KR20060054309A - 파손 분석 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

집적 회로(IC)와 같은 성형 화합물 내에 캡슐화되는 장치의 정밀한 구조물을 노출시키기 위한 방법 및 시스템. 레이저는 성형 화합물을 용융 제거시켜서 이를 제거함으로써 목표 구조물을 노출시키는데 사용된다. 레이저 빔은 장치의 표면 상에서 원하는 래스터 패턴으로 조향될 수 있고, 또는 장치가 레이저 빔에 대해 원하는 패턴으로 이동될 수 있다. 스펙트럼 분석은 용융 제거되는 재료의 조성을 결정하기 위해서 용융 제거 프로세스에 의해 방출되는 레이저 플룸 상에서 수행될 수 있다. 따라서, 목표 구조물의 결함을 노출시키는 것에 추가하여, 시스템은 또한 임의의 결함 또는 변칙을 포함하였는지를 결정하기 위해 캡슐 재료를 분석하는데 사용될 수 있다. 회로 보드 또는 IC를 사용자 선택 패턴으로 정확하게 절단하기 위한 시스템이 또한 개재된다. 시스템은 사용자가 그래픽 인터페이스를 사용하여 특정화할 수 있는 경로를 따라 레이저의 방향을 취한다.
레이저 빔, 반사 패들, 액추에이터, 스펙트럼 분석

Description

파손 분석 방법 및 시스템 {FAILURE ANALYSIS METHODS AND SYSTEMS}
본 출원은 "파손 분석 방법 및 시스템"으로 명명되고 2003년 7월 15일자로 출원되었으며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 합체된, 미국 가출원번호 제60/487,870호로부터 우선권을 청구한다.
본 발명은 전자 장치 및 회로 상의 파손 분석을 수행하는 동안에 용융 제거 레이저를 사용하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
전형적인 집적 회로(IC)의 기본 구조는 IC의 외부 핀을 차례로 형성하는 더 두꺼운 금속 트레이스의 외부 프레임에 이어져 연결되는 다수의 가는 납선에 연결되고 이에 의해 둘러싸인 직사각형 반도체 다이 또는 칩을 포함한다. 외부 핀을 제외한 상태에서, 전체 조립체는 대게 성형 화합물로 구성된 패키지 내에 캡슐화된다. IC가 회로 보드 상에 설치되는 경우, IC의 핀은 대게 회로 보드 상에서 대응하는 패드에 납땜된다.
회로 보드 상에 설치되는 복잡한 IC는 특히 내부 다이 또는 칩의 파손, 다이에 부착된 다수의 가는 납선의 파손 그리고 다이, 납선 및 주위 핀 프레임 사이의 다수의 연결 조인트의 파손을 포함하는 다수의 다양한 이유 중 임의의 것에 의해 파손날 수 있다. 다수의 대량 생산된 IC의 파손 원인을 결정하는 것은 미래의 파 손을 방지하고 IC 제조 프로세스를 향상시키기 위한 매우 중요한 정보를 제공할 수 있다.
많은 경우에 있어서, IC의 파손 원인을 식별하는 유일한 방법은 IC, 즉 다이, 납선, 핀 프레임 및 그 사이의 납땜 연결부의 내부의 육안 검사에 의한 것이다. 게다가, 내부 지점으로의 물리적인 접근은 또한 문제부를 격리시키는데 요구될 수도 있다. 예를 들면, 물리적인 접근은 분석자가 IC 섹션을 전기적으로 검사하여 기능성을 판단하는 것을 허용할 수 있다. X선 및 초음파 화상 기술이 가시 정보를 제공할 수는 있지만, 내부 지점으로의 물리 또는 전기적인 접근을 제공하지는 않는다.
IC 다이, 관련 배선 및/또는 핀 프레임을 둘러싸는 성형 화합물을 제거하는 것은 매우 가능성이 높은 파손 지점으로의 가시적인 그리고 물리적인 접근을 모두 제공할 수 있다. 그러나, 추가의 손상을 유도하지 않아야 하는 방식에 있어서, 이렇게 하는 것은 추가의 손상 없이는 어려운 것으로 판명되었다. 종래의 방법은 어쩔 수 없는 파손의 실제 원인을 판단하면서 매우 가는 도선 또는 다이를 손상하는 것으로 알려져 있다. 또한, 파손 분석시 노출된 상태에서 동력을 공급하고 IC를 작동시키는 것이 종종 바람직하다. 성형 화합물을 제거한 경우 IC을 손상시켜 비작동 상태가 되게 하고, 이러한 분석은 불가능하다.
따라서, 방법 및 시스템은 내부 구조물의 손상 없이 IC의 정밀한 내부 구조물로의 물리적인 그리고 가시적인 접근을 모두 제공하도록 IC의 성형 화합물을 제거 가능한 것이 요구된다.
다른 IC 파손의 잠재적인 원인은 성형 화합물 자체에 관한 것이다. 종종, 성형 화합물의 조성에 있어서의 불일치 또는 불순물에 기인하여, "핫 스팟(hot spot)" 또는 상승된 온도 영역이 IC의 일부분에서 발생할 수 있고 이는 IC전체 또는 부분의 파손 또는 저하를 야기하거나 이에 기여할 수 있다. 이러한 핫 스팟을 방지하는 것은 그 통상 작동 중에 열 싱크(sink) 및 팬과 같은 보조 냉각 장치를 종종 요구하는 고속의 복잡한 IC에 대해서 매우 중요하다. 미래의 장치의 성형 화합물에서의 이러한 결함을 피하기 위해서는, 이러한 결함이 존재하였는지의 여부, 이러한 결합의 성질 및 이러한 결함의 위치를 결정하기 위해서 파손이 났던 장치의 성형 화합물의 조성을 분석하는 것이 바람직하다. 이렇게 하기 위한 공지되어 있는 만족할 만한 방법 또는 시스템은 없다.
종래 기술에 있어 충분히 검토되지 않았던 전기 회로의 파손 분석에 관계된 다른 사안은 파손이 난 장치가 설치되는 회로 보드의 정확한 절단이 뒤따른다. 회로 보드 상에 설치된 IC와 같은 부품 상에서의 파손 분석을 수행하는 경우, 부품을 회로 보드로부터 제거하는 것이 종종 필요하며 바람직하다. 공지된 방법으로서는 미세한 다이아몬드 톱 또는 워터 제트와 같은 공구를 사용하여 부품 주위에서 회로 보드를 절단하는 것을 포함한다. 이러한 기계로서 형성된 절결부의 폭은 대게 약 0.13 내지 0.76 mm(0.005 내지 0.030 인치)이다. 또한, 이러한 기계적인 절단 방법은 주위 부품 또는 회로 보드로의 연결부에 해를 끼칠 수도 있는 상당한 진동을 야기한다. 절결부에 인접한 부품 또는 영역에 대한 잠재적인 손상 또한 하나 이상의 작은 회로 보드가 큰 보드로부터 분리되는, 싱귤레이션(singulation)과 같은 생 산 프로세스에 있어서의 고려 사안이다. 회로 보드 밀도를 최대화하기 위해, 부품을 보드의 에지에 가깝게 위치시키는 것이 종종 필요하다. 큰 절단 폭을 가지고 절결부 근처의 특징부에 손상을 야기할 수 있는 종래의 절단 프로세스는 부품을 보드 에지에 근접하여 위치시키는 능력을 제한한다.
회로 보드 상에 설치되는 부품의 계속 증가하는 밀도 때문에, 이에 따른 매우 미세한 절결부를 제공하고 절결부를 둘러싸는 영역에 대한 손상을 최소화하는 회로 보드 절단 방법에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은 IC, 회로 보드 등을 절단하고 파손 분석을 수행하는 다양한 신규 방법 및 시스템에 있어서 레이저를 유익하게 채용함으로써 종래 기술에서 전술된 한계들을 극복한다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 성형 화합물 내부에 캡슐화되는 정밀한 내부 다이, 납선, 납땜 연결부 및 임의의 다른 주요 구조물을 손상시키지 않고 IC의 성형 화합물을 제거하는데 레이저가 사용됨으로써, 가시적이고 전기적인 분석이 가능하게 한다. 레이저 빔은 성형 화합물을 IC부터 용융 제거하도록 IC의 표면에 대응하는 평면 상에서 적절한 렌즈류를 통해 포커싱된다. 포커싱된 레이저 빔은 래스터(raster) 패턴과 같은 패턴으로 IC 표면의 선택 영역을 가로질러 이동되어, 층단위로 성형 화합물을 제거하여, 각각의 통과에 대해 화합물 내부로 깊이 들어간다. 다른 실시예에 있어서, 레이저 빔은 고정되고 IC가 위치 설정 테이블에 의해 원하는 패턴으로 전후로 이동된다.
본 발명의 시스템은 또한 성형 화합물의 선택 부분을 선택 깊이로 제거할 수 있다. 화상 데이터로부터의 위치 정보를 사용하여, 장치의 관심있는 작은 부분이 식별될 수 있고 본 발명의 시스템에 의해 노출된다.
본 발명의 시스템은 분리된 납선, 불량 납땜 조인트 및 다른 손상된 내부 부품 또는 연결부를 포함하는 다양한 형태의 파손을 검출하는데 사용될 수 있다.
전술된 결함에 추가하여, 본 발명의 시스템은 IC 전기 요소를 캡슐화하는 성형 화합물 내의 결함을 검출 및 분석할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 검출기 및 스펙트럼 분석기가 용융 제거 프로세스에 의해 방출되는 레이저 플룸(plume)을 분석하는데 제공됨으로써, 용융 제거되고 있는 재료의 조성을 알려준다. 제거된 성형 화합물의 조성은 수집되어 3차원 표시로 사용자에게 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 있어서, IC 또는 회로 보드 등의 선택 부분을 정확하게 절단하기 위한 시스템이 제공된다.
도1은 캡슐 재료가 레이저 용융 제거에 의해 제거되는 장치 상에서 레이저 빔이 원하는 패턴으로 조향되는 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 제1 실시예의 블록도이다.
도2는 레이저 빔이 캡슐 재료가 레이저 용융 제거에 의해 제거되는 장치 상에서 방향을 취하고 장치가 장치의 선택 영역으로부터 재료를 제거하기 위해 레이저에 대해 이동되는 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 제2 실시예의 블록도이다.
도3은 예시적인 재료의 용융 제거로부터 방출되는 광 스펙트럼을 도시한 도 면이다. 스펙트럼은 스펙트럼이 예시적인 재료를 향해 떨어지도록 기대되는 포락선(envelope) 상에서 중첩된다.
도4는 본 발명의 분석 방법을 사용하여 그 안에서 이상이 검출된 상태인, 용융 제거에 의해 제거된 재료 블록의 예시적인 3차원 표시이다.
도5는 IC 또는 회로 보드를 부분으로 절단하기 위해 레이저 빔이 IC 또는 회로 보드 상으로 방향을 취하는 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 실시예의 블록도이다.
도1은 본 발명에 따른 시스템(100)의 예시적인 실시예의 블록도이다. 집적 회로(IC, 101)와 같은 피분석 장치는 레이저(110)에 의해 발생된 레이저 빔(107)이 조향되고 한 쌍의 반사 패들(151, 152) 및 렌즈 요소(140)에 의해 포커싱되는 플랫폼(105) 상에 위치된다. 사람과의 상호 작용을 위해 사용자 인터페이스(130)에 결합될 수도 있는 컨트롤러(120)에 의해 작동이 제어된다. 예를 들면, 컨트롤러(120) 및 사용자 인터페이스(130)는 워크 스테이션, 개인 컴퓨터 등의 일부분일 수도 있고 별도로 수용될 수도 있다.
작동 중, 빔(107)이 선택된 패턴으로 IC 표면의 선택 부분에 걸쳐 이동될 때 IC(101)는 고정되어 있다. 임의의 한 시점에서, 레이저 빔(107)은 IC(101) 표면 상의 일 지점에 충돌한다. 그러나, 사람 눈에는 얼마나 빨리 빔(107)이 IC(101) 표면에 걸쳐 조향되는지에 따라서 빔은 IC(101)의 표면 상에서 선 또는 직사각형으로 보일 수도 있다. 빔이 IC(101)의 표면 상에 충돌할 때, 충돌 지점에서 성형 화 합물의 적은 양이 용융 제거되어 제거된다. 빔이 IC의 표면에 걸쳐 조향됨에 따라, 성형 화합물은 빔(107)이 조향되는 패턴으로 제거된다.
레이저 빔(107)에 따른 패턴(또는 용융 제거 패턴)은 임의의 다양한 기아학적 형상(예를 들면, 직사각형, 원형)을 가지는 장치(101)의 표면의 임의의 원하는 부분을 포함하도록 선택될 수 있다. 패턴은 양호하게는 패턴에 걸친 레이저 각각의 통과에 의해 균일 층을 제거하도록 선택된다. 재료의 연속 층은 패턴에 걸친 레이저의 연속 통과에 의해 제거된다. 재료의 각각의 층이 제거됨에 따라, 레이저는 다음 층을 제거하도록 장치(101)의 새롭게 노출된 표면 상으로 방향을 취한다. 용융 제거 프로세스는 임의의 지점에서 정지될 수 있다. 따라서, 장치(101)의 원하는 영역으로부터 재료를 제거하는 것에 추가하여, 시스템은 또한 원하는 깊이로 재료를 제거할 수 있다.
레이저(110)에 의해 발생된 레이저 빔(107)은 액추에이터(161)에 의해 제1 축을 중심으로 회전되는 반사 패들(151)에 의해 먼저 편향된다. 패들(151)은 패들(151)에 대해 실질적으로 직각 방향을 취하는 반사 패들(152) 상으로 빔(107)을 편향시킨다. 패들(152)은 빔을 렌즈 요소(140) 상으로 편향시킨다. 대게, 액추에이터(161)는 패들(151)을 진동 패턴으로 회전하게 하여서, 빔은 패들(152) 상에서 직선을 따라 이동할 것이다. 유사하게, 액추에이터(162)는 패들(152)이 진동 패턴으로 회전하게 할 것이고, 빔은 렌즈 요소(140) 상에서 2차원 래스터 패턴을 따라 이동할 것이다. 반사 패들(151, 152)은 양호하게는 얇으면서 작은 중량을 가진다. 액추에이터(161, 162)는 양호하게는 고속 검류계 모터이다. 저중량 반사기 및 고 속 모터의 조합은 포커싱된 레이저 빔이 초당 수천 인치에 이르는 속도로 이동하는 것을 허용한다.
액추에이터(161, 162)는 컨트롤러(120)의 제어 하에 있다. 패들(151, 152), 액추에이터(161, 162), 모든 필요 제어 회로 및 관련 소프트 웨어를 포함하는 본 발명에서 사용될 수 있는 레이저 조향 부시스템은 매사추세츠주 캠브리지 소재의 캠브리지 테크놀로지, 인크.(Cambridge Technology, Inc.)로부터 상용으로 입수 가능하다.
패들(151, 152)의 방향 및 레이저 빔(107)에 의해 이동되는 경로의 길이에 무관하게, 렌즈 요소(140)는 레이저 빔을 단일 평면 상으로 포커싱하는 기능을 한다. 렌즈 요소(140)는 일정 각도에서 레이저 빔 입력을 취하고 렌즈 출력에서 평면에 포커싱시키는 예를 들면, "평면 시야 렌즈(field lens)" 또는 "텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)"가 될 수 있다. 이러한 렌즈에 대한 공급사로는 독일의 실 앤드 로덴스탁(Sil and Rodenstock)사를 포함한다.
고속으로 IC(101)의 표면에 걸쳐 레이저 빔(107)을 이동시킴으로써, 레이저 빔이 각각의 지점에 머무르는 시간의 양이 매우 작게 되어서, 레이저가 용융 제거 프로세스가 노출시키고자 하는 정밀한 중요 구조물에 가할 수도 있는 임의의 손상을 최소화시킨다. 결과적인 열 영향 구역(HAZ)은 매우 작게(예를 들면, 1 미크론 미만) 유지된다. 효과적으로 IC의 성형 화합물이 전기적으로 전혀 영향을 받지 않는 시점까지, 심지어는 동력이 공급되는 조건에서도 부품의 기능적인 "골격 구조(skeleton)"만을 남겨두고 제거될 수 있다.
다른 고려 사항은 사용되는 레이저 방출의 파장이다. 특히, 그린(~532 nm), UV(~266 nm), IR(~1,064 nm) 및 CO2(~10,640 nm)의 파장이 사용될 수 있다. 적용에 있어 가장 좋은 파장은 용융 제거되는 재료의 형태 및 노출되는 주요 구조물의 조성에 따른다. 범용 성형 화합물을 사용하는 IC에 대해서, IR 파장은 더 깨지기 쉬운 주요 구조물 즉, 다이를 IC 핀에 부착시키는 가는 구리 배선을 손상시키지 않고 양호하게 작업이 가능한 것으로 알려져 있다. 또한, 대략 1319 nm의 파장을 가지는 레이저가 IC 용으로 사용될 수 있는데, 이는 주로 실리콘으로 구성되는 다이를 손상시키지 않기 때문이다. 상기 미세한 배선은 녹색 등과 같은 다른 파장에 의해 받는 영향만큼은 IR 또는 1319 nm 파장에 의해 영향을 받지는 않는다. 예컨대, 구리는 IR 파장을 반사하는 경향이 있다. 그러므로, IR 파장을 이용함으로써 이러한 부품에 대한 손상이 보다 더 감소되고, HAZ도 마찬가지이다. 따라서, 노출되는 장치의 조성에 의거하여 적절한 레이저 파장을 선택함으로써, 본 발명의 프로세스가 최적화될 수 있다. 본 발명은 어떤 특정 파장의 레이저에 한정되지 않는다.
레이저(110)는 Q 스위치 될 수 있고, 컨트롤러(120)의 제어 하에 있을 수 있다. 다른 레이저 중에서, 뉴욕, 이스트 세타우켓 소재의 콴트로닉스 코포레이션(Quantronix Corporation)으로부터 상용으로 입수가능한 25 와트, 다이오드 펌프식 또는 75 와트 램프 펌프식 IR 레이저가 레이저(110)로서 사용될 수 있다.
도2는 본 발명에 따른 시스템(200)의 제2 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, IC(201)와 같은 노출될 장치가 액추에이터(261 및 262)의 세트에 의해서 구동 되는 X-Y 위치 설정 테이블(205) 상에 배치된다. 레이저(210)는 IC(201)의 표면 상에 충돌하는 레이저 빔(207)을 생성한다. 본 실시예에서, 레이저 빔(207)이 패턴을 따라 성형 화합물을 용융 제거하도록 IC(201)가 레이저에 대해 상대적으로 바람직한 패턴으로 이동되는 동안 레이저(210)는 고정된 상태이다. 액추에이터(261 및 262)는 DC 서보 모터 또는 다른 적절한 장치일 수 있으며, 컨트롤러(220)에 의해 제어된다. 제1 실시예의 레이저 조향 반사기와 비교해서 X-Y 위치 설정 테이블(205)의 질량이 통상적으로 크기 때문에, 레이저 빔에 상대적으로 장치가 이동될 수 있는 속도는 실질적으로 도1의 실시예에서보다 작다. 결과로써, 레이저 빔(207)이 IC(201) 상의 소정의 일 지점에 머무르는 시간 및 용융 제거 패턴의 각 경로를 수행하기 위해 필요한 시간의 양은 통상적으로 도1의 실시예로써 달성될 수 있는 것 보다 실질적으로 크다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 장치를 캡슐화하는 성형 화합물의 조성을 분석하는 방법이 제공된다. 본 발명의 시스템의 레이저가 성형 화합물을 용융 제거할 때, 용융 제거되는 성형 화합물의 조성의 특성과 같은 스펙드럼을 가지는 용융 제거 광 또는 "레이저 플럼(laser plume)"이 방출된다. 방출 광의 스펙트럼 분석을 수행함으로써, 레이저가 지나가는 패턴을 따르는 각 지점에서 용융 제거되는 성형 화합물의 조성은 제거되는 성형 화합물의 체적의 조성의 이미지를 제공하도록 결정되고 매핑될 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 상기 용융 제거 프로세스로부터 방출된 광을 검출하기 위해 검출기(185)가 제공된다. 검출기(185)는 방출된 광의 스펙트럼을 분석 하기 위해 스펙트럼 분석기(180)에 결합된다. 상기 분석기(180)는 컨트롤러(120) 또는 사용자 인터페이스(130)에 결합될 수 있다. 유사한 배열이 도2의 시스템 내에 설치될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 스펙트럼 분석 시스템은 플로리다주 듀네딘 소재의 오션 옵틱스 인크.(Ocean Optics Inc.)로부터 상용으로 입수가능하다.
도3은 예시적인 성형 화합물이 용융 제거될 때 방출될 수 있는 예시적인 스펙트럼(300)을 도시한다. 예상되는 스펙트럼 수치의 포락선(310)은 논지의 성형 화합물에 대해 결정될 수 있다. 이러한 스펙트럼 포락선(310)은 예컨대, 성형 화합물의 제조자로부터 제공될 수 있다. 스펙트럼 포락선(310)의 라이브러리는 다양한 성형 화합물에 대해서 유지될 수 있다.
만일, 도3의 도면 부호 325에서 도시된 바와 같이 특정 조성을 위해 검출된 스펙트럼(300)이 그 대응 스펙트럼 포락선(310)의 외부에 있게 된다면, 사용자에게 이탈이 주의되고 보고될 수 있다. 또한, 이러한 이탈이 발생할 때, 이탈이 발생된 화합물의 층은 이탈을 야기한 비정상부의 깊이(즉, z 좌표)를 지시하기 위해 캡쳐될 수 있다. 또한, 이탈을 야기한 성형 화합물 내부의 비정상부의 공간 내의 위치를 제공하기 위해, 이탈이 발생된 시기의 상기 층 내의 레이저의 위치(즉, x 및 y 좌표)가 캡쳐될 수 있다. 따라서 캡쳐된 스펙트럼 및 위치 정보가 용융 제거되는 성형 화합물 및 그 내부에서 검출된 비정상부의 체적의 3차원 표시를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 예시적인 표시가 도4에 도시된다. 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 용융 제거 프로세스에 의해 제거된 재료의 체적(401)이 비정상부 (425)를 가지도록 도시된다. 비정상부의 위치를 결정하는 것에 추가적으로, 시스템은 그 치수 및 체적과 같은 다른 측정치를 제공할 수 있다.
성형 화합물 내의 비정상부의 공간적인 정보를 제공하는 것에 추가적으로, 이러한 비정상부의 조성이, 그 스펙트럼 특성의 형태로, 캡쳐되고 사용자에게 제공될 수 있다. 또한, 상기 시스템은 비정상부의 존재와는 상관없이 성형 화합물의 그 전체 체적을 통한 조성을 제공하기위해 사용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 시스템은 장치의 선택된 부분으로부터 장치의 선택된 깊이까지 재료를 제거할 수 있으며, 상기 부분은 선택된 형태를 가진다. 이러한 능력은 관심있는 장치의 부분만으로 프로세스를 한정함으로써 장치를 분석하는데 필요한 시간을 감소시킨다. 또한, 이러한 능력은 관심있는 영역을 식별하고 정확히 지적하기 위해 다른 소스로부터의 정보와 조합될 수 있다. 예컨대, X 레이 또는 초음파 화상 장치로부터의 화상 데이터를 사용하면, 화상 데이터 내에서 식별된 관심있는 비정상부 또는 영역의 좌표가, 관심있는 영역에 접근하기 위해 필요한 성형 화합물의 부분만을 제거하기 위해, 본 발명의 시스템 내에서 사용될 수 있다. 이러한 능력은 화상 데이터가 성형 화합물 내의 비정상부의 존재를 지시하는 곳에서도 사용될 수 있다. 이 경우에, (조사를 위해 캡슐화된 전기 구조체를 노출하는 것과는 반대로) 화상 데이터는 관심있는 영역에서의 성형 화합물을 스펙트럼 분석한다는 목적을 위해 관심있는 영역으로부터 성형 화합물의 제거를 지시하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 태양에서, 도5는 회로 보드(501)의 선택된 부분을 통해 절단 하기 위한 시스템(500)의 예시적인 실시예를 도시한다. 회로 보드(501)로부터 선택된 부품을 제거하는 것에 추가적으로, 도5의 시스템은 선택된 섹션에서의 단면도를 제공하기 위해 부품 및 회로 보드(501)를 통해 절단하기 위해 사용될 수 있다. 시스템(500)은 영상 시스템(590), X-Y 위치 설정 테이블(505), 레이저(510), 컨트롤러(520) 및 사용자 인터페이스(530)를 포함한다. 회로 보드(501)는 위치 설정 테이블(505) 상에 위치되고 영상 시스템(590)은 사용자 인터페이스(530)상에 표시하기 위해 그 화상을 제공한다. 이후에 사용자는 절단 또는 제거되야하는 영역 주변에 (선, 면적, 사각형, 원 등 또는 그 조합을 포함하는) 2차원 형상을 그리기 위해 화면상에서 일련의 도구를 사용할 수 있다. 또한, 사용자는 절단부의 깊이를 구체화할 수 있고, 또는 시스템은 보드(501) 전체를 통해 절단할 수 있다. 이후에 절단 시스템은 선택된 형상을 따라서 회로 보드를 통해 절단하여 손상되지 않은 바람직한 섹션을 제거한다. 원하는 깊이까지 또는 보드 전체를 완전히 절단하기 위해 다중 경로가 요구될 수 있다.
시스템(500)은 폭이 약 0.051 mm(0.002 인치)만큼 작은 절결부를 생성할 수 있고, 이로 인해 민감한 부품에 극히 인접하게 절단할 수 있게 한다. 이는 심지어 IC 자신을 포함하는 부품을 통해 절단 또는 "절개"할 수 있고, 부품 내부의 정밀한 단면도를 제공한다. 레이저 프로세스의 작은 열 영향 구역(HAZ) 때문에, 이는 분석되야할 관심 영역 또는 부품에 손상을 추가하지 않고 수행될 수 있다. 시스템(500)의 HAZ는 1 미크론 이하의 차수이다. 이는 약 0.13 내지 0.76 mm(0.005 내지 0.030 인치)의 폭을 가지는 기계식 절단과 비교된다.
비록 도5의 예시적인 시스템이 고정식 레이저에 대하여 회로 보드를 이동하는 것을 제공하지만, 고정 회로 보드에 대해 레이저가 이동되거나 레이저 빔이 조향되는 대체 실시예가 또한 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 가능하다.
IC와 같은 전기 장치를 분석하는 것에 추가적으로, 본 발명은 캡슐화된 구조체가 구조를 손상시키지 않고 노출되어야 하는 다양한 응용 분야에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은 레이저 용융 제거에 의해 제거되야 하는 화합물의 조성을 결정해야 하는 곳에서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은 전술된 바와 같이 적절한 레이저를 사용함으로써 광범위한 재료에 적용될 수 있다.
본 발명이 양호한 구체적인 실시예와 관련하여 전술되었지만, 이러한 설명은 설명을 위한 것이며 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 제한하려고 의도된 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 사실상, 본 명세서에서 설명된 것에 추가적인 본 발명의 다양한 변경이 전술된 설명 및 첨부 도면으로부터 본 기술 분야의 숙련자들에게 명백하게 될 것이다. 이러한 변경은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있도록 의도된다.
또한 모든 수치는 어느 정도 대략적인 것이며 설명을 목적으로 제공된 것임을 이해해야 한다.
본 출원을 통해 인용된 모든 특허, 특허출원 및 공보의 개시물은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 합체된다.

Claims (12)

  1. 재료에 의해 캡슐화된 구조체를 노출하기 위한 방법이며,
    레이저 빔을 발생시키는 단계와,
    레이저 빔을 재료에 의해 캡슐화된 구조체 상에 지향시키는 단계와,
    구조체를 손상시키지 않고 레이저 빔으로써 상기 재료를 용융 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 소정 영역 상에 재료를 용융 제거하기위해 레이저 빔과 캡슐화된 구조체 사이에 상대 변위를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 레이저 빔은 상기 캡슐화된 구조체 상에 가동식으로 조향되는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 캡슐화된 구조체가 이동되고 상기 레이저 빔은 고정되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 재료의 조성을 결정하기 위해 재료를 용융 제거함으로써 생성된 플럼을 분석하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 재료의 조성의 공간적 표시를 제공하도록 레이저 빔의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 캡슐화된 구조체는 집적 회로를 포함하는 방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 레이저 빔은 하나 이상의 직류 구동식 거울에 의해 조향되는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 레이저 빔은 대략 266 nm 내지 10,640 nm의 범위의 파장을 가지는 방법.
  10. 제3항에 있어서, 레이저 빔을 평면 내에 포커싱하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 레이저 빔은 평면 시야 렌즈 및 텔레센트릭 렌즈 중 적어도 하나를 사용하여 평면 내에 포커싱되는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 재료를 용융 제거함으로써 1 미크론 이하의 열 영향 구역이 생성되는 방법.
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