การพูดคุยด้านเทคนิคเกี่ยวกับห้องปลอดเชื้อ

ความดันสุญญากาศสามารถวัดได้ด้วยหน่วยต่างๆ สําหรับบทความนี้เราจะใช้ Torr

• 760 Torr = ความดันบรรยากาศของโลกที่ระดับน้ําทะเล

• 10−⁷ ถึง 10−⁸ Torr = แรงดันห้องเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป

เพื่อให้เข้าใจในมุมมอง แรงดันภายในห้องเซมิคอนดักเตอร์คล้ายคลึงกับเทอร์โมสเฟียร์ ซึ่งเป็นสถานีอวกาศนานาชาติ

ในการสร้างสุญญากาศ เราใช้ปั๊มสุญญากาศ ซึ่งแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่

1. ปั๊มถ่ายโอน - ปั๊มเหล่านี้จะเคลื่อนโมเลกุลออกจากห้อง

• ปั๊มจลน์ศาสตร์: เพิ่มพลังงานจลน์ให้กับโมเลกุลเพื่อเคลื่อนย้ายโมเลกุล (เช่น ปั๊มเทอร์โบโมเลกุล ปั๊ม diffusion)

• ปั๊มแบบขับออก: จับ บีบอัด และปล่อยโมเลกุลออก 
  
  

1. ปั๊มดักจับ - ปั๊มเหล่านี้ดักจับและยึดโมเลกุลไว้ภายในระบบ

• ปั๊มแบบเย็น: ใช้พื้นผิวที่เย็นมากเพื่อแช่แข็งและจับโมเลกุล

• ปั๊มสปัตเตอร์ไอออน: ใช้พลาสมาและสนามแม่เหล็กเพื่อดักจับโมเลกุลเป็นวัสดุ

• การดักจับในห้องอบ: พื้นผิวเย็นภายในห้องอบ (เช่น ตู้เย็น CTI-Cryogenics ของ Edwards, เครื่องทําความเย็นแบบเย็น Polycold) ที่ดักจับโมเลกุลโดยตรง

ปั๊มที่แตกต่างกันเหล่านี้จะบรรลุเเรงดันเป้าหมายที่แตกต่างกันในกระบวนการสุญญากาศที่กําหนด ซึ่งแตกต่างกันไปตามลูกค้า ภาคส่วน และตลาด

ไม่เหมือนกับปั๊มถ่ายโอน ปั๊มดักจับจะไม่เคลื่อนย้ายโมเลกุลออกมา แต่จะดักจับโมเลกุลเหล่านี้ภายในระบบ  
 

• ปั๊มแบบเย็นใช้พื้นผิวที่เย็นเพื่อดักจับโมเลกุลและสร้างสุญญากาศ โมเลกุลเหล่านี้จะถูกคงไว้โดยปั๊มจนกระทั่งเต็ม ซึ่งเป็นจุดที่โมเลกุลที่แช่แข็งละลายและล้างออกจากระบบ

• ปั๊มสปัตเตอร์ไอออนจะดักจับโมเลกุลโดยใช้พลาสมาและสนามแม่เหล็ก พลาสมาจะถูกควบคุมในสนามแม่เหล็กที่ทําลายอิเล็กตรอนเพื่อสร้างไอออน จากนั้นไอออนบวกเหล่านี้จะถูกดึงดูดไปยังแคโธดและสร้างการสปัตเตอร์ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะเปลี่ยนเป็นสสาร ปั๊มเหล่านี้จะดักจับโมเลกุลสสารเพื่อสร้างสุญญากาศ

• การดักจับในห้องอบไม่ใช่ปั๊มสุญญากาศจริงๆ แต่เป็นเทคนิค โดยจะใช้ตัวดักก๊าซเฉพาะที่วางอยู่ภายในห้องสุญญากาศโดยตรง ตัวอย่างรวมถึงตู้เย็น Gifford-McMahon เช่น ตู้เย็น CTI-Cryogenics ของ Edwards และเครื่องทําความเย็นแบบแช่แข็ง Polycold ระบบเหล่านี้จะแทรกพื้นผิวที่เย็นลงในห้อง ดักจับโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าปั๊มที่เชื่อมต่ออยู่ภายนอกห้อง เนื่องจากไม่มีข้อจํากัดจากการสูญเสียการนําไฟฟ้า

• ตัวดักความเย็น CTI-Cryogenics ของ Edwards (อิงตามเครื่องทำความเย็น Gifford-McMahon) มีพื้นผิวที่เย็นมากที่สามารถดักไอน้ําและก๊าซอื่นๆ เช่น ซีนอนได้ 

• เครื่องทําความเย็นแบบแช่แข็ง Polycold ใช้คอยล์ Meissner เพื่อหมุนเวียนสารทําความเย็นเย็น ทําให้คอยล์เย็นลง และดักจับโมเลกุลน้ํา แม้ว่าจะไม่ถึงอุณหภูมิต่ําเป็นพิเศษของตัวดักน้ําเย็น CTI-Cryogenics แต่ก็มีประสิทธิภาพสูงในการใช้งานที่ต้องการความเร็วในการปั๊มน้ําที่รวดเร็วมาก