用於透射顯微鏡和掃描顯微鏡的鉬箔網及其製作方法

2023-06-04 01:05:56

專利名稱：用於透射顯微鏡和掃描顯微鏡的鉬箔網及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於透射顯微鏡和掃描顯微鏡的鑰箔網及其製作方法。
背景技術：
1975年以前所研製的用於透射顯微鏡和掃描顯微鏡的銅網已遠遠無法滿足更多科學研究的需要。一方面在材料學研究領域中，在樣品的製作過程中其溫度高達2000度，要求表面要抗酸抗鹼，而傳統銅製載網不耐高溫，硬度不夠，表面易被侵蝕，導致無法進行分析。另一方面在科學研究領域，如生物化學研究領域中，由於表面活性劑溶液劑界面物理化學性質的研究納米化學領域對納米顆粒子碳納米管結構的研究觀察起到重要作用，因此需要更多樣的載網適用於納米顆粒子碳納米管結構的研究。目前，中國專利申請(公開號:CN101866803A)公開了一種透射電鏡微柵，是最接近的現有技術，其具體公開了所述微柵10包括載體110、碳納米管支撐體120以及固定體，所述載體110(即鑰箔網)材料可以是銅、鎳、鑰或陶瓷等材料，載體外徑為3毫米，載體表面均勻分布尺寸為40微米 120微米的方形第一通孔(由此可以計算外徑為3毫米、孔邊長120微米時載體孔徑介於I目到600目之間)，微柵10厚度為3微米 20微米的圓片裝結構(結合圖1可以確定載體110厚度應當在微米量級)。可見該專利申請沒有公開權利要求I中的鑰箔網的厚度為0.0lmm 0.05mm的技術特徵。日本專利申請(JP2006-244742A)公開了一種用於電子顯微鏡的金屬載網，並具體公開了所述金屬載網(即鑰箔網)包括支持環11和網12，材料為銅、鑰、鋁、鈦或白金。可見該專利申請沒有公開權利要求1中的鑰箔網的厚度和孔徑。中國專利申請(公開號:CN1589739A)公開了一種用於承載用電子束照射的樣本承載器，並具體公開了所述樣本承載器材料可以是銅、金、鎳或塑料，厚度通常是5 50μπι。可見該專利申請沒有公開權利要求1中的材料為鑰，以及載網的厚度為
0.0lmm 0.05mm的技術特徵，網孔的孔數為I目 600目的技術特徵。因此，迫切需要一種用於透射顯微鏡和掃描顯微鏡的耐高溫、無磁性、不易被汙染、網孔清晰、孔壁極為光滑的鑰箔網。

發明內容
本發明利用超級紫外線光刻技術，製作出一種用於透射顯微鏡和掃描顯微鏡的耐高溫、硬而堅韌、無磁性，不易被汙染、網孔清晰、孔壁極為光滑的鑰箔網。所述鑰箔網的厚度為0.0lmm 0.05mm,網孔的孔數為I目 600目。所述網孔形狀為方形、圓形、蜂窩形或條形。所述鑰箔網的外徑為3mm 3.05mm,孔徑可達0.5 μ m或以上,線徑可達20 μ m或以上。其中，外徑:載網總直徑為外徑；孔徑:每個網孔(目)內為孔徑；線徑:每一個網孔與網孔之間的線為線徑。本發明的另一目的在於提供一種所述鑰箔網的製作方法，所述製作方法包括如下步驟:(1)繪圖:將鑰網製成圖紙進行拍照並得到黑白底片；(2)鑰箔處理:將鑰箔的表面採用普通去油劑進行清洗、烘乾；(3)塗膠:使用常規的紫外負型光刻膠和負膠稀釋劑將烘乾後的鑰箔採用旋轉塗布法進行塗膠；(4)前烘烤:在溫度為90 115度下通過對流烘箱對光刻膠後的鑰箔進行前烘烤；(5)曝光:採用高壓汞燈對前烘烤後的鑰箔進行紫外線曝光30 60秒；(6)顯影:使用常規的負膠顯影劑通過侵入方式對曝光後的鑰箔進行顯影；(7)漂洗:使用常規的負膠漂洗劑立即對顯影后的鑰箔進行漂洗；(8)後烘烤:在溫度為150 180度下通過對流烘箱對漂洗後的鑰箔進行後烘烤；(9)刻蝕:在電流密度為I 25A/平方釐米和電壓為3 15V下使用腐蝕液對後烘烤後的鑰箔進行注入刻蝕；和(10)去膠:使用負膠去膜劑去膠劑對刻蝕後的鑰箔進行去膠。優選地，在進行塗膠過程時，控制旋轉轉速在1000 4500rpm，以使塗膠厚度不超過1.5微米。優選地，所述前烘烤的時間為5 20分鐘，所述後烘烤的時間為3 10分鐘。優選地，所述腐蝕液為濃硫酸、磷酸和水，其中，濃硫酸為200ml 450ml，磷酸為250ml 450ml，水為150 350ml ;所述腐蝕液溫度為20 70度。優選地，所述負膠去膜劑的浸泡溫度為60 90度,浸泡時間為10 20分鐘。本發明的鑰箔網具有材料硬度高，在高溫環境中的研究有較低的伸縮係數，沒有磁性，與濃硝酸，濃硫酸，鹽酸 都不作用，不易被侵蝕，不易被汙染的特點。通過本發明的製作方法得到的電子顯微鏡鑰箔網的網孔清晰、孔壁極為光滑。


圖1為外徑3mm，網孔孔數為600目，網孔形狀為方孔的鑰箔網示圖；圖2為外徑3.05mm,網孔孔數為I目，網孔形狀為圓孔的鑰箔網示圖；圖3為外徑3.02mm,網孔孔數為200目，網孔形狀為蜂窩孔的鑰箔網示圖；圖4為外徑3.03mm,網孔孔數為300目，網孔形狀為條形的鑰箔網示圖；圖5為通過本發明的製作方法得到的電子顯微鏡鑰箔網。
具體實施例方式為了能進一步了解本發明的結構、特徵及其它目的，現結合所附較佳實施例詳細說明如下，所說明的較佳實施例僅用於說明本發明的技術方案，並非限定本發明。實施例1選用厚度為0.0lmm的鑰箔按照如下步驟進行製作，得到圖1所示的外徑為3mm，網孔孔數為600目，網孔為方孔的鑰箔網。第(I)步驟為繪圖:首先根據所需鑰箔網的要求手工繪圖，然後將手工繪圖草圖再轉入電腦進行準確繪圖，接著按1:1的比例列印出黑白底片，在底片上形成一張與實物鑰網相反的圖片，也叫正負片，作為製作實物的標的物。第(2)步驟為鑰箔處理:將鑰箔的表面採用普通廚房油煙淨進行清洗、烘乾；該普通廚房油煙淨購自北京綠傘化學股份有限公司，其型號為Q/HDLSH008。第(3)步驟為塗膠:使用常規的紫外負型光刻膠和負膠稀釋劑將烘乾後的鑰箔採用旋轉塗布法進行塗膠；其中，該紫外負型光刻膠和負膠稀釋劑購自北京科華微電子材料有限公司，該紫外負型光刻膠的型號為KMP-BN303-60，其技術要求為:粘度為60.0 ±2.0mpa.s ;水分彡0.02%;—次塗布膜厚為1.05 1.15 μ m ;解析度為2.5μπι;終極濾膜孔徑為0.02 μ m ;留膜率> 65% ;負膠稀釋劑採用適用於KMP-BN系列產品稀釋的負膠稀釋劑，其技術要求(主要指標)為:水分 65% ;負膠稀釋劑採用適用於KMP-BN系列產品稀釋的負膠稀釋劑，其技術要求(主要指標)為:水分< 0.05%，主要金屬雜質(Fe-Na) ( lppm，產品經過0.2微米濾芯過濾。在進行塗膠過程時，控制旋轉轉速在4500rpm，以使得塗膠厚度不超過1.5微米。第(4)步驟為前烘烤:在溫度為100度下通過對流烘箱對塗膠後的鑰箔進行前烘烤，所述前烘烤的時間為10分鐘。第(5)步驟為曝光:將前烘烤後的鑰箔片放在黑白底片下夾好，再放入高壓汞燈下進行紫外線曝光60秒曝光。第(6)步驟為顯影:將曝光後的鑰箔片放入負膠顯影劑中將鑰箔片中的圖像顯現出來；負膠顯影劑購自北京科華微電子材料有限公司，採用適用於KMP-BN系列產品顯影的顯影劑；其技術要求為:水分彡0.02%;主要金屬雜質(Fe.Na) ( 0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾。第(7)步驟為漂洗:使用負膠漂洗劑立即對顯影后的鑰箔片進行漂洗；該負膠漂洗劑購自北京科華微電子材料有限公司，採用適用於KMP-BN系列產品顯影后漂洗的漂洗劑；其技術要求為:水分彡0.05%;主要金屬雜質(Fe.Na) ( 0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾。第(8)步驟為後烘烤:在溫度為160度下通過對流烘箱對漂洗後的鑰箔進行後烘烤，所述後烘烤的時間為3分鐘。第(9)步驟為刻蝕:在電流密度為IOA/平方釐米和電壓為5V下使用腐蝕液對後烘烤後的鑰箔進行注入刻蝕；其中，所述腐蝕液為濃硫酸為450ml,磷酸為250ml,水為350ml，腐蝕液溫度為70度；濃硫酸濃度不小於98%，磷酸濃度不小於85%。
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第(10)步驟為去膠:將刻蝕好的鑰箔片放入負膠去膜劑中去掉鑰箔片上的光刻膠，即呈現出白色鑰箔網，該負膠去膜劑購自北京化學試劑研究所，其型號為Q/H330211-1998，技術要求為:主要金屬雜質(Fe.Na)彡0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾；其中浸泡溫度為80度,浸泡時間為10分鐘。通過本發明的製作方法得到的電子顯微鏡鑰箔網的網孔是清晰的，孔壁極為光滑；並且耐高溫、無磁性、不易被汙染。實施例3選用厚度為0.02mm的鑰箔，按照如下步驟進行製作，得到圖3所示的外徑為
3.02mm,網孔孔數為200目，網孔為蜂窩孔的鑰箔網。第(I)步驟為繪圖:首先根據所需鑰網的要求手工繪圖，然後將手工繪圖草圖再轉入電腦進行準確繪圖，接著按1:1的比例列印出黑白底片；在底片上形成一張同實物鑰網相反的圖片，也叫正負片。第(2)步驟為鑰箔處理:將鑰箔的表面採用普通廚房油煙淨進行清洗、烘乾；該普通廚房油煙淨購自北京綠傘化學股份有限公司，其型號為Q/HDLSH008。第(3)步驟為塗膠:使用紫外負型光刻膠和負膠稀釋劑將烘乾後的鑰箔採用旋轉塗布法進行塗膠；該紫外負型光刻膠和負膠稀釋劑購自北京科華微電子材料有限公司，其中，紫外負型光刻膠的型號為KMP-BN303-60，其技術要求為:粘度為60.0±2.0mpa.s ;水分^ 0.02% ;一次塗布膜厚為1.05 1.15 μ m ;解析度為2.5 μ m ;終極濾膜孔徑為0.02 μ m ;留膜率> 65% ;負膠稀釋劑採用適用於KMP-BN系列產品稀釋的負膠稀釋劑，其技術要求(主要指標)為:水分< 0.05%，主要金屬雜質(Fe-Na) ( lppm，產品經過0.2微米濾芯過濾。在進行塗膠過程時，控制旋轉轉速在2500rpm，以使得塗膠厚度不超過1.5微米。第(4)步驟為前烘烤:在溫度為110度下通過對流烘箱對塗膠後的鑰箔進行前烘烤，所述前烘烤的時間為5分鐘。第(5)步驟為曝光:將前烘烤後的鑰箔片放在黑白底片下夾好，再放入高壓汞燈下進行紫外線曝光50秒曝光。第(6)步驟為顯影:將曝光後的鑰箔片放入負膠顯影劑中將鑰箔片中的圖像顯現出來；負膠顯影劑購自北京科華微電子材料有限公司，採用適用於KMP-BN系列產品顯影的顯影劑；其技術要求為:水分≤0.02%;主要金屬雜質(Fe.Na) ≤0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾。第(7)步驟為漂洗:使用負膠漂洗劑立即對顯影后的鑰箔片進行漂洗；該負膠漂洗劑購自北京科華微電子材料有限公司，採用適用於KMP-BN系列產品顯影后漂洗的漂洗劑；其技術要求為:水分≤0.05%;主要金屬雜質(Fe.Na)≤ 0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾。第(8)步驟為後烘烤:在溫度為180度下通過對流烘箱對漂洗後的鑰箔進行後烘烤，所述後烘烤的時間為3分鐘。第(9)步驟為刻蝕:在電流密度為15A/平方釐米和電壓為IOV下使用腐蝕液對後烘烤後的鑰箔進行注入刻蝕；其中，所述腐蝕液為濃硫酸為300ml,磷酸為350ml,水為200ml，腐蝕液溫度為30度；濃硫酸濃度不小於98%，磷酸濃度不小於85%。第(10)步驟為去膠:將刻蝕好的鑰箔片放入負膠去膜劑中去掉鑰箔片上的光刻膠，即呈現出白色鑰箔網，該負膠去膜劑購自北京化學試劑研究所，其型號為Q/H330211-1998，技術要求為:主要金屬雜質(Fe.Na)≤0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾；其中浸泡溫度為60度,浸泡時間為20分鐘。通過本發明的製作方法得到的電子顯微鏡鑰箔網的網孔是清晰的，孔壁極為光滑；並且耐高溫、無磁性、不易被汙染。實施例4選用厚度為0.03mm的鑰箔，按照如下步驟進行製作，得到圖4所示的外徑為
3.03mm,網孔孔數為300目，網孔形狀為條形的鑰箔網。第(I)步驟為繪圖:首先根據所需鑰網的要求手工繪圖，然後將手工繪圖草圖再轉入電腦進行準確繪圖，接著按1:1的比例列印出黑白底片；在底片上形成一張同實物鑰網相反的圖片，也叫正負片。第⑵步驟為鑰箔處理:將鑰箔的表面採用普通廚房油煙淨進行清洗、烘乾；該普通廚房油煙淨購自北京綠傘化學股份有限公司，其型號為Q/HDLSH008。第(3)步驟為塗膠:使用紫外負型光刻膠和負膠稀釋劑將烘乾後的鑰箔採用旋轉塗布法進行塗膠；該紫外負型光刻膠和負膠稀釋劑購自北京科華微電子材料有限公司，其中，紫外負型光刻膠的型號為KMP-BN303-60，其技術要求為:粘度為60.0±2.0mpa.s ;水分≤0.02% ;一次塗布膜厚為1.05 1.15 μ m ;解析度為2.5 μ m ;終極濾膜孔徑為0.02 μ m ;留膜率> 65% ;負膠稀釋劑採用適用於KMP-BN系列產品稀釋的負膠稀釋劑，其技術要求(主要指標)為:水分≤ 0.05%，主要金屬雜質(Fe-Na) ≤ lppm，產品經過0.2微米濾芯過濾。在進行塗膠過程時，控制旋轉轉速在1000 3500rpm，以使得塗膠厚度不超過1.5微米。第(4)步驟為前烘烤:在溫度為115度下通過對流烘箱對塗膠後的鑰箔進行前烘烤，所述前烘烤的時間為5分鐘。第(5)步驟為曝光:將前烘烤後的鑰箔片放在黑白底片下夾好，再放入高壓汞燈下進行紫外線曝光40秒曝光。第(6)步驟為顯影:將曝光後的鑰箔片放入負膠顯影劑中將鑰箔片中的圖像顯現出來；負膠顯影劑購自北京科華微電子材料有限公司，採用適用於KMP-BN系列產品顯影的顯影劑；其技術要求為:水分彡0.02%;主要金屬雜質(Fe.Na) ( 0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾。第(7)步驟為漂洗:使用負膠漂洗劑立即對顯影后的鑰箔片進行漂洗；該負膠漂洗劑購自北京科華微電子材料有限公司，採用適用於KMP-BN系列產品顯影后漂洗的漂洗劑；其技術要求為:水分彡0.05%;主要金屬雜質(Fe.Na) ( 0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾。第(8)步驟為後烘烤:在溫度為180度下通過對流烘箱對漂洗後的鑰箔進行後烘烤，所述後烘烤的時間為3分鐘。第(9)步驟為刻蝕:在電流密度為25A/平方釐米和電壓為15V下使用腐蝕液對後烘烤後的鑰箔進行注入刻蝕；其中，所述腐蝕液為濃硫酸為400ml,磷酸為400ml,水為300ml，腐蝕液溫度為50度；濃硫酸濃度不小於98%，磷酸濃度不小於85%。第(10)步驟為去膠:將刻蝕好的鑰箔片放入負膠去膜劑中去掉鑰箔片上的光刻膠，即呈現出白色鑰箔網 ，該負膠去膜劑購自北京化學試劑研究所，其型號為Q/H330211-1998，技術要求為:主要金屬雜質(Fe.Na)彡0.1ppm ;產品經過0.2微米濾芯過濾；其中浸泡溫度為80度,浸泡時間為10分鐘。通過本發明的製作方法得到的電子顯微鏡鑰箔網的網孔是清晰的，孔壁極為光滑；並且耐高溫、無磁性、不易被汙染。需要聲明的是，上述發明內容及具體實施方式
意在證明本發明所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本發明保護範圍的限定。本領域技術人員在本發明的精神和原理內，當可作各種修改、等同替換、或改進。本發明的保護範圍以所附權利要求書為準。
權利要求
1.一種用於透射顯微鏡和掃描顯微鏡的鑰箔網，其特徵在於，所述鑰箔網的厚度為0.0lmm 0.05mm,網孔的孔數為I目 600目。
2.如權利要求1所述的鑰箔網，其特徵在於，所述網孔形狀為方形、圓形、蜂窩形或條形。
3.如權利要求1所述的鑰箔網，其特徵在於，所述鑰箔網的外徑為3_ 3.05_。
4.一種如權利要求1 3任一所述鑰箔網的製作方法，其特徵在於，所述製作方法包括如下步驟: (1)繪圖:將鑰網製成圖紙進行拍照並得到黑白底片； (2)鑰箔處理:將鑰箔的表面採用普通去油劑進行清洗、烘乾； (3)塗膠:使用常規的紫外負型光刻膠和負膠稀釋劑將烘乾後的鑰箔採用旋轉塗布法進行塗膠；(4)前烘烤:在溫度為90 115度下通過對流烘箱對光刻膠後的鑰箔進行前烘烤； (5)曝光:採用高壓汞燈對前烘烤後的鑰箔進行紫外線曝光30 60秒； (6)顯影:使用常規的負膠顯影劑通過對曝光後的鑰箔進行顯影； (7)漂洗:使用常規的負膠漂洗劑立即對顯影后的鑰箔進行漂洗； (8)後烘烤:在溫度為150 180度下通過對流烘箱對漂洗後的鑰箔進行後烘烤； (9)刻蝕:在電流密度為I 25A/平方釐米和電壓為3 15V下使用腐蝕液對後烘烤後的鑰箔進行注入刻蝕；和 (10)去膠:使用負膠去膜劑對刻蝕後的鑰箔網進行去膠。
5.如權利要求4所述的製作方法，其特徵在於，所述前烘烤的時間為5 20分鐘，所述後烘烤的時間為3 10分鐘。
6.如權利要求4所述的製作方法，其特徵在於，在進行塗膠過程時，控制旋轉轉速在1000 4500rpm，以使塗膠厚度不超過1.5微米。
7.如權利要求4所述的製作方法，其特徵在於，所述腐蝕液為濃硫酸、磷酸和水。
8.如權利要求7所述的製作方法，其特徵在於，濃硫酸為200ml 450ml，磷酸為250ml 450ml，水為 150 350ml ；
9.如權利要求7或8所述的製作方法，其特徵在於，所述腐蝕液溫度為20 70度。
10.如權利要求4所述的製作方法，其特徵在於，所述負膠去膜劑的浸泡溫度為60 90度，浸泡時間為10 20分鐘。
全文摘要
本發明提供了一種用於透射顯微鏡和掃描顯微鏡的鉬箔網，所述鉬箔網的厚度為0.01mm～0.05mm，網孔的孔數為1目～600目。本發明製作該鉬箔網的方法包括繪圖、鉬箔處理、光刻膠、前烘烤、曝光、顯影、漂洗、後烘烤、刻蝕和去膠。通過本發明的製作方法得到的電子顯微鏡鉬箔網的網孔清晰、孔壁極為光滑。
文檔編號H01J37/20GK103137404SQ201110375138
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者張繼明, 田連建 申請人:北京新興百瑞技術有限公司