Jonge onderzoekers ontdekken de microtechnologie

De kantischülerinnen analyseren een beschadigd glazen substraat.

Op de gecoate siliciumwafer wordt fotolak gesproeid.

De wafers worden zorgvuldig voorbereid voor de belichting.

Na de belichting worden de wafers in verschillende processtappen in diverse zuren ondergedompeld.

Een middag lang konden de leerlingen werken aan de hightech-apparaten op de campus Buchs.

Tot slot volgt een korte kwaliteitscontrole.

Technologische vooruitgang gebeurt tegenwoordig vaak in de kleinste deeltjes: In de cleanroom op de campus Buchs van de OST – Ostschweizer Fachhochschule konden leerlingen van Kantischüle zich onderdompelen in de wereld van de microtechnologie en hun eigen wafer maken. De workshop werd georganiseerd in samenwerking met het subsidieprogramma «Swiss TecLadies» van de Schweizerische Akademie für Technische Wissenschaften SATW.

Op de campus Buchs hebben drie Kantischüle zich verdiept in de fabricageprocessen voor het opbouwen van microchips. In het kader van het mentoringprogramma «Swiss TecLadies» waren ze in de cleanroom en hebben ze onder begeleiding van experts, een jonge natuurkundelaborant en een leerling, het oppervlak van een siliciumwafer gestructureerd. Een wafer is een dunne schijf van halfgeleermateriaal die dient als basis voor de productie van geïntegreerde schakelingen en microchips.

In de cleanroom doet de OST onderzoek en ontwikkeling naar miniaturisering, waardoor regelaars, sensoren en schakelingen steeds kleiner, efficiënter en krachtiger worden. Zo klein dat zelfs stofdeeltjes de werking van deze microstructuren kunnen verstoren. De ruimtes waarin dergelijke onderdelen worden vervaardigd en verwerkt, zijn daarom bijzonder schoon; de lucht wordt gefilterd, de temperatuur, vochtigheid en luchtdruk worden streng gecontroleerd. De eerste stap in de wereld van de microtechnologie leidde de leerlingen naar de kleedruimte, waar synthetische jumpsuits, maskers, haarnetjes en brillen werden uitgedeeld. Pas met deze beschermkleding konden ze de cleanroom betreden, om te beginnen aan het werk aan hun platte siliciumschijf, die in enkele uren werd omgevormd tot een persoonlijk gelabelde wafer.

De veelzijdigheid van techniek laten zien

De workshop op de OST is georganiseerd door Kerstin Kern, projectleider en vakverantwoordelijke voor materiaalkunde bij het IMP Instituut voor Microtechnologie en Fotonica. Zij is voor de derde keer mentor bij de Swiss TecLadies en begeleidt een mentee in de wereld van techniek. «Het doel is om jonge vrouwen te enthousiasmeren voor technische beroepen en hen de veelzijdigheid van techniek te laten zien», zegt Kern. Veel te vaak hebben meisjes nog steeds een eenzijdig beeld van techniek in hun hoofd. «Volgens mijn ervaring kunnen angsten voor contact het beste worden afgebouwd tijdens workshops zoals in de cleanroom. Bovendien is het persoonlijke contact met onderzoekers inspirerend voor de leerlingen. Als mentoren begeleiden we de jonge vrouwen 1:1 en zijn we zeven maanden lang hun directe aanspreekpunt», zegt Kern. Hoe het mentoringprogramma precies eruitziet, hangt af van de interesses van de mentees.

Dunne lagen structureren

Kerstin Kern heeft de meisjes in de cleanroom begeleid. Samen met Marco Cucinelli, de leidinggevende van de cleanroom, en Urs Lippuner, beroepsbegeleider aan de OST, heeft de groep de verschillende processtappen doorlopen die nodig zijn voor de structuur van het waferoppervlak. Er werden dunne lagen met afmetingen in de nanometerreeks aangebracht. Op de juiste plaatsen werden deze gestructureerd door middel van fotolithografie en etstechnieken. De jonge vrouwen maakten kennis met het evaporatie- en sputterproces, dat de dunne aluminiumlaag op de siliciumschijf aanbrengt, en hebben hun wafers belicht, in zuren gedompeld, gereinigd en meerdere keren gedroogd.

Een middag lang hebben ze ervaren hoe ingenieurs en ingenieurinnen bij de OST de kleinste onderdelen voor de industrie maken en konden ze zelf werken aan hightech-apparaten.