TWI663721B - 晶片級影像感測器封裝及相關製造方法 - Google Patents

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Abstract

晶片級影像感測器封裝包括半導體基板、透明基板、薄膜和複數個導電墊。半導體基板具有(i)像素陣列和(ii)圍繞像素陣列的週邊區域。透明基板覆蓋像素陣列，具有靠近像素陣列的底部基板表面和與底部基板表面相對的頂部基板表面。薄膜位於(i)全部像素陣列和(ii)與像素陣列相鄰的週邊區域的一部分兩者的正上方的頂部基板表面的區域上。複數個導電墊中的每一個位於週邊區域內並且電連接到像素陣列。複數個導電墊中的每一個的一部分不是位於薄膜的正下方。

Description

晶片級影像感測器封裝及相關製造方法
本發明涉及影像感測器技術，特別是用於晶片級影像感測器封裝及相關製造方法。
大容量產品(例如，平板電腦、移動設備和機動車輛)典型地包括至少一個照相機。該照相機包括影像感測器，該影像感測器通過晶圓級製造工藝在單一影像感測器晶圓上製造，具有數百個另外的相同的影像感測器。一些影像感測器晶圓包括用於保護每個影像感測器的透明層，例如蓋玻片。透明層具有在其上方的薄膜光學濾光器，其允許預定的波長範圍透過透明層傳輸到影像感測器中的一個。薄膜光學濾光器容易使透明層翹曲，並且在分割影像感測器晶圓以產生影像感測器晶粒時，還易於從透明層層離(delamination)。
本發明揭露用於晶片級影像感測器封裝及相關製造方法，其內容如下：
晶片級影像感測器封裝包括半導體基板、透明基板、薄膜和複數個導電墊。半導體基板具有(i)像素陣列和(ii)圍繞像素陣列的週邊區域。透明基板覆蓋像素陣列，具有靠近像素陣列的底部基板表面和與底部基板表面相對的頂部基板表面。薄膜位於(i)全部像素陣列和(ii)與像素陣列相鄰的週邊區域的一部分兩者的正上方的頂部基板表面的區域上。複數個導電墊中的每一個位於週邊區域內並且電連接到像素陣列。複數個導電墊中的每一個的一部分不是位於薄膜的正下方。
在垂直於上述頂部基板表面的第一截面中，透明基板在平行於頂部基板表面的第一方向上比薄膜寬。
其中透明基板在第一方向上比膜寬了至少複數個導電墊的最大寬度。
在垂直於頂部基板表面和第一截面兩者的第二截面中，透明基板在平行於該頂部基板表面的第二方向上比薄膜寬。
透明基板在第二方向上比薄膜寬了至少複數個導電墊的最大寬度。
上述薄膜是具有對應於可見光和近紅外光中的一個的通帶(pass band)的多層膜。
經封裝的影像感測器晶圓，包括：元件晶圓，元件晶圓具有(i)在該元件晶圓的第一表面上的複數個像素陣列以及(ii)圍繞複數個像素陣列的週邊區域；透明晶圓，透明晶圓覆蓋所述複數個像素陣列中的每一個，具有靠近複數個像素陣列中的每一個的底部晶圓表面以及與底部基板表面相對的頂部晶圓表面；複數個薄膜，複數個薄膜位於頂部晶圓表面上，複數個薄膜中的任兩個相鄰薄膜由其間的頂部晶圓表面的膜間區域隔開，複數個像素陣列中的每一個完全位於複數個薄膜中的相應一個的下方；和在週邊區域內的複數個導電墊，每個導電墊電連接到複數個像素陣列中的一個，複數個導電墊中的每一個的一部分位於膜間區域的正下方。
一種用於形成晶片級影像感測器封裝的方法，包括：使位於透明晶圓的頂部表面上的複數個薄膜中的每一個與在元件晶圓上所形成的複數個影像感測器中的相應一個對齊，在複數個薄膜中的任兩個之間的最小距離在平行於頂部表面的第一方向上超過第一距離；使透明晶圓附接到元件晶圓，同時保持複數個薄膜中的每一個與數個影像感測器中的相應一個對齊以形成受保護的影像感測器晶圓；及透過在相鄰的薄膜之間形成小於第一距離的切口，沿著在複數個薄膜中的相鄰薄膜之間的平面切割受保護的影像感測器晶圓。
複數個影像感測器中的每一個具有與其像素陣列相鄰的相應導電墊陣列，並且在對齊的步驟中，使透明晶圓與所述元件晶圓對齊，使得複數個導電墊陣列中的每一個位於複數個薄膜中的兩個相鄰薄膜之間的相應的膜間區域的正下方。
100‧‧‧影像感測器
102‧‧‧像素陣列
190‧‧‧照相機
200‧‧‧影像感測器晶圓
200D‧‧‧影像感測器晶圓直徑
210‧‧‧元件晶圓
210B‧‧‧底部表面
210T‧‧‧頂部表面
212‧‧‧影像感測器晶粒
212(1-3)‧‧‧影像感測器晶粒
214(1-3)‧‧‧像素陣列
214D‧‧‧隔開距離
220‧‧‧間隔件
220B‧‧‧間隔件底部表面
220T‧‧‧間隔件頂部表面
222‧‧‧孔
222(1-3)‧‧‧孔
230‧‧‧透明晶圓
230B‧‧‧透明晶圓的底部表面
230T‧‧‧透明晶圓的頂部表面
240‧‧‧薄膜
240(1-3)‧‧‧薄膜
212X、212Y；214X、214Y；240X、240Y‧‧‧尺寸
298X、298Y、298Z‧‧‧方向
381X、381Y‧‧‧距離
382X、382Y‧‧‧距離
392‧‧‧切割平面
392W‧‧‧切口
393X、393Y‧‧‧膜間距離
400‧‧‧影像感測器晶圓
410‧‧‧元件晶圓
410T‧‧‧元件晶圓的頂部表面
404‧‧‧導體
405‧‧‧導電墊
406‧‧‧再分佈層(RDL)
408‧‧‧介電層
494(1-2)‧‧‧距離
500‧‧‧晶片級影像感測器封裝
505A、505B‧‧‧陣列
508‧‧‧介電層
510‧‧‧元件基板
516‧‧‧週邊區域
516T‧‧‧頂部表面
520‧‧‧間隔件
520T‧‧‧間隔件表面
530‧‧‧透明基板
530T‧‧‧透明基板的頂部表面
531T‧‧‧未被覆蓋的表面區域
530B‧‧‧底部表面
594X、594Y‧‧‧尺寸
605A和605‧‧‧區域
700‧‧‧成像系統
705‧‧‧孔徑光闌
709‧‧‧出射光瞳
709E‧‧‧出射光瞳的邊緣
710‧‧‧透鏡
752‧‧‧角度
754‧‧‧距離
760‧‧‧光線
762‧‧‧角度
800‧‧‧方法
810、820、830‧‧‧步驟
圖1顯示包括影像感測器晶粒的照相機，該影像影像感測器晶粒是晶片級影像影像感測器封裝的一個實施例。
圖2顯示在一實施例中經封裝的影像感測器晶圓的分解圖，其包括複數個如圖1的影像影像感測器晶粒。
圖3顯示如圖2的經封裝的影像感測器晶圓的平面圖。
圖4顯示如圖2的經封裝的影像感測器晶圓的截面圖。
圖5顯示在一實施例中由圖2-4的經封裝的影像感測器晶圓分割得到的晶片級影像影像感測器封裝的截面圖。
圖6顯示如圖5的晶片級影像感測器封裝的平面圖。
圖7顯示在一實施例中包括圖5和6的晶片級影像感測器封裝的成像系統的截面圖。
圖8顯示在一實施例中用於形成晶片級影像感測器封裝的方法的流程圖。
圖1顯示一個使場景成像的照相機190。照相機190包括具有一個像素陣列102的影像感測器100。複數個個別的影像影像感測器100可以通過切割經封裝的影像感測器晶圓(例如圖2和圖3中所顯示經封裝的影像影像感測器晶圓200)來獲得。圖2和圖3分別是經封裝的影像感測器晶圓200的分解圖和平面圖。如圖3中所示，通過沿著切割平面392切割經封裝的影像感測器晶圓200，可以獲得複數個單獨的影像感測器100。在下面的描述中一起最佳地觀看圖2和圖3。
經封裝的影像感測器晶圓200包括在圖2中所示的在方向298Z上和在平行於兩個方向298X和298Y的平面內分離的元件晶圓210和透明晶圓230。方向298X、298Y和298Z相互正交。這裡，由以X、Y和Z結尾的附圖標記所表示的空間尺寸和距離分別對應於在方向298X、298Y和298Z上的尺寸和距離。
經封裝的影像感測器晶圓200還可以包括在元件晶圓210和透明晶圓230之間的間隔件220。元件晶圓210可以由半導體(例如矽、鍺、碳化矽或其組合)形成。元件晶圓210包括複數個影像感測器晶粒212，每個影像感測器晶粒包括相應的像素陣列214。每個像素陣列214在垂直於方向298Z的平面中。元件晶圓210具有頂部表面210T，該頂部表面包括其位於影像感測器晶粒212之間以及與影像感測器晶粒212相鄰的區域。相鄰的像素陣列214隔開距離214D，該距離其取決於影像感測器類型。距離214D例如在800μm和1800μm之間。
透明晶圓230可以由對可見光和紅外光中的至少一種透明的材料形成，例如玻璃或聚合物。這裡，可見光是指在0.4μm和0.7μm之間的自由空間波長的電磁輻射。紅外光是指在0.7微米和1.0微米之間的自由空間波長的電磁輻射。在此，除非另有說明，在自由空間波長λ0處具有消光係數κ<10-4的材料在波長λ0處被認為是透明的。
透明晶圓230具有在其上帶有複數個薄膜240的頂部表面230T。複數個薄膜240中的每一個與複數個像素陣列214中的相應一個對齊。例如，薄膜240(1-3)與相應的影像感測器晶粒212(1-3)的相應像素陣列214(1-3)對齊。對於一個或複數個影像感測器晶粒212，像素陣列214的整體可以位於與其對齊的薄膜240的正下方。相鄰的薄膜240隔開相應的膜間距離393X和393Y。例如，膜間距離393X和393Y均是300±100μm。膜間距離393X和393Y也表示在相鄰薄膜240之間的相應膜間區域的寬度。
薄膜240可以是帶通濾光器或截止濾光器，例如紅外帶通濾光器、可見帶通濾光器或紅外截止濾光器。示例性薄膜240是紅外截止濾光器，其透射少於百分之十的入射紅外光，同時透射超過百分之九十的入射可見光。在不脫離本發明的範圍的情況下，薄膜240可以被配置成具有其他光譜透射功能。
每個薄膜240可以是單層薄膜或多層薄膜。例如，薄膜240可以是吸收紅外光並透射可見光的吸收性濾光器。例如，如美國專利5,173,212A中所述，薄膜塗層240可以由包含氧化銅的鋁磷酸鹽玻璃形成。
可選地，薄膜240可以是多層干涉濾光器。這樣的多層干涉濾光器具有例如在40和80之間數量的層，並且可以具有在3微米和8微米之間的總厚度。
間隔件220可以是具有穿過其中的複數個孔222的單片間隔件晶圓。每個孔222與影像感測器晶粒212和薄膜240兩者對齊。例如，孔222(1-3)分別與薄膜240(1-3)和像素陣列214(1-3)對齊。間隔件220可以是透明晶圓230的一部分，使得底部表面230B具有在其中的複數個凹槽，每個凹槽與複數個薄膜240的相應薄膜塗層對齊。
經封裝的影像感測器晶圓200可以包括另外的層而不脫離本發 明的範圍。例如，在元件晶圓210的底部表面210B上，經封裝的影像感測器晶圓200可以包括一個或複數個絕緣層和導電再分佈層。
例如，經封裝的影像感測器晶圓200具有在200和300毫米範圍內的直徑200D。每個影像感測器晶粒212具有尺寸212X和212Y。尺寸212X和212Y例如在0.9毫米和12毫米之間。每個像素陣列214在平行於表面230T的平面中具有尺寸214X和214Y。尺寸214X和214Y例如在0.7毫米和7毫米之間。為了說明清楚，圖2中未示出所有的影像感測器晶粒212和薄膜240，並且與晶圓210和230的尺寸相比，影像感測器晶粒212和薄膜240被放大。
每個薄膜240具有尺寸240X和240Y。薄膜240的尺寸可以設計成使得(a)尺寸240X小於尺寸212X以及(b)尺寸240Y小於尺寸212Y中的至少一者。薄膜尺寸240X超過像素陣列尺寸214X了兩倍的距離382X。薄膜尺寸240Y超過像素陣列尺寸214Y了兩倍的距離382Y。每個距離382X和382Y可以在300μm和700μm之間。
在圖2和3所示的實施方案中，尺寸240X小於尺寸212X，以及尺寸240Y小於尺寸212Y。在可選實施方案中，當尺寸240X小於尺寸212X並且尺寸240Y超過尺寸212Y時，每個薄膜240可以延伸穿過透明晶圓230，使得膜間距離393Y等於零，並且薄膜240形成薄膜塗層的一維陣列，且每排平行於方向298Y。
像素陣列214各自位於距離間隔件220的相應距離381X和381Y處，例如是至少100微米每製造設計規則。例如，距離381X、Y中的一個或兩個等於366±20μm。
膜間距離393X、Y的尺`可以被設計成以下兩者：(i)沿著具有切口392W的切割平面392容納切割工具(例如刀片)，以及，在切割之後，(ii)留下未被薄膜240覆蓋的表面230T的一部分。留下未被覆蓋的表面230T的一部分便於利用具有被薄膜240阻擋的波長的光(例如可見光或紅外光)來 檢查晶圓210的頂部表面210T上的導電墊。導電墊可以是再分佈層的一部分。例如，切口392W是70μm。
非零的膜間距離393X、Y對經封裝的影像感測器晶圓200提供了技術益處。第一，覆蓋每個影像感測器晶粒212的表面230T上的單一光學濾光器可以使透明晶圓230翹曲。第二，如果在相鄰薄膜240(1,2)之間不存在膜間距離393X、Y，則當沿著切割平面392分割經封裝的影像感測器晶圓200時，薄膜240易於破裂和層離(delamination)。
圖4是經封裝的影像感測器晶圓400的截面圖。經封裝的影像感測器晶圓400是經封裝的影像感測器晶圓200的示例，並且包括元件晶圓410、透明晶圓230和薄膜240。透明晶圓230具有與其頂部表面230T相對的底部表面230B。間隔件220位於元件晶圓210和透明晶圓230之間並且具有與底部表面220B相對的頂部表面220T。元件晶圓410具有頂部表面410T。在可選實施方案中，經封裝的影像感測器晶圓400缺少間隔件220，使得表面410T和230B接觸。
元件晶圓410是元件晶圓210的示例並且包括像素陣列214(1)和214(2)。透明晶圓230的頂部表面230T在其上具有薄膜240(1)和240(2)。像素陣列214(1,2)位於切割平面392的相對的兩側上。類似地，薄膜240(1,2)位於切割平面392的相對的兩側上。間隔件220位於在像素陣列214(1)和214(2)之間的頂部表面410T上，並且至少部分地圍繞像素陣列214。這裡，由括起來的數位作為尾碼的附圖標記所表示的附像素件是指由附圖標記指出的元件的示例。例如，薄膜240(1)是薄膜240的一個示例(1)。
經封裝的影像感測器晶圓400還可以包括導體404、再分佈層(RDL)406和介電層408，在這種情況下，再分佈層406使像素陣列214電連接到導體404。RDL 406包括至少部分位元於頂部表面410T和頂部表面220T之間的導電墊405。導電墊405電連接到RDL 406，並且可以是RDL 406的連續部分。導電墊405電連接到像素陣列214的一個或複數個像素。例如，導體 404是球柵陣列的焊錫球。經封裝的影像感測器晶圓400可以包括在介電層408和元件晶圓210之間的一個或複數個層，例如金屬間介電層、低κ介電層和層間介電層。例如，介電層408是聚合物光阻。
圖4包括用於在正交方向298X和298Z上封裝的影像感測器晶圓400的空間尺寸的標注。在方向298Z上，元件晶圓210和透明晶圓230隔開距離220Z，該距離220Z由間隔件220與在間隔件220和晶圓210、230之間的任何粘合劑跨越。例如，距離220Z為45±5μm。例如，透明晶圓230具有是400±10μm的厚度230Z。
圖4顯示在相鄰薄膜240(1)和240(2)與切口392W之間的膜間距離393X。圖4還示出了距離494(1)、距離494(2)和切口392W，其總和等於膜間距離393X。
圖5是由經封裝的影像感測器晶圓400的分割得到的晶片級影像感測器封裝500的截面圖。圖6是晶片級影像感測器封裝500的平面圖。圖5和圖6與下面的描述一起最佳地觀看，並且包括晶片級影像感測器封裝500在正交方向298X、298Y和298Z上的空間尺寸的標注。雖然圖6示出了超過尺寸214Y的尺寸214X，尺寸214Y可以等於或超過214X而不脫離本發明的範圍。
晶片級影像感測器封裝500包括在分割經封裝的影像感測器晶圓400時分別從元件晶圓410、晶圓間隔件220、透明晶圓230形成的元件基板510、間隔件520、透明基板530。薄膜240位於透明基板530的頂部表面530T上，其包括靠近像素陣列214且與頂部表面530T相對的底部表面530B。晶片級影像感測器封裝500還可以包括導體404、再分佈層406和介電層508，在這種情況下，再分佈層406使像素陣列214電連接到導體404。介電層508在分割經封裝的影像感測器晶圓400時由介電層408形成。
晶片級影像感測器封裝500包括佈置成平行於方向298Y所定向的兩個陣列505A和505B的複數個導電墊405。晶片級影像感測器封裝500可 以在表面520T的區域605A和605B中的一個或兩個中包括另外的導電墊405，例如，在平行於方向298X定向的行(rows)中。
元件基板510包括像素陣列214，該像素陣列214被配置成檢測由薄膜240和透明基板530所透射的光。元件基板510包括圍繞像素陣列214的週邊區域516。如圖6所示，間隔件520位於區域516的頂部表面516T上並且至少部分地圍繞像素陣列214。頂部表面516T對應於元件晶圓410的頂部表面410T的一部分。透明基板530附接到間隔件520的頂部表面520T並且覆蓋像素陣列214。晶片級影像感測器封裝500可以包括在(a)表面520T和底部表面530B中的至少一個與(b)頂部表面520T和頂部表面516T中的至少一個之間的粘合劑。
薄膜240位於頂部表面530T的至多一部分上，使得(i)像素陣列214的整體位於薄膜240的正下方，並且(ii)導電墊405的至少一部分不位於薄膜240的正下方。薄膜240部分地覆蓋透明基板530的頂部表面530T。例如，頂部表面530T具有未被薄膜240覆蓋的表面區域531T。如圖5和6所示，表面區域531T具有尺寸594X和594Y。導電墊405具有尺寸405X和405Y，每個尺寸405X和405Y例如為100±20μm。膜間距離393X可以是切口392W和尺寸594X的兩倍的總和。尺寸594X和594Y均是距離494的示例。
為了便於檢查導電墊405，尺寸594X可以超過尺寸405X並且尺寸594Y可以超過尺寸405Y。給定非零的加工視窗可容忍誤差，尺寸594X、Y可以超過相應尺寸405X、Y了至少與使晶圓220或晶圓230粘合到元件晶圓210相關的加工視窗可容忍誤差的值。這樣的加工視窗可容忍誤差例如是45微米。
圖7是包括晶片級影像感測器封裝500和成像透鏡710的成像系統700的截面圖。成像系統700具有孔徑光闌705，並且可以是圖1的照相機190的一部分。成像系統700還具有對應於孔徑光闌705的出射光瞳709。雖然在孔徑光闌705和出射光瞳709之間示出成像透鏡710，但孔徑光闌705可位於 其他位置而不脫離本發明的範圍。例如，當成像透鏡710是複合透鏡時，孔徑光闌705可以位於成像透鏡710的光學元件之間。
圖7顯示角度752，在此也稱為θ752。角度752由距離382X和距離754確定：tanθ752=x 382/z 754，其中，x 382和z 754分別表示距離382X和距離754。距離754是在透明基板530的頂部表面530T和元件基板510的頂部表面516T之間的距離。距離754例如是距離220Z和厚度230Z的和。例如，角度752是35°±5°。
距離382X、距離754和角度752中的至少一個可以根據成像透鏡710的特性來確定，使得經由成像透鏡710到達像素陣列214的所有光也傳播通過薄膜240。例如，光線760從出射光瞳709的邊緣709E相對於方向298Z以角度762傳播到像素陣列214的邊緣。角度752以及因此距離382X和754可以被配置成使得角度752超過角度762。例如，光線760是邊緣光線。
圖8是顯示用於形成晶片級影像感測器封裝的方法800的流程圖。在步驟810中，方法800將位於透明晶圓的頂部表面上的複數個薄膜中的每一個與形成在元件晶圓上的複數個影像感測器中的相應一個對齊。複數個光學濾光器中的任兩個之間的最小距離超過第一距離。在步驟810的示例中，透明晶圓230上的每個薄膜240與元件晶圓210的相應影像感測器晶粒212對齊。複數個薄膜240中的任兩個之間的膜間距離393X、Y可以超過切口392W，這是步驟810的第一距離的示例。在步驟810中，透明晶圓230可以與元件晶圓210對齊，使得每個薄膜240同時與相應的影像感測器晶粒212對齊。使一個薄膜240與一個影像感測器晶粒212對齊可以對應於使薄膜240與影像感測器晶粒212的像素陣列214對齊。
步驟810可以包括步驟812，其中複數個影像感測器中的每一個具有與其像素陣列相鄰的相應導電墊陣列。在步驟812中，透明晶圓與元件晶圓對齊，使得複數個導電墊陣列中的每一個位於在複數個薄膜中的兩個相鄰薄膜之間的相應膜間區域的正下方。在步驟812的示例中，透明晶圓230與元件 晶圓210對齊，使得導電墊陣列505A和505B位於複數個薄膜240中的兩個相鄰薄膜之間的相應膜間區域的正下方。
在步驟820中，方法800將透明晶圓附接到元件晶圓，同時保持複數個薄膜中的每一個與複數個影像感測器中的相應一個對齊以形成受保護的影像感測器晶圓。在步驟820的第一示例中，透明晶圓230附接到元件晶圓210，同時保持每個薄膜240與相應的影像感測器晶粒212對齊，以形成經封裝的影像感測器晶圓200。在步驟820的第二示例中，如圖2所示，經封裝的影像感測器晶圓200包括間隔件220，其可以是間隔件晶圓。在該第二示例中，通過將透明晶圓230附接到間隔件220的頂部表面220T並將元件晶圓210附接到間隔件220的底部表面220B同時保持每個薄膜240與相應的孔222和影像感測器晶粒212對齊，形成經封裝的影像感測器晶圓200。
在步驟830中，方法800通過在相鄰薄膜之間形成小於第一距離的切口，沿著在複數個薄膜中的相鄰薄膜之間的平面切割受保護的影像感測器晶圓。在步驟830的示例中，通過在相鄰薄膜240(例如薄膜240(1)和240(2))之間形成切口392W，沿著平面392切割經封裝的影像感測器晶圓200。
在其中步驟830包括使受保護的影像感測器鐳射開槽的方法800的實施方案中，步驟830可以類似於美國專利申請No.11/036,334的元件晶圓加工方法。在步驟830的不同示例中，受保護的影像感測器可以通過除了刀片切割以外的方式(例如鐳射切割和隱形切割)來分割。
特徵的組合
上面描述的特徵以及如下面聲稱的特徵可以以各種方式組合，而不脫離本發明的範圍。以下示例說明瞭一些可能的非限制性組合：
(A1)晶片級影像感測器封裝包括半導體基板、透明基板、薄膜和複數個導電墊。半導體基板具有(i)像素陣列和(ii)圍繞像素陣列的週邊區域。透明基板覆蓋像素陣列，具有靠近像素陣列的底部基板表面和與底部基 板表面相對的頂部基板表面。薄膜位元於(i)全部像素陣列和(ii)與像素陣列相鄰的週邊區域的一部分兩者的正上方的頂部基板表面的區域上。複數個導電墊中的每一個位於週邊區域內並且電連接到像素陣列。複數個導電墊中的每一個的一部分不是位於薄膜的正下方。
(A2)在由(A1)指出的晶片級影像感測器封裝中，在垂直於頂部基板表面的第一截面中，透明基板可以在平行於頂部基板表面的第一方向上比薄膜寬。
(A3)在由(A2)指出的晶片級影像感測器封裝中，透明基板可以在第一方向上比薄膜寬了至少複數個導電墊的最大寬度。
(A4)在由(A2)和(A3)中的一個指出的晶片級影像感測器封裝中，在垂直於頂部基板表面和第一截面兩者的第二截面中，透明基板可以在平行於頂部基板表面的第二方向上比薄膜寬。
(A5)在(A4)所指出的晶片級影像感測器封裝中，透明基板可以在第二方向上比薄膜寬了至少複數個導電墊的最大寬度。
(A6)在由(A1)至(A5)中的一個指出的任一晶片級影像感測器封裝中，薄膜可以是具有對應於可見光和近紅外光中的一個的通帶(pass band)的多層膜。
(A7)成像系統包括(i)由(A1)-(A6)所指出的任一晶片級影像感測器封裝，(ii)孔徑光闌和對應的出射光瞳，以及(iii)成像透鏡。薄膜在週邊區域的正上方具有邊緣區域。成像透鏡被配置成使入射在其上的光成像在像素陣列上，使得從出射光瞳的邊緣傳播的光線傳播通過薄膜的邊緣區域並且入射到位於像素陣列的邊緣處的像素上。
(B1)經封裝的影像感測器晶圓包括元件晶圓、透明晶圓、複 數個薄膜和複數個導電墊。元件晶圓具有(i)在元件晶圓的第一表面上的複數個像素陣列以及(ii)圍繞複數個像素陣列的週邊區域。透明晶圓覆蓋複數個像素陣列中的每一個，具有靠近複數個像素陣列中的每一個的底部晶圓表面以及與底部基板表面相對的頂部晶圓表面。複數個薄膜中的每一個位於頂部晶圓表面上。複數個薄膜中的任兩個相鄰薄膜由其間的頂部晶圓表面的膜間區域隔開。複數個像素陣列中的每一個完全位於複數個薄膜中的相應一個的下方。複數個像素陣列中的每一個完全位於複數個薄膜中的相應一個薄膜的下方。複數個導電墊中的每一個位於週邊區域內並且電連接到複數個像素陣列中的一個。複數個導電墊中的每一個的一部分位於膜間區域的正下方。
(B2)在由(B1)指出的經封裝的影像感測器晶圓中，複數個導電墊中的每一個的整體可以位於膜間區域的正下方。
(B3)在由(B1)和(B2)指出的任何經封裝的影像感測器晶圓中，薄膜可以是具有對應於可見光和近紅外光中的一個的通帶(pass band)的多層膜。
(C1)用於形成晶片級影像感測器封裝的方法包括對齊、附接和切割的步驟。在對齊步驟中，使位於透明晶圓的頂部表面上的複數個薄膜中的每一個與在元件晶圓上所形成的複數個影像感測器中的相應一個對齊。在複數個薄膜中的任兩個之間的最小距離在平行於頂部表面的第一方向上超過第一距離。在附接步驟中，使透明晶圓附接到元件晶圓，同時保持複數個薄膜中的每一個與複數個影像感測器中的相應一個對齊以形成受保護的影像感測器晶圓。在切割步驟中，通過在相鄰的薄膜之間形成小於第一距離的切口，沿著在複數個薄膜中的相鄰薄膜之間的平面，切割受保護的影像感測器晶圓。
(C2)在由(C1)指出的方法中，複數個影像感測器中的每一個具有與其像素陣列相鄰的相應導電墊陣列。對齊的步驟可以包括：使透明晶圓與元件晶圓對齊，使得複數個導電墊陣列中的每一個位於複數個薄膜中的兩個相鄰薄膜之間的相應的膜間區域的正下方。
在不脫離本發明的範圍的情況下，可以對上述方法和系統進行改變。因此應該注意，包含在以上描述中或附圖中所示的內容應該被解釋為說明性的而不是限制性的。在此，除非另外指出，否則形容詞“示例性”意味著用作示例、實例或例證。所附的權利要求旨在涵蓋在此描述的所有通用特徵和具體特徵，以及由於語言的原因，本方法和系統的範圍的所有陳述可落在其間。

Claims (12)

  1. 一種晶片級影像感測器封裝，包括：半導體基板，該半導體基板具有(i)像素陣列和(ii)圍繞該像素陣列的週邊區域；透明基板，該透明基板覆蓋該像素陣列，具有靠近該像素陣列的底部基板表面和與該底部基板表面相對的頂部基板表面；薄膜，該薄膜位於(i)全部該像素陣列和(ii)與該像素陣列相鄰的該週邊區域的一部分兩者的正上方的該頂部基板表面的區域上；孔徑光闌和對應的出射光瞳；成像透鏡，該成像透鏡被配置成使入射在其上的光成像在該像素陣列上，使得從該出射光瞳的邊緣傳播的光線傳播通過該薄膜的邊緣區域並且入射到位於該像素陣列的邊緣處的像素上；及複數個導電墊，該複數個導電墊在該週邊區域內並且電連接到該像素陣列，該複數個導電墊中的每一個的一部分不是位於所述薄膜的正下方。
  2. 如請求項1所述的晶片級影像感測器封裝，其中在垂直於該頂部基板表面的第一截面中，該透明基板在平行於該頂部基板表面的第一方向上比該薄膜寬。
  3. 如請求項2所述的晶片級影像感測器封裝，其中該透明基板在該第一方向上比該薄膜寬了至少該複數個導電墊的最大寬度。
  4. 如請求項2所述的晶片級影像感測器封裝，其中在垂直於該頂部基板表面和該第一截面兩者的第二截面中，該透明基板在平行於該頂部基板表面的第二方向上比該薄膜寬。
  5. 如請求項4所述的晶片級影像感測器封裝，其中該透明基板在該第二方向上比該薄膜寬了至少該複數個導電墊的最大寬度。
  6. 如請求項1所述的晶片級影像感測器封裝，其中該薄膜是具有對應於可見光和近紅外光中的一個的通帶(pass band)的多層膜。
  7. 一種成像系統，包括：如請求項1所述的晶片級影像感測器封裝，該薄膜在該週邊區域正上方具有邊緣區域；孔徑光闌和對應的出射光瞳；成像透鏡，該成像透鏡被配置成使入射在其上的光成像在該像素陣列上，使得從該出射光瞳的邊緣傳播的光線傳播通過該薄膜的該邊緣區域並且入射到位於該像素陣列的邊緣處的像素上。
  8. 一種經封裝的影像感測器晶圓，包括：元件晶圓，該元件晶圓具有(i)在該元件晶圓的第一表面上的複數個像素陣列以及(ii)圍繞該複數個像素陣列的週邊區域；透明晶圓，該透明晶圓覆蓋所述複數個像素陣列中的每一個，具有靠近該複數個像素陣列中的每一個的底部晶圓表面以及與該底部基板表面相對的頂部晶圓表面；複數個薄膜，該複數個薄膜位於該頂部晶圓表面上，該複數個薄膜中的任兩個相鄰薄膜由其間的該頂部晶圓表面的膜間區域隔開，該複數個像素陣列中的每一個完全位於該複數個薄膜中的相應一個的下方；和在該週邊區域內的複數個導電墊，每個該導電墊電連接到該複數個像素陣列中的一個，該複數個導電墊中的每一個的一部分位於該膜間區域的正下方。
  9. 如請求項8所述的經封裝的影像感測器晶圓，其中該複數個導電墊中的每一個的整體位於該膜間區域的正下方。
  10. 如請求項8所述的經封裝的影像感測器晶圓，其中該薄膜是具有對應於可見光和近紅外光中的一個的通帶(pass band)的多層膜。
  11. 一種用於形成晶片級影像感測器封裝的方法，包括：使位於透明晶圓的頂部表面上的複數個薄膜中的每一個與在元件晶圓上所形成的複數個影像感測器中的相應一個對齊，在該複數個薄膜中的任兩個之間的最小距離在平行於該頂部表面的第一方向上超過第一距離；使該透明晶圓附接到該元件晶圓，同時保持該複數個薄膜中的每一個與該複數個影像感測器中的相應一個對齊以形成受保護的影像感測器晶圓；及透過在相鄰的該薄膜之間形成小於該第一距離的切口，沿著在該複數個薄膜中的相鄰薄膜之間的平面切割該受保護的影像感測器晶圓。
  12. 如請求項11所述的方法，其中該複數個影像感測器中的每一個具有與其像素陣列相鄰的相應導電墊陣列，並且在對齊的步驟中，使該透明晶圓與所述元件晶圓對齊，使得該複數個導電墊陣列中的每一個位於該複數個薄膜中的兩個相鄰薄膜之間的相應的膜間區域的正下方。
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