[发明专利]基于大气压等离子体喷管的并行无掩模扫描微纳米加工装置和方法

摘要

本发明公开了一种基于大气压等离子体喷管的并行无掩模扫描微纳米加工装置和方法，加工装置包括大气压等离子体喷管、集成在喷管下端的喷嘴针尖阵列，所述喷嘴针尖阵列的下部设有三维精密移动台，喷嘴针尖阵列包括多个设有微纳米孔的喷嘴针尖，每个喷嘴针尖均设有倒金字塔形状的空心微腔。将大气压等离子体喷管放置于大气压环境下，喷管内持续通入反应气体，反应气体在电场作用下产生电离生成反应等离子体，通过喷嘴针尖阵列用于形成等离子体纳米射流阵列。通过三维精密移动台控制等离子体微射流装置与被加工样品的相对移动，能实现对多种材料的低成本、高精度、高效率的无掩膜刻蚀、沉积加工以及表面改性，以满足小批量、多品种的微纳米器件加工应用的要求。

主权项

一种基于大气压等离子体喷管的并行无掩模扫描微纳米加工装置，其特征在于，包括大气压等离子体喷管、集成在喷管下端的微纳米喷嘴阵列，所述喷嘴阵列的下部设有三维精密移动台；所述的大气压等离子体喷管包括由内向外依次布置的阳极金属管、石英管、绝缘管，所述绝缘管的下端设有阴极金属环，所述阳极金属管与阴极金属环之间连接有电压激励装置和限流电阻；所述电压激励装置为直流脉冲电压发生装置或高频交流激励装置或射频激励装置或微波激励装置；所述喷嘴阵列包括多个设有纳米孔的喷嘴针尖，每个喷嘴针尖均设有倒金字塔形状的空心微腔，或者所述喷嘴阵列是尺度为亚微米至微米范围的圆柱孔阵列或圆锥孔阵列；所述大气压等离子体喷管的上端设有进气口，所述进气口通过所述阳极金属管内部的中空结构与所述喷嘴阵列相通；所述的喷嘴针尖为湿氧氧化SiO2针尖；所述湿氧氧化SiO2针尖内壁设有一层金属膜，所述喷嘴阵列通过硅胶或专用夹具贴在所述石英管的下端。