CS235130B1 - Zapojení pro měření rozměrů mikroskopických objektů - Google Patents

Abstract

Zapojení je určeno pro rastrovací elektronové mikroskopy. Podstatou vynálezu je, že komparátory a klopné obvody vytvářejí impulsy, které jednak určují okamžiky vzorkování vychylovacího pilovitého napětí vzorkovacími obvody a jednak se zobrazují na monitoru jako dvě svislé přímky v obraze. Přímky (impulsy) je možné posouvat pomocí dvou nezávislých potenciometrů. Výstupní signál vzorkovacích obvodů je přes rozdílový obvod přiváděn do obvodů vyhodnocení délky, na jejichž výstup je informace o měřené délce.

Description

Vynález se týká zapojení pro měření rozměrů mikroskopických objektů, pozorovaných rastrovacím elektronovým mikroskopem.

Dosavadní způsob určení rozměrů objektů, pozorovaných rastrovacím elektronovým mikroskopem, zvláště struktur integrovaných obvodů, spočívá v odměřování rozměrů na obrazovce pomocí přiložené měrky a následném přepočítávání pomocí údaje zvětšení na skutečnou velikost. U dokonalejších zařízení je na obrazovce zobrazena měrná úsečka neměnné délky, která odstraňuje obtížné odměřování měrkou. Při měření však musí obsluha mikroskopu užitím ovládačů zvětšení a posuvů x a y ztotožnit okraje měřeného objektu s koncovými body měrné úsečky.

Nevýhodou dosavadního způsobu je zdlouhavé a nepřesné odměřování rozměrů přes sklo obrazovky. Měření je zatížené velkou chybou, navíc je třeba rozměr přepočítávat z údaje zvětšení, který je rovněž zatížen chybou. U dokonalejších zařízení odpadá měření měrkou přes sklo obrazovky, měření je však zatíženo chybou údaje úsečky a je třeba manipulovat s ovládačem zvětšení — měření je značně zdlouhavé.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje zapojení pro měření rozměrů mikroskopických objektů podle vynálezu.

Podstatou vynálezu je, že vstupní svorka zapojení je spojena s prvním vstupem komparátorů a klopných obvodů a současně je spojena přes obvod plynulého ovládání zvětšení jednak s vychylovacím zesilovačem, jednak se signálovým vstupem prvního vzorkovacího obvodu, jehož výstup je spojen s vstupem druhého vzorkovacíh obvodu, je rozdílovým obvodem a jednak se signálovým vstupem druhého vzorkovacího obvodu, jehož výstup je spojen přes rozdílový obvod s obvody vyhodnocení délky, přičemž první a druhý potenciometr je spojen s druhým a třetím vstupem komparátorů a klopných obvodů, jejichž první výstup je spojen s řídicím vstupem prvního vzorkovacího obvodu, druhý výstup je spojen s řídicím vstupem druhého vzorkovacího obvodu a třetí výstup je spojen s monitorem.

Mezi vychylovací zesilovač a společný bod obvodu plynulého ovládání zvětšení a signálového vstupu prvního vzorkovacího obvodu mohou být zapojeny obvody rotace.

V obou případech zapojení je možné zapojit zesilovač mezi signálový vstup prvního vzorkovacího obvodu a společný bod obvodu plynulého ovládání zvětšení a vychylovacího zesilovače.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je značné zjednodušení a urychlení měření rozměrů objektů, pozorovaných rastrovacím elektronovým mikroskopem. Pro změření rozměru mikroskopického objektu musí obsluha pouze posunout časové značky — měřicí přímky — dvěma nezávislými ovládači zleva a zprava k měřenému objektu tak, aby jej přesně ohraničily. Tím je měření skončeno a na zobrazovači se automaticky objeví výsledný údaj délky.

Další výhodou je vysoká přesnost měření, neboť údaj délky je odvozen přímo z napětí, řídicího proud ve vychylovacích cívkách elektronového mikroskopu. Chyba údaje zvětšení nemá vliv na přesnost měření.

Vynález blíže objasní výkresy, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení pro měření rozměrů mikroskopických objektů a na obr. 2 jsou zobrazeny časové průběhy jednotlivých napětí.

Vstupní svorka 1 zapojení je spojena přes obvod 2 plynulého ovládání zvětšeni jednak s vychylovacím zesilovačem 3 a jednak se signálovými vstupy 41 a 51 prvního a druhého vzorkovacího obvodu 4 a 5, jejichž výstupy 43 a 53 jsou spojeny přes rozdílový obvod 6 s obvody 7 vyhodnocení délky. Vstupní svorka 1 zapojení je současně spojena s prvním vstupem 81 komparátorů a klopných obvodů 8, jejichž první výstup 84 je spojen s řídicím vstupem 42 prvního vzorkovacího obvodu 4, druhý výstup 85 je spojen s řídicím vstupem 52 druhého vzorkovacího obvodu 5 a třetí výstup 86 je spojen s monitorem 9. První a druhý potenciometr 10 a 11 je spojen s druhým a třetím vstupem 82 a 83 komparátorů a klopných obvodů 8.

Mezi vychylovací zesilovač 3 a společný bod obvodu 2 plynulého ovládání zvětšení a signálového vstupu 41 prvního vzorkovacího obvodu 4 mohou být zapojeny obvody 13 rotace, případně mezi signálový vstup 41 prvního vzorkovacího obvodu 4 a společný bod obvodu 2 plynulého ovládání zvětšení a vychylovacího zesilovače 3 může být zapojen zesilovač 12.

Zapojení podle vynálezu pracuje takto:

Na vstupní svorku 1 zapojení přichází pilovité napětí s konstantní amplitudou u₈₁ (obr. 2aJ pro vychylování ve vodorovném směru. Toto napětí porovnávají komparátory a klopné obvody 8 se stejnosměrnými napětími u§2 a u₈₃ (obr. 2a) z prvního a druhého potenciometru 10 a 11, čímž vznikají časové značky — úzké impulsy u₈₆ (obr. 2b), které jsou přiváděny do monitoru 9, kde se zobrazují jako dvě svislé přímky v obraze. Změnou stejnosměrných napětí u₈₂ a u₈₃ (obr. 2a), pomocí prvního a druhého potenciometru 10 a 11, lze přímkami v obraze pohybovat ve vodorovném směru. Při měření se přímky nastaví na počátek a konec měřeného objektu tak, aby přesně ohraničily měřený rozměr.

Ze vstupní svorky 1 zapojení je pilovité napětí s konstantní amplitudou u₈₁ (obr. 2a) přiváděno také na vstup obvodu 2 plynulého ovládání zvětšení, který mění jeho amplitudu a tím ovládá zvětšení mikroskopu. Výstupní vychylovací napětí u₄₁ (obr. 2e) je přiváděno na vstup vychylovacího ze235130 silovače 3, kde řídí proud ve vychylovacích cívkách elektronového mikroskopu.

Vychylovací napětí u_4l (obr. 2e) je současně přivedeno na signálového vstupy 41 a 51 prvního a druhého vzorkovacího obvodu 4 a 5, na jejichž řídicí vstupy 42 a 52 jsou přivedeny řídicí impulsy u₈₄ a u₈₅ (obr. 2c, dj z prvního a druhého výstupu 84 a 85 komparátorů a klopných obvodů 8. Řídicí impulsy, odvozené z komparace napětí u_8] (obr. 2aj s napětími u₈₂ a u₈₃ (obr. 2a), určují okamžiky vzorkování vychylovacího napětí u₄| (obr. 2e) prvním a druhým vzorkovacím obvodem 4 a 5. Na výstupech 43 a 53 prvního a druhého vzorkovacího obvodu 4 a 5 jsou pak stejnosměrná napětí u₄₃ a u₅₃ (obr. 2e), jejichž velikost ]e rovna velikosti vychylovacího napětí u_4t (obr. 2ej v okamžicích vzorkování. Obě napětí u₄₃ a U53 jsou přivedena do rozdílového obvodu 6, který vytváří jejich rozdíl Au = u₅₃ — — u₄₃. Výstupní napětí Au rozdílového obvodu 6 je přímo úměrné měřené délce a je v obvodech 7 vyhodnocení délky převedeno na číslicový údaj, nezávislý na použitém urychlovacím napětí a vzdálenosti pozorovacího vzorku v ose z.

Zapojení pro měření rozměrů mikroskopických objektů nalezne uplatnění v rastrovacích elektronových mikroskopech ve všech aplikacích, kdy je potřeba rychle a přesně měřit rozměry pozorovaných objektů libovolného druhu.

Claims (3)

1. Zapojení pro měření rozměrů mikroskopických objektů, vyznačující se tím, že vstupní svorka (1) zapojeni je spojena s prvním vstupem (81J komparátorů a klopných obvodů (8) a současně je spojena přes obvod (2) plynulého ovládání zvětšení jednak s vychylovacím zesilovačem (3), jednak se signálovým vstupem (41J prvního vzorkovacího obvodu (4), jehož výstup (43J je spojen s rozdílovým obvodem (6) a jednak se signálovým vstupem (51) druhého vzorkovacího obvodu (5J, jehož výstup (53J je spojen přes rozdílový obvod (6) s obvody (7J vyhodnocení délky, přičemž první a druhý potenciometr (10. 11) je spojen s druhým n třetím vstupem (82, 83J komparátorů a klopných obvodů (8), jejichž první výstup (84) je spojen s řídicím vstupem (42) prvního vzorkovacího obVYNALEZU vodu (4), druhý výstup (85) je spojen s řídicím vstupem (52) druhého vzorkovacího obvodu (5) a třetí výstup (88) je spojen s monitorem (9).

2. Zapojení pro měření rozměrů mikroskopických objektů podle bodu 1, vyznačující se tím, že mezi vychylovací zesilovač (3) a společný bod obvodu (2) plynulého ovládání zvětšení a signálového vstupu (41} prvního vzorkovacího obvodu (4) jsou zapojeny obvody (13) rotace,

3. Zapojení pro měření rozměrů mikroskopických objektů podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že mezi signálový vstup (41) prvního vzorkovacího obvodu (4) a společný bod obvodu (2j plynulého ovládání zvětšení a vychylovacího zesilovače (3) je zapojen zesilovač'(12 j.