TWI641872B - 拍攝方法及其裝置與對象物排列方法及其裝置 - Google Patents

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TWI641872B TW105130296A TW105130296A TWI641872B TW I641872 B TWI641872 B TW I641872B TW 105130296 A TW105130296 A TW 105130296A TW 105130296 A TW105130296 A TW 105130296A TW I641872 B TWI641872 B TW I641872B
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Abstract

本發明揭示一種拍攝裝置及拍攝方法。根據上述拍攝方 法，利用儲存有於多個取樣點測定到的夾盤的厚度值的參照表於拍攝過程中實現自動聚焦。

Description

拍攝方法及其裝置與對象物排列方法及其裝置
本發明是有關於一種拍攝裝置、拍攝方法與利用拍攝裝置及拍攝方法的對象物對準方法。
通常，雷射加工製程是指向對象物的表面掃描雷射束而加工對象物表面的形狀或加工物理性質等的製程。對象物可包括多種對象體，加工的形狀可為二維平面形狀。
作為雷射加工製程的一例，可有形成為多晶矽(polysilicone)膜的製程。多晶矽膜形成製程可藉由向矽晶圓掃描雷射束使非晶矽(amorphous silicon)膜結晶化而形成多晶矽膜。
並且，一例的半導體元件製造製程是於在半導體晶圓的表面形成積體電路(integrated circuit，IC)或大規模積體電路(large scale integrated circuit，LSI)等電子電路(electronic circuit)後，利用雷射束沿預加工線進行切割。藉由樹脂包裝(plastic seal)而封裝(packaging)根據此種製程製造的半導體元件。半導體元件 廣泛利用於行動電話(portable telephone)或個人電腦(Personal Computer，PC)等各種電氣-電子設備(electronic equipment)。
為了精確地加工半導體元件，重要的是沿雷射加工方向準確地對準(align)加工物。為了對準對象物，需藉由具有較高的解析度的拍攝裝置獲得對象物的準確的圖像。然而，通常包括半導體晶圓在內的對象物的厚度不固定而具有特定的偏差。另外，通常拍攝裝置的解析度越高，則景深(Depth of field)尺寸越小。若拍攝裝置的景深尺寸變小，則存在因夾盤的厚度偏差而聚焦距離發生錯誤，從而拍攝圖像的清晰度下降的問題。
根據例示性的實施例，藉由拍攝裝置的拍攝位置發生變化而自動地調節拍攝裝置的聚焦距離，藉此可獲得清晰的圖像。並且，可根據由拍攝裝置獲得的圖像對準對象物。
於一態樣中，提供一種拍攝方法，其包括如下步驟：藉由利用拍攝模組分別對多個取樣點執行自動聚焦作業而於多個取樣點測定安裝對象物的夾盤的厚度的步驟；產生儲存有分別於多個取樣點測定到的夾盤的厚度的參照表的步驟；以及 藉由一面改變拍攝模組的拍攝位置，一面拍攝對象物而獲得對象物的圖像的步驟；且於獲得對象物的圖像的步驟中，根據拍攝模組的拍攝位置發生變化而利用參照表變更拍攝模組與夾盤之間的距離。
拍攝模組的景深(Depth of field)尺寸可小於夾盤的厚度偏差。
獲得對象物的圖像的步驟可基於在與對象物的拍攝位置相鄰的4個取樣點測定到的夾盤的厚度值而變更拍攝模組與夾盤之間距離。
於另一態樣中，提供一種拍攝裝置，其包括：拍攝模組，拍攝安裝於夾盤上的對象物的圖像；拍攝位置變更部，變更拍攝模組拍攝對象物的位置；距離調節部，根據拍攝模組的拍攝位置發生變化而變更拍攝模組與夾盤之間距離；及處理器，對拍攝位置變更部及距離調節部的移動進行控制；且處理器利用儲存有於多個取樣點測定到的夾盤的厚度的參照表對距離調節部進行控制。
拍攝模組的景深尺寸可小於夾盤的厚度偏差。
處理器可根據於與拍攝模組的拍攝位置相鄰的4個取樣點測定到的夾盤的厚度值而計算拍攝模組與夾盤之間距離的變更 值。
於另一態樣中，提供一種對象物排列方法，其包括如下步驟：藉由在多個取樣點執行自動聚焦作業而產生儲存有分別於多個取樣點測定到的夾盤的厚度的參照表的步驟；藉由一面改變第一拍攝模組的拍攝位置，一面拍攝安裝於夾盤的對象物而獲得對象物的第一圖像的步驟；基於第一圖像而調節對象物的排列角度的步驟；藉由一面改變第二拍攝模組的拍攝位置，一面拍攝對象物而獲得對象物的第二圖像的步驟；及基於第二圖像而調節對象物的排列角度的步驟；且於獲得第二圖像的步驟中，根據第二拍攝模組的拍攝位置發生變化而利用參照表變更第二拍攝模組與夾盤之間的距離。
獲得第二圖像的步驟可基於在與第二拍攝模組的拍攝位置相鄰的4個取樣點測定到的夾盤的厚度值而變更第二拍攝模組與夾盤之間的距離。
對象物排列方法可更包括如下步驟：識別對象物的邊緣的步驟；及根據對象物的邊緣確定對象物的中心的步驟。
基於第一圖像而調節對象物的排列角度的步驟可包括如下步驟： 於第一圖像中，計算顯示於對象物的表面的第一參照標記及第二參照標記相對於對象物的中心的位置座標的步驟；及根據第 一參照標記及第二參照標記的位置座標而調節對象物的排列角度的步驟。
基於第二圖像而調節對象物的排列角度的步驟可包括如下步驟：於第一圖像中，計算顯示於對象物的表面的第一參照標記及第二參照標記相對於對象物的中心的位置座標的步驟；及根據第一參照標記及第二參照標記的位置座標而調節對象物的排列角度的步驟。
第一參照標記及第二參照標記可排列至相對於對象物的中心彼此對稱的位置。
識別對象物的邊緣的步驟可藉由將對象物的拍攝圖像二進制而識別對象物的邊緣。
基於第一圖像而調節對象物的排列角度的步驟可使對象物的預加工線與雷射束的加工方向之間的角度小於第一容許誤差，基於第二圖像而調節對象物的排列角度的步驟使對象物的預加工線與雷射束的加工方向之間的角度小於第二容許誤差，第二容許誤差小於第一容許誤差。
第一拍攝模組的景深(Depth of field)尺寸可大於夾盤的厚度偏差，第二拍攝模組的景深(Depth of field)尺寸小於夾盤的厚度偏差。
於另一態樣中，提供一種對象物排列裝置，其包括：第一拍攝模組，以第一解析度獲得安裝於夾盤上的對象物的第一圖像；第二拍攝模組，以第二解析度獲得對象物的第二圖像；拍攝位置變更部，變更第一拍攝模組及第二拍攝模組的拍攝位置；距離調節部，根據第二拍攝模組的拍攝位置發生變化而變更第二拍攝模組與對象物之間的距離；角度調節部，根據第一圖像及第二圖像而調節對象物的排列角度；及處理器，對拍攝位置變更部、距離調節部及角度調節部進行控制；且處理器利用儲存有於多個取樣點測定到的夾盤的厚度的參照表對距離調節部進行控制。
第一拍攝模組的景深尺寸可大於夾盤的厚度偏差，第二拍攝模組的景深尺寸小於夾盤的厚度偏差。
處理器可於第一圖像及第二圖像中識別顯示於對象物的表面的第一參照標記及第二參照標記的位置，基於第一參照標記及第二參照標記的位置而對角度調節部進行控制。
處理器可藉由將已拍攝到的對象物的整體圖像二進制而識別對象物的邊緣，根據對象物的邊緣確定對象物的中心， 以對象物的中心為基準而確定第一參照標記及第二參照標記的位置座標。
處理器可根據於與第二拍攝模組的拍攝位置相鄰的4個取樣點測定到的夾盤的厚度值而計算第二拍攝模組與夾盤之間的距離。
根據實施例，可利用儲存有於多個取樣點測定到的對象物的厚度的參照表提高對象物的拍攝圖像的清晰度。另外，可根據清晰度較高的拍攝圖像而準確地調節對象物的排列方向。
10‧‧‧對象物
11‧‧‧半導體晶片
12‧‧‧外側區域
13a‧‧‧第一點
13b‧‧‧第二點
13c‧‧‧第三點
15‧‧‧對象物的邊緣
20、232‧‧‧夾盤
100‧‧‧拍攝裝置
110‧‧‧拍攝模組
120、220‧‧‧距離調節部
130、240‧‧‧拍攝位置變更部
140、250‧‧‧處理器
200‧‧‧對象物排列裝置
212‧‧‧第一拍攝模組
214‧‧‧第二拍攝模組
230‧‧‧角度調節部
1110、1120、1130、1210、1220、1230、1240、1250、1310、1320、1330、1340、1350、1360、1370‧‧‧步驟
A‧‧‧第一參照標記
B‧‧‧第二參照標記
C‧‧‧中心
d‧‧‧厚度偏差
h、s、t‧‧‧距離
L‧‧‧預加工線
M‧‧‧參照標記
P0‧‧‧拍攝位置
P1‧‧‧第一投影位置
P2‧‧‧第二投影位置
P3‧‧‧第三投影位置
SP1‧‧‧第一取樣點
SP2‧‧‧第二取樣點
SP3‧‧‧第三取樣點
SP4‧‧‧第四取樣點
Zc‧‧‧厚度
θ‧‧‧排列角度
θ1、θ2‧‧‧角度
、、、‧‧‧向量
圖1是表示例示性的實施例的拍攝裝置的圖。
圖2是表示例示性的實施例的拍攝裝置的拍攝方法的流程圖。
圖3是例示性地表示取樣點的圖。
圖4是表示處理器於拍攝模組的拍攝位置計算對象物的厚度的圖。
圖5是例示性地表示對象物的表面的圖。
圖6是表示例示性的實施例的對象物排列裝置的圖。
圖7是例示性地表示圖6所示的對象物排列裝置的立體圖。
圖8是表示圖7所示的距離調節部與第一拍攝模組及第二拍 攝模組的圖。
圖9是表示利用圖6至圖8所示的對象物排列裝置的對象物排列方法的流程圖。
圖10是表示於未修正第二拍攝模組與對象物之間的距離的情形時，藉由第二拍攝模組而獲得的圖像。
圖11是表示於處理器利用參照表控制距離調節部而修正第二拍攝模組與對象物之間的距離的情形時，藉由第二拍攝模組而獲得的圖像。
圖12是表示另一例示性的實施例的對象物排列裝置的對象物排列方法的流程圖。
圖13是表示對象物的圖像藉由處理器而二進制的例的圖。
圖14是例示性地表示處理器確定位於對象物的邊緣的3個點的圖。
圖15是表示處理器計算對象物的中心位置的過程的圖。
圖16及圖17是例示性地表示調節對象物的排列角度的圖。
圖18是表示基於第二圖像而調節對象物的排列角度的圖。
於以下圖式中，相同的參照符號表示相同的構成要素，為了說明的明確性及便利性，可於圖中誇張地表示各構成要素的尺寸。另一方面，以下所說明的實施例僅為示例，可根據這些實施例實現各種變形。
第一、第二等用語可用於說明各種構成要素，但構成要素不應受用語的限定。用語僅以將一個構成要素區別於其他構成要素為目的而使用。
若未於文中明確地表示其他含義，則單數的表達包括複數的表達。並且，於記載為某個部分“包括”某個構成要素時，若無特別相反的記載，則是指可更包括其他構成要素，而並非是指排除其他構成要素。
並且，說明書中所記載的“…部”、“模組”等用語是指對至少一個功能或動作進行處理的單位。
圖1是表示例示性的實施例的拍攝裝置100的圖。
參照圖1，例示性的實施例的拍攝裝置100包括：拍攝模組110，拍攝對象物10的圖像；拍攝位置變更部130，變更拍攝模組110拍攝對象物10的位置；距離調節部120，根據拍攝模組110的拍攝位置發生變化而變更拍攝模組110與夾盤20之間的距離。拍攝模組110與夾盤20之間的距離h可定義為放置有拍攝模組110與夾盤20的面之間的z軸方向上的距離。
拍攝模組110可拍攝對象物10的圖像。拍攝模組110可藉由利用特定的聚焦光學系統(未圖示)將於對象物10的表面反射的光聚焦而拍攝對象物10的圖像。拍攝模組110的聚焦光學系統具有特定的聚焦距離，故而於拍攝模組110與夾盤20之間的距離h處於特定的範圍時，拍攝模組110可獲得對象物10的清晰的圖像。
對象物10可安裝至夾盤20。夾盤20可為支持對象物10的構造體。可藉由拍攝位置變更部130變更夾盤20的位置。夾盤20的表面可與理想的平面不同。例如，夾盤20可根據平坦度而具有特定的厚度偏差d。若夾盤20的厚度不固定，則會因拍攝位置發生變更而對象物10的表面與拍攝模組110之間的距離發生變化。若拍攝模組110與對象物10的表面之間的距離發生變更，則拍攝模組110的焦點變模糊而拍攝圖像的清晰度會變低。
為了防止拍攝圖像的清晰度變低，距離調節部120可根據拍攝位置發生變更而變更拍攝模組110與夾盤20之間距離h。 調節拍攝模組110與夾盤20之間距離h的上述過程稱為自動聚焦(Auto focusing)過程。可藉由上述自動聚焦而修正因夾盤20的平坦度引起的圖像的模糊。
距離調節部120可改變夾盤20與拍攝模組110之間的距離h。作為例示，距離調節部120可藉由沿z軸方向移動拍攝模組110而改變夾盤20與拍攝模組110之間的距離h。作為其他例，距離調節部120可藉由沿z軸方向移動安裝有對象物10的夾盤20而改變夾盤20與拍攝模組110之間的距離h。並且，距離調節部120亦可藉由移動夾盤20及拍攝模組110兩者而改變夾盤20與拍攝模組110之間的距離h。距離調節部120可藉由改變夾盤20與拍攝模組110之間距離h而使對象物10的表面與拍攝模組110之間的距離h處於拍攝模組110的景深範圍內。
拍攝位置變更部130可變更拍攝模組110拍攝對象物10 的位置。例如，拍攝位置變更部130可藉由沿水平方向(x軸方向、y軸方向)移動對象物10而變更拍攝模組110拍攝對象物10的位置。作為其他例，拍攝位置變更部130亦可沿水平方向(x軸方向、y軸方向)移動拍攝模組110。
處理器140可對拍攝位置變更部130及距離調節部120的動作進行控制。處理器140可藉由如下方式使拍攝模組110保持聚焦狀態：根據拍攝位置藉由拍攝位置變更部130變更而使距離調節部120變更夾盤20與拍攝模組110之間距離。此處，拍攝模組110保持聚焦狀態是指調節拍攝模組110與夾盤20之間的距離而不使拍攝模組110獲得的圖像的焦點模糊。
若藉由拍攝位置變更部130而拍攝模組110拍攝對象物10的位置變更，則夾盤20的厚度會發生變化。若提高拍攝模組110的解析度，則拍攝模組110的景深(Depth of field)尺寸可小於夾盤20的厚度偏差d。
此處，景深是指即便拍攝模組110與對象物10的表面之間的距離脫離理想的聚焦距離，亦保持拍攝模組110的拍攝圖像的清晰度的區域。例如，若拍攝模組110與對象物10之間的距離與拍攝模組110的焦點距離一致，則拍攝模組110的拍攝圖像的清晰度會成為最大。然而，即便拍攝模組110與對象物10之間的距離不與上述聚焦距離完全一致，亦會存在圖像的清晰度不會大幅改變的區間。另外，將不對圖像的清晰度造成較大影響的距離變化區間稱為拍攝模組110的景深。
根據例示性的實施例，拍攝模組110的景深可小於夾盤20的厚度偏差d。可藉由提高拍攝模組110的解析度來代替縮小拍攝模組110的景深而獲得更精確的圖像。然而，若拍攝模組110的景深變得小於夾盤20的厚度偏差，則每當拍攝位置發生變更時，均需變更拍攝模組110與夾盤20之間的距離h。
根據比較例，每當拍攝模組110的拍攝位置發生變化時，均可於中斷拍攝位置的變更的狀態下執行自動聚焦過程。然而，於此情形時，在拍攝位置變更部130對移動物體進行加減速的期間，會產生因慣性力引起的振動。並且，於距離調節部120在自動聚焦過程中改變拍攝模組110與夾盤20之間的距離的過程中，亦會產生因慣性力引起的振動。此種振動可降低由拍攝模組110獲得的圖像的品質。因此，於自動聚焦過程中，需直至因上述慣性力引起的振動消失為止的等待時間。會因上述延遲時間而導致自動聚焦過程所需的時間變長。
圖2是表示例示性的實施例的拍攝裝置100的拍攝方法的流程圖。
參照圖2，例示性的實施例的拍攝裝置100的拍攝方法可包括如下步驟：藉由利用拍攝模組110分別對多個取樣點執行自動聚焦作業而於多個取樣點測定夾盤20的厚度的步驟1110；產生儲存有分別於多個取樣點測定到的夾盤20的厚度的參照表的步驟1120；及藉由一面改變拍攝模組110的拍攝位置，一面拍攝對象物10而獲得對象物10的圖像的步驟1130。
取樣點可指拍攝模組110拍攝對象物10或夾盤20的座標位置。
於1110步驟中，拍攝位置變更部130可變更拍攝模組110的位置，以便拍攝模組110於取樣點拍攝對象物10。若藉由拍攝位置變更部130而拍攝模組110於取樣點拍攝對象物10，則距離調節部120可一面改變拍攝模組110與夾盤20之間的距離h，一面執行自動聚焦過程。處理器140接收由拍攝模組110拍攝到的對象物10的圖像而對清晰度進行比較，藉此可確定圖像的清晰度成為最大的距離h。處理器140可根據圖像的清晰度成為最大的拍攝模組110與夾盤20之間的距離而計算夾盤20的厚度。
每當拍攝位置變更部130將拍攝模組110的拍攝位置分別變更為多個取樣點時，可執行上述自動聚焦過程。處理器140可藉由對分別於多個取樣點測定到的圖像的清晰度進行比較而計算夾盤20的厚度。
圖3是例示性地表示取樣點的圖。
參照圖3，多個取樣點可排列成方格形狀。例如，取樣點可包括包含沿水平方向週期性地隔開的11個位置與沿垂直方向週期性地隔開的11個位置在內的121個位置，可對各個取樣點賦予1至121的編號。取樣點的排列間隔及排列形狀可根據實施例而不同地變形。處理器140可對各取樣點賦予識別編號。另外，處理器140可儲存各取樣點的位置座標。拍攝位置變更部130可將拍攝模組110的拍攝位置變更至存在取樣點的位置。處理器140 可根據於多個取樣點執行的自動聚焦結果而計算夾盤20於各取樣點的厚度。
於1120步驟中，處理器140可產生參照表。處理器140可藉由如下方式形成參照表：將於各取樣點測定到的夾盤20的厚度資訊與取樣點的識別編號匹配而儲存。可於參照表中一併儲存各取樣點的位置座標。
於1130步驟中，拍攝位置變更部130可對拍攝模組110拍攝對象物10的位置進行變更。於拍攝位置變更部130變更拍攝模組110的拍攝位置的期間，距離調節部120可實時變更拍攝模組110與夾盤20之間的距離。
處理器140可利用上述參照表對距離調節部120進行控制。於拍攝模組110的拍攝位置與取樣點一致的情形時，處理器140可利用於取樣點測定到的夾盤20的厚度資訊對距離調節部120的動作進行控制。並且，於拍攝模組110的拍攝位置不與取樣點一致的情形時，處理器140可叫出於與拍攝位置相鄰的取樣點測定到的夾盤20的厚度值。另外，處理器140可利用所叫出的夾盤20的厚度值計算拍攝模組110與夾盤20之間距離h。並且，處理器140能夠以夾盤20與拍攝模組110之間的距離h變更為所計算的拍攝模組110與夾盤20之間的距離h的方式對距離調節部120進行控制。
處理器140利用參照表，因此即便拍攝模組110的拍攝位置發生變更，亦可不經由另外的自動聚焦過程而確定拍攝模組 110與夾盤20之間的距離。因此，可縮短拍攝模組110拍攝對象物10的時間。
圖4是表示處理器140於拍攝模組110的拍攝位置計算夾盤20的厚度zc的圖。
參照圖4，處理器140可根據於與對象物10的拍攝位置P0相連的4個取樣點SP1、SP2、SP3、SP4測定到的上述夾盤20的厚度值z1、z2、z3、z4而計算拍攝模組110與夾盤20之間的距離。
例如，處理器140可藉由數式1而計算夾盤20於拍攝位置P0投影於第一取樣點SP1及第二取樣點SP2的連接線的第一投影位置P1上的厚度z21。
於數式1中，x21表示第一投影位置P1的x軸座標，z21表示夾盤20於第一投影位置P1上的厚度。並且，x1表示第一取樣點SP1的x軸座標，x2表示第二取樣點SP2的x軸座標。如數式1所示，處理器140可藉由在第一取樣點SP1測定到的夾盤20的厚度z1、與於第二取樣點SP2測定到的夾盤20的厚度z2的線性函數而計算夾盤20於第一投影位置P1上的厚度z21。此處，線性函數是指由變數的一次項的組合構成的函數。
並且，處理器140可藉由數式2而計算夾盤20於拍攝 位置P0投影於第三取樣點SP3及第四取樣點SP4的連接線的第二投影位置P2上的厚度z43。
於數式2中，x21表示第二投影位置P2的x軸座標，夾盤20於z43表示第二投影位置P2上的厚度。並且，x3表示第三取樣點SP3的x軸座標，x4表示第四取樣點SP4的x軸座標。如數式2所示，處理器140可藉由在第三取樣點SP3測定到的夾盤20的厚度z3、與於第四取樣點SP4測定到的夾盤20的厚度z4的線性函數而計算夾盤20於第二投影位置P2上的厚度z43。
處理器140可根據於第一投影位置P1及第二投影位置P2計算出的夾盤20的厚度值z21、z34而利用數式3計算夾盤20於拍攝位置P0上的厚度zc。
於數式3中，y21表示拍攝位置P0投影於第一取樣點SP1及第三取樣點SP3的連接線上的第三投影位置P3的y座標。並且，z43表示夾盤20於第二投影位置P2上的厚度，z21表示夾盤20於第一投影位置P1上的厚度。並且，y1表示第一投影位置P1的y座標，y2表示第二投影位置P2的y座標。
處理器140可藉由在數式1及數式2中計算出的夾盤20 於第一投影位置P1上的厚度z21、與夾盤20於第二投影位置P2上的厚度z43的線性函數而計算夾盤20於拍攝位置P0上的厚度zc。就結果而言，處理器140可藉由在第一取樣點至第四取樣點SP1、SP2、SP3、SP4測定到的夾盤20的厚度值z1、z2、z3、z4的線性函數而計算夾盤20於拍攝位置P0上的厚度zc。
以上，對例示性的實施例的拍攝裝置100及利用拍攝裝置100的拍攝方法進行了說明。根據實施例，根據拍攝模組110的拍攝位置發生變化而自動變更拍攝模組110與夾盤20之間的距離h，藉此可提高於拍攝模組110拍攝的圖像的清晰度。
以上所說明的拍攝方法可利用於在雷射加工製程等中對準對象物10。
圖5是例示性地表示對象物10的表面的圖。
參照圖5，對象物10可包括排列成方格形狀的多個半導體晶片11。於雷射加工製程中，可藉由沿預加工線L向對象物10照射雷射束而分離排列於對象物10的半導體晶片11。所分離的半導體晶片11可藉由樹脂包裝而封裝。
於雷射加工製程中，為了防止半導體晶片11受損，需使雷射束的加工方向(y軸方向)與對象物10的預加工線L平行。 因此，需要藉由調節對象物10的排列角度而使對象物10的預加工線L與雷射束的加工方向(y軸方向)平行的過程。
為了調節對象物10的排列角度，重要的是準確地拍攝對象物10的表面。然而，會於對象物10的表面排列尺寸非常小 的半導體晶片11，並且顯示有尺寸非常小的標記(未圖示)。因此，為了準確地調節對象物10的排列角度，需藉由具有較高的解析度的拍攝模組拍攝對象物10的表面。
圖6是示例示性的實施例的對象物排列裝置200的圖。
參照圖6，例示性的實施例的對象物排列裝置200可包括：第一拍攝模組212，以第一解析度獲得對象物10的第一圖像；第二拍攝模組214，以第二解析度獲得對象物10的第二圖像；拍攝位置變更部240，變更第一拍攝模組212及第二拍攝模組214的拍攝位置；距離調節部220，根據第二拍攝模組214的拍攝位置發生變化而變更第二拍攝模組214與夾盤20之間的距離；角度調節部230，根據上述第一圖像及第二圖像而調節上述對象物的排列角度；及處理器250，對拍攝位置變更部240、距離調節部220及角度調節部230進行控制。
第一拍攝模組212可具有第一解析度。並且，第二拍攝模組214可具有第二解析度。第二解析度可高於第一解析度。因此，第一拍攝模組212能夠以低於第二拍攝模組214的解析度拍攝對象物10。
由於第一拍攝模組212的解析度低於第二拍攝模組214的解析度，故而第一拍攝模組212的景深尺寸可大於第二拍攝模組214的景深尺寸。作為例示，第一拍攝模組212的景深尺寸可大於夾盤20的厚度偏差d，相反地，第二拍攝模組214的景深尺寸小於夾盤20的厚度偏差d。因此，第一拍攝模組212無需根據 拍攝位置的發生變化而修正第一拍攝模組212與夾盤20之間距離，相反地，第二拍攝模組214需根據拍攝位置發生變化而修正第二拍攝模組214與夾盤20之間的距離h。
距離調節部220可改變第二拍攝模組214與夾盤20之間的距離h。作為例示，距離調節部220可藉由沿z軸方向移動第二拍攝模組214而改變第二拍攝模組214與夾盤20之間的距離h。作為其他例，距離調節部220可藉由改變安裝有對象物10的支持面的高度而改變第二拍攝模組214與夾盤20之間的距離h。 並且，距離調節部220可藉由沿z軸方向移動對象物10與第二拍攝模組214兩者而改變第二拍攝模組214與夾盤20之間的距離h。距離調節部220藉由改變第二拍攝模組214與夾盤20之間的距離h而使對象物10的表面與第二拍攝模組214之間的距離處於第二拍攝模組214的景深範圍內。
拍攝位置變更部240可改變第一拍攝模組212及第二拍攝模組214拍攝對象物10的位置。例如，拍攝位置變更部240可藉由沿水平方向(x軸方向、y軸方向)移動對象物10而變更第一拍攝模組212及第二拍攝模組214拍攝對象物10的位置。作為其他例，拍攝位置變更部240亦可沿水平方向(x軸方向、y軸方向)移動第一拍攝模組212及第二拍攝模組214。
角度調節部230可變更對象物10的排列角度。例如，角度調節部230可藉由使安裝有對象物10的夾盤(chuck)232旋轉而調節對象物10的排列角度θ。
處理器250可對距離調節部220、拍攝位置變更部240及角度調節部230進行控制。處理器250可基於由第一拍攝模組212拍攝到的第一圖像而以對象物10的預加工線L與雷射加工方向(y軸)之間的角度小於第一容許誤差的方式對角度調節部230進行控制。並且，處理器250可基於由第二拍攝模組214拍攝到的第二圖像而以對象物10的預加工線L與雷射加工方向(y軸)之間的角度小於第二容許誤差的方式對角度調節部230進行控制。於第二拍攝模組214的解析度高於第一拍攝模組212的解析度的情形時，第二容許誤差可小於第一容許誤差。
圖7是例示性地表示圖6所示的對象物排列裝置200的立體圖。
參照圖7，對象物10可安裝至夾盤232上。另外，角度調節部230可藉由使夾盤232旋轉而調節對象物10的排列角度。 拍攝位置變更部240可包括移動平台。夾盤232可隨拍攝位置變更部240的移動平台移動。拍攝位置變更部240可沿一方向(y軸方向)移動夾盤。可藉由利用拍攝位置變更部240進行的夾盤232的直線運動、與利用角度調節部230進行的夾盤232的旋轉運動而變更第二拍攝模組214的拍攝位置及向對象物10照射雷射束的位置。
圖8是表示圖7所示的距離調節部220與第一拍攝模組212及第二拍攝模組214的圖。
參照圖8，距離調節部220可沿圖7的z軸方向移動第 二拍攝模組214。距離調節部220可藉由沿z軸移動第二拍攝模組214而變更第二拍攝模組214與夾盤232之間距離。然而，實施例並不限制於此。例如，距離調節部220可藉由沿z軸方向移動夾盤232而變更第二拍攝模組214與夾盤232之間的距離。
圖9是表示利用圖6至圖8所示的對象物排列裝置200的對象物10的排列方法的流程圖。
上述對象物排列方法可包括如下步驟：藉由在多個取樣點執行自動聚焦作業而產生儲存有分別於多個取樣點測定到的夾盤232的厚度的參照表的步驟1210；藉由一面改變第一拍攝模組212的拍攝位置，一面拍攝安裝於上述夾盤的對象物10而獲得對象物10的第一圖像的步驟1220；基於第一圖像而調節上述對象物10的排列角度的步驟1230；藉由一面改變第二拍攝模組214的拍攝位置，一面拍攝對象物10而獲得對象物10的第二圖像的步驟1240；及基於第二圖像而調節上述對象物10的排列角度的步驟1250。並且，獲得第二圖像的步驟1240可根據第二拍攝模組214的拍攝位置發生變化而利用上述參照表變更第二拍攝模組214與夾盤232之間的距離h。
於1210步驟中，拍攝位置變更部240可使第二拍攝模組214於取樣點拍攝對象物10。1210步驟中使用的對象物10亦可為其他樣品，而並非為將實際執行加工製程的加工對象物。若藉由拍攝位置變更部240而第二拍攝模組214於取樣點拍攝對象物10，則距離調節部220可一面改變第二拍攝模組214與夾盤232 之間的距離h，一面執行自動聚焦過程。處理器250接收由第二拍攝模組214拍攝到的圖像而對清晰度進行比較，藉此可確定使圖像的清晰度成為最大的距離h。處理器250可根據使圖像的清晰度成為最大的第二拍攝模組214與夾盤20之間的距離而計算夾盤232的厚度。
每當拍攝位置變更部240將第二拍攝模組214的拍攝位置分別變更為多個取樣點時，均可執行上述自動聚焦過程。處理器250可藉由對分別於多個取樣點測定到的圖像的清晰度進行比較而計算夾盤232的厚度。處理器250可產生儲存有計算出的夾盤232的厚度值的參照表。處理器250將於各取樣點測定到的夾盤232的厚度資訊與取樣點的識別編號匹配而儲存，藉此可形成參照表。可於參照表中一併儲存各取樣點的位置座標。
於1220步驟中，可一面藉由拍攝位置變更部240變更拍攝位置，一面利用第一拍攝模組212拍攝對象物10。1220步驟中使用的對象物10可為將執行加工製程的對象物10。第一拍攝模組212能夠以第一解析度拍攝對象物10而獲得第一圖像。第一拍攝模組212的景深尺寸可大於夾盤232的厚度偏差d。因此，於1210步驟中，在變更第一拍攝模組212的拍攝位置的期間，可不修正第一拍攝模組212與夾盤232之間距離而實現對象物10的拍攝。
於1230步驟中，處理器250可自第一拍攝模組212接收第一圖像。第一圖像的解析度可略微低於下文將述的第二圖像。處理器250可根據第一圖像計算對象物10的預加工線L與雷 射束加工方向之間的角度差。處理器250的計算準確度會根據第一圖像的解析度發生變化。處理器250能夠以對象物10的預加工線L與雷射束的加工方向之間的角度小於第一容許誤差的方式對角度調節部230進行控制。上述第一容許誤差的尺寸會根據第一圖像的解析度而發生變化。
於1240步驟中，可一面藉由拍攝位置變更部240變更拍攝位置，一面利用第二拍攝模組214拍攝對象物10。第二拍攝模組214能夠以第二解析度拍攝對象物10而獲得第二圖像。第二拍攝模組214的景深尺寸可小於夾盤232的厚度偏差d。因此，於1250步驟中，在變更第二拍攝模組214的拍攝位置的期間，可修正第一拍攝模組212與夾盤232之間的距離h。
於1240步驟中，處理器250可利用上述參照表對距離調節部220進行控制。於第二拍攝模組214的拍攝位置與取樣點一致的情形時，處理器250可利用於取樣點測定到的夾盤232的厚度資訊對距離調節部220的動作進行控制。並且，於第二拍攝模組214的拍攝位置不與取樣點一致的情形時，處理器250可叫出於與拍攝位置相鄰的取樣點測定到的夾盤232的厚度值。另外，處理器250可利用所叫出的夾盤232的厚度值計算第二拍攝模組214與夾盤232之間的距離h。並且，處理器250能夠以夾盤232與拍攝模組110之間的距離h變更為計算出的第二拍攝模組214與夾盤232之間的距離h的方式對距離調節部220進行控制。作為例示，處理器250可利用上述數式1至數式3於任意的拍攝位 置計算夾盤232的厚度。
處理器250利用參照表，因此即便第二拍攝模組214的拍攝位置發生變更，亦可不經由另外的自動聚焦過程而確定第二拍攝模組214與夾盤232之間的距離。因此，可縮短第二拍攝模組214獲得第二圖像所需的時間。並且，可提高第二拍攝模組214的圖像清晰度。
於1250步驟中，處理器250可自第二拍攝模組214接收第二圖像。第二圖像的解析度可相對高於第一圖像。處理器250可根據第二圖像而計算對象物10的預加工線L與雷射束加工方向之間的角度差。處理器250的計算準確度會根據第二圖像的解析度而發生變化。處理器250能夠以對象物10的預加工線L與雷射束的加工方向之間角度小於第二容許誤差的方式對角度調節部230進行控制。上述第二容許誤差的尺寸會根據第二圖像的解析度而發生變化。並且，第二容許誤差可小於第一容許誤差。
圖10是表示於未修正第二拍攝模組與對象物之間的距離的情形時，藉由第二拍攝模組214而獲得的圖像。並且，圖11是表示於處理器250藉由利用參照表對距離調節部220進行控制而修正第二拍攝模組214與夾盤232之間的距離h的情形時，藉由第二拍攝模組214而獲得的圖像。
參照圖10，由於夾盤232的厚度偏差d大於第二拍攝模組214的景深尺寸，故而會因第二拍攝模組214變更拍攝位置而導致焦點發生錯誤。另外，若焦點發生錯誤，則會降低圖像的清 晰度而使第二圖像變模糊(blur)。因圖像變模糊而會難以識別顯示於對象物10的表面的參照標記M的形狀。參照標記M可用作對準對象物10時的基準點，之後對其進行說明。
相反地，參照圖11，處理器250根據第二拍攝模組214的拍攝位置發生變化而利用參照表自動地變更第二拍攝模組214與夾盤232之間的距離h，故而由第二拍攝模組214拍攝的圖像的清晰度會較高。因圖像的清晰度變高而可識別顯示於對象物10的表面的參照標記M。並且，由於可準確地觀察對象物10的表面，故而可容易地調節對象物10的排列角度。
對象物排列裝置200可藉由拍攝對象物10的表面而調節對象物10的排列角度。例如，對象物排列裝置200亦可藉由識別標記於對象物10的表面的參照標記的位置而調節對象物10的排列角度。
圖12是表示另一例示性的實施例的對象物排列裝置200的對象物排列方法的流程圖。於對圖12的實施例進行說明時，省略與參照圖9進行的說明重複的部分。
參照圖12，實施例的對象物排列裝置200排列對象物10的方法可更包括如下步驟：識別對象物10的邊緣(edge)的步驟1310；及根據對象物10的邊緣而確定對象物10的中心的步驟1320。
於1320步驟中，處理器250可根據已拍攝到的對象物10的圖像而識別對象物10的邊緣。上述已拍攝到的對象物10的 圖像可為藉由第一拍攝模組212及第二拍攝模組214中的任一者拍攝到的圖像，亦可為藉由其他拍攝裝置拍攝到的圖像。於1310步驟中，僅識別對象物10的邊緣即可，故而已拍攝到的對象物10的圖像無需較高的解析度。因此，為了提高製程速度，處理器250可利用藉由可一次拍攝對象物10的整體圖像的拍攝裝置拍攝到的圖像識別對象物10的邊緣。
於1320步驟中，處理器250可藉由將已拍攝到的上述對象物10的圖像二進制而識別對象物10的邊緣。處理器250將圖像二進制是指於圖像中二進制成亮度高於特定的基準值的部分與亮度低於特定的基準值的部分。
圖13是表示藉由處理器250而將對象物10的圖像二進制的例的圖。
參照圖13，處理器250可將對象物10的圖像二進制而變更為黑白圖像。處理器250可於對象物10的圖像中，將亮度高於基準值的部分處理成白色，將亮度低於基準值的部分處理成黑色。若以亮度為基準而將圖像二進制，則因對象物10的邊緣15部分的亮度較暗而可顯示為黑色，對象物10的內側部分及對象物10的外側區域12顯示為白色。處理器250可於二進制圖像中，將黑色部分識別為對象物10的邊緣15。
於1330步驟中，處理器250可根據圖13所示的對象物10的邊緣15而確定對象物10的中心。例如，處理器250可確定位於邊緣15的3個點，根據上述3個點的位置而確定對象物10 中心的位置。
圖14是例示性地表示處理器250確定位於對象物10的邊緣15的3個點的圖。
參照圖14，處理器250可確定位於對象物10的邊緣15的3個點13a、13b、13c。處理器250可藉由計算由第一點至第三點13a、13b、13c構成的三角形的中心位置而確定對象物10的中心。
圖15是表示處理器250計算對象物10的中心C的位置的過程的圖。
參照圖15，處理器250可將垂直於自第二點13b朝向第一點13a的向量()的向量()與垂直於自第二點13b朝向第三點13c的向量()的向量()交叉的位置確定為對象物10的中心C。另外，可藉由計算連接對象物10的中心C與第一點13a及第二點13b的直線之間的距離s與連接對象物10的中心C與第二點13b及第三點13c的直線之間的距離t而計算中心C的座標。
作為例示，處理器250可藉由數式4而計算對象物10的中心。
於數式4中，xc表示對象物10的中心C的x座標，yc 表示對象物10的中心的y座標。並且，ax表示第一點13a的x座標，ay表示第一點13a的y座標。並且，bx表示第二點13b的x座標，by表示第二點13b的y座標。並且，Cx表示第三點13c的x座標，Cy表示第三點13c的y座標。
處理器250能夠以對象物10的中心C為基準點而對標記於對象物10的表面的參照標記賦予位置座標。例如，於1340步驟中，處理器250可於第一圖像中計算標記於對象物10的表面的第一參照標記及第二參照標記的位置座標。第一參照標記及第二參照標記的位置座標能夠以對象物10的中心C為基準而設定。 另外，處理器250可基於第一參照標記及第二參照標記的位置座標而對角度調節部230進行控制。可由第一圖像的解析度決定於第一圖像中確定出的第一參照標記及第二參照標記的位置座標的準確度。
第一拍攝模組212的解析度可低於第二拍攝模組214。 然而，第一拍攝模組212的視野範圍可廣於第二拍攝模組214。因此，若利用由第一拍攝模組212獲得的第一圖像大致排列對象物10的排列角度，則可縮短調節對象物10的排列角度時所需的時間。
圖16及圖17是例示性地表示於1350步驟中調節對象物10的排列角度的圖。
參照圖16，對象物10的預加工線L與雷射束加工方向(y軸方向)會按照θ1錯位。處理器250可於由第一拍攝模組212 拍攝到的第一圖像中計算第一參照標記A及第二參照標記B的位置座標。第一參照標記A及第二參照標記B可標記於相對於對象物10的中心C彼此對稱的位置。
處理器250可基於第一參照標記A及第二參照標記B的位置座標而以第一參照標記A及第二參照標記B的排列方向與雷射加工方向(y軸方向)之間的角度小於第一容許誤差的方式對角度調節部230的移動進行控制。
參照圖17，角度調節部230可根據處理器250的控制指令而變更對象物10的排列角度。因對象物10的排列角度發生變更而第一參照標記A及第二參照標記B的排列方向與雷射加工方向(y軸方向)之間的角度會縮小為θ2。角度θ2可為小於第一容許誤差的值。
如圖17所示，若對象物10的排列角度發生變更，則於1370步驟中，可利用第二拍攝模組214拍攝對象物10的第二圖像。於第二拍攝模組214拍攝第二圖像的期間，處理器250可利用參照表使第二拍攝模組214與夾盤232之間的距離h發生變化。 並且，處理器250可藉由將第二拍攝模組214拍攝對象物10的範圍限定於在雷射加工方向(y軸方向)上脫離第一容許誤差的區域內而縮短拍攝第二圖像時所需的時間。處理器250可於計算解析度高於第一圖像的第二圖像中確認出的第一參照標記A及第二參照標記B的位置座標。
圖18是表示於1370步驟中，基於第二圖像而調節對象 物10的排列角度的圖。
參照圖18，處理器250可利用於第二圖像中確認出的第一參照標記A及第二參照標記B的位置座標對角度調節部230進行控制。若藉由角度調節部230而調節對象物10的排列角度，則第一參照標記A及第二參照標記B的排列方向與雷射束加工方向(y軸方向)之間的角度可縮小至第二容許誤差以下。第二容許誤差可小於上述第一容許誤差。若第一參照標記A及第二參照標記B的排列方向與雷射束加工方向(y軸方向)之間的角度縮小至第二容許誤差以下，則第一參照標記A及第二參照標記B的排列方向可與雷射束加工方向(y軸方向)實質上平行。另外，對象物10的預加工線亦可與雷射束加工方向實質上平行。
以上，參照圖1至圖18，對例示性的實施例的拍攝裝置100及拍攝方法、對象物排列裝置200及對象物10的排列方法進行了說明。根據實施例，可利用儲存有於多個取樣點測定到的夾盤232的厚度的參照表而與夾盤的平坦度無關地獲得清晰的對象物10的拍攝圖像。另外，可根據清晰度較高的拍攝圖像而準確地調節對象物10的排列方向。
於以上說明中，具體地記載有諸多事項，但上述事項並不限定本發明的範圍，應解釋為較佳的實施例的示例。因此，本發明的範圍應由申請專利範圍中所記載的技術思想界定，而並非由所說明的實施例界定。

Claims (20)

  1. 一種拍攝方法，包括：藉由利用拍攝模組分別對多個取樣點執行自動聚焦作業而於所述多個取樣點測定安裝對象物的夾盤的厚度的步驟；產生儲存有分別於所述多個取樣點測定到的所述夾盤的所述厚度的參照表的步驟；藉由一面改變所述拍攝模組的拍攝位置，一面拍攝所述對象物而獲得所述對象物的圖像的步驟；以及於獲得所述對象物的所述圖像的步驟中，根據所述拍攝模組的所述拍攝位置發生變化而利用所述參照表變更所述拍攝模組與所述夾盤之間的距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝方法，其中所述拍攝模組的景深尺寸小於所述夾盤的厚度偏差。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的拍攝方法，其中獲得所述對象物的所述圖像的步驟基於在與所述對象物的所述拍攝位置相鄰的4個所述多個取樣點測定到的所述夾盤的厚度值而變更所述拍攝模組與所述夾盤之間的距離。
  4. 一種拍攝裝置，包括：拍攝模組，拍攝安裝於夾盤上的對象物的圖像；拍攝位置變更部，變更所述拍攝模組拍攝所述對象物的位置；距離調節部，根據所述拍攝模組的拍攝位置發生變化而變更 所述拍攝模組與所述夾盤之間的距離；以及處理器，對所述拍攝位置變更部及所述距離調節部的移動進行控制；以及所述處理器利用儲存有於多個取樣點測定到的所述夾盤的厚度的參照表對所述距離調節部進行控制。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的拍攝裝置，其中所述拍攝模組的景深尺寸小於所述夾盤的厚度偏差。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的拍攝裝置，其中所述處理器根據於與所述對象物的所述拍攝位置相鄰的4個所述多個取樣點測定到的所述夾盤的厚度值而計算所述拍攝模組與所述夾盤之間的距離的變更值。
  7. 一種對象物排列方法，包括：藉由在多個取樣點執行自動聚焦作業而產生儲存有分別於所述多個取樣點測定到的所述夾盤的厚度的參照表的步驟；藉由一面改變第一拍攝模組的拍攝位置，一面拍攝安裝於所述夾盤的對象物而獲得所述對象物的第一圖像的步驟；基於所述第一圖像而調節所述對象物的排列角度的步驟；藉由一面改變第二拍攝模組的拍攝位置，一面拍攝所述對象物而獲得所述對象物的第二圖像的步驟；以及基於所述第二圖像而調節所述對象物的排列角度的步驟；以及於獲得所述第二圖像的步驟中，根據所述第二拍攝模組的所 述拍攝位置發生變化而利用所述參照表變更所述第二拍攝模組與所述夾盤之間的距離。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的對象物排列方法，其中獲得所述第二圖像的步驟基於在與所述第二拍攝模組的所述拍攝位置相鄰的4個所述多個取樣點測定到的所述夾盤的厚度值而變更所述第二拍攝模組與所述夾盤之間的距離。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的對象物排列方法，更包括：識別所述對象物的邊緣的步驟；以及根據所述對象物的所述邊緣而確定所述對象物的中心的步驟。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的對象物排列方法，其中基於所述第一圖像而調節所述對象物的所述排列角度的步驟包括：於所述第一圖像中，計算顯示於所述對象物的表面的第一參照標記及第二參照標記相對於所述對象物的所述中心的位置座標的步驟；以及根據所述第一參照標記及所述第二參照標記的所述位置座標而調節所述對象物的所述排列角度的步驟。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的對象物排列方法，其中基於所述第二圖像而調節所述對象物的所述排列角度的步驟包括如下步驟：於所述第一圖像中，計算顯示於所述對象物的所述表面的所述第一參照標記及所述第二參照標記相對於所述對象物的所述中心的所述位置座標的步驟；以及根據所述第一參照標記及所述第 二參照標記的所述位置座標而調節所述對象物的所述排列角度的步驟。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的對象物排列方法，其中所述第一參照標記及所述第二參照標記排列至相對於所述對象物的所述中心彼此對稱的位置。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的對象物排列方法，其中於識別所述對象物的所述邊緣的步驟中，藉由將所述對象物的拍攝圖像二進制而識別所述對象物的所述邊緣。
  14. 如申請專利範圍第7項所述的對象物排列方法，其中基於所述第一圖像而調節所述對象物的所述排列角度的步驟使所述對象物的預加工線與雷射束的加工方向之間的角度小於第一容許誤差，基於所述第二圖像而調節所述對象物的所述排列角度的步驟使所述對象物的預加工線與雷射束的加工方向之間的角度小於第二容許誤差，所述第二容許誤差小於所述第一容許誤差。
  15. 如申請專利範圍第7項所述的對象物排列方法，其中所述第一拍攝模組的景深尺寸大於所述夾盤的厚度偏差，所述第二拍攝模組的景深尺寸小於所述夾盤的厚度偏差。
  16. 一種對象物排列裝置，包括：第一拍攝模組，以第一解析度獲得安裝於夾盤上的對象物的第一圖像； 第二拍攝模組，以第二解析度獲得所述對象物的第二圖像；拍攝位置變更部，變更所述第一拍攝模組及第二拍攝模組的拍攝位置；距離調節部，根據所述第二拍攝模組的所述拍攝位置發生變化而變更所述第二拍攝模組與所述對象物之間的距離；角度調節部，根據所述第一圖像及所述第二圖像而調節所述對象物的排列角度；以及處理器，對所述拍攝位置變更部、所述距離調節部及所述角度調節部進行控制；且所述處理器利用儲存有於多個取樣點測定到的所述夾盤的厚度的參照表對所述距離調節部進行控制。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的對象物排列裝置，其中所述第一拍攝模組的景深尺寸大於所述夾盤的厚度偏差，所述第二拍攝模組的景深尺寸小於所述夾盤的厚度偏差。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的對象物排列裝置，其中所述處理器於所述第一圖像及所述第二圖像中識別顯示於所述對象物的表面的第一參照標記及第二參照標記的位置，基於所述第一參照標記及所述第二參照標記的位置而對所述角度調節部進行控制。
  19. 如申請專利範圍第16項所述的對象物排列裝置，其中所述處理器藉由將已拍攝到的所述對象物的整體圖像二進制而識別所述對象物的邊緣，根據所述對象物的所述邊緣而確定所述 對象物的中心，以所述對象物的所述中心為基準而確定第一參照標記及所述第二參照標記的位置座標。
  20. 如申請專利範圍第16項所述的對象物排列裝置，其中所述處理器根據於與所述第二拍攝模組的所述拍攝位置相鄰的4個所述多個取樣點測定到的所述夾盤的厚度值而計算所述第二拍攝模組與所述夾盤之間的距離。
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