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TWI859400B - 加工裝置之照明器亮度的調整方法 - Google Patents

加工裝置之照明器亮度的調整方法 Download PDF

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TWI859400B
TWI859400B TW110102599A TW110102599A TWI859400B TW I859400 B TWI859400 B TW I859400B TW 110102599 A TW110102599 A TW 110102599A TW 110102599 A TW110102599 A TW 110102599A TW I859400 B TWI859400 B TW I859400B
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TW110102599A
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大森崇史
宮田諭
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]降低在多台加工裝置中照明器之間的亮度之差異。[解決手段]提供一種加工裝置之照明器亮度的調整方法，其在第一加工裝置中，第一加工裝置的記憶裝置將樣本影像與第一控制值一起記憶，所述樣本影像係藉由以由第一控制值所指定之照明器的亮度拍攝被加工物的預定圖案而得，將樣本影像、第一控制值及加工條件一起複製並使第二加工裝置的記憶裝置記憶；在第二加工裝置中，第二加工裝置的記憶裝置記憶多個比較影像，所述多個比較影像係藉由以由不同的多個控制值所指定之照明器的亮度拍攝被加工物的預定圖案而得，將樣本影像與多個比較影像進行比較，特定出拍攝相對於樣本影像之明暗差異成為最小的比較影像時的控制值以作為第二控制值，將第二控制值與第一控制值的差作為相對於第一加工裝置之第二加工裝置的控制值之修正值，並設定於第二加工裝置。

Description

加工裝置之照明器亮度的調整方法
本發明是關於一種調整加工裝置之照明器亮度的調整方法，所述加工裝置具備：攝影機單元，其具有該照明器且用於拍攝被加工物；及加工單元，其用於加工該被加工物。
已知有一種加工裝置，其將於一面側形成有電路、元件等各種圖案的半導體晶圓等被加工物進行加工。作為加工裝置，例如是切割裝置或雷射加工裝置，所述切割裝置是沿著設定於被加工物之一面側的分割預定線(切割道)切割被加工物，所述雷射加工裝置是沿著該分割預定線掃描雷射光束的聚光點而將被加工物進行加工。
在沿著分割預定線將被加工物進行加工時，首先，使用配置在被加工物之上方的攝影機拍攝被加工物的一面側。然後，藉由對所得到的影像實施邊緣檢測等影像處理，而特定出設置於一面側的預定圖案(所謂的關鍵圖案)的位置，並利用關鍵圖案之位置推算分割預定線的位置。
並且，在沿著分割預定線將被加工物進行加工後，對藉由拍攝被加工物的一面側而得到的影像實施影像處理，藉此檢查藉由切割而形成的切割槽或藉由雷射加工而形成的雷射加工痕之位置、範圍、狀態等。
裝配於加工裝置的攝影機具有物鏡與照明器(例如，參照專利文獻1)。作為照明器，能使用同軸落射照明單元及側射照明單元，所述同軸落射照明單元係沿著物鏡的光軸而對被加工物的一面側照射光，所述側射照明單元係沿著相對於物鏡的光軸傾斜的方向而對被加工物的一面側照射光。
在拍攝被加工物的一面側時，於以調光器適當地調整同軸落射照明單元的光量與側射照明單元的光量後，進行攝影。作為調光的方法存在有各種控制方式，但例如採用相位控制方式。
以相位控制方式進行調光之情形，調光器例如具有：半導體元件，其能電氣連接交流電源與鹵素燈等光源；及控制電路，其藉由對該半導體元件供給預定訊號並使電流導通於該半導體元件，而控制光源的通電時間。
對控制電路輸入調光訊號，所述調光訊號表示指定光源之通電量的控制值。藉由調整光源之通電量而調整各照明單元的光量。此外，使用LED(Light Emitting Diode，發光二極體)作為光源之情形，有時也藉由調整施加於LED的電壓而調整光量。
在藉由適當地調整各照明單元之光源的光量而對藉由拍攝所得到的影像進行影像處理時，會變得容易特定關鍵圖案、切割槽、雷射加工痕等。影像處理的結果因即使同軸落射照明單元之光源的光量與側射照明單元之光源的光量只有數%的不同也會有很大的差異，故各光源的光量是重要的攝影條件。
但是，在設置有同類型的多個加工裝置的工廠中，經常使用多個加工裝置將相同種類的多個被加工物進行加工。此情形，會將控制值等攝影條件與將被加工物進行加工時的加工條件從第一加工裝置複製到第二加工裝置。
藉此，在第二加工裝置中，以與第一加工裝置相同的條件進行被加工物的攝影、加工等。然而，在加工裝置中，會有起因於光源的劣化或髒污附著於光源等而造成光源之亮度降低的情況(例如，參照專利文獻2)。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-11641號公報
[專利文獻2]日本特開2003-319253號公報
例如，在第二加工裝置的光源之性能劣化之情形，即使將表示與在第一加工裝置所使用的控制值相同之控制值的調光訊號輸入第二加工裝置的調光器，在第二加工裝置中得到之影像的濃淡或明暗也會與在第一加工裝置中得到之影像不同。
此情形，在第二加工裝置中，有在分割預定線之位置的推算、或在切割槽、雷射加工痕等之位置、範圍、狀態等的檢查中產生問題之虞。本發明是鑑於所述問題點而完成的發明，其目的在於，降低在多個加工裝置中照明器之間的亮度之差異。
根據本發明之一態樣，提供一種加工裝置之照明器亮度的調整方法，其中多個加工裝置分別具備攝影機單元、加工單元及記憶裝置，該攝影機單元具有亮度被調整之該照明器、物鏡及攝像元件且透過該物鏡使從該照明器對被加工物照射之光的反射光入射至該攝像元件，藉此拍攝該被加工物，該加工單元係根據以該攝影機單元所得到的影像而將該被加工物進行加工，該記憶裝置記憶指定該照明器之亮度的控制值及加工該被加工物時之該加工單元的加工條件，並在該些加工裝置執行以下步驟：第一記憶步驟，其在該些加工裝置之中的第一加工裝置中，該第一加工裝置的該記憶裝置將樣本影像與第一控制值一起記憶，所述樣本影像係藉由以由該第一控制值所指定之該照明器的亮度拍攝設置於該被加工物之預定圖案而得；複製步驟，其將記憶於該第一加工裝置的該記憶裝置之該樣本影像、該第一控制值及在該第一加工裝置所使用的加工條件一起複製，並使該些加工裝置之中的第二加工裝置的該記憶裝置記憶；第二記憶步驟，其在該第二加工裝置中，該第二加工裝置的該記憶裝置記憶多個比較影像記憶，所述多個比較影像記憶係藉由以由不同的多個控制值所指定之該照明器的亮度拍攝該被加工物的該預定圖案而得；控制值特定步驟，其將該樣本影像與該多個比較影像進行比較，特定出拍攝相對於該樣本影像之明暗差異成為最小的比較影像時的控制值以作為第二控制值；及修正值設定步驟，其將該第二控制值與該第一控制值的差作為相對於該第一加工裝置之該第二加工裝置的控制值之修正值，並設定於該第二加工裝置。
較佳為，於該控制值特定步驟中，在該樣本影像與各比較影像的縱向及橫向的各相同位置中，算出表示構成影像的各像素之亮度的程度之數值的差，並比較該差的總和。
此外，較佳為，該照明器具有：同軸落射照明單元，其沿著該物鏡的光軸照射光；及側射照明單元，其照射相對於該物鏡的光軸傾斜的光，在該第一記憶步驟中，該第一控制值包含第三控制值與第四控制值，該樣本影像 包含第一樣本影像與第二樣本影像，該第一加工裝置的該記憶裝置將該第一樣本影像、該第二樣本影像、該第三控制值及該第四控制值一起記憶，該第一樣本影像係藉由以該第三控制值僅點亮該同軸落射照明單元並拍攝該被加工物之該預定圖案而得，該第二樣本影像係藉由以該第四控制值僅點亮該側射照明單元並拍攝該被加工物之該預定圖案而得，在該第二記憶步驟中，該第二加工裝置的該記憶裝置記憶多個第一比較影像與多個第二比較影像記憶，該多個第一比較影像係藉由以各自不同的多個控制值僅點亮該同軸落射照明單元並拍攝該被加工物之該預定圖案而得，該多個第二比較影像記憶係藉由以各自不同的多個控制值僅點亮該側射照明單元並拍攝該被加工物之該預定圖案而得，在該控制值特定步驟中，該第二控制值包含第五控制值及第六控制值，將該第一樣本影像與各第一比較影像進行比較，特定出拍攝相對於該第一樣本影像之明暗差異成為最小的第一比較影像時的控制值以作為第五控制值，並且，將該第二樣本影像與各第二比較影像進行比較，特定出拍攝相對於該第二樣本影像之明暗差異成為最小的第二比較影像時的控制值以作為第六控制值，在該修正值設定步驟中，將該第五控制值與該第三控制值的差作為相對於該第一加工裝置之該第二加工裝置的控制值之第一修正值，並設定於該第二加工裝置，將該第六控制值與該第四控制值的差作為相對於該第一加工裝置之該第二加工裝置的控制值之第二修正值，並設定於該第二加工裝置。
在本發明之一態樣的加工裝置之照明器亮度的調整方法中，首先，第一加工裝置的記憶裝置將樣本影像與第一控制值一起記憶，所述樣本影像係藉由以由第一控制值所指定之照明器的亮度拍攝設置於被加工物之預定圖案而得(第一記憶步驟)。
接著，將樣本影像、第一控制值及加工條件一起複製，並使第二加工裝置的記憶裝置記憶(複製步驟)。然後，在第二加工裝置中，第二加工裝置的記憶裝置記憶多個比較影像記憶，所述多個比較影像記憶係藉由以由不同的多個控制值所指定之照明器的亮度拍攝被加工物之預定圖案而得(第二記憶步驟)。
之後，將樣本影像與多個比較影像進行比較，特定出拍攝相對於該樣本影像之明暗差異成為最小的比較影像時的控制值以作為第二控制值(控 制值特定步驟)。然後，將第二控制值與第一控制值的差作為相對於第一加工裝置之第二加工裝置的控制值之修正值，並設定於第二加工裝置(修正值設定步驟)。
藉此，若對各加工裝置的調光器輸入表示相同控制值的調光訊號，則可使用修正值修正第二加工裝置的照明器之亮度。因此，即使是在第二加工裝置中產生光源的劣化等之情形，也可降低照明器之間的亮度差異。
亦即，可降低以各加工裝置的攝影機單元所得到的影像之亮度差異。除此之外，不需要進行光源等的交換，並且，不需要使用用於測量攝影機單元的光量差異的特殊試片，便可降低以各加工裝置的攝影機單元所得到的影像之差異。
2:切割裝置
2a:第一切割裝置
2b:第二切割裝置
2c:第三切割裝置
4:基台
4a,4b,4e:開口
4c,4d:支撐體
6a:卡匣升降機
6b:卡匣
10:台蓋
11:被加工物
11a:正面
11b:背面
11c:關鍵圖案
12:蛇腹狀蓋
13:切割膠膜
14:卡盤台
14a:保持面
15:框架
16:夾具
17:被加工物單元
18:下側搬送單元
20:上側搬送單元
22:加工單元移動機構
22a:Y軸移動板
22b:Z軸脈衝馬達
24:切割單元
26:攝影機單元
26a:殼體
26b:開口
28:攝像元件
30:物鏡
30a:光軸
32:第一光源
36:半反射鏡
38:同軸落射照明單元
40:殼體
40a:開口
40b:光纖
42:第二光源
44:側射照明單元
46:調光器
48:照明器
50:控制單元
50a:記憶裝置
52:控制值
54:交流電源
56:電流波形
58:修正值
60:清洗單元
62:攝影條件
64:加工條件
70:樣本影像，第一樣本影像
72a,72b,72c:比較影像
80:第二樣本影像
圖1為表示切割裝置之一例的立體圖。
圖2(A)為說明攝影機單元的圖；圖2(B)為攝影機單元的仰視圖。
圖3(A)為表示拍攝被加工物之態樣的圖；圖3(B)為藉由該拍攝而得到之影像的示意圖。
圖4(A)為表示僅點亮同軸落射照明單元並進行拍攝之態樣的圖；圖4(B)為藉由該拍攝而得到之影像的示意圖。
圖5(A)為表示僅點亮側射照明單元並進行拍攝之態樣的圖；圖5(B)為藉由該拍攝而得到之影像的示意圖。
圖6為表示同類型的多個切割裝置的圖。
圖7為第一實施方式的照明器之亮度的調整方法的流程圖。
圖8(A)為樣本影像的示意圖；圖8(B)為比較影像的示意圖；圖8(C)為比較影像的示意圖；圖8(D)為比較影像的示意圖。
圖9為第二實施方式的照明器之亮度的調整方法的流程圖。
參照圖示，說明本發明之一態樣的實施方式。圖1為表示本發明的實施方式之切割裝置(加工裝置)2的一例的立體圖。此外，在圖1中，以功能區塊圖表示構成要素的一部分。
並且，在圖1中的X軸方向(加工進給方向)、Y軸方向(分度進給方向)及Z軸方向(垂直方向、高度方向)為互相正交的方向。切割裝置2具備支撐各構成要素的基台4。
在基台4的前方之角部設置有開口4a。在開口4a內設置有藉由升降機構(未圖示)而升降的卡匣升降機6a。在卡匣升降機6a的上表面載置有用於容納多個被加工物11的卡匣6b。
被加工物11例如是以矽等半導體材料而成之圓盤狀的晶圓。此外，被加工物11的材質、形狀、構造、大小等並無限制。在被加工物11的正面11a側設定有互相交叉的多條分割預定線(切割道)。
在藉由多條分割預定線所劃分之各區域的正面11a側形成有IC(Integrated Circuit，積體電路)等元件。並且，在形成元件的區域中形成有關鍵圖案11c(參照圖3(B)等)。
關鍵圖案11c例如是在具有金屬層、形成於金屬層上的絕緣層之層積構造中，部分地去除絕緣層的結果，為金屬層露出於正面11a側的區域。但是，關鍵圖案11c的構成並不限定於此例。
在位於與正面11a為相反側之被加工物11的背面11b黏貼有直徑大於被加工物11的切割膠膜(黏著膠膜)13。在切割膠膜13的外周部分黏貼有金屬製的環狀之框架15的一面。
被加工物11係在如此透過切割膠膜13被框架15支撐而成為被加工物單元17的狀態下被容納於卡匣6b。此外，在卡匣6b中容納有多個被加工物單元17。
在卡匣升降機6a的側方形成有具有沿著X軸方向的長邊之矩形狀的開口4b。在開口4b內設置有台蓋10與在X軸方向伸縮的蛇腹狀蓋12。
在台蓋10上設置有卡盤台14。並且，在台蓋10的下方配置有馬達等旋轉驅動源(未圖示)，其用於使卡盤台14繞著大致平行於Z軸方向(垂直方向)的旋轉軸旋轉。
在旋轉驅動源的下方設置有未圖示的滾珠螺桿式的X軸移動機構(加工進給單元)。藉由使X軸移動機構運作，而卡盤台14及台蓋10會沿著X軸方向移動。
卡盤台14具有由金屬所形成之圓盤狀的框體。在框體形成有圓盤狀的凹部。在凹部的底部形成有吸引路徑(未圖示)。吸引路徑的一端露出於凹部的底面，吸引路徑的另一端連接噴射器等吸引源(未圖示)。
在凹部固定有圓盤狀的多孔板。多孔板的上表面為大致平坦，若使吸引源運作，則在多孔板的上表面(保持面14a)產生負壓。此外，在框體的周圍設置用於固定框架15的夾具16。
在開口4b之中與開口4a相鄰的區域上設置有大致平行於Y軸方向的一對導軌(未圖示)。在X軸方向中比一對導軌更靠近切割裝置2的內側，以橫跨開口4b之方式設置有門型的支撐體4c。
在支撐體4c的一面側設置有分別搬送被加工物單元17的下側搬送單元18及上側搬送單元20。下側搬送單元18及上側搬送單元20分別具有藉由負壓吸引被加工物單元17的多個吸引墊。
相對於支撐體4c，在下側搬送單元18及上側搬送單元20的相反側，以橫跨開口4b之方式設置有門型的支撐體4d。在支撐體4d的正面側設置有一對加工單元移動機構(分度進給單元、切入進給單元)22。
一對加工單元移動機構22具備一對Y軸導軌(未圖示)，所述一對Y軸導軌被配置於支撐體4d的正面且大致平行於Y軸方向。兩個Y軸移動板22a係以在Y軸方向可滑動的態樣而被安裝於一對Y軸導軌。
在各Y軸移動板22a的背面(亦即，支撐體4d)側設置有螺帽部(未圖示)，大致平行於Y軸導軌的Y軸滾珠螺桿(未圖示)以可旋轉之態樣連結於此螺帽部。
在各Y軸滾珠螺桿的一端部連結有Y軸脈衝馬達(未圖示)。若以Y軸脈衝馬達使Y軸滾珠螺桿旋轉，則各Y軸移動板22a沿著Y軸導軌移動。
在各Y軸移動板22a的正面(亦即，支撐體4c)側設置有大致平行於Z軸方向的Z軸導軌(未圖示)。Z軸移動板(未圖示)係以可滑動的態樣而被安裝於Z軸導軌。
在Z軸移動板的背面(亦即，支撐體4d)側設置有螺帽部(未圖示)，平行於Z軸導軌的Z軸滾珠螺桿(未圖示)以可旋轉之態樣連結於此螺帽部。
在Z軸滾珠螺桿(未圖示)的一端部連結有Z軸脈衝馬達22b。若以Z軸脈衝馬達22b使Z軸滾珠螺桿旋轉，則Z軸移動板沿著Z軸導軌在Z軸方向移動。
在各Z軸移動板設置有切割(加工)被加工物11的切割單元(加工單元)24。在本實施方式中，沿著Y軸方向設置有一對切割單元24。
切割單元24具有筒狀的主軸外殼。相對於Y軸方向大致平行地配置的主軸(未圖示)被部分地容納於主軸外殼。主軸係以在主軸外殼內可旋轉的態樣而被支撐。
在主軸的一端連結有伺服馬達等旋轉驅動源(未圖示)。並且，在主軸的另一端裝設有具有圓環狀之切削刀刃的切割刀片。在與切割刀片24相鄰的位置設置有用於拍攝被加工物11的攝影機單元26。
於此，參照圖2(A)及圖2(B)說明攝影機單元26。圖2(A)為說明攝影機單元26的圖。此外，在圖2(A)中以功能區塊表示構成要素的一部分。圖2(B)為攝影機單元26的仰視圖。
攝影機單元26具有大致平行於Z軸方向地配置之圓筒狀的殼體26a。在殼體26a的上端部固定有CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)影像感測器、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金氧半導體)影像感測器等攝像元件28。
在殼體26a的下端部係以光軸30a大致與Z軸方向成為平行的方式固定有物鏡30。殼體26a、攝像元件28及物鏡30構成攝影機。在物鏡30的下方配置有背面11b側被保持面14a保持的被加工物11。
在殼體26a的側部設置有開口26b，以覆蓋此開口26b的方式配置有大致圓筒狀的殼體。在該殼體內設置有鹵素燈等第一光源32。第一光源32發出的光會透過開口26b而入射至殼體26a的內部。
在攝像元件28與物鏡30之間，相對於物鏡30之光軸30a，以表面為大致45度傾斜的狀態，配置有半反射鏡36。從開口26b入射至殼體26a之內部的光的一部分被半反射鏡36反射，而沿著物鏡30的光軸30a進入下方。
被半反射鏡36反射的光會穿透物鏡30並被照射至被加工物11的正面11a。被正面11a側反射的光(反射光)會透過物鏡30、半反射鏡36、成像透鏡(未圖示)而入射至攝像元件28。
如此，若使用由物鏡30、第一光源32、半反射鏡36等所構成的同軸落射照明單元38，則可利用沿著光軸30a照射至正面11a側的光，拍攝正面11a側。
在殼體26a的下端部之側部配置有圓環狀的殼體40。在殼體40的底面形成有多個開口40a。多個開口40a係沿著殼體40之底面的外周方向大致等間隔地被配置。
在各開口固定有光纖40b的一端部。光纖40b的另一端部則與配置在殼體40之外側的鹵素燈等第二光源42連接。第二光源42發出的光被從光纖40b的一端部往下方放射狀地照射。
從光纖40b的一端部以預定的入射角入射至正面11a側的光，係從正面11a側以預定的反射角被反射，並透過物鏡30及半反射鏡36而入射至攝像元件28。
如此，若使用由殼體40、光纖40b、第二光源42等所構成的側射照明單元44，則可在將相對於光軸30a傾斜而照射的光對正面11a傾斜地照射的狀態，拍攝被加工物11的正面11a側。
第一光源32及第二光源42分別連接有調光器46，所述調光器46藉由調整往各光源的通電量而調整光量(亮度)。此外，在本實施方式中，將同軸落射照明單元38、側射照明單元44及調光器46統稱為照明器48。
調光器46連接有控制調光器46之動作的控制單元50。此外，控制單元50也控制卡匣升降機6a、吸引源、X軸移動機構、一對加工單元移動機構22、切割單元24、下側搬送單元18、上側搬送單元20、攝像元件28、清洗單元60(後述)等的動作。
控制單元50例如是藉由電腦所構成，所述電腦包含：以CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)為代表之處理器等處理裝置；DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)、SRAM(Static Random Access Memory，靜態隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)等主記憶裝置；及快閃記憶體、硬式磁碟機、固態硬碟等輔助記憶裝置。
輔助記憶裝置中記憶有包含預定之程式的軟體。藉由遵循此軟體並使處理裝置等運作，而實現控制單元50的功能。此外，處理裝置也可使用ASIC (Application Specific Integrated Circuit，特殊應用積體電路)或FPGA(Field-Programmable Gate Array，現場可程式邏輯閘陣列)等所構成。
輔助記憶裝置的至少一部分發揮作為記憶裝置50a(參照圖1)的功能，所述記憶裝置50a記憶以切割單元24切割被加工物11時的加工條件(主軸的轉數、切割水的流量、卡盤台14的移動速度等)。
記憶裝置50a也進一步記憶包含指定調光器46的通電量之控制值(後述)的攝影條件、以攝影機單元26所拍攝的影像等。於此，說明使用控制單元50並以相位控制方式控制調光器46而調整照明器48之亮度的方法。
調光器46例如具有：第一半導體元件(例如，雙向整流器(triac))(未圖示)，其切換交流電源54及第一光源32的導通與非導通；及第一控制電路(未圖示)，其控制第一半導體元件的運作。
並且，調光器46具有：第二半導體元件(例如，雙向整流器)(未圖示)，其切換交流電源54及第二光源42的導通與非導通；及第二控制電路(未圖示)，其控制第二半導體元件的運作。
從控制單元50傳送表示控制值52的調光訊號至第一及第二控制電路，所述控制值52分別指定從交流電源54往第一光源32及第二光源42的通電量。藉由指定通電量而指定各光源的光量。
本實施方式的控制值52為對應於下述時間的數值：從交流電流的半週期的開始時間點起至藉由對半導體元件輸入閘信號而第一光源32及/或第二光源42通電的時間點為止。
若對半導體元件輸入閘信號，則第一光源32及/或第二光源42通電，第一光源32及/或第二光源42從已通電的時間點起至交流電流的半週期的結束時間點為止通電。第一光源32及第二光源42係與通電時間成比例地變亮。
對控制電路例如輸入表示控制值52的調光訊號，所述控制值52將第一光源32及第二光源42的通電量指定為50%。此情形，若將從交流電源54輸出之交流電流的半週期設作T/2，則如電流波形56所示，第一光源32及第二光源42在4/T至T/2之間通電。每半週期重複此種通電的控制。
並且，例如，若將表示控制值52的調光訊號輸入控制電路，所述控制值52將第一光源32及第二光源42的通電量指定為0%，則在T/2的開 始時間點，對第一及第二半導體元件輸入閘信號。此情形，第一光源32及第二光源42幾乎不通電。每半週期重複此種通電的控制。
圖3(A)為表示使用同軸落射照明單元38及側射照明單元44兩者拍攝背面11b側被保持面14a保持之被加工物11的正面11a側之態樣的圖；圖3(B)為藉由該拍攝而得到之影像的示意圖。
控制值52可個別指定第一光源32及第二光源42的光量。在圖3(A)中，將構成同軸落射照明單元38之第一光源32的通電量設為20%，將構成側射照明單元44之第二光源42的通電量設為20%。在圖3(B)所示的影像中，關鍵圖案11c被較良好地拍攝。
本實施方式的關鍵圖案11c是十字形狀的區域，包含關鍵圖案11c的影像例如被利用於將被加工物11的分割預定線與切割單元24的切割刀片之位置進行對位時。
圖4(A)為表示僅點亮同軸落射照明單元38並拍攝正面11a側之態樣的圖，圖4(B)為藉由僅點亮同軸落射照明單元38並拍攝而得到之影像的示意圖。
在圖4(A)中，將第一光源32的通電量設為20%，將第二光源42的通電量設為0%。在圖4(B)所示的影像中，相較於圖3(B)的影像，正面11a側的凹凸被更清晰地拍攝。
圖5(A)為表示僅點亮側射照明單元44並拍攝正面11a側之態樣的圖，圖5(B)為藉由僅點亮側射照明單元44並拍攝而得到之影像的示意圖。
在圖5(A)中，將第一光源32的通電量設為0%，將第二光源42的通電量設為20%。在圖5(B)所示的影像中，相較於圖3(B)的影像，影像整體的對比下降。
於此，再次回到圖1，說明切割裝置2的其他構成要素。在相對於開口4b而與開口4a為相反側的位置，設置有開口4e。在開口4e設置有用於清洗加工後之被加工物11的清洗單元60。
清洗單元60具有在保持被加工物單元17的狀態下進行旋轉的旋轉台。在旋轉台的上方配置有噴嘴，所述噴嘴係用於將純水及氣體的氣液混合流體朝向旋轉台噴射。
然而，在設置有同類型的多個切割裝置2的工廠中，經常使用多個切割裝置2進行相同種類的多個被加工物11的加工。圖6為表示同類型的多個切割裝置(加工裝置)2的圖。
為了使用多個切割裝置2同時進行被加工物11的加工，將包含控制值52的攝影條件62、加工條件64等從第一切割裝置2a複製到第二切割裝置2b、第三切割裝置2c等。
藉此，在第二切割裝置2b等中，以與第一切割裝置2a相同的攝影條件62及加工條件64，進行被加工物11的攝影、加工等。然而，例如會有起因於在第二切割裝置2b中的第一光源32等的劣化等，而造成第二切割裝置2b之照明器48的亮度降低之情形。
此情形，即使在第一切割裝置2a及第二切割裝置2b輸入表示相同控制值52的調光訊號，在第二切割裝置2b中也會獲得濃淡或明暗不同於第一切割裝置2a的影像。
藉此，在第二切割裝置2b中，會有在分割預定線之位置的推算、或在切割槽等之位置、範圍、狀態等的檢查中產生問題之虞。於是，在本實施方式中係以下述方式調整照明器48的亮度：藉由將已調整照明器48之亮度的影像進行比較，而吸收照明器48之間的差異。
圖7為第一實施方式的照明器48之亮度的調整方法的流程圖。此外，在本實施方式中，雖說明在第一切割裝置2a與第二切割裝置2b中調整照明器48之亮度的方法，但也可在三個以上的切割裝置2中調整照明器48之亮度。
在本實施方式中，首先，進行第一記憶步驟S10。在第一記憶步驟S10中，對第一切割裝置2a之調光器46輸入表示第一控制值52a的調光訊號，將照明器48設為預定亮度，拍攝被加工物11之正面11a側的關鍵圖案11c而獲得樣本影像70(參照圖8(A))。
圖8(A)為樣本影像70的示意圖。在圖8(A)中，藉由第一控制值52a，以第一光源32的通電量成為20%且第二光源42的通電量成為0%的方式，僅點亮同軸落射照明單元38而獲得樣本影像70。
然後，第一切割裝置2a的記憶裝置50a將第一控制值52a與樣本影像70一起記憶。在第一記憶步驟S10後，進行複製步驟S20。
在複製步驟S20中，將記憶於第一切割裝置2a的記憶裝置50a之樣本影像70、包含第一控制值52a之攝影條件62、及在第一切割裝置2a使用之加工條件64一起複製，並使第二切割裝置2b的記憶裝置50a記憶。
第一切割裝置2a及第二切割裝置2b等例如以有線或無線方式互相連接。此情形，在複製步驟S20中，透過有線或無線方式，將樣本影像70、包含第一控制值52a之攝影條件62、加工條件64等資訊從第一切割裝置2a傳送往第二切割裝置2b。
此外，第一切割裝置2a及第二切割裝置2b也可不以有線或無線方式互相連接。此情形，第一切割裝置2a及第二切割裝置2b具備：寫入讀取裝置(未圖示)，其將資訊寫入CD(Compact Disc，光碟)、DVD(Digital Versatile Disc，多樣化數位光碟)、USB(Universal Serial Bus，通用序列匯流排)記憶體、磁阻式隨機存取記憶體等記錄媒體，並從記錄媒體讀取資訊。
操作員將樣本影像70、包含第一控制值52a之攝影條件62、加工條件64等資訊記錄於記錄媒體後，使第二切割裝置2b的寫入讀取裝置讀取該記錄媒體。藉此，該資訊從第一切割裝置2a被複製到第二切割裝置2b。
在複製步驟S20後，於第二切割裝置2b中，藉由以由不同的多個控制值52所指定之照明器48的亮度拍攝正面11a側的關鍵圖案11c，而獲得多個比較影像(參照圖8(B)、圖8(C)、圖8(D))。
具體而言，以分別指定相較於對應第一控制值52a的通電量更小的通電量、相同的通電量、更大的通電量之多個控制值52拍攝關鍵圖案11c而獲得多個比較影像。
此外，在本實施方式中，將第二光源42的通電量設為0%，且將第一光源32的通電量調整成比0%更大之各種比例，藉此僅點亮同軸落射照明單元38，並獲得比較圖像。
例如，在第二切割裝置2b中，以將第一光源32的通電量設為16%且將第二光源42的通電量設為0%之控制值52-1拍攝關鍵圖案11c。並且，以將第一光源32的通電量設為18%且將第二光源42的通電量設為0%之控制值52-2拍攝關鍵圖案11c。
進一步，在第二切割裝置2b中，以將第一光源32的通電量設為20%且將第二光源42的通電量為0%之控制值52-3拍攝關鍵圖案11c。並且， 以將第一光源32的通電量設為22%且將第二光源42的通電量為0%之控制值52-4拍攝關鍵圖案11c。
再者，在第二切割裝置2b中，以將第一光源32的通電量設為24%且將第二光源42的通電量為0%之控制值52-5拍攝關鍵圖案11c。第二切割裝置2b的記憶裝置50a記憶以此方式所得到的多個比較圖像(第二記憶步驟S30)。
圖8(B)為以控制值52-3拍攝關鍵圖案11c之比較影像72a的示意圖。圖8(C)為以控制值52-4拍攝關鍵圖案11c之比較影像72b的示意圖。
圖8(D)為以控制值52-5拍攝關鍵圖案11c之比較影像72c的示意圖。此外，省略以控制值52-1拍攝之比較影像與以控制值52-2拍攝之比較影像。
在第二記憶步驟S30後，將樣本影像70、比較影像72a、比較影像72b及比較影像72c進行比較。本實施方式中，在樣本影像70與被比較之各比較影像72a、72b、72c之間，比較數值之差的總和Np，所述數值表示構成影像之各像素(pixel)的亮度之程度。
所謂表示亮度之程度的數值，例如，在影像是灰階影像之情形中，是指以8bit(亦即256個色階)所表現的像素值，在像素的顏色是黑色之情形中，像素值被設定為零，在像素的顏色是白色之情形中，像素值被設定為255。當然，影像不限定於灰階影像，也可以是彩色影像。
樣本影像70與各比較影像72a、72b、72c為縱及橫之像素數相同的影像。例如，在計算樣本影像70與比較影像72a的像素值之差的總和Np之情形中，在樣本影像70及比較影像72a中，計算於縱向及橫向之各相同位置(亦即，相同座標位置)中的各像素之像素值的差後，算出該差的總和。
在本實施方式中，相較於樣本影像70與比較影像72a在相同座標位置中的各像素之像素值的差之總和Np1，樣本影像70與比較影像72b在相同座標位置中的各像素之像素值的差之總和Np2較小。
再者，相較於樣本影像70與比較影像72c在相同座標位置中的各像素之像素值的差之總和Np3，總和Np2較小。如此，總和Np2成為最小。亦即，樣本影像70及比較影像72b的明暗差異成為最小。
第二切割裝置2b的控制單元50係遵循記憶於本身的輔助記憶裝置之預定程式，而特定出拍攝相對於樣本影像70之明暗差異成為最小的比較影像72b時的控制值52-4以作為第二控制值52b(控制值特定步驟S40)。
在控制值特定步驟S40後，第二切割裝置2b的控制單元50將第二控制值52b與第一控制值52a的差設定成相對於第一切割裝置2a之第二切割裝置2b的控制值52之修正值58(修正值設定步驟)。
第一控制值52a決定第一切割裝置2a的第一光源32之通電開始時間點。第一控制值52a例如是對應於從交流電流的半週期T/2的開始時間點起至時間點t1為止的時間之數值。
當對第一切割裝置2a的調光器46輸入表示第一控制值52a的調光訊號，則第一切割裝置2a的第一光源32從時間點t1起至半週期T/2的結束時間點為止通電。此情形，第一切割裝置2a之同軸落射照明單元38的通電量例如成為20%。
第二控制值52b決定第二切割裝置2b的第一光源32之通電開始時間點。第二控制值52b例如是對應於從交流電流的半週期T/2之開始時間點起至比時間點t1更早之時間點t2為止的時間之數值。
若對第二切割裝置2b的調光器46輸入表示第二控制值52b的調光訊號，則第二切割裝置2b的第一光源32從時間點t2起至半週期T/2之結束時間點為止通電。此情形，第二切割裝置2b之同軸落射照明單元38的通電量例如成為22%。
時間點t2與時間點t1的差係相當於通電量的差，並將修正值58定為對應於此通電量的差之數值。在修正值設定步驟S50中，例如第二切割裝置2b的控制單元50中，本身的記憶裝置50a自動地記憶修正值58。此外，也可遵循操作員的指示、輸入等而將修正值58記憶於第二切割裝置2b的記憶裝置50a。
在使用第二切割裝置2b將被加工物11進行加工時，將表示第二控制值52b的調光訊號輸入第二切割裝置2b的調光器46，所述第二控制值52b係第一控制值52a加上修正值58。
如此進行，修正第二切割裝置2b的照明器48之通電量，亦即修正第二切割裝置2b的照明器48之光量(亮度)。因此，即使是在產生光源的劣化等之情形，也可降低照明器48之間的亮度差異。
亦即，可降低以第一切割裝置2a及第二切割裝置2b的攝影機單元26所得到之影像的亮度差異。再者，還有下述優點：不需要進行光源等的交換，並且，不需要使用用於測量攝影機單元26的光量差異的特殊試片，便可降低以各攝影機單元26所得到的影像之差異。
接著，說明以切割裝置2a切割(加工)被加工物11之一般步驟。在切割被加工物11時，首先，藉由下側搬送單元18的推拉臂，將被加工物單元17往一對導軌抽出。
藉由一對導軌沿著X軸方向互相接近，而調整被加工物單元17之X軸方向的位置。接著，藉由下側搬送單元18，將被加工物單元17從一對導軌搬送往卡盤台14。
以保持面14a吸引保持背面11b側後，將表示控制值52的調光訊號輸入調光器46。藉此，將照明器48設為預定亮度，並以攝影機單元26拍攝正面11a側。此外，在需要調整照明器48的亮度之情形中，使用上述的修正值58調整照明器48的亮度。
對於藉由攝影而得到的影像，控制單元50實施預定的影像處理(亦即，根據影像)，藉此特定關鍵圖案11c的位置。然後，從關鍵圖案11c的位置特定出配置在預先決定之位置的分割預定線之位置、方向等。
以分割預定線之方向成為與X軸方向平行的方式，以旋轉驅動源調整卡盤台14的方向後，一邊使切割刀片與卡盤台14在X軸方向上相對地移動，一邊遵循預定之加工條件64切割被加工物11。
在沿著全部的分割預定線切割被加工物11後，以上側搬送單元20將被加工物單元17從卡盤台14搬送往清洗單元60，並以清洗單元60將被加工物11進行清洗及乾燥。
之後，藉由下側搬送單元18將被加工物單元17從清洗單元60搬送往一對導軌後，以下側搬送單元18的推拉臂將被加工物單元17從一對導軌推入卡匣6b。
接著，說明第二實施方式。圖9為第二實施方式的照明器48之亮度的調整方法的流程圖。在第二實施方式中也首先進行第一記憶步驟S10。但是，在第一記憶步驟S10中，以個別點亮第一切割裝置2a中之第一光源32及第二光源42的方式，調整調光器46的動作。
例如，若對調光器46輸入表示第三控制值52c的調光訊號，則以第一光源32的通電量成為20%且第二光源42的通電量成為0%的方式，點亮照明器48。藉此，僅點亮同軸落射照明單元38並拍攝關鍵圖案11c而獲得第一樣本影像70。
之後，當對調光器46輸入表示第四控制值52d的調光訊號，則以第一光源32的通電量成為0%且第二光源42的通電量成為20%的方式，點亮照明器48。藉此，藉由僅點亮側射照明單元44並拍攝關鍵圖案11c而獲得第二樣本影像80(參照圖5(B))。此外，第一光源32及第二光源42的點亮順序也可相反。
之後，第一切割裝置2a的記憶裝置50a將第一樣本影像70、第二樣本影像80、第三控制值52c及第四控制值52d一起記憶(第一記憶步驟S10)。接著，複製包含第一樣本影像70、第二樣本影像80、第三控制值52c及第四控制值52d的攝影條件62、加工條件64，並使第二切割裝置2b的記憶裝置50a記憶此等條件(複製步驟S20)。
在複製步驟S20後，進行第二記憶步驟S30。但是，在第二實施方式的第二記憶步驟S30中，僅點亮同軸落射照明單元38並拍攝關鍵圖案11c，藉此獲得多個第一比較影像，再進一步僅點亮側射照明單元44並拍攝關鍵圖案11c，藉此獲得多個第二比較影像。
在獲得多個第一比較影像及多個第二比較影像時，與第一實施方式同樣地，以分別指定相較於對應第三控制值52c及第四控制值52d的通電量更小的通電量、相同的通電量、更大的通電量之多個控制值52拍攝關鍵圖案11c。
然後，第二切割裝置2b的記憶裝置50a記憶多個第一比較影像與多個第二比較影像(第二記憶步驟S30)。在第二記憶步驟S30後，進行控制值特定步驟S40。
在第二實施方式的控制值特定步驟S40中，第二切割裝置2b的控制單元50將第一樣本影像70與各第一比較影像在相同的座標位置中之各像 素的像素值之差的總和Np進行比較。藉此，特定出拍攝相對於第一樣本影像70之明暗差異成為最小的第一比較影像時的控制值52以作為第五控制值52e。
再者，第二切割裝置2b的控制單元50將第二樣本影像80與各第二比較影像在相同的座標位置中之各像素的像素值之差的總和Np進行比較。藉此，特定出拍攝相對於第二樣本影像80之明暗差異成為最小的第二比較影像時的控制值52以作為第六控制值52f。
在控制值特定步驟S40後，第二切割裝置2b的控制單元50將第五控制值52e與第三控制值52c的差，設定成相對於第一切割裝置2a的同軸落射照明單元38之第二切割裝置2b的控制值52的第一修正值58a。
再者，第二切割裝置2b的控制單元50將第六控制值52f與第四控制值52d的差，設定成相對於第一切割裝置2a的側射照明單元44之第二切割裝置2b的控制值52的第二修正值58b(修正值設定步驟S50)。
第一修正值58a及第二修正值58b被記憶於第二切割裝置2b的記憶裝置50a。藉此，即使是在第一光源32之間的光量產生差異，並且在第二光源42之間的光量產生差異之情形，也可降低第一切割裝置2a與第二切割裝置2b之間的照明器48的亮度差異。
另外，上述實施方式的構造、方法等，只要不脫離本發明目的之範圍，即可適當變更而實施。例如，也可使用PWM(Pulse Width Modulation，脈波寬度調變)方式或其他已知方式取代相位控制方式。
並且，在上述實施方式中，雖使用鹵素燈作為第一光源32及第二光源42，但也可使用LED取代鹵素燈。此情形，省略側射照明單元44的光纖40b，以LED的發光面位於多個開口40a的方式，在殼體40配置多個LED。並且，也可藉由調整施加於LED的電壓，而調整照明器48的亮度。
再者，在上述實施方式中，雖將切割裝置2作為加工裝置的例子進行說明，但加工裝置也可是雷射加工裝置。雷射加工裝置具有未圖示的雷射照射單元(加工單元)以取代切割單元24，所述未圖示的雷射照射單元係對於背面11b側被保持面14a保持之被加工物11的正面11a側照射雷射光束。
雷射照射單元具有用於生成脈衝狀之雷射光束的雷射振盪器(未圖示)，所述脈衝狀之雷射光束具有會被被加工物11吸收之預定波長。從雷射 振盪器射出的雷射光束係經過包含聚光鏡等之預定的光學系統而被照射至正面11a側。
在與雷射照射單元相鄰的位置設置有用於拍攝被加工物11之上述的攝影機單元26。使用攝影機單元26，取得被保持面14a保持之被加工物11的正面11a側的影像。
11:被加工物
11a:正面
11b:背面
13:切割膠膜
14:卡盤台
14a:保持面
17:被加工物單元
26:攝影機單元
26a:殼體
26b:開口
28:攝像元件
30:物鏡
30a:光軸
32:第一光源
36:半反射鏡
38:同軸落射照明單元
40:殼體
40a:開口
40b:光纖
42:第二光源
44:側射照明單元
46:調光器
48:照明器
50:控制單元
52:控制值
54:交流電源
56:電流波形

Claims (3)

  1. 一種加工裝置之照明器亮度的調整方法，其特徵在於，多個加工裝置分別具備攝影機單元、加工單元及記憶裝置，該攝影機單元具有亮度被調整之該照明器、物鏡及攝像元件且透過該物鏡使從該照明器對被加工物照射之光的反射光入射至該攝像元件，藉此拍攝該被加工物，該加工單元係根據以該攝影機單元所得到的影像而將該被加工物進行加工，該記憶裝置記憶指定該照明器之亮度的控制值及加工該被加工物時之該加工單元的加工條件，並在該些加工裝置執行以下步驟：第一記憶步驟，其在該些加工裝置之中的第一加工裝置中，該第一加工裝置的該記憶裝置將樣本影像與第一控制值一起記憶，該樣本影像係藉由以由該第一控制值所指定之該照明器的亮度拍攝設置於該被加工物之預定圖案而得；複製步驟，其將記憶於該第一加工裝置的該記憶裝置之該樣本影像、該第一控制值及在該第一加工裝置所使用的加工條件一起複製，並使該些加工裝置之中的第二加工裝置的該記憶裝置記憶；第二記憶步驟，其在該第二加工裝置中，該第二加工裝置的該記憶裝置記憶多個比較影像記憶，該多個比較影像記憶係藉由以由不同的多個控制值所指定之該照明器的亮度拍攝該被加工物的該預定圖案而得；控制值特定步驟，其將該樣本影像與該多個比較影像進行比較，特定出拍攝相對於該樣本影像之明暗差異成為最小的比較影像時的控制值以作為第二控制值；及修正值設定步驟，其將該第二控制值與該第一控制值的差作為相對於該第一加工裝置之該第二加工裝置的控制值之修正值，並設定於該第二加工裝置。
  2. 如請求項1之加工裝置之照明器亮度的調整方法，其中，於該控制值特定步驟中，在該樣本影像與各比較影像的縱向及橫向的各相同位置中，算出表示構成影像的各像素之亮度的程度之數值的差，並比較該差的總和。
  3. 如請求項1或2之加工裝置之照明器亮度的調整方法，其中，該照明器具有：同軸落射照明單元，其沿著該物鏡的光軸照射光；及側射照明單元，其照射相對於該物鏡的光軸傾斜的光； 在該第一記憶步驟中，該第一控制值包含第三控制值與第四控制值，該樣本影像包含第一樣本影像與第二樣本影像，該第一加工裝置的該記憶裝置將該第一樣本影像、該第二樣本影像、該第三控制值及該第四控制值一起記憶，該第一樣本影像係藉由以該第三控制值僅點亮該同軸落射照明單元並拍攝該被加工物之該預定圖案而得，該第二樣本影像係藉由以該第四控制值僅點亮該側射照明單元並拍攝該被加工物之該預定圖案而得；在該第二記憶步驟中，該第二加工裝置的該記憶裝置記憶多個第一比較影像與多個第二比較影像記憶，該多個第一比較影像記憶係藉由以各自不同的多個控制值僅點亮該同軸落射照明單元並拍攝該被加工物之該預定圖案而得，該多個第二比較影像記憶係藉由以各自不同的多個控制值僅點亮該側射照明單元並拍攝該被加工物之該預定圖案而得；在該控制值特定步驟中，該第二控制值包含第五控制值及第六控制值，將該第一樣本影像與各第一比較影像進行比較，特定出拍攝相對於該第一樣本影像之明暗差異成為最小的第一比較影像時的控制值以作為第五控制值，並且，將該第二樣本影像與各第二比較影像進行比較，特定出拍攝相對於該第二樣本影像之明暗差異成為最小的第二比較影像時的控制值以作為第六控制值；在該修正值設定步驟中，將該第五控制值與該第三控制值的差作為相對於該第一加工裝置之該第二加工裝置的控制值之第一修正值，並設定於該第二加工裝置，將該第六控制值與該第四控制值的差作為相對於該第一加工裝置之該第二加工裝置的控制值之第二修正值，並設定於該第二加工裝置。
TW110102599A 2020-01-27 2021-01-22 加工裝置之照明器亮度的調整方法 TWI859400B (zh)

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