特開 2023-153470 撮像装置、検査装置、検査方法および基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023153470

(43)【公開日】2023-10-18

(54)【発明の名称】撮像装置、検査装置、検査方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20231011BHJP

【ＦＩ】

G01N21/956 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062763

(22)【出願日】2022-04-05

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】菱谷 大輔

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA51

2G051AB05

2G051AC15

2G051BA01

2G051BB01

2G051CA04

2G051CB01

2G051DA03

(57)【要約】

【課題】半導体ウエハなどの被撮像物の周縁部を良好に撮像することができる優れた汎用性を有する撮像装置、当該撮像装置を用いて被撮像物の周縁部を検査することができる検査技術、ならびに当該撮像装置を装備する基板処理装置を提供する。
【解決手段】この発明は、被撮像物から離れた位置より被撮像物の周縁部を撮像する撮像位置に向けて照明光を照射する光源と、撮像位置において、光源からの照明光を拡散反射させることで発生する拡散光により周縁部を照明する拡散照明部と、拡散光により照明された周縁部で反射された反射光を被撮像物から離れた位置に導光するガイド部と、を有するヘッド部と、被撮像物から離れた位置でガイド部により導光された反射光を受光して周縁部の像を取得する撮像部と、を備えている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被撮像物の周縁部を撮像する撮像装置であって、
前記被撮像物から離れた位置より前記被撮像物の周縁部を撮像する撮像位置に向けて照明光を照射する光源と、
前記撮像位置において、前記光源からの前記照明光を拡散反射させることで発生する拡散光により前記周縁部を照明する拡散照明部と、前記拡散光により照明された前記周縁部で反射された反射光を前記被撮像物から離れた位置に導光するガイド部と、を有するヘッド部と、
前記被撮像物から離れた位置で前記ガイド部により導光された前記反射光を受光して前記周縁部の像を取得する撮像部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像装置であって、
前記拡散照明部は、前記照明光を拡散反射させることで前記周縁部の上面に向う上面拡散光を前記拡散光として発生させる第１上方拡散面を有する撮像装置。

【請求項3】

請求項２に記載の撮像装置であって、
前記第１上方拡散面は、前記周縁部の上面に近づくにしたがって前記照明光が進む方向に傾斜した傾斜面である撮像装置。

【請求項4】

請求項３に記載の撮像装置であって、
前記ガイド部は、前記上面拡散光を受けた前記周縁部の上面で反射された光をさらに反射させることで前記反射光として前記撮像部に導光する上方反射面を有する撮像装置。

【請求項5】

請求項１に記載の撮像装置であって、
前記拡散照明部は、前記照明光を拡散反射させることで前記周縁部の側面に向う側面拡散光を前記拡散光として発生させる側方拡散面を有する撮像装置。

【請求項6】

請求項５に記載の撮像装置であって、
前記側方拡散面は、前記周縁部の側面に近づくにしたがって前記照明光が進む方向に傾斜した傾斜面である撮像装置。

【請求項7】

請求項６に記載の撮像装置であって、
前記ガイド部は、前記側面拡散光を受けた前記周縁部の側面で反射された光をさらに反射させることで前記反射光として前記撮像部に導光する側方反射面を有する撮像装置。

【請求項8】

請求項１に記載の撮像装置であって、
前記拡散照明部は、前記照明光を拡散反射させることで前記周縁部の下面に向う下面拡散光を前記拡散光として発生させる第１下方拡散面を有する撮像装置。

【請求項9】

請求項８に記載の撮像装置であって、
前記第１下方拡散面は、前記周縁部の下面に近づくにしたがって前記照明光が進む方向に傾斜した傾斜面である撮像装置。

【請求項10】

請求項９に記載の撮像装置であって、
前記ガイド部は、前記下面拡散光を受けた前記周縁部の下面で反射された光をさらに反射させることで前記反射光として前記撮像部に導光する下方反射面を有する撮像装置。

【請求項11】

請求項１に記載の撮像装置であって、
前記ヘッド部は、前記拡散照明部および前記ガイド部を一体的に保持する保持部を有する撮像装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の撮像装置であって、
前記保持部は、前記照明光を拡散反射させることで前記周縁部の上面に向う上面拡散光を前記拡散光として発生させる第２上方拡散面を有する撮像装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の撮像装置であって、
前記保持部は、前記照明光を拡散反射させることで前記周縁部の下面に向う下面拡散光を前記拡散光として発生させる第２下方拡散面を有する撮像装置。

【請求項14】

請求項１に記載の撮像装置であって、
前記撮像位置と前記被撮像物から退避する退避位置との間で、前記ヘッド部を移動させて前記撮像位置または前記退避位置に位置決めするヘッド駆動部と、
前記被撮像物の周縁部を撮像しない間においては前記ヘッド部が前記退避位置に位置決めされる一方、前記被撮像物の周縁部を撮像する際には前記ヘッド部が前記撮像位置に位置決めるように、前記ヘッド駆動部を制御する位置決め制御部と、
をさらに備える撮像装置。

【請求項15】

被撮像物の周縁部を検査する検査装置であって、
請求項１４に記載の撮像装置と、
前記ヘッド部が前記撮像位置に位置決めされた状態で、前記ヘッド部に対して前記被撮像物を一定方向に移動させる移動部と、
前記移動部により前記ヘッド部に対して前記被撮像物が相対移動している間に前記撮像部が取得した前記複数の周縁部の像から前記一定方向に沿った前記被撮像物の周縁部画像を取得する画像取得部と、
前記周縁部画像に基づき前記周縁部を検査する検査部と、
を備えることを特徴とする検査装置。

【請求項16】

被撮像物の周縁部を検査する検査方法であって、
請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の撮像装置の前記ヘッド部を前記撮像位置に位置決めしながら前記ヘッド部に対して前記被撮像物を一定方向に相対移動させる工程と、
前記ヘッド部に対して前記被撮像物が相対的に移動している間に前記撮像部が取得した前記複数の周縁部の像を合成して前記一定方向に沿った前記被撮像物の周縁部画像を取得する工程と、
前記周縁部画像に基づき前記周縁部を検査する工程と、
を備えることを特徴とする検査方法。

【請求項17】

基板を保持して回転させる回転機構と、
前記回転機構により回転される前記基板の周縁部に処理液を供給して前記基板の周縁部を処理する処理機構と、
前記周縁部を処理する前または処理した後に前記周縁部を撮像する撮像装置と、を備え、
前記撮像装置は、
前記基板の周縁部から離れた位置より前記基板の周縁部を撮像する撮像位置に向けて照明光を照射する光源と、
前記撮像位置において、前記光源からの前記照明光を拡散反射させることで発生する拡散光により前記周縁部を照明する拡散照明部と、前記拡散光により照明された前記周縁部で反射された反射光を前記基板から離れた離間位置に導光するガイド部と、を有するヘッド部と、
前記基板の周縁部から離れた位置で前記ガイド部により導光された前記反射光を受光して前記周縁部の像を取得する撮像部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、半導体ウエハなどの被撮像物の周縁部を撮像する撮像装置、当該撮像装置により撮像した周縁部画像に基づいて被撮像物を検査する検査技術、ならびに当該撮像装置を装備する基板処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハなどの被撮像物の周縁部に対して種々の処理を施す処理システムが知られている。例えば特許文献１では、基板に塗布材が塗り広げられた後で、基板のベベル部が洗浄される。また、ベベル洗浄工程後に、ベベル部の表面状態を検査してベベル部における塗布材の有無を判定する検査工程が実行される。この検査工程は、ベベル洗浄工程を実行する装置とは異なる装置で実行される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１３９４９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載のシステムでは、ベベル洗浄工程を実行する基板処理装置と、検査工程を実行する検査装置とが相互に分離されている。このため、基板処理装置での不良発生時と検査装置での不良発見に時間差が生じる。これが、歩留まり低下の要因となることがあった。

【0005】

そこで、上記問題を解消するために、基板処理装置に検査装置を組み込むことが考えられる。しかしながら、検査装置は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラを基板の周縁部に配置し、当該カメラにより基板の周縁部を撮像する。また、ベベル部の表面状態を検査する場合、様々な方向からベベル部を観察するためのカメラと、カメラに対応して様々な方向からベベル部を照明するための光源が必要となる。つまり、従来の検査装置では、基板の周縁部近傍に配置する構成要素は比較的大きく、基板処理装置への検査装置の組込は困難であった。

【0006】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、半導体ウエハなどの被撮像物の周縁部を良好に撮像することができる優れた汎用性を有する撮像装置、当該撮像装置を用いて被撮像物の周縁部を検査することができる検査技術、ならびに当該撮像装置を装備する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】

【0007】

本発明の第１の態様は、被撮像物の周縁部を撮像する撮像装置であって、被撮像物から離れた位置より被撮像物の周縁部を撮像する撮像位置に向けて照明光を照射する光源と、撮像位置において、光源からの照明光を拡散反射させることで発生する拡散光により周縁部を照明する拡散照明部と、拡散光により照明された周縁部で反射された反射光を被撮像物から離れた位置に導光するガイド部と、を有するヘッド部と、被撮像物から離れた位置でガイド部により導光された反射光を受光して周縁部の像を取得する撮像部と、を備えることを特徴としている。

【0008】

また、本発明の第２の態様は、被撮像物の周縁部を検査する検査装置であって、上記撮像装置と、ヘッド部が撮像位置に位置決めされた状態で、ヘッド部に対して被撮像物を一定方向に相対移動させる移動部と、移動部によりヘッド部に対して被撮像物が相対的に移動している間に撮像部が取得した複数の周縁部の像から一定方向に沿った被撮像物の周縁部画像を取得する画像取得部と、周縁部画像に基づき周縁部を検査する検査部と、を備えることを特徴としている。

【0009】

また、本発明の第３の態様は、被撮像物の周縁部を検査する検査方法であって、上記撮像装置のヘッド部を撮像位置に位置決めしながらヘッド部に対して被撮像物を一定方向に相対的に移動させる工程と、ヘッド部に対して被撮像物が相対的に移動している間に撮像部が取得した複数の周縁部の像を合成して一定方向に沿った被撮像物の周縁部画像を取得する工程と、周縁部画像に基づき周縁部を検査する工程と、を備えることを特徴としている。

【0010】

さらに、本発明の第４の態様は、基板処理装置であって、基板を保持して回転させる回転機構と、回転機構により回転される基板の周縁部に処理液を供給して基板の周縁部を処理する処理機構と、周縁部を処理する前または処理した後に周縁部を撮像する撮像装置と、を備え、撮像装置は、基板の周縁部から離れた位置より基板の周縁部を撮像する撮像位置に向けて照明光を照射する光源と、撮像位置において、光源からの照明光を拡散反射させることで発生する拡散光により周縁部を照明する拡散照明部と、拡散光により照明された周縁部で反射された反射光を基板から離れた離間位置に導光するガイド部と、を有するヘッド部と、基板の周縁部から離れた位置でガイド部により導光された反射光を受光して周縁部の像を取得する撮像部と、を備えることを特徴としている。

【0011】

このように構成された発明では、光源および撮像部が基板などの被撮像物から離れた位置に配置される一方、ヘッド部が撮像位置に配置される。そして、光源からの照明光を拡散照明部により拡散反射することで発生した拡散光が周縁部を照明する。また、拡散光により照明された周縁部で反射された反射光がガイド部により撮像部に導光される。こうして撮像部により周縁部が撮像される。

【発明の効果】

【0012】

この発明によれば、半導体ウエハなどの被撮像物の周縁部を良好に撮像することができ、しかも優れた汎用性を有する撮像装置が得られる。また、この撮像装置を用いることで検査装置の小型化も可能であり、基板処理装置への組み込みも容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る基板処理装置の第１実施形態を装備する基板処理システムを示す図である。

【図2】基板処理装置の第１実施形態の構成を概略的に示す図である。

【図3】基板処理装置の一部を上方から見た平面図である。

【図4】図２および図３に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図5】撮像機構のヘッド部を示す斜視図である。

【図6】図５に示すヘッド部の分解組立斜視図である。

【図7A】上面撮像に寄与する光の進み方を模式的に示す図である。

【図7B】図７Ａの部分断面拡大図である。

【図7C】下面撮像に寄与する光の進み方を模式的に示す図である。

【図7D】側面撮像に寄与する光の進み方を模式的に示す図である。

【図8】撮像部により撮像された基板の周縁部および隣接領域の画像を模式的に示す図である。

【図9】図１に示す基板処理装置で実行される基板処理を示すフローチャートである。

【図10】撮像部を用いた基板の全周縁画像の取得動作を示すフローチャートである。

【図11】図１０に示す全周縁画像の取得動作にしたがって取得されたベベルエッチング処理後の全周縁画像の一例を示す模式図である。

【図12】全周縁画像に対して残渣を強調する画像処理を施して取得された残渣強調画像の一例を示す模式図である。

【図13】本発明に係る撮像装置の第２実施形態に装備されるヘッド部を示す斜視図である。

【図14】図１３に示すヘッド部の分解組立斜視図である。

【図15】図１３に示すヘッド部のアームへの取付状態を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は本発明に係る基板処理装置の第１実施形態を装備する基板処理システムを示す図である。基板処理システム２００は、基板Ｓに対して処理を施す基板処理部２１０と、この基板処理部２１０に結合されたインデクサ部２２０とを備えている。インデクサ部２２０は、基板Ｓを収容するための容器Ｃ（複数の基板Ｓを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening UnifiedPod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）など）を複数個保持することができる容器保持部２２１と、この容器保持部２２１に保持された容器Ｃにアクセスして、未処理の基板Ｓを容器Ｃから取り出したり、処理済みの基板Ｓを容器Ｃに収納したりするためのインデクサロボット２２２を備えている。各容器Ｃには、複数枚の基板Ｓがほぼ水平な姿勢で収容されている。本明細書では、基板Ｓの両主面のうちパターンが形成されているパターン形成面（一方主面）を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた面を「下面」と称し、上方に向けられた面を「上面」と称する。また、本明細書において「パターン形成面」とは、基板において、任意の領域に凹凸パターンが形成されている面を意味する。

【0015】

インデクサロボット２２２は、装置筐体に固定されたベース部２２２ａと、ベース部２２２ａに対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム２２２ｂと、多関節アーム２２２ｂの先端に取り付けられたハンド２２２ｃとを備える。ハンド２２２ｃはその上面に基板Ｓを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。

【0016】

基板処理部２１０は、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット２１１と、この基板搬送ロボット２１１を取り囲むように配置された複数の処理ユニット１とを備えている。具体的には、基板搬送ロボット２１１が配置された空間に面して複数の処理ユニット１が配置されている。これらの処理ユニット１に対して基板搬送ロボット２１１はランダムにアクセスして基板Ｓを受け渡す。一方、各処理ユニット１は基板Ｓに対して所定の処理を実行する。本実施形態では、これらの処理ユニット１の一つが本発明に係る基板処理装置に相当している。

【0017】

図２は基板処理装置の第１実施形態の構成を概略的に示す図である。図３は基板処理装置の一部を上方から見た平面図である。図４は図２および図３に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。図２、図３および以下に参照する各図では、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、各図には方向関係を明確にするため、Ｚ軸を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする座標系を適宜付している。

【0018】

基板処理装置（処理ユニット）１は、回転機構２、飛散防止機構３、処理機構４、周縁加熱機構５および撮像機構６を備えている。これら各部２～６は、処理チャンバ１００の内部空間１０１に収容された状態で、装置全体を制御する制御ユニット９と電気的に接続されている。そして、各部２～６は、制御ユニット９からの指示に応じて動作する。

【0019】

制御ユニット９としては、例えば、一般的なコンピュータと同様のものを採用できる。すなわち、制御ユニット９においては、プログラムに記述された手順に従って主制御部としてのＣＰＵが演算処理を行うことにより、基板処理装置１の各部を制御する。これによって、基板処理装置１は、処理チャンバ内で基板Ｓの上面の周縁部に処理液を供給してベベルエッチング処理を本発明の「処理」の一例として実行する。なお、制御ユニット９の詳しい構成および動作については、後で詳述する。また、本実施形態では、各基板処理装置１に対して制御ユニット９を設けているが、１台の制御ユニットにより複数の基板処理装置１を制御するように構成してもよい。また、基板処理システム２００全体を制御する制御ユニット（図示省略）により基板処理装置１を制御するように構成してもよい。

【0020】

回転機構２は、基板Ｓを、その表面を上方に向けた状態で、略水平姿勢に保持しつつ回転方向ＡＲ１（図３）に回転させる。回転機構２は、基板Ｓの主面中心を通る鉛直な回転軸ＡＸまわりに回転させる。回転機構２は、基板Ｓより小さい円板状の部材であるスピンチャック２１を備えている。スピンチャック２１は、その上面が略水平となり、その中心軸が回転軸ＡＸに一致するように設けられている。スピンチャック２１の下面には、回転軸部２２が連結されている。回転軸部２２は、その軸線を回転軸ＡＸと一致させた状態で、鉛直方向に延設されている。また、回転軸部２２には、回転駆動部（例えば、モータ）２３が接続されている。回転駆動部２３は、制御ユニット９からの回転指令に応じて回転軸部２２をその軸線周りに回転駆動する。したがって、スピンチャック２１は、回転軸部２２とともに回転軸ＡＸまわりに回転可能である。回転駆動部２３と回転軸部２２とは、スピンチャック２１を回転軸ＡＸ中心に回転させる機能を担っている。

【0021】

スピンチャック２１の中央部には、図示省略の貫通孔が設けられており、回転軸部２２の内部空間と連通している。内部空間には、バルブ（図示省略）が介装された配管を介してポンプ２４（図４）が接続されている。ポンプ２４およびバルブは、制御ユニット９に電気的に接続されており、制御ユニット９からの指令に応じて動作する。これによって、負圧と正圧とが選択的にスピンチャック２１に付与される。例えば基板Ｓがスピンチャック２１の上面に略水平姿勢で置かれた状態でポンプ２４が負圧をスピンチャック２１に付与すると、スピンチャック２１は基板Ｓを下方から吸着保持する。一方、ポンプ２４が正圧をスピンチャック２１に付与すると、基板Ｓはスピンチャック２１の上面から取り外し可能となる。また、ポンプ２４の吸引を停止すると、スピンチャック２１の上面上で基板Ｓは水平移動可能となる。

【0022】

飛散防止機構３は、図３に示すように、スピンチャック２１に保持された基板Ｓの外周を囲むように設けられた概略筒状のカップ３１と、カップ３１の外周部の下方に設けられた液受け部３２とを有している。制御ユニット９からの制御指令に応じてガード駆動部３３（図４）が作動することで、カップ３１が昇降する。カップ３１が下方位置に位置決めされると、図２に示すように、カップ３１の上端部はスピンチャック２１に保持された基板Ｓの周縁部Ｓｓよりも下方に位置する。逆に、カップ３１が上方位置に位置決めされると、カップ３１の上端部は基板Ｓの周縁部Ｓｓよりも上方に位置する。

【0023】

カップ３１が下方位置にあるときには、図２に示すように、スピンチャック２１に保持される基板Ｓがカップ３１外に露出した状態になっている。このため、例えばスピンチャック２１への基板Ｓの搬入および搬出時にカップ３１が障害となることが防止される。

【0024】

一方、カップ３１が上方位置にあるときには、カップ３１の内周面はスピンチャック２１に保持される基板Ｓの外周を取り囲む。これにより、後述するベベルエッチング処理時に基板Ｓの周縁部Ｓｓから振り切られる処理液の液滴が処理チャンバ１００内に飛散するのを防止することができる。また、処理液を確実に回収することが可能となる。すなわち、基板Ｓが回転することで基板Ｓの周縁部Ｓｓから振り切られる処理液の液滴はカップ３１の内周面に付着して下方へ流下し、カップ３１の下方に配置された液受け部３２により集められて回収される。

【0025】

処理機構４は、ベース４１と、回動支軸４２と、アーム４３と、処理液ノズル４４とを有している。ベース４１は処理チャンバ１００に固定されている。このベース４１に対し、回動支軸４２が回動自在に設けられている。回動支軸４２からアーム４３が水平に伸びており、その先端に処理液ノズル４４が取り付けられている。回動支軸４２が制御ユニット９からの制御指令に応じて回動することによりアーム４３が揺動し、アーム４３先端の処理液ノズル４４が、図３に示すように基板Ｓの上方から側方へ退避した退避位置（図３中の２点鎖線位置）と、基板Ｓの周縁部上方の処理位置（図３中の実線位置）との間を移動する。

【0026】

処理液ノズル４４は処理液供給部４５（図４）に接続されている。そして、制御ユニット９からの供給指令に応じて処理液供給部４５が処理液を処理液ノズル４４に向けて供給すると、処理液ノズル４４から処理開始位置Ｐｓに向けて処理液が吐出される。この処理開始位置Ｐｓは、基板Ｓの周縁部Ｓｓが移動する経路上の１点である。したがって、処理液ノズル４４が処理液を吐出しつつスピンチャック２１が回転することで、基板Ｓの周縁部Ｓｓの各部は処理開始位置Ｐｓを通過する間に処理液の供給を受ける。その結果、基板Ｓの周縁部Ｓｓ全体に対し、処理液によるベベルエッチング処理が実行される。

【0027】

周縁加熱機構５は環状のヒーター５１で構成されている。ヒーター５１は、基板Ｓの下面周縁部に沿って基板Ｓの周方向に延在された発熱体を内蔵している。このヒーター５１に対して制御ユニット９から加熱指令が与えられると、発熱体から放出される熱によって基板Ｓの周縁部Ｓｓが下方から加熱される。それによって、周縁部Ｓｓの温度がベベルエッチング処理に適した値に昇温される。

【0028】

撮像機構６は、本発明の「撮像装置」の第１実施形態に相当している。撮像機構６は、ベース６Ａと、回動支軸６Ｂと、アーム６Ｃと、ヘッド駆動部６Ｄと、光源６Ｅと、撮像部６Ｆと、ヘッド部６Ｇと、を有している。ベース６Ａは処理チャンバ１００に固定されている。このベース６Ａに対し、回動支軸６Ｂが回動自在に設けられている。回動支軸６Ｂからアーム６Ｃが水平に伸びており、その先端にヘッド部６Ｇが取り付けられている。そして、アーム６Ｃを駆動するヘッド駆動部６Ｄ（図４）に対して制御ユニット９から制御指令が与えられると、当該指令に応じてヘッド駆動部６Ｄは図３中の１点鎖線で示すようにアーム６Ｃを揺動する。これによって、アーム６Ｃ先端に取り付けられたヘッド部６Ｇが、基板Ｓの上方から側方へ退避した退避位置Ｐ１（図３中の実線位置）と、基板Ｓの周縁部Ｓｓを撮像する撮像位置Ｐ２（図３中の１点鎖線位置）との間で往復移動する。

【0029】

図３に示すように、撮像位置Ｐ２からＸ方向に離間した離間位置Ｐ３に光源６Ｅおよび撮像部６Ｆが設けられている。この離間位置Ｐ３は、基板Ｓやカップ３１などのベベルエッチング処理を行う各部（回転機構２、飛散防止機構３、処理機構４、周縁加熱機構５）から離間している。光源６Ｅは、カップ３１の外側から撮像位置Ｐ２に向けて照明光Ｌ１を照射する。このとき、カップ３１は下方位置に位置決めされるとともに、ヘッド部６Ｇが撮像位置Ｐ２に位置決めされており、照明光Ｌ１がヘッド部６Ｇに入射する。この照明光Ｌ１はヘッド部６Ｇで拡散反射される。こうして発生する拡散光で基板Ｓの周縁部Ｓｓは照明される。そして、基板Ｓの周縁部Ｓｓで反射された反射光Ｌ２がさらにヘッド部６Ｇで反射される。反射光Ｌ２はヘッド部６Ｇから離間位置Ｐ３に向けて導光され、撮像部６Ｆに入射される。これによって、撮像部６Ｆは基板Ｓの周縁部Ｓｓの像を取得し、その画像データを制御ユニット９に送る。

【0030】

上記したように、ヘッド部６Ｇは、光源６Ｅからの照明光Ｌ１を受けて拡散光を発生させ、当該拡散光により基板Ｓの周縁部Ｓｓを照明する拡散照明機能と、周縁部Ｓｓで反射された反射光Ｌ２を撮像部６Ｆにガイドするガイド機能とを兼ね備えている。以下、ヘッド部６Ｇの構成および動作を図５ないし図８を参照しつつ説明する。

【0031】

図５は撮像機構のヘッド部を示す斜視図である。図６は図５に示すヘッド部の分解組立斜視図である。ヘッド部６Ｇは、３つの拡散面６１ａ～６１ｃを有する拡散照明部６１と、３枚のミラー部材６２ａ～６２ｃで構成されるガイド部６２と、２つの拡散面６３ａ、６３ｂを有する保持部６３と、支持部６４とを有している。なお、図５（および後で説明する図７Ａ、図７Ｃないし図７Ｄ）においては、保持部６３を明示するために、保持部６３に該当する領域にドットを付している。また、図５（および後で説明する図７Ａ、図７Ｃないし図７Ｄ）中の太破線領域は、照明光Ｌ１により照明される範囲、つまり光源６Ｅによる照明領域を示している。

【0032】

保持部６３は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン：polyetheretherketone）で構成されており、図６に示すように、Ｘ方向と直交する水平方向Ｙに延設されたプレート部位６３１と、プレート部位６３１の（＋Ｙ）方向側、つまり基板側で（＋Ｘ）方向に突出した突出部位６３２とを有している。保持部６３では、図５および図６に示すように、突出部位６３２の（＋Ｙ）方向側の端面からプレート部位６３１の一部領域にかけてＹ方向に延びる切欠部６３６が設けられている。切欠部６３６の鉛直方向サイズは基板Ｓの厚みよりも幅広であり、図５に示すように、ヘッド部６Ｇが撮像位置Ｐ２に位置決めされると、切欠部６３６が基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび周縁部Ｓｓからさらに径方向内側（同図の右手側）に入った領域まで入り込む。このように位置決めされた状態で、プレート部位６３１のうち切欠部６３６の鉛直上方領域、（－Ｙ）方向側の領域および鉛直下方領域がそれぞれ基板Ｓの周縁部Ｓｓの上面Ｓｓｕ、側面Ｓｓｅおよび下面Ｓｓｄと対向している。切欠部６３６の鉛直上方領域、（－Ｙ）方向側の領域および鉛直下方領域では、それぞれミラー取付部位６３３～６３５が設けられている。そして、ミラー取付部位６３３～６３５にミラー部材６２ａ～６２ｃがそれぞれ取り付けられている。なお、本実施形態では、耐薬性や耐熱性などを考慮して、ミラー部材６２ａ～６２ｃはＳｉ（シリコン）で構成されている。

【0033】

一方、突出部位６３２では、切欠部６３６の鉛直上方領域においてミラー部材６２ａに向かって傾斜した傾斜面が形成されており、当該傾斜面が拡散面６３ａとして機能する。すなわち、拡散面６３ａは、照明光Ｌ１の一部を拡散反射させることで基板Ｓの周縁部Ｓｓの上面Ｓｓｕに向う上面拡散光を発生させるものであり、本発明の「第２上方拡散面」の一例に相当している。なお、拡散面６３ａにおいて発生する拡散光について、本発明の「第１上方拡散面」として機能する拡散面６１ａにおいて発生する拡散光と一緒に後で図７Ａを参照しつつ説明する。

【0034】

また、切欠部６３６の鉛直下方領域においてミラー部材６２ｃに向かって傾斜した傾斜面が形成されており、当該傾斜面が拡散面６３ｂとして機能する。すなわち、拡散面６３ｂは、照明光Ｌ１の一部を拡散反射させることで基板Ｓの周縁部Ｓｓの下面Ｓｓｄに向う下面拡散光を発生させるものであり、本発明の「第２下方拡散面」の一例に相当している。なお、拡散面６３ｂにおいて発生する拡散光について、本発明の「第１下方拡散面」として機能する拡散面６１ｃにおいて発生する拡散光と一緒に後で図７Ｃ（周縁部Ｓｓに対して径方向内側に隣接する上面領域）を参照しつつ説明する。

【0035】

このようにミラー部材６２ａ～６２ｃが取り付けられた保持部６３が、その（＋Ｘ）方向側に配置される拡散照明部６１と、その（－Ｘ）方向側に配置される支持部６４とで挟み込まれた状態で一体化されている。

【0036】

拡散照明部６１は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）で構成されている。拡散照明部６１は、図５および図６に示すように、水平方向Ｙに延設されたプレート形状を有しており、（＋Ｙ）方向側の端部に切欠部６１１が形成されている。この切欠部６１１は、（＋Ｘ）方向側から見てＵ字を時計方向に９０゜回転させた形状を有している。また、拡散照明部６１では、切欠部６１１に沿って傾斜面が設けられている。傾斜面は切欠部６１１に近づくにしたがって照明光Ｌ１が進む方向（－Ｘ）方向に傾斜するように仕上げられたテーパー面である。特に、このテーパー面のうち切欠部６１１の鉛直上方領域、（－Ｙ）方向側の領域および鉛直下方領域がそれぞれ拡散面６１ａ～６１ｃとして機能する。そして、図５に示すように、拡散面６１ａ～６１ｃが光源６Ｅによる照明領域（図５の太破線領域）に位置するとともに拡散面６１ａ、６１ｃがそれぞれ拡散面６３ａ、６３ｂと隣接するように、拡散照明部６１は保持部６３に対して位置決めされている。

【0037】

図７Ａは上面撮像に寄与する光の進み方を模式的に示す図である。図７Ｂは図７Ａの部分断面拡大図である。拡散面６１ａおよび拡散面６３ａは、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、照明光Ｌ１の一部を拡散反射させることで周縁部Ｓｓを含む基板Ｓの上面に向う上面拡散光Ｌａを発生させるものであり、本発明の「第１上方拡散面」の一例に相当している。また、拡散面６３ａも拡散面６１ａと同様に、上面拡散光Ｌａを発生させる。そして、これらの上面拡散光Ｌａの一部は周縁部Ｓｓの上面および周縁部Ｓｓの隣接領域（周縁部Ｓｓに対して径方向内側に隣接する上面領域）で反射され、反射光Ｌ２が発生する。この反射光Ｌ２には、周縁部Ｓｓの上面Ｓｓｕで反射された反射光（図７Ａ中の点線矢印参照）と、周縁部Ｓｓの隣接領域の上面で反射された反射光（図７Ａ中の破線矢印参照）とが含まれており、それらの反射光Ｌ２は、さらにミラー部材６２ａの反射面６２ａ１で反射された後で、離間位置Ｐ３に導光される。つまり、なお、反射面６２ａ１は、本発明の「上方反射面」として機能する。そして、反射光は撮像部６Ｆで受光される。その結果、撮像部６Ｆによって、周縁部Ｓｓおよび隣接領域の上面の像（以下「上面画像」という）を撮像することが可能となっている。

【0038】

図７Ｃは下面撮像に寄与する光の進み方を模式的に示す図である。拡散面６１ｃおよび拡散面６３ｂは、基板Ｓを挟んで、拡散面６１ａおよび拡散面６３ａの下方側に位置しており、周縁部Ｓｓおよび隣接領域の下面を下面拡散光で照明する。つまり、拡散面６１ｃは、本発明の「第１下方拡散面」の一例に相当するものであり、図７Ｃに示すように、照明光Ｌ１の一部を拡散反射させることで周縁部Ｓｓを含む基板Ｓの下面に向う下面拡散光Ｌｃを発生させる。下面拡散光Ｌｃを発生させる点は、拡散面６３ｂも同様である。そして、これらの下面拡散光Ｌｃの一部は基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび上記隣接領域の下面で反射され、反射光Ｌ２が発生する。この反射光Ｌ２には、周縁部Ｓｓの下面Ｓｓｄで反射された反射光（図７Ｃ中の点線矢印参照）と、周縁部Ｓｓの隣接領域の下面で反射された反射光（図７Ｃ中の破線矢印参照）とが含まれており、それらの反射光Ｌ２は、さらにミラー部材６２ｃの反射面６２ｃ１で反射された後で、離間位置Ｐ３に導光される。つまり、なお、反射面６２ｃ１は、本発明の「下方反射面」として機能する。そして、反射光Ｌ２は撮像部６Ｆで受光される。その結果、撮像部６Ｆによって、周縁部Ｓｓおよび隣接領域の下面の像（以下「下面画像」という）を撮像することが可能となっている。

【0039】

図７Ｄは側面撮像に寄与する光の進み方を模式的に示す図である。拡散面６１ｂは、図７Ｄに示すように、照明光Ｌ１の一部を拡散反射させることで基板Ｓの側面Ｓｓｅ（図５）に向う側面拡散光Ｌｂを発生させるものであり、本発明の「側方拡散面」の一例に相当している。そして、側面拡散光Ｌｂの一部は基板Ｓの側面Ｓｓｅで反射され、反射光Ｌ２が発生する。この反射光Ｌ２には、基板Ｓの側面Ｓｓｅで反射された反射光（図７Ａ中の点線矢印参照）が含まれており、この反射光は、さらにミラー部材６２ｂの反射面６２ｂ１で反射された後で、離間位置Ｐ３に導光される。このように反射面６２ａ１は、本発明の「側方反射面」として機能する。

【0040】

撮像部６Ｆは、物体側テレセントリックレンズで構成される観察レンズ系と、ＣＭＯＳカメラとを有している。したがって、上記反射光Ｌ２のうち観察レンズ系の光軸に平行な光線のみがＣＭＯＳカメラのセンサ面に入射され、基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび隣接領域の像がセンサ面上に結像される。こうして撮像部６Ｆは基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび隣接領域を撮像し、例えば図８に示す画像（＝上面画像Ｍａ＋側面画像Ｍｂ＋下面画像Ｍｃ）を取得する。そして、その画像を示す画像データを撮像部６Ｆは制御ユニット９に送信する。図８は撮像部により撮像された基板の周縁部および隣接領域の画像を模式的に示す図であり、（ａ）はベベルエッチング処理前の画像を示し、（ｂ）はベベルエッチング処理後の画像を示している。これらの画像から明らかなように、当該画像を解析することで、周方向における基板Ｓの周縁部の形状やエッチング状況などを示す情報を取得することができる。そして、これらの情報から、スピンチャック２１に載置された基板Ｓの回転軸ＡＸに対する偏心量、基板Ｓの反り量やベベルエッチング結果（エッチング幅）などを検査することができる。

【0041】

そこで、上記のように構成された撮像機構６を装備する基板処理装置１では、制御ユニット９が、装置各部を制御し、（Ａ）ベベルエッチング処理前の基板検査、（Ｂ）アライメント処理、（Ｃ）アライメント処理後のベベルエッチング処理および（Ｄ）ベベルエッチング処理後の基板検査を実行する。この制御ユニット９は、図４に示すように、各種演算処理を行う演算処理部９１、基本プログラムや画像データを記憶する記憶部９２および各種情報を表示するとともに操作者からの入力を受け付ける入力表示部９３を有している。そして、制御ユニット９においては、プログラムに記述された手順にしたがって主制御部としての演算処理部９１が演算処理を行うことにより、基板処理装置１の各部を以下のように制御する。すなわち、演算処理部９１は、図４に示すように、ヘッド部６Ｇの位置決めを行う位置決め制御部、全周縁画像を取得する全周縁画像取得部、ベベルエッチング処理前の全周縁画像から基板Ｓの偏心量を導出する偏心量導出部、ベベルエッチング処理前の全周縁画像から基板Ｓの反り量を導出する反り量導出部、ベベルエッチング処理後の全周縁画像からエッチング幅を導出するエッチング幅導出部、および全周縁画像を画像処理して得られる残渣強調画像から残渣を分析する残渣分析部として機能する。

【0042】

なお、図４中の符号７は上記偏心量だけ基板Ｓを移動させて回転軸ＡＸに対する基板Ｓの偏心を補正する偏心補正機構である。偏心補正機構については、従来周知のものを使用することができるため、ここでは偏心補正機構７の詳しい構成については説明を省略する。

【0043】

図９は図１に示す基板処理装置で実行される基板処理を示すフローチャートである。基板処理装置１により基板Ｓにベベルエッチング処理を施す際には、演算処理部９１は、ガード駆動部３３によりカップ３１を下方位置に位置決めし、照明光Ｌ１および反射光Ｌ２がカップ３１により遮光される、いわゆるケラレが発生するのを防止する。また、演算処理部９１は、ヘッド駆動部６Ｄによりヘッド部６Ｇを退避位置Ｐ１（図３中の１点鎖線位置）に位置決めする。これにより、スピンチャック２１の上方に基板搬送ロボット２１１のハンドが進入するのに十分な搬送空間が形成される。そして、搬送空間の形成完了を確認すると、演算処理部９１は、基板搬送ロボット２１１に基板Ｓのローディングリクエストを行い、図１に示すように未処理の基板Ｓが基板処理装置１に搬入されてスピンチャック２１の上面に載置されるのを待つ。そして、スピンチャック２１上に基板Ｓが載置される（ステップＳ１）。これに続いて、ポンプ２４が作動して基板Ｓがスピンチャック２１に吸着保持される。

【0044】

基板Ｓのローディングが完了すると、基板搬送ロボット２１１が基板処理装置１から退避する。それに続いて、演算処理部９１は、基板Ｓの全周縁画像を取得する（ステップＳ２）。図１０は撮像部を用いた基板の全周縁画像の取得動作を示すフローチャートである。演算処理部９１は、記憶部９２に予め記憶された偏心量取得プログラムにしたがって撮像部６Ｆの各部およびスピンチャック２１を制御する。

【0045】

演算処理部９１は、基板Ｓを吸着保持したスピンチャック２１を回転させることで、基板Ｓを基準位置（回転角度がゼロの位置）に位置決めする（ステップＳ２０１）。演算処理部９１は、ヘッド駆動部６Ｄによりヘッド部６Ｇを退避位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２に移動させ、位置決めする（ステップＳ２０２）。これにより、図５に示すように、ヘッド部６Ｇの切欠部６３６が基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび隣接領域を挟み込むように、位置決めされる。これにより、撮像準備が完了する。

【0046】

次のステップＳ２０３で、演算処理部９１は光源６Ｅを点灯させ、ヘッド部６Ｇによる基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび隣接領域の拡散照明を開始する。それに続いて、演算処理部９１は回転駆動部２３に回転指令を与え、スピンチャック２１に保持された基板Ｓの回転を開始する（ステップＳ２０４）。その後、基板Ｓが所定角度だけ回転するごとに、ステップＳ２０５～Ｓ２０７が実行される。つまり、撮像部６Ｆにより例えば図８（ａ）に示す画像が取得される（ステップＳ２０５）。この画像には、上面画像Ｍａ、側面画像Ｍｂおよび下面画像Ｍｃが含まれており、各画像Ｍａ～Ｍｃを演算処理部９１は抽出する（ステップＳ２０６）。そして、演算処理部９１は、抽出した画像毎に回転などの画像処理を加えながら画像を繋ぎ合わせる（ステップＳ２０７）。このような処理は、基板Ｓが回転軸ＡＸまわりに１回転するまでの間、つまりステップＳ２０８で「ＹＥＳ」と判定されるまで実行される。これによって、基板Ｓの周縁部Ｓｓの上面Ｓｓｕを周方向に展開した上面全周縁画像ＩＭａ、側面Ｓｓｅを周方向に展開した側面全周縁画像ＩＭｂおよび下面Ｓｓｄを周方向に展開した下面全周縁画像ＩＭｃを含む基板Ｓの全周縁画像ＩＭが得られる。

【0047】

演算処理部９１は、全周縁画像ＩＭの保存（ステップＳ２０９）と並行して、回転駆動部２３に回転停止指令を与え、スピンチャック２１に保持された基板Ｓの回転を停止するとともに、光源６Ｅを消灯させ、照明を停止する（ステップＳ２１０）。これに続いて、演算処理部９１は、ヘッド駆動部６Ｄによりヘッド部６Ｇを撮像位置Ｐ２から退避位置Ｐ１に移動させ、位置決めする（ステップＳ２１１）。

【0048】

こうして取得された全周縁画像ＩＭのうち上面全周縁画像ＩＭａまたは下面全周縁画像ＩＭｃには、回転軸ＡＸに対する基板Ｓの偏心を反映した情報が含まれている。また、側面全周縁画像ＩＭｂには、基板Ｓの反りを反映した情報が含まれている。

【0049】

そこで、本実施形態では、演算処理部９１は、全周縁画像ＩＭから基板Ｓの偏心量および反り量を算出し（ステップＳ３）、それらの算出値（＝偏心量および反り量）の少なくとも一方が許容値以内であるか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、偏心量および反り量の算出方法については、従来より多用されているものを用いることができるため、これでは、それらの算出方法についての説明は省略する。

【0050】

ステップＳ４で、算出値が許容値を超えていると判定した場合（ステップＳ４で「ＮＯ」）、演算処理部９１は、基板Ｓが不良品である旨を入力表示部９３に表示し（ステップＳ５）、基板Ｓに対するベベルエッチング処理を中止する。一方、偏心量および反り量が許容値以内であり、基板Ｓが良品であることを確認すると、演算処理部９１は基板Ｓの偏心を補正する、いわゆるアライメント処理を実行する（ステップＳ６）。より具体的には、演算処理部９１は、スピンチャック２１を回転させることで偏心補正機構７によるアライメント補正を実行可能な回転位置に基板Ｓを位置決めした後、ポンプ２４の吸引を停止してスピンチャック２１の上面上で基板Ｓを水平移動可能にする。そして、演算処理部９１は偏心補正機構７によりアライメント補正を実行した後で、ポンプ２４の吸引を再開してアライメント補正された基板Ｓをスピンチャック２１で吸着保持する。これにより、基板Ｓの主面中心が鉛直な回転軸ＡＸ上に位置し、偏心が解消されている。

【0051】

次に、演算処理部９１は、ガード駆動部３３によりカップ３１を上方位置に上昇させる。これによって、カップ３１の内周面はスピンチャック２１に保持される基板Ｓの外周を取り囲む。こうして基板Ｓへの処理液の供給準備が完了すると、演算処理部９１は、回転駆動部２３に回転指令を与え、基板Ｓを保持するスピンチャック２１の回転を開始する。また、演算処理部９１は周縁加熱機構５のヒーター５１を作動させる。これに続いて、演算処理部９１は、処理液ノズル４４を処理開始位置Ｐｓに位置決めした後で、処理液供給部４５を制御して処理液を供給する。これにより、基板Ｓの周縁部Ｓｓの各部が処理開始位置Ｐｓを通過する間に、処理液の供給を受ける。その結果、基板Ｓの周縁部Ｓｓ全体に対し、処理液によるベベルエッチング処理が実行される（ステップＳ７）。そして、演算処理部９１は、基板Ｓのベベルエッチング処理に要する処理時間の経過などを検出すると、処理液供給部４５に供給停止指令を与え、処理液の吐出を停止する。それに続いて、演算処理部９１は、回転駆動部２３に回転停止指令を与え、スピンチャック２１の回転を停止させるとともに、ヒーター５１による加熱も停止させる。

【0052】

こうしてベベルエッチング処理が完了すると、演算処理部９１は、ステップＳ２と同様に、撮像機構６により、例えば図１１に示すようなベベルエッチング処理後の全周縁画像ＩＭを取得する（ステップＳ８）。この全周縁画像ＩＭは、上面全周縁画像ＩＭａと、側面全周縁画像ＩＭｂと、下面全周縁画像ＩＭｃとを含んでいる。特に、上面全周縁画像ＩＭａには、ベベルエッチング処理された領域の像を含んでいる。そこで、本実施形態では、全周縁画像ＩＭの上面全周縁画像ＩＭａに基づき演算処理部９１は基板Ｓを検査する（ステップＳ９）。つまり、基板Ｓの周縁部Ｓｓが所望のエッチング幅でベベルエッチングされているか否かを検査し、その検査結果を入力表示部９３に表示するとともに、記憶部９２に記憶する。また、当該全周縁画像ＩＭに対して残渣を強調する画像処理を加えることで、演算処理部９１は、例えば図１２に示すような残渣強調画像ＩＭｒを取得する。そして、残渣強調画像ＩＭｒに基づき演算処理部９１は基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび隣接領域に残留する残渣Ｒを検出し、サイズ毎の残渣数を計測してベベルエッチング結果のひとつとして報告する（残渣分析）。

【0053】

検査後、演算処理部９１は、基板搬送ロボット２１１に基板Ｓのアンローディングリクエストを行い、処理済の基板Ｓが基板処理装置１から搬出される（ステップＳ１０）。なお、これら一連の工程は繰り返して実行される。

【0054】

以上のように、本実施形態によれば、光源６Ｅおよび撮像部６Ｆがベベルエッチング処理を行う装置各部から離れた離間位置Ｐ３に配置される一方、ヘッド部６Ｇのみが撮像位置Ｐ２に配置されている。そして、光源６Ｅが照明光Ｌ１をヘッド部６Ｇの照明領域に向けて照射するとともに、基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび隣接領域で反射された反射光Ｌ２を撮像部６Ｆに導光することで、周縁部Ｓｓの画像を撮像している。したがって、周縁部Ｓｓを良好に撮像することができる。

【0055】

また、ヘッド部６Ｇのみを撮像位置Ｐ２に配置し、それ以外の光源６Ｅおよび撮像部６Ｆがベベルエッチング処理を行う装置各部（＝回転機構２＋飛散防止機構３＋処理機構４＋周縁加熱機構５）から離れるように、配置することができる。したがって、装置各部との干渉を回避しながら狭所領域に撮像機構６を組み込むことができ、優れた汎用性が得られる。

【0056】

また、撮像位置Ｐ２はベベルエッチング処理を行う処理液の環境下およびヒーター５１による加熱環境下にある。この点を考慮し、ヘッド部６ＧがＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、Ｓｉなどの耐薬性および耐熱性を有する材料で構成されている。したがって、基板処理装置１において、安定して基板Ｓの周縁部Ｓｓの画像を撮像することができる。その結果、基板Ｓの偏心量、反り量、エッチング幅などを高精度に検出することができ、優れた検査精度が得られる。また、残渣分析を高精度に行うことができる。

【0057】

さらに、ヘッド部６Ｇを用いることで、基板Ｓの周縁部Ｓｓの上面Ｓｓｕ、側面Ｓｓｅおよび下面Ｓｓｄに対して拡散照明するとともに、上面画像、側面画像および下面画像を一括して撮像することができる。したがって、優れた効率で基板Ｓの周縁部Ｓｓを多面的に撮像することができる。

【0058】

図１３は本発明に係る撮像装置の第２実施形態に装備されるヘッド部を示す斜視図である。図１４は図１３に示すヘッド部の分解組立斜視図である。図１５は図１３に示すヘッド部のアームへの取付状態を模式的に示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違するのは、２点である。一つ目は、保持部６３に設けられていた拡散面６３ａ、６３ｂに相当する拡散面６１ｄ、６１ｅが拡散照明部６１に設けられる一方で、保持部６３から拡散面６３ａ、６３ｂが取り除かれている点である。二つ目は、拡散照明部６１と保持部６３とが相互に嵌合して一体化可能に構成される一方、支持部６４を省略している点である。なお、その他の構成は、基本的に第１実施形態と同一である。このため、同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。

【0059】

第２実施形態では、図１３に示すように、（＋Ｙ）方向側の端部が（＋Ｘ）方向側から見て略Ｃ字状の切欠部６１１が形成されている。また、拡散照明部６１では、切欠部６１１に沿って傾斜面が設けられている。傾斜面は切欠部６１１に近づくにしたがって照明光Ｌ１が進む方向（－Ｘ）方向に傾斜するように仕上げられたテーパー面である。特に、このテーパー面のうち切欠部６１１の鉛直上方領域、（－Ｙ）方向側の領域および鉛直下方領域がそれぞれ拡散面６１ａ～６１ｃとして機能する。また、（＋Ｙ）方向の斜め上方領域および斜め下方領域が拡散面６１ｄ，６１ｅとして機能する。つまり、拡散面６１ｄ，６１ｅは第１実施形態における拡散面６３ａ、６３ｂと同様に機能し、拡散面は拡散照明部６１に集約されている。

【0060】

このような拡散面の集約に応じて保持部６３から突出部位６３２が取り除かれている。また、保持部６３は拡散照明部６１と相互に嵌合可能な形状に仕上げられている。すなわち、拡散照明部６１と保持部６３とは、相互に嵌合されることで、ミラー部材６２ａ～６２ｃを保持しながら一体化される。こうして、第１実施形態よりも少ない部品点数で、ヘッド部６Ｇが構成される。このヘッド部６Ｇは、図１５に示すように（－Ｙ）方向側の端部がアーム６Ｃに取り付けられた状態で、撮像位置Ｐ２に位置決めされる。そして、ベベルエッチング処理前（ステップＳ２）および処理後（ステップＳ８）、ヘッド部６Ｇの拡散照明部６１が光源６Ｅからの照明光Ｌ１を拡散反射し、拡散光Ｌａ～Ｌｃによって基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび隣接領域を照明する。また、ヘッド部６Ｇのガイド部６２が、周縁部Ｓｓおよび隣接領域で反射された反射光Ｌ２をさらに反射して撮像部６Ｆに導光する。そして、撮像部６Ｆが周縁部Ｓｓおよび隣接領域の像を撮像する。

【0061】

以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。また、第２実施形態では、第１実施形態よりも少ない部品点数でヘッド部６Ｇが構成されている。したがって、撮像機構６の製造コストを低減することができる。

【0062】

また、本発明の「第１上方拡散面」および「第２上方拡散面」にそれぞれ相当する拡散面６１ａ、６１ｄが同一のテーパー面に存在しているため、第１実施形態よりも有利な作用効果が得られる。すなわち、第１実施形態では、拡散面６１ａ、６３ａがそれぞれ本発明の「第１上方拡散面」および「第２上方拡散面」に相当しており、互いに異なる材質（ＰＴＦＥとＰＥＥＫ）で、しかも互いに独立した部品（拡散照明部６１、保持部６３）に設けられている。したがって、基板Ｓの周縁部Ｓｓの上面Ｓｓｕにおいて比較的大きな照度分布が生じることがある。これに対し、第２実施形態では、同一部材（ＰＴＦＥ）で、しかも連続するテーパー面に設けられているため、照度分布を抑えることができ、上面全周縁画像ＩＭａをより良好に取得することができる。この点については、下面側でも同様である。

【0063】

上記した実施形態では、半導体ウエハなどの基板Ｓが本発明の「被撮像物」の一例に相当している。離間位置Ｐ３が本発明の「被撮像物から離れた位置」の一例に相当している。回転方向ＡＲ１が本発明の「一定方向」の一例に相当している。回転機構２が本発明の「移動部」として機能している。全周縁画像取得部が本発明の「画像取得部」として機能している。偏心量導出部、反り量導出部、エッチング幅導出部および残渣分析部が本発明の「検査部」として機能している。このように本実施形態では、回転機構２、撮像機構６および演算処理部９１の組み合わせが本発明の「検査装置」として機能している。

【0064】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば実施形態では、基板Ｓのベベルエッチング幅に対応し、Ｙ方向における上方拡散面６１ａ、６１ｄ、６３ａ、下方拡散面６１ｃ、６１ｅ、６３ｂ、ミラー部材６２ａ、６２ｃの長さを設定しているが、例えば図１５に示すように、撮像機構６により撮像すべき範囲に応じて各部の長さを変更してもよい。また、このように拡散面およびミラー部材のＹ方向長さが互いに異なるヘッド部６Ｇを用意しておき、撮像対象範囲に応じてヘッド部６Ｇを選択使用するように構成してもよい。また、拡散面のＹ方向長さが互いに異なるヘッド部６Ｇを用意する場合には、ヘッド部６Ｇの拡散面は連続的な曲面から構成されていてもよい。また、拡散面のＹ方向長さが互いに異なるヘッド部６Ｇを用意する場合には、ヘッド部６Ｇの拡散面は一部が平面から構成されていてもよい。

【0065】

また、上記実施形態では、撮像部６Ｆの観察レンズ系は、物体側テレセントリックレンズで構成しているが、撮像部６Ｆの観察レンズ系の構成はこれに限られるものではない。撮像部６Ｆの観察レンズ系は、他のレンズで構成されてもよい。

【0066】

また、上記実施形態では、拡散照明部６１および保持部６３は、ベベルエッチング処理を行う処理液の環境下およびヒーター５１による加熱環境下にあるため、耐薬性および耐熱性を有する材料から構成されることとしている。拡散照明部６１および保持部６３をそれぞれＰＴＦＥおよびＰＥＥＫで構成しているが、構成材料はこれらに限定されるものではない。拡散照明部６１は、ＰＴＦＥ以外の耐薬性および耐熱性を有する材料から構成されてもよい。保持部６３は、ＰＥＥＫ以外の耐薬性および耐熱性を有する材料から構成されてもよい。拡散照明部６１および保持部６３は、例えば、金属材料、樹脂材料、またはセラミック材料等の表面にＰＦＡ等のフッ素樹脂材料がコーティングされる構成でもよい。また、拡散照明部６１および保持部６３を互いに異なる材料で構成しているが、同一材料で構成してもよい。また、拡散照明部６１および保持部６３は、耐薬性および耐熱性が要求されない環境下で使用される場合、構成材料は限定されない。拡散照明部６１および保持部６３は、耐薬性および耐熱性を有しない材料から構成されてもよい。

【0067】

また、拡散照明部６１の拡散面６１ａ～６１ｃ、拡散面６１ｄ、６１ｅ、および保持部６３の拡散面６３ａ、６３ｂの構成は限定されない。例えば、拡散照明部６１または保持部６３の少なくとも一部が金属材料から構成される場合、拡散面６１ａ～６１ｃ、拡散面６１ｄ、６１ｅ、または拡散面６３ａ、６３ｂは、金属材料の表面にショットブラスト加工が施されたものでもよい。

【0068】

また、ミラー部材６２ａ～６２ｃについても、Ｓｉ（シリコン）に限定されるものではない。すなわち、処理液に対する耐薬性および処理温度に対する耐熱性を有する材料であれば、他の材料を用いてもよい。ミラー部材６２ａ～６２ｃは、例えば、耐薬性および耐熱性を有する材料の表面に金属材料が蒸着される構成でもよい。また、ミラー部材６２ａ～６２ｃは、耐薬性および耐熱性が要求されない環境下で使用される場合、構成材料は限定されない。ミラー部材６２ａ～６２ｃは、耐薬性および耐熱性を有しない材料から構成されてもよい。ミラー部材６２ａ～６２ｃは、例えば、耐薬性および耐熱性を有しない材料の表面に金属材料が蒸着される構成でもよい。

【0069】

また、上記実施形態では、常に全周縁画像ＩＭ（図１１）を取得しているが、検査内容に応じて取得すべき画像を選択してもよい。例えば基板Ｓの偏心を検査する場合、上面全周縁画像ＩＭａのみを取得するように構成してもよい。また、基板Ｓの反りを検査する場合、側面全周縁画像ＩＭｂのみを取得するように構成してもよい。また、基板Ｓの１回転分の周縁画像を取得しているが、全周縁に限定されるものではなく、例えば検査内容に応じて１回転未満あるいは複数回転分の周縁画像を取得するように構成してもよい。

【0070】

また、上記実施形態では、撮像機構６を固定配置するのに対し、被撮像物である基板Ｓを移動させることで周縁部を撮像しているが、基板Ｓを固定しつつ撮像機構６を移動させるように構成してもよい。また、基板Ｓおよび撮像機構６の両者を移動させてもよい。すなわち、撮像装置（撮像機構６）に対し、被撮像物（基板Ｓ）を相対移動させながら撮像装置により被撮像物の周縁部を撮像するように構成してもよい。

【0071】

また、上記実施形態では、基板Ｓの周縁部Ｓｓをベベルエッチングする基板処理装置１に本発明に係る撮像装置に相当する撮像機構６を組み込んでいるが、撮像装置（撮像機構６）の適用対象はこれに限定されるものではない。被撮像物の周縁部を撮像する撮像装置、当該撮像装置により撮像した周縁部画像に基づいて被撮像物を検査する検査技術などについても、本発明を適用可能である。また、本発明に係る撮像装置に相当する撮像機構６と検査装置は、例えば、塗布膜が形成された基板Ｓの周縁部に塗布膜の除去液を供給して、基板Ｓの周縁部の塗布膜を除去する基板処理装置にも適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0072】

この発明は、半導体ウエハなどの被撮像物の周縁部を撮像する撮像装置全般、当該撮像装置により撮像した周縁部画像に基づいて被撮像物を検査する検査技術全般、ならびに当該撮像装置を装備する基板処理装置全般に適用することができる。

【符号の説明】

【0073】

１…基板処理装置
２…回転機構（移動部）
４…処理機構
６…撮像機構（撮像装置）
６Ｄ…ヘッド駆動部
６Ｅ…光源
６Ｆ…撮像部
６Ｇ…ヘッド部
９…制御ユニット
６１…拡散照明部
６１ａ…第１上方拡散面
６１ｂ…側方拡散面
６１ｃ…第１下方拡散面
６１ｄ…第２上方拡散面
６１ｅ…第２下方拡散面
６２…ガイド部
６２ａ～６２ｃ…ミラー部材
６２ａ１…上方反射面
６２ｂ１…側方反射面
６２ｃ１…下方反射面
６３…保持部
６３ａ…第２上方拡散面
６３ｂ…第２下方拡散面
９１…演算処理部
ＡＲ１…回転方向（一定方向）
ＡＸ…回転軸
Ｌ１…照明光
Ｌ２…反射光
Ｌａ…上面拡散光
Ｌｂ…側面拡散光
Ｌｃ…下面拡散光
Ｐ１…退避位置
Ｐ２…撮像位置
Ｐ３…離間位置
Ｓ…基板
Ｓｓ…（基板の）周縁部
Ｓｓｄ…（周縁部の）下面
Ｓｓｅ…（周縁部の）側面
Ｓｓｕ…（周縁部の）上面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】