Slovensko
Médiá

Dokonale čistý priestor

V laboratóriu spoločnosti BASF s riadeným prostredím čistého priestoru („cleanroom“) sa testuje čistota chemikálií na výrobu polovodičovej elektroniky. Bez nich by nebola možná výroba mikročipov, ktoré sa dnes nachádzajú takmer v každom elektronickom zariadení, od počítačov až po jednooké zrkadlovky.

Melanie Bauerová je oblečená vo svetlej kombinéze, na tvári má priliehavé ochranné okuliare a vlasy vypnuté pod čiapkou. Človek by si myslel, že je chirurg pripravený na operáciu. Jej práca v spoločnosti BASF sa v skutočnosti odohráva vo vysoko citlivom prostredí: v laboratóriu s čistým priestorom („cleanroom“) v Kompetenčnom centre pre analytiku. Odborníci na elementárnu analytiku tu úzko spolupracujú s útvarom spoločnosti BASF pre elektronické materiály. Vzorky vysoko čistených chemikálií tu prechádzajú záverečnými testami, než sa distribuujú zákazníkom do celého sveta.

Pred vstupom na pracovisko prejde Melanie Bauerová cez prechodovú komoru a potom je vyvrhnutá pod vzduchovú sprchu, ktorá trvá asi 30 sekúnd a odstráni jej z odevu a rúk aj tie najnepatrnejšie kontaminujúce čiastočky. Úkony, ktoré ostatní považujú za samozrejmosť, ako napríklad dať si šálku kávy alebo navštíviť toaletu, sú v jej práci oveľa komplikovanejšie než inde. Zakaždým sa musí prezliecť a zopakovať celý postup – to však pre túto chemickú laborantku nie je žiadny problém: „Je to len priebežná rutina.“

Ona a jej podobne odetí kolegovia si dobre uvedomujú jemné nuansy svojej práce. Ich úlohou v superčistom laboratóriu je analyzovať špeciálne chemikálie potrebné pri detailnej výrobe mikročipov. Neustále zmenšovanie veľkosti elektronických súčiastok v ostatných rokoch kladie čoraz vyššie nároky na chemikálie, ktoré sú potrebné na ich výrobu. Rýchle tempo rozvoja v odvetví elektroniky si vyžaduje stále vyššiu kontrolu kvality. Vklad odvetvia chémie napomohol tomu, že počítače sú dnes rýchlejšie než kedykoľvek predtým a že sa vyrábajú čoraz inteligentnejšie mobilné telefóny, ktoré dokážu urobiť čokoľvek, čo len chcete.

Stovky výrobných krokov treba na to, aby sa z obyčajného kremičitého piesku stali milimeter tenké plátky, z ktorých sa následne vyrábajú zložité mikročipy. A aj tak nebudú fungovať, ak nie sú v priebehu výrobného procesu splnené tie najprísnejšie kritériá čistoty. Keď je plocha sotva jedného štvorcového centimetra plná miliardy tranzistorov, aj tie najmenšie čiastočky, ktoré sú inak voľným okom neviditeľné, môžu mať katastrofálne následky a spôsobiť, že celá výrobná séria by sa musela zlikvidovať.

Prípadné povrchové nerovnosti na mikroelektronických komponentoch nesmú prekročiť toleranciu niekoľkých nanometrov – ak vôbec. Len pre predstavu: nanometer voči metru je asi toľko, čo futbalová lopta voči planéte Zem. „Neverili by ste, aké neskutočne miniatúrne úrovne kontaminácie tu dokážeme namerať,“ hovorí Bauerová a posadí sa na laminárny box, aby pripravila vzorku hydroxidu amónneho. Laminárny box je laboratórna pracovná stanica, ktorá vyzerá ako akvárium s otvoreným dnom a spĺňa najprísnejšie požiadavky čistého priestoru. Zabudovaný filtračný systém nasáva okolitý vzduch, odstraňuje z neho prachové častice a vracia ho späť do obehu vo forme vysoko koncentrovaného čerstvého vzduchu.

„Vďaka nepretržitému zdokonaľovaniu metód i zariadení sa presnosť merania neustále zvyšuje,“ hovorí Alexander Honacker, ktorý pracuje v laboratóriu od jeho otvorenia, čo bolo pred 15 rokmi. Aby sme získali predstavu o úrovni presnosti, aká sa používa pri kontrole obsahu vzoriek z hľadiska súladu s platnými obmedzeniami, ponúka príklad: „V horskom plese by sme dokázali odhaliť kocku cukru.“

Okrem rýchleho rozvoja v oblasti analytických zariadení a programov je dôležitý aj ľudský faktor. Zručnosti vyše desaťčlenného personálu a starostlivosť, s akou pracujú v laboratóriu, sú zásadné pre kvalitu nameraných hodnôt. Napríklad pre konkrétne chemické látky sa používajú špeciálne zariadenia a vzorky sa odoberajú pomocou pipiet s vysokou čistotou. Zamestnanci nosia v rámci pracovnej rutiny rukavice a dávajú si pozor, aby sa rukou alebo pažou neotreli o experimentálnu súpravu. Normy čistoty v laboratóriu niekedy prechádzajú aj do ich bežného života. „Pokiaľ ide o hygienu, vypracoval som si svojrázny prístup,“ priznáva Honacker. „Keď vyprázdnim umývačku, riad niekedy ešte raz opláchnem.“

Pre viac informácií navštívte:

Súvisiaci obsah

Nanoelektronika – Princíp miniaturizácie

Laboratory with two persons dressed in blue

Vedci BASF krotia modré svetlo