Spiegel werden auf Hochglanz poliert bis deren Oberflächen nanometergenau glänzen

SMT Magazin

Aus Handwerk wird Hightech: Die SMT-Produktion

14. Juni 2022 4 Min. Lesedauer

In Oberkochen werden Zukunftstechnologien nicht nur entwickelt und zur Serienreife gebracht, sondern auch vor Ort gefertigt. Das SMT-Werk zählt zu den modernsten und saubersten Produktionsstandorten rund um den Globus.

Die etwas andere Produktion

Wer durch die Fertigungshallen der Sparte Semiconductor Manufacturing Technology (SMT) geht, dem fällt sie sofort auf: Die hohe Sauberkeit in den Hallen und Fluren. Zutritt hat nur, wer entsprechende Überschuhe trägt. Das liegt an den generell hohen Sauberkeitsstandards in der Produktion von Lithographie-Optiken, die von einem SMT-Fertigungsbereich zum nächsten sogar noch zunehmen. Denn nur so lässt sich die hohe Präzision der SMT-Produkte realisieren. Schon bei der Herstellung optischer Rohteile werden Genauigkeiten gefordert, die anfangs um ein bis zwei Größenordnungen feiner sind als die Breite eines menschlichen Haares – und am Schluss kleiner als der Durchmesser eines Wasserstoffatoms. Würden größere Partikel aus der Umgebungsluft in diesen Prozess eindringen, wäre diese Präzision schnell passé. Aber das Auge sieht nicht alles: Auch chemische Verunreinigungen könnten die Eigenschaften der Spiegel- und Linsenoberflächen beeinträchtigen. Um das zu vermeiden, ist bei der SMT auch klar geregelt, welche Materialien verwendet werden dürfen und welche nicht.

In einigen Hallen werden Spiegel und Linsen geschliffen, in anderen werden sie auf Hochglanz poliert und in der nächsten beschichtet – letzteres findet in sogenannten Reinräumen statt. Es braucht viele Prozessschritte bis die Optiken die benötigten Oberflächengenauigkeiten im Zehntel-Nanometerbereich erreichen. Veranschaulichen lässt sich die Präzision der Spiegel mit einem Vergleich: Auf die Größe Deutschlands skaliert, würde die größte Unebenheit auf einem solchen Spiegel knapp einen zehntel Millimeter betragen.

Reinraumanzüge und Mundschutz für die Mitarbeitenden sowie spezielle Luftfiltersysteme und Absaugvorrichtungen in der Fertigungshalle sorgen für höchste Sauberkeit

Ein Dreiklang der Perfektion: Mechanik, Optik und Montage

Die beschichteten Optikteile führt die Reise durch die Fertigung weiter in einen der reinsten Räume in Deutschland. In der Reinraumproduktion von ZEISS schweben in einem Kubikmeter Luft nur 3.500 Partikel – im Vergleich zu den in normaler Raumluft üblichen 100 Millionen. Reinraumanzüge, Fußstulpen, Kopfhauben, Handschuhe und Mundschutz für die Mitarbeitenden sowie spezielle Luftfiltersysteme und Absaugvorrichtungen in der Fertigungshalle sorgen für höchste Sauberkeit. Denn schon kleinste Partikel auf den Optikteilen können später die Leistungsfähigkeit des optischen Gesamtsystems und damit die Strukturierung der integrierten Schaltkreise in der Halbleiterfertigung stören. In den Reinräumen von ZEISS werden die Fassungsteile aus der hochpräzisen Mechanikfertigung und die Linsen und Spiegel manuell oder mit Roboterhilfe nanometergenau montiert und justiert. So entstehen die anspruchsvollsten Lithographie-Optiken der Welt, mit deren Hilfe die leistungsstärksten Mikrochips für die globale Digitalisierung hergestellt werden.

Die Maschinenführerin verfolgt an der CNC-Maschine die Fertigung eines kiloschweren, äußerst komplexen, aber hochpräzisen Metallrings

Wo Visionen Gestalt annehmen

Unter dem Strich sind mehr als 2.700 Menschen in Oberkochen damit beschäftigt, optische Systeme für die Halbleiterfertigung herzustellen. Nicht nur an CNC-Maschinen in der Mechanikfertigung, in der Optikfertigung, im Reinraum für Montage und Justage, sondern beispielsweise auch in der Beschichtung und Logistik und nicht zuletzt in der Messtechnik – denn man kann höchstens so genau produzieren, wie man auch messen kann. Vergleichbare Fertigungsstandorte für weitere Produkte aus dem Portfolio für die Halbleiterherstellung besitzt ZEISS auch in Wetzlar und Jena.

Hands on Hightech

Hier arbeiten Fachkräfte, die sowohl Hightech als auch Handwerk beherrschen, denn oft bedarf es für Entscheidungen noch der Erfahrung und des Wissens dieser Experten, wenn es um atomgenaue Präzision geht. Und deshalb arbeiten bei ZEISS nicht nur visionäre Entwickler und Forscher, sondern auch Feinoptiker und Monteure, Maschinenbediener und Mechatroniker – um nur einige Beispiele zu nennen. Manche Kolleginnen und Kollegen kamen von externen Unternehmen, viele aber sind schon seit ihrer Ausbildung bei ZEISS. Sie haben ihr jeweiliges Handwerk von der Pike auf gelernt: zum Beispiel das Drehen und Fräsen unterschiedlicher Metalle oder auch die Politur von optischen Linsen und Spiegeln – zuerst von Hand in der Lehrwerkstatt, dann mithilfe eines der modernsten Maschinenparks weit und breit.

Hier entstehen die anspruchsvollsten Optiken der Welt.

Dr. Andreas Dorsel Ehemals Chief Operations Officer und Digital Transformation Officer bei der SMT (2015-2022)

Eine Mitabreiterin arbeitet an wichtigen Technologien für die Halbleiterindustrie

Wir suchen Leidenschaft

Hier zählen nicht Muskelkraft oder Akkord-Rekorde, sondern primär Erfahrung und Präzision – und vor allem die Leidenschaft und der Ehrgeiz, die leistungsstärksten Optiken der Welt für die Chipherstellung zu bauen. Das geht unserem Verständnis nach nur in einem guten Umfeld, in dem sich jeder Mitarbeitende nach seinen persönlichen und bedarfsorientierten Zielen weiterentwickeln und damit sein Bestes geben kann. Wir planen dabei nicht von Quartal zu Quartal, sondern deutlich langfristiger. Hightech in den Diensten des Menschen: Dieser Ansatz macht uns so erfolgreich, dass wir mit unseren Mitarbeitenden wachsen. Deshalb sind wir auch jederzeit offen für Bewerbungen. Allein in diesem Jahr suchen wir rund 1.000 Menschen, die mit uns die Welt auf diesem Gebiet ein bisschen besser machen wollen. Ob in der Optikfertigung oder im Reinraum, für die Entwicklung oder Logistik: Bei uns gestalten Sie die Technologie der Zukunft und arbeiten damit am Fundament der Digitalisierung.

Optische Lithographie

Mikrochips sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Eine entscheidende Rolle für die Herstellung der Mikrochips spielen Licht und Lithographie-Optiken. Die sogenannte optische Lithographie ist ein Schlüsselprozess in der Halbleiterfertigung. Mit Lithographie werden Milliarden winziger Strukturen auf Siliziumscheiben (sogenannte Wafer) aufgebracht. Zusammen bilden diese Strukturen einen Mikrochip. Es gilt: Je mehr Leiterbahnen auf einen Chip passen, desto höher ist dessen Leistung. Deshalb arbeiten die Hersteller von Lithographie-Systemen daran, die Strukturen immer weiter zu verkleinern. Der rasante Fortschritt der Computertechnologie beruht im Wesentlichen auf der Weiterentwicklung der optischen Lithographie.

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