Optical emission and mass spectroscopy of plasma processes in reactive DC pulsed magnetron sputtering

0338223 - FZÚ 2010 US eng A - Abstract
Novotný, Michal - Bulíř, Jiří - Pokorný, Petr - Bočan, Jiří - Fitl, Přemysl - Lančok, Ján - Musil, Jindřich
Optical emission and mass spectroscopy of plasma processes in reactive DC pulsed magnetron sputtering.
[Optická emisní a hmotová spektroskopie plazmatických procesů při reaktivním DC pulzním magnetronovém naprašování.]
E-MRS 2009 Spring Meeting. Warrendale, PA: MRS, 2009. s. 14. ISBN N.
[E-MRS 2009 Spring Meeting. 08.06.2009-12.06.2009, Strasbourg]
R&D Projects: GA ČR GP202/09/P324
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10100522
Keywords : reactive pulsed magnetron sputtering * optical emission spectroscopy * mass spectroscopy * alumina
Subject RIV: BH - Optics, Masers, Lasers

Time and spatial resolved optical emission spectroscopy (OES) and mass spectrometry were used to study plasma processes during pulsed DC magnetron sputtering of aluminium target in a reactive oxygen/argon atmosphere at different distances (up to 10 cm) from the target. Mass spectra were recorded at two radial positions: in centre and in front of a sputtered race-track. The partial pressure of oxygen was systematically changed keeping the total pressure constant (0.5 Pa). A whole target-poisoning cycle was analyzed with a special attention to unstable transition from dielectric to metallic mode. We stabilized the transition mode by the limitation of a target voltage. Our attention was focused to the appearance of positive O, O2, Al and AlO species and their corresponding ions. The transition from dielectric to metallic mode is followed by atomic oxygen ions decrease, while the aluminium species intensity increases in the spectra at the transition mode.

Časově a prostorově rozlišená optická emisní spektroskopie (OES) a hmotová spektrometrie byly použity pro studium procesů v plazmatu pulzního DC magnetronového naprašování. Hliníkový terč byl rozprašován v reaktivní kyslík/argonové atmosféře. Spektra byla snímána v různých vzdálenostech od terče a dvou radiálních pozicích. Parciální tlak plynů byl systematicky měněn při zachování konstantního totálního tlaku 0.5 Pa. Byl podrobně analyzován proces „otravy“ terče s důrazem na přechodový mód mezi dielektrickým a kovovým módem. Pro stabilizaci v přechodovém módu bylo využito limitace napětí na terči. Pozornost byla věnována sledování výskytu positivních O, O2, Al a AlO částic a jejich iontů. Přechod z dielektrického do kovového módu je provázen poklesem intenzity iontů atomického kyslíku, zatímco intenzita hliníkových částic rostla.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0182059