3.4.2 Verarbeitung – Reinigung
Saubere Oberflächen sind eine Grundvoraussetzung in der Vakuumtechnik. Sämtliche Verunreinigungen sind von den Oberflächen zu entfernen, sodass sie nicht unter Vakuumbedingungen desorbieren und Gaslasten erzeugen oder sich auf Einbauten niederschlagen.
Dazu erfolgt zunächst eine Vorreinigung, z. B. mit einem Hochdruckreiniger, zur Beseitigung grober Verschmutzungen. Anschließend werden die Bauteile in einem Mehrkammer-Ultraschallbad gereinigt. Im ersten Bad erfolgt unter Ultraschallbedingungen mit Zusatz von speziellen Reinigern die Reinigung und Entfettung der Oberflächen. Verschmutzungen werden durch die Tenside umhüllt, von der Oberfläche abgehoben und im Reinigungsbad gebunden. Der PH-Wert des Reinigungsbades muss auf den Kammerwerkstoff abgestimmt sein. In weiteren Bädern werden die Reinigungsmittel vollständig entfernt, und zwar durch Vorspülen mit anschließendem gründlichem Nachspülen mit heißem, deionisiertem Wasser. Abschließend erfolgt zügig eine Trocknung in einem heißen, staubarmen und kohlen-wasserstofffreien Luftstrom. Große Kammern werden mit Dampfstrahlern oder Hochdruckreinigern mit Zusatz von speziellen Reinigungsmitteln gereinigt. Anschließend muss auch hier mehrfach mit heißem deionisiertem Wasser gespült werden und eine rasche Trocknung mit heißer Luft erfolgen.
Nach der Reinigung dürfen vakuumseitige Flächen nur noch mit sauberen, fusselfreien Handschuhen angefasst werden. Die Verpackung erfolgt in PE-Kunststofffolien, Dichtflächen und Dichtschneiden werden mit PE-Abdeckkappen geschützt.
Die Oberfläche gereinigter Bauteile stellt immer noch eine Ausgasquelle dar. Insbesondere adsorbierte Wassermoleküle und Spuren von Kohlenwasserstoffen aus der Lagerung an Luft sind die größten Restgasquellen im UHV. Um diese effektiv von den Oberflächen zu lösen, werden UHV-Kammern ausgeheizt. Unter ständigem Evakuieren, bei einem Druck besser als 1 · 10-6 hPa, werden die Bauteile in der Regel auf Temperaturen von 150 bis 300 °C für etwa 48 Stunden erwärmt.
Fremdatome, die durch Physisorption oder Chemisorption an den Oberflächen gebunden sind, erhalten dadurch thermische Energie, mit der sie die Bindung lösen und von der Oberfläche entweichen können. Die von der Oberfläche gelösten Moleküle müssen von der Vakuumpumpe aus dem System entfernt werden. Nach dem Abkühlen erhält man einen um Größenordnungen reduzierten Enddruck. Wird die Kammer belüftet, belegen sich die Oberflächen erneut mit Molekülen. Die Verwendung von trockenem Stickstoff als Flutgas und kurze Öffnungszeiten an einer trockenen Atmosphäre können die Belegung der Oberflächen mit Wasser nicht vollständig verhindern, sondern lediglich reduzieren. Soll ein Enddruck kleiner 1 · 10-8 hPa innerhalb einer erträglichen Abpumpzeit erreicht werden, ist ein erneutes Ausheizen unumgänglich.
