diplomová práce

Konstrukce odměřovacího systému pro systém reaktivního iontového leptání

Text práce 1.87 MB Příloha 1.21 MB

Autor práce: Ing. Tadeáš Maňka

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: Ing. Mojmír Šerý, Ph.D.

Oponent: Ing. Martin Antoš, Ph.D.

Abstrakt:

Cílem této diplomové práce je zkonstruovat funkční odměřovací systém pro systém reaktivního iontového leptání (RIE). V práci je použit předchozí návrh Michelsonova interferometru vyvinutého na Ústavu přístrojové techniky, v.v.i. (ÚPT). Teoretická část práce se věnuje problematice interferenčních metod pro přesné měření délek. V další části je popsán proces leptání pomocí RIE. V praktické části je navržena testovací sestava z dílů firmy Thorlabs. Na ní je odzkoušena funkčnost a přesnost měření je porovnána s profilometrem. Dalším krokem je optimalizace navržené sestavy. Byla vytvořena technická dokumentace a vyrobena  odměřovací aparatura na míru pro účely pracovníků ÚPT.

Klíčová slova:

interferometrie, Michelsonův interferometr, reaktivní iontové leptání, RIE, přesné měření délek, kinematický držák

Termín obhajoby

21.6.2016

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Přesná mechanika a optika (M-PMO)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)
prof. RNDr. Eduard Schmidt, CSc. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Mojmír Šerý, Ph.D.

Zadáni a cíl diplomové práce Bc. Tadeáše Maňky úzce souvisel s tématem grantu GAČR Centrum excelence pro klasické a kvantové interakce v nanosvětě řešeného na Ústavu přístrojové techniky (ÚPT) v jehož rámci využíváme speciální technologická zařízení např. systém pro reaktivní iontové leptání. Práce vedla k vylepšení vlastností zařízení a pozvedla ho na vyšší technologickou úroveň. V průběhu diplomové práce Bc. Tadeáš Maňka přistupoval k problematice řešení diplomové práce aktivně, problémy konzultoval, projevoval vlastní aktivitu. Oceňuji, že byl velmi rychle schopen si osvojit řadu nových zařízení a postupů, které mu byly neznámé. Jednalo se o obsluhu systému reaktivního iontového leptání, přípravu vzorků pro leptání, seznámení se s interferometrickými zařízeními a měřícími postupy používané na ÚPT. V rámci práce sestavil experimentální interferometrický systém z komerčně dostupných součástí fy. Thorlabs, součástí vyvinutých na ÚPT a ověřil jeho funkci měřením. Na základě získaných poznatků navrhl a zrealizoval na míru kompaktní interferometrický a zobrazovací systém pro systém reaktivního iontového leptání. Bohužel vzhledem k návratu diplomanta ze studijního pobytu 1. 3. 2016 nedošlo k pořádnému otestování vyvinutého a vyrobeného zařízení do data odevzdání diplomové práce. Z mé strany neshledávám v konstrukci sytému žádné nedostatky a sestava je funkční, což nemohlo být dostatečně reflektováno v již odevzdané diplomové práci. Diplomová práce je formálně rozdělena do 7 kapitol a závěru. K práci je přiložena kompletní výkresová dokumentace interferometrické jednotky na výborné grafické úrovni. Podle této výkresové dokumentace byly součásti vyrobeny v dílnách ÚPT. Z formální a grafické stránky je práce velmi dobrá, text je psán srozumitelně a účelně. Po úspěšném obhájení práce a složení přijímacích zkoušek do doktorského studia předpokládám, že Bc. Tadeáš Maňka vhodně rozšíří oddělení Optických mikromanipulačních technik na ÚPT AV ČR.
Závěrem lze konstatovat, že Bc. Tadeáš Maňka dosáhl stanovených cílů práce, doporučuji práci přijmout k obhajobě a hodnotím ji klasifikačním stupněm A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky 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
Ing. Martin Antoš, Ph.D.

Cílem práce je zkonstruovat funkční odměřovací a pozorovací systém pro monitorování procesu leptání struktur metodou reaktivního iontového leptání. V části 2, která je svoji strukturou velmi podobná citované práci [2], student popisuje principy a metody měření délek pomocí laserové interferometrie. K měření výšky odebraného materiálu byl využit Michelsonův interferometr v režimu homodynní detekce. Z komerčně dostupných součástí byl sestaven testovací interferometr a byly zkoumány  jeho vlastnosti při  měření hloubky leptu ve struktuře. S uvážením vlivů okolního prostředí na optomechanickou stabilitu měřicího systému bakalář přistoupil k realizaci stabilnější koncepce mechanického uložení optických prvků. Bylo prokázáno, že optimalizovaný kompaktní interferometr s náhledovým kamerovým systémem umožňuje kontrolovat proces výroby mikrostruktur insitu. Práce je poznamenaná řadou překlepů, formulačních nepřesností a faktických chyb. Například na obrázku 4.2. jsou špatně popsány stupně volnosti. Na str. 31 a 32 bakalář mylně uvádí, že navržené držáky umožňují rotaci kolem všech os (tj. x,y,z). Předložený koncept tříbodového kinematického uložení umožňuje rotaci kolem dvou os x,y a posun ve směru osy z.
I přes mnohé formální a věcné nedostatky předložené práce oceňuji praktickou využitelnost realizovaného měřicího systému. Konstatuji, že cíle práce byly splněny v plném rozsahu. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou velmi dobře / B.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C

Známka navržená oponentem: B