一种纳米级薄膜图案电化学刻蚀加工系统及其加工方法技术方案

本发明专利技术专利公开了一种纳米级薄膜图案电化学刻蚀加工系统及其加工方法，系统包括具有纳米级孔径的毛细管、电解液暂存容器、电解系统、电解液流出控制系统、湿度控制系统、支撑密闭箱、运动定位平台、显微视觉摄像机、减震平台、加工件放置基座和控制计算机；该方法利用纳米级孔径毛细管与被加工薄膜件之间形成的电解液桥将电化学刻蚀反应限制在纳米级范围，通过纳米级平台驱动液桥与被加工薄膜件的相对运动，从而实现纳米级薄膜图案的加工。相比于传统的激光光刻刻蚀加工方法，本发明专利技术可以单步完薄膜的加工，具有运行成本低，过程简便和加工灵活的优点。

An electrochemical etching system for nano scale film pattern and its processing method

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级薄膜图案电化学刻蚀加工系统及其加工方法
本专利技术专利具体涉及一种纳米级薄膜图案电化学刻蚀加工系统及其加工方法，属于纳米制造

技术介绍
纳米级制造(Nanofabrication)或纳米级加工Nanomachining)技术是指构造几纳米到几百纳米尺度下功能性结构或设备的技术，它是纳米科学技术的重要组成和其它纳米级科学技术的基础。纳米级加工技术涉及到电子工程、机械工程、材料科学、物理学、化学等学科，属于多学科交叉的前沿性研究和应用领域。纳米加工技术的发展具有重要的科学和实际意义：一方面纳米加工技术将推动相关纳米级科学的进步，是许多纳米尺度下基础科学现象研究的必备条件；另一方面纳米加工技术在信息、材料、环境、能源、生物、医学和国防等领域有重要的研究价值和广阔应用价值。从应用角度讲，纳米级加工技术已广泛应用于集成电路、纳机电系统、纳流控装置、太阳能电池、平板显示器、化学生物传感器、生物医学、器官组织等的制造。纳米加工方法主要源自集成电路制造技术，即以光刻技术为代表的纳加工技术。具体讲，在化学刻蚀和薄膜沉积等技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米级薄膜图案电化学刻蚀加工系统，包括具有纳米级孔径的毛细管(1)、电解液暂存容器(2)、支撑密闭箱(6)、运动定位平台(7)、减震平台(9)和加工件放置基座(10)；其特征在于所述支撑密闭箱(6)和所述运动定位平台(7)放置在所述减震平台(9)，所述支撑密闭箱(6)位于所述运动定位平台(7)正上方且通过软连接结合在一起，所述电解液暂存容器(2)安装在所述支撑密闭箱(6)的上端且大部分处于其内部，所述具有纳米级孔径的毛细管(1)密封地连接在所述电解液暂存容器(2)的下端，所述加工件放置基座(10)由高绝缘材料制作且位于所述具有纳米级孔径的毛细管(1)的下方，且连接在所述运动定位平台(7...

【技术特征摘要】
1.一种纳米级薄膜图案电化学刻蚀加工系统，包括具有纳米级孔径的毛细管(1)、电解液暂存容器(2)、支撑密闭箱(6)、运动定位平台(7)、减震平台(9)和加工件放置基座(10)；其特征在于所述支撑密闭箱(6)和所述运动定位平台(7)放置在所述减震平台(9)，所述支撑密闭箱(6)位于所述运动定位平台(7)正上方且通过软连接结合在一起，所述电解液暂存容器(2)安装在所述支撑密闭箱(6)的上端且大部分处于其内部，所述具有纳米级孔径的毛细管(1)密封地连接在所述电解液暂存容器(2)的下端，所述加工件放置基座(10)由高绝缘材料制作且位于所述具有纳米级孔径的毛细管(1)的下方，且连接在所述运动定位平台(7)的正上方。


2.根据权利1所述的加工系统，其特征在于纳米级孔径毛细管(1)，包括细端(11)和粗端(12)，其特征在于所述细端(11)孔径可达10-20nm。


3.根据权利1所述的加工系统，其特征在于电解液暂存容器(2)，包括下端的快速插拔口(21)和上端的电解阳极口(22)和电解液入口(23)，其特征是内盛有刻蚀对应薄膜材料的电解液，所述电解液暂存容器(2)的电解液入口(23)通过连接软管(41)与电解液流出控制系统(4)连接；所述电解阳极口(22)内安装有电解系统(3)的电解阳极(31)。


4.根据权利3所述的加工系统，其特征在于电解系统(3)，包括通过导线依次连接的电解阳极(31)、直流稳压电源(32)、微电流传感器(33)和阴极固定装置(34)，其特征是所述电解阳极(31)的上端安装于电解阳极口(22)大部分浸没所述电解液暂存容器(2)内电解液中，所述微电流传感器(33)的信号输出端连接到控制计算机(11)上，所述阴极固定装置(34)固定于加工件放置基座(10)的四周，所述阴极固定装置(34)由高导电材料制作而成，且接触被加工薄膜位置表面镀金。


5.根据权利4所述的加工系统，其特征在于控制计算机(11)，其特征在于具有根据所述微电流传感器(33)的信号控制所述三维纳米级平台(71)Z轴运动的控制程序、根据加工图案控制所述三维纳米级平台(71)X和Y轴运动的控制程序、根据所述湿度控制系统(5)中湿度计(51)信号控制所述气体循环泵(54)启停的控制程序、根据所述显微视觉摄像机(8)控制所述升降平台(72)运动的控制程序和根据所述显微视觉摄像机(8)控制所述电动升降装置(43)。


6.根据权利5所述的加工系统，其特征在于湿度控制系统(5)，其包括湿度计(51)、循环气体出气管(52)、循环气体进气管(53)、气体循环泵(54)和纯水瓶(55)，其特征在于湿度计(51)位于所述支撑密闭箱(6)内，其信号输出端连接于所述控制计算机(10)，所述循环气体出气管(52)和循环气体进气管(53)的一端连接在所述支撑密闭箱(6)中固定罩(61)的外壁上；显微视觉摄像机(8)，固定在支撑密闭箱(6)的运动罩(63)上，其视频输出端连接在所述控制计算机(11)上。

【专利技术属性】
技术研发人员：贺晶莹，
申请(专利权)人：贺晶莹，
类型：发明
国别省市：湖南;43