(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電子構成要素、特に画像信号を取得しまたは画像信号を出力する構成要素を製造する方法であって、光構成要素がそれぞれ、
提供され、
持ち上げられ、かつ
機能ウェーハ上に取り付けられ、
前記光構成要素がそれぞれ、前記機能ウェーハまたは前記機能ウェーハへ接続されるべき機能ウェーハの割り当てられた光電子または光構成要素の位置に対して個別にまたは群単位で位置決めされ、
ガラス・カバーが、多数の光電子回路を有する機能ウェーハ上に取り付けられて前記光電子回路を覆い、ガラスウェーハが犠牲ウェーハに接続され、前記ガラスウェーハが、前記犠牲ウェーハを介して相互に接続された個々のガラス・カバーに分割され、前記犠牲ウェーハと前記ガラス・カバーとの複合物が、前記ガラス・カバー側を露出して前記機能ウェーハ上に固定され、前記犠牲ウェーハと前記ガラス・カバーとの間の接続が取り外されかつ前記犠牲ウェーハが除去されて、その結果、前記機能ウェーハと、前記光電子回路上に固定されかつ横方向に互いから隔置されたガラス・カバーとを有する中間製品が得られ、
前記光電子構成要素が相互に接続され、また前記ガラス・カバーが取り付けられた前記機能ウェーハ上に前記光構成要素を位置決めして取り付けるための位置合わせの目的で、前記光電子構成要素の電気信号が、前記相互接続により制御パラメータとして検出される、
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法を含む光電子構成要素を実装する方法であって、センサおよび発光体領域を有する光電子回路が前記複合物内に実装されており、ガラスウェーハが製造され、ならびに、前記光電子回路を有する機能ウェーハのうちの前記機能ウェーハの機能側に取り付けられかつ固定され、前記ガラスウェーハが、５０〜５００マイクロメートルの厚さ、および±１０マイクロメートル未満という平均厚さの許容誤差で製造される、方法。
【請求項３】
スペクトル的にフィルタリングするガラスとスペクトル的に活性の被覆とを有するガラス・ウェーハまたはガラス・カバーが使用される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
光または光電子構成要素が機能ウェーハ上に取り付けられ、前記光構成要素がそれぞれ、前記機能ウェーハまたは前記機能ウェーハへ接続されるべきガラスウェーハの割り当てられた光電子または光構成要素の位置に対して個別にまたは群単位で位置決めされることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法を用いて製造される中間製品。
【請求項５】
光電子回路を有する機能ウェーハと、前記光電子回路上に固定され、横方向に互いから隔置されたガラス・カバーとを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法を用いて製造される中間製品。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法を用いて製造される、複数の光または光電子デバイスを有する中間製品であって、個々の光または光電子構成要素が機能ウェーハ上に取り付けられ、前記光または光電子構成要素が、前記機能ウェーハの割り当てられた光電子または光構成要素の位置に対して個別に位置合わせされる、中間製品。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の中間製品から製造される光電子モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の光電子モジュールを有するデジタル画像記録装置。
【請求項９】
光電子回路を有する個々のチップまたは個々のチップからなる群が、持ち上げられ、かつ光構成要素を有するガラスウェーハ上に取り付けられ、前記チップがそれぞれ、前記ガラスウェーハの割り当てられた光構成要素の位置に対して個別にまたは群単位で位置合わせされ、前記位置合わせが、前記位置合わせの過程で測定される少なくとも１つの制御パラメータを用いて実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記機能ウェーハがセンサおよび発光体領域を備え、また前記光電子回路の前記センサおよび発光体領域に対する光構成要素が前記機能ウェーハ上に固定されており、少なくとも１つの光構成要素がそれぞれ、前記光電子回路に対して持ち上げられ、前記それぞれのセンサおよび発光体領域の位置で個別に取り付けられかつ位置合わせされ、前記位置合わせが、前記位置合わせの過程で測定される少なくとも１つの制御パラメータを用いて実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
側面に沿った厚さの変動が最大でも±１０マイクロメートルである、ガラスウェーハが製造される、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
平均厚さの許容誤差が±１０マイクロメートル未満の前記ガラスウェーハを製造するために、１つまたは複数のガラス板から、多数のガラスウェーハが製造され、前記ガラスウェーハ上で厚さ測定が実施され、ならびに前記厚さ測定値を使用して、少なくとも２つの群に分類を実施し、その結果、少なくとも１つの分類したウェーハ群のウェーハの層厚さの許容誤差が、±１０マイクロメートル未満になるようにする、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
平均厚さの許容誤差が±１０マイクロメートル未満の前記ガラスウェーハを製造するために、前記ウェーハが研磨され、それによって前記ウェーハの厚さが低減され、前記研磨中、および／または複数の研磨するステップ間の休止中に、厚さ制御が実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガラスウェーハ上で厚さ測定が実施され、その後被覆を堆積させ、前記ガラスウェーハとその堆積させた被覆との合計の厚さが、±１０マイクロメートル未満という平均厚さの許容誤差で想定した厚さに達するように、前記被覆の層厚さが選択される、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には光電子構成要素およびそれらの製造に関する。詳細には、本発明は、本明細書では、光電子チップや、光電子チップを有する機能ウェーハなど、光電子機能基板に光構成要素を接合させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電子構成要素の場合でも、いっそうの小型化が観察されるはずである。したがって、携帯電話に備えるための、さらに小さなカメラ・モジュールが開発されている。カメラ・チップの小型化が進むと、関連する光学系もまた、小型化する。したがって、チップの能動センサ表面の大きさは、１または数平方ミリメートル程度であることが多い。関連する対物レンズの十分な集光力を確保するために、チップ表面からの光学素子の距離もまた、それに応じて短くなる。したがって、記録品質を維持しようとする場合、センサ表面に対する光学素子の位置合わせの許容誤差もさらに小さくしなければならないという一般的な問題がある。したがって、チップから固定の距離に配置された、小型化された光学系または光学素子の焦点距離が非常に短い場合、距離のわずかなずれでも、実現可能な像の鮮明度に大きな損失を招く。同じことが、センサ表面に対する光学系の横方向の位置決めにも当てはまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願第１０２００６００１７９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、質的に改善された光電子構成要素を提供することである。非常に驚くほど簡単な方法で、この目的はすでに、独立請求項の主題によって実現されている。有利な改善形態および展開形態は、従属請求項に指定する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のため、本発明は、光電子構成要素、特に画像信号を取得しまたは画像信号を出力する構成要素を製造する方法であって、光構成要素がそれぞれ、提供され、持ち上げられ、かつウェーハ上に取り付けられ、好ましくはこれらの光構成要素がそれぞれ、このウェーハまたはこのウェーハへ接続されるべきウェーハの割り当てられた光電子または光構成要素の位置に対して個別にまたは群単位で位置決めされる、方法を提供する。
【０００６】
したがって、ウェーハはここでは、個々の構成要素の光電子回路が上部に製造された機能ウェーハである。特に、ここでは、光電子回路が上部に製造されたシリコン・ウェーハが考慮される。
【０００７】
第１の展開形態によれば、光構成要素は、平面平行基板である。この平面平行基板は、光学窓としてセンサ領域を覆う働きをし、特にまた、さらなる光構成要素に対して精密に間隔を保持する要素として、規定された厚さで使用することもできる。光構成要素はまた、スペクトル的にフィルタリングする特性を有することができる。ここでは特に、ＵＶ遮断および／またはＩＲ遮断作用が考えられる。たとえばこの場合、前述の平面平行基板をフィルタ・ガラスとすることができ、それを用いて、赤外線および／または紫外線成分が除去される。
【０００８】
本発明の一展開形態では、特に、光構成要素は、ビームを整形しかつスペクトル的にフィルタリングする作用を有する。特に、ビームを整形する光学素子として、屈折、回折、または屈折／回折作用をするレンズ、非球面レンズ、または光構成要素の自由な形状の基本的な本体が考慮される。スペクトル的にフィルタリングする作用を実現するために、光構成要素は、フィルタ・ガラスを含むことができ、または適切に被覆することができる。干渉被覆が特に適しているそのようなフィルタ被覆に加えて、別法としてまたはさらに、反射防止被覆および／または引っ掻き防止被覆を提供することも可能である。さらに、容易に洗浄可能な疎水性被覆を塗布することもできる。例として、たとえばフッ素アルキルシラン含有ゾル・ゲル層などのフッ素層を、疎水性作用のために塗布することができる。疎水性被覆は、容易に洗浄できて後の使用に有利になるだけでなく、早ければ製造中に洗浄を実施することもより容易になる。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態によれば、光電子回路を有する個々のチップまたは個々のチップからなる群が、持ち上げられ、かつ光構成要素、たとえばまた集積光構成要素を有する透明ウェーハ上に取り付けられ、チップはそれぞれ、ウェーハの割り当てられた光構成要素の位置に対して個別にまたは群単位で位置合わせされ、この位置合わせは、位置合わせの過程で測定される少なくとも１つの制御パラメータを用いて実施される。制御パラメータはこの場合、整合マーク、光軸に対する干渉計信号、カメラ記録、およびカメラ評価とすることができる。一般に、リソグラフィで使用される位置合わせ技法を適用することもできる。
【００１０】
本発明の別の実施形態によれば、センサおよび／または発光体領域を備える多数の光電子回路を有する機能ウェーハが設けられ、またこれらの光電子回路のセンサおよび／または発光体領域のための光構成要素がウェーハ上に固定されており、少なくとも１つの光構成要素がそれぞれ、光電子回路に対して持ち上げられ、それぞれのセンサおよび／または発光体領域の位置で個別に取り付けられかつ位置合わせされ、この位置合わせが、位置合わせの過程で測定される少なくとも１つの制御パラメータを用いて実施される。この技法は、特に、レーザおよびレーザ棒などの発光型光電子構成要素にも適している。これらの光構成要素は、たとえば単レンズなどの単一の構成要素、またそうでない場合は、特に複数の個別の構成要素を有する光モジュールなどの割り当てられた多数の光構成要素とすることができる。
【００１１】
一般には、構成要素は、陽極接合、接着接合、または機械的固定によって固定することができる。光構成要素はまた、必ずしも機能ウェーハに直接取り付ける必要があるわけではない。たとえば、機能ウェーハはまた、透明カバー部をすでに備えることもでき、次いでその上に、光構成要素が配置され、位置合わせされ、かつ固定される。
【００１２】
以前より使用されるいわゆるピック・アンド・プレース技法とは異なり、個々の構成要素は、その都度組み立てられるのではなく、ウェーハ上に組み立てられるということは、前述の本発明の実施形態すべてに共通である。この場合、組み立ては、一方では、機能ウェーハ上に光構成要素を個別に位置合わせしかつ固定することを含むことができ、また他方では、光構成要素を有するウェーハ上に光電子チップを個別に位置合わせしかつ固定することを含むこともできる。
【００１３】
本発明の一展開形態では、光構成要素は、たとえば、紐状または網状で互いに対して予め位置決めすることができ、好ましくは、これらの光構成要素間に分離点が配置される。光構成要素のそのようなアレイは、特に、繊維からブランク・プレスすることによって製造することができる。この方法、およびこの方法で製造された、特にレンズなどの光構成要素の構成は、たとえば、独国特許出願第１０２００６００１７９０号に開示されている。同願の開示を、光構成要素の製造を参照して、同じく完全に本願に組み込む。光構成要素を製造するこの方法は、
−少なくとも２つの半型と、少なくとも１つの光学素子に対するプレス面領域とを有するプレス型内に、ガラス繊維を挿入し、かつ型を閉じるステップと、
−繊維のクラッド領域および型が少なくともプレス温度に達するまで、型および繊維を加熱するステップと、
−光学素子を有するガラス部品が得られるように、繊維をブランク・プレスするステップと、
−ガラス部品を転移温度Ｔｇ未満に冷却するステップと、
−ブランク・プレスによって製造されたガラス部品を取り出すステップとを含む。
【００１４】
予め位置決めすることは、群単位の組み立てを容易にするものであり、ガラス紐および破断点に接続されかつ特にブランク・プレスによって製造された構成要素を含むことができる。この場合プレス型が、光構成要素を互いから規定された間隔で配置するための複数のキャビティを有する場合、光構成要素もまた、ガラス紐上に規定された間隔で配置され、したがって予め位置決めされる。
【００１５】
さらに、予め位置決めすることはまた、リソグラフィ技法によって得られるスペーサを用いて実現することもでき、スペーサは、予め位置決めされた形で光構成要素を保持する。本発明の本実施形態によれば、複数の光構成要素を複数の群単位で位置決めする場合でも、高い位置合わせ精度を得ることができる。半導体回路を有する機能ウェーハ上のすべてのセンサまたは発光体領域に対して、光ウェーハ上のすべての光構成要素を位置合わせする上での困難が避けられるからである。
【００１６】
予め位置決めする別の可能性は、位置決め保持具内の予め組み立てられた光モジュールを使用するものであり、複数の光モジュールを有する１つの位置決め保持具がその都度取り付けられ、これらの光モジュールは、共通して横方向に位置決めされる。
【００１７】
センサおよび／または発光体領域に対する光構成要素の個別の位置合わせを、個別にまたは群単位で実現するために、光電子構成要素を接続し、かつ位置合わせの目的で、光電子構成要素の電気信号を、接続により制御パラメータとして収集できると有利である。一例は、カメラ・チップを接続し、かつ光構成要素またはモジュールを介してセンサ上へ光を集束させるものである。次いで、センサから供給される信号を用いて、位置合わせを実施することができる。したがって、たとえば、点光源または諸点光源からなる装置を使用することができ、また焦点サイズを最適化することによって、位置合わせを実施することができる。
【００１８】
別の展開形態によれば、位置合わせは、追加の光センサ装置、たとえばカメラを備える干渉計装置を用いて、記録され、監視され、かつ制御される。この場合も、たとえば、それぞれの光構成要素または光モジュールを介して集束させたセンサおよび／または発光体領域の像を収集し、かつその像を用いて位置合わせを実施することもできる。
【００１９】
前述の個別の位置合わせの場合は、取り付けおよび位置合わせ用のロボットを使用することが、特に得策である。
【００２０】
光学系を高精度で光電子回路上に位置決めするためのさらなる代替または追加の可能性は、それに対応して厚さが非常に正確に規定された透明ウェーハを、回路を有する機能ウェーハ上に固定して、その結果透明ウェーハの外側が、回路のセンサおよび／または発光体領域の上の正確に規定された高さで配置されるようにすることである。次いで、レンズまたは光モジュールなどの光構成要素を取り付けることができ、したがってこれらの光構成要素は、光軸の方向に、対応する精度で位置決めされる。同様に、光構成要素はまた、機能ウェーハに接続される前に、透明ウェーハ上ですでに予め組み立てることができる。本発明のこの実施形態は、とりわけ、焦点距離の短い光学系を、光軸の方向でセンサおよび／または発光体領域上に正確に位置決めすることを可能にし、この方向でのアクティブ・アライメントをさらに必要としない。
【００２１】
したがって、本発明はまた、光電子構成要素をパッケージする方法であって、センサおよび／または発光体領域を有する光電子回路が複合ウェーハ内にパッケージされており、特にガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハなどの透明ウェーハが製造され、ならびに、回路を有する機能ウェーハのうちの機能側に取り付けられかつ固定され、この透明ウェーハが、±１０マイクロメートル未満、好ましくは±６マイクロメートル未満という平均厚さの許容誤差で製造される、方法を提供する。焦点距離の短い光学系に特に適した方法では、ウェーハの厚さは、５０〜５００マイクロメートルであることが好ましい。１００〜４００の範囲の厚さが特に好ましく、２５０〜３５０マイクロメートルの厚さが最も好ましい。
【００２２】
光軸の方向で非常に正確に位置決めするために重要なのは、平均厚さだけではなく、ウェーハに沿った厚さの変動ができるだけ小さく、その結果機能ウェーハからの光構成要素の距離が、それに対応して正確な形でそれぞれ固定されるとき、さらに有利である。この目的のため、本発明の一展開形態では、側面に沿った厚さの変動が最大でも±１０マイクロメートル、好ましくは最大でも±６マイクロメートルである、特にガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハなどの透明ウェーハが製造される。
【００２３】
平均厚さの許容誤差が±１０マイクロメートル未満のガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハを製造するために、１つまたは複数のガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック板から、多数のガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハを提供し、これらのガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハ上で厚さ測定を行い、ならびにこの厚さ測定値を用いて、少なくとも２つの群に分類を実施し、その結果、少なくとも１つの分類しかつ選択したウェーハ群のウェーハの層厚さの許容誤差が±１０マイクロメートル未満になるようにすることが提案される。最も単純な場合、指定の必要なまたは所望の厚さのウェーハが、さらなる加工のために選択され、残りのウェーハは、廃棄される。しかし、厚さまたは厚さの範囲が異なる複数の群を選択することもできる。この場合、ウェーハのそれぞれの厚さに適した光学素子からなる対応する群を使用することができる。たとえば、焦点距離が異なるレンズまたはレンズ・モジュールを群単位で提供し、かつそれぞれ適切なウェーハ群とともにさらに加工して、焦点距離がウェーハの厚さにそれぞれ適切となるようにすることができる。
【００２４】
±１０マイクロメートル未満という平均厚さの許容誤差でウェーハを製造するさらなる代替または追加の可能性は、ウェーハを研磨し、それによってウェーハの厚さを低減させるものであり、研磨中、および／または複数の研磨するステップ間の休止中に、厚さ制御が実施される。
【００２５】
もう１つの代替または追加の展開形態によれば、ガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハ上で厚さ測定が実施され、その後被覆を堆積させ、このガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハとその堆積させた被覆との合計の厚さが、±１０マイクロメートル未満という平均厚さの許容誤差で想定した厚さに達するように、この被覆の層厚さが選択される。たとえば、適切なガラス層は、好ましくは電子ビーム蒸着によって、気相成長させることができる。この場合、ホウケイ酸ガラスが、気相成長に特に適していることがわかっている。さらに、本発明のこの実施形態では、気相成長させた層の屈折力とウェーハの屈折力が互いに一致すると有利である。この場合、ウェーハ材料が気相成長材料としても使用されると理想的である。
【００２６】
センサおよび／または発光体領域とともに正確に位置合わせされるべき光構成要素を有する光電子構成要素を提供するために、本発明のもう１つの実施形態によれば、光電子構成要素を製造する方法であって、多数の光電子回路を有する機能ウェーハが、多数の光構成要素を有するガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハに接続されており、光構成要素がそれぞれ光電子回路に割り当てられ、これらの光構成要素がプラズマ中で、ドライ・エッチング、特に反応性イオン・エッチングまたはイオン・ビーム・エッチングまたはイオン・ミリングによって、ガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハ内に製造され、ウェーハ上の光構成要素の構造体が、構造化された中間層を塗布し、かつエッチング工程中に反応性イオンによって、中間層の材料と、ガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハの材料とをどちらも除去することによって製造される、方法を実施することができる。この方法はさらに、正確に規定された横方向の位置で、非球面レンズを製造することも可能にする。フォトリソグラフィによる構造化を使用して、構造化された中間層を製造することが、特に好ましい。光電子回路もまた、フォトリソグラフィ・マスクを用いて製造されるので、中間層のフォトリソグラフィによる構造化を用いて回路を製造する場合と同じ位置決め精度を実現することができる。正確な位置決めの結果、複合ウェーハ内で、光構成要素と光電子回路との組み立てを完全に実施することができる。
【００２７】
ウェーハ材料を除去するのに特に適しているのは、フッ素雰囲気であり、好ましくは、フッ素とともに揮発性フッ化物を形成する少なくとも１つの成分を含む材料を有するガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハとともに、反応性イオン・エッチングのためのプラズマを発生させるＣＦ４含有雰囲気である。この目的のため、ウェーハ材料は、特にＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５という成分のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００２８】
ガラス、ガラス・セラミック、またはセラミックから作られた光ウェーハが、半導体機能ウェーハ上へ接合される場合、材料の熱膨張係数が異なることで機械的応力が生じる可能性があり、その結果、光ウェーハの著しい変形および剥離を招く恐れがあるという問題が生じる。この問題を回避しようとする場合、たとえば、シリコンと類似の熱膨張係数を有するガラスを選択することができる。しかし、この場合、光電子構成要素に使用できるカバー・ガラスの選択において厳しい制限があり、または、選択が固定されることさえある。したがって、前述の制限なく、複合ウェーハ内に光電子構成要素をパッケージできることが、すでに望ましいはずである。本発明によれば、光電子構成要素を製造する方法を用いて、この問題が解決される。この方法では、光電子回路のための透明ガラス、ガラス・セラミック、または光セラミック・カバーが、多数の光電子回路を有する機能ウェーハ上に取り付けられ、ガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハが犠牲基板に接続され、このガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハは、犠牲ウェーハを介して相互に接続された個々のカバーに分割され、犠牲ウェーハとカバーとの複合物が、カバー側を露出して機能ウェーハ上に固定され、犠牲ウェーハとカバーとの間の接続が取り外されかつ犠牲ウェーハが除去されて、その結果、機能ウェーハと、光電子回路上に固定されかつ横方向に互いから隔置されたカバーとを有する中間製品が得られる。
【００２９】
この方法で、光ウェーハが、個々の部分に分解されて、複合ウェーハ内の機能ウェーハに接続されるので、応力の発生を低減させて、強度のスラッギングまたは光ウェーハからのカバー基板の剥離を防ぐことができる。したがって、本発明によれば、熱膨張係数が室温で少なくとも３．５＊１０−６Ｋ−１異なる、機能ウェーハ、ならびにガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハを使用することもできる。これはまた、機能ウェーハ上にカバー部を個別にまたは群単位で取り付けるときでも、あるいは逆に、特にガラス、ガラス・セラミック、または光セラミック・ウェーハなどの光透明ウェーハ上にチップを取り付けるときでも可能である。
【００３０】
たとえば、スペクトル的にフィルタリングするガラス、特に赤外線フィルタ・ガラスを有するガラス・ウェーハまたはガラス・カバーを使用することができる。そのようなガラスの一例は、ＳｃｈｏｔｔガラスＢＧ  ５０である。赤外線フィルタ・ガラスの膨張係数は、８〜９＊１０−６Ｋ−１の範囲であることが多く、一方、機能ウェーハまたはチップ用の半導体材料であるシリコンの膨張係数は、わずか約２＊１０−６Ｋ−１である。膨張係数に関して、部分的ではあるがより明白に外れるさらなるガラスには、たとえば、ブランク・プレスに特に適した光学ガラスがある。ここでは、最高約１７＊１０−６Ｋ−１という膨張係数さえ知られている。本発明によれば、そのようなガラスも使用することができる。したがって、線膨張係数で少なくとも８＊１０−６Ｋ−１、またさらには少なくとも１４＊１０−６Ｋ−１という差が生じる可能性もある。
【００３１】
スペクトル的にフィルタリングする特性、およびフィルタ・ガラスに加えて使用することもできる特性を得るさらなる可能性は、スペクトル的に活性の被覆、特に赤外線および／またはＵＶフィルタ被覆を有するガラス・ウェーハまたはガラス・カバーを使用することである。特に、縁部が固定された広帯域の規定されたフィルタ作用を得るために、フィルタ・ガラスとフィルタ被覆とを組み合わせると有利である。したがって、本発明の一展開形態では、スペクトル的にフィルタリングするガラス、特に赤外線フィルタ・ガラスと、スペクトル的に活性の被覆、特に赤外線および／またはＵＶフィルタ被覆とを有するガラス・ウェーハまたはガラス・カバーが使用される。
【００３２】
構造化された中間層を備えた表面の反応性イオン・エッチングによって光構成要素を製造する前述の可能性に加えて、またはその代替手段として、ブランク・プレスによって集積光学系を製造することもできる。この目的のために、転移温度が６００℃未満、好ましくは５５０℃未満、特に好ましくは４５０〜５５０℃の範囲の低Ｔｇのガラスを含むことが好ましいガラス・ウェーハまたはガラス・カバーが使用され、またこのガラスをブランク・プレスすることによって光構成要素が製造される方法が提供される。この場合、小型の光学素子にはシリコン・プレス型が特に適している。これらのシリコン・プレス型は、半導体の製作で使用されるようなリソグラフィ・ステップを用いて対応するキャビティを製造するために、機械加工することができる。驚くべきことに、プレス型に適した材料、たとえばシリコンを使用し、かつ温度および成形圧力を特に制御する場合、転移温度が６００℃を超えるガラスもさらに使用できることが明らかになった。温度および圧力を制御する特に好ましい方法により、光構成要素のプレス後の冷却中に、接触圧力を下げることが可能になる。
【００３３】
光ウェーハ上に屈折レンズ構成を製造するのに適している他に、ブランク・プレスはまた、たとえば回折レンズなどの回折素子を製造するのにも適している。
【００３４】
別法として、または加えて、ブランク・プレスによって、光ウェーハまたは個々の透明カバー上に凹部を作ることもできる。機能ウェーハへの接続後、これらは、センサおよび／または発光体領域を気密封止するキャビティを形成する。
【００３５】
さらに、複合ウェーハ内の機能ウェーハ上に集積光学系および光電子回路を組み立てるために、複数の光ウェーハを積み重ねる可能性もある。この目的のため、光電子構成要素を製造する方法であって、１重ねの少なくとも２つのガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハが使用され、そのうちの少なくとも１つが多数の光構成要素を有し、これらの光構成要素が、それらの位置で機能ウェーハ上の光電子構成要素に割り当てられる、方法が提供される。
【００３６】
さらに、多数のレンズを有するガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハを光構成要素として使用することが好ましい。これらは通常、ブランク・プレスによって製造することができる。
【００３７】
集積光学系を有する光ウェーハを製造するさらなる代替または追加の可能性は、光構成要素を、好ましくは予め位置決めされた形で、ガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハ上に固定することである。したがって、対物レンズなどの多素子の光学系を透明ウェーハ上に予め組み立て、次いで透明ウェーハを機能ウェーハに接続することができる。
【００３８】
本発明の実施形態の共通の特徴は、光電子構成要素が複合ウェーハ内で光構成要素とともに組み立てられる場合に中間製品が得られるということである。本発明の一実施形態によれば、中間製品は、光電子回路を有する機能ウェーハと、これらの光電子回路上に固定されかつ横方向に互いから隔置されたカバーとを含む。そのような中間製品は、たとえば、前述のように、光ウェーハが犠牲基板上に固定され、分割され、次いで機能ウェーハへ接続されるときに得られる。別の実施形態によれば、多数の光または光電子構成要素を有する中間製品は、分離された光または光電子構成要素を含み、これらの光または光電子構成要素はそれぞれウェーハ上に取り付けられ、これらはそれぞれ、ウェーハの割り当てられた光電子または光構成要素の位置で、個別に位置合わせされる。たとえば、この場合、光電子回路を有する分離されたチップを、光構成要素、好ましくは集積光構成要素を有する透明ウェーハ上へ取り付け、このウェーハの割り当てられた光構成要素の位置で、その都度個別に位置合わせすることができる。この中間製品は、前述のように、分離された光電子チップが、ガラス、ガラス・セラミック、または光セラミック・ウェーハなどの光または透明ウェーハ上に取り付けられ、位置合わせされ、かつ接合されるときに得られる。
【００３９】
逆に、光電子回路を有する機能ウェーハ上に光構成要素が取り付けられ、位置合わせされ、かつ接合される場合、センサおよび／または発光体領域をもつ多数の光電子回路を有する機能ウェーハ上に、ウェーハ上の光電子回路のセンサおよび／または発光体領域用の光構成要素が固定され、少なくとも１つの分離された光構成要素が、光電子回路に対してその都度取り付けられ、かつそれぞれのセンサおよび／または発光体領域の位置で個別に位置合わせされる場合に、その結果中間製品が得られる。
【００４０】
したがって、ウェーハから分離することによって、前述の中間製品から、光電子チップまたは構成要素を製造することができる。この場合、好ましい適用分野は、そのような光電子チップを有するデジタル画像記録装置である。そのような画像記録装置としては、たとえば、デジタル・スチルおよびビデオ・カメラと、これらのカメラを含む監視カメラなどの装置、ならびに自動車工学、航空電子工学、航海学、ロボット工学、警備、および内視鏡、関節鏡の場合など医用工学の適用分野向けの撮像装置などが含まれる。
【００４１】
カバー部、光構成要素、および光透明ガラス・ウェーハ向けのガラスとして、ＢＧ  ５０という名で知られるガラスなどのフィルタ・ガラス、たとえばボロフロートガラスなどのホウケイ酸ガラス、たとえばＡＦ  ３７およびＡＦ  ４５またはＤ  ２６３という名のガラスなどの無アルカリ・ホウケイ酸ガラスが考慮される。とりわけ、ホウケイ酸ガラスは、前述のガラスの膨張係数がシリコンの膨張係数と類似しているので、機能ウェーハであるシリコン・ウェーハへ接続させるのによく適している。
【００４２】
本発明について、例示的実施形態を用いて、添付の図面を参照して、より詳細に以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】厚さの許容誤差の小さい半導体機能ウェーハおよび透明ガラス・カバーを有する複合ウェーハを製造する方法ステップを示す図である。
【図２】厚さの許容誤差の小さい半導体機能ウェーハおよび透明ガラス・カバーを有する複合ウェーハを製造する方法ステップを示す図である。
【図３】厚さの許容誤差の小さい半導体機能ウェーハおよび透明ガラス・カバーを有する複合ウェーハを製造する方法ステップを示す図である。
【図４】厚さの許容誤差の小さい半導体機能ウェーハおよび透明ガラス・カバーを有する複合ウェーハを製造する方法ステップを示す図である。
【図５】図１〜４に示す方法ステップの一展開形態を示す図である。
【図６】図１〜４に示す方法ステップの一展開形態を示す図である。
【図７】図１〜４に示す方法ステップの一展開形態を示す図である。
【図８】図１〜４に示す方法ステップの一展開形態を示す図である。
【図９】さらに加工する方法ステップを実施する構成を示し、機能ウェーハがレンズを備える、図である。
【図１０】図９に示す構成の一変形形態を示す図である。
【図１１】レンズ群がともに位置決めされる、一変形形態を示す図である。
【図１２】光モジュールが取り付けられかつ位置合わせされる、さらなる変形形態を示す図である。
【図１３】機能ウェーハと、機能ウェーハに接続された、集積光構成要素を備える光ウェーハとを有する中間製品を製造する方法ステップを示す図である。
【図１４】機能ウェーハと、機能ウェーハに接続された、集積光構成要素を備える光ウェーハとを有する中間製品を製造する方法ステップを示す図である。
【図１５】機能ウェーハと、機能ウェーハに接続された、集積光構成要素を備える光ウェーハとを有する中間製品を製造する方法ステップを示す図である。
【図１６】ブランク・プレスを用いて、レンズ構成を有する光ウェーハを製造する方法ステップを示す図である。
【図１７】ブランク・プレスを用いて、レンズ構成を有する光ウェーハを製造する方法ステップを示す図である。
【図１８】ブランク・プレスによって形成された、レンズを有するガラス・ウェーハの写真である。
【図１９】プレス型のキャビティ、およびそれによって製造されたレンズのプロファイル測定値を示す図である。
【図２０】図４に示す複合ウェーハの一変形形態を示す図である。
【図２１】フィルタ被覆、および赤外線フィルタ・ガラス、ならびにそれらの組合せの透過プロファイルを示す図である。
【図２２】フィルタ被覆、および赤外線フィルタ・ガラス、ならびにそれらの組合せの透過プロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
機能ウェーハ上の光電子回路のための透明カバーを有する複合ウェーハを製造する方法ステップについて、図１〜４を用いて説明する。この方法は、ガラス・ウェーハを製造し、次いでそのガラス・ウェーハを、回路を有する機能ウェーハのうちの機能側に取り付けかつ固定することによって、複合ウェーハ内に光電子構成要素をパッケージすることに基づく。この場合、ガラス・ウェーハは、厚さ５０〜５００マイクロメートル、および平均厚さの許容誤差±１０マイクロメートル未満、好ましくは±６マイクロメートル未満で製造されることが好ましい。この場合、光学ガラス・ウェーハの厚さの変動もまた、最大でも±１０マイクロメートル、好ましくは最大でも±６マイクロメートルである。
【００４５】
この目的のため、１つまたは複数のガラス板から多数のガラス・ウェーハを製造し、これらのガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハ上で厚さ測定を実施し、この厚さ測定値を使用して、少なくとも２つの群に分類を実施し、その結果、少なくとも１つの分類したウェーハ群のウェーハ層厚さの許容誤差が±１０マイクロメートル未満になるようにする。
【００４６】
この目的のため、図１は、ダウンドロー装置１を用いたガラス板の製造を示す。装置１はポット３を備え、ポット３はガラス融液５で満たされる。ガラス融液５は、溝をつけたノズル４から紐７として流れ、冷めて固体のガラス紐を形成する。この固体のガラス紐は、分離装置を用いて切断され、個々のガラス板１１になる。
【００４７】
図２にガラス板の平面図で概略的に示すように、次いでガラス板１１から、たとえば直径８インチのガラス・ウェーハ１３が切り取られる。
【００４８】
これに続いて、図３に示すように、厚さ測定が行われ、厚さの異なる群２０、２１、２２に分類される。図示の例では、厚さ測定は三角測量測定装置を用いて実施される。この場合、レーザ１５のレーザ・ビームが、ウェーハ１３上へ斜めに向けられる。この場合、レーザ光は、両側の表面で反射されて２つの平行なビームを生成し、それらがセンサ１７によって検出される。ウェーハが厚ければ厚いほど、光ビーム間の平行な間隔も大きくなる。様々な群２０、２１、および２２への分類は群の中で実施され、その結果、ウェーハ１３の平均厚さの差が、最大でも±１０マイクロメートル、好ましくは±６マイクロメートル未満になるようにする。
【００４９】
次いで、図４に示すように、ガラス・ウェーハ１３は、多数の光電子回路、たとえばカメラ・センサを有する半導体ウェーハ２５の形の機能ウェーハ１０上に接合される。接合は、たとえば、ウェーハ１３および２５間の無機ネットワークの形成による接合接続、陽極接合、低温接合を用いて、またそうでない場合は、たとえばレーザを用いた金属被覆の急速な局部的溶解を用いて、実施することができる。
【００５０】
次に、光電子回路２７が、光ウェーハ１３を用いて気密封止してパッケージされる。さらに、厚さの選択に基づき、光ウェーハ１３の外側は、光電子回路２７を有する半導体ウェーハ２５の密閉された表面から正確に規定された距離にある。これにより、次に、特にレンズまたはレンズ・モジュールなどの光構成要素を、ガラス・ウェーハ１３上に直接取り付けることが可能になる。したがって、距離の調整を省くことができる。
【００５１】
前述の例示的実施形態の一展開形態について、図５〜８を用いて説明する。この展開形態は、機能ウェーハ２５が多数の光電子回路２７を備え、これらの光電子回路には個々のガラス・カバーが設けられており、ガラス・ウェーハが犠牲基板に接続され、このガラス・ウェーハが、犠牲ウェーハを介して相互に接続された個々のカバーに分割され、犠牲ウェーハとカバーとの複合物が、カバー側を露出して機能ウェーハ上に固定され、犠牲ウェーハとカバーとの間の接続が取り外されかつ犠牲ウェーハが除去されて、その結果、機能ウェーハと、光電子回路上に固定されかつ横方向に互いから隔置されたカバーとを有する中間製品が得られるということに基づく。
【００５２】
たとえば、図１〜３を用いて説明した方法によって得られる方法では、ウェーハ１３はまず、図５に示すように、犠牲ウェーハ３０上に固定される。特に、取り外すことができる接合接続を使用して、固定することができる。たとえば、熱的に除去可能な接着剤が考えられ、犠牲ウェーハがＵＶ光に対して透過性であるときは、ＵＶで除去可能な接着剤が考えられる。その後、ガラス・ウェーハ１３内に、ガラス・ウェーハ１３を切断する切れ目３２が入れられる。この場合、図６に示すように、切れ目は犠牲ウェーハ３０内に達することもできるが、犠牲ウェーハ３０を切断しない。入れた切れ目は、互いに分離したカバー部１３０をもたらすが、カバー部１３０は、犠牲ウェーハ３０を介して相互に接続される。
【００５３】
次いで、この複合物は、半導体ウェーハ２５上のカバー部に接合され、かつ犠牲ウェーハ３０が除去されて、その結果、光電子回路２７はどの場合も、カバー部１３０によって覆われかつ密閉される。
【００５４】
これには、とりわけ、膨張係数が機能ウェーハ２５の膨張係数とは明らかに異なるガラスを使用することもできるという利点がある。したがって、たとえば、室温での熱膨張係数が機能ウェーハの膨張係数とは３．５＊１０−６Ｋ−１以上異なるガラスを使用することができる。シリコン・ウェーハが機能ウェーハとして使用される場合、したがって線熱膨張係数は、シリコンのα＝２．０＊１０−６Ｋ−１という値から、α＝３．５＊１０−６Ｋ−１以上外れてもよい。したがって、たとえば、線膨張係数が大きく外れた特殊なフィルタ・ガラスを使用することもできる。
【００５５】
図９は、図８に示す中間製品から、ガラス・カバー部１３０を備える機能ウェーハ２５をさらに加工する方法ステップを示す。この方法は、図４に示す中間製品を用いて同様に実施することができる。具体的には、ここでは、ウェーハ２５上にレンズ３５が取り付けられる。ここでは、この方法は、機能ウェーハ２５が、センサおよび／または発光体領域を有する多数の光電子回路２７を備えること、ならびにウェーハ２５上に、光電子回路のセンサおよび／または発光体領域のためのレンズ３５の形の光構成要素が固定されており、少なくとも１つのレンズ３５がそれぞれ、光電子回路に対して持ち上げられ、それぞれのセンサおよび／または発光体領域の位置で取り付けられかつ個別に位置合わせされ、この位置合わせが、位置合わせの過程で測定された少なくとも１つの制御パラメータを用いて実施されることに基づく。
【００５６】
持ち上げ、取り付け、かつ位置合わせするために、ロボット・アーム３８が使用される。ここでは、ロボット・アーム３８は、レンズ３５を保持するための吸盤を備えることができる。レンズ３５の間隔は、カバー部１３０または光ウェーハ１３の正確に規定された厚さによってすでに最適化されているので、この例では、さらなる横方向の位置合わせが実施される。
【００５７】
下に位置する割り当てられた光電子回路に、またはセンサおよび／もしくは発光体領域に対するレンズの位置合わせは、追加のセンサ装置を用いて検出され、このセンサ装置のデータを用いて、正確な位置合わせが実施される。具体的には、ここでは、レンズの位置決めを記録するカメラ４０が設けられる。ロボットは、画像を用いて監視されかつ制御される。レンズ３５の横方向の位置が最適化された場合、この位置が固定される。たとえば、ＵＶ硬化型接着剤を使用することができる。レンズ３５とカバー部１３０との間の接着剤は、最初は、レンズを横方向に移動できるように、液状、または少なくとも粘性である。正しい位置がわかった後、この接着剤は、ＵＶ照射によって急速に硬化させることができ、それによってレンズを恒久的に固定することができる。
【００５８】
図１０は、図９に示す構成の一変形形態を示す。この変形形態では、光電子構成要素または光電子回路は相互に接続され、位置合わせの目的で、光電子構成要素の電気信号が、相互接続により制御パラメータとして検出される。図１０に示す例の場合、光電子回路は、導電チャネルを介してウェーハの裏側と接触する。次に、それぞれの回路２７は、これらのチャネルを介して相互に接続され、かつ制御装置４５に接続される。光源４１の画像が、制御装置４５によって評価され、この評価を用いて、ロボット・アーム３８が制御される。たとえば、光電子回路２７のセンサ領域上への集束が最適になるまで、レンズを横方向に動かすことができる。その後、図９を用いて前述したように、レンズ３５は最後に固定される。
【００５９】
図１１は、さらなる変形形態の概略図を示す。この変形形態では、複数のレンズ３５を用いて、機能ウェーハ２５上にガラス紐４７がそれぞれ固定される。レンズ３５は、機能ウェーハ上の光電子回路２７の間隔に対応する規定された間隔で、ガラス紐４７上に配置される。したがって、レンズ３５は、一方向にすでに予め位置決めされている。次に、ロボット・アーム３８は、レンズ３５が光電子回路２７と最適に位置合わせされるように、紐４７を位置決めする。ここでは、位置決めは、図９または図１０を用いて記載したように実施することができる。ここでは、レンズまたは割り当てられた光電子回路２７のうちの少なくとも２つに対して位置合わせが行われると有利である。たとえば、この目的のため、２つの光電子回路を相互に接続することができ、それらの信号を使用して、位置合わせを制御することができる。
【００６０】
図１２は、光モジュールが取り付けられかつ位置合わせされる、さらなる変形形態を示す。図１０および１１の２つの例示的実施形態とは異なり、ここでは、図４に示すような中間製品が使用される。図９および１０に示す例の場合のように、光構成要素は、制御されたロボット・アーム３８を用いて機能ウェーハ２５上に取り付けられ、ならびにそれぞれの光電子回路２７と個別に位置合わせされかつ固定される。しかし、前述の例とは異なり、複数のレンズ３５１、３５２、３５３を有する予め製作された光モジュール５０が取り付けられ、かつ位置決めされる。
【００６１】
図１２に示す方法の一変形形態によれば、光モジュール５０は、ウェーハ１３が機能ウェーハ２５に接合される前に、光ウェーハ１３上に取り付けられかつ固定される。この場合もまた、それぞれのセンサおよび／または発光体領域の位置で、たとえば位置合わせマーク、たとえば適切なマスクを用いて位置合わせ実施することによって、個別に位置合わせすることができる。
【００６２】
したがって、予め組み立てられた光学系を有する光ウェーハが提供されるこの変形形態では、光構成要素がそれぞれ、光モジュールの形で提供され、持ち上げられ、かつウェーハ上に取り付けられ、これらの光構成要素はそれぞれ、機能ウェーハの割り当てられた光電子構成要素の位置に対して、個別にまたは群単位で位置決めされ、その後その光電子構成要素に接続される。
【００６３】
図１３〜１５は、機能ウェーハと、その機能ウェーハに接続されかつ集積光構成要素をもつ光ウェーハとを有する中間製品を製造する方法ステップを示す。この例では、組み立て前に、光ウェーハに、光構成要素、具体的にはここではレンズが設けられる。この方法は、多数の光電子回路を有する機能ウェーハが、多数の光構成要素を有するガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハに接続されており、光構成要素がそれぞれ光電子回路に割り当てられ、これらの光構成要素が、プラズマ中で、ドライ・エッチング、特に反応性イオン・エッチング、イオン・ビーム・エッチング、イオン・ミリングによって、ガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハ内に製造され、ウェーハ上の光構成要素の構造体が、構造化された中間層を塗布し、かつエッチング工程中に反応性イオンによって、中間層の材料と、ガラス、ガラス・セラミック、および／または光セラミック・ウェーハの材料とをどちらも除去することによって製造されるということに基づく。
【００６４】
この目的のため、図１３に示すように、第１のステップは、レンズ形構造体５４を有する構造化された中間層５２を、ガラス・ウェーハ１３に塗布することである。この場合、レンズ形構造体の分布は、機能ウェーハ上の光電子回路の分布および配置に対応する。中間層は、たとえばフォトリソグラフィで製造することができる。たとえば、グレー・トーン・リソグラフィを使用して、中間層のフォトリソグラフィで製造された構造体から、レンズの形状に湾曲した構造体を得ることができる。さらなる可能性は、構造化させた後に中間層を溶解させて、溶解させた材料の表面張力により、構造体を滴の形状に変えることである。
【００６５】
図１４に示すように、その後、ウェーハ１３のうちのレンズ形構造体５４を有する側が、プラズマ５５中で反応性イオン・エッチングによって処理される。この目的のため、反応性イオン・エッチングのためのプラズマを発生させるために、フッ素雰囲気、好ましくはＣＦ４含有雰囲気が使用される。この場合、ウェーハ１３は、フッ素とともに揮発性フッ化物を形成する少なくとも１つの成分を含む材料を含む。ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５という成分のうちの少なくとも１つを有するガラスを使用することが好ましい。この場合、ウェーハのうちの構造体５４によって覆われていない露出した領域は、揮発性フッ化物の形成により除去される。同時に、構造体５４も除去されて、その結果、エッチング作業の過程で縁部では、ウェーハ表面のさらなる領域が露出されかつエッチングされる。次いで、このエッチング作業に基づき、レンズ形構造体は、ガラス内にも形成される。次いで、図１５に示すように、そのようにして製造された、レンズ３５を有するウェーハを、機能ウェーハ２５上に接合することができる。
【００６６】
図１６および１７は、レンズ構成を備える光ウェーハ１３を製造するさらなる可能性を示す。この方法は、ガラスのブランク・プレスによって、ガラス・ウェーハ上に光構成要素を製造することに基づく。この目的のため、プレス半型５８、６２を有するプレス型が使用される。プレス半型５８は、多数のキャビティ６０を有する。キャビティは、製造されるべきレンズの逆の形状として構成される。特に、これらのキャビティを非球面として、対応する非球面レンズを製造することもできる。低Ｔｇのガラス、すなわち転移温度が６００℃未満のガラスから作られたガラス・ウェーハ１３を使用することが好ましい。図１６に示すように、ガラス・ウェーハ１３は、予め加熱されたプレス半型５８、６２間に置かれ、プレス半型が互いに押し付けられる。次いで、図１７に示すように、ガラス・ウェーハの熱いガラスが流れ始めて、キャビティ６０を満たし、レンズ３５が構成される。
【００６７】
プレス半型５８の材料として、シリコンが使用される。この方法では、キャビティは、半導体の製作で使用されるようなリソグラフィ・ステップを用いて製造することができる。
【００６８】
図１８は、そのようなガラス・ウェーハ１３の写真を示す。画像の隅部には、ウェーハ１３の縁部が見られる。この写真の下に、一区域６４を拡大した形で示す。ウェーハ１３上のレンズの横方向の位置は、ブランク・プレスによって、所望の位置からレンズの中心までの距離を２０マイクロメートル未満という許容誤差で製造できることがわかる。
【００６９】
したがって、レンズ３５の横方向の位置は、領域内のセンサ表面が１または数平方ミリメートルと小さい場合でも正確に規定され、その結果、図１５に示す例により、光電子回路を有する機能ウェーハ上に光ウェーハを位置合わせしかつ接合することによって、光電子回路に対してレンズの正確な位置合わせを実施することができる。
【００７０】
図１９は、キャビティ６０のプロファイル（太い点線）およびキャビティ６０で製造されたレンズ３５のプロファイル（実線）の測定値を示す。この測定を用いると明白なように、２つのプロファイルは、互いの上に重なり、実際には検出可能なずれはない。したがって、キャビティのレンズ形状は、製造されたレンズ上に非常によく映される。特に、所望の形状からの形状のずれを、１マイクロメートルより大幅に小さく制限することもできる。
【００７１】
図２０は、図４に示す複合ウェーハの一変形形態を示す。この例示的実施形態の光ウェーハ１３は、着色ガラス６５、たとえばＢＧ  ５０という名で本出願人によって販売されているガラスと、赤外線フィルタ被覆６７とを備える。赤外線フィルタ被覆は、単層、また好ましくは多層干渉被覆である。図示の例の場合、赤外線フィルタ被覆６７は、光ウェーハ１３のうちの機能ウェーハ２５から離れた側に塗布される。しかし、赤外線フィルタ被覆６７はまた、反対側の、機能ウェーハ２５に面する側、または両側に塗布することもできる。
【００７２】
最初に見たときには、赤外線フィルタ・ガラスと追加のフィルタ被覆との組合せから、類似の作用に基づく利点が生じるようには見えない。しかし、２つの処置を組み合わせた結果、カメラ・センサの赤外線フィルタリングに特に適した非常に有利な特性が生じることがわかる。
【００７３】
この目的のため、図２１および２２は、フィルタ被覆および赤外線フィルタ・ガラス、ならびにそれらの組合せの透過プロファイルを示す。可視光と赤外光との間のスペクトル遷移領域を、図２１に示す。曲線７０は、垂直光入射の場合の赤外線フィルタ被覆６７の透過率である。曲線７１は、表面法線に対して測定された３５°の角度で光が入射する場合のこの赤外線フィルタ被覆６７の透過率を示す。
【００７４】
曲線７２および７３は、垂直入射（曲線７２）および同様に法線に対して３５°の斜め入射の場合の、ＢＧ５フィルタ・ガラスの透過率をさらに示す。曲線７２および７３からわかるように、フィルタ・ガラスの透過率は、入射角に対してほとんど依存しない。対照的に、赤外線フィルタ被覆６７の場合、光が斜めに入射するとき、カットオフ・エッジは可視域内に大幅に移動する。他方では、赤外線フィルタ被覆６７の透過率の立下りエッジは、特に光が垂直に入射するとき、著しく鋭くなる。
【００７５】
透過プロファイルがわずかに角度に依存するので、フィルタ・ガラス６５は、広角の光学系によく適している。加えて、赤外線フィルタ被覆６７を使用して、赤外域へ遷移中の透過率で鋭いエッジを得ることができ、したがって短波の赤外線成分が遮断される。
【００７６】
赤外線フィルタ・ガラスを干渉被覆と組み合わせると、さらなる理由でも有利である。図２２は、比較的広い波長域にわたる透過プロファイルを示す。見やすくする目的で、光の斜め入射に対する透過プロファイルは、ここには示さない。曲線７４は、ＢＧ５０フィルタ・ガラスと組み合わせた赤外線フィルタ被覆に対する透過率であり、すなわち図２０に示すような光学カバー・ウェーハ１３に対する透過率である。
【００７７】
この場合も、赤外線フィルタ被覆６７の透過プロファイル７０は、波長１マイクロメートルを超える領域で透過率の増大を示す。しかし、シリコン・カメラ・センサは、この波長域でも感度が高く、したがって望ましくない露光の影響が生じる可能性がある。しかし、フィルタ・ガラスは、これらの成分を非常に効果的に阻止し、したがって、フィルタ・ガラスと組み合わせた赤外線フィルタ被覆６７の透過プロファイル７４では、この波長域での透過率はごくわずかでしかない。加えて、赤外域へ遷移したときの透過率の減少もまた、赤外線フィルタ被覆６７のないフィルタ・ガラスの場合より著しく険しくなる。
【００７８】
本発明が、前述の例示的実施形態に限定されないことは、当業者には明らかである。逆に、例示的実施形態の個々の特徴はまた、多種多様な方法で互いに組み合わせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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