CN109425612B - 检查用晶片和能量分布的检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供检查用晶片和能量分布的检查方法,以简单的构成模拟地确认聚光光斑的区域的能量分布。检查用晶片(WA)对从晶片(41)的上表面侧照射的激光的聚光光斑的区域中的能量分布进行确认,在晶片的上表面上形成有比热或熔点不同的第1金属层(42)和第2金属层。能量分布的检查方法根据形成在该检查用晶片上的第1、第2金属层的加工痕,对激光的能量分布进行确认。
Description
技术领域
本发明涉及在激光加工装置中使用的检查用晶片和能量分布的检查方法。
背景技术
晶片的正面由交叉的多条分割预定线划分,在所划分的各区域形成有器件。作为晶片的分割方法,公知有照射对于晶片具有透过性的激光而在晶片的内部形成沿着分割预定线的改质层的方法(例如,参照专利文献1)。当在晶片的内部形成有改质层时,通过断开或扩展而施加外力,从而以强度降低的改质层为起点将晶片分割成各个器件芯片。此时,所照射的激光的加工宽度较小,因此即使分割预定线的宽度窄,也能够进行分割。
专利文献1:日本特许第3408805号公报
但是,根据形成改质层时的激光的聚光光斑处的能量分布,形成在晶片的内部的改质层的加工状态会发生变化。即,根据聚光光斑处的激光的能量分布,会影响晶片的裂纹情况。因此,若能够确认聚光光斑处的激光的能量分布,则能够调整激光以便得到最佳的能量分布,但晶片的内部的聚光光斑是直径为2μm以下的极小的区域,因此难以确认聚光光斑处的能量分布。由此,在对多个装置设定相同的加工条件的情况下和更换激光振荡器或激光光学系统等的情况下,在多个装置之间或激光光学系统的更换前后等无法再现相同的加工结果。
发明内容
由此,本发明的目的在于提供检查用晶片和能量分布的检查方法,能够以简单的构成模拟地确认聚光光斑中的能量分布。
根据本发明的一个方式,提供检查用晶片,其对从晶片的上表面侧照射的激光的聚光光斑的区域中的能量分布进行确认,其中,在晶片的上表面上形成有比热或熔点不同的第1金属层和第2金属层。
根据该结构,通过对检查用晶片照射激光,根据两层构造的第1、第2金属层的比热或熔点的不同,激光的能量分布在检查用晶片的上表面上在聚光光斑的区域作为阶状的加工痕出现。由此,根据检查用晶片的上表面的加工痕,能够模拟地确认晶片的内部的聚光光斑的区域中的能量分布。另外,通过对检查用晶片的上表面的加工痕进行确认而调整激光的能量分布,能够消除每个装置的加工结果的偏差。进而,即使更换装置的一部分,也能够再现更换前的激光加工。
根据本发明的另一方式,提供能量分布的检查方法,使用在晶片的上表面上形成有比热或熔点不同的第1金属层和第2金属层的检查用晶片,对从晶片的上表面侧照射的激光的聚光光斑的区域中的能量分布进行检查,其中,该能量分布的检查方法具有如下的工序:保持工序,使该第1金属层和该第2金属层朝上而利用保持工作台对该检查用晶片进行保持;激光照射工序,从该检查用晶片的上方照射激光而在将该聚光光斑的区域扩展而得的照射光斑区域对该第1金属层和该第2金属层进行加工;以及拍摄工序,从上方对在该激光照射工序中加工而得的加工痕进行拍摄。
优选能量分布的检查方法还具有如下的调整工序:按照使存储加工痕图像与在该拍摄工序中拍摄的拍摄加工痕图像相同的方式对该聚光光斑的区域中的激光的能量分布进行调整,其中,所述存储加工痕图像是对该检查用晶片照射能够进行最佳的激光加工的激光并对在该照射光斑区域中加工而得的加工痕进行拍摄而预先存储的。
根据本发明,根据两层构造的第1、第2金属层的比热或熔点的不同,激光的能量分布在检查用晶片的上表面上在照射光斑区域作为阶状的加工痕出现。由此,能够根据形成在检查用晶片上表面的加工痕来模拟地确认晶片的内部的聚光光斑的区域中的能量分布。
附图说明
图1是本实施方式的激光加工装置的立体图。
图2是本实施方式的检查用晶片的分解立体图。
图3的(A)~(E)是本实施方式的能量分布的检查方法的说明图。
图4的(A)~(D)是能量分布的检查方法的变形例的说明图。
标号说明
1:激光加工装置;21:保持工作台;31:激光加工单元;32:拍摄单元;33:控制单元;41:检查用基板(晶片);42:第1金属层;43:第2金属层;45:加工痕;S:照射光斑区域;WA:检查用晶片。
具体实施方式
以下,参照附图对本实施方式的激光加工装置进行说明。图1是本实施方式的激光加工装置的立体图。另外,激光加工装置只要是能够实施使用了本实施方式的检查用晶片的检查的结构即可,不限于图1所示的结构。
如图1所示,激光加工装置1构成为使照射激光的激光加工单元31和保持着晶片W的保持工作台21相对移动而对晶片W进行激光加工。在晶片W的正面上,多条分割预定线L呈格子状排列,在由分割预定线L划分的各区域形成有多个器件。晶片W借助划片带T而被环状框架F支承。另外,对于晶片W没有特别限定,只要是能够通过激光的照射形成改质层的晶片即可。
在激光加工装置1的基台10上设置有工作台移动单元11,其使保持工作台21相对于激光加工单元31在X轴方向和Y轴方向上移动。工作台移动单元11具有:与X轴方向平行的一对导轨12,它们配置在基台10上;以及电动机驱动的X轴工作台14,其以能够滑动的方式设置于一对导轨12。另外,工作台移动单元11具有:与Y轴方向平行的一对导轨13,它们配置在X轴工作台14的上表面上;以及电动机驱动的Y轴工作台15,其以能够滑动的方式设置于一对导轨13。
在X轴工作台14和Y轴工作台15的背面侧分别形成有未图示的螺母部,在这些螺母部螺合有滚珠丝杠16、17。并且,通过与滚珠丝杠16、17的一个端部连结的驱动电动机18、19进行旋转驱动,保持工作台21沿着导轨12、13在X轴方向和Y轴方向上移动。另外,在Y轴工作台15上设置有对晶片W进行保持的保持工作台21。在保持工作台21的上表面上形成有保持面22,在保持工作台21的周围设置有对晶片W的周围的环状框架F进行夹持固定的夹持部23。
在保持工作台21的后方的立壁部25上突出设置有臂部26,在臂部26的前端设置有对保持工作台21上的晶片W进行激光加工的激光加工单元31。激光加工单元31从晶片W的背面侧照射对于构成晶片W的基板为透过性波长的激光。通过使保持工作台21相对于激光加工单元31在X轴方向和Y轴方向上相对地移动,将激光会聚在晶片W的内部而形成沿着分割预定线L的改质层M(参照图3的(C))。晶片W以该强度降低的改质层M作为分割起点而被分割成各个器件芯片。
另外,在激光加工单元31的相邻位置设置有用于晶片W的对准的拍摄单元32。拍摄单元32对晶片W的正面进行拍摄而生成拍摄图像,除了晶片W的对准以外,该拍摄单元32还用于使用了后述的检查用晶片WA(参照图2)的检查方法。另外,改质层M是指通过激光的照射而使晶片W的内部的密度、折射率、机械强度或其他物理特性成为与周围不同的状态、强度比周围低的区域。另外,改质层M例如是熔融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域,也可以是这些区域混在的区域。
另外,在激光加工装置1中设置有对装置各部进行集成控制的控制单元33。控制单元33由执行各种处理的处理器或存储器等构成。存储器根据用途由ROM(ReadOnly Memory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等一个或多个存储介质构成。在存储器中存储有对装置各部进行控制的控制程序以及激光加工的加工条件、执行在检查用晶片WA的检查方法中实施的各工序的程序等。另外,在后文对检查用晶片WA的详细内容进行叙述。
其中,激光加工的加工条件根据对晶片W的加工实绩等进行设定,未必对所有的激光加工装置1设定最佳的条件。即使是相同类型的激光加工装置1,在每个装置中激光的输出特性也会产生略微的偏差。由于该输出特性的偏差,晶片W内的改质层M的加工状况不同,在每个装置中晶片W的裂纹情况会产生差异。特别是当更换激光振荡器或激光光学系统等部件时,可能未成为与更换前相同的激光的能量分布而导致加工性劣化。
若能够确认晶片W的内部的聚光光斑处的激光的能量分布,则能够按照每个装置调整激光的输出特性(能量分布)的偏差。但是,聚光光斑是光斑直径为2μm以下的极小的区域,因此难以确认该聚光光斑处的能量分布。因此,在本实施方式中,在照射对于晶片W具有透过性的波长的激光时,使用具有能够在晶片的上表面吸收该激光的金属层的检查用晶片WA,在未会聚的激光照射至金属层而得的照射光斑区域对金属层进行加工,根据在上表面上形成的加工痕,使晶片W的内部的聚光光斑的区域的能量分布在晶片W的上表面上放大,从而能够模拟地确认聚光光斑处的能量分布。
以下,参照图2对本实施方式的检查用晶片进行说明。图2是本实施方式的检查用晶片的分解立体图。
如图2所示,当调整激光加工装置1(参照图1)的加工条件时,代替晶片W而使用检查用晶片WA。检查用晶片WA构成为通过激光的照射而在照射光斑区域形成加工痕,根据加工痕对激光的能量分布进行检查。在检查用晶片WA的检查用基板41的上表面上,从上方起按比热的升序层叠有第1、第2金属层42、43这两层金属层。第1金属层42由比热较小的金属形成,第2金属层43位于第1金属层42下方,由比热大于第1金属层42的金属形成。另外,关于金属层的形成,也可以不从上方起按比热的升序层叠第1、第2金属层42、43这两层金属层,也可以从下方起按熔点的降序层叠而形成。
对于第1、第2金属层42、43,在照射对于实际生产时的晶片W具有透过性的波长的激光、即隐形切割(Stealth Dicing(SD))加工用的激光而得的照射光斑区域进行烧蚀加工,根据第1、第2金属层42、43的加工痕来检测照射光斑区域的能量分布。另外,烧蚀是指如下的现象:当激光的照射强度为规定的加工阈值以上时,在固体表面上转换成热、光化学和力学能量,其结果是,爆炸性地释放出中性原子、分子、正负离子、自由基、簇、电子、光,固体表面被蚀刻。
检查用基板41可以使用各种材质,作为检查用基板41,可以使用在实际生产时作为加工对象的硅(Si)基板、碳化硅(SiC)基板、蓝宝石(Al2O3)基板等。另外,硅的比热约为700J/kg℃、碳化硅的比热约为670J/kg℃、蓝宝石的比热约为750J/kg℃。通过使用比热高的材质作为检查用基板41,能够防止激光加工时的热变形。
在检查用基板41的整个上表面上,通过蒸镀形成有规定的厚度的第2金属层43。第2金属层43可以使用各种材质,使用能够因实际生产时的激光而熔解或发生热变形的材质。作为第2金属层43,可以使用钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)等。另外,钛的比热约为528J/kg℃、铬的比热约为461J/kg℃。也可以使用比热较低的材质作为第2金属层43,在该情况下,需要足够的厚度。即,按照第2金属层43与第1金属层42相比不容易受到激光的影响的结构形成即可。
在第2金属层43的整个上表面上,通过蒸镀形成有第1金属层42。第1金属层42可以使用各种材质,使用能够因实际生产时的激光而被完全去除或碳化的材质。作为第1金属层42,可以使用锡(Sn)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铟(In)、铅(Pb)。另外,锡的比热约为226J/kg℃、铂的比热约为134J/kg℃、金的比热约为130J/kg℃、银的比热约为234J/kg℃、铟的比热为239J/kg℃、铅的比热约为130J/kg℃。
另外,将比热和熔点示于下表。
【表1】
这样,在检查用晶片WA上,从下方起按比热的降序层叠有第1、第2金属层42、43。作为对于实际生产时的晶片W(参照图1)为透过性的波长的激光,其对于第1、第2金属层42、43为吸收性的波长,因此通过激光的照射将第1金属层42去除。与第1金属层42相比,第2金属层43不容易受到激光的能量的影响,因此在激光的照射光斑区域,第1金属层42被去除或碳化,第2金属层43部分地露出。即,在检查用晶片WA的照射光斑中,由第1金属层42碳化的部分和第1金属层42被去除而使第2金属层43部分地露出的部分形成加工痕。
根据检查用晶片WA的加工痕的形状和纹样,能够确认照射光斑区域中的激光的能量分布,从而能够按照与理想的加工痕相同的方式调整激光加工的加工条件。此时,通过调整照射光斑区域的能量分布,从而模拟地调整实际生产时的晶片W的内部的聚光光斑的区域的能量分布。由此,使按照每个装置而具有偏差的激光的输出特性接近最佳的特性。另外,采用了通过蒸镀形成第1、第2金属层42、43的结构,但若能够对于检查用晶片WA以两层构造进行层叠,则可以利用任意方法形成第1、第2金属层42、43。
接着,参照图3对能量分布的检查方法进行说明。图3是本实施方式的能量分布的检查方法的说明图。另外,图3的(A)是示出保持工序的一例的图,图3的(B)是示出激光照射工序的一例的图,图3的(C)是示出拍摄工序的一例的图,图3的(D)是示出调整工序的一例的图。另外,图3示出了能量分布的检查方法的一例,可以进行适当变更。
如图3的(A)所示,首先实施保持工序。在保持工序中,与实际生产时的晶片W同样地,检查用晶片WA借助划片带T而被环状框架F(参照图1)支承,在被环状框架F支承的状态下保持于保持工作台21。此时,检查用晶片WA使第1、第2金属层42、43朝上而隔着划片带T保持于保持工作台21,检查用晶片WA的周围的环状框架F被夹持部23(参照图1)保持。另外,检查用晶片WA可以不支承于环状框架F而仅利用保持工作台21进行保持。
如图3的(B)所示,在保持工序之后实施激光照射工序。在激光照射工序中,将检查用晶片WA定位于激光加工单元31的射出口的正下方,通过激光加工单元31将激光的聚光光斑的区域P定位于检查用晶片WA的内部。通过激光加工单元31从检查用晶片WA的上方照射激光,在检查用晶片WA的上表面上在将聚光光斑的区域P的区域扩展而得的照射光斑区域S对第1、第2金属层42、43进行加工。此时,激光被调整为对于实际生产时的晶片W具有透过性的波长,成为对于第1、第2金属层42、43具有吸收性的波长。
如上所述,与第1金属层42相比,第2金属层43的比热较大,因此在检查用晶片WA的上表面的照射光斑区域S中,第1金属层42被整体地去除,并且第2金属层43的正面被部分地去除(参照图3的(C))。在激光的输出较弱的部位,仅第1金属层42被去除,在激光的输出较强的部位,较深地去除至第2金属层43。在检查用晶片WA的上表面上,表示激光的输出的强弱的能量分布成为加工痕45(参照图3的(C))而出现,因此能够通过加工痕45来确认照射光斑区域S中的激光的能量分布。
如图3的(C)所示,在激光照射工序之后,实施拍摄工序。在拍摄工序中,将检查用晶片WA的加工痕45定位于拍摄单元32的拍摄范围,通过拍摄单元32从上方对检查用晶片WA的加工痕45进行拍摄。当通过拍摄单元32对加工痕45进行拍摄时,从拍摄单元32向控制单元33(参照图1)输出加工痕45的拍摄图像。在控制单元33中,加工痕45的拍摄图像作为拍摄加工痕图像而存储于存储器。另外,在控制单元33中,将如下得到的拍摄图像如图3的(E)所示作为存储加工痕图像存储于存储器,该拍摄图像是预先对检查用晶片WA照射能够进行最佳的激光加工的激光并对照射光斑区域S的加工痕45进行拍摄而得到的。
如图3的(D)所示,在拍摄工序之后,实施调整工序。在调整工序中,通过控制单元33在激光加工装置1(参照图1)的监视器中显示在拍摄工序中拍摄的图3的(D)所示的拍摄加工痕图像和预先拍摄的图3的(E)所示的存储加工痕图像。在拍摄加工痕图像中显示出圆形的加工痕,在存储加工痕图像中显示出使长轴朝向分割预定方向的椭圆形的加工痕。在拍摄加工痕图像和存储加工痕图像中,第1金属层42(例如锡)主要在加工痕45的外缘发生碳化而显示为黑色,第2金属层43(例如钛)从外缘内侧的各个空出的间隙露出而显示为白色。
另外,在上述实施例中,以第1金属层42发生了碳化的加工痕为例,但也可以是未达到碳化但发生了变质的加工痕。另外,在上述实施例中,举出在监视器中以黑白显示加工痕的例子,但也可以在监视器具备色调或颜色的浓淡(对比度)从而以彩色显示出第1金属层42和第2金属层43已变质的加工痕。
然后,按照使拍摄加工痕图像与存储加工痕图像相同的方式调整照射光斑区域S(参照图3的(B))中的能量分布。利用光束扩展器来进行照射光斑区域S中的能量分布的调整。另外,也可以使用空间光调制器(LCOS-SLM)进行调整。并且,通过对检查用晶片WA重复进行从激光照射工序至调整工序的各工序,从而拍摄加工痕图像的外缘形状接近存储加工痕图像的椭圆形,并且拍摄加工痕图像的外缘内侧的色调或颜色的浓淡的颜色状态接近存储加工痕图像的外缘内侧的色调或颜色的浓淡的颜色状态。
这样,一边确认检查用晶片WA的上表面的加工痕45一边调整激光的照射光斑的能量分布。另外,在检查用晶片WA的上表面上调整照射光斑区域S的能量分布,从而在晶片的内部间接地调整聚光光斑的区域P的能量分布。因此,拍摄加工痕图像接近存储加工痕图像,从而将激光的聚光光斑的区域P中的能量分布调整为对实际生产时的晶片W最佳的能量分布。调整后的激光照射至晶片W而进行实际生产,从而在晶片W的内部良好地形成改质层,分割性提高。
如上所述,根据本实施方式的检查用晶片WA,通过照射激光,根据两层构造的第1、第2金属层42、43的比热的不同,激光的能量分布在检查用晶片WA的上表面上在照射光斑的区域作为阶状的加工痕45出现。由此,根据检查用晶片WA的上表面的加工痕45,能够模拟地确认晶片W的内部的聚光光斑的区域P中的能量分布。另外,通过确认检查用晶片WA的上表面的加工痕45并调整激光的能量分布,能够使每个装置的加工结果的偏差消失。进而,即使更换装置的一部分,也能够再现更换前的激光加工。
另外,在本实施方式中,采用在激光照射工序中将激光的聚光光斑的区域定位于检查用晶片的内部而照射激光的构成,但不限于该构成。激光照射工序只要是从检查用晶片的上方照射激光而在照射光斑区域S对金属层进行加工的构成即可。因此,也可以是如图4的(A)所示那样将利用激光加工单元31照射的激光的聚光光斑的区域P定位于检查用晶片WA的上方,从而在按照比聚光光斑的区域P宽的区域照射至第1金属层42的上表面的激光的照射光斑区域S对第1、第2金属层42、43进行加工。
如图4的(B)所示,在检查用晶片WA的上表面上,第1金属层42被整体地去除,并且第2金属层43的正面被部分地熔解或去除。在检查用晶片WA的上表面上表示激光的输出的强弱的能量分布作为加工痕45出现,因此根据加工痕45,能够确认照射光斑区域S中的激光的能量分布。在该情况下,如图4的(C)所示,在拍摄加工痕图像中,第1金属层42主要在加工痕45的外缘和中央发生碳化而显示为黑色,在外缘和中央以外,第2金属层43从各个空出的间隙露出,例如当第2金属层43为钛时显示出白色。利用该构成也能够按照拍摄加工痕图像与图4的(D)所示的存储加工痕图像相同的方式调整照射光斑区域S中的激光的能量分布,从而消除每个装置的加工结果的偏差。
另外,在本实施方式中,能量分布的检查方法采用了具有调整激光的能量分布的调整工序的构成,但不限于该构成。能量分布的检查方法至少能够根据形成于检查用晶片的加工痕来确认照射光斑区域的能量分布即可,可以不具有调整工序。
另外,在本实施方式中,在检查用基板的整个面上形成有第1、第2金属层,但不限于该构成。第1、第2金属层只要从下侧起按比热或熔点的降序层叠在检查用基板上即可,也可以对检查用基板部分地形成。
另外,在本实施方式中,采用利用激光加工装置实施保持工序、激光照射工序、拍摄工序、调整工序的构成,但不限于该构成。保持工序、激光照射工序、拍摄工序、调整工序可以分别利用专用的装置来实施。
另外,在本实施方式中,作为加工装置例示出对晶片进行激光加工的激光加工装置并进行了说明,但不限于该构成。本发明也可以应用于将激光加工装置和其他加工装置组合的集群装置。
另外,作为加工对象的晶片,可以根据加工的种类使用例如半导体器件晶片、光器件晶片、封装基板、半导体基板、无机材料基板、氧化物晶片、生陶瓷基板、压电基板等各种工件。作为半导体器件晶片,可以使用形成器件后的硅晶片或化合物半导体晶片。作为光器件晶片,可以使用形成器件后的蓝宝石晶片或碳化硅晶片。另外,作为封装基板,可以使用CSP(Chip Size Package:芯片尺寸封装)基板,作为半导体基板,可以使用硅或砷化镓等,作为无机材料基板,可以使用蓝宝石、陶瓷、玻璃等。另外,作为氧化物晶片,可以使用形成器件后或形成器件前的钽酸锂、铌酸锂。
另外,对本实施方式和变形例进行了说明,但作为本发明的其他实施方式,也可以对上述实施方式和变形例进行整体或局部地组合。
另外,本发明的实施方式和变形例并不限于上述的实施方式,也可以在不脱离本发明的技术思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。进而,如果因技术的进步或衍生出的其他技术而利用其他方法实现本发明的技术思想,则也可以使用该方法进行实施。因此,权利要求书覆盖了能够包含在本发明的技术思想的范围内的所有实施方式。
另外,在本实施方式中,对将本发明应用于检查用晶片的构成进行了说明,但能够应用于能够找到通过改质层能够良好地分割的加工条件的被加工物。
如以上所说明的那样,本发明具有能够以简单的构成模拟地确认聚光光斑中的能量分布的效果,特别是在用于调整对半导体晶片或光器件晶片的激光的能量分布的检查用晶片和能量分布的检查方法中有用。
Claims (3)
1.一种检查用晶片,其用于对从检查用晶片的上表面侧照射的激光的聚光光斑的区域中的能量分布进行确认,其中,
在检查用晶片的上表面上形成有比热或熔点不同的第1金属层和第2金属层,
通过从检查用晶片的上表面侧照射激光而在检查用晶片的上表面形成加工痕,该加工痕的底面形成于第2金属层,并且形成于第2金属层的该加工痕的底面包括由第1金属层碳化而成的碳化部分和第2金属层露出的露出部分,
在该检查用晶片中,基于该加工痕的外缘形状以及外缘内侧的色调或颜色浓淡的颜色状态来确认从检查用晶片的上表面侧照射的激光的聚光光斑的区域中的基于激光的输出特性而不同的能量分布,由此能够用于从实际生产时的晶片的上表面侧照射激光而实施规定的加工。
2.一种能量分布的检查方法,使用在晶片的上表面上形成有比热或熔点不同的第1金属层和第2金属层的检查用晶片,对从晶片的上表面侧照射的激光的聚光光斑的区域中的能量分布进行检查,其中,该能量分布的检查方法具有如下的工序:
保持工序,使该第1金属层和该第2金属层朝上而利用保持工作台对该检查用晶片进行保持;
激光照射工序,从该检查用晶片的上方照射激光而在将该聚光光斑的区域扩展而得的照射光斑区域对该第1金属层和该第2金属层进行加工,在检查用晶片的上表面形成加工痕,该加工痕的底面形成于第2金属层,并且形成于第2金属层的该加工痕的底面包括由第1金属层碳化而成的碳化部分和第2金属层露出的露出部分;
拍摄工序,从上方对在该激光照射工序中加工而得的加工痕进行拍摄;以及
检查工序,基于该加工痕的外缘形状以及外缘内侧的色调或颜色浓淡的颜色状态来确认从检查用晶片的上表面侧照射的激光的聚光光斑的区域中的能量分布。
3.根据权利要求2所述的能量分布的检查方法,其中,
该能量分布的检查方法还具有如下的调整工序:按照使存储加工痕图像与在该拍摄工序中拍摄的拍摄加工痕图像相同的方式对该聚光光斑的区域中的激光的能量分布进行调整,其中,所述存储加工痕图像是对该检查用晶片照射能够进行最佳的激光加工的激光并对在该照射光斑区域中加工而得的加工痕进行拍摄而预先存储的。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105229446A (zh) * | 2013-03-15 | 2016-01-06 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 以影像辨识为基础的烧蚀图案位置收回 |
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Family Cites Families (11)
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---|---|---|---|---|
JPH07249558A (ja) * | 1994-03-09 | 1995-09-26 | Nikon Corp | 位置合わせ方法 |
US5895581A (en) | 1997-04-03 | 1999-04-20 | J.G. Systems Inc. | Laser imaging of printed circuit patterns without using phototools |
JP3408805B2 (ja) | 2000-09-13 | 2003-05-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | 切断起点領域形成方法及び加工対象物切断方法 |
US7846152B2 (en) * | 2004-03-24 | 2010-12-07 | Amo Manufacturing Usa, Llc. | Calibrating laser beam position and shape using an image capture device |
DE102007060008A1 (de) * | 2007-12-13 | 2009-06-18 | Technolas Gmbh Ophthalmologische Systeme | Bestimmung und Überwachumg von Laserenergie |
TW201006598A (en) * | 2008-04-11 | 2010-02-16 | Applied Materials Inc | Laser scribe inspection methods and systems |
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US8980743B2 (en) * | 2012-06-12 | 2015-03-17 | Flipchip International Llc | Method for applying a final metal layer for wafer level packaging and associated device |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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