DD146336A5

DD146336A5 - Positionserfassungssystem

Info

Publication number: DD146336A5
Application number: DD79215890A
Authority: DD
Inventors: Yoshiaki Arimura
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1981-02-04
Also published as: JPS5598842A; US4390955A; DE2939396C2; DE2939396A1

Abstract

Es handelt sich um ein Positionserfassungssystem mit den folgenden Schritten: Erfassung einer Bildelementinformation entsprechend den Mustern auf einem beleuchteten Halbleiterplaettchen; Berechnung der Schwelleninformation entsprechend einem Schwellenpegel zur Unterscheidung eines Anschluszfeldmusters von den Mustern auf der Basis des Mittelwertes eines hohen Pegelanteiles der Bildelementinformation und des Mittelwertes des niedrigen Pegelanteiles davon; und Berechnung einer Lage des Anschluszfeldmusters auf Grund der Videoinformation, unterschieden mit Bezug auf den Schwellenpegel, derart, dasz ein Pegel der Schwelleninformation mit einem Pegel der Videoinformation entsprechend der Bildelementinformation verglichen wird, die dazu dient, die Schwelleninformation zu berechnen. Die Erfindung kann zur Automatisierung des Anschlusses von Halbleiterchips verwendet werden.

Description

15 8 9 0 ~4- Berlin,d.26".3.1980

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Positionserfassungssystem

der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Positionserfassungssystem für bestimmte Positionen auf einer sehr kleinen Fläche, wie Anschlußfelder von integrierten Halbleiterschaltungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der Verbindungs- bzw, Anschlußvorgang der Halbleiterschaltung erfordert die genaue Erfassung der Lage eines Anschlußfeldes -auf dem Halbleiterplättchen. Im allgemeinen wird₇wie in Pig. 1 dargestellt, ein Halbleiterplättchen 10 auf einer Montageebene 12 oder Montageplatte 14 mit einer Verschiebung aus einer gegebenen Lage montiert. Die Fläche eines Anschlußfeldes 11 des Halbleiterplättchens 10, das über eine Zuleitung 16, in der Regel aus Gold, angeschlossen wird, ist viel schmaler als jedes der Anschlußteile 13 auf der Montageebene 12. Daher erfordert der Anschluß der Zuleitung 16 an das Verbindungsfeld 11 eine genauere Kontrolle der Lage des Anschlußfeldes als der Anschluß der Zuleitung 16 an das Anschlußfeld 13c Es ist deshalb notwendig, daß die Ränder oder die Ecken des Halbleiterplättchens 10 unverwechselbar erfaßt werdenj damit auf Grund der Erfassung ein Rechner die Lage des Anschlußfeldes 11 errechnen kann, oder es wird eine Positionsmarkierung an dem Plättchen 10 angebracht und die Lage des Plättchens 10 wird unter Verwendung dieser Markierung erfaßte Die ersterwähnte Methode benötigt ein großmaßstäbliches System für die Positionserfassung des Halbleiterplättchens^und ein aufgerissener oder abgebrochener.Rand des Plättchens 10 verursacht oft einen Erfassungsfehler. Bei der letzteren Methode führt die Markierung zu negativen Auswirkungen auf das Halbleiterplättchen 10, was oft zu einer Ver~ schlechterung der Leistungsfähigkeit führt. Außerdem kann

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die Markierung auf verschiedenen Typen von Halbleiterplättchen 10 nicht einheitlich angewendet werden« Deshalb ist es sehr schwierig j den Anschlußvorgang für Halbleiterplättchen zu automatisiere^ .

Ziel der Erfindung ist es, die Schwierigkeiten eines automat tischen Anschließens der Halbleiterplättchen,., zu überwinden«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Positionserfassungssystem, welches in der Lage ist, die Position eines Halbleiterplättchens einfach und leicht_?aber exakt zu erfas-. sen.j ohne nachteilig auf das Halbleiterplättchen einzuwirken, wodurch das Verfahren des Verbindens des Halbleiterplättchens leicht zu automatisieren ist«

Das erfindungsgemäße Positionserfassungssystem beleuchtet zunächst das Halbleiterplättchen, dessen Lage zu erfassen ist _s und erzeugt ein Bild desselben. Zum Schutz der Punktion der Halbleiterelemente ist das Halbleiterplättchen außer dem Rand und dem Anschlußfeld mit einer Passivierungsschicht oder einer Schutzschicht überzogene Demzufolge kann durch die Anwendung einer geeigneten Beleuchtung nur das.Bild des Anschlußfeldes auf dem Plättchen abgebildet werden, wobei das Bild besonders aufgehellt wird. Das auf diesem Wege erzeugte Bild des Anschlußfeldes wird elektrisch abgetastet, und die so erhaltenen Bildelementsignale dienen dazu, ein Muster der auf dem-Halbleiterplättchen befindlichen Anschlußfelder zu erfassen«, Die Lage des Halbleiterplättchens wird

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durch die Bildelementinformation erfaßt, die-durch die Abtastung des Bildelementsignals erhalten -wird.

Das erfindungsgemäße Positionserfassungssystem verändert immer den Schwellenpegel, der für die Abtastung des Anschlußfeldes verwendet wird, in einen geeigneten Wert in Übereinstimmung mit der Bildelementinformation, die für jede Bildabtastung erhalten wird. Daher wird der Pegel zur Erfassung des Anschlußfeldes automatisch und ständig auf einen genauen Wert eingestellt, selbst wenn-sich-die Art des Plättchens, der Zustand der Beleuchtung u. dgl. verändern.

Das Positionserfassungssystem mit einer Bildaufnahme zur elektrischen Erfassung der Position eines Musters einer auf einem Plättchen, auf optischem Wege durch Beleuchtung des Plättchens mit Einrichtungen für die Berechnung der Position des Plättchenmusters auf der Basis der Bildelementinformation durch Ableitung aus der Bildaufnahme führt zur Berechnung der Position des Musters folgende Schritte durch:

Es wird ein erster Schwellenpegel zur Unterscheidung des mittleren Teiles des Plättchenmusters auf der Basis der Pegelverteilung der Bildelementinformation entsprechend den Mustern auf dem Plättchen erhalten und ein zweiter Schwellenpegel zur Unterscheidung des peripheren·Teiles des Plättchenmusters auf derselben Basis;

- es wird eine Yideoinformstion entsprechend dem mittleren Teil des Plättchenmusters auf der Basis der Bildelementinformation unter Bezugnahme auf den ersten Schwellenpegel gewonnen?

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- es wird eine Videoinformation entsprechend dem peripheren Teil des Plättchenmusters auf der Basis der Bilde leraent~ information unter Bezugnahme auf den zweiten Schwellenpegel erhalten^und es erfolgt

- die Berechnung der Lage des Plättchenmusters aus der Videoinformation, die unter Bezugnahme.auf die ersten und zweiten Schwellenpegel gewonnen wurde_β

Die Einrichtungen zur Berechnung der Plättchenmusterposition liormm. auch folgende Schritte durchführ en;

- es wird ein dritter Schwellenpegel zur Unterscheidung einer Kontur oder Skizze des Plättchens auf der Basis einer Pegelverteilung der BiIdelementinformation entsprechend den Handlinien des Plättchens erhalten j

- eine Videoinformation wird entsprechend den Randlinien aus der Bildelementinformation unter Bezugnahme auf den dritten Schwellenpegel gewonnen?

- die Lage der Kontur oder Skizze des Plättchens wird auf der Basis der Videoinformation unter Bezugnahme auf den dritten Schwellenpegel erhalten^und es wird

- die Lage des Plattchenmusters_s von dem eine Blusteranordnung vorher festgesetzt worden ist, aus der Lage der Kontur oder Skizze des Plättchens berechnete

Das Positionserfassungssystem kann wie folgt funktionieren:

- Die Bildelementinformation wird zeitweilig gespeichert,und es wird eine Videoinformation entsprechend dem mittleren

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Teil und dein peripheren Teil des Plättchenmusters erhalten, indem nacheinander ein Pegel der Videoinformation entsprechend den, in dem gerade .vorhergehenden Schritt gespeicherten Inhalten mit den ersten und zweiten Schwellenpegeln zum Zweck der Berechnung einer Lage des Plättchenmusters verglichen wird.

Die Bildelementinformation kann auch zeitweilig gespeichert werden und dann im Anschluß an die Gewinnung des dritten Schwellenpegols eine Videoinformation entsprechend den Handlinien des Plättchens in der Weise erhalten werden, indem nacheinander ein Pegel der Videoinformation entsprechend den in dem gerade vorhergehenden Schritt gespeicherten Inhalten mit dem dritten Schwellenpegel zum Zweck der Berechnung der Lage des Plättchenmusters verglichen wird.

Die Gesamtheit der erhaltenen Pegel der Videoinformation wird berechnet, um die Lage des Plättchenmusters zu bestimmen.

Dazu werden erste Zwischenergebnisse der Pegel der Videoinformation auf den betreffenden Linien einer X-Achse einer Reihe von Lichtwahrnehmungselementen in der besagten Bildaufnahme erhalten und zweite Zwischenergebnisse der Pegel der Videoinformation auf den betreffenden Linien einer Y-Achse einer Reihe von Lichtwahrnehmungselementen.

Es wird eine mutmaßliche Mittellinie der X-Achse bestimmt, wenn ein erster akkumulativer Wert, der durch eine sukzessive Summierung der ersten Zwischenergebnisse gewonnen wurde, die Hälfte der Pegelgesamtheit auf.der Basis der Anzahl der ersten Summierungen übersteigt, und eine mutmaßliche Mittel-

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linie der Y~Ach.se wird ermittelt, wenn ein zweiter akkumulativer Wert die Hälfte der Pegelgesamtheit auf der Basis der Anzahl der zweiten Summierungen übersteigt»

Es werden eine erste Differenz, die einer Differenz zwischen den Summen der zweiten Zwischenergebnisse auf den rechten und linken Seiten mit Bezug auf die mutmaßliche Mittellinie der Y-Achse entspricht, und eine erste Abweichung erhalten, indem die erste Differenz durch die Gesamtheit der Pegel dividiert wird« Eine erste Verschiebung in Richtung der X-Achse erhält man durch die Multiplikation der ersten Abweichung mit einem ersten Wegkoeffizienten.

Eine zweite Differenz, die einer Differenz zwischen den Summen der ersten Zwischenergebnisse auf den oberen und unteren Seiten mit Bezug auf die mutmaßliche Mittellinie der X-Achse entspricht und eine zweite Abweichung erhält man, indem die zweite Differenz durch die Gesamtheit der Pegel dividiert wird« Eine zweite Verschiebung in Richtung der Y-Achse wird durch die Multiplikation der zweiten Abweichung mit einem zweiten Wegkoeffizienten erhalten»

Die Koordinaten^ die einer tatsächlichen mittleren Lage des Plättchenmusters entsprechen, werden aus einer mutmaßlichen mittleren Lage_? die einen Schnittpunkt der mutmaßlichen Mittellinie der X-Achse und der mutmaßlichen Mittellinie der Y-Achse darstellt j und den ersten und zweiten Verschiebungen gewonnen« ·

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Es wird ein erstes Produkt erhalten, indem eine Differenz zwischen dem Videoinformationspegel der Elementlinie der Y-Achse unter Darstellung der mutmaßlichen mittleren Lage und dem Videoinformationspegel der Elementlinie der Y-Achse unter Darstellung der bekannten Lage mit dem Wegkoeffizienten der Elementlinie der X-Achse multipliziert wird, um zu einer Verschiebung zwischen der bekannten Lage unter Darstellung der Musterlage des Plättchens mit einem bekannten-Muster und der mutmaßlichen mittleren Lage zu gelangen.

Eine dritte Verschiebung wird zwischen der mutmaßlichen mittleren Lage und der bekannten Lage in Richtung der X-Achse erhalten, indem die erste Verschiebung dem ersten Produktwert hinzuaddiert wird.

Es wird ein zweites Produkt erhalten, indem eine Differenz zwischen dem Videoinformationspegel der Elementlinie der X-Achse unter Darstellung der mutmaßlichen mittleren Lage und dem Videoinformationspegel der Elementlinie der X-Achse unter Darstellung der bekannten Lage mit dem Wegkoeffizienten der Elementlinie der Y-Achse multipliziert wird.

Eine vierte Verschiebung wird zwischen der mutmaßlichen mittleren Lage und der bekannten Lage in Richtung der Y-Achse erhalten, indem die -zweite Verschiebung dem zweiten Produktwert hinzuaddiert wird.

Die Koordinaten, die der tatsächlichen mittleren Lage des Plättchenmusters entsprechen, werden auf der Basis der Koordinaten der bekannten Lage der dritten Verschiebung und der vierten Verschiebung gewonnen»

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Es werden wenigstens zwei Positionen der Plättchenmuster sowie eine Schrägstellung und eine Verschiebung einer tatsächlichen Plättchenlage relativ zu der vorbestimmten Plättchenlage aus den Bezugs- und Yergleichslagen entsprechend den zugehörigen Plättchenmustern und den berechneten Positionen der Plattehe mauster bestimmt und zwei oder mehr Positionen in der tatsächlichen Plättchenlage aus solchen Daten berechnetj die das bekannte Muster des Plättchens,-die Schrägstellung und die Verschiebung repräsentieren.

Die vorliegende Erfindung all in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: einen Teil einer montierten integrierten Schaltung, bei der ein Halbleiterplättchen auf einer Montageebene unter geringfügiger Neigung zu seiner gegebenen Lage angebracht ist ι

Pig. 2: ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Gerätes j das sich als Positionserfassungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eignet;

Fig. 3: Plättchenmuster j die durch ein Bildaufnahmegerät gemäß Pig» 2 erfaßt wurden;

Fig. M-i ein Beispiel, wie die P.änder eines Halbleiterplättchens durch die Verwendung des in Fig. 2 wiedergegebenen Gerätes zu erfassen sind;

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Fig. 5: ein Beispiel, wie die Mitte.des Halbleiterplättchens •unter Verwendung des in Fig. 2 wiedergegebenen Gerätes erfaßt wird;

Fig. 6: ein Beispiel, wie die Ränder eines Anschlußfeldes auf einem Halbleiterplättchen nachzuweisen sind;

Fig. 7ί ©in Beispiel, wie eine tatsächliche Lage A eines gewünschten Anschlußfeldmusters aus einer groben Anschlußfeldlage B erhalten werden kann, die auf der Basis des in Fig. 5 wiedergegebenen Musters oder einer bekannten vorher festgelegten Anschlußfeldlage O erhalten wurde;

Figo 8: ein Beispiel, wie sich eine Schrägstellung und eine Verschiebung eines tatsächlich montierten Plättchens 10b gegenüber einem Plättchen 10a, das sich in einer exakten Lage befindet, erfassen lassen, indem zwei Plättchenanschlußfeldmuster erhalten werden;

Fig. 9ί ein Blockdiagrarnm eines Schwellenrechners, das in der in Fig«, 2 wiedergegebenen Schaltung verwendet wird und

Fige10; ein Blockdiagramm einer Modifikation der Kombination, aus einem Komparator und einem Mustererfassungsgerät, das in der in Fig. 2 wiedergegebenen Schaltung 2 verwendet wird.

In Fig. 2 ist ein Positionserfassungssystem gemäß der vor~ . liegenden Erfindung dargestellt. Ein Halbleiterplättchen 10, das im Rahmen eines Positionserfassungssystems erfaßt werden so}.l, wird durch eine Lichtquelle 20 beleuchtet, wozu ein

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halbdurchlässiger Spiegel 18 verwendet wird. Ein Bild des Plättchens 10 wird mittels einer Linse 22 auf eine Bildaufnahmefläche eines Bildaufnahmegerätes 24 abgebildet. Das Bildaufnahmegerät 24 kann unter Verwendung allgemeiner Fe stkörperbildauf nahnieelemente (Halbleiter-Bildempfänger) konstruiert sein«. In dem Bildaufnahmegerät werden sechs Horizontalabtastungen pro Bild durchgeführt}und jede Abtastlinie wird in 20 Segmente aufgelöst» Mt anderen Worten verfügt das Bildaufnahmegerät 24 über eine Bildelementauflösung, die durch 6 (11 bis 16), in der Horizontalen, χ 20 (b1 bis b20), in der Senkrechten repräsentiert wird· Demzufolge erzeugt das Bildaufnahmegerät 24 Bildelementsignale, die ein Bild des Halbleiterplättchens mit 120 (= 6 χ 20) Bildelementen für jedes Bild repräsentieren. Das'Bildaufnahmegerät 24 enthält die Linse 22 und ist mit einem beweglichen Aufnahmetisch 26 verbunden« Das Bildaufnahmegerät 24 wird zusammen mit dem Aufnahmetisch 26 relativ zu dem Plättchen 10, dessen Lage zu erfassen ist, bewegt« Die Bewegung des Bildaufnahmegerätes 24 wird durch einen Steuerimpuls DP von einem Treiber 28 gesteuerte Durch den Steuerimpuls DP des Treibers verschiebt das Bildaufnahmegerät 24 das aufgenommene Bildelementsignal j um ein analoges Bildelementsignal E1 in bezug auf die «jeweilige horizontale Abtastlinie zu erzeugen.'

Das Bildelementsignal E1, das in bezug auf jede Abtastlinie erzeugt wird, wird durch einen Analog-Digital-Umwandler (A/D) 30 in eine digitale Bildelementinformation E2 umgewandelt* Die Information E2 wird in einem Speicher 32 in Übereinstimmung mit dem Abtasten in dem Bildaufnahmegerät 24 gespeichert und zur selben Zeit einem Schwellenwertrechner y\- zugeführt· Auf der Basis der 120 Bildelemente der Bildelementinformation E2 berechnet der Schwellenwertrechner 34 die Nachweis-

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pegel der Bildelemente, d. tu, die Schwellenpegel. Bei dieser Ausführung wird die Bildelementinformation E2 in Spannungspegel entsprechend den Bildelementdaten umgewandelt. Es wird für oede Abtastung (jedes Bild) ein spezifischer Schwellenpegel in dem Bildaufnahmegerät 24, auf der Basis wenigstens des maximalen und minimalen Pegels der zugehörigen Spannungspegel erhalten. Der Schwellenpegel dient dazu, den binären Vergleich/die binäre Entscheidung des Videoinformationspegels entsprechend der Bildelementinformation E2 durchzuführen«

Von den 120 Bildelementen der Bildelementinformation werden 40 Bildelemente der Bildelementinformation E2 mit höheren Pegeln berechnet, um zu dem mittleren maximalen Wert eH zu gelangen, und die übrigen 60 Bildelemente der Bildelementinformation E2 mit niedrigeren Pegeln werden berechnet, um den mittleren minimalen Wert eL zu bekommen. Um Fehler durch eine unerwünschte Reflexion von der Oberfläche des Halbleiterplättchens zu vermeiden oder um die Reflexion durch ein Lötelement,.welches vom Rand des Halbleiterplättchens 10 hervorsteht, wenn das Plättchen montiert wird, zu verhindern, ergibt sieh ein Schwellenpegel S1 durch die folgende Gleichung: . . , .

S1 = (eH - eL)/2 + eL (1)

Der Schwellenpegel S1, der durch den Rechner y\- berechnet wurde, wird vom Rechner 34 einem Komparator.36 in der Form*· der Schwellenpegelinformation E3 zugeleitet. Wenn die Information E3 dem Komparator 36 zugeleitet wird, wird auch die Yideoinformation E4 vom Speicher 32 dem Komparator yö zugeführt. Die Information E4 entspricht der Bildelementinformation Ξ2, die zur Berechnung der Schwellenpegelinformation E3 verwendet wird. Die Ausgangszeiteinstellung der Information E4 wird durch ein Signal E5 bestimmt, welches vom Treiber

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stammte Der Komparator 36 vergleicht aufeinanderfolgend den Schwellenpegel S1 in Abhängigkeit von der Information E3 mit der Information E4, wobei die Zuführung in Übereinstimmung mit einer zweidimensionalen Anordnung einer'Reihe von Lichtwahrnehmungselementen erfolgt, welche die FestkörperbildaufnahnieelementQ des Bildaufnahmegerätes 24 bilden« Die Information E4 mit höherem Pegel als der Pegel S1 von dem Komparator 36 wird als Musterinformation E6 einem Mustererfassungsgerät 38 eingegeben. Die Eingabe erfolgt zum Zeitpunkt des Eintreffens eines Signals E7, welches vom Speicher 32 dem Erfassungsgerät 38 zugeleitet wird. Wenn z. B. Muster gemäß der Wiedergabe in Pig. 3 abgetastet werden, werden die Adressen unter Anwesenheit der Information E6 entsprechend den geneigten (schrägen) Teilen der Muster 100, 102 und 104 dem Erfassungsgerät 38 als Daten eingegeben, die die Information E4 größer als Pegel S1 darstellen» Derartige Adressen werden wie folgt bezeichnet: (I3, b4) (I3, b5)(14, b4) (14-, b5) ; (13,Jb9) (Γ3, b10) (14, d9) (14, b10) (15, b9)(15, b10); (I⁴S b14) (14, b15) (15, b14) (15, b15). Diese Daten werden in die folgenden drei kontinuierlich verketteten Gruppen aufgegliedert, die die Muster 100, 102 und 104 wiedergeben; b4) (13, b5) (14, b4) (14, b5) ; (I3, b.9) (13, b10) b9) (14, b10) (15, b9) (15, b10) und (14, b14) (14, b15) b.14) (15, b15). In Abhängigkeit von den drei Datengruppen werden die groben Koordinaten der nachgewiesenen Anschlußfeldmuster berechnet und die berechneten Ergebnisse oder die Daten E8 einem Anschlußfeldlagenerfassungsgerät 40 zugeleitet» Das Erfassungsgerät 40 vergleicht die Koordinaten eines Bezugs- oder Vergleichsmusters entsprechend einem bekannten Muster des Plättchens 10, wobei die Speicherung dieser Koordinaten vorher erfolgt, mit den Koordinaten der groben Musterkoordinaten der Daten E8_e Auf diesem Wege besteht

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die Möglichkeit, die Daten auszuwählen, .welche das Zielanschlußfeld repräsentieren. Die Daten Ξ9, die durch das Nachweisgerät 4-0 ausgewählt wurden, werden anschließend zum Speicher 32 übertragen.

Um die groben Koordinaten jedes Musters zu erhalten, werden die Summe T der Spannungspegel der Videoinformation E4 der jeweiligen Mustergruppe, die Summe TIi der Spannungspegel der Information B4- für jede Abtastlinie sowie die Summe Tbj der Information E4- für jede Bildelementlage berechnet. Die Pegelsummen TIi und Tbj werden dann für die jeweilige Abtastlinie und jede Bildelementlage summiert, um zu den Ausdrücken £ TIi und J[ Tbj zu gelangen. Die Abtastlinie Ii und die Bildelementlage bj werden mittels folgender Gleichungen erhalten, wobei die erzielten Ergebnisse als grobe Musterkoordinaten verwendet werden:

> T/2 (2A)

> T/2 (2B)

Die groben Koordinaten des jeweiligen Musters 100 bis 104· gemäß der Wiedergabe in Fig« 3» berechnet mit Hilfe der Gleichungen (2A) und (2B), folgen. Um die Veranschaulichung einfacher zu gestalten, wird in der Beschreibung der Informationspegel einer Adresse entsprechend dem schraffierten Teil durch den Pegel Ί¹ und der Informationspegel einer Adresse für den weißen Teil durch den Pegel '0^f zum Ausdruck gebracht.

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1. Muster_100 ' ^:

Die Pegelsumme-der Videoinformation E4 entspricht 4-, T = ergibt T/2 = 2.

i=3 i=3

Wenn ^ TIi (i = 4), gilt folglich die Gleichung (2A) . i=3

Zu diesem Zeitpunkt sind die nachgewiesenen Adressen gleicht (14, b4) und (14, b5).

4 - . 5 Σ *3 = 2, £ TbJ=

Wenn ^l ^3 Cd = 5)» gilt folglich die Gleichung (2B)₈

Zu diesem Zeitpunkt sind die nachgewiesenen Adressen gleich: (13, b5) und (14_S b5).

c) Die gemeinsam in den Punkten a) und b) nachgewiesene Adresse entspricht (14, bj?).'Folglich ist die Adresse (M-J b5) gleich den groben Zielkoordinaten des Musters 100,

2_e Muster 102

Die Pegels-umme .der Videoinformation E4 entspricht 6_? T = ergibt T/2 =3, :

3 4

^a^ Σ Tli = 2, Σ Tli = 1^3 1=3

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4 Wenn Σ TIi (i =4), gilt folglich die Gleichung (2A).

i=3 .

Zu diesem Zeitpunkt sind die.nachgewiesenen Koordinaten gleich : (14, b_9) und (14, b10)V

9 : 10 b) ^: TbO = 3, ^ Tbö = 6

*** . 0=9

10 Wenn *T Tbj (j = 10), gilt folglich die Gleichung (2B)

ü=9 Zu diesem Zeitpunkt sind die nachgewiesenen. Adressen gleich: (13, b10), (14, b1O) und (15, b10).

c) Aus den Punkten a) und b) lassen sich die groben Koordinaten des Musters 102 durch-die folgende Adresse zum Ausdruck bringen: (14, b10).

3e Muster 104

Entspricht dem Pail des Musters 100 mit T/2 = 2,

a) Wenn ^ TIi '= 4 (i = 5), gilt die Gleichung (2A),,und

die Adressen (1^, b14) und (15, b15) werden nachgewiesen.

b) Wenn «r.. ^bj = 4 (ό = 15), gilt die Gleichung (2B)_?und

0=14 . .

die Adressen (14, b15) und (15, b15) werden nachgewiesen.

c) Den Punkten a) und b) ist zu entnehmen, daß die Adresse (15s b15) den groben Koordinaten des Musters 104 entspricht.

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?/enn die Lage des Zielanschlußfeldes gemäß dem Zwischenmuster unter den Mustern 100 bis 104 festgelegt ist,-werden die groben Mittelkoordinaten eines Verbindungsfeldes, dessen Lage.zu erfassen ist, durch die Adresse (IA, b10) ausgedrückte

Die weiter oben angegebene Beschreibung ist darauf ausgerichtet, wie die Mittelkoordinaten des Zielanschlußfeldes. direkt aus der Bildelementinformation E2 zu erhalten sind« Die Mittelkoordinaten des Zielanschlußfeldes können jedoch, indirekt bestimmt werden, indem die Randlinien des Haiblei— terplättchens 10 gewonnen werden oder die Kontur des Plättchens 10 erhalten wird» Es muß in diesem Zusammenhang erläutert -werden, wie das Zielanschlußfeld von den Handlinien des Halbleiterplättchens 10 aus zu erfassen ist»

Der Randteil des Halbleiterplättchens 10 wird nicht von einer SiO^-Schient oder.dgl, bedeckt, wie dies bei dem Anschlußfeld der Fall ist* Daher kann das reflektierte Licht vom Randteil intensiver sein als das reflektierte Licht von der Plättehenoberflache innerhalb der-Ränder des Plättchens und vom Bildteil außerhalb der Ränder« Die Intensität des reflektierten-Lichtes vom Randteil ist jedoch schwächer als die Intensität des reflektierten Lichtes von der Mitte des Verbindungsfeldes. Aus diesem Grunde wird ein Schwellenpegel S2 für den Nachweis des Randteiles speziell wie folgt definiert:

S2 = (eH - QL)/7 + eL . (3)

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Der Koeffizient ¹/7 beim ersten Glied auf der rechten Seite der Gleichung (3) wird empirisch bestimmt, kann aber in geeigneter Weise entsprechend der Art des Halbleiterplättchens 10, der Art der Beleuchtung und dgl, geändert werden.

Das Bildelementsignal E1 wird einschließlich der Plättchenrandinforniation, wie sie durch das Bildaufnahmegerät 24 erzeugt wird, durch den Analog/Digital-Ümwandler 30 in die Digitalbildelementinformation E2 umgewandelt. Im Anschluß daran wird die umgewandelte Information in den Speicher 32 eingegeben und auch dem Schwellenrechnor 3^- zugeleitet. In diesem Falle berechnet der Rechner 34 den Schwellenpegel S2 gemäß der v7iedergabe durch die Gleichung (3)? und anschließend wird der Pegel S2 dem Komparator 36 als Schwelleninformation E3 zugeleitet. Nach dem Empfang dieser Information wählt der Komparator 36 die Yideoinformation E4 größer als Pegel S2 aus, und die so ausgewählte Information wird.dem Musternachweisgerät 38 als Musterinformation E6 des Plättchenrandes zugeleitet. Die zu diesem Zeitpunkt nachgewiesenen Daten entsprechen beispielsweise dem schraffierten Teil in Pig« 4. Mit anderen Worten wird der Informationspegel-in bezug auf den Randteil des Halbleiterplättchens 10 in Abhängigkeit von dem Schwellenpegel S2 in Gleichung (3) unterschieden.

Die Plättchenoberfläche innerhalb der Randlinien und der Rahmen außerhalb der Randlinien des Plättchens 10 werden voneinander unterschieden, da ihre Pegel kleiner als der Pegel S2 sind. In diesem Falle wird jedoch das Anschlußfeld 11 auf dem Plättchen 10 nicht unterschieden, da der Informationspegel des Anschlußfeldes 11 höher ist als der des Randteiles. Gleichermaßen ist der Informationspegel des Anschlußfeldes 11 höher als der Schwellenpegel S1 in Gleichung (1).

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Wenn eine Notwendigkeit "besteht, die Daten entsprechend dem Verbindungsfeld 11 su entfernen, wird ein genauerer Pegel .- S*2, höhere als der Pegel S2_$ aber geringer als der Pegel SI₉ benutzt j um. die Videoinformation E-⁷I- entsprechend dem Verbindungsfeld 11 nicht zu erfassen» Mit anderen Worten wird der Halbleiterplättehenrand zwischen Ebenen mit den Pegeln S2 und S'2 nachgewiesen© .

In Abhängigkeit von der Musterinformation E6, repräsentativ für die so erfaßten Randlinien_s berechnet das Anschlußf eld-Lageerfassimgsgerät 40 beispielsweise die in Fig» Λ wiedergegebenen Randlinien L1 bis L4_e Die Adressendaten_? die die in Fig« 4 wiedergegebenen schraffierten Teile repräsentieren,, werden dem Speicher 32 zugeleitet und die Inhalte der Adresse zum Schal tkreis_ 42 für die Berechnung der Lage des Verbindungsfeldes übertragene Der Berechnungskreis 4-2 berechnet eine Konfiguration oder Kontur des Halbleiterplätt-chens 10 aus der Adresse des in Pig* 4 schraffierten Teiles^ d_e h_{e s}. die Lagedaten der Rand Ii nie η L1 bis L4* Bine Eckenlage P1 des Plattchens 10 wird als Schnittpunkt der Randlinien L1 und L2 erhalten« Die andere Eckenlage P2 wird als ein Kreuzungspunkt der Randlinien L3 und L4 gewonnen_s die der Lage P1 gegenüberliegt» Wenn die beiden Lagen P1 und P2 erhalten werden? kennt man eine relative Lage des Halbleiterplättchens 10 auf.der Montageebene (nicht wiedergegeben) der Anschliißmaschine,,

Die Größe des Plättchens 10 und die gegebenen Lagen der AnschlußfQIder 11 sind im Stadium der Plättchenmusterausführung bekannt gewesen*, Wenn erst einmal die Kontur oder die Skizze des Halbleiterplättchens 10 bestimmt ist_s kann demzufolge die Lage des Anschlußfeldes 11 geometrisch erhalten werden« Gemäß dieser Methode können die Schnittpunkte P1

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und P2 mathematisch erhalten werden, so daß, selbst wenn vier Ecken abgebrochen sind, die Lagen der Schnittpunkte oder die ursprünglichen Ecken in korrekter Weise erhalten werden können·,

Nacheinander können durch Berechnung der Neigungen von wenigstens zwei dieser Randlinien L1 bis IA, beispielsweise der Randlinien L1 und L2, oder durch Berechnung einer Neigung der Handlinie L1 und der Schnittpunktlage P1 die Mittelkoordinaten des Zielanschlußfeldes auf dem Plättchen 10 auf der Basis der Musterinformation E6, die die Handlinien repräsentiert, erhalten werden»

Beispielsweise gehen wir in dem in Fig. 3 wiedergegebenen Muster von der Annahme aus, daß die Adresse (3/1, b1) als Kreuzungspunktlage P1 erhalten wird und die Neigung der Randlinie L1 gleich Null ist«, Auf Grund dieser Annahme sind die Lagen, an denen sich die Muster 100, 102 und 104 befinden, mit Bezug auf die Adresse (11, b1) bekannt».Daher können die folgenden Adressen der Muster 100, 102 und 104 wie folgt erfaßt werden: (13, b4) (13,. b5) .(14, b4) (14, b£)_; (13, b9) (13, b10) (14, b9) (14, b10) (15, b9) (l£,b10) und (14, b14) C3A, b15) (1.5? b14) (15, b15). Nach dieser Erfassung werden die weiter oben erwähnten-Berechnungen.unter Verwendung der Gleichungen (2A).und (2B) durchgeführt, um die Adressen (14, b5), (14, b10).und (15, b15) für die groben Mittelkoordinaten der Muster 100, 102 und 104 zu bekommen· Wenn das Zielanschlußfeld in die Mitte von drei Mustern gesetzt wird, wird die Adresse (14, b10) des Musters 102 als ein Kern des Zielanschlußfeldes nachgewiesen.

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Der Vorgang zum Erhalten des Zielanschlußfeldes aus der Kontur des Halbleiterplättchens 10 kann ebenfalls in dem Anschlußfeld«~Lagenerfassungsgarät 40 durchgeführt v/erden«.

Wir wollen nunmehr einen Fall betrachten^ um eine Adresse der Videoinformation E4 größer als den? Schwellenpegel S1 unter Verwendung der weiter oben erwähnten Methode mit Bezug auf das Muster in 5Ig₈, 5 ^u erfassen» In diesem Falle sind die Lagen_s die die Informationspegel repräsentieren, die größer als der Pegel SI sind, der durch, die schraffierte Linie dargestellt ist, auf die Verbindungsfelder 11^ bis 11 _o bezogene Beispielsweise werden für das-Muster des Verbindungsfeldes 11₂ die Lagen (13, b_9), (14, b9), (14, b10), (15, b9) und (1,5? 12,10) als c&6 Adressen der Informationspegel größer als der Pegel S1 erfaßtο Derartige Adressen sind untereinander verkettet j um eino Adressengruppe zu bilden«, Im Falle der Figo 5 wird das Muster des Verbindungsfeldes 11g des weiteren in anderen Lagen erfaßt, als es für diejenigen der weiter oben erwähnton Adressengruppen zutrifft. Das bedeutet, wie den schraffierten Teilen in Fig# 6 zu entnehmen ist, daß die peripheren Muster um das Verbindungsfeld-Hg herum eben-. falls in den Lagen (1.3» b10)_§ (13, b11), (14, b8), (14, b11)₉ C15» k³)? Ci5» l·.^ ^¹⁰- ^i⁶J k¹°) duroli das Bi Id aufnahme gerät 24 erfaßt wordene Obgleich die peripheren Muster derart nachgewiesen werden, liegen die Informationspegel der Adressen entsprechend derartigen Lagen unter dem Schwellenpegel S1, so doß_? wenn der Pegel S1 für die Bildaufnahme'.benutzt wird_s die -peripheren Muster um das Verbindungsfeld 11g herum nicht aufgenommen werden können* XJm derartige periphere Muster .aufzunehmen, wird ein Schwollenpsgel S3 wie folgt festgelegt?

S3 s (eH - 5L)/7 χ 2 ψ eL (4)

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Die Gleichung (4) wird empirisch durch verschiedene Simulationsexperimente ermittelt, es besteht aber die Möglichkeit, sie von Fall zu Fall zu modifizieren. Der Schwellenpegel S3, der auf diesem Wege erhalten wird_s wird als Schwellenpegel— information E3 dem Komparator 36 zugeleitet, so daß die peripheren Muster erhalten werden können» Auf diese Weise werden die Adressen um die-Adresse herum (entsprechend dem maschenartigen Teil in Fig» 5) unter Angabe der bereits berechneten Mittelkoordinaten des Verbindungsfeldes 11₂ mit dem Pegel S3 verglichen und nur diejenigen Pegel (die schraffierten Teile in Fig. 6), die höher sind als der Pegel S3 vom Komparator 36 dem Nachweisgerät 38 zugeleitet.

Durch die Verwendung der auf diesem Wege erhaltenen Information weist das Anschlußfeldlagenerfassungsgerät 40 das Zielanschlußfeld wie folgt nacht Dabei stellt das in den Fig. 5 und.6 wiedergegebene Anschlußfeld das Zielanschlußfeld 11p dar« Das Erfassungsgerät 38 speichert die Adressendaten im Hinblick auf die Lagen, die durch die schraffierten Linien auf dem Anschlußfeld 11₂ (Fig_e 5) in Form von Informationspegeln größer als der Schwellenpegel S1 angegeben werden, und die Adressendaten im Hinblick auf die Lagen, die durch die schraffierten Linien um das Verbindungsfeld H₂ herum gemäß Fig., 6 in Form von Informationspegeln größer als der Schwellenpegel S3, aber kleiner als S1,angegeben werden. Diese Daten werden dann selektiv durch das Anschlußfeld-Lagenerfassungsgerät 40 aufgenommen und dem Speicher 32 zugeleitete

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Mit Hilfe des weiter oben erwähnten Verfahrens berechnet unter Verwendung der beiden Gleichungen (2A) und (2B) das Nachweisgerät 38 die groben Koordinaten in bezug auf das . schraffierte Muster auf dem Verbindungsfeld 11₂ in Hg₀ 5« Im Falle der Fig_e-5 wird die Lage (14, biO) durch die groben Koordinaten erhalten und die Adressendaten, die die Lage repräsentieren, mit einem höheren Informationspegel als der Pegel S3 j werden selektiv durch das Anschlußfeld-Lagenerfassungsgerät 40 extrahierte Mit.anderen Worten werden die. Adressendaten.(I3, b9) (13, PJO) (13* £11) (3A₁ b8) (14, b9) d^» k"ⁱ¹) -(15» k⁸) (15? £.9)-(15» ^¹⁰) (15? S.¹¹) die auf dem Anschlußfeld Ho gemäß der Wiedergabe

in Fig* 5 und 6 schraffiert sind_? vom Musternachweisgerät 38 dem Lagenerfassungsgerät 40 zugeleitet. Im Anschluß hieran werden diese Adressendaten dem Anschlußfeld-Lageberechnungsschaltkreis 42 über den Speicher 32 übertragen«

In dem Berechnungsschaltkreis 42 wird die in den Adressen gespeicherte Videoinformation E4 gemäß der Wiedergabe durch die schraffierten Teile in Pig_s 5 und 6 addiert* Durch die Addition werden die Summen der Abtastlinien I.3 bis 3L6 (Tl3 bis T16) sowie die Summen der Bildelementlagen b8 bis b11 (Tb8 bis (b11) erhalten^ Aus diesen Summenbildungen wird die Ifiittellage der Abtastlinien und der Bildelemente in bezug auf das Zielverbindungsfeld 11p wie folgt erhalten. Zunächst wird die Summe T der Informationspegel einschließlich der gesamten Fläche des nachgewiesenen Zielanschlußfeldes 11_? unter Zugrundelegung der folgenden Gleichung (5) berechnet?.

X TIi s Si Tbo = T i .i

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Durch die Verwendung der folgenden Gleichungen wird die Mittellage berechnet:

Σ TIi > T/2 (6)

> τ/2 (7)

Um die Zusammenhänge in bezug auf das Anschlußfeld 11₂ i Fig. 5 "&Ω& 6 besser verstehen zu können, wird der Informationspegel des schraffierten Teiles durch den Pegel ¹I^f und der Informationspegel des weißen Teiles durch den Pegel ¹O¹ ausgedrückt, Untea? Zugrundelegung der Gleichung (5) weiter oben erhalten wir:

6 11

T =: £ TIi a 2. Tb j = 12 i=3 d=8

Somit wird T/2 = 6. Da Tl3 = 3 und T14 = 4, wenn i η 4, d_eh., T13 + T14 - 7, gilt die Gleichung (6)_e Demgemäß wird die Mitte der Abtastlinie gleich 14 für i s 4_e Da Tb8 = 2,.. . Tb9 = 3 und TbIO =-4 gilt des weiteren die Gleichung (7)j wenn j = 10, d_e hi, Tb8 + Tb9 + TbIO = 9« Folglich wird die Mitte des Bildelementes bj gleich b10 für j = 1Ö.

Unter Bezugnahme auf die auf. diesem Wege erhaltene Mittellage (14, b10) des Anschlußfeldes 11₂ wird die tatsächliche Mittellage für das Anschlußfeld 11₂ in einer Entfernung von der Lage (14, b10) wie folgt erhalten: In Fig. 7 wird eine geometrische Mittellage des Zielmaterials oder der tatsächlichen. Lage mit dem Buchstaben.A bezeichnet und die Lage (3A₅ b10) mit dem Buchstaben B₉ Des weiteren wird die horizontale Abmessung des Verbindungsfeldes 11p mit Px und die senkrechte Abmessung mit Py bezeichnete Die Verschiebung zwischen den Lagen A und B in-einer X-Richtung wird mit /^ x1

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.bezeichnet, eine Verschiebung in der y~Richtung mit Ay1_? Hier gibt die x-Eichtung die Abtastrichtung und die y-Richtung die senkrechte RLchtimg ssur Abtastrichtung an_e Diese Verschiebungen Λ, x1 und Ay1 werden nun durch die folgenden Gleichungen zum Ausdruck gebracht?

( 9) - (Tb10 + ()

(α?ΐ3 + O (5 )

-—-——-—--——-—--— χ Pj- (9)

In den obigen Gleichungen (8) und (9) entspricht T der Summe der erhaltenen Bildelementinformation und ergibt sich durch die Gleichung (5)« Die Operationen mit den Gleichungen (5) bis (9) werden mit Hilfe des Berechnungsschaltkreises 4-2 durchgeführte Die Lösungen der Gleichungen (5) bis (?) führen zu einer Lage B in Hg. ?<> In Abhängigkeit von den Verschiebungen A x1 und Δχΐϊ die durch Lösen der Gleichungen (8) und (9) erhalten werden, und der Lage B werden die.Daten, die die tatsächliche-Lage A des Verbindungsfeldes 11p repräsentieren_? berechnet« Die mit Hilfe des BerechnungsSchaltkreises 42 berechneten Daten werden einer Anschlußmaschine (nieht wiedergegeben) zugeleitet· Nach, dem Empfang der betreffenden Daten steuert die Anschlußmaschine das Verbinden der Zuleitungen an einem Ziel in der Lage A₉ Die Lage B wird, um zu der Lage A zu gelangen," aus der; erfaßten Musterinformation gemäß der weiter oben angegebenen Beschreibung berech«» net«

2 1 5 8 9 § - 25 - 56 290 17

Es kann ebenfalls von einem anderen Verfahren Gebrauch gemacht werden, um eine Position für die Berechnung der Lage A zu erhalten. Die Anschlußfeldlagen auf dem Halbleiterplättchen sind im Stadium des konstruktiven Aufbaues des Plättchens bekannt. Demgemäß ist eine Lage des Plattehens auf der Montageebene der Verbindungsmaschine bekannt, obgleich hierbei geringfügige Fehler vorkommen können«

In Pig· 7 befindet sich das Halbleiterplättchen 10 in korrekter Lage auf der Montageebene (nicht wiedergegeben)« Es handelt sich dabei um eine solche Lage, bei der die Mitte des Verbindungsfeldes 11p beispielsweise durch (1,3» 3i9) ^an*~ gegeben wird· Die vorher bekannte Mittellage (1,3* £9) wird dabei mit O bezeichnete Wenn das Halbleiterplättchen 10 ideal oder in korrekter V/eise auf der Montageebena.angeordnet istj fallen die Lage A und die Lage C zusammen»

Wir gehen nun von der Annahme aus, daß die Größe des Abtastbildelementes oder der Adressenblock (Ii* bj) gleich jx, gy ist«, Auf Grund dieser Annahme wird eine Verschiebung zwischen den Lagen C und B in der x-Eichtung durch (b10 - b9) χ jx zum Ausdruck gebracht. Eine Verschiebung zwischen den Lagen A und B in der y-ßichtung wird durch £3.4· - jL3) χ gy ausgedrückt« Eine Verschiebung zwischen den Lagen B und A in der Schreibweise <Δ x1 und Ay1 kann durch die Gleichungen (8) und (9) erhalten werden» Demgemäß werden eine Verschiebung 1x1 der Lage.A in der x-Richtung in die Lage C und eine Verschiebung Iy1 in der y-Richtung in dieselbe Lage durch die folgenden Gleichungen zum Ausdruck gebracht:

= (b10 - b9) x o'x + A x1 (10)

Iy1 = (14 - 13) χ jy + /^ y1 (11)

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Mit anderen.Worten kann unter Zugrundelegung der Gleichungen (10) und (11) mit Bezug auf die bekannte Lage C die tatsächliche Mittellage A des Anschlußfeldes erhalten werden«,

Die Operationen mit den Gleichungen (8) und (9) zur Bestimmung der Verschiebungen Λχ1 und Δ y1 werden in dem Berech nungsschaltkreis 42.für die Berechnung der Lage des Anschluß feldes durchgeführte Es liegt jedoch auf der Hand, daß die Operationen mit den Gleichungen (10) und (11) nicht notwendigerweise durch den Berechnungsschaltkreis 42 auszuführen sindj sondern durch die Steuereinheit (nicht wiedergegeben) der Anschlußmaschine ausgeführt werden können®

Wenn zwei Lageverschiebungen Ix und Iy gemäß der Ausdrucksweise der Gleichungen (10) und (11) an einem identischen Halbleiterplättchen berechnet werden, kennt man nicht nur die Lageverschiebung /\xO und AyO des Plättchens, welches sich relativ zu einer gegebenen Lage der Montageebene der Anschlußmaschine befindet, sondern auch die Winke!verschiebung in der verschobenen Lage«,

8 enthält ein Diagramm für die Veranschaulichung der Lageanordnungon Δ xO und A yO sowie der Winke!verschiebung Θ. Ein quadratischer Block, der durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet ist, bezeichnet ein Halbleiterplättchen 10a in einer gegebenen Lage auf der Montageebene« Ein quadratischer -Block, der durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet ist, bezeichnet ein Halbleiterplättchen 10b in einer in einem Winkel θ geneigten Lage zu der gegebenen Lage_e Die Verschiebung macht dabei in der x~Kiohtung. A^cO und in der y-Richtung &jQ aus* Die Koordinaten-" (X1, X1) und (X2_S Y2) . der beiden Anschlußfelder 11Aa und 11Bb sind bereits bekannte

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Eina Verschiebung (1x1, Iy1) des Anschlußfeldes 11Ab vom Anschlußfeld 11Aa wird erhalten, indem die Bildelementinformation um das Anschlußfeld 11Ab des Plättchens 10b herum erfaßt wird· In ähnlicher Weise kann eine Verschiebung (1x2,Iy2) des Anschlußfeldes 11Bb vom Anschlußfeld 11Ba erhalten werden, indem die Bildelementinformation um das Anschlußfeld 11Bb des Plättchens 10b herum erfaßt wird.

Eine Gerade, die die Verbindungsfelder 11Ac und 11Bc in Fig.. 8 miteinander verbindet, ist genau parallel zu.einer Geraden, die die Anschlußfelder 11Ab und 11Bb verbindet, wobei die erstgenannte eine andere Gerade schneidet, die die Anschlußfelder 11Aa und 11Ba verbindete Ein durch diese Geraden gebildeter Winkel ergibt eine Schrägstellung des Halbleiterplättchens 10b mit Bezug auf das Halbleiterplättchen 10a. Der betreffende Winkel θ wird unter Verwendung der bereits bekannten Daten für die Koordinaten (X1,.Y1) und (X2, Y2) sowie der Daten für die Verschiebung (1x1, Iy1) und (1x2, Iy2), die durch Lösen der beiden.Gleichungen (10) und (11) erhalten werden, berechnet« D,>h·, der Winkel θ kann durch die folgende Gleichung (12) bestimmt werden!

θ = tan

-"1

Y1_„~_Y2 Χ1 - Χ2

- tan"

Χ2) + (1x1 - 1x2)

(12)

Unter Verwendung der bekannten Daten (X1, YI) und (Iy1, IyI) und des Winkels Q auf Grund der Gleichung (12) finden wir die Verschiebungen AxO und AyO durch die folgende Gleichung (13):

AxO

X1 * 1x1

Y1

cos© - sin9

sin© -5- οοεθ

X1

Y1

(13)

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In Fig«. 8 beziehen sich zur leichteren Veranschaulichung die Verschiebungen AxO und Δ yO auf einen Abstand zwischen der Mittelpunktslage 200a des Plättchens 10a und der Mittelpunkt slage 200b des Plättchens 10b _β

Die Operationen mit den Gleichungen (12) und (13) werden mit Hilfe des in Hg«, 2 wiedergegebenen Berechnungsschaltkreises 42 ausgeführts können aber durch die Steuereinheit der Anschlußmaschine (nicht wiedergegeben) durchgeführt werden« Mt Hilfe dieser Eechenoperationen wird die tatsächliche Lage des wirklich montierten Halbleiterplättchens 10b berechnete Die aus den Gleichungen (12) und (13) erhaltenen Anschlußdaten θ, Δ xO und Δ yO werden der Steuereinheit der Verebindungsmaschine übertragen_? in der die notwendige Berechnung für das Anschließen durchgeführt wird₀

Die betreffenden Blöcke 34, 38_S 40 und 42 können in Fig. unter Verwendung bekannter zentraler Recheneinheiten und Speicher ohne die Verwendung irgendwelcher speziell aufgebauter Gerätetechnik zusammengestellt werden.

Wir wenden uns nunmehr der Fig„ 9 zu₉ Es handelt sich hierbei um eine konkrete Konstruktion des in Pig«, 2 wiedergegebenen Schwellenrechners 3^ZU Die Digitalbildelementinforma^ tion E2 wird einer zentralen Recheneinheit 34,, zugeleitet, die mit einem Speicher 34p verbunden ist«. Die betreffenden Adressen des Speichers 3^-p werden in-"Übereinstimmung mit den Pegeln der Information E2 zugeordnet. Zum Beispiel wird ange^ ηθΒΐιπβη_? daß der Maximalpegel der Information E2 gleich V ist₀ Die Adressen 100 bis 110 werden den Pegeln 0 V₁ O₉' 1 V, 0_s2 V_s ο«.*,, j 1,0 7 zugeordnete Wenn die Konstruktion aus Bits besteht₉ kann jede Adresse als ein Binärzähler.verwendet

215 3 9 0 - 29 - ' 56 290 17

werden, der in der Lage ist, bis zu 2' = 128 zu zählen. Demgemäß reicht der Binärzähler aus, um die Information von dem Bildaufnahmegerät 24 mit einer Bildelementauflösung gleich 6 in der Horizontalen χ 20 in der Vertikalen zu verarbeiten·

Der Pegel.der Information E2 liegt in einem Bereich von O V bis.1,0 V, Wenn der Pegel der Information 12 gleich 0,5 V ist, werden die Inhalte der Adresse 105_s die.dem Pegel 0,5 V zugeordnet ist, beispielsweise um 1 zunehmen· Wenn der Pegel der Information Έ2 gleich 1,0 V ist, werden in ähnlicher Weise die Inhalte des Registers dor Adresse 110 um 1 zunehmen_e In ähnlicher Art werden 120 Teile.der Information E2 nacheinander in die Adressen 100 bis 110 eingegeben·.Aus Gründen der Vereinfachung werden.die Pegel Ό V bis 1,0 V im allgemeinen durch.ei (i = O bis 10).und die Inhalte der Adressen 100 bis 110 durch nj (g rs 100 bis 110) ausgedrückt. Wir gehen nun von der Annahme aus, daß sich die Vorkommen der Information Ξ2 in jedem Pegel während einer Abtastung gemäß der Wiedergabe in Tabelle 1 verteilen»

Tabelle 1: Vorkommen der Information E2

	Pegel ei CxV)	Adressen	Inhalte der Eegister nj (dezimal)	einn ·' (xV)
eO	0,0	100	O	0,0
el	0,1	101	10	1,0
e2	0,2	102	20	4,0
θ3	0,3	103	15	4,5 '
e4	0,4	1Q4	10	4,0
e5	0,5	105	5 .	2,5
e6	0,6	106	10	6,0
e7	0,7	107	10	7,0

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Pegel ei Adressen Inhalte der ein

(xY) Register nj· (x

" _ _Λ _ _{i i} _ _i (dezimal)

e 8 Oj8 108 15 12*0

e.9 0,9 109 20 18*0

Θ10 1,0 110 5 5A

Wie der Tabelle 1 entnommen werden kann_? kommt wahrend einer Abtastung eines Bildes die Information E2 entsprechend dem Pegel O₈1 V 10^mal und.die Information Έ2 entsprechend dem Pegel 0_?9 V 20^mal vor* Mir jede Abtastung mit 120 Bildele^ menten wird die Aufgliederung gemäß Tabelle 1 durchgeführte Die Inhalte nj des Registers innerhalb der Adresse ändern sich immer dann, wenn sich ein durch das Bildaufnahmegerät 24 erfaßtes Muster ändert, wenn sich das Halbleiterplättchen 10 oder wenn, sich ein Beleuchtungsaustand des Halbleiter-» plättchens 10 änderte

Im Anschluß an die Aufgliederung gemäß Tabelle 1 werden die Inhalte nj des Registers der zentralen.Recheneinheit 3^·/ι in· der Reihenfolge der Adressen 110 bis 100 zugeleitete Nach dem Empfang dieser Inhalte summiert die zentrale Recheneinheit 3^xj die 2 einj, bis der summierte Wert ^f nj der Inhalte des Registers gleich einem gegebenen Wert P wird_e Der weiter oben erwähnte mittlere maximale Wert aB ergibt sich durch die folgende Gleichung

einj)/P (14)

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Wenn P a 40 ist, ergibt sich z. B. aus Tabelle 1 der mittle re maximale Wert eH zu:

e10n110 + e9n1O9 t e8n108 P

18,0 + 12,0

40

= 35j0/40 V s 0,88 V

Der gegebene Wert P wird beispielsweise in Abhängigkeit von einer Fläche des Anschlußfeldes bestimmt.

Wenn der mittlere maxiiriale Wert eH erhalten ist, werden die Inhalte des Registers nacheinander der zentralen Rechenein-* heit 3^Vi in der Reihenfolge - eines kleinen Pegels ei bis zu einem großen Pegel ei_f d_e h», gemäß den Adressen 100 bis 110, zugeleitet. Im Anschluß hieran summiert die zentrale Recheneinheit die ^L einj, bis ^> nj gleich einem gegebenen Wert Q wird. Der mittlere minimale Wert eL wird durch die folgende Gleichung (15) ausgedrückt ι

eL

einoVQ

(15)

Wenn Q = 60 ist, ergibt sich z. B. aus Tabelle 1 der mittlere minimale Wert eL zu:

9λ9.,ϊ ,1 t.Q +., fr«,Q

60

*=₄0,27 V

Q .

+ * j P

e4j.1O4

*2- ν - 16 o/6o ν

Der gegebene Wert Q wird in Abhängigkeit von einer Fläche der Bildaufnahmeelemente des Bildaufnabmegerates 24 bestimmt

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("beispielsweise ^Ί/2 oder mehr der Fläche des Bildaufnahmeelemente),, Die ersten bis dritten Schwellenpegel S1 bis S3 werden durch die zentrale .Recheneinheit 34,- unter Verwendung der so erhaltenen eH(= O₉88 V) und e'L (= 0,2? V) sowie der Gleichungen (1) bis (4)^: in dor folgenden Art und Weise berechneti

S2 s 2i^JLjl_2i£ZJi ₊ Oj27 V a O₈36 V 7

Biese Schwellenpegel S1 bis S3 werden von der zentralen Recheneinheit 3^] als Schwellenpegelinformation E3 ausgegebene Den Schwellenpegeln S1 bis S3 und der Tabelle 1 kann entnommen werden^ daß 60 Bildelemente der Bildelementiir&rmation unter Aufgliederung in die Adressen 106 bis 110 entsprechend einem Pegel höher als S1-(= O_f5S V) den mittleren Teil des Anschlußfeldes bezeichnen» 5 Bildelemente der Bildelementinformation bezeichnen unter Aufgliederung in die _ Adresse 105 entsprechend einem Pegel kleiner als S1 (= O_S58V), aber größer als S3 (= 0,44 V), den peripheren Teil des Anschlußfeldes» Wenn der Plättchenpegel zur Bestimmung des Plättchenrandes höher als S2 (= 0,36 V)₉. aber kleiner als S3 (= 0,44 V) ist j bezeichnen 10 Bildelemente der Bildelementinformation unter Aufgliederung in die Adresse 104 eine Lage des Plättchenrandes«

15 8 9 0 - 33 - 56 290 17

Fig. 10 zeigt eine Modifikation der in Pig* 2 wiedergegebenen Kombination aus dem Mustererfassungsgerät 38 und dem Komparator 36* Die Videoinformation E4 wird zeitweilig in einem Speicher 300 in Verbindung mit einer zentralen Recheneinheit 302 gespeichert, der die Schwelleninformation Έ3 eingegeben wird* Die zentrale Recheneinheit 302 übernimmt aufeinanderfolgend die Inhalte des Speichers 3OO, um den ersten Schwellenpegel S1 in der Information E3 mit den-Inhalten des Speichers 3OO zu vergleichen» Wenn die Adresse, die die Inhalte speichert, höher als der Pegel S1 ist, weist anschließend die zentrale Recheneinheit 302 eine Adresse aus, die die Inhalte höher als der dritte Schwellenpegel S3 speichert und der Adresse mit den Inhalten höher als der Pegel S1 benachbart ist. Die Adressendaten, _die auf diesem Wege ausgewiesen wurden, werden als Daten E8.ausgegeben, die das Zielverbindungsfeidrauster repräsentieren. Die weiter oben erwähnte Operation wird mit allen Adressen des Speichers 3OO ausgeführt₇und die Inhalte dieser Adressen werden mit zwei Schwellenpegeln S1 und S3 verglichen.

Wie weiter oben beschrieben wurde, wird ein Bild des HaIbleiterplättchens 10, . d." h., ein besonders aufgehelltes Bild des Anschlußfeldes 11, als ein Bildelementsignal in einer Abtastfläche ausgewiesen, unterschieden durch die Abtastlinie und das Bildelement, und die Musterinformation auf Grund der Mustererfassung erhalten. Durch die Verwendung der Musterinformation wird das Muster des Anschlußfeldes in einer Ziellage ausgewählt und eine Verschiebung von einer Ziellage aus der Bildelementinformation in demselben Muster erhalten» Außerdem wird eine Winke!verschiebung des Halbleiterplättchans auf demselben Wege erhalten* Daher ist eine Genauigkeit

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der Erfassimg außerordentlich hoch, verglichen mit der bekannten Erfassungsmethode unter Verwendung des Randes des Halbleiterplättchens für den Lagenachweis· Des weiteren wird zum.·Unterschied von der bekannten Methode eine Lage des Zielanschlußfeldes 11 direkt erhalten, so daß eine nachtei-° lige Auswirkungj v/iθ etwa eine fehlerhafte Lagenerfassung auf Grund eines abgebrochenen oder gerissenen Plättchenrandes j eliminiert wird» Es besteht außerdem bei des vorliegenden Erfindung keine Notwendigkeit für eine Erfassungsmarkierung auf dein Plättchen selbst, so daß das Lagenerfassungssystem keinerlei Nachteile in Verbindung mit der Verwendung der Erfassungsmarkierung aufweist und somit keine unangenehmen Arbeiten im Zusammenhang mit der Anbringung der Markierung© Daher versetzt die vorliegende Erfindung den Anschlußapparat ohne weiteres in die Lage, die Positionierung mit einer hohen Genauigkeit durchzuführen, und automatisiert die Anschlußarbeit durch die Maschine ohne Schwierigkeiten« Zusätzlich wird die Mustererfassung auf der Basis des Schwellenpegels S durchgeführt, der in Abhängigkeit von der Bildelementinformation bestimmt wurde und ist somit unabhängig von einem Zustand der Plättchenoberfläche und wird unveränderlich stabil erhalten©'

Es liegt auf der Hand_s daß die vorliegende Erfindung nichtauf die oben erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt ist_e Beispielsweise können die Anzahl der Abtastlinien des Videosignals und die Anzahl der Bildelemente in geeigneter Weise ausgewählt werden» Das Lagenerfassungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf jede beliebige Porm des Anschlußfeldmusters anwendbar und nicht auf die in den Zeichnungen des oben erwähnten Ausführungsbeispiels wiedergegebene Form beschränkte

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Gemäß der obigen Beschreibung wird ein erfindungsg( Anschlußfeldmuster des Halbleiterplättchens in der Form eines optischen Bildes erhalten,und eine Lage des Plattchens kann ohne Schwierigkeiten mit einer hohen Genauigkeit unter Verwendung der Mustererfassung und eines Pegels des Bildelementsignals auf Grund der Mustererfassung bestimmt werden

Darüber hinaus handelt es sich bei dem System um eine einfache Konstruktion,, und das Lagenerfassungssystem kann unmittelbar eine Lage einer Zielanschlußfeldlage unabhängig von einer Eanddarstellung des Halbleiterplättchens erfassen» Wenn die vorliegende Erfindung auf einer Anschlußmaschine zur Anwendung gebracht wird_? kann die Maschine mit einer zufriedenstellenden Genauigkeit völlig automatisiert werden.

Claims

36 - 56 290 17 Erfindun^sanspruch

1 5 8 9 O -AO- 56 290 17

e) eine zweite Differenz ((T13 + TW) - (T15 + T16)), äie einer Differenz zwischen den Summen der ersten Zwischenergebnisse (TIi) auf den oberen und unteren Seiten mit Bezug auf die mutmaßliche Mittellinie der X-Achse entspricht, eine zweite Abweichung

(im^LmljzmijL^l ),'indem die zweite T

Differenz durch die Gesamtheit der Pegel (T) dividiert wird, und eine zweite Verschiebung («Ayi gemäß Formel (9)) in Richtung der Y-Achse durch die Multiplikation der zweiten Abweichung mit einem zweiten Wegkoeffizienten (Py) erhalten werden und

f) die Koordinaten, die. einer tatsächlichen mittleren Lage (A) des Zielmusters entsprechen, aus einer mutmaßlichen mittleren Lage (B in 21g« 7), die einen Schnittpunkt der mutmaßlichen Mittellinie der X-Achse und der mutmaßlichen Mittellinie der Y-Achse darstellt, und den ersten und zweiten Verschiebungen (Δχ1 und Z^yI) gewonnen werden_e

1» Positionserfassungssystem mit einer Bildaufnahme (24; 30) zur elektrischen Erfassung der Position eines Musters auf einem Plättchen auf optischem Wege (18 j 20$ 22) durch. Beleuchtung des Plättchens sowie mit Einrichtungen (32 bis 42) für die Berechnung der Zielmusterlage auf dem Plättchen auf der Basis der Bildelementinformation (E2) durch Ableitung aus der Bildaufnähme (24 j 30), gekennzeichnet dadurch,, daß die Einrichtungen zur Berechnung der Position des Musters (32 "bis 42) die folgenden Schritte durchführen?

a) Es wird ein erster Schwellenpegel (S1 in Formel (1)) zur Unterscheidung des mittleren Teiles des Zielmusters (11p) auf der Basis der PegeIvorteilung der Bildelementinformation (E2) entsprechend den Mustern (11,. bis 110 auf dem Plättchen (10) erhalten und ein zweiter Schwellenpegel (S3 in Formel (4)) zur Unterscheidung des peripher en Teiles des Zielmusters (H₂) ^au^ derselben Basis j

b) es wird eine Videoinformation (E4) entsprechend dem mittleren Teil des Zielmusters (H₂) auf der Basis der Bildelementinformation (E2) unter Bezugnahme auf den ersten Schwellenpegel (S1) gewonnen?

c) es wird eins Videoinformation (E4).entsprechend dem peripheren Teil des Zielmusters (H₂) auf der Basis der Bildelementinf oi'ination (E2) unter Bezugnahme auf den aweiten Schwellenpegel (S3) erhalten_?und es erfolgt

d) die Berechnung einer Lage des Zielmusters (11p) aus der Videoinformation (E4), die unter Beaugnahme auf die ersten und zweiten Schwellenpegel gewonnen wurde*

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2· Positionserfassungssystem nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtungen zur Berechnung der besagten Zielmusterposition (32 bis 4-2) die folgenden weiteren Schritte durchführen;

a) Es wird ein dritter Schwellenpegel (S2 in Formel (3)) zur Unterscheidung einer Kontur oder Skizze des Plättchens (10) auf der Basis einer Pegelverteilung der Bildelementinforination (E2) entsprechend den Randlinien (L1 bis IA) des Plättchens (10) erhalten;

b) eine Yideoinformation (EA) wird entsprechend den Randlinien (L1 bis IA) aus der Bildelementinforination (E2) unter Bezugnahme auf den dritten Schwellenpegel (S2) gewonnen?

c) eine Lage der Kontur oder Skizze des Plättchens (10) wird auf der Basis der Videoinformation (E4·) unter Bezugnahme auf den dritten Schwellenpegel (S2) erhalten^ und es wird

d) eine Lage des Zielinusters (11) auf dem Plättchen (10), von dem eine Musteranordnung vorher festgesetzt worden ist, aus der Lage der Kontur oder Skizze des Plättchens (10) berechnet,

3c Positionserfassungssystem nach Punkt 1_? gekennzeichnet da~ durchj daß die Einrichtungen zur Berechnung der Zielmusterlage (32 bis 42) wie folgt funktionieren:

a) Die Bildelementinformettion (E 2)"wird zeitweilig gespeichert, und es wird

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b) eine Videoinformation (E4) entsprechend dem mittleren Teil und dem peripheren Teil des Zieliausters (H₂) erhalten, indem nacheinander ein Pegel der Videoinformation (E4·) entsprechend den in dem gerade vorhergehenden Schritt gespeicherten Inhalten mit den ersten und zweiten Schwellenpegeln (S1 und S3) zum.

Zweck der Berechnung einer Lage des Zielmusters (11p) verglichen vd.rd_e

4« Positionserfassungssystem nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch^ daß die besagten Einrichtungen zur Berechnung der Zielmusterlage weiterhin wie folgt funktionieren:

a) Die Bildelementinformation (E2) wird zeitweilig gespeichert ,und dann wird im Anschluß an die Gewinnung des dritten Schwellenpegels (S2)

b) eine Videoinformation (E4) entsprechend den Handlinien (L1 bis IA) des Plättchens (10) in der Weise erhalten, indem nacheinander ein Pegel der Videoinformation (E4) entsprechend den in dem gerade vorhergehenden Schritt gespeicherten Inhalten mit dem dritten Schwellenpegel (S2) zum Zweck der Berechnung der Lage des Zielmusters (11g) verglichen wird«

5« Positionserfassuiigssystem nach einem der Punkte 1 bis 4-, gekennzeichnet dadurch, daß

a) die Gesamtheit (T) der erhaltenen Pegel der Videoin» formation (E4) berechnet wird_$ um die Lage des Zielmusters (11g) zn bestimmen;

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b) erste Zwischenergebnisse (TIi) der Pegel der Videoinformation auf den betreffenden Linien einer X-Achse einer Reihe von Lichtwahrnehmungselementen in der besagten Bildaufnahme (24 j 30) erhalten werden und zweite Zwischenergebnisse (Tbj) der Pegel der Videoinformation auf den betreffenden Linien einer Y-Achse einer Reihe von Lichtwalirnehmungselementen;

c) eine mutmaßliche Mittellinie der X-Achse bestimmt wird, wenn ein erster akkumulativer Wert (^ TIi), der durch eine sukzessive Summierung der ersten Zwischenergebnisse gewonnen wurde, die Hälfte der Pegelgesamtheit ( 2 TIi > T/2) auf der Basis der Anzahl (i) der ersten Summierungen übersteigt, und eine mutmaßliche Mittellinie der Y~Ach.se ermittelt wird, wenn ein zweiter akkumulativer Wert ( Jl Tbj) die Hälfte der Pegelgesamtheit ( 2* Tbj > T/2) auf der Basis der Anzahl (q) der zweiten Summierungen übersteigt}

d) eine erste Differenz ((Tb8 + Tb9) - (Tb10 + Tb11)), die einer Differenz zwischen den Summen der zweiten Zwischenergebnisse (Tbj) auf den rechten und linken Seiten mit Bezug auf die mutmaßliche Mittellinie der Y-Achse entspricht, eine erste Abweichung

_{)? indem}

Differenz durch die Gesamtheit der Pegel (T) dividiert wird_f und eine erste Verschiebung (^ x1 gemäß Formel (8)) in Richtung der X-Achse durch die Multiplikation der ersten Abweichung mit einem ersten Wegkoeffizienten (Px) erhalten werden;

a) ein erstes Produkt ((b10 - b9) χ jx) erhalten wird, indem eine Differenz (b1O - b9) zwischen dem Videoinformationspegel (b10) der Elementlinie der X-Achse unter Darstellung der mutmaßlichen mittleren Lage (B) und dem Videoinformationspegel (b9) der Elementlinie der Y-Achse unter Darstellung der bekannten Lage (C) mit dem Wegkoeffizienten (jx) der Elementlinie der X-Achse multipliziert wird, um zu einer Verschiebung

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zwischen der bekannten Lage (C in Fig. 7) unter Darstellung der Zielmusterlage des Plättchens mit einem bekannten.Muster und der mutmaßlichen mittleren Lage (B in Pig» 7) zu gelangen;

b) eine dritte Verschiebung (1x1 = (b10 - b9) χ jx + Λ x1 in Formel (1O)) zwischen der mutmaßlichen mittleren Lage (B) und der bekannten Lage (C) in Richtung der X-Achse erhalten wird, indem die erste Verschiebung (<d x1) dem ersten Produktwert hinzuaddiert wird j

c) ein zweites Produkt ((14 - 13) x jy) erhalten wird, indem eine Differenz (14 - 13) zwischen dem Videoinformationspegel (14) der Elementlinie der X-Achse unter Darstellung der mutmaßlichen mittleren Lage (B) und dem Videoinformationspegel (13) der Elementlinie der X-Achse unter Darstellung der bekannten Lage (C) mit dem Wegkoeffizienten (jy) der Elementlinie der Y—^chse multipliziert wird;

d) eine vierte Verschiebung (Iy1 = (14 - 13) χ jy +A y1 in Formel (11)) zwischen der mutmaßlichen mittleren Lage (B) und der bekannten Lage (C) in Eichtung der Y-Achse erhalten wird, indem die zweite Verschiebung (Δ y1) dem zweiten Produktwert hinzuaddiert wird; und

e) die Koordinaten, dia der tatsächlichen mittleren Lage (A in Fig. 7) des Zielmusters (11g) entsprechen, auf der Basis der Koordinaten der bekannten Lage (C), der dritten Verschiebung (1x1) und der vierten Verschiebung (Iy1) gewonnen worden.

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7« Positionserfassungssystem nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß

a) wenigstens zwei Zielmusterlagen (11Aa und 11Bb in Figo 8) sowie eine Sehragstellung (Θ) und-eine Verschiebung (Δ x0_s Δ yO) einer tatsächlichen Plättchenlage (1Ob) relativ zu der vorbestimmten Plättchenlage (10a) aus den Bezugs- und Vergleichslagen (11Aa und 11Ba) entsprechend den zugehörigen.Zielmustern und den berechneten Zielmusterlagen (11Ab und 11Bb) bestimmt werden und .

b) zwei oder mehr Zielmusterlagen in der tatsächlichen Plättchenlage (1Ob) aus solchen Daten berechnet wer~ den, die das bekannte Muster des Plättchens, die Schrägstellung (Θ) und die Verschiebung (Δ xO, ^ repräsentieren.

Hierzu..._4_..Seifen Zeichnungen