光聲顯微鏡應用于金屬化和氧化物深度剖面研究技術

光聲顯微鏡在半導體工業(yè)中的應用

  光聲顯微鏡的一個主要應用是在半導體工業(yè)中，可用于
得到有關硅片及其在制作的各階段中復雜的金屬化和氧化物
層的幾何的和材料的特征方面的資料。下面列出其中某些應
用。

  1．光聲顯微鏡給出在顯微鏡所觀察范圍的信息。光束聚
焦到顯微鏡的光斑大小。光聲信號直接與焦點處吸收的光能
量有關。由于在材料方面或幾何結構方面的變化改變了在焦
點處對于光的吸收或反射的特征，因而光聲信號將發(fā)生變化。
將樣品掃描就給出類似子傳統(tǒng)的光顯微鏡所得到的圖象。

  2．光聲顯微鏡給出在顯微鏡所觀察范圍的光吸收數(shù)據(jù)。
改變入射聚焦光束的波長，可以分析微小區(qū)域內材料的光吸
收性質，即可以得到微區(qū)的光吸收譜。

  3．光聲顯微鏡給出在顯微鏡所觀察尺度內有關局部的
熱學和彈性性質的資料。于是，在表面上和表面以下，層狀結
構、金屬化或氧化層中的缺陷，可通過與局部熱學性質或彈性
性質相聯(lián)系的變化而被檢測出來。

  4．光聲顯微鏡給出在顯微鏡觀察尺度內有關去激勵過
程的資料。因為光聲信號來自于光能轉變成局部加熱的熱能
這一去激勵過程，幾種去激勵方式之間的競爭將影響光聲信
號。于是，

  (a)在顯微鏡的每一光點處，熒光類物質(例如某些摻雜
物或雜質)的存在可以被探查出來，這是因為熒光的存在減小
了光聲顯微鏡的信號。此外，熒光物質可以由調節(jié)入射光波
長(通過物質的吸收帶 來辨認。

  (b)同樣，有如半導體器件材料的情況，光電過程的存在
也影響光聲顯微鏡信號。特別是在雙極器件制作中的某些缺
陷，如存在電短路或漏電，會改變光聲顯微鏡信號，因此在非
破壞性測試時容易被及早發(fā)現(xiàn)。例如，如果有漏電或短路存
在，由射向具有光電性能區(qū)域的光脈沖產生的光聲顯微鏡信
號對時間的依賴關系將大大不同。

  (c)能以光電過程同樣的方式進行研究光化學過程。
  5·光聲顯微鏡可以探測顯微鏡觀察范圍的深度剖面。測
定深度剖面可以用幾種方法實現(xiàn)。
  (a)改變入射光的波長，由此可以改變光穿透的深度，因
而改變產生光聲信號的深度。

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