专利名称：用于制作镜头的晶圆级贴合方法
技术领域：
本发明属于半导体制造工艺技术领域，尤其涉及一种用于制作镜头的晶圆级贴合方法。
背景技术：
摄像头是一种视频输入设备。镜头在摄像头中的地位相当于人的眼睛，拍摄的影像是否明亮清晰往往就取决于镜头的好坏。摄像头的镜头是透镜结构，由若干片透镜组成。目前，通常采用透镜和感应芯片贴合的工艺形成镜头。具体的说，就是将感应芯片晶圆(Wafer)切割成一个个感应芯片(Die)，再将透镜晶圆切割成一个个透镜，接着，对单个透镜进行对焦，以便对单个透镜的法兰距有差异的地方进行修正，然后，采用单个透镜的抓取贴合，即单个透镜抓取感应芯片一一贴合，从而避免因透镜法兰距的差异而导致透镜失焦的问题，满足产品性能标准。这种方法形成的透镜可以实现χ-y-z方向的精度要求。但是，·这种工艺需要逐个抓取透镜，然后逐个对焦后再抓取感应芯片进行贴合，因此，采用单个透镜的抓取贴合实现透镜和感应芯片贴合的工艺是极其昂贵的。为了解决上述问题，许多厂商提出晶圆级贴合形成镜头的方法。具体的说，先提供一透镜晶圆和一感应芯片晶圆，如图I所示，所述透镜晶圆包含阵列排布的透镜10，所述感应芯片晶圆包含阵列排布的感应芯片20，而每个所述的感应芯片20包括玻璃盖板(图中未示)，将所述透镜晶圆和所述感应芯片晶圆对位贴合，再进行切割形成一个个独立的镜头30，这种晶圆级贴合工艺主要用于对法兰距(FFL)40偏差要求比较宽松的低端透镜(比如某些低端视频图形阵列(Video Graphics Array, VGA)产品)的制造，来提高透镜的产能。所述FFL是透镜的光心到光聚集之焦点的距离。但是，由于存在工艺误差，与理想的透镜相t匕，实际生产出来的每个透镜10的法兰距都可能具有一定的差异，如图I所示，标号40表示理想法兰距。当光进行传输时，单个透镜10的法兰距的差异会导致该透镜的性能比其他透镜差，如果采用严格的设计公差，这种法兰距的差异会导致许多透镜失焦，从而导致镜头无法满足性能标准。因此，对于性能要求高的高端透镜，精确聚焦变得更加重要。但是目前高端镜头产品采用上述晶圆级贴合工艺仍存在问题，有待继续解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制作镜头的晶圆级贴合方法，以在晶圆级贴合工艺
中有效调整透镜晶圆和感应芯片晶圆对位贴合所形成的厚度，从而对透镜的法兰距进行补m
\-ΖΧ ο为解决上述问题，本发明提出一种用于制作镜头的晶圆级贴合方法，所述方法包括步骤I :提供感应芯片晶圆和透镜晶圆，所述透镜晶圆包括阵列排布的透镜，所述感应芯片晶圆包括阵列排布的感应芯片，每一感应芯片具有玻璃盖板，且所述感应芯片晶圆的感应芯片与所述透镜晶圆的透镜一一对应；
步骤2 :对所述透镜晶圆的每个透镜的法兰距进行测量分析，以分别获得每一透镜相对应的法兰距补偿参数；步骤3 :根据所述透镜晶圆的每个透镜的法兰距补偿参数，在与其对应的所述感应芯片晶圆的每个感应芯片上形成扁平膜；步骤4 :将形成有扁平膜的所述感应芯片晶圆与所述透镜晶圆对位贴合。进一步的，所述扁平膜采用光学胶体制作，较佳的，所述光学胶体的折射率与所述感应芯片晶圆的玻璃盖板的折射率相同。进一步的，在所述步骤3中，根据每个透镜的法兰距补偿参数确定其对应的所述感应芯片上的扁平膜的厚度，并采用分步重复注模(Step-and-Repeat, SnR)的方式形成所述扁平膜。
进一步的，所述分步重复注模的方式为采用重复的点胶方式浇注形成。进一步的，所述点胶方式采用的工具为分步重复模具。进一步的，通过控制所述分步重复模具的参数，确定每次点胶的厚度。进一步的，在所述步骤3中，根据所述每个透镜的法兰距补偿参数制备相应厚度的扁平膜；吸取所述扁平膜固定于其对应的感应芯片上。进一步的，步骤4之后还包括将对位贴合后的透镜晶圆和感应芯片晶圆进行切害I]，以形成独立的单个镜头。由上述技术方案可见，本发明公开的用于制作镜头的晶圆级贴合方法，在光的传播路径中增加了一个扁平膜，并采用制备得到的扁平膜来补偿透镜的法兰距，本质上就是在某些透镜晶圆级贴合的位置上增加其厚度，对透镜的法兰距进行补偿，从而有效降低各透镜法兰距之间的差异，满足严格的设计公差要求。与传统晶圆级贴合形成透镜的工艺相t匕，本发明适用于所有晶圆级贴合的图像感应芯片。与单个透镜的抓取贴合工艺相比，本发明不需要逐个抓取单个透镜进行对焦，然后贴合，从而使得单位时间的产量增加，降低工艺成本；与未来的探寻自动聚焦贴合工艺相比，也降低了自动聚焦工艺成本并且提高了单位小时产量。另外，所述扁平膜由分步重复注膜工艺形成，在分步重复注膜工艺中通过特殊的光学胶体制备扁平膜，以使扁平膜与透镜晶圆级贴合的位置上的折射最小化，从而减少光在不同介质中传播的光程差。本发明采用的分步重复注模对z轴能达到很高的精度，但对X-Y 二维方向的精度要求不高，故成本要低的多。
图I为现有技术中晶圆级贴合形成透镜的工艺中具有FFL差异的结构示意图；图2为本发明一实施例中用于制作镜头的晶圆级贴合方法的流程图；图3A至图3B为本发明一实施例中用于制作镜头的晶圆级贴合方法的剖面结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。参见图2，以图2所示的流程图为例，结合图3A和3B对本发明提供的一种用于制作镜头的晶圆级贴合方法进行详细分析。步骤I :可以采用制备透镜晶圆的通用工艺获得一透镜晶圆，所述透镜晶圆包括阵列排布的透镜100。另外，可以采用制备感应芯片晶圆的通用工艺获得感应芯片晶圆，所述感应芯片晶圆也包括阵列排布的感应芯片200，而每一感应芯片具有玻璃盖板。这里所述的透镜的数目与所述的感应芯片的数目相同，且在各自晶圆上的位置一一对应。步骤2 :对所述透镜晶圆所具有的每个透镜100进行法兰距的测量，获得所述透镜晶圆的每一透镜100的法兰距的实际值。由于透镜由某一光学胶体制作，因此，这种光学胶体的性质可以知道，当制作厚度一定的透镜时，可以根据使用的光学胶体确定出所述的透 镜100的法兰距的理论值。此时，所述透镜晶圆的每一透镜100的法兰距的实际值与理论值之间的差值，就是所述透镜晶圆的每一透镜100相对应的法兰距补偿参数。步骤3 :根据所述透镜晶圆的每个透镜100的法兰距补偿参数，在与其对应的所述感应芯片晶圆的每个感应芯片200上形成扁平膜300。每个所述扁平膜300的形状为一薄窗口，且每个所述扁平膜300是根据每个所述法兰距补偿参数确定其对应的所述扁平膜的厚度，并采用分步重复注模的方式形成的。对于不需要补偿法兰距的透镜100，其对应的感应芯片200上的扁平膜的厚度可以是0，或者说在该感应芯片200上不制作扁平膜，例如图3A中的第二个和最后一个感应芯片。所述分步重复注模的方式是控制分步重复模具的参数，以确定每次点胶的厚度，利用法兰距补偿参数确定点胶的次数，以使分步重复模具利用点胶方式，根据所述的次数重复浇注形成所述的扁平膜300，如图3A所示。另一种方式，也可以分别根据每个透镜的法兰距补偿参数，逐一制备扁平膜300，每个所述扁平膜300的厚度由相对应的所述法兰距补偿参数决定，该厚度可以是O。随后，在与其对应的所述感应芯片晶圆的每个感应芯片上分别吸取扁平膜300固定于其对应的感应芯片上。本发明虽然以较佳实施例公开如上所述的扁平膜300形成的方法，但其并不是用来限定权利要求，如可以根据所述的每个透镜的法兰距补偿参数而对所述透镜晶圆增加材料而进行法兰距的补偿的方法，均在本发明保护的范围里。步骤4:采用对位工艺，将形成有扁平膜的所述感应芯片晶圆与所述透镜晶圆对位贴合，以使所述感应芯片晶圆上形成有扁平膜300的每个感应芯片200分别与所述透镜晶圆的每个透镜100贴合，从而形成有阵列排布的多个镜头400。每个所述镜头400包括一个所述感应芯片200、一个位于所述感应芯片200上的所述扁平膜300和一个位于所述扁平膜300上的所述透镜100，而每个所述的感应芯片200包括玻璃盖板(图中未示)，如图3B所述，为了将所述扁平膜与玻璃盖板之间的折射最小化，从而减少光在不同介质中传播的光程差，较佳的可选择折射率与感应芯片晶圆的玻璃盖板的折射率相同的光学胶体制作所述扁平膜。此时，由于所述的感应芯片200通过其上所述的扁平膜300补偿了自身所包含的玻璃盖板的厚度，因此，相应的每个镜头400的法兰距500获得了补偿。所述对位工艺为传统的晶圆级贴合工艺中常用的工艺，在此不再一一赘述。
在完成步骤4之后，将对位贴合后的所述透镜晶圆和所述感应芯片晶圆沿阵列排布的间隔区域进行切割，以形成独立的单个镜头400。可见，本发明在在光的传播路径中增加了一个扁平膜，并采用制备得到的扁平膜来补偿透镜的法兰距，本质上就是在某些透镜晶圆级贴合的位置上增加玻璃盖板的厚度，对透镜的法兰距进行补偿，从而有效降低各透镜法兰距之间的差异，满足严格的设计公差要求。与传统晶圆级贴合形成透镜的工艺相比，本发明适用于所有晶圆级贴合的图像感应芯片。与单个透镜的抓取贴合工艺相比，本发明不需要逐个抓取单个透镜进行对焦，然后贴合，从而使得单位时间的产量增加，降低工艺成本；与未来的探寻自动聚焦贴合工艺相比，也降低了自动聚焦工艺成本并且提高了单位小时产量。另外，所述扁平膜由分步重复注膜工艺形成，在分步重复注膜工艺中通过特殊的光学胶体制备扁平膜，以使扁平膜与透镜晶圆级贴合的位置上的折射最小化，从而减少光在不同介质中传播的光程差。本发明采用的分步重复注模对z轴能达到很高的精度，但对 X-Y 二维方向的精度要求不高，故成本要低的多。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种用于制作镜头的晶圆级贴合方法，其特征在于，所述方法包括 步骤I:提供感应芯片晶圆和透镜晶圆，所述透镜晶圆包括阵列排布的透镜，所述感应芯片晶圆包括阵列排布的感应芯片，每一感应芯片具有玻璃盖板，且所述感应芯片晶圆的感应芯片与所述透镜晶圆的透镜一一对应； 步骤2 :对所述透镜晶圆的每个透镜的法兰距进行测量分析，以分别获得每一透镜相对应的法兰距补偿参数； 步骤3 :根据所述透镜晶圆的每个透镜的法兰距补偿参数，在与其对应的所述感应芯片晶圆的每个感应芯片上形成扁平膜； 步骤4 :将形成有扁平膜的所述感应芯片晶圆与所述透镜晶圆对位贴合。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述扁平膜采用光学胶体制作。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光学胶体的折射率与所述感应芯片晶圆的玻璃盖板的折射率相同。
4.如权利要求2所述的法，其特征在于，在所述步骤3中，根据每个透镜的法兰距补偿参数确定其对应的所述感应芯片上的扁平膜的厚度，并采用分步重复注模的方式形成所述扁平膜。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分步重复注模的方式为采用重复的点胶方式浇注形成。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述点胶方式采用的工具为分步重复模具。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过控制所述分步重复模具的参数，确定每次点胶的厚度。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，根据所述每个透镜的法兰距补偿参数制备相应厚度的扁平膜；吸取所述扁平膜固定于其对应的感应芯片上。
9.如权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤4之后还包括将对位贴合后的透镜晶圆和感应芯片晶圆进行切割，以形成独立的单个镜头。
全文摘要
本发明提供一种用于制作镜头的晶圆级贴合方法，包括步骤1提供感应芯片晶圆和透镜晶圆，透镜晶圆和感应芯片晶圆分别包括阵列排布的透镜和感应芯片，每一感应芯片具有玻璃盖板，且感应芯片晶圆的感应芯片与透镜晶圆的透镜一一对应；步骤2对透镜晶圆的每个透镜的法兰距进行测量分析以分别获得每一透镜相对应的法兰距补偿参数；步骤3根据透镜晶圆的每个透镜的法兰距补偿参数，在与其对应的感应芯片晶圆的每个感应芯片上形成扁平膜；步骤4将形成有扁平膜的感应芯片晶圆与透镜晶圆对位贴合。本发明通过增加晶圆对位贴合形成的厚度来对透镜的法兰距进行补偿，降低单个透镜抓取贴合成本，并将晶圆级贴合运用于高端透镜中。
文档编号H01L27/146GK102891155SQ20121036789
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者范世伦 申请人:豪威科技(上海)有限公司