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Runoff commanding heights Detail decides success or failure
The commanding heights of
the details determine success or failure
無論是在半導體制造、顯示器和太陽能產業、光學和激光技術，還是在醫療技術、空間或高能的研究中，始終有一個方面是最重要的：最大限度的清潔！實際上，這里發生的一切都是在潔凈室條件下發生的，因為每一個粒子、每一個外來分子都會對結果的質量產生負面影響。
對避免顆粒或放氣形式的外來物質的要求不斷提高，也使得VAT達到新的超潔凈真空（UCV）水平變得越來越復雜。UCV方法的目標是在高真空或超高真空中盡量減少顆粒和放氣的動態。這涉及兩個方面,一個是留在真空中的空氣/氣體分子的性質和動態，另一個是過程中可以容忍的顆粒大小。
對于在超高真空下留在空間的每立方厘米10萬到1億個氣體分子，目前在UCV方法中定義這些分子的原子質量不應超過45u（或45amu）。這將分子限制在經典的空氣成分中，如氮氣、氧氣、二氧化碳和水。然而，除了質量之外，其余分子的反應性也很重要。例如，氧氣作為一種非常活躍的元素，是相當不受歡迎的，甚至如果可以，希望它不要出現。
在超高真空中，剩余分子的數量減少到如此程度，以至于它們與室壁的碰撞比相互之間的碰撞更頻繁。幾乎所有的分子相互作用都發生在室的表面。因此，這些表面在UCV條件的產生中被賦予了特別的重要性。在這種情況下，腔室表面還包括由腔室的各種入口和出口產生的密封表面。對于這些表面，它們的放氣行為通常很重要。放氣率越高，例如，附著在真空室金屬壁上的水分子釋放得越多，真空室內的動態就越高。因為每一個新的分子都必須被移除，以便不改變真空度或容積內的分子數量。高動態也意味著高熱力學，這可能對真空中發生的過程產生不利影響。然而，除了表面的放氣速率外，極小的泄漏以及抽空時的回流效應也有助于增加超高真空中的動態。
顆粒在超潔凈真空中是另一個大問題。顆粒作為所用真空部件的生產過程中的殘留物被引入，或由磨損過程產生，例如在動態密封上。這些顆粒通常被束縛在真空室的表面，但可以通過熱力學過程以及沖擊或振動釋放出來，然后附著在真空室內的加工或檢查產品上，這可能對檢查和加工結果產生負面影響。
因此，對于顆粒來說，1微米的極限尺寸目前被定義為UCV環境中可容忍的尺寸。因此，不應該再發現大于1微米的顆粒。然而，也必須為較小的顆粒制定策略，以盡量減少其釋放。
為了滿足所有生產領域的超潔凈真空要求，VAT建立了自己的組織機構，使各領域的任務都能得到處理，并能更快地制定和實施適應的生產流程。VAT為優化制造、裝配、物流和安裝過程設計顆粒管理方案，以便在調試前就減少或完全消除系統和工廠的污染。
今天，在潔凈的水浴中（> 12 MΩ/cm）用合適的清潔劑在潔凈室等級6 DIN EN ISO 14644-1或更好的條件下反復進行超聲波清洗，并用無顆粒的空氣進行干燥，是生產中的標準。裝配總是在潔凈室環境中進行，符合指定的潔凈室等級。所有提供的真空系統在泄漏測試后總是用顆粒過濾的空氣或顆粒過濾的氣體（氮氣）充入，并在運輸和儲存時用防塵的雙層包裝保護。然而，這只是UCV方法中的一個方面。
微芯片制造的例子說明了粒子管理所面臨的挑戰：制造過程中涉及的傳輸閥在各個制造步驟中關閉和打開工藝室。因此，它們在運動和靜止階段之間不斷地交替進行。每一個閥門的移動都會引發工藝室中物理和化學條件的變化。這些變化的范圍從溫度或工藝氣體的流動行為的輕微變化到由振動、湍流或甚至凝結效應引起的強烈影響。這種強烈的影響可以釋放或產生顆粒。這些顆粒可能來自于工藝本身，但也可能是由傳輸閥本身釋放出來的，例如，由過度緊張的彈性密封圈釋放。即使數量和尺寸很小，這些顆粒也會損壞所生產的微芯片，從而增加廢品率，在最壞的情況下，危及生產的經濟可行性。
VAT粒子管理所面臨的任務之一是優化傳輸閥的關閉機制和關閉動作，在理想情況下，沒有可檢測到的被激活或釋放粒子。
輸送閥的密封件是另一個關鍵領域，它保證了規定的密封性并抑制了關閉運動。例如，這里通常使用的彈性體含有增塑劑，在某些條件下會釋放出來。此外，承受動態壓縮和放松運動的反復壓力的密封件，由于老化，會釋放出微小的彈性體顆粒。出于這個原因，VAT正致力于在制造過程中使用具有更大耐久性和抗性的密封化合物。這使得彈性體密封件與傳統的靜態密封件不同，是針對輸送閥的動態要求而優化的，并提供明顯更好的顆粒性能。
重新定義應用研究的邊界
VAT正在研究全新的解決方案和有前途的方法，以改善現有工藝的性能。例如，閥門的關閉和打開運動所引發的潛在振動已經通過在運動結束時的制動而降至最低?類似于電梯在到達一個樓層時輕輕放慢其運動。VAT正在努力完善這項技術。通過動態運動曲線，即使在非常短的開閉周期內，在高加速和高制動速度下，也能保證優化的粒子性能。
超潔凈真空部門的組裝后測試總是按照客戶指定的精細程度進行。在這個過程中，VAT經常在技術上可行的測試精度的極限上運作。一個很好的例子是來自高能研究的要求，如Cern的LHC、ITER、XFEL或Jefferson和Fermilab的SLAG等項目，但也有來自ASML等制造商的半導體部門。ASML是目前世界上唯一一家提供極紫外光刻技術（EUV）的公司，該技術可用于制造當今基于13.5納米范圍內較短波長的光的最精細芯片結構。通過EUV，ASML正在突破其前身深紫外（DUV）工藝的物理極限。雖然DUV光刻技術不需要真空條件，但EUV工藝需要一個非常純凈的UHV環境，即超潔凈真空。因此，ASML目前正在為工業半導體制造領域定義純真空的標準。
原則上，UCV要求不僅包括所生產的部件及其起始材料，還包括在生產過程中與相應部件接觸的所有部件?從清潔劑到運輸和保護包裝。這些元素都不應該被證明是潛在的微粒和廢氣排放源。
例如，VAT正在研究使用改進的原材料來進一步減少放氣效應。與此直接相關的是開發創新的加工方法，以創造出對顆粒堆積更具惰性或特別有利于顆粒堆積的表面（getter原理），以便專門結合顆粒或單個分子，使其遠離加工過程。對顆粒關鍵操作條件的早期檢測也在議程上。隨著最先進的傳感器技術的使用，VAT在工業4.0的方向上樹立了一個榜樣。最新的VAT真空閥開發可以提供有針對性的警告，如果偏離了定義的操作狀態，自我補償選項已經用盡，因此可能存在排放增加的風險。
通過位于加州圣何塞的VAT顆粒測試中心和位于瑞士哈格的VAT實驗室，VAT特別推動了這一領域的發展。在這里，VAT閥門的顆粒性能被詳細檢查并根據客戶要求進行校準。這包括在選定的工廠部件中專門測試閥門，例如從負載鎖到傳輸室到工藝室的 "晶圓路徑"。
內部研究使VAT能夠與客戶的高創新速度保持同步，并以相同的周期速度提供解決方案。其中一個重要部分是與客戶和供應商進行持續的基于知識的交流。這加速并優化了對不斷變化和增加的要求的適應。憑借其不斷增長的知識，VAT現在可以在許多領域提前預測客戶的某些需求，從而對需求做出非常靈活的反應。通過這種方式，現有的和新的客戶都能直接從VAT不斷擴大的專業知識中受益。
這使得VAT在超潔凈真空領域的閥門解決方案方面成為全球行業的領導者，同時也將自己的主張付諸實踐。為每一個客戶和每一個要求提供定制的高純度真空解決方案!
