(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物が載置されるステージと、
前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検査物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出器とを備え、
前記複数のＸ線検出器は、前記ステージを挟んで前記Ｘ線源と対向する位置の周辺に並んで配置されると共に、それぞれの検出面が前記Ｘ線源から照射されるＸ線の軸線方向に対して斜めに配置され、
前記複数のＸ線検出器のうち少なくとも一のＸ線検出器と他のＸ線検出器とを用いて、前記被検査物の検査位置における画像を異なる視野で同時に撮像し、
前記一のＸ線検出器は、相対的に低画素の検出面を含み、前記検査位置に対して相対的に低倍率の位置にて、相対的に広視野の画像を撮像し、
前記他のＸ線検出器は、相対的に高画素の検出面を含み、前記検査位置に対して相対的に高倍率の位置にて、相対的に狭視野の画像を撮像することを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
前記複数のＸ線検出器を周方向に回転させる検出器回転機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記Ｘ線源は、前記Ｘ線を拡散した状態で照射することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記ステージを面内で移動させるステージ移動機構を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記複数のＸ線検出器のうち１つのＸ線検出器は、前記ステージを挟んで前記Ｘ線源と対向する位置に配置されると共に、その検出面が前記Ｘ線源から照射されるＸ線の軸線方向に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体チップの実装工程では、半導体ウェハから切り出された半導体チップを吸着し、実装基板上に搭載する過程で、半導体チップの裏面に設けられたはんだ材などのバンプを加熱溶融させて実装基板に熱圧着させる。
【０００３】
近年、半導体デバイスの小型化が進むのに伴って、バンプのサイズも非常に小さく、且つ、バンプ間のピッチも非常に狭くなってきている。このため、半導体チップの実装工程では、バンプの代わりに貫通電極（ＴＳＶ）を使用することで、上述した小サイズ化及び狭ピッチ化を実現している。
【０００４】
ところで、貫通電極は、半導体チップに埋め込まれた状態で形成されるため、半導体チップの外観からはその状態を確認することはできない。そこで、Ｘ線検査装置を用いて、半導体チップを透過したＸ線の吸収量から、貫通電極の状態（例えば、欠陥位置など。）を検査している（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
具体的に、特許文献１には、ステージを挟んでＸ線源と対向する面内に複数のＸ線検出器を周方向に並べて配置し、これら複数のＸ線検出器を半径方向に移動可能としたＸ線検査装置が開示されている。
【０００６】
しかしながら、このようなＸ線検査装置では、Ｘ線検出器を半径方向に移動させることによって、被検査物に対する倍率のみを変更する構成のため、１度の撮影で得られる被検査物の画像には自ずと制限があった。また、上述した半導体チップの欠陥位置を特定するのに、複数のＸ線検出器を用いて繰り返し撮像を行わなければならず、少ない撮影で被検査物の最適な検査位置を特定することが困難であった。
【０００７】
また、Ｘ線は、物体を透過する高いエネルギーを持っているため、半導体デバイスに対して特性劣化などの悪影響を与えることがある。例えば、半導体メモリのような半導体デバイスでは、Ｘ線が長時間照射されると、Ｘ線の透過により半導体シリコンが電荷を帯びることがある。これにより、半導体メモリの内部に形成されたトランジスタのオン／オフ特性に悪影響を与えることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５１２５２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、１度の撮影で被検査物の広視野な画像と高精細な画像とを同時に得ることができ、少ない撮影で被検査物の最適な検査位置を特定することが可能なＸ線検査装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
〔１〕  本発明の一つの態様に係るＸ線検査装置は、被検査物が載置されるステージと、前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線源と、前記被検査物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出器とを備え、前記複数のＸ線検出器は、前記ステージを挟んで前記Ｘ線源と対向する位置の周辺に並んで配置されると共に、それぞれの検出面が前記Ｘ線源から照射されるＸ線の軸線方向に対して斜めに配置され、前記複数のＸ線検出器のうち少なくとも一のＸ線検出器と他のＸ線検出器とを用いて、前記被検査物の検査位置における画像を異なる視野で同時に撮像し、前記一のＸ線検出器は、相対的に低画素の検出面を含み、前記検査位置に対して相対的に低倍率の位置にて、相対的に広視野の画像を撮像し、前記他のＸ線検出器は、相対的に高画素の検出面を含み、前記検査位置に対して相対的に高倍率の位置にて、相対的に狭視野の画像を撮像することを特徴とする。
【００１２】
〔２〕  前記〔１〕に記載のＸ線検査装置において、前記複数のＸ線検出器を周方向に回転させる検出器回転機構を備えることを特徴とする。
【００１３】
〔３〕  前記〔１〕または〔２〕に記載のＸ線検査装置において、前記Ｘ線源は、前記Ｘ線を拡散した状態で照射することを特徴とする。
【００１４】
〔４〕  前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載のＸ線検査装置において、前記ステージを面内で移動させるステージ移動機構を備えることを特徴とする。
【００１５】
〔５〕  前記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載のＸ線検査装置において、前記ステージを挟んで前記Ｘ線源と対向する位置に配置されると共に、その検出面が前記Ｘ線源から照射されるＸ線の軸線方向に対して垂直に配置されたＸ線検出器を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の一つの態様に係るＸ線検査装置によれば、１度の撮影で被検査物の広視野な画像と高精細な画像とを同時に得ることができ、少ない撮影で被検査物の最適な検査位置を特定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の一構成例を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその平面図である。
【図２】図１に示すＸ線検査装置を用いたＸ線検査を示し、（ａ）は第１のＸ線検出器により得られた広視野な画像を示す模式図、（ｂ）は第２のＸ線検出器により得られた高精細な画像を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面では、各構成要素を見やすくするため、構成要素を模式的に示している場合があり、構成要素によっては寸法の縮尺を異ならせて示すこともある。
【００１９】
（Ｘ線検査装置）
先ず、本発明の一実施形態として、例えば図１（ａ），（ｂ）に示すＸ線検査装置１の一構成例について説明する。なお、図１（ａ）は、Ｘ線検査装置１の構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、Ｘ線検査装置１の構成を示す平面図である。
【００２０】
また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向をＸ線検査装置１の左右方向、Ｙ軸方向をＸ線検査装置１の前後方向、Ｚ軸方向をＸ線検査装置１の上下方向（軸線方向）として、それぞれ示すものとする。また、Ｚ軸回りをＸ線検査装置１の回転方向（周方向）として示すものとする。
【００２１】
Ｘ線検査装置１は、図１に示すように、被検査物Ｓが載置されるステージ２と、被検査物Ｓに対してＸ線を照射するＸ線源３と、被検査物Ｓを透過したＸ線を検出する第１のＸ線検出器４及び第２のＸ線検出器５とを備えている。
【００２２】
ステージ２は、被検査物Ｓが載置される載置面２ａを有して、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に移動自在に支持されたＸＹステージである。Ｘ線検査装置１では、このステージ２に設けられたアクチュエータなどのステージ移動機構（図示せず。）により、ステージ２を面内で移動させる。これにより、載置面２ａに載置された被検査物Ｓを所定の検査対象位置へと導くことが可能となっている。
【００２３】
なお、ステージ２には、Ｘ線に対して透過性を有するものを用いている。また、ステージ２は、上述した水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の他にも、鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能な構成や、Ｚ軸回り（周方向）に回転可能な構成としてもよい。
【００２４】
Ｘ線源３は、載置面２ａ（ステージ２）の上方に配置されて、Ｘ線を円錐状に拡散しながら、載置面２ａ上の被検査物Ｓに向けて照射する。なお、Ｘ線源３については、特に限定されるものではなく、Ｘ線検査において従来より使用されているものを用いることができる。
【００２５】
第１のＸ線検査器４及び第２のＸ線検査器５は、ステージ２を挟んでＸ線源３と対向する位置の周辺に所定の角度θ１で周方向に並んで配置されている。また、第１のＸ線検出器４及び第２のＸ線検出器５は、それぞれの検出面４ａ，５ａがＸ線源３から照射されるＸ線の軸線方向（Ｚ軸方向）に対して所定の角度θ２で斜めとなるように配置されている。さらに、Ｘ線検査装置１では、回転モータなどの検出器回転機構（図示せず。）により、第１のＸ線検出器４及び第２のＸ線検出器５を周方向に回転させることが可能となっている。
【００２６】
なお、本実施形態において、第１のＸ線検査器４及び第２のＸ線検査器５は、ステージ２を挟んでＸ線源３と対向する位置の周辺に、例えば６０°の角度θ１で周方向に並んで配置されている。また、第１のＸ線検出器４及び第２のＸ線検出器５は、それぞれの検出面４ａ，５ａがＸ線源３から照射されるＸ線の軸線方向（Ｚ軸方向）に対して、例えば６０°の角度θ２で斜めとなるように配置されている。
【００２７】
第１のＸ線検出器４は、第２のＸ線検出器５よりも低画素の検出面４ａを含む。第１のＸ線検出器４は、被検査物Ｓの検査位置に対して第２のＸ線検出器５よりも低倍率（遠い焦点距離）の位置に配置されている。これにより、第１のＸ線検出器４では、第２のＸ線検出器５よりも広視野な画像を撮像することができる。
【００２８】
第２のＸ線検出器５は、第２のＸ線検出器５よりも高画素の検出面５ａを含む。第２のＸ線検出器５は、被検査物Ｓの検査位置に対して第１のＸ線検出器４よりも高倍率（近い焦点距離）の位置に配置されている。これにより、第２のＸ線検出器５では、第１のＸ線検出器４よりも高精細な画像を撮像することができる。
【００２９】
なお、第１のＸ線検出器４及び第２のＸ線検出器５については、特に限定されるものではなく、Ｘ線検査において従来より使用されているものを用いることができる。その中でも、フォトカウント型のＸ線検出器を用いた場合には、少ない線量でフォトン数を数えることができるため、高感度の画像を得ることできる。
【００３０】
また、Ｘ線検出器の材質にＳｉ、ＣｄＴｅ、ＧａＳなどを用いることにより、広いエネルギー帯域での分別が可能となる。また、Ｘ線源３のエネルギー帯域と合わせることにより、Ｘ線源３から遠い距離に配置できるため、高倍率の撮影が可能となる。
【００３１】
また、第１のＸ線検出器４及び第２のＸ線検出器５には、同じものを用いることができるが、異なるものを用いてもよい。これにより、感度差がある被検査物Ｓでも検出可能となる。
【００３２】
（Ｘ線検査）
次に、上記Ｘ線検査装置１を用いたＸ線検査について、被検査物Ｓとして、例えば図２（ａ），（ｂ）に示すような半導体デバイスを検査する場合を例に挙げて説明する。なお、図２（ａ）は、第１のＸ線検出器により得られた被検査物Ｓの広視野な画像Ｐ１を示す模式図、図２（ｂ）は、第２のＸ線検出器により得られた被検査物Ｓの高精細な画像Ｐ２を示す模式図である。
【００３３】
本実施形態のＸ線検査装置１では、第１のＸ線検出器４及び第２のＸ線検出器５を用いた斜視撮影により、被検査物Ｓの立体（３Ｄ）画像を得ることができる。具体的に、この斜視撮影では、被検査物Ｓを面内で移動操作しながら、その検査位置にＸ線を斜め照射しながら、第１のＸ線検出器４及び第２のＸ線検出器５による１回目の撮像を行う。また、１回目の撮像を終了した後は、第１のＸ線検出器４及び第２の検出器５の周方向の位置をずらし２回目の撮像を行い、被検査物Ｓの全周に亘って、このような撮像を繰り返す。その後、得られた複数の画像を元にして、被検査物Ｓの立体（３Ｄ）画像を作成する。そして、この立体（３Ｄ）画像から被検査物Ｓの検査（ＣＴ検査）を行うことができる。
【００３４】
本実施形態のＸ線検査装置１では、第１のＸ線検出器４により図２（ａ）に示す被検査物Ｓの広視野な画像Ｐ１と、第２のＸ線検出器５により図２（ｂ）に示す高精細な画像Ｐ２とを１度の撮影で同時に得ることができる。これにより、被検査物Ｓの最適な検査位置（例えば、欠陥位置など。）を特定した後、更に精密なＸ線検査を行うことが可能である。
【００３５】
また、本実施形態のＸ線検査装置１では、少ない撮影で被検査物Ｓの最適な検査位置（例えば、欠陥位置など。）を特定できるため、作業の効率化及び作業時間の短縮化を図ることが可能である。さらに、Ｘ線の被爆量を大幅に減らすことができるため、被検査物ＳのＸ線の影響による特性劣化を抑えることが可能である。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
具体的に、上記Ｘ線検査装置１の検査対象となる被検査物Ｓについては、上述した半導体デバイスに限らず、Ｘ線検査が可能なものであればよく、特に限定されるものではない。
【００３７】
また、上記Ｘ線検査装置１では、第１のＸ線検査器４及び第２のＸ線検査器５の周方向の角度θ１を任意に変更することが可能である。また、第１のＸ線検査器４及び第２のＸ線検査器５の傾斜する角度θ２を０〜９０°の範囲で任意に変更することが可能である。
【００３８】
このうち、０°の角度θ２で配置されたＸ線検出器４は、ステージ２を挟んでＸ線源３と対向する位置（直下）に配置される。また、このＸ線検出器の検出面は、Ｘ線源３から照射されるＸ線の軸線方向（Ｚ軸方向）に対して垂直となる。
【００３９】
この場合、直視撮影により被検査物Ｓの垂直（２Ｄ）画像を得ることができる。具体的に、この直視撮影では、被検査物Ｓの検査位置にＸ線を垂直照射しながら撮像を行い、得られた垂直（２Ｄ）画像から被検査物Ｓの検査を行うことができる。
【００４０】
なお、上記Ｘ線検査装置１では、２つのＸ線検出器４，５が配置された構成となっているが、Ｘ線検出器の配置数については、上述した２つに限定されるものではなく、３つ以上とすることも可能である。その中で、被検査物Ｓの検査位置における画像を異なる視野で同時に撮像することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１…Ｘ線検査装置  ２…ステージ  ２ａ…載置面  ３…Ｘ線源  ４…第１のＸ線検出器（一のＸ線検出器）  ４ａ…検出面  ５…第２のＸ線検出器（他のＸ線検出器）  ５ａ…検出面  Ｓ…被検査物  Ｐ１…広視野な画像  Ｐ２…高精細な画像
【図１】
0006719272.tif 000002
【図２】
0006719272.tif 000003