JP2022035062A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オートフォーカスをすばやく完了させることが可能な撮像ユニットを含む加工装置を提供する。【解決手段】本発明に係る加工装置においては、液体レンズに印加される電圧を調整することによってオートフォーカスを行う。ここで、この電圧は、予め記憶部に記憶された、液体レンズに印加される電圧と、撮像ユニットによる撮像において焦点が合う面と撮像ユニットとの間隔と、の相関関係を参照して定められる。そのため、この加工装置においては、オートフォーカスを行うために撮像に先立ってレンズを移動させる必要がなく、オートフォーカスをすばやく完了させることが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、加工装置に関する。

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の半導体デバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成である。このようなチップは、一般的に、表面にデバイス領域を含むウェーハ等の被加工物を格子状の分割予定ラインに沿って分割することで製造される。

被加工物の分割は、典型的には、切削装置及びレーザ加工装置等の加工装置を用いて行われる。このような加工装置においては、分割予定ラインが加工送り方向に平行になるように被加工物の位置を調整し、その後、加工送り方向に被加工物を移動させながら被加工物を分割する。

被加工物の位置の調整は、例えば、撮像ユニットによる撮像によって得られた被加工物の画像に基づいて行われる。さらに、このような撮像ユニットは、レンズを移動させながら、焦点が被加工物に合うようにレンズの位置を自動的に調整する、いわゆる、オートフォーカスと呼ばれる機能を備えることが多い（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１－１９８２０４号公報

上述の撮像ユニットにおいては、オートフォーカスを行うために撮像に先立ってレンズを移動させるための時間が必要となる。この場合、加工装置による被加工物の加工に先立ってレンズを移動させるための時間が必要となり、この時間は被加工物の加工効率を低下させる原因になり得る。この点に鑑み、本発明の目的は、オートフォーカスをすばやく完了させることが可能な撮像ユニットを含む加工装置を提供することである。

本発明によれば、レーザ変位計と、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、液体レンズを含み、該チャックテーブルに保持された該被加工物を撮像する撮像ユニットと、処理部及び記憶部を含み、該レーザ変位計、該加工ユニット及び該撮像ユニットを制御する制御ユニットと、を含み、該レーザ変位計は、該被加工物に向けてレーザビームを投光する投光部と、該被加工物の表面で反射されたレーザビームを受光する受光部と、を含み、該記憶部は、該液体レンズに印加される電圧と、該撮像ユニットによる撮像において焦点が合う面と該撮像ユニットとの間隔と、の相関関係を記憶し、該処理部は、該レーザ変位計を利用して該撮像ユニットと該被加工物との間隔を算出した後、該被加工物の表面に焦点が合うように、該相関関係を参照して該撮像ユニットと該被加工物との間隔に応じた電圧が該液体レンズに印加されるように該撮像ユニットを制御する加工装置が提供される。

好ましくは、該加工装置は、該撮像ユニットによって撮像される撮像画像よりも視野範囲が狭く、解像度が低い出力画像を出力する出力ユニットをさらに含み、該処理部は、該出力画像の視野範囲に一致するように該撮像画像の一部を抽出し、次いで、該出力画像の解像度に一致するように該撮像画像の該一部の解像度を変更した後、解像度が変更された該撮像画像の該一部を該出力画像として出力するように該出力ユニットを制御する。

好ましくは、該記憶部は、該液体レンズに印加される電圧に対応づけられた、該撮像ユニットによって撮像される撮像画像に生じるディストーションを解消するための処理条件を記憶し、該処理部は、該処理条件に基づいて該撮像画像を処理する。

本発明に係る加工装置においては、液体レンズに印加される電圧を調整することによってオートフォーカスを行う。ここで、この電圧は、予め記憶部に記憶された、液体レンズに印加される電圧と、撮像ユニットによる撮像において焦点が合う面と撮像ユニットとの間隔と、の相関関係を参照して定められる。そのため、この加工装置においては、オートフォーカスを行うために撮像に先立ってレンズを移動させる必要がなく、オートフォーカスをすばやく完了させることが可能となる。

図１は、切削ユニットを含む切削装置を模式的に示す斜視図である。 図２は、切削装置に内蔵される制御ユニットを模式的に示す機能ブロック図である。 図３Ａは、ディストーション評価用のワークピースを模式的に示す図である。 図３Ｂは、撮像ユニットによる撮像によって得られたディストーション評価用のワークピースの画像の一例を模式的に示す図である。 図３Ｃは、撮像ユニットによる撮像によって得られたディストーション評価用のワークピースの画像の他の例を模式的に示す図である。 図４は、レーザ加工ユニットを含むレーザ加工装置を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、被加工物を加工する切削ユニット５０を含む加工装置（切削装置２）を模式的に示す斜視図である。なお、以下の説明で用いられるＸ軸方向（加工送り方向、前後方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向、左右方向）及びＺ軸方向（切り込み送り方向、高さ方向）は、図１に示される方向を意味し、互いに直交している。

切削装置２は、各構成要素を支持する基台４を有する。基台４上には、被加工物を保持するチャックテーブル２４のＸ軸方向に沿った移動を制御するチャックテーブル移動機構６が設けられている。チャックテーブル移動機構６は、基台４の上面に固定された、Ｘ軸方向に概ね平行な一対のＸ軸ガイドレール８を有する。

一対のＸ軸ガイドレール８には、Ｘ軸移動プレート１０がＸ軸方向にスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動プレート１０の下面（裏面）側には、ボールねじを構成するナット（不図示）が設けられている。該ナットには、Ｘ軸ガイドレール８に概ね平行なＸ軸ボールねじ軸１２が回転可能に連結（螺合）されている。

Ｘ軸ボールねじ軸１２の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１４が連結されている。そのため、Ｘ軸パルスモータ１４によってＸ軸ボールねじ軸１２を回転させれば、Ｘ軸移動プレート１０は、Ｘ軸ガイドレール８に沿ってＸ軸方向に移動する。

チャックテーブル移動機構６の周りには、被加工物を切削する際に使用される切削水の廃液等を一時的に貯留するウォーターケース１６が設けられている。ウォーターケース１６内に貯留された廃液は、ドレーン（不図示）等を介して切削装置２の外部に排出される。

Ｘ軸移動プレート１０の上面側（表面側）には、テーブルベース１８を介して円柱状のθテーブル２０が設けられている。θテーブル２０の周囲には、矩形状の上面を有するカバー２２が設けられている。

θテーブル２０の上面には、被加工物を保持する保持面を上部に有する円盤状のチャックテーブル２４が設けられている。チャックテーブル２４は、θテーブル２０に内蔵されたモータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル２４が回転する。

チャックテーブル２４は、ステンレス鋼等の金属で形成された円盤状の枠体２４ａを有する。枠体２４ａは、上方に向かって設けられている円環状の側壁を有し、この側壁によって凹部が画定されている。この凹部には、多孔質セラミックスで形成され、凹部の内径と概ね同じ外径を有する円盤状のポーラス板２４ｂが固定されている。

ポーラス板２４ｂは、枠体２４ａに形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源（不図示）に連結されている。この吸引源を動作させると、ポーラス板２４ｂの上面（チャックテーブル２４の保持面）には負圧が発生する。この負圧により、該保持面では被加工物の吸引保持が可能である。

被加工物は、例えば、シリコン等の半導体で形成された円盤状のウェーハであり、その表面側に、デバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とを有する。デバイス領域は、格子状に配列された切削予定ラインで複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ又はＬＳＩ等のデバイスが形成されている。

また、被加工物は、フレーム及びテープと一体化されたフレームユニットの状態で、テープを介してチャックテーブル２４の保持面に吸引保持されてもよい。このフレームユニットは、例えば、円盤状の粘着テープと、粘着テープの上面の中央領域に貼付された被加工物と、粘着テープの上面の外縁近傍の領域に貼付されたフレームとによって構成される。

基台４上には、チャックテーブル移動機構６を跨ぐ様に配置された、門型の支持構造３０が設けられている。支持構造３０の前面（表面）には、切削ユニット５０のＹ軸方向及びＺ軸方向に沿った移動を制御する切削ユニット移動機構３２が設けられている。

切削ユニット移動機構３２は、支持構造３０の前面に固定された一対のＹ軸ガイドレール３４を有する。一対のＹ軸ガイドレール３４のそれぞれは、Ｙ軸方向に概ね平行に配置されている。

一対のＹ軸ガイドレール３４には、２つのＹ軸移動プレート３６がＹ軸方向にスライド可能に取り付けられている。２つのＹ軸移動プレート３６のそれぞれの後面（裏面）側には、ボールねじを構成するナット（不図示）が設けられている。

Ｙ軸移動プレート３６の後面側に設けられたナットには、Ｙ軸ボールねじ軸３８が回転可能に連結（螺合）されている。Ｙ軸ボールねじ軸３８は、一対のＹ軸ガイドレール３４に概ね平行に配置されている。

Ｙ軸ボールねじ軸３８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ４０が連結されている。そのため、Ｙ軸パルスモータ４０によってＹ軸ボールねじ軸３８を回転させれば、Ｙ軸移動プレート３６は、Ｙ軸ガイドレール３４に沿ってＹ軸方向に移動する。この時、切削ユニット５０もＹ軸移動プレート３６と共にＹ軸方向に移動する。

また、切削ユニット移動機構３２は、各Ｙ軸移動プレート３６の前面（表面）に固定された一対のＺ軸ガイドレール４２を有する。一対のＺ軸ガイドレール４２のそれぞれは、Ｚ軸方向に概ね平行に配置されている。

一対のＺ軸ガイドレール４２には、１つのＺ軸移動プレート４４がＺ軸方向にスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動プレート４４の後面側（裏面）には、ナット（不図示）が設けられている。該ナットには、Ｚ軸ボールねじ軸４６が回転可能に連結（螺合）されている。Ｚ軸ボールねじ軸４６は、一対のＺ軸ガイドレール４２に概ね平行に配置されている。

Ｚ軸ボールねじ軸４６の一端部には、Ｚ軸パルスモータ４８が連結されている。そのため、Ｚ軸パルスモータ４８によってＺ軸ボールねじ軸４６を回転させれば、Ｚ軸移動プレート４４は、Ｚ軸ガイドレール４２に沿ってＺ軸方向に移動する。この時、切削ユニット５０もＺ軸移動プレート４４と共にＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動プレート４４の下部には、被加工物を加工する切削ユニット５０が固定されている。切削ユニット５０は、長手部がＹ軸方向に概ね平行に配置された筒状のスピンドルハウジング５２を有する。

スピンドルハウジング５２には、長手部がＹ軸方向と概ね平行に配置された円柱状のスピンドル（不図示）が収容されている。該スピンドルは、回転可能な状態でスピンドルハウジング５２によって支持される。

チャックテーブル２４に近接する側の該スピンドルの一端部は、スピンドルハウジング５２の外に突出し、この一端部には環状の切刃を有する切削ブレード５４が装着されている。

切削ブレード５４は、例えば、金属等でなる環状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とが一体となって構成された、ハブタイプの切削ブレードである。ハブタイプの切削ブレードの切刃は、ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等でなる砥粒がニッケル等の結合材によって固定された電鋳砥石によって構成される。

また、切削ブレード５４として、砥粒が金属、セラミックス又は樹脂等でなる結合材によって固定された環状の切刃によって構成される、ワッシャータイプの切削ブレードを用いてもよい。

該スピンドルの他端部は、スピンドルハウジング５２に内蔵されるサーボモータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そのため、該回転駆動源で該スピンドルを回転させれば、切削ブレード５４も回転する。

図１に示される切削装置２では、チャックテーブル移動機構６によるチャックテーブル２４のＸ軸方向に沿った移動と、θテーブル２０に内蔵される回転駆動源によるチャックテーブル２４の回転と、切削ユニット移動機構３２による切削ユニット５０のＹ軸方向及びＺ軸方向に沿った移動と、スピンドルハウジング５２に内蔵される回転駆動源による切削ブレード５４の回転とが異時に又は同時に制御される。

例えば、切削装置２では、チャックテーブル２４の保持面に保持された被加工物を切削ブレード５４が切削する際に、チャックテーブル移動機構６によるチャックテーブル２４のＸ軸方向に沿った移動と、回転駆動源による切削ブレード５４の回転とが同時に行われる。

また、スピンドルハウジング５２の前面（表面）側には、被加工物を撮像する撮像ユニット５６と、レーザ変位計５８とが並んで配置されている。具体的には、撮像ユニット５６は、チャックテーブル２４の保持面に保持された被加工物を可視光で撮像する。また、レーザ変位計５８は、撮像ユニット５６と被加工物との間隔を算出するために利用される。

撮像ユニット５６は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源と、液体レンズを含むレンズユニットと、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子とを含む。

レーザ変位計５８は、被加工物に向けてレーザビームを投光する投光部と、被加工物の表面で反射されたレーザビームを受光する受光部とを含む。投光部は、例えば、可視光領域の波長（例えば、６５５ｎｍ）のレーザビームを射出するレーザ発振器と、レーザビームの光路を設定するレンズ及び／又はミラーとを含む。受光部は、例えば、レーザビームの光路を設定するレンズ及び／又はミラーと、レーザビームを検出するフォトダイオード等の受光素子とを含む。

切削装置２の前面（表面）側には、タッチパネル６０が配置されている。タッチパネル６０は、例えば、オペレータからの指示を切削装置２へ入力するための入力ユニットとして機能するタッチセンサと、該オペレータに向けて各種の情報を出力するための出力ユニットとして機能するディスプレイとによって構成される。

該タッチセンサは、例えば、静電容量方式のタッチセンサ又は抵抗膜方式のタッチセンサ等である。また、該ディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。

さらに、切削装置２は、上記の構成要素以外の構成要素を有していてもよい。例えば、切削装置２は、被加工物を含むフレームユニットをチャックテーブル２４へ搬入し、また、チャックテーブル２４から搬出する搬送ユニットを有していてもよい。

切削装置２の構成要素の動作は、内蔵の制御ユニットによって制御される。すなわち、被加工物を加工する切削ユニット５０及び被加工物を撮像する撮像ユニット５６等の動作は、制御ユニットによって制御される。図２は、切削装置２に内蔵される制御ユニット６２を模式的に示す機能ブロック図である。

なお、図２には、制御ユニット６２の構成要素のみならず、それらと関連する切削装置２のその他の構成要素（例えば、制御ユニット６２に信号を入力する入力ユニット７４（例えば、タッチパネル６０のタッチセンサ）及び各種の情報を出力する出力ユニット７８（例えば、タッチパネル６０のディスプレイ））も示されている。

制御ユニット６２は、切削装置２の構成要素を制御するための信号を生成する処理部６４と、処理部６４において用いられる各種の情報（データ及びプログラム等）を記憶する記憶部６６とを有する。

さらに、記憶部６６は、撮像ユニット５６のオートフォーカスに利用される情報を記憶する。具体的には、記憶部６６は、撮像ユニット５６に含まれる液体レンズに印加される電圧と、撮像ユニット５６による撮像において焦点が合う面と撮像ユニット５６との間隔と、の相関関係を記憶する。

なお、処理部６４の機能は、記憶部６６に記憶されたプログラムを読みだして実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって具現される。また、記憶部６６の機能は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の半導体メモリと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶装置との少なくとも一つによって具現される。

処理部６４は、駆動部６８、算出部７０及び撮像部７２を有する。処理部６４においては、これらの機能部が異時又は同時に独立して処理を行う。また、処理部６４は、駆動部６８、算出部７０及び撮像部７２以外の機能部を有していてもよい。例えば、処理部６４は、上記の搬送ユニットを制御する搬送部を有していてもよい。

駆動部６８は、入力ユニット７４から入力される信号に応じて、切削装置２に含まれる移動又は回転が可能な構成要素の移動又は回転を制御する。具体的には、駆動部６８は、チャックテーブル移動機構６と、チャックテーブル２４を回転させる回転駆動源と、切削ユニット移動機構３２と、切削ブレード５４を回転させる回転駆動源とによって具現されている駆動ユニット７６を制御する。

駆動部６８は、例えば、チャックテーブル２４の保持面に保持された被加工物を切削するように駆動ユニット７６を制御する。この時、駆動部６８は、記憶部６６に記憶された各種の情報（例えば、過去の切削における切削条件）を読みだして駆動ユニット７６を制御してもよい。また、駆動部６８は、記憶部６６に新たな情報（例えば、今回の切削における切削条件）を記憶させてもよい。

また、駆動部６８は、駆動ユニット７６における加工条件及び加工の進捗状況等をオペレータに向けて出力するために出力ユニット７８を制御してもよい。例えば、駆動部６８は、加工条件及び加工の進捗状況等を示すテキストが表示されるようにタッチパネル６０のディスプレイを制御してもよい。

算出部７０は、入力ユニット７４から入力される信号に応じて、レーザ変位計５８を制御する。具体的には、算出部７０は、被加工物に対してレーザビームが投光されるようにレーザ変位計５８の投光部（例えば、レーザ発振器）を制御する。また、算出部７０には、レーザ変位計５８の受光部において被加工物の表面で反射されたレーザビームが受光されたことを示す信号がレーザ変位計５８の受光部（例えば、受光素子）から入力される。

この信号が算出部７０に入力されると、算出部７０は、撮像ユニット５６と被加工物との間隔の具体的な値を算出する。例えば、算出部７０は、レーザビームが該投光部で投光されてから該受光部で受光されるまでの時間に基づいて該間隔の具体的な値を算出する。

そして、算出部７０は、該間隔の具体的な値を記憶部６６に記憶させる。また、算出部７０は、該間隔の具体的な値等をオペレータに報知するために出力ユニット７８を制御してもよい。

撮像部７２は、入力ユニット７４から入力される信号に応じて、撮像ユニット５６を制御する。この時、撮像部７２は、被加工物に焦点が合うように、記憶部６６に記憶された情報を参照して撮像ユニット５６を制御する。

具体的には、記憶部６６には、撮像ユニット５６に含まれる液体レンズに印加される電圧と、撮像ユニット５６による撮像において焦点が合う面と撮像ユニット５６との間隔と、の相関関係が記憶されている。また、記憶部６６には、撮像ユニット５６と被加工物との間隔の具体的な値も記憶されている。

ここで、該相関関係を参照することで、被加工物の表面に焦点を合わせるために液体レンズに印加すべき電圧が定まる。そこで、撮像部７２は、被加工物の表面に焦点が合うように、該相関関係を参照して撮像ユニット５６と被加工物との間隔に応じた電圧が液体レンズに印加されるように撮像ユニット５６を制御する。

この時、撮像部７２は、記憶部６６に記憶された、液体レンズに印加される電圧以外の各種の情報（例えば、過去の撮像における撮像条件）を読みだして撮像ユニット５６を制御してもよい。また、撮像部７２は、記憶部６６に新たな情報（例えば、今回の撮像における撮像条件）を記憶させてもよい。

また、撮像部７２は、撮像ユニット５６が撮像した被加工物の画像をオペレータに向けて出力するために出力ユニット７８を制御してもよい。なお、被加工物の画像をオペレータに向けて出力する際の好ましい態様については後述する。

切削装置２においては、撮像ユニット５６に含まれる液体レンズに印加される電圧を調整することによってオートフォーカスを行う。ここで、この電圧は、予め記憶部６６に記憶された、液体レンズに印加される電圧と、撮像ユニット５６による撮像において焦点が合う面と撮像ユニット５６との間隔と、の相関関係を参照して定められる。そのため、切削装置２においては、撮像に先立ってオートフォーカスを行うためにレンズを移動させる必要がなく、オートフォーカスをすばやく完了させることが可能となる。

さらに、切削装置２においては、撮像ユニット５６と被加工物との間隔に応じて撮像ユニット５６に含まれる液体レンズに印加される電圧が変化すると、撮像ユニット５６によって撮像される画像（撮像画像）の視野範囲も変化することがある。そのため、何らの処理も行われていない撮像画像を出力ユニット７８が出力する場合には、視野範囲が異なる複数の画像が同じ大きさの画像（出力画像）として出力される可能性がある。

このような場合には、複数の出力画像を参照するオペレータが正確な情報を得ることが困難になるおそれがある。そのため、切削装置２においては、撮像画像の視野範囲が変化する場合であっても出力画像の視野範囲が変化しないことが好ましい。このような好ましい態様を実現するためには、例えば、以下のように切削装置２を設計すればよい。

まず、出力ユニット７８によって出力される出力画像の視野範囲（例えば、被加工物の表面の４ｃｍ×３ｃｍの領域）を撮像ユニット５６によって撮像される撮像画像の視野範囲（例えば、被加工物の表面の約５ｃｍ×約４ｃｍの領域（上述のとおり、撮像画像の視野範囲は、液体レンズに印加される電圧に応じて変化することがある。））より狭くなるように設定する。また、撮像画像の解像度（例えば、ＳＸＧＡ：１２８０×１０２４）を出力画像の解像度（例えば、ＶＧＡ：６４０×４８０）よりも高くなるように設定する。

また、液体レンズに印加される電圧と、撮像画像の視野範囲との相関関係を予め評価しておく。例えば、まず、撮像ユニット５６に含まれる液体レンズに印加される電圧を変化させながら、目盛りが設けられた被撮像物を撮像ユニット５６が撮像する。次いで、撮像画像に含まれる目盛りの部分のサイズを参照することで、液体レンズに印加される電圧と、撮像画像の視野範囲と、の相関関係を評価する。次いで、液体レンズに印加される電圧に対応づけられた、撮像画像の視野範囲を記憶部６６に記憶させる。

その後、撮像ユニット５６による撮像によって被加工物の撮像画像が得られれば、処理部６４（具体的には、処理部６４に含まれる撮像部７２）が、出力画像の視野範囲に一致するように撮像画像の一部（例えば、約１０２４×約７６８の画素によって構成される画像）を抽出する。

次いで、処理部６４が、出力画像の解像度に一致するように、この撮像画像の一部の解像度を変更する。具体的には、この撮像画像の一部を構成する画素数の縮小処理（例えば、隣接する複数の画素から平均的な色を呈する単一の画素への統合等）及び拡大処理（例えば、隣接する複数の画素の間に中間的な色を呈する画素を補間（バイリニア法等））を組み合わせて行う。

最後に、処理部６４が、解像度が変更された撮像画像の一部を出力画像として出力するように出力ユニット７８を制御する。これにより、オペレータが複数の出力画像を参照して容易に正確な情報を得ることが可能になる。

また、切削装置２においては、撮像ユニット５６と被加工物との間隔に応じて撮像ユニット５６に含まれる液体レンズに印加される電圧が変化すると、撮像ユニット５６によって撮像される撮像画像にディストーション（歪曲収差）が生じ、また、ディストーションの程度が変化することがある。そのため、撮像ユニット５６による撮像によって取得された画像において示される被加工物の形状が実際の被加工物の形状と異なる可能性がある。

このような場合には、撮像画像に基づいて形成される出力画像を参照するオペレータが正確な情報を得ることが困難になるおそれがある。そのため、切削装置２においては、液体レンズに印加される電圧に応じて撮像画像に生じるディストーションを解消することが好ましい。このような好ましい態様としては、例えば、以下のように切削装置２を設計すればよい。

まず、液体レンズに印加される電圧と、撮像画像に生じるディストーションとの相関関係を予め評価しておく。例えば、まず、図３Ａに示されるような格子状の溝８２が形成されたディストーション評価用のワークピース８０を用意する。次いで、ワークピース８０を切削装置２のチャックテーブル２４に保持させる。次いで、撮像画像の中心にワークピース８０が位置するようにワークピース８０を撮像ユニット５６の直下に位置付ける。

次いで、撮像ユニット５６に含まれる液体レンズに印加される電圧を変化させながら撮像ユニット５６がワークピース８０を撮像する。これにより、例えば、図３Ｂに示されるような樽型のディストーション及び／又は図３Ｃに示されるような糸巻き型のディストーションが生じた撮像画像が得られる可能性がある。

具体的には、樽型のディストーションは、撮像画像におけるワークピース８４の複数の角８４ａ～８４ｄのそれぞれから撮像画像の中心までの距離が、実際のワークピース８０における複数の角８０ａ～８０ｄのそれぞれから撮像画像の中心に対応するワークピース８０の地点までの距離よりも短くなるディストーションである。

また、糸巻き型のディストーションは、撮像画像におけるワークピース８６の複数の角８６ａ～８６ｄのそれぞれからから撮像画像の中心までの距離が、実際のワークピース８０における複数の角８０ａ～８０ｄのそれぞれから撮像画像の中心に対応するワークピース８０の地点までの距離よりも長くなるディストーションである。

図３Ｂ及び図３Ｃに示されるようなディストーションが得られた場合には、液体レンズに印加される電圧に対応づけられた、ディストーションを解消するための処理条件を記憶部６６に記憶させる。

例えば、図３Ｂに示されるような画像が撮像される際に液体レンズに印加される電圧と、図３Ｂに示される撮像画面におけるワークピース８４の複数の角８４ａ～角８４ｄの位置及び実際のワークピース８０の複数の角８０ａ～角８０ｄの位置とを対応づける。そして、この電圧が液体レンズに印加される際に生じるディストーションを解消するための処理条件として、撮像画面における複数の角８４ａ～角８４ｄの位置が複数の角８０ａ～角８０ｄの位置にそれぞれ移動するように撮像画像におけるワークピース８４を変形させること等を記憶部６６に記憶させる。換言すると、当該処理条件として、撮像画面における複数の角８０ａ～角８０ｄの位置に含まれる画素が呈する色を複数の角８４ａ～角８４ｄの位置に含まれる画素が呈する色にそれぞれ置換すること等を記憶部６６に記憶させる。

同様に、図３Ｃに示されるような画像が撮像される際に液体レンズに印加される電圧と、図３Ｃに示される撮像画面におけるワークピース８６の複数の角８６ａ～角８６ｄの位置及び実際のワークピース８０の複数の角８０ａ～角８０ｄの位置とを対応づける。そして、この電圧が液体レンズに印加される際に生じるディストーションを解消するための処理条件として、撮像画面における複数の角８６ａ～角８６ｄの位置が複数の角８０ａ～角８０ｄの位置にそれぞれ移動するように撮像画像におけるワークピース８６を変形させること等を記憶部６６に記憶させる。換言すると、当該処理条件として、撮像画面における複数の角８０ａ～角８０ｄの位置に含まれる画素が呈する色を複数の角８６ａ～角８６ｄの位置に含まれる画素が呈する色にそれぞれ置換すること等を記憶部６６に記憶させる。

その後、撮像ユニット５６による撮像によって被加工物の撮像画像が得られれば、処理部６４（具体的には、処理部６４に含まれる撮像部７２）が、この撮像の際に液体レンズに印加された電圧に対応づけられた、ディストーションを解消するための処理条件に基づいて撮像画像を処理する。これにより、オペレータが撮像画像に基づいて形成される出力画像を参照して容易に正確な情報を得ることが可能になる。

なお、上述の切削装置２は本発明の実施形態であって、本発明に係る加工装置は上述の切削装置２に限定されない。

例えば、上述の切削装置２においては、入力ユニット７４としてタッチパネル６０のタッチセンサを適用する実施形態について例示したが、本発明における入力ユニットは、このようなタッチセンサに限定されない。例えば、本発明においては、該タッチセンサに替えて又は追加して、キーボード、マウス、ボタン及びマイクロフォン等の少なくとも一つを入力ユニットとして適用してもよい。

また、上述の切削装置２においては、出力ユニット７８としてタッチパネル６０のディスプレイを適用する実施形態について例示したが、本発明における出力ユニットは、このようなディスプレイに限定されない。例えば、本発明においては、該ディスプレイに替えて又は追加して、プリンタ等を出力ユニットとして適用してもよい。

また、本発明における加工装置は、切削装置に限定されず、レーザ加工装置であってもよい。図４は、被加工物を加工するレーザ加工ユニット１３４を含む加工装置（レーザ加工装置１０２）を模式的に示す斜視図である。なお、以下の説明で用いられるＸ２軸方向、Ｙ２軸方向及びＺ２軸方向は、図４に示される方向を意味し、互いに直交している。

レーザ加工装置１０２は、各構成要素を支持する基台１０４を有する。基台１０４上には、被加工物を保持するチャックテーブル１２４のＸ２軸方向及びＹ２軸方向に沿った移動を制御するチャックテーブル移動機構１０６が設けられている。チャックテーブル移動機構１０６は、基台１０４の上面に固定された、Ｘ２軸方向に概ね平行な一対のＸ２軸ガイドレール１０８を有する。

一対のＸ２軸ガイドレール１０８には、Ｘ２軸移動プレート１１０がＸ２軸方向にスライド可能に取り付けられている。Ｘ２軸移動プレート１１０の下面（裏面）側には、ボールねじを構成するナット（不図示）が設けられている。該ナットには、Ｘ２軸ガイドレール１０８に概ね平行なＸ２軸ボールねじ軸１１２が回転可能に連結（螺合）されている。

Ｘ２軸ボールねじ軸１１２の一端部には、Ｘ２軸パルスモータ１１４が連結されている。そのため、Ｘ２軸パルスモータ１１４によってＸ２軸ボールねじ軸１１２を回転させれば、Ｘ２軸移動プレート１１０は、Ｘ２軸ガイドレール１０８に沿ってＸ２軸方向に移動する。この時、チャックテーブル１２４もＸ２軸移動プレート１１０と共にＸ２軸方向に移動する。

Ｘ２軸移動プレート１１０の上面側（表面側）には、Ｙ２軸方向に概ね平行な一対のＹ２軸ガイドレール１１６が固定されている。一対のＹ２軸ガイドレール１１６には、Ｙ２軸移動テーブル１１８の底板１１８ａがＹ２軸方向にスライド可能に取り付けられている。

また、Ｙ２軸移動テーブル１１８は、底板１１８ａと概ね平行な天板１１８ｂと、底板１１８ａのＹ２軸方向における一端及び天板１１８ｂのＹ２軸方向における一端に固定されている側板１１８ｃとを有する。

Ｙ２軸移動テーブル１１８の底板１１８ａの下面（裏面）側には、ボールねじを構成するナット（不図示）が設けられている。該ナットには、Ｙ２軸ガイドレール１１６に概ね平行なＹ２軸ボールねじ軸１２０が回転可能に連結（螺合）されている。

Ｙ２軸ボールねじ軸１２０の一端部には、Ｙ２軸パルスモータ１２２が連結されている。そのため、Ｙ２軸パルスモータ１２２によってＹ２軸ボールねじ軸１２０を回転させれば、Ｙ２軸移動テーブル１１８は、Ｙ２軸ガイドレール１１６に沿ってＹ２軸方向に移動する。この時、チャックテーブル１２４もＹ２軸移動テーブル１１８と共にＹ２軸方向に移動する。

Ｙ２軸移動テーブル１１８の天板１１８ｂの上面側には、Ｚ２軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転できる態様で、チャックテーブル１２４が天板１１８ｂに支持されている。Ｙ２軸移動テーブル１１８の側板１１８ｃには、モータ等の回転駆動源１２６が設けられている。回転駆動源１２６の回転軸には、プーリー１２６ａが設けられている。プーリー１２６ａ及びチャックテーブル１２４には、１つの回転無端ベルト（ベルト１２８）が掛けられている。

回転駆動源１２６を動作させてプーリー１２６ａを回転させると、ベルト１２８を介して伝達される力によって、チャックテーブル１２４は、Ｚ２軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。プーリー１２６ａの回転を制御することで、回転軸の周りで任意の角度だけチャックテーブル１２４を回転できる。

また、レーザ加工装置１０２は、基台１０４の上面から上方に突出する態様で設けられているコラム１３０を有する。コラム１３０の上端部の側面には、Ｙ２軸方向に概ね平行な長手部を有するケーシング１３２が設けられている。

ケーシング１３２には、レーザ加工ユニット１３４の少なくとも一部が設けられている。レーザ加工ユニット１３４は、被加工物に吸収される波長、又は、被加工物を透過する波長を有するパルス状のレーザビームを発生させるレーザ発振器１３４ａ等を有する。

レーザ加工ユニット１３４のＹ２軸方向の先端部には、液体レンズ（不図示）及び集光レンズ１３６ａを含むヘッド１３６が設けられている。レーザ発振器１３４ａから出射されたレーザビームは、集光レンズ１３６ａにより集光され、ヘッド１３６から下方に照射される。

図４では、ヘッド１３６から下方に照射されるレーザビームＬが破線矢印で示されている。そして、ケーシング１３２の先端部において、ヘッド１３６に隣接する位置には、上述の撮像ユニット５６と、レーザ変位計５８とが並んで配置されている。

図４に示されるレーザ加工装置１０２は、レーザビームＬの集光点を被加工物に位置付け、集光点と被加工物とをＸ２軸方向及び／又はＹ２軸方向に相対的に移動させることで、被加工物に種々のレーザ加工溝を形成することができる。

さらに、図１に示される切削装置２と同様に、図４に示されるレーザ加工装置１０２においては、撮像ユニット５６による撮像に先立ってオートフォーカスを行うためにレンズを移動させるような必要がなく、オートフォーカスをすばやく完了させることが可能となる。この点については、上述の説明と重複するため省略する。

その他、上述した実施形態及び変形例にかかる構造及び方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ ：切削装置
４ ：基台
６ ：チャックテーブル移動機構
８ ：Ｘ軸ガイドレール
１０ ：Ｘ軸移動プレート
１２ ：Ｘ軸ボールねじ軸
１４ ：Ｘ軸パルスモータ
１６ ：ウォーターケース
１８ ：テーブルベース
２０ ：θテーブル
２２ ：カバー
２４ ：チャックテーブル
２４ａ ：枠体
２４ｂ ：ポーラス板
３０ ：支持構造
３２ ：切削ユニット移動機構
３４ ：Ｙ軸ガイドレール
３６ ：Ｙ軸移動プレート
３８ ：Ｙ軸ボールねじ軸
４０ ：Ｙ軸パルスモータ
４２ ：Ｚ軸ガイドレール
４４ ：Ｚ軸移動プレート
４６ ：Ｚ軸ボールねじ軸
４８ ：Ｚ軸パルスモータ
５０ ：切削ユニット
５２ ：スピンドルハウジング
５４ ：切削ブレード
５６ ：撮像ユニット
５８ ：レーザ変位計
６０ ：タッチパネル
６２ ：制御ユニット
６４ ：処理部
６６ ：記憶部
６８ ：駆動部
７０ ：算出部
７２ ：撮像部
７４ ：入力ユニット
７６ ：駆動ユニット
７８ ：出力ユニット
８０ ：実際のワークピース
８０ａ～８０ｄ：角
８２ ：溝
８４ ：撮像画像におけるワークピース
８４ａ～８４ｄ：角
８６ ：撮像画像におけるワークピース
８６ａ～８６ｄ：角
１０２ ：レーザ加工装置
１０４ ：基台
１０６ ：チャックテーブル移動機構
１０８ ：Ｘ２軸ガイドレール
１１０ ：Ｘ２軸移動プレート
１１２ ：Ｘ２軸ボールねじ軸
１１４ ：Ｘ２軸パルスモータ
１１６ ：Ｙ２軸ガイドレール
１１８ ：Ｙ２軸移動テーブル
１１８ａ：底板
１１８ｂ：天板
１１８ｃ：側板
１２０ ：Ｙ２軸ボールねじ軸
１２２ ：Ｙ２軸パルスモータ
１２４ ：チャックテーブル
１２６ ：回転駆動源
１２６ａ：プーリー
１２８ ：ベルト
１３０ ：コラム
１３２ ：ケーシング
１３４ ：レーザ加工ユニット
１３４ａ：レーザ発振器
１３６ ：ヘッド
１３６ａ：集光レンズ

Claims (3)

1. レーザ変位計と、
   被加工物を保持するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルに保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、
   液体レンズを含み、該チャックテーブルに保持された該被加工物を撮像する撮像ユニットと、
   処理部及び記憶部を含み、該レーザ変位計、該加工ユニット及び該撮像ユニットを制御する制御ユニットと、を含み、
   該レーザ変位計は、該被加工物に向けてレーザビームを投光する投光部と、該被加工物の表面で反射されたレーザビームを受光する受光部と、を含み、
   該記憶部は、該液体レンズに印加される電圧と、該撮像ユニットによる撮像において焦点が合う面と該撮像ユニットとの間隔と、の相関関係を記憶し、
   該処理部は、該レーザ変位計を利用して該撮像ユニットと該被加工物との間隔を算出した後、該被加工物の表面に焦点が合うように、該相関関係を参照して該撮像ユニットと該被加工物との間隔に応じた電圧が該液体レンズに印加されるように該撮像ユニットを制御する
   ことを特徴とする加工装置。
2. 該撮像ユニットによって撮像される撮像画像よりも視野範囲が狭く、解像度が低い出力画像を出力する出力ユニットをさらに含み、
   該処理部は、該出力画像の視野範囲に一致するように該撮像画像の一部を抽出し、次いで、該出力画像の解像度に一致するように該撮像画像の該一部の解像度を変更した後、解像度が変更された該撮像画像の該一部を該出力画像として出力するように該出力ユニットを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 該記憶部は、該液体レンズに印加される電圧に対応づけられた、該撮像ユニットによって撮像される撮像画像に生じるディストーションを解消するための処理条件を記憶し、
   該処理部は、該処理条件に基づいて該撮像画像を処理する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の加工装置。
   

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