JP2018173351A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査箇所以外における余分な被曝を抑制すること。【解決手段】Ｘ線検査装置は、被検査物を載置するステージを挟んでＸ線管と対向する位置の周辺にＸ線管に向けて配設されたＸ線検出器を有している。ステージとＸ線管との間に配設された遮蔽ユニットは遮蔽板を含む。遮蔽板のコリメータ部３１は、コリメータ部３１を貫通する孔部３６を有している。この孔部３６は、Ｘ線の入射側に向かって拡径された入射側テーパ面３６ｃと、Ｘ線の出射側に向かって拡径された出射側テーパ面３６ｄとを有している。入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄは、Ｘ線の発生位置（発生源Ｆ１）に向けた直線に沿うように傾斜している。【選択図】図４

Description

本発明は、Ｘ線検査装置に関する。

従来、Ｘ線検査装置は、様々な分野で利用されている。Ｘ線検査装置は、被検査物として例えば半導体デバイスを検査するために用いられる。例えば、複数の半導体チップを有する半導体デバイスは、積層した半導体チップを接続するために貫通電極（ＴＳＶ）を使用し、積層した半導体チップを接続する。貫通電極は、半導体チップに埋め込まれた状態で形成されるため、半導体チップの外観からはその状態を確認することはできない。そこで、Ｘ線検査装置を用いて、半導体チップを透過したＸ線の吸収量から、貫通電極の状態（例えば位置）を検査する（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１６−１１８４４５号公報

ところで、Ｘ線は、物体を透過する高いエネルギーを持つため、半導体デバイスに対して特性劣化などの悪影響を与えることがある。例えば、半導体メモリのような半導体デバイスでは、Ｘ線が照射されると、Ｘ線の透過により半導体シリコンが電荷を蓄積することにより、半導体メモリの内部に形成されたトランジスタのしきい電圧を変化させるおそれがある（トータルドーズ効果）。このため、検査箇所以外における余分な被曝を抑制することが求められる。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、検査箇所以外における余分な被曝の抑制を可能としたＸ線検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するＸ線検査装置は、被検査物が載置される載置面を有するステージと、前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線管と、前記被検査物を透過したＸ線を検出する第１のＸ線検出器と、前記ステージと前記Ｘ線管との間に配置される遮蔽板と、を有し、前記第１のＸ線検出器は、前記ステージを挟んで前記Ｘ線管と対向する位置の周辺、且つ、前記Ｘ線を入射する検出面が前記Ｘ線管から照射されるＸ線の軸線方向に対して斜めに配置され、前記遮蔽板は、前記ステージに載置される前記被検査物に対して前記Ｘ線の軸線方向に対して斜めに前記Ｘ線が通過する第１の孔部を有し、前記第１の孔部は、第１のＸ線検出器の検出面の全体に前記Ｘ線を照射するように形成されるとともに、前記Ｘ線の入射側に向かって拡径された入射側テーパ面と、前記Ｘ線の出射側に向かって拡径された出射側テーパ面とを有する。

上記のＸ線検査装置において、前記入射側テーパ面と前記出射側テーパ面は、前記Ｘ線の発生位置に向けた直線に沿うように傾斜していることが好ましい。
上記のＸ線検査装置は、前記ステージを前記載置面に沿って移動させるステージ移動機構と、前記第１のＸ線検出器を周方向に回転させる検出器回転機構と、前記遮蔽板を前記載置面と平行な面に沿って移動させる遮蔽板移動機構と、を有することが好ましい。

また、上記課題を解決するＸ線検査装置は、被検査物が載置される載置面を有するステージと、前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線管と、前記被検査物を透過したＸ線を検出する第１のＸ線検出器と、前記ステージと前記Ｘ線管との間に配置される遮蔽板と、を有し、前記第１のＸ線検出器は、前記ステージを挟んで前記Ｘ線管と対向する位置の周辺、且つ、前記Ｘ線を入射する検出面が前記Ｘ線管から照射されるＸ線の軸線方向に対して斜めに配置され、前記遮蔽板は、前記ステージに載置される前記被検査物に対して前記Ｘ線の軸線方向に対して斜めに前記Ｘ線が通過する第１の孔部を有する。

上記のＸ線検査装置において、前記第１の孔部の内面は、前記Ｘ線の発生位置に向けた直線に沿うように傾斜して入射側から前記Ｘ線の出射側に向かって拡径するテーパ状であることが好ましい。

上記のＸ線検査装置は、前記ステージを前記載置面に沿って移動させるステージ移動機構と、前記第１のＸ線検出器を周方向に回転させる検出器回転機構と、前記遮蔽板を周方向に回転させる遮蔽板回転機構と、を有することが好ましい。

上記のＸ線検査装置において、前記遮蔽板は、端部から前記Ｘ線の入射方向に向かって延びる枠状の壁部を有し、前記Ｘ線管の先端は前記壁部の内側に配置されることが好ましい。

上記のＸ線検査装置は、前記ステージを挟んで前記Ｘ線管と対向する位置、且つ、前記Ｘ線を入射する検出面が前記Ｘ線管から照射されるＸ線の軸線方向に対して垂直に配置された第２のＸ線検出器を有し、前記遮蔽板は、前記遮蔽板を垂直に貫通する第２の孔部を有し、前記第２の孔部は、前記Ｘ線の発生位置に向けた直線に沿うように傾斜して入射側から前記Ｘ線の出射側に向かって拡径するテーパ状であり、第２のＸ線検出器の検出面の全体に前記Ｘ線を照射するように形成されることが好ましい。

本発明のＸ線検査装置によれば、検査箇所以外における余分な被曝を抑制することができる。

第１実施形態のＸ線検査装置の概略構成図。 遮蔽板の斜視図。 （ａ）（ｂ）は遮蔽板の概略断面図。 （ａ）は遮蔽板の要部を拡大した断面図、（ｂ）は要部を示す平面図。 検出器に対するＸ線の照射を示す説明図。 第２実施形態のＸ線検査装置の概略構成図。 （ａ）は遮蔽板の要部を拡大した斜視断面図、（ｂ）は要部を示す平面図。 比較例の遮蔽板の一部拡大断面図。 比較例の遮蔽板による検出器に対するＸ線の照射を示す説明図。

以下、各形態を説明する。
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。また、断面図では、理解を容易にするために、一部の構成要素のハッチングを省略している場合がある。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態を説明する。
図１は、Ｘ線検査装置１の概略構成図である。この図１においてＸＹＺ直交座標系を設定し、その座標系を用いて動作を説明する。図１には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸と、各軸を中心とする回転方向（軸回り、周方向）を矢印にて示す。また、各部材について、移動可能な方向について実線にて示している。

図１に示すように、Ｘ線検査装置１は、照射ボックス（「照射ＢＯＸ」と表記）１０と、コントロール部５０とを有している。
照射ボックス１０には、ステージ１１、Ｘ線管１２、変位計１３、Ｘ線検出器１４，１５、回転ステージ１６、支持アーム１７，遮蔽ユニット２０を有している。

コントロール部５０は、モータ制御部５１，５２，５３，５４、Ｘ線管制御部５５、変位測定部５６、画像処理部５７を有している。
ステージ１１は、被検査物Ｓが載置される載置面１１ａを有し、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に移動自在なＸＹステージである。ステージ１１は、アクチュエータとしてのモータを含むステージ移動機構（図示略）を有し、そのステージ移動機構により載置面１１ａと平行な水平方向に移動する。コントロール部５０のモータ制御部５１は、ステージ１１のモータを制御する。これにより、Ｘ線検査装置１は、載置面１１ａに載置された被検査物Ｓを所定の検査対象位置へと導く。

被検査物Ｓは、例えば、積層された複数の半導体チップを含む半導体デバイスである。半導体チップは、例えばはんだバンプにより電気的に接続される。また、半導体チップは、貫通電極（ＴＳＶ）を含み、貫通電極により接続される。Ｘ線検査装置１は、このような被検査物Ｓにおいて、貫通電極やはんだバンプの状態等を検査するために利用される。

ステージ１１の材料としては、Ｘ線に対して透過性を有するものを用いることができる。なお、ステージ１１は、上述した水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の他、Ｚ軸方向（載置面１１ａに対する垂直方向、上下方向）に移動可能としてもよい。また、ステージ１１は、Ｚ軸回り（周方向）に回転可能としてもよい。

Ｘ線管１２は、ステージ１１の上方に配置されている。Ｘ線管１２は、被検査物ＳにＸ線を照射する。Ｘ線管１２としては、特に限定されるものではなく、Ｘ線検査において従来より使用されているものを用いることができる。コントロール部５０のＸ線管制御部５５は、Ｘ線管１２におけるＸ線の発生・停止を制御する。

Ｘ線管１２は、移動機構１８に接続されている。移動機構１８は、アクチュエータとしてのモータを含む。Ｘ線管１２は、移動機構１８によりＺ軸方向に移動可能に支持される。モータ制御部５３は、移動機構１８のモータを制御する。このモータ制御部５３と移動機構により、Ｘ線管１２のＺ軸方向の位置が変更される。

変位計１３は、被検査物Ｓの上面までの距離を測定するために用いられる。変位計１３としては、例えば被検査物Ｓまでの距離を非接触にて測定するレーザ変位計を用いることができる。コントロール部５０の変位測定部５６は、変位計１３により、被検査物Ｓの上面までの距離を測定する。この変位計１３による測定結果に基づいて、モータ制御部５３は、Ｘ線管１２と遮蔽ユニット２０との距離を指定距離とする。Ｘ線管１２のＸ軸方向の位置は、拡大率に応じて変更される。拡大率は、Ｘ線の焦点（発生箇所）からＸ線検出器１４，１５までの距離を、焦点から被検査物Ｓまでの距離で除した値で表される。

［第１のＸ線検出器］
Ｘ線検出器１４は、ステージ１１を挟んでＸ線管１２と対向する位置に配置されている。例えば、Ｘ線検出器１４は、ステージ１１の直下に位置する回転ステージ１６の面上に配置されている。このＸ線検出器１４は、その検出面１４ａがＸ線管１２から照射されるＸ線の軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直となるように配置されている。

［第２のＸ線検出器］
Ｘ線検出器１５は、ステージ１１を挟んでＸ線管１２と対向する位置の周辺に配置されている。例えば、Ｘ線検出器１５は、回転ステージ１６に第１端部（基端）が固定された支持アーム１７の第２端部（先端）に取着されている。また、Ｘ線検出器１５は、その検出面１５ａがＸ線管１２から出射されるＸ線の軸線方向（Ｚ軸方向）に対して斜めとなるように配設されている。詳述すると、Ｘ線検出器１５は、被検査物Ｓを斜めに通過したＸ線が検出面に対して垂直に入射するように配設されている。

回転ステージ１６は、Ｚ軸回り（周方向）に回転自在なθステージである。回転ステージ１６は、アクチュエータとしてのモータを含む回転機構（図示略）を有している。コントロール部５０のモータ制御部５４は、回転機構のモータを制御し、Ｘ線検出器１４，１５を周方向に回転させる。

Ｘ線検出器１４，１５は、例えば平板状の検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）である。この検出器としては、例えば、間接変換型の検出器や直接変換型の検出器を用いることができる。間接変換型の検出器は、Ｘ線をシンチレータ（Scintillator）で他の波長の光に変換し、その光をアレイ状のフォトダイオードやＣＣＤ（Charge Coupled Device）で電荷に変換することによりＸ線を検出する。直接変換型の検出器は、Ｘ線を変換膜（例えばアモルファスセレン（α−Ｓｅ）等の半導体膜）で電荷に変換することによりＸ線を検出する。

さらに、このＸ線検査装置１は、遮蔽ユニット２０を有している。遮蔽ユニット２０は、ステージ１１とＸ線管１２との間に配設されている。遮蔽ユニット２０は、フィルタ２１と遮蔽板２２とを含む。

フィルタ２１は、Ｘ線に含まれる所定の波長域を吸収（カット）するものである。Ｘ線は、連続的な波長域を含む。長い波長域のＸ線は、被検査物Ｓの特性劣化を招く。例えば、半導体メモリのような半導体デバイスでは、Ｘ線が照射されると、Ｘ線の透過により半導体シリコンが電荷を蓄積することにより、半導体メモリの内部に形成されたトランジスタのしきい電圧を変化させるおそれがある。このため、本実施形態のＸ線検査装置１は、フィルタ２１により被検査物Ｓに影響を与える波長域のＸ線を吸収することで、被検査物Ｓの特性劣化を抑えてＸ線検査を行うことができる。

なお、フィルタは、複数枚のフィルタ板を含むものとしてもよい。互いに異なる波長域のＸ線を吸収するフィルタ板を用意し、選択した１又は複数のフィルタ板にＸ線を透過させることで、被検査物Ｓに照射するＸ線の波長域を変更することができる。

図２に示すように、遮蔽板２２は、例えば概略矩形平板状に形成されている。なお、遮蔽板２２の形状は適宜変更されてもよい。遮蔽板２２は、コリメータ部３１と、コリメータ部３１から立設された枠状の壁部３２とを有している。遮蔽板２２の材料としては、Ｘ線が通過し難い金属材料、例えば鉛（Ｐｂ）等を用いることができる。

コリメータ部３１は、略矩形平板状に形成され、複数の孔部３１Ｘを有している。孔部３１Ｘは、所望の位置に設けられ、Ｘ線を通過させる。この孔部３１Ｘを通過したＸ線は、図１に示す被検査物Ｓに照射される。Ｘ線は、被検査物Ｓを透過してＸ線検出器１４，１５に入射する。

図３（ａ）は、孔部３１Ｘのうちの１つの孔部３５を示す。孔部３５は、コリメータ部３１を厚さ方向に貫通している。この孔部３５は、図１に示すＸ線検出器１４により被検査物Ｓを垂直に通過したＸ線を検出し、被検査物Ｓを撮影するために用いられる。孔部３５を通過したＸ線は、図１に示すステージ１１に載置された被検査物Ｓに対して部分的に照射される。このＸ線を照射する部分は、被検査物Ｓにおける検査箇所である。

図３（ｂ）は、孔部３１Ｘのうちの別の孔部３６を示す。孔部３６は、コリメータ部３１を厚さ方向に貫通している。この孔部３６は、図１に示すＸ線検出器１５により被検査物Ｓを斜めに通過したＸ線を検出し、被検査物Ｓを撮影するために用いられる。孔部３６を通過したＸ線は、図１に示すステージ１１に載置された被検査物Ｓに対して斜め且つ部分的に照射される。このＸ線を照射する部分は、被検査物Ｓにおける検査箇所である。

壁部３２は、コリメータ部３１の端部から上方に向かって延びるように形成されている。Ｘ線管１２の先端１２ａは、枠状の壁部３２の内側に配設される。Ｘ線管１２から出射されるＸ線は、Ｘ線管１２の先端からほぼ１８０°に広がって出射される。つまり、Ｘ線は、Ｘ線管１２の先端において、ほぼ水平方向に向けて出射される。本実施形態において、Ｘ線管１２の先端は、遮蔽板２２の枠状の壁部３２の内側に配設される。このため、Ｘ線管１２の先端１２ａから水平方向に出射されるＸ線は、壁部３２によって遮られる。このため、検査箇所以外におけるＸ線の被曝が低減される。なお、図１では、Ｘ線管１２の先端から遮蔽ユニット２０を離して示している。

図３（ａ）に示すように、孔部３５は、コリメータ部３１の上面３１ａと下面３１ｂとの間を貫通して形成されている。コリメータ部３１の上面３１ａと下面３１ｂにおいて、孔部３５は略円形状の開口を有している。そして、本実施形態において孔部３５は、上面３１ａの開口径に対して下面３１ｂの開口径が大きい、つまり、孔部３５は、Ｘ線の出射方向（下方向）に徐々に内径が大きくなるテーパ状である。

例えば、孔部３５の内径は、Ｘ線検出器１４の大きさに応じて設定される。図１に示すＸ線管１２から出射するＸ線は、Ｘ線の発生位置から放射状に広がる。Ｘ線検出器１４は、複数の検出素子を有し、それらの検出素子は二次元配列されている。Ｘ線検出器１４の各検出素子を有効に利用するためには、このＸ線検出器１４の全面にＸ線を照射するとよい。つまり、放射状に広がるＸ線において、Ｘ線検出器１４の全体を含むようにＸ線を照射する。孔部３５は、Ｘ線管１２から出射されるＸ線を、Ｘ線管１２の軸方向、つまり垂直方向において、コーンビーム状のＸ線とする。なお、Ｘ線管１２においてＸ線の発生位置（発生源）を点Ｆ１にて示す。

この発生源Ｆ１とＸ線検出器１４との間に被検査物Ｓが配置される。Ｘ線検出器１４は、被検査物Ｓにおいて、コーンビーム状のＸ線が通過する領域の状態（構成、材質等）に応じた検出結果を出力する。

図４（ａ）に示すように、孔部３６は、コリメータ部３１の上面３１ａと下面３１ｂとの間を貫通して形成されている。図４（ｂ）に示すように、コリメータ部３１の上面３１ａと下面３１ｂにおいて、孔部３６は略円形状の開口３６ａ，３６ｂを有している。

図４（ａ）に示すように、孔部３６は、入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄとを有している。入射側テーパ面３６ｃは、コリメータ部３１の厚さ方向の中央部からコリメータ部３１の上面３１ａに向かって内径が拡大するテーパ状である。出射側テーパ面３６ｄは、コリメータ部３１の厚さ方向の中央部からコリメータ部３１の下面３１ｂに向かって内径が拡大するテーパ状である。入射側テーパ面３６ｃは、Ｘ線の発生箇所（発生源Ｆ１）に向かう直線に沿うように傾斜している。出射側テーパ面３６ｄは、Ｘ線の発生箇所（発生源Ｆ１）に向かう直線に沿うように傾斜している。

図４（ａ）に示すように、孔部３６は、入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄとの間に、コリメータ部３１の厚さ方向（図４（ａ）において上下方向）の中央部に中間面３６ｅを有している。中間面３６ｅは、コリメータ部３１の厚さ方向において内径が均一である。なお、この中間面３６ｅは省略されてもよい。

（作用）
上述のＸ線検査装置１の作用を説明する。
（Ｘ線検査）
Ｘ線検査装置１は、Ｘ線検出器１４を用いて、被検査物Ｓの垂直（２Ｄ）画像を得て、被検査物Ｓを検査する。また、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線検出器１５を用いて、被検査物Ｓの立体（３Ｄ）画像を得て、被検査物Ｓを検査する。

コントロール部５０の画像処理部５７は、Ｘ線検出器１４により、被検査物Ｓの垂直（２Ｄ）画像を得る。詳述すると、コントロール部５０のＸ線管制御部５５は、Ｘ線管１２を制御し、Ｘ線を発生させる。モータ制御部５１は、ステージ１１を載置面１１ａの面内で移動させ、被検査物Ｓの検査箇所にＸ線を垂直に照射させる。そして、画像処理部５７は、Ｘ線検出器１４による検出結果を画像処理して、被検査物Ｓの垂直（２Ｄ）画像を得る。この垂直（２Ｄ）画像により、被検査物Ｓの検査を行うことができる。

また、画像処理部５７は、Ｘ線検出器１５により、被検査物Ｓの立体（３Ｄ）画像を得る。詳述すると、モータ制御部５４は、Ｘ線検出器１５を周方向に回転させる。モータ制御部５１，５２は、Ｘ線検出器１５の回転に同期して、Ｘ線管１２から出射されるＸ線が被検査物Ｓの検査箇所を透過するように、遮蔽板２２、ステージ１１の位置を制御する。画像処理部５７は、Ｘ線検出器１５により多方向から被検査物Ｓを撮影した複数の画像を得る。そして、画像処理部５７は、複数の画像に基づいて、再構成演算処理を行い、被検査物Ｓの立体（３Ｄ）画像を作成する。この立体（３Ｄ）画像により、被検査物Ｓの検査（ＣＴ検査）を行うことができる。

図４（ａ）に示すように、遮蔽板２２の孔部３６は、Ｘ線の発生位置（発生源Ｆ１）に向かう直線に沿うように傾斜した入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄとを有している。このような孔部３６は、被検査物Ｓに対する余分な被曝を低減する。この孔部３６の作用の説明のために、先ず、比較例のコリメータ部を説明する。

（比較例）
図８は、略平板状のコリメータ部８１において、上面８１ａと下面８１ｂの間を貫通し、上面８１ａから下面８１ｂまでの内径が均一な孔部８２を示す。

略平板状のコリメータ部８１において、上面及び下面における開口形が略円形状の孔部を有するコリメータ部８１に対して、孔部の中心からずれた位置をＸ線の発生源Ｆ１とする。図９に示すように、この発生源Ｆ１により発生するＸ線のうち、孔部８２を通過するＸ線は、そのＸ線の中心軸と垂直な面において略楕円状の領域８３に照射される。孔部８２の内径は、この略楕円状の領域８３において、短手方向の長さがＸ線検出器１５を含むように設定される。

このように内径が均一の孔部８２の場合、斜めに入射するＸ線において、孔部８２の周囲においてＸ線の照射方向に対して薄い。このため、エネルギーの高いＸ線は、図８に示すように、コリメータ部８１の上面から孔部８２の内周面、孔部８２の内周面からコリメータ部８１の下面８１ｂへと透過する。孔部８２の内径は、被検査物Ｓの検査領域に応じて設定される。従って、コリメータ部８１を透過するＸ線は、被検査物Ｓにおいて、検査箇所より外側の部分に照射される。このため、検査箇所以外の場所では、余分なＸ線の被曝を受ける。

また、図９に示すように、Ｘ線は、略楕円状の領域８３に照射される。このとき、被検査物Ｓにおける検査箇所は、Ｘ線検出器１５の検出面に応じた領域となる。図９において、Ｘ線検出器１５からはみ出た領域に照射されるＸ線は、被検査物Ｓにおいて検査箇所以外の部分を透過する。このため、検査箇所以外の場所では、余分なＸ線の被曝を受ける。

本実施形態では、図４（ａ）に示すように、遮蔽板２２（コリメータ部３１）の孔部３６は、Ｘ線の入射側と出射側に入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄとを有している。入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄは、Ｘ線の発生箇所に向かう直線に沿うように傾いている。従って、コリメータ部３１の上面３１ａに入射するＸ線Ｒ１において、そのＸ線の入射方向におけるコリメータ部３１の厚さは、図８に示すコリメータ部３１と比べて厚い。このため、Ｘ線Ｒ１は、コリメータ部３１を透過しない。また、孔部３６に入射するＸ線のうち、孔部３６の内面に入射するＸ線Ｒ２において、そのＸ線の入射方向におけるコリメータ部３１の厚さは、比較例のコリメータ部８１（図８参照）と比べて厚い。このため、Ｘ線Ｒ２は、コリメータ部３１を透過しない。このように、本実施形態の遮蔽板２２（コリメータ部３１）の孔部３６の中を通過するＸ線が図１に示す被検査物Ｓに照射される。このため、検査箇所以外の場所の余分なＸ線の被曝が抑制される。

本実施形態の孔部３６を通過するＸ線は、図５に示すように、Ｘ線の中心軸と垂直な面において略楕円状の領域Ａ１に照射される。この領域Ａ１において、短手方向の長さがＸ線検出器１５を含む。この領域Ａ１の大きさは、図４（ａ）に示す孔部３６において、発生源Ｆ１から視た孔部３６の形状（コリメータ部３１により遮られる部分の形状）に対応する。略楕円状の領域Ａ１の大きさは、入射側テーパ面３６ｃにおいて、コリメータ部３１の中心側の内径（出射側テーパ面３６ｄの中心側の内径）に応じた大きさとなる。孔部３６は入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄとを有しているため、それぞれにおいて、コリメータ部３１の厚さ方向中央側の内径は、比較例の孔部８２（図８参照）の内径よりも小さい。コリメータ部３１の孔部３６を通過するＸ線は、Ｘ線の発生箇所から視た実質的な孔部３６の開口形状に応じて広がる。つまり、本実施形態の孔部３６を通過するＸ線の広がりは、比較例の孔部８２（図８参照）を通過するＸ線の広がりと比べて小さい。従って、略楕円状の領域８３において、長手方向において、Ｘ線検出器１５からはみ出す部分の大きさは、図９に示す比較例の場合よりも小さい。従って、被検査物Ｓにおいて、検査箇所以外の場所では、余分なＸ線の被曝を受ける部分が小さくなる、つまり余分なＸ線の被曝が抑制される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１−１）Ｘ線検査装置１は、被検査物Ｓを載置するステージ１１を挟んでＸ線管１２と対向する位置の周辺にＸ線管１２に向けて配設されたＸ線検出器１５を有している。ステージ１１とＸ線管１２との間に配設された遮蔽ユニット２０は遮蔽板２２を含む。遮蔽板２２のコリメータ部３１は、コリメータ部３１を貫通する孔部３６を有している。この孔部３６は、Ｘ線の入射側に向かって拡径された入射側テーパ面３６ｃと、Ｘ線の出射側に向かって拡径された出射側テーパ面３６ｄとを有している。

孔部３６は入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄのそれぞれにおいて、コリメータ部３１の厚さ方向中央側の内径は、コリメータ部８１の厚さ方向における内径が均一な比較例の孔部８２と比べ開口径が小さい。コリメータ部３１の孔部３６を通過するＸ線は、Ｘ線の発生箇所から視た実質的な孔部３６の開口形状に応じて広がる。つまり、本実施形態の孔部３６を通過するＸ線の広がりは、比較例の孔部８２を通過するＸ線の広がりと比べて小さい。従って、Ｘ線が照射される領域Ａ１のうち、Ｘ線検出器１５からはみ出す部分の大きさが小さくなる。従って、被検査物Ｓにおいて、検査箇所以外の場所では、余分なＸ線の被曝を受ける部分が小さくなる、つまり余分なＸ線の被曝を抑制できる。

（１−２）入射側テーパ面３６ｃと出射側テーパ面３６ｄは、Ｘ線の発生位置（発生源Ｆ１）に向けた直線に沿うように傾斜している。
コリメータ部３１の上面３１ａに入射するＸ線Ｒ１において、そのＸ線の入射方向におけるコリメータ部３１の厚さは、比較例のコリメータ部８１と比べて厚い。このため、Ｘ線Ｒ１は、コリメータ部３１を透過しない。また、孔部３６に入射するＸ線のうち、孔部３６の内面に入射するＸ線Ｒ２において、そのＸ線の入射方向におけるコリメータ部３１の厚さは、比較例のコリメータ部８１と比べて厚い。このため、Ｘ線Ｒ２は、コリメータ部３１を透過しない。このように、本実施形態の遮蔽板２２（コリメータ部３１）の孔部３６の中を通過するＸ線が図１に示す被検査物Ｓに照射される。このため、検査箇所以外の場所の余分なＸ線の被曝を抑制できる。

（１−３）壁部３２は、コリメータ部３１の端部から上方に向かって延びるように形成されている。Ｘ線管１２の先端１２ａは、枠状の壁部３２の内側に配設される。Ｘ線管１２から出射されるＸ線は、Ｘ線管１２の先端からほぼ１８０°に広がって出射される。Ｘ線管１２の先端１２ａから水平方向に出射されるＸ線は、壁部３２によって遮られる。このため、検査箇所以外におけるＸ線の被曝を低減できる。

（１−４）遮蔽ユニット２０はフィルタ２１を含む。フィルタ２１により被検査物Ｓに照射するＸ線の波長域を設定することにより、被検査物Ｓの特性劣化を抑制することができる。

（１−５）Ｘ線検査装置１は、被検査物Ｓを載置するステージ１１を挟んでＸ線管１２と対向する位置に配設されたＸ線検出器１４を有している。Ｘ線検出器１５により被検査物Ｓの立体（３Ｄ）画像が得られる。また、Ｘ線検出器１４により被検査物Ｓの垂直（２Ｄ）画像が得られる。従って、本実施形態のＸ線検査装置１は、１つの装置で垂直画像と立体画像とを得ることができるため、作業の効率化及び作業時間の短縮化を図ることが可能である。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態を説明する。
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明の一部又は全てを省略する。

図６に示すように、このＸ線検査装置１０１は、照射ボックス（「照射ボックス」と表記）１１０とコントロール部１５０とを有している。
照射ボックス１１０は、ステージ１１、Ｘ線管１２、変位計１３、Ｘ線検出器１４，１５、回転ステージ１６、支持アーム１７、遮蔽ユニット１２０を有している。

コントロール部１５０は、モータ制御部５１，５２ａ，５３，５３、Ｘ線管制御部５５、変位測定部５６、画像処理部５７を有している。
遮蔽ユニット１２０は、フィルタ２１と遮蔽板１２２とを有している。

図７（ａ）に示すように、遮蔽板１２２のコリメータ部１３１は、孔部１３６を有している。この孔部１３６は、コリメータ部１３１の主面（上面１３１ａ、下面１３１ｂ）に対して傾いている。この孔部１３６の傾きは、図６に示すＸ線検出器１５の検出面１５ａに対して垂直であり、Ｘ線の発生箇所、つまり図７（ａ）に示す発生源Ｆ１を通る直線に沿ってコリメータ部１３１を貫通している。また、この孔部１３６は、Ｘ線の発生源Ｆ１に向かう直線に沿うように傾斜した内周面を有している。この内周面１３６ａは、Ｘ線の入射側から出射側に向かって拡径するテーパ状であることが好ましい。

この孔部１３６は、図６に示すＸ線検出器１５に対してＸ線を照射する軸と垂直な面において略円形状である。つまり、孔部１３６は、Ｘ線の発生源Ｆ１から視て略円形である。そして、図７（ｂ）に示すように、この孔部１３６は、コリメータ部１３１の主面（上面１３１ａ、下面１３１ａ）における開口形状は略楕円である。

図６に示すコントロール部１５０のモータ制御部５２ａは、遮蔽板１２２をその面内、つまり水平方向に移動させるとともに、Ｘ線管１２から出射されるＸ線の軸方向（Ｚ軸方向）に対して、Ｚ軸回り（周方向）に回転させる。

図６に示すＸ線検査装置１０１において、Ｘ線検出器１４を用いた被検査物Ｓの撮影は、上述した第１実施形態と同じである。
Ｘ線検出器１５を用いた被検査物Ｓの測定において、モータ制御部５４は、Ｘ線検出器１５を周方向に回転させる。モータ制御部５１は、Ｘ線検出器１５の回転に同期して、Ｘ線管１２から出射されるＸ線の発生源とＸ線検出器１５の中心とを結ぶ直線上に被検査物Ｓの検査箇所を配置するように、ステージ１１の位置を制御する。そして、モータ制御部５２ａは、図７（ａ）に示す孔部１３６の傾きをＸ線の発生源とＸ線検出器１５の中心とを結ぶ直線と一致するように、遮蔽板１２２の回転と位置を制御する。これにより、孔部１３６を通過したコーン状のＸ線が図６に示すＸ線検出器１５に向かって照射される。

画像処理部５７は、Ｘ線検出器１５により多方向から被検査物Ｓを撮影した複数の画像を得る。そして、画像処理部５７は、複数の画像に基づいて、再構成演算処理を行い、被検査物Ｓの立体（３Ｄ）画像を作成する。この立体（３Ｄ）画像により、被検査物Ｓの検査（ＣＴ検査）を行うことができる。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（２−１）この孔部１３６は、コリメータ部１３１の主面（上面１３１ａ、下面１３１ｂ）に対して傾いている。この孔部１３６の傾きは、図６に示すＸ線検出器１５の検出面１５ａに対して垂直であり、Ｘ線の発生箇所（発生源Ｆ１）を通る直線に沿ってコリメータ部１３１を貫通している。また、この孔部１３６は、Ｘ線の発生源Ｆ１に向かう直線に沿うように傾斜した内周面を有している。

この孔部１３６の周囲において、Ｘ線の発生源Ｆ１に向かう直線に沿ったコリメータ部１３１の厚さ（上面１３１ａから下面１３１ｂまでの距離）は、コリメータ部８１を厚さ方向に貫通する孔部８２を有するコリメータ部８１と比べて厚い。従って、コリメータ部１３１の上面１３１ａに照射されるＸ線のうち、コリメータ部１３１を通過するＸ線が０若しくは僅かとなるため、検査箇所以外の場所の余分なＸ線の被曝を抑制できる。

（２−２）孔部１３６は、Ｘ線の発生箇所（発生源Ｆ１）から視て略円形状である。このため、被検査物Ｓを透過するＸ線において、矩形状のＸ線検出器１５からはみ出す領域に照射されるＸ線がより少なくなる。従って、被検査物Ｓにおいて検査箇所以外の部分では、余分なＸ線の被曝を受ける部分が小さくなる、つまり余分なＸ線の被曝を抑制できる。

尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記各実施形態では、被検査物Ｓとして半導体デバイスとしたが、その他の物を被検査物としてもよい。

１１…ステージ、１４…Ｘ線検出器（第２のＸ線検出器）、１５…Ｘ線検出器（第１のＸ線検出器）、２２…遮蔽板、３１…コリメータ部、３２…壁部、３５…孔部（第２の孔部）、３６…孔部（第１の孔部）、３６ｃ…入射側テーパ面、３６ｄ…出射側テーパ面、１２２…遮蔽板、１３１…コリメータ部、１３６…孔部、Ｓ…被検査物、Ｆ１…発生源（発生位置）。

Claims (8)

1. 被検査物が載置される載置面を有するステージと、
   前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線管と、
   前記被検査物を透過したＸ線を検出する第１のＸ線検出器と、
   前記ステージと前記Ｘ線管との間に配置される遮蔽板と、
   を有し、
   前記第１のＸ線検出器は、前記ステージを挟んで前記Ｘ線管と対向する位置の周辺、且つ、前記Ｘ線を入射する検出面が前記Ｘ線管から照射されるＸ線の軸線方向に対して斜めに配置され、
   前記遮蔽板は、前記ステージに載置される前記被検査物に対して前記Ｘ線の軸線方向に対して斜めに前記Ｘ線が通過する第１の孔部を有し、
   前記第１の孔部は、第１のＸ線検出器の検出面の全体に前記Ｘ線を照射するように形成されるとともに、前記Ｘ線の入射側に向かって拡径された入射側テーパ面と、前記Ｘ線の出射側に向かって拡径された出射側テーパ面とを有する、
   Ｘ線検査装置。
2. 前記入射側テーパ面と前記出射側テーパ面は、前記Ｘ線の発生位置に向けた直線に沿うように傾斜している、請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. 前記ステージを前記載置面に沿って移動させるステージ移動機構と、
   前記第１のＸ線検出器を周方向に回転させる検出器回転機構と、
   前記遮蔽板を前記載置面と平行な面に沿って移動させる遮蔽板移動機構と、
   を有する、請求項１又は２に記載のＸ線検査装置。
4. 被検査物が載置される載置面を有するステージと、
   前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線管と、
   前記被検査物を透過したＸ線を検出する第１のＸ線検出器と、
   前記ステージと前記Ｘ線管との間に配置される遮蔽板と、
   を有し、
   前記第１のＸ線検出器は、前記ステージを挟んで前記Ｘ線管と対向する位置の周辺、且つ、前記Ｘ線を入射する検出面が前記Ｘ線管から照射されるＸ線の軸線方向に対して斜めに配置され、
   前記遮蔽板は、前記ステージに載置される前記被検査物に対して前記Ｘ線の軸線方向に対して斜めに前記Ｘ線が通過する第１の孔部を有する、
   Ｘ線検査装置。
5. 前記第１の孔部の内面は、前記Ｘ線の発生位置に向けた直線に沿うように傾斜して入射側から前記Ｘ線の出射側に向かって拡径するテーパ状である、請求項４に記載のＸ線検査装置。
6. 前記ステージを前記載置面に沿って移動させるステージ移動機構と、
   前記第１のＸ線検出器を周方向に回転させる検出器回転機構と、
   前記遮蔽板を周方向に回転させる遮蔽板回転機構と、
   を有する、請求項４又は５に記載のＸ線検査装置。
7. 前記遮蔽板は、端部から前記Ｘ線の入射方向に向かって延びる枠状の壁部を有し、
   前記Ｘ線管の先端は前記壁部の内側に配置される、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
8. 前記ステージを挟んで前記Ｘ線管と対向する位置、且つ、前記Ｘ線を入射する検出面が前記Ｘ線管から照射されるＸ線の軸線方向に対して垂直に配置された第２のＸ線検出器を有し、
   前記遮蔽板は、前記遮蔽板を垂直に貫通する第２の孔部を有し、
   前記第２の孔部は、前記Ｘ線の発生位置に向けた直線に沿うように傾斜して入射側から前記Ｘ線の出射側に向かって拡径するテーパ状であり、第２のＸ線検出器の検出面の全体に前記Ｘ線を照射するように形成される、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。