(57)【要約】【課題】層数が多くかつ層間のピッチが狭い多層基板であっても、その精細な三次元再構成画像を生成可能な放射線透過画像撮像装置および放射線透過画像撮像方法ならびにそれに用いる基板固定用治具を提供する。【解決手段】本装置１は、放射線を基板Ｐに照射する放射線発生器１０と、基板を透過した放射線を検出する放射線検出器２０と、回転軸Ａを中心として放射線の光軸Ｒと基板Ｐとを相対回転させる回転機構（ターンテーブル４０）と、基板を回転軸と直交する平面上を移動させるステージ（Ｘ−Ｙステージ３０）と、基板の撮像部位の倍率を調整する拡大倍率可変機構（昇降機構５０）と、基板を保持しかつステージに対して固定するための基板固定用治具６０と、を備え、光軸が回転軸に対して９０度未満の角度で交差するように設定されており、基板固定用治具が、回転軸と平行になるように（または９０度未満の角度で交差するように）基板をステージに固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層基板の三次元再構成画像を生成するための放射線透過画像撮像装置であって、
放射線を上記多層基板に照射する放射線発生器と、
上記多層基板を透過した放射線を検出する放射線検出器と、
所定の回転軸を中心として、上記放射線発生器と上記放射線検出器とを結ぶ放射線の光軸と上記多層基板とを相対回転させる回転機構と、
上記多層基板を上記回転軸に対して直交する平面上を平面移動させるステージと、
上記放射線発生器、上記放射線検出器および上記多層基板を相対的に近接、離反させて該多層基板の撮像部位の拡大倍率を調整する拡大倍率可変機構と、
上記多層基板を保持しかつ上記ステージに対して固定するための基板固定用治具と、を備え、
上記光軸は、上記回転軸に対して９０度未満の角度で交差するように設定されており、
上記基板固定用治具は、上記多層基板の各層に平行な平面と上記回転軸とが平行になるように、または、９０度未満の角度で交差するように該多層基板を上記ステージに固定することを特徴とする多層基板の放射線透過画像撮像装置。
【請求項２】
上記回転機構は、上記多層基板を上記回転軸を中心として回転させるターンテーブルである請求項１記載の多層基板の放射線透過画像撮像装置。
【請求項３】
上記放射線発生器は、立体角２πの範囲で放射線を照射し、
上記回転機構は、上記放射線検出器を上記回転軸を中心として回転させ、かつ、上記多層基板の撮像部位が該放射線検出器の回転により移動する上記光軸に追従するように、上記ステージを駆動させる回転機構である請求項１記載の多層基板の放射線透過画像撮像装置。
【請求項４】
上記基板固定用治具は、上記多層基板を保持する基板保持部材と、上記ステージに固定されかつ該基板保持部材を該ステージに対して固定する固定用支持具と、を具備する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多層基板の放射線透過画像撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多層基板の放射線透過画像撮像装置による放射線透過画像の撮像方法であって、
上記基板固定用治具に保持された上記多層基板を上記ステージに対して固定し、
上記放射線発生器、上記放射線検出器および上記多層基板を相対的に近接、離反させて該多層基板の撮像部位の拡大倍率を調整し、
上記多層基板に放射線を照射し、その状態で、該放射線の光軸と該多層基板とを上記回転機構により０度から３６０度まで相対回転させ、該多層基板の撮像部位の放射線透過画像を撮像することを特徴とする多層基板の放射線透過画像撮像方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多層基板の放射線透過画像撮像装置に用いる基板固定用治具であって、
上記多層基板を保持する基板保持部材と、上記ステージに固定されかつ該基板保持部材を該ステージに対して固定する固定用支持具と、を具備することを特徴とする基板固定用治具。
【請求項７】
上記基板保持部材は、互いに突き合わされて上記多層基板の一部または全体を挟持する板状の第１挟持板および第２挟持板を備え、
上記固定用支持具は、上記第１挟持板および／または上記第２挟持板の外周部の少なくとも一部が挿入される凹部を有する請求項６記載の基板固定用治具。
【請求項８】
上記基板保持部材は、上記第１挟持板が上記第２挟持板より厚肉でかつ上記多層基板の挟持面の面積が大きく設けられており、該第１挟持板の外周部の少なくとも一部が上記凹部に挿入されて支持される請求項７記載の基板固定用治具。
【請求項９】
上記第１挟持板および上記第２挟持板は、一端側に設けられた回転軸を中心として相対的に回動可能に一体に設けられ、上記多層基板を挟持する各挟持面が開閉可能であり、該第１挟持部材および該第２挟持板を閉じた状態で外周部の少なくとも一部が上記凹部に挿入されて支持される請求項７記載の基板固定用治具。
【請求項１０】
上記第１挟持板および上記第２挟持板の少なくとも一方は、上記多層基板を挟持する挟持面に該多層基板の一面が貼り付けられて保持される粘着部を備える請求項７乃至９のいずれか一項に記載の基板固定用治具。
【請求項１１】
上記基板保持部材は、上記多層基板の外周部が挿入されて保持されるガイド溝を備える枠状部材である請求項６記載の基板固定用治具。
【請求項１２】
上記基板保持部材は、上記多層基板の保持面に該多層基板の一面が貼り付けられて保持される粘着部を備える板状部材である請求項６記載の基板固定用治具。
【請求項１３】
上記基板保持部材は、上記多層基板を保持する本体部と、該本体部の外周の一部または全周に設けられ且つ該本体部をステージに対して起立させる幅広部と、を具備し、
上記幅広部が上記固定用支持具により固定される請求項６記載の基板固定用治具。
【請求項１４】
上記基板保持部材は、上記本体部が上記幅広部に対して９０度未満の角度で一体に形成されている請求項１３記載の基板固定用治具。
【請求項１５】
上記基板保持部材は、上記本体部の上記幅広部に対する角度を可変できるように上記本体部と上記幅広部とが係合支持されている請求項１３記載の基板固定用治具。
【請求項１６】
上記基板保持部材は、カーボン材により形成されている請求項６乃至１５のいずれか一項に記載の基板固定用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層基板、殊に１１層以上の超高多層基板の層間の接合状態を検査するための三次元再構成画像を生成するのに適した放射線透過画像（以下、「透過画像」と呼ぶ。）を撮像し得る放射線透過画像撮像装置および放射線透過画像撮像方法ならびにそれに用いる基板固定用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷回路基板（以下、基板と呼ぶ。）などの平らな測定物を高倍率で撮影する従来技術として傾斜型Ｘ線ＣＴ装置に関する特許文献がある。例えば、特許文献１および２には、Ｘ線発生器と平らな基板と検出器とを横一列に配置した場合に基板とＸ線発生器との干渉を防止する方法として、上記光軸に対して基板を回転するテーブルを傾斜して配置する提案が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４４３１６号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したテーブルの上に基板を配置する従来の傾斜型Ｘ線ＣＴ装置においては、平たい基板をステージ上に置いて測定部位を中心として回転して透過画像を拡大撮影するには合理的な手法であるが、層数が多く層間のピッチが狭い多層基板の接合状態（接合部の欠損やクラックなど）の検査を行うことができなかった。
具体的には、層間ピッチが狭い、例えば、数十ミクロンの多層基板においては、上述のように、基板面に垂直な回転軸を中心として基板を回転させ、斜めにＸ線を照射した場合には、透過した二次元Ｘ線画像の層間の情報（データ）が重なるとともに、検査部位を中心として３６０度の方向から撮影しても層間に平行な方向からの透過画像が得られないため、層間の画像を含む三次元画像を再構成することができないといった問題があった。
【０００５】
また、上述した従来の傾斜型Ｘ線ＣＴ装置においては、基板面に垂直な回転軸を中心として回転させ、斜めに照射したＸ線画像による逆フーリエ変換画像の再構成により三次元再構成画像が生成されるため、周波数空間の空域となる基板の層方向（高さ方向）のデータが欠落し、層間のバンプとランドやスルーホールの内部メッキとランドとの接合部分の画像にアーチファクトが発生し易いといった問題があった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、層数が多くかつ層間のピッチが狭い多層基板であっても、その精細な三次元再構成画像を生成可能な放射線透過画像撮像装置および放射線透過画像撮像方法ならびにそれに用いる基板固定用治具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の通りである。
１．多層基板の三次元再構成画像を生成するための放射線透過画像撮像装置であって、
放射線を上記多層基板に照射する放射線発生器と、
上記多層基板を透過した放射線を検出する放射線検出器と、
所定の回転軸を中心として、上記放射線発生器と上記放射線検出器とを結ぶ放射線の光軸と上記多層基板とを相対回転させる回転機構と、
上記多層基板を上記回転軸に対して直交する平面上を平面移動させるステージと、
上記放射線発生器、上記放射線検出器および上記多層基板を相対的に近接、離反させて該多層基板の撮像部位の拡大倍率を調整する拡大倍率可変機構と、
上記多層基板を保持しかつ上記ステージに対して固定するための基板固定用治具と、を備え、
上記光軸は、上記回転軸に対して９０度未満の角度で交差するように設定されており、
上記基板固定用治具は、上記多層基板の各層に平行な平面と上記回転軸とが平行になるように、または、９０度未満の角度で交差するように該多層基板を上記ステージに固定することを特徴とする多層基板の放射線透過画像撮像装置。
２．上記１．において、上記回転機構は、上記多層基板を上記回転軸を中心として回転させるターンテーブルであることを特徴とする。
３．上記１．において、上記放射線発生器は、立体角２πの範囲で放射線を照射し、
上記回転機構は、上記放射線検出器を上記回転軸を中心として回転させ、かつ、上記多層基板の撮像部位が該放射線検出器の回転により移動する上記光軸に追従するように、上記ステージを駆動させる回転機構であることを特徴とする。
４．上記１．〜３．において、上記基板固定用治具は、上記多層基板を保持する基板保持部材と、上記ステージに固定されかつ該基板保持部材を該ステージに対して固定する固定用支持具と、を具備することを特徴とする。
５．上記１．〜４．のいずれか一項に記載の多層基板の放射線透過画像撮像装置による透過画像の撮像方法であって、
上記基板固定用治具に保持された上記多層基板を上記ステージに対して固定し、
上記放射線発生器、上記放射線検出器および上記多層基板を相対的に近接、離反させて該多層基板の撮像部位の拡大倍率を調整し、
上記多層基板に放射線を照射し、その状態で、該放射線の光軸と該多層基板とを上記回転機構により０度から３６０度まで相対回転させ、該多層基板の撮像部位の透過画像を撮像することを特徴とする多層基板の放射線透過画像撮像方法。
６．上記１．〜３．のいずれか一項に記載の多層基板の放射線透過画像撮像装置に用いる基板固定用治具であって、
上記多層基板を保持する基板保持部材と、上記ステージに固定されかつ該基板保持部材を該ステージに対して固定する固定用支持具と、を具備することを特徴とする基板固定用治具。
７．上記６．において、上記基板保持部材は、互いに突き合わされて上記多層基板の一部または全体を挟持する板状の第１挟持板および第２挟持板を備え、
上記固定用支持具は、上記第１挟持板および／または上記第２挟持板の外周部の少なくとも一部が挿入される凹部を有することを特徴とする。
８．上記７．において、上記基板保持部材は、上記第１挟持板が上記第２挟持板より厚肉でかつ上記多層基板の挟持面の面積が大きく設けられており、該第１挟持板の外周部の少なくとも一部が上記凹部に挿入されて支持されることを特徴とする。
９．上記７．において、上記第１挟持板および上記第２挟持板は、一端側に設けられた回転軸を中心として相対的に回動可能に一体に設けられ、上記多層基板を挟持する各挟持面が開閉可能であり、該第１挟持部材および該第２挟持板を閉じた状態で外周部の少なくとも一部が上記凹部に挿入されて支持されることを特徴とする。
１０．上記７．〜９．において、上記第１挟持板および上記第２挟持板の少なくとも一方は、上記多層基板を挟持する挟持面に該多層基板の一面が貼り付けられて保持される粘着部を備えることを特徴とする。
１１．上記６．において、上記基板保持部材は、上記多層基板の外周部が挿入されて保持されるガイド溝を備える枠状部材であることを特徴とする。
１２．上記６．において、上記基板保持部材は、上記多層基板の保持面に該多層基板の一面が貼り付けられて保持される粘着部を備える板状部材であることを特徴とする。
１３．上記６．において、上記基板保持部材は、上記多層基板を保持する本体部と、該本体部の外周の一部または全周に設けられ且つ該本体部をステージに対して起立させる幅広部と、を具備し、
上記幅広部が上記固定用支持具により固定されることを特徴とする。
１４．上記１３．において、上記基板保持部材は、上記本体部が上記幅広部に対して９０度未満の角度で一体に形成されていることを特徴とする。
１５．上記１３．において、上記基板保持部材は、上記本体部の上記幅広部に対する角度を可変できるように上記本体部と上記幅広部とが係合支持されていることを特徴とする。
１６．上記６．〜１５．において、上記基板保持部材は、カーボン材により形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の多層基板の放射線透過画像撮像装置によると、基板を平面移動させるステージの移動平面に対して直交する回転軸を中心として放射線発生器および放射線検出器を結ぶ放射線の光軸と多層基板とを相対回転させるにあたり、当該多層基板を、その各層に平行な平面と前記回転軸とが平行、または、９０度未満の角度で交差するように前記ステージに固定している。すなわち、本発明においては、多層基板の基板面に対して平行またはそれに近い角度で放射線を照射した際の透過画像を取得することが可能であるので、多層基板の層間の精細な情報を含む透過画像を取得することができ、これに基づいて、多層基板の層間が精細に表現された三次元再構成画像を生成することができる。
【０００８】
また、基板面に直交する回転軸を中心として回転させる従来の場合、基板面と放射線の光軸とのなす角度は常に一定であるのに対し、本発明では、基板面と放射線の光軸とのなす角度は回転位置により異なる。これにより、回転軸を中心として所定の角度ごとに３６０度回転させて撮影した各透過画像は、基板面と放射線の光軸とのなす角度がそれぞれ異なる画像となり、それらの多角的な情報に基づいて三次元再構成画像を生成することができ、多層基板の層間が精細に表現された三次元再構成画像を生成することができる。
【０００９】
上述の放射線の光軸と多層基板とを相対回転させる回転機構としては、基板を回転させるターンテーブルを用いた回転機構や、立体角２πの範囲で放射線を照射する放射線発生器の焦点を通りかつステージの移動平面に直交する回転軸を中心として放射線検出器を回転させ、さらに多層基板の撮像部位が前記放射線検出器の回転により移動する放射線の光軸に追従するようにステージを駆動させる回転機構が挙げられる。
【００１０】
また、上記基板固定用治具が、上記多層基板を保持する基板保持部材と、上記ステージに固定されかつ上記基板保持部材をステージに対して固定する固定用支持具と、を具備する場合は、基板保持部材により多層基板を保持し、その状態で固定用支持具により基板保持部材を固定する。これにより、多層基板を基板保持部材に簡単に保持させることができる。
【００１１】
本発明の基板固定用治具によると、上述のように、上記多層基板を保持する基板保持部材と、上記ステージに固定されかつ上記基板保持部材をステージに対して固定する固定用支持具と、を具備しているので、多層基板を基板保持部材に簡単に保持させることができる。
【００１２】
また、上記基板保持部材が、互いに突き合わされて上記多層基板の一部または全体を挟持する板状の第１挟持板および第２挟持板を備え、上記固定用支持具が、上記第１挟持板および／または上記第２挟持板の外周部の少なくとも一部が挿入される凹部を有する場合は、固定用支持具の凹部に基板保持部材を挿入することで、多層基板の基板面が回転軸に対して平行となるように、または、回転軸に対して９０度未満の角度で交差するように、多層基板をステージに対して容易に固定することができ、かつフレキシブル基板等の可撓性を有する多層基板を保持する場合でも起立させた状態で安定して固定することができる。その結果、鮮明な透過画像を取得することができ、それらに基づいた精細な三次元再構成画像を生成することができる。また、第１および第２挟持板によって基板を挟む構造のため、放射線の基板内透過距離が短くなるところのビームハードニングによる画像ぼけが生じにくい位置に多層基板を保持して撮像することができる。
【００１３】
さらに、上記基板保持部材が、上記第１挟持板が上記第２挟持板より厚肉でかつ上記多層基板の挟持面の面積が大きく設けられており、該第１挟持板の外周部の少なくとも一部が上記凹部に挿入されて支持される場合は、厚みの大きな第１挟持板により多層基板を安定して保持することができると共に、ステージに対する基板の固定を容易に行うことができる。
【００１４】
また、上記第１挟持板および第２挟持板が、一端側に設けられた回転軸を中心として相対的に回動可能に一体に設けられ、上記多層基板を挟持する各挟持面が開閉可能であり、該第１挟持部材および該第２挟持板を閉じた状態で外周部の少なくとも一部が上記凹部に挿入されて支持される場合は、ケース状の構造を備えたことによって、固定用支持具に対して基板保持部材の剛性が増し、振動等による多層基板の位置ずれ等が生じにくくなると共に、ステージに対する基板の固定を容易に行うことができる。
【００１５】
さらに、上記第１挟持板および第２挟持板の少なくとも一方が、上記多層基板を挟持する挟持面に該多層基板の一面が貼り付けられて保持される粘着部を備える場合は、多層基板が、挟持による保持に加えて、粘着部による粘着力により基板保持部材に対して保持されるので、さらに安定して保持されることができる。
【００１６】
また、上記基板保持部材が、上記多層基板の外周部が挿入されて保持されるガイド溝を備える枠状部材である場合は、枠状部材によって基板の外周部を保持するので、表面の凹凸が大きい多層基板であっても安定して保持することができると共に、基板保持部材の剛性が増し、振動等による多層基板の位置ずれ等が生じにくくなると共に、ステージに対する基板の固定を容易に行うことができる。
【００１７】
さらに、上記基板保持部材が、上記多層基板の保持面に該多層基板の一面が貼り付けられて保持される粘着部を備える板状部材である場合は、基板保持部材に対して多層基板の一面を貼り付けるだけで保持されるので、さらに容易に多層基板を保持させることができる。
また、上記基板保持部材が、多層基板を保持する本体部と該本体部の外周の一部または全周に設けられ且つ該本体部をステージに対して起立させる幅広部とから構成される場合には、基板保持部材をステージに対してより安定して固定することができる。
また、上記基板保持部材の本体部が幅広部に対して９０度未満の角度で一体に形成されている場合には、画像を再構成に有効な角度の異なる方向からの濃淡変化のある多くの透過画像が得られるため、接合部の微細なクラックなどに対する鮮明な再構成画像を得ることができる効果がある。
また、上記基板保持部材が本体部の幅広部に対する角度を可変できるように本体部と幅広部が係合支持されている場合には、多層基板のピッチや接合部の配置に応じた最適な傾斜角に多層基板が保持できるように上記本体部を調整することができる。
さらに、上記基板保持部材が、カーボン材により形成されている場合は、カーボン材の高放射線透過性により、アーチファクトの発生を抑制でき、鮮明な透過画像を撮像することができる。
【００１８】
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、かかる装置を用いて実現する方法としても発明は実現可能である。すなわち、前記に示す「多層基板の放射線透過画像撮像装置」に係わる本発明において説明した事項は、全て、本「多層基板の放射線透過画像撮像方法」にも適用できるものである。また、以上のような放射線透過画像撮像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、上記に示す放射線透過画像撮像装置および放射線透過画像撮像方法に限らず、各種の態様を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。なお、以下に説明する実施形態は、本発明において如何様にも適用できる。
（１）本実施形態の構成：
（２）基板固定用治具の構成：
（３）放射線透過画像撮像装置を用いた撮像方法：
（４）他の実施形態：
【００２０】
（１）本実施形態の構成
図１は、本発明の実施形態である多層基板の放射線透過画像撮像装置１（以下、撮像装置と略記する。）の一例を示す説明図である。同図１に示すように、撮像装置１は、放射線発生器１０と放射線検出器２０と、Ｘ−Ｙステージ３０と、ターンテーブル４０と、昇降機構５０と、基板固定用治具６０とを備えている。これらが図示しない制御手段により制御されることにより、透過画像が撮像される。
【００２１】
放射線発生器１０は、コーンビームＸ線を多層基板Ｐ（以下、基板と略記する。）に対して照射する密閉管型Ｘ線発生器である。なお、本実施形態では、放射線発生器１０より出力される放射線としてＸ線を採用しているが、利用できる放射線としてはＸ線に限られず、γ線等、撮像対象である基板を透過する種々の放射線を採用可能である。
【００２２】
放射線検出器２０は、上記放射線発生器１０から照射されて上記基板Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器で、Ｘ線を光に変換するシンチレータの背面に多数のＣＣＤをマトリックス状に配置した間接変換方式のフラットパネルセンサである。なお、放射線検出器２０としては、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)を用いてＸ線を電気信号に直接変換する直接変換方式のフラットパネルセンサ、あるいはＩ.Ｉ.(Image Intensifier)管でもよく、基板Ｐからの透過放射線の強度を検出できるところの種々の構成を採用することができる。
【００２３】
Ｘ−Ｙステージ３０は、後述する基板固定用治具６０を介して固定された基板ＰをＸ−Ｙ平面上の任意の位置に移動させる。
ターンテーブル４０（本発明にかかる回転機構として例示する。）は、その上に上記Ｘ−Ｙステージ３０を固定的に載置しており、基板Ｐの撮像部位ａをＸ−Ｙステージ３０によりその回転軸Ａ上に配置させ、当該回転軸Ａを中心として３６０度回転させる。
【００２４】
昇降機構５０（本発明にかかる拡大倍率可変機構として例示する。）は、Ｘ−Ｙステージ３０およびターンテーブル４０を上下方向に昇降させる。これにより、基板Ｐを放射線発生器１０および放射線検出器２０に対して近接させたり、離反させたりして撮像部位ａの拡大倍率を調整する。すなわち、この拡大倍率は、放射線発生位置から撮像部位までの距離と、放射線発生位置から検出面までの距離との比率により決定されるので、昇降機構５０がＸ−Ｙステージ３０およびターンテーブル４０を昇降させることにより、これらの距離がそれぞれ調整されて所望の拡大倍率を得ることができる。
また、放射線発生器１０と放射線検出器２０とを結ぶ放射線の光軸Ｒは、ターンテーブル４０の回転軸Ａに対して斜めに交差するように設定されている。この交差する角度としては、０度超〜９０度未満であり、好ましくは、４５度以上７５度未満である。ただし、前述した従来の傾斜型Ｘ線ＣＴ装置として兼用する場合には、放射線発生器１０と放射線検出器２０とを０度超〜９０度未満の範囲で回転軸Ａを中心に一体に回転するようにしてもよい。
【００２５】
（２）基板固定用治具の構成
本実施形態にかかる基板固定用治具６０は、例えば、図２に示すように、基板Ｐを保持する基板保持部材６１と、基板保持部材６１を固定する固定用支持具６２と、を備えている。
基板保持部材６１は、図３に示すように、２枚のカーボン板６１ａ、６１ｂ（本発明にかかる第１および第２挟持板としてそれぞれ例示する。）と、それらを重ね合わせた状態に固定する４つのピン６１ｃとからなる。カーボン板６１ａ、６１ｂは、それぞれカーボンファイバーを樹脂によって積層した高放射線透過性を備えるカーボンプレートからなる。カーボン板６１ａは、後述する固定用支持具６２の保持部材挿入部に安定に係止されるように、その厚さが比較的厚いものとなっている。カーボン板６１ｂは、カーボン板６１ａの厚さと比較して薄く、また、一回り小さく設けられている。なお、これらカーボン板６１ａ、６１ｂは、撮像対象である基板Ｐの大きさに基づいて、その大きさが設定されている。
【００２６】
また、これらカーボン板６１ａ、６１ｂには、それぞれピン６１ｃが挿入される穴Ｈおよび小孔ｈが設けられている。そして、カーボン板６１ａ、６１ｂの間に基板Ｐを挟持し、ピン６１ｃが小孔ｈを貫通して穴Ｈに挿入されることにより、基板Ｐが保持される。
なお、本実施形態では、図２および３に示すように、基板Ｐの四隅に設けられたテストクーポンを撮像部位ａとしているため、基板Ｐは、撮像部位の倍率を高めるとともに撮像部位以外のバンプによるビームハードニングの影響が少ないように、基板保持部材６１に対して斜めに保持されている。
【００２７】
固定用支持具６２は、図２に示すように、Ｘ−Ｙステージ３０に２つ設けられている。固定用支持具６２は、図４に示すように、基板保持部材６１のカーボン板６１ａの外周部のうちの角部周辺が挿入される保持部材挿入部６２ａが設けられている。また、固定用支持具６２には、基板保持部材６１を固定するストッパーとして、基板保持部材６１を押圧して固定する押当部６２ｂと、押当部６２ｂが基板保持部材６１を押圧するための押圧力を付勢するばね６２ｃと、ばね６２ｃによる押圧力に抗して基板保持部材６１の固定を開放するためのつまみ６２ｄとが設けられている。さらに、この固定用支持具６２は板状の２つの基部６２ｅを備えており、図示しないビス等の固定手段により、各基部６２ｅの両端がＸ−Ｙステージ３０に取付けられている。
これら基板保持部材６１と固定用支持具６２とを有する基板固定用治具６０により、基板Ｐは、Ｘ−Ｙステージ３０に対して起立するように、すなわち、回転軸Ａに対して、その基板面が平行となるように固定される。
【００２８】
（３）放射線透過画像撮像装置を用いた撮像方法
次に、上述の構成の撮像装置１による透過画像の撮像方法について説明する。
はじめに、基板保持部材６１に基板Ｐを保持させる（図３参照）。具体的には、カーボン板６１ａに対して、基板Ｐの撮像部位が放射線発生器１０に近く、かつ透過放射線のビームハードニング現象が起き難い位置に基板Ｐを配置し、ピン６１ｃを用いてカーボン板６１ｂにより基板Ｐを挟んだ状態で保持させる。
なお、ビームハードニングが生じ易いか否かは、予め基板Ｐの光軸Ｒの透過する位置の近くにバンプなどが多く存在するかを確認すればよく、ＣＡＤデータや層間に対する透過画像によって調べることができる。
【００２９】
次に、基板Ｐを挟持した基板保持部材６１を、固定用支持具６２の保持部材挿入部６２ａに挿入すると共に、固定用支持具６２の押当部６２ｂにより、基板保持部材６１の外周部に対して押圧力を付与し、基板保持部材６１を安定に固定用支持具６２に固定する（図４、５参照）。これにより、基板Ｐは、Ｘ−Ｙステージ３０に対して起立した状態で固定される。
さらに、Ｘ−Ｙステージ３０を駆動して、撮像部位ａに対して必要とする拡大率が得られるように、昇降機構５０によりＸ−Ｙステージ３０およびターンテーブル４０を昇降させると共に、基板Ｐの撮像部位ａがターンテーブル４０の回転中心となる回転軸Ａを通るように、基板Ｐを平面移動させ、基板Ｐの撮像部位ａと、放射線発生器１０および放射線検出器２０との位置関係を調整する（図１および図２参照）。
【００３０】
その後、基板Ｐの撮像部位ａに向けて放射線を照射する。その状態で、ターンテーブル４０を回転させ、基板Ｐを撮像部位ａの回転軸Ａ周りに０度から３６０度まで回転させ、所定の角度ごとに撮像部位ａの透過画像を撮影する。これによって、撮像部位ａの基板表裏面からの角度の異なる透過画像に加えて、バンプなどで接合された層間に平行な画像と層間に平行になる前後の透過画像を撮像することができる。
最後に、上述のようにして撮影した各透過画像に基づいて、再構成を行うことにより撮像部位ａの三次元再構成画像を生成する。
なお、二次元透過画像から三次元再構成画像を生成する手法には、フーリエ変換法、フィルタ補正逆投影法やコンボリューション逆投影法などがあるが、再構成の手法は何れも公知の技術であるため詳細な説明は省略する。
【００３１】
以上のようにして、本実施形態では、基板Ｐを起立させた状態でＸ−Ｙステージ３０に対して固定して、撮像部位ａの３６０度方向からの透過画像を取得する。すなわち、本実施形態では基板Ｐの各層と平行な平面を、回転軸Ａに対して平行に配置するようにしたので、基板Ｐの各層に対して、回転軸Ａと交差する放射線の光軸Ｒを層間に対して平行に配置させることができ、その際の透過画像を取得することができる。これにより、超高多層基板のような、層間ピッチが従来の多層基板と比較して極めて小さいような基板であっても、精細な三次元再構成画像を生成することができる。
【００３２】
また、２枚のカーボン板６１ａ、６１ｂを有する基板保持部材６１により基板Ｐを挟持するようにしたので、いわゆるフレキシブル基板等の可撓性を有する基板であっても安定して起立させることができる。その結果、そのような基板の鮮明な透過画像を取得することができ、それらに基づいた精細な三次元再構成画像を生成することができる。
さらに、放射線透過性の高いカーボン材からなる板により基板Ｐを挟持するようにしたので、アーチファクトの発生を抑制でき、鮮明な透過画像を撮像することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、２枚のカーボン板６１ａ、６１ｂを有する基板保持部材６１により基板Ｐを挟持するようにし、かつ固定用支持具６２の保持部材挿入部６２ａに基板保持部材６１を挿入し、さらにばね６２ｃにより付勢される押当部６２ｂによって基板保持部材６１に押圧力が付与された状態で基板Ｐが固定される。これにより、基板Ｐを、極めて容易にかつ堅固に固定することができる。また、これにより基板Ｐが堅固に支持されるので、Ｘ−Ｙステージ３０による平面移動やターンテーブル４０による回転に対しても、位置ずれや揺れ等が発生し難く、鮮明な透過画像を撮像することができる。
【００３４】
（４）他の実施形態：
なお、本発明においては、上述の実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施形態とすることができる。すなわち、上述の実施形態においては、基板Ｐの各層に平行な平面と回転軸Ａとが平行になるように基板Ｐを配置するようにしたが、これに限定されず、例えば、回転軸Ａに対して、基板Ｐを傾斜させて、すなわち、基板Ｐの各層に平行な平面と回転軸Ａとが９０度未満の角度で交差するように、基板Ｐを配置するようにしてもよい。これにより、基板Ｐを回転軸Ａに対して平行に配置した場合と比較して、異なる角度方向からの画像の再構成に有効な変化の大きな濃淡情報を含む透過画像を撮像することができる。
【００３５】
基板Ｐを傾斜させて配置する方法としては、例えば、図５に示すように、基板固定用治具６０において、固定用支持具６２に設けられた保持部材挿入部６２ａを角度θ傾斜させて設けるようにする例を挙げることができる。これにより、基板保持部材６１が傾斜した状態で固定されるので、この基板保持部材６１に保持されている基板Ｐも傾斜した状態となる。なお、基板Ｐを回転軸Ａに対して傾斜させる角度としては、基板Ｐの層間ピッチやバンプなどの配置に応じて、層間の十分な情報が取得できかつ平行に配置した場合よりも多様な情報が得られる程度の角度となるように適宜設定すればよい。
【００３６】
また、上述の実施形態においては、放射線発生器１０と放射線検出器２０とを結ぶ放射線の光軸Ｒと、基板Ｐとを相対回転させる回転機構として、ターンテーブル４０を用いる例を説明したが、これに限定されず、例えば、図６に示すように、放射線検出器２０を、放射線発生器１０の焦点を通る回転軸Ａを中心として回転させ、かつ、基板Ｐの撮像部位ａが、放射線検出器２０の回転により移動する光軸Ｒに追従させるようにＸ−Ｙステージ３０を駆動させる回転機構としてもよい。また、この場合、放射線発生器１０としては、立体角２πの範囲で放射線を照射可能な放射線発生器とすることができる。
なお、放射線検出器２０は、Ｘ−Ｙステージ３０に対して傾斜して配置する場合を例示したが、放射線検出器２０はＸ−Ｙステージ３０に対して平行に配置してもよい。この場合においても、放射線発生器１０の焦点と放射線検出器２０の検出面の各受光素子との位置関係は予め分かっているので、フィルタ補正逆投影法等により再構成演算を行えばよい。
【００３７】
さらに、上述の実施形態においては、拡大倍率可変機構として、Ｘ−Ｙステージ３０およびターンテーブル４０を昇降させる昇降機構５０を備えるようにしたが、これに限定されず、例えば、固定的に配置された基板Ｐに対して、放射線発生器１０および放射線検出器２０を近接、離反させる拡大倍率可変機構としてもよい。
また、上述の実施形態においては、放射線発生器１０を基板Ｐの下側に、放射線検出器２０を基板Ｐの上側にそれぞれ配置するようにしたが、これに限定されず、例えば、放射線発生器１０を基板Ｐの上側に、放射線検出器２０を基板Ｐの下側にそれぞれ配置するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、上述の実施形態では、基板固定用治具として、２枚のカーボン板６１ａ、６１ｂと、それらを重ね合わせた状態に固定する４つのピン６１ｃとからなる基板保持部材６１を備える基板固定用治具６０を用いたが、これに限定されず、例えば、図７に示すように、同じ厚さ、同じサイズの２枚の挟持板７１ａ、７１ｂが開閉可能に一体に設けられたケース状の構造である基板保持部材７１を備える基板固定用治具７０としてもよい。また、上述の実施形態では、２枚のうちの１枚のカーボン板６１ａのみを保持部材挿入部６２ａに挿入するようにしたが、これに限定されず、例えば、重ね合わされた２枚の挟持板をそのまま保持部材挿入部６２ａに挿入するようにしてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態においては、挟持板として、厚みの異なる２枚のカーボン板６１ａ、６１ｂを用いるようにしたが、これに限定されず、例えば、同じ厚みの２枚の挟持板としてもよいし、固定用支持具６２の保持部材挿入部６２ａに挿入される部分のみが厚肉であり、それ以外の部分の厚みはカーボン板６１ｂと同じ厚みであるカーボン板６１ａをそれぞれ挟持部材として用いてもよい。
【００４０】
さらに、上述の実施形態では、２枚のカーボン板６１ａ、６１ｂにより基板Ｐを挟持して保持するようにしたが、これに限定されず、例えば、図８に示すように、１枚の板状部材からなる基板保持部材８１の基板Ｐの保持面に粘着部８１ａを備え、この粘着部８１ａに基板Ｐの一面を貼り付けて保持するようにしてもよい。さらに、２枚の挟持板の間に基板Ｐを挟持する形態の場合、それら基板Ｐの挟持面の少なくとも一方側の挟持面に粘着部を備えるようにしてもよい。
【００４１】
なお、上記粘着部としては、シリコン系樹脂または非シリコン系樹脂等（アクリル系樹脂、天然ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、イソプレン系ゴムなど）、からなる粘着部を例示することができる。また、粘着部は、上記溶剤系粘着剤に限らず、非溶剤系粘着剤を用いても良い。この粘着部は、所定の粘着剤を基板保持部材の表面に所定形状になるように塗布（例えば、スクリーン印刷）され、必要に応じて乾燥等されて形成されることができる。また、粘着部は、極めて薄い樹脂とすることにより、弾性による振動が小さく、また、基板Ｐの平坦性を損なうことなく基板保持部材に固定することができる。粘着部の具体的な厚さとしては、５０〜３００μｍ、好ましくは、１００〜１５０μｍである。この粘着部は、基板保持部材の片面の全面に設けられていてもよいし、所定形状（点、線等の配列パターン等）であってもよい。
【００４２】
また、上述の実施形態では、２枚のカーボン板６１ａ、６１ｂにより基板Ｐを挟持して保持するようにしたが、これに限定されず、例えば、図９に示すように、基板Ｐの外周部が挿入されるガイド溝Ｇが設けられた基板保持部材９１としてもよい。
【００４３】
また、上述の実施形態では、基板Ｐを基板保持部材６１に対して斜めに挟持されて保持されるようにしたが、これに限定されず、例えば、基板Ｐにおける撮像部位ａの位置、撮像倍率、ビームハードニングによる画像への影響等をそれぞれ勘案し、それに応じて基板Ｐが保持される方向を適宜決定すればよい。
【００４４】
また、上述の種々の基板保持部材において、基板Ｐを所定位置に正しく配置して保持させるための基準点、基準線等のマークを基板保持部材の基板保持面に設けるようにしてもよい。
【００４５】
さらに、上述の実施形態では、基板固定用治具として、２つの固定用支持具６２の保持部材挿入部６２ａに基板保持部材６１の外周部の角部周辺が挿入されて固定される基板固定用治具６０を用いたが、これに限定されず、例えば、基板保持部材の外周部の一辺の周辺が挿入される保持部材挿入部を有するひとつの固定用支持具により基板保持部材が固定される基板固定用治具としてもよい。
【００４６】
さらに、上述の実施形態においては、基板固定用治具として、基板保持部材６１を固定用支持具６２に挿入して固定する基板固定用治具６０を用いたが、これに限定されず、例えば、固定用支持具として、Ｘ−Ｙステージ３０に固定された基部のみを設け、基板保持部材の外周の一部または全体を幅広にし、固定用支持具に対して自立させるようにしてもよい。
具体的には、図１０（ａ）のように、基板固定用治具１００は、基板Ｐを挟持して保持する挟持板１０１ａ、１０１ｂ（本発明に係る本体部として例示する）と、上記Ｘ−Ｙステージ３０に固定された基部１０２ｅに対して基板保持部材１０１が自立可能なように設けられた幅広部１０１ｄと、を備える基板保持部材１０１を具備している。幅広部１０１ｄは、挟持板１０１ａの四辺全周に設けられており、上述の実施形態で示した図１から図５のように撮像部位であるテストクーポンなどの撮像部位ａが配線パターン内や基板Ｐの端面にあり、撮像部位を基板Ｐから切断して外さない場合に基板Ｐを基板保持部材１０１に保持したままで基板保持部材１０１を回転し、基板Ｐの各々の端面にある撮像部位を撮像する場合において好都合な手法である。また、図１０（ｂ）に示すように、上述の実施形態と同様の構成の固定用支持具６２により、幅広部１０１ｄが挿入されて固定されるようにしてもよい。
【００４７】
さらに、検査対象である基板Ｐのサイズが小さい場合やテストクーポンを含む基板の一部を切断してテストクーポンを撮像する場合には、基板Ｐを保持した基板保持部材６１を撮像の都度に回転する必要が無いため、図１１（ａ）のように挟持板１０１ａの外周を幅広にした幅広部１０１ｄは挟持板１０１ａの一端面のみに設ければよい。
また、幅広部１０１ｄを挟持板１０１ａの一部に設ける場合には、図１１（ｂ）に示すように、より濃淡情報の変化が多い透過画像を得るために、基板Ｐの基板面が回転軸Ａに対して所定の角度θをなすように、挟持板１０１ａと幅広部１０１ｄとを傾斜させて形成するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、図１２（ａ）および（ｂ）のように、幅広部１０１ｄに対して挟持板１０１ａを回転可能に係合させる係合部１０１ｅを設けるようにして、基板Ｐと回転軸Ａとがなす角度θを自在に設定できるようにしてもよい。この場合、図１３に示すように、上述の実施形態と同様の構成の固定用支持具６２を設けて挟持板１０１ａおよび幅広部１０１ｄを保持部材挿入部６２ａに挿入し、挟持板１０１ａおよび幅広部１０１ｄが押当部６２ｂによって押圧されることにより、設定した角度θをより確実に保持できるようにしてもよい。このとき、固定用支持具６２には、傾斜角度θを示す分度器６２ｆを設けてもよい。なお、図１３では、分度器６２ｆは挟持板１０１ａにおける基板Ｐの挟持面により傾斜角度θが示されるように目盛が設けられている。
【００４９】
なお、上記の図１３においては、図４と同じ符号による同じ構造を図示し押当部６２ｂに押圧力を付勢するばね６２ｃによって基板保持部材１０１を挟持する実施形態を提案したが、ばね力に加えて図示しないネジを備えたつまみ６２ｄを回転することにより押当部６２ｂの底面を基部６２ｅの表面に押し当て、上記底面と表面に形成された図示しない粗面どうしの摩擦によって、より安定した押圧力を基板保持部材１０１の両側面に与えるようにしてもよい。
また、幅広部１０１ｄに対向する押当部６２ｂの一部に幅広部１０１ｄの両端を上から押さえる構造を追加することにより、基板保持部材１０１を基部６２ｅに対してより安定して保持できるようにしてもよい。
【００５０】
さらに、上述の種々の基板保持部材において、その材質はカーボン材に限られず、アルミニウム材、マグネシウム材、チタン材等の原子番号が小さい金属や、アクリル材等の樹脂等、放射線に対する透過性が高い種々の材質を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態にかかる多層基板の放射線透過画像撮像装置の概略説明図である。
【図２】本実施形態にかかる基板固定用治具を示す説明図である。
【図３】本実施形態にかかる基板保持部材を示す説明図である。
【図４】本実施形態にかかる固定用治具の要部拡大図である。
【図５】他の実施形態にかかる基板固定用治具の例を示す説明図である。
【図６】他の実施形態にかかる多層基板の放射線透過画像撮像装置の例を示す概略説明図である。
【図７】他の実施形態にかかる基板保持部材の例を示す説明図である。
【図８】他の実施形態にかかる基板保持部材の例を示す説明図である。
【図９】他の実施形態にかかる基板保持部材の例を示す説明図である。
【図１０】他の実施形態にかかる基板固定用治具の例を示す説明図であり、（ａ）は基板保持部材が幅広部により固定用支持具に対して起立して固定される形態、（ｂ）は基板保持部材が幅広部を固定用支持具に挿入されて固定される形態をそれぞれ示す。
【図１１】他の実施形態にかかる基板保持部材の例を示す説明図であり、（ａ）は幅広部が一端面のみに設けられた形態、（ｂ）は一端面のみに設けられた幅広部と挟持板とを傾斜させて設けた形態をそれぞれ示す。
【図１２】他の実施形態にかかる基板保持部材の例を示す説明図であり、（ａ）は幅広部に対して挟持板が回転可能に設けられた形態、（ｂ）は（ａ）の基板保持部材を分解して表した図をそれぞれ示す。
【図１３】他の実施形態にかかる基板保持部材および固定用支持具の例の要部を拡大した説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１；放射線透過画像撮像装置、１０；放射線発生器、２０；放射線検出器、３０；Ｘ−Ｙステージ、４０；ターンテーブル、５０；昇降機構、６０、７０、１００；基板固定用治具、６１、７１、８１、９１、１０１；基板保持部材、６１ａ、６１ｂ；カーボン板、６１ｃ；ピン、６２、１０２；固定用支持具、６２ａ；保持部材挿入部、６２ｂ；押当部、６２ｃ；ばね、６２ｄ；つまみ、６２ｅ、１０２ｅ；基部、６２ｆ；分度器、７１ａ、７１ｂ、１０１ａ、１０１ｂ；挟持板、８１ａ；粘着部、１０１ｄ；幅広部、１０１ｅ；係合部、Ａ；回転軸、ａ；撮像部位、Ｈ；穴、ｈ；小孔、Ｐ；基板、Ｇ；ガイド溝、Ｒ；光軸、θ；基板面と回転軸とがなす角度。
【図１】
2010091534.tif 000003
【図２】
2010091534.tif 000004
【図３】
2010091534.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010091534.tif 000008
【図７】
2010091534.tif 000009
【図８】
2010091534.tif 000010
【図９】
2010091534.tif 000011
【図１０】
2010091534.tif 000012
【図１１】
2010091534.tif 000013
【図１２】
2010091534.tif 000014
【図１３】
2010091534.tif 000015