(57)【要約】【課題】パターンマッチング処理やエッジ検出処理に適したグレースケール画像を、安定して取得する技術を提供する。【解決手段】撮影方法は、アライメントマーク２０のグレースケール画像を取得する工程（ステップＳ１）と、該グレースケール画像の階調ヒストグラムにおける、２つの分布範囲５１，５３を特定する工程（ステップＳ２）と、明階調側の分布範囲５１について、最大度数の階調値（最頻度値）および分散を取得する工程（ステップＳ３）とを含む。また、撮影方法は、最頻度値と分散に基づいて、裾野階調値を取得する工程（ステップＳ４）と、裾野階調値と既定の目標階調値との比較に基づき、アライメントマーク２０を撮影する際の照度またはカメラの露光時間を、変更するか否かを判定する工程（ステップＳ５）を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象物を撮影する撮影方法であって、
（ａ）第一照度および第一露光時間で照明された撮影対象物をカメラで撮影することによって、明るさを多階調で表現したグレースケール画像を取得する工程と、
（ｂ）前記グレースケール画像の階調ヒストグラムにおける、明階調側に分布する第一の山型の分布範囲および暗階調側に分布する第二の山型の分布範囲を特定する工程と、
（ｃ）前記第一の山型の分布範囲における、最大度数の階調値を最頻度値として取得する工程と、
（ｄ）前記第一の山型の分布範囲の分散を取得する工程と、
（ｅ）前記最頻度値および前記分散に基づき、前記第一の山型の分布範囲における明階調側の裾野の階調値を裾野階調値として取得する工程と、
（ｆ）前記裾野階調値および既定の目標階調値の比較に基づき、前記撮影対象物を照明する照度または前記カメラの露光時間を前記第一照度または第一露光時間から変更するか否か判定する工程と、
を含む、撮影方法。
【請求項２】
請求項１に記載の撮影方法であって、
前記撮影対象物が、第一の色の部分および前記第一の色とは異なる第二の色の部分を有する、撮影方法。
【請求項３】
請求項２に記載の撮影方法であって、
前記第一の色および第二の色が、白色および黒色である、撮影方法。
【請求項４】
撮影対象物を撮影する撮影方法であって、
（Ａ）相違する複数の照度または相違する複数の露光時間で撮影対象物をカメラで撮影することによって、明るさが多階調で表現された複数のグレースケール画像を取得する工程と、
（Ｂ）前記複数のグレースケール画像の各々について、階調ヒストグラムにおける明階調側に分布する第一の山型の分布範囲および暗階調側に分布する第二の山型の分布範囲を特定する工程と、
（Ｃ）前記複数のグレースケール画像の各々について、前記第一の山型の分布範囲における、最大度数の階調値を最頻度値として取得する工程と、
（Ｄ）前記（Ａ）工程にて前記複数のグレースケール画像を取得した際の前記複数の照度または前記複数の露光時間と、前記（Ｃ）工程にて取得した前記複数のグレースケール画像毎の最頻度値に基づき、前記照度または前記露光時間と前記最頻度値の関係式を取得する工程と、
（Ｅ）第一照度または第一露光時間で前記撮影対象物を撮影して、前記グレースケール画像を取得する工程と、
（Ｆ）前記（Ｅ）工程で取得した前記グレースケール画像について、前記第一の山型の分布範囲における前記最頻度値を取得する工程と、
（Ｇ）前記（Ｅ）工程で取得した前記グレースケール画像について、前記第一の山型の分布範囲の分散を取得する工程と、
（Ｈ）前記（Ｆ）工程で取得した前記最頻度値および前記（Ｇ）工程で取得した前記分散に基づき、前記第一の山型の分布範囲における明階調側の裾野の階調値を裾野階調値として取得する工程と、
（Ｉ）前記裾野階調値と、前記（Ｄ）工程で取得した関係式とに基づいて、前記裾野階調値を既定の目標階調値に一致させるために要する照度または露光時間を算出する工程と、
を含む、撮影方法。
【請求項５】
請求項４に記載の撮影方法であって、
前記（Ｄ）工程おける前記関係式が、前記照度または前記最頻度値を変数とする一次式である、撮影方法。
【請求項６】
撮影対象物を撮影する撮影装置であって、
第一照度または第一露光時間で撮影対象物をカメラで撮影することによって、明るさを多階調で表現したグレースケール画像を示す画像データを取得する画像取得部と、
前記画像データが示すグレースケール画像の階調ヒストグラムにおける、明階調側に分布する第一の山型の分布範囲および暗階調側に分布する第二の山型の分布範囲を特定する特定部と、
前記第一の山型の分布範囲における、最大度数の階調値を最頻度値として取得する最頻度値取得部と、
前記第一の山型の分布範囲の分散を取得する分散取得部と、
前記最頻度値および前記分散に基づき、前記第一の山型の分布範囲における明階調側の裾野の階調値を裾野階調値として取得する裾野階調値取得部と、
を備える、撮影装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮影装置であって、
前記裾野階調値および既定の目標階調値の比較に基づき、前記撮影対象物を照明する照度またはカメラの露光時間を前記第一照度または第一露光時間から変更するかどうか判定する判定部、
をさらに備える、撮影装置。
【請求項８】
基板を処理する基板処理装置であって、
基板に既定の処理を施す処理部と、
請求項６または７に記載の撮影装置と、
を備える、基板処理装置。
【請求項９】
被検査試料を検査する検査装置であって、
前記被検査試料について、既定の検査を行う検査部と、
請求項６または７に記載の撮影装置と、
を備える、検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮影対象物を撮影する技術に関し、特に、撮影対象物を照明する照度またはカメラの露光時間を調整する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板処理装置では、基板が適正な位置に配置されるように精密に位置合わせする処理（アライメント処理）や、基板処理を行う位置を特定する処理が行われる場合がある。これらの処理では、通常、基板等に設けられたマーク（撮影対象物）をカメラで撮影し、画像を取得される。そして、該画像に基づき、該マークの位置を検出することが行われている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
例えば、グレースケール画像に基づいてマークの位置を検出する場合、パターンマッチング処理またはエッジ検出処理などが行われる。ここで、位置検出の誤差を小さくするためには、取得するグレースケール画像の明るさを調整することが必須とされている。
【０００４】
グレースケール画像は、一般的に、明るさが２５６階調の画素値（ここでは、最も暗い階調値が「０」、最も明るい階調値が「２５５」とする。）で濃淡が表現されている。このようなグレースケール画像における最も明るい画素の画素値（最高画素値）が目標基準値（例えば「２００」）に一致しておれば、パターンマッチング処理やエッジ検出処理を高精度に行い得る。そこで、この最高画素値が目標基準値に一致するように、マークを照明する際の照度、または、カメラの露光時間が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０３０６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のグレースケール画像の明るさ調整では、ノイズとして偶然に発生した画素の画素値が、最高画素値とされてしまう虞があった。例えば、実際に明るさ調整のためにグレースケール画像の最高画素値が「２００」となるように照度または露光時間を調整したとしても、その後同条件の撮影で取得したグレースケール画像の最高画素値が「１９５」となってしまうことが日常的に発生している。これは、最高画素値が、１つのノイズ的に発生した画素に基づいて決定されてしまうために生じてしまうと考えられる。このように、従来の明るさ調整では、パターンマッチング処理やエッジ検出処理に適した明るさのグレースケール画像を、安定して取得することが困難となっており、改善が求められていた。
【０００７】
そこで、本発明は、パターンマッチング処理やエッジ検出処理に適したグレースケール画像を、安定して取得する技術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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、第１の態様は、撮影対象物を撮影する撮影方法であって、（ａ）第一照度および第一露光時間で照明された撮影対象物をカメラで撮影することによって、明るさを多階調で表現したグレースケール画像を取得する工程と、（ｂ）前記グレースケール画像の階調ヒストグラムにおける、明階調側に分布する第一の山型の分布範囲および暗階調側に分布する第二の山型の分布範囲を特定する工程と、（ｃ）前記第一の山型の分布範囲における、最大度数の階調値を最頻度値として取得する工程と、（ｄ）前記第一の山型の分布範囲の分散を取得する工程と、（ｅ）前記最頻度値および前記分散に基づき、前記第一の山型の分布範囲における明階調側の裾野の階調値を裾野階調値として取得する工程と、（ｆ）前記裾野階調値および既定の目標階調値の比較に基づき、前記撮影対象物を照明する照度または前記カメラの露光時間を前記第一照度または第一露光時間から変更するか否か判定する工程とを含む。
【０００９】
また、第２の態様は、第１の態様に係る撮影方法であって、前記撮影対象物が、第一の色の部分および前記第一の色とは異なる第二の色の部分を有する。
【００１０】
また、第３の態様は、第２の態様に係る撮影方法であって、前記第一の色および第二の色が、白色および黒色である。
【００１１】
また、第４の態様は、撮影対象物を撮影する撮影方法であって、（Ａ）相違する複数の照度または相違する複数の露光時間で撮影対象物をカメラで撮影することによって、明るさが多階調で表現された複数のグレースケール画像を取得する工程と、（Ｂ）前記複数のグレースケール画像の各々について、階調ヒストグラムにおける明階調側に分布する第一の山型の分布範囲および暗階調側に分布する第二の山型の分布範囲を特定する工程と、（Ｃ）前記複数のグレースケール画像の各々について、前記第一の山型の分布範囲における、最大度数の階調値を最頻度値として取得する工程と、（Ｄ）前記（Ａ）工程にて前記複数のグレースケール画像を取得した際の前記複数の照度または前記複数の露光時間と、前記（Ｃ）工程にて取得した前記複数のグレースケール画像毎の最頻度値に基づき、前記照度または前記露光時間と前記最頻度値の関係式を取得する工程と、（Ｅ）第一照度または第一露光時間で前記撮影対象物を撮影して、前記グレースケール画像を取得する工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）工程で取得した前記グレースケール画像について、前記第一の山型の分布範囲における前記最頻度値を取得する工程と、（Ｇ）前記（Ｅ）工程で取得した前記グレースケール画像について、前記第一の山型の分布範囲の分散を取得する工程と、（Ｈ）前記（Ｆ）工程で取得した前記最頻度値および前記（Ｇ）工程で取得した前記分散に基づき、前記第一の山型の分布範囲における明階調側の裾野の階調値を裾野階調値として取得する工程と、（Ｉ）前記裾野階調値と、前記（Ｄ）工程で取得した関係式とに基づいて、前記裾野階調値を既定の目標階調値に一致させるために要する照度または露光時間を算出する工程とを含む。
【００１２】
また、第５の態様は、第４の態様に係る撮影方法であって、前記（Ｄ）工程おける前記関係式が、前記照度または前記最頻度値を変数とする一次式である。
【００１３】
また、第６の態様は、撮影対象物を撮影する撮影装置であって、第一照度または第一露光時間で撮影対象物をカメラで撮影することによって、明るさを多階調で表現したグレースケール画像を示す画像データを取得する画像取得部と、前記画像データが示すグレースケール画像の階調ヒストグラムにおける、明階調側に分布する第一の山型の分布範囲および暗階調側に分布する第二の山型の分布範囲を特定する特定部と、前記第一の山型の分布範囲における、最大度数の階調値を最頻度値として取得する最頻度値取得部と、前記第一の山型の分布範囲の分散を取得する分散取得部と、前記最頻度値および前記分散に基づき、前記第一の山型の分布範囲における明階調側の裾野の階調値を裾野階調値として取得する裾野階調値取得部とを備える。
【００１４】
また、第７の態様は、第６の態様に係る撮影装置であって、前記裾野階調値および既定の目標階調値の比較に基づき、前記撮影対象物を照明する照度またはカメラの露光時間を前記第一照度または第一露光時間から変更するかどうか判定する判定部、をさらに備える。
【００１５】
また、第８の態様は、基板を処理する基板処理装置であって、基板に既定の処理を施す処理部と、第６または第７の態様に係る撮影装置とを備える。
【００１６】
また、第９の態様は、被検査試料を検査する検査装置であって、前記被検査試料について、既定の検査を行う検査部と、第６または第７の態様に係る撮影装置とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
第１の態様に係る撮影方法によると、最頻度値および分散に基づく裾野階調値を、目標階調値に合うように照度調整または露光時間調整を行う。最頻度値および分差は、撮影状況やイメージセンサなどの状態によって生じるノイズの影響を受けずに照度調整または露光時間調整を行うことができる。したがって、誤差が低減されたグレースケール画像を取得できる。
【００１８】
第２の態様に係る撮影方法によると、撮影対象物を二色であるため、グレースケール画像のヒストグラムにおける二つの山型の分布範囲の特定が容易となる。
【００１９】
第３の態様に係る撮影方法によると、グレースケール画像における明暗を鮮明にできる。このため、二つの山型の分布範囲の特定が容易となる。
【００２０】
第４の態様に係る撮影方法によると、最頻度値および分散に基づく裾野階調値が、目標階調値に一致するように照度調整または露光時間調整を行う。最頻度値および分差は、撮影状況やイメージセンサなどの状態によって生じるノイズの影響を受けずに照度調整または露光時間調整を行うことができる。したがって、好適なグレースケール画像の取得を安定して行うことができる。また、予め照度または露光時間と最頻度階調値との関係式を取得しておくことで、照度または露光時間の設定を迅速に行うことができる。
【００２１】
第５の態様に係る撮影方法によると、照度および最頻度値の関係式が一次式であるため、演算を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るアライメントマークの平面図である。
【図３】第１実施形態に係る制御部の構成図である。
【図４】第１実施形態に係る明るさ調整処理を示す流れ図である。
【図５】第１実施形態に係る明るさ調整処理におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係るグレースケール画像の階調ヒストグラムの一例を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る明るさ調整処理を示す流れ図である。
【図８】、第２実施形態に係る光源の照度と最頻度値の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。
【００２４】
＜１．  第１実施形態＞
＜１．１．  構成＞
図１は、第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成図である。基板処理装置１は、各種被処理基板（以下、単に「基板」と称する。）に、処理液を塗布する装置として構成されている。被処理基板としては、例えば、液晶表示装置用ガラス基板、半導体ウェハ、プラズマディスプレイ用ガラス基板、磁気・光ディスク用のガラスまたはセラミック基板、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ用ガラス基板、太陽電池用ガラス基板またはシリコン基板、フレキシブル基板、または、プリント基板などの電子機器向け基板が例示される。
【００２５】
図１に示すように、基板処理装置１は、ノズル１０、ノズル移動機構１１、ステージ１２、ステージ移動機構１３、カメラ１４、光源１５および制御部１６を備えている。
【００２６】
ノズル１０は、ノズル移動機構１１によって基板９の主面（表面）に平行に移動しつつ、処理液を吐出することによって、基板９の所望の領域に処理液を塗布する。なお、ノズル１０を固定して、ステージ１２をノズル１０に対して移動させることによって、基板９に処理液が塗布されてもよい。また、ノズル１０およびステージ１２の双方を移動させてもよい。
【００２７】
ステージ１２は、基板９を保持する保持部の一例である。ステージ移動機構１３は、基板９の主面に平行な方向に移動させる。ステージ移動機構１３は、リニアモータ、スライダ側のナット部材が螺合するネジ軸をサーボモータの駆動により回転駆動する電動スライダ機構などを利用することができる。ノズル移動機構１１についても同様である。ノズル１０、ノズル移動機構、ステージ１２およびステージ移動機構１３は、処理部を構成する。
【００２８】
カメラ１４は、基板９に形成されている複数のアライメントマーク２０（図２参照）を撮影する。カメラ１４は、フォトダイオードを二次元に複数配列することによって構成されるイメージセンサと、各フォトデバイスから電気信号を読み取る読取機構などを備えている。また、カメラ１４における露光時間（シャッタースピード）は、制御部１６から出力される制御信号に基づいて、変更可能とされている。もちろん、カメラ１４に照度を変更操作するための操作部を設け、オペレータが手動でカメラ１４の露光時間を変更できるようにしてもよい。
【００２９】
図２は、第１実施形態に係るアライメントマーク２０の平面図である。アライメントマーク２０は、撮影対象物の一例である。該アライメントマーク２０は、好ましくは、互いに色が異なる第一部分２１および第二部分２３とで構成されている。好ましくは、第一部分２１はＪＩＳ慣用色名で白色とされ、第二部分２３はＪＩＳ慣用色名で黒色とされる。本実施形態では、アライメントマーク２０は、全体として矩形をなしており、十字状の第一部分２１がその矩形の内部に配されている。なお、アライメントマーク２０が、第一部分２１のみで構成される場合も考えられる。具体的には、第一部分２１のみがアライメントマークとして基板９に形成されていてもよい。この場合、第一部分２１の色（例えば白色）と、その背景部分（具体的には、基板９の一部）の色が相違しておればよい。
【００３０】
図１に戻って、光源１５は、カメラ１４によって基板９のアライメントマーク２０を撮影する際に、該アライメントマーク２０を照明するように構成されている。該光源１５の照度は、制御部１６から出力される制御信号に基づいて、変更可能とされている。もちろん、光源１５に照度を調整操作するための操作部を設けることによって、オペレータが手動で照度を変更できるようにしてもよい。
【００３１】
図３は、第１実施形態に係る制御部１６の構成図である。制御部１６は、ＣＰＵ３０、メモリー３１、ハードディスクドライブなどの不揮発性のデータ記憶部３２、操作部３３および表示部３４を備えたコンピュータとして構成されている。なお、制御部１６は、他の要素を備えていてもよい。
【００３２】
データ記憶部３２には、プログラムＰＧがインストールされている。プログラムＰＧは、可搬性の記録媒体３５によって提供されてもよいし、ネットワーク３６を経由して提供されてもよい。制御部１６が、例えばカメラ１４を制御する場合は、プログラムＰＧがメモリー３１にロードされ、ＣＰＵ３０が該プログラムＰＧを実行する。
【００３３】
操作部３３は、キーボード、ポインティングデバイス、スイッチ、ロータリーエンコーダー等である。ポインティングデバイスは、マウス、トラックパッド、タッチパネル、タブレット等である。
【００３４】
表示部３４は、ディスプレイ、ランプ等である。ディスプレイは、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等である。
【００３５】
＜１．２．  明るさ調整処理＞
図４は、第１実施形態に係る明るさ調整処理を示す流れ図である。また、図５は、第１実施形態に係る明るさ調整処理におけるデータ処理の流れを示すブロック図である。図５に示す特定部４１、最頻度値・分散取得部４２、裾野階調値取得部４３、判定部４４および撮影制御部４５は、ＣＰＵ３０がプログラムＰＧにしたがって動作することによって、ソフトウェア的に実現される機能ブロックである。なお、これらの機能ブロックは、専用回路によって構成されることによって、ハードウェア的に実現されてもよい。また、図５に示す例では、各データが、データ記憶部３２に保存されているが、メモリー３１上のみに保存されるようにしてもよい。
【００３６】
まず、アライメントマーク２０をカメラ１４で撮影することによって、グレースケール画像Ｄ１が取得される（ステップＳ１）。取得されたグレースケール画像Ｄ１は、データ記憶部３２に保存される。
【００３７】
次に、特定部４１によって、グレースケール画像Ｄ１の階調ヒストグラムにおける、２つの山型の分布範囲（明階調側に分布する第一の山型の分布範囲、および、暗階調側に分布する第二の山型の分布範囲）が特定される（ステップＳ２）。この特定結果は、特定データＤ２としてデータ記憶部３２に保存される。
【００３８】
図６は、第１実施形態に係るグレースケール画像Ｄ１の階調ヒストグラムの一例を示す図である。図６に示す階調ヒストグラムにおいて、横軸が階調値（級数）を示し、縦軸が出現度数（度数）を示す。本例では、明るさが２５６階調（０〜２５５）で表現されたグレースケール画像Ｄ１が取得されている。また、最も明るい階調値を「２５５」とし、最も暗い階調値を「０」とされている。
【００３９】
図２に示す白黒のアライメントマーク２０をカメラで撮影すると、図６に示すように、２つの山型の分布範囲５１，５３が現れる。分布範囲５１は、グレースケール画像Ｄ１における明るい部分、すなわち、アライメントマーク２０の白色の第一部分２１に相当する。また、分布範囲５３は、グレースケール画像Ｄ１における暗い部分、すなわち、アライメントマーク２０の周辺の黒色の第二部分２３に相当する。なお、グレースケール画像Ｄ１を取得する際に、カメラで得られた画素データについて、明暗を反転させる処理を行った場合、白色の第一部分２１は暗階調側の分布範囲に，黒色の第二部分２３は明階調側の分布範囲にそれぞれ対応することとなる。
【００４０】
図６に示すように、階調ヒストグラムにおいては、二つの分布範囲の他に、偶然出現するノイズ分布５５，５７が含まれている場合がある。このような階調ヒストグラムから、２つの山型の分布範囲５１，５３を特定する場合は、例えば、そのピークの出現頻度が基準となる度数Ｎよりも多い分布範囲を検出するようにすればよい。これによって、３つ以上の山型の分布範囲がノイズとして存在していたとしても、その中から、既定の度数Ｎ以上のピークを持つ２つの分布範囲５１，５３を容易に特定できる。
【００４１】
また、アライメントマーク２０が白色および黒色の２色であるため、グレースケール画像の明暗を鮮明にできる。このため、分布範囲５１，５３が離れるため、これらの特定が容易である。
【００４２】
図４および図５に戻って、２つの山型の分布範囲が特定されると、最頻度値・分散取得部４２によって、明階調側の山型の分布範囲における最も出現頻度が大きい階調値（最頻度値）および該分布範囲の分散が取得される（ステップＳ３）。取得された際頻度値・分散Ｄ３は、データ記憶部３２に保存される。さらに、裾野階調値取得部４３によって、最頻度値・分散Ｄ３に基づき、裾野階調値Ｄ４が取得される（ステップＳ４）。裾野階調値Ｄ４は、山型の分布範囲における明階調側の部分において、緩やかに傾斜する部分の階調値をいう。
【００４３】
図６に示す例の場合、明階調側の山型の分布範囲５１において、ピークの階調値は「１６０」である。このため、該階調値「１６０」が最頻度値としてデータ記憶部３２に保存される。また、分布範囲５１の分散（ρ２）が、演算によって取得され、データ記憶部３２に保存される。なお、最頻度値となる階調値が複数ある場合は、それらの階調値の平均値または中間値を最頻度値としてよい。また、いずれか１つの階調値を最頻度値としてもよく、例えば、分布範囲５３の中央値に最も近い階調値が最頻度値として選択されるようにしてもよい。
【００４４】
本実施形態では、分布範囲５１の分散（ρ２）から、分散の正の平方根である標準偏差（ρ）を求める。そして該標準偏差（ρ）を３倍（３ρ）したものを、最頻度値に加算して得た階調値が、裾野階調値Ｄ４とされる。つまり、最頻度値をＮ１とし、分散の正の平方根である標準偏差をρ、裾野階調値Ｎ２とおく。すると裾野階調値Ｎ２を求める式は、Ｎ２＝Ｎ１＋３ρ（式１）となる。図６に示す分布範囲５１については、３ρが「２０」である。このため、裾野階調値Ｄ４は「１８０」（＝１６０＋２０）となる。
【００４５】
分布範囲５１が正規分布に従うと仮定すると、Ｎ１±３ρに含まれる度数は、分布範囲５１における全出現度数の９９．７３％と推定される。このため、裾野階調値Ｄ４は、分布範囲５１における、最大階調値よりも小さく、かつ、最大階調値に近接した階調値となる。
【００４６】
なお、裾野階調値Ｄ４は、上記の式１に限定されるものではない。最頻度値に標準偏差ρに３よりも大きな値をかけた値（つまり、３ρよりも大きい値）を加算して、裾野階調値Ｄ４としてもよい。ただし、裾野階調値は、最大階調値よりも小さい値であることが望ましい。
【００４７】
図４および図５に戻って、裾野階調値Ｄ４が取得されると、判定部４４は、裾野階調値Ｄ４および目標階調値Ｄ５を比較することによって、撮影条件を変更するか否かの判定を行う（ステップＳ５）。判定結果Ｄ６は、データ記憶部３２に保存される。撮影条件の変更が必要な場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、撮影制御部４５は、撮影条件を変更する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ１に戻って、再びステップＳ１〜Ｓ５の各工程が実行される。撮影条件の変更が不要な場合は（ステップＳ５においてＮＯ）、明るさ調整処理が終了する。
【００４８】
例えば、図６に示す例において、目標階調値が「２００」であったとする。すると、裾野階調値「１８０」は、目標階調値「２００」よりも小さい。このため、より明るいグレースケール画像を取得するように、撮影条件が変更される。具体的には、光源１５の照度が上げられる。また、照度を上げる代わりに、カメラ１４の露光時間が長くなるように変更される。撮影制御部４５が、照度および露光時間の双方を変更することも妨げられない。
【００４９】
このように、本実施形態では、裾野階調値Ｄ４が目標階調値Ｄ５と一致もしくは近接すると判定されるまで、撮影条件を変更しつつアライメントマーク２０の撮影が実行される。
【００５０】
なお、判定部４４は必ずしも備えられていなくてもよい。例えば、表示部３４に裾野階調値Ｄ４を表示し、オペレータが該裾野階調値Ｄ４および目標階調値Ｄ５を比較して、撮影条件を変更しての再撮影が必要か否かを判定してもよい。
【００５１】
また、明階調側の分布範囲５１に関して、再頻度値は、撮影条件の変更によって大きくなる一方、分散はほとんど変化しない。このため、分散については、はじめに取得した値を採用するようにしてもよい。これによって、再頻度値・分散取得部４２の演算負担を軽くすることができる。
【００５２】
従来は、分布範囲５１の最大階調値が目標階調値に合致するように、明るさ調整を行った場合、偶発的に発生した階調値を最大階調値として拾ってしまう可能性がある。このため、明るさ調整を高精度に行えないという問題が発生していた。
【００５３】
これに対して、本実施形態の明るさ調整によると、明階調側の山型の分布範囲５１の最頻度値は、分布範囲５１における最も出現頻度の高い階調値である。このため、再頻度値は、偶発的に発生する階調値の画素の影響を受け難い値となっている。また、分布範囲５１が正規分布に従うものと仮定すると、分散（ρ２）から得られる３ρを再頻度値に加算して求められる裾野階調値は、分布範囲５１の最大階調値よりも小さい値であって、最大階調値に近接した値となる。したがって、仮に偶発的に出現した画素の階調値が最大階調値となったとしても、裾野階調値はその影響をほとんど受けない。このような裾野階調値を指標として、該裾野階調値を目標階調値に近づくように、照度または露光時間を調整することによって、アライメントマーク２０の位置検出に好適なグレースケール画像の撮影条件を決定することができる。このため、パターンマッチング処理やエッジ検出に適した明るさのグレースケール画像を、安定して取得できる。
【００５４】
＜２．  第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係る明るさ調整処理を示す流れ図である。本実施形態に係る明るさ調整処理では、まず、光源１５の照度またはカメラ１４の露光時間と、最頻度値との関係式が求められ、該関係式に基づき、必要となる照度または露光時間を算出するものである。なお、各工程は、制御部１６が備えるＣＰＵ３０が、プログラムＰＧにしたがって動作することにより実行されてもよいし、オペレータが実行してもよい。
【００５５】
詳細には、まず、照度または露光時間の条件をふって、アライメントマーク２０をカメラ１４で撮影する。これによって、照度または露光時間が異なる複数のグレースケール画像が取得される（ステップＳ１１）。
【００５６】
次に、ステップＳ１１で取得された複数のグレースケール画像の各々について、階調ヒストグラムにおける２つの山型の分布範囲を特定する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２は、ステップＳ２と同じ要領で行われる。
【００５７】
そして、複数のグレースケール画像の各々について、ステップＳ１２における特定結果に基づき、明階調側の分布範囲の最頻度値が取得される（ステップＳ１３）。このステップＳ１３は、ステップＳ３における最頻度値の取得と同じ要領で行われる。
【００５８】
ステップＳ１３まで完了すると、ステップＳ１１における照度または露光時間と、ステップＳ１３で取得した最頻度値の関係式を取得する（ステップＳ１４）。この関係式については、図８を参照しつつ説明する。
【００５９】
図８は、第２実施形態に係る光源１５の照度と最頻度値の関係を示す図である。図８中、横軸は照度を示し、縦軸は最頻度値を示している。図８に示す例では、ステップＳ１１において、光源１５の照度を１〜１１まで変更してアライメントマーク２０をカメラ１４で撮影し、得られた各グレースケール画像について、最頻度値がそれぞれ取得されている。
【００６０】
図８に示すように、照度と最頻度値は、ほぼ線形性を持つ関係にある。すなわち、照度を変数ｘとし、最頻度値をｙとすると、それらの関係式は、ｙ＝１６．２０９ｘ＋３７．７４５（式２）という一次式に近似することができる。なお、図示を省略するが、露光時間をふってグレースケール画像を取得した場合においても、露光時間と最頻度値についても、線形性を持つ関係にある。したがって、露光時間と最頻度値の関係式も、一次式で近似することが可能である。
【００６１】
図７に戻って、ステップＳ１４によって関係式が求められると、任意の撮影条件（第一照度または第一露光時間）でアライメントマーク２０がカメラ１４で撮影され、グレースケール画像が取得される（ステップＳ１５）。そして、該グレースケール画像について、裾野階調値が取得される（ステップＳ１６）。このステップＳ１６は、ステップＳ２〜ステップＳ４と同じ要領で行われる。すなわち、階調ヒストグラムにおける２つの山型の分布範囲の特定、明階調側の分布範囲の最頻度値および分散の取得が順次行われ、その後、裾野階調値が取得される。
【００６２】
ステップＳ１６において裾野階調値が取得されると、該裾野階調値と、ステップＳ１４で取得された関係式とに基づいて、該裾野階調値を既定の目標階調値と一致させるために要する照度または露光時間が算出される（ステップＳ１７）。
【００６３】
例えば、ステップＳ１４において、図８で説明した関係式ｙ＝１６．２０９ｘ＋３７．７４５（式２）が得られているものとする。また、ステップＳ１５において、光源１５の照度を「８」としてグレースケール画像を取得したとする。さらに、ステップＳ１６で取得された裾野階調値が「１８０」であり、目標階調値が「２００」であったとする。すると、本例の場合、裾野階調値を「１８０」と「２００」の差分値である「２０」だけ、階調値を大きくする必要がある。ここで、関係式（式２）によると、最頻度値を「２０」だけ大きくするために必要な照度の変更量は、該差分値を変数ｘの定数（すなわち、１６．２０９）で除算することによって、１．２３（＝２０／１６．２０９）と求められる。すなわち、照度を９．２３（＝８＋１．２３）に変更すれば、裾野階調値が目標階調値に一致することを期待できる。
【００６４】
このように、本実施形態に係る明るさ調整処理によると、最頻度値と照度または露光時間の関係式（式２）を予め求めておくことによって、１度の撮影で得たグレースケール画像から、好適な撮影条件を決定することができる。したがって、撮影条件の再設定に要する労力を効果的に減らすことができる。また、第１実施形態と同様に、本実施形態においても、明るさ調整処理が、裾野階調値を基準にして実行される。このため、明るさ調整処理を高精度に行うことができる。
【００６５】
＜３．  変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００６６】
例えば、上記実施形態では、グレースケール画像が、２５６階調の明暗で表現される画像としている。しかしながら、その他の階調（例えば、１０２４階調など）のグレースケール画像においても、本発明は有効である。
【００６７】
また、上記実施形態では、基板処理装置１は基板に処理液を塗布する装置として構成されている。しかしながら、その他の処理（例えば、露光、レーザ加工など）を行う処理部を基板処理装置に、カメラ１４、および、特定部４１、最頻度値・分散取得部４２、裾野階調値取得部４３、判定部４４として機能するＣＰＵ３０を有する制御部１６を含む撮影装置を適用してもよい。また、本発明は、基板処理装置に限定されず、基板９を被検査試料とする検査装置にも適用可能である。つまり、所定の検査、例えば画像診断などを行う検査部と、上記撮影装置とを検査装置に備えてもよい。
【００６８】
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。また、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１      ：基板処理装置
１０    ：ノズル
１１    ：ノズル移動機構
１２    ：ステージ
１３    ：ステージ移動機構
１４    ：カメラ
１５    ：光源
１６    ：制御部
２０    ：アライメントマーク
２１    ：第一部分
２３    ：第二部分
３０    ：ＣＰＵ
３１    ：メモリー
３２    ：データ記憶部
３３    ：操作部
３４    ：表示部
３５    ：記録媒体
３６    ：ネットワーク
４１    ：特定部
４２    ：分散取得部
４３    ：裾野階調値取得部
４４    ：判定部
４５    ：撮影制御部
５１    ：分布範囲（第一の山型の分布範囲）
５３    ：分布範囲（第二の山型の分布範囲）
９      ：基板
Ｄ１    ：グレースケール画像
Ｄ２    ：特定データ
Ｄ３    ：最頻度階調値・分散
Ｄ４    ：裾野階調値
Ｄ５    ：目標階調値
Ｄ６    ：判定結果
ＰＧ    ：プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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