(57)【要約】【課題】微小なボイドを確実に抽出することができなかった。【解決手段】所望の対象試料に対してＸ線を照射して対象試料を透過した透過Ｘ線を検出し、得られた検出値から対象試料の厚みに相当する厚みプロファイルと対象試料の外形に相当する外形プロファイルを取得し、外形プロファイルと厚みプロファイルとの差分から対象試料内に存在するボイドの候補に相当するボイド候補プロファイルを取得し、ボイド候補プロファイルにおいて複数のプロファイル高さでプロファイルの形状を示すプロファイル形状パラメータを算出し、同算出されたプロファイル形状パラメータのプロファイル高さ方向の変化が所定の基準値に合致しているプロファイルのボイド候補をボイドとして抽出する。【選択図】  図８
2004294120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の対象試料に対してＸ線を照射するＸ線照射機構と、
当該対象試料を透過した透過Ｘ線の検出値から対象試料の厚みに相当する厚みプロファイルを取得する厚みプロファイル取得手段と、
上記対象試料を透過した透過Ｘ線の検出値から対象試料の外形に相当する外形プロファイルを取得する外形プロファイル取得手段と、
外形プロファイルと厚みプロファイルとの差分から対象試料内に存在するボイドの候補に相当するボイド候補プロファイルを取得するボイド候補プロファイル取得手段と、
ボイド候補プロファイルにおいて複数のプロファイル高さでプロファイルの形状を示すプロファイル形状パラメータを算出するプロファイル形状パラメータ算出手段と、
同算出されたプロファイル形状パラメータのプロファイル高さ方向の変化が所定の基準値に合致しているプロファイルのボイド候補をボイドとして抽出するボイド抽出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】
上記ボイド抽出手段は、上記抽出されたボイドが球形あるいは円筒形であるとしたときの寸法を算出する寸法算出部を備え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】
上記基準値は球形ボイドあるいは円筒形ボイドによって形成されるプロファイルを複数の位置でプロファイル高さ方向に垂直に切断した断面の面積の比であり、上記プロファイル形状パラメータ算出手段は上記取得するボイド候補プロファイルを複数の位置でプロファイル高さ方向に垂直に切断した断面の面積を取得し、上記ボイド抽出手段は当該取得した面積の比と上記基準値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判別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】
上記基準値は球形ボイドあるいは円筒形ボイドによって形成されるプロファイルを複数の位置でプロファイル高さ方向に垂直に所定の厚みで切断した部位の体積比であり、上記プロファイル形状パラメータ算出手段は上記取得するボイド候補プロファイルを複数の位置でプロファイル高さ方向に垂直に所定の厚みで切断した部位の体積を取得し、上記ボイド抽出手段は当該取得した体積の比と上記基準値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判別することを特徴とする上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
所定のＸ線源から所望の対象試料に対してＸ線を照射してその透過Ｘ線の強度に基づいて対象試料内のボイド検査を行うＸ線検査方法であって、
所望の対象試料に対してＸ線を照射して対象試料を透過した透過Ｘ線を検出し、得られた検出値から対象試料の厚みに相当する厚みプロファイルと対象試料の外形に相当する外形プロファイルを取得し、外形プロファイルと厚みプロファイルとの差分から対象試料内に存在するボイドの候補に相当するボイド候補プロファイルを取得し、ボイド候補プロファイルにおいて複数のプロファイル高さでプロファイルの形状を示すプロファイル形状パラメータを算出し、同算出されたプロファイル形状パラメータのプロファイル高さ方向の変化が所定の基準値に合致しているプロファイルのボイド候補をボイドとして抽出することを特徴とするＸ線検査方法。
【請求項６】
所望の対象試料に対してＸ線を照射するＸ線照射機構と、
上記Ｘ線の照射方向に配置されるとともに、対象試料を透過した透過Ｘ線の強度を検出するＸ線強度検出手段とを備えるＸ線検査装置を駆動するコンピュータにおいて、
上記透過Ｘ線の検出値から対象試料の厚みに相当する厚みプロファイルを取得する厚みプロファイル取得機能と、
上記透過Ｘ線の検出値から対象試料の外形に相当する外形プロファイルを取得する外形プロファイル取得機能と、
外形プロファイルと厚みプロファイルとの差分から対象試料内に存在するボイドの候補に相当するボイド候補プロファイルを取得するボイド候補プロファイル取得機能と、
同取得したボイド候補プロファイルにおいて複数のプロファイル高さでプロファイルの形状を示すプロファイル形状パラメータを算出するプロファイル形状パラメータ算出機能と、
同算出されたプロファイル形状パラメータのプロファイル高さ方向の変化が所定の基準値に合致しているプロファイルのボイド候補をボイドとして抽出するボイド抽出機能とを実現させることを特徴とするＸ線検査装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査装置の制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のＸ線検査装置では対象試料にＸ線を照射し、透過Ｘ線の強度から厚み相当値を算出し、この厚み相当値からボイドの存在を推定している。（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、透過Ｘ線ＩはＩ＝Ｉ０ｅｘｐ（−μｔ）と表現（Ｉ０は試料透過前のＸ線強度，μは透過物質の吸収係数，ｔは透過物質の厚み）される。ここで、（−μｔ）は透過物質の厚みによって変動するので、厚みに相当する値と言える。ボイドの吸収係数は”０”と見なすことができるので、透過Ｘ線からこの（−μｔ）やｔを算出し、ある直線あるいは平面上で厚み相当値のプロファイルを作成すればボイドの存在しない対象試料ではプロファイルが対象試料の外形とほぼ一致するが、ボイドが存在すれば、プロファイルは外形と一致せず、凹部が形成される。そこで、対象試料の外形とプロファイルの差分をとり、この差分において所定の閾値を超えるピークを有するもの抽出することによりボイドの存在を推定する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８０７２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の試料内ボイドのＸ線検査装置においては、微小なボイドを抽出できないという問題があった。すなわち、微小なボイドにおいては上記差分にて形成するピークが小さくなり、単に閾値を超えるか否かでボイドを抽出するのみでは、差分においてボイド以外に起因して形成されるピークと区別することが困難であった。より具体的には、微小なボイドのピークとノイズによるピークを区別することが困難であるし、対象試料の外形の一部に凹みが存在する場合にはこの凹みに起因して生じる小さいピークと微小ボイドのピークを区別することが困難である。他にもＸ線が対象試料以外の物質（例えば、基板上の銅配線パターン）を透過したことに起因してもピークが生じ、このようなピークと微小ボイドによるピークを区別できなければ微小ボイドを抽出できない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、微小なボイドであっても抽出することが可能なＸ線検査装置、Ｘ線検査方法およびＸ線検査装置の制御プログラムの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明では厚みプロファイルと外形プロファイルとからボイド候補を取得し、このボイド候補のうちプロファイル形状の高さ方向の変化が基準値に合致しているものをボイドとして抽出する。従って、ボイド以外のノイズや対象試料以外の物質，ボイドの凹み等による影響を容易に除去することができ、微小なボイドであっても確実にボイドを抽出することができる。すなわち、上述の従来技術のように閾値のみによる抽出では微小なボイドとノイズ，対象試料以外の物質，ボイドの凹みによる影響とを区別することが困難である。しかし、ノイズ，対象試料以外の物質，ボイドの凹みに起因するプロファイルの形状とボイドに起因するプロファイルの形状は異なるので、ボイド候補プロファイルがボイドに起因するプロファイル形状に合致しているか否かを所定の基準値によって判定することができる。これによりボイド以外のプロファイルを排除してボイド候補プロファイルから微小なボイドを抽出することができる。
【０００６】
この抽出ために本発明では、Ｘ線照射機構によって対象試料に対してＸ線を照射するとともに透過Ｘ線を検出する。プロファイル取得手段ではこの透過Ｘ線の検出値から対象試料の厚みに相当する厚みプロファイルを取得することができればよい。Ｘ線強度を検出する構成としては、種々の構成を採用することが可能である。例えば、Ｘ線をシンチレータで受け止め、可視化した後にＣＣＤで可視光を受光する構成（Ｘ線イメージインテンシファイア）等を採用可能である。この場合、ＣＣＤを構成する各画素での検出電圧が強度に相当する。
【０００７】
当該強度から厚み相当値を算出すれば、当該厚み相当値の数値の大小に応じてドットマトリクス状の画素からなる画像の明度を決定することにより、厚み相当値に応じて明度が変化する２次元画像を容易に生成することができる。また、容易に厚みプロファイルや外形プロファイルを形成することができる。すなわち、ＣＣＤ平面上のある直線での厚み相当値をグラフにプロットすれば当該直線上のプロファイルを形成することができるし、ＣＣＤ平面上での厚み相当値を立体的に表現すれば曲面や微小な平面から構成される立体的なプロファイルを形成することができる。
【０００８】
厚みプロファイルは対象試料の厚みに相当する厚み相当値から形成され、透過Ｘ線強度から厚み相当値を算出してプロファイルにすることができればよい。すなわち、上記従来の技術に示すｅｘｐの指数部分は透過Ｘ線を減衰させた物質の厚みに相当するので、当該指数部分を算出してもよいし、吸収係数にて除して厚みの次元にした値を算出してもよい。尚、対象試料を透過したＸ線を検出すると上述のｅｘｐの指数部分から厚み相当値を算出することができるが、検査対象の厚みをより正確に把握するためにエネルギーサブトラクション処理を行ってもよい。
【０００９】
外形プロファイル取得手段は対象試料の外形に相当する外形プロファイルを取得することができればよい。すなわち、上記透過Ｘ線の検出値から得られる厚みプロファイルではボイド部分の厚みが小さな値となるので、プロファイルに凹部を形成する。しかし、対象試料に対して多数のボイドが含まれているのでなければ、この凹部は一部分に形成されるので、厚みプロファイルの外側を滑らかに接続すれば接続後のプロファイルは対象試料の外形に相当する。そこで、厚みプロファイルの包絡線を形成する処理やローパスフィルタによる処理，プロファイルの膨張／収縮処理等によって外形プロファイルを形成することができる。
【００１０】
ここで膨張処理とは、処理対象となるプロファイル値の近傍の領域から最大のプロファイル値を抽出し、処理対象のプロファイル値を最大のプロファイル値で置き換える処理であって、プロファイルの微小な凹みを除去する処理である。収縮処理とは処理対象となるプロファイル値の近傍の領域から最小のプロファイル値を抽出し、処理対象のプロファイル値を最小のプロファイル値で置き換える処理であり、上記膨張後のプロファイルを元の大きさに戻すことができる。
【００１１】
ボイド候補プロファイル取得手段では、これら外形プロファイルと厚みプロファイルとの差分からボイド候補のプロファイルを抽出することができればよい。すなわち、外形プロファイルと厚みプロファイルとの差分によれば、上記厚みプロファイルにおいて外形より厚み相当値が小さい部分を抽出することができる。外形より厚み相当値が小さい部分にはボイドが含まれるので、この抽出された部位をボイド候補としてもよいし、厚み相当値にある閾値を設けてこの閾値より大きなピークを有するプロファイルをボイド候補としてもよい。閾値によってボイド候補を抽出する場合には、抽出対象とするボイドの大きさより小さな厚み相当値を閾値とすれば、ボイド候補の抽出に際して抽出対象のボイドを除外してしまうことを防止することができる。
【００１２】
ボイド候補プロファイルがボイドによって形成されているとすれば、このプロファイルの形状はボイド候補の形状を反映しているはずである。そこで、ボイド候補の形状を示すプロファイル形状パラメータを算出し、このプロファイル形状パラメータのプロファイル高さ方向の変化が基準値に合致しているか否かを判別することにより、ボイド候補の中から所望の形状のボイドを抽出することができる。
【００１３】
基準値は、透過Ｘ線から得られるボイド候補プロファイルから取得されるプロファイル形状パラメータの変化と比較することによってボイド以外のプロファイルを排除することができればよく、種々の閾値を採用可能である。すなわち、ボイド候補プロファイルの形状はボイド候補の形状を反映しているので、抽出対象のボイドの形状に対応した基準値を予め決定しておけばこの形状以外のボイド候補を排除可能になる。
【００１４】
尚、本発明では、プロファイルの一部分のみに着目しているのではなく、複数のプロファイル高さでプロファイル形状パラメータを算出し、その変化が基準値に合致しているか否かを判定する。すなわち、プロファイルにはノイズ等が含まれるため、一部分のみに着目して基準値と比較し、ボイドを抽出するのは困難であるが、あるプロファイル形状パラメータを複数のプロファイル高さで取得し、高さ方向の変化を所定の基準値と比較することによって、プロファイル全体の形状が基準値に合致しているか否かを評価することができる。従って、微小なボイドであっても確実に抽出することができる。
【００１５】
尚、基準値と比較されるプロファイル形状パラメータの変化は、プロファイル形状パラメータ値の変化具合を示す量であればよく、パラメータ値自体の比であってもよいし、プロファイル形状パラメータの変化率であってもよく、種々の構成を採用可能である。また、プロファイル全体の形状を評価する際には、２次元平面上の高さとして定義されたプロファイルであることが好ましい。すなわち、このプロファイルによればプロファイルの形状を立体的に捉え、立体的形状全体を評価することができる。この結果、より確実にボイド以外の影響を排除することが可能になる。
【００１６】
抽出対象のボイドの形状としては対象試料内のボイドとして想定される形状であればよく、半球状のはんだ等が対象試料であれば当該はんだ内の微小なボイドは球形であると考えられる。従って、基準値としては球形ボイドの形状に対応したプロファイルを算出した後、この算出したプロファイルにおいて複数のプロファイル高さでプロファイル形状パラメータを算出し、このプロファイル形状パラメータの変化を示す値を予め算出しておけばよい。他にも、平面と平面の間にあって接合部材として機能するはんだ等が対象試料であれば、当該はんだ内のボイドはこれらの平面に対して軸が垂直な円筒形であると考えられる。従って、基準値としては、円筒形ボイドの形状に対応したプロファイルから予め算出しておけばよい。
【００１７】
また、抽出したボイドのボイド候補プロファイルの形状は当該ボイドの形状を反映しているので、請求項２に記載した発明のように抽出したボイドの寸法を算出し、ボイドを定量化することができる。すなわち、ボイド候補プロファイルの幅や断面積からボイドの径や面積を定量化することができるし、面積の積分によって体積を定量化することができる。
【００１８】
例えば、ボイドが球形であるとすれば、ボイド候補プロファイルの幅方向の長さの最大値がボイドの径に相当するし、２次元断面の最大値がボイドの中心を通る断面積に相当するし、面積の積分は球の体積に相当する。また、ボイドが円筒形であるとすれば、ボイド候補プロファイルの幅方向の長さがボイドの径に相当するし、２次元断面の最大値が円筒軸に直交する断面すなわち円の面積に相当するし、面積の積分は円筒の体積に相当する。ボイドの寸法を定量化することができれば、本発明にかかる試料内ボイドを抽出するＸ線検査装置を利用する利用者がそのニーズに応じて対象試料内のボイドとして許容できる寸法のボイドを適宜決定し、許容範囲内であれば対象試料が良品であるとして対象試料の良否判定をすることも可能になる。
【００１９】
プロファイル形状パラメータとしてはプロファイルの形状を示していればよく、種々の構成を採用可能である。例えば、請求項３に記載した発明のように、上記取得するボイド候補プロファイルを複数の位置でプロファイル高さ方向に垂直に切断した断面の面積をプロファイル形状パラメータとすることが可能である。すなわち、抽出対象のボイド形状を決定すれば、そのボイド形状でのプロファイルを算出することが可能になり、このプロファイルにおいてプロファイル高さ方向に垂直に切断した断面の面積は一義的に特定される。そこで、複数の位置でプロファイルを切断し、各切断面での面積を算出するとともにその比を算出すれば、プロファイルの一部のみではなくプロファイルの略全体の形状を反映した値を取得することができ、上述の基準値とすることができる。
【００２０】
この基準値と上記ボイド候補プロファイルでの断面積比を比較すれば、当該ボイド候補プロファイルの形状が抽出対象のボイド形状でのプロファイルに類似しているか否かを判定することができる。従って、ボイド抽出手段において上記ボイド候補プロファイルについて取得した面積の比と上記基準値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判別すれば、当該ボイド候補プロファイルが抽出対象のボイドであるか否かを判定することができる。
【００２１】
尚、上記基準値およびプロファイル形状パラメータは複数のプロファイル高さでプロファイルを切断していればよく、切断数は限定されないが、切断数を多くして多くの面積比について基準値と比較することによりボイド抽出の精度を高めることができる。また、面積比と基準値とについて各プロファイルの切断位置を相対的に一致させる必要がある。すなわち、抽出対象のボイド形状に対応したプロファイルの切断位置とボイド候補プロファイルの切断位置とは互いに一致している必要があるが、ボイド候補プロファイルの大きさはボイド自体の大きさによって変動するので、プロファイルの全高さのｎ割およびｍ割（ｎ≠ｍであって両者は０〜１０）で切断したときの断面積比を算出するなどと予め決めておく。
【００２２】
これにより、面積比と基準値とについて各プロファイルの切断位置を相対的に一致させることができ、面積比と基準値の比較でボイド抽出を実施することが可能になる。プロファイルの全高さを決定する手法は様々であり、ボイド候補プロファイルのそれぞれにおいてピーク値をプロファイルの頂点としてもよいし、ピーク値に近い複数の値を抽出するとともに平均化した値をプロファイルの頂点とするなど種々の手法を採用可能である。
【００２３】
プロファイル形状パラメータとして、請求項４に記載した発明のように、上記取得するボイド候補プロファイルを複数の位置でプロファイル高さ方向に垂直に所定の厚みで切断した部位の体積を採用してもよい。すなわち、抽出対象のボイド形状を決定しそのボイド形状でのプロファイルを算出すれば、このプロファイルにおいてプロファイル高さ方向に垂直に所定の厚みで切断した部位の体積は一義的に特定される。そこで、複数の位置についてこの部位の体積を算出するとともにその比を算出すれば、プロファイルの一部のみではなくプロファイルの略全体の形状を反映した値を取得することができ、上述の基準値とすることができる。
【００２４】
この基準値と上記ボイド候補プロファイルにおける切断部位の体積比を比較すれば、当該ボイド候補プロファイルの形状が抽出対象のボイド形状でのプロファイルに類似しているか否かを判定することができる。従って、ボイド抽出手段において上記ボイド候補プロファイルについて取得した体積の比と上記基準値との差分が所定の閾値以下であるか否かを判別すれば、当該ボイド候補プロファイルが抽出対象のボイドであるか否かを判定することができる。
【００２５】
尚、ここでも上記基準値およびプロファイル形状パラメータは複数のプロファイル高さでプロファイルを切断していればよく、切断数は限定されないが、切断数を多くして多くの体積比について基準値と比較することによりボイド抽出の精度を高めることができる。また、体積比と基準値とについて各プロファイルの切断位置を相対的に一致させる必要がある。切断位置を相対的に一致させるためにプロファイルの全高さを決定する手法も様々である。
【００２６】
さらに、プロファイル形状パラメータは上述の面積や体積に限定されることはなく、プロファイルの幅や縦横比、周囲長を採用してもよい。すなわち、抽出対象のボイド形状でのプロファイルが決定すればプロファイルの幅（プロファイル高さに垂直な平面におけるプロファイルの最大幅）が決定されるが、プロファイルの幅は抽出対象のボイド形状によって一義的に特定可能であるので、この幅の変化がボイド候補プロファイルにおける幅の変化に合致しているか否かを判別することによってボイドを抽出してもよい。また、高さに対して垂直な平面内でのプロファイルの縦横比（幅の縦横比）や高さに対して平行な平面内でのプロファイルの縦横比（高さと幅の比）についても抽出対象のボイド形状によって一義的に特定可能である。従って、これらの縦横比を利用してボイド抽出を行ってもよい。さらに、高さに垂直な平面内でのプロファイルの周囲長についても抽出対象のボイド形状によって一義的に特定可能であり、当該周囲長を利用してボイド抽出を行ってもよい。
【００２７】
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ことはいうまでもない。その一例として、請求項５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４に対応した方法も構成可能である。このような試料内ボイドを抽出する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。従って、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。
【００２８】
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６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４に対応したソフトウェアも構成可能である。
【００２９】
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は全く問う余地無く同等である。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のものとしてあってもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
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）厚みプロファイル算出処理：
（３）はんだの検査処理：
（３−１）ボイドの抽出処理：
（４）他の実施形態：
【００３１】
（１）本発明の構成：
図１は本発明にかかる試料内ボイドを抽出するＸ線検査装置の概略ブロック図である。同図において、この試料内ボイドを抽出するＸ線検査装置は、Ｘ線撮像機構部１０とＸ線撮像制御部２０とから構成されている。Ｘ線撮像機構部１０は、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３とＸ−Ｙステージ１５とを備えている。Ｘ線撮像制御部２０は、Ｘ線制御部２１とメモリ２２とステージ制御部２３と検出信号処理部２４とＣＰＵ２５と出力部２６ａと入力部２６ｂとを備えている。
【００３２】
メモリ２２はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め撮像条件データ２２ａ，厚み算出テーブルデータ２２ｂ，閾値データ２２ｇ，基準値データ２２ｉが記憶され、試料内ボイドの検査の実施に際して生成される厚みプロファイル２２ｃ，外形プロファイル２２ｄ，ボイド候補プロファイル２２ｅ，プロファイル形状パラメータ２２ｆ，ボイドデータ２２ｈが記録される。メモリ２２はデータを蓄積可能であればよく、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ，ＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。Ｘ線制御部２１は、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、上記撮像条件データ２２ａを参照してＸ線管に対する印加電圧，撮像時間等を取得することにより、予め決められた撮像条件で駆動するようにＸ線発生器１１を制御する。
【００３３】
ステージ制御部２３はＸ−Ｙステージ１５と接続されており、同Ｘ−Ｙステージ１５を移動させる。ステージ制御部２３は後述するように標準試料の測定，対象試料の測定，無試料での測定を実現するためにＸ−Ｙステージ１５を移動させることができ、撮像条件データ２２ａに記述されたそれぞれの座標データをメモリ２２から取得して、データで示される座標にＸ−Ｙステージ１５を移動させる。検出信号処理部２４はＸ線検出器１３と接続されており、Ｘ線検出器１３が出力する検出値によって、標準試料を透過したＸ線，対象試料を透過したＸ線，試料を透過していないＸ線（無試料時のＸ線）のいずれかの強度を検出する。これらの検出値から上記厚みプロファイル２２ｃが取得される。
【００３４】
出力部２６ａはＣＰＵ２５での処理結果等を表示するディスプレイであり、入力部２６ｂは利用者の入力を受け付ける操作入力機器であり、利用者は入力部２６ｂ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プロファイル、はんだバンプ内のボイド寸法、はんだバンプの良否判定結果等を出力部２６ａに表示することができる。ＣＰＵ２５は、メモリ２２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、利用者が入力部２６ｂ等によって検査指示等を行うことによって各種制御プログラムを実行し、はんだバンプ内のボイド寸法測定等を行う。
【００３５】
Ｘ線発生器１１は、上記Ｘ線制御部２１の制御に従ってＸ線管に対する印加電圧を制御し、また、指示された時間Ｘ線を照射する。図２にはＸ線管１１ａの概略構成を示している。同図に示すようにＸ線管１１ａは開放管と呼ばれるタイプのＸ線管であり、アノード１１ｂとカソード１１ｃと電子レンズ１１ｄとターゲット１１ｅと絞り１１ｆを備えている。Ｘ線管１１ａに対する印加電圧によってカソード１１ｃから飛び出した電子はアノード１１ｂ方向に進行し、コイルからなる電子レンズ１１ｄおよび絞り１１ｆによって絞られてターゲット１１ｅの微小位置に衝突する。
【００３６】
ターゲット１１ｅに電子が衝突すると当該ターゲット１１ｅ内の電子が励起され、励起された電子が低準位の軌道に遷移する際のエネルギーがＸ線として放射される。本実施形態におけるＸ線管１１ａは上述のように開放管であり、このタイプのＸ線管では図２に示すようにターゲット１１ｅと試料との距離が非常に小さい状態で試料に対してＸ線を照射することができる。これに対して密閉管と呼ばれるタイプのＸ線管ではＸ線の照射方向にシャッターが備えられており、開放管と比較してターゲットと試料との距離が大きくなる。
【００３７】
ターゲットの距離からＸ線検出器までの距離が一定とした場合、ターゲットと試料との距離が近いほど倍率が大きくなって大きなＸ線像を得ることができる。すなわち、より高分解能のＸ線撮像画像を得ることができる。従って、本発明のように微小ボイドを抽出するためには、より高分解能である開放管を利用するのが好ましい。むろん、本発明はプロファイル形状パラメータの変化が基準値に合致しているか否かによってボイドを抽出するものであり、この技術的思想を密閉管に対して適用することも可能である。
【００３８】
本実施形態において、Ｘ線の照射方向にはＸ線検出器１３とＸ−Ｙステージ１５とが配設されている。Ｘ−Ｙステージ１５は、検査対象試料となるはんだバンプを備えるチップを実装した基板３１を載置可能であり、基板３１を載置した状態でＸ線の照射方向と略垂直方向にステージを移動させる。このとき、上記ステージ制御部２３が指示する任意の座標値によって正確に位置を制御しつつステージを移動させることができる。
【００３９】
また、Ｘ−Ｙステージ１５には、上述の標準試料も載置可能であり、また、Ｘ線の照射範囲を基板３１の載置範囲外にすることもできる。従って、Ｘ−Ｙステージ１５によるステージの移動によって、Ｘ線の照射範囲内に対象試料あるいは標準試料を配設可能であるし、Ｘ線が試料に照射されない状態にすることもできる。尚、図１では基板３１上にサブストレート３２が備えられ、サブストレート３２の上面にＢＧＡを形成する複数のはんだバンプ３０が備えられている様子を模式的に示している。
【００４０】
Ｘ線検出器１３は、入射Ｘ線の強度に相当する検出信号を出力するイメージインテンシファイアである。具体的には、Ｘ線検出器１３の下部にシンチレータが備えられており、入射Ｘ線は同シンチレータにて可視光に変換される。シンチレータの上方には平面状に並べられた複数のＣＣＤが備えられており、上記可視光が各ＣＣＤに到達すると各ＣＣＤにて同可視光の強度に応じた電圧が検出される。図２の上部左にはＣＣＤ上のある直線上で検出されるＸ線の強度をはんだバンプ３０の一つについて拡大して示している。この検出電圧が上記検出信号処理部２４に入力されることにより、はんだバンプ３０の検出強度が得られ、ＣＰＵ２５はこの検出強度から厚み相当値を算出して厚みプロファイル２２ｃとする。
【００４１】
（２）厚みプロファイル算出処理：
以下、厚みプロファイル２２ｃを算出する様子を詳細に説明する。一般に、物質を透過したＸ線の強度は以下の式（１）にて表現することができる。
【数１】
2004294120.tif 000003
ここで、ＩはＸ線検出器１３によって検出されるＸ線の強度であり、Ｉ０はＸ線が試料を透過しない場合にＸ線検出器１３によって検出されるＸ線の強度であり、μは対象試料におけるＸ線吸収係数，ｔは対象試料の厚みである。また、ｅｘｐの指数部分に相当する値は厚み相当値である。
【００４２】
式（１）について自然対数をとると、以下の式（２）になる。
【数２】
2004294120.tif 000004
同式（２）の左辺は対象試料の厚みに比例してその大きさが変化するので、対象試料の厚み相当値である。この厚み相当値は上記ＣＣＤの画素毎に取得することができ、上記ＣＣＤの各画素は平面上に配設されているので、この厚み相当値はＣＣＤの各位置毎に取得される。従って、２次元平面内の各位置に対応した厚み相当値を取得することとなり、この２次元平面の位置を（ｘ，ｙ）座標で特定することによって２次元のプロファイルを取得することができる。
【００４３】
尚、本実施形態においては、はんだバンプ３０内のボイド寸法を定量化することを一つの目的としているため、標準試料を測定することによって厚み相当値を実際の厚みに変換し、このデータを厚みプロファイル２２ｃとしている。この変換は上記厚み算出テーブルデータ２２ｂを参照することによって行われており、厚み算出テーブルデータ２２ｂを本実施形態でのボイド検査前に予め作成しておく。図３は当該厚み算出テーブルを作成する際の処理を示すフローチャートであり、図４はＸ−Ｙステージ１５上に載置された標準試料４０をステージ側面から眺めた状態を示す図である。
【００４４】
標準試料４０は矩形板状のはんだが積層されることによって形成されており、各層の厚みは予め正確に測定してある。この標準試料４０としては、本発明にて検査対象となるはんだと同成分のものが好ましいが、厳密に同成分であることが必須になるわけではない。標準試料４０におけるある厚み相当値での実際の厚みを把握するため、無試料において一連の撮像処理を行っており、ステップＳ１００ではＣＰＵ２５がまずメモリ２２に記録された無試料測定位置の座標データを取得し、ステージ制御部２３に受け渡す。ステージ制御部２３はこの無試料測定位置座標データに従ってＸ−Ｙステージ１５を移動させ、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３との間に試料が配設されていない状態とする。
【００４５】
ステップＳ１０５ではＣＰＵ２５がメモリ２２に記録された撮像条件データ２２ａを取得し、Ｘ線制御部２１に受け渡す。Ｘ線制御部２１はこの撮像条件データ２２ａに従ってＸ線発生器１１での条件設定を行い、Ｘ線を照射させる。ステップＳ１０５の設定によって照射されたＸ線は試料を透過せずにＸ線検出器１３に到達する。ステップＳ１１０ではＣＰＵ２５が検出信号処理部２４を制御してＸ線検出器１３の検出値を取得する（無試料画像の撮像）。
【００４６】
標準試料４０はＸ−Ｙステージ１５の所定位置に載置されており、ステップＳ１１５ではＣＰＵ２５がまずメモリ２２に記録された標準試料測定位置の座標データを取得し、ステージ制御部２３に受け渡す。ステージ制御部２３はこの標準試料測定位置座標データに従ってＸ−Ｙステージ１５を移動させ、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３との間に標準試料４０を配設させる。
【００４７】
ステップＳ１２０ではＣＰＵ２５がメモリ２２に記録された撮像条件データ２２ａを取得し、Ｘ線制御部２１に受け渡す。Ｘ線制御部２１はこの撮像条件データ２２ａに従ってＸ線発生器１１での条件設定を行い、Ｘ線を照射させる。ステップＳ１２０の設定によって照射されたＸ線は標準試料４０を透過してＸ線検出器１３に到達する。ステップＳ１２５ではＣＰＵ２５が検出信号処理部２４を制御してＸ線検出器１３の検出値を取得する（標準画像の撮像）。標準試料４０は一定の面積を有しているが、Ｘ線検出器１３では所定の面積内に到達する透過Ｘ線を検出可能であり、当該標準試料４０を透過したＸ線を一度に検出することができる。すなわち、標準試料４０にて異なる厚みの部位を一度に撮像することができる。
【００４８】
無試料画像におけるＸ線の検出値は上記式（２）のＩ０に相当し、標準画像におけるＸ線の検出値は上記式（２）のＩに相当する。そこで、ステップＳ１３０ではこれらの検出値を上記式（２）に代入することにより標準試料４０での厚み相当値を算出する。上述のように標準試料４０では予め厚みが正確に測定されており、ステップＳ１３０にて算出した厚み相当値が標準試料４０のいずれの位置の値に相当するのかは標準試料測定位置座標データから明らかである。従って、当該算出された厚み相当値での実際の厚みを把握することができる。ステップＳ１３５では、この厚み相当値と標準試料４０における実際の厚みを対応づけたテーブルデータを生成し、上記ＲＡＭ２２に対して厚み算出テーブルデータ２２ｂとして保存する。
【００４９】
この厚み算出テーブルデータ２２ｂがあれば、この標準試料４０の撮像時と同じ条件で対象試料を撮像することによってその厚み相当値から実際の厚みを取得することができ、上記厚みプロファイル２２ｃを取得することができる。尚、本実施形態では、定量化のために厚み相当値を実際の厚みに変換して厚み算出テーブルデータ２２ｂとしているが、定量化をせず、ボイド候補のプロファイル形状パラメータの変化が基準値に合致しているか否かを判別するのであれば、厚み相当値を厚みプロファイル２２ｃとしてもよい。
【００５０】
（３）はんだの検査処理：
本実施形態においては、以上の処理により予め厚み算出テーブルデータ２２ｂを作成した上で、図５，図６に示すフローに従ってはんだの検査処理、すなわちはんだバンプ３０内のボイドの抽出および定量化を行う。ボイドが定量化されれば、そのボイドの径等によってはんだバンプ３０が良品であるか不良品であるかを判定することができる。
【００５１】
はんだの検査処理においてははんだバンプ３０を対象試料としており、このはんだバンプ３０のＸ線撮像画像および無試料時のＸ線撮像画像によって厚み相当値を取得し、厚み算出テーブルデータ２２ｂによって実際の厚みを算出する。すなわち、ステップＳ２００ではＣＰＵ２５がまずメモリ２２に記録された無試料測定位置の座標データを取得し、ステージ制御部２３はこの座標データに基づいてＸ−Ｙステージ１５を移動させ、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３との間に試料が配設されていない状態とする。
【００５２】
ステップＳ２０５ではＣＰＵ２５がメモリ２２に記録された撮像条件データ２２ａを取得してＸ線制御部２１に受け渡し、Ｘ線発生器１１での条件設定を行うとともにＸ線を照射させる。ステップＳ２１０では無試料画像の撮像、すなわち無試料のＸ線検出器１３の検出値を取得する。続いてステップＳ２１５ではＣＰＵ２５がメモリ２２に記録された対象試料測定位置の座標データを取得し、ステージ制御部２３に受け渡す。ステージ制御部２３はこの対象試料測定位置座標データに従ってＸ−Ｙステージ１５を移動させ、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３との間に対象試料を配設させる。
【００５３】
ステップＳ２２０では撮像条件データ２２ａに基づいてＸ線発生器１１での条件設定を行い、ステップＳ２２５ではこの設定条件での照射Ｘ線にて対象試料画像を撮像する。すなわち、ＣＰＵ２５が検出信号処理部２４を制御してＸ線検出器１３の検出値を取得する。ステップＳ２１０で得られた無試料画像でのＸ線の検出値は上記式（２）のＩ０に相当し、ステップＳ２２０で得られた対象試料画像でのＸ線の検出値は上記式（２）のＩに相当する。
【００５４】
ステップＳ２３０では、これらを上記式（２）に代入して厚み相当値を算出し、厚み算出テーブルデータ２２ｂを参照して厚みを算出する。こうして得られた厚みは上記座標（ｘ，ｙ）に対する厚みであり、２次元平面における厚みプロファイル２２ｃに相当する。この厚みプロファイル２２ｃは上記メモリ２２に記憶される。尚、厚み算出テーブルデータ２２ｂは、標準試料４０における複数の厚みについて厚み相当値を特定しているに過ぎないが、各厚み相当値の間の値については補間演算によって算出することができる。従って、厚み算出テーブルデータ２２ｂから任意の厚み相当値における実際の厚みを算出することができる。
【００５５】
また、本実施形態においてははんだバンプの検査処理において無試料画像を撮像しており、Ｘ線管１１ａの経時変化等に鑑みれば検査処理毎にこの無試料画像を撮像するのが好ましいが、むろん、上記図３のステップＳ１１０にて撮像した画像データを流用してもよい。また、ステップＳ２０５，Ｓ２２０では同一の撮像条件を設定しているので、無試料画像を撮像した後に続けて対象試料画像を撮像する場合には新たに撮像条件を設定し直すことが必須ではない。
【００５６】
図７はプロファイルの概略を説明する説明図である。同図では座標（ｘ，ｙ）によって２次元平面の位置が特定され、各座標にてプロファイルの値が特定されるプロファイルについて、２次元平面中のある直線上でのプロファイルの値を示している。同図最上段は厚みプロファイル２２ｃにおいて一つのはんだバンプ３０を例として抜き出して示す図である。上記はんだバンプ３０は略半球形であり、この半球形の形状を反映して図に示す直線上のプロファイルは略半円形になっている。
【００５７】
但し、厚みプロファイル２２ｃではＸ線のノイズやはんだバンプ３０内のボイド、はんだバンプ３０の表面形状など種々の原因によって半球の外形が滑らかにはならない。はんだバンプ３０内にボイドが存在した場合、このボイドにおいてはＸ線吸収係数をほぼ”０”と見なすことができるので、上記式（２）において厚み相当値を増大させないように寄与する。従って、ボイドが存在する場合、図７の最上段にｖと示すように厚みプロファイル２２ｃに凹みが生ずる。
【００５８】
ボイドが微小な場合にはこの凹みｖとＸ線のノイズによる影響およびはんだバンプ３０の表面形状とを区別することが難しい。そこで、本発明では厚みプロファイル２２ｃの凹みがボイドによるものであるか否かを判別するアルゴリズムを採用している。このために、まず、厚みプロファイル２２ｃからはんだバンプ３０がノイズ等の影響を受けなかった場合の外形を示す外形プロファイルを作成する。本実施形態ではこのためにステップＳ２３５で厚みプロファイル２２ｃに対して膨張／収縮処理を施し、得られた結果をステップＳ２４０で外形プロファイル２２ｄとしてメモリ２２に記録する。
【００５９】
図７においては、その最上段に示す厚みプロファイル２２ｃから生成した外形プロファイルの例を図７の上から２段目に示している。このように、外形プロファイル２２ｄは厚みプロファイル２２ｃからノイズ成分を除去したようなプロファイルであり、ほぼはんだバンプ３０の外形に相当する。また、外形プロファイル２２ｄは、はんだバンプ３０の外形に相当していればよく、厚みプロファイル２２ｃに対してローパスフィルタを適用するなど種々の構成によって生成することができる。
【００６０】
ステップＳ２４５では、外形プロファイル２２ｄと厚みプロファイル２２ｃとの差分を取得する。すなわち、双方とも座標（ｘ，ｙ）に対するプロファイルであるため、同じ座標において外形プロファイル２２ｄのプロファイル値から厚みプロファイル２２ｃのプロファイル値を減じる。この処理により、はんだバンプ３０の下端から上端までの距離が外形より薄い部位を抽出することができる。
【００６１】
但し、図７の下から２段目に示すようにこの差分においては厚みプロファイル２２ｃにおけるノイズ等の影響を受けてボイド以外に起因したピークも存在する。尚、この差分を示すグラフにおいては上記厚みプロファイル２２ｃと外形プロファイル２２ｄとを示すグラフより縦軸のスケールが細かくなっている。本実施形態では、ステップＳ２５０においてこの差分値と所定の閾値とを比較し、ボイドが球形であるとしてプロファイル形状パラメータの変化が基準値に合致するピークをボイドとして抽出する。この抽出は後に詳述する。抽出されたボイドを示すデータはボイドデータ２２ｈとしてメモリ２２に記録される。ボイドが抽出されると、抽出されたボイドについて定量化することができ、ステップＳ２５５にて上記出力部２６ａにおいてボイドの寸法を表示する。
【００６２】
（３−１）ボイドの抽出処理：
以下、図６〜図８に従ってボイドの抽出処理を詳述する。図６は上記ステップＳ２５０のボイド抽出処理を示すフローチャートであり、ステップＳ３００では上記ステップＳ２４５で取得した差分に対して閾値を適用し、ボイド候補プロファイルを取得する。すなわち、上記差分のプロファイルはボイドに起因するピークとノイズ等に起因するピークとを含んでいるが、図７の下から２段目に示すようにまず閾値によって微小なピークを除去する。このプロファイルのデータはボイド候補プロファイル２２ｅとしてメモリ２２に記録される。
【００６３】
上記閾値は上記閾値データ２２ｇとしてメモリ２２に対して予め記録されており、本実施形態にかかるＸ線検査装置を利用する利用者毎に適宜所望の値を選択可能である。すなわち、利用者毎に抽出したいボイドの径が異なっていることが想定され、差分値は後述するようにボイドの直径に相当するので、閾値を大きくするとボイド候補とされるボイドの径も大きくなる。そこで、抽出するボイド径の１／２以上の直径に相当するものを候補として抽出するなど、種々の構成を採用可能である。
【００６４】
図７の最下段は、以上のようにして抽出したボイド候補プロファイル２２ｅの例を示している。ステップＳ３０５以降では、このボイド候補プロファイル２２ｅに存在する各プロファイルを一つずつ選択し、各プロファイルのプロファイル形状パラメータの変化が基準値に合致するか否かを判定する。図８は本実施形態における基準値を説明する説明図である。上段は球形ボイドを示しており、下段は当該ボイドによる２次元平面に対するプロファイル形状の一例を示している。
【００６５】
このプロファイルＰの値はボイド内でのＸ線の透過距離に相当するので、当該プロファイルＰの形状はボイドの形状を反映しているはずである。すなわち、ボイドの形状が図８の上段に示すように球形である場合、例えば図における原点ｘ＝ｙ＝０ではＸ線の透過距離は球形の直径Ｄに相当するので、当該原点におけるプロファイルＰの値（高さＴ）は球形の直径Ｄに等しくなるはずである。このように、ある座標でのプロファイルＰの値は図８に示す球形内で軸ｚに平行な直線であってこの座標を通る直線を考えたとき、この直線と球の外周とで形成する２つの交点を結ぶ距離と等しくなる。
【００６６】
従って、抽出対象のボイド形状が球形であると決定されることによってプロファイルＰの形状が一義的に特定され、このプロファイルＰの形状を示すパラメータを複数個抽出し、その変化を予め算出しておくことにより基準値を決定することができる。本実施形態においてプロファイルＰの断面積比を基準値として採用しており、具体的には、プロファイルＰの高さＴを４等分し、高さ３Ｔ／４にて高さ方向に対して垂直にプロファイルＰを切断した場合の断面積Ｓ’１、高さＴ／２にて切断した場合の断面積Ｓ’２、高さＴ／４にて切断した場合の断面積Ｓ’３を算出する。
【００６７】
さらに、これら断面積の変化を示す値として面積比を採用しており、面積比Ｒ’１＝Ｓ’２／Ｓ’１および面積比Ｒ’２＝Ｓ’３／Ｓ’２を算出する。これら面積比Ｒ’１およびＲ’２は予め算出され、基準値データ２２ｉとしてメモリ２２に記録される。
【００６８】
上記ステップＳ３０５において選択したボイド候補プロファイルが球形ボイドのプロファイルであれば、このボイド候補プロファイルにて上記と同様に算出した断面積の比が上記基準値に近くなるはずである。そこで、ステップＳ３１０では、ボイド候補プロファイルを高さ方向に対して垂直に４等分し、高さ３Ｔ／４，Ｔ／２，Ｔ／４での断面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を取得する。これら断面積はプロファイル形状パラメータ２２ｆとしてメモリ２２に記録される。ステップＳ３２０では当該断面積からその変化を示す面積比Ｒ１＝Ｓ２／Ｓ１および面積比Ｒ２＝Ｓ３／Ｓ２を算出する。
【００６９】
そして、ステップＳ３３０では、｜Ｒ１−Ｒ’１｜が所定の閾値Ｔ１より小さく、｜Ｒ２−Ｒ’２｜が所定の閾値Ｔ２より小さいか否かを判別することによって、ボイド候補プロファイルのプロファイル形状パラメータの変化が基準値に合致しているか否かを判別する。ここで、閾値Ｔ１，Ｔ２は”０”以上であるが”０”に近い数値である。
【００７０】
すなわち、ボイド候補プロファイルが球形ボイドに起因するプロファイルであれば２次元平面に対するプロファイル形状が図のように釣鐘状となるためそのプロファイル形状パラメータの変化を示す断面積比が基準値とが等しくなるはずである。そこで、｜Ｒ１−Ｒ’１｜および｜Ｒ２−Ｒ’２｜が所定の閾値Ｔ１，Ｔ２より小さいか否かを判別することにより判定対象のボイド候補が球形に近いか否かを判別することができる。従って、ボイド候補プロファイルの中から球形ボイドに近いボイドを抽出することができる。尚、閾値Ｔ１，Ｔ２の値はどの程度まで基準値からのずれを許容するのかを利用者が予め決定し、閾値データ２２ｇとしてメモリ２２に記録しておく。
【００７１】
ステップＳ３３０にて｜Ｒ１−Ｒ’１｜および｜Ｒ２−Ｒ’２｜が所定の閾値Ｔ１，Ｔ２より小さいと判別されないときには、判定対象のボイド候補がボイドに起因したものではないとしてステップＳ３５０にジャンプする。ステップＳＳ３３０にて｜Ｒ１−Ｒ’１｜および｜Ｒ２−Ｒ’２｜が所定の閾値Ｔ１，Ｔ２より小さいと判別されたときには、判定対象のボイド候補がボイドであるとする。すなわち、ステップＳ３４０にて判定対象のボイド候補を示すデータをボイドデータ２２ｈとしてメモリ２２に記録する。ボイドデータ２２ｈではボイド候補を特定することができればよく、ボイド候補プロファイルの中心座標等種々のデータを採用可能である。
【００７２】
ステップＳ３５０においては、以上の一連の処理を上記ボイド候補プロファイル内の総てのプロファイルに対して適用したか否かを判別し、同ステップＳ３５０にて総てのプロファイルに対して適用したと判別されるまで上記ステップＳ３０５以降の処理を繰り返す。従って、以上の処理によってボイド候補プロファイルの中から上記プロファイル形状パラメータの変化が基準値に合致しているものを抽出することができる。
【００７３】
はんだバンプ３０内に形成されるボイドはその形状が微小であれば球形であると推定される。一方、ノイズ等がランダムあるいは何らかの傾向を持って発生したとしても、そのプロファイルが球形ボイドのプロファイル形状パラメータに合致することはまれである。特に２次元平面に対するプロファイルが球形ボイドのプロファイル形状パラメータに合致することは非常にまれである。従って、本実施形態のように球形ボイドによって形成される形状のボイド候補プロファイルをボイド候補として抽出することにより、ボイド候補プロファイルからボイドに起因するプロファイルを確実に抽出することができる。
【００７４】
尚、以上の処理の後には上記図５のステップＳ２５５にてボイドの定量化／表示を行うが、この定量化の際にもボイド候補プロファイルを利用する。すなわち、抽出したボイドが球形であればそのプロファイルにおいて最下部の幅や高さの１／２が球の直径に相当するので、これらを算出することによって球の直径を定量化することができる。直径を定量化した後には、上記出力部２６ａにてその値を表示させればよい。むろん、直径の他にも半径や断面積や体積を定量化することもできる。
【００７５】
（４）他の実施形態：
本発明においては、ボイド候補プロファイルから算出されるプロファイル形状パラメータの変化が基準値に合致するか否かを判別してボイドを抽出することができればよく、上記第１実施形態のような構成が必須となるわけではない。例えば、上記実施形態ではボイド候補が球形ボイドに起因したプロファイル形状になっているか否かを判別するために、３箇所の断面積を算出し、２つの断面積比によって判別を行っていたが、試料内ボイドを抽出するＸ線検査装置において要求される精度や処理速度等に応じてプロファイルの切断数を増減することも可能である。
【００７６】
さらに、プロファイルの形状を示すプロファイル形状パラメータとしてプロファイルの断面積以外にも体積を採用することができる。例えば、プロファイルの高さＴの３Ｔ／４，Ｔ／２，Ｔ／４の位置で所定の厚みｔの部位を考え、それぞれの体積を算出し、これらの体積比を比較することも可能である。この場合、予め球形ボイドのプロファイルから体積比を算出して基準値としておき、各ボイド候補プロファイルにて同様にして体積比を算出し、両者の差分が閾値以下であるか否かを判別すればよい。
【００７７】
また、上述のように半球状のはんだバンプ３０内に存在する抽出対象のボイドとしては球形を採用するのが好ましいが、はんだの形状によっては他の形状を抽出対象とする構成を採用してもよい。図９は円筒形のボイドを抽出対象とする場合の例を示している。このような円筒形のボイドは平面上の部材同士をはんだにて接合する場合に生じやすい。この場合も装置の構成としては上記第１実施形態と同様に構成可能である。但し、平面上の部材が上記Ｘ線検出器１３のＣＣＤ面と略平行になるように対象試料を配設する必要がある。
【００７８】
処理フローとしてもほぼ同様であるが、図６においては予めメモリ２２に記録した基準値を利用する構成は必須ではない。すなわち、円筒形であればプロファイル高さに対する断面積比が”１”になるはずである。そこで、断面積比は予め算出するまでもなく、ステップＳ３３０において断面積比Ｒ’１，Ｒ’２が”１”に近いか否かを判別すればよい。これにより、ボイド候補プロファイルが円筒形に近いか否かを判別し、近いものをボイドとして抽出することができ、ノイズ等に起因するプロファイルを確実に除外してボイドを抽出することができる。ただし、この場合においてもプロファイル形状パラメータは断面積に限定されることはなく、上記と同様、プロファイル高さに対する円の幅（直径）、縦横比、周囲長や体積などを採用してもよい。
【００７９】
さらに、上述の実施形態では断面積を数カ所で算出してプロファイル形状パラメータの変化を算出していたが、より多くのプロファイル形状パラメータを加味するようにしてもよい。図１０は、プロファイル形状の連続的な変化を考慮することによって多数のプロファイル高さでのプロファイル形状を考慮する実施形態を説明する説明図である。この実施形態では、プロファイルの断面積変化を連続的に考えるため、基準値の算出に際してプロファイル形状を示す関数を算出する。
【００８０】
図１０は球形ボイドについての説明であり、上段では球形ボイドを所定の２次元平面（ｘ，ｙ平面）に投影した円を示している。この円を示す式はｘ２＋ｙ２＝ａ２であり、ｙについて解くとｙ＝（ａ２−ｘ２）１／２である。一方、このｘ，ｙ平面上でｙ軸に平行な方向にｘ線が透過したとすると、そのプロファイルは図１０中段の様になりその高さＴは上記ｙの２倍である。
【００８１】
すなわち、Ｔ＝２（ａ２−ｘ２）１／２となる。球形ボイドに対する２次元プロファイルはこのＴについてＴ軸を中心に３６０°回転するようにして形成される。従って、プロファイルの各高さにおける断面積Ｓ＝πｘ２に対し、上記Ｔの式をｘについて解いてπｘ２に代入することにより、Ｓ＝π（ａ２−Ｔ２／４）として断面積を取得することができる。図１０の最下段にはこの断面積Ｓを高さＴについてプロットしたグラフを実線で示している。このグラフは断面積Ｓの高さＴに対する変化を示しているので、本発明における基準値とすることができる。
【００８２】
一方、ボイド候補プロファイルについて高さの最大値が上記基準値の高さの最大値（図１０では２ａ）と同値になるように規格化し、多数の切断位置での断面積を算出すれば、ボイド候補プロファイルについての断面積の変化傾向を把握することができるので、実質的に断面積変化を連続的に基準値と比較することが可能になる。すなわち、ボイド候補プロファイルについて多数の切断位置での断面積を上記図１０の下段に示すグラフにプロットすると、破線で示すように種々のグラフになるが、この破線に示すグラフと実線に示す基準値とが合致していればボイド候補プロファイルから算出した断面積変化が基準値に合致していることになり、このボイド候補をボイドとして抽出することができる。
【００８３】
両者が合致しているか否かを判別するためには種々の構成を採用可能である。例えば、両グラフについて複数の高さＴで差分を算出し差分を加え合わせるとともに、得られた結果が所定の閾値以下であるときに両者が合致していると判定する構成を採用可能である。他にも破線のグラフを多次関数にフィッティングし、フィッティング後の関数と上記基準値を示す関数との差分を積分したり、畳み込み積分を行って得られた結果と所定の閾値とを比較するなど種々の構成を採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【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線管の概略構成を示す図である。
【図３】厚み算出テーブルを作成する際の処理を示すフローチャートである。
【図４】Ｘ−Ｙステージ上に載置された標準試料を示す図である。
【図５】検査処理を示すフローチャートである。
【図６】ボイド抽出処理を示すフローチャートである。
【図７】プロファイルの概略を説明する説明図である。
【図８】基準値の算出を説明する説明図である。
【図９】円筒形のボイドを抽出する実施形態の説明図である。
【図１０】連続的な変化を比較する実施形態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０…Ｘ線撮像機構部
１１…Ｘ線発生器
１１ａ…Ｘ線管
１１ｂ…アノード
１１ｃ…カソード
１１ｄ…電子レンズ
１１ｅ…ターゲット
１１ｆ…絞り
１３…Ｘ線検出器
１５…Ｘ−Ｙステージ
２０…Ｘ線撮像制御部
２１…Ｘ線制御部
２２…メモリ
２２ａ…撮像条件データ
２２ｂ…厚み算出テーブルデータ
２２ｃ…厚みプロファイル
２２ｄ…外形プロファイル
２２ｅ…ボイド候補プロファイル
２２ｆ…プロファイル形状パラメータ
２２ｇ…閾値データ
２２ｈ…ボイドデータ
２２ｉ…基準値データ
２３…ステージ制御部
２４…検出信号処理部
２６ａ…出力部
２６ｂ…入力部
３０…はんだバンプ
３１…基板
３２…サブストレート
４０…標準試料
【図１】
2004294120.tif 000005
【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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【図８】
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【図９】
2004294120.tif 000013
【図１０】
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