Sprzęt półprzewodnikowy często ma żywotność dłuższą niż dekadę. Wybierając komponenty, producenci sprzętu oraz zespoły obsługujące i konserwujące linie produkcyjne skupiają się nie tylko na precyzji statycznej w momencie dostawy, ale także na zdolności podstawy do zachowania dokładności przez lata ciągłej produkcji. Wiele metalowych części konstrukcyjnych po kilku latach użytkowania ulega naprężeniom, pełzaniu i korozji, co powoduje powolne przesuwanie punktu odniesienia i częste wyłączanie w celu kalibracji. Natomiast długoterminowa-stabilność platform granitowych wynika z właściwości mineralnych samego materiału, obróbki starzenia, precyzyjnego docierania i fabrycznej weryfikacji metrologicznej. Razem tworzą one system wzorcowy dostosowany do-bardzo długiego cyklu serwisowego fabryk półprzewodników.
Nieodłączne właściwości materiału stanowią podstawę długoterminowej-stabilności. Precyzyjny granit wysokiej-składa się z przeplatających się gęstych minerałów krystalicznych z ściśle związanymi kryształami i prawie bez efektu pełzania. Nie ulegnie powolnej deformacji plastycznej pod ciągłym obciążeniem, w przeciwieństwie do materiałów metalicznych. Czarny granit UNPARALLELED® osiąga gęstość 3100kg/m3 przy minimalnych porach i obojętnych właściwościach chemicznych. W środowisku o stałej-temperaturze i{8}}wilgotności pomieszczeń czystych, w których znajdują się półprzewodniki, nie będzie się on rozszerzał w wyniku absorpcji wilgoci, nie utleniał się ani nie korodował z biegiem czasu, ani nie był łatwo atakowany przez niewielką ilość rozpuszczalników lub czystych gazów w warsztatach. Po wystarczającym naturalnym starzeniu, które zakończy się przed dostawą, naprężenia szczątkowe wewnątrz kamienia mogą zostać całkowicie uwolnione, dzięki czemu pod długotrwałym obciążeniem nie wystąpią żadne odkształcenia spowodowane stopniowym uwalnianiem naprężeń.
Niektórzy zakładają, że granit jest całkowicie wolny od-odkształceń. W rzeczywistości gradienty temperatury nadal mogą na niego wpływać, jednak jego odkształcenie jest wysoce przewidywalne. W przeciwieństwie do metali, które szybko rozszerzają się i kurczą pod wpływem zmian temperatury, granit charakteryzuje się bardzo-niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Odkształcenie wywołane zmianami temperatury jest niewielkie i odwracalne. Oznacza to, że gdy temperatura powróci do pierwotnego zakresu, geometryczny kształt platformy zostanie w większości przywrócony bez pozostawienia trwałego odkształcenia. W stabilnym środowisku o stałej-temperaturze w warsztatach produkujących półprzewodniki takie niewielkie, odwracalne odkształcenie termiczne można uwzględnić w algorytmach kompensacji na-wczesnym etapie symulacji sprzętu. Nie kumuluje się w nieodwracalne odchylenie od benchmarku i gwarantuje spójność powtarzalnego pozycjonowania i pomiarów przez wiele lat.
Pod względem stabilności mechanicznej platforma musi wytrzymać ciężar własny sprzętu i zmienne obciążenia modułów ruchu posuwisto-zwrotnego. Silniki liniowe i stopnie łożysk powietrznych-w sprzęcie półprzewodnikowym poruszają się tam i z powrotem, stale przenosząc zmienne naprężenia na podstawę. W zwykłym kamieniu ze słabo związanymi kryształami mogą pojawiać się mikropęknięcia pod wpływem długotrwałych-zmiennych obciążeń i stopniowej degradacji precyzji. Granit o dużej-gęstości charakteryzuje się ściśle powiązanymi kryształami i doskonałą odpornością na zmęczenie. W przypadku długotrwałych-obciążeń przemiennych nie dochodzi do uszkodzeń mikrostruktury. Dzięki odpowiedniemu projektowi konstrukcyjnemu i schematowi instalacji wskaźniki płaskości i prostoliniowości platformy można zachować przez długi czas bez ciągłego pogarszania się spowodowanego codziennymi-ruchami o wysokiej częstotliwości.
Stabilność powierzchni w warunkach pomieszczenia czystego jest również nieodzowną częścią-długoterminowej wydajności. Powierzchnia robocza platformy poddawana jest-bardzo dokładnej obróbce docierania, charakteryzującej się gęstą teksturą bez otwartych porów. Prawie nie pochłania zanieczyszczeń i zapobiega zrzucaniu cząstek z powierzchni. W przypadku długotrwałego-szorowania laminarnym strumieniem powietrza oraz regularnego czyszczenia i wycierania w warsztatach powierzchnia robocza nie będzie ulegać powolnej erozji ani nie będzie wytwarzać luźnych cząstek. Jest to szczególnie istotne w przypadku optycznych i laserowych urządzeń półprzewodnikowych. Gdy cząstki będą w sposób ciągły oddzielać się od powierzchni podstawowej, nie tylko zanieczyszczą płytki, ale także zmienią lokalną morfologię powierzchni i pośrednio pogarszają precyzję wzorca.
Niemniej jednak długoterminowa-stabilność platform granitowych nie jest absolutna. Może to mieć wpływ na podstawę instalacji,-środowisko operacyjne w miejscu instalacji i późniejsze metody konserwacji. Nierówne osiadanie fundamentów fabryki lub temperatura i wilgotność w warsztacie stale przekraczająca zakres projektowy doprowadzą do przesunięcia wzorca całej maszyny, nawet jeśli sam granit ma doskonałe właściwości użytkowe. Dlatego kompletne rozwiązanie zapewniające stabilność obejmuje wstępne badanie terenu, podstawową symulację konstrukcji, weryfikację metrologiczną w wielu-środowiskach przed dostawą oraz wskazówki dotyczące instalacji po wysyłce. Przed dostawą platforma jest sprawdzana w laboratorium o stałej-kontrolowanej temperaturze, wilgotności-i wolnym od kurzu-laboratorium, symulującym rzeczywiste warunki warsztatowe zajmujące się półprzewodnikami. Przyjmuje się pełny zestaw międzynarodowych instrumentów metrologicznych i wiele krajowych norm metrologicznych w celu weryfikacji wszystkich wskaźników, zapewniając-długoterminowe działanie po spełnieniu oczekiwań dostawy.
W porównaniu z innymi materiałami bazowymi największą zaletą granitu jest brak kumulujących się trwałych odkształceń. Większość deformacji metali i materiałów kompozytowych jest nieodwracalna. Raz uformowany nie może się automatycznie zregenerować i elementy muszą zostać przerobione lub wymienione. W przypadku kwalifikowanych platform granitowych, o ile środowisko operacyjne pozostaje w zakresie projektowym, precyzja geometryczna podlega jedynie niewielkim, odwracalnym wahaniom, bez ciągłej, skumulowanej i trwałej utraty precyzji. Znacząco zmniejsza roczną częstotliwość kalibracji sprzętu, skraca przestoje linii produkcyjnej i stabilizuje wydajność produkcji chipów.
Wniosek
Długoterminowa-stabilność platform granitowych zależy łącznie od właściwości mineralnych materiału, obróbki starzenia, precyzyjnej obróbki, przystosowania się do środowiska i-montażu na miejscu. W ciągu dziesięcioletniego-lub dłuższego okresu użytkowania sprzętu półprzewodnikowego-precyzyjny granit wysokiej jakości prawie nie ulega pełzaniu, korozji ani dryftowi naprężeniowemu. Jego odkształcenie jest niewielkie i odwracalne, a powierzchnia robocza jest odporna na degradację. Pod warunkiem, że-środowisko i fundamenty na miejscu spełniają wymagania projektowe, platformy granitowe mogą w sposób ciągły zapewniać testy porównawcze na poziomie-nanometrów, obniżać koszty konserwacji sprzętu i wspierać długoterminową-stabilną masową produkcję linii półprzewodnikowych.