Bachelor's Thesis

Fabrication of micro- and nanostructures by different etching methods

Final Thesis 8.35 MB

Author of thesis: Ing. Jan Těšík

Acad. year: 2014/2015

Supervisor: Ing. Mgr. Tomáš Šamořil, Ph.D.

Reviewer: Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Abstract:

The selective etching is currently very widely used method for the preparation of micro- and nanostructures. This thesis deals with the principles of the etching methods, their applications and also the possibilities of dry and wet etching at the Institute of Physical Engineering. The experimental part is devoted to the preparation of the etching masks to ensure etching selectivity and to the preparation of pre-defined micro- and nanostructures. Important parameters were determined from the results, e.g. Si etch rate, selectivity of the masks etc. Further, the suitability of the used methods and etching masks were compared.

Keywords:

Etching, wet etching, dry etching, FIB, etching applications, electron beam litography, etching mask, resist, silicone, HSQ, KOH, TMAH

Date of defence

25.06.2015

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

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
Ing. Mgr. Tomáš Šamořil, Ph.D.

Práce se zabývá problematikou přípravy mikro- a nanostruktur pomocí rozdílných leptacích metod. První kapitola je tvořena rešeršní studií, ve které jsou popsány základní principy a aplikace suchého či mokrého leptání. Zároveň jsou zde uvedeny metody dostupné v laboratořích Ústavu fyzikálního inženýrství. Přípravě leptacích masek pomocí elektronové litografie je věnována pozornost v druhé kapitole. Následující kapitola je zaměřena na vlastní experimenty prováděné v zázemí ÚFI. Je zde popsána optimalizace přípravy dvou typů masek pomocí EBL a následně i samotného selektivního suchého, resp. mokrého leptání. V závěru jsou vyhodnoceny a porovnány vlastnosti použitých typů leptání a vliv jejich výběru na tvar výsledné struktury, úroveň podleptání masky, apod. Dosažené výsledky budou užitečné nejen pro studentovo navazující studium, ale i pro další studenty a spolupracovníky z Ústavu fyzikálního inženýrství. Vzhledem k pracovitosti studenta a jeho velmi zajímavým dosaženým výsledkům, navrhuji ohodnotit jeho práci stupněm A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
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 B

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Předložená bakalářská práce pana Jana Těšíka se zabývá přípravou mikro- a nanostruktur pomocí různých leptacích metod.
Práce je přehledně rozdělena do tří částí, které reflektují jednotlivé cíle zadání. První částí je rešeršní studie, kde autor přehledně klasifikuje a poté podrobněji popisuje jednotlivé leptací procesy. Obsah této části s poměrně velkým množství citací poukazuje na autorův dobrý přehled o studované problematice. V druhé kapitole je čtenář stručně seznámen s principy přípravy leptacích masek pomocí elektronové litografie. Vlastní výsledky v experimentální části jsou popsány poměrně dobře. Autor se při jejich získání musel seznámit s řadou nejrůznějších technik použitých při přípravě i následné analýze vzorků (elektronová a iontová litografie, iontové naprašování a leptání, chemické leptání, elektronová mikroskopie a mikroskopie atomárních sil). Velký počet testovaných leptacích postupů vypovídá o pracovitosti autora. Zde ovšem musím vytknout jistou nepřehlednost této části, kdy autor ukazuje řadu výsledků (6 stran na konci kapitoly) pouze ve formě snímků z elektronového mikroskopu s málo vypovídajícím popiskem pod obrázkem. Pro čtenáře je velmi obtížné sledovat, jaké experimenty byly provedeny a jaké závěry byly učiněny. Přesunutí části informací ze závěru přímo do kapitoly s experimenty by přehlednosti práce velmi pomohlo.
Po formální stránce je práce zpracována velmi pečlivě, jazyková úroveň je velmi dobrá a množství překlepů minimální.
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 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
Topics for thesis defence:
  1. V grafu 3.2 na straně 30 argumentujete, že výrazný skok v leptací rychlosti pro hodnotu urychlovací energie 120 eV je nejpravděpodobněji způsoben chybou měření. Chybové úsečky jsou ale stejné jako pro všechny další hodnoty urychlovacích energií. Jednalo se o systematickou chybu? Jakým způsobem byly určeny chybové úsečky?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová