KR20070004774A - 광전자 기기 상의 마이크로 광학 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 활성 광전자 기기를 구비한 광학 부재를 모놀리식 광전자 시스템에 결합하는 것에 관한 것이다. 활성 광학 부품(2)을 포함한 광전자 웨이퍼(1)는 (마이크로) 광학 구조체를 구비한다. 광학 구조체(12, 13)들은 활성 광학 부품(2)에 배정되며, 즉 광학 구조체들이 활성 광학 부품(2)으로 입사하는 광과 부품으로부터 출사하는 광에 소망한 방식으로 영향을 주도록 구성된다. 이를 위해, 광학 구조체는 광학 부품과 정렬되거나, 그렇지 않으면 이러한 목적을 수행하도록 조정된다. 결합된 활성 광학 부품/광학 구조체는, 예를 들어 광학 구조체를 구비한 반도체 웨이퍼를 적어도 하나의 활성 광학 부품(2) 및 적어도 하나의 광학 구조체(12, 13)를 포함하는 부분들로 절단함으로써 분리된다.
웨이퍼, 반도체, 광학, 광전자

Description

광전자 기기 상의 마이크로 광학 기기{MICRO-OPTICS ON OPTOELECTRONICS}
본 발명은 광전자 장치의 분야에 속하는 발명이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 집적 광전자 장치를 제조하는 방법과, 이러한 방법을 사용하여 제조된 광전자 장치와, 반제품(semifinished product) 즉 웨이퍼 수준에서 광학 부품을 구비한 광전자 웨이퍼에 대한 발명이다.
활성 광전자(발광 및 검광) 장치를 구비한 광학 부재를 모놀리식 광전자 시스템(monolithic optoelectronic system)에 결합시키는 것이 점점 중요해지고 있다. 이러한 광전자 시스템을 소형화하기 위하여 광전자 장치가 점점 더 소형화되고 있으므로, 광학 부품과 마이크로 시스템은 동일한 소형화 과정을 겪는 것이 요구된다. 하지만, 종래 기술에 따르면 (수동) 광학 부품과 시스템은 광전자 장치의 제조 과정에 통합될 수 없는 완전히 별개의 부품이다.
(수동) 광학 부품이 광전자 제조 과정에 포함되는 경우에 일반적으로 필요한 중요한 요구 사항은, 광학 기기가 활성 광학 부품의 제조 과정에 적합해야 한다는 것이다. 이것은 고온, 다습한 환경 및 온도 충격(temperature shocks)에 대한 안정성과, 관심 있는 파장 범위에서 높거나 선명한 투명도(transparency), 분산(dispersion) 및 편광(polarization)의 정확한 제어, 파장의 분율(fraction)을 낮추도록 제어하기 위해 필요한 표면 형상, 층의 광학 품질(optical quality)과 같은 재료 및 공정에 의해 보장되어야 하는 광학 기능에 대한 요구 사항도 물론 포함하며, 적은 수의 긁힘, 흠집점(dig), 함유물(inclusion), 기포(bubble) 등과, 예를 들어 광학 부품 및 광전자 부품의 보호와 성형 안정성과 같은 기계적 요구 사항도 충족되어야 한다.
본 발명의 목적은 소형화에 적합한 새로운 집적 광전자 시스템과 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 제조 방법은 제조 비용을 줄여야 한다.
이러한 목적은 특허청구범위에 기재된 방법 및 장치에 의하여 달성된다.
본 명세서에서는 다음과 같은 정의가 사용된다.
"활성 광학 장치(active optical device)"는, 예를 들어 검출기, 영상 센서, 발광 다이오드(LED), 수직공진 표면발광 레이저(VCSEL), 레이저, 유기발광 다이오드(OLED) 등과 같은 검광 장치(light sensing device) 또는 발광 장치(light emitting device)이다. "광학 활성(optically active)"은 전자기 복사 선(electromagnetic radiation)과 상호 작용하거나 전자기 복사선을 발산하는 것이 가능함을 의미한다.
"광(light)"은 전자기 복사선, 특히 가시광선, 적외선(IR) 또는 자외선(UV)의 전자기 복사선이다.
"광전자 웨이퍼(optoelectric wafer)"는 활성 광학 부품/영역을 구비한 활성 광학 장치의 배열을 포함하는 반도체 웨이퍼이다.
"수동 광학 부품(passive optical component)"은 굴절 또는 회절 광학 부품이며, 광학 시스템(광학 부재와 구경제한판(aperture stop), 상평면(image plane) 및 유지부(holder)와 같은 기계적 특징부의 집합체)을 또한 포함한다. 이 용어는 마이크로 광학 부재에만 제한되는 것이 아니라 렌즈, 프리즘 및 거울과 같은 종래의 광학 부재에도 사용될 수 있다.
"광전자 시스템(optoelectronic system)"은 예를 들어 상보(相補)형 금속 산화막 반도체(CMOS) 카메라 모듈과 같은 활성 및 수동 광학 장치, 부재, 시스템 부품을 포함하는 시스템이다.
"복제(replication)"는 주어진 구조체(또는 그 음각)를 재생산하는 임의의 기술로서, 에칭(etching), 엠보싱(embossing), 몰딩(molding) 등과 같은 기술을 포함한다. 대부분의 실시예들은 자외선 복제, 즉 자외선 복사선을 사용하는 경화 단계(curing step)를 포함하는 복제와 관련하여 기재된다. (마이크로) 광학 구조체를 위한 복제도 본 기술 분야에 공지되어 있다. 복제 기술뿐만 아니라 복제 공구를 제조하는 방법 역시 본 명세서에 자세하게 기재되지는 않는다. 아래에 기술된 본 발명의 대부분의 실시예에 있어서, 복제 기술이 광학 부품의 제조를 위해 중요하지만, 웨이퍼 접합(wafer bonding)과 같은 부가적인 기술들이 완성된 시스템을 구축하기 위하여 사용될 수 있다.
"마이크로 광학 기기(Micro-optics)"는 종래 광학 기기와 비교할 때 굴절 및/또는 회절을 유발하는 미세 구조체를 기초로 하며, 구조체는 특징적인 깊이/높이와, 예를 들어 0.1㎛ 내지 200㎛, 0.2㎛ 내지 200㎛ 또는 0.5㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 0.2㎛ 혹은 0.5㎛ 내지 대략 50㎛, 빈번하게는 0.5㎛ 내지 약 30㎛인 일반적으로 수 마이크로미터(㎛)의 너비를 갖는다. 다시 말해서, 특징적인 프로파일 깊이 및 프로파일 너비는 마이크로 공학 기기의 경우에 수 파장 내지 수십 파장 정도를 가지며, 회절 광학 기기의 경우에 약 일 파장 내지 수 개의 파장 정도를 갖는다. 경험에 의하면, 마이크로 광학 부재는 구조체 상의 다른 인접 장소에 존재하는 복사선의 위상 관계가 선명하도록 하는 구조체를 구비한다. 이는, 구조체의 다른 부재에서의 복사선의 거동이 기하광학 상(像)에 나타날 수 있는 종래의 순수 굴절 광학 부재와 대비된다. 따라서, 마이크로 광학 부재는 종래의 광학 부재(종래의 렌즈, 거울 부재 등과 같은)와는 대조적으로 광의 파동성(wave nature)이 고려되어야 하고 복사선에 미치는 마이크로 광학 부재의 효과에 개입하는 구조체를 구비한 것으로 고려될 수 있다. 일반적으로, 마이크로 광학 기기는 종래의 광학 기기의 연장선상에 있다. 회절 광학 부재(DOEs)는 마이크로 광학 부재의 실시예이고, 주된 회절 효과를 갖는 마이크로 광학 부재는 약간의 굴절 효과를 갖는다고 할지라도 회절 광학 부재라고 언급된다.
"(마이크로) 광학 웨이퍼"는 일련의 (마이크로) 광학 부품의 배열을 포함하는 투명기판(transparent substrate)이다.
따라서, 본 명세서에 있어서 "웨이퍼"라는 용어는 종래의 교과서적인 의미에서의 광전자 부품, 즉 선명한 결정 구조체와 집적 회로 구조체를 구비한 반도체 재료로 된 디스크(disk)를 의미한다. 이와는 달리, "광학 웨이퍼"라는 용어는 반도체 웨이퍼 크기와 대략 대응하는 크기를 갖는 투명 디스크형 또는 판형 기판을 가리키는 것으로 사용되는데, 이 기판은 마이크로 광학 구조체들을 구비한다. 광학 웨이퍼는 기판 위에서 광학 (마이크로) 구조체를 포함한 고분자 재료의 박막(thin film)을 구비한다.
결과적으로, "웨이퍼 스케일(wafer-scale)"은 종래의 반도체 웨이퍼 또는 광학 웨이퍼의 규모를 갖는 공정/제품에 사용된다. 웨이퍼 스케일은 대략 웨이퍼 크기와, 예를 들어 웨이퍼 상의 다수의 다이를 구비한 인터포저(interposer) 또는 상호연결부와 같이 그 위에서 분리되는 다수의 동일한 개별 부품들을 갖는 다른 제품의 규모를 묘사하는 것에도 사용될 수 있다.
본 발명의 제1 원리는 광학 기기와 광전자 기기를 웨이퍼 스케일로 결합하는 것이다. 즉, 광전자 웨이퍼가 광학 (마이크로) 구조체(또는 마이크로-광학 구조체)를 구비한다. 광학 구조체는 활성 광학 부품에 배정되는데, 다시 말해서 광학 구조체는 활성 광학 구조체로 들어가는 및/또는 활성 광학 구조체로부터 나오는 광선에 대해 소망한 방식대로 영향을 주도록 구성된다. 이를 위해, 광학 구조체는 광학 부품과 정렬되거나 그렇지 않으면 이러한 목적을 수행하도록 조정된다. 결합된 활성 광학 부품/광학 구조체는, 예를 들어 광학 구조체를 구비한 반도체 웨이퍼를 잘라서 적어도 하나의 활성 광학 부품과 적어도 하나의 광학 구조체를 포함하는 부분들로 분리된다.
본 발명의 제2 원리는 웨이퍼 스케일 복제 공정을 제공하는 것인데, 공정은 활성 광학 부품에 따라 정렬된 (마이크로) 광학 기기를 포함하고, 활성 광학 부품에 대한 광학 구조체의 한정된 3차원 위치를 허용하고 선명한 3차원 구조체를 제공한다.
바람직하게는, 광학 구조체가 상기 2가지 원리들을 위해 복제에 의하여 제조된다. 복제 기술은 엠보싱, 몰딩 등을 포함한다. 복제는 부품 대 부품 복제일 수 있으며, 마이크로 광학 부재에 배정된 각각의 구조체는 개별적으로 제조된다. 선택적으로는, 다수의 구조체 복제가 복제 공구에 의하여 동시에 이루어질 수 있다. 궁극적으로는, 동일한 웨이퍼 스케일 복제가 웨이퍼 크기 복제 공구에 의하여 가능하다.
제1 접근 방법에 따르면, 광전자 부품과 마이크로 광학 구조체는 별개의 웨이퍼 상에서 제조된다. 광전자 웨이퍼와 광학 웨이퍼는 웨이퍼 수준에서 부착되고 정렬된다. 바람직한 실시예에 따르면, 정밀한 거리 제어를 위해 광학 웨이퍼 상에서 복제된 3차원 구조체와 같이 정밀한 거리 및 정확한 정렬을 위한 수단이 존재한다.
제2 접근 방법에 따르면, 복제된 (마이크로) 광학 구조체를 구비한 복제 재료(즉, 그 내부에서 구조체를 복제할 수 있는 재료)의 층이 광전자 웨이퍼 상에 직접 제공되거나 광전자 웨이퍼 상의 투명 중간층에 제공된다. 광학 기기는 광전자 웨이퍼 상에 직접 적용/복제될 수 있으며, 다시 말해서 광전자 웨이퍼는 복제를 위한 기판으로서의 역할을 한다. 이러한 방법은 초소형 광전자 시스템을 산출한다. 광학 기기 제작 중에 미리 정렬되므로, 이후에 각각의 웨이퍼를 정렬할 필요가 없다.
바람직한 실시예에 따르면, 이러한 제2 접근 방법은 광전자 웨이퍼의 일부 영역을 이후 전기 접촉을 하도록 유지하기 위한 새로운 기술 및 공정과 결합되는데, 다시 말해서 복제된 광학 부재는 광전자 웨이퍼 상의 명확하게 한정된 영역에 제한된다. 따라서, 복제는 웨이퍼의 광학 활성 영역/부분의 상단에서 수행될 뿐, 어떠한 추가 재료도 전기 접촉을 위해 접근될 필요가 있는 영역을 건널 수 없다.
이러한 실시예들에 있어서, 복제 재료의 층, 즉 복제되는 층의 내부의 재료는, 전기 접촉 영역이 전기 절연 재료를 완전히 구비하지 않는 방식으로 구조화된다. 예를 들어, 이것은 다음의 방법들 중 하나 또는 그 결합에 의하여 달성될 수 있다:
- 광구조화 복제(photostructured replication): 마이크로 광학 구조체는 경화성 재료로 복제된 이후에, 예를 들어 마스크를 통과하는 자외선 조사에 의하여 선택적으로 경화되거나 초점 또는 시준 복사원(focussed or collimated radiation source)에 의해 소망한 영역을 순차적으로 조사함으로써 경화된다. 그 후, 비경화 재료가 제거되어서, 전기 접촉 영역이 개방된 상태로 된다.
- 경화성 재료를 선택된 지점에 배치하여서, 복제 공구 상의 유동 차단 구조체에 의하여 경화성 재료가 접촉 영역으로 흘러가는 것을 방지한다.
- 먼저 (마이크로) 광학 구조체를 복제하고, 이어서 광전자 웨이퍼 상에서 복제된 부품들을 접착한다.
- 광전자 웨이퍼에 보호층(희생층)을 공급하며, 보호층은 (마이크로) 광학 구조체가 위치할 장소에서 고랑을 포함한다.
대안으로서, 복제 재료가 접촉 이후에만 광전자 웨이퍼 상에 배치된다. 이러한 방식에 있어서, 투명 복제 재료에서 전지 접촉의 캡슐화는 광학 기능을 구비하는 것에 대한 추가적인 또는 대안으로서 기계적 마모에 대한 보호물로서의 역할도 한다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 제1 및 제2 접근 방법 모두는 두께를 신뢰 가능하게 조절하는 기술과 결합될 수 있다. 제1 접근 방법에 따르면, 광전자 부품/장치의 광학 표면의 거리는 기판 두께 자체와 바람직하게는 웨이퍼 수준 상의 복제된 거리 유지부에 의하여 한정된다. 본 발명의 제2 접근 방법에 따르면, 광학 활성 부품으로부터 광학 부재의 거리는 복제 층의 두께(중간 층의 두께가 추가될 수도 있음)에 의해 결정된다. 이는, (마이크로) 광학 부재가 수평 방향으로 제대로 조정될 뿐만 아니라 수직 방향으로 1㎛ 미만의 정확성을 갖는다는 것을 의미한다. 바람직한 실시예의 기재 중에는 이러한 정밀도를 달성하기 위한 새로운 기술들이 기술되어 있다.
광학 부분과 광전자 장치를 웨이퍼 수준에서 결합함으로써, 제조 비용에 있어서 상당한 비용 절감이 달성될 수 있다. 하지만, 웨이퍼 수준 상에서 이러한 결합을 달성하기 위한 다음의 방법들은 각각의 부품에도 적용될 수 있다.
본 발명의 제3 원리는, 투명 재료로 된 제1층을 인터포저 상의 활성 광학 장치 상에서 또는 다이 접합제에 의해 인터포저와 접촉하는 상호연결 기판 상에서 직접 공급되며, 제1층은 바람직하게는 높은 광학 투명도와 낮은 탄성 계수(예를 들어, 10MPa 아래이거나 1MPa 내지 10MPa 사이의)를 구비하며, 이어서 제1층의 상단에 제1 투명 층을 제공하는데, 제2 투명 층은 예를 들어 제1층보다 단단하다.
이러한 접촉된 활성 광학 부품의 패키지는 종래 기술의 활성 광학 장치에 비하여 여러 장점들을 가진다. 예를 들어, 2층의 구조체는 추가적인 공정 단계들을 고려하여 바람직한 특성들을 구비한 재료로부터 선택하는 것을 허용한다. 적외선 역류 납땜/마무리와 같은 장치 제조 공정의 후반부에 있는 제조 단계들의 경우에는 충분한 내열성이 필요하다. 게다가, 패키지의 표면은 쉽게 긁히지 않을 정도로 충분히 단단해야 한다. 이들 특성들을 혼합한 재료는 경화하는 도중에 강하게 수축되는 경향이 있으므로, 접촉 접합제를 이러한 방식으로 벗겨낸다. 2층의 구조체는 제1층을 위해 낮은 수축 효과를 지닌 상대적으로 연성의 제1 재료를 선택하는 것을 가능하게 한다. 제1층 재료의 예는 형성 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)이다. 제2층은 경화성 에폭시와 같이 대부분 임의적인 수축 특성을 갖는 단단한 재료로 제조될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 기계 또는 광학 구조체는 경화되기 전에 제2층에서 복제될 수 있다. 기계 구조체는, 제2층의 표면이 긁힘으로부터 추가로 보호되기 위하여 활성 광학 장치의 장소에 만입부일 수 있다.
제1층은 제2층에 비해 두꺼울 수 있다. 제1층 두께의 요구 사항은 부품 그 자체와 접합제와 같이 인터포저 표면으로부터 돌출하는 모든 구조체를 가린다는 점이다. 제1 (중간) 층의 또 다른 목적은 기판 및 제2 (경질) 층의 다른 열팽창률을 상쇄시키는 것일 수 있다. 열경화 단계 이후에 구부러지는 기판과 같은 효과는 적절한 재료 선택에 의하여 제거될 수 있다.
본 발명의 이러한 제2 원리에 따라 제조된 패키지는 멀티 부품 수준에서 바람직하게 제조되며, 다시 말해서 다수의 접합된 활성 광학 장치를 포함하는 넓은 영역 인터포저 기판이 구비될 수 있다. 이 모든 장치들을 포함하는 상호연결 기판은 전체로서 2 투명 층들을 구비할 수 있다. 이어서, 상호연결 기판이 별개의 개별 패키지들을 산출하기 위하여 분리될 수 있다.
본 발명의 제3 원리는 본 발명의 제2 원리와 결합할 수 있으며, 본 발명의 제1 원리와 결합하는 것도 가능하다.
이하에서, 본 발명의 실시예는 개략적인 도면과 관련하여 기재된다. 도면들은 다음을 도시하고 있다.
도 1은 광학 구조체를 구비한 광전자 웨이퍼의 웨이퍼 스케일 조합의 제1 실시예를 도시하고 있다.
도 2 및 도 3은 광전자 장치를 도시하고 있다.
도 4는 다수의 광전자 장치들을 포함하는 웨이퍼를 도시하고 있다.
도 5는 광구조화 복제의 방법을 도시하고 있다.
도 6 및 도 7은 유동 방지부에 의해 복제를 부분적으로 제한하는(또는 선택적으로) 방법을 도시하고 있다.
도 8은 부분적으로 제한된 복제 방법의 다른 예를 도시하고 있다.
도 9 및 도 10은 보호층의 사용을 포함하는 방법을 도시하고 있다.
도 11 내지 도 13은 두께를 조절하는 것을 도시하고 있다.
도 14는 교각형 구조체를 제조하는 것을 도시하고 있다.
도 15 및 도 16은 임의의 광학 구조체를 포함하지 않는 패키지의 실시예를 도시하고 있다.
도 17은 광학 구조체를 구비한 광전자 웨이퍼의 웨이퍼 스케일 조합의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.
도 18 및 도 19는 광학 구조체와 결합된 웨이퍼 스케일 패키지의 실시예를 도시하고 있다.
도 20은 광학 구조체를 구비한 광전자 웨이퍼의 웨이퍼 스케일 조합의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.
도면에 있어서, 대응 부재는 동일한 도면 부호를 갖는다.
도 1에 도시된 실시예는, 예를 들어 레이저, 광검출기(photo-detector), 발광 장치 등과 같은 다수의 광학 활성 부품(2)들을 구비한 광전자 웨이퍼(1)를 포함한다. 이 실시예는 복제된 구조체를 구비한 광학 웨이퍼(11)를 추가로 포함한다. 복제된 구조체는 굴절 구조체(13)뿐만 아니라 회절 광학 구조체(12)도 포함하며, 예를 들어 양쪽 표면에, 즉 광학 웨이퍼의 양쪽 표면 모두에 배치될 수 있다. 광학 웨이퍼는 자외선 경화 에폭시(UV curable epoxy)와 같은 엠보싱 가능한 재료의 층을 양 측면에 구비한 유리 디스크일 수 있으며, 구조체는 이곳에서 복제된다. 광학 웨이퍼는, (마이크로) 렌즈, 회절 광학 부재 또는 격자와 같은 광학 구조체에 더하여 말뚝(post), 기둥(pillar), 벽(wall)과 같은 거리 유지부(distance holder)(14)를 추가로 포함한다. 거리 유지부는 복제된 구조체이며 복제 공구에 의하여 엠보싱 가능한 재료로 복제되며, 광학 구조체(12) 역시 이 공구에 의하여 복제된다. 대안으로는, 거리 유지부가 별개의 복제 또는 인쇄 공정에 의하여 복제되고 있다.
이어서, 전술한 장치를 제조하는 공정은 다음과 같다:
가) 마이크로 광학 특징부 및 마이크로 기계 특징부를 갖는 복제 공구가 제공된다(이러한 복제 공구를 제조하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 이 방법들 중 하나가 유럽 특허 출원 제03 405 888.3호에 기재된 것이며, 도 2 내지 도 6에 도시되고 여기에 기재된 격자형 구조체와 마이크로 광학 구조체를 결합하는 공정이 참조에 의해 반영된다). 마이크로 기계 특징부들은 특징부가 광전자 웨이퍼나 상기 웨이퍼 상의 어느 자유 영역에 있는 기계 대응 구조체(mechanical counter-structure)에 적합하도록 형성된다.
나) 구조체들은 통상적으로 엠보싱 또는 몰딩 공정과 같은 적합한 공정에 의하여 광학 웨이퍼 상에서 복제된다. 이어서, 광학 웨이퍼의 기판이 광전자 웨이퍼(일반적으로, 기판은 그것이 갖는 크기로 선택된다)와 동일한 크기를 갖지 않는다면, 광전자 웨이퍼의 크기를 갖는 웨이퍼를 산출하는 절삭 단계가 수행될 수 있다.
다) 광학 웨이퍼는 광전자 웨이퍼 상에(예를 들어, 마스크 정렬기(mask aligner) 상에) 위치하여 정렬된다.
라) 웨이퍼들은 서로 접합된다. 바람직한 방법은 접착이며, 광학 (투명) 접착제가 광전자 웨이퍼에 도포되고, 광학 웨이퍼는 기둥/거리 유지부에 접촉하고 자외선 또는 증가한 온도에 의해 경화된다.
도 20은 광전자 웨이퍼와 광학 웨이퍼를 서로 접합하는 약간 다른 접근 방법 을 도시하고 있다. 먼저, 광학 구조체(도 20에 비도시)가 광학 웨이퍼(11) 상에서 복제된다. 이어서, 스페이서 부재(spacer element)(151)들이 도면의 상부 패널에 도시된 바와 같이 광학 웨이퍼나 광전자 웨이퍼에 첨부된다. 도면에서는, 스페이서 부재(151)들이 광학 웨이퍼에 첨부된다. 이것은 인쇄 공정(정렬된 방식으로)이나 스페이서 복제 공구를 사용하는 공정에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 스페이서는 제조될 장치의 모서리에 인접하는 방식으로 배치되어서 상기 장치들을 둘러쌀 수 있다. 도 20에 단면 형상에서 알 수 있는 바와 같이, 인쇄 공정 또는 유사한 공정을 한 이후에도 스페이서 부재들이 여전히 연하다. 다음 단계로서, 다른 웨이퍼[도시된 실시예에서는 광전자 웨이퍼(1)]가 정렬되는 방식으로 첨가된다. 이것은 도면의 중간에 위치한 패널로서 도시된다. 경화 공정 중에, 스페이서들 사이의 거리는, 예를 들어 웨이퍼 모서리에 배치된 적합한 이격 제어 수단에 의하여 제어된다. 이어서, 스페이서 부재들이 경화된다. 최종적으로, 제조될 장치들이 예를 들어 절단선(152)을 따른 절단에 의하여 분리된다. 그 결과물로서의 장치가 도 20의 아래의 패널에 도시된다.
이러한 실시예 및 다른 실시예에서 기재된 절단 공정은 종래의 1회 절삭 절단 공정(one-cut dicing process)일 수 있다. 선택적으로는, 절단 공정은 웨이퍼 조립체가 넓은 톱날을 사용하여 예비 절삭되는 제1 단계('예비 절단(pre-dicing)' 단계)를 포함하는 2단계 절차일 수 있다. 이러한 제1 단계에서, 복제 재료가 제거되는 반면에 기판이 약간 잘려진다. 제2 단계에서 기판이 완전히 잘려나간다. 이러한 2단계 절차는 최종 생산물의 경계에서 추가적인 단계를 필요로 한다.
스페이서 부재는, 예를 들어 자외선 경화 에폭시와 같이 어떠한 경화성 또는 경화 재료로 제조될 수 있다. 스페이서 부재는 투명할 필요가 없으므로 다양한 재료로부터 선택될 수 있다.
선택적인 접근 방법은 엠보싱된 (마이크로) 광학 구조체를 구비한 엠보싱 가능한 재료의 층을 광전자 웨이퍼 또는 광전자 웨이퍼 상의 투명 중간 층에 직접 제공하는 것이다. 이어서, 비접촉 영역을 부전도성 재료가 없도록 유지시키는 것이 신중하게 고려되어야만 한다.
도 2 및 도 3은 몇 개의 광학 활성 영역(2)뿐만 아니라 광학 활성 영역으로부터 이격된 접합 패드(23)를 포함하는 광전자 장치(21)(여기서는 센서 다이, 즉 하우징이 없는 반도체 장치)를 도시하고 있다. 이 실시예에서는 일련의 활성 영역을 구비한 광학 센서가 도시되었지만, 적어도 하나의 광학 활성 영역(부품)를 구비한 다른 유형의 장치도 포함된다. 이 경우에, 전기 접촉을 위한 이들 영역은 일련의 광학 활성 영역의 측면에 위치하며, 장치의 배치에 따라서 임의의 방식, 예를 들어 접합 영역이 각각의 광전자 부품에 인접한 방식으로 배치될 수도 있다. 수동 광학 부품의 실시예인 마이크로렌즈(24)는 광학 활성 영역의 상부에 위치함으로써 광학 활성 영역에 배정된다. 도시된 실시예에 있어서는, 마이크로 광학 구조체는 각각의 광학 활성 영역을 위해 별도로 제공되지만, 하나의 구조체가 여러 광학 영역의 광선을 흡수하는 것도 가능하다. 게다가, 도시된 실시예에 있어서는 엠보싱 가능한 재료의 층이 전체 장치와 접해 있다. 하지만, 원칙적으로 엠보싱 가능한 재료는 마이크로 광학 구조체들 사이에 개입될 수도 있다.
광전자 장치(21)는 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 광전자 장치를 포함하는 웨이퍼(1)로부터 제조된다.
도 2 내지 도 4에 따르면, (수동) 광학 부품 또는 시스템을 이들이 명확하게 한정되고 특히 장치 전기 접촉에 대한 요구(예를 들어 접합에 의하여)를 방해하지 않는 방식으로 제공할 필요가 있다는 것이 명확해진다.
도 5는 수동 광학 부품의 제한을 보장하는 공정의 제1 실시예를 도시하고 있다. 전기 접촉 영역은 "광 구조화(photo-structured)" 복제 공정에 의하여 복제 재료가 없는 상태로 유지된다. 이러한 공정에 따르면, 예를 들어 자외선 복사선의 복사에 의하여 경화될 수 있는 가변형 재료(31)가 광전자 웨이퍼(1) 상에 제공된다. 이어서, 요구되는 구조체(32)가 예를 들어 엠보싱에 의하여 재료 내에서 복제된다. 여기에 사용된 복제 공구(33)는 수동 광학 부품의 광학 구조체들이 광학 활성 영역을 위해 각각 형성되는 경우에 광전자 웨이퍼와 정렬되어야만 하는 수도 있다. 복제 공구(33)(그 후에 경화 복사를 위해 투명해지는)에 제공되는 마스크(34) 또는 광학 경로 중 어느 장소에서든지 제공되는 마스크(34)는 광학 부재에 의하여 가려지는 영역의 조명을 위해 제공된다. 경화되지 않은 재료는 경화 공정 이후에 씻겨지거나 침식된다.
대안이 도 6 및 도 7에 도시되어 있다. 복제의 국부적인 제한은 캐비티형 구조체 내에서 복제함으로써 달성된다. 변형가능한 경화성 복제 재료(31)는 광학 활성 영역에 도포된다. 광학 마이크로 구조체는 액체 재료 내에서 엠보싱된다. 복제 공구(33)는 (마이크로 광학) 구조체가 배치되는 고랑형 특징부를 포함한다. 따라 서, 복제 공구는 복제 단계 중에 복제 공구가 캐비티(41)를 형성하고 캐비티 벽 구조체(42)에 의하여 비워져서 유지될 필요가 있는 광전자 웨이퍼의 영역을 밀봉하는 방식으로 형성된다. 캐비티에 있는 복제 재료는 경화된다. 캐비티(41)의 형성은 기포(air bubble)의 형성 또는 분배된 액체의 양이 광학 부재에 필요한 체적과 정확하게 일치하지 않을 때에 일어날 수 있는 다른 효과들을 방지하는 특별 체적을 포함할 수 있다. 이들 부가적인 체적(레저버(reservoir))은 웨이퍼 평면에 위치하거나 웨이퍼 평면으로부터 수직 방향으로 이격될 수 있다. 체적은 도 7에 도시된 바와 같이 공정 단계형 사출 성형에서 비경화 재료를 캐비티로 압송하는 데 사용될 수도 있는 채널(43) 내에 위치하거나 채널과 연결될 수 있다.
도 8은 또 다른 가능성을 도시하고 있는데, 광학 부재는 복제 재료를 복제 공구(42)의 캐비티(43)에 도포함으로써 제조되고 이어서 경화된다. 경화된 부재는 정렬 접착 공정과 같은 정렬 접합 공정에 의하여 광전자 웨이퍼에 부착된다. 이러한 가능성은 도 8에 도시된 실시예와 결합될 수 있다. 대안적인 공정에 따르면, 광전자 웨이퍼와 복제 공구가 먼저 정렬될 수 있다. 이어서, 복제 재료가 복제 공구의 고랑형 특징부에 도포된다. 다음으로, 여전히 정렬된 복제 공구가 광전자 웨이퍼와 결합한다. 최종적으로, 복제 재료가 경화된다.
도 9 및 도 10은 국지적으로 제한된 복제의 또 다른 원리를 도시하고 있다. 제1 단계에서, 부전도성 재료(non-conductive material)의 제거를 요하는 영역이 보호층(51)으로 가려진다. 보호층은 부전도성 재료가 없어야 하는 모든 영역을 보호하는데, 예를 들어 이들 영역이 전기적 접촉을 해야하기 때문이다. 보호층은, 활 성 광학 부품을 포함한 일련의 고랑(52)을 형성하는 격자형 구조체를 구비할 수 있다. 대안으로서, 보호층이 보호될 영역을 덮는 다수의 분해된 면적을 포함하거나 접촉 영역의 보호를 보장하는 다른 형상을 포함한다. 하지만, 이는 보호층이 부전도성 재료가 없어야 하는 모든 영역을 가린다는 것을 의미하지는 않는다. 예를 들어, 보호층이 활성 광학 부품을 포함하는 고랑을 형성하는 격자형 형상을 갖는다면, 접촉 영역을 가릴 필요가 없다. 이 경우에는, 복제 재료가 각각의 고랑(아래를 참조)에 분배된다.
이어지는 복제 단계에 있어서, 보호층은 일종의 마스크와 같은 역할을 수행한다. 보호층은, 예를 들어 종래 기술에 공지된 방식으로 구조화된 유형의 레지스트(resist)일 수 있다.
보호층이, 예를 들어 전술한 유럽 특허 출원 제03 405 888호에 도시된 바와 같은 일련의 고랑(52)들을 형성한다면, 마이크로 광학 부재는 고랑 내에서 복제된다. 이어서, 복제 재료는 고랑 내에서 국지적으로 도포되는데, 이는 바람직하지만 반드시 필요한 것은 아니다. 소망한 구조체는 액체 또는 소성 변형 가능 복제 재료에서 복제 공구(33)에 의하여 엠보싱되는데, 이는 많은 부재들을 동시에 엠보싱하기 위함이다. 이를 위해, 복제 공구와 아래에 위치한 광전자 부품이 일반적으로 정렬될 필요가 있다. 그 후, 경화 단계가 이어진다. 이는 하나의 캐비티/고랑 또는 약간의 캐비티들/고랑들의 경우에 동시에 이루어질 수 있다. 이어서, 예를 들어 복제가 각각의 고랑 또는 약간의 고랑들을 위해 각각 달성되며, 복제 단계에 이어서 경화 단계가 바로 이어진다. 예를 들어 동일한 복제 공구를 사용하여 다른 캐비티/ 고랑을 위해 이러한 단계가 반복된다. 대체로 바람직한 선택적인 복제 및 경화는 전체 웨이퍼나 캐비티/고랑의 대부분을 위해 즉시 수행된다.
경화 이후에, 전기 접촉 영역 상의 보호층(51)은 보호층이 저항 재료로 제조된 경우에 통상적으로 용해되어 씻겨진다. 도 9의 하부 패널은 캐비티/고랑에 각각 도포된 경우에도 복제 재료가 희생층(sacrificial layer)의 모서리를 넘어서 어떻게 넘칠 수 있는가에 대해 도시하고 있다. 이는 광학 활성 영역/부품 위에 있는 마이크로 광학 기기의 높이(h)의 정확성에 영향을 줄 수 있다(도 3 참조). 어떠한 환경 하에서는, 이것은 희생층을 용해하는 문제점과 마이크로 광학 부재의 형상의 불명료한 한정으로 이르게 할 수 있다. 이는, 도 10에 도시된 바와 같이 경화 공정 이후이자 용해 단계 이전인 절단 공정에 의하여 피할 수 있다. 도 10의 상부 패널은 엠보싱 중에 희생층(51)의 모서리로부터 넘친 복제 재료(56)의 상황을 도시하고 있다. 하부 패널에서는, 절단 공구(61)가 상징적으로 도시되고 있다. 실제로, 절단은 웨이퍼 톱(wafer saw), 펀치 절삭기(punch cutter) 등과 같은 기계 공구, 또는 레이저 절삭 등에 의하여 수행될 수 있다. 희생층이 수행할 수 있는 부가적인 기능은 절단/절삭 공정 중에 웨이퍼 바닥 보호이다.
광학 기능을 위하여, 정확한 3차원 정렬은 여러 실시예에 있어서 중요하다. 측면의 정확성(즉, x 및 y방향에서의 정확성)이 복제 공정에서 정렬에 의하여 관리되는 반면에, 정확한 z위치를 보장하기 위한 다른 방법들이 있다. 광학 활성 영역 위에 있는 광학 기기의 높이(h)의 정확한 제어는 도 11, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같은 특별한 예방 조치를 필요로 한다. 도 11은 두께에 대한 특별 예방 조치 가 없는 실시예를 도시한다. 두께(h)가 결정적인 경우에는, 희생층 두께의 정확한 제어가 요구된다. 어떤 경우에 있어서는 10 내지 20㎛의 정밀도가 충분한 반면에, 까다로운 적용의 경우에는 2㎛ 또는 심지어 1㎛의 정밀도를 필요로 한다. 전형적인 높이(h)는 5㎛ 내지 100㎛ 사이지만, 어떤 경우에는 몇 mm가 요구될 수도 있다. 높이(h)에 대한 실제값과 사용된 재료에 따라서, 요구되는 정확도는 도 11의 접근 방법에 의해서는 실현되기 어려울 수 있다. 적절한 공정과 변수 또는 대안의 재료를 찾는 것은 매우 어려울 수 있다. 또한, 복제 공구와 희생층 사이에서 복제 재료가 넘치는 것은 추가적인 불확실성(uncertainty)을 유발할 수 있다(도 9의 하부 패널에 도시된 바와 같이).
이들 문제점들은 도 12 및 도 13에 도시된 접근 방법 또는 전술한 원리들의 임의 조합에 의하여 극복될 수 있다. 제1 단계로서, 희생층이 정확하고 반복가능한 두께를 산출하는 공정에 의하여 제작된다. 광학 시스템 설계에 의하여 요구되는 값으로부터의 편차는, 복제 공구(33) 내의 홈(71) 또는 캐비티를 형성함으로써 상쇄될 수 있다. 이와 관련해서 '홈(recess)'은 복제 공구 상의 구역이며, 여기서 복제될 구조체는 소정의 뚜렷한 거리로써 복제 공구(33)의 표면(73)에 대하여 편위된다. 이러한 방식으로, 희생층의 두께에 비하여 증가되는 높이(h)는 도 13에 도시된 바와 같이 받침 돌출부(abutment protrusion)(72)를 포함한 희생층(51)에 의하여 달성될 수 있다. 받침 돌출부들이 만일 고랑 주변에 위치된다면, 이들 받침 돌출부 역시 전술한 '쏟음(spilling)' 효과를 방지한다. 공구의 제조에 있어서의 기술은 마이크로 기계와 고정밀도 기계와 유사하며, 다시 말해서 홈 깊이의 매우 우수한 제어가 보장될 수 있다. 이것은 오직 공구에서만 수행되는 것을 필요로 하므로, 최종 정확도를 얻기 위해서는 보다 고가의 기술들을 사용할 수 있다. 이는, 복제 측면에서는 고정밀도를 산출하는 표준 공정이 사용되는 반면에, 공구 측면에서는 요구되는 "특이한(odd)" 값들에 도달하기 위한 고가이고 매우 정밀한 공정이 사용될 수 있다는 일반적인 원칙을 따른다.
희생층 사용의 주된 장점은, 희생층이 보다 복잡한 형상을 생성하고 복제 마이크로 광학 부재들을 형성하는 데 사용될 수도 있다는 점이다. 한가지 가능성은 얇은 희생층 부분을 활성 영역에 적용하는 것이다. 희생층을 경화시키고 침식 공정에 의하여 제거한 이후에, 교각형 구조체가 형성될 수 있다. 실시예가 도 14에 도시되어 있다. 희생층 부분(81)은, 예를 들어 레이저 구조체(즉, 예를 들어 수직공진 표면발광 레이저(VCSEL))인 활성 부품(2)의 상단에 위치한다. 이러한 희생층 부분을 제거한 이후에, 공극(air gap)을 포함하는 교각 구조체가 형성된다. 이러한 공극들은 소정의 활성 광학 장치에 의해 요구될 수 있다.
전술한 실시예들은 웨이퍼 또는 웨이퍼 상의 선택된 지점에 경화형 복제 재료를 도포하는 것을 포함한다. 이러한 경화형 복제 재료는 예를 들어 자외선 경화 에폭시이거나 열처리에 의해 경화되는 고분자이다. 하지만, 이러한 접근 방법에 대한 대안들이 있다. 제1 대안은 열가소성 재료, 즉 고온에서 소성 변형 가능 재료에서의 핫 엠보싱(hot embossing)이다. 제2 대안은 웨이퍼의 상단에 소성 변형 가능 재료를 적층하는 것이다. 구조체는 웨이퍼에 직접 적층될 수 있다. 층이 강화될 수 있는 경화 또는 냉각 단계가 이어진다. 적층하는 대신에, 소성 변형 가능 층이 웨 이퍼에 접착될 수 있다.
본 발명의 또 다른 원리는 도 15와 관련하여 기재되어 있다. 종래 기술에 따르면, 인터포저(interposer)에 접합된 활성 광학 다이의 투명 재료 내에서의 캡슐화는 실현가능성이 없으며, 특히 적외선 역류(IR reflow) 단계와 같은 이후의 가열 단계를 포함하는 적용의 경우에는 특히 실현가능성이 없다. 현재 공지된 투명 재료는 접합된 다이 위로 형성될 수 있으며 접합을 깨지 않고서 경화될 수 있기 때문이다.
도 15와 관련하여 기술된 본 발명의 태양은 반도체 부품/장치가 2층의 시스템에 의하여 둘러싸일 수 있다는 점을 기초로 한다. 최외측 보호층 아래 체적에 있는 재료는 환경 시험, 광전자 제작 공정(예를 들어 적외선 역류) 및 광학 투명도와 품질에 대한 적합성과 같은 소정의 필요 특성을 갖을 요구한다. 기본 원리는, 제1층이 일정 거리(예를 들어, 접합 와이어를 덮고 보호하기에 충분히 두껍거나 광학 기기를 정확한 z 위치에 배치하는)를 발생시키고 기계적 변수(이 경우에 있어서는 기계 응력을 줄이기 위하여 낮은 탄성 계수(E module) 갖는)를 보장하는 기늘을 갖는다는 점이다. '체적'층에 존재하기에 접합하다고 입증된 재료 종류는 낮은 탄성 계수와 높은 광학 투명도를 갖는 재료이다. 이는, 이러한 재료의 높은 체적들이 환경 조건에 노출되고 급격한 온도 변화를 겪기 때문이다. 얇거나 유연한 기판 상부에 있는 두꺼운 층의 만곡 현상을 피하기 위하여, 2가지 선택 사항을 갖는다.
(i) 기판과 최외측 보호층에 대하여 동일한 열팽창율(Coefficient of Thermal Expansion)(CTE)을 갖는 재료를 사용한다. 이것은 플라스틱(상부)과 반도 체(하부)에는 일반적으로 가능하지 않다.
(ii) 매우 낮은 탄성 계수(즉, 낮은 팽창)를 갖는 재료를 사용한다.
폴리디메틸실록산(PDMS: polydimethylsiloxane)은 이러한 재료를 위한 예이다. 폴리디메틸실록산은 또한 높은 광학 투명도, 환경 시험 조건에 대한 높은 저항성과 같은 추가적인 요구 사항(낮은 탄성 계수 다음의)도 만족한다.
하지만, 이것은 최외측 층이 경도(hardness) 또는 내긁힘성(scratch resistance)과 같은 추가적인 물리적 특성들을 갖는 경우에만 충족한다. 최상단층(topmost layer)은 투명도와 적외선 역류와 같은 공정 적합성 다음으로 복제와 같은 마이크로 구조화 기술의 적합성을 요구하며 높은 습도와 극심한 고온에 대한 보호를 제공하여야 한다.
도 15는 칩(101) 내부에서 접합제(103)에 의해 접촉되는 다이(102)의 캡슐화를 도시하고 있다. 다이(102)는 상호연결 기판 또는 인쇄된 회로 보드(비도시)와 접촉하기 위하여 일련의 솔더 범프(solder bump)(볼 그리드 배열, BGA: ball grid array)(108)를 배면부에서 포함하는 인터포저(104) 상에 배치된다. 투명 재료는 활성 광학 투명 보호 재료에 직접 배치되고 폴리디메틸실록산(PDMS) 층(109)과 폴리디메틸실록산(PDMS) 층의 상단에 있는 얇은 최외측 에폭시 층(110)의 2층을 포함한다.
도 16은 광전자 칩의 제작 중에 반제품의 실시예를 도시하고 있다. 반제품은, 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 투명 재료의 제1층에 의하여 전체적으로 둘러싸이고 접합에 의하여 접촉된 다수의 광전자 다이(102)들을 구비한 넓은 영역("반 도체 규모")의 인터포저(104)를 포함한다. 투명 재료로 된 제1층은 경화성 에폭시와 같은 투명 재료로 된 제2층(11)에 의하여 가려진다. 투명 재료로 된 제2층은 복제 기계 구조체, 즉 광전자 다이의 위치에서 만입부(indentation)(112)를 포함한다. 만입부는 현장에서 입사광 또는 출사광을 위해 제공된 칩 표면이 긁히는 것을 방지한다.
완성된 칩을 제조하기 위하여, 반제품이 도면에서 점선으로 나타난 바와 같이 다이들 사이에서 분해되어 별개의 칩 패키지로 남는다.
본 발명의 이러한 원리는 단위로 완성되는 광전자 다이와, 플립칩(flip-chip) 접촉 다이를 포함하여 광전자 기능성이 없는 다이도 포함하는 종래 기술에서 공지된 또 다른 구성에도 사용될 수 있다.
활성 장치를 바람직하게는 웨이퍼 수준 또는 다수의 다이들을 포함하는 넓은 영역 인터포저에서 투명 2층의 시스템으로 둘러싸는 이러한 원리는, 활성 광학 부품을 수동 광학 부품과 직접 결합하는 원리와 결합될 수 있다.
특히, 도 2 내지 도 14와 관련하여 기재된 접근 방법은, 광전자 웨이퍼 또는 광학 부품과 렌즈 사이의 거리가 50 내지 100㎛ 이상의 범위로 도달하였을 때 접근 방법의 한계에 도달할 수 있다. 전술한 공정들은 원칙적으로 여전히 실현 가능하지만, 복제 재료의 두꺼운 층은 경화시키는 데 오랜 시간이 소비될 수 있다(예를 들어 자외선 경화에 의하여). 경화 중에 일어나는 수축 효과(shrinkage effect)는 수직 방향으로 렌즈의 부적절한 배치를 유발할 수 있다. 웨이퍼 스케일에서는, 이들 효과들은 심지어 광전자 웨이퍼를 구부리거나 파괴시킬 수도 있다. 이러한 잠재적 인 문제점은, 광전자 웨이퍼와 광학 웨이퍼 사이의 모든 재료가 복제 재료를 필요로 하는 것은 아닌 점에 의하여 극복될 수 있다. 그 대신에, 오직 2층의 시스템의 상단층은 복제 공정에 접합한 특성들을 구비하여야 한다.
본 발명에 따른 실시예가 도 17에 도시되어 있다. 다수의 활성 광학 부품(2)을 포함하는 광전자 웨이퍼(1)는 활성 광학 부품들을 둘러싸는 폴리디메틸실록산(PDMS) 층(121)을 구비한다. 폴리디메틸실록산(PDMS) 층(121)의 상부에는, 예를 들어 자외선 경화 에폭시의 복제 재료로 된 층(122)이 배치된다. 복제층은 (수동) 광학 기능을 수행하는 복제 구조체(123)를 포함한다. 구조체는 광학 활성 부품에 배정되고 예를 들어 이들 부품에 따라 정렬된다.
"저탄성 계수 재료(low E-module material)"의 상단에는, 복제된 층을 상단에 구비한 다른 광학 웨이퍼가 있을 수도 있다. 예를 들어 유리는 폴리디메틸실록산(PDMS)에 대해 뛰어난 접착력을 갖는다. 보다 일반적으로는, 복제가 폴리디메틸실록산(PDMS) 층에 적용된 층에 제한되는 것이 아니라, 복제 구조체를 포함하는 제2층이 첨가되기 전에 실행될 수도 있다.
또 다른 대안으로서, 폴리디메틸실록산(PDMS) 층도 구조화될 수 있다. 예를 들어, 복제가 국지적으로 제한되는 캐비티를 만들 수 있다. 이러한 원리는 도 18에 도시되어 있다. 마이크로 광학 구조체가 제공될 얇은 최외측 층(110)이 있는 곳에서 폴리디메틸실록산(PDMS) 층(109)에 캐비티(131)들이 제공된다. 최외측 층은 캐비티가 채워지고 예를 들어 심지어 표면이 공급되는 방식으로 제공된다. 이는 캐비티 위치를 제외하고는 최외측 층이 정말 얇게 되는 것을 가능하게 한다. 이러한 방 식으로 각각의 장치들을 절단하여 연속하여 분리하는 단계가 용이하게 되는데, 이는 최외측 재료가 바람직하게는 매우 높은 경도를 가진 재료로 되어서 절단하기 쉽지 않기 때문이다.
광학 기능성을 갖는 광전자를 결합하고 "웨이퍼 스케일(wafer-scale)"로 둘러싸는 또 다른 대안이 도 19에 도시되어 있다. 이러한 실시예에 있어서, 얇은 최외측 층은 폴리디메틸실록산(PDMS) 층(109)을 웨이퍼 스케일에서 완전히 덮지 않고 광학 기능성과 보호과 요구되는 위치에 대응하는 지점에만 제한되며, 제품은 절단선을 따른 위치에서 최외측 층의 재료를 함유하지 않는다. 예를 들어, 자외선 경화 에폭시로 된 지점(141)은 마이크로 광학 구조체를 기계적으로 보호하기 위하여 모서리를 따라 스페이서 부분(142)을 구비할 수 있다. 지점(141)뿐만 아니라 스페이서 부분에 대한 층의 제한은 복제 공구에 제공된 특징부에 의하여 마이크로 광학 구조체를 복제하는 단계에 제공될 수 있다.
도 18 및 도 19에 각각 기재된 제1층 및 제2층의 특별한 구조적 특징들이 "웨이퍼 스케일" 인터포저와 관련하여 기재되어 있는 반면에, 이들은 도 17과 관련하여, 즉 광전자 웨이퍼와 관련하여 기재된 본 발명의 실시예에서 존재할 수도 있다.
적어도 하나의 광전자 장치를 포함하는 패키지를 제작하는 방법은, 제1 투명 재료로 된 층을 형성하고, 경화하고, 다르거나 동일한 재료로 그 이상의 층을 반복하여 형성하고 경화하는 단계를 잠재적으로 반복하는 것을 포함할 수 있다. 제1 투명 재료 층 내의 잠재적인 캐비티는 경화 도중에 구조화 공구를 적용함으로써 제공 될 수 있다. 이어서, 최외측 층의 재료가 제공되고, 잠재적인 광학 구조체가 최외측 층에서 복제된다. 이러한 복제 단계 중에, 최외측 층의 부가적인 구조화가 달성될 수 있으며, 예를 들어 최외측 층이 분리된 지점에 제한되고 및/또는 스페이서 부분을 제공한다. 이어서, 복제 공구가 제거되기 전에 최외측 층이 경화된다. 최종적으로, "웨이퍼 스케일" 공정의 경우에, 패키지는 각각의 광전자 장치로 분리될 수 있다.
이러한 형성 접근 방법은 기계적으로 민감한 접합 와이어가 손상되지 않는 장점을 갖는다. 대안으로서, 하나 또는 그 이상의 층들이 접착 또는 적층에 의하여 고정될 수 있다.
본 발명의 전술한 실시예들에 이어서, 여러 가지 다른 실시예들이 있다. 예를 들어, 도 15 내지 도 19와 관련하여 기재된 원리는 수동 광학 부재를 포함하는 광학 시스템의 실시예에서 사용될 수도 있다.

Claims (28)

  1. 집적 광학 시스템을 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 다음의 단계들,
    각각 광학 활성 표면을 구비한 활성 광학 부품들(2)을 구비하는 웨이퍼(1)를 공급하는 단계와,
    광학 활성 표면에 의하여 출사하는 전자기 복사선 및/또는 상기 광학 활성 표면에 입사하는 전자기 복사선에 영향을 주도록 작동될 수 있는 활성 광학 부품들에 배정된 광학 구조체(12, 13, 123)들을 제공하는 단계와, 그리고
    광학 구조체를 구비한 반도체 웨이퍼를 적어도 하나의 활성 광학 부품 및 적어도 하나의 광학 구조체를 포함하는 부분으로 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    투명 재료는 활성 광학 부품의 적어도 일부에 도포되며, 구조체는 상기 투명 재료의 표면에 정렬되는 방식으로 복제되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    구조체는, 투명 재료가 상기 활성 광학 부품에 도포된 이후에 복제되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 투명 재료는 적어도 2층의 투명 재료층을 포함하며, 상기 활성 광학 부품을 덮는 상기 2층의 투명 재료층 중 제1 투명 재료층(109)은 상기 적어도 2층의 투명 재료층 중 최외측 투명 재료층(110)보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1층은 상기 활성 광학 부품 상에 형성되며, 상기 최외측 층은 제1층 또는 잠재 중간층 상에 배치되고, 광학 구조체는 최외측 층으로 엠보싱되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2층(110)은 다수의 분리된 지점들을 포함하고, 웨이퍼(1)가 분리될 선은 제2층의 재료가 없는 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    최외측 층이 형성되는 제1층 또는 잠재 중간층은, 엠보싱된 광학 구조체가 최외측 층에 구비될 지점에서 캐비티를 구비하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시 스템 제조 방법.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    투명 재료의 적어도 일부는, 복사선의 조사에 의해 경화될 수 있으며, 활성 광학 부품에 적용된 이후에 예를 들어 마스크를 통한 조사에 의해 위치에 따라 선별적으로 조사됨으로써 위치에 따라 선별적으로 경화되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  9. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    구조체(32)는 복제 공구(33)에 의한 정렬된 복제에 의해 적용되고, 상기 복제 공구는 그 복제 공구가 평탄한 표면에 위치할 때 캐비티(41)를 형성하는 고랑형 특징부를 포함하며, 복제 공구 내의 구조체는 상기 고랑형 특징부에 있는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    액체 상태 또는 소성 변형 가능 상태의 투명 재료는 광학 구조체가 위치할 지점에 국부적으로 배치되고, 상기 고랑형 특징부는 복제 공정 중에 투명 재료가 제한 영역 외부로 유출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    복제 공구는 캐비티(41)와 연결된 채널(43)들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    액체 상태 또는 소성 변형 가능 상태의 투명 재료가, 복제 공구 상의 고랑형 특징부에 배치되고, 경화 전이나 후에 웨이퍼에 부착되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    웨이퍼는 웨이퍼의 표면을 부분적으로 덮는 보호층(51)을 구비하고, 표면의 덮힌 부분은 접촉 영역을 포함하며, 액체 상태 또는 소성 변형 가능 상태의 투명 재료는 보호층의 홈에 의해 형성된 고랑에 배치되거나 보호층을 포함하는 웨이퍼 상에 광범위하게 배치되며, 이후 광학 구조체가 투명 재료 내에서 복제되고 그 다음 투명 재료가 경화되고 그 이후에 보호층(51)이 제거되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    경화 단계 후에 그리고 보호층 제거 전에 절단 단계가 수행되며, 상기 절단 단계는 보호층과 접한 지점에서 투명 재료의 고랑을 절삭하는 단계를 포함하는 것 을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    복제 공구(33)는 홈(71)을 포함하며, 상기 홈에서 복제될 구조체가 복제 공구의 최외측 표면(73)에 대하여 편위되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    보호층(51)은 적어도 그의 경계 일부로부터 돌출되는 접합 돌출부(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    광학 구조체는 별개의 광학 웨이퍼(11)에서 복제되며, 웨이퍼는 소정의 거리만큼 웨이퍼의 표면으로부터 돌출되는 복제된 거리 유지부(14)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    광학 웨이퍼는 그의 양면에서 광학 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    광학 구조체는 별개의 광학 웨이퍼(11)에서 복제되며, 경화성 재료로 된 스페이서 부재(151)가 예를 들어 반도체 웨이퍼(1) 또는 광학 웨이퍼 상에 인쇄되어 공급되고, 반도체 웨이퍼 및 광학 웨이퍼는 반도체 웨이퍼와 광학 웨이퍼 사이에 스페이서 부재가 위치되어 양 웨이퍼들과 접하도록 정렬되어 위치되며, 스페이서 부재가 경화되는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  20. 광전자 부품과 광전자 부품에 배정된 수동 광학 부품을 포함하는 집적 광전자 장치로서, 상기 장치는 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 집적 광전자 장치.
  21. 다수의 광전자 장치들로 추가로 가공되기 위한 반제품으로서,
    상기 반제품은, 광학 활성 표면을 포함하는 다수의 동일한 활성 광학 부품을 구비한 반도체 웨이퍼를 포함하고, 광학 활성 표면으로부터 출사하는 전자기 복사선 및/또는 광학 활성 표면으로 입사하는 전자기 복사선에 영향을 주게끔 작동될 수 있으며 활성 광학 부품에 배정된 투명 재료에 구비되는 광학 구조체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반제품.
  22. 집적 광학 장치를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 다음의 단계들,
    접합제에 의해 인터포저와 접촉하는 활성 광학 부품을 인터포저에 제공하는 단계와,
    활성 광학 부품과 접합제를 둘러싸는 투명 재료로 된 제1층을 표면 상에 형성시키는 단계와,
    제1층의 재료와는 다른 투명 재료로 된 제2층을 제1층 상에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 장치 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    제2층이 제1층보다 두꺼우며, 그리고/또는 제1층은 경화된 최종 상태에서 제1층보다 단단한 것을 특징으로 하는 집적 광학 장치 제조 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    제1층이 10MPa보다 작은 탄성율을 갖는 것을 특징으로 하는 집적 광학 장치 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    제1층은 폴리디메틸실록산(PDMS) 층이고, 제2층은 경화성 수지 층인 것을 특징으로 하는 집적 광학 장치 제조 방법.
  26. 집적 광학 장치로서,
    상기 장치는,
    인터포저 상에 활성 광학 부품을 포함하며, 상기 활성 광학 부품은 접합제에 의해 인터포저와 접촉하고, 상기 활성 광학 부품과 접합제는, 투명 재료로 된 제1층과, 제1층의 재료와는 다른 투명 재료로 되어 있으며 제1층의 상단에 있는 제2층에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 집적 광학 장치.
  27. 집적 광학 시스템을 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 다음의 단계들,
    광학 활성 부품을 구비한 기판을 제공하는 단계와,
    광학 활성 부품을 적어도 부분적으로 덮는 투명 재료를 기판에 도포하는 단계와, 그리고
    투명 재료를 구비한 기판 웨이퍼를 상기 투명 재료에 의해 둘러싸인 광학 활성 부품을 포함하는 부분들로 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    투명 재료는 마이크로 광학 구조체를 구비하거나, 상기 투명 재료는 다른 투명 재료 혹은 다른 투명 재료들로 된 또 다른 층의 시스템을 구비하며, 상기 시스템의 최외측 층은 광학 구조체를 구비하는 것을 특징으로 하는 집적 광학 시스템 제조 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008094642A1 (en) * 2007-01-31 2008-08-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electronic and optical circuit integration through wafer bonding
US7754600B2 (en) 2007-03-01 2010-07-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods of forming nanostructures on metal-silicide crystallites, and resulting structures and devices
KR20140121398A (ko) * 2011-12-22 2014-10-15 헵타곤 마이크로 옵틱스 피티이. 리미티드 광전자 모듈, 특히 플래시 모듈, 및 그것을 제조하기 위한 방법

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6297548B1 (en) 1998-06-30 2001-10-02 Micron Technology, Inc. Stackable ceramic FBGA for high thermal applications
WO2007060592A2 (en) * 2005-11-22 2007-05-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting module and manufacturing method
JP2007258672A (ja) * 2006-02-22 2007-10-04 Sharp Corp 発光ダイオード及びその製造方法
JP4765663B2 (ja) * 2006-02-23 2011-09-07 パナソニック電工株式会社 赤外線通信用モジュールの製造方法
US7785915B2 (en) * 2006-10-30 2010-08-31 Aptina Imaging Corporation Wafer level method of locating focal plane of imager devices
US20090032925A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 England Luke G Packaging with a connection structure
CN101784378A (zh) 2007-08-31 2010-07-21 柯尼卡美能达精密光学株式会社 成型方法、光学元件制造方法及阵列状光学元件
EP2060493B1 (en) * 2007-11-13 2010-06-23 Oy M. Haloila Ab Film delivery device and use of same
TWI478808B (zh) 2007-12-19 2015-04-01 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 製造光學元件的方法
TWI481496B (zh) 2007-12-19 2015-04-21 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 製造光學元件的方法
SG142321A1 (en) 2008-04-24 2009-11-26 Micron Technology Inc Pre-encapsulated cavity interposer
GB2460822A (en) * 2008-06-03 2009-12-16 Cambridge Display Tech Ltd Organic electroluminescent device
US7920342B2 (en) * 2008-07-01 2011-04-05 Aptina Imaging Corporation Over-molded glass lenses and method of forming the same
US8542310B2 (en) 2008-07-04 2013-09-24 Konica Minolta Opto, Inc. Imaging lens, manufacturing method and imaging unit therefor
CN101364568B (zh) * 2008-07-10 2011-11-30 旭丽电子(广州)有限公司 镜头模块的制造方法及以该方法所制成的镜头模块
TWI419557B (zh) * 2008-07-11 2013-12-11 Lite On Electronics Guangzhou 鏡頭模組、其製作方法及形成多個鏡頭模組的晶圓結構
WO2010020062A1 (en) 2008-08-20 2010-02-25 Heptagon Oy Method of manufacturing a pluralty of optical devices
JP5715747B2 (ja) * 2008-09-30 2015-05-13 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 回路装置およびその製造方法
US20110187878A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-04 Primesense Ltd. Synchronization of projected illumination with rolling shutter of image sensor
WO2011156926A1 (en) 2010-06-14 2011-12-22 Heptagon Oy Method of manufacturing a plurality of optical devices
KR101966478B1 (ko) 2011-07-19 2019-04-05 헵타곤 마이크로 옵틱스 피티이. 리미티드 수동 광학 부품을 제조하기 위한 방법 및 그것을 포함하는 장치
WO2013010284A2 (en) 2011-07-19 2013-01-24 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic modules and methods of manufacturing the same and appliances and devices comprising the same
CN103858230B (zh) * 2011-08-10 2018-03-27 新加坡恒立私人有限公司 光电子模块和用于制造该光电子模块的方法
DE102011113483B4 (de) * 2011-09-13 2023-10-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen und optoelektronisches Bauelement
SG10201602612PA (en) * 2011-10-06 2016-05-30 Heptagon Micro Optics Pte Ltd Method for wafer-level manufacturing of objects and corresponding semi-finished products
JP5985661B2 (ja) 2012-02-15 2016-09-06 アップル インコーポレイテッド 走査深度エンジン
US9329080B2 (en) 2012-02-15 2016-05-03 Aplle Inc. Modular optics for scanning engine having beam combining optics with a prism intercepted by both beam axis and collection axis
TWI707483B (zh) 2012-07-17 2020-10-11 新加坡商新加坡恒立私人有限公司 發射可變強度分布的光線的光電模組
US9634051B2 (en) 2012-07-17 2017-04-25 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optical devices, in particular computational cameras, and methods for manufacturing the same
TW201417250A (zh) * 2012-07-17 2014-05-01 海特根微光學公司 光學模組，特別是光電模組，及其製造方法
TWM448798U (zh) * 2012-08-10 2013-03-11 Meicer Semiconductor Inc 光學元件封裝模組
DE102012109183A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische Vorrichtung
US8606057B1 (en) 2012-11-02 2013-12-10 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic modules including electrically conductive connections for integration with an electronic device
WO2015088442A1 (en) * 2013-12-10 2015-06-18 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Wafer-level optical modules and methods for manufacturing the same
WO2016068876A1 (en) 2014-10-28 2016-05-06 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Photonic interposer with wafer bonded microlenses
DE102014116134A1 (de) * 2014-11-05 2016-05-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
CN107210310B (zh) * 2015-01-06 2019-02-15 胡夫·许尔斯贝克和福斯特有限及两合公司 用以照射用于车辆的传感器设备的光学设备
EP3357134A1 (en) 2015-10-01 2018-08-08 Koninklijke Philips N.V. Light emitting device
DE102016103123A1 (de) * 2016-02-23 2017-08-24 Vishay Semiconductor Gmbh Optoelektronische Vorrichtung
US10886420B2 (en) 2016-04-08 2021-01-05 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Thin optoelectronic modules with apertures and their manufacture
DE102017100997A1 (de) * 2017-01-19 2018-07-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterlasers
KR20200103233A (ko) * 2019-02-22 2020-09-02 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 그의 제조방법
US12038591B2 (en) 2019-06-24 2024-07-16 Magic Leap, Inc. Polymer patterned disk stack manufacturing
US10777611B1 (en) * 2019-09-27 2020-09-15 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image sensor
US11747555B2 (en) 2021-10-04 2023-09-05 Eagle Technology, Llc Optical assembly having commonly-shaped optical modules and associated methods

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56103483A (en) * 1980-01-21 1981-08-18 Fuji Photo Film Co Ltd Manufacture of semiconductor device for photoelectric conversion
JPH07111343A (ja) * 1993-10-13 1995-04-25 Matsushita Electron Corp 光電装置
US20020053742A1 (en) * 1995-09-01 2002-05-09 Fumio Hata IC package and its assembly method
US6235141B1 (en) * 1996-09-27 2001-05-22 Digital Optics Corporation Method of mass producing and packaging integrated optical subsystems
JPH11340480A (ja) 1998-05-21 1999-12-10 Tokai Rika Co Ltd プラスティックパッケージ
US6436265B1 (en) 1999-03-29 2002-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Microstructure array, and apparatus and method for forming the microstructure array, and a mold for fabricating a microstructure array
JP2000275405A (ja) * 1999-03-29 2000-10-06 Canon Inc マイクロ構造体アレイの作製方法、マイクロレンズアレイ用金型の作製方法、及びこれを用いたマイクロレンズアレイの作製方法
TW588414B (en) * 2000-06-08 2004-05-21 Toshiba Corp Alignment method, overlap inspecting method and mask
US20040012698A1 (en) * 2001-03-05 2004-01-22 Yasuo Suda Image pickup model and image pickup device
JP2002353763A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Mitsubishi Electric Corp 圧電素子デバイスの製造方法
JP4167443B2 (ja) 2002-01-30 2008-10-15 日本放送協会 固体撮像素子
JP2004063751A (ja) 2002-07-29 2004-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子およびその製造方法
GB0213722D0 (en) * 2002-06-14 2002-07-24 Suisse Electronique Microtech Micro electrical mechanical systems
US7414661B2 (en) * 2002-08-13 2008-08-19 Micron Technology, Inc. CMOS image sensor using gradient index chip scale lenses
JP4241457B2 (ja) * 2003-06-26 2009-03-18 富士ゼロックス株式会社 レンズ付き発光素子の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008094642A1 (en) * 2007-01-31 2008-08-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electronic and optical circuit integration through wafer bonding
KR101386056B1 (ko) * 2007-01-31 2014-04-16 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 웨이퍼 본딩에 의한 전자 회로와 광학 회로의 통합
US7754600B2 (en) 2007-03-01 2010-07-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods of forming nanostructures on metal-silicide crystallites, and resulting structures and devices
KR20140121398A (ko) * 2011-12-22 2014-10-15 헵타곤 마이크로 옵틱스 피티이. 리미티드 광전자 모듈, 특히 플래시 모듈, 및 그것을 제조하기 위한 방법

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