LSAWs技术检测ULSI互连布线low-k介质薄膜杨氏模量的算法研究

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1、摘要LSAWs技术是利用声表面波在多层薄膜介质中传播时产生色散的原理来进行样品测量的。本文研究声表面波在分层媒质中传播模型及色散理论，着重对LSAWs实验系统优化，数据采集及处理等的研究进展进行阐述。在理论方面，建立了“各向同性薄膜／硅衬底”的计算模型，通过理论推导，得到了声表面波频散曲线和各参数之间的关系。本文以薄膜的硬度为主要切入点，重点研究了薄膜的杨氏模量同声表面波频散曲线之间的关系，并通过一定的仿真，获得了理论频散曲线的特性。在实验中，分析各个因素对实验信号的影响，深入研究了信号的屏蔽处理方法，完成了对实验系统的优化，实现了实验微弱信号

2、的采集，并获得了具有可观信噪比的声表面波信号。考虑到匹配的精确性，对实验信号进行了进一步的滤波处理，本文通过对数字滤波器的研究和比较，设计了以凯瑟窗为基础的滤波器，并通过实验数据对窗函数参数进行调试，防止了频谱的泄漏，通过一定的仿真获得了很好的实验信号。为获得实验的频散曲线，研究了快速傅立叶变换的相关理论并随后进行了频谱分析，就DFT变换容易出现的问题，通过末尾增零的方法来减弱频谱的栅栏效应，最终得到了符合要求的实验频散曲线。本文采用了基于最小二乘原理的曲线平滑算法对实验频散曲线进行处理，并基于实验研究中发现的频散曲线的特殊规律提出了一种基于二

3、分法的快速查找算法，大大提高了查找速度和匹配精度，完成对实验曲线和理论曲线的匹配，自动得到被测样品的杨氏模量。关键词：low．kLSAWs杨氏模量窗函数滤波器ABSTRACTLSAWs(Laser-generatedSurfaceAcousticWaves)technologymeasuressamplesbasedonthedispersionofsurfaceacousticwaveswhenpropagatingalongttliIlmultilayerfilmmedia．Thisarticlestudiesthedisseminatio

4、nmodelsanddispersiontheoryofsurfaceacousticwavesprogatingalonglayeredmedia，focusingonsystemoptimizationofLSAWsexperimentandresearchofdataacquisitionandprocessing．Intheoreticalaspect，the”isotropicthinfilm／siliconsubs口ate”calculationmodefwasestablished，theSAWdispersioncurveand

5、therelationshipbetweeneachparameterwereobtained．Inthispaper,takingthehardnessofthinfilmsasthemainentrypoint，therelationshipbetweenYoung’SmodulusofnliIlfilmandthesurfacewavedispersioncurvewasinvestigated,thetheoreticaldispersioncalvecharacteristicsWasobtainedthroughsimulmion．

6、Duringexperimentalprocedural，influenceofvariousfactorsontheexperimentalsignalWaSanalyzed，theshieldingandprocessingmethodsofthesignalwerestudied,theoptimizationoftheexperimentalsystemWaScompleted，theexperimentalweaksignalWasacquired,andsurfaceacousticwavesignalwithasubstantia

7、lsignaltonoiseratioWasobtained．Throughresearchandcomparisonofdigitalfilter,Kaiserwindow-basedfilterwasdesigned,andtheexperimentaldataweretakentodebugwindowfunctionparameters，thuspreventingtheleakageofthespectrum．goodexperimentalsignalWasobtainedthroughsimulation．Inordertoobt

8、aintheexperimentaldispersioncurve，relevanttheoryonthefastFouriertransformWa