(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】基板検査装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20240717BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 J
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020152001
(22)【出願日】2020-09-10
(65)【公開番号】P2022046117
(43)【公開日】2022-03-23
【審査請求日】2023-06-20
(73)【特許権者】
【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】100110847
【弁理士】
【氏名又は名称】松阪 正弘
(74)【代理人】
【識別番号】100136526
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 勉
(74)【代理人】
【識別番号】100136755
【弁理士】
【氏名又は名称】井田 正道
(72)【発明者】
【氏名】北村 藤和
【審査官】平野 崇
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－０６４９７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０１６０４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２３５８９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０４５９６４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の表面状態を検査する基板検査装置であって、基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部の周方向の一の位置である検査位置において、前記基板の一方の主面の周縁部および前記基板の端面に光を照射する照明部と、
前記検査位置における前記基板の前記一方の主面の前記周縁部からの反射光である第１反射光を導く第１反射ミラー部と、
前記検査位置における前記基板の前記端面からの反射光である第２反射光を導く第２反射ミラー部と、
少なくとも物体側がテレセントリックであり、前記第１反射ミラー部により導かれた前記第１反射光および前記第２反射ミラー部により導かれた前記第２反射光が入射する単一のテレセントリック光学系と、
直線状に配列された複数の撮像素子を含み、前記テレセントリック光学系を通過した前記第１反射光および前記第２反射光を受光することにより、前記基板の前記一方の主面の前記周縁部の像である第１像および前記基板の前記端面の像である第２像が結像する撮像部と、
を備えることを特徴とする基板検査装置。
【請求項2】
請求項１に記載の基板検査装置であって、
前記テレセントリック光学系は単一の光軸を有することを特徴とする基板検査装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の基板検査装置であって、前記第１反射光の前記基板から前記テレセントリック光学系に至る光路長と、前記第２反射光の前記基板から前記テレセントリック光学系に至る光路長との差は、前記テレセントリック光学系の被写界深度以下であることを特徴とする基板検査装置。
【請求項4】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記基板を前記テレセントリック光学系に対して前記基板の厚さ方向に相対的に移動する第１移動機構と、
前記撮像部における前記第２像の位置が、前記第２像の基準位置である第２基準位置からずれている場合、前記第２基準位置からの前記第２像の位置のずれ量に基づいて前記基板の前記周縁部の厚さ方向のずれ量を求め、前記基板の前記周縁部の厚さ方向の前記ずれ量に基づいて前記第１移動機構を駆動することにより、前記基板の前記テレセントリック光学系に対する厚さ方向の相対位置を補正する位置補正部と、
をさらに備えることを特徴とする基板検査装置。
【請求項5】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記基板を前記テレセントリック光学系に対して径方向に相対的に移動する第２移動機構と、
前記撮像部における前記第１像の位置が、前記第１像の基準位置である第１基準位置からずれている場合、前記第１基準位置からの前記第１像の位置のずれ量に基づいて前記基板の前記端面の径方向のずれ量を求め、前記基板の前記端面の径方向の前記ずれ量に基づいて前記第２移動機構を駆動することにより、前記基板の前記テレセントリック光学系に対する径方向の相対位置を補正する位置補正部と、
をさらに備えることを特徴とする基板検査装置。
【請求項6】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記撮像部はラインセンサを備えることを特徴とする基板検査装置。
【請求項7】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記撮像部において前記第１像と前記第２像とは離間していることを特徴とする基板検査装置。
【請求項8】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記基板の前記一方の主面の前記周縁部は、前記一方の主面の中央部および前記基板の前記端面に対して傾斜するベベル部を含み、
前記照明部は、前記基板の前記ベベル部に光を照射する照明要素を備え、
前記照明要素による照明範囲は、前記検査位置における前記ベベル部の内縁および外縁から前記照明要素まで前記ベベル部の法線方向に延びる２本の直線を含むことを特徴とする基板検査装置。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記照明部、前記第１反射ミラー部、前記第２反射ミラー部、前記テレセントリック光学系および前記撮像部を一体的に保持する観察系保持部をさらに備えることを特徴とする基板検査装置。
【請求項10】
請求項１ないし９のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記基板の厚さ方向に延びる中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転することにより、前記基板上において前記検査位置を変更する基板回転機構をさらに備えることを特徴とする基板検査装置。
【請求項11】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記照明部は、前記検査位置において前記基板の他方の主面の周縁部にも光を照射し、
前記基板検査装置は、前記検査位置における前記基板の前記他方の主面の前記周縁部からの反射光である第３反射光を導く第３反射ミラー部をさらに備え、
前記テレセントリック光学系には前記第３反射ミラー部により導かれた前記第３反射光が入射し、
前記撮像部では、前記テレセントリック光学系を通過した前記第３反射光が受光され、前記基板の前記他方の主面の前記周縁部の像である第３像が結像することを特徴とする基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板の表面状態を検査する基板検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板の周縁部に向けて処理液を供給することにより、当該周縁部からレジスト膜や金属膜等の膜および付着物等（以下、「異物」とも呼ぶ。）を除去する洗浄処理が行われている。当該洗浄処理において、基板の周縁部から異物等が適切に除去されなかった場合、基板自体が不良品となるだけでなく、洗浄処理よりも後工程の装置に異物が入り込む可能性がある。後工程の装置に異物が入り込むと、当該装置における処理の品質が低下し、当該装置のクリーニング等が必要となるため、生産性が低下するおそれがある。
【0003】
そこで、特許文献１、特許文献２および特許文献３のように、基板の周縁部を撮像して異物の有無を検査する技術が提案されている。例えば、特許文献１の外観検査装置では、基板の上面周縁部を撮像する第１の観察光学系および第１の撮像部、並びに、基板の端面（すなわち、側面）を撮像する第２の観察光学系および第２の撮像部が設けられる。当該外観検査装置では、第１の撮像部からの出力に基づいて第２の観察光学系および第２の撮像部を移動することにより、第２の撮像部において合焦した状態の画像を得る。また、第２の撮像部からの出力に基づいて第１の観察光学系および第１の撮像部を移動することにより、第１の撮像部において合焦した状態の画像を得る。
【0004】
特許文献２の外観検査装置では、基板の端面と径方向に対向する位置に凹面鏡が配置され、基板の上面周縁部からの反射光、および、基板の端面から当該凹面鏡を経由した反射光が１台のカメラで同時に撮像される。
【0005】
また、特許文献３のウエハ検査装置では、ウエハの端面、並びに、上面および下面の面取り部が、３つの光路を有する光学系を介して１台のカメラで撮像される。当該ウエハ検査装置では、撮像される端面の周方向における位置と、撮像される面取り部の周方向における位置とは異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２００７－２５１１４３号公報
【文献】特許第６６１７０５０号公報
【文献】特開２０１０－１６０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、近年、基板上のパターンの微細化、および、基板の清浄度向上の要求に対応するために、基板検査における分解能向上が求められている。一方、分解能と被写界深度とはトレードオフの関係にあるため、高分解能化により被写界深度の不足が想定される。したがって、基板検査装置では、基板の偏心や反り、傾き等が生じている場合、基板の被観察部位を被写界深度内に配置させるために、撮像部と基板との相対位置の逐次調節が必要となる。
【0008】
特許文献１の装置では、第１の観察光学系および第１の撮像部の位置を調節する第１の移動機構、並びに、第２の観察光学系および第２の撮像部の位置を調節する第２の移動機構が設けられて撮像部と基板との相対位置の調節が行われる。この場合、２組の観察光学系および撮像部をそれぞれ移動する２つの移動機構が必要となり、装置構造が複雑化するとともに装置が大型化する。また、特許文献２および特許文献３の装置では、撮像部と基板との相対位置の調節は行われないため、基板検査の分解能を向上させた場合、被写界深度が不足して検査精度が低下するおそれがある。
【0009】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板の周縁部および端面を簡素な構造で高精度に検査することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項１に記載の発明は、基板の表面状態を検査する基板検査装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部の周方向の一の位置である検査位置において、前記基板の一方の主面の周縁部および前記基板の端面に光を照射する照明部と、前記検査位置における前記基板の前記一方の主面の前記周縁部からの反射光である第１反射光を導く第１反射ミラー部と、前記検査位置における前記基板の前記端面からの反射光である第２反射光を導く第２反射ミラー部と、少なくとも物体側がテレセントリックであり、前記第１反射ミラー部により導かれた前記第１反射光および前記第２反射ミラー部により導かれた前記第２反射光が入射する単一のテレセントリック光学系と、直線状に配列された複数の撮像素子を含み、前記テレセントリック光学系を通過した前記第１反射光および前記第２反射光を受光することにより、前記基板の前記一方の主面の前記周縁部の像である第１像および前記基板の前記端面の像である第２像が結像する撮像部とを備える。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板検査装置であって、前記テレセントリック光学系は単一の光軸を有する。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板検査装置であって、前記テレセントリック光学系は単一の光軸を有する。
【0011】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板検査装置であって、前記第１反射光の前記基板から前記テレセントリック光学系に至る光路長と、前記第２反射光の前記基板から前記テレセントリック光学系に至る光路長との差は、前記テレセントリック光学系の被写界深度以下である。
【0012】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記基板を前記テレセントリック光学系に対して前記基板の厚さ方向に相対的に移動する第１移動機構と、前記撮像部における前記第２像の位置が、前記第２像の基準位置である第２基準位置からずれている場合、前記第２基準位置からの前記第２像の位置のずれ量に基づいて前記基板の前記周縁部の厚さ方向のずれ量を求め、前記基板の前記周縁部の厚さ方向の前記ずれ量に基づいて前記第１移動機構を駆動することにより、前記基板の前記テレセントリック光学系に対する厚さ方向の相対位置を補正する位置補正部とをさらに備える。
【0013】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記基板を前記テレセントリック光学系に対して径方向に相対的に移動する第２移動機構と、前記撮像部における前記第１像の位置が、前記第１像の基準位置である第１基準位置からずれている場合、前記第１基準位置からの前記第１像の位置のずれ量に基づいて前記基板の前記端面の径方向のずれ量を求め、前記基板の前記端面の径方向の前記ずれ量に基づいて前記第２移動機構を駆動することにより、前記基板の前記テレセントリック光学系に対する径方向の相対位置を補正する位置補正部とをさらに備える。
【0014】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記撮像部はラインセンサを備える。
【0015】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記撮像部において前記第１像と前記第２像とは離間している。
【0016】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記基板の前記一方の主面の前記周縁部は、前記一方の主面の中央部および前記基板の前記端面に対して傾斜するベベル部を含み、前記照明部は、前記基板の前記ベベル部に光を照射する照明要素を備え、前記照明要素による照明範囲は、前記検査位置における前記ベベル部の内縁および外縁から前記照明要素まで前記ベベル部の法線方向に延びる２本の直線を含む。
【0017】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記照明部、前記第１反射ミラー部、前記第２反射ミラー部、前記テレセントリック光学系および前記撮像部を一体的に保持する観察系保持部をさらに備える。
【0018】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記基板の厚さ方向に延びる中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転することにより、前記基板上において前記検査位置を変更する基板回転機構をさらに備える。
【0019】
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の基板検査装置であって、前記照明部は、前記検査位置において前記基板の他方の主面の周縁部にも光を照射し、前記基板検査装置は、前記検査位置における前記基板の前記他方の主面の前記周縁部からの反射光である第３反射光を導く第３反射ミラー部をさらに備え、前記テレセントリック光学系には前記第３反射ミラー部により導かれた前記第３反射光が入射し、前記撮像部では、前記テレセントリック光学系を通過した前記第３反射光が受光され、前記基板の前記他方の主面の前記周縁部の像である第３像が結像する。
【発明の効果】
【0020】
本発明では、基板の周縁部および端面を簡素な構造で高精度に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】基板処理システムを示す平面図である。
【図2】一の実施の形態に係る基板検査装置の構成を示す側面図である。
【図3】制御部の構成を示す図である。
【図4】制御部の機能を示すブロック図である。
【図5】基板の端面近傍を拡大して示す断面図である。
【図6】観察部近傍を拡大して示す平面図である。
【図7】観察部近傍を拡大して示す側面図である。
【図8】観察部近傍を拡大して示す正面図である。
【図9】テレセントリック光学系による光路を示す概念図である。
【図10】撮像部により取得される画像を示す図である。
【図11】基板検査装置における基板の検査の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板検査装置を備える基板処理システム１０のレイアウトを示す図解的な平面図である。基板処理システム１０は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を処理するシステムである。基板処理システム１０は、インデクサブロック１０１と、インデクサブロック１０１に結合された処理ブロック１０２とを備える。
【0023】
インデクサブロック１０１は、キャリア保持部１０４と、インデクサロボット１０５（すなわち、基板搬送手段）と、ＩＲ移動機構１０６とを備える。キャリア保持部１０４は、複数枚の基板９を収容できる複数のキャリア１０７を保持する。複数のキャリア１０７は、水平なキャリア配列方向（すなわち、図１中の上下方向）に配列された状態でキャリア保持部１０４に保持される。ＩＲ移動機構１０６は、キャリア配列方向にインデクサロボット１０５を移動させる。インデクサロボット１０５は、キャリア保持部１０４に保持されたキャリア１０７に基板９を搬入する搬入動作、および、基板９をキャリア１０７から搬出する搬出動作を行う。基板９は、インデクサロボット１０５によって水平な姿勢で搬送される。
【0024】
一方、処理ブロック１０２は、基板９を処理する複数（たとえば、４つ以上）の処理ユニット１０８と、センターロボット１０９（すなわち、基板搬送手段）とを備えている。複数の処理ユニット１０８は、平面視において、センターロボット１０９を取り囲むように配置されている。複数の処理ユニット１０８では、基板９に対する様々な処理が施される。後述する基板検査装置は、複数の処理ユニット１０８のうちの１つに設けられる。センターロボット１０９は、処理ユニット１０８に基板９を搬入する搬入動作、および、基板９を処理ユニット１０８から搬出する搬出動作を行う。さらに、センターロボット１０９は、複数の処理ユニット１０８間で基板９を搬送する。基板９は、センターロボット１０９によって水平な姿勢で搬送される。センターロボット１０９は、インデクサロボット１０５から基板９を受け取り、また、インデクサロボット１０５に基板９を渡す。
【0025】
図２は、基板検査装置１の構成を示す側面図である。基板検査装置１は、基板９を１枚ずつ検査する枚葉式の装置である。基板検査装置１は、基板９の周縁近傍の部位の表面状態を検査する。基板検査装置１は、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、基板昇降機構３５と、観察部６と、制御部８と、ハウジング１１とを備える。基板保持部３１、基板回転機構３３、基板昇降機構３５および観察部６は、ハウジング１１の内部空間に収容される。以下の説明では、図２中の上下方向を、単に「上下方向」とも呼ぶ。当該上下方向は、重力方向と一致していてもよく、異なっていてもよい。
【0026】
制御部８は、ハウジング１１の外部に配置され、基板保持部３１、基板回転機構３３、基板昇降機構３５および観察部６等を制御する。図３に示すように、制御部８は、例えば、プロセッサ８１と、メモリ８２と、入出力部８３と、バス８４とを備える通常のコンピュータシステムである。バス８４は、プロセッサ８１、メモリ８２および入出力部８３を接続する信号回路である。メモリ８２は、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶されるプログラム等に従って、メモリ８２等を利用しつつ様々な処理（例えば、数値計算）を実行する。入出力部８３は、操作者からの入力を受け付けるキーボード８５およびマウス８６、プロセッサ８１からの出力等を表示するディスプレイ８７、並びに、プロセッサ８１からの出力等を送信する送信機８８等を備える。なお、制御部８は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）、または、回路基板等であってもよい。制御部８は、コンピュータシステム、ＰＬＣおよび回路基板等のうち、任意の複数の構成を含んでいてもよい。
【0027】
図４は、制御部８により実現される機能を示すブロック図である。制御部８は、記憶部８０１と、位置補正部８０２と、検査部８０３とを備える。位置補正部８０２は、演算部８０４と、移動制御部８０５とを備える。記憶部８０１は、主にメモリ８２により実現され、観察部６により取得される画像や検査に使用される基準画像等を記憶する。演算部８０４は、主にプロセッサ８１により実現され、後述する基板９の位置ずれ等を算出する。移動制御部８０５は、主にプロセッサ８１により実現され、基板昇降機構３５、および、後述する観察系移動機構６８の駆動制御を行う。検査部８０３は、主にプロセッサ８１により実現され、上記画像に基づいて基板９の表面状態の検査を行う。
【0028】
図２に示すように、基板保持部３１は、水平状態の基板９の下側の主面に接触し、基板９を下側から保持する。基板保持部３１は、例えば、基板９の当該主面の中央部を吸着して保持するバキュームチャックである。基板保持部３１は、例えば、基板９よりも直径が小さい略円板状の部材であり、上面には吸着口が設けられる。基板保持部３１は、バキュームチャック以外のチャックであってもよい。
【0029】
基板回転機構３３は、基板保持部３１の下方に配置される。基板回転機構３３は、上下方向（すなわち、基板９の厚さ方向）を向く中心軸Ｊ１を中心として、基板９を基板保持部３１と共に回転させる。基板回転機構３３は、例えば、回転シャフトが基板保持部３１に接続された電動回転式モータを備える。基板回転機構３３は、中空モータ等の他の構造を有していてもよい。
【0030】
基板昇降機構３５は、基板保持部３１の下方に配置される。基板昇降機構３５は、基板９を基板保持部３１および基板回転機構３３と共に上下方向に移動させる。基板昇降機構３５は、例えば、電動リニアモータを備える。基板昇降機構３５は、電動リニアモータ以外の様々な構造（例えば、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータ）を有していてもよい。
【0031】
観察部６は、基板保持部３１の周囲において、中心軸Ｊ１を中心とする周方向（以下、単に「周方向」とも呼ぶ。）の一の領域に配置され、基板９の周縁部および端面を撮像して画像を取得する。観察部６は、基板保持部３１に保持された基板９の周縁部を上下方向に跨いで配置される。また、観察部６は、平面視において基板９の周縁部と重なり、当該周縁部から中心軸Ｊ１を中心とする径方向（以下、単に「径方向」とも呼ぶ。）の内方に延びる。
【0032】
図５は、基板９の端面９２近傍を拡大して示す断面図である。基板９の端面９２は、中心軸Ｊ１（図２参照）に略平行に上下方向に延びる略円筒状の面である。基板９の上面９１の周縁部９１１は、基板９の端面９２の上端から径方向内方に広がる平面視において略円環状の部位である。周縁部９１１の径方向の幅は、例えば、０．５ｍｍ～５．０ｍｍである。図５に示す例では、周縁部９１１は、端面９２の上端から径方向内方に向かうに従って上方へと向かうベベル部９１４と、ベベル部９１４の径方向内端から略水平に（すなわち、上下方向に略垂直に）径方向内方へと広がる平面部９１５と、を含む。ベベル部９１４は、基板９の端面９２および上面９１の中央部（すなわち、水平面）に対して傾斜する傾斜面である。図５におけるベベル部９１４と水平面との成す角度（鋭角）は、例えば、０°よりも大きく、かつ、４５°以下である。
【0033】
基板９の下面９３の周縁部９３１は、基板９の端面９２の下端から径方向内方に広がる平面視において略円環状の部位である。周縁部９３１の径方向の幅は、例えば、０．５ｍｍ～５．０ｍｍである。図５に示す例では、周縁部９３１は、端面９２の下端から径方向内方に向かうに従って下方へと向かうベベル部９３４と、ベベル部９３４の径方向内端から略水平に（すなわち、上下方向に略垂直に）径方向内方へと広がる平面部９３５と、を含む。ベベル部９３４は、基板９の端面９２および下面９３の中央部（すなわち、水平面）に対して傾斜する傾斜面である。図５におけるベベル部９３４と水平面との成す角度（鋭角）は、例えば、０°よりも大きく、かつ、４５°以下である。
【0034】
次に、図６ないし図８を参照しつつ、観察部６の詳細について説明する。図６ないし図８はそれぞれ、観察部６近傍を拡大して示す平面図、側面図および正面図である。観察部６は、上反射ミラー部６１と、横反射ミラー部６２と、下反射ミラー部６３と、照明部６４と、テレセントリック光学系６５と、撮像部６６と、観察系保持部６７と、観察系移動機構６８とを備える。図６ないし図８では、図の理解を容易にするために、観察系保持部６７および観察系移動機構６８を破線にて示す。また、図７では、基板９を後述する検査位置における断面にて示す。なお、上述の図２では、観察系保持部６７および観察系移動機構６８を実線にて示す。
【0035】
上反射ミラー部６１、横反射ミラー部６２、下反射ミラー部６３、照明部６４、テレセントリック光学系６５および撮像部６６は、観察系保持部６７に一体的に保持されている。観察系保持部６７は、例えば、上反射ミラー部６１、横反射ミラー部６２、下反射ミラー部６３、照明部６４、テレセントリック光学系６５および撮像部６６が固定される略直方体状の筐体である。観察系保持部６７の形状および構造は様々に変更されてよい。
【0036】
観察系移動機構６８は、観察系保持部６７を径方向に移動させることにより、上反射ミラー部６１、横反射ミラー部６２、下反射ミラー部６３、照明部６４、テレセントリック光学系６５および撮像部６６を、径方向に一体的に移動させる。観察系移動機構６８は、例えば、電動リニアモータを備える。観察系移動機構６８は、電動リニアモータ以外の様々な構造（例えば、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータ）を備えていてもよい。
【0037】
照明部６４は、上照明部６４１と、横照明部６４２と、下照明部６４３とを備える。上照明部６４１は、所定の検査位置において基板９の上側の主面９１（以下、「上面９１」とも呼ぶ。）の周縁部９１１に光を照射する。当該検査位置は、基板保持部３１（図２参照）の周囲における周方向の一の位置である。横照明部６４２は、当該検査位置において基板９の端面９２（すなわち、外周側面）に光を照射する。下照明部６４３は、当該検査位置において基板９の下側の主面９３（以下、「下面９３」とも呼ぶ。）の周縁部９３１（図５参照）に光を照射する。上照明部６４１、横照明部６４２および下照明部６４３のそれぞれの光源は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。上照明部６４１、横照明部６４２および下照明部６４３はそれぞれ、ＬＥＤ以外の光源（例えば、ハロゲンランプまたは白色灯）を備えていてもよい。基板検査装置１における検査精度を向上するという観点からは、上照明部６４１、横照明部６４２および下照明部６４３のそれぞれの光源として、発光面の発光強度分布が比較的均等なものが選択されることが好ましい。あるいは、当該光源の発光面上に透明拡散板を設置する等して、発光面の発光強度分布の均等化が図られてもよい。
【0038】
上照明部６４１は、上述のように、基板９の上面９１の周縁部９１１（すなわち、ベベル部９１４および平面部９１５（図５参照））に光を照射する。図５に示すように、検査位置における上照明部６４１による照明範囲Ａ１は、検査位置におけるベベル部９１４の外縁（すなわち、端面９２の上端）および内縁（すなわち、ベベル部９１４と平面部９１５との境界）から上照明部６４１までベベル部９１４の法線方向に延びる２本の仮想的な直線Ｎ１，Ｎ２の全体を含む。照明範囲Ａ１は、上照明部６４１から周縁部９１１に向けて出射される照明光の検査位置における径方向内縁と径方向外縁との間の領域であり、図５では、符号Ａ１を付した矢印にて示す。
【0039】
図示は省略するが、検査位置における下照明部６４３による照明範囲は、上照明部６４１による照明範囲Ａ１と略同様に、検査位置における下面９３のベベル部９３４の外縁（すなわち、端面９２の下端）および内縁（すなわち、ベベル部９３４と平面部９３５との境界）から下照明部６４３までベベル部９３４の法線方向に延びる２本の仮想的な直線の全体を含む。
【0040】
図６ないし図８に示す例では、上照明部６４１から基板９の上面９１の周縁部９１１に照射された光は、周縁部９１１にて反射され、上反射ミラー部６１に入射する。上反射ミラー部６１は、検査位置における基板９の上面９１の周縁部９１１からの反射光を、テレセントリック光学系６５へと導く。図６ないし図８では、上反射ミラー部６１によりテレセントリック光学系６５へと導かれる周縁部９１１からの反射光の光軸を実線にて描き、符号Ｒ１を付す。以下の説明では、基板９の上面９１の周縁部９１１からの反射光を、「上反射光Ｒ１」とも呼ぶ。また、図６ないし図８では、上照明部６４１から基板９の上面９１の周縁部９１１に照射される光の光軸も、上反射光Ｒ１と同様に実線にて描く。
【0041】
横照明部６４２から基板９の端面９２に照射された光は、端面９２にて反射され、横反射ミラー部６２に入射する。横反射ミラー部６２は、検査位置における基板９の端面９２からの反射光を、テレセントリック光学系６５へと導く。図６および図７では、横反射ミラー部６２によりテレセントリック光学系６５へと導かれる端面９２からの反射光の光軸を一点鎖線にて描き、符号Ｒ２を付す。以下の説明では、基板９の端面９２からの反射光を、「横反射光Ｒ２」とも呼ぶ。また、図６および図７では、横照明部６４２から基板９の端面９２に照射される光の光軸も、横反射光Ｒ２と同様に一点鎖線にて描く。
【0042】
下照明部６４３から基板９の下面９３の周縁部９３１に照射された光は、周縁部９３１（図５参照）にて反射され、下反射ミラー部６３に入射する。下反射ミラー部６３は、検査位置における基板９の下面９３の周縁部９３１からの反射光を、テレセントリック光学系６５へと導く。図６および図８では、下反射ミラー部６３によりテレセントリック光学系６５へと導かれる周縁部９３１からの反射光の光軸を二点鎖線にて描き、符号Ｒ３を付す。以下の説明では、基板９の下面９３の周縁部９３１からの反射光を、「下反射光Ｒ３」とも呼ぶ。また、図６および図８では、下照明部６４３から基板９の下面９３の周縁部９３１に照射される光の光軸も、下反射光Ｒ３と同様に二点鎖線にて描く。
【0043】
上反射ミラー部６１、横反射ミラー部６２および下反射ミラー部６３はそれぞれ、平面ミラーおよび／または直角プリズム等、光を反射して光軸の向きを変更する１つ以上の光学素子を含み、焦点位置を調節するためのレンズ等の光学素子は含まない。図６ないし図８に示す例では、上反射ミラー部６１は１つの平面ミラー６１１を備え、その他の光学素子を備えていない。横反射ミラー部６２は、２つの平面ミラー６２１，６２２を備え、その他の光学素子を備えていない。下反射ミラー部６３は、１つの平面ミラー６３１を備え、その他の光学素子を備えていない。
【0044】
テレセントリック光学系６５は、上反射ミラー部６１、横反射ミラー部６２および下反射ミラー部６３と撮像部６６との間に配置される。テレセントリック光学系６５は、上反射ミラー部６１、横反射ミラー部６２および下反射ミラー部６３から入射した上反射光Ｒ１、横反射光Ｒ２および下反射光Ｒ３をそれぞれ撮像部６６に結像させる。
【0045】
テレセントリック光学系６５は、少なくとも物体側がテレセントリックな光学系であり、両側（すなわち、物体側および像側）がテレセントリックな光学系であってもよい。本実施の形態では、テレセントリック光学系６５は、物体側のみがテレセントリックな光学系である。テレセントリック光学系６５は、例えば、鏡筒６５１と、鏡筒６５１内に配置されるレンズ群６５２と、を備える。図６および図７では、レンズ群６５２を１つのレンズとして描いているが、レンズ群６５２は通常、光軸上に配列される複数のレンズを備える。テレセントリック光学系６５では、図９に示すように、レンズ群６５２の物体側（すなわち、図９中の左側）のみにおいて光軸（一点鎖線）と主光線（実線）とが平行であり、レンズ群６５２を通過した主光線は光軸上に集光し、撮像部６６（図６ないし図８参照）上にて結像する。
【0046】
図６ないし図８に示す例では、基板９から上反射ミラー部６１を経由してテレセントリック光学系６５に至る上反射光Ｒ１の光路長（以下、「上光路長」とも呼ぶ。）と、基板９からに横反射ミラー部６２を経由してテレセントリック光学系６５に至る横反射光Ｒ２の光路長（以下、「横光路長」とも呼ぶ。）と、基板９から下反射ミラー部６３を経由してテレセントリック光学系６５に至る下反射光Ｒ３の光路長（以下、「下光路長」とも呼ぶ。）とは、略同じである。
【0047】
上光路長と横光路長とが異なる場合、上光路長と横光路長との差は、テレセントリック光学系６５の被写界深度以下であることが好ましい。横光路長と下光路長とが異なる場合、横光路長と下光路長との差は、テレセントリック光学系６５の被写界深度以下であることが好ましい。下光路長と上光路長とが異なる場合、下光路長と上光路長との差は、テレセントリック光学系６５の被写界深度以下であることが好ましい。また、上光路長と横光路長と下光路長とが互いに異なる場合、最長の光路長と最短の光路長との差が、テレセントリック光学系６５の被写界深度以下であることが好ましい。
【0048】
撮像部６６は、上下方向に略平行に直線状に配列された複数の撮像素子（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device））を含む撮像デバイスである。本実施の形態では、撮像部６６は、上下方向に略平行に延びるラインセンサ６６１を備える。撮像部６６は、テレセントリック光学系６５を通過した上反射光Ｒ１、横反射光Ｒ２および下反射光Ｒ３を受光する。これにより、基板９の上面９１の周縁部９１１の像である上面周縁像、基板９の端面９２の像である端面像、および、基板９の下面９３の周縁部９３１の像である下面周縁像が取得される。なお、撮像部６６は、ラインセンサ６６１に代えて、複数の撮像素子が２次元に配列されたエリアセンサ等、他の撮像デバイスを備えていてもよい。
【0049】
図１０は、撮像部６６により取得される画像における上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３を示す図である。図１０中の上下方向は、図６ないし図８における上下方向に対応する。実際には、撮像部６６により取得される画像の上下は、上述の基板９の上下と反対になるが、図１０では、図の理解を容易にするために、当該画像の上下を基板９の上下と一致するように描いている。上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３は、上反射光Ｒ１、横反射光Ｒ２および下反射光Ｒ３の上下方向における光量の分布を示す光量プロファイルである。撮像部６６上において、上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３は、上下方向にそれぞれ離間して配置される。
【0050】
図１０における上面周縁像７１の上端は、基板９の上面９１の周縁部９１１における外縁に対応する。上面周縁像７１の上端から斜め下方に向かう傾斜部は、周縁部９１１のベベル部９１４に対応する。また、当該傾斜部の下端から下方に延びる左右方向の幅が略一定の部位は、周縁部９１１の平面部９１５に対応する。端面像７２の中央部に位置する左右方向の幅が略一定の部位は、基板９の端面９２に対応し、当該部位の上端および下端はそれぞれ、端面９２の上端および下端に対応する。端面像７２の上端部の傾斜部、および、下端部の傾斜部はそれぞれ、基板９の上面９１のベベル部９１４、および、下面９３のベベル部９３４に対応する。下面周縁像７３の下端は、基板９の下面９３の周縁部９３１における外縁に対応する。下面周縁像７３の下端から斜め上方に向かう傾斜部は、周縁部９３１のベベル部９３４に対応する。また、当該傾斜部の上端から上方に延びる左右方向の幅が略一定の部位は、周縁部９３１の平面部９３５に対応する。
【0051】
基板保持部３１に保持された基板９に偏心、反りおよび傾き等が生じていない場合（以下、「基準状態」とも呼ぶ。）、上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３は、撮像部６６上の所定の位置に位置する。図１０は、基準状態の上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３を示す。当該基準状態では、基板９の上面９１の周縁部９１１、基板９の端面９２、および、基板９の下面９３の周縁部９３１は、テレセントリック光学系６５の被写界深度内に位置している。
【0052】
図１０に示す例では、基準状態の上面周縁像７１の上端の位置を、上面周縁像７１の基準位置である上基準位置Ｐ１としている。また、基準状態の端面像７２の上下方向における中央の位置を、端面像７２の基準位置である横基準位置Ｐ２とし、基準状態の下面周縁像７３の下端の位置を、下面周縁像７３の基準位置である下基準位置Ｐ３としている。上基準位置Ｐ１、横基準位置Ｐ２および下基準位置Ｐ３は、上述の制御部８の記憶部８０１に予め記憶されている。
【0053】
上述の基板９の偏心とは、基板９の中心が上述の中心軸Ｊ１（図２参照）からずれている状態であり、検査位置における基板９の外縁は、径方向の所定の位置から径方向外側または径方向内側にずれる。例えば、検査位置における基板９の外縁が径方向外側にずれている場合、上面周縁像７１は上基準位置Ｐ１よりも上側にずれ、下面周縁像７３は下基準位置Ｐ３よりも下側にずれる。また、検査位置における基板９の外縁が径方向内側にずれている場合、上面周縁像７１は上基準位置Ｐ１よりも下側にずれ、下面周縁像７３は下基準位置Ｐ３よりも上側にずれる。
【0054】
上述の基板９の反りとは、基板９が水平面から上側および／または下側に変形している状態であり、基板９の傾きとは、基板９が水平面から傾斜して基板保持部３１により保持されている状態である。いずれの場合も、検査位置における基板９の外縁は、上下方向の所定の位置から上側または下側にずれる。検査位置における基板９の外縁が上側にずれている場合、端面像７２は横基準位置Ｐ２よりも上側にずれる。また、検査位置における基板９の外縁が下側にずれている場合、端面像７２は横基準位置Ｐ２よりも下側にずれる。
【0055】
次に、図１１を参照しつつ、基板検査装置１における基板９の検査の流れについて説明する。図１１中のステップＳ１１～Ｓ１３は、基板９上における検査位置を観察する動作を示す。実際には、基板検査装置１では、基板回転機構３３により基板９を周方向に回転しつつ、基板９の周縁部９１１，９３１および端面９２を全周に亘って連続的に観察する。換言すれば、基板検査装置１では、基板回転機構３３により基板９上において検査位置を周方向に連続的に変更しつつ、当該検査位置における基板９の周縁部９１１，９３１および端面９２の観察が行われる。
【0056】
基板検査装置１では、まず、撮像部６６により基板９の周縁部９１１，９３１および端面９２が撮像され、上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３を含む初期画像が取得される（ステップＳ１１）。当該初期画像は、撮像部６６から制御部８へと送られ、記憶部８０１に格納される。
【0057】
続いて、位置補正部８０２の演算部８０４により、初期画像における上面周縁像７１の上端の位置（以下、単に「上面周縁像７１の位置」とも呼ぶ。）が上基準位置Ｐ１と比較される。また、初期画像における端面像７２の中央の位置（以下、単に「端面像７２の位置」とも呼ぶ。）が横基準位置Ｐ２と比較される。
【0058】
初期画像における上面周縁像７１の位置（すなわち、撮像部６６における上面周縁像７１の位置）が上基準位置Ｐ１からずれている場合、演算部８０４により、上基準位置Ｐ１からの上面周縁像７１の位置のずれ量が求められ、当該ずれ量に基づいて基板９の端面９２の径方向のずれ量（すなわち、検査位置における基板９の外縁の位置について、測定位置と基準位置との間の径方向における距離）が求められる。なお、基板９の端面９２の径方向のずれ量は、下基準位置Ｐ３からの下面周縁像７３の位置のずれ量に基づいて求められてもよい。
【0059】
そして、当該径方向のずれ量に基づいて移動制御部８０５から送信機８８を介して観察系移動機構６８へと制御信号が送られて観察系移動機構６８が駆動され、観察系保持部６７に保持された上反射ミラー部６１、横反射ミラー部６２、下反射ミラー部６３、照明部６４、テレセントリック光学系６５および撮像部６６が、径方向に一体的に移動する。具体的には、検査位置における基板９の端面９２が基準状態よりも径方向内側にずれている場合、観察系移動機構６８により観察系保持部６７が基板９に近づく方向（すなわち、径方向内方）へと移動される。また、検査位置における基板９の端面９２が基準状態よりも径方向外側にずれている場合、観察系移動機構６８により観察系保持部６７が基板９から離れる方向（すなわち、径方向外方）へと移動される。これにより、基板９のテレセントリック光学系６５等に対する径方向の相対位置が、基準状態と同じになるように補正される。なお、上面周縁像７１の位置が上基準位置Ｐ１からずれていない場合は、観察系移動機構６８による観察系保持部６７の移動は行われない。
【0060】
また、撮像部６６における端面像７２の位置が横基準位置Ｐ２からずれている場合、演算部８０４により、横基準位置Ｐ２からの端面像７２の位置のずれ量が求められ、当該ずれ量に基づいて基板保持部３１における基板９の周縁部９１１，９３１の上下方向のずれ量（すなわち、検査位置における基板９の外縁の位置について、測定位置と基準位置との間の上下方向における距離）が求められる。
【0061】
そして、当該上下方向のずれ量に基づいて移動制御部８０５から送信機８８を介して基板昇降機構３５へと制御信号が送られて基板昇降機構３５が駆動され、基板９が基板保持部３１と共に上下方向に移動する。具体的には、検査位置における基板９の外縁が基準状態よりも上側にずれている場合、基板昇降機構３５により基板９および基板保持部３１が下側へと移動される。また、検査位置における基板９の外縁が基準状態よりも下側にずれている場合、基板昇降機構３５により基板９および基板保持部３１が上側へと移動される。これにより、基板９のテレセントリック光学系６５等に対する上下方向の相対位置が、基準状態と同じになるように補正される（ステップＳ１２）。なお、端面像７２の位置が横基準位置Ｐ２からずれていない場合は、基板昇降機構３５による基板９の移動は行われない。
【0062】
上述のように、ステップＳ１２では、ステップＳ１１において取得された初期画像に基づいて、基板昇降機構３５により基板９がテレセントリック光学系６５に対して上下方向（すなわち、基板９の厚さ方向）に相対的に移動される。また、初期画像に基づいて、観察系移動機構６８により基板９がテレセントリック光学系６５に対して径方向に相対的に移動される。以下の説明では、基板昇降機構３５および観察系移動機構６８を、基板９をテレセントリック光学系６５に対して相対移動する「第１移動機構」および「第２移動機構」とも呼ぶ。
【0063】
ステップＳ１２における基板９の相対位置の補正が終了すると、撮像部６６により基板９の上面９１の周縁部９１１、基板９の端面９２、および、基板９の下面９３の周縁部９３１が再度撮影される。そして、上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３の位置が、上基準位置Ｐ１、横基準位置Ｐ２および下基準位置Ｐ３に補正された画像が、被検査画像として撮像部６６から検査部８０３へと送られる（ステップＳ１３）。
【0064】
なお、ステップＳ１２において、上面周縁像７１および端面像７２の位置が上基準位置Ｐ１および横基準位置Ｐ２からずれていない場合、基板９および観察系保持部６７の移動は行われず、ステップＳ１１にて取得された初期画像が被検査画像として検査部８０３へと送られる。
【0065】
検査部８０３では、被検査画像が、記憶部８０１に予め記憶されている基準画像（すなわち、異物等が付着していない正常な状態の基板９の画像）と比較され、基板９の上面９１の周縁部９１１、基板９の端面９２、および、基板９の下面９３の周縁部９３１のそれぞれにおける異物等の付着の有無が判断される。そして、基板９における異物等の付着の有無が、検査結果としてディスプレイ８７（図３参照）に出力される。
【0066】
基板検査装置１では、基板回転機構３３（図２参照）により基板９を連続的に回転させつつ、上述のステップＳ１１～Ｓ１３が繰り返し行われる。換言すれば、基板９の連続的な回転中に、検査位置における基板９とテレセントリック光学系６５との相対位置を補正しつつ、被検査画像が連続的に取得される。なお、基板回転機構３３による基板９の回転速度は比較的低いため、１回のステップＳ１１～Ｓ１３が行われている間の基板９の回転角度は僅かである。したがって、ステップＳ１１において取得された初期画像と、ステップＳ１２における補正後にステップＳ１３にて取得された被検査画像とは、基板９上における周方向の実質的に同じ位置にて取得されたものとみなすことができる。
【0067】
基板検査装置１では、基板９の周方向の全周に亘る被検査画像が取得されて検査部８０３へと送られる。検査部８０３では、被検査画像の検査は、上述の全周に亘る被検査画像の取得と並行して行われてもよく、全周に亘る被検査画像の取得が終了した後に行われてもよい。また、被検査画像の検査は、基準画像との比較には限定されず、様々な方法（例えば、一の被検査画像と周方向の他の位置の被検査画像との比較等）により行われてもよい。
【0068】
以上に説明したように、基板９の表面状態を検査する基板検査装置１は、基板保持部３１と、照明部６４と、第１反射ミラー部（すなわち、上反射ミラー部６１または下反射ミラー部６３）と、第２反射ミラー部（すなわち、横反射ミラー部６２）と、テレセントリック光学系６５と、撮像部６６とを備える。基板保持部３１は、基板９を保持する。照明部６４は、基板保持部３１の周方向の一の位置である検査位置において、基板９の一方の主面の周縁部（すなわち、上面９１の周縁部９１１または下面９３の周縁部９３１）および基板９の端面９２に光を照射する。
【0069】
第１反射ミラー部は、検査位置における基板９の上記一方の主面の周縁部からの反射光である第１反射光（すなわち、上反射光Ｒ１または下反射光Ｒ３）を導く。第２反射ミラー部（すなわち、横反射ミラー部６２）は、検査装置における基板９の端面９２からの反射光である第２反射光（すなわち、横反射光Ｒ２）を導く。テレセントリック光学系６５は、少なくとも物体側がテレセントリックである。テレセントリック光学系６５には、第１反射ミラー部により導かれた第１反射光、および、横反射ミラー部６２により導かれた横反射光Ｒ２が入射する。撮像部６６は、直線状に配列された複数の撮像素子を含む。撮像部６６は、テレセントリック光学系６５を通過した第１反射光および横反射光Ｒ２を受光する。これにより、撮像部６６に基板９の上記一方の主面の周縁部の像である第１像（すなわち、上面周縁像７１または下面周縁像７３）、および、基板９の端面９２の像である第２像（すなわち、端面像７２）が結像する。
【0070】
このように、基板検査装置１では、基板９の一方の主面の周縁部（すなわち、上面９１の周縁部９１１または下面９３の周縁部９３１）および端面９２を１つの撮像部６６により撮像し、さらに、撮像部６６に結像させるためのテレセントリック光学系６５の数も１つすることにより、基板９の当該周縁部および端面９２を観察する構造を簡素化することができる。
【0071】
また、基板９の当該周縁部からの第１反射光（すなわち、上反射光Ｒ１または下反射光Ｒ３）および端面９２からの横反射光Ｒ２を、少なくとも物体側がテレセントリックなテレセントリック光学系６５により撮像部６６へと導くことにより、基板９のテレセントリック光学系６５に対する相対位置が多少変化したとしても、撮像部６６上に結像する第１像（すなわち、上面周縁像７１または下面周縁像７３）および端面像７２の大きさは実質的に変化しない。これにより、基板９の検査に用いられる被検査画像をほぼ常に同条件にて撮像することができるため、基板９の検査精度を向上することができる。
【0072】
さらに、上述の第１像（すなわち、上面周縁像７１または下面周縁像７３）と端面像７２とは、基板９上の周方向の同じ位置（すなわち、基板９上における検査位置）にて基板９の周縁部（すなわち、周縁部９１１または周縁部９３１）および端面９２が撮像されることにより取得されるため、第１像および端面像７２が周方向の異なる位置にて取得される場合に比べて、基板９の検査精度を向上することができる。したがって、基板検査装置１では、基板９の一方の主面の周縁部および端面９２を、簡素な構造で高精度に検査することができる。
【0073】
上述のように、第１反射光（すなわち、上反射光Ｒ１または下反射光Ｒ３）の基板９からテレセントリック光学系６５に至る光路長と、横反射光Ｒ２の基板９からテレセントリック光学系６５に至る光路長との差は、テレセントリック光学系６５の被写界深度以下であることが好ましい。これにより、基板９の周縁部および端面９２の双方を、撮像部６６上に同時にかつ鮮明に結像させることができる。
【0074】
上述のように、基板検査装置１は、第１移動機構（すなわち、基板昇降機構３５）と、位置補正部８０２とを備えることが好ましい。基板昇降機構３５は、基板９をテレセントリック光学系６５に対して基板９の厚さ方向（すなわち、上下方向）に相対的に移動する。位置補正部８０２は、撮像部６６における第２像（すなわち、端面像７２）の位置が、端面像７２の基準位置である第２基準位置（すなわち、横基準位置Ｐ２）からずれている場合、横基準位置Ｐ２からの端面像７２の位置のずれ量に基づいて、基板９の周縁部（すなわち、周縁部９１１または周縁部９３１）の上下方向のずれ量を求める。そして、位置補正部８０２は、基板９の当該周縁部の上下方向のずれ量に基づいて基板昇降機構３５を駆動する。これにより、基板９のテレセントリック光学系６５に対する上下方向の相対位置が補正される。
【0075】
このように、撮像部６６からの出力に基づいて基板９の厚さ方向のずれを補正することにより、基板９の一方の主面の周縁部（すなわち、上面９１の周縁部９１１または下面９３の周縁部９３１）を、テレセントリック光学系６５の被写界深度内に精度良く位置させることができる。その結果、当該周縁部の検査精度を向上することができる。また、基板９の位置ずれが、基板９の反りや傾斜等、厚さ方向のずれだけである場合、テレセントリック光学系６５の被写界深度内に位置する基板９の端面９２の像である端面像７２を用いて上記上下方向のずれ量を算出するため、当該位置ずれを精度良く補正することができる。
【0076】
上述のように、基板検査装置１は、第２移動機構（すなわち、観察系移動機構６８）と、位置補正部８０２とを備えることが好ましい。観察系移動機構６８は、基板９をテレセントリック光学系６５に対して径方向に相対的に移動する。位置補正部８０２は、撮像部６６における第１像（すなわち、上面周縁像７１または下面周縁像７３）の位置が、当該第１像の基準位置である第１基準位置（すなわち、上基準位置Ｐ１または下基準位置Ｐ３）からずれている場合、当該第１横基準位置からの第１像の位置のずれ量に基づいて、基板９の端面９２の径方向のずれ量を求める。そして、位置補正部８０２は、基板９の端面９２の径方向のずれ量に基づいて観察系移動機構６８を駆動する。これにより、基板９のテレセントリック光学系６５に対する径方向の相対位置が補正される。
【0077】
このように、撮像部６６からの出力に基づいて基板９の径方向のずれを補正することにより、基板９の端面９２をテレセントリック光学系６５の被写界深度内に精度良く位置させることができる。その結果、端面９２の検査精度を向上することができる。また、基板９の位置ずれが、基板９の偏心等、径方向のずれだけである場合、テレセントリック光学系６５の被写界深度内に位置する基板９の周縁部（すなわち、上面９１の周縁部９１１または下面９３の周縁部９３１）の像である第１像を用いて上記径方向のずれ量を算出するため、当該位置ずれを精度良く補正することができる。
【0078】
上述のように、基板検査装置１は、基板回転機構３３をさらに備えることが好ましい。基板回転機構３３は、基板９の厚さ方向（すなわち、上下方向）に延びる中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板保持部３１と共に回転することにより、基板９上において検査位置を変更する。これにより、基板９の周方向の複数の位置において基板９の検査を行うことができる。また、上述のように、基板９の周方向の全周に亘って基板９の検査を行うこともできる。
【0079】
上述のように、撮像部６６はラインセンサ６６１を備えることが好ましい。これにより、エリアセンサ等を利用する場合に比べて、基板検査装置１の構造を簡素化することができる。また、上述のように、基板９を回転させつつ撮像を行う際に、エリアセンサ等を利用する場合に比べて、基板９の撮像を迅速に行うことができる。
【0080】
上述のように、撮像部６６において、第１像（すなわち、上面周縁像７１または下面周縁像７３）と第２像（すなわち、端面像７２）とは離間していることが好ましい。これにより、第１像の位置検出を容易とすることができるため、基板９の偏心等による径方向のずれ量を容易に求めることができる。また、端面像７２の位置検出も容易とすることができるため、基板９の反りや傾き等による上下方向のずれ量を容易に求めることができる。その結果、基板９の周縁部（すなわち、上面９１の周縁部９１１または下面９３の周縁部９３１）の検査、および、基板９の端面９２の検査を容易かつ精度良く行うことができる。
【0081】
上述の例では、基板９の一方の主面の周縁部（すなわち、上面９１の周縁部９１１または下面９３の周縁部９３１）は、当該一方の主面の中央部および基板９の端面９２に対して傾斜するベベル部（すなわち、ベベル部９１４またはベベル部９３４）を含む。また、照明部６４は、基板９の当該ベベル部に光を照射する照明要素（すなわち、上照明部６４１または下照明部６４３）を備える。そして、当該照明要素による照明範囲は、好ましくは、検査位置における上記ベベル部の内縁および外縁から照明要素までベベル部の法線方向に延びる２本の直線を含む。これにより、ベベル部の径方向の全体に亘って、当該ベベル部に垂直な光が照射される。その結果、撮像部６６上にベベル部の像を鮮明に結像させることができるため、基板９の周縁部の検査精度を向上することができる。なお、ベベル部と水平面との成す角度（鋭角）が、０°よりも大きく、かつ、４５°以下である場合、第１像（すなわち、上面周縁像７１または下面周縁像７３）においてベベル部が比較的大きく見えるため、上述の検査精度の向上が特に顕著である。
【0082】
上述のように、基板検査装置１は、照明部６４、第１反射ミラー部（すなわち、上反射ミラー部６１または下反射ミラー部６３）、第２反射ミラー部（すなわち、横反射ミラー部６２）、テレセントリック光学系６５および撮像部６６を一体的に保持する観察系保持部６７をさらに備えることが好ましい。これにより、基板９の撮像に用いられる上記構造同士の相対位置の変化を防止することができる。その結果、基板９の撮像を精度良くおこなうことができ、基板９の検査精度を向上することができる。また、観察系移動機構６８によりテレセントリック光学系６５および撮像部６６等を移動させる場合であっても、これらの構造同士の相対位置の変化を防止することができる。
【0083】
上述のように、照明部６４は、検査位置において基板９の他方の主面の周縁部（すなわち、下面９３の周縁部９３１または上面９１の周縁部９１１）にも光を照射することが好ましい。また、基板検査装置１は、当該検査位置における基板９の他方の主面の周縁部からの反射光である第３反射光（すなわち、下反射光Ｒ３または上反射光Ｒ１）を導く第３反射ミラー部（すなわち、下反射ミラー部６３または上反射ミラー部６１）をさらに備えることが好ましい。当該第３反射ミラー部により導かれた第３反射光は、テレセントリック光学系６５に入射する。撮像部６６では、テレセントリック光学系６５を通過した第３反射光が受光され、基板９の他方の主面の周縁部の像である第３像（すなわち、下面周縁像７３または上面周縁像７１）が結像する。これにより、基板９の他方の主面の周縁部も簡素な構造で高精度に検査することができる。
【0084】
上述の基板検査装置１では、様々な変更が可能である。
【0085】
例えば、撮像部６６は、上述のようにエリアセンサ等であってもよい。この場合、基板９の周縁部９１１，９３１および端面９２の撮影は、基板回転機構３３により基板９を周方向にステップ移動させつつ行われる。具体的には、基板９上の周方向の一の位置において周縁部９１１，９３１および端面９２の撮像が終了すると、基板９を所定の角度だけ回転させて回転を停止し、基板９のテレセントリック光学系６５に対する相対位置の補正が行われた後、基板９の周縁部９１１，９３１および端面９２の撮像が行われる。そして、これらの動作が繰り返されることにより、基板９の周縁部９１１，９３１および端面９２の撮像が、周方向の全周に亘って行われる。
【0086】
上反射ミラー部６１、横反射ミラー部６２および下反射ミラー部６３を構成する光学素子の種類、数、配置等は様々に変更されてよい。また、上照明部６４１、横照明部６４２および下照明部６４３の種類、数、配置等も様々に変更されてよい。例えば、上反射ミラー部６１の平面ミラー６１１がハーフミラーに変更され、上照明部６４１が当該ハーフミラーの上方に配置されることにより、同軸落射式の照明とされてもよい。
【0087】
撮像部６６により取得される初期画像および被検査画像では、上述のように、上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３がそれぞれ離間していることが好ましいが、これらの像は重なっていてもよい。これらの像はテレセントリック光学系６５により結像されているため、大きさが一定である。したがって、当該大きさを記憶部８０１に予め記憶しておくことにより、上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３が重なっている場合であっても、撮像部６６上におけるこれらの像のそれぞれの位置を検出することができる。また、これらの像の位置を利用して、基板９のテレセントリック光学系６５に対する相対位置の補正を行うこともできる。なお、基板９の上記検査を精度良く行うという観点からは、上面周縁像７１、端面像７２および下面周縁像７３はそれぞれ、他の像と重ならない部分を有していることが好ましい。
【0088】
上述のように、上反射光Ｒ１の上光路長と横反射光Ｒ２の横光路長との差、横光路長と下反射光Ｒ３の下光路長との差、および、下光路長と上光路長との差はそれぞれ、テレセントリック光学系６５の被写界深度以下であることが好ましいが、被写界深度よりも大きくてもよい。
【0089】
上照明部６４１による照明範囲Ａ１は、必ずしも、基板９の上面９１のベベル部９１４から延びる仮想的な上記直線Ｎ１，Ｎ２を含む必要はなく、上照明部６４１の照明範囲Ａ１とベベル部９１４との上記位置関係は様々に変更されてよい。下照明部６４３の照明範囲と基板９の下面９３のベベル部９３４との位置関係についても同様である。
【0090】
基板９では、上面９１の周縁部９１１は平面部９１５を含まず、ベベル部９１４のみを含んでいてもよい。この場合、ベベル部９１４全体が周縁部９１１であってもよく、ベベル部９１４のうち径方向外側の一部のみが周縁部９１１であってもよい。あるいは、基板９の上面９１からベベル部９１４が省略され、端面９２の上端から略水平に径方向内方へと広がる平面部９１５のうち径方向外側の部分が周縁部９１１であってもよい。
【0091】
また、基板９の下面９３の周縁部９３１は平面部９３５を含まず、ベベル部９３４のみを含んでいてもよい。この場合、ベベル部９３４全体が周縁部９３１であってもよく、ベベル部９３４のうち径方向外側の一部のみが周縁部９３１であってもよい。あるいは、基板９の下面９３からベベル部９３４が省略され、端面９２の下端から略水平に径方向内方へと広がる平面部９３５のうち径方向外側の部分が周縁部９３１であってもよい。
【0092】
基板検査装置１では、基板９のテレセントリック光学系６５に対する上下方向の相対移動は、例えば、テレセントリック光学系６５等を保持する観察系保持部６７を上下方向に移動する機構が設けられ、観察系保持部６７が昇降されることにより実現されてもよい。また、基板９のテレセントリック光学系６５に対する径方向の相対移動は、例えば、基板９を保持する基板保持部３１を径方向に移動する機構が設けられ、基板保持部３１が径方向に移動されることにより実現されてもよい。
【0093】
基板処理システム１０では、上述の基板検査装置１による基板９の検査は、基板９に対する液処理等が行われる処理ユニット１０８とは別の処理ユニット１０８で行われてもよく、同じ処理ユニット１０８で行われてもよい。例えば、１つの処理ユニット１０８内に、基板９の液処理を行う液処理装置、上述の基板検査装置１、および、液処理装置と基板検査装置１との間で基板９を搬送する搬送ロボットが設けられ、当該液処理装置にて基板９の液処理が行われた後、基板検査装置１にて基板９の検査が行われてもよい。
【0094】
あるいは、１つの処理ユニット１０８内において、基板９の液処理用の構成が基板検査装置１に設けられてもよい。例えば、基板９の周縁部９１１，９３１に洗浄液等の処理液を供給する処理ノズル、および、基板９の周囲にて基板９から飛散する処理液を受けるカップ部等が、基板検査装置１に設けられる。この場合、上述の基板９の撮像および検査は、基板９に対する液処理後に行われてもよく、基板９に対する液処理と並行して行われてもよい。
【0095】
基板検査装置１では、基板回転機構３３に代えて、観察系保持部６７を基板保持部３１の周囲にて中心軸Ｊ１を中心として回転させる観察系回転機構が設けられてもよい。また、基板９の周縁部９１１，９３１および端面９２を周方向の全周に亘って検査する必要がない場合等、基板回転機構３３および観察系回転機構は省略されてもよい。
【0096】
観察部６では、必ずしも、テレセントリック光学系６５および撮像部６６等が観察系保持部６７により一体的に保持される必要はなく、観察部６の各構成が別々のフレーム等に固定されていてもよい。
【0097】
基板検査装置１では、必ずしも、基板９の上面９１の周縁部９１１および下面９３の周縁部９３１の双方について検査が行われる必要はなく、撮像部６６により、上面９１および下面９３のうち一方のみの周縁部、および、基板９の端面９２の撮像および検査が行われればよい。
【0098】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【0099】
１ 基板検査装置
９ 基板
３１ 基板保持部
３３ 基板回転機構
３５ 基板昇降機構
６１ 上反射ミラー部
６２ 横反射ミラー部
６３ 下反射ミラー部
６４ 照明部
６５ テレセントリック光学系
６６ 撮像部
６７ 観察系保持部
６８ 観察系移動機構
７１ 上面周縁像
７２ 端面像
７３ 下面周縁像
９１ 上面
９２ 端面
９３ 下面
６４１ 上照明部
６４２ 横照明部
６４３ 下照明部
８０２ 位置補正部
９１４ ベベル部
９３４ ベベル部
Ａ１ 照明範囲
Ｊ１ 中心軸
Ｎ１，Ｎ２ 直線
Ｐ１ 上基準位置
Ｐ２ 横基準位置
Ｐ３ 下基準位置
Ｒ１ 上反射光
Ｒ２ 横反射光
Ｒ３ 下反射光
９ 基板
３１ 基板保持部
３３ 基板回転機構
３５ 基板昇降機構
６１ 上反射ミラー部
６２ 横反射ミラー部
６３ 下反射ミラー部
６４ 照明部
６５ テレセントリック光学系
６６ 撮像部
６７ 観察系保持部
６８ 観察系移動機構
７１ 上面周縁像
７２ 端面像
７３ 下面周縁像
９１ 上面
９２ 端面
９３ 下面
６４１ 上照明部
６４２ 横照明部
６４３ 下照明部
８０２ 位置補正部
９１４ ベベル部
９３４ ベベル部
Ａ１ 照明範囲
Ｊ１ 中心軸
Ｎ１，Ｎ２ 直線
Ｐ１ 上基準位置
Ｐ２ 横基準位置
Ｐ３ 下基準位置
Ｒ１ 上反射光
Ｒ２ 横反射光
Ｒ３ 下反射光
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】