JP4926645B2 - 放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラムに関する。

従来、Ｘ線等の放射線によってバンプ等の検査対象を検査する技術として、３次元ＣＴによる解析やラミノグラフィによる解析が知られている。（特許文献１参照）。
特開２００５−１２１６３３号公報

上述した従来の放射線検査装置においては、簡易な構成によって３次元ＣＴとラミノグラフィとの双方を実施可能にすることができなかった。
すなわち、従来の放射線検査装置においては、検査対象と検出器との双方をＸ−Ｙ平面上で移動させるＸ−Ｙステージを構成しており、Ｘ−Ｙステージによる直線的な移動を繰り返して検出器を回転させる構成を採用している。Ｘ−Ｙステージは、一般的に回転以外の運動をも想定した機構であり、また、少なくとも２個の駆動源が必要であって、構成が複雑となる。従って、検査対象と検出器との双方をＸ−Ｙステージによって駆動する装置は、その構成が極めて複雑になる。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、簡易な構成によって３次元ＣＴとラミノグラフィとの双方を実施可能な放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラムの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、所定平面上で検査対象を移動できるように構成し、当該検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得するにあたり、放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で前記放射線検出器を回転させる軌道回転手段と、前記所定平面に平行な直線に沿って放射線検出器を移動させる直線移動手段とを設けた。

すなわち、本発明においては、前記回転軸を中心とした回転軌道上で放射線検出器を回転させることが可能であるので、放射線検出器の回転と検査対象の移動とを同期させ、異なる回転角における透過放射線画像を取得することにより、３次元ＣＴによる検査対象の解析を実施することができる。また、放射線検出器を直線的に移動させることが可能であるので、放射線検出器の直線移動と検査対象の移動とを同期させ、異なる角度における透過放射線画像を取得することにより、ラミノグラフィによる検査対象の解析を実施することができる。

ここで、３次元ＣＴによる解析を行うために必要な透過放射線画像の撮影やデータ処理の負荷は、ラミノグラフィによる解析を行うために必要な透過放射線画像の撮影やデータ処理の負荷より大きく、３次元ＣＴの方が解析に時間がかかる。ただし、３次元ＣＴによれば検査対象の３次元構造を示す情報を取得することが可能であるので、ラミノグラフィよりも詳細な解析を実施することができる。

本発明によれば、一つの装置にて３次元ＣＴによる解析とラミノグラフィによる解析との双方を実施することが可能である。従って、詳細な解析が必要な検査対象であれば３次元ＣＴを実施し、詳細な解析を実施しなくても検査をすることができる検査対象であればラミノグラフィを実施することで、必要以上に時間をかけることなく必要充分な検査を行うことが可能である。

すなわち、３次元ＣＴのみを備える検査装置であれば、検査対象を詳細に解析することが可能であるものの、簡易な検査によって十分に良否検査を実施可能な検査対象について検査する際に必要以上の時間がかかってしまう。一方、ラミノグラフィのみを備える検査装置であれば、検査対象を詳細に解析することができない。しかし、本発明によれば、検査対象に必要とされる解析の程度に応じて３次元ＣＴとラミノグラフィとを適宜選択することができるので、無駄な検査時間の発生を抑え、高速に検査を実施することができる。

なお、以上の構成は、工場内の検査ラインなど、連続的に検査を行う放射線検査装置に適用することが好ましい。すなわち、検査ラインにおいてライン上を搬送される製品において検査対象が複数個存在する場合、全ての検査対象において詳細な解析が必要とされることはまれである。また、複数種類の製品がライン上を搬送される場合、各製品における検査対象にて必要とされる解析の程度は異なることが多い。従って、このような製品において、必要な検査精度に応じて３次元ＣＴとラミノグラフィとを切り替えて検査を行うことで、１種類の検査のみが実施できる検査装置と比較して必要な検査を高速に実施することが可能になる。

本発明における装置を以上のように運用するためには、検査対象ごとに予め３次元ＣＴとラミノグラフィとのいずれにて解析するのかを設定することができればよく、例えば、検査対象ごとに予め設定を行っておき、この設定に従って３次元ＣＴとラミノグラフィとのいずれかを選択する構成や、３次元ＣＴとラミノグラフィとのいずれかを設定する入力ボタン等のインタフェースを設け、オペレータによって選択させる構成等を採用してもよく、種々の構成を採用可能である。

ここで、放射線照射手段は、放射線発生器によって放射線を出力することができればよく、放射線発生器としては開放管や密閉管など種々の放射線源を採用可能である。さらに、検査対象移動手段は、放射線の照射範囲内の所定平面上で検査対象を移動させることができればよく、例えば、直交する２軸に沿って移動を行うＸ−Ｙステージ等を採用可能であるが、むろん、検査対象を回転させる機構が付加されていても良い。また、多数の検査対象を連続的に検査するために、検査対象の搬送機構と連動するように構成することが好ましい。

透過放射線取得手段においては、検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器にて検出し、透過放射線の強度を検出することができれば良く、種々の構成を採用することが可能である。例えば、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等のセンサを２次元的に配置したセンサであってもよいし、１次元的に配置したセンサによってスキャンを行っても良い。

軌道回転手段は、放射線検出器を回転軌道上で回転させることができればよい。すなわち、前記回転軸から一定の距離にある円周（回転軌道）上で公転のごとく放射線検出器を回転させることができればよく、回転軌道上の複数の位置で検査対象を撮影することによって３次元ＣＴ解析を行うための透過放射線画像を取得することができればよい。従って、放射線検出器が回転軸に対して常に同じ方向を向く状態で当該放射線検出器を回転させることができればよく、ボールベアリング等による回転機構によって放射線検出器を回転させるなど、種々の構成を採用可能である。

なお、回転軸は放射線発生器の焦点を通る直線であればよく、例えば、前記検査対象移動手段によって検査対象を移動させる際の所定平面に対して垂直の回転軸を設定すればよい。この構成によれば、３次元ＣＴやラミノグラフィによる解析を容易に行うことが可能である。

直線移動手段は、放射線検出器を直線的に移動させることができればよい。すなわち、検査対象の透過放射線が放射線検出器の一点に到達するように、放射線検出器を直線的に移動させることができればよい。なお、放射線検出器の移動方向は、前記検査対象を移動させる所定平面に対して平行な直線に沿った方向であればよく、ボールねじなど、種々の機構によって放射線検出器を移動させる構成を採用可能である。

なお、半導体のリードなど検査対象の形状の対称性が低い場合には、放射線検出器を直線移動させる方向として好ましい方向を検査対象ごとに設定することができる。そこで、直線移動を行うための機構を軌道回転手段によって回転させるように構成すれば、軌道回転手段によってこの機構を回転させることで、直線移動手段による移動方向を所望の方向に設定することができる。また、検査対象を所定の角度範囲から観察するために放射線検出器を前記回転軌道上で回転させるための時間と直線移動を行うための時間とでは一般に後者の方が短く、回転を行う検査と比較して高速に検査を実施することができる。さらに、本発明においては、直線移動手段によって放射線検出器を移動させることにより、前記回転軌道の半径を増減することが可能であり、必要な検査の精度、時間に応じて適宜半径を調整することが可能である。

さらに、前記目的を達成するため、本発明では、所定平面上で検査対象を移動できるように構成し、当該検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得するにあたり、放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で前記放射線検出器を回転させる軌道回転手段と、放射線検出器を通る直線を回転軸として当該放射線検出器を回転させる自転回転手段とを設けた。

すなわち、本発明においては、前記回転軌道上で放射線検出器を回転させることにより３次元ＣＴによる検査対象の解析を実施することができる。また、放射線検出器を自転させることが可能であるので、放射線検出器を軌道回転させるとともに自転させ、検査対象の移動と同期させることによって異なる角度における透過放射線画像を取得すれば、ラミノグラフィによる検査対象の解析を実施することができる。

ここでも、３次元ＣＴによる解析を行うために必要な透過放射線画像の撮影やデータ処理の負荷は、ラミノグラフィによる解析を行うために必要な透過放射線画像の撮影やデータ処理の負荷より大きく、３次元ＣＴの方が解析に時間がかかるが詳細な解析を実施することができる。従って、本発明によれば、一つの装置にて３次元ＣＴによる解析とラミノグラフィによる解析との双方を実施することが可能であり、必要以上に時間をかけることなく必要充分な検査を行うことが可能である。

また、以上の構成も、工場内の検査ラインなど、連続的に検査を行う放射線検査装置に適用することが好ましい。さらに、ここでも、検査対象ごとに予め３次元ＣＴとラミノグラフィとのいずれにて解析するのかを設定し、この設定に従って３次元ＣＴとラミノグラフィとのいずれかを選択すればよい。

さらに、放射線照射手段、検査対象移動手段、透過放射線取得手段、軌道回転手段の構成についても上述の構成と同様である。自転回転手段は、放射線検出器を通る直線を回転軸として当該放射線検出器を回転させることができればよい。すなわち、放射線検出器を自転させることができればよい。なお、放射線検出器を通る回転軸と当該放射線検出器の検出面との交点が検査対象を透過した透過放射線の到達位置となるように回転軸を設定することが好ましい。

さらに、前記目的を達成するため、前記軌道回転手段と前記直線移動手段と前記自転回転手段とをともに設けてもよい。すなわち、本発明においては、前記回転軌道上で放射線検出器を回転させることにより３次元ＣＴによる検査対象の解析を実施することができる。また、放射線検出器を直線的に移動させることによるラミノグラフィと放射線検出器を自転させることによるラミノグラフィとの双方を実施可能である。

ここでも、３次元ＣＴによる解析を行うために必要な透過放射線画像の撮影やデータ処理の負荷は、ラミノグラフィによる解析を行うために必要な透過放射線画像の撮影やデータ処理の負荷より大きく、３次元ＣＴの方が解析に時間がかかるが詳細な解析を実施することができる。従って、本発明によれば、一つの装置にて３次元ＣＴによる解析とラミノグラフィによる解析との双方を実施することが可能であり、必要以上に時間をかけることなく必要充分な検査を行うことが可能である。

なお、上述のように放射線検出器を直線的に移動させるラミノグラフィと放射線検出器を回転させるラミノグラフィとを区別する際には、必要に応じて前者を直線ラミノグラフィ、後者を回転ラミノグラフィと呼ぶ。一般に、回転ラミノグラフィの方が直線ラミノグラフィより詳細な検査を実施可能であるため、検査対象に必要とされる検査の精度や検査対象の形状等に応じて予め３次元ＣＴ、直線ラミノグラフィあるいは回転ラミノグラフィのいずれかを実施するための設定を行えばよい。

また、以上の構成も、工場内の検査ラインなど、連続的に検査を行う放射線検査装置に適用することが好ましい。さらに、放射線照射手段、検査対象移動手段、透過放射線取得手段、軌道回転手段、直線移動手段、自転回転手段の構成についても上述の構成と同様である。

さらに、検査対象移動手段による検査対象の位置制御と直線移動手段による放射線検出器の位置制御との具体例として、検査対象を透過した透過放射線による像が前記放射線検出器の検出面上で一定の位置、向き、大きさとなるように、前記検査対象と放射線検出器との位置制御を実施する構成を採用しても良い。すなわち、検査対象を透過した透過放射線による像が検出面上で一定の位置、向き、大きさとなるように検査対象および放射線検出器の位置を制御すれば、この位置にて常に検査対象の像の焦点が合っており、検出面の他の部位では放射線検出器の移動に伴って焦点が合わなくなる。従って、前記位置制御を行いながら放射線検出器にて長時間露光を行った画像あるいは複数回の短時間露光を行った結果を重ね合わせた画像を取得することによって直線ラミノグラフィによる解析対象となる画像を取得することができる。

また、回転ラミノグラフィを実施する際にも、同様に特定の位置に検査対象の像の焦点を合わせることが必要である。このための構成例として、放射線検出器における回転軌道上での回転に同期するように検査対象を移動させるとともに、検査対象を透過した透過放射線による像が放射線検出器の検出面上で一定の位置、向き、大きさとなるように、放射線検出器を自転させる構成を採用可能である。この構成によれば、以上のような位置制御を行いながら放射線検出器にて長時間露光を行った画像あるいは複数回の短時間露光を行った結果を重ね合わせた画像を取得することによって回転ラミノグラフィによる解析対象となる画像を取得することができる。

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やプログラム、当該プログラムを記録した媒体としても発明は実現可能である。また、以上のような放射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。また、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても同様である。

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）第１実施形態の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（３）他の実施形態：

（１）本発明の構成：
図１は本発明の第１実施形態であるＸ線検査装置１０の概略ブロック図である。同図１に示すように、Ｘ線検査装置１０は、Ｘ線発生器１１とＸ−Ｙステージ１２とＸ線取得機構１３と搬送装置１４とを備えており、各部をＣＰＵ２５によって制御する。すなわち、Ｘ線検査装置１０はＣＰＵ２５を含む制御系としてＸ線制御機構２１とステージ制御機構２２と画像取得機構２３と搬送機構２４とＣＰＵ２５と入力部２６と出力部２７とメモリ２８とを備えている。この構成において、ＣＰＵ２５は、メモリ２８に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。

メモリ２８はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め検査対象データ２８ａと撮像条件データ２８ｂとが記録されている。検査対象データ２８ａは、検査対象の位置およびその検査対象を検査する際に実施すべき解析（本実施形態においては３次元ＣＴあるいは直線ラミノグラフィ）を示すデータである。本実施形態においては、基板上に配設されたバンプやリード等を示すデータであり、同一基板上の異なる部品が検査対象となる場合には、検査対象ごとに基板上の位置と実施すべき解析とが対応付けられている。

撮像条件データ２８ｂは、Ｘ線発生器１１にてＸ線を発生させる際の条件を示すデータであり、Ｘ線管に対する印加電圧，撮像時間等を含む。また、メモリ２８には、ＣＰＵ２５の処理過程で生成される各種データを記憶することが可能である。例えば、透過Ｘ線の強度に対応したＸ線画像データ２８ｃを記憶することができる。尚、メモリ２８はデータを蓄積可能であればよく、ＲＡＭやＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。

Ｘ線制御機構２１は、上記撮像条件データ２８ｂを参照し、Ｘ線発生器１１を制御して所定のＸ線を発生させることができる。Ｘ線発生器１１は、いわゆる透過型開放管であり、Ｘ線の出力位置である焦点Ｆから出力側のほぼ全方位、すなわち、立体角２πの範囲にＸ線を出力する。ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２と接続されており、上記検査対象データ２８ａに基づいて同Ｘ−Ｙステージ１２を制御する。本実施形態においては検査対象を後述するＸ線検出器の視野中心に位置するようにＸ−Ｙステージ１２を制御する。

また、搬送機構２４は、搬送装置１４を制御して基板をＸ−Ｙステージ１２に搬入する（図１に示す１２ａ）。すなわち、搬送装置１４によって一方向に基板を搬送し、Ｘ−Ｙステージ１２において基板１２ａ上の検査対象を検査し、搬送装置１４にて検査後の基板を搬出する処理を連続的に実施できるように構成されている。

画像取得機構２３はＸ線取得機構１３に接続されており、Ｘ線取得機構１３に取り付けられたＸ線検出器１３ａ（後述）が出力する検出値によって検査対象の透過Ｘ線画像を取得する。取得した透過Ｘ線画像は、Ｘ線画像データ２８ｃとしてメモリ２８に記憶される。本実施形態におけるＸ線検出器１３ａは、２次元的に分布したセンサを備えており、検出した透過Ｘ線からＸ線の２次元分布を示すＸ線画像データを生成することができる。

本実施形態において、Ｘ線取得機構１３は、所定の回転軸から半径ｒの範囲を回転させることでＸ線検出器１３ａを当該回転軸周りの回転軌道上で回転させる軌道回転機構１３ｂと、Ｘ−Ｙステージ１２に対して平行な方向に直線移動させる直線移動機構１３ｃとを備えており、画像取得機構２３が軌道回転機構１３ｂおよび直線移動機構１３ｃに対して制御信号を出力することにより、Ｘ線検出器１３ａの位置を制御することができる。

図２は、当該Ｘ線取得機構１３の構造をＹ軸方向に沿った方向から眺めた状態を示す模式図であり、Ｘ線発生器１１およびＸ−Ｙステージ１２の上方に位置する軌道回転機構１３ｂと直線移動機構１３ｃとを模式的に示している。軌道回転機構１３ｂは円柱状の部位を備えており、この円柱の軸ＡはＸ−Ｙステージ１２による検査対象の移動平面であるＸ−Ｙ平面に対して垂直である。また、軸ＡはＸ線発生器１１の焦点を通る直線である。軌道回転機構１３ｂは、図示しない動力源等によって、前記軸Ａを回転軸とし、当該軸Ａから半径ｒの範囲を回転させる機構である。

一方、直線移動機構１３ｃは、Ｘ−Ｙ平面に対して平行に配置された直線上の部材を備えており、Ｘ線検出器１３ａは当該直線状の部材に取り付けられている。また、Ｘ線検出器１３ａは図示しない動力源等によって当該直線状の部材に保持された状態で移動することができる。従って、軌道回転機構１３ｂが軸Ａを回転軸として回転すると、Ｘ線検出器１３ａは軸Ａを中心とした半径Ｒの円周（回転軌道）上を回転する。

出力部２７は上記Ｘ線画像等を表示するディスプレイであり、入力部２６は利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。すなわち、利用者は入力部２６を介して種々の入力を実行可能であるし、ＣＰＵ２５の処理によって得られる種々の演算結果やＸ線画像データ、検査対象の良否判定結果等を出力部２７に表示することができる。

ＣＰＵ２５は、メモリ２８に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、検査対象の検査を行うために、図１に示す搬送制御部２５ａとＸ線制御部２５ｂとステージ制御部２５ｃと画像取得部２５ｄと軌道回転制御部２５ｅと直線移動制御部２５ｆと良否判定部２５ｇとによる演算を実行する。搬送制御部２５ａは、搬送機構２４を制御して、適切なタイミングで基板をＸ−Ｙステージ１２に供給し、また、適切なタイミングで搬送装置１４を駆動して検査済みの基板をＸ−Ｙステージ１２から取り除く。

Ｘ線制御部２５ｂは、上記撮像条件データ２８ｂを取得し、上記Ｘ線制御機構２１を制御して所定のＸ線をＸ線発生器１１から出力させる。ステージ制御部２５ｃは、上記検査対象データ２８ａを取得し、検査対象をＸ線発生器１１の焦点とＸ線検出器１３ａの視野中心とを結ぶ直線上に配置するための制御信号をステージ制御機構２２に供給する。この結果、ステージ制御機構２２は、検査対象がＸ線検出器１３ａの視野中心に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる。

画像取得部２５ｄは、画像取得機構２３に指示を行い、Ｘ線検出器１３ａが出力するＸ線画像データ２８ｃを取得する。軌道回転制御部２５ｅは検査対象データ２８ａを参照し、検査対象に対する解析が３次元ＣＴによる解析が設定されているときに軌道回転機構１３ｂを制御してＸ線検出器１３ａを回転させる。直線移動制御部２５ｆは検査対象データ２８ａを参照し、検査対象に対する解析としてラミノグラフィによる解析が設定されているときに直線移動機構１３ｃを制御してＸ線検出器１３ａを直線移動させる。

良否判定部２５ｇは、３次元ＣＴあるいはラミノグラフィによる解析を行って検査対象の良否を判定する。すなわち、３次元ＣＴによる解析を実施する際には、Ｘ線画像データ２８ｃに基づいて再構成演算を行い、当該再構成演算結果に基づいて検査対象が良品であるか否かを判定する。また、ラミノグラフィによる解析を実施する際には、Ｘ線画像データ２８ｃに基づいて検査対象が良品であるか否かを判定する。なお、各解析において良否を判定するための条件は予め設定されている。

（２）Ｘ線検査処理：
本実施形態においては、上述の構成において図３に示すフローチャートに従って検査対象の良否判定を行う。本実施形態においては、多数の基板を搬送装置１４によって搬送し、逐次Ｘ−Ｙステージ１２上で基板上の検査対象を検査する。このため、検査に際しては、まずステップＳ１００にて搬送制御部２５ａが搬送機構２４に指示を出し、搬送装置１４によって検査対象の基板をＸ−Ｙステージ１２上に搬送する。

次に、ステージ制御部２５ｃは検査対象データ２８ａを参照し、現在の検査対象に対して実施すべき解析が３次元ＣＴによる解析とラミノグラフィによる解析とのいずれであるのかを判別する（ステップＳ１０５）。現在の検査対象に対して実施すべき解析が３次元ＣＴであると判別されたときには、回転軌道上の異なる回転角度で透過Ｘ線画像を取得するため、変数ｎを”０”に初期化する（ステップＳ１１０）。続いて、軌道回転制御部２５ｅは画像取得機構２３に指示を行い、軌道回転機構１３ｂを駆動して予め決められた位置にＸ線検出器１３ａを回転移動させる（ステップＳ１１５）。

本実施形態においては、回転角θ_ｎをθ_ｎ＝（ｎ／Ｎ）×３６０°と定義しており、θ＝０°の角度は予め決めてある。また、上記変数ｎは最大値をＮとする整数である。従って、Ｘ線検出器１３ａは３６０°／Ｎずつ回転することになる。Ｎ＋１は、Ｘ線画像を撮影する回転位置の数であり、要求される検査速度と検査精度、アーチファクトの程度および検査対象の外形（軸対称性）から決定すればよい。例えば、Ｎ＝１１等（撮影回数１２）を採用可能であるが、より少ない撮影回数（例えば、Ｎ＝３，撮影回数４）でＸ線画像を取得し、補間演算によって擬似的にＸ線画像の枚数を増加する構成を採用してもよい。

図４は、Ｎ＝３の場合におけるＸ線検出器１３ａの位置を示す模式図である。同図４においては、Ｚ軸に垂直な方向に沿って軌道回転機構１３ｂを上から眺めた状態を示しており、各回転角におけるＸ線検出器１３ａの位置を破線によって示している。なお、同図４においては、回転軸ＡからＹ軸と平行かつ逆向きに延ばした直線に対する反時計回り方向の角度をＸ線検出器１３ａの回転角θ_ｎとして定義している。また、Ｘ線検出器１３ａにおける一つの長辺の脇には検出器の向きを示す三角形の目印を記してあり、図４に示すようにＸ線検出器１３ａが矢印に示す回転軌道上を回転すると、検出器の長辺を指す前記三角形の頂点が常に回転軸Ａを向きながらＸ線検出器１３ａが回転する。

Ｘ線検出器１３ａの回転動作を行うと、当該回転後のＸ線検出器の視野内に検査対象が含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる（ステップＳ１２０）。すなわち、ステージ制御部２５ｃは検査対象データ２８ａを参照して基板上での検査対象の位置を特定し、当該検査対象が回転後のＸ線検出器１３ａの視野中心とＸ線発生器１１の焦点とを結ぶ直線上に位置するようにステージ制御機構２２に指示を行う。この結果、ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２を移動させ、検査対象をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置する。

ステップＳ１２０にて検査対象をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置したら、Ｘ線制御部２５ｂおよび画像取得部２５ｄの制御により、Ｘ線検出器１３ａにて回転角θ_ｎのＸ線画像Ｐ_θｎを撮影する（ステップＳ１２５）。すなわち、Ｘ線制御部２５ｂは、上記撮像条件データ２８ｂを取得し、当該撮像条件データ２８ｂに示される条件でＸ線を出力するようにＸ線制御機構２１に対して指示を行う。この結果、Ｘ線発生器１１が立体角２πの範囲でＸ線を出力するので、画像取得部２５ｄはＸ線検出器１３ａが検出したＸ線画像を取得する。

ステップＳ１２５にて回転角θ_ｎのＸ線画像Ｐ_θｎを撮影すると、変数ｎが最大値Ｎに達しているか否かを判別し（ステップＳ１３０）、最大値Ｎに達していると判別されなければ変数ｎをインクリメントして（ステップＳ１３５）、ステップＳ１１５以降の処理を繰り返す。ステップＳ１３０にて変数ｎが最大値Ｎに達していると判別されたときには、必要な回数の撮影が終了しているので、以降の処理にて良否判定を行う。このため、本実施形態においては、良否判定部２５ｇがＸ線画像Ｐ_θ０〜Ｐ_θＮを用いて３次元画像の再構成演算を行う（ステップＳ１４０）。

すなわち、以上の処理においては図４に示すようにＸ線検出器１３ａが予め決められた位置を回転移動するので、Ｘ線検出器１３ａの検出面の各位置とＸ線発生器１１の焦点との位置関係は予め判明している。そこで、両者の関係を把握した上でフィルタ補正逆投影法等により再構成演算を行う。再構成演算が終了すると、良否判定部２５ｇは、予め決められた基準に基づいて再構成演算結果から検査対象の良否を特定する（ステップＳ１４５）。

一方、ステップＳ１０５にて、現在の検査対象に対して実施すべき解析がラミノグラフィであると判別されたときには、Ｘ線検出器１３ａを直線移動させながら透過Ｘ線画像を取得するため、Ｘ線検出器１３ａによる露光を開始する（ステップＳ１５０）。すなわち、直線移動機構１３ｃが画像取得機構２３に指示を行ってＸ線検出器１３ａを初期位置に配置し、ステージ制御部２５ｃがステージ制御機構２２に指示を行って検査対象を前記初期位置のＸ線検出器１３ａにおける視野中心に配置した上で、画像取得部２５ｄが画像取得機構２３に指示を行って、透過Ｘ線画像の連続的な取得を開始する。

次に、Ｘ線検出器１３ａと検査対象とを同期させて直線移動させる（ステップＳ１５５）。すなわち、直線移動制御部２５ｆは、画像取得機構２３に指示を行い、直線移動機構１３ｃを駆動して予め決められた速度でＸ線検出器１３ａを直線移動させる。このとき、ステージ制御部２５ｃは検査対象データ２８ａを参照して基板上での検査対象の位置を特定し、当該検査対象が回転後のＸ線検出器１３ａの視野中心となるようにステージ制御機構２２に指示を行う。この結果、ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２を移動させ、検査対象がＸ線検出器１３ａの視野中心に位置するように同期を行う。

以上の直線移動を所定の間実行すると、露光を停止する（ステップＳ１６０）。すなわち、直線移動機構１３ｃが画像取得機構２３に指示を行ってＸ線検出器１３ａを停止させ、ステージ制御部２５ｃがステージ制御機構２２に指示を行って検査対象を停止させ、画像取得部２５ｄが画像取得機構２３に指示を行って透過Ｘ線画像の取得を停止する。以上の処理において画像取得部２５ｄは、画像取得機構２３から逐次転送される透過Ｘ線画像を蓄積し続け、露光が終了した時点での画像を透過Ｘ線画像として取得する（ステップＳ１６５）。

図５は、Ｘ線検出器１３ａの移動方向がＸ軸と平行である場合のＸ線検出器１３ａの移動方向を示す模式図である。同図５においても、Ｚ軸に垂直な方向に沿って軌道回転機構１３ｂを上から眺めた状態を示しており、Ｘ線検出器１３ａによる露光開始位置と露光終了位置とを破線によって示している。また、Ｘ線検出器１３ａにおける一つの長辺の脇に前記三角形の目印を記してあり、図５に示すようにＸ線検出器１３ａの直線移動に伴って、検出器の長辺を指す前記三角形の頂点が常に一方向を向いた状態でＸ線検出器１３ａが移動する。このとき、透過Ｘ線画像による像の拡大率は一定であるため、検査対象の像の大きさは一定である。以上のようにしてＸ線検出器１３ａを直線移動させて透過Ｘ線画像を取得したら、良否判定部２５ｇは、予め決められた基準に基づいて透過Ｘ線画像に含まれる検査対象の良否を特定する（ステップＳ１７０）。

ステップＳ１４５あるいはステップＳ１７０において良否判定を実施すると、さらに次の検査対象について良否判定を行うため、ステップＳ１００に戻ってＸ線検査処理を繰り返す。なお、ステップＳ１００においては、同じ基板上に未検査の検査対象が存在する場合には、当該未検査の検査対象を検査するためにステージ制御機構２２によって位置決定の制御を行い、同じ基板上に未検査の検査対象が存在しない場合には搬送機構２４にて次の基板を搬送し未検査の検査対象に対する位置決めを行う。

以上の処理によれば、検査対象に応じて３次元ＣＴによる解析とラミノグラフィによる解析とのいずれかから適切な解析を選択して検査を実施することができる。すなわち、検査対象によって必要とされる検査の精度に応じて時間がかかるが詳細な解析を実施することができる３次元ＣＴによる解析と比較的短時間で実施可能なラミノグラフィによる解析とのいずれかを選択することが可能である。従って、詳細な検査が不要な検査対象について過大に時間を費やして検査することはなく、高速に検査を行うことができる。

（３）他の実施形態：
本発明においては、３次元ＣＴによる解析とラミノグラフィによる解析とを簡易な構成によって実施できる限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、軌道回転機構１３ｂによってＸ線検出器１３ａを回転軌道上で回転させる構成と、Ｘ線検出器１３ａを自転させる構成とを採用しても良い。

図６は、Ｘ線検出器１３ａを回転軌道上で回転させ、さらに自転させることが可能な構成をＹ軸方向から眺めた状態で示す模式図であり、上述の図１，図２と同様の構成をこれらの図と同じ符号にて示している。本実施形態では、上述の第１実施形態と同様にＸ線発生器１１、Ｘ−Ｙステージ１２、軌道回転機構１３ｂを備えている。ただし、Ｘ線検出器１３ａは自転回転機構１３０ｃを介して軌道回転機構１３ｂに取り付けられており、当該Ｘ線検出器１３ａは軸Ｂを回転軸として回転可能である。

このように、本実施形態においては、前記直線移動機構１３ｃが不要となるため図１において直線移動制御部２５ｆが不要であって代わりにＸ線検出器１３ａの自転を制御するモジュールを備えるとともに、他の構成は図１に示す構成と同様の構成で実現可能である。処理フローにおいては、図３に示すフローと比較してラミノグラフィによる解析にかかるフローが異なり、３次元ＣＴによる解析にかかるフローはほぼ同様である。ただし、３次元ＣＴによる解析を実施する際に、前記自転回転機構１３０ｃによる自転は行わない。この結果、３次元ＣＴによる解析を実施する際の回転は前記図４に示す回転と同様の回転となる。

一方、ラミノグラフィによる解析を実施する場合のフローは前記図３に示すステップＳ１５０〜Ｓ１７０と異なる処理を行う。図７は、上述の図４と同様に、Ｚ軸に垂直な方向に沿って軌道回転機構１３ｂを上から眺めた状態を示しており、異なる回転角におけるＸ線検出器１３ａの位置を破線によって示している。ラミノグラフィによる解析を実施する際には、Ｘ線検出器１３ａを回転軌道上で回転させながら図７に示す矢印Ｃ方向に自転回転も実施し、Ｘ線検出器１３ａが常にＹ軸に対して一定の方向を向くように回転を制御する。なお、図７において一点鎖線で示す矩形は、矢印Ｃ方向への自転を行わない場合のＸ線検出器１３ａの向きである。

また、このとき、検査対象の透過Ｘ線がＸ線検出器１３ａの検出面の特定の位置に到達するようにＸ−Ｙステージ１２を制御する。すなわち、本実施形態におけるＸ−Ｙステージ１２では、検査対象をＸ−Ｙ平面内で平行移動させるのみであるので、検査対象の位置が変動してもＹ軸に対する向きは一定である。そこで、上述のようにＸ線検出器１３ａを回転軌道上で回転させるとともに自転回転を実施し、Ｘ線検出器１３ａが常にＹ軸に対して一定の方向を向くようにする。この結果検査対象の像はＸ線検出器１３ａの検出面上で一定の方向を向き、一定の大きさとなるので、Ｘ線検出器１３ａの回転とともに露光を続けることでラミノグラフィによる解析を実施可能な透過Ｘ線画像を取得することができる。

以上のように、Ｘ線検出器１３ａを回転軌道上で回転させ、自転回転させる構成においても、３次元ＣＴによる解析とラミノグラフィによる解析とを適宜選択することができる。従って、詳細な検査が不要な検査対象について過大に時間を費やして検査することはなく、高速に検査を行うことができる。

さらに、３次元ＣＴによる解析とラミノグラフィによる解析との双方を実施可能に構成するにあたり、Ｘ線検出器１３ａを回転軌道上で回転させ、また、自転させ、さらに直線移動を実施できるように構成してもよい。図８は、Ｘ線検出器１３ａを回転軌道上で回転させ、さらに自転および直線移動を実施することが可能な構成をＹ軸方向から眺めた状態で示す模式図である。同図８においては、上述の図１，図２，図６と同様の構成を同じ符号にて示しており、上述の実施形態と同様にＸ線発生器１１、Ｘ−Ｙステージ１２、軌道回転機構１３ｂ、直線移動機構１３ｃ、自転回転機構１３０ｃを備えている。

この構成によれば、ラミノグラフィによる解析を実施するため、Ｘ線検出器１３ａを回転軌道上で回転させるとともに自転回転させる処理と、Ｘ線検出器１３ａを直線移動させる処理とのいずれかを選択可能である。従って、検査に必要な精度等に応じてＸ線検出器１３ａの駆動法を選択可能であり、必要最低限の時間のみで検査を実施することが可能である。

さらに、上述のいずれの実施形態においても、簡易な検査で充分な検査対象に対しては、特定の位置（例えば、Ｘ線発生器１１の直上）に配置したＸ線検出器１３ａにて検査対象を撮影した透過Ｘ線画像に基づいて検査を行っても良い。さらに、以上の実施形態においては、放射線としてＸ線を利用する場合を例示したが、利用できる放射線はＸ線に限らずγ線であってもよく、検査対象を透過するその他の放射線であってもよい。さらに、軌道回転機構１３ｂは、円形以外にも種々の形状を採用可能であり、矩形の部材を回転させる構成であっても良い。

本発明にかかる放射線検査装置の概略ブロック図である。 Ｘ線取得機構の構造を示す模式図である。 検査のフローチャートである。 Ｘ線検出器の位置を示す模式図である。 Ｘ線検出器の位置を示す模式図である。 Ｘ線取得機構の構造を示す模式図である。 Ｘ線検出器の位置および向きを示す模式図である。 Ｘ線取得機構の構造を示す模式図である。

符号の説明

１０…Ｘ線検査装置
１１…Ｘ線発生器
１２…Ｘ−Ｙステージ
１３…Ｘ線取得機構
１３ａ…Ｘ線検出器
１３ｂ…軌道回転機構
１３ｃ…直線移動機構
１４…搬送装置
２１…Ｘ線制御機構
２２…ステージ制御機構
２３…画像取得機構
２４…搬送機構
２５ａ…ＣＰＵ
２５ａ…搬送制御部
２５ｂ…Ｘ線制御部
２５ｃ…ステージ制御部
２５ｄ…画像取得部
２５ｅ…軌道回転制御部
２５ｆ…直線移動制御部
２５ｇ…良否判定部
２６…入力部
２７…出力部
２８…メモリ
２８ａ…検査対象データ
２８ｂ…撮像条件データ
２８ｃ…Ｘ線画像データ

Claims (8)

1. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
   前記放射線の照射範囲内の所定平面上で前記検査対象を移動させる検査対象移動手段と、
   前記検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得する透過放射線取得手段と、
   前記所定平面に平行に配置された直線状の部材に前記放射線検出器が取り付けられた状態で、前記直線状の部材を回転させることによって前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で前記放射線検出器を回転させる軌道回転手段と、
   前記直線状の部材に前記放射線検出器が保持された状態で当該放射線検出器を移動させることによって前記所定平面に平行な直線に沿って前記放射線検出器を移動させる直線移動手段とを備えることを特徴とする放射線検査装置。
2. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
   前記放射線の照射範囲内の所定平面上で前記検査対象を移動させる検査対象移動手段と、
   前記検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得する透過放射線取得手段と、
   前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で前記放射線検出器を回転させる軌道回転手段と、
   前記所定平面に平行な直線に沿って前記放射線検出器を移動させる直線移動手段と、
   前記所定平面に垂直な直線であって前記放射線検出器を通る直線を回転軸として前記放射線検出器を回転させる自転回転手段とを備えることを特徴とする放射線検査装置。
3. 前記検査対象移動手段による前記検査対象の位置の制御と前記直線移動手段による前記放射線検出器の位置の制御とは、前記検査対象を透過した透過放射線による像が前記放射線検出器の検出面上で一定の位置、向き、大きさとなるように、実施されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射線検査装置。
4. 前記検査対象移動手段は、前記軌道回転手段による前記放射線検出器の回転軌道上での回転に同期するように前記検査対象を移動させ、
   前記自転回転手段は、前記検査対象を透過した透過放射線による像が前記放射線検出器の検出面上で一定の位置、向き、大きさとなるように、前記放射線検出器を回転させることを特徴とする請求項２記載の放射線検査装置。
5. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射工程と、
   前記放射線の照射範囲内の所定平面上で前記検査対象を移動させる検査対象移動工程と、
   前記検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得する透過放射線取得工程と、
   前記検査対象に対する設定に応じて、前記所定平面に平行に配置された直線状の部材に前記放射線検出器が取り付けられた状態で、前記直線状の部材を回転させることによって前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で前記放射線検出器を回転させる軌道回転と、前記直線状の部材に前記放射線検出器が保持された状態で当該放射線検出器を移動させることによって前記所定平面に平行な直線に沿って前記放射線検出器を移動させる直線移動とのいずれかを実施する検出器移動工程とを含むことを特徴とする放射線検査方法。
6. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射工程と、
   前記放射線の照射範囲内の所定平面上で前記検査対象を移動させる検査対象移動工程と、
   前記検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得する透過放射線取得工程と、
   前記検査対象に対する設定に応じて、前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で前記放射線検出器を回転させる軌道回転と、前記所定平面に平行な直線に沿って前記放射線検出器を移動させる直線移動と、前記所定平面に垂直な直線であって前記放射線検出器を通る直線を回転軸として前記放射線検出器を回転させる自転回転とのいずれかまたは組み合わせを実施する検出器移動工程とを含むことを特徴とする放射線検査方法。
7. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射機能と、
   前記放射線の照射範囲内の所定平面上で前記検査対象を移動させる検査対象移動機能と、
   前記検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得する透過放射線取得機能と、
   前記所定平面に平行に配置された直線状の部材に前記放射線検出器が取り付けられた状態で、前記直線状の部材を回転させることによって前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で前記放射線検出器を回転させる軌道回転機能と、
   前記直線状の部材に前記放射線検出器が保持された状態で当該放射線検出器を移動させることによって前記所定平面に平行な直線に沿って前記放射線検出器を移動させる直線移動機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする放射線検査プログラム。
8. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射機能と、
   前記放射線の照射範囲内の所定平面上で前記検査対象を移動させる検査対象移動機能と、
   前記検査対象を透過した透過放射線を放射線検出器によって取得する透過放射線取得機能と、
   前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で前記放射線検出器を回転させる軌道回転機能と、
   前記所定平面に平行な直線に沿って前記放射線検出器を移動させる直線移動機能と、
   前記所定平面に垂直な直線であって前記放射線検出器を通る直線を回転軸として前記放射線検出器を回転させる自転回転機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする放射線検査プログラム。

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