หินจะทำให้การตรวจจับเศษหิน “มั่นคงดุจภูเขา” ได้อย่างไร? เปิดเผยความลึกลับในแนวนอนของฐานหินแกรนิต

ในห้องปฏิบัติการผลิตชิปที่มีความแม่นยำ มี "ฮีโร่เบื้องหลัง" ที่ดูเหมือนจะธรรมดาๆ นั่นก็คือฐานเครื่องจักรที่ทำจากหินแกรนิต อย่าประมาทหินก้อนนี้ เพราะมันคือกุญแจสำคัญในการรับรองความแม่นยำของการทดสอบเวเฟอร์แบบไม่ทำลาย! วันนี้ เรามาดูกันว่าหินแกรนิตช่วยให้อุปกรณ์ตรวจจับทำงาน "ในแนวนอนและแนวตั้ง" ได้อย่างไร

1. เกิดมาพร้อมกับ “ยีนที่เสถียร”
หินแกรนิตไม่ใช่หินธรรมดา โครงสร้างภายในของมันเปรียบเสมือน “จิ๊กซอว์แร่” ที่ประสานกันแน่นหนา ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และผลึกอื่นๆ เรียงตัวกันอย่างแนบแน่น มีความหนาแน่นสูงมากจนแทบไม่มีช่องว่างใดๆ เปรียบเสมือนการสร้างบ้านด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กที่ทั้งแข็งแรงและมั่นคง เมื่อวางอุปกรณ์ตรวจสอบลงบนหินแกรนิต แม้ว่าจะมีน้ำหนักหลายตัน การเปลี่ยนรูปของฐานหินแกรนิตก็แทบจะไม่มีนัยสำคัญ มีเพียงหนึ่งในสิบของเหล็กเท่านั้น!

ที่น่าประทับใจยิ่งกว่าคือแทบไม่กลัวการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเลย วัสดุโลหะทั่วไปมักจะ "ขยายตัวและมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น" เมื่อได้รับความร้อน และ "หดตัวและบางลง" เมื่อเย็นลง อย่างไรก็ตาม หินแกรนิตดูเหมือนจะมี "เวทมนตร์แห่งอุณหภูมิคงที่" เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 1 องศาเซลเซียส การขยายตัวและหดตัวจะมีค่าเพียงหนึ่งในพันของเส้นผมมนุษย์ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าอุณหภูมิในห้องปฏิบัติการทดสอบจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ฐานหินแกรนิตก็สามารถรองรับอุปกรณ์ได้อย่างมั่นคงและป้องกันไม่ให้ "ความเรียบ" ของพื้นลดลง
ประการที่สอง เทคนิคการประมวลผล "รายละเอียดอันชั่วร้าย"
เพื่อให้ฐานหินแกรนิตมีความแม่นยำมากขึ้น วิศวกรจึงได้นำ "เทคโนโลยีสีดำ" มาใช้ในการขัด ลองนึกภาพการขัดหินด้วย "กระดาษทรายซูเปอร์" ที่ทำจากเพชร นี่คือวิธีการทำงานของเครื่องเจียรห้าแกน เครื่องจะเจียรพื้นผิวของหินแกรนิตให้เรียบกว่ากระจกในสามขั้นตอน:

การเจียรแบบหยาบ: ขั้นแรก ให้ขจัดตำหนิบนพื้นผิวของหินและควบคุมความเรียบให้เหลือเพียงหนึ่งในยี่สิบของเส้นผมมนุษย์
การบดแบบกึ่งละเอียด: การปรับปรุงเพิ่มเติม โดยเพิ่มความเรียบให้เหลือเพียงหนึ่งในห้าสิบของเส้นผมของมนุษย์
การเจียรละเอียด: สุดท้ายนี้ ขัดด้วยผงเจียรละเอียดพิเศษ เพื่อให้ได้ความเรียบเพียง 1 ใน 1,000 ของเส้นผมมนุษย์! ณ จุดนี้ พื้นผิวของฐานหินแกรนิตจะเปรียบเสมือน "แท่นแนวนอน" ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบ

อุปกรณ์ติดตั้งระดับไฮเอนด์บางรุ่นยังมี "สมองกลอัจฉริยะ" อีกด้วย เครื่องวัดระดับความแม่นยำสูงในตัวเปรียบเสมือน "ยามตัวน้อย" ที่คอยปฏิบัติหน้าที่ตลอด 24 ชั่วโมง เมื่อตรวจพบว่าอุปกรณ์เอียง 0.01 องศา (มุมที่เล็กกว่าปลายปากกา) อุปกรณ์ไฮดรอลิกจะทำงานทันทีและ "ปรับ" อุปกรณ์ให้ตรงภายใน 30 วินาที
สาม การออกแบบที่ชาญฉลาดช่วยเพิ่มเสถียรภาพยิ่งขึ้น
วิศวกรยังได้ศึกษาโครงสร้างของฐานเครื่องจักรอย่างละเอียด ฐานด้านล่างถูกออกแบบให้เป็นรูปรังผึ้งหกเหลี่ยม คล้ายกับรังผึ้ง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนัก แต่ยังช่วยกระจายแรงกดได้อย่างทั่วถึง เมื่อหัววัดเคลื่อนที่บนแผ่นเวเฟอร์ การเสียรูปของฐานแต่ละจุดจะเกือบเท่ากันทุกประการ ทำให้มั่นใจได้ว่าแนวอ้างอิงแนวนอนจะคงที่ตลอดเวลา

ที่น่าทึ่งยิ่งกว่านั้นคือมีการติดตั้ง "โช้คอัพที่มองไม่เห็น" หรือโช้คอัพเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกไว้ระหว่างฐานและพื้นดิน โช้คอัพนี้สามารถจับการสั่นสะเทือนได้หลากหลายตั้งแต่ 1 ถึง 1,000 เฮิรตซ์เหมือนเรดาร์ และปล่อยคลื่นย้อนกลับออกมาทันทีเพื่อ "ต้านทาน" สัญญาณรบกวน ยกตัวอย่างเช่น การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการทำงานของเครื่องจักรข้างเคียง หรือแรงสั่นสะเทือนจากรถที่วิ่งผ่านภายนอก ล้วน "ไร้ประโยชน์" ต่อหน้ามันทั้งสิ้น
ข้อมูลสามารถอธิบายได้ด้วยตัวเอง: ผลลัพธ์ทรงพลังแค่ไหน?
ในการใช้งานจริง ประสิทธิภาพของฐานหินแกรนิตน่าทึ่งจริงๆ:

การตรวจสอบด้วยแสง: ความแม่นยำในการระบุข้อบกพร่องบนพื้นผิวของเวเฟอร์ได้รับการปรับปรุงจาก 3 ไมครอนเป็น 1 ไมครอน (1 ไมครอน = หนึ่งในหกสิบของเส้นผมของมนุษย์)
การทดสอบอัลตราโซนิก: ข้อผิดพลาดในการวัดความหนาของเวเฟอร์ลดลงสามในสี่
การใช้งานในระยะยาว: หลังจากใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งปี การเปลี่ยนแปลงของระดับจะแทบไม่มีนัยสำคัญ ในขณะที่ฐานเครื่องจักรทั่วไปจะ "งอ" มานานแล้ว

จากข้อดีของวัสดุธรรมชาติไปจนถึงการประมวลผลที่แม่นยำและการออกแบบที่สร้างสรรค์ ฐานหินแกรนิตได้รับการพิสูจน์ด้วย "ความแข็งแกร่ง" ว่าหากคุณต้องการตรวจจับเศษหินได้อย่างแม่นยำ หินชนิดนี้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้จริงๆ!