Trong phòng thí nghiệm chính xác để sản xuất chip, có một "người hùng thầm lặng" tưởng chừng như không mấy nổi bật - đó là bệ máy bằng đá granit. Đừng đánh giá thấp loại đá này. Nó là chìa khóa để đảm bảo độ chính xác của việc kiểm tra không phá hủy các tấm bán dẫn! Hôm nay, chúng ta hãy cùng xem nó giữ cho thiết bị kiểm tra luôn "nằm ngang và thẳng đứng" như thế nào.
1. Sinh ra với "gen ổn định"
Đá granit không phải là loại đá thông thường. Cấu trúc bên trong của nó giống như một "bức tranh ghép hình khoáng chất" đan xen chặt chẽ. Thạch anh, fenspat và các tinh thể khác được sắp xếp sát nhau, với mật độ cực cao và hầu như không có lỗ rỗng. Điều này giống như việc xây nhà bằng bê tông cốt thép, vừa chắc chắn vừa ổn định. Khi thiết bị kiểm tra "đặt" lên đó, ngay cả khi nặng vài tấn, độ biến dạng của nền đá granit là không đáng kể, chỉ bằng một phần mười so với thép!
Điều ấn tượng hơn nữa là nó hầu như không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ. Các vật liệu kim loại thông thường có xu hướng "giãn nở và tăng trọng lượng" khi bị nung nóng và "co lại và mỏng đi" khi nguội. Tuy nhiên, đá granit dường như có "khả năng giữ nhiệt kỳ diệu". Khi nhiệt độ dao động 1℃, sự giãn nở và co lại của nó chỉ bằng một phần nghìn so với sợi tóc người. Cần lưu ý rằng ngay cả khi nhiệt độ trong phòng thí nghiệm thay đổi nhẹ, đế đá granit vẫn có thể vững chắc đỡ thiết bị và ngăn ngừa sự "lệch lạc" về độ bằng phẳng.
Thứ hai, kỹ thuật xử lý "những chi tiết tinh tế".
Để đạt được độ chính xác cao hơn cho phần đế bằng đá granit, các kỹ sư đã sử dụng "công nghệ cao" trong quá trình gia công. Hãy tưởng tượng việc đánh bóng đá bằng "giấy nhám siêu mịn" làm từ kim cương - đó là cách hoạt động của máy mài năm trục. Nó sẽ mài bề mặt đá granit phẳng hơn cả gương trong ba bước:
Mài thô: Trước tiên, loại bỏ các tạp chất trên bề mặt đá và điều chỉnh độ phẳng sao cho bằng một phần hai mươi sợi tóc người.
Nghiền bán mịn: Tinh chế hơn nữa, với độ phẳng tăng lên bằng một phần năm mươi sợi tóc người.
Mài mịn: Cuối cùng, nó được đánh bóng bằng bột mài siêu mịn, đạt độ phẳng bằng một phần nghìn sợi tóc người! Ở giai đoạn này, bề mặt của đế đá granit giống như một "mặt phẳng nằm ngang" được thiết kế riêng cho thiết bị kiểm tra.
Một số giá đỡ cao cấp còn có "bộ não thông minh" - thước đo độ chính xác cao tích hợp hoạt động như một "người bảo vệ nhỏ" túc trực 24/7. Ngay khi phát hiện thiết bị bị nghiêng 0,01 độ (một góc nhỏ hơn đầu bút), thiết bị thủy lực sẽ lập tức kích hoạt và "làm thẳng" thiết bị trong vòng 30 giây.
Thứ ba, thiết kế khéo léo giúp tăng cường hơn nữa tính ổn định.
Các kỹ sư cũng đã vắt óc suy nghĩ về cấu trúc của đế máy. Phần đáy được làm theo hình lục giác dạng tổ ong, giống như tổ ong, không chỉ giúp giảm trọng lượng mà còn phân bố áp lực đều. Khi đầu dò di chuyển trên tấm wafer, sự biến dạng tại mỗi điểm của đế gần như giống hệt nhau, đảm bảo rằng hệ quy chiếu ngang luôn ổn định.
Điều đáng kinh ngạc hơn nữa là một "bộ giảm chấn vô hình" - một bộ giảm chấn gốm áp điện - được lắp đặt giữa đế và mặt đất. Nó có thể thu nhận các rung động khác nhau trong phạm vi từ 1 đến 1000Hz giống như radar và ngay lập tức phát ra sóng ngược để "khắc chế" sự nhiễu loạn. Ví dụ, các rung động do hoạt động của máy móc nhà bên cạnh hoặc những cú xóc của xe cộ đi qua bên ngoài đều "vô dụng" trước nó.
Số liệu tự nói lên tất cả: Hiệu quả mạnh mẽ đến mức nào?
Trong thực tế ứng dụng, hiệu suất của đế đá granit thực sự đáng kinh ngạc:
Kiểm tra quang học: Độ chính xác trong việc xác định các khuyết tật bề mặt trên tấm bán dẫn đã được cải thiện từ 3 micron xuống còn 1 micron (1 micron = một phần sáu mươi sợi tóc người).
Kiểm tra bằng sóng siêu âm: Sai số trong việc đo độ dày tấm bán dẫn đã giảm đi ba phần tư.
Sử dụng lâu dài: Sau một năm vận hành liên tục, sự thay đổi về độ bằng phẳng gần như không đáng kể, trong khi các đế máy thông thường đã bị "cong vênh" theo thời gian.
Từ những ưu điểm của vật liệu tự nhiên đến quy trình gia công chính xác và thiết kế sáng tạo, đế đá granite đã chứng minh bằng "sức bền" của mình rằng nếu bạn muốn phát hiện chính xác các vết nứt, loại đá này thực sự không thể thiếu!
Thời gian đăng bài: 18/06/2025