(57)【要約】【課題】欠陥が存在しないことをより短時間に確認でき、欠陥が存在する場合には欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけられる超音波検査方法を提供することにある。【解決手段】超音波センサ２Ｂを送信用とし、超音波センサ２Ａを受信用とする透過法による超音波検査が実施される。複数の圧電振動素子３Ｂから送信された超音波は、多層型半導体１１内の焦点１２に集束され、多層型半導体１１を透過して複数の圧電振動素子３Ａで受信される。信号処理装置２９は、これらの圧電振動素子３Ａからの各受信信号を基に透過画像情報を作成する。透過画像情報に欠陥領域が存在する場合には、まず、超音波センサ２Ａを用いた反射法による超音波検査が、多層型半導体１１内の上方から半分の層構造物に対して行われる。超音波センサ２Ｂを用いた、下方半分の層構造物に対する反射法による超音波検査が、その後に行われる。【選択図】図１
2008180523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アレイ型超音波センサ及び第２アレイ型超音波センサを、複数の層構造物を有する検査対象物を挟んで互いに向かい合って配置し、前記第１アレイ型超音波センサ及び前記第２アレイ型超音波センサのうちの一方の超音波センサから前記検査対象物に超音波を送信し、前記検査対象物を透過した前記超音波を前記第２アレイ型超音波センサ及び前記第２アレイ型超音波センサのうちの他方の超音波センサで受信し、前記他方の超音波センサから出力された第１受信信号を基に第１画像情報を作成し、前記第１画像情報に基づいて前記検査対象物内の欠陥が見つかったとき、前記検査対象物への超音波の送信及び前記検査対象物から反射される前記超音波の受信を同一の前記超音波センサにて行い、この超音波センサから出力される第２受信信号を基に第２画像情報を作成することを特徴とする超音波検査方法。
【請求項２】
前記同一の超音波センサの複数の振動子から送信されるそれぞれの超音波を前記層構造物に集束させ、反射した超音波を前記複数の振動子で受信し、それぞれの振動子から前記第２受信信号を出力する請求項１に記載の超音波検査方法。
【請求項３】
前記第１画像情報及び前記第２画像情報を表示装置に表示する請求項１または請求項２に記載の超音波検査方法。
【請求項４】
前記同一の超音波センサが、前記検査対象物への超音波の送信及び前記検査対象物から反射される前記超音波の受信を行う前記第１アレイ型超音波センサ、及び、前記検査対象物への超音波の送信及び前記検査対象物から反射される前記超音波の受信を行う前記第２アレイ型超音波センサであり、前記第１アレイ型超音波センサから出力される前記第２受信信号を基に前記第２画像情報である第１反射画像情報を作成し、前記第２アレイ型超音波センサから出力される前記第２受信信号を基に前記第２画像情報である第２反射画像情報を作成する請求項１に記載の超音波検査方法。
【請求項５】
前記第１アレイ型超音波センサの複数の第１振動子から送信されるそれぞれの超音波を前記層構造物に集束させ、反射した超音波を前記複数の第１振動子で受信し、それぞれの第１振動子から前記第２受信信号を出力し、
前記第２アレイ型超音波センサの複数の第２振動子から送信されるそれぞれの超音波を他の前記層構造物に集束させ、反射した超音波を前記複数の第２振動子で受信し、それぞれの第２振動子から前記第２受信信号を出力する請求項４に記載の超音波検査方法。
【請求項６】
前記複数の第１振動子から送信されるそれぞれの超音波を集束させる前記層構造物の数は、前記検査対象物内の複数の前記層構造物のうち前記第１振動子側からの所定数であり、前記複数の第２振動子から送信されるそれぞれの超音波を集束させる前記層構造物の数は、前記検査対象物内の残りの前記層構造物の数である請求項５に記載の超音波検査方法。
【請求項７】
前記第１画像情報、前記第１反射画像情報及び前記第２反射画像情報を表示装置に表示する請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の超音波検査方法。
【請求項８】
複数の第１振動子を有する第１アレイ型超音波センサと、複数の第２振動子を有する第２アレイ型超音波センサと、
複数の遅延装置と、前記遅延装置と前記第１振動子の第１接続状態と、前記遅延装置と前記第２振動子の第２接続状態を切替える複数の第１スイッチング装置を含む第１切替装置を有し、前記第１スイッチング装置の切替操作によって前記遅延装置に接続された、前記第１振動子及び前記第２振動子のうちの１つの振動子に送信信号を送信するパルサと、
複数の遅延メモリと、前記遅延メモリと前記第１振動子の第３接続状態と、前記遅延メモリと前記第２振動子の第４接続状態を切替える複数の第２スイッチング装置を含む第２切替装置を有するレシーバと、
複数の層構造物を有する検査対象物を挟んで互いに向かい合って配置される前記第１振動子及び前記第２振動子のうち送信用として用いる一方の振動子を前記遅延装置に接続するように前記第１スイッチング装置を制御し、前記第１振動子及び前記第２振動子のうち受信用として用いる他方の振動子を前記遅延メモリに接続するように前記第２スイッチング装置を制御し、
送信用の前記一方の振動子に受信される送信信号を複数の前記遅延装置にそれぞれ出力し、前記遅延装置及び前記遅延メモリに遅延時間情報を出力し、及び
前記検査対象物に欠陥が存在する場合に、前記検査対象物への超音波の送信及び前記検査対象物から反射される前記超音波の受信の両方を行う、前記第１振動子及び前記第２振動子のうちの一方の振動子が、前記遅延装置及び前記遅延メモリにそれぞれ接続されるように前記第１スイッチング装置及び前記第２スイッチング装置を制御する制御装置と、
受信用の前記他方の振動子から出力される第１受信信号を基づいて得られる第１の情報を用いて第１画像情報を作成し、送信及び受信を行う前記一方の振動子から出力される第２受信信号に基づいて得られる第２の情報を用いて第２画像情報を作成する画像情報作成装置とを備えたことを特徴とする超音波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波検査方法及び超音波検査装置に係り、特に、多層型半導体及び多層型ＩＣなどの多層構造物である検査対象物の超音波検査に適用するのに好適な超音波検査方法及び超音波検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内部のはく離及びボイドなどの有無を調べる半導体及びＩＣなどの微細な構造物に対する超音波検査においては、従来、単一焦点型の超音波センサをスキャナなどにより機械的に二次元走査する方法が実用化されている。この方法は、単一焦点型超音波センサで検査対象物である上記構造物内の検査対象部位に焦点を結んで超音波の送・受信を行い、検査対象部位からの反射波をゲート処理することによって、その反射波の強度を求める。単一焦点型超音波センサを機械的に二次元走査し、得られた反射波の情報を２次元空間に並べるマッピングを行って、検査画像情報が作成される。この検査画像情報を基に、欠陥の有無を調べる（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
しかしながら、上述した単一焦点型超音波センサを機械的に走査する検査方法は、超音波のビーム径及び機械走査の送り幅（ピッチ）が検査画像の空間分解能を決定している。このため、小さい欠陥の検出には、その走査ピッチを細かくする必要があった。しかし、走査ピッチを細かくした場合には、単一焦点型超音波センサの機械的な走査に時間を要し、検査時間が長くなるという問題が生じる。この問題を解決するために、アレイ型超音波センサを用いた検査手法が考案されてきた。
【０００４】
アレイ型超音波センサは、複数の圧電振動素子を一列に配列し、この一部に素子駆動の時間遅延を与えて超音波を送信及び受信することで、検査対象部位に送信された超音波を集束させて焦点を結ぶことができる。また、圧電振動素子の並び（アレイ方向）の法線方向にレンズを配置することによって、または圧電振動素子の配列を曲面上に配置することによって、単一焦点型超音波センサと同様に、一点に集束するように超音波を送信及び受信することができる。また、アレイ型超音波センサで焦点を結び、アレイ方向での超音波の送信及び受信に用いる一部の圧電振動素子を電子的に切替えて電子的に走査することによって、機械走査よりも迅速な超音波検査が可能となった（例えば、特許文献３及び４参照）。アレイ型超音波センサを用いた検査方法には、反射法及び透過法と呼ばれるそれぞれの超音波検査方法がある。反射法は、アレイ型超音波センサから送信した超音波が検査対象物内部の欠陥で反射されて生じる反射波を受信し、この反射波の強度に基づいて検査画像情報を作成する（特許文献３参照）。透過法は、例えば超音波の減衰の大きな検査対象物を間に挟むように２つのアレイ型超音波センサを配置し、一方のアレイ型超音波センサから送信されて検査対象物を透過した超音波を他方のアレイ型超音波センサにて受信し、検査画像情報を作成する（特許文献４参照）。
【０００５】
特許文献５にも、透過法による超音波検査が説明されている。透過法を実施する前に反射法により検査対象物内の欠陥に上方の超音波センサの焦点を合わせ、上方の超音波センサの高さが決められる。その後、受信器への配線を下方の超音波センサにつなぎ替えて、透過法が実施される。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２３２０９２号公報
【特許文献２】特開平７−２４４０３０号公報
【特許文献３】特開平１１−３０４７６９号公報
【特許文献４】特開２００３−２６２６２０号公報
【特許文献５】特許第３８２２５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、携帯電話及びデジタルカメラなどの小型電子機器の普及に伴い、集積回路（ＩＣ）の高集積化が急速に進んでいる。これまでのＩＣの高集積化においては、製造プロセスの微細化技術に因るところが大部分を占めていた。しかしながら、ここ数年間でのこれら小型電子機器の高機能化、多機能化及び高性能化は目覚しく、更なる高密度実装技術が必要となってきた。このため、半導体メーカは、更なる実装密度の向上を目指して、ＩＣチップ（層構造物）を層状に配置した多層型半導体の開発を行い、その多層型半導体を実用化している。しかしながら、多層型半導体は、プロセスが微細化している上、積層構造であるので、その信頼性確保が大きな課題になっている。この信頼性確保のためには、多層型半導体を検査する技術開発が必要となっている。
【０００８】
従来の単層型半導体においては、その接合部のはく離などの欠陥検査に反射型の超音波検査が用いられてきた（特許文献１〜３）。しかし、多層型半導体に反射法による超音波検査を適用した場合には、複数層のうちの下層の超音波検査では、上層の各層で生じる反射波の影響により、下層の反射波を検出しにくいという課題があった。このため、発明者らは、２つの超音波センサを、多層型半導体を間に挟むように配置し、その上層での反射波の影響を受けない透過法により、多層型半導体の超音波検査を行うことが考えられている。しかしながら、従来の透過法では、超音波が検査対象物を通過してきたか否かだけの情報により、検査を行うため、その欠陥が多層構造物のどの層にあるのかを特定できなかった。
【０００９】
本発明の目的は、欠陥が存在しないことをより短時間に確認でき、欠陥が存在する場合には欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけることができる超音波検査方法及び超音波検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、第１アレイ型超音波センサ及び第２アレイ型超音波センサのうちの一方の超音波センサから複数の層構造物を有する検査対象物に超音波を送信し、検査対象物を透過した超音波を第１アレイ型超音波センサ及び第２アレイ型超音波センサのうちの他方の超音波センサで受信し、他方の超音波センサから出力された第１受信信号を基に第１画像情報を作成し、第１画像情報に基づいて検査対象物内の欠陥が見つかったとき、その検査対象物への超音波の送信及び検査対象物から反射される超音波の受信を同一の超音波センサにて行い、この超音波センサから出力される第２受信信号を基に第２画像情報を作成することにある。
【００１１】
一方の超音波センサから検査対象物に送信されて検査対象物を透過した超音波を他方の超音波センサで受信し、他方の超音波センサから出力された第１受信信号を基に第１画像情報を作成しているので、複数の層構造物を有する検査対象物に欠陥が無い場合に欠陥が無いことをより短時間に確認することができる。第１画像情報により検査対象物内に欠陥を見つけたときに、その検査対象物への超音波の送信及び検査対象物から反射される超音波の受信を同一の超音波センサにて行い、この超音波センサから出力される第２受信信号を基に第２画像情報を作成するので、欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数層の層構造物を有する検査対象物において欠陥が存在しないことをより短時間に確認することができる。また、欠陥が存在する検査対象物において、欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の好適な一実施例である超音波検査方法を、図１〜６を用いて以下に説明する。まず、この超音波検査方法に用いられる超音波検査装置１を図１に基づいて説明する。超音波検査装置１は、探傷装置２、送信受信装置１６及び制御装置２６を備えている。
【００１５】
探傷装置１は、アレイ型超音波センサ（以下、単に超音波センサという）２Ａ，２Ｂ及び走査装置４を有する。超音波センサ２Ａは複数の圧電振動素子３Ａを有し、超音波センサ２Ｂは複数の圧電振動素子３Ｂを有している。圧電振動素子３Ａの個数は圧電振動素子３Ｂのそれと同じである。超音波センサ２Ａは超音波センサ２Ｂの上方に位置する。走査装置４は、床面等に設置される支持部材５、Ｙ方向移動装置６、Ｚ方向移動装置７，８及びＸ方向移動装置９を有する。Ｙ方向移動装置６は、支持部材５にＹ方向に移動可能に取り付けられている。Ｚ方向移動装置７，８は、Ｙ方向移動装置６に、それぞれＺ方向（上下方向）に移動可能に取り付けられている。超音波センサ２ＡはＺ方向移動装置８に取り付けられる。超音波センサ２ＢはＺ方向移動装置７に取り付けられている。超音波センサ２Ａと超音波センサ２Ｂは、圧電振動素子３Ａと圧電振動素子３Ｂが互いに向き合うように配置されている。Ｘ方向移動装置９は、図示されていないが、支持部材５にＸ方向に移動可能に取り付けられる。Ｘ方向は、Ｚ方向に直交し、水平方向に伸びる一つの方向である。Ｙ方向は、Ｚ方向に直交し、水平方向でそのＸ方向に直交している。水平方向に伸びる支持部材１０が、Ｚ方向に移動可能にＸ方向移動装置９に取り付けられる。検査対象物である多層型半導体１１は、支持部材１０に取り付けられる。
【００１６】
走査装置４の支持部材５は、水槽１４の外側に配置された支柱（図示せず）に取り付けられて支持されている。水槽１４内には水１５が充填されている。超音波センサ２Ａ，２Ｂ及び支持部材１０に取り付けられた検査対象物である多層型半導体１１は、水槽１４内に配置され、水１５の中に浸漬される。
【００１７】
送信受信装置１６は、パルサ１７及びレシーバ２１を有する。パルサ１７は、送信遅延回路１８、送信切替回路１９及び送信増幅器２０を有する。送信遅延回路１８は、図示されていないが、圧電振動素子３Ａの個数と同じ個数が存在する。送信切替回路１９は、その個数の第１スイッチング回路を有するマルチプレクサ（またはクロスポイントスイッチ）を用いる。送信増幅器２０は、図示されていないが、圧電振動素子３Ａ，３Ｂのそれぞれの個数を合計した個数だけ存在する。１つの送信遅延回路１８は、送信切替回路１９の１つの第１スイッチング回路の一端子に接続される。この第１スイッチング回路の他の２つの端子は、２つの送信増幅器２０に別々に接続されている。このように接続された送信遅延回路１８、第１スイッチング回路及び送信増幅器２０の第１接続体が、圧電振動素子３Ａの個数だけ設けられている。これらの第１接続体のそれぞれにおいて、２つの送信増幅器２０のうち一方は１つの圧電振動素子３Ａに、他方は１つの圧電振動素子３Ｂに接続される。それぞれの第１接続体において第１スイッチング回路は、切替操作により、該当する送信増幅器２０を介した、送信遅延回路１８と圧電振動素子３Ａ及びその送信遅延回路１８と圧電振動素子３Ｂのいずれかの接続状態を実現する。
【００１８】
レシーバ２１は、受信切替回路２５、受信増幅器２４、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２３及び遅延メモリ２２を有する。受信切替回路２５は、複数の第２スイッチング回路を有するマルチプレクサ（またはクロスポイントスイッチ）を用いる。図示されていないが、受信切替回路２５の第２スイッチング回路、受信増幅器２４、Ａ／Ｄ変換器２３及び遅延メモリ２２も、圧電振動素子３Ａの個数と同じ個数が存在する。１つの第２スイッチング回路、１つの受信増幅器２４、１つのＡ／Ｄ変換器２３及び１つの遅延メモリ２２がこの順に接続されて構成された第２接続体が、上記の個数だけ設けられている。これらの第２接続体のそれぞれにおいて、第２スイッチング回路の１つの端子が圧電振動素子３Ａに、その第２スイッチング回路の他の１つの端子が圧電振動素子３Ｂに接続される。それぞれの第２接続体において、第２スイッチング回路は、切替操作により、圧電振動素子３Ａと受信増幅器２４及び圧電振動素子３Ｂとその受信増幅器２４のいずれかの接続状態を実現する。
【００１９】
パルサ１７及びレシーバ２１内のそれぞれの接続体を上記したように構成することによって、パルサ１７内の送信遅延回路１８、及びレシーバ２１内の受信増幅器２４、Ａ／Ｄ変換器２３及び遅延メモリ２２を、圧電振動素子３Ａ，３Ｂで共用することができる。
【００２０】
コンピュータ２７は、制御器２８、信号処理装置２０及び記憶装置３０を含んでいる。信号処理装置２９は、画像情報作成装置としても機能する。制御装置２６は、制御器２８、走査制御器３１、切替制御器３２、遅延制御器３３及び加算回路３４を有する。制御器２８は、走査制御器３１、切替制御器３２及び遅延制御器３３に接続される。走査制御器３１は、走査装置４のＸ方向体移動装置９、Ｙ方向移動装置６及びＺ方向移動装置７，８及びＸ方向移動装置９にそれぞれ接続されている。切替制御器３２は、各送信切替回路１９及び各受信切替回路２５に接続される。遅延制御器３３は、各送信遅延回路１８及び各遅延メモリ２２にそれぞれ接続される。加算回路３４は、各遅延メモリ２２にそれぞれ接続され、さらに信号処理装置２９に接続される。信号処理装置２９は、記憶装置３０及び表示装置３５に接続される。
【００２１】
超音波検査装置１を用いた本実施例の超音波検査方法を、検査対象物である多層型半導体１１を検査する場合を例にして、図２に示す手順により説明する。多層型半導体１１は複数層の層構造物として例えば複数層のＩＣチップを有している。図２に示すステップＳ１を実行する前に、多層型半導体１１を支持部材１０に取り付ける。オペレータは、入力装置（図示せず）から検査開始信号を制御器２８に入力する。制御器２８は走査制御器３１に対して走査指令を出力する。走査指令を入力した走査制御器３１は、Ｘ方向移動装置９に設けられた支持部材用駆動装置、Ｙ方向移動装置６及びＺ方向移動装置７，８に駆動指令を出力する。支持部材用駆動装置、Ｙ方向移動装置６及びＺ方向移動装置７，８がそれぞれ駆動され、支持部材１０、超音波センサ３Ａ，３Ｂが水槽１４内の水１５中で所定の位置に配置される。多層型半導体１１は、超音波センサ３Ａと超音波センサ３Ｂの間に配置される。
【００２２】
透過法を実施し、検査対象物の検査画像情報を作成する（ステップＳ１）。透過法による多層型半導体（以下、検査対象物と称する）１１の検査が、実施される。超音波センサ２Ｂを送信用とし、超音波センサ２Ａを受信用とした場合について、説明する。オペレータは、検査開始指令、透過法において送信用として超音波センサ２Ｂを、受信用として超音波センサ２Ａを用いることを示すセンサ指定指令、及び検査対象物１１内での深さ方向における超音波の焦点位置（超音波の集束点）を示す焦点位置情報を、上記の入力装置から制御器２８に入力する。さらに、反射法において先に使用する超音波センサ（例えば、超音波センサ２Ａ）を指定するセンサ指定指令も、その入力装置から制御器２８に入力される。検査対象物１１内での深さ方向における超音波の焦点（以下、単に焦点という）の位置は、欠陥の発生確率等に基づいてオペレータが決定すればよい。例えば、検査対象物１１内のどの層に欠陥が発生するか分からない場合には、検査対象物１１の厚み方向での中心に焦点位置を設定すればよい。また、検査対象物１１の下層に欠陥が発生しやすい場合には、想定する下層の欠陥発生層に焦点位置を設定すればよい。設定される、深さ方向における焦点位置は、透過法により受信信号に基づいて作成される検査画像情報における欠陥像のボケ及びそのボケによる欠陥の検出限界寸法を左右することになる。
【００２３】
制御器２８は、入力した検査開始指令及びセンサ指定指令に基づいて、全圧電振動素子３Ｂのうちの一部である連続した複数の圧電振動素子３Ｂに対する励起信号（送信信号）、及び切替指令を出力する。全圧電振動素子３Ｂのうちの一部である連続した複数の圧電振動素子（以下、一部の圧電振動素子という）３Ｂとは、例えば、超音波センサ２Ｂが１９個の圧電振動素子３Ｂを有する場合には連続した５個の圧電振動素子３Ｂである。制御器２８は、入力した焦点位置情報に基づいて求めた、一部の圧電振動素子３Ｂに対応する各遅延時間情報、及び上記の励起信号を遅延制御器３３に出力する。また、制御器２８は、上記した一部の圧電振動素子３Ｂに対応する各切替指令を切替制御器３２に出力する。
【００２４】
切替制御器３２は、送信切替回路１９に含まれる第１スイッチング回路のうち、上記した一部の圧電振動素子３Ｂに接続されているそれぞれの第１スイッチング回路を制御し、これらの圧電振動素子３Ｂと該当する送信遅延回路１８をそれぞれ接続状態にする。また、切替制御器３２は、これらの圧電振動素子３Ｂと向き合っている同じ個数の圧電振動素子（一部の圧電振動素子）３Ａが接続されている、受信切替回路２５に含まれる各第２スイッチング回路を制御する。これらの第２スイッチング回路は、その制御によって、それらの圧電振動素子３Ａと該当するそれぞれの受信増幅器２４を接続する。
【００２５】
遅延制御器３３から励起信号及び遅延時間情報を入力した各送信遅延回路１８は、入力した遅延時間情報に基づいて遅延させた励起信号を出力する。この励起信号は、該当するそれぞれの第１スイッチング回路を介して各送信増幅器２０に入力される。これらの送信増幅器２０で増幅された励起信号は、一部の圧電振動素子３Ｂ、例えば図１において斜線で示す５個の圧電振動素子３Ｂに入力される。これらの圧電振動素子３Ｂは、励起されて振動し、超音波を送信する。各圧電振動素子３Ｂから送信された超音波は、検査対象物１１の下面から検査対象物１１内に達し、焦点位置情報で指定された位置にある焦点１２に集束される。
【００２６】
切替制御器３２は、その一部の圧電振動素子３Ｂが接続される各第１スイッチング回路を個々にまたは全て同時に切替える。これにより、一部の圧電振動素子３Ｂのそれぞれに対して、個々にまたは全て同時に励起信号を伝えることができる。送信切替回路１９及び受信切替回路２５にマルチプレクサなどの切替器を用いているため、超音波を送信する一番端の圧電振動素子３Ｂ及び圧電振動素子３Ｂの個数を決めることによって、超音波センサ２Ｂに含まれる１〜Ｎ個の圧電振動素子３Ｂのうちその個数の一連の圧電振動素子３Ｂが、上記した一部の圧電振動素子３Ｂとして選択される。また、一番端の圧電振動素子３Ｂに向き合ってそれを受信する一番端の圧電振動素子３Ａ及び圧電振動素子３Ａの個数を決めることによって、超音波センサ２Ａに含まれる１〜Ｎ個の圧電振動素子３Ａのうちその個数の一連の圧電振動素子３Ａが、上記した一部の圧電振動素子３Ａとして選択される。
【００２７】
前述したように遅延時間が与えられた各励起信号が、選択された一部の圧電振動素子に伝えられると、それぞれの圧電振動素子は遅延時間に対応した時間遅れで超音波を送信する。それぞれの超音波を集束させる場合には、各圧電振動素子から集束位置までの幾何学的な距離、つまり各媒質での超音波の音速及び境界面での屈折を考慮した距離に対応した遅延時間で各圧電指導素子に電圧を印加すればよい。一般的には、検査対象物が複数の材質で構成される場合には、（１）式で示されるスネルの法則を用いて各媒質間での屈折角度を求め、焦点までの幾何学的な伝播経路を計算して各圧電振動素子に対する遅延時間を決定する。
【００２８】
【数１】
2008180523.tif 000003
【００２９】
ここで、θは超音波の入射角度及び屈折角度、vは超音波の音速、及び添え字の１，２は媒質番号である。そのように決められた遅延時間を用いて、検査対象物１１の所定の位置（焦点１２）に超音波を集束する。
【００３０】
検査対象物１１内に送信された超音波は、検査対象物１１を透過して前述の一部の圧電振動素子３Ａ、例えば前述の５個の圧電振動素子３Ａに受信される。これらの圧電振動素子３Ａは、それぞれの受信信号を該当する第２スイッチング回路を介してそれぞれの受信増幅器２４に出力する。切替制御器３２は、その一部の圧電振動素子３Ａが接続される各第２スイッチング回路を個々にまたは全て同時に切替える。これにより、一部の圧電振動素子３Ａからのそれぞれの受信信号を、個々にまたは全て同時に該当する受信増幅器２４に伝えることができる。
【００３１】
超音波センサ２Ｂの一部の圧電振動素子３Ｂから送信された超音波は、線対称の位置にある、超音波センサ２Ａの一部の圧電振動素子３Ａで受信される。但し、検査対象物１１、超音波センサ２Ｂ、超音波センサ１０１Ｃの全てが平行に配置されている。超音波センサ２Ａ，２Ｂは互いに平行に配置されていることは必須である。しかし、検査対象物１１が傾斜している場合は、線対称の位置の圧電振動素子ではなく、（数１）により計算される超音波の幾何学的な伝播経路から、超音波を受信するために最適な圧電振動素子を受信切替回路２５で選択すればよい。
【００３２】
アナログ信号である受信信号は、受信増幅器２４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２３でディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換された受信信号は、該当する遅延メモリ２２に記憶される。それぞれの遅延メモリ２２は、焦点１３に集束された超音波を受信するときには、遅延制御器３３から出力された各遅延時間情報を、各圧電振動素子３Ａからのそれぞれの受信信号に付与し、これらの受信信号を記憶する。遅延時間情報を付与されたディジタル信号である各受信信号は、各遅延メモリ２２から加算回路３４に出力される。加算回路３４は、上記した一部の圧延振動素子３Ａからの各受信信号である、遅延時間情報を付与されたそれぞれのディジタル信号を加算する。すなわち、加算回路３４は、付与された遅延時間情報に基づいて時間軸を修正した各ディジタル信号を加算し、信号処理装置２９に出力する。信号処理装置２９は、加算されたディジタル信号の情報（受信した超音波の波形情報及び強度情報を含む）を記憶装置３０に記憶する。
【００３３】
以上で説明した一部の圧電振動素子３Ｂからの超音波の送信及び対応する一部の圧電振動素子３Ａでの超音波の受信を、超音波センサ２Ｂ内の全圧電振動素子３Ｂ及び超音波センサ２Ａ内の全圧電振動素子３Ａを対象に、それぞれの一部の圧電振動素子を電子的に順次切替えて実施する。このような電子的な走査によって、検査対象物１１を対象としたＹ方向での超音波検査を行うことができる。検査対象物１１のＸ方向に対する検査は、走査制御装置３１の制御によってＸ方向移動装置９を移動させることによって行われる。本実施例は、このような超音波検査によって、検査対象物１１を透過して受信された超音波の波形及び強度を、検査対象物１１のＸ方向及びＹ方向の二次元平面において得ることができる。この二次元平面内での超音波の受信波形及び受信強度の情報は、信号処理装置２９によって、記憶装置３０に記憶される。
【００３４】
信号処理装置３４は、記憶装置３０に記憶された、透過した受信信号の強度情報を基に、検査画像情報を作成する。透過した受信信号の強度情報を基に作成されたその検査画像情報を、透過画像情報という。圧電振動素子３Ｂから送信された超音波は、検査対象物１１を透過して伝播する際、検査対象物（多層型半導体）１１内の接合部で透過と反射を繰り返しながら進む。ここで、超音波のエネルギー透過率は（２）式で表すことができる。
【００３５】
【数２】
2008180523.tif 000004
【００３６】
ここで、Ｔは超音波のエネルギー透過率、zは音響インピーダンス（媒質の音速と密度の積）、及び添え字の１及び２は媒質番号を示しており、超音波のエネルギー透過率Ｔは媒質１から媒質２へ透過する場合の割合を示している
。（２）式によれば、媒質１及び媒質２が連続、つまり接合された状態であれば、超音波は一定の割合で透過することになる。逆に、媒質１と媒質２が接合されていない場合には、ｚ２は空気の音響インピーダンスとなるため、固体と比較して非常に小さい値となる。このため、超音波は検査対象物をほとんど透過しなくなる。
【００３７】
上記した現象により、検査対象物１１を対象にした透過法による超音波検査では、検査対象物１１の欠陥１３が存在する横断面において、図３に示す透過した超音波の受信信号の強度４１が得られる。検査対象物１１の外側の領域５０では、圧電振動素子３Ｂから送信された超音波は、媒質である水１５を透過するのみである。このため、領域５０における受信信号の強度４１Ａは最も大きくなる。検査対象物１１の欠陥１３以外の領域での受信信号の強度４１Ｂは、検査対象物１１により超音波が内部で反射する分だけ、強度４１Ａよりも小さくなる。超音波は欠陥１３では検査対象物１１を透過しないので、欠陥１３の領域での受信信号の強度４１Ｃはゼロとなる。
【００３８】
信号処理装置２９は、上記した受信信号の強度４１の情報を含む二次元平面内での受信強度の情報を用いて、透過画像情報３８（図３参照）を作成する。透過画像情報３８は、例えばグレースケールで作成される。すなわち、受信信号強度が最も大きい領域は白で、受信信号強度がだんだん弱くなる各領域はそれに従って濃淡のグレーで、受信信号強度がゼロの領域は黒で表示される。上記のように作成された透視画像情報３８は、強度が最も強い強度４１Ａの部分が白、強度４１Ｂの部分がグレー、強度４１Ｃの部分（透過画像情報３８の欠陥領域３９）は強度がゼロであるので黒で表示される。透過画像情報３８内で透過画像情報３８は、グレースケールではなく、受信信号強度に応じて色を割り当てカラーで表示することも可能である。表示装置３５は、信号処理装置２９から出力された、欠陥領域３９を含む透過画像情報３８を表示する。オペレータは表示された透過画像情報３８を見ることによって検査対象物１１における欠陥の有無及び欠陥１３が存在する場合には二次元平面内での位置及び大きさを把握することができる。
【００３９】
透過法による超音波検査は、超音波センサ２Ａを送信用に、超音波センサ２Ｂを受信用に用いて、上記したように実施することもできる。検査対象物１１の平滑な面が下向きになっている場合には超音波センサ２Ｂを送信用として用い、検査対象物１１の平滑な面が上向きになっている場合には超音波センサ２Ａを送信用として用いることが望ましい。高音波を平滑な面から検査対象物１１に入射した場合には、超音波は検査対象物１１内で容易に集束し、検査対象物１１の超音波検査を容易に行うことができる。しかしながら、ハンダボール等が付いている平滑でない面から超音波を検査対象物１１に入射した場合には、入射した超音波の波面が乱れて超音波が検査対象物１１の内部で集束しなくなる。
送信用として超音波センサ２Ａ及び２Ｂのいずれを用いるかは、オペレータが判断し、制御器２８に入力するセンサ指定指令によって指示される。
【００４０】
オペレータは、表示された透過画像情報３８を見て欠陥が存在する場合には「欠陥有り」の情報を、欠陥が存在しない場合には「欠陥なし」の情報を前述の入力装置から制御器２８に入力する。制御器２８は、この入力情報に基づいて、図２に示す欠陥有無の判定を行う（ステップＳ２）。検査対象物１１に欠陥が存在しない場合には、その検査対象物１１に対する超音波検査が終了する。この検査対象物１１が支持部材１０から取り外される。その後、新たな検査対象物１１が支持部材１０に取り付けられ、この検査対象物１１を対象とする上記した超音波検査が実施される。
【００４１】
透過画像情報３８には欠陥１３が存在することが表示されているため、ステップＳ２の判定は「欠陥有り」となり、検査対象物１１に対する反射法による超音波検査が実施される。この反射法による超音波検査では、図２に示すステップＳ３〜Ｓ８の処理が実行される。これらの処理について、詳細に説明する。
【００４２】
上方に位置する超音波センサを用いて反射法を実施し、検査対象物の検査画像情報を作成する（ステップＳ３）。制御器２８は、前述の検査開始指令と共に入力している反射法でのセンサ指定指令に基づいて、上方に位置する超音波センサ２Ａの全圧電振動素子３Ａのうちの一部である連続した複数の圧電振動素子（以下、一部の圧電振動素子という）３Ａに対する励起信号、及び切替指令を出力する。この一部の圧電振動素子３Ａは、例えば、５個の圧電振動素子３Ａである。制御器２８は、一部の圧電振動素子３Ａに対応する各遅延時間情報、及び上記の励起信号を遅延制御器３３に出力する。制御器２８は、上記した一部の圧電振動素子３Ａに対応する各切替指令を切替制御器３２に出力する。上記の各遅延時間情報は、制御器２８で作成される。制御器２８は、予め記憶装置３０に入力されている検査対象物１１内の層構造物の層数のデータ、及び（１）式を用い、層構造物毎に焦点を位置させるための検査対象物１１内での超音波の幾何学的伝播経路を計算し、各層毎に焦点を形成するための遅延時間をそれぞれ求める。これらの遅延時間情報は、図２に示す処理手順に合わせて層構造物毎に、順次、制御器２８から遅延制御器３３に出力される。
【００４３】
切替制御器３２は、上記した一部の圧電振動素子３Ａに接続されるそれぞれの前述の第１スイッチング回路を制御し、これらの圧電振動素子３Ａを該当する送信遅延回路１８にそれぞれ接続させる。切替制御器３２は、前述の各第２スイッチング回路を制御し、該当するそれぞれの圧電振動素子３Ａを該当するそれぞれの受信増幅器２４に接続させる。
【００４４】
遅延制御器３３から励起信号及び上から１層目の層構造物（例えば図４に示す層構造物４０）に焦点を合わせる遅延時間情報を入力した各送信遅延回路１８は、入力した遅延時間情報に基づいて遅延させた各励起信号を出力する。これらの励起信号は、それぞれの第１スイッチング回路及びそれぞれの送信増幅器２０通って、一部の圧電振動素子３Ａに入力される。この一部の圧電振動素子３Ａからそれぞれ送信された各超音波は、検査対象物１１内の１層目の層構造物に焦点が合わされる。検査対象物１１から反射された反射波はその一部の圧電振動素子３Ａでそれぞれ受信される。一部の圧電振動素子３Ａからそれぞれ出力された、反射波の各受信信号は、該当するそれぞれ第２スイッチング回路、それぞれの受信増幅器２４、それぞれのＡ／Ｄ変換器２３及びそれぞれの遅延メモリ２２を、順次、通って、ディジタル信号に変換された状態で加算回路３４に入力される。反射法においても、透過法と同様に、加算回路３４で得られた、検査対象物１１のＸ方向及びＹ方向の二次元平面における受信信号の超音波の波形及び強度の各情報が、信号処理装置２９によって記憶装置３０に記憶される。
【００４５】
信号処理装置２９は、記憶装置３０に記憶された、反射波の受信信号の強度情報を基に、検査画像情報を作成する。反射波の受信信号の強度情報を基に作成されたその検査画像情報を、反射画像情報という。ステップＳ３では、図４に示す１層目の層構造物４０に一部の圧電振動素子３Ａのそれぞれから送信された超音波の焦点が形成される。この第１層目の層構造物４０の横断面において、図４に示す反射波の受信信号の強度４３が得られる。検査対象物１１の外側の領域５０では、圧電振動素子３Ｂから送信された超音波は、媒質である水１５を透過するのみであって反射波がないため、受信信号の強度４３Ａはゼロになる。検査対象物１１内の１層目の層構造物４０の領域では、欠陥１３が存在しないため、強度４３Ｂとなる。強度４３Ｂは、検査対象物１１の表面及び１層目の層構造物４０で反射が起こる分だけ強度４３Ａよりも大きくなる。
【００４６】
信号処理装置２９は、上記した受信信号の強度４３を含む二次元平面内での受信強度の情報を用いて、反射画像情報４２（図４参照）を作成する。反射画像情報４２もグレースケールを用いて作成される。強度がゼロである強度４３Ａの部分は黒、及び最も大きい強度よりも小さい強度４３Ｂの部分はグレーで作成される。この作成された反射画像情報４２は、検査対象物１１の層数（例えば１層目）の情報と共に、信号処理装置２９から表示装置３５に出力されて表示される。オペレータは、１層目での欠陥の有無を確認できる。
【００４７】
反射法による検査対象になる次の層構造物の層数が（Ｎ／２）層目より大きいかを判定する（ステップＳ４）。例えば、検査対象物１１に含まれる層構造物の層数が４つある場合、上から数えて２層目の層構造物までは超音波センサ２Ａを用いて反射法による検査が行われる。上から数えて３層目及び４層目の層構造物に対する超音波センサ２Ａを用いた反射法による検査は行われない。
【００４８】
ステップＳ４の判定が「ＮＯ」である場合は、焦点位置を１層下の次の層構造物の位置まで移動させる（ステップＳ５）。制御器２８は、１層下の２層目の層構造物に焦点を合わせる遅延時間情報を遅延制御器３３に出力する。
【００４９】
ステップＳ３において、検査対象物１１内の２層目の層構造物に焦点を合わせた、超音波センサ２Ａを用いた反射法による超音波検査が実施される。すなわち、各送信遅延回路１８は、遅延制御器３３から励起信号及び遅延時間情報を入力し、入力した遅延時間情報に基づいて遅延させた各励起信号を出力する。これらの励起信号が入力された一部の圧電振動素子３Ａのそれぞれから送信された各超音波は、検査対象物１１内の２層目の層構造物に焦点が合わされる。検査対象物１１の２層目の層構造物から反射された反射波はその一部の圧電振動素子３Ａでそれぞれ受信され、一部の圧電振動素子３Ａからそれぞれ受信信号が出力される。１層目の層構造物に焦点を合わせた場合と同様に、反射画像情報が作成される。この反射画像情報も表示装置３５に表示される。
【００５０】
図１に示す検査対象物１１は２層の層構造物を含んでいるので、上から１層目の層構造物に焦点を合わせた反射法による超音波検査が行われ、反射画像情報４２が作成された後のステップＳ４では、判定が「ＹＥＳ」となる。
【００５１】
このため、下方に位置する超音波センサを用いて反射法を実施し、検査対象物の検査画像情報を作成する（ステップＳ６）。制御器２８は、センサ指定指令に基づいて、下方に位置する超音波センサ２Ｂの全圧電振動素子３Ｂのうち透過法で述べたように一部の圧電振動素子３Ｂに対する励起信号、及び切替指令を出力する。制御器２８は、一部の圧電振動素子３Ｂに対応する各遅延時間情報、及び上記の励起信号を遅延制御器３３に出力し、上記した一部の圧電振動素子３Ｂに対応する各切替指令を切替制御器３２に出力する。
【００５２】
切替制御器３２は、上記した一部の圧電振動素子３Ｂに接続されているそれぞれの前述の第１スイッチング回路を制御し、これらの圧電振動素子３Ｂを該当する送信遅延回路１８にそれぞれ接続させる。また、切替制御器３２は、前述の各第２スイッチング回路を制御し、該当するそれぞれの圧電振動素子３Ｂを該当するそれぞれの受信増幅器２４に接続させる。
【００５３】
遅延制御器３３から励起信号及び最も下方に位置するＮ層の層構造物（下方から１層目）に焦点を合わせる遅延時間情報を入力した各送信遅延回路１８は、入力した遅延時間情報に基づいて遅延させた各励起信号を出力する。これらの励起信号を受信した一部の圧電振動素子３Ｂのそれぞれから送信される各超音波は、Ｎ層目の層構造物（本実施例では下から１層目の層構造物４４（図５参照））に焦点が合わされる。検査対象物１１から反射された反射波はその一部の圧電振動素子３Ｂでそれぞれ受信される。ステップＳ６においても、ステップＳ３と同様に、加算回路３４で得られた、検査対象物１１のＸ方向及びＹ方向の二次元平面における受信信号の超音波の波形及び強度の各情報が、信号処理装置２９によって記憶装置３０に記憶される。
【００５４】
信号処理装置２９は、記憶装置３０に記憶された、反射波の受信信号の強度情報を基に、反射画像情報を作成する。超音波の焦点が形成される下から１層目の層構造物４４の横断面において、図５に示す反射波の受信信号の強度４７が得られる。検査対象物１１の外側の領域５０では、反射波がないため、圧電振動素子３Ｂから出力された受信信号の強度４７Ａはゼロになる。下から１層目の層構造物４４の横断面には欠陥１３が存在するため、欠陥１３以外の検査対象物１１の領域での受信信号の強度４７Ｂは、検査対象物１１により超音波が内部で反射する分だけ、強度４７Ａよりも大きくなる。超音波は欠陥１３で最も反射されるので、欠陥１３の領域での受信信号の強度４７Ｃは最も大きくなる。
【００５５】
信号処理装置２９は、上記した受信信号の強度４７を含む二次元平面内での受信強度の情報を用いて、反射画像情報４５（図５参照）を作成する。反射画像情報４５もグレースケールで作成される。強度４７Ａの部分は黒、強度４７Ｂの部分はグレー、及び強度４７Ｃの部分は白で作成される。この作成された欠陥領域４６を含む反射画像情報４５は、検査対象物１１の層数（例えば下から１層目）の情報と共に、信号処理装置２９から表示装置３５に出力されて表示される。オペレータは、２層目での欠陥の有無を確認できる。
【００５６】
反射法による検査対象になる次の層構造物の層数が（Ｎ／２）層目より小さいかを判定する（ステップＳ７）。図１に示す例では、下から１層目の次の層構造物は最も上の層構造物となるため、ステップＳ７の判定は「ＹＥＳ」となる。このため、超音波センサ２Ｂを用いた反射法の検査は終了する。以上により、透過法の後に行われる反射法による、検査対象物１１を対象にした超音波検査が全て完了する。
【００５７】
もし、検査対象物１１が前述したように４層の層構造物を含んでいる場合には、ステップＳ７の判定は「ＮＯ」となる。この場合は、焦点位置を１層下の次の層構造物の位置まで移動させる（ステップＳ８）。制御器２８は、１層上の下から２層目の層構造物に焦点を合わせる遅延時間情報を遅延制御器３３に出力する。ステップＳ６の処理に戻って、下から２層目の層構造物に焦点を合わせた、超音波センサ２Ｂを用いた反射法による超音波検査が実施される。上記したと同様に、反射画像情報が作成される。その後において、ステップＳ７の判定が「ＹＥＳ」になったとき、上記したように超音波センサ２Ｂを用いた反射法の検査は終了する。
【００５８】
図２に示す処理が「終了」になったとき、信号処理装置２９は、図１に示すように、表示装置３５に受信した超音波の波形情報３６及び反射画像情報４５を表示する。また、図６に示すように、信号処理装置２９は、透過画像情報３８及び反射画像情報４２，４５を表示することも可能である。このように、透過画像情報３８及び反射画像情報４２，４５を表示装置３５に同時に表示することによって、オペレータが、透過画像情報に含まれる欠陥領域が、反射画像情報に含まれる欠陥領域と対応するのか否かを判別し易くしている。特に、透過画像情報３８と並べて、上方の超音波センサ２Ａを用いた反射法で得られた反射画像情報４２及び下方の超音波センサ２Ｂを用いた反射法で得られた反射画像情報４５を上下に配置している。このため、オペレータが、透過画像情報と反射画像情報における欠陥領域の対応を取りながら、欠陥の確認とその欠陥がどの層構造物に存在するのかを精度良く特定することができる。
【００５９】
検査画像情報の表示に際して透過画像情報と反射画像情報を受信信号の強度で画像化した場合、原理的に欠陥領域の色が逆転してしまう。例えばグレースケールで画像化した場合には、透過画像情報では欠陥領域は黒く表示されるが、反射画像情報ではその領域は白く表示される。このため、例えば、透過画像情報における受信信号の強度に対する色情報の割り当てを反射画像情報と逆にすることによって、両情報の欠陥領域を同じ色にすることができ、両情報における欠陥領域の判別がし易くなる。
【００６０】
本実施例は、内部に複数層の層構造物（例えば層構造物４０，４４）を有する検査対象物１１に対して最初に透過法による超音波検査を実施しているので、検査対象物１１に欠陥が存在しないことをより短時間に確認することができる。このため、複数の検査対象物１１に対して実施する超音波検査に要する時間を短縮することができる。本実施例は、特に、検査対象物１１に対して透過法による超音波検査を実施し、この検査により欠陥の存在が確認された検査対象物１１に対して反射法による超音波検査を実施している。このため、複数の検査対象物１１に対する、超音波検査に要する時間を短縮することができ、さらに、検査対象物１１内の、欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけることができる。
【００６１】
本実施例は、上記のように、欠陥が存在する層構造物、及びこの層構造物のどこに欠陥が存在するかを確認することができる。これにより、欠陥が存在する検査対象物である多層型半導体１１の製造工程、具体的には欠陥が存在する層構造物の製造工程、さらには、この層構造物の欠陥が存在する部分の製造工程に異常が無かったかを容易にチェックすることができる。製造工程の該当箇所に異常が存在した場合には、使用している製造装置の該当箇所を修理することができ、以降に製造される多層型半導体１１に欠陥が生じることを防止することができる。本実施例は、透過法の後に実施する反射法による超音波検査を、検査対象物１１内の全ての層構造物に、順次、焦点を合わせて実施しているので、欠陥が存在する複数の層構造物を精度良く検出することができる。このため、これらの層構造物の製造工程の各異常の原因を容易に取り除くことができる。
【００６２】
本実施例は、反射法による超音波検査において、一方の超音波センサ（例えば超音波センサ２Ａ）を用いて検査対象物１１に超音波を送信することができると共に、一方の超音波センサによる超音波検査が終わった後、他方の超音波センサ（例えば超音波センサ２Ｂ）を用いて検査対象物１１に超音波を送信することができる。このため、本実施例は、反射波の減衰を低減することができ、また、ノイズ重畳の影響も著しく低減することができる。これにより、得られる反射画像情報の精度が向上し、反射画像がより鮮明になる。反射波の減衰の低減及びノイズ重畳の影響の低減が得られる理由を、以下に説明する。反射法による超音波検査は、送信された超音波が欠陥で反射してから超音波センサの圧電振動素子に到達するまでに通過する、層構造物の数だけ反射及び透過が繰り返えされる。１つの超音波センサを用いた、反射法による超音波検査では、検査対象物１１に設けられた層構造物の全層数だけ、反射及び透過が繰り返えされるので、超音波の受信信号強度が大幅に減衰する。また、超音波が通過する層構造物の層数が多い場合には、既に通過した層構造物での反射波が残存し、ノイズ成分として、検査対象層と同じ時間位置に重畳する。すなわち、検査対象物１１内で上部の層構造物での多重反射波と下部の層構造物での反射波が重畳する。複数層の層構造物を有する検査対象物１１では超音波の多重反射が起こるため、下部の層構造物ほど上部の層構造物での多重反射波が重畳してくる。したがって、下部の層構造物ほど超音波検査しにくくなる。
。しかしながら、本実施例は、２つの超音波センサを用い、一方の超音波センサにより検査対象物の上方からの超音波検査、他方の超音波センサにより検査対象物の下方からのその検査を行うので、１つの超音波センサからの超音波が反射及び透過を繰り返えす層数が減少する。したがって、本実施例は、受信信号の強度の減衰及びノイズ重畳の影響のそれぞれが低減される。
【００６３】
透過画像情報３８に含まれる欠陥領域３９の位置及びこの大きさ同じ欠陥領域が、ある層構造物に焦点を合わせて得られた反射画像情報に存在するとき、焦点を合わせて超音波検査を行っていない層構造物が存在しても、反射法による超音波検査を終了することも可能である。これによって、検査対象物１１に対する超音波検査の時間をさらに短縮することができる。
【実施例２】
【００６４】
本発明の他の実施例である超音波検査方法を、図７を用いて以下に説明する。本実施例の超音波検査方法に用いられる超音波検査装置１Ａを図７に基づいて説明する。超音波検査装置１Ａは、探傷装置２、送信受信装置１６Ａ，１６Ｂ、制御装置２６及び表示装置３５を備えている。探傷装置２及び制御装置２６の構成は、実施例１の超音波検査装置１のそれらと同じである。超音波検査装置１Ａは、超音波検査装置１の送信受信装置１６を送信受信装置１６Ａ，１６Ｂに替えた構成を有する。送信受信装置１６Ａは超音波センサ２Ａ専用の装置であり、送信受信装置１６Ｂは超音波センサ２Ｂ専用の装置である。
【００６５】
送信受信装置１６Ａはパルサ１７Ａ及びレシーバ２１Ａを有する。パルサ１７Ａは、送信遅延回路１８Ａ、送信切替回路１９Ａ及び送信増幅器２０Ａを有する。送信切替回路１９Ａは、複数の第１スイッチング回路を有するマルチプレクサ（またはクロスポイントスイッチ）を用いる。レシーバ２１Ａは、受信切替回路２５Ａ、受信増幅器２４Ａ、Ａ／Ｄ変換器２３Ａ及び遅延メモリ２２Ａを有する。受信切替回路２５Ａは、複数の第２スイッチング回路を有するマルチプレクサ（またはクロスポイントスイッチ）を用いる。
【００６６】
送信受信装置１６Ｂはパルサ１７Ｂ及びレシーバ２１Ｂを有する。パルサ１７Ｂは、送信遅延回路１８Ｂ、送信切替回路１９Ｂ及び送信増幅器２０Ｂを有する。送信切替回路１９Ｂは複数の第１スイッチング回路を有するマルチプレクサ（またはクロスポイントスイッチ）を用いる。レシーバ２１Ｂは、受信切替回路２５Ｂ、受信増幅器２４Ｂ、Ａ／Ｄ変換器２３Ｂ及び遅延メモリ２２Ｂを有する。受信切替回路２５Ｂは、複数の第２スイッチング回路を有するマルチプレクサ（またはクロスポイントスイッチ）を用いる。
【００６７】
パルサ１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ含まれる各構成要素の接続状態は、実施例１におけるパルサ１６に含まれる各構成要素の接続状態と同じである。レシーバ１７Ａ，１７Ｂにそれぞれ含まれる各構成要素の接続状態は、実施例１におけるレシーバ１７に含まれる各構成要素の接続状態と同じである。送信遅延回路１８Ａ、送信切替回路１９Ａの第１スイッチング回路、送信増幅器２０Ａ、受信切替回路２５Ａの第２スイッチング回路、受信増幅器２４Ａ、Ａ／Ｄ変換器２３Ａ及び遅延メモリ２２Ａは、圧電振動素子３Ｂと同じ数だけ存在する。送信遅延回路１８Ｂ、送信切替回路１９Ｂの第１スイッチング回路、送信増幅器２０Ｂ、受信切替回路２５Ｂの第２スイッチング回路、受信増幅器２４Ｂ、Ａ／Ｄ変換器２３Ｂ及び遅延メモリ２２Ｂは、圧電振動素子３Ｂと同じ数だけ設けられている。
【００６８】
切替制御器３２は、送信切替回路１９Ａ，１９Ｂに含まれるそれぞれの第１スイッチング回路を実施例１における第１スイッチング回路と同様に制御する。また、切替制御器３２は、受信切替回路２５Ａ，２５Ｂに含まれるそれぞれの第２スイッチング回路を実施例１における第２スイッチング回路と同様に制御する。遅延制御器３３は、励起信号及び遅延時間情報を各送信遅延回路１８Ａ及び各送信遅延回路１８Ｂに出力する。加算回路３４は、各遅延メモリ２２Ａ及び各遅延メモリ２２Ｂから遅延時間情報を付与されたそれぞれのディジタル信号を入力する。
【００６９】
各送信増幅器２０Ａ及び受信切替回路２５Ａの各第２スイッチング回路は、それぞれの圧電振動素子３Ｂに一つずつ接続される。各送信増幅器２０Ｂ及び受信切替回路２５Ｂの各第２スイッチング回路も、それぞれの圧電振動素子３Ａに一つずつ接続される。
【００７０】
超音波検査装置１Ａを用いた本実施例の超音波検査方法も、検査対象物１１を対象に図２に示す各手順を実行する。本実施例の超音波検査方法が実施例１における超音波検査方法と異なる点は、圧電振動素子３Ｂから超音波を送信する場合にはパルサ１６Ａが用いられ、圧電振動素子３Ｂの受信信号の処理にはレシーバ２１Ａが用いられる。また、圧電振動素子３Ａから超音波を送信する場合にはパルサ１６Ｂが用いられ、圧電振動素子３Ａの受信信号の処理にはレシーバ２１Ｂが用いられる。
【００７１】
本実施例も、実施例１で生じる効果を得ることができる。しかしながら、本実施例は、送信受信装置１６Ａ，１６Ｂをそれぞれ設けているので、実施例１よりも送信受信装置が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の超音波検査装置の構成図である。
【図２】図１に示す超音波検査装置を用いて実施される本発明の好適な一実施例である超音波検査方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す超音波検査装置で得られた透過した超音波の受信信号強度及び作成された透過画像情報を示す説明図である。
【図４】図１に示す超音波検査装置の上方の超音波センサで得られた反射した超音波の受信信号強度及び作成された反射画像情報を示す説明図である。
【図５】図１に示す超音波検査装置の下方の超音波センサで得られた反射した超音波の受信信号強度及び作成された反射画像情報を示す説明図である。
【図６】図１に示す超音波検査装置の表示装置に表示された表示情報の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例２の超音波検査装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１，１Ａ…超音波検査装置、２…探傷装置、２Ａ，２Ｂ…アレイ型超音波センサ、３Ａ，３Ｂ…圧電振動素子、４…走査装置、６…Ｙ方向移動装置、７，８…Ｚ方向移動装置、９…Ｘ方向移動装置、１０…支持部材、１１…検査対象物、１２…焦点、１３…欠陥、１６，１６Ａ，１６Ｂ…送信受信装置、１７，１７Ａ，１７Ｂ…パルサ、１８，１８Ａ，１８Ｂ…送信遅延回路、１９，１９Ａ，１９Ｂ…送信切替回路、２１，２１Ａ，２１Ｂ…レシーバ、２２，２２Ａ，２２Ｂ…遅延メモリ、２５，２５Ａ，２５Ｂ…受信切替回路、２６…制御装置、２８…制御器、２９…信号処理装置、３１…走査制御器、３２…切替制御器、３３…遅延制御器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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