Proiectul 909 Fabrica de circuite integrate la scară foarte mare este un proiect major de construcție al industriei electronice din țara mea în timpul celui de-al nouălea plan cincinal pentru a produce cipuri cu o lățime de linie de 0,18 microni și un diametru de 200 mm.
Tehnologia de fabricație a circuitelor integrate la scară foarte mare nu implică doar tehnologii de înaltă precizie, cum ar fi micro-prelucrarea, dar impune și cerințe ridicate privind puritatea gazului.
Furnizarea de gaze în vrac pentru Proiectul 909 este asigurată de o societate în comun între Praxair Utility Gas Co., Ltd. din Statele Unite și părțile relevante din Shanghai pentru a înființa împreună o fabrică de producție de gaze. clădire, care se întinde pe o suprafață de aproximativ 15.000 mp. Cerințele de puritate și de ieșire ale diferitelor gaze
Azotul de înaltă puritate (PN2), azotul (N2) și oxigenul de înaltă puritate (PO2) sunt produse prin separarea aerului. Hidrogenul de înaltă puritate (PH2) este produs prin electroliză. Argonul (Ar) și heliul (He) sunt achiziționate externalizat. Cvasi-gazul este purificat și filtrat pentru a fi utilizat în Proiectul 909. Gazul special este furnizat în butelii, iar dulapul pentru butelii de gaz este situat în atelierul auxiliar al fabricii de producție de circuite integrate.
Alte gaze includ, de asemenea, un sistem CDA cu aer comprimat uscat curat, cu un volum de utilizare de 4185 m3/h, un punct de rouă sub presiune de -70°C și o dimensiune a particulelor de cel mult 0,01 um în gaz la punctul de utilizare. Sistem de aer comprimat de respirație (BA), volum de utilizare 90 m3/h, punct de rouă sub presiune 2 ℃, dimensiunea particulelor din gaz la punctul de utilizare nu este mai mare de 0,3um, sistem de vid de proces (PV), volum de utilizare 582 m3/h, gradul de vid la punctul de utilizare -79993Pa . Sistem de aspirare de curățare (HV), volum de utilizare 1440m3/h, grad de vid la punctul de utilizare -59995 Pa. Camera compresoarelor de aer și camera pompelor de vid sunt ambele situate în zona fabricii proiectului 909.
Alegerea materialelor și accesoriilor pentru țevi
Gazul utilizat în producția VLSI are cerințe de curățenie extrem de ridicate.Conducte de gaz de înaltă puritatesunt utilizate de obicei în medii curate de producție, iar controlul curățeniei acestora trebuie să fie în concordanță sau mai mare decât nivelul de curățenie al spațiului utilizat! În plus, conductele de gaz de înaltă puritate sunt adesea folosite în medii de producție curate. Hidrogenul pur (PH2), oxigenul de înaltă puritate (PO2) și unele gaze speciale sunt gaze inflamabile, explozive, care susțin arderea sau toxice. Dacă sistemul de conducte de gaz este proiectat necorespunzător sau materialele sunt selectate necorespunzător, nu numai că puritatea gazului utilizat la punctul de gaz va scădea, dar va eșua. Îndeplinește cerințele procesului, dar este nesigur de utilizat și va cauza poluare fabricii curate, afectând siguranța și curățenia fabricii curate.
Garanția calității gazului de înaltă puritate la punctul de utilizare nu depinde numai de acuratețea producției de gaz, a echipamentelor de purificare și a filtrelor, ci este afectată în mare măsură de mulți factori din sistemul de conducte. Dacă ne bazăm pe echipamente de producție a gazelor, echipamente de purificare și filtre, este pur și simplu incorect să impunem cerințe de precizie infinit mai mari pentru a compensa proiectarea necorespunzătoare a sistemului de conducte de gaz sau selecția materialului.
În timpul procesului de proiectare a proiectului 909, am urmat „Codul pentru proiectarea instalațiilor curate” GBJ73-84 (standardul actual este (GB50073-2001)), „Codul pentru proiectarea stațiilor de aer comprimat” GBJ29-90, „Codul pentru proiectarea stațiilor de oxigen” GB50030-91 , „Cod pentru proiectarea stațiilor de hidrogen și oxigen” GB50177-93 și măsuri tehnice relevante pentru selectarea materialelor și accesoriilor de conducte. „Codul pentru proiectarea instalațiilor curate” stipulează selecția materialelor conductelor și a supapelor după cum urmează:
(1) Dacă puritatea gazului este mai mare sau egală cu 99,999% și punctul de rouă este mai mic de -76°C, țeavă din oțel inoxidabil cu emisii scăzute de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cu perete interior electrolustruit sau țeavă din oțel inoxidabil OCr18Ni9 (304) cu trebuie folosit peretele interior electrolustruit. Supapa ar trebui să fie o supapă cu diafragmă sau o supapă cu burduf.
(2) Dacă puritatea gazului este mai mare sau egală cu 99,99% și punctul de rouă este mai mic de -60°C, trebuie utilizat tub din oțel inoxidabil OCr18Ni9 (304) cu perete interior electrolustruit. Cu excepția supapelor cu burduf care ar trebui utilizate pentru conductele de gaz combustibil, supapele cu bilă ar trebui folosite pentru alte conducte de gaz.
(3) Dacă punctul de rouă al aerului comprimat uscat este mai mic de -70°C, trebuie utilizată țeava din oțel inoxidabil OCr18Ni9 (304) cu perete interior lustruit. Dacă punctul de rouă este mai mic de -40℃, trebuie utilizată țeavă din oțel inoxidabil OCr18Ni9 (304) sau țeavă din oțel fără sudură galvanizat la cald. Supapa ar trebui să fie o supapă cu burduf sau o supapă cu bilă.
(4) Materialul supapei trebuie să fie compatibil cu materialul conductei de conectare.
În conformitate cu cerințele specificațiilor și măsurile tehnice relevante, luăm în considerare în principal următoarele aspecte atunci când selectăm materialele pentru conducte:
(1) Permeabilitatea la aer a materialelor țevilor trebuie să fie mică. Conductele din diferite materiale au permeabilitate diferită la aer. Dacă sunt selectate conducte cu permeabilitate la aer mai mare, poluarea nu poate fi îndepărtată. Țevile din oțel inoxidabil și țevile de cupru sunt mai bune la prevenirea pătrunderii și coroziunii oxigenului în atmosferă. Cu toate acestea, deoarece țevile din oțel inoxidabil sunt mai puțin active decât țevile de cupru, țevile de cupru sunt mai active pentru a permite umidității din atmosferă să pătrundă în suprafețele lor interioare. Prin urmare, atunci când selectați țevi pentru conducte de gaz de înaltă puritate, țevile din oțel inoxidabil ar trebui să fie prima alegere.
(2) Suprafața interioară a materialului conductei este adsorbită și are un efect mic asupra analizei gazului. După procesarea țevii din oțel inoxidabil, o anumită cantitate de gaz va fi reținută în rețeaua sa metalică. Când trece gazul de înaltă puritate, această parte a gazului va intra în fluxul de aer și va cauza poluare. În același timp, datorită adsorbției și analizei, metalul de pe suprafața interioară a țevii va produce și o anumită cantitate de pulbere, provocând poluarea gazului de înaltă puritate. Pentru sistemele de conducte cu puritate peste 99,999% sau nivel ppb, trebuie utilizată țeavă din oțel inoxidabil cu conținut scăzut de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) Rezistența la uzură a țevilor din oțel inoxidabil este mai bună decât cea a țevilor de cupru, iar praful metalic generat de eroziunea fluxului de aer este relativ mai mic. Atelierele de producție cu cerințe mai mari de curățenie pot folosi țevi din oțel inoxidabil cu conținut scăzut de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) sau țevi din oțel inoxidabil OCr18Ni9 ( 304), țevi de cupru nu se vor folosi.
(4) Pentru sistemele de conducte cu puritate a gazului peste 99,999% sau niveluri ppb sau ppt, sau în camere curate cu niveluri de curățare a aerului de N1-N6 specificate în „Codul de proiectare a fabricii curate”, țevi ultra-curate sauConducte EP ultra-curatear trebui folosit. Curățați „tub curat cu suprafață interioară ultra-netedă”.
(5) Unele dintre sistemele speciale de conducte de gaz utilizate în procesul de producție sunt gaze foarte corozive. Țevile din aceste sisteme de conducte trebuie să utilizeze țevi din oțel inoxidabil rezistente la coroziune ca țevi. În caz contrar, conductele vor fi deteriorate din cauza coroziunii. Dacă pe suprafață apar pete de coroziune, nu se vor folosi țevi obișnuite de oțel fără sudură sau țevi de oțel sudate galvanizate.
(6) În principiu, toate conexiunile conductelor de gaze ar trebui să fie sudate. Deoarece sudarea țevilor din oțel galvanizat va distruge stratul galvanizat, țevile din oțel galvanizat nu sunt folosite pentru țevile din camerele curate.
Luând în considerare factorii de mai sus, conductele și supapele ale conductelor de gaz selectate în proiectul &7& sunt următoarele:
Țevile sistemului de azot de înaltă puritate (PN2) sunt realizate din țevi din oțel inoxidabil cu emisii scăzute de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cu pereți interiori electrolușați, iar supapele sunt realizate din supape cu burduf din oțel inoxidabil din același material.
Țevile sistemului de azot (N2) sunt realizate din țevi din oțel inoxidabil cu emisii scăzute de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cu pereți interiori electrolușați, iar supapele sunt realizate din supape cu burduf din oțel inoxidabil din același material.
Țevile sistemului de hidrogen de înaltă puritate (PH2) sunt realizate din țevi din oțel inoxidabil cu emisii scăzute de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cu pereți interiori electrolușați, iar supapele sunt realizate din supape cu burduf din oțel inoxidabil din același material.
Țevile sistemului de oxigen de înaltă puritate (PO2) sunt realizate din țevi din oțel inoxidabil cu emisii scăzute de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cu pereți interiori electro-lustruiți, iar supapele sunt realizate din supape cu burduf din oțel inoxidabil din același material.
Țevile sistemului Argon (Ar) sunt realizate din țevi din oțel inoxidabil cu emisii scăzute de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cu pereți interiori electrolușați și se folosesc supape cu burduf din oțel inoxidabil din același material.
Țevile sistemului de heliu (He) sunt realizate din țevi din oțel inoxidabil cu emisii scăzute de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cu pereți interiori electrolușați, iar supapele sunt realizate din supape cu burduf din oțel inoxidabil din același material.
Țevile sistemului de aer comprimat curat uscat (CDA) sunt realizate din țevi din oțel inoxidabil OCr18Ni9 (304) cu pereți interiori lustruiți, iar supapele sunt realizate din supape cu burduf din oțel inoxidabil din același material.
Țevile sistemului de aer comprimat respirabil (BA) sunt realizate din țevi din oțel inoxidabil OCr18Ni9 (304) cu pereți interiori lustruiți, iar supapele sunt realizate din robinete cu bilă din oțel inoxidabil din același material.
Conductele sistemului de vid de proces (PV) sunt realizate din conducte UPVC, iar supapele sunt realizate din supape fluture de vid din același material.
Conductele sistemului de vid de curățare (HV) sunt realizate din conducte UPVC, iar supapele sunt realizate din supape fluture de vid din același material.
Țevile sistemului special de gaze sunt toate realizate din țevi din oțel inoxidabil cu emisii scăzute de carbon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cu pereți interiori electrolușați, iar supapele sunt realizate din supape cu burduf din oțel inoxidabil din același material.
3 Construcția și instalarea conductelor
3.1 Secțiunea 8.3 din „Codul de proiectare a clădirilor pentru fabrici curate” prevede următoarele prevederi pentru racordurile conductelor:
(1) Conexiunile țevilor trebuie sudate, dar țevile din oțel galvanizat la cald trebuie filetate. Materialul de etanșare al conexiunilor filetate trebuie să respecte cerințele articolului 8.3.3 din prezenta specificație.
(2) Țevile din oțel inoxidabil trebuie conectate prin sudare cu arc cu argon și sudare cap la cap sau sudură cu priză, dar conductele de gaz de înaltă puritate trebuie conectate prin sudare cap la cap fără semne pe peretele interior.
(3) Conexiunea dintre conducte și echipament trebuie să respecte cerințele de conectare ale echipamentului. Când se utilizează conexiuni pentru furtunuri, trebuie utilizate furtunuri metalice.
(4) Conexiunea dintre conducte și supape trebuie să respecte următoarele reglementări
① Materialul de etanșare care conectează conductele de gaz de înaltă puritate și supape ar trebui să utilizeze garnituri metalice sau manșoane duble în conformitate cu cerințele procesului de producție și caracteristicile gazului.
②Materialul de etanșare la racordul filetat sau cu flanșă trebuie să fie politetrafluoretilenă.
3.2 În conformitate cu cerințele specificațiilor și măsurile tehnice relevante, conexiunea conductelor de gaz de înaltă puritate trebuie sudată cât mai mult posibil. În timpul sudării trebuie evitată sudarea cap la cap directă. Trebuie utilizate manșoane pentru țevi sau îmbinări finisate. Manșoanele țevilor trebuie să fie din același material și netezime a suprafeței interioare ca și țevile. nivel, în timpul sudării, pentru a preveni oxidarea piesei de sudură, în conducta de sudură trebuie introdus gaz de protecție pur. Pentru țevile din oțel inoxidabil, trebuie utilizată sudarea cu arc cu argon, iar în țeavă trebuie introdus gaz argon de aceeași puritate. Trebuie folosită conexiunea filetată sau conexiunea filetată. La conectarea flanșelor, ar trebui să se folosească manșele pentru conexiunile filetate. Cu excepția țevilor de oxigen și a țevilor de hidrogen, care ar trebui să utilizeze garnituri metalice, alte țevi ar trebui să utilizeze garnituri din politetrafluoretilenă. Aplicarea unei cantități mici de cauciuc siliconic pe garnituri va fi, de asemenea, eficientă. Îmbunătățește efectul de etanșare. Măsuri similare ar trebui luate atunci când se realizează conexiunile cu flanșe.
Înainte de începerea lucrărilor de instalare, o inspecție vizuală detaliată a conductelor,fitinguritrebuie efectuate , supape etc. Peretele interior al țevilor obișnuite din oțel inoxidabil trebuie decapat înainte de instalare. Țevile, fitingurile, supapele etc. ale conductelor de oxigen ar trebui să fie strict interzise de ulei și trebuie să fie strict degresate în conformitate cu cerințele relevante înainte de instalare.
Înainte ca sistemul să fie instalat și pus în funcțiune, sistemul de conducte de transport și distribuție trebuie purjat complet cu gazul de înaltă puritate livrat. Acest lucru nu numai că elimină particulele de praf care au căzut accidental în sistem în timpul procesului de instalare, dar joacă și un rol de uscare în sistemul de conducte, eliminând o parte din gazul care conține umiditate absorbit de peretele conductei și chiar de materialul conductei.
4. Testarea și acceptarea presiunii conductei
(1) După instalarea sistemului, se efectuează inspecția radiografică 100% a conductelor care transportă fluide foarte toxice în conducte speciale de gaze, iar calitatea acestora nu trebuie să fie mai mică decât nivelul II. Alte conducte vor fi supuse inspecției radiografice prin eșantionare, iar raportul de inspecție prin eșantionare nu trebuie să fie mai mic de 5 %, calitatea nu trebuie să fie mai mică decât gradul III.
(2) După trecerea inspecției nedistructive, trebuie efectuat un test de presiune. Pentru a asigura uscăciunea și curățenia sistemului de conducte, nu trebuie efectuată o încercare de presiune hidraulică, ci trebuie utilizată o încercare de presiune pneumatică. Testarea presiunii aerului trebuie efectuată folosind azot sau aer comprimat care se potrivește cu nivelul de curățenie al camerei curate. Presiunea de testare a conductei ar trebui să fie de 1,15 ori presiunea de proiectare, iar presiunea de testare a conductei de vid ar trebui să fie de 0,2 MPa. În timpul testului, presiunea ar trebui să crească treptat și lent. Când presiunea crește la 50% din presiunea de testare, dacă nu se găsește nicio anomalie sau scurgere, continuați să creșteți presiunea pas cu pas cu 10% din presiunea de testare și stabilizați presiunea timp de 3 minute la fiecare nivel până la presiunea de testare. . Stabilizați presiunea timp de 10 minute, apoi reduceți presiunea la presiunea de proiectare. Timpul de oprire a presiunii trebuie determinat în funcție de necesitățile de detectare a scurgerilor. Agentul de spumă este calificat dacă nu există scurgeri.
(3) După ce sistemul de vid trece testul de presiune, ar trebui să efectueze și un test de vid de 24 de ore conform documentelor de proiectare, iar rata de presurizare nu trebuie să fie mai mare de 5%.
(4) Test de scurgere. Pentru sistemele de conducte de calitate ppb și ppt, în conformitate cu specificațiile relevante, nicio scurgere nu trebuie considerată calificată, dar testul cantității de scurgere este utilizat în timpul proiectării, adică testul cantității de scurgere este efectuat după testul de etanșeitate la aer. Presiunea este presiunea de lucru, iar presiunea este oprită timp de 24 de ore. Scurgerea medie pe oră este mai mică sau egală cu 50 ppm, conform criteriilor. Calculul scurgerii este următorul:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
In formula:
Scurgere la o oră (%)
P1-Presiune absolută la începutul testului (Pa)
P2-Presiune absolută la sfârșitul testului (Pa)
T1-temperatura absolută la începutul testului (K)
T2-temperatura absolută la sfârșitul testului (K)
Ora postării: 12-12-2023