X射線檢查裝置、檢查方法以及x射線檢測(cè)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種X射線檢查裝置，具備：X射線源，向試樣照射X射線，具有比缺陷的直徑大的焦點(diǎn)尺寸；X射線TDI檢測(cè)器，將由所述X射線源照射而透過(guò)了該試樣的X射線作為X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)，在與該試樣的掃描方向平行的方向上具有長(zhǎng)的像素，并與該試樣靠近地配置；和缺陷檢測(cè)部，基于由所述X射線TDI檢測(cè)器檢測(cè)到的X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)缺陷。
【專利說(shuō)明】X射線檢查裝置、檢查方法以及X射線檢測(cè)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及向試樣照射X射線并基于透過(guò)了試樣的X射線的強(qiáng)度分布來(lái)檢查試樣的X射線檢查裝置、檢查方法以及被用在X射線檢查裝置中的X射線檢測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為本【技術(shù)領(lǐng)域】的【背景技術(shù)】，有日本特開(kāi)平9-72863號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)。在該公報(bào)中公開(kāi)了“一種簡(jiǎn)易型高分辨率X射線透過(guò)自動(dòng)檢查裝置，其特征在于，在比地面高幾十厘米以上的上方的高度水平搬運(yùn)被檢查物，在X射線透過(guò)自動(dòng)檢查裝置中設(shè)有:x射線源，聚焦尺寸的直徑為50 μ m以上；屏蔽箱，在上部配設(shè)該X射線源，并且在被檢查物的搬入.搬出口的下側(cè)的內(nèi)側(cè)位置配設(shè)有對(duì)被檢查物的圖像進(jìn)行攝像的攝像面；和升降臺(tái)，在該屏蔽箱內(nèi)的攝像場(chǎng)所，在所述搬入.搬出口的高度水平與攝像面的高度水平之間進(jìn)行升降，具有對(duì)在所述搬入口接受到的被檢查物進(jìn)行支承并下降至所述攝像面的上側(cè)的檢查水平為止、且對(duì)攝像完畢的被檢查物進(jìn)行支承并上升至搬出口的高度水平為止的被檢查物的水平移送功能?！?權(quán)利要求書的權(quán)利要求1)，由此記載了可以提供一種“可獲得低成本且分辨率卓越的印刷基板的攝像，且使X射線源的維護(hù)、更換變得容易、小型簡(jiǎn)易型高分辨率X射線透過(guò)自動(dòng)檢查裝置”。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平9-72863號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]在鋰離子二次電池的電極材料中包含的微小金屬異物的檢查之中，要求高速地檢查50 μ m以下的微小的金屬物體。在電極的制造步驟中，由于薄片狀的電極材料通過(guò)輥搬運(yùn)以速度500mm/s以上的高速度連續(xù)地搬運(yùn)，因此為了進(jìn)行聯(lián)機(jī)檢查，需要以速度500mm/s以上的試樣掃描速度連續(xù)地檢查。
[0008]在向試樣照射X射線并基于透過(guò)了試樣的X射線的強(qiáng)度分布來(lái)檢查試樣的X射線檢查之中，為了檢查微小的物體，需要獲得分辨率高的X射線透過(guò)像、以及獲得足夠大的X射線光量所形成的X射線透過(guò)像。在此，所謂X射線光量，是指向試樣照射的X射線的強(qiáng)度與檢測(cè)器的蓄積時(shí)間(曝光時(shí)間)之積。
[0009]需要前者的原因在于，在相對(duì)于物體的大小而言分辨率低的情況下，像會(huì)出現(xiàn)模糊，從而物體的像的對(duì)比度降低。
[0010]需要后者的原因在于，在X射線光量不足的情況下，相對(duì)于物體的像的對(duì)比度而言散射噪聲(Shot noise)相對(duì)地變大，圖像的SN比降低，從而難以判別物體。在此，散射噪聲也被稱作光子散射噪聲、量子噪聲，在圖像的噪聲之中散射噪聲成分所占的比例大的情況下，通過(guò)增大X射線光量，從而圖像的SN比與X射線光量的平方根成正比地提高。[0011]為了獲得高分辨率的X射線透過(guò)像，存在利用微聚焦X射線管等的焦點(diǎn)尺寸小的X射線源，相對(duì)于X射線源-試樣間距離而增大并疏遠(yuǎn)X射線源-相機(jī)間距離來(lái)獲得放大像的方法。但是，由于焦點(diǎn)尺寸小的X射線源無(wú)法獲得高輸出，因此X射線光量變得不足，從而圖像的SN比降低。尤其是在進(jìn)行高速檢查的情況下蓄積時(shí)間變短，因此該問(wèn)題變得顯著。
[0012]為了獲得大量的X射線光量，存在利用高輸出的X射線源、或者利用TDI (TimeDelay Integration ;時(shí)間延遲積分)型的X射線相機(jī)來(lái)爭(zhēng)取蓄積時(shí)間的方法。但是，由于前者需要焦點(diǎn)尺寸大的X射線源，因此存在與高分辨率的圖像獲取不兼顧的課題。由于后者需要使TDI相機(jī)的線速率與試樣掃描速度同步，但在市場(chǎng)上可獲得的X射線TDI相機(jī)的線速率卻存在上限，因此存在無(wú)法應(yīng)對(duì)非常高速的試樣掃描速度的課題。例如，在上限線速率約2kHz的X射線TDI相機(jī)中具有50 μ m的像素尺寸的情況下，所能應(yīng)對(duì)的上限的試樣搬運(yùn)速度為100mm/s。
[0013]在前述專利文獻(xiàn)I中記載了高分辨率X射線透過(guò)自動(dòng)檢查裝置。然而，專利文獻(xiàn)I的裝置作為用于獲取高分辨率的圖像的構(gòu)成，記載了“升降臺(tái)，在該屏蔽箱內(nèi)的攝像場(chǎng)所，在所述搬入.搬出口的高度水平與攝像面的高度水平之間進(jìn)行升降，具有對(duì)在所述搬入口接受到的被檢查物進(jìn)行支承并下降至所述攝像面的上側(cè)的檢查水平、且對(duì)攝像完畢的被檢查物進(jìn)行支承并上升至搬出口的高度水平的被檢查物的水平移送功能”，但是卻未記載增大X射線光量的必要性。此外，關(guān)于被高速搬運(yùn)的試樣的檢查方法，也沒(méi)有記載。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]為了解決上述課題，例如采用權(quán)利要求書所記載的構(gòu)成。
[0016]本申請(qǐng)包括解決上述課題的多種手段，如果列舉其一例，則其特征在于，具有:X射線源，向試樣照射X射線，具有比缺陷的直徑大的焦點(diǎn)尺寸；x射線TDI檢測(cè)器，將由所述X射線源照射而透過(guò)了該試樣的X射線作為X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)，在與該試樣的掃描方向平行的方向上具有長(zhǎng)的像素，并與該試樣靠近地配置；和缺陷檢測(cè)部，基于由所述X射線TDI檢測(cè)器檢測(cè)到的X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)缺陷。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)以足夠大的X射線光量來(lái)獲得分辨率高的X射線透過(guò)像，從而能夠檢測(cè)微小的缺陷。
[0019]上述之外的課題、構(gòu)成以及效果通過(guò)以下的實(shí)施方式的說(shuō)明變得明了。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明所涉及的X射線檢查裝置的構(gòu)成的構(gòu)成圖。
[0021]圖2是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的X射線源的構(gòu)成圖。
[0022]圖3是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的X射線源、檢查對(duì)象物、以及TDI相機(jī)的位置關(guān)系的圖。
[0023]圖4是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的光源部、檢查對(duì)象物、以及TDI相機(jī)的位置關(guān)系與像的模糊量之間的關(guān)系的圖。
[0024]圖5是說(shuō)明使本發(fā)明所涉及的多個(gè)TDI相機(jī)并排的構(gòu)成例的構(gòu)成圖。
[0025]圖6是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的多個(gè)X射線管所形成的像的重復(fù)的圖。[0026]圖7是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的本實(shí)施例的光源部、以及TDI相機(jī)的配置的圖。
[0027]圖8是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的具有扁平像素的X射線TDI相機(jī)的圖。
[0028]圖9是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的具有扁平像素的X射線TDI相機(jī)的另一實(shí)施例的圖。
[0029]圖10是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的高分辨率的X射線TDI相機(jī)的構(gòu)成的圖。
[0030]圖11是使本發(fā)明所涉及的X射線TDI相機(jī)的閃爍體的分辨率得以提高的開(kāi)口掩模的圖。
[0031]圖12是用于說(shuō)明本發(fā)明所涉及的X射線檢查方法的流程圖。
[0032]圖13是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的X射線TDI相機(jī)的受光傳感器的配置的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]在本實(shí)施例中，說(shuō)明向試樣照射X射線并基于透過(guò)了試樣的X射線的強(qiáng)度分布來(lái)檢查試樣的X射線檢查裝置的示例。
[0034]圖1是本實(shí)施例的X射線檢查裝置的構(gòu)成圖的示例。
[0035]X射線檢查裝置100具有:X射線源1、射線源遮斷部2、射線源狹縫3、X射線TDI相機(jī)4、直射光遮斷部5、裝置蓋罩6、缺陷判定部7、控制部8、以及顯示部9。
[0036]X射線源I向試樣W照射X射線。由X射線源I所形成的試樣上的X射線照射區(qū)域的形狀由射線源狹縫3來(lái)限制。射線源遮斷部2遮斷朝向試樣上的照射區(qū)域之外的區(qū)域的X射線。由射線源遮斷部2和射線源狹縫3來(lái)減少檢查所需之外的X射線的泄漏量，以提高X射線檢查裝置100的安全性。
[0037]被照射至試樣W的X射線透過(guò)試樣W而由X射線TDI相機(jī)4作為X射線透過(guò)圖像來(lái)檢測(cè)。作為檢測(cè)器而利用X射線TDI相機(jī)4，從而能夠不斷地獲取被連續(xù)搬運(yùn)的試樣W的X射線透過(guò)圖像。此外，較之于使用通常的X射線線條相機(jī)(line camera)的情況，能夠與TDI的級(jí)數(shù)相應(yīng)地獲得較多的蓄積時(shí)間，因X射線光量增大，從而可獲得SN比高的圖像，檢查靈敏度得以提高。
[0038]直射光遮斷部5用于遮斷透過(guò)了試樣W以及X射線TDI相機(jī)4之后的X射線，以防止X射線泄漏至裝置外。裝置蓋罩6用于遮斷在射線源遮斷部2、射線源狹縫3、直射光遮斷部5遮斷不了的X射線成分、以及反射/散射X射線成分，并且隔離X射線所照射的空間，以防止人手等進(jìn)入至該空間內(nèi)。在射線源遮斷部2、射線源狹縫3、直射光遮斷部5或者裝置蓋罩6未設(shè)定成規(guī)定的條件的情況下，聯(lián)鎖裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，使得由X射線源I所執(zhí)行的X射線的照射停止。根據(jù)以上的構(gòu)成，可避免裝置操作員等被X射線照射，可確保X射線檢查裝置100的安全性。
[0039]在圖1中示出將X射線源I置于試樣W的上方、且將X射線TDI相機(jī)4置于試樣W的下方的配置，但是在從設(shè)置X射線檢查裝置100的地面到試樣W為止的距離長(zhǎng)、且在試樣W的下方能確保足夠的空間的情況下，為使X射線檢查裝置100的外形小型化，也可以將X射線源I設(shè)置于試樣W的下方、且在試樣W之上設(shè)置X射線TDI相機(jī)4。此外，缺陷判定部7、控制部8、或者顯示部9也可以設(shè)置在裝置蓋罩6的內(nèi)部。
[0040]缺陷判定部7基于由X射線TDI相機(jī)4檢測(cè)到的X射線透過(guò)像來(lái)判別存在于試樣中的缺陷，輸出缺陷存在的有無(wú)、存在的數(shù)目、位置、或者大小。在此，所謂缺陷，在鋰離子二次電池的電極材料中是能使鋰離子二次電池成品的可靠性降低的主要原因，例如包括鋰離子二次電池的正極材料、負(fù)極材料、集電體、隔離物中所含的微小金屬異物、或者正極材料、負(fù)極材料、隔離物的空穴、涂敷不良。
[0041]在鋰離子二次電池的正極材料中所含的微小金屬異物的檢查之中，X射線TDI相機(jī)4的固定圖案噪聲、隨機(jī)產(chǎn)生的散射噪聲、以及薄片狀的正極的活性物質(zhì)的厚度不均、密度不均等成為背景噪聲。針對(duì)所檢測(cè)到的圖像，執(zhí)行衰減背景噪聲、且對(duì)基于微小金屬異物等的缺陷信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的濾波處理，針對(duì)濾波后的圖像，設(shè)定實(shí)質(zhì)上未檢測(cè)到其殘留噪聲成分的閾值水平，通過(guò)將超過(guò)閾值水平之處判定為缺陷，從而可檢測(cè)微小金屬異物等的缺陷。在金屬異物附著于正極的情況、或者由比正極材料重的元素構(gòu)成的金屬異物被埋在正極材料內(nèi)部的情況下，在X射線透過(guò)像中被作為比背景暗的缺陷信號(hào)而呈現(xiàn)。在由比正極材料輕的元素構(gòu)成的金屬異物被埋在正極材料內(nèi)部的情況、或者正極材料的涂敷泄漏、存在空穴的情況下，在X射線透過(guò)像中被作為比背景亮的缺陷信號(hào)而呈現(xiàn)。將缺陷部的明度的空間性擴(kuò)展的中心(與背景之間的明度差為最大的位置、或者明度差的重心位置)測(cè)量為缺陷位置。進(jìn)而，根據(jù)缺陷部與背景之間的明度差以及明度的空間性擴(kuò)展來(lái)測(cè)量缺陷的大小。將包含缺陷部和周圍背景在內(nèi)的缺陷圖像保存至缺陷判定部7或者控制部8所內(nèi)置的存儲(chǔ)器中，以便能夠在檢查后確認(rèn)以上的缺陷判定結(jié)果。
[0042]控制部8接受來(lái)自輸入部10的信號(hào)、或者來(lái)自前述的各構(gòu)成部件的信號(hào)，進(jìn)行X射線源l、x射線TDI相機(jī)4、缺陷判定部7的參數(shù)設(shè)定、控制。前述的各構(gòu)成部件的參數(shù)設(shè)定值、狀態(tài)、檢查條件、缺陷判定結(jié)果(缺陷個(gè)數(shù)、位置、缺陷尺寸、缺陷圖像)被顯示于顯示部9。
[0043]在輸入部10中，接受來(lái)自用戶等外部的各構(gòu)成要件的參數(shù)設(shè)定值、檢查條件等的輸入，并送至控制部8。
[0044]由搬運(yùn)系統(tǒng)11來(lái)搬運(yùn)、掃描檢查對(duì)象的試樣W。與基于搬運(yùn)系統(tǒng)11的試樣掃描的速度相匹配地設(shè)定X射線TDI相機(jī)4的線速率，以進(jìn)行與掃描速度同步的攝像。搬運(yùn)系統(tǒng)11將X射線TDI相機(jī)4的定時(shí)同步所需的搬運(yùn)速度或者搬運(yùn)距離等的信息輸出至控制部
8。例如，在X射線檢查裝置100設(shè)置于在試樣的制造步驟等中預(yù)先使試樣實(shí)質(zhì)上以一定速度搬運(yùn)的環(huán)境中加以利用的情況下，X射線檢查裝置100自身無(wú)需具有搬運(yùn)系統(tǒng)11，只要兼用預(yù)先設(shè)置在試樣的制造步驟等中的搬運(yùn)系統(tǒng)，并與該搬運(yùn)系統(tǒng)同步地設(shè)定X射線TDI相機(jī)4而使之動(dòng)作即可。在此情況下，根據(jù)需要，針對(duì)試樣的制造步驟等的搬運(yùn)系統(tǒng)的輸出或者被搬運(yùn)的試樣，將通過(guò)編碼器測(cè)量所得的位置測(cè)量值、或者通過(guò)速度計(jì)測(cè)量所得的速度測(cè)量值，作為用于同步的信息而輸入至控制部中加以利用。
[0045]圖2是說(shuō)明本實(shí)施例的X射線源的構(gòu)成圖。
[0046]X射線源I具有多個(gè)X射線管。在圖2、以及后述的圖6及圖7中，雖然圖示了 X射線源I具有兩個(gè)X射線管101、102的示例，但是為了進(jìn)一步增大X射線光量，也可以利用三個(gè)以上的X射線管。X射線管101、102各自照射試樣W上的互不相同的區(qū)域。設(shè)置并調(diào)整射線源狹縫3，以使在試樣W上照射區(qū)域不重合。X射線管101以及102照射出的透過(guò)了試樣W上的區(qū)域之后的X射線，入射至X射線TDI相機(jī)4的受光部103中被加以檢測(cè)。通過(guò)將X射線管并列N個(gè)來(lái)使用，從而一個(gè)X射線管所照射的區(qū)域的長(zhǎng)度變?yōu)?/N倍，X射線管與試樣之間的距離變?yōu)?/N倍。由于X射線的照射強(qiáng)度與距X射線管的距離的平方成反t匕，因此對(duì)試樣上的每單位面積所賦予的X射線強(qiáng)度增加為N的平方倍。由此，能夠增大X射線光量。
[0047]圖7是說(shuō)明本實(shí)施例的光源部、以及TDI相機(jī)的配置的圖。
[0048]將試樣W的掃描方向設(shè)為X方向，將與該X方向垂直的方向設(shè)為Y方向。X射線TDI相機(jī)4被設(shè)置并調(diào)整成:X方向成為TDI蓄積方向，Y方向成為縱長(zhǎng)方向。X射線源I所具有的多個(gè)X射線管(101，102)沿著Y方向排列。
[0049]圖3是說(shuō)明本實(shí)施例的X射線源、檢查對(duì)象物、以及TDI相機(jī)的位置關(guān)系的圖。
[0050]在X射線源所包含的X射線管的內(nèi)部產(chǎn)生X射線的區(qū)域被稱作焦點(diǎn)。圖3的附圖標(biāo)記201表示X射線管的焦點(diǎn)區(qū)域。焦點(diǎn)區(qū)域201具有有限的大小。在此設(shè)為焦點(diǎn)尺寸d,且設(shè)定成焦點(diǎn)尺寸d大于缺陷的直徑。例如，在焦點(diǎn)尺寸d = 0.4mm的X射線管中可獲得200W以上的連續(xù)輸出，在焦點(diǎn)尺寸d = Imm的X射線管中可獲得1000W以上的連續(xù)輸出。從焦點(diǎn)區(qū)域201發(fā)出的X射線將透過(guò)試樣面W，在受光部形成微小物體203的像204。此時(shí)，在像204的兩側(cè)產(chǎn)生與焦點(diǎn)尺寸d相應(yīng)的像的模糊205。如圖3的右側(cè)的圖所示那樣，通過(guò)使試樣面W接近于受光部103，從而能夠減小模糊相對(duì)于微小物體的像的大小。如果相對(duì)于微小物體的像的大小而模糊的大小較大，則由受光部103檢測(cè)到的透過(guò)X射線強(qiáng)度分布中的微小物體的對(duì)比度降低，因此檢測(cè)靈敏度降低。
[0051]根據(jù)幾何學(xué)上的計(jì)算，模糊205在受光部上的大小利用焦點(diǎn)尺寸d、線源-試樣距離a以及試樣-受光部距離b而表現(xiàn)為bd/a。因?yàn)樵嚇由系南裨谑芄獠可弦苑糯舐?a+b)/a倍被放大，所以換算成試樣上的尺寸而得到的模糊205的大小被求出為bd/(a+b)。
[0052]圖4是說(shuō)明本實(shí)施例的光源部、檢查對(duì)象物、以及TDI相機(jī)的位置關(guān)系與像的模糊量之間的關(guān)系的圖?；谏鲜鍪剑瑢?duì)橫軸取試樣-受光部距離b與線源-受光部距離(a+b)之比,對(duì)縱軸取試樣面上換算的模糊量,表示每個(gè)焦點(diǎn)尺寸的模糊量。
[0053]為了高靈敏度地檢查50 μ m以下的物體，將模糊量抑制在50 μ m以下是有效的。例如,在鋰離子二次電池的正極材料中所含的微小金屬異物的檢查之中，檢查對(duì)象的正極材料的厚度為200μπι程度。在此情況下，能夠使試樣-受光部距離b接近于Imm程度。例如，在X射線TDI相機(jī)4的Y方向的長(zhǎng)度為300mm、照射角為全角且利用4個(gè)30度的X射線管的情況下，線源-試樣間距離a變?yōu)?40mm。此時(shí)，換算成試樣上的尺寸而得到的模糊205的大小變?yōu)閐/140，即便利用焦點(diǎn)尺寸大到5_程度的高輸出X射線源，也能夠抑制得較小到36 μ m程度。
[0054]在并列多個(gè)X射線管的情況下，雖然存在與X射線管和試樣間距離變短相應(yīng)地?fù)Q算成試樣上的尺寸所得的模糊205的大小變大的趨勢(shì)，但是尤其如上述那樣在檢查對(duì)象試樣例如較薄到Imm以下的情況下，能夠?qū)⒃嚇?受光部距離b縮小到Imm程度，能夠確保足夠高的分辨率。
[0055]圖5是說(shuō)明并列多個(gè)TDI相機(jī)的構(gòu)成例的構(gòu)成圖。
[0056]通過(guò)將具有X射線源1、射線源遮斷部2、射線源狹縫3以及TDI相機(jī)4的X射線光學(xué)系統(tǒng)在Y方向上并列多個(gè)，從而能夠檢查寬幅度的試樣。多個(gè)TDI相機(jī)303、304為了不機(jī)械地發(fā)生干擾而在X方向上錯(cuò)開(kāi)，并且關(guān)于Y方向(試樣的寬度方向)而排列成不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)受光部301、302的間隙，從而能夠消除檢查對(duì)象區(qū)域的遺漏。在圖5中，雖然圖示了并列兩個(gè)的示例，但是也可以并列三個(gè)以上。
[0057]圖6是說(shuō)明多個(gè)X射線管所形成的像的重復(fù)的圖。[0058]如果由多個(gè)X射線管101、102無(wú)間隙地覆蓋試樣面W，則關(guān)于Y方向，各個(gè)X射線管的照射區(qū)域的邊界附近的一部分區(qū)域(區(qū)域404)的像在受光部上(區(qū)域405)上被重復(fù)地檢測(cè)。關(guān)于重復(fù)區(qū)域405，在缺陷判定部7中進(jìn)行與像的重復(fù)對(duì)應(yīng)的缺陷判定處理。
[0059]作為與像重復(fù)的區(qū)域?qū)?yīng)的圖像處理的一例，存在只有重復(fù)區(qū)域提高缺陷判定閾值的方法。由于彼此無(wú)相關(guān)的兩個(gè)圖像的背景噪聲重疊，因此重復(fù)區(qū)域相對(duì)于無(wú)重復(fù)的區(qū)域而噪聲變?yōu)棣?2倍。由此，僅在重復(fù)區(qū)域?qū)⑷毕菖卸ㄩ撝翟O(shè)定為提高^(guò) 2倍，從而既能
避免因重復(fù)區(qū)域的噪聲增加所引起的誤檢測(cè)，也能檢測(cè)重復(fù)區(qū)域的缺陷。
[0060]邊界處的X射線入射角越接近于垂直，此外試樣-受光部距離越短，則像的重復(fù)區(qū)域變得越小。為了減小像的重復(fù)區(qū)域，例如利用照射角(從X射線管出射的X射線光束的發(fā)散角)小的(例如30度以下的)Χ射線管、或者在厚度特別薄的試樣的情況下減小試樣-受光部距離(例如b〈lmm)、或者增大X射線管的并列數(shù)以縮窄一個(gè)X射線管所覆蓋的照射區(qū)域、等等是有效的。
[0061]圖8是說(shuō)明具有扁平像素的X射線TDI相機(jī)的圖。
[0062]X射線TDI相機(jī)4為了正確地進(jìn)行TDI蓄積動(dòng)作，需要使試樣的掃描速度和攝影頻率(線速率)同步。在不同步的情況下，由于所獲得的像在X方向上出現(xiàn)模糊而擴(kuò)展，因此檢查靈敏度降低。用于使其同步的線速率fL，利用X射線TDI相機(jī)的檢查對(duì)象試樣掃描方向的像素尺寸px 、試樣掃描速度vx、以及X射線光學(xué)系統(tǒng)的像放大率M而表現(xiàn)為fL =MXvx/px。在試樣掃描速度vχ大的情況下，因TDI相機(jī)的線速率的上限的制約，存在難以實(shí)現(xiàn)同步攝影的課題。
[0063]使前述的試樣W接近于受光部的光學(xué)系統(tǒng)由于像放大率M確保得低(接近于1)，因此能夠?qū)⑼剿璧木€速率抑制得較低，為了進(jìn)行試樣掃描速度VX大的高速檢查是有效的。
[0064]此外，通過(guò)增大TDI的掃描方向的像素尺寸px，從而能夠降低同步所需的線速率，針對(duì)高速檢查的應(yīng)對(duì)成為可能。雖然增大像素尺寸會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)圖像的分辨率下降，從而牽涉到靈敏度降低，但是通過(guò)將Y方向的像素尺寸確保得較小，僅增大X方向的像素尺寸，從而既能將因分辨率降低引起的靈敏度降低抑制為必要的最小限度，也能進(jìn)行高速檢查。
[0065]例如在利用線速率為2kHz的TDI相機(jī)的情況下,在px = 400 μ m、py = 50 μ m、M=I的條件下，能夠進(jìn)行試樣掃描速度vx = 800mm/s的檢查。此外,在利用線速率為8kHz的TDI相機(jī)的情況下,在px = 100ym、py = 50μηι、Μ = I的條件下,能夠進(jìn)行試樣掃描速度vx = 800mm/s的檢查。
[0066]通過(guò)使通常的正方形像素的TDI相機(jī)僅在X方向上進(jìn)行合并動(dòng)作，從而能夠作為上述的X方向的像素尺寸比Y方向的像素尺寸大的TDI相機(jī)來(lái)使用。通過(guò)使像素尺寸為50 μ m的正方形像素的TDI相機(jī)按照X方向的每8像素進(jìn)行合并動(dòng)作，從而可作為px =400 μ m、py = 50 μ m的TDI相機(jī)來(lái)動(dòng)作。通過(guò)按照X方向的每2像素進(jìn)行合并動(dòng)作，從而可作為px = 100 μ m、py = 50 μ m的TDI相機(jī)來(lái)動(dòng)作。
[0067]通過(guò)對(duì)X方向進(jìn)行N像素合并來(lái)制作扁平像素的方法，由于TDI相機(jī)的飽和上限電荷量因合并而增加，因此存在即便在X射線光量非常大的條件下也難以引起信號(hào)飽和的優(yōu)點(diǎn)。
[0068]圖9是說(shuō)明具有扁平像素的X射線TDI相機(jī)的另一實(shí)施例的圖。[0069]X射線TDI相機(jī)是將閃爍體利用光纖板而與可見(jiàn)光用的TDI相機(jī)結(jié)合而成的構(gòu)成。通常，光纖板具有將被閃爍體變換成光的像不進(jìn)行像的變形等而等倍地傳送給可見(jiàn)光用的TDI相機(jī)的作用。利用圖9所不那樣的、相對(duì)于Y方向而使X方向縮小為1/N這樣的、或者相對(duì)于X方向而使Y方向放大為N倍這樣的、非對(duì)稱光纖板501,將閃爍體和正方形像素的TDI相機(jī)結(jié)合，由此構(gòu)成了在X方向上具有長(zhǎng)的扁平像素的X射線TDI相機(jī)。作為非對(duì)稱光纖板501,能夠利用錐形光纖(taper fiber) 0
[0070]此外，非對(duì)稱光纖板可以用使可見(jiàn)光像以縱橫不同的倍率進(jìn)行變形之后傳送的物質(zhì)代替。例如，也可通過(guò)具有柱面透鏡、非球面透鏡、球面透鏡等的組成的、X方向和Y方向的光學(xué)倍率不同的成像光學(xué)系統(tǒng)，將閃爍體的輸出面成像于可見(jiàn)光用TDI相機(jī)的受光部502。
[0071]在通過(guò)對(duì)X方向進(jìn)行N像素合并來(lái)制作扁平像素的方法中，因合并而使TDI蓄積級(jí)數(shù)減少為1/N，相對(duì)于此，在利用非對(duì)稱光纖板來(lái)制造扁平像素的方法中，由于維持了原始的TDI相機(jī)的TDI蓄積級(jí)數(shù)，因此存在即便是相同的X射線照射條件下也能爭(zhēng)取較多的X射線光量的優(yōu)點(diǎn)。
[0072]圖10是說(shuō)明高分辨率的X射線TDI相機(jī)的構(gòu)成的圖。
[0073]X射線TDI相機(jī)雖然能夠利用閃爍體將X射線變換成可見(jiàn)光來(lái)檢測(cè)，但是在該變換過(guò)程中光漫射而發(fā)生模糊，因此存在分辨率的上限被限制為50 μ m程度的課題。在閃爍體512的上下，配置分辨率比閃爍體的分辨率的上限高的開(kāi)口掩模511、513，將其透過(guò)光用光纖板514導(dǎo)入受光部，從而在變換過(guò)程中的光漫射所導(dǎo)致的模糊被抑制，可獲得50 μ m以下的高分辨率。調(diào)整開(kāi)口掩模511和開(kāi)口掩模513的相對(duì)位置，以使得通過(guò)了開(kāi)口掩模511的各開(kāi)口部之后的X射線光束在閃爍體512中被輸出的光束的中心部將通過(guò)開(kāi)口掩模513的對(duì)應(yīng)的各開(kāi)口部。另外，前述的X射線TDI相機(jī)4的受光部103對(duì)應(yīng)于閃爍體512的輸入面(在利用開(kāi)口掩模的情況下，與開(kāi)口掩模511的面實(shí)質(zhì)相同)。
[0074]圖11是說(shuō)明使X射線TDI相機(jī)的閃爍體的分辨率得以提高的開(kāi)口掩模的圖。
[0075]用白色顯示了透過(guò)區(qū)域，用黑色顯示了遮光區(qū)域。開(kāi)口掩模511由對(duì)X射線進(jìn)行遮光的材質(zhì)來(lái)形成，開(kāi)口掩模513的遮光區(qū)域由對(duì)閃爍體所輸出的光進(jìn)行遮光的材質(zhì)來(lái)形成。雖然越縮窄各個(gè)透過(guò)區(qū)域則可獲得越高的分辨率，但是若過(guò)窄，則開(kāi)口率(透過(guò)區(qū)域的面積率)會(huì)降低，從而所獲得的X射線光量降低。在圖11所示的例子中，在X、Y方向上以
50 μ m間距配置了 φ25μιη的透過(guò)區(qū)域，從而可獲得分辨率25 μ m、開(kāi)口率39%。如果本開(kāi)口
掩模與通常的CCD相機(jī)或者線掃描相機(jī)一起進(jìn)行使用，則存在無(wú)法獲得遮光區(qū)域的圖像的問(wèn)題，但是通過(guò)與TDI相機(jī)組合起來(lái)，從而因試樣的掃描而使得試樣上的任意區(qū)域交替地通過(guò)遮光區(qū)域和透過(guò)區(qū)域，故能夠以高分辨率來(lái)獲取試樣整個(gè)面的圖像。
[0076]圖12是用于說(shuō)明本發(fā)明所涉及的X射線檢查方法的流程圖。
[0077]控制部8接受從圖1的輸入部10、其他各構(gòu)成部件接收到的與檢查條件等相關(guān)的信號(hào)(步驟1201)，由控制部8來(lái)進(jìn)行搬運(yùn)系統(tǒng)11、X射線TDI相機(jī)4、X射線源I等的條件設(shè)定(步驟1202)。然后，由X射線源I以在步驟1202中設(shè)定的條件，向試樣照射X射線(步驟1203)。由步驟1203照射出的X射線透過(guò)試樣，由X射線TDI相機(jī)4來(lái)檢測(cè)X射線透過(guò)像(步驟1204)。缺陷判定部7對(duì)由步驟1204檢測(cè)到的X射線透過(guò)像進(jìn)行處理，來(lái)檢測(cè)存在于試樣中的缺陷(步驟1205)。將基于步驟1205的缺陷的檢測(cè)結(jié)果顯示于顯示部9(步驟 1206)。
[0078]圖13是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的X射線TDI相機(jī)的受光傳感器的配置的圖。
[0079]作為X射線TDI相機(jī)4，利用的是由在X方向上錯(cuò)開(kāi)位置的多個(gè)受光傳感器413、414而在Y方向上形成長(zhǎng)的受光區(qū)域，利用的是具備與每個(gè)受光傳感器對(duì)應(yīng)的X射線管，由于使多個(gè)X射線管所形成的多個(gè)試樣像411、412的位置在X方向上錯(cuò)開(kāi)而彼此不重疊，從而能夠避免圖6所說(shuō)明過(guò)的像的重疊。
[0080]另外，本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施例，包含各式各樣的變形例。例如，上述的實(shí)施例只是為了易于理解地說(shuō)明本發(fā)明而詳細(xì)說(shuō)明的示例，但是未必一定限定于具備所說(shuō)明過(guò)的所有構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。此外，能夠?qū)⒛硨?shí)施例的一部分構(gòu)成置換成其他實(shí)施例的構(gòu)成，此外也可以在某實(shí)施例的構(gòu)成中加入其他實(shí)施例的構(gòu)成。此外，關(guān)于各實(shí)施例的一部分構(gòu)成，可以進(jìn)行其他構(gòu)成的追加、刪除、置換。
[0081]此外，控制線、信息線示出了認(rèn)為在說(shuō)明上是必要的內(nèi)容，但并不限于在產(chǎn)品上必需示出所有的控制線、信息線。也可認(rèn)為在實(shí)際上幾乎所有構(gòu)成均相互連接。
[0082]符號(hào)說(shuō)明 [0083]Ρ..Χ 射線源
[0084]2…射線源遮斷部
[0085]3…射線源狹縫
[0086]4...X 射線 TDI 相機(jī)
[0087]5…直射光遮斷部
[0088]6…裝置蓋罩
[0089]7…缺陷判定部
[0090]8…控制部
[0091]9…顯示部
【權(quán)利要求】
1.一種X射線檢查裝置，具備: X射線源，向試樣照射X射線，所述X射線源具有比缺陷的直徑大的焦點(diǎn)尺寸； X射線TDI檢測(cè)器，將由所述X射線源照射而透過(guò)了該試樣的X射線作為X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)，所述X射線TDI檢測(cè)器在與該試樣的掃描方向平行的方向上具有長(zhǎng)的像素，并與該試樣靠近地配置；和 缺陷檢測(cè)部，基于由所述X射線TDI檢測(cè)器檢測(cè)出的X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線檢查裝置，其特征在于， 所述X射線檢查裝置還具備:射線源狹縫，限制從所述X射線源照射出的X射線在該試樣的表面上的照射區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線檢查裝置，其特征在于， 所述X射線TDI檢測(cè)器相對(duì)于該試樣而配置在所述X射線源的相反側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線檢查裝置，其特征在于， 所述X射線源具備多個(gè)X射線管， 從所述多個(gè)X射線管照射出的X射線對(duì)該試樣的表面的互不相同的區(qū)域進(jìn)行照射。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線檢查裝置，其特征在于， 所述X射線源具備多個(gè)X射線管， 所述射線源狹縫被配置成使所述多個(gè)X射線管對(duì)該試樣的表面的互不相同的區(qū)域進(jìn)行照射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線檢查裝置，其特征在于， 在與該試樣的掃描方向正交的方向上并列地配置多個(gè)所述X射線TDI檢測(cè)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線檢查裝置，其特征在于， 所配置的多個(gè)所述X射線TDI檢測(cè)器的受光部被配置成其間不存在間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線檢查裝置，其特征在于， 所述X射線檢查裝置具備:顯示部，顯示由所述缺陷檢測(cè)部檢測(cè)出的缺陷。
9.一種X射線檢查方法，其特征在于，包括: X射線照射步驟，從具有比缺陷的直徑大的焦點(diǎn)尺寸的X射線源向試樣照射X射線； X射線透過(guò)像檢測(cè)步驟，由X射線TDI檢測(cè)器將通過(guò)所述X射線照射步驟進(jìn)行照射而透過(guò)了該試樣的X射線作為X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)，該X射線TDI檢測(cè)器在與該試樣的掃描方向平行的方向上具有長(zhǎng)的像素，并與該試樣靠近地配置；和 缺陷檢測(cè)步驟，基于由所述X射線透過(guò)像檢測(cè)步驟檢測(cè)出的X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)缺陷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線檢查方法，其特征在于， 所述X射線檢查方法還包括:限制步驟，限制從所述X射線源照射出的X射線在該試樣的表面上的照射區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線檢查方法，其特征在于， 所述X射線TDI檢測(cè)器相對(duì)于該試樣而配置在所述X射線源的相反側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線檢查方法，其特征在于， 所述X射線源具備多個(gè)X射線管， 在所述X射線照射步驟中，對(duì)該試樣的表面的互不相同的區(qū)域進(jìn)行照射。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的X射線檢查方法，其特征在于，所述X射線源具備多個(gè)X射線管， 在所述限制步驟中進(jìn)行限制，以使所述多個(gè)X射線管對(duì)該試樣的表面的互不相同的區(qū)域進(jìn)行照射。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線檢查方法，其特征在于， 在與該試樣的掃描方向正交的方向上并列地配置多個(gè)所述X射線TDI檢測(cè)器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的X射線檢查方法，其特征在于， 所配置的多個(gè)所述X射線TDI檢測(cè)器的受光部被配置成其間不存在間隙。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線檢查方法，其特征在于， 所述X射線檢查方法包括:顯示步驟，顯示由所述缺陷檢測(cè)步驟檢測(cè)出的缺陷。
17.一種X射線檢測(cè)器，將由X射線源照射而透過(guò)了試樣的X射線作為X射線透過(guò)像來(lái)檢測(cè)，該X射線檢測(cè)器在 與該試樣的掃描方向平行的方向上具有長(zhǎng)的像素。
【文檔編號(hào)】G01T1/24GK103975233SQ201280059202
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月6日
【發(fā)明者】浦野雄太, 本田敏文, 青木康子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立高新技術(shù)