一种TGV玻璃基板激光改性程度原位监测方法和系统与流程

本发明涉及半导体先进封装领域，尤其是指一种tgv玻璃基板激光改性程度原位监测方法和系统。

背景技术：

1、当前tgv玻璃通孔产业化制备主流工艺为激光改性+化学湿法刻蚀，即通过超快激光对玻璃基板指定区域进行内部改性，改变局部玻璃分子结构与耐腐蚀性，再利用氢氟酸等腐蚀液进行选择性刻蚀，形成高精度垂直通孔阵列。

2、但现有量产工艺存在诸多不可规避的技术缺陷，严重制约产品良率与制程稳定性，具体如下：

3、第一、缺乏原位定量监测手段，激光改性品质管控滞后。目前行业内针对tgv激光改性效果的检测均为刻蚀后离线抽检，无前置检测机制。激光改性过程受激光功率、扫描速度、焦距偏移、玻璃基板材质均匀性、环境温湿度等多重参数影响，极易出现局部改性强度不足、改性区域残缺、改性应力不均等问题，上述缺陷无法通过常规显微设备识别，仅能在化学刻蚀完成后，通过观测通孔成型质量反向判定激光改性优劣。

4、第二、不良品无法即时重新修正（rework），批量报废成本极高。激光改性程度不足会直接导致后续刻蚀出现通孔未贯通、孔径偏小、孔壁粗糙、通孔残缺等缺陷，此类不良一旦产生，现有工艺无补救手段，只能直接报废整片玻璃晶圆或玻璃基板。

5、综上，现有tgv激光改性制程无前置检测、无定量评判、无即时重工机制，无法从源头解决tgv通孔成型不良的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中tgv激光改性制程无前置检测、无定量评判、无即时重工机制，无法从源头解决tgv通孔成型不良的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种tgv玻璃基板激光改性程度原位监测方法，包括：

3、步骤s1：通过激光对玻璃基板的指定区域进行内部改性，得到改性区域；

4、步骤s2：通过标准偏振光垂直入射玻璃基板的改性区域，获取标准偏振光入射玻璃基板后形成的偏振光图像，并采集所述偏振光图像的光学参数；

5、步骤s3：将所述光学参数转化为玻璃基板的内部残余应力，将所述内部残余应力作为改性参数；

6、步骤s4：判断所述改性区域的改性参数是否达标，若所述改性区域的改性参数不达标，则对玻璃基板不合格的改性区域进行重新修正，若所述改性区域的改性参数达标，则将玻璃基板直接进入化学刻蚀工序。

7、在本发明的一个实施例中，所述步骤s1通过激光对玻璃基板的指定区域进行内部改性时，将玻璃基板受到的激光能量表示为：

8、；

9、其中，为单位面积累积激光能量，为激光的单脉冲能量且，为激光平均功率，为激光重复频率，为激光扫描速度，为激光光斑直径，为激光光斑面积重复扫描次数。

10、在本发明的一个实施例中，所述步骤s3将所述光学参数转化为玻璃基板内部残余应力，表示为：

11、；

12、其中，为玻璃基板的内部残余应力，为标准偏振光的光源波长；为受测玻璃基板的光弹系数；为受测玻璃基板的厚度；为偏振光图像的偏振光相位差。

13、在本发明的一个实施例中，所述步骤s4判断所述改性区域的改性参数是否达标的方法包括：

14、判断玻璃基板的内部残余应力是否大于预设阈值，若大于预设阈值，则表明内部残余应力达标，若小于或等于预设阈值，则表明内部残余应力不达标。

15、在本发明的一个实施例中，所述步骤s4判断所述改性区域的改性参数是否达标时，为了适应不同类型的玻璃基板，将所述内部残余应力转换为以下形式：

16、；

17、其中，为玻璃基板的内部残余应力，为改性-应力耦合系数；为玻璃激光改性程度且，为改性饱和极限，为玻璃基板本身的内部残余应力；

18、由于单个的玻璃基板本身的内部残余应力是定值，则将玻璃基板的内部残余应力中入射激光对玻璃基板产生的内部残余应力作为判断的改性参数。

19、在本发明的一个实施例中，所述步骤s4判断所述改性区域的改性参数是否达标时，还包括：

20、若激光使得玻璃基板的改性程度趋近改性饱和极限，则玻璃基板的结构无法继续累积畸变，将所述内部残余应力转换为以下形式：

21、；

22、其中，为玻璃基板的内部残余应力，为改性-应力耦合系数，为玻璃激光改性程度且，为改性饱和极限，为改性饱和极限，为改性饱和对应最大残余应力；

23、由于单个的玻璃基板本身的内部残余应力是定值，则将玻璃基板的内部残余应力中入射激光对玻璃基板产生的内部残余应力作为判断的改性参数。

24、为解决上述技术问题，本发明提供了一种tgv玻璃基板激光改性程度原位监测系统，包括：

25、改性模块，用于通过激光对玻璃基板的指定区域进行内部改性，得到改性区域；

26、采集模块，用于通过标准偏振光垂直入射玻璃基板的改性区域，获取标准偏振光入射玻璃基板后形成的偏振光图像，并采集所述偏振光图像的光学参数；

27、转换模块，用于将所述光学参数转化为玻璃基板的内部残余应力，将所述内部残余应力作为改性参数；

28、监测模块，用于判断所述改性区域的改性参数是否达标，若所述改性区域的改性参数不达标，则对玻璃基板不合格的改性区域进行重新修正，若所述改性区域的改性参数达标，则将玻璃基板直接进入化学刻蚀工序。

29、为解决上述技术问题，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述tgv玻璃基板激光改性程度原位监测方法的步骤。

30、为解决上述技术问题，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述tgv玻璃基板激光改性程度原位监测方法的步骤。

31、为解决上述技术问题，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述tgv玻璃基板激光改性程度原位监测方法的步骤。

32、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

33、本发明实现tgv玻璃基板激光改性制程的前置、原位、无损质控，摒弃行业刻蚀后离线检测的滞后模式，在刻蚀工序前完成100%全覆盖品质筛查，提前拦截改性不良基板，避免不良玻璃基板流入后道工序，从源头规避通孔成型缺陷；

34、本发明能够实现激光改性程度精准量化评判，将内部残余应力转换为实际有效形式，实际检测入射激光对玻璃基板产生的内部残余应力，检测精度可达微米级区域，满足tgv玻璃基板封装的精密质控需求；

35、本发明能够大幅提升量产良率、降低生产成本，通过对改性不足的玻璃基板即时重工补改，大幅减少基板报废数量，有效降低物料损耗与制程工时成本；

36、本发明有效提升tgv玻璃基板一致性与长期可靠性，实现全片全覆盖检测，精准控制每一处玻璃基板的通孔区域的激光改性强度与应力均匀性，有效规避后续封装器件出现的导通不良、热应力开裂、互连失效等可靠性问题，提升产品使用寿命与批次稳定性。