專利名稱：用于對準半導體材料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對準半導體晶片位置的方法，更特別地，涉及一種精確對準半導體晶片位置以將半導體晶片精確傳送到制造半導體封裝的設備中的處理位置的方法。
技術背景
通常，半導體封裝以如下方式制造，將其上以高密度集成晶體管和電容器的多個半導體封裝貼附到矩形板狀引線框架，多個半導體封裝通過絲焊(wire bonding)電連接到引線框架的焊盤，利用環(huán)氧樹脂對所得半導體封裝進行模制，并通過切單(singulation)工藝將引線框架上的半導體封裝切割成各個半導體封裝。
近來，半導體封裝的類型已經多樣化，因此已經發(fā)展出新的對半導體封裝進行切單的封裝技術。
典型地，在切單設備中，將其上形成了多個半導體封裝的晶片放在卡盤臺上，切割刀片和卡盤臺彼此相對移動，使得切割刀片將晶片切割成各個封裝。這里，切割刀片通過配置成與卡盤臺上的晶片的切割線重合的刀片接收槽，以執(zhí)行切割工藝而不與卡盤臺接觸。
不過，在將要經歷切割工藝的晶片具有圓形形狀時，例如晶片級封裝，難以使晶片的切割線與卡盤臺上的刀片接收槽精確重合，于是，在切單工藝中將晶片傳送到卡盤臺上的切割工藝的位置時，晶片可能未精確地放在卡盤臺上。
這樣，如果未在卡盤臺上精確放置晶片用于切割，則晶片的切割線未與卡盤臺上的刀片接收槽精確重合，于是切割刀片的尖端可能會在切割工藝期間碰撞卡盤臺的頂表面，對昂貴的切割刀片或卡盤臺造成損傷。
此外，將不會沿著形成矩陣形狀的切割線將晶片切割成期望形狀，從而判定半導體封裝有缺陷，這增大了制造成本并顯著降低了生產率。
因此，在將晶片諸如晶片級封裝傳送到切割工藝的位置之前，必須需要精確對準晶片位置的工藝。發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種在晶片處理設備諸如切單設備中實施的用于對準半導體晶片的方法，切單設備將其上以矩陣形式布置多個半導體封裝的半導體晶片切割成各個半導體封裝，該方法的特征在于，視覺攝像機拍攝銷孔中心和半導體封裝中心之間的布置關系以精確確定晶片在X、Y和Θ方向的位置，從而將晶片精確傳送到處理位置。 因此，可以將本發(fā)明的方法有效應用到對準新型晶片諸如晶片級封裝的方法。尤其是，本發(fā)明的方法能夠使由于設備振動等導致的誤差影響最小化，并獲得精確測量值，從而精確對準晶片的位置。
在一方面中，本發(fā)明提供一種對準半導體晶片的方法，該方法包括(a)將半導體晶片置于對準臺上；(b)通過視覺攝像機與對準臺之間的相對移動，令視覺攝像機拍攝半導體晶片上的某一區(qū)域并檢測半導體晶片上形成的矩陣狀圖案相對于參考坐標系的傾斜角度；(C)基于所測量的傾斜角度令所述對準臺旋轉預定角度(β=_α+ΝΧ90°或 β=90° -α+ΝΧ90°，其中N為整數(shù))；(d)令所述視覺攝像機和所述對準臺彼此相對移動， 從而在對準臺設置在其上的基底上形成的參考點以及所述半導體晶片上的預定點同時存在于所述視覺攝像機的視場(FOV)中，并令所述視覺攝像機檢測所述參考點和半導體晶片上的預定點之間的位置信息；(e)基于所檢測的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及(f)基于所計算的位置校正值通過水平或可旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
可以分別關于相對于半導體晶片形成在相對兩側的參考點和半導體晶片上的預定點的至少兩個對來執(zhí)行步驟(d)。
在步驟(d)中，所述視覺攝像機可以相對于所述對準臺移動，所述對準臺可以相對于所述視覺攝像機移動，或它們二者都可以彼此相對移動。
該方法還可以包括在步驟(C)和步驟(d)之間，如果所述視覺攝像機可以僅沿一個軸(例如X軸或Y軸)移動，并且如果所述對準臺沿另一軸(Y軸或X軸)方向的移動距離小于所述半導體晶片的直徑的一半，則令所述對準臺旋轉預定角度，使 得形成于半導體晶片上的至少兩個參考標記存在于所述視覺攝像機的拍攝區(qū)域中；令所述視覺攝像機分別檢測所述至少兩個參考標記中的每一個的第一位置；令所述對準臺旋轉預定角度；令所述視覺攝像機檢測所述至少兩個參考標記中的任一個的第二位置；基于所檢測的半導體晶片上的參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及基于所計算的位置校正值通過水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
該方法還可以包括，在步驟(c)之后，通過所述視覺攝像機和所述對準臺之間的相對移動令所述視覺攝像機定位在所述半導體晶片的沿一個軸(例如X軸或Y軸)方向的外周上，令所述半導體晶片旋轉90°，并令所述視覺攝像機檢測所述半導體晶片的外周上形成的凹口。
該方法還可以包括在步驟(c)和步驟(d)之間，通過所述視覺攝像機和所述對準臺之間的相對移動，檢測所述半導體晶片上形成的至少兩個參考標記的位置信息；基于所檢測的半導體晶片上的至少兩個參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值； 以及基于所計算的位置校正值通過水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
所述半導體晶片上的預定點可以是多個半導體封裝中的與參考點一起存在于視覺攝像機的FOV中的半導體封裝。
在另一方面中，本發(fā)明提供一種用于對準半導體晶片的方法，該方法包括(a)在對準臺上放置半導體晶片；(b)通過視覺攝像機和對準臺之間的相對移動，令視覺攝像機定位在半導體晶片的外周上，令所述半導體晶片旋轉，并令所述視覺攝像機檢測所述半導體晶片的外周上形成的凹口 ；(c)令所述視覺攝像機和所述對準臺彼此相對移動，從而在8對準臺設置于其上的基底上形成的參考點以及所述半導體晶片上的預定點同時存在于所述視覺攝像機的視場(FOV)中，并令所述視覺攝像機檢測所述參考點和所述半導體晶片上的預定點之間的位置信息；(d)基于所檢測的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及(e)基于所計算的位置校正值通過水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
該方法還可以包括在步驟(c)和步驟(d)之間，如果所述視覺攝像機可僅沿一個軸(例如X軸或Y軸)方向移動并且如果所述對準臺在另一個軸(Y軸或X軸)方向的移動距離小于所述半導體晶片的直徑的一半，則令所述對準臺旋轉預定角度，使得形成于半導體晶片上的參考標記存在于所述視覺攝像機的拍攝區(qū)域中；令所述視覺攝像機檢測所述參考標記的第一位置；令所述對準臺旋轉預定角度；令所述視覺攝像機檢測所述參考標記的第二位置和除所述參考標記之外的至少一個參考標記的位置；基于所檢測的半導體晶片上的參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及基于所計算的位置校正值通過水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。



將參考附圖中示出的本發(fā)明的某些示范性實施例描述本發(fā)明的以上和其他特征， 附圖中
圖I是示意性平面圖，部分地示出了根據(jù)本發(fā)明的對準半導體晶片的方法所應用到的半導體晶片切單設備的配置；
圖2到9是平面圖，順序示出在圖I的半導體晶片切單設備中實施的根據(jù)本發(fā)明一實施例的對準半導體晶片的方法；
圖10和11是平面圖，示出在圖I的半導體晶片切單設備中實施的根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導體晶片對準之后的第二校正工藝；以及
圖12是平面圖，順序示出在圖I的半導體晶片切單設備中實施的根據(jù)本發(fā)明另一實施例的對準半導體晶片的方法。
具體實施方式
下面將參考附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的對準半導體晶片的方法的優(yōu)選實施例。
首先，作為用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的對準半導體晶片的方法的半導體晶片處理設備的示例，將參考圖I簡要描述半導體晶片切單設備的配置。
半導體晶片切單設備包括加載單元10，在其上加載圓形半導體晶片W，每個晶片 W都包括布置成矩陣形式的多個半導體封裝并被加載在盒M中；對準臺11，其上放置并對準從加載單元10取出的半導體晶片W ;傳送機器人12，用于將半導體晶片W從加載單元10傳送到對準臺11 ;切割單元13，用于將從對準臺11傳送的半導體晶片W切割成各個半導體封裝；條拾取器14，用于真空吸附對準臺11上的半導體晶片W并將其傳送到切割單元13 ;以及單元拾取器17，用于真空吸附切割單元13上的半導體封裝并將其傳送到刷清潔單元15、 清洗單元16和視覺檢查單元(未示出)。
每個以上部件的操作由半導體晶片切單設備的控制器(未示出)控制。
在對準臺11上方提供視覺攝像機18，用于對對準臺11上的半導體晶片W拍照以檢測其位置。
視覺攝像機18固定到條拾取器14的一側，以與條拾取器14 一起移動，或者，視覺攝像機18可以被配置成獨立于條拾取器14沿X軸方向移動。
切割單元13包括其上放置半導體晶片W的卡盤臺19以及相對于卡盤臺19移動并切割卡盤臺19上的半導體晶片W的切割刀片20。
在卡盤臺19的上表面上形成刀片接收槽21，其中以非接觸方式接收切割刀片20 的尖端，刀片接收槽21對應于半導體晶片W上形成為矩陣形狀的封裝切割線。
因此，當相對于卡盤臺19相對移動的切割刀片20沿著切割線切割卡盤臺19上的半導體晶片W時，切割刀片20的尖端經過刀片接收槽21并切割半導體晶片W而不接觸卡盤臺19。
同時，在對準臺11上執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的對準半導體晶片的方法。這里，在能夠沿 X軸方向、沿Y軸方向和關于垂直軸沿Θ方向旋轉的X-Υ-θ臺(未示出)上設置對準臺11， 以校正置于對準臺11上的半導體晶片W的位置。移動對準臺11的X-Y-Θ臺在一距離上移動，以在不增加設備總體尺寸的范圍之內精細調節(jié)半導體晶片W的位置。
尤其是，本發(fā)明提供了通過使設備振動等導致的誤差影響最小化而精確地對準半導體晶片W的方法。
為此目的，如圖10和11所示，在將半導體晶片W放在對準臺11上時，視覺攝像機 18在X軸方向上移動以檢測在半導體晶片W的一側的上部(例如半導體晶片W中間頂部) 形成的矩陣狀圖案，從而判斷圖案傾斜了多少。
這里，在半導體晶片W上形成的矩陣狀圖案代表刀片經過或激光束輻照到其上以將半導體晶片W切割成各個半導體封裝的切割線。
如果在半導體晶片W上形成的矩陣狀圖案相對于參考坐標系的傾斜角度為土 α， 則應當旋轉對準臺使得矩陣狀圖案平行于參考坐標系的角度β= (ΝΧ90° )-±α或β = (90° -土α)+(ΝΧ90。)，其中 N 是整數(shù)。
接下來，基于控制器中存儲的半導體晶片W的信息，將對準臺11沿Θ方向旋轉預定角度，以垂直于半導體晶片W。
也就是說，沿Θ方向將對準臺11旋轉預定角度，使得半導體晶片W的矩陣狀圖案與卡盤臺19的刀片接收槽21重合。
然后，在X軸方向上移動視覺攝像機18以對固定定位于對準臺11兩側的銷孔22 和位于與銷孔22相鄰的半導體晶片W的邊緣附近的半導體封裝拍照，從而檢測其位置。
例如，沿X軸方向水平移動視覺攝像機18以檢測銷孔22的中心位置和與其相鄰的半導體晶片W上的某一半導體封裝的中心位置。
這里，半導體封裝表示要基于控制器中存儲的半導體晶片W的信息檢測其位置的參考半導體封裝。
可以將確定銷孔22的位置以及參考半導體封裝的位置的過程至少執(zhí)行一次，如果需要更精確的位置檢測值，那么可以將該過程執(zhí)行兩次。此時，在對一側的銷孔22和與其相鄰的參考半導體封裝拍照之后，視覺攝像機18可以沿X軸方向水平移動以對另一側的銷孔22和與其相鄰的參考半導體封裝拍照。
這樣，在檢測到兩側的銷孔22的中心位置和參考半導體封裝的位置時，計算所檢測的相對位置和目標相對位置之間的差異，從而能夠計算半導體晶片W的位置校正值。
因此，控制器(未示出)基于半導體封裝的中心位置和銷孔22的中心位置計算校正值，并沿Θ方向和/或X軸方向和/或Y軸方向移動對準臺11，由此校正半導體晶片W的位置以與控制器中存儲的關于銷孔22和參考半導體封裝之間位置關系的信息一致。
這樣，可以基于視覺攝像機18檢測的相對于位置固定的銷孔22的位置信息將半導體晶片W的位置校正一次或兩次，從而能夠精確地校正半導體晶片W的位置，同時使由于設備振動等導致的誤差影響最小化。
同時，在按以上方式執(zhí)行對準半導體晶片W的位置的方法之前，本發(fā)明提供一種相對于半導體晶片W的參考標記F1到F4對準半導體晶片W的位置的方法。
參考圖2到9，下文將描述根據(jù)本發(fā)明另一實施例對準半導體晶片的方法。
這里，在由傳送機器人12從加載單元10將半導體晶片W放在對準臺11上時，視覺攝像機18在對準臺上方沿X軸方向移動以按照預定次序對半導體晶片W邊緣上形成的凹口 N (參見圖2)和參考標記F1到F4 (參見圖2)拍照，從而確定半導體晶片W在對準臺 11上的位置。然后，基于所確定的位置，將半導體晶片W的位置校正到預定參考位置，從而將半導體晶片W放在條拾取器14的精確位置上，以由條拾取器14拾取。
首先，半導體具有圓形形狀，可以包括凹陷地形成于外周上的凹口 N作為半導體晶片W的參考點。
此外，多個參考標記F1到F4形成在與穿過半導體晶片W的凹口 N的中心線間隔開預定距離的預定位置中。
在控制器(未示出)中預先存儲從半導體晶片W的中心沿X軸方向和沿Y軸方向到各個參考標記F1到F4的距離信息。
如圖2所示，在將半導體晶片W放在對準臺11上時，視覺攝像機18沿X軸方向移動并從半導體晶片W的中心的頂部拍攝半導體晶片W，以檢測半導體晶片W上形成為矩陣形狀的切割線，由此確定圖案傾斜多少。
然后，基于控制器中存儲的半導體晶片W的信息，沿Θ方向將對準臺11旋轉預定角度，使得半導體晶片W的切割線與卡盤臺19的刀片接收槽21重合(參見圖I)。
接下來，視覺攝像機18沿X軸方向移動以定位在半導體晶片W—側的邊緣頂部 (圖中順時針方向的90° )。在這種狀態(tài)中，視覺攝像機18沿一方向旋轉90°，以檢測半導體晶片W —側的邊緣中形成的凹口 N。
當如圖3所示凹口 N位于視覺攝像機18底部時,對準臺11沿順時針方向旋轉預定角度，如圖4所示，以調節(jié)半導體晶片W的位置，使得第一參考標記F1和第三參考標記F3 存在于視覺攝像機18的拍攝區(qū)域中。然后，視覺攝像機18對弟一參考標記F1拍照以檢測第一參考標記F1的位置坐標。
接下來，如圖5所示，視覺攝像機18沿X軸方向移動，對第三參考標記F3拍照，以確定第三參考標記F3的位置信息，并返回到初始位置。
這里，由于視覺攝像機18沿X軸方向水平移動，所以能夠基于第一和第三參考標記F1和F3的位置信息確定半導體晶片W偏離中心線多少。
此外，為了進一步提高精確度，可以重復以上工序，使得半導體晶片W與中心線重八口 ο
亦即，在將對準臺11旋轉預定角度(該預定角度對應于通過視覺攝像機18沿X軸方向移動并對第一和第三參考標記F1和F3拍照所獲得的值，亦即，對應于半導體晶片W偏離中心線的程度)和通過拍照獲得第一和第三參考標記F1和F3的位置信息的過程被重復執(zhí)行以使得第一和第三參考標記F1和F3定位在中心線上之后，可以執(zhí)行下面的工藝。
這樣，在視覺攝像機18所檢測的第一和第三參考標記F1和F3的位置相對于中心線彼此不對稱時，或者為了進一步提聞精確度，可以允許視覺攝像機18檢測第一參考標記 F1的位置，允許將對準臺11旋轉預定角度，使得第三參考標記F3定位于中心線上，然后允許視覺攝像機18通過拍照檢測第三參考標記F3的位置。
如上所述，當檢測第一和第三參考標記F1和F3的位置時，控制器(未示出)基于所檢測的第一和第三參考標記F1和F3的位置以及關于第一和第三參考標記F1和F3與中心點 Ow之間的距離的預存儲信息檢測半導體晶片W的中心點Ow的第一位置。
然后，如圖6所示，對準臺11沿逆時針方向旋轉180°，使得第三參考標記F3存在于視覺攝像機18的拍攝區(qū)域中，從而拍攝第三參考標記F3的第二位置。
接下來，如圖7所示，視覺攝像機18再次沿Y軸方向移動，以拍攝第一參考標記F1, 從而檢測第一參考標EF1的第二位置。
這里，由所檢測的第一和第三參考標記F1和F3的第二位置坐標確定半導體晶片W 的中心點Ow的第二位置坐標。
這樣，當半導體晶片W的中心點Ow的第一和第二位置被確定時，可以通過中心點 Off的第一和第二位置之間的差異來檢測對準臺11的旋轉中心Ot的位置。
如果半導體晶片W的中心點Ow與對準臺11的旋轉中心Ot的位置重合，那么即使對準臺11旋轉180°，中心點Ow的位置也不改變。不過，如圖7所示，如果半導體晶片W的中心點Ow未與對準臺11的旋轉中心Ot的位置重合，那么當對準臺11旋轉180°時，中心點Ow的位置發(fā)生改變。
因此，在半導體晶片W的中心點Ow的位置已知時，能夠確定對準臺11的旋轉中心 Ot的位置。
在該實施例中，為了提高精確度，通過檢測第一和第三參考標記F1和F3的第一和第二位置二者來確定對準臺11的旋轉中心Ot的位置。不過，可以通過確定第一參考標記 F1的位置或第三參考標記F3的位置來確定對準臺11的旋轉中心Ot的位置。
在確定對準臺11的旋轉中心Ot的位置時，可以確定半導體晶片W的中心點Ow偏離對準臺11的旋轉中心Ot多少，旋轉中心Ot事先利用夾具或虛設半導體晶片獲得并然后存儲于控制器中。
不過，由于對準臺11是由例如電動機機械旋轉的，所以在使用期間旋轉中心可能有輕微變化。
因此，通過將半導體晶片W放在對準臺11上來確定對準臺11的旋轉中心Ot的位置，通過拍照來檢測第一和第三參考標記F1和F3的第一位置，將對準臺11旋轉180°，以及檢測第一和第三參考標記F1和F3的第二位置的上述工藝是更精確的。
同時，如圖8所示，在對準臺11兩側固定地提供一對銷孔22，以允許在條拾取器 14真空吸附對準臺11上的半導體晶片W時將條拾取器14引導到精確位置。在條拾取器 14兩側形成向下突出的一對位置確定銷(pin)(未示出)，以插入每個銷孔22中。
因此，在條拾取器14拾取對準臺11上的半導體晶片W時，將條拾取器14的位置確定銷插入銷孔22中，使得條拾取器14在恒定位置拾取半導體晶片W。因此，如果半導體晶片W的中心點Ow與銷孔22之間的中心位置(即晶片拾取位置的中心)重合，那么條拾取器14能夠從精確位置拾取半導體晶片W。
如上所述，當檢測半導體晶片W的中心點Ow的位置時，能夠確定半導體晶片W的中心點Ow與對準臺11的旋轉中心Ot的偏差，從而可以根據(jù)對準臺11的旋轉計算半導體晶片W的大致旋轉。
因此，如圖9所示，控制器(未示出)基于半導體晶片W的中心點Ow的第二位置和對準臺11的旋轉中心Ot的位置計算校正值，將對準臺11旋轉預定角度，然后沿X軸方向和/或Y軸方向移動對準臺11，使得半導體晶片W的中心點Ow與銷孔22之間的中心位置重合，從而校正半導體晶片W的位置。
這里，基于對準臺11的旋轉中心Ot和半導體晶片W的中心點Ow之間的偏差，在沿 X軸方向移動的視覺攝像機18拍攝第一和第三參考標記F1和F3時，通過反映旋轉第一和第三參考標記F1和F3以存在于視覺攝像機18的拍攝區(qū)域中的值以及半導體晶片W偏離中心線的值，來確定對準臺11的旋轉角。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，即使半導體晶片W上的參考標記F1和F3偏離經過凹口 N的中心線，視覺攝像機18也能夠在沿一方向(即沿X軸方向)移動時確定參考標記F1到匕的位置。結果，能夠基于參考標記F1到F4的位置確定半導體晶片W的中心點Ow的位置和對準臺11的旋轉中心Ot的位置，由此精確校正半導體晶片W的位置。
因此，可以將半導體晶片W精確傳送到下一處理位置并經受下一工藝，從而能夠使缺陷的出現(xiàn)最小化。
同時，作為對準半導體晶片W的方法的另一示例，本發(fā)明提供一種通過利用能夠沿X和Y軸方向移動的視覺攝像機18檢測每個參考標記相對于半導體晶片W的位置并通過利用檢測信息來校正半導體晶片W的位置的方法。
為此，如圖12所示，視覺攝像機18首先移動以拍攝半導體晶片W的預定區(qū)域，即半導體晶片W的中央?yún)^(qū)域，從而測量半導體晶片W上形成的矩陣狀圖案的傾斜程度。然后， 基于測量信息沿Θ方向將對準臺11旋轉預定角度以垂直于半導體晶片W。
接下來，視覺攝像機18移動到半導體晶片W的頂部并沿X和Y軸方向水平移動以檢測多個參考標記中至少兩個參考標記的位置。
例如，視覺攝像機18在X軸方向和/或Y軸方向上自由移動，拍攝第一參考標記 F1以檢測其位置坐標，并拍攝第三參考標記F3以檢測其位置坐標。
這樣,在第一和第三參考標記F1和F3的位置被檢測時,控制器(未不出)基于所檢測的第一和第三參考標記F1和F3的位置以及事先存儲的關于第一和第三參考標記F1和F3 與中心點Ow之間的距離的信息，檢測半導體晶片W的中心點Ow的位置。
然后，基于參考標記諸如第一和第三參考標記F1和F3的位置信息計算半導體晶片 W的位置校正值，然后水平或旋轉地移動對準臺11，從而校正半導體晶片W的位置。
這樣，可以將精確對準的半導體晶片W精確傳送到下一處理位置并經歷下一工藝，從而能夠使缺陷的出現(xiàn)最小化。
盡管上述實施例涉及在將半導體晶片W切割成各個半導體封裝的切單設備中對13準半導體晶片W的方法，但是也可以通過相同或類似的方式將根據(jù)本發(fā)明的對準半導體晶片W的方法應用于除半導體晶片切單設備之外的操縱各種晶片的任何晶片處理設備。此外將顯然的是，在利用形狀對應于半導體晶片的夾具實施根據(jù)本發(fā)明的對準方法時，它屬于本發(fā)明的技術范圍。這樣的夾具尺寸可以對應于半導體晶片的尺寸，可以包括矩陣狀圖案、參考標記和/或凹口。夾具不過是一種虛設半導體晶片，對于本發(fā)明所屬領域的技術人員而言顯然的是，夾具與半導體晶片或其等價物相同，并被廣泛使用。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的對準半導體晶片的方法具有以下優(yōu)點首先，由于視覺攝像機能夠容易地檢測晶片上形成的參考標記位置，所以即使對應的晶片是新的，甚至在新型晶片諸如晶片級封裝(其上參考標記偏離晶片的中心線)上，也可以精確地確定放置晶片的位置。因此，可以通過基于所確定的放置晶片的位置校正晶片位置來精確對準晶片位置；以及第二，由視覺攝像機拍攝諸如銷孔的固定參考點的位置與晶片上的半導體封裝的中心點位置之間的關系一次或兩次，以確定晶片的位置校正值，并且可以基于用最少次數(shù)拍攝的位置校正值來校正和對準晶片位置。因此，能夠使設備振動等導致的視覺攝像機測量值誤差的發(fā)生機會最小化，并獲得精確的測量值，從而精確地對準晶片位置。如上，已經描述和示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不過，本發(fā)明不限于此，相反，應理解，可以由本領域技術人員對本發(fā)明做出各種修改和變化而不脫離如所附權利要求界定的本發(fā)明精神和技術范圍。(附圖標記說明)
10加載單元 11對準臺
12傳送機器人 13切割單元
14條拾取器 15刷清潔單元
16清洗單元 17單元拾取器
18視覺攝像機 19卡盤臺
20切割刀片 21刀片接收槽
22銷孔
W:半導體晶片 N:凹口
F1到F4:參考標記
Ow:半導體晶片的中心點
Ot:對準臺的旋轉中心
權利要求
1.一種用于對準半導體晶片的方法，所述方法包括 (a)將半導體晶片置于對準臺上； (b)通過視覺攝像機和對準臺之間的相對移動，令視覺攝像機拍攝所述半導體晶片上的某一區(qū)域并檢測所述半導體晶片上形成的矩陣狀圖案相對于參考坐標系的傾斜角度α ; (c)基于所測量的傾斜角度令所述對準臺旋轉預定角度； (d)令所述視覺攝像機和所述對準臺相對于彼此移動，從而在所述對準臺設置在其上的基底上形成的參考點和所述半導體晶片上的預定點同時存在于所述視覺攝像機的視場FOV中，并令所述視覺攝像機檢測所述參考點和所述半導體晶片上的預定點之間的位置信息； (e)基于所檢測的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及 (f)通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中分別關于所述半導體晶片上的所述預定點和相對于所述半導體晶片形成在相對兩側的參考點的至少兩個對執(zhí)行步驟(d)。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中在步驟(d)中，所述視覺攝像機相對于所述對準臺移動，所述對準臺相對于所述視覺攝像機移動，或者它們二者都相對于彼此移動。
4.根據(jù)權利要求I到3中的任一項所述的方法，還包括 在步驟(c)和步驟(d)之間，如果所述視覺攝像機能僅沿一個軸(例如X軸或Y軸)移動并且如果所述對準臺在另一個軸(Y軸或X軸)方向上的移動距離小于所述半導體晶片的直徑的一半， 令所述對準臺旋轉預定角度，使得形成于所述半導體晶片上的至少兩個參考標記存在于所述視覺攝像機的拍攝區(qū)域中； 令所述視覺攝像機分別檢測所述至少兩個參考標記中的每個的第一位置； 令所述對準臺旋轉預定角度； 令所述視覺攝像機檢測所述至少兩個參考標記中的任一個的第二位置； 基于所檢測的半導體晶片上的參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及 通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述預定角度是180°或90°。
6.根據(jù)權利要求I到3中的任一項所述的方法，還包括，在步驟(c)之后，令所述視覺攝像機通過所述視覺攝像機和所述對準臺之間的相對移動沿一個軸(X軸或Y軸)方向定位在所述半導體晶片的外周上，令所述半導體晶片旋轉90°，以及令所述視覺攝像機檢測形成在所述半導體晶片的外周上的凹口。
7.根據(jù)權利要求4所述的方法，還包括，在步驟(c)之后，令所述視覺攝像機通過所述視覺攝像機和所述對準臺之間的相對移動沿一個軸(X軸或Y軸)方向定位在所述半導體晶片的外周上，令所述半導體晶片旋轉90°，以及令所述視覺攝像機檢測形成在所述半導體晶片的外周上的凹口。
8.根據(jù)權利要求I到3中的任一項所述的方法，還包括 在步驟(C)和步驟(d)之間， 通過所述視覺攝像機和所述對準臺之間的相對移動檢測所述半導體晶片上形成的至少兩個參考標記的位置信息； 基于所檢測的半導體晶片上的至少兩個參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及 通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
9.根據(jù)權利要求I到3中的任一項所述的方法，其中所述參考點是銷孔。
10.根據(jù)權利要求I到3中的任一項所述的方法，其中所述半導體晶片上的預定點是多個半導體封裝中與所述參考點一起存在于所述視覺攝像機的FOV中的半導體封裝。
11.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述參考點是銷孔。
12.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述半導體晶片上的預定點是多個半導體封裝中與所述參考點一起存在于所述視覺攝像機的FOV中的半導體封裝。
13.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中所述參考點是銷孔。
14.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中所述半導體晶片上的預定點是多個半導體封裝中與所述參考點一起存在于所述視覺攝像機的FOV中的半導體封裝。
15.一種用于對準半導體晶片的方法，所述方法包括 (a)將半導體晶片置于對準臺上； (b)通過視覺攝像機和對準臺之間的相對移動，令所述視覺攝像機位于所述半導體晶片的外周上，令所述半導體晶片旋轉，以及令所述視覺攝像機檢測所述半導體晶片的外周上形成的凹口； (c)令所述視覺攝像機和所述對準臺相對于彼此移動，使得在所述對準臺設置在其上的基底上形成的參考點以及所述半導體晶片上的預定點同時存在于所述視覺攝像機的視場FOV中，以及令所述視覺攝像機檢測所述參考點和所述半導體晶片上的預定點之間的位置信息； (d)基于所檢測的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及 (e)通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中分別關于所述半導體晶片上的預定點和相對于所述半導體晶片形成在相對兩側的參考點的至少兩個對執(zhí)行步驟(d)。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中在步驟(c)中，所述視覺攝像機相對于所述對準臺移動，所述對準臺相對于所述視覺攝像機移動，或它們二者都相對于彼此移動。
18.根據(jù)權利要求15到17中的任一項所述的方法，還包括 在步驟(b)和步驟(c)之間，如果所述視覺攝像機能僅沿一個軸(例如X軸或Y軸)方向移動并且如果所述對準臺在另一個軸(Y軸或X軸)方向上的移動距離小于所述半導體晶片的直徑的一半， 令所述對準臺旋轉預定角度，使得形成于所述半導體晶片上的至少兩個參考標記存在于所述視覺攝像機的拍攝區(qū)域中；令所述視覺攝像機分別檢測所述至少兩個參考標記中的每個的第一位置； 令所述對準臺旋轉預定角度； 令所述視覺攝像機分別檢測所述至少兩個參考標記中的每個的第二位置； 基于所檢測的半導體晶片上的參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及 通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述預定角度是180°或90°。
20.根據(jù)權利要求15到17中的任一項所述的方法，其中所述參考點是銷孔。
21.根據(jù)權利要求15到17中的任一項所述的方法，其中所述半導體晶片上的預定點是多個半導體封裝中與所述參考點一起存在于所述視覺攝像機的FOV中的半導體封裝。
22.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述參考點是銷孔。
23.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述半導體晶片上的預定點是多個半導體封裝中與所述參考點一起存在于所述視覺攝像機的FOV中的半導體封裝。
24.根據(jù)權利要求I到3中的任一項所述的方法，還包括 在步驟(c)和步驟(d)之間，如果所述視覺攝像機能僅沿一個軸(例如X軸或Y軸)方向移動并且如果所述對準臺在另一個軸(Y軸或X軸)方向的移動距離小于所述半導體晶片的直徑的一半， 令所述對準臺旋轉預定角度，使得形成于所述半導體晶片上的參考標記存在于所述視覺攝像機的拍攝區(qū)域中； 令所述視覺攝像機檢測所述參考標記的第一位置； 令所述對準臺旋轉預定角度； 令所述視覺攝像機檢測所述參考標記的第二位置和除所述參考標記之外的至少一個參考標記的位置； 基于所檢測的半導體晶片上的參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值；以及 通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
25.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述預定角度為180°。
26.根據(jù)權利要求24所述的方法，還包括，在步驟(c)之后，令所述視覺攝像機通過所述視覺攝像機和所述對準臺之間的相對移動沿一個軸(例如X軸或Y軸)方向定位在所述半導體晶片的外周上，令所述半導體晶片旋轉90°，以及令所述視覺攝像機檢測所述半導體晶片的外周上形成的凹口。
27.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述參考點是銷孔。
28.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述半導體晶片上的預定點是多個半導體封裝中與所述參考點一起存在于所述視覺攝像機的FOV中的半導體封裝。
29.一種用于對準半導體晶片的方法，所述方法包括 (a)將半導體晶片置于對準臺上； (b)通過視覺攝像機和對準臺之間的相對移動，令所述視覺攝像機拍攝所述半導體晶片上的某一區(qū)域并檢測所述半導體晶片上形成的矩陣狀圖案相對于參考坐標系的傾斜角度α ; (c)基于所測量的傾斜角度令所述對準臺旋轉預定角度； (d)令所述對準臺旋轉預定角度，使得形成于所述半導體晶片上的至少兩個參考標記存在于所述視覺攝像機的拍攝區(qū)域中； (e)令所述視覺攝像機分別檢測所述至少兩個參考標記中的每個的第一位置； (f)令所述對準臺旋轉預定角度； (g)令所述視覺攝像機檢測所述至少兩個參考標記中的任一個的第二位置；以及 (h)基于所檢測的所述半導體晶片上的參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值，并通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
30.根據(jù)權利要求29所述的方法，其中所述預定角度是180°或90°。
31.根據(jù)權利要求29所述的方法，還包括，在步驟(c)之后，令所述視覺攝像機通過所述視覺攝像機和所述對準臺之間的相對移動沿一個軸(X軸或Y軸)方向定位在所述半導體晶片的外周上，令所述半導體晶片旋轉90°，以及令所述視覺攝像機檢測在所述半導體晶片的外周上形成的凹口。
32.根據(jù)權利要求29所述的方法，其中步驟(h)包括 基于所檢測的所述半導體晶片上的參考標記的第一和第二位置信息檢測所述對準臺的旋轉中心的位置； 基于所檢測的對準臺的旋轉中心的位置計算使所述半導體晶片的中心點的位置與條拾取器的拾取位置的中心重合的位置校正值；以及 通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
33.根據(jù)權利要求29所述的方法，其中所述對準臺包括形成在其兩側并確定所述條拾取器的拾取位置的多個銷孔，在步驟(h)中，控制器校正所述半導體晶片的位置，使得所述半導體晶片的中心點與所述多個銷孔之間的中心重合。
34.一種用于對準半導體晶片的方法，所述方法包括 (a)將半導體晶片置于對準臺上； (b)通過視覺攝像機和對準臺之間的相對移動，令所述視覺攝像機定位在所述半導體晶片的外周上，令所述半導體晶片旋轉，以及令所述視覺攝像機檢測在所述半導體晶片的外周上形成的凹口； (C)令所述對準臺旋轉預定角度，使得形成在所述半導體晶片上的至少兩個參考標記存在于所述視覺攝像機的拍攝區(qū)域中； (d)令所述視覺攝像機分別檢測所述至少兩個參考標記中的每個的第一位置； (e)令所述對準臺旋轉預定角度； (f)令所述視覺攝像機檢測所述至少兩個參考標記中的任一個的第二位置；以及 (g)基于所檢測的所述半導體晶片上的參考標記的位置信息計算所述半導體晶片的位置校正值，并通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
35.根據(jù)權利要求34所述的方法，其中所述預定角度是180°或90°。
36.根據(jù)權利要求34所述的方法，其中步驟(g)包括 基于所檢測的所述半導體晶片上的參考標記的第一和第二位置信息檢測所述對準臺的旋轉中心的位置； 基于所檢測的所述對準臺的旋轉中心的位置計算使所述半導體晶片的中心點的位置與條拾取器的拾取位置的中心重合的位置校正值；以及 通過基于所計算的位置校正值水平或旋轉地移動所述對準臺來校正所述半導體晶片的位置。
37.根據(jù)權利要求34所述的方法，其中所述對準臺包括形成在其兩側并確定所述條拾取器的拾取位置的多個銷孔，在步驟(g)中，控制器校正所述半導體晶片的位置，使得所述半導體晶片的中心點與所述多個銷孔之間的中心重合。
全文摘要
本發(fā)明涉及使半導體材料的位置能被精確對準從而能將其精確傳送到制造半導體封裝的設備中的處理位置的方法。根據(jù)本發(fā)明，一種晶片處理設備，諸如將其中多個半導體封裝布置成格子的晶片型材料切割成單個半導體封裝單元的切單設備等，具有新穎的對準系統(tǒng)，其中，銷孔中心和半導體封裝中心之間的對準關系借助于視覺攝像機被拍照，材料沿X、Y和θ方向的位置被精確對準從而將材料精確傳送到處理位置。因此，晶片處理設備能積極用于新穎對準方法諸如晶片級封裝等中。特別地，本發(fā)明涉及對準半導體材料的方法，其能夠避免設備振動等導致的誤差影響，確保精確的測量值從而精確對準材料。
文檔編號H01L21/68GK102934216SQ201180028704
公開日2013年2月13日 申請日期2011年5月2日 優(yōu)先權日2010年5月4日
發(fā)明者李暻埴, 高永一, 鄭顯權 申請人:韓美半導體株式會社