特開 2024-158608 撮像装置、基板観察装置、基板処理装置および撮像方法

(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】P2024158608

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】撮像装置、基板観察装置、基板処理装置および撮像方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/66 20230101AFI20241031BHJP

   H04N 23/60 20230101ALI20241031BHJP

   H04N 23/50 20230101ALI20241031BHJP

   H04N 23/73 20230101ALI20241031BHJP

   H04N 23/56 20230101ALI20241031BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H04N23/66

H04N23/60 500

H04N23/50

H04N23/73

H04N23/56

G01N21/956 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023073951

(22)【出願日】2023-04-28

(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

5C122

【Ｆターム（参考）】

2G051AA51

2G051AB08

2G051BB11

2G051CA03

2G051CA04

2G051CB01

2G051CC11

2G051DA08

5C122DA12

5C122DA13

5C122EA42

5C122FA11

5C122FF09

5C122FH09

5C122FH11

5C122FH18

5C122GA01

5C122GA23

5C122GG01

5C122HA82

5C122HB01

5C122HB02

5C122HB10

(57)【要約】

【課題】基板の周縁部を複数方向から多面的に観察するのに好適な画像を取得する。
【解決手段】この発明に係る撮像装置、基板観察装置、基板処理装置および撮像方法は、周縁部から出射される光を撮像部に導いて、周縁部を第１方向および第２方向から見た第１の像および第２の像を撮像部の撮像視野内に作りながら周期的に撮像を実行し、撮像部により撮像された第１の像を含む第１画像と第２の像を含む第２画像とのそれぞれに対し画像処理を行う。撮像部は、複数の撮像条件を撮像ごとに循環的に切り替え、ここで複数の撮像条件は、第１の像の撮像に対応する第１条件と、第２の像の撮像に対応する第２条件とを含む。画像処理部は、撮像部が第１条件で撮像した画像から第１画像を取得する一方、撮像部が第２条件で撮像した画像から第２画像を取得する。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転する基板の周縁部を撮像する撮像装置であって、
周期的に撮像を実行する撮像部と、
前記周縁部から出射される光を前記撮像部に導いて、第１方向から前記周縁部を見た第１の像と、前記第１方向と異なる第２方向から前記周縁部を見た第２の像とを前記撮像部の撮像視野内に作る導光部と、
前記撮像部により撮像された前記第１の像を含む第１画像と前記第２の像を含む第２画像とのそれぞれに対し画像処理を行う画像処理部と
を備え、
前記撮像部は、複数の撮像条件を前記撮像ごとに循環的に切り替え、前記複数の撮像条件は、前記第１の像の撮像に対応する第１条件と、前記第２の像の撮像に対応する第２条件とを含み、
前記画像処理部は、前記撮像部が前記第１条件で撮像した画像から前記第１画像を取得する一方、前記撮像部が前記第２条件で撮像した画像から前記第２画像を取得する、撮像装置。

【請求項2】

前記撮像部は、前記撮像視野内の一部である関心領域に対応する画像データを出力し、かつ前記関心領域を変更設定可能である、請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記撮像条件には、前記撮像視野中における前記関心領域の範囲に関する設定が含まれる、請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記撮像部は、前記複数の撮像条件を記憶する記憶部を有し、前記記憶部から読み出した前記撮像条件を適用して前記撮像を実行する、請求項１に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記撮像部は、前記基板が１回転する間に、前記複数の撮像条件の各々につき、それぞれ複数回の前記撮像を実行する、請求項１に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記画像処理部は、互いに異なる時刻に撮像された複数の前記第１画像を合成して合成画像を作成する、請求項５に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記撮像部は、撮像時刻が最も近い２つの前記第１画像同士が互いに部分的にオーバーラップするように撮像する、請求項６に記載の撮像装置。

【請求項8】

前記第１条件と前記第２条件とでは露光時間が互いに異なる、請求項１に記載の撮像装置。

【請求項9】

前記第１の像は前記基板の主面の像であり、前記第２の像は前記基板の側面の像である、請求項１に記載の撮像装置。

【請求項10】

基板を保持し前記基板の主面と垂直な回転軸回りに回転させる回転機構と、
請求項１ないし９のいずれかに記載の撮像装置と同一構成を有する撮像機構と
を備える、基板観察装置。

【請求項11】

基板を保持し前記基板の主面と垂直な回転軸回りに回転させる回転機構と、
回転する前記基板に対し所定の処理を実行する処理部と、
請求項１ないし９のいずれかに記載の撮像装置と同一構成を有する撮像機構と
を備える、基板処理装置。

【請求項12】

回転する基板の周縁部を撮像する撮像方法であって、
前記周縁部から出射される光を前記撮像部に導いて、第１方向から前記周縁部を見た第１の像と、前記第１方向と異なる第２方向から前記周縁部を見た第２の像とを撮像部の撮像視野内に作りながら、前記撮像部が周期的に撮像を実行する工程と、
前記撮像部により撮像された前記第１の像を含む第１画像と前記第２の像を含む第２画像とのそれぞれに対し画像処理を行う工程と
を備え、
前記撮像部は、複数の撮像条件を前記撮像ごとに循環的に切り替え、前記複数の撮像条件は、前記第１の像の撮像に対応する第１条件と、前記第２の像の撮像に対応する第２条件とを含み、
前記画像処理部は、前記撮像部が前記第１条件で撮像した画像から前記第１画像を取得する一方、前記撮像部が前記第２条件で撮像した画像から前記第２画像を取得する、撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば検査等の目的で半導体ウエハなどの基板の周縁部を撮像する技術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。このような基板処理システムでは、例えば処理状態を監視するために、処理される基板を照明しＣＣＤカメラ等の撮像手段によって撮像することが行われる。基板の周縁部の形状としては様々であるが、例えば研磨加工により表面を傾斜面とした、いわゆるベベル部が設けられたものがある。

【0003】

このような基板のベベル部における仕上がり状態を観察する目的には、基板を一方向から撮像した画像だけでは十分とは言えない。すなわち、基板の周縁部の断面形状は様々であり、一の方向から撮像した画像だけではその全体を観察することは不可能である。また、基板の表面状態も、その主面や側面等の領域ごとに、またその処理状態によっても異なってくる。そのため、照明状態や露光時間等の撮像条件についても、単一の設定では観察に適した良好な画像を得ることが難しい場合がある。

【0004】

このような状況下での撮像に適用可能な技術としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この技術は、例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーを撮像素子とするデジタルカメラを使用した撮像システムに関するものであり、予め設定された複数の撮像条件をカメラの記憶部に記憶させておき、撮像ごとにそれらの撮像条件を切り替えながら撮像を行って撮像データを出力するという機能を実現する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４２２４５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ベベル部を含む基板の周縁部を観察するという目的においても、上記機能を利用することで基板の周縁部を様々な撮像条件で撮像して多面的に観察を行うことが期待される。しかしながら、このような機能を活用して基板の周縁部を撮像するための具体的な手法に関しては、これまで提案されるに至っていない。

【0007】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、撮像ごとに撮像条件を切り替えながら撮像を行うことで、基板の周縁部を複数方向から多面的に観察するのに好適な画像を取得することのできる技術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】

【0008】

この発明の一の態様は、回転する基板の周縁部を撮像する撮像装置であって、周期的に撮像を実行する撮像部と、前記周縁部から出射される光を前記撮像部に導いて、第１方向から前記周縁部を見た第１の像と、前記第１方向と異なる第２方向から前記周縁部を見た第２の像とを前記撮像部の撮像視野内に作る導光部と、前記撮像部により撮像された前記第１の像を含む第１画像と前記第２の像を含む第２画像とのそれぞれに対し画像処理を行う画像処理部とを備えている。

【0009】

また、この発明の一の態様は、回転する基板の周縁部を撮像する撮像方法であって、前記周縁部から出射される光を前記撮像部に導いて、第１方向から前記周縁部を見た第１の像と、前記第１方向と異なる第２方向から前記周縁部を見た第２の像とを撮像部の撮像視野内に作りながら、前記撮像部が周期的に撮像を実行する工程と、前記撮像部により撮像された前記第１の像を含む第１画像と前記第２の像を含む第２画像とのそれぞれに対し画像処理を行う工程とを備えている。

【0010】

これらの発明において、前記撮像部は、複数の撮像条件を前記撮像ごとに循環的に切り替え、前記複数の撮像条件は、前記第１の像の撮像に対応する第１条件と、前記第２の像の撮像に対応する第２条件とを含み、前記画像処理部は、前記撮像部が前記第１条件で撮像した画像から前記第１画像を取得する一方、前記撮像部が前記第２条件で撮像した画像から前記第２画像を取得する。

【0011】

このように構成された発明では、撮像部の撮像視野に、基板の周縁部を互いに異なる方向から見た複数の像が共に含まれる。したがって、撮像視野内を撮像した画像を、基板の周縁部を複数の方向から観察する目的に供することが可能である。ただし、複数の像の各々を撮像するのに好適な撮像条件は必ずしも同じではない。そこで、本発明では、複数の撮像条件が撮像ごとに循環的に切り替えられて撮像が行われる。

【0012】

具体的には、周縁部を第１方向から見た像である第１の像を撮像するための撮像条件としての第１条件と、周縁部を第２方向から見た像である第２の像を撮像するための撮像条件としての第２条件とが、循環的に切り替えられる撮像条件に含まれる。したがって、撮像部により実行される周期的な撮像においては、第１条件での撮像と第２条件での撮像とがそれぞれ繰り返して実行される。

【0013】

そして、画像処理部は、第１条件で撮像された画像から第１の像を含む第１画像を取得し、第２条件で撮像された画像から第２の像を含む第２画像を取得し、それらの画像に対して画像処理を実行する。したがって、第１画像における第１の像および第２画像における第２の像について、いずれも適正な撮像条件で撮像することで良好な画像品質を得ることができる。

【0014】

このように、本発明は、基板周縁部を異なる方向から見た複数の像が撮像部の撮像視野内に含まれるように基板からの出射光を撮像部に導く導光部と、複数の撮像条件を循環的に変更しながら周期的に取得する撮像部と、それぞれの像に対応して設定された撮像条件で撮像された画像を処理対象とする画像処理部とを組み合わせた構成を有している。そのため、基板の周縁部を複数の方向から見た画像を、良好な画像品質で観察に供することが可能である。

【0015】

また、この発明は、基板を保持し前記基板の主面と垂直な回転軸回りに回転させる回転機構と、上記した撮像装置と同一構成を有する撮像機構とを備える基板観察装置、あるいは、基板を保持し前記基板の主面と垂直な回転軸回りに回転させる回転機構と、回転する前記基板に対し所定の処理を実行する処理部と、上記した撮像装置と同一構成を有する撮像機構とを備える基板処理装置として実現することが可能である。このように構成された発明では、上記原理により、基板の周縁部を複数の方向から効果的に観察することが可能である。

【発明の効果】

【0016】

この発明によれば、基板の周縁部を複数の方向から見た像が共に撮像視野に入る状態で、各像に対応させて撮像ごとに撮像条件を切り替えながら撮像を行い、そのうち適切な撮像条件で撮像された画像を選択して処理の対象とする。このため、基板の周縁部を複数方向から多面的に観察するのに好適で、かつ画像品質の良好な画像を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る基板処理装置の一実施形態を示す図である。

【図2】基板処理装置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】撮像対象となる基板の周縁部の形状を例示する図である。

【図5】基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図6】撮像機構のヘッド部を示す斜視図である。

【図7】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8】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9】撮像部により撮像される基板の周縁部の画像を模式的に示す図である。

【図10】この実施形態における撮像部の構成例を示す図である。

【図11】撮像条件の例を示す図である。

【図12】撮像部が実行する撮像動作を示すフローチャートである。

【図13】撮像結果から全周縁画像を作成する処理を示す概念図である。

【図14】全周縁画像の作成に適用可能な画像処理を示すフローチャートである。

【図15】撮像タイミングと基板の回転速度との好ましい関係を示す図である。

【図16】画像処理の変形例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は本発明に係る基板処理装置の一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、例えば半導体ウエハなどの円板状の基板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 Unified Pod）、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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。処理ユニット１の主要構成は処理チャンバ１００の内部に設置されている。これらの処理ユニット１に対して基板搬送ロボット２１１は適時アクセスして基板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。

【0022】

図２は基板処理装置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は撮像対象となる基板の周縁部の形状を例示する図である。図５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。

【0023】

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。

【0024】

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演算処理部９１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。

【0025】

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。

【0026】

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５）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。

【0027】

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５）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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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、基板Ｓの上方から側方へ退避した退避位置と、基板Ｓの周縁部上方の処理位置との間を移動する。図３において２点鎖線により示されるノズル４４は退避位置にある状態を、実線により示されるノズル４４は処理位置にある状態を、それぞれ示している。

【0031】

処理液ノズル４４は処理液供給部４５（図５）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。

【0032】

周縁加熱機構５は環状のヒーター５１を備えている。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。

【0033】

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５）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と、基板Ｓの周縁部Ｓｓを撮像する撮像位置Ｐ２との間で往復移動する。図３において実線により示されるヘッド部６Ｇは退避位置にある状態を、一点鎖線により示されるヘッド部６Ｇは撮像位置にある状態を、それぞれ示している。撮像位置Ｐ２では、ヘッド部６Ｇは基板Ｓの（－Ｙ）側端部に近接して配置される。

【0034】

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。

【0035】

ここで、本実施形態において撮像対象となる基板Ｓの周縁部Ｓｓについて、図４を参照して説明する。図４に示すように、半導体ウエハなどの基板Ｓでは、その周縁部に傾斜面を有するベベル部が形成されたものがある。ここでいう「ベベル部」とは、基板Ｓの周縁部Ｓｓのうち、基板Ｓが水平姿勢にあるときに表面が水平面に対し傾いた状態にある領域の全体を指すものとする。

【0036】

ベベル部の断面形状および寸法については、図に点線で示す最大寸法Ｄｍａｘと破線で示す最小寸法Ｄｍｉｎとが標準規格として規定され、これらの間に収まっている限りにおいては比較的高い自由度が与えられているのが一般的である。ベベル部の断面は、図４に示すように傾きの異なる複数の面で構成されるケースが多いが、湾曲面で構成されるケースもある。

【0037】

以下において必要な場合には、基板Ｓの周縁部Ｓｓのうち基板Ｓの上面と同一平面である部分を「Ａ面」と称して符号Ｓａを付し、基板Ｓの端面を「Ｃ面」と称して符号Ｓｃを付す。そして、Ａ面ＳａとＣ面Ｓｃとを接続する傾斜面を「Ｂ面」と称し符号Ｓｂを付す。また、基板Ｓの下面と同一平面である部分を「Ｅ面」と称して符号Ｓｅを付し、Ｃ面ＳｃとＥ面Ｓｅとを接続する傾斜面を「Ｄ面」と称し符号Ｓｄを付す。本明細書における「周縁部Ｓｓ」は、これらの各面を包括的に含む概念である。

【0038】

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に導く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６ないし図９を参照しつつ説明する。

【0039】

図６は撮像機構のヘッド部を示す斜視図である。より具体的には、図６（ａ）はヘッド部６Ｇが撮像位置Ｐ２に配置された状態を表す図であり、これから基板Ｓを取り除いた状態を表すのが図６（ｂ）である。ヘッド部６Ｇは、拡散面６１０を有する拡散照明部６１と、それぞれ拡散面６１０で囲まれた３枚のミラー部材６２ａ～６２ｃで構成されるガイド部６２と、拡散照明部６１を保持する保持部６３とを有している。図６では、拡散照明部６１との区別のために、保持部６３に該当する領域にドットを付している。

【0040】

拡散照明部６１は、白色の樹脂、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、ＹＺ平面に略平行な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。

【0041】

拡散照明部６１では、切欠部６１１に沿って拡散面６１０が設けられている。拡散面６１０は、上下方向および（－Ｙ）方向から切欠部６１１を取り囲むように設けられ、切欠部６１１に近づくにしたがって（－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。その表面は入射光を拡散反射させるように仕上げられており、後述するように、照明光を拡散反射させて基板Ｓの周縁部Ｓｓに入射させる拡散面６１０として機能する。

【0042】

拡散面６１０に取り囲まれるように、ミラー部材６２ａ～６２ｃが取り付けられている。より具体的には、拡散面６１０のうち、切欠部６１１の鉛直上方に当たる位置には第１のミラー部材６２ａが、切欠部６１１の（－Ｙ）側には第２のミラー部材６２ｂが、切欠部６１１の鉛直下方に当たる位置には第３のミラー部材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。

【0043】

一方、保持部６３は、薬液および熱に対する耐性の高い樹脂、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン：polyetheretherketone）で構成され、外形が概ね拡散照明部６１と同等に形成されたプレート状部材である。保持部６３は、拡散照明部６１の背面、つまり（－Ｘ）側主面に結合されてバックアップ部材として機能する。また、保持部６３はアーム６Ｃに結合されている。したがって、アーム６Ｃの揺動により、拡散照明部６１と保持部６３とが一体的に、退避位置Ｐ１と撮像位置Ｐ２との間を移動する。

【0044】

図６（ａ）に示すように、ヘッド部６Ｇが撮像位置Ｐ２にあり、かつ基板Ｓがスピンチャック２１により保持されているとき、基板Ｓの周縁部Ｓｓが切欠部６１１の間に入り込む位置関係となる。切欠部６１１を（＋Ｘ）側から（－Ｘ）方向に見たとき、第１のミラー部材６２ａには、基板周縁部Ｓｓのうち上方から見たときに見える部分、つまりＡ面ＳａおよびＢ面Ｓｂの像が映り込む。同様に、第２のミラー部材６２ｂには、基板周縁部Ｓｓのうち側方から見たときに見える部分、つまりＢ面Ｓｂ、Ｃ面ＳｃおよびＤ面Ｓｄの像が映り込む。また、第３のミラー部材６２ｃには、基板周縁部Ｓｓのうち下方から見たときに見える部分、つまりＤ面ＳｄおよびＥ面Ｓｅの像が映り込む。

【0045】

詳しくは後述するが、撮像部６Ｆは、（＋Ｘ）側から３つのミラー部材６２ａ～６２ｃの全てを含むように設定された撮像視野で撮像を行う。これにより、ミラー部材６２ａ～６２ｃのそれぞれに映り込んだ基板Ｓの像が１つの画像内に取り込まれる。すなわち、撮像部６Ｆは、基板ＳｓのＡ面Ｓａ、Ｂ面Ｓｂ、Ｃ面Ｓｃ、Ｄ面Ｓｄ、Ｅ面Ｓｅの全てを１つの画像に一括して撮像することができる。基板Ｓの回転に伴い複数回撮像を行うことで、周縁部Ｓｓのうち周方向に沿って互いに位置の異なる複数の領域の画像を取得することができる。

【0046】

以下の説明では、第１のミラー部材６２ａに映り込んだ基板ＳのＡ面ＳａおよびＢ面Ｓｂの像を撮像することを「上面撮像」と称する。また、第２のミラー部材６２ｂに映り込んだ基板ＳのＢ面Ｓｂ、Ｃ面ＳｃおよびＤ面Ｓｄの像を撮像することを「側面撮像」と称する。また、第３のミラー部材６２ｃに映り込んだ基板ＳのＤ面ＳｄおよびＥ面Ｓｅの像を撮像することを「下面撮像」と称する。

【0047】

図７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。より具体的には、図７（ａ）はヘッド部６Ｇに入射し反射される光の進路を示す斜視図であり、図７（ｂ）はその垂直切断面における断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に実線矢印で示すように、基板Ｓの上面側に沿って（－Ｘ）方向に進む照明光Ｌ１ａは、ヘッド部６Ｇの拡散面６１０に入射する。拡散面６１０のうち特に切欠部６１１の上方に位置する上方拡散面６１ａに入射し拡散反射された光が種々の方向から基板Ｓの上面に入射することで、基板周縁部Ｓｓが照明される。

【0048】

点線矢印で示すように、基板Ｓで反射された反射光は種々の方向へ進み得るが、このうちミラー部材６２ａに入射し、かつミラー部材６２ａで反射されて（＋Ｘ）方向に進む光Ｌ２ａが、その光路上に配置された撮像部６Ｆに入射する。この光を受光することで、基板Ｓの上面側から見た周縁部Ｓｓを撮像する「上面撮像」が実現される。

【0049】

図７（ｂ）に示すように、基板Ｓの下面側でも上面側と同様の現象が生じる。すなわち、ヘッド部６Ｇは上下対称な構造を有しており、基板Ｓの下面側に沿って（－Ｘ）方向に進む照明光Ｌ１ｃは、拡散面６１０のうち特に切欠部６１１の下方に位置する下方拡散面６１ｃに入射し拡散反射されて、基板Ｓの下面を照明する。このとき基板Ｓおよびミラー部材６２ｃで反射され（＋Ｘ）方向へ向かう反射光Ｌ２ｃを受光することで、基板Ｓの下面側から見た周縁部Ｓｓを撮像する「下面撮像」が実現される。

【0050】

図８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。より具体的には、図８（ａ）はヘッド部６Ｇに入射し反射される光の進路を示す斜視図であり、図８（ｂ）はその水平切断面における断面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）に実線矢印で示すように、基板Ｓの側方を（－Ｘ）方向に進む照明光Ｌ１ｂは、ヘッド部６Ｇの拡散面６１０に入射し、そのうち特に切欠部６１１の側方に位置する側方拡散面６１ｂで拡散反射される。この光が種々の方向から基板Ｓの側面に入射することで、基板周縁部Ｓｓが照明される。

【0051】

そして、点線矢印で示される基板Ｓからの反射光のうち、ミラー部材６２ｂで反射されて（＋Ｘ）方向に進む光Ｌ２ｂが、その光路上に配置された撮像部６Ｆに入射する。これにより、基板Ｓの側方から見た周縁部Ｓｓを撮像する「側面撮像」が実現される。

【0052】

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６Ｆａと、ＣＭＯＳカメラ６Ｆｂとを有している。したがって、上記反射光のうち観察レンズ系６Ｆａの光軸に平行な光線Ｌ２（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ）のみがＣＭＯＳカメラ６Ｆｂのセンサー面に入射され、基板Ｓの周縁部Ｓｓおよび隣接領域の像がセンサー面上に結像される。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９に示す、上面画像領域Ｍａ、側面画像領域Ｍｂおよび下面画像領域Ｍｃを含む画像Ｉｍ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。

【0053】

図９は撮像部により撮像される基板の周縁部の画像を模式的に示す図である。図９（ａ）はヘッド部６Ｇおよび基板Ｓを（＋Ｘ）側から（－Ｘ）方向に見た模式図であり、破線で囲まれた領域ＦＶが撮像部６Ｆの撮像視野を表している。このように、撮像部６Ｆの撮像視野ＦＶは、ヘッド部６Ｇのうちミラー部材６２ａ～６２ｃを含むように設定されている。

【0054】

図９（ｂ）は撮像視野ＦＶ内の各ミラー部材６２ａ～６２ｃに映る基板Ｓの像を模式的に示している。図９（ｂ）に示すように、第１のミラー部材６２ａには、基板Ｓの周縁部ＳｓのうちＡ面ＳａとＢ面Ｓｂとの像が映る。また、第２のミラー部材６２ｂには、基板Ｓの周縁部ＳｓのうちＢ面Ｓｂ、Ｃ面ＳｃおよびＤ面Ｓｄの像が映る。また、第３のミラー部材６２ｃには、基板Ｓの周縁部ＳｓのうちＤ面ＳｄとＥ面Ｓｅとの像が映る。撮像部６Ｆはこれらの像を一括して同時に撮像し１つの画像を取得する。１つの画像に含まれる各面Ｓａ～Ｓｅは同時に撮像されたものであり、基板Ｓにおける周方向の位置が実質的に互いに同一であるという関係にある。

【0055】

図９（ｃ）は撮像により実際に得られる画像を模式化したものである。上記した構成の撮像機構６では、光源６Ｅからの照明光を拡散面６１０で拡散させることで基板Ｓを照明し、基板Ｓからの反射光の一部を受光することで撮像を行っている。このため、照明光量および受光光量はいずれも十分とは言えない。このような状況で良好に撮像を行うためにカメラの感度を高くする必要があり、その結果、ヘッド部６Ｇの詳細な構造は、いわゆる白飛びによって画像にはほとんど反映されなくなる。

【0056】

そのため、図９（ｃ）に示すように、実際に得られる画像Ｉｍは、切欠部６１１に相当しその内部に非合焦状態で映る基板Ｓの側面の像を含む暗い領域Ｍｄと、上方から見た基板Ｓの周縁部Ｓｓの像に対応する上面画像領域Ｍａと、側方から見た基板Ｓの周縁部Ｓｓの像に対応する側面画像領域Ｍｂと、下方から見た基板Ｓの周縁部Ｓｓの像に対応する下面画像領域Ｍｃとを含んだものとなる。

【0057】

これらの各領域を含む画像Ｉｍ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。

【0058】

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５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。

【0059】

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（ＣＰＵ）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５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９１１、全周縁画像を取得する全周縁画像取得部９１２、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９１３、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９１４、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９１５、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９１６として機能する。

【0060】

なお、図５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。

【0061】

ここまで説明してきたように、この実施形態では、基板Ｓの周縁部Ｓｓがヘッド部６Ｇの切欠部６１１に挿入された状態で、撮像部６Ｆが周縁部Ｓｓを撮像する。基板Ｓは一定速度で回転しており、基板Ｓが１周する間、撮像部６Ｆが定期的に撮像を行い、各時刻で撮像された画像を合成することによって、基板Ｓの全周分に対応する周縁部Ｓｓの画像、つまり全周縁画像を取得することが可能である。

【0062】

撮像される画像Ｉｍには、周縁部Ｓｓを上方から見た画像に対応する上面画像領域Ｍａ、側方から見た画像に対応する側面画像領域Ｍｂ、下方から見た画像に対応する下面画像領域Ｍｃを含んでいる。したがって、全周縁画像は、基板Ｓの全周分について、周縁部Ｓｓを上方、側方および下方からそれぞれ見たときの基板Ｓの状態を表す情報を含んでいる。この全周縁画像を適宜の画像処理技術を用いて解析することで、周縁部Ｓｓの外観検査を行うことができる。

【0063】

ところで、上記した画像Ｉｍの撮像およびそれに基づく画像処理においては、１回の撮像で同時に取得された上面画像領域Ｍａ、側面画像領域Ｍｂおよび下面画像領域Ｍｃを用いて観察を行うこととしている。ただし、現実的には、場合によって以下の２つの問題が生じ得る。

【0064】

第１には、上記した各画像領域の画像品質の問題である。基板Ｓの周縁部Ｓｓの表面状態は均一ではなく、単一の撮像条件ではそれぞれの面を良好な画像品質で撮像できないことがある。特に、基板Ｓの上面、側面および下面の間では、形成されている被膜の種類や厚さ、加工状態等が互いに異なるため、表面状態が大きく異なっている場合がある。このことに起因して、それぞれの面を撮像するのに適した撮像条件は一律ではない。例えば基板Ｓの上面に反射率の低い被膜が形成されている場合、それを良好に撮像するべく露出を調整すると、側面側や下面側で露出過剰となり画像に白飛びが生じることがある。

【0065】

逆に、反射率の高い面に合わせて露出を調整すると、反射率の低い面の画像の明るさが不足し、画像ノイズの影響を受けやすく、また観察のための十分なコントラストが得られない場合が生じる。このように、単一の撮像条件では各面をそれぞれ良好な画像品質で撮像することが難しいことがある。なお露出の調整については、例えば照明光量や露光時間の増減により行うことが可能である。

【0066】

第２には、データ容量の問題である。画像Ｉｍには観察の対象となる上面画像領域Ｍａ、側面画像領域Ｍｂおよび下面画像領域Ｍｃ以外の領域が含まれている。このような不使用の領域については、演算処理部９１が画像処理を行うことによって除去することが可能である。しかしながら、撮像部６Ｆから送出される画像信号はこのような不使用領域のデータを含んだものとなっており、これが記憶部９２の記憶容量や機器間の通信回線の容量を圧迫することがある。

【0067】

例えば全周縁画像を取得するという目的においては、基板Ｓを回転させながら短時間に多数回の撮像を行う必要があり、一時的に大量の画像データが生成されることになる。特に、この実施形態の基板処理システム２００（図１）のように処理ユニット１を複数備えている場合において、それらを単一の、あるいは処理ユニット１の配設数より少数の制御ユニット９によって制御している場合には、各処理ユニット１の撮像部６Ｆがそれぞれ個別のタイミングで送出する画像データが通信回線や記憶資源を大きく占有することがあり得る。このことがシステム全体の動作に支障を及ぼすことが懸念される。

【0068】

この実施形態では、周期的に撮像を行う撮像部６Ｆが、予め設定された複数の撮像条件を循環的に撮像ごとに切り替えながら撮像を行うことで第１の問題に対応している。例えば特許文献１に記載の技術は、予め撮像装置の記憶部に複数の撮像条件を登録しておき、撮像ごとにそれらを循環的に呼び出して適用し撮像を行うというものである。このような機能はシーケンシャルシャッタ機能またはシーケンサー機能等と称されている。

【0069】

また、第２の問題への対応としては、撮像部６Ｆの撮像視野ＦＶ（図８（ａ））のうち、観察に供される領域のみを画像データ化して撮像部６Ｆから送出するようにする。不使用領域の画像データを送出しないことにより、通信回線や記憶資源を圧迫するのを回避することが可能である。撮像視野のうちの一部を関心領域（Region of Interest；ＲＯＩ）として設定し、該関心領域内の像のみを画像データ化して出力する機能は、ＲＯＩ機能、ＲＯＩモード等と称されているが、以下では「ＲＯＩ設定機能」と称することとする。

【0070】

この機能を用いれば、単にデータ量を削減することができるというだけでなく、例えば必要な領域とそうでない領域とで画質レベルを異ならせたり、不要な領域の走査を省くことでフレームレートを通常より高くしたりすることが可能になる。

【0071】

上記したシーケンシャルシャッタ機能とＲＯＩ設定機能とを兼備した撮像装置も産業用カメラとして市販されており、本実施形態でも、このような機能を有する撮像装置を撮像部６Ｆとして使用することができる。

【0072】

図１０はこの実施形態における撮像部の構成例を示す図である。撮像部６Ｆは、上記したシーケンシャルシャッタ機能およびＲＯＩ設定機能を有する撮像装置として市販されているカメラであり、主たる構成として撮像素子６Ｆａ、撮像光学系６Ｆｂ、制御部６Ｆｃ、記憶部６Ｆｄおよびインターフェース６Ｆｅなどを備えている。撮像素子６Ｆａは例えばＣＣＤセンサーまたはＣＭＯＳセンサーであり、その受光面の各位置に入射する光量に応じた画像信号を出力する。撮像光学系６Ｆｂは、入射する光を受光面に収束させて撮像視野ＦＶ内の光学像を結像させる。

【0073】

制御部６Ｆｃは撮像部６Ｆの各部を制御し、記憶部６Ｆｄは各種情報を記憶する。この情報には、撮像により生成された画像データの他、フレームレートや感度に関する情報、上記した撮像条件の設定および関心領域（ＲＯＩ）の設定に関する情報等が含まれる。これらの各部が協働することで、次に説明する本実施形態の撮像動作が実現される。インターフェース６Ｆｅは通信路Ｃを介して制御ユニット９と接続され、制御ユニット９から撮像に関する制御指令を受け取り、また撮像により取得された画像データを制御ユニット９へ送信する。

【0074】

なお、この撮像部６Ｆが有する、予め設定した複数の撮像条件を切り替えながら撮像するシーケンシャルシャッタ機能、および、撮像視野のうち一部の関心領域のみをデータ化して出力するＲＯＩ設定機能については、上記の通り既に実用化されたものであるため、ここでは詳しい説明を省略する。

【0075】

この実施形態の撮像部６Ｆは、撮像視野ＦＶに含まれる上面画像領域Ｍａ、側面画像領域Ｍｂおよび下面画像領域Ｍｃをそれぞれ最適な撮像条件で撮像する一方、これら以外の領域についてはデータ化しないことで、上記した２つの問題を共に解消する。具体的には、上面画像領域Ｍａ、側面画像領域Ｍｂおよび下面画像領域Ｍｃのそれぞれに最適化された３種類の撮像条件を予め定めておき、撮像部６Ｆはこれらの３種類の撮像条件を撮像ごとに切り替えながら周期的に撮像を行う。

【0076】

ここでは、上面画像領域Ｍａの撮像に適した撮像条件（以下、「撮像条件（１）」という）と、側面画像領域Ｍｂの撮像に適した撮像条件（以下、「撮像条件（２）」という）と、下面画像領域Ｍｃの撮像に適した撮像条件（以下、「撮像条件（３）」という）との３種類が用いられるものとする。

【0077】

なお、この実施形態では、露光時間の長さと関心領域の範囲とが撮像条件を定める可変パラメーターとして設定されることとするが、使用パラメーターはこれに限定されない。例えば、フレームレート、撮像素子６Ｆａの分解能や感度、撮像光学系６Ｆｂの絞り値、照明光量等、画像品質に影響を与える各種の因子を可変パラメーターとして使用することが可能である。また、以下で挙げる具体的な数値等は単なる説明用の設定例であり、設定値はこれらの事例に限定されず目的に応じて適宜変更可能である。

【0078】

図１１は撮像条件の例を示す図である。撮像条件（１）は、基板Ｓの上面を上方向から下向きに見た状態での撮像における画像品質を最適化するための撮像条件である。この撮像条件（１）で撮像を行うことで、基板周縁部Ｓｓのうち上方から見えるＡ面ＳａおよびＢ面Ｓｂを観察対象とするのに好適な画像品質を有する画像を取得することができる。この目的のために、露光時間は１００μｓとされる。また撮像視野ＦＶ中の関心領域（ＲＯＩ）については、上面画像領域Ｍａを確実にかつ十分な面積で含み、しかも観察に必要のない領域をできるだけ除外した領域Ｒａに設定される。

【0079】

また、撮像条件（２）は、基板Ｓの側面を側方から見た状態での撮像における画像品質を最適化するための撮像条件である。この撮像条件（２）で撮像を行うことで、基板周縁部Ｓｓのうち側方から見えるＢ面Ｓｂ、Ｃ面ＳｃおよびＤ面Ｓｄを観察対象とするのに好適な画像品質を有する画像を取得することができる。この目的のために、露光時間は５０μｓとされる。また撮像視野ＦＶ中の関心領域（ＲＯＩ）については、側面画像領域Ｍｂを確実にかつ十分な面積で含み、しかも観察に必要のない領域をできるだけ除外した領域Ｒｂに設定される。

【0080】

また、撮像条件（３）は、基板Ｓの下面を下方から上向きに見た状態での撮像における画像品質を最適化するための撮像条件である。この撮像条件（３）で撮像を行うことで、基板周縁部Ｓｓのうち下方から見えるＤ面ＳｄおよびＥ面Ｓｅを観察対象とするのに好適な画像品質を有する画像を取得することができる。この目的のために、露光時間は１５０μｓとされる。また撮像視野ＦＶ中の関心領域（ＲＯＩ）については、下面画像領域Ｍｃを確実にかつ十分な面積で含み、しかも観察に必要のない領域をできるだけ除外した領域Ｒｃに設定される。

【0081】

図１２は撮像部が実行する撮像動作を示すフローチャートである。この動作は、制御ユニット９からの制御指令に応じて撮像機構６、特に撮像部６Ｆが作動することにより実行される。なお、撮像部６Ｆの作動については、制御部６Ｆｃが記憶部６Ｆｄに予め記憶された制御プログラムを実行することにより実現可能であるが、制御ユニット９の演算処理部９１が記憶部９２に記憶された制御プログラムに基づき撮像部６Ｆを直接制御する態様であってもよい。

【0082】

最初に、周期的撮像におけるフレームレートおよび撮像条件の設定が行われる（ステップＳ１０１）。この実施形態では、基板周縁部Ｓｓを周期的に撮像するのに際して、フレームレートは最初に設定された値が維持される。すなわち、撮像ごとのフレームレートの変更は行われない。また、撮像条件としては、撮像条件（１）～撮像条件（Ｎ）のＮ種類（Ｎは２以上の自然数）が登録可能であるが、上記事例ではＮ＝３であり、各撮像条件の内容は上記した通りである。これらの設定に関する情報は、制御ユニット９から通信路Ｃを介して撮像部６Ｆのインターフェース６Ｆｅに与えられ、記憶部６Ｆｄに記憶される。こうして撮像条件が撮像部６Ｆに登録される。以後は、制御部６Ｆｃが記憶部６Ｆｄからこれらの情報を読み出しつつ、以下のように撮像素子６Ｆａ等を制御して撮像を行う。

【0083】

最初に内部パラメーターｉが初期値１に設定される（ステップＳ１０２）。そして、予め登録されている撮像条件のうち、内部パラメーターｉにより特定される撮像条件（ｉ）が選択され（ステップＳ１０３）、当該撮像条件を適用した撮像（露光）が実行される（ステップＳ１０４）。

【0084】

制御部６Ｆｃは、露光された撮像視野ＦＶのうちの関心領域について画像をデータ化し、生成された画像データを、インターフェース６Ｆｅを介し制御ユニット９へ出力する（ステップＳ１０５）。制御ユニット９が受信した画像データは記憶部９２に記憶保存される。第１回目の処理では内部パラメーターｉが１であるため、撮像には撮像条件（１）が適用され、画像データは上面画像領域Ｍａに対応して設定された関心領域Ｒａに関するもののみが出力される。したがって、上面画像領域Ｍａを良好な画像品質で撮像することができ、しかも出力されるデータ量は少なくて済む。

【0085】

こうして第１回目の撮像を行った後、内部パラメーターｉを１つインクリメントし（ステップＳ１０６）、条件式「ｉ＞Ｎ」が成立するまで（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３～Ｓ１０６を繰り返す。これにより、第２回目の撮像では撮像条件（２）が適用され、側面画像領域Ｍｂに対応して設定された関心領域Ｒｂの画像データが出力される。同様に、第３回目の撮像では撮像条件（３）が適用され、下面画像領域Ｍｃに対応して設定された関心領域Ｒｃの画像データが出力される。さらに、第４回目以降の撮像では、撮像条件（１）～（３）が循環的に適用され、関心領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒａ，…の画像データが順番に取得される。

【0086】

基板Ｓを所定速度で回転させながら上記の撮像動作が繰り返される。基板Ｓの少なくとも１周分につき画像が取得されると、撮像終了と判断することができる（ステップＳ１０８）。このようにして、撮像条件（１）で撮像された関心領域Ｒａの画像データ、撮像条件（２）で撮像された関心領域Ｒｂの画像データ、撮像条件（３）で撮像された関心領域Ｒｃの画像データが、それぞれ基板Ｓの１周分につき取得される。これらの画像データを用いて、基板周縁部Ｓｓを上方、側方および下方から見た全周縁画像をそれぞれ作成することができる。

【0087】

ここで、後の説明のために、ステップＳ１０２～Ｓ１０８の処理ループを「撮像ループ」と定義し、最初に実行される撮像ループを「撮像ループ１」または単に「ループ１」ということとする。また２回目以降の撮像ループについても、「撮像ループ２（またはループ２）」、「撮像ループ３（またはループ３）」、…ということとする。

【0088】

図１３は撮像結果から全周縁画像を作成する処理を示す概念図である。上記した撮像動作により、時刻Ｔ１において撮像条件（１）を適用して関心領域Ｒａを撮像することで画像Ｒａ１が取得されると考える。同様に、時刻Ｔ２では撮像条件（２）を適用して関心領域Ｒｂを撮像した画像Ｒｂ２が、時刻Ｔ３では撮像条件（３）を適用して関心領域Ｒｃを撮像した画像Ｒｃ３が取得される。時刻Ｔ４では、再び撮像条件（１）を適用して関心領域Ｒａが撮像され、画像Ｒａ４が取得される。時刻Ｔ５以降についても同様に考えることができる。

【0089】

基板周縁部Ｓｓを上方から見た全周縁画像は、上面画像領域Ｍａを関心領域Ｒａとして撮像条件（１）で撮像された画像Ｒａ１，Ｒａ４，Ｒａ７，…を基板Ｓの周方向に対応する方向に並べて合成することで作成可能である。また、基板周縁部Ｓｓを側方から見た全周縁画像は、側面画像領域Ｍｂを関心領域Ｒｂとして撮像条件（２）で撮像された画像Ｒｂ２，Ｒｂ５，Ｒｂ８，…を基板Ｓの周方向に対応する方向に並べて合成することで作成可能である。また、基板周縁部Ｓｓを下方から見た全周縁画像は、下面画像領域Ｍｃを関心領域Ｒｃとして撮像条件（３）で撮像された画像Ｒｃ３，Ｒｃ６，Ｒｃ９，…を基板Ｓの周方向に対応する方向に並べて合成することで作成可能である。

【0090】

図１４は全周縁画像の作成に適用可能な画像処理を示すフローチャートである。この処理は、制御ユニット９の演算処理部９１が記憶部９２に予め記憶された制御プログラムを実行し、撮像部６Ｆにより取得され記憶部９２に記憶された画像データに対し所定の処理を実行することにより実現される。

【0091】

最初に内部パラメーターｊが初期値１に設定される（ステップＳ２０１）。そして、記憶部９２にデータが記憶された画像の中から、撮像条件（ｊ）で撮像された画像が抽出され（ステップＳ２０２）、基板１周分の画像をつなぎ合わせる合成処理を実行することで（ステップＳ２０３）、全周縁画像が作成される。作成された全周縁画像の画像データは記憶部９２に記憶保存される。内部パラメーターｊを１つずつ増加させながら（ステップＳ２０４）、この処理をＮ回繰り返すことで（ステップＳ２０５）、必要な全ての全周縁画像が作成される。

【0092】

例えば撮像条件（１）で撮像された画像Ｒａ１，Ｒａ４，Ｒａ７，…を合成することで、基板周縁部Ｓｓを上方から見たときの全周縁画像を作成することができる。撮像条件（２）、撮像条件（３）でそれぞれ撮像された画像についても同様に考えることが可能である。

【0093】

次に、上記のようにして基板Ｓの周縁部Ｓｓを撮像し全周縁画像を作成するに当たり、考慮すべき他の問題について説明する。上記処理では、３か所の関心領域Ｒａ,Ｒｂ，Ｒｃを順番に撮像しているため、１つの関心領域については３回の撮像ごとに１つの画像が得られることとなる。全周縁画像を作成するためには、基板Ｓの１周分について、画像情報を欠落させることなく周縁部Ｓｓの画像を取得する必要があり、これを可能にするために必要な撮像タイミングと基板の回転速度との関係を考える。

【0094】

図１５は撮像タイミングと基板の回転速度との好ましい関係を模式的に示す図である。図１５に示すように、適宜に定めた基準位置からの基板Ｓの回転位相角θを横軸、時刻Ｔを縦軸として撮像タイミングを考える。内部パラメーターｉを１，２，３，…と変化させながら周期的に撮像を行うとき、撮像が行われる時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，…が到来する度に、画像Ｒａ１，Ｒｂ２，Ｒｃ３，…が順次取得される。この間、基板Ｓは回転しているため、回転位相角θも順次変化してゆく。なお、ここでは説明の便宜上、関心領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃの画像が全て同サイズとして表されているが、図１１に示した通り、これらの画像のサイズは必ずしも同じではない。

【0095】

関心領域Ｒａに関する全周縁画像は、ｉ＝１、つまり撮像条件（１）で撮像された画像Ｒａ１，Ｒａ４，Ｒａ７，…をつなぎ合わせることで作成される。このとき基板Ｓに関する情報の欠落を防止するためには、これらの画像Ｒａ１，Ｒａ４，Ｒａ７の撮像範囲が基板Ｓ上でオーバーラップを有することが必要である。

【0096】

ここで、
・１回に撮像される関心領域の幅（撮像幅）を符号Ｗ［ｍｍ］、
・撮像のフレームレートを符号Ｒ［ｆｐｓ＝frames per second］、
・基板Ｓの直径を符号Ｄ［ｍｍ］、
・基板Ｓの回転数を符号ｎ［ｒｐｍ＝revolutions per minute］
＝ｎ／６０［ｒｐｓ＝revolutions per second］
により表すとする。

【0097】

基板Ｓが１周する間の撮像回数は（６０Ｒ／ｎ）と表せるから、Ｎ種類の撮像条件を循環的に切り替える場合、同一撮像条件での１周当たりの撮像回数は６０Ｒ／（Ｎｎ）と表すことができる。例えばＮ＝３の場合、同一撮像条件での１周当たりの撮像回数は２０Ｒ／ｎにより表せる。

【0098】

一方、基板Ｓの周長は円周率πを用いてπＤにより表せるから、撮像条件が同じで隣り合う画像間が重なり合うための条件は、
Ｗ＞πＤ／｛６０Ｒ／（Ｎｎ）｝＝πＤＮｎ／（６０Ｒ） … （式１）
により表すことができる。例えばＮ＝３の場合には、（式１）を次式：
Ｗ＞πＤｎ／（２０Ｒ） … （式２）
と書き直すことができる。この条件を満たすように各値を設定すれば、互いにオーバーラップ部分を有する複数の画像を取得することができる。オーバーラップ部分を有しつつ撮像範囲が異なる画像同士をつなぎ合わせる技術は公知であり、そのような公知技術を利用して、欠落のない全周縁画像を形成することができる。

【0099】

なお、基板Ｓの直径Ｄ、回転数ｎは基板処理の仕様によって定まるものであり、また撮像条件の数Ｎは観察の目的に応じて設定されるので、これらを任意に選ぶことはできないものと考えられる。したがって、現実的には撮像幅ＷとフレームレートＲとの組み合わせを選ぶことで上記条件の充足を図ることができる。

【0100】

一例として、基板Ｓの直径Ｄ＝３００［ｍｍ］、回転数ｎ＝２０［ｒｐｍ］、撮像条件の数Ｎ＝３である場合には、（式１）を次式：
Ｗ＞３００π／Ｒ … （式３）
と書き直すことができる。この場合、例えばＷ＝３［ｍｍ］、Ｒ＝３６０［ｆｐｓ］とすることで上記条件は満たされる。またこのときの撮像周期（１／Ｒ）は約２．８ｍｓであるから、上記各撮像条件で規定した露光時間５０～１５０μｓを充分に確保することが可能である。

【0101】

因みに、単一の撮像条件で３つの関心領域を同時に撮像する、つまりＮ＝１の場合には、撮像幅Ｗが同じ（３ｍｍ）であればフレームレートＲは１２０ｆｐｓでよいこととなる。言い換えれば、本実施形態を実施するためには、単一条件での撮像に比べてより高いフレームレートが必要とされる。一般的な撮像装置が実現可能なフレームレートには当然に上限があるが、ＲＯＩ設定機能を有する撮像装置であれば、撮像視野ＦＶの全体ではなくそのうち関心領域（ＲＯＩ）のみをデータ化することで、撮像視野ＦＶ全体をデータ化する場合よりも高いフレームレートを実現することが可能である。

【0102】

例えば撮像素子６ＦａがＣＣＤセンサーまたはＣＭＯＳセンサーを用いたものである場合、光電変換された信号を関心領域のみについて読み出せばよいから、通常より高いフレームレートを実現可能である。したがって、撮像視野ＦＶ全体をフレームレート１２０ｆｐｓで撮像可能な撮像装置であれば、例えば撮像ごとの関心領域の面積が撮像視野ＦＶの（１／３）よりも小さくなるようにすることで、フレームレート３６０ｆｐｓでの撮像を実現可能である。

【0103】

また、図１５下図に示すように、この実施形態の撮像動作では、関心領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを同時に撮像していないため、同じ撮像ループ内で撮像された画像間では基板Ｓの回転角度にしてΔθ［ｒａｄ］の位置ずれが発生する。Δθについては次式：
Δθ＝２πｎ／（６０Ｒ）＝πｎ／（３０Ｒ） … （式４）
で表すことができる。異なる撮像条件で作成された全周縁画像同士で位置を対比して観察を行う場合には、この位置ずれ分を補正する必要がある。

【0104】

以上のように、この実施形態では、３つのミラー部材６２ａ～６２ｃを有するヘッド部６Ｇにより、基板Ｓの周縁部Ｓｓを異なる方向から見たときの像、より具体的には上方から見た像に対応する上面画像領域Ｍａ、側方から見た像に対応する側面画像領域Ｍｂ、および、下方から見た像に対応する下面画像領域Ｍｃが、共に撮像部６Ｆの撮像視野ＦＶに現れるようにしている。

【0105】

そして、撮像部６Ｆは、予め設定登録された複数の撮像条件を循環的に切り替えながら周期的に撮像を行い、撮像条件で設定された関心領域の画像データのみを出力する。一方、画像データを受け取った演算処理部９１は、こうして取得された複数の画像のうち同じ撮像条件で撮像されたものを抽出して画像処理を行う。

【0106】

このように、複数の方向から見た基板Ｓの像を撮像視野ＦＶへ導くための構成と、複数の撮像条件を循環的に切り替えながら撮像する構成と、撮像視野ＦＶのうち関心領域の画像データのみを出力する構成と、同じ撮像条件で撮像されたものを抽出して画像処理を行う構成とを組み合わせたことにより、本実施形態では、次のような効果を得ることができる。

【0107】

第１に、基板Ｓを異なる方向から見た像をそれぞれに適した撮像条件で撮像することができるので、いずれの像についても良好な画像品質の画像を取得することができる。そして、これに付随する第２の効果として、複数の関心領域のそれぞれについて、撮像条件が最適化された状態の画像を基板Ｓが１周する間に全て取得することが可能である。

【0108】

また第３に、撮像視野ＦＶのうち必要な領域のみをデータ化することで、撮像の高速化が可能であり、より高いフレームレートを実現することができる。第４に、必要な領域の画像データのみを出力することで、データ容量を削減しデータ通信路および記憶資源への圧迫を軽減することができる。特に、基板Ｓの全周分の画像を取得してから処理を行う場合や、複数の処理ユニット１から出力される画像データを処理する場合において、その効果は顕著なものとなる。

【0109】

なお、上記実施形態では、撮像装置のＲＯＩ設定機能を利用して撮像視野ＦＶのうち一部領域のみをデータ化しているが、フレームレートおよびデータ容量に余裕がある場合には、ＲＯＩ設定機能によらず、撮像視野ＦＶ全体を撮像した画像から事後的に関心領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを切り出すようにすることも可能である。

【0110】

この場合の撮像動作は、図１２に示す処理を、常に撮像視野ＦＶ全体を関心領域とするように変更すればよい。これにより、関心領域は一定であるが、他の撮像条件、例えば露光時間が撮像ごとに変化する状態で撮像が行われる。これにより、撮像視野ＦＶ全体に対し露光時間を互いに異ならせた複数の画像が取得されることになる。一方、演算処理部９１での画像処理は以下のようにすることができる。

【0111】

図１６は画像処理の変形例を示すフローチャートである。内部パラメーターｊを用い、撮像条件（ｊ）で撮像された画像を取得する点は（ステップＳ３０１，Ｓ３０２）、図１４に示す処理と同じである。このときの画像には、上面画像領域Ｍａ、側面画像領域Ｍｂおよび下面画像領域Ｍｃが含まれるが、良好な画像品質で撮像されているのはそのうちのいずれかであり、他の画像領域の画像品質は必ずしも保証されない。そこで、撮像条件（ｊ）で良好な画像品質が得られる領域が、関心領域Ｒ（ｊ）として切り出される（ステップＳ３０３）。

【0112】

こうして切り出された関心領域Ｒ（ｊ）の画像内容は、撮像段階で当該関心領域のみをデータ化した場合の画像内容と実質的に同じである。したがって、同じ条件で撮像された画像から切り出された関心領域を合成することで（ステップＳ３０４）、全周縁画像を作成することができる。パラメーターｊをインクリメントしながら処理を繰り返す点も（ステップＳ３０５，Ｓ３０６）も、図１４の処理と同様である。

【0113】

以上説明したように、上記実施形態では、処理ユニット１が本発明の「撮像装置」、「基板観察装置」、「基板処理装置」としての機能を有している。また、回転機構２、処理機構４、演算処理部９１がそれぞれ本発明の「回転機構」、「処理部」、「画像処理部」として機能している。また、撮像機構６の撮像部６Ｆおよびヘッド部６Ｇがそれぞれ本発明の「撮像部」および「導光部」として機能しており、撮像機構６と演算処理部９１とが協働して、本発明の「撮像装置」および「撮像機構」として機能することとなる。また、撮像部６Ｆに設けられた記憶部６Ｆｄが、本発明の「記憶部」として機能している。

【0114】

また、この実施形態では、基板Ｓの周縁部Ｓｓを上方、側方および下方のそれぞれから見た像を観察対象としており、これらの方向の一を本発明の「第１方向」、他の方向の一を本発明の「第２方向」と解することができる。同様に、これらの像の一を本発明の「第１の像」、他の像の一を本発明の「第２の像」と解することができ、それらを個別に表した画像が本発明の「第１画像」および「第２画像」に相当することとなる。さらに、複数の撮像条件（１）～（Ｎ）の一を本発明の「第１条件」、他の一を本発明の「第２条件」と解することができる。

【0115】

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の周縁部Ｓｓを上方、側方および下方の三方向からそれぞれ見た像を個別に含む関心領域を観察対象として、それらに適合させた３種類の撮像条件を設定している。しかしながら、関心領域の数はこれに限定されるものではなく、目的に応じて適宜設定可能である。また、関心領域の数と撮像条件の設定数とが同じでなくてもよい。例えば複数の関心領域の間で同一の撮像条件を適用可能な状況であれば、１回の撮像でそれら複数の関心領域の画像を取得することも可能である。

【0116】

またこれとは逆に、１つの関心領域が互いに異なる複数の撮像条件で撮像されてもよい。例えば、１つの関心領域を露光時間が異なる複数の撮像条件で撮像することで、同じ領域について明るさの異なる画像を取得することも可能である。例えば基板Ｓの表面状態のばらつきが大きくその明るさが位置により変動するような場合でも、露光時間を異ならせて撮像した画像を取得しておくことで、効率よく観察を行うことが可能となる。

【0117】

上記実施形態に則して具体的な例を示すと、例えば上面画像領域Ｍａの撮像に対して露光時間の異なる２種類の撮像条件を設定し、側面画像領域Ｍｂおよび下面画像領域Ｍｃの撮像に対してそれぞれ１種類の撮像条件を設定したとすれば、合計４種類の撮像条件を循環的に切り替えながら撮像が行われることとなる。そして、上面画像領域Ｍａについては、異なる撮像条件で撮像され明るさ等が異なる２つの全周縁画像を作成することが可能になる。

【0118】

また例えば、同一の関心領域を同一の撮像条件で複数回撮像することで、実質的な分解能の向上および画像ノイズの低減を図ることもできる。なお、ここでいう「同一の関心領域」は撮像時の設定領域を指しており、必ずしも実際に撮像される範囲が同一であることを意味しない。すなわち、回転する基板Ｓを異なる時刻に複数回撮像する以上、撮像される基板Ｓ上の領域の範囲は少しずつ異なる。しかしながら、上記の通り、基板Ｓの回転数と撮像周期とに基づき、この位置ずれ量を把握することができるから、必要に応じて補正を行うことが可能である。

【0119】

このように、撮像視野ＦＶ内にいくつの関心領域を設定するか、またそれぞれに対していくつの撮像条件を設定するかは任意であり、また撮像条件としてどの因子を変化させるかについても任意である。

【0120】

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。

【0121】

また、拡散照明部６１の拡散面６１０（６１ａ～６１ｃ）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。

【0122】

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。

【0123】

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に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、基板の周縁部を観察するために撮像を行う技術全般に適用可能である。例えば、撮像された画像に基づいて基板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と演算処理部９１とは、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。

【0124】

また、上記実施形態の処理ユニット１は、基板を処理するための処理部と、基板の周縁部を撮像するための撮像部とを備えるものであるが、基板に対する処理を実行する装置と、観察のために基板を撮像する装置とが別体として構成されている場合にも、後者における画像処理として本発明を適用することが可能である。

【0125】

以上、特定の実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係る撮像装置、これと同一構成の撮像機構を有する基板観察装置および基板処理装置、ならびに撮像装置を用いた撮像方法において、撮像部は、撮像視野内の一部である関心領域に対応する画像データを出力し、かつ関心領域を変更設定可能なものであってもよい。またこの場合において、撮像視野中における関心領域の範囲に関する設定が撮像条件に含まれてもよい。

【0126】

このような構成によれば、画像に対応するデータの容量を小さくして、データを送信するための通信路および記憶資源への負担を軽減することが可能である。また、画像をデータ化するのに要する時間を短縮することで撮像周期をより短くして、より高いフレームレートで撮像を行うことが可能となる。

【0127】

また例えば、撮像部は、複数の撮像条件を記憶する記憶部を有し、記憶部から読み出した撮像条件を適用して撮像を実行するように構成されてもよい。このような構成によれば、撮像部が自律的に撮像条件を変更しながら周期的に撮像を行うことが可能であり、撮像の度に撮像条件を外部から指定する必要がなくなる。

【0128】

また例えば、撮像部は、基板が１回転する間に、複数の撮像条件の各々につき、それぞれ複数回の撮像を実行するように構成されてもよい。このような構成によれば、基板の周縁部を、その周方向に位置を変えて複数箇所で撮像することができる。また、このような撮像を行うことで、画像処理部は、互いに異なる時刻に撮像された複数の第１画像を合成して合成画像を作成することが可能になる。

【0129】

この場合、撮像部は、撮像時刻が最も近い２つの第１画像同士が互いに部分的にオーバーラップするように撮像することが好ましい。このような構成によれば、基板の周縁部をその全周分につき欠落なくカバーした合成画像を作成することができる。

【0130】

また、複数の撮像条件としては、例えば露光時間を互いに異ならせることができる。基板の種類は加工状態等により表面の光学的状態は様々であり、単一の露光時間での撮像では全ての方向について、観察に適した明るさおよび良好な画像品質を得ることが難しい場合がある。露光時間を異ならせて撮像することで、この問題を解消することができる。

【0131】

また例えば、第１の像は基板の主面の像であり、第２の像は基板の側面の像であってもよい。この発明では、基板を複数方向から見た像を良好な画像品質で取得可能であるから、表面状態が大きく異なる基板の主面と側面とを効率よく観察することができる。例えば基板のベベル部の処理状態を検査する目的では、主面側および側面側の両方を観察する必要があり、本発明はこのような用途に好適である。

【産業上の利用可能性】

【0132】

この発明は、基板、特に半導体ウエハなどの円形基板の周縁部を撮像し観察する用途に適用することが可能であり、特に基板の周方向を複数の方向から観察する必要がある用途に好適に適用することができる。

【符号の説明】

【0133】

１ 処理ユニット（撮像装置、基板観察装置、基板処理装置）
２ 回転機構
４ 処理機構（処理部）
６ 撮像機構
６Ｅ 光源
６Ｆ 撮像部（撮像部）
６Ｆｄ 記憶部
６Ｇ ヘッド部（導光部）
９１ 演算処理部（画像処理部）
Ｓ 基板
Ｓｓ 周縁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】