JP2023065042A - 検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークの加工面に塵等の有機物の微粒子が付着している状態を、XY座標によって確認し、レーザー光線を照射して実施される加工に支障をきたすか否かを検証する検出装置を提供する。【解決手段】検出装置は、XY座標で特定されるXY平面を保持面とし、ワーク10を保持するチャックテーブル35と、ワーク10にレーザー光線LBを照射するレーザー光線照射手段7と、制御手段100と、を含む。レーザー光線照射手段は、レーザー光線の発振器73と、発振したレーザー光線を保持されたワークに集光するfθレンズ72と、発振器とfθレンズとの間に配設され発振したレーザー光線をX軸方向及びY軸方向に走査する走査器76と、発振器と走査器との間に配設されワークで誘起蛍光した光を分岐する分岐器75と、光を検出する光検出器79と、を備える。制御手段は、光検出器が誘起蛍光した光を検出した際に、XY座標の座標値のマップを作成する。【選択図】図2
Description
本発明は、ワークで誘起蛍光した光を検出する検出装置に関する。
ワークとして加工される、例えばIC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
ダイシング装置は、外周に切り刃を有する切削ブレードを回転可能に備えた切削手段によってチャックテーブルに保持されたウエーハの分割予定ラインを切削して、該ウエーハを個々のデバイスチップに分割する構成であり(例えば特許文献1を参照)、レーザー加工装置は、チャックテーブルに保持されたウエーハの加工面である分割予定ラインにレーザー光線を照射して加工溝を形成し、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する構成である(例えば特許文献2を参照)。
上記したダイシング装置によってウエーハを個々のデバイスチップに分割する場合、ウエーハの加工面に塵等の有機物からなる微粒子が多少付着していても、殆ど影響を受けることなくウエーハを個々のデバイスチップに分割することが可能である。他方、レーザー加工装置によってレーザー光線を照射してウエーハの加工面、例えば分割予定ライン上にレーザー光線を照射してウエーハを個々のデバイスチップに分割する場合、該分割予定ラインに上に塵等の有機物の微粒子が付着していると、該有機物の微粒子がレーザー光線を吸収したり、該微粒子にレーザー光線が照射された際に散乱したりして、レーザー光線によるウエーハの加工を妨げ、ウエーハが個々のデバイスチップに適切に分割されないという問題がある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、ワークの加工面に塵等の有機物の微粒子が付着している状態を、XY座標によって確認し、レーザー光線を照射して実施される加工に支障をきたすか否かを検証することができる検出装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、検出装置であって、X座標Y座標で特定されるXY平面を保持面としワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、制御手段と、を含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を該保持手段に保持されたワークに集光するfθレンズと、該発振器と該fθレンズとの間に配設され該発振器が発振したレーザー光線をX軸方向及びY軸方向に走査する走査器と、該発振器と該走査器との間に配設されワークで誘起蛍光した光を分岐する分岐器と、該分岐器によって導かれた該光を検出する光検出器と、を少なくとも備え、該制御手段は、該光検出器が誘起蛍光した光を検出した際に、該走査器が走査したX座標及びY座標の座標値を誘起蛍光した光の座標値としてマップを作成する検出装置が提供される。
該走査器は、レーザー光線をX軸方向に走査するX軸ガルバノスキャナーと、レーザー光線をY軸方向に走査するY軸ガルバノスキャナーと、から構成されることが好ましい。また、該保持手段は、該保持手段をX軸方向に移動するX軸移動手段と、該保持手段をY軸方向に移動するY軸移動手段とを備えていることが好ましい。さらに、該分岐器と該光検出器との間に配設され、特定の波長の光のみを透過する誘起蛍光フィルターを備えるように構成することが好ましい。
該発振器が発振するレーザー光線は、紫外光であることが好ましい。また、該レーザー光線のエネルギー密度は、保持手段に保持されたワークは加工されず、該ワークに付着した塵等の微粒子に該レーザー光線が照射されたときに誘起蛍光を生じるエネルギー密度であることが好ましい。
本発明の検出装置は、X座標Y座標で特定されるXY平面を保持面としワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、制御手段と、を含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を該保持手段に保持されたワークに集光するfθレンズと、該発振器と該fθレンズとの間に配設され該発振器が発振したレーザー光線をX軸方向及びY軸方向に走査する走査器と、該発振器と該走査器との間に配設されワークで誘起蛍光した光を分岐する分岐器と、該分岐器によって導かれた該光を検出する光検出器と、を少なくとも備え、該制御手段は、該光検出器が誘起蛍光した光を検出した際に、該走査器が走査したX座標及びY座標の座標値を誘起蛍光した光の座標値としてマップを作成することから、塵等の微粒子がワークの加工面に付着している状態をX座標Y座標の座標値で確認することができ、該微粒子がレーザー加工に支障をきたすか否かを検証し、必要に応じてワークを洗浄することができ、該微粒子がワークの加工を妨げるという問題を解消することができる。
以下、本発明に基づいて構成される検出装置に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1には、本実施形態の検出装置1の全体斜視図が示されている。検出装置1は、基台2上に配設され、後述するワークを保持する保持手段3と、該保持手段3に保持された該ワークにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段7と、制御手段100とを少なくとも備えている。
また、検出装置1は、保持手段3に保持された該ワークを撮像して位置合わせ工程を実行する位置合わせ手段6と、保持手段3をX軸方向に移動するX軸移動手段4aと、保持手段3をY軸方向に移動するY軸移動手段4bと、基台2上のX軸移動手段4a、Y軸移動手段4bの側方に立設される垂直壁部5a及び垂直壁部5aの上端部から水平方向に延びる水平壁部5bからなる枠体5と、表示手段8と、を備えている。
保持手段3は、X座標及びY座標で特定されるXY平面を保持面としワークを保持する手段であり、より具体的には、図1に示すように、X軸方向において移動自在に基台2に搭載された矩形状のX軸方向可動板31と、Y軸方向において移動自在にX軸方向可動板31に搭載された矩形状のY軸方向可動板32と、Y軸方向可動板32の上面に固定された円筒状の支柱33と、支柱33の上端に固定された矩形状のカバー板34とを含む。カバー板34にはカバー板34上に形成された長穴を通って上方に延びるチャックテーブル35が配設されている。チャックテーブル35は、支柱33内に収容された図示しない回転駆動手段により回転可能に構成される。チャックテーブル35の上面には、通気性を有する多孔質材料から形成され、X座標及びY座標で特定されるXY平面を保持面とする円形状の吸着チャック36が配設されている。吸着チャック36は、支柱33を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されており、吸着チャック36の周囲には、後述するワークをチャックテーブル35に保持する際に使用される4つのクランプ37が等間隔で配置されている。該吸引手段を作動させることにより、吸着チャック36によってワークを吸引保持することが可能である。
X軸移動手段4aは、モータ42aの回転運動を、ボールねじ42bを介して直線運動に変換してX軸方向可動板31に伝達し、基台2上にX軸方向に沿って配設された一対の案内レール2A、2Aに沿ってX軸方向可動板31をX軸方向に移動させる。Y軸移動手段4bは、モータ44aの回転運動を、ボールねじ44bを介して直線運動に変換し、Y軸方向可動板32に伝達し、X軸方向可動板31上においてY軸方向に沿って配設された一対の案内レール31a、31aに沿ってY軸方向可動板32をY軸方向に移動させる。
枠体5の水平壁部5bの内部には、上記のレーザー光線照射手段7を構成する光学系、及び位置合わせ手段6が収容されている。水平壁部5bの先端部下面側には、該レーザー光線照射手段7の一部を構成し、レーザー光線をワークに照射する集光器71が配設されている。位置合わせ手段6は、保持手段3に保持されたワークを撮像して、該ワークの位置や向き、レーザー光線を照射すべき位置等を検出する撮像手段であり、前記の集光器71に対して図中矢印Xで示すX軸方向で隣接する位置に配設されている。
図2には、上記の位置合わせ手段6及びレーザー光線照射手段7の光学系の概略を示すブロック図が示されている。レーザー光線照射手段7は、レーザー光線LBを発振する発振器73と、発振器73が発振したレーザー光線LBを保持手段3のチャックテーブル35に保持されたワーク10に集光すべく集光器71に配設されたfθレンズ72と、発振器73とfθレンズ72との間に配設され発振器73が発振したレーザー光線LBをX軸方向及びY軸方向に走査する走査器76と、発振器73と走査器76との間に配設され該ワーク10で誘起蛍光した光を分岐する分岐器75と、該分岐器75によって導かれた該光を検出する光検出器79と、を少なくとも備えている。
本実施形態のレーザー光線照射手段7の光学系には、上記した構成に加え、発振器73から発振されたレーザー光線LBの出力を調整しワーク上の照射位置におけるエネルギー密度を所定の範囲に調整するアッテネータ74と、走査器76から照射されたレーザー光線LBの光路を集光器71側に変換する反射ミラー77と、分岐器75と光検出器79との間に配設され、特定された波長の光のみを透過する誘起蛍光フィルター78も備えている。
上記した分岐器75には、例えばハーフミラー、ビームスプリッターのいずれかが採用される。上記した発振器73によって発振されるレーザー光線LBは、例えば紫外光であり、波長が266nmの光を照射する光源が採用される。誘起蛍光フィルター78は、ワーク上に付着する有機物の微粒子に上記のレーザー光線LBが照射された場合に該微粒子が反応し、誘起蛍光した光を含む戻り光が、該分岐器75によって光検出器79側に分岐された場合に、該誘起蛍光の波長の光のみを透過するフィルターであり、本実施形態においては、450nm~470nmの波長の光が透過するフィルターが選択される。
上記した走査器76は、発振器73から発振されたレーザー光線LBを保持手段3に保持されたワーク上のX軸方向に走査するX軸ガルバノスキャナー761と、Y軸方向に走査するY軸ガルバノスキャナー762と、から構成される。
制御手段100は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置(CPU)と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている(詳細についての図示は省略)。制御手段100には、位置合わせ手段6、表示手段8、走査器76(X軸ガルバノスキャナー761、Y軸ガルバノスキャナー762)、光検出器79、上記のX軸移動手段4a、Y軸移動手段4b等が接続され、位置合わせ手段6によって撮像された画像データや、光検出器79により検出された情報は、適宜のメモリに記憶されると共に、表示手段8に表示される。制御手段100によって走査器76のX軸ガルバノスキャナー761を作動し、矢印R1で示すX軸方向にレーザー光線LBを移動させて、図2に示すfθレンズ72を介してレーザー光線LBを照射することで、ワーク10の表面10aの任意のX座標位置に照射することが可能であり、同様に、Y軸ガルバノスキャナー762を作動させて、図2の図面に垂直なY軸方向にレーザー光線LBを移動させて、fθレンズ72を介してレーザー光線LBを照射することで、ワーク10の表面10aの任意のY座標位置に照射することが可能である。
本実施形態の検出装置1は、概ね上記したとおりの構成を備えており、該検出装置1の機能、作用について、以下に説明する。
図3(a)に示すように、本実施形態の検出装置1に適用されるワーク10は、複数のデバイス12が分割予定ライン14によって区画された表面10aに形成された半導体のウエーハである。ワーク10の外周にはワーク10の結晶方位を特定するためのノッチ16が形成されており、該ノッチ16を基準として、デバイス12、分割予定ライン14が形成されている。ワーク10を加工するに際し、図3(a)に示すように、ワーク10を収容可能な開口部Faを有する環状のフレームFを用意し、粘着テープTによってワーク10とフレームFとを貼着して一体とされる。該ワーク10は、図示を省略する別途のレーザー加工装置によって、分割予定ライン14に沿ってレーザー光線が照射されて加工溝が形成され、個々のデバイスチップに分割される。このレーザー加工装置によるレーザー加工を実施する前に、上記した本実施形態の検出装置1に搬送し、以下に説明するようにして、ワーク10において加工用のレーザー光線が照射される加工領域に、適切なレーザー加工を妨げる程度に塵等の微粒子が付着しているか否かについて検証する。
上記したワーク10を、図1に基づき説明した検出装置1の保持手段3のチャックテーブル35に保持したならば、X軸移動手段4a、Y軸移動手段4bを作動して、図3(a)に示すように、位置合わせ手段6の直下に位置付ける。次いで、該位置合わせ手段6によってワーク10を撮影し、図3(b)に示すように、ワーク10の中心OをX座標、Y座標の原点と一致させて、ワーク10のノッチ16を基準として、所定の分割予定ライン14の方向をX軸方向に整合させると共に、該分割予定ライン14と直交する分割予定ライン14をY軸方向に整合させる。さらに、該デバイス12及び分割予定ライン14のXY座標に基づく位置情報を制御手段100に記憶すると共に、ワーク10の表面10a上のデバイス12、分割予定ライン14の位置をX座標、Y座標で特定して表示手段8に表示させる。
次いで、X軸移動手段4a、Y軸移動手段4bを作動して、図4(a)に示すように、上記のレーザー光線照射手段7の集光器71の直下にワーク10を移動させる。上記したように、集光器71には、fθレンズ72が配設されており、上記したレーザー光線照射手段7を制御手段100によって作動して、ワーク10の表面10aの全域にレーザー光線LBが照射されるように走査する。ワーク10の表面10aの全域にレーザー光線LBを照射するに際しては、上記したX軸移動手段4a及びY軸移動手段4bを、適宜作動する。
本実施形態におけるレーザー光線の照射条件は、例えば以下の照射条件に基づき設定される。
波長 :266nm
繰り返し周波数 :200kHz
パルス幅 :100fs~100ns
平均出力 :0.12W~0.628W
スポット径 :φ28μm
波長 :266nm
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上記したレーザー光線LBの照射条件のうち、発振器73によって発振されるレーザー光線LBの波長は、付着する微粒子の素材に応じて誘起蛍光を生じさせる紫外光近傍の波長の光が好ましく、例えば200nm~500nmの波長の範囲で設定される。また、加工環境に応じて、ワーク10に付着する微粒子の素材が異なることから、該微粒子の素材に応じて、ワーク10の表面10aに付着する塵等の微粒子が、該レーザー光線LBが照射されることによって誘起蛍光を発し、且つワーク10に形成されたデバイス12や分割予定ライン14が加工されないエネルギー密度となるように平均出力が調整される。
上記したように、レーザー光線照射手段7を制御手段100によって作動して、ワーク10の表面10aの全域を走査すると、レーザー光線LBの照射位置に塵等の有機物からなる微粒子が付着していた場合は、該レーザー光線LBに反応して、誘起蛍光の光が発せられる。該誘起蛍光の光は、集光器71のfθレンズ72を介して戻り光として図2に示す光学系の反射ミラー77、走査器76、分岐器75に達し、光検出器79側へ分岐される。上記したように、本実施形態のレーザー光線照射手段7の分岐器75と光検出器79との間には、ワーク10の表面10aに付着することが想定される微粒子から発生られる誘起蛍光の光の波長を含む450nm~470nmの波長の光のみを透過する誘起蛍光フィルター78が配設されていることから、450nm~470nmの波長以外の光、すなわち、ワーク10の表面10aで単に反射した反射光その他の波長の光は除外され、該微粒子にレーザー光線LBが照射されて発生した誘起蛍光の光のみが光検出器79に到達して光強度が検出される。制御手段100は、光検出器79によって誘起蛍光の光を検出した場合、走査器76によってレーザー光線LBが照射されたX座標及びY座標の座標値によってその微粒子の位置Pを特定して、図4(b)に示すようなマップを作成し、制御手段100のメモリに記憶して、表示手段8に表示する。
上記のマップを参照することにより、ワーク10の表面10a上のいずれの位置にどの程度該微粒子が付着しているかを検出することができ、例えば、位置合わせ手段6によって検出したワーク10のデバイス12及び分割予定ライン14の位置情報を参照することで、ワーク10の所定の分割予定ライン14上に何個の微粒子が付着しているかを検出し、付着している微粒子の数が所定値以上であるか否かを判定して、該微粒子がレーザー加工に支障をきたすか否かを検証することができる。すなわち、上記した本実施形態の検出装置1によれば、塵等の微粒子がワーク10の加工面に付着している状態をXY座標によって確認することができ、必要に応じてワーク10を洗浄することができ、該微粒子がワーク10の加工を妨げるという問題が解消する。
なお、上記した実施形態では、誘起蛍光フィルター78が透過する波長が、450nm~470nmであるように設定したが、本発明はこれに限定されない。ワーク10に付着した微粒子にレーザー光線LBを照射した際に発せられる誘起蛍光の光の波長は、微粒子を構成する有機物の種類によって異なるため、ワーク10に付着することが想定される微粒子の種類によって、誘起蛍光フィルター78を変更し、透過される波長範囲を変更する。
また、光検出器79が誘起蛍光した光を検出した際に、走査器76が走査したX座標及びY座標の座標値を誘起蛍光した光の座標値としてマップを作成した後、該微粒子がレーザー加工に支障をきたすか否かを判定する場合、分割予定ライン14上で検出された微粒子の数で検証してもよいし、ワーク10の表面10aにおける所定面積当たりの微粒子の数で検証してもよい。さらには、1つのカセットに収容された複数のワーク10において、一部のワーク10に対して、上記の検出装置1を使用して微粒子の数を検出する検証を実施し、所定の数以上の微粒子の付着を検出した場合に、該カセットに収容された全てのワーク10に対して、洗浄を実施するように判定するものであってもよい。
上記した実施形態では、検出装置1を、レーザー加工装置とは別に独立した装置として構成したが、本発明はこれに限定されない、例えば、レーザー加工装置に本発明に基づき構成された検出装置を組み込み、ワーク10に対して行った上記の検証の結果が良好だった場合に、該ワーク10に対してそのままレーザー加工を実施してもよい。
1:検出装置
2:基台
3:保持手段
31:X軸方向可動板
32:Y軸方向可動板
33:支柱
34:カバー板
35:チャックテーブル
36:吸着チャック
37:クランプ
4a:X軸移動手段
42a:モータ
42b:ボールねじ
4b:Y軸移動手段
44a:モータ
44b:ボールねじ
5:枠体
5a:垂直壁部
5b:水平壁部
6:位置合わせ手段
7:レーザー光線照射手段
71:集光器
72:fθレンズ
73:発振器
74:アッテネータ
75:分岐器
76:走査器
761:X軸ガルバノスキャナー
762:Y軸ガルバノスキャナー
77:反射ミラー
78:誘起蛍光フィルター
79:光検出器
8:表示手段
10:ワーク
12:デバイス
14:分割予定ライン
16:ノッチ
100:制御手段
2:基台
3:保持手段
31:X軸方向可動板
32:Y軸方向可動板
33:支柱
34:カバー板
35:チャックテーブル
36:吸着チャック
37:クランプ
4a:X軸移動手段
42a:モータ
42b:ボールねじ
4b:Y軸移動手段
44a:モータ
44b:ボールねじ
5:枠体
5a:垂直壁部
5b:水平壁部
6:位置合わせ手段
7:レーザー光線照射手段
71:集光器
72:fθレンズ
73:発振器
74:アッテネータ
75:分岐器
76:走査器
761:X軸ガルバノスキャナー
762:Y軸ガルバノスキャナー
77:反射ミラー
78:誘起蛍光フィルター
79:光検出器
8:表示手段
10:ワーク
12:デバイス
14:分割予定ライン
16:ノッチ
100:制御手段
Claims (6)
- 検出装置であって、
X座標Y座標で特定されるXY平面を保持面としワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、制御手段と、を含み、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を該保持手段に保持されたワークに集光するfθレンズと、該発振器と該fθレンズとの間に配設され該発振器が発振したレーザー光線をX軸方向及びY軸方向に走査する走査器と、該発振器と該走査器との間に配設されワークで誘起蛍光した光を分岐する分岐器と、該分岐器によって導かれた該光を検出する光検出器と、
を少なくとも備え、
該制御手段は、該光検出器が誘起蛍光した光を検出した際に、該走査器が走査したX座標及びY座標の座標値を誘起蛍光した光の座標値としてマップを作成する検出装置。 - 該走査器は、レーザー光線をX軸方向に走査するX軸ガルバノスキャナーと、レーザー光線をY軸方向に走査するY軸ガルバノスキャナーと、から構成される請求項1に記載の検出装置。
- 該保持手段は、該保持手段をX軸方向に移動するX軸移動手段と、該保持手段をY軸方向に移動するY軸移動手段とを備えている請求項1又は2に記載の検出装置。
- 該分岐器と該光検出器との間に配設され、特定の波長の光のみを透過する誘起蛍光フィルターを備える請求項1から3のいずれかに記載の検出装置。
- 該発振器が発振するレーザー光線は、紫外光である請求項1から4のいずれかに記載された検出装置。
- 該レーザー光線のエネルギー密度は、保持手段に保持されたワークは加工されず、該ワークに付着した塵等の微粒子に該レーザー光線が照射されたときに誘起蛍光を生じるエネルギー密度である請求項1から5のいずれかに記載の検出装置。
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2021175601A Pending JP2023065042A (ja) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 検出装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2023065042A (ja) |
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2021
- 2021-10-27 JP JP2021175601A patent/JP2023065042A/ja active Pending
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