(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板層と第２基板層とが貼り合わされてなる基板の前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞について検査する基板検査装置であって、
前記基板の表面に対して斜めに入射するように所定波長の検査光を照射する照明ユニットと、
前記検査光により前記基板に形成される帯状照明領域を挟んで前記照明ユニットと逆側の所定位置に配置されるラインセンサであって、当該ラインセンサカメラの撮影ラインが、前記照明ユニットにより前記基板に形成される帯状照明領域の照度分布が最大となる帯状部分から、前記照明ユニットから遠ざかる方向に所定距離だけずれた位置に設定され、これにより、前記照明ユニットから前記基板に照射された光の成分のうち、前記基板の表面からの成分よりも、前記界面からの成分が多く含まれるようになるラインセンサカメラと、
前記基板と前記ラインセンサカメラ及び前記照明ユニットとを前記帯状照明領域を横切る方向で相対移動を行わせる移動機構と、
前記ラインセンサカメラからの映像信号を処理する画像処理ユニットとを有し、
該画像処理ユニットは、
前記照明ユニット及び前記ラインセンサカメラと前記基板との相対移動が前記移動機構によりなされている際に、前記ラインセンサカメラから出力される映像信号に基づいて前記基板の画像を表す基板画像情報を生成する基板画像情報生成手段と、
前記基板画像情報に基づいて前記基板における前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞についての検査結果情報を生成する検査結果情報生成手段とを有する基板検査装置。
【請求項２】
前記ラインセンサカメラは、当該ラインセンサカメラの撮影ラインが、前記基板に形成される帯状照明領域の中心線から、前記照明ユニットから遠ざかる方向に所定距離だけずれた位置となるようにセットされた請求項１記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記検査結果情報生成手段は、前記基板画像情報に基づいて、当該基板画像情報が表す基板画像において前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じた微小空洞に対応する微小空洞部分を検出する手段を有し、
検出された前記微小空洞部分の形状に係る情報を含む前記検査結果情報を生成する請求項１または２に記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記検査結果情報生成手段は、前記微小空洞部分の形状に係る情報として前記微小空洞部分の厚さに係る情報を算出する手段を有し、
前記微小空洞部分の厚さに係る情報を含む前記検査結果情報を生成する請求項３記載の基板検査装置。
【請求項５】
前記微小空洞部分の厚さに係る情報を算出する手段は、検出された前記微小空洞部分から環状画像部分を抽出する手段を有し、
抽出された前記環状画像部分の干渉縞の形状に基づいて前記微小空洞部分の厚さに係る情報を算出する請求項４記載の基板検査装置。
【請求項６】
第１基板層と第２基板層とが貼り合わされてなる基板の前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞について検査する基板検査方法であって、
照明ユニットが前記基板の表面に対して斜めに入射するように所定波長の検査光を照射する状態で、前記基板と、前記検査光により前記基板に形成される帯状照明領域を挟んで前記照明ユニットと逆側の所定位置に配置されるラインセンサであって、当該ラインセンサカメラの撮影ラインが、前記照明ユニットにより前記基板に形成される帯状照明領域の照度分布が最大となる帯状部分から、前記照明ユニットから遠ざかる方向に所定距離だけずれた位置に設定され、これにより、前記照明ユニットから前記基板に照射された光の成分のうち、前記基板の表面からの成分よりも、前記界面からの成分が多く含まれるようになるラインセンサカメラ及び当該照明ユニットとを前記帯状照明領域を横切る方向で相対移動を行わせる基板走査ステップと、
前記基板と前記照明ユニット及び前記ラインセンサカメラとの相対移動がなされている際に、前記ラインセンサカメラから出力される映像信号に基づいて前記基板の画像を表す基板画像情報を生成する基板画像情報生成ステップと、
前記基板画像情報に基づいて前記基板における前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞についての検査結果情報を生成する検査結果情報生成ステップとを有する基板検査方法。
【請求項７】
前記検査結果情報生成ステップは、前記基板画像情報に基づいて、当該基板画像情報が表す基板画像において前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じた微小空洞に対応する微小空洞部分を検出するステップを有し、
検出された前記微小空洞部分の形状に係る情報を含む前記検査結果情報を生成する請求項６記載の基板検査方法。
【請求項８】
前記検査結果情報生成ステップは、前記微小空洞部分の形状に係る情報として前記微小空洞部分の厚さに係る情報を算出するステップを有し、
前記微小空洞部分の厚さに係る情報を含む前記検査結果情報を生成する請求項７記載の基板検査方法。
【請求項９】
前記微小空洞部分の厚さに係る情報を算出するステップは、検出された前記微小空洞部分から環状画像部分を抽出するステップを有し、
抽出された前記環状画像部分の干渉縞の形状に基づいて前記微小空洞部分の厚さに係る情報を算出する請求項８記載の基板検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、２枚のウェーハを貼り合わせてなる半導体ウェーハ等の基板における貼り合わせ界面での微小空洞（ボイド）の有無やその微小空洞の位置、大きさ、形状等についての検査を行う基板検査装置、基板検査方法及びその基板検査装置における光学系の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２枚のウェーハ（基板層）を貼り合わせてなる半導体ウェーハ（接着ウェーハ）における貼り合わせ界面の未接着欠陥（ボイド）を検出するための欠陥検査装置が提案されている（特許文献１参照）。この欠陥検査装置では、半導体ウェーハ（接着ウェーハ）の一方の面に垂直に入射するように赤外線光（検査光）が照射され、当該半導体ウェーハの他方の面を赤外線ＴＶカメラが撮影している。半導体ウェーハ内のウェーハ貼り合わせ界面に特に欠陥がなければ、一方の面から入射した赤外線光は半導体ウェーハを透過して他方の面からそのまま出るが、前記ウェーハ貼り合わせ界面に未接着欠陥の部分（微小空洞）があると、その未接着欠陥の部分で赤外線光が反射してその部分での透過赤外線光の強度が低下する。そのため、赤外線ＴＶカメラにて得られる撮影映像において、未接着部分に対応した部分が正常に接着された部分に対応した部分に比べて暗く表われ、それらを区別することができる。そこで、前記撮影画像から半導体ウェーハの所定領域にある暗部分を抽出し、その暗部分のサイズ等に基づいて未接着欠陥とすべき暗部分を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１３９２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の検査装置では、赤外線光を半導体ウェーハに照射して透過させる必要があるため、貼り合わせる２枚のウェーハのいずれかに金属製の配線や遮光膜等の赤外線光の透過しない部分が存在する半導体ウェーハの検査を行うことができない。
【０００５】
本発明の実施形態は、このような事情に鑑みてなされたもので、貼り合わせた２つの基板層のいずれかに検査光の透過しない部分があっても、その検査光を用いて基板における貼り合わせ界面に発生し得る微小空洞を検査することのできる基板検査装置及び基板検査方法を提供するものである。
【０００６】
また、本発明の実施形態は、そのような基板検査装置における光学系の調整方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る基板検査装置は、
第１基板層と第２基板層とが貼り合わされてなる基板の前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞について検査する基板検査装置であって、
前記基板の表面に対して斜めに入射するように所定波長の検査光を照射する照明ユニットと、
前記検査光により前記基板に形成される帯状照明領域を挟んで前記照明ユニットと逆側の所定位置に配置されるラインセンサであって、当該ラインセンサカメラの撮影ラインが、前記照明ユニットにより前記基板に形成される帯状照明領域の照度分布が最大となる帯状部分から、前記照明ユニットから遠ざかる方向に所定距離だけずれた位置に設定され、これにより、前記照明ユニットから前記基板に照射された光の成分のうち、前記基板の表面からの成分よりも、前記界面からの成分が多く含まれるようになるラインセンサカメラと、
前記基板と前記ラインセンサカメラ及び前記照明ユニットとを前記帯状照明領域を横切る方向で相対移動を行わせる移動機構と、
前記ラインセンサカメラからの映像信号を処理する画像処理ユニットとを有し、
該画像処理ユニットは、
前記照明ユニット及び前記ラインセンサカメラと前記基板との相対移動が前記移動機構によりなされている際に、前記ラインセンサカメラから出力される映像信号に基づいて前記基板の画像を表す基板画像情報を生成する基板画像情報生成手段と、
前記基板画像情報に基づいて前記基板における前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞についての検査結果情報を生成する検査結果情報生成手段とを有する構成となる。
【０００８】
また、本発明の実施の形態に係る基板検査方法は、
第１基板層と第２基板層とが貼り合わされてなる基板の前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞について検査する基板検査方法であって、
照明ユニットが前記基板の表面に対して斜めに入射するように所定波長の検査光を照射する状態で、前記基板と、前記検査光により前記基板に形成される帯状照明領域を挟んで前記照明ユニットと逆側の所定位置に配置されるラインセンサであって、当該ラインセンサカメラの撮影ラインが、前記照明ユニットにより前記基板に形成される帯状照明領域の照度分布が最大となる帯状部分から、前記照明ユニットから遠ざかる方向に所定距離だけずれた位置に設定され、これにより、前記照明ユニットから前記基板に照射された光の成分のうち、前記基板の表面からの成分よりも、前記界面からの成分が多く含まれるようになるラインセンサカメラ及び当該照明ユニットとを前記帯状照明領域を横切る方向で相対移動を行わせる基板走査ステップと、
前記基板と前記照明ユニット及び前記ラインセンサカメラとの相対移動がなされている際に、前記ラインセンサカメラから出力される映像信号に基づいて前記基板の画像を表す基板画像情報を生成する基板画像情報生成ステップと、
前記基板画像情報に基づいて前記基板における前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞についての検査結果情報を生成する検査結果情報生成ステップとを有する構成となる。
【０００９】
このような構成により、照明ユニットからの検査光が基板の表面に斜めに入射するように帯状に照射された状態において、前記検査光により前記基板に形成される帯状照明領域を挟んで前記照明ユニットと逆側の所定位置に配置されるラインセンサカメラと当該光源ユニットとの位置関係が維持されつつ、そのラインカメラセンサ及び照明ユニットと前記基板とが相対移動する際にラインセンサカメラから出力される映像信号に基づいて基板画像情報が生成される。基板を透過する検査光を用いることにより、ラインセンサカメラは、第１基板層と第２基板層との界面での反射光を受光することができる。この場合、ラインセンサカメラからの映像信号に基づいて生成される前記基板画像情報は、前記第１基板層と前記第２基板層との界面に係る画像を表し得る。この基板画像情報に基づいて前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞についての検査結果情報が生成される。
【００１０】
更に、本発明の実施の形態に係る基板検査装置は、第１基板層と第２基板層とが貼り合わされてなる基板の前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞について検査する基板検査装置であって、前記基板の表面に対して斜めに入射するように所定波長の検査光を帯状に照射する照明ユニットと、前記検査光により前記基板に形成される帯状照明領域を挟んで前記照明ユニットと逆側に所定の位置関係で並んで配置されるラインセンサカメラ及びエリアセンサカメラと、前記ラインセンサカメラ及び前記エリアセンサカメラを一体的に動かして、当該ラインセンサカメラ及び当該エリアセンサカメラの前記基板の前記帯状照明領域に対する相対的な位置及び姿勢を調整するカメラ調整機構と、前記基板と前記ラインセンサカメラ及び前記光源ユニットとを前記帯状照明領域を横切る方向で相対移動を行わせる移動機構と、前記エリアセンサカメラ及び前記ラインセンサカメラそれぞれからの映像信号を処理する画像処理ユニットと、表示ユニットとを有し、前記画像処理ユニットは、前記エリアセンサカメラからの映像信号に基づいて前記表示ユニットに画像を表示させるエリア画像表示制御手段と、前記照明ユニット及び前記カメラ調整機構により前記基板の前記帯状照明領域と所定の位置関係となるように調整された前記ラインセンサカメラと前記基板との相対移動が前記移動機構によりなされている際に、前記ラインセンサカメラから出力される映像信号に基づいて前記基板の画像を表す基板画像情報を生成する基板画像情報生成手段と、前記基板画像情報に基づいて前記基板における前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞についての検査結果情報を生成する検査結果情報生成手段とを有する構成となる。
【００１１】
このような構成により、検査光が基板の表面に斜めに入射するように帯状に照射された状態において、エリアセンサカメラからの映像信号に基づいて表示ユニットに表示される画像を確認しつつ、当該エリアセンサカメラと所定の位置関係にあるラインセンサカメラを、カメラ調整機構によって、前記基板の前記帯状照明領域との相対的な位置関係が所定の位置関係、例えば、当該帯状照明領域から更に基板内を斜めに進んで第１基板層と第２基板層との界面で反射する検査光をラインセンサカメラにて受光することのできる位置関係となるように調整することができる。そして、その位置関係が維持された前記ラインセンサカメラ及び前記照明ユニットと前記基板とが相対移動する際にラインセンサカメラから出力される映像信号に基づいて基板画像情報が生成される。ラインセンサカメラが前述したように前記基板の第１基板層と第２基板層との界面で反射される検査光が入射するよう調整されていれば、前記基板画像情報は、前記第１基板層と前記第２基板層との界面に係る画像を表し得る。この基板画像情報に基づいて前記第１基板層と前記第２基板層との界面に生じ得る微小空洞についての検査結果情報が生成される。
【００１２】
また、本発明の実施の形態に係る基板検査装置の調整方法は、前記基板検査装置の調整方法であって、前記エリアセンサカメラからの映像信号に基づいた画像を表示ユニットに表示させながら、前記基板に形成される帯状照明領域の映像が前記表示ユニットの画面上の所定位置になるように、前記エリアセンサカメラ及び前記ラインセンサカメラを一体的に前記カメラ調整機構によって動かして、当該エリアセンサカメラ及び当該ラインセンサカメラの前記基板の前記帯状照明領域に対する相対的な位置及び姿勢を調整するエリアセンサカメラ調整ステップと、前記ラインセンサカメラの前記基板の前記帯状照明領域に対する相対的な位置関係が、前記エリアセンサカメラ調整ステップにより調整された前記エリアセンサカメラの前記基板の前記帯状照明領域に対する相対的な位置関係と同じになるように、前記カメラ調整機構によって前記ラインセンサカメラ及び前記エリアセンサカメラを一体的に動かすラインセンサカメラ調整ステップとを有する構成となる。
【００１３】
このような構成により、エリアセンサカメラからの映像信号に基づいて表示ユニットに表示される画像を確認しつつ、ラインセンサカメラと基板に形成される帯状照明領域との相対的な位置関係を所定の位置関係、例えば、当該帯状照明領域から更に基板内を斜めに進んで第１基板層と第２基板層との界面で反射する検査光をラインセンサカメラにて受光することのできる位置関係となるように調整することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る基板検査装置及び基板検査方法によれば、検査光を第１基板層と第２基板層の双方を透過させることなく、検査光が基板の表面に斜めに入射されて、該検査光の基板での反射光を受光するラインセンサカメラからの映像信号に基づいて第１基板層と第２基板層との界面の状態を表し得る基板画像情報が生成され、その基板画像情報に基づいて検査結果情報が生成されるので、貼り合わせた基板層（第１基板層及び第２基板層）のいずれかに検査光の透過しない部分があっても、その検査光を用いて基板における貼り合わせ界面に発生し得る微小空洞を検査することができるようになる。
【００１５】
更に、本発明に係る基板検査装置の調整方法によれば、エリアセンサカメラでの撮影画像を確認しながらラインセンサカメラの基板に形成される帯状照明領域との相対的な位置関係を調整することができるので、第１基板層と第２基板層との界面の状態を表し得る基板画像情報を生成できるようにラインセンサカメラの位置や姿勢を容易に調整することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る検査装置の基本的な構成においてエリアセンサカメラと照明ユニットとが相対する関係となる状態を示す平面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態に係る基板検査装置の基本的な構成においてラインセンサカメラと照明ユニットとが相対する関係となる状態を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る基板検査装置の基本的な構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る基板検査装置における処理系の基本構成を示すブロック図である。
【図４】基板検査装置におけるエリアセンサカメラとラインセンサカメラの調整手順（その１）を示すフローチャートである。
【図５】基板検査装置におけるエリアセンサカメラとラインセンサカメラの調整手順（その２）を示すフローチャートである。
【図６】照明ユニットの具体的構成及びその照明ユニットにより基板内の界面に形成される帯状照明領域（その１）を示す図である。
【図７】照明ユニットの具体的構成及びその照明ユニットにより基板内の界面に形成される帯状照明領域（その２）を示す図である。
【図８Ａ】基板内の界面に形成される帯状照明領域の第１の例（適正な場合）を示す図である。
【図８Ｂ】基板内の界面に形成される帯状照明領域の第２の例（不適正な場合）を示す図である。
【図８Ｃ】基板内の界面に形成される帯状照明領域の第３の例（不適正な場合）を示す図である。
【図８Ｄ】基板内の界面に形成される帯状照明領域の第４の例（不適正な場合）を示す図である。
【図９】光学系の調整例を示す図である。
【図１０】光学系の他の調整例を示す図である。
【図１１】処理ユニットにおける検査に係る処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第１基板層と第２基板層との界面に生じ得るボイドの形状モデルを示す図である。
【図１３】ラインセンサカメラにて得られた基板画像の例を示す図である。
【図１４】図１３に示す画像における部分Ａを拡大して示す図である。
【図１５】図１４に示す画像の背景除去後の画像を示す図である。
【図１６】図１５に示す画像おける部分Ｂを拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
本発明の実施の一形態に係る基板検査装置は、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように構成されている。この基板検査装置は、回路パターンの形成された第２ウェーハ層１０２（パターンウェーハ：第２基板層）の当該回路パターンの形成された面に第１ウェーハ層１０１（ベアウェーハ：第１基板層）を貼り合わせてなるＳｉ（シリコン）製の半導体ウェーハ１００（基板）を検査対象としており（図２参照）、第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面に生じ得る微小空洞（貼り合わせが完全でなく空洞となった微小な部分で、以下、ボイドという）についての検査を行う。
【００１９】
図１Ａ、図１Ｂ及び図２において、この基板検査装置は、エリアセンサカメラ１０、ラインセンサカメラ２０、照明ユニット３０、搬送機構４０、スライド機構５０、カメラ移動機構５１及び回転機構５２を有している。搬送機構４０（移動機構）は、検査対象となる半導体ウェーハ１００を乗せて所定の速度にて直線移動し、また、その直線移動の方向Ａとは直交する方向Ｂにステップ状に移動可能となっている。照明ユニット３０は、搬送機構４０によって移動する半導体ウェーハ１００の上方に配置され、半導体ウェーハ１００の表面に対して斜めに入射するように所定波長、検査対象であるＳｉ製の半導体ウェーハ１００を透過可能な例えば、波長１０７０ｎｍ等の赤外線帯の検査光を帯状に照射する。光源ユニット３０から照射される検査光の半導体ウェーハ１００の表面への入射角度（表面の法線に対する検査光の角度）は、所定の角度、例えば、２０°〜３０°の範囲に設定される。そして、照明ユニット３０から照射される検査光によって、例えば半導体ウェーハ１００の表面に、当該半導体ウェーハ１００の移動方向Ａを横切る方向に延びる帯状照明領域Ｅｐｊ（後述する図６乃至図８Ｄ参照）が形成され、照明ユニット３０の光軸に沿って半導体ウェーハ１００内部に検査光が導かれる。
【００２０】
エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０は、照明ユニット３０から照射される検査光により半導体ウェーハ１００に形成される帯状照明領域Ｅｐｊを挟んで当該照明ユニット３０と逆側に並んで配置されている。また、エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０の各々を構成している光学機器（レンズ等）は、エリアセンサカメラ１０で調整された光学条件を基にラインセンサカメラ２０の光学条件を容易に調整することができる様、同じものが用いられている。ラインセンサカメラ２０は、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａを横切る方向、具体的には、前記移動方向Ａに直交する方向Ｂに撮影ライン（受光素子の配列）が延びるようにセットされている。そして、エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０の相互の位置関係は、半導体ウェーハ１００に形成される帯状照明領域Ｅｐｊを撮影することのできる関係として予め固定的に決められているものであれば特に限定されない。この例の場合、エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０は、例えば、照明ユニット３０から斜めに照射される検査光の半導体ウェーハ１００での反射光を受光可能な角度にて傾けられ、それらの撮影方向が同一となり、更に、エリアセンサカメラ１０の撮影中心とラインセンサカメラ２０の撮影ラインとが同一ライン上となる位置関係にて、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａに直交する方向Ｂに沿って並んで配置されている。
【００２１】
スライド機構５０、カメラ移動機構５１及び回転機構５２は、エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０を一体的に動かして、それらの位置及び姿勢を調整するカメラ調整機構として機能する。スライド機構５０は、上述したような相対的な位置関係にて配置されるエリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０を半導体ウェーハ１００の移動方向Ａに直交する方向Ｂにスライド移動させる。カメラ移動機構５１は、図２に示すように、スライド機構５０とともにエリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０をそれらの撮影方向Ｄ及びそれに直交する方向Ｓそれぞれ独立的に移動させる。回転機構５２は、カメラ移動機構５１及びスライド機構５０とともにエリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０を半導体ウェーハ１００の移動方向Ａに直交する方向Ｂと平行に延びる軸を中心に回動させる。これら、スライド機構５０による方向Ｂのスライド移動、カメラ移動機構５１による撮影方向Ｄ及びそれに直交する方向Ｓの移動、及び回転機構５２による前記方向Ｂに平行な軸を中心にした回動によって、エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０の半導体ウェーハ１００に形成される前記帯状照明領域Ｅｐｊとの相対的な位置及び姿勢が調整可能となる。
【００２２】
前述したような構造の基板検査装置では、搬送機構４０により半導体ウェーハ１００が方向Ａに移動することにより、固定的な位置関係にあるラインセンサカメラ２０と照明ユニット３０とがそれらの位置関係を維持しつつ半導体ウェーハ１００に対してその表面に平行に、かつ、半導体ウェーハ１００の移動方向（Ａ方向）と逆方向に相対移動する。それにより、ラインセンサカメラ２０による半導体ウェーハ１００の四分の一の領域の光学的走査がなされる。そして、搬送機構４０が前記方向Ａと直交する方向Ｂにステップ状に移動することにより、半導体ウェーハ１００のラインセンサカメラ２０による光学的走査の領域（４領域のいずれかに）が切換えられ、半導体ウェーハ１００全体のラインセンサカメラ２０による光学的走査が可能になる。
【００２３】
基板検査装置の処理系は、図３に示すように構成される。
【００２４】
図３において、処理ユニット６０は、エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０それぞれからの映像信号を処理する画像処理ユニットとして機能する。エリアセンサカメラ１０からの映像信号を入力する処理ユニット６０は、その映像信号に基づいてエリアセンサカメラ１０の撮影画像を表示ユニット６１に表示させる。また、処理ユニット６０は、搬送機構４０による半導体ウェーハ１００の移動に同期して当該半導体ウェーハ１００を光学的走査するラインセンサカメラ２０からの映像信号に基づいて半導体ウェーハ１００の画像を表すウェーハ画像情報（基板画像情報）を生成し、そのウェーハ画像情報に基づいて第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面に生じ得るボイドについての検査結果情報を生成する。処理ユニット６０には操作ユニット６２及び表示ユニット６１が接続されており、処理ユニット６０は、操作ユニット６２の操作に応じた各種指示に係る情報を取得するとともに、前述したエリアセンサカメラ１０の撮影画像をはじめ、検査結果情報等各種情報を表示ユニット６１に表示させる。
【００２５】
照明ユニット３０から照射される検査光（赤外線光）は、半導体ウェーハ１００の表面で反射するとともにその一部が内部に進んで第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面で反射し得る。この基板検査装置では、検査光である赤外線光は可視光ではないため、作業者が直接検査光を目視して調整することが出来ないので、表示ユニット６１に表示させた撮影画像を基に調整が行われ、半導体ウェーハ１００の第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面で反射された検査光をラインセンサカメラ２０がより効率的に受光できるようにラインセンサカメラ２０の位置及び姿勢を調整することができる。このラインセンサカメラ２０の調整は、ラインセンサカメラ２０と固定的な位置関係となるエリアセンサカメラ１０の位置調整（エリアセンサカメラ調整ステップ）と、ラインセンサカメラ２０の位置調整（ラインセンサカメラ調整ステップ）とによってなされる。その調整は、具体的に、図４及び図５に示す手順に従ってなされる。なお、照明ユニット３０は、前述したように検査光の半導体ウェーハ１００の表面に対する入射角度が所定の角度（例えば、２０°〜３０°の範囲）となるように予めセットされており、エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０も、照明ユニット３０からの検査光の半導体ウェーハ１００（第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面）での反射光を受光することができるようにその姿勢（図２における傾き角θ）が予め調整されるとともに、照明ユニット３０との相対的な位置関係（図２におけるＳ方向及びＤ方向）が予めある程度調整されている。
【００２６】
エリアセンサカメラ１０のラインセンサカメラ２０との一体的な位置調整（エリアセンサカメラ調整ステップ）は図４及び図５に示す手順に従ってなされる。
【００２７】
図４において、撮影画像が適正に得られるようにエリアセンサカメラ１０のゲイン及び露光時間が調整され（Ｓ１１）、半導体ウェーハ１００の表面が適正に照明されるように照明ユニット３０の焦点距離が調整される（Ｓ１２）。操作ユニット６２の操作に従った処理ユニット６０の制御のもとエリアセンサカメラ１０からの映像信号に基づいて撮影画像が表示ユニット６１に表示される。この状態で、作業者は、表示ユニット６１に表示されるエリアセンサカメラ１０による撮影画像を見ながら、操作ユニット６２を操作して搬送機構４０を動作させ、また、カメラ移動機構５１及びスライド機構５０を用いたエリアセンサカメラ１０の位置（図２におけるＳ方向及びＤ方向の位置）の調整、照明ユニット３０の焦点距離、照度、照明範囲の調整、及びエリアセンサカメラ１０のレンズ条件の調整を次のような手順で行う（Ｓ１３〜Ｓ２０）。
【００２８】
まず、表示ユニット６１に表示されるエリアセンサカメラ１０による撮影画像を見ながら、半導体ウェーハ１００をエリアセンサカメラ１０にて撮影される位置まで移動させる（Ｓ１３）。この状態で、カメラ移動機構５１及び回転機構５２を操作して、照明ユニット３０からの検査光により半導体ウェーハ１００の表面に形成される帯状照明領域Ｅｐｊの映像が表示ユニット６１の画面の所定の位置、例えば、中央部になるようにエリアセンサカメラ１０（ラインセンサカメラ２０）の位置（図２に示すＳ方向及びＤ方向）及び姿勢（回転角θ）の調整がなされる（Ｓ１４）。これにより、エリアセンサカメラ１００の撮影中心が帯状照明領域Ｅｐｊの中心部に位置するようになると共に、照明ユニット３０からの検査光が半導体ウェーハ１００の表面で正反射し、その検査光を最も強く受光できる位置に、エリアセンサカメラ１０が調整される（図９参照）。即ち、エリアセンサカメラ１００が照明ユニット３０からの検査光が半導体ウェーハ１００の表面で正反射する光軸上に位置付けられる。そして、表示ユニット６１の画面に表示されるエリアセンサカメラ１０による撮影画像を見ながら、エリアセンサカメラ１０のレンズ条件（例えば、レンズの絞り値を表す値であるｆ値や、レンズの焦点距離の逆数を表す値であるＤ値等）を調整し、表示ユニット６１の画面に表示される撮影画像に第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面の像（ボイドや第２ウェーハ層１０２の表面に形成されている回路パターン）が写り込むように調整される（Ｓ１５）。その後、表示ユニット６１の画面に表示されるエリアセンサカメラ１０による撮影画像を見ながら、照明ユニット３０から照射される光により第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面に帯状照明領域Ｅｐｊが形成され、界面の像（ボイドや第２ウェーハ層１０２の表面に形成されている回路パターン）がより鮮明に写り込むように、照明ユニット３０が再調整される（焦点距離、照度、照射範囲等）（Ｓ１６）。
【００２９】
照明ユニット３０が複数の赤外線ＬＥＤと反射鏡（楕円ミラー）で構成される場合、図６及び図７に示すように、複数の赤外線ＬＥＤから照射された赤外線は反射鏡（楕円ミラー）により反射集光され、その光により、例えば半導体ウェーハ１００内の界面にはその移動方向Ａを横切る方向に延びる帯状照明領域Ｅｐｊが形成される。照明ユニット３０の半導体ウェーハ１００内の界面に対する位置が適正でないと、帯状照明領域Ｅｐｊは、図６に示すように、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａに広がってボケた状態（複数の赤外光ＬＥＤから照射される赤外線光が、反射鏡により帯状照明領域Ｅｐｊに十分に集光していない状態）となり、照明ユニット３０の半導体ウェーハ１００内の界面に対する位置が適正であると、帯状照明領域Ｅｐｊは、図７に示すように、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａへの広がりが抑えられた鮮明な状態（複数の赤外光ＬＥＤから照射される赤外線光が、反射鏡により帯状照明領域Ｅｐｊに十分に集光している状態）となる。更に、具体的には、照明ユニット３０の半導体ウェーハ１００内の界面に対する位置及び姿勢が適正であると、図８Ａに示すように、帯状照明領域Ｅｐｊは、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａへの広がりが抑えられた鮮明な状態となり、その中心線Ｌｃの部分が最大の照度分布となる。照明ユニット３０の半導体ウェーハ１００内の界面に対する平行性は保たれているが、半導体ウェーハ１００内の界面までの距離が適正でない場合、図８Ｂに示すように、帯状照明領域Ｅｐｊは、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａに広がってボケた状態となる。照明ユニット３０の半導体ウェーハ１００内の界面に対する平行性が保たれていない場合、図８Ｃに示すように、帯状照明領域Ｅｐｊは、一方から他方に向けて徐々に広がった状態となる。照明ユニット３０の半導体ウェーハ１００内の界面に対する平行性は保たれているが、エリアセンサカメラ１０との平行性が保たれていない場合、帯状照明領域Ｅｐｊは、図８Ｄに示すように、広がりが抑えられた鮮明な状態ではあるが、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａに直交する方向Ｂに対して傾いた状態となる。
【００３０】
上記照明ユニット３０の調整（Ｓ１６）により、照度の調整とともに、表示ユニット６１の画面に表示される半導体ウェーハ１００内の第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面に帯状照明領域Ｅｐｊが、図８Ａに示すように形成されるよう照明ユニット３０の位置及び姿勢が調整される。
【００３１】
次に、表示ユニット６１の画面にエリアセンサカメラ１０による撮影画像を表示させつつ、カメラ移動機構５１を操作して、エリアセンサカメラ１０を、ラインセンサカメラ２０とともに、照明ユニット３０から遠ざかる方向に所定距離だけ移動（オフセット移動）させる（Ｓ１７）。このオフセット移動（Ｓ１７）の詳細については、後述する。そして、表示ユニット６１の画面に表示される撮影画像に第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面の像（ボイドや第２ウェーハ層１０２の表面に形成されている回路パターン）がより写り込むように、エリアセンサカメラ１０のレンズ条件（例えば、ｆ値、Ｄ値等）の再調整がなされる（Ｓ１８）。以後、半導体ウェーハ１００の撮影位置を変えて（Ｓ１９）、上述したのと同様の手順（Ｓ１５〜Ｓ１６）にて撮影位置を変えても（例えば、ラインセンサカメラ２０での走査終了位置）同様に、表示ユニット６１の画面に表示される撮影画像に第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面の像が写り込むように、エリアセンサカメラ１０及び照明ユニット３０の再調整がなされる（Ｓ２０）。
【００３２】
このようなエリアセンサカメラ１０及び光源ユニット３０の調整により、半導体ウェーハ１００の第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面には、図８Ａに示すように、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａへの広がりが抑えられて鮮明な状態となり、その中心線Ｌｃの部分が前記界面での反射光の最大の照度分布となって、その移動方向Ａに直交する方向Ｂに延びる帯状照明領域Ｅｐｊが形成される。そして、エリアセンサカメラ１０の撮影中心が、半導体ウェーハ１００の表面で形成された帯状照明領域Ｅｐｊの中心線Ｌｃ（半導体ウェーハ１００の表面で正反射した検査光の照度分布が最大の帯状部分）から、光源ユニット３０から遠ざかる方向に所定距離だけずれた位置に設定（オフセット移動）された状態となる。
【００３３】
上述したエリアセンサカメラ１０の位置及び姿勢の調整は、ラインセンサカメラ２０と一体となってなされるため、ラインセンサカメラ２０と半導体ウェーハ１００に形成される帯状照明領域Ｅｐｊとの位置関係は、エリアセンサカメラ１０と前記帯状照明領域Ｅｐｊとの位置関係に対して、当該ラインセンサカメラ２０とエリアセンサカメラ１０との相対的な位置関係の分だけずれている。この場合、エリアセンサカメラ１０及びラインセンサカメラ２０は、それらの撮影方向が同一となり、更に、エリアセンサカメラ１０の撮影中心とラインセンサカメラ２０の撮影ラインとが同一ライン上となる位置関係にて、半導体ウェーハ１００の移動方向Ａに直交する方向Ｂに沿って並んで配置されているので、ラインセンサカメラ２０と半導体ウェーハ１００の帯状照明領域Ｅｐｊとの位置関係は、エリアセンサカメラ２０と当該帯状照明領域Ｅｐｊとの位置関係に対して、ラインセンサカメラ２０の撮影ラインの中心とエリアセンサカメラ１０の撮影中心との距離分だけ当該帯状照明領域Ｅｐｊの延びる方向Ｂにずれている。
【００３４】
上記のようにしてエリアセンサカメラ１０（ラインセンサカメラ２０）及び照明ユニット３０の調整（図４に示す手順）が終了すると、図５に示す手順に従ってラインセンサカメラ２０の調整がなされる（ラインセンサカメラ調整ステップ）。
【００３５】
図５において、スライド機構５０を操作して、ラインセンサカメラ２０及びエリアセンサカメラ１０を、ラインセンサカメラ２０とエリアセンサカメラ１０との相対的な位置関係の分だけスライド移動させる（Ｓ２１）。これにより、ラインセンサカメラ２０の撮影ラインの中心（撮影軸）が前述したように位置及び姿勢の調整されたエリアセンサカメラ１０の撮影中心（撮影軸）の位置になる。この状態で、ラインセンサカメラ２０と半導体ウェーハ１００内の界面に形成された帯状照明領域Ｅｐｊとの関係は、前述したように調整した際のエリアセンサカメラ１０と当該帯状照明領域Ｅｐｊとの関係と同じになる。即ち、ラインセンサカメラ２０の撮影ラインが、半導体ウェーハ１００の表面に形成された帯状照明領域Ｅｐｊの中心線Ｌｃ（最大照度の帯状部分）から、照明ユニット３０から遠ざかる方向に所定距離だけずれた位置に設定（オフセット移動）された状態となる。
【００３６】
その後、ラインセンサカメラ２０のレンズ条件（例えば、ｆ値、Ｄ値等）がエリアセンサカメラ１０のものと同じになるように設定され（Ｓ２２）、ラインセンサカメラ２０のゲイン及び露光時間の調整がなされる（Ｓ２３）。そのゲイン及び露光時間の調整されたラインセンサカメラ２０について、更に、レンズ条件の再調整がなされる（Ｓ２４）。そして、ラインセンサカメラ２０の位置調整及びレンズ条件の設定が終了すると、操作ユニット６２を用いて搬送機構４０による半導体ウェーハ１００の搬送速度が設定される（Ｓ２５）。
【００３７】
上記のようにしてラインセンサカメラ２０についての調整が終了した状態で、処理ユニット６０の制御のもと、搬送機構４０が前記設定された搬送速度をもって半導体ウェーハ１００を搬送し、それにより方向Ａに移動する半導体ウェーハ１００が、照明ユニット３０との相対的な位置関係が保持されたラインセンサカメラ２０によって光学的に走査される（ラインセンサカメラ２０による撮影）。その過程で、ラインセンサカメラ２０から出力される映像信号が処理ユニット６０に供給される。そして、処理ユニット６０は、ラインセンサカメラ２０からの映像信号に基づいて半導体ウェーハ１００の第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面の画像を表すウェーハ画像情報を生成する。なお、前述したように半導体ウェーハ１００が４分割して走査されるので、各走査にて得られたウェーハ画像情報を合成して半導体ウェーハ１００の第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面の全体を表すウェーハ画像情報が生成される。
【００３８】
ラインセンサカメラ２０の撮影ライン（エリアセンサカメラ１０の撮影中心）が、半導体ウェーハ１００の表面に形成された帯状照明領域Ｅｐｊの中心線Ｌｃの部分（照度分布が最大となる帯状部分）から、照明ユニット３０から遠ざかる方向に所定距離だけずらした位置に設定（オフセット移動）されるのは、次のような理由からである。
【００３９】
照明ユニット３０から半導体ウェーハ１００（第１ウェーハ層１０１）の表面に斜めに入射する検査光（赤外線光）は、その光軸で表すと、図９に示すように、半導体ウェーハ１００（第１ウェーハ層１０１）の表面で反射する成分（図９における実線参照）及び第１ウェーハ層１０１を透過して第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂで反射して第１ウェーハ層１０１の表面から出射する成分（図９における破線参照）を含んでいる。検査光が半導体ウェーハ１００に斜めに入射し、第１ウェーハ層１０１が厚さを有していることから、第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂで反射する成分は、半導体ウェーハ１００（第１ウェーハ層１０１）の表面で反射する成分より、照明ユニット３０から遠ざかる方向にずれる。そこで、半導体ウェーハ１００を光学的に走査するラインセンサカメラ２０の位置が、上述した図４及び図５に示す手順に従って、図９に示すように、ラインセンサカメラ２０の撮影ライン（エリアセンサカメラ１０の撮影中心）が、半導体ウェーハ１００の表面に形成される帯状照明領域Ｅｐｊの中心線Ｌｃの部分（照度分布が最大となる帯状部分）から、照明ユニット３０から遠ざかる方向に所定距離Δだけずれるように調整される。これにより、照明ユニット３０との相対的な位置関係が維持されつつ半導体ウェーハ１００を光学的に走査するラインセンサカメラ２０には、常に第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂでの反射する成分がより多く含まれるようになる。即ち、半導体ウェーハ１００の第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂで反射される検査光のうち、最も強く反射する成分をラインセンサカメラ２０がより効率的に受光することができるようになる。なお、例えば、検査光の入射角度が２０°であって、第１ウェーハ層１０１（Ｓｉ層）の屈折率が３．５で、その厚さが７５０μｍの場合、ラインセンサカメラ２０の撮影ラインは、半導体ウェーハ１００の表面に形成される帯状照明領域Ｅｂｊの中心線Ｌｃの部分（照度分布が最大の帯状部分）から、照明ユニット３０から遠ざかる方向に１４０〜１５０μｍだけずらした位置に設定（オフセット移動）される。
【００４０】
上述したように、ラインセンサカメラ２０が、半導体ウェーハ１００における第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂでの反射光をより多く受光することのできる位置に調整されるので、ラインセンサカメラ２０から出力される映像信号に基づいて処理ユニット６０によって生成されるウェーハ画像情報は、第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂの状態を表す情報をより多く含み得る。従って、後述するように、処理ユニット６０は、そのウェーハ画像情報に基づいて第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂに生じ得るボイドについての精度の良い検査結果情報を生成することができるようになる。
【００４１】
また、エリアセンサカメラ１０からの映像信号に基づいて表示ユニット６１に表示される撮影画像を確認しつつ、ラインセンサカメラ２０の位置や姿勢の調整がなされるので、ラインセンサカメラ２０から出力される影像信号に基づいた画像だけで、照明ユニット３０及びラインセンサカメラ２０の位置や姿勢を調整するときのように、その調整の都度、半導体ウェーハ１００をラインセンサカメラ２０によって走査してウェーハ画像情報を生成しなければならないことが無くなり、ラインセンサカメラ２０による撮影の調整時間が短縮される。また、作業者が直接目視することができない赤外光を検査光として用いても、エリアセンサカメラ１０からの映像信号に基づいて表示ユニット６１に表示される撮影画像を見ながら調整できるので、ラインセンサカメラ２０と半導体ウェーハ１００に形成される帯状照明領域Ｅｐｊとの相対的な位置関係を、当該帯状照明領域Ｅｐｊから更に半導体ウェーハ１００（第１ウェーハ層１０１）を斜めに進んで第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂで反射する検査光をラインセンサカメラ２０にて受光することのできる位置関係となるように容易に調整することができる。
【００４２】
また、この検査装置では、エリアセンサカメラ１０でも第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面の像（ボイドや第２ウェーハ層１０２の表面に形成されている回路パターン）が写り込むように調整されているが（Ｓ１５、Ｓ１６）、エリアセンサカメラ１０の撮影画像では、その画角が広い為、半導体ウェーハ１００の表面で反射する成分と界面で反射する成分を選択的に抽出して受光することには適していない。一方、ラインセンサカメラ２０は、エリアセンサカメラ１０に比べその画角が極端に狭いため、上述のようにずらした位置（オフセット移動）に設定することで、表面で反射する成分に対して界面で反射する成分が支配的になり、効率的に界面からの反射光を受光することができる。その為、撮影画像の調整時は、上述したように、その利便性からエリアセンサカメラ１０による画像を用いて調整を行い、界面撮影によるウェーハ画像情報を生成するときは、オフセット移動されたラインセンサカメラ２０によって影像信号を取得するようにしている。
【００４３】
前述した例では、エリアセンサカメラ１０の撮影中心（ラインセンサカメラ２０の撮影ライン）を、半導体ウェーハ１００の表面での帯状照明領域Ｅｐｊの中心線Ｌｃの部分（照度分布が最大となる帯状部分）から、照明ユニット３０から離れる方向に所定距離Δだけずらした位置に設定（オフセット移動）させたが（図４のＳ１７、図９参照）、これに限られない。図１０に示すように、光源ユニット３０をエリアセンサカメラ１０（ラインセンサカメラ２０）から遠ざかる方向に所定距離Δだけずらすようにしてもよい。この場合であっても、ラインセンサカメラ２０の撮影ラインが、半導体ウェーハ１００の表面での帯状照明領域Ｅｐｊの中心線Ｌｃの部分（照度分布が最大となる帯状部分）から、照明ユニット３０から離れる方向に所定距離Δだけずらした状態になる。
【００４４】
前述したように調整された照明ユニット３０との相対的な位置関係を保持しつつ半導体ウェーハ１００を光学的に走査するラインセンサカメラ２０から出力される映像信号を入力する処理ユニット６０は、図１１に示す手順に従って、半導体ウェーハ１００の第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂにて発生し得るボイドについての検査に係る処理を実行する。
【００４５】
図１１において、処理ユニット６０は、半導体ウェーハ１００を４分割して走査するラインセンサカメラ２０からの映像信号に基づいて半導体ウェーハ１００の画像を表すウェーハ画像情報を生成する（Ｓ３１）。ラインセンサカメラ２０は、前述したように、第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂでの反射光を効率的に受光するように位置調整がなされているので、前記ウェーハ画像情報にて表される画像ＩＭは、図１３に示すように、また、図１３に示すその部分画像ＩＭ１を拡大して図１４に示すように、第２ウェーハ層１０２の第１ウェーハ層１０１との接合面に形成されている回路パターンの画像を含む。処理ユニット６０は、前記ウェーハ画像情報に対して回路パターン等の背景部分を除去するための処理を施す（Ｓ３２）。これにより、図１４の画像ＩＭ１の部分画像ＩＭ２を拡大して図１５に示すように、処理済みのウェーハ画像は、回路パターン等の背景部分が除去されたものとなる。処理ユニット６０は、この回路パターン等の背景部分の除去されたウェーハ画像（図１５参照）を表すウェーハ画像情報に基づいてウェーハ画像に含まれるボイドに対応した部分（ボイド部分）を検出する（Ｓ３３）。
【００４６】
なお、暗い環状の干渉縞は、画像処理により明暗が反転し、図１５及び図１６において、明るい（白い）リングとして現れている。また、逆に、明るい環状の干渉縞は、画像処理により明暗が反転し、図１５及び図１６において、暗い（黒い）リングとして現れている。
【００４７】
処理ユニット６０には、ウェーハ画像に含まれ得るボイド部分として、例えば、図１６に示すような干渉縞の表れた環状画像部分Ｂｄ１や、面状（円状）画像部分Ｂｄ２をはじめ線状画像部分、点状画像部分等の非環状画像部分が予め登録されている。処理ユニット６０は、得られたウェーハ画像からボイド部分として登録されている画像部分（環状画像部分、面状画像部分等）と同種の画像部分を抽出することにより、ボイド部分の検出を行う。
【００４８】
ウェーハ画像からボイド部分を検出すると、処理ユニット６０は、その抽出されたボイド部分に環状画像部分Ｂｄ１があるか否かを判定する（Ｓ３４）。この環状画像部分Ｂｄ１の干渉縞は、第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂに生じたボイドによって発生し、ボイドの第１ウェーハ層１０１側の面で反射した光と第２ウェーハ層１０２側の面で反射した光とが干渉することによって、明暗の縞が現れていると考えられる（ニュートンリングに類似した縞模様）。環状画像部分Ｂｄ１があると（Ｓ３４でＹＥＳ）、処理ユニット６０は、その環状画像部分Ｂｄ１の形状及び干渉縞（ニュートンリングの理論）を利用して次のようにそのボイド部分に対応するボイドの曲率半径Ｒを算出する。
【００４９】
図１２に示すように、第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂに形成されるボイドＢｄが球の一部としてモデル化される。図１２において、
ｖ：ボイドの半径
ｒ：暗線リングＬＮＲ（暗い環状の干渉縞）の半径
ｈ：ボイドの厚さ
ｓ：界面Ｓｂからの曲率半径の中心Ｏまでの距離
と定義される。ボイドの半径ｖ及び暗線リングＬＮＲの半径ｒは、ウェーハ画像からボイド部分として抽出された環状画像部分Ｂｄ１（図１６参照）から、計測される。なお、この実施の形態では、ボイドの半径ｖは抽出された環状画像部分Ｂｄ１の干渉縞の一番外側の暗線リングの半径を計測することによって得られる。
【００５０】
ボイドの厚さｈは、
【数１】
0006004517.tif 000002
で表される。干渉縞の暗線の条件から、ｍを整数とすると、
【数２】
0006004517.tif 000003
となる。ここで、ｄは、図１２におけるＡＣ間の距離であり、環状画像部分Ｂｄ１から検出された暗線リングＬＮＲが発生している部分のボイドの厚みである。
また、三角形△ＡＯＢから、
【数３】
0006004517.tif 000004
となり、三角形△ＣＯＤ及び数３から、
【数４】
0006004517.tif 000005
となる。
ｄ２≪ｒ、Ｒから、ｄ２＝０として、数４から、
【数５】
0006004517.tif 000006
【数６】
0006004517.tif 000007
となる。
数２、数３及び数６から、
【数７】
0006004517.tif 000008
となる。
ｍ番目の暗線の半径をｒｍとすると、数７より、
【数８】
0006004517.tif 000009
となる。同様に、ｍ＋ｎ番目の暗線の半径をｒｍ＋ｎとすると、
【数９】
0006004517.tif 000010
となる。数９の右辺を展開し、数８を代入して
【数１０】
0006004517.tif 000011
【数１１】
0006004517.tif 000012
そして、横軸をｎ、縦軸をｒ２としたグラフを描いたときの直線の傾きをｂとすると、数１１より、
【数１２】
0006004517.tif 000013
となる。最小２乗法で、その直線の傾きｂを求め、数１２より曲率半径Ｒは、
【数１３】
0006004517.tif 000014
【数１４】
0006004517.tif 000015
から、求められる。
【００５１】
上記のようにしてボイドの曲率半径Ｒが演算されると（Ｓ３５）、処理ユニット６０は、ステップＳ３３で抽出されたボイド部分から対象とする１つを選択して（Ｓ３６）、その選択されたボイド部分から、対応するボイドのサイズ（２方向の長さ、径、面積等）が測定されるとともにその厚さｈが求められる（Ｓ３７）。ボイドの厚さｈは、上記数１に従って測定されるボイド部分の半径ｖと前述したように求められた曲率半径Ｒ（数１４参照）から演算される。なお、この例では、第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面に生じる全てのボイドは、第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０との貼り合わせの条件が均一であるから、同じ曲率半径Ｒとなると仮定している。そして、処理ユニット６０は、抽出された全てのボイド部分についての処理が終了したか否かを判定しつつ（Ｓ３８）、各ボイド部分に対して前述したのと同様の処理（Ｓ３６〜Ｓ３７）を実行する。これにより、ウェーハ画像から抽出された全てのボイド部分から対応するボイドの平面的なサイズ及びその厚さｈが得られる。
【００５２】
なお、線状画像部分として表れる等、半径ｖを得ることができないボイド部分については、厚さｈは求められず、平面的なサイズだけが測定される。また、ウェーハ画像からボイド部分として環状画像部分が抽出されない場合（Ｓ３４でＮＯ）、その半導体ウェーハ１００についてはボイドの曲率半径Ｒが算出されない。このため、ボイドの厚さｈについても演算されない。この場合、平面的なサイズ（２方向の長さ、半径等）だけが求められるが、統計的数値からボイドの曲率半径Ｒを取得し、ボイドの厚さｈを演算してもよい。また、ステップＳ３４での処理においてウェーハ画像から複数の環状画像部分が抽出された場合、複数の環状画像部分のそれぞれから前述した手順にて曲率半径Ｒを演算し、得られた複数の曲率半径Ｒの平均値を用いてボイドの厚さｈを演算することもできる。
【００５３】
処理ユニット６０は、ウェーハ画像から抽出された全てのボイド部分についての処理が終了すると（Ｓ３８でＹＥＳ）、ウェーハ画像から抽出された各ボイドのウェーハ画像上での位置とともに、上述したように測定及び演算した各ボイドの平面的なサイズ及び厚さｈに基づいて、ボイドについての所定形式（表形式、グラフ形式等）の検査結果情報を生成する（Ｓ３９）。例えば、ボイドの個数、各ボイドの位置、各ボイドの平面的なサイズ、各ボイドの厚さｈが、表形式等で表される検査結果情報として生成される。そして、処理ユニット６０は、その検査結果情報を表示ユニット６１に表示させる。
【００５４】
上述したような基板検査装置によれば、検査光を第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２の双方を透過させることなく、検査光が半導体ウェーハ１００の表面に斜めに入射されて、その検査光の半導体ウェーハ１００での反射光を受光するラインセンサカメラ２０からの映像信号に基づいて第１ウェーハ層１０１と第２ウェーハ層１０２との界面Ｓｂの状態を表し得るウェーハ画像情報が生成され、そのウェーハ画像情報に基づいて検査結果情報が生成されるので、半導体ウェーハ１００の第２ウェーハ層１０２に検査光の透過しない部分（回路パターン等）があっても、その検査光を用いて半導体ウェーハ１００における貼り合わせ界面Ｓｂに発生し得るボイドについて検査することができるようになる。また、各ボイドの厚さｈについての情報も検査結果情報として得られるので、その検査結果情報を、例えば、ボイドに至って第２ウェーハ層１０２の表面の回路パターンを露出させてしまうことのないように第１ウェーハ層１０１の表面を研磨する際の指標とすることができる。
【００５５】
上述した実施の形態では、半導体ウェーハ１００を相対的な位置関係が維持されたラインセンサカメラ２０と照明ユニット３０に対して移動させるようにしたが、それらラインセンサカメラ２０と光学ユニット３０を半導体ウェーハ１００に対して移動させるようにしてもよい。
【００５６】
また、上述した実施の形態は、半導体ウェーハ１００を対象とした基板検査装置であったが、本発明は、これに限定されず、２つの基板層が貼り合わせてなる基板であれば適用が可能で、例えばタッチパネル式の液晶表示パネルのような透光領域を有したセンサパネルとカバーガラスとを貼り合わせてなる基板等を検査対象とすることができる。
また、この場合、照明ユニットとして可視光を用いることも可能である。
【００５７】
上述した実施例では、干渉縞の一番外側の暗線リングをボイドの径として計測している。ところが、その一番外側の暗線リングよりもさらに外側には、界面Ｓｂに生じたボイドの第１ウェーハ層１０１側の面で反射した光と第２ウェーハ層１０２側の面で反射した光との干渉による明暗の縞として現れない、つまり暗線リングとして現れていない空間があると考えられる。つまり、実際のボイドとしての微小空洞はその一番外側の暗線リングの径よりも大きいことが考えられる。
【００５８】
そこで、前述した基板検査装置で検査すべき基板を超音波空洞検査（ＳＡＴ）でも検査し、前記基板検査装置で計測されたボイドの径との相関関係を予め求めておく。そして、得られた相関関係を表す相関係数を用いて前記基板検査装置で得たボイドの径を必要に応じて補正することにより（例えば、得られたボイドの径に前記相関係数を乗ずることにより）、より正確なボイドの径を求めることができる。そして、このようにして求めたボイドの径に基づいてボイドの厚さを求めることで、より正確なボイドの厚さを得ることができる。
【００５９】
なお、超音波空洞検査でのボイドの径の測定は、対象物を液中に浸漬しなければならないこと（例えば、特開平９−２２９９１２参照）や、測定に時間が掛かる等、制約が多いので、超音波空洞検査はインラインの測定には向いていない。
【００６０】
また、前記基板検査装置により求めたボイドの厚さや、上述した超音波空洞検査（ＳＡＴ）との相関関係に基づいて求めたボイドの厚さと、それを指標にして行った第１ウェーハ層１０１の表面の研磨情報（研磨厚）との相関関係を求めることにより、より正確にボイドの厚さを求めることができる。即ち、実際に前記基板検査装置で求めたボイドの厚さの指標に基づいて第１ウェーハ層１０１の表面の研磨を行い、その研磨の結果（その指標でボイドが第１ウェーハ層の表面から露出したか、しなかったか）をフィードバックすることで、理論値と実測値（実際にボイドの厚さを実測するのではなく、ボイドが露出した際の研磨厚よって実際のボイドの厚さが想定できる）との相関関係を求め、それによってボイドの厚さ及び指標の精度を上げてゆくことができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０  エリアセンサカメラ
２０  ラインセンサカメラ
３０  照明ユニット
４０  搬送機構
５０  スライド機構
５１  カメラ移動機構
５２  回転機構
６０  処理ユニット
６１  表示ユニット
６２  操作ユニット
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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