一種拋光粒子的設(shè)計(jì)方法、拋光粒子及研磨液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械研磨技術(shù)領(lǐng)域，更為具體的說，涉及一種拋光粒子的設(shè)計(jì)方法、拋光粒子及研磨液。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Planarizat1n，CMP)工藝最初主要用于獲取高質(zhì)量的玻璃表面，自上世紀(jì)八十年代初IBM首次提出集成電路“化學(xué)機(jī)械研磨”這個(gè)概念至今，CMP工藝技術(shù)逐步取代傳統(tǒng)局部拋光技術(shù)而廣泛應(yīng)用于集成電路制造的各個(gè)階段，現(xiàn)已成為可制造性設(shè)計(jì)及集成電路工藝研發(fā)中實(shí)現(xiàn)芯片表面平坦化超精細(xì)加工的唯一廣泛應(yīng)用技術(shù)。但是，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，經(jīng)常有大量的不同種類和尺寸的研磨粒子吸附在研磨基材表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種拋光粒子的設(shè)計(jì)方法、拋光粒子及研磨液，通過在研磨顆粒上嫁接表面活性劑分子，以降低拋光粒子吸附在研磨基材表面的幾率，提高研磨效果O
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0005]—種拋光粒子的設(shè)計(jì)方法，包括:
[0006]步驟S1、根據(jù)研磨基材的材質(zhì)確定研磨顆粒的種類和尺寸；
[0007]步驟S2、分析所述研磨顆粒分別嫁接不同種類的表面活性劑分子時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果，確定最優(yōu)表面活性劑分子；
[0008]步驟S3、分析所述研磨顆粒分別嫁接不同聚合度的所述最優(yōu)表面活性劑分子時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果，確定所述最優(yōu)表面活性劑分子的最優(yōu)聚合度；
[0009]步驟S4、分析所述研磨顆粒分別嫁接不同數(shù)量的所述最優(yōu)表面活性劑分子、且聚合度為所述最優(yōu)聚合度時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果，確定所述最優(yōu)表面活性劑分子的最優(yōu)數(shù)量；
[0010]步驟S5、根據(jù)所述最優(yōu)表面活性劑分子、嫁接數(shù)量和聚合度對(duì)所述研磨顆粒進(jìn)行嫁接為拋光粒子。
[0011 ]優(yōu)選的，所述步驟S2包括:
[0012]通過建立所述研磨顆粒在研磨液中的分子動(dòng)力學(xué)模型，獲取所述研磨顆粒分別嫁接不同種類的表面活性劑分子時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性；
[0013]通過建立所述研磨顆粒在拋光工藝中的分子動(dòng)力學(xué)模型，獲取所述研磨顆粒分別嫁接不同種類的表面活性劑分子時(shí)，對(duì)所述研磨基材的研磨效果；
[0014]以所述研磨顆粒分別嫁接不同種類的表面活性劑分子時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果為衡量標(biāo)準(zhǔn)，確定最優(yōu)表面活性劑分子。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟S3包括:
[0016]通過建立所述研磨顆粒在研磨液中的分子動(dòng)力學(xué)模型，獲取所述研磨顆粒分別嫁接不同聚合度的所述最優(yōu)表面活性劑分子時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性；
[0017]通過建立所述研磨顆粒在拋光工藝中的分子動(dòng)力學(xué)模型，獲取所述研磨顆粒分別嫁接不同聚合度的所述最優(yōu)表面活性劑分子時(shí)，對(duì)所述研磨基材的研磨效果；
[0018]以所述研磨顆粒分別嫁接不同聚合度的所述最優(yōu)表面活性劑分子時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果為衡量標(biāo)準(zhǔn)，確定所述最優(yōu)表面活性劑分子的最優(yōu)聚合度。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟S4包括:
[0020]通過建立所述研磨顆粒在研磨液中的分子動(dòng)力學(xué)模型，獲取所述研磨顆粒分別嫁接不同數(shù)量的所述最優(yōu)表面活性劑分子、且聚合度為所述最優(yōu)聚合度時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性；
[0021]通過建立所述研磨顆粒在拋光工藝中的分子動(dòng)力學(xué)模型，獲取所述研磨顆粒分別嫁接不同數(shù)量的所述最優(yōu)表面活性劑分子、且聚合度為所述最優(yōu)聚合度時(shí)，對(duì)所述研磨基材的研磨效果；
[0022]以所述研磨顆粒分別嫁接不同數(shù)量的所述最優(yōu)表面活性劑分子、且聚合度為所述最優(yōu)聚合度時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果為衡量標(biāo)準(zhǔn)，確定所述最優(yōu)表面活性劑分子的最優(yōu)數(shù)量。
[0023]優(yōu)選的，所述研磨基材為銅基材時(shí)，所述研磨顆粒為二氧化鈰顆粒；
[0024]所述研磨基材為氧化硅基材時(shí)，所述研磨顆粒為二氧化硅顆粒；
[0025]以及，所述研磨基材為鋁基材時(shí)，所述研磨顆粒為氧化鋁顆?；蚨趸桀w粒。
[0026]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種拋光粒子，包括:
[0027]研磨顆粒；
[0028]以及，嫁接于所述研磨顆粒上預(yù)設(shè)數(shù)量、預(yù)設(shè)聚合度和預(yù)設(shè)類型的表面活性劑分子。
[0029]優(yōu)選的，所述研磨顆粒為二氧化鈰顆粒、二氧化硅顆粒或氧化鋁顆粒。
[°03°]優(yōu)選的，所述研磨顆粒的尺寸為20nm?200nm，包括端點(diǎn)值。
[0031 ]優(yōu)選的，所述表面活性劑分子為線性鏈聚合物分子。
[0032]優(yōu)選的，所述表面活性劑分子為聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、任基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或聚氧乙烯烷基醚醇。
[0033]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種研磨液，所述研磨液包括上述的拋光粒子。
[0034]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的技術(shù)方案至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]本發(fā)明提供了一種拋光粒子的設(shè)計(jì)方法、拋光粒子及研磨液，其中，拋光粒子包括:研磨顆粒；以及，嫁接于所述研磨顆粒上預(yù)設(shè)數(shù)量、預(yù)設(shè)聚合度和預(yù)設(shè)類型的表面活性劑分子。由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過在研磨顆粒上嫁接表面活性劑分子，以降低拋光粒子吸附在研磨基材表面的幾率，提高研磨效果。此外，針對(duì)不同的研磨基材設(shè)計(jì)匹配的研磨顆粒，以及在該研磨顆粒上設(shè)計(jì)相匹配數(shù)量、聚合度的表面活性劑分子，通過此針對(duì)性的設(shè)計(jì)，可優(yōu)化拋光粒子的性能，以及進(jìn)一步提高研磨效果。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種拋光粒子的設(shè)計(jì)方法的流程圖；
[0038]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種表面活性分子的種類確定方法的流程圖；
[0039]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種表面活性分子的聚合度確定方法的流程圖；
[0040]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種表面活性分子的數(shù)量確定方法的流程圖；
[0041]圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種拋光粒子的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043]正如【背景技術(shù)】所述，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，經(jīng)常有大量的不同種類和尺寸的研磨粒子吸附在研磨基材表面。
[0044]具體的，現(xiàn)有的解決方法通常在研磨過程中添加表面活性劑。其中，表面活性劑(Complexing Agent ,CA)作為研磨液的主要組分可以降低研磨液和疏水性薄膜間的表面張力，減少和控制研磨基材疏水性薄膜表面的殘留物，改善化學(xué)機(jī)械研磨效果。此外，表面活性劑容易使研磨粒子分散，提高研磨液各組分的穩(wěn)定性，降低研磨基材表面的清洗難度。但是，盡管表面活性劑的添加可以改善研磨效果，但研磨粒子表面殘留及刮擦劃痕現(xiàn)象依舊存在。
[0045]基于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種拋光粒子的設(shè)計(jì)方法、拋光粒子及研磨液，通過在研磨顆粒上嫁接表面活性劑分子，以降低拋光粒子吸附在研磨基材表面的幾率，提高研磨效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下，具體結(jié)合圖1至圖5所示，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0046]參考圖1所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種拋光粒子的設(shè)計(jì)方法的流程圖，其中，拋光粒子的設(shè)計(jì)方法包括:
[0047]步驟S1、確定研磨顆粒的種類和尺寸。
[0048]其中，根據(jù)研磨基材的材質(zhì)確定研磨顆粒的種類和尺寸；
[0049]步驟S2、確定最優(yōu)表面活性劑分子。
[0050]其中，分析所述研磨顆粒分別嫁接不同種類的表面活性劑分子時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果，確定最優(yōu)表面活性劑分子；
[0051 ]步驟S3、確定所述最優(yōu)表面活性劑分子的最優(yōu)聚合度。
[0052]其中，分析所述研磨顆粒分別嫁接不同聚合度的所述最優(yōu)表面活性劑分子時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果，確定所述最優(yōu)表面活性劑分子的最優(yōu)聚合度；
[0053]步驟S4、確定所述最優(yōu)表面活性劑分子的最優(yōu)數(shù)量。
[0054]其中，分析所述研磨顆粒分別嫁接不同數(shù)量的所述最優(yōu)表面活性劑分子、且聚合度為所述最優(yōu)聚合度時(shí)，在研磨液中的分散穩(wěn)定性和對(duì)所述研磨基材的研磨效果，確定所述最優(yōu)表面活性劑分子的最優(yōu)數(shù)量；
[0055]步驟S5、對(duì)研磨顆粒進(jìn)行嫁接。
[0056]其中，根據(jù)所述最優(yōu)表面活性劑分子、嫁接數(shù)量和聚合度對(duì)所述研磨顆粒進(jìn)行嫁接為拋光粒子。
[0057]由上述內(nèi)容可知，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過在研磨顆粒上嫁接表面活性劑分子，以降低拋光粒子吸附在研磨基材表面的幾率，提高研磨效果。此外，針對(duì)不同的研磨基材設(shè)計(jì)匹配的研磨顆粒，以及在該研磨顆粒上設(shè)計(jì)相匹配數(shù)量、聚合度的表面活性劑分子，通過此針對(duì)性的設(shè)計(jì)，可優(yōu)化拋光粒子的性能，以及