TWI543347B - 晶圓級相機子系統及用於晶圓級相機的晶圓間隔層之製造方法 - Google Patents

晶圓級相機子系統及用於晶圓級相機的晶圓間隔層之製造方法 Download PDF

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喬治 巴恩斯
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Description

晶圓級相機子系統及用於晶圓級相機的晶圓間隔層之製造方法
本發明係關於一種晶圓級相機、用於晶圓級相機之晶圓間隔層及其製造方法，特別係關於一種利用積層製造(additive manufacturing)技術之晶圓間隔層及其製造方法。
於晶圓級相機的領域中，晶圓間隔層一般係與固體基板(如：玻璃晶圓)對齊設置，並透過環氧樹脂與固體基板接合。上述之步驟通常在透鏡製造於固體晶圓之前完成。由於環氧樹脂必須施加於晶圓間隔層及固體晶圓之間，但不可設置於任何間隔層的孔洞內，因此於製程上有其困難度。且不均勻之接合厚度可能導致多種不同的間隔層厚度。
習知用於晶圓級相機的晶圓間隔層通常係以玻璃晶圓形成。晶圓間隔層通常係於玻璃晶圓上鑽孔而製成。鑽孔方法可以雷射切割(laser cutting)、砂水刀切割(abrasive water jet cutting)、噴砂(sandblasting)、化學蝕刻(chemical etching)或其他方法實施。雷射鑽孔的方法極為昂貴且耗時。例如，用於製作晶圓級相機的晶圓間隔層的總製造成本中80%的部分係用於雷射鑽孔的情形並非罕見。雷射鑽孔亦牽涉到冗長之前置作業時間。若需要一組新的陣列間距或孔洞直徑時，可能需耗費數週或甚至更長的時間去形成間隔層。如此的情況在透鏡設計及研發工作的快速雛型化上尤其禁止。再者，在習知方法中，間隔層的厚度會受到可用的標準玻璃晶圓厚度的限制。
本發明已克服上述之習知技術的缺點，以下將詳述本發明之內容。
根據一觀點中，本發明係針對一種製造用於晶圓級相機之晶圓間 隔層的方法。此方法包括設置一基板於一積層製造裝置中，以及利用積層製造方法，於上述基板上形成用於晶圓級相機之晶圓間隔層。
根據另一觀點中，本發明係針對一種根據一方法所製造之晶圓級相機子系統。此方法包括設置一基板於一積層製造裝置中，以及利用積層製造方法，於上述基板上形成用於晶圓級相機之晶圓間隔層。
10‧‧‧晶圓或基板
12、62、73、75、92‧‧‧晶圓間隔層
14‧‧‧工具
16、52、72‧‧‧透鏡
18、68、78、79、98‧‧‧穿孔
54、74‧‧‧基板
200‧‧‧熔融擠製沉積成型系統
202、302、310、402‧‧‧平台
204‧‧‧(擠出型)噴嘴
206‧‧‧控制器及供電單元
22‧‧‧凹凸塊
24‧‧‧箭頭
300‧‧‧選擇性雷射燒結系統
304‧‧‧掃描系統
305、307‧‧‧(聚焦)雷射光
306‧‧‧雷射機器
308‧‧‧粉末(材料)
312‧‧‧滾筒
400‧‧‧立體微影技術系統
404‧‧‧(雷射)掃描系統
405‧‧‧聚焦雷射光
406‧‧‧紫外光雷射(雷射機器)
407‧‧‧紫外雷射光
408‧‧‧(光聚合物)樹脂(液態樹脂)
409‧‧‧容器
50、70‧‧‧透鏡板
77‧‧‧下表面
53、81‧‧‧上表面
60、80‧‧‧裝置或結構
62a、62b、62c、62d‧‧‧層
90‧‧‧耗蝕層
第一圖為製造口袋結構中之透鏡的概要式剖面示意圖。
第二圖為透鏡板的概要式剖面示意圖。
第三圖為依據本發明之示範性實施例之上表面以積層製造方法形成有晶圓間隔層之透鏡板的概要式剖面示意圖。
第四圖為雙側透鏡板的概要式剖面示意圖。
第五圖為依據本發明之示範性實施例之具有於上表面及下表面以積層製造方法形成之晶圓間隔層的雙側透鏡板的概要式剖面示意圖。
第六圖為依據本發明之示範性實施例之利用積層製程方法形成於耗蝕層上之晶圓間隔層的概要式剖面示意圖。
第七圖為由耗蝕層分離之獨立晶圓間隔層的概要式剖面示意圖。
第八圖為依據本發明之示範性實施例之利用積層製造方法形成之獨立晶圓間隔層的概要式平面示意圖。
第九圖為依據本發明之示範性實施例之用於以積層製造方法形成晶圓間隔層之熔融擠製沉積成型系統及/或程序的概要式剖面示意圖。
第十圖為依據本發明之示範性實施例之用於以積層製造方法形成晶圓間隔層之選擇性雷射燒結及/或直接金屬雷射燒結系統及/或程序的概要式剖面示意圖。
第十一圖為依據本發明之某些示範性實施例之用於以積層製造方法形成晶圓間隔層之立體微影技術系統及/或程序的概要式剖面示意圖。
根據本發明，本發明利用一積層製造系統及/或程序製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層。積層製造技術係為一種從三維模型資料結合或添加材 料的方法去製造物體，通常係為一層接著一層疊置，其與減去性製造法(subtractive manufacturing methodologies)原理相反，上述減去性製造法例如將材料移除或減去之傳統加工製程。由於積層製造技術通常係於一次僅形成一三維物體層，因此有時稱做「分層製造法」。
根據本發明，一晶圓間隔層係以一次形成一層的方法直接設置在基板或玻璃晶圓上。另則，根據本發明，一獨立之晶圓間隔層係利用積層製造方法於一基板上形成晶圓間隔層後，再將上述耗蝕材料移除，將獨立之晶圓間隔層留下而產生，其中上述基板係以某個耗蝕材料層所形成，耗蝕材料層例如為聚丙烯(polypropylene)或蠟。
形成晶圓間隔層的層積材料係直接固化於基板上，亦即玻璃及/或耗蝕材料層。因此並不需要接合或對準程序。
由於晶圓間隔層係一次形成一層，完成之晶圓間隔層的整體厚度並不侷限於標準玻璃厚度。唯一的厚度限制係關於單一積層的厚度。亦即，一般而言，整體厚度係為單一層厚度的近似倍數。根據某些實施例，各別積層材料的厚度約為16微米(μm)。因此，完成之整體厚度大體上為16微米(μm)的倍數。此設計可大為增加選擇用於晶圓級相機之間隔層厚度的彈性。
再者，許多積層材料可加以鑽石車削(diamond turned)。根據本發明製成之晶圓間隔層可加以鑽石車削，以具有較佳之平坦度以及較精細之厚度控制。
另外，利用積層製造方法，本發明之晶圓間隔層相較於接合玻璃晶圓間隔層，可以較短之前置作業時間以及較低之成本更加快速地製造。
在晶圓級相機中，「於口袋結構中之透鏡(lens in a pocket,LIAP)」之用語意指在晶圓間隔層經製造且與基板接合後，於晶圓間隔層的孔洞內且於基板例如玻璃晶圓上製造之透鏡。晶圓間隔層以及基板基本上皆係以玻璃製成，且晶圓間隔層基本上係形成為具有穿孔的陣列或圖案，該些穿孔係例如藉由對晶圓間隔層進行雷射鑽孔而形成。晶圓及晶圓間隔層係利用環氧樹脂接合材料相互對準並接合。孔洞陣列係予以對準，使得光學元件(例如透鏡)可形成於基板內且於晶圓間隔層內之孔洞之內。
第一圖為製造口袋結構中之透鏡的概要式剖面示意圖。請參考第 一圖，晶圓或基板10係例如以玻璃製成。晶圓間隔層12係接合於晶圓或基板10，其中晶圓間隔層12係以例如玻璃之材料製成。如上所述，晶圓間隔層12可利用如環氧樹脂等材料與基板10接合。晶圓間隔層12形成至少一穿孔18，穿孔18可供透鏡16於其中形成。基本上，晶圓間隔層12會形成穿孔之陣列，以使複數透鏡16可形成於基板10上。
透鏡16基本上係由一工具14協助而形成於基板10的上表面上．其中工具14通常係以聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)製成，其為一種以矽為基礎之聚合物。透鏡16通常係以一光學材料，如紫外光固化型透鏡聚合物(例如：環氧樹脂)製成。透鏡聚合物係以工具14之凹凸塊22於基板10的上表面進行模壓或衝壓，其運作方向係如箭頭24所示向基板10的上表面降下。
透鏡板係為一基本上包含基板(例如玻璃晶圓)之光學結構，基板上已形成有透鏡，相反地，上述口袋結構中之透鏡的結構，其係於晶圓間隔層與基板接合後，使透鏡形成於基板上且於晶圓間隔層內的孔洞之內。該些透鏡可藉由某些已知形成透鏡之製程形成於基板上，上述已知形成透鏡之製程例如透過聚二甲基矽氧烷工具之奈米壓印微影(nanoimprint lithography)、雷射剝離(laser ablation)等。第二圖為透鏡板50的概要式剖面示意圖。如第二圖所示，透鏡板50包括一或多個透鏡52，透鏡52形成於基板54(例如玻璃晶圓)的上表面53上。如第二圖所示，本發明可應用於使一晶圓間隔層形成於一單側之透鏡板上。如以下將詳細敘述，本發明亦可應用於使複數個晶圓間隔層(例如二個晶圓間隔層)形成於一雙側之透鏡板上。
第三圖為依據本發明之示範性實施例之上表面以積層方法設置有晶圓間隔層之透鏡板的概要式剖面示意圖。請參考第三圖，一裝置或結構60包括一透鏡板50(如第二圖所示)，透鏡板50包括一具有透鏡52形成於其上之基板54。根據本發明，透鏡板50的基板54係用作為用以製造晶圓間隔層62之積層製造方法的基板。晶圓間隔層62係直接製造於基板54的上表面53上。晶圓間隔層62係圍繞著透鏡52製造，以在晶圓間隔層62內形成穿孔68之圖案。
晶圓間隔層62係一次形成一層。舉例而言，層62a係形成於基板54之上表面53上。而層62b係在形成層62a之後接著形成於層62a上。層 62c係在形成層62b之後接著形成於層62b之上。而層62d同樣係在形成層62c之後接著形成於層62c之上，以此類推。於完成的晶圓間隔層62中，層62a至層62d可能不明顯。
第四圖為雙側透鏡板70的概要式剖面示意圖。如第四圖所示，雙側透鏡板70可包括一或多個透鏡72形成於基板74(例如玻璃晶圓)的單面或雙面77、81上。如上所述，如第四圖所示，本發明可應用於使多個晶圓間隔層形成於雙側透鏡板70之二表面上。
第五圖為依據本發明之示範性實施例之具有於上表面81及下表面77分別以積層方法形成之晶圓間隔層的雙側透鏡板70的概要式剖面示意圖。請參考第五圖，一裝置或結構80包括一透鏡板70，而透鏡板70包括一具有透鏡72形成於其上之基板74。根據本發明，透鏡板70之基板74係用作為用以製造晶圓間隔層73、75的積層製造方法的基板。積層製造方法實際上可包含兩個積層製造方法，分別用於透鏡板70之其中一面。亦即，第一個積層製造方法可用以使晶圓間隔層73形成於透鏡板70之基板74的上表面81上，而第二個積層製造方法則可用以使晶圓間隔層75形成於透鏡板70之基板74的下表面77上。根據本發明，上述之晶圓間隔層73、75分別圍繞著透鏡72設置，以在晶圓間隔層73及75內各自形成穿孔78及79之圖案。
根據本發明，晶圓間隔層73及75係分別直接地設置於基板74的上表面81及下表面77上。此與用以製造將晶圓間隔層接合於玻璃基板之兩側上的雙側透鏡板之習知方法相反。於習知方法中，為了製造出雙側晶圓間隔層，將組件翻轉，並使環氧樹脂分散於玻璃基板上只有玻璃的一側。之後再將第二晶圓間隔層與遮罩對準器中之第一晶圓間隔層對準並接合。
根據本發明，前述之實施例係關於將晶圓間隔層直接形成於如玻璃晶圓等基板上，而該些基板上更形成有光學元件如透鏡。本發明亦可應用於無須永久且直接形成於玻璃基板上的獨立晶圓間隔層。根據本發明之此觀點，晶圓間隔層可形成於一耗蝕材料上，以取代設置於以上詳細敘述的實施例中所使用之玻璃基板上。
第六圖為依據本發明之示範性實施例之利用積層製造方法形成於耗蝕層90上之晶圓間隔層92的概要式剖面示意圖。如此處所述，耗蝕層90 係取代上述之基板或玻璃晶圓之位置。亦即，於本實施例中，晶圓間隔層92係以與以上詳細敘述將晶圓間隔層形成於基板上相同之方法直接形成於耗蝕層90上。晶圓間隔層92可形成穿孔98之陣列。
於某些示範性實施例中，耗蝕層90係以可快速從晶圓間隔層92移除之材料製成。例如，耗蝕層90可由聚丙烯(polypropylene)、蠟支撐材料或其他類似的可快速溶解並移除之支撐材料所形成。第七圖為由耗蝕層90分離之晶圓間隔層92的概要式剖面示意圖。耗蝕層90可以異丙醇(isopropyl alcohol)、其它類似材料或熱等方法移除，以留下獨立的晶圓間隔層92。獨立的晶圓間隔層92形成穿孔98的陣列。
第八圖為依據本發明一實施例之利用積層製造方法形成之獨立晶圓間隔層92的概要式平面示意圖。如第八圖所示，晶圓間隔層92形成穿孔98的陣列。
本發明可應用於以若干種積層製造系統及/或程序中之任一者形成晶圓間隔層。本發明可應用之這些積層製造系統及/或程序可包含但不限於直接金屬雷射燒結(direct metal laser sintering,DMLS)(其亦一般稱為選擇性雷射燒結(selective laser sintering,SLS))、熔融擠製沉積成型(fused deposition modeling,FDM)(其亦一般稱為熱溶解積層法(fused filament fabrication,FFF))、立體微影技術(stereolithography,SLA)以及三維印刷(three-dimensional(3D)printing)。
一般而言，積層製造方法牽涉到建置一待製成的物體的三維模型。三維模型包括以三維方法定義物體之資料。利用積層製造系統及/或程序可將三維模型資料分解成多個剖面、切片或是層的垂直堆疊。積層製造系統及/或程序藉由一次形成一層或一切片，並按照垂直堆疊方式排列以製造物體。當完成所有的切片或層時，物體即完成製造。
第九圖為依據本發明某些示範性實施例之用於以積層製造方法形成晶圓間隔層62、73、92之熔融擠製沉積成型系統200的概要式剖面示意圖。請參考第九圖，熔融擠製沉積成型系統200包括一平台202，以上所詳述之基板54、74或耗蝕層90可設置於上述平台202上。根據本發明，以上所詳述之晶圓間隔層62、73、92係利用熔融擠製沉積成型系統200一次形成一層而製造。熔融擠製沉積成型系統200將散裝材料層層放置堆疊。散裝材料可例如為塑膠絲 或金屬線。塑膠絲或金屬線係由一線圈解開並提供材料至一可調控之擠出型噴嘴組件，其中上述擠出型噴嘴組件包括一擠出型噴嘴204以及一控制器及供電單元206。噴嘴204係經過加熱以熔化上述絲或線，且可藉由數值控制機制於三維方向上移動，三維方向包括水平、垂直、傾斜以及旋轉等方向。因塑膠或金屬自噴嘴擠出後會立即硬化，故晶圓間隔層62、73、92可藉由擠壓出絲或線之小顆粒並形成層而製造。於某些實施例中，步進馬達(stepper motor)或伺服馬達(servo motor)可用以移動擠出型噴嘴204以形成垂直堆疊層。於某些實施例中，平台202亦可為可控制的，以於三維方向如水平方向、垂直方向、傾斜方向以及旋轉方向移動，以形成垂直堆疊層。步進馬達或伺服馬達可用以移動平台202。
第十圖為依據本發明之某些示範性實施例之用於以積層製造方法形成晶圓間隔層62、73、92之選擇性雷射燒結及/或直接金屬雷射燒結系統300的概要式剖面示意圖。以下之內容係關於選擇性雷射燒結，然本領域具通常知識者將得以領會下述內容同樣可應用於直接金屬雷射燒結。
請參考第十圖，選擇性雷射燒結系統300包括一平台302，以上所詳述之基板54、74或耗蝕層90可設置於平台302上。根據本發明，以上所詳述之晶圓間隔層62、73、92係利用上述之選擇性雷射燒結系統300一次形成一層而製造。一般而言，選擇性雷射燒結系統300係利用高功率雷射進行操作，例如二氧化碳雷射，以將材料的小顆粒熔化成具有期望之三維形狀的塊體，同樣係為一次一層，其中材料例如為塑膠、金屬、陶瓷或玻璃粉末。粉末308係容置於平台302頂端的粉末床中。雷射機器306提供雷射光307至掃描系統304，其中掃描系統304將聚焦雷射光(focused laser light)305掃描至粉末308之頂端上。雷射光305藉由掃描從三維模型所產生的剖面層或切片，而選擇性地將粉末床表面上的粉末材料308熔融。在每一剖面皆被掃描完成後，粉末床會藉由平台302而被降低一層的厚度，新的一層之粉末材料308可例如藉由一滾筒312從粉末儲藏槽施加，且不斷重複此程序至完成。平台310可調整粉末儲藏槽的高度，以確保於各層間散佈有適當量的粉末。
第十一圖為依據某些示範性實施例之用於以積層製造方法形成晶圓間隔層之立體微影技術系統400的概要式剖面示意圖。請參考第十一圖，立體微影技術屬於一種積層製造製程，其係利用裝有液態、可固化例如紫外光 固化之光聚合物樹脂408的容器409以及紫外光雷射406以及雷射掃描系統404來製造三維物體例如本發明之晶圓間隔層62、73、92，同樣係為一次一層。雷射機器406係提供紫外雷射光407至掃描系統404，其中掃描系統404將聚焦雷射光405掃描至液態樹脂408的上表面上。於每一層，雷射光束405係於液態樹脂408的表面上描繪剖面或切片圖案。當暴露於紫外雷射光405會使上述描繪於樹脂408上的圖案固化，且會影響對下方層之黏著性。立體微影技術系統400包括一平台402，以上所詳述之基板54、74或耗蝕層90可設置於平台402上。根據本發明，以上所詳述之晶圓間隔層62、73、92係利用上述之立體微影技術系統400一次形成一層而製造。在圖案被描繪出來後，平台402會被降低一層的厚度。接著，充滿樹脂之刀片會掃過先前已完成的層，以於其上塗佈一層新的液態樹脂408，以用於新的一層。新的一層之圖案係描繪於此新的液態樹脂表面之上，並與先前的層黏著。完整的三維晶圓間隔層62、73、92即透過此方法形成。
三維印刷係藉由置放連續的材料層以形成三維物體的一種積層製造技術。三維印刷的實施利用了大量的技術。這些技術主要的不同在於建立層的方法，以產生多個部分。前述之系統及程序，亦即熔融擠製沉積成型、選擇性雷射燒結、直接金屬雷射燒結、立體微影技術等，通常皆被視為一種三維印刷技術。某些三維印刷系統及方法係利用熔化或軟化材料以產生各層。此種三維印刷技術的實例包含熔融擠製沉積成型、選擇性雷射燒結以及直接金屬雷射燒結等方法。其他則配置液態材料，接著利用不同技術固化液態材料。此類三維印刷技術的實例為立體微影技術。
另一種三維印刷方法則包括噴墨印刷系統(inkjet printing system)及方法。於此方法中，印刷機藉由佈設一層粉末並在晶圓間隔層之剖面或切片中噴墨印刷一黏合劑而以一次形成一層的方法形成物體(亦即晶圓間隔層)。此步驟係不斷重複直到各層皆被印製出來。
於數位光源處理技術(digital light processing,DLP)中，一桶液態聚合物係在安全燈(safelight)環境下暴露於從數位光源處理投射器投射出之二維光源圖案。經暴露之液態聚合物會硬化。平台及晶圓間隔層接著會小幅地往下移動，而液態聚合物再次暴露於光源。上述步驟係不斷重複直到製成晶圓間隔 層。
另外一種三維印刷的方法包括選擇性地將印刷媒介熔化於顆粒床。此方法的實例係為選擇性雷射燒結及直接金屬雷射燒結。
積層製造技術，例如三維印刷，其解析度通常係以一層的厚度以及單位為dpi(dot per inch，每英吋點數量)之X-Y軸解析度進行定義。雖然某些商用三維印刷系統可印製達16微米(μm)厚度之膜層，但一基本層的厚度大約為100微米(μm)。X-Y軸解析度與目前商用之雷射印刷機可達到者係為可比擬的。粒子(亦即三維點)之直徑基本上約為50至100微米(μm)。
於某些示範性實施例中，本發明之積層製造方法可運用例如由3D Systems Corporation of Rock Hill,South Caroline,USA所生產及販賣的一種或多種積層製造系統來加以實施。
根據本發明，可利用多種積層製造材料來製造晶圓間隔層。於一特定之示範性實施例中係利用生產並銷售自3D Systems Corporation of Rock Hill,South Caroline,USA之用於三維建模之Visijet® EX200塑膠材料。其他材料亦可使用。
根據本發明，無論是形成於玻璃基板上或是獨立形成，經由積層製造方法形成之晶圓間隔層62、73、92皆可加工至一期望之厚度。於某些特定示範性實施例中，用於加工晶圓間隔層62、73、92之方法可能為或可能包括鑽石車削(diamond turning)。鑽石車削係為一種用於精密元件之機械加工方法，其係運用配備有天然或合成的鑽石刀頭的車床(lathes)或其他衍生之加工工具，例如車銑複合機(turn-mills)、旋轉式傳輸機(rotary transfer)等。單點鑽石車削(single-point diamond turning,SPDT)之術語亦常用以指明此程序。透過鑽石車削，晶圓間隔層62、73、92可於鑽石車削車床上處理至一期望之厚度。於上述之鑽石車削過程中，晶圓間隔層62、73、92係裝設於一真空夾頭上並且以某個特定之角速度(例如可為1000rpm)旋轉。刀具會橫跨晶圓間隔層62、73、92移動並使晶圓間隔層62、73、92形成一期望之厚度。若欲形成容許誤差度較低之晶圓間隔層62、73、92，則可使用一般之CNC(Computer Numerical Control，電腦化數值控制)加工方法來進行加工，例如可為端面切削(facing)、銑床(milling)或飛刀(fly cutting)等技術。
根據本發明，各晶圓間隔層62、73、92並不需要加工成單一厚度。換言之，晶圓間隔層62、73、92可視特定系統需求而加工成不同之厚度。
因此，根據本發明，晶圓間隔層62、73、92可透過積層製造方法製造並加工成任意之期望厚度。根據本發明，晶圓間隔層62、73、92可利用積層製造方法製造於一基板上，以形成一量化非均勻之厚度，進而改善因聚焦誤差所產生之晶圓級模組生產問題。根據本發明，晶圓間隔層62、73、92可利用積層製造方法製造於一基板上，然後加工成一非均勻任意之厚度，以改善因聚焦誤差所產生之晶圓級模組生產問題。
應注意者為，於本發明之敘述及圖示中，依據本發明所形成於各種晶圓間隔層內的穿孔68、78、98皆係以圓形孔洞以及垂直側壁為例說明。此穿統配置僅為例示。根據本發明，除了圓形穿孔68、78、98之外或作為圓形穿孔68、78、98的替代，穿孔68、78、98還可具有為了欲使用晶圓間隔層62、73、92的特定應用所選擇之任何形狀。特定而言，根據本發明，矩形孔洞可形成於晶圓間隔層62、73、92內。或者，錐形或非垂直狀側壁的孔洞可形成於晶圓間隔層62、73、92內。
根據本發明，晶圓間隔層62、73、92可在無需使用環氧樹脂與玻璃晶圓接合之下進行製造。故本發明可無須使用環氧樹脂點膠機以及無須用於接合步驟之遮罩對準機。
根據本發明，晶圓間隔層62、73、92可以積層製造方法形成於一淨空的基板上或是一已預先定義特徵於其上之基板上。上述已預先定義特徵可例如為透鏡、基準標示等。
根據本發明，間隔層材料的重量則期望要減少，以提升完成的晶圓級相機於落下測試(drop test)的可靠度。玻璃密度的範圍約為2.4至2.8克/立方公分(g/cm3)，而根據本發明於三維印刷機所使用的紫外光固化環氧樹脂之密度則約等於1.0克/立方公分(g/cm3)。
根據本發明，晶圓間隔層62、73、92可製造成具有為步驟中形成之各層或各切片之厚度的倍數之厚度。例如，於三維印刷系統及方法中可行的層厚度解析度係約為16微米(μm)。
本發明所提供之任意晶圓間隔層62、73、92的厚度具有微薄成 本之優勢。此係為可能，乃因根據本發明所使用之材料係為可加工的，且可以些微之成本加工至任何期望之厚度。依據晶圓間隔層62、73、92的厚度誤差容忍度(tolerance)可使用傳統或鑽石刀具。由於目前玻璃晶圓間隔層之標準厚度為300、400、500、700及800微米(μm)，因此本發明較玻璃晶圓間隔層在厚度的選擇上更具有優勢。玻璃晶圓間隔層亦可使用非標準之厚度，惟非標準厚度的每一晶圓間隔層之成本會較高。這些預先設定好之標準厚度會進一步限制光學設計。
本發明亦提供厚度小於300微米(μm)的晶圓間隔層62、73、92，此係無法利用傳統的製程加以製造。對於晶圓級模組光學設計者而言，輕薄的晶圓間隔層可減少其在光學設計上的限制。
本發明亦提供非均一之厚度的晶圓間隔層62、73、92。由於非均一厚度的晶圓間隔層可用以校正穿過透鏡板所發生的焦距變化，故此亦為優勢。可測量之焦距變化可發生在透鏡板上，此係由於形成透鏡時所施加之非均一性壓力、形成主金屬模具時的鑽石工具耗損或其他製程中的效果。這些焦距變化穿過透鏡板後基本上會具有較低之空間頻率，此可透過本發明進行校正。
依據本發明，如以上所詳述，晶圓間隔層62、73、92可形成於基板的上表面及下表面上。為此目的，在透過積層製程形成第一個晶圓間隔層62、73、92後，晶圓間隔層62、73、92可連同基板54、74、90從積層製造裝置移除、翻面並放回積層製造裝置中。晶圓間隔層62、73、92再與基板54、74、90對準，再實施積層製造製程以於基板54、74、90的另一面上形成第二個晶圓間隔層62、73、92。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，積層製造方法可包括以下方法中之至少一者：直接金屬雷射燒結、選擇性雷射燒結、熔融擠製沉積成型、立體微影技術以及三維印刷。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述基板可為一耗蝕層，且上述方法可更包括：在於耗蝕層上形成晶圓間隔層後，移除耗蝕層。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，耗蝕層可包括聚苯乙烯。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，耗蝕層可包括蠟。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，晶圓間隔層的厚度可小於300微米(μm)。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，晶圓間隔層可具有複數個厚度。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述方法可更包括：加工晶圓間隔層，以使晶圓間隔層具有至少一期望厚度。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述方法可更包括以下步驟：於形成晶圓間隔層之前，先形成至少一元件於基板中。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述至少一元件可包括一透鏡。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述基板可由玻璃製成。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述方法可更包括對晶圓間隔層進行鑽石車削。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述晶圓間隔層可形成於基板之第一表面上，且上述方法可更包括以下步驟：形成第二晶圓間隔層於基板之第二表面上，以使第一晶圓間隔層與第二晶圓間隔層分別形成於基板之第一表面與第二表面上。
於此處所詳述及/或所請求保護之實施例之任一者中，上述積層製造方法可包括形成相疊之複數層，且一次僅形成一層。
本發明已揭露及描述示範性之實施例，本領域具通常知識者將得以領會，任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
50‧‧‧透鏡板
52‧‧‧透鏡
53‧‧‧上表面
54‧‧‧基板
60‧‧‧裝置或結構
62‧‧‧晶圓間隔層
62a、62b、62c、62d‧‧‧層
68‧‧‧穿孔

Claims (28)

  1. 一種製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，包括以下步驟：設置一基板於一積層製造裝置中；以及利用積層製造方法，於該基板上形成用於該晶圓級相機之該晶圓間隔層；其中該晶圓間隔層係一次形成一層以形成數個積層，其中一第一層係形成於該基板之上，而每一其他層係形成於其前一層之上，且該晶圓間隔層之整體厚度係為單一積層厚度的近似倍數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該積層製造方法包括以下方法中之至少一者：直接金屬雷射燒結、選擇性雷射燒結、熔融擠製沉積成型、立體微影技術以及三維印刷。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該基板係為一耗蝕層，且該方法更包括：在於該耗蝕層上形成該晶圓間隔層後，移除該耗蝕層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該耗蝕層包括聚苯乙烯。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中耗蝕層包括蠟。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該晶圓間隔層的厚度係小於300微米。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該晶圓間隔層具有複數個厚度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括：加工該晶圓間隔層，以使該晶圓間隔層具有至少一期望厚度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括以下步驟：於形成該晶圓間隔層之前，形成至少一元件於該基板中。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該至少一元件包括一透鏡。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該基板係由玻璃製成。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，更包括對該晶圓間隔層進行鑽石車削。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該晶圓間隔層係形成於該基板之一第一表面上，且該方法更包括以下步驟：形成一第二晶圓間隔層於該基板之一第二表面上，以使該晶圓間隔層與該第二晶圓間隔層分別形成於該基板之該第一表面與該第二表面上。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之製造用於晶圓級相機之晶圓間隔層的方法，其中該積層製造方法包括形成相疊之複數層，且一次僅形成一層。
  15. 一種晶圓級相機子系統，該晶圓級相機子系統係根據一方法製造，該方法包含以下之步驟：設置一基板於一積層製造裝置中；以及利用積層製造方法，於該基板上形成用於該晶圓級相機之該晶圓間隔層；其中該晶圓間隔層係一次形成一層以形成數個積層，其中一第一層係形成於該基板之上，而每一其他層係形成於其前一層之上，且該晶圓間隔層之整體厚度係為單一積層厚度的近似倍數。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該積層製造方法包 括以下方法中之至少一者：直接金屬雷射燒結、選擇性雷射燒結、熔融擠製沉積成型、立體微影技術以及三維印刷。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該基板係為一耗蝕層，且該方法更包括：在於該耗蝕層上形成該晶圓間隔層後，移除該耗蝕層。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之晶圓級相機子系統，其中該耗蝕層包括聚苯乙烯。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之晶圓級相機子系統，其中該耗蝕層包括蠟。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該晶圓間隔層的厚度係小於300微米。
  21. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該晶圓間隔層具有複數個厚度。
  22. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該方法更包括：加工該晶圓間隔層，以使該晶圓間隔層具有至少一期望厚度。
  23. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該方法更包括以下步驟：於形成該晶圓間隔層之前，形成至少一元件於該基板中。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之晶圓級相機子系統，其中該至少一元件包括一透鏡。
  25. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該基板係由玻璃製成。
  26. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該方法更包括對該晶圓間隔層進行鑽石車削。
  27. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該晶圓間隔層係形成於該基板之一第一表面上，且該方法更包括以下步驟： 形成一第二晶圓間隔層於該基板之一第二表面上，以使該晶圓間隔層與該第二晶圓間隔層分別形成於該基板之該第一表面與該第二表面上。
  28. 如申請專利範圍第15項所述之晶圓級相機子系統，其中該積層製造方法包括形成相疊之複數層，且一次僅形成一層。
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