La fàbrica de circuits integrats a molt gran escala del projecte 909 és un projecte de construcció important de la indústria electrònica del meu país durant el novè pla quinquennal per produir xips amb una amplada de línia de 0,18 micres i un diàmetre de 200 mm.
La tecnologia de fabricació de circuits integrats a molt gran escala no només implica tecnologies d'alta precisió com el micromecanitzat, sinó que també exigeix alts requisits de puresa del gas.
El subministrament de gas a granel per al Projecte 909 el proporciona una empresa conjunta entre Praxair Utility Gas Co., Ltd. dels Estats Units i les parts rellevants a Xangai per establir conjuntament una planta de producció de gas. La planta de producció de gas és adjacent a la fàbrica del projecte 909. edifici, amb una superfície aproximada de 15.000 metres quadrats. Els requisits de puresa i sortida de diversos gasos
El nitrogen d'alta puresa (PN2), el nitrogen (N2) i l'oxigen d'alta puresa (PO2) es produeixen mitjançant la separació d'aire. L'hidrogen d'alta puresa (PH2) es produeix per electròlisi. L'argó (Ar) i l'heli (He) es compren externalitzats. El quasi-gas es purifica i es filtra per utilitzar-lo al Projecte 909. El gas especial es subministra en ampolles i l'armari d'ampolles de gas es troba al taller auxiliar de la planta de producció de circuits integrats.
Altres gasos també inclouen el sistema CDA d'aire comprimit sec net, amb un volum d'ús de 4185 m3/h, un punt de rosada a pressió de -70 °C i una mida de partícules de no més de 0,01um en el gas al punt d'ús. Sistema d'aire comprimit de respiració (BA), volum d'ús 90 m3/h, punt de rosada a pressió 2 ℃, mida de partícules del gas en el punt d'ús no és superior a 0,3um, sistema de buit de procés (PV), volum d'ús 582 m3/h, grau de buit al punt d'ús -79993Pa. Sistema de neteja de buit (HV), volum d'ús 1440m3/h, grau de buit al punt d'ús -59995 Pa. La sala de compressors d'aire i la sala de bombes de buit es troben a la zona de fàbrica del projecte 909.
Selecció de materials i accessoris per a canonades
El gas utilitzat en la producció de VLSI té requisits de neteja extremadament elevats.Gasoductes d'alta puresasolen utilitzar-se en entorns de producció nets i el seu control de neteja ha de ser coherent o superior al nivell de neteja de l'espai en ús! A més, els gasoductes d'alta puresa s'utilitzen sovint en entorns de producció nets. L'hidrogen pur (PH2), l'oxigen d'alta puresa (PO2) i alguns gasos especials són gasos inflamables, explosius, de suport a la combustió o tòxics. Si el sistema de gasoducte està mal dissenyat o els materials estan mal seleccionats, no només disminuirà la puresa del gas utilitzat al punt de gas, sinó que també fallarà. Compleix els requisits del procés, però no és segur d'utilitzar i provocarà contaminació a la fàbrica neta, afectant la seguretat i la neteja de la fàbrica neta.
La garantia de la qualitat del gas d'alta puresa en el punt d'ús no només depèn de la precisió de la producció de gas, els equips de purificació i els filtres, sinó que també es veu afectada en gran mesura per molts factors del sistema de canonades. Si confiem en equips de producció de gas, equips de purificació i filtres, simplement és incorrecte imposar requisits de precisió infinitament més alts per compensar el disseny inadequat del sistema de canonades de gas o la selecció del material.
Durant el procés de disseny del projecte 909, vam seguir el "Codi per al disseny de plantes netes" GBJ73-84 (l'estàndard actual és (GB50073-2001)), "Codi per al disseny d'estacions d'aire comprimit" GBJ29-90, "Codi for Design of Oxygen Stations” GB50030-91 , “Codi for Design of Hydrogen and Oxygen Stations” GB50177-93, i mesures tècniques rellevants per a la selecció de materials i accessoris de canonades. El "Codi per al disseny de plantes netes" estipula la selecció de materials de canonades i vàlvules de la següent manera:
(1) Si la puresa del gas és superior o igual al 99,999% i el punt de rosada és inferior a -76 °C, tub d'acer inoxidable de baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) amb paret interior electropolita o tub d'acer inoxidable OCr18Ni9 (304) amb s'ha d'utilitzar la paret interior electropolitada. La vàlvula ha de ser una vàlvula de diafragma o una vàlvula de manxa.
(2) Si la puresa del gas és superior o igual al 99,99% i el punt de rosada és inferior a -60 °C, s'ha d'utilitzar un tub d'acer inoxidable OCr18Ni9 (304) amb paret interior electropolita. Excepte les vàlvules de manxa que s'han d'utilitzar per a gasoductes combustibles, les vàlvules de bola s'han d'utilitzar per a altres gasoductes.
(3) Si el punt de rosada de l'aire comprimit sec és inferior a -70 °C, s'ha d'utilitzar un tub d'acer inoxidable OCr18Ni9 (304) amb paret interior polida. Si el punt de rosada és inferior a -40 ℃, s'ha d'utilitzar un tub d'acer inoxidable OCr18Ni9 (304) o un tub d'acer sense soldadura galvanitzat en calent. La vàlvula ha de ser una vàlvula de manxa o una vàlvula de bola.
(4) El material de la vàlvula ha de ser compatible amb el material de la canonada de connexió.
D'acord amb els requisits de les especificacions i les mesures tècniques rellevants, considerem principalment els aspectes següents a l'hora de seleccionar els materials de la canonada:
(1) La permeabilitat a l'aire dels materials de la canonada ha de ser petita. Les canonades de diferents materials tenen una permeabilitat a l'aire diferent. Si es seleccionen canonades amb major permeabilitat a l'aire, no es pot eliminar la contaminació. Les canonades d'acer inoxidable i les canonades de coure són millors per prevenir la penetració i la corrosió de l'oxigen a l'atmosfera. Tanmateix, com que les canonades d'acer inoxidable són menys actives que les canonades de coure, les canonades de coure són més actives per permetre que la humitat de l'atmosfera penetri a les seves superfícies interiors. Per tant, quan es seleccionen canonades per a gasoductes d'alta puresa, les canonades d'acer inoxidable haurien de ser la primera opció.
(2) La superfície interior del material de la canonada s'adsorbeix i té un petit efecte en l'anàlisi del gas. Després de processar la canonada d'acer inoxidable, es conservarà una certa quantitat de gas a la seva gelosia metàl·lica. Quan passa gas d'alta puresa, aquesta part del gas entrarà al flux d'aire i causarà contaminació. Al mateix temps, a causa de l'adsorció i l'anàlisi, el metall de la superfície interior de la canonada també produirà una certa quantitat de pols, provocant la contaminació del gas d'alta puresa. Per a sistemes de canonades amb una puresa superior al 99,999% o nivell de ppb, s'ha d'utilitzar una canonada d'acer inoxidable amb baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) La resistència al desgast de les canonades d'acer inoxidable és millor que la de les canonades de coure, i la pols metàl·lica generada per l'erosió del flux d'aire és relativament menor. Els tallers de producció amb requisits més alts de neteja poden utilitzar tubs d'acer inoxidable amb baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) o tubs d'acer inoxidable OCr18Ni9 (304), no s'utilitzaran tubs de coure.
(4) Per a sistemes de canonades amb una puresa de gas superior al 99,999% o nivells de ppb o ppt, o en sales netes amb nivells de neteja de l'aire de N1-N6 especificats al "Codi de disseny de fàbrica neta", canonades ultra-netes oTubs EP ultra netss'hauria d'utilitzar. Netegeu el "tub net amb una superfície interior ultra llisa".
(5) Alguns dels sistemes de gasoductes especials utilitzats en el procés de producció són gasos altament corrosius. Les canonades d'aquests sistemes de canonades han d'utilitzar tubs d'acer inoxidable resistents a la corrosió com a canonades. En cas contrari, les canonades es faran malbé a causa de la corrosió. Si es produeixen taques de corrosió a la superfície, no s'han d'utilitzar canonades d'acer sense soldadura normals ni canonades d'acer soldades galvanitzades.
(6) En principi, totes les connexions de gasoductes s'han de soldar. Com que la soldadura de canonades d'acer galvanitzat destruirà la capa galvanitzada, les canonades d'acer galvanitzat no s'utilitzen per a canonades a les sales blanques.
Tenint en compte els factors anteriors, les canonades i vàlvules de gasoductes seleccionades al projecte &7& són les següents:
Les canonades del sistema de nitrogen d'alta puresa (PN2) estan fetes de tubs d'acer inoxidable de baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) amb parets interiors electropolies, i les vàlvules estan fetes de vàlvules de manxa d'acer inoxidable del mateix material.
Les canonades del sistema de nitrogen (N2) estan fetes de tubs d'acer inoxidable de baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) amb parets interiors electropoliades, i les vàlvules estan fetes de vàlvules de manxa d'acer inoxidable del mateix material.
Les canonades del sistema d'hidrogen d'alta puresa (PH2) estan fetes de canonades d'acer inoxidable de baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) amb parets interiors electropoliades i les vàlvules estan fetes de vàlvules de manxa d'acer inoxidable del mateix material.
Les canonades del sistema d'oxigen d'alta puresa (PO2) estan fetes de canonades d'acer inoxidable de baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) amb parets interiors electropoliades i les vàlvules estan fetes de vàlvules de manxa d'acer inoxidable del mateix material.
Les canonades del sistema d'argó (Ar) estan fetes de canonades d'acer inoxidable de baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) amb parets interiors electropoliades i s'utilitzen vàlvules de manxa d'acer inoxidable del mateix material.
Les canonades del sistema d'heli (He) estan fetes de tubs d'acer inoxidable de baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) amb parets interiors electropolies, i les vàlvules estan fetes de vàlvules de manxa d'acer inoxidable del mateix material.
Les canonades del sistema d'aire comprimit sec net (CDA) estan fetes de tubs d'acer inoxidable OCr18Ni9 (304) amb parets interiors polides i les vàlvules estan fetes de vàlvules de manxa d'acer inoxidable del mateix material.
Les canonades del sistema d'aire comprimit respirable (BA) estan fetes de tubs d'acer inoxidable OCr18Ni9 (304) amb parets interiors polides i les vàlvules estan fetes de vàlvules de bola d'acer inoxidable del mateix material.
Les canonades del sistema de buit de procés (PV) estan fetes de canonades UPVC i les vàlvules estan fetes de vàlvules de papallona de buit fetes del mateix material.
Les canonades del sistema de buit de neteja (HV) estan fetes de canonades UPVC i les vàlvules estan fetes de vàlvules de papallona de buit fetes del mateix material.
Les canonades del sistema de gas especial estan fetes de tubs d'acer inoxidable de baix carboni 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) amb parets interiors electropoliades, i les vàlvules estan fetes de vàlvules de manxa d'acer inoxidable del mateix material.
3 Construcció i instal·lació de canonades
3.1 La secció 8.3 del "Codi de disseny d'edificis de fàbrica neta" estipula les disposicions següents per a les connexions de canonades:
(1) Les connexions de canonades s'han de soldar, però les canonades d'acer galvanitzat en calent s'han de roscar. El material de segellat de les connexions roscades ha de complir els requisits de l'article 8.3.3 d'aquesta especificació.
(2) Les canonades d'acer inoxidable s'han de connectar mitjançant soldadura d'arc d'argó i soldadura a tope o soldadura de sòcol, però les canonades de gas d'alta puresa s'han de connectar mitjançant soldadura a tope sense marques a la paret interior.
(3) La connexió entre canonades i equips ha de complir els requisits de connexió de l'equip. Quan s'utilitzen connexions de mànegues, s'han d'utilitzar mànegues metàl·liques.
(4) La connexió entre canonades i vàlvules ha de complir les normes següents
① El material de segellat que connecta canonades i vàlvules de gas d'alta puresa ha d'utilitzar juntes metàl·liques o dobles virolles segons els requisits del procés de producció i les característiques del gas.
②El material de segellat de la connexió roscada o de brida ha de ser politetrafluoroetilè.
3.2 D'acord amb els requisits de les especificacions i les mesures tècniques pertinents, la connexió de gasoductes d'alta puresa s'ha de soldar tant com sigui possible. S'ha d'evitar la soldadura a tope directa durant la soldadura. S'han d'utilitzar mànigues de canonades o juntes acabades. Les mànigues de les canonades han d'estar fetes del mateix material i suavitat de la superfície interior que les canonades. nivell, durant la soldadura, per evitar l'oxidació de la part de soldadura, s'ha d'introduir gas protector pur a la canonada de soldadura. Per a canonades d'acer inoxidable, s'ha d'utilitzar la soldadura per arc d'argó i s'ha d'introduir gas argó de la mateixa puresa a la canonada. S'ha d'utilitzar connexió roscada o connexió roscada. Quan es connecten brides, s'han d'utilitzar virolles per a connexions roscades. Excepte les canonades d'oxigen i les d'hidrogen, que haurien d'utilitzar juntes metàl·liques, altres canonades haurien d'utilitzar juntes de politetrafluoroetilè. Aplicar una petita quantitat de cautxú de silicona a les juntes també serà eficaç. Millora l'efecte de segellat. S'han de prendre mesures similars quan es fan connexions amb brides.
Abans de començar els treballs d'instal·lació, una inspecció visual detallada de les canonades,accessoris, vàlvules, etc. La paret interior de les canonades d'acer inoxidable normals s'ha de decapar abans de la instal·lació. Les canonades, accessoris, vàlvules, etc. de les canonades d'oxigen s'han de prohibir estrictament l'oli i s'han de desgreixar estrictament d'acord amb els requisits pertinents abans de la instal·lació.
Abans d'instal·lar i posar en ús el sistema, el sistema de canonades de transmissió i distribució s'ha de purgar completament amb el gas d'alta puresa subministrat. Això no només elimina les partícules de pols que van caure accidentalment al sistema durant el procés d'instal·lació, sinó que també té un paper d'assecat en el sistema de canonades, eliminant part del gas que conté humitat absorbit per la paret de la canonada i fins i tot el material de la canonada.
4. Prova de pressió de la canonada i acceptació
(1) Un cop instal·lat el sistema, s'ha de realitzar una inspecció radiogràfica al 100% de les canonades que transporten fluids altament tòxics en gasoductes especials, i la seva qualitat no ha de ser inferior al nivell II. Altres canonades estaran subjectes a una inspecció radiogràfica de mostreig, i la relació d'inspecció de mostreig no ha de ser inferior al 5%, la qualitat no ha de ser inferior al grau III.
(2) Després de passar la inspecció no destructiva, s'ha de realitzar una prova de pressió. Per garantir la sequedat i la neteja del sistema de canonades, no s'ha de realitzar una prova de pressió hidràulica, sinó que s'ha d'utilitzar una prova de pressió pneumàtica. La prova de pressió de l'aire s'ha de dur a terme amb nitrogen o aire comprimit que coincideixi amb el nivell de neteja de la sala neta. La pressió de prova de la canonada ha de ser 1,15 vegades la pressió de disseny i la pressió de prova de la canonada de buit ha de ser de 0,2 MPa. Durant la prova, la pressió s'ha d'augmentar gradualment i lentament. Quan la pressió augmenta al 50% de la pressió de prova, si no es troba cap anormalitat o fuita, continueu augmentant la pressió pas a pas un 10% de la pressió de prova i estabilitzeu la pressió durant 3 minuts a cada nivell fins a la pressió de prova. . Estabilitzeu la pressió durant 10 minuts i, a continuació, reduïu-la a la pressió de disseny. El temps d'aturada de pressió s'ha de determinar segons les necessitats de detecció de fuites. L'agent d'escuma està qualificat si no hi ha fuites.
(3) Després que el sistema de buit superi la prova de pressió, també hauria de realitzar una prova de grau de buit de 24 hores segons els documents de disseny i la taxa de pressurització no hauria de ser superior al 5%.
(4) Prova de fuites. Per als sistemes de canonades de grau ppb i ppt, d'acord amb les especificacions rellevants, no s'ha de considerar cap fuga com a qualificada, però la prova de la quantitat de fuites s'utilitza durant el disseny, és a dir, la prova de la quantitat de fuites es realitza després de la prova d'estanquitat a l'aire. La pressió és la pressió de treball i la pressió s'atura durant 24 hores. La fuita horària mitjana és inferior o igual a 50 ppm segons qualificació. El càlcul de la fuita és el següent:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
En la fórmula:
Fuga d'una hora (%)
P1-Presió absoluta al començament de la prova (Pa)
P2-Presió absoluta al final de la prova (Pa)
T1-temperatura absoluta al començament de la prova (K)
T2-temperatura absoluta al final de la prova (K)
Hora de publicació: 12-12-2023