Устройство автоматической фокусировки изображения в растровом электронном микроскопе

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 942189(23) НриоритетОпубликовано 07,07,82,Бюллетень 25Дата опубликования описания 09,07,82,(51)М. Кл, Н ОМ 37/21 1 Ъеударетиемх кфмнтат СССР в делам кзобрвтеикк н вткритий(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ В РАСТРОВОМ ЭЛЕКТРОННОМ МИКРОСКОНЕ1Изобретение относится к устройствамавтоматики растровых электронных микроскопов (РЭМ),Известны.различные схемы и устройства автоматической фокусировки изображения в РЭМ, испольэ щие те или иные%критерии фокусировки Ц,Их недостатком является узкий диапазон работы развергок, в котором функционируют эти устройства.1 ОНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматической фокусировки, содержащее систему формирования электронного зонда с дополнительной фокусирующей линзой и схему обратной связи,включающую последовательносоединенные детектор электронов, усилитель, блокизмерения и регулятор тока дополнительной линзы. Блок измерения включает цолосовой фильтр высоких частот (ВЧ) иизмеритель мощности, Критерием наилучшей фокусировки служит максимальнаявеличина указанной мощносттт. Спектр видеосигнала в РЭМ определяется длительностью кадра и числом строк в кадре. Число строк выбирается из количества элементов разложения. Современный микроскоп имеет широкий выбор времени длительности кадра и числа строк в кадре, что определяет изменение верхней граничной частоты спектра видеосигнала в широких пределах. Выделение полезного сигнала, управляющего работой системы автофокусировки, производится с помощью избирательного полосового усилителя, а выбор резонансной частоты усилителя осуществляют,возможно ближе к верхнейграничной частоте спектра видеосигнала 123.Йля работы системы автофокусиГовки, построенной на этом птинципе, в широком диапазоне длительностей кадра при возможных наборах числа строк в кадре резонансный усилитель необходимо выполнять. пврвстраиваемым в широком диапазоне частот (ог десятков герц до десятков килогврц), что конструктивно выпол2189 ф 15 тора 11, достигает максимального значения.При расфокусировке изображения значение автокорреляционной функции уменьшается и выходное напряжение интегра-тора также уменьшается.При движении первичного электонногозонда по строке различным точкам объекта соответствуют различные положенияфокусировки, при этом на высоких выступах или глубоких впадинах поверхностиобъекта происходит дефокусировка изображения,При дефокусировке, т,е, при отклонении выходного напряжения от максимального значения, на выходе экстремального регулятора 12 тока реализуется сигнал ошибки, который, являясь рабочимтоком дополнительной фокусирующей линзы, устраняет дефокусировку электронного изображения,Таким образом, предлагаемое выполнение системы автофокусировки изображения обеспечивает получение автокорреляционной функции видиосигнала,которая является его энергической характеристикой, описывающей скоростьизменения сигнала без разложения нагармонические составляющие. Это обстоятельство при соответствующем выборевремени корреляции обеспетивает работуус тройс тва автоматической фокусировкиво всем диапазоне развертки растровогоизображения, получаемого в РЭМ,Использование предлагаемого устройства позволяет расширить ассортиментисследуемых объектов с более развитыми сложным рельефом, что обеспечиваетполучение информации, наиболее близкойк реальной,формула изобре тенияУстройство автоматической фокусировки изображения в растровом электроныом микроскопе, содержащее систему 3 94нить трудно, поэтому ограничиваются узким диапазоном работы развертки, длякоторого настроен усилитель.Бель изобретения - расширение диапазона рабочих режимов по длительнос- .ти развертки при исследовании объектовсо значительным изменением рельефа поверхности,Указанная цель достигается тем, чтов устройстве фокусировки изображения вРЭМ, содержащем систему формированияэлектронного зонда с дополнительной фокусирующей линзой и последовательносоединенные детектор электронов, усилитель, блок измерения и регулятор токадополнительной линзы, блок измерениявыполнен в виде последовательно соединенных множительного блока и интегратора, а между усилителем и множительным .блоком паралельно подключена линия задержки.На чертеже показана схема предлагаемого устройства.Электронная пушка 1, конденсорнаясистема 2, формирующая линза 3, дополнительная фокусирующая линза 4,растровая отклоняющая система 5 и исследуемый объект 6 расположены последовательно по ходу электронного зонда.Детектор 7 электронов электрическисоединен с усилителем 8, выход которого электрически соединен с.линией 9задержки и множительным блоком 10,Линия" 9 задержки соединена со вторымвходом множительного блока 10,. которыйэлектрически соединен с входом интегратора 1 1, выход которого соединен сэкстремальным регулятором 12 тока, авыход последнего соединен с дополнительной фокусирующей линзой 4, Индикатор 13 изображения соединен с усилителем 8.Устройство работает следующим образом.Электронная пушка 1, конденсорная:система 2, формирующая линза 3, растровая отклоняющая система 5 с по-,мощью электронного зонда обеспечиваютпоэлементное разложение во времениизображения поверхности объекта 6 ввиде потока вторичных электронов, в которых заключена информация о рельефеповерхности исследуемого объекта. Поток вторичных электронов преобразуется детектором 7 в аналоговый электрический сигнал.Электрический сигнал с выхода детектора 7 поступает на вход предварительного усилителя 8, где он усилива 20 25 35 о 50 55 ется до уровня, необходимого для нормальной работы индикатора 13, с выхода предусилителя сигнал поступает также на один из входов множительного блока 10 и вход линии 9 задержки.Линия 9 задержки, множительный блок 10 и интегратор 11 образуют аналоговое решающее устройство, которое вычисляет автокорреляционную функцию сигнала, поступающего с выхода предварительного усилителя 8,Если электронное изображение сфокусировано, значение автокорреляционной функции, т,е, сигнал на выходе интегра5 942189 6формирования электронного зонда с до- виде последовательно соединенных мнополнительной фокусирующей линзой, по- жигельного блока и интегратора, а межследовательно соединенные детектор элек- ду усилителем и множительным блоком тронов, усилитель, блок измерения и ре- включена линия задержки.гулятор тока дополнительной фокусирующей линзы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения диапазонарабочих режимов по длительности развертки при исследовании объектов созначительным изменением рельефа поверхности, блок измерения выполнен в Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии % 48-43953,кл., 99 С 309, опублик. 1976. 10 2, Патент Японии И 49-22575,кл. 99 С 309, опублик. 1974 (прототип).Сос гавитель . В, ГаврюТехред, М.Надь . Корректор Л окей дакто Подпис 761 комитета СССРоткрытий кая набережная,Тиражударс гвенногоизобретений иЖ 35, Раушс 856/48 ВНИИПИ по делам 113035,Москв