Verkefnið 909, sem byggir mjög stóra rafrásarverksmiðju, er eitt af stóru byggingarverkefnum rafeindaiðnaðarins í mínu landi á níundu fimm ára áætluninni, og miðar að því að framleiða örgjörva með línubreidd upp á 0,18 míkron og þvermál upp á 200 mm.
Framleiðslutækni mjög stórra samþættra hringrása felur ekki aðeins í sér nákvæma tækni eins og örvinnslu, heldur setur einnig miklar kröfur um hreinleika gassins.
Gasframboð fyrir verkefni 909 er veitt í gegnum samstarfsverkefni Praxair Utility Gas Co., Ltd. í Bandaríkjunum og viðeigandi aðila í Shanghai til að koma sameiginlega á fót gasframleiðslustöð. Gasframleiðslustöðin er við hliðina á verksmiðjubyggingu verkefnisins 909 og nær yfir um það bil 15.000 fermetra svæði. Hreinleiki og afköstskröfur ýmissa lofttegunda
Hreint köfnunarefni (PN2), köfnunarefni (N2) og hreint súrefni (PO2) eru framleidd með loftskiljun. Hreint vetni (PH2) er framleitt með rafgreiningu. Argon (Ar) og helíum (He) eru keypt utanaðkomandi. Kvasigasið er hreinsað og síað til notkunar í verkefni 909. Sérstakt gas er afhent í flöskum og gasflöskuskápurinn er staðsettur í aukaverkstæði framleiðslustöðvarinnar fyrir samþættar hringrásir.
Aðrar lofttegundir innihalda einnig hreint, þurrt þrýstilofts-CDA-kerfi, með notkunarrúmmál upp á 4185 m3/klst, þrýstingsdöggpunkt -70°C og agnastærð ekki meiri en 0,01 µm í gasinu á notkunarstað. Öndunarþrýstiloftskerfi (BA), notkunarrúmmál 90 m3/klst, þrýstingsdöggpunktur 2 ℃, agnastærð í gasinu á notkunarstað er ekki meiri en 0,3 µm, ferlislofttæmiskerfi (PV), notkunarrúmmál 582 m3/klst, lofttæmisgráða á notkunarstað -79993 Pa. Þrifslofttæmiskerfi (HV), notkunarrúmmál 1440 m3/klst, lofttæmisgráða á notkunarstað -59995 Pa. Loftþjöppuherbergið og lofttæmisdæluherbergið eru bæði staðsett á verksmiðjusvæði 909 verkefnisins.
Val á pípuefni og fylgihlutum
Gasið sem notað er í VLSI-framleiðslu hefur afar miklar hreinlætiskröfur.Háhreinleika gasleiðslureru venjulega notuð í hreinum framleiðsluumhverfum og hreinleikaeftirlit þeirra ætti að vera í samræmi við eða hærra en hreinleikastig rýmisins sem er í notkun! Að auki eru hágæða gasleiðslur oft notaðar í hreinum framleiðsluumhverfum. Hreint vetni (PH2), hágæða súrefni (PO2) og sumar sérstakar lofttegundir eru eldfimar, sprengifimar, brunaörvandi eða eitraðar lofttegundir. Ef gasleiðslukerfið er rangt hannað eða efnin eru rangt valin, mun ekki aðeins hreinleiki gassins sem notað er á gaspunktinum minnka, heldur mun það einnig bila. Það uppfyllir kröfur um ferli, en það er óöruggt í notkun og mun valda mengun í hreinni verksmiðju, sem hefur áhrif á öryggi og hreinleika hreinu verksmiðjunnar.
Ábyrgð á gæðum hreins gass á notkunarstað er ekki aðeins háð nákvæmni gasframleiðslu, hreinsunarbúnaðar og sía, heldur er hún einnig að miklu leyti undir áhrifum margra þátta í leiðslukerfinu. Ef við reiðum okkur á gasframleiðslubúnað, hreinsunarbúnað og síur er einfaldlega rangt að setja óendanlega hærri nákvæmniskröfur til að bæta upp fyrir óviðeigandi hönnun eða efnisval á gasleiðslukerfum.
Við hönnun verkefnisins 909 fylgdum við „Staðall fyrir hönnun hreinna verksmiðja“ GBJ73-84 (núverandi staðall er (GB50073-2001)), „Staðall fyrir hönnun þrýstiloftstöðva“ GBJ29-90, „Staðall fyrir hönnun súrefnisstöðva“ GB50030-91, „Staðall fyrir hönnun vetnis- og súrefnisstöðva“ GB50177-93 og viðeigandi tæknilegar ráðstafanir við val á efni í leiðslur og fylgihlutum. „Staðall fyrir hönnun hreinna verksmiðja“ kveður á um val á efni í leiðslur og loka sem hér segir:
(1) Ef hreinleiki gassins er meiri en eða jafnt og 99,999% og döggpunkturinn er lægri en -76°C, ætti að nota 00Cr17Ni12Mo2Ti lágkolefnis ryðfría stálpípu (316L) með rafslípuðum innvegg eða OCr18Ni9 ryðfría stálpípu (304) með rafslípuðum innvegg. Lokinn ætti að vera þindarloki eða belgsloki.
(2) Ef hreinleiki gassins er meiri en eða jafnt og 99,99% og döggpunkturinn er lægri en -60°C, ætti að nota OCr18Ni9 ryðfrítt stálrör (304) með rafpóleruðum innvegg. Fyrir utan belgsloka sem ættu að vera notaðir fyrir eldfim gasleiðslur, ætti að nota kúluloka fyrir aðrar gasleiðslur.
(3) Ef döggpunktur þurrs þrýstilofts er lægri en -70°C, ætti að nota OCr18Ni9 ryðfría stálpípu (304) með slípuðum innvegg. Ef döggpunkturinn er lægri en -40°C, ætti að nota OCr18Ni9 ryðfría stálpípu (304) eða heitgalvaniseruðu, óaðfinnanlegu stálpípu. Lokinn ætti að vera belgloki eða kúluloki.
(4) Efni lokans ætti að vera samhæft við efni tengirörsins.
Samkvæmt kröfum um forskriftir og viðeigandi tæknilegar ráðstafanir tökum við aðallega tillit til eftirfarandi þátta þegar við veljum efni í leiðslur:
(1) Loftgegndræpi pípuefna ætti að vera lítið. Pípur úr mismunandi efnum hafa mismunandi loftgegndræpi. Ef valdar eru pípur með meiri loftgegndræpi er ekki hægt að fjarlægja mengun. Ryðfríar stálpípur og koparpípur eru betri í að koma í veg fyrir að súrefni komist í andrúmsloftið og tærist. Hins vegar, þar sem ryðfríar stálpípur eru minna virkar en koparpípur, eru koparpípur virkari í að leyfa raka úr andrúmsloftinu að komast inn í innri yfirborð þeirra. Þess vegna, þegar pípur eru valdar fyrir háhreinleika gasleiðslur, ættu ryðfríar stálpípur að vera fyrsta valið.
(2) Innra yfirborð pípuefnisins er aðsogað og hefur lítil áhrif á greiningu gassins. Eftir að ryðfrítt stálpípan hefur verið unnin verður ákveðið magn af gasi eftir í málmgrindinni. Þegar háhreint gas fer í gegn mun þessi hluti gassins komast inn í loftflæðið og valda mengun. Á sama tíma, vegna aðsogs og greiningar, mun málmurinn á innra yfirborði pípunnar einnig framleiða ákveðið magn af dufti, sem veldur mengun í háhreinu gasinu. Fyrir pípukerfi með hreinleika yfir 99,999% eða ppb gildi, ætti að nota 00Cr17Ni12Mo2Ti lágkolefnis ryðfrítt stálpípu (316L).
(3) Slitþol ryðfría stálpípa er betra en koparpípa og málmrykið sem myndast við loftrof er tiltölulega minna. Framleiðsluverkstæði með strangari hreinlætiskröfur geta notað 00Cr17Ni12Mo2Ti lágkolefnis ryðfría stálpípur (316L) eða OCr18Ni9 ryðfría stálpípur (304), koparpípur skulu ekki notaðar.
(4) Fyrir pípulagnakerfi með gashreinleika yfir 99,999% eða ppb eða ppt gildi, eða í hreinum rýmum með lofthreinleikastig N1-N6 sem tilgreint er í „Hönnunarreglugerð fyrir hreina verksmiðju“, skal nota afarhreinar pípur eðaEP ultra-hreinar pípurætti að nota. Hreinsið „hreint rör með afar sléttu innra yfirborði“.
(5) Sum sérstök gasleiðslukerfi sem notuð eru í framleiðsluferlinu eru mjög ætandi lofttegundir. Rörin í þessum leiðslukerfum verða að vera úr tæringarþolnum ryðfríu stáli. Annars skemmast rörin vegna tæringar. Ef tæringarblettir myndast á yfirborðinu skal ekki nota venjulegar óaðfinnanlegar stálrör eða galvaniseruðu, soðnar stálrör.
(6) Í meginatriðum ættu allar tengingar við gasleiðslur að vera suðuðar. Þar sem suðu á galvaniseruðum stálpípum eyðileggur galvaniseruðu lagið, eru galvaniseruð stálpípur ekki notaðar í pípur í hreinum rýmum.
Með hliðsjón af ofangreindum atriðum eru gasleiðslurnar og lokarnir sem valdir voru í verkefninu &7& eftirfarandi:
Rörkerfin með háhreinleika köfnunarefnis (PN2) eru úr 00Cr17Ni12Mo2Ti lágkolefnis ryðfríu stálrörum (316L) með rafpóleruðum innveggjum og lokarnir eru úr belglokum úr sama efni úr ryðfríu stáli.
Köfnunarefnisrörin (N2) eru úr lágkolefnis ryðfríu stálrörum (316L) með rafpólísuðum innveggjum og lokarnir eru úr belglokum úr sama efni.
Rör fyrir hágæða vetniskerfi (PH2) eru úr lágkolefnis ryðfríu stálrörum (316L) með rafpóleruðum innveggjum og lokarnir eru úr belglokum úr sama efni úr ryðfríu stáli.
Rör fyrir súrefniskerfi með mikilli hreinleika (PO2) eru úr 00Cr17Ni12Mo2Ti lágkolefnis ryðfríu stálrörum (316L) með rafpóleruðum innveggjum og lokarnir eru úr belglokum úr sama efni úr ryðfríu stáli.
Argon (Ar) kerfisrör eru úr 00Cr17Ni12Mo2Ti lágkolefnis ryðfríu stálrörum (316L) með rafpólísuðum innveggjum og notaðir eru belglokar úr sama efni úr ryðfríu stáli.
Helíum (He) kerfisrörin eru úr lágkolefnis ryðfríu stálrörum (316L) með rafpólísuðum innveggjum og lokarnir eru úr belglokum úr sama efni.
Rör fyrir hreint, þurrt þrýstiloft (CDA) eru úr OCr18Ni9 ryðfríu stálrörum (304) með slípuðum innveggjum og lokarnir eru úr belglokum úr sama efni úr ryðfríu stáli.
Rör öndunarþrýstiloftskerfisins (BA) eru úr OCr18Ni9 ryðfríu stálrörum (304) með slípuðum innveggjum og lokarnir eru úr kúlulokum úr ryðfríu stáli úr sama efni.
Pípurnar í ferlakerfinu (PV) eru úr UPVC pípum og lokarnir eru úr tómarúmsfiðrildalokum úr sama efni.
Rör þrifakerfisins (HV) eru úr UPVC rörum og lokarnir eru úr tómarúmsfiðrildalokum úr sama efni.
Rörin í sérstöku gaskerfinu eru öll úr lágkolefnis ryðfríu stálrörum (316L) með rafpóleruðum innveggjum og lokarnir eru úr belglokum úr ryðfríu stáli úr sama efni.
3. Bygging og uppsetning leiðslna
3.1 Í 8.3. grein „Hönnunarreglugerðarinnar fyrir hreinar verksmiðjubyggingar“ eru eftirfarandi ákvæði um tengingar við leiðslur:
(1) Rörtengingar skulu vera suðaðar, en heitgalvaniseruð stálrör ættu að vera skrúfuð. Þéttiefni skrúftenginga skal vera í samræmi við kröfur greinar 8.3.3 í þessari forskrift.
(2) Rör úr ryðfríu stáli ættu að vera tengdar saman með argonbogasuðu og stufsuðu eða innstungu, en háhreinar gasleiðslur ættu að vera tengdar saman með stufsuðu án þess að merki komi á innvegginn.
(3) Tenging milli leiðslna og búnaðar ætti að vera í samræmi við tengikröfur búnaðarins. Þegar slöngutengingar eru notaðar ætti að nota málmslöngur.
(4) Tengingin milli leiðslna og loka ætti að vera í samræmi við eftirfarandi reglur
① Þéttiefnið sem tengir saman háhreinleikagasleiðslur og lokar ætti að nota málmþéttingar eða tvöfaldar ferrules í samræmi við kröfur framleiðsluferlisins og eiginleika gassins.
② Þéttiefnið við skrúfganga eða flanstengingu ætti að vera pólýtetraflúoróetýlen.
3.2 Samkvæmt kröfum í forskriftum og viðeigandi tæknilegum ráðstöfunum ætti að suða tengingar á háhreinum gasleiðslum eins mikið og mögulegt er. Forðast skal beina stubbsuðu við suðu. Nota skal rörhylki eða fullunnin samskeyti. Rörhylkin ættu að vera úr sama efni og með slétt innra yfirborð og rörin. Með jafnri suðu ætti að setja hreint verndargas inn í suðupípuna til að koma í veg fyrir oxun á suðuhlutanum. Fyrir ryðfríar stálpípur ætti að nota argonbogasuðu og setja argongas af sama hreinleika inn í rörið. Nota skal skrúfað tengingu eða skrúfað tengingu. Þegar flansar eru tengdir ætti að nota ferrules fyrir skrúfað tengingar. Fyrir utan súrefnispípur og vetnispípur, sem ættu að nota málmþéttingar, ættu aðrar pípur að nota pólýtetraflúoróetýlenþéttingar. Að bera lítið magn af sílikongúmmíi á þéttingarnar mun einnig vera áhrifaríkt. Þetta eykur þéttiáhrifin. Svipaðar ráðstafanir ættu að vera gerðar þegar flanstengingar eru gerðar.
Áður en uppsetningarvinna hefst skal framkvæma ítarlega sjónræna skoðun á pípum,innréttingar, lokar o.s.frv. verður að framkvæma. Innri vegg venjulegra ryðfríu stálpípa ætti að vera súrsuð fyrir uppsetningu. Pípur, tengi, lokar o.s.frv. í súrefnisleiðslum ættu að vera stranglega bönnuð fyrir olíu og ættu að vera stranglega affituð samkvæmt viðeigandi kröfum fyrir uppsetningu.
Áður en kerfið er sett upp og tekið í notkun þarf að hreinsa flutnings- og dreifikerfið alveg með afhentu hágæða gasi. Þetta blæs ekki aðeins burt rykögnum sem lentu óvart í kerfinu við uppsetningu, heldur gegnir einnig þurrkunarhlutverki í leiðslukerfinu og fjarlægir hluta af rakainnihaldandi gasinu sem frásogast af pípuveggnum og jafnvel pípuefninu.
4. Þrýstiprófun og samþykki á leiðslum
(1) Eftir að kerfið hefur verið sett upp skal framkvæma 100% geislaskoðun á pípum sem flytja mjög eitraða vökva í sérstökum gasleiðslum og gæði þeirra skulu ekki vera lægri en stig II. Aðrar pípur skulu gangast undir sýnatöku með geislaskoðun og hlutfall sýnatökuskoðunar skal ekki vera lægra en 5%, gæðin skulu ekki vera lægri en stig III.
(2) Eftir að skoðun án eyðileggingar hefur verið framkvæmd skal framkvæma þrýstipróf. Til að tryggja þurrleika og hreinleika pípulagnakerfisins má ekki framkvæma vökvaþrýstingspróf heldur nota loftþrýstingspróf. Loftþrýstingsprófið skal framkvæma með köfnunarefni eða þrýstilofti sem passar við hreinleikastig hreinrýmisins. Prófunarþrýstingur leiðslunnar ætti að vera 1,15 sinnum hönnunarþrýstingurinn og prófunarþrýstingur lofttæmisleiðslunnar ætti að vera 0,2 MPa. Meðan á prófuninni stendur skal auka þrýstinginn smám saman og hægt. Þegar þrýstingurinn fer upp í 50% af prófunarþrýstingnum, ef engin frávik eða leki finnast, skal halda áfram að auka þrýstinginn skref fyrir skref um 10% af prófunarþrýstingnum og halda þrýstingnum stöðugum í 3 mínútur á hverju stigi þar til prófunarþrýstingurinn er náð. Haldið þrýstingnum stöðugum í 10 mínútur og lækkið síðan þrýstinginn niður í hönnunarþrýstinginn. Þrýstistöðvunartíminn skal ákvarðaður í samræmi við þarfir lekagreiningar. Froðumyndandi efnið telst hæft ef enginn leki er til staðar.
(3) Eftir að lofttæmiskerfið hefur staðist þrýstiprófið ætti það einnig að framkvæma 24 klukkustunda lofttæmispróf samkvæmt hönnunarskjölunum og þrýstihlutfallið ætti ekki að vera meira en 5%.
(4) Lekapróf. Fyrir pípulagnakerfi af ppb- og ppt-gæði, samkvæmt viðeigandi forskriftum, ætti enginn leki að teljast hæfur, en lekamagnspróf er notað við hönnun, þ.e. lekamagnsprófið er framkvæmt eftir loftþéttleikaprófið. Þrýstingurinn er vinnuþrýstingurinn og þrýstingurinn er stöðvaður í 24 klukkustundir. Meðal klukkustundar leki er minni en eða jafnt og 50 ppm samkvæmt hæfni. Útreikningur á lekanum er sem hér segir:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Í formúlunni:
Leki á klukkustund (%)
P1 - Algjör þrýstingur í upphafi prófunar (Pa)
P2 - Algjör þrýstingur í lok prófunar (Pa)
T1 - alhitastig við upphaf prófunar (K)
T2-algildi hitastigs við lok prófunar (K)
Birtingartími: 12. des. 2023