DE2939396A1

DE2939396A1 - Lagenabtastvorrichtung

Info

Publication number: DE2939396A1
Application number: DE19792939396
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Arimura
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1980-04-03
Also published as: US4390955A; DE2939396C2; DD146336A5; JPS5598842A

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagenabtastvorrichtung bzw. einen Stellungsfühler zur Feststellung bestimmter Positionen auf einer sehr kleinen Fläche, etwa einem Anschlußstreifen (bonding pad) auf einem integrierten Halbleiter-Schaltkreis-Chip.

Die Verbindung bzw. Anbringung eines Halbleiter-Chips erfordert eine sehr genaue Feststellung der Anschlußstreifen-Position auf dem Halbleiter-Chip. Gemäß Fig. 1 wird ein solcher Chip 10 an einer Tragplatte 12 (mount base) oder einer Rahmenfläche 14 (frame head) häufig mit einer Verschiebung gegenüber der vorgegebenen oder vorgesehenen Position montiert. Der mit einer üblicherweise aus Gold bestehenden Leitung 16 zu verbindende Anschlußstreifen 11 ist dabei wesentlich schmäler als die einzelnen Leiterzüge 13 (lead portions) auf der Trag- oder Leiterplatte 12. Für den Anschluß der Leitung 16 an den Anschlußstreifen 11 ist daher eine höhere Genauigkeit erforderlich als für die Verbindung der Leitung

030014/0920

16 mit den Leiterzügen 13. Aus diesem Grund müssen die Kanten oder Ecken des Halbleiter-Chips 10 ohne jede Lagenveränderung gemessen oder abgetastet werden;.auf der Grundlage dieser Messung berechnet dann ein elektronischer Rechner die Lage des Anschlußstreifens 11. Wahlweise kann auf dem Chip 10 eine Meßmarke vorgesehen werden, wobei dann die Lage des Chips 10 anhand dieser Meßmarke bestimmt wird. Das zuerst genannte Verfahren erfordert eine komplexe (large scale) Vorrichtung zur Feststellung der Lagenausrichtung des Chips, wobei eine angebrochene oder abgeplatzte Kante des Chips häufig zu Meßfehlern führt. Beim zweitgenannten Verfahren beeinträchtigt die Meßmarke den Chip 10 derart, daß sich häufig seine Leistung verschlechtert. Außerdem können die Meßmarken nicht gleichmäßig auf verschiedene Arten von Halbleiter-Chips 10 aufgebracht werden, wodurch die Automatisierung des Anschlußverfahrens für den Chip 10 erschwert wird. Weiterhin brauchen die Meßmarken nicht notwendigerweise auf alle Arten von Halbleiter-Chips aufgebracht zu werden, wodurch die Automatisierung der Anschlußarbeiten für den Halbleiter-Chip 10 sehr schwierig wird.

Aufgabe der Erfirtdting ist damit insbesondere die Schaffung einer Lagenabtastvorrichtung mit der die Lagenausrichtung eines Halbleiter-Chips ohne Beeinträchtigung desselben auf einfache und zweckmäßige Weise genau bestimmt werden kann, so da'sich das Anschlußverfahren ohne weiteres automatisieren läßt.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird, allgemein gesagt, zunächst ein Halbleiter-Chip, dessen Lagenausrichtung bestimmt werden soll, beleuchtet, and es wird ein Bild des Chips aufgenommen. Zur Erhaltung der Funktionen des Halbleiterelements wird der Chip, mit Ausnahme seiner Randkante

Ö3GG14/032S

und des Anschlußstreifens, mit einem Passivier- oder Schutzfilm überzogen. Bei entsprechender Beleuchtung kann somit ausschließlich das besonders erhellte Bild des Anschlußstreifens abgenommen werden. Das so aufgenommene Anschlußstreifen-Bild wird elektrisch abgetastet, wobei die erhaltenen Bildelementsignale zur Bestimmung eines Musters oder Schemas von auf dem Chip vorgesehenen Anschlußstreifen benutzt werden. Die Lage des Chips wird unter Benutzung der durch Auswertung (sampling) der Bildelementsignale erhaltenen Bildelement informationen bestimmt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verändert ständig einen zur Abtastung des Anschlußstreifens benutzten Schwellenwertpegel zu einer geeigneten Grüße entsprechend der Bildelementinformation, die bei jeder Bildfeldabtastung gewonnen wird. Der Pegel zur Messung bzw. Bestimmung des Anschlußstreifens wird daher automatisch und ständig auf eine richtige Größe eingestellt, auch wenn sich Art des Chips, die Beleuchtungsbedingungen und dgl. ändern.

Im folgenden sind bevorzugte AusfUhrungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils einer integrierten Schaltung, in welcher ein Halbleiter-Chip in gegenüber der vorgesehenen Stellung leicht verkanteter Ausrichtung auf der Leiter- oder Tragplatte montiert ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Verwendung bei einer Lagenabtastvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung von mittels einer Bildaufnahmevorrichtung nach Fig. 2 abgetasteten Chip-Bildern,

030014/0920

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Chip-Musters zur Veranschaulichung der Art und Weise, auf welche die Kanten eines Halbleiter-Chips mittels der Vorrichtung nach Fig. 2 erfaßt werden,

Fig. 5 eine Fig. 4 ähnelnde Darstellung der Erfassung des Mittenbereichs des Chips ntittels der Vorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 6 eine den Fig. 4 und 5 ähnelnde Darstellung der Erfassung der Randkanten eines Anschlußstreifens auf einem Halbleiter-Chip,

Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Art und Weise der Bestimmung übt tatsächlichen bzw* Ist-Stellung A eines gewünschten Anschlußstreifenmusters anhand einer aufgrund des Musters nach Fig.5 ermittelten Grobausrichtung B des AnschluBstreixens oder anhand einer vorgegebenen, bekannten Anschlußstreifenposition C,

Fig: 8 eine graphische bzw. schematische Darstellung der Bestimmung der Verkantung und Verschiebung eines Chips 10b gegenüber einem tatsächlich in der richtigen Stellung montierten Chip 10a durch Ableitung zweier Soll- oder Ziel-AnschluBstreifensuaster»

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines bei der Schaltung nach Fig. 2 verwendeten Schwellenwertrechners und

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Abwandlung der Kombination aus Komparator und Musterdetektor bei der Schaltung nach Fig. 2.

Q3Q0U/Q92Q

Bei der in Fig. 2 dargestellten Lagenabtastvorrichtung (position detecting system) gemäß der Erfindung wird ein Halbleiter-Chip 10, dessen Lagenausrichtung bestimmt werden soll, über einen halbdurchlässigen Spiegel 18 durch eine Lichtquelle 20 beleuchtet. Ein Bild des Chips 10 wird durch eine Linse 22 gesammelt und auf eine Bildabnahmefläche einer Bildabnahme- bzw. -aufnahmevorrichtung 24 geworfen, die aus an sich bekannten Festzustand-Bildaufnahmeelementen (Halbleiter-Bildabtastelementen) bestehen kann. In der Aufnahmevorrichtung 24 erfolgen pro Bildfeld (frame) sechs Horizontalabtastungen, wobei jede Abtastzeile in zwanzig Segmente aufgelöst wird. Mit anderen Worten: die Aufnahmevorrichtung 24 besitzt eine Bildelementauflösung entsprechend 6 χ 20 (sechs Zeilen 11 - 16 horizontal und zwanzig Zeilen b1 - b20 vertikal). Demzufolge liefert die Aufnahmevorrichtung 24 Bildelementsignale, die ein Bild des Chips mit 120 (= 6 χ 20) Bildelementen für jedes Bildfeld wiedergeben. Die die Linse 24 enthaltende Aufnahmevorrichtung 24 ist mit einer bewegbaren Stufe 26 gekoppelt (interlocked) , und beide Einheiten 24, 26 sind relativ zu dem auszurichtenden Chip 10 verschiebbar. Die Verschiebung der Vorrichtung 24 wird durch einen Antriebs- oder Treiberimpuls DP von einer Treiberstufe 28 gesteuert. Unter der Steuerung dieses Treiberimpulses DP verschiebt die Vorrichtung das aufgenommene Bildelementsignal, um für jede Horizontal-Abtastzeile ein analoges Bildelementsignal E1 zu liefern.

Das pro Abtastzeile erzeugte Bildelementsignal E1 wird durch einen Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler 30 in eine digitale Bildelementinformation E2 umgesetzt. Letztere wird in einem Speicher 32 nach Maßgabe der Abtastung durch die Vorrichtung 24 gespeichert und gleichzeitig einem Schwellenwertrechner 34 eingegeben. Auf der Grundlage der 120 Elemente oder Einheiten der Bildelementinformation E2 berechnet der Rechner 34 Meßpegel der Bildelemente, d.h. Schwellenwertpegel.

030014/0920

Bei der dargestellten Ausfuhrungsform wird die Bildelementinformation E2 in Spannungspegel entsprechend den Bildelementdaten klassifiziert. Ein spezifischer Schwellenwertpegel wird bei jeder Abtastung (für jedes Bildfeld) in der Bi^aufnahmevorrichtung 24 auf der Grundlage zumindest des größten und des kleinsten Pegels dieser Spannungspegel erhalten. Der Schwellenwertpegel wird zur Durchführung der binären Vergleichs/-Entscheidungsfunktion des Video- bzw. Bildinformationspegels entsprechend der Bildelementinformation E2 benutzt.

Von den 120 Bildelementinformationseinheiten werden 40 Einheiten der Bildelementinformation E2 mit höherem Pegel zur Lieferung des mittleren Höchstwerts eH berechnet, während die restlichen 60 Einheiten der Bildelementinformation E2 niedrigeren Pegels zur Lieferung des mittleren Mindestwerts eL berechnet werden. Zur Vermiedung eines ungünstigen Einflusses durch unerwünschte Reflexion von der Chipoberfläche oder von einem bei montiertem Chip 10 von dessen Rand abgehenden Lötelement bestimmt sich ein Schwellenwertpegel S1 nach folgender Gleichung:

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

Der durch den Rechner 34 berechnete Schwellenwertpegel S1 wird vom Rechner 34 in Form einer Schwellenwertpegelinformation E3 in einen Komparator 36 eingespeist. Wenn die Information E3 dem Komparator 36 eingegeben wird, wird eine Videoinformation E4 vom Speicher 32 zum Komparator 36 geschickt. Die Information E4 entspricht der Bildelementinformation E2, die bei Berechnung der Schwellenwertpegelinformation E3 benutzt wird. Die Ausgangs takt Steuerung iotttput timing) der Information E4 wird durch ein von der Treiberstufe 28 geliefertes Signal E5 bestimmt. Der Komparator 36 vergleicht sequentiell den Schwellenwertpegel S'i in Abhängigkeit von der Information E3 mit der eingegebenen Information E4 in Übereinstimmung mit einer zweidimensionalen Anordnung einer An-

0300U/0920

2S39396

zahl von lichtempfindlichen Elementen, welche die Festzustand-Bildaufnahmeelemente der Bildaufnahmevorrichtung 24 darstellen. Die Information E4 mit dem höheren Pegel als dem Pegel S1 vom Komparator 36 wird als Muster- bzw. Schemainformation E6 in einem Muster- bzw. Schemadetektor 38 geladen. Das Laden erfolq<- dabei unter der Taktsteuerung eines Signals E7, das vom Speicher 32 zum Detektor 38 geliefert wird. Wenn beispielsweise die Muster gemäß Fig. 3 abgetastet werden, werden die Adressen für die Information E6 entsprechend den verkanteten Abschnitten der Muster 100, 102 und 104 dem Detektor 38 als Daten eingegeben, welche angeben, daß die Information E4 größer ist als der Pegel S1. Diese Adressen sind wie folgt bezeichnet: (13, b4) (13,b5) (14, b4) (14, b5) ; (13, b9) (13, b10) (14, b9) (14, b10) (15, b9) (15, b10); (14, b14) (14, b15) (15, b14) (15, b15). Diese Daten werden in die kontinuierlich zusammenhängenden drei Gruppen, welche die Muster 100, 102 und 104 darstellen, klassifiziert: (13, b4) (13, b5) (14, b4) (14, b5) ; (13, b9) (13, b10) (14, b9) (14, b10) (15, b9) (15, KiU; bzw. (14, b14)(l4, b15) (15, b14) (±5, b15). In Abhängigkeit von den drei Datengruppen werden die groben bzw. ungefähren Koordinaten der abgetasteten Anschlußstreifenmuster berechnet und die Rechnungsergebnisse bzw. Daten E8 werden einem Anschlußstreifen-Positionsdetektor 40 eingegeben. Letzterer vergleicht die Koordinaten eines Bezugsmusters oder -Schemas entsprechend einem bekannten Muster des Chips, das vorher gespeichert worden ist, mit Koordinaten der groben bzw. ungefähren Musterkoordinaten der Daten E8, um dabei Daten zu wählen, welche den vorgesehenen bzw. Ziel-Anschlußstreifen darstellen. Die vom Detektor 40 gewählten Daten E9 werden dann zum Speicher 32 übertragen.

Zur Gewinnung der ungefähren Koordinaten jedes Musters oder Schemas erfolgt eine Berechnung der Summe T der Spannungspegel der für jede Mustergruppe repräsentativen Videoinfor-

030014/0920

ORIGINAL INSPECTED

mation E4, der Summe TIi der Spannungspegel der Information E4 für jede Abtastzeile und der Summe Tbj der Information E4 für jede Bildelementposition. Die Pegelsummen TIi und Tbj werden dann für jede Abtastzeile und jede Bildelementposition aufgespeichert, um dadurch die Größen ETIi und ETbj abzuleiten. Die Abtastzeile Ii und die Bildelementposition bj werden erhalten, wenn beispielsweise die folgenden Bedingungen zutreffen, wobei die erhaltenen Daten als ungefähre Musterkoordinaten benutzt werden:

ΣΤ11 > T/2 (2A)

LTbj > T/2 (2B)

Die ungefähren bzw. Grobkoordinaten jedes Musters 100 bis 104 gemäß Fig. 3 nach den Gleichungen bzw. Bedingungen (2A) und (2B) werden auf die folgenden beschriebene Weise gerechnet. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird dabei der Informationspege1 einer einem scharffierten Abschnitt entsprechenden Adresse durch den Pegel "1" ausgedrückt, während derjenige für einen weißen Abschnitt durch den Pegel "0" ausgedrückt wird.

1) Muster 100

Die Pegelsumme der Videoinformation E4 beträgt 4, so daß gilt: τ » 4 —■*■ T/2 = 2

3 4

(i) Σ TU = 2, X TAi = 4 i=3 1=3

4
Wenn daher ζ TU {i = 4} gilt ₄ wird der Bedingung

genügt. Zu diesem Zeitpunkt sind die ermittelten Adressen folgende:

030014/0920

_ ₁₅ _ 2S39396

(14, b4) und (14, b5).

4

(ii) Σ Tb j = 2, I Tbj =

j=4 j=4

Wenn damit Σ Tb j (j. = 5) gilt, ist die Bedingung

1=4

(2B) erfüllt. An diesem Punkt sind die festgestellten Adressen (13, b5) und (14, b5).

(iii) Die in Schritten (i) und (ii) gemeinsam festgestellte Adresse ist (14, b5). Die Adresse (14, b5) entspricht damit dem ungefähren Ziel- bzw. Sollkoordinaten des Musters 100.

2) Muster 102

Die Pegelsumme T der Videoinformation E4 ist 6, so daß

gilt: T = 6 -~► T/2 =

3

(i) Σ TU = 2, Σ TU =

i=3 i=3 4 Wenn somit £ TU, (i = 4) gilt, ist die Bedingung (2A) i»3

erfüllt. Zu diesem Zeitpunkt sind die festgestellten Adressen (14, b9) und (14, b10).

9

(ii) Σ Tbj = 3, Σ Tbj » j=9 j=9

10 Wenn somit £ ^j ^j ₌ ^g) gilt, ist die Bedingung (2B) 4=9

erfüllt. An diesem Punkt sind die festgestellten Adressen (13, b10), (14, b10) und 15, b10).

0300U/0920

(iii) Anhand der Punkte (i) und (ii) lassen sich die unge fähren Koordinaten des Musters 102 durch die Adresse (14, b10) ausdrücken.

3) Muster 104

Ähnlich wie im Fall von Muster 100 gilt T/2 = 2.

(i) Wenn j »j»£^ -4 (1 = 5 gilt, ist die Bedingung

(2A) erfüllt, so daß die Adressen (15, b14) und (15, b15) erfaßt bzw. ermittelt werden.

(ii) Wenn £ rpbj = 4 (i = 15) gut» ^{ist die} Bedingung j-14

(2B) erfüllt, und die Adressen (14, b15) und (15, b15) werden erfaßt.

(iii) Anhand der Punkte (i) und (ii) ergibt sich die Adresse (15, b15) als die ungefäire Koordinate des Musters 104.

Wenn die Position des Ziel-Anschlußstreifens auf das mittlere bzw. Zwischenmuster unter den Mustern 100 bis 104 gesetzt wird, läßt sich die ungefähre bzw. ungenäherte Mittenkoordinate eines Anschlußstreifens, dessen Position ermittelt werden soll, durch die Adresse {14, b1G) ausdrücken.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf die Gewinnung oder Ableitung der Mittenkoordinaten des Ziel- bzw. Sollanschlußstreifens unmittelbar aus der Bildelementinformation E2. Die Mittenkoordinaten dieses Anschlußstreifens lassen sich jedoch auch indirekt durch Bestimmung der Randlinien oder der Kontur des Chips 10 bestimmen. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Feststellung des Soll-Anschlußstreifens anhand der Rand- bzw. Kantenlinien des Chips 10.

0300U/0920

Ebenso wie der Anschlußstreifen ist der Randabschnitt des Chips 10 nicht mit einem SiO₂-FiIm oder dgl. bedeckt. Das vom Randbereich reflektierte Licht ist daher intensiver als das von der innerhalb der Ränder liegenden Chipoberfläche und vom Rahmenbereich außerhalb der Rand' > reflektierte Licht. Die Intensität des vom Randabschnitt reflektierten Lichts ist allerdings schwächer als die Intensität des vom Mittelbereich des Anschlußstreifens reflektierten Lichts. Aus diesem Grund läßt sich ein Schwellenwertwegel S2 zur Bestimmung oder Erfassung des Randabschnitts speziell wie folgt festlegen:

S2 = (eR - eL)/7 + eL (3)

Der Koeffizient 1/7 im ersten Ausdruck im rechten Teil von Gleichung (3) wird empirisch ermittelt, doch läßt er sich je nach der Art des Chips 10, der Beleuchtungsart und dgl. entsprechend verändern.

Das Bildelementsignal E1, welches die von der Bildaufnahmevorrichtung 24 erzeugte Chip-Randinformation enthält, wird durch den A/D-Wandler 30 in eine digitale Bildelementinformation E2 umgesetzt, die dann dem Speicher 32 und auch dem Schwellenwertrechner 34 eingespeist wird. Dabei berechnet der Rechner 34 den durch die Gleichung (3) angegebenen Schwellenwertpegel S2, welcher dem Komparator 36 als Schwellenwertinformation E3 eingegeben wird. Bei Eingang dieser Information wählt der Komparator 36 die Videoinformation E4, die größer ist als der Pegel S2, und die gewählte Information wird dem Musterdetektor 38 als Musterinformation E6 für die Chip-Kante eingegeben. Die zu diesem Zeitpunkt erfaßten Daten entsprechen beispielsweise dem gestrichelten Abschnitt in Fig.4. Mit anderen Worten: der Informationspegel im Randabschnitt des Chips 10 wird nach Maßgabe des Schwellenwertpegels S2 gemäß Gleichung (3) diskriminiert.

0300U/0920

Die innerhalb der Randlinien liegende Chipoberfläche und der außerhalb der Randlinien des Chips 10 liegende Rahmenbereich oder -abschnitt werden dadurch diskriminiert, weil ihre Pegel unter dem Pegel S2 liegen. In diesem Fall wird jedoch der Anschlußstreifen 11 auf dem Chip 10 nicht diskriminiert, weil der Informationspegel des Anschlußstreifens 11 größer ist als derjenige des Randabschnitts. Dabei ist zu bemerken, daß der Informationspegel des Anschlußstreifens 11 größer ist als der Schwellenwertpegel S1 gemäß Gleichung (1). Wenn daher nötig ist, die Daten entsprechend dem Anschlußstreifen 11 auszuschalten, wird ein Pegel S¹2 benutzt, der größer ist als der Pegel S2, aber kleiner als der Pegel S1, so daß die Videoinformation E4 entsprechend dem Anschlußstreifen 11 nicht erfaßt wird. Mit anderen Worten: die Chip-Kante wird zwischen den Scheibenpegeln (slice levels) der Pegel S2 und S'2 erfaßt.

Entsprechend der auf diese Weise ermittelten oder erfaßten Musterinformation E6 für die Randlinien berechnet der Anschlußstreifen-Positionsdetektor 40 z.B. die Randlinien LI bis L4 gemäß Fig. 4. Die dem schraffierten Bereich gemäß Fig. 4 entsprechenden Adressendaten werden zum Speicher 32 übermittelt, und der Inhalt der Adresse wird zu einer Anschlußstreif enpositions-Rechnerschaltung 42 übertragen. Letztere berechnet eine Konfiguration oder Kontur des Chips 10 anhand der Adressen für den scharffierten Abschnitt gemäß Fig* 4, d*h* die Positionsdaten der Randlinien L1 bis L4„ An einem Uberschneidungspunkt der Randlinien L1 und L2 wird eine Eckposition P1 des Chips 10 ermittelt. An einem Uberschneidungspunkt der Randlinie L3 und L4 wird die andere, der Position P1 gegenüberliegende Eckposition P2 bestimmt. Wenn die beides Positionen P1 und P2 erfaßt worden sind» ist die Relativposition des Chips 10 auf der nicht dargestellten Tragplatte der Anschiußmaschine bekannt.

0300U/0920

Die Größe des Chips 10 und die vorgegebenen Positionen der Anschlußstreifen 11 sind zum Zeitpunkt der Chip-Musterauslegung bekannt. Sobald somit die Kontur bzw. der Umriß des Chips 10 festgelegt worden ist, kann die Position des Anschlußstreifens 11 geometrisch ermittelt werden. Nach diesem Verfahren lassen die Uberschneidungspunkte P1 und P2 mathematisch ableiten, so daß sich die Uberschneidungspunktpositionen bzw. die ursprünglichen Ecken einwandfrei bestimmen lassen, auch wenn vier Ecken des Chips abgeplatzt sind.

Wahlweise kann durch Berechnung der Neigungen bzw. Schrägstellungen von mindestens zwei der Randlinien L1 bis L4, z.B. der Randlinien L1 und L2, oder durch Berechnung einer Schrägstellung bzw. Verkantung der Randlinie L1 und der Uberschneidungspunktposition P1 die jeweilige Mittenkoordinate des Ziel-Anschlußstreifens auf dem Chip 10 auf der Basis der Musterinformation E6 für die Randlinien bestimmt werden.

Beispielsweise sei beim Muster oder Schema gemäß Fig. 3 angenommen, daß die Adresse (11, b1) als Uberschneidungspunktposition P1 erhalten wird und die Schrägstellung der Randlinie L1 Null beträgt. Unter dieser Voraussetzung sind die Positionen bekannt, in denen sich die Muster 100, 102 und 104 in bezug auf die Adresse (11, b1) befinden. Damit lassen sich die folgenden Adressen für die Muster 100, 102 und 104 erfassen: (13, b4) (13, b5) (14, b4) (14, b5); (13, b9) (13, b10) (14, b9) (14, b10) (15, b9) (15, b10); (14, b14) (14, b15) (15, b14) (15, b15). Nach dieser Erfassung werden die vorher erwähnten Berechnungen nach Gleichungen (2A) und (2B) durchgeführt, um die Adressen (14, b5), (14, b10) und (15, b15) für die ungefähren bzw. angenäherten Zentralkoordinaten der Muster 100, 102 und 104 abzuleiten. Wenn sich der Ziel-Anschlußstreifen in einer Mittenposition zwischen den drei Mustern befindet, wird die Adresse (14, b10) des Musters 102 als Kern bzw. Zentrum dieses Anschlußstreifens festgestellt.

0300U/0920

Die Operation zur Ermittlung des Ziel-Anschlußstreifens anhand der Kontur des Chips 10 läßt sich ebenfalls im Anschlußstreifen-Positionsdetektor 40 durchführen.

Im folgenden sei der Fall betrachtet, in welchem eine Adresse der Videoinformation E4, die größer ist als der Schwellenwertpegel S1, beim Muster gemäß Fig. 5 festgestellt werden soll. In diesem Fall sind die Positionen, welche über dem Pegel S1 liegen die Informationspegel darstellen, für die Anschlußstreifen H₁ bis 11, durch die schraffierten Bereiche dargestellt. Für das Muster des Anschlußstreifens 11- werden beispielsweise die Positionen (13, b9) (14, b9) (14, b10) (15, b9) und (15, b10) als die Adressen ermittelt, welche Informationspegel mit einer über dem Pegel S1 liegenden Größe darstellen. Diese Adressen werden zur Bildung einer Adressengruppe aneinander gereiht. Im Falle von Fig. 5 wird das Muster des Anschlußstreifens 11₂ weiterhin in anderen Positionen als denen der erwähnten Adressengruppe erfaßt. Wie in Fig. 6 durch die scharffierten Bereiche angegeben, werden durch die Bildaufnahmevorrichtung 24 die ümfangsrandbereiche um den Anschlußstreifen 11₂ auch in den Positionen (13, b10) (13, b11) (14, b8) (14, b11) (15, b8) (15, b11) und (16, b10) abgegriffen. Obgleich die Umfangsrandmuster auf diese Weise festgestellt werden, liegen die Informationspegel der Adressen für diese Positionen unter dem Schwellenwertpegel S1, so daß bei Benutzung des Pegels Sl für die Bildaufnahme die Randmuster um den Anschlußstreifen 11- herum nicht aufgenommen werden können« um diese Umfangs- bzw. Randmuster aufzunehmen, wird ein Schwellenwertpegel S3 wie folgt eingestellt:

S3 ■ (?H - eL)/7 χ 2 + eL (4)

Gleichung (4) wird anhand verschiedener Simulationsversuche empirisch aufgestellt* doch kann sie von Fall zu Fall modifiziert werden. Der auf diese Weise ermittelte Schwellenwert-

030014/0920

pegel S3 wird als Schwellenwertpegelinformation E3 dem Komparator 36 eingegeben, so daß Utnfangsrandmuster ermittelt werden können. Auf diese Weise können die Adressen um die Adresse (entsprechend dem doppelt schraffierten (meshy) Bereich gemäß Fig. 5) für die bereits berechneten Zentralkoordinaten des Anschlußstreifens 11- mit dem Pegel S3 verglichen werden, wobei nur die (in Fig. 6 einfach schraffierten Bereiche) Adressen über diesem Pegel S3 vom Komparator 36 dem Detektor 38 eingespeist werden.

Unter Zugrundelegung der auf diese Weise erhaltenen Informationen stellt der Positionsdetektor 40 den Ziel-Anschlußstreifen auf folgende Weise fest: Es sei angenommen, daß der Anschlußstreifen 11₂ gemäß Fig. 5 und 6 den Ziel-Anschlußstreifen 11₂ darstellt. Der Detektor 38 speichert die Adressendaten an den durch die Schraffurlinien am Anschlußstreifen 11, (Fig. 5) dargestellten Positionen als Informationspegel, welche den Schwellenwertpegel S1 übersteigt, und er speichert die Adressendaten an den Positionen gemäß den schraffierten Bereichen um den Anschlußstreifen 11₂ (Fig. 6) herum als Informationspegel, welche größer sind als der Schwellenwertpegel S3, aber kleiner als der Pegel S1. Diese Daten werden vom Positionsdetektor 40 selektiv abgenommen und zum Speicher 32 übermittelt.

Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren berechnet der Detektor 38 auf der Grundlage der Gleichungen (2A) und (2B) die ungefähren bzw. angenäherten Koordinaten um das schraffierte Muster am Anschlußstreifen 11₂ gemäß Fig. 5. Gemäß Fig. wird die Position (14, b10) in Form von angenäherten Koordinaten ermittelt, und die Adressendaten für die Position mit höherem Informationspegel als dem Pegel S3 werden selektiv durch den Positionsdetektor 40 ausgezogen. Mit anderen Worten: die Adressendaten (13, b9) (13, b10) (13, b11) (14, b8) (14, b9) (14, b10) (14, b11) (15, b8) (15, b9) (15, b10) (15, b11) (16, b10) die auf dem Anschlußstreifen 11₂ gemäß

030014/0920

Fig. 5 und 6 schraffiert sind, werden vom Detektor 38 zum Detektor 40 übermittelt. Daraufhin werden diese Adressendaten durch den Speicher 32 zur Anschlußstreifenpositions-Rechnerschaltung 42 übertragen.

In der Rechnerschaltung 42 werden die Videoinformationen E4, die in den durch die schraffierten Bereiche in Fig. 5 und 6 angegebenen Adressen gespeichert sind, einer Additionsoperation unterzogen. Hierdurch werden die Summen (totals) der Abtastzeilen 13 bis 16 (T13 bis T16) und die Summen der Bildelementpositionen b8 bis b11 (Tb8 bis Tb11) erhalten. Anhand dieser Summen werden die Zentral- bzw. Mittenposition der Abtastzeilen und die Bildelemente für den Ziel-Anschlußstreifen 11- auf folgende Weise ermittelt: Zunächst wird die Summe T der Informationspegel, welche die Gesamtfläche des festgestellten Ziel-Anschlußstreifens 11₂ beinhaltet, nach folgender Gleichung berechnet;

Σ TU = Σ Tb j = T (5)

i j

Die Berechnung der Mittenposition erfolgt nach folgenden Gleichungen ί

Σ TAi > T/2 (6)

Σ Tbj > T/2 (7)

Wie vorher, sind hierbei der Informationspegel des schraffier ten Bereichs des Anschlußstreifens 11- (Fig. 5 und 6) durch den Pegel "1* und der Informationspegel des weißen Bereichs durch den Pegel *0" ausgedrückt. Unter dieser Voraussetzung ergibt sich aus Gleichung (5):

6 ^u

τ _β Σ TAi - Σ Tbj ■ 12

i«3 I-«

G30GU/GS2G

Daher gilt T/2 = 6.

Da T13 ■ 3 und T14 = 4, ist die Gleichung bzw. Bedingung (6) erfüllt, wenn i = 4, d.h. T13 + T14 = 7. Das Zentrum der Abtastzeile wird somit 14 für i = 4. Da weiterhin Tb8 = 2, Tb9 = 3 und Tb10 = 4, ist die Gleichung bzw. Bedingung (7) erfüllt, wenn j = 10, d.h. Tb8 + Tb9 + Tb10 = 9. Demzufolge wird das Zentrum des Bildelements bj zu b10 für j = 10.

Anhand der so bestimmten Position (14, b10) des Anschlußstreifens 11₂ läßt sich der Abstand der tatsächlichen Mittenposition des Anschlußstreifens 11- von der Position (14, b10) wie folgt ermitteln: In Fig. 7 sind eine geometrische Mittenposition des Ziel-Anschlußstreifens bzw. die Ist-Position mit A und die Position (14, b10) mit B bezeichnet. Heiterhin sind die waagerechte Erstreckung und die lotrechte Erstreckung des Anschlußstreifens 11₂ mit Px bzw. Py bezeichnet. Die Verschiebung zwischen den Positionen A und B in x-Richtung ist als Δχΐ angegeben, während die Verschiebung in y-Richtung mit AyI angegeben. Die x-Richtung ist hierbei die Abtastrichtung, während die y-Richtung senkrecht dazu liegt. Diese Verschiebungen ^xI und AyI lassen sich durch folgende Gleichungen ausdrücken:

ΔΧ1 - (Tb8 + Tb9) - (TbIO + TbIl) _χ

_Δγ1 = (TU + TJU) - (Τ&5 + ΤΑ6) _{χ py}

In obigen Gleichungen (8) und (9) ist T die Summe der ausgezogenen Bildelementinformationen, die durch Gleichung (5)

030014/0920

gegeben ist. Die Operationen gemäß Gleichung (5) bis (9) werden durch die Rechenschaltung 42 durchgeführt. Die Auflösungen von Gleichungen (5) bis (7) liefern eine Position B gemäß Fig. 7. Je nach dem durch Auflösung von Gleichungen (8) und (9) ermittelten Verschiebungen xl und yl und der Position B werden die Daten errechnet, welche die tatsächliche bzw. Ist-Position A des Anschlußstreifens 11-darstellen. Die von der Rechnerschaltung 42 gelieferten Berechnungsdaten werden an eine nicht dargestellte Anschlußmaschine (bonding machine) ausgegeben. Durch diese eingehenden Daten wird die Anschlußmaschine so gesteuert, daß der Anschluß der Zuleitungen mit einem Ziel in Position A erfolgt. Die Position B zur Ableitung der Position A wird, wie erwähnt, anhand der ermittelten Musterinformationen berechnet.

Für die Bestimmung einer Position zur Berechnung der Position A läßt sich auch ein anderes Verfahren anwenden. Wie erwähnt, werden die Anschlußstreifenpositionen auf dem Halbleiter-Chip beim Entwurf bzw. bei der Konstruktion festgelegt. Infolgedessen ist die Position auf der Tragplatte der Anschlußmaschine, in welcher der Chip angeordnet ist bzw. werden soll, im voraus bekannt, obgleich diese Position mit einem geringfügigen Fehler behaftet ist.

Gemäß Fig. 7 ist der Halbleiter-chip 10 auf einer nicht dargestellten Tragplatte richtig angeordnet, wobei die Position, in welcher sich das Zentrum des Anschlußstreifens H₂ befinden soll, z.B. bei {13, b9) liegt, Die vorbestimmte Mittenposition (13* b9) ist mit C bezeichnet. Wenn der Chip 10 verschiebungsfrei auf der Tragplatte angeordnet ist, koinzidieren die Positionen A und C miteinander.

Es sei angenommen, daß die Größe des Abtastbildelements oder des Adressenblocks (Ii, bj) jx, jy entspricht. Unter dieser

G3G014/GS2G

Voraussetzung IH^t sich eine Verschiebung zwischen den Positionen B und C in x-Richtung als (b10 - b9) χ jx ausdrücken. Die entsprechende Verschiebung in y-Richtung läßt sich durch (14 - 13) χ jy ausdrücken. Die Verschiebung zwischen den Positionen B und A, d.h. Δχΐ und Ayl# läßt sich nach Gleichung (8) und (9) ermitteln. Infolgedessen bestimmt sich die Verschiebung 1x1 der Position A in x-Richtung zur Position C und die Verschiebung Iy1 in y-Richtung zur Position C nach folgenden Gleichungen:

1x1 = (b10 - b9) χ jx + 4x1 (10)

Iy1 = (14 - 13) χ jy + &.y\ (11)

Durch Auflösung von Gleichungen (10) und (11) in bezug auf die bekannte Position C läßt sich somit die tatsächliche Mittenposition A des Anschlußstreifens ermitteln.

Die Operationen (zur Auflösung) der Gleichungen (8) und (9) zwecks Ermittlung der Verschiebung oder Abweichung 4x1 und 4y1 werden in der Anschlußstreifenpositions-Rechnerschaltung 42 durchgeführt. Ersichtlicherweise brauchen jedoch die Operationen für die Gleichungen (10) und (11) nicht notwendigerweise durch die Rechnerschaltung 42 durchgeführt zu werden, vielmehr können diese Operationen auch in der nicht dargestellten Regel- bzw. Steuereinheit der Anschlußmaschine erfolgen.

Wenn zwei Lagenverschiebungen Ix und Iy gemäß Gleichungen (10) und (11) für ein und denselben Halbleiter-Chip berechnet werden, ist nicht nur die Lagenverschiebung AxO und AyO des montierten Chips relativ zu einer vorgegebenen Position auf der Tragplatte der Anschlußmaschine bekannt, sondern auch die Winkelverschiebung (Verkantung) θ der Verschiebungslage.

Fig. 8 veranschaulicht schematisch die Lagenverschiebungen 4x0 und ^yO sowie die Winkelverschiebung Θ. In Fig. 8 gibt ein

0300U/0920

in ausgezogenen Linien eingezeichneter Block ein Chip 10a an, das in einer vorgesehenen oder vorgegebenen Lage auf der Tragplatte angeordnet ist. Ein gestrichelter quadratischer Block bezeichnet einen Chip 10b, der unter einem Winkel β gegenüber der vorgegebenen Position verkantet und um Δ xO in x-Richtung sowie um Λ yO in y-Richtung verschoben ist. Die Koordinaten (X1, Y1) und (X2, Y2) von zwei Anschlußstreifen HAa und 11Bb sind bereits bekannt. Die Verschiebung {1x1, IyD des Anschlußstreifens 11Ab vom Anschlußstreifen 11Aa wird durch Erfassung der Bildelementinformation um den Anschlußstreifen 11Ab des Chips 10b herum ermittelt. Auf ähnliche Weise kann die Verschiebung (1x2, Iy2) des Anschlußstreifens 11Bb gegenüber dem Anschlußstreifen 11Ba durch Bestimmung der Bildelementinformation um den Anschlußstreifen 11Bb des Chips 10b herum ermittelt werden.

Wie durch eine die Anschlußstreifen 11Ac und 11Bc gemäß Fig. S verbindende Linie angedeutet, kreuzt eine die Anschlußstreifen 11Ab und 11Bb verbindende Linie, wenn sie einwandfrei parallel verschoben wird, eine die Anschlußstreifen 11Aa und 11Ba verbindende Linie. Der Winkel zwischen diesen Linien gibt die Schrägstellung bzw. Verkantung des Chips 10b gegenüber dem Chip 10a an. Der Winkel θ wird auf der Grundlage bereits bekannter Koordinatendaten (X1, Y1) und (X2, Y2) und der Verschiebungsdaten (1x1, IyD und (1x2, Iy2) berechnet, die durch Auflösung der Gleichungen (10) und (11) erhalten wurden. Dies bedeutet, daß sich der Winkel θ durch folgende Gleichung bestimmtϊ

β « tan - tan

Q30ÖU/092G

Unter Zugrundelegung der bekannten Daten (X1, Y1) und (1x1, IyI) sowie des nach Gleichung (12) ermittelten Winkels θ ergeben sich die Verschiebungen ^xO und ^JyO nach folgender Gleichung:

T) ■■■

cose - sine\/xr

(13) sine + cose

In Fig. 8 sind die Verschiebungen xO und yO zur Vereinfachung der Beschreibung für einen Versatz zwischen der Mittenposition 200a des Chips 10a und der Mittenposition 200b des Chips 10b dargestellt.

Die Operationen zur Auflösung der Gleichungen (12) und (13) werden durch die Rechnerschaltung 42 gemäß Fig. 2 durchgeführt, doch können sie auch durch die Regel- bzw. Steuereinheit der nicht-dargestellten Anschlußmaschine durchgeführt werden. Mittels dieser Operationen wird die Ist-Position des Chips 10b in seinem tatsächlich montierten Zustand berechnet. Die nach Gleichungen 12) und (13) erhaltenen Verschiebungsdaten Θ,ΛχΟ und AyO werden zur Steuereinheit der Anschlußmaschine übermittelt, in welcher die erforderlichen Berechnungen für den Anschlußvorgang durchgeführt werden.

Die durch die Blöcke 34, 38, 40 und 42 gemäß Fig. 2 dargestellten Baueinheiten können unter Verwendung herkömmlicher und handelsüblicher Zentraleinheiten (CPUs) und Speicher ohne die Notwendigkeit für die speziell konstruierte Ausrüstungsteile gebildet werden.

Fig. 9 veranschaulicht den konkreten Aufbau des Schwellenwertrechners 34 gemäß Fig. 2. Die digitale Bildelementinformation E2 wird einer Zentraleinheit (CPU) 34.. eingespeist, an die ein Speicher 34₂ angeschlossen ist. Die betreffenden Adressen

030014/0920

des Speichers 34₂ werden entsprechend den Pegeln der Information E2 zugewiesen. Beispielsweise sei der maximale Pegel der Information E2 mit V bezeichnet. Die Adressen 100 bis 110 sind dabei Pegeln 0 V, 0,1 V, 0,2 V, ... 1,0 V zugeordnet. Wenn sie aus 7 Bits besteht, kann jede Adresse als Binärzähler benutzt werden, der auf 2⁷ =128 zu zählen vermag. Ein solcher Binärzähler reicht also aus, um die Informationen von der Bildaufnahmevorrichtung 24 zu verarbeiten, die eine Bildelementauflösung von 6 (horizontal) χ 20 (vertikal) besitzt.

Der Pegel der Information E2 liegt in einem Bereich von 0 V bis 1,0 V. Wenn der Pegel der Information E2 beispielsweise 0,5 V beträgt, wird der Inhalt der diesem Pegel von 0,5 V zugeordneten Adresse 105 um "1" erhöht. Wenn der Pegel der Information E2 gleich 1,0 V ist, wird auf ähnliche Weise der Inhalt des Registers der Adresse 110 um "1" erhöht. Auf ähnliche Weise werden 120 Teile bzw. Einheiten der Information E2 aufeinanderfolgend in die Adressen 100 bis 110 geladen. Der Einfachheit halber sind die Pegel 0 V bis 1,0 V mit ei U=O bis 10) und die Inhalte der Adressen 100 bis 110 mit ηj (j = 100 bis 110) bezeichnet. Im folgenden sei angenommen, daß das Auftreten der Informationen E2 mit jedem Pegel während eines Abtastvorgangs mit der Verteilung gemäß folgender Tabelle 1 erfolgt.

0300U/0920

Tabelle 1

Pegel ei Adressen Inhalte der (XV) Register nj (Decimal) ^{XV}

eO	0/0	100	O	0,0
el	0_#l	101	10	l_;0
e2	0,2	102	20	4,0
e3	0,3	103	15	⁴I⁵
e4	0,4	104	10	4,0
e5	0,5	105	5	2,5
e6	0,6	106	10	6_;0
e7	0,7	107	10	7,0
e8	0,8	108	15	12,0
e9	0,9	109	20	18,0
elO	1,0	110	5	5,0

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, erscheint bei einer Abtastung eines Bildfelds die Information E2 entsprechend dem Pegel 0,1 V zehnmal, während die Information E2 entsprechend dem Pegel 0,9 V zwanzigmal erscheint. Für jede Abtastung mit 120 Bildelementen findet die Klassifizierung gemäß Tabelle 1 statt. Der Inhalt ηj des Registers in der Adresse ändert sich, so oft sich ein von der Bildaufnahmevorrichtung 24 erfaßtes Muster ändert, ein anderer Chip 10 vorhanden ist oder die Beleuchtungsbedingungen des Chips 10 variieren.

030014/0920

2S39396

Gemäß der Klassifizierung nach Tabelle 1 werden die Inhalte ηj des Registers zur Zentraleinheit 34. in der Reihenfolge der Adressen 110 bis 100 ausgelesen. Bei Eingang dieser Inhalte speichert die Zentraleinheit 34. Seinj auf, bis die aufgespeicherte Größe Enj der Registerinhalte eine vorgegebene Größe P erreicht. Der vorher genannte mittlere Höchstwert eH bestimmt sich durch folgende Gleichung:

(Zeinj)/P

Wenn beispielsweise gemäß Tabelle 1 P = 40 gilt, bestimmt sich der mittlere Höchstwert eH wie folgt:

elOnllO + e9nlO9 + e8nlO8

ν. 3^o _v _H _{0/88 v}

Die vorgebene Größe P wird beispielsweise auf der Grundlage der Oberfläche des Anschlußstreifens bestimmt.

Wenn der mittlere Höchstwert eH ermittelt wird, wird der Inhalt ηj des Registers fortlaufend zur Zentraleinheit 34₁ ausgelesen, und zwar in der Reihenfolge von einem kleinen Pegel ei bis zu einem hohen Pegel ei, d.h. in der Reihenfolge der Adressen IGG bis 11G. Hierauf speichert die Zentraleinheit Sein j auf, bis En j eine vorgegebene Größe Q erreicht. Der mittlere Mindestwert eL läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

030014/0920

£l - Zeinj/Q (15)

Wenn Q gemäß Tabelle 1 beispielsweise 60 ist, bestimmt sich der mittlere Mindestwert eL wie folgt:

e0nl00+elnl01+e2nl02+e3nl03+e4nl04+e5nl05 eL ■ ö

. 0,0+Μ+4,0+4,5+4.0+2,5 _v - ¹⁶E⁰ V = 0 27 V

Die vorgegebene Größe Q bestimmt sich auf der Grundlage der Oberfläche der Bildaufnahmeelemente der Aufnahmevorrichtung 24 (z.B. 1/2 oder mehr der Oberfläche der Bildaufnahmeelemente) . Die ersten drei Schwellenwertpegel S1 bis S3
werden durch die Zentraleinheit 34₁ unter Benutzung der so
berechneten Größen eH (= 0,88 V) und eL {= 0,27 V) und der
Gleichungen (1) bis (4) wie folgt berechnet:

_{sl β}

0300U/0920

Diese Schwellenwertpegel S1 bis S3 werden von der Zentraleinheit 34. als Schwellenwertpegelinformation E3 ausgegeben. Anhand der Schwellenwertpegel S1 bis S3 und Tabelle 1 ist es ersichtlich, daß 60 Stücke bzw. Einheiten der BiIdelementinformation, in Adressen 106 bis 110 entsprechend einem Pegel von höher als S1 (= 0,58 V) klassifiziert, den Mittelteil des Anschlußstreifens bezeichnen. Fünf Einheiten der Bildelementinformation, klassifiziert zur Adresse 105 entsprechend einem Pegel von unter S1 (= 0,58 V), aber über S3 (- 0,44 V), bezeichnen den ümfangs- bzw. Randbereich des Anschlußstreifens. Wenn der Scheibenpegel zur Bestimmung der Chip-Kante größer ist als S2 (= 0,36 V), aber kleiner als S3 ist (= 0,44 V), bezeichnen 10 Einheiten der Bildelementinformation, in Adresse 104 zusammengefaßt, eine Position auf der Chip-Kante.

Fig. 10 veranschaulicht eine Abwandlung der Kombination aus dem Musterdetektor 38 und dem Komparator 36 gemäß Fig. 2. Die Videoinformation E4 wird in einem Speicher 300 zwischengespeichert, der mit einer Zentraleinheit (CPU) 302 verbunden ist, welcher die Schwellenwertinformation E3 eingespeist wird. Die Zentraleinheit 302 liest sequentiell den Inhalt des Speichers 300 aus, um den ersten Schwellenwertpegel S1 in der Information E3 mit dem Inhalt des Speichers 300 zu vergleichen. Wenn die Adresse festgestellt wird, in welcher Inhalte mit einem den Pegel S1 übersteigenden Pegel gespeichert sind, erfaßt die Zentraleinheit 302 eine Adresse, in welcher die Inhalt mit einem über dem dritten Schwellenwertpegel SI liegenden Pegel gespeichert sind und die sich neben der Adresse befindet, welche einen über dem Pegel S1 liegenden Inhalt besitzt. Die auf diese Weise festgestellten Adressendaten werden als Daten E8 ausgegeben, welche das Soll- bzw, Ziel-Anschlußstreifenmuster bezeichnen. Die

0300U/0920

vorstehend beschriebene Operation wird für alle Adressen des Speichers 300 durchgeführt, und die Inhalte dieser Adressen werden mit zwei Schwellenwertpegeln S1 und S3 verglichen.

Wie vorstehend beschrieben, wird ein Bild des Halbleiter-Chips 10, d.h. ein besonders helligkeitsverstärktes Bild des Anschlußstreifens 11, als Bildelementsignal in einem Abtastbereich erfaßt oder gemessen, diskriminiert nach Abtastzeile und Bildelement, wobei die Musterinformation von der Mustererfassung erhalten wird. Unter Benutzung der Musterinformation wird das Muster oder Schema des Anschlußstreifens in einer Soll- bzw. Zielposition gewählt, und die Verschiebung gegenüber dieser Sollposition wird von der Bildelementinformation im selben Muster abgeleitet, wobei weiterhin eine Winkelverschiebung des Halbleiter-Chips auf dieselbe Weise festgestellt wird. Die Genauigkeit der Erfassung oder Feststellung ist daher im Vergleich zum bisherigen Meßverfahren, welches die Randkante des Chips als Bezugspunkt benutzt, außerordentlich hoch. Im Gegensatz zum bisherigen Verfahren wird weiterhin die Position bzw. Lagenausrichtung des Ziel-Anschlußstreifens 11 unmittelbar festgestellt, so daß nachteilige Einflüsse, wie fehlerhafte Abtastung aufgrund einer abgeplatzten oder abgebrochenen Randkante, ausgeschaltet werden. Erfindungsgemäß ist weiterhin keine auf dem Chip selbst vorgesehene Meßmarke erforderlich, so daß die erfindungsgemäße Lagenabtastvorrichtung von den mit der Verwendung der Meßmarke verbundenen, ungünstigen Einflüssen frei ist und das umständliche Anbringen der Meßmarken entfällt. Erfindungsgemäß können somit ersichtlicherweise eine Anschlußvorrichtung, welche die Lagenausrichtung mit hoher Genauigkeit vorzunehmen vermag, realisiert und die durch diese Maschine durchzuführenden Anschlußarbeiten ohne weiteres automatisiert werden. Darüber hinaus erfolgt die Mustererfassung auf der Grundlage des Schwellenwerts S, der in Abhängigkeit von der

0300U/092Q

Bildelementinformation festgelegt wird und daher vom Zustand der Chip-Oberfläche unabhängig ist, so daß diese Mustererfassung in stets gleichbleibender Weise erfolgen kann.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können die Zahl der Abtastzeilen des Videosignals sowie die Zahl der Bildelemente beliebig zweckmäßig gewählt werden. Die erfindungsgemäße Lagenabtastvorrichtung ist für jede beliebige Form des Anschlußstreifen-Musters verwendbar und nicht auf die in den Figuren dargestellte Form beschränkt«

Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß ein Anschlußstreifen-Muster des Halbleiter-Chips in Form eines optischen Bilds abgenommen, und die Position bzw. Lagenausrichtung des Chips kann ohne weiteres und mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, Indem die Mustererfassung und der Pegel eines hieraus resultierenden Bildelementsignals zugrundegelegt tferden. Die Vorrichtung besitzt außerdem einen einfachen Aufbau, und sie läßt gleichzeitig die unmittelbare Erfassung der Lagenausrichtung eines Ziel-Anschlußstreifens unabhängig von einer Randverschiebung oder -verformung des Chips zu. Bei Anwendung der Erfindung auf eine Anschlußmaschine kann diese daher unter Gewährleistung zufriedenstellender Genauigkeit vollautomatisiert werden.

Obgleich vorstehend nur einige derzeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben sind, sind dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen dsr Erfindung abgewichen wird.

G3GG14/G92G

e e r s e

Claims

Patentansprüche

Lagenabtastvorrichtung mit einer Bildaufnahmeeinheit (24, 30) zur elektrischen Abtastung oder Erfassung einer Muster-Lagenausrichtung auf einem der Lagenprüfung zu unterziehenden Chip mittels einer optischen Einrichtung (18, 20, 22) durch Beleuchtung des Chips und einer Einrichtung (32 - 42) zur Berechnung der Soll- bzw. Zielmusterposition auf dem Chip auf der Grundlage einer von der Bildaufnahmeeinheit (24, 30) gelieferten Bildelementinformation, dadurch gekennzeichnet, daß die die Soll- bzw. Zielmusterposition berechnende Einrichtung (32 - 42) die folgenden Arbeitsgänge durchführt:

(a) Ermittlung eines ersten Schwellenwertpegels (S1 nach Formel (1)) zum Diskriminieren des Mittelbereichs des Soll- bzw. Zielmusters (11₂) ^{auf der} Grundlage der Pegelverteilung der Bildelementinformation (E2) entsprechend Mustern (11.. - 113) auf dem Chip (10) und eines zweiten Schwellenwertpegels S3 in Formel (4)) zum Diskriminieren des Randbereichs des Soll- bzw. Zielmusters (11-) auf derselben Grundlage;

030014/0920

ORIGINAL INSPECTED

(b) Gewinnung einer Bild- oder Videoinformation (E4) auf der Grundlage der Bildelementinformation (E2) unter Bezugnahme auf den ersten Schwellenwertpegel (S1);

(c) Gewinnung einer Videoinformation (E4) entsprechend dem Randbereich des Soll- bzw. Zielmusters CMo) ^au^ der Grundlage der BiideleTnentinformation (E2) unter Bezugnahme auf den zweiten Schwellenwertpegel (S3); und

(d) Berechnung einer Position bzw. Lagenausrichtung des Sail- bzw. Zielmusters (11₂) anhand der gewonnenen Videoinformation unter Bezugnahme auf ersten und zweiten Schwellenwertpege1.

2. Lagenabtastvorrichtung mit einer Bildaufnahmeeinheit (24, 30) zur elektrischen Abtastung oder Erfassung einer Muster-Lagenausrichtung auf einem der Lagenprüfung zu unterziehenden Chip mittels einer optischen Einrichtung (18, 20, 22) durch Beleuchtung des Chips und einer Einrichtung f32 - 42) zur Berechnung der Poll- bzw. Zielmusterposition auf dem Chip auf der Grundlage einer von der Bildaufnahmeeinheit (24, 30) gelieferten Bildelementinfor^ation, dadurch gekennzeichnet, daß die die Soll- bzw. Zielmusterposition berechnende Einrichtung {32 - 42) die folgenden Arbeitsgänge durchführti

(a) Ermittlung eines dritten Schwellenwertpegels (S2 in Formel (3)} zum Diskriminieren einer Kontur bzw. eines Umrisses des Chips (10) auf der Grundlage einer Pegelverteilung der Bildelementinformation ΪΕ2) entsprechend den Randlinien (L1 - L4) des Chips (10);

(b) Gewinnung einer Bild- oder Videoinformation (E4) entsprechend den Randlinien (L1 - L4) anhand der Bildelementinformation (E2) unter Bezugnahme auf den dritten Schwellenwertpegel (S2);

ic) Bestimmung der Position oder Lagenausrichtung der Kontur bzw« des Umrisses des Chips (10) auf der Grundlage der Videoinformation (E4) unter Bezugnahme auf den dritten Schwellenwertpegel (S2); und

030014/0920

(d) Berechnung einer Position oder Lagenausrichtung des Sollbzw. Zielmusters (11) auf dem Chip (1 0), dessen Musteranordnung vorher festgelegt worden ist, anhand der Konturoder Umrißposition des Chips (10).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinrichtung (32 - 42) v>iterhin die folgenden Schritte durchführt:

Zwischenspeicherung der Bildelementinformation (E2) und Gewinnung einer Videoinformation (E4) entsprechend dem Mittenbereich und dem Randbereich des Soll- bzw. Zielmusters (11₂) durch fortlaufenden Vergleich des Pegels der Videoinformation (E4) entsprechend dem in der vorhergehenden Operation gespeicherten Inhalt mit erstem und zweitem Schwellenwertpegel (S1 bzw. S3) zur Berechnung einer Position oder Lagenausrichtung des Soll- bzw. Zielmusters (1I₂)·

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinrichtung (32 - 42) weiterhin die folgenden Operationen durchführt:

Zwischenspeicherung der Bildelementinformation (E2) und sodann - nach Gewinnung des dritten Schwellenwertpegels (S2) Gewinnung einer Videoinformation (E4) entsprechend den Randlinien (L1 - L4) des Chips (10) durch fortlaufendes Vergleichen des Pegels der Videoinformation (E4) entsprechend dem in der vorhergehenden Operation gespeicherten Pegel mit dem dritten Schwellenwertpegel (S2) zur Berechnung der Position bzw. Lagenausrichtung des Soll- bzw. Zielmusters

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin die folgenden Operationen durchgeführt werden:

Berechnung der Summe (T) der Pegel der gewonnenen Videoinformation (E4) zur Berechnung der Position bzw. Lagenausrichtung des Soll- bzw. Zielmusters (11₂);

03001A/0920

-⁴- 2S39396

Ableitung (obtaining) erster Zwischensummen (TIi) der Pegel der Videoinformation für die betreffenden Zeilen auf einer X-Achse einer Anordnung von lichtempfindlichen Elementen in der Bildaufnahmeeinheit (24, 30) und zweiter Zwischensummen (Tbj) der Pegel der Videoinformation für die betreffenden Zeilen auf einer Y-Achse der Anordnung der lichtempfindlichen Elemente; Bestimmung einer angenommenen (presumptive) Mittellinie der X-Achse, wenn eine durch fortlaufende Summierung oder Aufspeicherung der ersten Zwischensummen gebildete erste akkumulative Größe (ETIi) die Hälfte der Pegelsumme (ETli>T/2) übersteigt, auf der Grundlage der Zahl (i) der ersten Summierungen bzw. Aufspeicherungen, und Bestimmung einer angenommenen Mittellinie der Y-Achse, wenn eine zweite akumulative Größe <ETbj) die Hälfte der Pegelsumme (ETbj>T/2) übersteigt, auf der Grundlage der Zahl (j) der zweiten Summierungen bzw. Aufspeicherungen; Gewinnung oder Ableitung (obtaining) einer ersten Differenz ((Tb8+Tb9) - (Tb10+Tb11)) für eine Differenz zwischen den Summen der zweiten Zwischensummen (Tbj) im rechten und linken Bereich in bezug axif die angenommene Y-Achsen-Mittellinie, Bestimmung (obtaining) einer ersten Abweichung ₍) _{durch Dividieren der ersten Dif}.

ferenz durch die Pegelsumme (T), und Bestimmung (obtaining) einer ersten Verschiebung (dx1 nach Formel (8)) auf der X-Achse durch Multiplizieren der ersten Abweichung mit einem ersten Entfernungs- oder Abstandskoeffizienten (Px); Bestimmung oder Ableitung (obtaining) einer zweiten Differenz ((T13+T14) - (T15+T16)) für eine Differenz zwischen den Summen der ersten Zwischensuismen (TIi) im oberen und unteren Bereich in bezug auf die angenommene X-Achsen-Mittellinie, Bestimmung einer zweiten Abweichung j^ _änrch Dividieren der zweiten Differenz durch die Pegelsumme (T), und Bestimmung einer zwei-

030014/0920

ten Verschiebung (Ay1 nach Formel (9)) in Y-Richtung durch Multiplizieren der zweiten Abweichung mit einem zweiten Abstandskoeffizienten (Py); und

Bestimmung der Koordinaten für eine tatsächliche bzw. Ist-Mittenposition (A; Fig. 7) des Zielmusters anhand einer angenommenen Mittenposition (B; Fig. 7), die einen Uberschneidungspunkt auf der angenommenen X-Achsen-Mittellinie und der angenommenen Y-Achsen-Mittellinie darstellt, sowie der ersten und zweiten Verschiebungen (Δχ1 bzw.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Schritte durchgeführt werden: Ableitung eines ersten Produkts ((b10-b9) χ jx) durch Multiplizieren einer Differenz (b10-b9) zwischen dem Videoinformationspegel (b10) der Y-Achsen-Elementzeile für die angenommene Mittenposition und dem Videoinformationspegel (b9) auf der X-Achsen-Elementzeile für die bekannte Position (C) mit dem Entfernungs- bzw. Abstandskoeffizienten (jx) der X-Achsen-Elementzeile zur Bestimmung (obtaining) einer Verschiebung zwischen der bekannten Position (C; Fig. 7), welche die Zielmusterposition des Chips mit einem bekannten Muster darstellt, und der angenommenen Mittenposition (B; Fig. 7);

Bestimmung einer dritten Verschiebung (1x1 = (b10-b9) χ jx + Ax¹I; Formel (10)) zwischen der angenommenen Mittenposition (B) und der bekannten Position (C) in X-Achsen-Richtung durch Addieren der ersten Verschiebung ( x1) zur ersten Produktgröße;

Ableitung (obtaining) einer zweiten Produktgröße ((14-13) χ jy) durch Multiplizieren einer Differenz (14-13) zwischen dem Videoinformationspegel (14) der X-Achsen-Elementzeile für die angenommene Mittenposition (B) und dem Videoinformationspegel (13) der X-Achsen-Elementzeile fjür die bekannte Position (C) mit dem Entfernungs- bzw. Abstandskoeffizienten (jy) der Y-Achsen-Elementzeile;

0300U/0920

Bestimmung einer vierten Verschiebung (Iy1 = (14-13) χ jy + Δγ1; Formel (11)) zwischen der angenommenen Mittenposition (B) und der bekannten Position (C) in Y-Achsen-Richtung durch Addition der zweiten Verschiebung (AyD zur zweiten Produktgröße; und

Bestimmung oder Festlegung der die tatsächliche bzw. Ist-Mittenposition (A; Fig. 7) des Zielmusters (11?) darstellenden Koordinaten auf der Grundlage der Koordinaten für die bekannte Position (C), der dritten Verschiebung (1x1) und der vierten Verschiebung (Iy1).

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin die folgenden Schritte durchgeführt werden:

Berechnung von zumindest zwei Zielmusterpositionen (11Aa, 11Bb; Fig. 8) und Berechnung einer Neigung oder Verkantung (Θ) und einer Verschiebung (dxO, 4iyO) der tatsächlichen bzw. Ist-Position des Chips (10b) relativ zur vorbestimmten Position des Chips <10a) anhand der Bezugspositionen (11Aa, 11Ba) entsprechend diesen Zielmustern und den berechneten Zielmusterpositionen (11Ab, 11Bb); und Berechnung von zwei oder mehr Zielmusterpositionen in der tatsächlichen bzw. Ist-Position des Chips i1Gb) anhand von das bekannte Muster des Chips, die Neigung (Θ) und die Verschiebung (4x0, AyO) angebenden Daten.

03QQU/Ö32Q