bakalářská práce

Návrh automatizované aparatury určené pro inspekci křemíkových desek ovrstvených PMMA

Text práce 7.06 MB

Autor práce: Michal Drozd

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: Ing. Alexandr Knápek, Ph.D.

Oponent: Mgr. Dinara Sobola, Ph.D.

Abstrakt:

Při ovrstvování substrátu tenkou vrstvou polymerního rezistu dochází k defektům, které mohou poškodit celou, někdy i  několikadenní expozici pomocí svazku elektronů - elektronovou litografií. Kvalita nanesené vrstvy, která je potřebná k  následnému deponování, je velmi důležitá z hlediska následné funkčnosti vyráběné nanostrukutry.  Předběžnou kontrolu kvality naneseného resistu je možné dělat ručně pomocí světelného mikroskopu. V  rámci této bakalářské práce vznikl prototyp zařízení, které tyto defekty dokáže detekovat automaticky.

Přesněji jde o  rastrovací zařízení pojmenované WaferScan, umožňující skenovat křemíkovou podložku (wafer) optickou kamerou a analýzou obrazu v počítači zjistit polohu a  velikost defektů a  prachových částic v  rezistu naneseném na waferu. Celé zařízení se skládá ze dvou pohyblivých os x a y, které umožňují pohyb kamery, a příslušené elektroniky. Součástí je také software k  ovládání zařízení a zpracování obrazu.

Klíčová slova:

elektronová litografie, defekty v rezistu, kontrola kvality, zpracování obrazu

Termín obhajoby

16.7.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Po otázkách oponenta bylo dále diskutováno: Konstrukční řešení posuvů stolku. Student otázky zodpověděl.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Alexandr Knápek, Ph.D.

Bakalářská práce zpracovaná studentem Michalem Drozdem se zabývá vývojem zařízení a metodiky určené pro odhalování a lokalizování defektů v elektronovém rezistu (PMMA) na křemíkových deskách určených pro expozice v elektronovém litografu. Jedná se o unikátní zařízení, k jehož tvorbě student přistupoval s velice kreativním přístupem a pečlivostí jemu vlastní. Průběh prací student pravidelně konzultoval jak na úrovni metodické, tak na úrovni konstrukční, kdy si prakticky celé zařízení postavil a naprogramoval zcela samostatně. Do řešení student vnesl několik originálních prvků souvisejících jak s mechanickou částí aparatury tak se zpracováním obrazových dat, které byly publikovány ve formě článku v recenzovaném periodiku Jordan Journal of Physics přiloženého k práci. Samotná práce je logicky uspořádaná do čtyř kapitol, kde první kapitola pokrývá úvod do problematiky, kapitoly 2 a 3 pokrývají praktickou a teoretickou stránku řešení a čtvrtá kapitola předkládá závěry. Zvlášť je potřeba ocenit krom jiného fakt, že je celá práce psaná anglicky a nasázená v systému TeX, čímž se student prakticky vyhnul typografickým chybám a nekonzistentním odkazům na literaturu či obrázky. Do budoucna student hodlá zařízení zdokonalit pro rutinní užívání na Ústavu přístrojové  techniky AV ČR. Z výše uvedených důvodů doporučuji práci k obhajobě a navrhuji hodnocení A - 100 bodů.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Mgr. Dinara Sobola, Ph.D.

Student popsal důležitý aspekt problematiky analýzy tenké vrstvy elektronového rezistu, který se používá v elektronové litografii. Dále navrhl řešení diagnostiky této vrstvy a realizoval aparaturu, která metodiku implementuje na technické úrovni. Získaná data slouží pro přesné vymezení oblastí, na které není vhodné exponovat a od samého počátku tak snižují počet defektů na minimum. Podle obsahu prvních kapitol je zřejmé, že autor velmi dobře rozumí metodě elektronové litografie a v dalších kapitolách demonstruje schopnost vytvořit si vlastní náhled na hodnocení kvality vrstvy elektronového rezistu. Autor bakalářské práce také provedl výzkum základních typů defektů a popsal důvody jejich vzniku. V práci jsou přítomna i praktická doporučení, která jsou založená jak na teoretické analýze, tak i na experimentálních datech. Praktickým výstupem této práce je realizace technické části, funkční aparatury a softwaru pro automatickou detekci defektů na povrchu rezistu. Zvláštní pozornost je věnována algoritmu pro zpracování obrazů získaných skenováním povlakovaného křemíkového waferu CCD kamerou. Autor také naznačuje možnost budoucího vylepšení popsané technologie. Příloha obsahuje publikaci hlavních výsledků práce v časopise, který je uvedený v databázi Scopus. Práce neobsahuje vážné chyby, formální výhrady popsané níže nesnižují kvalitu práce.
Začátek věty spojkou (strana 8).
Chybějící odkazy na obrázky 2.5, 2.6 a 3.8 v textu.
Strana 24 „Sample figure“ by mělo být „Sample image“.
Strana 28 „Total number of defects“ by mělo být místo „The number of total defects“

Obsah je prezentován logicky a mezi sekcemi je jasná posloupnost i jejich návaznost. Doporučuji tuto práci k obhajobě a hodnotím ji jako výbornou.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A

Známka navržená oponentem: A