[发明专利]一种用于二维材料处理的找平装置

说明书

本发明公开了一种二维材料处理的找平装置，包括底座、第一旋转平台和用于固定目标基底的第二旋转平台；第一旋转平台可转动地设置在底座上，第二旋转平台可转动地设置在第一旋转平台上，第一旋转平台的转动轴心与第二旋转平台的转动轴心垂直，且第一旋转平台的转动轴心和第二旋转平台的转动轴心分别与底板所在平面平行。上述二维材料处理的找平装置在实际使用过程中，通过第一旋转平台和第二旋转平台在不均匀受力条件下的自主旋转实现能够自找平及完整平贴，自找平方式可靠高效，能够大大提升二维材料对准和转移的效率，并且在二维材料的定点转移和后续光刻工艺过程中，样品与衬底的平面贴合的平整度得到了有效的保证。

技术领域

本发明涉及材料加工制作技术领域，尤其涉及一种二维材料处理的找平装置。

背景技术

随着石墨烯及其特殊的物理、化学性质被发现，如极高的电子迁移率、热导性和机械强度等，包括石墨烯及其他类石墨烯二维材料(如过渡金属硫族化合物，黑磷和六方氮化硼等)引起了科技工作者和产业界的广泛关注。它们在新型半导体器件如二维场效应晶体管，能源领域如储能、催化，光子学技术如太赫兹的产生和探测，磁学和热学等日常生活到国防军工各各方面都有着巨大的潜在应用价值。

通常二维材料有以下四种方法：一、机械剥离方法，即用胶带或静电膜从块体材料上粘下来不同尺寸、不同层数的片状二维材料，一般缺陷比较少；二、化学气相沉积方法(CVD)，如用Cu做衬底生长石墨烯，Si/SiO₂作衬底生长MoS₂；三、分子束外延方法(MBE),如生长拓扑绝缘体Bi₂Se₃等；四、水热或溶剂热等化学溶液方法。将生长的二维材料进行物性测试和器件制作的过程中，都需要进行二维材料的定点转移。目前主要的方法有旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)后化学腐蚀、静电膜辅助和热释放膜辅助等方法来完成二维材料的转移。

转移和后续光刻等制备过程中，必须会经历一个样品与衬底(基片)的对准平贴问题。目前有两种办法来解决这个问题：一、借助光学显微镜和肉眼观察，利用机械旋钮调整样品或衬底的前后、左右俯仰，使硬性样品(二维材料及其支撑)与衬底平面平行贴合；二、利用弹性支撑体，使其对衬底的平整度和水平度有一定的容忍性。上述第一种方法原始、效率低，且严重依赖于操作者的经验水平，重复性差；上述第二种方法，有一定的适用性，但对于样品面与衬底面有较大夹角的情况下不能适用，且对于光刻对准等大面积、硬接触要求时也不能适用。专利(CN105800548A)公开了一种用于定点转移单层二维材料的装置，其特征是利用具有中间长方形通孔的弧面玻璃替代传统的平面玻璃，能够在不使用缓冲物的情况下使聚合物层薄膜平整且有效的接触单层二维材料。这种方法对于极其微小的二维材料晶粒比较有效，但是对于较大面积，或者大范围内含有大量二维材料晶粒的转移过程，就无能为力了。另外，该专利报导的方法，也不能适用于二维材料的对准光刻工艺过程。因此，目前在二维材料的定点转移和后续光刻工艺过程中，普遍存在样品与衬底的平面贴合的平整度不易保证的问题。

综上所述，如何解决在二维材料的定点转移和后续光刻工艺过程中，样品与衬底的平面贴合的平整度不易保证的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种二维材料处理的找平装置，以解决在二维材料的定点转移和后续光刻工艺过程中，样品与衬底的平面贴合的平整度不易保证的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种二维材料处理的找平装置，包括底座、第一旋转平台和用于固定目标基底的第二旋转平台；

所述第一旋转平台可转动地设置在所述底座上，所述第二旋转平台可转动地设置在所述第一旋转平台上，所述第一旋转平台的转动轴心与所述第二旋转平台的转动轴心垂直，且所述第一旋转平台的转动轴心和所述第二旋转平台的转动轴心分别与所述底座所在平面平行。

优选地，所述底座上设置有两个平行布置的立板，所述第一旋转平台可转动地设置于两个所述立板之间。