У дакладнай лабараторыі па вытворчасці мікрасхем ёсць, здавалася б, нічым не характэрны «закулісны герой» — гранітная аснова машыны. Не варта недаацэньваць гэты камень. Ён з'яўляецца ключом да забеспячэння дакладнасці неразбуральнага кантролю пласцін! Сёння давайце паглядзім, як ён падтрымлівае абсталяванне для выяўлення заўсёды «гарызантальным і вертыкальным».
1. Нарадзіўся са «стабільным генам»
Граніт — незвычайны камень. Яго ўнутраная структура падобная на шчыльна пераплецены «мінеральны пазл». Кварц, палявы шпат і іншыя крышталі размешчаны шчыльна, з надзвычай высокай шчыльнасцю і амаль без пустэч. Гэта падобна на будаўніцтва дома з жалезабетону, які адначасова трывалы і ўстойлівы. Калі на яго «сядзіць» інспекцыйнае абсталяванне, нават калі ён важыць некалькі тон, дэфармацыя гранітнай асновы нязначная, усяго адна дзясятая ад дэфармацыі сталі!
Яшчэ больш уражвае тое, што граніт практычна не баіцца перападаў тэмпературы. Звычайныя металічныя матэрыялы маюць тэндэнцыю «пашырацца і набіраць вагу» пры награванні і «сціскацца і станавіцца танчэйшымі» пры астуджэнні. Аднак, здаецца, граніт валодае «магіяй пастаяннай тэмпературы». Пры ваганнях тэмпературы на 1℃ яго пашырэнне і сцісканне складае ўсяго адну тысячную ад пашырэння і сціскання чалавечага валася. Варта адзначыць, што нават пры невялікіх зменах тэмпературы ў выпрабавальнай лабараторыі гранітная аснова можа трывала падтрымліваць абсталяванне і прадухіляць «адхіленне» роўнасці.
Па-другое, тэхніка апрацоўкі «д'ябальскіх дэталяў»
Каб зрабіць гранітную аснову больш дакладнай, інжынеры выкарысталі для апрацоўкі «чорную тэхналогію». Уявіце сабе паліроўку камянёў «супернаждачнай паперай» з алмазаў — вось як працуе пяцівосевы шліфавальны станок. Ён адшліфуе паверхню граніту да больш роўнай, чым люстэрка, за тры этапы:
Грубае шліфаванне: спачатку выдаліце паверхневыя дэфекты каменя і кантралюйце роўнасць да адной дваццатай долі чалавечага валасінкі.
Паўдробнае шліфаванне: далейшае ўдасканаленне, пры якім плоскасць павялічваецца да адной пяцідзесятай чалавечага валасянога покрыва.
Дробнае шліфаванне: Нарэшце, паверхня паліруецца ультратонкім шліфавальным парашком, дасягаючы роўнасці ў адну тысячную долю чалавечага валася! У гэтым выпадку паверхня гранітнай асновы падобная на «гарызантальную сцэну», спецыяльна зробленую для інспекцыйнага абсталявання.
Некаторыя высакаякасныя мацавання таксама маюць «разумны мозг» — убудаваны высокадакладны ўзровень падобны да «маленькага ахоўніка», які дзяжурыць 24 гадзіны ў суткі. Як толькі ён выяўляе, што абсталяванне нахілена на 0,01 градуса (вугал меншы за вугал наканечніка ручкі), гідраўлічная прылада неадкладна актывуецца і «выпрастае» абсталяванне на працягу 30 секунд.
Па-трэцяе, вынаходлівая канструкцыя яшчэ больш павышае стабільнасць
Інжынеры таксама паламалі галаву над структурай асновы машыны. Дно мае форму шасцігранных сотаў, як пчаліны вулей, што не толькі памяншае вагу, але і раўнамерна размяркоўвае ціск. Калі зонд выяўлення рухаецца па пласціне, дэфармацыя ў кожнай кропцы асновы практычна аднолькавая, што забяспечвае стабільнасць гарызантальнай арыентацыі ўвесь час.
Яшчэ больш дзіўна тое, што паміж падставай і зямлёй усталяваны «нябачны амартызатар» — п'езаэлектрычны керамічны амартызатар. Ён можа ўлоўліваць розныя ваганні ад 1 да 1000 Гц, як радар, і неадкладна выпраменьваць зваротныя хвалі, каб «супрацьдзейнічаць» перашкодам. Напрыклад, вібрацыі, якія ствараюцца працай машын па суседстве або штуршкамі транспартных сродкаў, якія праязджаюць міма, перад ім «бескарысныя».
Дадзеныя кажуць самі за сябе: наколькі магутны эфект?
На практыцы характарыстыкі гранітнай асновы сапраўды ўражваюць:
Аптычны кантроль: дакладнасць выяўлення паверхневых дэфектаў на пласцінах палепшылася з 3 мікронаў да 1 мікрона (1 мікрон = адна шасцідзесятая чалавечага воласа).
Ультрагукавое кантролі: памылка вымярэння таўшчыні пласціны скарацілася на тры чвэрці.
Доўгатэрміновае выкарыстанне: пасля бесперапыннай працы на працягу года змяненне роўнасці практычна нязначнае, у той час як звычайныя асновы машын даўно "згорбіліся".
Ад пераваг натуральных матэрыялаў да дакладнай апрацоўкі і інавацыйнага дызайну, гранітная аснова сваёй «сілай» даказала, што калі вы хочаце дакладна выявіць сколы, гэты камень сапраўды незаменны!
Час публікацыі: 18 чэрвеня 2025 г.