Chương 68: Tia Chớp Mười Ba Phẩy Năm

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

Tác giả: · Thể loại: Đô Thị · Đăng ngày · 2176 từ · khoảng 11 phút đọc

Buồng chân không hình cầu bằng thép không gỉ dày sáu mươi milimét đặt chính giữa phân khu thử nghiệm nguồn sáng của Fab 1.

Bên ngoài lớp vỏ kim loại, những đường ống đồng dẫn nước làm mát bố trí dày đặc dọc thân trụ. Đồng hồ áp suất điện tử hiển thị dòng số màu lục sắc nét: mười mũ âm sáu milibar. Không khí trong buồng kín gần như bị hút kiệt hoàn toàn. Môi trường chân không siêu cao đã sẵn sàng.

Nguyễn Thành Nam đứng trước bảng điều khiển trung tâm. Anh đeo kính bảo hộ quang học phủ lớp lọc tia cực tím màu hổ phách. Bên cạnh anh, kỹ sư trưởng quang học Trần Ngọc Lâm cẩn thận rà soát từng thông số trên màn hình đo giao thoa.

"Nhiệt độ đầu phun thiếc ổn định ở hai trăm năm mươi độ C," Lâm lên tiếng. "Áp suất khí nén heli duy trì bốn mươi bar. Máy phát xung áp điện đã đồng bộ tần số năm mươi kilohertz."

Nam gật đầu. Anh hướng mắt qua ô cửa kính thạch anh dày quan sát hệ thống vòi phun siêu âm.

"Kích hoạt bơm tuần hoàn thiếc lỏng," Nam ra lệnh.

Lâm nhấn cụm phím điều khiển màu xanh lục.

Từ đầu vòi phun bằng hợp kim vonfram đường kính năm mươi micromet, từng giọt kim loại nóng chảy tí hon bắt đầu thoát ra ngoài. Chúng rơi tự do theo phương thẳng đứng với tốc độ bảy mươi mét mỗi giây. Cứ mỗi giây trôi qua, đúng năm mươi nghìn giọt thiếc kích thước hai mươi lăm micromet nối đuôi nhau rơi qua khoảng không buồng chân không. Dưới ánh đèn soi tốc độ cao, chuỗi hạt kim loại hiện lên như một sợi chỉ bạc mảnh dẻo, đều đặn đến từng phần triệu giây.

"Hệ thống định vị quang học kích hoạt," Tiến sĩ Lê Thị Vân từ phía sau bước lại gần, mang theo bản ghi trắc nghiệm cảm biến laser diode. "Tia dò đã khóa chặt tọa độ rơi của từng giọt thiếc. Độ lệch vị trí không quá hai micromet."

"Tốt," Nam nói. "Muốn tạo ra plasma bước sóng mười ba phẩy năm nanomet, bài toán khó nhất không nằm ở công suất laser, mà nằm ở thời điểm bắn trúng mục tiêu."

Lâm thở hắt ra một hơi, ngón tay giữ nhẹ trên cần xoay điều chỉnh tiêu cự:

"Bắn trúng một giọt thiếc hai mươi lăm micromet đang rơi với vận tốc bảy mươi mét mỗi giây đã khó. Nhưng chúng ta phải bắn trúng liên tục năm mươi nghìn lần trong một giây. Sai lệch một phần nghìn giây là toàn bộ năng lượng tán xạ thành nhiệt thừa phá hỏng buồng."

"Chính vì thế chúng ta dùng cơ chế xung kép," Nam giải thích ngắn gọn, tay thoăn thoắt gõ lệnh kích hoạt hệ thống phát xung thứ cấp. "Xung laser mồi năng lượng thấp sẽ chạm vào giọt thiếc trước. Năng lượng xung mồi làm bốc hơi một phần bề mặt, biến giọt thiếc tròn thành một đĩa phẳng mỏng. Khi diện tích bề mặt tăng gấp ba mươi lần, xung chính công suất cao mới ập tới."

Đó là nguyên lý kích nổ plasma hoàn hảo nhất mà dữ liệu Khởi Nguyên đã mô phỏng.

"Cụm laser CO2 công nghiệp hai mươi kilowatt đã nạp đủ điện áp cao thế," Lâm thông báo. "Ống dẫn chùm tia hội tụ gương đồng mạ vàng đã mở khóa lá chắn bảo vệ."

Nam nhìn đồng hồ đếm ngược trên màn hình. Anh mở kênh liên lạc nội bộ tới phòng điều khiển máy phát điện phụ trợ:

"Anh Tuấn, bên trạm biến áp Amata đã cô lập lưới điện cho phân khu nguồn sáng chưa?"

Giọng Hoàng Tuấn vang lên qua tai nghe bộ đàm:

"Toàn bộ trạm điện bốn mươi megawatt đã chuyển sang chế độ cấp tải riêng biệt. Hệ thống tụ bù siêu dẫn sẵn sàng chịu tải đột biến. Cậu cứ việc bấm máy, điện lưới không sụt một vôn nào đâu."

"Rõ," Nam đáp.

Anh quay sang Lâm và Vân, nét mặt tập trung tuyệt đối.

"Bắt đầu chu trình tạo plasma. Mở van khí bảo vệ hydro."

Vân lập tức vặn chốt cấp khí phụ trợ. Dòng khí hydro tinh khiết cấp độ sáu số chín lập tức ùa vào quét qua bề mặt gương thu gom Mo/Si gắn ở đáy buồng. Dòng khí này có nhiệm vụ quan trọng: bắt giữ và trung hòa các hạt thiếc bắn tóe, không cho chúng bám dính vào lớp màng mỏng đa lớp của tấm gương quang học trị giá hàng chục triệu đô la.

"Khí bảo vệ đã phủ kín mặt gương. Tốc độ dòng chảy bốn trăm lít mỗi phút," Vân báo cáo.

"Nạp xung mồi pico-giây," Nam lệnh.

Trên màn hình mô phỏng, đường quét màu xanh lam của laser dẫn đường lập tức chạm vào tọa độ rơi của giọt thiếc đầu tiên.

Chớp!

Một tia sáng trắng li ti lóe lên trong buồng tối. Giọt thiếc tròn lập tức bị năng lượng laser ép dẹt thành một chiếc đĩa mỏng lơ lửng giữa không gian chân không. Ngay khi hình đĩa đạt độ rộng một trăm micromet, xung laser chính từ hệ thống khuếch đại CO2 hai mươi kilowatt phóng tới.

Chùm tia hồng ngoại vô hình mang mật độ công suất lên tới hàng trăm gigawatt trên một centimet vuông giáng thẳng xuống đĩa thiếc dẹt.

Vù!

Không có tiếng nổ lớn như trong không khí loãng, nhưng qua cảm biến áp điện gắn trên thành buồng, một dao động âm tần truyền thẳng vào khung kim loại. Một đốm sáng màu tím pha ánh lam chói lòa bùng cháy tại tâm điểm buồng chân không.

Đó không phải là ngọn lửa thông thường. Đó là đám mây plasma siêu nóng.

Nhiệt độ tại lõi đốm sáng vọt thẳng lên mức hai trăm nghìn Kelvin, tương đương hai mươi electron-volt. Dưới mức nhiệt khủng khiếp này, các nguyên tử thiếc bị lột sạch lớp vỏ ngoài, ion hóa mạnh mẽ thành các ion Sn8+ đến Sn12+. Khi các electron tự do tái hợp trở lại quỹ đạo năng lượng thấp hơn, chúng giải phóng ra một dải photon ánh sáng mang bước sóng cực ngắn: đúng mười ba phẩy năm nanomet.

Đó chính là tia cực tím cực sâu — EUV.

"Năm mươi kilohertz xung laser đồng bộ!" Lâm cao giọng thông báo.

Đốm sáng màu tím không hề tắt đi mà duy trì liên tục, tạo thành một quả cầu lửa nhỏ cỡ hạt đậu rực cháy giữa buồng thép. Tần số năm mươi nghìn xung mỗi giây hòa quyện vào nhau thành một điểm sáng tĩnh tại kỳ ảo. Ánh sáng tím sâu thẳm phản chiếu qua tấm kính lọc thạch anh, in bóng lên gương mặt đăm chiêu của những người kỹ sư.

"Cảm biến đo công suất quang học tại tiêu điểm trung gian IF phản hồi thế nào?" Nam hỏi nhanh.

Vân chăm chú nhìn vào màn hình quang phổ kế chân không. Các biểu đồ dải sóng vọt lên đỉnh nhọn hoắt tại đúng vị trí mười ba phẩy năm nanomet. Dải sóng nhiễu ngoài vùng cực tím hoàn toàn bị triệt tiêu bởi bộ lọc quang phổ.

"Hai trăm ba mươi watt... hai trăm bốn mươi lăm watt..." Vân đọc từng con số. Giọng cô rung lên vì phấn khích: "Hai trăm năm mươi mốt watt! Công suất quang học EUV tại tiêu điểm trung gian vượt mốc thiết kế!"

Lâm vỗ mạnh hai tay vào bàn điều khiển:

"Thành công rồi! Hai trăm năm mươi watt ở bước sóng mười ba phẩy năm nanomet! Đây là mức công suất thương mại đủ để phơi sáng một trăm năm mươi tấm wafer mỗi giờ!"

Cả căn phòng sạch ngập tràn tiếng thở phào nhẹ nhõm. Trước đây, toàn bộ ngành công nghiệp bán dẫn thế giới đều bị phụ thuộc vào độc quyền nguồn phát laser plasma của công ty Cymer từ bờ bên kia đại dương. Không ai nghĩ một tổ hợp công nghệ trẻ như Khởi Nguyên có thể tự tay tiện ra buồng thiếc, lập trình hệ thống bắn xung kép và tạo ra chùm plasma ổn định đến mức này.

"Kiểm tra nhiệt độ bề mặt gương thu gom," Nam vẫn giữ sự bình tĩnh cần thiết của một tổng công trình sư.

Lâm chuyển kênh camera nhiệt:

"Hệ thống làm mát bằng vi kênh mặt sau hoạt động rất tốt. Bề mặt gương duy trì ở mức bốn mươi lăm độ C. Dòng khí hydro bẫy mảnh vỡ thiếc hiệu quả chín mươi chín phẩy chín phần trăm, không ghi nhận hạt kim loại lắng đọng trên lớp phủ Ruthenium."

"Lưu lại toàn bộ dữ liệu dòng plasma trong ba mươi phút thử nghiệm tải tối đa," Nam chỉ thị. "Chúng ta cần kiểm tra độ suy hao năng lượng quang học theo thời gian thực."

Lâm gõ lệnh xác nhận:

"Hệ thống tự động ghi nhận chu kỳ một giây một lần. Bộ nhớ đệm quang học đã bắt đầu sao lưu."

Đúng khoảnh khắc đó, luồng dao động quen thuộc trong tiềm thức Nam bỗng trỗi dậy. Một vầng sáng dịu nhẹ bừng nở trong tâm trí anh, kèm theo dòng dữ liệu nhấp nháy từ Quả cầu AI Khởi Nguyên (Origin Core):

*Hệ thống ghi nhận: Thiết lập thành công nguồn phát bức xạ cực tím cực sâu Laser-Produced Plasma (LPP-EUV) bước sóng 13.5nm đạt công suất quang học tiêu chuẩn 251W. Hoàn thiện năng lực phát xạ lõi của cỗ máy quang khắc tiên tiến.*

*Đánh giá cấp bậc công nghệ: Đột phá then chốt của nhánh Quang Khắc Hạ Nano (Sub-nanometer Lithography).*

*Thưởng điểm ảnh hưởng: +300 Điểm Cấp 2. Điểm tích lũy hiện tại: 7.800 / 15.000 Điểm Cấp 2.*

*Mở khóa dữ liệu công nghệ cao cấp: Bản vẽ thiết kế buồng chân không và hệ thống truyền động wafer đa trục thế hệ mới KN-EUV01.*

Một chuỗi sơ đồ mặt cắt ba chiều của toàn bộ cỗ máy quang khắc EUV hoàn chỉnh lập tức đổ về não bộ Nam. Không chỉ là nguồn phát sáng, mà toàn bộ cụm quang học phản xạ mười một gương, hệ thống khẩu độ số học NA 0.33 và bàn dịch chuyển từ tính trong môi trường chân không đều hiện lên chi tiết tới từng mối hàn.

Nam khẽ chớp mắt, hấp thu toàn bộ luồng thông tin đồ sộ. Anh bước lại gần cửa quan sát buồng thử nghiệm.

Bên trong buồng, quả cầu plasma mười ba phẩy năm nanomet vẫn rực sáng như một ngôi sao nhân tạo thu nhỏ. Ánh sáng của nó là chiếc chìa khóa tối thượng mở ra cánh cửa tiến vào tiến trình sản xuất chip bảy nanomet, năm nanomet và ba nanomet.

Hoàng Tuấn đẩy cửa bước vào phòng kiểm soát, trên tay cầm hai chai nước khoáng ướp lạnh. Anh nhìn qua ô kính, chăm chú quan sát ngọn lửa plasma tím biếc:

"Cái đốm sáng tí xíu kia mà nuốt đứt mấy chục megawatt điện của tôi đấy à?"

"Không chỉ nuốt điện đâu," Lâm cười, với tay nhận chai nước từ Tuấn. "Mỗi giây nó đốt cháy năm mươi nghìn giọt thiếc nguyên chất. Nhưng chính cái đốm sáng này sẽ khắc hàng chục tỷ bóng bán dẫn lên một mảnh silicon nhỏ bằng móng tay."

Tuấn lắc đầu trầm trồ:

"Đúng là đốt tiền thành tinh hoa. Mà này Nam, đại diện bên Cục 701 vừa gọi điện cho tôi. Họ hỏi tiến độ khung vỏ composite vật liệu mới và cụm mạch tích hợp cho dự án Hải Âu thế nào rồi."

Nam quay lại, tháo kính bảo hộ ra cầm trên tay. Đôi mắt anh sáng lên vẻ kiên định:

"Nguồn sáng EUV đã kiểm chứng xong, toàn bộ thuật toán điều khiển đã nạp vào máy chủ. Ngày mai tôi sẽ bay thẳng ra căn cứ Cam Ranh. Hợp kim titan-carbon KN-TiC01 và bo mạch KN-Core64 đã được vận chuyển đến phân xưởng hàng không từ sáng nay."

"Bên đó đang đợi chúng ta lắp ráp nguyên mẫu đầu tiên," Vân nói thêm, cẩn thận gập tập hồ sơ kỹ thuật lại.

"Chuẩn bị xe ra sân bay Tân Sơn Nhất," Nam nhìn đồng hồ trên tay. "Hải Âu 01 không thể chậm tiến độ thêm một ngày nào nữa."

Lâm gật đầu, đưa tay ngắt nguồn kích hoạt xung laser. Đốm sáng plasma tím lịm dần rồi vụt tắt, nhường chỗ cho bóng tối sâu thẳm bên trong buồng thép chân không. Tiếng bơm rút khí vi sai chuyển sang nhịp chạy không tải đều đặn. Nam xoay người bước ra cửa, để lại sau lưng chiếc buồng kim loại vẫn còn tỏa hơi ấm âm ỉ.