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,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。