[发明专利]具有前焦距校正的光学器件的晶片级制造

说明书

技术领域

本发明涉及光学、更具体而言微光学领域。特别地，其涉及诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件的晶片级制造。其涉及根据本权利要求的开放性条款的方法和设备。

背景技术

根据公开为WO 2011/156928 A2（2011年6月10日提交）的国际专利申请，可了解能够在晶片级制造的摄像机和用于摄像机的光学模块。其中，相当详细地公开了摄像机和用于摄像机的光学模块以及用于制造它们的方法。因此，该专利申请WO 2011/156928 A2据此通过引用结合到本专利申请中。

术语定义

“有源光学部件”：光感测或发光部件。例如，光电二极管、图像传感器、LED、OLED、激光芯片。

“无源光学部件”：通过折射和/或衍射和/或反射对光进行重定向的光学部件，诸如透镜、棱镜、反射镜或光学系统，其中，光学系统是此类光学部件的集合，可能还包括诸如孔径光阑、图像屏幕、保持器之类的机械元件。

“光电模块”：其中包括至少一个有源和至少一个无源光学部件的部件。

“复制（replication）”：一种技术，借助于该技术，给定结构或其相反（negative）被复现。例如，蚀刻、压纹、压印、铸造、成型。

“晶片”：基本上盘状或板状项目（item），其在一个方向（z方向或竖向（vertical）方向）上的延伸相对于其在其他两个方向（x和y方向或横向（lateral）方向）上的延伸是小的。通常，在（非空白）晶片上，其中布置或在提供有多个类似结构或项目，通常是在矩形格栅（grid）上。晶片可具有开口或孔，并且晶片甚至可在其横向区域的主要部分中没有材料。虽然在许多背景下，将晶片理解成主要地由半导体材料制成，但在本专利申请中，这显然并不是限制。因此，晶片可主要由例如半导体材料、聚合物材料、包括金属和聚合物或聚合物和玻璃材料的复合材料制成。特别地，结合所呈现的发明，诸如热或UV可固化聚合物之类的可硬化材料是感兴趣的晶片材料。

“横向”：参考“晶片” 

“竖向”：参考“晶片”  

“光”：更一般地电磁辐射；更具体而言电磁谱的红外、可见光或紫外部分的电磁辐射。

发明内容

本发明的一个目的是提供制造器件，特别是诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件，的备选方式，并且特别地提供制造器件，特别是诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件，的改进方式。此外，将提供相应器件，特别是诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件以及诸如晶片和晶片堆（stack）之类的相关器件和设备。

本发明的另一目的是提高诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件的制造中的制造产率。

本发明的另一目的是实现诸如光学系统、光电模块和摄像机之类的光学器件的改善的质量，特别是当在晶片规模（wafer scale）制造这些时。

其他目的从以下的描述和实施例显现出来。

这些目的中的至少一个至少部分地通过根据本专利权利要求所述的设备和方法和/或通过以下描述的设备和方法来实现。

本发明特别地涉及器件（特别是光学器件）及它们的制造以及在光学器件制造期间所使用的晶片（隔离（spacer）晶片）和晶片堆（wafer stack）（包括隔离晶片和光学晶片）。所述器件通常包括至少一个光学构件，所述光学构件通常包括至少一个有源光学部件和/或至少一个无源光学部件。所述制造通常涉及晶片规模制造步骤。

在器件（特别是光学器件）的制造期间，例如仅仅由于工艺步骤中的一个或多个中的或多或少不可避免的变化或不准确性，可发生制造不规则性（irregularity）或制造偏差。例如，当器件包括至少一个透镜元件时，实际上晶片（称为光学晶片）上的许多此类透镜元件具有（略微）变化的焦距，尽管标称上具有相同的焦距。

本发明人已经发现可能至少部分地在晶片级校正或补偿制造不规则性，因此实现器件的提高的产率和/或改善的光学性质。

提出 —在晶片级— 补偿此类制造不规则性的隔离晶片。更特别地，能够以至少部分地补偿所述制造不规则性这样的方式来选择隔离晶片的形状，特别是其厚度（竖向延伸）或厚度分布（横向跨隔离晶片、竖向延伸的分布）。并且可备选地或额外地设置成隔离部的其他性质有助于所寻求的补偿，比如由隔离晶片形成的光通道中的透明材料这样材料和/或材料厚度（竖向延伸）的选择。注意，所提出的被称为隔离晶片的晶片可包括无源光学部件。