本發(fā)明涉及半導(dǎo)體硅材料加工，具體為一種單晶硅的磨削方法。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，單晶硅作為關(guān)鍵的電子材料，在集成電路和光伏電池制造中扮演著至關(guān)重要的角色。單晶硅硅片的磨削加工質(zhì)量直接關(guān)系到電子器件的性能和生產(chǎn)成本。然而，傳統(tǒng)的單晶硅磨削方法存在效率低下、表面質(zhì)量不均一等問題，難以滿足高精度和高效率的加工需求。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，單晶硅硅片的磨削加工多依賴于經(jīng)驗(yàn)參數(shù)和定性判斷，缺乏精確的量化分析手段。此外，磨削過程中對硅片表面的凸起和凹陷區(qū)域識(shí)別不夠精確，導(dǎo)致硅片表面處理不均勻，影響器件的性能和壽命。

3、為了提升單晶硅硅片的加工質(zhì)量，需要一種更為先進(jìn)和精確的磨削方法。這種方法應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對硅片表面識(shí)別并處理表面缺陷，以滿足高精度電子器件制造的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種單晶硅的磨削方法，用于促進(jìn)解決上述背景技術(shù)中所提到的問題。

2、本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種單晶硅的磨削方法，可選的，將硅棒切割分為多個(gè)硅片樣本；

3、設(shè)定硅片樣本的磨削階段，分為磨削準(zhǔn)備階段、磨削加工階段與磨削后處理階段；

4、獲取n個(gè)硅片樣本，進(jìn)行編號(hào)，生成硅片樣本集合e，表示為e={，，...，}，其中表示為第i個(gè)硅片樣本，n為硅片樣本個(gè)數(shù)；

5、將硅片樣本的切割面標(biāo)記為磨削面，磨削面表面為圓形；

6、設(shè)定投射時(shí)間間隔，記為q；

7、設(shè)置投射光源對磨削面進(jìn)行投射的角度范圍區(qū)間，為[0°，180°]；

8、在磨削面上設(shè)置兩條相互垂直的基準(zhǔn)線，分別記為基準(zhǔn)線p與基準(zhǔn)線i；

9、基準(zhǔn)線的交點(diǎn)設(shè)置在磨削面的圓心處；

10、將基準(zhǔn)線p標(biāo)記為縱向線，基準(zhǔn)線i標(biāo)記為橫向線；

11、在磨削面上，作垂直于縱向線的半圓形截面，標(biāo)記為截面z，作垂直于橫向線的半圓截面，標(biāo)記為截面x；

12、通過投射光源沿著半圓形截面進(jìn)行投射，投射方式分為第一投射方式與第二投射方式；

13、所述第一投射方式為，投射光源沿著截面z上的邊緣對磨削面進(jìn)行投射；

14、所述第二投射方式為，投射光源沿著截面x上的邊緣對磨削面進(jìn)行投射；

15、根據(jù)兩種投射方式，通過投射光源對磨削面進(jìn)行投射，獲取第一投射方式與第二投射方式生成的光照分析圖集合，分別記為光照分析圖集合u與光照分析圖集合y；

16、所述光照分析圖為，投射光源在某一角度向磨削面進(jìn)行投射形成的光照區(qū)域，該光照區(qū)域用于獲取磨削面的凸起區(qū)域以及凹陷區(qū)域；

17、根據(jù)光照分析圖集合u與集合y，獲取磨削面上的凸起區(qū)域與凹陷區(qū)域；

18、在磨削加工階段開始時(shí)，針對凸起區(qū)域與凹陷區(qū)域，執(zhí)行磨削策略。

19、進(jìn)一步的，根據(jù)兩種投射方式，通過投射光源對磨削面進(jìn)行投射，獲取第一投射方式與第二投射方式生成的光照分析圖集合，分別記為光照分析圖集合u與光照分析圖集合y，包括：

20、根據(jù)投射時(shí)間間隔與角度范圍區(qū)域，設(shè)定投射角度變化值，記為w°；

21、設(shè)定投射光源角度變化規(guī)律；

22、所述投射光源角度變化規(guī)律分，每經(jīng)過一次投射時(shí)間間隔，根據(jù)投射角度變化值對投射光源的角度進(jìn)行增加；

23、在磨削準(zhǔn)備階段開始時(shí)，將投射光源角度設(shè)置為0°，并且通過投射光源以第一投射方式對磨削面進(jìn)行投射；

24、獲取通過第一投射方式生成的光照分析圖集合，組成為集合u；

25、投射光源執(zhí)行第一投射方式結(jié)束后，將投射光源角度設(shè)置為0°，并且以第二投射方式對磨削面進(jìn)行投射；

26、獲取通過第二投射方式生成的光照分析圖集合，組成為集合y。

27、可選的，根據(jù)光照分析圖集合u與集合y，獲取磨削面上的凸起區(qū)域與凹陷區(qū)域，包括：

28、根據(jù)投射光源的角度范圍區(qū)間進(jìn)行劃分，分為[0°，90°]，[90°，180°]兩個(gè)區(qū)間；

29、對劃分的區(qū)間進(jìn)行標(biāo)記，分別記為第一角度范圍區(qū)間與第二角度范圍區(qū)間；

30、根據(jù)光照分析圖集合u與集合y，獲取在第一角度范圍區(qū)間中，投射光源根據(jù)投射光源角度變化規(guī)律對磨削面形成的光照分析圖，并且組成集合，分別記為集合a與集合b；

31、并且獲取在第二角度范圍區(qū)間中，投射光源根據(jù)投射光源角度變化規(guī)律對磨削面形成的光照分析圖，并且組成集合，分別記為集合c與集合d；

32、根據(jù)集合a、集合b、集合c和集合d中的元素，執(zhí)行陰影區(qū)域獲取策略。

33、進(jìn)一步的，根據(jù)集合a、集合b、集合c，集合d中的元素，執(zhí)行陰影區(qū)域獲取策略，包括：

34、針對某一集合，獲取隨機(jī)一組的相鄰元素，進(jìn)行標(biāo)記，記為第一元素與第二元素；

35、所述隨機(jī)一組，表示為在集合中任意選取兩張相鄰的光照分析圖；

36、獲取第一元素與第二元素中所有的陰影區(qū)域，組成第一集合與第二集合；

37、根據(jù)第一集合與第二集合，執(zhí)行陰影區(qū)域匹配策略，分別獲取集合a、集合b、集合c，集合d中相同邊的位置信息。

38、可選地，陰影區(qū)域匹配策略，包括：

39、s1：在光照分析圖中，建立平面直角坐標(biāo)系，用于獲取陰影區(qū)域邊緣的位置信息；

40、s2：獲取相鄰元素的兩個(gè)陰影區(qū)域，將這兩個(gè)陰影區(qū)域中陰影圖案分別組成集合，分別記為集合v與集合b；

41、s3：對集合v與集合b進(jìn)行陰影區(qū)域篩選；

42、所述圖案篩選為，對兩個(gè)集合內(nèi)的圖案，篩選出存在相同邊的陰影區(qū)域，且獲取其相同邊的位置信息，組成集合；

43、篩選步驟為：

44、根據(jù)集合v與集合b中的陰影區(qū)域，獲取存在相同邊兩個(gè)陰影區(qū)域，且這兩個(gè)陰影區(qū)域不屬于同一個(gè)集合，則將這兩個(gè)陰影區(qū)域歸為一組，標(biāo)記為邊緣相似組；

45、若在邊緣相似組中，陰影區(qū)域面積大的區(qū)域覆蓋住陰影區(qū)域面積小的區(qū)域，則獲取其相同邊的位置信息；

46、根據(jù)集合a、集合b、集合c，集合d，分別獲取每個(gè)集合中的所有相同邊的位置信息，組成集合，記為集合f。

47、進(jìn)一步的，根據(jù)光照分析圖集合u與集合y，獲取磨削面上的凸起區(qū)域與凹陷區(qū)域，包括：

48、對集合f中的相同邊位置信息，進(jìn)行匹配；

49、匹配規(guī)則為，若有四條相同邊能夠組成閉合區(qū)域，則將該四條邊從集合f中剔除，并且歸為一組，標(biāo)記為閉合區(qū)域組；

50、將閉合區(qū)域組中四條相同邊形成的閉合區(qū)域標(biāo)記為凸起區(qū)域；

51、通過光敏傳感設(shè)備獲取集合a、集合b、集合c，集合d中元素的亮度，并且獲取亮度值最高的邊緣，記為高亮度邊緣；

52、獲取高亮度邊緣所包圍的區(qū)域標(biāo)記為凹陷區(qū)域，并且獲取該邊緣附近亮度值最低的點(diǎn)位，記為磨削點(diǎn)位。

53、可選地，在磨削加工階段開始時(shí)，針對凸起區(qū)域與凹陷區(qū)域，執(zhí)行磨削策略，包括：

54、若磨削面上存在凹陷區(qū)域與凸起區(qū)域，則獲取磨削點(diǎn)位；

55、以磨削點(diǎn)位為底面，對整個(gè)磨削面進(jìn)行磨削；

56、若磨削面上存在凸起區(qū)域，并且不存在凹陷區(qū)域，則獲取所有的凸起區(qū)域，對凸起區(qū)域進(jìn)行磨削。

57、本發(fā)明具備以下有益效果：

58、1、該單晶硅的磨削方法，通過將硅棒切割成多個(gè)硅片樣本，生成硅片樣本集合e，為每個(gè)硅片樣本提供了唯一標(biāo)識(shí)，便于在磨削過程中進(jìn)行跟蹤，確保了加工的可追溯性，設(shè)定投射時(shí)間間隔q和角度范圍區(qū)間[0°，180°]，對磨削面的全面光照分析，可以進(jìn)行不同角度的光源投射，在磨削面上設(shè)置相互垂直的基準(zhǔn)線p和i，并進(jìn)行半圓形截面z與x的投射，從兩個(gè)正交方向?qū)δハ髅孢M(jìn)行投射，提高了凸起和凹陷區(qū)域檢測的準(zhǔn)確性，通過第一投射方式和第二投射方式獲取的光照分析圖集合u與y，從不同方向捕捉磨削面的光照變化，為磨削面的缺陷分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，根據(jù)光照分析圖集合u與y獲取磨削面上的凸起區(qū)域與凹陷區(qū)域，識(shí)別硅片表面的不平整度，為后續(xù)磨削加工提供了目標(biāo)，在磨削加工階段，針對凸起區(qū)域與凹陷區(qū)域執(zhí)行磨削策略，執(zhí)行磨削操作，消除了硅片表面的不均勻性，提升了硅片的表面質(zhì)量。

59、2、該單晶硅的磨削方法，通過設(shè)定投射角度變化值w°和投射光源角度變化規(guī)律，利用第一投射方式和第二投射方式從不同方向?qū)δハ髅孢M(jìn)行光照分析，捕捉磨削面的幾何特征，增強(qiáng)了對硅片表面狀況的識(shí)別，在磨削準(zhǔn)備階段開始時(shí)，通過將投射光源角度初始化為0°，并按照設(shè)定的投射時(shí)間間隔和角度變化值進(jìn)行光源角度的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對磨削面連續(xù)、有序的光照分析，通過獲取光照分析圖集合u和y，后續(xù)的陰影區(qū)域獲取策略提供了基礎(chǔ)。

60、3、該單晶硅的磨削方法，通過對投射光源的角度范圍進(jìn)行劃分為兩個(gè)區(qū)間，即[0°，90°]和[90°，180°]，實(shí)現(xiàn)了對磨削面不同方向光照效應(yīng)的分析，增強(qiáng)了對磨削面特征的識(shí)別能力，在不同角度范圍區(qū)間內(nèi)獲取光照分析圖，并分別組成集合a、b、c和d，為磨削面上凸起和凹陷區(qū)域的準(zhǔn)確識(shí)別提供了全面的光照數(shù)據(jù)，執(zhí)行陰影區(qū)域獲取策略，根據(jù)集合a、b、c和d中的元素，識(shí)別磨削面上因光照角度變化而形成的陰影區(qū)域，這些陰影區(qū)域?qū)τ诖_定磨削面的是否平整，通過分析不同角度光照下的陰影變化，區(qū)分磨削面上的微小凸起和凹陷，為后續(xù)磨削加工提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

61、4、該單晶硅的磨削方法，通過執(zhí)行陰影區(qū)域獲取策略，對集合a、b、c和d中的光照分析圖進(jìn)行分析，識(shí)別了相鄰光照分析圖中的陰影區(qū)域，為磨削面上凸起和凹陷區(qū)域的定位提供了依據(jù)，通過隨機(jī)選取集合中的相鄰元素并標(biāo)記為第一元素與第二元素，從不同角度捕捉磨削面上的陰影變化，將同一集合中的陰影區(qū)域進(jìn)行歸類，為后續(xù)的陰影區(qū)域匹配策略提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集合，提高了陰影區(qū)域識(shí)別的效率，執(zhí)行陰影區(qū)域匹配策略，獲取各集合中陰影區(qū)域相同邊的位置信息。為后面確定凸起區(qū)域奠定了基礎(chǔ)。

62、5、該單晶硅的磨削方法，通過在光照分析圖中建立平面直角坐標(biāo)系，確定了陰影區(qū)域邊緣位置信息，獲取相鄰元素的兩個(gè)陰影區(qū)域并組成集合v與b，比較和篩選出具有相同邊緣的陰影區(qū)域，提高了凸起區(qū)域的識(shí)別。執(zhí)行陰影區(qū)域篩選，識(shí)別出不同光照分析圖中的相似陰影圖案，并將它們歸類為邊緣相似組，對邊緣相似組中的陰影區(qū)域進(jìn)行相似區(qū)域的面積比較。

63、6、該單晶硅的磨削方法，通過集合f中的相同邊位置信息的匹配，識(shí)別出磨削面上的閉合區(qū)域，這些區(qū)域被標(biāo)記為凸起區(qū)域，為磨削加工提供了目標(biāo)，并且剔除能組成閉合區(qū)域的四條相同邊，對集合中剩余的相同邊進(jìn)行篩選，利用光敏傳感設(shè)備獲取光照分析圖中元素的亮度，識(shí)別出亮度值最高的邊緣，即高亮度邊緣，這有助于確定磨削面上的凹陷區(qū)域，識(shí)別高亮度邊緣所包圍的區(qū)域作為凹陷區(qū)域，針對這些區(qū)域執(zhí)行特定的磨削策略，以消除表面的不平整，確定磨削點(diǎn)位，即高亮度邊緣附近亮度值最低的點(diǎn)位，用于對凹陷區(qū)域進(jìn)行磨削。