氟橡膠密封的刻蝕機(jī)理和使用特性

實(shí)驗(yàn)

每一刻蝕實(shí)驗(yàn)將6個(gè)樣品成“+”圖形置于臺(tái)板上。這是為了盡量減小從撞擊樣品位置相對(duì)于等離子的數(shù)據(jù)時(shí)滯。從接觸等離子前后的測(cè)量值計(jì)算出平均重量損失(圖2)。4個(gè)實(shí)驗(yàn)(NF3、O2、CF4或SF6等離子)中，測(cè)量了總計(jì)336個(gè)樣品的重量損失。每一測(cè)試的刻蝕時(shí)間為90分鐘。每一組實(shí)驗(yàn)的工藝參數(shù)保持不變(表1)。每組樣品(A-N)是各種材料(聚合物，填充劑等)的一個(gè)獨(dú)特組合。用光學(xué)顯微鏡、SEM和EDS對(duì)樣品特性作進(jìn)一步檢測(cè)。

結(jié)果和討論

圖2總結(jié)了重量損失結(jié)果。與NF3、CF4或SF6比較，全氟橡膠材料對(duì)O2等離子測(cè)試條件的抗蝕性更好。接觸O2中所有材料的重量損失＜5%。NF3刻蝕后觀察到14種材料重量損失的最大變化；樣品A是～15%，而樣品N是～1%。CF4和SF6二者與NF3趨勢(shì)相同，可是重量損失較小（～9%至～1%）。數(shù)據(jù)顯示，相對(duì)于CF4或SF6，接觸NF3發(fā)生的刻蝕更多，這很可能與F的產(chǎn)生和向全氟橡膠表面擴(kuò)散有關(guān)。

圖3是O2和NF3情況下樣品L和B的光學(xué)圖像。在接觸NF3后樣品L顯示出嚴(yán)重的裂縫。接觸NF3后表面變差或光學(xué)粗糙度增加似乎與重量損失數(shù)據(jù)是一致的。在接觸O2后，樣品L和B的表面形態(tài)看起來(lái)是類似的，不過(guò)在接觸NF3后的圖像顯示的反差較大。有意思的是，盡管樣品L的損傷看起來(lái)很?chē)?yán)重，但它的重量損失比接觸NF3后樣品B的重量損失少得多，分別為約4%對(duì)14%。這二種化學(xué)組分的一個(gè)差異是樣品L有金屬氧化物填充劑，而樣品B則沒(méi)有。

表面殘留物用SEM(圖4)和EDS(圖5)檢測(cè)。殘留物組成主要是BaSO4填充劑材料，這與此樣品的成分是符合的。這一數(shù)據(jù)表明，全氟橡膠刻蝕優(yōu)先于BaSO4填充劑。