在微电子行业快速发展的同时也面临着越来越多的关键问题,low-k薄膜较差的界面粘附性很大程度上限制了其在超大规模集成电路制造工艺过程中的应用。薄膜与衬底间结合质量的优良是对微电子集成电路进行工艺优化的重要因素之一。现阶段测量薄膜粘附性的方法基本上都是给样片加一个外部的载荷,测量薄膜损坏时的临界载荷值,这样的方法都是对样片有损伤的,而且测量结果不是精确的,因此超大规模集成电路中互连薄膜界面粘附性的准确无损表征和仿真研究便显得尤为重要。激光激发表面波技术是利用表面波在薄膜和基底结构中传播过程中存在色散现象对low-k薄膜的机械特性进行无损检测,由于声表面波在薄膜表面传播时对贴近薄膜位置的特性较为敏感,激光声表面波技术除了能够对薄膜的杨氏模量进行测量,还能测量薄膜与基底之间的粘附性,是一种先进的且具有创新性的ULSI互连薄膜机械特性检测方法。本文建立了应用于表征薄膜粘附性的内聚力模型,推导了内聚力模型各参数关系,将此模型应用于薄膜与基底间界面的粘附性有限元仿真中,并通过有限元算例确定了影响薄膜粘附性的关键参数最大法向牵引力(σmax)和法向特征长度(δn),通过变量控制的方法确定了关键参数与粘附质量间的比例关系,结合表面波在固体媒介中传播的波动方程,利用矩阵计算工具获得表面波色散曲线与薄膜粘附性关键参数之间的关系,可以应用于确定薄膜粘附性的频散曲线匹配中。本文应用激光激发表面波技术对致密和多孔low-k薄膜与基底间粘附性特性进行了检测,并将表面波检测结果和传统权威的划痕方法进行了针对性对比,结果表明声表面波技术的检测结果与传统方法检测结果具有同样的趋势,并且表面波方法的检测结果具有更大的分辨率,从而证明了声表面波技术检测薄膜与衬底间粘附性的可行性,说明表面波技术具有很大的应用前景。