JP5183146B2 - 円盤状基板の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の円盤状基板の外周部分を撮影して検査する円盤状基板の検査装置に関する。

円盤状の半導体ウエーハ（円盤状基板）は、例えば、図２１（ａ）、（ｂ）に示すような構造となっている。なお、図２１（ａ）は、半導体ウエーハの斜視図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示した断面図である。図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体ウエーハ１０の外周部分１０Ｅには、その上面１１ａ縁から下面１１ｂに向けて傾斜した上外周ベベル面１２Ｕ、また、逆に、下面１１ｂ縁から上面１１ａに向けて傾斜した下外周ベベル面１２Ｌ、及び上外周ベベル面１２Ｕと下外周ベベル面１２Ｌとに接合する外周端面１２Ａが形成されている。また、外周部分１０Ｅには、その周方向Ｄｓの基準位置を表すノッチ１３が形成されている。

このような半導体ウエーハ１０の製造プロセスの過程で、その表面に、レジスト膜、絶縁膜、導電膜等の種々の膜層が形成される（例えば、特許文献１参照）。これらの膜層は、半導体ウエーハ１０の製造プロセス上必要であったり、設計された機能を発揮させるために必要であったり、その目的も様々であり、その目的に応じて形成されるべき領域が決められている。上外周ベベル面１２Ｕとの境界に達しないように上面１１ａに形成されるべき膜層、上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕにまで達するように形成されるべき膜層、上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕを過ぎて外周端面１２Ａにまで達するように形成されるべき膜層、更に、上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕ及び外周端面１２Ａを過ぎて下外周ベベル面１２Ｌにまで達するように形成されるべき膜層等がある。
特開２００７−１４２１８１号公報

このような状況において、膜層の先端縁線が半導体ウエーハ１０の外周部分１０Ｅのどの面にまで達しているかを検査することが必要となるが、従来、その縁線の位置を定量的に検査する装置が無かった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、円盤状基板の表面に形成される膜層の形成位置を定量的に検査することのできる円盤状基板の検査装置を提供するものである。

本発明に係る円盤状基板の検査装置は、表面に膜層の形成された円盤状基板の検査装置であって、前記円盤状基板の外周部分における所定面を撮影視野範囲に含み、該所定面を前記円盤状基板の周方向に順次撮影して画像信号を出力する撮影部と、該撮影部から順次出力される画像信号を処理する画像処理部とを有し、前記画像処理部は、前記画像信号に基づいて、前記円盤状基板の周方向に対応して延びる前記撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記所定面に対応した面画像部分とその外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での該周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置を基準にして、前記面画像部分上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する膜層縁位置情報生成手段とを有し、前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像上における前記面画像部分と前記外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を検出する手段と、前記面画像部分上における前記膜層画像部分の縁線の前記周方向の各位置での縦方向位置を検出する手段と、検出された前記膜層画像部分の縁線の前記周方向の各位置での縦方向位置を、前記面画像部分と前記外側画像部分との境界線の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が基準となるように補正して前記膜層縁位置情報を生成する補正手段とを有し、前記膜層縁位置情報に基づいて前記円盤状基板における前記膜層の形成位置を評価し得るように構成される。

このような構成により、円盤状基板の外周部分における所定面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、前記撮影画像上における前記所定面に対応した面画像部分とその外側画像部分との境界線の前記円盤状基板の周方向の各位置での該周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置を基準にして、前記面画像上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報が生成されるので、この膜層縁位置情報によって、円盤状基板の外周部分における所定面上に形成された膜層の縁線の位置を表すことができるようになる。

そして、面画像部分上における膜層画像部分の縁線の前記周方向の各位置での縦方向位置が、撮影画像上における前記面画像部分と外側画像部分との境界線の前記周方向の対応する位置での縦方向位置を基準にして補正されるようになるので、前記境界線を基準とした前記膜層縁位置情報を得ることができるようになる。

また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記円盤状基板は、その上面縁から下面に向けて傾斜した上外周ベベル面と、前記下面縁から前記上面に向けて傾斜した下外周ベベル面と、前記上外周ベベル面と前記下外周ベベル面とに接合する外周端面とが外周部分に形成された半導体ウエーハであって、前記撮影部は、前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域、前記上外周ベベル面、前記外周端面、前記下外周ベベル面及び前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域のうちのいずれかを撮影するように構成することができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分における上面の上外周ベベル面との隣接領域、上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面及び下面の下外周ベベル面との隣接領域のうちのいずれかの面に形成された膜層の縁線の位置を膜層縁位置情報によって表すことができるようになる。

更に、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記撮影部は、前記半導体ウエーハにおける前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域を撮影し、前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域に対応した上面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記上面画像部分における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成するように構成することができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分における上面の上外周ベベル面との隣接領域に形成された膜層の縁線の位置を膜層縁位置情報によって表すことができる。

また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記撮影部は、前記半導体ウエーハの前記上外周ベベル面を撮影し、前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記上外周ベベル面に対応した上外周ベベル面画像部分とその上面側の外側画像部分及び外周端面側の外側画像部分のいずれかとの境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記上外周ベベル面画像部分における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成するように構成することができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分における上外周ベベル面に形成された膜層の縁線の位置を膜層縁位置情報によって表すことができる。

また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記撮影部は、前記半導体ウエーハの前記外周端面を撮影し、前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記外周端面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記外周端面に対応した外周端面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分及び下外周ベベル面側の外側画像部分のいずれかとの境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記外周端面画像部分における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成するように構成することができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分における外周端面に形成された膜層の縁線の位置を膜層縁位置情報によって表すことができる。

更に、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記撮影部は、前記半導体ウエーハの前記下外周ベベル面を撮影し、前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記下外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記下外周ベベル面に対応した下外周ベベル面画像部分とその外周端面側の外側画像部分及び下面側の外側画像部分のいずれかとの境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記下外周ベベル面画像上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成するように構成することができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分における下外周ベベル面に形成された膜層の縁線の位置を膜層縁位置情報によって表すことができる。

また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記撮影部は、前記半導体ウエーハの前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域を撮影し、前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域に対応した下面画像部分とその下外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記下面画像部分における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成するように構成することができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分における下面の下外周ベベル面との隣接領域に形成された膜層の縁線の位置を膜層縁位置情報によって表すことができるようになる。

本発明に係る円盤状基板の検査装置は、表面に膜層の形成された円盤状基板の検査装置であって、前記円盤状基板の外周部分において周方向を横切る方向に連続する複数の面をそれぞれ個別の撮影視野範囲に含み、前記複数の面を前記円盤状基板の周方向に順次撮影して画像信号を出力する撮影部と、該撮影部から順次出力される画像信号を処理する画像処理部とを有し、前記画像処理部は、前記画像信号に基づいて、前記円盤状基板の周方向に対応して延びる前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像上における当該面に対応した面画像部分と当該面に隣接する一方の面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での該周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置を基準にして各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記撮影画像を表す撮影画像データを補正する補正手段と、前記補正された、前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、前記複数の面に対応した複数の面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記複数の面のうちの所定の面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像上の前記境界線を基準境界線とし、基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す画像データを生成する画像合成手段と、前記合成画像上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の各位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する膜層縁位置情報生成手段とを有し、前記膜層縁位置情報に基づいて前記円盤状基板における前記膜層の形成位置を評価し得るように構成される。

このような構成により、複数の面のそれぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像上における当該面に対応した面画像と当該面と隣接する一方の面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記撮影画像の各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記撮影画像を表す撮影画像データとから、前記複数の面に対応した面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記複数の面のうちの所定の面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像上の前記境界線を基準境界線として該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた合成画像を表す合成画像データが生成され、その合成画像上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報が生成されるので、この膜層縁位置情報によって、円盤状基板の外周部分における複数の面のいずれに形成された膜層でも、その縁線の位置を統一的に表すことができるようになる。

また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記円盤状基板は、上面の縁から下面に向けて傾斜した上外周ベベル面と、該上外周ベベル面の縁から続く外周端面と、下面から前記上面に向けて傾いて前記外周端面に続く下外周ベベル面とが、前記周方向を横切る方向に連続するように形成された半導体ウエーハであって、前記複数の面は、前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域、前記上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面、及び下面の前記下外周ベベル面との隣接領域のうちの連続する２以上の面である構成とすることができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分における上面の上外周ベベル面との隣接領域、上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面及び下面の下外周ベベル面との隣接領域のうちの連続する２以上の面のいずれに形成された膜層でも、その縁線の位置を、膜層縁位置情報によって、統一的に表すことができるようになる。

更に、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記複数の面は、前記上外周ベベル面、外周端面及び下外周ベベル面であり、前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第１撮影画像を表す第１撮影画像データと、前記外周端面を含む撮影視野範囲に対応した第２撮影画像を表す第２撮影画像データと、前記下外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第３撮影画像を表す第３撮影画像データとを生成し、前記補正手段は、前記第１撮影画像上における前記上外周ベベル面に対応した上外周ベベル面画像部分とその上面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第１撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記第１撮影画像データを補正し、前記第２撮影画像上における前記外周端面に対応した外周端面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第２撮影画像の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第２撮影画像データを補正し、前記第３撮影画像上における前記下外周ベベル面に対応した下外周ベベル画像部分とその外周端面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第３撮影画像の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第３撮影画像データを補正し、前記画像合成手段は、補正された前記第１撮影画像データ、第２撮影画像データ及び第３撮影画像データから、前記上外周ベベル面画像部分、前記外周端面画像部分及び前記下外周ベベル面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記第１撮影画像上の前記境界線を基準境界線として該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す合成画像データを生成するように構成することができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分においてその周方向を横切る方向に連続する上外周ベベル面、外周端面及び下外周ベベル面のいずれに形成された膜層でも、その縁線の位置を、膜層縁位置情報によって、統一的に表すことができるようになる。

また、本発明に係る円盤状基板の検査装置において、前記複数の面は、前記半導体ウエーハの上面の前記上外周ベベル面との隣接領域、前記上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面、及び前記半導体ウエーハの下面の前記下外周ベベル面との隣接領域であり、前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第１撮影画像を表す第１撮影画像データと、前記外周端面を含む撮影視野範囲に対応した第２撮影画像を表す第２撮影画像データと、前記下外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第３撮影画像を表す第３撮影画像データと、前記上面の上外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した第４撮影画像を表す第４撮影画像データと、前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した第５撮影画像を表す第５撮影画像データとを生成し、前記補正手段は、前記第１撮影画像上における前記上外周ベベル面に対応した上外周ベベル面画像部分とその上面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第１撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記第１撮影画像データを補正し、前記第２撮影画像上における前記外周端面に対応した外周端面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第２撮影画像の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第２撮影画像データを補正し、前記第３撮影画像上における前記下外周ベベル面に対応した下外周ベベル面画像部分とその外周端面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第３撮影画像の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第３撮影画像データを補正し、前記第４撮影画像上における前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域に対応した上面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第４撮影画像の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第４撮影画像データを補正し、前記第５撮影画像上における前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域に対応した下面画像部分とその隣接する下外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第５撮影画像の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第５撮影画像データを補正し、前記画像合成手段は、補正された前記第１撮影画像データ、第２撮影画像データ、第３撮影画像データ、第４撮影画像データ及び第５撮影画像データから、前記上面画像部分、前記上外周ベベル面画像部分、前記外周端面画像部分、前記下外周ベベル面画像部分及び前記下面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記第１撮影画像上の前記境界線を基準境界線として該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す合成画像データを生成するように構成することができる。

このような構成により、半導体ウエーハの外周部分においてその周方向を横切る方向に連続する上面の上外周ベベル面との隣接領域、上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面及び下面の下外周ベベル面との隣接領域のいずれに形成された膜層でも、その縁線の位置を、膜層縁位置情報によって、統一的に表すことができるようになる。

本発明によれば、円盤状基板の外周部分における所定面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、前記撮影画像上における前記所定面に対応した面画像部分とその外側画像部分との境界線の前記円盤状基板の周方向の各位置での該周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置を基準にして、前記面画像上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報が生成され、この膜層縁位置情報によって、円盤状基板の外周部分における所定面上に形成された膜層の縁線の位置を表すことができるようになるので、円盤状基板の表面に形成される膜層の形成位置を定量的に検査することができるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の形態に係る円盤状基板の検査装置は、例えば、半導体ウエーハのエッジ検査装置にて実現される。この半導体ウエーハのエッジ検査装置の撮影系は、例えば、図１に示すように構成されている。

図１において、ステージ１００が、回転駆動モータ１１０の回転軸１１０ａに保持され、一定の方向に回転させられるようになっている。ステージ１００には円盤状基板となる半導体ウエーハ（以下、単にウエーハという）１０が水平状態にセットされる。なお、ステージ１００にはアライメント機構（図示略）が設けられており、ウエーハ１０の中心がステージ１００の回転中心（回転軸１１０ａの軸芯）に極力合致するように当該ウエーハ１０のステージ１００上での位置が調整されるようになっている。

ステージ１００にセットされたウエーハ１０の外周部分に対向するように第１カメラユニット１３０ａ、第２カメラユニット１３０ｂ、第３カメラユニット１３０ｃ、第４カメラユニット１３０ｄ、第５カメラユニット１３０ｅの５台のカメラユニット（例えば、ＣＣＤラインセンサを撮像素子として内蔵するカメラ）が配置されている。この５台のカメラユニット１３０ａ〜１３０ｅは、当該エッジ検査装置において撮影部を構成する。

ウエーハ１０の外周部分１０Ｅには、図２１を参照して説明したように、上面１１ａから続く上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ及び下面１１ｂに続く下外周ベベル面１２Ｌが周方向Ｄｓを横切る方向に連続するように形成されている。前記５台のカメラユニット１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅのウエーハ１０に対する具体的な配置関係は図２に示すようになっている。

図２において、第１カメラユニット１３０ａは、上外周ベベル面１２Ｕに正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ１は、上外周ベベル面１２Ｕを含み、僅かに上面１１ａ側及び外周端面１２Ａ側に広がっている。第２カメラユニット１３０ｂは、外周端面１２Ａに正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ２は、外周端面１２Ａを含み、僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側及び下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっている。第３カメラユニット１３０ｃは、下外周ベベル面１２Ｌに正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ３は、下外周ベベル面１２Ｌを含み、僅かに外周端面１２Ａ側及び下面１１ｂ側に広がっている。第４カメラユニット１３０ｄは、上面１１ａの上外周ベベル面１２Ｕとの隣接領域（以下、適宜上面外周部分という）に正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ４は、前記上面外周部分を含み、僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側に広がっている。また、第５カメラユニット１３０ｅは、下面１１ｂの下外周ベベル面１２Ｌとの隣接領域（以下、適宜下面外周部分という）に正対するように配置され、その撮影視野範囲Ｆ５は、前記下面外周部分を含み、僅かに下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっている。

なお、図２には、照明系については示されていないが、実際には、５つのカメラユニット１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅのそれぞれにそれが正対する面からの反射光が有効に入射するように、ウエーハ１０の外周部分１０Ｅにおける各面１１ａ、１２Ｕ、１２Ａ、１２Ｌ、１１ｂに対して照明光が照射されている。また、各カメラユニット１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの被写界深度は、例えば、そのカメラユニットが正対する面が確実に写るように設定される。

また、各カメラユニット１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの撮像素子として用いられるＣＣＤラインセンサは、ウエーハ１０の周方向（Ｄｓ：図２の紙面に垂直な方向）を略直角に横切る方向に延びるように配置されている。

前述したような撮影系を有するウエーハ１０のエッジ検査装置では、ステージ１００の回転に伴ってウエーハ１０が回転する過程で、第１カメラユニット１３０ａが上外周ベベル面１２Ｕを、第２カメラユニット１３０ｂが外周端面１２Ａを、第３カメラユニット１３０ｃが下外周ベベル面１２Ｌを、第４カメラユニット１３０ｄが上面外周部分を、第５カメラユニット１３０ｅが下面外周部分を、周方向（Ｄｓ）に順次走査（副走査）する。これにより、第１カメラユニット１３０ａが上外周ベベル面１２Ｕを周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力し、第２カメラユニット１３０ｂが外周端面１２Ａを周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力し、第３カメラユニット１３０ｃが下外周ベベル面１２Ｕを周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力し、第４カメラユニット１３０ｄが上面外周部分を周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力し、第５カメラユニット１３０ｅが下面外周部分を周方向Ｄｓに撮影して画素単位の画像信号を順次出力する。

前述したエッジ検査装置の処理系は、図３に示すように構成される。

図３において、第１カメラユニット１３０ａ〜第５カメラユニット１３０ｅは、コンピュータにて構成される処理ユニット２００（画像処理部）に接続されている。処理ユニット２００は、半導体ウエーハ１０がアライメント機構によって水平状態にセットされたステージ１００を所定の速度で回転させるように回転駆動モータ１１０の駆動制御を行うとともに、第１カメラユニット１３０ａ〜第５カメラユニット１３０ｅのそれぞれから順次出力される画像信号を処理する。処理ユニット２００は、操作ユニット２１０及び表示ユニット２２０が接続されており、オペレータにて操作される操作ユニット２１０からの信号に基づいて各種の処理を実行し、前記画像信号から生成される画像データに基づいた画像や前記画像データを処理して得られた検査結果を表す情報等を表示ユニット２２０に表示させる。

ところで、前述したエッジ検査装置の検査対象となるウエーハ１０の表面には、例えば、図４に示すように膜層２０（絶縁膜層、導電膜層、レジスト膜層等）が形成される。なお、図４は、ウエーハ１０の周方向Ｄｓのある位置、具体的には、基準位置（例えば、図２１に示されるノッチ１３）からの回転角度位置θｉ（周方向の位置）での断面を示している。また、図４においては、膜層２０の厚さが強調して示されており、実際には、図示されるウエーハ１０の厚さに比べて、膜層２０の厚さは、図示されるものよりかなり薄いものである（後述する図７についても同じ）。

図４において、第１カメラユニット１３０ａの撮影視野範囲Ｆ１において、検査対象となるウエーハ１０の周方向を横切る方向における実際の撮影可能範囲Ｌ１は、実質的に上外周ベベル面１２Ｕと上面１１ａとの境界となる第１境界縁部１５ａと、上外周ベベル面１２Ｕと外周端面１２Ａとの境界となる第２境界縁部１５ｂとの間の範囲であって、上外周ベベル面１２Ｕの範囲に略合致している。これは、上外周ベベル面１２Ｕに正対するように配置された第１カメラユニット１３０ａは、上面１１ａ及び外周端面１２Ａに対しては正対した関係にはならず、上外周ベベル面１２Ｕの撮影に適した照明等の光学条件のもとでは、第１カメラユニット１３０ａの撮影視野範囲Ｆ１が僅かに上面１１ａ側及び外周端面１２Ａ側に広がっていても、上外周ベベル面１２Ｕに比べてその上面１１ａや外周端面１２Ａが明確には写らないためである。従って、撮影画像上において、上面１１ａや外周端面１２Ａに対応した画像部分が上外周ベベル面１２Ｕに対応した画像部分の外側の画像部分として区別することが可能となる。

その結果、第１カメラユニット１３０ａから順次出力される画像信号から得られるウエーハ１０の周方向における基準位置（０度）から１周（３６０度）分に対応して延びる撮影視野範囲Ｆ１に対応した撮影画像は、例えば、図５（ａ）に示すようになる。図５（ａ）において、この撮影画像は、上外周ベベル面１２Ｕ（撮影可能範囲Ｌ１）に対応した上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uを含み、周方向（θ方向）を横切る方向におけるその両側が外側画像部分Ｉ_BUKとＩ_BKLとなる。一方の外側画像部分Ｉ_BKUは上外周ベベル面１２Ｕが隣接する上面外周部分に対応しており、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uとこの外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15aは、上外周ベベル面１２Ｕと上面１１ａとの境界である第１境界縁部１５ａ（図４参照）に対応している。また、他方の外側画像部分Ｉ_BKLは外周端面１２Ａに対応しており、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uとこの外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15bは、上外周ベベル面１２Ｕと外周端面１２Ａとの境界である第２境界縁部１５ｂ（図４参照）に対応している。そして、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12U上には、膜層２０に対応した膜層画像部分Ｉ_12U（２０）が形成されている。

図４に戻って、第２カメラユニット１３０ｂの撮影視野範囲Ｆ２において、撮影対象となるウエーハ１０の周方向を横切る方向における実際の撮影可能範囲Ｌ２は、実質的に外周端面１２Ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界となる第２境界縁部１５ｂと、外周端面１２Ａと下外周ベベル面１２Ｌとの境界となる第３境界縁部１５ｃとの間の範囲であって、外周端面１２Ａの範囲に略合致している。これも、前述したのと同様に、外周端面１２Ａに正対するように配置された第２カメラユニット１３０ｂは、上外周ベベル面１２Ｕ及び下外周ベベル面１２Ｌに対しては正対した関係にはならず、外周端面１２Ａの撮影に適した照明等の光学条件のもとでは、第２カメラユニット１３０ｂの撮影視野範囲Ｆ２が僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側及び下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっていても、外周端面１２Ａに比べてその上外周ベベル面１２Ｕや下外周ベベル面１２Ｌが明確には写らないためである。この場合も、撮影画像上において、上外周ベベル面１２Ｕや下外周ベベル面１２Ｌに対応した画像部分が外周端面１２Ａに対応した画像部分の外側の画像部分として区別することが可能となる。

その結果、第２カメラユニット１３０ｂから順次出力される画像信号から得られるウエーハ１０の周方向に対応して延びる撮影視野範囲Ｆ２に対応した撮影画像は、例えば、図５（ｂ）に示すようになる。図５（ｂ）において、この撮影画像は、外周端面１２Ａ（撮影可能範囲Ｌ２）に対応した外周端面画像部分Ｉ_12Aを含み、周方向（θ方向）を横切る方向におけるその両側が外側画像部分Ｉ_BKUとＩ_BKLとなる。一方の外側画像部分Ｉ_BKUは、上外周ベベル面１２Ｕに対応しており、外周端面画像部分Ｉ_12Aとこの外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15bは、外周端面１２Ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界である第２境界縁部１５ｂ（図４参照）に対応している。また、他方の外側画像部分Ｉ_BKLは下外周ベベル面１２Ｌに対応しており、外周端面画像部分Ｉ_12Aとこの外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15cは、外周端面１２Ａと下外周ベベル面１２Ｌとの境界である第３境界縁部１５ｃ（図４参照）に対応している。そして、外周端面画像部分Ｉ_12A上には、膜層２０に対応した膜層画像部分Ｉ_12A（２０）が形成されている。

ところで、第１カメラユニット１３０ａの撮影視野範囲Ｆ１に対応した撮影画像（図５（ａ）参照）においては、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uと外側画像部分Ｉ_BKU、Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15a、Ｅ_15bは、上外周ベベル面１２Ｕと上面１１ａとの境界となる第１境界縁部１５ａ、上外周ベベル面１２Ｕと外周端面１２Ａとの境界となる第２境界縁部１５ｂに対応することから、その周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置（Ｙ）は、本来、周方向の各位置で同じ、即ち、撮影画像上で直線となって表れるものである。また、第２カメラユニット１３０ｂの撮影視野範囲Ｆ２に対応した撮影画像（図５（ｂ）参照）においても、外周端面画像部分Ｉ_12Aと各外側画像部分Ｉ_BKU、Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15b、Ｅ_15cは、本来、撮影画像上で直線となって表れるはずである。

しかし、撮影画像上におけるこれらの境界線Ｅ_15a、Ｅ_15b、Ｅ_15cは、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、直線とはならない。即ち、各境界線Ｅ_15a、Ｅ_15b、Ｅ_15cの周方向の各位置（θ）における縦方向位置（Ｙ）が変動している。これは、次の理由によるものである。

ウエーハ１０の外周部分における上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ及び下外周ベベル面１２Ｌは、その加工精度等に起因して、例えば、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、その幅や傾斜角度が周方向の各位置（θ）において種々変動し得る。このため、ウエーハ１０において隣接する各面１１ａ、１２Ｕ、１２Ａ、１２Ｌ、１１ｂそれぞれの境界となる第１境界縁部１５ａ、第２境界縁部１５ｂ、第３境界縁部１５ｃ、第４境界縁部１５ｄの径方向の位置が、周方向の各位置において変動し得る。このようにウエーハ１０の外周部分における隣接する各面それぞれの境界となる境界縁部１５ａ、１５ｂ、１５ｃの位置が変動することから、その境界縁部に対応した撮影画像上の各面画像部分（上外周ベベル面画像部分Ｉ_12U、外周端面画像部分Ｉ_12A等）と外側画像部分Ｉ_BKU、Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15a、Ｅ_15b、Ｅ_15cが、撮影画像上で直線（周方向の各位置にて縦方向位置が一定）とはならない。

このような現象は、各ウエーハ１０に対してだけではなく、ウエーハ１０の個体間でも発生し得る。

このような事情により、図５（ａ）、（ｂ）に示すような撮影画像から直接各面（上面１１ａ、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ、下面１１ｂ）における膜層２０の形成位置、例えば、膜層２０の縁線の位置を精度良く定量的に評価（検査）することが難しい。

本発明の実施の形態に係る検査装置は、ウエーハ表面における膜層の形成位置を精度良く定量的に評価できるようにしたものである。以下、具体的に説明する。

検査対象となるウエーハ１０は、例えば、図７に示すように、その表面に４つの膜層２１、２２、２３、２４が形成されている。ウエーハ１０の周方向のある位置（θ）において、図７に示すように、第１膜層２１は、上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕ及び外周端面１２Ａを通って下外周ベベル面１２Ｌに達している。第２膜層２２は、第１膜層２１上に積層され、ウエーハ１０の上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕを通って外周端面１２Ａに達している。第３膜層２３は、第２膜層２２上に積層され、ウエーハ１０の上面１１ａから上外周ベベル面１２Ｕを通って外周端面１２Ａに達している。また、第４膜層２４は、ウエーハ１０の上外周ベベル面１２Ｕに達することなく、上面１１ａ上の第３膜層２３上に積層されている。

このようなウエーハ１０に対して、５台のカメラユニット１３０ａ〜１３０ｅが図２に示すのと同様に配置されている。即ち、上外周ベベル面１２Ｕに正対する第１カメラユニット１３０ａの撮影視野範囲Ｆ１が、上外周ベベル面１２Ｕを含み、僅かに上面１１ａ側及び外周端面１２Ａ側に広がっており、上外周ベベル面１２Ｕに相当する第１境界縁部１５ａと第２境界縁部１５ｂとの間の範囲が第１カメラユニット１３０ａの撮影可能範囲Ｌ１となっている。外周端面１２Ａに正対する第２カメラユニット１３０ｂの撮影視野範囲Ｆ２が、外周端面１２Ａを含み、僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側及び下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっており、外周端面１２Ａに相当する第２境界縁部１５ｂと第３境界縁部１５ｃとの間の範囲が第２カメラユニット１３０ｂの撮影可能範囲Ｌ２となっている。また、下外周ベベル面１２Ｌに正対する第３カメラユニット１３０ｃの撮影視野範囲Ｆ３が、下外周ベベル面１２Ｌを含み、僅かに外周端面１２Ａ側及び下面１１ｂ側に広がっており、下外周ベベル面１２Ｌに相当する第３境界縁部１５ｃと第４境界縁部１５ｄとの間の範囲が第３カメラユニット１３０ｃの撮影可能範囲Ｌ３となっている。

更に、上面外周部分（上面１１ａの上外周ベベル面１２Ｕとの隣接領域）に正対する第４カメラユニット１３０ｄの撮影視野範囲Ｆ４が、該上面外周部分を含み、僅かに上外周ベベル面１２Ｕ側に広がっており、前記上面外周部分に相当する第１境界線部１５ａから撮影視野範囲Ｆ４の逆側限界までの範囲が第４カメラユニット１３０ｄの撮影可能範囲Ｌ４となっている。また、下面外周部分（下面１１ｂの下外周ベベル面１２Ｌとの隣接領域）に正対する第５カメラユニット１３０ｅの撮影視野範囲Ｆ５が、該下面外周部分を含み、僅かに下外周ベベル面１２Ｌ側に広がっており、前記下面外周部分に相当する第４境界縁部１５ｄから撮影視野範囲Ｆ５の逆側限界までの範囲が第５カメラユニット１３０ｅの撮影可能範囲Ｌ５となっている。

撮影画像範囲Ｆ１〜Ｆ５が前述したように設定された各カメラユニット１３０ａ〜１３０ｅから出力される画像信号を順次入力する処理ユニット２００は、図８乃至図１０に示す手順に従って処理を実行する。

図８において、処理ユニット２００は、回転駆動モータ１１０の駆動制御を行ってステージ１００を所定方向に所定の速度にて回転させる（Ｓ１）。これにより、ステージ１００にセットされたウエーハ１０が回転する。ウエーハ１０が回転する過程で、処理ユニット２００は、第１カメラユニット１３０ａ、第２カメラユニット１３０ｂ、第３カメラユニット１３０ｃ、第４カメラユニット１３０ｄ及び第５カメラユニット１３０ｅのそれぞれから順次出力される画像信号に基づいて、ウエーハ１０の周方向に対応して延びる各撮影視野範囲Ｆ１〜Ｆ５に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、その撮影画像データを所定のメモリに取り込む（Ｓ２）。

具体的には、第１カメラユニット１３０ａからの画像信号に基づいて、ウエーハ１０の周方向に対応して延び、その１周分（０度〜３６０度）の上外周ベベル面１２Ｕを含む撮影視野範囲Ｆ１に対応した第１撮影画像を表す第１撮影画像データＤＩ_Ub（θ）が、第２カメラユニット１３０ｂからの画像信号に基づいて、同様に、ウエーハ１０の１周分の外周端面１２Ａを含む撮影視野範囲Ｆ２に対応した第２撮影画像を表す第２撮影画像データＤＩ_Ap（θ）が、第３カメラユニット１３０ｃからの画像信号に基づいて、同様に、ウエーハ１０の１周分の下外周ベベル面１２Ｌを含む撮影視野範囲Ｆ３に対応した第３撮影画像を表す第３撮影画像データＩＤ_Lb（θ）がそれぞれ生成される。更に、第４カメラユニット１３０ｄからの画像信号に基づいて、ウエーハ１０の１周分の上面外周部分（上面１１ａの上外周ベベル面１２Ｕとの隣接領域）を含む撮影視野範囲Ｆ４に対応した第４撮影画像を表す第４撮影画像データＤＩ_Sa生成され、また、第５カメラユニット１３０ｅからの画像信号に基づいて、ウエーハ１０の１周分の下面外周部分（下面１１ｂの下外周ベベル面１２Ｌとの隣接領域）を含む撮影視野範囲Ｆ５に対応した第５撮影画像を表す第５撮影画像データＤＩ_Sb（θ）が生成される。

各撮影画像データは、周方向の位置（θ）と、周方向を横切る（例えば、直交する）方向の位置を表す縦方向位置Ｙとで決まる画素点の濃淡（輝度）情報として表される。この縦方向位置Ｙの原点は、処理ユニット２００内において任意に決めることができる。例えば、撮影視野範囲の周方向を横切る方向における一方の限界点に対応した撮影画像上の端点を縦方向位置Ｙの原点（Ｙ＝０）として決めることができる。

処理ユニット２００は、ウエーハ１０の１周分の各撮影画像データＩＤ_Ub、ＩＤ_Ap、ＩＤ_Lb、ＩＤ_Sa、ＩＤ_Sbが得られると（Ｓ３でＹＥＳ）、回転駆動モータ１１０を停止させてウエーハ１０の回転を止め（Ｓ４）、撮影画像取り込みに係る処理を終了させる。

第１撮影画像データＤＩ_Ubにて表される第１撮影画像は、例えば、図１１（ｂ）及び図１２（ａ）に示すようになる。この第１撮影画像は、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uを含み、周方向を横切る方向におけるその両側が外側画像部分Ｉ_BUK、Ｉ_BKLとなっている。一方の外側画像部分Ｉ_BKUは上外周ベベル面１２Ｕが隣接する上面外周部分に対応しており、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uとこの外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15aは、上外周ベベル面１２Ｕと上面１１ａとの境界である第１境界縁部１５ａ（図７参照）に対応している。また、他方の外側画像部分Ｉ_BKLは外周端面１２Ａに対応しており、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uとこの外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15bは、上外周ベベル面１２Ｕと外周端面１２Ａとの境界である第２境界縁部１５ｂ（図７参照）に対応している。上外周ベベル面画像部分Ｉ_12U上には、第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ_12U（２２）及び第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ_12U（２３）が形成されている。そして、この第１撮影画像には、第２膜層２２に重なる第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ_12U（２３）の縁線Ｅ₂₃が表れている。

第２撮影画像データＤＩ_Apにて表される第２撮影画像は、例えば、図１２（ｂ）及び図１３（ａ）に示されるようになる。この第２撮影画像は、外周端面画像部分Ｉ_12Aを含み、周方向を横切る方向におけるその両側が外側画像部分Ｉ_BUK、Ｉ_BKLとなっている。一方の外側画像部分Ｉ_BKUは外周端面１２Ａが隣接する上外周ベベル面１２Ｕに対応しており、外周端面画像部分Ｉ_12Aとこの外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15bは、外周端面１２Ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界である第２境界縁部１５ｂ（図７参照）に対応している。また、他方の外側画像部分Ｉ_BKLは下外周ベベル面１２Ｌに対応しており、外周端面像部分Ｉ_12Aとこの外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15cは、外周端面１２Ａと下外周ベベル面１２Ｌとの境界である第３境界縁部１５ｃ（図７参照）に対応している。外周端面画像部分Ｉ_12A上には、第１膜層２１に対応した第１膜層画像部分Ｉ_12A（２１）、第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ_12A（２２）及び第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ_12A（２３）が形成されている。そして、この第２撮影画像には、第１膜層２１に重なる第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ_12A（２２）の縁線Ｅ₂₂、及び第２膜層２２に重なる第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ_12A（２３）の縁線Ｅ₂₃が表れている。

第３撮影画像データＤＩ_Lbにて表される第３撮影画像は、例えば、図１３（ｂ）及び図１４（ａ）に示されるようになる。この第３撮影画像は、下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lを含み、周方向を横切る方向におけるその両側が外側画像部分Ｉ_BUK、Ｉ_BKLとなっている。一方の外側画像部分Ｉ_BKUは下外周ベベル面１２Ｌが隣接する外周端面１２Ａに対応しており、下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lとこの外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15cは、下外周ベベル面１２Ｌと外周端面１２Ａとの境界である第３境界縁部１５ｃ（図７参照）に対応している。また、他方の外側画像部分Ｉ_BKLは下面外周部分に対応しており、下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lとこの外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15dは、下外周ベベル面１２Ｌと下面１１ｂとの境界である第４境界縁部１５ｄ（図７参照）に対応している。下外周ベベル面画像部分Ｉ_12L上には、第１膜層２１に対応した第１膜層画像部分Ｉ_12L（２１）及び第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ_12L（２２）が形成されている。そして、この第３撮影画像には、第１膜層画像部分Ｉ_12L（２１）の縁線Ｅ₂₁及び第１膜層２１に重なる第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ_12L（２２）の縁線Ｅ₂₂が表れている。

第４撮影画像データＤＩ_Saにて表される第４撮影画像は、例えば、図１１（ａ）に示されるようになる。この第４撮影画像は、上面画像部分Ｉ_Sa（上面１１ａの上外周ベベル面１２Ｕとの隣接領域に対応）を含み、周方向を横切る方向におけるその一方側が外側画像部分Ｉ_BKLとなっている。この外側画像部分Ｉ_BKLは上外周ベベル面１２Ｕに対応しており、上面画像部分Ｉ_Saとこの外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15aは、上面１１ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界である第１境界縁部１５ａ（図７参照）に対応している。上面画像部分Ｉ_Sa上には、第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ_Sa（２３）及び第４膜層２４に対応した第４膜層画像部分Ｉ_Sa（２４）が形成されている。そして、この第４撮影画像には、第３膜層２３に重なる第４膜層２４に対応した第４膜層画像部分Ｉ_Sa（２４）の縁線Ｅ₂₄が表れている。

第５撮影画像データＤＩ_Sbにて表される第５撮影画像は、例えば、図１４（ｂ）に示されるようになる。この第５撮影画像は、下面画像部分Ｉ_Sb（下面１１ａの下外周ベベル面１２Ｌとの隣接領域に対応）を含み、周方向を横切る方向におけるその一方側が外側画像部分Ｉ_BKUとなっている。この背景画像部分Ｉ_BKUは下外周ベベル面１２Ｌに対応しており、下面画像部分Ｉ_Sbとこの外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15dは、下面１１ｂと下外周ベベル面１２Ｌとの境界である第４境界縁部１５ｄ（図７参照）に対応している。なお、この例では、下面像部分Ｉ_Sb上には、特に膜層に対応した画像部分は表れていない。

図８に示す手順に従って第１撮影画像データＤＩ_Ub〜第５撮影画像データＤＩ_Sbを取得した処理ユニット２００は、次に、図９及び図１０に示す手順に従って処理を実行する。

まず、図９において、処理ユニット２００は、第１撮影画像データＤＩ_Ubから、図１６（ａ）に示すように第１撮影画像上における上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uと上面１１ａ側の外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15aを一般的なエッジ抽出の手法にて抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15a（θ）を検出し、上外周ベベル面画像Ｉ_12Uと外周端面１２Ａ側の外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15bを同様に抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15bL（θ）を検出する（Ｓ１１）。処理ユニット２００は、次いで、第２撮影画像データＤＩ_Apから、図１７（ａ）に示すように第２撮影画像上における外周端面画像部分Ｉ_12Aと上外周ベベル面１２Ｕ側の外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15bを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15b（θ）を検出し、外周端面画像部分Ｉ_12Aと下外周ベベル面１２Ｌ側の外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15cを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15cL（θ）を検出する（Ｓ１２）。そして、処理ユニット２００は、第３撮影画像データＤＩ_Lbから、図１８（ａ）に示すように第３撮影画像上における下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lと外周端面１２Ａ側の外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15cを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15c（θ）を検出し、下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lと下面１１ｂ側の外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15dを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15dL（θ）とを検出する（Ｓ１３）。

更に、処理ユニット２００は、第４撮影画像データＤＩ_Saから、図１５（ａ）に示すように第４撮影画像上における上面画像部分Ｉ_Saと上外周ベベル面１２Ｕ側の外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15aを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15aL（θ）を検出する（Ｓ１４）。処理ユニット２００は、次いで、第５撮影画像データＤＩ_Sbから、図１９（ａ）に示すように第５撮影画像上における下面画像部分Ｉ_Sbと下外周ベベル面１２Ｌ側の外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15dを抽出してその周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15d（θ）を検出する（Ｓ１５）。

次に、処理ユニット２００は、各画像データＤＩ_Ub、ＤＩ_Ap、ＤＩ_Lb、ＤＩ_Sa、ＤＩ_Sbの補正処理を行う（Ｓ１６）。この補正処理は、次のようにしてなされる。

第１撮影画像データＤＩ_Ubについては、対応する第１撮影画像上における上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uとその外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15aの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15a（θ）を基準にして、第１撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₁（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１６（ｂ）に示すように、境界線Ｅ_15aの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₁（θ）をゼロとし（Ｙ₁＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₁（θ）が、境界線Ｅ_15aとの距離値として表される。即ち、補正後の第１撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₁（θ）は、補正前の境界線Ｅ_15aの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15a（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ₁（θ）＝Ｙ（θ）−Ｙ_E15a（θ）
と表される。

このような第１撮影画像データＤＩ_Ubの補正により、図１６（ｂ）に示されるように、補正後の第１撮影画像上における上外周ベベル面画像Ｉ_12Uの他方側の境界線Ｅ_15bの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_1E15b（θ）は、補正前の同境界線Ｅ_15bの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15bL（θ）を用いて、同様に、
Ｙ_1E15b（θ）＝Ｙ_E15bL（θ）−Ｙ_E15a（θ）
と表される。

また、補正後の第１撮影画像上における第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ_12U（２３）の縁線Ｅ₂₃の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_1E23（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ₂₃の周方向の対応する縦方向位置Ｙ_E23（θ）を用いて、同様に、
Ｙ_1E23（θ）＝Ｙ_E23（θ）−Ｙ_E15a（θ）
と表される。

第２撮影画像データＤＩ_Apについては、対応する第２撮影画像上における外周端面画像部分Ｉ_12Aとその外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15bの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15b（θ）を基準にして、第２撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₂（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１７（ｂ）に示すように、境界線Ｅ_15bの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₂（θ）をゼロとし（Ｙ₂＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₂（θ）が、境界線Ｅ_15bとの距離値として表される。即ち、補正後の第２撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₂（θ）は、補正前の境界線Ｅ_15bの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15b（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ₂（θ）＝Ｙ（θ）−Ｙ_E15b（θ）
と表される。

このような第２撮影画像データＤＩ_Apの補正により、図１７（ｂ）に示されるように、補正後の第２撮影画像上における外周端面画像Ｉ_12Aの他方側の境界線Ｅ_15cの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_2E15c（θ）は、補正前の同境界線Ｅ_15cの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15cL（θ）を用いて、同様に、
Ｙ_2E15c（θ）＝Ｙ_E15cL（θ）−Ｙ_E15a（θ）
と表される。

また、補正後の第２撮影画像上における第３膜層２３に対応した第３膜層画像部分Ｉ_12A（２３）の縁線Ｅ₂₃の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_2E23（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の縁線Ｅ₂₃の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E23（θ）を用いて、同様に、
Ｙ_2E23（θ）＝Ｙ_E23（θ）−Ｙ_E15b（θ）
と表され、また、第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ_12A（２２）の縁線Ｅ₂₂の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_2E22（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ₂₂の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E22（θ）を用いて、同様に、
Ｙ_2E22（θ）＝Ｙ_E22（θ）−Ｙ_E15b（θ）
と表される。

第３撮影画像データＤＩ_Lbについては、対応する第３撮影画像上における下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lとその外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15cの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15c（θ）を基準にして、第３撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₃（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１８（ｂ）に示すように、境界線Ｅ_15cの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₃（θ）をゼロとし（Ｙ₃＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₃（θ）が、境界線Ｅ_15cとの距離値として表される。即ち、補正後の第３撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₃（θ）は、補正前の境界線Ｅ_15cの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15c（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ₃（θ）＝Ｙ（θ）−Ｙ_E15c（θ）
と表される。

このような第３撮影画像データＤＩ_Lbの補正により、図１８（ｂ）に示されるように、補正後の第３撮影画像上における下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lの他方側の境界線Ｅ_15dの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_3E15d（θ）は、補正前の同境界線Ｅ_15dの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15dL（θ）を用いて、同様に、
Ｙ_3E15d（θ）＝Ｙ_E15dL（θ）−Ｙ_E15c（θ）
と表される。

また、補正後の第３撮影画像上における第２膜層２２に対応した第２膜層画像部分Ｉ_12L（２２）の縁線Ｅ₂₂の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_3E22（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ₂₂の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E22を用いて、同様に、
Ｙ_3E22（θ）＝Ｙ_E22（θ）−Ｙ_E15c（θ）
と表され、また、第１膜層２１に対応した第１膜層画像部分Ｉ_12L（２１）の縁線Ｅ₂₁の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_3E21（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ₂₁の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E21（θ）ｄを用いて、同様に、
Ｙ_3E21（θ）＝Ｙ_E21（θ）−Ｙ_E15c（θ）
と表される。

また、第４撮影画像データＤＩ_Saについては、対応する第４撮影画像上における上面画像部分Ｉ_Saとその外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15aの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15aL（θ）を基準にして、第４撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₄（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１５（ｂ）に示すように、境界線Ｅ_15aの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₄（θ）をゼロとし（Ｙ₄＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₄（θ）が、境界線Ｅ_15aとの距離値として表される。即ち、補正後の第４撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₄（θ）は、補正前の境界線Ｅ_15aの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15aL（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ₄（θ）＝Ｙ（θ）−Ｙ_E15aL（θ）
と表される。

このような第４撮影画像データＤＩ_Saの補正により、補正後の第４撮影画像上における第４膜層２４に対応した第４膜層画像部分Ｉ_Sb（２４）の縁線Ｅ₂₄の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_4E24（θ）（膜層縁位置情報）は、補正前の同縁線Ｅ₂₄の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E24（θ）を用いて、同様に、
Ｙ_4E24（θ）＝Ｙ_E24（θ）−Ｙ_E15aL（θ）
と表される。

更に、第５撮影画像データＤＩ_Sbについては、対応する第５撮影画像上における下面画像部分Ｉ_Sbとその外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15dの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15d（θ）を基準にして、第５撮影画像上の各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₅（θ）が表されるように補正される。具体的には、図１９（ｂ）に示すように、境界線Ｅ_15dの周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₅（θ）をゼロとし（Ｙ₅＝０）、各画素点の周方向の対応した位置（θ）での縦方向位置Ｙ₅（θ）が、境界線Ｅ_15dとの距離値として表される。即ち、補正後の第５撮影画像上の各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ₅（θ）は、補正前の境界線Ｅ_15dの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E15d（θ）と、補正前の対応する画素点の周方向の対応する位置での縦方向位置Ｙ（θ）とによって、
Ｙ₄（θ）＝Ｙ（θ）−Ｙ_E15d（θ）
と表される。

前述したような撮影画像データＤＩ_Ub、ＤＩ_Ap、ＤＩ_Lb、ＤＩ_Sa、ＤＩ_Sbの補正処理（Ｓ１６）が終了すると、処理ユニット２００は、図１０に示す処理に移行して、前記補正された撮影画像データＤＩ_Ub、ＤＩ_Ap、ＤＩ_Lb、ＤＩ_Sa、ＤＩ_sbから、合成画像（合成画像データ）を生成する（Ｓ１７）。この合成画像の生成は、次のようにしてなされる。なお、

この合成画像を生成する処理では、例えば、第１撮影画像データＤＩ_Ubで表される第１撮影画像に含まれる上面外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uと外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15aが基準境界線として決められている。

前記第１撮影画像における前記補正の基準となった上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uと外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15a（図１６参照）と、第４撮影画像における前記補正の基準となった上面画像部分Ｉ_Saと外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15a（図１５参照）とを合致させるように、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uと上面画像部分Ｉ_Saとが接合される。また、前記上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uと外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15b（図１６参照）と、第２撮影画像における前記補正の基準となった外周端面画像部分Ｉ_12Aと外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15b（図１７参照）とを合致させるように、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uと外周端面画像部分Ｉ_12Aとが接合される。前記外周端面画像部分Ｉ_12Aと外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15c（図１７参照）と、第３撮影画像における前記補正の基準となった下外周ベベル面画像Ｉ_12Lと外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15c（図１８参照）とを合致させるように、外周端面画像部分Ｉ_12Aと下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lとが接合される。更に、前記下外周ベベル面画像Ｉ_12Lと外側画像部分Ｉ_BKLとの境界線Ｅ_15d（図１８参照）と、第５撮影画像における前記補正の基準となった下面画像部分Ｉ_Sbと外側画像部分Ｉ_BKUとの境界線Ｅ_15d（図１９参照）とを合致させるように、下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lと下面画像部分Ｉ_Sbとが接合される。

このようにして、それぞれ異なる撮影画像に含まれる、上面画像部分Ｉ_Sa、上外周ベベル面画像部分Ｉ_12U、外周端面画像部分Ｉ_12A、下外周ベベル面画像部分Ｉ_12L及び下面画像部分Ｉ_Sbが合体してなる、図２０に示すような合成画像が生成される。この合成画像では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）が、基準境界線となる第１撮影画像の境界線Ｅ_15aの周方向の対応する位置での縦方向位置を基準として決められている。

従って、図２０に示すように、合成画像の上面画像部分Ｉ_Saの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第４撮影画像データＤＩ_Saから境界線Ｅ_15aを基準にした補正（図１５参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ₄（θ）の値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ₄（θ）
となる。

合成画像の上外周ベベル面画像部分Ｉ_12Uの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第１撮影画像データＤＩ_Ubから境界線Ｅ_15aを基準にした補正（図１６参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ₁（θ）の値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ₁（θ）
となる。

また、合成画像の外周端面画像部分Ｉ_12Aの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第２撮影画像データＤＩ_Apから境界線Ｅ_15bを基準にした補正（図１７参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ₂（θ）の値に、前記境界線Ｅ_15bの周方向の対応する位置（θ）での前記基準境界線Ｅ_15aからの距離（Ｙ_1E15b（θ））を加えた値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ_1E15b（θ）＋Ｙ₂（θ）
となる。

更に、合成画像の下外周ベベル面画像部分Ｉ_12Lの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第３撮影画像データＤＩ_Lbから境界線Ｅ_15cを基準にした補正（図１８参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ₃（θ）の値に、前記境界線Ｅ_15cの周方向の対応する位置（θ）での前記基準境界線Ｅ_15aからの距離（Ｙ_1E15b（θ）＋Ｙ_2E15c（θ））を加えた値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ_1E15b（θ）＋Ｙ_2E15c（θ）＋Ｙ₃（θ）
となる。

また、合成画像の下面画像部分Ｉ_Sbの領域では、各画素点の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ（θ）の値は、前述したように第５撮影画像データＤＩ_Sbから境界線Ｅ_15dを基準とした補正（図１９参照）によって得られた各画素点の周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置Ｙ₅（θ）の値に、前記境界線Ｅ_15dの周方向の対応する位置（θ）での前記基準境界線Ｅ_15aからの距離（Ｙ_1E15b（θ）＋Ｙ_2E15c（θ）＋Ｙ_3E15d（θ））を加えた値に相当するように決められる。例えば、
Ｙ（θ）＝Ｙ_1E15b（θ）＋Ｙ_2E15c（θ）＋Ｙ_3E15d（θ）＋Ｙ₅（θ）
となる。

前述したようにして合成画像（合成画像データ）が生成されると、処理ユニット２００は、その合成画像データに基づいて表示ユニット２２０に図２０に示すような合成画像を表示させることができる。そして、図１０に戻って、処理ユニット２００は、前記合成画像上で、各膜層２１、２２、２３、２４に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ₂₁、Ｅ₂₂、Ｅ₂₃、Ｅ₂₄を通常のエッジ検出手法に従って検出する（Ｓ１８）。各縁線Ｅ₂₁、Ｅ₂₂、Ｅ₂₃、Ｅ₂₄の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E21（θ）、Ｙ_E22（θ）、Ｙ_E23（θ）、Ｙ_E24（θ）（膜層縁位置情報）は、合成画像上の所定の座標系Ｙ−θにて表すことができる。ただし、各縁線の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E21（θ）、Ｙ_E22（θ）、Ｙ_E23（θ）、Ｙ_E24（θ）は、前述したように第１撮影画像上の境界線Ｅ_15aの周方向の対応する位置（θ）での縦方向位置を基準とした相対的な関係が維持されている。

更に、処理ユニット２００は、前述したように得られた合成画像上での膜層画像の縁線間の間隔を計測する（Ｓ１９）。例えば、図２０に示すように、膜層２３に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ₂₃と、この膜層２３に重なる膜層２４に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ₂₄との間の間隔Δ_4-3（θ）（＝Ｙ_E24（θ）−Ｙ_E23（θ））、膜層２２に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ₂₂と、この膜層２２に重なる膜層２３に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ₂₃との間隔Δ_3-2（θ）（＝Ｙ_E23（θ）−Ｙ_E22（θ））、膜層２１に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ₂₁と、この膜層２１に重なる膜層２２に対応した膜層画像部分の縁線Ｅ₂₂との間隔Δ_2-1（θ）（＝Ｙ_E22（θ）−Ｙ_E21（θ））が合成画像上にて計測される。

そして、処理ユニット２００は、各膜層画像部分の縁線Ｅ₂₁、Ｅ₂₂、Ｅ₂₃、Ｅ₂₄の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E21（θ）、Ｙ_E22（θ）、Ｙ_E23（θ）、Ｙ_E24（θ）（膜層縁位置情報）、各縁線間の間隔Δ_4-3（θ）（＝Ｙ_E24（θ）−Ｙ_E23（θ））、Δ_3-2（θ）（＝Ｙ_E23（θ）−Ｙ_E22（θ））、Δ_2-1（θ）（＝Ｙ_E22（θ）−Ｙ_E21（θ）に基づいて、検査対象となるウエーハ１０の表面に形成された膜層２１〜２４についての評価情報を生成する（Ｓ２０）。この評価情報は、膜層画像部分の縁線Ｅ₂₁、Ｅ₂₂、Ｅ₂₃、Ｅ₂₄の周方向の各位置（θ）での縦方向位置Ｙ_E21（θ）、Ｙ_E22（θ）、Ｙ_E23（θ）、Ｙ_E24（θ）（膜層縁位置情報）、各縁線間の間隔Δ_4-3（θ）（＝Ｙ_E24（θ）−Ｙ_E23（θ））、Δ_3-2（θ）（＝Ｙ_E23（θ）−Ｙ_E22（θ））、Δ_2-1（θ）（＝Ｙ_E22（θ）−Ｙ_E21（θ）そのものを所定の形式にて表したものであっても、例えば、閾値処理により得られるランク情報や良否の判定情報であってもよい。また、複数のウエーハ１０についての評価情報を統計的に処理して得られる情報を評価情報とすることもできる。

処理ユニット２００は、前述した合成画像とともに得られた評価情報を表示ユニット２２０に表示させた（出力処理：Ｓ２１）後、処理を終了させる。オペレータは、表示ユニット２２０に表示される合成画像や、種々の評価情報により、検査対象となっているウエーハ１０の良否や、ウエーハ１０表面に膜層を形成させるプロセスにおける条件の適否等を判断することができる。

前述したような検査装置によれば、上面１１ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界となる第１境界縁部１５ａに対応した撮影画像上での境界線Ｅ_15aの周方向の各位置での縦方向位置を基準にして決められた合成画像上の膜層画像部分の縁線の周方向の対応する位置での縦方向位置が膜層縁位置情報として得られるので、その膜層縁位置情報により、各膜層の縁位置を、前記上面１１ａと上外周ベベル面１２Ｕとの境界となる第１境界縁部１５ａを基準にして評価することができるようになる。従って、ウエーハ１０上の膜層の縁線の位置を精度良く定量的に評価することができるようになる。

更に、前記膜層縁位置情報が合成画像上にて得られていることから、この膜層縁位置情報によって、ウエーハ１０の上面１１ａ、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ及び下面１１ｂのうちのどの面に形成された膜層であっても、その縁線の位置を統一的な基準で表すことができ、ウエーハ１０の表面に形成される膜層の形成位置を精度良く定量的に評価（検査）することができるようになる。具体的には、図２０に示すように、異なる面に形成された２つの膜層の縁線間の間隔であっても、対応する２つの膜層画像部分の縁線間の間隔Δ_4-3、Δ_3-2、Δ_2-1によって定量的に評価することができるようになる。

なお、撮影の対象となる複数の面は、前述した５つの面でなく、上面外周部分、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ及び下面外周部分のうちの連続する２面であればよい。特に、ウエーハ１０の上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ及び下外周ベベル面１２Ｌへの膜層の進入状態を特に評価したい場合には、それらの面だけを撮影対象（検査対象）とし、それらの面を撮影して得られる撮影画像から合成画像を生成することもできる。

また、上外周部分、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ及び下面外周部分のそれぞれに対応した第１撮影画像〜第５撮影画像を合成することなく、単一の撮影画像にて膜層の縁線の評価をすることもできる。この場合、ウエーハ１０の上外周部分、上外周ベベル面１２Ｕ、外周端面１２Ａ、下外周ベベル面１２Ｌ及び下面外周部分のうちのいずれかの面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像上における当該面に対応した面画像部分とその外側画像部分との境界線（Ｅ_15a、Ｅ_15b、Ｅ_15c、Ｅ_15d）の周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、膜層画像部分の縁線の周方向の対応する位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報が生成される。上記各面の幅や傾斜角が種々変動しても、前記膜層縁位置情報によって、膜層の縁線の位置を当該面とそれに隣接する面との境界縁部からの距離として精度良く定量的に評価することができるようになる。

前述した例では、合成画像を表示させるようにしていたが、個別の撮影画像（図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）、図１８（ｂ）、図１９（ｂ））を表示させるようにしてもよい。また、補正処理（図９：Ｓ１６参照）により補正された位置によって膜層画像部分の縁線や境界線を表し、その縁線や境界線を補正前の各撮影画像上に重ねて表示するようにしてもよい（例えば、図１５（ａ）と図１５（ｂ）とを重ねて表示させる等）。

以上、説明したように、本発明に係る円盤状基板の検査装置は、円盤状基板の表面に形成される膜層の形成位置を定量的に検査することのできるようになるので、半導体ウエーハ等の円盤状基板の外周部分を撮影して検査する円盤状基板の検査装置として有用である。

本発明の実施の形態に係る円盤状基板の検査装置としての半導体ウエーハのエッジ検査装置の撮影系の主要部を模式的に示す図である。 半導体ウエーハの外周部分に対する５つのカメラユニットの撮影視野範囲を示す図である。 本発明の実施の一形態に係る円盤状基板の検査装置としての半導体ウエーハのエッジ検査装置の処理系の主要部を模式的に示すブロック図である。 表面に膜層の形成された半導体ウエーハに対する第１カメラユニット及び第２カメラユニットの撮影視野範囲Ｆ１、Ｆ２及びウエーハ上撮影範囲Ｌ１、Ｌ２を示す図である。 図４に示す半導体ウエーハの外周部分における上外周ベベル面を撮影する第１カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、外周端面を撮影する第２カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。 半導体ウエーハの外周部分の形状のばらつきを示す図である。 表面に第１膜層〜第４膜層の４つの膜層の形成された半導体ウエーハに対する５つのカメラユニットそれぞれの撮影視野範囲及びウエーハ上撮影範囲を示す図である。 図３に示す処理系における処理ユニットでの処理を示すフローチャート（その１）である。 図３に示す処理系における処理ユニットでの処理を示すフローチャート（その２）である。 図３に示す処理系における処理ユニットでの処理を示すフローチャート（その３）である。 図７に示す半導体ウエーハの外周部分における上面を撮影する第４カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、外周部分における上外周ベベル面を撮影する第１カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。 図７に示す半導体ウエーハの外周部分における上外周ベベル面を撮影する第１カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、その外周端面を撮影する第２カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。 図７に示す半導体ウエーハの外周部分における外周端面を撮影する第２カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、その下外周ベベル面を撮影する第３カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。 図７に示す半導体ウエーハの外周部分における下外周ベベル面を撮影する第３カメラユニットにより得られる画像例（ａ）と、その半導体ウエーハの外周部分における下面を撮影する第５カメラユニットにより得られる画像例（ｂ）とを示す図である。 第４カメラユニットにより得られ、第４膜層像の縁線Ｅ₂₄及び半導体ウエーハの第１境界縁部１５ａに対応した境界線Ｅ_15aを含む画像上における位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第１境界縁部１５ａに対応した境界線位置Ｙ_E15a（θ）を基準にして補正した画像上における補正位置Ｙ₄を示す図（ｂ）である。 第１カメラユニットにより得られ、第３膜層像の縁線Ｅ₂₃、半導体ウエーハの第１境界縁部１５ａに対応した境界線Ｅ_15a及び第２境界縁部１５ｂに対応した境界線Ｅ_15bを含む画像上での位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第１境界縁部１５ａに対応した境界線位置Ｙ_E15a（θ）を基準にして補正した画像上における位置Ｙ₁を示す図（ｂ）である。 第２カメラユニットにより得られ、第３膜層像の縁線Ｅ₂₃、第２膜層像の縁線Ｅ₂₂、半導体ウエーハの第２境界縁部１５ｂに対応した境界線Ｅ_15b及び第３境界縁部１５ｃに対応した境界線Ｅ_15cを含む画像上での位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第２境界縁部１５ｂに対応した境界線位置Ｙ_E15b（θ）を基準にして補正した画像上における位置Ｙ₂を示す図（ｂ）である。 第３カメラユニットにより得られ、第２膜層像の縁線Ｅ₂₂、第１膜層の縁線Ｅ₂₁、半導体ウエーハの第３境界縁部１５ｃに対応した境界線Ｅ_15c及び第４境界縁部１５ｄに対応した境界線Ｅ_15dを含む画像上での位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第３境界縁部１５ｃに対応した境界線位置Ｙ_E15c（θ）を基準にして補正した画像上における位置Ｙ₅を示す図（ｂ）である。 第５カメラユニットにより得られ、半導体ウエーハの第４境界縁部１５ｄに対応した境界線Ｅ_15dを含む画像上での位置Ｙを示す図（ａ）と、該位置Ｙを前記第４境界縁部１５ｄに対応した境界線位置Ｙ_E15d（θ）を基準にして補正した画像上における補正位置Ｙ₅を示す図（ｂ）である。 第１カメラユニット〜第５カメラユニットの５台のカメラユニットにより得られた５つの画像を合成して得られる合成画像を示す図である。 半導体ウエーハの外観を示す斜視図（ａ）と、そのＡ−Ａ断面を拡大して示した断面図（ｂ）である。

符号の説明

１０ 半導体ウエーハ
１０Ｅ 外周部分
１１ａ 上面
１１ｂ 下面
１２Ｕ 上外周ベベル面
１２Ａ 外周端面
１２Ｌ 下外周ベベル面
１５ａ 第１境界縁部
１５ｂ 第２境界縁部
１５ｃ 第３境界縁部
１５ｄ 第４境界縁部
２０ 膜層
２１ 第１膜層
２２ 第２膜層
２３ 第３膜層
２４ 第４膜層
１００ ステージ
１１０ 回転駆動モータ
１３０ａ 第１カメラユニット
１３０ｂ 第２カメラユニット
１３０ｃ 第３カメラユニット
１３０ｄ 第４カメラユニット
１３０ｅ 第５カメラユニット
２００ 処理ユニット
２１０ 操作ユニット
２２０ 表示ユニット

Claims (11)

1. 表面に膜層の形成された円盤状基板の検査装置であって、
   前記円盤状基板の外周部分における所定面を撮影視野範囲に含み、該所定面を前記円盤状基板の周方向に順次撮影して画像信号を出力する撮影部と、
   該撮影部から順次出力される画像信号を処理する画像処理部とを有し、
   前記画像処理部は、
   前記画像信号に基づいて、前記円盤状基板の周方向に対応して延びる前記撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、
   前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記所定面に対応した面画像部分とその外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での該周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置を基準にして、前記面画像部分上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する膜層縁位置情報生成手段とを有し、
   前記膜層縁位置情報生成手段は、
   前記撮影画像上における前記面画像部分と前記外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を検出する手段と、
   前記面画像部分上における前記膜層画像部分の縁線の前記周方向の各位置での縦方向位置を検出する手段と、
   検出された前記膜層画像部分の縁線の前記周方向の各位置での縦方向位置を、前記面画像部分と前記外側画像部分との境界線の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が基準となるように補正して前記膜層縁位置情報を生成する補正手段とを有し、
   前記膜層縁位置情報に基づいて前記円盤状基板における前記膜層の形成位置を評価し得るようにした円盤状基板の検査装置。
2. 前記円盤状基板は、その上面縁から下面に向けて傾斜した上外周ベベル面と、前記下面縁から前記上面に向けて傾斜した下外周ベベル面と、前記上外周ベベル面と前記下外周ベベル面とに接合する外周端面とが外周部分に形成された半導体ウエーハであって、
   前記撮影部は、前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域、前記上外周ベベル面、前記外周端面、前記下外周ベベル面及び前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域のうちのいずれかを撮影する請求項１記載の円盤状基板の検査装置。
3. 前記撮影部は、前記半導体ウエーハにおける前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域を撮影し、
   前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、
   前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域に対応した上面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記上面画像部分における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
4. 前記撮影部は、前記半導体ウエーハの前記上外周ベベル面を撮影し、
   前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、
   前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記上外周ベベル面に対応した上外周ベベル面画像部分とその上面側の外側画像部分及び外周端面側の外側画像部分のいずれかとの境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記上外周ベベル面画像部分における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
5. 前記撮影部は、前記半導体ウエーハの前記外周端面を撮影し、
   前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記外周端面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、
   前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記外周端面に対応した外周端面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分及び下外周ベベル面側の外側画像部分のいずれかとの境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記外周端面画像部分における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
6. 前記撮影部は、前記半導体ウエーハの前記下外周ベベル面を撮影し、
   前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記下外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、
   前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記下外周ベベル面に対応した下外周ベベル面画像部分とその外周端面側の外側画像部分及び下面側の外側画像部分のいずれかとの境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記下外周ベベル面画像上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
7. 前記撮影部は、前記半導体ウエーハの前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域を撮影し、
   前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成し、
   前記膜層縁位置情報生成手段は、前記撮影画像データから、前記撮影画像上における前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域に対応した下面画像部分とその下外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記下面画像部分における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の対応した位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する請求項２記載の円盤状基板の検査装置。
8. 表面に膜層の形成された円盤状基板の検査装置であって、
   前記円盤状基板の外周部分において周方向を横切る方向に連続する複数の面をそれぞれ個別の撮影視野範囲に含み、前記複数の面を前記円盤状基板の周方向に順次撮影して画像信号を出力する撮影部と、
   該撮影部から順次出力される画像信号を処理する画像処理部とを有し、
   前記画像処理部は、
   前記画像信号に基づいて、前記円盤状基板の周方向に対応して延びる前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、
   前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像上における当該面に対応した面画像部分と当該面に隣接する一方の面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での該周方向を横切る方向の位置を表す縦方向位置を基準にして各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記撮影画像を表す撮影画像データを補正する補正手段と、
   前記補正された、前記複数の面それぞれを含む各撮影視野範囲に対応した撮影画像を表す撮影画像データから、前記複数の面に対応した複数の面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記複数の面のうちの所定の面を含む撮影視野範囲に対応した撮影画像上の前記境界線を基準境界線とし、基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す画像データを生成する画像合成手段と、
   前記合成画像上における前記膜層に対応した膜層画像部分の縁線の前記周方向の各位置での縦方向位置を表す膜層縁位置情報を生成する膜層縁位置情報生成手段とを有し、
   前記膜層縁位置情報に基づいて前記円盤状基板における前記膜層の形成位置を評価し得るようにした円盤状基板の検査装置。
9. 前記円盤状基板は、上面の縁から下面に向けて傾斜した上外周ベベル面と、該上外周ベベル面の縁から続く外周端面と、下面から前記上面に向けて傾いて前記外周端面に続く下外周ベベル面とが、前記周方向を横切る方向に連続するように形成された半導体ウエーハであって、
   前記複数の面は、前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域、前記上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面、及び下面の前記下外周ベベル面との隣接領域のうちの連続する２以上の面である請求項８記載の円盤状基板の検査装置。
10. 前記複数の面は、前記上外周ベベル面、外周端面及び下外周ベベル面であり、
    前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第１撮影画像を表す第１撮影画像データと、前記外周端面を含む撮影視野範囲に対応した第２撮影画像を表す第２撮影画像データと、前記下外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第３撮影画像を表す第３撮影画像データとを生成し、
    前記補正手段は、前記第１撮影画像上における前記上外周ベベル面に対応した上外周ベベル面画像部分とその上面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第１撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記第１撮影画像データを補正し、
    前記第２撮影画像上における前記外周端面に対応した外周端面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第２撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第２撮影画像データを補正し、
    前記第３撮影画像上における前記下外周ベベル面に対応した下外周ベベル面画像部分とその外周端面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第３撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第３撮影画像データを補正し、
    前記画像合成手段は、補正された前記第１撮影画像データ、第２撮影画像データ及び第３撮影画像データから、前記上外周ベベル面画像部分、前記外周端面画像部分及び前記下外周ベベル面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記第１撮影画像上の前記境界線を基準境界線として該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す合成画像データを生成する請求項９記載の円盤状基板の検査装置。
11. 前記複数の面は、前記半導体ウエーハの上面の前記上外周ベベル面との隣接領域、前記上外周ベベル面、外周端面、下外周ベベル面、及び前記半導体ウエーハの下面の前記下外周ベベル面との隣接領域であり、
    前記画像データ生成手段は、前記撮影部から順次出力される画像信号に基づいて、前記半導体ウエーハの周方向に対応して延びる前記上外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第１撮影画像を表す第１撮影画像データと、前記外周端面を含む撮影視野範囲に対応した第２撮影画像を表す第２撮影画像データと、前記下外周ベベル面を含む撮影視野範囲に対応した第３撮影画像を表す第３撮影画像データと、前記上面の上外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した第４撮影画像を表す第４撮影画像データと、前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域を含む撮影視野範囲に対応した第５撮影画像を表す第５撮影画像データとを生成し、
    前記補正手段は、前記第１撮影画像上における前記上外周ベベル面に対応した上外周ベベル面画像部分とその上面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第１撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応した位置での縦方向位置が表されるように前記第１撮影画像データを補正し、
    前記第２撮影画像上における前記外周端面に対応した外周端面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第２撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第２撮影画像データを補正し、
    前記第３撮影画像上における前記下外周ベベル面に対応した下外周ベベル面画像部分とその外周端面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第３撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第３撮影画像データを補正し、
    前記第４撮影画像上における前記上面の前記上外周ベベル面との隣接領域に対応した上面画像部分とその上外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第４撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第４撮影画像データを補正し、
    前記第５撮影画像上における前記下面の前記下外周ベベル面との隣接領域に対応した下面画像部分とその隣接する下外周ベベル面側の外側画像部分との境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準にして、前記第５撮影画像上の各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が表されるように前記第５撮影画像データを補正し、
    前記画像合成手段は、補正された前記第１撮影画像データ、第２撮影画像データ、第３撮影画像データ、第４撮影画像データ及び第５撮影画像データから、前記上面画像部分、前記上外周ベベル面画像部分、前記外周端面画像部分、前記下外周ベベル面画像部分及び前記下面画像部分をそれらの対応する境界線を合致させるようにして接合させた合成画像であって、前記第１撮影画像上の前記境界線を基準境界線として該基準境界線の前記周方向の各位置での縦方向位置を基準として各画素点の前記周方向の対応する位置での縦方向位置が決められた前記合成画像を表す合成画像データを生成する請求項９記載の円盤状基板の検査装置。

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