CH698491B1 - Verfahren zum Einrichten eines Automaten für die Montage von Halbleiterchips. - Google Patents

Abstract

Beim Einrichten eines Montageautomaten für die Montage von Halbleiterchips werden die Referenzdaten, die den Substratplatz bzw. die Soll-Lage des Halbleiterchips auf einem Substratplatz und damit auch die Soll-Lage des Klebstoffmusters auf dem Substratplatz charakterisieren, nur ein einziges Mal gelernt und an die weiteren Prozesspunkte übertragen. Die an einem ersten Prozesspunkt in Bezug auf Bildinformationsdaten, die den Substratplatz darstellen, definierten Referenzdaten werden in ein metrisches Koordinatensystem transformiert und an den zweiten Prozesspunkt übertragen.

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einrichten eines Automaten für die Montage von Halbleiterchips der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

  

[0002]    Die Montage von Halbleiterchips auf einem Substrat erfolgt mittels eines in der Fachwelt als Die Bonder bekannten Montageautomaten. Die zahlreichen, gleichartigen Halbleiterchips eines Wafers haften auf einer in einen Rahmen eingespannten Folie. Ein Wafertisch nimmt den Rahmen auf und stellt die Halbleiterchips für die Montage bereit. Die Substrate werden von einem Transportsystem taktweise einer Dispensstation, wo Klebstoff aufgetragen wird, und dann einer Bondstation, wo der Halbleiterchip aufgebracht wird, zugeführt. Die Entnahme des Halbleiterchips vom Wafertisch und dessen Platzierung auf dem Substrat erfolgt mittels eines sogenannten Pick and Place Systems.

  

[0003]    Solche Montageautomaten sind beispielsweise aus der EP 923 111 oder der EP 1 480 507 bekannt.

  

[0004]    Die Verarbeitung der Halbleiterchips erfolgt an drei Hauptprozesspunkten, die als Pick Prozesspunkt, Dispense Prozesspunkt und Bond Prozesspunkt bezeichnet werden. Der Wafertisch stellt den nächsten zu montierenden Halbleiterchip am Pick Prozesspunkt bereit. Eine Kamera nimmt ein Bild des bereitgestellten Halbleiterchips auf und ein Bildverarbeitungsmodul ermittelt aus dem Bild die Lage und Orientierung des Halbleiterchips. Das Transportsystem transportiert das Substrat zur Dispensstation und stellt den nächsten Substratplatz für das Auftragen von Klebstoff am Dispense Prozesspunkt bereit. Eine Kamera nimmt ein Bild des bereitgestellten Substratplatzes auf und ein Bildverarbeitungsmodul ermittelt aus dem Bild die Lage und Orientierung des Substratplatzes.

   Das Transportsystem transportiert das Substrat anschliessend von der Dispensstation zur Bondstation, wo der nächste zu bestückende Substratplatz am Bond Prozesspunkt bereitgestellt wird. Eine Kamera nimmt ein Bild des bereitgestellten Substratplatzes auf und ein Bildverarbeitungsmodul ermittelt aus dem Bild die Lage und Orientierung des Substratplatzes, so dass das Pick and Place System den Halbleiterchip am Pick Prozesspunkt entnehmen und am Bond Prozesspunkt auf dem Substratplatz platzieren kann.

  

[0005]    Bevor der Montageautomat den Produktionsbetrieb aufnehmen kann, müssen der Pick Prozesspunkt, der Dispense Prozesspunkt und der Bond Prozesspunkt eingerichtet werden, damit das entsprechende Bildverarbeitungsmodul aus dem von der zugehörigen Kamera aufgenommenen Bild die Lage und ' Orientierung des Halbleiterchips bzw. Substrats bestimmen kann. Dieses Einrichten wird im Fachjargon "teaching" genannt. Das Einrichten der drei Prozesspunkte erfolgt unter Mitwirkung eines Operateurs, wobei der Operateur jeden Prozesspunkt unabhängig von den beiden anderen Prozesspunkten einrichtet.

  

[0006]    An die Genauigkeit der Lage des auf dem Substrat platzierten Halbleiterchips werden heutzutage sehr hohe Anforderungen gestellt. Um die geforderten Toleranzwerte einhalten zu können, werden im Produktionsbetrieb Qualitätsmessungen durchgeführt.

  

[0007]    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mögliche Fehlerquellen, die zu einer Reduktion der erzielbaren Genauigkeit der Lage des auf dem Substrat platzierten Halbleiterchips führen, zu eruieren und eliminieren.

  

[0008]    Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3.

  

[0009]    Bei der Suche nach möglichen Fehlerquellen wurde herausgefunden, dass beim Einrichten der drei Prozesspunkte oftmals systematische Fehler entstehen, indem z.B. die Bildverarbeitungsmodule des Dispense Prozesspunkts und des Bond Prozesspunkts leicht unterschiedliche Werte für die Soll-Lage des Halbleiterchips und damit auch des Klebstoffmusters ermitteln, selbst wenn sie das gleiche Bild verarbeiten. Eine mögliche Ursache liegt darin, dass das Lernen unter verschiedenen Bedingungen erfolgte, weil beispielsweise das Blickfeld der beiden zugehörigen Kameras unterschiedlich gross ist.

  

[0010]    Erfindungsgemäss wird diese Fehlerquelle dadurch eliminiert, dass die Daten, die den Halbleiterchip charakterisieren, und die Daten, die den Substratplatz bzw. die Soll-Lage des Halbleiterchips auf dem Substratplatz und damit auch die Soll-Lage des Klebstoffmusters auf dem Substratplatz charakterisieren, nur ein einziges Mal gelernt und an die weiteren Prozesspunkte übertragen werden.

   Das Einrichten des Dispense Prozesspunkts und des Bond Prozesspunkts erfolgt gemäss den Schritten:
Definieren von Referenzdaten, die die Lage und Drehlage eines Halbleiterchips auf einem Substratplatz in Bezug auf Bildinformationsdaten beschreiben, am Dispense Prozesspunkt oder am Bond Prozesspunkt,
Bereitstellen eines Bilddatensatzes, wobei der Bilddatensatz die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten, und fakultativ auch Betriebsdaten, umfasst und wobei sich die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten auf ein metrisches Koordinatensystem beziehen,
Übertragen des Bilddatensatzes an den anderen Prozesspunkt, wobei die Bildinformationsdaten und Referenzdaten auf ein metrisches Koordinatensystem bezogen werden.

  

[0011]    Wenn mehrere Montageautomaten für den gleichen Prozess eingerichtet werden müssen, dann kann der am Dispense Prozesspunkt oder am Bond Prozesspunkt eines der Montageautomaten gelernte Bilddatensatz in gleicher Weise auf ein metrisches Koordinatensystem bezogen und an die Bildverarbeitungsmodule der anderen Montageautomaten übertragen werden.

  

[0012]    Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand der Zeichnung näher erläutert.
<tb>Fig. 1<sep>zeigt schematisch und in Aufsicht einen Montageautomaten für die Montage von Halbleiterchips auf einem Substrat,


  <tb>Fig. 2<sep>illustriert die Zusammenhänge zwischen verschiedenen Koordinatensystemen an einem Prozesspunkt,


  <tb>Fig. 3<sep>zeigt ein von einer Kamera aufgenommenes Bild mit einem Substratplatz, und


  <tb>Fig. 4<sep>veranschaulicht die Erfassung und Übertragung von Bildinformationsdaten und Referenzdaten von einem Prozesspunkt an einen anderen Prozesspunkt.

  

[0013]    Die Fig. 1 zeigt schematisch und in Aufsicht einen Montageautomaten für die Montage von Halbleiterchips auf einem Substrat, einen sogenannten Die Bonder. Der Montageautomat umfasst eine Dispensstation 1, eine Pickstation 2, eine Bondstation 3 und eine Transportvorrichtung 4 sowie weitere, für das Verständnis der Erfindung nicht nötige und daher nicht beschriebene Teile. Ein Substrat weist in der Regel mehrere Substratplätze auf, auf denen je ein Halbleiterchip montiert wird. Die Transportvorrichtung 4 transportiert die Substrate in einer als x-Richtung bezeichneten Richtung zur Dispensstation 1, dann weiter zur Bondstation 3 und dann zu einem Magazin, das mehrere bestückte Substrate aufnehmen kann.

   Die Transportvorrichtung 4 transportiert die Substrate derart, dass ein Substratplatz nach dem andern an der Dispensstation 1 zum Auftragen von Klebstoff und ein Substratplatz nach dem andern an der Bondstation 3 zur Bestückung mit einem Halbleiterchip bereitliegt. Die Dispensstation 1 umfasst eine Kamera 5 und ein Bildverarbeitungsmodul 6, die zum Dispense Prozesspunkt gehören, sowie eine Vorrichtung 7 zum Auftragen von Klebstoff. Das Auftragen des Klebstoffs erfolgt entweder mittels einer stationären Dispensdüse, die mehrere Öffnungen aufweist, durch die der Klebstoff ausgeschieden und auf dem Substrat deponiert wird, oder wie im hier gezeigten Beispiel mittels einer beweglichen Dispensdüse, die eine einzige Öffnung aufweist, durch die der Klebstoff ausgeschieden wird, und die zum Auftragen des Klebstoffes entlang einer vorbestimmten Bahn geführt wird.

   Der deponierte Klebstoff bildet auf dem Substrat ein vorbestimmtes Klebstoffmuster. In beiden Fällen sind zwei horizontale Bewegungsachsen vorhanden, um die Dispensdüse relativ zum Substrat zu positionieren bzw. zu bewegen. Die Pickstation 2 umfasst einen Wafertisch 8, der die Halbleiterchips bereitstellt, sowie eine Kamera 9 und ein Bildverarbeitungsmodul 10, die zum Pick Prozesspunkt gehören. Die Bondstation 3 umfasst eine Kamera 11 und ein Bildverarbeitungsmodul 12, die zum Bond Prozesspunkt gehören. Ein Pick and Place System 13 entnimmt einen Halbleiterchip nach dem andern vom Wafertisch 8 und platziert den Halbleiterchip auf dem an der Bondstation 3 bereitgestellten Substratplatz.

  

[0014]    Die Fig. 2 illustriert den Sachverhalt am Dispense Prozesspunkt. Die beiden Bildachsen 14, 15 des Bildes 16 der Kamera 5 (Fig. 1) stellen ein erstes Koordinatensystem KD1 mit Pixelkoordinaten dar, dessen Masseinheit Pixel sind. Die horizontalen Bewegungsachsen 17, 18 der Dispensdüse stellen ein zweites, metrisches Koordinatensystem KD2 dar, dessen Masseinheit ein Längenmass wie z.B. der Meter ist. Die Bewegung der Dispensdüse relativ zum Substrat entlang der horizontalen Bewegungsachsen 17, 18 erfolgt mittels zweier Motoren, die mit Encodern ausgestattet sind. Die Encoder liefern die Position der Dispensdüse in Koordinaten des Koordinatensystems KD2. Die Beziehung zwischen den beiden Koordinatensystemen KD1und KD2 wird über ein drittes, lokales metrisches Koordinatensystem KDhergestellt.

   In einem an sich bekannten und daher nicht näher beschriebenen Kalibrationsprozess werden
- erste Transformationsdaten TD1 ermittelt, die es ermöglichen, die Pixelkoordinaten eines Bildpunkts der Kamera 5 in Koordinaten des Koordinationssystems KD umzurechnen, und umgekehrt, und
- zweite Transformationsdaten TD2ermittelt, die es ermöglichen, die auf das Koordinatensystem KD2 bezogene Position der Dispensdüse in Koordinaten des Koordinationssystems KD umzurechnen, und umgekehrt.

  

[0015]    Analog zum Dispense Prozesspunkt stellen die Bildachsen der Kamera 11 ein erstes Koordinatensystem KB1mit Pixelkoordinaten dar, dessen Masseinheit Pixel sind, und die horizontalen Bewegungsachsen des Bondkopfs stellen ein zweites, metrisches Koordinatensystem KB2 dar, dessen Masseinheit ein Längenmass ist. Die Beziehung zwischen den beiden Koordinatensystemen KB1 und KB2wird über ein drittes, lokales metrisches Koordinatensystem KB hergestellt. Analog dazu stellen auch die Bildachsen der Kamera 9 ein erstes Koordinatensystem KP1mit Pixelkoordinaten dar, dessen Masseinheit Pixel sind. Die Beziehung zwischen den beiden Koordinatensystemen KP1 und KB2 wird über ein weiteres, lokales metrisches Koordinatensystem KPhergestellt.

   In weiteren Kalibrationsprozessen werden
- Transformationsdaten TB1 ermittelt, die es ermöglichen, die Pixelkoordinaten eines Bildpunkts der Kamera 11 in Koordinaten des Koordinationssystems KB umzurechnen, und umgekehrt,
- Transformationsdaten TB2ermittelt, die es ermöglichen, die auf das Koordinatensystem KB2 bezogene Position des Bondkopfs in Koordinaten des Koordinationssystems KB umzurechnen, und umgekehrt,
- Transformationsdaten TP1ermittelt, die es ermöglichen, die Pixelkoordinaten eines Bildpunkts der Kamera 9 in Koordinaten des Koordinationssystems KP umzurechnen, und umgekehrt, und
- Transformationsdaten TP2 ermittelt, die es ermöglichen, die auf das Koordinatensystem KB2 bezogene Position des Bondkopfs in Koordinaten des Koordinationssystems KP umzurechnen, und umgekehrt.

  

[0016]    Die Soll-Lage des Halbleiterchips auf dem Substratplatz ist definiert durch einen Referenzpunkt P und einen Winkel [phi]. Die Lage des Referenzpunkts P ist festgelegt durch zwei Koordinaten (x, y)[kappa], die die Lage des Referenzpunkts P bezüglich der beiden Achsen eines (beliebigen) Koordinatensystems K beschreiben. Der Winkel [phi][kappa] beschreibt die Drehlage des Halbleiterchips bezüglich des Koordinatensystems K. Die Koordinaten (x, y)[kappa] und der Winkel [phi][kappa] werden im Folgenden als Referenzdaten bezeichnet. Die Soll-Lage des Halbleiterchips definiert auch die Soll-Lage des Klebstoffmusters.

  

[0017]    Bevor der Produktionsbetrieb aufgenommen werden kann, muss in einem Setup Modus den beiden Bildverarbeitungsmodulen 6 und 12 beigebracht werden, wo der Referenzpunkt P auf dem von der Kamera gelieferten Bild liegt und wie der Halbleiterchip (bzw. das Klebstoffmuster) auf dem Substratplatz orientiert ist. Dies wird nun für den Dispense Prozesspunkt mit der Kamera 5 und dem Bildverarbeitungsmodul 6 näher erläutert.

  

[0018]    Die Fig. 3 zeigt ein von der Kamera 5 aufgenommenes Bild 16, in dem ein Substrat 19 mit zwei Substratplatzen 20 mit einer Chipinsel für die Aufnahme des Halbleiterchips und Anschlussflächen (sogenannte Pads) für die Verdrahtung des Halbleiterchips mit dem Substrat 19 sichtbar ist. Das von der Kamera 5 aufgenommene Bild des Substrats 19 ist ein Helligkeitsmuster, das den Substratplatz und seine Umgebung als Bild mit n*m Pixeln mit unterschiedlichen Grauwerten darstellt. Die Definition der Koordinaten (x, y)K des Referenzpunkts P und des Winkels [phi][kappa]im Setup Modus kann auf viele verschiedene Arten erfolgen, drei davon werden nachstehend erläutert:

Variante 1

  

[0019]    In das Bild der Kamera 5 wird ein grafisches Objekt eingeblendet. Ein Operateur verschiebt und dreht das grafische Objekt, bis es an der gewünschten Stelle über dem Substratplatz ist. Bei dem in der Fig. 3gezeigten Beispiel besteht das grafische Objekt aus zwei Rechtecken 24 und 25, deren Kanten parallel zueinander verlaufen. Das Rechteck 24 ist vorzugsweise etwa so gross ist wie der Substratplatz (in der Fig. 3ist es der zeichnerischen Klarheit wegen etwas grösser dargestellt) und es ist die Aufgabe des Operateurs, das Rechteck 24 so zu platzieren, dass seine Kanten mit den Seiten des Substratplatzes zusammenfallen. Die Grösse des Rechtecks 25 entspricht der Grösse des Halbleiterchips. Das Rechteck 25 illustriert, wo der Halbleiterchip liegen wird.

Variante 2

  

[0020]    Der Montageautomat optimiert die Soll-Lage des Halbleiterchips selbsttätig, wobei er helle Stellen des Bildes als dem Substratplatz zugehörig und dunkle Stellen als nicht zum Substratplatz gehörig interpretiert (oder umgekehrt). Der Montageautomat variiert auch selbsttätig relevante Betriebsbedingungen wie beispielsweise die Beleuchtungsstärke und den Fokus der Kamera, um die Bildverarbeitung unter optimalen Arbeitsbedingungen zu ermöglichen.

Variante 3

  

[0021]    Der Montageautomat optimiert die Soll-Lage des Halbleiterchips selbsttätig anhand von Markierungen, die auf dem Substratplatz angebracht sind, wobei er relevante Betriebsbedingungen ebenfalls variiert, um optimale Betriebsbedingungen zu erhalten.

  

[0022]    Zur Überprüfung durch den Operateur wird bei den Varianten 2 und 3 ein grafisches Objekt (wie z.B. das bei der Variante 1 beschriebene grafische Objekt, oder ein Fadenkreuz, etc.) in das Bild der Kamera 5 eingeblendet und der Operateur überprüft anschliessend, ob das grafische Objekt in der gewünschten Lage auf dem Substratplatz liegt.

  

[0023]    Nachdem die Soll-Lage des Halbleiterchips festgelegt worden ist, sind die Referenzdaten bekannt. In der Fig. 3 beschreibt der Winkel [phi]KD1die Drehlage des Substratplatzes bezüglich des durch die Bildachsen 14, 15 aufgespannten Koordinatensystems KD1. Das Bildverarbeitungsmodul 6 speichert einen Bilddatensatz B ab, der Bildinformationsdaten, die Referenzdaten und, fakultativ, Betriebsdaten enthält. Die Bildinformationsdaten sind Daten, die den Substratplatz charakterisieren. Diese Daten sind beispielsweise das von der Kamera als Bild gelieferte Helligkeitsmuster oder davon abgeleitete Daten.

   Das Bildverarbeitungsmodul 6 benötigt die Bildinformationsdaten im Produktionsbetrieb als Vorlage, um nun umgekehrt aus dem Bild des aktuellen Substratplatzes die zugehörigen Referenzdaten zu bestimmen, die beschreiben, wo und in welcher Drehlage das Klebstoffmuster aufzutragen ist. Das Bildverarbeitungsmodul 6 speichert die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten in Bezug auf dasjenige Koordinatensystem ab, das es für diese Aufgabe benötigt. Dies ist in der Regel das Koordinatensystem KD1, und somit werden die Werte (x, v)KD1 und [phi] KD1als Referenzdaten gespeichert. Die Betriebsdaten sind verschiedene Parameter, die die relevanten Arbeitsbedingungen beschreiben, unter denen das Bild von der Kamera 5 aufgenommen worden ist. Beispiele für die Betriebsdaten sind die Helligkeit der Beleuchtung, die Belichtungszeit, etc.

  

[0024]    Die Festlegung der Referenzdaten erfolgt am Bond Prozesspunkt erfindungsgemäss nicht mit der oben beschriebenen Lernmethode für den Dispense Prozesspunkt, sondern durch Übertragung des am Dispense Prozesspunkt ermittelten Bilddatensatzes B an den Bond Prozesspunkt. Damit die Übertragung möglich ist, müssen sich die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten auf ein metrisches Koordinatensystem beziehen.

   Die Übertragung des Bilddatensatzes B vom Dispense Prozesspunkt an den Bond Prozesspunkt erfolgt also gemäss den Schritten:
- Bereitstellen eines Bilddatensatzes B durch das Bildverarbeitungsmodul 6, dessen Bildinformationsdaten und Referenzdaten sich auf das metrische Koordinatensystem KD beziehen,
- Übertragen des Bilddatensatzes B an das Bildverarbeitungsmodul 12, wobei das Bildverarbeitungsmodul 12 die Bildinformationsdaten und Referenzdaten auf das metrische Koordinatensystem KB bezieht, das die gleichen Masseinheiten hat wie das lokale Koordinatensystem KD.

  

[0025]    Es werden also die auf das metrische Koordinatensystem KDbezogenen Bildinformationsdaten und die Referenzdaten (x, y)KD und [phi]kd übertragen. Das Bildverarbeitungsmodul 12 des Bond Prozesspunkts benützt somit den gleichen Bilddatensatz wie das Bildverarbeitungsmodul 6 des Dispense Prozesspunkts. Falls die Algorithmen des Bildverarbeitungsmoduls 12 im Koordinatensystem KB1arbeiten, dann transformiert das Bildverarbeitungsmodul 12 die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten des übertragenen Bilddatensatzes B mithilfe der Transformationsdaten TB1 aus dem Koordinatensystem KBin das Koordinatensystem KB1und speichert den transformierten Bilddatensatz als Vorlage ab.

  

[0026]    Die Erfassung des Bilddatensatzes B am Dispense Prozesspunkt und die Übertragung an den Bond Prozesspunkt ist in der Fig. 4 veranschaulicht. Die Kamera 5 liefert das Bild 16 des Substrats 19 mit dem Substratplatz 20. Dies ist links oben in der Fig. 4 dargestellt. Die Referenzdaten (p1, p2, [alpha])KD1, die die Soll-Lage des Halbleiterchips auf der Chipinsel 21 und gleichbedeutend damit die Soll-Lage des Klebstoffmusters auf der Chipinsel 21 definieren, werden wie vorstehend beschrieben definiert. Die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten (p1p2, [alpha])KD1 werden anschliessend mittels der Transformationsdaten TD1auf das metrische Koordinatensystem KDumgerechnet, so dass sie sich auf das metrische Koordinatensystem KD beziehen, und dann als Bilddatensatz an den Bond Prozesspunkt übertragen (symbolisiert durch den Pfeil 28).

   Die übertragenen Bildinformationsdaten und Referenzdaten beziehen sich nun auf das metrische Koordinatensystem KB. Sie werden mittels der Transformationsdaten TB1 umgerechnet, so dass sie sich auf das Koordinatensystem KB1 beziehen. Im Koordinatensystem KB1 haben die Referenzdaten nun die Werte (q1 q2, [beta]). Man kann also sagen, dass links oben in der Fig. 4 die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten des Bilddatensatzes B im Koordinatensystem KD1 der Kamera 5 des Dispense Prozesspunkts und rechts oben in der Fig. 4die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten des gleichen Bilddatensatzes B im Koordinatensystem KB1der Kamera 11 des Bond Prozesspunkts dargestellt sind.

  

[0027]    Die Ausgabe des Bilddatensatzes B im metrischen, von der Kamera 5 unabhängigen Koordinatensystem KD und deren Übernahme in das metrische, von der Kamera 11 unabhängige Koordinatensystem KB ermöglicht den Transfer der nötigen Daten, ohne dass kameraspezifische Kalibrationsdaten wie Kamera-Offset, Grösse des Blickfelds der Kamera, optische Verzerrungen, etc. berücksichtigt werden müssen. Es steht nun am Dispense Prozesspunkt und am Bond Prozesspunkt die gleiche Vorlage für die Auswertung der von den Kameras 5 und 11 gelieferten Bilder bereit.

  

[0028]    Selbstverständlich spielt es keine Rolle, ob der Bilddatensatz B am Dispense Prozesspunkt ermittelt und an den Bond Prozesspunkt übertragen wird oder ob der Bilddatensatz B am Bond Prozesspunkt ermittelt und an den Dispense Prozesspunkt übertragen wird.

  

[0029]    In analoger Weise nimmt die Kamera 9 in der Lernphase ein Bild des Halbleiterchips auf und das Bildverarbeitungsmodul 10 ermittelt einen Bilddatensatz C, der Bildinformationsdaten und Referenzdaten enthält, die den Halbleiterchip betreffen und auf das Koordinatensystem KP bezogen sind, und der fakultativ weitere Betriebsdaten enthält. Der Bilddatensatz C wird an das Bildverarbeitungsmodul 12 des Bond Prozesspunkts übertragen, wenn z.B. für eine Qualitätsmessung die Lage des auf dem Substrat montierten Halbleiterchips ermitteln werden muss.

  

[0030]    Dank der Erfindung müssen die Referenzdaten nur ein einziges Mal definiert werden. Dies führt zu einer höheren Montagegenauigkeit, da die Definition an allen Prozesspunkten identisch ist. Im Sinne eines Rezepttransfers kann der Bilddatensatz B auch an die entsprechenden Bildverarbeitungsmodule von weiteren Automaten für die Montage von Halbleiterchips übertragen werden.

  

[0031]    Damit im Produktionsbetrieb am Dispense Prozesspunkt der Klebstoff am richtigen Ort auf dem bereitgestellten Substratplatz aufgetragen werden kann, muss die Lage und Orientierung des Substratplatzes in Bezug auf das von den horizontalen Bewegungsachsen 17, 18 der Dispensdüse aufgespannte Koordinatensystem KD2 ermittelt werden. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Lage und Orientierung des aktuellen Bildes in Bezug auf die Lage und Orientierung des in der Vorlage gespeicherten Bildes ermittelt und daraus die zum aktuellen Bild gehörigen Referenzdaten bestimmt werden, die nun als Positionsdaten angeben, wo das Klebstoffmuster aufzutragen ist.

   Damit der Halbleiterchip auf dem anschliessend zum Bond Prozesspunkt transportierten Substratplatz platziert werden kann, müssen am Pick Prozesspunkt die Lage und Orientierung des vom Wafertisch 8 bereitgestellten Halbleiterchips in Bezug auf das von den Bewegungsachsen des Bondkopfs aufgespannte Koordinatensystem KB2 und am Bond Prozesspunkt die Lage und Orientierung des Substratplatzes in Bezug auf das Koordinatensystem KB2 bestimmt werden. Auch hier müssen also Referenzdaten ermittelt werden, die als Positionsdaten angeben, wo und in welcher Drehlage sich der Halbleiterchip auf dem Wafertisch befindet, und es müssen Referenzdaten ermittelt werden, die als Positionsdaten angeben, wo und in welcher Drehlage der Halbleiterchip auf dem Substratplatz zu platzieren ist.

  

[0032]    Im Produktionsbetrieb laufen folgende Prozessschritte ab:
Sobald die Transportvorrichtung 4 einen neuen Substratplatz bei der Dispensstation 1 bereitgestellt hat, nimmt die Kamera 5 ein Bild des Substratplatzes auf. Das Bild besteht aus n*m Pixeln. Das Bildverarbeitungsmodul 6 wertet das von der Kamera 5 aufgenommene Bild mithilfe des als Vorlage gespeicherten Bilddatensatzes B aus und liefert als Output drei metrische Koordinaten (x1, y1, [phi]1)KD, die die Soll-Lage des Klebstoffmusters bezüglich des Koordinatensystems KD darstellen.

   Dies erfolgt beispielsweise so, dass das Bildverarbeitungsmodul 6 in einem ersten Schritt die Referenzdaten in Pixelkoordinaten (p1, p2, [alpha])KD1 ermittelt, wobei das Koordinatenpaar (p1r, p2r) die Lage des Referenzpunktes P des Klebstoffmusters und der Winkel [alpha] die Drehlage des Klebstoffmusters bezüglich der Bildachsen 14, 15 der Kamera 5 bezeichnen. Aus den Pixelkoordinaten (p1 p2, [alpha])KD1werden anschliessend mithilfe der Transformationsdaten TD1 die metrischen Koordinaten (x1y1 [phi]1)KD berechnet. Die Steuereinheit für die Dispensdüse berechnet aus diesen Koordinaten (x1, y1, [alpha])kd und den Daten, die die Geometrie des Klebstoffmusters definieren, mit Hilfe der Transformationsdaten TD2 den Startpunkt und Verlauf der von der Dispensdüse zurückzulegenden Bewegungsbahn. Dann wird der Klebstoff aufgetragen.

  

[0033]    Sobald die Transportvorrichtung 4 den Substratplatz bei der Bondstation 3 bereitgestellt hat, nimmt die Kamera 11 ein Bild des Substratplatzes auf. Das Bild besteht aus k*h Pixeln. Das Bildverarbeitungsmodul 12 wertet das Bild mithilfe des (vom Dispense Prozesspunkt übertragenen und als Vorlage gespeicherten) Bilddatensatzes B aus und liefert als Output drei metrische Koordinaten (x2, y2, [phi]2)m, die die Lage des Referenzpunktes P und die Drehlage des Substratplatzes bezüglich des lokalen Koordinatensystems KB darstellen.

  

[0034]    Sobald der Wafertisch 8 den nächsten Halbleiterchip zur Abarbeitung bereitgestellt hat, nimmt die Kamera 9 ein Bild des Halbleiterchips auf. Das Bild besteht aus j*l Pixeln. Das Bildverarbeitungsmodul 10 wertet das Bild aus und liefert als Output drei metrische Koordinaten (x3, y3, [phi]3)KP, die die Lage eines Referenzpunktes Q und die Drehlage des Halbleiterchips bezüglich des Koordinatensystems KP darstellen.

  

[0035]    Die Steuereinheit für das Pick and Place System 13 berechnet aus den Koordinaten (x3, y3, [phi]3) KP mithilfe der Transformationsdaten 7P2die Position und Drehlage, die der Bondkopf anzufahren hat, um den Halbleiterchip vom Wafertisch 8 zu entnehmen, und aus den Koordinaten (x2S, y2S, [phi]2) KB und dem Winkel [phi]3 mithilfe der Transformationsdaten TP2 die Position und Drehlage, die der Bondkopf anzufahren hat, um den Halbleiterchip auf dem Substratplatz abzusetzen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Einrichten eines ersten Bildverarbeitungsmoduls (6) und eines zweiten Bildverarbeitungsmoduls (12) eines Automaten für die Montage von Halbleiterchips, umfassend die Schritte:

- Definieren von Referenzdaten, die die Lage und Drehlage eines Halbleiterchips auf einem Substratplatz (20) in Bezug auf Bildinformationsdaten beschreiben, mittels des ersten Bildverarbeitungsmoduls (6),

- Bereitstellen eines Bilddatensatzes durch das erste Bildverarbeitungsmodul (6), wobei der Bilddatensatz die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten umfasst und wobei sich die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten auf ein metrisches Koordinatensystem beziehen,

- Übertragen des Bilddatensatzes an das zweite Bildverarbeitungsmodul (12), wobei das zweite Bildverarbeitungsmodul (12) die Bildinformationsdaten und Referenzdaten auf ein metrisches Koordinatensystem bezieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bilddatensatz zusätzlich Betriebsdaten enthält.

3. Verfahren zum Einrichten von mindestens zwei Automaten für die Montage von Halbleiterchips, wobei jeder Montageautomat einen Dispense Prozesspunkt und einen Bond Prozesspunkt enthält, umfassend die Schritte:

- Definieren von Referenzdaten, die die Lage und Drehlage eines Halbleiterchips auf einem Substratplatz (20) in Bezug auf Bildinformationsdaten beschreiben, mittels eines ersten Bildverarbeitungsmoduls (6) des Dispense Prozesspunkts oder des Bond Prozesspunkts eines der Montageautomaten,

-Bereitstellen eines Bilddatensatzes durch das erste Bildverarbeitungsmodul (6), wobei der Bilddatensatz die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten umfasst und wobei sich die Bildinformationsdaten und die Referenzdaten auf ein metrisches Koordinatensystem beziehen,

- Übertragen des Bilddatensatzes an die Bildverarbeitungsmodule des Dispense Prozesspunkts und des Bond Prozesspunkts eines anderen der Montageautomaten, wobei jedes dieser Bildverarbeitungsmodule die übertragenen Bildinformationsdaten und Referenzdaten auf ein metrisches Koordinatensystem bezieht.