光声显微镜应用于金属化和氧化物深度剖面研究技术

光声显微镜应用于金属化和氧化物深度剖面研究技术

光声显微镜在半导体工业中的应用

  光声显微镜的一个主要应用是在半导体工业中，可用于
得到有关硅片及其在制作的各阶段中复杂的金属化和氧化物
层的几何的和材料的特征方面的资料。下面列出其中某些应
用。

  1．光声显微镜给出在显微镜所观察范围的信息。光束聚
焦到显微镜的光斑大小。光声信号直接与焦点处吸收的光能
量有关。由于在材料方面或几何结构方面的变化改变了在焦
点处对于光的吸收或反射的特征，因而光声信号将发生变化。
将样品扫描就给出类似子传统的光显微镜所得到的图象。

  2．光声显微镜给出在显微镜所观察范围的光吸收数据。
改变入射聚焦光束的波长，可以分析微小区域内材料的光吸
收性质，即可以得到微区的光吸收谱。

  3．光声显微镜给出在显微镜所观察尺度内有关局部的
热学和弹性性质的资料。于是，在表面上和表面以下，层状结
构、金属化或氧化层中的缺陷，可通过与局部热学性质或弹性
性质相联系的变化而被检测出来。

  4．光声显微镜给出在显微镜观察尺度内有关去激励过
程的资料。因为光声信号来自于光能转变成局部加热的热能
这一去激励过程，几种去激励方式之间的竞争将影响光声信
号。于是，

  (a)在显微镜的每一光点处，荧光类物质(例如某些掺杂
物或杂质)的存在可以被探查出来，这是因为荧光的存在减小
了光声显微镜的信号。此外，荧光物质可以由调节入射光波
长(通过物质的吸收带 来辨认。

  (b)同样，有如半导体器件材料的情况，光电过程的存在
也影响光声显微镜信号。特别是在双极器件制作中的某些缺
陷，如存在电短路或漏电，会改变光声显微镜信号，因此在非
破坏性测试时容易被及早发现。例如，如果有漏电或短路存
在，由射向具有光电性能区域的光脉冲产生的光声显微镜信
号对时间的依赖关系将大大不同。

  (c)能以光电过程同样的方式进行研究光化学过程。
  5·光声显微镜可以探测显微镜观察范围的深度剖面。测
定深度剖面可以用几种方法实现。
  (a)改变入射光的波长，由此可以改变光穿透的深度，因
而改变产生光声信号的深度。

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