909 Project Very Large Scale Integrated Circuit Factory on minu kodumaa elektroonikatööstuse suur ehitusprojekt üheksanda viieaastase plaani raames, et toota kiipe liini laiusega 0,18 mikronit ja läbimõõduga 200 mm.
Väga suuremahuliste integraallülituste tootmistehnoloogia ei hõlma mitte ainult ülitäpseid tehnoloogiaid nagu mikrotöötlus, vaid seab kõrged nõuded ka gaasi puhtusele.
Projekti 909 gaasi hulgitarnimist tagab Ameerika Ühendriikide Praxair Utility Gas Co., Ltd. ja Shanghai asjaomaste osapoolte ühisettevõte, mille eesmärk on ühiselt gaasitootmistehase rajamine. Gaasi tootmistehas asub projekti 909 tehase kõrval. hoone, mille pindala on ligikaudu 15 000 ruutmeetrit. Erinevate gaaside puhtus- ja väljundnõuded
Kõrge puhtusastmega lämmastikku (PN2), lämmastikku (N2) ja kõrge puhtusastmega hapnikku (PO2) toodetakse õhu eraldamise teel. Kõrge puhtusastmega vesinikku (PH2) toodetakse elektrolüüsi teel. Argooni (Ar) ja heeliumi (He) ostetakse allhanke korras. Kvaasigaas puhastatakse ja filtreeritakse kasutamiseks projektis 909. Spetsiaalset gaasi tarnitakse pudelites ning gaasipudelikapp asub integraallülituse tootmistehase abitsehhis.
Muud gaasid hõlmavad ka puhta kuiva suruõhu CDA süsteemi, mille kasutusmaht on 4185 m3/h, rõhu kastepunkt -70 °C ja osakeste suurus gaasis kasutuskohas ei ületa 0,01 um. Hingav suruõhu (BA) süsteem, kasutusmaht 90m3/h, rõhu kastepunkt 2℃, gaasiosakeste suurus kasutuskohas ei ole suurem kui 0,3um, protsessivaakum (PV) süsteem, kasutusmaht 582m3/h, vaakumkraad kasutuskohas -79993Pa . Puhastusvaakum (HV) süsteem, kasutusmaht 1440m3/h, vaakumi aste kasutuspunktis -59995 Pa. Õhukompressoriruum ja vaakumpumbaruum asuvad mõlemad projekti 909 tehase piirkonnas.
Torumaterjalide ja tarvikute valik
VLSI tootmisel kasutataval gaasil on ülikõrged puhtusnõuded.Kõrge puhtusastmega gaasitorudkasutatakse tavaliselt puhastes tootmiskeskkondades ja nende puhtuse kontroll peaks olema kooskõlas kasutatava ruumi puhtuse tasemega või sellest kõrgem! Lisaks kasutatakse puhtas tootmiskeskkonnas sageli kõrge puhtusastmega gaasitorusid. Puhas vesinik (PH2), kõrge puhtusastmega hapnik (PO2) ja mõned erigaasid on tuleohtlikud, plahvatusohtlikud, põlemist soodustavad või mürgised gaasid. Kui gaasitorusüsteem on valesti projekteeritud või materjalid on valesti valitud, ei vähene mitte ainult gaasipunktis kasutatava gaasi puhtus, vaid see ka ebaõnnestub. See vastab protsessi nõuetele, kuid seda ei ole ohutu kasutada ja see põhjustab puhta tehase reostust, mõjutades puhta tehase ohutust ja puhtust.
Kõrge puhtusastmega gaasi kvaliteedi tagamine kasutuskohas ei sõltu ainult gaasitootmise, puhastusseadmete ja filtrite täpsusest, vaid seda mõjutavad suurel määral ka paljud torustiku süsteemi tegurid. Kui tugineda gaasitootmisseadmetele, puhastusseadmetele ja filtritele, on lihtsalt vale kehtestada lõpmatult kõrgemaid täpsusnõudeid, et kompenseerida gaasitorusüsteemi ebaõiget konstruktsiooni või materjalivalikut.
Projekti 909 projekteerimisel järgisime “Puhaste taimede projekteerimise koodeksit” GBJ73-84 (praegune standard on (GB50073-2001)), “Suruõhujaamade projekteerimise koodeksit” GBJ29-90, “Koodet hapnikujaamade projekteerimiseks” GB50030-91, „Vesiniku- ja hapnikujaamade projekteerimise kood” GB50177-93 ning asjakohased tehnilised meetmed torujuhtme materjalide ja tarvikute valimiseks. “Puhaste taimede projekteerimise koodeks” sätestab torustiku materjalide ja ventiilide valiku järgmiselt:
(1) Kui gaasi puhtus on suurem või võrdne 99,999% ja kastepunkt on madalam kui -76 °C, 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest toru (316L) elektropoleeritud siseseinaga või OCr18Ni9 roostevabast terasest toruga (304) tuleks kasutada elektropoleeritud siseseina. Klapp peaks olema membraanklapp või lõõtsventiil.
(2) Kui gaasi puhtus on suurem või võrdne 99,99% ja kastepunkt on madalam kui -60 °C, tuleks kasutada elektropoleeritud siseseinaga OCr18Ni9 roostevabast terasest toru (304). Välja arvatud lõõtsaventiilid, mida tuleks kasutada põlevgaasitorustike jaoks, tuleks kuulventiilid kasutada muude gaasitorustike jaoks.
(3) Kui kuiva suruõhu kastepunkt on madalam kui -70°C, tuleks kasutada poleeritud siseseinaga roostevabast terasest toru OCr18Ni9 (304). Kui kastepunkt on madalam kui -40 ℃, tuleks kasutada OCr18Ni9 roostevabast terasest toru (304) või kuumtsingitud õmblusteta terastoru. Klapp peaks olema lõõts- või kuulventiil.
(4) Klapi materjal peab ühilduma ühendustoru materjaliga.
Vastavalt spetsifikatsioonide nõuetele ja asjakohastele tehnilistele meetmetele arvestame torustiku materjalide valimisel peamiselt järgmisi aspekte:
(1) Torumaterjalide õhu läbilaskvus peaks olema väike. Erinevatest materjalidest torudel on erinev õhu läbilaskvus. Suurema õhu läbilaskvusega torude valimisel ei saa reostust eemaldada. Roostevabast terasest torud ja vasktorud takistavad paremini hapniku tungimist ja korrosiooni atmosfääri. Kuna roostevabast terasest torud on aga vähem aktiivsed kui vasktorud, on vasktorud aktiivsemad, võimaldades atmosfääri niiskusel nende sisepindadesse tungida. Seetõttu tuleks kõrge puhtusastmega gaasijuhtmete torude valimisel eelistada roostevabast terasest torusid.
(2) Toru materjali sisepind on adsorbeerunud ja sellel on väike mõju gaasi analüüsile. Pärast roostevabast terasest toru töötlemist säilib selle metallvõres teatud kogus gaasi. Kui kõrge puhtusastmega gaas läbib, siseneb see osa gaasist õhuvoolu ja põhjustab reostust. Samal ajal toodab toru sisepinnal olev metall adsorptsiooni ja analüüsi tõttu ka teatud koguse pulbrit, mis põhjustab kõrge puhtusastmega gaasi saastumist. Torusüsteemide puhul, mille puhtusaste on üle 99,999% või ppb, tuleks kasutada 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest toru (316L).
(3) Roostevabast terasest torude kulumiskindlus on parem kui vasktorude kulumiskindlus ja õhuvoolu erosioonist tekkiv metallitolm on suhteliselt väiksem. Kõrgemate puhtusnõuetega tootmistsehhid võivad kasutada madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest torusid 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) või OCr18Ni9 roostevabast terasest torusid (304), vasktorusid ei tohi kasutada.
(4) Torustiksüsteemide puhul, mille gaasipuhtus on üle 99,999% või ppb või ppt tasemed, või puhastes ruumides, mille õhupuhtuse tase on N1-N6, mis on määratletud "Puhase tehase projekteerimise koodeksis", ülipuhtad torud võiEP ülipuhtad torudtuleks kasutada. Puhastage "puhas toru ülisileda sisepinnaga".
(5) Mõned tootmisprotsessis kasutatavad spetsiaalsed gaasitorusüsteemid on tugevalt söövitavad gaasid. Nende torujuhtmesüsteemide torud peavad torudena kasutama korrosioonikindlaid roostevabast terasest torusid. Vastasel juhul saavad torud korrosiooni tõttu kahjustatud. Kui pinnale tekivad korrosiooniplekid, ei tohi kasutada tavalisi õmblusteta terastorusid ega tsingitud keevitatud terastorusid.
(6) Põhimõtteliselt peaksid kõik gaasitorude ühendused olema keevitatud. Kuna tsingitud terastorude keevitamine hävitab tsingitud kihi, ei kasutata tsingitud terastorusid puhaste ruumide torude jaoks.
Võttes arvesse ülaltoodud tegureid, on &7& projektis valitud gaasitorude torud ja ventiilid järgmised:
Kõrge puhtusastmega lämmastiku (PN2) süsteemi torud on valmistatud 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest torudest (316L) elektropoleeritud siseseintega ja ventiilid on valmistatud samast materjalist roostevabast terasest lõõtsaventiilidest.
Lämmastiku (N2) süsteemi torud on valmistatud 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest torudest (316L), mille siseseinad on elektropoleeritud ning klapid on valmistatud samast materjalist roostevabast terasest lõõtsaventiilidest.
Kõrge puhtusastmega vesiniku (PH2) süsteemi torud on valmistatud 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest torudest (316L) elektropoleeritud siseseintega ja ventiilid on valmistatud samast materjalist roostevabast terasest lõõtsaventiilidest.
Kõrge puhtusastmega hapniku (PO2) süsteemi torud on valmistatud 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest torudest (316L) elektropoleeritud siseseintega ja ventiilid on valmistatud samast materjalist roostevabast terasest lõõtsaventiilidest.
Argoon (Ar) süsteemi torud on valmistatud 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest torudest (316L) elektropoleeritud siseseintega ning kasutatud on samast materjalist roostevabast terasest lõõtsaventiile.
Heeliumi (He) süsteemi torud on valmistatud 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest torudest (316L) elektropoleeritud siseseintega ja klapid on valmistatud samast materjalist roostevabast terasest lõõtsaventiilidest.
Puhta kuiva suruõhu (CDA) süsteemi torud on valmistatud poleeritud siseseintega roostevabast terasest torudest OCr18Ni9 (304) ja ventiilid on valmistatud samast materjalist roostevabast terasest lõõtsaklappidest.
Hingava suruõhu (BA) süsteemi torud on valmistatud poleeritud siseseintega roostevabast terasest torudest OCr18Ni9 (304) ja klapid on valmistatud samast materjalist roostevabast terasest kuulventiilidest.
Protsessi vaakum (PV) süsteemi torud on valmistatud UPVC torudest ja ventiilid on valmistatud samast materjalist vaakum-liblikklappidest.
Puhastusvaakum (HV) süsteemi torud on valmistatud UPVC torudest ja klapid on valmistatud samast materjalist vaakum-liblikklappidest.
Spetsiaalse gaasisüsteemi torud on kõik valmistatud 00Cr17Ni12Mo2Ti madala süsinikusisaldusega roostevabast terasest torudest (316L) elektropoleeritud siseseintega ning ventiilid on valmistatud samast materjalist roostevabast terasest lõõtsaklappidest.
3 Torujuhtmete ehitus ja paigaldus
3.1 "Puhta tehase ehituse projekteerimise koodeksi" punkt 8.3 sätestab torustike ühenduste kohta järgmised sätted:
(1) Toruühendused peavad olema keevitatud, kuid kuumtsingitud terastorud peavad olema keermestatud. Keermestatud ühenduste tihendusmaterjal peab vastama käesoleva spetsifikatsiooni artikli 8.3.3 nõuetele.
(2) Roostevabast terasest torud tuleks ühendada argoon- ja põkkkeevitusega või pesakeevitusega, kõrge puhtusastmega gaasitorud aga põkkkeevitusega, ilma siseseinale jäävate jälgedeta.
(3) Torujuhtmete ja seadmete vaheline ühendus peab vastama seadme ühendusnõuetele. Voolikuühenduste kasutamisel tuleks kasutada metallvoolikuid
(4) Torujuhtmete ja ventiilide vaheline ühendus peab vastama järgmistele eeskirjadele
① Kõrge puhtusastmega gaasitorusid ja ventiile ühendav tihendusmaterjal peaks vastavalt tootmisprotsessi ja gaasi omaduste nõuetele kasutama metallist tihendeid või topeltümbriseid.
②Keerme- või äärikühenduse tihendusmaterjal peab olema polütetrafluoroetüleen.
3.2 Vastavalt spetsifikatsioonide nõuetele ja asjakohastele tehnilistele meetmetele tuleks kõrge puhtusastmega gaasitorustike ühenduskohad võimalikult palju keevitada. Keevitamise ajal tuleks vältida otsest põkkkeevitust. Kasutada tuleks torumuhvisid või viimistletud liitekohti. Toruhülsid peaksid olema torudega samast materjalist ja sisepinna siledast. tasemel, keevitamise ajal tuleks keevitusosa oksüdeerumise vältimiseks juhtida keevitustorusse puhast kaitsegaasi. Roostevabast terasest torude puhul tuleks kasutada argooni kaarkeevitust ja torusse juhtida sama puhtusastmega argoongaasi. Kasutada tuleb keermeühendust või keermestatud ühendust. Äärikute ühendamisel tuleks keermestatud ühenduste jaoks kasutada hülssi. Välja arvatud hapnikutorud ja vesinikutorud, mis peaksid kasutama metallist tihendeid, peaksid teised torud kasutama polütetrafluoroetüleenist tihendeid. Tõhus on ka väikese koguse silikoonkummi kandmine tihenditele. Suurendage tihendusefekti. Sarnaseid meetmeid tuleks võtta ka äärikühenduste tegemisel.
Enne paigaldustööde algust torude üksikasjalik visuaalne kontroll,liitmikud, tuleb läbi viia ventiilid jne. Tavaliste roostevabast terasest torude sisesein tuleks enne paigaldamist marineerida. Hapnikutorustike torud, liitmikud, ventiilid jne peaksid olema õlist rangelt keelatud ja enne paigaldamist tuleks rangelt rasvatustada vastavalt asjakohastele nõuetele.
Enne süsteemi paigaldamist ja kasutuselevõttu tuleb ülekande- ja jaotustorustik täielikult puhastada tarnitud kõrge puhtusastmega gaasiga. See mitte ainult ei puhu ära paigaldusprotsessi käigus kogemata süsteemi sattunud tolmuosakesi, vaid täidab torustikusüsteemis ka kuivatavat rolli, eemaldades osa toruseina poolt neeldunud niiskust sisaldavast gaasist ja isegi toru materjalist.
4. Torujuhtme survekatse ja vastuvõtt
(1) Pärast süsteemi paigaldamist tehakse spetsiaalsetes gaasitorustikes väga mürgiseid vedelikke transportivate torude 100% radiograafiline kontroll, mille kvaliteet ei tohi olla madalam kui II tase. Teiste torude puhul tuleb teha proovide võtmise radiograafilist kontrolli ja proovide võtmise suhe ei tohi olla väiksem kui 5 %, kvaliteet ei tohi olla madalam kui III klass.
(2) Pärast mittepurustava kontrolli läbimist tuleks läbi viia survekatse. Torustiku kuivuse ja puhtuse tagamiseks ei tohi teha hüdraulilist survekatset, vaid kasutada tuleks pneumaatilist survekatset. Õhusurve test tuleks läbi viia lämmastiku või suruõhuga, mis vastab puhta ruumi puhtuse tasemele. Torujuhtme katserõhk peaks olema 1,15 korda suurem kui projekteeritud rõhk ja vaakumtorustiku katserõhk peaks olema 0,2 MPa. Katse ajal tuleks rõhku järk-järgult ja aeglaselt tõsta. Kui rõhk tõuseb 50% katserõhust, kui kõrvalekaldeid või leket ei leita, jätkake rõhu suurendamist järk-järgult 10% katserõhust ja stabiliseerige rõhku 3 minutit igal tasemel kuni katserõhuni. . Stabiliseerige rõhku 10 minutit, seejärel vähendage rõhku ettenähtud rõhuni. Surve peatamise aeg tuleks määrata vastavalt lekke tuvastamise vajadustele. Vahuaine on kvalifitseeritud, kui leket ei esine.
(3) Pärast seda, kui vaakumsüsteem läbib survetesti, peaks see vastavalt projekteerimisdokumentidele läbi viima ka 24-tunnise vaakumtaseme katse ja surveaste ei tohiks olla suurem kui 5%.
(4) Lekkekatse. ppb- ja ppt-klassi torujuhtmesüsteemide puhul ei tohiks asjakohaste spetsifikatsioonide kohaselt lekkeid lugeda kvalifitseerituks, kuid projekteerimisel kasutatakse lekkekoguse testi, see tähendab, et lekkekoguse test tehakse pärast õhutiheduse katset. Rõhk on töörõhk ja rõhk peatatakse 24 tunniks. Tunni keskmine leke on kvalifikatsiooni kohaselt väiksem või võrdne 50 ppm. Lekke arvutus on järgmine:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Valemis:
Tunni leke (%)
P1 – absoluutne rõhk katse alguses (Pa)
P2 – absoluutne rõhk katse lõpus (Pa)
T1 - absoluutne temperatuur katse alguses (K)
T2 - absoluutne temperatuur katse lõpus (K)
Postitusaeg: 12. detsember 2023