909 Project Very Large Scale Integrated Circuit Factory är ett stort byggprojekt inom mitt lands elektronikindustri under den nionde femårsplanen för att producera chips med en linjebredd på 0,18 mikron och en diameter på 200 mm.
Tillverkningstekniken för mycket storskaliga integrerade kretsar involverar inte bara högprecisionsteknologier som mikrobearbetning, utan ställer också höga krav på gasens renhet.
Bulkgasförsörjningen för Project 909 tillhandahålls av ett joint venture mellan Praxair Utility Gas Co., Ltd. i USA och relevanta parter i Shanghai för att gemensamt etablera en gasproduktionsanläggning. Gasproduktionsanläggningen ligger i anslutning till 909-projektfabriken byggnad, som täcker en yta på cirka 15 000 kvadratmeter. Renhet och effektkrav för olika gaser
Högrent kväve (PN2), kväve (N2) och högrent syre (PO2) produceras genom luftseparering. Högrent väte (PH2) produceras genom elektrolys. Argon (Ar) och helium (He) köps på entreprenad. Kvasigasen renas och filtreras för användning i projekt 909. Specialgas levereras på flaskor och gasflaskskåpet är placerat i hjälpverkstaden till produktionsanläggningen för integrerade kretsar.
Andra gaser inkluderar även CDA-system för rent torr komprimerad luft, med en användningsvolym på 4185m3/h, en tryckdaggpunkt på -70°C och en partikelstorlek på högst 0,01um i gasen vid användningsstället. System för andning av tryckluft (BA), användningsvolym 90m3/h, tryckdaggpunkt 2℃, partikelstorleken i gasen vid användningsstället är inte större än 0,3um, processvakuumsystem (PV), användningsvolym 582m3/h, vakuumgrad vid användningsstället -79993Pa. Rengöringsvakuumsystem (HV), användningsvolym 1440m3/h, vakuumgrad vid användningspunkt -59995 Pa. Luftkompressorrummet och vakuumpumprummet är båda belägna i 909-projektets fabriksområde.
Val av rörmaterial och tillbehör
Gasen som används i VLSI-produktion har extremt höga krav på renhet.Gasledningar med hög renhetanvänds vanligtvis i rena produktionsmiljöer, och deras renhetskontroll bör överensstämma med eller högre än renhetsnivån för det utrymme som används! Dessutom används ofta rena gasledningar i rena produktionsmiljöer. Rent väte (PH2), högrent syre (PO2) och vissa specialgaser är brandfarliga, explosiva, förbränningsunderstödjande eller giftiga gaser. Om gasledningssystemet är felaktigt utformat eller materialen är felaktigt valda, kommer inte bara renheten hos gasen som används vid gaspunkten att minska, utan den kommer också att misslyckas. Den uppfyller processkraven, men den är osäker att använda och kommer att orsaka förorening av den rena fabriken, vilket påverkar säkerheten och renligheten i den rena fabriken.
Garantin för kvaliteten på högren gas vid användningstillfället beror inte bara på noggrannheten hos gasproduktion, reningsutrustning och filter, utan påverkas också i stor utsträckning av många faktorer i rörledningssystemet. Om vi förlitar oss på gasproduktionsutrustning, reningsutrustning och filter Det är helt enkelt felaktigt att ställa oändligt högre precisionskrav för att kompensera för felaktig design av gasledningssystem eller materialval.
Under designprocessen av 909-projektet följde vi "Code for Design of Clean Plants" GBJ73-84 (den nuvarande standarden är (GB50073-2001)), "Code for Design of Compressed Air Stations" GBJ29-90, "Code for Design of Oxygen Stations” GB50030-91 , ”Code for Design of Hydrogen and Oxygen Stations” GB50177-93, och relevanta tekniska åtgärder för val av rörledningsmaterial och tillbehör. "Code for Design of Clean Plants" anger valet av rörledningsmaterial och ventiler enligt följande:
(1) Om gasens renhet är större än eller lika med 99,999 % och daggpunkten är lägre än -76°C, 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltigt rostfritt stålrör (316L) med elektropolerad innervägg eller OCr18Ni9 rostfritt stålrör (304) med elektropolerad innervägg ska användas. Ventilen ska vara en membranventil eller bälgventil.
(2) Om gasens renhet är större än eller lika med 99,99 % och daggpunkten är lägre än -60°C, ska OCr18Ni9 rostfritt stålrör (304) med elektropolerad innervägg användas. Förutom bälgventiler som ska användas för brännbar gasledning, bör kulventiler användas för andra gasledningar.
(3) Om daggpunkten för torr tryckluft är lägre än -70°C, bör OCr18Ni9 rostfritt stålrör (304) med polerad innervägg användas. Om daggpunkten är lägre än -40 ℃ ska OCr18Ni9 rostfritt stålrör (304) eller varmförzinkat sömlöst stålrör användas. Ventilen ska vara en bälgventil eller en kulventil.
(4) Ventilmaterialet bör vara kompatibelt med anslutningsrörmaterialet.
Enligt kraven i specifikationer och relevanta tekniska åtgärder överväger vi huvudsakligen följande aspekter vid val av rörledningsmaterial:
(1) Luftpermeabiliteten för rörmaterial bör vara liten. Rör av olika material har olika luftgenomsläpplighet. Om rör med större luftgenomsläpplighet väljs kan föroreningar inte avlägsnas. Rostfria rör och kopparrör är bättre på att förhindra inträngning och korrosion av syre i atmosfären. Men eftersom rostfria rör är mindre aktiva än kopparrör, är kopparrör mer aktiva när det gäller att tillåta fukt i atmosfären att tränga in i deras inre ytor. Därför, när man väljer rör för gasledningar med hög renhet, bör rör av rostfritt stål vara förstahandsvalet.
(2) Den inre ytan av rörmaterialet är adsorberad och har en liten effekt på analysen av gasen. Efter att det rostfria stålröret har bearbetats kommer en viss mängd gas att hållas kvar i dess metallgaller. När högren gas passerar igenom kommer denna del av gasen in i luftflödet och orsaka föroreningar. Samtidigt, på grund av adsorption och analys, kommer metallen på den inre ytan av röret också att producera en viss mängd pulver, vilket orsakar förorening av gasen med hög renhet. För rörsystem med en renhet över 99,999 % eller ppb-nivå bör 00Cr17Ni12Mo2Ti rostfritt stålrör med låg kolhalt (316L) användas.
(3) Slitstyrkan hos rör av rostfritt stål är bättre än för kopparrör, och metalldamm som genereras av luftflödeserosion är relativt mindre. Produktionsverkstäder med högre krav på renlighet kan använda 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltiga rostfria stålrör (316L) eller OCr18Ni9 rostfria stålrör ( 304), kopparrör ska inte användas.
(4) För rörsystem med gasrenhet över 99,999 % eller ppb- eller ppt-nivåer, eller i rena rum med luftrenhetsnivåer på N1-N6 specificerade i "Clean Factory Design Code", ultrarena rör ellerEP ultrarena rörbör användas. Rengör "rent rör med ultraslät inre yta".
(5) Vissa av de speciella gasledningssystem som används i produktionsprocessen är mycket korrosiva gaser. Rören i dessa rörledningssystem måste använda korrosionsbeständiga rostfria rör som rör. Annars kommer rören att skadas på grund av korrosion. Om korrosionsfläckar uppstår på ytan ska vanliga sömlösa stålrör eller galvaniserade svetsade stålrör inte användas.
(6) I princip bör alla gasledningsanslutningar vara svetsade. Eftersom svetsning av galvaniserade stålrör kommer att förstöra det galvaniserade skiktet, används inte galvaniserade stålrör för rör i renrum.
Med hänsyn till ovanstående faktorer är de gasledningsrör och ventiler som valts i &7&-projektet enligt följande:
Systemrören för högrent kväve (PN2) är gjorda av 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltiga rostfria stålrör (316L) med elektropolerade innerväggar, och ventilerna är gjorda av bälgventiler av rostfritt stål av samma material.
Kvävesystemrören (N2) är gjorda av 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltiga rostfria stålrör (316L) med elektropolerade innerväggar, och ventilerna är gjorda av bälgventiler av rostfritt stål av samma material.
Systemrören för högrent väte (PH2) är gjorda av 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltiga rostfria stålrör (316L) med elektropolerade innerväggar, och ventilerna är gjorda av bälgventiler av rostfritt stål av samma material.
Systemrören med hög renhet (PO2) är gjorda av 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltiga rostfria stålrör (316L) med elektropolerade innerväggar, och ventilerna är gjorda av bälgventiler av rostfritt stål av samma material.
Argon (Ar) systemrör är gjorda av 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltiga rostfria stålrör (316L) med elektropolerade innerväggar, och rostfria bälgventiler av samma material används.
Helium (He) systemrören är gjorda av 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltiga rostfria stålrör (316L) med elektropolerade innerväggar, och ventilerna är gjorda av rostfria bälgventiler av samma material.
Systemrören för ren torr tryckluft (CDA) är gjorda av OCr18Ni9 rostfria stålrör (304) med polerade innerväggar, och ventilerna är gjorda av bälgventiler av rostfritt stål av samma material.
Systemrören för andningstryckluft (BA) är gjorda av OCr18Ni9 rostfria stålrör (304) med polerade innerväggar, och ventilerna är gjorda av kulventiler av rostfritt stål av samma material.
Systemrören för processvakuum (PV) är gjorda av UPVC-rör och ventilerna är gjorda av vakuumfjärilsventiler gjorda av samma material.
Systemrören för rengöringsvakuum (HV) är gjorda av UPVC-rör och ventilerna är gjorda av vakuumfjärilsventiler av samma material.
Rören i det speciella gassystemet är alla gjorda av 00Cr17Ni12Mo2Ti lågkolhaltiga rostfria stålrör (316L) med elektropolerade innerväggar, och ventilerna är gjorda av bälgventiler av rostfritt stål av samma material.
3 Konstruktion och installation av rörledningar
3.1 Avsnitt 8.3 i "Clean Factory Building Design Code" anger följande bestämmelser för rörledningsanslutningar:
(1) Röranslutningar ska vara svetsade, men varmförzinkade stålrör ska gängas. Tätningsmaterialet för gängade anslutningar ska uppfylla kraven i artikel 8.3.3 i denna specifikation
(2) Rör av rostfritt stål bör anslutas genom argonbågsvetsning och stumsvetsning eller hylssvetsning, men gasledningar med hög renhet bör anslutas genom stumsvetsning utan märken på innerväggen.
(3) Anslutningen mellan rörledningar och utrustning bör överensstämma med anslutningskraven för utrustningen. Vid användning av slanganslutningar bör metallslangar användas
(4) Anslutningen mellan rörledningar och ventiler bör uppfylla följande bestämmelser
① Tätningsmaterialet som förbinder gasledningar och ventiler med hög renhet bör använda metallpackningar eller dubbla hylsor i enlighet med kraven för produktionsprocessen och gasegenskaperna.
②Tätningsmaterialet vid den gängade eller flänsanslutningen bör vara polytetrafluoreten.
3.2 Enligt kraven i specifikationer och relevanta tekniska åtgärder bör anslutningen av gasledningar med hög renhet svetsas så mycket som möjligt. Direkt stumsvetsning bör undvikas under svetsning. Rörhylsor eller färdiga skarvar bör användas. Rörhylsorna bör vara gjorda av samma material och inre ytjämnhet som rören. nivå, under svetsning, för att förhindra oxidation av svetsdelen, bör ren skyddsgas införas i svetsröret. För rör av rostfritt stål bör argonbågsvetsning användas och argongas av samma renhet bör införas i röret. Gängad anslutning eller gängad anslutning måste användas. Vid anslutning av flänsar bör hylsor användas för gängade anslutningar. Förutom syrgasrör och vätgasrör, som bör använda metallpackningar, bör andra rör använda polytetrafluoretylenpackningar. Att applicera en liten mängd silikongummi på packningarna kommer också att vara effektivt. Förbättra tätningseffekten. Liknande åtgärder bör vidtas när flänsanslutningar görs.
Innan installationsarbetet påbörjas, en detaljerad visuell inspektion av rör,beslag, ventiler etc. måste utföras. Innerväggen på vanliga rostfria rör bör betas före installation. Rör, kopplingar, ventiler etc. i syrgasrörledningar bör vara strängt förbjudna från olja, och bör strikt avfettas enligt relevanta krav före installation.
Innan systemet installeras och tas i bruk bör överförings- och distributionsledningssystemet renas helt med den levererade högren gasen. Detta blåser inte bara bort dammpartiklarna som av misstag föll in i systemet under installationsprocessen, utan spelar också en uttorkande roll i rörledningssystemet och tar bort en del av den fukthaltiga gasen som absorberas av rörväggen och till och med rörmaterialet.
4. Pipeline trycktest och acceptans
(1) Efter att systemet har installerats ska 100 % röntgeninspektion av rören som transporterar mycket giftiga vätskor i speciella gasledningar utföras, och deras kvalitet ska inte vara lägre än nivå II. Övriga rör ska genomgå röntgenprovtagning och provtagningsförhållandet ska inte vara mindre än 5 %, kvaliteten ska inte vara lägre än grad III.
(2) Efter att ha klarat den oförstörande inspektionen bör ett tryckprov utföras. För att säkerställa torrhet och renhet i rörsystemet får ett hydrauliskt tryckprov inte utföras, utan ett pneumatiskt tryckprov bör användas. Lufttryckstestet bör utföras med kväve eller tryckluft som motsvarar renrummets renhetsnivå. Provtrycket för rörledningen bör vara 1,15 gånger designtrycket, och provtrycket för vakuumrörledningen bör vara 0,2 MPa. Under testet bör trycket ökas gradvis och långsamt. När trycket stiger till 50 % av testtrycket, om ingen abnormitet eller läckage hittas, fortsätt att öka trycket steg för steg med 10 % av testtrycket och stabilisera trycket i 3 minuter vid varje nivå tills testtrycket . Stabilisera trycket i 10 minuter och sänk sedan trycket till designtrycket. Tryckstoppstiden bör bestämmas i enlighet med behoven för läckagedetektering. Skummedlet är kvalificerat om det inte finns något läckage.
(3) Efter att vakuumsystemet har klarat trycktestet bör det också utföra ett 24-timmars vakuumgradtest enligt designdokumenten, och trycksättningshastigheten bör inte vara större än 5%.
(4) Läckagetest. För rörledningssystem av ppb- och ppt-kvalitet, enligt relevanta specifikationer, bör inget läckage anses vara kvalificerat, utan läckagemängdstestet används under design, det vill säga läckagemängdstestet utförs efter lufttäthetstestet. Trycket är arbetstrycket och trycket stoppas i 24 timmar. Det genomsnittliga läckaget per timme är mindre än eller lika med 50 ppm som kvalificerat. Beräkningen av läckaget är som följer:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
I formeln:
A-timmes läckage (%)
P1-Absolut tryck i början av testet (Pa)
P2-Absolut tryck vid slutet av testet (Pa)
T1-absolut temperatur i början av testet (K)
T2-absolut temperatur vid slutet av testet (K)
Posttid: 2023-12-12