(57)【要約】  集積オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）を備える光学デバイスを作製する方法であって、ａ）少なくとも１つのブラインドホール（１０４）が中に作製されたホルダを備える保護構造（１００）を作製するステップであって、光学素子（１０６）がブラインドホールの中に配置されるステップと、ｂ）ホルダを、集積オプトエレクトロニクスコンポーネントを備える基板（１０）に取り付けるステップであって、ブラインドホールが空洞を形成し、その中で光学素子がオプトエレクトロニクスコンポーネントの１つに面するステップと、ｃ）基板を薄化し、基板を貫通して電気接続を形成するステップと、ｄ）ブラインドホールの底壁面を貫通して開口を作製し、光学素子の光学場を少なくとも一部露出させるステップとを含む方法が提供される。
2011523777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）を備える光学デバイス（１０００）を形成する方法であって、少なくとも、
ａ）少なくとも１つのブラインドホール（１０４）が形成された少なくとも１つの支持体を備える保護構造（１００）を形成するステップであって、少なくとも１つの光学素子（１０６）が前記ブラインドホール（１０４）の中に配置され、前記ブラインドホール（１０４）の少なくとも１つの壁面に堅固に取り付けられるステップと、
ｂ）前記支持体を、前記集積オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）を備える基板（１０）に堅固に取り付けるステップであって、前記ブラインドホール（１０４）が空洞を形成し、その中で前記光学素子（１０６）が前記オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）の１つに面するステップと、
ｃ）前記基板（１０）の薄化を実施し、前記基板（１０）を貫通して電気接続（１８）を形成するステップと、
ｄ）前記ブラインドホール（１０４）の底壁面を貫通して少なくとも１つの開口（１１２）を形成し、前記光学素子（１０６）の光学場の少なくとも一部分を露出するステップと
を含む方法。
【請求項２】
ステップｃ）の間に、前記基板（１０）と前記支持体の間、および／または前記支持体を貫通して電気接続（１１０、４０４）を形成するステップ、ならびに／あるいは前記支持体の薄化を達成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光学素子（１０６）が、ガラス、および／または有機材料、および／またはゲルマニウムを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記光学素子（１０６）が、平行な面を有する少なくとも１枚のプレート、および／または１枚のレンズ、および／または屈折率勾配を有する１枚のレンズを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記支持体が、前記基板（１０）に堅固に取り付けられる面とは反対側の、実質的に平坦な裏面（１２０）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記集積オプトエレクトロニクスコンポーネントが、ＣＭＯＳおよび／またはＣＣＤ撮像素子を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記支持体が、前記基板（１０）の材料の１つの熱膨張係数と実質的に類似した熱膨張係数を有する材料を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ステップｂ）の間に、前記支持体を前記基板にスペーサ要素を介して堅固に取り付ける、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップｄ）が、前記支持体の薄化の適用に対応する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記保護構造（１００）を形成するステップａ）が、
第１の機械的層（１０３）と、前記光学素子（１０６）を形成する少なくとも１種の材料を含む第２の層（２００）とを含む、第１の積層体を形成するステップと、
前記第２の層（２００）をエッチングするステップであって、前記第２の層（２００）の少なくとも１つの残部が前記光学素子（１０６）を形成するステップと、
第３の層（２０２）と第４の層（２０４）とを含む、第２の積層体を形成するステップ、と
前記第４の層（２０４）を貫通して、少なくとも１つの穴（２０９）をエッチングするステップと、
前記第１の積層体と第２の積層体を堅固に取り付けるステップであって、前記第４の層（２０４）の残部（１０５）を前記第１の層（１０３）の面に接して配置し、前記光学素子（１０６）を前記第４の層（２０４）を貫通してエッチングされた前記穴（２０９）の中に配置するステップと、
前記第３の層（２０２）を除去するステップと
の適用に対応する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３の層（２０２）を除去するステップが、前記第３の層（２０２）を完全に薄化するステップ、または前記第３の層（２０２）が一時的な接着接合によって前記第４の層（２０４）に堅固に取り付けられている場合には、前記第３の層（２０２）を取り外すステップによって達成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記保護構造（１００）を形成するステップａ）が、
第１の層（３０２）と、前記光学素子（１０６）を形成する少なくとも１種の材料を含む第２の層（３０６）とを含む、第１の積層体を形成するステップと、
前記第２の層（３０６）をエッチングするステップであって、前記第２の層（３０６）の少なくとも１つの残部が前記光学素子（１０６）を形成するステップと、
少なくとも前記光学素子（１０６）上に接着接合インターフェース（１０８）を堆積させるステップと、
第３の機械的層（１０３）と第４の層とを含む、第２の積層体を形成するステップ、
前記第４の層を貫通して、少なくとも１つの穴をエッチングするステップと、
前記第１の積層体と第２の積層体を堅固に取り付けるステップであって、前記第３の層（１０３）を前記接着接合インターフェース（１０８）に接して配置し、前記光学素子（１０６）を前記第４の層を貫通してエッチングされた前記穴の中に配置するステップと、
前記第１の層（３０２）を除去するステップと
の適用に対応する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記保護構造（１００）を形成するステップａ）が、少なくとも、
前記ブラインドホール（１０４）が形成された前記支持体を形成するサブステップと、
前記光学素子（１０６）を前記ブラインドホール（１０４）の中に配置し、少なくとも前記ブラインドホール（１０４）の１つの壁面上および／または前記光学素子（１０６）上に事前に配置された少なくとも１種の取付材料（１０８）を介して堅固に取り付けるサブステップと
を少なくとも含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記保護構造（１００）を形成するステップａ）と、前記支持体を基板（１０）に堅固に取り付けるステップｂ）との間に、前記オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）の動作波長の領域内で少なくとも一部不透明であり、かつ／または導電性の少なくとも１つの層（４０２）を、前記ブラインドホール（１０４）の前記壁面の少なくとも一部および／または前記基板（１０）に堅固に取り付けられる前記支持体の前記表面の少なくとも一部上に堆積させて、光および／または電磁気保護を形成するステップをさらに含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ステップａ）の間に、前記支持体と前記光学素子（１０６）との間に光および／または電磁気保護（４０２）を形成するステップをさらに含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記支持体を単一の層（１０２）によって形成し、その層（１０２）内をエッチングすることによって前記ブラインドホール（１０４）が得られる、請求項１から９および１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記開口（１１２）を形成するステップｄ）の後に、前記オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）の動作波長の領域内で少なくとも一部不透明であり、かつ／または導電性の少なくとも１つの層（４０６）を、前記基板（１０）に堅固に取り付けられる前記支持体の前記面とは反対側の、前記支持体の裏面（１２０）の壁面上に堆積させるステップをさらに含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記開口（１１２）を形成するステップｄ）の後に、少なくとも１つの光学素子を含む少なくとも１つの光学積層体（４０８、４１０）を、前記基板（１０）に堅固に取り付けられる前記支持体の前記面とは反対側の前記支持体の裏面（１２０）上の、前記空洞内に配置された前記オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）の光学場内に移転させるステップをさらに含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記光学積層体（４０８、４１０）を移転させる前記ステップの後に、前記光学積層体（４０８、４１０）の前記光学素子（１０６）、および／または前記保護構造（１００）の前記光学素子（１０６）、および／または前記オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）の前記光学素子（１０６）間で電気接続を形成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記光学積層体（４０８、４１０）上に光および／または電磁気保護（４１４）を形成するステップをさらに含む、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記光および／または電磁気保護（４１４）を形成した後に、前記オプトエレクトロニクスコンポーネント（１２）の前記光学場内で、前記光および／または電磁気保護（４１４）内に少なくとも１つの開口を形成するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積オプトエレクトロニクスコンポーネント、例えばＣＭＯＳ（「相補型金属酸化膜半導体」）撮像素子またはＣＣＤ（「電荷結合デバイス」）撮像素子を保護するための構造（「ウェーハレベルパッケージング」）を含んだ、集積オプトエレクトロニクスコンポーネントを備える光学デバイスを形成する方法に関する。
【０００２】
本発明は、撮像素子の検出波長領域（可視、赤外領域など）にかかわらず、任意のタイプの撮像素子に適用される。形成される光学デバイスは、有利には、集積撮像素子を備えるカメラとすることができる。
【背景技術】
【０００３】
集積撮像素子を備える基板を保護するための構造の分野では、そのような基板を薄化して小さな厚さにし、任意選択で他の技術的操作にかけなければならない場合、既知の機械的ハンドルシステムが使用される。小さな厚さとは、それ未満で基板にもはや、どんな損傷のリスクもない基板のハンドリングを保証するのに十分な、機器内への基板の自動装填を達成するのに十分な、また基板の規模でそのような機械的ハンドルなしで技術的操作を実施することを可能にするのに十分な、機械的強度がない厚さと理解される。小さな厚さと表現されるそのような厚さは、約３００μｍ〜数マイクロメートルに含まれていてよい。
【０００４】
そのような機械的ハンドルが、集積撮像素子を含む基板に使用される場合、そのハンドルは、典型的には、ガラスベースの基体で形成され、その基体が、撮像素子を含む基板上に移転される。
【０００５】
しかし、そのような機械的ハンドルの使用には欠点がある。実際に、ガラスの熱膨張係数（ＨＥＣ）（例えばボロフロートガラスの場合には３．３ｍ／ｍ／Ｋに等しい）が、シリコンの熱膨張係数（典型的には２．６ｍ／ｍ／Ｋに等しい）とは異なる場合、接着接合後に機械的ハンドルと基板によって形成された構造が歪みを有し、それが、基板の自動ハンドリングにとってだけでなく、この構造が後にかけられるべき操作の質にとっても問題となりうる。この歪みは、基板のサイズが大きいだけに（例えば１２インチウェーハの場合）なおさら問題になる。さらに、ガラス基体に機能を追加するという観点から、より大きな熱膨張係数を有するガラスを使用することが有利となる場合があり、それにより、構造のさらに大きな歪みが生じる。その場合、上記で詳述した、形成された構造の歪みに関係する問題が、非常に急速に制限および阻害するようになる。
【０００６】
そのようなハンドルが、撮像素子を含む基板に接着接合される場合、基板と機械的ハンドルによって形成された構造は、基板に対してさまざまな技術的操作を実施した後に、それぞれが１つの撮像素子を含む独立した素子を形成するために切り離され、次いで、各素子が、他の光学素子を備えるカメラモジュール内に移転される。
【０００７】
基板と光学素子（例えば単純なガラスプレート、または１つもしくは複数のレンズを含む組立体）の間のインターフェースを形成する、インターポーザと呼ばれる、基板を保護するための構造を含んだカメラモジュールをどのように形成するかについても知られている。そのようなインターポーザは、撮像素子を含む基板上に配置され、そのインターポーザを用いて、光学素子を、画素平面、すなわちそこから撮像素子によって光検出が実施される平面との関連において、特定の距離のところに配置することができ、またカメラモジュールの光学性能を最適化するために、空気または制御雰囲気の空洞を画素平面の上方に形成することができる。
【０００８】
そのようなインターポーザの利点は、基板の規模で光学素子／撮像素子の距離を制御し、それにより、そのようなインターポーザを含まないカメラモジュールの、コストのかかる操作である、撮像素子の画素平面を光学素子の焦点面内に配置することからなる合焦操作なしで済ますことができることである。
【０００９】
文献米国特許第７２２３６２６号は、基板に集積された撮像素子の上方に配置するためのものである凹所のある重合材料を含んだ、マトリックスを形成するインターポーザについて記載している。撮像素子を含む基板上にインターポーザが配置された後、インターポーザ上にガラス基体が移転される。このインターポーザを用いて、撮像素子を備える基板との関連において、ガラス基体の正確な位置決めを達成することが可能である。
【００１０】
そのようなインターポーザの使用にはとりわけ、撮像素子と光学的に結合するためのものである、ガラス基体以外の光学素子の移転の機械的参照基準が、ガラス基体の上面、すなわち、インターポーザと接触する面とは反対側の面であるという欠点がある。したがって、それらの他の光学素子と撮像素子との間の距離の制御には、かなり複雑な一連の寸法の制御が必要になる。実際に、撮像素子との関連における機械的参照基準の位置の制御には、インターポーザの厚さの制御、ガラス基体の厚さの制御、およびそれらの要素間の異なる接着部の厚さの制御が関与する。したがって、この一連の寸法は、重大な潜在的誤差の発生源となっている。
【００１１】
さらに、この構造の構成材料（エポキシ、ポリイミドなど）の熱膨張係数は、シリコン（撮像素子を含む基板の材料）の熱膨張係数とは全く異なる。ウェーハレベルタイプの技術的操作（ＣＶＤ、ＰＶＤ堆積など）が企図される場合、結果として生じる組立体の接着剤の歪みが問題となりうる。
【００１２】
文献米国特許出願第２００６／０３５４１５号および米国特許出願第２００６／０４３２６２号は、異なる光学素子をその開口内に受け取る、オープンワークを施したインターポーザについて記載している。そのようなインターポーザは、機械的ハンドルとして使用することができないため、撮像素子をパッケージングするための最終操作中に使用される。さらに、そのようなインターポーザを用いて、それにより形成される組立体に対してハンドリングの容易さおよび基板の規模で実施される標準的な方法との適合性を保証しながら、基板の薄化を達成することはできない。デバイスに対して、より具体的には、そうしたインターポーザを含んだ、撮像素子を備える基板に対して実施すべき技術的操作は、注意を要する。これは、後続の技術的ステップ中に、デバイスを脆化させ、また吸引による基板の保持と、場合によっては撮像素子を備える基板の加熱を複雑にする、インターポーザのオープンワークを施した構造化、および像平面とは反対側の面の異質性のためである。最後に、デバイスの形成に多くの素子が使用される場合、追加の光学素子を撮像素子に対して正確に位置決めするために、制御すべき一連の寸法も複雑になる。
【００１３】
文献米国特許第７１４４７４５号は、インターポーザとしても、機械的ハンドルとしても使用することのできる混合構造について記載している。しかしこの場合もやはり、この構造には、光学素子の移転の機械的参照基準がガラス基体の上面であり、それにより、複雑な一連の寸法の制御が必要になるという欠点がある。さらに、使用される材料の熱膨張係数が、撮像素子を備える基板が形成されるシリコンの熱膨張係数とは異なり、それにより、この構造を含むデバイスの問題のある歪みが伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第７２２３６２６号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２００６／０３５４１５号明細書
【特許文献３】米国特許出願第２００６／０４３２６２号明細書
【特許文献４】米国特許第７１４４７４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、従来技術の欠点を含まない光学デバイスを形成する方法、すなわち、集積オプトエレクトロニクスコンポーネントを含む基板に対して実施される技術的操作中にインターポーザと機械的ハンドルの両方の役割を果たす保護構造を用い、保護構造と撮像素子を含む基板との間のどんな熱膨張問題も引き起こさず、追加の光学素子の起こりうる追加時にどんな複雑な一連の寸法も関与しない方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このために、集積オプトエレクトロニクスコンポーネントを備える光学デバイスを形成する方法であって、少なくとも、
ａ）少なくとも１つのブラインドホールが中に形成された少なくとも１つの支持体を備える保護構造を形成するステップであって、少なくとも１つの光学素子がブラインドホールの中に配置され、ブラインドホールの少なくとも１つの壁面に堅固に取り付けられるステップと、
ｂ）支持体を、集積オプトエレクトロニクスコンポーネントを備える基板に堅固に取り付けるステップであって、ブラインドホールが空洞を形成し、その中で光学素子がオプトエレクトロニクスコンポーネントの１つに面するステップと、
ｃ）基板を貫通して、かつ／または基板と支持体の間で、かつ／または支持体を貫通して電気接続を形成するステップ、ならびに／あるいは基板および／または支持体の薄化を達成するステップと、
ｄ）ブラインドホールの底壁面を貫通して少なくとも１つの開口を形成し、それによって光学素子の少なくとも一部分を露出させ、または光学素子の光学場の少なくとも一部分をあらわにするステップと
を含む方法が提案される。
【００１７】
ステップｃ）は、基板の薄化の達成、および基板を貫通して電気接続を形成するステップを含むことができる。
【００１８】
その場合、ステップｃ）は、基板と支持体の間で、かつ／または支持体を貫通して電気接続を形成するステップ、ならびに／あるいは支持体の薄化の達成をさらに含むことができる。
【００１９】
したがって、保護構造は、インターポーザの機能を果たし、すなわち光学素子と基板の間の距離を制御することができ、また機械的ハンドルの機能も果たし、さらに、従来技術の構造の欠点（複雑な一連の寸法、異なる熱膨張係数による歪み、後続の技術的操作を実施する際の困難）がない。
【００２０】
本方法のステップｃ）の間に実施される操作中、この構造の、像平面との関連において反対側の、ブラインドホールの底壁面を形成する表面には、オープンワークが施されていない。したがって、ステップｃ）の間にさまざまな技術的操作（薄化、堆積、リソグラフィ、エッチング、内部接続（ｉｎｔｒａｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）の形成など）を実施するために、保護構造を機械的ハンドルとして用いて光学デバイスをハンドリングすることが可能である。
【００２１】
さらに、保護構造の支持体を１種または複数種の材料から形成し、そのため、熱膨張係数が基板の材料の熱膨張係数に近づくことによって、光学素子が基板と直接接触していない場合に、光学素子の熱膨張係数がもはや、光学デバイス内のどんな歪みにも関与しなくなる。したがって、保護構造内で、より大きな熱膨張係数を有するガラスを含む光学素子を使用すること、および／または基板の幾何形状の増大を企図すること、すなわちより大きな寸法の基板を使用することが可能である。
【００２２】
光学性能の理由から、光学素子と集積オプトエレクトロニクスコンポーネントの１つとの間の距離が小さくなければならない場合、保護構造の支持体の、画素平面および／または光学素子から離れた裏面（この裏面は、基板に堅固に取り付けられる面とは反対側の面である）によって形成される機械的参照基準を有することが可能である。というのも、支持体の厚さは、形成されるブラインドホールの深さとは無関係なためである。
【００２３】
そのような保護構造を使用することにより、光学素子と基板の間の距離を制御する際に、光学素子の厚さに対する不確実性が排除される。これは、他の光学素子が後に保護構造上に移転される場合にも当てはまる。ただし、その構造が、光学素子の厚さをその一連の寸法内に統合する従来技術の構造よりも小さな寸法の制御を要するならばであるが。
【００２４】
最後に、この方法を用いると、機械的ハンドルとして使用される保護構造によって、デバイスのハンドリングに関するどんな問題も起こすことなく、基板を貫通して、かつ／または基板と支持体の間で、かつ／または支持体を貫通して電気接続を形成することが可能になる。
【００２５】
機械的ハンドル機能は、例えば、支持体および／または保護構造が約３００μｍ以上、例えば約３００μｍ〜５００μｍの厚さを有する場合に、支持体および／または保護構造によって果たすことができる。支持体の薄化を達成した後に、支持体の厚さが約３００μｍ以上である、または約３００μｍ〜５００μｍに含まれることが、とりわけ可能である。その場合、基板は、支持体の薄化中に機械的ハンドルの機能を果たすこともでき、基板の薄化はその場合、支持体を薄化した後に達成することができる。基板の薄化の前に、基板の厚さは、約３００μｍ以上でよく、または約３００μｍ〜５００μｍに含まれていてよい。
【００２６】
複数の光学素子を、支持体の単一のブラインドホールの中に配置することができる。
【００２７】
光学素子は、ブラインドホールの底壁面に、かつ／またはブラインドホールの底壁面以外の壁面と、少なくとも１つの接着接合インターフェースによって堅固に取り付けることができる。
【００２８】
光学素子は、ガラス、および／または有機材料（とりわけ可視領域で動作する撮像素子の場合）、および／またはゲルマニウム（例えば赤外検出器の場合）を含むことができる。光学素子は、平行な面を有する少なくとも１枚のプレート、および／またはレンズ、および／または屈折率勾配を有するレンズを含むことができる。
【００２９】
支持体は、基板に堅固に取り付けるためのものである面とは反対側の、実質的に平坦な裏面を含むことができる。そのような平坦な面は、例えば材料の堆積物または光学素子の堆積物をその裏面上に形成するために、本方法のステップｃ）の間またはステップｄ）の後に技術的操作を実施するのに特に有利である。
【００３０】
集積オプトエレクトロニクスコンポーネントは、ＣＭＯＳ撮像素子および／またはＣＣＤ撮像素子を含むことができる。本発明は特に、集積ＣＭＯＳ撮像素子を備える基板に適している。
【００３１】
支持体は、基板の材料の熱膨張係数と実質的に同じ熱膨張係数を有する材料を含むことができる。
【００３２】
したがって、光学的機能が光学素子によって果たされ、機械的ハンドル機能が、光学素子とは異なる支持体によって果たされるおかげで、支持体は、支持体の材料の性質に応じて、基板の熱膨張係数と適合する熱膨張係数を有することができる。
【００３３】
最後に、支持体が基板の材料に似た材料を含む場合、保護構造と基板によって形成される組立体の切離しが容易になる。というのも、この切離しは、例えば半導体を含む支持体内だけで達成され、光学素子の形成にガラス基体を用いる従来技術のデバイスでのように、例えばガラスを含む光学素子内で達成されるわけではないためである。
【００３４】
支持体は、本方法のステップｂ）の間に、基板にスペーサ要素を介して堅固に取り付けることができる。
【００３５】
さらに、光学素子の厚さおよび穴の深さは、この支持体が基板に堅固に取り付けられたときに、光学素子と集積オプトエレクトロニクス部材の間にある空洞を、必要であれば特定の流体（気体または液体）で充填することができるものを選択することができる。この空洞があれば、保護構造の支持体だけが基板と接触することも可能である。したがって、支持体の材料を、熱膨張の問題を回避するために選択することができる。
【００３６】
ステップｄ）は、光学素子上で停止する支持体の薄化の適用に対応してよい。
【００３７】
保護構造を形成するステップａ）は、
−例えば少なくとも１種の半導体、ガラス、ＬＣＰ（「液晶ポリマー」）、セラミック、有機材料、または他の金属を含む第１の層を、光学素子の材料を含む第２の層に堅固に取り付けるステップ、
−第２の層をエッチングするステップであって、第２の層の少なくとも１つの残部が光学素子を形成するステップ、
−例えば少なくとも１種の半導体を含む第３の層を、例えばオプトエレクトロニクスコンポーネントを含む基板の材料に似た少なくとも１種の材料を含む第４の層に堅固に取り付けるステップ、
−第４の層を貫通して、少なくとも１つの穴をエッチングするステップ、
−第４の層の残部を第１の層の面に対して堅固に取り付けるステップであって、光学素子が、第４の層を貫通してエッチングされた穴の中に配置されるステップ、
−第３の層を除去するステップ
の適用に対応してよい。
【００３８】
保護構造を形成するステップａ）は、
−例えば少なくとも１種の半導体、ガラス、ＬＣＰ（「液晶ポリマー」）、セラミック、有機材料、または他の金属を含む第１の機械的層と、光学素子を形成する少なくとも１種の材料を含む第２の層とを含む、第１の積層体を形成するステップ、
−第２の層をエッチングするステップであって、第２の層の少なくとも１つの残部が光学素子を形成するステップ、
−例えば少なくとも１種の半導体を含む第３の層と、例えばオプトエレクトロニクスコンポーネントを含む基板の材料に似た少なくとも１種の材料を含む第４の層とを含む、第２の積層体を形成するステップ、
−第４の層を貫通して、少なくとも１つの穴をエッチングするステップ、
−第１の積層体と第２の積層体を堅固に取り付けるステップであって、第４の層の残部が、第１の層の面に接して配置され、光学素子が、第４の層を貫通してエッチングされた穴の中に配置されるステップ、
−第３の層を除去するステップ
の適用に対応してよい。
【００３９】
第３の層の除去は、第３の層を完全に薄化するステップ、または第３の層が一時的な接着接合によって第４の層に堅固に取り付けられている場合には、第３の層を切り離すステップによって達成することができる。
【００４０】
一代替手段では、保護構造を形成するステップａ）が、
−例えば少なくとも１種の半導体、ガラス、ＬＣＰ、セラミック、有機材料、または他の金属を含む第１の層と、光学素子の材料を含む第２の層との間の一時的な接着接合を達成するステップ、
−第２の層をエッチングするステップであって、第２の層の少なくとも１つの残部が光学素子を形成するステップ、
−少なくとも光学素子上に接着接合インターフェースを堆積させるステップ、
−例えばオプトエレクトロニクスコンポーネントを含む基板の材料に似た少なくとも１種の材料を含む第３の層を、例えば少なくとも１種の半導体を含む第４の層に堅固に取り付けるステップ、
−第４の層を貫通して、少なくとも１つの穴をエッチングするステップ、
−第３の層を接着接合インターフェースに堅固に取り付けるステップであって、光学素子が、第４の層を貫通してエッチングされた穴の中に配置されるステップ、
−第１の層を除去するステップ
の適用に対応してよい。
【００４１】
一代替手段では、保護構造を形成するステップａ）が、
−例えば少なくとも１種の半導体、ガラス、ＬＣＰ、セラミック、有機材料、または他の金属を含む第１の層と、光学素子を形成する少なくとも１種の材料を含む第２の層とを含む、第１の積層体を形成するステップ、
−第２の層をエッチングするステップであって、第２の層の少なくとも１つの残部が光学素子を形成するステップ、
−少なくとも光学素子上に接着接合インターフェースを堆積させるステップ、
−例えばオプトエレクトロニクスコンポーネントを含む基板の材料に似た少なくとも１種の材料を含む第３の機械的層と、例えば少なくとも１種の半導体を含む第４の層とを含む、第２の積層体を形成するステップ、
−第４の層を貫通して、少なくとも１つの穴をエッチングするステップ、
−第１の積層体と第２の積層体を堅固に取り付けるステップであって、第３の層が、接着接合インターフェースに接して配置され、光学素子が、第４の層を貫通してエッチングされた穴の中に配置されるステップ、
−第１の層を除去するステップ
の適用に対応してよい。
【００４２】
第４の層を貫通してエッチングされた穴の中への光学素子の移転は、光学素子全体の一括移転によって達成することができ、または個別に、光学素子を互いに事前に切り離し、次いでそれらをエッチングした穴の中に個別に移転させることによって、達成することができる。個別移転（「ピック＆プレース」タイプの移転）には、光学素子を選別し、所望の光学素子だけをエッチングした穴の中に移転させることができるという利点がある。
【００４３】
保護構造を形成するステップａ）は、少なくとも、
−ブラインドホールが中に形成された支持体を形成するサブステップと、
−光学素子をブラインドホールの中に配置し、少なくともブラインドホールの壁面上および／または光学素子上に事前に配置された少なくとも１種の取付材料を介して堅固に取り付けるサブステップと
を含むことができる。
【００４４】
本方法は、第４の層を貫通して穴をエッチングするステップと、第３の層を接着接合インターフェースに堅固に取り付けるステップとの間に、オプトエレクトロニクスコンポーネントの動作波長の領域内で少なくとも一部不透明な、かつ／または導電性の少なくとも１つの層を、第４の層の残部上、また第４の層を貫通してエッチングされた穴の壁面に対して堆積させて、デバイスの光および／または電磁気保護を形成するステップをさらに含むことができる。
【００４５】
一般に、本方法は、ステップａ）の間に、支持体と光学素子の間に光および／または電磁気保護を形成するステップをさらに含むことができる。
【００４６】
本方法は、保護構造を形成するステップａ）と、支持体を基板に堅固に取り付けるステップｂ）との間に、オプトエレクトロニクスコンポーネントの動作波長の領域内で少なくとも一部不透明な、かつ／または導電性の少なくとも１つの層を、ブラインドホールの壁面の少なくとも一部および／または支持体の基板に堅固に取り付けられる表面の少なくとも一部上に堆積させて、光および／または電磁気保護を形成するステップをさらに含むことができる。
【００４７】
支持体は、単一の層によって形成することができ、ブラインドホールは、その層内をエッチングすることによって得ることができる。
【００４８】
本方法は、開口を形成するステップｄ）の後に、オプトエレクトロニクスコンポーネントの動作波長の領域内で少なくとも一部不透明な、かつ／または導電性の少なくとも１つの層を、支持体の基板に堅固に取り付けられる面とは反対側の、支持体の裏面の壁面上に堆積させるステップをさらに含むことができる。
【００４９】
本方法は、開口を形成するステップｄ）の後に、少なくとも１つの光学素子を含む少なくとも１つの光学積層体を、支持体の基板に堅固に取り付けられる面とは反対側の支持体の裏面上の、空洞内に配置されたオプトエレクトロニクスコンポーネントの光学場内に移転させるステップをさらに含むことができる。
【００５０】
本方法は、光学積層体を移転させるステップの後に、光学積層体の光学素子、および／または保護構造の光学素子、および／またはオプトエレクトロニクスコンポーネントの光学素子間で電気接続を形成するステップをさらに含むことができる。
【００５１】
本方法は、光学積層体上に光および／または電磁気保護を形成するステップをさらに含むことができる。
【００５２】
その場合、本方法は、光および／または電磁気保護を形成した後に、オプトエレクトロニクスコンポーネントの光学場内で、前記光および／または電磁気保護内に少なくとも１つの開口を形成するステップをさらに含むことができる。
【００５３】
本発明は、決して限定するものとしてではなく純粋に指示としてなされる諸例示的実施形態の説明を、添付の図面を参照して読めばすぐに、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】第１の例示的実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造の部分断面図である。
【図１Ｂ】第１の例示的実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造の上面図である。
【図１Ｃ】第２の例示的実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造の部分断面図である。
【図２】第１の実施形態による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図３】第１の実施形態の一代替手段による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図４】第１の実施形態による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図５Ａ】第１の実施形態の一代替手段による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図５Ｂ】第１の実施形態の一代替手段による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図６Ａ】第１の実施形態の一代替手段による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図６Ｂ】第１の実施形態の一代替手段による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図６Ｃ】第１の実施形態の一代替手段による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図７Ａ】他の実施形態による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図７Ｂ】他の実施形態による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図７Ｃ】他の実施形態による、本発明の主題である形成方法を適用することによって得られる光学デバイスの部分断面図である。
【図８Ａ】特定の一実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図８Ｂ】特定の一実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図８Ｃ】特定の一実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図８Ｄ】特定の一実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図８Ｅ】特定の一実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図８Ｆ】特定の一実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図８Ｇ】特定の一実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図９Ａ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図９Ｂ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図９Ｃ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図９Ｄ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図９Ｅ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図９Ｆ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造を形成する一ステップを示す図である。
【図１０Ａ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｂ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｃ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｄ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｅ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｆ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｇ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｈ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｉ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｊ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【図１０Ｋ】別の特定の実施形態による、本発明の主題である光学デバイスを形成する方法の一ステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下で説明する異なる図の同一部分、類似部分、または等価部分は、図から図への切り替えを容易にするために、同じ参照番号を有する。
【００５６】
図中に示す異なる部分は、図をより見やすくするために、必ずしも均一な縮尺に従って示されているわけではない。
【００５７】
さまざまな可能性（代替手段および実施形態）は、互いに排他的ではないと理解すべきであり、それらは一緒に組み合わせることができる。
【００５８】
まず、第１の例示的実施形態による、集積オプトエレクトロニクスコンポーネントを備える光学デバイスを形成する方法の間に形成される保護構造１００の部分断面図を示す図１Ａ、および上面図を示す１Ｂを参照する。
【００５９】
構造１００は、ブラインドホール１０４が形成された層１０２を含む。図１Ａおよび１Ｂの例では、２つのブラインドホール１０４が示されており、各穴１０４の中に光学素子１０６が接着接合によって堅固に取り付けられている。図１Ａには、各光学素子１０６と各穴１０４の底壁面との間の接着接合インターフェース１０８が示されている。図１Ａおよび１Ｂの例では、構造１００の穴１０４および光学素子１０６の一部しか示されていない。構造１００は、構造１００が保護しようとする基板内に集積されたオプトエレクトロニクスコンポーネント、例えばこの場合には撮像素子と同じ数だけブラインドホールおよび光学素子を含むことができる。この基板は、例えば、１０００を上回る撮像素子を含むことができ、この数はとりわけ、撮像素子および使用される技術の解像度に関連する。
【００６０】
穴１０４は、リソグラフィおよびＤＲＩＥ（深堀り反応性イオンエッチング）、成形、湿式エッチング、ソーイング、レーザ切断、ホットプレス、スタンピングによって、またはさらにマイクロマシニング（例えば研磨）によって形成することができる。
【００６１】
光学素子１０６は、光学デバイスの撮像素子の動作波長の領域内で透明である。典型的には、光学素子１０６は、ガラス、および／または有機材料（例えば可視波長の領域内で動作する撮像素子の場合）、および／またはゲルマニウム（赤外領域内で動作する撮像素子の場合）を含むことができる。光学素子１０６は、光学的に均一な材料からなる平行な面を有するプレートでも、対応する撮像素子の性能を向上させるために特定の光学機能（フィルタリング、拡大など）を達成することのできる幾何形状のものでもよい。光学素子１０６は、例えばレンズとすることができる。
【００６２】
この例示的実施形態では、層１０２は、有利には、構造１００で保護しようとする撮像素子を含む基板を構成する材料と同じ材料、例えばシリコンなどの半導体を含み、かつ／またはＬＣＰを含む。層１０２が、セラミック、有機材料、または他の金属を含み、そのことが、構造１００と撮像素子を備える基板によって組立て後に形成される組立体の熱力学的挙動に対して不利益にならないことも可能である。層１０２の材料をとりわけ、基板の材料に応じて選択し、それにより、それらの材料が実質的に同じ熱膨張係数を有することが可能である。
【００６３】
図１Ａおよび１Ｂと関連付けて説明した例示的実施形態では、層１０２が単一の材料を含み、ブラインドホール１０４が、層１０２内をエッチングすることによって形成される。したがって、保護構造は、単一のモノリシック層から形成されて利用できるようになる。図１Ｃに示す一代替実施形態では、層１０２を複数種の材料によって形成される支持体と置き換えることができる。この図では、構造１００が、第１の実質的に平坦な層１０３と、その上に配置された第２の構造化層１０５とによって形成される支持体を含む。第１の層１０３によってその底壁面が形成され、光学素子１０６が層１０３上に接着接合インターフェース１０８を介して配置されるブラインドホール１０４を形成するために、層１０５内にスルーホールが形成される。層１０５は、有利には、この構造で保護しようとする撮像素子を含む基板を構成する材料と同じ材料を含む。
【００６４】
別の代替手段では、オープンワークが施された層１０５を、第１の層１０３上に移転される別個の材料部分と置き換え、それにより、光学素子１０６が中に配置されるブラインドホール１０４を含む構造１００を形成することが可能である。第１の層１０３上に移転されるそれらの部分は、有利には、構造１００で保護しようとする撮像素子を含む基板を構成する材料と同じ材料を含むことができる。
【００６５】
そのような構造１００を得るために、第１の層１０３および第２の層１０５をまず第一に、例えば接着接合または貼合せによって堅固に取り付けることができる。第２の層１０５は第１の層１０３上に、ＰＶＤ、ＣＶＤ、もしくは電解析出によって、または成形および射出トランスファによって形成することもできる。穴１０４を形成するための第２の層１０５の構造化は、例えば、深堀り反応性イオンエッチング、成形、射出トランスファ、湿式エッチング、ソーイング、レーザ切断、ホットプレス、マイクロマシニングによって、または第１の層１０３と第２の層１０５がセラミックを含んでいる場合にはさらに共焼結によって達成される。第２の層１０５が第１の層１０３上に射出トランスファによって形成されるとき、第２の層１０５の構造化は、第２の層１０５の達成と同時に達成することができる。一般に、第２の層１０５の構造化は、層１０３と１０５双方を堅固に取り付けるステップの前、そのステップの間、またはそのステップの後に行うことができる。
【００６６】
層１０２または層１０３と１０５双方によって形成され、光学素子１０６が中に配置される支持体を含む構造１００は、形成された後に、図２に示すように、光学デバイス１０００を形成するために、撮像素子１２を含む基板１０上に移転される。使用される移転技法は、例えば、接着接合（陽極、分子、共晶、有機など）タイプのものでも、例えば金およびスズから、または別の金属および／もしくは金属合金から鑞付けするタイプのものでもよい。図２の例では、接着接合インターフェース１４が構造１００と基板１０の間にある。
【００６７】
構造１００を基板１０上に移転した後、各光学素子１０６は、前記光学素子１０６に面する撮像素子１２から距離ｈのところにある。この距離ｈは、画素平面、すなわちこの場合にはそこから撮像素子１２によって光検出が実施される平面と、光学素子１０６の間の距離である。この距離ｈの値は、光学素子１０６の厚さｅｃ、接着接合インターフェース１０８の厚さｉｃ、穴１０４の深さｐｗ、および接着接合インターフェース１４の厚さｉｅによって変わる。したがって、以下の関係が成り立つ。
ｈ＋ｅｃ＋ｉｃ＝ｐｗ＋ｉｅ
【００６８】
ｈ、ｅｃ、およびｉｃの値は、保護構造１００の一方の穴と他方の穴の間で変わることがある。ｉｅの値は、構造１００を基板１０上に移転させる選択された技法に直接関係する。この寸法ｉｅ、したがって使用される移転技法の選択は、光学デバイス１０００の幾何形状に影響を及ぼす。所望の距離ｈおよび光学素子の固定の厚さｅｃについて、接着接合インターフェース１４が厚いほど、穴１０４の深さはそれほど重要ではなくなる。
【００６９】
図２の例では、ｐｗ＞ｅｃ＋ｉｃを満たすことができる。一代替手段では、ｐｗ＝ｅｃ＋ｉｃ、またはさらにｐｗ＜ｅｃ＋ｉｃを満たすことが可能である。
【００７０】
光学デバイス１０００の幾何形状は、とりわけ接着接合インターフェース１４が画素平面との関連において距離ｔだけ、基板１０と構造１００の間に配置され、かつ接着接合インターフェース１４が上に形成されたスペーサ要素１６によってシフトされているときの、基板１０のトポロジーにも関係しうる。そのようなデバイスの例が図３に示されている。したがって、この場合、以下の関係が成り立つ。
ｈ＋ｅｃ＋ｉｃ＝ｐｗ＋ｉｅ＋ｔ
【００７１】
この例では、ｐｗ＞ｅｃ＋ｉｃ、ｐｗ＝ｅｃ＋ｉｃ、またはさらにｐｗ＜ｅｃ＋ｉｃを満たすことも可能である。
【００７２】
構造１００がこの基板１０に組み立てられた後、図４に示されているように、デバイス１０００に対してさまざまな技術的操作をもたらすことができる。例えば、基板１０の薄化を達成することが可能である。この薄化の間、構造１００は機械的ハンドルとして使用される。基板１０の撮像素子１２を含む面とは反対側の面上に、電気接点１７、例えば接続マイクロビーズを形成することもできる。
【００７３】
図４では、基板１０を貫通して電気接続１８が形成されていることがわかる。これらの接続を用いて、基板１０の対向する両主面を電気的に接続することが可能であり、それらの面は、電気接点１７に接続することができる。最後に、これらの電気接続はまた、電気接続１１０を通じて、層１０２の基板１０と接触する面とは反対側の、層１０２の裏面１２０のレベルまで引き上げられる。基板１０の電気接点のそのような引上げは、可変焦点距離を有するデバイスを後に層１０２の裏面１２０上に移転しようとする場合（オートフォーカスおよびズーム用途）に重要となりうる。これらの内部接続操作１８および１１０は、構造１００によって果たされる機械的ハンドル機能を利用するために、構造１００を基板１０に組み立てた後に実施される。
【００７４】
図２〜４の例では、層１０２の裏面１２０が平坦である。そのような平坦な裏面により、とりわけ、例えば組立体をハンドリングしなければならない場合に組立体がより容易に吸引されることで、光学デバイス１０００の非常に容易なハンドリングが可能になる。さらに、いくつかの操作の間、加熱基板支持体が使用されることがある。平坦な裏面があると、加熱支持体とデバイス１０００の間のより良好な熱交換を保証することが可能になり、その特性は、構造１００を基板１０に組み立てた後にさまざまな技術的操作を実施する上で決定的となりうる。
【００７５】
層１０２、または図１Ｃの構造１００の場合には第１の層１０３が、例えば撮像素子１２によって放出される波長に透明ではない、または十分に透明ではない材料を含む場合、構造１００を基板１０に組み立て、例えば構造１００を機械的ハンドリング機能を果たすものとして用いる操作を適用した後に、層１０２内に開口が形成されて、ブラインドホール１０４の底面を開口することができる。そのような場合が、例えば図５Ａに示されている。この図では、開口１１２がブラインドホール１０４の底面内に形成されたことが見られる。これらの開口１１２は、層１０２が素子１０６の光学場を遮断しないように、そうした光学場内に形成される。これらの開口１１２は、例えば、リソグラフィおよびエッチングによって形成することができる。
【００７６】
これらの開口１１２は、電気接点１７を形成する前、および／またはデバイス１０００に対して実施されるほとんどの技術的操作（基板１０の薄化、電気接続１８、１１０の形成）を完了した後に形成することができる。
【００７７】
層１０２を、層１０２の裏面１２０から薄化することも可能である。この薄化は、開口１１２の形成と組み合わせることができる。一代替手段では、それについては図５Ｂの例に示されているように、光学素子１０６に達するまで層１０２を完全に薄化することも可能である。この代替手段では、光学素子１０６が、穴１０４の側壁、すなわち穴１０４の底壁面に垂直な壁面に、接着接合インターフェース１１４を通じて結合される。
【００７８】
図５Ｂに示す完全薄化の場合、第１の層１０３が第２の層１０５と一時的に接着される、図１Ｃに示す構造などの構造１００を使用することが可能である。構造１００を基板１０と組み立て、おそらくは技術的ステップを実施した後に、第１の層１０３を次いで第２の層１０５から切り離し、それにより、図５Ｂに示すデバイスに似たデバイスが得られるようにすることができる。
【００７９】
一代替手段では、有機材料、例えばＬＣＰを光学素子１０６と穴１０４の間に射出する方法によって、またはさらに、光学素子１０６を穴１０４の中に圧着する方法によって、光学素子１０６を穴１０４の中に統合し、それにより、光学素子１０６と穴１０４の１つまたは複数の壁面との間に接着接合インターフェースがないようにすることができる。
【００８０】
光学素子１０６を穴１０４の中に移転させる方法を、ユニットタイプ（「ピック＆プレース」）とし、その場合、各光学素子１０６を穴１０４の中に連続配置することができる。このタイプの移転方法は、光学素子が基板の規模で一括して形成される場合に重要である。この場合、最終的に基板が障害のあるいかなる光学素子も含まないようになるための光学素子の事前選別を、構造１００を基板１０に組み立てる前に実施することができる。一代替手段では、例えば、一括して形成された光学素子がその間に事前切断され、次に、光学素子が個片化するまで次いで薄化するために（事前切断が層１０３に向かい合ってなされた状態で）層１０３上に組み立てられる、ＤＢＧ（「先ダイシング（Ｄｉｃｉｎｇ  Ｂｅｆｏｒｅ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）」）タイプの移転によって、光学素子を一括して移転することも可能である。
【００８１】
構造１００と基板１０を組み立てた後、光学デバイス１０００を層１０２の中実領域または部分１０５において、すなわち穴１０４間で切り離すことが可能である。このようにして、それぞれが撮像素子１２および光学素子１０６を含む複数のユニット組立体が形成される。これらのユニット組立体はそれぞれ、独立に処理することができ、例えば、別個のカメラモジュール内に取り付けることができる。しかし、構造１００および基板１０の組立てから、カメラモジュールを基板の規模で一括して、全部または一部形成することも可能である。
【００８２】
さまざまな光学素子、例えばレンズを、構造１００の層１０２の裏面１２０上に移転させることができる。図６Ａに示す、層１０２内の撮像素子１２および光学素子１０６の光路のところに開口１１２が形成されたデバイス１０００に対して、ユニットレンズ１１６が、層１０２の裏面１２０上の、開口１１２のところに配置される。これらのレンズ１１６は、例えば、デバイス１０００が切り離されて、１つまたは複数の撮像素子１２、１つまたは複数の光学素子１０６、および１つまたは複数のレンズ１１６を含む複数の独立した素子となる前に、層１０２上に配置することができる。図６Ａの例では、レンズ１１６は、開口１１２内に挿入されている。図６Ｂに示す一代替手段では、レンズ１１６を含む基体１１８が、層１０２の裏面１２０全体の上に移転され、レンズ１１６は、基体１１８を介して互いに堅固に取り付けられている。例えば図６Ｃに示す、穴が中に形成され、穴がいくつかのレベルのレンズ１１６、１１７（図６Ｃの例では２つのレベル）を含む基体１１８を含んだ構造など、より複雑な構造を、基体１０２上に移転することができる。図６Ｃの例は、図６Ａに示す例が、例えば前述した構造１００に似た追加の保護構造１１８を含んだものに対応する。図６Ｂおよび６Ｃに示す、基体１１８が使用される例では、電気接点を基板１０から基体１１８の裏面１２４まで引き上げることが可能である。そのような操作は、基体１１８をレンズ１１６、１１７のところで開口し、１つまたは複数の他の光学素子を、基体１１８の裏面１２４上の、撮像素子１２の光学場内に移転させる前に実施することができる。
【００８３】
一般に、構造１００の幾何形状は、先の例において説明したものと異なってよい。図７Ａに示すように、光学素子１０６を穴１０４の寸法に適合させ、その穴１０４が、光学素子１０６の寸法よりも小さな寸法の、撮像素子１２に至る光学的開口を有することが可能である。図７Ｂおよび７Ｃは、図７Ａに示す構成の代替手段を示しており、それらの代替手段では、穴１０４の壁面と光学素子１０６の間に空きスペース１２２がある。
【００８４】
次に、集積オプトエレクトロニクスコンポーネントを備える光学デバイス１０００の、例えば図１Ｃに示す構造１００に似た保護構造１００を形成するステップを示す図８Ａ〜８Ｇを参照する。
【００８５】
図８Ａに示すように、光学素子１０６を形成するために、シリコンからなる第１の層１０３上に、この場合にはガラスを含む第２の層２００の接着接合が達成される。任意のタイプの接着接合を使用することができる（陽極、分子、共晶、有機）。図８Ａの例では、接着接合インターフェース１０８を形成する感光性樹脂部分を用いた、有機接着接合が達成される。
【００８６】
次いで、光学素子１０６を所望の寸法に従って形成するために、第２の層２００の切離しまたはエッチングが実施される（図８Ｂ）。このステップは、任意選択で、複数の切断ステップを実施することができる。
【００８７】
光学素子１０６の形成と同時に、構造１００の第２の部分が形成され、それにより、第２のオープンワークを施した層１０５の形成が可能になる。
【００８８】
図８Ｃに示すように、例えばシリコン製の第１の半導体層２０２が、この例ではやはりシリコン製の第２の半導体層２０４に接着接合される。この例示的実施形態では、第１の層２０２が、ＳｉＯ２層２０６、２０８を形成する酸化面を含み、それを用いてシリコン／ＳｉＯ２分子接合を達成して、層２０２、２０４双方を堅固に取り付けることができる。第１の層２０２ではなく第２の層２０４が酸化面を含み、それによりこの場合も、シリコン／ＳｉＯ２分子接合を達成して、層２０２、２０４双方を堅固に取り付けることができることが、同様に可能である。
【００８９】
図８Ｄでは、次いで、第２の層２０４内にリソグラフィステップおよび穴エッチングステップ２０９が実施されて、ＳｉＯ２層２０８上で停止し、それにより残部が、層１０３上に移転させるためのものである第２の構造化層１０５を形成する。一代替手段では、層２０２、２０４双方の間に挿入された少なくとも１つの追加の薄層も、エッチングを停止させる層として働く。次に、構造上にある絶縁体、すなわちＳｉＯ２絶縁体層２０８の第２の構造化層１０５で覆われていない部分とＳｉＯ２層２０６のエッチング、例えばＨＦ溶液を用いた湿式エッチングが実施される（図８Ｅ）。一代替手段では、構造上にある絶縁体をエッチングしないことも可能である。
【００９０】
保護構造１００の先に形成した部分双方の組立てが、例えばエポキシ２１０による有機接合などの接着接合によって実施される（図８Ｆ）。
【００９１】
最後に、層２０２の完全薄化およびＳｉＯ２層２０８の残部の除去が達成され、それにより、図１Ｃに示す保護構造に似た保護構造１００を得ることができる。
【００９２】
図７Ａ〜７Ｃに示す例のように、光学部品１０６が穴１０４の寸法に適合され、その穴１０４が、光学素子１０６の寸法よりも小さな寸法の、撮像素子１２に至る光学的開口を有する保護構造を得るには、層２０２の完全薄化を達成しないことが可能である。図８Ｆに示す接着接合ステップの後、層２０２内の光学素子１０６のところに開口を形成するために、次に、層２０２の部分薄化と次いで層２０２のリソグラフィおよび局所エッチングを実施することができる。
【００９３】
次に、光学デバイス１０００の保護構造１００の一代替実施形態のステップを示す図９Ａ〜９Ｆを参照する。
【００９４】
まず第一に、図８Ｅに示す、層２０２、第２の構造化層１０５、および絶縁体部分２０８（または絶縁体がエッチングされない場合には絶縁体層２０６および／または２０８）を含む構造に似た構造が形成される。この構造は、例えば、前述した方法と同様に、図８Ｃ〜８Ｅと関連付けて説明したステップを適用することによって形成することができる。層２０２は、この場合には、保護構造１００の第１の層１０３を形成するためのものである。
【００９５】
ここで説明した例示的実施形態は、構造化光学素子の接着接合インターフェースを、光学素子１０６の光学場内に接合インターフェースがないように含む。しかし、保護構造１００を形成する方法の間、接着剤部分を素子１０６の光学場内に存在させ、それらの部分が、十分な光学的性質を有する限り、素子１０６の光学場を開放した後もなお本方法の終わりまでずっと維持され、そうでなければ、本方法の間に、光学素子１０６の光学場を開放した後にエッチングされることが可能である。したがって、絶縁体および／または接着接合インターフェースを、素子１０６の光学場内に維持することが可能である。しかし、絶縁体が光学性能を悪化させる場合、絶縁体および／または接着接合インターフェースを、保護構造を形成するときに、または任意選択で、光学デバイス１０００を形成する方法の終わりの、保護構造を光学素子１０６の光学場のところで開口するときに除去することができる。
【００９６】
図９Ａに示すように、ガラスまたは半導体を含む層３０２上に感光性樹脂部分３０４の堆積が実施される。これらの感光性樹脂部分３０４は、光学素子１０６の将来的な位置に堆積される。
【００９７】
次いで、ガラスを含む第２の層３０６、すなわち光学素子１０６がそこから形成される層の一時的な接着接合が、第１の層３０２および樹脂部分３０４上の接着接合インターフェース３０８を介して達成される（図９Ｂ）。次いで、光学素子１０６を形成するために、第２のガラス層３０６が切り離される（図９Ｃ）。
【００９８】
光学素子１０６上に感光性樹脂部分（例えばラミネートドライフィルム）が堆積されて、インターフェース部分１０８を形成する（図９Ｄ）。これらの樹脂部分を用いて、後に光学素子１０６の有機接合を達成することが可能である。これらのインターフェース部分をスクリーン印刷によって堆積させることも可能である。
【００９９】
図９Ｅでは、次いで、第２の層１０５内に形成された凹所内で、インターフェース部分１０８および第１の層１０３を介して、先に形成された２つの構造間で組立てが実施される。
【０１００】
最後に、図９Ｆでは、層３０２、樹脂部分３０４、および一時的な接合層３０８が除去され、それにより、構造１００を得ることができる。
【０１０１】
使用される保護構造のため、その構造が、寄生光、すなわち撮像素子の光学場の外にある光からの、かつ／または撮像素子を含む光学デバイス１０００の動作環境（例えば携帯電話内）に関係する電磁摂動からの撮像素子の保護も達成することが可能である。
【０１０２】
次に、そのような保護構造を含む光学デバイスを形成する方法を、図１０Ａ〜１０Ｋと関連付けて説明する。
【０１０３】
まず第一に、構造１００の第１の部分を形成するために、図８Ｅに示す、層２０２、第２の構造化層１０５、および絶縁体部分２０８を含む構造に似た構造が形成される。この構造は、例えば、第１の実施形態と同様に、図８Ｃ〜８Ｅと関連付けて説明したステップを適用することによって形成される。層２０２は、この場合には、保護構造１００の第１の層１０３を形成するためのものである。
【０１０４】
図１０Ａに示すように、次いで、穴１０４を有して先に形成された構造の面上に、１つまたは複数の層４０２が堆積され、それにより、第２の層１０５の部分、および第１の層１０３の穴１０４の底壁面を形成する面が覆われる。層４０２は、この構造１００で保護しようとする撮像素子の波長の領域内で不透明または少なくとも一部不透明、および／または導電性とすることができる。第１の不透明層４０２の堆積と第１の不透明層４０２上への第２の導電性層４０２の堆積、またはその逆を達成することも可能である。
【０１０５】
次いで、層３０２、樹脂部分３０４、接着接合インターフェース３０８、光学素子１０６、およびインターフェース部分１０８を含む構造１００の第２の部分を形成するために、図９Ａ〜９Ｄと関連付けて前述したステップが適用される。
【０１０６】
図１０Ｂでは、次いで、穴１０４の中で、インターフェース部分１０８および第１の層１０３を介して、先に形成された２つの構造間で組立てが達成される。図１０Ｃでは、基体３０２、樹脂部分３０４、および一時的な接着接合層３０８が除去され、それにより、構造１００を得ることができる。
【０１０７】
図１０Ｄに示すように、次いで、光学デバイス１０００を形成するために、先に形成された保護構造１００と集積撮像素子１２を含む基板１０との間で組立てが達成される。この例示的実施形態では、この組立てを達成するために、不透明な有機接着剤部分１４が使用される（電気絶縁接着剤）。この組立ての前に、基板１０上の接着剤部分１４のところに接点４０４が、撮像素子１２ごとに少なくとも１つの接点４０４があるように形成されている。
【０１０８】
図１０Ｅでは、次いで基板１０の薄化が実施され、次いで基板１０内に相互接続１８が形成され、その一部が接点４０４に接続される。接点４０４に接続されたこれらの相互接続１８を用いて、デバイス１０００の裏面上でグランド取り（ｇｒｏｕｎｄ  ｔａｋｅ−ｕｐ）を達成することができる。
【０１０９】
次いで、撮像素子１０６の光学場をあけるために、第１の層１０３内に開口１１２が形成される（図１０Ｆ）。
【０１１０】
図１０Ｇに示すように、次いで、層１０３の壁面上に１つまたは複数の層４０６が堆積される。層４０６は、この構造１００で保護しようとする撮像素子の波長の領域内で不透明、および／または導電性とすることができる。第１の不透明層４０６の堆積と第１の不透明層４０６上への第２の導電性層４０６の堆積、またはその逆を達成することも可能である。
【０１１１】
最後に、図１０Ｈに示すように追加の光学レベルを達成することができる。図には、他の２つのレベル４０８および４１０が示されており、各レベルは、撮像素子１２の光学場内に配置された光学素子（レンズ、平行な面を有するプレートなど）を含んでいる。
【０１１２】
図１０Ｉでは、デバイス１０００の一部切離しが実施されて、追加の光学レベル４０８、４１０を完全に横断するが、第１の層１０３は一部しか横断せず、したがって、デバイス１０００の他の手付かずの要素がデバイス１０００の機械的強度を保証することのできる溝４１２が形成される。
【０１１３】
次いで、デバイス１０００上、とりわけ溝４１２の壁面上に、デバイス１０００の開口を光学場のところに画定することのできる、また層１０６との電気接触を再び取ることのできる、不透明金属堆積物４１４が形成される。
【０１１４】
次いで、本方法は、各撮像素子１２の下方に相互接続ビーズ１７を形成し、少なくとも１つの撮像素子１２を含むデバイス１０００の各部分を、個別のカメラモジュールを形成するために個片化する（図１０Ｋ）ことによって完了する。
【０１１５】
図１０Ａ〜１０Ｋと関連付けて説明した方法に従って形成されたデバイス１０００では、デバイス１０００を一部切り離した後もなお機械的強度を保証するとともに、撮像素子１２に対する光および電磁気保護を実現することができる。この説明した保護機能は、相互接続が構造と撮像素子基板の間に形成される場合に提案した構造によって実現することもできる。
【０１１６】
光学素子１０６の幾何形状は、必ずしも撮像素子１２がその画素平面でもつ、例えば矩形の幾何形状に似ているわけではない。光学素子１０６は、矩形でも、他の任意の形状（正方形、円形など）でもよく、かつ／または撮像素子のフォームファクタに似た、もしくは撮像素子のフォームファクタとは異なるフォームファクタを有してよい。
【０１１７】
言うまでもなく、多くの代替実施形態を適用することができる。具体的には、支持体内の空洞のあらゆる実施形態を、本発明の範囲内で使用することができる。めくら空洞を得るために移転前の事前切断と次いで薄化が達成されるＤＢＧタイプの方法について、とりわけ言及することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０  基板
１２  集積撮像素子、集積オプトエレクトロニクスコンポーネント
１４  接着接合インターフェース、不透明な有機接着剤部分
１６  スペーサ要素
１７  電気接点、相互接続ビーズ
１８  電気接続、内部接続操作、相互接続
１００  保護構造
１０２  層、基体
１０３  第１の実質的に平坦な層、第１の機械的層、第３の機械的層
１０４  ブラインドホール
１０５  第２の構造化層、第２のオープンワークを施した層、部分、残部
１０６  光学素子、撮像素子、層
１０８  接着接合インターフェース、インターフェース部分、取付材料
１１０  電気接続、内部接続操作
１１２  開口
１１４  接着接合インターフェース
１１６  ユニットレンズ
１１７  レンズ
１１８  基体、追加の保護構造
１２０  裏面
１２２  空きスペース
１２４  裏面
２００  第２の層
２０２  第１の半導体層、第３の層
２０４  第２の半導体層、第４の層
２０６  ＳｉＯ２層、絶縁体層
２０８  ＳｉＯ２層、ＳｉＯ２絶縁体層、絶縁体部分
２０９  リソグラフィステップおよび穴エッチングステップ、穴
２１０  エポキシ
３０２  第１の層、基体
３０４  感光性樹脂部分
３０６  ガラスを含む第２の層、第２のガラス層
３０８  接着接合インターフェース、接着接合層
４０２  層、第１の不透明層、第２の導電性層、光および／または電磁気保護
４０４  接点、電気接続
４０６  層、第１の不透明層、第２の導電性層
４０８  光学レベル、光学積層体
４１０  光学レベル、光学積層体
４１２  溝
４１４  不透明金属堆積物、光および／または電磁気保護
１０００  光学デバイス
【図１Ａ】
2011523777.tif 000003
【図１Ｂ】
2011523777.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2011523777.tif 000009
【図５Ｂ】
2011523777.tif 000010
【図６Ａ】
2011523777.tif 000011
【図６Ｂ】
2011523777.tif 000012
【図６Ｃ】
2011523777.tif 000013
【図７Ａ】
2011523777.tif 000014
【図７Ｂ】
2011523777.tif 000015
【図７Ｃ】
2011523777.tif 000016
【図８Ａ】
2011523777.tif 000017
【図８Ｂ】
2011523777.tif 000018
【図８Ｃ】
2011523777.tif 000019
【図８Ｄ】
2011523777.tif 000020
【図８Ｅ】
2011523777.tif 000021
【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
2011523777.tif 000023
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
2011523777.tif 000026
【図９Ｄ】
2011523777.tif 000027
【図９Ｅ】
2011523777.tif 000028
【図９Ｆ】
2011523777.tif 000029
【図１０Ａ】
2011523777.tif 000030
【図１０Ｂ】
2011523777.tif 000031
【図１０Ｃ】
2011523777.tif 000032
【図１０Ｄ】
2011523777.tif 000033
【図１０Ｅ】
2011523777.tif 000034
【図１０Ｆ】
2011523777.tif 000035
【図１０Ｇ】
2011523777.tif 000036
【図１０Ｈ】
2011523777.tif 000037
【図１０Ｉ】
2011523777.tif 000038
【図１０Ｊ】
2011523777.tif 000039
【図１０Ｋ】
2011523777.tif 000040
【国際調査報告】
2011523777.tif 000041
2011523777.tif 000042
2011523777.tif 000043
2011523777.tif 000044
2011523777.tif 000045
2011523777.tif 000046