JP2020153854A - 基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面上の欠陥を高い信頼性で検出することを可能にする基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法を提供する。【解決手段】サンプルの基板および検査対象となる基板が撮像部により撮像される。撮像により得られるサンプルの基板の画像データおよび検査対象となる基板の画像データが取得される。取得されたサンプル画像データおよび対象画像データの互いに対応する画素について画素値の差分に対応する値が差分画素値として算出され、複数の差分画素値からなる差分画像データが生成される。差分画像データにより表される差分画像から差分画素値が予め定められた許容範囲外となる画素が判定され、判定された領域が欠陥候補部分として抽出される。抽出された欠陥候補部分が、実際の欠陥を表すか否かが欠陥の特徴に対応する１または複数の特徴パラメータに基づいて判定される。【選択図】図４

Description

本発明は、基板の検査を行う基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法に関する。

基板に対する種々の処理工程において、基板の検査が行われる。特許文献１に記載される検査装置では、レジスト膜が形成された基板に露光処理および現像処理が順次行われた後、基板の外観検査が行われる。具体的には、検査対象の基板（以下、検査基板と呼ぶ。）の表面が撮像部によって撮像されることにより表面画像データが取得される。一方、外観上の欠陥がないサンプル基板が予め用意され、そのサンプル基板の表面画像データが取得される。サンプル基板の表面画像データの各画素の階調値と検査基板の表面画像データの各画素の階調値との差分が算出され、算出された差分に基づいて差分画像データが生成される。差分画像データの各画素の階調値が予め設定された許容範囲内にあるか否かに基づいて、検査基板の欠陥が検出される。

特開２０１６−２０６４５２号公報

上記の検査装置においては、許容範囲が小さく設定されると、検査基板の撮像時に発生するノイズおよび差分画像データの生成時における階調値の算出誤差等に起因して基板表面の正常な部分が欠陥として検出される可能性がある。一方、許容範囲が大きく設定されると、検出されるべき欠陥に対応する差分画像データの画素の階調値が許容範囲内となる可能性がある。この場合、当該欠陥の部分は正常であると判定される。

本発明の目的は、基板の表面上の欠陥を高い信頼性で検出することを可能にする基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法を提供することである。

（１）第１の発明に係る基板検査装置は、基板の外観検査を行う基板検査装置であって、外観上の欠陥がない基板の画像データを第１の画像データとして取得するとともに、検査すべき基板を撮像することにより検査すべき基板の画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、画像データ取得部により取得された第１および第２の画像データの互いに対応する画素について画素値の差分に対応する値を差分画素値として算出することにより複数の差分画素値からなる差分画像データを生成する差分画像生成部と、差分画像データにより表される差分画像から差分画素値が予め定められた許容範囲外となる欠陥候補部分を抽出する候補抽出部と、欠陥候補部分の差分画素値に基づいて、基板の欠陥の特徴に対応する特徴パラメータの値を算出する算出部と、算出部により算出された特徴パラメータの値と特徴パラメータに対応する基準値との関係に基づいて、検査すべき基板のうち欠陥候補部分に対応する部分に外観上の欠陥があるか否かを判定する欠陥判定部とを備える。

その基板検査装置においては、欠陥がない基板および検査すべき基板にそれぞれ対応する第１および第２の画像データが取得され、第１および第２の画像データに基づいて差分画像データが生成される。差分画像データにより表される差分画像において、差分画素値が許容範囲外となる欠陥候補部分が抽出される。欠陥候補部分の差分画素値に基づいて特徴パラメータの値が算出される。特徴パラメータの値と基準値との関係に基づいて、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。

上記の構成によれば、差分画像のうち基板の正常な部分に対応する部分がノイズまたは差分画素値の算出誤差等により欠陥候補部分として抽出される場合でも、その欠陥候補部分について特徴パラメータの値に基づく判定が行われる。ノイズまたは算出誤差等に起因する欠陥候補部分には、基板の欠陥の特徴が表れる可能性が低い。そのため、特徴パラメータの値に基づく判定を行うことにより、基板における実際に正常である部分に欠陥が存在すると誤判定されることが抑制される。この場合、欠陥に対応する部分の差分画素値が許容範囲内とならないように、許容範囲を小さく設定することができる。それにより、実際に欠陥が存在する部分が正常であると誤判定されることが抑制される。したがって、基板の表面上の欠陥を高い信頼性で検出することが可能である。

（２）特徴パラメータは、複数の特徴パラメータを含み、基準値は、複数の特徴パラメータにそれぞれ対応する複数の基準値を含み、欠陥判定部は、各特徴パラメータの値がその特徴パラメータに対応する基準値に対して予め定められた第１の関係を満たすか否かを判定するとともに、複数の特徴パラメータについての複数の判定結果が予め定められた第２の関係を満たすか否かに基づいて、検査すべき基板のうち欠陥候補部分に対応する部分に外観上の欠陥があるか否かを判定してもよい。

この場合、複数の特徴パラメータについての複数の判定結果の組み合わせに基づいて基板の外観上の欠陥が判定される。したがって、欠陥の判定の信頼性が向上する。

（３）特徴パラメータの値は、欠陥候補部分の面積に関する値を含んでもよい。

この場合、欠陥候補部分の面積に関する値に基づいて基板の表面上の欠陥が検出される。

（４）特徴パラメータの値は、欠陥候補部分の寸法に関する値を含んでもよい。

この場合、欠陥候補部分の寸法に関する値に基づいて基板の表面上の欠陥が検出される。

（５）特徴パラメータの値は、欠陥候補部分の差分画素値に関する値を含んでもよい。

この場合、欠陥候補部分の差分画素値に関する値に基づいて基板の表面上の欠陥が検出される。

（６）特徴パラメータの値は、差分画像における欠陥候補部分の位置に関する値を含んでもよい。

この場合、差分画像における欠陥候補部分の位置に関する値に基づいて基板の表面上の欠陥が検出される。

（７）特徴パラメータの値は、差分画像における欠陥候補部分の向きに関する値を含んでもよい。

この場合、差分画像における欠陥候補部分の向きに関する値に基づいて基板の表面上の欠陥が検出される。

（８）第２の発明に係る基板処理装置は、基板上に膜を形成する膜形成部と、膜形成部により膜が形成された基板を検査する上記の基板検査装置とを備える。

その基板処理装置においては、膜形成部による膜の形成後の基板が上記の基板検査装置により検査される。これにより、膜が形成された基板の表面上の欠陥を高い信頼性で検出することが可能になる。その結果、膜形成部における基板の処理不良の発生を正確に把握することができる。

（９）第３の発明に係る基板検査方法は、基板の外観検査を行う基板検査方法であって、外観上の欠陥がない基板の画像データを第１の画像データとして取得するとともに、検査すべき基板を撮像することにより検査すべき基板の画像データを第２の画像データとして取得するステップと、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画素値の差分に対応する値を差分画素値として算出することにより複数の差分画素値からなる差分画像データを生成するステップと、差分画像データにより表される差分画像から差分画素値が予め定められた許容範囲外となる欠陥候補部分を抽出するステップと、欠陥候補部分の差分画素値に基づいて、基板の欠陥の特徴に対応する特徴パラメータの値を算出するステップと、算出された特徴パラメータの値と特徴パラメータに対応する基準値との関係に基づいて、検査すべき基板のうち欠陥候補部分に対応する部分に外観上の欠陥があるか否かを判定するステップとを含む。

その基板検査方法においては、欠陥がない基板および検査すべき基板にそれぞれ対応する第１および第２の画像データが取得され、第１および第２の画像データに基づいて差分画像データが生成される。差分画像データにより表される差分画像において、差分画素値が許容範囲外となる欠陥候補部分が抽出される。欠陥候補部分の差分画素値に基づいて特徴パラメータの値が算出される。特徴パラメータの値と基準値との関係に基づいて、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。

上記の方法によれば、差分画像のうち基板の正常な部分に対応する部分がノイズまたは差分画素値の算出誤差等により欠陥候補部分として抽出される場合でも、その欠陥候補部分について特徴パラメータの値に基づく判定が行われる。ノイズまたは算出誤差等に起因する欠陥候補部分には、基板の欠陥の特徴が表れる可能性が低い。そのため、特徴パラメータの値に基づく判定を行うことにより、基板における実際に正常である部分に欠陥が存在すると誤判定されることが抑制される。この場合、欠陥に対応する部分の差分画素値が許容範囲内とならないように、許容範囲を小さく設定することができる。それにより、実際に欠陥が存在する部分が正常であると誤判定されることが抑制される。したがって、基板の表面上の欠陥を高い信頼性で検出することが可能である。

（１０）特徴パラメータは、複数の特徴パラメータを含み、基準値は、複数の特徴パラメータにそれぞれ対応する複数の基準値を含み、判定するステップは、各特徴パラメータの値がその特徴パラメータに対応する基準値に対して予め定められた第１の関係を満たすか否かを判定するとともに、複数の特徴パラメータについての複数の判定結果が予め定められた第２の関係を満たすか否かに基づいて、検査すべき基板のうち欠陥候補部分に対応する部分に外観上の欠陥があるか否かを判定することを含んでもよい。

この場合、複数の特徴パラメータについての複数の判定結果の組み合わせに基づいて基板の外観上の欠陥が判定される。したがって、欠陥の判定の信頼性が向上する。

（１１）第４の発明に係る基板処理方法は、基板上に膜を形成するステップと、膜が形成された基板を上記の基板検査方法により検査するステップとを含む。

その基板処理方法においては、膜の形成後の基板が上記の基板検査方法により検査される。これにより、膜が形成された基板の表面上の欠陥を高い信頼性で検出することが可能になる。それにより、膜の形成時における基板の処理不良の発生を正確に把握することができる。

本発明によれば、基板の表面上の欠陥を高い信頼性で検出することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る基板検査装置の外観斜視図である。 図１の基板検査装置の内部の構成を示す模式的側面図である。 図１の制御部の機能的な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る基板検査処理の一例を示すフローチャートである。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。 欠陥の第１の判定例を説明するための図である。 欠陥の第２の判定例を説明するための図である。 欠陥の第３の判定例を説明するための図である。 欠陥の第４の判定例を説明するための図である。 図１の基板検査装置を備える基板処理装置の一例を示す模式的ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態に係る基板検査装置、基板処理装置、基板検査方法および基板処理方法について図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、基板とは、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、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、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等をいう。また、本実施の形態において検査対象となる基板は、一面（主面）および他面（裏面）を有し、その一面上には周期的なパターンを有する膜が形成されている。基板に形成される膜としては、例えばレジスト膜、反射防止膜、レジストカバー膜等が挙げられる。

［１］基板検査装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板検査装置の外観斜視図である。図２は、図１の基板検査装置２００の内部の構成を示す模式的側面図である。図１に示すように、基板検査装置２００は、筐体部２１０、投光部２２０、反射部２３０、撮像部２４０、基板保持装置２５０、移動部２６０、ノッチ検出部２７０および制御部２８０を含む。

投光部２２０、反射部２３０、撮像部２４０、基板保持装置２５０、移動部２６０およびノッチ検出部２７０は、筐体部２１０内に収容される。制御部２８０（図１）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、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０、移動部２６０およびノッチ検出部２７０の動作を制御する。

投光部２２０は、例えば１または複数の光源を含み、一方向に延びるように形成されている。また、投光部２２０は、筐体部２１０内の略中央部に設けられ、基板Ｗの直径よりも大きい帯状の光を斜め下方に出射する。反射部２３０は、例えば長尺状のミラーを含み、投光部２２０に隣り合うように、筐体部２１０内の略中央部に設けられている。撮像部２４０は、複数の画素が横方向に線状に並ぶように配置された撮像素子、および１または複数の集光レンズを含む。本例では、撮像素子としてカラーのＣＣＤ（電荷結合素子）ラインセンサが用いられる。この場合、ラインセンサの各画素は、複数の波長領域にそれぞれ対応するＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素で構成される。なお、撮像部２４０のラインセンサとしては、カラーのＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）ラインセンサを用いることもできる。あるいは、撮像部２４０のラインセンサとしては、カラーに限らず、モノクロ（白黒）のＣＣＤラインセンサまたはモノクロのＣＭＯＳラインセンサを用いることもできる。

図２に示すように、基板保持装置２５０は、例えばスピンチャックであり、駆動装置２５１および回転保持部２５２を含む。駆動装置２５１は、例えば電動モータであり、回転軸２５３を有する。回転保持部２５２は、駆動装置２５１の回転軸２５３の先端に取り付けられ、検査対象の基板Ｗを保持した状態で鉛直軸の周りで回転駆動される。

移動部２６０は、一対のガイド部材２６１（図１）および移動保持部２６２を含む。一対のガイド部材２６１は、互いに平行に一方向に延びるように設けられる。移動保持部２６２は、基板保持装置２５０を保持しつつ一対のガイド部材２６１に沿って一方向に移動可能に構成される。基板保持装置２５０が基板Ｗを保持する状態で移動保持部２６２が移動することにより、基板Ｗが投光部２２０および反射部２３０の下方を通過する。

ノッチ検出部２７０は、例えば投光素子および受光素子を含む反射型光電センサであり、基板Ｗが基板保持装置２５０により回転される状態で、その基板Ｗの外周部に向けて光を出射するとともに基板Ｗからの反射光を受光する。ノッチ検出部２７０は、基板Ｗからの反射光の受光量に基づいて基板Ｗのノッチを検出する。ノッチ検出部２７０として透過型光電センサを用いることもできる。

図１の基板検査装置２００においては、筐体部２１０内に搬入される基板Ｗの一面が撮像部２４０により撮像される。この撮像動作について説明する。筐体部２１０の側部には、基板Ｗを搬入および搬出するためのスリット状の開口部２１１が形成されている。撮像対象の基板Ｗは、後述する図２２の搬送装置１２０により開口部２１１を通して筐体部２１０内に搬入され、基板保持装置２５０により保持される。

続いて、基板保持装置２５０により基板Ｗが回転されつつノッチ検出部２７０から基板Ｗの周縁部に光が出射され、その反射光がノッチ検出部２７０により受光される。これにより、基板Ｗのノッチが検出され、基板Ｗの向きが判定される。基板Ｗの向きの判定結果に基づいて、基板Ｗのノッチが一定の方向を向くように基板Ｗの回転位置が基板保持装置２５０により調整される。

次に、投光部２２０から斜め下方に帯状の光が出射される。この状態で、基板Ｗが投光部２２０の下方を通るように、基板Ｗが移動部２６０により一方向に移動される。これにより、基板Ｗの一面の全体に投光部２２０からの光が照射される。基板Ｗの一面で反射された光は反射部２３０によりさらに反射されて撮像部２４０に導かれる。

撮像部２４０の撮像素子は、基板Ｗの一面から反射される光を所定のサンプリング周期で受光することにより、基板Ｗの一面における複数の部分を順次撮像する。撮像素子を構成する各画素は受光量に応じた値を示す画素データを出力する。撮像部２４０から出力される複数の画素データに基づいて、基板Ｗの一面上の全体の画像を示す画像データが生成される。その後、移動部２６０により基板Ｗが所定の位置に戻され、後述する図２２の搬送装置１２０により基板Ｗが開口部２１１を通して筐体部２１０の外部に搬出される。

［２］基板検査装置２００による基板Ｗの検査
基板検査装置２００においては、まず欠陥がないサンプルの基板Ｗの一面が撮像され、そのサンプルの基板Ｗの一面の画像を表す画像データが生成される。また、検査対象の基板Ｗの一面が撮像され、その検査対象の基板Ｗの一面の画像を表す画像データが生成される。ここでいう基板Ｗの一面は、より正確には基板Ｗの一面上に形成された膜の表面を意味する。

その後、サンプルの基板Ｗの画像データおよび検査対象の基板Ｗの画像データに基づいて、検査対象の基板Ｗの表面状態の欠陥の有無が判定される。サンプルの基板Ｗおよび検査対象の基板Ｗの画像データの各々は、基板Ｗの一面上の複数の位置の画像をそれぞれ表す複数の画素値（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素にそれぞれ対応する画素値）を含む。以下の説明では、サンプルの基板Ｗの画像データをサンプル画像データと呼ぶ。また、検査対象の基板Ｗの画像データを対象画像データと呼ぶ。

基板検査装置２００による基板Ｗの検査の詳細を、基板検査装置２００の制御部２８０の機能的な構成とともに説明する。図３は、図１の制御部２８０の機能的な構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御部２８０は、撮像制御部２８１、画像データ取得部２８２、差分画像生成部２８３、候補抽出部２８４、算出部２８５、欠陥判定部２８６、検査記憶部２８７および検査部２８８を有する。これらの機能部は、ＣＰＵがメモリ等に記憶されたコンピュータプログラム（後述する基板検査処理用のプログラム）を実行することにより実現される。なお、制御部２８０の一部または全ての機能部の構成が電子回路等のハードウェアにより実現されてもよい。

撮像制御部２８１は、筐体部２１０（図１）に搬入されるサンプルの基板Ｗが撮像されるように、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０、移動部２６０およびノッチ検出部２７０を制御する。この場合、撮像部２４０は、撮像により得られる画素データを制御部２８０に出力する。また、撮像制御部２８１は、筐体部２１０（図１）に搬入される検査対象の基板Ｗが撮像されるように、投光部２２０、撮像部２４０、基板保持装置２５０、移動部２６０およびノッチ検出部２７０を制御する。この場合、撮像部２４０は、撮像により得られる画素データを制御部２８０に出力する。

画像データ取得部２８２は、撮像部２４０によるサンプルの基板Ｗの撮像時に、撮像部２４０から出力される画素データに基づいてサンプル画像データを生成する。また、画像データ取得部２８２は、撮像部２４０による検査対象の基板Ｗの撮像時に、撮像部２４０から出力される画素データに基づいて対象画像データを生成する。さらに、画像データ取得部２８２は、生成されたサンプル画像データおよび対象画像データを検査記憶部２８７に記憶させる。

差分画像生成部２８３は、画像データ取得部２８２により生成されたサンプル画像データおよび対象画像データの互いに対応する画素について画素値の差分に対応する値を差分画素値として算出する。また、差分画像生成部２８３は、複数の差分画素値からなる差分画像データを生成する。

画素値の差分に対応する値は、画素値の差分値であってもよいし、画素値の差分値に所定値を加算した値であってもよい。なお、本実施の形態では、上記のように撮像部２４０のラインセンサの各画素がＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素で構成されるので、差分画像データの各画素に対応する差分画素値にはＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素にそれぞれ対応する３つの画素値が含まれる。

基板検査装置２００においては、基板Ｗの欠陥部分を表している可能性がある差分画像データを抽出するために、差分画素値についての許容範囲が予め設定されている。許容範囲は、基板Ｗの撮像時に発生するノイズおよび差分画像データの生成時に発生する算出誤差等を考慮して設定される。検査記憶部２８７は、設定された許容範囲を記憶する。

基板Ｗの正常部分を表す差分画像データの一画素（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各々）について、当該一画素の理想的な差分画素値が値（α）である場合、許容範囲は例えば値（α−１）以上値（α＋１）以下に設定される。あるいは、許容範囲は値（α）に設定されてもよいし、値（α−２）以上値（α＋２）以下に設定されてもよい。許容範囲が適切に設定されることにより、欠陥部分を表している可能性がある差分画像データの部分と正常部分を表している可能性がある差分画像データの部分とを高い信頼性で区別することができる。

候補抽出部２８４は、差分画像データにより表される差分画像から差分画素値が予め定められた許容範囲外となる画素を判定する。また、候補抽出部２８４は、許容範囲外と判定された１または複数の画素から単一の塊とみなすことができる領域を欠陥候補部分として抽出する。

例えば、候補抽出部２８４は、許容範囲外と判定されかつ差分画像上で連続的に並ぶ複数の画素により形成される領域を欠陥候補部分として抽出する。具体的には、許容範囲外と判定された一の画素について、その一の画素を取り囲む全ての画素が許容範囲内と判定される場合、当該一の画素が欠陥候補部分として抽出される。また、許容範囲外と判定された互いに隣り合う４個の画素について、その４個の画素を取り囲む全ての画素が許容範囲内と判定される場合、当該４個の画素の部分が欠陥候補部分として抽出される。なお、欠陥候補部分の抽出方法の例は上記の例に限定されない。例えば、許容範囲外と判定されかつ連続的または微小間隔をおいて並ぶ複数の画素により形成される領域が欠陥候補部分として抽出されてもよい。

基板検査装置２００においては、抽出された欠陥候補部分が実際の欠陥を表すか否かを判定するために、欠陥の特徴に対応する複数の特徴パラメータの種類が予め設定されている。また、基板検査装置２００においては、複数の特徴パラメータにそれぞれ対応する複数の基準値および複数の第１の判定条件が予め設定されている。さらに、基板検査装置２００においては、複数の特徴パラメータに共通の第２の判定条件が予め設定されている。第１の判定条件は、対応する特徴パラメータの値と基準値との間の予め定められた関係を示すものであり、例えば「＜」、「＞」、「≦」、「≧」、「＝」、「≒」および「≠」等の演算子を用いて表すことができる。第２の判定条件については後述する。

検査記憶部２８７は、上記のサンプル画像データ、対象画像データおよび許容範囲に加えて、予め設定された複数の特徴パラメータの種類、複数の基準値、複数の第１の判定条件および複数の第２の判定条件を記憶する。複数の特徴パラメータは、例えば欠陥候補部分の面積（画素数）を含んでもよいし、欠陥候補部分の画素値を含んでもよい。特徴パラメータの具体例については後述する。なお、設定される特徴パラメータの種類は１つであってもよい。

算出部２８５は、候補抽出部２８４により抽出された欠陥候補部分ごとに、当該欠陥候補部分の差分画素値に基づいて設定された複数の特徴パラメータの値を算出する。設定される特徴パラメータの種類が１つである場合、算出部２８５は、設定された１つの特徴パラメータの値を算出する。

欠陥判定部２８６は、算出部２８５により算出された各特徴パラメータの値とその特徴パラメータに対応する基準値との関係がその特徴パラメータに対応する第１の判定条件を満たすか否かを判定する。

また、欠陥判定部２８６は、第１の判定条件を用いた複数の特徴パラメータについての複数の判定結果が第２の判定条件を満たすか否かに基づいて、欠陥候補部分に対応する検査対象の基板Ｗの部分に外観上の欠陥があるか否かを判定する。第２の判定条件は、複数の特徴パラメータについての複数の判定結果の間の予め定められた関係を示すものであり、例えば「ａｎｄ」、「ｏｒ」および「ｎｏｔ」等の演算子を用いて表すことができる。この場合、複数の特徴パラメータについての複数の判定結果の組み合わせに基づいて基板Ｗの外観上の欠陥が判定される。したがって、欠陥の判定の信頼性が向上する。第１および第２の判定条件を用いた欠陥の判定の具体例については後述する。

なお、設定される特徴パラメータの種類が１つである場合、欠陥判定部２８６は、その特徴パラメータの値と基準値との関係が第１の判定条件を満たすか否かに基づいて欠陥の有無を判定する。そのため、第２の判定条件は設定されない。

検査部２８８は、候補抽出部２８４により抽出された全ての欠陥候補部分について、欠陥が存在しないという判定が行われることにより、基板Ｗが正常であることを示す信号を基板検査装置２００の外部に出力する。一方、検査部２８８は、候補抽出部２８４により抽出された少なくとも１つの欠陥候補部分について、欠陥が存在するという判定が行われることにより、基板Ｗが正常でないことを示す信号を基板検査装置２００の外部に出力する。

基板検査装置２００には、検査部２８８からの出力信号に基づいて使用者に基板Ｗが良品であるか否かを提示する提示装置が接続されてもよい。提示装置は、例えば基板Ｗの良否を表示する表示装置であってもよいし、例えば基板Ｗの良否を音声出力する音声出力装置であってもよい。提示装置が表示装置である場合、その表示装置には、欠陥と判定された部分を示す基板Ｗの差分画像が表示されてもよい（後述する図１８（ｂ）、図１９（ｂ）、図２０（ｂ）および図２１（ｂ）参照）。

［３］基板検査処理
上記のように、基板検査装置２００において基板Ｗを検査するために制御部２８０において行われる一連の処理を基板検査処理と呼ぶ。図４は、本発明の一実施の形態に係る基板検査処理の一例を示すフローチャートである。

まず、図３の撮像制御部２８１および画像データ取得部２８２は、サンプルの基板Ｗおよび検査対象の基板Ｗの一面をそれぞれ撮像することにより、サンプル画像データおよび対象画像データを生成する（ステップＳ１１）。また、図３の差分画像生成部２８３は、サンプル画像データおよび対象画像データに基づいて、複数の差分画素値からなる差分画像データを生成する（ステップＳ１２）。

次に、図３の候補抽出部２８４は、予め設定された許容範囲に基づいて、差分画像データにより表される差分画像から欠陥候補部分を抽出する（ステップＳ１３）。また、候補抽出部２８４は、欠陥候補部分が存在するか否かを判定する（ステップＳ１４）。欠陥候補部分が存在しない場合、図３の検査部２８８は、後述するステップＳ１７の処理に進む。一方、欠陥候補部分が存在する場合、図３の算出部２８５は、抽出された欠陥候補部分ごとに差分画素値に基づいて予め設定された特徴パラメータの値を算出する（ステップＳ１５）。

次に、図３の欠陥判定部２８６は、欠陥候補部分ごとに、算出された特徴パラメータの値と対応する基準値ならびに第１および第２の判定条件とに基づいて、その欠陥候補部分に対応する基板Ｗの部分に外観上の欠陥があるか否かを判定する（ステップＳ１６）。

具体的には、欠陥判定部２８６は、複数の特徴パラメータが設定されている場合、欠陥候補部分ごとに各特徴パラメータの値と基準値とが第１の判定条件を満たすか否かを判定する。その後、欠陥判定部２８６は、その欠陥候補部分の複数の特徴パラメータについての複数の判定結果が第２の判定条件を満たすか否かを判定することにより欠陥があるか否かを判定する。一方、欠陥判定部２８６は、特徴パラメータの種類が１つのみ設定されている場合、欠陥候補部分ごとにその特徴パラメータの値と基準値とが第１の判定条件を満たすか否か判定することにより欠陥があるか否かを判定する。

最後に、図３の検査部２８８は、ステップＳ１４，Ｓ１６のいずれかの判定結果に基づいて、基板Ｗが良品であるか否かを判定して判定結果を出力する（ステップＳ１７）。具体的には、検査部２８８は、ステップＳ１４で欠陥候補部分が存在しないと判定された場合、およびステップＳ１６で全ての欠陥候補部分について欠陥がないと判定された場合に、検査対象の基板Ｗが良品であると判定する。一方、検査部２８８は、ステップＳ１６で少なくとも１つの欠陥候補部分について欠陥があると判定された場合に、検査対象の基板Ｗが不良品であると判定する。その後、検査部２８８は、基板検査処理を終了する。

［４］特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法
図５〜図１７は、特徴パラメータの具体例およびその特徴パラメータの値の算出方法を説明するための図である。

（ａ）特徴パラメータとして、欠陥候補部分の画素数が設定されてもよい。欠陥候補部分の画素数の値は、欠陥候補部分の面積に関する値に相当する。図５に示すように、欠陥候補部分の画素数Ｖ１が設定される場合には、その画素数Ｖ１に対応する基準値が設定される。また、画素数Ｖ１と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図５の例では、基準値が「１０」に設定され、第１の判定条件が「基準値よりも大きいこと（Ｖ１＞１０）」に設定されている。

図５に示される差分画像ｉｍにおいては、欠陥候補部分の各画素に対応する画素値がその値に応じたハッチングまたはドットパターンで示される。この差分画像ｉｍにおける欠陥候補部分の画素数Ｖ１は「１４４」であり、基準値「１０」よりも大きい。したがって、図５の欠陥候補部分は、第１の判定条件を満たす。

（ｂ）特徴パラメータとして、欠陥候補部分におけるＲ画素値の最大値および最小値の差分、Ｇ画素値の最大値および最小値の差分、Ｂ画素値の最大値および最小値の差分のうちの最大値が設定されてもよい。以下の説明では、この最大値を第１の差分最大値と呼ぶ。第１の差分最大値は、欠陥候補部分の差分画素値に関する値に相当する。

図６に示すように、第１の差分最大値Ｖ２が設定される場合には、その第１の差分最大値Ｖ２に対応する基準値が設定される。また、第１の差分最大値Ｖ２と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図６の例では、基準値が「５」に設定され、第１の判定条件が「第１の差分最大値が基準値よりも大きいこと（Ｖ２＞５）」に設定されている。

図６に示される差分画像ｉｍにおいては、図５の例と同様に、欠陥候補部分が複数種類のハッチングおよびドットパターンで示される。また、欠陥候補部分内の３つの画素についてのＲＧＢの画素値が示される。一の画素におけるＲＧＢの画素値はＲＧＢの順に（１３０，１２７，１２９）である。他の画素におけるＲＧＢの画素値はＲＧＢの順に（１２９，１３０，１３０）である。さらに他の画素におけるＲＧＢの画素値はＲＧＢの順に（１２８，１３８，１３５）である。このように、本例の欠陥候補部分においては複数の画素間でＲＧＢの画素値がばらつく。それにより、欠陥候補部分の各画素においてはＲＧＢの画素値のばらつきに応じた色が表される。

図６の例において、欠陥候補部分の全てのＲ画素値の最大値および最小値は、それぞれ「１３０」および「１２８」であり、Ｒ画素値の最大値および最小値の差分は「２」である。一方、欠陥候補部分の全てのＧ画素値の最大値および最小値は、それぞれ「１３８」および「１２７」であり、Ｇ画素値の最大値および最小値の差分は「１１」である。他方、欠陥候補部分の全てのＢ画素値の最大値および最小値は、それぞれ「１３５」および「１２９」であり、Ｂ画素値の最大値および最小値の差分は「６」である。この場合、第１の差分最大値Ｖ２は「１１」であり、基準値「５」よりも大きい。したがって、図６の欠陥候補部分は、第１の判定条件を満たす。

（ｃ）サンプルの基板Ｗの画像データと検査対象の基板Ｗの画像データとの間で互いに対応する画素値に差が生じない部分は、差分画像データにおいて予め定められた差分画素値で表されることになる。以下の説明では、この差分画素値を正常画素値と呼ぶ。

特徴パラメータとして、欠陥候補部分におけるＲ画素値の正常画素値に対する最大の差分、Ｇ画素値の正常画素値に対する最大の差分、Ｂ画素値の正常画素値に対する最大の差分のうちの最大値が設定されてもよい。以下の説明では、この最大値を第２の差分最大値と呼ぶ。第２の差分最大値は、欠陥候補部分の差分画素値に関する値に相当する。なお、ＲＧＢの各画素値の正常画素値に対する最大の差分は、ＲＧＢの各画素値の正常画素値に対する最大の差分絶対値を意味する。

図７に示すように、第２の差分最大値Ｖ３が設定される場合には、その第２の差分最大値Ｖ３に対応する基準値が設定される。また、第２の差分最大値Ｖ３と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図７の例では、基準値が「８」に設定され、第１の判定条件が「第２の差分最大値が基準値よりも大きいこと（Ｖ３＞８）」に設定されている。

図７に示される差分画像ｉｍにおいては、図６の例と同様に、欠陥候補部分がハッチングおよびドットパターンで示される。また、欠陥候補部分内の３つの画素についてのＲＧＢの画素値が示される。

図７の例において、正常画素値は「１２８」であるものとする。Ｒ画素値の正常画素値に対する最大の差分は「２」である。一方、Ｇ画素値の正常画素値に対する最大の差分は「１０」である。他方、Ｂ画素値の正常画素値に対する最大の差分は「７」である。この場合、第２の差分最大値Ｖ３は「１０」であり、基準値「８」よりも大きい。したがって、図７の欠陥候補部分は、第１の判定条件を満たす。

（ｄ）特徴パラメータとして、欠陥候補部分における全てのＲ画素の画素値、Ｇ画素の画素値およびＢ画素の画素値の平均値が設定されてもよい。以下の説明では、この平均値を画素平均値と呼ぶ。画素平均値は、欠陥候補部分の差分画素値に関する値に相当する。

図８に示すように、画素平均値Ｖ４が設定される場合には、その画素平均値Ｖ４に対応する基準値が設定される。また、画素平均値Ｖ４と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図８の例では、基準値が「１３１」に設定され、第１の判定条件が「画素平均値が基準値よりも大きいこと（Ｖ４＞１３１）」に設定されている。

図８に示される差分画像ｉｍにおいては、図５の例と同様に、欠陥候補部分がハッチングまたはドットパターンで示される。この差分画像ｉｍにおける欠陥候補部分の画素平均値Ｖ４は「１３２」である。この場合、画素平均値Ｖ４は基準値「１３１」よりも大きい。したがって、図８の欠陥候補部分は、第１の判定条件を満たす。

（ｅ）差分画像のうち基板Ｗの中心に対応する画素を中心画素と呼ぶ。中心画素の位置は、基板Ｗの撮像時における基板Ｗと撮像部２４０の撮像視野との位置関係等に基づいて定められる。また、欠陥候補部分のうち中心画素に最も近い位置にある画素を第１画素と呼び、中心画素と第１画素との間の距離を最短距離と呼ぶ。特徴パラメータとして、最短距離が設定されてもよい。最短距離は、差分画像における欠陥候補部分の位置に関する値に相当する。図９に示すように、最短距離Ｖ５が設定される場合には、その最短距離Ｖ５に対応する基準値が設定される。また、最短距離Ｖ５と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図９の例では、基準値が「１００」に設定され、第１の判定条件が「最短距離が基準値よりも小さいこと（Ｖ５＜１００）」に設定されている。

図９に示される差分画像ｉｍにおいては、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。さらに、中心画素ｉｃが丸印で示され、第１画素ｐｘ１が四角印で示される。

（ｆ）欠陥候補部分のうち中心画素ｉｃから最も遠い位置にある画素を第２画素と呼び、中心画素ｉｃと第２画素との間の距離を最長距離と呼ぶ。特徴パラメータとして、最長距離が設定されてもよい。最長距離は、差分画像における欠陥候補部分の位置に関する値に相当する。図１０に示すように、最長距離Ｖ６が設定される場合には、その最長距離Ｖ６に対応する基準値が設定される。また、最長距離Ｖ６と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図１０の例では、基準値が「１４０」に設定され、第１の判定条件が「最長距離が基準値よりも小さいこと（Ｖ６＜１４０）」に設定されている。

図１０に示される差分画像ｉｍにおいては、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。さらに、中心画素ｉｃが丸印で示され、第２画素ｐｘ２が四角印で示される。

（ｇ）特徴パラメータとして、欠陥候補部分の長さが設定されてもよい。以下の説明では、この長さを候補部分長さと呼ぶ。この場合、候補部分長さは、欠陥候補部分の寸法に関する値に相当する。ここで、回転する基板Ｗにレジスト液等の処理液を供給することにより基板Ｗ上に形成される膜には、基板Ｗの中心から基板Ｗの外周部に向かって放射状に欠陥が形成される可能性が高い。そこで、本例では、図１０の最長距離Ｖ６と図９の最短距離Ｖ５との差分を候補部分長さとみなす。

図１１に示すように、候補部分長さＶ７が設定される場合には、その候補部分長さＶ７に対応する基準値が設定される。また、候補部分長さＶ７と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図１１の例では、基準値が「１５」に設定され、第１の判定条件が「候補部分長さが基準値よりも大きいこと（Ｖ７＞１５）」に設定されている。

図１１に示される差分画像ｉｍにおいては、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。さらに、中心画素ｉｃが丸印で示され、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２が四角印で示される。

（ｈ）欠陥候補部分の面積を図１１の候補部分長さＶ７で除算することにより得られるパラメータを欠陥候補部分の第１の部分幅と呼ぶ。さらに、第１の部分幅を候補部分長さＶ７で除算することにより得られるパラメータを第１の直線度と呼ぶ。第１の直線度は、欠陥候補部分の形状が直線に近いか否かの度合いを示す。第１の直線度は、０に近いほど欠陥候補部分の形状が直線に近似することを意味し、１に近いほど欠陥候補部分の形状が直線から相違することを意味する。

特徴パラメータとして、第１の直線度が設定されてもよい。この場合、第１の直線度は、欠陥候補部分の寸法に関する値に相当する。図１２に示すように、第１の直線度Ｖ８が設定される場合には、その第１の直線度Ｖ８に対応する基準値が設定される。また、第１の直線度Ｖ８と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図１２の例では、基準値が「０．５」に設定され、第１の判定条件が「第１の直線度が基準値よりも大きいこと（Ｖ８＞０．５）」に設定されている。

図１２に示される差分画像ｉｍにおいては、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。さらに、中心画素ｉｃが丸印で示され、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２が四角印で示される。また、欠陥候補部分の面積が符号Ａ１で示され、第１の部分幅が符号Ｗ１で示される。

（ｉ）図１１の第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２を結ぶ直線を定義した場合に、当該直線に対して直交する方向における欠陥候補部分の最大幅を第２の部分幅と呼ぶ。特徴パラメータとして、第２の部分幅が設定されてもよい。この場合、第２の部分幅は、欠陥候補部分の寸法に関する値に相当する。図１３に示すように、第２の部分幅Ｖ９が設定される場合には、その第２の部分幅Ｖ９に対応する基準値が設定される。また、第２の部分幅Ｖ９と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図１３の例では、基準値が「５」に設定され、第１の判定条件が「第２の部分幅が基準値よりも大きいこと（Ｖ９＞５）」に設定されている。

図１３に示される差分画像ｉｍにおいては、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。さらに、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２が四角印で示される。また、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２を結ぶ直線が符号ＶＬで示される。

（ｊ）第２の部分幅Ｖ９（図１３）を候補部分長さＶ７（図１１）で除算することにより得られるパラメータを第２の直線度と呼ぶ。第２の直線度は、第１の直線度と同様に、欠陥候補部分の形状が直線に近いか否かの度合いを示す。第２の直線度は、０に近いほど欠陥候補部分の形状が直線に近似することを意味し、１に近いほど欠陥候補部分の形状が直線から相違することを意味する。

特徴パラメータとして、第２の直線度が設定されてもよい。この場合、第２の直線度は、欠陥候補部分の寸法に関する値に相当する。図１４に示すように、第２の直線度Ｖ１０が設定される場合には、その第２の直線度Ｖ１０に対応する基準値が設定される。また、第２の直線度Ｖ１０と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図１４の例では、基準値が「０．５」に設定され、第１の判定条件が「第２の直線度が基準値よりも大きいこと（Ｖ１０＞０．５）」に設定されている。

図１４に示される差分画像ｉｍにおいては、図１３の例と同様に、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。さらに、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２が四角印で示される。また、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２を結ぶ直線が符号ＶＬで示される。

（ｋ）特徴パラメータとして、欠陥候補部分の輪郭を構成する複数の画素から図１１の直線ＶＬまでの複数の距離の平均値が設定されてもよい。以下の説明では、この平均値を距離平均値と呼ぶ。この場合、距離平均値は、欠陥候補部分の寸法に関する値に相当する。図１５に示すように、距離平均値Ｖ１１が設定される場合には、その距離平均値Ｖ１１に対応する基準値が設定される。また、距離平均値Ｖ１１と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図１５の例では、基準値が「２」に設定され、第１の判定条件が「距離平均値が基準値よりも大きいこと（Ｖ１１＞２）」に設定されている。

図１５に示される差分画像ｉｍにおいては、図１３の例と同様に、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。また、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２が四角印で示され、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２を結ぶ直線が符号ＶＬで示される。さらに、欠陥候補部分の輪郭を構成する１個目の画素からｎ個目の画素のうち一部の画素から直線ＶＬまでの距離が、符号ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄｎで示される。

（ｌ）基板検査装置２００においては、当該装置内における基板Ｗの位置が把握できるように、水平面内で互いに直交するＸ軸およびＹ軸を有するＸＹ座標系が定義される。基板Ｗは、例えば基板Ｗ上に形成される膜の複数のパターンがＸ軸およびＹ軸の方向にマトリクス状に並ぶ状態で撮像部２４０により撮像される。そのため、隣り合う複数のパターン間の隙間は、Ｘ軸およびＹ軸の方向に平行に延びる。一方、上記のように、基板Ｗ上に形成される膜には、基板Ｗの中心から基板Ｗの外周部に向かって放射状に欠陥が形成される可能性が高い。そのため、基板Ｗ上の大部分において、欠陥を示す欠陥候補部分は、Ｘ軸およびＹ軸に対して交差する方向に延びると考えられる。したがって、Ｘ軸およびＹ軸に対する欠陥候補部分の角度を求めることができれば、それらの角度に基づいて欠陥候補部分が欠陥を示すか否かを判定することが可能になると考えられる。

そこで、上記の点を考慮して、特徴パラメータとして、Ｘ軸およびＹ軸に対する欠陥候補部分の角度が設定されてもよい。以下の説明では、Ｘ軸に対する欠陥候補部分の角度をＸ軸傾斜角度と呼び、Ｙ軸に対する欠陥候補部分の角度をＹ軸傾斜角度と呼ぶ。この場合、Ｘ軸傾斜角度およびＹ軸傾斜角度は、差分画像における欠陥候補部分の向きに関する値に相当する。図１６に示すように、Ｘ軸傾斜角度Ｖ１２ｘおよびＹ軸傾斜角度Ｖ１２ｙが設定される場合には、それらのＸ軸傾斜角度Ｖ１２ｘおよびＹ軸傾斜角度Ｖ１２ｙにそれぞれ対応する基準値が設定される。また、Ｘ軸傾斜角度Ｖ１２ｘおよびＹ軸傾斜角度Ｖ１２ｙと基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図１６の例では、Ｘ軸傾斜角度Ｖ１２ｘおよびＹ軸傾斜角度Ｖ１２ｙの基準値が共通の「０」に設定され、第１の判定条件が「Ｘ軸傾斜角度およびＹ軸傾斜角度が基準値ではないこと（Ｖ１２ｘ≠０，Ｖ１２ｙ≠０）」に設定されている。

図１６に示される差分画像ｉｍにおいては、図１３の例と同様に、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。さらに、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２が四角印で示され、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２を通る直線が符号ＶＬで示される。本例では直線ＶＬの方向を、欠陥候補部分が延びる方向とみなす。また、図１６の差分画像ｉｍでは、Ｘ軸およびＹ軸が一点鎖線で示される。

（ｍ）特徴パラメータとして、中心画素ｉｃおよび第２画素ｐｘ２を結ぶ直線に対する欠陥候補部分の角度が設定されてもよい。以下の説明では、この角度を半径傾斜角度を呼ぶ。この場合、半径傾斜角度は、差分画像における欠陥候補部分の向きに関する値に相当する。図１７に示すように、半径傾斜角度Ｖ１３が設定される場合には、その半径傾斜角度Ｖ１３に対応する基準値が設定される。また、半径傾斜角度Ｖ１３と基準値との間の予め定められた関係が第１の判定条件として設定される。図１７の例では、半径傾斜角度Ｖ１３の基準値が「０」に設定され、第１の判定条件が「半径傾斜角度が基準値であること（Ｖ１３＝０）」に設定されている。

図１７に示される差分画像ｉｍにおいては、欠陥候補部分が単一のドットパターンで示されるとともに、その輪郭が点線で示される。また、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２が四角印で示され、第１画素ｐｘ１および第２画素ｐｘ２を通る直線が符号ＶＬで示される。本例では直線ＶＬの方向を、欠陥候補部分が延びる方向とみなす。さらに、中心画素ｉｃが丸印で示され、中心画素ｉｃおよび第２画素ｐｘ２を結ぶ直線が符号ＶＬ０で示される。

［５］欠陥の具体的な判定例
（ａ）第１の判定例
上記のように、基板Ｗ上に形成される膜には、基板Ｗの中心から外周端部に向かって放射状に欠陥が形成される可能性が高い。第１の判定例では、このような欠陥を判定するために、予め４つの特徴パラメータが設定される。具体的には、第１の特徴パラメータとして上記の画素数Ｖ１が設定される。第１の特徴パラメータに対応する基準値として「４５」が設定され、第１の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「画素数が基準値４５以上であること」が設定される。

また、第２の特徴パラメータとして上記の第１の直線度Ｖ８が設定される。第２の特徴パラメータに対応する基準値として「０．２」が設定され、第２の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「第１の直線度が基準値０．２よりも小さいこと」が設定される。

また、第３の特徴パラメータとして上記の距離平均値Ｖ１１が設定される。第３の特徴パラメータに対応する基準値として「１．５」が設定され、第３の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「距離平均値が基準値１．５以下であること」が設定される。

また、第４の特徴パラメータとして上記の半径傾斜角度Ｖ１３が設定される。第４の特徴パラメータに対応する基準値として「０．２」および「−０．２」が設定され、第４の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「半径傾斜角度が基準値−０．２以上基準値０．２以下であること」が設定される。

さらに、本例では、上記の第１〜第４の特徴パラメータに共通の第２の判定条件として、「第１〜第４の特徴パラメータに対応する全ての第１の条件が満たされること」が設定される。この設定内容は、各特徴パラメータの符号を用いて、論理式「（Ｖ１≧４５）ａｎｄ（Ｖ８＜０．２）ａｎｄ（Ｖ１１≦１．５）ａｎｄ（−０．２≦Ｖ１３≦０．２）」で表すことができる。

図１８は、欠陥の第１の判定例を説明するための図である。図１８（ａ）には、対象画像データに基づく基板Ｗの表面画像ｉｍ１の第１の例が示される。図１８（ａ）の表面画像ｉｍ１は基板Ｗの一部分を表す。その基板Ｗの一部分には、基板Ｗの中心から外周端部にかけて直線状に延びる欠陥が発生しているものとする。しかしながら、図１８（ａ）の表面画像ｉｍ１を視認しても、その欠陥部分を把握することは難しい。なお、図１８（ａ）では、欠陥部分を容易に識別することができるように、表面画像ｉｍ１のうち基板Ｗ上の欠陥に対応する部分が点線で示される。

図１８（ａ）の表面画像ｉｍ１を表す対象画像データとサンプル画像データとに基づいて差分画像データを生成し、差分画像データにより表される差分画像から欠陥候補部分を抽出する。さらに、抽出された欠陥候補部分から上記の第１〜第４の特徴パラメータ、複数の第１の条件および第２の条件に基づいて欠陥を判定する。

欠陥の判定結果を示す差分画像の一例が図１８（ｂ）に示される。図１８（ｂ）の差分画像においては、図１８（ａ）の表面画像ｉｍ１に基づいて欠陥と判定された部分が他の部分に対して異なる態様で示されている。図１８（ｂ）の差分画像ｉｍ２においても、図１８（ａ）の表面画像ｉｍ１と同様に、基板Ｗ上の欠陥に対応する欠陥部分が点線で示される。

図１８（ｂ）に白抜きの矢印で示すように、本例では、欠陥と判定された画像部分が灰色で示され、他の部分が黒色で示される。このように、第１の判定例においては、複数の判定結果の組み合わせに基づいて欠陥の判定が行われることにより、実際の欠陥部分の一部が正確に検出されている。

（ｂ）第２の判定例
膜が形成された基板Ｗにおいては、例えば基板Ｗの外周端部から一定幅の膜の部分が除去される場合がある。このとき、基板Ｗの外周端部から一定幅の部分よりもさらに内側の部分の膜が部分的に除去されると、その除去部分は欠陥となる。第２の判定例では、このような欠陥を判定するために、１つの特徴パラメータが設定される。具体的には、特徴パラメータとして上記の画素平均値Ｖ４が設定される。その特徴パラメータに対応する基準値として「２０」が設定され、その特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「画素平均値が基準値２０以上であること」が設定される。本例では、１つの特徴パラメータのみが設定されるので、第２の条件は設定されない。この設定内容は、特徴パラメータの符号を用いて、論理式「Ｖ４≧２０」で表すことができる。

図１９は、欠陥の第２の判定例を説明するための図である。図１９（ａ）には、対象画像データに基づく基板Ｗの表面画像ｉｍ１の第２の例が示される。図１９（ａ）の表面画像ｉｍ１は基板Ｗの一部分を表す。その基板Ｗの一部分には、基板Ｗの外周端部近傍に局部的な欠陥が発生しているものとする。なお、図１９（ａ）では、欠陥部分を容易に識別することができるように、表面画像ｉｍ１のうち基板Ｗ上の欠陥に対応する部分が点線で示される。

欠陥の判定結果を示す差分画像の一例が図１９（ｂ）に示される。図１９（ｂ）の差分画像においては、図１９（ａ）の表面画像ｉｍ１に基づいて欠陥と判定された部分が他の部分に対して異なる態様で示されている。図１９（ｂ）の差分画像ｉｍ２においても、図１９（ａ）の表面画像ｉｍ１と同様に、基板Ｗ上の欠陥に対応する欠陥部分が点線で示される。

図１９（ｂ）に白抜きの矢印で示すように、本例においても、図１８（ｂ）の第１の判定例と同様に、欠陥と判定された画像部分が灰色で示され、他の部分が黒色で示される。このように、第２の判定例においても、実際の欠陥部分の少なくとも一部が正確に検出されている。

（ｃ）第３の判定例
膜が形成された基板Ｗ上には、比較的広い幅で一方向に延びるように直線状の欠陥が形成される場合がある。第３の判定例では、このような欠陥を判定するために、３つの特徴パラメータが設定される。具体的には、第１の特徴パラメータとして上記の画素数Ｖ１が設定される。第１の特徴パラメータに対応する基準値として「９００」が設定され、第１の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「画素数が基準値９００以上であること」が設定される。

また、第２の特徴パラメータとして上記の第１の直線度Ｖ８が設定される。第２の特徴パラメータに対応する基準値として「０．１」が設定され、第２の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「第１の直線度が基準値０．１よりも小さいこと」が設定される。

また、第３の特徴パラメータとして上記の画素平均値Ｖ４が設定される。第３の特徴パラメータに対応する基準値として「１」が設定され、第３の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「画素平均値が基準値１以上であること」が設定される。

さらに、本例では、上記の第１〜第３の特徴パラメータに共通の第２の判定条件として、「第１〜第３の特徴パラメータに対応する全ての第１の条件が満たされること」が設定される。この設定内容は、各特徴パラメータの符号を用いて、論理式「（Ｖ１≧９００）ａｎｄ（Ｖ８＜０．１）ａｎｄ（Ｖ４≧１）」で表すことができる。

図２０は、欠陥の第３の判定例を説明するための図である。図２０（ａ）には、対象画像データに基づく基板Ｗの表面画像ｉｍ１の第３の例が示される。図２０（ａ）の表面画像ｉｍ１は基板Ｗの一部分を表す。その基板Ｗの一部分には、比較的広い幅で一方向に延びる直線状の欠陥が発生しているものとする。なお、図２０（ａ）では、欠陥部分を容易に識別することができるように、表面画像ｉｍ１のうち基板Ｗ上の欠陥に対応する部分が点線で示される。

欠陥の判定結果を示す差分画像の一例が図２０（ｂ）に示される。図２０（ｂ）の差分画像においては、図２０（ａ）の表面画像ｉｍ１に基づいて欠陥と判定された部分が他の部分に対して異なる態様で示されている。図２０（ｂ）の差分画像ｉｍ２においても、図２０（ａ）の表面画像ｉｍ１と同様に、基板Ｗ上の欠陥に対応する欠陥部分が点線で示される。

図２０（ｂ）に白抜きの矢印で示すように、本例においても、図１８（ｂ）および図１９（ｂ）の第１および第２の判定例と同様に、欠陥と判定された画像部分が灰色で示され、他の部分が黒色で示される。このように、第３の判定例においても、実際の欠陥部分の少なくとも一部が正確に検出されている。

（ｄ）第４の判定例
膜が形成された基板Ｗ上には、基板Ｗの外周端部近傍にやや広がりがある局部的な欠陥が形成される場合がある。第４の判定例では、このような欠陥を判定するために、２つの特徴パラメータが設定される。具体的には、第１の特徴パラメータとして上記の画素数Ｖ１が設定される。第１の特徴パラメータに対応する基準値として「１５０」が設定され、第１の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「画素数が基準値１５０以上であること」が設定される。

また、第２の特徴パラメータとして上記の画素値の平均値Ｖ４が設定される。第２の特徴パラメータに対応する基準値として「１０」が設定され、第２の特徴パラメータに対応する第１の判定条件として「平均値が基準値１０以上であること」が設定される。

さらに、本例では、上記の第１および第２の特徴パラメータに共通の第２の判定条件として、「第１および第２の特徴パラメータに対応する全ての第１の条件が満たされること」が設定される。この設定内容は、各特徴パラメータの符号を用いて、論理式「（Ｖ１≧１５０）ａｎｄ（Ｖ４≧１０）」で表すことができる。

図２１は、欠陥の第４の判定例を説明するための図である。図２１（ａ）には、対象画像データに基づく基板Ｗの表面画像ｉｍ１の第４の例が示される。図２１（ａ）の表面画像ｉｍ１は基板Ｗの一部分を表す。その基板Ｗの一部分には、基板Ｗの外周端部近傍に局部的な欠陥が発生しているものとする。なお、図２１（ａ）では、欠陥部分を容易に識別することができるように、表面画像ｉｍ１のうち基板Ｗ上の欠陥に対応する部分が点線で示される。

欠陥の判定結果を示す差分画像の一例が図２１（ｂ）に示される。図２１（ｂ）の差分画像においては、図２１（ａ）の表面画像ｉｍ１に基づいて欠陥と判定された部分が他の部分に対して異なる態様で示されている。図２１（ｂ）の差分画像ｉｍ２においても、図２１（ａ）の表面画像ｉｍ１と同様に、基板Ｗ上の欠陥に対応する欠陥部分が点線で示される。

図２１（ｂ）に白抜きの矢印で示すように、本例においても、図１８（ｂ）、図１９（ｂ）および図２０（ｂ）の第１〜第３の判定例と同様に、欠陥と判定された画像部分が灰色で示され、他の部分が黒色で示される。このように、第４の判定例においても、実際の欠陥部分の少なくとも一部が正確に検出されている。

［６］効果
上記の基板検査装置２００においては、サンプル画像データおよび対象画像データが取得され、サンプル画像データおよび対象画像データに基づいて差分画像データが生成される。差分画像データにより表される差分画像において、差分画素値が許容範囲外となる欠陥候補部分が抽出される。欠陥候補部分の差分画素値に基づいて欠陥の特徴に対応する特徴パラメータの値が算出される。特徴パラメータの値と基準値との関係に基づいて、検査対象となる基板Ｗに外観上の欠陥があるか否かが判定される。

その判定方法によれば、差分画像のうち基板Ｗの正常な部分に対応する部分がノイズまたは差分画素値の算出誤差等により欠陥候補部分として抽出される場合でも、その欠陥候補部分について特徴パラメータの値に基づく判定が行われる。ノイズまたは算出誤差等に起因する欠陥候補部分には、基板の欠陥Ｗの特徴が表れる可能性が低い。そのため、特徴パラメータの値に基づく判定を行うことにより、基板Ｗにおける実際に正常である部分に欠陥が存在すると誤判定されることが抑制される。この場合、欠陥に対応する部分の差分画素値が許容範囲内とならないように、許容範囲を小さく設定することができる。それにより、実際に欠陥が存在する部分が正常であると誤判定されることが抑制される。したがって、基板Ｗの表面上の欠陥を高い信頼性で検出することが可能である。

［７］基板検査装置２００を備える基板処理装置
図２２は、図１の基板検査装置２００を備える基板処理装置の一例を示す模式的ブロック図である。図２２に示すように、基板処理装置１００は、露光装置３００に隣接して設けられ、上記の基板検査装置２００を備えるとともに、制御装置１１０、搬送装置１２０、塗布処理部１３０、現像処理部１４０および熱処理部１５０を備える。

制御装置１１０は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、搬送装置１２０、塗布処理部１３０、現像処理部１４０および熱処理部１５０の動作を制御する。また、制御装置１１０は、基板Ｗの一面の表面状態を検査するための指令を基板検査装置２００の制御部２８０（図１）に与える。

搬送装置１２０は、基板Ｗを塗布処理部１３０、現像処理部１４０、熱処理部１５０、基板検査装置２００および露光装置３００の間で搬送する。

塗布処理部１３０は、未処理の基板Ｗの一面上にレジスト膜を形成する（塗布処理）。レジスト膜が形成された塗布処理後の基板Ｗには、露光装置３００において露光処理が行われる。現像処理部１４０は、露光装置３００による露光処理後の基板Ｗに現像液を供給することにより、基板Ｗの現像処理を行う。熱処理部１５０は、塗布処理部１３０による塗布処理、現像処理部１４０による現像処理、および露光装置３００による露光処理の前後に基板Ｗの熱処理を行う。

なお、塗布処理部１３０は、基板Ｗに反射防止膜を形成してもよい。この場合、熱処理部１５０には、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を行うための処理ユニットが設けられてもよい。また、塗布処理部１３０は、基板Ｗ上に形成されたレジスト膜を保護するためのレジストカバー膜を基板Ｗに形成してもよい。

基板検査装置２００は、塗布処理部１３０によりレジスト膜が形成された後の基板Ｗの検査（基板検査処理）を行う。例えば、基板検査装置２００は、塗布処理部１３０による塗布処理後かつ露光装置３００による露光処理前の基板Ｗの検査を行う。または、基板検査装置２００は、塗布処理部１３０による塗布処理後かつ露光装置３００による露光処理後の基板Ｗの検査を行う。これにより、レジスト膜が形成された基板Ｗの表面上の欠陥が高い信頼性で検出される。それにより、使用者は、レジスト膜の形成時における基板Ｗの処理不良の発生を正確に把握することができる。

あるいは、基板検査装置２００は、塗布処理部１３０による塗布処理後かつ露光装置３００による露光処理後かつ現像処理部１４０による現像処理後の基板Ｗの検査を行ってもよい。これにより、現像処理後の基板Ｗの表面上の欠陥が高い信頼性で検出される。それにより、使用者は、レジスト膜の形成時、露光処理時および現像処理時における基板Ｗの処理不良の発生を正確に把握することができる。

［８］他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態では、サンプル画像データは、サンプルの基板Ｗを撮像することにより生成されるが、本発明はこれに限定されない。サンプル画像データは、サンプルの基板Ｗを撮像することに代えて、例えば基板Ｗ処理のシミュレーションに基づいて生成されてもよい。この場合、シミュレーションにより得られるサンプル画像データは、予め検査記憶部２８７に記憶される。それにより、画像データ取得部２８２は、基板Ｗの検査時に検査記憶部２８７からサンプル画像データを取得する。

なお、上記実施の形態においても、一度サンプル画像データが検査記憶部２８７に記憶された後は、画像データ取得部２８２は、基板Ｗの検査時に検査記憶部２８７からサンプル画像データを取得してもよい。

（ｂ）上記実施の形態では、サンプル画像データおよび対象画像データの各々は、基板検査装置２００において帯状の光が水平方向に移動する基板Ｗに照射され、その反射光を撮像部２４０のラインセンサが受光することにより生成されるが、本発明はこれに限定されない。

サンプル画像データは、例えば複数の画素がマトリクス状に並ぶように配置された撮像素子を備えるカメラでサンプルの基板Ｗを撮像することにより生成されてもよい。また、対象画像データは、例えば複数の画素がマトリクス状に並ぶように配置された撮像素子を備えるカメラで検査対象の基板Ｗを撮像することにより生成されてもよい。

（ｃ）基板検査装置２００において、差分画素値についての許容範囲、特徴パラメータ、基準値、第１の判定条件および第２の判定条件のうちの少なくとも一部は、使用者が図示しない操作部を操作することにより設定可能であってもよい。

［９］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係
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。上記実施の形態では、基板検査装置２００が基板検査装置の例であり、サンプル画像データが第１の画像データの例であり、対象画像データが第２の画像データの例であり、画像データ取得部２８２が画像データ取得部の例である。

また、差分画像生成部２８３が差分画像生成部の例であり、候補抽出部２８４が候補抽出部の例であり、算出部２８５が算出部の例であり、欠陥判定部２８６が欠陥判定部の例であり、第１の判定条件が第１の関係の例であり、第２の判定条件が第２の関係の例であり、塗布処理部１３０が膜形成部の例であり、基板処理装置１００が基板処理装置の例である。

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。

１００…基板処理装置，１１０…制御装置，１２０…搬送装置，１３０…塗布処理部，１４０…現像処理部，１５０…熱処理部，２００…基板検査装置，２１０…筐体部，２１１…開口部，２２０…投光部，２３０…反射部，２４０…撮像部，２５０…基板保持装置，２５１…駆動装置，２５２…回転保持部，２５３…回転軸，２６０…移動部，２６１…ガイド部材，２６２…移動保持部，２７０…ノッチ検出部，２８０…制御部，２８１…撮像制御部，２８２…画像データ取得部，２８３…差分画像生成部，２８４…候補抽出部，２８５…算出部，２８６…欠陥判定部，２８７…検査記憶部，２８８…検査部，３００…露光装置，Ｖ１…画素数，Ｖ２…第１の差分最大値，Ｖ３…第２の差分最大値，Ｖ４…画素平均値，Ｖ５…最短距離，Ｖ６…最長距離，Ｖ７…候補部分長さ，Ｖ８…第１の直線度，Ｖ９…第２の部分幅，Ｖ１０…第２の直線度，Ｖ１１…距離平均値，Ｖ１２ｘ…Ｘ軸傾斜角度，Ｖ１２ｙ…Ｙ軸傾斜角度，Ｖ１３…半径傾斜角度，Ｗ…基板，ｉｃ…中心画素，ｉｍ，ｉｍ２…差分画像，ｉｍ１…表面画像，ｐｘ１…第１画素，ｐｘ２…第２画素

Claims (11)

1. 基板の外観検査を行う基板検査装置であって、
   外観上の欠陥がない基板の画像データを第１の画像データとして取得するとともに、検査すべき基板を撮像することにより前記検査すべき基板の画像データを第２の画像データとして取得する画像データ取得部と、
   前記画像データ取得部により取得された第１および第２の画像データの互いに対応する画素について画素値の差分に対応する値を差分画素値として算出することにより複数の差分画素値からなる差分画像データを生成する差分画像生成部と、
   前記差分画像データにより表される差分画像から前記差分画素値が予め定められた許容範囲外となる欠陥候補部分を抽出する候補抽出部と、
   前記欠陥候補部分の差分画素値に基づいて、基板の欠陥の特徴に対応する特徴パラメータの値を算出する算出部と、
   前記算出部により算出された前記特徴パラメータの値と前記特徴パラメータに対応する基準値との関係に基づいて、前記検査すべき基板のうち前記欠陥候補部分に対応する部分に外観上の欠陥があるか否かを判定する欠陥判定部とを備える、基板検査装置。
2. 前記特徴パラメータは、複数の特徴パラメータを含み、
   前記基準値は、前記複数の特徴パラメータにそれぞれ対応する複数の基準値を含み、
   前記欠陥判定部は、各特徴パラメータの値がその特徴パラメータに対応する基準値に対して予め定められた第１の関係を満たすか否かを判定するとともに、前記複数の特徴パラメータについての複数の判定結果が予め定められた第２の関係を満たすか否かに基づいて、前記検査すべき基板のうち前記欠陥候補部分に対応する部分に外観上の欠陥があるか否かを判定する、請求項１記載の基板検査装置。
3. 前記特徴パラメータの値は、前記欠陥候補部分の面積に関する値を含む、請求項１または２記載の記載の基板検査装置。
4. 前記特徴パラメータの値は、前記欠陥候補部分の寸法に関する値を含む、請求項１または２記載の基板検査装置。
5. 前記特徴パラメータの値は、前記欠陥候補部分の差分画素値に関する値を含む、請求項１または２記載の基板検査装置。
6. 前記特徴パラメータの値は、前記差分画像における前記欠陥候補部分の位置に関する値を含む、請求項１または２記載の基板検査装置。
7. 前記特徴パラメータの値は、前記差分画像における前記欠陥候補部分の向きに関する値を含む、請求項１または２記載の基板検査装置。
8. 基板上に膜を形成する膜形成部と、
   前記膜形成部により前記膜が形成された基板を検査する請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板検査装置とを備える、基板処理装置。
9. 基板の外観検査を行う基板検査方法であって、
   外観上の欠陥がない基板の画像データを第１の画像データとして取得するとともに、検査すべき基板を撮像することにより前記検査すべき基板の画像データを第２の画像データとして取得するステップと、
   前記取得された第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画素値の差分に対応する値を差分画素値として算出することにより複数の差分画素値からなる差分画像データを生成するステップと、
   前記差分画像データにより表される差分画像から前記差分画素値が予め定められた許容範囲外となる欠陥候補部分を抽出するステップと、
   前記欠陥候補部分の差分画素値に基づいて、基板の欠陥の特徴に対応する特徴パラメータの値を算出するステップと、
   前記算出された前記特徴パラメータの値と前記特徴パラメータに対応する基準値との関係に基づいて、前記検査すべき基板のうち前記欠陥候補部分に対応する部分に外観上の欠陥があるか否かを判定するステップとを含む、基板検査方法。
10. 前記特徴パラメータは、複数の特徴パラメータを含み、
    前記基準値は、前記複数の特徴パラメータにそれぞれ対応する複数の基準値を含み、
    前記判定するステップは、各特徴パラメータの値がその特徴パラメータに対応する基準値に対して予め定められた第１の関係を満たすか否かを判定するとともに、前記複数の特徴パラメータについての複数の判定結果が予め定められた第２の関係を満たすか否かに基づいて、前記検査すべき基板のうち前記欠陥候補部分に対応する部分に外観上の欠陥があるか否かを判定することを含む、請求項９記載の基板検査方法。
11. 基板上に膜を形成するステップと、
    前記膜が形成された基板を請求項９または１０記載の基板検査方法により検査するステップとを含む、基板処理方法。

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