Page 78 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

蒋蓉蓉，等：离子束抛光仪的维护保养

图 7 断面切割台的外观

而实际加载值只能达到0.6 kV，但电流一直显示为
5 mA，产生这种情况的原因是导电碎屑进入离子源，
造成了离子枪短路。随着设备使用时间的延长，腔
体内沉积层脱落的碎屑会移动，如用无尘纸擦拭腔
体、洗耳球吹洗腔体、更换试样台等操作均可能引起
碎屑进入离子源，或新装配的离子源本身各部件清
洁度不够等，都有可能造成短路现象。应对该类故
障，优选处理方案是在真空度达到要求后，进行若干
图 8 抛光中心位置偏移情况
次清洁处理。清洁处理时，高强度的气流有可能会
将污染颗粒吹出。若加速电压不能达到额定值，但 造成位置偏移，可以沿顺时针和逆时针旋转，检查各
长时间停留在某个电压附近，可以采用阶梯式加载 个角度是否有卡顿，确保安装到位。
方式，增加一档该电压的工作程序，待稳定后再转到 4.3 反沉积现象
目标电压。还可以将离子源取出并拆开所有部件， 正常情况下，被离子束轰击出来的试样表面原
用洗耳球或高压气枪清理引起短路的碎屑，再重新 子一部分被真空系统抽走，另一部分将沉积在试样
组装，并尝试加载电压。 舱室内部和试样台上。由于被轰击的试样成分不同、
4.2 抛光中心位置偏移 离子束电压不同、轰击时长不同，溅射出来的原子将
离子源更换后，可能会出现抛光中心位置偏移 形成不同成分、不同颗粒尺寸和不同厚度的镀层，从
的情况（见图8）。挡板支撑架上的弧形缺口为长期 而形成五彩斑斓的各色镀层。但除此之外，也可能
被离子束轰击损耗所致，其中心位置位于宽离子束 会有反沉积现象出现。反沉积效应是指被轰击出来
出射路径的中心轴线上。正常情况下，离子束出射 的试样表面原子重新附着沉积在试样其他区域的现
后沿着中心轴线竖直运动，支撑架损伤中心、挡板损 象。在断面抛光模式下，反沉积污染会以不同的形
伤中心和试样抛光中心三者应当同在中心轴线上。 式出现。
但实际的抛光结果却与此不相符。箭头所指的为实 试样靠近遮蔽板边缘抛光区域并被反沉积污染
际抛光后挡板损伤区中心位置和试样抛光区中心位 前后的SEM形貌如图9所示。由图9可知：沉积物
置，将两个中心位置连成线，虚线所指的离子束出射 团簇呈不均匀的岛状，而未被反沉积污染的区域可
中心轴线显然是偏离正常中心轴的。离子源安装时 见清晰的层状结构。造成这种反沉积污染的原因是
必须确保最终的离子源成一条线，离子束最终才能 试样固定时试样和挡板贴合的过于紧密而造成的。
到达目标区域，否则会造成前阴极的离子出射口偏 挡板和试样之间并不是完全平行且贴合的关系。挡
移。尤其是在陶瓷环嵌入阳极凹槽的环节时，容易 板为倾斜状态，和试样之间存在一定的夹角。当挡

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