[發明專利]二維圖像檢測系統

無效

• 申請號: 201410342675.4
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104297268A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 佐野哲;佐藤敏幸;田邊晃一;吉牟田利典
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種對基于由二維陣列檢測器檢測到的光或者放射線的二維圖像進行檢測的二維圖像檢測系統，特別是涉及一種將微小尺寸的被檢體放大并進行攝影或者透視的供微小觀察用的二維陣列檢測器的技術。

背景技術

二維圖像檢測系統用于無損檢查裝置等。作為無損檢查裝置中使用的被檢體，存在安裝基板、多層基板的通孔/圖案/焊點部、配置在平板上的集成電路(IC：Integrated?Circuit)之類的安裝前的電子部件、金屬等鑄件、錄像機之類的成型品等。

近年來，由于設備的集成化，預計會正式導入使IC彼此堆疊的三維安裝。但是，與作為三維安裝的組成部分的晶圓凸塊(Wafer?Bump)、在由硅構成的基板上具有貫通孔并向該貫通孔插入電極而得到的硅貫通電極(TSV：Through-Silicon?Via)有關的無損檢查技術還沒有確立，在開發現場、生產現場正期望一種能夠以無損方式判斷優劣的方法。

在對凸塊之類的金屬進行無損檢查中能夠列舉利用X射線進行的透視攝影、X射線CT。在X射線CT的情況下，能夠將基于由二維陣列檢測器檢測到的X射線的二維圖像重構來制作三維圖像。因而，在X射線CT中能夠三維地觀察內部的構造，能夠準確地判斷缺陷的位置。另一方面，也存在以下缺點：在獲取重構所需的個數的二維圖像上耗費時間，在進行重構的運算上也耗費時間，從而耗費總檢查時間。

與此相對地，在利用X射線進行的透視攝影中，雖然不知道缺陷部分的三維的形狀，但與X射線CT相比檢查時間格外短，對于多個產品的檢查是有效的。這兩種方式中當前通用的方法是使被檢體接近X射線管(射線源)等產生源的放大攝影(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2007-203061號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，現狀是用于找出幾μm級別的缺陷的放大攝影中的系統的構成條件(設定條件)不明確。當前，一般通用的微型凸塊的尺寸是20μm，期望在該凸塊中進行4μm以上的空隙(缺損)的檢測。對這種尺寸的凸塊、空隙進行攝影或者透視的X射線透視攝影裝置當前正在開發之中。另外，進行這種細微觀察時的X射線管的管球的焦點尺寸、像素尺寸(pixels?size)、放大率的設定條件不明確。焦點尺寸越小則能夠獲得越良好的分辨率，還存在一種焦點尺寸以1μm為限(小于1μm)的管球。但是，這種微小焦點尺寸的管球的動作不穩定，需要一種即使是某種程度的焦點尺寸(例如焦點尺寸≥1μm)的管球也能夠進行細微觀察的系統。

本發明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠將微小尺寸的被檢體放大并穩定地進行攝影或者透視的二維圖像檢測系統。

用于解決問題的方案

發明人為了解決上述問題進行了深入研究，結果得出如下見解。

即，在將微小尺寸的被檢體放大并進行攝影或者透視的過程中，分辨率(圖像分辨率)越高越好，例如能夠觀察微小尺寸的凸塊、空隙，但實際的分辨率取決于X射線源(X射線管球等)的性能。換句話說，如果X射線源的焦點尺寸不微小，則無法預料分辨率提高。因此，改變想法試著關注于除焦點尺寸以外的參數。

如上所述，焦點尺寸越小則越能夠提高分辨率，但如果焦點尺寸過小，則產生源(在X射線的情況下，是作為射線源的X射線管的管球)的動作變得不穩定。因此，在使用了動作沒有變得不穩定的焦點尺寸的產生源的情況下，試著關注于根據焦點尺寸來推斷放大率等設定條件。

參照圖4至圖7來說明得出下述見解的背景。圖4是示出基于X射線透視攝影的放大攝影時的圖像的模糊的示意圖，圖5是示出模糊相對于放大率的比例的收斂的曲線圖，圖6是以作為(2)式的條件的臨界值的放大率為62.5倍、像素(pixel)間距為50μm來改變焦點尺寸時的截面輪廓(仿真)，圖7是(4)式的條件的臨界值時的直徑為20μm的凸塊的截面輪廓(仿真)。

如圖4所示，將被檢體O的尺寸設為r0，將被檢體O在(二維陣列)檢測器上的投影像的尺寸設為r1，將焦點尺寸設為將模糊的大小設為a，將放大率設為ε，將射線源S與被檢體O之間的距離(SOD：Source?Object?Distance)設為SOD，將射線源S與檢測器D之間的距離(SID：Source?Image?Distance)設為SID。放大率ε用ε＝SID/SOD表示，r1＝ε·r0的關系成立。另外，基于相似的關系，a：SOD成立。由此，模糊的比例a/r1如下述(1)式那樣表示。