CN102879407A - 多模态数据的聚类 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多模态数据的聚类。对来自获取不同类型的信息的多个探测器的信息进行组合以比使用来自单个类型的探测器的单个类型信息可以确定的属性更高效地确定样本的一个或多个属性。在一些实施例中，同时从不同的探测器收集信息，这可以大大减少数据获取时间。在一些实施例中，例如，对来自于样本上不同的点的信息进行组合以创建根据第二探测器的如通过第一探测器确定的共同组成的区域的单个能谱，该样本上的不同点是基于与这些点相关的来自于一种类型探测器的信息和来自于第二类型的探测器的信息进行分组的。在一些实施例中，数据收集是自适应的，也就是说，在收集期间对数据进行分析以确定是否已经收集了用来在期望置信度的情况下确定期望属性的足够数据。

Description

多模态数据的聚类
技术领域
本发明涉及对由不同分析模式获取的数据进行组合以确定样本的特性。
背景技术
诸如可从俄勒冈州的希尔巴罗的FEI公司获得的Qemscan和MLA之类的矿物分析系统已经被使用来分析矿物样本许多年了。为了确定存在于矿山中的矿物的类型和相对量，把以小颗粒形式的样本固定在模子中的环氧树脂中，并且把该模子放置在真空室中。朝着样本引导电子束以及在被称为“能量色散X-射线能谱法”或“EDS”的过程中，测量响应于电子束来自于样本的X-射线的能量，并且采用直方图对其进行绘制以形成能谱。可以把所测量的能谱与各种元素的已知能谱进行比较以确定存在哪些元素和矿物。图1示出了具有嵌入在环氧树脂基质104中的微粒102的典型样本100。
积聚X射线能谱要花费相当多的时间。当初级射束中的电子冲击样本时，该电子通过多种机制损失能量。一种能量损失机制包括把电子能量转移给内壳层电子，结果内壳层电子可以从原子逐出。于是外壳层电子将落入内壳层中，并且可以发射特性X射线。特性X射线的能量由内壳层和外壳层之间的能量差确定。由于壳层的能量是元素的特性,所以X射线的能量也是它被从其发射的物质的特性。当在曲线图上绘制多个处于不同能量的X射线时，人们获得特性能谱，诸如图2中示出的黄铁矿的能谱。峰值是针对源自该X-射线的电子的对应原始和最终壳层而命名的。图2示出了硫Kα峰值、铁Kα峰值和铁Kβ峰值。
许多初级电子必须冲撞样本以产生用来创建可标识的能谱的足够的X射线。不是每个进入的电子都将敲出内壳层电子，并且在间隙由不同的外壳层电子填充的情况下，可以逐出不同的内壳层电子。由于X射线探测器对着相对小的立体角，所以仅相对小的数目的所发射的X射线被探测到。进入的电子引起发射特定能量的可探测X射线的概率取决于许多因素，包括样本的元素组成，进入的电子的能量，电子束、样本表面和探测器之间的几何关系，特定内壳层电子吸收初级射束电子的能量的可能性，以及特定外壳层电子角落入内壳层中的空位的可能性。
此外，对电子的能量测量（像任一测量一样）具有固有误差。因此，胜过（rather than）示出与在单个值处的电子跃迁（transition）相对应的峰值的能谱，该峰值将在一系列值上蔓延。由于来自不同元素的不同跃迁的峰值可能重叠，因此收集了大量的X射线以便更精确地定义峰值的位置。典型地探测几百万条X射线（每条被称为“量子”）来形成可靠的能谱，在该可靠的能谱中可以在足够置信度的情况下标识出最重要的峰值。被转让给本申请的受让人的美国专利公开第2011/0144922号描述了允许使用较少数目的所探测的X射线，例如一千条X射线，在合理的置信度的情况下确定元素的算法。
当电子束冲击样本表面时，除了特性X射线之外的其它发射物是可探测的。本底辐射、或者韧致辐射、辐射包括X射线在宽广范围的频率上散布并且可能使特性X射线峰值不分明。在初级电子束的冲击时，次级电子、俄歇（auger）电子、弹性地和非弹性地向前或向后散射的电子、以及光可以从该表面发射，并且可以被用来形成该表面的图像或者用来确定该表面的其它属性。反向散射电子典型地由固态探测器来探测，在该固态探测器中在它在半导体探测器中产生许多电子-空穴对时每个反向散射电子被放大。在该射束被扫描时反向散射电子探测器信号被用来形成图像，其中在初级射束横跨样本移动时每个图像点的亮度由在样本上对应的点处探测的反向散射电子数确定。
电子的反向散射依赖于该表面中的元素的原子序数以及依赖于该表面、初级射束和探测器之间的几何关系。反向散射电子图像从而示出了轮廓信息和地形信息，所述轮廓信息也就是不同组成的区域之间的边界。获得反向散射电子图像要求在每个点处收集仅足够数目的电子以便在具有不同属性的点之间产生合理的对比度，并且因此它比获得足够数目的X射线快得多以便在每个点处搜集完备的能谱。而且，电子被反向散射的概率大于电子引起特定频率的特性X射线的发射的概率。在单个驻留点处获得足够的反向散射电子图像数据典型地花费小于一微妙，而在单个驻留点处获取用来获得可分析的能谱的足够的X射线典型地花费一毫秒以上。
在操作MLA系统的一种模式中，首先使用反向散射电子探测器获取图像，并且然后对该图像进行处理以标识出根据该对比度呈现具有相同元素组成的区域。然后把该射束定位在每个所标识区域的距心持续较长的驻留时间以收集表示该区域的X射线能谱。不使用在反向散射电子探测器扫描期间生成的X射线。
虽然一些系统包括产生“能谱立方体”的“快速映射”模式，也就是说，样本的二维映射，其中该物质在每个点处的组成提供该立方体的第三维，该“快速映射”在每个驻留点处仍然要求足够的时间来收集充足的X射线以便确定在像素处存在的元素的类型和量。
发明内容
本发明的目的是提供用于更快速地获取关于样本的信息的方法和设备。
该方法需要使用第一模态形成第一图像，使用第二模态形成第二图像，以及把来自第一图像的信息和来自第二图像的信息进行组合以形成第三图像。在优选实施例中，来自该第一图像的信息是样本的组成信息，而来自第二图像的信息是地形和/或轮廓信息。在一些实施例中，第一图像和第二图像是通过横跨样本扫描光子束或带点粒子束得到的。可以同时或者顺序地获取第一图像和第二图像。这两种模态中所使用的探测器的累积（integration）时间可以相同或者可以不同。在一些实施例中，一种模态的优良分辨率被用来增强另一模态的分辨率。在一些实施例中，一种模态的较快获取速率被用来对来自另一模态的信息进行分组和组合以更快速地提供信息。在一些实施例中，来自一种模态的信息被用来增强第二模态的分析。
前述内容已相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解随后的本发明的详细说明。下面将描述本发明的附加特征和优点。本领域的技术人员应认识到可以容易地把所公开的概念和具体实施例利用为用于修改或设计用于实现本发明的相同目的的其它结构的基础。本领域的技术人员还应了解的是此类等效构造不脱离如所附权利要求书所阐述的本发明的精神和范围。
附图说明
为了更透彻的理解本发明以及其优点，现在参考结合附图所进行的下列描述，其中：
图1是用于在EDS分析系统中观看的典型样本块（plug）。
图2示出了包括铁和硫磺的黄铁矿的X射线能谱。
图3是对来自两个具有不同累积速率的模态的数据进行组合的方法的流程图。
图4图示了图3的步骤。
图5是对来自两个具有不同分辨率的模态的数据进行组合以改进从较低分辨率模态形成的图像的分辨率的方法的流程图。
图6A-6E图示了图5的步骤。
图7是使用第一类型的测量的属性来改进第二类型的测量的结果的方法的流程图。
图8A-8D图示了图7的步骤。
图9示出了使用来自反向散射电子探测器信息的局部地形信息来改进组成数据的量化的本发明的实施例的步骤。
图10图示了图9的步骤。
图11示出了用于实施本发明的一些实施例的典型硬件。
图12示出了可以与本发明的一些实施例一起使用的示例扫描图案。
具体实施方式
依据本发明的优选实施例，对来自不同分析模态的数据进行组合以确定样本的属性。典型地朝着样本表面引导射束，并且探测通过射束冲击而从该表面生成的发射物。初级射束例如可以包括电子、离子、光子（例如，激光束或X射线）、或者原子。典型地把该射束聚焦到样本上的点并且横跨该样本扫描该点。在一些模态中，该射束可以是平行的，而不是聚焦的和/或静止的，而不是要扫描的。
探测响应于该初级射束而通过该样本发射、反向散射或透射的粒子（本文中所使用的包括光子和散射的初级粒子）。采用各种分析模态来探测来自样本的不同的发射物，诸如X射线、反向散射电子、次级电子、俄歇电子、透射电子或光子。本发明不局限于任何特定的分析技术。
不同的模态可以提供关于样本属性的不同信息，诸如轮廓信息、组成信息、地形信息或化学状态信息。
在一些实施例中，不同的探测器探测通过射束而在同一时间生成的不同类型的发射物，以便提供对多模态数据的同步、同时获取。例如，可以与X射线数据同时获取反向散射电子数据，其中X射线被放置在反向散射电子图像中的正确位置处以便产生能谱立方体。在一些实施例中，不同的分析模态包括探测在不同时间通过不同的射束生成的发射物。
不同的模态可以具有不同的获取速率或不同的分辨率。来自一种技术（典型地更敏感的模态或较高分辨率模态）的信息被用来补充来自另一模态的信息，由此降低了获取时间或增大了另一技术的分辨率。例如，一些实施例分析来自更敏感的探测器的数据并且使用该数据来对驻留点进行分组以便对较不敏感的探测器的不足信息进行组合/求平均/积分。反向散射电子探测器图像可以被用来找到样本上在该图像中具有相似外观并且因此很可能具有相似属性的区域。例如，具有相同外观的区域可以包括相同的相或元素。可以把来自相似呈现区域的X射线能谱进行组合以产生组合能谱，该组合能谱将包括比来自像素的单独能谱多得多的量子。然后可以对这些高质量能谱进行分析以确定存在于该样本中的物质的类型和相对量。通过对来自多个点的能谱进行组合，在一些情况下可以消除对再访问粒子/相位置的需要，因此在正处理先前的数据立方体时，该过程可以继续进行以对该样本的不同部分进行成像。
本发明的一些实施例允许比在现有技术中更高效地获取能谱立方体。朝着样本引导电子束并且横跨具有不同特性的区域（诸如不同的矿物组成）扫描该电子束。第一探测器例如可以通过探测反向散射电子提供关于轮廓或地形的信息，而第二探测器例如通过探测特性X射线提供关于组成的信息。可以比能够在每个像素位置处用可辨别的能谱填充全能谱立方体快得多地获取1k x 1k反向散射电子探测器图像。图像获取时间差可以是几个数量级的。例如，对于单独驻留点而言可以在大约1微秒内获取反向散射电子强度值，其中为单独驻留点获得足够的X射线量子可能花费1或10毫秒。对于1k x 1k像素的图像而言，因此可以在大约一秒内获取确定轮廓的反向散射电子数据，而从X射线探测器获得组成信息可能花费从大约十五分钟到几小时。因此，X射线数据比来自反向散射电子探测器的数据更稀疏大约104－1倍。对于三维图像而言，获得图像所需的时间相应地更多。例如，使用-70度和70度之间的坡度级数（其中以一度递增）创建X线断层图会花费比获得单个二维图像更长大约139倍。对于三维成像而言，本发明的益处因此更大。
在一些实施例中，不同的探测器可以在不同的时间段上对它们各自的信号以及样本表面上的不同点进行累积。例如，在该射束定位在单独的驻留处时，诸如反向散射电子探测器之类的第一探测器可以收集信号。该探测器对该驻留时段期间所收集的信号进行累积。当该射束准备好移动到下一个驻留点时，存储来自第一探测器的累积信号值，重置该累积器，并且在下一个驻留点重新开始累积。在射束移动到下一个驻留点并且对其在一组多个驻留点上的信号进行累积时，诸如X射线探测器之类的第二探测器可以继续对X射线信号进行累积。因而，这两个探测器的累积时段是不同的，即使在来自该样本的不同的信号正由同一射束生成的情况下也是如此。在这样的实施例中，对于这两个探测器而言生成该信号的区域是不同的-对于具有较短累积时间的探测器而言生成该信号的区域典型地是对于具有较长累积时间的探测器而言生成该信号的区域的子集。
附加模态可以被用来确定相同化学含量的区域或者可以被用来增强驻留点属于具有相同化学含量的区域的置信度。例如，阴极射线致发光，在用电子束轰击样本时特性频率的光子的发射，可以被用来确定具有相似组成的区域，以便独自地或者增强反向散射电子数据。根据该样本的已知组成信息还可以推断出关于该样本的信息。例如，如果两个元素形成混合物并且一个通过X射线分析更容易被探测，则可以假定较不可探测的元素的区域的范围与它与之形成混合物的元素是同延的。
在一些实施例中，该过程是自适应的，也就是说，在正获取该数据时对该数据获取进行调整以确定是否已经为分析获取了足够的数据。例如，在射束正快速地进行扫描的快速映射情形下，该系统可以重复地对区域进行扫描直到确定了已经探测到足够的信息为止。例如，具有重叠峰值的元素典型地比具有更唯一X射线峰值的元素要求更多的量子来与彼此进行区分。如果该分析示出了可容易标识的元素，则该系统可以收集更少的量子。如果该分析示出了具有已知重叠另一元素的峰值的峰值的元素，则可以扫描该区域多次以收集附加X射线，从而提供增强的信噪比以便区分该峰值。因此，一些实施例在正收集数据时基于对该数据的分析调整所收集的数据量。在收集附加X射线时，也可以收集附加反向散射电子并且用其来精炼该区域的边界。该X射线信息还可以被用来通过对在反向散射电子图像中看起来相似的但是具有不同的组成的区域进行区分来对该形状进行精炼。
映射到样本的点的数据集被称为“图像”。“图像”不局限于显示该样本的可视外观，并且不局限于以可观测方式显示的信息。例如，存储在计算机中并且对于样本上的点而言具有组成或化学状态的数据表是“图像”，如在显示屏上的样本的图片。表示三维映射的数据集也可以包括在“图像”的定义中。
图3示出了本发明的方法的步骤。图4图示了图3的步骤。图像400描绘了样本402，该样本402包括诸如在图1中示出的并且具有被环氧树脂406围绕的相对同质的区域404的模子之类的模子的一部分。 在步骤302中，朝着样本表面上的驻留点引导经聚焦的电子束。该电子束典型地被聚焦到小于一微米且优选小于100nm的斑点尺寸。
图像410示出了在样本402上的示例扫描图案412。该扫描图案示出了该射束被引导到的驻留点序列。扫描图案412是第二级蛇形图案，其具有沿着四个大行414A-414D来回移动的大蛇形图案，以及在大行414A-414D的每一个内上下的较小的蛇形图案。也就是说，较小的蛇形图案嵌套在较大的蛇形图案内。水平线和垂直线的网格示出了各个驻留点416。为每个驻留点累积和存储反向散射电子信息。交替的光亮区域和暗区域示出了驻留点组418，在该驻留点组418上累积X射线数据。可以使用其它类型的扫描图案，诸如由连续的分形空间填充曲线或平面填充曲线（诸如Hilbert（希耳伯特）或Moore(摩尔)曲线）定义的扫描图案。图12示出了Hilbert曲线1202A和1202B的示例，以及Moore曲线1202C的示例。线1204示出了扫描线，其中沿着扫描线1204在各个驻留点处对来自诸如反向散射电子探测器之类的较快探测器的各个像素的数据进行累积。在包括多个驻留点的盒体1206内对来自较慢探测器的各个像素的数据进行累积。扫描图案不局限于二维图案。
可以使用具有不同的累积时间的多个探测器，其中最快的探测器（也就是说，具有最短累积时间的探测器）以该分形图案或其它图案的最低级别进行累积并且提供最高的分辨率，其中相继较慢的探测器以该图案的相继较高级别进行累积并且提供相继较低的分辨率。也就是说，与不同比例因子相对应的不同尺寸的驻留点组提供了不同的累积时间。
在步骤304中，从该表面发射的反向散射电子由反向散射电子探测器探测，该反向散射电子探测器在该射束定位在驻留点处时对所探测的信号进行累积。在射束移动到该扫描中下一个驻留点之前，在步骤308中存储来自当前驻留点的经累积反向散射电子信号。在步骤306中，探测响应于初级电子而从该表面发射的X射线，并且通过诸如能量色散X射线能谱仪之类的能谱仪测量它们的能量。优选同时探测反向散射电子和X射线。在该射束定位在该驻留点时还对该X射线信号进行累积。然而，在优选实施例中，X射线信号继续要在若干驻留点组上进行累积。在每个驻留点结尾，累积未完成，并且不存储值。
如果在判定块310中，确定该射束尚未扫描驻留点组中用于对X射线信号进行累积的所有驻留点，则对于X射线探测器而言该累积继续并且在步骤312中把电子束引导到该扫描中的下一个驻留点。如果在判定块310中，确定该射束已经扫描了驻留点组中用于对X射线信号进行累积的所有驻留点，则在步骤314中停止累积并且存储该像素组的经累积X射线信息。
如果在判定块320中确定对该样本的扫描未完成，也就是说，尚未扫描该样本中所有的驻留点组，则在步骤302中把该电子束引导到下一个驻留点组中的第一驻留点，并且该数据收集过程继续，其中存储来自每个驻留点的反向散射电子信息以及存储来自每个驻留点组的X射线信息。
如果在判定块320中确定扫描完成，则在步骤322中使用该反向散射电子数据来形成该样本的图像420。图像420中每个像素的亮度由在每个驻留点416处累积的反向散射电子数确定。在步骤324中，分析在每个驻留点组418上累积的X射线数据能谱以确定每个驻留点组418的组成。如通过比较图像420和422可以看出的，该X射线图像的每个像素对应于反向散射电子图像中的多个像素，这是因为具有多得多的X射线以形成可分析的能谱的要求使得在较大区域上进行累积成为必要。在步骤324中，分析与像素对应的每个驻留点组的X射线能谱以确定在该驻留点处存在的元素。
在步骤326中，分析反向散射电子图像以确定该样本具有相似特性的区域的外形。图像430示出了绕在反向散射电子探测器图像中共享共同灰度级并且假定由相同物质组成的区域画出的界线432。在步骤324中，在反向散射电子图像中共同灰度级的区域与X射线图像422中较大的像素相关，并且反向散射电子图（map）中的对应像素被指定通过X射线图中的对应像素的能谱确定的物质。图像440示出了该样本的内插组成图，其通过假定具有相似反向散射电子图像特性的区域包括相同的物质来确定，所述物质由X射线图确定。
图3和4示出了如何能够通过第二技术的较高分辨率来改进一个技术的较低分辨率。在图3和4的方法中，一种类型探测器（反向散射电子探测器）的较高分辨率因此被“转移”给另一类型探测器（X射线探测器）以便以第二探测器（反向散射电子探测器）的较高分辨率从第一低分辨率探测器（EDS探测器）提供组成信息。在图3和4的方法中，由多个探测器同时获取信息，一个探测器提供轮廓信息而一个提供组成信息，不过这两个探测器的累积时间不同。在其它实施例中，可以顺序地获取该信息和/或对于两个探测器而言累积时间可能相同。任选地，通过对来自粒子402内的所有区域的X射线进行组合，可以收集足够的X射线以更快速地产生能谱或者产生可以在较高置信度的情况下分析的能谱。对从通过反向散射电子分析确定的具有相同物质的驻留点探测的X射线进行组合大大降低了获取足够X射线以确定该组成所需的时间。虽然通过初级电子束、反向散射电子探测器以及X射线探测器进行了例证，但是本发明并不局限于任何特定的初级射束或任何特定类型的次级粒子或能量探测。
一些分析技术的空间分辨率部分依赖于初级射束和样本之间的交互体积，也就是说，部分依赖于当被初级射束冲击时从其发射可探测粒子的体积。此交互体积取决于初级射束的大小和能量、在它们散射并且逐渐损失能量时在样本内初级射束中的粒子的路径、以及检测粒子从样本内冒出的能力。人们在统计上可以确定典型的初级电子的路径将是多么深和多么宽以及反向散射电子或X射线将从该样本从特定深度冒出的可能性。例如，次级电子和俄歇电子不具有从该样本内的深处冒出的足够能量，并且因此与反向散射电子或特性X射线相比具有较小的交互体积。
图5是图示本发明另一方面的流程图。图 6A-6E图示了图5的方法。在图5和图 6A-6E中示出的方法中，来自较高分辨率探测器的信息被用来“锐化”或改进较低分辨率探测器的分辨率。在所描述的实施例中，来自提供轮廓信息的较高分辨率探测器的信息被用来改进提供组成信息的探测器的分辨率。在此实施例中，这些探测器可以同时或顺序地测量样本，同时测量减少了对确切图像配准方法的需要。探测器的累积时间可以相同或不同，也就是说，探测器可以在相同持续时间的时间段上获取信息，或者探测器可以在不同持续时间的时间段期间获取信息。探测器的分辨率不同，例如这是因为射束针对从不同探测器所探测的粒子的交互体积是不同的，或者这是因为探测器使用不同大小的激励射束。在一些实施例中，在射束扫描在其处相同属性改变的相界面或边界时，较高分辨率模态将更准确地定位该边界。可以把较高分辨率模态的更准确定位的边界结合到来自较低分辨率模态的图像中以更准确地定位由该较低分辨率模态测量的属性改变。
在步骤502中，朝着样本604引导电子束602，该样本604包括两种物质，第一物质606和第二物质608，它们由界面或边界610分开。电子束602在每个驻留点处引起反向散射电子612和X射线614的发射。反向散射电子主要来自于交互体积616，而X射线从较大交互体积618发射出。针对X射线的交互体积618大于交互体积616，这是因为在该样本中深处生成的反向散射电子与在X射线较不强烈地与样本物质交互时在同一深度处生成的X射线相比具有较低的从该表面冒出的概率。图6B示出了在射束602接近边界610时，较高分辨率模态的较小交互体积616完全在物质606内，而较低分辨率模态的较大交互体积存在于物质606和物质608内，这产生具有两个特性的信号。
在步骤504中，由反向散射电子探测器探测反向散射电子，并且在步骤506中，由诸如一个或多个硅漂移探测器之类的X射线探测器来探测X射线，该X射线探测器测量响应于初级射束的冲击所发射的X射线的能量。如果判定块510确定扫描未完成，则在步骤512中初级电子束扫描至下一个驻留点，并且收集附加X射线和反向散射电子。如图6B中所示出的，当电子束602撞击在远离边界610的样本604上时，反向散射电子和X射线信号二者都将仅仅表示物质606。在射束602接近边界610时，交互体积将包含来自边界610两侧的物质，这使该信号模糊。
图6C示出了来自反向散射电子探测器的信号620。第一物质606比第二物质608反向散射更多的电子。在初级射束602朝着边界610移动时，反向散射电子信号的强度在区域624上从完全表示第一物质606改变到完全表示第二物质608。区域624典型地等于交互体积616的宽度。由于反向散射电子的交互体积616相对小，所以该边界相对锐利并且可以以相对高的分辨率确定其位置。
图6D示出了表示第一物质606的第一X射线能量特性的X射线信号640以及表示第二物质608的第二X射线能量特性的X射线信号642。在电子束横跨物质606的区域移动时，与第一物质对应的信号640示出了恒定的振幅并且信号642处于针对轫致辐射的噪声的级别。在电子束602接近边界610时，表示物质606的X射线信号640开始朝着噪声级降低，而表示物质608的X射线信号642开始从噪声级增加到有意义的信号。两个信号都存在于其中的区域的宽度644近似等于针对X射线发射的交互体积的宽度。如根据图6D和图6C进行比较清楚的那样，由于X射线信号的交互体积大于反向散射电子信号的交互体积，所以宽度644大于宽度624，由此为组成X射线数据提供了较低的位置分辨率。
在步骤514中，在两种分析模态中，也就是说在反向散射电子信号620中以及在X射线信号640和642中标识边界层。在步骤516中，把较高位置分辨率反向散射电子信号的边界层宽度应用到较低分辨率信号（X射线信号）的跃迁区域。图6E示出了表示第一物质606的经修改的组成X射线数据650和表示第二物质608的经修改的组成X射线数据652。该X射线组成数据通过将它与较高分辨率的跃迁区域反向散射电子数据进行组合而被修改，以提供具有反向散射电子信号的跃迁区域624的长度的X射线数据的跃迁区域654。在更大位置分辨率的反向散射电子探测器的情况下，组合信号示出了样本的组成。如果边界610不锐利，也就是说，如果该组成在长度上逐渐改变，则反向散射电子图像还将示出该图像以及该X射线图像的逐渐改变。
当使用一种模态锐化来自第二传感器的信息时，优选使用诸如主组分分析之类的技术来执行该图像的去卷积。对第一图像的锐化优选基于去卷积技术，在该去卷积技术中，从第二图像导出去卷积核。由于已经极好地对准了同时获取的这些图像，因此边缘的位置是已知的。
图7描述了本发明的如由图8A-8D所图示的另一方面过程。图7和8A-8D示出了在其中使用两种分析模态获取的图像的系统，快速地获取信息的第一模态和更慢地获取信息的第二模态。第一模态被用来确定具有共同属性的点，并且然后对根据第二模态的来自那些点的信息进行组合以形成第三图像。要求长的累积时间以表征单独的点的第二模态于是不需要在每个点处驻留持续用来表征该点的足够的时间-从如通过第一模态分组的多个点聚集特性信息。该射束因此可以以与第一模态兼容的速率进行扫描，并且不需要慢下来以对于第二模态而言从每个驻留点收集充足的信息。
例如，诸如反向散射电子探测器或次级电子探测器之类的第一探测器可以在快速扫描期间确定相似外观的区域的轮廓，而第二探测器从每个驻留点同时（或顺序地）收集组成信息，诸如X射线量子。对来自于每个轮廓内的所有驻留点的组成信息进行组合以便为第三图像确定该轮廓内的组成。电子束扫描可以提供足够的驻留时间以形成反向散射电子图像或次级电子图像，但是提供了用来收集足够的X射线量子以确定各个驻留点的组成的不足够的驻留时间。
图8A示出了典型地包括诸如图1中示出的那些的样本块的一部分的样本800，其包含三个不同区域，802A、802B和802C。在步骤702中，朝着样本800的表面引导电子束，样本800包括在环氧树脂基质中的物质块。在步骤704中，由反向散射电子探测器来探测从该表面发射的反向散射电子。在步骤706中，探测响应于初级电子而从该表面发射的X射线，并且通过能量色散X射线探测器测量该能量。在优选实施例中，同时探测反向散射电子和X射线，不过可以顺序地获取它们或者一些数据可以同时获取而其它数据顺序地获取。
如果在判定块708中确定尚未扫描该样本中的所有点，则在步骤710中把电子束移动到下一个驻留点，并且在该驻留点收集附加反向散射电子和X射线。该扫描继续直到该样本表面的期望部分为止，其中在每个点收集X射线和反向散射电子。
在扫描完成之后，在步骤716中使用该反向散射电子数据来形成该样本的图像。图8A示出了该样本的反向散射电子图像810。在步骤718中，分析反向散射电子图像以确定该样本具有相似特性的区域的外形。例如，图8A示出了不同的区域802A、802B和802C，它们在反向散射电子图像上是可观测的，这是因为是基于灰度级和形态学使各区域分开的。图8B示出了表示在区域802A、802B和802C中收集的X射线量子的符号(“x”、“o”和“+”)。 未示出在射束横跨区域802A、802B和802C之间的环氧树脂区域扫描时所收集的X射线量子。因此，为了确定该区域的组成不要求在每个驻留点收集足够的量子，这是因为组合了来自多个驻留点的量子。各符号“x”、“o”或“+”对应于X射线量子组，X射线量子包括能谱，而该能谱典型地具有对于准确分析该驻留点处的组成而言不足够的量子。
在步骤720中，对在该射束定位在区802A、802B和802C的每一个内的驻留点中的每一个处时所收集的X射线进行组合或聚类以形成单个能谱。在步骤722中对组合能谱进行分析。判定块724确定是否已经聚集了足够的X射线以便确定存在于该样本中的物质。由于不同物质的X射线能谱中的一些峰值重叠，所以一些物质要求更精确的能谱，也就是说，在有可能在具有期望程度的置信度的情况下确定存在的物质之前要求更多的探测的X射线。如果在判定块724中确定已经收集了足够的X射线，则区802A、802B和802C的每一个中的点被指定了在步骤722中确定的组成，并且该分析完成。图8C示出了该样本的外插组成图814，其通过假定具有相似反向散射电子图像特性的区域包括相同的物质以及对来自该区域中的每个点的用来确定该区域的能谱所收集的X射线进行组合来确定。图8D示出了组合了来自反向散射电子图像和来自X射线组成图像的信息的图像。在图8D的组合图像中，在每个区域中画出了单个符号以表示如由在每个区域内的驻留点的组合能谱确定的组成的意思。组合数据形成了第三图像，从而对第一反向散射电子图像和第二单个驻留点分辨率X射线图像进行了组合。
对从通过反向散射电子分析所确定的具有共同物质的驻留点探测的X射线进行组合大大降低了获取足够X射线以确定该组成所需的时间，并且提供了更多的X射线量子以产生更可靠的能谱。可以把来自由反向散射电子图像确定的具有相同相或元素的区域的数十或数百个能谱加在一起。在一些情况下对能谱进行组合可以消除用初级射束对区域进行重新扫描的需要，由此允许该射束扫描样本的不同部分，同时正处理先前扫描的区域以产生能谱立方体。
如果判定块724确定所收集的X射线不足够用来确定存在的物质，则再次把电子束引导到样本，并且收集附加X射线。可以横跨样本扫描电子束，只在需要从其收集附加X射线的区域中进行扫描，或者把该射束引导到该区域中心的一个点以聚集附加X射线。期望的是从样本上的平坦区域收集X射线，这是因为诸如山和谷之类的特征可能使X射线信号失真。反向散射电子探测器可以提供地形信息，并且该地形信息可以被用来把射束定位到平坦区域以便聚集表示该样本的附加特性X射线。在进行附加扫描以获得附加X射线时，还可以通过每次附加扫描对反向散射电子图像进行精炼。对该区域进行重新成像减小了信噪比。通过每次附加扫描反向散射电子图像上的区域的边界变得更精确，并且可能呈现共同组成的附加区域。重复此过程直到探测到足够的X射线以提供具有足够的置信度的组成图为止，并且然后该过程完成。
虽然上面的实施例描述了收集和组合二维数据，但是本发明还适合于对来自产生三维信息的多个模态的数据进行组合。如在上面相对于图3-10所描述的二维情况中那样，可以把使用第一模态形成的图像与使用第二模态形成的图像进行组合以产生第三图像。一个模态的较高分辨率或者较高吞吐量可以被用来改进第二模态的分辨率或吞吐量。
在一个实施例中，三维电子X线体层照相术被用来使用所透射的电子来形成三维图像。使用第一模态来确定三维轮廓，而不是确定如图8A-8D中所示出的二维轮廓。通过第二模态获得组成信息。例如，在收集该系列电子图像以确定样本的三维组成图时，可以同时收集X射线。该样本行进通过一系列递增坡度，典型地在-70度和正70度之间，其中以一度递增并且在每个坡度获得透射电子图像。在该射束以样本的多个坡度角经过该样本时，不仅探测到所透射的电子以确定三维轮廓，而且还可以同时收集来自该样本的X射线以确定该物质的组成。该射束以足够获得轮廓信息但是太快以致于不能在每个驻留点处收集用来确定在该驻留点的组成的足够X射线的速率来扫描样本。通过使用来自电子图像的轮廓信息来采用三维对驻留点进行分组和对来自经分组的点的信息进行组合，对于可靠分析而言可获得足够的组成信息。由于获取三维图像的时间得以增加，所以本发明的优点在三维中甚至更大。形成由本发明提供的三维组成图所需的时间减小甚至比在二维中的时间节省更大，这是因为把驻留点数与坡度级数中的坡度数进行了相乘。
在一些实施例中，可以通过诸如透射电子X线体层照相术之类的非扫描技术，使用平行射束来获得轮廓或者其它信息以形成亮场图像、能量损失图像或衍射图像，同时从以一定速率的扫描来获得组成信息，该速率太快以致于不能在每个驻留点获得表征该物质的充足的信息，但是在每个驻留点获得了充足的信息以使得当基于该轮廓信息对驻留点进行分组时对于每个分组而言存在确定其组成的足够信息。
对归一化X射线能谱进行匹配提供了关于哪些元素存在于样本中的定性信息，但是不提供关于这些元素的相对量的定量信息。X射线峰值的相对尺寸不仅取决于存在的原子的数目，而且还取决于该元素的特性以及其它因素。例如，可能存在大量的一种元素，但是相对低概率的特定电子跃迁，因此与该跃迁相对应的X射线峰值将是低的。
影响X射线峰值的高度的因素包括样本中该元素的原子序数，在到达样本表面之前将被吸收的该样本中生成的X射线的概率，以及X射线将与该样本中的原子起反应以发荧光的概率，也就是说，发射不同能量的光子的概率。这些因素被简称为针对原子序数(“Z”)、吸收性 (“A”)和荧光性(“F”)的“ZAF因子”。称为“射出（take-off）角”的样本表面与探测器之间的角度影响吸收性和荧光性，因此如果使样本表面的一部分倾斜，则需要确定该角度以调整ZAF因子，从而获得更精确的定量分析。
依据本发明的另一方面，使用反向散射电子探测器来确定样本的各部分的射出角，并且然后使用该射出角来修改ZAF计算以更准确地确定样本中的物质的相对量。反向散射电子探测器可以通过探测反向散射电子的不对称图案，例如通过使用离轴探测器或者使用可以不对称地探测反向散射电子的分段探测器，来提供地形信息。优选在每个驻留点处确定地形信息，因此可以针对每个驻留点计算局部射出角的校正。在现有技术中，通过各种已知方法中的任何方法测量该样本面的全局坡度角，并且对于整个样本而言使用单个全局射出角。通过在每个驻留点处确定局部射出角，更准确的校正是可能的。在其它实施例中，对于各驻留点组而言可以使用单个射出角，而不是在每个驻留点处确定射出角。例如，当采用诸如图4中所示出的一个扫描图案之类的扫描图案时，可以为在其中在单个X射线探测器累积期期间收集X射线的驻留点组确定单个射出角。
图9示出了在分析来自X射线探测器的信息中使用来自反向散射电子探测器的信息的过程的流程图以及图10图示了图9中的步骤。在步骤902中，在样本上扫描电子射束。在步骤904中，使用被分段的反向散射电子探测器或者使用多个离轴探测器来探测反向散射电子，以便能够探测绕初级电子束轴不对称反向散射的电子。图10示出可以在更多个反向散射电子撞击在该探测器的一侧上而不是另一侧上时进行探测的分段的反向散射电子探测器1002。在步骤906中，使用一个或多个X射线探测器探测X射线并且测量能量。优选地根据通过多个硅漂移探测器测量的X射线能量对X射线能谱1004(图10)进行编译。图像1006仅使用来自反向散射电子探测器1002的灰度级信息来示出关于该样本的特征，也就是说，对来自探测器的所有分段的反向散射电子进行组合。图像1008使用来自反向散射探测器1002的地形信息示出了相同特征，也就是说，对来自不同分区的信号进行处理以产生与样本的局部坡度成比例的信号。这样的信号典型地是(A-B)/(A+B)型函数，也就是说，是归一化差型函数。在步骤908中，向X射线能谱应用背景校正并且标识出特性峰值以确定存在的元素。在步骤910中，把来自反向散射电子探测器的关于强度和地形的信息与来自X射线探测器的关于能谱信息的信息进行组合以在局部射出角校正的情况下执行ZAF分析，从而确定在该样本中发现的元素的相对数量。
本文中所描述的技术不局限于反向散射电子探测器和EDS-它们可以与任何探测器对一起使用。可以被用来产生图像的其它分析模态包括能量损失能谱法（energy loss spectroscopy，EELS）、扫描透射电子显微镜法（scanning transmission electron microscopy，STEM）、波长色散能谱法（wavelength dispersive spectroscopy，WDS）、阴极射线致发光、阶段式电流测量和次级电子探测。还可以使用X射线荧光系统来从样本生成X射线。
所使用的这两种类型的模态典型地包括一个高信噪比探测器，诸如反向散射电子探测器、次级电子探测器或者能量损失电子能谱仪；以及低信噪比探测器，诸如X射线探测器或阴极射线致发光探测器。典型地通过对来自由高信噪比探测器确定的具有相似组成的区域中的多个点的数据进行组合，来对来自低信噪比探测器的信息进行聚类。
图11示出了扫描电子束系统1100，其具有适合于实践本发明的实施例的X射线探测器1140。为该系统1100提供了扫描电子显微镜1141，连同功率供应和控制单元1145。通过在阴极1153和阳极1154之间施加电压，电子束1132从阴极1153发射出。借助于聚光透镜1156和物镜1158，把电子束1132聚焦到精细斑点。借助于偏转线圈1160电子束1132对样品二维地扫描。偏转线圈可以沿着X轴以及沿着Y轴使射束偏转，使得该射束可以沿着样本表面以简单或复杂的图案扫描，诸如光栅扫描、蜿蜒扫描或Hilbert扫描。偏转器可以是磁性的或静电的。对聚光透镜1156、物镜1158和偏转线圈1160的操作由功率供应和控制单元1145控制。
系统控制器1133控制扫描电子束系统1100的各种部件的操作。在真空控制器1134的控制下用离子泵1168和机械泵送系统1169来抽空真空室1110。
可以把电子束1132聚焦到样本1102上，该样本1102处于较低的真空室1110内的可移动的X-Y台1104上。当电子束中的电子冲撞样本1102时，该样本发出X射线，其能量与该样本中的元素相关。在电子束入射区域附近产生具有对于该样本的元素组成而言所固有的能量的X射线1172。由X射线探测器1140，优选由硅漂移探测器型的能量色散探测器来收集所发射的X射线，不过也可以采用生成具有与所探测的X射线的能量成比例的振幅的信号的其它类型探测器。由反向散射电子探测器1142，优选由分段硅漂移探测器来探测反向散射电子。
由处理器1120对来自探测器1140的输出进行放大和分类，该处理器1120例如可以包括微处理器、微控制器、可编程门阵列或者以所选择的能量和能量分辨率以及优选在每通道10-20eV之间的通道宽度（能量范围）在指定的时间段期间所探测的总X射线数进行计数和分类的任何其它数字或模拟。处理器1120可以包括计算机处理器、可编程门阵列、或者其它数字或模拟处理装置；操作者接口装置（诸如键盘或计算机鼠标）；用于存储数据和可执行指令的程序存储器1122；用于数据输入和输出以可执行计算机程序代码形式体现的可执行软件指令的接口装置；以及用于通过视频电路1192显示多变量能谱分析的结果的显示器1144。
处理器1120可以是标准实验室个人计算机的一部分，以及典型地被耦合到至少某形式的计算机可读媒体。包括易失性和非易失性媒体这二者、可移动和不可移动媒体这二者的计算机可读媒体可以是任何可获得的媒体，其可以由处理器1120访问。通过示例且非限制，计算机可读媒体包括计算机存储媒体和通信媒体。计算机存储媒体包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据之类的信息的任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移动和不可移动的媒体。例如，计算机存储媒体包括RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其它光学盘储存器、磁盒、磁带、磁盘诸存器或其它磁存储器件、或者可以被用来存储期望信息并且可以由处理器1120访问的任何其它媒体。
程序存储器1122可以包括以可移动和/或不可移动、易失性和/或非易失性存储器的形式的计算机存储媒体，并且可以提供对计算机可读指令、数据结构、程序模块以及其它数据的存储。通常，借助于在不同时间存储在该计算机的各种计算机可读存储介质中的指令对处理器1120进行编程。例如，程序和操作系统典型地分布在软盘或CD-ROM上。从那里，它们可以被安装或加载到计算机的次级存储器中。在执行时，至少部分地把它们加载到计算机的初级电子存储器中。当这些和其它各种类型的计算机可读存储媒体包含用于结合微处理器或其它数据处理器执行下面描述的步骤的指令或程序时，本文所描述的发明包括这样的媒体。当根据本文所描述的方法和技术对计算机进行编程时，本发明还包括该计算机本身。
可以把如上面所描述的那样获得的X射线能谱存储在存储器1122的一部分中，诸如所测量的能谱存储器部分1123。数据模板存储器部分1124存储数据模板，诸如已知的元素能谱或者，在一些实施例中已知的物质衍射图案。加权因子存储器部分1125存储针对数据模板中的每一个的加权因子，所述加权因子与数据模板进行组合以产生近似所测量能谱的计算能谱。加权因子与在对应于数据模板的元素的样本方面的丰富度相关。处理器1120使用上面所描述的方法来使误差值最小化，该误差值表示所测量的图案与数据模板和加权因子的组合之间的差。
应当认识到可以经由计算机硬件或软件、或者这二者的组合来实现本发明的实施例。所述方法可以采用使用标准编程技术的计算机程序来实现-包括用计算机程序配置的计算机可读存储媒体，其中如此配置的存储媒体促使计算机以具体的且预定义的方式进行操作-根据此说明书中所描述的方法和图进行操作。每个程序可以采用用来与计算机系统通信的高级程序或面向对象编程语言来实现。然而，如果期望，可以采用汇编或机器语言来实现所述程序。在任何情况下，该语言可以是编译的或解释的语言。此外，该程序可以运行在为该目的而编程的专用集成电路上。
进一步地，方法可以在任何类型的计算平台上实现，所述计算平台包括但不局限于个人计算机，迷你计算机，大型机，工作站，联网或分布式计算环境，对于充电粒子工具或其它成像装置、传感器而言是单独的、构成整体所必需的或与其通信的计算机平台，等等。可以采用所存储的机器可读代码把本发明的各方面实现为在存储媒体或器件上的存储器，无论对于计算平台而言是可移动的或者构成整体所必需的，诸如硬盘、光学读取和/或写入存储媒体、RAM、ROM等等，因此它可由可编程计算机读取，用于当该存储媒体或器件被计算机读取时对该计算机进行配置和操作以便执行本文所描述的过程。此外，可以通过有线或无线网络发送机器可读代码或其各部分。当这些和其它各种类型的计算机可读存储媒体包含用于结合微处理器或其它数据处理器执行上面描述的步骤的指令或程序时，本文所描述的发明包括这样的媒体。当根据本文所描述的方法和技术对计算机进行编程时，本发明还包括该计算机本身。
可以向输入数据应用计算机程序以便执行本文所描述的功能，并且由此对该输入数据进行转换以生成输出数据。该输出信息被应用到诸如偏离校正器或到显示监视器之类的一个或多个输出装置。在本发明的优选实施例中，所转换的数据表示物理对象和有形对象，包括在显示器上产生物理对象和有形对象的特定视觉描绘。
本发明的优选实施例可以利用粒子束设备、能量束设备或者使用物理探针末端的设备以便对样本进行成像。用来对样本进行成像的这样的射束或物理探针固有地与样本进行交互，这导致某种程度的物理转换。此外，遍及本说明书，利用诸如“计算”、“确定”、“测量”、“生成”、“探测”、“形成”、“重置”、“读取”、“减去”、“探测”、“比较”、“获取”、“映射”、“记录”、“转换”、“改变”等等之类的术语的论述还指的是把表示为计算机系统内的物理量的数据操纵和转换为相似地表示为该计算机系统或其它信息储存器、发送或显示装置内的物理量的其它数据。
本发明具有宽广的应用性并且可以提供如上面示例中所描述和示出的许多益处。根据具体应用所述实施例将大大地变化，并且不是每个实施例都将提供所有的益处以及满足通过本发明可以达到的所有目的。适合于实施本发明的一些实施例的粒子束系统在市面上例如可从FEI公司（本申请的受让人）获得。
此外，本文每当使用术语“自动的”、“自动化的”或类似术语时，将把这些术语理解为包括手动发起该自动的或自动化的过程或步骤。每当正使用计算机处理来自动处理扫描或图像时，应当理解可以在未曾生成实际可观看图像的情况下对该原图像数据进行处理。在以下的讨论中和在权利要求中，术语“包括”和“包含”被以开放式的方式加以使用，并且因此应该被解释为意指“包括，但不局限于”。。。。”。
依据本发明的一个方面，确定样本属性的方法包括使用第一探测器探测响应于在样本的区上扫描的射束来自于样本的第一类型发射物；使用第二探测器探测响应于样本的该区上扫描的射束来自于该样本的第二类型发射物，该第二探测器测量能谱信息；使用第一类型发射物，把样本的该扫描区划分为多个区域，每个区域具有共同特性；以及对来自所述区域中的使用第一类型发射物确定的具有共同特性的至少一个区域中的多个点的第二类型发射物进行组合以产生该区域中的物质的组合能谱。
在本发明的一些实施例中，第一类型发射物包括反向散射电子或次级电子，并且其中第二类型发射物包括光子。
在本发明的一些实施例中，使用第一探测器探测第一类型发射物和使用第二探测器探测第二类型发射物包括在射束在该区上被扫描时同时探测第一类型和第二类型的发射物。
在本发明的一些实施例中，使用第一探测器探测第一类型发射物和使用第二探测器探测第二类型发射物包括在该射束的相继扫描中探测第一类型和第二类型的发射物。
在本发明的一些实施例中，把该样本的被扫描区划分为多个区域，具有共同特性的每个区域包括把该被扫描区划分为具有相似对比度的多个区域。
在本发明的一些实施例中，第一探测器在各个驻留点上对信号进行累积，以及其中第二探测器在多个驻留点上进行累积。
在本发明的一些实施例中，第一探测器和第二探测器在扫描图案期间在不同的时间段对信号进行累积。
在本发明的一些实施例中，以第一速率获取第一类型发射物，而以第二速率获取第二类型发射物，该第二速率慢于第一速率。
在本发明的一些实施例中，第一探测器探测反向散射电子以提供对比度信息，并且其中第二探测器探测X射线以确定X射线能谱，从而确定样本的组成。
在本发明的一些实施例中，由第一探测器确定的局部射出角被用来校正来自第二探测器信息的信息以确定关于样本的相对定量组成信息。
在本发明的一些实施例中，第二探测器包括电子能量损失能谱仪、能量色散X射线探测器、或者波长色散X射线探测器、阶段式电流探测器或者次级电子探测器。
在本发明的一些实施例中，第一探测器以第一分辨率确定该样本的具有共同组成的区域；第二探测器以低于第一分辨率的第二分辨率确定该区域的组成；以及
该系统使用通过第二探测器的信息确定由第一探测器确定的区域的组成。
在本发明的一些实施例中，第一探测器探测来自小于第二探测器的交互体积的第一交互体积的发射物，并且该实施例还包括确定该样本具有边界的区域的属性，该边界的位置由第一探测器确定而在该边界的任一侧上的区域的属性由第二探测器确定。
在本发明的一些实施例中，如果第二探测器尚未探测到用于分析的足够的发射物，则该射束再次扫描样本。
依据本发明的另一方面，一种射束系统包括：
要被引导到样本的初级射束源；第一探测器，用于探测由初级射束的撞击引起的来自于样本的第一发射物；第二探测器，用于探测由初级射束的撞击引起的来自于样本的第二发射物；以及程序存储器，包括用于执行上面实施例中的任何实施例的方法的计算机指令。
就此说明书中未特殊定义的任何术语来说，目的是该术语要被给出其普通和通常的含义。附图意图被用来辅助对本发明的理解并且，附图未按比例绘制，除非另外指示。尽管已经详细描述了本发明及其优点，但是应当理解在本文可以在不脱离如所附权利要求所限定的发明的情况下进行各种改变、替代和变更。此外，本申请不意图被局限于本说明书中所描述的物质、装置、方法和步骤的过程、机器、制造、组成的特定实施例。如本领域的普通技术人员将容易地从本发明的公开内容认识到的那样，根据本发明，可以利用执行与本文所描述的相应实施例基本相同的功能或达到基本上相同的结果的目前存在或稍后将开发的物体、装置、方法或步骤的过程、机器、制造、组成。因此，所附权利要求意图以包括物质、装置、方法或步骤的这样的过程、机器、制造、组成。

Claims (15)

1.一种确定样本的属性的方法，包括：
使用第一探测器探测响应于在所述样本的区上扫描的射束来自于所述样本的第一类型发射物；
使用第二探测器探测响应于在所述样本的该区上扫描的射束来自于所述样本的第二类型发射物，该第二探测器测量能谱信息；
使用第一类型发射物，把所述样本的被扫描区划分为多个区域，每个区域具有共同特性；
其特征在于：
对来自所述区域中的使用第一类型发射物确定的具有共同特性的至少一个区域中的多个点的第二类型发射物进行组合以产生所述区域内的物质的组合能谱。
2.如权利要求1所述的方法，其中，第一类型发射物包括反向散射电子或次级电子，并且其中第二类型发射物包括光子。
3.如权利要求1所述的方法，其中，使用第一探测器探测第一类型发射物和使用第二探测器探测第二类型发射物包括在射束在该区上被扫描时同时探测第一类型发射物和第二类型发射物。
4.如权利要求1所述的方法，其中，使用第一探测器探测第一类型发射物和使用第二探测器探测第二类型发射物包括在该射束的相继扫描中探测第一类型发射物和第二类型发射物。
5.如权利要求1所述的方法，其中，把该样本的被扫描区划分为多个区域，具有共同特性的每个区域包括把该被扫描区划分为具有相似对比度的多个区域。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一探测器在各个驻留点上对信号进行累积，以及其中所述第二探测器在多个驻留点上进行累积。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一探测器和所述第二探测器在扫描图案期间在不同的时间段上对信号进行累积。
8.如权利要求1所述的方法，其中，以第一速率获取第一类型发射物，而以第二速率获取第二类型发射物，所述第二速率慢于所述第一速率。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一探测器探测反向散射电子以提供对比度信息，并且其中所述第二探测器探测X射线以确定X射线能谱，从而确定所述样本的组成。
10.如权利要求9所述的方法，其中，由所述第一探测器确定的局部射出角被用来校正来自所述第二探测器信息的信息以确定关于所述样本的相对定量组成信息。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二探测器包括电子能量损失能谱仪、能量色散X射线探测器、或波长色散X射线探测器、阶段式电流探测器或者次级电子探测器。
12.如权利要求1所述的方法，其中：
所述第一探测器以第一分辨率确定所述样本的具有共同组成的区域；
所述第二探测器以慢于所述第一分辨率的第二分辨率确定所述区域的组成；以及
所述系统使用通过所述第二探测器的信息确定由所述第一探测器确定的区域的组成。
13.如权利要求1所述的方法，其中：
所述第一探测器探测来自于小于所述第二探测器的交互体积的第一交互体积的发射物；
还包括确定所述样本的具有边界的区域的属性，所述边界的位置由所述第一探测器确定以及在所述边界的任一侧上的区域的属性由所述第二探测器确定。
14.如权利要求1所述的方法，其中，如果所述第二探测器尚未探测到用于分析的足够的发射物，则射束再次扫描所述样本。
15.一种射束系统，包括：
要被引导到样本的初级射束源；
第一探测器，其用于探测由所述初级射束的撞击引起的来自于所述样本的第一发射物；
第二探测器，其用于探测由所述初级射束的撞击引起的来自于所述样本的第二发射物；
程序存储器，其包括用于执行上面权利要求中任一项权利要求的方法的计算机指令。
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