A 909-es projekt, a Nagyon Nagyméretű Integrált Áramköri Gyár, hazám elektronikai iparának egyik fő építési projektje a Kilencedik Ötéves Terv során, amelynek célja 0,18 mikron vonalszélességű és 200 mm átmérőjű chipek gyártása.
A nagyon nagyméretű integrált áramkörök gyártástechnológiája nemcsak nagy pontosságú technológiákat foglal magában, mint például a mikromegmunkálás, hanem magas követelményeket támaszt a gáztisztasággal szemben is.
A 909-es projekt nagykereskedelmi gázellátását az amerikai Praxair Utility Gas Co., Ltd. és a sanghaji érintett felek közös vállalkozása biztosítja, amelynek célja egy gáztermelő üzem közös létrehozása. A gáztermelő üzem a 909-es projekt gyárépülete mellett található, területe körülbelül 15 000 négyzetméter. A különböző gázok tisztasági és termelési követelményei...
A nagy tisztaságú nitrogént (PN2), nitrogént (N2) és nagy tisztaságú oxigént (PO2) levegőszétválasztással állítják elő. A nagy tisztaságú hidrogént (PH2) elektrolízissel állítják elő. Az argont (Ar) és a héliumot (He) külső forrásból vásárolják. A kvázigázt tisztítják és szűrik a 909-es projektben való felhasználásra. A speciális gázt palackokban szállítják, a gázpalackszekrény pedig az integrált áramköröket gyártó üzem segédműhelyében található.
Egyéb gázok közé tartozik a tiszta, száraz sűrített levegős CDA rendszer, 4185 m3/h felhasználási térfogattal, -70 °C-os harmatponttal és legfeljebb 0,01 µm részecskemérettel a felhasználási ponton. Légzési sűrített levegős (BA) rendszer, 90 m3/h felhasználási térfogat, 2 ℃-os nyomás harmatpont, a gáz részecskemérete a felhasználási ponton legfeljebb 0,3 µm, technológiai vákuumrendszer (PV), 582 m3/h felhasználási térfogat, -79993 Pa vákuumfokozat. Tisztító vákuumrendszer (HV), 1440 m3/h felhasználási térfogat, -59995 Pa vákuumfokozat. A légkompresszor helyiség és a vákuumszivattyú helyiség egyaránt a 909-es projekt gyárterületén található.
Csőanyagok és tartozékok kiválasztása
A VLSI gyártásához használt gázra rendkívül magas tisztasági követelmények vonatkoznak.Nagy tisztaságú gázvezetékekáltalában tiszta termelési környezetben használják, és tisztaságszabályozásuknak összhangban kell lennie a használt tér tisztasági szintjével, vagy annál magasabbnak kell lennie! Ezenkívül a nagy tisztaságú gázvezetékeket gyakran használják tiszta termelési környezetben. A tiszta hidrogén (PH2), a nagy tisztaságú oxigén (PO2) és néhány speciális gáz gyúlékony, robbanásveszélyes, égést támogató vagy mérgező gáz. Ha a gázvezeték-rendszer nem megfelelően van megtervezve, vagy az anyagokat nem megfelelően választják ki, akkor nemcsak a gázponton használt gáz tisztasága csökken, hanem meghibásodik is. Megfelel a folyamatkövetelményeknek, de használata nem biztonságos, és szennyezést okoz a tiszta gyárban, befolyásolva a tiszta gyár biztonságát és tisztaságát.
A nagy tisztaságú gáz minőségének garantálása a felhasználás helyén nemcsak a gáztermelés, a tisztítóberendezések és a szűrők pontosságától függ, hanem nagymértékben befolyásolja a csővezeték-rendszer számos tényezője is. Ha a gáztermelő berendezésekre, a tisztítóberendezésekre és a szűrőkre támaszkodunk, egyszerűen helytelen végtelenül nagyobb pontossági követelményeket előírni a nem megfelelő gázcsőrendszer-tervezés vagy anyagválasztás kompenzálására.
A 909-es projekt tervezési folyamata során a csővezeték-anyagok és tartozékok kiválasztására a „Tiszta Üzemek Tervezési Szabályzata” GBJ73-84 (a jelenlegi szabvány a (GB50073-2001)), a „Sűrített levegős Állomások Tervezési Szabályzata” GBJ29-90, az „Oxigénállomások Tervezési Szabályzata” GB50030-91, a „Hidrogén- és Oxigénállomások Tervezési Szabályzata” GB50177-93 szabványokat, valamint a vonatkozó műszaki intézkedéseket követtük. A „Tiszta Üzemek Tervezési Szabályzata” a következőképpen írja elő a csővezeték-anyagok és szelepek kiválasztását:
(1) Ha a gáz tisztasága nagyobb vagy egyenlő 99,999%-kal, és a harmatpont alacsonyabb, mint -76°C, akkor 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövet (316L) elektrolitikusan polírozott belső fallal vagy OCr18Ni9 rozsdamentes acélcsövet (304) kell használni elektrolitikusan polírozott belső fallal. A szelepnek membránszelepnek vagy harmonikaszelepnek kell lennie.
(2) Ha a gáz tisztasága nagyobb vagy egyenlő 99,99%-kal, és a harmatpont -60°C alatt van, akkor elektrolitikusan polírozott belső falú OCr18Ni9 rozsdamentes acélcsövet (304) kell használni. Az éghető gázvezetékekhez használandó harmonikaszelepek kivételével más gázvezetékekhez gömbcsapokat kell használni.
(3) Ha a száraz sűrített levegő harmatpontja -70°C alatt van, akkor polírozott belső falú OCr18Ni9 rozsdamentes acélcsövet (304) kell használni. Ha a harmatpont -40℃ alatt van, akkor OCr18Ni9 rozsdamentes acélcsövet (304) vagy tűzihorganyzott varrat nélküli acélcsövet kell használni. A szelepnek harmonikaszelepnek vagy gömbcsapnak kell lennie.
(4) A szelep anyagának kompatibilisnek kell lennie a csatlakozócső anyagával.
A specifikációk és a vonatkozó műszaki intézkedések követelményei szerint a csővezeték-anyagok kiválasztásakor elsősorban a következő szempontokat vesszük figyelembe:
(1) A csőanyagok légáteresztő képességének kicsinek kell lennie. A különböző anyagú csövek eltérő légáteresztő képességgel rendelkeznek. Ha nagyobb légáteresztő képességű csöveket választanak, a szennyeződés nem távolítható el. A rozsdamentes acélcsövek és a rézcsövek jobban megakadályozzák a légkörben lévő oxigén behatolását és korrózióját. Mivel azonban a rozsdamentes acélcsövek kevésbé aktívak, mint a rézcsövek, a rézcsövek aktívabban engedik át a légkörben lévő nedvességet a belső felületükre. Ezért a nagy tisztaságú gázvezetékek csövek kiválasztásakor a rozsdamentes acélcsöveknek kell az elsődleges választásnak lenniük.
(2) A cső anyagának belső felülete adszorbeálódik, és kis hatással van a gáz elemzésére. A rozsdamentes acélcső feldolgozása után bizonyos mennyiségű gáz visszamarad a fémrácsában. Amikor nagy tisztaságú gáz áthalad rajta, a gáznak ez a része bejut a levegőáramba és szennyezést okoz. Ugyanakkor az adszorpció és az analízis miatt a cső belső felületén lévő fém bizonyos mennyiségű port is termel, ami szennyezi a nagy tisztaságú gázt. A 99,999% vagy ppb feletti tisztaságú csőrendszerekhez 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövet (316L) kell használni.
(3) A rozsdamentes acélcsövek kopásállósága jobb, mint a rézcsöveké, és a légáramlás okozta erózió által keletkező fémpor viszonylag kisebb. A magasabb tisztasági követelményeket támasztó gyártóüzemekben 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsöveket (316L) vagy OCr18Ni9 rozsdamentes acélcsöveket (304) lehet használni, rézcsöveket nem szabad használni.
(4) 99,999%-nál nagyobb tisztaságú, ppb vagy ppt szintű gáztisztaságú csővezetékrendszerek, illetve a „Tiszta Gyár Tervezési Kódexében” meghatározott N1-N6 levegőtisztasági szintű tisztaságú tiszta helyiségek esetén ultratiszta csöveket vagyEP ultratiszta csövekhasználható. Tiszta „tiszta cső ultrasima belső felülettel”.
(5) A gyártási folyamatban használt speciális gázvezeték-rendszerek némelyike erősen korrozív gáz. Ezekben a csővezeték-rendszerekben a csöveknek korrózióálló rozsdamentes acélcsöveket kell használniuk. Ellenkező esetben a csövek korrózió miatt károsodhatnak. Ha korróziós foltok jelennek meg a felületen, nem szabad hagyományos varrat nélküli acélcsöveket vagy horganyzott hegesztett acélcsöveket használni.
(6) Elvileg minden gázvezeték-csatlakozást hegeszteni kell. Mivel a horganyzott acélcsövek hegesztése tönkreteszi a horganyzott réteget, a horganyzott acélcsöveket nem használják tiszta helyiségekben lévő csövekhez.
A fenti tényezőket figyelembe véve a &7& projektben kiválasztott gázvezetékcsövek és szelepek a következők:
A nagy tisztaságú nitrogén (PN2) rendszer csövei 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövekből (316L) készülnek, elektropolírozott belső falakkal, a szelepek pedig ugyanebből az anyagból készült rozsdamentes acél harmonikaszelepekből.
A nitrogén (N2) rendszer csövei 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövekből (316L) készülnek, elektropolírozott belső falakkal, a szelepek pedig ugyanebből az anyagból készült rozsdamentes acél harmonikaszelepekből.
A nagy tisztaságú hidrogén (PH2) rendszer csövei 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövekből (316L) készülnek, elektropolírozott belső falakkal, a szelepek pedig ugyanebből az anyagból készült rozsdamentes acél harmonikaszelepekből.
A nagy tisztaságú oxigén (PO2) rendszer csövei 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövekből (316L) készülnek, elektrolitikusan polírozott belső falakkal, a szelepek pedig ugyanebből az anyagból készült rozsdamentes acél harmonikaszelepekből.
Az argon (Ar) rendszer csövei 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövekből (316L) készülnek, elektropolírozott belső falakkal, és ugyanebből az anyagból készült rozsdamentes acél harmonikaszelepeket használnak.
A hélium (He) rendszer csövei 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövekből (316L) készülnek, elektropolírozott belső falakkal, a szelepek pedig ugyanebből az anyagból készült rozsdamentes acél harmonikaszelepekből.
A tiszta-száraz sűrített levegős (CDA) rendszer csövei polírozott belső falú OCr18Ni9 rozsdamentes acélcsövekből (304) készülnek, a szelepek pedig ugyanabból az anyagból készült rozsdamentes acél harmonikaszelepekből.
A légzőrendszer sűrített levegős (BA) csövei polírozott belső falú OCr18Ni9 rozsdamentes acélcsövekből (304) készülnek, a szelepek pedig ugyanabból az anyagból készült rozsdamentes acél golyóscsapokból.
A vákuumrendszer (PV) csövei UPVC csövekből, a szelepek pedig ugyanebből az anyagból készült vákuumos pillangószelepekből készülnek.
A tisztító vákuumrendszer (HV) csövei UPVC csövekből, a szelepek pedig ugyanebből az anyagból készült vákuumos pillangószelepekből készülnek.
A speciális gázrendszer csövei mind 00Cr17Ni12Mo2Ti alacsony széntartalmú rozsdamentes acélcsövekből (316L) készülnek, elektropolírozott belső falakkal, a szelepek pedig ugyanebből az anyagból készült rozsdamentes acél harmonikaszelepekből.
3 Csővezetékek építése és telepítése
3.1 A „Tiszta Gyárépületek Tervezési Szabályzata” 8.3. szakasza a csővezeték-csatlakozásokra vonatkozóan a következő rendelkezéseket írja elő:
(1) A csőcsatlakozásokat hegesztéssel kell ellátni, de a tűzihorganyzott acélcsöveket menettel kell ellátni. A menetes csatlakozások tömítőanyagának meg kell felelnie a jelen specifikáció 8.3.3. cikkében foglalt követelményeknek.
(2) A rozsdamentes acélcsöveket argon ívhegesztéssel és tompahegesztéssel vagy tokos hegesztéssel kell összekötni, de a nagy tisztaságú gázvezetékeket tompahegesztéssel kell összekötni, a belső falon jelölések nélkül.
(3) A csővezetékek és a berendezések közötti csatlakozásnak meg kell felelnie a berendezés csatlakozási követelményeinek. Tömlőcsatlakozások használata esetén fémtömlőket kell használni.
(4) A csővezetékek és a szelepek közötti csatlakozásnak meg kell felelnie a következő előírásoknak
① A nagy tisztaságú gázvezetékeket és szelepeket összekötő tömítőanyagnak fémtömítéseket vagy dupla hüvelyeket kell használnia a gyártási folyamat és a gáz jellemzőinek követelményei szerint.
②A menetes vagy karimás csatlakozás tömítőanyagának politetrafluoretilénnek kell lennie.
3.2 A specifikációk és a vonatkozó műszaki intézkedések követelményei szerint a nagy tisztaságú gázvezetékek csatlakozásait a lehető legnagyobb mértékben hegeszteni kell. Hegesztés közben kerülni kell a közvetlen tompahegesztést. Csőhüvelyeket vagy kész illesztéseket kell használni. A csőhüvelyeknek ugyanolyan anyagból és belső felületi simasággal kell készülniük, mint a csöveknek. Hegesztés közben a hegesztett alkatrész oxidációjának megakadályozása érdekében tiszta védőgázt kell bevezetni a hegesztőcsőbe. Rozsdamentes acélcsövekhez argon ívhegesztést kell használni, és ugyanolyan tisztaságú argongázt kell bevezetni a csőbe. Menetes csatlakozást vagy menetes csatlakozást kell használni. Karimák csatlakoztatásakor menetes csatlakozásokhoz hüvelyeket kell használni. Az oxigéncsövek és a hidrogéncsövek kivételével, amelyeknél fémtömítést kell használni, más csöveknél politetrafluoretilén tömítést kell használni. Kis mennyiségű szilikon gumi felvitele a tömítésekre is hatékony lesz. A tömítőhatás fokozása. Hasonló intézkedéseket kell tenni a karimás csatlakozások készítésekor.
A szerelési munkálatok megkezdése előtt a csövek részletes vizuális ellenőrzése szükséges,szerelvények, szelepeket stb. el kell végezni. A hagyományos rozsdamentes acélcsövek belső falát a beszerelés előtt pácolni kell. Az oxigénvezetékek csöveit, szerelvényeit, szelepeit stb. szigorúan tilos olajjal érintkezni, és a beszerelés előtt szigorúan zsírtalanítani kell a vonatkozó követelményeknek megfelelően.
A rendszer telepítése és üzembe helyezése előtt a szállító- és elosztó csővezeték-rendszert teljesen át kell öblíteni a szállított nagy tisztaságú gázzal. Ez nemcsak a telepítés során véletlenül a rendszerbe került porrészecskéket fújja el, hanem szárító szerepet is betölt a csővezeték-rendszerben, eltávolítva a csőfal és a cső anyaga által elnyelt nedvességtartalmú gáz egy részét.
4. Csővezeték nyomáspróba és átvétel
(1) A rendszer telepítése után a speciális gázvezetékekben lévő, fokozottan mérgező folyadékokat szállító csövek 100%-os radiográfiai ellenőrzését el kell végezni, amelynek során a minőségük nem lehet alacsonyabb a II. fokozatnál. A többi csöveket mintavételes radiográfiai vizsgálatnak kell alávetni, amelynek aránya nem lehet kevesebb 5%-nál, a minőség pedig nem lehet alacsonyabb a III. fokozatnál.
(2) A roncsolásmentes vizsgálat után nyomáspróbát kell végezni. A csővezetékrendszer szárazságának és tisztaságának biztosítása érdekében hidraulikus nyomáspróbát nem szabad végezni, hanem pneumatikus nyomáspróbát kell alkalmazni. A légnyomáspróbát nitrogénnel vagy sűrített levegővel kell elvégezni, amely megfelel a tisztaszoba tisztasági szintjének. A csővezeték próbanyomásának a tervezési nyomás 1,15-szeresének, a vákuumcsővezeték próbanyomásának pedig 0,2 MPa-nak kell lennie. A vizsgálat során a nyomást fokozatosan és lassan kell növelni. Amikor a nyomás eléri a próbanyomás 50%-át, ha nem találnak rendellenességet vagy szivárgást, a nyomást lépésenként 10%-kal kell növelni, és a nyomást 3 percig minden szinten stabilizálni kell, amíg el nem éri a próbanyomást. A nyomást 10 percig stabilizálni kell, majd csökkenteni kell a nyomást a tervezési nyomásra. A nyomás leállítási idejét a szivárgásérzékelés igényei szerint kell meghatározni. A habképző szer minősített, ha nincs szivárgás.
(3) Miután a vákuumrendszer átment a nyomáspróbán, a tervdokumentációknak megfelelően 24 órás vákuumfokozat-vizsgálatot is el kell végezni, és a nyomásráta nem haladhatja meg az 5%-ot.
(4) Szivárgásvizsgálat. A ppb és ppt minőségű csővezeték-rendszerek esetében a vonatkozó előírások szerint szivárgásmentes állapotot kell minősítettnek tekinteni, de a tervezés során szivárgásmennyiség-vizsgálatot kell végezni, azaz a szivárgásmennyiség-vizsgálatot a légtömörségi vizsgálat után kell elvégezni. A nyomás az üzemi nyomás, és a nyomást 24 órára leállítják. Az átlagos óránkénti szivárgás legfeljebb 50 ppm minősített érték. A szivárgás kiszámítása a következő:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
A képletben:
Óránkénti szivárgás (%)
P1 - Abszolút nyomás a vizsgálat kezdetén (Pa)
P2 - Abszolút nyomás a vizsgálat végén (Pa)
T1 – abszolút hőmérséklet a vizsgálat kezdetén (K)
T2 – abszolút hőmérséklet a vizsgálat végén (K)
Közzététel ideje: 2023. dec. 12.