หินสามารถตรวจจับเศษหินได้อย่างไรให้ “มั่นคงเหมือนภูเขา” เปิดเผยความลึกลับในแนวนอนของฐานหินแกรนิต

ในห้องปฏิบัติการความแม่นยำสำหรับการผลิตชิป มี "ฮีโร่เบื้องหลัง" ที่ดูเหมือนไม่มีอะไรโดดเด่น นั่นคือฐานเครื่องจักรหินแกรนิต อย่าประมาทหินชนิดนี้ เพราะเป็นกุญแจสำคัญในการรับรองความแม่นยำของการทดสอบเวเฟอร์แบบไม่ทำลาย วันนี้ มาดูกันว่าหินชนิดนี้ช่วยให้อุปกรณ์ตรวจจับอยู่ใน "แนวระนาบและแนวตั้ง" เสมอได้อย่างไร

1.เกิดมาพร้อมกับ “ยีนเสถียร”
หินแกรนิตไม่ใช่หินธรรมดา โครงสร้างภายในของหินแกรนิตเปรียบเสมือน “ปริศนาจิ๊กซอว์แร่” ที่เชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และผลึกอื่นๆ เรียงตัวกันอย่างแน่นหนา มีความหนาแน่นสูงมาก และแทบไม่มีช่องว่างใดๆ เลย เหมือนกับการสร้างบ้านด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กซึ่งทั้งแข็งแรงและมั่นคง เมื่อวางอุปกรณ์ตรวจสอบไว้บนหินแกรนิต แม้ว่าจะมีน้ำหนักหลายตัน การเสียรูปของฐานหินแกรนิตก็แทบจะไม่มีนัยสำคัญ มีเพียงหนึ่งในสิบของเหล็กเท่านั้น!

สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งกว่าคือแทบจะไม่กลัวการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเลย วัสดุโลหะทั่วไปมีแนวโน้มที่จะ "ขยายตัวและเพิ่มน้ำหนัก" เมื่อได้รับความร้อน และ "หดตัวและบางลง" เมื่อได้รับความเย็น อย่างไรก็ตาม หินแกรนิตดูเหมือนจะมี "เวทมนตร์อุณหภูมิคงที่" เมื่ออุณหภูมิผันผวน 1 องศาเซลเซียส การขยายตัวและหดตัวจะมีเพียงหนึ่งในพันของเส้นผมของมนุษย์ ควรสังเกตว่าแม้ว่าอุณหภูมิของห้องปฏิบัติการทดสอบจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ฐานหินแกรนิตก็ยังสามารถรองรับอุปกรณ์ได้อย่างมั่นคงและป้องกันไม่ให้ระดับ "เบี่ยงเบน"
ประการที่สอง เทคนิคการประมวลผลของ “รายละเอียดอันชั่วร้าย”
เพื่อให้ฐานหินแกรนิตมีความแม่นยำมากขึ้น วิศวกรจึงใช้ "เทคโนโลยีสีดำ" ในการประมวลผล ลองนึกภาพการขัดหินด้วย "กระดาษทรายซูเปอร์" ที่ทำจากเพชร นี่คือวิธีการทำงานของเครื่องเจียร 5 แกน เครื่องนี้จะเจียรพื้นผิวของหินแกรนิตให้เรียบกว่ากระจกใน 3 ขั้นตอน:

การเจียรแบบหยาบ: ขั้นแรก ให้ขจัดตำหนิที่พื้นผิวของหินออกไป และควบคุมความเรียบให้เหลือเพียงหนึ่งในยี่สิบของเส้นผมมนุษย์
การบดแบบกึ่งละเอียด: การปรับปรุงเพิ่มเติม โดยเพิ่มความเรียบให้เหลือเพียงหนึ่งในห้าสิบของเส้นผมของมนุษย์
การบดละเอียด: ในที่สุดแล้ว จะถูกขัดด้วยผงบดละเอียดพิเศษ ทำให้ได้ความเรียบเท่ากับเส้นผมมนุษย์หนึ่งในพันเส้น! ณ จุดนี้ พื้นผิวของฐานหินแกรนิตจะเหมือนกับ "แท่นแนวนอน" ที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบ

อุปกรณ์ติดตั้งระดับไฮเอนด์บางรุ่นยังมี "สมองอัจฉริยะ" อีกด้วย โดยเครื่องวัดระดับความแม่นยำสูงในตัวนั้นเปรียบเสมือน "ยามตัวน้อย" ที่คอยปฏิบัติหน้าที่ตลอด 24 ชั่วโมง เมื่อตรวจพบว่าอุปกรณ์เอียง 0.01 องศา (มุมที่เล็กกว่าปลายปากกา) อุปกรณ์ไฮดรอลิกจะเปิดใช้งานทันทีและ "ปรับให้ตรง" อุปกรณ์ภายใน 30 วินาที
สาม การออกแบบที่ชาญฉลาดช่วยเพิ่มเสถียรภาพมากขึ้น
วิศวกรยังพยายามคิดหาโครงสร้างฐานของเครื่องจักรอีกด้วย โดยฐานด้านล่างถูกสร้างให้มีลักษณะเป็นรังผึ้งหกเหลี่ยมเหมือนรังผึ้ง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนักเท่านั้น แต่ยังช่วยกระจายแรงกดได้อย่างสม่ำเสมออีกด้วย เมื่อหัววัดตรวจจับเคลื่อนที่ไปบนเวเฟอร์ การเสียรูปที่จุดต่างๆ บนฐานแต่ละจุดจะเกือบเท่ากันทุกประการ ทำให้มั่นใจได้ว่าการอ้างอิงแนวนอนจะคงที่ตลอดเวลา

ที่น่าทึ่งยิ่งกว่านั้นก็คือมีการติดตั้ง "โช้คอัพที่มองไม่เห็น" - โช้คอัพเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก - ไว้ระหว่างฐานกับพื้น โช้คอัพนี้สามารถจับการสั่นสะเทือนต่างๆ ตั้งแต่ 1 ถึง 1,000 เฮิรตซ์ได้เหมือนเรดาร์ และปล่อยคลื่นย้อนกลับทันทีเพื่อ "ตอบโต้" การรบกวนดังกล่าว ตัวอย่างเช่น การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการทำงานของเครื่องจักรข้างบ้านหรือแรงสั่นสะเทือนจากยานพาหนะที่วิ่งผ่านไปมาข้างนอกนั้น "ไร้ประโยชน์" ต่อหน้าโช้คอัพดังกล่าว
ข้อมูลพูดด้วยตัวเอง: ผลลัพธ์ทรงพลังแค่ไหน?
เมื่อนำไปใช้งานจริง ประสิทธิภาพของฐานหินแกรนิตนั้นน่าทึ่งจริงๆ:

การตรวจสอบด้วยแสง: ความแม่นยำในการระบุข้อบกพร่องพื้นผิวบนเวเฟอร์ได้รับการปรับปรุงจาก 3 ไมครอนเป็น 1 ไมครอน (1 ไมครอน = หนึ่งในหกสิบเส้นผมของมนุษย์)
การทดสอบอัลตราโซนิก: ข้อผิดพลาดในการวัดความหนาของเวเฟอร์ลดลงสามในสี่
การใช้งานในระยะยาว: หลังจากใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งปี การเปลี่ยนแปลงของระดับจะแทบไม่มีนัยสำคัญ ขณะที่ฐานเครื่องจักรธรรมดาจะ "หลังค่อม" มานานแล้ว

จากข้อดีของวัสดุธรรมชาติไปจนถึงการประมวลผลที่แม่นยำและการออกแบบที่สร้างสรรค์ ฐานหินแกรนิตได้รับการพิสูจน์แล้วด้วย "ความแข็งแกร่ง" ว่าหากคุณต้องการตรวจจับเศษหินได้อย่างแม่นยำ หินชนิดนี้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้จริงๆ!