Praktikum – weiße Anzüge und Mikrotechnologie

Schon mal was von Wafern gehört – Nein?! Ich vor der letzten Woche auch nicht. Dann habe ich mein Praktikum beim Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie (ISIT) gemacht und eine Menge gelernt!

Was ist das Fraunhofer Institut überhaupt?

Überall in Deutschland gibt es verschiedene Institute der Fraunhofer-Gesellschaft, die angewandte Forschung um ein Schwerpunktthema betreiben. In Itzehoe beschäftigen sich 160 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen mit der Entwicklung und Produktion von Batteriezellen, Bauelementen in der Leistungselektronik und von mikroelektrischen mechanischen Systemen. Das sind zum Beispiel Mikrolinsen oder Bewegungsensoren, die man unter anderem in einer Wii finden kann. Dazu braucht man sogenannte Wafer. Das sind runde, dünne Platten, auf denen sich viele Mikrochips nebeneinander befinden.

Der Grundbaustein davon ist meistens reines Silizium, ein sogenannter Halbleiter. Solche Materialien haben die Eigenschaften, dass sie, je nach Umstand, elektrischen Strom leiten oder nicht. Je nach Anwendung wird der Wafer dann verarbeitet.

Was ist das besondere am ISIT?

Um solche Mikrochips aus Wafern herstellen zu können, muss es unglaublich sauber sein. Normalerweise befinden sich in einem Quadratmeter Luft ca. 1 Millionen Partikel. Da die Strukturen auf den Wafern aber teilweise nur Nanometer oder Mikrometer groß sind, würden sie durch die Partikel in der Luft kaputt gehen. Deswegen gibt es sogenannte Reinräume. Durch ein bestimmtes Lüftungssystem und Anzüge für die Mitarbeiter befinden sich in einem Quadratmeter nur noch 1-100 Partikel. So wird sichergestellt, dass die Produktion der Wafern einwandfrei funktioniert. Denn gerade wenn es um Bauelemente in der Medizintechnik geht, darf es keine Fehler geben.

Meine Erfahrungen

Ich und noch zwei andere Praktikanten haben während unserer Zeit dort an einem Tag immer zwei Entwicklungsschritte angucken dürfen. Dabei durften wir sogar in den Reinraum. Beim ersten Mal hat es ziemlich lange gedauert, bis man den Reinraumanzug mit Mundschutz, Haube, Schuhen und Handschuhen angezogen hatte. Aber von Tag zu Tag ging es immer schneller. Nachdem man durch eine Luftdusche hindurch gegangen ist, hat man sich erst einmal wie in einer Alien-Apocalype gefühlt. Überall laufen Menschen mit weißen Anzügen herum und tragen Boxen von einem zum anderen Ort. Aber irgendwann hat man sich daran gewöhnt.

Wenn man erstmal die Silizium-Platte hat, wird diese meistens zuerst beschichtet. Deswegen waren wir in der Galvanik. So nennt man ein Verfahren, mit dem man ganz dünne Schichten auf ein Material auftragen kann. Danach müssen bestimmte Strukturen aufgebracht, beziehungsweise wieder weggenommen werden. Darum ging es für uns weiter in der Lithografie. Dort werden Lacke auf die Wafer aufgetragen, aber an bestimmten Stellen Freiräume gelassen. Dadurch können im nächsten Schritt durch Trocken- oder Nassätzung Formen auf den Wafer gebracht werden. Um den Wafer fertigzustellen, muss er noch auf die gewünschte Dicke abgeschliffen und schließlich poliert werden. Abschließend werden die einzelnen Chips dann aus dem Wafer herausgeschnitten und auf eine Platine aufgebracht.

Zwischendurch ist es immer wichtig, Messungen von Gewicht, Dicke oder Reinheit zu machen, da im ISIT immer neue Waferstrukturen entwickelt werden und geschaut werden muss, was funktioniert. Außerdem möchten auch die Industriekunden wissen, wie gut zum Beispiel die Kapazität oder der Widerstand eines Bauelements ist.

Meine Aufgaben

Meistens durften wir nur bei den Prozessen zuschauen, da wir natürlich nicht genug Erfahrungen haben, um die Wafer zu bearbeiten. So muss die Arbeit Mikrometer genau sein und je nach Materialien können ein paar Wafer auch mal ein Kleinwagen Wert sein. Allerdings gibt es immer wieder Testwafer, mit denen zum Beispiel geprüft wird, ob die Maschinen noch richtig funktionieren. Das nennt man dann Quali. Dort durften wir dann Maschinen unter Anweisung bedienen oder uns die Wafer unter Mikroskopen angucken. Außerdem gibt es außerhalb der Reinräume auch noch ganz normale Labore. Dort werden Wafer getestet oder Bauteile, die bereits auf einer Leiterpaltte aufgebracht sind genauer betrachtet. Dafür haben wir Schliffe erstellt, die wir auch mit nach Hause nehmen durften.

Mein Fazit

Während meines Praktikums habe ich unglaublich viel gelernt. Auch wenn wir oft nur mitgelaufen sind, war es sehr spannend, die ganzen Arbeitsschritte zu kennenzulernen. Zwar habe ich gemerkt, dass ich Mikrotechnologie und Halbleitertechnik nicht unbedingt die Themen sind, die mich sehr interessieren. Dennoch wurde mir klar, wie spannend Forschung ist, immer wieder neue Prozesse zu entwickeln und Lösungen für Probleme zu finden. Wenn ihr Forschung oder Mikrotechnologie und Natirwissenschaften spannend findet, kann ich ein ein Praktikum beim ISIT nur empfehlen!