氟橡胶密封的刻蚀机理和使用特性

实验

每一刻蚀实验将6个样品成“+”图形置于台板上。这是为了尽量减小从撞击样品位置相对于等离子的数据时滞。从接触等离子前后的测量值计算出平均重量损失(图2)。4个实验(NF3、O2、CF4或SF6等离子)中，测量了总计336个样品的重量损失。每一测试的刻蚀时间为90分钟。每一组实验的工艺参数保持不变(表1)。每组样品(A-N)是各种材料(聚合物，填充剂等)的一个独特组合。用光学显微镜、SEM和EDS对样品特性作进一步检测。

结果和讨论

图2总结了重量损失结果。与NF3、CF4或SF6比较，全氟橡胶材料对O2等离子测试条件的抗蚀性更好。接触O2中所有材料的重量损失＜5%。NF3刻蚀后观察到14种材料重量损失的最大变化；样品A是～15%，而样品N是～1%。CF4和SF6二者与NF3趋势相同，可是重量损失较小（～9%至～1%）。数据显示，相对于CF4或SF6，接触NF3发生的刻蚀更多，这很可能与F的产生和向全氟橡胶表面扩散有关。

图3是O2和NF3情况下样品L和B的光学图像。在接触NF3后样品L显示出严重的裂缝。接触NF3后表面变差或光学粗糙度增加似乎与重量损失数据是一致的。在接触O2后，样品L和B的表面形态看起来是类似的，不过在接触NF3后的图像显示的反差较大。有意思的是，尽管样品L的损伤看起来很严重，但它的重量损失比接触NF3后样品B的重量损失少得多，分别为约4%对14%。这二种化学组分的一个差异是样品L有金属氧化物填充剂，而样品B则没有。

表面残留物用SEM(图4)和EDS(图5)检测。残留物组成主要是BaSO4填充剂材料，这与此样品的成分是符合的。这一数据表明，全氟橡胶刻蚀优先于BaSO4填充剂。