JP2004251669A - X-ray inspection system, x-ray inspection method and control program of x-ray inspection system - Google Patents

X-ray inspection system, x-ray inspection method and control program of x-ray inspection system Download PDF

Info

Publication number
JP2004251669A
JP2004251669A JP2003040280A JP2003040280A JP2004251669A JP 2004251669 A JP2004251669 A JP 2004251669A JP 2003040280 A JP2003040280 A JP 2003040280A JP 2003040280 A JP2003040280 A JP 2003040280A JP 2004251669 A JP2004251669 A JP 2004251669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
intensity
gradation data
transmitted
rays
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003040280A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4074204B2 (en
Inventor
Tokuji Teramoto
篤司 寺本
Takayuki Murakoshi
貴行 村越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagoya Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Nagoya Electric Works Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya Electric Works Co Ltd filed Critical Nagoya Electric Works Co Ltd
Priority to JP2003040280A priority Critical patent/JP4074204B2/en
Publication of JP2004251669A publication Critical patent/JP2004251669A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4074204B2 publication Critical patent/JP4074204B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray inspection system, an X-ray inspection method and a control program of the X-ray inspection system, by which an object sample is measured more accurately. <P>SOLUTION: In the X-ray inspection system, a sensitivity correction sample (standard sample) 18 which is made up so as to transmit a prescribed value of X rays, is irradiated with X rays, and intensity of transmission X rays which pass through the sensitivity correction sample 18, is detected by a large number of detecting elements 13c, and correcting gradation data sets corresponding to the intensity of the detected transmission X rays are obtained with respect to the large number of detecting elements 13c, and gradation data of the large number of detecting elements 13c which are obtained with respect to the intensity of the transmission X rays passing through the object sample being irradiated with X rays having prescribed intensity, are corrected based on the correcting gradation data sets. Therefore, the system solves such a problem that conventional systems cannot improve accuracy when measuring small solder bumps because of fluctuations in intensity values obtained from respective detecting elements of an X-ray flat-panel sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子を用いて対象試料を測定するX線検査装置、X線検査方法およびX線検査装置の制御プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のX線検査装置では、電子部品が半田付けされた基板を対象試料としてX線を照射し、ドットマトリクス状に設けられた多数のCCD素子を有するX線検出器にて対象試料を透過した透過X線の強度を同CCD素子別に検出している。そして、検出した透過X線の強度に対応する階調データである輝度値を多数のCCD素子別に取得し、取得した輝度値に基づいて半田の厚み等を定量化し、対象試料の良否を判定している(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
例えば、錫のk吸収端前後にピークを有するフォトンエネルギー分布のX線で半田を撮像すると、錫の様子のみを抽出した厚み相当値を取得することができる。また、この厚み相当値に応じた画像を生成する等の処理によって、半田(錫と鉛の合金)の検査を行うことができる。
【0004】
また、X線検出器としてX線フラットパネルセンサを用い、透過X線の強度を多数の検出素子別に検出してデジタルの輝度値に変換することも行われている。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−249532号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術においては、検査対象が小さくなると測定精度が相対的に低下し、十分な測定精度が確保できないという問題があった。上記半田検査装置を例にすると、半田の大きさが数百μmであれば測定誤差に大きな影響を受けずに定量化することができたが、半田の大きさが数10μmになると半田の大きさに対する誤差の割合が大きくなり、測定誤差が無視できなくなってしまう。特に、近年のICでは集積度が急速に向上しており、これに伴ってそのBGA(Ball
Grid Array)の半田バンプも小さくなっている。
一方、X線フラットパネルセンサの各検出素子から取得される輝度値には±5%程度のばらつきが存在するため、小さな半田バンプを測定する際の精度を向上させることができなかった。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、対象試料をより精度よく測定することが可能なX線検査装置、X線検査方法およびX線検査装置の制御プログラムの提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1にかかる発明では、所定のX線透過量とされた標準試料にX線を照射し、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子にて同標準試料を透過した透過X線の強度を検出し、検出した透過X線の強度に対応する補正用階調データを同多数の検出素子別に取得する。次に、対象試料に所定強度のX線を照射し、多数の検出素子にて同対象試料を透過した透過X線の強度を検出素子別に検出し、透過X線の強度に対応する階調データを同多数の検出素子別に取得する。ここで、多数の検出素子別に取得された階調データは、補正用階調データに基づいて素子別補正手段によって検出素子別に補正される。すると、多数の検出素子から取得される階調データにばらつきが存在していても、階調データのばらつきを少なくさせることが可能となる。
このように、多数の検出素子別に補正されたばらつきの少ない階調データを得ることができるので、対象試料を精度よく測定することが可能となる。その結果、対象試料の測定データを用いて対象試料の良否を精度よく判定すること等が可能となる。
【0009】
上記対象試料は、様々なものが考えられ、例えばBGAによって半田付けした基板であってもよいし、BGA以外によって半田付けした基板であってもよいし、半田付けした基板以外のものであってもよい。
上記検出素子は、様々なものが考えられ、例えばシリコン素子であってもよいし、シリコン素子以外のものであってもよい。透過X線の強度を検出する構成としては、種々の構成を採用することが可能である。例えば、透過X線を可視光に変換してシリコン素子で受光する構成等を採用可能である。この場合、各シリコン素子での検出電圧が強度に相当する。
上記階調データは、輝度値、明度値、等、様々なデータが考えられる。また、様々な階調数とすることができる。
【0010】
上記素子別補正手段は、上記標準試料に上記所定強度のX線を照射し、上記多数の検出素子にて同標準試料を透過した透過X線の強度を検出して上記補正用階調データを同多数の検出素子別に取得してもよい。対象試料に照射する強度のX線を照射することにより、簡易な構成により補正用階調データを取得することができる。
【0011】
上記素子別補正手段は、上記階調データがとりうる範囲内の複数段階の基準階調データに対応して異なるX線透過量とされた複数の標準試料に上記X線を順次照射し、上記多数の検出素子にて各標準試料を透過した透過X線の強度を検出し、検出した透過X線の強度に対応する補正用階調データを同複数の標準試料別に取得するとともに、当該補正用階調データと上記基準階調データとに基づいて、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記複数段階の基準階調データ別に補正する構成としてもよい。すると、多数の検出素子別に取得された階調データは、補正用階調データと基準階調データとに基づいて多数の検出素子別かつ複数段階の基準階調データ別に補正される。
このように、多数の検出素子別の階調データが多数の検出素子別かつ複数段階の基準階調データ別に補正されるので、補正前の階調データの感度特性が検出素子毎に異なる場合にも、階調データの大きさに応じて適切に階調データのばらつきを無くすことができ、単に各検出素子別に階調データを補正する以上に、より精度よく対象試料を測定することが可能となる。
【0012】
その際、上記素子別補正手段は、上記複数の標準試料の全てについていずれかを上記X線の照射経路に移動可能な試料移動機構を備え、同複数の標準試料を順次同X線の照射経路に移動させながら上記補正用階調データを取得する構成としてもよい。すると、複数の標準試料を手で切り替える操作を行わなくても、複数の標準試料のそれぞれについて、補正用階調データが自動的に取得される。
【0013】
また、上述したいずれのX線検査装置についても、上記対象試料にX線を照射可能なX線照射手段と、同対象試料を載置可能なステージとが設けられ、上記多数の検出素子は、上記ステージを介して上記X線照射手段のX線照射方向に対向する位置に配置され、上記標準試料は、上記X線照射手段とステージとの間に配置される構成としてもよい。すると、確実に補正用階調データを取得することができ、階調データを補正することができる。
【0014】
また、上記素子別補正手段は、流れる管電流の電流量に応じた強度のX線を生成して上記対象試料に照射可能なX線照射手段を備え、上記階調データがとりうる範囲内の複数段階の基準階調データに対応して異なる電流量とされた複数段階の管電流を同X線照射手段に順次供給して生成したX線を上記多数の検出素子に照射し、同検出素子にてX線の強度を検出し、検出したX線の強度に対応する補正用階調データを取得するとともに、当該補正用階調データに基づいて、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを素子別補正手段によって上記多数の検出素子別に補正する構成としてもよい。この場合も、多数の検出素子別に取得された階調データは、補正用階調データと基準階調データとに基づいて多数の検出素子別かつ複数段階の基準階調データ別に補正される。
【0015】
ここで、上記素子別補正手段は、上記補正用階調データを補正前の階調データとするとともに上記基準階調データを補正後の階調データとして補正前後の階調データを対応させた補正テーブルを作成し、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応する補正前の階調データを取得し、同補正テーブルを参照して同補正前の階調データに対応する補正後の階調データを取得する構成としてもよい。補正テーブルを参照するという簡易な構成で階調データを補正することができる。
なお、X線を完全に遮断した状態での補正前の階調データに0以外のオフセット値が存在する場合、上記素子別補正手段は、X線を完全に遮断した状態での上記補正後の階調データを0すなわちオフセット値が存在しないようにする上記補正テーブルを作成してもよい。すなわち、補正前の階調データのオフセットが消去されるので、さらに補正後の階調データを理想的な感度特性に一致させ、さらに精度よく対象試料を測定することが可能となる。
【0016】
以上は、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法においても本発明を適用可能である。従って、本発明はX線検査装置の制御方法としても有効であり、請求項8、請求項9にかかる発明においても、基本的には同様の作用となる。このようなX線検査装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。
【0017】
発明の思想の具現化例として、上記方法を制御するためのソフトウェアにも本発明を適用可能である。従って、本発明はX線検査装置の制御プログラムとしても有効であり、請求項10、請求項11にかかる発明においても、基本的には同様の作用となる。さらに、同プログラムを記録した媒体が流通し、同記録媒体からプログラムを適宜コンピュータに読み込むことが考えられる。すなわち、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としても適用可能であり、基本的には同様の作用となる。
むろん、請求項2〜請求項4、請求項6および請求項7に記載した構成を上記方法、プログラム、プログラムを記録した媒体に対応させることも可能である。また、上記記録媒体は、磁気記録媒体や光磁気記録媒体の他、今後開発されるいかなる記録媒体であってもよい。一次複製品、二次複製品などの複製段階も問わない。一部がハードウェアで実現される場合や、一部を記録媒体上に記録しておいて必要に応じて適宜読み込む形態も本発明の思想に含まれる。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1、請求項5、請求項8〜請求項11にかかる発明によれば、対象試料をより精度よく測定することが可能となる。
請求項2、請求項6にかかる発明によれば、対象試料は多数の検出素子別かつ複数段階の基準階調データ別に補正された階調データに基づいて測定されるので、さらに精度よく対象試料を測定することが可能となる。また、補正前の階調データの感度特性が検出素子毎に異なる場合にも、階調データの大きさに応じて適切に階調データのばらつきを無くすことができ、単に各検出素子別に階調データを補正する以上に、より精度よく対象試料を測定することが可能となる。
【0019】
請求項3にかかる発明によれば、補正用階調データが自動的に取得されるので、利便性を向上させることができる。
請求項4にかかる発明によれば、確実に対象試料をより精度よく測定することが可能となる。
請求項7にかかる発明によれば、簡易な構成で、対象試料をより精度よく測定することが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
(1)X線検査装置の構成:
(2)エネルギーサブトラクション処理:
(3)感度補正テーブル作成処理:
(4)感度補正処理:
(5)第二の実施形態:
(6)まとめ:
【0021】
(1)X線検査装置の構成:
図1は、本発明の第一の実施形態にかかるX線検査装置の構成の概略を示すブロック図である。本装置は、X線撮像機構部10とX線撮像制御部20とから構成されている。X線撮像機構部10は、X線発生器(X線照射手段)11、X線フラットパネルセンサ(X線検出器)13、X−Yステージ(対象試料を載置可能なステージ)15、感度補正試料ステージ17を備えている。X線撮像制御部20は、X線制御部21、補正試料制御部22、ステージ制御部23、画像処理部24、CPU25、出力部26a、入力部26b、メモリ27を備えている。
【0022】
メモリ27は、ROMとRAMから構成され、予め本発明のX線検査装置の制御プログラム27aやデフォルトデータがROMに記録されるとともに、X線検査の実施に際して生成される感度補正テーブル(補正テーブル)T1やその他のデータがRAMに記録される。むろん、メモリの一部をハードディスクに置き換えてもよい。
X線制御部21は、X線発生器11に対する制御を行ってX線発生器11にX線を生成させることができる。詳しくは後述するが、上記デフォルトデータとして記録された撮像条件データを参照してX線管に対する印加電圧,撮像時間等を取得することにより、X線発生器11に流す管電流の電流量を制御しながら予め決められた撮像条件で駆動するようにX線発生器11を制御する。なお、エネルギーサブトラクション処理を実施するため、異なる2つの撮像条件によってX線を発生させる。
【0023】
補正試料制御部22は、感度補正試料ステージ17が接続されており、複数の感度補正試料(標準試料)18またはブランク(感度補正試料無し)19のいずれかを所定のX線照射経路C1に移動させる制御を行う。そして、補正試料制御部22と感度補正試料ステージ17とから、複数の標準試料の全てについていずれかをX線の照射経路に移動可能な試料移動機構が構成される。
ステージ制御部23は、X−Yステージ15が接続されており、同X−Yステージ15を水平のX,Y2方向に移動させる制御を行う。X−Yステージ15は、対象試料である半田付けされた基板31を載置して半田の厚み等を測定するために移動させることができる。ステージ制御部23は、対象試料測定位置座標データをメモリ27から取得して、データで示される座標にX−Yステージ15を移動させる。
【0024】
画像処理部24は、X線フラットパネルセンサ13が接続されており、対象試料を透過した透過X線や、標準試料を透過した透過X線の強度に対応する輝度値(階調データ)を同センサ13から取得する。同輝度値は逐次データとしてメモリ27に保存される(それぞれ、I,I,I1sta,I2sta)。なお、X線フラットパネルセンサ13の検出値に基づく計測データに付した番号1,2は、上記2つの撮像条件に対応している。
【0025】
出力部26aはCPU25での処理結果等を表示するディスプレイであり、入力部26bは利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。むろん、出力部26aをプリンタや音声出力器としてもよい。利用者は、入力部26bを介して種々の操作入力を行うことができるし、CPU25の処理によって得られる種々の演算結果や計測データ、半田バンプの良否判定結果等を出力部26aから確認することができる。CPU25は、メモリ27に記憶された制御プログラム27aに従って所定の演算処理を実行可能であり、入力部26b等によって利用者から検査指示等の操作入力を受け付けると制御プログラム27aを実行し、対象試料を測定する。
【0026】
X線発生器11は、X線制御部21の制御に従ってX線管に電圧を印加して管電流を流し、流れる管電流の電流量に応じた強度のX線を生成する。そして、指示された時間、X線をステージ15に向かって照射する。X線管に印加する電圧、X線管に流す管電流の電流量、X線の照射時間を所定の条件にすることにより、対象試料に所定強度のX線を照射することが可能である。
図2に示すように、X線管11aは、アノード11b、カソード11c、電子レンズ11d、ターゲット11eを備えている。X線管11aに対する印加電圧によってカソード11cから飛び出した電子は、アノード11b方向に進行し、コイルからなる電子レンズ11dで絞られてターゲット11eの微小位置に衝突する。
【0027】
ターゲット11eに電子が衝突すると、ターゲット11e内の電子が励起され、励起された電子が低準位の軌道に遷移する際のエネルギーがX線として放射される。X線管11aの所定位置には図示しないシャッターが備えられており、X線をX線管11aの外部に照射する際にはシャッターが開いて開口部を形成し、当該開口部からX線が外部に進行する。このとき、X線は進行方向に略垂直な方向に広がりながら、すなわち、開口部を頂点とした略円錐状に照射される。そして、ステージ15に対象試料が載置されているとき、X線発生器11は同対象試料にX線を照射する。
【0028】
図3は、X線管11aに対する各印加電圧(30,40,50kV)にて開口部から照射されるX線のX線フォトンエネルギー分布を示す図である。X線の強度は単位時間あたりのX線光子の数(cps; counts per second)等で表現されるが、図では縦軸を相対的なX線の強度とし、横軸をX線フォトンエネルギーとして示している。X線管11aから照射されるX線は、印加電圧によってピークを与えるフォトンエネルギーが異なるとともにフォトンエネルギー分布に広がりを有している。従って、印加電圧を変更すれば強度ピークを与えるフォトンエネルギーおよびフォトンエネルギー分布が異なるX線を生成することができ、本実施形態では錫のk吸収端(29.4keV)の前後に強度ピークを有する異なるフォトンエネルギー分布のX線を利用してエネルギーサブトラクション処理を行う。すなわち、上記撮像条件データはこのような異なる2つのフォトンエネルギー分布のX線を照射するための設定データである。
【0029】
X線発生器11からのX線の照射方向には、X−Yステージ15とX線フラットパネルセンサ13が配設されている。X−Yステージ15は、検査対象試料となる複数の半田バンプ30を備えるチップ32を実装した基板31を載置可能であり、基板31を載置した状態でX線の照射方向と略垂直方向に移動可能である。このステージ15は、ステージ制御部23が指示する任意の座標値によって正確に位置が制御される。
【0030】
図4は、X線フラットパネルセンサ13の構成の概略を示すブロック図である。同センサ13の下部に蛍光物質であるシンチレータ13aが備えられており、対象試料を透過した透過X線を可視光に変換する。シンチレータ13aの上には、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子13cを有する光検出アレー13bが設けられている。多数の検出素子13cは、X−Yステージ15の上方にて、X−Yステージ15を介してX線発生器11のX線照射方向に対向する位置に配置されている。
多数の検出素子13cは、例えば光検出アレーの基板の片面に形成されたアモルファスシリコン受光素子とすることができる。また、ドットマトリクス状に並べられた検出素子13cは様々な数とすることができるが、本実施形態では横2400個×縦2400個の576万個とされているものとする。光検出アレー13bは、対象試料を透過した透過X線の強度を多数の検出素子13c別に検出し、透過X線の強度に対応した電圧を出力する。
【0031】
光検出アレー13bには、デジタル変換部13dが接続されている。デジタル変換部13dは、光検出アレー13bにて検出された電圧を各検出素子13c別にデジタルの輝度値に変換し、画像処理部24に対して出力する。本実施形態では、出力される輝度値が0〜4095を表す12ビットとされているものとして説明するが、輝度値の階調数は4096以外にも様々考えられる。
このようにして、X線フラットパネルセンサ13は、多数の検出素子13cにて対象試料を透過した透過X線の強度を検出素子13c別に検出し、検出した透過X線の強度に対応する階調データを多数の検出素子13c別に出力する。すると、画像処理部24は、出力された階調データである輝度値を多数の検出素子13c別に測定する。なお、画像処理部24が輝度値に基づいて画像処理を行う最小単位の各画素は、各検出素子13cに対応している。
【0032】
感度補正試料ステージ17は、X線発生器11の上方にて、同X線発生器11とX−Yステージ15との間に配置されている。
図5は、試料移動機構の構成の概略を示すブロック図である。感度補正試料ステージ17は、感度補正試料18を保持する部位が略水平に設けられて円板状とされたターンテーブル17aと、サーボモータ17bとを備えている。ターンテーブル17aには、四つの開口が設けられており、そのうちの三つの開口に感度補正試料18が取り付けられ、残りの一つの開口に何も取り付けられずにブランク19とされている。従って、感度補正試料18は、X線発生器11とX−Yステージ15との間に配置されることになる。このように配置することにより、確実に対象試料をより精度よく測定することが可能となる。むろん、X−Yステージ15上に感度補正試料を載置するようにしてもよいし、X−Yステージ15とX線フラットパネルセンサ13との間に感度補正試料を配置するようにしてもよい。
サーボモータ17dは、補正試料制御部22の制御に従ってターンテーブル17aを回転駆動し、四つの開口のいずれかをX線の照射経路に移動させる。
上記構成により、複数の感度補正試料を手で切り替える操作を行わなくても、複数の感度補正試料のそれぞれについて、補正用の輝度値(補正用階調データ)が自動的に取得されることとなり、利便性が向上する。
【0033】
むろん、ターンテーブルの代わりに、水平に直線移動可能な水平テーブルを用いて感度補正試料ステージを構成してもよい。この場合にも、同様の効果が得られる。
感度補正試料18は、厚みが既知の、所定のX線吸収物質(例えば、鉛)を略円板状に形成したものである。従って、感度補正試料18は、所定のX線透過量とされている。
【0034】
図の下段には、各感度補正試料と形状、基準輝度値(基準階調データ)との対応関係を示している。ここで、基準輝度値とは、感度補正試料に所定強度のX線を照射したときの輝度値の基準値をいい、X線フラットパネルセンサ13の各検出素子の検出感度にばらつきがないと仮定して同センサ13が出力する理想的な輝度値を意味している。基準輝度値は、出力輝度値がとりうる範囲内で複数段階(図の例では、3段階)設けられている。
図の対応関係は、感度補正試料が1,2,3となるにつれて薄くなり、基準輝度値が大きくなることを示している。感度補正試料が存在するとX線は吸収され、感度補正試料が厚いほど透過するX線のX線量は少なくなるため、X線フラットパネルセンサの出力輝度値は小さくなる。従って、基準輝度値は最も薄い感度補正試料「3」が大きく、最も厚い感度補正試料「1」が最も小さくされている。このように、複数の感度補正試料18は、輝度値がとりうる範囲内の複数段階の基準輝度値に対応して異なるX線透過量とされている。そして、図1に示すように、基準輝度値と、各検出素子13c別の輝度値f(x,y,n)とを対応させた感度補正テーブルT1が作成されるようになっている。ただし、(x,y)は検出素子の座標値であり、nは感度補正試料の番号である。
本実施形態では、感度補正試料(厚みの違う試料)を撮影して各検出素子の感度特性を取得し、補正することになる。
【0035】
感度補正試料や対象試料に対して所望の強度のX線を照射するため、図6に示すように、X線制御部21は、管電圧制御回路21aと管電流制御回路21bを備えている。両回路21a,bは、公知の回路である。管電圧を制御する際、管電圧制御回路21aは、カソード11cに印加される管電圧を抵抗素子の直列回路で数ボルト程度に分圧し、分圧電圧と公知の基準電圧生成回路からの基準電圧とを比較回路に入力してフィードバック制御を行う。管電流を制御する際、管電流制御回路21bは、X線管11aの中を流れる管電流を抵抗素子r1で数ボルト程度の電圧に変換し、この電圧と公知の基準電圧生成回路からの基準電圧とを比較回路に入力してフィードバック制御を行う。ここで、例えばサイリスタの導通角制御によってカソード11cに流れるフィラメント電流の電流量が変わると、カソード11cから発生する熱電子の量も変わり、ターゲット11eからカソード11cへ流れる管電流の電流量が変わる。
【0036】
(2)エネルギーサブトラクション処理:
次に、エネルギーサブトラクション処理について説明する。各元素のX線吸収係数には、フォトンエネルギーに対する依存性がある。X線のフォトンエネルギーに対するX線吸収係数をみると、半田バンプ30に含まれる錫(Sn)のX線吸収係数のk吸収端が29.4keVであるのに対して、銅(Cu:プリント配線の主成分)のX線吸収係数は当該29.4keV近辺でほぼリニアに変化する。そこで、k吸収端前後に強い強度ピークを有する異なるフォトンエネルギー分布のX線を対象試料に対して照射し、それぞれの透過X線を検出すると、銅を透過したX線については2つのフォトンエネルギー分布のそれぞれにおいて検出強度にほとんど差異を生じないが、錫の場合は大きな差異を生じる。
【0037】
この差異を利用すると、銅の寄与を排除して錫の寄与を抽出しながら厚み相当値を算出することができる。なお、基板に実装されるチップの主成分であるシリコンのX線吸収係数も上記錫のk吸収端前後でリニアに変化し、シリコンの寄与を排除することができる。ここでは、簡単のためX線が透過する物質を錫と銅に限定して説明するが、むろん、他の元素が含まれていても錫のk吸収端の前後に他の元素の吸収端が存在しない限り同様の処理で寄与を排除することができる。
【0038】
一般に、物質を透過したX線の強度は以下の式(1)にて表現することができる。
【数1】

Figure 2004251669
ここで、IはX線フラットパネルセンサ13によって検出される透過X線の強度であり、IはX線が対象試料を透過しない場合にX線フラットパネルセンサ13によって検出されるX線の強度であり、μは錫のX線吸収係数,μは銅のX線吸収係数であり、tは錫の厚み,tは銅の厚みである。また、expの指数部分に相当する値は厚み相当値である。なお、以下では簡単のため各X線のエネルギーに広がりがあることは無視して説明する。
【0039】
異なる2つのフォトンエネルギー分布のX線についてそれぞれ1,2と番号を付すると、以下の式(2)(3)のように表現することができる。
【数2】
Figure 2004251669
これらの式では、異なるフォトンエネルギーにて同一の対象を測定することを想定しているので、錫と銅の厚みは番号1,2で同一である。
【0040】
銅のX線吸収係数は錫のk吸収端の前後でリニアに変化するので、当該k吸収端の直前および直後でほとんど値が変わらない。従って、エネルギーサブトラクション処理においてμ11とμ12とは同値と考えることができる。一方、錫のX線吸収係数は錫のk吸収端の前後で大きく変化する。そこで、式(2)(3)のそれぞれについて自然対数をとりその結果同士の差分値を算出すると、以下の式(4)になる。
【数3】
Figure 2004251669
同式(4)の左辺は錫の厚みに比例してその大きさが変化するので、錫の厚み相当値である。また、右辺の値はX線の強度によって算出可能な値であるので、上記X線フラットパネルセンサ13の各検出素子についてこの値を算出し、各検出素子の輝度値をこの算出値に対応した値にして画像を形成すると、錫の寄与のみを視覚化した画像を得ることができ、半田バンプ30の良否を判定することができる。
このようにして、測定した輝度値に基づいて対象試料の良否を判定することができる。
【0041】
(3)感度補正テーブル作成処理:
しかしながら、X線フラットパネルセンサの各検出素子から取得される輝度値にはばらつきが存在し、このことが小さな半田バンプを測定する際の精度を向上させるうえでの障害となっていた。
本実施形態では、輝度値を検出素子別に補正するための感度補正テーブルを作成し、検出素子に対応する画素別に、感度補正テーブルT1を用いて輝度値を補正することにより、輝度値のばらつきをなくし、半田バンプをより精度よく測定することができるようにしている。
【0042】
以下、図7のフローチャートを参照して、感度補正テーブルT1を作成する処理を説明する。CPU25は、メモリ27に書き込まれた制御プログラム27aに従って各部に指示を出し、この処理を実施する。後述する感度補正処理も同様である。
まず、X−Yステージ15に対象試料を載置していない状態としておいて、メモリ27の所定領域に設けたカウンタnを0にリセットする(ステップS105。以下、「ステップ」の記載を省略)。カウンタnは、上記感度補正試料「1」〜「3」に対応させる数値を格納しているが、上記ブランクにも数値「4」等を対応させてもよい。次に、カウンタnを1増加させる(S110)。そして、補正試料制御部22に対して制御データを出力してサーボモータ17dにより感度補正試料ステージのターンテーブル17aを回転させ、n番目の感度補正試料18をX線照射経路C1に移動させる(S115)。
【0043】
その後、各種撮影条件を設定する(S120)。ここで、X線制御部21に対しては、対象試料を検査するときと同じ所定電流量の管電流をX線発生器11に流す制御データを出力する。次に、X線を生成させる制御データをX線制御部21に対して出力するとともに、透過X線の強度を検出させる制御データを画像処理部24に対して出力することにより、撮影を行う(S125)。
すると、X線発生器11は、所定電流量の管電流が流れ、対象試料を検査するときと同じ所定強度のX線を生成し、X線照射経路上にある感度補正試料に照射する。感度補正試料を透過した透過X線は、X線フラットパネルセンサ13に到達し、その強度が多数の検出素子13c別に電圧信号として検出される。検出された電圧信号は、デジタル変換部13dで各検出素子13c別に対応する輝度値に変換される。
【0044】
撮影を行うと、X線フラットパネルセンサ13から各検出素子13c別の補正用階調データである輝度値f(x,y,n)を取得し、図1で示した感度補正テーブルT1に格納する(S130)。
図8は、T1とはどのような意義を有する情報テーブルであるかを模式的に示している。図の上段は、ある一つの検出素子について感度補正試料の厚みと補正前の輝度値との関係を示している。なお、横軸(X軸)は感度補正試料の厚みの逆数(相対値)であり、縦軸(Y軸)は補正前の輝度値(0〜4095の階調値)である。横軸に付したn=1〜3は感度補正試料「1」〜「3」のX軸上の位置を示しており、感度補正試料「1」〜「3」に対応する補正前の輝度値をd1〜d3としている。d0は、補正後の輝度値の最小値であるが、0とはならず、オフセット値となっている。d4は、補正後の輝度値の最大値である。そして、検出素子の実際の特性を実線で示すとともに、輝度値のオフセットを考慮したうえでの理想的な特性を点線で示している。
【0045】
同上段に示すように、検出素子は、感度補正試料の逆数に対して直線的な特性とはならず、曲線状の特性となっている。従って、対象試料を精度よく測定するためには、複数の感度補正試料を用いて感度補正テーブルを作成することが望ましい。むろん、直線に近い特性が得られるならば、感度補正試料一つのみを用いて感度補正テーブルを作成してもよい。
【0046】
図の中段は、ある一つの検出素子に着目したときの感度補正テーブルの内容を模式的に示している。なお、横軸は補正前の輝度値(階調値)であり、縦軸は補正後の輝度値(階調値)である。補正前の輝度値d1〜d3に対応する補正後の輝度値をd1’〜d3’としている。補正前の輝度値のオフセット値d0に対応する補正後の輝度値を0としている。これにより、輝度値のオフセットを消去することができる。そして、補正前後の輝度値の対応関係R1を実線で示すとともに、dn’=dn−d0となる直線を点線で示している。また、図の下段は、感度補正試料の厚みと補正後の輝度値との関係を示している。なお、横軸は感度補正試料の厚みの逆数(相対値)であり、縦軸は補正後の輝度値(階調値)である。
【0047】
ここで、感度補正試料番号n=1〜3に対する補正後の輝度値d1’〜d3’は、輝度値のオフセットまでも消去した理想的な特性に一致して直線的な関係となる。すなわち、感度補正テーブルは、輝度値を補正することにより、輝度値の大きさに応じてきめ細やかに輝度値を理想的な感度特性に一致させることができるため、より精度よく対象試料を測定可能とさせる情報テーブルと言うことができる。
また、X線を完全に遮断した状態での補正前の輝度値に0以外のオフセット値が存在しても、X線を完全に遮断した状態での補正後の輝度値を0すなわちオフセット値が存在しないようにさせるため、さらに精度よく対象試料を測定可能とさせる情報テーブルと言うことができる。従って、このような感度補正テーブルを用いて輝度値を補正すると、補正前の輝度値のオフセットが消去されるので、さらに補正後の輝度値を理想的な感度特性に一致させ、さらに精度よく対象試料を測定することが可能となる。
【0048】
さらに、感度補正テーブルは、多数の検出素子別の情報テーブルとされている。
図9は、感度補正テーブルT1の構造を模式的に示している。例えば、576万画素中の画素1については、感度補正試料「1」、「2」、「3」に相当する基準輝度値1000,2000,3000に対応して、980,1940,2940が格納されていることを示している。なお、各画素は、各検出素子に対応するものである。本X線検査装置は、輝度値f(x,y,n)を補正前の階調データとし、基準輝度値を補正後の階調データとして、補正前後の階調データを対応させた感度補正テーブルを作成する。従って、本感度補正テーブルは、各画素毎に補正前の輝度値が格納される。例えば、画素1よりも検出感度が5%小さいときには画素2のような輝度値が格納されるし、画素1よりも検出感度が5%大きいときには画素3のような輝度値が格納される。このように、各画素毎に輝度値がばらついているため、より精度よく対象試料を測定することが望まれていたのである。
【0049】
ここで、感度補正テーブルに格納された各画素と基準輝度値との対応関係から輝度値を補正すると、輝度値のばらつきが無くなり、より精度よく対象試料を測定することが可能となる。また、図8の上段で示した実際の感度特性の曲線が検出素子毎に異なる場合にも、基準輝度値を複数段階設けることによって、輝度値の大きさに応じて適切に輝度値のばらつきを無くすことができ、単に各検出素子別に輝度値を補正する以上に、より精度よく対象試料を測定することが可能となる。
なお、感度補正テーブルに対して基準輝度値別に取得した輝度値を格納する際、カウンタnと基準輝度値とを対応させた基準輝度値対応テーブルを予めメモリに記憶させておき、同基準輝度値対応テーブルからカウンタnに対応する基準輝度値を読み出して感度補正テーブルに格納するようにしてもよい。
【0050】
カウンタnに相当する感度補正試料を用いて取得された輝度値を感度補正テーブルに格納すると、全ての感度補正試料について撮影を行ったか否かを判断する(S135)。撮影を行っていない感度補正試料が存在する場合には繰り返しS110〜S135の処理を行い、全感度補正試料を撮影した場合には本フローを終了する。
このようにして、複数の標準試料を順次X線の照射経路に移動させながら複数の標準試料に所定強度のX線を順次照射し、多数の検出素子にて各標準試料を透過した透過X線の強度を検出し、検出した透過X線の強度に対応する補正用階調データを同多数の検出素子別かつ同複数の標準試料別に取得することができる。
【0051】
(4)感度補正処理:
次に、図10のフローチャートを参照して、感度補正テーブルT1を用いて各検出素子別に輝度値を補正する処理を説明する。
まず、X−Yステージ15に対象試料を載置した状態としておいて、補正試料制御部22に対して制御データを出力してサーボモータ17dにより感度補正試料ステージのターンテーブル17aをブランク19の位置まで回転させ、感度補正試料18をX線照射経路C1外に移動させる(S205)。次に、各種撮影条件を設定する(S210)。ここで、X線制御部21に対しては、対象試料を検査するときの所定電流量の管電流をX線発生器11に流す制御データを出力する。次に、透過X線の強度を検出させる制御データを画像処理部24に対して出力することにより、対象試料を撮影する(S215)。
【0052】
すると、X線発生器11は、所定電流量の管電流が流れ、対象試料を検査するときの所定強度のX線を生成し、X線照射経路上にある対象試料に照射する。対象試料を透過した透過X線は、X線フラットパネルセンサ13に到達し、その強度が多数の検出素子13c別に電圧信号として検出される。検出された電圧信号は、デジタル変換部13dで各検出素子13c別に対応する輝度値に変換される。
【0053】
撮影を行うと、X線フラットパネルセンサ13から各検出素子13c別の補正前の階調データである輝度値d(x,y)を取得し、メモリの所定領域に格納する(S220)。そして、感度補正テーブルを参照して、輝度値d(x,y)に対応する補正後の階調データである輝度値d’(x,y)を取得し、メモリの所定領域に格納して(S225)、本フローを終了する。むろん、各検出素子別に輝度値d(x,y)を取得しながら補正後の輝度値d’(x,y)を算出し、メモリの所定領域に格納するようにしてもよい。
【0054】
図8の中段は、輝度値を補正する様子をも示している。すなわち、感度補正テーブルに格納された補正前後の輝度値から補正前後の輝度値の対応関係R1を決定し、補正前の輝度値dに対応する補正後の輝度値d’を対応関係R1から算出することにより、各検出素子別に輝度値を補正することができる。なお、対応関係R1を表す関係式を、各検出素子毎に、補正前後の輝度値を用いて二次回帰分析により求めてもよいし、補正前の輝度値を横軸として補正後の輝度値を縦軸とした平面において、上述した補正前の輝度値d0〜d4に対応する参照点のうち対象試料の測定結果である輝度値dを挟む二つの参照点の座標値から比例配分を行い、補正後の輝度値d’を算出してもよい。
【0055】
このようにして、補正用階調データと基準階調データとに基づいて、所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを多数の検出素子別かつ複数段階の基準階調データ別に補正することができる。すると、多数の検出素子から取得される輝度値にばらつきが存在していても、輝度値のばらつきを少なくさせることが可能となる。そして、多数の検出素子別に補正されたばらつきの少ない階調データに基づいて、半田バンプを測定することができる。
なお、上記感度補正テーブル作成処理と感度補正処理を行う本X線検査装置が、本発明にいう素子別補正手段を構成することになる。
【0056】
以上説明したように、本発明によると、補正テーブルを参照するという簡易な構成で、多数の検出素子別に補正されたばらつきの少ない階調データを得ることができるので、簡易な構成できめ細やかに対象試料の厚みや大きさ等を測定することができ、対象試料をより精度よく測定することが可能となる。その結果、対象試料の測定データを用いて対象試料の良否を精度よく判定すること等が可能となる。また、階調データは複数段階の基準階調データ別にも補正されるので、この点でさらに精度よく対象試料を測定することが可能となる。従って、補正前の階調データの感度特性が検出素子毎に異なる場合にも、階調データの大きさに応じて適切に階調データのばらつきを無くすことができ、単に各検出素子別に階調データを補正する以上に、より精度よく対象試料を測定することが可能となる。さらに、補正前の階調データに存在するオフセットが補正後に消去されるので、さらに精度よく対象試料を測定することが可能となる。
【0057】
(5)第二の実施形態:
ところで、X線発生器のX線管11aから発生するX線の強度Iは、以下の式のように、管電流Cに比例し、管電圧Vの2乗に比例する。
I=KVC …(5)
ただし、Kは定数である。
そこで、X線管の管電流(X線の強度に比例する)を変化させて撮影して各検出素子の感度特性を取得し、補正してもよい。なお、図8の上段と下段において横軸を管電流の電流量(例えばμA単位)と読み替えると、同様の手法により感度補正テーブルを作成して輝度値を補正することができる。
【0058】
以下、図11のフローチャートを参照して、第二の実施形態にかかるX線検査装置が行う感度補正テーブルを作成する処理を説明する。
なお、X線検査装置のハードウェアは、第一の実施形態と同じとする。ただし、感度補正試料ステージ17、感度補正試料(標準試料)18、補正試料制御部22については、X線管の管電流を調整するために用いるが必ずしも必要とするものではない。
まず、X−Yステージ15に、所定のX線透過量とされた厚みが既知の感度補正試料を載置した状態としておいて、メモリ27の所定領域に設けたカウンタnを0にリセットする(S305)。次に、カウンタnを1増加させる(S310)。そして、X線制御部21に対して、X線発生器のX線管11aに流す管電流をカウンタnに対応する所定の電流量にする制御データを出力する(S315)。
カウンタnに対応する管電流の電流量は、例えば図12の上段に示すようにカウンタnと管電流の電流量とを対応させた管電流対応テーブルT2をメモリ内に記憶させておき、同テーブルT2からカウンタnに対応する電流量を読み出すことにより決定することができる。なお、図に示した管電流対応テーブルT2には、管電流の電流量と基準輝度値とを対応させて格納している。ここで、基準輝度値は、輝度値がとりうる範囲内の複数段階の輝度値とされている。
【0059】
その後、その他の各種撮影条件を設定する(S320)。次に、X線を生成させる制御データをX線制御部21に対して出力するとともに、透過X線の強度を検出させる制御データを画像処理部24に対して出力することにより、撮影を行う(S325)。
すると、X線発生器11は、基準階調データに対応する所定電流量の管電流が供給され、所定強度のX線を生成し、X線照射経路上にある感度補正試料(標準試料)に照射する。感度補正試料を透過した透過X線は、X線フラットパネルセンサ13に到達し、その強度が多数の検出素子13c別に電圧信号として検出される。検出された電圧信号は、デジタル変換部13dで各検出素子13c別に対応する輝度値に変換される。
【0060】
撮影を行うと、X線フラットパネルセンサ13から各検出素子13c別の補正用階調データである輝度値f(x,y,n)を取得し、管電流対応テーブルT2を参照して、図12の下段に示す感度補正テーブルT3に格納する(S330)。本X線検査装置は、輝度値f(x,y,n)を補正前の階調データとし、基準輝度値を補正後の階調データとして、補正前後の階調データを対応させた感度補正テーブルT3を作成する。
カウンタnに相当する電流量の管電流をX線管11aに流して取得された輝度値を感度補正テーブルに格納すると、全段階の電流量の管電流について撮影を行ったか否かを判断する(S335)。撮影を行っていない段階の電流量が存在する場合には繰り返しS310〜S335の処理を行い、全電流量について撮影した場合には本フローを終了する。
【0061】
このようにして、基準階調データに対応して異なる電流量とされた複数段階の管電流をX線照射手段に順次供給して生成したX線を検出素子に照射し、多数の検出素子にてX線の強度を検出し、検出したX線の強度に対応する補正用階調データを同多数の検出素子別に取得することができる。
作成された感度補正テーブルT3を用いて各検出素子別に輝度値を補正する処理は、図10のフローチャートに従って行うことができる。
なお、本実施形態の感度補正テーブル作成処理と感度補正処理を行う本X線検査装置が、本発明にいう補正手段と素子別補正手段を構成することになる。
【0062】
以上説明したように、第二の実施形態でも、第一の実施形態と同じ効果が得られる。すなわち、簡易な構成できめ細やかに対象試料の厚みや大きさ等を測定することができ、対象試料の良否をより精度よく判定することが可能となる。階調データは複数段階の基準階調データ別にも補正されるので、補正前の階調データの感度特性が検出素子毎に異なる場合にも、階調データの大きさに応じて適切に階調データのばらつきを無くすことができ、単に各検出素子別に階調データを補正する以上に、さらに精度よく対象試料を測定することが可能となる。補正前の階調データに存在するオフセットが補正後に消去されるので、さらに精度よく対象試料を測定することが可能となる。
【0063】
なお、実施形態の576万画素の階調データを検出素子(画素)別に補正する処理を実行しても、その処理時間は5秒程度で済むが、感度補正テーブルのデータ量を増やしてテーブル参照のみによって補正処理を実行すれば、さらに処理時間を短縮することができる。例えば、上述した実施形態では感度補正テーブルに対して画素別に基準輝度値に対応した3種類の輝度値を格納したが、画素別に10種類の輝度値を格納するようにしても、各基準輝度値を32ビットの浮動小数点で表すとすると230メガバイトとなり、この程度の記憶容量を確保するのは容易である。そして、画素別に10種類の輝度値を格納した感度補正テーブルを参照して576万画素の階調データを補正する処理を実行すると、処理時間は2秒程度で済む。
また、検出素子(画素)別に階調データを補正せず、画素に対応する階調データを変化特性等によりまとめて補正するようにしてもよい。この場合であっても、階調データは複数段階の基準階調データ別にも補正されるので、補正前の階調データの感度特性を補正してより精度よく対象試料を測定することが可能となる。
【0064】
(6)まとめ:
本発明のX線検査装置は、その要旨を変更しない範囲で各種の変更が可能であり、上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、感度補正テーブルを作成せず、各検出素子別に補正後の輝度値を算出する式を作成して、輝度値を補正するようにしてもよい。同様の効果を得ることができ、対象試料をより精度よく測定することが可能になることに変わりはない。
また、多数の検出素子は、縦横整然と並んだドットマトリクス状以外にも、蜂の巣状等に並んだドットマトリクス状に配置されていてもよい。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、対象試料をより精度よく測定することが可能なX線検査装置およびX線検査装置の制御プログラムを提供することができる。また、X線検査方法としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の実施形態にかかるX線検査装置の概略ブロック図である。
【図2】X線管の概略構成を示す図である。
【図3】X線のX線フォトンエネルギー分布を示す図である。
【図4】X線フラットパネルセンサの構成の概略を示すブロック図である。
【図5】試料移動機構の構成の概略を示すブロック図である。
【図6】X線制御部の構成の概略をX線管とともに示すブロック図である。
【図7】感度補正テーブル作成処理を示すフローチャートである。
【図8】感度補正テーブルの意義を模式的に説明する図である。
【図9】感度補正テーブルの構造を模式的に示す図である。
【図10】感度補正処理を示すフローチャートである。
【図11】第二の実施形態における感度補正テーブル作成処理を示すフローチャートである。
【図12】管電流対応テーブルと感度補正テーブルの構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
10…X線撮像機構部
11…X線発生器
11a…X線管
11b…アノード
11c…カソード
11d…電子レンズ
11e…ターゲット
13…X線フラットパネルセンサ
13a…シンチレータ
13b…光検出アレー
13c…検出素子
13d…デジタル変換部
15…X−Yステージ
17…感度補正試料ステージ
18…感度補正試料(標準試料)
19…ブランク
20…X線撮像制御部
21…X線制御部
21a…管電圧制御回路
21b…管電流制御回路
22…補正試料制御部
23…ステージ制御部
24…画像処理部
25…CPU
26a…出力部
26b…入力部
27…メモリ
27a…制御プログラム
30…半田バンプ
31…基板
32…チップ
C1…X線照射経路
T1,T3…感度補正テーブル
T2…管電流対応テーブル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray inspection apparatus, an X-ray inspection method, and a control program for an X-ray inspection apparatus that measure a target sample using a large number of detection elements provided in a dot matrix.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of X-ray inspection apparatus irradiates a substrate to which electronic components are soldered with X-rays as a target sample, and uses an X-ray detector having a large number of CCD elements provided in a dot matrix form. Is detected for each CCD element. Then, a luminance value, which is gradation data corresponding to the detected intensity of the transmitted X-ray, is acquired for each of a large number of CCD elements, the thickness of the solder and the like are quantified based on the acquired luminance value, and the quality of the target sample is determined. (For example, see Patent Document 1).
[0003]
For example, when the solder is imaged with X-rays having a photon energy distribution having peaks before and after the k-absorption edge of tin, a thickness equivalent value obtained by extracting only the state of tin can be obtained. In addition, solder (an alloy of tin and lead) can be inspected by processing such as generating an image corresponding to the thickness equivalent value.
[0004]
Further, an X-ray flat panel sensor is used as an X-ray detector, and the intensity of transmitted X-rays is detected for each of a large number of detection elements and converted into a digital luminance value.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-249532 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional technique, there has been a problem that when the inspection object becomes smaller, the measurement accuracy relatively decreases, and sufficient measurement accuracy cannot be secured. Taking the above solder inspection device as an example, if the size of the solder is several hundred μm, it could be quantified without being greatly affected by the measurement error. The ratio of the error to the error increases, and the measurement error cannot be ignored. In particular, the integration density of ICs in recent years has been rapidly increasing, and accordingly, the BGA (Ball) has been increasing.
The grid bumps are also smaller.
On the other hand, since the luminance value obtained from each detection element of the X-ray flat panel sensor has a variation of about ± 5%, the accuracy in measuring a small solder bump cannot be improved.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an X-ray inspection apparatus, an X-ray inspection method, and a control program for an X-ray inspection apparatus capable of measuring a target sample with higher accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a standard sample having a predetermined X-ray transmission amount is irradiated with X-rays, and the standard sample is detected by a large number of detection elements provided in a dot matrix. The intensity of the transmitted transmitted X-ray is detected, and correction gradation data corresponding to the detected transmitted X-ray intensity is obtained for each of the same number of detection elements. Next, the target sample is irradiated with X-rays of a predetermined intensity, and the intensity of transmitted X-rays transmitted through the target sample is detected by a number of detection elements for each detection element, and gradation data corresponding to the transmitted X-ray intensity is detected. Are obtained for the same number of detection elements. Here, the gradation data acquired for each of the plurality of detection elements is corrected for each detection element by the correction means for each element based on the gradation data for correction. Then, even if there is a variation in the gradation data obtained from many detection elements, it is possible to reduce the variation in the gradation data.
As described above, it is possible to obtain gradation data with little variation corrected for a large number of detection elements, and thus it is possible to accurately measure the target sample. As a result, the quality of the target sample can be accurately determined using the measurement data of the target sample.
[0009]
The target sample may be various ones, for example, a board soldered by BGA, a board soldered by other than BGA, or a board other than the soldered board. Is also good.
Various types of the detection element are conceivable. For example, the detection element may be a silicon element or a non-silicon element. Various configurations can be adopted as the configuration for detecting the intensity of the transmitted X-ray. For example, a configuration in which transmitted X-rays are converted into visible light and received by a silicon element can be employed. In this case, the detection voltage at each silicon element corresponds to the intensity.
Various data such as a luminance value and a lightness value can be considered as the gradation data. Further, various gradation numbers can be set.
[0010]
The element-specific correction means irradiates the standard sample with the X-rays of the predetermined intensity, detects the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the standard sample by the plurality of detection elements, and converts the correction gradation data. It may be obtained for each of the same number of detection elements. By irradiating the target sample with X-rays having the intensity to irradiate, it is possible to acquire correction gradation data with a simple configuration.
[0011]
The element-by-element correction means sequentially irradiates the X-rays to a plurality of standard samples having different X-ray transmission amounts corresponding to a plurality of levels of reference gradation data within a range that the gradation data can take, A large number of detection elements detect the intensity of transmitted X-rays transmitted through each standard sample, acquire correction gradation data corresponding to the detected transmitted X-ray intensity for each of the plurality of standard samples, and perform the correction. Based on the gradation data and the reference gradation data, the gradation data obtained corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-rays of the predetermined intensity is referred to as the multi-step reference. A configuration in which correction is performed for each gradation data may be adopted. Then, the gradation data acquired for each of the plurality of detection elements is corrected for each of the plurality of detection elements and for each of a plurality of levels of reference gradation data based on the gradation data for correction and the reference gradation data.
As described above, since the gradation data for many detection elements is corrected for many detection elements and for multiple levels of reference gradation data, if the sensitivity characteristics of the gradation data before correction differ for each detection element, In addition, it is possible to appropriately eliminate the variation of the gradation data according to the size of the gradation data, and it is possible to measure the target sample with higher accuracy than simply correcting the gradation data for each detection element. Become.
[0012]
At this time, the element-specific correction means includes a sample moving mechanism capable of moving any of the plurality of standard samples to the X-ray irradiation path, and sequentially transferring the plurality of standard samples to the X-ray irradiation path. The correction gradation data may be obtained while moving the data to. Then, the gradation data for correction is automatically acquired for each of the plurality of standard samples without performing the operation of manually switching the plurality of standard samples.
[0013]
In addition, any of the X-ray inspection apparatuses described above is provided with X-ray irradiating means capable of irradiating the target sample with X-rays, and a stage on which the target sample can be mounted. The standard sample may be arranged at a position facing the X-ray irradiation direction of the X-ray irradiation unit via the stage, and the standard sample may be arranged between the X-ray irradiation unit and the stage. Then, the gradation data for correction can be reliably obtained, and the gradation data can be corrected.
[0014]
Further, the element-specific correction means includes X-ray irradiating means capable of generating X-rays having an intensity corresponding to the amount of flowing tube current and irradiating the target sample with the X-rays. X-rays generated by sequentially supplying a plurality of stages of tube currents having different current amounts corresponding to the plurality of stages of reference gradation data to the same X-ray irradiating means are radiated to the above-mentioned many detecting elements, , The intensity of the X-ray is detected, the correction gradation data corresponding to the detected X-ray intensity is obtained, and the X-ray of the predetermined intensity is irradiated based on the correction gradation data. The gradation data acquired corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the sample may be corrected for each of the above-mentioned many detection elements by the correction means for each element. Also in this case, the gradation data obtained for each of the many detection elements is corrected for each of the many detection elements and for each of a plurality of levels of reference gradation data based on the correction gradation data and the reference gradation data.
[0015]
Here, the element-by-element correcting means sets the correction gradation data as the pre-correction gradation data, and uses the reference gradation data as the post-correction gradation data to correspond to the gradation data before and after the correction. A table is created, and the gradation data before correction corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-rays of the predetermined intensity is obtained, and the gradation table before the correction is obtained by referring to the correction table. The configuration may be such that the corrected gradation data corresponding to the gradation data is acquired. The gradation data can be corrected with a simple configuration that refers to the correction table.
If there is an offset value other than 0 in the gradation data before correction in a state where X-rays are completely blocked, the element-specific correction unit performs the correction after the correction in a state where X-rays are completely blocked. The above-described correction table may be created so that the gradation data is 0, that is, there is no offset value. That is, since the offset of the gradation data before the correction is deleted, the gradation data after the correction is further matched with the ideal sensitivity characteristic, and the target sample can be measured more accurately.
[0016]
The case where the present invention is realized as an apparatus has been described above, but the present invention is also applicable to a method for realizing such an apparatus. Therefore, the present invention is also effective as a control method for an X-ray inspection apparatus, and basically the same effects are obtained in the inventions according to claims 8 and 9. The idea of the invention is that such an X-ray inspection apparatus may be realized alone, applied to a certain method, or used in a state where the method is incorporated in another device. The invention is not limited to this, but includes various aspects. Therefore, it can be changed as appropriate, such as software or hardware.
[0017]
As an embodiment of the idea of the present invention, the present invention is also applicable to software for controlling the above method. Therefore, the present invention is also effective as a control program for an X-ray inspection apparatus, and the invention according to claims 10 and 11 has basically the same operation. Further, a medium on which the program is recorded may be distributed, and the program may be read from the recording medium into a computer as appropriate. That is, the present invention can be applied as a computer-readable recording medium on which the program is recorded, and basically has the same operation.
Needless to say, the configurations described in claims 2 to 4, 6, and 7 can be associated with the method, the program, and the medium on which the program is recorded. Further, the recording medium may be any recording medium to be developed in the future, in addition to a magnetic recording medium and a magneto-optical recording medium. The duplication stage of the primary duplicated product, the secondary duplicated product, etc. does not matter. The scope of the present invention includes a case in which a part is realized by hardware, and a form in which a part is recorded on a recording medium and read as needed as needed.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the first, fifth, and eighth to eleventh aspects of the present invention, the target sample can be measured with higher accuracy.
According to the second and sixth aspects of the present invention, the target sample is measured based on the gradation data corrected for each of a large number of detection elements and for each of a plurality of levels of reference gradation data. Can be measured. Further, even when the sensitivity characteristics of the gradation data before correction differ from one detection element to another, it is possible to appropriately eliminate the variation in the gradation data according to the size of the gradation data. It is possible to more accurately measure the target sample than to correct the data.
[0019]
According to the third aspect of the present invention, since the correction gradation data is automatically obtained, the convenience can be improved.
According to the invention according to claim 4, it is possible to reliably measure the target sample with higher accuracy.
According to the invention according to claim 7, it is possible to measure the target sample with a simple configuration with higher accuracy.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Here, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) Configuration of X-ray inspection apparatus:
(2) Energy subtraction processing:
(3) Sensitivity correction table creation processing:
(4) Sensitivity correction processing:
(5) Second embodiment:
(6) Summary:
[0021]
(1) Configuration of X-ray inspection apparatus:
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the X-ray inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. The present apparatus includes an X-ray imaging mechanism unit 10 and an X-ray imaging control unit 20. The X-ray imaging mechanism unit 10 includes an X-ray generator (X-ray irradiating unit) 11, an X-ray flat panel sensor (X-ray detector) 13, an XY stage (a stage on which a target sample can be placed) 15, a sensitivity. A correction sample stage 17 is provided. The X-ray imaging control unit 20 includes an X-ray control unit 21, a correction sample control unit 22, a stage control unit 23, an image processing unit 24, a CPU 25, an output unit 26a, an input unit 26b, and a memory 27.
[0022]
The memory 27 includes a ROM and a RAM. The control program 27a and default data of the X-ray inspection apparatus of the present invention are recorded in the ROM in advance, and a sensitivity correction table (correction table) generated when performing the X-ray inspection. T1 and other data are recorded in the RAM. Of course, a part of the memory may be replaced with a hard disk.
The X-ray control unit 21 can control the X-ray generator 11 to cause the X-ray generator 11 to generate X-rays. As will be described in detail later, the amount of tube current flowing through the X-ray generator 11 is controlled by acquiring the applied voltage, the imaging time, and the like for the X-ray tube with reference to the imaging condition data recorded as the default data. The X-ray generator 11 is controlled so as to be driven under predetermined imaging conditions. In order to perform the energy subtraction processing, X-rays are generated under two different imaging conditions.
[0023]
The correction sample control unit 22 is connected to the sensitivity correction sample stage 17, and moves any one of the plurality of sensitivity correction samples (standard samples) 18 or blanks (no sensitivity correction samples) 19 to a predetermined X-ray irradiation path C1. Is performed. The correction sample control unit 22 and the sensitivity correction sample stage 17 constitute a sample moving mechanism capable of moving any one of the plurality of standard samples to the X-ray irradiation path.
The stage control unit 23 is connected to the XY stage 15 and performs control to move the XY stage 15 in the horizontal X and Y2 directions. The XY stage 15 can be moved to mount the soldered substrate 31 as a target sample and measure the thickness of the solder and the like. The stage control unit 23 acquires the target sample measurement position coordinate data from the memory 27, and moves the XY stage 15 to the coordinates indicated by the data.
[0024]
The image processing unit 24 is connected to the X-ray flat panel sensor 13 and adjusts a luminance value (gradation data) corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample or the transmitted X-ray transmitted through the standard sample. Obtained from the sensor 13. The same luminance values are stored in the memory 27 as sequential data (each I 1 , I 2 , I 1sta , I 2sta ). The numbers 1 and 2 assigned to the measurement data based on the detection value of the X-ray flat panel sensor 13 correspond to the above two imaging conditions.
[0025]
The output unit 26a is a display for displaying a processing result or the like in the CPU 25, and the input unit 26b is an operation input device for receiving a user's input. Of course, the output unit 26a may be a printer or an audio output device. The user can perform various operation inputs through the input unit 26b, and confirm various calculation results and measurement data obtained by the processing of the CPU 25, the results of the solder bump quality determination, and the like from the output unit 26a. Can be. The CPU 25 can execute predetermined arithmetic processing according to the control program 27a stored in the memory 27. When the CPU 25 receives an operation input such as an inspection instruction from a user through the input unit 26b or the like, the CPU 25 executes the control program 27a and Measure.
[0026]
The X-ray generator 11 applies a voltage to the X-ray tube under the control of the X-ray control unit 21 to flow a tube current, and generates X-rays having an intensity corresponding to the amount of the flowing tube current. Then, X-rays are emitted toward the stage 15 for the designated time. By setting the voltage applied to the X-ray tube, the amount of tube current flowing through the X-ray tube, and the X-ray irradiation time under predetermined conditions, the target sample can be irradiated with X-rays of a predetermined intensity.
As shown in FIG. 2, the X-ray tube 11a includes an anode 11b, a cathode 11c, an electron lens 11d, and a target 11e. Electrons that fly out of the cathode 11c due to the voltage applied to the X-ray tube 11a travel in the direction of the anode 11b, are squeezed by the electron lens 11d composed of a coil, and collide with a minute position of the target 11e.
[0027]
When the electrons collide with the target 11e, the electrons in the target 11e are excited, and the energy at which the excited electrons transition to the low-level orbit is emitted as X-rays. A shutter (not shown) is provided at a predetermined position of the X-ray tube 11a, and when irradiating the X-ray to the outside of the X-ray tube 11a, the shutter opens to form an opening, and the X-ray passes through the opening. Proceed outside. At this time, the X-rays are emitted while spreading in a direction substantially perpendicular to the traveling direction, that is, in a substantially conical shape with the opening at the top. When the target sample is mounted on the stage 15, the X-ray generator 11 irradiates the target sample with X-rays.
[0028]
FIG. 3 is a diagram showing an X-ray photon energy distribution of X-rays emitted from the opening at each applied voltage (30, 40, 50 kV) to the X-ray tube 11a. The X-ray intensity is represented by the number of X-ray photons per unit time (cps; counts per second) or the like. In the figure, the vertical axis represents relative X-ray intensity, and the horizontal axis represents X-ray photon energy. Is shown. The X-rays emitted from the X-ray tube 11a have different photon energies giving peaks depending on the applied voltage and have a broader photon energy distribution. Therefore, by changing the applied voltage, it is possible to generate X-rays having different photon energies and photon energy distributions that give intensity peaks. In this embodiment, tin has intensity peaks before and after the k absorption edge (29.4 keV) of tin. An energy subtraction process is performed using X-rays having different photon energy distributions. That is, the imaging condition data is setting data for irradiating X-rays having such two different photon energy distributions.
[0029]
An X-Y stage 15 and an X-ray flat panel sensor 13 are arranged in the X-ray irradiation direction from the X-ray generator 11. The XY stage 15 can mount a substrate 31 on which a chip 32 having a plurality of solder bumps 30 serving as a sample to be inspected is mounted, and in a state substantially perpendicular to the X-ray irradiation direction with the substrate 31 mounted. Can be moved to The position of the stage 15 is accurately controlled by an arbitrary coordinate value specified by the stage control unit 23.
[0030]
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the X-ray flat panel sensor 13. A scintillator 13a, which is a fluorescent substance, is provided below the sensor 13, and converts transmitted X-rays transmitted through the target sample into visible light. On the scintillator 13a, a light detection array 13b having a large number of detection elements 13c provided in a dot matrix is provided. The many detection elements 13c are arranged above the XY stage 15 at positions facing the X-ray irradiation direction of the X-ray generator 11 via the XY stage 15.
The large number of detecting elements 13c can be, for example, amorphous silicon light receiving elements formed on one surface of the substrate of the light detecting array. Further, the number of the detection elements 13c arranged in the dot matrix can be various numbers. In the present embodiment, it is assumed that the number of detection elements 13c is 2,400 (horizontal) × 2,400 (vertical), that is, 5.76 million. The light detection array 13b detects the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample for each of the many detection elements 13c, and outputs a voltage corresponding to the intensity of the transmitted X-ray.
[0031]
A digital conversion unit 13d is connected to the light detection array 13b. The digital conversion unit 13d converts the voltage detected by the light detection array 13b into a digital luminance value for each detection element 13c, and outputs the digital luminance value to the image processing unit 24. In the present embodiment, the output luminance value is described as being 12 bits representing 0 to 4095, but the number of gradations of the luminance value may be various other than 4096.
In this manner, the X-ray flat panel sensor 13 detects the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample by the plurality of detection elements 13c for each of the detection elements 13c, and determines the gradation corresponding to the detected intensity of the transmitted X-ray. Data is output for each of the many detection elements 13c. Then, the image processing unit 24 measures the luminance value, which is the output gradation data, for each of the many detection elements 13c. Note that each pixel of the minimum unit in which the image processing unit 24 performs image processing based on the luminance value corresponds to each detection element 13c.
[0032]
The sensitivity correction sample stage 17 is disposed above the X-ray generator 11 and between the X-ray generator 11 and the XY stage 15.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of the sample moving mechanism. The sensitivity correction sample stage 17 includes a disk-shaped turntable 17a having a substantially horizontal portion for holding the sensitivity correction sample 18, and a servomotor 17b. The turntable 17a is provided with four openings, three of which are provided with the sensitivity correction sample 18, and the other one is left blank with nothing attached. Therefore, the sensitivity correction sample 18 is disposed between the X-ray generator 11 and the XY stage 15. With this arrangement, it is possible to reliably measure the target sample with higher accuracy. Of course, the sensitivity correction sample may be placed on the XY stage 15, or the sensitivity correction sample may be arranged between the XY stage 15 and the X-ray flat panel sensor 13. .
The servomotor 17d rotationally drives the turntable 17a under the control of the correction sample control unit 22 to move any of the four openings to the X-ray irradiation path.
According to the above configuration, a correction luminance value (correction gradation data) is automatically acquired for each of the plurality of sensitivity correction samples without performing an operation of manually switching the plurality of sensitivity correction samples. , Convenience is improved.
[0033]
Of course, instead of the turntable, the sensitivity correction sample stage may be configured using a horizontal table that can move linearly horizontally. In this case, the same effect can be obtained.
The sensitivity correction sample 18 is formed by forming a predetermined X-ray absorbing substance (for example, lead) having a known thickness into a substantially disk shape. Therefore, the sensitivity correction sample 18 has a predetermined X-ray transmission amount.
[0034]
The lower part of the figure shows the correspondence between each sensitivity-corrected sample, the shape, and the reference luminance value (reference gradation data). Here, the reference luminance value refers to a reference value of the luminance value when the sensitivity correction sample is irradiated with X-rays of a predetermined intensity, and it is assumed that there is no variation in the detection sensitivity of each detection element of the X-ray flat panel sensor 13. Means the ideal luminance value output by the sensor 13. The reference luminance value is provided in a plurality of levels (three levels in the example in the drawing) within a range in which the output luminance value can take.
The correspondence shown in the figure indicates that the sensitivity correction sample becomes thinner as 1, 2, and 3 become smaller, and the reference luminance value becomes larger. When a sensitivity correction sample is present, X-rays are absorbed, and the thicker the sensitivity correction sample, the smaller the amount of X-rays transmitted therethrough, so that the output luminance value of the X-ray flat panel sensor decreases. Therefore, the reference luminance value is large for the lightest sensitivity correction sample “3”, and is smallest for the thickest sensitivity correction sample “1”. As described above, the plurality of sensitivity correction samples 18 have different X-ray transmission amounts corresponding to the reference luminance values in a plurality of steps within a range in which the luminance value can be obtained. Then, as shown in FIG. 1, a sensitivity correction table T1 in which the reference luminance value is associated with the luminance value f (x, y, n) for each detection element 13c is created. Here, (x, y) is the coordinate value of the detection element, and n is the number of the sensitivity-corrected sample.
In the present embodiment, sensitivity correction samples (samples having different thicknesses) are photographed to acquire and correct the sensitivity characteristics of each detection element.
[0035]
As shown in FIG. 6, the X-ray controller 21 includes a tube voltage control circuit 21a and a tube current control circuit 21b for irradiating the sensitivity correction sample and the target sample with X-rays of a desired intensity. Both circuits 21a and 21b are known circuits. When controlling the tube voltage, the tube voltage control circuit 21a divides the tube voltage applied to the cathode 11c into several volts by a series circuit of resistance elements, and divides the tube voltage with a reference voltage from a known reference voltage generation circuit. Is input to a comparison circuit to perform feedback control. When controlling the tube current, the tube current control circuit 21b converts the tube current flowing through the X-ray tube 11a into a voltage of about several volts by the resistance element r1, and this voltage and a reference from a known reference voltage generation circuit. The feedback control is performed by inputting the voltage to the comparison circuit. Here, if the amount of the filament current flowing to the cathode 11c changes due to, for example, the conduction angle control of the thyristor, the amount of the thermoelectrons generated from the cathode 11c also changes, and the amount of the tube current flowing from the target 11e to the cathode 11c changes.
[0036]
(2) Energy subtraction processing:
Next, the energy subtraction processing will be described. The X-ray absorption coefficient of each element has a dependency on the photon energy. Looking at the X-ray absorption coefficient with respect to the X-ray photon energy, the k-absorption end of the X-ray absorption coefficient of tin (Sn) included in the solder bump 30 is 29.4 keV, whereas copper (Cu: printed wiring) is used. X-ray absorption coefficient changes substantially linearly around the 29.4 keV. Then, the target sample is irradiated with X-rays having different photon energy distributions having strong intensity peaks before and after the k absorption edge, and when each transmitted X-ray is detected, two photon energy distributions are obtained for the X-rays transmitted through copper. , There is almost no difference in the detection intensity, but in the case of tin, a large difference occurs.
[0037]
By utilizing this difference, it is possible to calculate the thickness equivalent value while extracting the contribution of tin while eliminating the contribution of copper. The X-ray absorption coefficient of silicon, which is the main component of the chip mounted on the substrate, also changes linearly around the k-absorption edge of tin, so that the contribution of silicon can be eliminated. Here, for the sake of simplicity, the description will be made by limiting the material that transmits X-rays to tin and copper. However, even if other elements are contained, the absorption edges of the other elements are located before and after the k absorption edge of tin. As long as it does not exist, the contribution can be eliminated by the same processing.
[0038]
Generally, the intensity of an X-ray transmitted through a substance can be expressed by the following equation (1).
(Equation 1)
Figure 2004251669
Here, I is the intensity of the transmitted X-ray detected by the X-ray flat panel sensor 13, and I 0 Is the intensity of the X-ray detected by the X-ray flat panel sensor 13 when the X-ray does not pass through the target sample, and μ 0 Is the X-ray absorption coefficient of tin, μ 1 Is the X-ray absorption coefficient of copper, t 0 Is the thickness of tin, t 1 Is the thickness of the copper. The value corresponding to the exponent part of exp is the thickness equivalent value. In the following, for the sake of simplicity, the explanation will be made ignoring that the energy of each X-ray has a spread.
[0039]
By assigning numbers 1 and 2 to X-rays having two different photon energy distributions, the X-rays can be expressed as the following equations (2) and (3).
(Equation 2)
Figure 2004251669
In these formulas, it is assumed that the same object is measured with different photon energies, and therefore, the thicknesses of tin and copper are the same for the numbers 1 and 2.
[0040]
Since the X-ray absorption coefficient of copper changes linearly before and after the k-absorption edge of tin, the value hardly changes immediately before and immediately after the k-absorption edge. Therefore, in the energy subtraction process, μ 11 And μ 12 Can be considered equivalent. On the other hand, the X-ray absorption coefficient of tin changes significantly before and after the k-absorption edge of tin. Therefore, when a natural logarithm is calculated for each of the expressions (2) and (3) and a difference value between the results is calculated, the following expression (4) is obtained.
[Equation 3]
Figure 2004251669
Since the size of the left side of the equation (4) changes in proportion to the thickness of tin, it is a value corresponding to the thickness of tin. Since the value on the right side is a value that can be calculated based on the intensity of X-rays, this value was calculated for each detection element of the X-ray flat panel sensor 13, and the luminance value of each detection element was associated with this calculated value. When an image is formed with a value, an image in which only the contribution of tin is visualized can be obtained, and the quality of the solder bump 30 can be determined.
In this way, the quality of the target sample can be determined based on the measured luminance value.
[0041]
(3) Sensitivity correction table creation processing:
However, there are variations in the luminance values obtained from the respective detection elements of the X-ray flat panel sensor, and this has been an obstacle in improving the accuracy in measuring small solder bumps.
In the present embodiment, a sensitivity correction table for correcting the luminance value for each detection element is created, and the luminance value is corrected for each pixel corresponding to the detection element using the sensitivity correction table T1, thereby reducing the variation in the luminance value. This eliminates the need for more accurate measurement of solder bumps.
[0042]
Hereinafter, the process of creating the sensitivity correction table T1 will be described with reference to the flowchart of FIG. The CPU 25 issues instructions to each unit according to the control program 27a written in the memory 27, and performs this processing. The same applies to the sensitivity correction processing described later.
First, while the target sample is not placed on the XY stage 15, the counter n provided in a predetermined area of the memory 27 is reset to 0 (step S105; hereinafter, the description of "step" is omitted). . The counter n stores numerical values corresponding to the sensitivity correction samples “1” to “3”. However, the numerical value “4” may correspond to the blank. Next, the counter n is incremented by 1 (S110). Then, control data is output to the correction sample control unit 22, the turn table 17a of the sensitivity correction sample stage is rotated by the servo motor 17d, and the nth sensitivity correction sample 18 is moved to the X-ray irradiation path C1 (S115). ).
[0043]
Thereafter, various photographing conditions are set (S120). Here, control data for causing the X-ray generator 11 to pass a tube current having a predetermined current amount to the X-ray generator 11 is output to the X-ray control unit 21. Next, imaging is performed by outputting control data for generating X-rays to the X-ray control unit 21 and outputting control data for detecting the intensity of transmitted X-rays to the image processing unit 24 ( S125).
Then, the X-ray generator 11 causes a tube current of a predetermined current amount to flow, generates X-rays having the same predetermined intensity as when inspecting the target sample, and irradiates the sensitivity-corrected sample on the X-ray irradiation path. The transmitted X-ray that has passed through the sensitivity correction sample reaches the X-ray flat panel sensor 13, and its intensity is detected as a voltage signal for each of the many detection elements 13c. The detected voltage signal is converted into a luminance value corresponding to each detection element 13c by the digital conversion unit 13d.
[0044]
When imaging is performed, a luminance value f (x, y, n), which is gradation data for correction for each detection element 13c, is acquired from the X-ray flat panel sensor 13 and stored in the sensitivity correction table T1 shown in FIG. (S130).
FIG. 8 schematically shows what significance T1 is for an information table. The upper part of the drawing shows the relationship between the thickness of the sensitivity-corrected sample and the luminance value before correction for one detection element. The horizontal axis (X-axis) is the reciprocal (relative value) of the thickness of the sensitivity-corrected sample, and the vertical axis (Y-axis) is the luminance value before correction (gradation value from 0 to 4095). N = 1 to 3 on the horizontal axis indicate the positions on the X axis of the sensitivity correction samples “1” to “3”, and the luminance values before correction corresponding to the sensitivity correction samples “1” to “3” Are d1 to d3. d0 is the minimum value of the corrected luminance value, but does not become 0, and is an offset value. d4 is the maximum value of the corrected luminance value. The actual characteristics of the detection element are indicated by solid lines, and the ideal characteristics in consideration of the offset of the luminance value are indicated by dotted lines.
[0045]
As shown in the upper row, the detection element does not have a linear characteristic with respect to the reciprocal of the sensitivity correction sample, but has a curved characteristic. Therefore, in order to accurately measure a target sample, it is desirable to create a sensitivity correction table using a plurality of sensitivity correction samples. Of course, if characteristics close to a straight line can be obtained, a sensitivity correction table may be created using only one sensitivity correction sample.
[0046]
The middle part of the figure schematically shows the contents of the sensitivity correction table when focusing on one certain detection element. Note that the horizontal axis is the luminance value (gradation value) before correction, and the vertical axis is the luminance value (gradation value) after correction. The luminance values after correction corresponding to the luminance values d1 to d3 before correction are d1 'to d3'. The luminance value after correction corresponding to the offset value d0 of the luminance value before correction is set to 0. This makes it possible to eliminate the offset of the luminance value. Then, the correspondence R1 between the luminance values before and after the correction is indicated by a solid line, and the straight line where dn '= dn-d0 is indicated by a dotted line. The lower part of the figure shows the relationship between the thickness of the sensitivity-corrected sample and the corrected luminance value. Note that the horizontal axis is the reciprocal (relative value) of the thickness of the sensitivity correction sample, and the vertical axis is the corrected luminance value (gradation value).
[0047]
Here, the corrected luminance values d1 ′ to d3 ′ for the sensitivity correction sample numbers n = 1 to 3 have a linear relationship in accordance with the ideal characteristic in which even the offset of the luminance value has been deleted. In other words, since the sensitivity correction table corrects the luminance value, the luminance value can be precisely and precisely matched to the ideal sensitivity characteristic according to the magnitude of the luminance value, so that the target sample can be measured more accurately. Information table.
Further, even if there is an offset value other than 0 in the luminance value before correction in the state where X-rays are completely blocked, the luminance value after correction in the state where X-rays are completely blocked is 0, that is, the offset value is This information table can be referred to as an information table that allows the target sample to be measured with higher accuracy so that the target sample does not exist. Therefore, when the luminance value is corrected using such a sensitivity correction table, the offset of the luminance value before correction is deleted, so that the corrected luminance value matches the ideal sensitivity characteristic, and the target value is more accurately corrected. The sample can be measured.
[0048]
Further, the sensitivity correction table is an information table for each of a large number of detection elements.
FIG. 9 schematically shows the structure of the sensitivity correction table T1. For example, for pixel 1 out of 5.76 million pixels, 980, 1940, and 2940 are stored corresponding to reference luminance values 1000, 2000, and 3000 corresponding to the sensitivity correction samples “1”, “2”, and “3”. It indicates that. Each pixel corresponds to each detection element. This X-ray inspection apparatus performs sensitivity correction in which the luminance value f (x, y, n) is used as gradation data before correction, and the reference luminance value is used as gradation data after correction. Create a table. Therefore, in this sensitivity correction table, the luminance value before correction is stored for each pixel. For example, when the detection sensitivity is 5% lower than the pixel 1, a luminance value like the pixel 2 is stored. When the detection sensitivity is 5% higher than the pixel 1, a luminance value like the pixel 3 is stored. As described above, since the luminance value varies for each pixel, it has been desired to measure the target sample with higher accuracy.
[0049]
Here, when the luminance value is corrected based on the correspondence between each pixel stored in the sensitivity correction table and the reference luminance value, there is no variation in the luminance value, and the target sample can be measured more accurately. Further, even when the actual sensitivity characteristic curve shown in the upper part of FIG. 8 differs for each detection element, by providing a plurality of levels of the reference luminance value, the variation of the luminance value can be appropriately adjusted according to the magnitude of the luminance value. This makes it possible to measure the target sample with higher accuracy than simply correcting the luminance value for each detection element.
When storing the brightness values acquired for each reference brightness value in the sensitivity correction table, a reference brightness value correspondence table in which the counter n and the reference brightness value are associated is stored in a memory in advance, and the reference brightness value is stored. The reference luminance value corresponding to the counter n may be read from the correspondence table and stored in the sensitivity correction table.
[0050]
When the brightness value obtained using the sensitivity correction sample corresponding to the counter n is stored in the sensitivity correction table, it is determined whether or not the photographing has been performed for all the sensitivity correction samples (S135). If there is a sensitivity-corrected sample for which no imaging has been performed, the processing in steps S110 to S135 is repeatedly performed. If all the sensitivity-corrected samples have been imaged, this flow ends.
In this manner, a plurality of standard samples are sequentially irradiated with X-rays of a predetermined intensity while sequentially moving the plurality of standard samples to an X-ray irradiation path, and transmitted X-rays transmitted through each standard sample by a large number of detection elements. , And correction gradation data corresponding to the detected transmitted X-ray intensity can be obtained for the same number of detection elements and for the same plurality of standard samples.
[0051]
(4) Sensitivity correction processing:
Next, a process of correcting the luminance value for each detection element using the sensitivity correction table T1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, with the target sample placed on the XY stage 15, control data is output to the correction sample control unit 22, and the turntable 17a of the sensitivity correction sample stage is moved to the position of the blank 19 by the servomotor 17d. To move the sensitivity-corrected sample 18 out of the X-ray irradiation path C1 (S205). Next, various photographing conditions are set (S210). Here, control data for causing the X-ray generator 11 to pass a predetermined amount of tube current when inspecting the target sample to the X-ray control unit 21 is output. Next, by outputting control data for detecting the intensity of the transmitted X-ray to the image processing unit 24, the target sample is photographed (S215).
[0052]
Then, the X-ray generator 11 causes a predetermined amount of tube current to flow, generates X-rays of a predetermined intensity when inspecting the target sample, and irradiates the target sample on the X-ray irradiation path. The transmitted X-ray that has passed through the target sample reaches the X-ray flat panel sensor 13, and its intensity is detected as a voltage signal for each of the many detection elements 13c. The detected voltage signal is converted into a luminance value corresponding to each detection element 13c by the digital conversion unit 13d.
[0053]
When imaging is performed, a luminance value d (x, y), which is gradation data before correction for each detection element 13c, is acquired from the X-ray flat panel sensor 13 and stored in a predetermined area of the memory (S220). Then, by referring to the sensitivity correction table, a luminance value d ′ (x, y), which is the corrected gradation data corresponding to the luminance value d (x, y), is acquired and stored in a predetermined area of the memory. (S225), this flow ends. Of course, the corrected luminance value d '(x, y) may be calculated while acquiring the luminance value d (x, y) for each detection element, and may be stored in a predetermined area of the memory.
[0054]
The middle part of FIG. 8 also shows how the luminance value is corrected. That is, the correspondence R1 between the luminance values before and after the correction is determined from the luminance values before and after the correction stored in the sensitivity correction table, and the corrected luminance value d 'corresponding to the luminance value d before the correction is calculated from the correspondence R1. By doing so, the luminance value can be corrected for each detection element. Note that a relational expression representing the correspondence R1 may be obtained for each detection element by a secondary regression analysis using the luminance values before and after the correction, or the luminance value after the correction using the luminance value before the correction as the horizontal axis. In the plane having the vertical axis as the vertical axis, the proportional distribution is performed from the coordinate values of two reference points sandwiching the luminance value d that is the measurement result of the target sample among the reference points corresponding to the luminance values d0 to d4 before correction described above, The corrected luminance value d ′ may be calculated.
[0055]
In this manner, based on the correction gradation data and the reference gradation data, the gradation data obtained corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-ray of the predetermined intensity is obtained. Correction can be made for a large number of detection elements and for a plurality of levels of reference gradation data. Then, even if there are variations in luminance values obtained from a large number of detection elements, it is possible to reduce variations in luminance values. Then, the solder bumps can be measured based on the gradation data with little variation corrected for a large number of detection elements.
The X-ray inspection apparatus that performs the above-described sensitivity correction table creation processing and sensitivity correction processing constitutes the element-by-element correction means according to the present invention.
[0056]
As described above, according to the present invention, with a simple configuration of referring to the correction table, it is possible to obtain gradation data with little variation corrected for a large number of detection elements. The thickness, size, and the like of the target sample can be measured, and the target sample can be measured with higher accuracy. As a result, the quality of the target sample can be accurately determined using the measurement data of the target sample. Further, since the gradation data is also corrected for each of a plurality of levels of reference gradation data, it is possible to measure the target sample with higher accuracy in this respect. Therefore, even when the sensitivity characteristics of the gradation data before correction differ for each detection element, it is possible to appropriately eliminate the variation in the gradation data according to the size of the gradation data. It is possible to more accurately measure the target sample than to correct the data. Further, since the offset existing in the gradation data before correction is deleted after the correction, the target sample can be measured with higher accuracy.
[0057]
(5) Second embodiment:
By the way, the intensity I of the X-rays generated from the X-ray tube 11a of the X-ray generator is proportional to the tube current C and proportional to the square of the tube voltage V as in the following equation.
I = KV 2 C ... (5)
Here, K is a constant.
Therefore, the sensitivity characteristic of each detection element may be acquired by changing the tube current of the X-ray tube (proportional to the X-ray intensity) to obtain and correct the sensitivity characteristics. When the horizontal axis is read as the current of the tube current (for example, in μA unit) in the upper and lower parts of FIG. 8, a sensitivity correction table can be created by the same method to correct the luminance value.
[0058]
Hereinafter, a process of creating a sensitivity correction table performed by the X-ray inspection apparatus according to the second embodiment will be described with reference to a flowchart of FIG.
Note that the hardware of the X-ray inspection apparatus is the same as in the first embodiment. However, the sensitivity correction sample stage 17, the sensitivity correction sample (standard sample) 18, and the correction sample control unit 22 are used for adjusting the tube current of the X-ray tube, but are not necessarily required.
First, a counter n provided in a predetermined area of the memory 27 is reset to 0 while a sensitivity correction sample having a predetermined X-ray transmission amount and a known thickness is placed on the XY stage 15 ( S305). Next, the counter n is incremented by 1 (S310). Then, control data is output to the X-ray controller 21 so that the tube current flowing through the X-ray tube 11a of the X-ray generator becomes a predetermined current amount corresponding to the counter n (S315).
The current amount of the tube current corresponding to the counter n is stored in a memory, for example, as shown in the upper part of FIG. 12, by storing a tube current correspondence table T2 in which the counter n corresponds to the current amount of the tube current in the memory. It can be determined by reading the current amount corresponding to the counter n from T2. In the tube current correspondence table T2 shown in the figure, the current amount of the tube current and the reference luminance value are stored in association with each other. Here, the reference luminance value is a luminance value in a plurality of steps within a range that the luminance value can take.
[0059]
Thereafter, other various photographing conditions are set (S320). Next, imaging is performed by outputting control data for generating X-rays to the X-ray control unit 21 and outputting control data for detecting the intensity of transmitted X-rays to the image processing unit 24 ( S325).
Then, the X-ray generator 11 is supplied with a tube current of a predetermined current amount corresponding to the reference gradation data, generates an X-ray of a predetermined intensity, and supplies the X-ray of a sensitivity correction sample (standard sample) on the X-ray irradiation path. Irradiate. The transmitted X-ray that has passed through the sensitivity correction sample reaches the X-ray flat panel sensor 13, and its intensity is detected as a voltage signal for each of the many detection elements 13c. The detected voltage signal is converted into a luminance value corresponding to each detection element 13c by the digital conversion unit 13d.
[0060]
When the imaging is performed, the luminance value f (x, y, n), which is the gradation data for correction for each detection element 13c, is acquired from the X-ray flat panel sensor 13, and referring to the tube current correspondence table T2, FIG. 12 is stored in the sensitivity correction table T3 shown in the lower part (S330). This X-ray inspection apparatus performs sensitivity correction in which the luminance value f (x, y, n) is used as gradation data before correction, and the reference luminance value is used as gradation data after correction. Create table T3.
When a luminance value obtained by flowing a tube current having a current amount corresponding to the counter n to the X-ray tube 11a and storing it in the sensitivity correction table, it is determined whether or not imaging has been performed for tube currents having a current amount in all stages ( S335). If there is a current amount at a stage where imaging has not been performed, the processes of S310 to S335 are repeatedly performed, and if imaging has been performed for all current amounts, this flow ends.
[0061]
In this manner, the X-rays generated by sequentially supplying a plurality of stages of tube currents having different current amounts corresponding to the reference gradation data to the X-ray irradiating means are irradiated on the detecting elements, and are applied to a large number of detecting elements. X-ray intensity can be detected, and correction gradation data corresponding to the detected X-ray intensity can be obtained for each of the same number of detection elements.
The process of correcting the luminance value for each detection element using the created sensitivity correction table T3 can be performed according to the flowchart of FIG.
The X-ray inspection apparatus that performs the sensitivity correction table creation processing and the sensitivity correction processing according to the present embodiment constitutes the correction unit and the element-specific correction unit according to the present invention.
[0062]
As described above, the second embodiment has the same advantages as the first embodiment. That is, the thickness, size, and the like of the target sample can be precisely measured with a simple configuration, and the quality of the target sample can be more accurately determined. Since the gradation data is also corrected for each of a plurality of levels of reference gradation data, even if the sensitivity characteristics of the gradation data before correction differ for each detection element, the gradation is appropriately adjusted according to the size of the gradation data. Variations in data can be eliminated, and the target sample can be measured with higher accuracy than simply correcting the gradation data for each detection element. Since the offset existing in the gradation data before correction is deleted after the correction, the target sample can be measured with higher accuracy.
[0063]
In addition, even if the processing of correcting 5.76 million pixel gradation data for each detection element (pixel) in the embodiment is performed, the processing time is only about 5 seconds, but the data amount of the sensitivity correction table is increased and the table is referred to. If the correction process is performed only by using the correction process, the processing time can be further reduced. For example, in the above-described embodiment, three types of luminance values corresponding to the reference luminance values are stored for each pixel in the sensitivity correction table. However, even if ten types of luminance values are stored for each pixel, each reference luminance value may be stored. Is represented by a 32-bit floating point, which is 230 megabytes, and it is easy to secure such a storage capacity. Then, when processing for correcting gradation data of 5.76 million pixels is performed with reference to a sensitivity correction table storing ten types of luminance values for each pixel, the processing time is about 2 seconds.
Further, the gradation data corresponding to the pixel may be corrected collectively by the change characteristic or the like without correcting the gradation data for each detection element (pixel). Even in this case, since the gradation data is also corrected for each of a plurality of levels of reference gradation data, it is possible to correct the sensitivity characteristics of the gradation data before correction and measure the target sample more accurately. Become.
[0064]
(6) Summary:
The X-ray inspection apparatus of the present invention can be variously changed without changing its gist, and is not limited to the above-described embodiment.
For example, instead of creating a sensitivity correction table, an equation for calculating a corrected brightness value for each detection element may be created to correct the brightness value. The same effect can be obtained, and the target sample can be measured with higher accuracy.
In addition, a large number of detection elements may be arranged in a dot matrix shape arranged in a honeycomb shape or the like in addition to a dot matrix shape arranged in a vertical and horizontal order.
As described above, according to the present invention, according to various aspects, it is possible to provide an X-ray inspection apparatus and a control program for the X-ray inspection apparatus that can measure a target sample with higher accuracy. Further, the present invention is applicable as an X-ray inspection method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an X-ray inspection apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an X-ray tube.
FIG. 3 is a diagram illustrating an X-ray photon energy distribution of X-rays.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a configuration of an X-ray flat panel sensor.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a configuration of a sample moving mechanism.
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an X-ray control unit together with an X-ray tube.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a sensitivity correction table creation process.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the significance of a sensitivity correction table.
FIG. 9 is a diagram schematically showing a structure of a sensitivity correction table.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a sensitivity correction process.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a sensitivity correction table creation process according to the second embodiment.
FIG. 12 is a diagram schematically showing the structures of a tube current correspondence table and a sensitivity correction table.
[Explanation of symbols]
10 X-ray imaging mechanism
11 X-ray generator
11a ... X-ray tube
11b… Anode
11c ... Cathode
11d ... Electronic lens
11e ... Target
13 ... X-ray flat panel sensor
13a ... Scintillator
13b ... Light detection array
13c ... Detection element
13d Digital conversion unit
15 XY stage
17 ... Sensitivity correction sample stage
18. Sensitivity corrected sample (standard sample)
19 ... Blank
20 X-ray imaging control unit
21 X-ray control unit
21a ... Tube voltage control circuit
21b: tube current control circuit
22: Correction sample controller
23: Stage control unit
24 ... Image processing unit
25 ... CPU
26a ... output unit
26b ... input section
27… Memory
27a ... Control program
30 ... solder bump
31 ... Substrate
32 ... Tip
C1: X-ray irradiation path
T1, T3: sensitivity correction table
T2: Tube current table

Claims (11)

対象試料に所定強度のX線を照射し、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子にて同対象試料を透過した透過X線の強度を同検出素子別に検出し、検出した透過X線の強度に対応する階調データを同多数の検出素子別に測定するX線検査装置であって、
所定のX線透過量とされた標準試料に上記X線を照射し、上記多数の検出素子にて同標準試料を透過した透過X線の強度を検出し、検出した透過X線の強度に対応する補正用階調データを同多数の検出素子別に取得するとともに、当該補正用階調データに基づいて、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記多数の検出素子別に補正する素子別補正手段を具備することを特徴とするX線検査装置。
The target sample is irradiated with X-rays of a predetermined intensity, and the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample is detected for each of the detection elements by a large number of detection elements provided in a dot matrix form. An X-ray inspection apparatus for measuring gradation data corresponding to the intensity for each of the plurality of detection elements,
A standard sample having a predetermined X-ray transmission amount is irradiated with the X-rays, the intensity of the transmitted X-rays transmitted through the same standard sample is detected by the above-described many detection elements, and the intensity of the transmitted X-ray is detected. The correction gradation data to be obtained is obtained for each of the same number of detection elements, and based on the correction gradation data, the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-ray of the predetermined intensity is corresponded. An X-ray inspection apparatus, comprising: an element-by-element correcting unit that corrects the gradation data obtained by the above-described plurality of detection elements.
上記素子別補正手段は、上記階調データがとりうる範囲内の複数段階の基準階調データに対応して異なるX線透過量とされた複数の標準試料に上記X線を順次照射し、上記多数の検出素子にて各標準試料を透過した透過X線の強度を検出し、検出した透過X線の強度に対応する補正用階調データを同複数の標準試料別に取得するとともに、当該補正用階調データと上記基準階調データとに基づいて、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記複数段階の基準階調データ別に補正することを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置。The element-by-element correction means sequentially irradiates the X-rays to a plurality of standard samples having different X-ray transmission amounts corresponding to a plurality of levels of reference gradation data within a range that the gradation data can take, A large number of detection elements detect the intensity of transmitted X-rays transmitted through each standard sample, acquire correction gradation data corresponding to the detected transmitted X-ray intensity for each of the plurality of standard samples, and perform the correction. Based on the gradation data and the reference gradation data, the gradation data obtained corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-rays of the predetermined intensity is referred to as the multi-step reference. The X-ray inspection apparatus according to claim 1, wherein correction is performed for each gradation data. 上記素子別補正手段は、上記複数の標準試料の全てについていずれかを上記X線の照射経路に移動可能な試料移動機構を備え、同複数の標準試料を順次同X線の照射経路に移動させながら上記補正用階調データを取得することを特徴とする請求項2に記載のX線検査装置。The element-by-element correction means includes a sample moving mechanism capable of moving any of the plurality of standard samples to the X-ray irradiation path, and sequentially moving the plurality of standard samples to the X-ray irradiation path. 3. The X-ray inspection apparatus according to claim 2, wherein the correction gradation data is obtained while obtaining the correction gradation data. 上記対象試料にX線を照射可能なX線照射手段と、同対象試料を載置可能なステージとが設けられ、上記多数の検出素子は、上記ステージを介して上記X線照射手段のX線照射方向に対向する位置に配置され、上記標準試料は、上記X線照射手段とステージとの間に配置されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のX線検査装置。X-ray irradiating means capable of irradiating the target sample with X-rays and a stage capable of mounting the same target sample are provided, and the plurality of detection elements are connected to the X-rays of the X-ray irradiating means via the stage. The X-ray inspection according to any one of claims 1 to 3, wherein the X-ray inspection is arranged at a position facing the irradiation direction, and the standard sample is arranged between the X-ray irradiation unit and a stage. apparatus. 対象試料に所定強度のX線を照射し、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子にて同対象試料を透過した透過X線の強度を同検出素子別に検出し、検出した透過X線の強度に対応する階調データを同多数の検出素子別に測定するX線検査装置であって、
流れる管電流の電流量に応じた強度のX線を生成するX線照射手段に異なる電流量とされた複数段階の管電流を順次供給して生成したX線を上記検出素子に照射し、同検出素子にてX線の強度を検出し、検出したX線の強度に対応する補正用階調データを同多数の検出素子別に取得するとともに、当該補正用階調データに基づいて、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記多数の検出素子別に補正する素子別補正手段を具備することを特徴とするX線検査装置。
The target sample is irradiated with X-rays of a predetermined intensity, and the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample is detected for each of the detection elements by a large number of detection elements provided in a dot matrix form. An X-ray inspection apparatus for measuring gradation data corresponding to the intensity for each of the plurality of detection elements,
X-rays generated by sequentially supplying a plurality of stages of tube currents having different current amounts to X-ray irradiating means for generating X-rays having an intensity corresponding to the current amount of the flowing tube current are irradiated on the detecting element, The detection element detects the intensity of the X-ray, obtains correction gradation data corresponding to the detected X-ray intensity for each of the plurality of detection elements, and, based on the correction gradation data, determines the predetermined intensity. X-rays comprising an element-by-element correcting means for correcting tone data obtained corresponding to the intensity of transmitted X-rays transmitted through a target sample irradiated with the X-rays for each of the plurality of detection elements. Inspection equipment.
上記素子別補正手段は、流れる管電流の電流量に応じた強度のX線を生成して上記対象試料に照射可能なX線照射手段を備え、上記階調データがとりうる範囲内の複数段階の基準階調データに対応して異なる電流量とされた複数段階の管電流を同X線照射手段に順次供給して生成したX線を上記多数の検出素子に照射し、同検出素子にて検出したX線の強度に対応する補正用階調データを取得するとともに、当該補正用階調データと上記基準階調データとに基づいて、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記複数段階の基準階調データ別に補正することを特徴とする請求項5に記載のX線検査装置。The element-specific correction means includes X-ray irradiating means capable of generating X-rays having an intensity corresponding to the current amount of the flowing tube current and irradiating the target sample with the X-rays. X-rays generated by sequentially supplying a plurality of stages of tube currents having different current amounts corresponding to the reference gradation data to the same X-ray irradiating means are radiated to the above-mentioned many detecting elements, The correction gradation data corresponding to the detected X-ray intensity is acquired, and the target sample irradiated with the X-rays of the predetermined intensity is transmitted based on the correction gradation data and the reference gradation data. The X-ray inspection apparatus according to claim 5, wherein the gradation data acquired corresponding to the intensity of the transmitted X-ray is corrected for each of the plurality of levels of reference gradation data. 上記素子別補正手段は、上記補正用階調データを補正前の階調データとするとともに上記基準階調データを補正後の階調データとして補正前後の階調データを対応させた補正テーブルを作成し、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応する補正前の階調データを取得し、同補正テーブルを参照して同補正前の階調データに対応する補正後の階調データを取得することを特徴とする請求項2〜請求項4および請求項6のいずれかに記載のX線検査装置。The element-by-element correction means creates a correction table in which the correction gradation data is used as the pre-correction gradation data and the reference gradation data is used as the post-correction gradation data to correspond to the gradation data before and after the correction. Then, the gradation data before correction corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-ray of the predetermined intensity is acquired, and the gradation data before the correction is obtained by referring to the correction table. The X-ray inspection apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the corrected gradation data is obtained. 対象試料に所定強度のX線を照射し、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子にて同対象試料を透過した透過X線の強度を同検出素子別に検出し、検出した透過X線の強度に対応する階調データを同多数の検出素子別に測定するX線検査方法であって、
所定のX線透過量とされた標準試料に上記X線を照射し、上記多数の検出素子にて同標準試料を透過した透過X線の強度を検出し、検出した透過X線の強度に対応する補正用階調データを同多数の検出素子別に取得するとともに、当該補正用階調データに基づいて、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記多数の検出素子別に補正することを特徴とするX線検査方法。
The target sample is irradiated with X-rays of a predetermined intensity, and the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample is detected for each of the detection elements by a large number of detection elements provided in a dot matrix form. An X-ray inspection method for measuring gradation data corresponding to intensity for each of the same number of detection elements,
A standard sample having a predetermined X-ray transmission amount is irradiated with the X-rays, the intensity of the transmitted X-rays transmitted through the same standard sample is detected by the above-described many detection elements, and the intensity of the transmitted X-ray is detected. The correction gradation data to be obtained is obtained for each of the same number of detection elements, and based on the correction gradation data, the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-ray of the predetermined intensity is corresponded. An X-ray inspection method, wherein the gradation data obtained by the correction is corrected for each of the plurality of detection elements.
流れる管電流の電流量に応じた強度のX線を生成するX線照射手段に所定電流量の管電流を流してX線を生成させて対象試料に照射し、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子にて同対象試料を透過した透過X線の強度を同検出素子別に検出し、検出した透過X線の強度に対応する階調データを同多数の検出素子別に測定するX線検査方法であって、
異なる電流量とされた複数段階の管電流を上記X線照射手段に順次供給して生成したX線を上記多数の検出素子に照射し、同検出素子にてX線の強度を検出し、検出したX線の強度に対応する補正用階調データを取得するとともに、当該補正用階調データに基づいて、上記所定電流量に対する強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記多数の検出素子別に補正することを特徴とするX線検査方法。
A predetermined amount of tube current is applied to X-ray irradiating means for generating X-rays having an intensity corresponding to the amount of flowing tube current, thereby generating X-rays and irradiating the target sample. X-ray inspection method for detecting the intensity of transmitted X-rays transmitted through the target sample by the detection elements for each of the detection elements, and measuring gradation data corresponding to the detected intensity of the transmitted X-rays for the same number of detection elements And
X-rays generated by sequentially supplying a plurality of stages of tube currents having different current amounts to the X-ray irradiating means are applied to the plurality of detection elements, and the X-ray intensity is detected by the detection elements. The correction gradation data corresponding to the intensity of the X-ray obtained is obtained, and based on the correction gradation data, the transmission X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-ray having the intensity with respect to the predetermined current amount is obtained. An X-ray inspection method, wherein the gradation data acquired corresponding to the intensity is corrected for each of the plurality of detection elements.
対象試料に所定強度のX線を照射し、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子にて同対象試料を透過した透過X線の強度を同検出素子別に検出し、検出した透過X線の強度に対応する階調データを同多数の検出素子別に測定するX線検査装置の制御プログラムであって、
所定のX線透過量とされた標準試料に上記X線を照射させ、上記多数の検出素子にて検出される同標準試料を透過した透過X線の強度に対応する補正用階調データを同多数の検出素子別に取得するとともに、当該補正用階調データに基づいて、上記所定強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記多数の検出素子別に補正する機能をコンピュータに実現させることを特徴とするX線検査装置の制御プログラム。
The target sample is irradiated with X-rays of a predetermined intensity, and the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample is detected for each of the detection elements by a large number of detection elements provided in a dot matrix form. A control program for an X-ray inspection apparatus for measuring gradation data corresponding to intensity for each of the same number of detection elements,
A standard sample having a predetermined X-ray transmission amount is irradiated with the X-rays, and correction gradation data corresponding to the intensity of the transmitted X-rays transmitted through the standard sample detected by the large number of detection elements is transmitted. Along with acquiring for each of a large number of detection elements, based on the correction gradation data, the gradation data acquired corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the target sample irradiated with the X-ray of the predetermined intensity is obtained. A control program for an X-ray inspection apparatus, wherein a computer realizes the function of correcting for each of a large number of detection elements.
流れる管電流の電流量に応じた強度のX線を生成するX線照射手段に所定電流量の管電流を流してX線を生成させて対象試料に照射し、ドットマトリクス状に設けられた多数の検出素子にて同対象試料を透過した透過X線の強度を同検出素子別に検出し、検出した透過X線の強度に対応する階調データを同多数の検出素子別に測定するX線検査装置の制御プログラムであって、
異なる電流量とされた複数段階の管電流を上記X線照射手段に順次供給させて生成させたX線を上記多数の検出素子に照射し、同検出素子にて検出したX線の強度に対応する補正用階調データを取得するとともに、当該補正用階調データに基づいて、上記所定電流量に対する強度のX線が照射された対象試料を透過した透過X線の強度に対応して取得される階調データを上記多数の検出素子別に補正する機能をコンピュータに実現させることを特徴とするX線検査装置の制御プログラム。
A predetermined amount of tube current is applied to X-ray irradiating means for generating X-rays having an intensity corresponding to the amount of flowing tube current, thereby generating X-rays and irradiating the target sample. X-ray inspection apparatus that detects the intensity of transmitted X-rays transmitted through the target sample by the detection elements, and measures tone data corresponding to the detected transmitted X-ray intensity for the same number of detection elements. Control program,
X-rays generated by sequentially supplying a plurality of tube currents having different current amounts to the X-ray irradiating means are applied to the above-mentioned many detecting elements, and correspond to the intensity of the X-rays detected by the detecting elements. The correction gradation data to be obtained is obtained, and based on the correction gradation data, the X-rays having the intensity with respect to the predetermined current amount are obtained corresponding to the intensity of the transmitted X-ray transmitted through the irradiated target sample. A control program for an X-ray inspection apparatus, wherein the control program causes a computer to realize a function of correcting the gradation data for each of the plurality of detection elements.
JP2003040280A 2003-02-18 2003-02-18 X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus Expired - Fee Related JP4074204B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003040280A JP4074204B2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003040280A JP4074204B2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007125938A Division JP4630305B2 (en) 2007-05-10 2007-05-10 X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004251669A true JP2004251669A (en) 2004-09-09
JP4074204B2 JP4074204B2 (en) 2008-04-09

Family

ID=33024214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003040280A Expired - Fee Related JP4074204B2 (en) 2003-02-18 2003-02-18 X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4074204B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008096425A (en) * 2006-09-15 2008-04-24 Toyota Motor Corp Radiographic testing apparatus, radiographic testing method and radiographic testing program
JP2018031643A (en) * 2016-08-24 2018-03-01 株式会社日立ハイテクサイエンス X-ray transmission inspection device
JP2019012011A (en) * 2017-06-30 2019-01-24 アンリツインフィビス株式会社 Article inspection device and method for calibrating the same
CN111781633A (en) * 2019-04-03 2020-10-16 苏州博思得电气有限公司 Method, system, storage medium and device for automatically adjusting brightness of X-ray machine by utilizing correction
CN111796336A (en) * 2019-03-19 2020-10-20 株式会社石田 Inspection apparatus
WO2022153920A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 アンリツ株式会社 X-ray inspection device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008096425A (en) * 2006-09-15 2008-04-24 Toyota Motor Corp Radiographic testing apparatus, radiographic testing method and radiographic testing program
JP2018031643A (en) * 2016-08-24 2018-03-01 株式会社日立ハイテクサイエンス X-ray transmission inspection device
KR20180022598A (en) * 2016-08-24 2018-03-06 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 X-ray transmission inspection apparatus
KR102357088B1 (en) * 2016-08-24 2022-01-27 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 X-ray transmission inspection apparatus
JP2019012011A (en) * 2017-06-30 2019-01-24 アンリツインフィビス株式会社 Article inspection device and method for calibrating the same
US10718725B2 (en) 2017-06-30 2020-07-21 Anritsu Infivis Co., Ltd. X-ray inspection apparatus and correction method for X-ray inspection apparatus
CN111796336A (en) * 2019-03-19 2020-10-20 株式会社石田 Inspection apparatus
CN111796336B (en) * 2019-03-19 2023-12-05 株式会社石田 Inspection apparatus
CN111781633A (en) * 2019-04-03 2020-10-16 苏州博思得电气有限公司 Method, system, storage medium and device for automatically adjusting brightness of X-ray machine by utilizing correction
CN111781633B (en) * 2019-04-03 2023-12-22 苏州博思得电气有限公司 Method, system, storage medium and apparatus for automatically adjusting brightness of X-ray machine using correction
WO2022153920A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 アンリツ株式会社 X-ray inspection device
JP7335284B2 (en) 2021-01-15 2023-08-29 アンリツ株式会社 X-ray inspection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4074204B2 (en) 2008-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8351682B2 (en) X-ray examination region setting method, X-ray examination apparatus and X-ray examination region setting program
US7732776B2 (en) Radiation imaging apparatus, drive method and program of the radiation imaging apparatus
EP3342342B1 (en) Radiation image processing method and radiographic system
JP6912965B2 (en) How to operate a radiation imaging device, a radiation imaging system, and a radiation imaging device
JP4630305B2 (en) X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus
JP2015021784A (en) Two-dimensional image detection system
US6961406B2 (en) X-ray diagnostic apparatus
US11119059B2 (en) Semiconductor defect inspection apparatus and semiconductor defect inspection method
JP4494026B2 (en) X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus
JP4074204B2 (en) X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus
WO2021201211A1 (en) Inspection device
JP4537037B2 (en) X-ray inspection apparatus and tube voltage / tube current adjustment method thereof
JP3933548B2 (en) X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and X-ray inspection control program
US20080075379A1 (en) Image processing device and image processing method
EP3346921A1 (en) An x-ray system with computer implemented methods for image processing
JP2004195233A (en) Method and apparatus to reduce spectrum-sensitive type artifacts
US7073941B2 (en) Radiographic apparatus and radiation detection signal processing method
JPH01265145A (en) X-ray inspection device
JP2005121538A (en) X-ray system, method and control program thereof
JP2009276133A (en) X-ray radiographic apparatus
JP7437222B2 (en) Inspection equipment
Mouri et al. Incorporation of blind source separation in X-ray energy subtraction for extracting solder bumps
CN108324294A (en) X-ray filming apparatus
JP2853854B2 (en) Inspection device
JP2008237836A (en) Radiographic imaging device and method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050114

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20061031

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070313

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070510

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070611

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070717

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080124

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110201

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4074204

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110201

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140201

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees