本发明公开了一种抛光粒子的设计方法、抛光粒子及研磨液，其中，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。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，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。此外，针对不同的研磨基材设计匹配的研磨颗粒，以及在该研磨颗粒上设计相匹配数量、聚合度的表面活性剂分子，通过此针对性的设计，可优化抛光粒子的性能，以及进一步提高研磨效果。
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。
2.根据权利要求1所述的抛光粒子的设计方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所述的抛光粒子的设计方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求1所述的抛光粒子的设计方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的抛光粒子的设计方法，其特征在于，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。
6.一种抛光粒子，其特征在于，所述抛光粒子采用权利要求1～5任意一项所述的抛光粒子的设计方法形成，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。
7.根据权利要求6所述的抛光粒子，其特征在于，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。
8.根据权利要求6所述的抛光粒子，其特征在于，所述研磨颗粒的尺寸为20nm～200nm，包括端点值。
9.根据权利要求6所述的抛光粒子，其特征在于，所述表面活性剂分子为线性链聚合物分子。
10.根据权利要求6所述的抛光粒子，其特征在于，所述表面活性剂分子为聚乙二醇、聚环氧乙烷、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。
11.一种研磨液，其特征在于，所述研磨液包括权利要求6～10任意一项所述的抛光粒子。
一种抛光粒子的设计方法、抛光粒子及研磨液
技术领域
[0001] 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
[0002] 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
[0003] 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。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
[0005] 一种抛光粒子的设计方法，包括：
[0006] 步骤S1、根据研磨基材的材质确定研磨颗粒的种类和尺寸；
[0007] 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；
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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。
[0011] 优选的，所述步骤S2包括：
[0012] 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；
[0013] 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；
[0014] 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。
[0015] 优选的，所述步骤S3包括：
[0016] 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；
[0017] 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；
[0018] 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。
[0019] 优选的，所述步骤S4包括：
[0020] 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；
[0021] 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；
[0022] 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。
[0023] 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；
[0024] 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；
[0025] 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。
[0026] 相应的，本发明还提供了一种抛光粒子，包括：
[0027] 研磨颗粒；
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 优选的，所述研磨颗粒的尺寸为20nm～200nm，包括端点值。
[0031] 优选的，所述表面活性剂分子为线性链聚合物分子。
[0032] 优选的，所述表面活性剂分子为聚乙二醇、聚环氧乙烷、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] 相应的，本发明还提供了一种研磨液，所述研磨液包括上述的抛光粒子。
[0034] 相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
[0035] 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，其中，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。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，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。此外，针对不同的研磨基材设计匹配的研磨颗粒，以及在该研磨颗粒上设计相匹配数量、聚合度的表面活性剂分子，通过此针对性的设计，可优化抛光粒子的性能，以及进一步提高研磨效果。
附图说明
[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0037] 图1为本申请实施例提供的一种抛光粒子的设计方法的流程图；
[0038] 图2为本申请实施例提供的一种表面活性分子的种类确定方法的流程图；
[0039] 图3为本申请实施例提供的一种表面活性分子的聚合度确定方法的流程图；
[0040] 图4为本申请实施例提供的一种表面活性分子的数量确定方法的流程图；
[0041] 图5为本申请实施例提供的一种抛光粒子的结构示意图。
具体实施方式
[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043] 正如背景技术所述，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。
[0044] 具体的，现有的解决方法通常在研磨过程中添加表面活性剂。其中，表面活性剂(Complexing Agent,CA)作为研磨液的主要组分可以降低研磨液和疏水性薄膜间的表面张力，减少和控制研磨基材疏水性薄膜表面的残留物，改善化学机械研磨效果。此外，表面活性剂容易使研磨粒子分散，提高研磨液各组分的稳定性，降低研磨基材表面的清洗难度。但是，尽管表面活性剂的添加可以改善研磨效果，但研磨粒子表面残留及刮擦划痕现象依旧存在。
[0045] 基于此，本申请实施例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，本申请实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图5所示，对本申请实施例提供的技术方案进行详细说明。
[0046] 参考图1所示，为本申请实施例提供的一种抛光粒子的设计方法的流程图，其中，抛光粒子的设计方法包括：
[0047] 步骤S1、确定研磨颗粒的种类和尺寸。
[0048] 其中，根据研磨基材的材质确定研磨颗粒的种类和尺寸；
[0049] 步骤S2、确定最优表面活性剂分子。
[0050] 其中，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；
[0051] 步骤S3、确定所述最优表面活性剂分子的最优聚合度。
[0052] 其中，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；
[0053] 步骤S4、确定所述最优表面活性剂分子的最优数量。
[0054] 其中，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；
[0055] 步骤S5、对研磨颗粒进行嫁接。
[0056] 其中，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。
[0057] 由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，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。此外，针对不同的研磨基材设计匹配的研磨颗粒，以及在该研磨颗粒上设计相匹配数量、聚合度的表面活性剂分子，通过此针对性的设计，可优化抛光粒子的性能，以及进一步提高研磨效果。
[0058] 针对不同的研磨基材，研磨颗粒的选取是不同的，其中，在所述研磨基材为铜基材时，所述研磨颗粒为二氧化铈颗粒；
[0059] 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；
[0060] 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。
[0061] 另外，对于不同研磨颗粒，选取不同的表面活性剂分子的种类、数量和聚合度进行嫁接，对研磨液的分散稳定性和研磨基材的研磨效果具有重要影响，对于本申请实施例提供的设计方法可以通过分子动力学模拟进行确定。其中，研磨效果包括有研磨基材表面平坦性、粗糙度、选择比、抛光粒子吸附数量等。
[0062] 具体的，参考图2所示，为本申请实施例提供的一种表面活性分子的种类确定方法的流程图，其中，所述步骤S2包括：
[0063] S21、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；
[0064] S22、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；
[0065] S23、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。
[0066] 另外，参考图3所示，为本申请实施例提供的一种表面活性分子的聚合度确定方法的流程图，其中，所述步骤S3包括：
[0067] S31、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；
[0068] S32、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；
[0069] S33、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。
[0070] 以及，参考图4所示，为本申请实施例提供的一种表面活性分子的数量确定方法的流程图，其中，所述步骤S4包括：
[0071] S41、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；
[0072] S42、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；
[0073] S43、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。
[0074] 相应的，本申请实施例还提供了一种抛光粒子，具体参考图5所示，为本申请实施例提供的一种抛光粒子的结构示意图，抛光粒子包括：
[0075] 研磨颗粒100；
[0076] 以及，嫁接于所述研磨颗粒100上预设数量、预设聚合度和预设类型的表面活性剂分子200。
[0077] 其中，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，所述研磨颗粒的尺寸为20nm～200nm，包括端点值。
[0078] 本申请实施例提供的所述表面活性剂分子为线性链聚合物分子。其中，所述表面活性剂分子为聚乙二醇、聚环氧乙烷、任基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚醇等。此外，本申请实施例提供的表面活性剂分子还可以为其他复杂支链型的聚合物高分子表面活性剂，对此本申请实施例不作具体限制。
[0079] 相应的，本申请实施例还提供了一种研磨液，所述研磨液包括上述任意一实施例提供的抛光粒子。
[0080] 本申请实施例提供了一种抛光粒子的设计方法、抛光粒子及研磨液，其中，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。由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，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。此外，针对不同的研磨基材设计匹配的研磨颗粒，以及在该研磨颗粒上设计相匹配数量、聚合度的表面活性剂分子，通过此针对性的设计，可优化抛光粒子的性能，以及进一步提高研磨效果。
[0081] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
