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技術 基板処理装置、物品製造方法、基板処理方法、基板処理システム、管理装置、およびプログラム

出願人 キヤノン株式会社
発明者 滝口貴裕古賀慎一郎
出願日 2019年4月18日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-079564
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-177143
状態 未査定
技術分野 光学的手段による測長装置 総合的工場管理
主要キーワード 密着材 ホスト制御装置 推論モデル 状態遷移後 保全処理 ディベロッパー 分類ラベル マルコフ決定過程
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

基板処理の失敗時のリカバリ処理時間を削減して、生産性の点で有利な基板処理装置を提供する。

解決手段

基板処理装置は、基板に設けられたマーク撮像する撮像部と、前記撮像部により得られた前記マークの画像を処理して得られる前記マークの位置に基づいて前記基板の位置合わせを行う処理部とを有し、前記処理部は、前記位置合わせが失敗した場合、前記画像を含む情報に基づいて前記失敗の要因を特定し、該特定された失敗の要因に基づいて、複数のリカバリ処理のうちの一部のリカバリ処理を実行する。前記処理部は、前記特定された失敗の要因に対応する前記一部のリカバリ処理の条件を推論モデルに従い出力する出力部と、前記出力部により出力された条件での前記一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、前記推論モデルの学習を行う学習部とを有する。

概要

背景

フォトリソグラフィ工程においては、露光装置インプリント装置等の基板処理装置が使用される。このような基板処理装置においては、近年の半導体素子微細化に伴い、原版基板との相対的な位置合わせ(アライメント)の高精度化が必要とされている。アライメントの高精度化に関しては、さまざまな技術が提案されている(例えば特許文献1)。アライメントの高精度化のためには、高精度なアライメント計測(基板上のマークの検出)を安定的に行う必要がある。

しかし、現状においても、アライメント計測に失敗することは多々ある。したがって、そのような失敗から復帰するためのリカバリ処理を用意しておくことは必須である。

概要

基板処理の失敗時のリカバリ処理時間を削減して、生産性の点で有利な基板処理装置を提供する。基板処理装置は、基板に設けられたマークを撮像する撮像部と、前記撮像部により得られた前記マークの画像を処理して得られる前記マークの位置に基づいて前記基板の位置合わせを行う処理部とを有し、前記処理部は、前記位置合わせが失敗した場合、前記画像を含む情報に基づいて前記失敗の要因を特定し、該特定された失敗の要因に基づいて、複数のリカバリ処理のうちの一部のリカバリ処理を実行する。前記処理部は、前記特定された失敗の要因に対応する前記一部のリカバリ処理の条件を推論モデルに従い出力する出力部と、前記出力部により出力された条件での前記一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、前記推論モデルの学習を行う学習部とを有する。

目的

本発明は、例えば、基板処理の失敗時のリカバリ処理時間を削減して、生産性の点で有利な基板処理装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

基板を処理する基板処理装置であって、前記基板に設けられたマーク撮像する撮像部と、前記撮像部により得られた前記マークの画像を処理して得られる前記マークの位置に基づいて前記基板の位置合わせを行う処理部と、を有し、前記処理部は、前記位置合わせが失敗した場合、前記画像を含む情報に基づいて前記失敗の要因を特定し、該特定された失敗の要因に基づいて、複数のリカバリ処理のうちの一部のリカバリ処理を実行し、前記処理部は、前記特定された失敗の要因に対応する前記一部のリカバリ処理の条件を推論モデルに従い出力する出力部と、前記出力部により出力された条件での前記一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、前記推論モデルの学習を行う学習部と、を有することを特徴とする基板処理装置。

請求項2

前記学習は、前記位置合わせの失敗の要因を状態、前記状態に対するリカバリ処理の条件を行動とし、前記行動によって得られる報酬を評価することによって行われることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項3

前記学習は、観測された状態において選択された行動によって得られる報酬の総和の期待値が最大となるように行われることを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。

請求項4

前記学習は、前記選択された行動として決定された条件でのリカバリ処理が成功すればプラスの報酬を与え、失敗すればマイナスの報酬を与えることを含むことを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。

請求項5

前記処理部は、前記画像に対する指標が所定のしきい値を下回る場合に、前記位置合わせが失敗したと判定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の基板処理装置。

請求項6

前記指標は、前記画像の信号強度コントラスト、および、パターンマッチング相関度のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項5に記載の基板処理装置。

請求項7

実行された前記一部のリカバリ処理の内容を通知する通知部を更に有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の基板処理装置。

請求項8

前記複数のリカバリ処理は、前記画像における前記マークの像の検索範囲の拡大、前記撮像部による撮像条件の変更、前記基板に設けられた複数のマークのうちの使用するマークの変更を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の基板処理装置。

請求項9

前記情報は、前記画像の他、オフセットの設定、前記マークの種別コンテキスト情報を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の基板処理装置。

請求項10

請求項1乃至9のいずれか1項に記載の基板処理装置を用いて基板の上にパターンを形成する工程と、前記パターンが形成された前記基板を加工する工程と、を有し、前記加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。

請求項11

基板に設けられたマークを撮像部により撮像する工程と、前記撮像により得られた前記マークの画像を処理して得られる前記マークの位置に基づいて前記基板の位置合わせを行う工程と、前記位置合わせが失敗した場合、前記画像を含む情報に基づいて前記失敗の要因を特定する工程と、複数のリカバリ処理のうち、前記特定された失敗の要因に対応する一部のリカバリ処理を決定する工程と、前記決定された一部のリカバリ処理の条件を推論モデルに従い出力する工程と、前記決定された一部のリカバリ処理を前記出力された条件で実行する工程と、前記出力された条件での前記一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、前記推論モデルの学習を行う工程と、を有することを特徴とする基板処理方法

請求項12

基板を処理する基板処理装置と、前記基板処理装置を管理する管理装置とを含む基板処理システムであって、前記基板処理装置は、前記基板に設けられたマークを撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された画像を前記管理装置に送信する送信部と、を有し、前記管理装置は、前記基板処理装置の前記送信部により送信された前記画像を受信する受信部と、前記受信された画像を処理して得られる前記マークの位置に基づいて、前記基板処理装置に対して前記基板の位置合わせの指示を行う処理部と、を有し、前記処理部は、前記位置合わせが失敗した場合、前記画像を含む情報に基づいて前記失敗の要因を特定し、該特定された失敗の要因に基づいて、複数のリカバリ処理のうちの一部のリカバリ処理を実行するよう前記基板処理装置に指示し、前記処理部は、前記特定された失敗の要因に対応する前記一部のリカバリ処理の条件を推論モデルに従い出力する出力部と、前記出力部により出力された条件での前記一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、前記推論モデルの学習を行う学習部と、を有することを特徴とする基板処理システム。

請求項13

基板を処理する基板処理装置を管理する管理装置であって、前記基板処理装置の撮像部により撮像された前記基板に設けられたマークの画像を受信する受信部と、前記受信された画像を処理して得られる前記マークの位置に基づいて、前記基板処理装置に対して前記基板の位置合わせの指示を行う処理部と、を有し、前記処理部は、前記位置合わせが失敗した場合、前記画像を含む情報に基づいて前記失敗の要因を特定し、該特定された失敗の要因に基づいて、複数のリカバリ処理のうちの一部のリカバリ処理を実行するよう前記基板処理装置に指示し、前記処理部は、前記特定された失敗の要因に対応する前記一部のリカバリ処理の条件を推論モデルに従い出力する出力部と、前記出力部により出力された条件での前記一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、前記推論モデルの学習を行う学習部と、を有することを特徴とする管理装置。

請求項14

コンピュータを、請求項13に記載の管理装置の各部として機能させるためのプログラム

技術分野

0001

本発明は、基板処理装置物品製造方法、基板処理方法基板処理システム管理装置、およびプログラムに関する。

背景技術

0002

フォトリソグラフィ工程においては、露光装置インプリント装置等の基板処理装置が使用される。このような基板処理装置においては、近年の半導体素子微細化に伴い、原版基板との相対的な位置合わせ(アライメント)の高精度化が必要とされている。アライメントの高精度化に関しては、さまざまな技術が提案されている(例えば特許文献1)。アライメントの高精度化のためには、高精度なアライメント計測(基板上のマークの検出)を安定的に行う必要がある。

0003

しかし、現状においても、アライメント計測に失敗することは多々ある。したがって、そのような失敗から復帰するためのリカバリ処理を用意しておくことは必須である。

先行技術

0004

特開2000−260699号公報

発明が解決しようとする課題

0005

従来、マークを正しく検出できない場合、複数のマークのうちの使用するマークの変更、検出範囲の変更、照明条件の変更、画像処理リトライ等の複数のリカバリ処理が実施されていた。そのため、全てのリカバリ処理を終えるまで時間がかかり、基板処理生産性が著しく低下するという問題があった。

0006

本発明は、例えば、基板処理の失敗時のリカバリ処理時間を削減して、生産性の点で有利な基板処理装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の一側面によれば、基板を処理する基板処理装置であって、前記基板に設けられたマークを撮像する撮像部と、前記撮像部により得られた前記マークの画像を処理して得られる前記マークの位置に基づいて前記基板の位置合わせを行う処理部とを有し、前記処理部は、前記位置合わせが失敗した場合、前記画像を含む情報に基づいて前記失敗の要因を特定し、該特定された失敗の要因に基づいて、複数のリカバリ処理のうちの一部のリカバリ処理を実行し、前記処理部は、前記特定された失敗の要因に対応する前記一部のリカバリ処理の条件を推論モデルに従い出力する出力部と、前記出力部により出力された条件での前記一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、前記推論モデルの学習を行う学習部とを有することを特徴とする基板処理装置が提供される。

発明の効果

0008

本発明によれば、例えば、基板処理の失敗時のリカバリ処理時間を削減して、生産性の点で有利な基板処理装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0009

実施形態における基板処理システムの構成を示す図。
実施形態における露光装置の構成を示す概略図。
実施形態における基板アライメント光学系の構成を示す概略図。
実施形態におけるリカバリ処理に係る主制御部(処理部)の機能構成を示すブロック図。
実施形態におけるリカバリ処理を含む基板処理方法を示すフローチャート
アライメント処理の失敗の要因と実行すべきリカバリ処理との対応関係記述されたテーブルの例を示す図。
各リカバリ処理とリカバリ処理の条件との対応関係の例を示す図。
実施形態における管理装置の構成を示す図。

実施例

0010

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

0011

図1は、本実施形態における基板処理システムの構成を示すブロック図である。半導体製造ライン1は、それぞれが基板を処理する複数の基板処理装置10(半導体製造装置)と、複数の基板処理装置10の動作を制御するホストコンピュータ11(ホスト制御装置)とを含みうる。複数の基板処理装置10の各々は、例えば、リソグラフィ装置(露光装置、インプリント装置、荷電粒子線描画装置等)、成膜装置CVD装置等)、加工装置レーザー加工装置等)、検査装置オーバーレイ検査装置等)のいずれかでありうる。また、複数の基板処理装置には、リソグラフィ処理の前処理として基板にレジスト材密着材)の塗布処理を行うとともに、リソグラフィ処理の後処理として現像処理を行う塗布現像装置コーターディベロッパー)も含まれうる。なお、露光装置は、基板の上に供給されたフォトレジストを原版(マスク)を介して露光することによって該フォトレジストに原版のパターンに対応する潜像を形成する。インプリント装置は、基板の上に供給されたインプリント材に型(原版)を接触させた状態でインプリント材を硬化させることによって基板の上にパターンを形成する。荷電粒子線描画装置は、基板の上に供給されたフォトレジストに荷電粒子線によってパターンを描画することによって該フォトレジストに潜像を形成する。

0012

半導体製造ライン1における複数の基板処理装置10のそれぞれは、保守を管理する管理装置12と接続されている。なお、図1に示されるように、基板処理システムは、半導体製造ライン1を複数含みうる。したがって、管理装置12は、複数の半導体製造ラインにおける個々の基板処理装置を管理することができる。管理装置12は、複数の基板処理装置10それぞれの動作情報収集解析し、各基板処理装置について、異常またはその予兆を検知し、保全処理メンテナンス処理)の要否を判定する保全判定装置として機能しうる。なお、図1において、複数の基板処理装置とホストコンピュータ11との接続、複数の基板処理装置と管理装置12との接続は、有線接続無線接続を問わない。

0013

以下では、具体例を提供するために、複数の基板処理装置10の各々が露光装置として構成される例を説明する。図2は、本発明の一側面としての露光装置10の構成を示す概略図である。露光装置10は、物品としての半導体素子、液晶表示素子薄膜磁気ヘッドなどのデバイスの製造に用いられ、パターン形成を基板に行うリソグラフィ装置である。露光装置10は、ステップアンドスキャン方式、或いは、ステップ・アンド・リピート方式で基板を露光する。

0014

露光装置10は、主制御部100と、光源制御部110と、アライメント光源120と、画像処理部130と、ステージ制御部140と、干渉計150とを有する。また、露光装置10は、レチクルアライメント光学系160と、レチクルステージ171と、投影光学系180と、基板アライメント光学系190と、基板ステージ200、送信部55とを有する。

0015

レチクルステージ171は、照明光学系(不図示)によって照明されるレチクル170を保持して移動する。レチクル170には、基板210に転写すべきパターンが描画されている。投影光学系180は、レチクル170のパターンを基板210に投影する。基板ステージ200は、基板を保持して可動の保持部であって、本実施形態では、基板210を保持して移動する。

0016

レチクルアライメント光学系160は、レチクル170のアライメントに用いられる。レチクルアライメント光学系160は、例えば、蓄積型光電変換素子で構成される撮像素子161と、レチクル170に設けられたアライメントマーク(以下、単に「マーク」という。)からの光を撮像素子161に導く光学系162とを含む。基板アライメント光学系190は、基板210のアライメントに用いられる。基板アライメント光学系190は、基板210に設けられたマーク211を撮像する撮像部として機能する。本実施形態では、基板アライメント光学系190は、オフアクシス光学系として構成されている。

0017

主制御部100は、CPUやメモリなどを含み、露光装置10の全体の動作を制御する。主制御部100は、露光装置10の各部を制御して、基板210を露光する露光処理及びそれに関連する処理を行う。本実施形態では、主制御部100は、レチクル170に形成されたマークの位置や基板210に形成されたマーク211の位置に基づいて、基板ステージ200を制御する。換言すれば、主制御部100は、レチクル170と基板210との位置合わせ、例えば、グローバルアライメントを行う。

0018

アライメント光源120は、ハロゲンランプなどを含み、基板210に形成されたマーク211を照明する。光源制御部110は、アライメント光源120からの光、即ち、マーク211を照明するための光の照明強度を制御する。

0019

画像処理部130は、レチクルアライメント光学系160における撮像素子161や基板アライメント光学系190における撮像素子からの画像信号検出信号)を画像処理してマークの位置を得る。主制御部100は、得られたマークの位置に基づいて基板210の位置合わせを制御する。なお、画像処理部130の機能は主制御部100に含まれていてもよい。このように本実施形態では、画像処理部130および主制御部100は、撮像により得られたマークの画像(アライメント画像)を処理してマークの位置を得て、得られたマークの位置に基づいて基板の位置合わせを行う処理部として機能する。

0020

干渉計150は、基板ステージ200に設けられたミラーに光を照射し、ミラーで反射された光を検出することで、基板ステージ200の位置を計測する。ステージ制御部140は、干渉計150によって計測された基板ステージ200の位置に基づいて、基板ステージ200を任意の位置に移動させる(駆動制御する)。

0021

露光装置10において、照明光学系からの光(露光光)は、レチクルステージ171に保持されたレチクル170を通過して投影光学系180に入射する。レチクル170と基板210とは、光学的に共役な位置関係になっているため、レチクル170のパターンは、投影光学系180を介して、基板ステージ200に保持された基板210に転写される。

0022

図8は、管理装置12の構成を示すブロック図である。管理装置12は、個々の露光装置と通信可能に接続されたコンピュータ装置によって実現されうる。図8において、CPU201は、OS(Operating System)及び各種アプリケーションプログラムを実行する。ROM202は、CPU201が実行するプログラムや演算用パラメータのうちの固定的なデータを格納する。RAM203は、CPU201の作業領域やデータの一時記憶領域を提供する。ROM202及びRAM203は、バス208を介してCPU201に接続される。205はマウスキーボードなどを含む入力装置、206はCRT液晶ディスプレイなどの表示装置である。204は、ハードディスク装置、CD、DVD、メモリカード等の外部記憶装置であり、露光処理のための制御プログラムを含む各種プログラムや露光処理の履歴データ(ログ)等を記憶している。入力装置205、表示装置206、及び外部記憶装置204はそれぞれ、不図示のインタフェースを介してバス208に接続されている。また、ネットワークに接続して通信を行うための通信装置207も、バス208に接続されている。通信装置207は、例えばLANに接続してTCP/IP等の通信プロトコルによるデータ通信を行い、他の通信装置と相互に通信を行う場合に使用される。通信装置207は、データの送信部および受信部として機能し、例えば、露光装置内の送信部55から動作情報を受信して、外部記憶装置204に記憶されているログに記録する。

0023

以上、図8を参照して管理装置12の概略構成を説明したが、露光装置内の主制御部100やホストコンピュータ11も、これと同様の構成を備えうる。

0024

図3は、基板アライメント光学系190の構成を示す概略図である。基板アライメント光学系190は、基板210に形成されたマーク211を検出(撮像)して画像信号を生成する。基板アライメント光学系190は、撮像素子191A,191B、結像光学系192A,192B、ハーフミラー193、照明光学系194、偏光ビームスプリッタ195、リレーレンズ196、λ/4板197、対物レンズ198を含む。

0025

アライメント光源120からの光は、光ファイバ(不図示)などを介して、基板アライメント光学系190に導かれる。基板アライメント光学系190に導かれた光は、照明光学系194を介して、偏光ビームスプリッタ195に入射する。偏光ビームスプリッタ195で反射された光は、リレーレンズ196、λ/4板197及び対物レンズ198を通過して、基板210に形成されたマーク211を照明する。

0026

マーク211で反射された光は、対物レンズ198、λ/4板197、リレーレンズ196及び偏光ビームスプリッタ195を通過して、ハーフミラー193に入射する。ハーフミラー193において適当な比率に分割された光のそれぞれは、結像倍率が互いに異なる結像光学系192A又は192Bに導かれる。

0027

結像光学系192A及び192Bのそれぞれは、マーク211の像を撮像素子191A及び191Bの撮像面に形成する。撮像素子191A及び191Bは、マーク211を含む領域を撮像する撮像面を含み、かかる撮像面で撮像された領域に対応する画像信号を生成する。撮像素子191A及び191Bで生成された画像信号は、画像処理部130に転送される。画像処理部130は、画像信号に対して、本実施形態では、画像処理としてのパターンマッチング処理を行うことで、撮像素子191A及び191Bの撮像面におけるマーク211の位置を得る。但し、画像処理は、パターンマッチング処理に限定されるものではなく、マーク211の位置を得ることが可能な処理であればよい。従って、画像処理は、例えば、エッジ検出処理であってもよい。

0028

露光装置10においては、マーク211を用いて、プリアライメント及びファインアライメントの2種類のアライメントが行われる。プリアライメントは、基板搬送系から基板ステージ200に送り込まれた基板210の位置ずれ量を検出し、ファインアライメントが開始できるように、基板210を粗く位置合わせ(位置決め)することである。また、ファインアライメントは、基板ステージ200に保持された基板210の位置を高精度に計測し、基板210の位置合わせ誤差許容範囲内になるように、基板210を精密に位置合わせ(位置決め)することである。

0029

マーク211の計測は、何らかの要因で失敗することがある。例えば、基板210の処理工程の影響により、マーク211が鮮明ではなく失敗する場合や、基板アライメント光学系190の収差の影響によりマーク211が鮮明に見えないなどがありうる。また、マーク211の位置が、撮像素子191A及び191Bの撮像面の視野からずれていることも考えられる。撮像面の視野からのずれの要因としては、プリアライメントの誤計測、計測前の搬送処理における位置ずれ等の、装置に起因するものが考えられる。また、撮像面の視野からのずれの要因としては、マーク211の転写位置が変動している等の、基板210の処理工程に起因するものが考えられる。

0030

マーク211の計測が失敗すれば位置合わせも失敗に終わる。位置合わせが失敗した場合、所定のリカバリ処理が実行される。リカバリ処理は、例えば、複数のマークのうちの使用するマークの変更、マークの像の検索範囲の拡大、撮像条件の変更等を含みうる。従来、複数のリカバリ処理を全て実施することであらゆる要因に対応していた。しかし、複数のリカバリ処理を全て実施する場合には処理時間がかかってしまい、生産性が低下してしまう。

0031

図4は、実施形態におけるリカバリ処理に係る主制御部100(処理部)の機能構成を示すブロック図である。ここでは、画像処理部130は主制御部100に含まれる構成としている。上述したように、画像処理部130は、撮像部である基板アライメント光学系190からのマークの画像を処理してマークの位置を得る。アライメント処理実行部401は、ステージ制御部140を介して基板ステージ200を制御して、得られたマークの位置に基づいて基板の位置合わせ(アライメント処理)を実行する。

0032

リカバリ処理決定部402は、位置合わせが成功したか否かを判定する。ここで位置合わせが失敗したと判定された場合、リカバリ処理決定部402は、マークの画像を含むアライメントデータに基づいて、失敗の要因を特定し、特定された失敗の要因に基づいて、複数のリカバリ処理のうち実行すべき一部のリカバリ処理を決定する。アライメントデータは、マークの画像(アライメント画像)の他、アライメント計測時の露光装置10の有する各種オフセットの設定、マーク211の種別コンテキスト情報等を含みうる。ここでコンテキスト情報とは、装置の機種号機ハードウェアソフトウェア構成、設置ラインロット、基板、レチクル、レシピ環境条件、処理日時等を特定しうる情報をいう。また、コンテキスト情報は、直前のアライメント結果、基板ステージ200が基板210を吸着する圧力等の、アライメント時の動作状態に関する情報も含みうる。

0033

リカバリ処理決定部402における失敗の要因の特定方法について説明する。アライメントデータに含まれるアライメント画像の中心にマークが存在する場合は、アライメント処理は成功する確率が高い。しかし、アライメント画像内にマークの一部しか存在しない場合、アライメント処理は失敗する確率が高い。この時の失敗の要因は、基板受け渡し処理時に位置がずれたことであると想定され、分類ラベル「基板受け渡しの際の位置ずれ」が付与される。

0034

また、アライメント画像の中心にマークが存在する場合でも、画像全体濃淡の差が小さいとアライメント処理に失敗することがある。この失敗の要因は、画像全体のコントラストが低いことであると想定され、分類ラベル「低コントラスト」が付与される。

0035

また、アライメント画像のみではなく、アライメント計測時の露光装置10の有する各種オフセットの設定、アライメント時の動作条件や処理結果に関する情報を用いることでより詳細な分類ラベルを付与できる。例えば、アライメント画像内にマークの一部しか存在せず、アライメント処理時のオフセット値が大きく、対象基板の搬送時の補正値が小さい場合、失敗の要因は、設定したオフセットが誤っていたことであると想定できる。この場合、分類ラベル「オフセットの誤り」が付与される。

0036

逆に、アライメント時のオフセット値が小さく、対象基板の搬送時の補正値が大きい場合には、失敗の要因は、基板搬送時に位置がずれたことであると想定できる。この場合、分類ラベル「搬送時の位置ずれ」が付与される。

0037

出力部403は、失敗の要因を状態として該状態に対する行動であるリカバリ処理の条件を決定する推論モデル404を含み、この推論モデル404に従い、リカバリ処理決定部402によって決定されたリカバリ処理の条件を出力する。リカバリ処理実行部405は、出力部403により出力された条件で、リカバリ処理決定部402で決定された一部のリカバリ処理を実行する。学習部406は、出力部403により出力された条件での一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、推論モデル404の学習を行う。

0038

図5は、実施形態におけるリカバリ処理を含む基板処理方法を示すフローチャートである。この基板処理方法は、主制御部100によって実行される。例えば、このフローチャートに対応するプログラムが主制御部100のメモリに含まれ、CPUによって実行される。

0039

S100で、撮像部である基板アライメント光学系190により、基板上のショット領域におけるマークの撮像が行われる。撮像により得られたマークの画像は画像処理部130に転送される。S102で、画像処理部130は、受信したマークの画像を処理してマークの位置を得る。アライメント処理実行部401は、ステージ制御部140を介して基板ステージ200を制御して、得られたマークの位置に基づいて基板の位置合わせ(アライメント処理)を実行する。

0040

S104で、リカバリ処理決定部402は、位置合わせが成功したか否かを判定する。例えば、リカバリ処理決定部402は、マークの画像に対する指標が所定のしきい値を下回る場合、位置合わせが失敗したと判定する。指標は、例えば、マークの画像の信号強度、コントラスト、および、パターンマッチング相関度のうちの少なくとも1つを含みうる。

0041

位置合わせが成功した場合には、S106で、主制御部100はショット領域に露光処理を実施する。S118で、処理すべき次のショット領域があるかが判定され、次のショット領域がある場合には、S106に戻って次のショット領域の露光処理が繰り返される。全てのショット領域の露光処理が完了すれば、本処理は終了する。

0042

S104で、位置合わせが失敗したと判定された場合、リカバリ処理決定部402は、S108で、マークの画像を含むアライメントデータに基づいて、失敗の要因を特定する。S110で、リカバリ処理決定部402は、複数のリカバリ処理のうち、特定された失敗の要因に対応する一部のリカバリ処理を決定する。図6には、分類ラベルごとに、アライメント処理の失敗の要因と実行すべきリカバリ処理との対応関係が記述されている。主制御部100は、図6に示されたような対応関係をテーブルとして記憶しており、このテーブルを参照して実行すべきリカバリ処理を決定することができる。図6の例は、一つの分類ラベルに対し、一つの要因が特定され、一つのリカバリ処理が提示される例であるが、複数の要因や、複数のリカバリ処理が提示される分類があってもよい。

0043

S112で、出力部403は、リカバリ処理決定部402で決定されたリカバリ処理の条件を推論モデル404に従い出力する。図7には、図6で示された各リカバリ処理とリカバリ処理の条件との対応関係の例が示されている。本実施形態では、図7に記述された対応関係が推論モデル404によって実現される。

0044

S114で、リカバリ処理実行部405は、リカバリ処理決定部402で決定された一部のリカバリ処理を出力部403により出力された条件で実行する。このとき、実行されたリカバリ処理の内容が通知部としての出力装置300(図4参照)によって通知されてもよい。出力装置300は例えばディスプレイ装置であり、これによりユーザは実行されたリカバリ処理の内容を知ることができる。なお、出力装置300は、ホストコンピュータ11の表示装置(不図示)や管理装置12の表示装置206であってもよい。

0045

S116で、学習部406は、出力部403により出力された条件での一部のリカバリ処理の実行結果に基づいて、推論モデル404の学習を行う。その後、処理はS104に戻り、位置合わせが成功したかの判定が行われる。なお、同じショット領域でS104でアライメント失敗が所定回数を超えて繰り返される場合には、処理を中断する等されてもよい。また、S102のアライメント処理は、所定の複数の検査対象のショット領域において行われうる(グローバルアライメント)。

0046

なお、上記した図5の処理例は、S116の推論モデルの学習を、各ショット領域に対する露光処理の中で、いわゆるオンラインで行うものであった。しかし、推論モデルの学習は、露光処理を行う前のキャリブレーション処理としてオフラインで行ってもよい。

0047

以下、例として、図4のリカバリ処理決定部402が、観測された位置合わせの失敗の要因(状態)が「基板受け渡しの際の位置ずれ」であると判定した場合のリカバリ処理の流れを説明する。まず、リカバリ処理決定部402は、例えば図6に示したようなテーブルを参照して、状態「基板受け渡しの際の位置ずれ」に対応するリカバリ処理を「マーク検索範囲拡大」に決定する。その後、出力部403は、推論モデル404に従い、「マーク検索範囲拡大」の条件である「模索範囲」および「検索順序」を、行動として選択し出力する(図7参照)。このとき、直前のアライメント結果から基板受け渡しの際のずれ量X、Yを推定し、X方向とY方向の「模索範囲」が限定される。また、限定された「模索範囲」から距離的に近い順序検索するよう「検索順序」が決定される。このように、選択されたリカバリ処理とそのリカバリ処理の条件を露光装置10に設定することで、全てのリカバリ処理を全ての条件で実行するのではなく、観測された状態に適したリカバリ処理が実行される。これにより、基板処理の失敗時のリカバリ処理時間が削減され、リカバリ処理による生産性の低下を抑えることができる。

0048

以下、学習部406による推論モデル404の学習について詳しく説明する。ここでは一例として、リカバリ処理決定部402が、観測された位置合わせの失敗の要因(状態)が「低コントラスト」であると判定した場合のリカバリ処理の流れを説明する。まず、リカバリ処理決定部402は、例えば図6に示したようなテーブルを参照して、状態「低コントラスト」に対応するリカバリ処理を「計測条件の変更」に決定する。その後、出力部403は、推論モデル404に従い、行動として「計測条件の変更」の条件を選択し出力する。図7の例によれば、このとき選択される条件は、「変更照明モード数」、「マークコントラスト設定変更数」、「調光トレランス設定変更数」、「アライメントオフセット変更数」でありうる。ここで、具体例として、出力部403が、学習済みの推論モデル404に従い、「変更照明モード数」を「2」、「マークコントラスト設定変更数」を「5」と決定し出力したとする。これにより、リカバリ処理実行部405は、「変更照明モード数」を「2」、「マークコントラスト設定変更数」を「5」に設定して、リカバリ処理「計測条件の変更」を実行する。

0049

学習部406は、こうして実行されたリカバリ処理の実行結果を取得して推論モデル404の学習を行う。この学習には、例えば強化学習を用いることができる。強化学習は、ある状態においてある行動を選択した場合の状態遷移を観測し、状態遷移後の結果に応じて報酬を与えることで適切な行動を選択する推論モデルを学習、構築する。実施形態において、強化学習は、位置合わせの失敗の要因を状態、状態に対するリカバリ処理の条件を行動とし、該行動によって得られる報酬を評価することによって行われる。マルコフ決定過程(Markov Decision Process:MDP)を利用した場合、強化学習は、時刻tで観測された状態stにおいて選択された行動atを実施した場合の報酬rtの総和Vtの評価式を用いる。総和Vtの評価式は例えば次のように表される。

0050

Vt=Σγkrt+1+k(0≦γ<1、k:0〜∞)
ここで、γは、遠い将来に得られる報酬ほど割引いて評価するための割引き率である。強化学習では、このような評価式で表される報酬の総和の期待値が最大となるように行われる。

0051

例えば、リカバリ処理実行部405は、リカバリ処理の条件(行動)として、「変更照明モード数」を「2」、「マークコントラスト設定変更数」を「5」、その他を「0」として、リカバリ処理「計測条件の変更」を実行する。学習部406は、そのリカバリ処理の実行結果を取得する。実行結果が成功を示す場合、プラスの報酬(例えば1)が与えられ、実行結果が失敗を示す場合、マイナスの報酬(例えば−1)が与えられる。これを多数の状態と行動に対して行い、報酬の累積値が最大となるように推論モデルを強化していく。出力部403は、このようにして学習された推論モデル404を使用することで、位置合わせの失敗の要因に応じて、成功に導く可能性の高いリカバリ処理およびその条件を選択することができる。

0052

(変形例)
上述した露光装置の主制御部100によって実現された処理部の機能は、管理装置12において実現されてもよい。その場合、露光装置の主制御部100は、撮像部である基板アライメント光学系190からのマークの画像を、送信部55を介して管理装置12に送信する。管理装置12は、受信部である通信装置207を介して、基板アライメント光学系190からのマークの画像を受信する。その後、管理装置12は、上述した露光装置の主制御部100によって実現された処理部と同様の処理を行う。すなわち、管理装置12は、図4に示したリカバリ処理に係る機能構成を有する。管理装置12(CPU201)は、受信された画像を処理して得られるマークの位置に基づいて、露光装置に対して基板の位置合わせの指示を行う。具体的には、管理装置12は、例えば、位置合わせが失敗した場合、マークの画像に基づいて失敗の要因を特定し、該特定された失敗の要因に基づいて、複数のリカバリ処理のうちの一部のリカバリ処理を実行するよう露光装置に指示する。そして、管理装置12は、リカバリ処理の実行結果に基づいて、推論モデルの学習を行う。

0053

<物品製造方法の実施形態>
本発明の実施形態における物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイス微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、上記の基板処理システムを用いて基板に原版のパターンを形成する形成工程と、該形成工程でパターンが形成された基板を加工する加工工程とを含みうる。更に、かかる物品製造方法は、他の周知の工程(酸化成膜蒸着ドーピング平坦化、エッチングレジスト剥離ダイシングボンディングパッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。

0054

<他の実施形態>
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。

0055

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

0056

130:画像処理部、401:アライメント処理実行部、402:リカバリ処理決定部、403:出力部、405:リカバリ処理実行部、406:学習部

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