JPH09127020A - X線検査装置 - Google Patents

X線検査装置

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JPH09127020A
JPH09127020A JP7285744A JP28574495A JPH09127020A JP H09127020 A JPH09127020 A JP H09127020A JP 7285744 A JP7285744 A JP 7285744A JP 28574495 A JP28574495 A JP 28574495A JP H09127020 A JPH09127020 A JP H09127020A
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JP
Japan
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target
ray
rays
inspection apparatus
ray inspection
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Application number
JP7285744A
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English (en)
Inventor
Kojin Furukawa
行人 古川
Kazuji Yokoyama
和司 横山
Kenichi Inoue
憲一 井上
Koji Inoue
浩司 井上
Shigeto Adachi
成人 足立
Tadao Okimoto
忠雄 沖本
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定対象物を高精度に検査することのできる
小型のX線検査装置。 【解決手段】 本装置A1は,電子ビーム1をターゲッ
ト2に照射して発生させたX線3を用いて検査基板4を
検査するに際し,電子ビーム1のターゲット2への照射
位置を偏向電磁石5によって走査し,ターゲット2から
検査基板4を経たX線を上記走査に同期してXeガス比
例計数管6により検出するように構成されている。上記
構成により,測定対象物を精度良く検査することのでき
る小型の装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,X線検査装置に係
り,詳しくはX線の透過画像を撮影することにより各種
の検査を行うX線検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年,非破壊検査の分野では,X線によ
る透視がますます重要になると共に,空間分解能や検査
速度に対する要求も厳しいものになってきている。例え
ば,半導体の半田付けの検査分野では,ICピッチの微
細化にともなって要求される空間分解能が従来100μ
m程度であったものが,その後50μm以下となり,さ
らに数年後には30μmもの空間分解能が必要とされる
ようになってきている。さらに,X線の透過画像におけ
る陰影の形だけでなく,陰影の強度(即ち透過X線の強
度)から,半田の厚みについての情報を得ることをも求
められるようになってきている。このような要求を満た
すX線検査装置として,例えば図5に示すようなマイク
ロフォーカス型の透視装置A0が実用に供されている。
この従来装置A0では,1μm以下の小さな焦点を持つ
電子ビーム51をターゲット52に照射することにより
発生させたX線53を物体54に照射し,拡大撮影する
ことによって,数μmの空間分解能で,物体54の検査
を行うことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
X線検査装置A0では,次のような問題点があった。 (1)拡大投影面55のサイズ制限から大きな領域を同
時に測定することができない。半田付けの検査装置の場
合では,通常300mm×250mm程度の領域を検査
する必要がある。従って,例えば10倍の拡大投影を行
うとすれば,全領域を一度に検査するためには3m×
2.5mの大きなスクリーンが必要となり,現実的とは
いえない。また,端部の画像は,物体に対して斜めにX
線照射されているため,中央部とは陰影の出来かたが異
なる。従って厳密な検査が難しいという問題も存在す
る。さらには,拡大撮影するために一定の空間が必要で
あり,装置の大型化の問題もある。そこで,実開平6−
2207号公報に開示された技術では,半田付け不良検
査を行う場合,基板(物体54)を支持台56上に載せ
て上下方向に移動させながら測定する。ところが,半田
付けの不良検査においては,半田付けが行われている位
置情報が重要であることから,拡大率は非常に重要なポ
イントとなる。このため,リアルタイムで拡大率を知ら
せるなどの工夫が必要であった。
【0004】(2)また透視の場合,画像はX線が撮影
されたスクリーンの蛍光強度を通常TV画像として測定
するため,X線強度測定のダイナミックレンジが1:1
00程度と極めて狭い。半田付けの厚みをX線の強度と
して測定する場合を考えてみると,X線として,Wター
ゲット,150kV加速電圧のX線管球の場合であれ
ば,100μm厚みから1mm厚みまでの範囲をX線の
強度から求めようとすると,1:1000程度のダイナ
ミックレンジが必要となる。従って,上記従来装置A0
では高精度な検査を行うことができなかった。本発明
は,このような従来の技術における課題を解決するため
に,X線検査装置を改良し,測定対象物を高精度に検査
することのできる小型のX線検査装置を提供することを
目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は,電子ビームをターゲットに照射して発生さ
せたX線を用いて測定対象物を透視検査するX線検査装
置において,上記電子ビームのターゲットへの照射位置
を走査する走査部と,上記ターゲットから測定対象物を
経たX線を上記走査に同期して検出する検出部とを具備
してなることを特徴とするX線検査装置として構成され
ている。さらには,上記ターゲットと検出部との間にX
線をコリメートするように複数の細管を介装したことを
特徴とするX線検査装置である。さらには,上記各細管
の軸心方向とX線の光軸方向とのなす角度を,特性X線
に対する全反射臨界角よりも大きく,かつ,連続X線が
ピーク強度となる波長のX線に対する全反射臨界角より
も小さくしたことを特徴とするX線検査装置である。さ
らには,上記走査部が,上記ターゲットの上流側の電子
軌道内に配備された電磁石を含むX線検査装置である。
さらには,上記走査部が,上記電磁石とターゲットとの
間の電子軌道の所定の平面内に配備された同軸1/4・
2重円筒電極をも含むX線検査装置である。
【0006】
【発明の実施の形態】及び
【実施例】以下添付図面を参照して,本発明の実施の形
態及び実施例につき説明し,本発明の理解に供する。
尚,以下の実施の形態及び実施例は,本発明を具体化し
た一例であって,本発明の技術的範囲を限定するもので
はない。ここに,図1は本発明の第1の実施の形態及び
実施例に係るX線検査装置A1の概略構成を示す模式
図,図2は本発明の第2の実施の形態及び実施例に係る
X線検査装置A2の概略構成を示す模式図,図3はX線
検査装置A2におけるX線スペクトルを示す説明図,図
4は本発明の第3の実施の形態及び実施例に係るX線検
査装置A3の概略構成を示す模式図である。
【0007】図1に示す如く,本発明の第1の実施の形
態及び実施例に係るX線検査装置A1は,電子ビーム1
をターゲット2に照射して発生させたX線3を用いて検
査基板4(測定対象物に相当)を透視検査する点で従来
例と同様である。しかし,本装置A1では,上記電子ビ
ーム1のターゲット2への照射位置を走査する偏向電磁
石5(走査部の一部に相当)と,ターゲット2から検査
基板4を経たX線を上記走査に同期して検出するXeガ
ス比例計数管6(検出部に相当)を具備する点で従来例
と異なる。さらに,ターゲット2とXeガス比例計数管
6との間にX線をコリメートするように複数のガラス細
管7(細管に相当)を介装してもよく,この点でも従来
例と異なる。
【0008】以下,本装置A1についてさらに具体化す
ると共に,その動作原理について説明する。尚,ここで
は,半田厚み検査の装置構成としている。また,ガラス
細管7は内径6μmφ,長さ1mm,開口率60%のも
のを用いている。さらにターゲット2は薄膜タングステ
ンを用いている。図1に示すように,電子ビーム1は大
気中では走行させられないので,電子ビーム系は真空容
器9の中に収められており,真空ポンプ10によって1
0-7Torr程度の真空度に保たれている。先ず電子銃
8により100〜150kVに加速されて,発射された
電子ビーム1は,偏向電磁石5によって偏向されてター
ゲット2上に収束照射される。電子ビーム1が照射され
た場所でX線3が発生する。X線は図1中に示すように
拡散しながら,ベリリウム窓11を通過して大気中に引
き出される。拡散したX線3はガラス細管7によってコ
リメートされ,検査基板4に対して垂直なX線の成分1
2のみが取り出される。そして,検査基板4を通過して
減衰した後この成分12はXeガス比例計数管6により
検出される。
【0009】ここで,検出されたX線の強度は電子ビー
ム1の位置情報と共に記録され,X線強度の画像として
構成される。そして,これより半田の厚みの情報などが
コンピュータ処理によって取り出される。このように,
本装置A1では,電子ビームの走査に同期してX線を検
出するため,一度に大面積の画像を得ることができる。
また,X線の検出にダイナミックレンジの広い計数管等
を用いることができるので,1mm程度以上の厚い半田
などについても精度良く検査することができる。さら
に,X線はターゲットから発散状に発散されるが,細管
によってX線がコリメートされるので,X線透過像の空
間分解能が低下することを抑えることができる。また,
細管長は短くてすむため,装置の小型化をも図ることが
できる。ところで,X線の透過強度から,物質の厚みを
求める際に連続X線を用いると,厚さと透過強度との関
係が単純な指数関数で表されないが,単色の特性X線を
用いると,単純な指数関数で表されることが知られてい
る。従って,特性X線を用いることによりさらに高精度
に検査を行うことができるが,第2の実施の形態及び実
施例に係るX線検査装置A2は,このような点に着目し
たものである。
【0010】以下,本装置A2について,図2を参照し
てさらに具体化すると共に,その動作原理についても述
べる。図2に示すごとく,本装置A2はここでは,アル
ミニウムに刻印された細線の深さを測定するように構成
されている。尚,本装置A2も基本的な構成は上記装置
A1と同様であるが,電子銃8による加速は30kVに
設定されている。また,ターゲット2は銅薄膜を用いて
いる。さらに,ガラス細管7はアルミニウム試料13
(測定対象物に相当)に対して0.2度だけ傾いて取り
付けられているものとする。
【0011】この場合,ターゲット2で発生したX線の
エネルギスペクトルを図3に示した。同図中において,
X線のスペクトルは連続X線14と特性X線15とを含
んでいる。一般に,物質にごく浅い角度でX線を入射さ
せると,X線は全反射を起こすが,ある角度を超えると
全反射を起こさなくなり物質に吸収される。その角度を
全反射臨界角というが,この角度はX線のエネルギが高
いほど小さくなる。本装置A2に示すように配置すれ
ば,図2の部分拡大図に示すように,連続X線14の殆
どの成分は全反射臨界角よりも大きい角度でガラス細管
7の内面に当たるので,全反射されずにガラス細管7に
吸収される。一方,特性X線15は全反射臨界角よりも
小さい角度でガラス細管7の内面に当たるので,全反射
されてそのX線はガラス細管7を通過できる。従って,
ガラス細管7を透過した後のX線のスペクトルは,上記
図3の符号16に示すようになり,アルミニウム試料1
3に照射されるX線は殆ど特性X線15のみになる。こ
のため,測定を単色の特性X線15のみで行うことがで
き,アルミニウム試料13の厚み,ひいては試料13に
刻印された細線の深さを精度良く求めることができる。
【0012】さらに,装置の小型化を図るべく,以下の
第3の実施の形態及び実施例に係るX線検査装置A3を
考案した。即ち,本装置A3では,図4に示すごとく,
電子ビーム1を同図紙面に垂直方向に偏向電磁石によっ
て走査している。また,同軸1/4・2重円筒電極18
(走査部の一部に相当)の,外部電極には負電圧が,内
部電極には正電圧がそれぞれ偏向電極電源17より供給
されている。従って,電子ビーム1は同図下向きに90
度だけ偏向されて,ターゲット2に照射される。本装置
A3では,電子ビーム1の走査は線状に行い,紙面左右
の走査は検査基板4の移動によって行うようにしてい
る。このように構成することによって,装置の高さを最
小限に抑えることができ,一層小型の検査装置を構成す
ることができる。尚,図中真空ポンプは便宜上省略し
た。その結果,測定対象物を高精度に検査することので
きる小型のX線検査装置を得ることができた。
【0013】
【発明の効果】本発明に係るX線検査装置は,上記した
ように構成されているため,次の様な効果を奏する。 (1)電子ビームの操作に同期してX線を検出すること
により,一度に大面積の画像を得ることができる。ま
た,X線の検出にダイナミックレンジの広い計数管等を
用いることができるので,1mm程度以上の厚い半田な
どについても精度良く検査することができる。 (2)X線はターゲットから発散状に発散されるが,細
管によってX線をコリメートすれば,X線透過像の空間
分解能が低下することを抑えることができる。また,上
記細管を傾斜させれば,特性X線のみによる測定を行う
ことができるので,測定対象物の厚み等を精度良く求め
ることができる。さらに細管長は短くてすむため,装置
の小型化をも図ることができる。 (3)偏向電磁石と同軸1/4・2重円筒電極とにより
電子ビームを走査すれば,装置を一層小型化することも
可能である。その結果,測定対象物を高精度に検査する
ことのできる小型のX線検出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態及び実施例に係る
X線検査装置A1の概略構成を示す模式図。
【図2】 本発明の第2の実施の形態及び実施例に係る
X線検査装置A2の概略構成を示す模式図。
【図3】 X線検査装置A2におけるX線スペクトルを
示す説明図。
【図4】 本発明の第3の実施の形態及び実施例に係る
X線検査装置A3の概略構成を示す模式図。
【図5】 従来のX線検査装置A0の一例における概略
構成を示す模式図。
【符号の説明】
A1〜A3…X線検査装置 1…電子ビーム 2…ターゲット 3…X線 4…検査基板(測定対象物に相当) 5…偏向電磁石(走査部の一部に相当) 6…Xeガス比例計数管(検出部に相当) 7…ガラス細管(細管に相当) 13…アルミニウム試料(測定対象物に相当) 18…同軸1/4・2重円筒電極(走査部の一部に相
当)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 浩司 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 足立 成人 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 沖本 忠雄 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビームをターゲットに照射して発生
    させたX線を用いて測定対象物を透視検査するX線検査
    装置において,上記電子ビームのターゲットへの照射位
    置を走査する走査部と,上記ターゲットから測定対象物
    を経たX線を上記走査に同期して検出する検出部とを具
    備してなることを特徴とするX線検査装置。
  2. 【請求項2】上記ターゲットと検出部との間にX線をコ
    リメートするように複数の細管を介装したことを特徴と
    する請求項1記載のX線検査装置。
  3. 【請求項3】 上記各細管の軸心方向とX線の光軸方向
    とのなす角度を,特性X線に対する全反射臨界角よりも
    大きく,かつ,連続X線がピーク強度となる波長のX線
    に対する全反射臨界角よりも小さくしたことを特徴とす
    る請求項2記載のX線検査装置。
  4. 【請求項4】 上記走査部が,上記ターゲットの上流側
    の電子軌道内に配備された電磁石を含む請求項1〜3の
    いずれかに記載のX線検査装置。
  5. 【請求項5】 上記走査部が,上記電磁石とターゲット
    との間の電子軌道の所定の平面内に配備された同軸1/
    4・2重円筒電極をも含む請求項4記載のX線検査装
    置。
JP7285744A 1995-11-02 1995-11-02 X線検査装置 Pending JPH09127020A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7285744A JPH09127020A (ja) 1995-11-02 1995-11-02 X線検査装置

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JP7285744A JPH09127020A (ja) 1995-11-02 1995-11-02 X線検査装置

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JPH09127020A true JPH09127020A (ja) 1997-05-16

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JP (1) JPH09127020A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022539611A (ja) * 2019-07-12 2022-09-12 エクシルム・エービー 試料の撮像方法

Cited By (1)

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