[发明专利]金属纳米结构及其离子束刻蚀加工方法

权利要求书

1.一种使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法，其特征在于，包括：

S1，将待加工样品置于离子束刻蚀设备中，所述待加工样品自下而上依次包括衬底、金属膜层和光刻胶纳米图形层，所述光刻胶纳米图形层暴露出所述金属膜层的刻蚀区；

S2，使用离子束刻蚀所述金属膜层的刻蚀区，所述刻蚀的时间为第一时长t₁；

S3，间歇所述离子束刻蚀，所述间歇的时间为第二时长t₂；

S4，重复所述S2～S3，直至刻蚀深度达到目标厚度；

S5，去除所述光刻胶纳米图形层，得到目标金属纳米结构。

2.根据权利要求1所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法，其特征在于，所述S1还包括制备所述待加工样品，包括：

S11，清洗所述衬底；

S12，在所述衬底表面沉积一层金属得到所述金属膜层；

S13，在所述金属膜层上涂覆光刻胶，曝光、显影得到所述光刻胶纳米图形层。

3.根据权利要求2所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法，其特征在于，所述S12之前还包括：

在所述衬底表面沉积增粘层，以提高所述衬底与所述金属膜层之间的粘附性。

4.根据权利要求2所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法，其特征在于，所述S11中的衬底包括石英、硅片、蓝宝石中的一种；

所述S12中的金属包括铬、金和银中的一种；

所述S13中的光刻胶包括正性光刻胶或负性光刻胶。

5.根据权利要求1所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法，其特征在于，所述S2中第一时长t₁的范围为5s≤t₁≤250s；所述S3中第二时长t₂的范围为5s≤t₂≤250s；且t₂≥t₁。

6.根据权利要求1所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法，其特征在于，所述S4中重复所述S2～S3的次数大于3。

7.根据权利要求1所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法，其特征在于，所述S5中去除所述光刻胶纳米图形层包括：

S51，利用氧等离子体去除所述光刻胶纳米图形层；

S52，湿法清洗所述待加工样品，得到目标金属纳米结构。

8.根据权利要求1所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法，其特征在于，所述S5中得到的目标金属纳米结构包括金属纳米圆孔、金属纳米方孔、金属纳米槽、金属纳米缝隙和金属纳米点阵中的一种；

所述金属纳米结构的特征尺寸范围为5nm～100nm。

9.一种金属纳米结构，其特征在于，所述金属纳米结构为根据权利要求1～8中任意一项所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法加工得到。

10.一种根据权利要求1～8中任意一项所述的使用离子束刻蚀加工金属纳米结构的方法在紫外光刻铬掩模版加工、金属等离子纳米结构加工、金属纳米天线加工、超表面加工中的应用。