WO2016042692A1 - 検査装置および基板処理装置 - Google Patents

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WO2016042692A1
WO2016042692A1 PCT/JP2015/003438 JP2015003438W WO2016042692A1 WO 2016042692 A1 WO2016042692 A1 WO 2016042692A1 JP 2015003438 W JP2015003438 W JP 2015003438W WO 2016042692 A1 WO2016042692 A1 WO 2016042692A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
image data
unit
processing
inspection
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/003438
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
友宏 松尾
幸治 中川
Original Assignee
株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス filed Critical 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
Publication of WO2016042692A1 publication Critical patent/WO2016042692A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84—Inspecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus and a substrate processing apparatus including the inspection apparatus.
  • Substrate visual inspection is performed in various processing steps for semiconductor substrates, liquid crystal display substrates, plasma display substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, and photomask substrates. Is called.
  • an appearance inspection of a substrate is performed after a resist film is formed on the substrate and before the exposure processing is performed on the substrate.
  • image data of the substrate is generated by imaging the substrate by the imaging device. Based on the generated image data, a defect on the appearance of the substrate is detected.
  • An object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of performing a visual inspection of a substrate with high accuracy and a substrate processing apparatus including the inspection apparatus.
  • An inspection apparatus is an inspection apparatus that performs an appearance inspection of a substrate, and includes an image data acquisition unit that acquires image data by imaging a substrate to be inspected, and an image data acquisition unit.
  • a determination unit configured to determine whether the substrate to be inspected has an appearance defect based on the acquired image data, and the determination unit smoothes the image data acquired by the image data acquisition unit To generate corrected image data by subtracting the gradation value of each pixel of the image data after smoothing from the gradation value of each pixel of the image data before smoothing, and based on the generated corrected image data To make a decision.
  • image data of a substrate to be inspected is acquired, and based on the acquired image data, it is determined whether or not the substrate to be inspected has an appearance defect. For the determination, the acquired image data is smoothed by subtracting the gradation value of each pixel of the image data after smoothing from the gradation value of each pixel of the image data before smoothing. Modified image data is generated.
  • the smoothed image data includes a gradation change due to moire and does not include a gradation change due to an appearance defect. Therefore, corrected image data from which moire has been removed is generated by subtracting the gradation value of each pixel of the image data after smoothing from the gradation value of each pixel of the image data before smoothing.
  • the substrate to be inspected Based on the corrected image data, it is determined whether or not the substrate to be inspected has an appearance defect. Therefore, it is possible to prevent the detection accuracy of the defect from being lowered due to moire, and to perform the appearance inspection of the substrate with high accuracy. It can be carried out.
  • the determination unit may smooth the image data by moving average filter processing.
  • the image data can be easily smoothed in a short time.
  • the determination unit may generate added image data by adding a certain value to the gradation value of each pixel of the generated corrected image data. In this case, the image corresponding to the added image data becomes bright overall. Therefore, the user can visually recognize the image without a sense of incongruity.
  • the determination unit may smooth the image data so that the smoothed image data includes a gradation change due to moire and does not include a gradation change due to an appearance defect. .
  • the determination unit smoothes the image data of the sample substrate having no appearance defect, and the gradation of each pixel of the image data after smoothing from the gradation value of each pixel of the image data before smoothing
  • the corrected image data may be generated by subtracting the value, and the determination may be made based on the gradation value of the corrected image data of the sample substrate and the gradation value of the corrected image data of the substrate to be inspected.
  • the corrected image data of the sample substrate does not include a gradation change due to moire and a gradation change caused by an appearance defect. Therefore, it is possible to accurately determine whether or not the substrate to be inspected has an appearance defect based on the gradation value of the corrected image data of the sample substrate and the gradation value of the corrected image data of the substrate to be inspected. it can.
  • the inspection apparatus further includes a substrate holding and rotating device that rotates while holding the substrate, and the image data acquisition unit irradiates light to a radial region along the radial direction of the substrate rotated by the substrate holding and rotating device.
  • You may include an illumination part and the line sensor which receives the light reflected in the radial area
  • the image data of the board can be acquired with a simple configuration. Also, even if moire occurs in the image data due to the rotation of the substrate, moire is removed from the image data, so that it is possible to prevent the detection accuracy of the defect from being reduced by the moire, and to accurately inspect the appearance of the substrate. It can be carried out.
  • a substrate processing apparatus is a substrate processing apparatus disposed so as to be adjacent to an exposure apparatus that performs exposure processing on a substrate, and is exposed on the substrate before the exposure processing by the exposure apparatus.
  • a film forming unit for forming a photosensitive film, a development processing unit for developing a photosensitive film on a substrate after exposure processing by an exposure apparatus, and an appearance inspection of the substrate after the photosensitive film is formed by the film forming unit The inspection apparatus is provided.
  • a photosensitive film is formed on a substrate before exposure processing, and development processing is performed on the substrate after exposure processing.
  • the appearance inspection of the substrate after the formation of the photosensitive film is performed by the above-described inspection apparatus. Accordingly, it is possible to prevent the detection accuracy of the defect from being lowered due to moire, and the appearance inspection of the photosensitive film on the substrate can be performed with high accuracy.
  • the inspection apparatus may inspect the appearance of the substrate after the formation of the photosensitive film by the film formation unit and after the development processing by the development processing unit.
  • the appearance inspection of the photosensitive film patterned by the development process can be performed with high accuracy.
  • the appearance inspection of the substrate can be performed with high accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the substrate processing apparatus mainly showing the coating processing section, the coating development processing section, and the cleaning / drying processing section of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic side view of the substrate processing apparatus mainly showing the heat treatment section and the cleaning / drying processing section of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic side view mainly showing the conveying section of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic side view for explaining the configuration of the inspection unit.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view for explaining the configuration of the inspection unit.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the generation of the surface image data.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing moire generated in the surface image.
  • FIG. 9 is a flowchart of moire removal processing.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a change in the surface image in the moire removal process.
  • FIG. 11 is a flowchart of the threshold setting process.
  • FIG. 12 is a flowchart of the defect determination process.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of setting the lower threshold and the upper threshold.
  • the substrate means a semiconductor substrate, a liquid crystal display substrate, a plasma display substrate, a photomask glass substrate, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, a magneto-optical disk substrate, or a photomask substrate.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the substrate processing apparatus 100.
  • the substrate processing apparatus 100 includes an indexer block 11, a first processing block 12, a second processing block 13, a cleaning / drying processing block 14A, and a loading / unloading block 14B.
  • the cleaning / drying processing block 14A and the carry-in / carry-out block 14B constitute an interface block 14.
  • the exposure device 15 is disposed adjacent to the carry-in / carry-out block 14B. In the exposure device 15, the substrate W is subjected to exposure processing by a liquid immersion method.
  • the indexer block 11 includes a plurality of carrier placement units 111 and a conveyance unit 112. On each carrier placement section 111, a carrier 113 that houses a plurality of substrates W in multiple stages is placed.
  • the transport unit 112 is provided with a control unit 114 and a transport mechanism 115.
  • the control unit 114 controls various components of the substrate processing apparatus 100.
  • the transport mechanism 115 has a hand 116 for holding the substrate W.
  • the transport mechanism 115 transports the substrate W while holding the substrate W by the hand 116.
  • the first processing block 12 includes a coating processing unit 121, a transport unit 122, and a heat treatment unit 123.
  • the coating processing unit 121 and the heat treatment unit 123 are provided so as to face each other with the conveyance unit 122 interposed therebetween.
  • a substrate platform PASS1 on which the substrate W is placed and substrate platforms PASS2 to PASS4 (see FIG. 4) described later are provided.
  • the transport unit 122 is provided with a transport mechanism 127 for transporting the substrate W and a transport mechanism 128 (see FIG. 4) described later.
  • the second processing block 13 includes a coating and developing processing unit 131, a conveying unit 132, and a heat treatment unit 133.
  • the coating / development processing unit 131 and the heat treatment unit 133 are provided so as to face each other with the conveyance unit 132 interposed therebetween.
  • a substrate platform PASS5 on which the substrate W is placed and substrate platforms PASS6 to PASS8 (see FIG. 4) described later are provided between the transport unit 132 and the transport unit 122.
  • the transport unit 132 is provided with a transport mechanism 137 for transporting the substrate W and a transport mechanism 138 (see FIG. 4) described later.
  • the cleaning / drying processing block 14 ⁇ / b> A includes cleaning / drying processing units 161 and 162 and a transport unit 163.
  • the cleaning / drying processing units 161 and 162 are provided to face each other with the conveyance unit 163 interposed therebetween.
  • the transport unit 163 is provided with transport mechanisms 141 and 142. Between the transport unit 163 and the transport unit 132, a placement / buffer unit P-BF1 and a later-described placement / buffer unit P-BF2 (see FIG. 4) are provided.
  • the placement / buffer units P-BF1 and P-BF2 are configured to accommodate a plurality of substrates W.
  • a substrate platform PASS9 and a later-described placement / cooling unit P-CP are provided between the transport mechanisms 141 and 142 so as to be adjacent to the carry-in / carry-out block 14B.
  • the placement / cooling unit P-CP has a function of cooling the substrate W. In the placement / cooling section P-CP, the substrate W is cooled to a temperature suitable for the exposure process.
  • a transport mechanism 146 is provided in the carry-in / carry-out block 14B.
  • the transport mechanism 146 carries the substrate W into and out of the exposure apparatus 15.
  • the exposure apparatus 15 is provided with a substrate carry-in portion 15a for carrying in the substrate W and a substrate carry-out portion 15b for carrying out the substrate W.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the substrate processing apparatus 100 mainly showing the application processing unit 121, the application development processing unit 131, and the cleaning / drying processing unit 161 of FIG. It is.
  • the coating processing section 121 is provided with coating processing chambers 21, 22, 23, and 24 in a hierarchical manner.
  • the coating development processing unit 131 is provided with development processing chambers 31 and 33 and coating processing chambers 32 and 34 in a hierarchical manner.
  • a coating processing unit 129 is provided in each of the coating processing chambers 21 to 24, 32, and 34.
  • a development processing unit 139 is provided in each of the development processing chambers 31 and 33.
  • Each coating processing unit 129 includes a spin chuck 25 that holds the substrate W and a cup 27 that is provided so as to cover the periphery of the spin chuck 25.
  • each coating processing unit 129 is provided with two sets of spin chucks 25 and cups 27.
  • the spin chuck 25 is rotationally driven by a driving device (not shown) (for example, an electric motor).
  • each coating processing unit 129 includes a plurality of coating nozzles 28 that discharge a processing liquid and a nozzle transport mechanism 29 that transports the coating nozzles 28.
  • one of the plurality of coating nozzles 28 is moved above the substrate W by the nozzle transport mechanism 29.
  • the processing liquid is discharged from the coating nozzle 28. Thereby, the processing liquid is applied onto the substrate W.
  • the treatment liquid for the antireflection film is supplied from the coating nozzle 28 to the substrate W in the coating processing unit 129 of the coating processing chambers 22 and 24.
  • a resist film processing liquid is supplied from the coating nozzle 28 to the substrate W.
  • a processing liquid for resist cover film is supplied from the coating nozzle 28 to the substrate W.
  • the development processing unit 139 includes a spin chuck 35 and a cup 37, similar to the coating processing unit 129.
  • each development processing unit 139 is provided with three sets of spin chucks 35 and cups 37.
  • the spin chuck 35 is rotationally driven by a driving device (not shown) (for example, an electric motor).
  • the development processing unit 139 includes two development nozzles 38 that discharge the developer and a moving mechanism 39 that moves the development nozzles 38 in the X direction.
  • one developing nozzle 38 moves in the X direction and supplies the developing solution to each substrate W.
  • the other developing nozzle 38 moves and supplies the developing solution to each substrate W. .
  • the developer by supplying the developer to the substrate W, the resist cover film on the substrate W is removed, and the substrate W is developed.
  • the cleaning / drying processing unit 161 is provided with a plurality (four in this example) of cleaning / drying processing units SD1. In the cleaning / drying processing unit SD1, the substrate W before the exposure processing is cleaned and dried.
  • a fluid box unit 50 is provided in the coating processing unit 121 so as to be adjacent to the coating and developing processing unit 131.
  • a fluid box unit 60 is provided in the coating and developing processing unit 131 so as to be adjacent to the cleaning / drying processing block 14A.
  • conduits, joints, valves, and the like for supply of chemicals to the coating processing unit 129 and the development processing unit 139 and waste liquid and exhaust from the coating processing unit 129 and the development processing unit 139, etc. Houses fluid-related equipment such as flow meters, regulators, pumps, and temperature controllers.
  • FIG. 3 is a schematic side view of the substrate processing apparatus 100 mainly showing the heat treatment units 123 and 133 and the cleaning / drying processing unit 162 of FIG.
  • the heat treatment part 123 has an upper heat treatment part 301 provided above and a lower heat treatment part 302 provided below.
  • Each of the upper heat treatment part 301 and the lower heat treatment part 302 is provided with a plurality of heat treatment units PHP, a plurality of adhesion strengthening treatment units PAHP, and a plurality of cooling units CP.
  • the substrate W is heated and cooled.
  • the heat treatment and the cooling treatment in the heat treatment unit PHP are simply referred to as heat treatment.
  • adhesion reinforcement processing unit PAHP adhesion reinforcement processing for improving the adhesion between the substrate W and the antireflection film is performed.
  • an adhesion enhancing agent such as HMDS (hexamethyldisilazane) is applied to the substrate W, and the substrate W is subjected to heat treatment.
  • the cooling unit CP the substrate W is cooled.
  • the heat treatment part 133 includes an upper heat treatment part 303 provided above and a lower heat treatment part 304 provided below.
  • Each of the upper thermal processing section 303 and the lower thermal processing section 304 is provided with a cooling unit CP, an edge exposure unit EEW, an inspection unit IP, and a plurality of thermal processing units PHP.
  • the edge exposure unit EEW exposure processing (edge exposure processing) of the peripheral edge of the substrate W is performed.
  • the inspection unit IP an appearance inspection of the substrate W after the development processing is performed.
  • the inspection unit is configured by the inspection unit IP and the control unit 114 of FIG. Details of the inspection unit IP will be described later.
  • the thermal processing unit PHP provided adjacent to the cleaning / drying processing block 14A is configured to be able to carry the substrate W from the cleaning / drying processing block 14A.
  • the cleaning / drying processing section 162 is provided with a plurality (four in this example) of cleaning / drying processing units SD2.
  • the substrate W after the exposure processing is cleaned and dried.
  • FIG. 4 is a schematic side view mainly showing the transport units 122, 132, and 163 in FIG.
  • the transfer unit 122 includes an upper transfer chamber 125 and a lower transfer chamber 126.
  • the transfer unit 132 includes an upper transfer chamber 135 and a lower transfer chamber 136.
  • the upper transfer chamber 125 is provided with a transfer mechanism 127
  • the lower transfer chamber 126 is provided with a transfer mechanism 128.
  • the upper transfer chamber 135 is provided with a transfer mechanism 137
  • the lower transfer chamber 136 is provided with a transfer mechanism 138.
  • Each of the transport mechanisms 127, 128, 137, and 138 has hands H1 and H2.
  • Each of the transport mechanisms 127, 128, 137, and 138 can hold the substrate W using the hands H 1 and H 2, and can freely move in the X direction and the Z direction to transport the substrate W.
  • Substrate platforms PASS 1 and PASS 2 are provided between the transport unit 112 and the upper transport chamber 125, and substrate platforms PASS 3 and PASS 4 are provided between the transport unit 112 and the lower transport chamber 126.
  • Substrate platforms PASS5 and PASS6 are provided between the upper transport chamber 125 and the upper transport chamber 135, and substrate platforms PASS7 and PASS8 are provided between the lower transport chamber 126 and the lower transport chamber 136. It is done.
  • a placement / buffer unit P-BF1 is provided between the upper transfer chamber 135 and the transfer unit 163, and a placement / buffer unit P-BF2 is provided between the lower transfer chamber 136 and the transfer unit 163. .
  • a substrate platform PASS9 and a plurality of placement / cooling units P-CP are provided so as to be adjacent to the interface block 15 in the transport unit 163.
  • the transport mechanism 127 is configured to be able to transport the substrate W between the substrate platforms PASS1, PASS2, PASS5, PASS6, the coating processing chambers 21, 22 (FIG. 2), and the upper thermal processing section 301 (FIG. 3).
  • the transport mechanism 128 is configured to be able to transport the substrate W between the substrate platforms PASS3, PASS4, PASS7, PASS8, the coating processing chambers 23, 24 (FIG. 2), and the lower thermal processing section 302 (FIG. 3).
  • the transport mechanism 137 moves the substrate W between the substrate platforms PASS5 and PASS6, the placement / buffer unit P-BF1, the development processing chamber 31 (FIG. 2), the coating processing chamber 32, and the upper thermal processing unit 303 (FIG. 3). It is configured to be transportable.
  • the transport mechanism 138 transfers the substrate W between the substrate platforms PASS7 and PASS8, the placement / buffer unit P-BF2, the development processing chamber 33 (FIG. 2), the coating processing chamber 34, and the lower thermal processing unit 304 (FIG. 3). It is configured to be transportable.
  • a carrier 113 in which an unprocessed substrate W is accommodated is placed on the carrier placement portion 111 (FIG. 1) of the indexer block 11.
  • the transport mechanism 115 transports the unprocessed substrate W from the carrier 113 to the substrate platforms PASS1 and PASS3 (FIG. 4).
  • the transport mechanism 115 transports the processed substrate W placed on the substrate platforms PASS ⁇ b> 2 and PASS ⁇ b> 4 (FIG. 4) to the carrier 113.
  • the transport mechanism 127 causes the substrate W placed on the substrate platform PASS1 (FIG. 4) to adhere to the adhesion reinforcement processing unit PAHP (FIG. 3) and the cooling unit CP (FIG. 3).
  • Coating treatment chamber 22 (FIG. 2), heat treatment unit PHP (FIG. 3), cooling unit CP (FIG. 3), coating treatment chamber 21 (FIG. 2), heat treatment unit PHP (FIG. 3), and substrate platform PASS5 ( It conveys in order to FIG.
  • the cooling unit CP cools the substrate W to a temperature suitable for forming the antireflection film.
  • an antireflection film is formed on the substrate W by the coating processing unit 129 (FIG. 2).
  • the substrate W is cooled to a temperature suitable for formation of the resist film in the cooling unit CP.
  • a resist film is formed on the substrate W by the coating processing unit 129 (FIG. 2).
  • the substrate W is heat-treated in the heat treatment unit PHP, and the substrate W is placed on the substrate platform PASS5.
  • the transport mechanism 127 transports the substrate W after the development processing placed on the substrate platform PASS6 (FIG. 4) to the substrate platform PASS2 (FIG. 4).
  • the transport mechanism 128 (FIG. 4) is configured to adhere the substrate W placed on the substrate platform PASS3 (FIG. 4) to the adhesion reinforcement processing unit PAHP (FIG. 3), the cooling unit CP (FIG. 3), and the coating processing chamber 24 (FIG. 4). 2), sequentially transferred to the heat treatment unit PHP (FIG. 3), the cooling unit CP (FIG. 3), the coating treatment chamber 23 (FIG. 2), the heat treatment unit PHP (FIG. 3), and the substrate platform PASS7 (FIG. 4). Further, the transport mechanism 128 (FIG. 4) transports the substrate W after the development processing placed on the substrate platform PASS8 (FIG. 4) to the substrate platform PASS4 (FIG. 4).
  • the processing contents of the substrate W in the coating processing chambers 23 and 24 (FIG. 2) and the lower thermal processing section 302 (FIG. 3) are the same as those in the coating processing chambers 21 and 22 (FIG. 2) and the upper thermal processing section 301 (FIG. 3). This is the same as the processing content of W.
  • the transport mechanism 137 (FIG. 4) is configured to apply the resist film-formed substrate W placed on the substrate platform PASS 5 (FIG. 4) to the coating processing chamber 32 (FIG. 2), and a heat treatment unit. It is sequentially conveyed to the PHP (FIG. 3), the edge exposure unit EEW (FIG. 3), and the placement / buffer unit P-BF1 (FIG. 4).
  • a resist cover film is formed on the substrate W by the coating processing unit 129 in the coating processing chamber 32. Subsequently, after the substrate W is heat-treated in the heat treatment unit PHP, the edge exposure processing of the substrate W is performed in the edge exposure unit EEW, and the substrate W is placed on the placement / buffer unit P-BF1.
  • the transport mechanism 137 takes out the substrate W after the exposure processing and after the heat treatment from the heat treatment unit PHP (FIG. 3) adjacent to the cleaning / drying processing block 14A, and removes the substrate W from the cooling unit CP (FIG. 3). ),
  • the developing chamber 31 (FIG. 2), the heat treatment unit PHP (FIG. 3), the inspection unit IP (FIG. 3), and the substrate platform PASS6 (FIG. 4) in this order.
  • the development processing of the substrate W is performed by the development processing unit 139 in the development processing chamber 31.
  • an appearance inspection of the substrate W is performed in the inspection unit IP.
  • the substrate W after the appearance inspection is placed on the substrate platform PASS6.
  • the transport mechanism 138 (FIG. 4) is configured to apply the resist film-formed substrate W placed on the substrate platform PASS7 (FIG. 4) to the coating processing chamber 34 (FIG. 2), the heat treatment unit PHP (FIG. 3), and edge exposure. It is sequentially conveyed to the section EEW (FIG. 3) and the placement / buffer section P-BF2 (FIG. 4). Further, the transport mechanism 138 (FIG. 4) takes out the substrate W after the exposure process and after the heat treatment from the heat treatment unit PHP (FIG. 3) adjacent to the cleaning / drying processing block 14A, and removes the substrate W from the cooling unit CP (FIG. 3). ), The developing chamber 33 (FIG. 2), the heat treatment unit PHP (FIG.
  • the processing content of the substrate W in the coating processing chamber 34, the development processing chamber 33, and the lower thermal processing section 304 is the same as the processing content of the substrate W in the coating processing chamber 32, the developing processing chamber 31, and the upper thermal processing section 303.
  • the transport mechanism 141 (FIG. 1) performs the cleaning / drying processing unit of the cleaning / drying processing unit 161 on the substrate W placed on the placement / buffer units P-BF1, P-BF2 (FIG. 4). It is sequentially conveyed to SD1 (FIG. 2) and the placement / cooling section P-CP (FIG. 4). In this case, after the cleaning and drying processing of the substrate W is performed in the cleaning / drying processing unit SD1, the temperature suitable for the exposure processing in the exposure apparatus 15 (FIGS. 1 to 3) in the placement / cooling unit P-CP. Then, the substrate W is cooled.
  • the transport mechanism 142 (FIG. 1) transports the substrate W after the exposure processing placed on the substrate platform PASS9 (FIG. 4) to the cleaning / drying processing unit SD2 (FIG. 3) of the cleaning / drying processing unit 162 for cleaning. Then, the substrate W after the drying treatment is transferred from the cleaning / drying treatment unit SD2 to the heat treatment unit PHP (FIG. 3) of the upper heat treatment section 303 or the heat treatment unit PHP (FIG. 3) of the lower heat treatment section 304. In this heat treatment unit PHP, a post-exposure bake (PEB) process is performed.
  • PEB post-exposure bake
  • the transport mechanism 146 transfers the substrate W before exposure processing placed on the placement / cooling section P-CP (FIG. 4) to the substrate carry-in section 15a (FIG. 1) of the exposure apparatus 15. Transport to.
  • the transport mechanism 146 takes out the substrate W after the exposure processing from the substrate carry-out portion 15b (FIG. 1) of the exposure apparatus 15, and transports the substrate W to the substrate platform PASS9 (FIG. 4).
  • the exposure apparatus 15 cannot accept the substrate W, the substrate W before the exposure process is temporarily accommodated in the placement / buffer units P-BF1, P-BF2. If the development processing unit 139 (FIG. 2) of the second processing block 13 cannot accept the substrate W after the exposure processing, the substrate W after the exposure processing is placed in the placement / buffer units P-BF1, P-BF2. Temporarily accommodated.
  • FIGS. 5 and 6 are a schematic side view and a schematic perspective view for explaining the configuration of the inspection unit IP.
  • the inspection unit IP includes a holding rotation unit 51, an illumination unit 52, a reflection mirror 53, and a CCD line sensor 54.
  • the holding rotating unit 51 includes a spin chuck 511, a rotating shaft 512, and a motor 513.
  • the spin chuck 511 holds the substrate W in a horizontal posture by vacuum-sucking the substantially central portion of the lower surface of the substrate W.
  • the rotating shaft 512 and the spin chuck 511 are integrally rotated by the motor 513.
  • the substrate W held by the spin chuck 511 rotates around the axis along the vertical direction (Z direction).
  • the surface of the substrate W is directed upward.
  • the surface of the substrate W is the surface of the substrate W on which a circuit pattern is formed.
  • the illumination unit 52 emits strip-shaped inspection light.
  • the inspection light is applied to a linear region (hereinafter referred to as a radial region) RR along the radial direction of the surface of the substrate W held by the spin chuck 511.
  • the inspection light reflected by the radius region RR is further reflected by the reflection mirror 53 and guided to the CCD line sensor 54.
  • the received light amount distribution of the CCD line sensor 54 corresponds to the brightness distribution of the reflected light in the radius region RR.
  • surface image data of the substrate W is generated.
  • the surface image data represents an image of the surface of the substrate W (hereinafter referred to as a surface image).
  • the received light amount distribution of the CCD line sensor 54 is given to the control unit 114 of FIG. 1, and the control unit 114 generates surface image data.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining generation of surface image data.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C sequentially show the irradiation state of the inspection light on the substrate W.
  • FIGS. 7D, 7E, and 7F show FIGS. ), (B), and (c), surface images corresponding to the surface image data generated are shown.
  • a dot pattern is attached to the region on the substrate W irradiated with the inspection light.
  • the substrate W is rotated while the inspection light is continuously applied to the radial region RR on the substrate W. Accordingly, the inspection light is continuously irradiated in the circumferential direction of the substrate W.
  • the substrate W rotates once, the entire surface of the substrate W is irradiated with inspection light.
  • surface image data representing a rectangular surface image SD is generated as shown in FIGS. . 7D to 7F, the horizontal axis of the surface image SD corresponds to the position of each pixel of the CCD line sensor 54, and the vertical axis of the surface image SD corresponds to the rotation angle of the substrate W.
  • the brightness distribution of the reflected light on the surface of the substrate W in the radial direction of the substrate W is expressed in the direction of the horizontal axis of the surface image SD.
  • the brightness distribution of the reflected light on the surface of the substrate W in the circumferential direction of the substrate W is represented in the direction of the vertical axis of the surface image SD.
  • the appearance inspection of the substrate W is performed based on the generated surface image data.
  • an appearance inspection of a resist film (hereinafter referred to as a resist pattern) patterned by development processing is performed.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing moire generated in the surface image SD.
  • moire occurs so that the brightness of the surface image SD continuously changes in the direction of the vertical axis.
  • the brightness of the surface image SD is represented by the gradation value of each pixel. The larger the gradation value, the brighter the pixel.
  • Moiré is likely to occur when the surface image SD has a periodic pattern.
  • a plurality of circuit patterns respectively corresponding to a plurality of elements are formed on the substrate W to be processed in the substrate processing apparatus 100. These circuit patterns have the same configuration. Therefore, a plurality of circuit patterns become a periodic pattern on the substrate W.
  • the resist pattern corresponds to a plurality of circuit patterns and becomes a periodic pattern on the substrate W. Therefore, moire tends to occur in the surface image SD for the appearance inspection of the resist pattern.
  • the photolithography process including the resist film forming process, the exposure process, and the developing process is performed on one substrate W a plurality of times. Therefore, at least a part of the circuit pattern is formed on the substrate W except for the initial process. Even if other films such as a resist film are formed on the circuit pattern, the inspection light passes through these films in the inspection unit IP. Accordingly, moire may occur in the surface image SD due to the already formed circuit pattern.
  • the circuit pattern of the substrate W has periodicity in the circumferential direction of the substrate W.
  • the surface image SD is generated by irradiating the inspection light onto the certain radius region RR while the substrate W is rotated and receiving the reflected light by the CCD line sensor 54. Therefore, the method for generating the surface image SD that accompanies the rotation of the substrate W may also cause moiré in the surface image SD.
  • the surface image SD may not be able to be distinguished from a defect on the appearance of the substrate W. Thereby, the accuracy of the appearance inspection of the substrate W is lowered.
  • moire removal processing for removing moire from the surface image SD is performed.
  • the control unit 114 in FIG. 1 performs a moire removal process.
  • FIG. 9 is a flowchart of moire removal processing.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a change in the surface image SD in the moire removal process. In the examples of FIGS. 9 and 10, moire is removed from the surface image SD of the substrate W having a defect in appearance.
  • FIG. 10 (a) shows a surface image SD before moire removal processing.
  • the surface image SD of FIG. 10A moire and the defect DP of the substrate W are represented.
  • the gradation value of the defect DP is higher than the gradation value of the normal part.
  • the surface structure of the substrate W is represented in the surface image SD.
  • the surface structure of the substrate W means not a defect DP but a normally formed structure such as a circuit pattern and a resist pattern.
  • the control unit 114 smoothes the surface image data (step S1).
  • the smoothing of the surface image data is to reduce the density fluctuation of the surface image SD.
  • the surface image data is smoothed by moving average filter processing.
  • the moving average filter processing an average of gradation values is calculated for a prescribed number of peripheral pixels centered on the pixel of interest, and the average value is used as the gradation value of the pixel of interest.
  • all the pixels of the surface image SD are set as the target pixel, and the gradation value of each pixel is changed to the average value of the surrounding pixels.
  • the total number of pixels of the surface image SD is, for example, 5000 (horizontal) ⁇ 10000 (vertical), and the number of peripheral pixels in the moving average filter processing is, for example, 100 (horizontal) ⁇ 100 (vertical).
  • the number of peripheral pixels in the moving average filter process may be appropriately set depending on the assumed defect size, moire size, and the like.
  • the surface image data can be smoothed easily in a short time by moving average filter processing.
  • the surface image data may be smoothed by another smoothing process such as a Gaussian filter process or a median filter process instead of the moving average filter process.
  • FIG. 10B shows the surface image SD after smoothing in step S1 of FIG.
  • the variation in the gradation value due to the defect and the variation in the gradation value due to the surface structure of the substrate W are locally or dispersedly generated as compared with the variation in the gradation value due to the moire. For this reason, the variation in the gradation value due to the defect and the variation in the gradation value due to the surface structure of the substrate W are not the process of step S1.
  • the gradation value variation due to moire continuously occurs in a wide range, and therefore, it is not the process of step S1. Therefore, in the surface image SD of FIG. 10B, only moire is represented, and the surface structure of the defect DP and the substrate W is not represented.
  • the control unit 114 subtracts the gradation value of each pixel of the surface image data after smoothing from the gradation value of each pixel of the surface image data before smoothing (step S2 in FIG. 9). Thereby, moire is removed from the surface image SD.
  • the surface image data after the processing in step S2 is referred to as corrected image data.
  • FIG. 10C shows a surface image SD corresponding to the corrected image data. In the surface image SD of FIG. 10C, only the surface structure of the defect DP and the substrate W is represented, and no moire is represented. Further, the surface image SD is entirely dark.
  • the control unit 114 adds a certain value to the gradation value of each pixel of the corrected image data (step S3 in FIG. 9).
  • the surface image data after the processing in step S3 is referred to as addition image data.
  • the gradation value is represented by a numerical value of 0 or more and 255 or less, for example. In this case, 128 is added to the gradation value of each pixel.
  • FIG. 10D shows a surface image SD corresponding to the added image data.
  • the surface image SD in FIG. 10D has appropriate brightness. Thereby, the user can visually recognize the surface image SD of FIG.
  • step S3 in FIG. 9 is not necessarily performed.
  • the process of step S3 in FIG. 9 may not be performed.
  • a threshold value for appearance inspection is set based on the surface image data of a sample substrate having no defect. Using the set threshold value, it is determined whether there is a defect on the appearance of the substrate W to be inspected (hereinafter referred to as the inspection substrate W).
  • FIG. 11 is a flowchart of threshold setting processing for setting a threshold.
  • FIG. 12 is a flowchart of defect determination processing for determining the presence or absence of a defect.
  • the control unit 114 in FIG. 1 performs threshold setting processing and defect determination processing.
  • the control unit 114 first acquires the surface image data of the sample substrate (step S11). For example, an inspection is performed with high accuracy in advance, and a substrate that is determined to be free of defects by the inspection is prepared as a sample substrate. Surface image data is generated using the sample substrate. The generation of the surface image data may be performed by the inspection unit IP described above or may be performed by another device.
  • control unit 114 performs the moire removal process on the acquired surface image data (step S12). Thereby, moire is removed from the surface image data of the sample substrate.
  • control unit 114 sets a lower limit threshold and an upper limit threshold based on the gradation values in the surface image data after the moire removal process (step S13). Thereby, the control part 114 complete
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of setting the lower threshold and the upper threshold.
  • the horizontal axis indicates the gradation value
  • the vertical axis indicates the appearance frequency of each gradation value.
  • the lower limit value of the gradation value in the surface image data is TH1, and the actual value is TH2.
  • the lower limit value TH1 of the gradation value is set as the lower limit threshold value
  • the upper limit value TH2 is set as the upper limit threshold value.
  • a value smaller than the lower limit value TH1 of the gradation value may be set as the lower limit threshold value
  • a value larger than the upper limit value TH2 of the gradation value may be set as the upper limit threshold value.
  • the moire removal process is not performed in the threshold setting process, the range of appearance of gradation values in the surface image data of the sample substrate is widened. Therefore, the range between the lower limit threshold value and the upper limit threshold value that is set is widened. In this case, in the defect determination process described later, even when there is an actual appearance defect, it may be determined that there is no appearance defect.
  • the lower limit threshold value and the upper limit threshold value are set based on the surface image data from which moire has been removed, the range between the lower limit threshold value and the upper limit threshold value is determined by moire. Widening is prevented. Thereby, the presence or absence of an appearance defect can be accurately determined.
  • the threshold setting process is performed before the above series of operations in the substrate processing apparatus 100 is started. Using the threshold set by the threshold setting process, the control unit 114 performs the defect determination process of FIG. The defect determination processing is performed on the substrate (inspection substrate) W carried into the inspection unit IP after the development processing.
  • the control unit 114 acquires the surface image data of the inspection substrate W based on the received light amount distribution of the CCD line sensor 54 in the inspection unit IP as shown in FIG. 7 (step S21). Next, the control unit 114 performs the moire removal process on the acquired surface image data (step S22). Thereby, moire is removed from the surface image data of the inspection substrate W.
  • the control unit 114 sets the gradation value of each pixel between the lower threshold value and the upper threshold value set in the threshold value setting process of FIG. It is determined whether it is within the range (step S23). When the gradation value of each pixel is within the range between the lower limit threshold value and the upper limit threshold value, the control unit 114 determines that there is no defect in appearance on the inspection substrate W (step S24). The determination process ends. On the other hand, if the gradation value of any pixel is outside the range between the lower threshold value and the upper threshold value, the control unit 114 determines that the inspection substrate W has a defect in appearance (step S25), the defect determination process is terminated.
  • the inspection substrate W determined to have a defect in the defect determination process is subjected to a process different from that of the substrate W determined to have no defect after being unloaded from the substrate processing apparatus 100.
  • the inspection substrate W determined to have a defect is subjected to a precision inspection or a reproduction process.
  • moire removal processing is performed in the appearance inspection of the substrate W in the inspection unit IP.
  • the acquired surface image data is smoothed, and the gradation value of each pixel of the surface image data after smoothing is subtracted from the gradation value of each pixel of the surface image data before smoothing.
  • corrected image data from which moire has been removed is generated.
  • the inspection light is irradiated to the radius region RR of the substrate W while the substrate W is rotated, and the reflected light is guided to the CCD line sensor 54.
  • the surface image data is generated by the above method, but the surface image data may be generated by other methods. For example, the surface image data may be generated by imaging the entire surface of the substrate W by the area sensor without rotating the substrate W.
  • control unit 114 performs the threshold setting process and the defect determination process in the appearance inspection of the substrate W, but the present invention is not limited to this.
  • a control unit for appearance inspection may be provided so as to correspond to the inspection unit IP, and various processes in the appearance inspection may be performed by the control unit.
  • a plurality of local controllers are provided to correspond to the indexer block 11, the first and second processing blocks 12, 13 and the interface block 14, respectively, and one of the local controllers (for example, the second processing block 13) is provided.
  • Various processes in the appearance inspection may be performed by a local controller corresponding to the above.
  • the appearance inspection of the substrate W after the development processing is performed in the inspection unit IP, but the present invention is not limited to this.
  • the appearance inspection of the substrate W after the resist film is formed and before the exposure process may be performed by the inspection unit IP.
  • the appearance inspection of the substrate W before the formation of the resist film may be performed by the inspection unit IP.
  • the inspection unit IP is provided in the second processing block 13, but the arrangement and number of the inspection units IP may be changed as appropriate.
  • the first processing block 12 may be provided with an inspection unit IP
  • the interface block 14 may be provided with an inspection unit IP.
  • the inspection unit IP is provided in the substrate processing apparatus 100 adjacent to the exposure apparatus 15 that performs the exposure processing of the substrate W by the immersion method.
  • the present invention is not limited to this, and no liquid is used.
  • an inspection unit IP may be provided in a substrate processing apparatus adjacent to an exposure apparatus that performs exposure processing of the substrate W.
  • the inspection unit IP is provided in the substrate processing apparatus 100 that processes the substrate W before and after the exposure process, but the inspection unit IP may be provided in another substrate processing apparatus.
  • the inspection unit IP may be provided in a substrate processing apparatus that performs a cleaning process on the substrate W, or the inspection unit IP may be provided in a substrate processing apparatus that performs an etching process on the substrate W.
  • the inspection unit IP may be used alone instead of the inspection unit IP being provided in the substrate processing apparatus.
  • the inspection unit IP and the control unit 114 are examples of an inspection apparatus
  • the control unit 114 is an example of an image data acquisition unit and a determination unit
  • the surface image data is an example of image data, and is retained.
  • the rotation unit 51 is an example of a substrate holding and rotating device
  • the illumination unit 52 is an example of an illumination unit
  • the CCD line sensor 54 is an example of a line sensor.
  • the substrate processing apparatus 100 is an example of a substrate processing apparatus
  • the exposure apparatus 15 is an example of an exposure apparatus
  • the coating processing unit 129 is an example of a film forming unit
  • the development processing unit 139 is an example of a development processing unit. is there.
  • the present invention can be effectively used for appearance inspection of various substrates.

Abstract

　モアレ除去処理において、制御部は、表面画像データの平滑化を行う。これにより、表面画像には、モアレのみが表され、欠陥および基板の表面構造が表されない。また、制御部は、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。これにより、表面画像からモアレが除去される。このようにしてモアレが除去された表面画像データに基づいて、基板に外観上の欠陥があるか否かが判定される。

Description

検査装置および基板処理装置
　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、基板の画像データが生成される。生成された画像データに基づいて、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、上記のように基板の画像データが生成される場合、生成された画像データに、モアレ（干渉縞）が生じることがある。この場合、画像データ上でモアレと欠陥との識別ができないことがあり、欠陥の検出精度が低下する。
　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）本発明の一局面に従う検査装置は、基板の外観検査を行う検査装置であって、検査すべき基板を撮像することにより画像データを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画像データに基づいて、検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かの判定を行う判定部とを備え、判定部は、画像データ取得部により取得された画像データの平滑化を行い、平滑化前の画像データの各画素の階調値から平滑化後の画像データの各画素の階調値を減算することにより修正画像データを生成し、生成された修正画像データに基づいて判定を行う。
　この検査装置においては、検査すべき基板の画像データが取得され、取得された画像データに基づいて、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。その判定のために、取得された画像データの平滑化が行われ、平滑化前の画像データの各画素の階調値から平滑化後の画像データの各画素の階調値を減算することにより修正画像データが生成される。
　通常、欠陥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を含まない。そこで、平滑化前の画像データの各画素の階調値から平滑化後の画像データの各画素の階調値が減算されることにより、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、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ので、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。
　（２）判定部は、移動平均フィルタ処理により画像データの平滑化を行ってもよい。この場合、短時間で容易に画像データの平滑化を行うことができる。
　（３）判定部は、生成された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ことにより加算画像データを生成してもよい。この場合、加算画像データに対応する画像が全体的に明るくなる。そのため、使用者は、その画像を違和感なく視認することができる。
　（４）判定部は、平滑化後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に起因する階調変化を含まないように、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、かつ外観上の欠陥に起因する階調変化を含む修正画像データを適切に生成することができる。
　（５）判定部は、外観上の欠陥がないサンプル基板の画像データの平滑化を行い、平滑化前の画像データの各画素の階調値から平滑化後の画像データの各画素の階調値を減算することにより修正画像データを生成し、サンプル基板の修正画像データの階調値および検査すべき基板の修正画像データの階調値に基づいて、判定を行ってもよい。
　この場合、サンプル基板の修正画像データは、モアレによる階調変化および外観上の欠陥に起因する階調変化を含まない。したがって、サンプル基板の修正画像データの階調値および検査すべき基板の修正画像データの階調値に基づいて、検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かを正確に判定することができる。
　（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。
　この場合、簡単な構成で基板の画像データを取得することができる。また、基板の回転に起因して画像データにモアレが生じても、画像データからモアレが除去されるので、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。
　（７）本発明の他の局面に従う基板処理装置は、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。
　こ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、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、高い精度で基板上の感光性膜の外観検査を行うことができる。
　（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。
図１は基板処理装置の構成を示す模式的平面図である。 図２は主として図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は主として図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は主として図１の搬送部を示す模式的側面図である。 図５は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は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８は表面画像に生じるモアレを模式的に示す図である。 図９はモアレ除去処理のフローチャートである。 図１０はモアレ除去処理における表面画像の変化について説明するための図である。 図１１はしきい値設定処理のフローチャートである。 図１２は欠陥判定処理のフローチャートである。 図１３は下限しきい値および上限しきい値の設定例について説明するための図である。
　以下、本発明の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）基板処理装置の構成
　（１－１）全体構成
　図１は、基板処理装置１００の構成を示す模式的平面図である。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、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。
　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。載置兼バッファ部Ｐ－ＢＦ１，Ｐ－ＢＦ２は、複数の基板Ｗを収容可能に構成される。
　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は、基板Ｗを冷却する機能を備える。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。
　（１－２）塗布処理部および塗布現像処理部の構成
　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組のスピンチャック２５およびカップ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。
　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。
　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、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。
　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ＳＤ１が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１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１および図２に示すように、塗布処理部１２１において塗布現像処理部１３１に隣り合うように流体ボックス部５０が設けられる。同様に、塗布現像処理部１３１において洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣り合うように流体ボックス部６０が設けられる。流体ボックス部５０および流体ボックス部６０内には、塗布処理ユニット１２９および現像処理ユニット１３９への薬液の供給ならびに塗布処理ユニット１２９および現像処理ユニット１３９からの廃液および排気等に関する導管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器等の流体関連機器が収納される。
　（１－３）熱処理部の構成
　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ＳＤ２が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２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。
　（１－４）搬送部の構成
　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。
　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。
　（１－５）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ＳＤ１（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ＳＤ１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ＳＤ２（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ＳＤ２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。
　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。
　（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。
　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ＳＤ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ＳＤ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ＳＤ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ＳＤ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ＳＤ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ＳＤを表す表面画像データとして得られる。
　生成された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。本例においては、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。
　（３）モアレ
　上記のようにして生成される表面画像ＳＤ（表面画像データ）には、モアレ（干渉縞）が生じることがある。図８は、表面画像ＳＤに生じるモアレを模式的に示す図である。図８の例では、縦軸の方向に表面画像ＳＤの明るさが連続的に変化するように、モアレが生じている。本例において、表面画像ＳＤ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。
　モアレは、表面画像ＳＤ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、レジストパターンの外観検査のための表面画像ＳＤには、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ＳＤ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ＳＤは、基板Ｗが回転されつつ一定の半径領域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ＳＤの生成方法も表面画像ＳＤにモアレが生じる要因になる可能性がある。
　表面画像ＳＤにモアレが生じると、表面画像ＳＤにおいて基板Ｗの外観上の欠陥とモアレとの識別ができない場合がある。それにより、基板Ｗの外観検査の精度が低下する。
　（４）モアレ除去処理
　本実施の形態では、表面画像ＳＤ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９は、モアレ除去処理のフローチャートである。図１０は、モアレ除去処理における表面画像ＳＤの変化について説明するための図である。図９および図１０の例では、外観上の欠陥のある基板Ｗの表面画像ＳＤからモアレが除去される。
　図１０（ａ）には、モアレ除去処理前の表面画像ＳＤが示される。図１０（ａ）の表面画像ＳＤには、モアレおよび基板Ｗの欠陥ＤＰが表される。通常、欠陥ＤＰの階調値は、正常な部分の階調値より高い。しかしながら、モアレによる階調値のばらつきがあることにより、欠陥ＤＰによる階調値のばらつきが認識されにくい。また、図１０（ａ）には示されないが、この表面画像ＳＤには、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ＤＰ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。
　図９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ＳＤ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ＳＤ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。表面画像ＳＤの総画素数は、例えば５０００（横）×１００００（縦）であり、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１０（ｂ）には、図９のステップＳ１における平滑化後の表面画像ＳＤが示される。欠陥による階調値のばらつきおよび基板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１０（ｂ）の表面画像ＳＤには、モアレのみが表され、欠陥ＤＰおよび基板Ｗの表面構造が表されない。
　次に、制御部１１４は、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（図９のステップＳ２）。これにより、表面画像ＳＤ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１０（ｃ）には、修正画像データに対応する表面画像ＳＤが示される。図１０（ｃ）の表面画像ＳＤには、欠陥ＤＰおよび基板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ＳＤが全体的に暗い。
　次に、制御部１１４は、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（図９のステップ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、階調値の範囲の中心値が各画素の階調値に加算される。階調値は、例えば０以上２５５以下の数値で表される。この場合、各画素の階調値に１２８が加算される。図１０（ｄ）には、加算画像データに対応する表面画像ＳＤが示される。図１０（ｄ）の表面画像ＳＤは、適度な明るさを有する。それにより、使用者が図１０（ｄ）の表面画像ＳＤを違和感なく視認することができる。
　これにより、制御部１１４は、モアレ除去処理を終了する。なお、図９のステップＳ３の処理は必ずしも行われなくてもよい。例えば、使用者が表面画像ＳＤを視認することがない場合、図９のステップＳ３の処理は、行われなくてもよい。
　（５）外観検査の詳細
　本実施の形態では、欠陥のないサンプル基板の表面画像データに基づいて、外観検査におけるしきい値が設定される。設定されたしきい値を用いて、検査すべき基板Ｗ（以下、検査基板Ｗと呼ぶ）の外観上の欠陥の有無が判定される。
　図１１は、しきい値を設定するためのしきい値設定処理のフローチャートである。図１２は、欠陥の有無を判定するための欠陥判定処理のフローチャートである。本例においては、図１の制御部１１４が、しきい値設定処理および欠陥判定処理を行う。
　図１１のしきい値設定処理において、制御部１１４は、まず、サンプル基板の表面画像データを取得する（ステップＳ１１）。例えば、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。そのサンプル基板を用いて、表面画像データが生成される。表面画像データの生成は、上記の検査ユニットＩＰにより行われてもよく、他の装置により行われてもよい。
　次に、制御部１１４は、取得された表面画像データに対して上記のモアレ除去処理を行う（ステップＳ１２）。これにより、サンプル基板の表面画像データからモアレが除去される。
　次に、制御部１１４は、モアレ除去処理後の表面画像データにおける階調値に基づいて、下限しきい値および上限しきい値を設定する（ステップＳ１３）。これにより、制御部１１４は、しきい値設定処理を終了する。
　図１３は、下限しきい値および上限しきい値の設定例について説明するための図である。図１３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１３の例では、表面画像データにおける階調値の下限値がＴＨ１であり、上現値がＴＨ２である。この場合、例えば、階調値の下限値ＴＨ１が下限しきい値に設定され、上限値ＴＨ２が上限しきい値に設定される。また、階調値の下限値ＴＨ１よりも小さい値が下限しきい値に設定されてもよく、階調値の上限値ＴＨ２よりも大きい値が上限しきい値に設定されてもよい。
　仮に、しきい値設定処理において、モアレ除去処理が行われない場合、サンプル基板の表面画像データにおける階調値の出現範囲が広くなる。そのため、設定される下限しきい値と上限しきい値との間の範囲が広くなる。この場合、後述の欠陥判定処理において、実際には外観上の欠陥がある場合でも、外観上の欠陥がないと判定される可能性がある。
　本実施の形態では、モアレが除去された表面画像データに基づいて、下限しきい値および上限しきい値が設定されるので、モアレによって下限しきい値と上限しきい値との間の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。
　しきい値設定処理は、基板処理装置１００における上記の一連の動作が開始される前に行われる。しきい値設定処理により設定されたしきい値を用いて、制御部１１４は、図１２の欠陥判定処理を行う。欠陥判定処理は、現像処理後に検査ユニットＩＰに搬入された基板（検査基板）Ｗに対して行われる。
　図１２に欠陥判定処理において、制御部１１４は、図７のように、検査ユニットＩＰにおけるＣＣＤラインセンサ５４の受光量分布に基づいて、検査基板Ｗの表面画像データを取得する（ステップＳ２１）。次に、制御部１１４は、取得された表面画像データに対して上記のモアレ除去処理を行う（ステップＳ２２）。これにより、検査基板Ｗの表面画像データからモアレが除去される。
　次に、制御部１１４は、モアレ除去処理後の表面画像データにおいて、各画素の階調値が、図１１のしきい値設定処理で設定された下限しきい値と上限しきい値との間の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。各画素の階調値が下限しきい値と上限しきい値との間の範囲内にある場合、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Ｓ２４）、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下限しきい値と上限しきい値との間の範囲外にある場合、制御部１１４は、検査基板Ｗに外観上の欠陥があると判定し（ステップＳ２５）、欠陥判定処理を終了する。
　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。
　（６）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、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。これにより、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、基板Ｗに外観上の欠陥があるか否かが判定される。それにより、モアレによる欠陥の検出精度の低下が防止され、高い精度で基板Ｗの外観検査を行うことができる。
　（７）他の実施の形態
　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。
　また、上記実施の形態では、制御部１１４によって基板Ｗの外観検査におけるしきい値設定処理および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。
　また、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。
　また、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。
　また、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。
　また、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。
　（８）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、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が画像データ取得部および判定部の例であり、表面画像データが画像データの例であり、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。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。
　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。
　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。

Claims (8)

  1. 基板の外観検査を行う検査装置であって、
    　検査すべき基板を撮像することにより画像データを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画像データに基づいて、検査すべき基板に外観上の欠陥があるか否かの判定を行う判定部とを備え、
    　前記判定部は、前記画像データ取得部により取得された画像データの平滑化を行い、平滑化前の画像データの各画素の階調値から平滑化後の画像データの各画素の階調値を減算することにより修正画像データを生成し、生成された修正画像データに基づいて前記判定を行う、検査装置。
  2. 前記判定部は、移動平均フィルタ処理により画像データの平滑化を行う、請求項１記載の検査装置。
  3. 前記判定部は、前記生成された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ことにより加算画像データを生成する、請求項１または２記載の検査装置。
  4. 前記判定部は、平滑化後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に起因する階調変化を含まないように、画像データの平滑化を行う、請求項１～３のいずれか一項に記載の検査装置。
  5. 前記判定部は、外観上の欠陥がないサンプル基板の画像データの平滑化を行い、平滑化前の画像データの各画素の階調値から平滑化後の画像データの各画素の階調値を減算することにより修正画像データを生成し、サンプル基板の修正画像データの階調値および検査すべき基板の修正画像データの階調値に基づいて、前記判定を行う、請求項１～４のいずれか一項に記載の検査装置。
  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。
  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。
  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。
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