Kilang Litar Bersepadu Skala Sangat Besar Projek 909 ialah projek pembinaan utama industri elektronik negara saya semasa Rancangan Lima Tahun Kesembilan untuk menghasilkan cip dengan lebar garisan 0.18 mikron dan diameter 200 mm.
Teknologi pembuatan litar bersepadu berskala sangat besar bukan sahaja melibatkan teknologi berketepatan tinggi seperti pemesinan mikro, tetapi juga meletakkan keperluan yang tinggi pada ketulenan gas.
Bekalan gas pukal untuk Projek 909 disediakan oleh usaha sama antara Praxair Utility Gas Co., Ltd. dari Amerika Syarikat dan pihak berkaitan di Shanghai untuk bersama-sama menubuhkan sebuah loji pengeluaran gas. Loji pengeluaran gas itu bersebelahan dengan kilang projek 909 bangunan, meliputi kawasan seluas kira-kira 15,000 meter persegi. Keperluan ketulenan dan keluaran pelbagai gas
Nitrogen ketulenan tinggi (PN2), nitrogen (N2), dan oksigen ketulenan tinggi (PO2) dihasilkan melalui pengasingan udara. Hidrogen ketulenan tinggi (PH2) dihasilkan melalui elektrolisis. Argon (Ar) dan helium (He) dibeli secara penyumberan luar. Kuasi-gas itu ditulenkan dan ditapis untuk digunakan dalam Projek 909. Gas khas dibekalkan dalam botol, dan kabinet botol gas terletak di bengkel tambahan kilang pengeluaran litar bersepadu.
Gas lain juga termasuk sistem CDA udara termampat kering bersih, dengan isipadu penggunaan 4185m3/j, titik embun tekanan -70°C, dan saiz zarah tidak lebih daripada 0.01um dalam gas pada titik penggunaan. Sistem udara termampat pernafasan (BA), isipadu penggunaan 90m3/j, titik embun tekanan 2℃, saiz zarah dalam gas pada titik penggunaan tidak lebih daripada 0.3um, sistem vakum proses (PV), isipadu penggunaan 582m3/j, darjah vakum pada titik penggunaan -79993Pa . Sistem vakum (HV) pembersihan, volum penggunaan 1440m3/j, darjah vakum pada titik penggunaan -59995 Pa. Bilik pemampat udara dan bilik pam vakum kedua-duanya terletak di kawasan kilang projek 909.
Pemilihan bahan paip dan aksesori
Gas yang digunakan dalam pengeluaran VLSI mempunyai keperluan kebersihan yang sangat tinggi.Talian paip gas ketulenan tinggibiasanya digunakan dalam persekitaran pengeluaran yang bersih, dan kawalan kebersihannya hendaklah konsisten dengan atau lebih tinggi daripada tahap kebersihan ruang yang digunakan! Di samping itu, saluran paip gas ketulenan tinggi sering digunakan dalam persekitaran pengeluaran yang bersih. Hidrogen tulen (PH2), oksigen ketulenan tinggi (PO2) dan beberapa gas khas adalah gas mudah terbakar, mudah meletup, menyokong pembakaran atau toksik. Jika sistem saluran paip gas direka bentuk dengan tidak betul atau bahan tidak dipilih dengan betul, bukan sahaja ketulenan gas yang digunakan pada titik gas akan berkurangan, tetapi ia juga akan gagal. Ia memenuhi keperluan proses, tetapi ia tidak selamat untuk digunakan dan akan menyebabkan pencemaran kepada kilang bersih, menjejaskan keselamatan dan kebersihan kilang bersih.
Jaminan kualiti gas ketulenan tinggi pada titik penggunaan bukan sahaja bergantung pada ketepatan pengeluaran gas, peralatan penulenan dan penapis, tetapi juga dipengaruhi oleh banyak faktor dalam sistem saluran paip. Jika kita bergantung pada peralatan pengeluaran gas, peralatan penulenan dan penapis Adalah tidak betul untuk mengenakan keperluan ketepatan yang jauh lebih tinggi untuk mengimbangi reka bentuk sistem paip gas yang tidak betul atau pemilihan bahan.
Semasa proses reka bentuk projek 909, kami mengikuti "Kod untuk Reka Bentuk Loji Bersih" GBJ73-84 (standard semasa ialah (GB50073-2001)), "Kod untuk Reka Bentuk Stesen Udara Mampat" GBJ29-90, "Kod untuk Reka Bentuk Stesen Oksigen” GB50030-91 , “Kod Reka Bentuk Stesen Hidrogen dan Oksigen” GB50177-93, dan langkah teknikal yang berkaitan untuk pemilihan bahan dan aksesori saluran paip. “Kod Reka Bentuk Loji Bersih” menetapkan pemilihan bahan saluran paip dan injap seperti berikut:
(1) Jika ketulenan gas lebih besar daripada atau sama dengan 99.999% dan takat embun adalah lebih rendah daripada -76°C, paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding dalam digilap elektro atau paip keluli tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding dalam yang digilap elektro harus digunakan. Injap hendaklah injap diafragma atau injap belos.
(2) Jika ketulenan gas lebih besar daripada atau sama dengan 99.99% dan takat embun adalah lebih rendah daripada -60°C, tiub keluli tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding dalam yang digilap elektrik hendaklah digunakan. Kecuali injap belos yang sepatutnya digunakan untuk saluran paip gas mudah terbakar, injap bebola harus digunakan untuk saluran paip gas lain.
(3) Jika takat embun udara termampat kering adalah lebih rendah daripada -70°C, paip keluli tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding dalam yang digilap hendaklah digunakan. Jika takat embun lebih rendah daripada -40 ℃, paip keluli tahan karat OCr18Ni9 (304) atau paip keluli lancar bergalvani celup panas harus digunakan. Injap hendaklah injap belos atau injap bola.
(4) Bahan injap hendaklah serasi dengan bahan paip penyambung.
Mengikut keperluan spesifikasi dan langkah teknikal yang berkaitan, kami terutamanya mempertimbangkan aspek berikut apabila memilih bahan saluran paip:
(1) Kebolehtelapan udara bahan paip hendaklah kecil. Paip bahan yang berbeza mempunyai kebolehtelapan udara yang berbeza. Jika paip dengan kebolehtelapan udara yang lebih besar dipilih, pencemaran tidak boleh dibuang. Paip keluli tahan karat dan paip tembaga adalah lebih baik untuk menghalang penembusan dan kakisan oksigen di atmosfera. Walau bagaimanapun, oleh kerana paip keluli tahan karat kurang aktif daripada paip tembaga, paip tembaga lebih aktif dalam membenarkan lembapan di atmosfera menembusi permukaan dalamannya. Oleh itu, apabila memilih paip untuk saluran paip gas ketulenan tinggi, paip keluli tahan karat harus menjadi pilihan pertama.
(2) Permukaan dalaman bahan paip terserap dan mempunyai kesan kecil pada menganalisis gas. Selepas paip keluli tahan karat diproses, sejumlah gas akan dikekalkan dalam kekisi logamnya. Apabila gas ketulenan tinggi melaluinya, bahagian gas ini akan memasuki aliran udara dan menyebabkan pencemaran. Pada masa yang sama, disebabkan oleh penjerapan dan analisis, logam pada permukaan dalaman paip juga akan menghasilkan sejumlah serbuk, menyebabkan pencemaran kepada gas ketulenan tinggi. Untuk sistem paip dengan ketulenan melebihi 99.999% atau paras ppb, paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) harus digunakan.
(3) Rintangan haus paip keluli tahan karat adalah lebih baik daripada paip tembaga, dan habuk logam yang dihasilkan oleh hakisan aliran udara agak kurang. Bengkel pengeluaran dengan keperluan kebersihan yang lebih tinggi boleh menggunakan paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) atau paip keluli tahan karat OCr18Ni9 ( 304), paip tembaga tidak boleh digunakan.
(4) Untuk sistem paip dengan ketulenan gas melebihi 99.999% atau paras ppb atau ppt, atau dalam bilik bersih dengan tahap kebersihan udara N1-N6 yang dinyatakan dalam “Kod Reka Bentuk Kilang Bersih”, paip ultra-bersih atauPaip ultra-bersih EPpatut digunakan. Bersihkan "tiub bersih dengan permukaan dalam yang sangat licin".
(5) Beberapa sistem saluran paip gas khas yang digunakan dalam proses pengeluaran adalah gas yang sangat menghakis. Paip dalam sistem saluran paip ini mesti menggunakan paip keluli tahan karat yang tahan karat sebagai paip. Jika tidak, paip akan rosak akibat kakisan. Jika bintik-bintik kakisan berlaku pada permukaan, paip keluli lancar biasa atau paip keluli dikimpal bergalvani tidak boleh digunakan.
(6) Pada dasarnya, semua sambungan saluran paip gas hendaklah dikimpal. Memandangkan kimpalan paip keluli tergalvani akan memusnahkan lapisan tergalvani, paip keluli tergalvani tidak digunakan untuk paip di bilik bersih.
Dengan mengambil kira faktor di atas, paip dan injap saluran paip gas yang dipilih dalam projek &7& adalah seperti berikut:
Paip sistem nitrogen ketulenan tinggi (PN2) diperbuat daripada paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding dalam yang digilap elektro, dan injapnya diperbuat daripada injap belos keluli tahan karat daripada bahan yang sama.
Paip sistem nitrogen (N2) diperbuat daripada paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding dalam yang digilap elektro, dan injapnya diperbuat daripada injap belos keluli tahan karat daripada bahan yang sama.
Paip sistem hidrogen (PH2) ketulenan tinggi diperbuat daripada paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding dalam yang digilap elektro, dan injapnya diperbuat daripada injap belos keluli tahan karat daripada bahan yang sama.
Paip sistem oksigen (PO2) ketulenan tinggi diperbuat daripada paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding dalaman digilap elektro, dan injap diperbuat daripada injap belos keluli tahan karat daripada bahan yang sama.
Paip sistem Argon (Ar) diperbuat daripada paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding dalam yang digilap elektro, dan injap belos keluli tahan karat daripada bahan yang sama digunakan.
Paip sistem helium (He) diperbuat daripada paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding dalam yang digilap elektro, dan injapnya diperbuat daripada injap belos keluli tahan karat daripada bahan yang sama.
Paip sistem udara termampat kering bersih (CDA) diperbuat daripada paip keluli tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding dalam yang digilap, dan injapnya diperbuat daripada injap belos keluli tahan karat daripada bahan yang sama.
Paip sistem udara termampat pernafasan (BA) diperbuat daripada paip keluli tahan karat OCr18Ni9 (304) dengan dinding dalam yang digilap, dan injap diperbuat daripada injap bola keluli tahan karat daripada bahan yang sama.
Paip sistem vakum proses (PV) diperbuat daripada paip UPVC, dan injap dibuat daripada injap rama-rama vakum yang diperbuat daripada bahan yang sama.
Paip sistem vakum pembersihan (HV) diperbuat daripada paip UPVC, dan injap dibuat daripada injap rama-rama vakum yang diperbuat daripada bahan yang sama.
Paip sistem gas khas semuanya diperbuat daripada paip keluli tahan karat karbon rendah 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) dengan dinding dalam yang digilap elektro, dan injapnya diperbuat daripada injap belos keluli tahan karat daripada bahan yang sama.
3 Pembinaan dan pemasangan saluran paip
3.1 Seksyen 8.3 “Kod Reka Bentuk Bangunan Kilang Bersih” menetapkan peruntukan berikut untuk sambungan saluran paip:
(1) Sambungan paip hendaklah dikimpal, tetapi paip keluli tergalvani celup panas hendaklah berulir. Bahan pengedap sambungan berulir hendaklah mematuhi keperluan Perkara 8.3.3 spesifikasi ini
(2) Paip keluli tahan karat harus disambungkan dengan kimpalan argon argon dan kimpalan punggung atau kimpalan soket, tetapi saluran paip gas ketulenan tinggi harus disambungkan dengan kimpalan punggung tanpa tanda pada dinding dalam.
(3) Sambungan antara saluran paip dan peralatan hendaklah mematuhi keperluan sambungan peralatan. Apabila menggunakan sambungan hos, hos logam hendaklah digunakan
(4) Sambungan antara saluran paip dan injap hendaklah mematuhi peraturan berikut
① Bahan pengedap yang menyambungkan saluran paip dan injap gas ketulenan tinggi hendaklah menggunakan gasket logam atau ferrule berganda mengikut keperluan proses pengeluaran dan ciri-ciri gas.
②Bahan pengedap pada sambungan berulir atau bebibir hendaklah polytetrafluoroethylene.
3.2 Mengikut keperluan spesifikasi dan langkah teknikal yang berkaitan, sambungan saluran paip gas ketulenan tinggi hendaklah dikimpal sebanyak mungkin. Kimpalan punggung terus hendaklah dielakkan semasa mengimpal. Lengan paip atau sambungan siap hendaklah digunakan. Lengan paip hendaklah diperbuat daripada bahan yang sama dan kehalusan permukaan dalam seperti paip. tahap, semasa mengimpal, untuk mengelakkan pengoksidaan bahagian kimpalan, gas pelindung tulen harus dimasukkan ke dalam paip kimpalan. Untuk paip keluli tahan karat, kimpalan argon argon harus digunakan, dan gas argon dengan ketulenan yang sama harus dimasukkan ke dalam paip. Sambungan berulir atau sambungan berulir mesti digunakan. Apabila menyambung bebibir, ferrules harus digunakan untuk sambungan berulir. Kecuali paip oksigen dan paip hidrogen, yang sepatutnya menggunakan gasket logam, paip lain harus menggunakan gasket polytetrafluoroethylene. Sapukan sedikit getah silikon pada gasket juga akan berkesan. Tingkatkan kesan pengedap. Langkah yang sama perlu diambil apabila sambungan bebibir dibuat.
Sebelum kerja pemasangan bermula, pemeriksaan visual terperinci paip,kelengkapan, injap, dsb. mesti dijalankan. Dinding dalaman paip keluli tahan karat biasa hendaklah dijeruk sebelum dipasang. Paip, kelengkapan, injap, dsb. saluran paip oksigen hendaklah dilarang sama sekali daripada minyak, dan hendaklah dicairkan dengan ketat mengikut keperluan yang berkaitan sebelum pemasangan.
Sebelum sistem dipasang dan digunakan, sistem saluran paip penghantaran dan pengedaran hendaklah dibersihkan sepenuhnya dengan gas ketulenan tinggi yang dihantar. Ini bukan sahaja meniupkan zarah habuk yang secara tidak sengaja jatuh ke dalam sistem semasa proses pemasangan, tetapi juga memainkan peranan pengeringan dalam sistem saluran paip, mengeluarkan sebahagian daripada gas yang mengandungi lembapan yang diserap oleh dinding paip dan juga bahan paip.
4. Ujian tekanan saluran paip dan penerimaan
(1) Selepas sistem dipasang, pemeriksaan radiografik 100% bagi paip yang mengangkut cecair sangat toksik dalam saluran paip gas khas hendaklah dijalankan, dan kualitinya tidak boleh lebih rendah daripada Tahap II. Paip lain hendaklah tertakluk kepada pemeriksaan radiografi pensampelan, dan nisbah pemeriksaan pensampelan hendaklah tidak kurang daripada 5%, kualiti tidak boleh lebih rendah daripada gred III.
(2) Selepas lulus pemeriksaan tidak merosakkan, ujian tekanan perlu dijalankan. Untuk memastikan kekeringan dan kebersihan sistem paip, ujian tekanan hidraulik tidak boleh dijalankan, tetapi ujian tekanan pneumatik harus digunakan. Ujian tekanan udara hendaklah dijalankan menggunakan nitrogen atau udara termampat yang sepadan dengan tahap kebersihan bilik bersih. Tekanan ujian saluran paip hendaklah 1.15 kali tekanan reka bentuk, dan tekanan ujian saluran paip vakum hendaklah 0.2MPa. Semasa ujian, tekanan perlu ditingkatkan secara beransur-ansur dan perlahan-lahan. Apabila tekanan meningkat kepada 50% daripada tekanan ujian, jika tiada kelainan atau kebocoran ditemui, teruskan meningkatkan tekanan langkah demi langkah sebanyak 10% daripada tekanan ujian, dan stabilkan tekanan selama 3 minit pada setiap tahap sehingga tekanan ujian . Stabilkan tekanan selama 10 minit, kemudian kurangkan tekanan kepada tekanan reka bentuk. Masa berhenti tekanan hendaklah ditentukan mengikut keperluan pengesanan kebocoran. Ejen berbuih layak jika tiada kebocoran.
(3) Selepas sistem vakum melepasi ujian tekanan, ia juga harus menjalankan ujian ijazah vakum 24 jam mengikut dokumen reka bentuk, dan kadar tekanan tidak boleh melebihi 5%.
(4) Ujian kebocoran. Untuk sistem saluran paip gred ppb dan ppt, mengikut spesifikasi yang berkaitan, tiada kebocoran harus dianggap sebagai layak, tetapi ujian jumlah kebocoran digunakan semasa reka bentuk, iaitu, ujian jumlah kebocoran dilakukan selepas ujian sesak udara. Tekanan ialah tekanan kerja, dan tekanan dihentikan selama 24 jam. Purata kebocoran setiap jam adalah kurang daripada atau sama dengan 50ppm seperti yang layak. Pengiraan kebocoran adalah seperti berikut:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Dalam formula:
Kebocoran sejam (%)
P1-Tekanan mutlak pada permulaan ujian (Pa)
P2-Tekanan mutlak pada akhir ujian (Pa)
T1-suhu mutlak pada permulaan ujian (K)
T2-suhu mutlak pada akhir ujian (K)
Masa siaran: Dis-12-2023