晶圆划片机控制系统的优化与应用

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1、学校代码：10255学号：2160753晶圆划片机控制系统的优化与应用OPTIMIZATIONANDAPPLICATIONOFWAFERDICINGMACHINECONTROLSYSTEM学科专业：机械工程作者姓名：杨延坤指导教师：周虎副教授答辩日期：2018年5月22日东华大学杨延坤硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注上海航天设备制造刘晓高级工程师答辩委员会主席总厂有限公司李蓓智教授答辩委员会委员东华大学胡俊教授答辩委员会委员东华大学陈晓川教授答辩委员会委员东华大学王庆霞副教授答辩委员会委员东华大

2、学吴重军讲师答辩委员会秘书东华大学东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子

3、版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日东华大学硕士学位论文摘要晶圆划片机控制系统的优化与应用摘要随着电子类消费产业的快速发展，对半导体制造装备的要求越来越高。作为加工硅晶片最后一道工序的划片机成为半导体行业的关键设备，其切割性能直接影响着加工芯片的品质和效率。虽然国内有些企业已经研制出划片机，

4、但是在设备投入运行时仍需要一定的人工参与，切割街道的找正时间较长；目前主要应用于切割小尺寸晶圆，当划切大尺寸晶圆时无法保证定位精度；另外在工作时存在不稳定现象。针对以上问题，论文深入研究了晶圆显微图像的特征和处理方法，提高了街道找正的效率；分析了进给轴的定位误差和工作盘旋转时的振动问题，提高了系统的定位精度和稳定性。论文的主要研究工作和成果概括如下：（1）分析了晶圆的显微图像特点，提出了采用二阶中心矩法对左右极限图像的街道进行定位和计算方向，实现了“无特征点”晶圆的自动精准找正；针对具有Mark点的晶圆切割，论文提出

5、了基于模板匹配算法的示教-复现方法快速定位左右特征点，实现了高效精准找正。（2）通过安装光栅构建全闭环进给控制系统，采集了Y轴的进给定位误差数据并分析了误差的变化趋势，引入反向传播神经网络算法对定位误差数据进行训练，建立了定位误差的预测和补偿模型。实I东华大学硕士学位论文摘要验验证了修正后的定位误差从原±20um/100mm的降低到±5um/100mm。（3）针对DD马达在变负载情况下引起的抖动和位置超调现象，论文研究了电机传动控制中的时变和非线性问题，引入模糊PID智能控制算法，实现了系统参数的自整定，改善了DD马

6、达定位过程中的稳定性。开发的晶圆切割装备已投入试运行，实现了晶圆街道的“一键式”自动找正，显著减少了人工干预量；划切过程中的主轴跳进定位精度较半闭环方式下有了明显提高；实现了DD马达在不同工作盘下稳定可靠的定位运动。试切后的晶圆在切割精度和成品率方面都有显著提高。关键字：晶圆划片；自动找正；定位误差；神经网络补偿；模糊PID控制II东华大学硕士学位论文ABSTRACTOPTIMIZATIONANDAPPLICATIONOFWAFERDICINGMACHINECONTROLSYSTEMABSTRACTWiththera

7、piddevelopmentoftheelectronicconsumerindustry,thedemandforsemiconductormanufacturingequipmentisgettinghigherandhigher.Asthefinalprocessofprocessingsiliconwaferdicingmachinehasbecomeakeyequipmentforthesemiconductorindustry,itscuttingperformancedirectlyaffectsthe

8、qualityandefficiencyoftheprocessingchip.AlthoughsomecompaniesinChinahavedevelopedadicingsaw,theystillrequireacertainamountofmanualparticipationwhentheequipmentisputintoopera