一種高分子表面活性劑的結構穩定性判斷方法及系統技術方案

本發明專利技術提供了一種高分子CA的結構穩定性判斷方法，包括：獲取目標CA的分子構型、分子量及多個不同預設溫度；計算得到所述目標CA的分子內相關函數的表達式；采用PY近似，建立包含所述目標CA的直接相關函數和總相關函數的閉合方程；建立包含所述目標CA的直接相關函數、總相關函數以及分子內相關函數的PRISM積分方程；計算所述閉合方程和所述PRISM積分方程，得到對應所述預設溫度直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式；計算得到所述預設溫度對應的目標CA的X?光散射強度；根據所述多個不同預設溫度一一對應的所述X?光散射強度，判斷所述目標CA的結構穩定性。

【技術實現步驟摘要】
一種高分子表面活性劑的結構穩定性判斷方法及系統
本專利技術涉及化學機械研磨工藝及測量
，具體涉及一種高分子表面活性劑的結構穩定性判斷方法及系統。
技術介紹
在集成電路化學機械研磨(ChemicalMechanicalPlanarization,CMP)工藝過程中，表面活性劑作為研磨液的主要組分，對芯片表面的平坦化加工具有重要作用。在CMP工藝過程中，表面活性劑可以降低研磨液和疏水性薄膜間的表面張力，使研磨液和疏水性薄膜更緊密貼合，減少和控制晶圓疏水性薄膜表面的殘留物和研磨粒子等缺陷，改善化學機械研磨效果；并且，表面活性劑還具有較低的臨界膠束濃度，容易使研磨顆粒分散，更顯著地穩定研磨顆粒，提高研磨液各組分的穩定性，降低研磨表面的清洗難度等。近年來，人們致力于尋找和開發生物親和性好且結構適宜的高分子表面活性劑，以進一步拓展CMP技術的應用范圍，提升研磨表面的平坦化程度。在表面活性劑研發過程中，X-光散射強度(X-RayScatteringIntensity，XRSI)是表征高分子表面活性劑結構的重要參數。通過X-光散射強度的聚合峰峰值，以及聚合峰和無定形峰的位置變化，即可得到判斷高分子表面活性劑的結構變化。現有的高分子表面活性劑研發過程，通過實驗合成目標表面活性劑，在不同溫度下檢測該目標表面活性劑的X-光散射強度，確定目標表面活性劑的結構穩定性。然而，此種方法研發周期長，成本高。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了一種高分子表面活性劑的結構穩定性判斷方法及系統，縮短了高分子表面活性劑的研發進程，降低了實驗成本。為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種高分子表面活性劑的結構穩定性判斷方法，包括：獲取表面活性劑的分子構型、分子量和多個不同預設溫度；針對每一預設溫度，分別執行以下步驟，直到獲得與所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度：根據所述表面活性劑的分子構型和分子量，計算得到所述表面活性劑的分子內相關函數的表達式；采用PY近似，建立包含所述表面活性劑的直接相關函數和總相關函數的閉合方程；建立所述表面活性劑高分子參考作用點模型積分方程；根據所述分子構型及預設溫度，計算所述閉合方程和所述高分子參考作用點模型積分方程，得到對應所述預設溫度的直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式；根據所述分子內相關函數的表達式、直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式，計算得到對應所述預設溫度的表面活性劑的X-光散射強度；根據與所述多個不同預設溫度一一對應的所述X-光散射強度，判斷所述表面活性劑的結構穩定性。優選的，所述根據所述表面活性劑的分子構型和分子量，計算得到所述表面活性劑的分子內相關函數的表達式，包括：根據所述分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的參考作用點模型；采用生成矩陣法獲得所述表面活性劑的參考作用點模型中不同作用點間的二階矩和四階矩計算得到所述表面活性劑的參考作用點模型的分子內相關函數的表達式：其中，優選的，所述采用PY近似，建立包含所述表面活性劑的直接相關函數和總相關函數的閉合方程，包括：根據所述分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的參考作用點模型；采用PY近似，建立包含所述參考作用點模型的直接相關函數和總相關函數的閉合方程：其中，Cαγ(r)為直接相關函數，hαγ(r)為總相關函數，kB為玻爾茲曼常數，T為絕對溫度；uαγ(r)為勢能函數；所述勢能函數uαγ(r)僅包括氫鍵和范德華力。優選的，所述根據所述分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的參考作用點模型，包括：根據所述分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的多點半自由鏈模型；根據所述表面活性劑的多點半自由鏈模型，將所述表面活性劑分子鏈上的單體簡化為作用點，建立所述表面活性劑的參考作用點模型；其中，所述作用點模型內作用點間的力場僅包括氫鍵和范德華力。優選的，所述建立所述表面活性劑高分子參考作用點模型積分方程，包括：利用h(r)＝∫dr'∫dr”ω(|r-r'|)C(|r'-r”|)[ω(r”)+ρh(r”)]建立所述高分子參考作用點模型積分方程，其中：ρ為活性劑的分子數密度，C(r)、h(r)和ω(r)分別為直接相關函數、總相關函數以及分子內相關函數。優選的，所述根據所述分子內相關函數的表達式、直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式，計算得到對應所述預設溫度的表面活性劑的X-光散射強度，包括：根據所述分子內相關函數的表達式、直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式，得到對應所述預設溫度的表面活性劑的結構因子：其中，分別為ω(r)和C(r)的傅里葉變換形式；根據所述結構因子，計算得到對應所述預設溫度的表面活性劑的X-光散射強度：其中，xα為α基團組分數，bα(k)為α基團散射因子，NS為單體原子基團數。優選的，所述根據與所述多個不同預設溫度一一對應的所述X-光散射強度，判斷所述表面活性劑的結構穩定性，包括：獲取所述多個不同預設溫度一一對應的所述X-光散射強度；判斷所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度的聚合峰峰值變化最大值是否小于第一閾值，如果是，進行下一步驟；如果否，則所述表面活性劑結構不穩定；判斷所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度的聚合峰的位置變化最大值是否小于第二閾值，如果是，進行下一步驟；如果否，則所述表面活性劑結構不穩定；判斷所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度的無定形峰的位置變化最大值是否小于第三閾值，如果是，所述目標結構穩定，如果否，則所述表面活性劑結構不穩定。一種高分子表面活性劑結構穩定性判斷系統，包括：獲取模塊，用于獲取表面活性劑分子構型、分子量及多個不同預設溫度；控制模塊，用于針對每一預設溫度，分別控制對應模塊執行計算操作，直到獲得與所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度：第一計算模塊，用于根據所述表面活性劑的分子構型和分子量，計算得到所述表面活性劑的分子內相關函數的表達式；近似模塊，用于采用PY近似，建立包含所述表面活性劑的直接相關函數和總相關函數的閉合方程；建模模塊，用于建立所述表面活性劑高分子參考作用點模型積分方程；第二計算模塊，用于根據所述分子構型及預設溫度，計算所述閉合方程和所述高分子參考作用點模型積分方程，得到對應所述預設溫度的直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式；第三計算模塊，用于根據所述分子內相關函數的表達式、直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式，計算得到對應所述預設溫度的表面活性劑的X-光散射強度；判斷模塊，用于與根據所述多個不同預設溫度一一對應的所述X-光散射強度，判斷所述表面活性劑的結構穩定性。優選的，所述第一計算模塊包括：第一建模單元，用于根據所述表面活性劑分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的參考作用點模型；第一獲取單元，用于采用生成矩陣法獲得所述表面活性劑的參考作用點模型中不同作用點間的二階矩和四階矩第一計算單元，用于計算得到所述表面活性劑的參考作用點模型的分子內相關函數的表達式：其中，優選的，所述判斷模塊包括：第二獲取單元，用于獲取所述多個不同預設溫度一一對應的所述X-光散射強度；第一判斷單元，用于判斷所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度的聚合峰峰值變化最大值是否小于第一閾值，如果是，進行下一步驟；如果否，則所述表面活性劑結構不穩定；第二判斷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高分子表面活性劑的結構穩定性判斷方法，其特征在于，包括：獲取表面活性劑的分子構型、分子量和多個不同預設溫度；針對每一預設溫度，分別執行以下步驟，直到獲得與所述多個不同預設溫度一一對應的X?光散射強度：根據所述表面活性劑的分子構型和分子量，計算得到所述表面活性劑的分子內相關函數的表達式；采用PY近似，建立包含所述表面活性劑的直接相關函數和總相關函數的閉合方程；建立所述表面活性劑高分子參考作用點模型積分方程；根據所述分子構型及預設溫度，計算所述閉合方程和所述高分子參考作用點模型積分方程，得到對應所述預設溫度的直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式；根據所述分子內相關函數的表達式、直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式，計算得到對應所述預設溫度的表面活性劑的X?光散射強度；根據與所述多個不同預設溫度一一對應的所述X?光散射強度，判斷所述表面活性劑的結構穩定性。

【技術特征摘要】
1.一種高分子表面活性劑的結構穩定性判斷方法，其特征在于，包括：獲取表面活性劑的分子構型、分子量和多個不同預設溫度；針對每一預設溫度，分別執行以下步驟，直到獲得與所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度：根據所述表面活性劑的分子構型和分子量，計算得到所述表面活性劑的分子內相關函數的表達式；采用PY近似，建立包含所述表面活性劑的直接相關函數和總相關函數的閉合方程；建立所述表面活性劑高分子參考作用點模型積分方程；根據所述分子構型及預設溫度，計算所述閉合方程和所述高分子參考作用點模型積分方程，得到對應所述預設溫度的直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式；根據所述分子內相關函數的表達式、直接相關函數的表達式和總相關函數的表達式，計算得到對應所述預設溫度的表面活性劑的X-光散射強度；根據與所述多個不同預設溫度一一對應的所述X-光散射強度，判斷所述表面活性劑的結構穩定性；其中，所述根據與所述多個不同預設溫度一一對應的所述X-光散射強度，判斷所述表面活性劑的結構穩定性，包括：獲取所述多個不同預設溫度一一對應的所述X-光散射強度；判斷所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度的聚合峰峰值變化最大值是否小于第一閾值，如果是，進行下一步驟；如果否，則所述表面活性劑結構不穩定；判斷所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度的聚合峰的位置變化最大值是否小于第二閾值，如果是，進行下一步驟；如果否，則所述表面活性劑結構不穩定；判斷所述多個不同預設溫度一一對應的X-光散射強度的無定形峰的位置變化最大值是否小于第三閾值，如果是，所述表面活性劑結構穩定，如果否，則所述表面活性劑結構不穩定。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述表面活性劑的分子構型和分子量，計算得到所述表面活性劑的分子內相關函數的表達式，包括：根據所述分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的參考作用點模型；采用生成矩陣法獲得所述表面活性劑的參考作用點模型中不同作用點間的二階矩和四階矩計算得到所述表面活性劑的參考作用點模型的分子內相關函數的表達式：其中，3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用PY近似，建立包含所述表面活性劑的直接相關函數和總相關函數的閉合方程，包括：根據所述分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的參考作用點模型；采用PY近似，建立包含所述參考作用點模型的直接相關函數和總相關函數的閉合方程：其中，Cαγ(r)為直接相關函數，hαγ(r)為總相關函數，kB為玻爾茲曼常數，T為絕對溫度；uαγ(r)為勢能函數；所述勢能函數uαγ(r)僅包括氫鍵和范德華力。4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根據所述分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的參考作用點模型，包括：根據所述分子構型和分子量，建立所述表面活性劑的多點半自由鏈模型；根據所述表面活性劑的多點半自由鏈模型，將所述表面活性劑分子鏈上的單體簡化為作用點，建立所述表面活性劑的參考作用點模型；其中，所述作用點模型內作用點間的力場僅包括氫鍵和范德華力。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述表面活性劑高分子參考作用點模型積分方程，包括：利用h(r)＝∫dr...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐勤志，陳嵐，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11