氟橡膠密封的刻蝕機理和使用特性

有4種基本的干法刻蝕機理：濺射、化學(xué)刻蝕、離子增強能量驅動(dòng)和離子增強抑制劑。濺射是純物理的，當正離子以高能量打擊樣品或襯底時(shí)，表面原子射出。一般說(shuō)來(lái)，濺射缺乏靈敏度，這是由于相對表面鍵合能和化學(xué)反應性需要大的能量；但是也可能是先于BaSO4填充劑磨蝕了全氟材料。用EDS觀(guān)察到相當大計數的Ba，考慮到Ba的原子序數比其它成分高，濺射可能起了作用。相反，Ba與聚合物鏈鍵合不是很強，所以期待Ba的優(yōu)先濺射。樣品位置和工藝條件是針對適宜深入了解刻蝕機理安排的。

化學(xué)刻蝕（有時(shí)特指純化學(xué)刻蝕）是受熱中性原子團與襯底反應產(chǎn)生揮發(fā)性產(chǎn)物。這一機理是非定向的，比濺射的選擇性多得多。實(shí)驗中產(chǎn)生的原子團含有F和O，這些原子團刻蝕全氟材料可能先于刻蝕金屬填充劑。圖2顯示的數據表明，接觸氟基化學(xué)物后減少重量損失，而氧保持相對不變，這就有可能調整全氟橡膠材料的組分，以更能抗等離子。

希望在實(shí)驗過(guò)程中能發(fā)生濺射和化學(xué)刻蝕的結合，即離子增強能量驅動(dòng)的刻蝕。當樣品置于遠離等離子體，同時(shí)考慮到與源和抽真空口有關(guān)的平均自由程和工作室中的內部氣流，觀(guān)察到刻蝕大大降低。此外，當調整工藝稍稍減少樣品對受熱原子團的接觸時(shí)間時(shí)，注意到刻蝕降低。觀(guān)察到刻蝕速率與全氟橡膠材料的選擇和化學(xué)氣體二者有很強的依賴(lài)性。已知將O2加入CF4通過(guò)CFx原子團的氧化可增加原子F的氣相密度。該物質(zhì)的氣相密度在實(shí)驗中還沒(méi)有充分確定。

結論

使一些全氟橡膠材料接觸半導體等離子工藝化學(xué)物，調整全氟聚合物、交聯(lián)、固化點(diǎn)單體和/或填充劑可提高對NF3、CF4和SF6的抗等離子性。樣品抗O2能力比抗F基化學(xué)物能力強。此外，接觸O2后提高的抗等離子性(重量損失減少)與F比較并不顯著(zhù)?；瘜W(xué)刻蝕和濺射二個(gè)機理似乎都在刻蝕或全氟橡膠O型環(huán)中起作用。一般說(shuō)來(lái)，材料選擇需要了解O型環(huán)附近的等離子體和工藝情況。