Способ формирования изображения в сканирующих электронно- зондовых системах

 

Изобретение относится к растровой электронной микроскопии. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения отдельных фрагментов изображения, устранение избыточной периферийной информации и сокращение времени обработки видеосигнала . Способ основан на облучении образца электронным зондом 2. Синхронные развертки электронного зонда 2 и луча по экрану монитора 3 осуществляют по спиральным кривым с постоянной круговой частотой и линейной скоростью обхода, равномерно убывающей к ее центру. Одновременно проводят регистрацию видеосигнала. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 аналоговой или цифровой разверток , электронный зонд 2, монитор 3 и микроэвм 4. 4 ил. i (Л с сд 4:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Н 01 J 37/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3764529/24-21 (22) 04.07.84 (46) 15.05.86. Бюл. № 18 (71) МГУ им. М.В.Ломоносова (72) А.В.Гостев, Э.И.Рау и Г.В.Спивак (53) 621.387(088.8) (56) Практическая растровая электронная микроскопия. — M. Мир, 1978, с. 20-25.

Даин Б.Н., Pay Э.И. Савин Д.О., Сасов Ю.А., Спивак Г.В. Изотропные развертки в электронно †зондов приборах и системах обработки изображений. — Известия АН СССР. Сер. физическая, 47, 1983, № 6, с. 1103-1107. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

В СКАНИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОННО-ЗОНДОВЫХ

СИСТЕМАХ (57) Изобретение относится к раст— ровой электронной микроскопии. Цель изобретения — повышение точности воспроизведения отдельных фрагмен— тов изображения, устранение избыточной периферийной информации и сокращение времени обработки видеосигнала. Способ основан на облучении образца электронным зондом 2. Синхронные развертки электронного зонда 2 и луча по экрану монитора 3 осуществляют по спиральным кривым с постоянной круговой частотой и линейной ско— ростью обхода, равномерно убывающей к ее центру. Одновременно проводят регистрацию видеосигнала, Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 аналоговой или цифровой раз— верток, электронный зонд 2, монитор

3 и микроЭВМ 4. 4 ил.

1231547 тов.

Изобретение относится к способам формирования и анализа изображений в сканирующих электронно †зондов системах и может быть использовано преимущественно в растровой электронной микроскопии для улучшения качества и сокращения времени обработки изображений исследуемых объекЦель изобретения — повышение точности воспроизведения отдельных за— ранее выбранных фрагментов изображения, устранение избыточной периферийной информации, а также сокращение времени обработки видеосигнала.

Способ позволяет повысить разрешающую способность изображения путем устранения муаровых артефактов.

На фиг.1 представлена схема для реализации способа; на фиг.2 — общая форма спирали при цифровом (справа) и аналоговом (слева) разбиении, полученная с большим шагом, т.е. с малым числом витков; на фиг.3 — эффективность способа при отображении мелкой структуры центральных участков и устранение избыточной периферийной информации; на фиг.4 — устранение муаровых артефактов.

Предлагаемый способ развертки осуществлен на растровом электронном микроскопе (РЭМ), причем траектории обхода идут или по логарифмической спирали, или по спирали Архимеда.

Для осуществления способа необходим известные технические средства. Один из вариантов, реализован— ный на базе комплекса РЭМ вЂ” микроЭВМ, показан на фиг.1. Генератором 1 аналоговой или цифровой развертки, осуществляющим синхронное сканирование электронного зонда РЭМ 2 и луча на экране монитора 3, управляет микропроцессор или микроЭВМ 4. Информативный видеосигнал с датчиков РЭМ в реальном масштабе времени поступает на монитор, формируя изображения исследуемого объекта. Алгоритм спиральной развертки задается программно с помощью микроЭВМ, причем можно реали— зовать как аналоговое, так и дискрет— ное обхождение лучей. Перемещение лучей в этом случае осуществляется с помощью цифрового генератора развертки. По предварительно вычисленным массивам синусов и косинусов определяется координата следующей точки„

35 затем вычисляется разница координаты следующей и текущей точек и произво— дится перемещение луча. При таком алгоритме развертки обход кадра (128 витков) занимает 28 с. Если задается постоянная круговая частота разверток (фиг.2), то линейная скорость об— хода по внешним виткам больше, чем по центральным, т.е. по мере приближения к центру на формирование каждого элемента изображения приходится большее время и большее число дискретизованных шагов при цифровой развертке. При этом лучше прорабатываются мелкие детали в центре экрана (поля зрения), т.е. избирательно отображается с высоким разрешением и контрастом мелкая структура выбранного фрагмента изображения, в то время как периферийные детали дают лишь обзорный фон. Роль периферийных участков, кодированных с низким пространственным разрешением, состоит в воспроизведении общей обстановки, окружающей наиболее значимые объекты в центре экрана, которые подлежат детальному исследованию. В результате на обзорные фрагменты тратится намного меньше времени при формировании и анализе изображения при равномерных ортогональных развертках телевизионного типа или изотропных разверт— ках, чем в прототипе, что важно в автоматических системах обработки изображений, так как ведет к сжатию цифрового потока, поступающего в память ЭВМ, т.е. к разгрузке памяти.

На фиг . 3 во спроиз ведено изо браже— ние МДП-структуры с локальным пробо— ем. При обычной развертке (слева) времена отображения периферийных у участков и места локализации пробоя равны, т.е. временные затраты равнозначны, разрешение также одинаково.

Снимок при спиральной развертке (справа) получен при следующих условиях: начало развертки — с периферии, дискретизация каждого витка спирали — 256 точек, время обхода каждого витка — фиксировано, увеличение — 1000 х. В результате такого алгоритма обхода линейная скорость сканирсвания на периферийных витках больше и шаг цифровой развертки также больше, чем в центральной области, Тем самым реализуется ускорение процесса развертки на участках изображения с низкой детальностью и замедле1231547 ние развертки (с повышением плотности дискретизации, т.е. и разрешения) на участках с повышенной детальностью в центре.

На фиг.4 приводится сравнение

5 изображений периодической структуры фрагмента микросхемы при обычной (слева) и спиральной (справа) развертках. Если при обычной развертке от— четливо видно появление муаровых узо- 0 ров для данного стандарта разбиения (разрыва граничных горизонтальных линий), то при спиральной развертке этот ложный отклик исключается.

Формула изобретения f5

Способ формирования изображения в сканирующих электронно-зондовых системах, основанный на облучении образца электронным зондом, синхронных развертках электронного зонда по об— разцу и луча на экране дисплея с од- . новременной регистрацией видеосигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения отдельных заранее вы— бранных фрагментов изображения, устранения избыточной периферийной информации, а также сокращения времени обработки видеосигнала, синхронные развертки осуществляют по спиральным кривым с постоянной круговой частотой и линейной скоростью обхода, равномерно убывающей к ее центру.

1231547

Составитель В.Александров

Редактор Л.Пчелинская Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 2657/54 Тираж 643 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †полиграфическ предприяти»„ г. Ужгород, ул, Проектная,