特許 6686939 Ｘ線検査装置

(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】6686939

(24)【登録日】2020年4月6日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】Ｘ線検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20200413BHJP

   G01N 23/083 20180101ALI20200413BHJP

   G01N 23/18 20180101ALI20200413BHJP

   H05K 3/00 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/04

   G01N23/083

   G01N23/18

   H05K3/00 V

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-41666(P2017-41666)

(22)【出願日】2017年3月6日

(65)【公開番号】特開2018-146390(P2018-146390A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2019年7月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100114030

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿島 義雄

(72)【発明者】

【氏名】神戸 悟郎

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６３３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７９９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１８４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４５１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２３６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５３６８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７６

Ａ６１Ｂ ６／００− ６／１４

Ｈ０５Ｋ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線源と、
検査空間を挟んで前記Ｘ線源に対向するように配置されるＸ線検出器と、
三次元移動機構により前記検査空間内の任意の位置に移動可能なステージとを備え、
前記ステージのステージ面に載置された被検査物の観察領域が、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを結ぶＸ線光軸上に入るように前記ステージの位置を調整した上で前記被検査物のＸ線透視像を撮像して表示装置に表示するＸ線検査装置であって、
基準とする管電流および管電圧の下で、基準とする前記検査空間内の少なくとも１つの位置についての線量率を求めてあらかじめ「基準線量率データ」として記憶しておき、被検査物の検査時に用いる管電流および管電圧を設定することにより、前記「基準線量率データ」に基づいて、前記検査空間における任意の位置の線量率を「検査空間線量率データ」として算出する線量率算出部と、
前記ステージに定められたステージ基準点と前記ステージ面の範囲を定める相対位置情報とを含む「ステージ面情報」を記憶するステージ面情報記憶部と、
Ｘ線の照射開始から照射終了までの各時点での前記ステージ基準点の移動軌跡をモニタリングして「照射履歴情報」として記憶する照射履歴モニタリング部と、
前記「照射履歴情報」および前記「ステージ面情報」および前記「検査空間線量率データ」に基づいて前記ステージ面上の各位置における累積照射線量を算出して「累積照射線量分布データ」として記憶するステージ面累積照射線量算出部と、
前記被検査物のＸ線透視像を撮像した位置で前記Ｘ線検出器に撮像されるステージ面の範囲を示す「ステージ面撮像範囲データ」を算出するステージ面撮像範囲算出部と、
前記「累積照射線量分布データ」から前記「ステージ面撮像範囲データ」に対応する領域の累積照射線量分布データを「撮像範囲累積線量分布データ」として抽出し、前記表示装置に画像表示する線量分布画像表示制御部とを備えたことを特徴とするＸ線検査装置。

【請求項2】

前記線量率算出部は、基準とする管電流および管電圧の下で前記ステージを移動させ、ステージ面上に載置した線量計で単位時間あたりの線量を検査空間内の複数の位置で計測して「基準線量率テーブル」として記憶するとともに、当該「基準線量率テーブル」に基づいて前記検査空間における任意の位置での前記「検査空間線量率データ」を算出する請求項１に記載のＸ線検査装置。

【請求項3】

前記線量分布画像表示制御部は、撮像した被検査物のＸ線透視像と、当該Ｘ線透視像に対応する前記「撮像範囲累積線量分布データ」による累積照射線量の二次元分布画像とを並列表示または重畳表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業用途向けのＸ線検査装置に関し、特に半導体製品等の内部欠陥の検査に好適なＸ線検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線検査装置は半導体製品等の非破壊検査に広く利用されている。例えばプリント基板上に搭載された集積回路（ＩＣ）等の半導体部品の内部欠陥の有無の検査では、検査対象にＸ線を照射してＸ線透視像を撮像し、このＸ線透視像に基づいて製品の良否判定が行われている。
検査対象がプリント基板上の半導体部品のように小さい場合、拡大したＸ線透視像を撮像して検査することが望まれる。そのため、コーンビーム状のＸ線を照射するＸ線発生装置に対向して二次元Ｘ線検出器を配置し、これらの間の検査空間に三次元方向に移動可能なＸＹＺステージを配置して、その上に検査対象物を載置し、載置された検査対象物をＸＹ方向に移動して観察位置を定めるとともに、Ｚ方向に移動して観察領域を拡大縮小できるようにした装置で検査するようにしている。

【0003】

ところで、一般的な半導体部品は耐放射線設計がなされていないことから、Ｘ線検査時に照射されたＸ線の影響を受けて電気特性が変化し、破損してしまう場合がある。
このような不具合は検査対象物に照射されるＸ線の累積照射線量に依存することが知られているため、検査対象物に照射されるＸ線の照射線量値を予想あるいは測定して管理することがなされている。

【0004】

例えば、プリント基板の実装組み立てラインに設置して使用するＸ線検査装置において、プリント基板上に複数の半導体部品が互いに離隔した位置に点在するように載置されている場合に、プリント基板に対するＸ線の照射領域を小領域ごとに分割し、照射領域の一部領域が重複することを許容しながら複数回撮像する方法がとられる場合がある。このような検査では、実装部品の位置データとＸ線照射領域ごとのＸ線照射線量値から、部品単位のＸ線照射予定線量値を算出し、部品単位のＸ線照射許容線量値と比較することによりＸ線照射許容線量値を超えないようにすることがなされている（特許文献１参照）。

【0005】

また、Ｘ線検査装置の観察テーブル上にプリント基板を載置し、観察しようとする被検査物の位置を、Ｘ線源とＸ線検出器の間にくるようにステージ位置と高さを調整し、以下の方法で被検査物へのＸ線の累積照射量を管理する方法が開示されている（特許文献２参照）。
すなわち、検査前に、あらかじめ基準となるＸ線条件（管電流、管電圧、Ｘ線源から観察テーブルまでの距離（以下、「ＳＯＤ」と称する））を設定し、観察テーブル上に線量計を配置して線量率を測定し、制御部に記憶させておく。そして、検査時に被検査物を観察テーブルに載置し、観察テーブルを移動して所望の位置でＸ線を照射してＸ線透視像を構築して表示器に表示する。続いて、Ｘ線照射時のＸ線条件（管電流、管電圧、ＳＯＤ）を記録するとともに照射時間を計測し、同時に、このときのＸ線条件での線量率を、あらかじめ記憶してある基準条件での線量率の下に算出する。
具体的には、線量率は管電圧の二乗に比例するとともに管電流に比例し、ＳＯＤの二乗に反比例することが知られているので、管電圧、管電流、ＳＯＤの設定条件に基づいて基準条件下での線量率から算出される。そして、Ｘ線条件が変更されるまでの照射時間と線量率との積を算出することで被測定物への照射線量が求められる。さらに、同じ被検査物に対してＸ線条件が変更されるごとに変更後のＸ線条件で同様の計算を行い、照射線量を加算していくことで、Ｘ線の照射開始からの累積照射線量が計算される（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−３５０３６７号公報

【特許文献2】特開２０１１−１７９９３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述した従来技術のうち、前者はプリント基板上での実装部品の取付位置を含む実装部品データを取得しておくことが前提となっていることから、そのような実装部品データが用意されている場合であって、組み立てライン等で同一のプリント基板を同一のＸ線透視像の撮像条件で検査する場合には有用であるが、実装部品データが用意されていない場合には適用できない。

【0008】

一方、後者では被検査物についての実装部品データは必要なく、観察ステージの移動で直接プリント基板上の半導体部品の位置（高さを含む）を調整して観察が行われる。
この場合、Ｘ線を照射した状態で、最適な撮像位置が見つかるまで観察ステージを三次元（ＸＹＺ）方向に自由に移動させてから最適位置で透視像を撮像することになる。よって、プリント基板上に複数の半導体部品が存在する場合は、それぞれの半導体部品の最適撮像位置を見つけて撮像することになる。
結局、Ｘ線照射を開始した時点から観察を終了するまでの観察ステージの累積照射線量は、最適位置を探し出すまでの移動軌跡で定まる。このとき、プリント基板の各位置の累積照射線量は異なることになり、ある１つの点での累積照射線量が算出されたとしても、複数の観察位置を検査する場合は各位置での照射線量を正確に把握することは困難であった。

【0009】

また、小さな半導体部品は、その小さい面積内に照射される累積照射線量が問題となるが、観察位置変更時のステージの移動軌跡によっては、検査対象の半導体部品の位置とその近傍位置とで照射線量が大きく異なることもあり、プリント基板上の各位置での照射線量を二次元的に把握できることが望ましい。さらには、観察対象である半導体部品内部の照射線量の分布まで把握できればなおよい。

【0010】

そこで本発明は、ステージ上に載置された半導体部品等の被検査物について、被検査物に照射された累積照射線量を二次元分布画像として把握することができるＸ線検査装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、ステージ上の任意の位置に載置された被検査物についての累積照射線量を把握できるようにすることを目的とする。
さらに、小さい部品のＸ線検査では、被検査物の拡大したＸ線透視像を撮像することが多いが、このＸ線透視像の撮像領域に対応させて、Ｘ線透視像と同等に拡大した累積照射線量の分布像を画像表示できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するためになされた本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線源と、検査空間を挟んで前記Ｘ線源に対向するように配置されるＸ線検出器と、三次元移動機構により前記検査空間内の任意の位置に移動可能なステージとを備え、前記ステージのステージ面に載置された被検査物の観察領域が、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを結ぶＸ線光軸上に入るように前記ステージの位置を調整した上で前記被検査物のＸ線透視像を撮像して表示装置に表示するＸ線検査装置であって、基準とする管電流および管電圧の下で、基準とする前記検査空間内の少なくとも１つの位置についての線量率を求めてあらかじめ「基準線量率データ」として記憶しておき、被検査物の検査時に用いる管電流および管電圧を設定することにより、前記「基準線量率データ」に基づいて、前記検査空間における任意の位置の線量率を「検査空間線量率データ」として算出する線量率算出部と、前記ステージに定められたステージ基準点と前記ステージ面の範囲を定める相対位置情報とを含む「ステージ面情報」を記憶するステージ面情報記憶部と、Ｘ線の照射開始から照射終了までの各時点での前記ステージ基準点の移動軌跡をモニタリングして「照射履歴情報」として記憶する照射履歴モニタリング部と、前記「照射履歴情報」および前記「ステージ面情報」および前記「検査空間線量率データ」に基づいて前記ステージ面上の各位置における累積照射線量を算出して「累積照射線量分布データ」として記憶するステージ面累積照射線量算出部と、前記被検査物のＸ線透視像を撮像した位置で前記Ｘ線検出器に撮像されるステージ面の範囲を示す「ステージ面撮像範囲データ」を算出するステージ面撮像範囲算出部と、前記「累積照射線量分布データ」から前記「ステージ面撮像範囲データ」に対応する領域の累積照射線量分布データを「撮像範囲累積線量分布データ」として抽出し、前記表示装置に画像表示する線量分布画像表示制御部とを備えるようにしている。

【0012】

本発明によれば、被検査物のＸ線検査を行うときに、検査で用いるＸ線源の管電流および管電圧を設定すると、線量率算出部により、検査前にあらかじめ記憶してある「基準線量率データ」に基づいて検査空間内の各位置の線量率が算出できるようになり、必要なときに所望の位置の線量率が「検査空間線量率データ」として算出されるようになる。
そして、ステージ面上に被測定物を載置した状態で検査を開始すると、照射履歴モニタリング部により、Ｘ線の照射開始から照射終了までの各時点のステージ基準点の移動軌跡が「照射履歴情報」として記憶される。
さらに、ステージ面累積照射線量算出部により、「照射履歴情報」および「ステージ面情報」および「検査空間線量率データ」に基づいて、ステージ面上の各位置における累積照射線量が算出される。これによりステージ面上の各位置の「累積照射線量分布データ」が取得される。
そして、ステージ撮像範囲算出部が、被検査物のＸ線透視像を撮像した位置で、そのときＸ線検出器に撮像されるステージ面の範囲である「ステージ面撮像範囲データ」を算出する。これはＸ線透視像を撮像した位置での「ステージ面情報」と、Ｘ線源と、Ｘ線検出器との幾何学的位置関係から求められる。
「ステージ面撮像範囲データ」が算出されると、線量分布画像表示制御部は、ステージ面全体の分布データである「累積照射線量分布データ」から、「ステージ面撮像範囲データ」に対応する一部領域の累積照射線量の分布データを「撮像範囲累積線量分布データ」として抽出し、これを画像化して累積照射線量の二次元分布画像として表示装置に表示する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、撮像したＸ線透視像に対応する領域についての累積照射線量が二次元分布画像で視覚的に確認することができるようになる。
また、Ｘ線検査時に照射された累積照射線量を、検査しようとする部品単位で把握することができる。
また、本発明によれば、載置するステージ上の位置についても特に気にすることもなく、また、Ｘ線透視像の拡大または縮小にも影響されず、Ｘ線透視像を撮像した撮像領域に合わせて、そのＸ線透視像と同じ領域についての累積照射線量の二次元分布画像を確認することができる。

【0014】

上記発明において、線量率算出部は、基準とする管電流および管電圧の下で前記ステージを移動させ、ステージ面上に載置した線量計で単位時間あたりの線量を検査空間内の複数の位置で計測して「基準線量率テーブル」として記憶するとともに、当該「基準線量率テーブル」に基づいて前記検査空間における任意の位置での前記「検査空間線量率データ」を算出するようにしてもよい。
これにより、検査空間における任意の位置について算出される「検査空間線量率データ」の精度を高めることができる。

【0015】

また、上記発明において、線量分布画像表示制御部は、撮像した被検査物のＸ線透視像と、当該Ｘ線透視像に対応する前記「撮像範囲累積線量分布データ」による累積照射線量の二次元分布画像とを並列表示または重畳表示するようにしてもよい。
これにより、Ｘ線透視像と累積照射線量の二次元分布画像とを比較しながら観察することができ、Ｘ線の照射による影響と不具合との関係を視覚的に確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の装置構成を示すブロック図。

【図2】本発明のＸ線検査装置による検査手順の一例を示すフローチャート。

【図3】検査対象のプリント基板をステージ上に載置した状態を示す図。

【図4】第１の被検査物の累積照射線量分布データを示す模式図。

【図5】第１の被検査物を拡大して撮像したときのＸ線透視像と線量分布画像を示す模式図。

【図6】図５のＸ線透視像と線量分布画像とを重畳表示したときの模式図。

【図7】第２の被検査物の累積照射線量分布データを示す模式図。

【図8】第２の被検査物を拡大して撮像したときのＸ線透視像と線量分布画像を示す模式図。

【図9】図８のＸ線透視像と照射線量分布画像とを重畳表示したときの模式図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施形態であるＸ線検査装置Ａの装置構成を模式的に示したブロック図である。
Ｘ線源であるＸ発生装置１１にはマイクロフォーカスＸ線管が使用される。マイクロフォーカスＸ線管の中に形成された照射中心点１１ａは点状のＸ線発生点であり、そこから鉛直上方に向けてコーンビーム状のＸ線が照射される。Ｘ線発生装置１１の上方には二次元Ｘ線検出器１２が対向配置され、両者の間の検査空間１３に、被検査物Ｗを載置するステージ１４が載置面（ステージ面）を水平にして配置されている。なお、Ｘ線検出器１２は、Ｘ線発生装置１１の照射中心点１１ａと、Ｘ線検出器１２の受光面中心点１２ａとを結ぶＸ線光軸Ｌが鉛直線となるように配置してある。ステージ１４はＸ線が透過する方形の平板（例えばアルミニウム板）で形成され、三次元移動機構１５によって検査空間１３内の任意の位置に移動可能となるようにしてある。検査空間１３はＸＹＺ座標系が定義され、任意の位置がＸＹＺ座標で特定できるようにしてある。また、検査空間１３は安全のためＸ線防護箱で囲まれている。

【0018】

制御部２０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２１、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ）２２、入力装置（マウス、ジョイスティック、キーボード）２３、表示装置（液晶パネル）２４を含むコンピュータハードウェアで構成され、Ｘ線発生装置１１、Ｘ線検出器１２、三次元移動機構１５を制御する。
制御部２０は、管電流および管電圧の設定値や起動／停止命令が入力されると、Ｘ線コントローラ１６に制御信号を送る。そして、Ｘ線コントローラ１６からの制御信号によってＸ線発生装置１１は管電流および管電圧が設定され、照射開始または照射停止の制御が行われるようにしてある。
また、Ｘ線透視像の検出信号がＸ線検出器１２から画像取込回路１７に送られて画像信号が形成され、この画像信号が制御部２０に送られて表示装置２４に表示できるようにしてある。

【0019】

三次元移動機構１５は、制御部２０からの位置制御信号の入力によりステージ１４の位置を任意の位置に移動できるようにしてある。また、制御部２０には検査空間１３のＸＹＺ座標系を記憶させてあり、さらに、Ｘ線発生装置１１の照射中心点１１ａの位置座標、Ｘ線検出器１２の受光面中心点１２ａの位置座標、ステージ１４の位置を特定するための基準位置となる原点位置についてもあらかじめ記憶してある。よって、三次元移動機構１５によりステージ１４を初期化のために原点に復帰させた後、原点位置から移動すると、その後は移動量からステージ１４の現在位置座標が認識され、Ｘ線発生装置１１、Ｘ線検出器１２との位置関係も認識できるようにしてある。

【0020】

また、制御部２０には、本発明で行う各機能を実現するためのコンピュータソフトウェアである制御プログラムがインストールされている。制御部２０が処理する動作を、機能ごとにブロック化して説明すると、線量率算出部３１、ステージ面情報記憶部３２、照射履歴モニタリング部３３、ステージ面累積照射線量算出部３４、ステージ面撮像範囲算出部３５、線量分布画像表示制御部３６を備えている。

【0021】

線量率算出部３１は、例えば定期点検等で被検査物Ｗの検査を行う前に、検査空間１３内の１つの位置についての線量率（単位時間あたりの線量）を、線量計を用いて実測し、基準線量率データ４１として記憶しておく。既述のように、線量率は管電圧の二乗に比例するとともに、管電流に比例し、距離の二乗に反比例することが知られている。そこで、基準とする管電流および管電圧の下に、検査空間１３内の任意の位置座標の１点について単位時間あたりの線量を実測することで、Ｘ線発生装置１１の照射中心点１１ａの位置座標が決まっており、照射中心点１１ａから実測点までの距離がわかり、検査空間１３内の任意の点についても線量率を理論的に算出できる。よって、管電流や管電圧を変更した場合でも、理論的に線量率を算出することができる。

【0022】

なお、検査空間１３の線量率の分布状態の計算精度を高めるため、線量計をステージ１４に載せて移動して複数（多数）の点で実測し、検査空間１３内の基準線量率テーブル４１ａ（複数点の基準線量率データのテーブル）を作成して利用してもよい。管電圧や管電流に関しても複数の値に設定した上で線量率を実測し、その間の管電圧や管電流については補間計算や理論計算で求めるようにしてもよい。
また、Ｘ線発生装置１１に近い空間については実測することが技術的に困難なため、Ｘ線発生装置１１から離れた位置での複数の実測値に基づいて理論計算で求めるようにすればよい。

【0023】

そして、線量率算出部３１は、被検査物Ｗの検査時に用いる管電流および管電圧が設定されることにより、基準線量率データ４１（基準線量率テーブル４１ａ）を用いて、検査空間１３内の任意の位置の線量率を、検査空間線量率データ４１ｂとして必要に応じて算出する。算出された任意の位置の検査空間線量率データ４１ｂは、後述する累積照射線量の計算において利用される。

【0024】

ステージ面情報記憶部３２は、ステージ１４に定められたステージ基準点４２ａと、このステージ基準点４２ａの位置を基準にしてステージ面の範囲を定める相対位置情報４２ｂを含むステージ面情報４２を記憶する。
ステージ基準点４２ａはステージ１４のステージ面の上に定められた１点であり、これをステージ面の代表点としてモニタリングすることにより検査空間１３内でのステージ１４の位置が把握でき、ステージ１４の移動軌跡を追跡することができる。
相対位置情報４２ｂは、ステージ基準点４２ａに対するステージ面の範囲を定める相対位置の情報であり、ステージ基準点４２ａと組み合わせてステージ１４のステージ面上に含まれる各点の位置座標が特定できる。
ステージ基準点４２ａをステージ１４のどこに設定するかは特に限定されないが、本実施例では、方形で平板状のステージ面を有するステージ１４を用いているので、ステージ基準点４２ａを方形の中心点とし、相対位置情報４２ｂを方形の四隅の４点を範囲としたステージ面情報４２とすることで、ステージ面の範囲が特定できるようにしている。

【0025】

照射履歴モニタリング部３３は、Ｘ線の照射開始から照射終了までの各時点でのステージ基準点４２ａの移動軌跡をモニタリングして照射履歴情報４３として記憶する。照射履歴情報４３にはステージ基準点４２ａが移動した経路である移動軌跡情報４３ａ（位置座標情報Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、移動軌跡上の各点での時間情報４３ｂ（時間座標情報Ｔ）とを関連して（例えばＸ、Ｙ、Ｚ、Ｔの４次元座標データとして）記憶されることになる。
このモニタリングは、Ｘ線の照射開始時点から照射終了時点まで継続して続けられ、所望の観察位置でＸ線透視像を撮像している期間だけでなく、ステージ１４の移動中の期間や観察を終えた後でのＸ線照射継続中の期間についてもモニタリングすることで、実際にＸ線が照射された全期間がモニタリングされる。

【0026】

ステージ面累積照射線量算出部３４は、照射履歴情報４３（移動軌跡情報４３ａと時間情報４３ｂ）、ステージ面情報４２（ステージ基準点４２ａと相対位置情報４２ｂ）、検査空間線量率データ４１ｂに基づいて、ステージ１４のステージ面上の各位置における累積照射線量を算出し、累積照射線量分布データ４４として記憶する。
具体的には、まず、ステージ基準点４２ａについて、移動軌跡情報４３ａからステージ基準点４２ａの移動軌跡上の各点を抽出し、これら移動軌跡上の各点についての検査空間線量率データ４１ｂを算出する。そして、移動軌跡上の各点について、検査空間線量率データ４１ｂと時間情報４３ｂとの積を求めることで、移動軌跡上の各点についての照射線量が求められる。さらに、移動軌跡上の各点での照射線量を合算することでステージ基準点４２ａについての累積照射線量を求めることができる。
そして、ステージ１４のステージ基準点４２ａ以外のステージ面全体の各点について、ステージ基準点４２ａとともに相対位置情報４２ｂを用いて、同様の演算を行うことで累積照射線量を算出することができるので、ステージ１４のステージ面全体の算出結果を累積照射線量分布データ４４として記憶する。なお、この累積照射線量分布データ４４は、データとして保持すればよく、必ずしも被検査物Ｗの検査時に表示装置２４に画像表示する必要はないが、仮に表示した場合にはステージ１４のステージ面全体の累積照射線量の分布が観察できることになる（後述する図４、図７参照）。

【0027】

また、累積照射線量分布データ４４は、Ｘ線照射が継続されている限り、時々刻々更新され続けることになるが、計算の処理量を抑えるため、例えば１０秒〜５分ごとの所定間隔で累積照射線量を算出して更新していくようにしてもよい。

【0028】

ステージ面撮像範囲算出部３５は、被検査物ＷのＸ線透視像を撮像した位置でＸ線検出器１２に撮像されるステージ面の範囲であるステージ面撮像範囲データ４５を算出する。
例えば被検査物Ｗが小さい場合のＸ線検査では、検査したい領域を大きく拡大したＸ線透視像を撮像して検査を行うことが望ましいため、撮像領域はステージ１４のステージ面全体ではなく、その一部分であることが多い。よって、撮像領域に対応するステージ面の範囲を特定し、そのステージ面の範囲の累積照射線量を求めるようにすれば、撮像領域内の照射線量を詳しく認識できることから、Ｘ線透視像の撮像範囲に対応するステージ面の範囲を特定することが必要になる。

【0029】

このステージ面の範囲は、撮像されたＸ線透視像の中心点（撮像領域の中心点）がＸ線発生装置１１の照射中心点１１ａとＸ線検出器１２の受光面中心点１２ａを結ぶＸ線光軸Ｌ上の点であること、および、撮像時にＸ線光軸Ｌ上にあるステージ面の三次元の位置座標が三次元移動機構１５からの位置情報で決定できることを利用して幾何学的計算により定めることができる。
すなわち、図１に示すように、照射中心点１１ａとＸ線検出器１２の受光面の両端とを結ぶ線分Ｍ、Ｎに挟まれたステージ面の範囲がＸ線透視像に対応するステージ面の範囲になるので、線分Ｍ、Ｎで挟まれたステージ面の範囲を幾何学的に算出することにより、ステージ面撮像範囲データ４５が算出できる。

【0030】

線量分布画像表示制御部３６は、ステージ１４のステージ面全体の累積照射線量分布データ４４から、ステージ面撮像範囲データ４５に対応する領域についての累積照射線量の分布データを撮像範囲累積線量分布データ４６として抽出し、表示装置２４に画像表示する制御を行う。表示される画像はＸ線透視像の撮像領域に対応した領域の線量分布画像である。よって、線量分布画像表示制御部３６により表示したときに、Ｘ線透視画像と線量分布画像とを並列表示したり、一方をカラー表示にして線量分布画像とＸ線透視像とを重畳表示したりする制御を行うことで、確認しやすい表示にすることができる。

【0031】

（検査手順）
次に、上述したＸ線検査装置Ａによる検査手順の一例について図２のフローチャートを用いて説明する。ここでは図３に見られるように、被検査物Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）となる２つの半導体部品が搭載されたプリント基板Ｐをステージ１４上に載置し、最初に半導体部品Ｗ１の検査を行い、続いて半導体部品Ｗ２の検査を行うことを想定して説明する。

【0032】

Ｓ１０１において、半導体部品Ｗの検査前に、あらかじめ、検査空間１３の各点の線量率を決定するために必要な基準線量率データ４１を記憶しておく。具体的には、基準の管電圧および管電流を設定してＸ線発生装置１１からＸ線を照射し、ステージ１４に線量計を搭載して検査空間１３内を移動させることで格子状に選択した各測定点で計測し、基準線量率テーブル４１ａとして記憶させておく。以後、この基準線量率テーブル４１ａを用いて検査空間１３の任意の点の線量率が補間計算や理論計算等で求められ、検査空間線量率データ４１ｂとして利用される。

【0033】

Ｓ１０２において、半導体部品Ｗの検査前に、ステージ面情報４２として、ステージ基準点４２ａと、ステージ面の相対位置情報４２ｂとを記憶しておく。これらの情報を記憶することにより、ステージ１４が検査空間１３で移動するときのステージ面の各点の位置座標を、ステージ基準点４２ａのモニタリングで特定することができるようになる。

【0034】

Ｓ１０３において、プリント基板Ｐをステージ１４のステージ面に載置する。
Ｓ１０４において、Ｘ線の照射を開始する。この時点から照射履歴情報４３のモニタリングが始まる。

【0035】

Ｓ１０５において、Ｘ線照射による被検査物Ｗ（最初はＷ１）の観察の実行と、移動軌跡のモニタリングが継続され、照射履歴情報４３として各時点（時間情報４３ｂ）でのステージ基準点４２ａの移動軌跡（移動軌跡情報４３ａ）が記憶される。

【0036】

Ｓ１０６において、ステージ面全体の各点の累積照射線量分布データ４４が算出されるとともに更新される。

【0037】

Ｓ１０７において、現在のＸ線透視画像を保存する保存指令の有無が確認され、保存指令がないときはＳ１０５に戻って観察の実行と移動軌跡のモニタリングが継続される。
保存指令の入力があったときはＳ１０８に進む。

【0038】

Ｓ１０８において、Ｘ線透視像を画像保存し、そのときのステージ１４のステージ面の位置情報（すなわち画像保存時の移動軌跡情報）を記憶する。
Ｓ１０９において、Ｘ線透視像が撮像された領域に対応するステージ面撮像範囲データ４５を幾何学的関係（Ｘ線源、Ｘ線検出器、ステージ面の位置関係）から算出する。

【0039】

Ｓ１１０において、ステージ面全体の各点の線量分布データである累積照射線量分布データ４４から、ステージ面撮像範囲データ４５に対応する領域の線量分布データである撮像範囲累積線量分布データ４６を抽出する。
Ｓ１１１において、抽出された撮像範囲累積線量分布データ４６の画像表示を行う。

【0040】

Ｓ１１２において、Ｘ線照射の停止指令の有無が確認され、停止指令の入力がないときはＳ１０５に戻って他の被検査物Ｗ（２回目はＷ２）の観察の実行と移動軌跡のモニタリングが継続される。
一方、Ｘ線照射の停止指令の入力があるときは照射を終了し、観察を終了するとともに照射履歴情報４３のモニタリングも停止する。
このようにして、全ての被検査物Ｗの検査が終わるまで同様の処理を繰り返す。

【0041】

次に、図２で説明した手順による検査を実行したときに、２つの異なる時点で得られる累積照射線量分布画像の変化について説明する。

【0042】

図４は、最初の半導体部品Ｗ１の検査で、半導体部品Ｗ１の拡大されたＸ線透視像を撮像した直後において、ステージ１４全体の累積照射線量分布データが算出され、これを画像表示したときの表示画像１４ａを示す模式図である。

【0043】

ここでは、累積照射線量分布画像の時間変化を明確にする便宜上、さらには、最初の半導体部品Ｗ１の検査を効率よく行う観点から、プリント基板Ｐをステージ１４上に載置するときに、半導体部品Ｗ１がＸ線検査装置ＡのＸ線光軸Ｌ上に存在するようにしてＸＹ方向の調整を省略するようにしている。続いて、Ｘ線を照射してＺ方向の位置（拡大率）を調整し、しばらく観察して半導体部品Ｗ１のＸ線透視像を撮像した直後のステージ１４全体の累積照射線量分布データ４４を画像表示する。この時点で得られる累積照射線量分布データ４４の表示画像１４ａは、（ＸＹ方向のステージ移動を行っていないので）Ｘ線光軸Ｌの位置を中心としてほぼ同心円状の累積照射線量分布となっている。

【0044】

また、図５（ａ）はこのとき半導体部品Ｗ１が拡大して撮像されたＸ線透視像Ｔ１の模式図であり、図５（ｂ）はこのＸ線透視像Ｔ１の撮像領域に対応するステージ１４上の撮像範囲（図４の表示画像１４ａ上でのＳ１の領域）の累積照射線量分布画像Ｕ１である。この累積照射線量分布画像Ｕ１は、Ｘ線透視像Ｔ１で撮像されている領域と同一領域についての線量分布の画像であり、しかも拡大されているので、半導体部品Ｗ１の内部の線量分布も拡大画像で確認することができる。

【0045】

そして、表示装置２４上で図５（ａ）のＸ線透視像Ｔ１と図５（ｂ）の線量分布画像Ｕ１とを並列表示したり、図６に示すようにＸ線透視像Ｔ１と線量分布画像Ｕ１とを色を変えて重畳表示したりして観察することにより、Ｘ線透視像と線量分布画像とを比較して観察することができる。

【0046】

その後、半導体部品Ｗ２の検査を行うために、半導体部品Ｗ２がＸ線光軸Ｌ上に存在するようにステージ１４を移動し、その位置でＺ方向の位置（拡大率）を調整し、しばらく観察して半導体部品Ｗ２のＸ線透視像を撮像した直後のステージ１４全体の累積照射線量分布データを画像表示する。図７は、その表示画像１４ｂを示す模式図である。

【0047】

このとき得られた累積照射線量分布データの表示画像１４ｂは、図４での累積照射線量分布データに、ステージ移動後に照射された照射線量が加算された線量分布画像となっている。
また、図８（ａ）はこのときの半導体部品Ｗ２を拡大して撮像したＸ線透視像Ｔ２の模式図であり、図８（ｂ）はＸ線透視像Ｔ２に対応するステージ１４上の撮像範囲（図７の表示画像１４ｂ上でのＳ２の領域）の線量分布画像Ｕ２である。この線量分布画像Ｕ２は、Ｘ線透視像Ｔ２で撮像されている領域と同一領域についての線量分布画像であり、しかも拡大されているので、半導体部品Ｗ２の内部の線量分布も拡大画像で確認することができる。また、図９に示すように、図８のＸ線透視像と照射線量分布画像とを重畳して表示してもよい。

【0048】

図４〜図９に例示した累積照射線量分布画像では、説明の都合上、累積照射線量の分布を等高線のような表示で記載してあるが、表示装置２４の上ではヒートマップのようなカラー画像として分布を表示することが好適である。

【0049】

このように、検査しようとする部品単位で、撮像したＸ線透視像に対応する領域についての累積照射線量を二次元の線量分布画像として確認することができ、Ｘ線検査時のＸ線照射の影響を部品ごとに視覚的に把握することができる。
また、Ｘ線透視像が拡大または縮小されることにも影響されず、Ｘ線透視像を撮像した撮像領域に合わせて、そのＸ線透視像と同じ領域についての累積照射線量の二次元分布画像を確認することができる。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、Ｘ線検査装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0051】

１１ Ｘ線発生装置（Ｘ線源）
１２ Ｘ線検出器
１３ 検査空間
１４ ステージ
１５ 三次元移動機構
２１ マイクロプロセッサ
２２ メモリ
２３ 入力装置
２４ 表示装置
３１ 線量率算出部
３２ ステージ面情報記憶部
３３ 照射履歴モニタリング部
３４ ステージ面累積照射線量算出部
３５ ステージ面撮像範囲算出部
３６ 線量分布画像表示制御部
４１ 基準線量率データ
４１ａ 基準線量率テーブル
４１ｂ 検査空間線量率データ
４２ ステージ面情報
４２ａ ステージ基準点
４２ｂ 相対位置情報
４３ 照射履歴情報
４３ａ 移動軌跡情報
４３ｂ 時間情報
４４ 累積照射線量分布データ
４５ ステージ面撮像範囲データ
４６ 撮像範囲累積線量分布データ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】