基于內(nèi)聚力模型的表面波無(wú)損表征Low-k薄膜的粘附性研究.pdf

1、在微電子行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)也面臨著越來(lái)越多的關(guān)鍵問(wèn)題，low-k薄膜較差的界面粘附性很大程度上限制了其在超大規(guī)模集成電路制造工藝過(guò)程中的應(yīng)用。薄膜與襯底間結(jié)合質(zhì)量的優(yōu)良是對(duì)微電子集成電路進(jìn)行工藝優(yōu)化的重要因素之一?，F(xiàn)階段測(cè)量薄膜粘附性的方法基本上都是給樣片加一個(gè)外部的載荷，測(cè)量薄膜損壞時(shí)的臨界載荷值，這樣的方法都是對(duì)樣片有損傷的，而且測(cè)量結(jié)果不是精確的，因此超大規(guī)模集成電路中互連薄膜界面粘附性的準(zhǔn)確無(wú)損表征和仿真研究便顯得尤為重要。激光

2、激發(fā)表面波技術(shù)是利用表面波在薄膜和基底結(jié)構(gòu)中傳播過(guò)程中存在色散現(xiàn)象對(duì)low-k薄膜的機(jī)械特性進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，由于聲表面波在薄膜表面?zhèn)鞑r(shí)對(duì)貼近薄膜位置的特性較為敏感，激光聲表面波技術(shù)除了能夠?qū)Ρ∧さ臈钍夏Ａ窟M(jìn)行測(cè)量，還能測(cè)量薄膜與基底之間的粘附性，是一種先進(jìn)的且具有創(chuàng)新性的ULSI互連薄膜機(jī)械特性檢測(cè)方法。
　　本文建立了應(yīng)用于表征薄膜粘附性的內(nèi)聚力模型，推導(dǎo)了內(nèi)聚力模型各參數(shù)關(guān)系，將此模型應(yīng)用于薄膜與基底間界面的粘附性有限元仿真中

3、，并通過(guò)有限元算例確定了影響薄膜粘附性的關(guān)鍵參數(shù)最大法向牽引力（σmax)和法向特征長(zhǎng)度(δn)，通過(guò)變量控制的方法確定了關(guān)鍵參數(shù)與粘附質(zhì)量間的比例關(guān)系，結(jié)合表面波在固體媒介中傳播的波動(dòng)方程，利用矩陣計(jì)算工具獲得表面波色散曲線與薄膜粘附性關(guān)鍵參數(shù)之間的關(guān)系，可以應(yīng)用于確定薄膜粘附性的頻散曲線匹配中。本文應(yīng)用激光激發(fā)表面波技術(shù)對(duì)致密和多孔low-A薄膜與基底間粘附性特性進(jìn)行了檢測(cè)，并將表面波檢測(cè)結(jié)果和傳統(tǒng)權(quán)威的劃痕方法進(jìn)行了針對(duì)性對(duì)比，結(jié)