[0055]122、126、142?回蚀刻制程；
[0056]124?第二硬遮罩；
[0057]125?第二硬遮罩的部件；
[0058]130?硬遮罩材料层；
[0059]132 ?光罩；
[0060]134?曝光制程；
[0061]136?格子状硬遮罩；
[0062]138?蚀刻制程；
[0063]140?硬遮罩；
[0064]141?硬遮罩的部件；
[0065]Η?分隔物的高度；
[0066]h?第一透镜结构位于上方凹面轮廓表面的底部处的高度；
[0067]W?分隔物的宽度。
【具体实施方式】
[0068]在本揭示的一些实施例中，使用双透镜结构作为微透镜阵列，并且将双透镜结构设置在固态影像感器上方，以改善微透镜阵列聚集光线的效率，并以此提升固态影像感器的灵敏度。
[0069]参阅图1，其显示依据本揭示的一些实施例，设置在固态影像感测器102上方的双透镜结构100的局部剖面示意图。固态影像感测器102包含基底101，例如为半导体基底，其具有正面101A和背面101B，半导体基底可以是晶圆或晶片。固态影像感测器102还包含数个光电转换元件103，例如光电二极管，形成在基底101的背面101B上，每一个光电转换元件103各自设置在固态影像感测器102的一个像素P中，并且这些光电转换元件103是互相隔离的，虽然图1中仅显示出五个像素，然而实际上固态影像感测器102具有数百万或更多的像素。
[0070]导线层(未绘出)包含许多的导线和固态影像感测器102所需的电子电路，导线层形成在基底101的正面101A上。此外，固态影像感测器102还包含遮光层105设置在基底101的正面101A上方，遮光层105具有数个遮光分隔物105P，每一个遮光分隔物105P设置在两个相邻的像素P之间。固态影像感测器102还具有护层(passivat1n layer) 107形成在遮光层105之上，并且护层107具有大抵上平坦的表面。
[0071]双透镜结构100包含第一透镜结构109形成在护层107上，以及第二透镜结构111形成在第一透镜结构109上。第一透镜结构109由具有第一折射率nl的彩色滤光片层形成，在一些实施例中，彩色滤光片层包含数个彩色滤光片部件，例如红色(R)的彩色滤光片部件109R、绿色(G)的彩色滤光片部件109G和蓝色(B)的彩色滤光片部件109B。在一些其他实施例中，彩色滤光片层还可包含白色(W)的彩色滤光片部件(未绘出)。这些彩色滤光片部件109RU09G和109B互相连接，并且每一个彩色滤光片部件各自对应于固态影像感测器102的一个像素P。
[0072]第二透镜结构111由具有第二折射率n2的微透镜材料层形成，微透镜材料层的第二折射率n2与彩色滤光片层的第一折射率nl不同，第二透镜结构111包含数个微透镜元件111ML，每一个微透镜元件111ML各自对应于固态影像感测器102的一个像素P，第一透镜结构109和第二透镜结构111组合成具有双透镜结构的微透镜阵列，并且应用于固态影像感测器102上。
[0073]在一些实施例中，彩色滤光片层的第一折射率nl大于微透镜材料层的第二折射率n2。在这些实施例中，由彩色滤光片层形成的第一透镜结构109针对每一个彩色滤光片部件109RU09G和109B都具有上方凸面轮廓表面109VU，并且第一透镜结构109更具有与上方凸面轮廓表面109VU为相反面的下方平坦表面109FL。另外，由微透镜材料层形成的第二透镜结构111则针对每一个微透镜元件111ML都具有上方凸面轮廓表面111VU，并且第二透镜结构111更具有与上方凸面轮廓表面111VU为相反面的下方凸面轮廓表面111VL。此夕卜，第二透镜结构111的下方凸面轮廓表面111VL顺应性地形成在第一透镜结构109的上方凸面轮廓表面109VU上，并且第二透镜结构111的下方凸面轮廓表面111VL与第一透镜结构109的上方凸面的轮廓表面109VU接触。
[0074]入射光113从上方凸面轮廓表面111VU进入第二透镜结构111，然后穿透过第一透镜结构109，到达光电转换元件103。如图1所示，在一些实施例中，双透镜结构100形成在基底101的正面101A上，因此，入射光113会穿透过形成在基底101正面101A上的导线层(未绘出)，然后再到达形成在基底101背面101B上的光电转换元件103，在这些实施例中，固态影像感测器102可称为前照式(front-side illuminated ;简称FSI)影像感测器。在一些其他实施例中，双透镜结构100形成在基底101的背面101B上，因此，入射光113先到达在基底101背面101B上的光电转换元件103，而不会穿透过在基底101正面101A上的导线层(未绘出)，在这些实施例中，固态影像感测器102可称为背照式(back-sideilluminated ;简称BSI)影像感测器。
[0075]在FSI和BSI影像感测器中，入射光113都可以被双透镜结构100聚集，然后再聚焦在光电转换元件103上，因此，FSI和BSI影像感测器的灵敏度都可以经由本揭示的双透镜结构设计而提升。
[0076]在这些双透镜结构的实施例中，第一透镜结构109的第一折射率nl大于第二透镜结构111的第二折射率n2，并且第二透镜结构111具有上方凸面轮廓表面111VU，第一透镜结构109也具有上方凸面轮廓表面109VU。依据第一透镜结构109和第二透镜结构111的轮廓设计与折射率设计，可以改善双透镜结构100聚集光线的效率，并且以此提升了固态影像感测器102的灵敏度。相较于由单一透镜结构所形成的微透镜阵列，且其微透镜阵列设置在具有平坦表面的彩色滤光片层上的设计，本揭示的实施例的双透镜结构100可以大幅地提升微透镜阵列聚集光线的效率。
[0077]图2A-2E显示依据一些实施例，制造图1的双透镜结构100的各制程阶段的局部剖面示意图。参阅图2A，提供基底101，其具有数个光电转换元件103，例如光电二极管，形成在基底101的背面101B上。此外，导线层(未绘出)则形成在基底101的正面101A上，光电转换元件103和导线层可凭借半导体制造技术而形成。另外，在基底101的上还形成有遮光层105，遮光层105包含数个遮光分隔物105P，每一个遮光分隔物105P设置在两个相邻的像素P之间。在一些实施例中，遮光层105可由黑色光阻或金属材料制成，并且可经由曝光与显影制程形成黑色光阻的遮光层105。此外，在基底101的上还形成有护层107覆盖遮光层105，护层107具有大抵上平坦的表面。护层107的材料包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其他合适的材料，可经由沉积制程或涂布制程形成护层107，以完成固态影像感测器102。
[0078]接着，在固态影像感测器102的护层107上形成彩色滤光片层108，彩色滤光片层108具有第一折射率nl，彩色滤光片层108包含数个彩色滤光片部件，例如红色(R)的彩色滤光片部件108R、绿色(G)的彩色滤光片部件108G和蓝色(B)的彩色滤光片部件108B，这些彩色滤光片部件108RU08G和108B连接在一起并具有平坦的表面，可经由涂布与微影制程，在不同的步骤中，依序形成这些彩色滤光片部件108RU08G和108B。
[0079]参阅图2B,在彩色滤光片层108上形成第一硬遮罩(hard mask) 120,第一硬遮罩120具有数个部件121，每一个部件121都具有凸面轮廓，并且每一个部件121各自对应于一个彩色滤光片部件108RU08G或108B。第一硬遮罩120的材料包含透明有机材料，可经由涂布、微影与蚀刻制程形成第一硬遮罩120。在一些实施例中，第一硬遮罩120的厚度小于彩色滤光片层108的厚度，并且第一硬遮罩120的每一个部件121的面积小于每一个彩色滤光片部件108R、108G和108B的面积，使得第一硬遮罩120的每一个部件121互相分开。
[0080]接着，使用第一硬遮罩120,在彩色滤光片层108上进行回蚀刻(etching back)制程122。在一些实施例中，第一硬遮罩120与彩色滤光片层108的蚀刻选择比(etchingselectivity rat1)可约为1:0.8,并且回蚀刻制程122可以是干式蚀刻，此干式蚀刻可使用以氟为基础的制程气体，例如CF4、CHF3等气体进行。在回蚀刻制程122之后，彩色滤光片层108的上方部分会被蚀刻，并且被塑造成凸面轮廓表面，而彩色滤光片层108的下方部分则不会被蚀刻，并且保留在护层107上，此时，第一硬遮罩120也会被移除，完成如图2C所示，由彩色滤光片层所形成的第一透镜结构109。构成第一透镜结构109的每一个彩色滤光片部件109RU09G和109B都具有上方凸面轮廓表面109VU，并且第一透镜结构109的相邻区域的底部互相连接，亦即第一透镜结构109的彩色滤光片部件109RU09G和109B的底部是连接在一起的。
[0081]在一些其他实施例中，第一硬遮罩120的厚度大抵上等于彩色滤光片层108的厚度，并且第一硬遮罩120的每一个部件121的面积大抵上等于每一个彩色滤光片部件108R、108G和108B的面积，使得第一硬遮罩120的这些部件121互相连接。使用此第一硬遮罩120在彩色滤光片层108上进行回蚀刻制程122之后，彩色滤光片层108的上方部分与下方部分两者都会被蚀刻，并且每一个彩色滤光片部件109RU09G和109B都被塑造成凸面轮廓，完成第一透镜结构109。在此实施例中，第一透镜结构109的相邻区域的底部互相分开，亦即第一透镜结构109的彩色滤光片部件109RU09G和109B的底部是互相分开的。
[0082]参阅图2D，在第一透镜结构109上涂布微透镜材料层110，微透镜材料层110具有大抵上平坦的表面，并且微透镜材料层110的第二折射率n2低于彩色滤光片层108的第一折射率nl，微透镜材料层110的材料包含透明有机材