Pridané dňa od oko

foto1stvorecPrvýkrát som bola na Elektrotechnickom ústave (ElÚ) SAV na jeseň 2009. Spolužiak ma vtedy zavolal na exkurziu do novootvoreného špeciálneho laboratória čistých priestorov. Bola som vtedy úplný nováčik, hľadala som smer, ktorým sa ďalej špecializovať, všetko ma zaujímalo. Spomínam si na tú exkurziu ako na scénu z nejakého mega sci-fi filmu: ako sme na seba obliekali skafandre, na hlavu nasadzovali kukly, na ruky rukavice. K tomu špeciálne efekty ako svetelná a zvuková signalizácia na dverách, dôkladné sprchovanie vo „vzduchovej sprche“. Malo to na mňa úplný WAU dojem. Čisté priestory sa mi vtedy zdali také obrovské… No teraz, keď sa tam snažíme naraz pracovať už traja, mám na to iný názor :).

Presne po piatich rokoch, na jeseň 2014 som sa znova ocitla v čistých priestoroch (ČP). Keby mi niekto pred tými piatimi rokmi povedal, že raz budem pracovať v tom super laboratóriu, tak by som mu to vôbec neverila. Na ElÚ som nastúpila na doktorandské štúdium. Vrámci dizertačnej práce sa zaoberám prípravou niekoľko sto nanometrových magnetických štruktúr na nosníky, ktoré samé o sebe majú rozmery niekoľko desiatok mikrometrov. Tieto nanoštruktúry sa vytvárajú pomocou elektrónovej litografie, ale nie je to také jednoduché. Príprava okrem toho v sebe zahŕňa celý rad technologických procedúr. Keďže ide o voľným okom neviditeľné štruktúry submikrometrových rozmerov, je dôležité pri príprave zabezpečiť požadovanú čistotu prostredia (zamedziť výskyt prachu, či iných častíc). Prachové častice majú rozmery okolo jedného mikrometra a viac, preto ak by aj čo len jediná prachová častica „zasadla“ na pripravovanú nanoštruktúru, tak by ju úplne prekryla a výrazne ovplyvnila jej vlastnosti, či dokonca znemožnila jej funkčnosť. Preto na ElÚ máme ČP a takéto citlivé štruktúry sa pripravujú práve tu.

foto2

Naše ČP sú v podstate dve malé miestnosti, ktoré sú oddelené od zvyšku sveta „vzduchovou sprchou“ a dvoma šatňami. V týchto miestnostiach je kontrolovaná vlhkosť, teplota a osobitne prašnosť. Triedy čistoty sa určujú podľa normy, kde sú zaradené do jednotlivých stupňov podľa počtu (prachových) častíc určitej veľkosti v 1 m3 vzduchu. ČP na ElÚ dosahujú menej ako 100 častíc veľkosti 0,5 μm v 1m3 vzduchu. To by chcel asi každý do celej domácnosti. Ale je to náramne ťažké udržať. Požadovaná prašnosť je riadená komplexným systémom vzduchotechniky, ktorá vzduch z miestností nasáva a pomocou filtračného systému filtruje a znova vpúšťa dnu. Steny, podlahy a nábytok sú prispôsobené, aby nezachytávali častice. V ČP saokrem iného nachádzajú aj expozičné zariadenia pre optickú litografiu využívajúce fotocitlivé emulzie (fotorezisty), ktoré si vyžadujú špeciálne osvetlenie. Realita je taká, že tam stále hučí ventilácia a svieti otupujúce žlté svetlo, teda do domácností nie je tento systém adekvátne aplikovateľný. Doma vďačne zostaneme pri klasickom utieraní prachu :D. Do ČP sa vchádza cez dvojicu šatní. V prvej je nevyhnutné zbaviť sa najväčších častíc, nečistôt z obuvi; na nohy sa navliekajú návleky. Takto sa vstupuje do druhej šatne, kde je potrebné zamedziť ďalšiemu prenosu bežne sa vyskytujúcich častíc (napr. z oblečenia, vlasov), preto sa obliekajú špeciálne antistatické skafandre a tiež na hlavu kukly. Z dôvodov bezpečnosti pri práci majú kukly aj rúška na tvár. Nakoniec rukavice na ruky a takto vystrojený človek sa môže premiestniť ďalej do tzv. „vzduchovej sprchy“. Je to miniatúrna samostatná miestnôstka. Sú v nej trysky, z ktorých prúdi vzduch a tak sa odev z povrchu zbavuje častíc, ktoré odchádzajú cez odsávacie mriežky. Až potom môže človek – najväčší kontaminátor vstúpiť do ČP.

V prvej miestnosti ČP sa nachádza vákuové depozičné zariadenie, v ktorom sa nanášajú tenké vrstvy kovov, s hrúbkami už od niekoľkých nanometrov. V druhej miestnosti sa nachádzajú spomenuté expozičné zariadenia a ďalej optické mikroskopy. Miestnosť je vybavená špeciálnymi chemickými boxami (digestormi), v ktorých je zabezpečená trojstupňová regulácia ventilácie pre bezpečné zaobchádzanie s chemikáliami. Napríklad máme aj takú jedovatú kyselinu ako je kyselina fluorovodíková, ktorá sa využíva na leptanie rôznych materiálov a úpravu povrchov. Človek musí byť pri práci pozorný a opatrný.

Na záver by som spomenula, že čitateľom nemusí byť ľúto, že čisté priestory nemajú doma. Aj napriek špičkovej ventilácii a kontrolovanému počtu častíc je potrebné čisté priestory pravidelne denne, týždenne a mesačne čistiť a umývať. A to je omnoho zložitejšie a časovo náročnejšie ako klasické čistenie doma :D

 

Autor:  Katarína Sečianska