O Proxecto 909 Fábrica de circuítos integrados a moi grande escala é un importante proxecto de construción da industria electrónica do meu país durante o Noveno Plan Quinquenal para producir chips cunha anchura de liña de 0,18 micras e un diámetro de 200 mm.
A tecnoloxía de fabricación de circuítos integrados a moi grande escala non só implica tecnoloxías de alta precisión como o micromecanizado, senón que tamén require altos requisitos de pureza do gas.
O subministro de gas a granel para o Proxecto 909 é proporcionado por unha empresa conxunta entre Praxair Utility Gas Co., Ltd. dos Estados Unidos e as partes relevantes en Shanghai para establecer conxuntamente unha planta de produción de gas. A planta de produción de gas está adxacente á fábrica do proxecto 909. edificio, cunha superficie aproximada de 15.000 metros cadrados. Os requisitos de pureza e saída de varios gases
O nitróxeno de alta pureza (PN2), o nitróxeno (N2) e o osíxeno de alta pureza (PO2) prodúcense pola separación do aire. O hidróxeno de alta pureza (PH2) prodúcese por electrólise. O argón (Ar) e o helio (He) cómpranse tercializados. O cuasi-gas é purificado e filtrado para o seu uso no Proxecto 909. O gas especial é subministrado en botellas e o armario de botellas de gas está situado no taller auxiliar da planta de produción de circuítos integrados.
Outros gases tamén inclúen o sistema CDA de aire comprimido seco limpo, cun volume de uso de 4185 m3/h, un punto de orballo a presión de -70 ° C e un tamaño de partícula de non máis de 0,01 um no gas no punto de uso. Sistema de aire comprimido de respiración (BA), volume de uso 90 m3/h, punto de orballo a presión 2 ℃, tamaño de partícula no gas no punto de uso non é superior a 0,3 um, sistema de baleiro de proceso (PV), volume de uso 582 m3/h, grao de baleiro no punto de uso -79993Pa . Sistema de limpeza de baleiro (HV), volume de uso 1440m3/h, grao de baleiro no punto de uso -59995 Pa. A sala de compresores de aire e a sala de bombas de baleiro están situadas na zona da fábrica do proxecto 909.
Selección de materiais e accesorios para tubos
O gas utilizado na produción de VLSI ten requisitos de limpeza extremadamente altos.Gasodutos de alta purezaúsanse normalmente en ambientes de produción limpos e o seu control de limpeza debe ser coherente ou superior ao nivel de limpeza do espazo en uso. Ademais, os gasodutos de alta pureza úsanse a miúdo en ambientes de produción limpos. O hidróxeno puro (PH2), o osíxeno de alta pureza (PO2) e algúns gases especiais son gases inflamables, explosivos, que soportan a combustión ou tóxicos. Se o sistema de gasodutos está mal deseñado ou os materiais están mal seleccionados, non só diminuirá a pureza do gas utilizado no punto de gas, senón que tamén fallará. Cumpre os requisitos do proceso, pero non é seguro de usar e causará contaminación na fábrica limpa, afectando á seguridade e á limpeza da fábrica limpa.
A garantía da calidade do gas de alta pureza no punto de uso non só depende da precisión da produción de gas, dos equipos de purificación e dos filtros, senón que tamén se ve afectada en gran medida por moitos factores do sistema de canalizacións. Se confiamos en equipos de produción de gas, equipos de purificación e filtros É simplemente incorrecto impoñer requisitos de precisión infinitamente superiores para compensar o deseño inadecuado do sistema de tubaxes de gas ou a selección de material.
Durante o proceso de deseño do proxecto 909, seguimos o "Código para o deseño de plantas limpas" GBJ73-84 (o estándar actual é (GB50073-2001)), "Código para o deseño de estacións de aire comprimido" GBJ29-90, "Código para o deseño de estacións de osíxeno” GB50030-91 , “Código para o deseño de estacións de hidróxeno e osíxeno” GB50177-93, e as medidas técnicas pertinentes para a selección de materiais e accesorios de canalizacións. O "Código para o deseño de plantas limpas" estipula a selección de materiais de canalización e válvulas do seguinte xeito:
(1) Se a pureza do gas é superior ou igual ao 99,999 % e o punto de orballo é inferior a -76 °C, 00Cr17Ni12Mo2Ti tubo de aceiro inoxidable de baixo carbono (316L) con parede interior electropulida ou tubo de aceiro inoxidable OCr18Ni9 (304) con debe utilizarse unha parede interior electropulida. A válvula debe ser unha válvula de diafragma ou unha válvula de fol.
(2) Se a pureza do gas é maior ou igual ao 99,99% e o punto de orballo é inferior a -60 °C, debe utilizarse tubo de aceiro inoxidable OCr18Ni9 (304) con parede interior electropulida. Excepto para as válvulas de fol que deberían utilizarse para gasodutos combustibles, as válvulas de bola deberían utilizarse para outras gasodutos.
(3) Se o punto de orballo do aire comprimido seco é inferior a -70 °C, debe utilizarse un tubo de aceiro inoxidable OCr18Ni9 (304) con parede interior pulida. Se o punto de orballo é inferior a -40 ℃, debe utilizarse tubo de aceiro inoxidable OCr18Ni9 (304) ou tubo de aceiro sen costura galvanizado en quente. A chave debe ser unha válvula de fol ou unha válvula de bola.
(4) O material da válvula debe ser compatible co material do tubo de conexión.
Segundo os requisitos das especificacións e as medidas técnicas pertinentes, consideramos principalmente os seguintes aspectos ao seleccionar os materiais de canalización:
(1) A permeabilidade ao aire dos materiais dos tubos debe ser pequena. Os tubos de diferentes materiais teñen diferente permeabilidade ao aire. Se se seleccionan tubos con maior permeabilidade ao aire, non se pode eliminar a contaminación. Os tubos de aceiro inoxidable e os tubos de cobre son mellores para evitar a penetración e corrosión do osíxeno na atmosfera. Non obstante, dado que os tubos de aceiro inoxidable son menos activos que os de cobre, os tubos de cobre son máis activos para permitir que a humidade da atmosfera penetre nas súas superficies internas. Polo tanto, ao seleccionar tubos para gasodutos de alta pureza, os tubos de aceiro inoxidable deben ser a primeira opción.
(2) A superficie interna do material do tubo está adsorbida e ten un pequeno efecto na análise do gas. Despois de procesar o tubo de aceiro inoxidable, unha certa cantidade de gas será retida na súa rede metálica. Cando pasa gas de alta pureza, esta parte do gas entrará no fluxo de aire e causará contaminación. Ao mesmo tempo, debido á adsorción e á análise, o metal na superficie interna do tubo tamén producirá unha certa cantidade de po, causando contaminación do gas de alta pureza. Para sistemas de tubaxes cunha pureza superior ao 99,999 % ou nivel de ppb, débese utilizar tubos de aceiro inoxidable con baixo contido de carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) A resistencia ao desgaste dos tubos de aceiro inoxidable é mellor que a dos tubos de cobre e o po de metal xerado pola erosión do fluxo de aire é relativamente menor. Os talleres de produción con requisitos máis altos de limpeza poden utilizar tubos de aceiro inoxidable de baixo carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) ou tubos de aceiro inoxidable OCr18Ni9 (304), non se utilizarán tubos de cobre.
(4) Para sistemas de tuberías con pureza de gas superior ao 99,999 % ou niveis de ppb ou ppt, ou en salas limpas con niveis de limpeza do aire de N1-N6 especificados no "Código de deseño de fábrica limpa", tubos ultralimpos ouTubos EP ultra limposdebe utilizarse. Limpar o "tubo limpo cunha superficie interior ultralisa".
(5) Algúns dos sistemas especiais de gasodutos utilizados no proceso de produción son gases altamente corrosivos. Os tubos destes sistemas de canalización deben utilizar tubos de aceiro inoxidable resistentes á corrosión como tubos. En caso contrario, os tubos danaranse debido á corrosión. Se se producen manchas de corrosión na superficie, non se utilizarán tubos de aceiro sen costura comúns nin tubos de aceiro soldados galvanizados.
(6) En principio, todas as conexións dos gasodutos deben soldarse. Dado que a soldadura de tubos de aceiro galvanizado destruirá a capa galvanizada, os tubos de aceiro galvanizado non se utilizan para tubos en salas limpas.
Tendo en conta os factores anteriores, os tubos e válvulas de gasoduto seleccionados no proxecto &7& son os seguintes:
Os tubos do sistema de nitróxeno de alta pureza (PN2) están feitos de tubos de aceiro inoxidable de baixo carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) con paredes interiores electropulidas, e as válvulas están feitas con válvulas de fol de aceiro inoxidable do mesmo material.
Os tubos do sistema de nitróxeno (N2) están feitos de tubos de aceiro inoxidable con baixo contido de carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) con paredes interiores electropulidas, e as válvulas están feitas con válvulas de fol de aceiro inoxidable do mesmo material.
Os tubos do sistema de hidróxeno de alta pureza (PH2) están feitos de tubos de aceiro inoxidable de baixo carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) con paredes interiores electropulidas, e as válvulas están feitas con válvulas de fol de aceiro inoxidable do mesmo material.
Os tubos do sistema de osíxeno de alta pureza (PO2) están feitos de tubos de aceiro inoxidable de baixo carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) con paredes interiores electropulidas e as válvulas están feitas con válvulas de fol de aceiro inoxidable do mesmo material.
Os tubos do sistema de argón (Ar) están feitos de tubos de aceiro inoxidable de baixo carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) con paredes interiores electropulidas e utilízanse válvulas de fol de aceiro inoxidable do mesmo material.
Os tubos do sistema de helio (He) están feitos de tubos de aceiro inoxidable de baixo carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) con paredes interiores electropulidas, e as válvulas están feitas con válvulas de fol de aceiro inoxidable do mesmo material.
Os tubos do sistema de aire comprimido seco limpo (CDA) están feitos de tubos de aceiro inoxidable OCr18Ni9 (304) con paredes interiores pulidas e as válvulas están feitas con válvulas de fol de aceiro inoxidable do mesmo material.
Os tubos do sistema de aire comprimido respirable (BA) están feitos de tubos de aceiro inoxidable OCr18Ni9 (304) con paredes interiores pulidas e as válvulas están feitas de válvulas de bola de aceiro inoxidable do mesmo material.
Os tubos do sistema de baleiro de proceso (PV) están feitos de tubos de UPVC e as válvulas están feitas de válvulas de bolboreta de baleiro do mesmo material.
Os tubos do sistema de baleiro de limpeza (HV) están feitos de tubos de UPVC e as válvulas están feitas de válvulas de bolboreta de baleiro do mesmo material.
Os tubos do sistema de gas especial están feitos de tubos de aceiro inoxidable de baixo carbono 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) con paredes interiores electropulidas, e as válvulas están feitas de fol de aceiro inoxidable do mesmo material.
3 Construción e instalación de canalizacións
3.1 A sección 8.3 do "Código de deseño de edificios limpos de fábrica" estipula as seguintes disposicións para as conexións de canalizacións:
(1) As conexións de tubos deben soldarse, pero os tubos de aceiro galvanizado en quente deben estar roscados. O material de selado das conexións roscadas cumprirá cos requisitos do artigo 8.3.3 desta especificación.
(2) Os tubos de aceiro inoxidable deben conectarse mediante soldadura por arco de argón e soldadura a tope ou soldadura de socket, pero as tubaxes de gas de alta pureza deben conectarse mediante soldadura a tope sen marcas na parede interior.
(3) A conexión entre canalizacións e equipos debe cumprir cos requisitos de conexión do equipo. Cando se utilicen conexións de mangueiras, débense usar mangueiras metálicas.
(4) A conexión entre canalizacións e válvulas debe cumprir as seguintes normas
① O material de selado que conecta gasodutos e válvulas de alta pureza debe usar xuntas metálicas ou férulas dobres segundo os requisitos do proceso de produción e as características do gas.
②O material de selado na conexión roscada ou de brida debe ser de politetrafluoroetileno.
3.2 Segundo os requisitos das especificacións e as medidas técnicas pertinentes, a conexión dos gasodutos de alta pureza debe soldarse na medida do posible. Debe evitarse a soldadura a tope directa durante a soldadura. Deben utilizarse mangas de tubos ou xuntas acabadas. As mangas dos tubos deben estar feitas do mesmo material e superficie interior lisa que os tubos. nivel, durante a soldadura, para evitar a oxidación da parte de soldeo, debe introducirse gas protector puro no tubo de soldadura. Para tubos de aceiro inoxidable, débese utilizar soldadura por arco de argón e introducir gas argón da mesma pureza no tubo. Debe utilizarse conexión roscada ou conexión roscada. Ao conectar bridas, débense usar casquillos para conexións roscadas. Excepto os tubos de osíxeno e os tubos de hidróxeno, que deben usar xuntas metálicas, outros tubos deben usar xuntas de politetrafluoroetileno. Tamén será eficaz aplicar unha pequena cantidade de goma de silicona ás xuntas. Mellorar o efecto de selado. Deben tomarse medidas similares cando se realicen conexións de bridas.
Antes de comezar o traballo de instalación, unha inspección visual detallada dos tubos,accesorios, válvulas, etc. A parede interior dos tubos de aceiro inoxidable común debe ser decapado antes da instalación. Os tubos, accesorios, válvulas, etc. dos condutos de osíxeno deben estar estrictamente prohibidos para o aceite, e deben estar estrictamente desengraxados segundo os requisitos pertinentes antes da instalación.
Antes de instalar e poñer en uso o sistema, o sistema de conducións de transmisión e distribución debe purgarse completamente co gas de alta pureza entregado. Isto non só elimina as partículas de po que caeron accidentalmente no sistema durante o proceso de instalación, senón que tamén desempeña un papel de secado no sistema de canalizacións, eliminando parte do gas que contén humidade absorbido pola parede do tubo e mesmo o material do tubo.
4. Ensaio e aceptación da presión da canalización
(1) Despois da instalación do sistema, realizarase unha inspección radiográfica do 100% dos tubos que transportan fluídos altamente tóxicos en gasodutos especiais, e a súa calidade non será inferior ao nivel II. Outros tubos estarán suxeitos a inspección radiográfica de mostraxe e a relación de inspección de mostraxe non será inferior ao 5 %, a calidade non será inferior ao grao III.
(2) Despois de pasar a inspección non destrutiva, debe realizarse unha proba de presión. Para garantir a sequedade e a limpeza do sistema de tubaxes, non se debe realizar unha proba de presión hidráulica, senón que se debe utilizar unha proba de presión neumática. A proba de presión do aire debe realizarse utilizando nitróxeno ou aire comprimido que coincida co nivel de limpeza da sala limpa. A presión de proba da tubaxe debe ser 1,15 veces a presión de deseño e a presión de proba da tubaxe de baleiro debe ser de 0,2 MPa. Durante a proba, a presión debe aumentarse gradualmente e lentamente. Cando a presión se eleve ao 50% da presión de proba, se non se atopa ningunha anormalidade ou fuga, continúa aumentando a presión paso a paso nun 10% da presión de proba e estabiliza a presión durante 3 minutos en cada nivel ata que a presión de proba se produza. . Estabilice a presión durante 10 minutos e, a continuación, redúzaa á presión de deseño. O tempo de parada da presión debe determinarse segundo as necesidades de detección de fugas. O axente de escuma está cualificado se non hai fugas.
(3) Despois de que o sistema de baleiro supere a proba de presión, tamén debe realizar unha proba de grao de baleiro de 24 horas segundo os documentos de deseño e a taxa de presurización non debe ser superior ao 5%.
(4) Proba de fugas. Para sistemas de canalizacións de grao ppb e ppt, segundo as especificacións pertinentes, non se debe considerar ningunha fuga como cualificada, pero a proba da cantidade de fuga úsase durante o deseño, é dicir, a proba da cantidade de fuga realízase despois da proba de estanqueidade ao aire. A presión é a presión de traballo, e a presión está parada durante 24 horas. A fuga media horaria é inferior ou igual a 50 ppm segundo a cualificación. O cálculo da fuga é o seguinte:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Na fórmula:
Fuga dunha hora (%)
P1-Presión absoluta ao inicio da proba (Pa)
P2-Presión absoluta ao final da proba (Pa)
T1-temperatura absoluta ao comezo da proba (K)
T2-temperatura absoluta ao final da proba (K)
Hora de publicación: 12-12-2023