離子研磨系統(tǒng)可以無應(yīng)力的去除樣品表面層，加工出光滑的鏡面，為掃描電子顯微鏡的樣品制備提供了最為有效的解決方案。離子研磨法是利用通過電場加速過的離子轟擊樣品表面，在樣品表面產(chǎn)生濺射效應(yīng)，由此制備尺度為毫米級別的平滑表面的研磨方法。氬氣屬于惰性氣體，基本不會和樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此通常我們采用Ar作為離子源轟擊樣品。SEM樣品常用到的離子研磨法有截面研磨和平面研磨兩種。
1、截面研磨法
截面研磨法是在樣品和離子槍之間安裝一個遮擋板，使樣品局部突出遮擋板邊緣，然后用離子束照射樣品。沿遮擋板邊緣濺射突出邊緣的部分，由此可獲得切割均勻的截面。使樣品突出遮擋板數(shù)十微米至100微米，并以±15～40°旋轉(zhuǎn)樣品桿，以防產(chǎn)生離子研磨痕跡（細(xì)條紋）。截面研磨普遍適用于塊狀樣品和多層結(jié)構(gòu)等機械研磨難以精加工處理的樣品。
2、平面研磨法
平面研磨法是將氬離子束傾斜照射到樣品表面，并將氬離子束中心和樣品旋轉(zhuǎn)中心進行偏心調(diào)整，實現(xiàn)廣域加工的方法3) 。氬離子束的照射角度(θ)可設(shè)置為0°～90°4) 。當(dāng)照射角度≥80°時，離子束照射角度與樣品加工面近乎平行，因此，可以減少由于晶體取向和成分蝕刻速率差造成的凹凸不平，形成相對平滑的加工面。這種方法常用于去除機械研磨加工對樹脂包埋樣品造成的研磨痕跡，實現(xiàn)樣品的精加工。照射角度較小時，可以利用蝕刻速率差，凸顯樣品的凹凸特性。通過樣品表面的凹凸形貌，判斷多層膜的層結(jié)構(gòu)等。
