JP6473047B2 - 検査装置および基板処理装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

特開２０１１−６６０４９号公報

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。

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。

（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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、基板に外観上の欠陥があるか否かを判定するための許容範囲を設定する範囲設定部と、第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、補正部により補正された対応関係に基づいて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範囲設定部により設定さ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、第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、第１の画像データは、複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、第２の画像データは、複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出し、複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて第１および第２の画像データの画素の対応関係をずれが解消されるように補正し、範囲設定部は、第１の画像データの予め定められた複数の対象画素の各々について、当該対象画素とその対象画素を含む一定領域内の複数の画素との間の階調値の差分を算出するとともに算出された複数の差分に基づいて予め定められた方法で複数の差分の最小値から最大値までの範囲内にある代表値を決定し、複数の対象画素についてそれぞれ決定された複数の代表値の最小値および最大値に関する値をそれぞれ許容範囲の下限値および上限値として設定する。

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を差分情報として算出する。この場合、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。許容範囲は、次のように設定される。第１の画像データの予め定められた複数の対象画素の各々について、当該対象画素とその対象画素を含む一定領域内の複数の画素との間の階調値の差分が算出される。また、算出された複数の差分に基づいて予め定められた方法で複数の差分の最小値から最大値までの範囲内にある代表値が決定される。複数の対象画素についてそれぞれ決定された複数の代表値の最小値および最大値に関する値がそれぞれ許容範囲の下限値および上限値として設定される。

しかしながら、検査すべき基板に欠陥ではない局所的な歪が生じる場合がある。この場合、歪の部分に対応する第２の画像の画素の位置が、第１の画像の真に対応する画素の位置からずれる。そのため、第１および第２の画像データの対応関係が正確であるという前提に上記の差分情報が算出されると、欠陥の有無を正確に判定することができない。

本発明においては、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データが比較されることにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が検出される。それにより、第１および第２の画像の互いに対応する複数の部分についてそれぞれ相対的な位置のずれ量が検出される。

検出された複数のずれ量に基づいて第１および第２の画像の画素ごとのずれ量が算出される。算出された画素ごとのずれ量に基づいて、第１および第２の画像データの画素の対応関係が補正され、画素ごとのずれが解消される。

それにより、検査すべき基板に局部的な歪が生じている場合でも、第１および第２の画像データの画素の対応関係が補正されることにより、互いに対応する画素を正確に区別することができる。補正された対応関係に基づいて、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。

この場合、正常な部分では、第１および第２の画像の互いに対応する位置にある画素の階調値がほぼ一致するので、差分情報が小さくなる。一方、欠陥の部分では、第１および第２の画像の互いに対応する位置にある画素の階調値に欠陥に起因する差分が生じるので、差分情報が大きくなる。したがって、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）補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像について、一方の単位画像に対して他方の単位画像を移動させつつ互いに対応する位置にある画素の階調値の差分に基づいて一方の単位画像データと他方の単位画像データとの一致の度合いを示す一致度を複数算出し、算出された一致度が最も高くなるときの他方の単位画像の移動量を当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量として検出してもよい。

この場合、正常な部分に対応する画素の階調値の差分に基づいて第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が適切に検出される。

（４）第２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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、補正部により補正された対応関係に基づいて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、第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、第１の画像データは、複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、第２の画像データは、複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像について、一方の単位画像に対して他方の単位画像を移動させつつ互いに対応する位置にある画素の階調値の差分に基づいて一方の単位画像データと他方の単位画像データとの一致の度合いを示す一致度を複数算出し、算出された一致度のばらつきの大きさが予め定められたしきい値よりも大きい場合に、一致度が予め定められた一致度の範囲内にありかつ一方の単位画像データおよび他方の単位画像データの相対的なずれ量が最小となるときの他方の単位画像の移動量を当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量として検出し、算出された一致度のばらつきの大きさが予め定められたしきい値以下である場合に、当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を当該第１および第２の単位画像に隣り合う第１および第２の単位画像について検出されたずれ量に基づいて補間し、複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて第１および第２の画像データの画素の対応関係をずれが解消されるように補正する。

一致度のばらつきが過剰に大きいと、一部の一致度が誤って算出されている可能性がある。本来的には、互いに対応する第１および第２の単位画像は互いに対応する位置またはその近傍の位置にあると考えられる。したがって、著しく低い一致度は誤って算出された可能性が高い。

上記の構成によれば、一致度のばらつきの大きさがしきい値よりも大きい場合に、一致度が予め定められた一致度の範囲内にありかつずれ量が最小となるときの他方の単位画像の移動量が当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量として検出される。したがって、著しく低い一致度が含まれないように上記の範囲を設定することにより、誤って算出された一致度に基づいて第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が検出されることが防止される。

一方、算出される複数の一致度がほぼ一定の値を示す場合には、第１および第２の単位画像データが真に一致しているときの一致度を識別することが難しい。したがって、正確なずれ量を検出することは困難である。

上記の構成によれば、一致度のばらつきの大きさがしきい値以下である場合、当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が当該第１および第２の単位画像に隣り合う第１および第２の単位画像について検出されたずれ量に基づいて補間される。それにより、表面構造を有しない基板であっても画素ごとのずれ量を適切に算出することができる。

（５）複数の第１および第２の単位画像の各々は、当該単位画像における予め定められた位置にある代表画素を含み、補正部は、複数の第１および第２の単位画像の各々について検出された相対的なずれ量を複数の第１および第２の単位画像の各々の代表画素の相対的なずれ量として決定し、決定された代表画素ごとのずれ量に基づいて第１および第２の画像のうち複数の代表画素を除く画素のずれ量を補間してもよい。

この場合、第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を短時間で容易に算出することができる。

（６）検査装置は、第１および第２の画像のコントラストが予め定められた条件で強調されるように第１および第２の画像データに強調処理を行う強調処理部をさらに備え、補正部は、強調処理部により強調処理が行われた第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出してもよい。

この場合、第１の単位画像と第２の単位画像のコントラストが強調されることにより、正常な部分に対応する画素において、基板の表面構造が強調される。それにより、基板の正常な表面構造を正確に識別することが可能になる。その結果、第１および第２の単位画像の相対的なずれ量の誤検出が防止される。

（７）第３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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、補正部により補正された対応関係に基づいて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、第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、第１の画像データは、複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、第２の画像データは、複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出し、複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて第１および第２の画像データの画素の対応関係をずれが解消されるように補正し、検査装置は、補正部により算出された画素ごとのずれ量を最適化する最適化処理部をさらに備え、最適化処理部は、各画素について算出されたずれ量と当該画素を取り囲む複数の画素の補正量との差分を算出するとともに、算出結果に基づいて当該画素を補間対象とするか否かを判定し、補間対象とされた１または複数の画素の各々について当該画素を取り囲む画素のうち補間対象とされていない１または複数の画素について算出されたずれ量に基づいて当該画素のずれ量を決定し、補正部は、最適化処理部により最適化された画素ごとのずれ量に基づいて対応関係の補正を行う。

この場合、誤って算出されたずれ量が最適化される。それにより、第１および第２の画像の画素の対応関係が適切に補正される。したがって、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。

（８）差分情報は、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階調値の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。

（９）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。

（１０）第４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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、補正部により補正された対応関係に基づいて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、第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、第１の画像データは、複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、第２の画像データは、複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出し、複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて第１および第２の画像データの画素の対応関係をずれが解消されるように補正し、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、補正部により補正された対応関係に基づいて生成された第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。

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。

（１１）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。

（１２）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。

（１３）第５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。

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、検査すべき基板に局部的な歪が生じる場合でも、基板の外観上の欠陥を高い精度で検出することが可能である。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。

（１４）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ってもよい。

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。

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。

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。 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。 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。 主として図１の搬送部を示す模式的側面図である。 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。 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。 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。 欠陥のないサンプル基板の表面画像を示す図である。 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。 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。 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。 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。 サンプル基板および検査基板の表面画像間で画素の対応関係にずれが生じた例を説明するための図である。 対応関係補正処理のフローチャートである。 図１４の対応関係補正処理の各処理の内容を概念的に説明するための図である。 図１４の対応関係補正処理の各処理の内容を概念的に説明するための図である。 図１４の対応関係補正処理の各処理の内容を概念的に説明するための図である。 図１４の対応関係補正処理の各処理の内容を概念的に説明するための図である。 第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が誤って検出される例を示す図である。 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。 第３の実施の形態に係る対応関係補正処理のフローチャートである。 ずれ量最適化処理のフローチャートである。 ずれ量最適化処理のフローチャートである。 ずれ量最適化処理により最適化される複数の画素のずれ量の状態を示す図である。 表面画像に生じるモアレを模式的に示す図である。 モアレ除去処理のフローチャートである。 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。 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。 第４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。 第５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。 許容範囲設定処理のフローチャートである。 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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１４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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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より表され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。

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。

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。

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。

上記の検査ユニットＩＰにおいては、予め定められた姿勢で基板Ｗがスピンチャック５１１上に位置決めされる。また、基板Ｗに予め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）に基づいて検査光の照射タイミングまたは表面画像データの取得タイミング等が制御される。それにより、検査ユニットＩＰにおいては、共通の条件で複数の基板Ｗの表面画像データが取得される。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。また、本実施の形態では、サンプル基板には歪が存在しないものとする。

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。

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。

ここで、検査ユニットＩＰにより共通の条件で取得されるサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの各画素の位置は、例えば装置固有の二次元座標系で表すことができる。本実施の形態においては、装置固有の二次元座標系は、互いに直交するｘ軸およびｙ軸を有するｘｙ座標系である。この場合、表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の同じ座標の位置にある画素は、理想的には互いに対応していると考えられる。

しかしながら、検査基板Ｗには、欠陥ではない局部的な歪が生じる場合がある。このような歪は、例えば熱処理により発生する。この場合、歪の部分に対応する検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３の画素の位置がサンプル基板の表面画像ＳＤ２の真に対応する画素の位置からずれる。

図１３は、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３間で画素の対応関係にずれが生じた例を説明するための図である。図１３（ａ）に表面画像ＳＤ２の一部領域の拡大図が示される。図１３（ｂ）に図１３（ａ）の表面画像ＳＤ２と同じ座標の位置にある表面画像ＳＤ３の一部領域の拡大図が示される。図１３（ａ），（ｂ）では、表面画像ＳＤ２，ＳＤ３上の複数の画素が点線で表される。

本例では、図１３（ｂ）に太い矢印で示すように、表面画像ＳＤ２の各画素に真に対応する表面画像ＳＤ３の各画素が、本来あるべき位置（表面画像ＳＤ２の各画素と同じ座標の位置）からｘ方向およびｙ方向に１画素分ずつずれている。

このように、検査基板Ｗおよびサンプル基板の表面画像ＳＤ２，ＳＤ３間で画素の対応関係にずれが生じた状態で後続のステップＳ１６〜Ｓ２１が行われると、欠陥の有無を正確に判定することができない可能性がある。

そこで、制御部１１４は、図１０に示すように、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３間に生じる各画素の対応関係のずれを解消するために対応関係補正処理を行う（ステップＳ１５）。対応関係補正処理の詳細は後述する。

続いて、制御部１１４は、サンプル基板および検査基板Ｗの表面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を算出する（ステップＳ１６）。より具体的には、制御部１１４は、対応関係補正処理により補正された対応関係に基づいて検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３の各画素の階調値からその画素に対応するサンプル基板の表面画像ＳＤ２の画素の階調値を減算する。

検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３には、欠陥ＤＰの画像に加えて表面画像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Ｓ１６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。

以下の説明では、ステップＳ１６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。

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Ｓ１７）。以下、ステップＳ１７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。

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Ｓ１７の処理は行われなくてもよい。

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Ｓ１８）。許容範囲は、正常な部分に対応する画素についての階調値を含み、欠陥の部分に対応する画素について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ている。

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Ｓ１９）、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Ｓ２０）。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Ｓ２１）、欠陥判定処理を終了する。

上記のステップＳ２１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。

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。

（４）対応関係補正処理
図１４は、対応関係補正処理のフローチャートである。図１５〜図１８は、図１４の対応関係補正処理の各処理の内容を概念的に説明するための図である。本例においては、図１の制御部１１４が対応関係補正処理を行う。ここで、上記の検査ユニットＩＰにより得られる基板Ｗの表面画像は複数の単位画像を含む。単位画像は、予め定められた寸法を有する。

以下の説明では、サンプル基板の表面画像ＳＤ２に含まれる複数の単位画像の各々を第１の単位画像１Ｕと呼び、複数の第１の単位画像１Ｕをそれぞれ表す複数の表面画像データを第１の単位画像データと呼ぶ。また、検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３に含まれる複数の単位画像の各々を第２の単位画像２Ｕと呼び、複数の第２の単位画像をそれぞれ表す複数の表面画像データを第２の単位画像データと呼ぶ。

図１４に示すように、制御部１１４は、図１０のステップＳ１２，Ｓ１４で生成された表面画像ＳＤ２，ＳＤ３について、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量を検出する（ステップＳ１０１）。

図１５（ａ）にサンプル基板の表面画像ＳＤ２に含まれる複数の第１の単位画像１Ｕが太い一点鎖線で示され、図１５（ｂ）に検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３に含まれる複数の第２の単位画像２Ｕが太い一点鎖線で示される。上記のステップＳ１０１において、図１５（ａ），（ｂ）に白抜きの矢印で示される第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量を検出する場合の具体例を説明する。

まず、第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの互いに対応する位置にある画素の階調値の差分が算出される。算出された複数の差分に基づいて、第１および第２の単位画像データの一致の度合いを示す一致度が算出される。より具体的には、算出された複数の差分の絶対値の合計が一致度として算出される。

一致度ＡＬは、任意の画素の位置を座標（ｘ，ｙ）で表すとともに、座標（ｘ，ｙ）における第１の単位画像１Ｕの画素の階調値をｇ１（ｘ，ｙ）で表し、座標（ｘ，ｙ）における第２の単位画像２Ｕの画素の階調値をｇ２（ｘ，ｙ）で表す場合に、下記式（１）で表すことができる。

上記式（１）において、ａは第１の単位画像１Ｕのｘ座標の最小値を表し、ｍは第１の単位画像１Ｕのｘ座標の最大値を表す。また、ｂは第１の単位画像１Ｕのｙ座標の最小値を表し、ｎは第１の単位画像１Ｕのｙ座標の最大値を表す。

この場合、一致度ＡＬの値が０に近づくほど第１および第２の単位画像データの一致の度合いが高い。一方、一致度ＡＬの値が０から離れるほど第１および第２の単位画像データの一致の度合いが低い。

次に、図１６に白抜きの矢印で示すように、予め定められた領域ＡＡ内で第２の単位画像２Ｕに対して第１の単位画像１Ｕをｘ方向およびｙ方向にそれぞれ１画素分ずつ移動させる。このとき、第１の単位画像１Ｕが１画素分移動するごとに上記式（１）を用いて一致度ＡＬを算出する。予め定められた領域ＡＡは、例えば第２の単位画像２Ｕに対してｘ方向およびｙ方向にそれぞれ７画素分ずれた領域を取り囲むように設定される。

その後、算出された複数の一致度ＡＬのうち０または最も０に近い一致度ＡＬが得られるときの第１の単位画像１Ｕのｘ方向およびｙ方向の移動量が、第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量として検出される。このようにして、正常な部分に対応する画素の階調値の差分に基づいて、全ての第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの各々について相対的なずれ量が適切に検出される。

次に、図１４に示すように、制御部１１４は、検出された複数のずれ量に基づいてサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の画素ごとの相対的なずれ量を算出する（ステップＳ１０２）。

例えば、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについて算出されたずれ量が、第２の単位画像２Ｕの中心画素に対する第１の単位画像１Ｕの中心画素のずれ量として決定される。また、互いに隣り合う４つの第１の単位画像１Ｕの中心画素で取り囲まれる領域内の各画素のずれ量が、４つの中心画素について決定されたずれ量に基づいてバイリニア補間により算出される。

図１７に、画素ごとのずれ量をバイリニア補間により算出する方法の一例が示される。図１７に示すように、４つの第１の単位画像１Ｕの中心画素１ＵＣの座標を（Ｘ_０，Ｙ_０），（Ｘ_１，Ｙ_０），（Ｘ_１，Ｙ_１），（Ｘ_０，Ｙ_１）とし、それぞれについて決定されたずれ量をＰ_００，Ｐ_１０，Ｐ_１１，Ｐ_０１とする。また、４つの中心画素１ＵＣにより取り囲まれる領域内の任意の座標（ｘ，ｙ）について、バイリニア補間を行うために換算された座標を（ｘ’，ｙ’）とする。この場合、ｘ’およびｙ’は下記式（２），（３）で表すことができる。

ｘ’＝（ｘ−Ｘ_０）／（Ｘ_１−Ｘ_０） …（２）
ｙ’＝（ｙ−Ｙ_０）／（Ｙ_１−Ｙ_０） …（３）
また、ずれ量Ｐ_００，Ｐ_１０，Ｐ_１１，Ｐ_０１に対する係数Ｋ_００，Ｋ_１０，Ｋ_１１，Ｋ_０１は、それぞれ下記式（４），（５），（６），（７）で表すことができる。

Ｋ_００＝（１−ｘ’）×（１−ｙ’） …（４）
Ｋ_１０＝（１−ｘ’）×ｙ’ …（５）
Ｋ_１１＝ｘ’×ｙ’ …（６）
Ｋ_０１＝ｘ’×（１−ｙ’） …（７）
座標（ｘ，ｙ）におけるずれ量Ｐは、下記式（８）で表される。

Ｐ＝Ｋ_００×Ｐ_００＋Ｋ_１０×Ｐ_１０＋Ｋ_１１×Ｐ_１１＋Ｋ_０１×Ｐ_０１ …（８）
上記式（２）〜（８）を用いて表面画像ＳＤ２上の全ての画素についてずれ量を算出した後、図１４に示すように、制御部１１４は、算出された画素ごとのずれ量に基づいてサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの画素の対応関係を補正する（ステップＳ１０３）。

例えば、制御部１１４は、対応関係の補正として、各画素について算出されたずれ量に基づいて、検査基板Ｗの表面画像ＳＤ３の各画素に対する対応関係のずれが解消されるようにサンプル基板の表面画像ＳＤ２の各画素の階調値を補正する。

図１８（ａ）に第２の単位画像２Ｕの一例が示される。図１８（ｂ）に第１の単位画像１Ｕの一例が示される。図１８（ａ）の第２の単位画像２Ｕと図１８（ｂ）の第１の単位画像１Ｕとは、互いに対応する位置にあるものとする。ここで、図１８（ａ），（ｂ）においてハッチングで示される画素の座標を（ｘａ，ｙａ）とする。また、座標（ｘａ，ｙａ）の画素について算出されたずれ量がｘ方向およびｙ方向にそれぞれαおよび−βであるものとする。

この場合、制御部１１４は、第１の単位画像１Ｕについて、座標（ｘａ−α，ｙａ＋β）にある画素の階調値を座標（ｘａ，ｙａ）の画素の階調値とする。このようにして、第１の単位画像１Ｕの各画素について各ずれ量に基づく同様の処理を行うことにより、図１８（ｃ）に示すように、第２の単位画像２Ｕに対する対応関係のずれが解消された第１の単位画像１Ｕを得ることができる。このとき、図１８（ｃ）の第１の単位画像１Ｕには、第２の単位画像２Ｕに含まれる歪が反映される。

このように、サンプル基板の表面画像ＳＤ２が各画素のずれ量に基づいて補正されることにより、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の間の画素の対応関係が補正される。その後、制御部１１４は、対応関係補正処理を終了する。

制御部１１４は、欠陥判定処理のステップＳ１６において、補正された表面画像ＳＤ２と表面画像ＳＤ３との間で互いに対応する位置にある画素について階調値の差分を算出することにより、真に対応する画素について階調値の差分を算出することができる。

上記のステップＳ１０１において、一致度のばらつきが大きいと、一部の一致度が誤って算出されている可能性がある。本来的には、互いに対応する第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕは互いに対応する位置またはその近傍の位置にあると考えられる。したがって、著しく値の大きい一致度は誤って算出された可能性が高い。一方、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについて算出される複数の一致度がほぼ一定の値を示す場合、第１および第２の単位画像データが一致するときの一致度を識別することは難しい。そこで、制御部１１４は、以下のようにして互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量を検出してもよい。

まず、制御部１１４は、上記の例と同様に、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについて複数の一致度を算出する。その後、制御部１１４は、複数の一致度のうちの最大値から最小値を減算する。この場合、算出された減算値は、当該第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについて算出された複数の一致度のばらつきの大きさに相当する。その後、制御部１１４は、一致度の減算値が予め定められたしきい値以下であるか否かを判定する。

一致度の減算値が予め定められたしきい値よりも大きい場合、制御部１１４は、一致度が予め定められた一致度の範囲内にありかつずれ量が最小となるときの第１の単位画像１Ｕのｘ方向およびｙ方向の移動量を、当該第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量として検出する。

ここで、予め定められる一致度の範囲ＡＬＡは、複数の一致度の最大値および最小値をＡＬ（ｍａｘ）およびＡＬ（ｍｉｎ）とし、一致許容割合をＡＰとした場合に下記式（９）で表すことができる。

ＡＬ（ｍｉｎ）≦ＡＬＡ＜｛ＡＬ（ｍａｘ）−ＡＬ（ｍｉｎ）｝×ＡＰ＋ＡＬ（ｍｉｎ） …（９）
一致許容割合ＡＰは、例えば１０％程度に設定される。

このように、一致度の減算値が予め定められたしきい値よりも大きい場合には、信頼性が高い一致度が得られるときの第１の単位画像１Ｕの移動量が、ずれ量として適切に検出される。したがって、誤って算出された一致度に基づいて第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量が検出されることが防止される。

一方、一致度の減算値が予め定められたしきい値以下である場合、制御部１１４は、当該第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについてのずれ量を補間対象とする。また、制御部１１４は、当該第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕに隣り合う複数組の第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについて検出された複数のずれ量の平均値で当該第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについてのずれ量を補間する。それにより、画像の階調値に差が生じにくい表面構造を有する検査基板Ｗまたは未処理のベアウェハであっても、画素ごとのずれ量を適切に算出することが可能になる。

なお、制御部１１４は、隣り合う一組の第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについて検出されたずれ量で当該第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについてのずれ量を補間してもよい。また、制御部１１４は、当該第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕに隣り合う全ての第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕについてのずれ量が補間対象となっている場合に、ずれ量が０である（ずれていない）と決定してもよい。

上記のステップＳ１０２においては、互いに隣り合う４つの第１の単位画像１Ｕの中心画素で取り囲まれる領域内の各画素のずれ量が、４つの中心画素について決定されたずれ量に基づいてバイリニア補間により算出される。上記の例に限らず、４つの中心画素で取り囲まれる領域内の各画素のずれ量は、４つの中心画素のいずれかのずれ量に基づいて二アレストネイバー補間等の他の補間方法により算出されてもよい。

（５）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

インターフェイスブロック１４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。

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。

（６）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。

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について階調値の差分が算出され、差分画像データが生成される。この場合、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。

しかしながら、検査基板Ｗに欠陥ではない局所的な歪が生じる場合がある。この場合、歪の部分に対応する検査基板Ｗの画素の位置が、サンプル基板の真に対応する画素の位置からずれる。そのため、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの対応関係が正確であるという前提に上記の差分画像データが算出されると、欠陥の有無を正確に判定することができない。

そこで、本実施の形態では、対応関係補正処理が行われる。対応関係補正処理においては、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの第１および第２の単位画像データが比較されることにより当該第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量が検出される。それにより、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の互いに対応する複数の部分についてそれぞれ相対的な位置のずれ量が検出される。

検出された複数のずれ量に基づいて表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の画素ごとのずれ量が算出される。算出された画素ごとのずれ量に基づいて、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの画素の対応関係が補正され、画素ごとのずれが解消される。

それにより、検査基板Ｗに局部的な歪が生じている場合でも、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの画素の対応関係が補正されることにより、互いに対応する画素を正確に区別することができる。補正された対応関係に基づいて、サンプル基板および検査基板Ｗ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。

この場合、正常な部分では、表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の互いに対応する位置にある画素の階調値がほぼ一致するので、階調値の差分が小さくなる。一方、欠陥の部分では、第１および第２の画像の互いに対応する位置にある画素の階調値に欠陥に起因する差分が生じるので、階調値の差分が大きくなる。したがって、検査基板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。

［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。

（１）ずれ量の誤検出
第１の実施の形態においては、対応関係補正処理のステップＳ１０１において互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量が、上記の一致度に基づいて検出される。

しかしながら、サンプル基板および検査基板Ｗの表面構造の種類によっては、第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量が誤って検出される場合がある。図１９は、第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの相対的なずれ量が誤って検出される例を示す図である。

図１９（ａ）に第２の単位画像２Ｕの一例が示される。図１９（ｂ）に第１の単位画像１Ｕの一例が示される。図１９（ａ）の第２の単位画像２Ｕと図１９（ｂ）の第１の単位画像１Ｕとは、互いに対応する位置にあるものとする。本例では、第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの各々に、ｘ方向に延びるとともにｙ方向に並ぶ４本のレジストパターンＲＰ１が示され、ｙ方向に延びる１本のレジストパターンＲＰ２が示される。４本のレジストパターンＲＰ１においては、ｘ方向において階調値が緩やかに変化している。一方、レジストパターンＲＰ２の階調値は一定である。

ここで、図１９（ａ）に太い点線で示すように、第２の単位画像２Ｕに示される各レジストパターンＲＰ１では、ｘ方向における中央部分で局所的に階調値が低下している。一方、図１９（ｂ）に太い点線で示すように、第１の単位画像１Ｕに示される各レジストパターンＲＰ１では、ｘ方向における中央部分から一定距離ずれた位置で局所的に階調値が低下している。

本例では、１本のレジストパターンＲＰ２よりも４本のレジストパターンＲＰ１の面積が大きい。そのため、１本のレジストパターンＲＰ２の位置が一致するときに算出される一致度に比べて、４本のレジストパターンＲＰ１の階調値が局所的に低下している部分の位置が一致するときに算出される一致度が０に近くなる。

この場合、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、本来的に第１および第２の単位画像１Ｕ，２Ｕの間に対応関係のずれが生じていなくても、誤ったずれ量が検出される。その結果、図１９（ｃ）に示すように、対応関係補正処理後の第１の単位画像１Ｕの各画素が真に対応する画素からずれる可能性がある。

そこで、本実施の形態に係る基板処理装置においては、欠陥判定処理において強調処理が行われる。図２０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。本例では、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、予め定められた条件でコントラストの強調処理を行う（ステップＳ３１）。

その強調処理として、例えばアンシャープマスク処理が用いられる。具体的には、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの各々について、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ＳＤ２，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。このようにして、表面画像データが平滑化される。

その後、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。減算処理後の表面画像データの各画素の階調値に予め定められた係数が乗算される。乗算処理後の表面画像データの各画素の階調値に、平滑化前の表面画像データの各画素の階調値が加算される。それにより、アンシャープマスク処理が終了する。このアンシャープマスク処理によれば、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の表面構造および欠陥に対応する画像の輪郭が強調される。

ステップＳ３１の処理後、制御部１１４は、サンプル基板および検査基板Ｗの強調処理後の表面画像データに基づいて、ステップＳ１５の対応関係補正処理を行う。その後、制御部１１４は、図１１のステップＳ１６以降の処理を行う。

（２）効果
本実施の形態では、対応関係補正処理が行われる前にサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データにそれぞれ強調処理が行われる。それにより、サンプル基板および検査基板の正常な表面構造を正確に識別することが可能になる。その結果、後続のステップＳ１５の対応関係補正処理においてずれ量の誤検出が防止される。

［３］第３の実施の形態
第３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。

（１）ずれ量の誤検出
第１の実施の形態においては、対応関係補正処理のステップＳ１０２において、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の画素ごとの相対的なずれ量が算出される。しかしながら、ノイズまたは外乱等の影響により、一部のずれ量が誤って算出される可能性がある。ある画素について誤って算出されるずれ量は、当該画素を取り囲む画素について算出されるずれ量に対して大きく異なると考えられる。そこで、本実施の形態に係る基板処理装置においては、対応関係補正処理においてずれ量最適化処理が行われる。

図２１は、第３の実施の形態に係る対応関係補正処理のフローチャートである。図２１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Ｓ１０１，Ｓ１０２の処理を行った後、ずれ量最適化処理を行う（ステップＳ４１）。そのずれ量最適化処理では、ステップＳ１０２の処理で誤って算出されたと考えられる画素のずれ量が当該画素の周囲の画素のずれ量に基づいて補間される。その後、制御部１１４は、ステップＳ１０３の処理を行う。

（２）ずれ量最適化処理
ずれ量最適化処理の詳細を説明する。図２２および図２３は、ずれ量最適化処理のフローチャートである。図２４は、ずれ量最適化処理により最適化される複数の画素のずれ量の状態を示す図である。以下の説明において、Ｎは表面画像ＳＤ２の全画素数である。また、変数ｉはＮ以下の自然数であり、変数ｋは０以上の整数である。

図２２に示すように、制御部１１４は、まず変数ｉを１とし、変数ｋを０とする（ステップＳ２０１）。次に、制御部１１４は、ｉ番目の画素を取り囲む複数の画素のうちずれ量が予め定められた条件を満たす画素および後述するステップＳ２０４の処理によりずれ量が補間対象とされた画素の個数を計数する（ステップＳ２０２）。

ここで、ステップＳ２０２においてｉ番目の画素を取り囲む複数の画素とは、例えばｉ番目の画素を取り囲む８個の画素である。また、予め定められた条件は、例えばｘ方向およびｙ方向のずれ量のうち少なくとも一方のずれ量が２以上離れていることである。

続いて、制御部１１４は、計数された個数が予め定められた第１の数以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。予め定められた第１の数は、例えば５である。

計数された個数が第１の数よりも小さい場合、制御部１１４は、ステップＳ２０７の処理に進む。一方、計数された個数が第１の数以上である場合、制御部１１４は、ｉ番目の画素のずれ量を補間対象とする（ステップＳ２０４）。次に、制御部１１４は、直前のステップＳ２０４の処理で設定された補間対象が新たに設定されたものであるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。補間対象が新たに設定されたものでない場合、制御部１１４は、ステップＳ２０７の処理に進む。一方、補間対象が新たに設定されたものである場合、制御部１１４は、変数ｋに１を加算し（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０７の処理に進む。

ステップＳ２０７において、制御部１１４は、変数ｉの値がＮであるか否かを判定する。変数ｉがＮでない場合、制御部１１４は、変数ｉに１を加算し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０２の処理に進む。一方、変数ｉがＮである場合、制御部１１４は、変数ｋが０であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。変数ｋが０でない場合、制御部１１４はステップＳ２０１の処理に進む。一方、変数ｋが０である場合、制御部１１４は、後述するステップＳ２１０の処理に進む。

ここで、上記のステップＳ２０１〜Ｓ２０９の処理は、画素ごとに誤って算出されている可能性があるずれ量を検出するとともに、検出されたずれ量を補間対象とするために行われる。

図２４（ａ）に、図２１のステップＳ１０２で複数の画素についてそれぞれ算出されたずれ量の一例が示される。図２４（ａ）では、ｘ方向およびｙ方向に５個ずつ並ぶ合計２５個の画素が点線で示される。また、各画素について算出されたｘ方向およびｙ方向のずれ量が示される。本例では、中央に位置する９個の画素について算出されたずれ量がそれぞれ（５，０）であり、９個の画素を取り囲む１６個の画素について算出されたずれ量がそれぞれ（０，０）である。

図２４（ａ）の複数のずれ量について最適化が行われる際には、まず最初に全ての画素についてステップＳ２０２，Ｓ２０３の処理が繰り返される。この場合、太い実線の枠で示される４つの画素のずれ量がステップＳ２０４の処理により新たに補間対象とされる。それにより、全ての画素についてステップＳ２０２，Ｓ２０３の処理が行われた時点で変数ｋが４になる。

そのため、ステップＳ２０９の処理により、再び全ての画素についてステップＳ２０２，Ｓ２０３の処理が繰り返される。この場合、太い一点鎖線の枠で示される４つの画素のずれ量がステップＳ２０４の処理により新たに補間対象とされる。それにより、変数ｋが４になる。

そのため、ステップＳ２０９の処理により、再び全ての画素についてステップＳ２０２，Ｓ２０３の処理が繰り返される。この場合、太い点線の枠で示される１つの画素のずれ量がステップＳ２０４の処理により新たに補間対象とされる。それにより、変数ｋが１になる。

そのため、ステップＳ２０９の処理により、再び全ての画素についてステップＳ２０２，Ｓ２０３の処理が繰り返される。この場合、新たに補間対象とされるずれ量は存在しない。それにより、変数ｋが０になる。その結果、図２４（ｂ）に示すように、一部の画素のずれ量が補間対象とされた状態で、ステップＳ２１０の処理が開始される。

図２３に示すように、ステップＳ２１０において、制御部１１４は変数ｉを１とする。その後、制御部１１４は、ｉ番目の画素のずれ量は補間対象か否かを判定する（ステップＳ２１１）。ｉ番目の画素のずれ量が補間対象でない場合、制御部１１４は、後述するステップＳ２１５の処理に進む。一方、ｉ番目の画素のずれ量が補間対象である場合、制御部１１４は、ｉ番目の画素を取り囲む複数の画素のうちずれ量が補間対象とされている画素の個数を計数する（ステップＳ２１２）。

ここで、ステップＳ２１２においてｉ番目の画素を取り囲む複数の画素とは、例えばｉ番目の画素に対してｘ方向およびｙ方向に隣り合う４個の画素である。

続いて、制御部１１４は、計数された個数が予め定められた第２の数以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１３）。予め定められた第２の数は、例えば３である。計数された個数が第２の数以上である場合、制御部１１４は、後述するステップＳ２１５の処理に進む。一方、計数された個数が第２の数よりも小さい場合、制御部１１４は、補間対象とされていない複数の画素のずれ量の平均値をｉ番目の画素のずれ量とし（ステップＳ２１４）、ステップＳ２１５の処理に進む。

ステップＳ２１５において、制御部１１４は、変数ｉの値がＮであるか否かを判定する。変数ｉがＮでない場合、制御部１１４は、変数ｉに１を加算し（ステップＳ２１６）、ステップＳ２１１の処理に進む。一方、変数ｉがＮである場合、制御部１１４は、ずれ量が補間対象とされた画素の個数が０であるか否かを判定する（ステップＳ２１７）。

ずれ量が補間対象とされた画素の個数が０でない場合、制御部１１４は、ステップＳ２１０の処理に進む。一方、ずれ量が補間対象とされた画素の個数が０である場合、制御部１１４は、ずれ量最適化処理を終了する。

ここで、上記のステップＳ２１０〜Ｓ２１７の処理は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０９の処理により補間対象とされたずれ量を順次補間するために行われる。図２４（ｂ）に示すように、複数の画素のうち一部の画素のずれ量が補間対象とされた状態で全ての画素についてステップＳ２１１〜Ｓ２１４の処理が繰り返される。この場合、図２４（ｃ）に太い実線の枠で示す４つの画素のずれ量がステップＳ２１４の処理により補間される。この時点では、図２４（ｂ）の９つの補間対象のうち５つの補間対象は補間されない。

そのため、ステップＳ２１７の処理により、再び全ての画素についてステップＳ２１１〜Ｓ２１４の処理が繰り返される。この場合、図２４（ｃ）に太い一点鎖線の枠で示す４つの画素のずれ量がステップＳ２１４の処理により補間される。この時点では、図２４（ｂ）の９つの補間対象のうち１つの補間対象は補間されない。

そのため、ステップＳ２１７の処理により、再び全ての画素についてステップＳ２１１〜Ｓ２１４の処理が繰り返される。この場合、図２４（ｃ）に太い点線の枠で示す１つの画素のずれ量がステップＳ２１４の処理により補間される。それにより、図２４（ｂ）の９つの補間対象の全てが補間される。このようにして、全ての補間対象のずれ量が決定されることにより、ずれ量最適化処理が終了する。

（３）効果
本実施の形態では、対応関係補正処理において、ステップＳ１０２の処理で誤って算出されたずれ量がずれ量最適化処理により最適化される。それにより、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の画素の対応関係が適切に補正される。したがって、検査基板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。

なお、本実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、欠陥判定処理においてステップＳ１５の対応関係補正処理の前にサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの強調処理が行われてもよい。

［４］第４の実施の形態
第４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。

（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２５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２５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２５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。

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。

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２５に示すようなモアレが生じやすい。

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。

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。

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Ｓ１８（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。

（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。

図２６は、モアレ除去処理のフローチャートである。図２７および図２８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２６〜図２８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。

図２７（ａ）には、モアレ除去処理前の表面画像ＳＤ３が示される。図２７（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２７（ａ）および後述する図２８（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２８（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。

図２６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。

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。

図２７（ｂ）には、図２６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２７（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。

次に、制御部１１４は、図２６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２８（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２８（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。

次に、制御部１１４は、図２６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Ｓ１７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２８（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２８（ｂ）の表面画像ＳＤ３は、適度な明るさを有する。

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ＳＤ４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２８（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。

図２６〜図２８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。

（３）外観検査の方法
図２９は、第４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２９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〜Ｓ１５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Ｓ３０１）。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Ｓ３０２）。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Ｓ１６以降の処理を行う。

（４）効果
本実施の形態では、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。

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，Ｓ１７において、差分画像データおよび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。それにより、モアレに起因する階調値のばらつきを含むように許容範囲を広く設定する必要がない。したがって、検査基板Ｗの外観上の欠陥をより高い精度で検出することが可能になる。

なお、本実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、欠陥判定処理においてステップＳ１５の対応関係補正処理の前にサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの強調処理が行われてもよい。

また、本実施の形態においても、第３の実施の形態と同様に、対応関係補正処理においてステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理の間にずれ量最適化処理が行われてもよい。

［５］第５の実施の形態
第５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。

上記のように、第１の実施の形態に係る欠陥判定処理では、対応関係補正処理が行われることにより、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３の画素の対応関係が補正される。しかしながら、ノイズまたは外乱等の影響によっては、対応関係のずれが完全には解消されない可能性がある。

対応関係のずれが完全に解消されない場合、画素の対応関係のずれに起因する誤判定を防止するためには、欠陥判定処理で用いられる許容範囲を大きく設定する必要がある。一方、許容範囲が過剰に大きく設定されると、欠陥の検出精度が低下する。

そこで、本実施の形態では、サンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの対応関係のずれを考慮しつつ許容範囲を適切に設定するために、許容範囲設定処理が行われる。図３０は、第５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、第１の実施の形態と同様にステップＳ１１，Ｓ１２の処理を行った後、許容範囲設定処理を行う（ステップＳ４０１）。その後、制御部１１４は、ステップＳ１３以降の処理を行う。この場合、図１１のステップＳ１８の処理においては、ステップＳ４０１の処理で設定された許容範囲が用いられる。

図３１は、許容範囲設定処理のフローチャートである。本例では、図３０のステップＳ１２で生成されるサンプル基板の表面画像ＳＤ２（図１２（ａ））のうちＭ個の画素が予め対象画素として定められている。Ｍは２以上でかつ表面画像ＳＤ２の全画素数以下の数を表す。本実施の形態では、Ｍは表面画像ＳＤ２の全画素数である。また、以下の説明において、変数ｊはＭ以下の自然数である。

図３１に示すように、制御部１１４は、まず変数ｊを１とし（ステップＳ５００）、サンプル基板の表面画像ＳＤ２のうちｊ番目の対象画素とその対象画素を含む一定領域内の複数の画素との階調値の差分を算出する（ステップＳ５０１）。一定領域は、例えば対象画素を中心としてその対象画素から一定数の画素を含むように設定される。

ステップＳ５０１で算出される複数の差分は、検査基板Ｗに欠陥がないときに、そのｊ番目の対象画素についてサンプル基板と検査基板Ｗとの対応関係のずれに起因して算出される階調値の差分にほぼ相当すると考えられる。そこで、制御部１１４は、算出された階調値の差分の平均値をｊ番目の対象画素に対応する代表値として決定する（ステップＳ５０２）。決定された代表値は、画素の対応関係にずれがありかつｊ番目の対象画素に対応するとみなされる検査基板Ｗの部分が正常である場合に差分画像データとして算出されることになる階調値の差分を代表している。

ここで、一定領域が、例えば対象画素の座標（ａ，ｂ）を中心として、座標（ａ−１，ｂ−１）、（ａ−１，ｂ）、（ａ−１，ｂ＋１）、（ａ，ｂ−１）、（ａ，ｂ）、（ａ，ｂ＋１）、（ａ＋１，ｂ−１）、（ａ＋１，ｂ）および（ａ＋１，ｂ＋１）に位置する９つの画素を含むように設定されるものとする。

この場合、座標（ｕ，ｖ）の対象画素の階調値をＧ（ｕ，ｖ）で表すと、ステップＳ５０１，Ｓ５０２の処理により決定される代表値Ｇ’（ａ，ｂ）は、例えば下記式（１０）で表すことができる。

Ｇ’（ａ，ｂ）＝［｛Ｇ（ａ−１，ｂ−１）＋Ｇ（ａ−１，ｂ）＋Ｇ（ａ−１，ｂ＋１）＋Ｇ（ａ，ｂ−１）＋Ｇ（ａ，ｂ）＋Ｇ（ａ，ｂ＋１）＋Ｇ（ａ＋１，ｂ−１）＋Ｇ（ａ＋１，ｂ）＋Ｇ（ａ＋１，ｂ＋１）｝−Ｇ（ａ，ｂ）×９］／９ …（１０）
上記の代表値Ｇ’（ａ，ｂ）は、検査基板Ｗにおける座標（ａ，ｂ）の画素について、対応関係に１画素分のずれが生じた状態で算出される可能性がある差分画像データの階調値を代表する。

上記のようにｊ番目の対象画素に対応する代表値を決定した後、制御部１１４は、変数ｊの値がＭであるか否かを判定する（ステップＳ５０３）。変数ｊがＭでない場合、制御部１１４は、変数ｊに１を加算し（ステップＳ５０４）、ステップＳ５０１の処理に進む。それにより、制御部１１４は、次の対象画素に対応する代表値を決定する。一方、変数ｊがＭである場合、制御部１１４は、算出された全ての代表値に一定の値を加算する（ステップＳ５０５）。

以下、ステップＳ５０５において一定の値が加算された代表値を加算代表値と呼ぶ。ここで、ステップＳ５０５で代表値に加算される値は、図１１のステップＳ１７で差分画像データの各画素の階調値に加算される値と等しい。なお、ステップＳ１７の処理が行われない場合には、本ステップＳ５０５の処理も行われない。

その後、制御部１１４は、算出された加算代表値の最小値および最大値をそれぞれ許容範囲の下限値および上限値として設定する（ステップＳ５０６）。なお、上記のステップＳ１７，Ｓ５０５の処理が行われない場合には、ステップＳ５０１〜Ｓ５０４の処理で算出されたＭ個の代表値の最小値および最大値をそれぞれ許容範囲の下限値および上限値として設定する。このようにして、許容範囲設定処理が終了する。

このようにして許容範囲が設定されることにより、正常な部分について、画素の対応関係のずれに起因して算出される判定画像データの階調値が許容範囲から外れる可能性が低くなる。したがって、正常な部分が欠陥であると誤判定される可能性が低くなる。

また、許容範囲の下限値および上限値が加算代表値の最小値および最大値に制限される。それにより、欠陥の部分について、画素の対応関係のずれに起因して算出される判定画像データの階調値が許容範囲内に含まれる可能性が低くなる。したがって、欠陥の部分が正常であると誤判定される可能性が低くなる。その結果、対応関係補正処理により対応関係のずれが完全に解消されない場合でも、検査基板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。

上記のステップＳ５０２においては、算出された階調値の差分の平均値に代えて、算出された階調値の差分の最小値、中央値または最大値のいずれかがｊ番目の対象画素に対応する代表値として決定されてもよい。このように、ステップＳ５０２で決定される代表値は、複数の階調値の最小値から最大値までの範囲内の値であれば、平均値、最小値、中央値または最大値等のいずれの値に設定されてもよい。この場合、欠陥の判定条件等に応じて所望の許容範囲を適切に設定することができる。

ノイズまたは外乱等の影響により、正常な部分に対応する画素について判定画像データの階調値が加算代表値の最小値よりも小さくなる可能性がある。また、正常な部分に対応する画素について判定画像データの階調値が加算代表値の最大値よりも大きくなる可能性がある。そこで、制御部１１４は、ステップＳ５０６の処理として、加算代表値の最小値よりも予め定められた値分小さい値を許容範囲の下限値として設定し、加算代表値の最大値よりも予め定められた値分大きい値を許容範囲の上限値として設定してもよい。

なお、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、複数の検査基板Ｗの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上記の許容範囲設定処理を行うことにより、その許容範囲をその表面画像データとともに予め制御部１１４のメモリに記憶してもよい。この場合、各検査基板Ｗの欠陥判定処理を行う際には、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ４０１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。

なお、本実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、欠陥判定処理においてステップＳ１５の対応関係補正処理の前にサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像データの強調処理が行われてもよい。

また、本実施の形態においても、第３の実施の形態と同様に、対応関係補正処理においてステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理の間にずれ量最適化処理が行われてもよい。

さらに、本実施の形態においても、第４の実施の形態と同様に、欠陥判定処理においてステップＳ１４またはステップＳ１５の処理の後、ステップＳ１６の処理の前にサンプル基板および検査基板Ｗの表面画像ＳＤ２，ＳＤ３のモアレ除去処理が行われてもよい。

［６］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Ｓ１８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。

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Ｓ１８の処理に代えて以下の処理が行われてもよい。

図３２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〜Ｓ１７の処理を行った後、ステップＳ１８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Ｓ３１１）。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Ｓ３１２）。さらに、制御部１１４は、ステップＳ３１２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Ｓ１９）。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し（ステップＳ２０）、欠陥を検出する（ステップＳ２１）。

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。

（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、複数の検査基板Ｗの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、各検査基板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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

［７］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。

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が補正部、判定部、強調処理部および最適化処理部の例であり、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。

また、サンプル基板の表面画像ＳＤ２が第１の画像の例であり、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ＳＤ３が第２の画像の例であり、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る。

また、複数の第１の単位画像１Ｕが複数の第１の単位画像の例であり、複数の第２の単位画像２Ｕが複数の第２の単位画像の例であり、第１の単位画像１Ｕの中心画素１ＵＣが第１の単位画像の代表画素の例であり、第２の単位画像２Ｕの中心画素が第２の単位画像の代表画素の例であり、サンプル基板の修正画像データが第１の修正画像データの例であり、検査基板Ｗの修正画像データが第２の修正画像データの例である。

また、判定画像データの複数の画素の階調値が第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階調値の差分に一定値を加算することにより得られる値の例である。

また、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り、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。

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。
［８］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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、補正部により補正された対応関係に基づいて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、第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、第１の画像データは、複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、第２の画像データは、複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出し、複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて第１および第２の画像データの画素の対応関係をずれが解消されるように補正する。
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を差分情報として算出する。この場合、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。
しかしながら、検査すべき基板に欠陥ではない局所的な歪が生じる場合がある。この場合、歪の部分に対応する第２の画像の画素の位置が、第１の画像の真に対応する画素の位置からずれる。そのため、第１および第２の画像データの対応関係が正確であるという前提に上記の差分情報が算出されると、欠陥の有無を正確に判定することができない。
本参考形態においては、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データが比較されることにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が検出される。それにより、第１および第２の画像の互いに対応する複数の部分についてそれぞれ相対的な位置のずれ量が検出される。
検出された複数のずれ量に基づいて第１および第２の画像の画素ごとのずれ量が算出される。算出された画素ごとのずれ量に基づいて、第１および第２の画像データの画素の対応関係が補正され、画素ごとのずれが解消される。
それにより、検査すべき基板に局部的な歪が生じている場合でも、第１および第２の画像データの画素の対応関係が補正されることにより、互いに対応する画素を正確に区別することができる。補正された対応関係に基づいて、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。
この場合、正常な部分では、第１および第２の画像の互いに対応する位置にある画素の階調値がほぼ一致するので、差分情報が小さくなる。一方、欠陥の部分では、第１および第２の画像の互いに対応する位置にある画素の階調値に欠陥に起因する差分が生じるので、差分情報が大きくなる。したがって、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）補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像について、一方の単位画像に対して他方の単位画像を移動させつつ互いに対応する位置にある画素の階調値の差分に基づいて一方の単位画像データと他方の単位画像データとの一致の度合いを示す一致度を複数算出し、算出された一致度が最も高くなるときの他方の単位画像の移動量を当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量として検出してもよい。
この場合、正常な部分に対応する画素の階調値の差分に基づいて第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が適切に検出される。
（４）補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像について、一方の単位画像に対して他方の単位画像を移動させつつ互いに対応する位置にある画素の階調値の差分に基づいて一方の単位画像データと他方の単位画像データとの一致の度合いを示す一致度を複数算出し、算出された一致度のばらつきの大きさが予め定められたしきい値よりも大きい場合に、一致度が予め定められた一致度の範囲内にありかつずれ量が最小となるときの他方の単位画像の移動量を当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量として検出し、算出された一致度のばらつきの大きさが予め定められたしきい値以下である場合に、当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を当該第１および第２の単位画像に隣り合う第１および第２の単位画像について検出されたずれ量に基づいて補間してもよい。
一致度のばらつきが過剰に大きいと、一部の一致度が誤って算出されている可能性がある。本来的には、互いに対応する第１および第２の単位画像は互いに対応する位置またはその近傍の位置にあると考えられる。したがって、著しく低い一致度は誤って算出された可能性が高い。
上記の構成によれば、一致度のばらつきの大きさがしきい値よりも大きい場合に、一致度が予め定められた一致度の範囲内にありかつずれ量が最小となるときの他方の単位画像の移動量が当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量として検出される。したがって、著しく低い一致度が含まれないように上記の範囲を設定することにより、誤って算出された一致度に基づいて第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が検出されることが防止される。
一方、算出される複数の一致度がほぼ一定の値を示す場合には、第１および第２の単位画像データが真に一致しているときの一致度を識別することが難しい。したがって、正確なずれ量を検出することは困難である。
上記の構成によれば、一致度のばらつきの大きさがしきい値以下である場合、当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量が当該第１および第２の単位画像に隣り合う第１および第２の単位画像について検出されたずれ量に基づいて補間される。それにより、表面構造を有しない基板であっても画素ごとのずれ量を適切に算出することができる。
（５）複数の第１および第２の単位画像の各々は、当該単位画像における予め定められた位置にある代表画素を含み、補正部は、複数の第１および第２の単位画像の各々について検出された相対的なずれ量を複数の第１および第２の単位画像の各々の代表画素の相対的なずれ量として決定し、決定された代表画素ごとのずれ量に基づいて第１および第２の画像のうち複数の代表画素を除く画素のずれ量を補間してもよい。
この場合、第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を短時間で容易に算出することができる。
（６）検査装置は、第１および第２の画像のコントラストが予め定められた条件で強調されるように第１および第２の画像データに強調処理を行う強調処理部をさらに備え、補正部は、強調処理部により強調処理が行われた第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出してもよい。
この場合、第１の単位画像と第２の単位画像のコントラストが強調されることにより、正常な部分に対応する画素において、基板の表面構造が強調される。それにより、基板の正常な表面構造を正確に識別することが可能になる。その結果、第１および第２の単位画像の相対的なずれ量の誤検出が防止される。
（７）検査装置は、補正部により算出された画素ごとのずれ量を最適化する最適化処理部をさらに備え、最適化処理部は、各画素について算出されたずれ量と当該画素を取り囲む複数の画素の補正量との差分を算出するとともに、算出結果に基づいて当該画素を補間対象とするか否かを判定し、補間対象とされた１または複数の画素の各々について当該画素を取り囲む画素のうち補間対象とされていない１または複数の画素について算出されたずれ量に基づいて当該画素のずれ量を決定し、補正部は、最適化処理部により最適化された画素ごとのずれ量に基づいて対応関係の補正を行ってもよい。
この場合、誤って算出されたずれ量が最適化される。それにより、第１および第２の画像の画素の対応関係が適切に補正される。したがって、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。
（８）差分情報は、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階調値の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。
（９）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。
（１０）判定部は、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、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、補正部により補正された対応関係に基づいて生成された第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。
（１１）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。
（１２）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。
（１３）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。
（１４）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、検査すべき基板に局部的な歪が生じる場合でも、基板の外観上の欠陥を高い精度で検出することが可能である。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。
（１５）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ってもよい。
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。

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。

１Ｕ 第１の単位画像
１ＵＣ 中心画素
２Ｕ 第２の単位画像
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
１３２ 搬送部
１３９ 現像処理ユニット
１６１，１６２ 洗浄乾燥処理部
１６３ 搬送部
５１１ スピンチャック
５１２ 回転軸
５１３ モータ
ＡＡ 領域
ＩＰ 検査ユニット
ＤＰ 欠陥
ＲＰ，ＲＰ１，ＲＰ２ レジストパターン
ＲＲ 半径領域
ＳＤ１〜ＳＤ６ 表面画像
Ｗ 基板

Claims (14)

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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、
   基板に外観上の欠陥があるか否かを判定するための許容範囲を設定する範囲設定部と、
   前記第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、
   前記補正部により補正された対応関係に基づいて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前記範囲設定部により設定さ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、
   前記第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、
   前記第１の画像データは、前記複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、
   前記第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、
   前記第２の画像データは、前記複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、
   前記補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出し、前記複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて前記第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて前記第１および第２の画像データの画素の対応関係を前記ずれが解消されるように補正し、
   前記範囲設定部は、前記第１の画像データの予め定められた複数の対象画素の各々について、当該対象画素とその対象画素を含む一定領域内の複数の画素との間の階調値の差分を算出するとともに算出された複数の差分に基づいて予め定められた方法で前記複数の差分の最小値から最大値までの範囲内にある代表値を決定し、前記複数の対象画素についてそれぞれ決定された複数の代表値の最小値および最大値に関する値をそれぞれ前記許容範囲の下限値および上限値として設定する、検査装置。
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。
3. 前記補正部は、
   互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像について、一方の単位画像に対して他方の単位画像を移動させつつ互いに対応する位置にある画素の階調値の差分に基づいて一方の単位画像データと他方の単位画像データとの一致の度合いを示す一致度を複数算出し、
   算出された一致度が最も高くなるときの前記他方の単位画像の移動量を当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量として検出する、請求項１または２記載の検査装置。
4. 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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、
   前記第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、
   前記補正部により補正された対応関係に基づいて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、
   前記第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、
   前記第１の画像データは、前記複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、
   前記第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、
   前記第２の画像データは、前記複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、
   前記補正部は、
   互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像について、一方の単位画像に対して他方の単位画像を移動させつつ互いに対応する位置にある画素の階調値の差分に基づいて一方の単位画像データと他方の単位画像データとの一致の度合いを示す一致度を複数算出し、
   算出された一致度のばらつきの大きさが予め定められたしきい値よりも大きい場合に、前記一致度が予め定められた一致度の範囲内にありかつ前記一方の単位画像データおよび前記他方の単位画像データの相対的なずれ量が最小となるときの前記他方の単位画像の移動量を当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量として検出し、
   算出された一致度のばらつきの大きさが予め定められたしきい値以下である場合に、当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を当該第１および第２の単位画像に隣り合う第１および第２の単位画像について検出されたずれ量に基づいて補間し、
   前記複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて前記第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて前記第１および第２の画像データの画素の対応関係を前記ずれが解消されるように補正する、検査装置。
5. 前記複数の第１および第２の単位画像の各々は、当該単位画像における予め定められた位置にある代表画素を含み、
   前記補正部は、前記複数の第１および第２の単位画像の各々について検出された相対的なずれ量を前記複数の第１および第２の単位画像の各々の代表画素の相対的なずれ量として決定し、決定された代表画素ごとのずれ量に基づいて前記第１および第２の画像のうち前記複数の代表画素を除く画素のずれ量を補間する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の検査装置。
6. 前記第１および第２の画像のコントラストが予め定められた条件で強調されるように前記第１および第２の画像データに強調処理を行う強調処理部をさらに備え、
   前記補正部は、前記強調処理部により強調処理が行われた第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査装置。
7. 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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、
   前記第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、
   前記補正部により補正された対応関係に基づいて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、
   前記第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、
   前記第１の画像データは、前記複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、
   前記第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、
   前記第２の画像データは、前記複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、
   前記補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出し、前記複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて前記第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて前記第１および第２の画像データの画素の対応関係を前記ずれが解消されるように補正し、
   前記検査装置は、
   前記補正部により算出された画素ごとのずれ量を最適化する最適化処理部をさらに備え、
   前記最適化処理部は、各画素について算出されたずれ量と当該画素を取り囲む複数の画素の補正量との差分を算出するとともに、算出結果に基づいて当該画素を補間対象とするか否かを判定し、補間対象とされた１または複数の画素の各々について当該画素を取り囲む画素のうち補間対象とされていない１または複数の画素について算出されたずれ量に基づいて当該画素のずれ量を決定し、
   前記補正部は、前記最適化処理部により最適化された画素ごとのずれ量に基づいて前記対応関係の補正を行う、検査装置。
8. 前記差分情報は、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階調値の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１〜７のいずれか一項に記載の検査装置。
9. 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１〜８のいずれか一項に記載の検査装置。
10. 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第１の画像を示す画像データを第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第２の画像を示す画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、
    前記第１および第２の画像データの画素の対応関係を補正する補正部と、
    前記補正部により補正された対応関係に基づいて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、
    前記第１の画像は、複数の第１の単位画像により構成され、
    前記第１の画像データは、前記複数の第１の単位画像をそれぞれ示す複数の第１の単位画像データを含み、
    前記第２の画像は、複数の第２の単位画像により構成され、
    前記第２の画像データは、前記複数の第２の単位画像をそれぞれ示す複数の第２の単位画像データを含み、
    前記補正部は、互いに対応する位置にある第１および第２の単位画像の第１および第２の単位画像データを比較することにより当該第１および第２の単位画像の相対的なずれ量を検出し、前記複数の第１および第２の単位画像について検出された複数のずれ量に基づいて前記第１および第２の画像の画素ごとのずれ量を算出し、算出された画素ごとのずれ量に基づいて前記第１および第２の画像データの画素の対応関係を前記ずれが解消されるように補正し、
    前記判定部は、前記画像データ取得部により取得された前記第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前記第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、前記補正部により補正された対応関係に基づいて生成された第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。
11. 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１０記載の検査装置。
12. 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１〜１１のいずれか一項に記載の検査装置。
13. 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１〜１２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。
14. 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１３記載の基板処理装置。

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