TWI572022B - 晶圓級陣列相機及其製造方法 - Google Patents

晶圓級陣列相機及其製造方法 Download PDF

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Description

晶圓級陣列相機及其製造方法 【參考文獻】
本申請案主張美國專利臨時申請案序號61/811,560之優先權，申請日為2013年4月12日，其係以全文併入本說明書中作為參考。
晶圓級陣列相機日益普及重要。晶圓級陣列相機可為不同目的而製作。與非晶圓級相機比較而言，晶圓級相機可被製成具有降低的相機高度。因此，晶圓級相機之取像透鏡可具有較短焦距。然而，取像透鏡可覆蓋影像平面中之較小面積。為了維持解析度(亦即，像素之總數)，可能需要一額外透鏡或數個額外透鏡以覆蓋影像平面中之額外面積。藉由晶圓級製造，晶圓級陣列相機提供此一解決方法，使同時維持低相機高度且維持所覆蓋之一定數目之總像素變成可能。此外，除了達成降低相機高度以外，晶圓級陣列相機可針對其他目的，例如立體聲相機功能、可見光和紅外光雙相機功能、具有多重視角功能之陣列相機等。常見的作法是在配置一晶圓級透鏡或一晶圓級透鏡陣列於其上之前，從一影像感測器晶圓分割(singulate)出數個影像感測器陣列。
在一實施例中，一種晶圓級陣列相機包含：(i)一影像感測器晶圓，其包含一影像感測器陣列；(ii)一間隔物，其配置在影像感測器晶圓上；以及(iii)一透鏡晶圓，其配置在間隔物上，其中該透鏡晶圓包含一透鏡陣列。
在一實施例中，一種製造複數個晶圓級陣列相機之方法，包含：(i)配置一個包含複數個透鏡陣列之一透鏡晶圓在一個包含複數個影像感測器陣列之一影像感測器晶圓上，以形成一複合晶圓；以及(ii)切割該複合晶圓以形成複數個晶圓級陣列相機，其中上述複數個晶圓級陣列相機中的每一個陣列相機包含上述複數個透鏡陣列中各自的一個透鏡陣列，以及上述複數個影像感測器陣列中各自的一個感測器陣列。
100‧‧‧晶圓級陣列相機/晶圓級相機
110‧‧‧影像感測器晶圓
111‧‧‧影像感測器陣列
115‧‧‧影像感測器
120‧‧‧透鏡晶圓
121‧‧‧透鏡陣列
125‧‧‧透鏡
130‧‧‧間隔物
201、202、203、204‧‧‧晶圓級陣列相機
210、220、230、240‧‧‧透鏡晶圓
211‧‧‧透鏡陣列
215‧‧‧透鏡
218‧‧‧孔隙
221‧‧‧透鏡陣列
225‧‧‧透鏡
231‧‧‧透鏡陣列
235‧‧‧透鏡
238‧‧‧孔隙
241‧‧‧透鏡陣列
245‧‧‧透鏡
246‧‧‧透鏡
247‧‧‧透鏡
248‧‧‧孔隙
261‧‧‧後焦距
262‧‧‧後焦距
263‧‧‧後焦距
300‧‧‧複合晶圓
310‧‧‧影像感測器晶圓
320‧‧‧透鏡晶圓
330‧‧‧間隔物
340‧‧‧取像系統
350‧‧‧切割線
370‧‧‧距離
400‧‧‧方法
401‧‧‧步驟
402‧‧‧步驟
410‧‧‧步驟
420‧‧‧步驟
430‧‧‧步驟
435‧‧‧步驟
440‧‧‧步驟
500‧‧‧晶圓級配置/晶圓配置
502‧‧‧元件
510‧‧‧晶圓
522(1)、522(2)‧‧‧元件符號
524(1)、524(2)‧‧‧元件符號
528(1)、528(2)‧‧‧元件符號
526‧‧‧元件符號
600‧‧‧複合晶圓
620‧‧‧透鏡晶圓
625‧‧‧堆疊透鏡/堆疊透鏡系統
630‧‧‧間隔物
640‧‧‧透鏡子晶圓
641‧‧‧透鏡陣列
645‧‧‧透鏡
650‧‧‧透鏡子晶圓/透鏡陣列
651‧‧‧透鏡陣列
655‧‧‧切割線/透鏡
660‧‧‧間隔物
670‧‧‧晶圓級陣列相機/晶圓級相機
680‧‧‧透鏡陣列
690‧‧‧取像系統
700‧‧‧方法
701、702、710、720、730、735、740‧‧‧步驟
800‧‧‧方法
801、802、803‧‧‧步驟
810、820、830‧‧‧步驟
900‧‧‧複合晶圓
920‧‧‧透鏡晶圓
925‧‧‧堆疊透鏡
941‧‧‧透鏡陣列
950‧‧‧透鏡子晶圓
950‧‧‧透鏡陣列
951‧‧‧透鏡陣列
955‧‧‧透鏡
956、957‧‧‧透鏡
960‧‧‧間隔物
970‧‧‧晶圓級陣列相機/晶圓級相機
980‧‧‧切割線
1000‧‧‧方法
1001、1002、1010、1020‧‧‧步驟
1100‧‧‧方法
1101、1102、1103、1110、1120、1130‧‧‧步驟
圖1係依據一實施例，說明一晶圓級陣列相機。
圖2係依據一實施例，說明圖1之晶圓級陣列相機之數個例示實施例。
圖3係依據一實施例，說明一種包含一影像感測器晶圓與一透鏡晶圓之複合晶圓，可用以形成複數個晶圓級陣列相機。
圖4係依據一實施例，說明一種製造複數個晶圓級陣列相機之方法。
圖5係依據一實施例，說明一晶圓配置。
圖6係依據一實施例，說明一種包含一影像感測器晶圓及一透鏡晶圓之複合晶圓，其中該透鏡晶圓包含複數個堆疊的透鏡子晶圓。
圖7係依據一實施例，說明一種製造具有堆疊透鏡之複數個晶圓級陣列相機之方法。
圖8係依據一實施例，說明另一種製造具有堆疊透鏡之複數個晶圓級陣列相機之方法。
圖9係依據一實施例，說明一種包含一影像感測器晶圓及一透鏡晶圓之複合晶圓，其中該透鏡晶圓包含複數個不同配置的部分。
圖10係依據一實施例，說明一種從單一複合晶圓製造複數個晶圓級陣列相機之方法，其包含複數個不同型式之晶圓級陣列相機。
圖11係依據一實施例，說明另一種從單一複合晶圓製造複數個晶圓級陣列相機之方法，其包含複數個不同型式之晶圓級陣列相機。
於此所揭露的是晶圓級陣列相機及其製造方法，其在分割影像感測器之前利用影像感測器與透鏡之晶圓級組裝。與習知技術之製造方法相較，因為減少了個別對準步驟之數目，使得能夠簡化製造流程。在習知技術方法中，每個影像感測器係個別地與一相對應的透鏡對準。在本案揭露的方法中，一影像感測器晶圓係與一透鏡晶圓對準，通常影像感測器形成於上述影像感測器晶圓上，如此影像感測器晶圓上的所有影像感測器在單一對準步驟中就被對準。
圖1係為一個例示的晶圓級陣列相機100之剖面圖。晶圓級陣列相機100包含一影像感測器晶圓110以及一配置在影像感測器晶圓110上之透鏡晶圓120。影像感測器晶圓110包含一影像感測器陣列111，其因而包含複數個影像感測器115。透鏡晶圓120包含一透鏡陣列121，其因而包含複數個透鏡 125。在某些實施例中，透鏡晶圓120係相對於影像感測器晶圓110而配置，以使每個影像感測器115與一各個透鏡125共同形成一取像系統。透鏡晶圓120係經配置使得在每一成對的透鏡125與影像感測器115之間存在有一條光學路徑。舉例而言，透鏡晶圓120可包含一通光孔隙在每一個透鏡125的至少一部分與相對應的影像感測器115之間，為了說明清楚起見未顯示於圖1中。於一實施例中，至少某些透鏡125之光軸線與各個影像感測器115相交。在另一實施例中，每一個透鏡125之光軸線與一各個影像感測器115相交。在又另一種實施例中，至少某些透鏡125之光軸線係被配置在各個影像感測器115之中央。
舉例而言，影像感測器115可以是互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)影像感測器或電荷耦合裝置(Charge-Coupled Device,CCD)影像感測器。在某些實施例中，影像感測器晶圓110至少是感測器的一部分，在其上製造影像感測器115。因為個別的影像感測器115不需個別地相對於各個透鏡125對準，這使晶圓級陣列相機100之製造得以簡化。其可能已足夠使影像感測器晶圓110與透鏡晶圓120對準。在其他實施例中，影像感測器115係在製造它之後被置放在一晶圓上以形成影像感測器晶圓110。利用適當的晶圓設計，本實施例藉由使影像感測器晶圓110與透鏡晶圓120對準，而亦允許所有影像感測器115在一個步驟中完成對準。
於一實施例中，晶圓級相機100更包含一配置在影像感測器晶圓110與透鏡晶圓120之間的一間隔物130，用以定義一在影像感測器晶圓110與透鏡晶圓120之間的期望距離。間隔物130係一體成形或由兩個以上的分離元件所形成。雖然未顯示於圖1中，間隔物130可包含在影像感測器晶圓110與透鏡晶圓120之間的其他區域中的材料。在一個例子中，間隔物130包含在從一個透鏡125至其相關的影像感測器115之光學路徑，以及從一個或多個鄰近的透鏡125至它們相關的影像感測器115之光學路徑之間區域中的材料。在另一實施例中，未顯示於圖1中，間隔物130係透鏡晶圓120及/或影像感測器晶圓110之一不可分割的部分。
雖然圖1中只顯示兩個影像感測器115與兩個透鏡125，但在不背離圖1之剖面圖下，影像感測器晶圓110可包含一較大數目之影像感測器。舉例而言，圖1之剖面圖可表示數個晶圓級陣列相機100，其中(a)影像感測器晶圓110包含一具有2 x N個影像感測器115之長方形影像感測器陣列111， 於此N係一正整數，以及(b)透鏡晶圓120包含一具有2 x N個各個透鏡125之長方形透鏡陣列121，且其中橫剖面係沿著一條通過N列之2個影像感測器之其中一個之線。通常，影像感測器陣列111與透鏡陣列125係配置成尺寸為M x N之長方形陣列，於此M係一正整數。再者，在不背離於此範疇之下，影像感測器陣列111與透鏡陣列125可脫離一長方形佈局。舉例而言，影像感測器陣列111及透鏡陣列125分別在其影像感測器晶圓110與透鏡晶圓120之平面內可為L形或T形，及/或數個影像感測器115及其各個透鏡125分別在其影像感測器晶圓110及透鏡晶圓120之平面內，可被配置成數個非垂直的行與列。
雖然圖1顯示影像感測器晶圓110具有相同的影像感測器115，但在不背離於此範疇之下，影像感測器晶圓110可包含不同型式之影像感測器。在一個替代的實施例中，影像感測器115包含至少兩種不同型式之影像感測器，其彼此在像素解析度、感光性、色彩靈敏度、尺寸，及/或形狀方面不同。此外，在不背離於此範疇之下，影像感測器115可從面向透鏡晶圓120之影像感測器晶圓110的表面凸出，或影像感測器115之收光表面可凹進影像感測器晶圓110內。
同樣地，透鏡125可包含不同型式之透鏡或其他光學元件。
圖2顯示晶圓級陣列相機100之例示實施例201、202、203及204。這些實施例例示透鏡晶圓120之不同變化。晶圓級陣列相機201、202、203及204全部包含影像感測器晶圓110及間隔物130。如結合圖1所討論的，在某些實施例中，間隔物130被形成為影像感測器晶圓110及/或其相關透鏡晶圓之一不可分割的部分。
晶圓級陣列相機201包含一透鏡晶圓210，其係透鏡晶圓120(圖1)之一實施例。透鏡晶圓210包含一個具有數個透鏡215之透鏡陣列211。透鏡陣列211及透鏡215分別為透鏡陣列121(圖1)及透鏡125之實施例。透鏡215被配置在朝向遠離影像感測器晶圓110之透鏡晶圓210的表面上。對每個透鏡215而言，透鏡晶圓210包含一孔隙218，用於提供在透鏡215與其相對應的影像感測器115之間的一光學路徑。孔隙218可不含有材料，或至少局部填充一種能夠完全或局部通透一期望波長之光的材料。舉例而言，孔隙218本質上可以是透鏡晶圓210之一部分。為說明清楚起見，圖2中並未標示所有的影像感測器115、透鏡215以及孔隙218。
晶圓級陣列相機202包含一透鏡晶圓220，其係透鏡晶圓120(圖1)之一實施例。透鏡晶圓220包含一個具有數個透鏡225之透鏡陣列221。透鏡陣列221及透鏡225分別為透鏡陣列121(圖1)及透鏡125之實施例。透鏡225具有大於透鏡晶圓220厚度的厚度，如此透鏡225以朝向影像感測器晶圓110及遠離影像感測器晶圓110之方向兩側延伸遠離透鏡晶圓220。為說明清楚起見，圖2中並未標示所有的影像感測器115及透鏡225。
晶圓級陣列相機203包含一透鏡晶圓230，其係透鏡晶圓120(圖1)之一實施例。透鏡晶圓230包含一個具有數個透鏡235之透鏡陣列231。透鏡陣列231及透鏡235分別為透鏡陣列121(圖1)及透鏡125之實施例。每個透鏡235係被配置在朝向遠離影像感測器晶圓110之透鏡晶圓230表面之一凹部或一貫通孔中。對每個透鏡235而言，透鏡晶圓230包含一孔隙238，用於提供在透鏡235與其相對應的影像感測器115之間的一光學路徑。孔隙238可不含有材料，或至少局部填充一種能夠完全或局部通透一期望波長之光的材料。為說明清楚起見，圖2中並未標示所有的影像感測器115、透鏡235以及孔隙238。
晶圓級陣列相機204包含一透鏡晶圓240，其係透鏡晶圓120(圖1)之一實施例。透鏡晶圓240包含一個具有數個透鏡245之透鏡陣列241。透鏡陣列241及透鏡245分別為透鏡陣列121(圖1)及透鏡125之實施例。每個透鏡245係一個包含一透鏡246與一透鏡247之組件，透鏡246被配置在朝向遠離影像感測器晶圓110之透鏡晶圓240表面之一凹部或一貫通孔中，而透鏡247被配置在面向影像感測器晶圓110之透鏡晶圓240表面之一凹部或一貫通孔中。對每個透鏡245而言，透鏡晶圓210包含一孔隙248，用於提供在透鏡246與透鏡247之間的一光學路徑。孔隙248可不含有材料，或至少局部填充一種能夠完全或局部通透一期望波長之光的材料。為說明清楚起見，圖2中並未標示所有的影像感測器115、透鏡245、透鏡246、透鏡247以及孔隙248。
為了本說明書之目的，一"透鏡"可以是單一透鏡或一透鏡組件，除了鏡片以外，其可包含其他光學元件，例如一濾光鏡、一孔隙、一光圈(iris)及/或一平面基板。此外，"透鏡"可表示與鏡片不同之光學元件，例如一濾光鏡、一孔隙、一光圈及/或一平面基板，在不背離於此之範疇之下。在某些實施例中，用語"透鏡"表示一針孔孔隙。
晶圓級陣列相機201、202、203及204與晶圓級陣列相機100(圖1)係本發明之晶圓級陣列相機之非限定實施例。在不背離於此範疇之下，透鏡形狀及尺寸可相異於圖1及2所顯示者，且圖1及2中所指出之透鏡可代表如上所述之其他光學元件。在不背離於此之範疇之下，圖2之孔隙218、238及248相對於相關透鏡215、235、246及247之尺寸，可相異於圖2之圖例。舉例而言，孔隙218、238及248可大於相關透鏡215、235、247及248之通光孔隙。
在一實施例中，在晶圓級陣列相機201、202、203及204之影像感測器晶圓110與透鏡晶圓210、220、230及240之間的距離分別是一定的。在某些實施例中，一透鏡晶圓之所有透鏡具有相同的後焦距。後焦距係透鏡之最終光學表面之頂點至透鏡之後焦點之間的距離，其中該最終光學表面係具有到達影像感測器之最短光學距離之光學表面，且該後方焦點係位在透鏡之光學下游側。舉例而言，透鏡晶圓210之所有透鏡215具有實質上相同的後焦距261，透鏡晶圓220之所有透鏡225具有實質上相同的後焦距262，透鏡晶圓230之所有透鏡235具有實質上相同的後焦距263，且透鏡晶圓240之所有透鏡245具有實質上相同的後焦距264。在本說明書中"相同的後焦距"或"實質上相同的後焦距"表示完全符合製造公差之內的後焦距。間隔物130可分別依據後焦距261、262、263及264而按尺寸被製成供晶圓級相機201、202、203及204用，以使後焦點與影像感測器115之收光表面重合並產生一最佳聚焦影像。
圖3係一個例示的複合晶圓300之剖面圖，由該複合晶圓300可形成複數個晶圓級陣列相機100(圖1)。複合晶圓300包含一影像感測器晶圓310，及藉由使用一間隔物330而配置於影像感測器晶圓310上的一透鏡晶圓320。如結合圖1所討論的，間隔物330可為影像感測器晶圓310及/或透鏡晶圓320一體成形之一部分。影像感測器晶圓310包含複數個影像感測器陣列111(圖1)。透鏡晶圓320包含複數個透鏡陣列121(圖1)。為說明清楚起見，圖3中並未標示所有影像感測器陣列111及透鏡陣列121。透鏡晶圓320係相對於影像感測器晶圓310對準，使得至少某些透鏡125與各個影像感測器115對準。在一實施例中，相互對準成對之一透鏡125及一各個影像感測器115形成取像系統340。於一實施例中，至少某些透鏡125之光軸線與各個影像感測器115相交。在另一實施例中，至少某些透鏡125之光軸線被置於各個影像感測器115之中央。
複合晶圓300可沿著切割線350被切塊，或以其他方式被切割成複數個晶圓級陣列相機100(圖1)，亦即，分割晶圓級陣列相機100(圖1)。為說明清楚起見，圖3中只標示一條切割線350、一個晶圓級陣列相機100以及一個取像系統340。如圖3所示，切割線350可通過間隔物330之材料部分，及/或複合晶圓300之其他部分。包含在單一晶圓級陣列相機100中之間隔物330部分係間隔物130(圖1)。包含在單一晶圓級陣列相機100中之影像感測器晶圓310部分係影像感測器晶圓110(圖1)，而包含在單一晶圓級陣列相機100中之透鏡晶圓320部分係透鏡晶圓120(圖1)。
在某些實施例中，間隔物330被配置為定義影像感測器晶圓310與透鏡晶圓320之間的一定之距離370。舉例而言，在一透鏡晶圓320之所有透鏡125具有相同的後焦距之實施例中，距離370可以使透鏡125之後焦點與影像感測器晶圓310之對應的影像感測器115之收光表面重合。
於一實施例中，影像感測器晶圓310係感測器之至少一部分，在其上製造影像感測器115。因為個別的影像感測器115不需個別地相對於各個透鏡125對準，其促使晶圓級陣列相機100製造流程之簡化。其可使在單一步驟中將影像感測器晶圓310與透鏡晶圓320對準。在其他實施例中，影像感測器115被製造之後，被置放在一晶圓上以形成影像感測器晶圓310。利用適當的晶圓設計，本實施例亦藉由使影像感測器晶圓310與透鏡晶圓320對準而允許所有影像感測器115在單一步驟中對準。
雖然圖3顯示五個晶圓級陣列相機100，但在不背離圖3之剖面圖之下，複合晶圓300可被塑形並按尺寸被製作形成一不同數目之晶圓級陣列相機100。舉例而言，圖3之剖面圖可表示一用於形成5 x N’個晶圓級陣列相機100之複合晶圓300，於此N’係為正整數。通常，在不背離此範疇之下，複合晶圓300可被配置成用於形成M’個晶圓級陣列相機100，於此M’係為正整數。在M’是一個之特殊情況下，可省略切割線350且複合晶圓300為晶圓級陣列相機100。於一實施例中，複數個影像感測器陣列111及複數個透鏡陣列121係沿著行與列被排列。這可使直線切割線350用於形成數個晶圓級陣列相機100。舉例而言，複數個影像感測器陣列111及複數個透鏡陣列121係沿著垂直的行與列被排列，且切割線350為垂直的切割線。在某些實施例中，透鏡晶圓320之透鏡125係以與影像感測器晶圓310之各個影像感測器115相同的圖案被排列。
如圖1所示之晶圓級陣列相機100，圖4說明製造複數個晶圓級陣列相機之一個例示方法400。在一步驟410中，一個包含複數個透鏡陣列之透鏡晶圓被配置在一包含複數個影像感測器陣列之影像感測器晶圓上，以形成一複合晶圓。舉例而言，透鏡晶圓320(圖3)被配置在影像感測器晶圓310(圖3)上以形成複合晶圓300。步驟410包含一步驟420，其中透鏡晶圓與影像感測器晶圓對準。舉例而言，在將透鏡晶圓320(圖3)配置在影像感測器晶圓310(圖3)上之製程中，透鏡晶圓320係在製造公差內被對準，使在複合晶圓300之平面中的透鏡125之位置實質上與各個影像感測器115之位置相同。
步驟410可更包含一將透鏡晶圓配置在一間隔物上之步驟430，接著執行一將間隔物配置在影像感測器晶圓上之步驟435。舉例而言，透鏡晶圓320(圖3)係被配置在間隔物330(圖3)上，其接著被配置在影像感測器晶圓310(圖3)上。在不背離此範疇之下，步驟430及435之順序可以顛倒。
在一步驟440中，於步驟410中形成之複合晶圓被切割以形成複數個晶圓級陣列相機。舉例而言，圖3之複合晶圓300係沿著切割線350切割以形成複數個晶圓級陣列相機100(圖1)，如圖3中所表示的。
在一實施例中，省略步驟440以使方法400形成單一晶圓級陣列相機。舉例而言，方法400可藉由只使用步驟410而形成單一晶圓級陣列相機100(圖1)。
可選擇地，方法400包含在步驟410之前執行的步驟401及/或402。在可選擇的步驟401中，用於步驟410中的影像感測器晶圓被形成。舉例而言，影像感測器115(圖1及3)在一晶圓上被製造以形成影像感測器晶圓310(圖3)。在另一例子中，影像感測器115(圖1及3)係在被製造之後而被置放在一晶圓上，以形成影像感測器晶圓310(圖3)。在可選擇的步驟402中，形成於步驟410中所使用之透鏡晶圓。舉例而言，透鏡125(圖1及3)係在一晶圓上被製造以形成透鏡晶圓320。
圖5顯示一個例示的晶圓配置500。方法400(圖4)之影像感測器晶圓與透鏡晶圓可依據晶圓配置500而配置，亦以使形成於方法400之步驟410中之複合晶圓係依據晶圓配置500而配置。舉例而言，圖3之影像感測器晶圓310、透鏡晶圓320及複合晶圓300係依據晶圓配置500而配置。晶圓配置500包含數個沿著行與列排列之元件502，以利用一晶圓510。元件502可表 示複合晶圓300(圖3)之一影像感測器115、一透鏡125或其之一對應的組合對。
在某些實施例中，方法400之步驟440係藉由沿著與元件502之間的分離線重合的切割線切割複合晶圓而執行。藉由使用數條從晶圓510之邊界上的一個位置延伸至晶圓510之邊界上的另一個位置之直線切割線，可形成具有M x N個取像系統之晶圓級陣列相機，於此M及N係正整數(參見元件符號526)。在方法400之步驟440之某些實施例中，複合晶圓係被切割以形成複數個完全相同大小的晶圓級陣列相機。在步驟440之其他實施例中，複合晶圓係被切割以形成複數個晶圓級陣列相機，其包含不同大小的晶圓級陣列相機。步驟440之執行可藉由分開晶圓配置500成為數個行(column)而簡化，於此每個行係用以形成完全相同大小的晶圓級陣列相機。舉例而言，晶圓級配置500的某些行可專用於尺寸1 x 3(參見元件符號524(1)及524(2))之晶圓級陣列相機100(圖1)之形成，以使從這些行切割出來的晶圓級陣列相機包含沿著一條線被排列之三個影像系統，每個包含一透鏡125(圖1)及一影像感測器115(圖1)。其他行可專用於尺寸2 x 2(參見元件符號522(1)及522(2))之晶圓級陣列相機100(圖1)之形成。再者，某些行可專用於非長方形的晶圓級陣列相機100(圖1)之製造，譬如L形晶圓級陣列相機100(圖1)(參見元件符號528(1)及528(2))。
雖然晶圓配置500之行與列是垂直的，但在不背離此範疇之下，方法400(圖4)及複合晶圓300(圖3)可基於非垂直的行與列。又例如圖3之透鏡晶圓320及影像感測器晶圓310，方法400(圖4)之透鏡晶圓及影像感測器晶圓可依據晶圓配置500而配置，於此某些元件502是空閒的。在所期望的晶圓級陣列相機尺寸(M x N)並未匹配晶圓510之形狀的情況下，這可提供改善的材料利用。在不背離此範疇之下，晶圓510之形狀可脫離圖5所顯示之圓形形狀。舉例而言，晶圓510可以是長方形的形狀。
圖6係為一個例示的複合晶圓600之剖面圖，其係複合晶圓300(圖3)之一實施例。複合晶圓600包含影像感測器晶圓310(圖3)及一透鏡晶圓620，其藉由使用一間隔物630而配置於影像感測器晶圓310上。間隔物630係間隔物330(圖3)之一實施例，可能適合於複合晶圓600之光學特性。舉例而言，間隔物630之厚度可能相異於間隔物330(圖3)之厚度，而間隔物 630之其他特性與間隔物330之特性相同。透鏡晶圓620係為透鏡晶圓320(圖3)之一實施例，其包含兩個透鏡子晶圓640及650。透鏡子晶圓650係藉由使用一間隔物660而被配置在透鏡子晶圓640上。間隔物660定義透鏡子晶圓640與650之間的距離。透鏡子晶圓640包含複數個透鏡陣列641，其因而包含複數個透鏡645。同樣地，透鏡子晶圓650包含複數個透鏡陣列651，其因而包含複數個透鏡655。
透鏡子晶圓650係相對於透鏡子晶圓640對準，以使透鏡子晶圓650之至少某些透鏡655係與透鏡子晶圓640之各個透鏡645對準。這種相關組合對之透鏡645及透鏡655形成一堆疊透鏡系統625。因此，透鏡晶圓620包含複數個堆疊透鏡625，其係透鏡125(圖1)之實施例。數對之相互對準的透鏡陣列641及透鏡陣列651共同形成堆疊透鏡陣列680，其係透鏡陣列121(圖1及3)之一實施例。在一實施例中，在製造公差之內，透鏡655(對至少某些透鏡655而言)之光軸線係與各個透鏡645之光軸線重合。為說明清楚起見，圖6中未標示所有的透鏡645及655，所有的透鏡陣列641及651，以及所有的堆疊透鏡陣列680。
透鏡晶圓620係相對於影像感測器晶圓310對準，以使至少某些堆疊透鏡625與各個影像感測器115對準。在一實施例中，相互對準成對之一堆疊透鏡625及各個影像感測器115形成取像系統690。為說明清楚起見，圖6中只標示一個取像系統690。於一實施例中，至少某些堆疊透鏡625之光軸線與各個影像感測器115相交。在另一實施例中，每一個堆疊透鏡625之光軸線與各個影像感測器115相交。在又另一種實施例中，至少某些堆疊透鏡625之光軸線被置於各個影像感測器115之中央。
間隔物660係一體成形或由兩個以上的分離元件所形成。雖然未顯示於圖6中，間隔物660可包含在透鏡子晶圓640及透鏡子晶圓650之間的其他區域中的材料。在一個例子中，間隔物660包含在從一個透鏡655至一相關的透鏡645之光學路徑與從一個或多個鄰近的透鏡655至它們的相關的透鏡645之光學路徑之間區域中之材料。在另一實施例中，未顯示於圖6中，間隔物660係為透鏡子晶圓640及/或透鏡子晶圓650之一不可分割的部分。在不背離此範疇之下，透鏡645及655的尺寸及形狀可能與圖6所示的不同，且更進一步是或可包含其他光學元件，如結合圖1及2之關於透鏡125、215、225、235 及245所討論的。
複合晶圓600可沿著切割線655被切塊，或以其他方式被切割成複數個晶圓級陣列相機670。晶圓級相機670係晶圓級陣列相機100(圖1)之一實施例，並包含一影像感測器陣列111、一透鏡陣列641以及一透鏡陣列651。為說明清楚起見，圖6中只標示一條切割線655及一個晶圓級陣列相機670。如圖6所示，切割線655可通過間隔物630及660之材料部分，及/或複合晶圓600之其他部分。包含在單一晶圓級陣列相機670中之間隔物630之部分係間隔物130(圖1)之一實施例。
在某些實施例中，間隔物630係被配置成用於定義一在影像感測器晶圓310與透鏡晶圓620之間一定的距離。舉例而言，在透鏡晶圓620之所有堆疊透鏡625，或等效的所有透鏡645具有相同的後焦距之實施例中，此種一定的距離可以使堆疊透鏡625或等效的透鏡645之後焦點與影像感測器晶圓310之對應的影像感測器115之收光表面重合。同樣地，在某些實施例中，間隔物660被配置成用於提供一在透鏡子晶圓640與650之間的一定的距離。
雖然圖6顯示五個晶圓級陣列相機670，但在不背離圖6之剖面圖之下，複合晶圓600可被塑形並按尺寸被製作以形成一不同數目之晶圓級陣列相機670。舉例而言，圖6之剖面圖可表示一用於形成5 x N’個晶圓級陣列相機670之複合晶圓600，於此N’係為正整數。通常，在不背離此範疇之下，複合晶圓600可被配置以形成M’個晶圓級陣列相機670，於此M’係為正整數。在M’是一個之特殊情況下，可省略切割線655。再者，在不背離此範疇之下，晶圓級陣列相機670可配置有一不同於圖6所顯示之影像感測器115及相關堆疊透鏡625之數目。
於一實施例中，複數個影像感測器陣列111、複數個透鏡陣列641以及複數個透鏡陣列651係沿著行與列排列。這可使直線切割線655用於形成數個晶圓級陣列相機670。舉例而言，複數個影像感測器陣列111、複數個透鏡陣列641以及複數個透鏡陣列651係沿著垂直的行與列排列，且切割線655係垂直的切割線。在某些實施例中，透鏡子晶圓640之透鏡645及透鏡子晶圓650之透鏡655，係以與影像感測器晶圓310之各個影像感測器115相同的圖案被排列。
於一實施例中，所有透鏡655是相同的。在另一實施例中，透鏡 655包含不同型式之透鏡。
圖7顯示用以製造具有堆疊透鏡之複數個晶圓級陣列相機(如圖6之晶圓級陣列相機670)之一個例示方法700。在一步驟710中，一個包含複數個第一透鏡陣列之第一透鏡子晶圓，被配置在一個包含複數個第二透鏡陣列之第二透鏡子晶圓上，以形成一透鏡晶圓。舉例而言，透鏡子晶圓650(圖6)被配置在透鏡子晶圓640(圖6)上，以形成透鏡晶圓620(圖6)。步驟710包含一步驟720，其中第一透鏡子晶圓係與第二透鏡子晶圓對準。舉例而言，在將透鏡子晶圓650(圖6)配置在第二透鏡子晶圓640(圖6)上之製程中，透鏡子晶圓650係對準以在製造公差之內，使在複合晶圓600之平面中的透鏡655之位置實質上與各個透鏡645之位置相同。
步驟710可更包含一將透鏡晶圓配置在一間隔物上之步驟730，接著執行一將間隔物配置在影像感測器晶圓上之步驟735。舉例而言，透鏡子晶圓650(圖6)係被配置在間隔物660(圖6)上，其接著被配置在透鏡子晶圓640(圖6)上。在不背離此範疇之下，步驟730及735之順序可以顛倒。
在一步驟740中，方法700連續執行方法400(圖4)之步驟410及440，以將於步驟710中所形成之透鏡晶圓配置在一影像感測器晶圓上，並分割所產生之複合晶圓以形成複數個晶圓級陣列相機。舉例而言，透鏡晶圓620(圖6)係被配置在影像感測器晶圓310(圖3及6)上以形成圖6之複合晶圓600。然後，複合晶圓600係沿著切割線655被切割，以形成複數個晶圓級陣列相機670(圖6)，如圖6中所示。
可選擇地，方法700包含步驟701及/或702。可選擇的步驟701係在步驟740之前執行，而可選擇的步驟702係在步驟710之前執行。在可選擇的步驟701中，方法700執行如結合圖4所討論的方法400(圖4)之步驟401。在可選擇的步驟702中，方法700為步驟710中所使用之每個透鏡子晶圓執行如結合圖4所討論的方法400(圖4)之步驟402。
圖8顯示用以製造具有堆疊透鏡之複數個晶圓級陣列相機(如晶圓級陣列相機670(圖6))之一個例示方法800。在一步驟810中，方法800首先執行方法400(圖4)之步驟410，以將一第二透鏡子晶圓配置在一影像感測器晶圓上。舉例而言，透鏡子晶圓640(圖6)係被配置在影像感測器晶圓310(圖3及6)上。在一步驟820中，方法800執行方法700(圖7)之步驟710， 以將一第一透鏡子晶圓配置在第二透鏡子晶圓上。此導致一個包含一影像感測器晶圓及一透鏡晶圓之複合晶圓之形成，於此透鏡晶圓包含兩個透鏡子晶圓。舉例而言，透鏡子晶圓650(圖6)係藉由使用間隔物660而被配置在透鏡子晶圓640(圖6)上以形成透鏡晶圓620。在一步驟830中，方法800執行方法400(圖4)之步驟440，以藉由切割藉執行步驟810及820所形成之複合晶圓來形成晶圓級陣列相機。舉例而言，複合晶圓600(圖6)係沿著切割線655被切割以形成具有堆疊透鏡625之複數個晶圓級陣列相機670。
可選擇地，方法800包含一個或多個步驟801、802及803。可選擇的步驟801及802係在步驟810之前執行，而可選擇的步驟803係在步驟820之前執行。在可選擇的步驟801中，方法800執行如結合圖4所討論的方法400(圖4)之步驟401。在可選擇的步驟802中，方法800執行如結合圖4所討論的方法400(圖4)之步驟402，以形成第二透鏡子晶圓。在可選擇的步驟803中，方法800執行如結合圖4所討論的方法400(圖4)之步驟402，以形成第一透鏡子晶圓。
圖9係用於形成複數個晶圓級陣列相機(包含不同配置之晶圓級陣列相機)之一個例示的複合晶圓900之剖面圖。複合晶圓900係為複合晶圓300(圖3)之一實施例。複合晶圓900係複合晶圓600(圖6)之延伸，其中單一透鏡子晶圓650被兩個透鏡子晶圓650及950所置換，每個與透鏡子晶圓640之一不同部分相關，並被置放於距離透鏡子晶圓640之不同的距離。複合晶圓900包含影像感測器晶圓310(圖3)及一個透鏡晶圓920，透鏡晶圓920藉由使用間隔物630(圖6)而配置於影像感測器晶圓310上。透鏡晶圓920係為透鏡晶圓320(圖3)之一實施例。
透鏡晶圓920包含配置在間隔物630上之透鏡子晶圓640(圖6)。透鏡子晶圓650(圖6)係藉由使用間隔物660(圖6)而被配置在透鏡子晶圓640之一部分上。除了一可能的尺寸差異以外，複合晶圓900之這個部分係與複合晶圓600(圖6)相同。透鏡子晶圓950係藉由使用一間隔物960而被配置在透鏡子晶圓640之另一個部分上。透鏡子晶圓950包含複數個透鏡陣列951，其因而包含複數個透鏡955。於圖9所示之本實施例中，每個透鏡955包含兩個透鏡956及957。透鏡子晶圓950係相對於透鏡子晶圓640對準，以使至少某些透鏡955與各個透鏡645對準以形成堆疊透鏡925，而堆疊透鏡陣列(為 說明清楚起見，未標示在圖9中)係由成對之相互對準的透鏡陣列941及951所形成。為說明清楚起見，圖9中只標示每一個透鏡955、956、957、透鏡堆疊925以及透鏡陣列951之其中一個。
透鏡晶圓920係相對於影像感測器晶圓310對準，以使至少某些堆疊透鏡625及925與各個影像感測器115對準。在一實施例中，相互對準之成對的一堆疊透鏡625，或一堆疊透鏡925，以及一各個影像感測器115形成取像系統(為說明清楚起見，未標示於圖9中)。於一實施例中，至少某些堆疊透鏡625及/或925之光軸線與各個影像感測器115相交。在另一實施例中，每一個堆疊透鏡625及925之光軸線與各個影像感測器115相交。在又另一種實施例中，至少某些堆疊透鏡625及/或925之光軸線被置於各個影像感測器115之中央。
複合晶圓900可沿著切割線980被切塊，或以其他方式被切割以形成複數個晶圓級陣列相機670及970。晶圓級陣列相機970係為晶圓級陣列相機100(圖1)之一實施例。除了(a)一可能的尺寸差異(亦即，具有更少或更多的取像系統)以及(b)透鏡陣列650及間隔物660被透鏡陣列950及間隔物960所置換以外，晶圓級陣列相機970係與晶圓級陣列相機670(圖6)相同。為說明清楚起見，圖6中只標示一條切割線980、一個晶圓級陣列相機670以及一個晶圓級相機970。切割線980可通過間隔物630及660或960之材料部分(如圖9所示)，及/或複合晶圓900之其他部分。
在某些實施例中，間隔物630被配置成用於定義一在透鏡晶圓920與影像感測器晶圓310之間的一定的距離。舉例而言，在透鏡子晶圓640之所有透鏡645具有相同的後焦距之實施例中，這種一定的距離可以使堆疊透鏡625及堆疊透鏡925，或等效的透鏡645之後焦點與影像感測器晶圓310之對應的影像感測器115之收光表面重合。同樣地，在某些實施例中，間隔物960被配置成用於提供一在透鏡子晶圓640及950之間的一定的距離，及/或間隔物660係被配置成用於提供一在透鏡子晶圓640及650之間的一定的距離。
雖然圖9顯示兩個晶圓級陣列相機670及兩個晶圓級陣列相機970，但在不背離圖9之剖面圖之下，複合晶圓900可被塑形並按尺寸被製成用於形成一不同數目之晶圓級陣列相機670及970。舉例而言，圖9之剖面圖可表示一用於形成2 x N1個晶圓級陣列相機670及2 x N2個晶圓級陣列相機之複合 晶圓900，於此N1與N2係為正整數。通常，在不背離此範疇之下，複合晶圓900可被配置成用於形成M1個晶圓級陣列相機670及M2個晶圓級陣列相機970，於此M1及M2係為正整數。再者，在不背離此之範疇之下，晶圓級陣列相機670可配置有一不同於圖9所顯示之影像感測器115及相關堆疊透鏡625之數目。同樣地，在不背離此範疇之下，晶圓級陣列相機970可配置有一不同於圖9所顯示之影像感測器115及相關堆疊透鏡925之數目。
於一實施例中，複數個影像感測器陣列111、複數個透鏡陣列641、複數個透鏡陣列651以及複數個透鏡陣列951係沿著行與列排列。這可使直線切割線980用於形成數個晶圓級陣列相機670及970。舉例而言，複數個影像感測器陣列111、複數個透鏡陣列641、複數個透鏡陣列651以及複數個透鏡陣列951係沿著垂直的行與列排列，且切割線980係垂直的切割線。在某些實施例中，透鏡子晶圓640之透鏡645、透鏡子晶圓650之透鏡655以及透鏡子晶圓950之透鏡955係以與影像感測器晶圓310之各個影像感測器115相同的圖案被排列。
間隔物960係一體成形或由兩個以上的分離元件所形成。雖然未顯示於圖9中，間隔物960可包含在透鏡子晶圓640與透鏡子晶圓950之間其他區域中的材料。在一個例子中，間隔物960包含在從一個透鏡955至一相關的透鏡645之光學路徑，以及從一個或多個鄰近的透鏡955至它們的相關的透鏡645之光學路徑之間區域中之材料。在另一實施例中，未顯示於圖9中，間隔物960係透鏡子晶圓640及/或透鏡子晶圓950之一不可分割的部分。在某些實施例中，間隔物660及960係一體成形。在其他實施例中，間隔物660及960係彼此分開形成。
在不背離此範疇之下，透鏡645、655及955之尺寸及形狀可能不同於圖9所示，且更進一步是或可包含其他光學元件，如結合圖1及2之關於透鏡125、215、225、235及245所討論的。於一實施例中，所有透鏡955是相同的。在另一實施例中，透鏡955包含不同型式之透鏡。
依據圖9之圖例，晶圓級陣列相機970在尺寸(亦即，包含在一個晶圓級陣列相機中之取像系統之數目)以及光學特性上相異於晶圓級陣列相機670。舉例而言，透鏡955可具有不同於透鏡655之焦距。其他在光學特性差異之例子包含通光孔隙、像差特性、收集效率、材料、尺寸、形狀、透光率及 其組合。或者，在不背離於此之範疇之下，複合晶圓900可配置有更多及/或其他不同型式之透鏡子晶圓950及間隔物960。如圖9所顯示之複合晶圓900係複合晶圓之一非限制例，複合晶圓具有兩個以上不同之透鏡晶圓配置在一影像感測器晶圓之不同部分上，用於形成兩個以上之不同型式的晶圓級陣列相機。複合晶圓900之其他組態譬如包含單一晶圓透鏡晶圓及一透鏡晶圓，該單一晶圓透鏡晶圓被配置在影像感測器晶圓310之一個部分上，而具有多重堆疊子晶圓之該透鏡晶圓被配置在影像感測器晶圓310之另一部分上。
圖10顯示用以從單一複合晶圓製造至少兩種不同型式之複數個晶圓級陣列相機之一個例示方法1000，如晶圓級陣列相機670(圖6及9)及晶圓級陣列相機970(圖9)。在一步驟1010中，方法1000執行一第一透鏡子晶圓之每個不同型式部分方法700(圖7)之步驟710，以形成一透鏡晶圓。舉例而言，透鏡子晶圓650(圖6及9)及透鏡子晶圓950(圖9)被配置在透鏡子晶圓640(圖6及9)上以形成透鏡晶圓920(圖9)，如結合圖7關於透鏡子晶圓650所討論的。
在一步驟1020中，方法1000連續執行方法400(圖4)之步驟410及440，以將於步驟1010中所形成之透鏡晶圓配置在一影像感測器晶圓上，並分割所產生之複合晶圓以形成複數個晶圓級陣列相機。舉例而言，透鏡晶圓920(圖9)被配置在影像感測器晶圓310(圖3及9)上以形成圖9之複合晶圓900。然後，複合晶圓900係沿著切割線980被切割以形成複數個晶圓級陣列相機670(圖6及9)及970(圖9)，如圖9中所表示的。
可選擇地，方法1000更包含步驟1001及1002。可選擇的步驟1001係在步驟1020之前執行，而可選擇的步驟1002係在步驟1010之前執行。在可選擇的步驟1001中，方法1000執行方法400(圖4)之步驟401。在可選擇的步驟1002中，方法1000為步驟1010中所使用之每個透鏡子晶圓執行如結合圖4所討論的方法400(圖4)之步驟402。
圖11顯示用以從單一複合晶圓製造至少兩種不同型式之複數個晶圓級陣列相機(例如晶圓級陣列相機670(圖6及9)及晶圓級陣列相機970(圖9))之一個例示方法1100。在一步驟1110中，方法1100首先執行方法400(圖4)之步驟410，以將一第二透鏡子晶圓配置在一影像感測器晶圓上。舉例而言，透鏡子晶圓640(圖6及9)係被配置在影像感測器晶圓310(圖3及9) 上。在一步驟1120中，方法1100執行方法1000(圖10)之步驟1010以將兩個以上之不同型式的第一透鏡子晶圓部分配置在第二透鏡子晶圓上。這導致一個包含一影像感測器晶圓及一透鏡晶圓之複合晶圓之形成，於此透鏡晶圓包含兩個透鏡子晶圓，且於此透鏡晶圓包含不同配置之至少兩個部分。舉例而言，透鏡子晶圓650(圖6及9)及950(圖9)係分別藉由使用間隔物660及960而被配置在透鏡子晶圓640(圖6及9)之不同部分上，以形成透鏡晶圓920。在一步驟1130中，方法1100執行方法400(圖4)之步驟440以形成晶圓級陣列相機，其係藉由切割步驟1110及1120所形成之複合晶圓完成。舉例而言，複合晶圓900(圖9)係沿著切割線980被切割以形成複數個晶圓級陣列相機670(圖6及9)及970(圖9)。
可選擇地，方法1100包含一個或多個步驟1101、1102及1103。可選擇的步驟1101及1102係在步驟1110之前執行，而可選擇的步驟1103係在步驟1120之前執行。在可選擇的步驟1101中，方法1100執行方法400(圖4)之步驟401，如結合圖4所討論的。在可選擇的步驟1102中，方法1100執行如結合圖4所討論的方法400(圖4)之步驟402，以形成第二透鏡子晶圓。在可選擇的步驟1103中，方法1100對第一透鏡子晶圓的每個不同型式部分，執行如結合圖4所討論的方法400(圖4)之步驟402，以形成第一透鏡子晶圓之每個部分。舉例而言，形成透鏡子晶圓650(圖6及9)及950(圖9)。
複合晶圓600(圖6)及900(圖9)、晶圓級陣列相機670(圖6及9)及970(圖9)以及方法700(圖7)、800(圖8)、1000(圖10)以及1100(圖11)可被延伸，以包含兩個以上的透鏡子晶圓，藉以形成一透鏡晶圓之個別的晶圓級層。總括地說，在不背離此範疇之下，複合晶圓600(圖6)及900(圖9)、晶圓級陣列相機670(圖6及9)及970(圖9)以及方法700(圖7)、800(圖8)、1000(圖10)以及1100(圖11)可被延伸以包含N個透鏡子晶圓，於此N係為正整數，以使透鏡晶圓包含N堆疊的透鏡子晶圓。
特徵的組合
上述特徵與以下所主張的那些可在不背離此範疇之下利用各種方式作結合。舉例而言，吾人將明白於此所說明之一個晶圓級陣列相機及其製造方法之實施樣態，係可合併或交換於此所說明之另一個晶圓級陣列相機或其製造方法之特徵。下述例子顯示上述實施例之可能的，非限制的組合。吾人應 該清楚在不背離本發明之精神與範疇之下，於此可針對方法及裝置做出多數的其他改變及修改。
(A)一種晶圓級陣列相機，包含(i)一影像感測器晶圓，包含一影像感測器陣列；以及(ii)一透鏡晶圓，包含一透鏡陣列。
(B)如(A)所述之晶圓級陣列相機，更包含一間隔物，配置在該影像感測器晶圓上，且該透鏡晶圓配置在該間隔物上。
(C)如(A)及(B)所述之晶圓級陣列相機，其中該透鏡陣列可被配置以使該透鏡陣列之每個透鏡與該影像感測器陣列之各個影像感測器共同形成一取像系統。
(D)如(A)至(C)所述之晶圓級陣列相機，其中該透鏡晶圓之每個透鏡具有相同的後焦距。
(E)如(A)至(D)所述之晶圓級陣列相機，其中該透鏡晶圓之每個透鏡被配置於距離該影像感測器晶圓之各個影像感測器之相同距離。
(F)如(A)至(E)所述之晶圓級陣列相機，其中該透鏡晶圓包含複數個透鏡子晶圓。
(G)如(F)所述之晶圓級陣列相機，其中該影像感測器陣列之每個影像感測器與來自該複數個透鏡子晶圓之各個透鏡共同形成具有一堆疊透鏡系統之一取像系統。
(H)如(F)及(G)所述之晶圓級陣列相機，其中該複數個透鏡子晶圓包含一第一透鏡子晶圓及一個或多個額外透鏡子晶圓，該第一透鏡子晶圓被配置於該一個或多個額外透鏡子晶圓與該影像感測器晶圓之間，該第一透鏡子晶圓之所有透鏡具有相同的後焦距。
(I)一種製造複數個晶圓級陣列相機之方法，包含：將一個包含複數個透鏡陣列之一透鏡晶圓配置在一個包含複數個影像感測器陣列之一影像感測器晶圓上，以形成一複合晶圓。
(J)如(I)所述之方法，更包含：切割該複合晶圓以形成該複數個晶圓級陣列相機，各該複數個晶圓級陣列相機包含該複數個透鏡陣列之各自的其中一個，及該複數個影像感測器陣列之各自的其中一個。
(K)如(I)及(J)所述之方法，其中該複數個透鏡陣列之所有透鏡具有相同的後焦距。
(L)如(I)及(K)所述之方法，其中配置一透鏡晶圓之步驟包含使該透鏡晶圓與該影像感測器晶圓對準之步驟。
(M)如(L)所述之方法，其中使該透鏡晶圓與該影像感測器晶圓對準之步驟包含對準該透鏡晶圓與該影像感測器晶圓，以使該複數個透鏡陣列之所有透鏡係與該複數個影像感測器陣列之各個影像感測器對準。
(N)如(I)至(M)所述之方法，其中配置一透鏡晶圓之步驟包含：將該透鏡晶圓配置在一間隔物上；以及將該間隔物配置在該影像感測器晶圓上。
(O)如(J)至(N)所述之方法，其中切割該複合晶圓之步驟更包含：沿著與該間隔物之一材料部分相交之至少一切割線切割該複合晶圓。
(P)如(I)至(O)所述之方法，其中以沿著一垂直於該影像感測器晶圓之方向，該透鏡晶圓與該複合晶圓之該影像感測器晶圓之間的距離實質上是一定的。
(Q)如(I)至(P)所述之方法，更包含形成該透鏡晶圓，其係藉由將一個包含複數個第一透鏡陣列之一第一透鏡子晶圓配置在一個包含複數個第二透鏡陣列之一第二透鏡子晶圓上。
(R)如(Q)所述之方法，其中該第一透鏡子晶圓配置在該第二透鏡子晶圓上，以使該第一透鏡陣列之每個透鏡及該第二透鏡陣列之各個透鏡共同形成一堆疊透鏡系統。
(S)如(Q)及(R)所述之方法，其中該複數個第二透鏡陣列之所有透鏡具有相同的後焦距。
(T)如(Q)至(S)所述之方法，其中配置一透鏡晶圓之步驟包含：配置具有面向該影像感測器晶圓之該第二透鏡子晶圓之該透鏡晶圓。
(U)如(Q)至(T)所述之方法，其中該複數個第一透鏡陣列之至少一者具有與該複數個第一透鏡陣列之其他的透鏡不同之後焦距。
(V)如(I)至(P)所述之方法，更包含：藉由堆疊複數個透鏡子晶圓以形成該透鏡陣列，如此該複數個透鏡陣列之每個透鏡係一堆疊透鏡系統。
(W)如(I)至(P)所述之方法，更包含：藉由將複數個第一透鏡子晶圓配置在一個包含複數個第二透鏡陣列之第二透鏡子晶圓上以形成該 透鏡晶圓，每個第一透鏡子晶圓包含複數個第一透鏡陣列，且其中一個第一透鏡子晶圓之該複數個第一透鏡陣列係與至少另一個第一透鏡子晶圓之該複數個第一透鏡陣列不同。
(X)如(W)所述之方法，其中該複數個第一透鏡子晶圓配置在該第二透鏡子晶圓上，以使該些第一透鏡陣列之每個透鏡及該第二透鏡陣列之各個透鏡共同形成一堆疊透鏡系統。
(Y)如(W)及(X)所述之方法，其中該複數個第二透鏡陣列之所有透鏡具有相同的後焦距。
(Z)如(W)至(Y)所述之方法，其中配置一透鏡晶圓之步驟包含：配置具有面向該影像感測器晶圓之該第二透鏡子晶圓之該透鏡晶圓。
(AA)如(W)至(Z)所述之方法，其中一個第一透鏡子晶圓之該複數個第一透鏡陣列，具有與至少另一個第一透鏡子晶圓之該複數個第一透鏡陣列不同之焦距。
(AB)如(I)及(AA)所述之方法，其中切割該複合晶圓之步驟更包含：依據該些晶圓級陣列相機之尺寸切割該複合晶圓。
(AC)如(I)及(AB)所述之方法，其中切割該複合晶圓之步驟更包含：切割該複合晶圓，以使不同尺寸之晶圓級陣列相機係與該複合晶圓之不同的行相關。
在未脫離本發明之精神與範疇下，可以對上述方法及系統進行修改或變更，需注意者，在以上說明書及圖式中所述僅為舉例性，而非為限制性者。後附之申請專利範圍係可涵蓋所述之一般及特定特徵，而本發明之方法及系統的範圍中的所有陳述，其係僅為語言問題，皆應落於申請專利範圍之範圍。
100‧‧‧晶圓級陣列相機/晶圓級相機
110‧‧‧影像感測器晶圓
111‧‧‧影像感測器陣列
115‧‧‧影像感測器
120‧‧‧透鏡晶圓
121‧‧‧透鏡陣列
125‧‧‧透鏡
130‧‧‧間隔物

Claims (9)

  1. 一種製造複數個晶圓級陣列相機之方法，包含：將一間隔晶圓設置於一影像感測器晶圓上，該影像感測器晶圓包含複數個影像感測器陣列，該間隔晶圓包含複數個孔隙，該複數個孔隙分別設置於該複數個影像感測器陣列之上；形成具有複數個透鏡陣列堆疊的一透鏡晶圓，其藉由將(a)共同包含複數個第一透鏡陣列之複數個第一透鏡子晶圓配置在(b)包含複數個第二透鏡陣列之一第二透鏡子晶圓上，以使該第一透鏡陣列之每個透鏡及該第二透鏡陣列之各個透鏡共同形成一兩層堆疊透鏡系統，並使得該第一透鏡陣列與該第二透鏡陣列協作以形成各自的兩層透鏡陣列堆疊，該複數個第一透鏡子晶圓之第一者的該第一透鏡陣列之每一者係與該複數個第一透鏡子晶圓之第二者的該第一透鏡陣列之每一者不一致，每一個兩層堆疊透鏡系統具有相同的後焦距；將該透鏡晶圓配置在該間隔晶圓上，以形成一複合晶圓，該複數個透鏡陣列堆疊分別設置於該複數個孔隙之上；於單一步驟中，將該透鏡晶圓與該影像感測器晶圓對準，使得該複數個透鏡陣列堆疊的所有透鏡係與該複數個影像感測器陣列之各自的影像感測器對準；以及切割該複合晶圓以形成該複數個晶圓級陣列相機，各該複數個晶圓級陣列相機包含該複數個透鏡陣列堆疊之各自的其中一個，及該複數個影像感測器陣列之各自的其中一個。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中切割該複合晶圓之步驟更包含：沿著與該間隔物之一材料部分相交之至少一切割線切割該複合晶圓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在該透鏡晶圓與該複合晶圓之該影 像感測器晶圓之間的距離，在沿著一垂直於該影像感測器晶圓之方向實質上是一定的。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該複數個第二透鏡陣列之所有透鏡具有相同的後焦距，且配置透鏡晶圓之步驟包含：配置具有面向該影像感測器晶圓之該第二透鏡子晶圓之該透鏡晶圓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該複數個第一透鏡子晶圓之該第一者的每個透鏡具有與該複數個第一透鏡子晶圓之該第二者的每個透鏡不同之後焦距，其中形成該透鏡晶圓之步驟包含：將一第一間隔晶圓設置在該複數個第一透鏡子晶圓之該第一者與該第二透鏡子晶圓之間；以及將一第二間隔晶圓設置在該複數個第一透鏡子晶圓之該第二者與該第二透鏡子晶圓之間，該第二間隔晶圓具有與該第一間隔晶圓不同之厚度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中切割該複合晶圓之步驟更包含：依據該些晶圓級陣列相機之尺寸切割該複合晶圓。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中切割該複合晶圓之步驟更包含：切割該複合晶圓，以使不同尺寸之晶圓級陣列相機係與該複合晶圓之不同的行相關。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該複數個影像感測器陣列係為一致。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該複數個影像感測器陣列包含至少一個與該影像感測器陣列之其他者不一致之影像感測器陣列。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7685252B1 (en) 1999-10-12 2010-03-23 International Business Machines Corporation Methods and systems for multi-modal browsing and implementation of a conversational markup language
US7415537B1 (en) 2000-04-07 2008-08-19 International Business Machines Corporation Conversational portal for providing conversational browsing and multimedia broadcast on demand
US20150281601A1 (en) * 2014-03-25 2015-10-01 INVIS Technologies Corporation Modular Packaging and Optical System for Multi-Aperture and Multi-Spectral Camera Core
CN106993120B (zh) * 2015-12-15 2020-07-17 三星半导体(中国)研究开发有限公司 晶圆级照相模块
US9933601B2 (en) * 2015-12-16 2018-04-03 Intel Corporation Stacked wafer lens and camera
TWI600321B (zh) 2016-12-13 2017-09-21 財團法人工業技術研究院 複合陣列相機鏡頭模組
JP6976688B2 (ja) * 2017-01-26 2021-12-08 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 カメラモジュールおよびその製造方法、並びに電子機器
US20180364439A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 Obsidian Sensors, Inc. Wafer level integrated optics in packaging for imaging sensor application
DE102017216573A1 (de) * 2017-09-19 2019-03-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Kamera und Kamera
DE102017216709A1 (de) * 2017-09-21 2019-03-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kameramodulen und einer Kameramodulgruppe
CN112309439B (zh) * 2020-11-02 2022-04-05 业成科技（成都）有限公司 光学记录装置
CN113067975A (zh) * 2021-03-29 2021-07-02 华勤技术股份有限公司 一种成像模组及电子设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080007623A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module having an array lens
US20080290435A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Micron Technology, Inc. Wafer level lens arrays for image sensor packages and the like, image sensor packages, and related methods
US20110149143A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Sony Corporation Image pickup lens, camera module using the same, image pickup lens manufacturing method and camera module manufacturing method
US20110285881A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic equipment
US20120081587A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Image Sensor
US20120120462A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-17 Nippon Sheet Glass Company, Limited Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, and image reading device
TW201250320A (en) * 2011-06-02 2012-12-16 Himax Tech Ltd Method of fabricating optical modules

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004226872A (ja) * 2003-01-27 2004-08-12 Sanyo Electric Co Ltd カメラモジュール及びその製造方法
US8865288B2 (en) * 2006-07-17 2014-10-21 University Of Utah Research Foundation Micro-needle arrays having non-planar tips and methods of manufacture thereof
TW200937642A (en) * 2007-12-19 2009-09-01 Heptagon Oy Wafer stack, integrated optical device and method for fabricating the same
SG186214A1 (en) * 2010-06-14 2013-01-30 Heptagon Micro Optics Pte Ltd Method of manufacturing a plurality of optical devices
KR20140045458A (ko) * 2011-06-28 2014-04-16 펠리칸 이매징 코포레이션 어레이 카메라와 함께 사용하는 광학 장치
US20130265459A1 (en) * 2011-06-28 2013-10-10 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera
US9363425B2 (en) * 2012-12-06 2016-06-07 Semiconductor Components Industries, Llc Color filter arrangements for fused array imaging systems

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080007623A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module having an array lens
US20080290435A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Micron Technology, Inc. Wafer level lens arrays for image sensor packages and the like, image sensor packages, and related methods
US20110149143A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Sony Corporation Image pickup lens, camera module using the same, image pickup lens manufacturing method and camera module manufacturing method
US20110285881A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic equipment
US20120081587A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Image Sensor
US20120120462A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-17 Nippon Sheet Glass Company, Limited Erecting equal-magnification lens array plate, optical scanning unit, and image reading device
TW201250320A (en) * 2011-06-02 2012-12-16 Himax Tech Ltd Method of fabricating optical modules

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