一种基于经纬线的研磨加工轨迹均匀性检测方法与流程

本发明涉及平面研磨加工领域，更具体的说，尤其涉及一种基于经纬线的研磨加工轨迹均匀性检测方法。

背景技术：
平面研磨加工是获取光学元件、蓝宝石衬底、单晶硅衬底等高精度表面的重要手段之一，在电子、通信、计算机、激光、航空航天等技术领域有着广泛的应用。平面研磨加工须确保平面度、表面粗糙度、表层及亚表层位错形态和残余应力等，高精度平面研磨加工是超光滑抛光加工的必备基础。研磨加工轨迹均匀性检测方法是制约平面研磨加工精度的主要因素之一。而以往的研究主要针对如何提高研磨加工的均匀性这个问题，而有关检测研磨加工轨迹均匀性的方法却少提及。现有技术中对圆形基片进行研磨加工过程轨迹线分布的检测方法主要有两种，按芯片尺寸划分区域、沿半径和圆周方向的划分区域的检测方法。前者可以检测研磨加工轨迹线通过芯片面积的次数，但不考虑边缘无效芯片面积；后者以工件被加工表面的圆心为中心，径向绘制一定间距的同心圆，沿直径方向对整个被加工表面的同心圆进行等分，可以实现全局指导研磨加工运动学设计。但这两类检测方法具有共性的缺陷，具体体现为：只是单一的统计了通过局部区域轨迹线的次数，而对局部区域轨迹线是否均匀分布没有做出判别，容易产生失真问题，无法正确指导研磨加工运动学的设计。

技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有研磨加工过程中轨迹线密度分布在芯片内和边缘处度量值失真的问题，提出了一种基于经纬线的研磨加工轨迹均匀性检测方法，可以全覆盖性地检测圆形基片研磨加工轨迹的密度分布，为研磨加工轨迹的均匀性和研磨盘均匀磨损的运动学设计提供全局的技术支撑。本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于经纬线的研磨加工轨迹均匀性检测方法，包括如下步骤：1)、首先在圆形基片上建立经纬线模型，其中包括经线(1、2、…、i、…、n)和纬线(1、2、…、j、…、m)；2)、依次计算研磨加工轨迹线通过经线1、经线2…、经线i、…、经线n的次数；3)、分别计算经线1上研磨加工轨迹通过纬线(j-1)和纬线j之间的次数、经线2上研磨加工轨迹通过纬线(j-1)和纬线j之间的次数、经线i上研磨加工轨迹通过纬线(j-1)和纬线j之间的次数(1≤j≤m)，以此类推，直至得到经线n上研磨加工轨迹通过纬线(j-1)和纬线j之间的次数；4)依次取j的不同值，得到不同经纬段上局部线段区间上的研磨加工轨迹的分布密度，根据上述分布密度得出研磨加工轨迹均匀性。进一步的，不同经线段上局部线段区间上的研磨加工轨迹线的密度分布逐一进行辨识。进一步的，研磨加工轨迹的均匀性通过分布密度标准差Cd表示，Cd为不同经纬段上局部线段区间上的研磨加工轨迹的分布密度与标准值之间的差值，Cd越小表示研磨加工轨迹越均匀。本发明的有益效果在于：本发明只需合理设计一定数量的经线和纬线，便可逐一辨识出研磨加工轨迹线的密度分布；本发明能够很好地解决极坐标和笛卡尔坐标评价均匀性方法在圆形基片边缘处测量值失真的问题；本发明通过引入二次判别，可判断任一研磨加工运动学参数下研磨加工轨迹的合理性，为合理优化研磨加工运动学参数提供有力支撑。附图说明图1是地球表面的经纬度示意图。图2是按照斜轴等面积圆锥投影经纬线形状示意图。图3是本发明圆形基片的经线示意图。图4是本发明圆形基片的纬线示意图。图5是本发明经线1和经线i上研磨加工轨迹线密度分布示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明：如图1、图2、图3、图4和图5所示，依据地球表面任意一点都可以用经度和纬度来定位的原理，如图1，将图1按照斜轴等面积圆锥投影经纬线形状得到图2，依据此思想可将其投影到赤道基圆上形成平面经纬线，通过合理划分的经线和纬线段上研磨加工轨迹通过次数，可以全覆盖地评价研磨加工轨迹的密度分布。为此可构造圆形基片的经线和纬线，定义基片内以圆心为起点、外圆为重点的直径方向线段为经线，可以将圆一次划分为经线1、经线2、经线i...、经线n。同理，以圆心为圆点，可以构造出纬线1、纬线2、纬线j…、纬线m。圆形基片的经线和纬线分别如图3、4所示。为全覆盖地评判研磨加工轨迹的密度分布只需要如下两个步骤：第一，先依次计算研磨加工轨迹线通过经线1、经线2、经线i...、经线n的次数；第二，再分别计算经线1上研磨加工轨迹通过次数位于纬线(j-1)和纬线j之间的次数、经线2上研磨加工轨迹通过次数位于纬线(j-1)和纬线j之间的次数、经线i上研磨加工轨迹通过次数位于纬线(j-1)和纬线j之间的次数(1≤j≤m)，以此类推，可以得到不同经线段上局部线段区间上的研磨加工轨迹分布密度。本实施例中，以经线1和经线i为例进行对比分析，如图5所示，通过经线1和经线i的研磨加工轨迹线的数量N＝8，但其轨迹线的密度分布是截然不同的，通过引入另一判据，亦即纬线(j-1)和纬线j之间的轨迹线次数进行二次判别，即可知实现经线1的研磨加工轨迹的研磨加工运动学参数更为合理。因此，只需合理设计一定数量的经线和纬线，便可逐一辨识出研磨加工轨迹线的密度分布，为合理优化研磨加工运动学参数提供有力支撑。上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。