專利名稱：使用旋轉(zhuǎn)機床加工工件的加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加工裝置和加工方法，尤其涉及使用旋轉(zhuǎn)機床加工工件的加工裝置以及通過旋轉(zhuǎn)機床加工工件的加工方法。
背景技術(shù)：
圖5(a)和5(b)示出常規(guī)的加工裝置的后視圖和側(cè)視圖。該裝置是一個切割機，該切割機具有高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸100、通過轉(zhuǎn)軸100支撐的砂輪101、以及用來固定或支撐工件103的卡盤平臺102，諸如通過將砂輪101壓到工件103上來切割或開槽的要切割的半導(dǎo)體晶片的工件。
當(dāng)切割工件103或?qū)ζ溟_槽時，會產(chǎn)生大量的作業(yè)粉塵。因此提供噴嘴104，用來噴射切割液L至砂輪101和工件103上，以去除作業(yè)粉塵并冷卻砂輪101和工件103。
公開號為11-347934(Kokai)的日本專利示出噴嘴104，它被設(shè)置為面對著砂輪101的外表面。噴嘴可在X、Y、Z軸方向上移動，如圖5(a)和5(b)所示，并且還可繞Y軸旋轉(zhuǎn)以調(diào)整至最佳位置。
另一加工裝置，具有分別向砂輪L和工件提供切割液的兩個噴嘴也是眾所周知的。此外，另一種常規(guī)加工裝置包括具有波紋管形狀的噴嘴。
同時，在切割或開槽之前，需要根據(jù)工件的質(zhì)地、形狀、規(guī)格來更換砂輪。在更換砂輪時，需將噴嘴移至一個不會妨礙更換砂輪的位置。在砂輪更換之后，需要相應(yīng)地將噴嘴重新移至用來開槽或切割的最佳位置。
操作員基于他/她的經(jīng)驗來手動安排噴嘴的位置。因此，對于一個經(jīng)驗不多的操作員來說，將噴嘴重新移到最佳位置是很困難的。因此，噴嘴可能錯位。結(jié)果，研磨精確度的波動增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面涉及加工裝置。該裝置包括加工工件的旋轉(zhuǎn)機床、為旋轉(zhuǎn)機床提供冷卻液的噴嘴、獲取基于噴嘴的位置而改變的信息的裝置、基于所獲取的信息來移動噴嘴的裝置。
本發(fā)明的另一方面涉及加工裝置。該加工裝置包括加工工件的機床、為旋轉(zhuǎn)機床提供冷卻液的噴嘴、獲取基于噴嘴的位置而改變的信息的傳感器、基于傳感器所獲取的信息來移動噴嘴的調(diào)節(jié)器。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種加工方法。該加工方法包括用旋轉(zhuǎn)機床加工工件、用噴嘴為旋轉(zhuǎn)機床提供冷卻液、獲取基于噴嘴的位置而改變的信息、基于所獲取的信息移動噴嘴。


圖1(a)和1(b)示出與本發(fā)明第一實施例一致的加工裝置的后視圖和側(cè)視圖。
圖2(a)和2(b)示出與本發(fā)明第二實施例一致的加工裝置的后視圖和側(cè)視圖。
圖3(a)和3(b)示出與本發(fā)明第三實施例一致的加工裝置的后視圖和側(cè)視圖。
圖4(a)和4(b)示出與本發(fā)明第四實施例一致的加工裝置的后視圖和側(cè)視圖。
圖5(a)和5(b)示出常規(guī)加工裝置的后視圖和側(cè)視圖。
具體實施例方式
(第一個實施例)參照圖1(a)和1(b)解釋第一實施例。圖1(a)和1(b)分別示出與本發(fā)明的第一實施例一致的加工裝置50的后視圖和側(cè)視圖。加工裝置50是用來切割或開槽諸如半導(dǎo)體晶片的工件的切割裝置。加工裝置50具有夾在兩個法蘭2之間的薄盤狀砂輪1。從轉(zhuǎn)軸3水平延伸的驅(qū)動輪軸3(a)，與砂輪1的徑向中心相連。
轉(zhuǎn)軸3包括高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸3(a)的電動機3(b)。因此砂輪通過電動機3(b)帶動旋轉(zhuǎn)。砂輪1的切割面1(a)在徑向方向上稍微突出在法蘭2的邊緣部分外面。砂輪1的邊緣對應(yīng)于用來開槽或切割工件W的切割面1。
卡盤平臺4通過施加真空力于工件W上，可在固定位置上分離性地支撐工件W?；蛘?，工件W可通過石蠟支撐以固定在一個位置上。
噴嘴5將同時也用作冷卻液的切割液L噴射到砂輪1并且工件W被安排為面對著砂輪1的切割表面的工件W。噴嘴5可在圖1(a)和1(b)中注明的X、Y、Z方向上移動。噴嘴5還可通過沿著Y方向的軸旋轉(zhuǎn)以轉(zhuǎn)移角度θ。噴嘴5的位置和角度可通過調(diào)節(jié)器6設(shè)置。
調(diào)節(jié)器6可以是螺旋進給機制、齒輪驅(qū)動機制、壓電式調(diào)節(jié)器等等。使用壓電式調(diào)節(jié)器能使微米量級的微量位置調(diào)節(jié)。
光源7安置在噴嘴5的尖端部分，將光直射到砂輪1。校準(zhǔn)從光源7發(fā)射的光束截面中心，使之基本上對應(yīng)于從噴嘴5中噴射的液的截面中心。光源7可以是直接附加在噴嘴5的尖端上部的半導(dǎo)體激光。
光電檢測器8設(shè)置成面對著砂輪1的對面的光源7，以檢測光束的密度分布。光電檢測器8將有關(guān)光密度分布的信息輸出到控制器9。
從光源7發(fā)射的光束經(jīng)過從噴嘴5噴射的液L的散射，同時被砂輪1阻擋，因此到達砂輪1對面的光束的密度分布將根據(jù)噴嘴5的位置和角度而改變。基于光電檢測器8檢測到的密度分布，可計算噴嘴5的位置和角度。
基于從光電檢測器8輸出的檢測到的密度分布信息，以及有關(guān)存儲在存儲裝置10中的最佳密度分布的信息，控制器9控制調(diào)節(jié)器6以便將噴嘴5移至最佳位置。
噴嘴5的最佳位置是噴嘴5可以最有效地噴射切割液的位置。最佳密度分布是當(dāng)噴嘴5位于最佳位置時光電檢測器8檢測到的光束密度分布。換言之，當(dāng)光電檢測器8檢測到的最佳光束密度分布時，已假設(shè)噴嘴5設(shè)置于最佳位置。
存儲裝置10可將有關(guān)噴嘴5的最佳位置信息存儲為坐標(biāo)數(shù)據(jù)(X、Y、Z、θ)。坐標(biāo)數(shù)據(jù)可以通過經(jīng)外部終端11輸入的數(shù)據(jù)來存儲。
下面將解釋加工裝置50的操作。
卡盤平臺4支撐工件W。然后砂輪1開始旋轉(zhuǎn)并移動以將砂輪1的切割面1a移至工件W的表面?；蛘?，可提供一種機制來移動卡盤平臺4，將切割面1a移至工件W的表面。噴嘴5噴射切割液L。光電檢測器8檢測從光源7發(fā)射的光束的密度分布。
通過光電檢測器8檢測的光密度分布被輸出到控制器9，并與存儲在存儲裝置10中的光密度分布相比較。控制器9輸出控制信號以控制調(diào)節(jié)器6移動噴嘴5，從而使檢測到的密度分布與存儲在存儲裝置10中的最佳密度分布相匹配。這樣移動的結(jié)果是，噴嘴5位于最佳位置，并且從噴嘴5噴射的切割液最佳于加工。
在噴嘴5位于最佳位置之后，砂輪1繼續(xù)向下移動，開始切割或開槽工件W。
因而操作加工裝置50，使噴嘴5基于由光電檢測器8檢測到的從光源7中發(fā)射的光束的密度分布的信息，通過驅(qū)動調(diào)節(jié)器6而自動位于最佳位置。
結(jié)果，噴嘴5被精確地、反復(fù)地置于最佳位置。不管操作加工裝置50的操作員的技術(shù)水平如何，對工件W的開槽和切割幾乎可在相同的精確度下執(zhí)行。加工精度的一致性增加了。切割液的消耗量也減少了。
參照圖2(a)和2(b)解釋第二實施例。省略第一實施例所示相同的結(jié)構(gòu)的說明。
圖2(a)和2(b)分別示出與本發(fā)明的第二實施例一致的加工裝置60的后視圖和側(cè)視圖。加工裝置60包括壓力傳感器20，用來代替光源7和光電檢測器8檢測關(guān)于噴嘴5的位置和角度的信息。壓力傳感器20設(shè)置在從噴嘴5相對的砂輪1的另一邊。壓力傳感器20檢測切割液L的液體壓力分布，并將有關(guān)液體壓力分布的信息輸出到控制器9。
因為壓力傳感器20可代替光源7和光電檢測器8來檢測噴嘴5的位置和角度，與傳感器20耦合的控制器9基于從壓力傳感器20輸出的液體壓力分布信息以及存儲在存儲裝置10中的關(guān)于最佳壓力分布的信息，來控制調(diào)節(jié)器6。通過這種控制，最佳壓力分布與噴嘴5的最佳位置相對應(yīng)，基于檢測到的液體壓力分布信息，在短時間內(nèi)調(diào)節(jié)器6自動將噴嘴5精確地移到最佳位置。
參照圖3(a)和3(b)解釋第三實施例。省略第一實施例所示相同的結(jié)構(gòu)的說明。
圖3(a)和3(b)分別示出與本發(fā)明的第三實施例一致的加工裝置70的后視圖和側(cè)視圖。提供了相機30作為傳感器，并將其設(shè)置為代替壓力傳感器20或光源7和光電檢測器8來檢測噴嘴5的位置和角度，因為相機30放置在與砂輪1的側(cè)面呈一定角度的位置上，所以相機30可獲取噴嘴5和砂輪1的傾斜的圖像。
因而相機30就可能獲取噴嘴5的位置和角度的信息?？刂破?與相機30耦合，并且基于從相機30輸出的圖像數(shù)據(jù)以及存儲在存儲裝置10中的對應(yīng)于噴嘴5的最佳位置的有關(guān)最佳圖像的信息，來控制調(diào)節(jié)器6。通過這樣的控制，基于檢測到的信息，調(diào)節(jié)器6可在短時間內(nèi)自動將噴嘴5精確地移動至最佳位置。
參照圖4(a)和4(b)解釋第三實施例。省略與第一實施例所示相同的結(jié)構(gòu)的說明。
圖4(a)和4(b)分別示出與本發(fā)明的第三實施例一致的加工裝置80的后視圖和側(cè)視圖。如圖4(a)和4(b)所示，加工裝置80具有傳感器40，代替光源7和光電檢測器8、或壓力傳感器20、或相機30，來檢測電動機3(b)的負(fù)載以獲取根據(jù)噴嘴5的位置而改變的信息。傳感器40檢測負(fù)載和電動機3b中的微小的改變，該改變是由砂輪1的切割液L的供應(yīng)量的變化所導(dǎo)致的。
檢測到的負(fù)載的信息被輸出到控制器9?；陔妱訖C負(fù)載信息以及有關(guān)存儲在存儲裝置10中的對應(yīng)于噴嘴5的最佳位置的最佳電動機負(fù)載信息，控制器9可控制調(diào)節(jié)器6。通過這樣的控制，基于對電動機3b上的負(fù)載的檢測，以及其由切割液L所導(dǎo)致的改變，控制器6自動將噴嘴5移到所需的位置和角度。
這樣，傳感器40可能獲取涉及噴灌5的位置和角度的信息。結(jié)果，基于檢測到的信息，在短時間內(nèi)通過控制器調(diào)節(jié)器6噴嘴5精確地被自動移到最佳位置。
根據(jù)上述教學(xué)，這些實施例有許多修改是可能的。因此，可以理解，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，除了在此特別描述的以外，本發(fā)明有不同于在此具體描述的方式實現(xiàn)。所選實施例中的某些元素可被省略，而其他實施例的其他元素可按需加到所揭示的本加工裝置中。
權(quán)利要求
1.一種加工裝置，包括旋轉(zhuǎn)機床，用來加工工件；噴嘴，為旋轉(zhuǎn)機床提供冷卻液；用來獲取基于噴嘴的位置而改變的信息的裝置；以及用來基于所獲取的信息移動噴嘴的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機床包括旋轉(zhuǎn)砂輪。
3.如權(quán)利要求2所述的加工裝置，其特征在于，所述移動裝置包括調(diào)節(jié)器，所述調(diào)節(jié)器基于所獲取信息調(diào)節(jié)噴嘴。
4.如權(quán)利要求3所述的加工裝置，還包括存儲裝置，用來存儲基于噴嘴的位置而改變的信息，其中，所述移動裝置響應(yīng)存儲在存儲裝置中移動噴嘴的信息。
5.如權(quán)利要求4所述的加工裝置，其特征在于，所述移動裝置還包括控制器，所述控制器基于所獲取信息以及存儲在存儲裝置中的信息來控制調(diào)節(jié)器。
6.如權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，還包括光源，向冷卻劑發(fā)射光束，其中，所述獲取裝置包括光電檢測器，用來檢測從冷卻液反射光束的密度分布的。
7.如權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，所述獲取裝置包括壓力傳感器，用來檢測由旋轉(zhuǎn)機床濺射的冷卻液的壓力。
8.如權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，所述獲取裝置包括用來獲取噴嘴圖像的相機。
9.如權(quán)利要求1所述的加工裝置，還包括電動機，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機床旋轉(zhuǎn)，其中，所述獲取裝置包括用來檢測電動機負(fù)載的傳感器。
10.一種加工裝置，其特征在于，所述裝置包括旋轉(zhuǎn)機床，用來加工工件；噴嘴，為旋轉(zhuǎn)機床提供冷卻液；傳感器，用來獲取基于噴嘴的位置而改變的信息；以及驅(qū)動器，基于傳感器所獲取的信息移動噴嘴。
11.如權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，還包括光源，將光束發(fā)射至冷卻液，其中，所述傳感器包括光電檢測器，用來檢測從冷卻液反射回的光束的密度分布。
12.如權(quán)利要求10所述的加工裝置，其特征在于，所述傳感器包括壓力傳感器，用來檢測由旋轉(zhuǎn)機床濺射的冷卻液的壓力。
13.如權(quán)利要求10所述的加工裝置，其特征在于，所述傳感器包括一個用來獲取噴嘴圖像的相機。
14.如權(quán)利要求10所述的加工裝置，其特征在于，還包括電動機，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機床旋轉(zhuǎn)，其中，所述傳感器包括用來檢測電動機負(fù)載的傳感器。
15.如權(quán)利要求10所述的加工裝置，還包括控制器被耦合以接收由傳感器輸出的表示所獲取信息的傳感器信號，所述控制器適合基于傳感器信號輸出控制調(diào)節(jié)器移動噴嘴的控制信號。
16.一種加工方法，其特征在于，所述裝置包括使用旋轉(zhuǎn)機床加工工件；用噴嘴為旋轉(zhuǎn)機床提供冷卻液；獲取基于噴嘴的位置而改變的信息；以及基于所獲取信息移動噴嘴。
17.如權(quán)利要求16所述的加工方法，包括向冷卻液發(fā)射光束，其中，獲取信息包括獲取來自冷卻液反射的光束的密度分布信息。
18.如權(quán)利要求16所述的加工方法，其特征在于，獲取信息包括檢測由旋轉(zhuǎn)機床濺射的冷卻液的壓力。
19.如權(quán)利要求16所述的加工方法，其特征在于，獲取信息包括獲取噴嘴的圖像。
20.如權(quán)利要求16所述的加工方法，其特征在于，還包括用電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機床旋轉(zhuǎn)，其中，獲取信息包括檢測電動機負(fù)載。
全文摘要
一種加工裝置包括用來切割工件的旋轉(zhuǎn)機床。噴嘴噴射用于旋轉(zhuǎn)機床的冷卻液。獲取基于噴嘴的位置而改變的信息。基于所獲取的信息移動噴嘴。
文檔編號H01L21/301GK1754658SQ20051010874
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者須藤正昭 申請人:株式會社東芝