[发明专利]一种抛光粒子的设计方法、抛光粒子及研磨液

说明书

技术领域

本发明涉及化学机械研磨技术领域，更为具体的说，涉及一种抛光粒子的设计方法、抛光粒子及研磨液。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Planarization,CMP)工艺最初主要用于获取高质量的玻璃表面，自上世纪八十年代初IBM首次提出集成电路“化学机械研磨”这个概念至今，CMP工艺技术逐步取代传统局部抛光技术而广泛应用于集成电路制造的各个阶段，现已成为可制造性设计及集成电路工艺研发中实现芯片表面平坦化超精细加工的唯一广泛应用技术。但是，在化学机械研磨工艺过程中，经常有大量的不同种类和尺寸的研磨粒子吸附在研磨基材表面。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种抛光粒子的设计方法、抛光粒子及研磨液，通过在研磨颗粒上嫁接表面活性剂分子，以降低抛光粒子吸附在研磨基材表面的几率，提高研磨效果。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种抛光粒子的设计方法，包括：

步骤S1、根据研磨基材的材质确定研磨颗粒的种类和尺寸；

步骤S2、分析所述研磨颗粒分别嫁接不同种类的表面活性剂分子时，在研磨液中的分散稳定性和对所述研磨基材的研磨效果，确定最优表面活性剂分子；

步骤S3、分析所述研磨颗粒分别嫁接不同聚合度的所述最优表面活性剂分子时，在研磨液中的分散稳定性和对所述研磨基材的研磨效果，确定所述最优表面活性剂分子的最优聚合度；

步骤S4、分析所述研磨颗粒分别嫁接不同数量的所述最优表面活性剂分子、且聚合度为所述最优聚合度时，在研磨液中的分散稳定性和对所述研磨基材的研磨效果，确定所述最优表面活性剂分子的最优数量；

步骤S5、根据所述最优表面活性剂分子、嫁接数量和聚合度对所述研磨颗粒进行嫁接为抛光粒子。

优选的，所述步骤S2包括：

通过建立所述研磨颗粒在研磨液中的分子动力学模型，获取所述研磨颗粒分别嫁接不同种类的表面活性剂分子时，在研磨液中的分散稳定性；

通过建立所述研磨颗粒在抛光工艺中的分子动力学模型，获取所述研磨颗粒分别嫁接不同种类的表面活性剂分子时，对所述研磨基材的研磨效果；

以所述研磨颗粒分别嫁接不同种类的表面活性剂分子时，在研磨液中的分散稳定性和对所述研磨基材的研磨效果为衡量标准，确定最优表面活性剂分子。

优选的，所述步骤S3包括：

通过建立所述研磨颗粒在研磨液中的分子动力学模型，获取所述研磨颗粒分别嫁接不同聚合度的所述最优表面活性剂分子时，在研磨液中的分散稳定性；

通过建立所述研磨颗粒在抛光工艺中的分子动力学模型，获取所述研磨颗粒分别嫁接不同聚合度的所述最优表面活性剂分子时，对所述研磨基材的研磨效果；

以所述研磨颗粒分别嫁接不同聚合度的所述最优表面活性剂分子时，在研磨液中的分散稳定性和对所述研磨基材的研磨效果为衡量标准，确定所述最优表面活性剂分子的最优聚合度。

优选的，所述步骤S4包括：

通过建立所述研磨颗粒在研磨液中的分子动力学模型，获取所述研磨颗粒分别嫁接不同数量的所述最优表面活性剂分子、且聚合度为所述最优聚合度时，在研磨液中的分散稳定性；

通过建立所述研磨颗粒在抛光工艺中的分子动力学模型，获取所述研磨颗粒分别嫁接不同数量的所述最优表面活性剂分子、且聚合度为所述最优聚合度时，对所述研磨基材的研磨效果；

以所述研磨颗粒分别嫁接不同数量的所述最优表面活性剂分子、且聚合度为所述最优聚合度时，在研磨液中的分散稳定性和对所述研磨基材的研磨效果为衡量标准，确定所述最优表面活性剂分子的最优数量。

优选的，所述研磨基材为铜基材时，所述研磨颗粒为二氧化铈颗粒；

所述研磨基材为氧化硅基材时，所述研磨颗粒为二氧化硅颗粒；

以及，所述研磨基材为铝基材时，所述研磨颗粒为氧化铝颗粒或二氧化硅颗粒。

相应的，本发明还提供了一种抛光粒子，包括：

研磨颗粒；

以及，嫁接于所述研磨颗粒上预设数量、预设聚合度和预设类型的表面活性剂分子。

优选的，所述研磨颗粒为二氧化铈颗粒、二氧化硅颗粒或氧化铝颗粒。

优选的，所述研磨颗粒的尺寸为20nm～200nm，包括端点值。

优选的，所述表面活性剂分子为线性链聚合物分子。