TWI581414B - 影像感測器及其形成方法 - Google Patents

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Description

影像感測器及其形成方法
本發明是關於半導體裝置及其形成方法，特別是關於影像感測器及其形成方法。
許多當代的電子裝置會包含使用影像感測器的光學影像裝置(例如：數位相機)。影像感測器將光學影像轉換成可代表影像的數位資料。一影像感測器可包含一個陣列的畫素感測器及支援的邏輯裝置。畫素感測器會測量入射的輻射(例如：光線)，支援的邏輯裝置則讀取其測量的結果。用於光學影像裝置的影像感測器的一種形式是背面感光式(back-side illumination；BSI)影像感測器。可將背面感光式影像感測器整合於傳統的半導體製程中，以達成低成本、小尺寸及高產出。還有，背面感光式影像感測器具有低作業電壓、低能耗、高量子效率、低讀取雜訊(read-out noise)，並可作隨機存取(random access)。
有鑑於此，本發明的一實施例是提供一種影像感測器，包含：一畫素感測器、一金屬柵格組件以及一介電質柵格組件。上述畫素感測器是置於一半導體基底中。上述金屬柵格組件是置於上述畫素感測器的上方且其內具有一金屬柵格 開口，上述金屬柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移。上述介電質柵格組件是置於上述金屬柵格組件的上方且其內具有一介電質柵格開口，其中上述介電質柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移。
在一實施例中，在上述影像感測器中：上述金屬柵格開口的中心是以一金屬柵格偏移量，而與上述畫素感測器的中心橫向偏移；上述介電質柵格開口的中心是以一介電質柵格偏移量，而與上述畫素感測器的中心橫向偏移；上述金屬柵格偏移量與上述介電質柵格偏移量不同。
在一實施例中，在上述影像感測器中：上述畫素感測器是一畫素感測器陣列的一部分，上述畫素感測器陣列包含複數個畫素感測器；上述金屬柵格組件是一金屬柵格的一部分，上述金屬柵格包含複數個金屬柵格組件以及分別在上述金屬柵格組件內的複數個金屬柵格開口；上述介電質柵格組件是一介電質柵格的一部分，上述介電質柵格包含複數個介電質柵格組件以及分別在上述介電質柵格組件內的複數個介電質柵格開口；上述金屬柵格開口的中心是各自以其金屬柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移；上述介電質柵格開口的中心是各自以其介電質柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移；上述金屬柵格偏移量與上述介電質柵格偏移量，是與其所對應的畫素感測器與該畫素感測器陣列的中心的距離成正比。
在一實施例中，上述影像感測器更包含：一畫素感測器陣列，具有上述畫素感測器與一第二畫素感測器，上述 第二畫素感測器相鄰於上述畫素感測器。上述畫素感測器的中心與上述第二畫素感測器的中心相隔一畫素間距距離。上述金屬柵格開口的中心是以一金屬柵格偏移量，而與上述畫素感測器的中心橫向偏移。上述介電質柵格開口的中心是以一介電質柵格偏移量，而與上述畫素感測器的中心橫向偏移。上述金屬柵格偏移量比上述畫素間距距離的比值為0到3，上述介電質柵格偏移量比上述畫素間距距離的比值為0到3。
在一實施例中，上述影像感測器更包含一彩色濾光器以及一微透鏡。上述彩色濾光器是置於並填入上述介電質柵格開口內；上述微透鏡具有一彎曲的上表面與一實質上平坦的下表面，上述微透鏡的上述實質上平坦的下表面是鄰接於上述彩色濾光器的一實質上平坦的上表面。
在一實施例中，上述影像感測器更包含一頂蓋層以及一蝕刻停止層。上述頂蓋層是置於上述金屬柵格組件的上方並劃定上述介電質柵格開口的下表面；上述蝕刻停止層是在上述頂蓋層上。上述介電質柵格組件的側壁對準於上述蝕刻停止層的側壁。
在一實施例中，上述影像感測器更包含：一後段金屬化堆疊結構，置於與該金屬柵格組件所在的該半導體基底的相反側。
在一實施例中，上述影像感測器更包含：一第二畫素感測器、一第二金屬柵格組件以及一第二介電質柵格組件。上述第二畫素感測器是置於上述半導體基底中；上述第二金屬柵格組件是置於上述畫素感測器的上方且其內具有一第 二金屬柵格開口，上述金屬柵格開口的中心是對準於上述第二畫素感測器的中心；上述第二介電質柵格組件是置於上述第二金屬柵格組件的上方且其內具有一第二介電質柵格開口，上述第二介電質柵格開口的中心是對準於上述第二畫素感測器的中心。
本發明的另一實施例是提供一種影像感測器的形成方法。首先，提供一畫素感測器，其置於一半導體基底中。然後，在上述半導體基底的上方，形成一金屬柵格層。接下來，施行一第一蝕刻而蝕入上述金屬柵格層，以在上述半導體基底的上方形成一金屬柵格並劃定一金屬柵格開口的一側壁，上述金屬柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移。接下來，在上述金屬柵格的上方形成一介電質柵格層。接下來，施行一第二蝕刻而蝕入上述介電質柵格層，以在上述金屬柵格的上方形成一介電質柵格並劃定一介電質柵格開口的一側壁，上述介電質柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移。
在一實施例中，上述影像感測器的形成方法更包含：施行上述第一蝕刻與上述第二蝕刻，以將上述金屬柵格開口與上述介電質柵格開口的分別形成為以一金屬柵格偏移量與一介電質柵格偏移量，而與上述畫素感測器的中心橫向偏移，其中上述金屬柵格偏移量與上述介電質柵格偏移量不同。
在一實施例中，上述影像感測器的形成方法更包含：提供一畫素感測器陣列，其置於上述半導體基底中，其中上述畫素感測器陣列具有複數個上述畫素感測器；以及施行上 述第一蝕刻與上述第二蝕刻，以將上述金屬柵格開口與上述介電質柵格開口的分別形成為各自以其金屬柵格偏移量與以其介電質柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移，其中上述金屬柵格偏移量與上述介電質柵格偏移量，是與其所對應的畫素感測器與上述畫素感測器陣列的中心的距離成正比。
在一實施例中，上述影像感測器的形成方法更包含：提供一畫素感測器陣列，其置於上述半導體基底中，其中上述畫素感測器陣列具有複數個該畫素感測器；以及施行上述第一蝕刻與上述第二蝕刻，以將上述金屬柵格開口與上述介電質柵格開口的分別形成為各自以其金屬柵格偏移量與以其介電質柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移，其中上述金屬柵格偏移量比上述畫素感測器陣列的一畫素間距距離的比值為0到3，上述介電質柵格偏移量比上述畫素間距距離的比值為0到3。
在一實施例中，上述影像感測器的形成方法更包含：形成一彩色濾光器而填入上述介電質柵格開口；以及在上述彩色濾光器的上方形成一微透鏡，上述微透鏡具有一彎曲的上表面與一實質上平坦的下表面。
在一實施例中，上述影像感測器的形成方法更包含：在上述金屬柵格的上方形成一頂蓋層，並填入上述金屬柵格開口；在上述頂蓋層的上方形成一蝕刻停止層；在上述蝕刻停止層的上方形成上述介電質柵格層；施行上述第二蝕刻而蝕入上述介電質柵格層至上述蝕刻停止層，以劃定上述介電質柵 格開口；以及施行一第三蝕刻而蝕入上述蝕刻停止層，以移除上述蝕刻停止層之曝露於上述介電質柵格開口的區域。
在一實施例中，上述影像感測器的形成方法更包含：提供一第二畫素感測器，其置於上述半導體基底中；施行該第一蝕刻而劃定一第二金屬柵格開口，其中上述金屬柵格開口是以上述第二畫素感測器的中心的正上方處為中心；以及施行上述第二蝕刻而劃定一第二介電質柵格開口，其中上述介電質柵格開口是以上述第二畫素感測器的中心的正上方處為中心。
本發明的又另一實施例是提供一種影像感測器，包含：複數個畫素感測器、一金屬柵格以及一介電質柵格。上述畫素感測器是在一半導體基底中排列成一陣列。上述金屬柵格是置於上述畫素感測器的陣列的上方且具有對應於上述畫素感測器的複數個金屬柵格開口，其中在上述陣列的邊緣附近的上述金屬柵格開口的中心是以其金屬柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移，上述金屬柵格偏移量是與其所對應的畫素感測器與該陣列的中心的距離成正比。上述介電質柵格是置於上述金屬柵格的上方且具有對應於上述畫素感測器的複數個介電質柵格開口，其中在上述陣列的邊緣附近的上述介電質柵格開口的中心是以其介電質柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移，上述介電質柵格偏移量是與其所對應的畫素感測器與上述陣列的中心的距離成正比。在上述畫素感測器中的一個中，其對應的金屬柵格偏移量不同於其對應的介電質柵格偏移量。
在一實施例中，在上述影像感測器中：在上述畫素感測器中的一個中，其對應的金屬柵格偏移量大於其對應的介電質柵格偏移量。
在一實施例中，在上述影像感測器中：上述畫素感測器的陣列中的相鄰的畫素感測器的中心是彼此相隔一畫素間距距離；上述金屬柵格偏移量比上述畫素間距距離的比值為0到3；以及上述介電質柵格偏移量比上述畫素間距距離的比值為0到3。
在一實施例中，在上述影像感測器中：在上述陣列的一中心區域附近的上述金屬柵格開口的中心是對準於其所對應的在上述陣列的一中心區域中的畫素感測器的中心。
在一實施例中，在上述影像感測器中：在上述陣列的一中心區域附近的上述介電質柵格開口的中心是對準於其所對應的在該陣列的一中心區域中的畫素感測器的中心。
100A、100B、300‧‧‧剖面圖
102‧‧‧畫素感測器陣列
104、104A、104B‧‧‧畫素感測器
106‧‧‧隔離柵格
108‧‧‧半導體基底
110、110A、110B‧‧‧光偵測器
114‧‧‧抗反射塗層
116‧‧‧緩衝層
120、120A、120B‧‧‧堆疊柵格
122、122A、122B‧‧‧金屬柵格
124、124A‧‧‧介電質柵格
124A’、124B‧‧‧介電質柵格
126、126A、126B‧‧‧金屬柵格開口
128、128A‧‧‧介電質柵格開口
128A’、128B‧‧‧介電質柵格開口
130、130’‧‧‧金屬柵格層
132、132’‧‧‧介電質柵格層
134、134’‧‧‧蝕刻停止層
136、136’‧‧‧頂蓋層
140、140A、140B‧‧‧彩色濾光器
142、142A、142B‧‧‧彩色濾光器
144、144A、144B‧‧‧彩色濾光器
146、146A、146B‧‧‧微透鏡
148‧‧‧光線
200‧‧‧俯視圖
202‧‧‧中心
302‧‧‧積體電路
304‧‧‧後段金屬化堆疊結構
306‧‧‧載體基底
308、310‧‧‧金屬化層
312‧‧‧層間介電層
314‧‧‧接點
316‧‧‧導通孔
400‧‧‧流程圖
402、404、406‧‧‧步驟
408、410、412‧‧‧步驟
414、416‧‧‧步驟
418、420‧‧‧步驟
500、600、700‧‧‧剖面圖
702‧‧‧第一光阻層
704、1004、1102‧‧‧蝕刻劑
800、900、1000‧‧‧剖面圖
1002‧‧‧第二光阻層
1100、1200‧‧‧剖面圖
P‧‧‧間距
S1、S1’‧‧‧金屬柵格偏移量
S2、S2’‧‧‧介電質柵格偏移量
根據以下的詳細說明並配合所附圖式做完整揭露。應注意的是，根據本產業的一般作業，圖示並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明。
第1A圖是一剖面圖，顯示一背面感光式影像感測器的某些實施例，此背面感光式影像感測器具有偏移設置的堆疊柵格。
第1B圖是一剖面圖，顯示一背面感光式影像感測器的某些實施例，此背面感光式影像感測器不具偏移設置的堆疊柵格。
第2圖是一俯視圖，顯示一背面感光式影像感測器的某些 實施例。
第3圖是一剖面圖，顯示一背面感光式影像感測器的某些實施例。
第4圖是一流程圖，顯示一背面感光式影像感測器的形成方法的某些實施例，此背面感光式影像感測器具有偏移設置的堆疊柵格。
第5圖是一剖面圖，顯示在某一製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例。
第6圖是一剖面圖，顯示在某一製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例。
第7圖是一剖面圖，顯示在某一製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例。
第8圖是一剖面圖，顯示在某一製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例。
第9圖是一剖面圖，顯示在某一製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例。
第10圖是一剖面圖，顯示在某一製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例。
第11圖是一剖面圖，顯示在某一製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例。
第12圖是一剖面圖，顯示在某一製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能 更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：要瞭解的是本說明書以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例，以實施本發明的不同特徵。以下將配合所附圖式詳述本發明之實施例，其中同樣或類似的元件將盡可能以相同的元件符號表示。在圖式中可能誇大實施例的形狀與厚度以便清楚表面本發明之特徵。而本說明書以下的揭露內容是敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以求簡化發明的說明。當然，這些特定的範例並非用以限定本發明。例如，若是本說明書以下的揭露內容敘述了將一第一特徵形成於一第一特徵之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦包含了尚可將附加的特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與上述第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，本說明書以下的揭露內容可能在各個範例中使用重複的元件符號，以使說明內容更加簡化、明確，但是重複的元件符號本身並未指示不同的實施例及/或結構之間的關係。
此外，其與空間相關用詞。例如“在...下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
背面感光式(back-side illumination；BSI)影像感測器通常包含排成一陣列的複數個畫素感測器，上述畫素感測器是置於一積體電路的一半導體基底中。上述畫素感測器是置於上述積體電路的背面與上述積體電路的一後段(back-end-of-line；BEOL)金屬化堆疊結構之間。一金屬柵格是置於上述積體電路的背面，並在對應的畫素感測器的上方。上述金屬柵格包含複數個細胞狀的金屬柵格組件，上述金屬柵格組件分別水平地圍繞對應於上述畫素感測器的金屬柵格開口。上述金屬柵格並被一頂蓋層覆蓋，上述頂蓋層填入上述金屬柵格開口。對應於上述畫素感測器的微透鏡與彩色濾光器則堆疊於上述頂蓋層的上方，且在上述頂蓋層的上方堆疊。上述彩色濾光器是被設置來選擇性地使輻射線(例如光線)的預定的顏色或波長通過而到達對應的畫素感測器，而上述微透鏡是被設置來使入射的輻射線對焦至上述彩色濾光器。
前述的背面感光式影像感測器所伴隨的一項挑戰是：上述金屬柵格開口通常是相對於對應的畫素感測器，以同樣的方式定向。例如，上述金屬柵格開口可以都是以其所對應的畫素感測器的中心的正上方處為中心；換句話說，上述金屬柵格開口可以都是以中心對中心的方式，對準於其所對應的畫素感測器。這樣的配置是基於假定來自一點光源的輻射線是以一共同入射角而平行打在此背面感光式影像感測器上。然而，實際上對不同的畫素感測器而言，來自一點光源的輻射線是以不同的入射角打在此背面感光式影像感測器上。由於金屬柵格會阻擋以與前述共同入射角為不同的入射角的輻射線，這樣的 配置會導致對於各畫素感測器作不平均的光輸入，而降低背面感光式影像感測器的性能。對於上述挑戰的一項解決方案是根據對應的畫素感測器之在畫素感測器陣列中的位置，平移金屬柵格開口。然而，對於較大的背面感光式影像感測器而言，對於平移量是有限制的，例如在上述背面感光式影像感測器的某些區域例如沿著上述背面感光式影像感測器的邊緣，仍維持上述光輸入的問題及性能降低的問題。
有鑑於此，本發明的一實施例是關於一種背面感光式影像感測器，其具有偏移設置的堆疊柵格以改善光輸入得均勻度，並同時提供上述背面感光式影像感測器的形成方法。在某些實施例中，上述背面感光式影像感測器具有一畫素感測器，上述畫素感測器是置於一半導體基底中。例如為一淺溝槽隔離(shallow trench isolation；STI)柵格或一深溝槽隔離(deep trench isolation；DTI)等的一隔離柵格，是水平地圍繞上述畫素感測器並延伸而進入上述半導體基底。一金屬柵格組件(segment)是置於上述畫素感測器的上方且其內具有一金屬柵格開口，而一介電質柵格組件是置於上述金屬柵格組件的上方且其內具有一介電質柵格開口。另外，上述金屬柵格開口的中心及上述介電質柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移，偏移量是依存於上述畫素感測器在一畫素感測器陣列的位置。
藉由以依存於上述畫素感測器在一畫素感測器陣列的位置之偏移量使上述金屬柵格開口的中心及上述介電質柵格開口的中心與上述畫素感測器的中心橫向偏移，有助於增 加光輸入至上述畫素感測器的均勻度。例如，可以以正比於從上述畫素感測器至上述畫素感測器陣列的距離的偏移量，使上述金屬柵格開口的中心及上述介電質柵格開口的中心與上述畫素感測器的中心橫向偏移。光輸入的均勻度的改善會進而改善光學效能(例如SNR-10)。另外，藉由使上述金屬柵格開口的中心及上述介電質柵格開口的中心都橫向偏移，對於大型背面感光式影像感測器而言會改善其設計上的彈性。
請參考第1A圖，顯示一背面感光式影像感測器的某些實施例的一剖面圖100A，其具有偏移設置的堆疊柵格。上述背面感光式影像感測器包含複數個畫素感測器104A的一畫素感測器陣列102與一隔離柵格106，畫素感測器陣列102與隔離柵格106是置於一半導體基底108中。在半導體基底108中，畫素感測器104A通常排列成數列或數行，且被配置來將入射的輻射線(例如光子)轉換成電性訊號。畫素感測器104A包含對應的光偵測器110A，而在某些實施例中，畫素感測器104A還會包含對應的放大器(未繪示)。光偵測器110A可以是例如光二極體，而上述放大器可以是例如電晶體。隔離柵格106延伸而進入半導體基底108的一下表面，並水平地圍繞畫素感測器104A。隔離柵格106是被設置來將各畫素感測器104A彼此隔離，且具有複數個鄰接的隔離柵格組件，其形狀例如為矩形或正方形。上述隔離柵格組件是對應於各畫素感測器104A設置，並水平地圍繞對應的畫素感測器104A。隔離柵格106可以是例如一淺溝槽隔離區域、一摻雜隔離區域或二者之組合。
一抗反射塗層(antireflective coating；ARC)114與 一緩衝層116的至少其中之一是沿著半導體基底108的一上表面，而設置在半導體基底108的上方。在設置抗反射塗層114與緩衝層116二者的實施例中，通常將緩衝層116設置於抗反射塗層114的上方。抗反射塗層114可以是例如一有機聚合物或一金屬氧化物；緩衝層116可以是例如一氧化物，例如為二氧化矽。抗反射塗層114與緩衝層116的至少其中之一是在垂直方向分隔半導體基底108與在半導體基底108上的一堆疊柵格120A。
堆疊柵格120A包含一金屬柵格122A與一介電質柵格124A。金屬柵格122A包含複數個鄰接的金屬柵格組件，這些金屬柵格組件的形狀通常是正方形或矩形。介電質柵格124A包含複數個鄰接的介電質柵格組件，這些介電質柵格組件是在金屬柵格122A上。金屬柵格122A與介電質柵格124A是分別劃定對應於畫素感測器104A的金屬柵格開口126A的側壁與介電質柵格開口128A的側壁，且金屬柵格122A與介電質柵格124A是被設置來限制並導引輻射線而使其進入金屬柵格開口126A與介電質柵格開口128A而到達畫素感測器104A。例如，介電質柵格124A是被配置來藉由全反射而限制並導引輻射線而使其進入介電質柵格開口128A而到達畫素感測器104A。上述金屬柵格組件及介電質柵格組件是對應於畫素感測器104A並水平地圍繞其對應的金屬柵格開口126A與介電質柵格開口128A。
金屬柵格開口126A是以金屬柵格偏移量S1、S1’，而與對應的畫素感測器104A橫向偏離或偏移；介電質柵格開口128A是以介電質柵格偏移量S2、S2’，而與對應的畫素感測器 104A橫向偏離或偏移。在某些實施例中，金屬柵格偏移量S1與介電質柵格偏移量S2是與隔離柵格106、金屬柵格122A以及介電質柵格124A相關。在取代的實施例中，金屬柵格偏移量S1與介電質柵格偏移量S2是與畫素感測器104A的中心、金屬柵格開口126A的中心以及金屬柵格開口126A的中心相關。介電質柵格偏移量S2、S2’及金屬柵格偏移量S1、S1’是依存於畫素感測器在畫素感測器陣列102中的位置。例如，金屬柵格偏移量S1、S1’及介電質柵格偏移量S2、S2’可正比於對應的畫素感測器與畫素感測器陣列102的中心的距離，如此則在畫素感測器陣列102的週邊的金屬柵格偏移量S1、S1’及介電質柵格偏移量S2、S2’會是最大值。另外，介電質柵格偏移量S2、S2’通常是大於金屬柵格偏移量S1、S1’。在某些實施例中，至少成立以下情況的一種：金屬柵格偏移量S1、S1’比畫素感測器104A的間距P的比值(例如S1/P的比值)在0至3之間的情況、介電質柵格偏移量S2、S2’比畫素感測器104A的間距P的比值(例如S2/P的比值)在0至3之間的情況。間距P是相鄰的畫素感測器的中心之間的距離。
金屬柵格122A與介電質柵格124A是分別置於金屬柵格層130與介電質柵格層132中，其中金屬柵格層130與介電質柵格層132是堆疊在抗反射塗層114與緩衝層116的至少其中之一的上方。金屬柵格122A是置於在抗反射塗層108與緩衝層110的至少其中之一上的金屬柵格層130中。金屬柵格層130可以是例如鎢、銅、或鋁銅(aluminum copper)。介電質柵格124A是置於堆疊在金屬柵格層130上方的介電質柵格層132中。在某 些實施例中，介電質柵格124A是進一步置於在介電質柵格層132下方的一蝕刻停止層134與某些其他層(例如一或多層的附加的介電質柵格層)的至少其中之一中。介電質柵格層132可以是例如一氧化物，例如為氧化矽。蝕刻停止層134可以是例如一氮化物，例如為氮化矽。
一頂蓋層136是置於金屬柵格層130的上方，且在金屬柵格層130與介電質柵格層132之間。頂蓋層132A是將介電質柵格124A與金屬柵格122A隔開，並填入金屬柵格開口126A。另外，頂蓋層136劃定介電質柵格開口128A的下表面，並在某些實施例中，部分地劃定介電質柵格開口128A的側壁。頂蓋層136是一介電質，例如為二氧化矽。在某些實施例中，頂蓋層136是相同於緩衝層116及介電質柵格層132的至少其中之一的材料，或另外包含相同於緩衝層116及介電質柵格層132的至少其中之一的材料。例如，在不具蝕刻停止層134的某些實施例中，頂蓋層136與介電質柵格層132的關係可選自下列所組成之族群之一或其組合：共有一分子結構、對應於一相同層(例如藉由單一的沉積步驟而形成的一層)的不同區域。
對應於畫素感測器104A的彩色濾光器140A、142A、144A是置於介電質柵格開口128A中，以填入介電質柵格開口128A。彩色濾光器140A、142A、144A通常具有平坦的上表面，其平坦的上表面是大致上與介電質柵格層132的一上表面142共平面。彩色濾光器140A、142A、144A是被分配為對應的輻射線(例如光線)的顏色或波長，且被設置為將被分配到的顏色或波長的輻射線傳導至對應的畫素感測器104A。通常， 彩色濾光器140A、142A、144A的分配，是在紅、綠、藍之間交替，而使得在彩色濾光器140A、142A、144A中包含使彩色濾光器140A為紅色濾光器、彩色濾光器142A為綠色濾光器、彩色濾光器144A為藍色濾光器。在某些實施例中，是根據一貝爾馬賽克(Bayer mosaic)，使彩色濾光器140A、142A、144A的分配，是在紅、綠、藍之間交替。通常，彩色濾光器140A、142A、144A是一第一材料，此第一材料的折射率是大於一第二材料的折射率，此第二材料是鄰接於沿著介電質柵格開口128A的側壁的上述第一材料。上述第二材料可以是介電質柵格層132的材料。
對應於畫素感測器104A的複數個微透鏡146A是置於彩色濾光器140A、142A、144A的上方且在畫素感測器104A的上方。微透鏡146A的中心通常是對準於彩色濾光器140A、142A、144A的中心，但是微透鏡146A的中心亦可與彩色濾光器140A、142A、144A的中心橫向偏移或偏離。微透鏡146A是被設置來將入射的輻射線(例如光線)對焦於彩色濾光器140A、142A、144A及畫素感測器104A的至少其中之一。在某些實施例中，微透鏡146A具有凸面的上表面，其用來將輻射線對焦於彩色濾光器140A、142A、144A及畫素感測器104A的至少其中之一。
藉由根據畫素感測器在的位置使金屬柵格開口126A及介電質柵格開口128A偏移，有助於改善光輸入至畫素感測器104A的均勻度。金屬柵格122A、介電質柵格124A不再阻擋某些入射的輻射，而可以較佳地將上述輻射導引至畫素感 測器104A。例如，如圖所示，來自畫素感測器陣列102的中心上的一點光源的一光線148，可以以一較陡的入射角進入一彩色濾光器144A，而仍具有到達彩色濾光器144A的對應的畫素感測器104A的直接路徑。另外，藉由根據畫素感測器在的位置使金屬柵格開口126A及介電質柵格開口128A偏移，可改善光學效能(例如SNR-10)。另外，藉由使金屬柵格開口126A及介電質柵格開口128A都獨立地偏移，對於大型背面感光式影像感測器而言會改善其設計上的彈性。
請參考第1B圖，顯示一背面感光式影像感測器的某些實施例的一剖面圖100B，其具有偏移設置的堆疊柵格。此另一實施例，可例如視為金屬柵格偏移量S1、S1’及介電質柵格偏移量S2、S2’大致等於零。上述背面感光式影像感測器具有一堆疊柵格120B，堆疊柵格120B是置於抗反射塗層114與緩衝層116的至少其中之一的上方。堆疊柵格120B包含一金屬柵格122B與一介電質柵格124B。金屬柵格122B與介電質柵格124B是垂直地對準於一隔離柵格106，隔離柵格106水平地圍繞下方的畫素感測器104B，畫素感測器104B包含光偵測器110B。另外，金屬柵格122B與介電質柵格124B是分別劃定金屬柵格開口126B的側壁與介電質柵格開口128B的側壁，金屬柵格開口126B與介電質柵格開口128B是以畫素感測器104B的中心的正上方處為中心。對應於畫素感測器104B的彩色濾光器140B、142B、144B是置於介電質柵格開口128B中，而對應於畫素感測器104B的複數個微透鏡146B則置於彩色濾光器140B、142B、144B的上方。
請參考第2圖，其是一俯視圖200，顯示一背面感光式影像感測器的某些實施例。上述背面感光式影像感測器包含一半導體基底108與複數個畫素感測器104A的畫素感測器陣列102，畫素感測器104是置於半導體基底102中並排列成數列或數行。例如，畫素感測器陣列102可包含九列與十三行，排列在半導體基底108中。另外，上述背面感光式影像感測器包含金屬柵格開口126B與介電質柵格開口128A、128B，其對應於畫素感測器104A並在對應的畫素感測器104A的上方堆疊。上述背面感光式影像感測器的一中心202是根據第1B圖的實施例設置，上述背面感光式影像感測器的週邊區域是根據第1A圖的實施例設置。例如，如圖所示，偏移量是從在中心202的零，向上述背面感光式影像感測器的邊緣增加。
請參考第3圖，其是一剖面圖300，顯示一背面感光式影像感測器的某些實施例。上述背面感光式影像感測器包含複數個畫素感測器104的畫素感測器陣列102與一隔離柵格106，畫素感測器陣列102與隔離柵格106是置於一積體電路302的一半導體基底108中並位於積體電路302位的一背面與積體電路302的一後段金屬化堆疊結構304之間。畫素感測器104是置於一半導體基底102中，排列成數列與數行，並被配置來將入射的輻射線(例如光子)轉換成電性訊號。畫素感測器104包含對應的光偵測器110，而在某些實施例中，畫素感測器104還會包含對應的放大器(未繪示)。畫素感測器104可對應於第1A圖的畫素感測器104A與第1B圖的畫素感測器104B的至少其中之一。隔離柵格106延伸而進入半導體基底108並接近後段金屬化 堆疊結構304，且隔離柵格106水平地圍繞畫素感測器104。隔離柵格106是被設置來將各畫素感測器104彼此隔離，且具有複數個鄰接的隔離柵格組件，其形狀例如為矩形或正方形而對應於畫素感測器104。
後段金屬化堆疊結構304是在半導體基底108的下方，且在半導體基底108與一載體基底306之間。後段金屬化堆疊結構304具有複數個金屬化層308、310，金屬化層308、310是在一層間介電(interlayer dielectric；ILD)層312中堆疊。後段金屬化堆疊結構304的一或多個接點314是從一金屬化層310延伸至畫素感測器104。另外，後段金屬化堆疊結構304的一或多個導通孔316是在金屬化層308、310之間延伸，而使金屬化層308、310互連。層間介電層312可以是例如一低介電常數介電質(例如介電常數低於約3.9的一介電質)或一氧化物。金屬化層308、310、接點314以及導通孔316可以是例如銅、鋁或鋁銅等的金屬。
一抗反射塗層114與一緩衝層116的至少其中之一是沿著積體電路302的上述背面而設置，而一堆疊柵格120則置於抗反射塗層114與緩衝層116的至少其中之一的上方。堆疊柵格120可對應於第1A圖的堆疊柵格120A與第1B圖的堆疊柵格120B的至少其中之一。堆疊柵格120包含一金屬柵格122與一介電質柵格124，介電質柵格124是在金屬柵格122上。金屬柵格122與介電質柵格124是分別置於金屬柵格層130與介電質柵格層132中，其中金屬柵格層130與介電質柵格層132是堆疊在抗反射塗層114與緩衝層116的至少其中之一的上方。另外，金屬 柵格122與介電質柵格124是分別劃定對應於畫素感測器104的金屬柵格開口126的側壁與介電質柵格開口128的側壁。在某些實施例中，金屬柵格開口126與介電質柵格開口128是以對應的畫素感測器104的中心的正上方處為中心。在其他實施例中，金屬柵格開口126與介電質柵格開口128是相對於對應的畫素感測器104而橫向偏移。例如，金屬柵格開口126與介電質柵格開口128的橫向偏移量可正比於從畫素感測器陣列102的中心到對應的畫素感測器104的距離。
一頂蓋層136是置於金屬柵格層130的上方，且在金屬柵格層130與介電質柵格層132之間。另外，對應於畫素感測器104的彩色濾光器140、142、144與複數個微透鏡146是設在對應的畫素感測器104的上方。彩色濾光器140、142、144填入介電質柵格開口128，複數個微透鏡146則罩於彩色濾光器140、142、144以使光線聚焦於彩色濾光器140、142、144。
請參考第4圖，其是一流程圖400，顯示一背面感光式影像感測器的形成方法的某些實施例，其具有偏移設置的堆疊柵格。
在步驟402中，提供一積體電路，其具有複數個畫素感測器的畫素感測器陣列，這些畫素感測器是在此積體電路的一半導體基底中且在此積體電路的一背面與此積體電路的一後段金屬化堆疊結構之間。
在步驟404中，在上述背面的上方形成一抗反射塗層、在上述抗反射塗層的上方形成一緩衝層以及在上述緩衝層的上方形成一金屬柵格層。
在步驟406中，施行一第一蝕刻而蝕入上述金屬柵格層，以形成一金屬柵格，上述金屬柵格劃定金屬柵格開口的側壁。上述金屬柵格開口是以一金屬柵格偏移量，而與對應的畫素感測器橫向偏移，上述金屬柵格偏移量是隨著對應的畫素感測器在上述畫素感測器陣列中的位置而變動。
在步驟408中，在上述金屬柵格的上方形成一頂蓋層並填入上述金屬柵格開口。
在步驟410中，對上述頂蓋層施行一化學機械研磨(chemical mechanical polish；CMP)，以將上述頂蓋層的一上表面平坦化。
在步驟412中，在上述頂蓋層的上方形成一蝕刻停止層，且在上述蝕刻停止層的上方形成一介電質柵格層。
在步驟414中，施行一第二蝕刻而蝕入上述介電質柵格層而到達上述蝕刻停止層，以形成一介電質柵格，上述介電質柵格劃定介電質柵格開口。上述介電質柵格開口是以一介電質柵格偏移量，而與對應的畫素感測器橫向偏移，上述介電質柵格偏移量是隨著對應的畫素感測器在上述畫素感測器陣列中的位置而變動。
在步驟416中，施行一第三蝕刻而蝕入上述蝕刻停止層，以移除上述蝕刻停止層之曝露於在上述介電質柵格開口中的區域。
在步驟418中，形成彩色濾光器而填入上述介電質柵格開口。
在步驟420中，在上述彩色濾光器的上方形成微透 鏡。
藉由以依存於各畫素感測器在上述畫素感測器陣列中的位置之偏移量而使上述金屬柵格開口與上述介電質柵格開口橫向偏移，有助於增加光輸入至上述畫素感測器的均勻度。光輸入的均勻度的改善會進而改善光學效能(例如SNR-10)。另外，藉由使上述金屬柵格開口的中心及上述介電質柵格開口的中心都橫向偏移，對於大型背面感光式影像感測器而言會改善其設計上的彈性。
雖然在此處藉由流程圖400敘述的方法是以動作或步驟的序列來作圖示與敘述，但要瞭解的是所繪示的動作或步驟的順序不應被解釋為有對發明作限制的意思。例如，有些動作可以以不同的順序發生、一併存在未在此處繪示、討論的其他動作或步驟、或二者皆有。另外，並非所有繪示的動作都需要用來實行此處敘述的一或多個方面或實施例，而此處描述的一或多個動作亦可分成一或數個分離的動作、階段等來實行。
在某些取代的實施例中，上述第二蝕刻與上述第三蝕刻可以一起施行(例如使用一共通的蝕刻劑)。另外，在某些取代的實施例中，可省略上述蝕刻停止層與步驟416。在這樣的實施例中，上述第二蝕刻可使用已知的蝕刻率，而用以控制施行時間。還有，在某些取代的實施例中，可省略步驟416但可保留上述蝕刻停止層。此外，在某些替代性的實施例中，上述頂蓋層與上述介電質柵格層可對應於一共通層的不同區域。在這樣的實施例中，可以省略步驟408、410與412。可在 上述金屬柵格的上方形成一共通層(例如使用單一的沉積步驟)並填入上述金屬柵格開口，取代步驟408、410與412。另外，可對上述共通層施行一化學機械研磨，以將上述共通層的一上表面平坦化，而且可施行步驟414-420。
請參考第5-12圖，是一系列之剖面圖，顯示在各製造階段的一背面感光式影像感測器的某些實施例，以敘述第4圖的方法。儘管第5-12圖的相關敘述是關於上述方法，但應瞭解的是揭露於第5-12圖的結構並未被限制於上述方法的一部分，亦可以獨立作為獨立於上述方法的結構。同樣地，儘管是藉由第5-12圖來敘述上述方法，但應瞭解的是上述方法並未被限制於第5-12圖所揭露的結構，亦可以獨立作為獨立於第5-12圖所揭露的結構之方法。
第5圖是顯示對應於步驟402的某些實施例的剖面圖500。如圖所示，提供一半導體基底108，其具有複數個畫素感測器104A的畫素感測器陣列102與一隔離柵格106，畫素感測器104A與隔離柵格106是置於半導體基底102中。在某些實施例中，半導體基底108是一積體電路的一部分，而畫素感測器104A與隔離柵格106是置於上述積體電路的一背面與上述積體電路的一後段金屬化堆疊結構(未繪示)之間。畫素感測器104A是在半導體基底108中排列成數列或數行，並包含對應的光偵測器110A。隔離柵格106延伸進入半導體基底108並水平地圍繞畫素感測器104A。半導體基底108可以是例如一塊狀半導體基底(bulk semiconductor substrate)或一絕緣層上覆矽(silicon-on-insulator；SOI)基底。
第6圖是顯示對應於步驟404的某些實施例的剖面圖600。如圖所示，在半導體基底108的上方，形成一抗反射塗層114與一緩衝層116的至少其中之一並以所敘述的順序堆疊。另外，在抗反射塗層114與緩衝層116的至少其中之一的上方形成一金屬柵格層130’。可藉由例如旋轉塗佈法或氣相沉積等的沉積技術，依序沉積抗反射塗層114、緩衝層116與金屬柵格層130’。抗反射塗層114可以由例如一有機聚合物或一金屬氧化物形成。緩衝層116可以由例如一氧化物形成，此氧化物例如為二氧化矽等。金屬柵格層130’可以由例如鎢、銅、鋁或鋁銅(aluminum copper)形成。
第7圖是顯示對應於步驟406的某些實施例的剖面圖700。如圖所示，施行一第一蝕刻而蝕入金屬柵格層130’(請參考第6圖)，形成一金屬柵格122A，金屬柵格122A劃定金屬柵格開口126A的側壁。金屬柵格開口126A是對應於畫素感測器104A，並通常至少部分在對應的畫素感測器104A上。另外，金屬柵格開口126A是以金屬柵格偏移量S1，而與對應的畫素感測器104A橫向偏移。在某些實施例中，如圖所示，金屬柵格偏移量S1是與隔離柵格106及金屬柵格122A有關。在替代的實施例中，金屬柵格偏移量S1是與畫素感測器104A的中心及金屬柵格開口126A的中心有關。金屬柵格偏移量S1是依存於畫素感測器104A在畫素感測器陣列102的位置而變化。例如，金屬柵格偏移量S1可正比於畫素感測器104A與畫素感測器陣列102的中心的距離。另外，在某些實施例中，金屬柵格偏移量S1比畫素感測器104A的間距P的比值(例如S1/P的比值)是在0與3之間。
用以施行上述第一蝕刻的製程可包含形成一第一光阻層702，第一光阻層702遮蔽金屬柵格層130’之對應於金屬柵格122A的區域。然後可根據第一光阻層702的圖形而施加一蝕刻劑704至金屬柵格層130’，藉此劃定了金屬柵格122A。蝕刻劑704可相對於抗反射塗層108與緩衝層110的至少其中之一而選擇蝕刻金屬柵格層130’。另外，蝕刻劑704可以是例如一乾式蝕刻劑。在施加蝕刻劑704之後，可移除第一光阻層702。
第8圖是顯示對應於步驟408的某些實施例的剖面圖800。如圖所示，在金屬柵格122A與殘留的金屬柵格層130的上方形成一頂蓋層136’並填入金屬柵格開口126A。頂蓋層136’可以是由例如一氧化物等的一介電質形成，亦可以是由例如與緩衝層116相同的材料形成，或同時符合以上條件。另外，可以使用例如旋轉塗佈法或氣相沉積法等的沉積技術來形成頂蓋層136’。
第9圖是顯示對應於步驟410與412的某些實施例的剖面圖900。如圖所示，對頂蓋層136’(請參考第8圖)施行一化學機械研磨到殘留的金屬柵格層130的上方的一處，藉此獲得一實質上平坦的上表面。同樣如圖所示，在殘留的頂蓋層136的上方以下列堆疊順序形成一蝕刻停止層134’與一介電質柵格層132’。可使用例如氣相沉積法等的一沉積技術來形成蝕刻停止層134’與介電質柵格層132’。蝕刻停止層134’可以是由例如氮化矽等的一氮化物形成。介電質柵格層132’可以是由例如二氧化矽形成，亦可以是由與殘留的頂蓋層136相同的材料形成，或同時符合以上條件。在替代的實施例中，可以省略蝕刻 停止層134’。
第10圖是顯示對應於步驟414的某些實施例的剖面圖1000。如圖所示，施行一第二蝕刻而蝕入介電質柵格層132’(請參考第9圖)，到達蝕刻停止層134’而形成了一介電質柵格124A’，其中介電質柵格124A’劃定介電質柵格開口128A’的側壁。另外，介電質柵格開口128A’是以介電質柵格偏移量S2，而與對應的畫素感測器104A橫向偏移，其中介電質柵格偏移量S2是大於金屬柵格偏移量S1。在某些實施例中，如圖所示，介電質柵格偏移量S2是與隔離柵格106及金屬柵格122A有關。在替代的實施例中，介電質柵格偏移量S2是與畫素感測器104A的中心及金屬柵格開口126A的中心有關。介電質柵格偏移量S2是依存於畫素感測器104A在畫素感測器陣列102的位置而變化。例如，介電質柵格偏移量S2可正比於畫素感測器104A與畫素感測器陣列102的中心的距離。另外，在某些實施例中，介電質柵格偏移量S2比畫素感測器104A的間距P的比值(例如S2/P的比值)是在0與3之間。
用以施行上述第二蝕刻的製程可包含形成一第二光阻層1002，第二光阻層1002遮蔽介電質柵格層132’之對應於介電質柵格124A’的區域。然後可根據第二光阻層1002的圖形而施加一蝕刻劑1004至介電質柵格層132’，藉此劃定了介電質柵格124A’。蝕刻劑1004可相對於蝕刻停止層134’而選擇蝕刻介電質柵格層132’。另外，蝕刻劑1004可以是例如一乾式蝕刻劑。在施加蝕刻劑1004之後，可移除第二光阻層1002。
第11圖是顯示對應於步驟416的某些實施例的剖 面圖1100。如圖所示，施行一第三蝕刻而蝕入蝕刻停止層134’(請參考第10圖)，穿過在介電質柵格開口128A’中曝露的區域而至殘留的頂蓋層136。上述第三蝕刻移除了蝕刻停止層134’之曝露於在介電質柵格開口128A’中的區域。用以施行上述第三蝕刻的製程可包含例如施加一蝕刻劑1102至蝕刻停止層134’。蝕刻劑1102可相對於介電質柵格層132及殘留的頂蓋層136的至少其中之一而選擇對蝕刻停止層134’蝕刻。另外，蝕刻劑1102可以是例如一濕式蝕刻劑。
第12圖是顯示對應於步驟418與420的某些實施例的剖面圖1200。
如第12圖所示，在對應的畫素感測器104A的殘留的介電質柵格開口128A中，形成對應於畫素感測器104A的彩色濾光器140A、142A、144A，彩色濾光器140A、142A、144A通常具有大致上與殘留的介電質柵格層132的上表面齊平之上表面。彩色濾光器140A、142A、144A是被分配為對應的輻射線的顏色或波長(例如根據貝爾馬賽克)，且以被設置為將被分配到的顏色或波長的輻射線傳導至對應的畫素感測器104A之材料形成。另外，彩色濾光器140A、142A、144A通常是以以下性質的材料形成：其折射率不同於(例如：大於)殘留的介電質柵格層132’的折射率。用以形成彩色濾光器140A、142A、144A的製程，可包含針對每一種不同的彩色濾光器的分配(輻射線的對應顏色或波長)而包含形成一彩色濾光器層以及圖形化此彩色濾光器層。可形成上述彩色濾光器層來填入殘留的介電質柵格開口128A’並覆蓋殘留的介電質柵格層132。然後，在 圖形化上述彩色濾光器層之前，可將上述彩色濾光器層平坦化(例如藉由化學機械研磨)、將上述彩色濾光器層回蝕至大約與殘留的介電質柵格層132的上表面齊平、抑或是上述二者皆執行。
仍請參考第12圖，在對應的畫素感測器104A的彩色濾光器140A、142A、144A的上方，形成對應於畫素感測器104A的微透鏡146A。用以形成微透鏡146A的製程可包含：在彩色濾光器140A、142A、144A的上方形成一微透鏡層(例如藉由一旋轉塗佈法或一沉積製程)。另外，可在上述微透鏡層上方，形成一圖形化之具有一彎曲的上表面的一微透鏡模板。然後，可根據上述微透鏡模板而選擇性地蝕刻上述微透鏡層，以形成微透鏡146A。
如前所述，在一實施例中，是提供一種影像感測器，包含：一畫素感測器、一金屬柵格組件以及一介電質柵格組件。上述畫素感測器是置於一半導體基底中。上述金屬柵格組件是置於上述畫素感測器的上方且其內具有一金屬柵格開口，上述金屬柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移。上述介電質柵格組件是置於上述金屬柵格組件的上方且其內具有一介電質柵格開口，其中上述介電質柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移。
在另一實施例中，是提供一種影像感測器的形成方法。首先，提供一畫素感測器，其置於一半導體基底中。然後，在上述半導體基底的上方，形成一金屬柵格層。接下來，施行一第一蝕刻而蝕入上述金屬柵格層，以在上述半導體基底 的上方形成一金屬柵格並劃定一金屬柵格開口的一側壁，上述金屬柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移。接下來，在上述金屬柵格的上方形成一介電質柵格層。接下來，施行一第二蝕刻而蝕入上述介電質柵格層，以在上述金屬柵格的上方形成一介電質柵格並劃定一介電質柵格開口的一側壁，上述介電質柵格開口的中心是與上述畫素感測器的中心橫向偏移。
在又另一實施例中，是提供一種影像感測器，包含：複數個畫素感測器、一金屬柵格以及一介電質柵格。上述畫素感測器是在一半導體基底中排列成一陣列。上述金屬柵格是置於上述畫素感測器的陣列的上方且具有對應於上述畫素感測器的複數個金屬柵格開口，其中在上述陣列的邊緣附近的上述金屬柵格開口的中心是以其金屬柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移，上述金屬柵格偏移量是與其所對應的畫素感測器與該陣列的中心的距離成正比。上述介電質柵格是置於上述金屬柵格的上方且具有對應於上述畫素感測器的複數個介電質柵格開口，其中在上述陣列的邊緣附近的上述介電質柵格開口的中心是以其介電質柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移，上述介電質柵格偏移量是與其所對應的畫素感測器與上述陣列的中心的距離成正比。在上述畫素感測器中的一個中，其對應的金屬柵格偏移量不同於其對應的介電質柵格偏移量。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識 者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100A‧‧‧剖面圖
102‧‧‧畫素感測器陣列
104A‧‧‧畫素感測器
106‧‧‧隔離柵格
108‧‧‧半導體基底
110A‧‧‧光偵測器
114‧‧‧抗反射塗層
116‧‧‧緩衝層
120A‧‧‧堆疊柵格
122A‧‧‧金屬柵格
124A‧‧‧介電質柵格
126A‧‧‧金屬柵格開口
128A‧‧‧介電質柵格開口
130‧‧‧金屬柵格層
132‧‧‧介電質柵格層
134‧‧‧蝕刻停止層
136‧‧‧頂蓋層
140A、142A、144A‧‧‧彩色濾光器
146A‧‧‧微透鏡
148‧‧‧光線
P‧‧‧間距
S1、S1’‧‧‧金屬柵格偏移量
S2、S2’‧‧‧介電質柵格偏移量

Claims (10)

  1. 一種影像感測器，包含：一畫素感測器，置於一半導體基底中；一金屬柵格組件，置於該畫素感測器的上方且其內具有一金屬柵格開口，其中該金屬柵格開口的中心是與該畫素感測器的中心橫向偏移；一頂蓋層，置於該金屬柵格組件的上方並劃定該介電質柵格開口的下表面；一蝕刻停止層，在該頂蓋層上；以及一介電質柵格組件，置於該金屬柵格組件的上方且其內具有一介電質柵格開口，其中該介電質柵格開口的中心是與該畫素感測器的中心橫向偏移，該介電質柵格組件的側壁對準於該蝕刻停止層的側壁。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，其中：該金屬柵格開口的中心是以一金屬柵格偏移量，而與該畫素感測器的中心橫向偏移；該介電質柵格開口的中心是以一介電質柵格偏移量，而與該畫素感測器的中心橫向偏移；以及該金屬柵格偏移量與該介電質柵格偏移量不同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，其中：該畫素感測器是一畫素感測器陣列的一部分，該畫素感測器陣列包含複數個畫素感測器； 該金屬柵格組件是一金屬柵格的一部分，該金屬柵格包含複數個金屬柵格組件以及分別在該些金屬柵格組件內的複數個金屬柵格開口；該介電質柵格組件是一介電質柵格的一部分，該介電質柵格包含複數個介電質柵格組件以及分別在該些介電質柵格組件內的複數個介電質柵格開口；該些金屬柵格開口的中心是各自以其金屬柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移；該些介電質柵格開口的中心是各自以其介電質柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移；以及該些金屬柵格偏移量與該些介電質柵格偏移量，是與其所對應的畫素感測器與該畫素感測器陣列的中心的距離成正比。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，更包含：一畫素感測器陣列，具有該畫素感測器與一第二畫素感測器，該第二畫素感測器相鄰於該畫素感測器；其中，該畫素感測器的中心與該第二畫素感測器的中心相隔一畫素間距距離；該金屬柵格開口的中心是以一金屬柵格偏移量，而與該畫素感測器的中心橫向偏移；該介電質柵格開口的中心是以一介電質柵格偏移量，而與該畫素感測器的中心橫向偏移；該金屬柵格偏移量比該畫素間距距離的比值為0到3；以及該介電質柵格偏移量比該畫素間距距離的比值為0到3。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，更包含：一彩色濾光器，置於並填入該介電質柵格開口內；以及一微透鏡，具有一彎曲的上表面與一實質上平坦的下表面，該微透鏡的該實質上平坦的下表面是鄰接於該彩色濾光器的一實質上平坦的上表面。
  6. 一種影像感測器，包含：一畫素感測器，置於一半導體基底中；一金屬柵格，置於該畫素感測器的上方且其內包含複數個金屬柵格組件以及分別在該些金屬柵格組件內的複數個金屬柵格開口；以及一介電質柵格，置於該金屬柵格的上方且其內包含複數個介電質柵格組件以及分別在該些介電質柵格組件內的複數個介電質柵格開口；其中該些金屬柵格開口的中心是各自以其金屬柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移；該些介電質柵格開口的中心是各自以其介電質柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移；以及該些金屬柵格偏移量與該些介電質柵格偏移量，是與其所對應的畫素感測器與該畫素感測器陣列的中心的距離成正比。
  7. 一種影像感測器的形成方法，包含：提供一畫素感測器，其置於一半導體基底中；在該半導體基底的上方，形成一金屬柵格層； 施行一第一蝕刻而蝕入該金屬柵格層，以在該半導體基底的上方形成一金屬柵格並劃定一金屬柵格開口的一側壁，該金屬柵格開口的中心是與該畫素感測器的中心橫向偏移；在該金屬柵格的上方形成一介電質柵格層；以及施行一第二蝕刻而蝕入該介電質柵格層，以在該金屬柵格的上方形成一介電質柵格並劃定一介電質柵格開口的一側壁，該介電質柵格開口的中心是與該畫素感測器的中心橫向偏移。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之影像感測器的形成方法，更包含：施行該第一蝕刻與該第二蝕刻，以將該金屬柵格開口與該介電質柵格開口的分別形成為以一金屬柵格偏移量與一介電質柵格偏移量，而與該畫素感測器的中心橫向偏移，其中該金屬柵格偏移量與該介電質柵格偏移量不同。
  9. 一種影像感測器，包含：複數個畫素感測器，在一半導體基底中排列成一陣列；一金屬柵格，置於該些畫素感測器的陣列的上方且具有對應於該些畫素感測器的複數個金屬柵格開口，其中在該陣列的邊緣附近的該些金屬柵格開口的中心是以其金屬柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移，該些金屬柵格偏移量是與其所對應的畫素感測器與該陣列的中心的距離成正比；以及 一介電質柵格，置於該些金屬柵格的上方且具有對應於該些畫素感測器的複數個介電質柵格開口，其中在該陣列的邊緣附近的該些介電質柵格開口的中心是以其介電質柵格偏移量，而與其對應的畫素感測器的中心橫向偏移，該些介電質柵格偏移量是與其所對應的畫素感測器與該陣列的中心的距離成正比；其中，在該些畫素感測器中的一個中，其對應的金屬柵格偏移量不同於其對應的介電質柵格偏移量。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之影像感測器，其中在該些畫素感測器中的一個中，其對應的金屬柵格偏移量大於其對應的介電質柵格偏移量。
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