Способ формирования изображения в сканирующих электронно-зондовых системах Советский патент 1986 года по МПК H01J37/28 

1

Изобретение относится к способам формирования и анализа изображений в сканирующих электронно-зондовых системах и может быть использовано преимущественно в растровой электронной микроскопии для улучшения качества и сокращения времени обработки изображений исследуемых объектов .

Цель изобретения - повьшение точности воспроизведения отдельных заранее 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 способаj 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.З - 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 траектрии обхода идут или по логарифмической спирали, или по спирали Архимеда .

Для осуществления способа необ- ходи1У5ы известные технические средства. Один из вариантов, реализованный на базе комплекса РЭМ - микроЭБ 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 спиралной развертки задается программно с помощью микроэвм, причем можно реалзовать как аналоговое, так и дискреное обхождение лучей. Перемещение лучей в этом случае осуществляется с помощью цифрового генератора развертки. По предварительно вычисленн массивам синусов и косинусов определяется координата следующей точки.

5

0

5

затем вычисляется разница координаты след утащей и текущей точек и производится перемещение луча. При таком алгоритме развертки обход кадра (128 витков) занимает 28 с. Если задается постоянная круговая частота разверток (фиг.2), то линейная скорость обхода по внешним виткам больше, чем по центральн1з1М, т.е. по мере приближения к пентру на формирование каждого элемента изображения приходится большее время и большее число дискре- тизованных 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 , кодированньпс 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 развертках, чем в прототипе, что важно в автоматических системах обработки изобралсений, так как ведет к сжатию цифрового потока, поступающего в память ЭВМ, т.е. к разгрузке памяти.

На фиг.З воспроизведено изображение МДП-структуры с локальным пробоем. 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 X. В результате такого алгоритма обхода линейная скорость сканирования на периферийных витках больше и шаг цифровой развертки так- 5 же больше, чем в центральной области. Тем самым реализуется ускорение процесса развертки на участках изображения с (изкой детальностью и замедле0

5

0

5

0

31231

ние развертки (с повышением плотности дискретизации, т.е. и разрешения) на участках с повьш1енной 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 отчетливо видно появление муаровых узо-ю ров для данного стандарта разбиения (разрыва граничных горизонтальных линий), то при спиральной развертке этот ложный отклик исключается. Формула изобретения 15

Способ формирования изображения в сканируюш;их электронно-зондовых сис474

темах, основанный на облучении образца электронным зондом, синхронных развертках электронного зонда по образцу и луча на экране дисплея с одновременной регистрацией видеосигнала, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения отдельных заранее выбранных фрагментов изображения, устранения избыточной периферийной информации, а также сокраш,ения времени обработки видеосигнала, синхронные азвертки осуш,ествляют по спиральным кривым с постоянной круговой частотой и линейной скоростью обхода , равномерно убывающей к ее центру.

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:

Фиг. г

аг.Л

Фил. ч