[发明专利]二维图像检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种对基于由二维阵列检测器检测到的光或者放射线的二维图像进行检测的二维图像检测系统，特别是涉及一种将微小尺寸的被检体放大并进行摄影或者透视的供微小观察用的二维阵列检测器的技术。

背景技术

二维图像检测系统用于无损检查装置等。作为无损检查装置中使用的被检体，存在安装基板、多层基板的通孔/图案/焊点部、配置在平板上的集成电路(IC：Integrated Circuit)之类的安装前的电子部件、金属等铸件、录像机之类的成型品等。

近年来，由于设备的集成化，预计会正式导入使IC彼此堆叠的三维安装。但是，与作为三维安装的组成部分的晶圆凸块(Wafer Bump)、在由硅构成的基板上具有贯通孔并向该贯通孔插入电极而得到的硅贯通电极(TSV：Through-Silicon Via)有关的无损检查技术还没有确立，在开发现场、生产现场正期望一种能够以无损方式判断优劣的方法。

在对凸块之类的金属进行无损检查中能够列举利用X射线进行的透视摄影、X射线CT。在X射线CT的情况下，能够将基于由二维阵列检测器检测到的X射线的二维图像重构来制作三维图像。因而，在X射线CT中能够三维地观察内部的构造，能够准确地判断缺陷的位置。另一方面，也存在以下缺点：在获取重构所需的个数的二维图像上耗费时间，在进行重构的运算上也耗费时间，从而耗费总检查时间。

与此相对地，在利用X射线进行的透视摄影中，虽然不知道缺陷部分的三维的形状，但与X射线CT相比检查时间格外短，对于多个产品的检查是有效的。这两种方式中当前通用的方法是使被检体接近X射线管(射线源)等产生源的放大摄影(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2007-203061号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，现状是用于找出几μm级别的缺陷的放大摄影中的系统的构成条件(设定条件)不明确。当前，一般通用的微型凸块的尺寸是20μm，期望在该凸块中进行4μm以上的空隙(缺损)的检测。对这种尺寸的凸块、空隙进行摄影或者透视的X射线透视摄影装置当前正在开发之中。另外，进行这种细微观察时的X射线管的管球的焦点尺寸、像素尺寸(pixels size)、放大率的设定条件不明确。焦点尺寸越小则能够获得越良好的分辨率，还存在一种焦点尺寸以1μm为限(小于1μm)的管球。但是，这种微小焦点尺寸的管球的动作不稳定，需要一种即使是某种程度的焦点尺寸(例如焦点尺寸≥1μm)的管球也能够进行细微观察的系统。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够将微小尺寸的被检体放大并稳定地进行摄影或者透视的二维图像检测系统。

用于解决问题的方案

发明人为了解决上述问题进行了深入研究，结果得出如下见解。

即，在将微小尺寸的被检体放大并进行摄影或者透视的过程中，分辨率(图像分辨率)越高越好，例如能够观察微小尺寸的凸块、空隙，但实际的分辨率取决于X射线源(X射线管球等)的性能。换句话说，如果X射线源的焦点尺寸不微小，则无法预料分辨率提高。因此，改变想法试着关注于除焦点尺寸以外的参数。

如上所述，焦点尺寸越小则越能够提高分辨率，但如果焦点尺寸过小，则产生源(在X射线的情况下，是作为射线源的X射线管的管球)的动作变得不稳定。因此，在使用了动作没有变得不稳定的焦点尺寸的产生源的情况下，试着关注于根据焦点尺寸来推断放大率等设定条件。

参照图4至图7来说明得出下述见解的背景。图4是示出基于X射线透视摄影的放大摄影时的图像的模糊的示意图，图5是示出模糊相对于放大率的比例的收敛的曲线图，图6是以作为(2)式的条件的临界值的放大率为62.5倍、像素(pixel)间距为50μm来改变焦点尺寸时的截面轮廓(仿真)，图7是(4)式的条件的临界值时的直径为20μm的凸块的截面轮廓(仿真)。

如图4所示，将被检体O的尺寸设为r0，将被检体O在(二维阵列)检测器上的投影像的尺寸设为r1，将焦点尺寸设为将模糊的大小设为a，将放大率设为ε，将射线源S与被检体O之间的距离(SOD：Source Object Distance)设为SOD，将射线源S与检测器D之间的距离(SID：Source Image Distance)设为SID。放大率ε用ε＝SID/SOD表示，r1＝ε·r0的关系成立。另外，基于相似的关系，a：SOD成立。由此，模糊的比例a/r1如下述(1)式那样表示。