一种复合化学蚀刻加工装置及加工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115747802A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202210683728.3(22)申请日2022.06.16(71)申请人广州医科大学地址511436广东省广州市越秀区东风西路195号(72)发明人谢闺娥史开慧(74)专利代理机构广东知产律师事务所44838专利代理师陈金业(51)Int.Cl.C23F1/08(2006.01)C23F1/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图8页(54)发明名称一种复合化学蚀刻加工装置及加工方法(57)摘要本发明涉及微加工领域，尤其公开了复合化学蚀刻加工装置及加工方法，复合化学蚀刻加工装置包括掩模单元、同步亲水化单元及化学蚀刻单元，掩模单元贴合在工件表面，同步亲水化单元对掩模单元以及掩模图案所显露的工件加工区域进行亲水化处理，使得复合化学蚀刻加工过程和亲水化效应实现实时同步，从而使得工件的加工区域具备优异的工作液传质及循环能力；实时的亲水化处理效应，使得在蚀刻加工过程中蚀刻液在工件加工区域内始终具有良好的传质和更新能力，利于突破现有掩模化学蚀刻加工在加工尺度上及加工深度上的制造瓶颈，实现高深径比微结构的制备，提升微结构的加工质量及加工效率。CN115747802ACN115747802A权利要求书1/2页1.一种复合化学蚀刻加工装置，其特征在于：包括掩模单元、同步亲水化单元及化学蚀刻单元，掩模单元贴合在工件上，掩模单元设有显露工件加工区域的掩模图案，化学蚀刻单元用于将化学蚀刻液输送至掩模图案所显露的工件加工区域；同步亲水化单元对掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域进行实时的亲水化处理，促进化学蚀刻液在加工区域的传质及流动。2.根据权利要求1所述的复合化学蚀刻加工装置，其特征在于：同步亲水化单元包括等离子处理机、第一电极、第二电极、喷枪件、气体源，第一电极、第二电极均位于喷枪件内，等离子处理机的正极、负极分别连接第一电极、第二电极，气体源与喷枪件连通，气体源用于向喷枪件输送气体，等离子处理机作用于两个电极，使得喷枪件内的气体电离形成等离子体，喷枪件喷出的等离子体作用在掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域，实现对其表面进行亲水化处理，使得掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域在化学蚀刻加工过程中均能实现实时亲水化。3.根据权利要求2所述的复合化学蚀刻加工装置，其特征在于：等离子体为等离子体，等离子体避免高温等离子体对掩模层的烧蚀和对掩模结构的破坏。4.根据权利要求2所述的复合化学蚀刻加工装置，其特征在于：掩模单元为活动掩模，活动掩模与工件可拆卸连接，同步亲水化单元喷出的等离子体作用在活动掩模及掩模图案所显露的工件加工区域，使得活动掩模及掩模图案所显露的工件加工区域在化学蚀刻加工过程中实现实时亲水化。5.根据权利要求2所述的复合化学蚀刻加工装置，其特征在于：掩模单元经由光刻法制造成型，掩模单元固定附着在工件表面上，同步亲水化单元喷出的等离子体作用在掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域，使得掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域在化学蚀刻加工过程中实现实时亲水化。6.根据权利要求2所述的复合化学蚀刻加工装置，其特征在于：掩模单元经由印刷法制造成型，掩模单元固定附着在工件表面上，同步亲水化单元喷出的等离子体作用在掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域，使得掩模单元及掩模图案所显露的加工区域在化学蚀刻加工过程中实现实时亲水化。7.根据权利要求1所述的复合化学蚀刻加工装置，其特征在于：化学蚀刻单元包括化学蚀刻容器、夹具、蓄液容器、泵体件、过滤器及喷头件，化学蚀刻容器用于容设夹具及化学蚀刻液，夹具用于工件定位，喷头件套设在喷枪件的外侧，喷头件设有出液孔；化学蚀刻容器与蓄液容器连通，泵体件与蓄液容器连通，蓄液容器内的化学蚀刻液经由泵体件吸取以及过滤器过滤之后输送至喷枪件与喷头件之间，并且化学蚀刻液跟随喷枪件喷出的等离子体同步经由出液孔喷出复合作用至掩模图案所显露的工件加工区域。8.一种复合化学蚀刻加工方法，其特征在于，包括如下步骤：在工件上设置掩模单元，掩模单元设有掩模图案，掩模图案用于显露工件加工区域。将化学蚀刻液经由喷头件喷射至掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域，实现对掩模图案所显露的加工区域的化学蚀刻加工；通过同步亲水化单元的等离子处理机喷出的等离子体作用在掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域，使得掩模单元及掩模图案所显露的工件加工区域在化学蚀刻加工过程中实现实时亲水化。2CN115747802A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的复合化学蚀刻加工方法，其特征在于，还包括如下步骤：将等离子处理机的正极、负极分别连接喷枪件内的第一电极、第二电极；气体源向喷枪件内输入气体；第一电极、第二电