一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺的制作方法

1.本发明属于晶圆级镜头加工制造技术领域，具体涉及一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺。


背景技术：

2.晶圆级镜头通过纳米压印工艺和键合工艺制造完成，其最简单的晶圆级镜头通常存在两个面型两片玻璃，大部分是凹透镜和凸透镜结合，或者更多面型的键合堆叠而成。其常规工艺生产出来的单片，烘烤后由于胶水和玻璃的收缩率差异，胶水收缩率一般大于3％，玻璃的收缩率一般小于0.5％，就会导致玻璃朝胶水面进行弯曲，透镜在上形成凹面现象，其翘曲大于2mm。因此就会对下步工艺键合造成影响，主要是由于单片晶圆烘烤后的翘曲导致设备上下真空吸盘无法吸附产品，且翘曲后单片对位标记间距变小，会导致两片产品对位发生偏移，无法稳定管控产品对位结果。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，以解决整板产品烘烤后翘曲厚度大，影响键合工艺的技术问题。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
5.本发明提供一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，包括：
6.第一步：在第一金金属模头上添加第一模头胶水，用第一模头基底压印第一金属模头并常温固化，脱模后在第一模头基底的底部形成凸透镜压模；第一模头基底的顶部设有第一光刻掩膜，在带有黑色光刻胶图形的第一玻璃晶圆上添加第一压印胶水，利用第一模头基底的凸透镜压模压印并进行紫外固化，脱模后清洗烘干，在第一玻璃晶圆上获得若干凸透镜阵列；在第二金属模头上添加第二模头胶水，用第二模头基底压印第二金属模头并常温固化，脱模后在第二模头基底的底部形成凹透镜压模；第二模头基底的顶部设有第二光刻掩膜，在带有黑色光刻胶图形的第二玻璃晶圆上添加第二压印胶水，利用第二模头基底的凹透镜压模压印并进行紫外固化，脱模后清洗烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列；
7.第二步：将对应的凸透镜和凹透镜进行键合，得到透镜；
8.第三步：将透镜进行切割，得到若干单颗晶圆级透镜。
9.进一步地，所述第一光刻掩膜的图案包括漏光区域和遮光区域两部分，漏光区域对应凸透镜阵列中单颗凸透镜的面积，漏光区域间遮光区域的宽度为200微米。
10.进一步地，所述第二光刻掩膜的图案包括漏光区域和遮光区域两部分，漏光区域对应凹透镜阵列中单颗凹透镜的面积，漏光区域间遮光区域的宽度为200微米。
11.进一步地，第一步中，凸透镜压模中包括用于成型凸透镜的的凹形阵列；凹透镜压模中包括用于成型凹透镜的凸形阵列。
12.进一步地，凸透镜阵列中的凸透镜形成于第一玻璃晶圆上黑色光刻胶图形之间。
13.进一步地，凹透镜阵列中的凹透镜形成于第二玻璃晶圆上黑色光刻胶图形之间。
14.进一步地，第一步中，进行紫外固化时第一光刻掩膜的遮光区域遮住凸透镜之间的第一压印胶水，在凸透镜紫外固化后进行清洗，洗掉凸透镜之间未被紫外固化的第一压印胶水，然后进行烘干，在第一玻璃晶圆上获得若干凸透镜阵列。
15.进一步地，第一步中，进行紫外固化时第二光刻掩膜的遮光区域遮住凹透镜之间的第二压印胶水，在凹透镜紫外固化后进行清洗，洗掉凹透镜之间未被紫外固化的第二压印胶水，然后进行烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列。
16.进一步地，第一步中，利用第一模头基底的凸透镜压模压印并进行紫外固化后，用醚类药剂浸泡第一玻璃晶圆上的透镜10-20分钟，浸泡后使用ipa喷淋清洗2-3次，再加氮气甩干，去除未固化的第一压印胶水，然后烘干，在第一玻璃晶圆上获得若干凸透镜阵列；
17.第一步中，利用第二模头基底的凹透镜压模压印并进行紫外固化后，用醚类药剂浸泡第二玻璃晶圆上的透镜10-20分钟，浸泡后使用ipa喷淋清洗2-3次，再加氮气甩干，去除未固化的第二压印胶水，然后烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列。
18.进一步地，第二步中，对凹透镜阵列进行点胶，将对应的凸透镜和凹透镜对齐进行键合，得到透镜；
19.第三步中，沿相邻凸透镜之间的缝隙进行切割，得到若干单颗晶圆级透镜。
20.本发明至少具有以下有益效果：
21.1、本发明提供一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，包括：第一步：在第一金属模头上添加第一模头胶水，用第一模头基底压印第一金属模头并常温固化，脱模后在第一模头基底的底部形成凸透镜压模；第一模头基底的顶部设有第一光刻掩膜，在带有黑色光刻胶图形的第一玻璃晶圆上添加第一压印胶水，利用第一模头基底的凸透镜压模压印并进行紫外固化，脱模后清洗烘干，在第一玻璃晶圆上获得若干凸透镜阵列；在第二金属模头上添加第二模头胶水，用第二模头基底压印第二金属模头并常温固化，脱模后在第二模头基底的底部形成凹透镜压模；第二模头基底的顶部设有第二光刻掩膜，在带有黑色光刻胶图形的第二玻璃晶圆上添加第二压印胶水，利用第二模头基底的凹透镜压模压印并进行紫外固化，脱模后清洗烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列；第二步：将对应的凸透镜和凹透镜进行键合，得到透镜；第三步：将透镜进行切割，得到若干单颗晶圆级透镜。本发明利用掩膜板进行紫外固化，然后进行清洗去掉没有固化的光刻胶，使得原先整板的透镜相互断开，形成没有相互连接的透镜阵列，然后进行烘烤，单个透镜体积小，烘烤后保证了单片翘曲小于1mm，从而达到不影响键合工艺的效果；
22.2、本发明提供一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，第一步中，进行紫外固化时第一光刻掩膜的遮光区域遮住凸透镜之间的第一压印胶水，在凸透镜紫外固化后进行清洗，洗掉凸透镜之间未被紫外固化的第一压印胶水，然后进行烘干，在第一玻璃晶圆上获得若干凸透镜阵列。通过利用紫外光线固化，可方便清洗去掉未完全固化的胶水，使应力变小；
23.3、本发明提供一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，第一步中，利用第一模头基底的凸透镜压模压印并进行紫外固化后，用醚类药剂浸泡第一玻璃晶圆上的透镜10-20分钟，浸泡后使用ipa喷淋清洗2-3次，再加氮气甩干，去除未固化的第一压印胶水，然后烘干，在第一玻璃晶圆上获得若干凸透镜阵列；第一步中，利用第二模头基底的凹透镜压模压印并进行紫外固化后，用醚类药剂浸泡第二玻璃晶圆上的透镜10-20分钟，浸泡后使用ipa喷淋
清洗2-3次，再加氮气甩干，去除未固化的第二压印胶水，然后烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列。利用ipa喷淋和氮气甩干，保证残液清洗干净。
附图说明
24.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
25.图1为本发明一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺提供的模头基底阵列示意图；
26.图2为本发明一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺提供的工艺流程图。
27.其中：1、第一模头胶水；2、第一模头基底；3、第一压印胶水；4、第一光刻掩膜；5、第一玻璃晶圆；6、第一金属模头。
具体实施方式
28.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
30.请参阅图1所示，本发明提供一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，包括：
31.第一步：在第一金属模头6上添加第一模头胶水1，用第一模头基底2压印第一金属模头6并常温固化，脱模后在第一模头基底2的底部形成凸透镜压模；第一模头基底2的顶部设有第一光刻掩膜4，在带有黑色光刻胶图形的第一玻璃晶圆5上添加第一压印胶水3，利用第一模头基底2的凸透镜压模压印并进行紫外固化，脱模后清洗烘干，在第一玻璃晶圆5上获得若干凸透镜阵列；在第二金属模头上添加第二模头胶水，用第二模头基底压印第二金属模头并常温固化，脱模后在第二模头基底的底部形成凹透镜压模；第二模头基底的顶部设有第二光刻掩膜，在带有黑色光刻胶图形的第二玻璃晶圆上添加第二压印胶水，利用第二模头基底的凹透镜压模压印并进行紫外固化，脱模后清洗烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列；
32.第二步：将对应的凸透镜和凹透镜进行键合，得到透镜；
33.第三步：将透镜进行切割，得到若干单颗晶圆级透镜。
34.第一光刻掩膜4的图案包括漏光区域和遮光区域；漏光区域和遮光区域呈长方形，漏光区域间遮光区域的宽度为200微米，漏光区域包括两组上下排列的长方形结构，长方形结构排布间距为200微米，每个长方形包括大小相等的三个正方形，正方形间距为200微米，掩模光刻的光刻图案阵列间距与玻璃基底阵列排布间距一致；所述遮光区域为透镜之间的切割区域。此设计的主要目的是压印后，保证单颗透镜大小范围内胶水可以被紫外光线固化，未被紫外光线照射到区域，胶水未完全固化。这样就方便下一步的操作。
35.请参阅图2所示，单颗透镜制作工艺需经过第一模头胶水1在第一金属模头6进行点胶，用第一模头基底2在第一金属模头6进行压印和常温固化，在第一玻璃晶圆5放置压印胶水3，利用经过第一光刻掩膜4的第一模头基底2进行压印，压印的同时进行紫外光线固
化，固化后得到有第一模头胶水1的第一模头基底2，在第一玻璃晶圆5上添加都有压印胶水3，用有第一模头胶水1的第一模头基底2的对第一玻璃晶圆5进行压印，第一玻璃晶圆5上形成凸面，对凸面进行清洗脱模，再在第一玻璃晶圆5的凸面进行烘烤，得到凸透镜；经过第二模头胶水在第二金属模头进行点胶，用第二模头基底在第二金属模头进行压印和常温固化，在第二玻璃晶圆放置第二压印胶水，利用经过第二光刻掩膜的第二模头基底进行压印，压印的同时进行紫外光线固化，固化后得到有第二模头胶水的第二模头基底，在第二玻璃晶圆上添加第二压印胶水，用有第二模头胶水的第二模头基底的对第二玻璃晶圆进行压印，第二玻璃晶圆上形成凹面，对凹面进行清洗脱模，再在第二玻璃晶圆的凹面进行烘烤，得到凹透镜。第二玻璃晶圆的凹面进行凹透镜点胶，凸透镜和凹透镜进行键合，键合后经过裁剪切割，形成若干单颗透镜。在压印完成的单片进行清洗，去掉未完全固化的胶水，再去烘烤，这样胶就是整片在玻璃基底上，而是单颗透镜单颗透镜阵列排布，单颗透镜之间没有连接，这样胶水的之间收缩导致的应力就会变小，进而影响玻璃的翘曲不会太大，可以进行后续键合作业。将完成紫外固化的压印单片放入醚类的药剂，如：二丙二醇甲醚，浸泡10-20分钟，浸泡后使用ipa多次喷淋清洗2-3次，然后加氮气进行甩干，保证残液清洗干净。可以将透镜之间的未完全固化的胶水清洗干净，烘烤后单颗透镜之间没有胶水连接应力会比较小。
36.利用以上步骤做出来的单片，可以做出堆叠式晶圆级镜头，保证单片产品翘曲小于1mm，进而达到不影响键合工艺的目的，减少对位发生的偏差，有利于稳定产品对位结果。
37.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
38.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，包括：第一步：在第一金属模头(6)上添加第一模头胶水(1)，用第一模头基底(2)压印第一金属模头(6)并常温固化，脱模后在第一模头基底(2)的底部形成凸透镜压模；第一模头基底(2)的顶部设有第一光刻掩膜(4)，在带有黑色光刻胶图形的第一玻璃晶圆(5)上添加第一压印胶水(3)，利用第一模头基底(2)的凸透镜压模压印并进行紫外固化，脱模后清洗烘干，在第一玻璃晶圆(5)上获得若干凸透镜阵列；在第二金属模头上添加第二模头胶水，用第二模头基底压印第二金属模头并常温固化，脱模后在第二模头基底的底部形成凹透镜压模；第二模头基底的顶部设有第二光刻掩膜，在带有黑色光刻胶图形的第二玻璃晶圆上添加第二压印胶水，利用第二模头基底的凹透镜压模压印并进行紫外固化，脱模后清洗烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列；第二步：将对应的凸透镜和凹透镜进行键合，得到透镜；第三步：将透镜进行切割，得到若干单颗晶圆级透镜。2.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，所述第一光刻掩膜(4)的图案包括漏光区域和遮光区域两部分，漏光区域对应凸透镜阵列中单颗凸透镜的面积，漏光区域间遮光区域的宽度为200微米。3.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，所述第二光刻掩膜的图案包括漏光区域和遮光区域两部分，漏光区域对应凹透镜阵列中单颗凹透镜的面积，漏光区域间遮光区域的宽度为200微米。4.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，第一步中，凸透镜压模中包括用于成型凸透镜的的凹形阵列；凹透镜压模中包括用于成型凹透镜的凸形阵列。5.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，凸透镜阵列中的凸透镜形成于第一玻璃晶圆上黑色光刻胶图形之间。6.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，凹透镜阵列中的凹透镜形成于第二玻璃晶圆上黑色光刻胶图形之间。7.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，第一步中，进行紫外固化时第一光刻掩膜(4)的遮光区域遮住凸透镜之间的第一压印胶水(3)，在凸透镜紫外固化后进行清洗，洗掉凸透镜之间未被紫外固化的第一压印胶水(3)，然后进行烘干，在第一玻璃晶圆(5)上获得若干凸透镜阵列。8.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，第一步中，进行紫外固化时第二光刻掩膜的遮光区域遮住凹透镜之间的第二压印胶水，在凹透镜紫外固化后进行清洗，洗掉凹透镜之间未被紫外固化的第二压印胶水，然后进行烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列。9.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，第一步中，利用第一模头基底(2)的凸透镜压模压印并进行紫外固化后，用醚类药剂浸泡第一玻璃晶圆(5)上的透镜10-20分钟，浸泡后使用ipa喷淋清洗2-3次，再加氮气甩干，去除未固化的第一压印胶水(3)，然后烘干，在第一玻璃晶圆(5)上获得若干凸透镜阵列；第一步中，利用第二模头基底的凹透镜压模压印并进行紫外固化后，用醚类药剂浸泡第二玻璃晶圆上的透镜10-20分钟，浸泡后使用ipa喷淋清洗2-3次，再加氮气甩干，去除未
固化的第二压印胶水，然后烘干，在第二玻璃晶圆上获得若干凹透镜阵列。10.根据权利要求1所述的一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，其特征在于，第二步中，对凹透镜阵列进行点胶，将对应的凸透镜和凹透镜对齐进行键合，得到透镜；第三步中，沿相邻凸透镜之间的缝隙进行切割，得到若干单颗晶圆级透镜。

技术总结
本发明属于晶圆级镜头加工制造技术领域，具体涉及一种晶圆级镜头纳米压印制作工艺，包括：第一步：在第一玻璃晶圆上制备若干凸透镜阵列；在第二玻璃晶圆上制备若干凹透镜阵列；第二步：将对应的凸透镜和凹透镜进行键合，得到透镜；第三步：将透镜进行切割，得到若干单颗晶圆级透镜。本发明经过掩模光刻、紫外固化后去胶，然后烘烤，保证了单片翘曲小于1mm，从而达到不影响最终键合工艺的效果；通过利用紫外光线固化，可方便清洗去掉未完全固化的胶水，使应力变小，有效保证了单颗透镜的翘曲度。有效保证了单颗透镜的翘曲度。有效保证了单颗透镜的翘曲度。


技术研发人员：刘守航 侯洋昆 王海冲
受保护的技术使用者：华天慧创科技(西安)有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/24