邊緣定位誤差(EPE:Edge Placement Error)是表示設計布局上的圖形邊緣(輪廓線)與實際製造於晶圓上的圖形邊緣之間偏移量的指標,是先進半導體製造中重要的品質管理參數。EPE代表多種誤差因素(CDU、OVL、LER等)的綜合影響,一旦EPE超出設計裕度,就會引發電路短路或斷線等致命缺陷。
EPE的主要誤差因素包括:①CDU(Critical Dimension Uniformity:尺寸均勻性誤差);②Overlay(疊對:層間對準誤差);③LER(Line Edge Roughness:線邊緣粗糙度);④圖形變形(源自OPC/RET極限的形狀誤差)。EPE多以這些誤差的平方和開根號(RSS)進行統計表示,一般以3σ值管理。
EPE預算管理是將設計裕度(製程窗口)分配給EPE各誤差因素的製程設計手法。在2nm世代,整體設計裕度僅約4~5nm,必須進行極為嚴格的管理,例如將EPE預算中1nm以下分配給疊對精度。艾司摩爾最新的EUV掃描機已達成1.5nm以下的疊對誤差。
EPE不僅來自微影,也會在蝕刻、CMP、離子佈植等許多步驟中累積。因此,各步驟的在線EPE量測與步驟間誤差傳遞的建模(Error Budget Analysis)相當重要。科磊的疊對量測系統與CD-SEM量測系統是EPE管理的核心。
作為次世代的EPE管理,運用機器學習進行晶圓全面EPE映射(Virtual Metrology),並據此進行即時製程修正(Feedback/Feedforward Control)的方法正在研究中。此外,隨著從多重圖案化(SAQP等)轉向EUV單次曝光,誤差因素也逐漸單純化。Onto Innovation與科磊推出量測解決方案,新思科技則提供支援EPE的OPC工具。