硅片单面减薄加工模拟方法、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及硅片加工相关技术领域，特别是一种硅片单面减薄加工模拟方法、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.为降低制造成本、提高硅片产量，国内外近期新投产或扩增大批量12
″
半导体硅片制造产线。减薄机台属于磨削制程，用于将硅片平整度磨削至微米以下，除去前道切片制程所造成的锯痕和损伤，使硅片的平坦度达到可抛光等级。
3.现有技术未有对硅片进行加工模拟的仿真技术。然而，半导体行业产量大，减薄机台及相关耗材价格不菲，若实际生产中，加工后的片子没有达到预期精度、或客户对硅片提出新的要求，就要花费大量时间进行实验验证，降低了生产效率、不利于整体运营费控。另外，减薄机台不能进行在线检测，对加工过程中的硅片相关参数缺乏实时跟踪方法，只能在一批次硅片加工完成后，进行故障诊断、数据分析。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有技术缺乏对硅片进行加工模拟仿真的技术问题，提供一种硅片单面减薄加工模拟方法、电子设备及存储介质。
5.本发明提供一种硅片单面减薄加工模拟方法，包括：
6.创建硅片单面减薄加工区模型，所述硅片单面减薄加工区模型包括：砂轮模型和硅片模型；
7.对硅片单面减薄加工区模型进行前处理，所述前处理，至少包括：设定所述砂轮模型与所述硅片模型表面平行放置；
8.进行所述砂轮模型减薄加工所述硅片模型模拟仿真，得到模拟结果。
9.进一步地，所述进行所述砂轮模型减薄加工所述硅片模型模拟仿真，具体包括：
10.设定加工时序；
11.按照所述加工时序进行所述砂轮模型减薄加工所述硅片模型模拟仿真。
12.更进一步地，所述加工时序依次包括：
13.第一时序，在第一时序内，所述砂轮模型向靠近所述硅片模型方向进给预设第一距离，并在执行预设第一时间后进入第二时序；
14.第二时序，在第二时序内，所述砂轮模型继续向靠近所述硅片模型方向进给第二距离，并在执行预设第二时间后进入第三时序；
15.第三时序，在第三时序内，所述砂轮模型停止向靠近所述硅片模型方向进给，保持旋转，对所述硅片模型表面进行加工，并在所述砂轮模型加工一周后进入第四时序；
16.第四时序，在第四时序内，所述砂轮模型停止周转，随后所述砂轮模型向远离所述硅片模型方向抬起，停止加工。
17.再进一步地：
18.所述在第一时序内，所述砂轮模型向靠近所述硅片模型方向进给预设第一距离，具体包括：在第一时序内，所述砂轮模型以第一进给速度向靠近所述硅片模型方向进给预设第一距离；
19.所述在第二时序内，所述砂轮模型继续向靠近所述硅片模型方向进给第二距离，具体包括：在第二时序内，所述砂轮模型继续向靠近所述硅片模型方向进给第二距离，在第二时序内，所述砂轮模型的进给速度从第一进给速度下降至0；
20.所述在第四时序内，所述砂轮模型停止周转，随后所述砂轮模型向远离所述硅片模型方向抬起，停止加工，具体包括：
21.在第四时序内，所述砂轮模型停止周转，随后所述砂轮模型向远离所述硅片模型方向抬起，停止加工，在第四时序内，所述砂轮模型的进给速度从第一进给速度下降至0。
22.再进一步地，所述在第三时序内，所述砂轮模型停止向靠近所述硅片模型方向进给，保持旋转，对所述硅片模型表面进行加工，具体包括：
23.在第三时序内，所述砂轮模型停止向靠近所述硅片模型方向进给；
24.停留预设时间后，所述砂轮模型从起始位置起，沿平行所述硅片模型表面的第一轴正向，平行所述硅片模型表面的第二轴正向周转1/4圈，所述第一轴和所述第二轴垂直，所述第一轴分量上的进给速度为第二速度，所述第二轴分量上的进给速度为第三速度；
25.停留预设转向时间后，所述砂轮模型沿所述第一轴正向，所述第二轴负向周转1/4圈，所述第一轴分量上的进给速度为第二速度，所述第二轴分量上的进给速度为第三速度；
26.停留预设转向时间后，所述砂轮模型沿所述第一轴负向，所述第二轴负向周转1/4圈，所述第一轴分量上的进给速度为第二速度，所述第二轴分量上的进给速度为第三速度；
27.停留预设转向时间后，所述砂轮模型沿所述第一轴负向，所述第二轴正向周转1/4圈，所述第一轴分量上的进给速度为第二速度，所述第二轴分量上的进给速度为第三速度。
28.进一步地，所述硅片单面减薄加工区模型还包括：容置所述硅片模型的固定件模型，所述固定件模型设有容置所述硅片模型的中心圆槽，所述前处理，还包括：
29.将所述硅片模型安置于所述固定件模型的中心圆槽内，建立所述硅片模型与所述固定件模型之间的配合关系和约束关系。
30.进一步地，所述砂轮模型包括砂轮轴以及砂轮盘体，所述砂轮轴垂直所述砂轮盘体，所述砂轮盘体绕所述砂轮轴旋转，所述砂轮盘体朝向所述硅片模型的一面设有一个或多个磨粒；
31.所述前处理，还包括：对所述硅片单面减薄加工区模型划分网格，其中对于所述磨粒以及所述硅片模型的网格精度高于其余硅片单面减薄加工区模型的网格精度。
32.本发明提供一种电子设备，包括：
33.至少一个处理器；以及，
34.与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
35.所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的硅片单面减薄加工模拟方法。
36.本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的硅片单面减薄加工模拟方法的所有步骤。
37.本发明提供的硅片单面减薄加工模拟，能在实际加工前、或需排查问题、改善精度时，对硅片单面减薄加工产生的变形及应力进行有针对性的预测与分析，模拟仿真的方式可有效节约成本、有利于整体运营费控，对实际生产具有参考价值。
附图说明
38.图1为本发明一种硅片单面减薄加工模拟方法的工作流程图；
39.图2为本发明一实施例中一种硅片单面减薄加工模拟方法的工作流程图；
40.图3为本发明最佳实施例中一种硅片单面减薄加工模拟方法的工作流程图；
41.图4为本发明一种硅片单面减薄加工区各部件模型装配图。
42.图5为本发明一种硅片单面减薄加工区砂轮模型的构建过程。
43.图6为本发明一种硅片单面减薄加工区模型的网格划分情况。
44.图7为本发明一种硅片单面减薄加工模拟仿真的时序三轴分量图。
45.图8为本发明一种硅片减薄机台加工模拟的变形云图。
46.图9为本发明一种硅片减薄机台加工模拟变形量的时变折线示意图。
47.图10为本发明一种硅片减薄机台加工模拟的应力云图。
48.图11为本发明一种硅片减薄机台加工模拟的应力时变折线示意图。
49.图12为本发明一种电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
50.下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
51.如图1所示为本发明一种硅片单面减薄加工模拟方法的工作流程图，包括：
52.步骤s101，创建硅片单面减薄加工区模型，所述硅片单面减薄加工区模型包括：砂轮模型1和硅片模型2；
53.步骤s102，对硅片单面减薄加工区模型进行前处理，所述前处理，至少包括：设定所述砂轮模型1与所述硅片模型2表面平行放置；
54.步骤s103，进行所述砂轮模型1减薄加工所述硅片模型2模拟仿真，得到模拟结果。
55.具体来说，本发明可以采用现有的工程建模及仿真模拟软件进行操作，也可以对现有的工程建模及仿真模拟软件进行二次开发，采用工程建模及仿真模拟软件提供的接口，控制工程建模及仿真模拟软件执行相应操作，并从工程建模及仿真模拟软件中获取相应数据。工程建模及仿真模拟软件优选为进行模型在运动或变形中的过程模拟的solidworks软件和为各类模型构建、装配的ansys软件。
56.其中，执行步骤s101，通过工程建模及仿真模拟软件，例如solidworks，创建硅片单面减薄加工区模型。所述硅片单面减薄加工区模型至少包括：砂轮模型1和硅片模型2。然后执行步骤s102，对硅片单面减薄加工区模型进行前处理，例如将通过solidworks创建的硅片单面减薄加工区模型导入ansys软件，进行前处理工作。然后，执行步骤s103，例如利用ansys显示动力学模块，根据单面减薄机台实际加工参数进行条件设定，随后进行减薄加工模拟仿真。可以直接展示模拟结果。也可以基于模拟结果，对所述硅片模型2减薄加工变形
及应力情况进行分析。例如，对ansys的模拟结果进行后处理工作，对减薄加工变形及应力情况进行分析。
57.本发明提供的硅片单面减薄加工模拟，能在实际加工前、或需排查问题、改善精度时，对硅片单面减薄加工产生的变形及应力进行有针对性的预测与分析，模拟仿真的方式可有效节约成本、有利于整体运营费控，对实际生产具有参考价值。
58.如图2所示为本发明一实施例中一种硅片单面减薄加工模拟方法的工作流程图，包括：
59.步骤s201，创建硅片单面减薄加工区模型，所述硅片单面减薄加工区模型包括：砂轮模型1、硅片模型2、容置所述硅片模型2的固定件模型3，所述固定件模型3设有容置所述硅片模型2的中心圆槽，所述砂轮模型1包括砂轮轴11以及砂轮盘体12，所述砂轮轴11垂直所述砂轮盘体12，所述砂轮盘体12绕所述砂轮轴11旋转，所述砂轮盘体12朝向所述硅片模型2的一面设有一个或多个磨粒13。
60.步骤s202，对硅片单面减薄加工区模型进行前处理，所述前处理，将所述硅片模型2安置于所述固定件模型3的中心圆槽内，建立所述硅片模型2与所述固定件模型3之间的配合关系和约束关系，设定所述砂轮模型1与所述硅片模型2表面平行放置，对所述硅片单面减薄加工区模型划分网格，其中对于所述磨粒13以及所述硅片模型2的网格精度高于其余硅片单面减薄加工区模型的网格精度。
61.步骤s203，设定加工时序。
62.在其中一个实施例中，所述加工时序依次包括：
63.第一时序，在第一时序内，所述砂轮模型1向靠近所述硅片模型2方向进给预设第一距离，并在执行预设第一时间后进入第二时序；
64.第二时序，在第二时序内，所述砂轮模型1继续向靠近所述硅片模型2方向进给第二距离，并在执行预设第二时间后进入第三时序；
65.第三时序，在第三时序内，所述砂轮模型1停止向靠近所述硅片模型2方向进给，保持旋转，对所述硅片模型2表面进行加工，并在所述砂轮模型1加工一周后进入第四时序；
66.第四时序，在第四时序内，所述砂轮模型停止周转，随后所述砂轮模型1向远离所述硅片模型2方向抬起，停止加工。
67.在其中一个实施例中：
68.所述在第一时序内，所述砂轮模型1向靠近所述硅片模型2方向进给预设第一距离，具体包括：在第一时序内，所述砂轮模型1以第一进给速度向靠近所述硅片模型2方向进给预设第一距离；
69.所述在第二时序内，所述砂轮模型1继续向靠近所述硅片模型2方向进给第二距离，具体包括：在第二时序内，所述砂轮模型1继续向靠近所述硅片模型2方向进给第二距离，在第二时序内，所述砂轮模型1的进给速度从第一进给速度下降至0；
70.所述在第四时序内，所述砂轮模型停止周转，随后所述砂轮模型1向远离所述硅片模型2方向抬起，停止加工，具体包括：
71.在第四时序内，所述砂轮模型停止周转，随后所述砂轮模型1向远离所述硅片模型2方向抬起，停止加工，在第四时序内，所述砂轮模型1的进给速度从第一进给速度下降至0。
72.在其中一个实施例中，所述在第三时序内，所述砂轮模型1停止向靠近所述硅片模
型2方向进给，保持旋转，对所述硅片模型2表面进行加工，具体包括：
73.在第三时序内，所述砂轮模型1停止向靠近所述硅片模型2方向进给；
74.停留预设时间后，所述砂轮模型1从起始位置起，沿平行所述硅片模型2表面的第一轴正向，平行所述硅片模型2表面的第二轴正向周转1/4圈，所述第一轴和所述第二轴垂直，所述第一轴分量上的进给速度为第二速度，所述第二轴分量上的进给速度为第三速度；
75.停留预设转向时间后，所述砂轮模型沿所述第一轴正向，所述第二轴负向周转1/4圈，所述第一轴分量上的进给速度为第二速度，所述第二轴分量上的进给速度为第三速度；
76.停留预设转向时间后，所述砂轮模型沿所述第一轴负向，所述第二轴负向周转1/4圈，所述第一轴分量上的进给速度为第二速度，所述第二轴分量上的进给速度为第三速度；
77.停留预设转向时间后，所述砂轮模型沿所述第一轴负向，所述第二轴正向周转1/4圈，所述第一轴分量上的进给速度为第二速度，所述第二轴分量上的进给速度为第三速度。
78.步骤s204，按照所述加工时序进行所述砂轮模型1减薄加工所述硅片模型2模拟仿真，得到模拟结果。
79.步骤s205，基于模拟结果，对所述硅片模型2减薄加工变形及应力情况进行分析。
80.在其中一个实施例中，所述基于模拟结果，对所述硅片模型2减薄加工变形及应力情况进行分析，具体包括：展示所述模拟结果。
81.在其中一个实施例中，所述基于模拟结果，对所述硅片模型2减薄加工变形及应力情况进行分析，具体包括：检测模拟结果中各变形参数值和/或应力参数值是否符合预设条件。
82.具体来说，步骤s201创建硅片单面减薄加工区模型，例如使用solidworks软件创建硅片单面减薄加工区模型。
83.在一个具体的实施方案中，硅片单面减薄加工区模型包括砂轮模型1、硅片模型2和固定件模型3(carrier)三大部件，通过配合、约束关系，将硅片模型2安置在固定件模型3的凹状中心圆槽内，砂轮放置于硅片表面上方。
84.在一个具体的实施方案中，砂轮模型1包括砂轮轴11、砂轮盘体12和安置在其下端的磨粒13。
85.在一个具体的实施方案中，砂轮盘体12外形尺寸为154
×
12mm，磨粒13共36个，沿外径150mm、内径144mm之间的同一圆环均匀分布，每个磨粒的外形尺寸为5
×3×
5mm。
86.在一个具体的实施方案中，固定件模型3形式为圆盘状，镂空中心一部分以放置硅片模型2，其内径300mm、外径340mm，中心厚度4mm、外侧厚度4.7mm。
87.步骤s202对硅片单面减薄加工区模型进行前处理，例如将solidworks模型导入ansys软件，进行前处理工作。
88.在一个具体的实施方案中，所述步骤s202具体包括：将硅片单面减薄加工区solidworks模型另存为ansys可打开的通用格式，设定砂轮模型1平行于硅片模型2及固定件模型3表面，设定砂轮模型1下端最左侧磨粒13间隔硅片表面1mm、距离硅片模型2中心基准面150mm，随后对加工区各部件模型赋予材料属性并划分单元网格。
89.在一个具体的实施方案中，在完成砂轮模型1、硅片模型2和固定件模型3三大部件网格划分的基础上，为重点研究加工区接触部件的变形、应力情况，对砂轮模型1下端面各磨粒13、硅片模型2采用更精确、密集的网格划分方法。其中对于所述磨粒13以及所述硅片
模型2的网格精度高于其余硅片单面减薄加工区模型的网格精度。
90.然后执行步骤s203至步骤s204，设定加工时序，按照所述加工时序进行所述砂轮模型1减薄加工所述硅片模型2模拟仿真。
91.在一个具体的实施方案中，所属步骤s203和步骤s204在ansys显示动力学模块完成各项工作，包括：对步骤s202前处理后的模型设定分析环境、施加固定约束、设置砂轮模型1加工硅片模型2表面的时序安排。
92.在一个具体的实施方案中，砂轮模型1加工硅片模型2表面的时序安排为：
93.砂轮模型1向下进给第一距离，贴近至硅片表面，第一距离优选为1mm；
94.砂轮模型1继续向下进给第二距离，第二距离优选为0.1μm，对应实际加工5s左右的磨削量，使砂轮盘体12下方各磨粒13与硅片模型2接触，准备进行加工阶段；
95.砂轮模型1停止z向运动，沿xoy平面进行周转，对硅片表面进行加工，其中z向垂直硅片模型2表面，xoy平面平行硅片模型2表面；
96.加工一周后，砂轮模型1停止周转，随后砂轮模型1向上抬起，停止加工。
97.上述加工时序的设定，可对应于实际作业中每步工艺的实现，各时序按设定进行加工、且相互独立，可保证硅片单面减薄加工的质量，保证本实施例提供的硅片单面减薄加工模拟的相关度与准确性，对实际生产起到参考与运用价值。
98.最后，步骤s205基于模拟结果进行分析，检测模拟结果中各变形参数值和/或应力参数值是否符合预设条件。例如，对ansys的模拟结果进行后处理工作，对减薄加工变形及应力情况进行分析。
99.在一个具体的实施方案中，所述步骤s205具体包括：对硅片单面减薄加工模拟结果进行后处理，查看硅片变形及加工区应力情况，进行有针对性的预测与分析。
100.具体来说，基于模拟结果，对所述硅片模型2减薄加工变形及应力情况进行分析，可以是展示模拟结果，特别是减薄加工变形及应力情况，由人工进行分析。
101.基于模拟结果，对所述硅片模型2减薄加工变形及应力情况进行分析，也可以是检测模拟结果中各变形参数值和/或应力参数值是否符合预设条件，如果不符合条件，则展示模拟结果中不符合调节的变形参数值和/或应力参数值。
102.本实施例的硅片单面减薄加工模拟方法，填补了行业内对磨削加工计算机仿真模拟方面的空白。在引进新设备前，可采用本实施例的分析方法，设置多组工况进行模拟，对设备进行提前认识；还可根据厂家商提供的技术规格、加工精度等信息，进行加工仿真，对相关数据的可靠性进行验证。本实施例采用有限元模拟方式，可细分各时间段的进给速度、运动轨迹等加工要素，根据设定条件，导出详尽的硅片加工过程、以及加工结束后的运算结果，对此进行针对性的整理、分析，供实际加工参考。模拟结果显示，硅片表面不可避免的出现有局部变形、应力突变点，说明砂轮的磨削轨迹、磨削速度变化和磨削时间等因素均会影响硅片表面的加工质量，可根据模拟情况对设备的软件、工艺进行调整。若实际生产中，加工后的片子没有达到预期精度、或客户对硅片加工提出新的要求，可采用本发明的分析方法，修改前处理条件进行再模拟，查看并分析后处理结果文件，避免产生大量、额外的生产及运营成本。
103.如图3所示为本发明最佳实施例一种硅片单面减薄加工模拟方法的工作流程图，包括：
104.步骤s301，使用solidworks软件创建硅片单面减薄加工区模型；
105.步骤s302，将solidworks模型导入ansys软件，进行前处理工作；
106.步骤s303，利用ansys显示动力学模块，根据单面减薄机台实际加工参数进行条件设定，随后进行减薄加工模拟仿真；
107.步骤s304，对ansys的模拟结果进行后处理工作，对减薄加工变形及应力情况进行分析。
108.如上述步骤所述，本发明在计算机端采用solidworks进行建模，该软件是市场上设计过程较为简单、方便的三维cad之一，用其完成硅片单面减薄加工区模型的建立。由于对硅片表面的加工包含弹塑性变形、材料失效等材料非线性，高速碰撞和冲击等接触非线性，因此采用ansys显示动力学模块使模拟仿真更为准确。
109.如图4所示，使用solidworks软件，创建硅片单面减薄加工区各部件模型，部件由三大部分组成：砂轮模型1、硅片模型2和中心固定件模型3(carrier)。
110.砂轮模型1为加工区部件之一，由砂轮轴11、砂轮盘体12和安置在其下端的磨粒13组成。砂轮盘体12外形尺寸为154
×
12mm，磨粒共36个，沿外径150mm、内径144mm之间的同一圆环均匀分布，每个磨粒13的外形尺寸为5
×3×
5mm。具体地，砂轮轴11和砂轮盘体12为一体式，由砂轮轴11传递动力，包括位移或旋转动力，使砂轮1进行相应动作，根据计算机程序设定，完成硅片单面减薄加工工作。
111.中心固定件3形式为圆盘状，镂空中心一部分以放置硅片模型2，其内径300mm、外径340mm，中心厚度4mm、外侧厚度4.7mm。具体地，考虑机台规格尺寸及进给能力，为使加工获得更好的效果，硅片模型2外径不得大于300mm、推荐采用规格为12寸，硅片模型2厚度不得超过0.9mm。
112.如图3所示，首先要在solidworks中创建部件、装配组件，具体以砂轮模型1构建过程为例(图5所示)，在软件中新建“零件”文件，先选中一基准面，依次绘制砂轮轴11、砂轮盘体12和磨粒13草图(平面图形)，随后按照几何关系，进行拉伸、切除、凸台和阵列等一系列实体建模工作，同理完成硅片模型2、中心固定件3的模型构建。
113.在软件中新建“装配体”文件，通过配合、约束关系，将硅片模型2安置在中心固定件3凹状中心圆槽内，砂轮模型1平行放置于硅片模型2表面上方，完成硅片单面减薄加工区三大部件的装配组件工作。
114.如图3所示，硅片单面减薄加工区solidworks模型创建完成后，需另存为ansys可打开的通用格式。具体的，采用的格式文件类型一般为.igs或.stl。
115.在ansys软件中，拖入explicit dynamics显示动力学模块，在geometry子模块导入另存后的模型文件，设定砂轮模型1平行于硅片模型2及中心固定件3表面，设定砂轮模型1下端最左侧磨粒13间隔硅片模型2表面1mm、距离硅片模型2中心基准面150mm。
116.在model子模块，对加工区各部件模型赋予材料属性。具体的，材质“bonded diamond”赋予砂轮模型1，材质“silicon”赋予硅片模型2，材质“grey iron”赋予carrier 3。
117.如图6所示，在model子模块，点击“mesh”选项，系统可以对硅片单面减薄加工区模型自动划分网格，在完成砂轮模型1、硅片模型2和中心固定件3三大部件网格划分的基础上，为重点研究加工区接触部件的变形、应力情况，对砂轮模型1下端面各磨粒13、硅片模型
2采用更精确的网格划分方法。具体的，采用“body sizing”完成上述接触部件的网格划分工作，使其每个单元尺寸更小、更密集。
118.如图3所示，在前处理工作完成后，需在setup子模块，完成硅片单面减薄加工区模型各项参数设定。无论分析方法用于哪种工况，均需在稳定加工较长时间的机台引入或参考相关加工参数。图7所示为一实际投入生产的单面减薄机台，加工区上部屏幕显示有各项加工参数、并缓存有近期历史记录。在setup子模块中，参考机台数据，导入转速、加工时间、进给量、加工轨迹等信息。
119.一个实施方案中，稳定机台加工参数如下：
[0120][0121]
考虑到ansys软件的计算能力，选择砂轮模型1对硅片模型2表面进行顺时针周转一圈的方式进行加工模拟。因此，在solution子模块中，“analysis settings”栏里键入模拟时长0.004s，对中心固定件3侧边施加固定约束。
[0122]
随后确定砂轮模型1对硅片模型2表面的加工时序。圆形加工轨迹参考如下公式：
[0123]
x1＝x0 r*cos(θ*3.14/180)
[0124]
y1＝y0 r*sin(θ*3.14/180)
[0125]
式中，(x0，y0)为圆点坐标，r为半径，(x1，y1)为圆上任一点坐标，θ为任一点当前距圆点的角度。模拟时要充分考虑实际加工时，系统程序控制砂轮轴11的停留、转向时间，因此需在上述公式的基础上进行调整，在solution子模块输入硅片单面减薄加工时序如下，其中图7对应砂轮模型1各加工时序的x、y、z三轴速度分量折线图，纵轴为速度，横轴为时间：
[0126]
第一时序71：砂轮模型1向下进给1mm，贴近至硅片模型2表面；具体的，该时序对应砂轮模型1进给速度2m/s，共5
×
10-4
s；
[0127]
第二时序72：砂轮模型1继续向下进给0.1μm(对应实际加工5s左右的磨削量)，使砂轮盘体12下方各磨粒13与硅片模型2接触，准备进行加工阶段；具体的，该时序对应砂轮模型1进给速度由2m/s线性减小至0，共1
×
10-7
s。第二时序73，用1
×
10-7
s的时间使当前运动反比例衰减至0；由于第三时序运动轨迹较为复杂，第二时序完成后，设置有1
×
10-4
s的间歇期进行刀具切换。
[0128]
第三时序73：砂轮模型1在z轴方向停止运动，沿xoy平面进行周转，对硅片模型2表面进行加工；具体的，停留少许时间后，砂轮模型1从起始位置顺时针周转1/4圈，沿x轴(即第一轴)分量向右进给速度为100m/s，沿y轴(即第二轴)分量向上进给速度为120m/s，持续6
×
10-4
s；停留少许时间换向，砂轮模型1继续顺时针周转1/4圈，沿x轴分量向右进给速度为100m/s，沿y轴分量向下进给速度为120m/s，持续6
×
10-4
s；上述共持续1.5
×
10-3
s。
[0129]
停留少许时间，根据系统程序设定，砂轮完成后半圈加工：砂轮模型1顺时针周转1/4圈，沿x轴分量向左进给速度为100m/s，沿y轴分量向下进给速度为120m/s，持续6
×
10-4
s；停留少许时间换向，砂轮模型1继续顺时针周转1/4圈，沿x轴分量向左进给速度为100m/
s，沿y轴分量向上进给速度为120m/s，持续6
×
10-4
s；上述共持续1.6
×
10-3
s。
[0130]
其中，图中示出了第三时序73中，砂轮模型1在x轴方向的速度分量折线73x、砂轮模型1在y轴方向的速度分量折线73y、砂轮模型1在z轴方向的速度分量折线73z。
[0131]
如图7所示，第三时序73中，首先实现左上半圆1/4运动轨迹，用1
×
10-5s的时间使x轴运动速度由0正比例提升至100m/s，使y轴运动速度由0正比例提升至120m/s，随即进入5.9
×
10-4s的匀速运动阶段；其次，转换至右上半圆1/4运动轨迹，x轴运动保持不变，用2
×
10-4s的时间，使y轴运动由120m/s反比例衰减至0、再变至-120m/s，随即进入6
×
10-4s的匀速运动阶段；随后共设有2
×
10-4s的间歇期，使速度清零、进行刀具切换；再次，转换至右下半圆1/4运动轨迹，用1
×
10-5s的时间使x轴运动速度由0反比例变至-100m/s，使y轴运动速度由0反比例变至-120m/s，随即进入5.9
×
10-4s的匀速运动阶段；最后，转换至左下半圆1/4运动轨迹，x轴运动保持不变，用2
×
10-4s的时间，使y轴运动由-120m/s正比例提升至0、再提升至120m/s，随即进入6
×
10-4s的匀速运动阶段；第三时序共持续3
×
10-3s。
[0132]
第四时序74：加工一周后，砂轮停止周转，随后砂轮向上抬起，停止加工；具体的，该时序对应砂轮模型1进给速度2m/s，随后线性减小为0，上述共持续4
×
10-4
s。
[0133]
如图7所示，第四时序74初期，x、y轴运动停止，随即以2m/s匀速向z轴上半周运动，持续2
×
10-4s；第四时序后期还另设有2
×
10-4s的间歇期，以便于分析硅片在静止状态下的应力、变形情况。
[0134]
如图3所示，在“results”子模块对硅片单面减薄加工模拟结果进行后处理，查看硅片变形及加工区应力情况，进行有针对性的预测与分析。
[0135]
首先，对该实施例下的硅片变形模拟情况进行分析。
[0136]
图8中，如(a)所示，在5
×
10-4
s，砂轮模型1下端磨粒13刚接触硅片模型2时产生变形，系统计算最大值为1.01μm，硅片模型2表面随砂轮模型1各磨粒13下方出现一个变形环；如(b)所示，随加工进行，变形量逐步增大，变形最大区域逐步转变为砂轮模型1近中心处、并由中心向四周递减；最大变形区随加工路径的x轴分量向右移动，且最大值不断增大，随后最大变形区最大值逐渐减小。在1.4
×
10-3sˉ
1.6
×
10-3s，由于砂轮模型1没有运动，最大变形区停留在硅片模型2近中心右侧；如(c)所示，随着加工的进行，变形最大区又随加工路径的x轴分量向左移动，在1.85
×
10-3s，最大值减小到3.55μm。
[0137]
如图8中(d)所示，在1.89
×
10-3s，硅片模型2右上方开始出现新的最大变形区，最大值为8.977μm；如(e)所示，新变形区云图随加工路径、向下偏左方向移动，最大值逐渐减小，原最大变形区仍然在硅片模型2左半区域存在，但最大值明显小于新出现的变形区，在砂轮模型1即将完成3/4圈路径时，原最大变形区逐渐消散，新最大变形区云图继续随加工路径顺时针回转，变形区最大值呈震荡波动趋势。
[0138]
如图8中(f)所示，砂轮模型1离开硅片模型2表面时，新最大变形区完成一圈周转，随后维持在硅片模型2中心旋转的趋势，最大值逐渐减小，在0.004s时，减小至1.29μm。
[0139]
过程中平均变形与最大变形变化规律基本相同，最大值出现在1.26
×
10-3s，值为3.587μm；加工过程平均最小值在2.08
×
10-3s，值为0.83μm，砂轮模型1抬起后最小平均变形值为0.608μm。
[0140]
在“results”子模块，采用“probe”工具，可查看硅片模型2中心变形量，在本实施例中，其值为0.858μm。
[0141]
结合图8、图9。图9为本实施例关于硅片单面减薄加工模拟分析的变形时程曲线图，横坐标为模拟加工的时间，纵坐标为变形量，图9中三条曲线由上到下分别为：某时刻硅片前表面变形量的最大值曲线91、某时刻硅片前表面变形量的平均值曲线92和某时刻硅片前表面变形量的最小值曲线93。其中，数字采用科学计数法，ae-n即a*10-n
，例如1e-3即1*10-3
。在加工期间以及砂轮模型1抬起后硅片模型2静置期，过程中平均变形基本为最大变形值的一半以下，硅片模型2变形的最大区域为绕硅片模型2中心的圆环区域，硅片中心区域变形波动较小，硅片边缘区域变形波动较大、且在多数工况下变形最小。
[0142]
随后结合图10、图11，对该实施例下的硅片加工区应力模拟情况进行分析。图10为本实施例一种硅片减薄机台加工模拟的应力云图，其中图10(a)为第一时序的应力云图，图10(b)为第二时序的应力云图，图10(c)为第三时序的应力云图，图10(d)为第四时序的应力云图。图11为本实施例关于硅片单面减薄加工模拟分析的应力时程曲线图，横坐标为模拟加工的时间，纵坐标为应力值，图11中三条曲线由上到下分别为：某时刻硅片前表面应力的最大值曲线1101、某时刻硅片前表面应力的平均值曲线1102和某时刻硅片前表面应力的最小值曲线1103。
[0143]
加工过程中，整体应力较小，中心固定件3边缘处应力较大，随加工过程不断波动且无明显规律；随加工路径运动的砂轮模型1加工表面以及硅片模型2中心附近始终为应力大值区，但极大值依然较小(10mpa以下)且平稳。全过程有两次较为明显的应力传递，1.87
×
10-3sˉ
2.03
×
10-3
s由硅片模型2表面右上方逐渐传递至左下方中心固定件3；3.26
×
10-3sˉ
3.35
×
10-3
s，由硅片模型2表面左侧逐渐传递至右侧。
[0144]
结合图10、图11可知，最明显的应力峰值出现在硅片模型2表面上半圆弧加工中期，最大值为51.55mpa，但仍远小于对应材料的屈服极限值；加工过程中以及砂轮模型1抬升后硅片模型2静置期，其平均应力一般低于对应最大应力值一个指数数量级。
[0145]
模拟结果可以与设备验收标准、客户对产品的要求进行对比，目前行业对磨削制程下的12寸硅片基本要求如下：
[0146]
表面变形量
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
不超过2μm
[0147]
中心厚度散差
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
不超过1μm
[0148]
应力值
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
小于屈服极限
[0149]
对比上述实施例的最大变形量、应力值，以及硅片模型2中心区域的变形情况，即将硅片单面减薄加工模拟结果的最大变形量、应力值、中心厚度散差与上述的基本要求条件进行比较，可以确定单面减薄机台加工区的力学性能、产品的加工精度均符合行业基本要求，说明该实施例所设定的加工参数以及加工轨迹是可行的，可用于后续实际的减薄加工作业中。若不符合，可继续使用该变形及应力模拟分析方法对硅片单面减薄加工进行仿真分析。
[0150]
如图12所示为本发明一种电子设备的硬件结构示意图，包括：
[0151]
至少一个处理器1201；以及，
[0152]
与至少一个所述处理器1201通信连接的存储器1202；其中，
[0153]
所述存储器1202存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的硅片单面减薄加工模拟方法。
[0154]
图12中以一个处理器1201为例。
[0155]
电子设备可以为电脑。电子设备还可以包括：输入装置1203和显示装置1204。
[0156]
处理器1201、存储器1202、输入装置1203及显示装置1204可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。
[0157]
存储器1202作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的硅片单面减薄加工模拟方法对应的程序指令/模块，例如，图1、图2、图3所示的方法流程。处理器1201通过运行存储在存储器1202中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的硅片单面减薄加工模拟方法。
[0158]
存储器1202可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据硅片单面减薄加工模拟方法的使用所创建的数据等。此外，存储器1202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1202可选包括相对于处理器1201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行硅片单面减薄加工模拟方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0159]
输入装置1203可接收输入的用户点击，以及产生与硅片单面减薄加工模拟方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置1204可包括显示屏等显示设备。
[0160]
在所述一个或者多个模块存储在所述存储器1202中，当被所述一个或者多个处理器1201运行时，执行上述任意方法实施例中的硅片单面减薄加工模拟方法。
[0161]
本发明提供的硅片单面减薄加工模拟，能在实际加工前、或需排查问题、改善精度时，对硅片单面减薄加工产生的变形及应力进行有针对性的预测与分析，模拟仿真的方式可有效节约成本、有利于整体运营费控，对实际生产具有参考价值。
[0162]
本发明一实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的硅片单面减薄加工模拟方法的所有步骤。
[0163]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。