微观拉曼光谱法不能普遍地应用于金属材料

微观拉曼光谱法

微观拉曼光谱已经发展成一种估计超大规模集成(VLSI)器件和MEMS
中非平面、有意义的亚微米尺度结构中局部应力的可能的实验方法．用
这种方法研究的几何学例子包括：涉及诸如在si上的多晶si的局部氧化
技术的局部隔离结构、孤立沟渠、微电子器件中的金属导体和v型沟槽
结构等．

对于单晶si基底上组成图案的互连线特征的情况，使用微观拉曼光
谱法的一般步骤要求根据基底和直接环绕互连体的电介质中产生的畸变
确定互连体中的应力．用氩气激光在背散射模式下可以测量拉曼光谱．
这种局部畸变引起的拉曼光谱中压电光谱的移动能够以1 微米量级的空
间分辨被测量出，因此能够估算出单条线中的应力．

用于微观拉曼光谱的典型实验装置．输出能量一般不大于几十毫瓦
的氩离子激光器的激光束(为避免基底的局部加热)被瞄准到有意义直接
环绕互连线的区域．注意，激光束很容易穿过二氧化硅或氮化硅的钝化
层或覆盖层。因此，也能够研究钝化线结构．光束被聚焦在钝化层与基
底之间的界面上．受激发的拉曼荧光信号通过物镜收集，然后穿过频率
分析的单色器．在互连体的任何一边的不同点上得到一系列拉曼光谱，
所以能够充分地捕获频率偏移的空间变化．

缺点是微观拉曼光谱法不能普遍地应用于金属材料．进一步讲，估
计应力只能基于基底中和互连体侧面的电介质收集的拉曼光谱．这种测
量不能在紧接线下面的区域进行，如果基底是不透明的，这种区域内的
应力更加均匀，同时对线本身的应力更加敏感．尽管有这些限制，微观
拉曼光谱法已经成功地应用于推知制备态和电迁移试验后的互连线中的
内应力分量的平均值．

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