CN108140589A - 激光加工装备的自动检查装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种用于检查激光加工装备的加工品质的检查装置及方法。激光加工装备向加工对象物的内部照射激光束而形成重整区域。所揭示的自动检查装置包括:图像薄膜,涂布至上述加工对象物的下表面;图像检测单元,检测因照射上述激光束而形成于上述图像薄膜的上述加工对象物的损伤图像;以及图像处理单元,对借由上述图像检测单元而检测到的损伤图像进行处理。

Description

激光加工装备的自动检查装置以及方法
技术领域
本发明是有关于一种激光加工装备的自动检查装置及方法,更详细而言,有关于一种自动检查于在加工对象物的内部形成激光束的聚光点而执行加工作业的装置中,加工对象物是否因激光束的飞溅(splash)而受损的装置及方法。
背景技术
激光加工装置利用光学系统向加工对象物照射自激光振荡器出射的激光束,借由照射此种激光束而对加工对象物执行如标记、曝光、蚀刻、冲孔、刻划(scribing)、切割(dicing)等的激光加工作业。
最近,为了防止加工对象物的表面受损,如下方法备受关注:使激光束于具有透射性的加工对象物的内部形成聚光点而产生裂痕,借此对加工对象物进行加工。例如,若高输出的激光束聚焦至半导体晶圆而形成聚光点,则于上述聚光点附近形成重整区域,自以此方式形成的重整区域产生裂痕。接着,若沿半导体晶圆的加工线移动激光束,则于加工对象物的内部形成裂痕热,之后裂痕自然地或因外力而扩张至半导体晶圆的表面,借此可切断半导体晶圆。
另一方面,于在加工对象物的内部形成聚光点而执行加工作业的激光加工装置中,若激光束入射至借由形成聚光点而产生的重整区域及裂痕区域,则因干扰现象而激光束向上述重整区域及裂痕区域的周围飞溅,从而会对加工对象物造成损伤。特别是,在加工对象物为集成有元件的半导体晶圆的情形时,若飞溅的激光束对元件所在的动态区域(active area)产生影响,则半导体晶片会受损,因此半导体晶片的产率大幅下降。因此,需自动检查管理激光加工装置,以便可在早期发现因此种激光飞溅引起的加工对象物的损伤。
发明内容
发明欲解决的课题
本发明的实施例提供一种自动检查于在加工对象物的内部形成激光束的聚光点而执行加工作业的装置中,加工对象物是否因激光束的飞溅而受损的装置及方法。
解决课题的手段
根据本发明的一态样,提供一种激光加工装备的自动检查装置,用于检查激光加工装备的加工品质,激光加工装备向加工对象物的内部照射激光束而形成重整区域,激光加工装备的自动检查装置包括:图像薄膜(image film),涂布至加工对象物的下表面;图像检测单元(image sensing unit),检测因照射激光束而形成于图像薄膜的加工对象物的损伤图像(damage image);及图像处理单元(image processing unit),对借由图像检测单元而检测到的损伤图像进行处理。
在根据本发明的实施例中,激光束可入射至加工对象物的上表面侧而在加工对象物的内部形成重整区域。加工对象物例如为半导体晶圆。
在根据本发明的实施例中,图像薄膜可包括与激光束具有反应性的物质。图像薄膜例如可包括碳、铬及铬氧化物中的至少一种。
在根据本发明的实施例中,激光束向重整区域的周边飞溅(splash)而与图像薄膜反应,从而形成加工对象物的损伤图像。
在根据本发明的实施例中,图像检测单元可利用透射加工对象物的测定束检测形成于图像薄膜的损伤图像。图像检测单元可包括用于对准(alignment)激光加工装备与加工对象物的相机。例如,图像检测单元可为红外线相机(IR camera)。
在根据本发明的实施例中,图像处理单元可于将损伤图像变更为二进制图像并自二进制图像去除加工线图像后,抽出表示加工对象物受损位置的损伤点(damage points)的位置信息。
根据本发明的另一态样,提供一种激光加工装备的自动检查方法,用于检查激光加工装备的加工品质,所述激光加工装备向加工对象物的内部照射激光束而形成重整区域,激光加工装备的自动检查方法至少包括如下步骤:准备涂布有图像薄膜的加工对象物的步骤;利用激光加工装备向加工对象物的内部照射激光束而进行加工作业的步骤;检测因照射激光束而形成于图像薄膜的加工对象物的损伤图像的步骤;及对加工对象物的损伤图像进行处理的步骤。
在根据本发明的实施例中,图像薄膜可涂布至加工对象物的下表面,激光束入射至加工对象物的上表面侧而在加工对象物的内部形成重整区域。图像薄膜可包括与激光束具有反应性的物质。激光束向重整区域的周边飞溅(splash)而与图像薄膜反应,从而会形成加工对象物的损伤图像。
在根据本发明的实施例中,可借由图像检测单元检测形成于图像薄膜的加工对象物的损伤图像。图像检测单元可利用透射加工对象物的测定束检测形成于图像薄膜的损伤图像。此种图像检测单元可包括用于对准激光加工装备与加工对象物的相机。
在根据本发明的实施例中,可借由图像处理单元对加工对象物的损伤图像进行处理。
在根据本发明的实施例中,对加工对象物的损伤图像进行处理的步骤可包括如下步骤:将借由图像检测单元而检测到的加工对象物的损伤图像变更为二进制图像的步骤;自二进制图像去除加工线图像的步骤;及在去除加工线图像的二进制图像中,抽出表示加工对象物受损位置的损伤点的位置信息的步骤。
在根据本发明的实施例中,抽出损伤点的位置信息的步骤可至少包括如下步骤:在二进制图像设定中心线(center line)的步骤;及测定中心线与损伤点之间的距离而储存为资料的步骤。另一方面,可更包括基于资料而掌握激光加工装备的加工品质的步骤。
发明的效果
本发明的例示性的实施例的自动检查装置可自动进行如下所有过程而检查激光加工装备的加工品质:在平台堆载加工对象物后,借由激光加工装备而对加工对象物进行加工的过程;由图像检测单元检测形成于图像薄膜的损伤图像的过程;及由图像处理单元抽出损伤点的位置信息(即,中心线与损伤点之间的距离)的过程。借此,可预先掌握激光加工装备的当前状态,其结果能够以可获得所期望的加工品质的方式容易地对激光加工装备进行维修及管理。另外,可借由将用于对准激光加工装备的相机直接用作图像检测单元而更简单地构成装置。并且,在激光加工作业后,不自平台分离加工对象物而在堆载于平台的状态下,由图像检测单元检测加工对象物的损伤图像,借此可借由更简单的制程掌握激光加工装备的加工品质。
附图说明
图1a是表示激光束聚光至加工对象物的内部而一边移动一边形成重整区域的情况的图。
图1b及图1c是表示在图1a中激光束向重整区域的周围飞溅的情况的图。
图2a及图2b是对形成于附着于加工对象物的图像薄膜的因激光飞溅产生的加工对象物的损伤图像进行拍摄所得的照片。
图3是概略性地表示本发明的例示性的实施例的激光加工装备的自动检查装置的图。
图4是表示图3所示的加工对象物及涂布在加工对象物的下表面的图像薄膜的图。
图5是概略性地表示本发明的例示性的实施例的激光加工装备的自动检查装置的图。
图6a至图6d是表示自动检查装置的图像处理单元对形成于图像薄膜的加工对象物的损伤图像进行处理的过程的图。
图7是例示性地表示抽出形成于图像薄膜的损伤点的位置信息的方法的图。
具体实施方式
以下,参照随附附图,详细地对本发明的实施例进行说明。以下所例示的实施例并不限定本发明的范围,而是为了向本领域技术人员说明本发明而提供。在图中,相同的参照符号表示相同的构成要素,为了说明的明确性,可夸张地表示各构成要素的尺寸或厚度。并且,在说明为特定的物质层例如存在于基板时,上述物质层能够以与基板直接相接的方式存在,亦可在上述物质层与上述基板之间存在其他第三层。另外,在以下实施例中,构成各构成要素的物质仅为示例,除此之外,亦可使用其他物质。
图1a是表示激光束(L)聚光至加工对象物(W)的内部而一边移动一边形成重整区域(图1b中标示20处)的情况的图。
参照图1a,自激光加工装备出射的激光束(L)聚焦至加工对象物(W)的内部,借此形成聚光点(10)。此处,激光束(L)可自加工对象物(W)的上表面侧入射至加工对象物(W)的内部。此种加工对象物(W)为对激光束(L)具有透射性的物质。例如,加工对象物(W)可为半导体晶圆,但并不限定于此。另外,作为用以在加工对象物(W)的内部形成聚光点(10)的激光束(L),可使用具有较短的脉宽(例如,皮秒(pico second)或纳秒(nano second)范围的脉宽)的激光束。
如上所述,若激光束(L)聚焦至加工对象物(W)的内部而形成聚光点(10),则会在上述聚光点(10)及其周围形成重整区域(20),自此种重整区域(20)向其周围延伸地形成裂痕。另外,若沿加工线(PL)移动激光束(L),则会在加工对象物(W)的内部,沿加工线(PL)延伸形成重整区域(20)。图1a中例示性地表示有激光束(L)沿x方向移动而形成重整区域(20)的情况。
图1b及图1c是表示在图1a中激光束(L)重叠至重整区域(20)而向重整区域(20)的周围飞溅的情况的图。具体而言,图1b是在图1a中沿B-B'线观察所得的剖面图,图1c是在图1a中沿C-C'线观察所得的剖面图。
参照图1b及图1c,若激光束自加工对象物(W)的上表面侧入射而与形成于加工对象物(W)的内部的重整区域(20)接触,则会产生因干扰而激光束(L)向上述重整区域的周围飞溅(splash)的现象。以此方式飞溅的激光束(SL)会向加工对象物(W)的下表面侧行进而损伤加工对象物(W)的下部。因此,会在加工对象物(W)的下表面产生表示因飞溅的激光束(SL)而加工对象物(W)受损的位置的损伤点(damage point,DP)。
在图1b中,表示有在激光束(L)沿加工线(PL),即x方向移动的过程中,因向x方向或-x方向飞溅的激光束(SL)而形成于加工对象物(W)的下表面的损伤点(DP),在图1c中,表示有于激光束(L)沿加工线(PL),即x方向移动的过程中,因向垂直于x方向的方向即y方向或-y方向飞溅的激光束(SL)而形成在加工对象物(W)的下表面的损伤点(DP)。
如图1b所示,因向平行于加工线(PL)的方向(即,x方向或-x方向)飞溅的激光束(SL)而加工对象物(W)受损所形成的损伤点(DP)在加工对象物(W)沿加工线(P)切断的情形时,不会对加工品质造成较大的影响。然而,如图1c所示,因向垂直于加工线的方向(即,y方向或-y方向)飞溅的激光束(SL)而加工对象物(W)受损所形成的损伤点(DP)会对加工品质造成不良影响。具体而言,例如在加工对象物(W)为集成有元件的半导体晶圆的情形时,向垂直于加工线(PL)的方向飞溅的激光束(SL)会对元件所在的动态区域(active area)造成影响,在该情形时,半导体晶片会受损。
图2a及图2b是在对硅晶圆执行加工作业后,拍摄形成于附着于硅晶圆的下表面的图像薄膜的损伤点所得的照片。此处,激光束自硅晶圆的上表面向上述硅晶圆的内部聚焦而一面形成重整区域一面沿加工线移动,在图像薄膜形成有损伤点,上述损伤点是在与重整区域接触而飞溅的激光束透射硅晶圆的下部后,与附着于硅晶圆的下表面的图像薄膜反应而形成。
在图2a的情形时,在硅晶圆的下表面附着有包括厚度的碳的图像薄膜,在图2b的情形时,在硅晶圆的下表面附着有包括 厚度的铬氧化物及厚度的铬的图像薄膜。如图2a及图2b所示可知,因飞溅的激光束而加工对象物受损,从而在加工对象物的下表面沿与加工线垂直的方向产生表示加工对象物受损位置的多个损伤点。
图3是概略性地表示本发明的例示性的实施例的激光加工装备的自动检查装置(100)的图。在图3中,表示有检查向加工对象物(W)的内部照射激光束(L)而形成重整区域(20)的激光加工装备的加工品质的自动检查装置(100)。另外,在图4中,表示有图3所示的加工对象物(W)及涂布于加工对象物(W)的下表面的图像薄膜(150)。
参照图3及图4,自动检查装置(100)可包括:图像薄膜(image film,150),涂布于加工对象物(W)的下表面;图像检测单元(image sensing unit,110),检测因激光加工而形成至图像薄膜(150)的损伤图像(damage image);及图像处理单元(image processingunit,120),对借由图像检测单元(110)而检测到的损伤图像进行处理。
在向加工对象物(W)照射激光束(L)而执行加工作业的激光加工装备中,自光源(101)出射激光束(L),以此方式射出的激光束(L)可在借由特定的镜面(102)而反射后,经由特定的光学系统(103)。此处,光学系统(103)例如可包括扩束望远镜(Beam ExpandingTelescope,BET)、扫描光学系统等,但并不限定于此。另外,经由光学系统(103)的激光束(L)可借由聚焦透镜(104)聚焦而照射至加工对象物(W)的内部。
激光束(L)可自加工对象物(W)的上表面侧入射至内部而形成聚光点。此处,激光束(L)例如可具有皮秒(pico second)或纳秒(nano second)范围的较短的脉宽。加工对象物(W)可包括对激光束具有透射性的物质。例如,加工对象物(W)可包括半导体晶圆。在该情形时,可在半导体晶圆的下表面集成有元件。然而,上述内容仅为示例,除此之外,加工对象物(W)可包括其他各种材质。
在加工对象物(W)的下表面,涂布有图像薄膜(150)。图像薄膜(150)用于显示因下文将述的激光飞溅而加工对象物(W)受损的部分。此种图像薄膜(150)可包括与照射至加工对象物(W)的内部的激光束(L)具有反应性的物质。例如,图像薄膜(150)可包括碳、铬及铬氧化物中的至少一种。然而,上述内容仅为示例,构成图像薄膜(150)的物质可根据激光束(L)的种类而实现多种变形。
在加工对象物(W)的周围,设置有图像检测单元(110)。图像检测单元(110)用于向加工对象物(W)照射测定束而检测形成于涂布于加工对象物(W)的下表面的图像薄膜的损伤图像。为此,图像检测单元(110)可使用相机,上述相机射出可透射加工对象物(W)而拍摄形成于图像薄膜(150)的损伤图像的测定束。例如,作为图像检测单元(110),可使用射出红外线IR的红外线相机(IR camera)。然而,上述内容仅为示例,除此之外,图像检测单元(110)可包括射出各种波长范围的测定束的相机。
另一方面,为了清晰地拍摄形成至图像薄膜(150)的损伤图像,构成图像薄膜(150)的物质可根据自图像检测单元(110)射出的测定束的波长而改变。例如,在自图像检测单元(110)射出的测定束为红外线的情形时,作为图像薄膜(150),相比碳薄膜而可使用包括铬及/或铬氧化物的薄膜。
在本实施例中,图像检测单元(110)亦可用作用于对准(alignment)激光加工装备与加工对象物(W)的相机。在该情形时,图像检测单元(110)可将激光加工装备与加工对象物(W)准确地对准至所期望的位置,同时用于检测于激光加工后形成于图像薄膜(150)的损伤图像。
图像处理单元(120)发挥对借由图像检测单元(110)而检测到的损伤图像进行处理的作用。具体而言,图像处理单元(120)在将形成于图像薄膜(150)的损伤图像变更为二进制图像并自上述二进制图像去除加工线图像后,抽出表示加工对象物受损部分的损伤点(damage points)的位置信息。
图5是概略性地表示本发明的另一例示性的实施例的激光加工装备的自动检查装置(200)的图。图5所示的自动检查装置(200)是自图像检测单元(110)射出的测定束(例如,IR)借由分色镜(dichroic mirror)反射后,沿激光束(L)行进的路径照射至加工对象物(W),除此之外,其构成与图3所示的自动检查装置(100)相同。
以下,对利用图3及图5所示的激光加工装备的自动检查装置(100)、(200)自动检查激光加工装备的加工品质的方法进行说明。
在平台(S)上堆载涂布有图像薄膜(150)的加工对象物(W)。此处,图像薄膜(150)可涂布至加工对象物(W)的下表面。作为加工对象物(W),例如可使用在下表面集成有元件的硅晶圆,但并不限定于此。
其次,利用激光加工装备对加工对象物(W)执行加工作业。具体而言,自加工对象物(W)的上表面侧照射自激光加工装备出射的激光束(L),以此方式照射的激光束(L)聚焦至加工对象物(W)的内部而形成聚光点。如上所述,若在加工对象物(W)的内部形成聚光点,则会在聚光点及其周围形成重整区域(20),会自此种重整区域(20)向周围延伸地产生裂痕。另外,若沿加工线(PL)移动激光束(L),则会在加工对象物(W)的内部沿加工线(PL)延伸形成重整区域(20)。
另一方面,在执行加工作业的过程中,若照射至加工对象物(W)的内部的激光束(L)与重整区域(20)重叠,则会因干扰而激光束(L)向重整区域(20)的周围飞溅,以此方式飞溅的激光束(SL)会向加工对象物(W)的下表面侧行进而损伤加工对象物(W)的下部。因此,会在加工对象物(W)的下表面产生表示因飞溅的激光束(SL)而加工对象物(W)受损的位置的损伤点(DP)。在图4中,例示性地表示有沿y方向移动激光束(L)而执行加工作业,因沿垂直于y方向的方向飞溅的激光束(SL)而形成于图像薄膜(150)的损伤点(DP)。
接着,图像检测单元(110)检测于激光加工作业中,形成于涂布于加工对象物(W)的下表面的图像薄膜(150)的加工对象物(W)的损伤图像。此处,形成在图像薄膜(150)的损伤图像是借由如下方式而形成:在激光加工作业中,在加工对象物(W)的内部因重整区域(20)所飞溅的激光束(SL)自加工对象物(W)的下表面出射而与图像薄膜(150)反应。因此,可根据形成于图像薄膜(150)的损伤图像获知加工对象物(W)的下表面因飞溅的激光束(SL)而受损的状态。在图6a中,例示性地表示有借由图像检测单元(110)而检测到的图像薄膜(150)的损伤图像。
其次,图像处理单元(120)对借由图像检测单元(110)而检测到的损伤图像进行处理。图像处理单元(120)在将形成于图像薄膜(150)的损伤图像变更为二进制图像并自上述二进制图像去除加工线图像后,抽出表示加工对象物(W)损伤部分的损伤点(DP)的位置信息。
参照图6a至图6d,对借由图像处理单元(120)处理由图像检测单元(110)检测到的加工对象物(W)的损伤图像的具体过程进行说明。此处,在图6a至图6d所示的结果中,使用硅晶圆作为加工对象物(W),使用包括铬及铬氧化物的薄膜作为图像薄膜(150)。另外,所使用的激光束(L)的波长为1083nm且脉宽为350ns。
在图6a中,表示有由图像检测单元(110)(红外线相机)拍摄到的图像薄膜(150)的损伤图像。参照图6a,表示有表示激光束(L)沿加工线(PL)移动的情况的加工线(PL)图像,及因飞溅在加工线(PL)的周边的激光束(SL)而形成的损伤点(DP)。
图像处理单元(120)首先将借由图像检测单元(110)而检测到的加工对象物(W)的损伤图像变更为二进制图像。此处,二进制图像是指以两个亮度表示损伤图像的图像。在图6b中,表示有将图6a所示的加工对象物(W)的损伤图像变更为二进制图像的情况。
其次,图像处理单元(110)自二进制图像去除激光束(L)移动的加工线(PL)图像。在图6c中,表示有自图6b所示的二进制图像去除加工线(PL)图像的情况。
接着,图像处理单元(120)在去除加工线(PL)图像的状态下,抽出表示加工对象物(W)受损位置的损伤点(DP)的位置信息。为此,于在去除加工线(PL)图像的二进制图像中设定中心线(CL)后,以上述中心线(CL)为基准而测定损伤点(DP)的距离。在图6d中,表示有于去除加工线(PL)图像的二进制图像中设定中心线(CL)的情况。
以下,参照图7,更具体地对抽出损伤点的位置信息的方法进行说明。在图7中,例示性地表示有抽出形成于图像薄膜(150)的损伤点(DP1~DP9)的位置信息的方法。
参照图7,在去除加工线(PL)图像的状态下,在二进制图像中设定中心线(CL)。此处,可沿加工线(PL)的中心线设定中心线(CL)。另外,在此种中心线(CL)的周围,形成有表示加工对象物(W)受损位置的损伤点(DP1~DP9)。在图7中,例示性地表示有9个损伤点(DP1~DP9)。
在如上所述般设定中心线(CL)后,分别测定上述中心线(CL)与损伤点(DP1~DP9)之间的距离(d1~d9)。另外,将以此方式测定到的距离值(d1~d9)制成资料而储存。
如上所述,在测定中心线(CL)与损伤点(DP)之间的所有距离(d1~d9)而储存为资料后,基于上述资料而掌握激光加工装备的加工品质。在图7中,(WD)表示于加工作业中可允许损伤的加工宽度。因此,位于加工宽度(WD)内的损伤点(DP1、DP3、DP4、DP6、DP9)为可借由加工而去除的损伤点,因此不会对激光加工装备的加工品质造成影响。然而,脱离加工宽度(WD)的损伤点(DP2、DP5、DP7、DP8)为会对例如集成有元件的半导体晶圆的动态区域等造成损伤的损伤点,从而会对激光加工装备的加工品质造成影响。因此,可借由利用图像处理单元(120)抽出损伤点(DP1~DP9)的位置信息,即中心线与损伤点之间的距离而自动掌握激光加工装备的加工品质。
如上所述,本实施例的自动检查装置(100、200)可自动执行如下所有过程而检查激光加工装备的加工品质:在平台(S)堆载加工对象物(W)后,借由激光加工装备对加工对象物(W)进行加工的过程;由图像检测单元(110)检测形成于图像薄膜(150)的损伤图像的过程;及由图像处理单元(120)抽出损伤点(DP)的位置信息(即,中心线与损伤点之间的距离)的过程。借此,可预先掌握激光加工装备的当前状态,其结果能够以可获得所期望的加工品质的方式容易地对激光加工装备进行维修及管理。另外,可借由将用于对准激光加工装备的相机直接用作图像检测单元(110)而更简单地构成装置。并且,在激光加工作业后,不自平台(S)分离加工对象物(W)而在堆载于平台(S)的状态下,由图像检测单元(110)检测加工对象物(W)的损伤图像,借此可借由更简单的制程掌握激光加工装备的加工品质。以上,对本发明的实施例进行了说明,但上述实施例仅为示例,于本技术领域内具有常识者应理解,可根据上述实施例实现各种变形及其他等同的实施例。

Claims (21)

1.一种激光加工装备的自动检查装置,用于检查激光加工装备的加工品质,所述激光加工装备向加工对象物的内部照射激光束而形成重整区域,其特征在于所述激光加工装备的自动检查装置包括:
图像薄膜(image film),涂布至所述加工对象物的下表面;
图像检测单元,检测因照射所述激光束而形成于所述图像薄膜的所述加工对象物的损伤图像(damage film);以及
图像处理单元(image processing unit),对借由所述图像检测单元(image sensingunit)而检测到的所述损伤图像进行处理。
2.根据权利要求1所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述激光束入射至所述加工对象物的上表面侧而在所述加工对象物的内部形成所述重整区域。
3.根据权利要求1所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述加工对象物包括半导体晶圆。
4.根据权利要求1所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述图像薄膜包括与所述激光束具有反应性的物质。
5.根据权利要求4所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述图像薄膜包括碳、铬及铬氧化物中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述激光束向所述重整区域的周边飞溅(splash)而与所述图像薄膜反应,从而形成所述加工对象物的所述损伤图像。
7.根据权利要求6所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述图像检测单元利用透射所述加工对象物的测定束检测形成于所述图像薄膜的所述损伤图像。
8.根据权利要求7所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述图像检测单元包括用于对准(alignment)所述激光加工装备与所述加工对象物的相机。
9.根据权利要求7所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述图像检测单元包括红外线相机(IR camera)。
10.根据权利要求1所述的激光加工装备的自动检查装置,其中所述图像处理单元在将所述损伤图像变更为二进制图像并自所述二进制图像去除加工线图像后,抽出表示所述加工对象物受损位置的损伤点(damage points)的位置信息。
11.一种激光加工装备的自动检查方法,用于检查激光加工装备的加工品质,所述激光加工装备向加工对象物的内部照射激光束而形成重整区域,其特征在于所述激光加工装备的自动检查方法包括:
准备涂布有图像薄膜的所述加工对象物;
利用所述激光加工装备向所述加工对象物的内部照射所述激光束而进行加工作业;
检测因照射所述激光束而形成于所述图像薄膜的所述加工对象物的损伤图像;以及
对所述加工对象物的所述损伤图像进行处理。
12.根据权利要求11所述的激光加工装备的自动检查方法,其中所述图像薄膜涂布至所述加工对象物的下表面,所述激光束入射至所述加工对象物的上表面侧而在所述加工对象物的内部形成所述重整区域。
13.根据权利要求11所述的激光加工装备的自动检查方法,其中所述图像薄膜包括与所述激光束具有反应性的物质。
14.根据权利要求13所述的激光加工装备的自动检查方法,其中所述激光束向所述重整区域的周边飞溅(splash)而与所述图像薄膜反应,从而形成所述加工对象物的所述损伤图像。
15.根据权利要求11所述的激光加工装备的自动检查方法,其中借由图像检测单元检测形成于所述图像薄膜的所述加工对象物的所述损伤图像。
16.根据权利要求15所述的激光加工装备的自动检查方法,其中所述图像检测单元利用透射所述加工对象物的测定束检测形成于所述图像薄膜的所述损伤图像。
17.根据权利要求15所述的激光加工装备的自动检查方法,其中所述图像检测单元包括用于对准所述激光加工装备与所述加工对象物的相机。
18.根据权利要求15所述的激光加工装备的自动检查方法,其中借由图像处理单元对所述加工对象物的损伤图像进行处理。
19.根据权利要求18所述的激光加工装备的自动检查方法,其中对所述加工对象物的所述损伤图像进行处理包括:
将借由所述图像检测单元而检测到的所述加工对象物的所述损伤图像变更为二进制图像;
自所述二进制图像去除加工线图像;以及
在去除所述加工线图像的所述二进制图像中,抽出表示所述加工对象物受损位置的损伤点的位置信息。
20.根据权利要求19所述的激光加工装备的自动检查方法,其中抽出所述损伤点的所述位置信息包括:
在所述二进制图像设定中心线(center line);以及
测定所述中心线与所述损伤点之间的距离而储存为资料。
21.根据权利要求20所述的激光加工装备的自动检查方法,更包括基于所述资料而掌握所述激光加工装备的加工品质。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6797481B2 (ja) * 2017-03-01 2020-12-09 株式会社ディスコ 半導体インゴットの検査方法、検査装置及びレーザー加工装置
JP7112204B2 (ja) * 2018-02-07 2022-08-03 株式会社ディスコ 非破壊検出方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1683106A (zh) * 2000-09-13 2005-10-19 浜松光子学株式会社 激光加工方法以及激光加工装置
US20070075050A1 (en) * 2005-06-30 2007-04-05 Jon Heyl Semiconductor failure analysis tool
US20080210886A1 (en) * 2006-08-30 2008-09-04 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Laser processing method and laser processing apparatus
JP2009061744A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Sony Corp 積層構造製品の製造装置
US20090141269A1 (en) * 2006-03-01 2009-06-04 Sachio Uto Defect Inspection Method And System
CN101673666A (zh) * 2008-09-12 2010-03-17 奥林巴斯株式会社 激光修复装置及激光修复方法
KR20110094691A (ko) * 2010-02-17 2011-08-24 주식회사 이오테크닉스 레이저 가공 영역 검출 방법
JP2013176788A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Olympus Corp レーザ加工装置、レーザ加工方法およびレーザ加工プログラム
KR20140140206A (ko) * 2013-05-28 2014-12-09 주식회사 이오테크닉스 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035133A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Sony Corp レンズ位置制御方法、レンズ位置制御装置、カッティング方法およびカッティング装置
CN111018364B (zh) * 2014-10-22 2023-01-10 日本板硝子株式会社 玻璃基板
JP6370227B2 (ja) * 2015-01-19 2018-08-08 株式会社ディスコ レーザー光線の検査方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1683106A (zh) * 2000-09-13 2005-10-19 浜松光子学株式会社 激光加工方法以及激光加工装置
US20070075050A1 (en) * 2005-06-30 2007-04-05 Jon Heyl Semiconductor failure analysis tool
US20090141269A1 (en) * 2006-03-01 2009-06-04 Sachio Uto Defect Inspection Method And System
US20080210886A1 (en) * 2006-08-30 2008-09-04 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Laser processing method and laser processing apparatus
JP2009061744A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Sony Corp 積層構造製品の製造装置
CN101673666A (zh) * 2008-09-12 2010-03-17 奥林巴斯株式会社 激光修复装置及激光修复方法
KR20110094691A (ko) * 2010-02-17 2011-08-24 주식회사 이오테크닉스 레이저 가공 영역 검출 방법
JP2013176788A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Olympus Corp レーザ加工装置、レーザ加工方法およびレーザ加工プログラム
KR20140140206A (ko) * 2013-05-28 2014-12-09 주식회사 이오테크닉스 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법

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