有机玻璃活性粒子浓度分析
有机玻璃刻蚀速率开始随气压升高而增大,但是超过3.99Pa后,增大趋势渐缓,当气压高过6.65Pa时,刻蚀速率则下降。自偏压随气压升高而连续降低。反应离子刻蚀是一个复杂的过程,包括物理溅射和化学刻蚀两方面,自偏压的大小间接反映了物理溅射作用的强弱。反应离子刻蚀有机玻璃是以化学刻蚀为主,同时离子碰撞作用也很重要。离子促进的刻蚀反应速率,它取决于离子能量分布和离子角度分布,属各向异性刻蚀。
离子能量分布又取决于电压和工作气压。工作气压低时,等离子体浓度低,化学刻蚀作用小;同时气体分子平均自由程增大,相互间的碰撞几率减少,离子能量升高,对PMMA的物理溅射作用加强。p=1.33Pa时,刻蚀速率较慢,说明此时氧活性粒子浓度低,化学刻蚀作用小;工作气压升高时,活性粒子浓度增大,化学刻蚀加强,同时离子能量减小,物理溅射作用减弱。p=1.33Pa升至6.65Pa时,总的刻蚀速率增加,表明此时刻蚀速率受氧浓度的控制。
当气压继续升高时(超过6.65Pa),电子密度继续降低,自偏压降低,使离子能量继续减小,物理溅射对化学刻蚀的促进作用不明显,刻蚀速率又降低,说明此时刻蚀速率受表面离子流控制。p为3.99Pa时,图形侧壁陡直,p增到5.32Pa时,侧壁被钻蚀。图形底部都较粗糙,有草状残留物,这可能是因为商品有机玻璃本身结构的不均匀导致刻蚀速率的不均匀而引起的。