KR100639402B1 - 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치 - Google Patents

레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빛의 에너지인 레이저빔을 이용하여 레이저 유기충격파를 이미지센서 표면상부에 생성시켜 표면에 존재하는 미세오염입자들을 제거하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치에 관한 것으로서, 빛에너지인 레이저빔을 상하 및 좌우이동 가능한 작업대에 안착된 이미지센서 표면상에 집속시켜 이로부터 발생되는 레이저 유기충격파를 이용하여 이미지센서 표면에 존재하는 미세 오염입자를 효과적으로 제거하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치를 제공하는데 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법은 이미지센서의 표면에 존재하는 오염입자를 제거하는 방법에 있어서, 상기 이미지센서의 위치 정보를 인식하는 단계와, 상기 인식된 정보에 따라 레이저를 발사하여 상기 이미지센서의 표면 상부에 집속시켜 레이저 유기충격파를 생성하는 단계와, 각각의 이미지센서를 클리닝하기 위해 상기 생성된 레이저 유기충격파를 이미지센서에 스캐닝하는 단계를 포함한다.
이미지센서, 레이저, 센서 스트립, 집진기, 충격파, 노즐, 펌프

Description

레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치 {METHOD AND APPARATUS FOR DRY CLEANING OF IMAGE SENSOR USING A LASER}
도 1은 전형적인 이미지센서 스트립을 도시한 평면도;
도 2는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치의 구성을 도시한 장치 구성도;
도 3은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법을 설명하는 모식도;
도 4는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법을 이용하여 이미지센서에 레이저 유기충격파를 발생시키는 위치를 도시한 개념도이다.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
1 : 이미지센서 2 : 센서 스트립
3 : 오염입자 11 : 레이저 발진기
12 : 레이저빔 13 : 반사미러
14 : 초점렌즈 15 : 레이저 초점
16 : 레이저 유기충격파 21 : 작업대
22 : 비전센서 24 : 가스공급장치
23 : 비전센서 26 : 가스분사노즐
27 : 집진기 28 : 흡입펌프
31 : 통합 제어기
본 발명은 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빛의 에너지인 레이저빔을 이용하여 레이저 유기충격파를 이미지센서 표면상부에 생성시켜 표면에 존재하는 미세오염입자들을 제거하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치에 관한 것이다.
최근 이미지센서는 핸드폰의 카메라 모듈에 들어가는 핵심부품으로서, 카메라의 해상도가 급격히 높아짐에 따라 센서표면의 이미지 픽셀(Pixel)의 크기가 점차 작아지고 있으며, 이에 따라 이미지센서 표면에서의 오염입자 제거가 더욱 중요한 공정으로 인식되고 있다.
상기 이미지센서 표면에 존재하는 오염입자는 이미지센서가 집적되어 있는 웨이퍼를 다이아몬드 회전톱 등으로 절단하는 공정에서 필연적으로 발생하는 미세 파쇄입자와, 카메라 모듈을 조립하는 공정 중에서 발생하는 각종 공기 중 오염입자가 대부분이다.
현재 이러한 오염입자를 제거하기 위해서 사용하는 방법으로, 작업자가 고압의 가스를 분사할 수 있는 가스건(Gas Gun)을 가지고 순수 질소를 센서 표면에 분사시키는 방법을 사용하고 있다.
도 1은 카메라 모듈조립에 사용되는 이미지센서(1)가 장착되어 있는 전형적인 센서 스트립(2)의 평면형상을 보여주고 있다. 즉 보통의 이미지센서(1)는 직사각형의 형태를 지니고 있으며, 한 면의 크기는 10㎜ 미만이며, 이러한 이미지센서(1)가 하나의 센서 스트립(2) 표면에 약 10 내지 50개 정도 부착되어 있으며, 이미지센서(1) 내의 단자와 센서 스트립(2)의 기판단자와 전기적으로 연결이 이루어져 있다. 이러한 센서 스트립(2) 표면의 이미지센서(1)는 렌즈 및 필터가 내장되어 원통형 하우징 부품을 씌움으로써 최종 조립이 완료된다.
종래의 이미지센서(1)의 클리닝 작업은 하우징 부품을 씌우기 바로 전에 고압 가스건을 사용해 작업자가 직접 수작업으로 수행하는데, 클리닝 작업 후에도 센서 픽셀 크기 이상의 입자가 이미지센서(1) 표면에 존재하는 경우에는 그 입자는 이미지 상으로 검은 점으로 나타나게 되며, 이는 불량으로 처리되어 그 센서는 폐기처분되는 것이다. 이렇듯 이미지센서(1)의 표면에 존재하는 단 한 개의 오염입자는 그 센서(1)를 폐기하는 치명적인 결함(Killer Defect)으로 작용하며, 이는 센서 스트립(2) 및 이를 이용한 제품 생산수율을 크게 저하시키는 원인으로 작용하게 되는 것이다.
종래의 오염입자 클리닝 공정인 수동 고압가스 블로잉(Blowing) 방법은 매우 느슨하게 붙어 있는 큰 입자의 제거에는 효과적이나 웨이퍼 절단공정 중 센서(1) 표면에 달라 붙어있는 미세 실리콘 파쇄입자 혹은 조립 공정 중 발생하는 미세 레진입자 등의 제거는 거의 불가능하다. 이로 인해, 센서 표면의 클리닝 성능을 높이기 위해 습식 세정방법이 제안되기도 하지만, 이는 공정상 린스(Rinse)와 드라이 (Dry) 공정을 반드시 거쳐야 한다는 번거로움과 장시간의 클리닝 시간을 요구한다는 점, 또한 세정 후 드라이 공정에서 발생하는 물반점이 이미지를 저하시킨다는 문제점으로 인해 적용이 어려운 상태이다.
따라서, 이러한 습식 클리닝 방법의 문제점을 해결하기 위하여 이미지센서(1) 표면에 어떠한 손상 및 품질저하 없이 표면에 존재하는 미세 오염입자들을 제거할 수 있는 건식 세정방법이 개발되었다.
전술된 종래의 건식 클리닝(dry cleaning) 방법으로는, 레이저(laser)를 오염된 표면에 직접 조사시켜 오염물질을 제거하는 레이저 클리닝(laser cleaning), 진공에서 플라즈마(plasma)를 발생시켜 라디칼(radical)을 이용해 오염물질을 깎아 내는 플라즈마 클리닝(plasma cleaning), 이산화탄소 스노우(CO2 snow)를 만들어 강하게 분사시켜 표면을 클리닝하는 이산화탄소 스노우 클리닝(CO2 snow cleaning) 등이 있다.
그러나, 이러한 종래의 건식 클리닝 방법 중, 레이저 클리닝 방법은 작은 레이저 스폿 크기로 인한 느린 작업속도, 표면에 레이저의 직접조사에 따른 높은 모재 손상 가능성 등이 있으며, 플라즈마 클리닝 방법은 부가적인 진공장비가 필요하며 진공 상에서 이루어지기 때문에 큰 대상물의 클리닝이 어렵다. 또한, 이산화탄소 스노우 클리닝 방법은 스노우 입자들의 충돌에 따른 모재의 기계적인 손상 가능성이 높고 공정제어가 쉽지 않다.
최근에는 전술된 건식 클리닝 방법을 문제점을 다양한 방법으로 개선한 건식 클리닝 방법이 제안되었다. 이중 미국에서 등록특허 제5023424호 '충격파 입자 제거 방법 및 장치(Shock Wave particle removal method and apparatus)'는 레이저로부터 조사된 레이저빔을 초점렌즈를 통해 대기 중에 또는 회생층 표면에 또는 작업대상물 뒷면에 조사시켜 강력한 플라즈마를 발생시키고, 이때 발생하여 사방으로 전파되는 플라즈마 충격파를 이용하여 작업대상물 표면의 오염물질을 제거하는 기술이다.
그러나, 이와 같은 레이저 유기 충격파 건식 표면 클리닝 방법은 발생한 충격파에 의해 표면에 존재하는 오염 입자의 탈락(detachment)은 가능해도 작업 대상물로부터의 완전한 제거가 어렵다. 즉, 충격파의 물리적 힘에 의해 순간적으로 탈착된 오염 입자들이 주위의 작업대상물 표면에 재부착(re-deposition)되는 현상이 발생하고 있으며, 이로 인해 효과적인 표면 클리닝이 이루어지지 않고 있는 실정이다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 빛에너지인 레이저빔을 상하 및 좌우이동 가능한 작업대에 안착된 이미지센서 표면상에 집속시켜 이로부터 발생되는 레이저 유기충격파를 이용하여 이미지센서 표면에 존재하는 미세 오염입자를 효과적으로 제거하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법은 이미지센서의 표면에 존재하는 오염입자를 제거하는 방법에 있어서, 상기 이미지센서의 위치 정보를 인식하는 단계와, 상기 인식된 정보에 따라 레이저를 발사하여 상기 이미지센서의 표면 상부에 집속시켜 레이저 유기충격파를 생성하는 단계와, 각각의 이미지센서를 클리닝하기 위해 상기 생성된 레이저 유기충격파를 이미지센서에 스캐닝하는 단계를 포함한다.
상기 레이저 유기충격파에 의하여 이미지센서 표면에서 탈락된 오염입자가 비산되도록 상기 이미지센서의 표면에 가스를 취입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 가스를 취입하는 단계에서 취입되는 가스는 필터링을 거친 순수공기, 순수질소(N2) 및 아르콘(Ar)가스 중에서 선택된 하나일 수 있다. 더불어, 상기 레이저 유기충격파에 의하여 이미지센서 표면에서 탈락된 오염입자를 수집하여 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지센서의 위치 정보를 인식하는 단계는 상기 이미지센서의 상부에 설치된 비전센서를 이용하여 인식할 수 있다. 또한, 상기 스캐닝하는 단계는 스캐닝 전후 또는 스캐닝 중에 상기 이미지센서의 상부에 설치된 비전센서를 이용하여 실시간으로 이미지센서의 표면오염상태를 모니터링할 수 있다.
아울러, 상기 레이저 유기충격파를 생성시키는 단계에서 상기 레이저빔은 파장이 1.06㎛인 Nd:YAG 레이저로부터 발사될 수 있다. 또한, 상기 레이저 유기충격파를 생성시키는 단계는 상기 레이저빔의 펄스당 에너지가 1.0J 이상일 수 있다.
한편, 상기 레이저 유기충격파의 강도는 상기 레이저빔의 초점과 이미지센서 의 표면간 거리를 가변하여 조절할 수 있다. 또한, 상기 레이저빔의 초점과 이미지센서의 표면간 거리는 3 내지 15㎜ 범위일 수 있다. 또한, 상기 레이저 유기충격파를 이용하여 이미지센서를 스캐닝하는 단계는 상기 이미지센서의 중앙부 및 각각의 코너부에 상기 레이저 유기충격파를 발생시킬 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치는 이미지센서의 표면에 존재하는 오염입자를 제거하는 장치에 있어서, 레이저빔을 생성시키는 레이저 발진기와, 상기 이미지센서의 표면 상부에 레이저 유기충격파를 발생시키기 위해 상기 레이저 발진기로부터 생성된 레이저빔을 상기 이미지센서의 표면 상부에 접속시키는 초점렌즈와, 상기 이미지센서가 장착되는 센서 스트립이 안착되고, 상하 또는 좌우 이동가능하게 설치되어 상기 초점렌즈에 의하여 집속된 레이저빔의 초점 방향으로 상기 센서 스트립을 이동시키는 작업대와, 상기 레이저 발진기 및 작업대와 전기 신호적으로 연결되어 제어하는 통합제어기를 포함한다.
바람직한 실시예에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치는 상기 레이저 발진기로부터 방출되는 레이저빔을 상기 이미지센서방향으로 유도시키는 반사미러를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 센서 스트립의 일측에 설치되어 센서 스트립 표면으로 가스를 분사하는 가스분사노즐을 더 포함할 수 있다. 더불어, 상기 센서 스트립에 타측에 설치되어 탈락된 오염입자를 수집하는 집진기를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 작업대에 안착된 센서 스트립 표면을 레이저 클리닝 전후 또는 레이저 클리닝 중에 실시간으로 관찰하는 비전센서를 더 포함할 수 있다. 아울러, 상기 작업대에 안착되어 작업대기 중인 센서 스트립의 크기, 형상 및 이에 장착된 이미지센서의 위치를 자동으로 인식하여 상기 통합 제어기로 전송하는 비전 센서를 더 포함하는 것도 가능하다. 여기서, 상기 비전센서는 CCD 방식의 카메라를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.
본 발명은 상기한 각각의 도면에 도시된 바와 같은 구체적인 실시예로 설명되었으며, 본 발명이 이러한 구체적인 실시예에 한정되는 것은 아니라 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형 실시 가능한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치의 구성을 도시한 장치 구성도이다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 이미지센서 표면을 클리닝하는 공정을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
첫 번째 단계로서는 이미지센서의 위치에 대한 정보를 인식하는 것이다. 상기와 같이 이미지센서(1)의 위치에 대한 정보를 인식하는 단계는 복수의 이미지센서(1)를 센서 스트립(2)상에 장착한 상태에서 공정이 진행되는데, 이를 위해서는 크게 두 가지 방법이 사용된다.
하나는 규격화된 센서 스트립(2)의 CAD 데이터(형상, 크기, 센서위치 등)를 미리 알고 있어 위치정렬수단을 이용한 간단한 위치제어를 통해 클리닝하고자 하는 이미지센서(1)의 위치를 인식하는 것이며, 또 다른 하나는 도 2에 도시된 바와 같이, CCD(Charge Coupled Device) 방식의 카메라와 같은 비전센서(22)를 이용해 레이저 클리닝 전 센서 스트립(2)의 표면형상을 실시간으로 자동 인식하는 것이다.
이렇게 인식된 센서 스트립(2) 형상, 크기 및 이미지센서(1) 위치에 대한 데 이터는 통합 제어기(31)를 거쳐 레이저 발진기(11) 및 클리닝 공정이 수행되는 작업대(21)의 동작을 제어하는데 사용되는데, 다양한 형상 및 크기의 센서 스트립(2)을 효과적으로 클리닝하기 위해서는 클리닝 작업 직전에 센서 스트립(2)의 형상 및 크기, 이미지센서(1)의 위치를 직접 확인하여 데이터화하는 비전센서(22)를 이용한 자동형상인식 방법을 이용하는 것이 보다 유용하다.
또한, 미리 저장된 CAD 데이터를 이용해 이미지센서 스트립(2)의 형상, 크기 및 이미지센서(1)의 위치에 대한 데이터를 미리 인식하고 있다면, 상기한 비전센서(22)의 해상도를 높여 센서 스트립(2) 상에 장착된 이미지센서(1)의 표면오염상태를 미리 확인하는 목적으로도 사용이 가능하다. 이런 경우 오염된 이미지센서(1)만을 클리닝함으로써 빠른 속도로 클리닝 작업을 수행할 수 있다는 특징이 있다.
두 번째 단계로는 상기 첫 번째 단계에서 인식된 센서 스트립(2) 상의 이미지센서(1) 상부에 레이저 유기충격파를 생성시키는 것이다.
즉, 미리 인식된 센서 스트립(2) 상의 이미지센서(1)의 위치를 기반으로 하여 강력한 레이저빔(12)을 이미지센서(1) 표면상부의 대기 중에 포커싱(Focussing; 15)시켜 레이저 유기충격파(16)를 발생시키는 것이다. 이러한 레이저 유기충격파(16)를 발생시켜 이미지센서(1) 표면의 오염입자를 제거하기 위한 레이저빔(12)은 파장이 1.06㎛인 Nd:YAG 레이저로부터 조사되는 것이 적절하며, 레이저 발진기(11)에서 나온 레이저빔(12)을 반사미러(13)를 이용해 이미지센서 스트립(2) 방향으로 레이저빔(12)을 유도한 후, 초점렌즈(14)를 통과시켜 이미지센서(1) 표면상부 대기 중에 레이저빔(12)을 집중시키면 레이저 초점(15)에서 강력한 플라즈마의 생성에 의한 레이저 유기충격파(16)가 발생하게 된다.
상기와 같이 발생된 레이저 유기충격파(16)의 강도가 이미지센서(1) 표면에 붙어 있는 오염입자의 접촉력(Adhesion Force)보다 크면 입자가 표면으로부터 탈락되는 현상이 일어나게 된다. 충분한 표면의 클리닝 속도를 얻기 위해서는 펄스당 에너지 값이 1.0J 이상, 반복율이 10㎐ 이상의 레이저(11)를 선택하는 것이 좋다. 또한 레이저 유기충격파(16)에 의해 탈락된 오염입자들의 효과적으로 영구 제거를 위해 이미지센서(1) 표면과 수평으로 가스분사노즐(26)을 장착하고 가스공급장치(24)를 이용해 고압가스를 분사시켜 준다.
이러한 가스의 분사는 레이저 유기충격파(16)에 의해 탈락된 오염입자를 띄워 날려 보내 비산시킴으로써 탈락된 오염입자에 의한 2차 오염을 막을 수 있다.
또한 분사가스 진행방향에 흡입펌프(28)를 이용한 집진기(27)를 직접 배기라인에 연결하여 사용할 수도 있는데, 상기 분사가스에 의하여 비산된 오염입자를 수집하게 되는 것이다. 여기서 가스분사노즐(26)의 취입가스로는 일반적으로 필터링을 거친 순수공기를 사용하나 혹은 순수질소(N2) 또는 아르콘(Ar)과 같은 불활성가스를 사용할 수 있다.
세 번째 단계로는 첫 번째 단계에서 미리 인식된 센서 스트립(2)의 형상 및 이미지센서(1)의 위치를 기반으로 센서 스트립(2)에 존재하는 모든 이미지센서(1)를 클리닝하기 위해 스캐닝(Scanning)을 수행하는 것이다.
이를 위해서는 두 가지 방법이 있는데, 하나는 센서 스트립(2)의 위치는 고 정되고, 반사미러(13) 및 초점렌즈(14)의 위치가 변화함으로써 레이저 유기충격파(16)의 발생위치를 변화시켜 주면서 스캐닝하는 것이고, 다른 하나는 레이저 유기충격파(16)의 위치는 고정되고 센서 스트립(2)이 안착된 작업대(21)가 움직이는 것이다. 센서 스트립(2)의 형상에 따라 어느 한 방법을 채택하거나 두 가지 방법을 동시에 병행할 수 있는 것이다.
그러나 장치구조나 안전성 등을 고려하면 작업대(21)가 움직이는 방법이 보다 바람직할 것이다. 또한 전면적 스캐닝을 위한 작업대는 X-Y축 직선운동으로 움직이거나 혹은 회전운동을 수행하며, 한축 직선방향으로 움직일 수 있다. 또한 레이저 유기충격파(16)의 강도를 조절해 클리닝의 정도를 조절하기 위해서는 레이저 초점(15)에서 이미지센서(1) 표면간의 거리(g) 조절이 필요하다. 이러한 목적을 달성하기 위해 작업대(21)를 Z축(높이) 방향(상하방향)으로도 움직이게 할 수 있다. 보통 레이저 초점(15)과 이미지센서(1) 표면간의 거리(g)는 3 내지 15㎜가 적절하다.
또한, 세 번째 단계에서 스캐닝을 통한 클리닝 공정 중, 혹은 클리닝 수행 후 이미지센서(1) 표면에 존재하던 오염입자의 제거유무를 알아보기 위해 고배율 광학계 또는 CCD 카메라와 같은 고해상도 비전센서(23)를 장착하여 이미지센서(1) 표면을 실시간(In-situ)으로 모니터링할 수도 있다.
상기한 실시간 모니터링 결과 특정위치의 이미지센서(1) 표면에 오염입자가 잔류하는 경우 통합 제어기(31)를 통해 작업대(21)를 움직여 상기 위치의 이미지센서(1)를 다시 한번 클리닝을 수행하게 할 수도 있는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법을 설명하는 모식도이고, 도 4는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법을 이용하여 이미지센서에 레이저 유기충격파를 발생시키는 위치를 도시한 개념도이다.
이미지센서(1) 표면 위에 단 1개의 입자 존재는 센서의 폐기를 의미한다. 따라서 한 번의 클리닝으로 빠른 시간 내에 최대한의 제거효율을 얻는 것이 매우 중요하다.
본 발명에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이미지센서(1) 표면 상부의 레이저 초점(15)에서 발생한 레이저 유기충격파(16)가 구형으로 발생하여 전파하게 되며, 센서 표면의 오염입자(3)를 옆으로 쓸어내는 힘(Drag Force)을 발휘한다. 만일 오염입자(3)의 형태가 도면에 나타난 형상과 같다면 충격파의 왼쪽에 있는 입자보다 오른쪽에 있는 입자의 탈락율이 훨씬 높다. 즉 입자의 형상이 다양하기 때문에 레이저 유기충격파에 의한 제거효율을 높이기 위해서는 위치하고 있는 입자의 4방향에서 충격파를 발생시키는 것이 효과적이다.
따라서, 본 발명은, 도 4에 도시된 바와 같이, 이미지센서(1) 표면의 구석 네 군데와 가운데를 포함한 다섯 위치에서 레이저 유기충격파(16)를 발생시키면 오염입자(3)의 제거효율을 최대한 높일 수 있다. 실험상으로 한 위치에서 레이저 유기충격파를 발생시키는 것과 비교해 약 30% 이상의 제거효율의 증가를 확인하였다.
상기와 같이, 이미지센서(1)의 다섯 위치에서 레이저 유기충격파(16)를 발생시키는 방법은 클리닝 시간을 단축시키며, 제거효율을 최대한 높일 수 있다는 특징 이 있다.
결과적으로, 본 발명에 따르면 레이저 유기충격파를 이용하여 이미지센서 표면에 존재하는 미세오염입자(3)들을 센서 모재의 손상 없이 매우 신속하고, 효과적이며, 또한 아무런 오폐수 발생 없이 클리닝할 수 있으며, 실제 CCD 혹은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지센서를 이용한 카메라 모듈조립 및 제작공정에 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 고압의 가스를 수작업으로 클리닝하는 종래의 방법과 비교하여 이미지센서의 손상 없이 표면 위의 오염입자의 제거효율을 획기적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 센서 스트립 및 이에 장착된 이미지센서에 대한 크기 및 형상정보를 미리 인식하여 클리닝 공정을 자동화함으로써 생산수율 향상에 의한 막대한 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다. 특히 이미지센서 표면에 존재하는 미세오염입자를 레이저 유기충격파를 이용하여 센서의 표면으로부터 탈락시켜 가스를 취입하여 제거함과 동시에 집진기를 이용하여 오염입자를 수집함으로써 이미지센서의 클리닝 작업효율을 극대화시킬 수 있으며, 상기한 일련의 클리닝 공정이 자동화 공정으로 실행됨으로써 대량생산 공정에서 빠른 작업속도로 클리닝을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 이미지센서의 표면에 존재하는 오염입자를 제거하는 방법에 있어서,
    상기 이미지센서의 위치 정보를 인식하는 단계와,
    상기 인식된 정보에 따라 레이저를 발사하여 상기 이미지센서의 표면 상부에 집속시켜 레이저 유기충격파를 생성하는 단계와,
    각각의 이미지센서를 클리닝하기 위해 상기 생성된 레이저 유기충격파를 이미지센서에 스캐닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 레이저 유기충격파에 의하여 이미지센서 표면에서 탈락된 오염입자가 비산되도록 상기 이미지센서의 표면에 가스를 취입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 가스를 취입하는 단계에서 취입되는 가스는 필터링을 거친 순수공기, 순수질소(N2) 및 아르콘(Ar)가스 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 유기충격파에 의하여 이미지센서 표면에서 탈락된 오염입자를 수집하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지센서의 위치 정보를 인식하는 단계는 상기 이미지센서의 상부에 설치된 비전센서를 이용하여 인식하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스캐닝하는 단계는 스캐닝 전후 또는 스캐닝 중에 상기 이미지센서의 상부에 설치된 비전센서를 이용하여 실시간으로 이미지센서의 표면오염상태를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 유기충격파를 생성시키는 단계에서 상기 레이저빔은 파장이 1.06㎛인 Nd:YAG 레이저로부터 발사되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 유기충격파를 생성시키는 단계는 상기 레이저빔의 펄스당 에너지가 1.0J 이상인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 유기충격파의 강도는 상기 레이저빔의 초점과 이미지센서의 표면간 거리를 가변하여 조절하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 레이저빔의 초점과 이미지센서의 표면간 거리는 3 내지 15㎜ 범위인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 유기충격파를 이용하여 이미지센서를 스캐닝하는 단계는 상기 이미지센서의 중앙부 및 각각의 코너부에 상기 레이저 유기충격파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법.
  12. 이미지센서의 표면에 존재하는 오염입자를 제거하는 장치에 있어서,
    레이저빔을 생성시키는 레이저 발진기와,
    상기 이미지센서의 표면 상부에 레이저 유기충격파를 발생시키기 위해 상기 레이저 발진기로부터 생성된 레이저빔을 상기 이미지센서의 표면 상부에 접속시키는 초점렌즈와,
    상기 이미지센서가 장착되는 센서 스트립이 안착되고, 상하 또는 좌우 이동가능하게 설치되어 상기 초점렌즈에 의하여 집속된 레이저빔의 초점 방향으로 상기 센서 스트립을 이동시키는 작업대와,
    상기 레이저 발진기 및 작업대와 전기 신호적으로 연결되어 제어하는 통합제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 레이저 발진기로부터 방출되는 레이저빔을 상기 이미지센서방향으로 유도시키는 반사미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 상기 센서 스트립의 일측에 설치되어 센서 스트립 표면으로 가스를 분사하는 가스분사노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치.
  15. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 상기 센서 스트립에 타측에 설치되어 탈락된 오염입자를 수집하는 집진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 작업대에 안착된 센서 스트립 표면을 레이저 클리닝 전후 또는 레이저 클리닝 중에 실시간으로 관찰하는 비전센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치.
  17. 청구항 12에 있어서, 상기 작업대에 안착되어 작업대기 중인 센서 스트립의 크기, 형상 및 이에 장착된 이미지센서의 위치를 자동으로 인식하여 상기 통합 제어기로 전송하는 비전센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치.
  18. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서, 상기 비전센서는 CCD 방식의 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정장치.
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