扫描电子显微镜(SEM)已成为基础研究、产品开发和质量控制的关键工具。然而,实际应用中常难以量化测量值与真实值的偏差。随着IS09000等质量体系的普及,更多的实验室要求获得的数据具有量值溯源性,因此选用标准参考物质对仪器进行校准也越来越重要。常用的电镜标样有分辨率测试标样与放大倍率测试标样两类。

分辨率校准标样


分辨率校准标样主要有碳基底上金或者锡的颗粒标样:

  • 金颗粒标样用于选择电镜的最小束斑做高分辨成像;

  • 锡球标样耐电子束辐照,球形便于消除像散;

  • 不同尺寸的标样适用于不同分辨率的测定,大尺寸的颗粒可在低放大倍率下进行基本校准;中等尺寸的颗粒可在改变操作参数时,检查是否有图像漂移,或者在低电压下进行分辨率的校准;小尺寸的颗粒可很高放大倍率下,进行像散校正及分辨率校正。

    标样的颗粒尺寸通常不是非常均一的,而是在某个尺寸范围内,优势在于其可以适用于不同分辨率的校准。对于金颗粒标样而言,尺寸范围主要有2-30nm,3-50nm,5-150nm,30-300nm等。

  • 2-30nm金颗粒标样,适用于场发射扫描电镜,主要用于10万倍以上的分辨率测定;

  • 3-50nm金颗粒标样适用于评估高分辨率SEM的图像质量,需要至少5万倍才能清楚地分辨出金颗粒;

  • 5-150nm金颗粒标样适用于低分辨率校准;

  • 30-300nm金颗粒标样主要适用于低加速电压分辨率测定标样。

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由于锡球颗粒标样近乎完美的圆形尺寸,特别适用于SEM、FESEM、FIB像散校正。锡球颗粒尺寸主要有5nm-30um,20nm-400nm,10nm-100nm三种。

  • 5nm-30um可以在很宽的放大倍率、加速电压和光斑尺寸范围内成像。相邻球体之间的空间是试样上的最小特征,可用于测量仪器分辨率。

  • 20nm-400nm锡球标样非常适合像散校正,可用于在低电压下的使用,可以用于半导体行业中不能使用金颗粒标样的SEM、FESEM和FIB校正

  • 10nm-100nm锡球颗粒标样用于中等分辨率评估和日常仪器性能的测试检查。

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放大倍率校准标样


放大倍率校准标样主要有一维多尺寸校准标样、二维多尺寸校准标样以及网状栅格标样。一般为等间距标样,主要用于在特定放大倍数下进行测长示值误差、正交畸变和线性失真度的校准。


一维多尺寸放大倍率校准标样(CDMS标样),可在较宽的测量范围内进行校准,提供两个尺寸范围:

  • 2.0mm

    保障SEM测量精度的起点-SEM校准标样
    – 1μm:特征尺寸为100nm,250nm, 500nm,1µm,2µm,5µm, 10µm,0.25mm,0.5mm,1mm 及 2mm。放大倍率范围为10倍至2万倍,非常适合台式SEM和中低放大倍率应用;

  • 2.0mm
    – 100nm,放大倍率范围高达 10倍
    – 20万倍,适用于所有SEM和大多数FESEM应用。

一维栅格CDMS-0.1长度校准标样,
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二维栅格放大倍率校准标样(CDMS-XY标样)提供了X和Y两个坐标轴的比例尺线,可在不旋转样品台的情况下轻松进行二维校准,可根据测试需求来选择不同等间距的特征尺寸来进行不同放大倍率的测试,可选放大倍率范围与一维放大倍率一致。

二维栅格CDMS-XY-1长度校准标样,
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G-1硅校准标样带有1
μm间距网格,其中最小的网格尺寸为1×1
um,最小网格再构成10×10
um较大方格,之后再构成100×10
um大网格,主要用于在100倍至10,000倍放大倍率范围内进行校准或图像失真检查。

G-1硅校准试样-1µm间距(定制标样),
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网格栅格标样是在单晶硅表面通过电子束曝光和刻蚀技术形成160多万金网格图案。该标样可用于20倍至50,000之间所有范围内的SEM放大倍率校准、检查正交性和失真、检查X轴和Y轴的比例是否相等、在高倍放大倍率下对方块的边缘进行分辨率测试,还可用于校准电动载物台的位置。

网格标样栅格网标样放大倍率校正标样

SEM多功能组合校准标样


SEM多功能组合校准标样可以用于分辨率、放大倍率及EDS校准。主要包含两个分辨率校准标样(锡球颗粒标样及金颗粒标样),一个二维栅格放大倍率校准标样(CDMS-XY),一个用于能谱谱峰校准的铜标样及用于能谱分辨率校准的Mn单质标样。

SEM多功能组合校准标样