Salle Blanche
Hinein
Was auf den ersten Blick anmutet wie eine Mischung aus Schlachthaus und Raumstation, entpuppt sich als etwas ganz anderes.
Es ist Freitag und ich besuche für einen zweitägigen Praktikumsversuch den Reinraum des Minatec CIME.
Vor mir liegen 16 Stunden Arbeit in einem Reinraum der Klasse 100 (entspricht maximal 100 0,5 µm großen Staubteilchen pro "Kubikfuß", das sind etwa 3,5 Partikel pro Liter Luft). Ein Traum also für Ausstauballergiker.
Auf der anderen Seite: So recht gemütlich ist das, was wir anziehen müssen, um den Raum so sauber zu halten, nicht gerade gemütliche Wochenendkleidung. Beim Eintreten tritt man auf Klebematten, die den groben Staub entfernen. Dann werden Plastiksäckchen über die Schuhe gezogen.
Nun darf man über einen Mauersims steigen und sich weiter anziehen. Zunächst Latex-Handschuhe, ein Haarnetz und Mundschutz. Dann kommt der Ganzkörperanzug. Schließlich zieht man Überschuhe an, setzt die Kaputze des Anzuges auf, knöpft ihn bis zum Kinn zu und zieht seine Schutzbrille auf.
So angezogen verliert man weder Hautschuppen noch hinterlässt man Fingerabdrücke. So kommt es, dass auf den Glastüren, den Edelstahltischen und -ablagen und sämtlichen Apparaturen nicht ein einziger Fettfleck zu sehen ist. Hinter den Maschinen: Kein Staub. Man könnte vom Boden essen, wenn es erlaubt wäre, Essen mit in den Raum zu bringen. Reinigung
Aus noch einem ganz anderen Grund ist Essen nicht erlaubt: Die Chemikalien, mit denen gearbeitet wird, sind alles andere als magenfreundlich. 5%-ige Fluorwasserstoff-Säure, Schwefelwasserstoff und Wasserstoffperoxid sind nur drei der Chemikalien, von denen man lieber die Finger lässt. Aber man braucht sie: Wie sonst bekommt man eine perfekt saubere Silizium-Oberfläche, wenn nicht durch Reinigung mit HF, SO4-H2O2 und wieder HF? ;)
Wie ein Schlachter zieht sich an, wer mit diesen Wässerchen hantiert. HF ist eine extrem fluide Flüssigkeit. Anders als Wasser bildet sie fast keine Tropfen auf Oberflächen. Schwefelwasserstoff-Lösung hingegen ist geradezu Ölig. Interessant, sehen sie doch gleich aus (durchsichtig) und erinnern im wesentlichen an Wasser. Das aber kommt hochgereinigt, fast ionenfrei aus dem Hahn oder in das "Wasch"-Becken, das mit einem Widerstandsmesser ausgerüstet ist, um festzustellen, wann der vom Waschwasser umflossene Gegenstand wirklich sauber ist.
Chips aus Waffeln?
Wozu also das ganze? Wer sich schonmal gefragt hat, woraus eigentlich Chips hergestellt werden: Aus Waffeln. Die Waffeln (engl. wafer) werden gereinigt, mit unterschiedlichen Materialien beschichtet, dann mit Fotolack überzogen, belichtet und anschließend geätzt oder mit Plasma behandelt.
So wird auf eine Scheibe aus Silizium (5cm also eigentlich 2 Zoll Durchmesser, 0,3 mm Dicke) in mehreren Schichten integrierte Elektronik aufgebracht. Dutzendfach pro Wafer und somit auf einer Fläche, die kleiner ist als ein kleiner Fingernagel. In unserem Fall nur etwa 30 Transistoren, zwei Kondensatoren, ein Schwingkreis, zwei Messstrecken und jede Menge Kontrollmarkierungen.
Und was haben sie noch mit Chips und Waffeln gemeinsam? Sie werden gebacken. Gebacken, damit sie eine Oxidschicht ansetzen. Man lässt sie sozusagen kontrolliert rosten, denn während Silizium ein Halbleiter ist (d.h. er leitet Strom, aber nicht so gut wie Metalle), ist Siliziumoxid (SiO2) einer der besten Isolatoren überhaupt.
Die Mittagspause und die Luftwaschmaschine
Und dann nach Reinigung und erster Oxidschicht war es endlich so weit: Mittagspause, bouffer! ;) Doch vorher gab es noch eine Führung über, unter und um den Reinraum. Die 300m2 Reinraum werden für etwa 1000 €/m2 im Monat am Laufen gehalten.
Unter dem Reinraum liegt die Wasseraufbereitungsanlage. Viele Tanks, Röhren und Kompressoren. Hier wird das Wasser von den vielen Chemikalien getrennt, die im Abluss landen. Eine Schande, dass ich meinen Fotoapparat im Reinraum gelassen hatte.
Im zweiten Stock dann ein enttäuschender Anblick: Ein leerer Raum ohne Boden mit Doppel-T-Trägern, Lüftungsschächten und seltsamen Stangen, an denen die Decke darunter zu hängen scheint.
Und tatsächlich: Der Reinraum hängt in der Luft. An der Decke aufgehängt an Federelementen, um Schwingungen und Vibrationen von Straßenbahn und -verkehr draußen zu halten. Warum? Nun, die Schichten auf den Wafern sind nur einige 1000 Atomlagen dick. Ein Schritt eines Menschen neben dem Messgerät erzeugt ein Signal, das etwa 100 Atomschichten entspricht. Tja.
Und dann weiter in den dritten Stock. Hier wird die Luft aufbereitet. Vom Dach angesaugt, wird sie zunächst durch Filter geschickt. Ganz ähnlich wie Staubsaugerfilter werden auch diese regelmäßig gewechselt: Etwa einmal im Monat.
Und dann der Riesenbrüller: Eine Luftwaschmaschine. Die gefilterte Luft wird -- mit Wasser -- gewaschen und anschließend getrocknet. In einem Lufttrockner... Naja, seltsame Sachen passieren am Parvis Louis Néel in Grenoble...
16 Stunden staubfrei
Nach insgesamt 16 staubfreien Stunden an zwei Freitagen beginne ich, staubige Ecken zu schätzen. Irgendwie hat die Staubschicht auf der Stereoanlage etwas ästhetisches...
Das war definitiv ein Erlebnis, das einmalig war. Es gibt sehr wenige Reinräume in Europa, die ausschließlich für die Ausbildung genutzt werden. In Frankreich gibt es nur in Toulouse noch einen. Und in Darmstadt gab es für mich definitiv keinen zu sehen.
So waren am letzten Tag auch Lyoner Studenten mit dabei. Und es kommen Studenten aus allen möglichen Unis aus ganz Ostfrankreich: Lyon, Strasbourg, Marseille.
Was auf den ersten Blick anmutet wie eine Mischung aus Schlachthaus und Raumstation, entpuppt sich als etwas ganz anderes.
Es ist Freitag und ich besuche für einen zweitägigen Praktikumsversuch den Reinraum des Minatec CIME.
Vor mir liegen 16 Stunden Arbeit in einem Reinraum der Klasse 100 (entspricht maximal 100 0,5 µm großen Staubteilchen pro "Kubikfuß", das sind etwa 3,5 Partikel pro Liter Luft). Ein Traum also für Ausstauballergiker.
Auf der anderen Seite: So recht gemütlich ist das, was wir anziehen müssen, um den Raum so sauber zu halten, nicht gerade gemütliche Wochenendkleidung. Beim Eintreten tritt man auf Klebematten, die den groben Staub entfernen. Dann werden Plastiksäckchen über die Schuhe gezogen.
Nun darf man über einen Mauersims steigen und sich weiter anziehen. Zunächst Latex-Handschuhe, ein Haarnetz und Mundschutz. Dann kommt der Ganzkörperanzug. Schließlich zieht man Überschuhe an, setzt die Kaputze des Anzuges auf, knöpft ihn bis zum Kinn zu und zieht seine Schutzbrille auf.
So angezogen verliert man weder Hautschuppen noch hinterlässt man Fingerabdrücke. So kommt es, dass auf den Glastüren, den Edelstahltischen und -ablagen und sämtlichen Apparaturen nicht ein einziger Fettfleck zu sehen ist. Hinter den Maschinen: Kein Staub. Man könnte vom Boden essen, wenn es erlaubt wäre, Essen mit in den Raum zu bringen. Reinigung
Aus noch einem ganz anderen Grund ist Essen nicht erlaubt: Die Chemikalien, mit denen gearbeitet wird, sind alles andere als magenfreundlich. 5%-ige Fluorwasserstoff-Säure, Schwefelwasserstoff und Wasserstoffperoxid sind nur drei der Chemikalien, von denen man lieber die Finger lässt. Aber man braucht sie: Wie sonst bekommt man eine perfekt saubere Silizium-Oberfläche, wenn nicht durch Reinigung mit HF, SO4-H2O2 und wieder HF? ;)
Wie ein Schlachter zieht sich an, wer mit diesen Wässerchen hantiert. HF ist eine extrem fluide Flüssigkeit. Anders als Wasser bildet sie fast keine Tropfen auf Oberflächen. Schwefelwasserstoff-Lösung hingegen ist geradezu Ölig. Interessant, sehen sie doch gleich aus (durchsichtig) und erinnern im wesentlichen an Wasser. Das aber kommt hochgereinigt, fast ionenfrei aus dem Hahn oder in das "Wasch"-Becken, das mit einem Widerstandsmesser ausgerüstet ist, um festzustellen, wann der vom Waschwasser umflossene Gegenstand wirklich sauber ist.
Chips aus Waffeln?
Wozu also das ganze? Wer sich schonmal gefragt hat, woraus eigentlich Chips hergestellt werden: Aus Waffeln. Die Waffeln (engl. wafer) werden gereinigt, mit unterschiedlichen Materialien beschichtet, dann mit Fotolack überzogen, belichtet und anschließend geätzt oder mit Plasma behandelt.
So wird auf eine Scheibe aus Silizium (5cm also eigentlich 2 Zoll Durchmesser, 0,3 mm Dicke) in mehreren Schichten integrierte Elektronik aufgebracht. Dutzendfach pro Wafer und somit auf einer Fläche, die kleiner ist als ein kleiner Fingernagel. In unserem Fall nur etwa 30 Transistoren, zwei Kondensatoren, ein Schwingkreis, zwei Messstrecken und jede Menge Kontrollmarkierungen.
Und was haben sie noch mit Chips und Waffeln gemeinsam? Sie werden gebacken. Gebacken, damit sie eine Oxidschicht ansetzen. Man lässt sie sozusagen kontrolliert rosten, denn während Silizium ein Halbleiter ist (d.h. er leitet Strom, aber nicht so gut wie Metalle), ist Siliziumoxid (SiO2) einer der besten Isolatoren überhaupt.
Die Mittagspause und die Luftwaschmaschine
Und dann nach Reinigung und erster Oxidschicht war es endlich so weit: Mittagspause, bouffer! ;) Doch vorher gab es noch eine Führung über, unter und um den Reinraum. Die 300m2 Reinraum werden für etwa 1000 €/m2 im Monat am Laufen gehalten.
Unter dem Reinraum liegt die Wasseraufbereitungsanlage. Viele Tanks, Röhren und Kompressoren. Hier wird das Wasser von den vielen Chemikalien getrennt, die im Abluss landen. Eine Schande, dass ich meinen Fotoapparat im Reinraum gelassen hatte.
Im zweiten Stock dann ein enttäuschender Anblick: Ein leerer Raum ohne Boden mit Doppel-T-Trägern, Lüftungsschächten und seltsamen Stangen, an denen die Decke darunter zu hängen scheint.
Und tatsächlich: Der Reinraum hängt in der Luft. An der Decke aufgehängt an Federelementen, um Schwingungen und Vibrationen von Straßenbahn und -verkehr draußen zu halten. Warum? Nun, die Schichten auf den Wafern sind nur einige 1000 Atomlagen dick. Ein Schritt eines Menschen neben dem Messgerät erzeugt ein Signal, das etwa 100 Atomschichten entspricht. Tja.
Und dann weiter in den dritten Stock. Hier wird die Luft aufbereitet. Vom Dach angesaugt, wird sie zunächst durch Filter geschickt. Ganz ähnlich wie Staubsaugerfilter werden auch diese regelmäßig gewechselt: Etwa einmal im Monat.
Und dann der Riesenbrüller: Eine Luftwaschmaschine. Die gefilterte Luft wird -- mit Wasser -- gewaschen und anschließend getrocknet. In einem Lufttrockner... Naja, seltsame Sachen passieren am Parvis Louis Néel in Grenoble...
16 Stunden staubfrei
Nach insgesamt 16 staubfreien Stunden an zwei Freitagen beginne ich, staubige Ecken zu schätzen. Irgendwie hat die Staubschicht auf der Stereoanlage etwas ästhetisches...
Das war definitiv ein Erlebnis, das einmalig war. Es gibt sehr wenige Reinräume in Europa, die ausschließlich für die Ausbildung genutzt werden. In Frankreich gibt es nur in Toulouse noch einen. Und in Darmstadt gab es für mich definitiv keinen zu sehen.
So waren am letzten Tag auch Lyoner Studenten mit dabei. Und es kommen Studenten aus allen möglichen Unis aus ganz Ostfrankreich: Lyon, Strasbourg, Marseille.
Du meine Güte ist 7:44 Uhr an einem Sonntag früh. Und das beste: Das ist nicht die Zeit, zu der ich am Bansteig sein muss, sondern nur die, die auf der Fahrkarte steht. Beim Blick auf die Anzeigetafel im Bahnhof fällt nämlich auf: Der Zug ist schon für 7:
Tracked: Mar 28, 19:20