JP7373340B2 - judgment device - Google Patents
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Description
本発明は、判断装置、基板処理装置、基板処理システム及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a determination device, a substrate processing device, a substrate processing system, and a method of manufacturing an article.
近年、電子機器の小型化や需要の拡大に伴い、メモリやMPUに代表される半導体素子の微細化と生産性とを両立させる必要がある。
従って、半導体素子の製造に用いられる基板を処理する基板処理装置においては、基板の位置を合わせるアライメントについても高精度化が必要となる。
In recent years, with the miniaturization and expansion of demand for electronic devices, it is necessary to achieve both miniaturization and productivity of semiconductor elements represented by memories and MPUs.
Therefore, in a substrate processing apparatus that processes substrates used for manufacturing semiconductor devices, high precision is also required for alignment of the substrates.
基板のアライメントにおいては、基板上に形成されているマークの画像を撮像し、得られた画像データに対してパターンマッチング処理を行うことによって、基板の位置を求める手法が多く用いられている。
特許文献1は、マークのエッジと、かかるエッジの方向とを同時に抽出し、エッジの方向ごとにエッジに着目したパターンマッチング処理を行うことで、マークを精度良く検出する露光装置を開示している。
In substrate alignment, a method is often used in which the position of the substrate is determined by capturing an image of a mark formed on the substrate and performing pattern matching processing on the obtained image data.
従来、基板処理装置において基板のアライメントが失敗した際には、ユーザが画像データや画像データに関連する関連データを参照することによって、装置を保全する必要があるか判断している。
そのため、場合によっては装置の処理を中断したり、判断に時間を要したりすることによって、スループットの低下を招くこととなる。
そこで本発明は、基板処理装置を保全する必要があるか判断することができる判断装置を提供することを目的とする。
Conventionally, when alignment of a substrate fails in a substrate processing apparatus, a user determines whether or not the apparatus needs to be maintained by referring to image data and related data related to the image data.
Therefore, in some cases, the processing of the device may be interrupted or it may take time to make a decision, resulting in a reduction in throughput.
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a determination device that can determine whether a substrate processing apparatus needs to be maintained.
本発明に係る判断装置は、基板処理装置において撮像された基板上のマークの画像データに対して、機械学習によって取得される学習モデルを用いてアライメント失敗要因に関する分類を行い、分類の結果に基づいて基板処理装置を保全する必要があるか判断することを特徴とする。 The determination device according to the present invention classifies image data of marks on a substrate captured by a substrate processing device regarding causes of alignment failure using a learning model obtained by machine learning, and based on the classification results. The method is characterized in that it is determined whether or not the substrate processing apparatus needs to be maintained.
本発明によれば、基板処理装置を保全する必要があるか判断することができる判断装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a determination device that can determine whether a substrate processing apparatus needs to be maintained.
以下、図面を参照して本実施形態に係る判断装置について詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は実施の具体例を示すに過ぎないものであり、本実施形態は以下の実施形態に限定されるものではない。
また、以下に示す実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本実施形態の課題解決のために必須のものであるとは限らない。
また、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。
Hereinafter, the determination device according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Note that the embodiments shown below merely show specific examples of implementation, and the present embodiments are not limited to the following embodiments.
Furthermore, not all combinations of features described in the embodiments described below are essential for solving the problems of this embodiment.
Further, the drawings shown below may be drawn on a different scale from the actual scale in order to make the present embodiment easily understandable.
[第一実施形態]
フォトリソグラフィ技術を用いて、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を製造する際に、レチクルなどの原版のパターンを投影光学系によってウエハなどの基板に投影してパターンを転写する露光装置が使用されている。
[First embodiment]
When manufacturing devices such as semiconductor elements, liquid crystal display elements, and thin-film magnetic heads using photolithography technology, exposure involves projecting a pattern on an original such as a reticle onto a substrate such as a wafer using a projection optical system and transferring the pattern. The device is in use.
露光装置においては、電子機器の小型化や需要の拡大に伴い、メモリやMPUに代表される半導体素子の微細化と生産性とを両立させる必要がある。
従って、露光装置には、解像度、オーバーレイ精度、スループットなどの基本性能を向上させることが要求されている。
In exposure apparatuses, as electronic equipment becomes smaller and demand increases, it is necessary to achieve both miniaturization of semiconductor elements such as memories and MPUs and productivity.
Therefore, exposure apparatuses are required to improve their basic performance such as resolution, overlay accuracy, and throughput.
露光装置の解像度は、投影光学系の開口数(NA)に反比例し、露光に用いる光(露光光)の波長に比例するため、投影光学系の開口数の拡大及び露光光の短波長化が進んでいる。
また、半導体素子の微細化に伴い、オーバーレイ精度の向上も必要となるため、原版と基板との相対的な位置を合わせるアライメントについても高精度化が必要となる。
The resolution of an exposure device is inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the projection optical system and proportional to the wavelength of the light used for exposure (exposure light), so it is possible to increase the numerical aperture of the projection optical system and shorten the wavelength of the exposure light. It's progressing.
Furthermore, as semiconductor elements become smaller, it is necessary to improve overlay accuracy, and therefore alignment, which adjusts the relative positions of the original and the substrate, also needs to be highly accurate.
また、オーバーレイ精度をさらに改善させる技術として、半導体製造プロセスのバラつき変動や経時変化などをフィードフォワードなどによって制御する技術が知られている。そのような技術として、具体的には、AEC(Advanced Equipment Control)、APC(Advanced Process Control)等が知られている。また、検査装置において計測された結果を機械学習により学習し、リソグラフィ装置や塗布現像装置(コーター/ディベロッパー)にフィードフォワードする技術が知られている。 Further, as a technique for further improving overlay accuracy, a technique is known that controls variations in semiconductor manufacturing process, changes over time, etc. by feedforward or the like. Specifically, AEC (Advanced Equipment Control), APC (Advanced Process Control), and the like are known as such techniques. Furthermore, a technique is known in which the results measured by an inspection device are learned by machine learning and fed forward to a lithography device or a coating/developing device (coater/developer).
露光装置においてアライメント計測を失敗する要因としては、基板のプロセス不良やスコープの収差の影響により、マークが計測視野内に位置しているが鮮明ではない、またはマークの形成位置が大幅にずれたために計測視野内にない等、様々なものが考えられる。
計測視野内においてマークの位置が大きくずれている場合には、露光装置が基板を受け取る際の位置ずれ等の露光装置由来の要因や、露光装置以外の装置における基板の処理工程に依存したマークの位置変動等の露光装置由来以外の要因が考えられる。
従って、アライメント計測を失敗する要因として複数考えられる時は、各失敗要因に応じて保全も含めた対処方法も異なる。
そのため、露光装置の保全を実施する際には、正確な失敗要因の分類を行うと共に、それらに基づいた正確な判断を行う必要がある。
Factors that cause alignment measurement failures in exposure equipment include the mark being located within the measurement field of view but not clearly due to poor substrate processing or scope aberrations, or the mark formation position being significantly shifted. Various reasons can be considered, such as not being within the measurement field of view.
If the position of the mark deviates significantly within the measurement field of view, it may be due to factors originating from the exposure device, such as misalignment when the exposure device receives the substrate, or due to the mark being dependent on the processing process of the substrate in equipment other than the exposure device. Factors other than those originating from the exposure apparatus, such as positional fluctuations, may be considered.
Therefore, when there are multiple possible causes of alignment measurement failure, the countermeasures, including maintenance, will differ depending on each failure factor.
Therefore, when maintaining the exposure apparatus, it is necessary to accurately classify the causes of failure and to make accurate judgments based on the classification.
図1は、第一実施形態に係る判断装置を備えた基板処理システム50の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a
基板処理システム50は、少なくとも一つの半導体製造ライン1を備えている。
そして、各半導体製造ライン1は、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)とを備えている。
基板処理装置10としては、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)が挙げられる。
また、基板処理装置10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共に、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。
The
Each
Examples of the
The
なお、露光装置では、基板の上に供給されたフォトレジストを原版(レチクル、マスク)を介して露光することによって、基板上のフォトレジストに原版のパターンに対応する潜像が形成される。
インプリント装置では、基板の上に供給されたインプリント材に原版(型、テンプレート)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が形成される。
荷電粒子線描画装置では、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、基板上のフォトレジストに潜像が形成される。
Note that in the exposure apparatus, a latent image corresponding to a pattern of the original is formed on the photoresist on the substrate by exposing the photoresist supplied onto the substrate through an original (reticle, mask).
In an imprint apparatus, a pattern is formed on a substrate by curing the imprint material while an original plate (mold, template) is in contact with the imprint material supplied onto the substrate.
In a charged particle beam drawing apparatus, a latent image is formed on the photoresist on the substrate by drawing a pattern on the photoresist supplied onto the substrate using a charged particle beam.
図1に示されているように、各半導体製造ライン1に設けられている複数の基板処理装置10はそれぞれ、保守を管理する管理装置12に接続されている。
これにより、管理装置12は、各半導体製造ライン1に設けられている複数の基板処理装置10をそれぞれ管理することができる。
本実施形態に係る判断装置は、基板処理装置10、ホストコンピュータ11及び管理装置12のいずれかに設けられる。
As shown in FIG. 1, each of the plurality of
Thereby, the
The determination device according to this embodiment is provided in one of the
なお、基板処理システム50では、複数の基板処理装置10とホストコンピュータ11との間の接続や、複数の基板処理装置10と管理装置12との間の接続は、有線接続及び無線接続のいずれでも構わない。
In addition, in the
次に、基板処理システム50において各基板処理装置10が露光装置として構成される具体例について説明する。
Next, a specific example in which each
図2(a)は、基板処理システム50に設けられている露光装置10の構成を示すブロック図である。また、図2(b)は、露光装置10が備える基板アライメント光学系190の構成を示す模式図である。
FIG. 2A is a block diagram showing the configuration of the
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。
また、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。
The
Further, the
図2(a)に示されているように、露光装置10は、主制御部100、光源制御部110、光源120、画像処理部130、ステージ制御部140及び干渉計150を有する。
また、露光装置10は、原版アライメント光学系160、原版ステージ171、投影光学系180、基板アライメント光学系190及び基板ステージ200を有する。
As shown in FIG. 2A, the
The
原版ステージ171は、照明光学系(不図示)によって照明される原版170を保持して移動する。原版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、原版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210を保持して移動することができる。
The
Projection
原版アライメント光学系160は、原版170のアライメントに用いられる。例えば、原版アライメント光学系160は、蓄積型光電変換素子で構成される撮像素子161と、原版170に設けられたマーク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。本実施形態では、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を検出するオフアクシス光学系である。
The original alignment
Substrate alignment
主制御部100は、CPUやメモリなどを含んでおり、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。
基板処理システム50では、主制御部100は、原版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の位置を制御する。換言すれば、主制御部100は、原版170と基板210との間の位置合わせ、例えば、グローバルアライメントを行う。
The
In the
光源120は、ハロゲンランプなどを含んでおり、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、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。
The
The light
画像処理部130は、原版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191A及び191Bからの画像信号(検出信号)を画像処理してマークの位置、すなわちマーク画像を取得する。
基板処理システム50では、画像処理部130及び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の位置を計測する計測装置として機能する。
The
In the
干渉計150は、基板ステージ200に設けられたミラー212に光を照射し、ミラー212によって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)。
The
The
露光装置10では、不図示の照明光学系からの光(露光光)が、原版ステージ171に保持された原版170を通過して投影光学系180に入射する。
そして、原版170と基板210とは、互いに光学的に共役な位置関係に配置されているため、原版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上に結像して転写される。
In the
Since the original 170 and the
基板アライメント光学系190は、基板210上に形成されたマーク211を検出して検出信号(本実施形態では画像信号)を生成する検出部として機能する。
図2(b)に示されているように、基板アライメント光学系190は、撮像素子191A及び191B、結像光学系192A及び192B、及びハーフミラー193を備えている。また、基板アライメント光学系190は、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及び対物レンズ198を備えている。
The substrate alignment
As shown in FIG. 2B, the substrate alignment
露光装置10では、光源120からの光が、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。
そして、基板アライメント光学系190に導かれた光は、図2(b)に示されているように、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。
そして、偏光ビームスプリッタ195によって反射された光は、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。
In the
The light guided to the substrate alignment
The light reflected by the polarizing beam splitter 195 passes through the
マーク211によって反射された光は、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。
そして、ハーフミラー193に入射した光は、ハーフミラー193によって二つの光に適当な強度比率で分割された後、結像倍率が互いに異なる結像光学系192A及び192Bにそれぞれ導かれる。
The light reflected by the
Then, the light incident on the
結像光学系192A及び192Bはそれぞれ、マーク211の像を撮像素子191A及び191Bの撮像面上に形成する。
撮像素子191A及び191Bはそれぞれ、マーク211を含む領域を撮像する撮像面を含んでおり、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。
Imaging
The
そして、撮像素子191A及び191Bによって生成された画像信号は、画像処理部130によって読み出される。
本実施形態では、画像処理部130は、読み出された画像信号に対して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の位置を取得する。
The image signals generated by the
In this embodiment, the
パターンマッチング処理は、一般的に、以下の二種類に大別される。
一つは、画像(濃淡画像)を二値化して予め用意したテンプレートとのマッチングを行い、最も相関がある位置をマーク211の位置とする方法である。
もう一つは、濃淡画像のまま、濃淡情報を含むテンプレートとの相関演算を行うことでマーク211の位置を求める方法である。
Pattern matching processing is generally classified into the following two types.
One method is to binarize an image (shaded image), match it with a template prepared in advance, and set the position with the most correlation as the position of the
The other method is to obtain the position of the
なお、画像処理部130による画像処理は、パターンマッチング処理に限らず、マーク211の位置情報を取得することが可能な処理であれば、例えばエッジ検出処理等の他の処理でも構わない。
Note that the image processing performed by the
また、アライメント方式としては、移動計測方式と、画像処理方式とがある。
移動計測方式では、基板ステージ200を移動させながら、基板210に設けられたマーク211に光(レーザ)を照射する。そして、マーク211から反射された光の強度の変化と基板ステージ200の位置とを並行して計測することでマーク211の位置を求めている。
画像処理方式では、基板ステージ200を静止させた状態で基板210に設けられたマーク211に白色光を照射する。そして、マーク211から反射された光を蓄積型光電変換素子で検出して画像処理を行うことでマーク211の位置を求めている。
Further, as alignment methods, there are a movement measurement method and an image processing method.
In the moving measurement method, the
In the image processing method, marks 211 provided on the
また、このようなアライメント方式に使用されるアライメント光学系としては、TTL(スルー・ザ・レンズ)光学系、TTR(スルー・ザ・レチクル)光学系やオフアクシス光学系がある。
TTL光学系は、投影光学系を介して基板に設けられたマークを検出する。TTR光学系は、レチクルに設けられたマークと基板に設けられたマークとを投影光学系を介して同時に検出する。オフアクシス光学系は、投影光学系を介さずに投影光学系の光軸から所定の距離だけ離れた位置に光軸を有する専用光学系であって、専用光源から白色光を照射して基板に設けられたマークを検出する。
上記のように、本実施形態に係る基板処理システム50に設けられている基板アライメント光学系190は、オフアクシス光学系である。
In addition, alignment optical systems used in such an alignment method include a TTL (through-the-lens) optical system, a TTR (through-the-reticle) optical system, and an off-axis optical system.
The TTL optical system detects marks provided on the substrate via the projection optical system. The TTR optical system simultaneously detects marks provided on the reticle and marks provided on the substrate via the projection optical system. An off-axis optical system is a dedicated optical system that has an optical axis located a predetermined distance away from the optical axis of the projection optical system without going through the projection optical system, and it emits white light from a dedicated light source onto the substrate. Detect the mark provided.
As described above, the substrate alignment
露光装置10では、取得したマーク211の位置情報を用いて、プリアライメント及びファインアライメントの二種類のアライメントが行われる。
ここでいうプリアライメントとは、不図示の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を開始することができるように、基板210を粗く位置合わせ(位置決め)することである。
また、ここでいうファインアライメントとは、基板ステージ200によって保持された基板210の位置を高精度に計測し、基板210の位置合わせ誤差が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。
In the
Pre-alignment here refers to roughly aligning the
Furthermore, fine alignment here refers to measuring the position of the
プリアライメントでは、上述したように、不図示の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なければならない。
従って、マーク211を検出する基板アライメント光学系190は、マーク211のサイズに対して広範な検出範囲(視野)を有している。
In the pre-alignment, as described above, it is necessary to detect the amount of positional deviation of the
Therefore, the substrate alignment
このような広範な検出範囲からマーク211の位置(XY座標)を求めるには、上記のようなパターンマッチング(テンプレートマッチング)処理が多く用いられる。
パターンマッチング処理では、低コントラスト画像、ノイズ画像、或いは、基板210を加工する際に異常が発生したマークを含む画像に対して、マーク211の検出が困難となる。
To find the position (XY coordinates) of the
In the pattern matching process, it is difficult to detect the
マーク211の計測は、あらゆる要因で失敗することがある。すなわち、ファインアライメントでは、マーク211を検出することができない場合がある。また、マーク211を検出することができても、画像処理において何らかの要因で位置を取得することができずに失敗する場合がある。
例えば、基板210の処理工程の影響によりマーク211が鮮明ではない場合や、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が鮮明に見えない場合などがありうる。
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。
Measurement of
For example, there may be cases where the
It is also conceivable that the position of the
撮像素子191Aまたは191Bの撮像面の視野内においてマーク211の鮮明な画像が得られる場合には、画像処理によってマーク211の位置を正しく計測することができる。
しかしながら、画像のコントラストが低かったり、収差の影響により画像に歪みがあったりする場合には、マーク211の位置を正しく計測できないことがある。
If a clear image of the
However, if the contrast of the image is low or if the image is distorted due to the influence of aberrations, the position of the
また、撮像素子191A及び191Bの撮像面の視野からマーク211がずれる要因としては、プリアライメントにおける誤計測や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、撮像素子191Aまたは191Bの撮像面の視野からマーク211がずれる要因としては、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も考えられる。
Furthermore, possible causes for the
In addition, the cause of the
マーク211の計測が失敗した場合、基板210の位置合わせを正常に行うことができない。
そして、基板210の位置合わせが正常に行うことができない場合、位置合わせを正常に行うことができるようにするための保全処理(メンテナンス処理)が実行される。
If the measurement of the
If the alignment of the
保全処理としては、例えば、複数のマーク211のうち使用するマークの変更、マークの像の検索範囲の拡大、撮像条件の変更等が含まれる。
The maintenance processing includes, for example, changing the mark to be used among the plurality of
基板210においてアライメント処理が失敗した場合には、その後に基板210に対して露光処理を行っても、十分なアライメント精度を達成することができなくなる。
そのとき、通常はエラーを発行して基板210の処理を停止し、失敗原因の究明と解消のための作業が行われる。
If alignment processing fails on the
At that time, an error is normally issued, processing of the
一方、基板210においてアライメント処理が成功した場合には引き続き基板210に対する露光処理が行われるが、アライメント処理が成功した場合であっても、露光処理において十分なアライメント精度が達成されない可能性がある。
そのような可能性における原因の一つとして、マーク211の位置の誤計測によって基板210に対する位置合わせのための計算結果が不正確になってしまうことが挙げられる。
On the other hand, if the alignment process is successful on the
One of the causes of such a possibility is that the calculation result for positioning with respect to the
マーク211の位置の誤計測は、例えば、マーク211を含む領域を撮像して得られるマーク画像において、ゴミの付着やその他撮像時の状態が影響することによって誤った画像信号が生成されることで発生する。
マーク211の位置の誤計測が発生すると、基板210の位置合わせの計算時に誤った値が使用されてしまう。
そのため、計算した結果、たとえ基板210の位置合わせ誤差が許容範囲内に収まりアライメント処理が成功したとしても、露光処理時においてアライメント精度は低下してしまう。
Mismeasurement of the position of the
If the position of the
Therefore, as a result of calculation, even if the positioning error of the
図3(a)及び(b)はそれぞれ、露光装置10に保全が必要か判断するための構成を示すブロック図及び処理フロー図である。
FIGS. 3A and 3B are a block diagram and a processing flow diagram, respectively, showing a configuration for determining whether the
まず、露光装置10に設けられている画像処理手段300によって基板210に対する画像処理が行われ、マーク画像(画像データ)が取得される(ステップS401)。
First, the image processing means 300 provided in the
そして、画像処理手段300がマーク画像から基板210の位置合わせ誤差が許容範囲内となりアライメントが成功したと判定した場合には、露光装置10に設けられている露光処理手段350によって露光処理が実行される。
また、露光処理の実行と同時に、関連データをマーク画像に付加することによって、画像処理手段300がアライメントデータ301を取得した後、画像分類手段400に受け渡される(ステップS402)。
また、画像処理手段300がマーク画像から基板210の位置合わせ誤差が許容範囲内に無くアライメントが失敗したと判定した場合にも、同様にアライメントデータ301を取得した後、画像分類手段400に受け渡される(ステップS402)。
If the image processing means 300 determines that the alignment error of the
Further, at the same time as the exposure process is executed, by adding related data to the mark image, the image processing means 300 acquires the alignment data 301, and then the alignment data 301 is passed to the image classification means 400 (step S402).
Further, even if the image processing means 300 determines that the alignment error of the
なお、画像処理手段300においてアライメントが成功したと判定されたとしても、誤計測により実際は失敗している場合もある。
このような場合には、不図示の外部計測器による当該基板210のオーバーレイ計測結果によって、誤計測によって成功と判定されたアライメントデータ301を失敗したと再判定してもよい。
Note that even if the image processing means 300 determines that the alignment is successful, it may actually fail due to erroneous measurement.
In such a case, the alignment data 301 that was determined to be successful due to erroneous measurement may be re-determined to have failed based on the result of overlay measurement of the
ここで、関連データは、取得されたマーク画像に関連する情報を含むデータである。例えば、関連データは、露光装置10の機種、号機、ハード構成、ソフト構成、設置ラインなどの構成を特定する情報を含みうる。
また、関連データは、ロット、基板210、原版170、レシピ、環境条件、処理日時などの構成を特定する情報を含みうる。
また、関連データは、マーク計測時における露光装置10の各種オフセットの設定、マーク211を照明する光源120の光量や光学系のフォーカス量等の照明条件などの構成を特定する情報を含みうる。
また、関連データは、マーク211の種別等の露光装置10のアライメント時の動作条件やステージの位置情報などの構成を特定する情報を含みうる。
また、関連データは、直前のアライメント計測結果や基板ステージ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などの構成を特定する情報を含みうる。
Here, the related data is data that includes information related to the acquired mark image. For example, the related data may include information specifying the configuration of the
Further, the related data may include information specifying the configuration such as lot,
Further, the related data may include information specifying configurations such as various offset settings of the
Further, the related data may include information specifying the configuration, such as operating conditions during alignment of the
Further, the related data may include information specifying the configuration, such as the previous alignment measurement result and the operating state during alignment, such as the pressure with which the
また、画像分類手段400に受け渡されるアライメントデータ301は、上記に限らず、機械学習等を用いた不図示の画像分類手段によってマーク画像を分類した結果であっても構わない。 Furthermore, the alignment data 301 delivered to the image classification means 400 is not limited to the above, and may be the result of classifying mark images by an image classification means (not shown) using machine learning or the like.
上記のように、画像分類手段400に受け渡されるアライメントデータ301には、画像処理手段300によってアライメントが成功したまたは失敗したと判定されたいずれのアライメントデータ301も含まれているが、これに限られない。
スループット向上のために、画像処理手段300によってアライメントが失敗したと判定されたアライメントデータ301のみを画像分類手段400に受け渡してもよい。
As described above, the alignment data 301 delivered to the image classification means 400 includes any alignment data 301 for which the image processing means 300 has determined that the alignment was successful or failed; however, the alignment data 301 is not limited to this. I can't do it.
In order to improve throughput, only the alignment data 301 for which alignment has been determined to have failed by the image processing means 300 may be passed to the image classification means 400.
また、ステップS401において計測されるマーク211の数は1つでも複数でも良く、また画像分類手段400に受け渡されるアライメントデータ301の数も1つでも複数でも構わない。
また、画像分類手段400に対するアライメントデータ301の受け渡しは、一つのマーク211に対する画像処理が終了する毎に順次行って良い。また、これに限らず、基板210の全てのマーク211に対して画像処理が終了した後に一括して行っても構わない。
Further, the number of
Further, the alignment data 301 may be transferred to the image classification means 400 sequentially every time image processing for one
次に、画像分類手段400は、受け取ったアライメントデータ301をアライメント失敗要因に関する複数の種別のいずれかに分類する(ステップS403)。
なお、画像分類手段400は、露光装置10の主制御部100、管理装置12及びホストコンピュータ11のうちの少なくとも一つにおいて実行されるソフトウェアプログラムによって実現可能である。
Next, the image classification means 400 classifies the received alignment data 301 into one of a plurality of types related to alignment failure factors (step S403).
Note that the image classification means 400 can be realized by a software program executed in at least one of the
本実施形態に係る判断装置では、基板処理システム50におけるアライメントデータ301の具体的な分類の方法として以下に示すような機械学習を用いる。
The determination device according to this embodiment uses machine learning as described below as a specific method for classifying the alignment data 301 in the
機械学習を用いた判断のための方法としては、学習データを作成して機械学習を行う教師あり学習がある。
そして、教師あり学習では、入力データと、入力データに対応した正解のデータである出力データとを含む学習データ(教師データ)の作成が必要である。
As a method for making decisions using machine learning, there is supervised learning that creates learning data and performs machine learning.
In supervised learning, it is necessary to create learning data (teacher data) that includes input data and output data that is correct data corresponding to the input data.
本実施形態に係る判断装置では、画像分類手段400において、分類の種別番号を入力した複数のアライメントデータ301を学習データ305として用いた機械学習により得られた学習モデルが用いられる。
ここで、機械学習は、例えばニューラルネットワークを用いて行うことができる。ニューラルネットワークとは、入力層、中間層、出力層といった多層のネットワーク構造を有するモデルである。
そして、入力データと出力データとの関係を示す学習データを用いて、誤差逆伝搬法等のアルゴリズムでネットワーク内部の確率変数が最適化されることにより、学習モデルを取得することができる。
In the determination device according to this embodiment, the image classification means 400 uses a learning model obtained by machine learning using a plurality of alignment data 301 in which classification type numbers are input as learning
Here, machine learning can be performed using, for example, a neural network. A neural network is a model that has a multilayer network structure including an input layer, a middle layer, and an output layer.
Then, a learning model can be obtained by optimizing random variables inside the network using an algorithm such as error backpropagation using learning data indicating the relationship between input data and output data.
ここで、ニューラルネットワークを用いて学習モデルを取得する例を説明したが、これに限られず、例えばサポートベクターマシン、決定木など他のモデルやアルゴリズムを用いて学習モデルを取得してもよい。
そして、画像分類手段400は、取得した学習モデルにアライメントデータ301を入力することによって、出力データとしてアライメントデータ301に対応した種別番号を含む分類情報302を出力する。
Here, an example has been described in which a learning model is obtained using a neural network, but the present invention is not limited to this, and a learning model may be obtained using other models or algorithms such as a support vector machine or a decision tree.
Then, the image classification means 400 inputs the alignment data 301 into the acquired learning model, and outputs classification information 302 including the type number corresponding to the alignment data 301 as output data.
次に本実施形態に係る判断装置における学習データの具体的な作成について示す。
まず、以前に基板210に対して行われたアライメント処理の結果を用いて、アライメントデータ301を入力データ、各種別番号への分類に対応する分類情報302を出力データとすることによって学習データ305を作成する。
Next, specific creation of learning data in the judgment device according to this embodiment will be described.
First, using the results of the alignment process previously performed on the
分類情報302としては、例えば以下の表1に示されるような種別番号0乃至5を設定することができる。
なお、表1に示されているような各種別番号は、過去にアライメント処理を失敗した際のアライメントデータ301や、露光装置10が自動的に復帰動作した結果等から、手動で設けてよい。若しくは、表1に示されているような各種別番号は、機械学習等を用いて自動で設けてもよい。
Note that each type of number as shown in Table 1 may be manually set based on the alignment data 301 when the alignment process failed in the past, the result of the automatic recovery operation of the
表1に示されているように、本実施形態に係る判断装置では、分類情報302として、種別番号毎にアライメント処理に失敗した要因及びその要因を改善するための保全方法が設けられている。
なお、表1では一つの種別番号に対して一つの要因が特定され、一つの保全方法が提示されているが、これに限らず、一つの種別番号に対して複数の要因が特定され、複数の保全方法が提示されてもよい。
As shown in Table 1, in the determination device according to the present embodiment, the classification information 302 includes a cause of failure in alignment processing and a maintenance method for improving the cause for each type number.
In addition, in Table 1, one factor is identified for one type number and one maintenance method is presented, but this is not limited to this; multiple factors are identified for one type number, and multiple A conservation method may also be presented.
具体的には、種別番号0は、アライメント失敗要因を含まない正常なアライメントデータ301であり、保全を必要としない場合の分類に対応している。
また、種別番号1は、アライメント失敗要因が特定できず、保全方法が不明である場合の分類に対応している。
また、種別番号2は、アライメント失敗要因が基板210を受け渡す際の位置ずれであり、保全方法が基板210の受け渡し位置の調整である場合の分類に対応している。
また、種別番号3は、アライメント失敗要因がアライメント計測時における光源120の光量の設定ミスであり、保全方法がアライメント計測時における光源120の光量の調整である場合の分類に対応している。
また、種別番号4は、アライメント失敗要因がアライメント計測時における基板ステージ200の振動であり、保全方法がアライメント計測時における基板ステージ200の振動に対する調整である場合の分類に対応している。
また、種別番号5は、アライメント失敗要因が光源120の劣化であり、保全方法が光源120の交換である場合の分類に対応している。
Specifically,
Further,
Further,
Further,
Further, type number 4 corresponds to a classification in which the cause of alignment failure is vibration of the
Further, type number 5 corresponds to a classification in which the cause of alignment failure is deterioration of the
これらの分類には、アライメントデータ301において付加された関連データが有効に用いられる。
なお、上記の種別は一例であり、これ以外の分類の種別を設定しても構わない。
For these classifications, the related data added in the alignment data 301 is effectively used.
Note that the above types are just examples, and other classification types may be set.
そして、出力データとしての分類情報302を作成するために、入力データであるアライメントデータ301を画像分類手段400によって種別番号0乃至5に分類し、分類情報302を取得することができる。
In order to create classification information 302 as output data, the alignment data 301 as input data is classified into
なお、アライメントデータ301が上記の種別に複合的に当てはまった場合には、当てはまる度合いが最も大きいものに分類して構わない。
また、これに限らず、アライメントデータ301が上記の種別に複合的に当てはまった場合には、それぞれの種別に当てはまった度合いに応じて重み付けを行って分類しても構わない。
Note that if the alignment data 301 applies to the above types in multiple ways, it may be classified into the item with the greatest degree of applicability.
Further, the present invention is not limited to this, and if the alignment data 301 applies to the above types in multiple ways, it may be classified by weighting according to the degree to which it applies to each type.
上記の要領で、アライメントデータ301を入力データ、各種別番号への分類に対応する分類情報302を出力データとすることによって学習データ305を作成することができる。
そして、種別番号が付けられた複数のアライメントデータ301を学習させることによって、推論ロジックを作成することができる。
In the manner described above, the learning
Then, by learning a plurality of alignment data 301 to which type numbers are attached, inference logic can be created.
なお上記では、学習データ305を作成するためのアライメントデータ301の分類を画像分類手段400によって実行させていたが、これに限られない。
例えば、学習モデルを得るために必要な学習データ305を作成するために、ユーザが複数のアライメントデータ301を確認して種別番号を手動で入力していくことも可能である。
また、学習モデルから出力される分類情報302の正解率を高めるためには、大量のアライメントデータ301に対して学習データ305を作成する必要がある。
Note that in the above description, the classification of the alignment data 301 for creating the learning
For example, in order to create learning
Furthermore, in order to increase the accuracy rate of the classification information 302 output from the learning model, it is necessary to create learning
図3(a)に示されているように、表示装置206では、露光装置10を操作するために必要な情報や露光装置10の動作に関する情報等が表示される。
図4は、表示装置206に表示される画面900を例示的に示す図である。
As shown in FIG. 3A, the
FIG. 4 is a diagram exemplarily showing a
また、入力装置205では、ユーザによって露光装置10を操作するために必要な情報や表示装置206に画面を表示させるために必要な情報等が入力される。
さらに、表示装置206に分類の種別番号の入力をするために必要な情報を表示させることによって、ユーザが入力装置205を介して分類のための種別番号の情報を入力することができる。
Further, in the
Further, by displaying information necessary for inputting the classification type number on the
また、不図示のCPUでは、表示装置206に情報を表示させる表示手段800、入力装置205に情報を入力させる入力手段810による処理が実行される。
また、不図示のCPUでは、表示装置206における表示、及び入力装置205における入力の有効化の可否を判定する判定手段820による処理が実行される。
Further, a CPU (not shown) executes processing by a
Further, a CPU (not shown) executes processing by a determining
また、記憶装置204には、種別番号の入力がされていない未作成データ801と種別番号の入力がされた作成済データ802とが記憶される。
未作成データ801は、アライメント処理において取得されたアライメントデータ301であり、学習データを作成するためのデータである。
また、作成済データ802は、未作成データ801について種別番号が付加されたデータであり、画像分類手段400に入力される学習データ305となる。
Furthermore, the
Further, the created
ここで、表示装置206、入力装置205及び記憶装置204は、露光装置10に設けられてよく、これに限らず、ホストコンピュータ11及び管理装置12などの外部の情報処理装置に設けられても構わない。
また、表示手段800及び入力手段810は、露光装置10の主制御部100、管理装置12及びホストコンピュータ11のうちの少なくとも1つにおいて実行されるソフトウェアプログラムによって実現可能である。
また、判定手段820は、露光装置10の主制御部100、管理装置12及びホストコンピュータ11のうちの少なくとも1つにおいて実行されるソフトウェアプログラムによって実現可能である。
Here, the
Further, the display means 800 and the input means 810 can be realized by a software program executed in at least one of the
Further, the determining means 820 can be realized by a software program executed in at least one of the
表示手段800は、表示装置206に学習データ305を作成するために必要な情報を表示させる。
図5は、学習データ305の作成画面を例示的に示す図である。
The
FIG. 5 is a diagram exemplarily showing a creation screen for the learning
図5に示されているように、画面910には、未作成データ801に含まれるデータに関連する情報が表示される。
例えば、画面910には、基板アライメント光学系190により撮像されたマーク211のマーク画像911が表示される。
また、画面910には、例えば露光装置10の機種、露光装置10の設置ライン、露光装置10の照明条件、基板ステージ200の位置情報等のマーク211を撮像した時の関連データ912が表示される。
As shown in FIG. 5, information related to data included in the
For example, a
Further, on the
また、画面910には、分類の選択肢と、分類が選択されたか否かを示す選択状態とを示す分類情報913が表示される。
分類情報913の選択状態は入力装置205を用いて選択、非選択を入力することが可能である。
ある分類が選択された状態で確定ボタン914が押下された場合、表示された未作成データ801について選択された分類の情報が入力される。
また、中止ボタン915が押下された場合、学習データ305の作成が中止される。
Further, on the
As for the selection state of the
When the
Furthermore, when the cancel
なお、表示手段800は、画面910に複数の未作成データ801、複数の関連データ912、及び複数の分類情報913を表示させて、複数の未作成データ801について分類を選択させるようにしてもよい。
Note that the
入力手段810は、入力装置205から入力された分類の選択情報を取得する。そして、入力手段810は、記憶装置204に記憶されている未作成データ801に分類の選択情報を関連付けて、作成済データ802として記憶装置204に記憶させる。
判定手段820は、所定の条件に基づいて、学習データ305の作成の開始や終了を判定する。つまり、判定手段820は、表示手段800に表示装置206における分類の選択を行うための情報の表示をさせ、入力手段810に分類の選択情報を入力させる処理を開始するかを判定する。
また、判定手段820は、表示手段800による表示装置206における分類の選択を行うための情報の表示、入力手段810による分類の選択情報の入力の処理を終了させるかを判定する。
The input means 810 acquires the classification selection information input from the
The determining means 820 determines the start and end of creation of the learning
Further, the determining means 820 determines whether to end the displaying of information for selecting a classification on the
画像分類手段400は、作成済データ802が所定の件数に達した場合に、作成済データ802を学習データ305として追加的に学習を行い、記憶装置204から作成済データ802を消去してもよい。
また、記憶装置204には、未作成データ801及び作成済データ802の件数が記憶され、入力手段810や画像分類手段400によってそれらのデータの件数が更新されるようにしてもよい。
When the number of created
Further, the
また、記憶装置204には、作成済データ802のうち学習済のデータ(学習データ305に追加したデータ)及び未学習のデータ(学習データ305に追加していないデータ)それぞれの件数が記憶されてもよい。そして、入力手段810や画像分類手段400によってそれらのデータの件数が更新されるようにしてもよい。
また、表示手段800は、それらのデータの件数を表示装置206に表示させてもよい。
The
Further, the
次に、学習データ305を作成する処理について説明する。
図6は、学習データ305を作成する処理を示すフローチャートである。
Next, the process of creating learning
FIG. 6 is a flowchart showing the process of creating learning
S110において、判定手段820は、学習データ305の作成を開始する所定の条件に基づいて、学習データ305の作成を開始するかを判定する。
判定手段820が学習データ305の作成を開始しないと判定した場合には所定の期間が経過した後にS110に戻り、再度、学習データ305の作成を開始するかを判定する。
In S110, the determining means 820 determines whether to start creating the learning
If the determining means 820 determines not to start creating the learning
一方、判定手段820が学習データ305の作成を開始すると判定した場合には、S111に進み、学習データ305の作成を開始する。
そしてS111において、未作成データ801に含まれるアライメントデータ301において上記の要領に従って分類の種別番号の情報が付加される。
On the other hand, if the determining means 820 determines to start creating the learning
Then, in S111, information on the classification type number is added to the alignment data 301 included in the
そして、S112において、種別番号が付加されたアライメントデータ301を未作成データ801から削除して、作成済データ802に追加する。
Then, in S112, the alignment data 301 to which the type number has been added is deleted from the
そして、S113において、判定手段820は、学習データ305の作成を終了する所定の条件に基づいて、学習データ305の作成を終了するかを判定する。
判定手段820が学習データ305の作成を終了しないと判定した場合にはS111に戻り、次の未作成データ801が表示装置206に表示される。
Then, in S113, the determining means 820 determines whether to end the creation of the learning
If the determining means 820 determines that the creation of the learning
一方、判定手段820が学習データ305の作成を終了すると判定した場合には、画面910の表示を終了して、学習データ305を作成する処理を終了する。
On the other hand, when the determining means 820 determines that the creation of the learning
また、表示手段800は、未作成データ801を分類するための画面を表示装置206に表示させるかをユーザに判定させてもよい。
図7は、学習データ305の作成画面を表示させるボタンを示す例示的な図である。
Further, the
FIG. 7 is an exemplary diagram showing buttons for displaying a creation screen for learning
ボタン901は、未作成データ801を分類するための画面を表示装置206に表示させるかをユーザに判定させるためのボタンである。
表示手段800が、ボタン901を画面900に表示させ、ユーザによりボタンが押下された場合に、未作成データ801を分類するための画面を表示装置206に表示させる。
The
The
また、表示手段800は、ボタン901と共に未作成データ801の件数を示すメッセージ902を表示させてもよい。
メッセージ902が表示されることにより、ユーザは未作成データ801の件数に基づき、学習データ305の作成を開始するかを判定することができる。
Further, the
By displaying the
また、管理装置12等の露光装置10の外部に設けられた装置に画像分類手段400を設けることによって、複数の露光装置10からアライメントデータ301を受け取り、学習データ305を作成することができる。
Further, by providing the image classification means 400 in a device provided outside the
また、画像分類手段400は、あらかじめ設定した期間の間若しくは件数の上限まで、受け取ったアライメントデータ301の全てまたは一部を保管しても良い。 Further, the image classification means 400 may store all or part of the received alignment data 301 for a preset period or up to the upper limit of the number of items.
さらに、一覧表示された複数の種別から任意の種別を選択し、選択された種別に分類されて保管されているアライメントデータ301を呼び出して画面表示できるようにしても良い。
また、選択した種別に含まれるアライメントデータ301の数を集計して結果を表示できるようにしても良い。
また、選択した種別に含まれるアライメントデータ301を付与された関連データで区分けし、集計して結果を表示できるようにしても構わない。
Furthermore, an arbitrary type may be selected from a plurality of types displayed in a list, and the alignment data 301 classified and stored according to the selected type may be called up and displayed on the screen.
Further, the number of alignment data 301 included in the selected type may be totaled and the result may be displayed.
Alternatively, the alignment data 301 included in the selected type may be classified by associated data, aggregated, and the results may be displayed.
そして、ステップS403において画像分類手段400によるアライメントデータ301の分類が行われると、露光装置10あるいは管理装置12によって分類結果が表示される(ステップS404)。
Then, when the alignment data 301 is classified by the image classification means 400 in step S403, the classification result is displayed by the
そして、表示された分類結果に基づいて、ユーザ、若しくは判断装置が保全処理303が可能かどうか判断する(保全の必要性を判断させる)(ステップS405)。
保全処理が可能であると判断された場合(ステップS405のYes)、保全処理303が手動または自動で実行される(ステップS406)。一方、保全処理303が可能ではないと判断された場合(ステップS405のNo)、保全処理の実施判断を終了する。
なお、ここでいう保全処理303は、例えば表1に示されるものであり、装置によって自動で実施されてもよく、ユーザに手動で実施させるために装置によって警告を表示させても構わない。
Then, based on the displayed classification results, the user or the determination device determines whether maintenance processing 303 is possible (determines the necessity of maintenance) (step S405).
If it is determined that maintenance processing is possible (Yes in step S405), maintenance processing 303 is executed manually or automatically (step S406). On the other hand, if it is determined that the maintenance process 303 is not possible (No in step S405), the determination of whether to perform the maintenance process is ended.
Note that the maintenance process 303 here is shown in Table 1, for example, and may be automatically performed by the device, or may display a warning so that the user can manually perform the maintenance process 303.
次に、保全処理303が実施された種別番号に再びアライメントデータ301が分類されているか否か、すなわち保全処理303が実施されたにもかかわらず同様のアライメント失敗が再び発生していないか監視する(ステップS407)。 Next, it is monitored whether the alignment data 301 is classified again into the type number for which the maintenance process 303 was performed, that is, whether a similar alignment failure occurs again despite the maintenance process 303 being performed. (Step S407).
そして保全処理303が実施された種別番号に再びアライメントデータ301が分類されている場合、即ち問題が解消されていない場合(ステップS407のNo)、アライメントデータ301を別の種別番号に分類する様に追加学習を行う(ステップS408)。
なお、この追加学習(分類の基準を変更する)は、ユーザによって手動で実行されてもよいし、装置によって自動で実行されてもよい。
一方、所定の時間において保全処理303が実施された種別番号に再びアライメントデータ301が分類されない場合(ステップS407のYes)、保全処理の実施判断を終了する。
If the alignment data 301 is classified again into the type number for which the maintenance process 303 was performed, that is, if the problem has not been resolved (No in step S407), the alignment data 301 is classified into another type number. Additional learning is performed (step S408).
Note that this additional learning (changing the classification criteria) may be performed manually by the user, or may be automatically performed by the device.
On the other hand, if the alignment data 301 is not classified again into the type number for which the maintenance process 303 was performed at the predetermined time (Yes in step S407), the determination of whether to perform the maintenance process is ended.
以上のように、本実施形態に係る判断装置では、機械学習によって取得される学習モデルを用いて露光装置10で取得されたアライメントデータ301に対してアライメント失敗要因に関する分類を行う。そして、分類されたアライメント失敗要因に基づいて露光装置10を保全する必要があるか判断している。
これにより、露光装置10を保全する必要があるか判断することができる判断装置を得ることができる。
As described above, the determination device according to the present embodiment classifies alignment data 301 acquired by the
Thereby, it is possible to obtain a determination device that can determine whether the
[第二実施形態]
図8(a)及び(b)はそれぞれ、第二実施形態に係る判断装置において露光装置10に保全が必要か判断するための構成を示すブロック図及び処理フロー図である。
なお、本実施形態に係る判断装置は、新たに失敗判定手段430が設けられている以外は、第一実施形態に係る判断装置と同一の構成であるため、同一の部材には同一の符番を付し、説明を省略する。
[Second embodiment]
FIGS. 8A and 8B are a block diagram and a process flow diagram, respectively, showing a configuration for determining whether maintenance is required for the
Note that the determination device according to the present embodiment has the same configuration as the determination device according to the first embodiment except that a failure determination means 430 is newly provided, so the same members are given the same reference numbers. , and the explanation will be omitted.
まず、露光装置10に設けられている画像処理手段300によって基板210に対する画像処理が行われ、マーク画像(画像データ)が取得される(ステップS601)。
First, the image processing means 300 provided in the
そして、画像処理手段300がマーク画像から基板210の位置合わせ誤差が許容範囲内となりアライメントが成功したと判定した場合には、露光装置10に設けられている露光処理手段350によって露光処理が実行される。
また、露光処理の実行と同時に、関連データをマーク画像に付加することによって、画像処理手段300がアライメントデータ301を取得した後、画像分類手段400に受け渡される(ステップS602)。
また、画像処理手段300がマーク画像から基板210の位置合わせ誤差が許容範囲内に無くアライメントが失敗したと判定した場合にも、同様にアライメントデータ301を取得した後、画像分類手段400に受け渡される(ステップS602)。
If the image processing means 300 determines that the alignment error of the
Further, at the same time as the exposure process is executed, the image processing means 300 acquires the alignment data 301 by adding related data to the mark image, and then the alignment data 301 is passed to the image classification means 400 (step S602).
Further, even if the image processing means 300 determines that the alignment error of the
なお、画像処理手段300においてアライメントが成功したと判定されたとしても、誤計測により実際は失敗している場合もある。
このような場合には、不図示の外部計測器による当該基板210のオーバーレイ計測結果によって、誤計測によって成功と判定されたアライメントデータ301を失敗したと再判定してもよい。
Note that even if the image processing means 300 determines that the alignment is successful, it may actually fail due to erroneous measurement.
In such a case, the alignment data 301 that was determined to be successful due to erroneous measurement may be re-determined to have failed based on the result of overlay measurement of the
ここで、関連データは、取得されたマーク画像に関連する情報を含むデータである。例えば、関連データは、露光装置10の機種、号機、ハード構成、ソフト構成、設置ラインなどの構成を特定する情報を含みうる。
また、関連データは、ロット、基板210、原版170、レシピ、環境条件、処理日時などの構成を特定する情報も含みうる。
さらに、関連データは、マーク計測時における露光装置10の各種オフセットの設定、マーク211を照明する光源120の光量や光学系のフォーカス量等の照明条件などの構成を特定する情報を含みうる。
また、関連データは、マーク211の種別等の露光装置10のアライメント時の動作条件やステージの位置情報などの構成を特定する情報を含みうる。
また、関連データは、直前のアライメント計測結果や基板ステージ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などの構成を特定する情報を含みうる。
Here, the related data is data that includes information related to the acquired mark image. For example, the related data may include information specifying the configuration of the
Further, the related data may also include information specifying the configuration such as lot,
Further, the related data may include information specifying configurations such as various offset settings of the
Further, the related data may include information specifying the configuration, such as operating conditions during alignment of the
Further, the related data may include information specifying the configuration, such as the previous alignment measurement result and the operating state during alignment, such as the pressure with which the
また、画像分類手段400に受け渡されるアライメントデータ301は、上記に限らず、機械学習等を用いた不図示の画像分類手段によってマーク画像を分類した結果であっても構わない。 Furthermore, the alignment data 301 delivered to the image classification means 400 is not limited to the above, and may be the result of classifying mark images by an image classification means (not shown) using machine learning or the like.
上記のように、画像分類手段400に受け渡されるアライメントデータ301には、画像処理手段300によってアライメントが成功したまたは失敗したと判定されたいずれのアライメントデータ301も含まれるが、これに限られない。
スループット向上のために、画像処理手段300によってアライメントが失敗したと判定されたアライメントデータ301のみが画像分類手段400に受け渡されてもよい。
As described above, the alignment data 301 passed to the image classification means 400 includes, but is not limited to, any alignment data 301 for which the image processing means 300 determines that the alignment was successful or failed. .
In order to improve throughput, only the alignment data 301 for which alignment has been determined to have failed by the image processing means 300 may be passed to the image classification means 400.
また、ステップS601において計測されるマーク211の数は1つでも複数でも良く、また画像分類手段400に受け渡されるアライメントデータ301の数も1つでも複数でも構わない。
また、画像分類手段400に対するアライメントデータ301の受け渡しは、一つのマーク211に対する画像処理が終了する毎に順次行って良い。また、これに限らず、基板210の全てのマーク211に対して画像処理が終了した後に一括して行っても構わない。
Further, the number of
Further, the alignment data 301 may be transferred to the image classification means 400 sequentially every time image processing for one
次に、画像分類手段400は、受け取ったアライメントデータ301を、アライメント失敗要因に関する複数の種別のいずれかに分類することによって、分類情報302を取得する(ステップS603)。
なお、画像分類手段400は、露光装置10の主制御部100、管理装置12及びホストコンピュータ11のうちの少なくとも一つにおいて実行されるソフトウェアプログラムによって実現可能である。
Next, the image classification means 400 obtains classification information 302 by classifying the received alignment data 301 into one of a plurality of types related to alignment failure factors (step S603).
Note that the image classification means 400 can be realized by a software program executed in at least one of the
分類情報302としては、例えば以下の表2に示されているような種別番号0乃至5を設定することができる。
なお、表2に示されているような各種別番号は、過去にアライメント処理を失敗した際のアライメントデータ301や、露光装置10が自動的に復帰動作した結果等から、手動で設けてよい。若しくは、表2に示されているような各種別番号は、機械学習等を用いて自動で設けてもよい。
Note that the numbers for each type as shown in Table 2 may be manually set based on the alignment data 301 when the alignment process failed in the past, the result of the automatic recovery operation of the
表2に示されているように、本実施形態に係る判断装置では、分類情報302として、種別番号毎にアライメント処理に失敗した要因及びその要因を改善するための保全方法が設けられている。 As shown in Table 2, in the determination device according to the present embodiment, the classification information 302 includes a cause of failure in alignment processing and a maintenance method for improving the cause for each type number.
具体的には、種別番号0は、アライメント失敗要因を含まない正常なアライメントデータ301であり、保全を必要としない場合の分類に対応している。
Specifically,
また、種別番号1は、アライメント失敗要因が特定できず、保全方法が不明である場合の分類に対応している。
また、種別番号2は、アライメント失敗要因が基板210を受け渡す際の位置ずれ、若しくは基板210の処理工程に依存したマーク211の位置変動であり、前者の場合には保全方法が基板210の受け渡し位置の調整である場合の分類に対応している。
また、種別番号3は、アライメント失敗要因がアライメント計測時における光源120の光量の設定ミスであり、保全方法がアライメント計測時における光源120の光量の調整である場合の分類に対応している。
また、種別番号4は、アライメント失敗要因がアライメント計測時における基板ステージ200の振動、若しくは基板210の処理工程に依存したコントラストの低下である場合の分類に対応している。そして、アライメント失敗要因が前者の場合には、保全方法がアライメント計測時における基板ステージ200の振動に対する調整である場合の分類に対応している。
また、種別番号5は、アライメント失敗要因が光源120の劣化であり、保全方法が光源120の交換である場合の分類に対応している。
Further,
In addition,
Further,
Further, type number 4 corresponds to a classification in which the cause of alignment failure is vibration of the
Further, type number 5 corresponds to a classification in which the cause of alignment failure is deterioration of the
これらの分類には、アライメントデータ301において付加された関連データが有効に用いられる。
なお、上記の種別は一例であり、これ以外の分類の種別を設定しても構わない。
For these classifications, the related data added in the alignment data 301 is effectively used.
Note that the above types are just examples, and other classification types may be set.
なお、アライメントデータ301が上記の種別に複合的に当てはまった場合には、当てはまる度合いが最も大きいものに分類して構わない。
また、これに限らず、アライメントデータ301が上記の種別に複合的に当てはまった場合には、それぞれの種別に当てはまった度合いに応じて重み付けを行って分類しても構わない。
Note that if the alignment data 301 applies to the above types in multiple ways, it may be classified into the item with the greatest degree of applicability.
Further, the present invention is not limited to this, and if the alignment data 301 applies to the above types in multiple ways, it may be classified by weighting according to the degree to which it applies to each type.
第一実施形態に係る判断装置では、表1に示されているように、一つの種別番号に対して一つの要因が特定され、一つの保全方法が提示されていた。
しかしながら、本実施形態に係る判断装置では、表2に示されているように、一つの種別番号に対して複数の要因が特定され、それぞれの要因に対して保全方法が提示されている場合がある。
In the determination device according to the first embodiment, as shown in Table 1, one factor is specified for one type number, and one maintenance method is presented.
However, in the determination device according to the present embodiment, as shown in Table 2, multiple factors may be identified for one type number, and maintenance methods may be presented for each factor. be.
例えば、表2に示される種別番号2では、アライメント失敗要因として露光装置10由来の要因である「基板210を受け渡す際の位置ずれ」若しくは基板処理工程由来の要因である「基板210の処理工程に依存したマーク211の位置変動」が特定されている。
これは、既存のアライメントデータ301のみではアライメント失敗要因を一つに絞り込むことができないことを意味している。
For example, in
This means that it is not possible to narrow down the cause of alignment failure to one using only the existing alignment data 301.
例えば、アライメントデータ301に含まれているマーク画像においてマーク211の位置が大きくずれている場合を考える。
For example, consider a case where the position of the
このとき、露光装置10のパターンマッチング処理では計測できないほどマーク211の位置が大きくずれていることによってアライメント失敗が発生する。
そして、画像分類手段400による分類によって、マーク211の位置が大きくずれていることに基づいて、アライメントデータ301は種別番号2に分類されるとする。
At this time, an alignment failure occurs because the position of the
Assume that the alignment data 301 is classified into
このとき、種別番号2において特定される要因によっては、露光装置10を保全することで復旧を行うことが可能である。
すなわち、このアライメント失敗が、露光装置10における基板210の受け取り位置がずれたことにより発生している場合には、露光装置10において基板210の受け取り位置を調整することによって復旧を行うことができる。
しかしながら、基板210の処理工程に依存したマーク211の位置変動がある、すなわち基板210上のずれた位置にマーク211が形成されている場合には露光装置10以外の装置における基板処理工程を勘案した調整が必要となる。そのため、露光装置10の保全処理では復旧を行うことはできない。
At this time, depending on the factor specified in
That is, if this alignment failure is caused by a shift in the receiving position of the
However, if the position of the
本実施形態に係る判断装置では、上記のように画像分類手段400によってアライメントデータ301が複数の要因が疑われる種別番号に分類された場合には、失敗判定手段430を用いる。
すなわち、画像分類手段400は、そのように分類された分類情報302を失敗判定手段430に受け渡し、露光装置由来の要因であるか判定を行う(ステップS604)。
ここで、失敗判定手段430は、例えば管理装置12において実行されるソフトウェアプログラムによって実現可能である。
In the determination device according to this embodiment, when the alignment data 301 is classified by the image classification means 400 into a type number in which a plurality of factors are suspected as described above, the failure determination means 430 is used.
That is, the image classification means 400 passes the classification information 302 thus classified to the failure determination means 430, and determines whether the cause is due to the exposure apparatus (step S604).
Here, the failure determination means 430 can be realized, for example, by a software program executed in the
表3は、それぞれ過去の所定の回数のアライメント処理の失敗において取得された複数のマーク画像が露光装置毎に各種別番号に分類された回数を例示的に示している。
上記のように、アライメント失敗要因が、アライメント計測時に使用される光源120の種類やマーク211の形状等のアライメント動作条件が露光装置に応じて異なる、すなわち装置に依存している可能性がある。
このため、失敗判定手段430は、表3に示されているような、過去における互いに同一の回数のアライメント処理によって取得された分類情報302を露光装置間で比較することによって判定を行う。
As described above, the cause of alignment failure may be that alignment operating conditions such as the type of
For this reason, the
例えば、表3において種別番号2に着目すると、露光装置EQ2において分類される回数が他の露光装置と比較して著しく多くなっていることがわかる。
従って、失敗判定手段430は、種別番号2に分類されるアライメントデータ301が露光装置EQ2において取得されたものである場合には、上記の比較結果、すなわち露光装置由来の要因であることを特定する判定結果431を画像分類手段400へ返信する。
For example, if we focus on
Therefore, if the alignment data 301 classified into
そして、画像分類手段400は、判定結果431に基づいて、特定された複数のアライメント失敗要因から適切なアライメント失敗要因を選択し、すなわち更なる分類を行い、分類情報302を出力する(ステップS605)。
すなわち、画像分類手段400は、露光装置EQ2において取得されたアライメントデータ301を種別番号2に分類する際には、アライメント失敗要因が基板210を受け渡す際の位置ずれであると分類する。そして、保全方法が基板210の受け渡し位置の調整であると分類することができる。
Then, the image classification means 400 selects an appropriate alignment failure factor from the identified plurality of alignment failure factors based on the determination result 431, that is, performs further classification, and outputs classification information 302 (step S605). .
That is, when classifying the alignment data 301 acquired by the exposure apparatus EQ2 into
なお、失敗判定手段430における判定は、各露光装置において分類された回数の中央値や平均値を算出し、所定の露光装置において分類された回数のそこからの差分が閾値を超えていることによって行ってもよい。
また、失敗判定手段430における判定は、所定の装置において分類された回数をx、各露光装置において分類された回数の平均値及び標準偏差をそれぞれμ及びσとすると、検定統計量|x-μ|/σが閾値を超えていることによって行ってもよい。
また、失敗判定手段430における判定方法は上記に限定されるものではなく、その他、統計的に外れ値を選択する手法を採用することも可能である。
Note that the failure determination means 430 makes a determination by calculating the median or average value of the number of times of classification in each exposure device, and determining that the difference between the number of times of classification in a predetermined exposure device exceeds a threshold value. You may go.
Further, the determination by the failure determination means 430 is based on the test statistic |x−μ This may be done by determining that |/σ exceeds a threshold value.
Further, the determination method in the failure determination means 430 is not limited to the above, and it is also possible to adopt a method of statistically selecting outliers.
また、本実施形態に係る判断装置では、失敗判定手段430における判定は、各露光装置において取得された同一数のマーク画像に対する分類を比較することによって行っているが、これに限られない。例えば、失敗判定手段430における判定を、各露光装置における同一期間内に取得されたマーク画像に対する分類を比較することによって行ってもよい。
また、失敗判定手段430における判定は、所定のアライメントモードやレシピ等、特定の動作条件で実施されたアライメント処理で取得されたマーク画像に限定して行ってもよい。すなわち、失敗判定手段430における判定は、各基板処理装置における同一の動作条件によって取得されたマーク画像に対する分類を比較することによって行ってもよい。
Further, in the determination apparatus according to the present embodiment, the determination by the failure determination means 430 is performed by comparing the classifications of the same number of mark images acquired by each exposure device, but the present invention is not limited to this. For example, the determination by the failure determining means 430 may be made by comparing the classification of mark images acquired within the same period in each exposure apparatus.
Furthermore, the determination by the failure determining means 430 may be limited to mark images acquired in alignment processing performed under specific operating conditions such as a predetermined alignment mode or recipe. That is, the determination by the failure determining means 430 may be made by comparing the classification of mark images acquired under the same operating conditions in each substrate processing apparatus.
そして、ステップS605において画像分類手段400による分類情報302の出力が行われると、装置によって分類結果が表示される(ステップS606)。 Then, when the image classification means 400 outputs the classification information 302 in step S605, the classification result is displayed by the device (step S606).
そして、表示された分類結果に基づいて、ユーザ、若しくは装置が保全処理303が可能かどうか判断する(ステップS607)。
保全処理303が可能であると判断された場合(ステップS607のYes)、保全処理303が手動または自動で実行される(ステップS608)。一方、保全処理303が可能ではないと判断された場合(ステップS607のNo)、保全処理の実施判断を終了する。
なお、ここでいう保全処理303は、例えば表2に示されるものであり、装置によって自動で実施されてもよく、ユーザに手動で実施させるために装置によって警告を表示させても構わない。
Then, based on the displayed classification results, the user or the device determines whether the maintenance process 303 is possible (step S607).
If it is determined that the maintenance process 303 is possible (Yes in step S607), the maintenance process 303 is executed manually or automatically (step S608). On the other hand, if it is determined that the maintenance process 303 is not possible (No in step S607), the determination of whether to perform the maintenance process is ended.
The maintenance process 303 here is shown in Table 2, for example, and may be automatically executed by the device, or may display a warning so that the user can manually execute the maintenance process 303.
次に、保全処理303が実施された種別番号に再びアライメントデータ301が分類されているか否か、すなわち保全処理303が実施されたにもかかわらず同様のアライメント失敗が再び発生していないか監視する(ステップS609)。 Next, it is monitored whether the alignment data 301 is classified again into the type number for which the maintenance process 303 was performed, that is, whether a similar alignment failure occurs again despite the maintenance process 303 being performed. (Step S609).
そして、保全処理303が実施された種別番号に再びアライメントデータ301が分類されている場合、すなわち問題が解消されていないと判断した場合(ステップS609のNo)、以下の二つのいずれかを実施する。
すなわち、画像分類手段400によってアライメントデータ301を別の種別番号に分類するように追加学習を行う(分類の基準を変更する)、若しくはステップS604の判断における閾値を変更する(判断の基準を変更する)(ステップS610)。
なお、ステップS610における追加学習は、ユーザによって手動で実行されてもよいし、装置によって自動で実行されてもよい。また、ステップS610における閾値の変更は、ユーザによって手動で実行されてもよいし、装置によって機械学習等を用いて自動で実行されてもよい。
Then, if the alignment data 301 is classified again into the type number for which the maintenance process 303 was performed, that is, if it is determined that the problem has not been resolved (No in step S609), one of the following two steps is performed. .
That is, additional learning is performed so that the image classification means 400 classifies the alignment data 301 into a different type number (changing the classification standard), or the threshold value for the judgment in step S604 is changed (the judgment standard is changed). ) (Step S610).
Note that the additional learning in step S610 may be performed manually by the user or automatically by the device. Further, the threshold value change in step S610 may be performed manually by the user, or may be automatically performed by the device using machine learning or the like.
一方、所定の時間において保全処理303が実施された種別番号に再びアライメントデータ301が分類されない場合(ステップS609のYes)、保全処理の実施判断を終了する。 On the other hand, if the alignment data 301 is not classified again into the type number for which the maintenance process 303 was performed at the predetermined time (Yes in step S609), the determination of whether to perform the maintenance process is ended.
以上のように、本実施形態に係る判断装置では、機械学習によって取得される学習モデルを用いて露光装置10で取得されたアライメントデータ301に対してアライメント失敗要因に関する分類を行うと共に、各露光装置10における分類を互いに比較している。
それにより、分類されたアライメント失敗要因が露光装置10に由来するものか判断し、それに基づいて露光装置10を保全する必要があるか判断している。
As described above, in the determination device according to the present embodiment, the alignment data 301 acquired by the
Thereby, it is determined whether the classified alignment failure factor originates from the
これにより、より高精度に露光装置10を保全する必要があるか判断することができる判断装置を得ることができる。
Thereby, it is possible to obtain a determination device that can determine with higher accuracy whether or not the
[物品の製造方法]
本実施形態に係る判断装置を利用した物品の製造方法は、例えば、デバイス(半導体素子、磁気記憶媒体、液晶表示素子など)などの物品を製造するのに好適である。
また、本実施形態に係る物品の製造方法は、露光装置10を用いて、感光剤が塗布された基板を露光する(パターンを基板に形成する)工程と、露光された基板を不図示の現像装置を用いて現像する(基板を処理する)工程とを含む。
[Method for manufacturing articles]
The article manufacturing method using the determination device according to the present embodiment is suitable for manufacturing articles such as devices (semiconductor elements, magnetic storage media, liquid crystal display elements, etc.), for example.
The method for manufacturing an article according to the present embodiment also includes a step of exposing a substrate coated with a photosensitive agent (forming a pattern on the substrate) using the
また、本実施形態に係る製造方法は、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、パッケージングなど)を含みうる。
本実施形態に係る物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
Further, the manufacturing method according to the present embodiment may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.).
The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article compared to the conventional method.
以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
また、基板処理装置10の一例として露光装置について説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、基板処理装置10の一例として、型を用いて基板にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であってもよい。
Although preferred embodiments have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
Further, although an exposure apparatus has been described as an example of the
For example, an example of the
また、基板処理装置10の一例として、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線(電子線やイオンビームなど)で基板に描画を行って、基板にパターンを形成する描画装置であってもよい。
また、基板処理装置10は、感光媒体を基板の表面上に塗布する塗布装置、パターンが形成された基板を現像する現像装置等、デバイス等の物品の製造において前述のようなインプリント装置等の装置が実施する工程以外の工程を実施する製造装置も含みうる。
Further, as an example of the
The
また、上記に示した実施形態を実施する方法、プログラム、該プログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体も本実施形態の範囲に含まれる。 Furthermore, the scope of the present embodiment also includes a method and a program for implementing the embodiments described above, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
10 基板処理装置
12 管理装置(判断装置)
210 基板
211 マーク
301 アライメントデータ(画像データ)
10
210
Claims (19)
を有し、
処理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の製造方法。 A step of processing a substrate using the substrate processing apparatus according to claim 15,
A method for manufacturing an article, comprising manufacturing an article from the treated substrate.
該複数の基板処理装置の動作を制御するホストコンピュータと、
前記複数の基板処理装置の保守を管理する管理装置と、
を備え、
前記管理装置は、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の判断装置を含むことを特徴とする基板処理システム。 a plurality of substrate processing devices that process the substrate;
a host computer that controls operations of the plurality of substrate processing apparatuses;
a management device that manages maintenance of the plurality of substrate processing devices;
Equipped with
A substrate processing system, wherein the management device includes the determination device according to any one of claims 1 to 14.
該分類を行う工程の結果に基づいて前記基板処理装置を保全する必要があるか判断する工程と、
を有することを特徴とする判断方法。 A step of classifying image data of marks on the substrate captured by the substrate processing apparatus regarding causes of alignment failure using a learning model obtained by machine learning;
a step of determining whether it is necessary to maintain the substrate processing apparatus based on the result of the step of performing the classification;
A determination method characterized by having the following.
基板処理装置において撮像された基板上のマークの画像データに対して、機械学習によって取得される学習モデルを用いてアライメント失敗要因に関する分類を行う工程と、
該分類を行う工程の結果に基づいて前記基板処理装置を保全する必要があるか判断する工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium on which a program that causes a computer to determine the necessity of maintenance is recorded,
A step of classifying image data of marks on the substrate captured by the substrate processing apparatus regarding causes of alignment failure using a learning model obtained by machine learning;
a step of determining whether it is necessary to maintain the substrate processing apparatus based on the result of the step of performing the classification;
A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute is recorded.
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