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Nicht nur sauber, sondern vakuum-rein: veredelte Bauteile für höchste Ansprüche
Einleitung
Manchmal ist sauber nicht sauber genug - zum Beispiel bei der Herstellung von Computerchips im Vakuum. Damit die Bauteile, die im Vakuum eingesetzt werden, keine Gasmoleküle abgeben, müssen sie aufwendig veredelt werden. In Deutschland kann das bei großen Stückzahlen nur ein einziges Unternehmen.
Immer kleiner, immer schneller, immer besser - seit Jahren geht der Trend bei Computerchips zur Miniaturisierung: Auf immer weniger Raum werden immer mehr Schaltkreise integriert. Davon profitieren vor allem Smartphones und Tablets. Sie übernehmen immer mehr Aufgaben eines Homecomputers, werden dabei aber immer leichter und schmaler.
Die Schaltkreise auf einem Chip lassen sich jedoch nicht unendlich verkleinern. Denn sie werden - ganz vereinfacht gesagt - wie ein Foto belichtet: Dort, wo kein Licht auf den Chip trifft, entstehen Schaltkreise, wo Licht drauffällt, kann später auch kein Strom fließen. Da Licht eine bestimmte Wellenlänge hat, kann nur mit großen Anstrengungen eine Leiterbahn belichtet werden, die schmaler als diese Wellenlänge ist. Denn mit einem Stift, der eine Mine von einem Millimeter Durchmesser hat, ist es schwer, Linien mit weniger als einem Millimeter Breite zu ziehen.
So klein - und doch viel zu groß
Bei der Chipherstellung kommen derzeit Belichtungsanlagen zum Einsatz, die starkes UV-Licht mit einer Wellenlänge von 193 Nanometern verwenden. Die Breite eines Schaltkreises ist damit rund 300-mal dünner als ein Haar. Aber selbst das ist riesig im Vergleich zu dem, was zukünftig möglich sein wird: Mit extrem-ultraviolettem Licht (EUV-Strahlung) der Wellenlänge 13,5 Nanometer sollen sich Schaltkreise mit weniger als 20 Nanometern Strukturbreite verwirklichen lassen - so dünn wie ein Haar, das in 4.000 Streifen geteilt wurde.
Das Problem: So kurzwelliges Licht würde sich im wahrsten Sinne des Wortes in Luft auflösen - die Luft würde die Strahlung absorbieren. Deshalb kann die Belichtung eines Chips mit EUV-Strahlung nur in einem Vakuum durchgeführt werden. Dafür reicht es aber nicht, die Belichtungskammer mit einer Pumpe leer zu saugen. Denn an den Innenwänden der Kammer würden einige Moleküle hängen bleiben, die sich erst mit der Zeit von den Wänden lösen und der EUV-Strahlung in die Quere kommen würden. Dadurch könnte es zu Belichtungsfehlern kommen und der Chip wäre nicht zu gebrauchen. Deshalb muss die Vakuumkammer aus Bauteilen zusammengesetzt werden, deren Oberfläche so rein wie nur irgend möglich ist.
Sauberer als blitzblank
Das Thüringer Unternehmen Vacom mit Sitz in Jena hat für Vakuumbauteile ein spezielles Veredelungsverfahren entwickelt. Dadurch lassen sich Edelstahl- und Aluminiumoberflächen so gründlich reinigen, dass so gut wie keine Moleküle mehr von den Oberflächen der Vakuumbauteile „ausgasen“ können, wie der Fachmann sagt. In Laboren war so etwas mit wenigen Bauteilen schon länger möglich. Doch eine EUV-Anlage kann aus vielen tausend Teilen bestehen - von der kleinen Schraube bis zum großen Blechteil. Vacom kann mit seinem Verfahren all diese Bauteile in industriell einsetzbaren Prozessen veredeln. Kurz: Hohe Qualität bei großen Stückzahlen.
In Deutschland einmalig, weltweit mit an der Spitze
In Deutschland gibt es keinen zweiten Anbieter, der das hinbekommt. Mit den immer weiter steigenden Ansprüchen bei Hochtechnologieprozessen in Industrie und Wirtschaft zählt Vacom damit sogar weltweit zu den führenden Unternehmen auf diesem Gebiet. Für seine innovativen Leistungen wurde der Vakuumspezialist 2013 zum einen mit dem Großen Preis des Mittelstands als Premier Finalist ausgezeichnet, zum anderen ist die Unternehmensgründerin und geschäftsführende Gesellschafterin, Dr. Ute Bergner, für ihre wissenschaftlichen Leistungen mit dem Rudolf-Jaeckel-Preis der Deutschen Vakuumgesellschaft geehrt worden. Zudem gab es im selben Jahr eine Auszeichnung als ZIM-Preisträger 2013, nachdem das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie das Projekt mit dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand zwei Jahre lang gefördert hatte.
Faktenübersicht: Produkt: Herstellung von ausgasarmen und partikelarmen Vakuumkomponenten Unternehmen: VACOM Vakuum Komponenten & Messtechnik GmbH, Jena Markteinführung: 2012 Förderung:ZIM-Einzelprojekte Fördersumme: 118.093 Euro Förderzeitraum: September 2009 bis Oktober 2011
