Silicon Valley im Wiener Prater

26.03.2010: Forscher am Atominstitut der Technischen Universität (TU) Wien freuen sich über die Akkreditierung ihres in Österreich einzigartigen Röntgenlabors. Mithilfe einer zerstörungsfreien Analysemethode werden hier Siliziumträgerplatten ("Wafer") unter Reinraumbedingungen untersucht.

Im frisch akkreditieren Röntgenlabor des Atominstituts werden mit TXRF (Total-Reflection X-ray Fluorescence Analysis, Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse) unter Verwendung intensiver Röntgenstrahlung Oberflächen von "Silizum Wafern" auf anorganische Verunreinigungen durch Elemente von Kalium (K) bis Blei (Pb) untersucht. Die Untersuchungsobjekte (maximale Größe 200 mm Durchmesser) werden von einem Robotsystem vollautomatisch in das Spektrometer eingebracht, bestrahlt und die dabei entstehende, charakteristische Strahlung der Elemente gemessen. Es handelt sich um eine in Österreich einzigartige Methode, die eine extrem hohe Nachweisempfindlichkeit im Ultraspurenbereich von bis zu 1010 Atomen pro cm2 erlaubt. "Es ist kaum vorstellbar, wie gering die Menge ist, die wir hier im Labor noch nachweisen können", erklärt Laborleiterin Prof. Christina Streli. Zum Vergleich: Selbst mit einem einzelnen Fingerabdruck hinterlässt ein Mensch mehr Materie auf einer Oberfläche als jene Menge die hier aufgespürt werden kann.

Interessant ist die Forschungsarbeit am Laborstandort Stadionallee im Wiener Prater vor allem für die Halbleiterindustrie. Silizium-Wafer sind runde, 0.5 mm dicke Scheiben mit einem Durchmesser von bis zu 400 mm. Auf ihnen befinden sich elektronische oder mikromechanische Bauelemente. Um die Qualität, Funktion und Lebensdauer dieser Halbleiterelemente zu verbessern und um Kosten zu reduzieren, sind Aufspüren und Analyse von Kontaminierungen durch Atome anderer Stoffe von enormer Wichtigkeit.

Das akkreditierte Spektrometer Atomika 8030W, das im Labor nach ISO 17025 (Akkreditierungsnorm) verwendet wird, ist der ganze Stolz des Forschungsteams. Der Qualitätsmanager des Labors, Dr. Peter Kregsamer, hat den arbeitsintensiven, dreijährigen Prozess bis zur Akkreditierung begleitet und berichtet: "Die aufwändige Dokumentation, die Berücksichtigung aller Auflagen und die Koordination der Gutachten haben Zeit gekostet, aber der Erfolg gibt uns Recht." Das Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend hat den Akkreditierungsbescheid in der vergangenen Woche zugestellt.

Ein wichtiger Aspekt bei der Arbeit im Röntgenlabor ist die Einbindung von Studierenden in Forschungsprojekte. Derzeit unterstützen eine Diplomandin und eine Dissertantin als "Process technicians in training" im Rahmen ihres Physikstudiums die Wissenschafter. Sie ergänzen dadurch ihre Fähigkeiten in Qualitätsmanagement, -sicherung, - kontrolle und -verbesserung.

Das Atominstitut ist aktiver Partner von ANNA (Analytical Network for Nanotechnology). Das EU-Projekt fördert die Kooperation von unabhängig arbeitenden Labors in der Mikro- und Nanoelektronik. Es verbessert die Verfügbarkeit von analytischer Infrastruktur. "Wir stellen unser Labor im Rahmen von ANNA für ausländische AntragstellerInnen kostenlos zur Verfügung. Der transnationale Zugang erhöht die Entwicklung der standortübergreifenden Labors. Und schließlich sind die Einrichtungen der ausländischen Partner für TU-MitarbeiterInnen ebenfalls von Interesse", erklärt Christina Streli. In Form von "Golden Laboratories" sollen akkreditierte, unabhängig arbeitende Labors, zu einem kollaborierenden synergetischen Netzwerk von analytisch arbeitenden WissenschafterInnen und Institutionen zusammengefasst werden. Weltweit konzentriert sich ein enormer Forschungs- und Entwicklungsaufwand in der Mikro- und Nanoelektronik derzeit auf das Verständnis und die Kontrolle von Materialeigenschaften im Bereich atomarer Dimensionen.