Bachelor's Thesis

Design of aparature for RF plasma etching

Final Thesis 5.75 MB

Author of thesis: Ing. Stanislav Bárdy

Acad. year: 2013/2014

Supervisor: doc. Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with a design of an ICP (Inductively Coupled Plasma) apparatus. The theoretical part consists of a research of a plasmatic graphene surface cleaning. Next are described plasma generation methods and an RF circuit design. The experimental part deals with a construction of the ICP apparatus and the impedance matching box, an optical diagnostics of a plasma discharge and a measurement of PMMA etching parameters (etch rate, roughness) by a spectroscopic reflectometry and an atomic force microscopy.

Keywords:

inductively coupled plasma, graphene cleaning, PMMA etching, dry etching, impedance matching

Date of defence

25.06.2014

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

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)

Supervisor’s report
doc. Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Student se v rámci bakalářské práce aktivně podílel na realizaci návrhu komory s VF plazmatickým výbojem. V rámci bakalářské práce byla provedena rešeršní studie čištění grafenových vrstev užitím plazmatu. Byla realizována výbojová plazmatická komora spolu s vyrovnávací jednotkou pro stabilizaci plazmového výboje. VF plazma bylo testováno pro různé výkony a plyny. Dále byla měřena rychlost leptání a vliv výkonu na drsnost krycí PMMA vrstvy. Práce studenta byla intenzivní, samostatná a přesahovala rámec zadání.  Proto lze konstatovat, že student splnil všechny úkoly zadání, projevoval nadměrný zájem o danou problematiku a při práci si počínal snaživě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
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

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Tato práce pojednává o vývoji a konstrukci aparatury pro tvorbu studeného plazmatu. První část stručně popisuje plazma a různé způsoby tvorby plazmatu s důrazem na problematiku vysokofrekvenčních výkonových obvodů, která byla i prakticky využita při návrhu vyrovnávací jednotky. V další části jsou popsány základní vlastnosti grafenu a možnosti jeho čištění. V této části je uvedena zadaná rešeršní studie čištění grafenu pomocí plazmatického výboje. Třetí část detailně popisuje aparaturu pro indukčně vázané plazma a jsou zde uvedeny i studentem změřené emisní spektra pro různé plyny. V poslední části jsou výsledky měření parametrů leptání PMMA. V závěru je mimo jiné uvedeno, že student provedl konstrukci vyrovnávací jednotky, součástí práce však nejsou konstrukční výkresy. Text práce je srozumitelný a vyvážený z hlediska teoretické, konstrukční a experimentální části. Tato práce prokázala studentovu schopnost řešit danou problematiku a srozumitelně prezentovat dosažené výsledky.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry B
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
Topics for thesis defence:
  1. V emisním spektru plazmatu tvořeného vzduchem nejsou obsaženy charakteristické čáry kyslíku viditelné na obrázku 4.18, přestože kyslík tvoří přibližně 20 % objemu vzduchu. Máte pro to nějaké vysvětlení?
  2. Na str. 24 a 41 je použito spojení „relaxovanější ionty“. Komentujete prosím, co tím bylo myšleno
  3. Na straně 9 jsou pouze uvedeny výhody RF plazmatu oproti DC plazmatu. Uveďte nějaké nevýhody, pokud existují.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová