相對置地配置之對應之定向標記4a、4i、5a、5i之位置而達成該第一模1相對於該第二模2之移動之精確控制。
因此,即在整個壓凸製程期間,該第一壓凸側6可與該第二壓凸側7平行地及相對置地配置及定向。
該第一壓凸側6具有第一壓凸結構8,且該第二壓凸側7具有第二壓凸結構9。該壓凸結構8、9對應於用根據本發明之模工具或裝置而製作之一透鏡晶圓10之一頂側11及一底側12之陰模;因此,該第一壓凸結構8及該第二壓凸結構9之對應之相對置個別結構對應於該對應之微透鏡20之一第一光學有效表面13及一第二光學有效表面14之陰模。可在製作該透鏡晶圓10之後,藉由例如切割而分離該微透鏡20。
根據本發明,在由該壓凸結構8、9形成之表面之外側,在該兩個模1、2中之至少一者上,明確而言,至少該第二模2上提供一獨特環形(較佳圓形)之突出。明確而言,該突出係經設計為堤狀部3、3'。
在圖2a所示之本發明之實施例中,僅該第二模2具有一堤狀部3,其自該第二壓凸側7突出且上升高出該第二壓凸結構9。在其壁3w指向該第二壓凸結構9之方向之情形下,該突出連同該第二壓凸側7形成作為一壓凸空間19之一部分之一浴盆狀空間。
此外,該壓凸空間19係形成在該第一壓凸側6之根據圖3c及圖4c所示之壓凸位置。
明確而言,在其獨特圓形壁3w上,該壓凸空間19具有一內徑Di,該內徑Di基本上對應於待根據圖2d製作之透鏡晶圓10之直徑。在此情形下,此基本上意味著,在壓凸或固化期間,必須將該透鏡晶圓10可能發生之一收縮考量在內。
在圖2b所示之實施例中,該第一模1亦具有經設計為堤狀部3'之突出,該堤狀部3'以對應於該壁3w之壁3w'設定壓凸空間19的邊界。
在圖2a所示之本發明實施例中,配置於該第一壓凸結構8之區域中之至少兩個內側定向標記4i係提供作為第一定向標記4a、4i。此外,在該第一壓凸結構8之外側(明確而言,該突出之外側)提供至少兩個外側定向標記4a。
在圖2b所示之本發明實施例中,該外側定向標記4a係提供於該突 出中,明確而言,該堤狀部3中。該堤狀部3係經配置而與該堤狀部3'相對置且經設計對應於該堤狀部3'。
堤狀部3、3'具有一環狀寬度B及一高度H,因此堤狀部3、3'之高度H,或在根據圖2b之實施例中之高度H1、H2大約對應於該第一壓凸結構8及第二壓凸結構9之高度。
藉由將該外側定向標記4a、5a整合於該堤狀部3、3'中,不僅可偵測定向標記4a、5a在Z方向之位置,同時亦可偵測堤狀部3、3'在Z方向之位置,然而高度H係儲存於根據圖2之該實施例中。
藉由根據本發明之裝置,該模1、2可得以控制,使得在該壓凸位置中,至少介於該堤狀部3之一面37與該第一壓凸側6之一可經相對置配置之一面38或該堤狀部3'之間提供一距離R,該距離R小於或等於該堤狀部3之高度H或該堤狀部3、3'之高度H1或H2。
在圖3a及圖4a中,該模1、2係經分離,使得可施加一可固化流體(明確而言,濕點)15至該第二壓凸側7。該濕點之產生原因在於該可固化流體15之表面張力。較佳將該可固化流體15施加於中心,因此至該壁3w幾乎等距離或同心。
根據圖3b及圖4b,該第二模2係藉由升降驅動器31而在Z方向上移動至該第一模1,使得仍以流體形式存在之可固化流體15在該壁3w之方向上逐漸滲透,直到到達圖3c及圖4c中所示之壓凸位置。
可固化流體15之量係經精確計量,使得該壓凸位置處之該壓凸空間19幾乎由該可固化流體15完全填充。較佳測量該可固化流體15之量而使得可在該透鏡晶圓10之橫向上周邊緣18上產生一圓形周邊緣,使得可輕易地確定該透鏡晶圓10之定向。藉由製作而調節之該透鏡晶圓10在相對之橫向周邊緣上具有一正方形邊緣。
在藉由該控制系統控制之模1、2朝向彼此移動之期間,定向標記4a、4i、5a、5i之位置係由該偵測器系統而連續地偵測且轉送至該控 制系統,該控制器系統自對應之定向標記4a、4i、5a、5i之相對位置將用於旋轉系統28之必要控制指令轉送至該X驅動器29、該Y驅動器30及該升降驅動器31或該個別致動器34、35或36。同時可藉由致動器34、35及36實施一楔形誤差補償。
由於在該壓凸位置提供該第一模1與該第二模2之間之一最小距離R,可確保該透鏡晶圓10之一均勻且完美之形狀,因此亦可將在壓凸或固化期間用於形成成品透鏡晶圓之可固化流體之收縮考量在內。
因為藉由根據本發明之裝置或根據本發明之方法或根據本發明之模工具製作之該透鏡晶圓10具有由標準化晶圓處理工具形成之指定外側輪廓,其在壓凸之後可直接處置且不進行進一步之處理步驟。
本發明之進一步特殊優點在於,可根據本發明製作一單片透鏡晶圓10,其中可省略一載體基板,使得由此等透鏡晶圓10或自該透鏡晶圓10所獲得之微透鏡20所製作之晶圓級相機之形狀因數可減小,且因為可輕易達成大量製作,故同時降低製作成本。
使用聚合物作為一可固化流體對該微透鏡20之成本具有一進一步之正面影響。
因此,在該壓凸或固化期間,該可固化流體之收縮可最佳化,使得該升降驅動器31係基於力。
為了進一步處理該單片透鏡晶圓,藉由根據本發明之模工具及裝置均需同時考量該透鏡晶圓之下列性質,即,外徑、厚度及透鏡晶圓10中之用於後續加工製程(例如,切割該透鏡晶圓10以分離該個別微透鏡20)之對準線之自動壓凸。
明確而言,該致動器34、35、36係經設計為三個機動化主軸,其等相互平行地定位且獨立於彼此而操作,明確而言,係藉由以120°之間隔旋轉對稱。關於此,由X驅動器29及Y驅動器30及該旋轉系統28組成之定向台可連同該工具固持裝置(即,該第二固持系統22)在Z方 向上平行地移動,同時在任何方向上傾斜,此係楔形誤差補償所必要。本文可見根據本發明之楔形誤差補償構件。
在該壓凸製程期間,壓凸力係可連續地測量且同時藉由整合於該升降驅動器31中(明確而言,各個致動器34、35、36中)之壓力測量單元而調整。該壓力測量單元係可實施於例如,該主軸與該定向台之底部上之支撐點之間。根據本發明之一替代實施例,該第一固持系統21並非靜止,而是可在至少一個預定之方向(即,X方向、Y方向及/或Z方向及/或該旋轉方向)上經驅動。
亦可在將該可固化流體15施加至該第二模2上之前實施該模1、2之定向。
明確而言,該可固化流體15之固化係藉由UV輻射及/或熱固化而完成。
相對於模1、2之定向(對準),根據本發明之微透鏡壓凸之方法係針對厚層處理。由於單片透鏡晶圓10之厚度係0.2mm至2mm之間且光學偵測器系統之聚焦範圍之有限深度,該偵測器系統係定位於Z方向,使得在定向過程期間,該模1、2之定向標記4a、4i、5a、5i之定向可在該偵測器系統之聚焦之深度內形成影像。作為此一替代,可根據本發明預想,該偵測器系統係經靜止地固定在Z方向,且在Z方向實施該模之一同步方法。
關於此,根據圖2b之實施例尤其有利,因為定向標記4a及5a彼此相隔最小可能距離。
根據本發明之一較佳實施例,在X方向、Y方向及旋轉方向實施該模之精確定向,且僅在連續壓凸製程期間,明確而言,在壓凸製程結束,較佳在基本上達到壓凸位置之最終距離R時或當該透鏡晶圓10成形但尚未固化時,偏差之一可重現精確度小於3μm,明確而言小於1μm,較佳小於0.5μm,且更佳小於0.1μm。
在本發明之另一實施例中,取消對模朝向彼此之移動之控制,即,明確而言,係藉由用於偵測距離R之測量裝置,該距離R係於該模工具之周邊上之至少一個位置連續地測量。
為了達成該透鏡晶圓10之一均勻表面,至少根據一較佳實施例實施在一真空中移動至彼此直到該壓凸位置,使得當藉由該可固化流體15填充該壓凸空間19時避免形成氣泡或中空空間。
根據本發明之一有利實施例,提出將一可透氣(gas-transparent)聚合物用作一可固化流體15。
根據本發明之另一有利實施例,提出模1、2中之至少一者由具有開放孔隙性之材料製成,因此該孔隙性之測量方式係使得該可固化流體15無法滲透至微孔中,但是氣體分子可穿過多孔模而無障礙地逃出。
在壓凸製程及固化製程之後執行且在其中透鏡晶圓10經噴射之噴射製程係藉由對與該透鏡晶圓10相對置之該多孔模之側施加一過度壓力而實施。
在圖5a至圖5c所示之實施例中,除了圖2b中所示之實施例,提供至少一個經設計為一平台39-在此處所示之實施例中,一大數目之平台39-之突出。該平台39之高度係該堤狀部3之高度H、H1或H2之一半,明確而言,至少3/4且至多相等。平台39之寬度係該堤狀部3之寬度B之至少一半,明確而言,至少3/4,且至多相等。
在各種情形下,平台39至該第二模2之兩個相鄰第二壓凸結構9之距離始終相等(見圖6)。
該平台39較佳與該第二模2成一體。
該平台39可自該第二模2之壓凸側突出,明確而言,圓錐地漸縮。
尤其有利的是將該內側定向標記5i嵌入該平台39中,明確而言, 位於其背向該第二固持系統22之側上。以此方式,對應之定向標記4i之間之距離最小化,使得可藉由該偵測器系統達成一更精確之偵測且模1、2之定向更為精確。
可在根據圖2a及2b之兩個實施例而預想該平台39。
此外,根據本發明之一實施例提出以一可彈性變形之方式設計該堤狀部3及/或該堤狀部3',使得在藉由面37與38之接觸而進行壓凸期間,實施該壓凸空間19之一密封。
該第一模可由例如,玻璃製成,而該第二模2係由聚合物製成,因此該堤狀部3及/或該堤狀部3'之聚合物可由除了模2之聚合物之外之較柔軟聚合物製成。
在圖6中顯示該第二模2之一俯視圖,且提供一突出40,其自堤狀部3及/或堤狀部3'向內指向該壓凸空間19之方向,其負責該透鏡晶圓10上之一凹部之設計。在此情形下,此凹部較佳對應於晶圓之一已知凹部(凹口)。因此,可清晰地簡化該透鏡晶圓10之進一步處置。
在定向標記4a、5a係經設計於該堤狀部3及/或3'中之程度上而言,堤狀部3、3'不僅執行設定邊界該壓凸空間19之功能,而且亦提供一改良之定向精確度,此係因為該定向標記係更緊密聚集在一起且可在一偵測器系統中更準確地偵測。
若定向標記4i、5i經設計而整合在該平台39中,則此亦適用於該定向標記4i、5i。
1‧‧‧第一模
2‧‧‧第二模
4a‧‧‧第一定向標記
4i‧‧‧第一定向標記
5a‧‧‧第二定向標記
5i‧‧‧第二定向標記
6‧‧‧第一壓凸側
7‧‧‧第二壓凸側
19‧‧‧壓凸空間
21‧‧‧第一固持系統
22‧‧‧第二固持系統
23‧‧‧第一固持側
24‧‧‧第二固持側
25‧‧‧真空條帶
26‧‧‧真空條帶
27‧‧‧固持裝置
28‧‧‧旋轉系統
29‧‧‧X驅動器
30‧‧‧Y驅動器
31‧‧‧升降驅動器
32‧‧‧顯微鏡
33‧‧‧顯微鏡
34‧‧‧致動器
35‧‧‧致動器
36‧‧‧致動器

Claims (7)

  1. 一種用於製作一基板之裝置,其具有:一模工具,一第一固持系統(21),其尤其係經剛性地固定,以用於將該第一模(1)固持至背向該第一壓凸側(6)之一第一固持側(23),及一第二固持系統(22),其係用於將該第二模(2)固持於其背向該第二壓凸側(7)之第二固持側(24)上,因此可發生該第二模(2)可在一X-Y平面及正交於該X-Y平面之一Z方向中進行受控制之移動,且可圍繞平行於該Z方向之一旋轉軸線而進行一受控制之旋轉,以將該第一模(1)定向至該第二模(2),且因此可基於該等模(1、2)之位置(尤其是該等定向標記(4a、4i、5a、5i)之位置)來控制該定向。
  2. 如請求項1之裝置,其中提供一升降驅動器(31),該第二固持系統(22)可藉由該升降驅動器(31)而在Z方向上進行移動。
  3. 如請求項1或2之裝置,其包括楔形誤差補償構件(34、35、36),藉此可補償該等模(1、2)之間之一楔形誤差。
  4. 如請求項1或2之裝置,其中提供可尤其在Z方向上移動之光學器件(32、33),以偵測X、Y及Z方向上之該等定向標記(4a、4i、5a、5i)之位置。
  5. 一種用於以請求項1或2之裝置來製作一基板之方法,其具有下列步驟,尤其具有下列順序:使該等模(1、2)與該等固持系統(21、22)相對置地配置且固定至該固持系統(21、22),使該等模(1、2)在X方向及Y方向且圍繞該旋轉軸線而至少粗略地定向至彼此, 將呈流體形式之一可固化流體(尤其是聚合物)(15)施加至該等壓凸側(6、7)中之一者上,尤其係該第二壓凸側(7),及藉由楔形誤差補償構件(34、35、36)而執行一楔形誤差補償,以達成該等壓凸側(6、7)之平行定向,壓凸該基板,以塑形且隨繼固化該可固化流體(15),因此塑形係透過將該等模(1、2)移動進入彼此之上而完成。
  6. 如請求項5之方法,其中該壓凸係在該等模(1、2)之間不發生接觸之情形下完成。
  7. 如請求項5或6之方法,其中該壓凸係基於力及/或位置而實施。
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Families Citing this family (7)

* 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
CN107255485B (zh) * 2010-09-03 2020-12-22 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于减少楔形误差的装置和方法
WO2012055424A1 (de) 2010-10-26 2012-05-03 Ev Group Gmbh Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines linsenwafers
SG11201702861PA (en) * 2014-11-25 2017-06-29 Novartis Ag Casting mold for the manufacture of ophthalmic lenses
CN105772573B (zh) * 2014-12-22 2018-04-06 哈尔滨新光光电科技有限公司 一种用于光学反射网纹镜冲模工艺的整体式冲模
WO2019075330A1 (en) 2017-10-13 2019-04-18 Corning Incorporated METHODS AND APPARATUS FOR COMPRESSING GLASS OR VITROCERAMIC PREFORMS TO FORM SHAPED PLATES, METHODS OF MAKING LIQUID LENSES, AND LIQUID LENSES
CN112969900B (zh) * 2018-10-30 2023-01-06 芝浦机械株式会社 工具形状测定装置及工具形状测定方法

Family Cites Families (38)

* 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
US5510215A (en) * 1995-01-25 1996-04-23 Eastman Kodak Company Method for patterning multilayer dielectric color filter
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
EP0753765B1 (en) 1995-07-11 2002-12-18 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Method for forming multiple-layer microlenses and use thereof
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
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
JP3826720B2 (ja) 2000-04-25 2006-09-27 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズ基板の製造方法およびマイクロレンズ基板
US6846137B1 (en) 2000-10-31 2005-01-25 Eastman Kodak Company Apparatus for forming a microlens mold
JP3983652B2 (ja) 2002-11-13 2007-09-26 シャープ株式会社 マイクロレンズアレイ基板の製造方法および製造装置
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
WO2007117524A2 (en) 2006-04-03 2007-10-18 Molecular Imprints, Inc. Method of concurrently patterning a substrate having a plurality of fields and alignment marks
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
KR101314440B1 (ko) * 2006-10-31 2013-10-07 호야 가부시키가이샤 몰드 프레스 성형 형 및 성형체의 제조 방법
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
CN101600993B (zh) 2007-02-06 2013-01-16 佳能株式会社 刻印方法和刻印装置
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
JP4420141B2 (ja) 2008-04-28 2010-02-24 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
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
WO2010087077A1 (ja) * 2009-01-30 2010-08-05 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
CN102292200B (zh) 2009-01-30 2014-10-22 柯尼卡美能达精密光学株式会社 晶片透镜制造方法及晶片透镜制造装置
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
WO2010137368A1 (ja) 2009-05-29 2010-12-02 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積層体の製造方法並びに製造装置
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
CN107255485B (zh) * 2010-09-03 2020-12-22 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于减少楔形误差的装置和方法
WO2012055424A1 (de) 2010-10-26 2012-05-03 Ev Group Gmbh Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines linsenwafers
US9817216B2 (en) * 2012-05-30 2017-11-14 Ev Group E. Thallner Gmbh Method and device for producing a plurality of microlenses

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