校準(zhǔn)掃描電鏡（SEM）的倍率是確保圖像尺寸測量準(zhǔn)確可靠的關(guān)鍵步驟。SEM 的倍率校準(zhǔn)通常涉及對已知尺寸的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行成像，并與理論值進(jìn)行對比與調(diào)整。以下是完整的校準(zhǔn)流程和注意事項：

一、為什么要校準(zhǔn)倍率？

雖然 SEM 顯示屏上會標(biāo)出倍率（如 ×10,000、×50,000），但這個倍率是由掃描信號控制電壓與顯示尺寸的比例換算而來，可能因以下因素出現(xiàn)誤差：

放大器增益偏差

掃描電路老化

顯示設(shè)備分辨率變化

探測器延遲或漂移

顯示比例非線性

因此需定期校準(zhǔn)，尤其是在進(jìn)行尺寸測量、發(fā)表論文或生產(chǎn)質(zhì)量控制時。

二、常用校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品

使用具有已知間距或圖案尺寸的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行校準(zhǔn)：

鍍金線柵樣品（Gold on Grating）

SiO?臺階結(jié)構(gòu)

納米線陣列或聚焦離子束刻蝕標(biāo)尺

國家或第三方標(biāo)準(zhǔn)參考樣片（如 NIST SRM）

例如：樣片上存在 1 μm 間距的格柵，你可以實際測量圖像中的像素尺寸并計算偏差。

三、校準(zhǔn)步驟（以 X-Y 方向為例）

1. 準(zhǔn)備工作

將標(biāo)準(zhǔn)樣品固定在樣品臺上；

選擇適當(dāng)加速電壓（如 5–15 kV）；

調(diào)整合適工作距離（WD）；

聚焦、消除像差，確保圖像清晰。

2. 成像與測量

選擇常用倍率（如 ×10,000）；

拍攝圖像，使用圖像分析工具（如 SEM 軟件、ImageJ、或配套測量標(biāo)尺）；

測量圖中兩個清晰標(biāo)記之間的距離（單位：像素、μm）。

3. 計算倍率誤差

比較圖像中顯示的實際距離 vs. 樣品真實距離；

例如，真實間距為 1.00 μm，圖像測得 1.08 μm → 表示倍率偏小約 8%。

4. 修正倍率

若誤差在允許范圍內(nèi)（通常 ±2–3% 以內(nèi)），可以不做調(diào)整；

若超限，則需進(jìn)入 SEM 設(shè)置菜單或聯(lián)系廠商服務(wù)人員修正掃描參數(shù)（例如修正掃描電壓增益）；

某些軟件允許輸入校正因子，系統(tǒng)會自動修正測量值。

四、注意事項

校準(zhǔn)應(yīng)分別對 X 和 Y 方向進(jìn)行，尤其是在非等比掃描系統(tǒng)中；

校準(zhǔn)倍率要在常用加速電壓和工作距離下進(jìn)行；

每次硬件維修、升級或系統(tǒng)重啟后建議重新校準(zhǔn)；

對于高倍率（如 >×100,000）的校準(zhǔn)，應(yīng)使用高分辨率樣品，并保持高穩(wěn)定性；

有些掃描電鏡可通過自動校準(zhǔn)模塊進(jìn)行快速校準(zhǔn)，但仍建議人工確認(rèn)。