Spectroscopic diagnostic complex based on the magnetron sputtering device with a digital method of the data mining

A diagnostic complex based on a magnetron sputtering device is proposed for studying a magnetron discharge plasma parameter by optical emission spectroscopy, using two spectroscopic systems: photographic and photoelectric. Software for digital processing of the obtained emission spectra is developed. The results obtained by the two spectroscopic systems are compared

Study of low-pressure discharge by optical emission spectroscopy

The axial distribution of excited argon and tungsten atoms in plasma of direct current magnetron discharge in crossed fields have been analyzed by optical emission spectroscopy. The influence of discharge parameters (discharge current I, buffer gas pressure pAr and zone of discharge glow Δl) and excited states energy E* of studied particles on the axial distribution Ar and W atoms have been observed. The assumption about the excitation processes in the magnetron plasma is given.Методом оптичної емісійної спектроскопії проаналізовано аксіальний розподіл збуджених атомів аргону і вольфраму в плазмі постійного магнетронного розряду в схрещених E×H-полях. Виявлено вплив параметрів розряду (струм розряду Id, тиск буферного газу pAr і область світіння розряду Δl) та енергії збуджених станів E* досліджуваних частинок на розподіл атомів Ar і W уздовж осі розряду. Зроблено припущення про процеси збудження в магнетронній плазмі.Методом оптической эмиссионной спектроскопии проанализировано аксиальное распределение возбуж- денных атомов аргона и вольфрама в плазме постоянного магнетронного разряда в скрещенных E×H-полях. Обнаружено влияние параметров разряда (ток разряда Id, давление буферного газа pAr и область свечения разряда Δl) и энергии возбужденных состояний E* исследуемых частиц на распределение атомов Ar и W вдоль оси разряда. Сделано предположение о процессах возбуждения в магнетронной плазме

Digital identification of the emission spectrum lines of magnetron discharge

To obtain the qualitative and quantitative characteristics of the discharge plasma spectrum in the Python programming language, a multifunctional interactive GUI-application OSA (Optical Spectrum Analyzed) was created. The application allows you to download a digital image of the optical spectrum, automatically determine the wavelength of the selected spectral line and do elements interpretation.Для отримання якісних і кількісних характеристик спектра плазми розряду на мові програмування Python створено багатофункціональний діалоговий GUI-додаток OSA (Optical Spectrum Analyzed). Додаток дозволяє завантажити цифрове зображення оптичного спектра, в автоматичному режимі визначити довжину хвилі обраної спектральної лінії і виконати елементну інтерпретацію.Для получения качественных и количественных характеристик спектра плазмы разряда на языке программирования Python создано многофункциональное диалоговое GUI-приложение OSA (Optical Spectrum Analyzed). Приложение позволяет загрузить цифровое изображение оптического спектра, в автоматическом режиме определить длину волны выбранной спектральной линии и выполнить элементную интерпретацию

Digital processing of optical emission spectra of magnetron sputtering plasma system

To solve the actual problem of the analysis of the sputtered particles radiation during coating deposition in a magnetron sputtering system, a digital technique was proposed for processing the emission spectra of the discharge plasma. A graphic OSA application has been created, which allows obtaining qualitative and quantitative characteristics of the magnetron discharge plasma. The obtained information about the distribution of excited particles along the direction parallel to the axis of the magnetron discharge permits one to control the mode of the discharge operation and, as a consequence, the properties of the deposited coatings.Для вирішення актуального завдання, пов'язаного з аналізом світіння розпилених частинок при нанесенні покриттів у магнетронно-розпилювальній системі, була запропонована цифрова методика обробки спектрів випромінювання плазми розряду. Створено графічний додаток OSA, що дозволяє отримати якісні та кількісні характеристики плазми магнетронного розряду. Отримана інформація про розподіл збуджених частинок вздовж напрямку, паралельного осі магнетронного розряду, дозволяє контролювати режим роботи розряду і, як наслідок, властивості нанесених покриттів.Для решения актуальной задачи, связанной c анализом свечения распыляемых частиц при нанесении покрытий в магнетронно-распылительной системе, была предложена цифровая методика обработки спектров излучения плазмы разряда. Создано графическое приложение OSA, позволяющее получить качественные и количественные характеристики плазмы магнетронного разряда. Полученная информация о распределении возбужденных частиц вдоль направления, параллельного оси магнетронного разряда, позволяет контролировать режим работы разряда и, как следствие, свойства наносимых покрытий

Mechanisms of formation of sputtered particles in excited states at Ar ion bombardment of oxide targets

Investigations of the main parameters of the ion photon emission during the Ar ions bombardment of the complex oxides MgO nAl2O3 were provided. Spectral composition of the emitted light, relative intensities of different lines, and dependences of lines intensity on the distance from the target surface give information on process of sputtering of the particles and their formation in different exited states. It was shown that under the bombardment with Ar ions the excited atoms of metal Al and Mg are formed as in the process of multiple collisions so under the development of linear cascades. Formation of the excited sputtered ions Mg takes place only during the process of multiple collisions. For deeply situated levels an essential contribution in formation of the excited states of sputtered particles gives mechanism of cascade populatio