JP2003004668A - X-ray inspection apparatus - Google Patents

X-ray inspection apparatus

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JP2003004668A
JP2003004668A JP2001192458A JP2001192458A JP2003004668A JP 2003004668 A JP2003004668 A JP 2003004668A JP 2001192458 A JP2001192458 A JP 2001192458A JP 2001192458 A JP2001192458 A JP 2001192458A JP 2003004668 A JP2003004668 A JP 2003004668A
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ray
deflection
electron beam
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray inspection apparatus in which a current flowing to a steering coil for X-ray deflection in an X-ray tube is adjusted easily and which can make the output of an X-ray detection device maximum. SOLUTION: Electrons are emitted from a cathode filament 1 to which a negative high voltage is applied, they are converged by a Wehnelt electrode 2, and they are accelerated to a high speed by an anode 3 so as to enter a hole in the center of the anode 3. Their electron beam is deflected by the steering coil 4, and it is converged by a focus coil 5 so as to collide with a target 6. Generated transmission-direction X-rays are incident on the X-ray image detection device 7 so as to enter a PC 8 as a luminance-output image signal. An X-Y deflection instruction signal is output by optical-axis auxiliary software 9, a current value flowing to the steering coil 4 via an X-ray controller 10 is changed, and an X-Y deflection value which makes the image signal maximum is set automatically.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、X線検査装置に係
わり、特に、透過型のX線管を用い、X線管の電子ビー
ムをステアリングコイルとフォーカスコイルによって偏
向・集束し、ターゲットに衝突させて透過方向にX線を
発生させ、X線像検出装置を用いて検査するX線検査装
置に関する。 【0002】 【従来の技術】微細な内部構造を非破壊検査法で観察す
る手法が各分野で要求されている。例えば半導体パッケ
ージングの開発や実装検査・品質保証のために、微小焦
点を有するX線管を使って内部の欠陥などが調べられて
いる。このX線管は開放型構造で、ターゲットに厚さが
薄いタングステンプレートを使用し、収束された電子ビ
ームをこのターゲットに打ち込み、そこで発生するX線
を放射するものである。検査部品の微細な構造を観察す
るため、焦点寸法は微小なものが使われている。このX
線管はマイクロフォーカスX線管と呼ばれ、真空容器内
で熱陰極から出発した電子ビームを、電子レンズにより
収束させてターゲット上の1〜200μmの寸法の微小
領域に打ち込み、そこで生じるX線を利用するものであ
る。マイクロフォーカスX線管のうち、特に焦点寸法が
微少化できるものは、開放型と呼ばれるタイプのもので
ある。開放型のX線管は、真空容器の開閉機構と真空排
気ポンプを具備しており、熱陰極やターゲット材を交換
できるという特徴をもつ。このため、開放型のマイクロ
フォーカスX線管では熱陰極やターゲットの寿命を犠牲
にして陰極の熱陰極の温度を上げて焦点寸法を微細化
し、高管電圧、高管電流の条件で焦点寸法を微細化する
ことが可能である。開放型のX線管は、さらに透過型と
反射型と呼ばれる2つのタイプに分類される。透過型で
は、ターゲット面から見て電子ビームと出力X線が反対
側に位置するのに対し、反射型では、ターゲット面から
見て電子ビームと出力X線が同じ側に位置する。透過
型、反射型とも、電子ビームをターゲット上の微小領域
に収束してX線の焦点寸法を微細化する構造は同じであ
る。 【0003】図4に、開放透過型X線管の断面構造を示
す。このX線管はカソード部の陰極フィラメント1と、
ウェネルト電極2と、電子ビームを加速する陽極3と、
電子ビームの方向を偏向するステアリングコイル4と、
偏向された電子ビームを集束するフォーカスコイル5
と、X線透過窓上に設けられたターゲット6とから構成
されている。そして、各部はO−リング(図示せず)で
互いに真空気密に連結されており、ターボ分子ポンプと
ロータリーポンプ(図示せず)による2段引きがされた
X線管容器を形成している。陰極側に高圧ケーブルが挿
し込まれ、X線制御装置10aから陰極フィラメント1
に負の高電圧が印加される。陽極3側のターゲット6及
びX線管容器の外装は接地電位に保たれている。高圧ケ
ーブル(図示されていない)から陰極フィラメント1に
電圧が印加され電流が流れ加熱されると、熱電子が放出
され陽極3に向かって加速され、電子ビームを形成す
る。電子ビームはウェネルト電極2を通り、加速されて
陽極3の中央に設けられた円筒部に入り、X線制御装置
10aからステアリングコイル4により電子ビームの進
行方向が調整される。そして、X線制御装置10aから
フォーカスコイル5によって、微小な径の電子ビームに
収束され、ターゲット6に突入する。アルミニウムの厚
みT=0.5mm程度のX線出力窓上の内側に、ターゲ
ット6がマウントされている。ターゲット6は、例え
ば、厚さが50μm程度のタングステンが使われたり、
ターゲット材をX線透過窓に直接成膜したりしている。
このターゲット6に電子ビームが突入するとそこでX線
を放射する。放射されるX線のうちX線透過窓を透過す
る方向のX線が試料に照射されて、その透過X線がX線
像検出装置7に入射し、X線画像を得ることができる。
マイクロフォーカスX線管のX線条件は、管電圧が5〜
225kV、管電流が〜2mA程度で、焦点寸法は1〜
200μm程度のものが使われている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】従来のX線検査装置は
以上のように構成されているが、このマイクロフォーカ
スX線発生装置の電子銃の陰極フィラメント1は、数百
時間程度の寿命しかなく交換が必要となる。交換時には
X線管容器の内部を大気圧状態にし、陰極部の電子銃の
陰極フィラメント1の部分を外部に取り出し、陰極フィ
ラメント1を新しいものに交換する。そして再び、X線
管容器に陰極フィラメント1を取付け、真空に内部を排
気する。しかし、毎回同じ位置に、陰極フィラメント1
を取付けることは出来ない。そのため陰極フィラメント
1を取付け真空に排気してから、取付け位置のずれによ
る電子ビームの変位を補正するために、ステアリングコ
イル4により電子ビームの進行方向を調整する必要があ
る。この調整はX線像検出装置7からの画像を目視で確
認しながら、手動でX線制御装置10aのボタン操作で
光軸を変化させ、ステアリングコイル4を構成する上下
前後の電磁コイルに流すX偏向値及びY偏向値の電流を
調整して、画像の輝度が最高となる光軸を発見して行な
われていた。この調整作業は、X線像検出装置7の出力
像を目視で確認しながら行わなければならず、管電圧が
低い条件ではX線出力が微弱であるため調整がしにくく
なるという欠点があった。また、電子ビームの変位が大
きく電子ビームが本来の開口部から外れている場合に
は、X線の出力がなくなるので調整が極めて困難になる
という欠点もあった。そして、2軸を変化させる必要が
あるため、手動による調整では光軸を発見するのに非常
に時間がかかり、さらに、画面の輝度は目視による比較
であるために、誤った方向へ光軸を走査してしまうとい
う問題がある。 【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、電子ビームをターゲットの所定の位置
に容易に位置調整することができるX線検査装置を提供
することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明のX線検査装置は、電子発生部で発生し加速さ
れた電子ビームを集束手段により集束しつつターゲット
に衝突させてX線を発生するX線管と、このX線管から
発生したX線を試料に照射して透過像を検出するX線像
検出装置を備えたX線検査装置において、前記電子線発
生部と集束手段との間に配置され2次元的に電子ビーム
を偏向する偏向手段と、前記偏向手段による偏向量を2
次元的に走査する走査手段と、前記電子ビームを前記走
査手段によって走査しながら前記X線像検出装置によっ
てX線の強度を計測する手段と、この計測手段によって
求められた計測値が最高値となる前記偏向手段による偏
向量を求めて前記偏向手段に設定する設定手段を備えた
ものである。 【0007】本発明のX線検査装置は上記のように構成
されており、電子発生部と集束手段との間に、電子発生
部から発生した電子ビームを2次元的に偏向する偏向手
段が設けられ、その偏向手段に外部に設けられた走査手
段によってX偏向値とY偏向値を変化させて、電子ビー
ムを2次元的に走査しながら、X線像検出装置によって
X線の強度を計測し、求められた計測値が最高となる偏
向手段の偏向量を求めて、走査手段にそのX偏向値とY
偏向値を設定するものである。そのため、走査手段によ
って最高のX線強度になるように、X偏向値とY偏向値
が設定されるので、従来のように目視によらず、短時間
に、電子ビームをターゲットの所定の位置に容易に位置
調整することができる。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明のX線検査装置の一実施例
を図1を参照しながら説明する。図1は本発明のX線検
査装置の構成を示す図である。本X線検査装置は、陰極
フィラメント1から放出された電子ビームがウェネルト
電極2によって集束され、陽極3によって加速され、ス
テアリングコイル4によって偏向され、フォーカスコイ
ル5によって集束され、ターゲット6に衝突して透過方
向にX線を放射する透過型のX線管と、透過したX線を
検出し画像信号として出力するX線像検出装置7と、そ
の出力画像を走査するパーソナル・コンピュータのPC
8と、そのPC8にインストールされた光軸補助ソフト
ウエア9と、陰極フィラメント1に負の高電圧を印加
し、陽極3を接地電位にして、光軸補助ソフトウエア9
によって見出された最高輝度XY偏向値を受けてステア
リングコイル4のXY偏向コイルに流す電流値を制御
し、フォーカスコイル5によって電子ビームを集束する
X線制御装置10とから構成されている。 【0009】本X線検査装置は、ステアリングコイル4
を有する透過型のX線管からの透過X線を、X線像検出
装置7で検出し画像信号として出力し、PC8で光軸補
助ソフトウエア9を用いて、その画像を自動的に走査
し、最高輝度になるステアリングコイル4のXY偏向値
を、PC8からX線制御装置10にXY偏向指示信号と
して入力し、X線制御装置10がステアリングコイル4
に最適なX偏向コイルに流す電流値とY偏向コイルに流
す電流値を制御し、より高い輝度信号で使用することが
できる装置である。 【0010】そして、本X線検査装置は、カソード部の
陰極フィラメント1と、ウェネルト電極2と、電子ビー
ムを加速する陽極3と、電子ビームの方向を偏向するス
テアリングコイル4と、偏向された電子ビームを集束す
るフォーカスコイル5と、X線透過窓上に設けられたタ
ーゲット6とから構成された透過型のX線管が用いら
れ、各部はO−リング(図示せず)で互いに真空気密に
連結されており、ターボ分子ポンプとロータリーポンプ
(図示せず)による2段引きがされたX線管容器を形成
している。陰極側に高圧ケーブルが挿し込まれ、X線制
御装置10から陰極フィラメント1に負の高電圧が印加
される。陽極3側のターゲット6及びX線管容器の外装
は接地電位に保たれている。高圧ケーブル(図示されて
いない)から陰極フィラメント1に電圧が印加され電流
が流れ加熱されると、熱電子が放出され陽極3に向かっ
て加速され電子ビームを形成する。電子ビームはウェネ
ルト電極2を通り、加速されて陽極3の中央に設けられ
た円筒部に入り、X線制御装置10からステアリングコ
イル4により電子ビームの進行方向が調整される。 【0011】ステアリングコイル4は、陰極フィラメン
ト1から引き出され陽極3によって加速された電子ビー
ムの進行方向を偏向させるもので、前後上下に電磁コイ
ルが設けられ、磁界によって電子ビームを偏向するもの
で、電子ビームは中央の電子線通過路を通過するが、広
がりをもち束状になって進行する。その束状の電子ビー
ムの周辺部は、周囲の電極などに捉えられる。その電子
ビームがX線管の中心軸に対して偏心しておれば、周囲
の電極に流れることになる。そのため電子ビームの偏向
はX偏向コイルとY偏向コイルに流す電流によって制御
され、XY方向の偏向により電子ビームの進行方向が自
由に調整される。ステアリングコイル4は磁界により電
子ビームを偏向するものが一般的であるが、これに限ら
ず電界により電子ビームを偏向させることも可能であ
る。そして、X線制御装置10がステアリングコイル4
に最適なX偏向コイルに流す電流値とY偏向コイルに流
す電流値を制御する。その最適なXY偏向値は、PC8
にインストールされている光軸補助ソフトウエア9によ
って設定される。そして、X線制御装置10からフォー
カスコイル5によって微小な径の電子ビームに収束さ
れ、ターゲット6に突入する。 【0012】ターゲット6は、アルミニウムの厚みT=
0.5mm程度のX線出力窓上の内側にマウントされて
いる。ターゲット6は、例えば、厚さが50μm程度の
タングステンが使われたり、ターゲット材をX線透過窓
に直接成膜したりしている。このターゲット6に電子ビ
ームが突入するとそこでX線を放射する。放射されるX
線のうちX線透過窓を透過する方向のX線が試料に照射
されて、その透過X線がX線像検出装置7に入射し、X
線画像を得ることができる。マイクロフォーカスX線管
のX線条件は、管電圧が5〜225kV、管電流が〜2
mA程度で、焦点寸法は1〜200μm程度のものが使
われている。 【0013】X線像検出装置7は、イメージインテンシ
ファイア(I.I.)とCCDカメラを組合せたX線像
検出装置である。イメージインテンシファイア(I.
I.)の出力像をCCDカメラで撮像するもので、その
出力はX線の画像信号として取出すことができる。透過
X線を受けてX線画像を形成するX線像検出装置7は、
イメージインテンシファイアとCCDカメラを用いたも
のであるが、これを半導体フラットパネルの撮像装置に
置き換えて構成しても良い。半導体フラットパネルの撮
像装置として、通常X線を光に変換するX線変換膜と、
その直下に行列状に配置されたフォトダイオードアレイ
と、各フォトダイオードアレイに接続されたスイッチン
グ素子によって構成され、X線照射後に、各スイッチン
グ素子を順次ONすることで、各画素に蓄積された信号
電荷を読み出して、X線画像を形成するタイプのもの
と、放射線に感応し入射線量に対応した電荷信号を直接
出力する変換膜からなる放射線センサーアレイを有し、
その直下に行列状に配置された電極にスイッチング素子
が接続され、照射時に各スイッチング素子を順次ONす
ることで各画素に蓄積された信号電荷を読み出し、X線
画像を形成するタイプの2種類のものがある。何れのタ
イプでもデータ記憶装置を内蔵してOFFラインで画像
構成されるものや、X線像検出部からONラインで信号
を送るものがある。この半導体フラットパネルを用いる
と、イメージインテンシファイアのような空間を占有す
ることがないので、X線検査装置がコンパクトになる。 【0014】次に、本X線検査装置のステアリングコイ
ル4に流す電流のX偏向値・Y偏向値を、光軸補助ソフ
トウエア9を用いて自動で変化させながら、X線像検出
装置7からの画像信号をもとに輝度を測定し、最適なX
偏向値・Y偏向値を見出す方法について、図2、及び、
図3を参照しながら説明する。図2は、本X線検査装置
のPC8にインストールされている光軸補助ソフトウエ
ア9のフローチャートを示す。図3は、光軸補助ソフト
ウエア9による走査の一例を示す図であり、(a)は第
1走査範囲11を、(b)は第2走査範囲12を、
(c)は第3走査範囲13を示す図である。まず、PC
8の光軸補助ソフトウエア9を起動させて、X線像検出
装置7からの画像信号を受け入れ、光軸調整を開始す
る。はじめに、(a)その画像の輝度をチェックする第
1走査範囲11を大きく設定する。その第1走査範囲1
1は閾値(走査可能な最小範囲)よりも当然大きく設定
される。そして、X偏向値及びY偏向値を最小値からス
タートし、輝度を測定し、X偏向値及びY偏向値をそれ
ぞれ増加させて、順次輝度を測定する。そしてX偏向値
及びY偏向値が第1走査範囲11よりも小さければ、さ
らに輝度測定を続ける。この偏向値の増加を繰り返して
X偏向値及びY偏向値が第1走査範囲11外になれば、
第1走査範囲11内の測定結果から一番輝度が高い最高
輝度XY偏向値11aを中心に走査範囲を小さく設定し
て(b)第2走査範囲12を設定する。第2走査範囲1
2は閾値(走査可能な最小範囲)よりも当然大きいの
で、その場所の走査スタートのX偏向値及びY偏向値を
最小値にして、輝度を測定し、X偏向値及びY偏向値を
それぞれ増加させて、第2走査範囲12内を順次走査し
輝度を測定する。そして、X偏向値及びY偏向値が第2
走査範囲12外になれば、第2走査範囲12内の測定結
果から一番輝度が高い最高輝度XY偏向値12aを中心
に走査範囲を小さく設定して(c)第3走査範囲13を
設定する。その第3走査範囲13もまだ閾値(走査可能
な最小範囲)よりも大きいので、その場所の走査スター
トのX偏向値及びY偏向値を最小値にして、輝度を測定
し、X偏向値及びY偏向値をそれぞれ増加させて、第3
走査範囲13内を順次走査し輝度を測定する。そして、
X偏向値及びY偏向値が第3走査範囲13外になれば、
第3走査範囲13内の測定結果から一番輝度が高い最高
輝度XY偏向値13aを中心に走査範囲を小さく設定し
て第4走査範囲を設定する。このとき、第4走査範囲が
閾値(走査可能な最小範囲)に到達すると、第3走査範
囲13内の測定結果から、一番輝度が高い最高輝度XY
偏向値13aを最適値として設定し、この値をPC8か
らX線制御装置10にXY偏向指示信号として入力し、
光軸を合せることができる。 【0015】 【発明の効果】本発明のX線検査装置は上記のように構
成されており、電子ビームの走査手段であるPCにイン
ストールされた光軸補助ソフトウエアによって、X線管
の電子ビームを偏向する偏向手段のX偏向値とY偏向値
を走査し、X線強度をX線像検出装置で計測し、最高の
X線強度になるように、X偏向値とY偏向値が走査手段
であるPCに設定されるので、電子ビームの光軸発見
を、従来のように手動走査で目視によって行うのでな
く、使用者はX線制御装置の光軸調整開始のスイッチを
操作するだけで、短時間に行うことができ、光軸の誤認
をすることなく、電子ビームをターゲットの所定の位置
に容易に位置調整することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray inspection apparatus, and more particularly, to a transmission type X-ray tube, which focuses an electron beam of the X-ray tube with a steering coil. The present invention relates to an X-ray inspection apparatus that deflects and converges with a coil, collides with a target, generates X-rays in a transmission direction, and performs inspection using an X-ray image detection apparatus. 2. Description of the Related Art Techniques for observing a fine internal structure by a nondestructive inspection method are required in various fields. For example, for the development of semiconductor packaging, mounting inspection, and quality assurance, internal defects and the like are examined using an X-ray tube having a minute focus. The X-ray tube has an open structure, uses a thin tungsten plate as a target, shoots a focused electron beam into the target, and emits X-rays generated there. In order to observe the fine structure of the inspection component, a minute focal spot size is used. This X
The X-ray tube is called a micro-focus X-ray tube. An electron beam starting from a hot cathode in a vacuum vessel is converged by an electron lens and injected into a small area of 1 to 200 μm on a target. To use. Among the microfocus X-ray tubes, those having a particularly small focal dimension are of the type called an open type. The open type X-ray tube has a vacuum vessel opening / closing mechanism and a vacuum exhaust pump, and has a feature that a hot cathode and a target material can be exchanged. For this reason, in an open-type microfocus X-ray tube, the focal length is reduced by raising the temperature of the hot cathode of the cathode at the expense of the life of the hot cathode and the target, and reducing the focal size under conditions of high tube voltage and high tube current. It is possible to miniaturize. Open X-ray tubes are further classified into two types called transmission type and reflection type. In the transmission type, the electron beam and the output X-ray are located on opposite sides when viewed from the target surface, whereas in the reflection type, the electron beam and the output X-ray are located on the same side as viewed from the target surface. Both the transmission type and the reflection type have the same structure for converging an electron beam to a minute area on a target to reduce the focal size of X-rays. FIG. 4 shows a cross-sectional structure of an open transmission X-ray tube. This X-ray tube has a cathode filament 1 of a cathode portion,
Wehnelt electrode 2, anode 3 for accelerating the electron beam,
A steering coil 4 for deflecting the direction of the electron beam;
Focus coil 5 for focusing the deflected electron beam
And a target 6 provided on the X-ray transmission window. Each part is vacuum-tightly connected to each other by an O-ring (not shown) to form an X-ray tube container which is drawn in two steps by a turbo molecular pump and a rotary pump (not shown). A high-voltage cable is inserted into the cathode side, and the cathode filament 1 is sent from the X-ray controller 10a.
Is applied with a negative high voltage. The target 6 on the side of the anode 3 and the exterior of the X-ray tube container are kept at the ground potential. When a voltage is applied from a high-voltage cable (not shown) to the cathode filament 1 and a current flows and is heated, thermions are emitted and accelerated toward the anode 3 to form an electron beam. The electron beam passes through the Wehnelt electrode 2, is accelerated and enters a cylindrical portion provided at the center of the anode 3, and the traveling direction of the electron beam is adjusted by the steering coil 4 from the X-ray controller 10 a. The X-ray controller 10 a converges the electron beam with a small diameter by the focus coil 5 and enters the target 6. A target 6 is mounted inside an X-ray output window having a thickness T of aluminum of about 0.5 mm. As the target 6, for example, tungsten having a thickness of about 50 μm is used,
The target material is formed directly on the X-ray transmission window.
When an electron beam enters the target 6, X-rays are emitted there. Among the emitted X-rays, X-rays in a direction transmitting through the X-ray transmission window are irradiated on the sample, and the transmitted X-rays are incident on the X-ray image detecting device 7, so that an X-ray image can be obtained.
The X-ray conditions of the microfocus X-ray tube are as follows.
225kV, tube current ~ 2mA, focus size 1 ~
Those having a size of about 200 μm are used. [0004] The conventional X-ray inspection apparatus is configured as described above. However, the cathode filament 1 of the electron gun of this microfocus X-ray generator requires several hundred hours. It needs to be replaced because it has only a service life. At the time of replacement, the inside of the X-ray tube container is brought to atmospheric pressure, the cathode filament 1 of the electron gun at the cathode is taken out, and the cathode filament 1 is replaced with a new one. Then, the cathode filament 1 is attached to the X-ray tube container again, and the inside is evacuated to a vacuum. However, each time the cathode filament 1
Cannot be installed. Therefore, it is necessary to adjust the traveling direction of the electron beam by the steering coil 4 in order to correct the displacement of the electron beam due to the displacement of the mounting position after the cathode filament 1 is mounted and evacuated to a vacuum. This adjustment is performed by manually changing the optical axis by operating a button of the X-ray control device 10a while visually confirming the image from the X-ray image detection device 7, and transmitting the X-rays to the upper, lower, front and rear electromagnetic coils constituting the steering coil 4. By adjusting the deflection value and the current of the Y deflection value, the optical axis at which the brightness of the image is maximized has been found. This adjustment operation must be performed while visually checking the output image of the X-ray image detection device 7, and there is a disadvantage that the adjustment becomes difficult because the X-ray output is weak when the tube voltage is low. . Further, when the displacement of the electron beam is large and the electron beam deviates from the original opening, the output of the X-ray is lost, so that there is a disadvantage that the adjustment becomes extremely difficult. Since it is necessary to change the two axes, manual adjustment takes a very long time to find the optical axis, and since the screen brightness is a visual comparison, the optical axis must be moved in the wrong direction. There is a problem of scanning. The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide an X-ray inspection apparatus that can easily adjust an electron beam to a predetermined position on a target. . In order to achieve the above object, an X-ray inspection apparatus according to the present invention causes an electron beam generated and accelerated in an electron generating section to collide with a target while being focused by a focusing means. An X-ray inspection apparatus comprising: an X-ray tube that generates X-rays through the X-ray tube; and an X-ray image detection device that irradiates the sample with X-rays generated from the X-ray tube and detects a transmission image. A deflecting means disposed between the focusing means and the focusing means for deflecting the electron beam two-dimensionally;
Scanning means for dimensional scanning, means for measuring the intensity of X-rays by the X-ray image detection device while scanning the electron beam by the scanning means, and the measured value obtained by the measuring means is the highest value Setting means for determining the amount of deflection by said deflecting means and setting the deflection amount in said deflecting means. [0007] The X-ray inspection apparatus of the present invention is configured as described above, and deflecting means for two-dimensionally deflecting the electron beam generated from the electron generating section is provided between the electron generating section and the focusing means. The X-ray intensity is measured by an X-ray image detecting device while the electron beam is two-dimensionally scanned while changing the X-deflection value and the Y-deflection value by scanning means provided outside the deflecting means. , The amount of deflection of the deflecting means at which the obtained measured value is the highest is obtained, and the X deflection value and Y
This is for setting a deflection value. Therefore, the X-deflection value and the Y-deflection value are set by the scanning means so as to obtain the highest X-ray intensity, so that the electron beam can be moved to a predetermined position on the target in a short time without visual observation as in the related art. The position can be easily adjusted. An embodiment of the X-ray inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray inspection apparatus according to the present invention. In this X-ray inspection apparatus, the electron beam emitted from the cathode filament 1 is focused by the Wehnelt electrode 2, accelerated by the anode 3, deflected by the steering coil 4, focused by the focus coil 5, and collides with the target 6. A transmission-type X-ray tube that emits X-rays in the transmission direction, an X-ray image detection device 7 that detects transmitted X-rays and outputs the image signals, and a personal computer PC that scans the output image.
8, an optical axis auxiliary software 9 installed in the PC 8, and a negative high voltage applied to the cathode filament 1, the anode 3 is set to the ground potential, and the optical axis auxiliary software 9
An X-ray controller 10 that receives the highest luminance XY deflection value found by the above and controls a current value flowing through the XY deflection coil of the steering coil 4 and focuses an electron beam by the focus coil 5. The X-ray inspection apparatus includes a steering coil 4
X-rays transmitted from a transmission type X-ray tube having the following are detected by the X-ray image detector 7 and output as image signals, and the images are automatically scanned by the PC 8 using the optical axis auxiliary software 9. The XY deflection value of the steering coil 4 having the highest brightness is input from the PC 8 to the X-ray controller 10 as an XY deflection instruction signal, and the X-ray controller 10
This device controls the current value flowing through the X-deflection coil and the current value flowing through the Y-deflection coil, which are optimal for use, and can be used with a higher luminance signal. The X-ray inspection apparatus comprises a cathode filament 1, a Wehnelt electrode 2, an anode 3 for accelerating an electron beam, a steering coil 4 for deflecting the direction of the electron beam, a deflected electron beam. A transmission type X-ray tube including a focus coil 5 for focusing a beam and a target 6 provided on an X-ray transmission window is used, and each part is vacuum-sealed with an O-ring (not shown). It is connected and forms an X-ray tube container which is drawn in two steps by a turbo molecular pump and a rotary pump (not shown). A high-voltage cable is inserted on the cathode side, and a negative high voltage is applied to the cathode filament 1 from the X-ray controller 10. The target 6 on the side of the anode 3 and the exterior of the X-ray tube container are kept at the ground potential. When a voltage is applied from a high-voltage cable (not shown) to the cathode filament 1 and a current flows and is heated, thermoelectrons are emitted and accelerated toward the anode 3 to form an electron beam. The electron beam passes through the Wehnelt electrode 2, is accelerated and enters a cylindrical portion provided at the center of the anode 3, and the traveling direction of the electron beam is adjusted by the steering coil 4 from the X-ray controller 10. The steering coil 4 deflects the traveling direction of the electron beam drawn out of the cathode filament 1 and accelerated by the anode 3. Electromagnetic coils are provided in front and rear and up and down, and deflect the electron beam by a magnetic field. The electron beam passes through the central electron beam passage, but spreads and travels in a bundle. The periphery of the bundle of electron beams is captured by surrounding electrodes and the like. If the electron beam is decentered with respect to the central axis of the X-ray tube, it will flow to the surrounding electrodes. Therefore, the deflection of the electron beam is controlled by the current flowing through the X deflection coil and the Y deflection coil, and the traveling direction of the electron beam can be freely adjusted by the deflection in the X and Y directions. The steering coil 4 generally deflects an electron beam by a magnetic field. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to deflect the electron beam by an electric field. Then, the X-ray controller 10 controls the steering coil 4
The current value flowing to the X deflection coil and the current value flowing to the Y deflection coil which are most suitable for are controlled. The optimum XY deflection value is PC8
Is set by the optical axis assisting software 9 installed in the. Then, the beam is converged by the focus coil 5 from the X-ray controller 10 into an electron beam having a small diameter, and enters the target 6. The target 6 has a thickness T = aluminum of aluminum.
It is mounted inside an X-ray output window of about 0.5 mm. As the target 6, for example, tungsten having a thickness of about 50 μm is used, or a target material is formed directly on the X-ray transmission window. When an electron beam enters the target 6, X-rays are emitted there. X radiated
The sample is irradiated with X-rays out of the X-rays that pass through the X-ray transmission window, and the transmitted X-rays are incident on the X-ray image detection device 7,
A line image can be obtained. The X-ray conditions of the microfocus X-ray tube are as follows: a tube voltage of 5 to 225 kV and a tube current of 2
Those having a focal length of about 1 to 200 [mu] m are used. The X-ray image detector 7 is an X-ray image detector combining an image intensifier (II) and a CCD camera. Image intensifier (I.
I. ) Is captured by a CCD camera, and the output can be extracted as an X-ray image signal. An X-ray image detecting device 7 that receives transmitted X-rays and forms an X-ray image includes:
Although an image intensifier and a CCD camera are used, the image intensifier may be replaced with a semiconductor flat panel imaging device. An X-ray conversion film that normally converts X-rays into light, as an imaging device for a semiconductor flat panel;
A signal stored in each pixel is constituted by a photodiode array arranged in a matrix just below the photodiode array and switching elements connected to each photodiode array, and sequentially turning on each switching element after X-ray irradiation. It has a radiation sensor array composed of a conversion film that reads charges and forms an X-ray image and that directly outputs a charge signal corresponding to an incident dose in response to radiation,
Switching elements are connected to the electrodes arranged in a matrix just below the switching elements, and when the switching elements are sequentially turned on at the time of irradiation, the signal charges accumulated in each pixel are read to form an X-ray image. There is something. In either type, there is a type in which a data storage device is built in and an image is formed on an OFF line, and a type in which a signal is transmitted from an X-ray image detection unit on an ON line. When this semiconductor flat panel is used, it does not occupy a space like an image intensifier, so that the X-ray inspection apparatus becomes compact. Next, the X-ray image detecting device 7 automatically changes the X-deflection value and the Y-deflection value of the current flowing through the steering coil 4 of the present X-ray inspection apparatus using the optical axis auxiliary software 9. The luminance is measured based on the image signal of
The method of finding the deflection value / Y deflection value is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a flowchart of the optical axis assisting software 9 installed in the PC 8 of the X-ray inspection apparatus. 3A and 3B are diagrams showing an example of scanning by the optical axis auxiliary software 9, wherein FIG. 3A shows a first scanning range 11, FIG. 3B shows a second scanning range 12,
(C) is a diagram showing a third scanning range 13. First, PC
The optical axis assisting software 9 of FIG. 8 is activated to receive the image signal from the X-ray image detecting device 7 and to start the optical axis adjustment. First, (a) the first scanning range 11 for checking the luminance of the image is set large. The first scanning range 1
1 is naturally set to be larger than the threshold (the minimum scannable range). Then, the X deflection value and the Y deflection value are started from the minimum value, the luminance is measured, and the X deflection value and the Y deflection value are respectively increased, and the luminance is sequentially measured. If the X deflection value and the Y deflection value are smaller than the first scanning range 11, the luminance measurement is further continued. If the X deflection value and the Y deflection value are outside the first scanning range 11 by repeating the increase of the deflection value,
From the measurement results in the first scanning range 11, the scanning range is set small around the highest luminance XY deflection value 11a having the highest luminance, and (b) the second scanning range 12 is set. Second scanning range 1
2 is naturally larger than the threshold value (the minimum scannable range), so that the X deflection value and the Y deflection value at the start of scanning at that location are minimized, the luminance is measured, and the X deflection value and the Y deflection value are respectively increased. Then, the second scanning range 12 is sequentially scanned to measure the luminance. Then, the X deflection value and the Y deflection value are set to the second
If it is outside the scanning range 12, the scanning range is set small around the highest luminance XY deflection value 12 a having the highest luminance from the measurement results in the second scanning range 12, and (c) the third scanning range 13 is set. . Since the third scanning range 13 is still larger than the threshold value (the minimum scannable range), the X deflection value and the Y deflection value at the start of scanning at that location are set to the minimum value, the luminance is measured, and the X deflection value and the Y deflection value are measured. By increasing the deflection values respectively, the third
The scanning range 13 is sequentially scanned to measure the luminance. And
If the X deflection value and the Y deflection value are out of the third scanning range 13,
From the measurement results in the third scanning range 13, the scanning range is set small around the highest luminance XY deflection value 13a having the highest luminance, and the fourth scanning range is set. At this time, when the fourth scanning range reaches the threshold value (the minimum scanning range), the measurement result within the third scanning range 13 indicates that the highest luminance XY having the highest luminance is obtained.
The deflection value 13a is set as an optimum value, and this value is input from the PC 8 to the X-ray controller 10 as an XY deflection instruction signal,
The optical axes can be aligned. The X-ray inspection apparatus according to the present invention is constructed as described above. The electron beam of the X-ray tube is controlled by the optical axis assisting software installed in the PC which is the electron beam scanning means. Scans the X- and Y-deflection values of the deflecting means, measures the X-ray intensity with an X-ray image detector, and adjusts the X- and Y-deflection values so that the X-ray intensity becomes the highest. Since the optical axis of the electron beam is not found visually by manual scanning as in the related art, the user simply operates the switch for starting the optical axis adjustment of the X-ray control device. This can be performed in a short time, and the position of the electron beam can be easily adjusted to a predetermined position on the target without misidentifying the optical axis.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明のX線検査装置の一実施例を示す図で
ある。 【図2】 本発明のX線検査装置の光軸補助ソフトウエ
アフローチャートを示す図である。 【図3】 本発明のX線検査装置の走査例を示す図であ
る。 【図4】 従来のX線検査装置を示す図である。 【符号の説明】 1…陰極フィラメント 2…ウェネルト電極 3…陽極 4…ステアリングコイル 5…フォーカスコイル 6…ターゲット 7…X線像検出装置 8…PC 9…光軸補助ソフトウエア 10、10a…X線制御装置 11…第1走査範囲 11a…最高輝度XY偏向値 12…第2走査範囲 12a…最高輝度XY偏向値 13…第3走査範囲 13a…最高輝度XY偏向値
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing one embodiment of an X-ray inspection apparatus of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing an optical axis assisting software flowchart of the X-ray inspection apparatus of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a scanning example of the X-ray inspection apparatus of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a conventional X-ray inspection apparatus. [Description of Signs] 1 ... Cathode filament 2 ... Wehnelt electrode 3 ... Anode 4 ... Steering coil 5 ... Focus coil 6 ... Target 7 ... X-ray image detector 8 ... PC 9 ... Optical axis assisting software 10, 10a ... X-ray Control device 11: first scanning range 11a: maximum luminance XY deflection value 12: second scanning range 12a: maximum luminance XY deflection value 13: third scanning range 13a: maximum luminance XY deflection value

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】電子発生部で発生し加速された電子ビーム
を集束手段により集束しつつターゲットに衝突させてX
線を発生するX線管と、このX線管から発生したX線を
試料に照射して透過像を検出するX線像検出装置を備え
たX線検査装置において、前記電子線発生部と集束手段
との間に配置され2次元的に電子ビームを偏向する偏向
手段と、前記偏向手段による偏向量を2次元的に走査す
る走査手段と、前記電子ビームを前記走査手段によって
走査しながら前記X線像検出装置によってX線の強度を
計測する手段と、この計測手段によって求められた計測
値が最高値となる前記偏向手段による偏向量を求めて前
記偏向手段に設定する設定手段を備えたことを特徴とす
るX線検査装置。
1. An electron beam generated and accelerated by an electron generating section and collided with a target while being focused by a focusing means.
An X-ray inspection apparatus comprising: an X-ray tube that generates X-rays; and an X-ray image detector that irradiates a sample with X-rays generated from the X-ray tube and detects a transmission image. A deflecting means disposed two-dimensionally to deflect the electron beam two-dimensionally; a scanning means for two-dimensionally scanning the amount of deflection by the deflecting means; and the X-ray scanning means for scanning the electron beam with the scanning means. Means for measuring the intensity of X-rays by a line image detecting device, and setting means for determining the amount of deflection by the deflecting means at which the measured value obtained by the measuring means is the highest value and setting the amount of deflection by the deflecting means. An X-ray inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
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