專利名稱：用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法
技術領域：
本發明屬于半導體制造工藝技術領域，尤其涉及一種用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法。
背景技術：
攝像頭是一種視頻輸入設備。鏡頭在攝像頭中的地位相當于人的眼睛，拍攝的影像是否明亮清晰往往就取決于鏡頭的好壞。攝像頭的鏡頭是透鏡結構，由若干片透鏡組成。目前，通常采用透鏡和感應芯片貼合的工藝形成鏡頭。具體的說，就是將感應芯片晶圓(Wafer)切割成一個個感應芯片(Die)，再將透鏡晶圓切割成一個個透鏡，接著，對單個透鏡進行對焦，以便對單個透鏡的法蘭距有差異的地方進行修正，然后，采用單個透鏡的抓取貼合，即單個透鏡抓取感應芯片一一貼合，從而避免因透鏡法蘭距的差異而導致透鏡失焦的問題，滿足產品性能標準。這種方法形成的透鏡可以實現χ-y-z方向的精度要求。但是，·這種工藝需要逐個抓取透鏡，然后逐個對焦后再抓取感應芯片進行貼合，因此，采用單個透鏡的抓取貼合實現透鏡和感應芯片貼合的工藝是極其昂貴的。為了解決上述問題，許多廠商提出晶圓級貼合形成鏡頭的方法。具體的說，先提供一透鏡晶圓和一感應芯片晶圓，如圖I所示，所述透鏡晶圓包含陣列排布的透鏡10，所述感應芯片晶圓包含陣列排布的感應芯片20，而每個所述的感應芯片20包括玻璃蓋板(圖中未示)，將所述透鏡晶圓和所述感應芯片晶圓對位貼合，再進行切割形成一個個獨立的鏡頭30，這種晶圓級貼合工藝主要用于對法蘭距(FFL)40偏差要求比較寬松的低端透鏡(比如某些低端視頻圖形陣列(Video Graphics Array, VGA)產品)的制造，來提高透鏡的產能。所述FFL是透鏡的光心到光聚集之焦點的距離。但是，由于存在工藝誤差，與理想的透鏡相t匕，實際生產出來的每個透鏡10的法蘭距都可能具有一定的差異，如圖I所示，標號40表示理想法蘭距。當光進行傳輸時，單個透鏡10的法蘭距的差異會導致該透鏡的性能比其他透鏡差，如果采用嚴格的設計公差，這種法蘭距的差異會導致許多透鏡失焦，從而導致鏡頭無法滿足性能標準。因此，對于性能要求高的高端透鏡，精確聚焦變得更加重要。但是目前高端鏡頭產品采用上述晶圓級貼合工藝仍存在問題，有待繼續解決。

發明內容
本發明的目的是提供一種用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法，以在晶圓級貼合工藝
中有效調整透鏡晶圓和感應芯片晶圓對位貼合所形成的厚度，從而對透鏡的法蘭距進行補m
\-ΖΧ ο為解決上述問題，本發明提出一種用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法，所述方法包括步驟I :提供感應芯片晶圓和透鏡晶圓，所述透鏡晶圓包括陣列排布的透鏡，所述感應芯片晶圓包括陣列排布的感應芯片，每一感應芯片具有玻璃蓋板，且所述感應芯片晶圓的感應芯片與所述透鏡晶圓的透鏡一一對應；
步驟2 :對所述透鏡晶圓的每個透鏡的法蘭距進行測量分析，以分別獲得每一透鏡相對應的法蘭距補償參數；步驟3 :根據所述透鏡晶圓的每個透鏡的法蘭距補償參數，在與其對應的所述感應芯片晶圓的每個感應芯片上形成扁平膜；步驟4 :將形成有扁平膜的所述感應芯片晶圓與所述透鏡晶圓對位貼合。進一步的，所述扁平膜采用光學膠體制作，較佳的，所述光學膠體的折射率與所述感應芯片晶圓的玻璃蓋板的折射率相同。進一步的，在所述步驟3中，根據每個透鏡的法蘭距補償參數確定其對應的所述感應芯片上的扁平膜的厚度，并采用分步重復注模(Step-and-Repeat, SnR)的方式形成所述扁平膜。
進一步的，所述分步重復注模的方式為采用重復的點膠方式澆注形成。進一步的，所述點膠方式采用的工具為分步重復模具。進一步的，通過控制所述分步重復模具的參數，確定每次點膠的厚度。進一步的，在所述步驟3中，根據所述每個透鏡的法蘭距補償參數制備相應厚度的扁平膜；吸取所述扁平膜固定于其對應的感應芯片上。進一步的，步驟4之后還包括將對位貼合后的透鏡晶圓和感應芯片晶圓進行切害I]，以形成獨立的單個鏡頭。由上述技術方案可見，本發明公開的用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法，在光的傳播路徑中增加了一個扁平膜，并采用制備得到的扁平膜來補償透鏡的法蘭距，本質上就是在某些透鏡晶圓級貼合的位置上增加其厚度，對透鏡的法蘭距進行補償，從而有效降低各透鏡法蘭距之間的差異，滿足嚴格的設計公差要求。與傳統晶圓級貼合形成透鏡的工藝相t匕，本發明適用于所有晶圓級貼合的圖像感應芯片。與單個透鏡的抓取貼合工藝相比，本發明不需要逐個抓取單個透鏡進行對焦，然后貼合，從而使得單位時間的產量增加，降低工藝成本；與未來的探尋自動聚焦貼合工藝相比，也降低了自動聚焦工藝成本并且提高了單位小時產量。另外，所述扁平膜由分步重復注膜工藝形成，在分步重復注膜工藝中通過特殊的光學膠體制備扁平膜，以使扁平膜與透鏡晶圓級貼合的位置上的折射最小化，從而減少光在不同介質中傳播的光程差。本發明采用的分步重復注模對z軸能達到很高的精度，但對X-Y 二維方向的精度要求不高，故成本要低的多。


圖I為現有技術中晶圓級貼合形成透鏡的工藝中具有FFL差異的結構示意圖；圖2為本發明一實施例中用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法的流程圖；圖3A至圖3B為本發明一實施例中用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法的剖面結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。參見圖2，以圖2所示的流程圖為例，結合圖3A和3B對本發明提供的一種用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法進行詳細分析。步驟I :可以采用制備透鏡晶圓的通用工藝獲得一透鏡晶圓，所述透鏡晶圓包括陣列排布的透鏡100。另外，可以采用制備感應芯片晶圓的通用工藝獲得感應芯片晶圓，所述感應芯片晶圓也包括陣列排布的感應芯片200，而每一感應芯片具有玻璃蓋板。這里所述的透鏡的數目與所述的感應芯片的數目相同，且在各自晶圓上的位置一一對應。步驟2 :對所述透鏡晶圓所具有的每個透鏡100進行法蘭距的測量，獲得所述透鏡晶圓的每一透鏡100的法蘭距的實際值。由于透鏡由某一光學膠體制作，因此，這種光學膠體的性質可以知道，當制作厚度一定的透鏡時，可以根據使用的光學膠體確定出所述的透 鏡100的法蘭距的理論值。此時，所述透鏡晶圓的每一透鏡100的法蘭距的實際值與理論值之間的差值，就是所述透鏡晶圓的每一透鏡100相對應的法蘭距補償參數。步驟3 :根據所述透鏡晶圓的每個透鏡100的法蘭距補償參數，在與其對應的所述感應芯片晶圓的每個感應芯片200上形成扁平膜300。每個所述扁平膜300的形狀為一薄窗口，且每個所述扁平膜300是根據每個所述法蘭距補償參數確定其對應的所述扁平膜的厚度，并采用分步重復注模的方式形成的。對于不需要補償法蘭距的透鏡100，其對應的感應芯片200上的扁平膜的厚度可以是0，或者說在該感應芯片200上不制作扁平膜，例如圖3A中的第二個和最后一個感應芯片。所述分步重復注模的方式是控制分步重復模具的參數，以確定每次點膠的厚度，利用法蘭距補償參數確定點膠的次數，以使分步重復模具利用點膠方式，根據所述的次數重復澆注形成所述的扁平膜300，如圖3A所示。另一種方式，也可以分別根據每個透鏡的法蘭距補償參數，逐一制備扁平膜300，每個所述扁平膜300的厚度由相對應的所述法蘭距補償參數決定，該厚度可以是O。隨后，在與其對應的所述感應芯片晶圓的每個感應芯片上分別吸取扁平膜300固定于其對應的感應芯片上。本發明雖然以較佳實施例公開如上所述的扁平膜300形成的方法，但其并不是用來限定權利要求，如可以根據所述的每個透鏡的法蘭距補償參數而對所述透鏡晶圓增加材料而進行法蘭距的補償的方法，均在本發明保護的范圍里。步驟4:采用對位工藝，將形成有扁平膜的所述感應芯片晶圓與所述透鏡晶圓對位貼合，以使所述感應芯片晶圓上形成有扁平膜300的每個感應芯片200分別與所述透鏡晶圓的每個透鏡100貼合，從而形成有陣列排布的多個鏡頭400。每個所述鏡頭400包括一個所述感應芯片200、一個位于所述感應芯片200上的所述扁平膜300和一個位于所述扁平膜300上的所述透鏡100，而每個所述的感應芯片200包括玻璃蓋板(圖中未示)，如圖3B所述，為了將所述扁平膜與玻璃蓋板之間的折射最小化，從而減少光在不同介質中傳播的光程差，較佳的可選擇折射率與感應芯片晶圓的玻璃蓋板的折射率相同的光學膠體制作所述扁平膜。此時，由于所述的感應芯片200通過其上所述的扁平膜300補償了自身所包含的玻璃蓋板的厚度，因此，相應的每個鏡頭400的法蘭距500獲得了補償。所述對位工藝為傳統的晶圓級貼合工藝中常用的工藝，在此不再一一贅述。
在完成步驟4之后，將對位貼合后的所述透鏡晶圓和所述感應芯片晶圓沿陣列排布的間隔區域進行切割，以形成獨立的單個鏡頭400。可見，本發明在在光的傳播路徑中增加了一個扁平膜，并采用制備得到的扁平膜來補償透鏡的法蘭距，本質上就是在某些透鏡晶圓級貼合的位置上增加玻璃蓋板的厚度，對透鏡的法蘭距進行補償，從而有效降低各透鏡法蘭距之間的差異，滿足嚴格的設計公差要求。與傳統晶圓級貼合形成透鏡的工藝相比，本發明適用于所有晶圓級貼合的圖像感應芯片。與單個透鏡的抓取貼合工藝相比，本發明不需要逐個抓取單個透鏡進行對焦，然后貼合，從而使得單位時間的產量增加，降低工藝成本；與未來的探尋自動聚焦貼合工藝相比，也降低了自動聚焦工藝成本并且提高了單位小時產量。另外，所述扁平膜由分步重復注膜工藝形成，在分步重復注膜工藝中通過特殊的光學膠體制備扁平膜，以使扁平膜與透鏡晶圓級貼合的位置上的折射最小化，從而減少光在不同介質中傳播的光程差。本發明采用的分步重復注模對z軸能達到很高的精度，但對 X-Y 二維方向的精度要求不高，故成本要低的多。本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權利要求，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發明的保護范圍應當以本發明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法，其特征在于，所述方法包括 步驟I:提供感應芯片晶圓和透鏡晶圓，所述透鏡晶圓包括陣列排布的透鏡，所述感應芯片晶圓包括陣列排布的感應芯片，每一感應芯片具有玻璃蓋板，且所述感應芯片晶圓的感應芯片與所述透鏡晶圓的透鏡一一對應； 步驟2 :對所述透鏡晶圓的每個透鏡的法蘭距進行測量分析，以分別獲得每一透鏡相對應的法蘭距補償參數； 步驟3 :根據所述透鏡晶圓的每個透鏡的法蘭距補償參數，在與其對應的所述感應芯片晶圓的每個感應芯片上形成扁平膜； 步驟4 :將形成有扁平膜的所述感應芯片晶圓與所述透鏡晶圓對位貼合。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述扁平膜采用光學膠體制作。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述光學膠體的折射率與所述感應芯片晶圓的玻璃蓋板的折射率相同。
4.如權利要求2所述的法，其特征在于，在所述步驟3中，根據每個透鏡的法蘭距補償參數確定其對應的所述感應芯片上的扁平膜的厚度，并采用分步重復注模的方式形成所述扁平膜。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述分步重復注模的方式為采用重復的點膠方式澆注形成。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述點膠方式采用的工具為分步重復模具。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，通過控制所述分步重復模具的參數，確定每次點膠的厚度。
8.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟3中，根據所述每個透鏡的法蘭距補償參數制備相應厚度的扁平膜；吸取所述扁平膜固定于其對應的感應芯片上。
9.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟4之后還包括將對位貼合后的透鏡晶圓和感應芯片晶圓進行切割，以形成獨立的單個鏡頭。
全文摘要
本發明提供一種用于制作鏡頭的晶圓級貼合方法，包括步驟1提供感應芯片晶圓和透鏡晶圓，透鏡晶圓和感應芯片晶圓分別包括陣列排布的透鏡和感應芯片，每一感應芯片具有玻璃蓋板，且感應芯片晶圓的感應芯片與透鏡晶圓的透鏡一一對應；步驟2對透鏡晶圓的每個透鏡的法蘭距進行測量分析以分別獲得每一透鏡相對應的法蘭距補償參數；步驟3根據透鏡晶圓的每個透鏡的法蘭距補償參數，在與其對應的感應芯片晶圓的每個感應芯片上形成扁平膜；步驟4將形成有扁平膜的感應芯片晶圓與透鏡晶圓對位貼合。本發明通過增加晶圓對位貼合形成的厚度來對透鏡的法蘭距進行補償，降低單個透鏡抓取貼合成本，并將晶圓級貼合運用于高端透鏡中。
文檔編號H01L27/146GK102891155SQ20121036789
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者范世倫 申請人:豪威科技(上海)有限公司