bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2025-23-6-24-30bsuir-4243Research ArticleСтатьиВлияние параметров очистки в высокоплотной плазме аргона на морфологию поверхности стеклянных подложек и характеристики эмиссионного спектраThe Influence of Cleaning Parameters in High-Density Argon Plasma on the Surface Morphology of Glass Substrates and the Characteristics of the Emission SpectrumЛогуновК. Т.LogunovK. T.

Логунов Константин Тимофеевич, асп. каф. микро- и наноэлектроники

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6

 Тел.: +375 17 293-22-63

Logunov Konstantin Timofeevich, Postgraduate at Micro- and Nanoelectronics Department, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

 Теl.: +375 17 293-22-63

k.logunov@bsuir.byБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2025251220252362430Copyright © Логунов К.Т., 20252025Логунов К.Т.Logunov K.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4243

Исследовано влияние параметров очистки в высокоплотной индуктивно-связанной плазме аргона на морфологию поверхности стеклянных подложек и характеристики ее оптического эмиссионного спектра. Очистка проводилась в диапазоне мощности высокочастотного источника от 100 до 2000 Вт длительностью до 150 с. Морфология поверхности анализировалась методом атомно-силовой микроскопии, а диагностика плазмы обеспечивалась методом оптической эмиссионной спектроскопии. Установлено, что параметры очистки при мощности разряда 300 Вт и длительности 60 с обеспечивают минимальную шероховатость и удаление загрязнений без повреждения поверхности. Спектральный анализ выявил рост интенсивности атомных линий аргона с увеличением мощности и расхода газа, что отражает рост плотности возбужденных частиц и температуры электронов. Полученные зависимости могут быть использованы для автоматизированного контроля и регулировки режимов плазменной очистки в технологических процессах.

The influence of cleaning parameters in high-density inductively coupled argon plasma on the surface morphology of glass substrates and the characteristics of their optical emission spectrum was studied. Cleaning was performed with RF source power ranging from 100 to 2000 W and durations of up to 150 s. Surface morphology was analyzed using atomic force microscopy, and plasma diagnostics were provided by optical emission spectroscopy. It was established that cleaning parameters at a discharge power of 300 W and duration of 60 s ensure minimal surface roughness and contaminant removal without surface damage. Spectral analysis revealed an increase in the intensity of argon atomic lines with increasing power and gas flow rate, reflecting an increase in excited particle density and electron temperature. The obtained dependencies can be used for automated monitoring and adjustment of plasma cleaning regimes in technological processes.

очистка поверхностивысокоплотная индуктивно-связанная плазмаморфология поверхностиатомно-силовая микроскопияоптическая эмиссионная спектроскопияsurface cleaninghigh-density inductively coupled plasmasurface morphologyatomic force microscopyoptical emission spectroscopyReferencesЛучкин, А. Г. Очистка поверхности подложек для нанесения покрытий вакуумно-плазменными методами / А. Г. Лучкин, Г. С. Лучкин // Вестник Казанского технологического университета. 2012. № 15. С. 208–210.Luchkin A. G., Luchkin G. S. (2012) Cleaning the Surface of Substrates for Coating Application Using Vacuum-Plasma Methods. Herald of Technological University. (15), 208–210 (in Russian).Stowers, I. F. Cleaning Optical Surfaces / I. F. Stowers, H. G. Patton // Optical Coatings: Applications and Uses II: Proceedings of the Technical Symposium “East”, 1978, Washington, DC, USA. https://doi.org/10.1117/12.956265.Stowers I. F., Patton H. G. (1978) Cleaning Optical Surfaces. Optical Coatings: Applications and Uses II, Proceedings of the Technical Symposium “East”Washington, DC, USA. https://doi.org/10.1117/12.956265.Plasma Cleaning Technology: Mechanisms, Influencing Factors, and Applications / J. Sun [et al.] // IEEE Access. 2025. Vol. 13. P. 37221–37242.Sun J., Yu Y., Tang J., Zeng Y., Chen. J. (2025) Plasma Cleaning Technology: Mechanisms, Influencing Factors, and Applications. IEEE Access. 13, 37221–37242.Rauschenbach, B. Ion Beam Deposition and Cleaning / B. Rauschenbach // Springer Series in Materials Science. 2022. Vol. 324.Rauschenbach B. (2022) Ion Beam Deposition and Cleaning. Springer Series in Materials Science. 324.Ultra-Precision Surface Finishing by Ion Beam and Plasma Jet Techniques – Status and Outlook / T. Arnold [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2010. Vol. 616, Iss. 2–3. P. 147–156.Arnold T., Bӧhm G., Fechner R., Meister J., Nickel A., Frost F., et al. (2010) Ultra-Precision Surface Finishing by Ion Beam and Plasma Jet Techniques – Status and Outlook. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 616 (2–3), 147–156.Investigation of the Argon Temperature Modes in ICP-Processing of Glass-Ceramics / I. Gafarov [et al.] // Physics of Plasmas. 2019. Vol. 26, Iss. 4. https://doi.org/10.1063/1.5083022.Gafarov I., Tovstopyat A., Galeev V., Golyaeva A., Golyaev Y., Kuznetsov E. (2019) Investigation of the Argon Temperature Modes in ICP-Processing of Glass-Ceramics. Physics of Plasmas. 26 (4). https:// doi.org/10.1063/1.5083022.Kramida, А. Atomic Spectra Database / A. Kramida, Yu. Ralchenko // NIST Standard Reference Database 78, Version 5.12. 2024.Kramida A., Ralchenko Yu. (2024) Atomic Spectra Database. NIST Standard Reference Database 78, Version 5.12.Ion Energy Distributions Driven by the Ultra-Low Frequency Electrical Asymmetry Effect in Biased Inductively Coupled Plasmas / D.-S. Zhang [et al.] // Physics of Plasmas. 2025. Vol. 32, Iss. 8. https://doi.org/10.1063/5.0258391.Zhang D.-S., Wen D.-Q., Zhao M.-L., Gao F., Zhang Y.-Y., Wang Y.-N. (2025) Ion Energy Distributions Driven by the Ultra-Low Frequency Electrical Asymmetry Effect in Biased Inductively Coupled Plasmas. Physics of Plasmas. 32 (8). https://doi.org/10.1063/5.0258391.Desorption Lifetimes and Activation Energies Influencing Gas-Surface Interactions and Multiphase Chemical Kinetics / D. A. Knopf [et al.] // Atmospheric Chemistry and Physics. 2024. Vol. 24, Iss. 6. P. 3445–3528. https://doi.org/10.5194/acp-24-3445-2024.Knopf D. A., Ammann M., Berkemeier T., Pӧschl U., Shiraiwa M. (2024) Desorption Lifetimes and Activation Energies Influencing Gas-Surface Interactions and Multiphase Chemical Kinetics. Atmospheric Chemistry and Physics. 24 (6), 3445–3528. https://doi.org/10.5194/acp-24-3445-2024.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.