JPH02190752A - X線露光装置の残留空気濃度検出器 - Google Patents
X線露光装置の残留空気濃度検出器Info
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- JPH02190752A JPH02190752A JP1011420A JP1142089A JPH02190752A JP H02190752 A JPH02190752 A JP H02190752A JP 1011420 A JP1011420 A JP 1011420A JP 1142089 A JP1142089 A JP 1142089A JP H02190752 A JPH02190752 A JP H02190752A
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- JP
- Japan
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- ray
- air concentration
- exposure
- residual air
- light
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Atmospheric Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Epidemiology (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
X線露光装置内の空気濃度検出法に関し、空気濃度をさ
らに高感度に検出することを目的とし、 x ’ti%照射を受けた空気中に含まれるアルゴンガ
スから放射される特定スペクトルの蛍光X線強度をスリ
ットを介してXvA検出器によって測定して、空気濃度
を検出するように構成する。
らに高感度に検出することを目的とし、 x ’ti%照射を受けた空気中に含まれるアルゴンガ
スから放射される特定スペクトルの蛍光X線強度をスリ
ットを介してXvA検出器によって測定して、空気濃度
を検出するように構成する。
本発明はX線露光装置内の空気濃度検出法に関する。
LSIなどの半導体装置は極めて微細化されてフォト露
光法が限界となり、それに代わる方法としてX線露光法
が検討されている。本発明はそのX線露光装置による被
露光基板の品質向上、装置の耐久性向上に関している。
光法が限界となり、それに代わる方法としてX線露光法
が検討されている。本発明はそのX線露光装置による被
露光基板の品質向上、装置の耐久性向上に関している。
最近、X線露光法においてシンクロトロン放射光(Sy
nchrotron Radiation ; S R
)を光源に利用した露光法が研究されており、従来のX
線管を光源としたX線鈷光法に比べてX線強度が大きく
て指向性があり、スループットの改善などが期待できる
として注目されているものである。
nchrotron Radiation ; S R
)を光源に利用した露光法が研究されており、従来のX
線管を光源としたX線鈷光法に比べてX線強度が大きく
て指向性があり、スループットの改善などが期待できる
として注目されているものである。
以下に、このシンクロトロン放射光を用いたX線リソグ
ラフィ技術によって本発明を説明するが、その方法はシ
ンクロトロン放射光(以下、SR光と称する)から得ら
れる軟X線を利用してパターン転写をおこなうもので、
このようなSR光は電子蓄積リングで作成され、その電
子蓄積リングとは電子を制御する偏向電磁石などの各種
電磁石。
ラフィ技術によって本発明を説明するが、その方法はシ
ンクロトロン放射光(以下、SR光と称する)から得ら
れる軟X線を利用してパターン転写をおこなうもので、
このようなSR光は電子蓄積リングで作成され、その電
子蓄積リングとは電子を制御する偏向電磁石などの各種
電磁石。
電子にエネルギーを補給するための加速空胴、その他を
配置した超高真空の環状真空ダクトからなり、直線加速
器から加速された電子線を蓄積リングに入射させてリン
グ中を周回させておき、光速に近い速度で運動している
ときに進行方向を変化させて接線方向に強い光を放射さ
せ、そのSR光をビームラインから取り出して微細加工
のりソグラフィ技術に利用するものである。
配置した超高真空の環状真空ダクトからなり、直線加速
器から加速された電子線を蓄積リングに入射させてリン
グ中を周回させておき、光速に近い速度で運動している
ときに進行方向を変化させて接線方向に強い光を放射さ
せ、そのSR光をビームラインから取り出して微細加工
のりソグラフィ技術に利用するものである。
第3図はその電子蓄積リングの概要図を示しており、1
0は直線加速器、 11は蓄積リング、 12は偏向電
磁石、 13は加速空胴、 14は真空ダクト15はビ
ームライン、16はSR光である。なお、電磁石には他
に四極電磁石、大極電磁石、補正電磁石などが偏向電磁
石と同様に配設されている。
0は直線加速器、 11は蓄積リング、 12は偏向電
磁石、 13は加速空胴、 14は真空ダクト15はビ
ームライン、16はSR光である。なお、電磁石には他
に四極電磁石、大極電磁石、補正電磁石などが偏向電磁
石と同様に配設されている。
このSR光はマイクロ波帯からX線領域までの広い波長
領域の連続スペクトルをもっているために、全反射ミラ
ーによる短波長X線成分の除去とベリリウム窓などの吸
収フィルタによる長波長成分の除去とをおこなって、フ
ォトンエネルギー約0.5 XeV 〜3 KeV (
波長25人〜4人)の軟X線によって露光しているもの
である。
領域の連続スペクトルをもっているために、全反射ミラ
ーによる短波長X線成分の除去とベリリウム窓などの吸
収フィルタによる長波長成分の除去とをおこなって、フ
ォトンエネルギー約0.5 XeV 〜3 KeV (
波長25人〜4人)の軟X線によって露光しているもの
である。
第4図はSR光を利用したX線露光装置の概要図を示し
ており、電子蓄積リングから放射されたSR光16は短
波長X線成分の除去のためにミラー室21においてミラ
ー22によって複数回反射され、次に、ベリリウム窓2
3を透過して長波長成分が除去された後、露光室24に
入射する。露光室24内はヘリウムガス雰囲気であって
、室内にはマスク25を介したレジスト塗布基板26が
配置されており、そこに軟X線領域のエネルギーをもっ
たSR光16が照射されて露光がおこなわれる。
ており、電子蓄積リングから放射されたSR光16は短
波長X線成分の除去のためにミラー室21においてミラ
ー22によって複数回反射され、次に、ベリリウム窓2
3を透過して長波長成分が除去された後、露光室24に
入射する。露光室24内はヘリウムガス雰囲気であって
、室内にはマスク25を介したレジスト塗布基板26が
配置されており、そこに軟X線領域のエネルギーをもっ
たSR光16が照射されて露光がおこなわれる。
ところで、上記のような電子蓄積リングから放射された
SR光を照射するXvAn光法においては、電子蓄積リ
ング中の真空度は10”” Torr以下の超高真空で
あり、次に、その取り出し部であるビームラインからミ
ラー室を通ってベリリウム窓に至るまでの真空度は10
−”Torr−10−9Torrの高真空であるが、露
光室は1気圧のヘリウム(He)ガス雰囲気になってい
る。これは真空中では露光の前処理、後処理を加えた露
光処理が容易でなく、且つ、X線はヘリウムガス中の透
過性が極めて良いからである。
SR光を照射するXvAn光法においては、電子蓄積リ
ング中の真空度は10”” Torr以下の超高真空で
あり、次に、その取り出し部であるビームラインからミ
ラー室を通ってベリリウム窓に至るまでの真空度は10
−”Torr−10−9Torrの高真空であるが、露
光室は1気圧のヘリウム(He)ガス雰囲気になってい
る。これは真空中では露光の前処理、後処理を加えた露
光処理が容易でなく、且つ、X線はヘリウムガス中の透
過性が極めて良いからである。
しかし、軟X線は物質によって非常に吸収され易く、空
気中においてもX線強度の減衰は無視できない。例えば
、1%の酸素(0□)が含まれると波長8.3人のX線
は60%以上透過率が減少し、このような酸素は、周知
のごとく、空気中に約20%含まれている。従って、ヘ
リウムガス中への空気の混入は殆ど皆無にすることが望
ましい。
気中においてもX線強度の減衰は無視できない。例えば
、1%の酸素(0□)が含まれると波長8.3人のX線
は60%以上透過率が減少し、このような酸素は、周知
のごとく、空気中に約20%含まれている。従って、ヘ
リウムガス中への空気の混入は殆ど皆無にすることが望
ましい。
また、X線露光装置内に酸素が微量にでも含まれて、そ
の酸素にX線が吸収された場合にはオゾンが発生して、
そのオゾンのために露光装置の金属部分が腐食されて劣
化が早まるといった欠点がある。
の酸素にX線が吸収された場合にはオゾンが発生して、
そのオゾンのために露光装置の金属部分が腐食されて劣
化が早まるといった欠点がある。
これらの理由から、露光装置内の空気濃度は常に監視す
る必要があり、現在、通常の酸素濃度検出器(例えば、
電池式酸素濃度計)を用いて空気濃度を監視して所定量
より空気濃度が高くなれば露光処理を中止し、真空排気
して空気濃度を低下させた後、露光処理を再開している
。
る必要があり、現在、通常の酸素濃度検出器(例えば、
電池式酸素濃度計)を用いて空気濃度を監視して所定量
より空気濃度が高くなれば露光処理を中止し、真空排気
して空気濃度を低下させた後、露光処理を再開している
。
ところが、従来からの酸素濃度検出器は余り精度が良く
なく、その検出限界は0.1%程度であり、それを空気
濃度にすると約0.5%ということになる。しかし、露
光装置内の空気濃度の検出感度としてはさらに1桁以上
高い感度が要望されており、そうしなければ上記の問題
点に十分に対処できない。
なく、その検出限界は0.1%程度であり、それを空気
濃度にすると約0.5%ということになる。しかし、露
光装置内の空気濃度の検出感度としてはさらに1桁以上
高い感度が要望されており、そうしなければ上記の問題
点に十分に対処できない。
本発明はそのような問題点を改善して、さらに高感度に
検出できる空気濃度検出器を提案するものである。
検出できる空気濃度検出器を提案するものである。
その課題は、第1図の実施例図に示しているように、X
線照射を受けた空気中に含まれるアルゴンガスから放射
される特定スペクトルの蛍光X線強度をX線検出器1に
よって測定して、空気濃度を検出するように構成した残
留空気濃度検出器によって解決される。
線照射を受けた空気中に含まれるアルゴンガスから放射
される特定スペクトルの蛍光X線強度をX線検出器1に
よって測定して、空気濃度を検出するように構成した残
留空気濃度検出器によって解決される。
通常、空気はアルゴン(Ar)ガス1%を含んでおり、
それにX線が照射されるとアルゴンの蛍光X線が発生す
る。この蛍光X線の強度をX線検出器によって測定し、
これは低濃度の場合にはアルゴンガス濃度に比例して、
アルゴンガス濃度は残留空気濃度に比例するから、この
アルゴンの特定エネルギーの蛍光X線と空気濃度との対
応表を参照して残留空気濃度を検出するものである。
それにX線が照射されるとアルゴンの蛍光X線が発生す
る。この蛍光X線の強度をX線検出器によって測定し、
これは低濃度の場合にはアルゴンガス濃度に比例して、
アルゴンガス濃度は残留空気濃度に比例するから、この
アルゴンの特定エネルギーの蛍光X線と空気濃度との対
応表を参照して残留空気濃度を検出するものである。
第1図に示す検出方式によってアルゴンの蛍光X線強度
を測定する場合、蛍光X線強度は近似的に次のように表
わされる。
を測定する場合、蛍光X線強度は近似的に次のように表
わされる。
ここに、■はアルゴン蛍光X線強度、ηは蛍光X線発生
効率、△Ωは検出器の見込む立体角、Eはフォトンエネ
ルギー+ISRは入射X線強度、μはアルゴンの質量吸
収係数、ρはアルゴンガスの密度、tはアルゴンガスの
厚さである。
効率、△Ωは検出器の見込む立体角、Eはフォトンエネ
ルギー+ISRは入射X線強度、μはアルゴンの質量吸
収係数、ρはアルゴンガスの密度、tはアルゴンガスの
厚さである。
上記の式において、フォトンエネルギー1が数KeV(
7)ときμは10z〜103程度であり、tは0.1c
m程度とする。且つ、残留空気濃度が1%の場合にはア
ルゴン濃度は0.01%であり、従ってアルゴン密度は
1.6xlO−’g/cIil(常温)になる。そうす
れば、上記式はμρt 1になるから■=η△Ω/4π
JdEIsRμρt に書き直すくとができる。この式の意味はアルゴン蛍光
X線強度Iがアルゴンガスの密度ρ、即ち、アルゴン濃
度に比例することであり、それは空気濃度に比例するこ
とになる。
7)ときμは10z〜103程度であり、tは0.1c
m程度とする。且つ、残留空気濃度が1%の場合にはア
ルゴン濃度は0.01%であり、従ってアルゴン密度は
1.6xlO−’g/cIil(常温)になる。そうす
れば、上記式はμρt 1になるから■=η△Ω/4π
JdEIsRμρt に書き直すくとができる。この式の意味はアルゴン蛍光
X線強度Iがアルゴンガスの密度ρ、即ち、アルゴン濃
度に比例することであり、それは空気濃度に比例するこ
とになる。
本発明にかかる残留空気濃度検出器はこのような基礎理
論に基づいており、そうすれは、微量のアルゴンガスが
検出できて、その結果として、高感度に空気濃度が検出
できるものである。
論に基づいており、そうすれは、微量のアルゴンガスが
検出できて、その結果として、高感度に空気濃度が検出
できるものである。
以下に図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図は本発明にかかる残留空気濃度検出器を設けたX
線露光装置の概要図であり、図中の記号1は蛍光X線強
度を検出するX線検出器、2はスリット幅tをもったス
リット 3はベリリウム窓。
線露光装置の概要図であり、図中の記号1は蛍光X線強
度を検出するX線検出器、2はスリット幅tをもったス
リット 3はベリリウム窓。
4は露光室、5はマスク、6はレジスト塗布基板(被露
光基板)、7はゲートバルブ、16はSR光を示し、残
留空気濃度検出器はX線検出器1とスリット2から構成
されている。
光基板)、7はゲートバルブ、16はSR光を示し、残
留空気濃度検出器はX線検出器1とスリット2から構成
されている。
且つ、SR光16はすでに全反射ミラーによって短波長
X線成分が除去され、しかも、図中のベリリウム窓3に
よって長波長成分が除去された軟X線からなる放射光で
ある。第1図に示す露光装置によれば残留空気濃度が露
光室4の直前で残留空気濃度検出器によって検出され、
所定値より残留空気濃度が多くなればゲートバルブ5を
閉じて露光室4を排気して空気濃度を減少させ、その後
にゲートバルブ5を開けて露光処理を再開させることが
できる。
X線成分が除去され、しかも、図中のベリリウム窓3に
よって長波長成分が除去された軟X線からなる放射光で
ある。第1図に示す露光装置によれば残留空気濃度が露
光室4の直前で残留空気濃度検出器によって検出され、
所定値より残留空気濃度が多くなればゲートバルブ5を
閉じて露光室4を排気して空気濃度を減少させ、その後
にゲートバルブ5を開けて露光処理を再開させることが
できる。
本発明を数値を用いた具体例によって説明すると、電子
エネルギー2.5Geνをもった電子蓄積リング11か
ら放射されたSR光16を全反射ミラー(図示せず)を
通して厚さ200μmのベリリウム窓4を透過させて露
光室4に入射させる。その時、X線検出器1とスリット
2からなる残留空気濃度検出器によって残留空気濃度を
検出する。そうすると、第2図に示すような検出データ
が得られる。
エネルギー2.5Geνをもった電子蓄積リング11か
ら放射されたSR光16を全反射ミラー(図示せず)を
通して厚さ200μmのベリリウム窓4を透過させて露
光室4に入射させる。その時、X線検出器1とスリット
2からなる残留空気濃度検出器によって残留空気濃度を
検出する。そうすると、第2図に示すような検出データ
が得られる。
即ち、第2図は本発明にかかる検出器で測定したX線強
度スペクトル図である。横軸はフォトンエネルギー(K
eV)、縦軸はXvA強度(任意値)であるが、図中の
3 KeV付近に見られるピーク値がアルゴンの蛍光X
線強度値であって、それ以外の2KeV以上に表われて
いる連続的なスペクトルは雰囲気ガスによって散乱され
た弾性散乱や非弾性散乱によるものと金属部分からの蛍
光X線であり、これは所謂、バックグラウンドである。
度スペクトル図である。横軸はフォトンエネルギー(K
eV)、縦軸はXvA強度(任意値)であるが、図中の
3 KeV付近に見られるピーク値がアルゴンの蛍光X
線強度値であって、それ以外の2KeV以上に表われて
いる連続的なスペクトルは雰囲気ガスによって散乱され
た弾性散乱や非弾性散乱によるものと金属部分からの蛍
光X線であり、これは所謂、バックグラウンドである。
ここに、スリットを設ける理由はX線検出器1に入る蛍
光X線の量の調整と所望の蛍光x′!IAのみを通過さ
せ、前記バンクグラウンドによる成分を減少させるため
である。また、2 KeV以下のスペクトルはベリリウ
ム窓で吸収されて現われてこない。この第2図に示すア
ルゴン蛍光X線のピーク値とバックグラウンドとによる
S/N比から推定すると、アルゴン濃度0.001%程
度まで精度良く検出でき、従って、残留空気濃度は0.
1%あるいはそれ以上の精度で検出できることは確実で
ある。
光X線の量の調整と所望の蛍光x′!IAのみを通過さ
せ、前記バンクグラウンドによる成分を減少させるため
である。また、2 KeV以下のスペクトルはベリリウ
ム窓で吸収されて現われてこない。この第2図に示すア
ルゴン蛍光X線のピーク値とバックグラウンドとによる
S/N比から推定すると、アルゴン濃度0.001%程
度まで精度良く検出でき、従って、残留空気濃度は0.
1%あるいはそれ以上の精度で検出できることは確実で
ある。
従って、本発明によれば残留空気濃度を従来の検出方法
よりも1桁程度以上感度良く検出でき、そのため、残留
空気濃度を一層感度良く制御することができる。そうす
れば、残留空気による吸収が減少するため、露光量が精
度良くなり、しかも、装置内の金属部分の腐食も減少す
る。
よりも1桁程度以上感度良く検出でき、そのため、残留
空気濃度を一層感度良く制御することができる。そうす
れば、残留空気による吸収が減少するため、露光量が精
度良くなり、しかも、装置内の金属部分の腐食も減少す
る。
なお、上記の例はシンクロトロン放射光(SR光)を光
源としたXyA露光装置で説明したが、本発明はX線管
などの他の光源を用いたX線露光装置にも通用できるこ
とはいうまでもない。
源としたXyA露光装置で説明したが、本発明はX線管
などの他の光源を用いたX線露光装置にも通用できるこ
とはいうまでもない。
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるX線露
光装置の残留空気濃度検出器によれば残留空気濃度を一
層感度良く検出でき、そのため、露光量が正確になって
パターン精度が改善されてLSIなどの品質向上に役立
ち、しかも、装置内の金属部分の腐食が減少してX線露
光装置の耐久性向上に寄与するものである。
光装置の残留空気濃度検出器によれば残留空気濃度を一
層感度良く検出でき、そのため、露光量が正確になって
パターン精度が改善されてLSIなどの品質向上に役立
ち、しかも、装置内の金属部分の腐食が減少してX線露
光装置の耐久性向上に寄与するものである。
第1図は本発明にかかる残留空気濃度検出器を設けたx
L’p露光装置の概要図、 第2図は本発明にかかる検出器で測定したX線強度スペ
クトル図、 第3図は電子蓄積リングの概要図、 第4図はSR光を利用したX線露光装置の概要図である
。 図において、 lはX線検出器、 2はスリット、3.23はベ
リリウム窓、4.24は露光室、5.25はマスク、
7はゲートバルブ、6.26はレジスト塗布基板
、 11は蓄積リング、 を示している。 16はSR光
L’p露光装置の概要図、 第2図は本発明にかかる検出器で測定したX線強度スペ
クトル図、 第3図は電子蓄積リングの概要図、 第4図はSR光を利用したX線露光装置の概要図である
。 図において、 lはX線検出器、 2はスリット、3.23はベ
リリウム窓、4.24は露光室、5.25はマスク、
7はゲートバルブ、6.26はレジスト塗布基板
、 11は蓄積リング、 を示している。 16はSR光
Claims (1)
- X線照射を受けた空気中に含まれるアルゴンガスから放
射される特定スペクトルの蛍光X線強度をX線検出器に
よつて測定して、空気濃度を検出するように構成したこ
とを特徴とするX線露光装置の残留空気濃度検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011420A JPH02190752A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | X線露光装置の残留空気濃度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011420A JPH02190752A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | X線露光装置の残留空気濃度検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02190752A true JPH02190752A (ja) | 1990-07-26 |
Family
ID=11777566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1011420A Pending JPH02190752A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | X線露光装置の残留空気濃度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02190752A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8064570B2 (en) * | 2006-12-20 | 2011-11-22 | Innov-X-Systems, Inc. | Hand-held XRF analyzer |
| KR20190041161A (ko) * | 2017-10-12 | 2019-04-22 | 주식회사 포스코 | 도금 성분 측정 장치 |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP1011420A patent/JPH02190752A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8064570B2 (en) * | 2006-12-20 | 2011-11-22 | Innov-X-Systems, Inc. | Hand-held XRF analyzer |
| KR20190041161A (ko) * | 2017-10-12 | 2019-04-22 | 주식회사 포스코 | 도금 성분 측정 장치 |
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