KR102485090B1

KR102485090B1 - 위치 제어 장치, 위치 제어 방법, 및 초음파 영상 시스템

Info

Publication number: KR102485090B1
Application number: KR1020210112452A
Authority: KR
Inventors: 가오루 기따미; 시게루 오오노; 겐따 스미가와; 마사가쯔 무라이
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치 파워 솔루션즈
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2023-01-06
Anticipated expiration: 2039-05-23
Also published as: KR20190133632A; TWI699530B; CN110530986A; KR20210110540A; JP6397600B1; TW202004179A; JP2019203779A

Abstract

두꺼운 피검체를 검사하는 경우에도, 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 취득 가능한 초음파 영상 시스템을 제공한다.
위치 제어 장치는, 피검체에 초음파를 송신하는 제1 초음파 탐촉부, 및 상기 제1 초음파 탐촉부와 대향하여 배치되며, 상기 피검체를 투과한 투과 신호를 수신하는 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리부를 구비한다. 상기 피검체의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, 상기 ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, 상기 ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 하는 경우, 상기 처리부는, 상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제1 초음파 탐촉부의 위치를 결정하고, 상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정한다.

Description

위치 제어 장치, 위치 제어 방법, 및 초음파 영상 시스템{POSITION CONTROL DEVICE, POSITION CONTROL METHOD, AND ULTRASONIC IMAGE SYSTEM}

본 발명은, 위치 제어 장치, 위치 제어 방법, 및 초음파 영상 시스템에 관한 것이다.

종래부터, 초음파 탐촉부에 의해, 피검체(예를 들어, 반도체 소자)를 주사하고, 수신 신호에 기초하여, 검사 대상면(예를 들어, 표면, 내부의 계면)을 영상화하는 초음파 영상 장치(SAT : Scanning Acoustic Tomograph)가 알려져 있다.

예를 들어, 반사법은, 1개의 초음파 탐촉부를 사용하여, 초음파 탐촉부로부터 피검체로 초음파를 송신하고, 피검체로부터 반사된 반사파를 초음파 탐촉부에서 수신하고, 당해 반사파의 변위에 기초하여, 검사 대상면을 영상화하는 방법이다(도 8 참조). 특허문헌 1에는, 프로브의 초점이, 다접합형 반도체에 있어서의 소정의 2개의 접합면의 사이에서 맞도록, 프로브의 높이를 조정함으로써, 복수의 접합면을 동시에 영상화할 수 있는 초음파 영상 장치가 개시되어 있다.

예를 들어, 투과법은, 2개의 초음파 탐촉부를 사용하여, 한쪽의 초음파 탐촉부로부터 피검체로 초음파를 송신하고, 피검체를 투과한 투과파를 다른 쪽의 초음파 탐촉부에서 수신하고, 당해 투과파의 변위에 기초하여, 검사 대상면을 영상화하는 방법이다(도 9 참조). 인용 문헌 2에는, 검사 대상물의 단부면에, 초음파 차폐 부재를 밀착시켜 마련함으로써, 초음파 송신면으로부터 송신된 초음파가, 검사 대상물을 우회하여 초음파 수신면에 회절파로서 도달하는 것을 억제하여, 검사 정밀도를 높인 초음파 검사 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 제5997861호 일본 특허 공개 제2013-127400호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 반사법은, 검사 대상면이 초음파 탐촉부로부터 이격될수록, 피검체 내부에 있어서의 초음파의 감쇠나 다중 반사가 커져, 검사 화상의 해상도가 저하된다는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 투과법은, 초음파 탐촉부의 초점이, 특정한 검사 대상면에 고정되기 때문에, 합초되어 있지 않은 검사 대상면에 있어서, 선명한 검사 화상을 취득하기 어렵다는 문제가 있다.

즉, 종래의 초음파 영상 장치에서는, 특히 다층 구조의 반도체 소자 등의 두꺼운 피검체를 검사할 때, 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 취득하기 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 두꺼운 피검체를 검사하는 경우에도, 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 취득 가능한 초음파 영상 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 초음파 영상 시스템은, 피검체에 초음파를 송신하는 제1 초음파 탐촉부와, 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 피검체를 사이에 두고 위 또는 아래에 대향하여 배치되며, 상기 피검체를 투과한 투과 신호를 수신하는 제2 초음파 탐촉부와, 상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 위치 제어 장치와, 상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부를, 상기 위치 제어 장치가 결정한 위치로 제어하는 제어 장치와, 상기 피검체에 있어서의 검사 대상면을 영상화하는 표시 장치를 구비하고, 상기 피검체의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, 상기 ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, 상기 ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 하는 경우, 상기 위치 제어 장치는, 상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제1 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리와, 상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리를 행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 그 밖의 양태에 대해서는, 후기하는 실시 형태에 있어서 설명한다.

본 발명에 따르면, 두꺼운 피검체를 검사하는 경우에도, 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 취득 가능한 초음파 영상 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템의 구성예를 도시하는 도면.
도 2는 본 실시 형태에 관한 펄서 및 리시버의 구성의 일례를 도시하는 도면.
도 3은 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템의 일부를 도시하는 사시도.
도 4는 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템의 일부를 도시하는 단면도.
도 5는 본 실시 형태에 관한 펄서 및 리시버의 구성의 일례를 도시하는 도면.
도 6은 본 실시 형태에 관한 위치 제어 장치에 의한 제어 방법의 일례를 설명하는 흐름도.
도 7은 본 실시 형태에 관한 제1 초음파 탐촉부 및 제2 초음파 탐촉부에 의한 주사 방법의 일례를 도시하는 도면.
도 8은 반사법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 투과법을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 실시 형태에 관한 계면에 대한 결함의 위치와 렌즈 초점의 위치의 위치 관계의 일례를 도시하는 도면.
도 11은 본 실시 형태에 관한 투과 신호의 파형의 일례를 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 참조하는 도면은, 실시 형태를 개략적으로 나타낸 것이기 때문에, 각 부재의 스케일이나 간격, 위치 관계 등이 과장, 혹은, 부재의 일부의 도시가 생략되어 있는 경우가 있다. 또한, 평면도와 그 단면도에 있어서, 각 부재의 스케일이나 간격이 일치하지 않는 경우도 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 동일한 명칭 및 부호에 대해서는 원칙적으로 동일하거나 또는 동질의 부재를 나타내고 있어, 상세한 설명을 적절히 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「위」, 「아래」 등은 구성 요소간의 상대적인 위치를 나타내는 것이며, 절대적인 위치를 나타내는 것을 의도한 것은 아니다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

≪초음파 영상 시스템의 구성≫

먼저, 도 1을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템(100)의 구성에 대하여 설명한다. 초음파 영상 시스템(100)은, 투과법을 사용하여, 피검체(101)의 검사 대상면을 영상화하는 시스템이다. 피검체(101)로서는, 예를 들어 복수의 적층 계면을 갖는 다층 구조의 반도체 소자 등을 들 수 있다. 본 명세서에 있어서, 피검체(101)의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 초음파 영상 시스템(100)은, 제1 초음파 탐촉부(1)와, 제2 초음파 탐촉부(2)와, 위치 제어 장치(3)와, 제어 장치(4)와, 구동 장치(5)를 구비한다.

제1 초음파 탐촉부(1)는, 당해 제1 초음파 탐촉부(1)의 주사 위치를 검지하는 인코더(11), 전기 신호와 초음파 신호를 서로 변환하는 압전 소자(12), 렌즈(제1 렌즈) 등을 구비하고 있다. 제1 초음파 탐촉부(1)는, 적어도 선단부가 수조(7)에 채워진 물(6)에 침지되어, 피검체(101)의 상측 표면 A로부터 소정의 간격을 두고 배치된다. 제1 초음파 탐촉부(1)는, 송신용 프로브로서도, 수신용 프로브로서도 기능한다. 또한, 동일 주파수, 동일 초점 거리의 초음파 탐촉부이면, 제1 초음파 탐촉부(1)를 송신용 프로브, 제2 초음파 탐촉부(2)를 수신용 프로브로 해도, 혹은, 제2 초음파 탐촉부(2)를 송신용 프로브, 제1 초음파 탐촉부(1)를 수신용 프로브로 해도, 초음파 영상 시스템(100)의 특징은 변하지 않는다.

인코더(11)는, 제1 초음파 탐촉부(1)의 주사 위치(±X 방향의 주사 위치, ±Y 방향의 주사 위치, ±Z 방향의 주사 위치)를 검지하고, 제1 초음파 탐촉부(1)의 주사 위치를 나타내는 신호를, 제어 장치(4)로 출력한다.

압전 소자(12)는, 예를 들어 단일 초점형의 초음파 센서이다. 압전 소자(12)는, 피검체(101)의 상측 표면 A에 대향하도록 마련되며, 압전막과, 압전막의 양면에 형성되는 전극을 구비한다. 양쪽 전극간에 전압이 인가됨으로써, 압전막이 진동하고, 소정 주파수의 초음파 신호가, 피검체(101)로 송신된다.

예를 들어, 피검체(101)의 상측 표면 A에서 반사된 반사 신호를 압전막이 수신하면, 양쪽 전극간에 전압이 발생하고, 전기 신호(반사 신호)로 변환되어, 위치 제어 장치(3)에 송신된다. 위치 제어 장치(3)가 수신한 반사 신호의 강도가 최대가 된 경우에, 제1 렌즈의 초점은 상측 표면 A에서 합초된다.

또한, 예를 들어 하측 표면 B로부터 상측 표면 A로 피검체(101)를 투과한 투과 신호를 압전막이 수신하면, 양쪽 전극간에 전압이 발생하고, 전기 신호(투과 신호)로 변환되어, 위치 제어 장치(3)로 송신된다.

제2 초음파 탐촉부(2)는, 당해 제2 초음파 탐촉부(2)의 주사 위치를 검지하는 인코더(21), 전기 신호와 초음파 신호를 서로 변환하는 압전 소자(22), 렌즈(제2 렌즈) 등을 구비하고 있다. 제2 초음파 탐촉부(2)는, 수조(7)에 채워진 물(6)에 침지되어, 피검체(101)의 하측 표면 B로부터 소정의 간격을 두고 배치된다. 제2 초음파 탐촉부(2)는, 송신용 프로브로서도, 수신용 프로브로서도 기능한다.

제2 초음파 탐촉부(2)는, 제1 초음파 탐촉부(1)에 대향하여 배치된다. 구체적으로는, 제1 초음파 탐촉부(1)에 있어서의 제1 렌즈의 중심점 O₁과 제2 초음파 탐촉부(2)에 있어서의 제2 렌즈의 중심점 O₂가, ±Z 방향에 있어서, 동축상에 배치되어, 제1 렌즈에 있어서의 초음파 송신(수신)면과 제2 렌즈에 있어서의 초음파 송신(수신)면이 대향하도록 배치된다.

인코더(21)는, 제2 초음파 탐촉부(2)의 주사 위치(±X 방향의 주사 위치, ±Y 방향의 주사 위치, ±Z 방향의 주사 위치)를 검지하고, 제2 초음파 탐촉부(2)의 주사 위치를 나타내는 신호를, 제어 장치(4)로 출력한다.

압전 소자(22)는, 예를 들어 단일 초점형의 초음파 센서이다. 압전 소자(22)는, 피검체(101)의 하측 표면 B에 대향하도록 마련되며, 압전막과, 압전막의 양면에 형성되는 전극을 구비한다. 양쪽 전극간에 전압이 인가됨으로써, 압전막이 진동하고, 소정 주파수의 초음파 신호가, 피검체(101)로 송신된다.

예를 들어, 피검체(101)의 하측 표면 B에서 반사된 반사 신호를 압전막이 수신하면, 양쪽 전극간에 전압이 발생하고, 전기 신호(반사 신호)로 변환되어, 위치 제어 장치(3)로 송신된다. 위치 제어 장치(3)가 수신한 반사 신호의 강도가 최대가 된 경우에, 제2 렌즈의 초점은 하측 표면 B에서 합초된다.

또한, 예를 들어 상측 표면 A로부터 하측 표면 B로 피검체(101)를 투과한 투과 신호를 압전막이 수신하면, 양쪽 전극간에 전압이 발생하고, 전기 신호(투과 신호)로 변환되어, 위치 제어 장치(3)로 송신된다.

또한, 송신용 프로브 및 수신용 프로브의 주파수는, 동일 주파수인 것이 바람직하고, 송신용 프로브의 주파수가 수신용 프로브의 주파수보다 높은(예를 들어, 송신용 프로브의 주파수 : 50㎒, 수신용 프로브의 주파수 : 25㎒) 것이 더욱 바람직하다.

투과법을 사용하여 초음파 영상 시스템에 의해 검사를 행할 때, 수신용 프로브의 주파수를 송신용 프로브의 주파수보다 낮게 함으로써, 검사 감도를 높일 수 있다. 이것은, 초음파가 피검체를 투과할 때, 높은 주파수 성분쪽이 낮은 주파수 성분보다도 감쇠되기 쉬워, 피검체를 투과해 온 초음파의 피크 주파수는, 낮은 쪽으로 시프트하기 때문이다.

위치 제어 장치(3)는, 주사 제어부(31)와, 타이밍 제어부(32)와, 펄서(33)와, 리시버(34)와, 처리부(35)와, 화상 생성부(36)와, 기억부(37)와, 표시부(표시 장치)(38)를 구비한다.

위치 제어 장치(3)는, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 결정한다.

예를 들어, 위치 제어 장치(3)는, 제1 초음파 탐촉부(1)로 초음파 여진용의 전압 펄스 신호를 송신하고, 당해 제1 초음파 탐촉부(1)로부터 수신한 반사 신호에 기초하여, 제1 렌즈의 초점 F1이 피검체(101)의 상측 표면 A에 맞도록, 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 결정한다.

또한, 예를 들어 위치 제어 장치(3)는, 제2 초음파 탐촉부(2)로 초음파 여진용의 전압 펄스 신호를 송신하고, 당해 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신한 반사 신호에 기초하여, 제2 렌즈의 초점 F2가 피검체(101)의 하측 표면 B에 맞도록, 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 결정한다.

또한, 예를 들어 위치 제어 장치(3)는, 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 검사 대상면에 맞도록, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 결정한다. 검사 대상면이란, 피검체(101)에 있어서의 소정 계면이며, 조작자에 의해 미리 설정된다. 조작자는, 예를 들어 미세 패턴이 형성되는 면, 선명한 검사 화상을 취득하고 싶은 면 등을 검사 대상면으로서 적절히 설정하는 것이 가능하다.

주사 제어부(31)는, 처리부(35)로부터 입력되는 신호에 기초하여, ±X 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호, 및 ±X 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호를, 제어 장치(4)로 출력한다. 마찬가지로, 주사 제어부(31)는, 처리부(35)로부터 입력되는 신호에 기초하여, ±Y 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호, 및 ±Y 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호를, 제어 장치(4)로 출력한다. 마찬가지로, 주사 제어부(31)는, 처리부(35)로부터 입력되는 신호에 기초하여, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호, 및 ±Z 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호를, 제어 장치(4)에 출력한다.

주사 제어부(31)는, 제어 장치(4)로부터 입력되는 신호에 기초하여, 제1 초음파 탐촉부(1)의 현재의 주사 위치(±X 방향의 주사 위치, ±Y 방향의 주사 위치, ±Z 방향의 주사 위치)를 나타내는 신호(제1 초음파 탐촉부(1)의 현재의 주사 위치 정보)를, 타이밍 제어부(32)로 출력한다. 또한, 주사 제어부(31)는, 제어 장치(4)로부터 입력되는 신호에 기초하여, 제2 초음파 탐촉부(2)의 현재의 주사 위치(±X 방향의 주사 위치, ±Y 방향의 주사 위치, ±Z 방향의 주사 위치)를 나타내는 신호(제2 초음파 탐촉부(2)의 현재의 주사 위치 정보)를, 타이밍 제어부(32)로 출력한다.

타이밍 제어부(32)는, 주사 제어부(31)로부터 입력되는 신호에 기초하여, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)가, 피검체(101)에 초음파를 송신하는 타이밍을 제어하는 타이밍 신호를 생성하고, 펄서(33)로 출력한다.

타이밍 제어부(32)는, 피검체(101)로부터 반사된 반사 신호, 피검체(101)를 투과한 투과 신호를, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신하는 타이밍을 제어하는 타이밍 신호를 생성하고, 리시버(34)로 출력한다.

예를 들어, 타이밍 제어부(32)는, 피검체(101)의 상측 표면 A에서 반사된 반사 신호를, 제1 초음파 탐촉부(1)로부터 수신하는 타이밍을 제어하는 타이밍 신호를 생성하고, 리시버(34)로 출력한다. 또한, 예를 들어 타이밍 제어부(32)는, 피검체(101)의 하측 표면 B에서 반사된 반사 신호를, 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신하는 타이밍을 제어하는 타이밍 신호를 생성하고, 리시버(34)로 출력한다. 또한, 예를 들어 타이밍 제어부(32)는, 상측 표면 A로부터 하측 표면 B로 피검체(101)를 투과한 투과 신호를, 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신하는 타이밍을 제어하는 타이밍 신호를 생성하고, 리시버(34)로 출력한다. 또한, 예를 들어 타이밍 제어부(32)는, 하측 표면 B로부터 상측 표면 A로 피검체(101)를 투과한 투과 신호를, 제1 초음파 탐촉부(1)로부터 수신하는 타이밍을 제어하는 타이밍 신호를 생성하고, 리시버(34)로 출력한다.

펄서(33)는, 타이밍 제어부(32)로부터 입력되는 타이밍 신호에 기초하여, 전압 펄스 신호를, 제1 초음파 탐촉부(1)로 송신한다. 또한, 펄서(33)는, 타이밍 제어부(32)로부터 입력되는 타이밍 신호에 기초하여, 전압 펄스 신호를, 제2 초음파 탐촉부(2)로 송신한다.

예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 펄서(33)와 제1 초음파 탐촉부(1)와 접속하는 제1 접점 a의 접속, 혹은, 펄서(33)와 제2 초음파 탐촉부(2)와 접속하는 제2 접점 b의 접속을 전환하는 제1 전환 스위치 SW1에 의해, 펄서(33)와 제1 초음파 탐촉부(1) 혹은 제2 초음파 탐촉부(2)의 접속은 제어된다. 제1 전환 스위치 SW1이 제1 접점 a에 접속되면, 펄서(33)는 전압 펄스 신호를, 제1 초음파 탐촉부(1)로 송신한다. 또한, 제1 전환 스위치 SW1이 제2 접점 b에 접속되면, 펄서(33)는 전압 펄스 신호를, 제2 초음파 탐촉부(2)로 송신한다.

리시버(34)는, 증폭기 및 A/D 변환기를 구비하고 있고, 증폭기는, 반사 신호 혹은 투과 신호를 증폭하고, A/D 변환기는, 반사 신호 혹은 투과 신호를, 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환한다.

리시버(34)는, 타이밍 제어부(32)로부터 입력되는 타이밍 신호에 기초하여, 피검체(101)로부터 반사된 반사 신호, 피검체(101)를 투과한 투과 신호를 제1 초음파 탐촉부(1)로부터 수신한다. 또한, 리시버(34)는, 타이밍 제어부(32)로부터 입력되는 타이밍 신호에 기초하여, 피검체(101)로부터 반사된 반사 신호, 피검체(101)를 투과한 투과 신호를 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신한다.

예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 리시버(34)와 제1 초음파 탐촉부(1)의 제3 접점 c의 접속, 혹은, 리시버(34)와 제2 초음파 탐촉부(2)의 제4 접점 d의 접속을 전환하는 제2 전환 스위치 SW2에 의해, 리시버(34)와 제1 초음파 탐촉부(1) 혹은 제2 초음파 탐촉부(2)의 접속은 제어된다.

제1 전환 스위치 SW1이 제1 접점 a에 접속되고, 제2 전환 스위치 SW2가 제3 접점 c에 접속되면, 리시버(34)는, 제1 초음파 탐촉부(1)로부터, 피검체(101)의 상측 표면 A에서 반사된 반사 신호를 수신한다.

제1 전환 스위치 SW1이 제1 접점 a에 접속되고, 제2 전환 스위치 SW2가 제4 접점 d에 접속되면, 리시버(34)는, 제2 초음파 탐촉부(2)로부터, 피검체(101)를 투과(상측 표면 A로부터 하측 표면 B로 투과)한 투과 신호를 수신한다.

제1 전환 스위치 SW1이 제2 접점 b에 접속되고, 제2 전환 스위치 SW2가 제3 접점 c에 접속되면, 리시버(34)는, 제1 초음파 탐촉부(1)로부터, 피검체(101)를 투과(하측 표면 B로부터 상측 표면 A로 투과)한 투과 신호를 수신한다.

제1 전환 스위치 SW1이 제2 접점 b에 접속되고, 제2 전환 스위치 SW2가 제4 접점 d에 접속되면, 리시버(34)는, 제2 초음파 탐촉부(2)로부터, 피검체(101)의 하측 표면 B에서 반사된 반사 신호를 수신한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템(100)에서는, 초음파 송신용의 펄서(33) 및 초음파 수신용의 리시버(34)를, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)에서 공용하는 것이 가능하다. 이에 의해, 2개의 초음파 탐촉부 프로브를 구비하고 있어도, 초음파 영상 시스템(100)의 사이즈 증대를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템(100)에서는, 투과법을 사용하여, 피검체(101)의 검사 대상면을 영상화한다. 따라서, 예를 들어 제1 초음파 탐촉부(1)를 송신용 프로브로서, 제2 초음파 탐촉부(2)를 수신용 프로브로서 기능시키는 경우에는, 제1 전환 스위치 SW1을 제1 접점 a에 접속하고, 제2 전환 스위치 SW2를 제4 접점 d에 접속하면 된다. 또한, 제1 초음파 탐촉부(1)를 수신용 프로브로서, 제2 초음파 탐촉부(2)를 송신용 프로브로서 기능시키는 경우에는, 제1 전환 스위치 SW1을 제2 접점 b에 접속하고, 제2 전환 스위치 SW2를 제3 접점 c에 접속하면 된다.

처리부(35)는, 리시버(34)로부터 입력되는 반사 신호에 기초하여, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 결정하고, 위치 신호를, 주사 제어부(31)로 출력한다. 마찬가지로, 처리부(35)는, 리시버(34)로부터 입력되는 반사 신호에 기초하여, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 결정하고, 위치 신호를, 주사 제어부(31)로 출력한다.

예를 들어, 처리부(35)는, 제1 초음파 탐촉부(1)의 초점이 피검체(101)의 상측 표면 A에 맞도록, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치(제1 설정 위치)를 결정한다. 제1 설정 위치란, ±Z 방향에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)의 선단면과 피검체(101)의 상측 표면 A의 거리가, 제1 렌즈의 초점 거리 D1과 일치하고, 또한, ±X 방향, ±Y 방향에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)가 피검체(101)의 바로 위가 되는 위치이다(도 7의 (a) 참조).

처리부(35)는, 리시버(34)로부터 입력되는 반사 신호의 강도를 검출하고, 반사 신호의 강도가 최대가 된 경우에, 이때의 ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 제1 설정 위치로서 결정하고, 위치 신호를, 주사 제어부(31)로 출력한다.

예를 들어, 처리부(35)는, 제2 초음파 탐촉부(2)의 초점이 피검체(101)의 하측 표면 B에 맞도록, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치(제2 설정 위치)를 결정한다. 제2 설정 위치란, ±Z 방향에 있어서, 제2 초음파 탐촉부(2)의 선단면과 피검체(101)의 하측 표면 B의 거리가, 제2 렌즈의 초점 거리 D2와 일치하고, 또한, ±X 방향, ±Y 방향에 있어서, 제2 초음파 탐촉부(2)가 피검체(101)의 바로 아래가 되는 위치이다(도 7의 (a) 참조).

처리부(35)는, 리시버(34)로부터 입력되는 반사 신호의 강도를 검출하고, 반사 신호의 강도가 최대가 된 경우에, 이때의 ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 제2 설정 위치로서 결정하고, 위치 신호를, 주사 제어부(31)로 출력한다.

또한, 처리부(35)는, 제1 초음파 탐촉부(1)의 초점이 피검체(101)의 소정 계면 C(검사 대상면)에 맞도록, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치(제1 목표 위치)를 결정한다. 제1 목표 위치란, ±Z 방향에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)의 선단면과 검사 대상면의 거리가, 제1 렌즈의 초점 거리 D1과 일치하는 위치이다(도 7의 (b) 참조).

마찬가지로, 처리부(35)는, 제2 초음파 탐촉부(2)의 초점이 피검체(101)의 소정 계면 C(검사 대상면)에 맞도록, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치(제2 목표 위치)를 결정한다. 제2 목표 위치란, ±Z 방향에 있어서, 제2 초음파 탐촉부(2)의 선단면과 검사 대상면의 거리가, 제2 렌즈의 초점 거리 D2와 일치하는 위치이다(도 7의 (b) 참조).

처리부(35)가 상술한 처리를 행함으로써, 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치는, 제1 렌즈의 초점이 원하는 검사 대상면과 맞는 위치로 적절히 조정되고, 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치는, 제2 렌즈의 초점이 원하는 검사 대상면과 맞는 위치로 적절히 조정된다. 이에 의해, 두꺼운 피검체를 검사하는 경우에 있어서도, 원하는 검사 대상면에 양쪽 프로브의 초점을 맞추는 것이 가능해진다.

또한, 처리부(35)는, 제1 설정 위치, 제2 설정 위치, 제1 목표 위치, 제2 목표 위치, 제1 렌즈의 초점 거리 D1, 제2 렌즈의 초점 거리 D2, 각종 프로그램이나 데이터, 각종 조건, 각종 파라미터 등을 기억부(37)에 기억시킨다.

또한, 처리부(35)는, 리시버(34)로부터 입력되는 투과 신호(초음파가 하측 표면 B로부터 상측 표면 A로 피검체(101)를 투과한 경우에 있어서의 투과 신호)에 기초하여, 제1 초음파 탐촉부(1)가 수신한 투과 신호의 변위(예를 들어, 투과 신호의 진폭 정보, 투과 신호의 시간 정보 등)를 검출하고, 검출 신호를, 화상 생성부(36)로 출력한다. 마찬가지로, 처리부(35)는, 리시버(34)로부터 입력되는 투과 신호(초음파가 상측 표면 A로부터 하측 표면 B로 피검체(101)를 투과한 경우에 있어서의 투과 신호)에 기초하여, 제2 초음파 탐촉부(2)가 수신한 투과 신호의 변위(예를 들어, 투과 신호의 진폭 정보, 투과 신호의 시간 정보 등)를 검출하고, 검출 신호를, 화상 생성부(36)로 출력한다.

화상 생성부(36)는, 처리부(35)로부터 입력되는 신호(투과 신호)에 기초하여, 화상을 생성한다. 처리부(35)가 상술한 처리를 행함으로써, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치는, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향, 각각의 방향에 있어서, 적절한 위치로 조정된다. 이에 의해, 화상 생성부(36)는 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 생성할 수 있다.

기억부(37)는, 각종 프로그램이나 데이터의 기입 및 판독이 가능하고, 예를 들어 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등을 포함한다. 기억부(37)는, 제1 초음파 탐촉부(1)에 있어서의 제1 설정 위치, 제2 초음파 탐촉부(2)에 있어서의 제2 설정 위치, 제1 목표 위치, 제2 목표 위치, 제1 렌즈의 초점 거리 D1, 제2 렌즈의 초점 거리 D2 등을 기억한다.

표시부(38)는, 예를 들어 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등을 포함한다. 표시부(38)는, 화상 생성부(36)로부터 취득한 데이터에 기초하여, 디스플레이 화면 상에, 연산 결과, 각종 검사 화상 등을 표시한다. 표시부(38)는, 예를 들어 제1 초음파 탐촉부(1)에 있어서의 제1 설정 위치로부터 제1 목표 위치까지의 구동 거리(제1 구동 거리), 제2 초음파 탐촉부(2)에 있어서의 제2 설정 위치로부터 제2 목표 위치까지의 구동 거리(제2 구동 거리) 등을 디스플레이 화면 상에 표시한다. 제1 구동 거리란, 제1 초음파 탐촉부(1)에 있어서의 제1 설정 위치로부터 제1 목표 위치까지의 구동 거리이다. 제2 구동 거리란, 제2 초음파 탐촉부(2)에 있어서의 제2 설정 위치로부터 제2 목표 위치까지의 구동 거리이다.

제어 장치(4)는, 출력측이 구동 장치(5)와 접속되고, 입력측이 인코더(11), 인코더(21), 위치 제어 장치(3)와 접속된다. 제어 장치(4)는, 인코더(11)로부터 입력되는 신호에 기초하여, 제1 초음파 탐촉부(1)의 현재의 주사 위치(±X 방향의 주사 위치, ±Y 방향의 주사 위치, ±Z 방향의 주사 위치)를 검지하고, 제1 초음파 탐촉부(1)의 현재의 주사 위치를 나타내는 신호를, 위치 제어 장치(3)로 출력한다. 제어 장치(4)는, 인코더(21)로부터 입력되는 신호에 기초하여, 제2 초음파 탐촉부(2)의 현재의 주사 위치(±X 방향의 주사 위치, ±Y 방향의 주사 위치, ±Z 방향의 주사 위치)를 검지하고, 제2 초음파 탐촉부(2)의 주사 위치를 나타내는 신호를, 위치 제어 장치(3)로 출력한다.

제어 장치(4)는, 위치 제어 장치(3)로부터 입력되는 위치 신호에 기초하여, 구동 장치(5)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 구동 장치(5)로 출력한다.

제어 장치(4)는, 위치 제어 장치(3)로부터 입력되는, ±X 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호, 및 ±X 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호에 기초하여, X축 주사부(51)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 구동 장치(5)로 출력한다.

마찬가지로, 제어 장치(4)는, 위치 제어 장치(3)로부터 입력되는, ±Y 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호, 및 ±Y 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호에 기초하여, Y축 주사부(52)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 구동 장치(5)로 출력한다.

마찬가지로, 제어 장치(4)는, 위치 제어 장치(3)로부터 입력되는, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호에 기초하여, 제1 Z축 주사부(53)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 구동 장치(5)로 출력한다.

마찬가지로, 제어 장치(4)는, 위치 제어 장치(3)로부터 입력되는, ±Z 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 제어하기 위한 위치 신호에 기초하여, 제2 Z축 주사부(54)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 구동 장치(5)로 출력한다.

구동 장치(5)는, X축 주사부(51)와, Y축 주사부(52)와, 제1 Z축 주사부(53)와, 제2 Z축 주사부(54)를 구비하고, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)를 구동한다.

X축 주사부(51)는, 제어 장치(4)로부터 입력되는 제어 신호에 기초하여, ±X 방향으로 구동 제어되어, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)를 ±X 방향으로 구동한다. Y축 주사부(52)는, 제어 장치(4)로부터 입력되는 제어 신호에 기초하여, ±Y 방향으로 구동 제어되어, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)를 ±Y 방향으로 구동한다. 제1 Z축 주사부(53)는, 제어 장치(4)로부터 입력되는 제어 신호에 기초하여, ±Z 방향으로 구동 제어되어, 제1 초음파 탐촉부(1)를 ±Z 방향으로 구동한다. 제2 Z축 주사부(54)는, 제어 장치(4)로부터 입력되는 제어 신호에 기초하여, ±Z 방향으로 구동 제어되어, 제2 초음파 탐촉부(2)를 ±Z 방향으로 구동한다

여기서, 도 3 및 도 4를 참조하여, X축 주사부(51), Y축 주사부(52), 제1 Z축 주사부(53), 제2 Z축 주사부(54)에 있어서의 주사 방법의 일례에 대하여 설명한다.

피검체(101)는, 검사 대상 홀더(102)에 적재되며, 제1 초음파 탐촉부(1)와 제2 초음파 탐촉부(2) 사이에 배치된다. 검사 대상 홀더(102)는, 초음파를 투과하는 재료, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐 등의 플라스틱 재료, 아크릴 수지 등을 포함한다.

설치 부품(55)은, X축 주사부(51) 및 제1 Z축 주사부를 고정하고, 설치 부품(56)은, X축 주사부(51) 및 제2 Z축 주사부(54)를 고정한다. 설치 부품(55)과 설치 부품(56)은, 서로 나사 등의 체결구에 의해 일체화되어 있다. 프로브 홀더(57)는, 제1 초음파 탐촉부(1)를 고정하기 위한 홀더이며, 제1 Z축 주사부(53)를 통해 ±Z축 방향으로 구동 가능하다. L자 금속 부재(58)는, 제2 초음파 탐촉부(2)를 고정하기 위한 금속 부재이며, 제2 Z축 주사부(54)를 통해 ±Z축 방향으로 구동 가능하다.

X축 주사부(51)가, 도 3에 도시한 화살표 방향으로 구동됨으로써, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)는 모두 ±X 방향으로 구동된다. Y축 주사부(52)가, 도 3에 도시한 화살표 방향으로 구동됨으로써, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)는 모두 ±Y 방향으로 구동된다. 즉, ±X 방향, ±Y 방향에 있어서, 제2 초음파 탐촉부(2)는, 제1 초음파 탐촉부(1)에 추종하여 구동된다.

한편, 제1 Z축 주사부(53)가, 도 3 및 도 4에 도시한 화살표 방향으로 구동됨으로써, 제1 초음파 탐촉부(1)는 ±Z 방향으로 구동되고, 제2 Z축 주사부(54)가, 도 3 및 도 4에 도시한 화살표 방향으로 구동됨으로써, 제2 초음파 탐촉부(2)는 ±Z 방향으로 구동된다. 즉, ±Z 방향에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)와 제2 초음파 탐촉부(2)는, 독립하여 구동 가능하다.

본 실시 형태에 관한 위치 제어 장치(3)에 의하면, 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를, 피검체(101)의 상측 표면 A에 초점 F1이 맞는 위치로 하고, 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를, 피검체(101)의 하측 표면 B에 초점 F2가 맞는 위치로 한 후, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를, 검사 대상면에 초점 F1 및 초점 F2가 맞는 위치로 한다. 이에 의해, 제1 초음파 탐촉부(1)의 초점과 제2 초음파 탐촉부(2)의 초점을, 원하는 검사 대상면에서 대략 합치시킬 수 있기 때문에, 위치 제어 장치(3)는, S/N비가 높은 수신 신호를 취득하여, 고해상도의 검사 화상을 생성할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템(100)에 의하면, 위치 제어 장치(3)에 의해, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)를, XY 평면뿐만 아니라 ±Z 방향에 있어서도 적절한 위치로 조정할 수 있다. 이에 의해, 두꺼운 피검체를 검사하는 경우에도, 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 취득 가능한 초음파 영상 시스템(100)을 실현할 수 있다.

≪변형예≫

다음에, 도 5를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템(100)의 변형예에 대하여 설명한다.

도 1에 도시한 초음파 영상 시스템(100)에서는, 제1 초음파 탐촉부(1)를 송신용 프로브로서도 수신용 프로브로서도 기능시킬 수 있고, 또한 제2 초음파 탐촉부(2)를, 송신용 프로브로서도 수신용 프로브로서도 기능시킬 수 있는 경우를 일례로 들어 설명하였다. 그러나, 초음파 영상 시스템의 구성은, 당해 구성에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 제1 초음파 탐촉부(1)를 송신용 프로브 및 수신용 프로브로서 기능시키고, 제2 초음파 탐촉부(2)를 수신 전용 프로브로서 기능시켜도 된다. 이 경우, 펄서(33)를 제1 초음파 탐촉부(1)에만 접속하고, 리시버(34)와 제1 초음파 탐촉부(1)의 접속, 혹은, 리시버(34)와 제2 초음파 탐촉부(2)의 접속을 전환하는 전환 스위치를 마련하면 된다.

또한, 예를 들어 제1 초음파 탐촉부(1)를 수신 전용 프로브로서 기능시키고, 제2 초음파 탐촉부(2)를 송신용 프로브 및 수신용 프로브로서 기능시켜도 된다. 이 경우, 펄서(33)를 제2 초음파 탐촉부(2)에만 접속하고, 리시버(34)와 제1 초음파 탐촉부(1)의 접속, 혹은, 리시버(34)와 제2 초음파 탐촉부(2)의 접속을 전환하는 전환 스위치를 마련하면 된다.

이하, 도 5를 참조하여, 변형예에 관한 초음파 영상 시스템에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)를, 송신용 프로브 및 수신용 프로브로서 기능시키고, 제2 초음파 탐촉부(2)를 수신 전용 프로브로서 기능시키는 경우를 일례로 들어 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 리시버(34)와 제1 초음파 탐촉부(1)의 제1 접점 e의 접속, 혹은, 리시버(34)와 제2 초음파 탐촉부(2)의 제2 접점 f의 접속을 전환하는 전환 스위치 SW에 의해, 리시버(34)와 제1 초음파 탐촉부(1) 혹은 제2 초음파 탐촉부(2)의 접속은 제어된다.

펄서(33)는, 타이밍 제어부(32)로부터 입력되는 타이밍 신호에 기초하여, 전압 펄스 신호를, 제1 초음파 탐촉부(1)로 송신한다.

리시버(34)는, 타이밍 제어부(32)로부터 입력되는 타이밍 신호에 기초하여, 피검체(101)로부터 반사된 반사 신호를 제1 초음파 탐촉부(1)로부터 수신한다. 예를 들어, 전환 스위치 SW가 제1 접점 e에 접속되면, 리시버(34)는, 제1 초음파 탐촉부(1)로부터, 피검체(101)의 상측 표면 A에서 반사된 반사 신호를 수신한다.

리시버(34)는, 타이밍 제어부(32)로부터 입력되는 타이밍 신호에 기초하여, 피검체(101)를 투과한 투과 신호를 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신한다. 예를 들어, 전환 스위치 SW가 제2 접점 f에 접속되면, 리시버(34)는 제2 초음파 탐촉부(2)로부터, 피검체(101)를 투과(상측 표면 A로부터 하측 표면 B로 투과)한 투과 신호를 수신한다.

처리부(35)는, 리시버(34)로부터 입력되는 반사 신호의 강도에 기초하여, 제1 초음파 탐촉부(1)의 초점이 피검체(101)의 상측 표면 A에 맞도록, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 결정한다. 또한, 처리부(35)는, 제1 초음파 탐촉부(1)의 초점이 피검체(101)의 소정 계면(검사 대상면)에 맞도록, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 결정한다. 또한, 처리부(35)는, 리시버(34)로부터 입력되는 투과 신호의 강도에 기초하여, 제2 초음파 탐촉부(2)의 초점이 피검체(101)의 소정 계면(검사 대상면)에 맞도록, ±X 방향, ±Y 방향, ±Z 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 결정한다.

즉, 변형예에 관한 초음파 영상 시스템에서는, 송신용 프로브의 초점을 피검체(101)의 상측 표면 A에 맞출 때는, 위치 제어 장치(3)가 반사 신호에 기초하여, 송신용 프로브의 위치를 결정하고, 수신용 프로브의 초점을 피검체(101)의 검사 대상면에 맞출 때는, 위치 제어 장치(3)가 투과 신호에 기초하여, 수신용 프로브의 위치를 결정한다.

변형예에 관한 초음파 영상 시스템에 있어서도, 위치 제어 장치(3)에 의해, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)를 적절한 위치로 조정할 수 있다. 이에 의해, 두꺼운 피검체를 검사하는 경우에도, 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 취득할 수 있다.

또한, 변형예에 관한 초음파 영상 시스템에 있어서, 피검체(101)의 두께가 얇은 경우에는, 제2 초음파 탐촉부(2)를 사용하지 않고, 리시버(34)와 제1 초음파 탐촉부(1)를 제1 접점 e를 통해 접속하고, 반사법에 의해 검사 대상면을 영상화하는 것도 가능하다.

≪위치 제어 장치의 동작≫

다음에, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템(100)에 탑재되는 위치 제어 장치(3)의 동작에 대하여, 설명한다.

도 6은 본 실시 형태에 관한 위치 제어 장치(3)에 의한 제어 방법의 일례를 설명하는 흐름도이다. 도 7은 본 실시 형태에 관한 제1 초음파 탐촉부 및 제2 초음파 탐촉부에 의한 주사 방법의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템(100)에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)를 송신용 프로브로서 기능시키고, 제2 초음파 탐촉부(2)를 수신용 프로브로서 기능시키는 경우에 대하여 설명한다.

스텝 S501에 있어서, 위치 제어 장치(3)는, X축 주사부(51) 및 Y축 주사부(52)를 구동 제어하여, 제1 초음파 탐촉부(1)가 피검체(101)의 바로 위에 위치하도록, 제1 초음파 탐촉부(1)를 구동한다. 또한, 위치 제어 장치(3)는, X축 주사부(51) 및 Y축 주사부(52)를 구동 제어하여, 제2 초음파 탐촉부(2)가 피검체(101)의 바로 아래에 위치하도록, 제2 초음파 탐촉부(2)를 구동한다.

스텝 S502에 있어서, 위치 제어 장치(3)는, 전압 펄스 신호를 제1 초음파 탐촉부(1)로 송신하고, 피검체(101)의 상측 표면 A에서 반사된 반사 신호에 기초하여, ±Z 방향에 있어서의 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를 결정한다. 그리고, 위치 제어 장치(3)는, 제1 Z축 주사부(53)를 구동 제어하여, 제1 초음파 탐촉부(1)의 초점 F1이 피검체(101)의 상측 표면 A에 맞는 위치로, 제1 초음파 탐촉부(1)를 구동한다(도 7의 (a) 참조). 제1 초음파 탐촉부(1)의 초점이 피검체(101)의 상측 표면 A에 맞는 경우, 위치 제어 장치(3)가 수신하는 반사 신호의 강도는 최대가 된다.

스텝 S503에 있어서, 위치 제어 장치(3)는, 전압 펄스 신호를 제2 초음파 탐촉부(2)로 송신하고, 피검체(101)의 하측 표면 B에서 반사된 반사 신호에 기초하여, ±Z 방향에 있어서의 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를 결정한다. 그리고, 위치 제어 장치(3)는, 제2 Z축 주사부(54)를 구동 제어하여, 제2 초음파 탐촉부(2)의 초점이 피검체(101)의 하측 표면 B에 맞는 위치로, 제2 초음파 탐촉부(2)를 구동한다(도 7의 (a) 참조). 제2 초음파 탐촉부(2)의 초점이 피검체(101)의 하측 표면 B에 맞는 경우, 위치 제어 장치(3)가 수신하는 반사 신호의 강도는 최대가 된다.

스텝 S504에 있어서, 위치 제어 장치(3)는, 제1 Z축 주사부(53)를 구동 제어하여, 제1 초음파 탐촉부(1)의 초점 F1이 피검체(101)의 검사 대상면(소정 계면 C)에 맞는 위치로, 제1 초음파 탐촉부(1)를 구동한다(도 7의 (b) 참조).

스텝 S505에 있어서, 위치 제어 장치(3)는, 제2 Z축 주사부(54)를 구동 제어하여, 제2 초음파 탐촉부(2)의 초점 F2가 피검체(101)의 검사 대상면(소정 계면 C)에 맞는 위치로, 제2 초음파 탐촉부(2)를 구동한다(도 7의 (b) 참조).

스텝 S506에 있어서, 위치 제어 장치(3)는, X축 주사부(51) 및 Y축 주사부(52)를 구동 제어하여, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)에 의해, 검사 대상면을 주사하고, 초음파 여진용의 전압 펄스 신호를, 제1 초음파 탐촉부(1)로 송신한다.

스텝 S507에 있어서, 위치 제어 장치(3)는, 상측 표면 A로부터 하측 표면 B로 피검체(101)를 투과한 투과 신호를, 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신한다.

스텝 S508에 있어서, 위치 제어 장치(3)는, 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신한 투과 신호에 기초하여, 화상을 생성한다.

상술한 처리에 의하면, 양쪽 프로브의 초점을, 원하는 검사 대상면에서 대략 합치시킬 수 있다. 즉, 송신용 프로브뿐만 아니라 수신용 프로브의 초점도 검사 대상면에 맞춤으로써, 합초되어 있지 않은 검사 대상면에 있어서, 선명한 검사 화상을 취득하기 어렵다는 종래의 투과법에 발생한 문제를 피하고, 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 생성할 수 있다.

여기서, 도 7을 참조하여, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)의 초점이, 원하는 검사 대상면에서 합치되도록, 제1 초음파 탐촉부(1) 및 제2 초음파 탐촉부(2)를, ±Z 방향에 있어서 적절한 위치로 조정하는 경우에 대하여 설명한다.

도 7의 (a)는, 제1 초음파 탐촉부(1)가 제1 설정 위치에 위치하고, 제2 초음파 탐촉부(2)가 제2 설정 위치에 위치하는 모습을 도시하는 모식도이다. 도 7의 (b)는, 제1 초음파 탐촉부(1)가 제1 목표 위치에 위치하고, 제2 초음파 탐촉부(2)가 제2 목표 위치에 위치하는 모습을 도시하는 모식도이다.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 위치 제어 장치(3)는, 제1 Z축 주사부(53)를 구동 제어하여, 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를, ±Z 방향에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)의 선단면과 피검체(101)의 상측 표면 A의 거리가, 제1 렌즈의 초점 거리 D1과 일치하는 위치(제1 설정 위치)로 구동한다. 또한, 위치 제어 장치(3)는, 제2 Z축 주사부(54)를 구동 제어하여, 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를, ±Z 방향에 있어서, 제2 초음파 탐촉부(2)의 선단면과 피검체(101)의 하측 표면 B의 거리가, 제2 렌즈의 초점 거리 D2와 일치하는 위치(제2 설정 위치)로 구동한다.

도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 위치 제어 장치(3)는, 제1 Z축 주사부(53)를 구동 제어하여, 제1 초음파 탐촉부(1)의 위치를, ±Z 방향에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)의 선단면과 검사 대상면의 거리가, 제1 렌즈의 초점 거리 D1과 일치하는 위치(제1 목표 위치)로 구동한다. 또한, 위치 제어 장치(3)는, 제2 Z축 주사부(54)를 구동 제어하여, 제2 초음파 탐촉부(2)의 위치를, ±Z 방향에 있어서, 제2 초음파 탐촉부(2)의 선단면과 검사 대상면의 거리가, 제2 렌즈의 초점 거리 D2와 일치하는 위치(제2 목표 위치)로 구동한다.

이때, 제1 구동 거리(제1 초음파 탐촉부(1)에 있어서의 제1 설정 위치로부터 제1 목표 위치까지의 구동 거리)와 제2 구동 거리(제2 초음파 탐촉부(2)에 있어서의 제2 설정 위치로부터 제2 목표 위치까지의 구동 거리)의 합은, 피검체(101)의 상측 표면 A로부터 피검체(101)의 하측 표면 B까지의 거리(피검체(101)의 두께)와 동일하게 된다. 즉, 위치 제어 장치(3)는, 피검체(101)가 어떤 두께여도, 송신용 프로브 및 수신용 프로브의 양쪽의 초점을, 원하는 검사 대상면에 맞출 수 있다.

도 7의 (b)에 도시한 상태에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)가 피검체(101)로 초음파를 송신하면, 피검체(101)에 있어서 결함이 존재하지 않는 부분에서는, 초음파는 그대로 당해 부분을 투과한다. 이 때문에, 피검체(101)를 투과한 투과 신호의 신호 강도는, 당해 부분에서 커진다. 신호 강도가 큰 투과 신호를, 제2 초음파 탐촉부(2)가 수신한다.

또한, 도 7의 (b)에 도시한 상태에 있어서, 제1 초음파 탐촉부(1)가 피검체(101)로 초음파를 송신하면, 피검체(101)에 있어서 결함이 존재하는 부분에서는, 초음파는 당해 결함에서 반사된다. 이 때문에, 피검체(101)를 투과한 투과 신호의 신호 강도는, 당해 부분에서 작아진다. 신호 강도가 작은 투과 신호를, 제2 초음파 탐촉부(2)가 수신한다.

즉, 위치 제어 장치(3)는, 제2 초음파 탐촉부(2)로부터 수신한 투과 신호의 신호 강도에 기초하여, 원하는 검사 대상면에 있어서, 고해상도의 검사 화상을 취득할 수 있다. 또한, 위치 제어 장치(3)는, 원하는 검사 대상면에 존재하는 결함의 검사 화상을 취득할 뿐만 아니라, 원하는 검사 대상면 부근의 계면에 존재하는 결함의 검사 화상도, 원하는 검사 대상면에 존재하는 결함의 검사 화상보다는 다소 외연 등이 불명확해지지만 취득할 수 있다.

≪투과 신호의 파형≫

다음에, 도 10 및 도 11을 참조하여, 투과 신호의 파형에 대하여 설명한다.

도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 계면 h₂에 결함이 있고, 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 계면 h₂에 맞는 경우, 투과 신호의 파형은, 도 11의 (a)에 도시한 파형이 된다. 도 11의 (a)에 도시한 파형으로부터, 파형의 진폭 e는 작고, 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 맞는 위치에 결함이 존재하고 있음을 알 수 있다.

도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 계면 h₁에 결함이 있고, 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 계면 h₂에 맞는 경우, 투과 신호의 파형은, 도 11의 (b)에 도시한 파형이 된다. 도 11의 (b)에 도시한 파형으로부터, 파형의 진폭 f는 약간 커지고(f>e), 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 맞는 위치에 결함이 존재하고 있지 않지만, 피검체(101) 중 어느 위치에 결함이 존재하고 있음을 알 수 있다.

도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 계면에 결함이 없고, 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 계면 h₂에 맞는 경우, 투과 신호의 파형은, 도 11의 (c)에 도시한 파형이 된다. 도 11의 (c)에 도시한 파형으로부터, 파형의 진폭 g는 매우 크고(g>f), 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 맞는 위치에 결함이 존재하지 않고, 또한 피검체(101)의 어느 위치에도 결함이 존재하고 있지 않음을 알 수 있다.

도 10의 (d)에 도시한 바와 같이, 계면 h₁에 결함이 있고, 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 계면 h₁에 맞는 경우, 투과 신호의 파형은, 도 11의 (d)에 도시한 파형이 된다. 도 11의 (d)에 도시한 파형으로부터, 파형의 진폭 h는 작고(h≒e), 제1 렌즈의 초점 F1 및 제2 렌즈의 초점 F2가 맞는 위치에 결함이 존재하고 있음을 알 수 있다.

본 실시 형태에 관한 초음파 영상 시스템(100)을 적용함으로써, 조작자는, 고해상도의 검사 화상에 기초하여, 종래에는 곤란하였던 피검체의 심층부에 존재하는 결함을 검사하고, 또한 당해 결함의 위치를 용이하게 특정할 수 있다. 즉, 조작자가 다층 구조의 반도체 소자 등의 두꺼운 피검체를 검사할 때, 특히 유용한 초음파 영상 시스템을 실현할 수 있다.

1 : 제1 초음파 탐촉부
2 : 제2 초음파 탐촉부
3 : 위치 제어 장치
4 : 제어 장치
5 : 구동 장치
33 : 펄서
34 : 리시버
38 : 표시부(표시 장치)
100 : 초음파 영상 시스템
101 : 피검체
A : 상측 표면
B : 하측 표면
C : 소정 표면
O₁ : 제1 렌즈의 중심점
O₂ : 제2 렌즈의 중심점
a, e : 제1 접점
b, f : 제2 접점
c : 제3 접점
d : 제4 접점
SW1 : 제1 전환 스위치
SW2 : 제2 전환 스위치
SW : 전환 스위치

Claims

피검체에 초음파를 송신하는 제1 초음파 탐촉부, 및 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 피검체를 통해 위 또는 아래에 대향하여 배치되며, 상기 피검체를 투과한 투과 신호를 수신하는 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리부를 구비하고,
상기 피검체의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, 상기 ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, 상기 ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 하는 경우,
상기 처리부는,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제1 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리와,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리를 행하고,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부에, 펄스 신호를 송신하는 펄서와,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 반사 신호 또는 투과 신호를 수신하는 리시버를 더 구비하고,
상기 펄서 및 상기 리시버는,
상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 제2 초음파 탐촉부에 공용되고,
상기 펄서와 상기 제1 초음파 탐촉부와 접속하는 제1 접점의 접속, 혹은, 상기 펄서와 상기 제2 초음파 탐촉부와 접속하는 제2 접점의 접속을 전환하는 제1 전환 스위치와,
상기 리시버와 상기 제1 초음파 탐촉부의 제3 접점의 접속, 혹은, 상기 리시버와 상기 제2 초음파 탐촉부의 제4 접점의 접속을 전환하는 제2 전환 스위치를 더 구비하고,
상기 리시버는,
상기 제1 전환 스위치와 상기 제1 접점이 접속되고, 상기 제2 전환 스위치와 상기 제3 접점이 접속되는 경우, 상기 제1 초음파 탐촉부로부터, 상기 반사 신호를 수신하고,
상기 제1 전환 스위치와 상기 제1 접점이 접속되고, 상기 제2 전환 스위치와 상기 제4 접점이 접속되는 경우, 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 상기 투과 신호를 수신하고,
상기 제1 전환 스위치와 상기 제2 접점이 접속되고, 상기 제2 전환 스위치와 상기 제3 접점이 접속되는 경우, 상기 제1 초음파 탐촉부로부터, 상기 투과 신호를 수신하고,
상기 제1 전환 스위치와 상기 제2 접점이 접속되고, 상기 제2 전환 스위치와 상기 제4 접점이 접속되는 경우, 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 상기 반사 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
피검체에 초음파를 송신하는 제1 초음파 탐촉부, 및 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 피검체를 통해 위 또는 아래에 대향하여 배치되며, 상기 피검체를 투과한 투과 신호를 수신하는 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리부를 구비하고,
상기 피검체의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, 상기 ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, 상기 ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 하는 경우,
상기 처리부는,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제1 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리와,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리를 행하고,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부에, 펄스 신호를 송신하는 펄서와,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 반사 신호 또는 투과 신호를 수신하는 리시버를 더 구비하고,
상기 펄서 및 상기 리시버는,
상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 제2 초음파 탐촉부에 공용되고,
상기 리시버와 상기 제1 초음파 탐촉부와 접속하는 제1 접점의 접속, 혹은, 상기 리시버와 상기 제2 초음파 탐촉부와 접속하는 제2 접점의 접속을 전환하는 전환 스위치를 더 구비하고,
상기 리시버는,
상기 전환 스위치와 상기 제1 접점이 접속되는 경우, 상기 제1 초음파 탐촉부로부터, 상기 반사 신호를 수신하고,
상기 전환 스위치와 상기 제2 접점이 접속되는 경우, 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 상기 투과 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
피검체에 초음파를 송신하는 제1 초음파 탐촉부, 및 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 피검체를 통해 위 또는 아래에 대향하여 배치되며, 상기 피검체를 투과한 투과 신호를 수신하는 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리부를 구비하고,
상기 피검체의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, 상기 ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, 상기 ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 하는 경우,
상기 처리부는,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제1 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리와,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 처리를 행하고,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부에, 펄스 신호를 송신하는 펄서와,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 반사 신호 또는 투과 신호를 수신하는 리시버를 더 구비하고,
상기 펄서 및 상기 리시버는,
상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 제2 초음파 탐촉부에 공용되고,
상기 처리부는,
상기 펄서로부터 제1 초음파 탐촉부에 펄스 신호가 송신되고, 상기 피검체의 상측 표면으로부터 반사된 반사 신호의 신호 강도에 기초하여, 제1 설정 위치를 결정하는 처리와,
상기 펄서로부터 제2 초음파 탐촉부에 펄스 신호가 송신되고, 상기 피검체의 하측 표면으로부터 반사된 반사 신호의 신호 강도에 기초하여, 제2 설정 위치를 결정하는 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
표시 장치를 더 구비하고,
상기 표시 장치는, 상기 제1 초음파 탐촉부에 있어서의 제1 구동 거리, 및 상기 제2 초음파 탐촉부에 있어서의 제2 구동 거리를 표시하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 구동 거리와 상기 제2 구동 거리의 합은, 상기 피검체에 있어서의 상측 표면으로부터 하측 표면까지의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 ±X 방향 및 상기 ±Y 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부는, 상기 제1 초음파 탐촉부에 추종하여 구동되는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 초음파 탐촉부에 있어서의 제1 렌즈의 중심점과 상기 제2 초음파 탐촉부에 있어서의 제2 렌즈의 중심점은, 상기 ±Z 방향에 있어서, 동축상에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
제7항에 있어서,
상기 위치 제어 장치는, 상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부를 구동하는 구동 장치를 통해,
상기 제1 초음파 탐촉부를, 제1 설정 위치로부터 제1 목표 위치까지 구동하는 처리와,
상기 제2 초음파 탐촉부를, 제2 설정 위치로부터 제2 목표 위치까지 구동하는 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 위치 제어 장치를 구비하고,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부를, 상기 위치 제어 장치가 결정한 위치로 제어하는 제어 장치와,
상기 피검체에 있어서의 검사 대상면을 영상화하는 표시 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 시스템.
피검체에 초음파를 송신하는 제1 초음파 탐촉부, 및 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 피검체를 통해 위 또는 아래에 대향하여 배치되며, 상기 피검체를 투과한 투과 신호를 수신하는 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계를 구비하고,
상기 피검체의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, 상기 ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, 상기 ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 하는 경우,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제1 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계와,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계를 구비하고,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부에, 펄서에 의해 펄스 신호를 송신하는 단계와,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 리시버에 의해 반사 신호 또는 투과 신호를 수신하는 단계를 구비하고,
상기 펄서 및 상기 리시버는, 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 제2 초음파 탐촉부에 공용되고,
상기 펄서와 상기 제1 초음파 탐촉부와 접속하는 제1 접점의 접속, 혹은, 상기 펄서와 상기 제2 초음파 탐촉부와 접속하는 제2 접점의 접속을 제1 전환 스위치에 의해 전환하고,
상기 리시버와 상기 제1 초음파 탐촉부의 제3 접점의 접속, 혹은, 상기 리시버와 상기 제2 초음파 탐촉부의 제4 접점의 접속을 제2 전환 스위치에 의해 전환하고,
상기 리시버는,
상기 제1 전환 스위치와 상기 제1 접점이 접속되고, 상기 제2 전환 스위치와 상기 제3 접점이 접속되는 경우, 상기 제1 초음파 탐촉부로부터, 상기 반사 신호를 수신하고,
상기 제1 전환 스위치와 상기 제1 접점이 접속되고, 상기 제2 전환 스위치와 상기 제4 접점이 접속되는 경우, 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 상기 투과 신호를 수신하고,
상기 제1 전환 스위치와 상기 제2 접점이 접속되고, 상기 제2 전환 스위치와 상기 제3 접점이 접속되는 경우, 상기 제1 초음파 탐촉부로부터, 상기 투과 신호를 수신하고,
상기 제1 전환 스위치와 상기 제2 접점이 접속되고, 상기 제2 전환 스위치와 상기 제4 접점이 접속되는 경우, 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 상기 반사 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 방법.
피검체에 초음파를 송신하는 제1 초음파 탐촉부, 및 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 피검체를 통해 위 또는 아래에 대향하여 배치되며, 상기 피검체를 투과한 투과 신호를 수신하는 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계를 구비하고,
상기 피검체의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, 상기 ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, 상기 ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 하는 경우,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제1 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계와,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계를 구비하고,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부에, 펄서에 의해 펄스 신호를 송신하는 단계와,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 리시버에 의해 반사 신호 또는 투과 신호를 수신하는 단계를 구비하고,
상기 펄서 및 상기 리시버는, 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 제2 초음파 탐촉부에 공용되고,
상기 리시버와 상기 제1 초음파 탐촉부와 접속하는 제1 접점의 접속, 혹은, 상기 리시버와 상기 제2 초음파 탐촉부와 접속하는 제2 접점의 접속을 전환 스위치에 의해 전환하고,
상기 리시버는,
상기 전환 스위치와 상기 제1 접점이 접속되는 경우, 상기 제1 초음파 탐촉부로부터, 상기 반사 신호를 수신하고,
상기 전환 스위치와 상기 제2 접점이 접속되는 경우, 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 상기 투과 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 방법.
피검체에 초음파를 송신하는 제1 초음파 탐촉부, 및 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 피검체를 통해 위 또는 아래에 대향하여 배치되며, 상기 피검체를 투과한 투과 신호를 수신하는 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계를 구비하고,
상기 피검체의 표면에 대하여 수직인 방향을 ±Z 방향, 상기 ±Z 방향에 직교하는 방향을 ±X 방향, 상기 ±Z 방향 및 상기 ±X 방향에 직교하는 방향을 ±Y 방향이라 하는 경우,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제1 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계와,
상기 ±Z 방향에 있어서, 상기 제2 초음파 탐촉부의 위치를 결정하는 단계를 구비하고,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부에, 펄서에 의해 펄스 신호를 송신하는 단계와,
상기 제1 초음파 탐촉부 및 상기 제2 초음파 탐촉부로부터, 리시버에 의해 반사 신호 또는 투과 신호를 수신하는 단계를 구비하고,
상기 펄서 및 상기 리시버는, 상기 제1 초음파 탐촉부와 상기 제2 초음파 탐촉부에 공용되고,
상기 펄서로부터 제1 초음파 탐촉부에 펄스 신호가 송신되고, 상기 피검체의 상측 표면으로부터 반사된 반사 신호의 신호 강도에 기초하여, 제1 설정 위치를 결정하는 단계와,
상기 펄서로부터 제2 초음파 탐촉부에 펄스 신호가 송신되고, 상기 피검체의 하측 표면으로부터 반사된 반사 신호의 신호 강도에 기초하여, 제2 설정 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 제어 방법.