基板検出装置および基板処理装置
【課題】処理プロセスの途中にある基板の保持状態を正確に検出することができる基板検出装置を提供する。
【解決手段】基板検出装置が、保持された基板を相異なる露光条件で複数回撮像することにより複数の撮像画像データを生成する撮像画像生成手段と、複数の撮像画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成手段と、合成画像に基づいて、保持手段における基板の保持位置を特定する保持位置特定手段と、特定された基板の保持位置と想定保持位置とを比較し、両者が合致する否かに応じて基板の保持状態が正常か否かという検出結果を生成する保持状態判定手段と、を備える。
【解決手段】基板検出装置が、保持された基板を相異なる露光条件で複数回撮像することにより複数の撮像画像データを生成する撮像画像生成手段と、複数の撮像画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成手段と、合成画像に基づいて、保持手段における基板の保持位置を特定する保持位置特定手段と、特定された基板の保持位置と想定保持位置とを比較し、両者が合致する否かに応じて基板の保持状態が正常か否かという検出結果を生成する保持状態判定手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して洗浄、エッチング等の所定の処理を行う基板処理装置において基板の保持状態を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置において基板が収納される複数の収納棚を有する基板収納容器との間で、基板の受け渡しを行う基板搬入搬出装置であって、基板収納容器の種類によらず、複数段の基板収納位置のそれぞれにおける基板の有無を検出することができる装置がすでに公知である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された装置においては、照明が点灯された状態で基板収納容器を撮像することによって得られた画像データから、照明が消灯された状態で基板収納容器を撮像することによって得られた画像データを差し引くことにより、基板のエッジ部分の画像データを抽出して、該画像データに基づいて各収容位置における基板の有無を判定するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１２７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の技術は、基板処理装置における基板の搬出入部において、基板が載置されている基板収容容器を撮像することで、基板収容容器における基板の有無を検出するものであるが、基板処理装置において基板の有無の検出が求められる部位は、これに限られるものではない。すなわち、ある処理プロセスの途中において、基板が脱落等することなく投入時と同様に保持されているか否かを把握することは重要である。例えば、複数の基板を薬液に浸漬することによって基板に対して薬液処理を行うバッチ式の基板処理装置の場合であれば、複数の基板が薬液に浸漬された後、引き上げられた時点で、浸漬前と同じ保持位置に基板が保持されていることを確認する必要がある。仮に、浸漬前後で基板の保持状態に違いがあるとすると、薬液処理中に何らかの理由に基板が薬液中に落下してしまっていることになり、問題となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、このような処理プロセスの途中における基板検出に必ずしもそのまま適用できるものではない。例えば薬液処理プロセスを例にとれば、特許文献１に開示の技術を適用しようとすると、撮像手段や照明手段が直接に薬液処理雰囲気に曝される態様で設けることになるが、これはそれらの手段の薬液耐性の点から困難であるため、撮像手段および照明手段と、薬液槽や保持手段との配置関係、さらには検出実行位置の設定を工夫する必要がある。
【０００７】
また、上記各手段の配置構成を好適なものとしたうえで撮像処理を行った場合に、得られる撮像画像データは、特許文献１に係る技術において得られるものと必ずしも同じではないので、保持状態を判定するために行うデータ処理についても、取得される撮像画像データの特徴に応じたものとする必要がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板処理装置において処理プロセスの途中にある基板の保持状態を正確に、かつ簡素化された処理で検出することができる基板検出装置およびこれを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に対し所定の処理を行う基板処理装置において複数の基板を保持可能な所定の保持手段に保持されている基板の保持状態を検出する装置であって、所定の検出実行位置において、前記保持手段に保持されている基板に対し照明光を照射する照明手段と、前記照明光が照射された基板を相異なる露光条件で複数回撮像することにより複数の撮像画像データを生成する撮像画像生成手段と、前記複数の撮像画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成手段と、前記合成画像データによって表現される合成画像に基づいて、前記保持手段における基板の保持位置を特定する保持位置特定手段と、前記保持位置特定手段によって特定された基板の保持位置と、前記基板の保持位置としてあらかじめ想定されている想定保持位置とを比較し、両者が合致する場合に前記基板の保持状態が正常であるという検出結果を生成し、両者が合致しない場合には前記基板の保持状態に異常があるという検出結果を生成する保持状態判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の基板検出装置であって、前記画像合成手段は、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値のうち所定の上限値未満の範囲内で最大の画素値と当該画素値を与える撮像画像データを生成した露光時間との積に基づいて定まる値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の基板検出装置であって、前記画像合成手段が、前記最大の画素値と前記露光時間との積の対数値に基づいて定まる値が前記合成画像の前記対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１に記載の基板検出装置であって、前記画像合成手段が、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値の平均値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１に記載の基板検出装置であって、前記画像合成手段が、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値の中央値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板検出装置であって、前記保持位置特定手段は、前記合成画像において基板の像を構成する画素の画素値をあらかじめ定められた基板の円周方向について積算する操作を、あらかじめ定められた基板の配列方向に沿って行うことによって、前記配列方向に対する積算値の変化を示すピークプロファイルデータを生成したうえで、前記ピークプロファイルデータに表れるピーク位置に基づいて前記基板の保持位置を特定する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板検出装置であって、前記検出実行位置が、前記基板処理装置において前記所定の処理を行うチャンバの内部の所定位置であるとともに、前記撮像画像生成手段が、前記チャンバの壁を介して前記検出実行位置に保持されている基板を撮像する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、基板処理装置が、請求項７に記載の基板検出装置と、前記保持手段として機能する基板搬送手段と、前記チャンバ内に設けられた薬液槽と、を備え、前記所定の処理として、前記薬液槽に前記基板を浸漬することによる薬液処理を行い、前記基板検出装置が、前記薬液処理後に前記基板搬送手段に保持されている基板の保持状態を検出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１ないし請求項８の発明によれば、照明光が照射された基板を相異なる露光条件で複数回撮像することにより複数の撮像画像データを生成する撮像画像生成手段と、複数の撮像画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成手段と、合成画像データによって表現される合成画像に基づいて、保持手段における基板の保持位置を特定する保持位置特定手段とを備えるので、照明手段と検出実行位置との位置関係によって、保持手段に保持されている基板を撮像して得られる撮像画像に、保持位置による明暗が生じてしまうことに起因する、基板の保持位置の特定精度の低下が抑制され、より高い精度での基板検出が実現できる。
【００１８】
特に、請求項２および請求項３の発明によれば、照明手段からの距離によらず、良好な特定精度で基板の保持位置を特定できるようになるので、より高い精度での基板検出が実現できる。
【００１９】
特に、請求項７の発明によれば、検出実行位置が、基板処理装置において所定の処理を行うチャンバの内部の所定位置であるとともに、撮像画像生成手段が、チャンバの壁を介して検出実行位置に保持されている基板を撮像するので、照明手段や撮像画像生成手段を処理槽内に配置するのが難しいために、照明手段と撮像画像生成手段と検出実行位置との位置関係によって、保持手段に保持されている基板を撮像して得られる撮像画像に保持位置による明暗が生じてしまうような場合であっても、基板の保持位置の特定精度の低下が抑制され、より高い精度での基板検出が実現できる。
【００２０】
特に、請求項８の発明によれば、薬液雰囲気に曝されてしまうのが好ましくないなどの理由で、撮像画像生成手段をチャンバ外に配置せざるを得ないために、照明手段と撮像画像生成手段と検出実行位置との位置関係によって、保持手段に保持されている基板を撮像して得られる撮像画像に保持位置による明暗が生じてしまうような場合であっても、基板の保持位置の特定精度の低下が抑制されるので、より高い精度での基板検出が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜基板処理装置の構成概要＞
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００を模式的に示す図である。基板処理装置１００は、洗浄装置１０１と基板検出装置１０２とを主として備える。なお、基板処理装置１００は、装置全体を統括的に制御するメインホスト１０３を備えているが、後述するように、その一部の構成要素も基板検出装置１０２の構成要素として作用する。
【００２２】
洗浄装置１０１は、薬液槽１１１を有するチャンバ１１０を少なくとも１つ備える（図１では１つのチャンバ１１０を備える場合を例示している）。洗浄装置１０１は、チャンバ１１０に備わる薬液槽１１１に貯留されてなるリン酸や硫酸加水などの所定の薬液ＳＯＬに複数の基板（以下、単に「基板」とする）Ｗを一括して浸漬させることによって基板の洗浄を行う、いわゆるバッチ式の洗浄処理を行う装置である。
【００２３】
また、洗浄装置１０１は、チャンバ１１０と外部（例えば他のチャンバ１１０）との間で基板Ｗを搬送する搬送手段（搬送チャック）１１４を備えている。なお、図１においては図示を省略するが、搬送手段１１４は、複数の保持溝１１５を有し（図９参照）、それぞれの保持溝１１５によって基板Ｗを起立姿勢で保持することで、基板Ｗを複数枚同時に搬送する。なお、搬送手段１１４は図１に示す姿勢ａのときに基板Ｗを保持しており、姿勢ｂのときに基板Ｗを保持していないものとする。チャンバ１１０には、基板Ｗを保持した状態で矢印ＡＲ１のようにｚ軸方向に昇降動作するリフタ１１２が設けられている。チャンバ１１０における洗浄処理は、搬送手段１１４がチャンバ１１０上部の所定の基板受け渡し位置にまで搬送してきた基板Ｗを、当該チャンバ１１０に備わるリフタ１１２が受け取り、リフタ１１２が、受けとった基板Ｗを保持したまま薬液槽１１１内に下降して、薬液槽１１１に貯留された薬液ＳＯＬに基板Ｗを所定時間が経過するまでの間浸漬させることによって実現される。所定時間経過後、薬液ＳＯＬに浸漬していた基板Ｗはリフタ１１２が上昇することによって薬液ＳＯＬから引き上げられ、受け渡し位置において搬送手段１１４に受け渡されて、搬送手段１１４によって他へと搬送される。なお、搬送手段１１４による搬送動作およびリフタ１１２の昇降動作は、メインホスト１０３に備わる搬送制御部１７０の制御に基づいて動作する、いずれも図示しない所定の駆動手段によって実現される。また、薬液槽１１１の外周上部にはオーバーフロー槽１１３が設けられており、基板Ｗの浸漬によってあふれた薬液ＳＯＬをオーバーフロー槽１１３で回収し、循環路（図示省略）により薬液槽１１１へと循環供給される。
【００２４】
なお、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、次述する撮像処理を行う必要から、チャンバ１１０の側面（槽壁）の少なくとも一部が、光透過性を有する材質、例えば透明アクリルによって構成されてなる。
【００２５】
基板検出装置１０２は、それぞれのチャンバ１１０において所定の洗浄処理を終えた基板Ｗの保持状態の検出（基板検出処理）を行う装置である。なお、本実施の形態において、基板Ｗの保持状態の検出とは、チャンバ１１０において薬液ＳＯＬに浸漬された後、リフタ１１２により引き上げられた基板Ｗの保持位置および保持枚数を特定し、浸漬前と同じ枚数だけ存在するか否かを確認する処理のことをいう。換言すれば、薬液ＳＯＬへの浸漬に際して、薬液槽１１１内に基板Ｗが落下していないことを確認する処理である。具体的には、チャンバ１１０において洗浄処理がなされた後、リフタ１１２から搬送手段１１４に受け渡された時点で（図１において搬送手段１１４が姿勢ａをとって基板を保持している状態で）基板Ｗのエッジ部分を撮像し、得られた撮像画像に対し所定の画像処理を行い、得られた画像処理結果に基づいて基板の有無が確認される。
【００２６】
基板検出装置１０２は、係る基板検出のための撮像処理を担う構成要素として、基板Ｗを撮像するための例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどからなる撮像手段１２０と、撮像に際して基板Ｗに対し照明光を照射するための例えばＬＥＤなどからなる照明手段１２１とを備える。
【００２７】
図２および図３は、撮像手段１２０と照明手段１２１の配置関係を説明するための図である。図２はチャンバ１１０の上部において搬送手段１１４に保持されている基板Ｗをｚ軸正方向（鉛直上方向）から見た上面図（ｘｙ平面図）であり、図３は、図１の基板Ｗをｙ軸負方向から（図１の左側方から見た図）見た図（ｚｘ平面図）である。ただし、薬液槽１１１、リフタ１１２および搬送手段１１４の図示は省略している。また、図２および図３において一点鎖線で示すのは、搬送手段１１４によって保持されている基板Ｗの配列方向Ｐである。すなわち、図２および図３においては、基板Ｗの配列方向Ｐがｘ軸方向に一致する場合を示している。なお、図１に示す撮像手段１２０と照明手段１２１のチャンバ１１０に対する配置関係は、図示の都合上のものであって、基板処理装置１００における実際の配置位置を反映したものではない。
【００２８】
図３に示すように、撮像手段１２０と照明手段１２１とは、いずれも、チャンバ１１０の外側上方に配置される。これは、チャンバ１１０の内部を高いクリーン度に保つ必要があることや、薬液雰囲気に直接に曝されることによって撮像手段１２０や照明手段１２１が悪影響を受けることを避けるためである。係る配置関係のもとでの撮像を良好に行えるよう、チャンバ１１０は、上述したように側面の少なくとも一部が、光透過性を有する材質、例えば透明アクリルによって構成されてなる。好ましくは、チャンバ１１０あるいは薬液槽１１１は、基板Ｗの搬出入時以外は図示を省略する遮蔽手段で遮蔽される。
【００２９】
加えて、図２および図３に示すように、撮像手段１２０と照明手段１２１とは、ｘ軸方向について見た場合にチャンバ１１０を挟むように配置されている。なお、本実施の形態においては、照明手段１２１は配列方向Ｐを含むｚ−ｘ平面内に配置されてなるのに対して、撮像手段１２０は、当該平面からずれた場所に配置されている。実際には、撮像手段１２０の配置位置に合わせて照明手段１２１の配置位置は適宜に調整すればよい。
【００３０】
図１に戻って、基板検出装置１０２は、撮像処理の制御と、撮像画像に基づく画像処理とを行う制御部１３０をさらに備える。制御部１３０は、撮像手段１２０、照明手段１２１、およびメインホスト１０３と電気的に接続されてなる。
【００３１】
制御部１３０は、画像入力部１４０と、画像処理部１５０と、ホストＩＦ１６０と、メモリＭ１とを備えている。
【００３２】
画像入力部１４０は、撮像手段１２０による撮像を制御する。具体的には、撮像手段１２０に撮像命令（撮像制御信号）を与える一方、撮像手段１２０から画像信号を取得して撮像画像データを生成する。なお、本実施の形態においては、撮像画像データはそれぞれの画素が０から２５５までのいずれかの階調値（画素値）をとる多値階調データとして生成されるものとする。撮像画像データによって表現される撮像画像においては通常、基板Ｗのエッジ部分が明るく（白っぽく）、他の部分が暗く（黒っぽく）観察される。
【００３３】
画像処理部１５０は、画像入力部１４０で生成された撮像画像データを受け取り、該撮像画像データに基づいて、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの保持位置を特定する処理を担う。なお、保持位置を特定することで、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの枚数も特定される。画像処理部１５０における処理の結果、洗浄処理に供された後の時点において実際に搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの保持位置が特定される（その際、自ずから保持枚数も特定されることになる）ので、画像処理部１５０における処理が、基板検出装置１０２における基板検出処理に相当する。また、得られた処理結果を検出基板情報と称する。画像処理部１５０の構成、および画像処理部１５０において行われる、検出基板情報の生成に係る種々の処理の詳細については、後述する。
【００３４】
ホストＩＦ１６０は、メインホスト１０３との間の通信インターフェースである。メインホスト１０３から搬送手段１１４における搬送タイミングに応じて与えられる、撮像手段１２０による撮像の実行指示は、ホストＩＦ１６０を介して画像入力部１４０に与えられる。また、画像処理部１５０における画像処理の結果は、ホストＩＦ１６０を通じてメインホスト１０３へ送信される。
【００３５】
メモリＭ１は、基板検出処理に関する種々の情報を記憶する記憶領域である。メモリＭ１は、基板検出処理に必要な情報を、あらかじめ、もしくは、基板検出処理の実施中に必要に応じて取得し、これを記憶する。メモリＭ１に記憶された情報は、基板検出処理の実施中に適宜読み出される。
【００３６】
なお、洗浄装置１０１がチャンバ１１０を複数備える場合、撮像手段１２０と照明手段１２１はそれぞれのチャンバ１１０に対応して設けられ、制御部１３０は全ての撮像手段１２０および照明手段１２１とを統括的に制御する。
【００３７】
メインホスト１０３は、基板処理装置１００の全体を統括的に制御する制御部である。メインホスト１０３は、上述のようにリフタ１１２や搬送手段１１４の動作を制御する搬送制御部１７０を備えるほか、通信部１８０と、基板情報保持部１９０と、検出処理命令部２００と、基板有無判定部２１０とを備えている。
【００３８】
通信部１８０は、制御部１３０その他、基板処理装置１００の各部との間で種々の信号の授受を行う際の通信インターフェースである。
【００３９】
基板情報保持部１９０は、搬送手段１１４によってチャンバ１１０に搬送された基板Ｗの枚数および、搬送手段１１４の基板保持部が保持可能な最大枚数の基板を保持した状態での各基板位置に関する情報（以下、「処理基板情報」と称する）を保持する。すなわち、処理基板情報は、洗浄処理に供される前の時点における基板Ｗの保持枚数および保持位置についての情報である。換言すれば、基板情報保持部１９０が有している洗浄処理に供される前の基板Ｗの保持位置についての情報は、洗浄処理後の基板Ｗの保持位置として想定される保持位置（想定保持位置）についての情報である。
【００４０】
検出処理命令部２００は、基板検出装置１０２に対する基板検出処理の実行を命令する。具体的には、洗浄処理終了後、リフタ１１２から搬送手段１１４に基板Ｗが受け渡されたことを示す信号が搬送制御部１７０から与えられると、検出処理命令部２００は、基板検知装置の制御部１３０に対して、基板検出処理の実行を命令する信号を与える。
【００４１】
基板有無判定部２１０は、基板情報保持部１９０に保持されている処理基板情報と、画像処理部１５０によって生成された検出基板情報とに基づいて、洗浄処理に供された基板Ｗが全て、該洗浄処理後に搬送手段１１４に保持されているか否かを判定する。すなわち、何らかの理由で、チャンバ１１０内に脱落した基板がないかを判定する。基板有無判定部２１０は、基板検出処理によって特定された基板の保持位置と、基板の保持位置としてあらかじめ基板情報保持部１９０によって保持されている保持位置とを比較し、両者が合致する場合に基板Ｗの保持状態が正常であるという検出結果を生成し、両者が合致しない場合には基板Ｗの保持状態に異常があるという検出結果を生成する。
【００４２】
基板情報保持部１９０と検出処理命令部２００と基板有無判定部２１０とはいずれも、基板検出に係る処理を担う構成要素であり、本実施の形態においては、基板検出装置１０２の構成要素として作用する。
【００４３】
＜画像処理部の構成＞
図４は、画像処理部１５０のより詳細な構成を示す図である。画像処理部１５０は、画像入力部１４０によって生成された撮像画像データを受け取り、該撮像画像データから、搬送手段１１４に保持された基板Ｗの保持位置および枚数を特定し（つまりは搬送手段１１４に保持された基板Ｗの保持状態を検出し）、その結果を検出基板情報として出力する。基板Ｗの保持状態の検出は、撮像画像データから、基板Ｗの位置を特定するための１次元データ（ピークプロファイルデータ）を生成し、該１次元データにおけるピーク位置に基づいて行う。
【００４４】
図５は、撮像手段１２０によって撮像され画像入力部１４０によって生成された、基板Ｗの撮像画像データＤ１の一例を示す図である。図５においては、基板Ｗのエッジ部分の像（エッジ部分からの反射光成分を主とする像）が白く観察される。なお、図中の２つの座標軸は、後述する基板検出処理の際に特定され、使用されるものであり、必ずしも撮像画像データＤ１自体が係る座標軸についての情報を有するものではない。
【００４５】
図６は、画像処理部１５０において生成される１次元データＤ２の一例を示す図である。１次元データＤ２は、後述する方法で特定される基板Ｗの配列方向における位置座標（配列方向座標）と、各位置座標ごとに同様に後述する方法で特定される基板Ｗの円周方向に積算した基板Ｗのエッジ部分を構成する画素値（積算画素値）との関係を示すデータである。図６においては、前者を横軸に取り、後者を縦軸に取っている。なお、図６に示す直交座標空間は、図５に示す２つの座標軸からなる座標空間を変換したものに相当する。図６に示す１次元データＤ２に現れるピークが、搬送手段１１４に保持されている１つ１つの基板Ｗに対応するので、それぞれのピーク位置を特定することで、基板Ｗの保持位置が特定されることになる。
【００４６】
画像処理部１５０は、図４に示すように、係る基板検出処理を実現するための構成要素として、検出力判定処理部１５１と、画像合成部１５２と、検出処理部１５３と、補正処理部１５４とを備えている。
【００４７】
検出力判定処理部１５１は、画像入力部１４０で生成された撮像画像データについて、該撮像画像データを検出基板情報の生成に用いてもよいか否かを判定する処理、つまりは、該撮像画像データによって表現される撮像画像が、基板の保持状態の検出に十分な検出力を有する画像であるか否かを判定する処理（検出力判定処理）を担う。例えば、チャンバ１１０に汚れが付着している状態で得られた撮像画像データなどは、検出処理部１５３において基板の保持位置を正確に特定できるだけのコントラスト（シャープネス）を有していない場合がある。検出力判定処理部１５１は、このような品質の悪い撮像画像データを排除し、良好なコントラストを有する撮像画像データのみを基板検出処理に供するために、撮像画像データを峻別する処理を担う。具体的には、検出力判定処理部１５１は、撮像画像データＤ１における、像のコントラストの度合いを数値化し、この値が所定の閾値を超える場合に、検出力を有すると判定する。検出力判定処理の詳細については後述する。
【００４８】
画像合成部１５２は、画像入力部１４０から得られる複数の撮像画像データを所定の方法で合成して、一の画像データ（合成画像データ）を生成する。
【００４９】
基板処理装置１００においては、照明手段１２１と基板Ｗとが図２および図３に示した位置関係にあることから、照明手段１２１から基板Ｗに光を照射して撮像手段１２０による撮像を行うと、得られる撮像画像においては照明手段１２１との距離に応じて基板Ｗの像に明暗が生じてしまうことになる。すなわち、照明手段１２１に近い基板Ｗからは大きな光量の反射光が得られるので撮像画像における基板Ｗのエッジ部の像は明るいものの、照明手段１２１から遠い基板Ｗから得られる反射光の光量は小さいために該基板Ｗのエッジ部の像は暗くなるので、照明手段１２１との距離に応じて基板Ｗの位置の特定精度が異なってしまうという問題が起こりうる。仮に、露光量や露光時間を増やした場合、照明手段１２１から遠い基板Ｗの像は明るくなるが、その場合には照明手段から近い基板Ｗからの反射光量が大きくなりすぎ飽和してしまうという問題が生じる。
【００５０】
図７は、露光時間（つまりはシャッタースピード）を違えることによって露光量を変化させた場合の撮像画像データの変化を模式的に示す図である。撮像画像データは本来２次元データであるが、ここでは、説明の簡単のために１次元データで示している。図７においては、横軸の値が大きいほど、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの配列において照明手段１２１から遠い位置を表すものとする。また、図７において、位置ＰＴ１は照明手段１２１に近い側にある基板Ｗのエッジ部分の位置（エッジ位置）を指し示し、位置ＰＴ３は照明手段１２１から遠い側にある基板Ｗのエッジ位置を指し示し、位置ＰＴ２は両者の中間にある基板Ｗのエッジ位置を指し示すものとする。一方、位置ＢＧ１は照明手段１２１に近い側における基板Ｗのエッジ部分とエッジ部分の間の位置（エッジ間位置）を指し示し、位置ＢＧ３は照明手段１２１から遠い側における基板Ｗのエッジ間位置を指し示し、位置ＢＧ２は両者の中間における基板Ｗのエッジ間位置を指し示している。
【００５１】
図７（ａ）は、シャッタースピードを相対的に遅く（露光時間＝１／３０秒）することによって、照明手段１２１から遠い側の基板Ｗが適正露光量で露光されるようにした場合のピークプロファイルを示す図である。この場合、位置ＰＴ１における画素値と位置ＢＧ１における画素値との差（ピークボトム差）が「５」であって、位置ＰＴ２における画素値と位置ＢＧ２における画素値との差「１１０」、および位置ＰＴ３における画素値と位置ＢＧ３における画素値との差「１００」に比して、著しく小さくなっている。これは、照明手段１２１から近い基板位置においては過剰露光のために基板Ｗからの反射光量が飽和しており、十分なピークボトム差が得られないことを意味している。
【００５２】
図７（ｃ）は、シャッタースピードを相対的に速く（露光時間＝１／１２０秒）することによって、照明手段１２１から近い側の基板Ｗが適正露光量で露光されるようにした場合のピークプロファイルを示す図である。この場合、照明手段１２１から遠いエッジ位置である位置ＰＴ３における画素値が「５０」と小さくなっているため、ピークボトム差が「４０」と小さくなっている。
【００５３】
図７（ｂ）は、シャッタースピードを図７（ａ）の場合と図７（ｃ）の場合との中間程度（露光時間＝１／６０秒）にすることによって、配列の中央部分にある基板Ｗが適正露光量で露光されるようにした場合のピークプロファイルを示す図である。この場合、位置によらずピークボトム差はある程度得られるものの、やはり、照明手段１２１から遠いエッジ位置である位置におけるピークボトム差は「５０」と、若干小さくなっている。
【００５４】
本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、係る不具合を解消すべく、搬送手段１１４が基板Ｗを保持している状況を相異なる露光量で複数回撮像し、得られた複数の撮像画像データを画像合成部１５２において１つの画像データに合成し、これによって生成された合成画像データを検出用画像データとして後段の処理に供することができるようになっている。この合成画像データを基板Ｗの検出処理に用いることで、搬送手段１１４に保持されている個々の基板Ｗについての照明手段１２１との距離の相違が基板Ｗの保持位置の特定精度に与える影響が抑制される。合成画像データの生成処理（画像合成処理）の詳細については後述する。
【００５５】
検出処理部１５３は、画像入力部１４０にて得られた撮像画像データもしくは画像合成部１５２において得られた合成画像データを検出用画像データとして、検出用画像データから、図６に示したような１次元データＤ２を生成し、該１次元データＤ２が表現するピークプロファイルにおけるピーク位置を特定する処理を担う。検出処理部１５３によって特定されるピーク位置が、搬送手段１１４における基板の保持位置に対応することになる。なお、検出用画像データから１次元データを生成する方法についての詳細は後述する。
【００５６】
補正処理部１５４は、保持している基板Ｗの枚数の多少によって（すなわち搬送手段１１４に掛かる負荷の大小によって）搬送手段１１４における基板Ｗの保持位置が鉛直方向（重力方向）において変化してしまうことに起因する、１次元データのピーク位置のずれを補正する処理を行う。
【００５７】
図８、図９、図１０および図１１は、１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。図８は、搬送手段１１４が基板Ｗを保持する状態を例示する図である。図８においては、搬送手段１１４が１６個の保持溝１１５を有する場合を図示しているが、搬送手段１１４が備える保持溝１１５の数はこれに限られるものではない。図８（ａ）には１３枚の基板Ｗが保持されている場合を示しており、図８（ｂ）には３枚の基板Ｗが保持される場合を示しているが、前者が比較的多数の基板Ｗを保持している状態（多数基板保持時）を例示し、後者が比較的少数の基板Ｗを保持している状態（少数基板保持時）を例示するものとする。また、図８においては、それぞれの保持溝１１５に、識別のための番号（基板スロット番号）を付している。
【００５８】
図９は、図８に示すように基板Ｗが保持された場合の基板Ｗの保持枚数と鉛直方向（重力方向）における基板Ｗの保持位置との対応関係を示す図である。図９（ａ）が図８（ａ）の多数基板保持時に対応し、図９（ｂ）が図８（ｂ）の少数基板保持時に対応している。図９に示すように、基板保持枚数が多い前者における基板Ｗの重心Ｐ１よりも、後者における基板Ｗの重心Ｐ２の方が、鉛直方向（重力方向）においてより上側に位置することになる。これは、後者の方が搬送手段１１４に係る負荷が小さいことによるものである。
【００５９】
図１０は、搬送手段１１４が図８に示す態様で基板Ｗを保持している場合に得られる１次元データを示す図である。図１０においては、実線で示すピークプロファイルが図８（ａ）に示すように多数の基板Ｗが保持されている場合の１次元データを表しており、破線で示すピークプロファイルが図８（ｂ）の少数の基板Ｗが保持されている場合の１次元データを表している。また、図１１は、図１０のそれぞれの１次元データに基づいて、ピーク位置の補正処理なしに基板の有無を判定した場合の判定結果を示す図である。図１１においては、○がその基板スロット番号の保持溝１１５に基板が存在すると判定された場合を示しており、×がそのスロット番号の保持溝１１５には基板は存在しないと判定された場合を示している。
【００６０】
図１０の実線で表されるピークプロファイルからは、そのピーク位置より、図１０の上方に点線を付したように、保持溝１１５が対応することが想定される。図１１に示す判定結果も、これに対応する内容を表している。すなわち、「０」、「２」、「３」、「４」、「５」、「７」、「８」、「１０」、「１１」、「１２」、「１３」、「１４」、「１５」という基板スロット番号が付された保持溝１１５に、基板Ｗが保持されていると判定される。これは、図８（ａ）に示した実際の保持状態と合致する結果である。
【００６１】
一方、図１０の破線で表されるピークプロファイルからは、そのピーク位置より、図１１に示すように「９」、「１０」、「１２」という基板スロット番号が付された保持溝１１５に基板Ｗが保持されていると判定される。しかしながら、これは、図８（ｂ）に示した実際の保持状態とは合致しない結果である。図８（ｂ）に示す実際の保持状態は、「７」、「８」、「１０」という基板スロット番号が付された保持溝１１５に基板Ｗを保持するものであるので、例えば「７」という基板スロット番号の保持溝１１５に保持されている基板Ｗであれば、「９」という基板スロット番号の保持溝１１５に保持されていると、判定されていることになる。これは、本来は図１０に示す位置ｘ１に存在するはずの、「７」という基板スロット番号の保持溝１１５に保持されている基板Ｗに由来するピークが、「９」という基板スロット番号の保持溝１１５に基板Ｗが保持されている場合のピーク位置に相当する位置ｘ２に存在することによるものである。
【００６２】
図１０および図１１に示す結果は、図９に示すように、保持枚数が異なることによって基板Ｗが保持されていると判定される保持溝１１５が異なってしまうことを意味している。本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、係る不具合を避けるべく、補正処理部１５４によって、検出処理部１５３において特定されたピーク位置を、所定の枚数の基板Ｗが保持されている場合を基準として補正する補正処理が行える。補正処理の詳細については後述する。
【００６３】
＜基板検出装置における処理の概略＞
図１２は基板検出装置１０２において行われる処理の概略的な流れを示す図である。
【００６４】
まず最初に、検出処理の対象である洗浄処理後の基板Ｗの撮像が行われ、撮像画像データが生成される（ステップＳ１）。撮像画像データが得られると、続いて、検出力判定処理部１５１による、検出力判定処理が行われる（ステップＳ２）。
【００６５】
検出力判定処理の結果、問題がなかった場合、画像合成部１５２によって、検出用画像データが取得される（ステップＳ３）。撮像が１回のみ行われた場合には、画像入力部１４０によって生成された撮像画像データがそのまま検出用画像データとされる。一方、上述したように、１次元データにおけるピーク位置の特定精度を高めるべく、撮像手段１２０によって異なる露光量で撮像することで得られた複数の撮像画像データから、合成画像データを生成し、該合成画像データを検出用画像データとすることも可能である。
【００６６】
検出用画像データが得られると、検出処理部１５３が、該検出用画像データに基づいて基板Ｗの保持位置の特定に用いる１次元データ（検出用１次元データ）を生成し、さらに、検出用１次元データに現れるピークの位置を特定することによって、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの保持位置を特定する処理（基板検出処理）を行う（ステップＳ４）。そして、さらに、補正処理部１５４において、検出処理部１５３によって特定された基板Ｗのピーク位置を補正する補正処理が行われる（ステップＳ５）。これにより、基板Ｗの保持位置が正しく特定される。なお、上述したようなピーク位置のずれが問題とならず、基板の保持位置を正しく特定することができるような場合は、補正処理を省略し、検出処理部１５３によって特定された基板Ｗのピーク位置から保持位置を特定することも可能である。
【００６７】
このようにして特定された、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの保持位置（および枚数）の情報が、検出基板情報として、ホストＩＦ１６０を介してメインホスト１０３に送られる。メインホスト１０３においては、基板有無判定部２１０が、通信部１８０から受け取った検出基板情報と基板情報保持部１９０が保持している処理基板情報とを比較することによって、各保持位置における基板の有無を判定する（ステップＳ６）。具体的には、基板有無判定部２１０は、検出基板情報に記述されている基板Ｗの保持位置が、処理基板情報において基板の保持位置と記述されている位置を基準とする所定のしきい値の範囲内に含まれる場合に、当該位置に基板Ｗが存在すると判定する。
【００６８】
これにより、洗浄処理に供された基板Ｗが、処理後において搬送手段１１４に保持されているか否かが判定されることになる。
【００６９】
＜撮像処理＞
図１３は、図１２のステップＳ１で行われる基板Ｗの撮像処理の流れを示す図である。
【００７０】
まず、リフタ１１２に保持されて薬液槽１１１の薬液ＳＯＬに浸漬されることで洗浄処理に供されていた基板Ｗが、洗浄処理の終了に伴い薬液槽１１１から引き上げられる（ステップＳ１１）。続いて、基板Ｗはリフタ１１２から搬送手段１１４へと受け渡される（ステップＳ１２）。その際、受け渡しが完了したことを示す信号が搬送制御部１７０から検出処理命令部２００に与えられる。検出処理命令部２００はこれに応答して、撮像命令を発する（ステップＳ１３）。撮像命令は、通信部１８０を通して制御部１３０内のホストＩＦ１６０に送信され、ホストＩＦ１６０は画像入力部１４０にこれを与える。
【００７１】
撮像命令を受けた画像入力部１４０は、照明手段１２１を点灯させる（ステップＳ１４）。照明手段１２１からは、あらかじめ定められた光量の照明光が、チャンバ１１０側面の透明部分を透過し、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗに向けて照射される。このように照明光が照射されると、基板Ｗの鉛直方向（ｚ軸方向）上側のエッジ部分（端縁部）が照明光を撮像手段１２０側に反射し、主表面は照明光をチャンバ１１０の底方向（図１〜図３のｚ軸負方向）へ反射する。
【００７２】
この状況のもと、画像入力部１４０は、撮像手段１２０に対して基板Ｗの撮像を指示する（ステップＳ１５）。具体的には、あらかじめ設定され、メモリＭ１に記憶されている撮像回数とそれぞれの撮像の際の露光量（露光時間、シャッタースピード）とを読み込み、読み込んだ条件に基づく撮像の実行を撮像手段１２０に対して指示する。
【００７３】
撮像手段１２０は、指定された露光量で所定の回数だけ基板Ｗを撮像する（ステップＳ１６）。検出用画像データとして合成画像データを用いる場合には、相異なる露光量で複数回の撮像が行われる。撮像手段１２０が撮像を行うことで得られた画像信号（撮像信号）は、画像入力部１４０へ送信される。画像入力部１４０は、受信した画像信号に基づいて撮像画像データを生成する（ステップＳ１７）。上述のように、基板Ｗのエッジ部分における反射光が撮像手段１２０の側に向かうので、撮像画像においては、基板Ｗのエッジ部分が明るく観察される。得られた撮像画像データは、メモリＭ１に記憶される。
【００７４】
＜検出力判定処理＞
次に、図１２のステップＳ２において実施される検出力判定処理について、詳しく説明する。検出力判定処理は、上述のように、撮像画像データが、搬送手段１１４における基板の保持位置を特定するに十分なものであるか否かを判定する処理である。係る検出力判定処理は、検出力判定処理部１５１において実行される。
【００７５】
図１４は、検出力判定処理の流れを示す図である。検出力判定処理を実施する場合、まず、ステップＳ１で生成された撮像画像データが画像処理部１５０によって取得される（ステップＳ２１）。なお、このようにして取得され、検出力判定処理の対象とされた撮像画像データを特に、検出力判定対象データと称し、該検出力判定対象データが表現する画像を特に、判定対象画像とも称する。
【００７６】
検出力判定対象データが取得されると、判定対象画像のエッジを強調する処理（エッジ強調処理）が施される（ステップＳ２２）。判定対象画像のエッジとは、該画像において画素値（濃度値）の変化の大きい領域のことをいう。本実施の形態においては、このエッジ強調処理を、検出力判定対象データに対してSobelフィルタなどの一般的なエッジ強調用のフィルタを作用させることによって行う。これは、判定対象画像における基板Ｗの反射光成分を主とする明るい部分と、基板Ｗの反射光成分以外を主とする暗い部分との境界を、より明確にする処理であって、以下のステップで行う処理のための前処理に相当する。
【００７７】
次に、このようにエッジ強調処理が施された検出力判定対象データに基づき、濃度ヒストグラムが生成される（ステップＳ２３）。濃度ヒストグラムは、判定対象画像が取りうる全ての画素値（濃度値）を横軸にとり、それぞれの画素値について、判定対象画像が有する画素数（度数）をカウントすることによって得られる。図１５は、異なる２つの検出力判定対象データについての濃度ヒストグラムを例示する図である。なお、図１５においては、画素値が大きいほど白い（明るい）ものとする。
【００７８】
濃度ヒストグラムが得られると、該濃度ヒストグラムに基づいて、その２値化閾値とクラス分離度とが算出される（ステップＳ２４）。２値化閾値とは、濃度ヒストグラムを与える判定対象画像を２値化する場合の閾値である。またクラス分離度とは、２値化閾値の妥当性の程度を表す指標である。クラス分離度は、値が大きいほど、２値化閾値を境にして２つのクラスがより分離されることを、換言すれば、画素値ヒストグラムの双峰性が高いことを表している。本実施の形態においては、２値化閾値とクラス分離度との算出を、判別分析法に基づいて行うものとする。
【００７９】
具体的には、判定対象画像がＬ段階の階調値（レベル）で表現されているとし、レベルｋを２値化閾値とするときにレベルｋ以下の画素値（クラス）を取る確率をω1、ｋ＋１以上の画素値（クラス）を取る確率をω2、それぞれのクラスについての画素数の平均値をμ1、μ2とするときに、次の（数１）で表される、ｋの関数である値（クラス間分散）σB2を最大とするレベルｋが、２値化閾値として採用される。
【００８０】
【数１】
【００８１】
ただし、レベルｉの画素数をｎiとし、全画素数をＮとし、レベルｉの確率分布をＰiとすると、
【００８２】
【数２】
【００８３】
【数３】
【００８４】
である。なお、（数２）はレベルｋまでの濃度分布の０次のモーメントである。
【００８５】
【数４】
【００８６】
【数５】
【００８７】
を用いると、
【００８８】
【数６】
【００８９】
【数７】
【００９０】
である。なお、（数４）はレベルｋまでの濃度分布の１次のモーメントであり、（数５）は全画素値についての画素数の平均値である。
【００９１】
また、σB2が最大であるときの、次の（数８）で与えられる値が、クラス分離度になる。なお、（数８）による演算の結果、クラス分離度は、０と１との間の値として求まる。
【００９２】
【数８】
【００９３】
ただし、σT2は、全画素値についての画素数の分散であり、次の（数９）で与えられる。
【００９４】
【数９】
【００９５】
実際には、（数１）において逐次ｋの値を変えてやることにより、順次σB2の値を求め、最大値を与えるｋを２値化閾値として採用する。そして、このときのｋの値を用いて（数８）からクラス分離度ηを求める。換言すれば、クラス分離度ηが最大となるように２値化閾値を決定する。
【００９６】
図１５に示す２つの画素値ヒストグラムについてみれば、図１５（ａ）の画素値ヒストグラムでは、低画素値側と高画素値側とに度数（画素数）が極大となる箇所があり、両者の中間の度数が極小となるところに２値化閾値が位置することで、低画素値側と高画素値側とが明瞭に分離されている。係る場合に、高いクラス分離度が得られることになる。画素値ヒストグラムでは高画素値側ほど明るいので、図１５（ａ）の場合、基板のエッジ部分を表現すると見られる画素が高画素値側の極大を形成し、それ以外のバックグラウンド部分が低画素値側の極大を形成しているものとみられる。一方、図１５（ｂ）の画素値ヒストグラムにおいては、高画素値側に行くほど度数が単調に減少するのみで、２値化閾値の近傍画素値においても相当の度数がカウントされている。係る場合のクラス分離度は低くなることになる。この場合、撮像画像において、基板Ｗのエッジ部分とそれ以外の部分とが明瞭には分離されないことになる。
【００９７】
２値化閾値とクラス分離度とが得られると、次に、シャープネス値を算出する（ステップＳ２５）。シャープネス値とは、判定対象画像のコントラストの度合いを表す値である。シャープネス値は、２値化閾値以上の値を有する画素値についての平均値（これをエッジ平均値と称する）に、クラス分離度を乗じることによって算出される。
【００９８】
図１５に示す２つの画素値ヒストグラムについてみれば、上述のようにクラス分離度は異なるものの、エッジ平均値はそれぞれ同じ値ｍである。従って、エッジ平均値ｍを直接に検出力判定の基準とすると、両者を識別することはできない。しかしながら、このような場合でも、クラス分離度は、それぞれの画素値ヒストグラムの形状を反映して異なる値となっていることから、エッジ平均値にクラス分離度を乗じた値、つまりはシャープネス値を検出力判定の基準とすることで、より的確に検出力を判定することができる。
【００９９】
シャープネス値が得られると、検出力判定が行われる（ステップＳ２６）。具体的には、得られたシャープネス値が、基板検出処理を行う前にあらかじめメモリＭ１に記憶しておいた基準値とを比較する。係る基準値は、例えば、気化した薬液ＳＯＬなどによるチャンバ１１０の汚れの許容限度とされる状態をあらかじめ想定し、係る状態におけるシャープネス値を算出することによって得ることができる。あるいは、理想的な状態におけるシャープネス値を算出し、この値に所定の係数（許容限度係数）を掛けた値を基準値として用いるなどの態様であっても良い。
【０１００】
シャープネス値が基準値よりも大きい場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、検出力判定対象データが基板の保持位置を特定するに十分な検出力を有すると判定されることになるので、図１２のステップＳ３に進むことになる。一方、シャープネス値が基準値以下である場合（ステップＳ２６でＮＯ）、検出力判定対象データは検出力を有しないと判定されることになる。この場合、以降の基板検出処理は中止される。例えば、検出力判定処理部１５１からホストＩＦ１６０を通してメインホスト１０３に対し当該結果が通知されると、メインホスト１０３は、以降の基板検出処理の実行指示を行う代わりに、チャンバ１１０の洗浄等、所定の処置を促す所定の警告処理（警告音の発生や警告表示の実行など）を行う。
【０１０１】
本実施の形態に係る基板処理装置においては、このような検出力判定処理を行うことで、撮像画像の品質が十分ではなく、基板の検出に適していない撮像画像データを、基板の検出処理の対象から除外することができる。これにより、高い精度での基板検出が実現される。また、十分なコントラストを有する撮像画像データが基板検出に供されるので、照明光を消灯した状態での画像データを用いて基板のエッジ部分の像を強調した画像を作成せずとも、基板検出が可能となる。
【０１０２】
なお、検出力判定処理を行うに際して、撮像手段１２０による撮像が複数回行われた場合には、最初に得られた撮像画像データのみを検出力判定処理の対象とする態様であっても、複数のあるいは全ての撮像画像データについて検出力判定処理を行う態様であってもよい。あるいは、Ｓ３で実施される合成処理によって得られた１枚の画像データに対して検出力判定を行うことも可能である。
【０１０３】
また、例えば、薬液槽１１１の壁面が常に正常に保たれる場合など、撮像画像データの品質が常に良好に保たれるような場合は、検出力判定処理は不要である。すなわち、検出力判定処理は、基板位置の特定において必須の処理ではなく、場合によっては省略可能である。検出力判定処理の要否についての情報は、例えば、作業者がメインホスト１０３に対して所定の入力指示を行うことによって与えられ、メモリＭ１に記憶される。
【０１０４】
＜画像合成処理＞
次に、図１２のステップＳ３における検出用画像データの取得の際に実施される画像合成処理について説明する。画像合成処理は、画像合成部１５２において実行される。なお、画像合成処理の対象となる複数の撮像画像データを特に、合成対象画像データと称し、それぞれの合成対象画像データによって表現される撮像画像を特に、合成対象画像と称することとする。また、合成画像データによって表現される画像を特に、合成画像と称することとする。
【０１０５】
画像合成処理にはいくつかの手法が適用可能であるが、本実施の形態においては、高ダイナミックレンジ手法（ＨＤＲ手法）と呼ばれる手法を用いる場合を例に説明する。まず、複数の合成対象画像のそれぞれにおいて同一位置にある画素同士の画素値（０から２５５の値をとるものとする）のなかで、あらかじめ定められた上限値未満の範囲内で最大の画素値を特定する。上限値には、２４０〜２５０程度の値が設定される。なお、このように上限値を定めるのは、画素値が飽和した状態にある画素を除外するためである。そして、この特定された画素値を用いて真の明度を算出し、これを例えば０から２５５の間で規格化した値を、合成対象画像の当該画素位置における画素値として採用する。なお、撮像を行う際の露光時間ｅおよび、画素値の最大値を特定する際の上限値は、あらかじめメモリＭ１に記憶されている。
【０１０６】
図１６は、係る画像合成処理における具体的な処理の流れを示す図である。まず最初に、画像合成処理の対象となる複数の合成対象画像データを取得する（ステップＳ３１）。なお、以下の説明においては、それぞれの合成対象画像データによって表現される合成対象画像はＮ個の画素から構成されているものとし、そのうちの任意の画素をｊ番目の画素（１≦ｊ≦Ｎ）と称することとする。まず、１番目の画素を処理の対象とすべく、ｊ＝１とする（ステップＳ３２）。
【０１０７】
以降は、ｊ番目の画素についての処理が行われる場合を説明する。まず、それぞれの合成対象画像のｊ番目の画素の画素値のなかから、上限値の範囲内での最大値ｏ（ｊ）を特定し、該最大値を与える合成対象画像を撮像した際の露光時間ｅ（ｊ）をメモリＭ１から読み出す（ステップＳ３３）。
【０１０８】
続いて、次の関係式から、ｊ番目の画素の真の明るさｉ（ｊ）が算出される（ステップＳ３４）。
【０１０９】
【数１０】
【０１１０】
係る処理が、Ｎ個の画素の全てについて行われる（ステップＳ３５）。すなわち、真の明るさｉを求めていない画素が存在する場合は、ｊ＋１番目の画素について、ステップＳ３３およびステップＳ３４の処理が繰り返される（ステップＳ３８）。
【０１１１】
Ｎ個の画素の全てについて、真の明るさｉ（ｊ）が求められた場合（ステップＳ３５でＹＥＳ）は、全ての画素についてｉ（ｊ）の値を正規化する処理が行われる（ステップＳ３６）。例えば、ｉ（１）〜ｉ（Ｎ）というＮ個のｉ（ｊ）のうちの最大値をｉＭ、最小値をｉｍとし、ｉ（ｊ）の正規化後の画素値をＩ（ｊ）とすると、Ｉ（ｊ）は、次の演算式によって定めることができる。
【０１１２】
【数１１】
【０１１３】
このようにして得られたＩ（ｊ）の値が、合成画像のｊ番目の画素における画素値を表現することになる。すなわち、各画素の配置位置とそれぞれの画素についてのＩ（ｊ）とを対応づけることで、合成画像データが生成されることになる（ステップＳ３７）。
【０１１４】
図１７は、図７において模式的に１次元データとして示す異なる３つの撮像画像データに基づいて、合成画像データを生成した場合の結果を示す図である。図１７（ａ）が、高ダイナミックレンジ手法を適用した場合の結果である。なお、図１７（ｂ）は、後述する変形例における合成画像データの生成例である。図１７においても、横軸の値が大きいほど、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの配列において照明手段１２１から遠い位置を表すものとする。
【０１１５】
図１７（ａ）に示す合成画像データにおいては、照明手段１２１から近い位置においてピークボトム差が「１４８」あるとともに、照明手段から遠い位置においてもピークボトム差が「８５」もあり、図７のいずれの場合よりも、位置によらず比較的良好なピークボトム差が得られていることがわかる。
【０１１６】
このように、合成画像データは良好なピークボトム差を有するものとして生成されるので、該合成画像データを検出処理の対象とすることで、より正確な基板検出が実現されることになる。また、ピークボトム差を有する検出用画像データが基板検出に供されることになるので、照明光を消灯した状態での画像データを用いて基板のエッジ部分の像を強調した画像を作成せずとも、基板検出が可能となる。
【０１１７】
＜基板検出処理＞
次に、図１２のステップＳ４において実施される基板検出処理（厳密には、搬送手段１１４における基板位置の特定処理）について、詳しく説明する。図１８は、基板検出処理の流れを示す図である。まず、例えば図５に示す撮像画像データＤ１のようなデータである検出用画像データが取得される（ステップＳ４１）。なお、上述のように、検出用画像データとしては、撮像処理によって得られた一の撮像画像データを用いる態様であっても良いし、合成画像データを用いる態様であってもよい。なお、検出用画像データによって表現される画像を特に、検出用画像と称することとする。
【０１１８】
次に、検出用画像データに基づいて、１次元データ（ピークプロファイルデータ）が生成される（ステップＳ４２）。係る１次元データの生成は、検出用画像において基板Ｗの像（エッジ部分の像）を構成すると判断される画素（図５の場合であれば白い部分を構成する画素）の画素値を基板Ｗの円周方向について積算するという操作を、基板Ｗの配列方向に沿って行い、得られた積算値と配列方向の座標とを対応させることで実現される。例えば、図６に示すような１次元データＤ２が生成される。
【０１１９】
本実施の形態では、この１次元データの生成に用いる円周方向と配列方向とを、あらかじめ基準となる検出用画像（基準検出用画像）を用いて決定しておき、検出処理に際しては、対象となる検出用画像データによらず、このあらかじめ決定された円周方向と配列方向とに基づいて１次元データを生成するものとする。
【０１２０】
図１９は、基準検出用画像に基づいて配列方向と円周方向とを決定する処理の流れを示す図である。図２０および図２１は、係る処理において取り扱われる画像を模式的に示す図である。
【０１２１】
まず、搬送手段１１４の保持溝１１５の全てに基板Ｗが収納された状態（全収納状態）で、上述の撮像処理と同様に撮像手段１２０による撮像を行うことで、基準検出用画像を与える撮像画像データ（基準検出用画像データ）を生成する（ステップＳ４２１）。図２０（ａ）が、基準検出用画像ＩＭ１の模式図である。基準検出用画像ＩＭ１は通常、基板Ｗのエッジ部分が明るく（白っぽく）、他の部分が暗く（黒っぽく）観察される、多値階調画像である。
【０１２２】
基準検出用画像データが生成されると、基板Ｗのエッジ部分が抽出されやすくなるように明度補正（ステップＳ４２２）を行った上で、基準検出用画像を２値化する（ステップＳ４２３）。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示す基準検出用画像ＩＭ１に対して明度補正を施すことによって得られた明度補正後画像ＩＭ２の模式図である。さらに、図２０（ｃ）は、図２０（ｂ）に示す明度補正後画像ＩＭ２に対して２値化を行うことによって得られた２値化画像ＩＭ３の模式図である。
【０１２３】
２値化画像ＩＭ３が得られると、高画素値の閉領域（２値化画像ＩＭ３において白く見える領域）を一意に識別するためのラベリング処理を行う（ステップＳ４２４)。ラベリング処理には、公知の技術を適用可能である。
【０１２４】
ラベリングされた領域（ラベリング領域）は、主として基板Ｗのエッジ部分を表現するものである（これをエッジ部ラベル領域と称する）が、元の基準検出用画像が含んでいたノイズする領域も存在しうる（これをノイズラベル領域と称する）。こうしたノイズラベル領域はエッジ部分の特定に不要であるので、これを除去する（低画素値に置き換える）フィルタリング処理を２値化画像ＩＭ３に対して施す（ステップＳ４２５）。フィルタリング処理は、各ラベル領域の位置やサイズ、主軸方向などに基づいて行われる。図２０（ｄ）は、図２０（ｃ）に示す２値化画像ＩＭ３に対してフィルタリング処理を施すことによって得られたフィルタリング後画像ＩＭ４の模式図である。図２０（ｄ）に例示するように、フィルタリング後画像ＩＭ４においては、エッジ部ラベル領域のみが高画素値の領域として存在する。
【０１２５】
フィルタリング後画像ＩＭ４が得られると、各エッジ部ラベル領域の重心位置が特定される（ステップＳ４２６）。あるエッジ部ラベル領域Ｒに属する画素の座標を（ｘ，ｙ）、該エッジ部ラベル領域に属する画素の全画素数をＭとし、該エッジ部ラベル領域の重心を（ｘg，ｙg）とすると、以下の関係により該エッジ部ラベル領域の重心が求められる。
【０１２６】
【数１２】
【０１２７】
ただし、Ｒは重心を求める対象となっているラベル領域を表す。
【０１２８】
それぞれのエッジラベル領域の重心が求まると、搬送手段１１４で保持されている基板Ｗの配列方向が特定される。具体的には、各エッジ部ラベル領域の重心位置を求め、各重心位置の分布を近似する直線（回帰直線）を、基板Ｗの配列方向を与える直線として特定する（ステップＳ４２７）。回帰直線は、例えば最小二乗法などの公知の手法によって求めることができる。図２１（ａ）は、図２０（ｄ）に示すフィルタリング後画像ＩＭ４に存在するラベル領域Ｌ１〜Ｌ７の重心Ｇ１〜Ｇ７の分布に基づいて得られた、配列方向を示す直線ｙ＝ａｘ＋ｂを例示する図である。
【０１２９】
配列方向が特定されると、搬送手段１１４で保持されている基板Ｗの円周方向（主軸方向）が特定される。具体的には、それぞれのエッジ部ラベル領域についての主軸方向を表す角度（主軸角θ）を求めた上で、全てのエッジ部ラベル領域についての主軸角θを統計的に代表する値を、搬送手段１１４で保持されている基板Ｗの円周方向を規定する角度（円周方向角θ0と称する）を定める（ステップＳ４２８）。
【０１３０】
それぞれのエッジ部ラベル領域についての主軸角θは、次のように求められる。
【０１３１】
【数１３】
【０１３２】
ただし、
【０１３３】
【数１４】
【０１３４】
である。全てのエッジ部ラベル領域についての主軸角θが求まると、例えばそれらの平均値や中央値を採用することによって、円周方向角が規定できる。
【０１３５】
以上のように得られた、配列方向と円周方向とに関する情報（具体的には、配列方向を特定する直線ｙ＝ａｘ＋ｂの傾きａおよび切片ｂと、円周方向を特定する円周方向角θ0）は、メモリＭ１に記憶される。
【０１３６】
このように特定された配列方向と円周方向とを用い、検出用画像において基板Ｗのエッジ部分の像を構成すると判断される画素の画素値を円周方向角θ0の方向について積算するという操作を、配列方向を特定して定められている直線ｙ＝ａｘ＋ｂに沿って行うことで、図１８に示すステップＳ４２における１次元データの生成が実現されることになる。
【０１３７】
ただし、検出用画像においてエッジ部分は弓形や三日月形のような曲線的な形状を有するので、これを構成する全ての画素を積算対象とした場合、１次元データが不要なピークを与えてしまうことが起こりうる。本実施の形態においては、これを避けるべく、円周方向における画素の積算をエッジ部分が直線的に近似される所定範囲に限定して行うようにしている。図２２は、係る画素の積算範囲を例示する図である。図２２においては、円周方向についての画素値の積算を、配列方向を特定する直線ｙ＝ａｘ＋ｂを中心とする範囲αの内部に属する領域（斜線部）についてのみ行うようにする場合を示している。なお、係る積算範囲は、少なくとも基板Ｗのノッチ部分が含まれるように設定されるのが好ましい。
【０１３８】
以上のような処理によって、図６に示すような１次元データが得られると、そのピーク位置を特定することで、搬送手段１１４における基板Ｗの保持位置を特定することは可能となる。ただし、１次元データには、基板Ｗのエッジ部分からの反射光に由来する成分以外に、撮像時における、外部からチャンバ１１０内に透過する光や散乱光等の外乱などの反射光成分などの存在に起因して、ノイズ成分がバックグランド部分に重畳している。本実施の形態においては、より正確なピーク位置の特定を目的として、得られた１次元データから背景ノイズに相当するバックグラウンド成分を除去する処理を行う（ステップＳ４３）。
【０１３９】
図２３は、背景ノイズを除去する処理の流れを示す図である。まず、１次元データ上のそれぞれのデータ点について、該データ点を中心とした局所領域（配列方向座標における所定範囲）を設定し、該局所領域の範囲内に属する画素値から、該データ点についての背景ノイズに相当する画素値（背景画素値）を決定する（ステップＳ４３１）。また、それぞれの局所領域についての背景画素値を決定する方法としては、該局所領域における各画素値の最小値を用いるのが好適な一例である。
【０１４０】
図２４は、図６に示した１次元データＤ２を部分的に拡大したものを用いて、背景画素値の決定を方法を説明する図である。図２４においては、局所領域のサイズｄは、１次元データに表れるピークのピーク幅と同程度に設定されているものとする。なおサイズｄは適宜に調整されてよい。
【０１４１】
図２４においては３つのデータ点Ａ、Ｂ、およびＣについての背景画素値ａbk、ｂbk、およびｃbkを例示している。なお、データ点Ａは局所領域にピークを含まないデータ点である。データ点Ｂは、ピーク位置のデータ点である。データ点Ｃは、局所領域にピークの一部を含むデータ点である。これらのデータ点における積算画素値には大きな相違があるものの、背景画素値の間の差異は比べて非常に小さくなっている。
【０１４２】
背景画素値が得られると、それぞれのデータ点について、その画素値から背景画素値を減算する（ステップＳ４３２）。
【０１４３】
１次元データの全データ点について得られたこの減算値をプロットすることで、背景ノイズが除去された１次元データ（検出用１次元データ）が生成される（ステップＳ４３３）。
【０１４４】
図２５は、図６に示す１次元データＤ２を対象に、局所領域のサイズｄをピーク幅と同程度にして検出用１次元データを生成した場合を示す図である。図２５（ａ）は、検出用１次元データに基づいて得られた背景画素値と配列方向座標における座標値との関係を示す背景画素値データＤｂを示す図である。すなわち、図２５（ａ）は、図６に示す１次元データＤ２における背景ノイズを表していることになる。図２５（ａ）は、背景ノイズがほぼなめらかで変動の少ない曲線として捉えられることを示している。一方、図２５（ｂ）は、図６に示す１次元データＤ２から、それぞれのデータ点における背景画素値を減算することによって得られた１次元データである検出用１次元データＤ３を示す図である。図６と図２５（ｂ）とを対比すると、検出用１次元データＤ３をプロットした図２５（ｂ）においては、背景ノイズが好適に除去されており、全範囲においてピークが明瞭に観察されることがわかる。
【０１４５】
図２６および図２７は、同じく図６に示す１次元データＤ２を対象に、局所領域のサイズｄを違えた場合の結果を示す図である。
【０１４６】
図２６は、局所領域のサイズｄをピーク幅より小さく設定した場合の結果を示す図である。図２６（ａ）が背景ノイズを表す図であるが、図２５（ａ）に示す場合とは異なり、細かい変動が現れている。これは、データ点によっては背景画素値にピークの影響が現れていることを意味する結果である。これに伴って、図２６（ｂ）に示す背景画素値の減算結果では、背景ノイズ成分のみならず、ピーク成分までもが減算されてしまい、ピークが小さくなってしまっている。
【０１４７】
図２７は（ａ）は、局所領域のサイズｄをピーク幅より大きく設定した場合の結果を示す図である。図２７（ａ）に示すように、背景ノイズはなめらかな曲線として捉えられているが、背景画素値自体のレベルが、図２５（ａ）に示す場合よりも小さくなっている。これに伴って、図２７（ｂ）に示す背景画素値除去後の１次元データにおいては、まだ背景ノイズの成分が残ってしまっている。すなわち、これは、十分に背景ノイズを除去しきれていないことを示している。
【０１４８】
これらの結果は、局所領域のサイズｄをピーク幅と同程度にすることが好適であることを示している。
【０１４９】
図１８に戻って、得られた検出用１次元データＤ３のピーク位置の検出処理が行われる（ステップＳ４４）。具体的には、得られた検出用１次元データＤ３によって表現されるピークプロファイルを微分し、極大点を求めることによってピーク位置を特定する。係る処理によって得られたピーク位置が、搬送手段１１４によって保持されている基板Ｗの位置と対応することになる。得られたピーク位置の情報は、検出基板情報としてメモリＭ１に記憶される。
【０１５０】
以上、説明したように、本実施の形態においては、あらかじめ基板の配列方向と円周方向とする方向を求めておき、基板のエッジ部分の像を構成すると判断される画素の画素値を該円周方向について積算する操作を、該配列方向に沿って行うことによって検出用１次元データを生成するので、撮像画像データを得るたびに該撮像画像データの内容から基板の配列方向と円周方向とを算出する必要がなく、基板検出処理が簡略化される。これにより、例えば、得られたエッジ部分の像が複雑な形状を有してなり、その配列方向と円周方向とを直接に特定することが煩雑な場合であっても、そのような配列方向と円周方向とを特定せずとも、必要な１次元データを生成することができる。その際、積算範囲を円周方向についてエッジ部分の像が直線的に近似される範囲内ついてのみ行うことで、検出用１次元データに不要なピークが現れることは抑制されてなる。
【０１５１】
また、背景ノイズを除去した検出用１次元データを生成することで、基板の保持位置に対応するピーク位置をより正確に特定できるようになっている。しかも、照明光を消灯した状態での画像データを用いて基板のエッジ部分の像を強調した画像を作成せずとも、背景ノイズの除去とされてなる。
【０１５２】
＜補正処理＞
最後に、図１２のステップＳ５における補正処理について説明する。係る補正処理は、上述したように、搬送手段１１４に保持される基板Ｗの総重量に依存して図９に示すように基板Ｗの保持位置がずれが生じることに起因する、搬送手段１１４の個々の保持溝１１５に保持されるそれぞれの基板Ｗに対応する検出用１次元データのピーク位置のずれを補正する処理である。
【０１５３】
この補正処理は、それぞれの保持溝１１５に保持されている個々の基板Ｗについて想定される保持位置はいずれも、基板Ｗの総重量にのみ依存して線形的に変動する、という仮定の下に行う処理である。なお、保持される個々の基板Ｗの重量は一定と考えられるので、結局のところ、この仮定は、個々の基板Ｗについての保持位置は搬送手段１１４に保持される基板Ｗの枚数にのみ依存して変動する、という仮定と等価である。
【０１５４】
図２８は、この仮定の下における、搬送手段１１４のある保持溝１１５に保持される基板Ｗ（これを特に、着目基板と称する）について、検出処理部１５３によって特定されるピーク位置と、搬送手段１１４が保持している基板Ｗの枚数との対応関係を示す図である。
【０１５５】
図２８に示すように、搬送手段１１４がＮ１枚、Ｎ２枚（Ｎ１≠Ｎ２）の基板Ｗを保持している場合の、着目基板についての保持位置（配列方向座標における位置）をそれぞれＸ１、Ｘ２とし、Ｎｋ枚の基板Ｗを保持しているときの保持位置をＸｋとした場合、Ｘｋの値は次式によって求まる。
【０１５６】
【数１５】
【０１５７】
例えば、搬送手段１１４がＮ個の保持溝１１５を有している場合に、Ｎ１＝２（両端の保持溝１１５にのみ基板Ｗが保持されている場合に相当）、Ｎ２＝Ｎ（全ての保持溝に基板Ｗが保持されている場合に相当）とし、それぞれの場合の保持位置Ｘ１、Ｘ２を１次元データからあらかじめ求めておくと、上式より得られる位置Ｘｋが、任意のＮｋ枚の基板Ｗが保持されている場合に着目基板についての保持位置を指し示すことになる。
【０１５８】
また、この場合において、差分値Ｘｋ−Ｘ２（実際には数１４の右辺第１項から求まる値）は、Ｎ枚の基板Ｗが保持されている場合の着目基板の保持位置と、Ｎｋ枚の基板Ｗが保持されている場合の保持位置とのずれを表すことになる。
【０１５９】
すなわち、検出処理部１５３において特定される、Ｎｋ枚の基板Ｗが保持されている場合の１次元データについてのピーク位置は、Ｎ枚の基板Ｗが保持されている場合のピーク位置に対して上述の差分値に相当するずれを含んでいるものとみなすことができるので、特定されたピーク位置を示す座標値から、上述の差分値を差し引くことで、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されている場合に検出されると想定される位置を示す座標値が得られることになる。
【０１６０】
この、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されている状態における着目基板の実際の保持位置（つまりは着目基板を保持している保持溝１１５の位置、もしくは基板スロット番号）は、１次元データから求めた位置Ｘ２と必ず一対一に対応するので、任意のＮｋ枚の基板Ｗが保持されている場合の着目基板の位置Ｘｋから、上述の差分値を差し引けば、位置Ｘｋにおいて検出されたピークが、どの保持位置に基板Ｗが存在することを示すピークであるのかを、確実に特定することが可能となる。すなわち、係る演算処理が、着目基板についての補正処理に相当することになる。
【０１６１】
ただし、それぞれの保持溝１１５に基板が保持されている場合について、数１５の式を立てて補正を行うことは煩雑である。そこで、本実施の形態においては、搬送手段１１４のある特定の２箇所の保持溝１１５に保持される基板Ｗ（これらを、補正基準基板と称する）についてのピーク位置の補正にのみ上述の関係を用い、他の保持溝１１５に保持されている基板Ｗ（着目基板）については、２つの補正基準基板と着目基板との位置関係と、２つの補正基準基板についての補正後の保持位置とに基づいて、保持位置を補正するようにする。なお、補正基準基板が保持される保持溝１１５の位置は、特に限定されるものではないが、補正の精度を鑑みると、両端の保持溝１１５が選択される態様がもっとも好適である。従って、以下の説明においては、Ｎ個の保持溝１１５の両端に補正基準基板が保持される場合を例として説明する。係る場合、着目基板は、２つの補正基準基板の間が保持される保持溝１１５の間の保持溝１１５に保持される基板Ｗということになる。
【０１６２】
図２９は、係る場合の補正処理の流れを示す図である。また、図３０は、搬送手段１１４によって保持される２つの補正基準基板および着目基板の保持位置と、搬送手段１１４が保持している基板Ｗの枚数との対応関係を示す図である。図３０においては、Ｎ個の保持溝１１５を有する搬送手段１１４が両端の保持溝１１５に計２枚の基板Ｗを保持している場合（つまりは補正基準基板のみを保持している場合）の、保持溝１１５の第１端に保持されている補正基準基板についてのピーク位置がそれぞれＸａ１であり、第２端に保持されている補正基準基板についてのピーク位置がそれぞれＸｂ１であるとする。また、該搬送手段１１４が全ての保持溝１１５に基板Ｗを保持している場合の、保持溝１１５の第１端に保持されている補正基準基板についてのピーク位置がそれぞれＸａ２であり、第２端に保持されている補正基準基板についてのピーク位置がそれぞれＸｂ２であるとする。
【０１６３】
補正処理においては、まず、実際の処理に先だって、これら２枚の基板が収容されている場合、および、Ｎ枚の基板が全て収納される場合について、検出処理部１５３において基板検出処理を行うことによって、ピーク位置Ｘａ１、Ｘｂ１、Ｘａ２、Ｘｂ２を事前に求めておき、メモリＭ１にその結果を記憶しておく（ステップＳ５１、Ｓ５２）。係るＸａ１、Ｘｂ１、Ｘａ２、Ｘｂ２の値は、同一の搬送手段１１４について搬送される基板Ｗについて同一の条件で基板検出を行う場合に、繰り返し使用されるものである。
【０１６４】
そして、実際に補正処理を実行するに際しては、まず、検出処理部１５３において特定された、基板検出処理の対象とされている保持状態における基板Ｗの保持位置に対応するピーク位置の情報を取得する（ステップＳ５３）。なお、その際には、ピーク位置のデータの数（つまりはピークの本数）から、保持枚数Ｎｋについての情報も併せて取得されることになる。
【０１６５】
ここで、図３０に示すように、Ｎｋ枚の基板が保持されているときの任意の保持溝１１５に保持されている着目基板のピーク位置をＸｋとし、第１端と第２端とに保持されている補正基準基板のピーク位置をそれぞれＸａｋ、Ｘｂｋとし、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されているときの着目基板のピーク位置をＸｋ’とする。
【０１６６】
第１端に保持されている補正基準基板のピーク位置Ｘａｋは、数１４においてＸ１＝Ｘａ１、Ｘ２＝Ｘａ２とすることによって求められる線分Ｌａ上の点であり、第２端に保持されている補正基準基板のピーク位置Ｘｂｋは、数１４においてＸ１＝Ｘｂ１、Ｘ２＝Ｘｂ２とすることによって求められる線分Ｌｂ上の点である。
【０１６７】
一方、着目基板についても、そのピーク位置は同様に直線的に変化するものと想定される。Ｎｋ枚の基板Ｗが保持されているときのピーク位置Ｘｋは、位置Ｘａｋと位置Ｘｂｋとの間に存在する一方、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されているときのピーク位置Ｘｋ’は位置Ｘａ２と位置Ｘｂ２の間に存在することから、両者を結ぶ線分が、着目基板についてのピーク位置の変化を示すと考えるのが妥当である。これはすなわち、次の比例関係が成り立つことを意味している。
【０１６８】
【数１６】
【０１６９】
この式より、ピーク位置Ｘｋ’は次のように求められる。
【０１７０】
【数１７】
【０１７１】
右辺は全て既知であるので、それぞれの値を代入することで、搬送手段１１４がＮｋ枚の基板を保持している場合にピーク位置Ｘｋを与える基板Ｗが、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されている場合のピーク位置Ｘｋ’が特定される（ステップＳ５４）。この特定されたピーク位置Ｘｋ’は、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されている状態における実際の保持位置と必ず対応することになる（実際の保持位置を基準としたある閾値範囲に収まる）ので、取得された全てのピークについて上式よりピーク位置Ｘｋ’を特定することによって、Ｎｋ枚の基板Ｗが、搬送手段１１４のどの保持溝に保持されているのかを特定することができる（ステップＳ５５）。
【０１７２】
上述したように、図１０において破線で示す１次元データに基づいて特定されるピーク位置を、補正することなくそのまま基板Ｗの保持位置に表しているとした場合には、図１１に示すように誤って保持位置が判定されることになるが、特定されたピーク位置について、上述のような補正処理を施すことで、正しい保持位置の特定が可能となる。すなわち、基板の保持位置の特定精度の向上が実現される。
【０１７３】
＜合成画像処理の変形例＞
上述の実施の形態においては、高ダイナミックレンジ手法（ＨＤＲ手法）を用いて合成画像データを生成しているが、その際に用いている数１０の式によれば、各合成対象画像についての画素の最大値ｏ（ｊ）の値が一定の場合、露光時間ｅ（ｊ）が小さいほど、真の明るさｉ（ｊ）は大きくなる。一般的に、露光時間が小さいほど撮像画像の精度は悪いので、短い露光時間で得られた合成対象画像の画素値がｏ（ｊ）として多く採用されるような場合、結果的に合成画像の精度が悪くなってしまう。そこで、係る不具合を解消すべく、ｉ（ｊ）に代えて、ｉ（ｊ）の常用対数値ｌｏｇ10ｉ（ｊ）を算出し、得られた値を正規化するようにしてもよい。
【０１７４】
あるいは、高ダイナミックレンジ手法に代えて、複数の合成対象画像のそれぞれにおいて同一位置にある画素同士の画素値の平均値を、合成画像の対応位置における画素値とするようにしてもよい。図１７（ｂ）は、係る場合における合成画像データの生成例である。
【０１７５】
あるいは、複数の合成対象画像のそれぞれにおいて同一位置にある画素同士の画素値の中央値を、合成画像の対応位置における画素値とするようにしてもよい。
【０１７６】
また、上述の実施の形態においては、異なる露光量で撮像した複数の撮像画像データを用いて合成画像データの生成を行っているが、これに代わり、露光量を一定に保ち、照明手段１２１からの照明光の光量を調整し、相異なる光量で撮像を行った複数の撮像画像データを用いて合成画像データを生成する態様であってもよい。この場合、上述の実施の形態において画像入力部１４０における撮像手段１２０の制御が単純化される。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００を模式的に示す図である。
【図２】撮像手段１２０と照明手段１２１の配置関係を説明するための図である。
【図３】撮像手段１２０と照明手段１２１の配置関係を説明するための図である。
【図４】画像処理部１５０のより詳細な構成を示す図である。
【図５】基板Ｗの撮像画像データＤ１の一例を示す図である。
【図６】１次元データＤ２の一例を示す図である。
【図７】露光時間（シャッタースピード）を違えることによって露光量を変化させた場合の撮像画像データの変化を模式的に示す図である。
【図８】１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。
【図９】１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。
【図１０】１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。
【図１１】１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。
【図１２】基板検出処理の概略的な流れを示す図である。
【図１３】基板Ｗの撮像処理の流れを示す図である。
【図１４】検出力判定処理の流れを示す図である。
【図１５】異なる２つの検出力判定対象データについての濃度ヒストグラムを例示する図である。
【図１６】画像合成処理における具体的な処理の流れを示す図である。
【図１７】異なる３つの撮像画像データに基づいて、合成画像データを生成した場合の結果を示す図である。
【図１８】基板検出処理の流れを示す図である。
【図１９】基準検出用画像に基づいて配列方向と円周方向とを決定する処理の流れを示す図である。
【図２０】配列方向と円周方向とを決定する処理において取り扱われる画像を模式的に示す図である。
【図２１】配列方向と円周方向とを決定する処理において取り扱われる画像を模式的に示す図である。
【図２２】配列方向を決定する際の画素の積算範囲を例示する図である。
【図２３】１次元データから背景ノイズを除去する処理の流れを示す図である。
【図２４】背景画素値の決定を方法を説明する図である。
【図２５】局所領域のサイズをピーク幅と同程度にして検出用１次元データを生成した場合を示す図である。
【図２６】局所領域のサイズを違えた場合の結果を示す図である。
【図２７】局所領域のサイズを違えた場合の結果を示す図である。
【図２８】搬送手段１１４のある保持溝１１５に保持される着目基板について、検出処理部１５３によって特定されるピーク位置と、搬送手段１１４が保持している基板Ｗの枚数との対応関係を示す図である。
【図２９】補正処理の流れを示す図である。
【図３０】搬送手段１１４によって保持される２つの補正基準基板および着目基板の保持位置と、搬送手段１１４が保持している基板Ｗの枚数との対応関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１７８】
１００ 基板処理装置
１０１ 洗浄装置
１０２ 基板検出装置
１０３ メインホスト
１１０ チャンバ
１１１ 薬液槽
１１２ リフタ
１１３ オーバーフロー槽
１１４ 搬送手段
１１５ 保持溝
１２０ 撮像手段
１２１ 照明手段
１３０ 制御部
Ｄ１ 撮像画像データ
Ｄ２ １次元データ
Ｄ３ 検出用１次元データ
Ｄｂ 背景画素値データ
Ｇ１〜Ｇ７ 重心
ＩＭ１ 基準検出用画像
ＩＭ２ 明度補正後画像
ＩＭ３ ２値化画像
ＩＭ４ フィルタリング後画像
Ｌ１〜Ｌ７ ラベル領域
ＳＯＬ 薬液
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して洗浄、エッチング等の所定の処理を行う基板処理装置において基板の保持状態を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置において基板が収納される複数の収納棚を有する基板収納容器との間で、基板の受け渡しを行う基板搬入搬出装置であって、基板収納容器の種類によらず、複数段の基板収納位置のそれぞれにおける基板の有無を検出することができる装置がすでに公知である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された装置においては、照明が点灯された状態で基板収納容器を撮像することによって得られた画像データから、照明が消灯された状態で基板収納容器を撮像することによって得られた画像データを差し引くことにより、基板のエッジ部分の画像データを抽出して、該画像データに基づいて各収容位置における基板の有無を判定するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１２７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の技術は、基板処理装置における基板の搬出入部において、基板が載置されている基板収容容器を撮像することで、基板収容容器における基板の有無を検出するものであるが、基板処理装置において基板の有無の検出が求められる部位は、これに限られるものではない。すなわち、ある処理プロセスの途中において、基板が脱落等することなく投入時と同様に保持されているか否かを把握することは重要である。例えば、複数の基板を薬液に浸漬することによって基板に対して薬液処理を行うバッチ式の基板処理装置の場合であれば、複数の基板が薬液に浸漬された後、引き上げられた時点で、浸漬前と同じ保持位置に基板が保持されていることを確認する必要がある。仮に、浸漬前後で基板の保持状態に違いがあるとすると、薬液処理中に何らかの理由に基板が薬液中に落下してしまっていることになり、問題となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、このような処理プロセスの途中における基板検出に必ずしもそのまま適用できるものではない。例えば薬液処理プロセスを例にとれば、特許文献１に開示の技術を適用しようとすると、撮像手段や照明手段が直接に薬液処理雰囲気に曝される態様で設けることになるが、これはそれらの手段の薬液耐性の点から困難であるため、撮像手段および照明手段と、薬液槽や保持手段との配置関係、さらには検出実行位置の設定を工夫する必要がある。
【０００７】
また、上記各手段の配置構成を好適なものとしたうえで撮像処理を行った場合に、得られる撮像画像データは、特許文献１に係る技術において得られるものと必ずしも同じではないので、保持状態を判定するために行うデータ処理についても、取得される撮像画像データの特徴に応じたものとする必要がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板処理装置において処理プロセスの途中にある基板の保持状態を正確に、かつ簡素化された処理で検出することができる基板検出装置およびこれを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に対し所定の処理を行う基板処理装置において複数の基板を保持可能な所定の保持手段に保持されている基板の保持状態を検出する装置であって、所定の検出実行位置において、前記保持手段に保持されている基板に対し照明光を照射する照明手段と、前記照明光が照射された基板を相異なる露光条件で複数回撮像することにより複数の撮像画像データを生成する撮像画像生成手段と、前記複数の撮像画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成手段と、前記合成画像データによって表現される合成画像に基づいて、前記保持手段における基板の保持位置を特定する保持位置特定手段と、前記保持位置特定手段によって特定された基板の保持位置と、前記基板の保持位置としてあらかじめ想定されている想定保持位置とを比較し、両者が合致する場合に前記基板の保持状態が正常であるという検出結果を生成し、両者が合致しない場合には前記基板の保持状態に異常があるという検出結果を生成する保持状態判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の基板検出装置であって、前記画像合成手段は、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値のうち所定の上限値未満の範囲内で最大の画素値と当該画素値を与える撮像画像データを生成した露光時間との積に基づいて定まる値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の基板検出装置であって、前記画像合成手段が、前記最大の画素値と前記露光時間との積の対数値に基づいて定まる値が前記合成画像の前記対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１に記載の基板検出装置であって、前記画像合成手段が、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値の平均値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１に記載の基板検出装置であって、前記画像合成手段が、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値の中央値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板検出装置であって、前記保持位置特定手段は、前記合成画像において基板の像を構成する画素の画素値をあらかじめ定められた基板の円周方向について積算する操作を、あらかじめ定められた基板の配列方向に沿って行うことによって、前記配列方向に対する積算値の変化を示すピークプロファイルデータを生成したうえで、前記ピークプロファイルデータに表れるピーク位置に基づいて前記基板の保持位置を特定する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板検出装置であって、前記検出実行位置が、前記基板処理装置において前記所定の処理を行うチャンバの内部の所定位置であるとともに、前記撮像画像生成手段が、前記チャンバの壁を介して前記検出実行位置に保持されている基板を撮像する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、基板処理装置が、請求項７に記載の基板検出装置と、前記保持手段として機能する基板搬送手段と、前記チャンバ内に設けられた薬液槽と、を備え、前記所定の処理として、前記薬液槽に前記基板を浸漬することによる薬液処理を行い、前記基板検出装置が、前記薬液処理後に前記基板搬送手段に保持されている基板の保持状態を検出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１ないし請求項８の発明によれば、照明光が照射された基板を相異なる露光条件で複数回撮像することにより複数の撮像画像データを生成する撮像画像生成手段と、複数の撮像画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成手段と、合成画像データによって表現される合成画像に基づいて、保持手段における基板の保持位置を特定する保持位置特定手段とを備えるので、照明手段と検出実行位置との位置関係によって、保持手段に保持されている基板を撮像して得られる撮像画像に、保持位置による明暗が生じてしまうことに起因する、基板の保持位置の特定精度の低下が抑制され、より高い精度での基板検出が実現できる。
【００１８】
特に、請求項２および請求項３の発明によれば、照明手段からの距離によらず、良好な特定精度で基板の保持位置を特定できるようになるので、より高い精度での基板検出が実現できる。
【００１９】
特に、請求項７の発明によれば、検出実行位置が、基板処理装置において所定の処理を行うチャンバの内部の所定位置であるとともに、撮像画像生成手段が、チャンバの壁を介して検出実行位置に保持されている基板を撮像するので、照明手段や撮像画像生成手段を処理槽内に配置するのが難しいために、照明手段と撮像画像生成手段と検出実行位置との位置関係によって、保持手段に保持されている基板を撮像して得られる撮像画像に保持位置による明暗が生じてしまうような場合であっても、基板の保持位置の特定精度の低下が抑制され、より高い精度での基板検出が実現できる。
【００２０】
特に、請求項８の発明によれば、薬液雰囲気に曝されてしまうのが好ましくないなどの理由で、撮像画像生成手段をチャンバ外に配置せざるを得ないために、照明手段と撮像画像生成手段と検出実行位置との位置関係によって、保持手段に保持されている基板を撮像して得られる撮像画像に保持位置による明暗が生じてしまうような場合であっても、基板の保持位置の特定精度の低下が抑制されるので、より高い精度での基板検出が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜基板処理装置の構成概要＞
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００を模式的に示す図である。基板処理装置１００は、洗浄装置１０１と基板検出装置１０２とを主として備える。なお、基板処理装置１００は、装置全体を統括的に制御するメインホスト１０３を備えているが、後述するように、その一部の構成要素も基板検出装置１０２の構成要素として作用する。
【００２２】
洗浄装置１０１は、薬液槽１１１を有するチャンバ１１０を少なくとも１つ備える（図１では１つのチャンバ１１０を備える場合を例示している）。洗浄装置１０１は、チャンバ１１０に備わる薬液槽１１１に貯留されてなるリン酸や硫酸加水などの所定の薬液ＳＯＬに複数の基板（以下、単に「基板」とする）Ｗを一括して浸漬させることによって基板の洗浄を行う、いわゆるバッチ式の洗浄処理を行う装置である。
【００２３】
また、洗浄装置１０１は、チャンバ１１０と外部（例えば他のチャンバ１１０）との間で基板Ｗを搬送する搬送手段（搬送チャック）１１４を備えている。なお、図１においては図示を省略するが、搬送手段１１４は、複数の保持溝１１５を有し（図９参照）、それぞれの保持溝１１５によって基板Ｗを起立姿勢で保持することで、基板Ｗを複数枚同時に搬送する。なお、搬送手段１１４は図１に示す姿勢ａのときに基板Ｗを保持しており、姿勢ｂのときに基板Ｗを保持していないものとする。チャンバ１１０には、基板Ｗを保持した状態で矢印ＡＲ１のようにｚ軸方向に昇降動作するリフタ１１２が設けられている。チャンバ１１０における洗浄処理は、搬送手段１１４がチャンバ１１０上部の所定の基板受け渡し位置にまで搬送してきた基板Ｗを、当該チャンバ１１０に備わるリフタ１１２が受け取り、リフタ１１２が、受けとった基板Ｗを保持したまま薬液槽１１１内に下降して、薬液槽１１１に貯留された薬液ＳＯＬに基板Ｗを所定時間が経過するまでの間浸漬させることによって実現される。所定時間経過後、薬液ＳＯＬに浸漬していた基板Ｗはリフタ１１２が上昇することによって薬液ＳＯＬから引き上げられ、受け渡し位置において搬送手段１１４に受け渡されて、搬送手段１１４によって他へと搬送される。なお、搬送手段１１４による搬送動作およびリフタ１１２の昇降動作は、メインホスト１０３に備わる搬送制御部１７０の制御に基づいて動作する、いずれも図示しない所定の駆動手段によって実現される。また、薬液槽１１１の外周上部にはオーバーフロー槽１１３が設けられており、基板Ｗの浸漬によってあふれた薬液ＳＯＬをオーバーフロー槽１１３で回収し、循環路（図示省略）により薬液槽１１１へと循環供給される。
【００２４】
なお、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、次述する撮像処理を行う必要から、チャンバ１１０の側面（槽壁）の少なくとも一部が、光透過性を有する材質、例えば透明アクリルによって構成されてなる。
【００２５】
基板検出装置１０２は、それぞれのチャンバ１１０において所定の洗浄処理を終えた基板Ｗの保持状態の検出（基板検出処理）を行う装置である。なお、本実施の形態において、基板Ｗの保持状態の検出とは、チャンバ１１０において薬液ＳＯＬに浸漬された後、リフタ１１２により引き上げられた基板Ｗの保持位置および保持枚数を特定し、浸漬前と同じ枚数だけ存在するか否かを確認する処理のことをいう。換言すれば、薬液ＳＯＬへの浸漬に際して、薬液槽１１１内に基板Ｗが落下していないことを確認する処理である。具体的には、チャンバ１１０において洗浄処理がなされた後、リフタ１１２から搬送手段１１４に受け渡された時点で（図１において搬送手段１１４が姿勢ａをとって基板を保持している状態で）基板Ｗのエッジ部分を撮像し、得られた撮像画像に対し所定の画像処理を行い、得られた画像処理結果に基づいて基板の有無が確認される。
【００２６】
基板検出装置１０２は、係る基板検出のための撮像処理を担う構成要素として、基板Ｗを撮像するための例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどからなる撮像手段１２０と、撮像に際して基板Ｗに対し照明光を照射するための例えばＬＥＤなどからなる照明手段１２１とを備える。
【００２７】
図２および図３は、撮像手段１２０と照明手段１２１の配置関係を説明するための図である。図２はチャンバ１１０の上部において搬送手段１１４に保持されている基板Ｗをｚ軸正方向（鉛直上方向）から見た上面図（ｘｙ平面図）であり、図３は、図１の基板Ｗをｙ軸負方向から（図１の左側方から見た図）見た図（ｚｘ平面図）である。ただし、薬液槽１１１、リフタ１１２および搬送手段１１４の図示は省略している。また、図２および図３において一点鎖線で示すのは、搬送手段１１４によって保持されている基板Ｗの配列方向Ｐである。すなわち、図２および図３においては、基板Ｗの配列方向Ｐがｘ軸方向に一致する場合を示している。なお、図１に示す撮像手段１２０と照明手段１２１のチャンバ１１０に対する配置関係は、図示の都合上のものであって、基板処理装置１００における実際の配置位置を反映したものではない。
【００２８】
図３に示すように、撮像手段１２０と照明手段１２１とは、いずれも、チャンバ１１０の外側上方に配置される。これは、チャンバ１１０の内部を高いクリーン度に保つ必要があることや、薬液雰囲気に直接に曝されることによって撮像手段１２０や照明手段１２１が悪影響を受けることを避けるためである。係る配置関係のもとでの撮像を良好に行えるよう、チャンバ１１０は、上述したように側面の少なくとも一部が、光透過性を有する材質、例えば透明アクリルによって構成されてなる。好ましくは、チャンバ１１０あるいは薬液槽１１１は、基板Ｗの搬出入時以外は図示を省略する遮蔽手段で遮蔽される。
【００２９】
加えて、図２および図３に示すように、撮像手段１２０と照明手段１２１とは、ｘ軸方向について見た場合にチャンバ１１０を挟むように配置されている。なお、本実施の形態においては、照明手段１２１は配列方向Ｐを含むｚ−ｘ平面内に配置されてなるのに対して、撮像手段１２０は、当該平面からずれた場所に配置されている。実際には、撮像手段１２０の配置位置に合わせて照明手段１２１の配置位置は適宜に調整すればよい。
【００３０】
図１に戻って、基板検出装置１０２は、撮像処理の制御と、撮像画像に基づく画像処理とを行う制御部１３０をさらに備える。制御部１３０は、撮像手段１２０、照明手段１２１、およびメインホスト１０３と電気的に接続されてなる。
【００３１】
制御部１３０は、画像入力部１４０と、画像処理部１５０と、ホストＩＦ１６０と、メモリＭ１とを備えている。
【００３２】
画像入力部１４０は、撮像手段１２０による撮像を制御する。具体的には、撮像手段１２０に撮像命令（撮像制御信号）を与える一方、撮像手段１２０から画像信号を取得して撮像画像データを生成する。なお、本実施の形態においては、撮像画像データはそれぞれの画素が０から２５５までのいずれかの階調値（画素値）をとる多値階調データとして生成されるものとする。撮像画像データによって表現される撮像画像においては通常、基板Ｗのエッジ部分が明るく（白っぽく）、他の部分が暗く（黒っぽく）観察される。
【００３３】
画像処理部１５０は、画像入力部１４０で生成された撮像画像データを受け取り、該撮像画像データに基づいて、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの保持位置を特定する処理を担う。なお、保持位置を特定することで、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの枚数も特定される。画像処理部１５０における処理の結果、洗浄処理に供された後の時点において実際に搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの保持位置が特定される（その際、自ずから保持枚数も特定されることになる）ので、画像処理部１５０における処理が、基板検出装置１０２における基板検出処理に相当する。また、得られた処理結果を検出基板情報と称する。画像処理部１５０の構成、および画像処理部１５０において行われる、検出基板情報の生成に係る種々の処理の詳細については、後述する。
【００３４】
ホストＩＦ１６０は、メインホスト１０３との間の通信インターフェースである。メインホスト１０３から搬送手段１１４における搬送タイミングに応じて与えられる、撮像手段１２０による撮像の実行指示は、ホストＩＦ１６０を介して画像入力部１４０に与えられる。また、画像処理部１５０における画像処理の結果は、ホストＩＦ１６０を通じてメインホスト１０３へ送信される。
【００３５】
メモリＭ１は、基板検出処理に関する種々の情報を記憶する記憶領域である。メモリＭ１は、基板検出処理に必要な情報を、あらかじめ、もしくは、基板検出処理の実施中に必要に応じて取得し、これを記憶する。メモリＭ１に記憶された情報は、基板検出処理の実施中に適宜読み出される。
【００３６】
なお、洗浄装置１０１がチャンバ１１０を複数備える場合、撮像手段１２０と照明手段１２１はそれぞれのチャンバ１１０に対応して設けられ、制御部１３０は全ての撮像手段１２０および照明手段１２１とを統括的に制御する。
【００３７】
メインホスト１０３は、基板処理装置１００の全体を統括的に制御する制御部である。メインホスト１０３は、上述のようにリフタ１１２や搬送手段１１４の動作を制御する搬送制御部１７０を備えるほか、通信部１８０と、基板情報保持部１９０と、検出処理命令部２００と、基板有無判定部２１０とを備えている。
【００３８】
通信部１８０は、制御部１３０その他、基板処理装置１００の各部との間で種々の信号の授受を行う際の通信インターフェースである。
【００３９】
基板情報保持部１９０は、搬送手段１１４によってチャンバ１１０に搬送された基板Ｗの枚数および、搬送手段１１４の基板保持部が保持可能な最大枚数の基板を保持した状態での各基板位置に関する情報（以下、「処理基板情報」と称する）を保持する。すなわち、処理基板情報は、洗浄処理に供される前の時点における基板Ｗの保持枚数および保持位置についての情報である。換言すれば、基板情報保持部１９０が有している洗浄処理に供される前の基板Ｗの保持位置についての情報は、洗浄処理後の基板Ｗの保持位置として想定される保持位置（想定保持位置）についての情報である。
【００４０】
検出処理命令部２００は、基板検出装置１０２に対する基板検出処理の実行を命令する。具体的には、洗浄処理終了後、リフタ１１２から搬送手段１１４に基板Ｗが受け渡されたことを示す信号が搬送制御部１７０から与えられると、検出処理命令部２００は、基板検知装置の制御部１３０に対して、基板検出処理の実行を命令する信号を与える。
【００４１】
基板有無判定部２１０は、基板情報保持部１９０に保持されている処理基板情報と、画像処理部１５０によって生成された検出基板情報とに基づいて、洗浄処理に供された基板Ｗが全て、該洗浄処理後に搬送手段１１４に保持されているか否かを判定する。すなわち、何らかの理由で、チャンバ１１０内に脱落した基板がないかを判定する。基板有無判定部２１０は、基板検出処理によって特定された基板の保持位置と、基板の保持位置としてあらかじめ基板情報保持部１９０によって保持されている保持位置とを比較し、両者が合致する場合に基板Ｗの保持状態が正常であるという検出結果を生成し、両者が合致しない場合には基板Ｗの保持状態に異常があるという検出結果を生成する。
【００４２】
基板情報保持部１９０と検出処理命令部２００と基板有無判定部２１０とはいずれも、基板検出に係る処理を担う構成要素であり、本実施の形態においては、基板検出装置１０２の構成要素として作用する。
【００４３】
＜画像処理部の構成＞
図４は、画像処理部１５０のより詳細な構成を示す図である。画像処理部１５０は、画像入力部１４０によって生成された撮像画像データを受け取り、該撮像画像データから、搬送手段１１４に保持された基板Ｗの保持位置および枚数を特定し（つまりは搬送手段１１４に保持された基板Ｗの保持状態を検出し）、その結果を検出基板情報として出力する。基板Ｗの保持状態の検出は、撮像画像データから、基板Ｗの位置を特定するための１次元データ（ピークプロファイルデータ）を生成し、該１次元データにおけるピーク位置に基づいて行う。
【００４４】
図５は、撮像手段１２０によって撮像され画像入力部１４０によって生成された、基板Ｗの撮像画像データＤ１の一例を示す図である。図５においては、基板Ｗのエッジ部分の像（エッジ部分からの反射光成分を主とする像）が白く観察される。なお、図中の２つの座標軸は、後述する基板検出処理の際に特定され、使用されるものであり、必ずしも撮像画像データＤ１自体が係る座標軸についての情報を有するものではない。
【００４５】
図６は、画像処理部１５０において生成される１次元データＤ２の一例を示す図である。１次元データＤ２は、後述する方法で特定される基板Ｗの配列方向における位置座標（配列方向座標）と、各位置座標ごとに同様に後述する方法で特定される基板Ｗの円周方向に積算した基板Ｗのエッジ部分を構成する画素値（積算画素値）との関係を示すデータである。図６においては、前者を横軸に取り、後者を縦軸に取っている。なお、図６に示す直交座標空間は、図５に示す２つの座標軸からなる座標空間を変換したものに相当する。図６に示す１次元データＤ２に現れるピークが、搬送手段１１４に保持されている１つ１つの基板Ｗに対応するので、それぞれのピーク位置を特定することで、基板Ｗの保持位置が特定されることになる。
【００４６】
画像処理部１５０は、図４に示すように、係る基板検出処理を実現するための構成要素として、検出力判定処理部１５１と、画像合成部１５２と、検出処理部１５３と、補正処理部１５４とを備えている。
【００４７】
検出力判定処理部１５１は、画像入力部１４０で生成された撮像画像データについて、該撮像画像データを検出基板情報の生成に用いてもよいか否かを判定する処理、つまりは、該撮像画像データによって表現される撮像画像が、基板の保持状態の検出に十分な検出力を有する画像であるか否かを判定する処理（検出力判定処理）を担う。例えば、チャンバ１１０に汚れが付着している状態で得られた撮像画像データなどは、検出処理部１５３において基板の保持位置を正確に特定できるだけのコントラスト（シャープネス）を有していない場合がある。検出力判定処理部１５１は、このような品質の悪い撮像画像データを排除し、良好なコントラストを有する撮像画像データのみを基板検出処理に供するために、撮像画像データを峻別する処理を担う。具体的には、検出力判定処理部１５１は、撮像画像データＤ１における、像のコントラストの度合いを数値化し、この値が所定の閾値を超える場合に、検出力を有すると判定する。検出力判定処理の詳細については後述する。
【００４８】
画像合成部１５２は、画像入力部１４０から得られる複数の撮像画像データを所定の方法で合成して、一の画像データ（合成画像データ）を生成する。
【００４９】
基板処理装置１００においては、照明手段１２１と基板Ｗとが図２および図３に示した位置関係にあることから、照明手段１２１から基板Ｗに光を照射して撮像手段１２０による撮像を行うと、得られる撮像画像においては照明手段１２１との距離に応じて基板Ｗの像に明暗が生じてしまうことになる。すなわち、照明手段１２１に近い基板Ｗからは大きな光量の反射光が得られるので撮像画像における基板Ｗのエッジ部の像は明るいものの、照明手段１２１から遠い基板Ｗから得られる反射光の光量は小さいために該基板Ｗのエッジ部の像は暗くなるので、照明手段１２１との距離に応じて基板Ｗの位置の特定精度が異なってしまうという問題が起こりうる。仮に、露光量や露光時間を増やした場合、照明手段１２１から遠い基板Ｗの像は明るくなるが、その場合には照明手段から近い基板Ｗからの反射光量が大きくなりすぎ飽和してしまうという問題が生じる。
【００５０】
図７は、露光時間（つまりはシャッタースピード）を違えることによって露光量を変化させた場合の撮像画像データの変化を模式的に示す図である。撮像画像データは本来２次元データであるが、ここでは、説明の簡単のために１次元データで示している。図７においては、横軸の値が大きいほど、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの配列において照明手段１２１から遠い位置を表すものとする。また、図７において、位置ＰＴ１は照明手段１２１に近い側にある基板Ｗのエッジ部分の位置（エッジ位置）を指し示し、位置ＰＴ３は照明手段１２１から遠い側にある基板Ｗのエッジ位置を指し示し、位置ＰＴ２は両者の中間にある基板Ｗのエッジ位置を指し示すものとする。一方、位置ＢＧ１は照明手段１２１に近い側における基板Ｗのエッジ部分とエッジ部分の間の位置（エッジ間位置）を指し示し、位置ＢＧ３は照明手段１２１から遠い側における基板Ｗのエッジ間位置を指し示し、位置ＢＧ２は両者の中間における基板Ｗのエッジ間位置を指し示している。
【００５１】
図７（ａ）は、シャッタースピードを相対的に遅く（露光時間＝１／３０秒）することによって、照明手段１２１から遠い側の基板Ｗが適正露光量で露光されるようにした場合のピークプロファイルを示す図である。この場合、位置ＰＴ１における画素値と位置ＢＧ１における画素値との差（ピークボトム差）が「５」であって、位置ＰＴ２における画素値と位置ＢＧ２における画素値との差「１１０」、および位置ＰＴ３における画素値と位置ＢＧ３における画素値との差「１００」に比して、著しく小さくなっている。これは、照明手段１２１から近い基板位置においては過剰露光のために基板Ｗからの反射光量が飽和しており、十分なピークボトム差が得られないことを意味している。
【００５２】
図７（ｃ）は、シャッタースピードを相対的に速く（露光時間＝１／１２０秒）することによって、照明手段１２１から近い側の基板Ｗが適正露光量で露光されるようにした場合のピークプロファイルを示す図である。この場合、照明手段１２１から遠いエッジ位置である位置ＰＴ３における画素値が「５０」と小さくなっているため、ピークボトム差が「４０」と小さくなっている。
【００５３】
図７（ｂ）は、シャッタースピードを図７（ａ）の場合と図７（ｃ）の場合との中間程度（露光時間＝１／６０秒）にすることによって、配列の中央部分にある基板Ｗが適正露光量で露光されるようにした場合のピークプロファイルを示す図である。この場合、位置によらずピークボトム差はある程度得られるものの、やはり、照明手段１２１から遠いエッジ位置である位置におけるピークボトム差は「５０」と、若干小さくなっている。
【００５４】
本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、係る不具合を解消すべく、搬送手段１１４が基板Ｗを保持している状況を相異なる露光量で複数回撮像し、得られた複数の撮像画像データを画像合成部１５２において１つの画像データに合成し、これによって生成された合成画像データを検出用画像データとして後段の処理に供することができるようになっている。この合成画像データを基板Ｗの検出処理に用いることで、搬送手段１１４に保持されている個々の基板Ｗについての照明手段１２１との距離の相違が基板Ｗの保持位置の特定精度に与える影響が抑制される。合成画像データの生成処理（画像合成処理）の詳細については後述する。
【００５５】
検出処理部１５３は、画像入力部１４０にて得られた撮像画像データもしくは画像合成部１５２において得られた合成画像データを検出用画像データとして、検出用画像データから、図６に示したような１次元データＤ２を生成し、該１次元データＤ２が表現するピークプロファイルにおけるピーク位置を特定する処理を担う。検出処理部１５３によって特定されるピーク位置が、搬送手段１１４における基板の保持位置に対応することになる。なお、検出用画像データから１次元データを生成する方法についての詳細は後述する。
【００５６】
補正処理部１５４は、保持している基板Ｗの枚数の多少によって（すなわち搬送手段１１４に掛かる負荷の大小によって）搬送手段１１４における基板Ｗの保持位置が鉛直方向（重力方向）において変化してしまうことに起因する、１次元データのピーク位置のずれを補正する処理を行う。
【００５７】
図８、図９、図１０および図１１は、１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。図８は、搬送手段１１４が基板Ｗを保持する状態を例示する図である。図８においては、搬送手段１１４が１６個の保持溝１１５を有する場合を図示しているが、搬送手段１１４が備える保持溝１１５の数はこれに限られるものではない。図８（ａ）には１３枚の基板Ｗが保持されている場合を示しており、図８（ｂ）には３枚の基板Ｗが保持される場合を示しているが、前者が比較的多数の基板Ｗを保持している状態（多数基板保持時）を例示し、後者が比較的少数の基板Ｗを保持している状態（少数基板保持時）を例示するものとする。また、図８においては、それぞれの保持溝１１５に、識別のための番号（基板スロット番号）を付している。
【００５８】
図９は、図８に示すように基板Ｗが保持された場合の基板Ｗの保持枚数と鉛直方向（重力方向）における基板Ｗの保持位置との対応関係を示す図である。図９（ａ）が図８（ａ）の多数基板保持時に対応し、図９（ｂ）が図８（ｂ）の少数基板保持時に対応している。図９に示すように、基板保持枚数が多い前者における基板Ｗの重心Ｐ１よりも、後者における基板Ｗの重心Ｐ２の方が、鉛直方向（重力方向）においてより上側に位置することになる。これは、後者の方が搬送手段１１４に係る負荷が小さいことによるものである。
【００５９】
図１０は、搬送手段１１４が図８に示す態様で基板Ｗを保持している場合に得られる１次元データを示す図である。図１０においては、実線で示すピークプロファイルが図８（ａ）に示すように多数の基板Ｗが保持されている場合の１次元データを表しており、破線で示すピークプロファイルが図８（ｂ）の少数の基板Ｗが保持されている場合の１次元データを表している。また、図１１は、図１０のそれぞれの１次元データに基づいて、ピーク位置の補正処理なしに基板の有無を判定した場合の判定結果を示す図である。図１１においては、○がその基板スロット番号の保持溝１１５に基板が存在すると判定された場合を示しており、×がそのスロット番号の保持溝１１５には基板は存在しないと判定された場合を示している。
【００６０】
図１０の実線で表されるピークプロファイルからは、そのピーク位置より、図１０の上方に点線を付したように、保持溝１１５が対応することが想定される。図１１に示す判定結果も、これに対応する内容を表している。すなわち、「０」、「２」、「３」、「４」、「５」、「７」、「８」、「１０」、「１１」、「１２」、「１３」、「１４」、「１５」という基板スロット番号が付された保持溝１１５に、基板Ｗが保持されていると判定される。これは、図８（ａ）に示した実際の保持状態と合致する結果である。
【００６１】
一方、図１０の破線で表されるピークプロファイルからは、そのピーク位置より、図１１に示すように「９」、「１０」、「１２」という基板スロット番号が付された保持溝１１５に基板Ｗが保持されていると判定される。しかしながら、これは、図８（ｂ）に示した実際の保持状態とは合致しない結果である。図８（ｂ）に示す実際の保持状態は、「７」、「８」、「１０」という基板スロット番号が付された保持溝１１５に基板Ｗを保持するものであるので、例えば「７」という基板スロット番号の保持溝１１５に保持されている基板Ｗであれば、「９」という基板スロット番号の保持溝１１５に保持されていると、判定されていることになる。これは、本来は図１０に示す位置ｘ１に存在するはずの、「７」という基板スロット番号の保持溝１１５に保持されている基板Ｗに由来するピークが、「９」という基板スロット番号の保持溝１１５に基板Ｗが保持されている場合のピーク位置に相当する位置ｘ２に存在することによるものである。
【００６２】
図１０および図１１に示す結果は、図９に示すように、保持枚数が異なることによって基板Ｗが保持されていると判定される保持溝１１５が異なってしまうことを意味している。本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、係る不具合を避けるべく、補正処理部１５４によって、検出処理部１５３において特定されたピーク位置を、所定の枚数の基板Ｗが保持されている場合を基準として補正する補正処理が行える。補正処理の詳細については後述する。
【００６３】
＜基板検出装置における処理の概略＞
図１２は基板検出装置１０２において行われる処理の概略的な流れを示す図である。
【００６４】
まず最初に、検出処理の対象である洗浄処理後の基板Ｗの撮像が行われ、撮像画像データが生成される（ステップＳ１）。撮像画像データが得られると、続いて、検出力判定処理部１５１による、検出力判定処理が行われる（ステップＳ２）。
【００６５】
検出力判定処理の結果、問題がなかった場合、画像合成部１５２によって、検出用画像データが取得される（ステップＳ３）。撮像が１回のみ行われた場合には、画像入力部１４０によって生成された撮像画像データがそのまま検出用画像データとされる。一方、上述したように、１次元データにおけるピーク位置の特定精度を高めるべく、撮像手段１２０によって異なる露光量で撮像することで得られた複数の撮像画像データから、合成画像データを生成し、該合成画像データを検出用画像データとすることも可能である。
【００６６】
検出用画像データが得られると、検出処理部１５３が、該検出用画像データに基づいて基板Ｗの保持位置の特定に用いる１次元データ（検出用１次元データ）を生成し、さらに、検出用１次元データに現れるピークの位置を特定することによって、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの保持位置を特定する処理（基板検出処理）を行う（ステップＳ４）。そして、さらに、補正処理部１５４において、検出処理部１５３によって特定された基板Ｗのピーク位置を補正する補正処理が行われる（ステップＳ５）。これにより、基板Ｗの保持位置が正しく特定される。なお、上述したようなピーク位置のずれが問題とならず、基板の保持位置を正しく特定することができるような場合は、補正処理を省略し、検出処理部１５３によって特定された基板Ｗのピーク位置から保持位置を特定することも可能である。
【００６７】
このようにして特定された、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの保持位置（および枚数）の情報が、検出基板情報として、ホストＩＦ１６０を介してメインホスト１０３に送られる。メインホスト１０３においては、基板有無判定部２１０が、通信部１８０から受け取った検出基板情報と基板情報保持部１９０が保持している処理基板情報とを比較することによって、各保持位置における基板の有無を判定する（ステップＳ６）。具体的には、基板有無判定部２１０は、検出基板情報に記述されている基板Ｗの保持位置が、処理基板情報において基板の保持位置と記述されている位置を基準とする所定のしきい値の範囲内に含まれる場合に、当該位置に基板Ｗが存在すると判定する。
【００６８】
これにより、洗浄処理に供された基板Ｗが、処理後において搬送手段１１４に保持されているか否かが判定されることになる。
【００６９】
＜撮像処理＞
図１３は、図１２のステップＳ１で行われる基板Ｗの撮像処理の流れを示す図である。
【００７０】
まず、リフタ１１２に保持されて薬液槽１１１の薬液ＳＯＬに浸漬されることで洗浄処理に供されていた基板Ｗが、洗浄処理の終了に伴い薬液槽１１１から引き上げられる（ステップＳ１１）。続いて、基板Ｗはリフタ１１２から搬送手段１１４へと受け渡される（ステップＳ１２）。その際、受け渡しが完了したことを示す信号が搬送制御部１７０から検出処理命令部２００に与えられる。検出処理命令部２００はこれに応答して、撮像命令を発する（ステップＳ１３）。撮像命令は、通信部１８０を通して制御部１３０内のホストＩＦ１６０に送信され、ホストＩＦ１６０は画像入力部１４０にこれを与える。
【００７１】
撮像命令を受けた画像入力部１４０は、照明手段１２１を点灯させる（ステップＳ１４）。照明手段１２１からは、あらかじめ定められた光量の照明光が、チャンバ１１０側面の透明部分を透過し、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗに向けて照射される。このように照明光が照射されると、基板Ｗの鉛直方向（ｚ軸方向）上側のエッジ部分（端縁部）が照明光を撮像手段１２０側に反射し、主表面は照明光をチャンバ１１０の底方向（図１〜図３のｚ軸負方向）へ反射する。
【００７２】
この状況のもと、画像入力部１４０は、撮像手段１２０に対して基板Ｗの撮像を指示する（ステップＳ１５）。具体的には、あらかじめ設定され、メモリＭ１に記憶されている撮像回数とそれぞれの撮像の際の露光量（露光時間、シャッタースピード）とを読み込み、読み込んだ条件に基づく撮像の実行を撮像手段１２０に対して指示する。
【００７３】
撮像手段１２０は、指定された露光量で所定の回数だけ基板Ｗを撮像する（ステップＳ１６）。検出用画像データとして合成画像データを用いる場合には、相異なる露光量で複数回の撮像が行われる。撮像手段１２０が撮像を行うことで得られた画像信号（撮像信号）は、画像入力部１４０へ送信される。画像入力部１４０は、受信した画像信号に基づいて撮像画像データを生成する（ステップＳ１７）。上述のように、基板Ｗのエッジ部分における反射光が撮像手段１２０の側に向かうので、撮像画像においては、基板Ｗのエッジ部分が明るく観察される。得られた撮像画像データは、メモリＭ１に記憶される。
【００７４】
＜検出力判定処理＞
次に、図１２のステップＳ２において実施される検出力判定処理について、詳しく説明する。検出力判定処理は、上述のように、撮像画像データが、搬送手段１１４における基板の保持位置を特定するに十分なものであるか否かを判定する処理である。係る検出力判定処理は、検出力判定処理部１５１において実行される。
【００７５】
図１４は、検出力判定処理の流れを示す図である。検出力判定処理を実施する場合、まず、ステップＳ１で生成された撮像画像データが画像処理部１５０によって取得される（ステップＳ２１）。なお、このようにして取得され、検出力判定処理の対象とされた撮像画像データを特に、検出力判定対象データと称し、該検出力判定対象データが表現する画像を特に、判定対象画像とも称する。
【００７６】
検出力判定対象データが取得されると、判定対象画像のエッジを強調する処理（エッジ強調処理）が施される（ステップＳ２２）。判定対象画像のエッジとは、該画像において画素値（濃度値）の変化の大きい領域のことをいう。本実施の形態においては、このエッジ強調処理を、検出力判定対象データに対してSobelフィルタなどの一般的なエッジ強調用のフィルタを作用させることによって行う。これは、判定対象画像における基板Ｗの反射光成分を主とする明るい部分と、基板Ｗの反射光成分以外を主とする暗い部分との境界を、より明確にする処理であって、以下のステップで行う処理のための前処理に相当する。
【００７７】
次に、このようにエッジ強調処理が施された検出力判定対象データに基づき、濃度ヒストグラムが生成される（ステップＳ２３）。濃度ヒストグラムは、判定対象画像が取りうる全ての画素値（濃度値）を横軸にとり、それぞれの画素値について、判定対象画像が有する画素数（度数）をカウントすることによって得られる。図１５は、異なる２つの検出力判定対象データについての濃度ヒストグラムを例示する図である。なお、図１５においては、画素値が大きいほど白い（明るい）ものとする。
【００７８】
濃度ヒストグラムが得られると、該濃度ヒストグラムに基づいて、その２値化閾値とクラス分離度とが算出される（ステップＳ２４）。２値化閾値とは、濃度ヒストグラムを与える判定対象画像を２値化する場合の閾値である。またクラス分離度とは、２値化閾値の妥当性の程度を表す指標である。クラス分離度は、値が大きいほど、２値化閾値を境にして２つのクラスがより分離されることを、換言すれば、画素値ヒストグラムの双峰性が高いことを表している。本実施の形態においては、２値化閾値とクラス分離度との算出を、判別分析法に基づいて行うものとする。
【００７９】
具体的には、判定対象画像がＬ段階の階調値（レベル）で表現されているとし、レベルｋを２値化閾値とするときにレベルｋ以下の画素値（クラス）を取る確率をω1、ｋ＋１以上の画素値（クラス）を取る確率をω2、それぞれのクラスについての画素数の平均値をμ1、μ2とするときに、次の（数１）で表される、ｋの関数である値（クラス間分散）σB2を最大とするレベルｋが、２値化閾値として採用される。
【００８０】
【数１】
【００８１】
ただし、レベルｉの画素数をｎiとし、全画素数をＮとし、レベルｉの確率分布をＰiとすると、
【００８２】
【数２】
【００８３】
【数３】
【００８４】
である。なお、（数２）はレベルｋまでの濃度分布の０次のモーメントである。
【００８５】
【数４】
【００８６】
【数５】
【００８７】
を用いると、
【００８８】
【数６】
【００８９】
【数７】
【００９０】
である。なお、（数４）はレベルｋまでの濃度分布の１次のモーメントであり、（数５）は全画素値についての画素数の平均値である。
【００９１】
また、σB2が最大であるときの、次の（数８）で与えられる値が、クラス分離度になる。なお、（数８）による演算の結果、クラス分離度は、０と１との間の値として求まる。
【００９２】
【数８】
【００９３】
ただし、σT2は、全画素値についての画素数の分散であり、次の（数９）で与えられる。
【００９４】
【数９】
【００９５】
実際には、（数１）において逐次ｋの値を変えてやることにより、順次σB2の値を求め、最大値を与えるｋを２値化閾値として採用する。そして、このときのｋの値を用いて（数８）からクラス分離度ηを求める。換言すれば、クラス分離度ηが最大となるように２値化閾値を決定する。
【００９６】
図１５に示す２つの画素値ヒストグラムについてみれば、図１５（ａ）の画素値ヒストグラムでは、低画素値側と高画素値側とに度数（画素数）が極大となる箇所があり、両者の中間の度数が極小となるところに２値化閾値が位置することで、低画素値側と高画素値側とが明瞭に分離されている。係る場合に、高いクラス分離度が得られることになる。画素値ヒストグラムでは高画素値側ほど明るいので、図１５（ａ）の場合、基板のエッジ部分を表現すると見られる画素が高画素値側の極大を形成し、それ以外のバックグラウンド部分が低画素値側の極大を形成しているものとみられる。一方、図１５（ｂ）の画素値ヒストグラムにおいては、高画素値側に行くほど度数が単調に減少するのみで、２値化閾値の近傍画素値においても相当の度数がカウントされている。係る場合のクラス分離度は低くなることになる。この場合、撮像画像において、基板Ｗのエッジ部分とそれ以外の部分とが明瞭には分離されないことになる。
【００９７】
２値化閾値とクラス分離度とが得られると、次に、シャープネス値を算出する（ステップＳ２５）。シャープネス値とは、判定対象画像のコントラストの度合いを表す値である。シャープネス値は、２値化閾値以上の値を有する画素値についての平均値（これをエッジ平均値と称する）に、クラス分離度を乗じることによって算出される。
【００９８】
図１５に示す２つの画素値ヒストグラムについてみれば、上述のようにクラス分離度は異なるものの、エッジ平均値はそれぞれ同じ値ｍである。従って、エッジ平均値ｍを直接に検出力判定の基準とすると、両者を識別することはできない。しかしながら、このような場合でも、クラス分離度は、それぞれの画素値ヒストグラムの形状を反映して異なる値となっていることから、エッジ平均値にクラス分離度を乗じた値、つまりはシャープネス値を検出力判定の基準とすることで、より的確に検出力を判定することができる。
【００９９】
シャープネス値が得られると、検出力判定が行われる（ステップＳ２６）。具体的には、得られたシャープネス値が、基板検出処理を行う前にあらかじめメモリＭ１に記憶しておいた基準値とを比較する。係る基準値は、例えば、気化した薬液ＳＯＬなどによるチャンバ１１０の汚れの許容限度とされる状態をあらかじめ想定し、係る状態におけるシャープネス値を算出することによって得ることができる。あるいは、理想的な状態におけるシャープネス値を算出し、この値に所定の係数（許容限度係数）を掛けた値を基準値として用いるなどの態様であっても良い。
【０１００】
シャープネス値が基準値よりも大きい場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、検出力判定対象データが基板の保持位置を特定するに十分な検出力を有すると判定されることになるので、図１２のステップＳ３に進むことになる。一方、シャープネス値が基準値以下である場合（ステップＳ２６でＮＯ）、検出力判定対象データは検出力を有しないと判定されることになる。この場合、以降の基板検出処理は中止される。例えば、検出力判定処理部１５１からホストＩＦ１６０を通してメインホスト１０３に対し当該結果が通知されると、メインホスト１０３は、以降の基板検出処理の実行指示を行う代わりに、チャンバ１１０の洗浄等、所定の処置を促す所定の警告処理（警告音の発生や警告表示の実行など）を行う。
【０１０１】
本実施の形態に係る基板処理装置においては、このような検出力判定処理を行うことで、撮像画像の品質が十分ではなく、基板の検出に適していない撮像画像データを、基板の検出処理の対象から除外することができる。これにより、高い精度での基板検出が実現される。また、十分なコントラストを有する撮像画像データが基板検出に供されるので、照明光を消灯した状態での画像データを用いて基板のエッジ部分の像を強調した画像を作成せずとも、基板検出が可能となる。
【０１０２】
なお、検出力判定処理を行うに際して、撮像手段１２０による撮像が複数回行われた場合には、最初に得られた撮像画像データのみを検出力判定処理の対象とする態様であっても、複数のあるいは全ての撮像画像データについて検出力判定処理を行う態様であってもよい。あるいは、Ｓ３で実施される合成処理によって得られた１枚の画像データに対して検出力判定を行うことも可能である。
【０１０３】
また、例えば、薬液槽１１１の壁面が常に正常に保たれる場合など、撮像画像データの品質が常に良好に保たれるような場合は、検出力判定処理は不要である。すなわち、検出力判定処理は、基板位置の特定において必須の処理ではなく、場合によっては省略可能である。検出力判定処理の要否についての情報は、例えば、作業者がメインホスト１０３に対して所定の入力指示を行うことによって与えられ、メモリＭ１に記憶される。
【０１０４】
＜画像合成処理＞
次に、図１２のステップＳ３における検出用画像データの取得の際に実施される画像合成処理について説明する。画像合成処理は、画像合成部１５２において実行される。なお、画像合成処理の対象となる複数の撮像画像データを特に、合成対象画像データと称し、それぞれの合成対象画像データによって表現される撮像画像を特に、合成対象画像と称することとする。また、合成画像データによって表現される画像を特に、合成画像と称することとする。
【０１０５】
画像合成処理にはいくつかの手法が適用可能であるが、本実施の形態においては、高ダイナミックレンジ手法（ＨＤＲ手法）と呼ばれる手法を用いる場合を例に説明する。まず、複数の合成対象画像のそれぞれにおいて同一位置にある画素同士の画素値（０から２５５の値をとるものとする）のなかで、あらかじめ定められた上限値未満の範囲内で最大の画素値を特定する。上限値には、２４０〜２５０程度の値が設定される。なお、このように上限値を定めるのは、画素値が飽和した状態にある画素を除外するためである。そして、この特定された画素値を用いて真の明度を算出し、これを例えば０から２５５の間で規格化した値を、合成対象画像の当該画素位置における画素値として採用する。なお、撮像を行う際の露光時間ｅおよび、画素値の最大値を特定する際の上限値は、あらかじめメモリＭ１に記憶されている。
【０１０６】
図１６は、係る画像合成処理における具体的な処理の流れを示す図である。まず最初に、画像合成処理の対象となる複数の合成対象画像データを取得する（ステップＳ３１）。なお、以下の説明においては、それぞれの合成対象画像データによって表現される合成対象画像はＮ個の画素から構成されているものとし、そのうちの任意の画素をｊ番目の画素（１≦ｊ≦Ｎ）と称することとする。まず、１番目の画素を処理の対象とすべく、ｊ＝１とする（ステップＳ３２）。
【０１０７】
以降は、ｊ番目の画素についての処理が行われる場合を説明する。まず、それぞれの合成対象画像のｊ番目の画素の画素値のなかから、上限値の範囲内での最大値ｏ（ｊ）を特定し、該最大値を与える合成対象画像を撮像した際の露光時間ｅ（ｊ）をメモリＭ１から読み出す（ステップＳ３３）。
【０１０８】
続いて、次の関係式から、ｊ番目の画素の真の明るさｉ（ｊ）が算出される（ステップＳ３４）。
【０１０９】
【数１０】
【０１１０】
係る処理が、Ｎ個の画素の全てについて行われる（ステップＳ３５）。すなわち、真の明るさｉを求めていない画素が存在する場合は、ｊ＋１番目の画素について、ステップＳ３３およびステップＳ３４の処理が繰り返される（ステップＳ３８）。
【０１１１】
Ｎ個の画素の全てについて、真の明るさｉ（ｊ）が求められた場合（ステップＳ３５でＹＥＳ）は、全ての画素についてｉ（ｊ）の値を正規化する処理が行われる（ステップＳ３６）。例えば、ｉ（１）〜ｉ（Ｎ）というＮ個のｉ（ｊ）のうちの最大値をｉＭ、最小値をｉｍとし、ｉ（ｊ）の正規化後の画素値をＩ（ｊ）とすると、Ｉ（ｊ）は、次の演算式によって定めることができる。
【０１１２】
【数１１】
【０１１３】
このようにして得られたＩ（ｊ）の値が、合成画像のｊ番目の画素における画素値を表現することになる。すなわち、各画素の配置位置とそれぞれの画素についてのＩ（ｊ）とを対応づけることで、合成画像データが生成されることになる（ステップＳ３７）。
【０１１４】
図１７は、図７において模式的に１次元データとして示す異なる３つの撮像画像データに基づいて、合成画像データを生成した場合の結果を示す図である。図１７（ａ）が、高ダイナミックレンジ手法を適用した場合の結果である。なお、図１７（ｂ）は、後述する変形例における合成画像データの生成例である。図１７においても、横軸の値が大きいほど、搬送手段１１４に保持されている基板Ｗの配列において照明手段１２１から遠い位置を表すものとする。
【０１１５】
図１７（ａ）に示す合成画像データにおいては、照明手段１２１から近い位置においてピークボトム差が「１４８」あるとともに、照明手段から遠い位置においてもピークボトム差が「８５」もあり、図７のいずれの場合よりも、位置によらず比較的良好なピークボトム差が得られていることがわかる。
【０１１６】
このように、合成画像データは良好なピークボトム差を有するものとして生成されるので、該合成画像データを検出処理の対象とすることで、より正確な基板検出が実現されることになる。また、ピークボトム差を有する検出用画像データが基板検出に供されることになるので、照明光を消灯した状態での画像データを用いて基板のエッジ部分の像を強調した画像を作成せずとも、基板検出が可能となる。
【０１１７】
＜基板検出処理＞
次に、図１２のステップＳ４において実施される基板検出処理（厳密には、搬送手段１１４における基板位置の特定処理）について、詳しく説明する。図１８は、基板検出処理の流れを示す図である。まず、例えば図５に示す撮像画像データＤ１のようなデータである検出用画像データが取得される（ステップＳ４１）。なお、上述のように、検出用画像データとしては、撮像処理によって得られた一の撮像画像データを用いる態様であっても良いし、合成画像データを用いる態様であってもよい。なお、検出用画像データによって表現される画像を特に、検出用画像と称することとする。
【０１１８】
次に、検出用画像データに基づいて、１次元データ（ピークプロファイルデータ）が生成される（ステップＳ４２）。係る１次元データの生成は、検出用画像において基板Ｗの像（エッジ部分の像）を構成すると判断される画素（図５の場合であれば白い部分を構成する画素）の画素値を基板Ｗの円周方向について積算するという操作を、基板Ｗの配列方向に沿って行い、得られた積算値と配列方向の座標とを対応させることで実現される。例えば、図６に示すような１次元データＤ２が生成される。
【０１１９】
本実施の形態では、この１次元データの生成に用いる円周方向と配列方向とを、あらかじめ基準となる検出用画像（基準検出用画像）を用いて決定しておき、検出処理に際しては、対象となる検出用画像データによらず、このあらかじめ決定された円周方向と配列方向とに基づいて１次元データを生成するものとする。
【０１２０】
図１９は、基準検出用画像に基づいて配列方向と円周方向とを決定する処理の流れを示す図である。図２０および図２１は、係る処理において取り扱われる画像を模式的に示す図である。
【０１２１】
まず、搬送手段１１４の保持溝１１５の全てに基板Ｗが収納された状態（全収納状態）で、上述の撮像処理と同様に撮像手段１２０による撮像を行うことで、基準検出用画像を与える撮像画像データ（基準検出用画像データ）を生成する（ステップＳ４２１）。図２０（ａ）が、基準検出用画像ＩＭ１の模式図である。基準検出用画像ＩＭ１は通常、基板Ｗのエッジ部分が明るく（白っぽく）、他の部分が暗く（黒っぽく）観察される、多値階調画像である。
【０１２２】
基準検出用画像データが生成されると、基板Ｗのエッジ部分が抽出されやすくなるように明度補正（ステップＳ４２２）を行った上で、基準検出用画像を２値化する（ステップＳ４２３）。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示す基準検出用画像ＩＭ１に対して明度補正を施すことによって得られた明度補正後画像ＩＭ２の模式図である。さらに、図２０（ｃ）は、図２０（ｂ）に示す明度補正後画像ＩＭ２に対して２値化を行うことによって得られた２値化画像ＩＭ３の模式図である。
【０１２３】
２値化画像ＩＭ３が得られると、高画素値の閉領域（２値化画像ＩＭ３において白く見える領域）を一意に識別するためのラベリング処理を行う（ステップＳ４２４)。ラベリング処理には、公知の技術を適用可能である。
【０１２４】
ラベリングされた領域（ラベリング領域）は、主として基板Ｗのエッジ部分を表現するものである（これをエッジ部ラベル領域と称する）が、元の基準検出用画像が含んでいたノイズする領域も存在しうる（これをノイズラベル領域と称する）。こうしたノイズラベル領域はエッジ部分の特定に不要であるので、これを除去する（低画素値に置き換える）フィルタリング処理を２値化画像ＩＭ３に対して施す（ステップＳ４２５）。フィルタリング処理は、各ラベル領域の位置やサイズ、主軸方向などに基づいて行われる。図２０（ｄ）は、図２０（ｃ）に示す２値化画像ＩＭ３に対してフィルタリング処理を施すことによって得られたフィルタリング後画像ＩＭ４の模式図である。図２０（ｄ）に例示するように、フィルタリング後画像ＩＭ４においては、エッジ部ラベル領域のみが高画素値の領域として存在する。
【０１２５】
フィルタリング後画像ＩＭ４が得られると、各エッジ部ラベル領域の重心位置が特定される（ステップＳ４２６）。あるエッジ部ラベル領域Ｒに属する画素の座標を（ｘ，ｙ）、該エッジ部ラベル領域に属する画素の全画素数をＭとし、該エッジ部ラベル領域の重心を（ｘg，ｙg）とすると、以下の関係により該エッジ部ラベル領域の重心が求められる。
【０１２６】
【数１２】
【０１２７】
ただし、Ｒは重心を求める対象となっているラベル領域を表す。
【０１２８】
それぞれのエッジラベル領域の重心が求まると、搬送手段１１４で保持されている基板Ｗの配列方向が特定される。具体的には、各エッジ部ラベル領域の重心位置を求め、各重心位置の分布を近似する直線（回帰直線）を、基板Ｗの配列方向を与える直線として特定する（ステップＳ４２７）。回帰直線は、例えば最小二乗法などの公知の手法によって求めることができる。図２１（ａ）は、図２０（ｄ）に示すフィルタリング後画像ＩＭ４に存在するラベル領域Ｌ１〜Ｌ７の重心Ｇ１〜Ｇ７の分布に基づいて得られた、配列方向を示す直線ｙ＝ａｘ＋ｂを例示する図である。
【０１２９】
配列方向が特定されると、搬送手段１１４で保持されている基板Ｗの円周方向（主軸方向）が特定される。具体的には、それぞれのエッジ部ラベル領域についての主軸方向を表す角度（主軸角θ）を求めた上で、全てのエッジ部ラベル領域についての主軸角θを統計的に代表する値を、搬送手段１１４で保持されている基板Ｗの円周方向を規定する角度（円周方向角θ0と称する）を定める（ステップＳ４２８）。
【０１３０】
それぞれのエッジ部ラベル領域についての主軸角θは、次のように求められる。
【０１３１】
【数１３】
【０１３２】
ただし、
【０１３３】
【数１４】
【０１３４】
である。全てのエッジ部ラベル領域についての主軸角θが求まると、例えばそれらの平均値や中央値を採用することによって、円周方向角が規定できる。
【０１３５】
以上のように得られた、配列方向と円周方向とに関する情報（具体的には、配列方向を特定する直線ｙ＝ａｘ＋ｂの傾きａおよび切片ｂと、円周方向を特定する円周方向角θ0）は、メモリＭ１に記憶される。
【０１３６】
このように特定された配列方向と円周方向とを用い、検出用画像において基板Ｗのエッジ部分の像を構成すると判断される画素の画素値を円周方向角θ0の方向について積算するという操作を、配列方向を特定して定められている直線ｙ＝ａｘ＋ｂに沿って行うことで、図１８に示すステップＳ４２における１次元データの生成が実現されることになる。
【０１３７】
ただし、検出用画像においてエッジ部分は弓形や三日月形のような曲線的な形状を有するので、これを構成する全ての画素を積算対象とした場合、１次元データが不要なピークを与えてしまうことが起こりうる。本実施の形態においては、これを避けるべく、円周方向における画素の積算をエッジ部分が直線的に近似される所定範囲に限定して行うようにしている。図２２は、係る画素の積算範囲を例示する図である。図２２においては、円周方向についての画素値の積算を、配列方向を特定する直線ｙ＝ａｘ＋ｂを中心とする範囲αの内部に属する領域（斜線部）についてのみ行うようにする場合を示している。なお、係る積算範囲は、少なくとも基板Ｗのノッチ部分が含まれるように設定されるのが好ましい。
【０１３８】
以上のような処理によって、図６に示すような１次元データが得られると、そのピーク位置を特定することで、搬送手段１１４における基板Ｗの保持位置を特定することは可能となる。ただし、１次元データには、基板Ｗのエッジ部分からの反射光に由来する成分以外に、撮像時における、外部からチャンバ１１０内に透過する光や散乱光等の外乱などの反射光成分などの存在に起因して、ノイズ成分がバックグランド部分に重畳している。本実施の形態においては、より正確なピーク位置の特定を目的として、得られた１次元データから背景ノイズに相当するバックグラウンド成分を除去する処理を行う（ステップＳ４３）。
【０１３９】
図２３は、背景ノイズを除去する処理の流れを示す図である。まず、１次元データ上のそれぞれのデータ点について、該データ点を中心とした局所領域（配列方向座標における所定範囲）を設定し、該局所領域の範囲内に属する画素値から、該データ点についての背景ノイズに相当する画素値（背景画素値）を決定する（ステップＳ４３１）。また、それぞれの局所領域についての背景画素値を決定する方法としては、該局所領域における各画素値の最小値を用いるのが好適な一例である。
【０１４０】
図２４は、図６に示した１次元データＤ２を部分的に拡大したものを用いて、背景画素値の決定を方法を説明する図である。図２４においては、局所領域のサイズｄは、１次元データに表れるピークのピーク幅と同程度に設定されているものとする。なおサイズｄは適宜に調整されてよい。
【０１４１】
図２４においては３つのデータ点Ａ、Ｂ、およびＣについての背景画素値ａbk、ｂbk、およびｃbkを例示している。なお、データ点Ａは局所領域にピークを含まないデータ点である。データ点Ｂは、ピーク位置のデータ点である。データ点Ｃは、局所領域にピークの一部を含むデータ点である。これらのデータ点における積算画素値には大きな相違があるものの、背景画素値の間の差異は比べて非常に小さくなっている。
【０１４２】
背景画素値が得られると、それぞれのデータ点について、その画素値から背景画素値を減算する（ステップＳ４３２）。
【０１４３】
１次元データの全データ点について得られたこの減算値をプロットすることで、背景ノイズが除去された１次元データ（検出用１次元データ）が生成される（ステップＳ４３３）。
【０１４４】
図２５は、図６に示す１次元データＤ２を対象に、局所領域のサイズｄをピーク幅と同程度にして検出用１次元データを生成した場合を示す図である。図２５（ａ）は、検出用１次元データに基づいて得られた背景画素値と配列方向座標における座標値との関係を示す背景画素値データＤｂを示す図である。すなわち、図２５（ａ）は、図６に示す１次元データＤ２における背景ノイズを表していることになる。図２５（ａ）は、背景ノイズがほぼなめらかで変動の少ない曲線として捉えられることを示している。一方、図２５（ｂ）は、図６に示す１次元データＤ２から、それぞれのデータ点における背景画素値を減算することによって得られた１次元データである検出用１次元データＤ３を示す図である。図６と図２５（ｂ）とを対比すると、検出用１次元データＤ３をプロットした図２５（ｂ）においては、背景ノイズが好適に除去されており、全範囲においてピークが明瞭に観察されることがわかる。
【０１４５】
図２６および図２７は、同じく図６に示す１次元データＤ２を対象に、局所領域のサイズｄを違えた場合の結果を示す図である。
【０１４６】
図２６は、局所領域のサイズｄをピーク幅より小さく設定した場合の結果を示す図である。図２６（ａ）が背景ノイズを表す図であるが、図２５（ａ）に示す場合とは異なり、細かい変動が現れている。これは、データ点によっては背景画素値にピークの影響が現れていることを意味する結果である。これに伴って、図２６（ｂ）に示す背景画素値の減算結果では、背景ノイズ成分のみならず、ピーク成分までもが減算されてしまい、ピークが小さくなってしまっている。
【０１４７】
図２７は（ａ）は、局所領域のサイズｄをピーク幅より大きく設定した場合の結果を示す図である。図２７（ａ）に示すように、背景ノイズはなめらかな曲線として捉えられているが、背景画素値自体のレベルが、図２５（ａ）に示す場合よりも小さくなっている。これに伴って、図２７（ｂ）に示す背景画素値除去後の１次元データにおいては、まだ背景ノイズの成分が残ってしまっている。すなわち、これは、十分に背景ノイズを除去しきれていないことを示している。
【０１４８】
これらの結果は、局所領域のサイズｄをピーク幅と同程度にすることが好適であることを示している。
【０１４９】
図１８に戻って、得られた検出用１次元データＤ３のピーク位置の検出処理が行われる（ステップＳ４４）。具体的には、得られた検出用１次元データＤ３によって表現されるピークプロファイルを微分し、極大点を求めることによってピーク位置を特定する。係る処理によって得られたピーク位置が、搬送手段１１４によって保持されている基板Ｗの位置と対応することになる。得られたピーク位置の情報は、検出基板情報としてメモリＭ１に記憶される。
【０１５０】
以上、説明したように、本実施の形態においては、あらかじめ基板の配列方向と円周方向とする方向を求めておき、基板のエッジ部分の像を構成すると判断される画素の画素値を該円周方向について積算する操作を、該配列方向に沿って行うことによって検出用１次元データを生成するので、撮像画像データを得るたびに該撮像画像データの内容から基板の配列方向と円周方向とを算出する必要がなく、基板検出処理が簡略化される。これにより、例えば、得られたエッジ部分の像が複雑な形状を有してなり、その配列方向と円周方向とを直接に特定することが煩雑な場合であっても、そのような配列方向と円周方向とを特定せずとも、必要な１次元データを生成することができる。その際、積算範囲を円周方向についてエッジ部分の像が直線的に近似される範囲内ついてのみ行うことで、検出用１次元データに不要なピークが現れることは抑制されてなる。
【０１５１】
また、背景ノイズを除去した検出用１次元データを生成することで、基板の保持位置に対応するピーク位置をより正確に特定できるようになっている。しかも、照明光を消灯した状態での画像データを用いて基板のエッジ部分の像を強調した画像を作成せずとも、背景ノイズの除去とされてなる。
【０１５２】
＜補正処理＞
最後に、図１２のステップＳ５における補正処理について説明する。係る補正処理は、上述したように、搬送手段１１４に保持される基板Ｗの総重量に依存して図９に示すように基板Ｗの保持位置がずれが生じることに起因する、搬送手段１１４の個々の保持溝１１５に保持されるそれぞれの基板Ｗに対応する検出用１次元データのピーク位置のずれを補正する処理である。
【０１５３】
この補正処理は、それぞれの保持溝１１５に保持されている個々の基板Ｗについて想定される保持位置はいずれも、基板Ｗの総重量にのみ依存して線形的に変動する、という仮定の下に行う処理である。なお、保持される個々の基板Ｗの重量は一定と考えられるので、結局のところ、この仮定は、個々の基板Ｗについての保持位置は搬送手段１１４に保持される基板Ｗの枚数にのみ依存して変動する、という仮定と等価である。
【０１５４】
図２８は、この仮定の下における、搬送手段１１４のある保持溝１１５に保持される基板Ｗ（これを特に、着目基板と称する）について、検出処理部１５３によって特定されるピーク位置と、搬送手段１１４が保持している基板Ｗの枚数との対応関係を示す図である。
【０１５５】
図２８に示すように、搬送手段１１４がＮ１枚、Ｎ２枚（Ｎ１≠Ｎ２）の基板Ｗを保持している場合の、着目基板についての保持位置（配列方向座標における位置）をそれぞれＸ１、Ｘ２とし、Ｎｋ枚の基板Ｗを保持しているときの保持位置をＸｋとした場合、Ｘｋの値は次式によって求まる。
【０１５６】
【数１５】
【０１５７】
例えば、搬送手段１１４がＮ個の保持溝１１５を有している場合に、Ｎ１＝２（両端の保持溝１１５にのみ基板Ｗが保持されている場合に相当）、Ｎ２＝Ｎ（全ての保持溝に基板Ｗが保持されている場合に相当）とし、それぞれの場合の保持位置Ｘ１、Ｘ２を１次元データからあらかじめ求めておくと、上式より得られる位置Ｘｋが、任意のＮｋ枚の基板Ｗが保持されている場合に着目基板についての保持位置を指し示すことになる。
【０１５８】
また、この場合において、差分値Ｘｋ−Ｘ２（実際には数１４の右辺第１項から求まる値）は、Ｎ枚の基板Ｗが保持されている場合の着目基板の保持位置と、Ｎｋ枚の基板Ｗが保持されている場合の保持位置とのずれを表すことになる。
【０１５９】
すなわち、検出処理部１５３において特定される、Ｎｋ枚の基板Ｗが保持されている場合の１次元データについてのピーク位置は、Ｎ枚の基板Ｗが保持されている場合のピーク位置に対して上述の差分値に相当するずれを含んでいるものとみなすことができるので、特定されたピーク位置を示す座標値から、上述の差分値を差し引くことで、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されている場合に検出されると想定される位置を示す座標値が得られることになる。
【０１６０】
この、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されている状態における着目基板の実際の保持位置（つまりは着目基板を保持している保持溝１１５の位置、もしくは基板スロット番号）は、１次元データから求めた位置Ｘ２と必ず一対一に対応するので、任意のＮｋ枚の基板Ｗが保持されている場合の着目基板の位置Ｘｋから、上述の差分値を差し引けば、位置Ｘｋにおいて検出されたピークが、どの保持位置に基板Ｗが存在することを示すピークであるのかを、確実に特定することが可能となる。すなわち、係る演算処理が、着目基板についての補正処理に相当することになる。
【０１６１】
ただし、それぞれの保持溝１１５に基板が保持されている場合について、数１５の式を立てて補正を行うことは煩雑である。そこで、本実施の形態においては、搬送手段１１４のある特定の２箇所の保持溝１１５に保持される基板Ｗ（これらを、補正基準基板と称する）についてのピーク位置の補正にのみ上述の関係を用い、他の保持溝１１５に保持されている基板Ｗ（着目基板）については、２つの補正基準基板と着目基板との位置関係と、２つの補正基準基板についての補正後の保持位置とに基づいて、保持位置を補正するようにする。なお、補正基準基板が保持される保持溝１１５の位置は、特に限定されるものではないが、補正の精度を鑑みると、両端の保持溝１１５が選択される態様がもっとも好適である。従って、以下の説明においては、Ｎ個の保持溝１１５の両端に補正基準基板が保持される場合を例として説明する。係る場合、着目基板は、２つの補正基準基板の間が保持される保持溝１１５の間の保持溝１１５に保持される基板Ｗということになる。
【０１６２】
図２９は、係る場合の補正処理の流れを示す図である。また、図３０は、搬送手段１１４によって保持される２つの補正基準基板および着目基板の保持位置と、搬送手段１１４が保持している基板Ｗの枚数との対応関係を示す図である。図３０においては、Ｎ個の保持溝１１５を有する搬送手段１１４が両端の保持溝１１５に計２枚の基板Ｗを保持している場合（つまりは補正基準基板のみを保持している場合）の、保持溝１１５の第１端に保持されている補正基準基板についてのピーク位置がそれぞれＸａ１であり、第２端に保持されている補正基準基板についてのピーク位置がそれぞれＸｂ１であるとする。また、該搬送手段１１４が全ての保持溝１１５に基板Ｗを保持している場合の、保持溝１１５の第１端に保持されている補正基準基板についてのピーク位置がそれぞれＸａ２であり、第２端に保持されている補正基準基板についてのピーク位置がそれぞれＸｂ２であるとする。
【０１６３】
補正処理においては、まず、実際の処理に先だって、これら２枚の基板が収容されている場合、および、Ｎ枚の基板が全て収納される場合について、検出処理部１５３において基板検出処理を行うことによって、ピーク位置Ｘａ１、Ｘｂ１、Ｘａ２、Ｘｂ２を事前に求めておき、メモリＭ１にその結果を記憶しておく（ステップＳ５１、Ｓ５２）。係るＸａ１、Ｘｂ１、Ｘａ２、Ｘｂ２の値は、同一の搬送手段１１４について搬送される基板Ｗについて同一の条件で基板検出を行う場合に、繰り返し使用されるものである。
【０１６４】
そして、実際に補正処理を実行するに際しては、まず、検出処理部１５３において特定された、基板検出処理の対象とされている保持状態における基板Ｗの保持位置に対応するピーク位置の情報を取得する（ステップＳ５３）。なお、その際には、ピーク位置のデータの数（つまりはピークの本数）から、保持枚数Ｎｋについての情報も併せて取得されることになる。
【０１６５】
ここで、図３０に示すように、Ｎｋ枚の基板が保持されているときの任意の保持溝１１５に保持されている着目基板のピーク位置をＸｋとし、第１端と第２端とに保持されている補正基準基板のピーク位置をそれぞれＸａｋ、Ｘｂｋとし、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されているときの着目基板のピーク位置をＸｋ’とする。
【０１６６】
第１端に保持されている補正基準基板のピーク位置Ｘａｋは、数１４においてＸ１＝Ｘａ１、Ｘ２＝Ｘａ２とすることによって求められる線分Ｌａ上の点であり、第２端に保持されている補正基準基板のピーク位置Ｘｂｋは、数１４においてＸ１＝Ｘｂ１、Ｘ２＝Ｘｂ２とすることによって求められる線分Ｌｂ上の点である。
【０１６７】
一方、着目基板についても、そのピーク位置は同様に直線的に変化するものと想定される。Ｎｋ枚の基板Ｗが保持されているときのピーク位置Ｘｋは、位置Ｘａｋと位置Ｘｂｋとの間に存在する一方、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されているときのピーク位置Ｘｋ’は位置Ｘａ２と位置Ｘｂ２の間に存在することから、両者を結ぶ線分が、着目基板についてのピーク位置の変化を示すと考えるのが妥当である。これはすなわち、次の比例関係が成り立つことを意味している。
【０１６８】
【数１６】
【０１６９】
この式より、ピーク位置Ｘｋ’は次のように求められる。
【０１７０】
【数１７】
【０１７１】
右辺は全て既知であるので、それぞれの値を代入することで、搬送手段１１４がＮｋ枚の基板を保持している場合にピーク位置Ｘｋを与える基板Ｗが、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されている場合のピーク位置Ｘｋ’が特定される（ステップＳ５４）。この特定されたピーク位置Ｘｋ’は、全ての保持溝１１５に基板Ｗが保持されている状態における実際の保持位置と必ず対応することになる（実際の保持位置を基準としたある閾値範囲に収まる）ので、取得された全てのピークについて上式よりピーク位置Ｘｋ’を特定することによって、Ｎｋ枚の基板Ｗが、搬送手段１１４のどの保持溝に保持されているのかを特定することができる（ステップＳ５５）。
【０１７２】
上述したように、図１０において破線で示す１次元データに基づいて特定されるピーク位置を、補正することなくそのまま基板Ｗの保持位置に表しているとした場合には、図１１に示すように誤って保持位置が判定されることになるが、特定されたピーク位置について、上述のような補正処理を施すことで、正しい保持位置の特定が可能となる。すなわち、基板の保持位置の特定精度の向上が実現される。
【０１７３】
＜合成画像処理の変形例＞
上述の実施の形態においては、高ダイナミックレンジ手法（ＨＤＲ手法）を用いて合成画像データを生成しているが、その際に用いている数１０の式によれば、各合成対象画像についての画素の最大値ｏ（ｊ）の値が一定の場合、露光時間ｅ（ｊ）が小さいほど、真の明るさｉ（ｊ）は大きくなる。一般的に、露光時間が小さいほど撮像画像の精度は悪いので、短い露光時間で得られた合成対象画像の画素値がｏ（ｊ）として多く採用されるような場合、結果的に合成画像の精度が悪くなってしまう。そこで、係る不具合を解消すべく、ｉ（ｊ）に代えて、ｉ（ｊ）の常用対数値ｌｏｇ10ｉ（ｊ）を算出し、得られた値を正規化するようにしてもよい。
【０１７４】
あるいは、高ダイナミックレンジ手法に代えて、複数の合成対象画像のそれぞれにおいて同一位置にある画素同士の画素値の平均値を、合成画像の対応位置における画素値とするようにしてもよい。図１７（ｂ）は、係る場合における合成画像データの生成例である。
【０１７５】
あるいは、複数の合成対象画像のそれぞれにおいて同一位置にある画素同士の画素値の中央値を、合成画像の対応位置における画素値とするようにしてもよい。
【０１７６】
また、上述の実施の形態においては、異なる露光量で撮像した複数の撮像画像データを用いて合成画像データの生成を行っているが、これに代わり、露光量を一定に保ち、照明手段１２１からの照明光の光量を調整し、相異なる光量で撮像を行った複数の撮像画像データを用いて合成画像データを生成する態様であってもよい。この場合、上述の実施の形態において画像入力部１４０における撮像手段１２０の制御が単純化される。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００を模式的に示す図である。
【図２】撮像手段１２０と照明手段１２１の配置関係を説明するための図である。
【図３】撮像手段１２０と照明手段１２１の配置関係を説明するための図である。
【図４】画像処理部１５０のより詳細な構成を示す図である。
【図５】基板Ｗの撮像画像データＤ１の一例を示す図である。
【図６】１次元データＤ２の一例を示す図である。
【図７】露光時間（シャッタースピード）を違えることによって露光量を変化させた場合の撮像画像データの変化を模式的に示す図である。
【図８】１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。
【図９】１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。
【図１０】１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。
【図１１】１次元データのピーク位置のずれについて説明する図である。
【図１２】基板検出処理の概略的な流れを示す図である。
【図１３】基板Ｗの撮像処理の流れを示す図である。
【図１４】検出力判定処理の流れを示す図である。
【図１５】異なる２つの検出力判定対象データについての濃度ヒストグラムを例示する図である。
【図１６】画像合成処理における具体的な処理の流れを示す図である。
【図１７】異なる３つの撮像画像データに基づいて、合成画像データを生成した場合の結果を示す図である。
【図１８】基板検出処理の流れを示す図である。
【図１９】基準検出用画像に基づいて配列方向と円周方向とを決定する処理の流れを示す図である。
【図２０】配列方向と円周方向とを決定する処理において取り扱われる画像を模式的に示す図である。
【図２１】配列方向と円周方向とを決定する処理において取り扱われる画像を模式的に示す図である。
【図２２】配列方向を決定する際の画素の積算範囲を例示する図である。
【図２３】１次元データから背景ノイズを除去する処理の流れを示す図である。
【図２４】背景画素値の決定を方法を説明する図である。
【図２５】局所領域のサイズをピーク幅と同程度にして検出用１次元データを生成した場合を示す図である。
【図２６】局所領域のサイズを違えた場合の結果を示す図である。
【図２７】局所領域のサイズを違えた場合の結果を示す図である。
【図２８】搬送手段１１４のある保持溝１１５に保持される着目基板について、検出処理部１５３によって特定されるピーク位置と、搬送手段１１４が保持している基板Ｗの枚数との対応関係を示す図である。
【図２９】補正処理の流れを示す図である。
【図３０】搬送手段１１４によって保持される２つの補正基準基板および着目基板の保持位置と、搬送手段１１４が保持している基板Ｗの枚数との対応関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１７８】
１００ 基板処理装置
１０１ 洗浄装置
１０２ 基板検出装置
１０３ メインホスト
１１０ チャンバ
１１１ 薬液槽
１１２ リフタ
１１３ オーバーフロー槽
１１４ 搬送手段
１１５ 保持溝
１２０ 撮像手段
１２１ 照明手段
１３０ 制御部
Ｄ１ 撮像画像データ
Ｄ２ １次元データ
Ｄ３ 検出用１次元データ
Ｄｂ 背景画素値データ
Ｇ１〜Ｇ７ 重心
ＩＭ１ 基準検出用画像
ＩＭ２ 明度補正後画像
ＩＭ３ ２値化画像
ＩＭ４ フィルタリング後画像
Ｌ１〜Ｌ７ ラベル領域
ＳＯＬ 薬液
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対し所定の処理を行う基板処理装置において複数の基板を保持可能な所定の保持手段に保持されている基板の保持状態を検出する装置であって、
所定の検出実行位置において、前記保持手段に保持されている基板に対し照明光を照射する照明手段と、
前記照明光が照射された基板を相異なる露光条件で複数回撮像することにより複数の撮像画像データを生成する撮像画像生成手段と、
前記複数の撮像画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成手段と、
前記合成画像データによって表現される合成画像に基づいて、前記保持手段における基板の保持位置を特定する保持位置特定手段と、
前記保持位置特定手段によって特定された基板の保持位置と、前記基板の保持位置としてあらかじめ想定されている想定保持位置とを比較し、両者が合致する場合に前記基板の保持状態が正常であるという検出結果を生成し、両者が合致しない場合には前記基板の保持状態に異常があるという検出結果を生成する保持状態判定手段と、
を備えることを特徴とする基板検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板検出装置であって、
前記画像合成手段は、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値のうち所定の上限値未満の範囲内で最大の画素値と当該画素値を与える撮像画像データを生成した露光時間との積に基づいて定まる値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板検出装置であって、
前記画像合成手段が、前記最大の画素値と前記露光時間との積の対数値に基づいて定まる値が前記合成画像の前記対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板検出装置であって、
前記画像合成手段が、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値の平均値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の基板検出装置であって、
前記画像合成手段が、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値の中央値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板検出装置であって、
前記保持位置特定手段は、前記合成画像において基板の像を構成する画素の画素値をあらかじめ定められた基板の円周方向について積算する操作を、あらかじめ定められた基板の配列方向に沿って行うことによって、前記配列方向に対する積算値の変化を示すピークプロファイルデータを生成したうえで、前記ピークプロファイルデータに表れるピーク位置に基づいて前記基板の保持位置を特定する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板検出装置であって、
前記検出実行位置が、前記基板処理装置において前記所定の処理を行うチャンバの内部の所定位置であるとともに、前記撮像画像生成手段が、前記チャンバの壁を介して前記検出実行位置に保持されている基板を撮像する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板検出装置と、
前記保持手段として機能する基板搬送手段と、
前記チャンバ内に設けられた薬液槽と、
を備え、
前記所定の処理として、前記薬液槽に前記基板を浸漬することによる薬液処理を行い、前記基板検出装置が、前記薬液処理後に前記基板搬送手段に保持されている基板の保持状態を検出する、
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
基板に対し所定の処理を行う基板処理装置において複数の基板を保持可能な所定の保持手段に保持されている基板の保持状態を検出する装置であって、
所定の検出実行位置において、前記保持手段に保持されている基板に対し照明光を照射する照明手段と、
前記照明光が照射された基板を相異なる露光条件で複数回撮像することにより複数の撮像画像データを生成する撮像画像生成手段と、
前記複数の撮像画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成手段と、
前記合成画像データによって表現される合成画像に基づいて、前記保持手段における基板の保持位置を特定する保持位置特定手段と、
前記保持位置特定手段によって特定された基板の保持位置と、前記基板の保持位置としてあらかじめ想定されている想定保持位置とを比較し、両者が合致する場合に前記基板の保持状態が正常であるという検出結果を生成し、両者が合致しない場合には前記基板の保持状態に異常があるという検出結果を生成する保持状態判定手段と、
を備えることを特徴とする基板検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板検出装置であって、
前記画像合成手段は、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値のうち所定の上限値未満の範囲内で最大の画素値と当該画素値を与える撮像画像データを生成した露光時間との積に基づいて定まる値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板検出装置であって、
前記画像合成手段が、前記最大の画素値と前記露光時間との積の対数値に基づいて定まる値が前記合成画像の前記対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板検出装置であって、
前記画像合成手段が、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値の平均値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の基板検出装置であって、
前記画像合成手段が、前記複数の撮像画像データのそれぞれが表現する画像において同一位置にある画素同士の画素値の中央値が前記合成画像の対応位置における画素値となるように、前記合成画像データを生成する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板検出装置であって、
前記保持位置特定手段は、前記合成画像において基板の像を構成する画素の画素値をあらかじめ定められた基板の円周方向について積算する操作を、あらかじめ定められた基板の配列方向に沿って行うことによって、前記配列方向に対する積算値の変化を示すピークプロファイルデータを生成したうえで、前記ピークプロファイルデータに表れるピーク位置に基づいて前記基板の保持位置を特定する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板検出装置であって、
前記検出実行位置が、前記基板処理装置において前記所定の処理を行うチャンバの内部の所定位置であるとともに、前記撮像画像生成手段が、前記チャンバの壁を介して前記検出実行位置に保持されている基板を撮像する、
ことを特徴とする基板検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板検出装置と、
前記保持手段として機能する基板搬送手段と、
前記チャンバ内に設けられた薬液槽と、
を備え、
前記所定の処理として、前記薬液槽に前記基板を浸漬することによる薬液処理を行い、前記基板検出装置が、前記薬液処理後に前記基板搬送手段に保持されている基板の保持状態を検出する、
ことを特徴とする基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図５】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図５】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００９−３２８２９（Ｐ２００９−３２８２９Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９３９５６（Ｐ２００７−１９３９５６）
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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