无论是在半导体制造、显示器和太阳能产业、光学和激光技术，还是在医疗技术、空间或高能的研究中，始终有一个方面是最重要的：最大限度的清洁！实际上，这里发生的一切都是在洁净室条件下发生的，因为每一个粒子、每一个外来分子都会对结果的质量产生负面影响。

对避免颗粒或放气形式的外来物质的要求不断提高，也使得VAT达到新的超洁净真空（UCV）水平变得越来越复杂。UCV方法的目标是在高真空或超高真空中尽量减少颗粒和放气的动态。这涉及两个方面,一个是留在真空中的空气/气体分子的性质和动态，另一个是过程中可以容忍的颗粒大小。

对于在超高真空下留在空间的每立方厘米10万到1亿个气体分子，目前在UCV方法中定义这些分子的原子质量不应超过45u（或45amu）。这将分子限制在经典的空气成分中，如氮气、氧气、二氧化碳和水。然而，除了质量之外，其余分子的反应性也很重要。例如，氧气作为一种非常活跃的元素，是相当不受欢迎的，甚至如果可以，希望它不要出现。

在超高真空中，剩余分子的数量减少到如此程度，以至于它们与室壁的碰撞比相互之间的碰撞更频繁。几乎所有的分子相互作用都发生在室的表面。因此，这些表面在UCV条件的产生中被赋予了特别的重要性。在这种情况下，腔室表面还包括由腔室的各种入口和出口产生的密封表面。对于这些表面，它们的放气行为通常很重要。放气率越高，例如，附着在真空室金属壁上的水分子释放得越多，真空室内的动态就越高。因为每一个新的分子都必须被移除，以便不改变真空度或容积内的分子数量。高动态也意味着高热力学，这可能对真空中发生的过程产生不利影响。然而，除了表面的放气速率外，极小的泄漏以及抽空时的回流效应也有助于增加超高真空中的动态。

颗粒在超洁净真空中是另一个大问题。颗粒作为所用真空部件的生产过程中的残留物被引入，或由磨损过程产生，例如在动态密封上。这些颗粒通常被束缚在真空室的表面，但可以通过热力学过程以及冲击或振动释放出来，然后附着在真空室内的加工或检查产品上，这可能对检查和加工结果产生负面影响。

因此，对于颗粒来说，1微米的极限尺寸目前被定义为UCV环境中可容忍的尺寸。因此，不应该再发现大于1微米的颗粒。然而，也必须为较小的颗粒制定策略，以尽量减少其释放。

为了满足所有生产领域的超洁净真空要求，VAT建立了自己的组织机构，使各领域的任务都能得到处理，并能更快地制定和实施适应的生产流程。VAT为优化制造、装配、物流和安装过程设计颗粒管理方案，以便在调试前就减少或完全消除系统和工厂的污染。

今天，在洁净的水浴中（> 12 MΩ/cm）用合适的清洁剂在洁净室等级6 DIN EN ISO 14644-1或更好的条件下反复进行超声波清洗，并用无颗粒的空气进行干燥，是生产中的标准。装配总是在洁净室环境中进行，符合指定的洁净室等级。所有提供的真空系统在泄漏测试后总是用颗粒过滤的空气或颗粒过滤的气体（氮气）充入，并在运输和储存时用防尘的双层包装保护。然而，这只是UCV方法中的一个方面。

微芯片制造的例子说明了粒子管理所面临的挑战：制造过程中涉及的传输阀在各个制造步骤中关闭和打开工艺室。因此，它们在运动和静止阶段之间不断地交替进行。每一个阀门的移动都会引发工艺室中物理和化学条件的变化。这些变化的范围从温度或工艺气体的流动行为的轻微变化到由振动、湍流或甚至凝结效应引起的强烈影响。这种强烈的影响可以释放或产生颗粒。这些颗粒可能来自于工艺本身，但也可能是由传输阀本身释放出来的，例如，由过度紧张的弹性密封圈释放。即使数量和尺寸很小，这些颗粒也会损坏所生产的微芯片，从而增加废品率，在最坏的情况下，危及生产的经济可行性。

VAT粒子管理所面临的任务之一是优化传输阀的关闭机制和关闭动作，在理想情况下，没有可检测到的被激活或释放粒子。

输送阀的密封件是另一个关键领域，它保证了规定的密封性并抑制了关闭运动。例如，这里通常使用的弹性体含有增塑剂，在某些条件下会释放出来。此外，承受动态压缩和放松运动的反复压力的密封件，由于老化，会释放出微小的弹性体颗粒。出于这个原因，VAT正致力于在制造过程中使用具有更大耐久性和抗性的密封化合物。这使得弹性体密封件与传统的静态密封件不同，是针对输送阀的动态要求而优化的，并提供明显更好的颗粒性能。

重新定义应用研究的边界

VAT正在研究全新的解决方案和有前途的方法，以改善现有工艺的性能。例如，阀门的关闭和打开运动所引发的潜在振动已经通过在运动结束时的制动而降至最低⸺类似于电梯在到达一个楼层时轻轻放慢其运动。VAT正在努力完善这项技术。通过动态运动曲线，即使在非常短的开闭周期内，在高加速和高制动速度下，也能保证优化的粒子性能。

超洁净真空部门的组装后测试总是按照客户指定的精细程度进行。在这个过程中，VAT经常在技术上可行的测试精度的极限上运作。一个很好的例子是来自高能研究的要求，如Cern的LHC、ITER、XFEL或Jefferson和Fermilab的SLAG等项目，但也有来自ASML等制造商的半导体部门。ASML是目前世界上唯一一家提供极紫外光刻技术（EUV）的公司，该技术可用于制造当今基于13.5纳米范围内较短波长的光的最精细芯片结构。通过EUV，ASML正在突破其前身深紫外（DUV）工艺的物理极限。虽然DUV光刻技术不需要真空条件，但EUV工艺需要一个非常纯净的UHV环境，即超洁净真空。因此，ASML目前正在为工业半导体制造领域定义纯真空的标准。

原则上，UCV要求不仅包括所生产的部件及其起始材料，还包括在生产过程中与相应部件接触的所有部件⸺从清洁剂到运输和保护包装。这些元素都不应该被证明是潜在的微粒和废气排放源。

例如，VAT正在研究使用改进的原材料来进一步减少放气效应。与此直接相关的是开发创新的加工方法，以创造出对颗粒堆积更具惰性或特别有利于颗粒堆积的表面（getter原理），以便专门结合颗粒或单个分子，使其远离加工过程。对颗粒关键操作条件的早期检测也在议程上。随着最先进的传感器技术的使用，VAT在工业4.0的方向上树立了一个榜样。最新的VAT真空阀开发可以提供有针对性的警告，如果偏离了定义的操作状态，自我补偿选项已经用尽，因此可能存在排放增加的风险。

通过位于加州圣何塞的VAT颗粒测试中心和位于瑞士哈格的VAT实验室，VAT特别推动了这一领域的发展。在这里，VAT阀门的颗粒性能被详细检查并根据客户要求进行校准。这包括在选定的工厂部件中专门测试阀门，例如从负载锁到传输室到工艺室的 "晶圆路径"。

内部研究使VAT能够与客户的高创新速度保持同步，并以相同的周期速度提供解决方案。其中一个重要部分是与客户和供应商进行持续的基于知识的交流。这加速并优化了对不断变化和增加的要求的适应。凭借其不断增长的知识，VAT现在可以在许多领域提前预测客户的某些需求，从而对需求做出非常灵活的反应。通过这种方式，现有的和新的客户都能直接从VAT不断扩大的专业知识中受益。

这使得VAT在超洁净真空领域的阀门解决方案方面成为全球行业的领导者，同时也将自己的主张付诸实践。为每一个客户和每一个要求提供定制的高纯度真空解决方案!