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公開番号2021051200
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210401
出願番号2019174330
出願日20190925
発明の名称判断装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G03F 9/00 20060101AFI20210305BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】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。
【解決手段】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。
【選択図】 図3
特許請求の範囲【請求項1】
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、該分類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ことを特徴とする判断装置。
続きを表示(約 2,200 文字)【請求項2】
前記判断装置は、前記画像データに関連する情報を含む関連データを前記画像データに付加して取得されるアライメントデータに対して前記分類を行うことを特徴とする請求項1に記載の判断装置。
【請求項3】
前記判断装置は、複数の前記基板処理装置の間において前記分類を比較することによって、前記分類を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の判断装置。
【請求項4】
前記判断装置は、前記比較によって、前記アライメント失敗要因が前記基板処理装置に由来するか判断することを特徴とする請求項3に記載の判断装置。
【請求項5】
前記判断装置は、各基板処理装置において取得された同一数の前記画像データに対する前記分類を比較することによって、前記アライメント失敗要因が前記基板処理装置に由来するか判断することを特徴とする請求項4に記載の判断装置。
【請求項6】
前記判断装置は、各基板処理装置における同一期間内に取得された前記画像データに対する前記分類を比較することによって、前記アライメント失敗要因が前記基板処理装置に由来するか判断することを特徴とする請求項4に記載の判断装置。
【請求項7】
前記判断装置は、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前記画像データに対する前記分類を比較することによって、前記アライメント失敗要因が前記基板処理装置に由来するか判断することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一項に記載の判断装置。
【請求項8】
前記判断装置は、前記アライメント失敗要因が前記基板処理装置に由来すると判断した際に、前記基板処理装置に対する保全処理を実行することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一項に記載の判断装置。
【請求項9】
前記判断装置は、前記保全処理を実行した後に前記アライメント失敗要因が解消されているか判断し、解消されていない場合には、前記アライメント失敗要因が前記基板処理装置に由来するか判断するための基準を変更することを特徴とする、請求項8に記載の判断装置。
【請求項10】
前記判断装置は、前記画像データを分類した後、該分類されたアライメント失敗要因に対応する保全方法に基づいて前記基板処理装置に対する保全処理を実行することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の判断装置。
【請求項11】
前記判断装置は、前記保全処理を実行した後に前記アライメント失敗要因が解消されているか判断し、解消されていない場合には、前記分類の基準を変更することを特徴とする、請求項10に記載の判断装置。
【請求項12】
前記判断装置は、前記分類の結果及び該結果に対応する保全方法の少なくとも一方を表示することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の判断装置。
【請求項13】
前記判断装置は、前記画像データのうちアライメント処理が失敗した画像データのみに対して前記分類を行うことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の判断装置。
【請求項14】
前記基板処理装置は、原版に形成されたパターンを露光光を用いて前記基板上に転写するように前記基板を露光する露光装置であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の判断装置。
【請求項15】
基板を処理する基板処理装置であって、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の判断装置を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項16】
請求項15に記載の基板処理装置を用いて基板を処理する工程
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。
【請求項17】
基板を処理する複数の基板処理装置と、
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。
【請求項18】
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、
を有することを特徴とする判断方法。
【請求項19】
コンピュータに保全の必要性を判断させ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であって、
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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
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。
続きを表示(約 5,500 文字)【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2000−260699号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【発明の効果】
【0007】
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。
【図面の簡単な説明】
【0008】
第一実施形態に係る基板処理システムの構成を示すブロック図。
第一実施形態に係る基板処理システムが備える露光装置の構成を示す模式図。
第一実施形態に係る基板処理システムにおいて保全が必要か判断するための構成を示す図。
第一実施形態に係る基板処理システムにおける表示装置に表示される画面を例示的に示す図。
第一実施形態に係る基板処理システムにおける学習データの作成画面を例示的に示す図。
第一実施形態に係る基板処理システムにおける学習データを作成する処理を示すフローチャート。
第一実施形態に係る基板処理システムにおける学習データの作成画面を表示させるボタンを例示的に示す図。
第二実施形態に係る基板処理システムにおいて保全が必要か判断するための構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
[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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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)。
【0030】
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。
(【0031】以降は省略されています)

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