WO2018003018A1 - Ｘ線検査方法及び装置 - Google Patents

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WO2018003018A1
WO2018003018A1 PCT/JP2016/069154 JP2016069154W WO2018003018A1 WO 2018003018 A1 WO2018003018 A1 WO 2018003018A1 JP 2016069154 W JP2016069154 W JP 2016069154W WO 2018003018 A1 WO2018003018 A1 WO 2018003018A1
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ray
image
size
inspection
defect
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PCT/JP2016/069154
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久恵 渋谷
敏之 中尾
秀明 笹澤
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株式会社日立ハイテクノロジーズ
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G—PHYSICS
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    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor inspection apparatus and method based on an X-ray transmission image.
  • TSV Through Si Via
  • the TSV has a diameter of 10 to 20 ⁇ m and a depth of about 80 ⁇ m, is smaller than a microbump widely used in current 3D lamination, and has a high aspect ratio.
  • the void generated when forming TSV by Cu plating tends to be a fatal defect, and the need for void inspection in TSV is high.
  • a void detection technique a technique of irradiating a target substrate with X-rays and analyzing a transmission image thereof is widely used. In Patent Document 1, X-rays are irradiated from a direction inclined with respect to the vertical direction of the substrate. A technique for detecting voids is described.
  • Patent Document 2 many simulation X images in which the shape parameters of TSV are changed are generated. A technique is described in which a simulation X image most similar to a captured X-ray image is searched for and the shape parameter estimation of the inspection target TSV is performed. Patent Document 2 further describes a technique for detecting a defect by comparing a captured image and a simulation X image.
  • JP 2013-130392 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-16239
  • Patent Document 2 does not describe the difference in the image depending on the field of view. However, in order to solve the above problem using this method, it is necessary to create a simulation image in which the shape parameter is changed for each imaging position. is there. Furthermore, if you want to change the tilt angle, the distance between the X-ray source, the object, and the imaging surface, it is necessary to prepare another simulation image set, which takes a very long time, It is difficult to realize.
  • an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to detect a minute defect in a minute structure, and the size measurement result of the same object depends on the position in the field of view. It is an object of the present invention to provide an X-ray inspection method and apparatus that are identical to each other.
  • the present invention irradiates a sample with X-rays emitted from an X-ray source, detects X-rays transmitted through the inside of the sample with an X-ray detector, and detects the detected X-rays.
  • a transmission X-ray image is generated by the image processing unit
  • the image processing unit To inspect the inside of the sample by extracting the inspection region from the generated transmission X-ray image, generating a reference image including the inspection region extracted from the generated transmission X-ray image, A defect in the inspection area is detected from the reference image, and the position and size of the detected defect are corrected using the design information of the sample and a preset parameter for the detected defect, and the corrected defect position and Output size information It was.
  • an X-ray source that emits X-rays
  • an X-ray detector that detects X-rays emitted from the X-ray source and transmitted through the inside of the sample
  • An image generation unit that generates a transmission X-ray image of the sample by X-rays detected by the X-ray detector, and an image processing unit that processes the transmission X-ray image generated by the image generation unit and inspects the inside of the sample
  • the image processing unit includes an inspection region extraction unit that extracts an inspection region from the generated transmission X-ray image, and the generated transmission X
  • a reference image generation unit that generates a reference image including an inspection region extracted from the line image by the inspection region extraction unit, a transmission X-ray image generated by the image generation unit, and a reference image generated by the reference image generation unit in the inspection region Missing defect detection A detection unit and a
  • the size measurement result of the same object can be obtained regardless of the position in the field of view. This makes it possible to make the defect detection sensitivity in the field of view uniform. In addition, highly reliable statistical analysis using size measurement results and defect detection results becomes possible.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3 of the wafer to be inspected in the embodiment of the present invention. It is a side view which shows the relationship between the sample and X-ray detector explaining the X-ray transmission image obtained when X-ray is irradiated from the direction inclined with respect to the wafer in the Example of this invention.
  • Example of this invention It is a flowchart explaining the flow of the image analysis process which performs defect detection and size measurement from the X-ray transmission image in the Example of this invention.
  • the Example of this invention is the X-ray transmissive image obtained by irradiating a X-ray to the wafer in which 1 layer of TSV was formed from the diagonal, and its partial enlarged view.
  • It is a side view which shows the relationship between the X-ray source, a sample, and a X-ray detector explaining the change of the X-ray irradiation angle of X direction and the magnification by the X coordinate in the captured image in the Example of this invention.
  • the present invention inputs structure size design information, calculates a size correction coefficient based on the projected image at the center of the field of view of the X-ray image and the structure detection position, The size of the structure is calculated using the correction coefficient from the size of the structure image obtained by the image processing.
  • the present invention also relates to an X-ray inspection method for detecting a defect based on an image analysis of a transmission image obtained by obliquely irradiating X-rays, the distance from the X-ray source to the imaging surface, the surface of the target substrate from the X-ray source Information including the distance up to, the angle of inclination, the pixel size, the image size, and the design size of the size measurement object, and the world coordinates of the target substrate surface at the center of the field of view and the expected projection image size of the size measurement object Calculate, detect the center of gravity coordinates, width and height of the image of the size measurement object from the X-ray transmission image, calculate the magnification and the X-ray irradiation angle at the detected center of gravity coordinates, and based on the X-ray irradiation angle Calculate the expected projection image size of the size measurement object, calculate the correction coefficient to make the projection size equal in the entire field of view based on the detected coordinates and the projection size at the center of
  • FIG. 1A is a schematic diagram of an X-ray inspection apparatus 100.
  • An X-ray inspection apparatus 100 includes an X-ray source 1, a translation stage 3 and a rotation stage 4 for holding and moving a wafer 2 to be measured, an X-ray detector 5, a peristaltic stage 6, an X-ray shielding wall 7, An X-ray source controller 101, a stage controller 102, an X-ray detector controller 103, a control unit 104, an image analysis unit 105, and an input / output unit 106 are provided.
  • the X-ray source 1 is composed of an electron optical system and a target (not shown).
  • the electron optical system is a Schottky electron gun, and the target is composed of a tungsten thin film and a diamond thin film.
  • the translation stage 3 can move in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the rotary stage 4 can rotate in the XY plane (hereinafter, the rotation direction of the rotary stage in the XY plane is defined as the ⁇ direction). ).
  • the central portions of the translation stage 3 and the rotation stage 4 are made of glass (not shown) that absorbs little X-rays.
  • the X-ray detector 5 is disposed at a position facing the X-ray source 1 with the translation stage 3 and the rotation stage 4 interposed therebetween.
  • the X-ray detector 5 is composed of an image intensifier and a CCD camera.
  • the X-rays irradiated from the X-ray source 1 are absorbed by the wafer 2 disposed on the translation stage 3, and the transmitted X-rays are detected by the X-ray detector 5.
  • the distance between the X-ray detector 5 and the X-ray source 1 is fixed, and the magnification and the width of the field of view are changed by changing the position of the wafer 2 by the translation stage 3.
  • the X-ray detector 5 is rotatable in the XZ plane around the X-ray generation position of the X-ray source 1 by a peristaltic stage 6 having the same structure as the goniometer (the rotation direction in the XZ plane is defined as the ⁇ direction)
  • the wafer 2 is translated by the translation stage 3 according to the rotation angle, and the measurement area is adjusted so as not to shift.
  • the X-ray source 1, the translation stage 3, the rotary stage 4, and the X-ray detector 5 are arranged inside the X-ray shielding wall 7 so that X-rays do not leak outside.
  • the X-ray source controller 101 controls various parameters of the X-ray source 1 (tube voltage, tube current, applied magnetic field to the electron optical system, applied voltage, atmospheric pressure, etc.) and ON / OFF of X-ray generation, and the stage controller 102
  • the movement coordinates of the translation stage 3 and the rotation stage 4 are controlled, and the X-ray detector controller 103 reads data from the X-ray detector 5 and sets imaging conditions (sensitivity, average number of sheets, etc.).
  • the X-ray source controller 101, the stage controller 102, and the X-ray detector controller 103 are controlled by the control unit 104.
  • the control unit 104 captures an X-ray transmission image while moving the wafer 2 based on the inspection condition input in advance.
  • the image analysis unit 105 receives an X-ray transmission image and an inspection parameter input in advance from the control unit 104, determines a defect such as a void by image analysis, measures the size and position of an inspection object such as a TSV, The result is displayed on the input / output unit 106.
  • FIG. 1B shows the configuration of the image analysis unit 105.
  • the image analysis unit 105 includes a wafer information input unit 1051, an image input unit 1052, an image preprocessing unit 1053, an area extraction unit 1054, a reference image creation unit 1055, a defect detection unit 1056, a correction processing unit 1057, and an input / output unit 1058. ing.
  • the wafer information input unit 1051 inputs the design information of the wafer 2 from the control unit 104 and sends it to the correction processing unit 1057.
  • the image input unit 1052 inputs the X-ray transmission image picked up by the X-ray detector 5 and outputs it to the image preprocessing unit 1053.
  • the image preprocessing unit 1053 performs preprocessing, which will be described later, on the image received from the image input unit 1052, and sends the result to the region extraction unit 1054.
  • the area extraction unit 1054 extracts an inspection target area where an inspection target such as TSV is formed from the preprocessed image.
  • the reference image creation unit 1055 creates a reference image using the inspection target region information extracted by the region extraction unit 1054.
  • the defect detection unit 1056 detects a defect from the image of the inspection target region extracted by the region extraction unit 1054 using the reference image created by the reference image creation unit 1055, and measures the position and size of the defect and the inspection target.
  • the correction processing unit 1057 the wei sent from the wafer information input unit 1051 corrects the position and size of the defect and the inspection object measured using the design information 2, and the input / output unit 1058 to the input / output unit 106. Output to.
  • FIG. 2 is a plan view of the entire wafer 2 and an enlarged view of a region where TSV is formed
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
  • a plurality of dies 10 are regularly formed on the wafer 2, and TSVs 11 are formed on a part of the dies 10.
  • the diameter of the TSV 11 is ⁇ , and is formed at a pitch of P X in the X-axis direction and P Y in the Y-axis direction.
  • the first layer 13, the second layer 14, and the third layer 15 are laminated, and the respective layers are connected by the TSV 11 and the microbump 12.
  • the length of TSV11 is h.
  • the X-ray transmission image of the wafer 2 was acquired by tilting the position of the X-ray detector 5 by the peristaltic stage 6 in the ⁇ direction within the XZ plane with the X-ray generation position of the X-ray source 1 as the center.
  • description will be made with reference to an XZ sectional view in which only one TSV 11 formed on the second layer 14 of the wafer 2 is taken out.
  • TSV is mainly made of Cu, and since Cu has a larger atomic number than Si constituting most of the wafer 2, X-ray absorption is large. That is, when the second layer 14 is irradiated with X-rays 200 and transmitted X-rays are detected by the X-ray detector 5, the region where TSV11 does not exist in the captured image becomes bright because X-ray absorption is small, and TSV11 is The existing region becomes dark because of the large X-ray absorption. Further, if the void 20 is present inside the TSV 11, X-ray absorption is reduced in the void region, and only the void region becomes brighter than the surroundings, and the void can be detected with this brightness difference.
  • the number of pixels of the X-ray detector 5 that detects X-rays that have passed through the TSV11 region is small, and the corresponding pixels The absorption of X-rays incident on TSV11 is maximized.
  • the brightness (the magnitude of the output signal) for each pixel number of the X-ray detector 5 (the number when a plurality of pixels arranged in a line of the X-ray detector 5 are counted in order from one end).
  • the output signal 301 from the pixel at the position corresponding to the TSV existence area becomes small as in the profile 30 in which is plotted, and the brightness of the image becomes very dark.
  • the void 20 exists in the TSV 11, since the absorption in the TSV 11 is very large in the first place, the contrast between the detection signal 302 of the TSV 11 and the detection signal 303 of the void 20 is poor, and the detection performance is deteriorated.
  • the X ship detector 5 that detects X-rays that have passed through the TSV11 region.
  • the X-ray detector 5 is tilted in the ⁇ direction with respect to the wafer 2 to acquire an X-ray transmission image, whereby the brightness contrast of the void portion image with respect to the TSV region can be increased, and the detected image It becomes possible to improve the detection accuracy of the void 20 inside the TSV when the above is processed.
  • the processing flow in the image analysis unit 105 will be described with reference to FIG.
  • the wafer 2 on which the TSV 11 is formed only on one layer is the object, and in the configuration shown in FIG. 1, the position of the X-ray detector 5 is moved by the peristaltic stage 6 around the X-ray generation position of the X-ray source 1.
  • an X-ray transmission image including a plurality of TSVs 11 is acquired while being tilted in the ⁇ direction.
  • FIG. 6 shows an example image.
  • the TSV image 65 that is a transmission image has a shape obtained by rounding the left and right sides of a horizontally long rectangle.
  • an image 66 brighter than the surroundings is observed.
  • the image analysis unit 105 receives the image 60 from the control unit 104 by the image input unit 1052, sends the input image to the image preprocessing unit 1053, and performs preprocessing S 601 to create the inspection image 61.
  • Preprocessing performed by the image preprocessing unit 1053 is processing for obtaining an appropriate inspection image 61, and includes shading correction, contrast correction, noise removal, and the like. Processing for correcting imaging distortion caused by the X-ray detector may be included.
  • the inspection image 61 created by the image preprocessing unit 1053 is sent to the region extraction unit 1054.
  • the region extraction unit 1054 performs TSV region extraction S602 to obtain the TSV image 65 from the inspection image 61 and extract the TSV region.
  • TSV region extraction S602 to obtain the TSV image 65 from the inspection image 61 and extract the TSV region.
  • the binarization threshold can be automatically determined by using Otsu's method. Assuming the presence of the void 20, after tracing the contour of one pattern on the binary image, the convex hull is obtained and the inside is filled with one. Labeling identifies each one separately, and extracts information such as area, perimeter length, barycentric position, and minimum and maximum X and Y coordinates.
  • the reference image creation unit 1055 performs reference image creation S603 for creating the reference image 62 using the inspection image 61 created by the image preprocessing unit 1053 and the TSV region information obtained by the region extraction unit 1054.
  • the reference image 62 is an image simulating a normal TSV image.
  • an image in which the bright void portion is darkened is created.
  • a vertically normal and symmetric normal image is created.
  • the labeled area is a defect candidate, but includes false information detected due to a luminance difference caused by density variation that cannot be said to be noise or a defect at the time of image acquisition. Therefore, features such as area, roundness, relative position with respect to TSV, and brightness are calculated for each defect region, and only those having a high probability of defect are extracted as defects by comparison with a predetermined threshold value.
  • learning is performed by teaching whether the defect is a defect or a false report on the feature space, and the defect and the false report are identified using a classification criterion obtained by the learning.
  • the defect detection unit 1056 performs position / size calculation processing S605 for each TSV region extracted in the defect detection processing S602 and the defect region extracted in S604. Specifically, the position of the center of gravity of the TSV area, the size of the rectangle (without rotation) surrounding the TSV area, the position of the center of gravity of the defect area, the area, and the like.
  • the correction processing unit 1057 obtains the design information of the wafer 2 acquired from the control unit 104 by the wafer information input unit 1051 and the parameter 63 previously input. Are used to perform position / size correction processing S606, and position / size information 64 corrected for TSV or defects is output. Specifically, the world coordinates of the TSV, the relative coordinates of the center of the visual field, the diameter, the height, the depth of the defect from the TSV top, the size (diameter in terms of a perfect circle), the longitudinal size, the lateral direction size, etc. is there.
  • Pieces of information are output from the input / output unit 1058 and input to the input / output unit 106.
  • file output and a list are displayed on the GUI screen.
  • the input / output unit 106 can also display an image in which a defect detected in the input image is marked.
  • the imaging surface of the X-ray detector 5 is kept perpendicular to a straight line connecting the origin 70 and the visual field center (image center) 72.
  • the detector tilt angle 74 and the height (H) 75 to the wafer surface are determined in advance in consideration of the necessary magnification, TSV, and the ease of detection of defects.
  • the inclination angle 74 has a clockwise direction as a positive direction.
  • the field-of-view center 71 on the wafer surface is adjusted by the translation stage 3 to be on a line connecting the origin 70 and the field-of-view center (image center) 72 of the detector 5. Therefore, the X coordinate (X center ) 76 of the visual field center 71 on the wafer surface is obtained by the following equation.
  • the object imaged at a certain target position 78 other than the center of the image is at the position 77 on the wafer surface, and its X coordinate (X target ) 80 is an actual X-ray irradiation angle different from the tilt angle 74 It can be seen from ( ⁇ X ) 79 that the following equation is obtained.
  • FIG. 8 is a diagram when FIG. 7 is viewed from another viewpoint, and is a diagram illustrating the relationship between the position of interest 78 and the X-ray irradiation angles in the X direction and the Y direction.
  • the relative positions (X image , Y image ) 81 and 82 of the target position 78 from the image center (image center) 72 are calculated by the following equations.
  • the Y coordinate (Y target ) of the position 77 of the object on the wafer surface is calculated by the following equation.
  • magnification (M target ) of the target position is determined by the ratio of the distance from the X-ray source to the object and the distance to the detection position, it is calculated by the following equation.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining how the projected image of the TSV 11 is deformed depending on the X-ray irradiation angle.
  • FIG. 10A is a projection image at the center of the visual field
  • FIG. 10B is a projection image at the periphery of the visual field.
  • the TSV 11 has a cylindrical shape with the diameter ( ⁇ ) 91 and the height (h) 92 as parameters, the length (h centor ) 93 of the projected image 97 at the center of the field of view in FIG. It can be seen that
  • the height ( ⁇ centor ) 94 of the projected image 97 at the center of the field of view remains ⁇ . Since the irradiation angle is shifted in both the X direction and the Y direction around the field of view in FIG. 10B, a shift occurs between the top side projection position and the bottom side projection position of the TSV 11, and the projection image 98 has an inclined shape.
  • the length (h target ) 95 and the height ( ⁇ terget ) 96 of the rectangle 99 surrounding this are expressed by the following equations.
  • correction coefficients for correcting the shape obtained around the field of view to the shape at the center of the field of view are defined by the following equations.
  • the focus is based on the size of the rectangle surrounding the projection image of the TSV on the image obtained at the target position.
  • the length (h target ) 95 and height ( ⁇ terget ) 96 of the projected image 98 are obtained using the magnification (M target ) of the position, and the same object is viewed using the correction coefficients (corr X , corr Y ).
  • the length (h centor ) 93 and the height ( ⁇ center ) 94 when observed at the center are obtained.
  • X max , X min , Y max , and Y min are the maximum and minimum values of the X coordinate and Y coordinate of the TSV region obtained in S602.
  • X max -X min +1 and Y max -Y min +1 are calculated in S605 and recorded as a rectangular size surrounding the TSV area.
  • the coordinates (X taeget , Y target ) of the object position 77 on the wafer surface are the position obtained by projecting the center of gravity of TSV11 on the wafer surface.
  • the exact position of TSV11 is considered to be the top position of TSV11 (X taeget_top , Y target_top ), and the top position of TSV11 is calculated by the following equation.
  • the void 20 which is a defect is almost spherical, and in S605, the size in terms of a circle is obtained from the area on the image, that is, the number of pixels in the defect region, by the following formula, and the size is calculated using the magnification at the defect detection coordinate Is calculated.
  • FIG. 12 shows a processing flow of TSV and void defect position / size correction processing (S606) executed by the correction processing unit 1057.
  • Image size and pixel size are acquired as fixed value device information, and reference distance 73 from the control system to the X-ray source to the X-ray detector, X-ray detector tilt angle 74, stage height as other device information To get. Further, the design values of the wafer thickness, the TSV diameter, and the height are acquired through the GUI or the condition setting file as the object information.
  • position / size correction basic information is calculated (S1202).
  • the wafer surface height 73 is calculated by subtracting the wafer thickness from the stage height, and the X and Y coordinates of the visual field center 71 on the wafer surface are calculated based on the tilt angle 74 of the X-ray detector. Further, the expected apparent length 93 and height 94 of the TSV at the center of the visual field are obtained by inputting design values into the cylindrical parameters h and ⁇ .
  • the position / size correction processing from S1204 to S1209 is repeated for all TSV areas detected in S602 (S1203).
  • the barycentric position on the image of the TSV area calculated in S605 and the size of the rectangle surrounding the area are acquired (S1204).
  • X-ray irradiation angles in the X direction and the Y direction are calculated using equations (3) to (6) (S1205).
  • the magnification at the TSV barycentric position is calculated using equation (Equation 8) (S1206).
  • the expected apparent length 95 and height 96 of the TSV at the coordinates are obtained by inputting design values into the parameters h and ⁇ of the cylinders of the equations (Equation 10) and (Equation 11).
  • the shape correction coefficients in the X direction and the Y direction are calculated using (Expression 12) and Expression (Expression 13) (S1207).
  • the position / size correction processing from S1211 to S1216 is repeated for all void defect areas detected in S604 (S1210).
  • the position of the center of gravity on the image of the defect area calculated in S605, the area, and the size converted to the diameter of the circle are acquired (S1211).
  • X-ray irradiation angles in the X direction and the Y direction are calculated using equations (3) to (6) (S1212).
  • the coordinates of the position of the detected void defect on the wafer surface are calculated using Equation (Equation 2) and Equation (Equation 7) (S1213).
  • the magnification at the void defect centroid position is calculated using the equation (Equation 8) (S1214).
  • TSV the detected void defect is generated is associated by image processing (S1215). That is, the TSV region including the defect gravity center position on the image is obtained.
  • the depth and size of the defect are calculated (S1216).
  • the depth of the defect is a depth from the top side of the TSV, and the X-coordinate of the position of the TSV and void defect on the wafer surface calculated in S1206 and S1213 and the shape correction coefficient in the X direction calculated in S1208 are used.
  • the calculation is performed by the equation (Equation 19).
  • the size of the void the size of the void defect is calculated using the size of the circle on the image acquired in S1211 and the magnification calculated in S1214 (S1216).
  • FIG. 13 shows an imaging condition setting screen 132 of the GUI screen.
  • an inspection mode screen 130 for inspecting a wafer a recipe creation screen 131 for creating an inspection recipe
  • an imaging condition setting screen 132 for creating an inspection recipe
  • a load / unload screen 133 for loading and unloading a wafer.
  • the stage parameter 1320 such as the rotation angle 1329 is input.
  • the reference distance 1325 is a distance from the X-ray source 1 to the X-ray detector 5.
  • a magnification 1326 is input based on this distance, a stage height 1327 is calculated and displayed. Conversely, when a stage height 1327 is input. A magnification 1326 is calculated and displayed.
  • the tilt angle 1328 is the tilt angle 74 of the detector, and is set so that the luminance contrast between the TSV and the void defect is sufficiently high within a range where the TSV does not overlap.
  • the rotation angle 1329 is the rotation angle of the rotary stage 4 and is set to be the smallest in a range where TSV images do not overlap.
  • the wafer is selected from the pull-down menu 134 and the pre-registered layout information is taken in.
  • a die map on the wafer as shown in FIG. 2 is displayed, a user selects a die used for imaging condition setting, further displays TSV layout information in the die, and a user uses the position of a pattern used for imaging condition setting. specify.
  • the coordinates of the translation stage 3 having the designated position as the center of the visual field are calculated and displayed in the stage coordinate display window 135, and the translation stage 3 is moved to that position. If the wafer layout information is not captured, the translation stage 3 can be moved by inputting coordinates. Alternatively, the translation stage 3 can be translated by a control panel (not shown) directly connected to the stage controller 102 and the rotary stage 4 can be rotated, and the display of the stage coordinates is updated with the movement. If the automatic rotation angle calculation button 136 is pressed in this state, the stage rotation angle without overlapping transmission images is automatically calculated, and the rotation angle of the rotary stage 4 is set to that angle.
  • an X-ray transmission image is displayed in real time. However, the exposure time and the average number of sheets are reflected after a certain period of time has elapsed after all parameters have been changed.
  • An arbitrary straight line 138 can be drawn on the display window 137, and its brightness profile can be displayed on the profile display window 139.
  • the X-ray source parameter is adjusted while confirming the brightness with the transmission image and the profile, and the stage parameter is adjusted while confirming the size of the visual field and the appearance of the TSV.
  • FIG. 14 shows a recipe creation screen 131 of the GUI screen.
  • wafer parameters 1310 such as wafer thickness, TSV diameter, and TSV height
  • defect detection parameters 1311 used for image processing and defect detection in the defect detection processing are input. Further, a process of selecting a wafer from the pull-down menu 134 and designating an inspection area is performed.
  • a die selection button 140 is pressed, a die map on the wafer as shown in FIG. 2 is displayed in the display window 137, and a die to be inspected is selected by the user.
  • the layout display button 141 is pressed, the TSV layout information in the die is displayed on the display window 137, and the inspection area is designated by the user.
  • the size and inclination of the inspection area are calculated according to the magnification 1326 set on the imaging condition setting screen 132, the detector inclination angle 1328, and the rotation angle 1329 of the rotary stage 4, and are displayed on the layout displayed on the display window 137. It is set by arranging inspection areas of size and inclination.
  • the coordinates of the translation stage 3 in which the set area is included in the field of view are calculated and displayed in the stage coordinate display window 135, and the translation stage 3 is moved to that position.
  • the position of the translation stage 3 may be finely adjusted by coordinate input or a control panel (not shown) directly connected to the stage controller 102. Since an X-ray transmission image is displayed in the display window 137, when the stage position is determined, the add button 142 is pushed to the inspection object. With this process, one inspection area can be designated.
  • ⁇ To specify multiple inspection areas repeat the area specification from the layout display, X-ray transmission image confirmation, and inspection object addition. At this time, the set inspection region is displayed in the second and subsequent layout displays.
  • Various parameters and inspection area information set on the recipe creation screen 131 are saved together with the parameters set on the imaging condition setting screen 132 by pressing the recipe save button 143.
  • the wafer set in the X-ray inspection apparatus 100 can be unloaded and the wafer stored in the hoop can be loaded (not shown).
  • the target of the X-ray source 1 is described as an example of a tungsten thin film and a diamond thin film.
  • the present invention is not limited to this. Since the optimum X-ray energy differs depending on the measurement object, it can be appropriately changed in consideration of the characteristic X-ray energy and the like. Also, the configuration of the electron optical system is not limited to this.
  • the X-ray detector 5 is described as an example composed of an image intensifier and a CCD camera.
  • the present invention is not limited to this. For example, if a flat panel display is used, a transmission image having no distortion can be obtained over the entire field of view, and inspection can be performed with a wide field of view.
  • the defect detection processing method has been described with reference to the flow shown in FIG. 5, but the processing method is not limited to this.
  • GUI as shown in FIGS. 13 and 14 has been described as an example, the present invention is not limited to this.
  • the measurement object is described as an example of a wafer, but the measurement object is not limited to this.
  • the present invention can be applied to a measurement object in which a complicated pattern is engraved, such as a chip after dicing or MEMS.
  • the tilt angle ⁇ may be changed by rotating the X-ray source 1 and the X-ray detector 5 around the measurement location of the wafer 2 while maintaining the facing positional relationship.
  • the tilt angle ⁇ may be changed by tilting the wafer 2.

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Abstract

試料に形成された構造物のＸ線検査において、同じ構造物に対しては視野内での位置によらずに同じサイズ計測結果を得られるようにするために、Ｘ線源から発射したＸ線を試料に照射し、試料の内部を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、検出したＸ線による試料の透過Ｘ線画像を画像生成部で生成し、生成した透過Ｘ線画像を画像処理部で処理して試料の内部を検査するＸ線検査方法において、画像処理部で透過Ｘ線画像を処理して試料の内部を検査することを、生成した透過Ｘ線画像から検査領域を抽出し、生成した透過Ｘ線画像から抽出した検査領域を含む参照画像を生成し、透過Ｘ線画像と参照画像とから検査領域における欠陥を検出し、この検出した欠陥に対して試料の設計情報と予め設定したパラメータを用いて検出した欠陥の位置とサイズを補正し、この補正した欠陥の位置とサイズの情報を出力するようにした。

Description

Ｘ線検査方法及び装置
本発明はＸ線透過像に基づく半導体検査装置および方法に関する。
　半導体の高集積化が進み、近年では３Ｄ積層技術の進化も著しい。特に、ＴＳＶ(Through Si Via)技術は次世代の半導体積層技術として期待されている。ＴＳＶの寸法は直径１０～２０μm、深さ８０μm程度であり、現行の３Ｄ積層に広く用いられているマイクロバンプよりも微小であり、かつアスペクト比が高い。このため、CuメッキでＴＳＶを形成する際に発生するボイドが致命的な欠陥となりやすく、ＴＳＶ内のボイド検査のニーズが高い。ボイド検出技術としては、Ｘ線を対象基板に照射し、その透過画像を解析する手法が広く用いられており、特許文献１には基板鉛直方向に対して傾斜させた方向からＸ線を照射して、ボイドを検出する技術が記載されている。
　また、ＴＳＶのような微細な構造物が正しくできているかを検査するためにそのサイズを計測するニーズもあり、特許文献２には、ＴＳＶの形状パラメータを変化させたシミュレーションＸ画像を多数生成してデータベースに登録しておき、撮像されたＸ線画像に最も類似したシミュレーションＸ画像を探索して検査対象ＴＳＶの形状パラメータ推定を行う技術が記載されている。特許文献２には、さらに撮像画像とシミュレーションＸ画像の比較により欠陥を検出する技術が記載されている。
特開2013-130392号公報 特開2014-16239号公報
　アスペクト比の高いＴＳＶの中のボイドを検出するためには、特許文献１に記載されているように、基板鉛直方向に対して傾斜させた方向からＸ線を照射して撮像する必要があり、その傾斜角は大きい方がよい。しかし、Ｘ線の透過画像では、Ｘ線源からの撮像面までの距離と対象物までの距離の比によって倍率が変化するため、そのように撮像すると視野内の位置によって倍率が変化する。また、Ｘ線入射角度によって対象物が投影されて観測される像の形状が変化するため、これも視野内の位置に依存する。したがって、このような画像を用いてＴＳＶのような微細な構造物のサイズを計測すると、視野内の位置によって異なる結果となるという問題がある。
　特許文献２には視野による像の違いについては記載されていないが、この方法を用いて上記問題点を解決するためには、形状パラメータを変化させたシミュレーション画像を撮像位置毎に作成する必要がある。さらに傾斜角や、Ｘ線源、対象物、撮像面の相互間の距離を変化させたい場合は、別のシミュレーション画像セットを用意しておく必要があり、これには非常に時間がかかるため、実現困難である。
　そこで、本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、微細な構造物の中の微細な欠陥を検出可能、かつ同じ対象物のサイズ計測結果は、視野内での位置によらずに同じとなるようなＸ線検査方法および装置を提供することにある。
　上記した従来技術の課題を解決するために、本発明では、Ｘ線源から発射したＸ線を試料に照射し、試料の内部を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、検出したＸ線による試料の透過Ｘ線画像を画像生成部で生成し、生成した透過Ｘ線画像を画像処理部で処理して試料の内部を検査するＸ線検査方法において、画像処理部で透過Ｘ線画像を処理して試料の内部を検査することを、生成した透過Ｘ線画像から検査領域を抽出し、生成した透過Ｘ線画像から抽出した検査領域を含む参照画像を生成し、透過Ｘ線画像と参照画像とから検査領域における欠陥を検出し、この検出した欠陥に対して試料の設計情報と予め設定したパラメータとを用いて検出した欠陥の位置とサイズを補正し、この補正した欠陥の位置とサイズの情報を出力するようにした。
　また、上記した従来技術の課題を解決するために、本発明では、Ｘ線を発射するＸ線源と、Ｘ線源から発射されて試料の内部を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線検出器で検出したＸ線による試料の透過Ｘ線画像を生成する画像生成部と、画像生成部で生成した透過Ｘ線画像を処理して試料の内部を検査する画像処理ユニットと、画像処理ユニットで処理した結果を出力する出力部とを備えたＸ線検査装置において、画像処理ユニットは、生成した透過Ｘ線画像から検査領域を抽出する検査領域抽出部と、生成した透過Ｘ線画像から検査領域抽出部で抽出した検査領域を含む参照画像を生成する参照画像生成部と、画像生成部で生成した透過Ｘ線画像と参照画像生成部で生成した参照画像とから検査領域における欠陥を検出する欠陥検出部と、欠陥検出部で検出した欠陥に対して試料の設計情報と予め設定したパラメータを用いて検出した欠陥の位置とサイズを補正する補正処理部とを有し、補正処理部で補正した欠陥の位置とサイズの情報を出力部に出力するように構成した。
　本発明によれば、視野内の位置によって異なるＸ線照射角度および倍率を考慮した補正ができるため、視野内の位置によらずに同じ対象物のサイズ計測結果を得られる。これにより、視野内の欠陥検出感度を均一にすることが可能となる。また、サイズ計測結果や欠陥検出結果を利用した信頼性の高い統計解析が可能となる。
本発明の実施例にかかるＸ線検査装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明のＸ線検査装置の画像解析部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例において検査対象とするウェハの平面図である。 本発明の実施例において検査対象とするウェハの図３における線Ａ－Ａに沿った断面図である。 本発明の実施例においてウェハに対して傾斜した方向からＸ線を照射した場合に得られるＸ線透過像を説明する試料とＸ線検出器の関係を示す側面図である。 本発明の実施例におけるＸ線透過画像から欠陥検出およびサイズ計測を行う画像解析処理の流れを説明するフロー図である。 本発明の実施例において1層のＴＳＶが形成されたウェハに斜めからＸ線を照射して得られるＸ線透過画像とその部分拡大図である。 本発明の実施例において撮像画像内のＸ座標によるＸ方向のＸ線照射角度および倍率の変化を説明するＸ線源と試料とＸ線検出器の関係を示す側面図である。 本発明の実施例において撮像画像内の二次元座標によるＹ方向のＸ線照射角度および倍率の変化を説明する試料とＸ線検出器との斜視図である。 本発明の実施例においてＸ方向およびＹ方向のＸ線照射角度の違いによるＴＳＶの投影像のサイズの変化を説明するＴＳＶの側面図である。 本発明の実施例において視野中央におけるＴＳＶの投影像である。 本発明の実施例において視野周辺におけるＴＳＶの投影像である。 本発明の実施例においてボイド欠陥を含むＴＳＶの投影像である。 本発明の実施例におけるＴＳＶおよび欠陥の位置とサイズを補正する処理の流れを説明するフロー図である。 本発明の実施例における撮像条件を設定するGUI画面の正面である。 本発明の実施例におけるレシピを作成するGUI画面の正面である。 本発明の実施例においてＴＳＶ及び欠陥の補正された位置・サイズ情報のファイル出力の例を示す表である。
　本発明は、Ｘ線検査装置において、構造物サイズの設計情報を入力しておき、Ｘ線画像の視野中央と構造物検出位置における期待される投影像をもとにサイズ補正係数を算出し、画像処理により得られる構造物像のサイズから補正係数を用いて構造物のサイズを算出するようにしたものである。
　また、本発明は、Ｘ線を斜めに照射して得られる透過画像の画像解析に基づき欠陥を検出するＸ線検査方法において、Ｘ線源から撮像面までの距離、Ｘ線源から対象基板表面までの距離、傾斜角度、画素サイズ、画像サイズ、サイズ計測対象物の設計サイズを含む情報を取得し、視野中央における、対象基板表面の世界座標とサイズ計測対象物の期待される投影像サイズを算出し、Ｘ線透過画像からサイズ計測対象物の像の重心座標と幅と高さを検出し、検出された重心座標における、倍率とＸ線照射角度を算出し、Ｘ線照射角度に基づいてサイズ計測対象物の期待される投影像サイズを算出し、検出座標および視野中央におけるそれぞれの投影サイズに基づき、全視野で投影サイズを等しくさせるための補正係数を算出し、検出されたサイズ計測対象物の像幅と高さから倍率と補正係数を用いて投影サイズを変換し、これに基づきサイズ計測対象物のサイズを算出するようにしたものである。
　本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
　図１ＡはＸ線検査装置１００の模式図である。Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線源１、測定対象であるウェハ２を保持し、移動させるための並進ステージ３と回転ステージ４、Ｘ線検出器５、搖動ステージ６、Ｘ線遮蔽壁７、Ｘ線源コントローラ１０１、ステージコントローラ１０２、Ｘ線検出器コントローラ１０３、制御部１０４、画像解析部１０５、入出力部１０６を備えている。
　Ｘ線源１は電子光学系とターゲットで構成されている(図示せず)。電子光学系はショットキー型電子銃であり、ターゲットはタングステン薄膜とダイヤモンド薄膜で構成されている。並進ステージ３はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能であり、回転ステージ４はＸＹ平面内で回転可能である(以後、回転ステージのＸＹ面内での回転方向をθ方向と定義する)。また、並進ステージ３、回転ステージ４の中央部はＸ線の吸収が小さいガラス(図示せず)で構成されている。
　Ｘ線検出器５は並進ステージ３、回転ステージ４を挟んで、Ｘ線源１と対向する位置に配置されている。ここで、Ｘ線検出器５にはイメージインテンシファイアとＣＣＤカメラで構成したものを用いる。
　Ｘ線源１から照射されたＸ線は並進ステージ３の上に配置されたウェハ２で吸収され、その透過Ｘ線はＸ線検出器５で検出される。Ｘ線検出器５とＸ線源１との間の距離は固定であり、並進ステージ３でウェハ２の位置を変えることで倍率と視野の広さを変更する。Ｘ線検出器５は、ゴニオメータと同様な構造を有する搖動ステージ６によりＸ線源１のＸ線発生位置を中心にＸＺ面内で回転可能(ＸＺ面内での回転方向をΦ方向と定義する)であり、その回転角度に応じて並進ステージ３でウェハ２を並進移動させ、測定領域がずれないように調整する。
　上記、Ｘ線源１、並進ステージ３、回転ステージ４、Ｘ線検出器５はＸ線遮蔽壁７の内部に配置され、外部にＸ線が漏れないようになっている。
　Ｘ線源コントローラ１０１はＸ線源１の各種パラメータ(管電圧、管電流、電子光学系への印加磁場、印加電圧、気圧等)とＸ線発生のＯＮ／ＯＦFをコントロールし、ステージコントローラ１０２は並進ステージ３、回転ステージ４の移動座標をコントロールし、Ｘ線検出器コントローラ１０３はＸ線検出器５からのデータの読み込みと撮像条件(感度、平均化枚数等)の設定を行う。
　Ｘ線源コントローラ１０１、ステージコントローラ１０２、Ｘ線検出器コントローラ１０３は制御部１０４で制御される。制御部１０４は、事前に入力された検査条件に基づき、ウェハ２を移動させつつ、Ｘ線透過像を撮像する。画像解析部１０５は、制御部１０４からＸ線透過像と事前に入力された検査パラメータを受け取り、画像解析によりボイドなどの欠陥を判別し、ＴＳＶなどの検査対象物のサイズおよび位置を計測し、結果を入出力部１０６に表示する。
　図１Ｂに、画像解析部１０５の構成を示す。画像解析部１０５は、ウェハ情報入力部１０５１、画像入力部１０５２、画像前処理部１０５３、領域抽出部１０５４、参照画像作成部１０５５、欠陥検出部１０５６、補正処理部１０５７、入出力部１０５８を備えている。
　ウェハ情報入力部１０５１は、制御部１０４からウェハ２の設計情報を入力し、補正処理部１０５７へ送る。
　画像入力部１０５２は、Ｘ線検出器５で撮像されたＸ線透過像を入力し画像前処理部１０５３へ出力する。画像前処理部１０５３では、画像入力部１０５２から受け取った画像に対して後述する前処理を行い、その結果を領域抽出部１０５４に送る。領域抽出部１０５４では、前処理された画像からＴＳＶなどの検査対象物が形成されている検査対象領域を抽出する。
　参照画像作成部１０５５では、領域抽出部１０５４で抽出した検査対象領域情報とを用いて、参照画像を作成する。
　欠陥検出部１０５６では、参照画像作成部１０５５で作成した参照画像を用いて領域抽出部１０５４で抽出した検査対象領域の画像から欠陥を検出し、欠陥と検査対象物の位置およびサイズを計測する。補正処理部１０５７では、ウェハ情報入力部１０５１から送られてきたウィは２の設計情報を用いて計測した欠陥と検査対象物の位置およびサイズを補正処理し、入出力部１０５８から入出力部１０６へ出力する。
　図２、図３にウェハ２の模式図の一例を示す。図２はウェハ２全体の平面図とＴＳＶが形成されている領域の拡大図、図３は図２内のＡ－Ａ’の断面図を示している。ウェハ２には複数のダイ１０が規則的に形成されており、ダイ１０の一部にＴＳＶ１１が形成されている。ＴＳＶ１１の直径はΦであり、Ｘ軸方向にはPＸ、Ｙ軸方向にはPＹのピッチで形成されている。図３では、第一の層１３、第二の層１４、第三の層１５が積層されており、それぞれの層をＴＳＶ１１とマイクロバンプ１２で接続している。ＴＳＶ１１の長さはｈである。
　図４を用いて、搖動ステージ６によりＸ線検出器５の位置をＸ線源1のＸ線発生位置を中心にＸＺ面内でΦ方向に傾斜させてウェハ２のＸ線透過像を取得した時の説明を行う。ここでは、ウェハ２の第二の層１４に形成されたＴＳＶ１１を１つだけ取り出したＸＺ断面図で説明を行う。
　ＴＳＶは主にＣｕで形成されており、Ｃｕはウェハ２の大部分を構成するＳｉよりも原子番号が大きいため、Ｘ線の吸収が大きい。つまり、第二の層１４にＸ線２００を照射し、Ｘ線検出器５で透過Ｘ線を検出した場合、撮像画像ではＴＳＶ１１が存在しない領域はＸ線の吸収が小さいため明るくなり、ＴＳＶ１１が存在する領域はＸ線の吸収が大きいため暗くなる。さらにＴＳＶ１１内部にボイド２０が存在すれば、ボイド領域ではＸ線の吸収が小さくなり、ボイド領域だけが周辺よりも明るくなり、この明るさの差をもって、ボイドを検出することができる。
　Φ＝０度、つまり第二の層１４の鉛直方向からＸ線２００を照射した場合には、ＴＳＶ１１領域を通過したＸ線を検出するＸ線検出器５の画素の数が少なく、かつ該当画素に入射するＸ線のＴＳＶ１１での吸収が最大となる。その結果、Ｘ線検出器５の画素番号（Ｘ線検出器５のライン状に並ぶ複数の画素を一方の端から順に数えていった時の番号）ごとの明るさ(出力信号の大きさ）をプロットしたプロファイル30のようにＴＳＶ存在領域に対応する位置の画素からの出力信号301が小さくなり、画像の明るさが非常に暗くなる。
　また、ＴＳＶ１１内部にボイド２０が存在していても、ＴＳＶ１１での吸収がそもそも非常に大きいため、ＴＳＶ１１の検出信号３０２とボイド２０の検出信号３０３とのコントラストが悪く、検出性能が低下する。
　一方、搖動ステージ６によりＸ線検出器５をΦ方向に傾斜させてＸ線を照射した場合には(例えばΦ＝６０度)、ＴＳＶ１１領域を通過したＸ線を検出するＸ船検出器５の画素が増加し、かつ該当画素に入射するＸ線のＴＳＶ１１での吸収もΦ=０度のときよりも小さくなり、プロファイル３１のようにＴＳＶ存在領域に対応する位置の画素からの出力信号３１１のうちＴＳＶ１１の検出信号３１２とボイド２０の検出信号３１３との明るさ(出力信号の大きさ）のレベルが上がり、ボイド２０をより高いコントラストで検出することが可能となる。
　このように、Ｘ船検出器５をウェハ２に対してΦ方向に傾斜させてＸ線透過像を取得することでＴＳＶ領域に対するボイド部分の画像の明るさコントラストを大きくすることができ、検出画像を処理した場合のＴＳＶ内部のボイド２０の検出精度を向上させることが可能となる。
　図５を用いて、画像解析部１０５における処理フローを説明する。ここでは、一層のみにＴＳＶ１１が形成されたウェハ２を対象とし、図１に示した構成において搖動ステージ６によりＸ線検出器５の位置をＸ線源1のＸ線発生位置を中心にＸＺ面内でΦ方向に傾斜させて複数のＴＳＶ１１を含むＸ線透過像を取得した場合を例とする。図６に画像例を示す。ＴＳＶ１１がほぼ円筒形状である場合、透過像であるＴＳＶ像６５は横長の長方形の左右を丸めたような形となる。また、ＴＳＶ１１の内部にボイド２０が存在する場合、周囲より明るい像６６が観測される。
　画像解析部１０５は、制御部１０４からの画像６０を画像入力部１０５２で受け取り、この入力した画像が画像前処理部１０５３に送られて前処理Ｓ６０１を行い検査画像６１を作成する。画像前処理部１０５３で行う前処理は適正な検査画像６１を得るための処理であり、シェーディング補正、コントラスト補正、ノイズ除去などを含む。Ｘ線検出器起因の撮像歪を補正する処理を含めてもよい。
　次に、画像前処理部１０５３で作成された検査画像６１は領域抽出部１０５４に送られる。領域抽出部１０５４では、検査画像６１からＴＳＶ像６５を求めてＴＳＶ領域を抽出するＴＳＶ領域抽出Ｓ６０２を行う。図６に示すように、ＴＳＶ像６５は何もないところよりも暗いため、暗い方を１、明るい方を０とする二値化を行う。二値化しきい値は、大津の方法などを利用すれば自動で定めることができる。ボイド２０が存在することを想定して、二値画像上で１のパターンの輪郭追跡を行ったのち凸包を求め内側を１で塗りつぶす。ラベリングにより１個ずつ別々のものとして識別し、それぞれの面積、周囲長、重心位置、ＸおよびＹ座標の最小と最大などの情報を抽出する。
　次に、参照画像作成部１０５５において、画像前処理部１０５３で作成した検査画像６１と領域抽出部１０５４で得られたＴＳＶ領域情報を用いて参照画像６２を作成する参照画像作成Ｓ６０３を行う。参照画像６２は、正常なＴＳＶの像を模擬した画像である。
　光学式の検査では、ウェハ上のパターンの周期性を利用して複数の同一のパターンを重ね合わせて平均やメディアンを算出する方法がよく用いられている。しかし、Ｘ線透過像では同一のものが規則的に並んでいても撮像位置によって形状とサイズが変化するため、各ＴＳＶ像６５ごとに、そのＴＳＶ像に対応する参照画像を作成する。
　例えば、検査画像６１に指定サイズの最小値フィルタをかけたあと同サイズの最大値フィルタをかける処理（オープニング）により、明るいボイド部分を暗くした画像を作成する。あるいは、ＴＳＶの外周および中心からの距離に応じて領域を分割し、領域毎に平均またはメディアンを算出して値を置き換える処理により、上下左右対称な正常らしい画像を作成する。
　次に、欠陥検出部１０５６において、画像前処理部１０５３で作成した検査画像６１と参照画像作成部１０５５で作成した参照画像６２を用いて、検査画像６１から欠陥を検出する欠陥検出Ｓ６０４を行う。具体的には、検査画像６１から参照画像６２を引いた差分画像を作成して二値化し、ラベリングを行う。
　ラベル付けされた領域は欠陥候補であるが、画像取得時のノイズや欠陥とは言えない密度ばらつきによる輝度差に起因して検出される虚報が含まれる。そのため、各欠陥領域について、面積、真円度、ＴＳＶとの相対位置、輝度などの特徴を算出しておき、予め指定したしきい値との比較により欠陥らしさの高いもののみ欠陥として抽出する。あるいは特徴空間上で欠陥か虚報かを教示して学習を行い、学習により得られる分類基準を用いて欠陥と虚報を識別する。
　次に、欠陥検出部１０５６において、欠陥検出処理Ｓ６０２で抽出された個々のＴＳＶ領域およびＳ６０４で抽出された欠陥領域の位置・サイズ算出処理Ｓ６０５を行う。具体的にはＴＳＶ領域の重心位置、ＴＳＶ領域を囲む矩形(回転なし)サイズ、欠陥領域の重心位置、面積などである。
　最後に、欠陥検出部１０５６で抽出されたＴＳＶ領域及び欠陥領域について、補正処理部１０５７において、ウェハ情報入力部１０５１で制御部１０４から取得したウェハ２の設計情報と予め入力しておいたパラメータ６３とを用いて位置・サイズ補正処理Ｓ６０６を行い、ＴＳＶまたは欠陥の補正された位置・サイズ情報６４を出力する。具体的には、ＴＳＶの世界座標、視野中央基準の相対座標、直径、高さ、欠陥のＴＳＶトップからの深さ、サイズ（真円換算の直径）、長手方向サイズ、短手方向サイズなどである。
　これらの情報は、入出力部１０５８から出力され、入出力部１０６に入力される。入出力部１０６において、ファイル出力およびＧＵＩ画面に一覧表示される。また、入出力部１０６では、入力画像に検出された欠陥をマークした画像を表示することもできる。
　ファイル形式の出力データ１５００の例を、図１５に示す。出力データ１５００には、ＴＳＶのＩＤを示すＴＳＶ番号１５０１、ＴＳＶの補正されたＸ，Ｙ座標位置を示すＴＳＶ位置表示欄１５０２、ＴＳＶの補正されたサイズとして高さと径を表示するＴＳＶサイズ表示欄１５０３、ＴＳＶの内部で検出された欠陥についてＴＳＶ内における深さと径との補正されたデータを表示する欠陥情報表示欄１５０４とがあり、各ＴＳＶの内部における欠陥の情報が一覧できる。
　図７から図１０Ｂを用いて、位置・サイズ補正処理Ｓ６０６を詳細に説明する。
  図７は、Ｘ線源１、検査対象物であるウェハ２、Ｘ線検出器5のＸ方向とＺ方向の位置関係を表す断面図である。Ｘ線源1のＸ線発生位置を原点７０とし、下向きにＺ軸、紙面の手前から奥に向かってＹ軸、左向きにＸ軸をとる。原点７０からＸ線検出器５の視野中心すなわち画像中心７２までの距離を基準距離(D)７３とする。Ｘ線検出器５の撮像面は原点７０と視野中心(画像中心)７２を結ぶ直線と垂直に保たれている。検出器の傾斜角度７４とウェハ表面までの高さ(H)75は、必要な倍率およびＴＳＶおよび欠陥の検出しやすさを考慮して予め決められる。なお、ここでは傾斜角度７４は時計回りの方向を正方向とする。
　ウェハ表面の視野中心７１は、並進ステージ３によって原点７０と検出器５の視野中心(画像中心)７２を結ぶ線上に来るよう調整される。したがって、ウェハ表面の視野中心７１のＸ座標(Ｘcenter)７6は、次式で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　図より、画像中心以外のある着目位置７８に撮像された対象物はウェハ表面上では位置７７にあり、そのＸ座標(Ｘtarget)８０は、傾斜角度７４とは異なる実際のＸ線の照射角度(ΦＸ)７９から次式で求められることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図８は、図７を別の視点から見た図であり、着目位置７８とＸ方向およびＹ方向のＸ線照射角度の関係を表す図である。まず、着目位置７８の画像中心（画像中心）７２からの相対位置(Ｘimage, Ｙimage)８１,８２は、次式により計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  ここで、Ｘ, Ｙは画像上の座標（画素単位）、pixel_sizeは検出器の画素サイズ、image_widthは画像幅（画素単位）、image_heightは画像高さ（画素単位）である。
　次に、Ｘ方向の実際の照射角度７９と検出器の傾斜角度７４との差(ΦＸ・・Φ)８３は次式により計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　Ｘ方向の実際の角度(ΦＹ)84は次式により計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　図示していないが、ウェハ表面上の対象物の位置７７のＹ座標(Ｙtarget)は、次式により計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　着目位置の倍率(M target)は、Ｘ線源から対象物までの距離と、検出位置までの距離の比で決まるため、次式により計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　図９は、ＴＳＶ１１の投影像がＸ線の照射角度によってどのように変形するのかを説明する図である。図１０Ａは視野中央における投影像、図１０Ｂは視野周辺における投影像である。ＴＳＶ１１が径(Φ)91と高さ(h)９２をパラメータとする円筒形状であるとすると、図１０Ａの視野中央における投影像９７の長さ(hcentor)93は、図９より、次式で表されることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　視野中央における投影像９７の高さ(Φcentor)９４は、Φそのままとなる。図１０Ｂの視野周辺ではＸ方向Ｙ方向ともに照射角度がずれるため、ＴＳＶ１１のトップ側の投影位置とボトム側の投影位置にずれが生じ、投影像98は傾いた形状となる。これを囲む矩形９９の長さ(htarget)９５と高さ(Φterget)９６は、次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　これらの値から、視野周辺で得られた形状を視野中央での形状に補正する補正係数(corr Ｘ, corr Ｙ)を次式により定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　Ｘ線検出器５の着目位置７８で撮像される画像は投影像９８が拡大されたものと考えられるため、着目位置で得られる画像上のＴＳＶの投影像を囲む矩形のサイズをもとに着目位置の倍率(M target)を用いて投影像９８の長さ(htarget)９５と高さ(Φterget)９６を求め、さらに補正係数(corr Ｘ, corr Ｙ)を用いて同じ対象物を視野中心で観測した場合の長さ(hcentor)９３と高さ(Φcenter)９４を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　実際のＴＳＶ１１のパラメータは式（数９）より導かれる次式を用いて算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　ここでＸmaＸ，Ｘmin，ＹmaＸ，Ｙminは、Ｓ６０２で得られたＴＳＶ領域のＸ座標、Ｙ座標の最大値と最小値である。ＸmaＸ- Ｘmin+1とＹmaＸ- Ｙmin+1はＳ６０５にて算出され、ＴＳＶ領域を囲む矩形のサイズとして記録されている。
　また、Ｓ６０２で得られたＴＳＶ領域の重心位置を着目位置７８とすると、ウェハ表面上の対象物の位置７７の座標(Ｘtaeget, Ｙtarget)は、ＴＳＶ１１の重心をウェハ表面に投影した位置となる。ＴＳＶ１１の正確な位置はＴＳＶ１１のトップの位置(Ｘtaeget_top, Ｙtarget_top)であると考えられ、次式によりＴＳＶ１１のトップの位置を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　また、欠陥であるボイド２０はほぼ球状であると仮定し、Ｓ６０５にて画像上の面積すなわち欠陥領域の画素数から円換算のサイズを次式により求め、欠陥検出座標での倍率を用いてサイズを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　欠陥であるボイド(ボイド欠陥)の位置はＴＳＶ１１のトップからの深さで表す。図１１は、ボイド２０を含むＴＳＶ１１の投影像である。ＴＳＶの投影像９８の重心位置１１２は、画像処理により求めた重心位置を元に式(数２)と式(数７)を用いて算出される。同様にボイド欠陥の像１１１の重心位置１１３も算出できる。これらからボイド欠陥のＴＳＶに対するＸ方向の相対位置(Ｘrelative)１１４を算出することができる。なお相対位置は左向きを正として表す。ボイド欠陥の深さは次式により算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
　以上の説明を踏まえて、補正処理部１０５７で実行するＴＳＶおよびボイド欠陥の位置・サイズ補正処理(Ｓ６０６)の処理の流れを図１２に示す。
　始めに、処理に必要なパラメータを取得する(Ｓ１２０１)。固定値の装置情報として、画像サイズ、画素サイズを取得し、その他の装置情報として制御系からＸ線源からＸ線検出器までの基準距離７３、Ｘ線検出器の傾斜角度７４、ステージ高さを取得する。また、対象物の情報としてウェハ厚さ、ＴＳＶの直径および高さの設計値をＧＵＩまたは条件設定ファイルを通じて取得する。
　次に、位置・サイズ補正基本情報を算出する(Ｓ１２０２)。ウェハ表面高さ７３をステージ高さからウェハ厚さを差し引くことにより算出し、Ｘ線検出器の傾斜角度７４に基づいて、ウェハ表面の視野中心７１のＸ,Ｙ座標を算出する。また、視野中心におけるＴＳＶの期待される見かけの長さ９３と高さ９４を、円筒のパラメータhとΦに設計値を入力して求めておく。
　次に、Ｓ６０２で検出された全てのＴＳＶ領域について、Ｓ１２０４からＳ１２０９までの位置・サイズ補正処理を繰り返す(Ｓ１２０３)。まず、Ｓ６０５で算出されるＴＳＶ領域の画像上の重心位置と領域を囲む矩形のサイズを取得する(Ｓ１２０４)。次に、画像上の重心位置に基づき、式(数３)～(数６)を用いてＸ方向およびＹ方向のＸ線照射角度を算出する(Ｓ１２０５)。次に、ＴＳＶ重心位置における倍率を式(数８)を用いて算出する(Ｓ１２０６)。次に、その座標におけるＴＳＶの期待される見かけの長さ９５と高さ９６を、式(数１０)および式(数１１)の円筒のパラメータhとΦに設計値を入力して求め、式(数１２)と式(数１３)を用いてＸ方向およびＹ方向の形状補正係数を算出する(Ｓ１２０７)。
　次に、Ｓ１２０４で取得した画像上のＴＳＶ領域を囲む矩形のサイズ、Ｓ１２０６で算出した倍率、Ｓ１２０７で算出した形状補正係数を用い、式(数１４)および(数１５)により視野中心で観測した場合の長さと高さを算出し、式(数１６)および(数１７)によりＴＳＶの高さと直径を算出する(Ｓ１２０８)。次に、Ｘ線照射角度に基づき式(数２)と式(数７)を用いて、検出されたＴＳＶの重心をウェハ表面上に投影した位置７７の座標を算出し、式(数１８)および(数１９)を用いてＴＳＶトップの位置を算出する(Ｓ１２０９)。ここで算出されるＴＳＶ位置は図７に示す座標系で表される世界座標であるが、視野中心の世界座標を差し引いて、視野中心基準の試料表面座標を算出してもよい。
　次に、Ｓ６０４で検出された全てのボイド欠陥領域について、Ｓ１２１１からＳ１２１６までの位置・サイズ補正処理を繰り返す(Ｓ１２１０)。まず、Ｓ６０５で算出される欠陥領域の画像上の重心位置と面積と円の直径換算のサイズを取得する(Ｓ１２１１)。次に、ＴＳＶ領域と同様に画像上の重心位置に基づき、式(数３)～(数６)を用いてＸ方向およびＹ方向のＸ線照射角度を算出する(Ｓ１２１２)。次に、Ｘ線照射角度に基づき式(数２)と式(数７)を用いて、検出されたボイド欠陥のウェハ表面上の位置の座標を算出する(Ｓ１２１３)。
　次に、ボイド欠陥重心位置における倍率を式(数８)を用いて算出する(Ｓ１２１４)。次に、検出されたボイド欠陥がどのＴＳＶの中に発生しているのかの対応付けを画像処理により行う(Ｓ１２１５)。すなわち画像上の欠陥重心位置を含むＴＳＶ領域を求める。最後に欠陥の深さとサイズの算出を行う(Ｓ１２１６)。欠陥の深さとはＴＳＶのトップ側からの深さのことであり、Ｓ１２０６およびＳ１２１３で算出したＴＳＶおよびボイド欠陥のウェハ表面上の位置のＸ座標とＳ１２０８で算出したＸ方向の形状補正係数を用いて、式(数１９)により算出する。ボイドのサイズはＳ１２１１で取得した画像上の円の直径換算のサイズとＳ１２１４で算出した倍率を用いてボイド欠陥のサイズを算出する(Ｓ１２１６)。
　図１３および図１４を用いて本発明を実施するシステムのＧＵＩの一例を説明する。図１３は、ＧＵＩ画面の撮像条件設定画面１３２を表す。ＧＵＩ画面はウェハを検査するための検査モード画面１３０、検査のレシピを作成するためのレシピ作成画面１３１、撮像条件設定画面１３２、ウェハの搬入出を行うためのロード・アンロード画面１３３の４つのサブ画面を有する。
　撮像条件設定画面１３２では、Ｘ線源パラメータの管電圧１３２１、プローブ電流１３２２、検出器パラメータの露光時間１３２３と平均枚数１３２４、ステージパラメータの基準距離１３２５、倍率１３２６、ステージ高さ１３２７、傾斜角度１３２８、回転角度１３２９などのステージパラメータ１３２０を入力する。
　基準距離１３２５はＸ線源１からＸ線検出器５までの距離であり、これをもとに倍率１３２６を入力するとステージ高さ１３２７が計算されて表示され、逆にステージ高さ１３２７を入力すると倍率１３２６が計算されて表示される。傾斜角度１３２８は検出器の傾斜角度７４のことであり、ＴＳＶが重ならない範囲でＴＳＶとボイド欠陥の輝度コントラストが十分に高くなるように設定する。回転角度１３２９は回転ステージ４の回転角度のことであり、ＴＳＶの像どうしが重ならない範囲でもっとも小さくなるように設定する。
　ウェハ２のレイアウト情報が既知であれば、プルダウンメニュー１３４からウェハを選択し、予め登録してあるレイアウト情報を取り込む。図２に示すようなウェハ上のダイマップを表示して、ユーザにより撮像条件設定に用いるダイを選択し、さらにダイ内のＴＳＶレイアウト情報を表示してユーザにより撮像条件設定に用いるパターンの位置を指定する。
　指定した位置が視野中心になる並進ステージ３の座標が計算され、ステージ座標表示ウィンドウ１３５に表示され、その位置に並進ステージ３が移動される。またウェハレイアウト情報を取り込まない場合は、座標を入力して並進ステージ３を動かすことが可能である。あるいはステージコントローラ１０２に直結した制御盤(図示せず)で並進ステージ３を並進移動させ、回転ステージ４を回転させることが可能であり、移動に伴いステージ座標の表示が更新される。この状態で回転角度自動計算ボタン１３６を押せば、透過像の重なりがないステージ回転角度を自動計算し、回転ステージ４の回転角度をその角度に設定する。
　表示ウィンドウ１３７にはＸ線透過像がリアルタイム表示される。ただし、露光時間と平均枚数が反映されるのは、全てのパラメータの変化がなくなってから一定時間経過した後とする。表示ウィンドウ１３７には、任意の直線１３８をひくことが可能であり、その明るさプロファイルをプロファイル表示ウィンドウ１３９に表示可能である。透過像およびプロファイルで明るさを確認しながらＸ線源パラメータを調整し、視野の大きさやＴＳＶの見え方を確認しながらステージパラメータを調整する。
　図１４は、ＧＵＩ画面のレシピ作成画面１３１を表す。レシピ作成画面１３１では、ウェハ厚さ、ＴＳＶ直径、ＴＳＶ高さなどのウェハパラメータ１３１０、欠陥検出処理において画像処理や欠陥検出に用いる欠陥検出パラメータ１３１１を入力する。また、プルダウンメニュー１３４からウェハを選択し、検査領域を指定する処理を行う。
　まず、ダイ選択ボタン１４０押下により、表示ウィンドウ１３７に図２に示すようなウェハ上のダイマップを表示して、ユーザにより検査対象ダイを選択する。次に、レイアウト表示ボタン１４１押下により表示ウィンドウ１３７にダイ内のＴＳＶレイアウト情報を表示して、ユーザにより検査領域を指定する。
　検査領域の大きさと傾きは撮像条件設定画面１３２で設定した倍率１３２６および検出器の傾斜角度１３２８および回転ステージ４の回転角度１３２９に応じて算出しておき、表示ウィンドウ１３７に表示したレイアウト上にその大きさおよび傾きの検査領域を配置することにより設定する。
　設定した領域が視野に含まれる並進ステージ３の座標が計算され、ステージ座標表示ウィンドウ１３５に表示され、その位置に並進ステージ３が移動される。座標入力やステージコントローラ１０２に直結した制御盤(図示せず)により並進ステージ３の位置を微調整してもよい。表示ウィンドウ１３７にＸ線透過像が表示されるので、ステージ位置が確定したら検査対象に追加ボタン１４２を押す。この処理により、検査領域を１箇所指定することができる。
　複数の検査領域指定のためには、レイアウト表示からの領域指定とＸ線透過像の確認、検査対象追加を繰り返す。このとき、二回目以降のレイアウト表示において、設定済みの検査領域が表示されているようにする。レシピ保存ボタン１４３押下により撮像条件設定画面１３２で設定したパラメータとともにレシピ作成画面１３１で設定した各種パラメータと検査領域情報を保存する。
　検査モード画面１３０では、レシピ作成画面１３１で作成したレシピを選択し、検査の開始・中止を行うことができる。また、検査結果の保存、読み出しや解析も行うことができる(図示せず)。検査結果とは、ＴＳＶの世界座標あるいは視野中央基準の相対座標あるいはその両方のＴＳＶ位置情報、直径および高さのＴＳＶサイズ情報、欠陥ごとのＴＳＶトップからの深さ、欠陥の真円換算の直径、長手方向サイズ、短手方向サイズなどの欠陥サイズ情報、入力画像に検出された欠陥をマークした画像、ＴＳＶ領域を表す画像などの画像である。図１５にＴＳＶごとの検査結果テーブルである出力データ１５００の一例を示す。
　ロード・アンロード画面１３３では、Ｘ線検査装置１００内部にセットされているウェハの搬出、フープに格納されているウェハの搬入を行うことができる(図示せず)。
　本実施例では、Ｘ線源１のターゲットがタングステン薄膜とダイヤモンド薄膜の例で説明を行ったが、これに限定されることはない。測定対象によって最適なＸ線のエネルギが異なるため、特性Ｘ線のエネルギ等を考慮し、適宜変更可能である。また、電子光学系の構成もこれに限定されることはない。
　本実施例では、Ｘ線検出器５がイメージインテンシファイアとＣＣＤカメラで構成した例で説明を行ったが、これに限定されることはない。例えば、フラットパネルディスプレイを使えば、視野全域でひずみがない透過像が得られ、かつ広い視野で検査を行うことが可能となる。
　本実施例では、欠陥検出の処理方法を図５に示すフローで説明したが、処理方法はこれに限定されることはない。また、図１３、図１４のようなＧＵＩを例として説明したが、これに限定されることはない。
　本実施例では、ＴＳＶを対象として説明を行ったが、これに限定されることはない。例えば、マイクロバンプやCuピラーについても形状パラメータを入力して各検出位置での見かけの形状を算出することは可能であり、上記説明した方法を適用することが可能である。
　本実施例では、測定対象がウェハの例で説明を行ったが、これに限定されることはない。例えば、ダイシングされた後のチップや、MEMSなど、複雑なパターンが刻まれている測定対象に適用可能である。
　本実施例では、Ｘ線検出器５を移動させることで傾斜角度Φを変化させる例で説明を行ったが、これに限定されることはない。例えば、Ｘ線源1とＸ線検出器５を対向した位置関係を維持したまま、ウェハ2の測定箇所を中心に回転させることで、傾斜角度Φを変化させても構わない。または、ウェハ２を傾けることで傾斜角度Φを変化させても構わない。
　本実施例では、複数のＳｉチップが積層された状態で検査する例で説明を行ったが、これに限定されることはない。一層ずつ積層した後に検査を行っても構わない。また、ダイシングし、パッケージングした後で検査を行っても構わない。
　以上、本発明者らによってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
　１・・・Ｘ線源　　２・・・ウェハ　　３・・・並進ステージ　　４・・・回転ステージ　　５・・・Ｘ線検出器　　６・・・搖動ステージ　　７・・・Ｘ線遮蔽壁　　１０・・・ダイ　　１１・・・ＴＳＶ　　１２・・・マイクロバンプ　　１３・・・第一の層　　１４・・・第二の層　　１５・・・第三の層　　２０・・・ボイド　　　１３０・・・検査モード画面　　１３１・・・レシピ作成画面　　１３２・・・撮像条件設定画面　　１３３・・・ロード・アンロード画面。

Claims (10)

  1. 　Ｘ線源から発射したＸ線を試料に照射し、
    前記試料の内部を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、
    前記検出したＸ線による前記試料の透過Ｘ線画像を画像生成部で生成し、
    前記生成した透過Ｘ線画像を画像処理部で処理して前記試料の内部を検査する
    Ｘ線検査方法であって、
    　前記画像処理部で前記透過Ｘ線画像を処理して前記試料の内部を検査することを、
    　前記生成した透過Ｘ線画像から検査領域を抽出し、
    　前記生成した透過Ｘ線画像とから前記抽出した検査領域を含む参照画像を生成し、
    　前記透過Ｘ線画像と前記参照画像とから前記検査領域における欠陥を検出し、
    　前記検出した欠陥に対して前記試料の設計情報と予め設定したパラメータを用いて前記検出した欠陥の位置とサイズを補正し、
    前記補正した欠陥の位置とサイズの情報を出力する
    ことを特徴とするＸ線検査方法。
  2. 　請求項１記載のＸ線検査方法であって、前記画像処理部で前記検出した欠陥の位置とサイズを補正するのに用いる前記予め設定したパラメータには、前記Ｘ線検出器の画素サイズと前記生成した透過Ｘ線画像の画像サイズ、前記Ｘ線源に対する前記Ｘ線検出器の視野中心の傾斜角度と前記Ｘ線源のＸ線発生位置から前記試料の表面までの高さ及び前記Ｘ線源のＸ線発生位置から前記Ｘ線検出器の視野中心までの距離の情報を含むことを特徴とするＸ線検査方法。
  3. 　請求項１記載のＸ線検査方法であって、前記画像処理部では、更に、前記透過Ｘ線画像から抽出した前記検査領域に対して前記予め設定したパラメータを用いて前記検査領域の位置とサイズを補正し、前記補正した検査領域の位置とサイズの情報を出力することを特徴とするＸ線検査方法。
  4. 　請求項３記載のＸ線検査方法であって、前記画像処理部では、前記パラメータを用いて前記検査領域における前記Ｘ線の照射角度と画像の倍率を求めて前記検査領域の形状補正係数を求め、前記求めた形状補正係数を用いて前記検査領域の位置とサイズを算出して前記検査領域の前記試料の表面上の位置を求めることを特徴とするＸ線検査方法。
  5. 　請求項３記載のＸ線検査方法であって、前記画像処理部では、前記試料の表面上の位置を求めた前記検査領域と前記位置とサイズを補正した前記検出した欠陥とを対応付けて、前記検査領域における前記欠陥の深さと大きさを求めることを特徴とするＸ線検査方法。
  6. 　Ｘ線を発射するＸ線源と、
    前記Ｘ線源から発射されて試料の内部を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線検出器で検出したＸ線による前記試料の透過Ｘ線画像を生成する画像生成部と、
    前記画像生成部で生成した透過Ｘ線画像を処理して前記試料の内部を検査する画像処理ユニットと
    前記画像処理ユニットで処理した結果を出力する出力部と
    を備えたＸ線検査装置であって、
    　前記画像処理ユニットは、
    　前記生成した透過Ｘ線画像から検査領域を抽出する検査領域抽出部と、
    　前記生成した透過Ｘ線画像とから前記検査領域抽出部で抽出した検査領域を含む参照画像を生成する参照画像生成部と、
    　前記画像生成部で生成した透過Ｘ線画像と前記参照画像生成部で生成した参照画像とから前記検査領域における欠陥を検出する欠陥検出部と、
    　前記欠陥検出部で検出した欠陥に対して前記試料の設計情報と予め設定したパラメータを用いて前記抽出した欠陥の位置とサイズを補正する補正処理部と
    を有し、前記補正処理部で補正した欠陥の位置とサイズの情報を前記出力部に出力する
    ことを特徴とするＸ線検査装置。
  7. 　請求項６記載のＸ線検査装置であって、前記補正処理部において前記欠陥検出部で検出した欠陥の位置とサイズを補正するのに用いる前記予め設定したパラメータには、前記Ｘ線検出器の画素サイズと前記生成した透過Ｘ線画像の画像サイズ、前記Ｘ線源に対する前記Ｘ線検出器の視野中心の傾斜角度と前記Ｘ線源のＸ線発生位置から前記試料の表面までの高さ及び前記Ｘ線源のＸ線発生位置から前記Ｘ線検出器の視野中心までの距離の情報を含むことを特徴とするＸ線検査装置。
  8. 　請求項６記載のＸ線検査装置であって、前記補正処理部では、更に、前記透過Ｘ線画像から抽出した前記検査領域に対して前記予め設定したパラメータを用いて前記検査領域の位置とサイズを補正し、前記補正した検査領域の位置とサイズの情報を前記出力部に出力することを特徴とするＸ線検査装置。
  9. 　請求項８記載のＸ線検査装置であって、前記補正処理部では、前記パラメータを用いて前記検査領域における前記Ｘ線の照射角度と画像の倍率を求めて前記検査領域の形状補正係数を求め、前記求めた形状補正係数を用いて前記検査領域の位置とサイズを算出して前記検査領域の前記試料の表面上の位置を求めることを特徴とするＸ線検査装置。
  10. 　請求項８記載のＸ線検査装置であって、前記補正処理部では、前記試料の表面上の位置を求めた前記検査領域と前記位置とサイズを補正した前記検出した欠陥とを対応付けて、前記検査領域のおける前記欠陥の深さと大きさを求めることを特徴とするＸ線検査装置。
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