Chương 55: Ánh Sáng Trăm Chín Ba Nanômét

Thuộc tiểu thuyết Toàn Cầu Công Nghệ: Thao Túng Kỷ Nguyên

Tác giả: · Thể loại: Đô Thị · Đăng ngày · 1891 từ · khoảng 9 phút đọc

Chín giờ sáng ngày thứ hai trăm năm mươi.

Bên trong phòng thí nghiệm quang học bán dẫn của Viện AIMR, tiếng máy bơm chân không phân tử rào rào dưới sàn thép.

"Bơm phân tử đã kéo áp suất buồng xuống mười mũ âm bảy torr rồi Nam ơi!" Chú Bảy cúi nhìn đồng hồ điện tử kỹ thuật số, cất tiếng gọi vang.

Nam ngẩng đầu khỏi bệ quang học, lau vệt mồ hôi trên sống mũi:

"Tốt lắm chú Bảy! Giữ nguyên bơm hút phụ trợ để vét sạch mọi phân tử hơi nước còn sót lại."

Bên ngoài cửa kính, cái nắng chói chang của mùa khô miền Đông nung nóng mặt đường nhựa bốc hơi nghi ngút. Nhưng trong căn phòng sạch này, nhiệt độ luôn duy trì ổn định ở mức 21 độ C. Độ ẩm không khí khóa chặt ở mức bốn mươi phần trăm.

Giữa gian phòng, một khối đá granite đen nguyên khối nặng mười tấn nằm vững như bàn thạch.

Đây là khối đá hoa cương tự nhiên được Nam đặt chế tác từ mỏ đá An Nhơn. Đá đã qua hàng triệu năm phong hóa, cấu trúc tinh thể đặc quánh không còn tồn dư bất kỳ ứng suất nhiệt nào. Bề mặt bệ đá được chú Bảy cùng nhóm thợ nguội Nam Phát mài rà thủ công suốt hai tuần lễ bằng bột mài kim cương, đạt độ phẳng dưới nửa micromét trên diện tích hai mét vuông.

Dưới bốn góc bệ đá granite, bốn bầu đệm khí nén tự cân bằng chủ động liên tục xả những luồng hơi êm ái. Nó triệt tiêu hoàn toàn mọi rung chấn cơ học truyền từ mặt đất do xe tải chạy trên xa lộ cách đó vài cây số. Biên độ dao động của mặt bàn đá đo được luôn ở mức dưới năm nanomet.

Trên mặt bệ đá, hệ thống buồng cộng hưởng laser excimer ArF và dàn thấu kính quang học bước sóng ngắn 193 nanômét đã lắp đặt hoàn chỉnh.

Nam mặc áo choàng phòng sạch màu đen chống tĩnh điện, đeo kính lọc tia cực tím chuyên dụng. Anh dùng cờ lê lục giác siết đều từng con ốc hợp kim titan gá bệ thấu kính.

Chú Bảy soi đèn pin vào từng mối ghép chân không:

"Toàn bộ thân buồng laser tao dùng thép không gỉ 316L mạ niken điện phân. Các mặt bích làm kín bằng gioăng kim loại đồng dẻo. Tao thử áp lực chân không cả đêm qua, đồng hồ đo áp suất không nhúc nhích một vạch."

Nam gật đầu tán thưởng:

"Độ kín khít của buồng xả khí là yếu tố sống còn chú ạ. Khí flo trong hỗn hợp laser là chất oxy hóa cực mạnh. Nếu buồng hở lọt một phần triệu hơi ẩm vào, flo sẽ phản ứng sinh ra axit flohydric ăn mòn hỏng sạch các mặt quang học thạch anh."

Lê Vân bước lại gần bảng nạp khí chuyên dụng. Cô đeo găng tay chống hóa chất dày dặn, cẩn thận kiểm tra van của ba bình khí nén đặt trong tủ hút an toàn:

"Em đã hoàn tất quy trình pha trộn khí công tác cho buồng cộng hưởng. Hỗn hợp khí gồm một phần trăm khí argon, 0.1 phần trăm khí flo và chín mươi tám chấm chín phần trăm khí đệm neon. Áp suất nạp vào buồng đạt đúng bốn bar."

Nam quay sang màn hình giám sát quang học:

"Các cụm lăng kính thu hẹp phổ thế nào rồi em?"

"Đã cân chỉnh xong bằng laser chuẩn trực He-Ne," Vân đáp nhanh. "Chùm tia phát xạ tự nhiên của excimer ArF có độ rộng phổ khoảng 500 picomet. Nếu để nguyên dải phổ rộng như vậy chiếu qua thấu kính, hiện tượng tán sắc sẽ làm nhòe toàn bộ đường viền mạch khắc. Cụm bốn lăng kính thạch anh kết hợp cách tử nhiễu xạ Littrow này sẽ nén độ rộng dải phổ xuống dưới 0.45 picomet."

Nam bước đến bên giá đỡ cụm thấu kính chuẩn trực:

"Thấu kính thủy tinh thông thường sẽ hấp thụ toàn bộ tia cực tím sâu 193 nanômét và biến thành nhiệt gây nứt vỡ. Toàn bộ mười hai thấu kính này đều phải chế tác từ đơn tinh thể florua canxi CaF2 do phòng thí nghiệm vật liệu của Vân nuôi cấy. Hệ số truyền qua tia DUV của chúng đạt trên 99.5 phần trăm."

Vân đưa tay chỉ vào cụm gá giữ thấu kính có các vít tinh chỉnh vi cơ:

"Từng thấu kính được gia công mài phân cực hai mặt với sai số bề mặt dưới một phần tư bước sóng ánh sáng. Chúng em đã phủ một lớp màng chống phản xạ đa lớp bằng magie florua để giảm thiểu tối đa tổn hao năng lượng photon."

Chú Bảy ngắm nhìn những thấu kính tròn xoe trong vắt được giữ bởi các vòng kẹp hợp kim Invar màu xám:

"Tao tiện mấy cái vòng gá thấu kính này bằng thép hợp kim Invar đấy. Nhiệt độ buồng laser có tăng lên ba mươi độ thì kim loại này cũng không nở ra một phần mười micromét, giữ thấu kính không bao giờ bị lệch tâm. Mỗi vòng kẹp đều có chốt khóa hãm chống rung cơ học."

Nam nhìn đồng hồ điện tử trên tường. Đã chín giờ ba mươi phút.

"Mọi người vào vị trí bảo hộ," Nam ra lệnh, giọng đanh thép. "Đóng nắp buồng chắn sáng!"

Hai tấm vỏ chắn bằng hợp kim nhôm dày mười milimét trượt vào nhau, khóa kín toàn bộ đường đi của chùm tia laser. Không khí bên trong buồng quang học lập tức được thổi quét bằng dòng khí nitơ tinh khiết 6N để loại bỏ hoàn toàn dấu vết oxy có thể hấp thụ photon DUV.

Hoàng Tuấn từ phòng điều khiển trung tâm nhìn qua ô kính an toàn dày ba lớp, giơ ngón tay cái ra hiệu sẵn sàng:

"Hệ thống tụ điện cao áp ba mươi kilovolt đã nạp đầy điện năng! Tần số kích hoạt cài đặt ở mức bốn nghìn héc. Hệ thống làm mát bằng nước khử ion tuần hoàn đang chạy ổn định. Cảm biến nhiệt độ buồng đốt báo 22 độ C."

Nam đứng trước bàn điều khiển công suất. Bàn tay anh đặt lên cần gạt đóng mạch xung điện từ.

Gian phòng thí nghiệm chìm vào bóng tối. Ánh đèn trần vụt tắt, chỉ còn ánh sáng xanh lục từ các màn hình đo đạc phản chiếu lên gương mặt căng thẳng của bốn người.

"Ba. Hai. Một. Phóng xung!" Nam dứt khoát giật cần gạt.

Tiếng nạp xả của cụm tụ điện cao áp vang lên tanh tách liên hồi tựa như tiếng súng máy liên thanh.

Bốn nghìn lần trong mỗi giây. Ba mươi kilovolt điện thế giáng mạnh qua hai thanh điện cực vonfram trong lòng buồng khí ArF.

Sự phóng điện plasma cực mạnh kích hoạt các nguyên tử argon và phân tử flo liên kết tức thời thành trạng thái excimer kích thích ArF*. Khi các liên kết phân rã trong một phần tỷ giây, hàng triệu tỷ photon ánh sáng cực tím sâu được giải phóng đồng loạt.

Chùm tia laser excimer công suất cao bùng nổ trong lòng buồng cộng hưởng.

Qua ô cửa sổ nhỏ làm bằng tinh thể CaF2, một vệt sáng màu tím thẫm ma mị rạch ngang không gian chân không. Chùm tia laser 193 nanômét lao thẳng qua cụm lăng kính thu hẹp phổ Littrow, lướt qua dàn thấu kính chuẩn trực và hội tụ thành một chấm sáng cực nhỏ lên bề mặt cảm biến đo phổ năng lượng.

Năng lượng xung phát ra đanh gọn, không một gợn nhiễu sóng.

Chiếc máy phân tích quang phổ khối hiển thị đồ thị phổ theo thời gian thực.

Một đỉnh sóng nhọn hoắt, thanh mảnh như một cây kim thép vọt thẳng lên giữa màn hình hiển thị.

Lê Vân lao đến bên bàn máy tính, mắt dán chặt vào các con số đo lường:

Bước sóng trung tâm: 193.368 nanômét. Độ rộng dải phổ FWHM: 0.42 picomet. Tần số lặp xung: 4.000 Hz. Năng lượng xung đơn: 10.2 millijoule. Độ ổn định năng lượng: 99.7 phần trăm.

Vân reo to, tiếng reo vang vọng khắp gian phòng tối:

"Chính xác một trăm chín ba nanômét! Dải phổ nén chỉ còn 0.42 picomet! Nguồn laser excimer DUV của chúng ta đã phát xạ thành công rực rỡ!"

Đèn phòng thí nghiệm bật sáng trở lại.

Chú Bảy nhảy cẫng lên như một đứa trẻ, ôm chầm lấy Hoàng Tuấn rồi đập tay thật mạnh vào bệ đá granite:

"Sáng rồi! Chùm sáng một trăm chín ba nanômét của chúng ta sáng rồi Nam ơi! Tụi Titan có nằm mơ cũng không ngờ thợ nguội Việt Nam làm được máy laser này!"

Hoàng Tuấn mừng rỡ giơ tập hồ sơ tiến độ công trường Fab 1:

"Anh Nam, công trường mười hécta ở SHTP đã ép xong móng cọc ngày hôm qua! Giờ có nguồn sáng này, chúng ta có thể đưa thẳng buồng quang khắc DUV vào lắp đặt trong phòng sạch của siêu xưởng!"

Dưới ngực áo Nam, quả cầu AI Khởi Nguyên (Origin Core) rung chuyển mãnh liệt. Những luồng sóng ánh sáng vàng kim lấp lánh như ngọn lửa bùng cháy trong ý thức của anh.

Giọng nói trí tuệ nhân tạo vang lên rõ ràng từng chữ:

*Xác nhận đột phá công nghệ tối thượng của Kỷ Nguyên Bán Dẫn.* *Chế tạo thành công nguồn sáng laser excimer ArF bước sóng 193 nanômét tần số 4 kHz.* *Phá vỡ hoàn toàn thế bao vây cô lập quang học của Liên minh Titan.* *Trao thưởng: +300 Điểm Ảnh Hưởng Cấp 2.* *Tổng điểm tích lũy: 3.950 / 15.000 Điểm Cấp 2.* *Mở khóa gói công nghệ cao cấp: Bản vẽ Bàn dịch chuyển phơi sáng bước nano đa trục (Nano-stepping Stage) và Thuật toán tối ưu quang học nghịch đảo OPC nội địa.*

Nam mỉm cười, ánh mắt sáng rực nhìn vào buồng laser đang tỏa nhiệt êm ái trên bệ đá granite mười tấn. Anh đưa tay chạm vào lớp vỏ thép sáng bóng của buồng cộng hưởng.

Kim loại mát lạnh dưới những đầu ngón tay chai sạn.

"Cuộc bao vây của họ đã thất bại," Nam quay sang nhìn những người đồng đội, giọng trầm và kiên định. "Chúng ta đã có cát sạch chín số chín. Chúng ta đã có thỏi đơn tinh mười hai inch. Chúng ta đã có tấm nền wafer phẳng nguyên tử. Và hôm nay, chúng ta làm chủ chùm sáng trăm chín ba nanômét."

Anh khoác vai chú Bảy và bắt tay Hoàng Tuấn:

"Tuấn, ngày mai bắt đầu điều xe tải hạng nặng vận chuyển bệ đá và buồng laser này về phòng sạch SHTP. Đã đến lúc chúng ta lắp ráp cỗ máy quang khắc DUV hoàn chỉnh đầu tiên của người Việt Nam!"

Nam với lấy chiếc cờ lê siết chặt chốt hãm bảo vệ bệ quang học, sẵn sàng cho lộ trình đưa cỗ máy về phân khu phòng sạch SHTP.