CZ18094A3 - Color synthesizing raster electron microscope - Google Patents
Color synthesizing raster electron microscope Download PDFInfo
- Publication number
- CZ18094A3 CZ18094A3 CS94180A CS1809492A CZ18094A3 CZ 18094 A3 CZ18094 A3 CZ 18094A3 CS 94180 A CS94180 A CS 94180A CS 1809492 A CS1809492 A CS 1809492A CZ 18094 A3 CZ18094 A3 CZ 18094A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- signals
- scanning electron
- electron microscope
- color
- different colors
- Prior art date
Links
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 10
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 7
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 36
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- -1 Y / C (S-VHS) Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/22—Optical, image processing or photographic arrangements associated with the tube
- H01J37/222—Image processing arrangements associated with the tube
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2448—Secondary particle detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24495—Signal processing, e.g. mixing of two or more signals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
Oblast techniky Vynález se týká obecně rastrovacích elektronových mikroskopů (SEM). Detailněji se vynález týká barvu syntetizujícího rastrovacího mikroskopu uspořádaného tak, aby produkoval barevné zobrazení s vysokým informačním obsahem, a to uspořádáním nejméně dvou sekundárních detektorů široké energie šířky pásma kolem vzorku, aby detekovaly elektrony s dráhovými nebo polohovými rozdíly.
Dosavadní stav techniky
Rastrovací elektronové mikroskopy se běžně užívaj í pro pozorování a analýzu látek. Rastrovací elektronové mikroskopy nalezly široké uplatnění v polovodičovém průmyslu, kde ukazují rozložení napětí v polovodičových prvcích. Dále se užívají při řízení průmyslové kvality a v širokém rozsahu v průmyslových a biologických výzkumech.
Typický rastrovací elektronový mikroskop obsahuje vakuovou komoru, elektronový optický systém pro generování a zaostřování elektronového paprsku (označovaného také jako primární paprsek elektronů) na vzorek, vychylovací systém pro pohyb paprsku přes vzorek v předem určené rastrové šabloně, detekční systém pro detekování jevů ze vzorku zapříčiněných dopadem primárního elektronového paprsku a dále zobrazovací systém.
Když primární paprsek elektronů narazí na vzorek, je generována komplexní odezva včetně jak krátkodobých, tak i dlouhodobých jevů. Krátkodobé jevy zahrnují sekundární elektrony (nízkoenergetické), zpětně rozptýlené elektrony (vysokoenergetické), charakteristiky rentgenových paprsků vzorku, bílé rentgenové paprsky, světlo (katodová luminiscence), pohlcené elektrony, vyslané elektrony a angerovské elektrony (nízkoenergetické). Detektory pro každý z výše uvedených jevů jsou dobře známé ze stavu techniky.
zesílen a použita k vychylován
V běžném rastrovacím elektronovém mikroskopu je typicky detek ován nejméně jeden z výše uvedených signálů, který je zobrazen na obrazovce (CRT).Amplituda signálu je modulaci intenzity paprsku CRT. Paprsek CRT je v rastrové šabloně, která odpovídá a je synchronizována s rastrujícím primárním elektronovým paprskem rastrovacího elektronového mikroskopu. Tím je uživateli mikroskopu prezentováno černobílé zobrazení vzorku. Takto vytvořené zobrazení může být nastaveno tak, že obsahuje tři typy informace v každém bodu CRT, dva polohové vektory, které identifikují polohu primárního paprsku elektronů na vzorku a jeden vektor úrovně jasu nebo intenzity, který obsahuje informaci o vzorku. Úroveň intenzity je obvykle odvozena z emise sekundárních elektronů, která obsahuje topografickou (sklonovou) informaci.
Takto prezentovaná informace je ve formě, která je snadno akceptovatelná lidským operátorem, který může informaci rychle přizpůsobit. Jeden nebo více signálů, které jsou indukovány primárním elektronovým paprskem, mohou být zobrazeny v systému běžného rastrovacího mikroskopu v každém okamžiku.
Každá z různých odezev vzorku na primární elektronový paprsek obsahuje unikátní informaci o vzorku. Například intenzita sekundárního elektronového paprsku obsahuje informaci o sklonu povrchu vzorku vzhledem k primárnímu elektronovému paprsku. Tato informace může být využita ke generování zobrazení povrchu vzorku. Jako další příklad lze uvést signál zpětně rozptýlených (vysokoenergických) elektronů obsahující informaci o atomovém čísle vzorku, který tak může poskytnout profil mající intenzitu, která odpovídá chemickému složení spíše než tvaru zkoumaného vzorku.
Na běžném rastrovacím elektronovém mikroskopu se zobrazovací jednotkou může operátor pozorovat současně jeden nebo více takových zobrazení.
Barevné syntetizéry známé ze stavu techniky byly navrženy s cílem zlepšit zobrazení vytvářené rastrovacím elektronovým mikroskopem. Tato zapojení pro barevné zobrazení většinou nezvyšují informační obsah zobrazení, nýbrž jsou využívána pouze pro vytváření esteticky příjemnějších obrazů.
Barevné obrazy se zhotovují fotograficky pomocí vícenásobné expozice filmu přes vhodně zabarvené filtry. Jeden systém ze stavu techniky užívá tři oddělené rentgenové paprsky každý zastupující rozdílný element, které jsou použity k modulování tří elektronových trysek barevné obrazovky. Každý detektor rentgenového paprsku je spojen s rozdílnou barvou a tyto elementy jsou poté zobrazeny současně a v barvě. Výsledné zobrazení definuje rozdělení elementů ve vzorku, protože každý je reprezentován rozdílnou barvou.
Navíc jsou barevná zobrazení vytvořena v rozdílných oblastech zobrazení, ve kterých j sou zbarvena podle barevného kódovacího schéma v takových barevných zobrazeních vysokého informačního obsahu a v takové podobě, že změny fyzikální proměnné jsou reprezentovány rozdílnými barvami v zobrazení. Zatímco takové barevné zobrazení sděluje informaci způsobem, který může být snadno vstřebán, informační obsah není větší než kdyby barvy nebyly použity a zobrazení jednoduše kódováno monochromaticky jako u různých stínících šablon. To je v kontrastu se zobrazením normálně vnímavým okem, kde vlivem vnímání přidaného smíšeného světla může být rozlišeno množství světelných efektů, jejichž vnímání může být stěží reprezentováno monochromaticky. To vzniká, protože barevné zobrazení tak, jak je vnímáno okem, může být považováno za vytvořené třemi současně vnímavými zobrazeními, kde každé má samostatnou primární barvu a oko je schopné rozlišení oblastí v zobrazení pokud jde o ty, v nichž se relativní proporce tří primárních barev mění.
US patenty č. 3 628 014, 4 041 311 a 4 560 872 obsahují zařízení, která generují barevné zobrazení z informace, která je k dispozici v rastrovacím elektronovém mikroskopu a zobrazují obraz na barevné obrazovce (CRT). Zobrazení jsou spojitá v odstínu a kryjí celé barevné spektrum. Takováto zařízení samozřejmě generují barevné zobrazení v reálném čase jako odlišné od fotografického zobrazení. Ale tato zařízení nejsou vhodná pro generování barevných zobrazeni při nízkých napětích, která se typicky užívají během zkoumání biologických vzorků. Navíc i když jsou zobrazení generována dodatečně, neposkytují dostatečné množství informací o vzorku.
Podstata vynálezu
Vynález se týká barvu syntetizuj ícího rastrovacího elektronového mikroskopu, který poskytuje barevné zobrazení s vysokým informačním obsahem, který je mnohem snadněji interpretovatelný a graficky prezentovatelný než zobrazení získaná známými systémy.
Ve výhodném provedení má barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop rastrovací primární paprsek elektronů směrovaný na vzorek a zahrnuje nejméně dva sekundární detektory s velkou šířkou energetického pásma uspořádané kolem vzorku v předem určených různých úhlech pro příjem elektronové emise ze vzorku následující po dopadu primárního rastrovacího paprsku elektronů. Sekundární detektory detekují elektrony s dráhovými nebo polohovými rozdíly a převádějí tyto rozdíly na signály pro syntetizování barvy. Prostředky pro směšování takových signálů generují signály reprezentující rozdílné tvary.
Dále se podle vynálezu mění úhly detektorů, jak příčně kolem vzorku, tak i vertikálně. Změny vertikálního úhlu detektoru jsou faktorem v určení poměru mezi sekundárními a ostatními elektrony, které j sou detekovány.
Dále podle vynálezu generují diferenciální zesilovače přídavné signály pro znázornění rozdílu mezi jakýmikoliv dvěma vstupními signály ze sekundárních detektorů.
Přehled obrázků na výkrese
Výhodné provedení vynálezu je znázorněno na výkresech, na kterých jednotlivé obrázky představují:
obr. 1 - schematické znázornění barvu syntetizujícího rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM) podle výhodného provedení vynálezu;
obr. 1 A - schematické znázornění sekundárního detektoru s velkou šířkou energetického pásma ukazující způsob, jak lze vertikálně měnit úhel, pod kterým je orientován;
obr. 1 B - schematické znázornění sekundárního detektoru s velkou šířkou energetického pásma ukazující způsob, jak lze příčně měnit úhel, pod kterým je orientován;
obr. 2 - blokové schéma barevného videoprocesoru barvu syntetizujícího rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM) obr. 3 - schematické znázornění příkladného vstupního zesilovače barevného videoprocesoru obr. 4 - schematické znázornění příkladného diferenciálního zesilovače barevného videoprocesoru;
obr. 5 - schematické znázornění barevného směšovače barevného videoprocesoru obr. 6 - schematické znázornění RGB (červená, zelená a modrá) zesilovače barevného videoprocesoru obr. 7 - schéma soustavy obvodů pro vytváření synchronizačních a zatemňovacích signálů
Příklady provedení vynálezu
Obr. 1 ukazuje obecně barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop 10 podle výhodného provedení vynálezu. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop 10 vytváří barevné zobrazení vzorku 12. Toto barevné zobrazení poskytuje více informací o vzorku než známé systémy a je snadněji ínterpretovatelné a lépe graficky prezentovatelné. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop 10 je zejména vhodný pro zkoumání vzorků při nízkém napětí, například když je napětí primárního paprsku elektronů 5 kV a méně. Biologické a nepokryté vzorky se typicky zkoumají při nízkém napětí.
Podle výhodného provedení barvu syntetizující elektronový mikroskop 10 zahrnuje rastrovací elektronový mikroskop 13 běžného provedení. U známého rastrovacího elektronového mikroskopu 13 j e povrch vzorku 12 bombardován primárním paprskem elektronů. Vzorek 12 emituje sekundární elektrony, které jsou generovány působením primárního paprsku elektronů.Tyto sekundární elektrony jsou zachyceny a zesíleny rastrovacím elektronovým mikroskopem 13. Protože primární paprsek elektronů dopadá pouze na jeden bod vzorku 12, je primární paprsek elektronů posouván (skenován) po vzorku 12 v rastrové šabloně, aby generoval obrazy povrchu vzorku
12. které jsou zobrazovány na obrazovce (CRT) 15.
Hlavními prvky rastrovacího elektronového mikroskopu jsou elektromagnetické čočky (neznázorněné), které tvoří elektronové snímače, rastrovací cívky (neznázorněné), které skenují primární elektronový paprsek po vzorku 12. detektor 14, který zachycuje sekundární elektrony a zesilovací prostředky (blok 110 na obr. 2), ve kterých jsou sekundární elektrony zesíleny a přiváděny do obrazovky 15 pro zobrazení. Neznázorněná konvenční vakuová difúzní vývěva je použita k vytvoření vakua, které je nutné pro zabezpečení funkce primárního elektronového paprsku.
Ve výhodném provedení vynálezu je rastrovací elektronový mikroskop uspořádán tak, že nejméně dva a výhodně tři sekundární detektory 14, 16 a 18 spojené s rastrovacím elektronovým mikroskopem 10 jsou uspořádány kolem vzorku 12, aby přijímaly elektronovou emisi ze vzorku 12. následující po dopadu primárního rastrovacího paprsku elektronů, aby bylo získáno zobrazení povrchu vzorku v barvě. Zobrazení, která jsou vytvářena, jsou snadno interpretovatelná, protože topografie povrchu, včetně osvětlení a stínování vzorku 12 je podobná jako u velkých objektů vnímaných pouhým okem. Rastrovací elektronový mikroskop 13 je napojen na barevný videoprocesor 20.
Detektory 14, 16 a 18 jsou známého provedení a mají vhodné napěfové potenciály proto, aby přitáhli sekundární elektrony. Ve výhodném provedení jsou použity konvenční sekundární detektory s velkou šířkou energetického pásma, jako jsou Everhart-Thornley sekundární detektory se širokopásmovými fotonásobícími trubicemi a elektronikou. Je užito proměnné předpětí v rozsahu od 0 do 300 V pro Faradayovu klec detektorů 14, 16 a 18 za účelem vhodného rozdělení dostupných signálových elektronů a optimalizace poměru signálu a šumu pro každý detektor. Alternativně může být použito jiných sekundárních širokopásmových detektorů, jako jsou mikrokanálové anódové detektory. Detektory 14, 16. a 18 jsou uspořádány kolem vzorku 12 ve vhodných úhlech, aby detekovaly elektrony s dráhovými nebo polohovými rozdíly.
Jak je ukázáno na obrázcích 1 A a 1 B mohou se měnit úhly, pod kterými jsou detektory 14, 16 a 18 uspořádány, a to jak příčně, tak i podélně. Změny vertikálního úhlu detektorů 14, 16 a 18 determinují poměr mezi sekundárními a ostatními elektrony, které jsou detekovány. Ve výhodném provedení je středový detektor 16 orientován vzhůru ve vhodném úhlu od kolmice (jak je ukázáno na obr. 1 A) například 30° a detektory 14 a 18 jsou orientovány tak, že míří přímo na vzorek 12 za účelem detekování více stranou rozptýlených elektronů.
Mohou být použity také více než tři detektory (přídavné detektory 22 a 24 jsou znázorněny na obr. 1 čárkovaně) s připojenými vstupními zesilovači a RGB směšovači. Detektory mohou být uspořádány v oblouku nebo v kruhu plně obklopuj ícím vzorek 12. Každý z detektorů může být zapnut nebo vypnut podle potřeby při experimentování s různými signály pro účely obrazové analýzy a pro nastavení osvětlení (chiaroscuro) u elektronů pro záznamové účely. Také lze použít zpětněrozptylový detektor (buď pevné fáze, scintilátor nebo mikrokanálový anodový MCP) pro detekci zpětně rozptýlených elektronů. Když je použit zpětnžsrozptylový detektor je vhodné relativně vysoké urychlovací napětí paprsku 10 kV nebo 20 kV a více.
Na obr. 2 je blokové schéma barevného videoprocesoru 20 barvu syntetizujícího rastrovacího elektronového mikroskopu 10 podle vynálezu. Barevný videoprocesor 20 může být užit i v jiných aplikacích než v sekundárních elektronových mikroskopech, a to k odvození barevných signálů ze tří černobílých signálů. Kanály 102. 104 a 106 od každého ze sekundárních detektorů 14, 16 a 18 s velkou šířkou energetického pásma jsou napojeny na vstup zesilovače 110. Vstup zesilovače 110 zahrnuje tři samostatné vstupní zesilovací stupně, přičemž první zesilovací stupeň 112 je napojen na kanál 102. druhý zesilovací stupeň 114 je napojen na kanál 104 a třetí zesilovací stupeň 116 je napojen na třetí kanál 106. Zesilovači stupně 112. 114 a 116 v odpovídajícím pořadí oddělují a zesilují kanály 102. 104 a 106. pokud je třeba.
Výstupy zesilovacích stupňů 112. 114 a 116 jsou připojeny na diferenciální zesilovací stupeň 150. Diferenciální zesilovací stupeň 150 generuje přídavné signály k výstupům zesilovacích stupňů 112. 114 a 116. Diferenciální zesilovací stupeň 150 generuje signály představující rozdíl mezi jakýmikoliv dvěma signály na výstupu zesilovacích stupňů 112. 114 a 116. Tento stupeň je zejména užitečný pro produkci třetího signálu v situacích, kdy jsou použity pouze dva sekundární detektory s velkou šířkou energetického pásma.
V situacích, kdy jsou použity více než dva sekundární detektory, může být generován jakýkoliv počet diferenčních signálů přidáním diferenciálního zesilovače pro každý žádoucí diferenční signál.
Výstupy z diferenciálního výstupního stupně 150 spolu s výstupy ze zesilovačových vstupů 112. 114 a 116 jsou připojeny k barevnému směšovači 200. Tento barevný směšovač 200 směšuje tyto signály a vytváří tři výstupy 202. 204 a 206. každý reprezentující jednu z barev - červená, zelená, modrá.
Výstupy 202. 204 a 206 z barevného směšovače 200 jsou napojeny na RGB zesilovací stupeň 250. RGB zesilovací stupeň 250 zesiluje každý z červeného, zeleného a modrého signálu na výstupu 202. 204 a 206 z barevného směšovače 200. RGB zesilovací stupeň může být nastaven tak, aby měnil množství signálů přicházejících ke každému výstupnímu barevnému kanálu 252. 254 a 256.
Výstupní kanály 252. 254 a 256 z RGB zesilovacího stupně 250 jsou výhodně napojeny na synchronizační a zatemňovací stupeň 300. který přidává příslušné synchronizační a zatemňovací signály, které jsou synchronizovány s rastrovacím primárním paprskem barvu syntetizujícího rastrovacího elektronového mikroskopu 10 podle vynálezu. Synchronizační a zatemňovací stupeň 300 vytváří červený, zelený a modrý kanál 302. 304 a 306 a kanál 308 monitorovacího signálu. Červený, zelený a modrý kanál jsou video signály a kanál 308 monitorovacího signálu je NTSC složený video signál, který umožňuje operátorovi monitorovat signál a odpovídající zobrazení každého z kanálů 112. 114, 116 nebo 152 černobíle, nezávisle na barevném výstupu. U tohoto signálu může také být současně redukován šum, provedeno transkodování a záznam. Alternativně mohou být výstupní kanály 252. 254 a 256 napojeny na filmovou kameru, A/D konvertory, počítač apod.
Výstupní kanály 302. 304. 306 a 308 mohou být potom připojeny na vhodné video zařízení pro pozorováni zobrazení vytvářených barvu syntetizujícím rastrovacím mikroskopem 10. Výstupní kanály 302. 304. 306 a 308 mohou být napojeny na snímkový průměrovač 350 běžné konstrukce pro redukci šumu. Snímkový průměrovač 350 vytváří červený, zelený, modrý a synchronní výstupní kanál 352. 354. 356 a 358.
Výstupní kanály 352. 354. 356 a 358 z snímkového průměrovače 350 mohou být připojeny ke známému video transkoderu 400. který vytváří složený, Y/C (S-VHS), složkový nebo další synchronní výstupní kanály 402. 404. 406 a 408 pro připojení vhodného video zařízení.
na obr. 2.
v podstatě
Obr. 3 je schematické znázorněni příkladného vstupního zesilovacího stupně 110 barevného videoprocesoru 20. Kanály 102. 104 a 106 sekundárních detektorů jsou napojeny na vstupní zesilovací stupně 112. 114 a 116. jak je ukázáno
Vstupní zesilovací stupně 112. 114 a 116 jsou identické a tvoří je schéma zapojení podle obr. 3. Vstupní zesilovací stupeň 112 má odpory Rl. R2. R3. R4. R5. £6, R7. R8 a R9. které mají příkladné hodnoty 150 Ω, 75 Ω, 250 Ω, 250 Ω, 20 Ω, 390 Ω, 560 Ω, 75 Ω a 75 Ω. Vstupní zesilovací stupeň 112 má dále kondenzátory Cl a C2. které mají příkladně kapacitu 10 gF a 3 pF.
Vstupní zesilovací stupeň 112 má dále operační zesilovač Ul. který má příkladně označení 621 od fy Burr-Brown a oddělovací zesilovač U2 k monitorování kanálů, mající příkladně označení 2001 od fy. Elantec.
Tří pólový dvojitý zdvihový vypínač SI spojuje nebo rozpojuje vstupní zesilovač 112 od výstupního kanálu 122. který je napojen na diferenciální zesilovací stupeň 150 (viz obr. 2). Pól 126 vypínače 124 je připojen na napětí výhodně 3V. Když je vypínač 124 v propojené poloze, jak ukazuje obr. 3, je pól 126 propojen na indikační světelný zdroj 128. indikující, že výstup zesilovacího stupně 112 je spojen s výstupním kanálem 122. Když je vypínač 124 v rozpojené poloze indikační světelný zdroj 128 je odpojen a výstupní kanál 122 je také odpojen od vsxupního zesilovačového stupně 112. Výstup odporu R9 vstupního z zesilovačového stupně 112 je napojen na přepínač 310 monitoru (viz obr. 7).
Obr. 4 je schematické zobrazení diferenciálního zesilovače 152 diferenciálního zesilovacího stupně 150 a je příkladem všech diferenciálních zesilovačů obsažených v diferenciálním zesilovacím stupni 150. Diferenciální zesilovač 152 má proměnný odpor VR1. který má příkladně hodnotu 1 kfl a který je připojen na dvoupólový, dvojitý zdvihový vypínač S2. Proměnný odpor VR1 nastavuje vyvážení mezi vstupy 154 a 156 (viz také obr. 2). Diferenciální zesilovač 152 má odpory R10. Rll. R12, R13. R14. R15. R16. R17 a R18. které mají příkladné hodnoty 110 Ω, 110 Ω, 250 Ω, 250 Ω, 20 Ω, 560 Ω, 390 Ω, 75 Ω a 75 Ω. Diferenciální zesilovač 152 má dále operační zesilovač U3 mající příkladně označení 620 nebo 621. vyrobený firmou Burr-Brown a oddělovací zesilovač U4 mající příkladně označení 20001 od fy. Elantec. Výstup odporu R18 je napojen na přepínač 310 monitoru (viz obr. 7).
Obr. 5 je schematické zobrazení barevného směšovače 200 ukazující příkladné uspořádání tří kanálů 208. 210 a 212 sekundárních detektorů a dvou diferenciálních výstupních kanálů 214 a 216 z diferenciálního zesilovacího stupně 150. Každý kanál je napojen na tři proměnné odpory, z nichž každý je označen VR2 a má příkladně hodnotu 500 Ω. Každý proměnný odpor VR2 je napojen na odpory R19. R20 a R21. z nichž každý má hodnotu 250 Ω. Odpory
R19. R20 a R21 jsou připojeny na červený výstupní kanál 202. zelený výstupní kanál 204 a modrý výstupní kanál 206.
Obr. 6 je schematické zobrazeni RGB zesilovače 250. RGB zesilovač má s výhodou tři zesilovače na jednom čipu a má příkladně označení LM 1203 a je vyroben firmou Texas Instruments. Odpory R22. R23. R24. R25 a R26 mají hodnoty 75 Ω, 10 kO, 150 Ω, 390 Ω a 75 Ω. RGB zesilovač má proměnné odpory VR3 pro změnu zesílení červeného, zeleného a modrého výstupu a VR4 pro kalibraci zesílení červeného, zeleného a modrého výstupního kanálu 252. 254 a 256. přičemž tyto odpory mají hodnutu 10 kO a 100 Ω. RGB zesilovač má kondenzátory C3, C4, C5, C6, C7, C8. C9 a CIO. které mají příkladně kapacity 10 pF, 10 pF, 0,1 pF, 0,1 pF, 10 pF, 0,1 pF, 0,1 pF, 100 pF. Výstupní kanály 252. 254 a 256 z RGB zesilovacího stupně 250 jsou s výhodou napojeny na sychronizační a zatemňovací stupeň 300. jak je ukázáno na obr. 2.
Obr. 7 je schematické zobrazení synchronizačního a zatemňovacího stupně 300. Zatemňovací vstup 302 je připojen na NPN tranzistor 01 mající příkladně označení 2N3904 od firmy Motorola a PNP tranzistor Q2 mající označení 2N3906 od firmy Motorola. Odpory R27. R28. R29. R30 a R31 mající příkladně hodnoty 83 kO, 24 kO, 3,6 kO, 24 kO a 1,8 kň a diody Dl, mající příkladě označeni 1N914, jsou napojeny na tranzistory Q1 a 02.
Tanzistory Q3 a 04 jsou připojené mezi výstup 252 z RGB zesilovače 250 a červený výstup 302 ze synchronizačního a zatemňovacího stupně 300 (viz obr. 2) a mají příkladně označení 2N4239 a 2N5639. Odpory R32. £42, R43. R44. R45 a R46. mají příkladě hodnoty 39 kO, 75 kO, 290 kO, 100 kO, 18 kO, a 470 Ω a kondenzátory Cil a Cl3 každý s kapacitou příkladně 100 pF jsou napojeny na tranzistory 03 a 04. Proměnný odpor VR5 mající příkladně hodnotu 50 kO nastavuje jas červeného signálu. Dioda Dl je napojena mezi tranzistory Q3 a Q4.
Obvod zapojený mezi výstup 254 z RGB zesilovače 250 a zelený výstup 304. obvod zapojený mezi výstup 256 z RGB zesilovače 250 a modrý výstup 306 a obvod zapojený mezi monitorovací výběrový přepínač 310 a tranzistor Q5 jsou všechny koníirgurovány stejným způsobem s obvodem mezi výstupem 252 z RGB zesilovače 250 a červeným výstupem 302. Každý obvod j e na obr.7 vyznačen čárkovanou čarou.
Tranzistor Q5 je PNP tranzistor mající příkladně označení 2N3906 od firmy Motorola. Odpory R37. R38 a R39 a proměnný odpor VR7 mají příkladně hodnoty 7,5 kO, 27 kO, 100 Ω a 5 kfi a jsou zapojeny mezi tranzistor Q5 a synchronizační výstup 312.
Ačkoliv je vynález popsán s využitím výhodného provedení, náleží do rozsahu ochrany všechna provedení, která jsou pro odborníka z dané oblasti techniky zřejmá z tohoto řešení. Tudíž rozsah vynálezu je určený pouze připojenými nároky.
Claims (21)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop mající primární rastrovací paprsek elektronů orientovaný směrem ke vzorku, vyznačující se tím, že zahrnuje nejméně dva sekundární detektory s velkou šířkou energetického pásma, uspořádané kolem vzorku v různých úhlech pro příjem elektronové emise ze vzorku, následující po dopadu primárního rastrovacího paprsku, přičemž tyto sekundární detektory detekují elektrony s polohovými rozdíly a převádějí tyto polohové rozdíly na signály pro syntetizováni barvy a dále zahrnuje prostředky pro směšování uvedených signálů pro generování signálů reprezentujících rozdílné barvy.
- 2. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro generování přídavných signálů pro znázornění rozdílu mezi jakýmikoliv dvěma vstupními signály ze zmíněných sekundárních detektorů.
- 3. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro zesílení signálů ze sekundárních detektorů.
- 4. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro zesílení signálů reprezentujících rozdílné barvy.
- 5. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro přidání video zatemňovacích a synchronizačních signálů k signálům reprezentujícím rozdílné barvy.
- 6. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje snímkové průměrovací prostředky pro redukci šumu signálů reprezentujících rozdílné barvy.
- 7. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje video transkóduj ící prostředky pro generování videosignálů ze signálů reprezentujících rozdílné barvy.
- 8. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněné sekundární detektory jsou Everhart-Thornley sekundární detektory.
- 9. Barvu syntetizuj ící rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že úhel pod kterým je orientován sekundární detektor je příčně proměnný.
- 10. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že úhel pod kterým je orientován sekundární detektor je vertikálně proměnný.
- 11. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro přivádění signálů reprezentujících rozdílné barvy na filmovou kameru.
- 12. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro přivádění signálů reprezentujících rozdílné barvy na analogovo-digitální konvertor.
- 13. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje prostředky pro přivádění signálů reprezentujících rozdílné barvy na počítač.
- 14. Barvu syntetizující rastrovací elektronový mikroskop podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostředky pro monitorování uvedených signálů před tím, než jsou tyto signály směšovány aby generovaly signály reprezentující rozdílné barvy.
- 15. Způsob generování barevných rozbrazení, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:orientování primárního rastrovacího paprsku elektronů na vzorek;zachycení elektronové emise ze vzorku následující po dopadu primárního rastrovacího paprsku, a to nejméně dvěma sekundárními detektory s velkou šířkou energetického pásma, uspořádanými kolem vzorku v předem určených úhlech, přičemž tyto sekundární detektory detekuj í elektrony s polohovými rozdíly a převádějí tyto polohové rozdíly na signály pro syntetizování barvy; a směšování zmíněných signálů pro generováni signálů reprezentujících rozdílné barvy.
- 16. Způsob generování barevných zobrazení podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok:generování přídavných signálů pro znázornění rozdílu mezi jakýmikoliv dvěma vstupními signály z uvedených sekundárních detektorů.
- 17. Způsob generování barevných zobrazeni podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok:zesíleni signálů ze sekundárních detektorů.
- 18. Způsob generování barevných zobrazení podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok:zesílení signálů reprezentujících rozdílné barvy.
- 19. Způsob generování barevných zobrazení podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok:přidání video zatemňovacích a synchronizačních signálů k signálům reprezentujícím rozdílné barvy.
- 20. Způsob generování barevných zobrazení podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok:redukce šumu signálů reprezentujících rozdílné barvy snímkovými průměrovacími prostředky.
- 21. Způsob generování barevných zobrazení podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok:generování video signálů ze signálů reprezentujících rozdílné barvy video transkódovacími prostředky.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/737,942 US5212383A (en) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | Color synthesizing scanning electron microscope |
| PCT/US1992/006103 WO1993003491A1 (en) | 1991-07-29 | 1992-07-22 | Color synthesizing scanning electron microscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ18094A3 true CZ18094A3 (en) | 1994-06-15 |
Family
ID=24965901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS94180A CZ18094A3 (en) | 1991-07-29 | 1992-07-22 | Color synthesizing raster electron microscope |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5212383A (cs) |
| EP (1) | EP0602058B1 (cs) |
| JP (1) | JP3270046B2 (cs) |
| KR (1) | KR100246633B1 (cs) |
| AT (1) | ATE227470T1 (cs) |
| AU (1) | AU657995B2 (cs) |
| CA (1) | CA2114020C (cs) |
| CZ (1) | CZ18094A3 (cs) |
| DE (1) | DE69232841T2 (cs) |
| WO (1) | WO1993003491A1 (cs) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9209500D0 (en) * | 1992-05-01 | 1992-06-17 | Link Analytical Ltd | X-ray analysis apparatus |
| GB2285169A (en) * | 1993-12-21 | 1995-06-28 | Secretary Trade Ind Brit | Scanning electron microscope grain imaging |
| JP3291880B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2002-06-17 | 株式会社日立製作所 | 走査形電子顕微鏡 |
| EP0826145B1 (en) * | 1995-05-13 | 2001-08-16 | International Business Machines Corporation | Data acquisition and control apparatus for scanning probe systems |
| US6353222B1 (en) | 1998-09-03 | 2002-03-05 | Applied Materials, Inc. | Determining defect depth and contour information in wafer structures using multiple SEM images |
| US6201240B1 (en) | 1998-11-04 | 2001-03-13 | Applied Materials, Inc. | SEM image enhancement using narrow band detection and color assignment |
| US6627886B1 (en) * | 1999-05-14 | 2003-09-30 | Applied Materials, Inc. | Secondary electron spectroscopy method and system |
| FR2800196B1 (fr) * | 1999-10-21 | 2001-11-23 | Mona Lisa Production | Procede de prise de vues par microscopie electronique et methode de realisation d'un film video sur au moins un animal de faible taille |
| US6930308B1 (en) * | 2002-07-11 | 2005-08-16 | Kla-Tencor Technologies Corporation | SEM profile and surface reconstruction using multiple data sets |
| DE102015116272A1 (de) | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Heinrich-Pette-Institut Leibniz-Institut für experimentelle Virologie | Polychromatische Elektronenmikroskopie |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3628014A (en) * | 1969-12-22 | 1971-12-14 | Boeing Co | Scanning electron microscope with color display means |
| US3812288A (en) * | 1972-11-21 | 1974-05-21 | Edax Int Inc | Television display system |
| US4068123A (en) * | 1973-07-27 | 1978-01-10 | Nihon Denshi Kabushiki Kaisha | Scanning electron microscope |
| GB1443562A (en) * | 1973-08-14 | 1976-07-21 | Ontario Research Foundation | Method and apparatus for displaying images stereoscopically and for deriving signals from a scanning electron microscope for producing steroscopic images |
| US4041311A (en) * | 1976-07-12 | 1977-08-09 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Scanning electron microscope with color image display |
| US4439680A (en) * | 1980-06-26 | 1984-03-27 | Regents Of The University Of Minnesota | Color-coded mapping system and method for identifying elements in a specimen |
| JPS57126056A (en) * | 1981-01-29 | 1982-08-05 | Akashi Seisakusho Co Ltd | Scanning-type electronic microscope which can display plural sample images simultaneously, and device similar to it |
| JPS58501396A (ja) * | 1981-09-01 | 1983-08-18 | コモンウエルス サイエンテイフイツク アンド インダストリアル リサ−チ オ−ガニゼ−シヨン | 画像形成方法および装置 |
| US4588890A (en) * | 1984-12-31 | 1986-05-13 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for composite image formation by scanning electron beam |
| US4673988A (en) * | 1985-04-22 | 1987-06-16 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Electronic mosaic imaging process |
| GB8622976D0 (en) * | 1986-09-24 | 1986-10-29 | Trialsite Ltd | Scanning electron microscopes |
| US4857731A (en) * | 1987-04-17 | 1989-08-15 | Jeol Ltd. | Instrument for analyzing specimen |
| JPH01102841A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-20 | Toshiba Corp | 画像形成方法 |
| JP2786207B2 (ja) * | 1988-08-26 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | 走査型顕微鏡における表面形状算出方法 |
-
1991
- 1991-07-29 US US07/737,942 patent/US5212383A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-07-22 CA CA002114020A patent/CA2114020C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-22 JP JP50361493A patent/JP3270046B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-22 CZ CS94180A patent/CZ18094A3/cs unknown
- 1992-07-22 KR KR1019940700250A patent/KR100246633B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-22 AT AT92916653T patent/ATE227470T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-07-22 DE DE69232841T patent/DE69232841T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-22 AU AU23838/92A patent/AU657995B2/en not_active Ceased
- 1992-07-22 WO PCT/US1992/006103 patent/WO1993003491A1/en not_active Ceased
- 1992-07-22 EP EP92916653A patent/EP0602058B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU657995B2 (en) | 1995-03-30 |
| JP3270046B2 (ja) | 2002-04-02 |
| JPH06509903A (ja) | 1994-11-02 |
| EP0602058A4 (en) | 1994-09-28 |
| DE69232841D1 (de) | 2002-12-12 |
| AU2383892A (en) | 1993-03-02 |
| ATE227470T1 (de) | 2002-11-15 |
| CA2114020C (en) | 1999-05-25 |
| EP0602058B1 (en) | 2002-11-06 |
| WO1993003491A1 (en) | 1993-02-18 |
| CA2114020A1 (en) | 1993-02-18 |
| EP0602058A1 (en) | 1994-06-22 |
| US5212383A (en) | 1993-05-18 |
| DE69232841T2 (de) | 2003-09-18 |
| KR100246633B1 (ko) | 2000-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5357110A (en) | Visual color mapping X-ray analysis apparatus | |
| US4211924A (en) | Transmission-type scanning charged-particle beam microscope | |
| CN110849926B (zh) | 使用带电粒子显微镜检查样品的方法 | |
| US4041311A (en) | Scanning electron microscope with color image display | |
| CZ18094A3 (en) | Color synthesizing raster electron microscope | |
| CA2234950A1 (en) | Imaging system | |
| CN111982938A (zh) | 使用带电粒子显微镜检查样品的方法 | |
| US11519871B2 (en) | Method of examining a sample using a charged particle microscope | |
| CN112394076A (zh) | 使用带电粒子显微镜检查样品的方法 | |
| US4560872A (en) | Method and apparatus for image formation | |
| US4399360A (en) | Transmission electron microscope employing sequential pixel acquistion for display | |
| US5382796A (en) | Apparatus for morphological observation of a sample | |
| US6573502B2 (en) | Combined electron microscope | |
| GB1588234A (en) | Transmission type beam nicroscopes utilising a scanning technique | |
| JP3439508B2 (ja) | 試料画像表示装置 | |
| JPS58155380A (ja) | 電子検出器 | |
| JP3499286B2 (ja) | 形態画像観察装置およびその方法 | |
| KR830002861Y1 (ko) | 주사전자 현미경 및 그의유사장치의 주사상 관찰장치 | |
| JPH11183380A (ja) | カラー画像表示装置 | |
| SU420013A1 (ru) | РАСТРОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП ДЛЯ КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗАВ П Т В- ff^ •• V Г»1 .'^ S • "^ г г ~' Е'^ ^^ р.cpoiifi aiiiiHfchii | |
| JPS60138252U (ja) | 粒子線装置における試料画像表示装置 | |
| Gaffney | Television cameras and scanners | |
| JPH02119036A (ja) | 荷電粒子線分析装置 | |
| JPS5857248A (ja) | 走査形電子顕微鏡 | |
| GB2285169A (en) | Scanning electron microscope grain imaging |