用于制造相機(jī)的晶圓級(jí)接合方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]—種用于制造多個(gè)相機(jī)的晶圓級(jí)方法，包括修改影像傳感器晶圓，以減少影像傳感器晶圓翹曲的風(fēng)險(xiǎn)，并將影像傳感器晶圓接合到透鏡晶圓，以形成包括多個(gè)相機(jī)的復(fù)合晶圓。一種用于制造多個(gè)相機(jī)的晶圓級(jí)方法，包括使用壓敏粘合劑將影像傳感器晶圓接合到透鏡晶圓，以形成包括多個(gè)相機(jī)的復(fù)合晶圓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于制造多個(gè)相機(jī)的晶圓級(jí)方法是包括修改影像傳感器晶圓，以減少所述影像傳感器晶圓翹曲的風(fēng)險(xiǎn)，以及將所述影像傳感器晶圓接合到透鏡晶圓，以形成包括多個(gè)相機(jī)的復(fù)合晶圓。
[0003]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于制造多個(gè)相機(jī)的晶圓級(jí)方法包括使用壓敏粘合劑將影像傳感器晶圓接合到透鏡晶圓，以形成包括多個(gè)相機(jī)的復(fù)合晶圓。
【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1為根據(jù)一實(shí)施例繪示的一種使用晶圓級(jí)透鏡對(duì)影像傳感器接合的用于制造多個(gè)相機(jī)的晶圓級(jí)接合方法。
[0005]圖2為根據(jù)一實(shí)施例繪示的一種用于制造相機(jī)的晶圓級(jí)接合方法。
[0006]圖3為根據(jù)一實(shí)施例繪示的一種修改影像傳感器晶圓以減少所述影像傳感器晶圓翹曲風(fēng)險(xiǎn)的方法。
[0007]圖4A和4B分別為根據(jù)一實(shí)施例繪示的具有一或多個(gè)應(yīng)力緩和溝槽的影像傳感器晶圓的俯視圖和側(cè)面剖視圖。
[0008]圖5為根據(jù)一實(shí)施例繪示的一種用于制造相機(jī)的晶圓級(jí)接合方法，其利用壓敏粘合劑將影像傳感器晶圓接合到透鏡晶圓。
[0009]圖6為根據(jù)一實(shí)施例繪示的影像傳感器與封裝所述影像傳感器的焊點(diǎn)凸塊的保護(hù)層。
[0010]圖7為根據(jù)一實(shí)施例繪示圖5的方法的一實(shí)施例，其中壓敏粘合劑是在透鏡晶圓與影像傳感器晶圓接合之前涂布于透鏡晶圓上，且所述方法包括減少在所述壓敏粘合劑中氣泡的捕集的步驟。
[0011]圖8為根據(jù)一實(shí)施例繪示的一種用于光學(xué)式對(duì)準(zhǔn)影像傳感器晶圓與晶圓透鏡的方法。
[0012]圖9A和9B為根據(jù)一實(shí)施例繪示的圖8方法的簡(jiǎn)圖。
[0013]圖10為根據(jù)一實(shí)施例繪示的一種根據(jù)圖2的方法的一種實(shí)施例制成的相機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1繪示了一種使用晶圓級(jí)透鏡對(duì)影像傳感器接合的用于制造多個(gè)相機(jī)的示例性的晶圓級(jí)接合方法100。晶圓級(jí)接合方法100從而產(chǎn)生多個(gè)僅使用一個(gè)單一對(duì)準(zhǔn)操作的相機(jī)。透鏡晶圓110，其包括多個(gè)透鏡112，被接合于影像傳感器晶圓120，其包括多個(gè)影像傳感器122，以形成復(fù)合晶圓130。透鏡晶圓110和影像傳感器晶圓120是相對(duì)于彼此被配置和對(duì)齊，以使每個(gè)影像傳感器112的至少一部分的與相應(yīng)的透鏡122對(duì)準(zhǔn)以形成一個(gè)相機(jī)140。因此，復(fù)合晶圓130包括多個(gè)相機(jī)140，其可以通過(guò)切割復(fù)合晶圓130而從復(fù)合晶圓130單獨(dú)化。在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡晶圓110的每個(gè)透鏡112是一個(gè)單透鏡。在另一個(gè)實(shí)施例中，透鏡晶圓110的每個(gè)透鏡112是多個(gè)透鏡的堆棧。例如，透鏡晶圓110可通過(guò)將兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的透鏡晶圓接合在一起而形成，每一個(gè)透鏡晶圓包括與在透鏡堆棧中各自的一層中的相關(guān)聯(lián)的透鏡。為了本說(shuō)明的目的，術(shù)語(yǔ)“透鏡”可以指的是單透鏡、透鏡堆棧、針孔孔徑、針孔孔徑堆棧、菲涅爾濾波器或成像物鏡，可選地包括不會(huì)對(duì)聚焦入射光造成影響的元素，如波長(zhǎng)濾波器、孔徑和基板。類似地，術(shù)語(yǔ)“透鏡晶圓”可以指包括根據(jù)上述定義的多個(gè)透鏡的一個(gè)晶圓。透鏡晶圓110可以包括比圖1所示更多或更少的透鏡112，且透鏡112可以在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)被布置成與圖1所示不同的圖案。同樣地，影像傳感器晶圓120可以包括比圖1所示更多或更少的影像傳感器122，且影像傳感器122可以在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)被布置成與圖1所示不同的圖案。為了清楚地說(shuō)明，不是所有的透鏡112、影像傳感器122和相機(jī)140皆標(biāo)記于圖1。
[0015]晶圓級(jí)接合方法100只需要單一的對(duì)準(zhǔn)操作，即將影像傳感器晶圓120相對(duì)于透鏡晶圓110上的對(duì)準(zhǔn)操作。另一方面，根據(jù)習(xí)知方法，其中透鏡和影像傳感器在接合之前皆為單獨(dú)化的晶圓級(jí)相機(jī)的制造需要對(duì)每個(gè)單獨(dú)的相機(jī)進(jìn)行獨(dú)立的對(duì)準(zhǔn)操作。一般尺寸的影像傳感器晶圓和透鏡晶圓分別可以容納數(shù)千個(gè)影像傳感器和透鏡。因此，傳統(tǒng)的方法通常需要數(shù)千次對(duì)準(zhǔn)操作來(lái)組裝與一般尺寸的透鏡和影像傳感器晶圓組相關(guān)聯(lián)的相機(jī)。晶圓級(jí)相機(jī)的性能依賴于透鏡堆棧和影像傳感器之間的精確對(duì)準(zhǔn)，當(dāng)每一個(gè)相機(jī)必須個(gè)別對(duì)齊時(shí)，這成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。而在晶圓級(jí)接合方法100，所有上千個(gè)單獨(dú)的相機(jī)都在一個(gè)單一的操作中對(duì)準(zhǔn)。因此，方法100在相機(jī)制造的復(fù)雜性和成本方面，提供了實(shí)質(zhì)的好處。此夕卜，方法100可提供相機(jī)140改進(jìn)的性能特性，因?yàn)橐慌鷱耐哥R晶圓110和影像傳感器晶圓120產(chǎn)生的相機(jī)140通常將顯示出低度的相機(jī)對(duì)相機(jī)的對(duì)準(zhǔn)偏差。
[0016]以下討論的晶圓級(jí)接合方法100的實(shí)施例，包括與克服接合影像傳感器晶圓120和透鏡晶圓110的挑戰(zhàn)相關(guān)聯(lián)的特定步驟，這些挑戰(zhàn)包括:(a)防止影像傳感器晶圓120的翹曲，這可能會(huì)對(duì)影像傳感器晶圓120對(duì)透鏡晶圓110的對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生不利的影響，(b)獲得用于將影像傳感器晶圓120接合于透鏡晶圓110的通過(guò)粘合層的光學(xué)路徑，以及(c)防止與透鏡晶圓110接合時(shí)影像傳感器晶圓120的破裂。
[0017]圖2繪示了一種用于制造相機(jī)的示例性的晶圓級(jí)接合方法200。晶圓級(jí)接合方法200是晶圓級(jí)接合方法100 (圖1)的一個(gè)實(shí)施例。在步驟210中，方法200接收影像傳感器晶圓，例如圖1的影像傳感器晶圓120。在步驟220中，方法200接收透鏡晶圓，如圖1的透鏡晶圓110。在步驟230中，分別在步驟210和220中接收的影像傳感器晶圓和透鏡晶圓相對(duì)于彼此對(duì)準(zhǔn)。例如，影像傳感器晶圓120(圖1)是對(duì)準(zhǔn)于透鏡晶圓110(圖1)，使得透鏡晶圓110上每個(gè)單獨(dú)的透鏡112的至少一部分與影像傳感器晶圓120上相應(yīng)的影像傳感器122對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)可使用光學(xué)或機(jī)械的參照法或其組合來(lái)執(zhí)行。在步驟240中，影像傳感器晶圓被接合于透鏡晶圓，以形成復(fù)合晶圓。因?yàn)樵诓襟E240中，每個(gè)透鏡晶圓上的透鏡的至少一部分與影像傳感器晶圓上相應(yīng)的影像傳感器對(duì)準(zhǔn)，故所述復(fù)合晶圓包括相機(jī)，其中每個(gè)相機(jī)包括分別在透鏡和影像傳感器晶圓上的透鏡和影像傳感器。例如，影像傳感器晶圓120(圖1)被接合到透鏡晶圓110(圖1)，使得所得的復(fù)合晶圓130(圖1)包括多個(gè)相機(jī)140 (圖1)。在一個(gè)實(shí)施例中，接合是使用光學(xué)性透明的粘合劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如環(huán)氧樹(shù)脂、紫外線(UV)可固化環(huán)氧樹(shù)脂、熱固化環(huán)氧樹(shù)脂、干膜或壓敏粘合劑，使得步驟230中的對(duì)準(zhǔn)可以透過(guò)位于影像傳感器晶圓和透鏡晶圓之間的粘合劑光學(xué)性實(shí)施。在另一個(gè)實(shí)施例中，步驟230利用本領(lǐng)域中已知的其它接合方法，例如直接接合、退火或電漿活化接合。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，方法200更包括在步驟210之后和步驟230之前執(zhí)行的一或兩個(gè)步驟212和214。在步驟212中，在步驟210中接收到的影像傳感器晶圓被修改，以降低影像傳感器晶圓翹曲的風(fēng)險(xiǎn)。翹曲可能會(huì)對(duì)在步驟230執(zhí)行的對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作造成不利影響。因此，步驟212是用于改善在步驟230中達(dá)成的對(duì)準(zhǔn)特性。步驟212可以包括通過(guò)至少部分地釋放在影像傳感器晶圓中應(yīng)力來(lái)降低翹曲的風(fēng)險(xiǎn)，例如對(duì)影像傳感器晶圓施加應(yīng)力緩和切口。在一個(gè)實(shí)例中，在影像傳感器晶圓120(圖1)中的應(yīng)力至少部分在影像傳感器晶圓120與透鏡晶圓110(圖1)對(duì)準(zhǔn)之前被釋放。在步驟214中，在步驟210中接收的影像傳感器晶圓，且可選擇地在步驟212中被修改，在與透鏡晶圓接合的步驟240中被修改以減少所述影像傳感器晶圓破裂的風(fēng)險(xiǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，影像傳感器晶圓120(圖1)在與透鏡晶圓110(圖1)接合時(shí)中被修改以減少所述影像傳感器晶圓破裂的風(fēng)險(xiǎn)。步驟214可被較有利地包括在方法200的一個(gè)實(shí)施例中，其中步驟240包括對(duì)影像傳感器晶圓施加機(jī)械性壓力。影像傳感器晶圓通常比單個(gè)影像傳感器更脆弱。在包括步驟212的方法200的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟212中所做的修改可能會(huì)增加在影像傳感器晶圓的脆弱性。步驟214是用來(lái)制備用于進(jìn)行接合的影像傳感器晶圓，以使影像傳感器晶圓不會(huì)在進(jìn)行步驟240中破裂。在一個(gè)實(shí)例中，影像傳感器晶圓被修改，以避免或減少在步驟240中，與影像傳感器晶圓背離透鏡晶圓的表面的非平面性相關(guān)的局部壓力點(diǎn)的重要性。所述非平面性可能來(lái)自于例如在影像傳感器晶圓上的焊點(diǎn)凸塊。在另一實(shí)例中，影像傳感器晶圓被安裝于其上的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。步驟214可在步驟230之后和步驟240之前執(zhí)行，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，方法200更包括步驟250，接在步驟240之后執(zhí)行。在步驟250中，形成于步驟240中的復(fù)合晶圓被切割以形成多個(gè)相機(jī)。例如，復(fù)合晶圓130(圖1)被切割以形成多個(gè)相機(jī)140 (圖1)。步驟250可在切割之前包括遮蔽所述復(fù)合晶圓，并在切割后除去遮蔽物。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，方法200包括一或兩個(gè)步驟201和202，分別用于形成所述影像傳感器晶圓和透鏡晶圓。步驟201和