KR0147681B1 - The testing method of charge coupled device - Google Patents
The testing method of charge coupled deviceInfo
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Abstract
본 발명은고체촬상소자의 측정방법에 관한 것으로, 마이크로렌즈 공정과 설계에 최적조건을 도출하기 위한 것이다.The present invention relates to a method for measuring a solid state imaging device, and to derive optimal conditions for microlens processing and design.
본 발명은 마이크로렌즈를 형성하기 전까지의 공정을 행한 고체촬상소자를 동작시키고 콘트라스트를 알 수 있는 테스트차트를 사용하여 제1이미지를 형성하는 단계, 오실로스코우프를 사용하여 상기 제1이미지의 파형을 얻는 단계, 상기 파형을 사용햐여 높은 콘트라스트의 제1공간주파수와 낯은 콘트라스트의 제2공간주파수를 얻는 단계, 고체촬상소자의 마이크로렌즈 형성공정을 실시하는 한후 고체촬상소자를 동작시키고 테스트차트를 사용하여 제2이미지를 형성하는 단계,오실로스코우프를 사용하여 상기 제2이미지의 파형을 얻는 단계, 상기 파형을 사용하여 높은 콘트라스트의 제3공간주파수와 낮은 콘트라스트의 제4공간 주파수를 얻는 단계, 상기 제1공간 주파수와 제3공간주파수의 비 또는 제2공간주파수와 제4공간주파수의 비에 의해 마이크로렌즈의 모듈레이션 정도와 해상력을 구하는 단계로 이루어진것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 측정방법을 제공한다.The present invention provides a method of operating a solid-state image pickup device that has undergone a process of forming a microlens and forming a first image using a test chart capable of knowing contrast. The waveform of the first image is measured using an oscilloscope. Acquiring the first spatial frequency of high contrast and the second spatial frequency of uncontrast contrast using the waveform; operating the solid state imaging device after performing the microlens forming process of the solid state imaging device and using a test chart. Forming a second image by using the oscilloscope to obtain a waveform of the second image, obtaining a high spatial contrast third spatial frequency and a low contrast fourth spatial frequency using the waveform; The microphone by the ratio of the first spatial frequency to the third spatial frequency or the ratio of the second spatial frequency to the fourth spatial frequency The present invention provides a method for measuring a solid-state image pickup device, comprising the steps of obtaining a modulation degree and resolution of a low lens.
Description
제1도는 종래의 고체촬상소자의 단일렌즈 또는 렌즈계의 해상력을 측정하기 위한 패턴1 is a pattern for measuring the resolution of a single lens or lens system of a conventional solid-state imaging device
제2도는 광학계의 모듈레이션 측정용 장치2 is a device for measuring the modulation of the optical system
제3도는 주파수에 따른 광분포도3 is a light distribution according to frequency
제4도는 본 발명에 의한 고체촬상소자의 마이크로렌즈의 모듈레이션 측정용 테스트차트4 is a test chart for modulation measurement of microlenses of a solid state image pickup device according to the present invention.
제5도는 모듈에리션 측정장치의 분석용 렌즈의 모듈레이션에 의한 대상물 및 이미지의 콘트라스트변화5 is a contrast change of the object and the image by the modulation of the analysis lens of the module measurement unit
제6도는 본 발명에 의한 고체촬상소자의 마이크로렌즈 측정장치 구성도6 is a block diagram of a microlens measuring device for a solid state image pickup device according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1:광원 2:테스트차트1: light source 2: test chart
3:분석용렌즈 4:광센서3: analytical lens 4: optical sensor
5:오실로스코우프 6:촛점렌즈5: oscilloscope 6: focus lens
7:고체촬상소자7: Solid state imaging device
본 발명은 고체촬상소자의 측정방법에 관한 것으로,특히 마이크로렌즈 공정과 설계에 최적조건을 도출하는데 적당하도록 한 고체촬상소자의 측정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a solid state image pickup device, and more particularly, to a method for measuring a solid state image pickup device suitable for deriving optimum conditions for microlens processes and designs.
고체촬상소자의 감도향상을 위해 적용되는 마이크로렌즈의 특성은 소형화 되는 소자에서 고감도를 이루는데 필수적이다.The characteristics of the microlenses applied for improving the sensitivity of the solid state image pickup device are essential for achieving high sensitivity in the miniaturized device.
따라서 마이크로렌즈의 형태를 적절히 변화시켜서 마이크로렌즈의 효율을 높이는 것과 함께 마이크로렌즈의 특성을 측정하는 방법도 중요한다.Therefore, it is also important to change the shape of the microlens properly to increase the efficiency of the microlens and to measure the characteristics of the microlens.
고체촬상소자를 측정하기 위한 종래의 기술은 단일렌즈 또는 렌즈계의 해상력을 측정하기 위해 제1도와 같은 패턴을 사용하였다.The conventional technique for measuring a solid state image pickup device uses a pattern as shown in FIG. 1 to measure the resolution of a single lens or a lens system.
제1도에 도시된 바와 같은 패턴을 사용하는 방법은 패턴상에 있는 바(bar)와 숫자가 평가대상이 되는 렌즈나 렌즈계를 통해 얻은 이미지(image)에서 어느 정도로 그 질(quality)이 보존되고 있는지를 평가하는 방법이므로 평가대상의 렌즈나 렌즈계의 정략적인 특성만을 알 수 있는 문제가 있다.The method of using a pattern as shown in FIG. 1 is to some extent preserved in the image obtained through the lens or lens system in which the bars and numbers on the pattern are to be evaluated. Since there is a method of evaluating whether there is a problem, only the political characteristics of the lens or lens system to be evaluated are known.
따라서 렌즈나 렌즈계의 정량적인 분석을 위해서는, 특히 고체촬상소자에 장착된 마이크로렌즈와 같이 이미지 재현의 질을 전기적으로 알아내야 하는 경우에는 상기와 같은 방법은 적당한 방법이 되지 못한다.Therefore, in order to quantitatively analyze the lens or the lens system, especially when it is necessary to find out the quality of image reproduction, such as a micro lens mounted on a solid-state image pickup device, such a method is not a suitable method.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 마이크로렌즈 공정 및 설계에 최적조건을 도출할 수 있도록 한 고체촬상소자의 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method for measuring a solid-state image pickup device capable of deriving optimum conditions for a microlens process and design.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고체촬상소자의 측정방법은 마이크로렌즈를 형성하기전까지의 공정을 행한 고체촬상소자를 동작시키고 콘트라스트를 알수 있는 테스트차트를 사용하여 제1이미지를 형성하는 단계, 오실로스코우프를 사용하여 상기 제1이미지의 파형을 얻는 단계, 상기 파형을 사용하여 높은 콘트라스트의 제1공간주파수와 낯은 콘트라스트의 제2공간주파수를 얻은 단계, 오실로스코우프를 사용하여 상기 제2이미지의파형을 얻는 단계, 상기 파형을 사용하여 높은 콘트라스트의 제3공간주파수와 낯은 콘트라스트의 제4공간 주파수를 얻는 단계, 상기 제1공간주파수와 제3공간주파수의 비 또는 제2공간주파수와 제4공간주파수의 비에 의해 마이크로렌즈의 모듈레이션 정도와 해상력을 구하는 단계로 이루어진다.The method for measuring a solid-state image pickup device of the present invention for achieving the above object comprises the steps of operating a solid-state image pickup device that has undergone a process up to forming a microlens and forming a first image using a test chart capable of knowing contrast, and oscillation. Obtaining a waveform of the first image using a lossy scope, obtaining a first spatial frequency of high contrast and a second spatial frequency of unfamiliar contrast using the waveform, and using the oscilloscope Obtaining a wave form; obtaining a third spatial frequency of high contrast and a fourth spatial frequency of uncontrast contrast using the waveform; or a ratio of the first spatial frequency to the third spatial frequency or the second spatial frequency and the third spatial frequency. The degree of modulation and resolution of the microlens is determined by the ratio of the four spatial frequencies.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명은 고체촬상소지의 마이크로렌즈의 콘트라스트(contrast)를 측정하기 위한 방법으로서, 제2도와 같이 구성된 일반적인 모듈레이션(modulation)측정용 장치를 사용한다.The present invention uses a general modulation measuring apparatus configured as shown in FIG. 2 as a method for measuring the contrast of a microlens of a solid state imager.
콘트라스트(r)는 물체의 가장 어두운 쪽의 밝기(Lmin)와 가장 밝은 쪽의 밝기(Lmax)의 관계식으로 정의된다. 즉,Contrast r is defined by the relationship between the brightness Lmin at the darkest side of the object and the brightness Lmax at the brightest side. In other words,
이는 제3도의 주파수함수(공간,시간)와 같은 광분포(light distribution)로 설명이 가능하다.This can be explained by light distribution, such as the frequency function (space, time) of FIG.
상기 제2도의 장치는 광원(1)과 테스트차트(2), 분석용 렌즈(3), 광센서(4)그리고 오실로스코우프(5)로 구성된다.The apparatus of FIG. 2 comprises a light source 1, a test chart 2, an analytical lens 3, an optical sensor 4 and an oscilloscope 5.
이 장치의 테스트차트(2)는 콘트라스트가 다른 패턴들로 구성되는데 제4도에 도시된 바와 같이 간격이 넓은 슬릿(slit)(제4도 (a))은 높은 콘트라스트의 패턴의 역할을 하고, 간격이 좁은 슬릿(제4도 (b))은 낮은 콘트라스트의 패턴의 역할을 한다.The test chart 2 of this apparatus is composed of patterns with different contrasts. As shown in FIG. 4, a wide slit (FIG. 4 (a)) serves as a pattern of high contrast, The narrow spaced slit (Fig. 4 (b)) serves as a low contrast pattern.
제4도 (a)의 테스트차트의 공간주파수(F)는 슬릿의 폭 및 슬릿간의 간격을 a 라 하고, 전체 슬릿의 폭을 m이라 할때 F=2a/m이고, 제4도 (b)의 테스트차트의 공간주파수는 슬릿의 폭 및 슬릿간의 간격을 b라 하고, 전체 슬릿의 폭을 m이라 할때 F=2b/m이다.The spatial frequency F of the test chart of FIG. 4 (a) is F = 2a / m when the width of the slit and the distance between the slits is a, and the width of the entire slit is m, and FIG. 4 (b) The spatial frequency of the test chart in is given by the width of the slits and the spacing between the slits, and the width of the entire slit is m = F = 2b / m.
이때 a 〉b이면 제4도 (b)의 차트가 더욱 세밀하고 어두운 차트이다. 제5도는 분석용 렌즈의 모듈레이션에 의한 대상물과 이미지의 콘트라스트 변화를 나타낸 것으로, 동일한 세기의 광량에 대해 분석용 렌즈의 특성에 따라 밝기가 다르게 되는 것을 알 수 있다.If a> b, the chart of FIG. 4 (b) is a finer and darker chart. 5 shows the contrast change between the object and the image due to the modulation of the analysis lens, and it can be seen that the brightness is different according to the characteristics of the analysis lens with respect to the same amount of light.
본 발명에 의해 상기 테스트차트를 사용하여 고체촬상소자에서 감도향상을 위해 적용하는 마이크로렌즈의 특성을 측정하는 방법을 다음에 설명한다.According to the present invention, a method of measuring the characteristics of a microlens applied for improving sensitivity in a solid state image pickup device using the test chart will be described next.
본 발명의 마이크로렌즈 특성 측정방법은 제6도에 도시된 바와 같은 장치를 이용한다.The method for measuring microlens characteristics of the present invention uses the apparatus as shown in FIG.
제6도에서 참조부호6은 촛점렌즈(focusing lens)를 나타낸다.In FIG. 6, reference numeral 6 denotes a focusing lens.
먼저, 마이크로렌즈 공정을 실시하기 전에 고체촬상소자(제6도 참조부호7)를 동작시키고 테스트차트(2)를 사용하여 이미지를 형성한다.First, before performing the microlens process, the solid state image pickup device (see FIG. 6) is operated and an image is formed using the test chart 2.
그리고 이것을 오실로스코우프(제6도 참조부호5)를 사용하여 파형을 얻는다. 이 파형을 사용하여 공간주파수(spatial frequency) (F0,F1)(F0;높은 콘트라스트 주파수,F1;낮은 콘트라스트 주파수)를 얻는다.This is then obtained by using an oscilloscope (Fig. 6 reference numeral 5). This waveform is used to obtain a spatial frequency (F 0 , F 1 ) (F 0 ; high contrast frequency, F 1 ; low contrast frequency).
이때, F0및 F1은 제6도에 도시된 바와 같이 테스트차트(2)의 슬릿폭이 P이고, 슬릿과 슬릿사이의 간격이 q이며, 오실로스코우프(7)상의 파형폭이 p'이고, 파형과 파형사이의간격이 q'라고 하면 F0=P/P', F1=q/q'가 된다.At this time, F 0 and F 1 have a slit width of the test chart 2 as shown in FIG. 6, a distance between the slit and the slit is q, and a waveform width on the oscilloscope 7 is p '. If the interval between the waveform and the waveform is q ', F0 = P / P' and F1 = q / q '.
이어서 고체촬상소자의 마이크로렌즈 공정을 실시한후, 상기의 방법과 동일한 방법으로 마이크로렌즈 효과를 가진 공간조파수(F2,F3)(F2;높은 콘트라스트 주파수, F3;낯은 콘트라스트 주파수)를 얻는다.Subsequently, after performing the microlens process of the solid-state image pickup device, the spatial frequency (F 2 , F 3 ) (F 2 ; high contrast frequency, F 3 ; faint contrast frequency) with a microlens effect in the same manner as the above method Get
이때, F2및 F3은 제6도에 도시된 바와 같이 테스트차트(2)의 슬릿폭이P이고, 슬릿과 슬릿사이의 간격이 q이며, 오실로스코우프(7)상의 파형 폭이p이고, 파형과 파형사이의 간격이 q라고 하면, F2=P/P, F3=q/q가 된다.At this time, F 2 and F 3 is a slit width of the test chart 2 as shown in Fig. 6, the spacing between the slit and the slit is q, the waveform width on the oscilloscope 7 is p If the interval between the waveform and the waveform is q, then F 2 = P / P, F 3 = q / q.
다음에 F0와 F2의 비 또는 F1과 F3의 비로써 마이크로렌즈 효과에 의한 공간주파수 변화의 정도를 알 수 있고 마이크로렌즈의 모듈레이션 정도와 해상력을 알수 있게된다.Next, the ratio of F 0 and F 2 or the ratio of F 1 and F 3 shows the degree of spatial frequency change caused by the microlens effect and the degree of modulation and resolution of the microlens.
일반적으로 광학장치의 해상도를 평가하는 방법으로 콘트라스트를 측정하는 방법이 있는데 이것을 물체를 촬상하였을때 물체의 원래의 밝기와 촬상후의 밝기를 비교한다.In general, a method of measuring the resolution of an optical device is a method of measuring contrast, which compares the original brightness of an object with the brightness after the imaging.
이것을 모듈레이션 트랜스터 팩터(Modulation Transter factor;MTF)라고 하며 이미지의 모듈레이션과 대상물의 모듈레이션의 비로써 정의되는데 MTF=Mimage/Mobject이다.This is called a Modulation Transter factor (MTF) and is defined as the ratio of the modulation of the image to the modulation of the object, where MTF = M image / M object .
따라서 가장 이상적인 광학계의MTF는 1이 된다.Therefore, the MTF of the most ideal optical system is 1.
분석에 사용하는 광학계(여기서는 마이크로렌즈)의 트랜스퍼 팩터(MTF)는 단일값을 갖지 않으며 공간주파수(R)의 함수로써 변화한다. (MTF=f(R)).The transfer factor (MTF) of the optical system (here microlens) used in the analysis does not have a single value and changes as a function of the spatial frequency (R). (MTF = f (R)).
공간주파수는 측정에 사용된 대상물의 라인수를 의미한다.The spatial frequency refers to the number of lines of the object used in the measurement.
가령 cm당 4개의라인이 있다면 R=0.4/mm가 된다. 따라서 분석에 사용하는 광학계가 분해할 수 있는 공간주파수가 높을수록 좋은 광학계이다.For example, if there are four lines per cm, R = 0.4 / mm. Therefore, the higher the spatial frequency that the optical system used for analysis can decompose, the better the optical system is.
그러므로 모듈레이션을 잘 설명할 수 있는 것은 MTF보다는 MTF(R)이 좋다.Therefore, MTF (R) is better than MTF to explain modulation well.
본 발명에서 측정에 사용한 테스트차트의 공간주파수가 F이고 마이크로렌즈가 없는 고체촬상소자를 동작시켜서 얻은 공간주파수가 F0라고 하면 MTF(0)=F0/F가된다.If the spatial frequency of the test chart used for measurement in the present invention is F and the spatial frequency obtained by operating the solid-state imaging device without a microlens is F 0 , MTF (0) = F 0 / F.
다음에 마이크로렌즈가 있는 고체촬상소자를 동작시켜서 얻은 공간주파수를 F1이라고 하면 MTF(1)=F1/F가된다.Next, when the spatial frequency obtained by operating the solid state image pickup device with the microlenses is F 1 , MTF (1) = F 1 / F.
따라서 MTF(1)과MTF(0)의 차를 비교해 보면 마이크로렌즈 효과에 의한 고체촬상소자의 MTF값의 변화를 알수있고, 이것은 마이크로렌즈의 모듈레이션 특성을 알수 있다.Therefore, comparing the difference between the MTF (1) and the MTF (0), it can be seen that the change in the MTF value of the solid state image pickup device due to the microlens effect, which can be seen the modulation characteristics of the microlens.
이상 상술한 바와같이 본 발명에 의하면, 고체촬상소자의 감도향상을 위해 적용되는 마이크로렌즈의 MTF 및 해상력등의 특성을 정확히 규명하여 마이크로렌즈의 설계 및 공정을 위한 최적조건을 도출해낼 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to accurately determine the characteristics such as the MTF and the resolution of the microlenses applied to improve the sensitivity of the solid state image pickup device to derive the optimum conditions for the design and processing of the microlenses.
Claims (1)
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KR1019940010782A KR0147681B1 (en) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | The testing method of charge coupled device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100444489B1 (en) * | 2002-01-08 | 2004-08-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | Image sensor for measuring capacitance and measuring method of capacitance using thereof |
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1994
- 1994-05-17 KR KR1019940010782A patent/KR0147681B1/en not_active IP Right Cessation
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KR100444489B1 (en) * | 2002-01-08 | 2004-08-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | Image sensor for measuring capacitance and measuring method of capacitance using thereof |
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KR950034430A (en) | 1995-12-28 |
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