JPH0618448A - X線光学系用mtf 計測装置 - Google Patents
X線光学系用mtf 計測装置Info
- Publication number
- JPH0618448A JPH0618448A JP4174628A JP17462892A JPH0618448A JP H0618448 A JPH0618448 A JP H0618448A JP 4174628 A JP4174628 A JP 4174628A JP 17462892 A JP17462892 A JP 17462892A JP H0618448 A JPH0618448 A JP H0618448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- optical system
- shield
- slit
- photomultiplier
- Prior art date
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 MTF 計測に関し,欠点の多い従来の疑似正弦
波格子を用いないで,X線−光変換光学系のMTF を自動
的に計測することを目的とする。 【構成】 X線源1と,計測対象のX線−光変換光学系
2と,可変スリット3およびフォトマル4とからなるX
線光学系と,可変スリットおよびフォトマルを載せてた
ステージ5と,検知信号の微分回路19と, フーリエ変換
回路18と,X線光学系の拡大率と, 遮蔽体のスキャンレ
ートと, 可変スリットのスリット幅とを計算するCPU 17
とを有し,拡大率を計算し, その結果を用いてスリット
幅を検査分解能の1/2 以下に相当する幅に調節し, X線
源とX線−光変換光学系との間に遮蔽体6を挿入し,該
遮蔽体6を規定の速度で走査し,検知した遮蔽体像を微
分し,フーリエ変換して該X線−光変換光学系のMTF を
計測するように構成する。
波格子を用いないで,X線−光変換光学系のMTF を自動
的に計測することを目的とする。 【構成】 X線源1と,計測対象のX線−光変換光学系
2と,可変スリット3およびフォトマル4とからなるX
線光学系と,可変スリットおよびフォトマルを載せてた
ステージ5と,検知信号の微分回路19と, フーリエ変換
回路18と,X線光学系の拡大率と, 遮蔽体のスキャンレ
ートと, 可変スリットのスリット幅とを計算するCPU 17
とを有し,拡大率を計算し, その結果を用いてスリット
幅を検査分解能の1/2 以下に相当する幅に調節し, X線
源とX線−光変換光学系との間に遮蔽体6を挿入し,該
遮蔽体6を規定の速度で走査し,検知した遮蔽体像を微
分し,フーリエ変換して該X線−光変換光学系のMTF を
計測するように構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はX線−光変換光学系の分
解能の検定のためのMTF(Modulation Transf-er Functio
n)計測装置に関する。
解能の検定のためのMTF(Modulation Transf-er Functio
n)計測装置に関する。
【0002】実装基板,プリント板の製造においては,
電子部品の微小化と高密度実装が進んできている。これ
に伴い,外観検査で検査不能な部分が多くなってきてい
る。例えば,フリップチップの接続部は半径 200μm程
度の微小なマイクロバンプにより形成されるが, この部
分はLSI パッケージ部分の陰に隠れているために光学的
な検査手法では検査することができない。このような場
合に, X線の透視による検査手法は有効な方法である。
電子部品の微小化と高密度実装が進んできている。これ
に伴い,外観検査で検査不能な部分が多くなってきてい
る。例えば,フリップチップの接続部は半径 200μm程
度の微小なマイクロバンプにより形成されるが, この部
分はLSI パッケージ部分の陰に隠れているために光学的
な検査手法では検査することができない。このような場
合に, X線の透視による検査手法は有効な方法である。
【0003】このような,検査システムの有効性を検証
するために,X線−光変換光学系の分解能を検定するこ
とが必要である。
するために,X線−光変換光学系の分解能を検定するこ
とが必要である。
【0004】
【従来の技術】図4は従来例を説明する構成図である。
図において,1はマイクロフォーカスX線源,2は測定
対象のX線−光変換光学系,41は光検知器でカメラ, 42
はA/D 変換器, 43はコンピュータ, 44は疑似正弦波格子
である。
図において,1はマイクロフォーカスX線源,2は測定
対象のX線−光変換光学系,41は光検知器でカメラ, 42
はA/D 変換器, 43はコンピュータ, 44は疑似正弦波格子
である。
【0005】従来,X線−光変換光学系の分解能を検定
するためには,多数のスリットを平行に且つ等間隔に配
列した疑似正弦波格子44を透視して,透視画像のコント
ラストを計測する方法があった。
するためには,多数のスリットを平行に且つ等間隔に配
列した疑似正弦波格子44を透視して,透視画像のコント
ラストを計測する方法があった。
【0006】この方法では,計測できる空間周波数は使
用した格子周波数のみに限られ,波長分解能の向上には
限度があった。また,格子の製作精度の限界から,遮蔽
に十分な厚みのある試料ではスリット幅の最小寸法に限
界があり,また,多数のスリットを平行に配列しただけ
ではX線透過率分布を完全に正弦形状にすることはでき
なかった。
用した格子周波数のみに限られ,波長分解能の向上には
限度があった。また,格子の製作精度の限界から,遮蔽
に十分な厚みのある試料ではスリット幅の最小寸法に限
界があり,また,多数のスリットを平行に配列しただけ
ではX線透過率分布を完全に正弦形状にすることはでき
なかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来方法では,
計測できる空間周波数は使用した格子周波数のみに限ら
れ,波長分解能の向上には限度があった。また,格子の
製作精度の限界から,遮蔽に十分な厚みのある試料では
スリット幅の最小寸法に限界があり,また,単なる矩形
スリットの配列ではX線透過率分布を完全に正弦形状に
することはできなかった。
計測できる空間周波数は使用した格子周波数のみに限ら
れ,波長分解能の向上には限度があった。また,格子の
製作精度の限界から,遮蔽に十分な厚みのある試料では
スリット幅の最小寸法に限界があり,また,単なる矩形
スリットの配列ではX線透過率分布を完全に正弦形状に
することはできなかった。
【0008】本発明は上記ように欠点の多い従来の疑似
正弦波格子を用いないで,X線−光変換光学系のMTF を
自動的に計測することを目的とする。
正弦波格子を用いないで,X線−光変換光学系のMTF を
自動的に計測することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は, 1)マイクロフォーカスのX線源1と,計測対象のX線
−光変換光学系2と,可変スリット3およびフォトマル
チプライヤ4からなるX線光学系と,該可変スリットお
よび光検知器4を載せて移動可能なステージ5と,該フ
ォトマルチプライヤの検知信号を微分する微分回路19
と, 微分された該検知信号のフーリエ変換回路18と,該
X線光学系の拡大率と, 後記遮蔽体のスキャンレート
と, 該可変スリットのスリット幅とを計算するCPU 17と
を有し,該拡大率を計算し, その結果を用いて該スリッ
ト幅を検査分解能の1/2 以下に相当する幅に調節し, 該
X線源と計測対象のX線−光変換光学系との間に遮蔽体
6を挿入し,該遮蔽体6を規定の速度で走査し,検知し
た遮蔽体像を微分し,フーリエ変換して該X線−光変換
光学系のMTF を計測するX線光学系用MTF 計測装置,あ
るいは 2)前記X線源1のビーム設定用電子レンズの印加電圧
を変化させてX線ビームを振動させて遮蔽体像を検知す
る前記1)記載のX線光学系用MTF 計測装置,あるいは 3)前記フォトマルチプライヤ4の代わりにCCD 素子4A
を用い, 前記可変スリット3の代わりにレンズ3Bを用い
て該CCD 素子に拡大率を適合させた前記1)あるいは
2)2記載のX線光学系用MTF 計測装置により達成され
る。
−光変換光学系2と,可変スリット3およびフォトマル
チプライヤ4からなるX線光学系と,該可変スリットお
よび光検知器4を載せて移動可能なステージ5と,該フ
ォトマルチプライヤの検知信号を微分する微分回路19
と, 微分された該検知信号のフーリエ変換回路18と,該
X線光学系の拡大率と, 後記遮蔽体のスキャンレート
と, 該可変スリットのスリット幅とを計算するCPU 17と
を有し,該拡大率を計算し, その結果を用いて該スリッ
ト幅を検査分解能の1/2 以下に相当する幅に調節し, 該
X線源と計測対象のX線−光変換光学系との間に遮蔽体
6を挿入し,該遮蔽体6を規定の速度で走査し,検知し
た遮蔽体像を微分し,フーリエ変換して該X線−光変換
光学系のMTF を計測するX線光学系用MTF 計測装置,あ
るいは 2)前記X線源1のビーム設定用電子レンズの印加電圧
を変化させてX線ビームを振動させて遮蔽体像を検知す
る前記1)記載のX線光学系用MTF 計測装置,あるいは 3)前記フォトマルチプライヤ4の代わりにCCD 素子4A
を用い, 前記可変スリット3の代わりにレンズ3Bを用い
て該CCD 素子に拡大率を適合させた前記1)あるいは
2)2記載のX線光学系用MTF 計測装置により達成され
る。
【0010】
【作用】MTF は, 光学結像系が被写体を再現する能力を
表す複素数の絶対値で, 電気通信系の周波数応答関数に
対応し,点像(点光源の像)の強度分布のフーリエ変換
の絶対値である。
表す複素数の絶対値で, 電気通信系の周波数応答関数に
対応し,点像(点光源の像)の強度分布のフーリエ変換
の絶対値である。
【0011】しかし,実際には検知面で点像を得ること
は容易ではない。そこで, エッジ像を検知して, これか
ら点像を計算により求める。光軸に垂直方向に走査する
遮蔽体によりエッジ像を形成し,これを検知系により検
知する。検知したエッジ像を微分して点像に変換する。
この点像をフーリエ変換することで, 系のMTF を求める
ことができる。
は容易ではない。そこで, エッジ像を検知して, これか
ら点像を計算により求める。光軸に垂直方向に走査する
遮蔽体によりエッジ像を形成し,これを検知系により検
知する。検知したエッジ像を微分して点像に変換する。
この点像をフーリエ変換することで, 系のMTF を求める
ことができる。
【0012】図1は本発明の原理説明図である。図にお
いて,1はマイクロフォーカスX線源,2は測定対象の
X線−光変換光学系,3は可変スリット,4はフォトマ
ルチプライヤ(光電子増倍管),5は可変スリットとフ
ォトマルを載せたステージ,6は遮蔽体,7は遮蔽体を
載せたステージ,8は線源コントローラ,9はD/A 変換
器, 10はカウンタ, 11はA/D 変換器, 12はステージコン
トローラ, 13はI/O, 14はスリット幅コントローラ, 15
はA/D 変換器, 16はバス, 17はCPU, 18はフーリエ変換
回路, 19は微分回路, 20は出力部である。
いて,1はマイクロフォーカスX線源,2は測定対象の
X線−光変換光学系,3は可変スリット,4はフォトマ
ルチプライヤ(光電子増倍管),5は可変スリットとフ
ォトマルを載せたステージ,6は遮蔽体,7は遮蔽体を
載せたステージ,8は線源コントローラ,9はD/A 変換
器, 10はカウンタ, 11はA/D 変換器, 12はステージコン
トローラ, 13はI/O, 14はスリット幅コントローラ, 15
はA/D 変換器, 16はバス, 17はCPU, 18はフーリエ変換
回路, 19は微分回路, 20は出力部である。
【0013】CPU 17においては, 次に説明する拡大率の
計算, 遮蔽体のスキャンレート, 可変スリットのスリッ
ト幅の計算を行う。MTF の分解能は可変スリット3で規
定される。ステージカウンタからの信号により拡大率を
求め,これからスリット幅を求める。
計算, 遮蔽体のスキャンレート, 可変スリットのスリッ
ト幅の計算を行う。MTF の分解能は可変スリット3で規
定される。ステージカウンタからの信号により拡大率を
求め,これからスリット幅を求める。
【0014】スリット幅を求めるには,予め得たい分解
能を設定し,上記拡大率を用いて分解能の1/2の幅あ
るいはそれ以下の幅の像がフォトマルに入射するように
スリット幅を自動設定する。
能を設定し,上記拡大率を用いて分解能の1/2の幅あ
るいはそれ以下の幅の像がフォトマルに入射するように
スリット幅を自動設定する。
【0015】 W≦RM/2 (1) ここに, W:スリット幅 R:分解能 M:拡大率 また,拡大率Mは次式で与えられる。
【0016】M=L/(X0 +ΔX) L:線源とX線−光変換光学系内の蛍光板との距離 X0 :遮蔽板の光軸方向の基準位置 ΔX:遮蔽板の光軸方向の移動距離 また,フォトマルおよび可変スリットをステージ上で移
動し,像高方向(走査方向)のMTF を計測する。
動し,像高方向(走査方向)のMTF を計測する。
【0017】画像取り込み用のCCD を用いるときは, CC
D の前面にMTF が既知の2倍の拡大レンズを置く。この
レンズとCCD の固有のMTF を得られた結果から差し引い
て求めるMTF を計測する。
D の前面にMTF が既知の2倍の拡大レンズを置く。この
レンズとCCD の固有のMTF を得られた結果から差し引い
て求めるMTF を計測する。
【0018】
【実施例】図1を用いて,本発明の第1の実施例を説明
する。図1は本発明によるX線−光変換光学系用MTF の
構成図である。
する。図1は本発明によるX線−光変換光学系用MTF の
構成図である。
【0019】X線源1から放射されたX線は遮蔽体6に
照射し,検知光学系であるX線−光変換光学系2に入射
する。遮蔽体6は金(Au)あるいはタングステン(W) 等の
原子番号の大きいX線の遮蔽率の高いものを用いる。例
えば, 金(Au)あるいはタングステン(W) 等の重金属のナ
イフエッジを用いる。
照射し,検知光学系であるX線−光変換光学系2に入射
する。遮蔽体6は金(Au)あるいはタングステン(W) 等の
原子番号の大きいX線の遮蔽率の高いものを用いる。例
えば, 金(Au)あるいはタングステン(W) 等の重金属のナ
イフエッジを用いる。
【0020】遮蔽体6を透過した放射X線は計測対象の
光学系2を通し, さらに可変スリット3を通してフォト
マル4で検出される。ここで,計測対象の光学系2は外
部からオートフォーカスを可能にしておく。
光学系2を通し, さらに可変スリット3を通してフォト
マル4で検出される。ここで,計測対象の光学系2は外
部からオートフォーカスを可能にしておく。
【0021】遮蔽体6を走査することでX線ビームのプ
ロファイルを計測し,また,可変スリット3およびフォ
トマル4を移動することにより像高方向でのMTF を計測
する。
ロファイルを計測し,また,可変スリット3およびフォ
トマル4を移動することにより像高方向でのMTF を計測
する。
【0022】また,拡大率の計測は,予め寸法の既知の
遮蔽体を用い,されを一定速度で走査して,検知した像
の幅から算出する。図2は本発明の第2の実施例の構成
図である。
遮蔽体を用い,されを一定速度で走査して,検知した像
の幅から算出する。図2は本発明の第2の実施例の構成
図である。
【0023】この例は,ビームの電子レンズを周期的に
変化させるビームステア20によりビームを遮蔽体に垂直
に走査してプロファイルを計測を行っている。この際,
線源焦点の位置は, 予め電子レンズに印加する電圧とビ
ーム位置の関係を計測し,テーブル化したものを参照す
る。
変化させるビームステア20によりビームを遮蔽体に垂直
に走査してプロファイルを計測を行っている。この際,
線源焦点の位置は, 予め電子レンズに印加する電圧とビ
ーム位置の関係を計測し,テーブル化したものを参照す
る。
【0024】図3は本発明の第3の実施例の構成図であ
る。この例は,第2の実施例の可変スリット3およびフ
ォトマル4の代わりに×2拡大レンズ3AとCCD カメラ4A
を用いた構成である。
る。この例は,第2の実施例の可変スリット3およびフ
ォトマル4の代わりに×2拡大レンズ3AとCCD カメラ4A
を用いた構成である。
【0025】実施例において,遮蔽体はエッジを用いる
だけであり,その幅は広い方がよい。最小幅は光学系の
ボケが及ばないだけの幅が必要である。光学系にもよる
が,焦点数μm, 拡大率10倍程度ならば10mm程度であれ
ば十分である。
だけであり,その幅は広い方がよい。最小幅は光学系の
ボケが及ばないだけの幅が必要である。光学系にもよる
が,焦点数μm, 拡大率10倍程度ならば10mm程度であれ
ば十分である。
【0026】また,遮蔽体の移動速度vはフォトマルの
立ち上がり時間tと,計測MTF の分解能Δμと, 拡大率
Mと,光学系の拡大率M0 とから次式により計算され
る。 v=Δμ/t・M・M0 また,可変スリットおよびフォトマルの移動は1点のMT
F 計測中は勿論移動は行わない。これらを載せたステー
ジの移動は他点のMTF を計測するために移動させるもの
でこの場合位置精度が必要であり, その位置精度が0.1
μmの場合は,移動速度は数mm/sぐらいである。
立ち上がり時間tと,計測MTF の分解能Δμと, 拡大率
Mと,光学系の拡大率M0 とから次式により計算され
る。 v=Δμ/t・M・M0 また,可変スリットおよびフォトマルの移動は1点のMT
F 計測中は勿論移動は行わない。これらを載せたステー
ジの移動は他点のMTF を計測するために移動させるもの
でこの場合位置精度が必要であり, その位置精度が0.1
μmの場合は,移動速度は数mm/sぐらいである。
【0027】光学系に対してコントラストを 0〜1.0 間
の相対値で表すMTF の計測値は線幅値(線幅と間隔とが
等しい図形で, 1mm中に線が何本あるかを示す)の増加
とともに増加し,各線幅値に対するMTF を求める必要が
ある。例えば, 或る光学系での計測結果は線幅75μm
(6.7本/mm)に対して MTF=0.35 となる。また, 線幅が
40μmで MTF=0 となり,線幅が 130μmで MTF=0.8
となる。
の相対値で表すMTF の計測値は線幅値(線幅と間隔とが
等しい図形で, 1mm中に線が何本あるかを示す)の増加
とともに増加し,各線幅値に対するMTF を求める必要が
ある。例えば, 或る光学系での計測結果は線幅75μm
(6.7本/mm)に対して MTF=0.35 となる。また, 線幅が
40μmで MTF=0 となり,線幅が 130μmで MTF=0.8
となる。
【0028】次に実施例の効果を示す具体例を説明す
る。 (1) 実施例を用いると連続値が計測可能である。すなわ
ち,すべての線幅値に対する値が求められる。 (2) 実施例の計測値は,MTF の定義そのものであるのに
対し,従来例の疑似正弦波格子を用いる場合では完全な
周波数再現が行われない。
る。 (1) 実施例を用いると連続値が計測可能である。すなわ
ち,すべての線幅値に対する値が求められる。 (2) 実施例の計測値は,MTF の定義そのものであるのに
対し,従来例の疑似正弦波格子を用いる場合では完全な
周波数再現が行われない。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば,欠点の多い従来の疑似
正弦波格子を用いないで,X線−光変換光学系のMTF を
自動的に空間周波数の再現性良くすべての線幅値に対し
て計測することが可能となった。
正弦波格子を用いないで,X線−光変換光学系のMTF を
自動的に空間周波数の再現性良くすべての線幅値に対し
て計測することが可能となった。
【図1】 本発明の原理説明図(本発明の第1の実施例
の構成図)
の構成図)
【図2】 本発明の第2の実施例の構成図
【図3】 本発明の第3の実施例の構成図
【図4】 従来例を説明する構成図
1 マイクロフォーカスX線源 2 測定対象のX線−光変換光学系 3 可変スリット 4 フォトマルチプライヤ 5 可変スリットとフォトマルを載せたステージ 6 遮蔽体 7 遮蔽体を載せたステージ 8 線源コントローラ 9 D/A 変換器 10 カウンタ 11 A/D 変換器 12 ステージコントローラ 13 I/O, 14 スリット幅コントローラ 15 A/D 変換器 16 バス 17 CPU 18 フーリエ変換回路 19 微分回路 20 出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 善朗 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 マイクロフォーカスのX線源(1) と,計
測対象のX線−光変換光学系(2) と,可変スリット(3)
およびフォトマルチプライヤ(4)からなるX線光学系
と,該可変スリットおよびフォトマルチプライヤを載せ
て移動可能なステージ(5) と,該フォトマルチプライヤ
の検知信号を微分する微分回路(19)と,微分された該検
知信号のフーリエ変換回路(18)と,該X線光学系の拡大
率と, 後記遮蔽体(6) のスキャンレートと, 該可変スリ
ットのスリット幅とを計算するCPU (17)とを有し,該拡
大率を計算し, その結果を用いて該スリット幅を検査分
解能の1/2 以下に相当する幅に調節し, 該X線源と計測
対象のX線−光変換光学系との間に遮蔽体(6) を挿入
し,該遮蔽体を規定の速度で走査し,検知した遮蔽体像
を微分し,フーリエ変換して該X線−光変換光学系のMT
F を計測することを特徴とするX線光学系用MTF 計測装
置。 - 【請求項2】 前記X線源(1) のビーム設定用電子レン
ズの印加電圧を変化させてX線ビームを振動させて遮蔽
体像を検知することを特徴とする請求項1記載のX線光
学系用MTF 計測装置。 - 【請求項3】 前記フォトマルチプライヤ(4)の代わり
にCCD 素子(4A)を用い, 前記可変スリット(3)の代わり
にレンズ(3B)を用いて該CCD 素子に拡大率を適合させた
ことを特徴とする請求項1あるいは2記載のX線光学系
用MTF 計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4174628A JPH0618448A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | X線光学系用mtf 計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4174628A JPH0618448A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | X線光学系用mtf 計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0618448A true JPH0618448A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=15981922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4174628A Withdrawn JPH0618448A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | X線光学系用mtf 計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0618448A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104083177A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-08 | 天津大学 | 数字x射线成像系统的分辨率性能评估方法 |
CN104931239A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-23 | 北京理工大学 | 一种用于小型离轴光学系统的mtf测试装置及方法 |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP4174628A patent/JPH0618448A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104083177A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-08 | 天津大学 | 数字x射线成像系统的分辨率性能评估方法 |
CN104931239A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-23 | 北京理工大学 | 一种用于小型离轴光学系统的mtf测试装置及方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |