随着半导体制造技术的不断发展,关键尺寸越来越小,各种影响产品良率的缺陷的实时在线检测显得愈加重要。本课题从实际生产中遇到的芯片失效问题出发,以缺陷切片分析结果为依据,确定可能导致此种缺陷的相关制程,分别用传统的检测技术(明、暗场)和电子束检测技术对低良率的晶圆进行了多方面的检测,并在考虑应用于实际生产中所遇到的时效成本和经济成本的基础上,进行了新型检测技术的探测(API技术Auto Process Inspection),并对其应用于大批量生产的可行性进行了深入地分析。具体内容可分为以下几个部分:在缺陷切片分析结果的基础上,采用传统的检测技术(明场检测技术KLA-TENCOR的KLA2360)对缺陷进行多方位的检测,不断调整、变换其检测光源的种类(可见光和UV)和相应的波长组合,始终无法有效地检测到这类高纵深比结构内的缺陷形态。采用目前最先进的电子束检测技术(HMI的eScan300)对低良率晶圆进行了检测,结果表明:电子束检测技术对这类缺陷非常敏感,但由于成本昂贵、检测速度慢、产能低等不足之处,并不适用于大型制造企业的实际生产中。对新型检测技术进行了深入地探索后,找到了更好的检测这类缺陷的方法-API技术,其采用独特的Edge模式和Golden image对比模式,对晶圆片的中心和边缘芯片进行对比和扫描,得到的缺陷图形与良率分布图非常类似,确定了导致此次芯片失效的原因-通孔刻蚀不足。API技术在不增加额外成本的情况下,通过工程人员对现有设备(SEMVision G2)的相关技术改进,成功捕获到了只有价格昂贵的电子束检测设备才能检测到的电性缺陷,非常适合于实际生产的需要。在由API技术确定失效原因的基础上,对通孔刻蚀工艺的参数进行了改善-增加了氧气流速,很好地解决了此次的芯片失效问题,并且通孔尺寸也在可控范围之内。