用于制造相机的晶圆级接合方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]—种用于制造多个相机的晶圆级方法，包括修改影像传感器晶圆，以减少影像传感器晶圆翘曲的风险，并将影像传感器晶圆接合到透镜晶圆，以形成包括多个相机的复合晶圆。一种用于制造多个相机的晶圆级方法，包括使用压敏粘合剂将影像传感器晶圆接合到透镜晶圆，以形成包括多个相机的复合晶圆。
【发明内容】
[0002]在一个实施例中，一种用于制造多个相机的晶圆级方法是包括修改影像传感器晶圆，以减少所述影像传感器晶圆翘曲的风险，以及将所述影像传感器晶圆接合到透镜晶圆，以形成包括多个相机的复合晶圆。
[0003]在一个实施例中，一种用于制造多个相机的晶圆级方法包括使用压敏粘合剂将影像传感器晶圆接合到透镜晶圆，以形成包括多个相机的复合晶圆。
【附图说明】
[0004]图1为根据一实施例绘示的一种使用晶圆级透镜对影像传感器接合的用于制造多个相机的晶圆级接合方法。
[0005]图2为根据一实施例绘示的一种用于制造相机的晶圆级接合方法。
[0006]图3为根据一实施例绘示的一种修改影像传感器晶圆以减少所述影像传感器晶圆翘曲风险的方法。
[0007]图4A和4B分别为根据一实施例绘示的具有一或多个应力缓和沟槽的影像传感器晶圆的俯视图和侧面剖视图。
[0008]图5为根据一实施例绘示的一种用于制造相机的晶圆级接合方法，其利用压敏粘合剂将影像传感器晶圆接合到透镜晶圆。
[0009]图6为根据一实施例绘示的影像传感器与封装所述影像传感器的焊点凸块的保护层。
[0010]图7为根据一实施例绘示图5的方法的一实施例，其中压敏粘合剂是在透镜晶圆与影像传感器晶圆接合之前涂布于透镜晶圆上，且所述方法包括减少在所述压敏粘合剂中气泡的捕集的步骤。
[0011]图8为根据一实施例绘示的一种用于光学式对准影像传感器晶圆与晶圆透镜的方法。
[0012]图9A和9B为根据一实施例绘示的图8方法的简图。
[0013]图10为根据一实施例绘示的一种根据图2的方法的一种实施例制成的相机。
【具体实施方式】
[0014]图1绘示了一种使用晶圆级透镜对影像传感器接合的用于制造多个相机的示例性的晶圆级接合方法100。晶圆级接合方法100从而产生多个仅使用一个单一对准操作的相机。透镜晶圆110，其包括多个透镜112，被接合于影像传感器晶圆120，其包括多个影像传感器122，以形成复合晶圆130。透镜晶圆110和影像传感器晶圆120是相对于彼此被配置和对齐，以使每个影像传感器112的至少一部分的与相应的透镜122对准以形成一个相机140。因此，复合晶圆130包括多个相机140，其可以通过切割复合晶圆130而从复合晶圆130单独化。在一个实施例中，透镜晶圆110的每个透镜112是一个单透镜。在另一个实施例中，透镜晶圆110的每个透镜112是多个透镜的堆栈。例如，透镜晶圆110可通过将两个或多个单独的透镜晶圆接合在一起而形成，每一个透镜晶圆包括与在透镜堆栈中各自的一层中的相关联的透镜。为了本说明的目的，术语“透镜”可以指的是单透镜、透镜堆栈、针孔孔径、针孔孔径堆栈、菲涅尔滤波器或成像物镜，可选地包括不会对聚焦入射光造成影响的元素，如波长滤波器、孔径和基板。类似地，术语“透镜晶圆”可以指包括根据上述定义的多个透镜的一个晶圆。透镜晶圆110可以包括比图1所示更多或更少的透镜112，且透镜112可以在不脱离本发明的范围内被布置成与图1所示不同的图案。同样地，影像传感器晶圆120可以包括比图1所示更多或更少的影像传感器122，且影像传感器122可以在不脱离本发明的范围内被布置成与图1所示不同的图案。为了清楚地说明，不是所有的透镜112、影像传感器122和相机140皆标记于图1。
[0015]晶圆级接合方法100只需要单一的对准操作，即将影像传感器晶圆120相对于透镜晶圆110上的对准操作。另一方面，根据习知方法，其中透镜和影像传感器在接合之前皆为单独化的晶圆级相机的制造需要对每个单独的相机进行独立的对准操作。一般尺寸的影像传感器晶圆和透镜晶圆分别可以容纳数千个影像传感器和透镜。因此，传统的方法通常需要数千次对准操作来组装与一般尺寸的透镜和影像传感器晶圆组相关联的相机。晶圆级相机的性能依赖于透镜堆栈和影像传感器之间的精确对准，当每一个相机必须个别对齐时，这成为一项艰巨的任务。而在晶圆级接合方法100，所有上千个单独的相机都在一个单一的操作中对准。因此，方法100在相机制造的复杂性和成本方面，提供了实质的好处。此夕卜，方法100可提供相机140改进的性能特性，因为一批从透镜晶圆110和影像传感器晶圆120产生的相机140通常将显示出低度的相机对相机的对准偏差。
[0016]以下讨论的晶圆级接合方法100的实施例，包括与克服接合影像传感器晶圆120和透镜晶圆110的挑战相关联的特定步骤，这些挑战包括:(a)防止影像传感器晶圆120的翘曲，这可能会对影像传感器晶圆120对透镜晶圆110的对准产生不利的影响，(b)获得用于将影像传感器晶圆120接合于透镜晶圆110的通过粘合层的光学路径，以及(c)防止与透镜晶圆110接合时影像传感器晶圆120的破裂。
[0017]图2绘示了一种用于制造相机的示例性的晶圆级接合方法200。晶圆级接合方法200是晶圆级接合方法100 (图1)的一个实施例。在步骤210中，方法200接收影像传感器晶圆，例如图1的影像传感器晶圆120。在步骤220中，方法200接收透镜晶圆，如图1的透镜晶圆110。在步骤230中，分别在步骤210和220中接收的影像传感器晶圆和透镜晶圆相对于彼此对准。例如，影像传感器晶圆120(图1)是对准于透镜晶圆110(图1)，使得透镜晶圆110上每个单独的透镜112的至少一部分与影像传感器晶圆120上相应的影像传感器122对准。对准可使用光学或机械的参照法或其组合来执行。在步骤240中，影像传感器晶圆被接合于透镜晶圆，以形成复合晶圆。因为在步骤240中，每个透镜晶圆上的透镜的至少一部分与影像传感器晶圆上相应的影像传感器对准，故所述复合晶圆包括相机，其中每个相机包括分别在透镜和影像传感器晶圆上的透镜和影像传感器。例如，影像传感器晶圆120(图1)被接合到透镜晶圆110(图1)，使得所得的复合晶圆130(图1)包括多个相机140 (图1)。在一个实施例中，接合是使用光学性透明的粘合剂来实现，例如环氧树脂、紫外线(UV)可固化环氧树脂、热固化环氧树脂、干膜或压敏粘合剂，使得步骤230中的对准可以透过位于影像传感器晶圆和透镜晶圆之间的粘合剂光学性实施。在另一个实施例中，步骤230利用本领域中已知的其它接合方法，例如直接接合、退火或电浆活化接合。
[0018]在一个实施例中，方法200更包括在步骤210之后和步骤230之前执行的一或两个步骤212和214。在步骤212中，在步骤210中接收到的影像传感器晶圆被修改，以降低影像传感器晶圆翘曲的风险。翘曲可能会对在步骤230执行的对准动作造成不利影响。因此，步骤212是用于改善在步骤230中达成的对准特性。步骤212可以包括通过至少部分地释放在影像传感器晶圆中应力来降低翘曲的风险，例如对影像传感器晶圆施加应力缓和切口。在一个实例中，在影像传感器晶圆120(图1)中的应力至少部分在影像传感器晶圆120与透镜晶圆110(图1)对准之前被释放。在步骤214中，在步骤210中接收的影像传感器晶圆，且可选择地在步骤212中被修改，在与透镜晶圆接合的步骤240中被修改以减少所述影像传感器晶圆破裂的风险。举例来说，影像传感器晶圆120(图1)在与透镜晶圆110(图1)接合时中被修改以减少所述影像传感器晶圆破裂的风险。步骤214可被较有利地包括在方法200的一个实施例中，其中步骤240包括对影像传感器晶圆施加机械性压力。影像传感器晶圆通常比单个影像传感器更脆弱。在包括步骤212的方法200的一个实施例中，在步骤212中所做的修改可能会增加在影像传感器晶圆的脆弱性。步骤214是用来制备用于进行接合的影像传感器晶圆，以使影像传感器晶圆不会在进行步骤240中破裂。在一个实例中，影像传感器晶圆被修改，以避免或减少在步骤240中，与影像传感器晶圆背离透镜晶圆的表面的非平面性相关的局部压力点的重要性。所述非平面性可能来自于例如在影像传感器晶圆上的焊点凸块。在另一实例中，影像传感器晶圆被安装于其上的强化支撑结构强化。步骤214可在步骤230之后和步骤240之前执行，而不脱离本发明的范围。
[0019]在一个实施例中，方法200更包括步骤250，接在步骤240之后执行。在步骤250中，形成于步骤240中的复合晶圆被切割以形成多个相机。例如，复合晶圆130(图1)被切割以形成多个相机140 (图1)。步骤250可在切割之前包括遮蔽所述复合晶圆，并在切割后除去遮蔽物。
[0020]在一个实施例中，方法200包括一或两个步骤201和202，分别用于形成所述影像传感器晶圆和透镜晶圆。步骤201和