Завод вельмі буйных інтэгральных схем праекта 909 года — гэта буйны будаўнічы праект электроннай прамысловасці маёй краіны падчас дзевятай пяцігодкі па вытворчасці мікрасхем з шырынёй лініі 0,18 мікрона і дыяметрам 200 мм.
Тэхналогія вытворчасці вельмі буйных інтэгральных схем не толькі ўключае ў сябе высокадакладныя тэхналогіі, такія як мікраапрацоўка, але і прад'яўляе высокія патрабаванні да чысціні газу.
Пастаўка газу для праекта 909 ажыццяўляецца сумесным прадпрыемствам амерыканскай кампаніі Praxair Utility Gas Co., Ltd. і адпаведных бакоў у Шанхаі для сумеснага стварэння завода па вытворчасці газу. Завод па вытворчасці газу знаходзіцца побач з заводскім будынкам праекта 909 і займае плошчу прыблізна 15 000 квадратных метраў. Патрабаванні да чысціні і выхаду розных газаў...
Высокачысты азот (PN2), азот (N2) і высокачысты кісларод (PO2) атрымліваюцца шляхам падзелу паветра. Высокачысты вадарод (PH2) атрымліваюць шляхам электролізу. Аргон (Ar) і гелій (He) закупляюцца на аўтсорсінгу. Квазігаз ачышчаецца і фільтруецца для выкарыстання ў праекце 909. Спецыяльны газ пастаўляецца ў балонах, а шафа для газавых балонаў знаходзіцца ў дапаможным цэху завода па вытворчасці інтэгральных схем.
Іншыя газы таксама ўключаюць сістэму CDA з чыстым сухім сціснутым паветрам з аб'ёмам выкарыстання 4185 м3/г, кропкай расы пад ціскам -70°C і памерам часціц газу не больш за 0,01 мкм у пункце выкарыстання. Сістэма сціснутага паветра для дыхання (BA), аб'ём выкарыстання 90 м3/г, кропкай расы пад ціскам 2℃, памерам часціц газу ў пункце выкарыстання не больш за 0,3 мкм, сістэма тэхналагічнага вакууму (PV), аб'ём выкарыстання 582 м3/г, ступень вакууму ў пункце выкарыстання -79993 Па. Сістэма ачышчальнага вакууму (HV), аб'ём выкарыстання 1440 м3/г, ступень вакууму ў пункце выкарыстання -59995 Па. Паветраны кампрэсарны і вакуумны помпа размешчаны ў завадской зоне праекта 909.
Выбар матэрыялаў для труб і аксесуараў
Газ, які выкарыстоўваецца ў вытворчасці СБІС, мае надзвычай высокія патрабаванні да чысціні.Высокачыстыя газаправодыЗвычайна выкарыстоўваюцца ў чыстых вытворчых асяроддзях, і кантроль іх чысціні павінен адпавядаць узроўню чысціні выкарыстоўванай прасторы або быць вышэйшым за яго! Акрамя таго, у чыстых вытворчых асяроддзях часта выкарыстоўваюцца газаправоды высокай чысціні. Чысты вадарод (PH2), кісларод высокай чысціні (PO2) і некаторыя спецыяльныя газы з'яўляюцца лёгкаўзгаральнымі, выбухованебяспечнымі, спрыяльнымі для гарэння або таксічнымі газамі. Калі сістэма газаправодаў няправільна распрацавана або матэрыялы выбраны няправільна, чысціня газу, які выкарыстоўваецца ў пункце падачы газу, не толькі знізіцца, але і ён выйдзе з ладу. Ён адпавядае патрабаванням працэсу, але яго выкарыстанне небяспечна і можа прывесці да забруджвання чыстай фабрыкі, што паўплывае на бяспеку і чысціню фабрыкі.
Гарантыя якасці высакаякаснага газу ў пункце спажывання залежыць не толькі ад дакладнасці вытворчасці газу, ачышчальнага абсталявання і фільтраў, але і ў значнай ступені залежыць ад многіх фактараў у трубаправоднай сістэме. Калі мы спадзяемся на абсталяванне для вытворчасці газу, ачышчальнае абсталяванне і фільтры, то проста няправільна ўстанаўліваць бясконца высокія патрабаванні да дакладнасці, каб кампенсаваць няправільную канструкцыю сістэмы газаправодаў або выбар матэрыялаў.
Падчас праектавання праекта 909 мы кіраваліся «Кодамі па праектаванні чыстых установак» GBJ73-84 (дзеючы стандарт — GB50073-2001), «Кодамі па праектаванні станцый сціснутага паветра» GBJ29-90, «Кодамі па праектаванні кіслародных станцый» GB50030-91, «Кодамі па праектаванні вадародных і кіслародных станцый» GB50177-93 і адпаведнымі тэхнічнымі мерамі па выбары матэрыялаў для трубаправодаў і аксесуараў. «Кодамі па праектаванні чыстых установак» прадугледжваецца выбар матэрыялаў для трубаправодаў і клапанаў наступным чынам:
(1) Калі чысціня газу перавышае або роўная 99,999%, а кропка расы ніжэйшая за -76°C, варта выкарыстоўваць трубу з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з электрапаліраванай унутранай сценкай або трубу з нержавеючай сталі OCr18Ni9 (304) з электрапаліраванай унутранай сценкай. Клапан павінен быць дыяфрагменным або сильфонным.
(2) Калі чысціня газу перавышае або роўная 99,99%, а кропка расы ніжэйшая за -60°C, варта выкарыстоўваць трубу з нержавеючай сталі OCr18Ni9 (304) з электрапаліраванай унутранай сценкай. За выключэннем сильфонных клапанаў, якія павінны выкарыстоўвацца для трубаправодаў для гаручых газаў, для іншых газаправодаў варта выкарыстоўваць шаравыя клапаны.
(3) Калі кропка расы сухога сціснутага паветра ніжэйшая за -70°C, варта выкарыстоўваць трубу з нержавеючай сталі OCr18Ni9 (304) з паліраванай унутранай сценкай. Калі кропка расы ніжэйшая за -40℃, варта выкарыстоўваць трубу з нержавеючай сталі OCr18Ni9 (304) або гарачаацынкаваную бясшвоўную сталёвую трубу. Клапан павінен быць сильфонным або шаравым.
(4) Матэрыял клапана павінен быць сумяшчальны з матэрыялам злучальнай трубы.
Згодна з патрабаваннямі спецыфікацый і адпаведнымі тэхнічнымі мерамі, пры выбары матэрыялаў для трубаправодаў мы ў асноўным улічваем наступныя аспекты:
(1) Паветрапранікальнасць матэрыялаў труб павінна быць невялікай. Трубы з розных матэрыялаў маюць розную паветрапранікальнасць. Калі выбраць трубы з большай паветрапранікальнасцю, забруджванні немагчыма выдаліць. Трубы з нержавеючай сталі і медныя трубы лепш прадухіляюць пранікненне і карозію кіслароду ў атмасферы. Аднак, паколькі трубы з нержавеючай сталі менш актыўныя, чым медныя трубы, медныя трубы больш актыўныя ў пранікненні вільгаці з атмасферы ў іх унутраныя паверхні. Таму пры выбары труб для газаправодаў высокай чысціні трубы з нержавеючай сталі павінны быць першым выбарам.
(2) Унутраная паверхня матэрыялу трубы адсарбуецца і мае невялікі ўплыў на аналіз газу. Пасля апрацоўкі трубы з нержавеючай сталі пэўная колькасць газу будзе затрымлівацца ў яе металічнай рашотцы. Калі газ высокай чысціні праходзіць праз яе, гэтая частка газу трапляе ў паветраны паток і выклікае забруджванне. Адначасова, з-за адсорбцыі і аналізу, метал на ўнутранай паверхні трубы таксама будзе выпрацоўваць пэўную колькасць парашка, што забруджвае газ высокай чысціні. Для трубаправодных сістэм з чысцінёй вышэй за 99,999% або ўзроўнем ppb варта выкарыстоўваць трубы з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) Зносаўстойлівасць труб з нержавеючай сталі лепшая, чым у медных труб, а металічны пыл, які ўтвараецца ў выніку эрозіі паветраным патокам, адносна меншы. Вытворчыя цэхі з больш высокімі патрабаваннямі да чысціні могуць выкарыстоўваць нізкавугляродзістыя трубы з нержавеючай сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) або трубы з нержавеючай сталі OCr18Ni9 (304), медныя трубы выкарыстоўваць нельга.
(4) Для трубаправодных сістэм з чысцінёй газу вышэй за 99,999% або ўзроўнем ppb або ppt, або ў чыстых памяшканнях з узроўнем чысціні паветра N1-N6, указаным у «Кодзе праектавання чыстых фабрык», звышчыстыя трубы абоЗвышчыстыя трубы EPварта выкарыстоўваць. Чыстая «чыстая трубка з ультрагладкай унутранай паверхняй».
(5) Некаторыя спецыяльныя газаправодныя сістэмы, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчым працэсе, з'яўляюцца высокаагрэсіўнымі газамі. Трубы ў гэтых трубаправодных сістэмах павінны быць выраблены з каразійна-ўстойлівай нержавеючай сталі. У адваротным выпадку трубы будуць пашкоджаныя з-за карозіі. Калі на паверхні з'явяцца плямы карозіі, нельга выкарыстоўваць звычайныя бясшвовыя сталёвыя трубы або ацынкаваныя зварныя сталёвыя трубы.
(6) У прынцыпе, усе злучэнні газаправодаў павінны быць зваранымі. Паколькі зварка ацынкаваных сталёвых труб разбурае ацынкаваны пласт, ацынкаваныя сталёвыя трубы не выкарыстоўваюцца для трубаправодаў у чыстых памяшканнях.
Улічваючы вышэйзгаданыя фактары, у праекце &7& былі абраныя наступныя трубы і клапаны для газаправодаў:
Трубы сістэмы высокачыстага азоту (PN2) выраблены з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з электрапаліраванымі ўнутранымі сценкамі, а клапаны выраблены з нержавеючай сталі з сильфонных клапанаў таго ж матэрыялу.
Трубы сістэмы азоту (N2) выраблены з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з электрапаліраванымі ўнутранымі сценкамі, а клапаны — з сильфонных клапанаў з нержавеючай сталі з таго ж матэрыялу.
Трубы сістэмы атрымання вадароду высокай чысціні (PH2) выраблены з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі маркі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з электрапаліраванымі ўнутранымі сценкамі, а клапаны — з нержавеючай сталі з сильфонных клапанаў з таго ж матэрыялу.
Трубы сістэмы атрымання кіслароду высокай чысціні (PO2) выраблены з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі маркі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з электрапаліраванымі ўнутранымі сценкамі, а клапаны — з нержавеючай сталі з сильфонных клапанаў з таго ж матэрыялу.
Трубы аргонавай (Ar) сістэмы выраблены з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі маркі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з электрапаліраванымі ўнутранымі сценкамі, а таксама выкарыстоўваюцца сильфонныя клапаны з нержавеючай сталі з таго ж матэрыялу.
Трубы геліевай (He) сістэмы выраблены з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з электрапаліраванымі ўнутранымі сценкамі, а клапаны — з нержавеючай сталі з сильфонных клапанаў таго ж матэрыялу.
Трубы сістэмы чыстага сухога сціснутага паветра (CDA) выраблены з нержавеючай сталі OCr18Ni9 (304) з паліраванымі ўнутранымі сценкамі, а клапаны выраблены з нержавеючай сталі з сильфонных клапанаў таго ж матэрыялу.
Трубы сістэмы падачы сціснутага паветра для дыхання (СПП) выраблены з нержавеючай сталі OCr18Ni9 (304) з паліраванымі ўнутранымі сценкамі, а клапаны — з шаравых клапанаў з нержавеючай сталі з таго ж матэрыялу.
Трубы тэхналагічнай вакуумнай (PV) сістэмы выраблены з труб UPVC, а клапаны — з вакуумных дросельных засавак з таго ж матэрыялу.
Трубы сістэмы ачысткі вакуумам (HV) выраблены з труб UPVC, а клапаны — з вакуумных клапанаў-матылькоў з таго ж матэрыялу.
Трубы спецыяльнай газавай сістэмы выраблены з нізкавугляродзістай нержавеючай сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з электрапаліраванымі ўнутранымі сценкамі, а клапаны — з нержавеючай сталі з сильфонных клапанаў з таго ж матэрыялу.
3 Будаўніцтва і мантаж трубаправодаў
3.1 У раздзеле 8.3 «Правілаў праектавання чыстых фабрычных будынкаў» прадугледжаны наступныя палажэнні адносна падключэння трубаправодаў:
(1) Злучэнні труб павінны быць зваранымі, але сталёвыя трубы, ацынкаваныя гарачым спосабам, павінны мець разьбу. Ушчыльняльны матэрыял разьбовых злучэнняў павінен адпавядаць патрабаванням артыкула 8.3.3 гэтай спецыфікацыі.
(2) Трубы з нержавеючай сталі павінны злучацца аргон-дугавой зваркай і стыкавой зваркай або зваркай у раструб, але газаправоды высокай чысціні павінны злучацца стыкавой зваркай без пазнак на ўнутранай сценцы.
(3) Злучэнне паміж трубаправодамі і абсталяваннем павінна адпавядаць патрабаванням да падлучэння абсталявання. Пры выкарыстанні шлангавых злучэнняў варта выкарыстоўваць металічныя шлангі.
(4) Злучэнне паміж трубаправодамі і клапанамі павінна адпавядаць наступным правілам
① У якасці ўшчыльняльнага матэрыялу для злучэння газаправодаў высокай чысціні і клапанаў варта выкарыстоўваць металічныя пракладкі або падвойныя абмоткі ў адпаведнасці з патрабаваннямі вытворчага працэсу і характарыстыкамі газу.
②Ушчыльняльным матэрыялам на разьбовым або фланцавым злучэнні павінен быць політэтрафторэтылен.
3.2 Згодна з патрабаваннямі спецыфікацый і адпаведнымі тэхнічнымі мерамі, злучэнні газаправодаў высокай чысціні павінны быць зваранымі па магчымасці. Падчас зваркі варта пазбягаць прамой стыкавой зваркі. Варта выкарыстоўваць гільзы труб або гатовыя злучэнні. Гільзы труб павінны быць выраблены з таго ж матэрыялу і з гладкай унутранай паверхняй, што і трубы. Падчас зваркі, каб прадухіліць акісленне зварачнай часткі, у зварачную трубу павінен быць уведзены чысты ахоўны газ. Для труб з нержавеючай сталі варта выкарыстоўваць аргонадугавую зварку, і ў трубу павінен быць уведзены аргон такой жа чысціні. Неабходна выкарыстоўваць разьбовае злучэнне або разьбовае злучэнне. Пры злучэнні фланцаў для разьбовых злучэнняў варта выкарыстоўваць абцякальнікі. За выключэннем кіслародных і вадародных труб, дзе павінны выкарыстоўвацца металічныя пракладкі, для іншых труб варта выкарыстоўваць пракладкі з політэтрафторэтылену. Нанясенне невялікай колькасці сіліконавага каўчуку на пракладкі таксама будзе эфектыўным. Гэта палепшыць эфект герметызацыі. Падобныя меры варта прымаць пры вырабе фланцавых злучэнняў.
Перад пачаткам мантажных работ праводзіцца дэталёвы візуальны агляд труб,фітынгі, клапаны і г.д. павінны быць выкананы. Унутраная сценка звычайных труб з нержавеючай сталі павінна быць пратраўлена перад усталёўкай. Трубы, фітынгі, клапаны і г.д. кіслародных трубаправодаў павінны быць строга забаронены ад алею і павінны быць старанна абястлушчаны ў адпаведнасці з адпаведнымі патрабаваннямі перад усталёўкай.
Перад устаноўкай і ўводам сістэмы ў эксплуатацыю сістэму магістральных і размеркавальных трубаправодаў неабходна цалкам прачысціць пададзеным газам высокай чысціні. Гэта не толькі здзімае часцінкі пылу, якія выпадкова трапілі ў сістэму падчас працэсу ўстаноўкі, але і выконвае ролю асушвання ў сістэме трубаправодаў, выдаляючы частку газу, які змяшчае вільгаць і паглынуты сценкай трубы і нават матэрыялам трубы.
4. Выпрабаванне трубаправода пад ціскам і прыёмка
(1) Пасля ўстаноўкі сістэмы неабходна правесці 100% радыяграфічны кантроль труб, якія транспартуюць высокатаксічныя вадкасці ў спецыяльных газаправодах, прычым іх якасць павінна быць не ніжэй за II узровень. Іншыя трубы павінны падвяргацца выбаркаваму радыяграфічнаму кантролю, прычым каэфіцыент выбарачнага кантролю павінен быць не менш за 5%, якасць павінна быць не ніжэй за III клас.
(2) Пасля праходжання неразбуральнага кантролю неабходна правесці выпрабаванне пад ціскам. Каб пераканацца ў сухасці і чысціні трубаправоднай сістэмы, нельга праводзіць гідраўлічнае выпрабаванне пад ціскам, а варта выкарыстоўваць пнеўматычнае выпрабаванне пад ціскам. Выпрабаванне пад ціскам паветра павінна праводзіцца з выкарыстаннем азоту або сціснутага паветра, які адпавядае ўзроўню чысціні чыстага памяшкання. Выпрабавальны ціск у трубаправодзе павінен быць у 1,15 раза большы за разліковы ціск, а выпрабавальны ціск у вакуумным трубаправодзе павінен складаць 0,2 МПа. Падчас выпрабавання ціск трэба паступова і павольна павялічваць. Калі ціск падымецца да 50% ад выпрабавальнага ціску, калі не выяўлена ніякіх адхіленняў або ўцечак, працягвайце паступова павялічваць ціск на 10% ад выпрабавальнага ціску і стабілізуйце ціск на працягу 3 хвілін на кожным узроўні, пакуль не будзе дасягнуты выпрабавальны ціск. Стабілізуйце ціск на працягу 10 хвілін, затым знізіце ціск да разліковага ціску. Час спынення ціску трэба вызначаць у залежнасці ад патрэб выяўлення ўцечак. Пенаўтваральнік лічыцца прыдатным, калі няма ўцечак.
(3) Пасля таго, як вакуумная сістэма пройдзе выпрабаванне пад ціскам, яна таксама павінна правесці 24-гадзіннае выпрабаванне на ступень вакууму ў адпаведнасці з праектнай дакументацыяй, прычым ступень ціску не павінна перавышаць 5%.
(4) Выпрабаванне на герметычнасць. Для трубаправодных сістэм класа ppb і ppt, згодна з адпаведнымі спецыфікацыямі, адсутнасць уцечкі не павінна лічыцца кваліфікаванай, але выпрабаванне на колькасць уцечкі выкарыстоўваецца падчас праектавання, гэта значыць выпрабаванне на колькасць уцечкі праводзіцца пасля выпрабавання на герметычнасць. Ціск з'яўляецца рабочым ціскам, і ціск спыняецца на 24 гадзіны. Сярэдняя пагадзінная ўцечка меншая або роўная 50 ppm, як кваліфікавана. Разлік уцечкі наступны:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
У формуле:
Уцечка за гадзіну (%)
P1 - Абсалютны ціск у пачатку выпрабавання (Па)
P2 - Абсалютны ціск у канцы выпрабавання (Па)
T1 — абсалютная тэмпература ў пачатку выпрабавання (K)
T2 — абсалютная тэмпература ў канцы выпрабавання (K)
Час публікацыі: 12 снежня 2023 г.