909 Project Very Large Scale Integrated Circuit Factory er et stort byggeprosjekt i mitt lands elektronikkindustri under den niende femårsplanen for å produsere brikker med en linjebredde på 0,18 mikron og en diameter på 200 mm.
Produksjonsteknologien til svært store integrerte kretser involverer ikke bare høypresisjonsteknologier som mikrobearbeiding, men stiller også høye krav til gassrenhet.
Bulkgassforsyningen for Project 909 leveres av et joint venture mellom Praxair Utility Gas Co., Ltd. i USA og relevante parter i Shanghai for å etablere et gassproduksjonsanlegg i fellesskap. Gassproduksjonsanlegget ligger ved siden av 909-prosjektfabrikken bygning, som dekker et område på omtrent 15 000 kvadratmeter. Renhet og utgangskrav til ulike gasser
Høyrent nitrogen (PN2), nitrogen (N2) og høyrent oksygen (PO2) produseres ved luftseparasjon. Høyrent hydrogen (PH2) produseres ved elektrolyse. Argon (Ar) og helium (He) kjøpes outsourcet. Kvasi-gassen renses og filtreres for bruk i Prosjekt 909. Spesialgass leveres i flasker, og gassflaskeskapet er plassert i hjelpeverkstedet til produksjonsanlegget for integrerte kretser.
Andre gasser inkluderer også rent tørr trykkluft CDA-system, med et bruksvolum på 4185m3/t, et trykkduggpunkt på -70°C og en partikkelstørrelse på ikke mer enn 0,01um i gassen ved brukspunktet. Pustetrykkluftsystem (BA), bruksvolum 90m3/t, trykkduggpunkt 2℃, partikkelstørrelse i gassen ved brukspunktet er ikke større enn 0,3um, prosessvakuum (PV) system, bruksvolum 582m3/t, vakuumgrad ved brukspunktet -79993Pa. Rensevakuum (HV) system, bruksvolum 1440m3/h, vakuumgrad ved brukspunkt -59995 Pa. Luftkompressorrommet og vakuumpumperommet er begge lokalisert i 909 prosjektets fabrikkområde.
Valg av rørmaterialer og tilbehør
Gassen som brukes i VLSI-produksjon har ekstremt høye renhetskrav.Gassrørledninger med høy renhetbrukes vanligvis i rene produksjonsmiljøer, og deres renslighetskontroll bør være i samsvar med eller høyere enn renslighetsnivået til plassen som er i bruk! I tillegg brukes gassrørledninger med høy renhet ofte i rene produksjonsmiljøer. Rent hydrogen (PH2), høyrent oksygen (PO2) og noen spesielle gasser er brannfarlige, eksplosive, forbrenningsstøttende eller giftige gasser. Hvis gassrørledningssystemet er feil utformet eller materialene er feil valgt, vil ikke bare renheten til gassen som brukes ved gasspunktet reduseres, men den vil også mislykkes. Den oppfyller prosesskravene, men den er usikker å bruke og vil føre til forurensning til den rene fabrikken, noe som påvirker sikkerheten og rensligheten til den rene fabrikken.
Garantien for kvaliteten på gass med høy renhet ved brukspunktet avhenger ikke bare av nøyaktigheten til gassproduksjon, renseutstyr og filtre, men påvirkes også i stor grad av mange faktorer i rørledningssystemet. Hvis vi er avhengige av gassproduksjonsutstyr, renseutstyr og filtre Det er rett og slett feil å stille uendelig høyere presisjonskrav for å kompensere for feil design av gassrørsystem eller materialvalg.
Under designprosessen til 909-prosjektet fulgte vi "Code for Design of Clean Plants" GBJ73-84 (gjeldende standard er (GB50073-2001)), "Code for Design of Compressed Air Stations" GBJ29-90, "Code" for design av oksygenstasjoner” GB50030-91 , “Kode for design av hydrogen- og oksygenstasjoner” GB50177-93, og relevante tekniske tiltak for valg av rørledningsmaterialer og tilbehør. "Kode for design av rene anlegg" fastsetter valg av rørledningsmaterialer og ventiler som følger:
(1) Hvis gassrenheten er større enn eller lik 99,999 % og duggpunktet er lavere enn -76°C, 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfritt stålrør (316L) med elektropolert innervegg eller OCr18Ni9 rustfritt stålrør (304) med elektropolert innervegg skal brukes. Ventilen skal være en membranventil eller belgventil.
(2) Hvis gassrenheten er større enn eller lik 99,99 % og duggpunktet er lavere enn -60°C, bør OCr18Ni9 rustfritt stålrør (304) med elektropolert innervegg brukes. Bortsett fra belgventiler som skal brukes til brennbare gassrørledninger, bør kuleventiler brukes til andre gassrørledninger.
(3) Hvis duggpunktet for tørr trykkluft er lavere enn -70°C, bør OCr18Ni9 rustfritt stålrør (304) med polert innervegg brukes. Hvis duggpunktet er lavere enn -40 ℃, bør OCr18Ni9 rustfritt stålrør (304) eller varmgalvanisert sømløst stålrør brukes. Ventilen skal være en belgventil eller en kuleventil.
(4) Ventilmaterialet skal være kompatibelt med koblingsrørmaterialet.
I henhold til kravene til spesifikasjoner og relevante tekniske tiltak, vurderer vi hovedsakelig følgende aspekter ved valg av rørledningsmaterialer:
(1) Luftpermeabiliteten til rørmaterialer bør være liten. Rør av forskjellige materialer har ulik luftgjennomtrengelighet. Hvis rør med større luftgjennomtrengelighet velges, kan ikke forurensning fjernes. Rustfrie stålrør og kobberrør er bedre til å hindre inntrengning og korrosjon av oksygen i atmosfæren. Men siden rustfrie stålrør er mindre aktive enn kobberrør, er kobberrør mer aktive når det gjelder å la fuktighet i atmosfæren trenge inn i deres indre overflater. Derfor, når du velger rør for gassrørledninger med høy renhet, bør rustfrie stålrør være førstevalget.
(2) Den indre overflaten av rørmaterialet er adsorbert og har en liten effekt på å analysere gassen. Etter at det rustfrie stålrøret er behandlet, vil en viss mengde gass beholdes i metallgitteret. Når gass med høy renhet passerer gjennom, vil denne delen av gassen komme inn i luftstrømmen og forårsake forurensning. Samtidig, på grunn av adsorpsjon og analyse, vil metallet på den indre overflaten av røret også produsere en viss mengde pulver, noe som forårsaker forurensning av gassen med høy renhet. For rørsystemer med renhet over 99,999 % eller ppb-nivå, bør 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfritt stålrør (316L) brukes.
(3) Slitasjemotstanden til rustfrie stålrør er bedre enn for kobberrør, og metallstøvet som genereres av luftstrømerosjon er relativt mindre. Produksjonsverksteder med høyere krav til renhet kan bruke 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfrie stålrør (316L) eller OCr18Ni9 rustfrie stålrør ( 304), kobberrør skal ikke brukes.
(4) For rørsystemer med gassrenhet over 99,999 % eller ppb- eller ppt-nivåer, eller i rene rom med luftrenhetsnivåer på N1-N6 spesifisert i "Clean Factory Design Code", ultra-rene rør ellerEP ultra-rene rørbør brukes. Rengjør "rent rør med ultra-glatt indre overflate".
(5) Noen av de spesielle gassrørledningssystemene som brukes i produksjonsprosessen er svært korrosive gasser. Rørene i disse rørledningssystemene skal benytte korrosjonsbestandige rustfrie rør som rør. Ellers vil rørene bli skadet på grunn av korrosjon. Dersom det oppstår korrosjonsflekker på overflaten, skal vanlige sømløse stålrør eller galvaniserte sveisede stålrør ikke benyttes.
(6) I prinsippet bør alle gassrørledningsforbindelser sveises. Siden sveising av galvaniserte stålrør vil ødelegge det galvaniserte laget, brukes ikke galvaniserte stålrør til rør i renrom.
Med de ovennevnte faktorene i betraktning, er gassrørledningene og ventilene valgt i &7&-prosjektet som følger:
Systemrørene for høyrent nitrogen (PN2) er laget av 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfrie stålrør (316L) med elektropolerte innervegger, og ventilene er laget av rustfrie belgventiler av samme materiale.
Nitrogen (N2) systemrørene er laget av 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfrie stålrør (316L) med elektropolerte innervegger, og ventilene er laget av rustfrie belgventiler av samme materiale.
Hydrogensystemrørene med høy renhet (PH2) er laget av 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfrie stålrør (316L) med elektropolerte innervegger, og ventilene er laget av belgventiler i rustfritt stål av samme materiale.
Systemrørene for høyrent oksygen (PO2) er laget av 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfrie stålrør (316L) med elektropolerte innervegger, og ventilene er laget av rustfrie belgventiler av samme materiale.
Argon (Ar) systemrør er laget av 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfrie stålrør (316L) med elektropolerte innervegger, og det brukes belgventiler i rustfritt stål av samme materiale.
Helium (He) systemrørene er laget av 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfrie stålrør (316L) med elektropolerte innervegger, og ventilene er laget av rustfrie belgventiler av samme materiale.
Systemrørene for ren tørr trykkluft (CDA) er laget av OCr18Ni9 rustfrie stålrør (304) med polerte innervegger, og ventilene er laget av belgventiler i rustfritt stål av samme materiale.
Pustetrykkluft (BA) systemrørene er laget av OCr18Ni9 rustfrie stålrør (304) med polerte innervegger, og ventilene er laget av rustfrie kuleventiler av samme materiale.
Prosessvakuum (PV) systemrørene er laget av UPVC-rør, og ventilene er laget av vakuumspjeldventiler laget av samme materiale.
Systemrørene til rengjøringsvakuum (HV) er laget av UPVC-rør, og ventilene er laget av vakuumspjeldventiler laget av samme materiale.
Rørene til det spesielle gasssystemet er alle laget av 00Cr17Ni12Mo2Ti lavkarbon rustfrie stålrør (316L) med elektropolerte innervegger, og ventilene er laget av rustfrie belgventiler av samme materiale.
3 Bygging og installasjon av rørledninger
3.1 Avsnitt 8.3 i "Clean Factory Building Design Code" fastsetter følgende bestemmelser for rørledningsforbindelser:
(1) Rørforbindelser skal sveises, men varmgalvaniserte stålrør skal gjenges. Tetningsmaterialet til gjengede forbindelser skal være i samsvar med kravene i artikkel 8.3.3 i denne spesifikasjonen
(2) Rør i rustfritt stål skal kobles sammen med argonbuesveising og stumpsveising eller muffesveising, men gassrørledninger med høy renhet skal kobles sammen med stumpsveising uten merker på innerveggen.
(3) Koblingen mellom rørledninger og utstyr bør være i samsvar med tilkoblingskravene til utstyret. Ved bruk av slangekoblinger bør metallslanger brukes
(4) Koblingen mellom rørledninger og ventiler bør være i samsvar med følgende forskrifter
① Tetningsmaterialet som forbinder gassrørledninger og ventiler med høy renhet, bør bruke metallpakninger eller doble hylser i henhold til kravene til produksjonsprosessen og gassegenskaper.
②Tetningsmaterialet ved gjenge- eller flensforbindelsen skal være polytetrafluoretylen.
3.2 I henhold til kravene til spesifikasjoner og relevante tekniske tiltak, bør tilkoblingen av gassrørledninger med høy renhet sveises så mye som mulig. Direkte stumpsveising bør unngås under sveising. Det skal benyttes rørhylser eller ferdige skjøter. Rørhylsene skal være laget av samme materiale og innvendige overflateglatthet som rørene. nivå, under sveising, for å forhindre oksidasjon av sveisedelen, bør ren beskyttelsesgass innføres i sveiserøret. For rustfrie stålrør bør argon buesveising brukes, og argongass av samme renhet bør innføres i røret. Gjengeforbindelse eller gjengeforbindelse må brukes. Ved tilkobling av flenser bør det brukes hylser for gjengeforbindelser. Bortsett fra oksygenrør og hydrogenrør, som skal bruke metallpakninger, bør andre rør bruke polytetrafluoretylenpakninger. Å påføre en liten mengde silikongummi på pakningene vil også være effektivt. Forbedre forseglingseffekten. Lignende tiltak bør tas når flensforbindelser utføres.
Før installasjonsarbeidet begynner, en detaljert visuell inspeksjon av rør,beslag, ventiler etc. skal utføres. Innerveggen til vanlige rustfrie stålrør bør syltes før montering. Rør, armaturer, ventiler osv. til oksygenrørledninger bør være strengt forbudt for olje, og bør strengt avfettes i henhold til relevante krav før installasjon.
Før systemet installeres og tas i bruk, bør overførings- og distribusjonsrørledningssystemet renses fullstendig med den leverte gassen med høy renhet. Dette blåser ikke bare bort støvpartiklene som ved et uhell falt inn i systemet under installasjonsprosessen, men spiller også en tørkerolle i rørledningssystemet, og fjerner en del av den fuktighetsholdige gassen som absorberes av rørveggen og til og med rørmaterialet.
4. Pipeline trykktest og aksept
(1) Etter at systemet er installert, skal det utføres 100 % radiografisk inspeksjon av rørene som transporterer svært giftige væsker i spesielle gassrørledninger, og kvaliteten skal ikke være lavere enn nivå II. Andre rør skal underkastes prøvetakingsradiografisk inspeksjon, og prøvetakingsinspeksjonsforholdet skal ikke være mindre enn 5 %, kvaliteten skal ikke være lavere enn grad III.
(2) Etter å ha bestått den ikke-destruktive inspeksjonen, bør en trykktest utføres. For å sikre tørrhet og renhet i rørsystemet må det ikke utføres en hydraulisk trykktest, men det bør benyttes en pneumatisk trykktest. Lufttrykkstesten bør utføres med nitrogen eller trykkluft som samsvarer med renhetsnivået i renrommet. Testtrykket til rørledningen skal være 1,15 ganger designtrykket, og testtrykket til vakuumrørledningen skal være 0,2 MPa. Under testen bør trykket økes gradvis og sakte. Når trykket stiger til 50 % av testtrykket, hvis ingen unormalt eller lekkasje er funnet, fortsett å øke trykket trinn for trinn med 10 % av testtrykket, og stabiliser trykket i 3 minutter på hvert nivå til testtrykket . Stabiliser trykket i 10 minutter, og reduser deretter trykket til designtrykket. Trykkstopptiden bør bestemmes i henhold til behovene til lekkasjedeteksjon. Skummiddelet er kvalifisert hvis det ikke er noen lekkasje.
(3) Etter at vakuumsystemet har bestått trykktesten, bør det også utføre en 24-timers vakuumgradtest i henhold til designdokumentene, og trykksettingshastigheten bør ikke være større enn 5%.
(4) Lekkasjetest. For rørledningssystemer av ppb og ppt-kvalitet, i henhold til relevante spesifikasjoner, skal ingen lekkasje anses som kvalifisert, men lekkasjemengdetesten brukes under design, det vil si at lekkasjemengdetesten utføres etter lufttetthetstesten. Trykket er arbeidstrykket, og trykket stoppes i 24 timer. Gjennomsnittlig timelekkasje er mindre enn eller lik 50 ppm som kvalifisert. Beregningen av lekkasjen er som følger:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
I formelen:
A-times lekkasje (%)
P1-Absolutt trykk ved begynnelsen av testen (Pa)
P2-Absolutt trykk ved slutten av testen (Pa)
T1-absolutt temperatur ved begynnelsen av testen (K)
T2-absolutt temperatur ved slutten av testen (K)
Innleggstid: 12. desember 2023