Ｘ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラム
【課題】 検査対象とすべき最適な断層像を特定することが困難であり、結果として高精度の検査を行うことができなかった。
【解決手段】 Ｘ線によって検査対象を検査するにあたり、Ｘ線を基板上の検査対象品に照射して異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得し、上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行し、当該再構成演算によって得られた再構成情報に含まれる上記基板の配線パターンの情報に基づいて上記検査対象品の検査位置を決定する。
【解決手段】 Ｘ線によって検査対象を検査するにあたり、Ｘ線を基板上の検査対象品に照射して異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得し、上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行し、当該再構成演算によって得られた再構成情報に含まれる上記基板の配線パターンの情報に基づいて上記検査対象品の検査位置を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検査対象品にＸ線を照射して異なる位置に配設した検出器によってＸ線画像を撮影し、検査対象品の３次元構造を再構成することによって当該検査対象品の良否判定等が行われている。例えば、基板に対して水平な断層像として検査対象品の画像を取得し、この断層像に基づいて検査対象品の直径の実測値を取得し、期待される値と比較することによって良否判定を行っている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００３−５１４２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来のＸ線検査装置においては、検査対象とすべき最適な断層像を特定することが困難であり、結果として高精度の検査を行うことができなかった。
具体的には、ＢＧＡのはんだバンプなど、小さな検査対象品について検査を行うためには、検査対象の像が含まれる検査位置を正確に特定する必要がある。しかし、上述の特許文献１に開示されているように水平スライス画像に基づいてはんだ量を計算し、計算されたはんだの分布から最良の水平スライス画像を取得する構成を採用しても、検査位置を正確に特定することはできない。すなわち、検査対象であるはんだバンプには不良品が含まれ得るが、不良品と良品とでははんだの分布が異なり、分布は安定した値にはならない。この構成は、検査対象品の情報に基づいて検査対象品の検査位置を決めていることになるので、検査位置を決定するための精度が検査対象品の良否に影響される。従って、信頼性の高い良否判定を行うことはできない。
【０００４】
また、自動車の搭載部品など、全数検査を必要とする検査対象品を検査する場合、生産効率を向上するためには、高精度の検査を自動で高速に実施することが極めて重要である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、高精度の検査を自動で高速に行うことが可能なＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的の少なくともひとつを達成するため、異なる位置に検出器を配置して基板上の検査対象品を撮影した複数のＸ線画像を取得し、各Ｘ線画像に基づいて再構成演算を行う。再構成演算によれば、照射範囲の物質の構造に関する情報を示す再構成情報（例えば３次元画像）が得られるので、この情報によれば、基板に形成されている配線パターンの情報を取得することができる。
【０００６】
配線パターンは基板の面に対して平行な面内で形成されているので、配線パターンの情報を取得することができれば、当該配線パターンとの相対関係に基づいて任意の位置を正確に取得することができる。この結果、配線パターンに対して予め決められた関係にある検査位置を正確に決定し、当該検査位置の再構成情報に基づいて正確に良否判定を実行することが可能になる。
【０００７】
ここで、上記Ｘ線画像取得手段においては、Ｘ線の出力範囲内に検査対象品を配置し、透過したＸ線を検出器によって撮影したＸ線画像を取得する。また、Ｘ線は、異なる位置に配設した検出器によって撮影され、各位置にて撮影されたＸ線画像を取得することで複数のＸ線画像を取得する。各Ｘ線画像の撮影位置が異なることを利用し、公知の手法を用いれば、検査対象品について再構成演算を行って検査を行うことができる。
【０００８】
Ｘ線画像を取得するためには、Ｘ線源からのＸ線を検査対象品に対して照射することができればよい。Ｘ線検査装置の構造を簡易な構造とし、可動部を少なくして検査の高速化を図るためには、所定の立体角の範囲にＸ線を出力することができるＸ線源を採用するのが好ましい。この構成においては、Ｘ線の出力範囲に検出面が含まれるようにＸ線の検出器を配置すればよい。すなわち、照射範囲に制約のあるＸ線管を使用するのではなく、広い範囲にＸ線が照射されるＸ線管を使用することによって、Ｘ線画像の撮影に際してＸ線源の角度変更や移動を伴わずに複数のＸ線画像を取得可能である。
【０００９】
尚、このようなＸ線源としては、例えば、透過型開放管を採用すればよい。すなわち、透過型開放管においては、薄いターゲットに衝突した電子によってＸ線が発生し、Ｘ線が当該ターゲットを透過して外部に出力される際にほぼ全方位（立体角２π）が出力範囲になる。むろん、ほとんどの場合、被検査対象について撮像するための照射範囲として立体角２πは必要なく、少なくとも異なる位置に配設された検出面を含む立体角でＸ線を照射するＸ線源を採用すればよいが、立体角が大きいほど本発明を適用できる検査対象品が多くなり、汎用性が高くなる。
【００１０】
むろん、Ｘ線画像を取得するための装置構成は、種々の構成を採用可能であり、異なる位置に配設した検出器によってＸ線画像を取得することができる限りにおいて、種々の装置を採用可能である。また、異なる位置に検出器を配設するために、ひとつの検出器を移動させてもよいし、予め複数の位置に対して検出器を固定的に配設してもよいし、複数の検出器を移動させてもよい。
【００１１】
Ｘ線画像の撮影に際しては、Ｘ線画像内に所望の検査対象品が含まれるように配設することができればよい。このためには、検査対象品を容易に移動できる構成を採用するのが好ましく、例えば、Ｘ−Ｙステージ等に複数の対象品を載置する構成を採用することができる。尚、本発明においては、異なる位置に配設した検出器によって検査対象品を撮影するので、再構成演算を行うのに必要なＸ線画像を取得するために検査対象品を回転移動させる必要がない。従って、検査対象品を回転移動させるＸ線検査装置と比較して、Ｘ線源と検査対象品とを近接させることが可能である。このため、Ｘ線画像取得手段の検出面において容易に大きな拡大率のＸ線画像を取得することができ、高精度の検査を実施することが可能である。
【００１２】
Ｘ線画像は、検査対象品を透過したＸ線を示していれば良く、異なる位置に配設した検出器にてこのＸ線画像を取得することができれば良い。これらの検出手段としては、例えば、２次元的に配置したＣＣＤによってＸ線の強度を計測するセンサを採用可能である。また、検出面は、Ｘ線源の焦点に対向していればよく、検査対象品が平面に配置される場合には、配置される平面に対する相対的な関係が異なる複数の位置に検出面を配設する。むろん、検出器はイメージインテンシファイアなど、種々の構成を採用可能である。
【００１３】
本発明においては、再構成演算手段によって再構成演算を実行することにより、検査対象品の３次元構造に関する情報（再構成情報）を取得するので、Ｘ線画像取得手段においては、検査対象品の３次元構造に関する情報を取得できるように複数のＸ線画像を取得する。例えば、異なる位置に配設した検出器のそれぞれにおいて、検出器とＸ線源の焦点とを結ぶ直線が異なる直線であれば、２つのＸ線画像に基づいて検査対象品の３次元構造を取得することができ、検出器をこのような配置としてＸ線画像を取得すればよい。むろん、３次元構造を取得するための手法は特に限定されず、２次元的な画像を逐次算出する手法を採用してもよい。
【００１４】
尚、異なる方向から撮影したＸ線画像を用いれば、再構成演算手段によって再構成演算を実行することが可能であるが、この再構成演算を行う場合には、検査対象品に対して所定の対称性を有する位置からＸ線画像を撮影するのが好ましい。このためには、検査対象品を配置する平面に対して所定の関係を持つ軸を中心にＸ線検出器の検出面を回転させたことを想定した場合の位置（以下、回転位置と呼ぶ）に検出面を配設する。より具体的には、Ｘ線源の焦点とＸ線照射範囲の中心とを結ぶ直線を軸とし、この軸を中心にした所定の半径の円周上に回転位置を想定すればよい。むろん、この軸に垂直な軸を中心にした所定の半径の円周上に回転位置を想定しても良い。
【００１５】
以上のように、検出面を複数の回転位置に配設すれば、回転対称性のある位置から検査対象品を撮影することができ、撮影したＸ線画像の回転対称性を考慮して３次元構造を解析することが可能になる。尚、この構成においては複数の回転位置にてＸ線画像を取得するが、Ｘ線画像を取得するために検査対象品を回転させることはない。従って、簡易な構成によって検査対象を平面移動させるのみで検査対象品の検査を行うことが可能になり、多数の検査対象品を検査する場合であっても高速にその処理を実施することができる。
【００１６】
本発明のＸ線検査装置においては、再構成演算によって得られた再構成情報に基づいて良否判定を行う。この良否判定としては、検査対象の断層像、断面積、形状、はんだ付けにおけるブリッジや接触不良の有無等を検査する構成を採用可能である。この良否判定に際しては、検査を行うための検査位置、例えば、検査対象となる断層面の位置、はんだ付けにおけるブリッジや接触不良の有無を検査する対象となる位置等を特定する必要がある。
【００１７】
そこで、決定手段によって検査位置を決定するが、ここでは、配線パターンの情報に基づいて検査位置を決定することができればよい。すなわち、本発明においては、基板上の部品を検査対象品としており、基板に対して配線パターンが配線済みの状態で検査対象品を基板に実装することを想定しているので、検査対象品の良否にかかわらず配線パターンは変化しない。従って、配線パターンに基づいて検査位置を特定すれば、検査対象品の良否にかかわらず、正確に検査位置を決定することができる。また、配線パターンと検査位置との位置関係は予め特定することができるので、配線パターンの情報に基づいて自動で検査位置を決定することができる。この結果、高精度の検査を自動で高速に行うことが可能である。
【００１８】
決定手段において決定する検査位置は、種々の手法によって特定することができる。例えば、基板に対して垂直な方向における配線パターンの位置から検査位置を特定してもよい。すなわち、配線パターンは基板によって種々のパターンであるが、配線パターンは基板に対して平行に配線されるので、基板に対して垂直な方向で配線パターンの位置を特定すれば、この配線パターンとの相対的な距離によって基板に対して垂直な方向にある任意の位置を正確に特定することができる。
【００１９】
そこで、請求項２のように、基板に対して平行な方向の断層像に含まれる上記基板の配線パターンの情報から基板に対して垂直な方向における配線パターンの位置を特定し、上記検査位置を決定する構成を採用してもよい。この構成によれば、配線パターンの位置に基づいて検査位置を正確に決定することができるので、配線パターンに含まれるパッドに対してはんだ付けを行う場合など、配線パターンに対して所定の関係にある検査対象を正確に検査することができる。
【００２０】
より具体的には、上述のように検査対象の断層像、断面積、形状、はんだ付けにおけるブリッジや接触不良の有無等を検査する際には、上記再構成演算後の再構成情報において良否を判断可能な情報が含まれる部分を利用する。このような部分は、検査対象品のどの部分であるのかを予め特定することができるので、この部分が配線パターンの位置とどのような関係にあるのかを予め特定しておけば、配線パターンの位置に基づいて正確に検査位置を決定することができる。
【００２１】
尚、上述のように配線パターンは基板に対して平行な面内で形成されるので、基板に対して平行な方向の断層像であって、当該基板に対して垂直な方向の位置が異なる複数の断層像を取得し、各断層像の中から配線パターンが含まれる像を抽出すれば、この断層像の位置（基板に対して垂直な方向の位置）が配線パターンの位置であるとすることができる。また、複数の断層像に配線パターンの像が含まれる場合には、配線パターンが最も鮮明に結像している断層像を選択するなど、種々の手法を採用することができる。
【００２２】
さらに、配線パターンの情報としては、種々の情報を利用可能であるが、その好ましい一例として、配線パターンの像に特徴的な特徴量を利用可能である。すなわち、請求項３のように、当該特徴量を抽出すれば、上記再構成された再構成情報の中で配線パターンの情報を特定することができる。すなわち、再構成情報によって形成される像から配線パターンの像を抽出することができる。この結果、配線パターンの位置を特定することができ、この位置との相対関係によって正確に検査位置を特定することが可能になる。
【００２３】
上記再構成された再構成情報から配線パターンの情報を特定するためには種々の情報を採用可能であり、例えば、請求項４のように、画像のエッジ情報に基づいて配線パターンの情報であるか否かを特定してもよい。すなわち、再構成された再構成情報によれば、任意の面内についての断層像を作成可能であり、この断層像に配線パターンが含まれる場合には、配線の境界がエッジとして抽出できるはずである。そこで、画像のエッジ情報を参照すれば、再構成情報に含まれる情報が配線パターンの情報であるか否かを容易に特定することができる。
【００２４】
ここで、画像のエッジ情報を抽出するための構成は、種々の構成を採用可能である。例えば、エッジ抽出フィルタ（Ｓｏｂｅｌフィルタ，Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ，Ｒｏｂｅｒｔｓフィルタ，Ｌａｐｌａｃｉａｎフィルタ等）によってエッジ画素を検出する構成を採用可能である。むろん、エッジ画素の抽出に際しては、一旦、ぼかし処理を行ってノイズやアーチファクトの影響を低減するなど、種々の構成を採用可能である。
【００２５】
さらに、エッジに基づいて配線パターンであるか否かを判定するための構成も種々の構成を採用可能であり、エッジ画素の量に基づいて判定してもよいし、エッジの方向、エッジ画素が出現する様子がランダムであるか否か等によって判定してもよいし、パターンマッチングによって所定のエッジパターンに一致しているか否かを判定する構成を採用してもよい。
【００２６】
むろん、配線パターンであるか否かを判定するための情報としては、エッジ情報に限られず、種々の情報を利用可能である。例えば、画像の明るさによって配線パターンであるか否かを判定してもよい。すなわち、配線パターンの像が周囲より明るく結像するのであれば、基板に対して垂直な方向に画像をスキャンし、明るさが極大になる位置が配線パターンの位置であるとすることができる。
【００２７】
また、画像の空間周波数解析を利用してもよい。例えば、画像内に配線パターンが含まれることによって、画像の空間周波数が所定の範囲をとるのであれば、画像をフーリエ変換し、所定の空間周波数を持つスペクトルを算出し、あるいはそのスペクトルを積分する構成を採用可能である。すなわち、複数の断層像でこのスペクトルや積分値を比較し、配線パターンの画像である場合のスペクトルや積分値に最も近い断層像を配線パターンを含む断層像であるとすればよい。
【００２８】
さらに、画像データのヒストグラムを利用してもよい。例えば、Ｘ線の強度を階調値とした画像データによってＸ線画像を表現しているとき、画素毎の階調値についてヒストグラムを計算する。このヒストグラムにおいて、分布が離散的である場合や、分散が小さい場合には、特定の濃度のパターンが集中していることになる。そこで、Ｘ線画像について画素毎の階調値のヒストグラムを算出し、画像内に配線パターンが含まれる場合の濃度に相当する階調値の近傍（この階調値の前後所定範囲内）でヒストグラムの分布を分析すれば、断層像が配線パターンの画像であるか否かを判定することができる。
【００２９】
さらに、配線パターンの境界は直線的であることを利用して配線パターンの画像であるか否かを判定してもよい。例えば、ハフ変換を用いて画像から直線的なパターンを検出し、この直線が所定以上の長さである場合や、所定のパターンである場合などに配線パターンの画像であると判定する構成を採用可能である。
【００３０】
さらに、検査位置を決定する際に利用する配線パターンの情報は、任意の位置の配線パターンの情報であればよいが、より確実に配線パターンの情報を抽出するために好ましい部位の情報を利用する構成を採用してもよい。すなわち、再構成演算による再構成情報においては、その情報の質が再構成情報の部位によって異なっている。例えば、再構成演算を行うためのＸ線画像の数が少ないことによって、Ｘ線の吸収率が大きな物質の周囲に本来存在しないはずの像（アーチファクト）が形成されることがある。
【００３１】
そこで、請求項５のようにこのアーチファクトの影響を排除するため、アーチファクトの影響が所定以下の部位における配線パターンの情報に基づいて、上記検査位置を決定する。すなわち、Ｘ線の吸収率が大きな物質の近傍やＸ線の吸収率が大きな物質が密集している部位にはアーチファクトが生じ得るので、このような部位から離れた部位における配線パターンの情報を利用する。この結果、アーチファクトの影響を排除しながら検査位置を決定することが可能になる。
【００３２】
尚、ここでは、アーチファクトの影響を抑えながら画像を解析することができればよい。従って、アーチファクトの影響を定量的に測定できなくてもよく、例えば、解析対象として選択する部位において、上記Ｘ線の吸収率が大きな物質の像が所定数以下である場合や、当該物質と解析対象とすべき部位との距離が所定の距離以上である場合にアーチファクトの影響が所定以下の部位であるとしてもよい。
【００３３】
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においても本発明を適用可能である。その一例として、請求項６にかかる発明は、請求項１に対応した方法を実現する構成としてある。むろん、その実質的な動作については上述した装置の場合と同様である。また、請求項２〜請求項５に対応した方法も構成可能である。以上のようなＸ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。
【００３４】
むろん、発明の実施態様が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。発明の思想の具現化例として上記方法を制御するためのソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアあるいはソフトウェアを記録した記録媒体上においても当然に存在し、利用される。その一例として、請求項７にかかる発明は、請求項１に対応した機能をソフトウェアで実現する構成としてある。むろん、請求項２〜請求項５に対応したソフトウェアも構成可能である。
【００３５】
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全く同様に考えることができる。一次複製品、二次複製品などの複製段階についても同等である。その他、供給装置として通信回線を利用して行う場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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）本発明の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（３）他の実施形態：
【００３７】
（１）本発明の構成：
図１は本発明にかかるＸ線検査装置１０の概略ブロック図である。同図において、このＸ線検査装置１０は、Ｘ線発生器１１とＸ−Ｙステージ１２とＸ線検出器１３ａ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と高さセンサ制御機構２９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。
【００３８】
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、検査対象品の位置を示すデータであり、本実施形態においては、基板上に配設された複数のバンプをＸ線検出器１３ａの視野に配設するためのデータである。すなわち、本実施形態においては、基板上に規則的に並べられたバンプを検査対象品としている。また、本実施形態においては、バンプが実装された基板の厚さを示すデータも検査対象データ２８ａに含まれている。
【００３９】
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、上記Ｘ線検出器１３ａによって取得したＸ線画像を示す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。
【００４０】
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からほぼ全方位、すなわち、立体角２πの範囲にＸ線を出力する。
【００４１】
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、検査対象品はバンプであり、バンプが配設された基板をＸ−Ｙステージ１２上に載置して良否判定を行う。従って、良否判定の際にステージ制御機構２２は、上記検査対象データ２８ａを参照し、バンプがＸ線検出器１３ａの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を制御する。
【００４２】
また、搬送機構２４は、搬送装置１４を制御して基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２に搬入する。すなわち、搬送装置１４によって一方向に基板１２ａを搬送し、Ｘ−Ｙステージ１２において基板１２ａ上の複数のバンプを検査し、搬送装置１４にて検査後の基板１２ａ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。
【００４３】
画像取得機構２３はＸ線検出器１３ａに接続されており、同Ｘ線検出器１３ａが出力する検出値によって検査対象品のＸ線画像を取得する。取得した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。
【００４４】
本実施形態においては、バンプがＸ線検出器１３ａの視野に含まれるようにしてＸ線画像を取得するので、上記Ｘ線画像にはバンプの透過像が含まれることになる。また、上記基板１２ａには、銅などの電気伝導体によって配線パターンが形成されており、上記Ｘ線画像には当該配線パターンの透過像も含まれる。尚、本実施形態におけるバンプは、前工程において溶融され、上記配線パターンのパッドに予め形成されたはんだと接合するようになっている。従って、両はんだが溶融し、接合していれば良品であり、接合が不十分であれば不良品である。
【００４５】
Ｘ線検出器１３ａはアームを介して回転機構１３ｂに接続されており、Ｘ線検出器１３ａは、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから鉛直上方に延ばした軸Ａを中心に半径Ｒの円周上を回転可能である。この回転機構１３ｂは、画像取得機構２３のθ制御部２３ａによって制御される。また、Ｘ線発生器１１の焦点ＦからＸ線検出器１３ａにおける検出面の中心に対して延ばした直線と、当該検出面とが直交するように検出面が配向されている。
【００４６】
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、検査対象品の良否判定結果等を出力部２７に表示することができる。
【００４７】
高さセンサ制御機構２９は、高さセンサ１５に接続されており、上記検査対象データ２８ａに基づいて、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆと基板１２ａとの距離（ｚ方向の高さ：本実施形態では焦点Ｆの高さが"０"）を取得する。高さセンサ１５は、この距離を計測するセンサであれば良く、種々のセンサを採用可能である。尚、当該高さの計測は、後述するように高精度の測定を必要としないので、任意の位置において基板１２ａの高さを計測してもよいし、検査対象のバンプが載置された部分にて基板１２ａの高さを計測してもよく、種々の構成を採用可能である。
【００４８】
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、検査対象品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と良否判定部２５ｅと高さセンサ制御部２５ｆとにおける演算を実行する。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１２ａ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１２ａをＸ−Ｙステージ１２から取り除く。
【００４９】
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、バンプをＸ線検出器１３ａの視野内に配置するための座標値を算出し、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、この座標値がＸ線検出器１３ａのいずれかの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる。
【００５０】
画像取得部２５ｄは、画像取得機構２３のθ制御部２３ａに指示を行い、Ｘ線検出器１３ａを回転させる。また、画像取得機構２３が取得するＸ線画像データ２８ｃをメモリ２８に記録する。良否判定部２５ｅ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バンプが良品であるか、不良品であるかを判定する。このとき、再構成演算結果に基づいてバンプの検査を行うべき検査位置を正確に特定する処理を行っており、この結果、正確な良否判定を行うことができる。
【００５１】
高さセンサ制御部２５ｆは、上記検査対象データ２８ａを取得し、基板１２ａ上で検査対象のバンプが載置されている位置を特定して上記高さセンサ制御機構２９に指示する。このとき、ステージ制御機構２２によってＸ−Ｙステージ１２を移動させ、基板１２ａ上で検査対象のバンプが載置されている位置を高さセンサ１５によって計測可能な位置に配設する。その後、高さセンサ制御機構２９は高さセンサ１５を制御し、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆと基板１２ａの下面との距離を取得する。
【００５２】
（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２に示すフローチャートに従って検査対象品の良否判定を行う。本実施形態においては、多数の基板１２ａ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１２ａ上のバンプを検査する。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１２ａをＸ−Ｙステージ１２上に搬送する。
【００５３】
次に、検査対象となる複数のバンプをＸ線検出器１３ａの視野内に移動させて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Ｓ１０５）。続いて、画像取得部２５ｄはθ制御部２３ａに指示を行い、回転機構１３ｂを駆動して予め決められた回転位置にＸ線検出器１３ａを移動させる（ステップＳ１１０）。本実施形態においては、回転角θｎをθｎ＝（ｎ／Ｎ）×３６０°と定義しており、θ＝０°の角度は予め決めてある。
【００５４】
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品の外形（軸対称性）から決定すればよい。例えば、Ｎ＝３１等（撮影回数３２）を採用可能であるが、より少ない撮影回数（例えば、Ｎ＝４，撮影回数５）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。
【００５５】
Ｘ線検出器１３ａの回転動作を行うと、当該回転後の検出器の視野内に検査対象であるバンプが含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる（ステップＳ１１５）。このとき、ステージ制御部２５ｃは上記検査対象データ２８ａを参照し、座標（ｘi，ｙi）が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に指示する。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、座標（ｘi，ｙi）をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置する。
【００５６】
すなわち、座標（ｘi，ｙi）は、検査対象のバンプをＸ線検出器１３ａの視野内に移動させるために予め基板１２ａ上に設定された座標であり、Ｘ線検出器１３ａが上記回転角θｎに配設されているときの視野中心は、Ｘ線検出器１３ａとＸ線発生器１１の焦点Ｆとの相対関係から取得することができる。そこで、座標（ｘi，ｙi）をＸ線検出器１３ａの視野内に移動させることで、複数のバンプの透過像がＸ線検出器１３ａで取得されるように基板１２ａの位置を制御することができる。
【００５７】
図３，図４は、この例を説明するための図であり、座標系およびＸ線検出器１３ａ、Ｘ線発生器１１の位置関係を示す図である。これらの図においては、Ｘ−Ｙステージ１２による移動平面をｘ−ｙ平面とし、この平面に垂直な方向をｚ方向としている。図３は、ｚ−ｘ平面を眺めた図であり、図４はｘ−ｙ平面を眺めた図である。
【００５８】
図３に示すように、Ｘ線検出器１３ａの検出面は、その中心と焦点Ｆとを結ぶ直線ｌに対して垂直になるように配向されている。すなわち、軸Ａに対して傾斜され、ｘ−ｙ平面と検出面とに対して所定の角度（傾斜角）αが与えられている。上記直線ｌは、Ｘ線検出器１３ａの視野中心に相当するので、Ｘ線検出器１３ａの回転角θｎから図４に示すように視野領域ＦＯＶを特定することができる。
【００５９】
すなわち、上記直線ｌと上記ｘ−ｙ平面との交点を含む所定の領域がＸ線検出器１３ａの視野領域ＦＯＶとなるので、Ｘ線検出器１３ａの回転角θｎを想定すれば、各回転角θｎに対応する視野中心とその周辺の所定領域から視野領域ＦＯＶを決定することができる。そこで、上記ステージ制御機構２２は視野領域ＦＯＶの中心と座標（ｘi，ｙi）とが一致するように、Ｘ−Ｙステージ１２を移動させることになる。
【００６０】
尚、図４においては、中心Ｏから−ｙ方向に延ばした直線をθ＝０とし、時計回りの回転角がθｎであり、θｎ＝０°，９０°，１８０°，２７０°の視野領域をそれぞれＦＯＶ１〜ＦＯＶ４としている。むろん、ステップＳ１１５においては、Ｘ線検出器１３ａの視野内に検査対象となるバンプを配設することができる限りにおいて種々の制御手法を採用可能である。また、一般的には、視野領域ＦＯＶの中に複数のバンプが含まれるので、異なる視野領域において共通のバンプの透過像が撮影される場合には、当該共通のバンプのすべてを検査対象にすることが好ましい。
【００６１】
ステップＳ１１５にて、座標（ｘi，ｙi）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θｎのＸ線画像Ｐθｎを撮影する（ステップＳ１２０）。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。
【００６２】
ステップＳ１２０にて回転角θｎのＸ線画像Ｐθｎ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Ｓ１２５）、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Ｓ１３０）、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。ステップＳ１２５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２５ｅがＸ線画像Ｐθ０〜ＰθＮを用いて３次元画像の再構成演算を行う（ステップＳ１３５）。
【００６３】
再構成演算は、バンプの３次元構造を再構成することができれば良く、種々の処理を採用可能である。例えば、フィルタ補正逆投影法を採用可能である。この処理においては、まず、Ｘ線画像Ｐθ０〜ＰθＮのいずれかに対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換で得られた結果に対して周波数空間でフィルタ補正関数を乗じる。さらに、この結果に対して逆フーリエ変換を実施することで、フィルタ補正を行った画像を取得する。尚、このフィルタ補正関数は、画像のエッジを強調するための関数等を採用可能である。
【００６４】
続いて、フィルタ補正後の画像を、それが投影された軌跡に沿って３次元空間へ逆投影する。すなわち、Ｘ線検出器１３ａの検出面におけるある位置の像に対応する軌跡は、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆとこの位置とを結ぶ直線であるので、この直線上に上記画像を逆投影する。以上の逆投影をＸ線画像Ｐθ０〜ＰθＮのすべてについて行うと、３次元空間上でバンプが存在する部分のＸ線吸収係数分布が強調され、バンプの３次元形状が得られる。
【００６５】
次に、良否判定を行うための検査位置を特定する処理を行う。すなわち、再構成演算結果を利用してバンプの良否を正確に判定するためには、良品と不良品との差異が明確に現れる部位を検査対象とする必要があり、この部位を検査位置として特定する。本実施形態においては、基板１２ａの配線パターンと同じ高さ（ｚ方向の位置）をバンプの検査位置とする。
【００６６】
図５は、本実施形態におけるバンプとその良否の様子を説明する説明図である。この図の上部には基板１２ａを横方向（ｘあるいはｙ方向）から眺めた状態、下部には位置Ｔ０の断層像を縦方向（ｚ方向）から眺めた状態を模式的に示している。この図の上部において、基板１２ａの上面にはレジスト１２ｅおよびパッド１２ｄが形成されている。パッド１２ｄは銅などの導電体によって形成される配線パターンの端部であり、バンプ１２ｃとの接点となる部分である。レジスト１２ｅは、パッド１２ｄの間および配線パターンの上面に塗布される樹脂であり、必要に応じて配線パターンの表面を絶縁している。
【００６７】
バンプ１２ｃは、予めチップ１２ｂの下面に形成されているボール状のはんだであり、このバンプ１２ｃを介してチップ１２ｂの接点とパッド１２ｄとを導通させることによって基板１２ａに対してチップ１２ｂを実装するようになっている。この実装を行うために、予めパッド１２ｄ上にはんだのランドが形成され、当該ランドと未溶融のバンプとを接触させながら両者を溶融して結合する。従って、はんだが確実に溶融し、導通を確保している状態が良品である。
【００６８】
図５においては、左側のバンプ１２ｃが良品であり、右側のバンプ１２ｃが不良品である。この良否は各種の手法によって判定可能である。例えば、図５に示すレジスト１２ｅがパッドの周りに存在しない、いわゆるノーマルレジストであることを利用して良否判定を行うことが可能である。すなわち、ノーマルレジストにおいて、はんだの溶融前にパッド１２ｄの周りにはんだは存在しないが、はんだが適切に溶融すると図５の上部左側に示すようにバンプ１２ｃがたる型になり、溶融したはんだがパッド１２ｄとレジスト１２ｅとの間に浸入する。
【００６９】
一方、はんだが溶融せず、あるいは溶融が不十分である場合には、図５の上部右側に示すようにバンプ１２ｃがボール状のままであり、パッド１２ｄとレジスト１２ｅとの間に侵入しない。この様子は、図５の下部に示す位置Ｔ０の断層像において容易に観察することができる。すなわち、バンプ１２ｃが良品である場合には図５の下部左側に示すようにパッド１２ｄの周りに略円形にはんだが存在し、バンプ１２ｃが不良品である場合には図５の下部右側に示すようにパッド１２ｄの周りにはんだは存在しない。
【００７０】
そこで、上記図５に示す位置Ｔ０を検査位置とし、この位置の断層像を解析すれば、容易かつ確実にバンプ１２ｃの良否を判定することが可能である。すなわち、Ｘ線画像においては、Ｘ線の吸収率によって画像の濃度が異なるので、位置Ｔ０の断層像を観察すれば、パッド１２ｄの周りにはんだが存在するか否かを容易に観察することができる。ここで、パッド１２ｄ等の配線パターンは薄いので、正確に位置Ｔ０を特定し、パッド１２ｄの周辺を観察することが良否判定の精度にとって極めて重要な要素となる。
【００７１】
そこで、検査位置を正確に特定するために、本実施形態では、まず、検査位置を大まかに特定する。このため、良否判定部２５ｅは高さセンサ制御部２５ｆに指示を行い、座標（ｘi，ｙi）における基板１２ａの高さＺoptを計測させる（ステップＳ１４０）。すなわち、座標（ｘi，ｙi）は検査対象のバンプが載置された基板１２ａ上の部位をｘ−ｙ平面で示しているので、この部位が高さセンサ１５の測定対象位置に配設されるように、Ｘ線制御機構２１がＸ−Ｙステージ１２を制御し、基板１２ａを移動させる。
【００７２】
図３に示すように高さセンサ１５は基板１２ａの下方に配設されており、レーザー出力器１５ａとラインセンサ１５ｂとを備えている。レーザー出力器１５ａは基板１２ａに向けてレーザー光を出力可能であり、ラインセンサ１５ｂは基板１２ａにて反射したレーザー光を検出するセンサである。ラインセンサ１５ｂは、ある方向に沿って並べられた複数のセンサを備えており、レーザー光の出力方向の水平成分と当該ラインセンサが並べられる方向は一致している。
【００７３】
従って、基板１２ａが垂直方向へ変動することに伴って反射レーザー光が変動すると、反射レーザー光がラインセンサ１５ｂに到達する位置も変動する（例えば、基板１２ａが下方に変動すると、レーザー光の軌跡は実線から破線のように変動する）。そこで、ラインセンサ１５ｂにて検出する反射レーザー光の輝度が最大となる位置が反射レーザー光の到達位置であるとし、この到達位置に基づいて基板１２ａと焦点Ｆとの距離（高さＺopt）を計測する。
【００７４】
尚、本実施形態においては、座標（ｘi，ｙi）において基板１２ａの高さＺoptを計測しているが、基板１２ａ上のどの位置においても高さＺoptがほぼ同一であれば、座標（ｘi，ｙi）以外の任意の位置で高さＺoptを計測すればよい。配線パターンは基板１２ａの上面に形成されているので、良否判定部２５ｅはさらに検査対象データ２８ａを参照して当該基板１２ａの厚さＺoffsetを取得する（ステップＳ１４５）。
【００７５】
以上のようにして取得した高さＺoptと厚さＺoffsetとの和が上記Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから配線パターンまでの大まかな距離に相当するので、良否判定部２５ｅはこの距離の近傍において焦点Ｆから配線パターンまでの正確な高さを取得して検査位置とすべく、複数の断層像を解析する。本実施形態においては、再構成演算によって生成されたアーチファクトの影響をできるだけ排除するため、アーチファクトの影響が少ない部位を解析領域ＲＯＩとして設定する（ステップＳ１５０）。
【００７６】
この解析領域ＲＯＩは、種々の手法に基づいて決定することができるが、本実施形態においては、複数のバンプが並んでいる断層像において、上下左右のいずれか一方のみにバンプの像およびこの像によるアーチファクトが存在し、他の三方にはバンプの像およびアーチファクトが存在しない部分を解析領域ＲＯＩとしている。尚、解析領域ＲＯＩは配線パターンの高さを特定するための領域であり、ｘ−ｙ平面に平行な断層像の中で、配線パターンの像が含まれ得る位置に設定される。
【００７７】
図６Ａ〜図６Ｆは、位置Ｔ０の近傍における複数の断層像の例を示す図であり、図６Ｅにおいて解析領域ＲＯＩを示している。本実施形態において解析領域ＲＯＩは、三方にバンプの像およびアーチファクトが存在せず、配線パターンの像が存在する部分であり、図６Ｅに示す２箇所のいずれであっても解析領域ＲＯＩとして採用可能である。むろん、ここでは、アーチファクトの影響を抑えながら解析を行うことができればよく、アーチファクトが厳密に"０"になる必要はない。すなわち、バンプの像にはさまれた領域Ｒに比較して、図６Ｅに示すＲＯＩであればアーチファクトが少ないので、良好な解析を実施可能である。
【００７８】
いずれにしても、ステップＳ１５０においては、予め決められた規則に従ってｘ−ｙ平面内で解析領域ＲＯＩを特定する。解析領域ＲＯＩを決定したら、複数の断層像毎に解析を行う。このため、まず、焦点Ｆからの高さを示す座標ｚを"−Ｚ／２＋Ｚopt＋Ｚoffset
"に初期化する（ステップＳ１５５）。尚、Ｚは座標ｚの変動範囲を示す数値であり、座標ｚをＺopt＋Ｚoffsetを中心として−Ｚ／２〜Ｚ／２の範囲で変動させることになる。
【００７９】
次に、良否判定部２５ｅは、再構成演算後の再構成情報から断層像Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する（ステップＳ１６０）。ここで、ｘ，ｙは上記解析領域ＲＯＩにおける座標値を値域とした複数の値であり、ｚは上記ステップＳ１５５（ループ処理の最中ではステップＳ１８０）にて設定された値である。この処理により、座標ｚにおける解析領域ＲＯＩ内の断層像を取得することになる。
【００８０】
断層像Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得したら、当該断層像Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）に対してエッジ抽出フィルタ（例えばSobelフィルタ等）を適用し、エッジ画像ＦＥ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する（ステップＳ１６５）。エッジ画像ＦＥ（ｘ，ｙ，ｚ）は、座標ｚにおける解析領域ＲＯＩについてエッジ画素に有意な値を持つ画像であるので、本実施形態においては、解析領域ＲＯＩ内の各画素における階調値（エッジ画像ＦＥ（ｘ，ｙ，ｚ）の値）を足し合わせてエッジの強度を示す値Ｅtot（ｚ）を取得する（ステップＳ１７０）。
【００８１】
座標ｚにおける断層像のエッジ強度値Ｅtot（ｚ）を算出したら、座標ｚが"Ｚ／２＋Ｚopt＋Ｚoffset"を超えているか否かを判別する（ステップＳ１７５）。同ステップＳ１７５にて座標ｚが"Ｚ／２＋Ｚopt＋Ｚoffset"を超えていると判別されなければ、座標ｚをインクリメントし（ステップＳ１８０）、ステップＳ１６０以降の処理を繰り返す。ステップＳ１７５にて座標ｚが"Ｚ／２＋Ｚopt＋Ｚoffset"を超えていると判別されたときには、各座標ｚにおけるエッジ強度値Ｅtot（ｚ）を比較し、当該エッジ強度値Ｅtot（ｚ）が最大の値となっている座標ｚを検査位置とする（ステップＳ１８５）。
【００８２】
すなわち、配線パターンは所定の幅で基板１２ａ上に形成されているので、ｘ−ｙ平面に平行な断層像においては、配線パターンの境界がエッジとなる。また、座標ｚと配線パターンの高さとが一致している断層像においては配線パターンの像が鮮明になるため、像がシャープになり、エッジがより明確になる。そこで、本実施形態においては、解析領域ＲＯＩ内で最もエッジ強度が強い断層像の座標ｚが配線パターンの座標ｚと一致しているとし、この座標ｚを検査位置としていることになる。
【００８３】
図６Ａ〜図６Ｆはこの例を示しており、図６Ａ〜図６Ｆの順で座標ｚが大きくなっている。この例において、図６Ａでは配線パターンの像が不鮮明であり、解析領域ＲＯＩにおいて多くのエッジ画素は検出されない。図６Ｂ〜図６Ｆと座標ｚが大きくなるに連れて徐々に解析領域ＲＯＩの配線パターンにおけるエッジが鮮明になる。この例においては、図６Ｃ〜図６Ｅあたりで上記エッジ強度値Ｅtot（ｚ）が最大となる。
【００８４】
図６Ｃ〜図６Ｅの座標ｚは配線パターンの座標ｚと一致しており、これらの座標ｚにおける断層像においては、図６Ｃ〜図６Ｅに示すようにパッド１２ｄの周辺にはんだが侵入しているか否かを確実に判定することが可能である。そこで、上述の処理によって、検査位置となる座標ｚを特定した後、良否判定部２５ｅは、当該座標ｚにおけるバンプの断層像を取得して良否判定を行う（ステップＳ１９０）。
【００８５】
すなわち、上記図５に示すパッド１２ｄの周りにきれいにはんだが浸入しているか否かを当該断層像に基づいて判定し、バンプ１２ｃの良否を判定する。以上のように、本発明においては、良否判定を行うべき位置を自動で正確に特定した後に良否判定を行っているので、高精度の検査を自動で高速に行うことが可能である。尚、図６に示す例においては、ｚ方向の分解能が高いことに起因し、複数の座標ｚにおける透過像を良否判定に使用可能であるが、むろん、ｚ方向の分解能は要求される検査精度や検査速度に応じて適宜変更可能である。
【００８６】
（３）他の実施形態：
本発明においては、再構成演算結果から基板の配線パターンの情報を取得し、この情報に基づいて検査位置を特定することができればよく、上記実施形態の他、種々の構成を採用可能である。例えば、複数の回転位置にてＸ線画像を取得するにあたり、Ｘ線検出器１３ａを回転させるのではなく、固定的に配置された複数の検出面によってＸ線画像を取得しても良い。
【００８７】
図７は、複数の検出器によってＸ線画像を取得するＸ線検査装置１００の概略構成図である。同図に示すように、Ｘ線検査装置１００の構成は多くの点でＸ線検査装置１０の構成と共通であり、共通の構成については図１と同じ符号で示してある。図７に示すＸ線検査装置１００は、Ｘ線画像取得手段として、複数のＸ線検出器１３０ａを備えている。各Ｘ線検出器１３０ａは、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから鉛直上方に延ばした軸Ａを中心にした半径Ｒの円周上に検出面の中心が存在するように配置されている。
【００８８】
また、図７に示す構成においても、各検出面は軸Ａに対して傾斜角αで傾斜されており、各検出面はＸ線発生器１１によるＸ線の出力範囲内に含まれる。また、上記Ｘ線検出器１３０ａの回転位置は上記図１におけるＸ線検出器１３ａの回転位置と同様に定義され、図７に示す例では、本実施形態では軸Ａを中心に９０度ずつ回転した４つの回転位置にＸ線検出器１３０ａを配設しているが、むろん、より多数の位置あるいはより少数の位置にＸ線検出器１３０ａを配設してもよい。
【００８９】
以上の構成において、画像取得機構２３０では、回転機構に対する制御が不要である。すなわち、Ｘ線画像取得手段によるＸ線画像の撮影において、ステップＳ１１０の回転動作は不要であり、ステージ制御部２５ｃによるＸ−Ｙステージ１２の移動のみによってθ毎のＸ線画像Ｐθnを撮影することができる。このような構成においては、Ｘ線画像取得
手段での撮影に際してθ回転動作を行う必要がないので、非常に高速に検査を進めることが可能である。
【００９０】
さらに、上述の実施形態においては、バンプを配設するｘ−ｙ平面に対して垂直な軸を中心に回転を行った回転位置を想定し、各回転位置でＸ線画像を撮影していたが、むろん、バンプと検出器との相対的な関係は、このような関係に限られない。例えば、上記ｘ−ｙ平面に対して平行な軸を中心に回転を行った回転位置を想定し、各回転位置におけるＸ線画像を撮影しても良い。この場合であっても、一枚のＸ線画像において複数のバンプが含まれるように撮影し、各画像から同じバンプの透過像を抽出して、再構成演算を行えばよい。
【００９１】
さらに、検査位置を配線パターンの高さと同じにすることが必須ではなく、配線パターンの高さに基づいて検査位置を特定することができればよい。例えば、図５に示す位置Ｔ１を検査位置として判定を行ってもよい。この位置Ｔ１は、バンプ１２ｃが溶融しない場
合に、ボール状のはんだとパッド１２ｄ上のはんだとが接する位置であり、バンプ１２ｃが不良であれば、この位置Ｔ１におけるはんだの面積は小さくなる。一方、バンプ１２ｃ
が良品であれば、この位置Ｔ１におけるはんだの面積は大きくなる。
【００９２】
従って、この検査位置を特定することができれば、はんだの良否判定を高精度に実施することができる。この位置Ｔ１は、予めパッド１２ｄ上に形成しておくはんだの量や未溶融状態でのバンプ１２ｃの径などから予め特定することができる。従って、配線パターンの座標ｚから所定のオフセットであることを予め特定しておけば、上記図２と同様の処理によって配線パターンの座標ｚを特定した後に、当該オフセットを与えることで検査位置を特定することが可能である。
【００９３】
さらに、良否判定の手法としても、上述のようにパッド１２ｄの周囲へのはんだの侵入やはんだの断面積に基づくものに限定されない。例えば、ある検査位置におけるブリッジの有無やボイドの有無、外形の形状等種々の指標によって良否判定を行うことが可能である。むろん、ひとつの指標のみに基づいて良否判定を行うことも必須ではなく、複数の指標を組み合わせて良否判定を行ってもよい。
【００９４】
さらに、配線パターンを抽出する際の画像処理としても上述の処理に限定されない。例えば、断層像の明るさに基づいて配線パターンの座標ｚを特定する構成を採用してもよい。すなわち、図６Ａ〜図６Ｆに示すように、配線パターンのＸ線吸収率とその周りの樹脂におけるＸ線吸収率とは異なるので、これらの像の濃度が異なる。図６Ａ〜図６Ｆにおいては、断層像の座標ｚが変化して配線パターンの像が鮮明になると、配線パターンの部分がはっきりと明るくなる。
【００９５】
このように、ある解析領域ＲＯＩの明るさの変化を座標ｚに沿って観察していくと、配線パターンを含む像と配線パターンを含まない像とで明るさが変化する。そこで、配線パターンであることに起因する明るさの変動を捉えれば、配線パターンの座標ｚを特定することが可能である。
【００９６】
また、図６Ａ〜図６Ｆに示すように、解析領域ＲＯＩに鮮明な配線パターンが含まれるか否かによってその空間周波数が変化する。そこで、解析領域ＲＯＩの画像についてフーリエ変換を行い、その空間周波数が配線パターンを含む画像の空間周波数であるか否かを解析してもよい。むろん、解析対象となる空間周波数域を予め特定しておき、当該空間周波数域のスペクトルのみを解析する構成を採用するなど、種々の構成を採用可能である。
【００９７】
さらに、解析領域ＲＯＩの階調値についてヒストグラムを取得し、有意なヒストグラムとなっている階調値の数（"０"以外の度数分布を持つ階調値の数）やその分散によって人工的な構造物を含む画像であるか否かを判定し、この判定によって配線パターンの座標ｚを特定してもよい。
【００９８】
さらに、配線パターンを示すパターン画像を予め登録しておき、このパターン画像と解析領域ＲＯＩの断層像とを比較するパターンマッチングを行うことによって配線パターンの座標ｚを特定してもよい。さらに、解析領域ＲＯＩの断層像についてハフ変換を行い、配線パターンの境界に相当する直線成分の有無や直線成分の量、直線成分の向きによって配線パターンの座標ｚを特定してもよい。むろん、上述のようにして抽出したエッジの連なり具合によってエッジの方向やエッジの出現度合いの乱雑さ等を利用して配線パターンの座標ｚを特定してもよく、種々の構成を採用可能である。
【００９９】
さらに、上記図２に示す処理手順を採用することが必須というわけではなく、ステップＳ１３５をスキップし、ステップＳ１６０の前に再構成演算を行って座標ｚにおける解析領域ＲＯＩの２次元スライス画像を算出してもよい。すなわち、解析領域ＲＯＩのスライス画像を逐次算出しながらステップＳ１６０〜Ｓ１８０のループ処理を行って検査位置を特定してもよい。むろん、この場合、良否判定を行う前に、再構成演算を行って検査位置における像を取得することになる。この構成によれば、必要最低限の情報のみを再構成する処理手順にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。
【図２】Ｘ線検査処理のフローチャートである。
【図３】Ｘ線検査装置の構成を座標系とともに説明する説明図である。
【図４】視野領域の例を示す図である。
【図５】バンプとその良否の様子を説明する説明図である。
【図６】検査位置の近傍における複数の断層像の例を示す図である。
【図７】複数の検出器によってＸ線画像を取得するＸ線検査装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…Ｘ線検査装置
１１…Ｘ線発生器
１２…Ｘ−Ｙステージ
１２ｂ…チップ
１２ｃ…バンプ
１２ｄ…パッド
１２ｅ…レジスト
１２ａ…基板
１３ｂ…回転機構
１３ａ…Ｘ線検出器
１４…搬送装置
１５…センサ
１５ｂ…ラインセンサ
１５ａ…レーザー出力器
２１…Ｘ線制御機構
２２…ステージ制御機構
２３…画像取得機構
２３ａ…θ制御部
２４…搬送機構
２５…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…良否判定部
２５ｆ…高さセンサ制御部
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
２９…高さセンサ制御機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検査対象品にＸ線を照射して異なる位置に配設した検出器によってＸ線画像を撮影し、検査対象品の３次元構造を再構成することによって当該検査対象品の良否判定等が行われている。例えば、基板に対して水平な断層像として検査対象品の画像を取得し、この断層像に基づいて検査対象品の直径の実測値を取得し、期待される値と比較することによって良否判定を行っている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００３−５１４２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来のＸ線検査装置においては、検査対象とすべき最適な断層像を特定することが困難であり、結果として高精度の検査を行うことができなかった。
具体的には、ＢＧＡのはんだバンプなど、小さな検査対象品について検査を行うためには、検査対象の像が含まれる検査位置を正確に特定する必要がある。しかし、上述の特許文献１に開示されているように水平スライス画像に基づいてはんだ量を計算し、計算されたはんだの分布から最良の水平スライス画像を取得する構成を採用しても、検査位置を正確に特定することはできない。すなわち、検査対象であるはんだバンプには不良品が含まれ得るが、不良品と良品とでははんだの分布が異なり、分布は安定した値にはならない。この構成は、検査対象品の情報に基づいて検査対象品の検査位置を決めていることになるので、検査位置を決定するための精度が検査対象品の良否に影響される。従って、信頼性の高い良否判定を行うことはできない。
【０００４】
また、自動車の搭載部品など、全数検査を必要とする検査対象品を検査する場合、生産効率を向上するためには、高精度の検査を自動で高速に実施することが極めて重要である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、高精度の検査を自動で高速に行うことが可能なＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的の少なくともひとつを達成するため、異なる位置に検出器を配置して基板上の検査対象品を撮影した複数のＸ線画像を取得し、各Ｘ線画像に基づいて再構成演算を行う。再構成演算によれば、照射範囲の物質の構造に関する情報を示す再構成情報（例えば３次元画像）が得られるので、この情報によれば、基板に形成されている配線パターンの情報を取得することができる。
【０００６】
配線パターンは基板の面に対して平行な面内で形成されているので、配線パターンの情報を取得することができれば、当該配線パターンとの相対関係に基づいて任意の位置を正確に取得することができる。この結果、配線パターンに対して予め決められた関係にある検査位置を正確に決定し、当該検査位置の再構成情報に基づいて正確に良否判定を実行することが可能になる。
【０００７】
ここで、上記Ｘ線画像取得手段においては、Ｘ線の出力範囲内に検査対象品を配置し、透過したＸ線を検出器によって撮影したＸ線画像を取得する。また、Ｘ線は、異なる位置に配設した検出器によって撮影され、各位置にて撮影されたＸ線画像を取得することで複数のＸ線画像を取得する。各Ｘ線画像の撮影位置が異なることを利用し、公知の手法を用いれば、検査対象品について再構成演算を行って検査を行うことができる。
【０００８】
Ｘ線画像を取得するためには、Ｘ線源からのＸ線を検査対象品に対して照射することができればよい。Ｘ線検査装置の構造を簡易な構造とし、可動部を少なくして検査の高速化を図るためには、所定の立体角の範囲にＸ線を出力することができるＸ線源を採用するのが好ましい。この構成においては、Ｘ線の出力範囲に検出面が含まれるようにＸ線の検出器を配置すればよい。すなわち、照射範囲に制約のあるＸ線管を使用するのではなく、広い範囲にＸ線が照射されるＸ線管を使用することによって、Ｘ線画像の撮影に際してＸ線源の角度変更や移動を伴わずに複数のＸ線画像を取得可能である。
【０００９】
尚、このようなＸ線源としては、例えば、透過型開放管を採用すればよい。すなわち、透過型開放管においては、薄いターゲットに衝突した電子によってＸ線が発生し、Ｘ線が当該ターゲットを透過して外部に出力される際にほぼ全方位（立体角２π）が出力範囲になる。むろん、ほとんどの場合、被検査対象について撮像するための照射範囲として立体角２πは必要なく、少なくとも異なる位置に配設された検出面を含む立体角でＸ線を照射するＸ線源を採用すればよいが、立体角が大きいほど本発明を適用できる検査対象品が多くなり、汎用性が高くなる。
【００１０】
むろん、Ｘ線画像を取得するための装置構成は、種々の構成を採用可能であり、異なる位置に配設した検出器によってＸ線画像を取得することができる限りにおいて、種々の装置を採用可能である。また、異なる位置に検出器を配設するために、ひとつの検出器を移動させてもよいし、予め複数の位置に対して検出器を固定的に配設してもよいし、複数の検出器を移動させてもよい。
【００１１】
Ｘ線画像の撮影に際しては、Ｘ線画像内に所望の検査対象品が含まれるように配設することができればよい。このためには、検査対象品を容易に移動できる構成を採用するのが好ましく、例えば、Ｘ−Ｙステージ等に複数の対象品を載置する構成を採用することができる。尚、本発明においては、異なる位置に配設した検出器によって検査対象品を撮影するので、再構成演算を行うのに必要なＸ線画像を取得するために検査対象品を回転移動させる必要がない。従って、検査対象品を回転移動させるＸ線検査装置と比較して、Ｘ線源と検査対象品とを近接させることが可能である。このため、Ｘ線画像取得手段の検出面において容易に大きな拡大率のＸ線画像を取得することができ、高精度の検査を実施することが可能である。
【００１２】
Ｘ線画像は、検査対象品を透過したＸ線を示していれば良く、異なる位置に配設した検出器にてこのＸ線画像を取得することができれば良い。これらの検出手段としては、例えば、２次元的に配置したＣＣＤによってＸ線の強度を計測するセンサを採用可能である。また、検出面は、Ｘ線源の焦点に対向していればよく、検査対象品が平面に配置される場合には、配置される平面に対する相対的な関係が異なる複数の位置に検出面を配設する。むろん、検出器はイメージインテンシファイアなど、種々の構成を採用可能である。
【００１３】
本発明においては、再構成演算手段によって再構成演算を実行することにより、検査対象品の３次元構造に関する情報（再構成情報）を取得するので、Ｘ線画像取得手段においては、検査対象品の３次元構造に関する情報を取得できるように複数のＸ線画像を取得する。例えば、異なる位置に配設した検出器のそれぞれにおいて、検出器とＸ線源の焦点とを結ぶ直線が異なる直線であれば、２つのＸ線画像に基づいて検査対象品の３次元構造を取得することができ、検出器をこのような配置としてＸ線画像を取得すればよい。むろん、３次元構造を取得するための手法は特に限定されず、２次元的な画像を逐次算出する手法を採用してもよい。
【００１４】
尚、異なる方向から撮影したＸ線画像を用いれば、再構成演算手段によって再構成演算を実行することが可能であるが、この再構成演算を行う場合には、検査対象品に対して所定の対称性を有する位置からＸ線画像を撮影するのが好ましい。このためには、検査対象品を配置する平面に対して所定の関係を持つ軸を中心にＸ線検出器の検出面を回転させたことを想定した場合の位置（以下、回転位置と呼ぶ）に検出面を配設する。より具体的には、Ｘ線源の焦点とＸ線照射範囲の中心とを結ぶ直線を軸とし、この軸を中心にした所定の半径の円周上に回転位置を想定すればよい。むろん、この軸に垂直な軸を中心にした所定の半径の円周上に回転位置を想定しても良い。
【００１５】
以上のように、検出面を複数の回転位置に配設すれば、回転対称性のある位置から検査対象品を撮影することができ、撮影したＸ線画像の回転対称性を考慮して３次元構造を解析することが可能になる。尚、この構成においては複数の回転位置にてＸ線画像を取得するが、Ｘ線画像を取得するために検査対象品を回転させることはない。従って、簡易な構成によって検査対象を平面移動させるのみで検査対象品の検査を行うことが可能になり、多数の検査対象品を検査する場合であっても高速にその処理を実施することができる。
【００１６】
本発明のＸ線検査装置においては、再構成演算によって得られた再構成情報に基づいて良否判定を行う。この良否判定としては、検査対象の断層像、断面積、形状、はんだ付けにおけるブリッジや接触不良の有無等を検査する構成を採用可能である。この良否判定に際しては、検査を行うための検査位置、例えば、検査対象となる断層面の位置、はんだ付けにおけるブリッジや接触不良の有無を検査する対象となる位置等を特定する必要がある。
【００１７】
そこで、決定手段によって検査位置を決定するが、ここでは、配線パターンの情報に基づいて検査位置を決定することができればよい。すなわち、本発明においては、基板上の部品を検査対象品としており、基板に対して配線パターンが配線済みの状態で検査対象品を基板に実装することを想定しているので、検査対象品の良否にかかわらず配線パターンは変化しない。従って、配線パターンに基づいて検査位置を特定すれば、検査対象品の良否にかかわらず、正確に検査位置を決定することができる。また、配線パターンと検査位置との位置関係は予め特定することができるので、配線パターンの情報に基づいて自動で検査位置を決定することができる。この結果、高精度の検査を自動で高速に行うことが可能である。
【００１８】
決定手段において決定する検査位置は、種々の手法によって特定することができる。例えば、基板に対して垂直な方向における配線パターンの位置から検査位置を特定してもよい。すなわち、配線パターンは基板によって種々のパターンであるが、配線パターンは基板に対して平行に配線されるので、基板に対して垂直な方向で配線パターンの位置を特定すれば、この配線パターンとの相対的な距離によって基板に対して垂直な方向にある任意の位置を正確に特定することができる。
【００１９】
そこで、請求項２のように、基板に対して平行な方向の断層像に含まれる上記基板の配線パターンの情報から基板に対して垂直な方向における配線パターンの位置を特定し、上記検査位置を決定する構成を採用してもよい。この構成によれば、配線パターンの位置に基づいて検査位置を正確に決定することができるので、配線パターンに含まれるパッドに対してはんだ付けを行う場合など、配線パターンに対して所定の関係にある検査対象を正確に検査することができる。
【００２０】
より具体的には、上述のように検査対象の断層像、断面積、形状、はんだ付けにおけるブリッジや接触不良の有無等を検査する際には、上記再構成演算後の再構成情報において良否を判断可能な情報が含まれる部分を利用する。このような部分は、検査対象品のどの部分であるのかを予め特定することができるので、この部分が配線パターンの位置とどのような関係にあるのかを予め特定しておけば、配線パターンの位置に基づいて正確に検査位置を決定することができる。
【００２１】
尚、上述のように配線パターンは基板に対して平行な面内で形成されるので、基板に対して平行な方向の断層像であって、当該基板に対して垂直な方向の位置が異なる複数の断層像を取得し、各断層像の中から配線パターンが含まれる像を抽出すれば、この断層像の位置（基板に対して垂直な方向の位置）が配線パターンの位置であるとすることができる。また、複数の断層像に配線パターンの像が含まれる場合には、配線パターンが最も鮮明に結像している断層像を選択するなど、種々の手法を採用することができる。
【００２２】
さらに、配線パターンの情報としては、種々の情報を利用可能であるが、その好ましい一例として、配線パターンの像に特徴的な特徴量を利用可能である。すなわち、請求項３のように、当該特徴量を抽出すれば、上記再構成された再構成情報の中で配線パターンの情報を特定することができる。すなわち、再構成情報によって形成される像から配線パターンの像を抽出することができる。この結果、配線パターンの位置を特定することができ、この位置との相対関係によって正確に検査位置を特定することが可能になる。
【００２３】
上記再構成された再構成情報から配線パターンの情報を特定するためには種々の情報を採用可能であり、例えば、請求項４のように、画像のエッジ情報に基づいて配線パターンの情報であるか否かを特定してもよい。すなわち、再構成された再構成情報によれば、任意の面内についての断層像を作成可能であり、この断層像に配線パターンが含まれる場合には、配線の境界がエッジとして抽出できるはずである。そこで、画像のエッジ情報を参照すれば、再構成情報に含まれる情報が配線パターンの情報であるか否かを容易に特定することができる。
【００２４】
ここで、画像のエッジ情報を抽出するための構成は、種々の構成を採用可能である。例えば、エッジ抽出フィルタ（Ｓｏｂｅｌフィルタ，Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ，Ｒｏｂｅｒｔｓフィルタ，Ｌａｐｌａｃｉａｎフィルタ等）によってエッジ画素を検出する構成を採用可能である。むろん、エッジ画素の抽出に際しては、一旦、ぼかし処理を行ってノイズやアーチファクトの影響を低減するなど、種々の構成を採用可能である。
【００２５】
さらに、エッジに基づいて配線パターンであるか否かを判定するための構成も種々の構成を採用可能であり、エッジ画素の量に基づいて判定してもよいし、エッジの方向、エッジ画素が出現する様子がランダムであるか否か等によって判定してもよいし、パターンマッチングによって所定のエッジパターンに一致しているか否かを判定する構成を採用してもよい。
【００２６】
むろん、配線パターンであるか否かを判定するための情報としては、エッジ情報に限られず、種々の情報を利用可能である。例えば、画像の明るさによって配線パターンであるか否かを判定してもよい。すなわち、配線パターンの像が周囲より明るく結像するのであれば、基板に対して垂直な方向に画像をスキャンし、明るさが極大になる位置が配線パターンの位置であるとすることができる。
【００２７】
また、画像の空間周波数解析を利用してもよい。例えば、画像内に配線パターンが含まれることによって、画像の空間周波数が所定の範囲をとるのであれば、画像をフーリエ変換し、所定の空間周波数を持つスペクトルを算出し、あるいはそのスペクトルを積分する構成を採用可能である。すなわち、複数の断層像でこのスペクトルや積分値を比較し、配線パターンの画像である場合のスペクトルや積分値に最も近い断層像を配線パターンを含む断層像であるとすればよい。
【００２８】
さらに、画像データのヒストグラムを利用してもよい。例えば、Ｘ線の強度を階調値とした画像データによってＸ線画像を表現しているとき、画素毎の階調値についてヒストグラムを計算する。このヒストグラムにおいて、分布が離散的である場合や、分散が小さい場合には、特定の濃度のパターンが集中していることになる。そこで、Ｘ線画像について画素毎の階調値のヒストグラムを算出し、画像内に配線パターンが含まれる場合の濃度に相当する階調値の近傍（この階調値の前後所定範囲内）でヒストグラムの分布を分析すれば、断層像が配線パターンの画像であるか否かを判定することができる。
【００２９】
さらに、配線パターンの境界は直線的であることを利用して配線パターンの画像であるか否かを判定してもよい。例えば、ハフ変換を用いて画像から直線的なパターンを検出し、この直線が所定以上の長さである場合や、所定のパターンである場合などに配線パターンの画像であると判定する構成を採用可能である。
【００３０】
さらに、検査位置を決定する際に利用する配線パターンの情報は、任意の位置の配線パターンの情報であればよいが、より確実に配線パターンの情報を抽出するために好ましい部位の情報を利用する構成を採用してもよい。すなわち、再構成演算による再構成情報においては、その情報の質が再構成情報の部位によって異なっている。例えば、再構成演算を行うためのＸ線画像の数が少ないことによって、Ｘ線の吸収率が大きな物質の周囲に本来存在しないはずの像（アーチファクト）が形成されることがある。
【００３１】
そこで、請求項５のようにこのアーチファクトの影響を排除するため、アーチファクトの影響が所定以下の部位における配線パターンの情報に基づいて、上記検査位置を決定する。すなわち、Ｘ線の吸収率が大きな物質の近傍やＸ線の吸収率が大きな物質が密集している部位にはアーチファクトが生じ得るので、このような部位から離れた部位における配線パターンの情報を利用する。この結果、アーチファクトの影響を排除しながら検査位置を決定することが可能になる。
【００３２】
尚、ここでは、アーチファクトの影響を抑えながら画像を解析することができればよい。従って、アーチファクトの影響を定量的に測定できなくてもよく、例えば、解析対象として選択する部位において、上記Ｘ線の吸収率が大きな物質の像が所定数以下である場合や、当該物質と解析対象とすべき部位との距離が所定の距離以上である場合にアーチファクトの影響が所定以下の部位であるとしてもよい。
【００３３】
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においても本発明を適用可能である。その一例として、請求項６にかかる発明は、請求項１に対応した方法を実現する構成としてある。むろん、その実質的な動作については上述した装置の場合と同様である。また、請求項２〜請求項５に対応した方法も構成可能である。以上のようなＸ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。
【００３４】
むろん、発明の実施態様が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。発明の思想の具現化例として上記方法を制御するためのソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアあるいはソフトウェアを記録した記録媒体上においても当然に存在し、利用される。その一例として、請求項７にかかる発明は、請求項１に対応した機能をソフトウェアで実現する構成としてある。むろん、請求項２〜請求項５に対応したソフトウェアも構成可能である。
【００３５】
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全く同様に考えることができる。一次複製品、二次複製品などの複製段階についても同等である。その他、供給装置として通信回線を利用して行う場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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）本発明の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（３）他の実施形態：
【００３７】
（１）本発明の構成：
図１は本発明にかかるＸ線検査装置１０の概略ブロック図である。同図において、このＸ線検査装置１０は、Ｘ線発生器１１とＸ−Ｙステージ１２とＸ線検出器１３ａ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と高さセンサ制御機構２９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。
【００３８】
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、検査対象品の位置を示すデータであり、本実施形態においては、基板上に配設された複数のバンプをＸ線検出器１３ａの視野に配設するためのデータである。すなわち、本実施形態においては、基板上に規則的に並べられたバンプを検査対象品としている。また、本実施形態においては、バンプが実装された基板の厚さを示すデータも検査対象データ２８ａに含まれている。
【００３９】
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、上記Ｘ線検出器１３ａによって取得したＸ線画像を示す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。
【００４０】
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からほぼ全方位、すなわち、立体角２πの範囲にＸ線を出力する。
【００４１】
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、検査対象品はバンプであり、バンプが配設された基板をＸ−Ｙステージ１２上に載置して良否判定を行う。従って、良否判定の際にステージ制御機構２２は、上記検査対象データ２８ａを参照し、バンプがＸ線検出器１３ａの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を制御する。
【００４２】
また、搬送機構２４は、搬送装置１４を制御して基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２に搬入する。すなわち、搬送装置１４によって一方向に基板１２ａを搬送し、Ｘ−Ｙステージ１２において基板１２ａ上の複数のバンプを検査し、搬送装置１４にて検査後の基板１２ａ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。
【００４３】
画像取得機構２３はＸ線検出器１３ａに接続されており、同Ｘ線検出器１３ａが出力する検出値によって検査対象品のＸ線画像を取得する。取得した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。
【００４４】
本実施形態においては、バンプがＸ線検出器１３ａの視野に含まれるようにしてＸ線画像を取得するので、上記Ｘ線画像にはバンプの透過像が含まれることになる。また、上記基板１２ａには、銅などの電気伝導体によって配線パターンが形成されており、上記Ｘ線画像には当該配線パターンの透過像も含まれる。尚、本実施形態におけるバンプは、前工程において溶融され、上記配線パターンのパッドに予め形成されたはんだと接合するようになっている。従って、両はんだが溶融し、接合していれば良品であり、接合が不十分であれば不良品である。
【００４５】
Ｘ線検出器１３ａはアームを介して回転機構１３ｂに接続されており、Ｘ線検出器１３ａは、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから鉛直上方に延ばした軸Ａを中心に半径Ｒの円周上を回転可能である。この回転機構１３ｂは、画像取得機構２３のθ制御部２３ａによって制御される。また、Ｘ線発生器１１の焦点ＦからＸ線検出器１３ａにおける検出面の中心に対して延ばした直線と、当該検出面とが直交するように検出面が配向されている。
【００４６】
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、検査対象品の良否判定結果等を出力部２７に表示することができる。
【００４７】
高さセンサ制御機構２９は、高さセンサ１５に接続されており、上記検査対象データ２８ａに基づいて、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆと基板１２ａとの距離（ｚ方向の高さ：本実施形態では焦点Ｆの高さが"０"）を取得する。高さセンサ１５は、この距離を計測するセンサであれば良く、種々のセンサを採用可能である。尚、当該高さの計測は、後述するように高精度の測定を必要としないので、任意の位置において基板１２ａの高さを計測してもよいし、検査対象のバンプが載置された部分にて基板１２ａの高さを計測してもよく、種々の構成を採用可能である。
【００４８】
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、検査対象品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と良否判定部２５ｅと高さセンサ制御部２５ｆとにおける演算を実行する。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１２ａ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１２ａをＸ−Ｙステージ１２から取り除く。
【００４９】
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、バンプをＸ線検出器１３ａの視野内に配置するための座標値を算出し、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、この座標値がＸ線検出器１３ａのいずれかの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる。
【００５０】
画像取得部２５ｄは、画像取得機構２３のθ制御部２３ａに指示を行い、Ｘ線検出器１３ａを回転させる。また、画像取得機構２３が取得するＸ線画像データ２８ｃをメモリ２８に記録する。良否判定部２５ｅ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バンプが良品であるか、不良品であるかを判定する。このとき、再構成演算結果に基づいてバンプの検査を行うべき検査位置を正確に特定する処理を行っており、この結果、正確な良否判定を行うことができる。
【００５１】
高さセンサ制御部２５ｆは、上記検査対象データ２８ａを取得し、基板１２ａ上で検査対象のバンプが載置されている位置を特定して上記高さセンサ制御機構２９に指示する。このとき、ステージ制御機構２２によってＸ−Ｙステージ１２を移動させ、基板１２ａ上で検査対象のバンプが載置されている位置を高さセンサ１５によって計測可能な位置に配設する。その後、高さセンサ制御機構２９は高さセンサ１５を制御し、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆと基板１２ａの下面との距離を取得する。
【００５２】
（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２に示すフローチャートに従って検査対象品の良否判定を行う。本実施形態においては、多数の基板１２ａ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１２ａ上のバンプを検査する。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１２ａをＸ−Ｙステージ１２上に搬送する。
【００５３】
次に、検査対象となる複数のバンプをＸ線検出器１３ａの視野内に移動させて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Ｓ１０５）。続いて、画像取得部２５ｄはθ制御部２３ａに指示を行い、回転機構１３ｂを駆動して予め決められた回転位置にＸ線検出器１３ａを移動させる（ステップＳ１１０）。本実施形態においては、回転角θｎをθｎ＝（ｎ／Ｎ）×３６０°と定義しており、θ＝０°の角度は予め決めてある。
【００５４】
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品の外形（軸対称性）から決定すればよい。例えば、Ｎ＝３１等（撮影回数３２）を採用可能であるが、より少ない撮影回数（例えば、Ｎ＝４，撮影回数５）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。
【００５５】
Ｘ線検出器１３ａの回転動作を行うと、当該回転後の検出器の視野内に検査対象であるバンプが含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる（ステップＳ１１５）。このとき、ステージ制御部２５ｃは上記検査対象データ２８ａを参照し、座標（ｘi，ｙi）が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に指示する。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、座標（ｘi，ｙi）をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置する。
【００５６】
すなわち、座標（ｘi，ｙi）は、検査対象のバンプをＸ線検出器１３ａの視野内に移動させるために予め基板１２ａ上に設定された座標であり、Ｘ線検出器１３ａが上記回転角θｎに配設されているときの視野中心は、Ｘ線検出器１３ａとＸ線発生器１１の焦点Ｆとの相対関係から取得することができる。そこで、座標（ｘi，ｙi）をＸ線検出器１３ａの視野内に移動させることで、複数のバンプの透過像がＸ線検出器１３ａで取得されるように基板１２ａの位置を制御することができる。
【００５７】
図３，図４は、この例を説明するための図であり、座標系およびＸ線検出器１３ａ、Ｘ線発生器１１の位置関係を示す図である。これらの図においては、Ｘ−Ｙステージ１２による移動平面をｘ−ｙ平面とし、この平面に垂直な方向をｚ方向としている。図３は、ｚ−ｘ平面を眺めた図であり、図４はｘ−ｙ平面を眺めた図である。
【００５８】
図３に示すように、Ｘ線検出器１３ａの検出面は、その中心と焦点Ｆとを結ぶ直線ｌに対して垂直になるように配向されている。すなわち、軸Ａに対して傾斜され、ｘ−ｙ平面と検出面とに対して所定の角度（傾斜角）αが与えられている。上記直線ｌは、Ｘ線検出器１３ａの視野中心に相当するので、Ｘ線検出器１３ａの回転角θｎから図４に示すように視野領域ＦＯＶを特定することができる。
【００５９】
すなわち、上記直線ｌと上記ｘ−ｙ平面との交点を含む所定の領域がＸ線検出器１３ａの視野領域ＦＯＶとなるので、Ｘ線検出器１３ａの回転角θｎを想定すれば、各回転角θｎに対応する視野中心とその周辺の所定領域から視野領域ＦＯＶを決定することができる。そこで、上記ステージ制御機構２２は視野領域ＦＯＶの中心と座標（ｘi，ｙi）とが一致するように、Ｘ−Ｙステージ１２を移動させることになる。
【００６０】
尚、図４においては、中心Ｏから−ｙ方向に延ばした直線をθ＝０とし、時計回りの回転角がθｎであり、θｎ＝０°，９０°，１８０°，２７０°の視野領域をそれぞれＦＯＶ１〜ＦＯＶ４としている。むろん、ステップＳ１１５においては、Ｘ線検出器１３ａの視野内に検査対象となるバンプを配設することができる限りにおいて種々の制御手法を採用可能である。また、一般的には、視野領域ＦＯＶの中に複数のバンプが含まれるので、異なる視野領域において共通のバンプの透過像が撮影される場合には、当該共通のバンプのすべてを検査対象にすることが好ましい。
【００６１】
ステップＳ１１５にて、座標（ｘi，ｙi）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θｎのＸ線画像Ｐθｎを撮影する（ステップＳ１２０）。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。
【００６２】
ステップＳ１２０にて回転角θｎのＸ線画像Ｐθｎ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Ｓ１２５）、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Ｓ１３０）、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。ステップＳ１２５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２５ｅがＸ線画像Ｐθ０〜ＰθＮを用いて３次元画像の再構成演算を行う（ステップＳ１３５）。
【００６３】
再構成演算は、バンプの３次元構造を再構成することができれば良く、種々の処理を採用可能である。例えば、フィルタ補正逆投影法を採用可能である。この処理においては、まず、Ｘ線画像Ｐθ０〜ＰθＮのいずれかに対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換で得られた結果に対して周波数空間でフィルタ補正関数を乗じる。さらに、この結果に対して逆フーリエ変換を実施することで、フィルタ補正を行った画像を取得する。尚、このフィルタ補正関数は、画像のエッジを強調するための関数等を採用可能である。
【００６４】
続いて、フィルタ補正後の画像を、それが投影された軌跡に沿って３次元空間へ逆投影する。すなわち、Ｘ線検出器１３ａの検出面におけるある位置の像に対応する軌跡は、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆとこの位置とを結ぶ直線であるので、この直線上に上記画像を逆投影する。以上の逆投影をＸ線画像Ｐθ０〜ＰθＮのすべてについて行うと、３次元空間上でバンプが存在する部分のＸ線吸収係数分布が強調され、バンプの３次元形状が得られる。
【００６５】
次に、良否判定を行うための検査位置を特定する処理を行う。すなわち、再構成演算結果を利用してバンプの良否を正確に判定するためには、良品と不良品との差異が明確に現れる部位を検査対象とする必要があり、この部位を検査位置として特定する。本実施形態においては、基板１２ａの配線パターンと同じ高さ（ｚ方向の位置）をバンプの検査位置とする。
【００６６】
図５は、本実施形態におけるバンプとその良否の様子を説明する説明図である。この図の上部には基板１２ａを横方向（ｘあるいはｙ方向）から眺めた状態、下部には位置Ｔ０の断層像を縦方向（ｚ方向）から眺めた状態を模式的に示している。この図の上部において、基板１２ａの上面にはレジスト１２ｅおよびパッド１２ｄが形成されている。パッド１２ｄは銅などの導電体によって形成される配線パターンの端部であり、バンプ１２ｃとの接点となる部分である。レジスト１２ｅは、パッド１２ｄの間および配線パターンの上面に塗布される樹脂であり、必要に応じて配線パターンの表面を絶縁している。
【００６７】
バンプ１２ｃは、予めチップ１２ｂの下面に形成されているボール状のはんだであり、このバンプ１２ｃを介してチップ１２ｂの接点とパッド１２ｄとを導通させることによって基板１２ａに対してチップ１２ｂを実装するようになっている。この実装を行うために、予めパッド１２ｄ上にはんだのランドが形成され、当該ランドと未溶融のバンプとを接触させながら両者を溶融して結合する。従って、はんだが確実に溶融し、導通を確保している状態が良品である。
【００６８】
図５においては、左側のバンプ１２ｃが良品であり、右側のバンプ１２ｃが不良品である。この良否は各種の手法によって判定可能である。例えば、図５に示すレジスト１２ｅがパッドの周りに存在しない、いわゆるノーマルレジストであることを利用して良否判定を行うことが可能である。すなわち、ノーマルレジストにおいて、はんだの溶融前にパッド１２ｄの周りにはんだは存在しないが、はんだが適切に溶融すると図５の上部左側に示すようにバンプ１２ｃがたる型になり、溶融したはんだがパッド１２ｄとレジスト１２ｅとの間に浸入する。
【００６９】
一方、はんだが溶融せず、あるいは溶融が不十分である場合には、図５の上部右側に示すようにバンプ１２ｃがボール状のままであり、パッド１２ｄとレジスト１２ｅとの間に侵入しない。この様子は、図５の下部に示す位置Ｔ０の断層像において容易に観察することができる。すなわち、バンプ１２ｃが良品である場合には図５の下部左側に示すようにパッド１２ｄの周りに略円形にはんだが存在し、バンプ１２ｃが不良品である場合には図５の下部右側に示すようにパッド１２ｄの周りにはんだは存在しない。
【００７０】
そこで、上記図５に示す位置Ｔ０を検査位置とし、この位置の断層像を解析すれば、容易かつ確実にバンプ１２ｃの良否を判定することが可能である。すなわち、Ｘ線画像においては、Ｘ線の吸収率によって画像の濃度が異なるので、位置Ｔ０の断層像を観察すれば、パッド１２ｄの周りにはんだが存在するか否かを容易に観察することができる。ここで、パッド１２ｄ等の配線パターンは薄いので、正確に位置Ｔ０を特定し、パッド１２ｄの周辺を観察することが良否判定の精度にとって極めて重要な要素となる。
【００７１】
そこで、検査位置を正確に特定するために、本実施形態では、まず、検査位置を大まかに特定する。このため、良否判定部２５ｅは高さセンサ制御部２５ｆに指示を行い、座標（ｘi，ｙi）における基板１２ａの高さＺoptを計測させる（ステップＳ１４０）。すなわち、座標（ｘi，ｙi）は検査対象のバンプが載置された基板１２ａ上の部位をｘ−ｙ平面で示しているので、この部位が高さセンサ１５の測定対象位置に配設されるように、Ｘ線制御機構２１がＸ−Ｙステージ１２を制御し、基板１２ａを移動させる。
【００７２】
図３に示すように高さセンサ１５は基板１２ａの下方に配設されており、レーザー出力器１５ａとラインセンサ１５ｂとを備えている。レーザー出力器１５ａは基板１２ａに向けてレーザー光を出力可能であり、ラインセンサ１５ｂは基板１２ａにて反射したレーザー光を検出するセンサである。ラインセンサ１５ｂは、ある方向に沿って並べられた複数のセンサを備えており、レーザー光の出力方向の水平成分と当該ラインセンサが並べられる方向は一致している。
【００７３】
従って、基板１２ａが垂直方向へ変動することに伴って反射レーザー光が変動すると、反射レーザー光がラインセンサ１５ｂに到達する位置も変動する（例えば、基板１２ａが下方に変動すると、レーザー光の軌跡は実線から破線のように変動する）。そこで、ラインセンサ１５ｂにて検出する反射レーザー光の輝度が最大となる位置が反射レーザー光の到達位置であるとし、この到達位置に基づいて基板１２ａと焦点Ｆとの距離（高さＺopt）を計測する。
【００７４】
尚、本実施形態においては、座標（ｘi，ｙi）において基板１２ａの高さＺoptを計測しているが、基板１２ａ上のどの位置においても高さＺoptがほぼ同一であれば、座標（ｘi，ｙi）以外の任意の位置で高さＺoptを計測すればよい。配線パターンは基板１２ａの上面に形成されているので、良否判定部２５ｅはさらに検査対象データ２８ａを参照して当該基板１２ａの厚さＺoffsetを取得する（ステップＳ１４５）。
【００７５】
以上のようにして取得した高さＺoptと厚さＺoffsetとの和が上記Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから配線パターンまでの大まかな距離に相当するので、良否判定部２５ｅはこの距離の近傍において焦点Ｆから配線パターンまでの正確な高さを取得して検査位置とすべく、複数の断層像を解析する。本実施形態においては、再構成演算によって生成されたアーチファクトの影響をできるだけ排除するため、アーチファクトの影響が少ない部位を解析領域ＲＯＩとして設定する（ステップＳ１５０）。
【００７６】
この解析領域ＲＯＩは、種々の手法に基づいて決定することができるが、本実施形態においては、複数のバンプが並んでいる断層像において、上下左右のいずれか一方のみにバンプの像およびこの像によるアーチファクトが存在し、他の三方にはバンプの像およびアーチファクトが存在しない部分を解析領域ＲＯＩとしている。尚、解析領域ＲＯＩは配線パターンの高さを特定するための領域であり、ｘ−ｙ平面に平行な断層像の中で、配線パターンの像が含まれ得る位置に設定される。
【００７７】
図６Ａ〜図６Ｆは、位置Ｔ０の近傍における複数の断層像の例を示す図であり、図６Ｅにおいて解析領域ＲＯＩを示している。本実施形態において解析領域ＲＯＩは、三方にバンプの像およびアーチファクトが存在せず、配線パターンの像が存在する部分であり、図６Ｅに示す２箇所のいずれであっても解析領域ＲＯＩとして採用可能である。むろん、ここでは、アーチファクトの影響を抑えながら解析を行うことができればよく、アーチファクトが厳密に"０"になる必要はない。すなわち、バンプの像にはさまれた領域Ｒに比較して、図６Ｅに示すＲＯＩであればアーチファクトが少ないので、良好な解析を実施可能である。
【００７８】
いずれにしても、ステップＳ１５０においては、予め決められた規則に従ってｘ−ｙ平面内で解析領域ＲＯＩを特定する。解析領域ＲＯＩを決定したら、複数の断層像毎に解析を行う。このため、まず、焦点Ｆからの高さを示す座標ｚを"−Ｚ／２＋Ｚopt＋Ｚoffset
"に初期化する（ステップＳ１５５）。尚、Ｚは座標ｚの変動範囲を示す数値であり、座標ｚをＺopt＋Ｚoffsetを中心として−Ｚ／２〜Ｚ／２の範囲で変動させることになる。
【００７９】
次に、良否判定部２５ｅは、再構成演算後の再構成情報から断層像Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する（ステップＳ１６０）。ここで、ｘ，ｙは上記解析領域ＲＯＩにおける座標値を値域とした複数の値であり、ｚは上記ステップＳ１５５（ループ処理の最中ではステップＳ１８０）にて設定された値である。この処理により、座標ｚにおける解析領域ＲＯＩ内の断層像を取得することになる。
【００８０】
断層像Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得したら、当該断層像Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）に対してエッジ抽出フィルタ（例えばSobelフィルタ等）を適用し、エッジ画像ＦＥ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する（ステップＳ１６５）。エッジ画像ＦＥ（ｘ，ｙ，ｚ）は、座標ｚにおける解析領域ＲＯＩについてエッジ画素に有意な値を持つ画像であるので、本実施形態においては、解析領域ＲＯＩ内の各画素における階調値（エッジ画像ＦＥ（ｘ，ｙ，ｚ）の値）を足し合わせてエッジの強度を示す値Ｅtot（ｚ）を取得する（ステップＳ１７０）。
【００８１】
座標ｚにおける断層像のエッジ強度値Ｅtot（ｚ）を算出したら、座標ｚが"Ｚ／２＋Ｚopt＋Ｚoffset"を超えているか否かを判別する（ステップＳ１７５）。同ステップＳ１７５にて座標ｚが"Ｚ／２＋Ｚopt＋Ｚoffset"を超えていると判別されなければ、座標ｚをインクリメントし（ステップＳ１８０）、ステップＳ１６０以降の処理を繰り返す。ステップＳ１７５にて座標ｚが"Ｚ／２＋Ｚopt＋Ｚoffset"を超えていると判別されたときには、各座標ｚにおけるエッジ強度値Ｅtot（ｚ）を比較し、当該エッジ強度値Ｅtot（ｚ）が最大の値となっている座標ｚを検査位置とする（ステップＳ１８５）。
【００８２】
すなわち、配線パターンは所定の幅で基板１２ａ上に形成されているので、ｘ−ｙ平面に平行な断層像においては、配線パターンの境界がエッジとなる。また、座標ｚと配線パターンの高さとが一致している断層像においては配線パターンの像が鮮明になるため、像がシャープになり、エッジがより明確になる。そこで、本実施形態においては、解析領域ＲＯＩ内で最もエッジ強度が強い断層像の座標ｚが配線パターンの座標ｚと一致しているとし、この座標ｚを検査位置としていることになる。
【００８３】
図６Ａ〜図６Ｆはこの例を示しており、図６Ａ〜図６Ｆの順で座標ｚが大きくなっている。この例において、図６Ａでは配線パターンの像が不鮮明であり、解析領域ＲＯＩにおいて多くのエッジ画素は検出されない。図６Ｂ〜図６Ｆと座標ｚが大きくなるに連れて徐々に解析領域ＲＯＩの配線パターンにおけるエッジが鮮明になる。この例においては、図６Ｃ〜図６Ｅあたりで上記エッジ強度値Ｅtot（ｚ）が最大となる。
【００８４】
図６Ｃ〜図６Ｅの座標ｚは配線パターンの座標ｚと一致しており、これらの座標ｚにおける断層像においては、図６Ｃ〜図６Ｅに示すようにパッド１２ｄの周辺にはんだが侵入しているか否かを確実に判定することが可能である。そこで、上述の処理によって、検査位置となる座標ｚを特定した後、良否判定部２５ｅは、当該座標ｚにおけるバンプの断層像を取得して良否判定を行う（ステップＳ１９０）。
【００８５】
すなわち、上記図５に示すパッド１２ｄの周りにきれいにはんだが浸入しているか否かを当該断層像に基づいて判定し、バンプ１２ｃの良否を判定する。以上のように、本発明においては、良否判定を行うべき位置を自動で正確に特定した後に良否判定を行っているので、高精度の検査を自動で高速に行うことが可能である。尚、図６に示す例においては、ｚ方向の分解能が高いことに起因し、複数の座標ｚにおける透過像を良否判定に使用可能であるが、むろん、ｚ方向の分解能は要求される検査精度や検査速度に応じて適宜変更可能である。
【００８６】
（３）他の実施形態：
本発明においては、再構成演算結果から基板の配線パターンの情報を取得し、この情報に基づいて検査位置を特定することができればよく、上記実施形態の他、種々の構成を採用可能である。例えば、複数の回転位置にてＸ線画像を取得するにあたり、Ｘ線検出器１３ａを回転させるのではなく、固定的に配置された複数の検出面によってＸ線画像を取得しても良い。
【００８７】
図７は、複数の検出器によってＸ線画像を取得するＸ線検査装置１００の概略構成図である。同図に示すように、Ｘ線検査装置１００の構成は多くの点でＸ線検査装置１０の構成と共通であり、共通の構成については図１と同じ符号で示してある。図７に示すＸ線検査装置１００は、Ｘ線画像取得手段として、複数のＸ線検出器１３０ａを備えている。各Ｘ線検出器１３０ａは、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから鉛直上方に延ばした軸Ａを中心にした半径Ｒの円周上に検出面の中心が存在するように配置されている。
【００８８】
また、図７に示す構成においても、各検出面は軸Ａに対して傾斜角αで傾斜されており、各検出面はＸ線発生器１１によるＸ線の出力範囲内に含まれる。また、上記Ｘ線検出器１３０ａの回転位置は上記図１におけるＸ線検出器１３ａの回転位置と同様に定義され、図７に示す例では、本実施形態では軸Ａを中心に９０度ずつ回転した４つの回転位置にＸ線検出器１３０ａを配設しているが、むろん、より多数の位置あるいはより少数の位置にＸ線検出器１３０ａを配設してもよい。
【００８９】
以上の構成において、画像取得機構２３０では、回転機構に対する制御が不要である。すなわち、Ｘ線画像取得手段によるＸ線画像の撮影において、ステップＳ１１０の回転動作は不要であり、ステージ制御部２５ｃによるＸ−Ｙステージ１２の移動のみによってθ毎のＸ線画像Ｐθnを撮影することができる。このような構成においては、Ｘ線画像取得
手段での撮影に際してθ回転動作を行う必要がないので、非常に高速に検査を進めることが可能である。
【００９０】
さらに、上述の実施形態においては、バンプを配設するｘ−ｙ平面に対して垂直な軸を中心に回転を行った回転位置を想定し、各回転位置でＸ線画像を撮影していたが、むろん、バンプと検出器との相対的な関係は、このような関係に限られない。例えば、上記ｘ−ｙ平面に対して平行な軸を中心に回転を行った回転位置を想定し、各回転位置におけるＸ線画像を撮影しても良い。この場合であっても、一枚のＸ線画像において複数のバンプが含まれるように撮影し、各画像から同じバンプの透過像を抽出して、再構成演算を行えばよい。
【００９１】
さらに、検査位置を配線パターンの高さと同じにすることが必須ではなく、配線パターンの高さに基づいて検査位置を特定することができればよい。例えば、図５に示す位置Ｔ１を検査位置として判定を行ってもよい。この位置Ｔ１は、バンプ１２ｃが溶融しない場
合に、ボール状のはんだとパッド１２ｄ上のはんだとが接する位置であり、バンプ１２ｃが不良であれば、この位置Ｔ１におけるはんだの面積は小さくなる。一方、バンプ１２ｃ
が良品であれば、この位置Ｔ１におけるはんだの面積は大きくなる。
【００９２】
従って、この検査位置を特定することができれば、はんだの良否判定を高精度に実施することができる。この位置Ｔ１は、予めパッド１２ｄ上に形成しておくはんだの量や未溶融状態でのバンプ１２ｃの径などから予め特定することができる。従って、配線パターンの座標ｚから所定のオフセットであることを予め特定しておけば、上記図２と同様の処理によって配線パターンの座標ｚを特定した後に、当該オフセットを与えることで検査位置を特定することが可能である。
【００９３】
さらに、良否判定の手法としても、上述のようにパッド１２ｄの周囲へのはんだの侵入やはんだの断面積に基づくものに限定されない。例えば、ある検査位置におけるブリッジの有無やボイドの有無、外形の形状等種々の指標によって良否判定を行うことが可能である。むろん、ひとつの指標のみに基づいて良否判定を行うことも必須ではなく、複数の指標を組み合わせて良否判定を行ってもよい。
【００９４】
さらに、配線パターンを抽出する際の画像処理としても上述の処理に限定されない。例えば、断層像の明るさに基づいて配線パターンの座標ｚを特定する構成を採用してもよい。すなわち、図６Ａ〜図６Ｆに示すように、配線パターンのＸ線吸収率とその周りの樹脂におけるＸ線吸収率とは異なるので、これらの像の濃度が異なる。図６Ａ〜図６Ｆにおいては、断層像の座標ｚが変化して配線パターンの像が鮮明になると、配線パターンの部分がはっきりと明るくなる。
【００９５】
このように、ある解析領域ＲＯＩの明るさの変化を座標ｚに沿って観察していくと、配線パターンを含む像と配線パターンを含まない像とで明るさが変化する。そこで、配線パターンであることに起因する明るさの変動を捉えれば、配線パターンの座標ｚを特定することが可能である。
【００９６】
また、図６Ａ〜図６Ｆに示すように、解析領域ＲＯＩに鮮明な配線パターンが含まれるか否かによってその空間周波数が変化する。そこで、解析領域ＲＯＩの画像についてフーリエ変換を行い、その空間周波数が配線パターンを含む画像の空間周波数であるか否かを解析してもよい。むろん、解析対象となる空間周波数域を予め特定しておき、当該空間周波数域のスペクトルのみを解析する構成を採用するなど、種々の構成を採用可能である。
【００９７】
さらに、解析領域ＲＯＩの階調値についてヒストグラムを取得し、有意なヒストグラムとなっている階調値の数（"０"以外の度数分布を持つ階調値の数）やその分散によって人工的な構造物を含む画像であるか否かを判定し、この判定によって配線パターンの座標ｚを特定してもよい。
【００９８】
さらに、配線パターンを示すパターン画像を予め登録しておき、このパターン画像と解析領域ＲＯＩの断層像とを比較するパターンマッチングを行うことによって配線パターンの座標ｚを特定してもよい。さらに、解析領域ＲＯＩの断層像についてハフ変換を行い、配線パターンの境界に相当する直線成分の有無や直線成分の量、直線成分の向きによって配線パターンの座標ｚを特定してもよい。むろん、上述のようにして抽出したエッジの連なり具合によってエッジの方向やエッジの出現度合いの乱雑さ等を利用して配線パターンの座標ｚを特定してもよく、種々の構成を採用可能である。
【００９９】
さらに、上記図２に示す処理手順を採用することが必須というわけではなく、ステップＳ１３５をスキップし、ステップＳ１６０の前に再構成演算を行って座標ｚにおける解析領域ＲＯＩの２次元スライス画像を算出してもよい。すなわち、解析領域ＲＯＩのスライス画像を逐次算出しながらステップＳ１６０〜Ｓ１８０のループ処理を行って検査位置を特定してもよい。むろん、この場合、良否判定を行う前に、再構成演算を行って検査位置における像を取得することになる。この構成によれば、必要最低限の情報のみを再構成する処理手順にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。
【図２】Ｘ線検査処理のフローチャートである。
【図３】Ｘ線検査装置の構成を座標系とともに説明する説明図である。
【図４】視野領域の例を示す図である。
【図５】バンプとその良否の様子を説明する説明図である。
【図６】検査位置の近傍における複数の断層像の例を示す図である。
【図７】複数の検出器によってＸ線画像を取得するＸ線検査装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…Ｘ線検査装置
１１…Ｘ線発生器
１２…Ｘ−Ｙステージ
１２ｂ…チップ
１２ｃ…バンプ
１２ｄ…パッド
１２ｅ…レジスト
１２ａ…基板
１３ｂ…回転機構
１３ａ…Ｘ線検出器
１４…搬送装置
１５…センサ
１５ｂ…ラインセンサ
１５ａ…レーザー出力器
２１…Ｘ線制御機構
２２…ステージ制御機構
２３…画像取得機構
２３ａ…θ制御部
２４…搬送機構
２５…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…良否判定部
２５ｆ…高さセンサ制御部
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
２９…高さセンサ制御機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を基板上の検査対象品に照射して異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得するＸ線画像取得手段と、
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行する再構成演算手段と、
当該再構成演算によって得られた再構成情報に含まれる上記基板の配線パターンの情報に基づいて上記検査対象品の検査位置を決定する決定手段とを備えることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
上記決定手段は、上記基板に対して平行な方向の断層像であって、当該基板に対して垂直な方向の位置が異なる複数の断層像を取得し、各断層像に含まれる上記基板の配線パターンの情報から上記基板に対して垂直な方向における上記配線パターンの位置を特定し、上記検査位置を決定することを特徴とする上記請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
上記決定手段は、上記配線パターンの像に特徴的な特徴量を上記再構成情報から抽出し、当該特徴量に基づいて上記検査位置を特定することを特徴とする上記請求項１または請求項２のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
上記特徴量は、画像のエッジ情報であることを特徴とする上記請求項３に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
上記決定手段は、上記再構成情報に含まれるアーチファクトの影響が所定以下の部位における配線パターンの情報に基づいて、上記検査位置を決定することを特徴とする上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
Ｘ線によって検査対象を検査するＸ線検査方法であって、
Ｘ線を基板上の検査対象品に照射して異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得するＸ線画像取得工程と、
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行する再構成演算工程と、
当該再構成演算によって得られた再構成情報に含まれる上記基板の配線パターンの情報に基づいて上記検査対象品の検査位置を決定する決定工程とを備えることを特徴とするＸ線検査方法。
【請求項７】
Ｘ線によって検査対象を検査するＸ線検査プログラムであって、
Ｘ線を基板上の検査対象品に照射して異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得するＸ線画像取得機能と、
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行する再構成演算機能と、
当該再構成演算によって得られた再構成情報に含まれる上記基板の配線パターンの情報に基づいて上記検査対象品の検査位置を決定する決定機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするＸ線検査プログラム。
【請求項１】
Ｘ線を基板上の検査対象品に照射して異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得するＸ線画像取得手段と、
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行する再構成演算手段と、
当該再構成演算によって得られた再構成情報に含まれる上記基板の配線パターンの情報に基づいて上記検査対象品の検査位置を決定する決定手段とを備えることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
上記決定手段は、上記基板に対して平行な方向の断層像であって、当該基板に対して垂直な方向の位置が異なる複数の断層像を取得し、各断層像に含まれる上記基板の配線パターンの情報から上記基板に対して垂直な方向における上記配線パターンの位置を特定し、上記検査位置を決定することを特徴とする上記請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
上記決定手段は、上記配線パターンの像に特徴的な特徴量を上記再構成情報から抽出し、当該特徴量に基づいて上記検査位置を特定することを特徴とする上記請求項１または請求項２のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
上記特徴量は、画像のエッジ情報であることを特徴とする上記請求項３に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
上記決定手段は、上記再構成情報に含まれるアーチファクトの影響が所定以下の部位における配線パターンの情報に基づいて、上記検査位置を決定することを特徴とする上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
Ｘ線によって検査対象を検査するＸ線検査方法であって、
Ｘ線を基板上の検査対象品に照射して異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得するＸ線画像取得工程と、
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行する再構成演算工程と、
当該再構成演算によって得られた再構成情報に含まれる上記基板の配線パターンの情報に基づいて上記検査対象品の検査位置を決定する決定工程とを備えることを特徴とするＸ線検査方法。
【請求項７】
Ｘ線によって検査対象を検査するＸ線検査プログラムであって、
Ｘ線を基板上の検査対象品に照射して異なる方向から撮影した複数のＸ線画像を取得するＸ線画像取得機能と、
上記複数のＸ線画像に基づいて再構成演算を実行する再構成演算機能と、
当該再構成演算によって得られた再構成情報に含まれる上記基板の配線パターンの情報に基づいて上記検査対象品の検査位置を決定する決定機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするＸ線検査プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２６３３４（Ｐ２００８−２６３３４Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２８９１８（Ｐ２００７−２２８９１８）
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【分割の表示】特願２００５−１１０８１５（Ｐ２００５−１１０８１５）の分割
【原出願日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（０００２４３８８１）名古屋電機工業株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【分割の表示】特願２００５−１１０８１５（Ｐ２００５−１１０８１５）の分割
【原出願日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（０００２４３８８１）名古屋電機工業株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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