1真空室概述
真空系統(tǒng)的核心是真空室，它是針對(duì)具體應(yīng)用量身定做的。它包括應(yīng)用并將其可靠地與外部分離或防止環(huán)境受內(nèi)部流程影響。不管干燥過(guò)程是否需要高真空環(huán)境，等離子體過(guò)程都需要在中或高真空環(huán)境下進(jìn)行，而表面研究也需要在高真空環(huán)境下進(jìn)行：–真空室必須始終機(jī)械地承受其與大氣的壓差。
歐盟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定真空容器不受任何基于設(shè)計(jì)和計(jì)算的具體準(zhǔn)則的影響。它們不是壓力設(shè)備（壓力設(shè)備指令2014/68/EU適用于具有內(nèi)部壓力大于500hPa的部件），而且根據(jù)機(jī)械指令2006/42/EC它們不屬于機(jī)器。然而，它們必須以安全可靠的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算和生產(chǎn)，并在交付前進(jìn)行測(cè)試。
圓柱管、球體、平板或模具配件壁厚的計(jì)算，如盤形底，可使用AD-2000手冊(cè)進(jìn)行。AD2000規(guī)定實(shí)際上是“壓力容器工作委員會(huì)”設(shè)計(jì)制定的，用于對(duì)壓力容器的計(jì)算，但也描述負(fù)載條件“外部過(guò)壓”。在這里，您將發(fā)現(xiàn)，例如，計(jì)算所需壁厚的方程包括圓柱管的“彈性屈曲”或“塑性變形”等。
由于矩形腔室或類似設(shè)計(jì)，必須檢查表面偏轉(zhuǎn)和出現(xiàn)的張力。如果它們過(guò)高，必須增加壁厚或?qū)υ搮^(qū)使用進(jìn)行加固，如通額外的焊接肋板。為此，可以使用采用有限元法(FEM)執(zhí)行機(jī)械計(jì)算的程序來(lái)優(yōu)化腔室設(shè)計(jì)。除允許的機(jī)械應(yīng)力外，也有必要檢查在負(fù)載條件“外部環(huán)境、真空內(nèi)部”下密封面是否互相保持齊平。如果密封面歪曲，可能發(fā)生泄漏，阻礙腔室的使用。
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具有冷卻剖面和水冷法蘭的EUV光源室
腔室的基本形狀通常由應(yīng)用決定。對(duì)于腔體，如可能，應(yīng)該選擇圓柱管，它有利于物料的投放和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對(duì)于較小的公稱通徑，平底可密封管側(cè)，較大直徑應(yīng)該通過(guò)盤形底來(lái)密封，以限制物質(zhì)投入和腔室的質(zhì)量。示例：直徑為600mm的腔室需要平底，大約是盤形底壁厚的三倍。具有配件蓋的主法蘭允許進(jìn)入腔室，門鉸鏈的使用提高了易用性。外部的腔室支腳確保了穩(wěn)定性，環(huán)首螺絲或起重卸扣可實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)輸。
如果腔室要進(jìn)行回火或內(nèi)部熱源導(dǎo)致腔室蓋過(guò)熱，必須提供腔室冷卻系統(tǒng)。這可通過(guò)焊接冷卻剖面或大面積墊板冷卻（圖）或甚至作為雙重容器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
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具有墊板冷卻的空間模擬室
2真空室加工-表面
真空室和部件的內(nèi)表面是在高真空和超高真空下實(shí)現(xiàn)工作壓力的重要因素。必須在該條件下進(jìn)行加工，以最小化有效表面，并產(chǎn)生具有最小解吸率的表面。
真空室和部件的表面往往是在焊接和機(jī)械加工后經(jīng)過(guò)精細(xì)玻璃珠噴砂的。具有限定直徑的高壓玻璃珠被吹到表面上。密封面不能被噴砂，所以在噴砂過(guò)程中要將其蓋住。這個(gè)過(guò)程對(duì)表面僅密封，使表面精確齊平，去除近表面層，如色斑，并產(chǎn)生裝飾性的外觀。要噴砂的表面必須清潔、無(wú)油脂，砂礫介質(zhì)必須定期更換，特別是在改變材料類別時(shí)，如鐵素體何奧氏體不銹鋼。
01研磨
用于消除宏觀粗糙度，使其無(wú)氧化皮、水垢或劃痕。這應(yīng)該在清潔、無(wú)油、無(wú)油脂的表面上進(jìn)行，并且磨料不應(yīng)被加工到表面里。根據(jù)初始粗糙度和要去除的層厚度，應(yīng)該采用越來(lái)越細(xì)的顆粒，使用橫磨方法（即：交替研磨方向）在幾個(gè)步驟中進(jìn)行研磨。研磨通常是隨后表面處理（如電拋光）的準(zhǔn)備步驟。研磨產(chǎn)生視覺(jué)上統(tǒng)一的印象。憑借已經(jīng)相對(duì)光滑、酸洗的表面，研磨可以產(chǎn)生更多的裝飾效果，而且還可以增大表面積。
02刷光
用于焊縫的后處理。所用刷子必須由不銹鋼制成，并且不得受到其他物質(zhì)的污染，保證無(wú)異物被帶到表面上。這同樣適用于拋光。拋光或磨損可能不增加到表面上和/或然后必須完全去除。有效的表面積不得通過(guò)微觀粗糙來(lái)增加。
03酸洗
是清潔表面的一種有效方法。雜質(zhì)和大約1至2μm厚的表層被溶解。相關(guān)酸洗參數(shù)，如染色劑濃度、溫度或酸洗時(shí)間，必須嚴(yán)格遵守，以避免過(guò)度酸洗。酸洗后，必須集中沖洗，以去除酸洗液的所有殘余物。酸洗過(guò)程只能略微改變表面粗糙度。
04 電拋光
是金屬選擇性陽(yáng)極通過(guò)使用DC電源溶解到電解液中。在這種情況下，通常去除表面12至15μm的顆粒，以產(chǎn)生結(jié)晶的純凈表面。為均勻地去除表面，必須頻繁地制造適合于部件的電極。這使得過(guò)程變得復(fù)雜起來(lái)。此外，CF密封面必須被覆蓋，因?yàn)樽鳛檫吘?，電?chǎng)強(qiáng)度局部增大，從而導(dǎo)致材料去除增加。在UHV用戶中，該過(guò)程是有爭(zhēng)議的。對(duì)氫進(jìn)入表面或通過(guò)電解液殘余物進(jìn)入表面上進(jìn)行了討論。如酸洗一樣，在電拋光后，必須徹底沖洗部件。此外，在這之后應(yīng)進(jìn)行泄漏測(cè)試，因?yàn)楹缚p區(qū)域的物質(zhì)被去除了。根據(jù)先前條件，電拋光可以減少一半的表面粗糙度。
通常情況下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)或過(guò)程，在用戶和設(shè)計(jì)師之間的對(duì)話中設(shè)計(jì)腔室。單獨(dú)定制腔室的另一選擇是標(biāo)準(zhǔn)的真空室。這些是預(yù)配置的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可通過(guò)自由可選的端口予以補(bǔ)充。與完全定制的真空室相比，它們更加快速、實(shí)惠。
3真空室加工—清潔
清潔表面是真空技術(shù)中的先決條件。必須去除表面上的所有雜質(zhì)，以使其在真空條件下不解吸、不產(chǎn)生氣體負(fù)荷或沉積在部件上。
最初的預(yù)處理是必需的，例如，用高壓清洗器，以去除粗污垢。隨后，將在多腔室超聲波中清洗部件。首次清潔是在超聲波條件下使用特殊的清潔劑進(jìn)行，對(duì)表面進(jìn)行清潔和脫脂。污物沾有表面上的表面活性劑，并粘著在清洗液中。清洗液的pH值必須調(diào)整到適合于腔室材料的范圍。在其他清洗液中，清潔劑通過(guò)預(yù)沖洗、然后用熱去離子水徹底沖洗才能完全去除。在這之后，必須在高溫、無(wú)塵、無(wú)烴空氣中快速完成干燥。大型腔室使用蒸汽或高壓清洗器與特殊的清洗劑進(jìn)行清洗。然后，必須使用熱的去離子水再次清洗數(shù)次，最后在高溫空氣中進(jìn)行快速干燥。
清潔后，真空側(cè)表面必須只能佩戴清潔、不起毛的手套觸摸。所用包裝為PE塑料薄膜，且密封面和刀刃輪廓用PE帽保護(hù)。
已清潔部件表面仍然有出氣源。在UHV下，明確吸附的水分子和貯存在空氣中的烴痕是殘余氣體的最大來(lái)源。為有效地去除表面的這些物質(zhì)，對(duì)UHV腔室進(jìn)行加熱。在壓力小于1·10-6hPa的連續(xù)排空下，部件通常加熱到150°C至300°C約48小時(shí)。
通過(guò)物理吸附或化學(xué)吸附粘著在表面的外來(lái)原子通過(guò)這些過(guò)程獲得熱能量，它們憑借這些熱量可溶解粘著物并將其從表面釋放。從表面釋放的分子必須通過(guò)真空泵從系統(tǒng)中去除。在冷卻后，獲得的最終壓力已經(jīng)下降了幾個(gè)量級(jí)。如果腔室被排空，表面會(huì)再次附著分子。使用干燥氮?dú)庾鳛橐绯鰵怏w并簡(jiǎn)短暴露于大氣中并不能完全防止表面上形成水組織，只能減少它。為在容許的抽空時(shí)間內(nèi)達(dá)到最終壓力，小于1·10-8hPa，再次烘烤是不可避免的。
