(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外観検査を行う検査装置であって、
外観上の欠陥がない基板の画像データを第１の画像データとして取得するとともに、検査すべき基板を撮像することにより前記検査すべき基板の画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、
前記画像データ取得部により取得された第１および第２の画像データの互いに対応する画素について階調値の差分に関する値を差分情報として算出し、算出された各差分情報が予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいて前記検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かを判定する判定部とを備え、
前記判定部は、前記画像データ取得部により取得された第１の画像データについてモアレに起因する階調変化を含みかつ外観上の欠陥および正常な表面構造に起因する階調変化を含まないように平滑化を行い、平滑化前の第１の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第１の画像データの各画素の階調値を減算することにより第１の修正画像データを生成するとともに、前記画像データ取得部により取得された第２の画像データについてモアレに起因する階調変化を含みかつ外観上の欠陥および正常な表面構造に起因する階調変化を含まないように平滑化を行い、平滑化前の第２の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第２の画像データの各画素の階調値を減算することにより第２の修正画像データを生成し、生成された第１および第２の修正画像データの対応する画素についての階調値の差分を前記第１および第２の画像データの互いに対応する画素についての前記差分情報として算出する、検査装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記差分情報が前記許容範囲外にある画素に基づいて基板の外観上の欠陥を検出する、請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記差分情報は、前記差分の値に一定値を加算することにより得られる値を含む、請求項１または２記載の検査装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記許容範囲外にある差分情報の個数が予め定められた数以上である場合に前記検査すべき基板に外観上の欠陥があると判定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記判定部は、移動平均フィルタ処理により前記第１および第２の画像データの平滑化を行う、請求項１〜４のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項６】
基板を保持しつつ回転させる基板保持回転装置をさらに備え、
前記画像データ取得部は、
前記基板保持回転装置により回転される基板の半径方向に沿った半径領域に光を照射する照明部と、
基板の前記半径領域で反射される光を受光するラインセンサとを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項７】
基板に露光処理を行う露光装置に隣接するように配置される基板処理装置であって、
前記露光装置による露光処理前に、基板上に感光性膜を形成する膜形成ユニットと、
前記露光装置による露光処理後に、基板上の感光性膜に現像処理を行う現像処理ユニットと、
前記膜形成ユニットによる感光性膜の形成後の基板の外観検査を行う請求項１〜６のいずれか一項に記載の検査装置とを備えた、基板処理装置。
【請求項８】
前記検査装置は、前記膜形成ユニットによる感光性膜の形成後でかつ前記現像処理ユニットによる現像処理後の基板の外観検査を行う、請求項７記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置およびそれを備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板またはフォトマスク用基板等の各種基板に対する種々の処理工程において、基板の外観検査が行われる。
【０００３】
特許文献１に記載される基板処理装置では、基板上にレジスト膜が形成された後であって基板に露光処理が行われる前に、基板の外観検査が行われる。基板の外観検査では、基板が撮像装置によって撮像されることにより、基板の表面画像データが生成される。表面画像データの全てが予め定められた許容範囲内の明るさである場合に、基板が正常であると判定される。一方、表面画像データの少なくとも一部が許容範囲内の明るさでない場合に、基板が異常であると判定される。このようにして、基板の外観上の欠陥が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６６０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された欠陥の検出方法によれば、基板表面に欠陥がある場合であっても、その欠陥からの反射光の明るさが許容範囲内にある場合に、基板が正常であると判定される。そのため、欠陥を検出することができない場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、高い精度で基板の外観検査を行うことが可能な検査装置およびそれを備えた基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の発明に係る検査装置は、基板の外観検査を行う検査装置であって、外観上の欠陥がない基板の画像データを第１の画像データとして取得するとともに、検査すべき基板を撮像することにより検査すべき基板の画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、画像データ取得部により取得された第１および第２の画像データの互いに対応する画素について階調値の差分に関する値を差分情報として算出し、算出された各差分情報が予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいて検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かを判定する判定部とを備え、判定部は、画像データ取得部により取得された第１の画像データについてモアレに起因する階調変化を含みかつ外観上の欠陥および正常な表面構造に起因する階調変化を含まないように平滑化を行い、平滑化前の第１の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第１の画像データの各画素の階調値を減算することにより第１の修正画像データを生成するとともに、画像データ取得部により取得された第２の画像データについてモアレに起因する階調変化を含みかつ外観上の欠陥および正常な表面構造に起因する階調変化を含まないように平滑化を行い、平滑化前の第２の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第２の画像データの各画素の階調値を減算することにより第２の修正画像データを生成し、生成された第１および第２の修正画像データの対応する画素についての階調値の差分を第１および第２の画像データの互いに対応する画素についての差分情報として算出する。
【０００８】
その検査装置においては、外観上の欠陥がない基板の画像データが第１の画像データとして取得され、検査すべき基板の画像データが第２の画像データとして取得される。検査すべき基板の正常な部分については、第１および第２の画像データの互いに対応する画素の階調値の差分は小さい。一方、検査すべき基板の欠陥の部分については、第１および第２の画像データの互いに対応する画素の階調値の差分は大きい。そのため、欠陥の部分に対応する画素の階調値が正常な部分に対応する画素の階調値に近い場合でも、欠陥の部分に対応する上記の差分は正常な部分に対応する上記の差分に比べて大きくなる。
【０００９】
そこで、第１および第２の画像データの互いに対応する画素について階調値の差分に関する値が差分情報として算出される。それにより、欠陥の部分に対応する画素についての差分情報と正常な部分に対応する差分情報とを区別することができる。したがって、許容範囲が正常な部分に対応する差分情報を含みかつ欠陥の部分に対応する差分情報を含まないように予め許容範囲を定めることにより、欠陥があるか否かを判定することが可能となる。その結果、基板の外観上の欠陥を高い精度で検出することが可能になる。
通常、欠陥および基板上の正常な表面構造に起因する階調変化は、モアレに起因する階調変化よりも局所的または分散的に生じる。そのため、平滑化後の第１および第２の画像データは、モアレに起因する階調変化を含み、かつ外観上の欠陥に起因する階調変化および表面構造に起因する階調変化を含まない。そこで、平滑化前の第１の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第１の画像データの各画素の階調値がそれぞれ減算されることにより、モアレが除去された第１の修正画像データが生成される。また、平滑化前の第２の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第２の画像データの各画素の階調値がそれぞれ減算されることにより、モアレが除去された第２の修正画像データが生成される。
第１および第２の修正画像データに基づいて差分情報が算出される。算出された差分情報に基づいて検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かが判定される。したがって、モアレによって欠陥の検出精度が低下することが防止され、高い精度で基板の外観検査を行うことができる。
【００１０】
（２）判定部は、差分情報が許容範囲外にある画素に基づいて基板の外観上の欠陥を検出してもよい。
【００１１】
この場合、検査すべき基板に外観上の欠陥がある場合に、その欠陥の位置および形状を識別することが可能になる。
【００１２】
（３）差分情報は、差分の値に一定値を加算することにより得られる値を含んでもよい。
【００１３】
この場合、全ての画素に対応する差分情報に基づく画像の階調値を全体的に高くすることができる。それにより、使用者は、差分情報に基づく画像を違和感なく視認することができる。
【００１４】
（４）判定部は、許容範囲外にある差分情報の個数が予め定められた数以上である場合に検査すべき基板に外観上の欠陥があると判定してもよい。
【００１５】
ノイズまたは外乱等の影響により欠陥に対応しない一部の差分情報が許容範囲外にある可能性がある。上記の構成によれば、許容範囲外にある差分情報の個数が予め定められた数以上でない場合には、欠陥があると判定されない。したがって、ノイズまたは外乱等の影響による誤判定を防止することができる。
【００１９】
（５）判定部は、移動平均フィルタ処理により第１および第２の画像データの平滑化を行ってもよい。
【００２０】
この場合、短時間で容易に第１および第２の画像データの平滑化を行うことができる。
【００２３】
（６）検査装置は、基板を保持しつつ回転させる基板保持回転装置をさらに備え、画像データ取得部は、基板保持回転装置により回転される基板の半径方向に沿った半径領域に光を照射する照明部と、基板の半径領域で反射される光を受光するラインセンサとを含んでもよい。
【００２４】
この場合、簡単な構成で第１および第２の画像データを取得することができる。
【００２５】
（７）第２の発明に係る基板処理装置は、基板に露光処理を行う露光装置に隣接するように配置される基板処理装置であって、露光装置による露光処理前に、基板上に感光性膜を形成する膜形成ユニットと、露光装置による露光処理後に、基板上の感光性膜に現像処理を行う現像処理ユニットと、膜形成ユニットによる感光性膜の形成後の基板の外観検査を行う上記の検査装置とを備える。
【００２６】
その基板処理装置においては、露光処理前の基板上に感光性膜が形成され、露光処理後の基板に現像処理が行われる。感光性膜の形成後の基板の外観検査が上記の検査装置により行われる。それにより、第２の画像データにおいて欠陥の部分に対応する画素の階調値が正常な部分に対応する画素の階調値に近い場合でも、差分情報に基づいてその欠陥が正常な部分と区別される。したがって、高い精度で基板上の感光性膜の外観検査を行うことができる。
【００２７】
（８）検査装置は、膜形成ユニットによる感光性膜の形成後でかつ現像処理ユニットによる現像処理後の基板の外観検査を行う。
【００２８】
この場合、現像処理によってパターン化された感光性膜の外観検査を高い精度で行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、高い精度で基板の外観検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式的平面図である。
【図２】主として図１の塗布処理部、塗布現像処理部および洗浄乾燥処理部を示す基板処理装置の模式的側面図である。
【図３】主として図１の熱処理部および洗浄乾燥処理部を示す基板処理装置の模式的側面図である。
【図４】主として図１の搬送部を示す模式的側面図である。
【図５】検査ユニットの構成について説明するための模式的側面図である。
【図６】検査ユニットの構成について説明するための模式的斜視図である。
【図７】表面画像データの生成について説明するための図である。
【図８】欠陥のないサンプル基板の表面画像を示す図である。
【図９】欠陥のないサンプル基板の表面画像データにおける階調値の出現頻度を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態に係る欠陥判定処理のフローチャートである。
【図１１】第１の実施の形態に係る欠陥判定処理のフローチャートである。
【図１２】欠陥判定処理において生成される複数の表面画像を示す図である。
【図１３】表面画像に生じるモアレを模式的に示す図である。
【図１４】モアレ除去処理のフローチャートである。
【図１５】検査基板についてモアレ除去処理を行う場合の表面画像の変化について説明するための図である。
【図１６】検査基板についてモアレ除去処理を行う場合の表面画像の変化について説明するための図である。
【図１７】第２の実施の形態に係る欠陥判定処理の一部を示すフローチャートである。
【図１８】他の実施の形態に係る欠陥判定処理の一部を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施の形態に係る検査装置および基板処理装置について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板またはフォトマスク用基板等をいう。
【００３２】
［１］第１の実施の形態
（１）基板処理装置の全体構成
図１は、第１の実施の形態に係る基板処理装置１００の構成を示す模式的平面図である。図１および図２以降の所定の図には、位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印を付している。Ｘ方向およびＹ方向は水平面内で互いに直交し、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。
【００３３】
図１に示すように、基板処理装置１００は、インデクサブロック１１、第１の処理ブロック１２、第２の処理ブロック１３、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａおよび搬入搬出ブロック１４Ｂを備える。洗浄乾燥処理ブロック１４Ａおよび搬入搬出ブロック１４Ｂにより、インターフェイスブロック１４が構成される。搬入搬出ブロック１４Ｂに隣接するように露光装置１５が配置される。露光装置１５においては、液浸法により基板Ｗに露光処理が行われる。
【００３４】
インデクサブロック１１は、複数のキャリア載置部１１１および搬送部１１２を含む。各キャリア載置部１１１には、複数の基板Ｗを多段に収納するキャリア１１３が載置される。
【００３５】
搬送部１１２には、制御部１１４および搬送機構１１５が設けられる。制御部１１４は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、基板処理装置１００の種々の構成要素を制御する。搬送機構１１５は、基板Ｗを保持するためのハンド１１６を有する。搬送機構１１５は、ハンド１１６により基板Ｗを保持しつつその基板Ｗを搬送する。
【００３６】
搬送部１１２の側面には、メインパネルＰＮが設けられる。メインパネルＰＮは、制御部１１４に接続されている。使用者は、基板処理装置１００における基板Ｗの処理状況等をメインパネルＰＮで確認することができる。
【００３７】
第１の処理ブロック１２は、塗布処理部１２１、搬送部１２２および熱処理部１２３を含む。塗布処理部１２１および熱処理部１２３は、搬送部１２２を挟んで対向するように設けられる。搬送部１２２と搬送部１１２との間には、基板Ｗが載置される基板載置部ＰＡＳＳ１および後述する基板載置部ＰＡＳＳ２〜ＰＡＳＳ４（図４参照）が設けられる。搬送部１２２には、基板Ｗを搬送する搬送機構１２７および後述する搬送機構１２８（図４参照）が設けられる。
【００３８】
第２の処理ブロック１３は、塗布現像処理部１３１、搬送部１３２および熱処理部１３３を含む。塗布現像処理部１３１および熱処理部１３３は、搬送部１３２を挟んで対向するように設けられる。搬送部１３２と搬送部１２２との間には、基板Ｗが載置される基板載置部ＰＡＳＳ５および後述する基板載置部ＰＡＳＳ６〜ＰＡＳＳ８（図４参照）が設けられる。搬送部１３２には、基板Ｗを搬送する搬送機構１３７および後述する搬送機構１３８（図４参照）が設けられる。
【００３９】
洗浄乾燥処理ブロック１４Ａは、洗浄乾燥処理部１６１，１６２および搬送部１６３を含む。洗浄乾燥処理部１６１，１６２は、搬送部１６３を挟んで対向するように設けられる。搬送部１６３には、搬送機構１４１，１４２が設けられる。搬送部１６３と搬送部１３２との間には、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１および後述の載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２（図４参照）が設けられる。
【００４０】
また、搬送機構１４１，１４２の間において、搬入搬出ブロック１４Ｂに隣接するように、基板載置部ＰＡＳＳ９および後述の載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図４参照）が設けられる。載置兼冷却部Ｐ−ＣＰにおいて、基板Ｗが露光処理に適した温度に冷却される。
【００４１】
搬入搬出ブロック１４Ｂには、搬送機構１４６が設けられる。搬送機構１４６は、露光装置１５に対する基板Ｗの搬入および搬出を行う。露光装置１５には、基板Ｗを搬入するための基板搬入部１５ａおよび基板Ｗを搬出するための基板搬出部１５ｂが設けられる。
【００４２】
図２は、主として図１の塗布処理部１２１、塗布現像処理部１３１および洗浄乾燥処理部１６１を示す基板処理装置１００の模式的側面図である。
【００４３】
図２に示すように、塗布処理部１２１には、塗布処理室２１，２２，２３，２４が階層的に設けられる。塗布現像処理部１３１には、現像処理室３１，３３および塗布処理室３２，３４が階層的に設けられる。塗布処理室２１〜２４，３２，３４の各々には、塗布処理ユニット１２９が設けられる。現像処理室３１，３３の各々には、現像処理ユニット１３９が設けられる。
【００４４】
各塗布処理ユニット１２９は、基板Ｗを保持するスピンチャック２５およびスピンチャック２５の周囲を覆うように設けられるカップ２７を備える。本実施の形態では、各塗布処理ユニット１２９に２つのスピンチャック２５および２つのカップ２７が設けられる。スピンチャック２５は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ）により回転駆動される。また、図１に示すように、各塗布処理ユニット１２９は、処理液を吐出する複数の塗布ノズル２８およびその塗布ノズル２８を搬送するノズル搬送機構２９を備える。
【００４５】
各塗布処理ユニット１２９においては、複数の塗布ノズル２８のうちのいずれかの塗布ノズル２８がノズル搬送機構２９により基板Ｗの上方に移動される。図示しない駆動装置によりスピンチャック２５が回転される状態で、その塗布ノズル２８から処理液が吐出される。それにより、基板Ｗ上に処理液が塗布される。また、図示しないエッジリンスノズルから、基板Ｗの周縁部にリンス液が吐出される。それにより、基板Ｗの周縁部に付着する処理液が除去される。
【００４６】
本実施の形態においては、塗布処理室２２，２４の塗布処理ユニット１２９において、反射防止膜用の処理液が塗布ノズル２８から基板Ｗに供給される。塗布処理室２１，２３の塗布処理ユニット１２９において、レジスト膜用の処理液が塗布ノズル２８から基板Ｗに供給される。塗布処理室３２，３４の塗布処理ユニット１２９において、レジストカバー膜用の処理液が塗布ノズル２８から基板Ｗに供給される。
【００４７】
図２に示すように、各現像処理ユニット１３９は、塗布処理ユニット１２９と同様に、スピンチャック３５およびカップ３７を備える。本実施の形態では、各現像処理ユニット１３９に３組のスピンチャック３５およびカップ３７が設けられる。スピンチャック３５は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ）により回転駆動される。また、図１に示すように、現像処理ユニット１３９は、現像液を吐出する２つの現像ノズル３８およびその現像ノズル３８をＸ方向に移動させる移動機構３９を備える。現像処理ユニット１３９においては、一方の現像ノズル３８がＸ方向に移動しつつ各基板Ｗに現像液を供給し、続いて、他方の現像ノズル３８が移動しつつ各基板Ｗに現像液を供給する。この場合、基板Ｗに現像液が供給されることにより、基板Ｗ上のレジストカバー膜が除去されるとともに、基板Ｗの現像処理が行われる。
【００４８】
洗浄乾燥処理部１６１には、複数（本例では４つ）の洗浄乾燥処理ユニットＣＤ１が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＣＤ１においては、露光処理前の基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われる。
【００４９】
図３は、主として図１の熱処理部１２３，１３３および洗浄乾燥処理部１６２を示す基板処理装置１００の模式的側面図である。
【００５０】
図３に示すように、熱処理部１２３は、上方に設けられる上段熱処理部３０１および下方に設けられる下段熱処理部３０２を有する。上段熱処理部３０１および下段熱処理部３０２の各々には、複数の熱処理ユニットＰＨＰ、複数の密着強化処理ユニットＰＡＨＰおよび複数の冷却ユニットＣＰが設けられる。
【００５１】
熱処理ユニットＰＨＰにおいては、基板Ｗの加熱処理および冷却処理が行われる。以下、熱処理ユニットＰＨＰにおける加熱処理および冷却処理を単に熱処理と呼ぶ。密着強化処理ユニットＰＡＨＰにおいては、基板Ｗと反射防止膜との密着性を向上させるための密着強化処理が行われる。具体的には、密着強化処理ユニットＰＡＨＰにおいて、基板ＷにＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラサン）等の密着強化剤が塗布されるとともに、基板Ｗに加熱処理が行われる。冷却ユニットＣＰにおいては、基板Ｗの冷却処理が行われる。
【００５２】
熱処理部１３３は、上方に設けられる上段熱処理部３０３および下方に設けられる下段熱処理部３０４を有する。上段熱処理部３０３および下段熱処理部３０４の各々には、冷却ユニットＣＰ、エッジ露光部ＥＥＷ、検査ユニットＩＰおよび複数の熱処理ユニットＰＨＰが設けられる。エッジ露光部ＥＥＷにおいては、基板Ｗの周縁部の露光処理（エッジ露光処理）が行われる。検査ユニットＩＰにおいては、現像処理後の基板Ｗの外観検査が行われる。検査ユニットＩＰおよび図１の制御部１１４により、検査装置が構成される。検査ユニットＩＰの詳細については後述する。上段熱処理部３０３および下段熱処理部３０４において、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣り合うように設けられる熱処理ユニットＰＨＰは、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａからの基板Ｗの搬入が可能に構成される。
【００５３】
洗浄乾燥処理部１６２には、複数（本例では４つ）の洗浄乾燥処理ユニットＣＤ２が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＣＤ２においては、露光処理後の基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われる。
【００５４】
図４は、主として図１の搬送部１２２，１３２，１６３を示す模式的側面図である。図４に示すように、搬送部１２２は、上段搬送室１２５および下段搬送室１２６を有する。搬送部１３２は、上段搬送室１３５および下段搬送室１３６を有する。上段搬送室１２５には搬送機構１２７が設けられ、下段搬送室１２６には搬送機構１２８が設けられる。また、上段搬送室１３５には搬送機構１３７が設けられ、下段搬送室１３６には搬送機構１３８が設けられる。
【００５５】
搬送機構１２７，１２８，１３７，１３８の各々は、ハンドＨ１，Ｈ２を有する。搬送機構１２７，１２８，１３７，１３８の各々は、ハンドＨ１，Ｈ２を用いて基板Ｗを保持し、Ｘ方向およびＺ方向に自在に移動して基板Ｗを搬送することができる。
【００５６】
搬送部１１２と上段搬送室１２５との間には、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２が設けられ、搬送部１１２と下段搬送室１２６との間には、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４が設けられる。上段搬送室１２５と上段搬送室１３５との間には、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６が設けられ、下段搬送室１２６と下段搬送室１３６との間には、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８が設けられる。
【００５７】
上段搬送室１３５と搬送部１６３との間には、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１が設けられ、下段搬送室１３６と搬送部１６３との間には載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２が設けられる。搬送部１６３においてインターフェイスブロック１５と隣接するように、基板載置部ＰＡＳＳ９および複数の載置兼冷却部Ｐ−ＣＰが設けられる。
【００５８】
搬送機構１２７は、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２，ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６、塗布処理室２１，２２（図２）および上段熱処理部３０１（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。搬送機構１２８は、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４，ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８、塗布処理室２３，２４（図２）および下段熱処理部３０２（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。
【００５９】
搬送機構１３７は、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１、現像処理室３１（図２）、塗布処理室３２および上段熱処理部３０３（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。搬送機構１３８は、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２、現像処理室３３（図２）、塗布処理室３４および下段熱処理部３０４（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。
【００６０】
（２）検査ユニットの構成
図５および図６は、検査ユニットＩＰの構成について説明するための模式的側面図および模式的斜視図である。図５に示すように、検査ユニットＩＰは、保持回転部５１、照明部５２、反射ミラー５３およびＣＣＤラインセンサ５４を含む。
【００６１】
保持回転部５１は、スピンチャック５１１、回転軸５１２およびモータ５１３を含む。スピンチャック５１１は、基板Ｗの下面の略中心部を真空吸着することにより、基板Ｗを水平姿勢で保持する。モータ５１３によって回転軸５１２およびスピンチャック５１１が一体的に回転される。それにより、スピンチャック５１１により保持された基板Ｗが鉛直方向（Ｚ方向）に沿った軸の周りで回転する。本例では、基板Ｗの表面が上方に向けられる。基板Ｗの表面とは、回路パターンが形成される基板Ｗの面である。
【００６２】
図６に示すように、照明部５２は、帯状の検査光を出射する。検査光は、スピンチャック５１１により保持された基板Ｗの表面の半径方向に沿った線状の領域（以下、半径領域と呼ぶ）ＲＲに照射される。半径領域ＲＲで反射された検査光は、反射ミラー５３によってさらに反射され、ＣＣＤラインセンサ５４に導かれる。ＣＣＤラインセンサ５４の受光量分布は、半径領域ＲＲでの反射光の明るさの分布に相当する。ＣＣＤラインセンサ５４の受光量分布に基づいて、基板Ｗの表面画像データが生成される。表面画像データは、基板Ｗの表面の画像（以下、表面画像と呼ぶ）を表す。本例では、ＣＣＤラインセンサ５４の受光量分布が図１の制御部１１４に与えられ、制御部１１４により表面画像データが生成される。
【００６３】
図７は、表面画像データの生成について説明するための図である。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）には、基板Ｗ上における検査光の照射状態が順に示され、図７（ｄ），（ｅ），（ｆ）には、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の状態で生成される表面画像データに対応する表面画像が示される。なお、図７（ａ）〜（ｃ）において、検査光が照射された基板Ｗ上の領域にドットパターンが付される。
【００６４】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板Ｗ上の半径領域ＲＲに継続的に検査光が照射されつつ基板Ｗが回転される。それにより、基板Ｗの周方向に連続的に検査光が照射される。基板Ｗが１回転すると、基板Ｗの表面の全体に検査光が照射される。
【００６５】
基板Ｗが１回転する期間に得られるＣＣＤラインセンサ５４の受光量分布に基づいて、図７（ｄ）〜（ｆ）に示すように、矩形の表面画像ＳＤ１を表す表面画像データが生成される。図７（ｄ）〜（ｆ）において、表面画像ＳＤ１の横軸は、ＣＣＤラインセンサ５４の各画素の位置に対応し、表面画像ＳＤ１の縦軸は、基板Ｗの回転角度に対応する。この場合、基板Ｗの半径方向における基板Ｗの表面での反射光の明るさの分布が表面画像ＳＤ１の横軸の方向に表される。また、基板Ｗの周方向における基板Ｗの表面での反射光の明るさの分布が表面画像ＳＤ１の縦軸の方向に表される。基板Ｗが１回転した時点で、基板Ｗの表面全体での反射光の明るさの分布が１つの矩形の表面画像ＳＤ１を表す表面画像データとして得られる。
【００６６】
得られた表面画像ＳＤ１の表面画像データが、基板Ｗの形状（円形）の表面画像を表すように補正される。補正後の表面画像データに基づいて、基板Ｗの外観検査が行われる。本実施の形態においては、現像処理によってパターン化されたレジスト膜（以下、レジストパターンと呼ぶ）の外観検査が行われる。
【００６７】
（３）外観検査の方法
基板Ｗの表面画像のうち正常な部分の明るさは、例えば欠陥のないサンプル基板の表面画像データに基づいて知ることができる。図８は、欠陥のないサンプル基板の表面画像を示す図である。図８の表面画像ＳＤ２では、網目状のレジストパターンＲＰを含む基板Ｗの表面構造が表される。ここで、基板Ｗの表面構造は、欠陥ではなく、回路パターンおよびレジストパターン等の正常に形成された構造を意味する。本例において、表面画像ＳＤ２の明るさは、各画素の階調値によって表される。階調値が大きいほど画素が明るい。
【００６８】
図９は、欠陥のないサンプル基板の表面画像データにおける階調値の出現頻度を示す図である。図９において、横軸は階調値を示し、縦軸は各階調値の出現頻度を示す。図９に示すように、本例では、表面画像データにおける階調値の下限値がＴＨ１であり、上限値がＴＨ２である。下限値ＴＨ１と上限値ＴＨ２との間に２つのピークが示される。２つのピークのうち階調値が小さいピークは主として図８のレジストパターンＲＰの階調値に基づくものであり、階調値が大きいピークは主としてレジストパターンＲＰを除く基板Ｗの表面構造の階調値に基づくものである。
【００６９】
通常、欠陥の階調値は、正常な部分の階調値とは異なる。したがって、図９に白抜きの矢印ａ１および点線で示すように、上記の下限値ＴＨ１と上限値ＴＨ２との間から外れる階調値が検出された基板Ｗは外観上の欠陥があると判定することができる。また、下限値ＴＨ１と上限値ＴＨ２との間から外れる階調値が検出されない基板Ｗは外観上の欠陥がないと判定することができる。
【００７０】
しかしながら、基板Ｗ上に形成される欠陥によっては、図９に白抜きの矢印ａ２および一点差線で示すように、その欠陥に対応する画素の階調値が上記の下限値ＴＨ１と上限値ＴＨ２との間に位置する可能性がある。この場合、上記の判定方法では、外観上の欠陥がないと判定される。
【００７１】
そこで、本実施の形態では、図１の制御部１１４により以下の欠陥判定処理が行われる。図１０および図１１は、第１の実施の形態に係る欠陥判定処理のフローチャートである。図１２は、欠陥判定処理において生成される複数の表面画像を示す図である。以下の説明では、検査すべき基板Ｗを検査基板Ｗと呼ぶ。
【００７２】
欠陥判定処理の開始前には、予め高い精度で検査が行われ、その検査で欠陥がないと判定された基板がサンプル基板として用意される。図１０に示すように、制御部１１４は、まず欠陥のないサンプル基板の表面画像データを取得し（ステップＳ１１）、取得された表面画像データを補正して基板Ｗの形状の表面画像を生成する（ステップＳ１２）。本実施の形態では、表面画像データは上記の検査ユニットＩＰにより取得される。なお、表面画像データは検査ユニットＩＰに代えて他の装置により取得されてもよい。図１２（ａ）に、ステップＳ１２の処理により生成されるサンプル基板の表面画像ＳＤ２が示される。図１２（ａ）の表面画像ＳＤ２には、レジストパターンＲＰを含むサンプル基板の表面構造が表される。
【００７３】
次に、制御部１１４は、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理と同様に、検査基板Ｗの表面画像データを取得し（ステップＳ１３）、取得された表面画像データを補正して基板Ｗの形状の表面画像を生成する（ステップＳ１４）。図１２（ｂ）に、ステップＳ１４の処理により生成される検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３が示される。図１２（ｂ）の表面画像ＳＤ３には、検査基板Ｗの表面構造に加えて外観上の欠陥ＤＰが表される。図１２（ｂ）および後述する図１２（ｃ），（ｄ），（ｅ）では、欠陥ＤＰの形状を理解しやすいように、欠陥ＤＰの外縁が点線で示される。
【００７４】
続いて、図１１に示すように、制御部１１４は、検査基板Ｗおよびサンプル基板の表面画像データの互いに対応する画素の階調値の差分を算出する（ステップＳ１５）。より具体的には、制御部１１４は、検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３の各画素の階調値からサンプル基板の表面画像ＳＤ２の各画素の階調値を減算する。
【００７５】
この場合、表面画像ＳＤ２と表面画像ＳＤ３との間の画素の対応関係は、例えば表面画像ＳＤ２に含まれるサンプル基板の表面構造と表面画像ＳＤ３に含まれる検査基板Ｗの表面構造とのパターンマッチングにより求めることができる。または、上記の対応関係は、例えばサンプル基板および検査基板Ｗに共通に形成される位置決め用の切り欠き（オリエンテーションフラットまたはノッチ）と各画素との位置関係に基づいて求めることができる。
【００７６】
検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３には、欠陥ＤＰの画像とともに表面画像ＳＤ２に含まれるサンプル基板の表面構造と同様の画像が含まれる。したがって、検査基板Ｗの正常な部分に対応する画素については、ステップＳ１５の処理により得られる差分は小さい。一方、検査基板Ｗに外観上の欠陥が存在する場合、その欠陥の部分に対応する画素については、上記の差分は大きい。それにより、欠陥の部分に対応する画素についての階調値の差分と正常な部分に対応する画素についての階調値の差分とを区別することができる。
【００７７】
以下の説明では、ステップＳ１５の処理により得られる差分からなる表面画像データを差分画像データと呼ぶ。図１２（ｃ）には、差分画像データにより表される表面画像ＳＤ４が示される。図１２（ｃ）の表面画像ＳＤ４においては、欠陥ＤＰの部分の明るさが検査基板Ｗの正常な部分の明るさに比べて十分に暗い。
【００７８】
次に、制御部１１４は、差分画像データの各画素の階調値に一定の値を加算する（ステップＳ１６）。以下、ステップＳ１６の処理後の表面画像データを判定画像データと呼ぶ。例えば、階調値の範囲の中心値が各画素の階調値に加算される。具体的には、階調値が０以上２５５以下の数値で表される場合に、各画素の階調値に１２８が加算される。図１２（ｄ）には、判定画像データにより表される表面画像ＳＤ５が示される。図１２（ｄ）の表面画像ＳＤ５は、適度な明るさを有する。
【００７９】
制御部１１４は、例えば生成された表面画像ＳＤ５を図１のメインパネルＰＮに表示する。この場合、使用者は、図１２（ｄ）の表面画像ＳＤ５を違和感なく視認することができる。なお、使用者が表面画像ＳＤ５を視認しない場合、上記のステップＳ１６の処理は行われなくてもよい。
【００８０】
その後、制御部１１４は、判定画像データの各画素の階調値が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１７）。許容範囲は、正常な部分に対応する判定画像データの画素の階調値を含み、欠陥の部分に対応する判定画像データの画素の階調値を含まないように、装置固有のパラメータとして予め定められる。
【００８１】
判定画像データの各画素の階調値が許容範囲内にある場合、制御部１１４は、検査基板Ｗに外観上の欠陥がないと判定し（ステップＳ１８）、欠陥判定処理を終了する。一方、いずれかの画素の階調値が許容範囲外にある場合、制御部１１４は、検査基板Ｗに外観上の欠陥があると判定する（ステップＳ１９）。また、制御部１１４は、階調値が許容範囲外にある１または複数の画素を抽出することによりその欠陥を検出し（ステップＳ２０）、欠陥判定処理を終了する。
【００８２】
上記のステップＳ２０において、制御部１１４は、図１２（ｅ）に示すように、抽出された欠陥ＤＰを示す表面画像ＳＤ６を生成してもよい。また、制御部１１４は生成された表面画像ＳＤ６を図１のメインパネルＰＮに表示してもよい。上記のように、検査基板Ｗの外観上の欠陥が検出されることにより、その欠陥の位置および形状を識別することが可能になる。
【００８３】
欠陥判定処理で欠陥があると判定された検査基板Ｗは、基板処理装置１００から搬出された後、欠陥がないと判定された基板Ｗとは異なる処理が行われる。例えば、欠陥があると判定された検査基板Ｗには、精密検査または再生処理等が行われる。
【００８４】
（４）基板処理装置の全体の動作
図１〜図４を参照しながら基板処理装置１００の動作を説明する。インデクサブロック１１のキャリア載置部１１１（図１）には、未処理の基板Ｗが収容されたキャリア１１３が載置される。搬送機構１１５は、キャリア１１３から基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ３（図４）に未処理の基板Ｗを搬送する。また、搬送機構１１５は、基板載置部ＰＡＳＳ２，ＰＡＳＳ４（図４）に載置された処理済みの基板Ｗをキャリア１１３に搬送する。
【００８５】
第１の処理ブロック１２において、搬送機構１２７（図４）は、基板載置部ＰＡＳＳ１（図４）に載置された基板Ｗを密着強化処理ユニットＰＡＨＰ（図３）、冷却ユニットＣＰ（図３）、塗布処理室２２（図２）、熱処理ユニットＰＨＰ（図３）、冷却ユニットＣＰ（図３）、塗布処理室２１（図２）、熱処理ユニットＰＨＰ（図３）および基板載置部ＰＡＳＳ５（図４）に順に搬送する。
【００８６】
この場合、密着強化処理ユニットＰＡＨＰにおいて、基板Ｗに密着強化処理が行われた後、冷却ユニットＣＰにおいて、反射防止膜の形成に適した温度に基板Ｗが冷却される。次に、塗布処理室２２において、塗布処理ユニット１２９（図２）により基板Ｗ上に反射防止膜が形成される。続いて、熱処理ユニットＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われた後、冷却ユニットＣＰにおいて、レジスト膜の形成に適した温度に基板Ｗが冷却される。次に、塗布処理室２１において、塗布処理ユニット１２９（図２）により、基板Ｗ上にレジスト膜が形成される。その後、熱処理ユニットＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われ、その基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ５に載置される。
【００８７】
また、搬送機構１２７は、基板載置部ＰＡＳＳ６（図４）に載置された現像処理後の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ２（図４）に搬送する。
【００８８】
搬送機構１２８（図４）は、基板載置部ＰＡＳＳ３（図４）に載置された基板Ｗを密着強化処理ユニットＰＡＨＰ（図３）、冷却ユニットＣＰ（図３）、塗布処理室２４（図２）、熱処理ユニットＰＨＰ（図３）、冷却ユニットＣＰ（図３）、塗布処理室２３（図２）、熱処理ユニットＰＨＰ（図３）および基板載置部ＰＡＳＳ７（図４）に順に搬送する。また、搬送機構１２８（図４）は、基板載置部ＰＡＳＳ８（図４）に載置された現像処理後の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ４（図４）に搬送する。塗布処理室２３，２４（図２）および下段熱処理部３０２（図３）における基板Ｗの処理内容は、上記の塗布処理室２１，２２（図２）および上段熱処理部３０１（図３）における基板Ｗの処理内容と同様である。
【００８９】
第２の処理ブロック１３において、搬送機構１３７（図４）は、基板載置部ＰＡＳＳ５（図４）に載置されたレジスト膜形成後の基板Ｗを塗布処理室３２（図２）、熱処理ユニットＰＨＰ（図３）、エッジ露光部ＥＥＷ（図３）および載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１（図４）に順に搬送する。
【００９０】
この場合、塗布処理室３２において、塗布処理ユニット１２９により基板Ｗ上にレジストカバー膜が形成される。続いて、熱処理ユニットＰＨＰにおいて、基板Ｗに熱処理が行われた後、エッジ露光部ＥＥＷにおいて、基板Ｗのエッジ露光処理が行われ、その基板Ｗが載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１に載置される。
【００９１】
また、搬送機構１３７（図４）は、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣接する熱処理ユニットＰＨＰ（図３）から露光処理後でかつ熱処理後の基板Ｗを取り出し、その基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図３）、現像処理室３１（図２）、熱処理ユニットＰＨＰ（図３）、検査ユニットＩＰ（図３）および基板載置部ＰＡＳＳ６（図４）に順に搬送する。
【００９２】
この場合、冷却ユニットＣＰにおいて、現像処理に適した温度に基板Ｗが冷却された後、現像処理室３１において、現像処理ユニット１３９により基板Ｗの現像処理が行われる。続いて、熱処理ユニットＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われた後、検査ユニットＩＰにおいて、基板Ｗの外観検査が行われる。外観検査後の基板Ｗは、基板載置部ＰＡＳＳ６に載置される。
【００９３】
搬送機構１３８（図４）は、基板載置部ＰＡＳＳ７（図４）に載置されたレジスト膜形成後の基板Ｗを塗布処理室３４（図２）、熱処理ユニットＰＨＰ（図３）、エッジ露光部ＥＥＷ（図３）および載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２（図４）に順に搬送する。また、搬送機構１３８（図４）は、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣接する熱処理ユニットＰＨＰ（図３）から露光処理後でかつ熱処理後の基板Ｗを取り出し、その基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図３）、現像処理室３３（図２）、熱処理ユニットＰＨＰ（図３）、検査ユニットＩＰ（図３）および基板載置部ＰＡＳＳ８（図４）に順に搬送する。塗布処理室３４、現像処理室３３および下段熱処理部３０４における基板Ｗの処理内容は、上記の塗布処理室３２、現像処理室３１および上段熱処理部３０３における基板Ｗの処理内容と同様である。
【００９４】
洗浄乾燥処理ブロック１４Ａにおいて、搬送機構１４１（図１）は、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２（図４）に載置された基板Ｗを洗浄乾燥処理部１６１の洗浄乾燥処理ユニットＣＤ１（図２）および載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図４）に順に搬送する。この場合、洗浄乾燥処理ユニットＣＤ１において、基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われた後、載置兼冷却部Ｐ−ＣＰにおいて、露光装置１５（図１〜図３）における露光処理に適した温度に基板Ｗが冷却される。
【００９５】
搬送機構１４２（図１）は、基板載置部ＰＡＳＳ９（図４）に載置された露光処理後の基板Ｗを洗浄乾燥処理部１６２の洗浄乾燥処理ユニットＣＤ２（図３）に搬送し、洗浄および乾燥処理後の基板Ｗを洗浄乾燥処理ユニットＣＤ２から上段熱処理部３０３の熱処理ユニットＰＨＰ（図３）または下段熱処理部３０４の熱処理ユニットＰＨＰ（図３）に搬送する。この熱処理ユニットＰＨＰにおいては、露光後ベーク（ＰＥＢ）処理が行われる。
【００９６】
インターフェイスブロック１５において、搬送機構１４６（図１）は、載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図４）に載置された露光処理前の基板Ｗを露光装置１５の基板搬入部１５ａ（図１）に搬送する。また、搬送機構１４６（図１）は、露光装置１５の基板搬出部１５ｂ（図１）から露光処理後の基板Ｗを取り出し、その基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ９（図４）に搬送する。
【００９７】
なお、露光装置１５が基板Ｗの受け入れをできない場合、露光処理前の基板Ｗが載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２に一時的に収容される。また、第２の処理ブロック１３の現像処理ユニット１３９（図２）が露光処理後の基板Ｗの受け入れをできない場合、露光処理後の基板Ｗが載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２に一時的に収容される。
【００９８】
（５）効果
上記の欠陥判定処理においては、外観上の欠陥がないサンプル基板の表面画像データが取得され、検査基板Ｗの表面画像データが取得される。検査基板Ｗの正常な部分については、検査基板Ｗおよびサンプル基板の表面画像データの互いに対応する画素の階調値の差分は小さい。一方、欠陥の部分に対応する画素については、上記の差分は大きい。そのため、欠陥の部分に対応する画素の階調値が正常な部分に対応する画素の階調値に近い場合でも、欠陥の部分に対応する上記の差分は正常な部分に対応する上記の差分に比べて大きくなる。
【００９９】
そこで、検査基板Ｗおよびサンプル基板の表面画像データの互いに対応する画素の階調値の差分が算出され、差分画像データが生成される。それにより、欠陥の部分に対応する画素についての差分と正常な部分に対応する画素についての差分とを区別することができる。したがって、許容範囲が正常な部分に対応する差分を含みかつ欠陥の部分に対応する差分を含まないように予め許容範囲を定めることにより、欠陥があるか否かを判定することが可能となる。その結果、基板Ｗの外観上の欠陥を高い精度で検出することが可能になる。
【０１００】
［２］第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る基板処理装置は、以下の点を除いて第１の実施の形態に係る基板処理装置１００と同じ構成および動作を有する。本実施の形態に係る基板処理装置においては、制御部１１４（図１）が、上記の欠陥判定処理においてモアレ除去処理を実行する。以下、モアレ除去処理について説明する。
【０１０１】
（１）モアレ
欠陥判定処理において、ステップＳ１２，Ｓ１４により生成される表面画像ＳＤ２，ＳＤ３には、モアレ（干渉縞）が生じることがある。図１３は、表面画像ＳＤ２に生じるモアレを模式的に示す図である。図１３では、サンプル基板の表面画像ＳＤ２上に複数（本例では２つ）のモアレが生じている例が示される。図１３の各モアレは、扇形状を有し、明るさが周方向に連続的に変化する。
【０１０２】
モアレは、表面画像に周期的な模様がある場合に生じやすい。基板処理装置１００において処理される基板Ｗには、複数の素子にそれぞれ対応する複数の回路パターンが形成される。これらの回路パターンは、互いに同じ構成を有する。そのため、基板Ｗ上において、複数の回路パターンが周期的な模様となる。
【０１０３】
例えば、レジストパターンＲＰは、複数の回路パターンに対応しており、基板Ｗにおいて周期的な模様となる。そのため、レジストパターンＲＰを含む図１２（ａ），（ｂ）の表面画像ＳＤ２，ＳＤ３には、図１３に示すようなモアレが生じやすい。
【０１０４】
また、基板Ｗの製造工程においては、上記のレジスト膜形成処理、露光処理および現像処理を含むフォトリソグラフィー工程が、１つの基板Ｗに複数回にわたって行われる。そのため、初期の工程を除いて、基板Ｗには、回路パターンの少なくとも一部が形成されている。回路パターン上にレジスト膜等の他の膜が形成されていても、検査ユニットＩＰにおいて、検査光がこれらの膜を透過する。それにより、既に形成された回路パターンに起因して、表面画像にモアレが生じることもある。
【０１０５】
また、基板Ｗの回路パターンは、基板Ｗの周方向においても周期性を有する。上記のように、表面画像は、基板Ｗが回転されつつ一定の半径領域ＲＲ（図７（ａ）〜（ｃ））に検査光が照射され、その反射光がＣＣＤラインセンサ５４によって受光されることにより生成される。したがって、このような基板Ｗの回転を伴う表面画像の生成方法も表面画像にモアレが生じる要因になる可能性がある。
【０１０６】
図１２（ｂ）の表面画像ＳＤ３にモアレが生じると、表面画像ＳＤ３において基板Ｗの外観上の欠陥とモアレとの区別ができない可能性がある。また、図１２（ａ）の表面画像ＳＤ２に生じるモアレと図１２（ｂ）の表面画像ＳＤ３に生じるモアレとが異なる場合がある。この場合、欠陥判定処理のステップＳ１７（図１１）において欠陥ではなくモアレに起因する階調値が許容範囲内となるように、許容範囲を予め広く設定する必要が生じる。
【０１０７】
（２）モアレ除去処理
本実施の形態では、欠陥判定処理時に、サンプル基板の表面画像ＳＤ２からモアレを除去するためのモアレ除去処理が行われるとともに、検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３からモアレを除去するためのモアレ除去処理が行われる。本例においては、図１の制御部１１４がモアレ除去処理を行う。
【０１０８】
図１４は、モアレ除去処理のフローチャートである。図１５および図１６は、検査基板Ｗについてモアレ除去処理を行う場合の表面画像ＳＤ３の変化について説明するための図である。図１４〜図１６の例では、外観上の欠陥ＤＰを有する検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３からモアレが除去される。
【０１０９】
図１５（ａ）には、モアレ除去処理前の表面画像ＳＤ３が示される。図１５（ａ）の表面画像ＳＤ３には、モアレおよび検査基板Ｗの欠陥ＤＰが表される。図１５（ａ）および後述する図１６（ａ），（ｂ）では、欠陥ＤＰの形状を理解しやすいように、欠陥ＤＰの外縁が点線で示される。また、図１５（ａ）に示すように、この表面画像ＳＤ３には、網目状のレジストパターンＲＰを含む検査基板Ｗの表面構造が表される。
【０１１０】
図１４に示すように、まず、制御部１１４は、表面画像データの平滑化を行う（ステップＳ１）。表面画像データの平滑化とは、表面画像ＳＤ３の濃淡変動を小さくすることである。例えば、移動平均フィルタ処理により表面画像データが平滑化される。移動平均フィルタ処理では、注目画素を中心とする規定数の周辺画素に関して階調値の平均が算出され、その平均値が注目画素の階調値とされる。本例では、表面画像ＳＤ３の全画素が注目画素とされ、各画素の階調値がその周辺画素の平均値に変更される。移動平均フィルタ処理における周辺画素の数は、例えば１００（横）×１００（縦）である。移動平均フィルタ処理における周辺画素の数は、想定される欠陥の大きさおよびモアレの大きさ等によって適宜設定されてもよい。
【０１１１】
移動平均フィルタ処理により、短時間で容易に表面画像データを平滑化することができる。なお、移動平均フィルタ処理の代わりに、ガウシアンフィルタ処理またはメディアンフィルタ処理等の他の平滑化処理により、表面画像データの平滑化が行われてもよい。
【０１１２】
図１５（ｂ）には、図１４のステップＳ１における平滑化後の表面画像ＳＤ３が示される。欠陥による階調値のばらつきおよび検査基板Ｗの表面構造による階調値のばらつきは、モアレによる階調値のばらつきに比べて局所的にまたは分散的に生じる。そのため、欠陥による階調値のばらつきおよび検査基板Ｗの表面構造による階調値のばらつきは、ステップＳ１の処理でなくなる。一方、モアレによる階調値のばらつきは広範囲において連続的に生じるので、ステップＳ１の処理ではなくならない。したがって、図１５（ｂ）の表面画像ＳＤ３には、モアレのみが表され、欠陥ＤＰおよび検査基板Ｗの表面構造が表されない。
【０１１３】
次に、制御部１１４は、図１４に示すように、平滑化前の表面画像データの各画素の階調値から平滑化後の表面画像データの各画素の階調値を減算する（ステップＳ２）。これにより、表面画像ＳＤ３からモアレが除去される。以下、ステップＳ２の処理後の表面画像データを修正画像データと呼ぶ。図１６（ａ）には、修正画像データに対応する表面画像ＳＤ３が示される。図１６（ａ）の表面画像ＳＤ３には、欠陥ＤＰおよび検査基板Ｗの表面構造のみが表され、モアレが表されない。また、表面画像ＳＤ３は全体的に暗い。
【０１１４】
次に、制御部１１４は、図１４に示すように、修正画像データの各画素の階調値に一定の値を加算する（ステップＳ３）。以下、ステップＳ３の処理後の表面画像データを加算画像データと呼ぶ。例えば、図１１のステップＳ１６の処理と同様に、階調値の範囲の中心値が各画素の階調値に加算される。図１６（ｂ）には、加算画像データに対応する表面画像ＳＤ３が示される。図１６（ｂ）の表面画像ＳＤ３は、適度な明るさを有する。
【０１１５】
これにより、制御部１１４は、モアレ除去処理を終了する。モアレ除去処理の終了後、制御部１１４は、例えば生成された表面画像ＳＤ３を図１のメインパネルＰＮに表示する。それにより、使用者は、図１６（ｂ）の表面画像ＳＤ３を違和感なく視認することができる。なお、使用者が表面画像ＳＤ３を視認することがない場合、上記のステップＳ３の処理は行われなくてもよい。
【０１１６】
図１４〜図１６の例では、検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３からモアレを除去する場合のモアレ除去処理について説明したが、サンプル基板の表面画像ＳＤ２からモアレを除去する場合についても上記の例と同様の処理が行われる。
【０１１７】
（３）外観検査の方法
図１７は、第２の実施の形態に係る欠陥判定処理の一部を示すフローチャートである。図１７に示すように、制御部１１４は、第１の実施の形態と同様にステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を行った後、サンプル基板の表面画像ＳＤ２のモアレ除去処理を行う（ステップＳ３１）。続いて、制御部１１４は、検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３のモアレ除去処理を行う（ステップＳ３２）。その後、制御部１１４は、モアレ除去処理が行われた表面画像ＳＤ２，ＳＤ３に基づいて、図１１のステップＳ１５以降の処理を行う。
【０１１８】
（４）効果
本実施の形態では、検査ユニットＩＰでの基板Ｗの外観検査において、サンプル基板の表面画像ＳＤ２および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３についてモアレ除去処理が行われる。モアレ除去処理では、取得された表面画像データが平滑化され、平滑化前の表面画像データの各画素の階調値から平滑化後の表面画像データの各画素の階調値が減算される。それにより、モアレが除去された修正画像データが生成される。その修正画像データに基づいて、モアレが除去された表面画像ＳＤ２，ＳＤ３が得られる。
【０１１９】
この場合、欠陥ＤＰを含む検査基板Ｗにおいては、欠陥ＤＰとモアレとの区別が容易になる。また、欠陥判定処理のステップＳ１６において、判定画像データにモアレに起因する階調値のばらつきが生じることが防止される。したがって、モアレに起因する階調値のばらつきを考慮する必要がないので、ステップＳ１７で用いられる許容範囲が広くなることが防止される。それにより、外観上の欠陥の有無を精度良く判定することができる。
【０１２０】
［３］他の実施の形態
（１）上記実施の形態では、欠陥判定処理のステップＳ１７において、判定画像データの各画素の階調値が許容範囲外にある場合に検査基板Ｗに外観上の欠陥があると判定されるが、本発明はこれに限らない。
【０１２１】
判定画像データにおいては、ノイズまたは外乱等の影響により欠陥に対応しない一部の画素の階調値が許容範囲外にある可能性がある。そこで、欠陥判定処理においては、図１１のステップＳ１７の処理に代えて以下の処理が行われてもよい。
【０１２２】
図１８は、他の実施の形態に係る欠陥判定処理の一部を示すフローチャートである。本例では、制御部１１４は、欠陥判定処理において図１０および図１１のステップＳ１１〜Ｓ１６の処理を行った後、ステップＳ１７の処理に代えて、許容範囲外の階調値を示す画素の個数を計数する（ステップＳ４１）。また、制御部１１４は、計数された個数が予め定められた個数以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。さらに、制御部１１４は、ステップＳ４２において、計数された個数が予め定められた個数よりも小さい場合に検査基板Ｗに外観上の欠陥がないと判定する（ステップＳ１８）。一方、制御部１１４は、計数された個数が予め定められた個数以上である場合に検査基板Ｗに外観上の欠陥があると判定する（ステップＳ１９）。
【０１２３】
この場合、許容範囲外の階調値を示す画素の個数が予め定められた数以上でない場合には、欠陥があると判定されない。したがって、ノイズまたは外乱等の影響による誤判定を防止することができる。
【０１２４】
（２）上記実施の形態では、一の検査基板Ｗについて欠陥判定処理が行われるごとにサンプル基板の表面画像データが取得され、図１２（ａ）の表面画像ＳＤ２が生成されるが、本発明はこれに限らない。共通の表面構造を有する複数の検査基板Ｗについて欠陥判定処理を行う場合には、欠陥判定処理前にサンプル基板の表面画像データを取得するとともにその表面画像ＳＤ２を予め制御部１１４のメモリに記憶してもよい。この場合、２枚目以降の検査基板Ｗの欠陥判定処理を行う際には、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理を省略することができる。したがって、欠陥判定処理の効率が向上する。
【０１２５】
（３）上記実施の形態では、サンプル基板の表面画像データが、サンプル基板の撮像により取得されるが、本発明はこれに限らない。サンプル基板の表面画像データとして予め定められた設計データが用いられてもよい。この場合、サンプル基板を撮像する必要がないので、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理を省略することができる。
【０１２６】
（４）上記実施の形態では、欠陥判定処理のステップＳ１２，Ｓ１４においてサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データが補正されることにより基板Ｗの形状の表面画像ＳＤ２，ＳＤ３が生成されるが本発明はこれに限らない。サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データは基板Ｗの形状に補正されなくてもよい。このような場合でも、図７（ｆ）の矩形の表面画像ＳＤ１を表す表面画像データに基づいて、上記の例と同様の欠陥判定処理を行うことができる。
【０１２７】
（５）上記実施の形態では、検査ユニットＩＰにおいて、基板Ｗが回転されつつ基板Ｗの半径領域ＲＲに検査光が照射され、その反射光がＣＣＤラインセンサ５４に導かれることによって表面画像データが生成されるが、他の方法で表面画像データが生成されてもよい。例えば、基板Ｗが回転されることなく、エリアセンサによって基板Ｗの表面の全体が撮像されることにより表面画像データが生成されてもよい。
【０１２８】
（６）上記実施の形態では、制御部１１４によって欠陥判定処理が行われるが、本発明はこれに限らない。例えば、検査ユニットＩＰに対応するように外観検査用の制御部が設けられ、その制御部により外観検査における種々の処理が行われてもよい。あるいは、インデクサブロック１１、第１および第２の処理ブロック１２，１３およびインターフェイスブロック１４にそれぞれ対応するように複数のローカルコントローラが設けられ、そのうちの一のローカルコントローラ（例えば、第２の処理ブロック１３に対応するローカルコントローラ）により外観検査における種々の処理が行われてもよい。
【０１２９】
（７）上記実施の形態では、検査ユニットＩＰにおいて現像処理後の基板Ｗの外観検査が行われるが、本発明はこれに限らない。例えば、レジスト膜が形成された後であって露光処理前の基板Ｗの外観検査が検査ユニットＩＰにより行われてもよい。また、レジスト膜の形成前の基板Ｗの外観検査が検査ユニットＩＰにより行われてもよい。
【０１３０】
（８）上記実施の形態では、第２の処理ブロック１３に検査ユニットＩＰが設けられるが、検査ユニットＩＰの配置および数は、適宜変更されてもよい。例えば、第１の処理ブロック１２に検査ユニットＩＰが設けられてもよく、またはインターフェイスブロック１４に検査ユニットＩＰが設けられてもよい。
【０１３１】
（９）上記実施の形態では、液浸法により基板Ｗの露光処理を行う露光装置１５に隣接する基板処理装置１００に検査ユニットＩＰが設けられるが、本発明はこれに限らず、液体を用いずに基板Ｗの露光処置を行う露光装置に隣接する基板処理装置に検査ユニットＩＰが設けられてもよい。
【０１３２】
（１０）上記実施の形態では、露光処理の前後に基板Ｗの処理を行う基板処理装置１００に検査ユニットＩＰが設けられるが、他の基板処理装置に検査ユニットＩＰが設けられてもよい。例えば、基板Ｗに洗浄処理を行う基板処理装置に検査ユニットＩＰが設けられてもよく、または基板Ｗのエッチング処理を行う基板処理装置に検査ユニットＩＰが設けられてもよい。あるいは、基板処理装置に検査ユニットＩＰが設けられるのではなく、検査ユニットＩＰが単独で用いられてもよい。
【０１３３】
［４］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１３４】
上記の実施の形態では、サンプル基板が外観上の欠陥がない基板の例であり、検査基板Ｗが検査すべき基板の例であり、検査ユニットＩＰおよび制御部１１４が検査装置の例であり、制御部１１４が判定部の例であり、照明部５２、ＣＣＤラインセンサ５４および制御部１１４が画像データ取得部の例である。
【０１３５】
また、サンプル基板の表面画像データが第１の画像データの例であり、検査基板Ｗの表面画像データが第２の画像データの例であり、差分画像データおよび判定画像データが差分情報の例であり、保持回転部５１が基板保持回転装置の例であり、照明部５２が照明部の例であり、ＣＣＤラインセンサ５４がラインセンサの例である。
【０１３６】
また、基板処理装置１００が基板処理装置の例であり、露光装置１５が露光装置の例であり、塗布処理ユニット１２９が膜形成ユニットの例であり、現像処理ユニット１３９が現像処理ユニットの例である。
【０１３７】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
［５］参考形態
（１）第１の参考形態に係る検査装置は、基板の外観検査を行う検査装置であって、外観上の欠陥がない基板の画像データを第１の画像データとして取得するとともに、検査すべき基板を撮像することにより検査すべき基板の画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、画像データ取得部により取得された第１および第２の画像データの互いに対応する画素について階調値の差分に関する値を差分情報として算出し、算出された各差分情報が予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいて検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かを判定する判定部とを備える。
その検査装置においては、外観上の欠陥がない基板の画像データが第１の画像データとして取得され、検査すべき基板の画像データが第２の画像データとして取得される。検査すべき基板の正常な部分については、第１および第２の画像データの互いに対応する画素の階調値の差分は小さい。一方、検査すべき基板の欠陥の部分については、第１および第２の画像データの互いに対応する画素の階調値の差分は大きい。そのため、欠陥の部分に対応する画素の階調値が正常な部分に対応する画素の階調値に近い場合でも、欠陥の部分に対応する上記の差分は正常な部分に対応する上記の差分に比べて大きくなる。
そこで、第１および第２の画像データの互いに対応する画素について階調値の差分に関する値が差分情報として算出される。それにより、欠陥の部分に対応する画素についての差分情報と正常な部分に対応する差分情報とを区別することができる。したがって、許容範囲が正常な部分に対応する差分情報を含みかつ欠陥の部分に対応する差分情報を含まないように予め許容範囲を定めることにより、欠陥があるか否かを判定することが可能となる。その結果、基板の外観上の欠陥を高い精度で検出することが可能になる。
（２）判定部は、差分情報が許容範囲外にある画素に基づいて基板の外観上の欠陥を検出してもよい。
この場合、検査すべき基板に外観上の欠陥がある場合に、その欠陥の位置および形状を識別することが可能になる。
（３）差分情報は、差分の値に一定値を加算することにより得られる値を含んでもよい。
この場合、全ての画素に対応する差分情報に基づく画像の階調値を全体的に高くすることができる。それにより、使用者は、差分情報に基づく画像を違和感なく視認することができる。
（４）判定部は、許容範囲外にある差分情報の個数が予め定められた数以上である場合に検査すべき基板に外観上の欠陥があると判定してもよい。
ノイズまたは外乱等の影響により欠陥に対応しない一部の差分情報が許容範囲外にある可能性がある。上記の構成によれば、許容範囲外にある差分情報の個数が予め定められた数以上でない場合には、欠陥があると判定されない。したがって、ノイズまたは外乱等の影響による誤判定を防止することができる。
（５）判定部は、画像データ取得部により取得された第１の画像データの平滑化を行い、平滑化前の第１の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第１の画像データの各画素の階調値を減算することにより第１の修正画像データを生成するとともに、画像データ取得部により取得された第２の画像データの平滑化を行い、平滑化前の第２の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第２の画像データの各画素の階調値を減算することにより第２の修正画像データを生成し、生成された第１および第２の修正画像データの対応する画素についての階調値の差分を第１および第２の画像データの互いに対応する画素についての差分情報として算出してもよい。
通常、欠陥および基板上の正常な表面構造に起因する階調変化は、モアレに起因する階調変化よりも局所的または分散的に生じる。そのため、平滑化後の第１および第２の画像データは、モアレに起因する階調変化を含み、かつ外観上の欠陥に起因する階調変化および表面構造に起因する階調変化を含まない。そこで、平滑化前の第１の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第１の画像データの各画素の階調値がそれぞれ減算されることにより、モアレが除去された第１の修正画像データが生成される。また、平滑化前の第２の画像データの各画素の階調値から平滑化後の第２の画像データの各画素の階調値がそれぞれ減算されることにより、モアレが除去された第２の修正画像データが生成される。
第１および第２の修正画像データに基づいて差分情報が算出される。算出された差分情報に基づいて検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かが判定される。したがって、モアレによって欠陥の検出精度が低下することが防止され、高い精度で基板の外観検査を行うことができる。
（６）判定部は、移動平均フィルタ処理により第１および第２の画像データの平滑化を行ってもよい。
この場合、短時間で容易に第１および第２の画像データの平滑化を行うことができる。
（７）判定部は、平滑化後の第１および第２の画像データがモアレに起因する階調変化を含みかつ外観上の欠陥および正常な表面構造に起因する階調変化を含まないように、第１および第２の画像データの平滑化を行ってもよい。
この場合、モアレによる階調変化を含まず、かつ外観上の欠陥および正常な表面構造に起因する階調変化を含む第１および第２の修正画像データを適切に生成することができる。
（８）検査装置は、基板を保持しつつ回転させる基板保持回転装置をさらに備え、画像データ取得部は、基板保持回転装置により回転される基板の半径方向に沿った半径領域に光を照射する照明部と、基板の半径領域で反射される光を受光するラインセンサとを含んでもよい。
この場合、簡単な構成で第１および第２の画像データを取得することができる。
（９）第２の参考形態に係る基板処理装置は、基板に露光処理を行う露光装置に隣接するように配置される基板処理装置であって、露光装置による露光処理前に、基板上に感光性膜を形成する膜形成ユニットと、露光装置による露光処理後に、基板上の感光性膜に現像処理を行う現像処理ユニットと、膜形成ユニットによる感光性膜の形成後の基板の外観検査を行う上記の検査装置とを備える。
その基板処理装置においては、露光処理前の基板上に感光性膜が形成され、露光処理後の基板に現像処理が行われる。感光性膜の形成後の基板の外観検査が上記の検査装置により行われる。それにより、第２の画像データにおいて欠陥の部分に対応する画素の階調値が正常な部分に対応する画素の階調値に近い場合でも、差分情報に基づいてその欠陥が正常な部分と区別される。したがって、高い精度で基板上の感光性膜の外観検査を行うことができる。
（１０）検査装置は、膜形成ユニットによる感光性膜の形成後でかつ現像処理ユニットによる現像処理後の基板の外観検査を行う。
この場合、現像処理によってパターン化された感光性膜の外観検査を高い精度で行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、種々の基板の外観検査に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１１  インデクサブロック
１２  第１の処理ブロック
１３  第２の処理ブロック
１４  インターフェイスブロック
１４Ａ  洗浄乾燥処理ブロック
１４Ｂ  搬入搬出ブロック
１５  露光装置
５１  保持回転部
５２  照明部
５３  反射ミラー
５４  ＣＣＤラインセンサ
１００  基板処理装置
１１２，１２２，１３２，１６３  搬送部
１１４  制御部
１２１  塗布処理部
１２３，１３３  熱処理部
１２７，１２８，１３７，１３８  搬送機構
１２９  塗布処理ユニット
１３１  塗布現像処理部
１３９  現像処理ユニット
１６１，１６２  洗浄乾燥処理部
５１１  スピンチャック
５１２  回転軸
５１３  モータ
ＩＰ  検査ユニット
Ｗ  基板
【図１】
0006473038.tif 000002
【図２】
0006473038.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006473038.tif 000007
【図７】
0006473038.tif 000008
【図８】
0006473038.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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