JP2020177143A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

【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。【選択図】 図４

Description

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。
フォトリソグラフィ工程においては、露光装置や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、近年の半導体素子の微細化に伴い、原版と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。
特開２０００−２６０６９９号公報
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、画像処理の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、基板処理の生産性が著しく低下するという問題があった。
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。
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。
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。
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が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。
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。
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。
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を収集、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）。
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。
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の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はマウスやキーボードなどを含む入力装置、２０６はＣＲＴや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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、画像全体の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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の相関度のうちの少なくとも１つを含みうる。
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。
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。
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。
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。
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）。
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。
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で検索するよう「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。
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。
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。
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。
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。
（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。
＜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や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。
＜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。
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。
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

Claims (14)

  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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の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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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