So werden Mikroskope in der Industrie verwendet!

Mikrochips werden oft in Mainboards verbaut und sind aus unserer heutigen Welt nicht mehr wegzudenken, da so gut wie jedes elektrische Gerät über solch einen Chip verfügt und diese  unsere hoch technologische Welt erst möglich machen. Mikroskope spielen in der Herstellung von Mikrochips eine wichtige Rolle, weshalb wir im Folgenden näher darauf eingehen wollen.

Herstellung eines Silizium Blocks

Bevor der fertige Mikrochip jedoch in einer Eismaschine oder einem Tablet-PC verbaut werden kann muss erst einmal der Rohkörper hergestellt werden. Trotz der komplizierten Herstellung eines Mikrochips , wird für den Rohkörper im Grunde genommen nur Sand benötigt. Jedoch muss der Sand extrem rein sein und vor allem sollte er viel Silizium enthalten, da dieses die spätere Grundlage für den eigentlichen Chip bildet. Silizium ist das zweithäufigste Element der Erde kommt allerdings so gut wie nur in gebundener Form mit anderen Elementen vor, so zum Beispiel auch im Sand. Für die Chip-Herstellung wird das Silizium allerdings in seiner Reinform benötigt, weshalb der Sand erhitzt wird und das Silizium somit extrahiert werden kann.

Abbildung verschiedener Wafer

Das extrahierte Silizium wird zu einem runden Block weiterverarbeitet, welcher von extremer Reinheit ist und auf 10.000 Silizium Atome nur noch 1 Fremdatom enthält. Der Silizium Block wird auf einen bestimmten Durchmesser gebracht, da anschließend dünne Scheiben, sogenannte Wafer, von dem Block abgeschnitten werden, welche dann die wirkliche Basis des Chips sind.

Integrierung von Transistoren auf der CPU

Nun beginnt die Integrierung von Transistoren auf dem Mikrochip, welche die Basis für die Funktion des Chips bilden. Ein Transistor ist ein Halbleiter Bauteil, welches vereinfacht gesagt wie ein Schalter funktioniert, der sich elektrisch betätigen lässt.

Abbildung separater Transistoren

Auf dem Wafer wird dazu eine Schicht aus Siliziumdioxid erzeugt, worauf dann eine Schicht aus Siliziumnitrid aufgetragen wird. Das ganze wird mit einer dünnen Schicht Fotolack überzogen. Anschließend wird eine vorher präparierte Fotoschablone durch eine Linse auf den Wafer projiziert, wodurch der aufgetragene Fotolack an den belichteten Stellen löslich wird. Der Lack kann dann an manchen Stellen wieder abgetragen werden, wodurch das Silizium wieder an die Oberfläche tritt. Nach dem Lösen des Fotolacks werden Mikroskope für eine sorgfältige Qualitätskontrolle verwendet, da ein Fehler in diesem Arbeitsschritt den Chip unbrauchbar macht. Auf die freigelegten Bereiche werden dann verschiedene Fremdatome aufgetragen, um die gewünschte Funktion zu gewährleisten. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt wodurch verschieden Schichten entstehen, die in ihrer Kombination für die richtige Funktion des Chips sorgen. Mikroskope spielen in der Herstellung von Mikrochips eine entscheidende Rolle, da es sich, wie der Name schon vermuten lässt, um extrem kleine Bauteile handelt.

Ein kleiner Vergleich:

Um sich die Dimensionen eines Mikrochips besser vorstellen zu können machen wir einen kleinen Vergleich: Ein menschliches Haar (Durchmesser ca. 0,1mm) verhält sich im Vergleich zu einer Leiterbahn auf dem Mikrochip in etwa so wie ein Mammutbaum zu einem Bleistift. Dieses Beispiel zeigt, um was für Dimensionen es sich bei den Chips handelt, und weshalb eine Bearbeitung bzw. Qualitätskontrolle ohne Mikroskope undenkbar ist.