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随着5G、汽车电子、AI、物联网等下游应用领域的进一步兴起，集成电路(IC)产业蓬勃发展，互连布线是集成电路发展中的一项焦点工作。低介电常数(low-k)互连薄膜的应用可缓解IC互连中出现的RC延迟、串扰增强、功耗增大等问题，但是low-k材料自身存在机械特性差、界面特性差、热不稳定性等问题。针对这些需要被检测的参量，由于low-k材料质软、易脱落等问题，传统的检测方法难以满足low-k薄膜的特性检测，所以亟需发展适用于low-k材料特性检测的无损在线测量手段。本文基于声表面波(SAW)技术针对low-k薄膜机械及界面特性的无损、定量、在线检测这一关键问题进行了深入的研究。
首先，本文通过将内聚力模型(CZM)引入到SAW技术中，获得了可表征界面粘附性的关键参数，从而完成了对薄膜/衬底结构界面间粘附特性的无损、定量表征。
其次，本文基于CZM-SAW技术提出了一套界面粘附性的判定标准，在完成粘附性测量的同时，实现了界面粘附性的无损、量化、系统的判定。进一步地，本文通过在粘附性的判定标准值中计入薄膜参数的测量误差，从而修正了利用SAW技术测量粘附性时，由于薄膜其它参数的测量误差引入的粘附性测量结果的约为5%的误差。
进一步考虑到在测量时界面粘附性与薄膜杨氏模量之间的相互影响，本文提出了一种可同时检测薄膜杨氏模量及界面粘附性双参数的测量方法，一方面提高了声表面波技术测量结果的可靠性，另一方面拓宽了声表面波技术的应用范围。在本文所测的实验样片中，采用双参数测量方法后，杨氏模量测量结果精确度提升最大的样片可达30.74%。
在实验方面，首先，本文对激光激发超声表面波(LSAW)实验测量系统中的诸多关键因素进行了研究分析，包括：样片对激光的吸收率，激光脉冲宽度、线元宽度、薄膜厚度、实验时测试晶向的选择。通过研究确定了LSAW实验系统的一些最佳实验条件后，本文对所提出的所有基于SAW技术的薄膜特性的无损检测方法，均利用LSAW实验系统对不同的low-k测试样片进行了测试，粘附性的检测精度为0.1PPa/m，杨氏模量的检测精度为0.01GPa。并通过不同的测量方法，如纳米划痕法等，做了对比测试，验证了SAW检测技术的可行性和正确性。
首先，本文通过将内聚力模型(CZM)引入到SAW技术中，获得了可表征界面粘附性的关键参数，从而完成了对薄膜/衬底结构界面间粘附特性的无损、定量表征。
其次，本文基于CZM-SAW技术提出了一套界面粘附性的判定标准，在完成粘附性测量的同时，实现了界面粘附性的无损、量化、系统的判定。进一步地，本文通过在粘附性的判定标准值中计入薄膜参数的测量误差，从而修正了利用SAW技术测量粘附性时，由于薄膜其它参数的测量误差引入的粘附性测量结果的约为5%的误差。
进一步考虑到在测量时界面粘附性与薄膜杨氏模量之间的相互影响，本文提出了一种可同时检测薄膜杨氏模量及界面粘附性双参数的测量方法，一方面提高了声表面波技术测量结果的可靠性，另一方面拓宽了声表面波技术的应用范围。在本文所测的实验样片中，采用双参数测量方法后，杨氏模量测量结果精确度提升最大的样片可达30.74%。
在实验方面，首先，本文对激光激发超声表面波(LSAW)实验测量系统中的诸多关键因素进行了研究分析，包括：样片对激光的吸收率，激光脉冲宽度、线元宽度、薄膜厚度、实验时测试晶向的选择。通过研究确定了LSAW实验系统的一些最佳实验条件后，本文对所提出的所有基于SAW技术的薄膜特性的无损检测方法，均利用LSAW实验系统对不同的low-k测试样片进行了测试，粘附性的检测精度为0.1PPa/m，杨氏模量的检测精度为0.01GPa。并通过不同的测量方法，如纳米划痕法等，做了对比测试，验证了SAW检测技术的可行性和正确性。