JP7372173B2 - 基板エッジ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、角度が段階的にあるいは連続的に変化している基板のエッジを検査する基板エッジ検査装置に関する。

半導体ウェハやＦＰＤ用ガラス基板等は、搬送中にエッジに割れや欠けが生じることを防ぐために、ラウンド加工やテーパ加工と呼ばれる研磨処理（いわゆる、面取りや端面加工）が施されている。この端面加工された面は、ベベル面とも呼ばれる。

そして、この様に端面加工された基板のエッジに異物やキズ、汚れ、欠陥等（以下、異物等と呼ぶ）があると、製造行程内の歩留に大きく影響することが認識されており、種々の検査が提案されている（例えば、特許文献１）。

一方、半導体ウェハの表面に付着した異物を検出するために、暗視野照明用の検査光を投射して散乱光の投影像を撮像する技術が提案されている（例えば、特許文献２）

特開２００６－１３８８３０号公報 特開２０００－１７１２２７号公報

暗視野照明光を用いて基板のエッジにある異物等を検査しようとすると、異物等から散乱した光が撮像部で撮像される。一方、暗視野照明光は、基板のエッジで正反射した光は撮像部に届かない。そのため、撮像部で撮像された画像からは、基板のエッジにある異物等の有無や大きさ等を把握することはできるが、基板のエッジの境界（上面側および／または下面側）の正確な位置が把握できないため、当該異物等の基板の厚み方向の位置を正確に特定することができない。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
異物等の基板の厚み方向の位置を正確に特定することができる、基板エッジ検査装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
角度が段階的にあるいは連続的に変化している基板のエッジを検査する基板エッジ検査装置であって、
基板のエッジに設定された被検査領域を撮像する撮像部と、
撮像部の光軸に対して所定の傾斜角度で、被検査領域に向けて暗視野照明光を照射する暗視野照明部と、
撮像部で撮像した画像を処理する画像処理部と、
画像処理部で処理した画像に基づいて、基板のエッジにある異物やキズ、汚れ等を検査する検査部とを備え、
撮像部に向けて被検査領域より遠方側から補助照明光を照射する補助照明部と、
撮像部で撮像された画像における、基板の表面側の境界の位置および裏面側の境界の位置を特定する、表裏面境界位置特定部を備え、
撮像部は、基板の厚み方向と直交する方向から被検査領域を撮像し、
補助照明部は、
基板の上面側を通過させた第１補助照明光を撮像部に向けて出射させる第１補助照明部と、
基板を下面側から保持する基板保持部の側面に設置した反射面で反射させた第２補助照明光を撮像部に向けて照射させる第２補助照明部とを備えている。

上記発明によれば、背景をグレーにするなどして、基板のエッジの境界（上面側および／または下面側）の正確な位置を把握することができる。

基板エッジ検査において、異物等の基板の厚み方向の位置を正確に特定することができる。

本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する形態における暗視野照明光、散乱光と観察光の一例を示す平面図である。 本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図および画像図である。 本発明を具現化する形態の別の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する形態のさらに別の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する別の形態の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する別の形態の一例で撮像した画像図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。

なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向と表現し、ＸＹ平面に垂直な方向（つまり、重力方向）をＺ方向と表現する。また、Ｚ方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。また、Ｚ方向を中心軸として回転する方向（Ｚ軸周りの方向とも言う）をθ方向とする。

図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図１には、本発明に係る基板エッジ検査装置１の概略図が示されている。

基板エッジ検査装置１は、角度が段階的にあるいは連続的に変化している基板ＷのエッジＷｅを検査するものである。具体的には、基板エッジ検査装置１は、基板ＷのエッジＷｅにある異物やキズ、汚れ、欠陥等（つまり、異物等）Ｐを検査するものである。より具体的には、基板エッジ検査装置１は、撮像部２、暗視野照明部３、補助照明部４、画像処理部５、検査部６、表裏面境界位置特定部７、基板保持部Ｈ、相対移動部Ｍ、コンピュータ部ＣＮ等を備えている。

ここでは、基板Ｗとして、半導体用シリコンウェハを例示する。当該ウェハは、円柱状のインゴットを薄くスライスしたもので、外周エッジの一部にオリエンテーションフラットやノッチと呼ばれる方向検出用の平坦部や凹み部が設けられた、略円形状をしている。なお、基板Ｗは、パターン加工等される面（図では上面）を表面側、その反対側を（つまり、下方から支えられる面）を裏面側、外周端を端面側と呼ぶ。

撮像部２は、基板ＷのエッジＷｅの被検査領域Ｒを、一方向もしくは複数の方向からで撮像するものである。なお、被検査領域Ｒは、基板ＷのエッジＷｅの端面形状に沿って、基板Ｗの表面Ｗｓ側、端面Ｗｅ側および裏面Ｗｂ側に亘って略Ｕ字状に設定されている。
具体的には、撮像部２は、基板ＷのエッジＷｅの外側から中心側に向かって、被検査領域Ｒを含む画像を撮像し、当該画像を外部機器（本例では）に出力するものである。
より具体的には、撮像部２は、１台もしくは複数台の撮像カメラ２１を備えている。
なお図１では、基板ＷのエッジＷｅの被検査領域Ｒを、１台の撮像カメラ２１で基板Ｗの厚み方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｘ方向）から撮像している様子が図示されている。

撮像カメラ２１は、レンズ２２と、撮像素子（いわゆる、イメージセンサ）２３を備えている。レンズ２２は、観察光Ｌ（詳細は後述する）を通過させ、被検査領域Ｒの像を撮像素子２３に結像させるものである。撮像素子２３は、受光した光を電気信号に変換して出力するものであり、多数の受光素子が縦横二次元配列されたＣＣＤやＣＭＯＳ等で構成されている。

そして、撮像カメラ２１は、撮像素子２３で受光した画像を、映像信号や画像データとしてコンピュータＣＮへ出力する構成をしている。

暗視野照明部３は、撮像部２の光軸２Ｌに対して所定の傾斜角度θｘｙで、被検査領域Ｒに向けて暗視野照明光Ｌｍを照射するものである。
具体的には、暗視野照明部３は、ランプ照明と光ファイバが束ねられたライトガイドとレンズ等を組み合わせたものや、ＬＥＤ照明、レーザダイオード等が例示でき、撮像カメラ２１の撮像素子２３の波長感度特性に基づいて、照射する光の強度や波長等を決定する。

図２は、本発明を具現化する形態における暗視野照明光Ｌｍ、散乱光Ｌｓと観察光Ｌの一例を示す平面図である。図２には、基板ＷのエッジＷｅの被検査領域Ｒに向けて照明部３から照射された暗視野照明光Ｌｍの照射方向と、当該暗視野照射光Ｌｍが基板ＷのエッジＷｅの異物等で散乱した光Ｌｓと、撮像部２で撮像される光（つまり、観察光）Ｌや撮像部２の位置関係が示されている。

補助照明部４は、撮像部２に向けて被検査領域Ｒより遠方側から補助照明光を照射するものである。具体的には、補助照明部４は、第１補助照明部４１と第２補助照明部４２を備えており、撮像カメラ２１の撮像素子２３の波長感度特性に基づいて、照射する光の強度や波長等を決定する。

第１補助照明部４１は、基板Ｗの上面Ｗｓ側を通過させた第１補助照明光Ｌａを撮像部２に向けて出射させるものである。具体的には、第１補助照明部４１は、基板Ｗよりも左方（つまり、被検査領域Ｒより遠方側）から第１補助照明光Ｌａを撮像部２に向けて照射するものである。より具体的には、第１補助照明部４１は、撮像部２と向かい合うように発光部が配置されたＬＥＤ照明を備えており、当該発光部が撮像カメラ２１の視野に映り込むように配置されている。

第２補助照明部４２は、被検査領域Ｒよりも遠方側から第２補助照明光Ｌｂを撮像部２に向けて（図では、左側から右側へ）照射するものである。具体的には、第２補助照明部４２は、基板ＷのエッジＷｅよりも左方（つまり、被検査領域Ｒより遠方側）から第２補助照明光Ｌｂを撮像部２に向けて照射するものである。より具体的には、第２補助照明部４２は、基板Ｗの裏面Ｗｂを基板保持部Ｈで支えていないところ（いわゆる、オーバーハング部）の下方に、撮像部２と向かい合うように発光部が配置されたＬＥＤ照明を備えており、当該発光部が撮像カメラ２１の視野に映り込むように配置されている。

なお、補助照明光Ｌａ，Ｌｂは、暗視野照明光Ｌｍと同じの波長成分でも良いが、異なる波長成分でも良い。例えば、補助照明光Ｌａ，Ｌｂと暗視野照明光Ｌｍの双方が白色光であれば、撮像した画像Ｇにおいて基板Ｗが無い部分（背景）はグレーで撮像される。一方、補助照明光Ｌａ，Ｌｂが、暗視野照明光Ｌｍと異なる波長成分（例えば、一方が白色で、他方が赤色、緑色、青色など）であれば、撮像した画像Ｇにおいて基板Ｗが無い部分（背景）は異なる色合いで撮像される。

画像処理部５は、撮像部２で撮像した画像Ｇを処理するものである。具体的には、画像処理部５は、画像Ｇに対して、各画素の輝度値の量子化や大小（つまり、明暗）比較処理、フィルタリング処理、ラベリング処理等を行う。
より具体的には、画像処理部５は、詳細を後述するコンピュータ部ＣＮの一部で構成されている。

検査部６は、画像処理部５で処理した画像に基づいて、基板ＷのエッジＷｅにある異物やキズ、汚れ、欠陥等（つまり、異物等）Ｐを検査するものである。具体的には、検査部６は、画像中に輝度が低い部位（暗部）があれば異物等として検出したり、検出した異物等の大きさや形状により種類を分類等したりするものである。より具体的には、検査部６は、詳細を後述するコンピュータ部ＣＮの一部で構成されている。

表裏面境界位置特定部７は、撮像部２で撮像された画像Ｇにおける、基板Ｗの表面Ｗｓ側の境界Ｅｓの位置および裏面Ｗｂ側の境界Ｅｂの位置を特定するものである。
具体的には、表裏面境界位置特定部７は、基板Ｗの厚み方向（Ｚ方向）に輝度や色合い等の異なる境界Ｅｓ，Ｅｂを画像Ｇ内から検出し、当該境界Ｅｓ，Ｅｂに近似直線や近似曲線等をフィッティングさせる。そして、当該直線や曲線等の座標等に基づいて、これら境界Ｅｓ，Ｅｂの位置を特定するものである。
より具体的には、表裏面境界位置特定部７は、画像処理部５の一部で構成されている。

図３は、本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図および画像図である。
図３（ａ）には、
図３（ｂ）には、基板ＷのエッジＷｅに設定された被検査領域Ｒを撮像部２で撮像した画像Ｇが示されている。

画像Ｇには、基板ＷのエッジＷｅが黒く撮像されている。これは、基板ＷのエッジＷｅに異物等が無ければ暗視野照明光Ｌｍが正反射してしまい、撮像部２には光が届かない（又は、僅かである）ため、輝度レベルが低く、画像Ｇでは黒く見える。

また、画像Ｇには、異物等Ｐが白い輝点として撮像されている。これは、暗視野照明光Ｌｍが異物等Ｐで散乱し、散乱した光の一部が撮像部２に届くからである。

一方、基板Ｗの表面Ｗｓ側を通過した第１補助照明光Ｌａと、基板Ｗの裏面Ｗｂ側を通過した第２補助照明光Ｌｂは、グレーで（基板ＷのエッジＷｅより輝度レベルが高い状態）撮像されている。なお、第１補助照明光Ｌａと第２補助照明光Ｌｂの光の強度は、画像Ｇにおいて境界部でハレーションを起こさない程度に設定することが好ましい。これは、基板Ｗの表面位置や裏面位置の検出精度を維持しつつ、境界部付近に付着している異物等Ｐの検出やサイズ測定等に影響を与えないためである。

基板保持部Ｈは、基板Ｗを所定の姿勢で保持するものである。具体的には、基板保持部Ｈは、基板載置台Ｈ１、吸引機構等（不図示）を備えている。

基板載置台Ｈ１は、基板Ｗの下面と接しつつ、当該下面に摩擦力や吸引力等をはたらかせることで、基板Ｗを所定の姿勢で保持するものである。具体的には、基板載置台Ｈ１は、基板Ｗの外径よりも小さな略円形状で、所定の厚みを有する形状をしており、上面が水平となるように配置された板状部材の上面に吸引用の溝や孔が設けられて、切換バルブ等を介して吸引機構に接続されている構成（いわゆる負圧吸着プレート）や静電吸着プレートなどが例示できる。
より具体的には、基板載置台Ｈ１は、基板ＷのエッジＷｅより内側に設定された領域を保持し、側面が上述の反射面４３である（図１，２参照）。

相対移動部Ｍは、撮像部２と基板保持部Ｈとを相対移動させ、撮像部２で撮像する基板Ｗの場所を変更するものである。具体的には、相対移動部Ｍは、上述の位置関係にある暗視野照明部３、補助照明部４並びに撮像部２に対して、基板Ｗを保持した基板載置台Ｈ１を相対移動させる構成をしている。より具体的には、相対移動部Ｍは、Ｘ軸ステージＭ１，Ｙ軸ステージＭ２，θ軸ステージＭ３を備えている。

Ｘ軸ステージＭ１は、基板載置台Ｈ１をＸ方向に移動させたり、所定位置で静止させたりするものであり、装置フレーム（不図示）の上に取り付けられている。

Ｙ軸ステージＭ２は、基板載置台Ｈ１をＹ方向に移動させたり、所定位置で静止させたりするものであり、Ｘ軸ステージＭ１に取り付けられている。

θ軸ステージＭ３は、基板載置台Ｈ１を回転させたり、所定角度で静止させたりするものであり、Ｙ軸ステージＭ２に取り付けられている。

そして、Ｘ軸ステージＭ１，Ｙ軸ステージＭ２，θ軸ステージＭ３は、制御部（不図示）と接続されており、制御部から出力される制御信号に基づいて、所定の速度で移動・回転したり、所定の位置・角度で静止したりする。

コンピュータ部ＣＮは、下記の機能を担うものである。
・撮像部２の撮像カメラ２１に対する撮像トリガ出力
・暗視野照明部３から照射する暗視野照明光Ｌｍの強度調節、点灯／消灯の制御
・補助照明部４から照射する補助照明光Ｌａ，Ｌｂの強度調節、点灯／消灯の制御
・基板保持部Ｈの制御（基板Ｗの保持／解除の制御）
・相対移動部Ｍの制御（基板Ｗの回転や角度の制御、移動や位置の制御等）
・画像取得や画像処理、検査基準との比較処理（つまり、検査処理）、検査結果の表示や出力等

具体的には、コンピュータ部ＣＮは、接続された外部機器から信号やデータが入力されると、予め登録されたプログラムに従って処理を行い、処理結果を外部機器へ出力するものである。より具体的には、コンピュータ部ＣＮは、入出力装置、記憶装置、画像処理装置、演算処理装置などのハードウェアと、実行プログラム等（ソフトウェア）を備えている。

そして、コンピュータ部ＣＮは、撮像部２の撮像カメラ２１から出力された画像に対応した映像信号（アナログ信号）や画像データ（デジタル信号）が入力されると、当該画像に対して所定の画像処理等を行い、比較処理等を行うことで所定の検査を行うようにプログラミングされている。

この様な構成をしているため、本発明に係る基板エッジ検査装置１は、撮像した画像Ｇにおいて基板Ｗが無い部分（背景）をグレーや異なる色合いにして、基板Ｗの表面Ｗｓや裏面Ｗｂの境界Ｅｓ，Ｅｂの正確な位置を把握することができる。そのため、基板エッジ検査において、異物等Ｐの基板Ｗの厚み方向の位置を正確に特定することができる。

さらに、この様な構成であれば、略円形状の基板Ｗをθ方向に回転させながら（または、所定角度変更させながら）、エッジＷｅの検査を行うことができるだけでなく、略矩形状の基板Ｗの検査（Ｙ方向に平行移動しながら１辺を検査し、θ軸を９０度回転させて、検査する辺を変更して他の３辺も同様に検査する）にも、本発明を適用することができる。つまり、基板保持部Ｈの側面形状に依らず、基板の外形が混在しても、基板Ｗの表面Ｗｓや裏面Ｗｂの境界Ｅｓ，Ｅｂの正確な位置を把握することができる。

［撮像部２について］
本発明を具現化する上で、撮像部２の撮像カメラ２１に備えられたレンズ２２は、種々の方式（ＣＣＴＶレンズ、マクロレンズ、非テレセンレンズ等）を選択し得るが、特に両側テレセントリック又は物体側テレセントリック光学系の結像レンズであることが好ましい。これらテレセントリック光学系の結像レンズであれば、ワーキングディスタンスが変化しても被検査領域Ｒの撮像サイズが変化しないため、撮像した画像Ｇから異物等Ｐのサイズを正確に測定することができるからである。

＜変形例１＞
なお、撮像部２のレンズ２２として、これらテレセントリック光学系の結像レンズを用いる場合、受光角の設定によっては、第２補助照明部４２の発光部を基板Ｗの裏面Ｗｂに極めて近づけないと、裏面Ｗｂの境界Ｅｂを明るくすることができず、境界Ｅｂの正確な位置を把握することができない場合がある。しかし、発光部を裏面Ｗｂに極めて近づけるのは、以下の観点から現実的には難しい。
・照明の発光部には、筐体の厚みに起因する非発光の枠部がある。
・照明が基板Ｗに接触することで、基板Ｗに傷を付けてしまう。

そこで、撮像部２のレンズ２２として、これらテレセントリック光学系の結像レンズを用い、受光角が狭い場合、以下の様な構成とすることが好ましい。

図４は、本発明を具現化する形態の別の一例の全体構成を示す概略図である。図４には、本発明に係る基板エッジ検査装置１Ｂの概略図が示されている。基板エッジ検査装置１Ｂは上述の基板エッジ検査装置１の補助照明部４に代えて、補助照明部４Ｂを備えている。なお、撮像部２、画像処理部５、検査部６、表裏面位置特定部７等は、概ね上述と同様の構成をしているため、詳細な説明は省く。

補助照明部４Ｂは、撮像部２に向けて被検査領域Ｒより遠方側から補助照明光Ｌａ，Ｌｂを照射するものである。具体的には、補助照明部４Ｂは、第１補助照明部４１と第２補助照明部４２Ｂを備えている。なお、第１補助照明部４１は、上述と同様の構成をしているため、詳細な説明は省く。

第２補助照明部４２Ｂは、基板Ｗを下面側Ｗｂから保持する基板保持部Ｈの側面に設置した反射面４３で反射させた第２補助照明光Ｌｂを撮像部２に向けて照射させるものである。具体的には、第２補助照明部４２Ｂは、被検査領域Ｒより遠方側（図では、基板ＷのエッジＷｅよりも左方）に配置された反射面４３から第２補助照明光Ｌｂを撮像部２に向けて照射するものである。より具体的には、第２補助照明部４２Ｂは、反射面４３と、当該反射面４３に向けて発光部が配置されたＬＥＤ照明を備えている。

反射面４３は、撮像カメラ２１の視野に映り込むように配置されており、基板載置台Ｈ１の外周側面を粗面にして構成されている。そのため、反射面４３に向けてＬＥＤ照明から光を照射することで、反射面４３で散乱した光が第２補助照明光Ｌｂとして撮像部２に向けて照射される。

なお、第２補助照明部４２ＢのＬＥＤ照明から反射面４３に向けて照射される光は、基板ＷのエッジＷｅに対して外側（図では、基板ＷのエッジＷｅよりも右側）ないし下方から届かないように、照射範囲や照射角度を設定しておくか、遮蔽板を配置しておくことが好ましい。そうすることで、基板ＷのエッジＷｅで正反射した光によるハレーションが、撮像部２で撮像する画像Ｐ内に含まれることを防ぐことができる。

［基板Ｗの形状について］
なお上述の基板エッジ検査装置１Ｂは、略円形状をした基板Ｗの検査に好適な構成である。この場合、基板保持部Ｈの側面（つまり、撮像部２と対向かい合う面）を全周に亘って粗面の反射面４３で構成し、基板Ｗを回転ないし角度変更させて当該基板Ｗのエッジを検査する構成とする。

この様な構成であれば、反射面４３が曲面で構成されていても、反射面４３が粗面なので当該反射面４３に向けて照射した光が散乱し、当該散乱した光の一部が第２補助照明光Ｌｂとして、撮像部２で撮像される。そして、基板Ｗの裏面Ｗｂ側の境界Ｅｂがハレーションを起こさない程度に、適度な光量のバックライトとすることができるので、好ましい。また、撮像した画像Ｇ内での第２補助照明光Ｌｂの輝度差（明るさの偏り）を減らすこともできる。特に、撮像部２がテレセントリック光学系の結像レンズを備えた構成の場合、受光角が狭く設定されていても、基板Ｗの裏面Ｗｂの直近から第２補助照明光Ｌｂを照射させることができるので、基板Ｗの裏面位置の検出精度を向上させることが出来るため、好ましい。

＜変形例２＞
略矩形状の基板ＷのエッジＷｅを検査する構成として、下述の様にしても良い。

図５は、本発明を具現化する形態のさらに別の一例の全体構成を示す概略図である。図５には、本発明に係る基板エッジ検査装置１Ｃの概略図が示されている。基板エッジ検査装置１Ｃは上述の基板エッジ検査装置１の補助照明部４，基板保持部Ｈに代えて、補助照明部４Ｃ，基板保持部Ｈ’を備えている。なお、撮像部２、画像処理部５、検査部６、表裏面位置特定部７等は、概ね上述と同様の構成をしているため、詳細な説明は省く。

基板保持部Ｈ’は、基板載置台Ｈ１Ｃを備えている。

基板載置台Ｈ１Ｃは、基板Ｗの下面と接しつつ、当該下面に摩擦力や吸引力等をはたらかせることで、基板Ｗを所定の姿勢で保持するものである。具体的には、基板載置台Ｈ１Ｃは、略矩形状の基板Ｗの外径よりも小さな略四角錐台形状）で、所定の厚みを有する形状をしており、上面に基板Ｗを吸着保持等する手段が設けられている。
より具体的には、基板載置台Ｈ１Ｃは、基板ＷのエッジＷｅより内側に設定された領域を保持し、基板Ｗ側（上面側）より下面側が窄んだ形状をしており、側面が斜め下方に傾斜した反射面４３Ｃで構成されている。

補助照明部４Ｃは、撮像部２に向けて被検査領域Ｒより遠方側から補助照明光Ｌａ，Ｌｂを照射するものである。具体的には、補助照明部４Ｃは、第１補助照明部４１Ｃと第２補助照明部４２Ｃを備えている。

第１補助照明部４１Ｃは、基板Ｗの上面Ｗｓ側を通過させた第１補助照明光Ｌａを撮像部２に向けて出射させると共に、基板Ｗのオーバーハング部（基板載置台Ｈ１Ｃで支えられていないところ）の下面Ｗｂ側を通過させた第２補助照明光Ｌｂ’を撮像部２に向けて出射させるものである。
具体的には、第１補助照明部４１は、基板Ｗよりも左方（つまり、被検査領域Ｒより遠方側）から第１補助照明光Ｌａと第２補助照明光Ｌｂ’を撮像部２に向けて照射するものである。より具体的には、第１補助照明部４１は、撮像部２と向かい合うように発光部が配置されたＬＥＤ照明を備えており、当該発光部が撮像カメラ２１の視野に映り込むように配置されている。

第２補助照明部４２Ｃは、基板Ｗを下面側Ｗｂから保持する基板保持部Ｈの側面に設置した反射面４３Ｃで反射させた第２補助照明光Ｌｂを撮像部２に向けて照射させるものである。具体的には、第２補助照明部４２Ｃは、被検査領域Ｒより遠方側（図では、基板ＷのエッジＷｅよりも左方）に配置された反射面４３Ｃから第２補助照明光Ｌｂを撮像部２に向けて照射するものである。より具体的には、第２補助照明部４２Ｃは、反射面４３Ｃと、当該反射面４３Ｃに向けて発光部が配置されたＬＥＤ照明を備えている。

反射面４３Ｃは、上述の発光部から照射された光を反射させて、第２補助照明光Ｌｂとして撮像部２に照射するものである。当該発光部は、撮像カメラ２１の視野に映り込むように配置されており、反射面４３Ｃは、基板載置台Ｈ１の外周側面に取り付けられたミラーまたは当該側面を鏡面状態にしたもので構成されている。

なお、第２補助照明部４２ＣのＬＥＤ照明から反射面４３Ｃに向けて照射される光は、基板ＷのエッジＷｅに対して外側（図では、基板ＷのエッジＷｅよりも右側）ないし下方から届かないように、照射範囲や照射角度を設定しておくか、遮蔽板を配置しておくことが好ましい。そうすれば、基板ＷのエッジＷｅからの反射光（異物等Ｐの検出に影響を与える可能性がある）が、画像Ｇに含まれてしまうのを防ぐことができる。

この場合、反射面４３Ｃに向けて斜め下方に配置したＬＥＤ照明から光を照射し、反射面４３Ｃからの反射光を、第２補助照明光Ｌｂとして撮像部２で撮像する。そして、基板Ｗが略矩形状の場合、撮像部２の光軸２Ｌと直交する方向（図では、Ｙ方向）に基板保持部Ｈ’を移動させることで、エッジＷｓの検査を行うことができる。このとき、反射面４３もＹ方向に移動するため、反射面４３が撮像部２の視野から外れるところ（つまり、オーバーハング部）では、第１補助照明部４１から照射された第２補助照明光Ｌｂ’を用いる様な配置にしておく。そうすることで、基板Ｗが略矩形状であっても、本発明を適用することができる。

基板エッジ検査装置１Ｃは、この様な構成をしているため、基板Ｗの表面Ｗｓや裏面Ｗｂの境界Ｅｓ，Ｅｂの正確な位置を把握することができる。

［別の形態について］
なお上述では、基板エッジ検査装置１～１Ｃを例示し、撮像部２にて基板Ｗの厚み方向と直交する方向（図では、Ｘ方向）から被検査領域Ｒを撮像する形態を示した。この場合の直交方向は、完全な直角方向のみならず、直角方向を含む方向（交差する方向とも言い、図ではＸＹ方向）であれば良い。

また、撮像部２は、１台の撮像カメラで一方向から撮像する構成に限らず、複数台のカメラを用いて複数方向から撮像する構成であっても良い。具体的には、基板ＷのエッジＷｓの延長線上（つまり、同一ＸＹ平面内）に複数台の撮像カメラを設置する構成や、基板Ｗの厚み方向に設置位置をずらして複数台の撮像カメラを設置して斜め上方や斜め下方から被検査領域Ｒを撮像する構成等が例示できる。

図６は、本発明を具現化する別の形態の一例の全体構成を示す概略図である。図６には、本発明に係る基板エッジ検査装置１Ｄの概略図が示されている。基板エッジ検査装置１Ｄは上述の基板エッジ検査装置１の撮像部２と補助照明部４に代えて、撮像部２Ｄと補助照明部４Ｄを備えている。なお、画像処理部５、検査部６、表裏面位置特定部７等は、概ね上述と同様の構成をしているため、詳細な説明は省く。

撮像部２Ｄは、基板ＷのエッジＷｅの被検査領域Ｒを、２台の撮像カメラ２１，２６で撮像するものである。
撮像カメラ２１は、基板Ｗの下面Ｗｂ側から被検査領域Ｒ（つまり、裏面側の画像）を撮像するものである。
撮像カメラ２６は、基板Ｗの上面Ｗｓ側から被検査領域Ｒ（つまり、表面側の画像）を撮像するものである。

補助照明部４Ｄは、撮像部２Ｃに向けて被検査領域Ｒより遠方側から補助照明光Ｌａ，Ｌｂを照射するものである。
具体的には、補助照明部４Ｄは、第１補助照明部４１Ｃと第２補助照明部４２Ｄを備えている。

第１補助照明部４１Ｄは、基板Ｗの上面Ｗｓ側から斜め下方に向けて、第１補助照明光Ｌａを撮像部２の撮像カメラ２１に向けて出射させるものである。
具体的には、第１補助照明部４１は、基板Ｗよりも左方（つまり、被検査領域Ｒより遠方側）から斜め下方に、第１補助照明光Ｌａを撮像カメラ２１に向けて照射するものである。

第２補助照明部４２Ｄは、基板Ｗの下面Ｗｂ側から斜め上方に向けて、第２補助照明光Ｌｂを撮像部２の撮像カメラ２６に向けて出射させるものである。
具体的には、第２補助照明部４２は、基板Ｗよりも左方（つまり、被検査領域Ｒより遠方側）から斜め上方に、第２補助照明光Ｌｂを撮像カメラ２６に向けて照射するものである。

図７は、本発明を具現化する別の形態の一例で撮像した画像図である。
図７（ａ）には、撮像部２Ｄの撮像カメラ２１で基板ＷのエッジＷｅを斜め下方から見上げて撮像した、裏面側の画像Ｇｂが示されている。
図７（ｂ）には、撮像部２Ｄの撮像カメラ２６で基板ＷのエッジＷｅを斜め上方から見下ろして撮像した、表面側の画像Ｇｓが示されている。

なお、撮像カメラ２１で裏面側の画像Ｇｂを撮像するときは、第１補助照明光Ｌａを出射しつつ第２補助照明光Ｌｂは出射しない。一方、撮像カメラ２６で表面側の画像Ｇｓを撮像するときは、第２補助照明光Ｌｂを出射しつつ第１補助照明光Ｌａは出射しない。そして、裏面側の画像と表面側の画像を切り替えて撮像を行うこととする。

さらに、裏面側の画像Ｇｂと表面側の画像Ｇｓで重複して撮像される領域は、予め把握しておき、フィルタリング等により異物等Ｐがダブルカウントされないようにしておく。

これら画像Ｇｂ，Ｇｓにおいて、基板ＷのエッジＷｅがあるところは黒く撮像され、異物等Ｐがあれば白い輝点として撮像され、基板Ｗが無いところはグレーで撮像される。

この様な構成をしているため、本発明に係る基板エッジ検査装置１Ｄは、撮像部２Ｄで撮像された裏面側の画像Ｇｂと表面側の画像Ｇｓにおいて、基板Ｗの表面Ｗｓ側の境界位置Ｅｓおよび裏面Ｗｂ側の境界位置Ｅｂを特定することができる。

［他の変形例］
［補助照明部４について］
なお上述では、補助照明部４を構成する第１補助照明部４１や第２補助照明部４２として、ＬＥＤ照明を備えた構成を例示した。しかし、補助照明部４を構成する照明手段は、ＬＥＤ照明に限らず、ランプ照明や光ファイバで導光された照明、レーザダイオード等を備えた構成であっても良い。また、第１補助照明部４１は、撮像部２と向かい合うように発光部が配置された構成を例示したが、反射板や拡散板等を経由して光を照射する構成であっても良い。

［撮像部２について］
なお上述では、撮像カメラとして、多数の受光素子が縦横二次元配列されたＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子（いわゆる、エリアセンサ）を備えた構成を例示した。しかし、撮像カメラの撮像素子は、二次元配列のエリアセンサに限らず、厚み方向に所定の長さを有する一次元配列のラインセンサで構成されていても良い。

［検査用照明について］
なお上述では、本発明に係る基板エッジ検査装置として、暗視野照明光Ｌｍを用いて異物等を検査する構成を例示した。しかし、本発明を具現化する上で、暗視野照明光Ｌｍを用いた検査モードのみならず、明視野照明光を照射する手段等と明視野照明光を用いた検査モード等をさらに備え、これら検査モードを切り替えて検査する構成であっても良い。或いは、基板Ｗの表面にパターニングされた回路等を検査するモードを備え、検査モードを切り替えて検査する構成であっても良い。

１ 基板エッジ検査装置
２ 撮像部
３ 暗視野照明部
４ 補助照明部
５ 画像処理部
６ 検査部
７ 表裏面境界位置特定部
２１ 撮像カメラ
２２ レンズ
２３ 撮像素子
４１ 第１補助照明部
４２ 第２補助照明部
４３ 反射面（粗面）
Ｈ 基板保持部
Ｈ１ 基板載置台
Ｍ 相対移動部
ＣＮ コンピュータ
Ｗ 基板
Ｗｅ エッジ（端面）
Ｗｓ 基板の表面（上面）
Ｗｂ 基板の裏面（下面）
Ｒ 被検査領域
Ｅｓ 表面側の境界
Ｅｂ 裏面側の境界
Ｌｍ 暗視野照明光
Ｌｓ 散乱光
Ｌａ 第１補助照明光
Ｌｂ 第２補助照明光
Ｌ 観察光（撮像部で撮像される光）
Ｐ 異物等

Claims (4)

1. 角度が段階的にあるいは連続的に変化している基板のエッジを検査する基板エッジ検査装置であって、
   前記基板のエッジに設定された被検査領域を撮像する撮像部と、
   前記撮像部の光軸に対して所定の傾斜角度で、前記被検査領域に向けて暗視野照明光を照射する暗視野照明部と、
   前記撮像部で撮像した画像を処理する画像処理部と、
   前記画像処理部で処理した画像に基づいて、前記基板のエッジにある異物やキズ、汚れ等を検査する検査部とを備え、
   前記撮像部に向けて前記被検査領域より遠方側から補助照明光を照射する補助照明部と、
   前記撮像部で撮像された前記画像における、前記基板の表面側の境界の位置および裏面側の境界の位置を特定する、表裏面境界位置特定部を備え、
   前記撮像部は、前記基板の厚み方向と直交する方向から前記被検査領域を撮像し、
   前記補助照明部は、
   前記基板の上面側を通過させた第１補助照明光を前記撮像部に向けて出射させる第１補助照明部と、
   前記基板を下面側から保持する基板保持部の側面に設置した反射面で反射させた第２補助照明光を前記撮像部に向けて照射させる第２補助照明部とを備えた
   ことを特徴とする、基板エッジ検査装置。
2. 前記反射面が、粗面である
   ことを特徴とする、請求項１に記載の基板エッジ検査装置。
3. 前記基板および前記基板保持部が略円形状であり、
   前記基板保持部の側面が全周に亘って、前記反射面であり、
   前記基板を回転ないし角度変更させて当該基板のエッジを検査する
   ことを特徴とする、請求項２に記載の基板エッジ検査装置。
4. 前記撮像部が、テレセントリック光学系の結像レンズを備えた
   ことを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の基板エッジ検査装置。

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