TW201922512A - 微裝置及相關兩件式裝置特別是微光學系統之晶圓層級製造 - Google Patents

微裝置及相關兩件式裝置特別是微光學系統之晶圓層級製造 Download PDF

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Abstract

裝置(10)包括在垂直方向之一方向上彼此堆疊的一第一部件(1)及一第二部件(2)。該第一部件及該第二部件各自包括一中心部分(C1;C2),且該第一部件(1)至少包括毗連該第二部件(2)之一第一間隔元件(4)。該裝置(10)包括一間隙區域(G)及一接合材料(3),其中該間隙區域在該等中心部分(C1;C2)周邊,且在該間隙區域(G)中,該第一部件與該第二部件之間存在一間隙(5)。由在包括於該間隙區域中之一接合區域(B)中將該第一部件及該第二部件彼此接合之該接合材料(3)填充該間隙(5)之一部分。藉由該第一間隔元件(4)界定該間隙(5)之一高度(h)。

Description

微裝置及相關兩件式裝置特別是微光學系統之晶圓層級製造
本發明係關於裝置特別是(諸如微光學系統之)光學裝置之大量製造。本發明係關於此等裝置之晶圓層級製造且本發明係關於產生相關晶圓堆疊。
定義 「被動光學組件」:藉由折射及/或繞射及/或(內部及/或外部)反射重新定向光之一光學組件,諸如一透鏡、一稜鏡、一鏡子(平面或彎曲)、濾光片或一光學系統,其中一光學系統係此等光學組件之一集合,可能亦包括諸如孔徑光闌、影像螢幕、支撐架之機械元件。
「複製」:一技術,憑藉其再製一給定結構或其之一負片。例如,蝕刻、浮凸(壓印)、鑄造、模製。
「晶圓」:一大致盤狀或板狀塑形物項,其在一個方向(z方向或垂直方向或堆疊方向)上之延伸相對於其在另兩個方向(x方向及y方向或橫向方向)上之延伸係小的。通常,在一(非空白)晶圓上,複數個相似結構或物項配置或提供在其中,通常在一矩形柵格上。一晶圓可具有開口或孔,且一晶圓可甚至在其橫向區域之一主要部分中無材料。一晶圓可具有任何橫向形狀,其中圓形及矩形非常常見。儘管在許多內容背景中,一晶圓理解為主要由一半導體材料製成,然在本發明專利申請案中,此顯然並非一限制。相應地,一晶圓可主要由(例如)一半導體材料、一聚合物材料、包括金屬及聚合物或聚合物及玻璃材料之一複合材料製成。特定言之,諸如可熱固化或UV固化聚合物之可硬化材料係結合呈現發明之有趣晶圓材料。
「橫向」:參見「晶圓」
「垂直」:參見「晶圓」
「光」:最常見地電磁輻射;更特別地電磁光譜之紅外、可見或紫外部分之電磁輻射。
在諸如光學系統之光學裝置之製造中,且尤其在晶圓層級上之製造中,裝置之構成部分沿著橫向方向之對準係關鍵的,且此等構成部分之一垂直間隔亦係非常重要的。為在垂直間隔此等構成部分及因此在間隔各自晶圓中實現一高精確度,此項技術中已知間隔件。例如,一適當高度之一間隔件晶圓夾在包括各自構成部分(例如,光學組件)之兩個晶圓之間,以便確保此等之間之一界定距離。
為將晶圓彼此接合,以便形成一晶圓堆疊,已知在相鄰晶圓之間施用諸如一黏著劑之一接合材料。
即使使用上文中描述之間隔件技術來達成極好結果,本發明者注意到,可能期望具有對一施用接合材料之一較好控制。
在一第一態樣中,本發明者開發一種方式以獲取對一接合材料(尤其在晶圓之間施用之一接合材料)之一厚度之一經改良控制。此可係值得的,即使此一厚度相較於一間隔件之一高度趨向於極小的;且儘管迄今為止已在此項技術中表達任何相關期望(為本發明者所瞭解)。
在一第二態樣中,本發明者發現針對此項技術中顯然尚未辨識之另一潛在問題之一解決方案。採取措施以引導(在「控制」之意義上)接合材料之擴散可係有用的。此可使(例如)確保接合材料未覆蓋應保持無接合材料之表面,或產生特別小的裝置(諸如具有極小橫向尺寸(即,具有一極小佔用面積)之裝置)成為可能。
本發明之一版本之一優勢之一實例係其提供製造晶圓堆疊之一新方式。
本發明之一版本之一優勢之另一實例係其分別使晶圓及裝置或組件之一高精度間隔成為可能。
本發明之一版本之一優勢之另一實例係其提供包括兩個相互附接部件之裝置,其中部件以一極高精度相互間隔。
本發明之一版本之一優勢之另一實例係其提供包括兩個相互附接部件之裝置,其中部件以一極高精確度間隔。
本發明之一版本之一優勢之另一實例係使設計具有一特別小佔用面積之裝置成為可能。
本發明之一版本之一優勢之另一實例係提供控制裝置之構成部分之間之接合材料之方式。
本發明之一版本之一優勢之另一實例係分別提供對於待彼此接合之晶圓之間及一裝置之部件之間之接合材料之擴散的控制(或一經改良控制)。
本發明之版本之優勢之進一步實例對應於上文中或下文中列出之優勢,明確言之涉及光學裝置,諸如光學系統,例如,微光學裝置,諸如微光學系統。例如,本發明之一版本之一優勢之另一實例係提供製造光學裝置之一新方式。
從下文中之描述及實施例得出進一步目標及各種優勢。
可在本發明中描述之設備及/或方法之一些實施方案中達成此等目標及優勢之至少一者。
本發明者設計一間隔元件(及在例項中,分別地一間隔部分),其使諸如在憑藉接合材料使兩個晶圓彼此附接期間界定(諸如判定)用於使兩個部件彼此附接之一接合材料層之一厚度成為可能。此可使分別在部件與晶圓之間達成非常精確間隔(特別是垂直間隔)成為可能。
且此外,本發明者設計引導分別施用於一裝置之部件之間及施用於待彼此接合晶圓之間之接合材料之擴散的方式。利用毛細作用力且關於材料性質及形狀分別適合地設計部件及晶圓可使(例如)避免接合材料擴散至不期望存在接合材料之區域中或表面上成為可能。例如,不應曝露於接合材料之裝置之部件之功能部分可保持無接合材料。
舉例而言,用於產生一晶圓堆疊之方法可包含 -提供包括複數個第一部件之一第一晶圓,其中第一部件之各者包含一第一間隔元件; -提供包括複數個第二部件之一第二晶圓; -使第一晶圓及第二晶圓相對於彼此對準以建立複數對相互對準相關聯第一部件及第二部件; -藉由將一接合材料之一部分施用於對之各者之第一部件及第二部件之一或兩者而向對之各者提供接合材料之一部分; -將第一晶圓及第二晶圓朝向彼此移動,直至第一間隔元件之各者毗連相關聯第二部件; -藉由移動實現對於對之各者,接合材料之各自部分形成使各自第一部件及第二部件互連之一接合材料層,其中層之一厚度由第一間隔元件界定。
此可使達成接合材料之非常明確界定厚度成為可能。且因此,其可使產生包括一第一部件及一第二部件之裝置成為可能,第一部件及第二部件以使得部件之隔開部分之間之一垂直距離非常明確界定之一方式彼此垂直堆疊。
例如,若裝置包含建立面向彼此之光學表面(諸如透鏡表面)之部分(例如,中心部分),則此可係有價值的,此係因為此等光學表面之間之距離必須非常接近(預定)所要值以便使裝置能夠履行其功能。
對準可係一橫向對準。為使可從晶圓堆疊獲取之一裝置可用,在許多情況中重要的係達成一精確橫向對準。例如,當部件包含諸如被動光學組件(例如,折射光學元件)之光學元件時,情況可能如此。
術語「橫向」係指垂直於一垂直方向之方向。
移動可具有一垂直分量。例如,可藉由沿由晶圓界定之一垂直方向之一(相對)移動而完成移動。
移動之一效應可係接合材料覆蓋第一部件之一區域增加,且接合材料覆蓋第二部件之一區域增加。移動可實現(例如)在接合材料已與一對之兩個相關聯部件接觸之後,接合材料之各自部分在第一部件上及在第二部件上擴散。
接合材料可係一黏著劑。
在一些實施例中,接合材料係一可硬化材料,諸如一可固化材料。其可係(例如)可固化環氧樹脂。
舉例而言,在施用接合材料之部分期間,接合材料可係液體。且稍後(諸如在形成層之後並且在劃分晶圓堆疊之一分離步驟之前)接合材料可硬化(例如,固化)。
在一些實施例中,使用一施配器來完成接合材料之部分之施用。
在一些實施例中,在一網版印刷程序中完成接合材料之部分之施用。
憑藉一施配器施配接合材料之部分及使用網版印刷技術施用接合材料兩者可相對於每一對部件提供之接合材料數量且相對於接合材料沈積之一位置以高精度及精確度完成。且兩種方式皆適於大量生產。
其中一第一間隔元件毗連相關聯第二部件之一區域可被稱為第一接觸區域。
毗連可包含第一間隔元件及第二部件進行機械接觸。例如,可為平整之第一間隔元件之一接觸表面在第一接觸區域中與第二部件接觸。
舉例而言,在例項中,無接合材料之部分或僅接合材料之一薄膜存在於間隔元件與第二部件之間,或更特別地存在於間隔元件與第一部件之接觸表面之間。在例項中,該膜比擴散控制區域(下文中描述)外之層之一平均厚度薄至少10倍,例如,至少20倍;或其可能比擴散控制區域外之間隙之一平均高度薄至少10倍,例如,至少20倍。
在一些實施例中,不同間隔元件處之該等膜之一厚度在製造容限內可能相同。
在一些實施例中,第一部件係同屬部件。
在一些實施例中,第二部件係同屬部件。
舉例而言,從晶圓堆疊,可產生各自包括第一部件之一者及第二部件之一相關聯者之同屬裝置。
在一特定觀點中,本發明可能係關於一種用於製造裝置之方法,其包含產生一晶圓堆疊,如本文中描述。
在另一特定觀點中,本發明可能係關於包括彼此堆疊之一第一部件及一第二部件之裝置。此等裝置可係可從描述之晶圓堆疊獲取之裝置。且裝置可係可藉由用於製造裝置之所描述方法獲取之裝置。
下文中進一步描述關於用於製造裝置之方法及關於裝置之進一步可能細節。
當然,本發明係關於具有所描述方法之對應特徵之裝置且係關於用於產生具有所描述裝置之對應特徵之一晶圓堆疊之方法且係關於用於製造具有所描述裝置之對應特徵之裝置之方法。且反之亦然,本發明亦係關於用於製造具有用於產生一晶圓堆疊之所描述方法之對應特徵之裝置的方法以及係關於用於產生具有用於製造裝置之所描述方法之對應特徵之一晶圓堆疊的方法。
因此,出於簡潔之原因,各個特徵及實施例僅描述一次(或僅描述兩次),可能僅關注裝置或僅關注方法類型之一者,即使其等可應用於產生一晶圓堆疊之方法以及應用於製造裝置之方法且應用於裝置,或應用於此等之兩者。
方法可包含引導對移動作出反應而發生之接合材料之擴散。可藉由毛細作用力之輔助(更明確言之藉由對與第一部件及第二部件接觸之接合材料起作用之毛細作用力)完成引導。
可藉由毛細作用力之輔助結合第一部件及第二部件之一設計而完成引導。
設計可涉及第一部件及第二部件之材料性質,諸如涉及其等表面張力,且其可涉及第一部件及第二部件之形狀,且其可涉及該兩者。例如,可取決於第一部件及第二部件及接合材料之材料性質來設計形狀。
引導可包含將接合材料之擴散限制於一預定區域。
在一些實施例中,第一部件及第二部件各自包含一中心部分。
舉例而言,可限制接合材料之擴散以防止接合材料擴散至中心部分之一者上。或,可限制接合材料之擴散以防止接合材料擴散至第一部件之中心部分之一表面上且擴散至第二部件之中心部分之一表面上。
在一些實施例中,第一部件及第二部件包含經設計(再次,關於形狀及/或材料性質)以建立向內減小且向外減小之對接合材料起作用之一毛細管壓力的表面。術語「向內」及「向外」係指(例如)部件之中心部分。因此,例如,「向內」意謂在指向遠離中心部分之一方向上,且「向外」意謂在指向中心部分之一方向上。
類似地,在使第一晶圓及第二晶圓朝向彼此移動直至第一間隔元件之各者毗連相關聯第二部件之後,各對部件可具有一中心軸,且術語「向內」及「向外」可類比地指代該中心軸且更明確言之指代徑向方向。此中心軸可與待從晶圓堆疊獲取之一裝置之一中心軸重合。
參考中心軸,「向外」可被稱為「徑向向外」且「向內」可被稱為「徑向向內」;其中此不應暗示裝置必定旋轉對稱或中心部分必定旋轉對稱。
向內及向外減小之毛細管壓力(對接合材料起作用)可迫使接合材料(例如)保持在既不超過一預定最大距離(從中心軸或從中心部分)亦不低於一預定最小距離(至中心軸或中心部分)之一區域中。
在一些實施例中,方法包含:對於對之各者,建立對接合材料之各自部分起作用之一毛細管壓力以將接合材料之該各自部分保持在一預定區域中。例如,該預定區域在中心部分開始處結束(在一內端處)且在一體積緩衝區域(其可與一外部擴散控制區域重合,參見下文)中結束(在一外端處)。
藉由一適合設計,可能確保中心部分保持無接合材料,而過量接合材料擴散至體積緩衝區域中。此可貢獻於具有很少不良品之一穩定大量生產程序,儘管實務上無法避免存在每對部件施用之接合材料數量(即,接合材料之施用部分中之接合材料數量)之變動。
在使第一晶圓及第二晶圓朝向彼此移動直至第一間隔元件之各者毗連相關聯第二部件之後,在一間隙區域中,在各自對之各自第一部件與第二部件之間建立一間隙。對於各對,間隙區域在中心部分周邊,且藉由接合材料之各自部分填充間隙之一部分,以便在各自第一部件與第二部件之間建立一接合。其中發生接合之一區域被稱為接合區域。因此,接合區域可包含於間隙區域中。接合區域可係(例如)其中第一部件及第二部件藉由接合材料彼此接合之區域。
藉由第一間隔元件,可以高精度界定各自間隙之一高度。
似乎不必用微米界定間隙之高度。然而,若將有必要對間隙之高度進行數字化,則吾等可將其界定為擴散控制區域外之間隙之一平均高度(參見下文)。
同樣地,似乎不必用微米界定接合材料層之厚度。然而,若將有必要對接合材料層之厚度進行數字化,則吾等可將其界定為擴散控制區域外之接合材料之一平均厚度。
間隙之此一高度及同樣地接合材料層之此一厚度在例項中可合計為小於0.2 mm且更特別地小於0.1 mm,且甚至小於0.05 mm。例如,其等可介於0.002 mm與0.1 mm之間。
在一些實施例中,對於對之各者,各自間隙之一高度向內及向外增大。類似地:
在一些實施例中,對於對之各者,間隙向內及向外敞開。
此等實施例可實現所要毛細管壓力且可使以一所要方式限制接合材料之擴散,以便將接合材料限制於一預定區域成為可能。
在下文中,為清楚起見間或省略所述特徵或性質意謂不但適用於至少一個對而且適用於各對(且分別適用於各待製造裝置)的一指示。
在一些實施例中,間隙區域包含一內部擴散控制區域及一外部擴散控制區域。內部擴散控制區域定位於中心部分與外部擴散控制區域之間。舉例而言,在內部擴散控制區域中,間隙沿指向遠離外部擴散控制區域之一方向(諸如沿指向中心部分之一方向)敞開,且在外部擴散控制區域中,間隙沿指向遠離內部擴散控制區域之一方向(諸如沿指向遠離中心部分之一方向)敞開。
在一些實施例中,接合區域之一外端定位於外部擴散控制區域中,且接合區域之一內端(其定位於中心部分與接合區域之外端之間)定位於內部擴散控制區域中。
在一些實施例中,間隙區域鄰接中心部分。
在一些實施例中,間隙區域橫向圍繞中心部分,諸如(例如)其可完全橫向圍繞中心部分。
在一些實施例中,內部擴散控制區域橫向圍繞中心部分,諸如(例如)其可完全橫向圍繞中心部分。
在一些實施例中,外部擴散控制區域橫向圍繞中心部分,諸如(例如)其可完全橫向圍繞中心部分。
在一些實施例中,間隙之一外開口角度及在例項中亦一內開口角度小於90°,例如,小於80°。
在一些實施例中,在接合區域中,間隙之一外開口角度及在例項中亦一內開口角度小於90°,例如,小於80°。
在一些實施例中,在內部擴散控制區域中,間隙之一開口角度小於90°,例如,小於80°。
在一些實施例中,在外部擴散控制區域中,間隙之一開口角度小於90°,例如,小於80°。
當該等開口角度不太大時,可以一相當穩定方式控制接合材料之擴散。例如,開口角度可低於70°。外部擴散控制區域中之開口角度在例項中可合計為低於50°且更特別地低於35°。
間隙之此一開口角度可界定(例如)為在一垂直平面中穿過對之一橫截面中之一角度,其中垂直平面穿過中心軸及/或穿過中心部分,且其穿過間隙區域。在橫截面中,第一部件及第二部件之間隙區域中之相對表面分別縮減成第一線及第二線。角度可界定為一方面之第一線之一(局部)切線與另一方面之第二線之一(局部)切線之間之一角度。
在一些實施例中,在內部擴散控制區域中,間隙比在外部擴散控制區域中更快速地敞開。類似地:
在一些實施例中,間隙比其向外敞開更快速地向內敞開。類似地:
在一些實施例中,內部擴散控制區域中之間隙之開口角度大於外部擴散控制區域中之間隙之開口角度。
在一些實施例中,相較於在內部擴散控制區域中第一部件與第二部件之間之一最小距離沿朝向在內部擴散控制區域中增大之中心部分向內之一方向增大,在外部擴散控制區域中,第一部件與第二部件之間之一最小距離沿從中心部分(或從中心軸)向外之一方向更強烈地增大。
在此等實施例中,過量接合材料可主要接收在外部擴散控制區域中,而僅相對較小數量之過量接合材料僅接收在內部擴散控制區域中。因此,外部擴散控制區域可充當一體積緩衝區域。可避免接合材料擴散至中心部分之表面上,至少達到相對較高數量之過量接合材料。因此,可達成保護中心部分使其免受接合材料之影響。
上述措施可防止接合材料進入第一部件與第二部件之中心部分之間存在之一中心體積。中心體積可係第一部件與第二部件之相互面對表面之間及因此(例如)第一部件與第二部件之相互面對光學表面(諸如透鏡表面)之間的一體積。
因此,可避免待由中心部分履行之一功能被接合材料破壞。
因此,至少在例項中可具有以下優勢:防止第一部件之中心部分與第二部件之中心部分之間之一空間(中心體積) (完全或部分)用接合材料填充。
因此,本文中描述措施以防止藉由毛細作用力或(若適用)另外藉由將第一晶圓及第二晶圓朝向彼此按壓之按壓力而將接合材料拉進中心部分之間之一體積(中心體積)中。
在一些實施例中,接合材料層橫向圍繞中心部分。此可提供部件之相互接合之穩定性。
在一些實施例中,接合材料層完全橫向圍繞中心部分。如此,接合材料層可充當一密封件。第一部件及第二部件之內表面可如此從外部密封。
在一些實施例中,接合材料形成一密封環,其中密封環及第一部件及第二部件完全隔離中心部分之間存在之一中心體積。例如,完全沿著密封環,接合材料可與第一部件及第二部件兩者接觸。
此等實施例為中心部分且特別是為其等表面提供良好保護。例如,阻止晶圓堆疊(或稍後裝置)所曝露之流體或微粒進入中心體積。舉例而言,在晶圓堆疊在某一時刻可能經受之一切割程序中,可使用冷卻水且可能存在微粒及相關碎屑,但可分別藉由形成一密封環之接合材料而阻止其等進入內部部分之間之空間且完全橫向圍繞中心部分。
在一些實施例中,方法包含製造第一晶圓,其中第一晶圓之製造包含使用一複製程序在一第一基板上產生第一部件。複製程序可係(例如)一浮凸程序。在複製程序中,第一部件由一複製材料形成。
在一些實施例中,方法包含製造第二晶圓,其中第二晶圓之製造包含使用一複製程序在一第二基板上產生第二部件。複製程序可係(例如)一浮凸程序。在複製程序中,第二部件由一複製材料形成。
此等程序非常適合諸如光學裝置之高精度零件之大量生產。
針對第一晶圓之製造描述之細節亦可應用於第二晶圓,特別是在第二晶圓包含具有分別對應於第一間隔元件之特徵及功能的特徵及功能之一間隔元件(第二間隔元件)的情況下。出於簡潔之原因,此處省略全部可能特徵之重複。
第一基板可係(例如)一尺寸穩定基板。其可係一平坦板形基板。基板可(例如)由一玻璃製成。其可係一玻璃板。
在一些實施例中,第一間隔元件與各自中心部分一起在同一個程序中產生。該程序可係(例如)一複製程序,諸如一浮凸程序。
在一些實施例中,第一間隔元件由與各自中心部分相同之材料製成,且該兩者屬於同一個單件式零件(一體零件;整體形成零件)。
在一些實施例中,各第一間隔元件包含於各自第一部件中,且第一部件係一體(整體形成)零件。
使(若干)間隔元件與(若干)各自中心部分整體形成可提供其等相互橫向定位之一極好精確度及精度;且在例項中更重要的係,可達成一高度及間隔元件相對於中心部分之一垂直定位之一極好精確度及精度。
在一些實施例中,方法包含在其中於第一基板上產生第一部件之浮凸程序中使用一複製工具,其中複製工具包含針對第一部件之各者的用於塑形各自間隔元件之一區域。
因此,對於各第一部件(且因此亦對於各對第一部件及第二部件),各自第一間隔元件及各自第一部件之剩餘部分由同一件複製材料製成且因此構成一單件式零件。
當第一間隔元件與各自第一部件之剩餘部分成一體時,其等亦可被稱為間隔部分。
在一些實施例中,複製工具包含針對第一部件之各者的用於從一複製材料塑形各自中心部分之一第一複製位點及圍繞該第一複製位點的用於控制複製材料之流動(在各自第一部件之製造期間)之一流動控制位點。且用於塑形各自間隔元件之區域定位於第一複製位點與流動控制位點之間(更明確言之橫向定位於其間)。
在一些實施例中,第一晶圓之第一間隔元件全部具有相同尺寸。全部產生裝置可具有相同第一間隔元件。其等全部可具有(例如)一相同預定高度。藉由該高度,可界定間隙之一高度及接合材料層之一厚度,其對於從晶圓堆疊獲取之全部裝置(及分別對於晶圓堆疊之全部對第一部件及第二部件)可能相同。
在一些實施例中,第一間隔元件之各者經配置於各自第一部件之中心部分外部。
在一些實施例中,對於對之各者,各自第一間隔元件橫向配置於各自第一部件之中心部分與各自外部擴散控制區域之間。
在一些實施例中,接合材料層之各者在其周邊端處(諸如在其周邊圓周處)形成一彎月面。
在一些實施例中,對於對之各者,各自第一間隔元件經配置於各自彎月面與各自第一中心部分之間。
在一些實施例中,對於各對,接合區域由藉由接合材料形成之彎月面周邊(橫向)定界,更特別地其中彎月面分別定位於內部擴散控制區域及外部擴散控制區域中。
第一間隔元件可能鄰近接合材料層。
在一些實施例中,第一間隔元件被接合材料層橫向完全圍繞。
在一些實施例中,第一接觸區域之每一橫向周邊點鄰接接合區域。
在一些實施例中,接合材料完全(橫向)圍繞第一間隔元件流動。例如,第一間隔元件可沿其完整周長側向介接接合材料。
若第一間隔元件圓周毗連接合材料,則(例如)可製造具有一特別小佔用面積之裝置,同時提供接合之一相對良好穩定性。
在一些實施例中,方法包含硬化接合材料。硬化可係(例如)固化。其可藉由施加熱及用光(諸如用UV光)照射之一或兩者而完成。
在一些實施例中,方法包含施加一按壓力以抵靠第二晶圓按壓第一晶圓,諸如抵靠第二部件按壓第一間隔元件。按壓力可係(例如)超過重力之力。藉由按壓,與第二部件接觸之第一間隔元件(其間不具有接合材料或其間僅具有可忽略數量之接合材料)之數目可增加。因此,此可增大垂直間隔之精度且減小不良品之數目。
可(例如)至少在接合材料之硬化開始期間施加按壓。
在一些實施例中,第一接觸區域中之第二部件描述平坦之一接觸表面。更特別地,此外可垂直地對準接觸表面。此可貢獻於達成一明確界定間隙高度。
在一些實施例中,另外,第二部件鄰近接觸表面之一表面係平坦的,更明確言之與接觸表面共面。再者,此可貢獻於達成一明確界定間隙高度;且其可貢獻於達成一良好程序穩定性(對橫向對準誤差之提高之穩健性)。
在一些實施例中,對於對之各者,各自部件在間隙區域中展現一平坦表面適用於各自第一部件及第二部件之一或兩者。
此可簡化接合材料之施用,即在接合材料至少部分施用於該平坦表面時。
此外,此可貢獻於程序穩定性,即在對之間隔元件之一者在該平坦表面中毗連各自部件之情況下。晶圓之橫向對準之小偏差將不導致接合材料層之厚度之強烈偏差或從一不同觀點觀察,將不導致間隙之高度之強烈偏差。
在一些實施例中,平坦表面垂直對準於垂直方向。
在一些實施例中,平坦表面佔接合區域之橫向延伸之50%以上,特別是70%以上。
在一些實施例中,平坦表面在間隙區域毗連內部擴散控制區域之一內端處(向內)定界且在間隙區域毗連外部擴散控制區域之一外端處(向外)定界。如此,平坦表面可特別大。此可簡化接合材料至各自部件之施用,特別是在網版印刷用於其之情況下,而且亦在使用施配之情況下。接合材料可施用至平坦表面上。
在一些實施例中,平坦表面包含於第二部件中。且此外,可提供毗連各自另一部件之全部間隔元件包含於第一部件中,例如,與第一部件整體形成。因此,第二部件可無間隔元件。
在一些實施例中,第二部件形成間隙區域鄰接中心部分之一內邊緣及在該內邊緣周邊之一外邊緣,其中藉由該內邊緣及該外邊緣定界之該部件之一表面係平坦的。如此,可實現一特別大平坦表面。如上文中指示,平坦表面可位於垂直於垂直方向之一平面內。
在一些實施例中,適用於全部對的係:判定各自第一部件與第二部件之中心部分之間之一垂直距離之全部物項(諸如第一間隔元件)與部件之一者整體形成。換言之,不存在界定該垂直距離之單獨額外間隔件。
在一些實施例中,對之各者包含至少一個額外間隔元件。一對之間隔元件全部可全部包含於第一部件中。然而,在其他實施例中,各對之間隔元件分佈在各自第一部件及第二部件兩者。例如,兩個部件各自包含一個間隔元件。或兩個部件各自包含兩個間隔元件。
全部間隔元件可具有分別對應於針對第一間隔元件描述之特徵及功能的特徵及功能。例如,間隔元件之各者可與包含其之各自部件整體形成。根據此,間隔元件可係各自部件之間隔部分。且間隔元件之各者可毗連各自另一部件(其中不包含間隔元件之各者)。
在一些實施例中,各第一部件包含N1個間隔元件且各第二部件包含N2個間隔元件,其中N1係至少1之一整數,且N2係零或至少1之一整數。
在一些實施例中,N1等於N2。
在一些實施例中,N2係0。
在一些實施例中,N1+N2係2。且另外,N2可係0。
在一些實施例中,N1+N2係3。且另外,N2可係0。
在一些實施例中,N1+N2係4。且另外,N2可係0。
在一些實施例中,間隔元件之各者係包含其之各自部件之一突出部。根據此,第一間隔元件可係第一部件之一突出部。
突出部可從各自部件垂直地突出。
在一些實施例中,一對之間隔元件(或一裝置之彼等間隔元件)之各者係一短柱。特定言之,第一間隔元件可係一短柱。
間隔元件之各者(及特別是第一間隔元件)可具有可係平整的、毗連各自另一部件之一接觸表面;例如,第一間隔元件之接觸表面毗連第二部件。
一對(或一裝置)之間隔元件之各者可在一各自接觸區域中毗連各自另一部件。例如,第一間隔元件可在第一接觸區域中毗連第二部件。
在一些實施例中,各對(及分別地各裝置)包含四個間隔元件,特別是不超過恰好四個間隔元件,且其等可全部包含於第一部件中。全部此等可毗連第二部件。
在一些實施例中,間隙之一高度(及層之一厚度)在製造容限內分別藉由各自對及裝置之全部間隔元件界定(特別是相等地界定)。
每對之增加數目個間隔元件可分別導致間隙之一更精確界定高度及層之厚度。例如,可相當好地確保第一晶圓及第二晶圓在各自對處之局部平行度。
然而,考量晶圓層級製造,一單一間隔元件(即,僅第一間隔元件)可係足夠的,此係因為存在亦可具有不超過一單一間隔元件之附近進一步對。藉由附近進一步對部件,可相當好地確保第一晶圓及第二晶圓(甚至對於各對之局部)之一非常精確相互平行對準。因此,例如,每對(或每一裝置)之一或兩個間隔元件可係足夠的。且較少間隔元件可意謂其中第一部件及第二部件藉由接合材料彼此接合之更大表面積;其在對及/或裝置應具有一特別小佔用面積之情況下可係重要的。
如將變得清楚,針對第一間隔元件描述之特徵只要邏輯上可行亦可應用於進一步間隔元件。
在一些實施例中,接合材料層之外邊界描述一矩形形狀。例如,相較於圓形或橢圓形狀,此在例項中可實現第一部件與第二部件之間之一更強烈接合,此係因為更大接合區域(在比較擬合相同矩形之形狀時,如可由共同切割程序獲取)。因此,可能可(在可比較接合強度下)達成對及/或裝置之一較小佔用面積。且可根據晶圓之每一區域之對(或裝置)之數目(在可比較接合強度下)達成晶圓之一較好使用。
矩形形狀在例項中亦可實現(在切割之後)從對獲取之裝置具有緊緻側壁,因此使該等裝置比將在側壁之邊緣中具有狹縫之裝置更穩健,此係因為此處將缺少接合材料。
矩形形狀可具有修圓隅角。此可導致對接合材料之一經改良擴散控制且因此導致一較高良率及/或導致尤其外部擴散控制區域之一較簡單設計。
矩形形狀可係(例如)一方形形狀。
在一些實施例中,外部擴散控制區域在一橫向橫截面中描述一矩形。此可實現接合材料層呈具有所描述效應之一矩形形狀。矩形可具有修圓隅角。且矩形可係一方形。
吾等亦描述一種用於製造裝置之方法,其中此方法包含根據如本文中描述之一方法產生一晶圓堆疊。
此外,方法可包含將晶圓堆疊分離成部分。
在例項中,各部分與裝置之一者相同。
在例項中,各部分包含於裝置之一者中。
在例項中,各部分包含裝置之一者。
各部分可包含兩個相關聯第一部件及第二部件之中心部分。
裝置之各者可包含彼此堆疊之一第一部件及一第二部件或其之至少一部分。
其等可在被稱為垂直方向之一方向上彼此堆疊(如本文中之前已描述)。
可(例如)使用一晶圓鋸(或切割鋸)或使用一雷射(雷射分割)來完成分離。
在一些實施例中,方法包含:在分離之前,將一填充物材料填充至鄰近的一些相互對準相關聯第一部件及第二部件對之間存在之一填隙體積中。
此可貢獻於在分離之前穩定化晶圓堆疊。且在例項中可簡化分離步驟,例如,可減輕與在分離步驟期間將變得鬆散之晶圓堆疊之部分有關之問題。
填充物材料可係(例如)一可硬化材料,例如,一可固化材料。
舉例而言,在填充期間,填充物材料可處於一初始狀態,其中其係液體。且後來,填充物材料硬化,例如,固化。填充物材料可係(例如)環氧樹脂。
可(例如)使用真空注射來完成填充。如此,可大量減少空隙之形成,因此確保填隙體積之一完全或幾乎完全填充。
一般言之,且特別是結合填充,尤其若應用真空注射,則可具有使中心體積諸如以上文中描述之方式密封的優勢。
吾等亦描述根據本發明之裝置。其等可係(例如)根據如本文中描述之方法製造之裝置。
替代地或另外,裝置可係包括在被稱為垂直方向之一方向上彼此堆疊之一第一部件及一第二部件之一裝置,該第一部件及該第二部件各自包括一中心部分,該第一部件至少包括毗連該第二部件之一第一間隔元件,該裝置包括一間隙區域及一接合材料,其中該間隙區域在中心部分周邊,且在該間隙區域中,該第一部件與該第二部件之間存在一間隙,且藉由在包含於該間隙區域中之一接合區域中將該第一部件及該第二部件彼此接合之該接合材料填充該間隙之一部分,其中藉由該第一間隔元件界定該間隙之一高度。
裝置可係一光學裝置,例如,一光學系統。
裝置可係(例如)一微光學裝置,例如,一微光學系統。
中心部分可係功能部分。
其等可(例如)各自包含一光學元件及/或光學表面。
中心部分可(例如)各自包含一被動光學組件,諸如一透鏡。透鏡可係繞射透鏡或折射透鏡或組合繞射及折射透鏡。
在一些實施例中,中心部分之一者具有一凸形表面且中心部分之另一者具有一凹形表面。此等表面可面向彼此。
舉例而言,第一中心部分具有凸形表面且第二中心部分具有凹形表面。此在例項中可簡化接合材料在第二部件上之施用。
在一些實施例中,凸形表面可延伸至被凹形表面圍繞之一空間中。
在一些實施例中,接合材料係處於其硬化狀態之一可硬化材料,諸如一固化可固化材料。其可係(例如)可固化環氧樹脂。
在一些實施例中,中心部分之一者包含一凸透鏡且中心部分之另一者包含一凹透鏡。舉例而言,第一中心部分包含凸透鏡且第二中心部分包含凹透鏡。
在一些實施例中,凸透鏡延伸至凹透鏡中,更明確言之,例如,延伸至被凹透鏡之一凹透鏡表面圍繞之一空間中。
在一些實施例中,裝置橫向小於8 mm,例如,小於4 mm。其甚至可小於2 mm。其可(例如)介於0.4 mm與1.5 mm之間。
在一些實施例中,裝置垂直小於8 mm,例如,小於4 mm。其甚至可小於2 mm。其可(例如)介於0.4 mm與1.5 mm之間。
在一些實施例中,中心部分橫向小於3 mm,例如,小於2 mm。其等甚至可各自小於1 mm。其等可(例如)介於0.2 mm與1.0 mm之間。
在一些實施例中,中心部分垂直小於2 mm,例如,小於1 mm。其等甚至可各自小於0.5 mm。
在一些實施例中,中心部分彼此垂直間隔。
在一些實施例中,中心部分相對於彼此橫向對準。例如,其等共用中心軸,例如,具有相同光軸。
當第一間隔元件界定間隙之一高度時,其可界定間隙區域中(更特別地接合區域中)之接合材料層之一厚度。
在一些實施例中,間隙朝向中心部分向內變寬。更明確言之,間隙在內部擴散控制區域(包含於間隙區域中)中變寬。
在一些實施例中,裝置包含一或多個進一步間隔元件。
例如,裝置可包含四個間隔元件,例如,不超過恰好四個間隔元件。此等可全部包含(例如)於第一部件中,例如,與第一部件整體形成。
在一些實施例中,第一間隔元件完全(橫向)圓周地與接合材料接觸。
在一些實施例中,接合材料在接合區域之一內端處形成一彎月面。
在一些實施例中,接合材料形成定位於內部擴散控制部分中之一彎月面。
彎月面可圍繞(特別是完全圍繞)中心部分(橫向)。
在一些實施例中,接合區域橫向圍繞中心部分。
在一些實施例中,接合區域完全橫向圍繞中心部分。此可提供本文中之前描述之密封件。
在一些實施例中,第一部件及第二部件夾在一第一基板與一第二基板之間,諸如夾在玻璃板之間。
在一些實施例中,第一部件包含一第一間隔件部分,且第二部件包含一第二間隔件部分,其中第一間隔元件從第一間隔件部分突出。如此,可藉由第一間隔元件界定第一間隔件部分與第二間隔件部分之間之一垂直距離。
第一間隔件部分及第二間隔件部分可在各自中心部分周邊。
第一間隔件部分及第二間隔件部分可與各自中心部分整體形成。
如上文中指示,裝置之性質可轉化為晶圓堆疊或方法之對應性質,即使此未明確說明。
然而,應注意,裝置可缺少部件及對之特徵或性質之一或多者,此係因為此等可能已(例如)藉由分離而從對移除。舉例而言,可移除外部擴散控制區域。及/或可移除外彎月面。
從以下描述及附圖且從附屬技術方案得出進一步實施例及優勢。
在下文中,聯合描述圖1至圖5。其等係關於同一個實施例但其等展示其之不同部分或視圖。
圖1分別透過一晶圓堆疊12及一裝置10之一細節展示一垂直橫截面。晶圓堆疊12包含兩個晶圓W1、W2,其等分別包含一基板S1及一基板S2,其上分別存在複數個第一部件1及複數個第二部件2。在圖1至圖5中,僅展示一單一第一部件1及一單一第二部件2,其中在圖1至圖3中,僅展示各自部件1、2的一半。
圖2以與圖1相同之垂直橫截面分別展示第二晶圓W2及第二部件2之一細節。圖3以與圖1相同之垂直橫截面分別展示第一晶圓W1及第一部件1之一細節。
圖4展示第二部件2之細節至一晶圓平面中之一投射。圖5展示第一部件1之細節至一晶圓平面中之一投射。圖1至圖3之橫截面係沿圖4、圖5中之一對角線之橫截面。
圖1至圖3中之點劃線表示垂直對準之裝置之一中心軸A。相應地,軸A與晶圓W1、W2及基板S1、S2垂直對準。可藉由在軸A處鏡射各自圖而完成圖1至圖3之橫截面以完整地展示部件1及2 (及分別地裝置10)。
為簡化理解圖1至圖3與圖4、圖5之間之關係,且作為眼睛之指引,已在圖中繪製標記為L1至L7之一些共同點。
部件1及2藉由在部件1與2之間形成一層3之一接合材料而在一接合區域B中彼此接合。層3完全(橫向)圍繞軸A。在其內端處,其形成一彎月面7a,且在其外端處,其形成一彎月面7b,該兩者藉由圖1中之虛線圖解說明。在圖4及圖5中,藉由虛線圖解說明層3之內端及外端,近似在定位彎月面7a及7b之位置。
為獲取一裝置10,可如下完成製造。使用一浮凸程序在晶圓層級上產生部件1及2,其中位於各自基板材料S1、S2上之一液體複製材料憑藉一各自複製工具塑形且接著硬化(例如,固化)。各自複製工具具有具待產生部件之一負片之形狀之一複製表面,除了過量複製材料被迫圓周累積,因此貢獻於各自部件同時形成未明確言之藉由複製工具塑形之一彎月面,或更精確地,複製表面未展現對應於該彎月面之一負片之一形狀。彎月面表示為m1、m2。
在產生晶圓W1、W2之後,其等彼此接合以獲取晶圓堆疊12 (圖1)。接合材料3之一部分施用於各部件2,且晶圓W1、W2沿垂直方向朝向彼此移動,直至其等彼此毗連。施用於部件2之接合材料之數量針對晶圓W2之全部部件可能(在技術限制內)相等。
藉由各自複製工具,各部件1、2分別經塑形以包含一中心部分C1及C2,其等在本發明實施例中分別係一凸透鏡及一凹透鏡,分別展現面向彼此之透鏡表面c1及c2(參見圖1)。
可憑藉間隔元件4達成部件1、2之間及特別是各自中心部分C1、C2之間(諸如透鏡表面c1、c2之間)之一非常精確界定垂直距離。如圖解說明,其等可體現為部件1之垂直突出部分,其與部件1之剩餘部分整體形成。用於產生部件1之複製工具之複製表面相應地具有用於塑形各自間隔元件4之區域。
因此,對於各對,可在同一個程序中(諸如在同一個浮凸程序中)產生(及/或塑形)間隔元件4及部件1之中心部分C1。
間隔元件4可各自具有一平整接觸表面41,其在一接觸區域K中之視情況平坦接觸表面42處毗連部件2。
在部件1與2之間,一間隙5形成於一間隙區域G中。間隙5由接合材料部分填充。如從圖解說明實施例清楚(參見圖1),接合材料可圍繞間隔元件4之各者流動,使得間隔元件4之各者沿其完整周長側向介接接合材料。
出於闡釋性目的在圖1中符號化對應於層3之一厚度之間隙之一高度h。此一高度可(例如)沿一垂直方向進行量測,或可視為在一所要點處從第一部件至第二部件之最小距離。在其中間隙具有一不同高度之實施例中,可(例如)在間隙區域中之任何例示性點處(然而,特別是在擴散控制區域6a、6b外)獲取高度(參見下文)。
層3之一厚度(或在一間隙高度在內部擴散控制區域6a與外部擴散控制區域6b之間顯著變化之情況中層3之一厚度分佈,參見下文)對於全部裝置10可能相同。例如,全部間隔元件4可全部相同地定尺寸。且(例如)層3之厚度(及間隙5之高度)可等於藉由間隔元件4界定之一距離,例如,等於間隔元件4之一高度。
部件1、2可分別認為包含間隔件部分81及82。其等各自垂直延伸加上間隔元件4之一者之垂直延伸之總和界定基板S1與S2之間之一垂直距離。間隔元件4可在間隔件部分82處毗連部件2。
為引導對部件1及2一起移動作出反應而發生之接合材料之擴散,提供擴散控制區域6a、6b。其等包含於間隙區域G中。部件m1及m2之內部擴散控制部分61a、62a分別包含於內部擴散控制區域6a中。部件m1及m2之外部擴散控制部分61b、62b分別包含於外部擴散控制區域6b中。在擴散控制區域中,間隙5變寬。由於內部擴散控制區域6a經配置於中心部分與外部擴散控制區域6b之間,因此間隙5在內部擴散控制區域6a中(即,在朝向中心軸A之一方向上)向內變寬,而間隙5在外部擴散控制區域6b中(即,在指向遠離中心軸A之一方向上)向外變寬。
如此,接合材料可由毛細作用力迫使保持在間隙區域G中且特別是填充內部擴散控制區域6a與外部擴散控制區域6b之間之間隙5。
相較於在外部擴散控制區域6b中,間隙5在內部擴散控制區域6a中更快速地變寬。如此,過量接合材料主要聚集在外部擴散控制區域6b中;較少過量接合材料聚集在內部擴散控制區域6a中。
相應地,表面c1與c2之間之一中心體積V可保持無接合材料。間隙5之變寬亦可歸因於擴散控制區域6a、6b中之間隙之一開口角度,例如,如以針對外部擴散控制區域6b之圖1中之角度β圖解說明,參見細虛線。開口角度β係一垂直橫截面中(諸如貫穿中心部分之一垂直橫截面中)之一角度,如圖1之情況。開口角度β係對部件表面之局部切線(在橫截面中)之間之一角度,圖1中在接合材料與部件1、2接觸之最外點處(即,在外彎月面7b處)獲取。圖1中之開口角度β合計為僅幾度,且其明顯小於內部擴散控制區域6a中(諸如在內彎月面7a處)之一開口角度,其合計為近似45°與60°之間。
可能以使得藉由毛細作用力迫使接合材料敞開使內部擴散控制區域6a及外部擴散控制區域6b互連之一狹縫之一方式在間隙區域中設計部件1、2。如此,可產生一通風孔。
然而,在圖解說明實施例中,層3形成完全圍繞中心部分之一閉合形狀。此可充當密封中心體積V之一密封環。
如圖4、圖5中圖解說明,外部擴散控制區域6b (及外部擴散控制部分61b、62b)在垂直於垂直方向之一橫截面中描述具有修圓隅角之一矩形。關於亦將可行之一旋轉對稱設計,此(在接合區域B中)提供接合材料將部件1及2互連之一增大區域,因此提供所產生裝置之一提高穩定性。
部件2在貫穿中心部分C1、C2且貫穿間隙區域G (諸如圖1、圖2中圖解說明)之部件2之一垂直橫截面中展現L7處之一內邊緣及L6處之一外邊緣(諸如圖1、圖2中圖解說明)。且一直線將內邊緣及外邊緣互連。視情況,且如圖解說明,直線可平行於一橫向方向對準。此可使中心部分C1、C2相對於彼此之間隔對於晶圓W1、W2之橫向誤對準相對不敏感。且平整度可促成將接合材料施用於部件2。
為產生單片裝裝置,晶圓堆疊12 (例如)沿像繪製為圖1中之粗虛線之切割線15分離成部分。在圖4、圖5中,為了較清楚繪製,僅指示筆直分離線15之一小區段。
在分離步驟之前可用一填充物材料(諸如用一可固化材料)填充晶圓堆疊12中之鄰近對部件1、2之間之一填隙體積20。在填充之後,填充物材料硬化。此可提供晶圓堆疊12之提高穩定性;且可防止(在一定程度上)部分在分離期間從晶圓堆疊12鬆釋,其可能干擾分離步驟。
上文中已進一步描述進一步細節及可能替代例。
1‧‧‧第一部件
2‧‧‧第二部件
3‧‧‧層/接合材料
4‧‧‧間隔元件
5‧‧‧間隙
6a‧‧‧內部擴散控制區域
6b‧‧‧外部擴散控制區域
7a‧‧‧內彎月面
7b‧‧‧外彎月面
10‧‧‧裝置
12‧‧‧晶圓堆疊
15‧‧‧切割線/筆直分離線
20‧‧‧填隙體積
41‧‧‧平整接觸表面
42‧‧‧平坦接觸表面
61a‧‧‧內部擴散控制部分
61b‧‧‧外部擴散控制部分
62a‧‧‧內部擴散控制部分
62b‧‧‧外部擴散控制部分
81‧‧‧間隔件部分
82‧‧‧間隔件部分
A‧‧‧中心軸
B‧‧‧接合區域
c1‧‧‧透鏡表面
c2‧‧‧透鏡表面
C1‧‧‧中心部分
C2‧‧‧中心部分
G‧‧‧間隙區域
h‧‧‧高度
K‧‧‧接觸區域
L1‧‧‧共同點
L2‧‧‧共同點
L3‧‧‧共同點
L4‧‧‧共同點
L5‧‧‧共同點
L6‧‧‧共同點/外邊緣
L7‧‧‧共同點/內邊緣
m1‧‧‧彎月面/部件
m2‧‧‧彎月面/部件
S1‧‧‧基板
S2‧‧‧基板
V‧‧‧中心體積
W1‧‧‧第一晶圓
W2‧‧‧第二晶圓
β‧‧‧開口角度
下文中,憑藉實例及包含圖式更詳細地描述本發明。在圖式中,相同元件符號係指相同或類比元件。圖示意性地展示: 圖1係分別透過一晶圓堆疊及一裝置之一細節之一垂直橫截面; 圖2係分別透過一第二晶圓及一第二部件之一細節之一垂直橫截面; 圖3係分別透過一第一晶圓及一第一部件之一細節之一垂直橫截面; 圖4係一第二部件之細節至一晶圓平面中之一投射; 圖5係一第一部件之細節至一晶圓平面中之一投射。 所描述實施例意謂作為實例或用於闡明本發明且不應限制本發明。

Claims (29)

  1. 一種裝置,其包括在被稱為垂直方向之一方向上彼此堆疊之一第一部件及一第二部件,該第一部件及該第二部件各自包括一中心部分,該第一部件至少包括毗連該第二部件之一第一間隔元件,該裝置包括一間隙區域及一接合材料,其中該間隙區域在該等中心部分周邊,且在該間隙區域中,該第一部件與該第二部件之間存在一間隙,且藉由在包括於該間隙區域中之一接合區域中將該第一部件及該第二部件彼此接合之該接合材料填充該間隙之一部分,其中藉由該第一間隔元件界定該間隙之一高度。
  2. 如請求項1之裝置,其中該第一間隔元件及該第一部件之該中心部分整體形成。
  3. 如請求項1或請求項2之裝置,其中該第一間隔元件完全橫向圓周地與該接合材料接觸。
  4. 如請求項1或請求項2之裝置,其中該間隙區域包括鄰接該中心部分之一內部擴散控制部分,其中該間隙朝向該等中心部分變寬。
  5. 如請求項1或請求項2之裝置,其中該接合材料在該接合區域之一內端處形成一彎月面。
  6. 如請求項1或請求項2之裝置,其中該接合區域橫向完全圍繞該等中心部分。
  7. 如請求項1或請求項2之裝置,其中該第一部件另外包括一第二間隔元件、一第三間隔元件及一第四間隔元件,特別是其中該第一間隔元件在一第一接觸區域中毗連該第二部件,第二間隔元件在一第二接觸區域中毗連該第二部件,一第三間隔元件在一第三接觸區域中毗連該第二部件且一第四間隔元件在一第四接觸區域中毗連該第二部件。
  8. 如請求項1或請求項2之裝置,其中該第一部件附接至一第一基板,且該第二部件附接至一第二基板,其中該第一基板及該第二基板彼此平行對準。
  9. 如請求項1或請求項2之裝置,其中該等中心部分之一者具有一凸形表面且該等中心部分之另一者具有一凹形表面,其等面向彼此。
  10. 如請求項1或請求項2之裝置,其中該等中心部分之一者包括一凸透鏡且該等中心部分之另一者包括一凹透鏡。
  11. 一種用於產生一晶圓堆疊之方法,其包括 提供包括複數個第一部件之一第一晶圓,其中該等第一部件之各者包括一第一間隔元件; 提供包括複數個第二部件之一第二晶圓; 使該第一晶圓及該第二晶圓相對於彼此對準以建立複數對相互對準相關聯第一部件及第二部件; 藉由將一接合材料之一部分施用於該等對之各者之該第一部件及該第二部件之一或兩者而向該等對之各者提供該接合材料之一部分; 將該第一晶圓及該第二晶圓朝向彼此移動,直至該等第一間隔元件之各者毗連該相關聯第二部件; 藉由該移動實現對於該等對之各者,接合材料之該各自部分形成使該各自第一部件及該第二部件互連之一接合材料層,其中該等層之一厚度由該第一間隔元件界定。
  12. 如請求項11之方法,該第一部件及該第二部件各自包括一中心部分,且其中對於該等對之各者,該各自第一間隔元件及該各自中心部分整體形成。
  13. 如請求項11或請求項12之方法,其包括引導對該移動作出反應而發生之該接合材料之擴散,其中藉由毛細作用力之輔助結合該第一部件及該第二部件之一設計而完成該引導。
  14. 如請求項11或請求項12之方法,其包括對於該等對之各者,建立對該接合材料之該各自部分起作用之一毛細管壓力以將該接合材料之該各自部分保持在一預定區域中。
  15. 如請求項11或請求項12之方法,其中該等對之各者之該第一部件及該第二部件包括經設計以建立對該接合材料之該各自部分起作用之一毛細管壓力的表面,該毛細管壓力向內減小且向外減小。
  16. 如請求項11或請求項12之方法,其中藉由使該第一晶圓及該第二晶圓朝向彼此移動直至該等第一間隔元件之各者毗連該相關聯第二部件,對於該等對之各者,在一間隙區域中,在該各自第一部件與該第二部件之間建立一間隙,其中該間隙向內及向外敞開。
  17. 如請求項16之方法,其中該間隙比其向外敞開更快速地向內敞開。
  18. 如請求項11或請求項12之方法,該第一部件及該第二部件各自包括一中心部分,且其中該接合材料層橫向圍繞該等中心部分。
  19. 如請求項11或請求項12之方法,該第一部件及該第二部件各自包括一中心部分,且其中該接合材料層完全橫向圍繞該等中心部分。
  20. 如請求項11或請求項12之方法,其中該接合材料形成一密封環,且其中該密封環及該第一部件及該第二部件完全隔離該等中心部分之間存在之一中心體積。
  21. 如請求項11或請求項12之方法,其包括製造該第一晶圓,其中該第一晶圓之該製造包括使用一浮凸程序在一第一基板上產生該等第一部件。
  22. 如請求項21之方法,其包括在該浮凸程序中使用一複製工具,其包括針對該等第一部件之各者的用於塑形該各自第一間隔元件之一區域。
  23. 如請求項22之方法,其中該複製工具包括針對該等第一部件之各者的用於從一複製材料塑形該各自中心部分之一第一複製位點及圍繞該第一複製位點的用於控制該複製材料之流動之一流動控制位點,且其中用於塑形該各自第一間隔元件之該區域定位於該第一複製位點與該流動控制位點之間。
  24. 如請求項11或請求項12之方法,其中對於該等對之各者,該各自接合材料層在其周邊端處形成一彎月面,且該各自第一間隔元件經配置於該彎月面與該各自第一中心部分之間。
  25. 如請求項11或請求項12之方法,其包括硬化該接合材料。
  26. 如請求項11或請求項12之方法,其包括施加一按壓力以抵靠該第二晶圓按壓該第一晶圓。
  27. 如請求項11或請求項12之方法,其中該接合材料層之外邊界描述具有修圓隅角之一矩形形狀,特別是具有修圓隅角之一方形形狀。
  28. 一種用於製造裝置之方法,該等裝置之各者包括彼此堆疊之一第一部件及一第二部件,該方法包括產生如請求項11至27中一項之晶圓堆疊,該方法進一步包括將該晶圓堆疊分離成部分。
  29. 如請求項28之方法,其包括在該分離之前,將一填充物材料填充至相互對準相關聯第一部件及第二部件之鄰近的一些該等對之間存在之一填隙體積中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020185163A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Wafer alignment features

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090159200A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Heptagon Oy Spacer element and method for manufacturing a spacer element
TWI478808B (zh) 2007-12-19 2015-04-01 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 製造光學元件的方法
JP4819152B2 (ja) * 2008-09-25 2011-11-24 シャープ株式会社 光学素子ウエハ、光学素子ウエハモジュール、光学素子モジュール、光学素子モジュールの製造方法、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュールの製造方法、電子素子モジュールおよび電子情報機器
JP5047243B2 (ja) * 2008-09-26 2012-10-10 シャープ株式会社 光学素子ウエハモジュール、光学素子モジュール、光学素子モジュールの製造方法、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュールの製造方法、電子素子モジュールおよび電子情報機器
DE102009055083B4 (de) * 2009-12-21 2013-12-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optischer Schichtstapel und Verfahren zu dessen Herstellung
JP5459722B2 (ja) * 2011-09-29 2014-04-02 シャープ株式会社 積層型ウェハレンズおよびその製造方法、多層レンズ
JP6151354B2 (ja) * 2012-05-17 2017-06-21 ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッドHeptagon Micro Optics Pte. Ltd. ウエハスタックの組立
WO2014092148A1 (ja) * 2012-12-15 2014-06-19 コニカミノルタ株式会社 レンズアレイ構造体の製造方法及びレンズアレイ構造体
US9939605B2 (en) * 2015-08-06 2018-04-10 Qualcomm Incorporated Submicron wafer alignment

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