Chương 67: Khắc Gọt Nguyên Tử

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

Tác giả: · Thể loại: Đô Thị · Đăng ngày · 1817 từ · khoảng 9 phút đọc

Tám giờ sáng ngày thứ ba trăm tám mươi.

Không khí bên trong phòng thí nghiệm Quang học Siêu chính xác của Viện AIMR tại Biên Hòa tĩnh lặng như tờ.

Đây là gian phòng sạch Class 1 kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt ở mức 20.00 độ C với sai số dưới 0.01 độ. Bệ đỡ cỗ máy là khối bê tông nặng ba mươi tấn. Hệ thống đệm khí triệt rung giúp cách ly mọi chấn động từ xa lộ.

Nam mặc bộ áo liền quần phòng sạch màu xanh than. Anh đứng cạnh buồng chân không của cỗ máy gia công chùm ion siêu chính xác Ion Beam Figuring (IBF).

"Nhiệt độ phôi gương thủy tinh gốm Zerodur giữ ổn định chưa chú Bảy?" Nam hỏi khẽ qua bộ đàm.

Chú Bảy đứng bên máy tiện kim cương đơn tinh SPDT. Tay ông cầm bảng điều khiển kỹ thuật số:

"Ổn định rồi Nam. Khối phôi Zerodur đường kính bốn trăm milimét này tao tiện thô bằng mũi dao kim cương đơn tinh thể tự nhiên. Trục chính của máy dùng đệm khí nén aerostatic quay ba nghìn vòng mỗi phút không ma sát. Độ rơ lệch tâm đo bằng cảm biến điện dung chỉ có ba nanômét. Thủy tinh gốm Zerodur rất giòn. Mỗi đường dao tao chỉ dám ăn sâu hai micromét với tốc độ bước tiến nửa milimét mỗi phút. Bề mặt phi cầu sau khi tiện xong đã đạt độ sai lệch dưới 0.8 micromét. Muốn dùng cho quang học EUV thì độ nhấp nhô cơ học này vẫn còn quá lớn."

Nam gật đầu, đưa mắt nhìn qua ô kính buồng chân không:

"Ánh sáng cực tím cực sâu EUV bước sóng 13.5 nanômét có đặc tính vật lý rất đặc biệt. Bước sóng của nó ngắn đến mức bị mọi thấu kính thủy tinh thông thường hấp thụ triệt để chỉ sau vài lớp nguyên tử. Không có một thấu kính khúc xạ nào có thể cho tia EUV đi qua."

Lê Vân từ phòng đo giao thoa quang học bước sang. Cô mang theo bản đồ địa hình ba chiều của bề mặt phôi gương:

"Đúng vậy anh Nam. Cỗ máy quang khắc EUV bắt buộc phải dùng gương phản xạ đa lớp Bragg. Hệ thống này phải hoạt động trong môi trường chân không siêu cao. Nhưng để chùm tia 13.5 nanômét phản xạ đồng pha mà không bị tán xạ triệt tiêu, sai số bề mặt của tấm gương không được vượt quá 0.1 nanômét. Tức là độ gồ ghề chỉ được phép bằng kích thước của một nguyên tử."

"Một nguyên tử!" Chú Bảy chép miệng, lắc đầu thán phục. "Dao tiện cơ khí dù khéo léo tới đâu cũng chỉ cắt gọt được ở cấp độ micromét. Chạm tới mức nguyên tử thì chỉ có thể dùng chùm ion."

Nam bước lại bảng điều khiển của cỗ máy IBF:

"Chúng ta bắt đầu khâu bóc tách nguyên tử bằng chùm ion argon!"

Cánh tay robot đưa phôi gương Zerodur vào buồng chân không mười mũ âm bảy torr.

Khẩu súng phóng ion argon bắt đầu kích hoạt. Khí argon được ion hóa bằng sóng vi ba tần số 2.45 gigahertz. Lưới điện trường gia tốc đẩy chùm ion ra khỏi nòng súng với động năng 1.5 kilô-electronvolt (keV).

Chùm ion argon hội tụ thành một điểm bắn có đường kính chỉ ba milimét.

Theo bản đồ độ cao do máy đo giao thoa laser lập trình, đầu súng ion di chuyển quét qua bề mặt phôi gương theo quỹ đạo xoắn ốc đều đặn.

Từng ion argon mang động năng cao va đập vào bề mặt thủy tinh gốm, bắn phá và hất văng từng nguyên tử silic và oxy tại các gò đất nhô cao vi mô. Đây là quá trình bóc tách vật chất thuần túy ở cấp độ hạ nguyên tử, không hề sinh ra ma sát cơ học hay ứng suất dư thừa trên bề mặt kính.

Bốn giờ quét liên tục trôi qua.

Cỗ máy dừng lại. Cánh tay robot chuyển phôi gương sang buồng đo giao thoa tia X trực tiếp.

Màn hình đo lường hiện lên biểu đồ độ phẳng bề mặt phi cầu mới:

Sai lệch hình dáng bề mặt: 0.12 nanômét. Độ nhám tế vi bề mặt: Dưới 0.05 nanômét.

"Thành công rồi!" Hoàng Tuấn reo lên từ bàn dữ liệu. "Sai lệch hình học đã đạt chuẩn nguyên tử! Tấm nền Zerodur phẳng mịn không tì vết!"

Nam mỉm cười quay sang Lê Vân:

"Phôi gương đã đạt chuẩn. Bây giờ là công đoạn quyết định: Lắng đọng năm mươi cặp lớp màng phản xạ đa lớp Mo/Si."

Lê Vân gật đầu tự tin:

"Buồng lắng đọng chùm ion kép DIBS đã sẵn sàng. Em đã lắp đặt hai cảm biến cân vi lượng thạch anh QCM và máy đo phân cực elip quang học thời gian thực bên trong buồng. Chúng sẽ giám sát tốc độ bồi tụ từng lớp màng với độ chính xác đến một phần trăm nanômét."

Tấm gương Zerodur bốn trăm milimét được chuyển vào buồng lắng đọng siêu sạch. Bên trong buồng là hai bia vật liệu độ sạch 5N: một bia molypden (Molybdenum) và một bia silicon.

Hai chùm ion argon năng lượng cao đồng thời bắn phá luân phiên vào hai tấm bia. Các nguyên tử kim loại bay ra khỏi bia, bay thẳng trong chân không và lắng đọng đều đặn lên bề mặt tấm gương đang xoay tròn.

Một lớp molypden dày đúng 2.8 nanômét. Kế tiếp là một lớp silicon dày đúng 4.0 nanômét.

Một cặp lớp có tổng bề dày đúng 6.8 nanômét — con số vàng bằng đúng một nửa bước sóng 13.5 nanômét của tia cực tím cực sâu.

Lớp này nối tiếp lớp kia. Suốt tám giờ đồng hồ, hệ thống lắng đọng tự động bồi đắp chuẩn xác đúng năm mươi cặp lớp nano Molybdenum-Silicon song song đều đặn. Cảm biến QCM liên tục gửi dữ liệu về bộ điều khiển vi dòng, giữ cho sai lệch bề dày mỗi lớp màng luôn dưới một độ dày nguyên tử.

Trên cùng, Lê Vân cho phủ thêm một lớp màng ruthenium mỏng 1.5 nanômét đóng vai trò làm lớp áo giáp bảo vệ, ngăn ngừa hiện tượng oxy hóa và chống bám muội thiếc trong quá trình chiếu xạ plasma.

Mười sáu giờ chiều, cánh cửa buồng lắng đọng mở ra.

Một tấm gương tròn đường kính bốn mươi phân hiện ra trước mắt toàn đội.

Mặt gương cong nhẹ theo đường cong phi cầu quang học, ánh lên một màu xám bạc ánh kim huyền ảo. Dưới ánh sáng đèn phòng sạch, mặt gương trong trẻo và sâu thẳm đến mức không một hạt bụi hay một vết xước vi mô nào có thể lẩn khuất.

Nam cùng nhóm đưa tấm gương lên trạm đo phổ phản xạ EUV kiểm chuẩn.

Nguồn phát tia cực tím cực sâu chiếu một chùm sáng 13.5 nanômét vào tâm gương ở góc tới năm độ. Cảm biến đi-ốt quang điện tử ở góc phản xạ ghi nhận năng lượng chùm tia dội lại.

Kim đồng hồ kỹ thuật số nhảy số:

Hệ số phản xạ bước sóng 13.5nm: 68.5%. Góc phản xạ quang sai: Dưới 0.02 miliradian. Độ ổn định màng đa lớp dưới nhiệt độ 150 độ C: Đạt 100%.

"Sáu mươi tám phẩy năm phần trăm!" Tuấn hét to qua tai nghe. "Hệ số phản xạ đạt sáu mươi tám phẩy năm phần trăm! Mức phản xạ lý thuyết tối đa của vật liệu Mo/Si là bảy mươi phần trăm, chúng ta đã chạm sát trần giới hạn vật lý của thế giới!"

Chú Bảy đưa tay nâng chiếc kính lúp, nhìn đăm đăm vào mặt gương:

"Một trăm lớp màng kim loại xếp chồng lên nhau mà chỉ dày có vài phần vạn sợi tóc. Soi vào gương này mà nhìn rõ cả từng sợi râu tơ của tao!"

Lê Vân nở nụ cười rạng rỡ:

"Với hệ số phản xạ này, khi ghép một hệ thống gồm sáu tấm gương EUV liên hoàn trong buồng quang khắc, tổng năng lượng quang học truyền tới tấm wafer sẽ đủ mạnh để phơi sáng lớp cản quang chỉ trong vài chục mili-giây."

Nam bước lại gần giá đỡ, chỉ vào phần vành gá bao quanh tấm gương:

"Để giữ cho bề mặt phi cầu này không bị cong vênh khi chùm laser EUV chiếu xạ liên tục, toàn bộ khung vành gá đỡ gương đều được chú Bảy phay từ thỏi hợp kim nano Titanium-Carbon KN-TiC01 chúng ta vừa luyện tuần trước. Bên trong vành gá có khoan sáu kênh dẫn chất lỏng làm mát tuần hoàn khép kín."

Chú Bảy gõ tay vào vành hợp kim xám sẫm:

"Hợp kim này giãn nở nhiệt bằng không. Nhiệt độ buồng quang khắc có nóng lên bao nhiêu thì sáu chốt lò xo hợp kim titan-carbon vẫn giữ tấm gương nằm im phăng phắc, không xê dịch một phần tỷ mét."

Dưới túi áo ngực của Nam, quả cầu AI Khởi Nguyên (Origin Core) rung lên từng nhịp dồn dập, tỏa ra luồng nhiệt lượng ấm áp lan tỏa khắp cơ thể:

*Xác nhận mốc son quang học đỉnh cao: Chế tạo thành công Gương phản xạ đa lớp phi cầu Bragg Mo/Si bước sóng 13.5nm.* *Độ nhám bề mặt Ra đạt 0.048nm, hệ số phản xạ đạt 68.5%, phá vỡ rào cản quang học tối thượng của công nghệ EUV.* *Trao thưởng thành tựu then chốt: +250 Điểm Ảnh Hưởng Cấp 2.* *Tổng điểm tích lũy hiện tại: 7.500 / 15.000 Điểm Cấp 2.* *Mở khóa gói công nghệ lõi: Hệ thống buồng nguồn phát plasma thiếc nóng chảy tạo tia cực tím cực sâu LPP-EUV.*

Nam đưa tay chạm nhẹ vào vành gá hợp kim giữ gương. Nửa chặng đường của Kỷ nguyên Cấp 2 đã hoàn thành trọn vẹn với bảy nghìn năm trăm điểm tích lũy.

Khởi Nguyên đã làm chủ được mắt thần quang học của cỗ máy tối tân nhất nhân loại. Bước tiếp theo sẽ là trái tim phát ra nguồn sáng tử ngoại cực sâu — buồng plasma giọt thiếc nóng chảy.

Nam quay sang chú Bảy:

"Chú Bảy, gá thêm bốn chốt khóa an toàn vào vành gương. Chúng ta cất tấm gương này vào hộp bảo quản bơm khí nitơ khô."

"Được rồi, để tao siết ốc cho!" Chú Bảy đáp nhanh.

Nam dùng panme kiểm tra lại độ đồng tâm của vành gá. Anh cẩn thận gắn tấm nắp che bảo vệ bằng nhôm anodized lên mặt gương. Tiếng ngàm nhôm khóa sập vào gờ giữ kêu một tiếng tách dứt khoát trên bàn kiểm nghiệm quang học.