La Tre Grandskala Fabriko de Integraj Cirkvitoj de la Projekto 909 estas grava konstruprojekto de la elektronika industrio de mia lando dum la Naŭa Kvinjara Plano por produkti ĉipojn kun linilarĝo de 0.18 mikrometroj kaj diametro de 200 mm.
La fabrikada teknologio de tre grandskalaj integraj cirkvitoj ne nur implikas altprecizajn teknologiojn kiel mikro-maŝinado, sed ankaŭ metas altajn postulojn pri gaspureco.
La groca gasprovizo por Projekto 909 estas provizita de komuna entrepreno inter Praxair Utility Gas Co., Ltd. de Usono kaj koncernaj partioj en Ŝanhajo por komune establi gasproduktejon. La gasproduktejo estas apud la fabrikejo de la projekto 909, kovrante areon de proksimume 15 000 kvadrataj metroj. La pureco kaj eligpostuloj de diversaj gasoj...
Altpureca nitrogeno (PN2), nitrogeno (N2), kaj altpureca oksigeno (PO2) estas produktitaj per aera apartigo. Altpureca hidrogeno (PH2) estas produktita per elektrolizo. Argono (Ar) kaj heliumo (He) estas aĉetataj ekstere. La kvazaŭgaso estas purigita kaj filtrita por uzo en Projekto 909. Speciala gaso estas liverata en boteloj, kaj la ŝranko por gasboteloj troviĝas en la helpa laborejo de la produktadfabriko por integraj cirkvitoj.
Aliaj gasoj ankaŭ inkluzivas puran, sekan, premaeran CDA-sistemon, kun uzvolumeno de 4185 m³/h, prema rosopunkto de -70 °C, kaj partikla grandeco de ne pli ol 0.01 µm en la gaso ĉe la uzpunkto. Sistemo por spirado de premaero (BA), uzvolumeno de 90 m³/h, prema rosopunkto de 2 ℃, partikla grandeco en la gaso ĉe la uzpunkto ne superas 0.3 µm, proceza vakua (PV) sistemo, uzvolumeno de 582 m³/h, vakuogrado ĉe la uzpunkto de -79993 Pa. Sistemo por puriga vakuo (HV), uzvolumeno de 1440 m³/h, vakuogrado ĉe la uzpunkto de -59995 Pa. La aerkunpremila ĉambro kaj la vakupumpila ĉambro ambaŭ situas en la projekta fabrikejo 909.
Elekto de tubmaterialoj kaj akcesoraĵoj
La gaso uzata en VLSI-produktado havas ekstreme altajn purecpostulojn.Altpurecaj gasduktojkutime estas uzataj en puraj produktadmedioj, kaj ilia pureckontrolo devus esti kongrua kun aŭ pli alta ol la purecnivelo de la uzata spaco! Krome, altpurecaj gasduktoj ofte estas uzataj en puraj produktadmedioj. Pura hidrogeno (PH2), altpureca oksigeno (PO2) kaj iuj specialaj gasoj estas brulemaj, eksplodemaj, bruligsubtenaj aŭ toksaj gasoj. Se la gasduktosistemo estas neĝuste desegnita aŭ la materialoj estas neĝuste elektitaj, ne nur la pureco de la gaso uzata ĉe la gaspunkto malpliiĝos, sed ĝi ankaŭ paneos. Ĝi plenumas la procezajn postulojn, sed ĝi estas nesekura por uzi kaj kaŭzos poluon al la pura fabriko, influante la sekurecon kaj purecon de la pura fabriko.
La garantio pri la kvalito de altpureca gaso ĉe la uzpunkto ne nur dependas de la precizeco de gasproduktado, puriga ekipaĵo kaj filtriloj, sed ankaŭ estas grandparte influata de multaj faktoroj en la duktosistemo. Se ni fidas je gasprodukta ekipaĵo, puriga ekipaĵo kaj filtriloj, estas simple malĝuste trudi senlime pli altajn precizecpostulojn por kompensi pro neĝusta dezajno aŭ materiala elekto de la gastubaro.
Dum la dezajnprocezo de la projekto 909, ni sekvis la "Kodon por Dezajno de Puraj Instalaĵoj" GBJ73-84 (la nuna normo estas (GB50073-2001)), "Kodon por Dezajno de Kunpremitaj Aerstacioj" GBJ29-90, "Kodon por Dezajno de Oksigenstacioj" GB50030-91, "Kodon por Dezajno de Hidrogenaj kaj Oksigenstacioj" GB50177-93, kaj koncernajn teknikajn mezurojn por la elekto de duktomaterialoj kaj akcesoraĵoj. La "Kodo por Dezajno de Puraj Instalaĵoj" difinas la elekton de duktomaterialoj kaj valvoj jene:
(1) Se la pureco de la gaso estas pli granda ol aŭ egala al 99,999% kaj la rosopunkto estas pli malalta ol -76 °C, oni uzu tubon el malaltkarbona neoksidebla ŝtalo 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) kun elektropolurita interna muro aŭ tubon el neoksidebla ŝtalo OCr18Ni9 (304) kun elektropolurita interna muro. La valvo estu diafragma valvo aŭ blekega valvo.
(2) Se la pureco de la gaso estas pli granda ol aŭ egala al 99,99% kaj la rosopunkto estas pli malalta ol -60 °C, oni uzu tubon el neoksidebla ŝtalo OCr18Ni9 (304) kun elektropolurita interna muro. Krom balgovalvoj, kiuj uzeblas por brulemaj gasduktoj, pilkvalvoj uzeblas por aliaj gasduktoj.
(3) Se la rosopunkto de seka premaero estas sub -70 °C, oni uzu tubon el neoksidebla ŝtalo OCr18Ni9 (304) kun polurita interna muro. Se la rosopunkto estas sub -40 °C, oni uzu tubon el neoksidebla ŝtalo OCr18Ni9 (304) aŭ varm-galvanizita senjunta ŝtalo. La valvo estu balgovalvo aŭ pilkvalvo.
(4) La materialo de la valvo estu kongrua kun la materialo de la konekta tubo.
Laŭ la postuloj de specifoj kaj koncernaj teknikaj mezuroj, ni ĉefe konsideras la jenajn aspektojn dum elektado de duktomaterialoj:
(1) La aerpermebleco de tubmaterialoj devus esti malgranda. Tuboj el malsamaj materialoj havas malsaman aerpermeblecon. Se oni elektas tubojn kun pli granda aerpermebleco, poluado ne povas esti forigita. Tuboj el neoksidebla ŝtalo kaj kupraj tuboj pli bone preventas la penetron kaj korodon de oksigeno en la atmosfero. Tamen, ĉar tuboj el neoksidebla ŝtalo estas malpli aktivaj ol kupraj tuboj, kupraj tuboj pli aktivas en permesado al humideco en la atmosfero penetri en iliajn internajn surfacojn. Tial, kiam oni elektas tubojn por altpurecaj gasduktoj, tuboj el neoksidebla ŝtalo devus esti la unua elekto.
(2) La interna surfaco de la tubmaterialo estas adsorbita kaj havas malgrandan efikon al la gasanalizo. Post la prilaborado de la rustorezista ŝtala tubo, certa kvanto da gaso estos retenita en ĝia metala krado. Kiam altpureca gaso trapasas, ĉi tiu parto de la gaso eniros la aerfluon kaj kaŭzos poluon. Samtempe, pro adsorbado kaj analizo, la metalo sur la interna surfaco de la tubo ankaŭ produktos certan kvanton da pulvoro, kaŭzante poluon al la altpureca gaso. Por tubsistemoj kun pureco super 99.999% aŭ ppb-nivelo, oni uzu malaltkarbonan rustorezistan ŝtalan tubon 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) La eluziĝrezisto de rustorezista ŝtalaj tuboj estas pli bona ol tiu de kupraj tuboj, kaj la metala polvo generita de aerflua erozio estas relative malpli granda. Produktejoj kun pli altaj postuloj pri pureco povas uzi malaltkarbonajn rustorezistajn ŝtalajn tubojn 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) aŭ rustorezistajn ŝtalajn tubojn OCr18Ni9 (304), kupraj tuboj ne estu uzataj.
(4) Por tubaroj kun gaspureco super 99,999% aŭ ppb- aŭ ppt-niveloj, aŭ en puraj ĉambroj kun aerpurecaj niveloj de N1-N6 specifitaj en la "Kodo por Pura Fabriko-Dezajno", ultrapuraj tuboj aŭEP ultra-puraj tubojdevus esti uzata. Pura "pura tubo kun ultra-glata interna surfaco".
(5) Kelkaj el la specialaj gasduktosistemoj uzataj en la produktada procezo estas tre korodaj gasoj. La tuboj en ĉi tiuj duktosistemoj devas uzi korodorezistajn rustorezistajn ŝtalajn tubojn kiel tubojn. Alie, la tuboj difektiĝos pro korodo. Se korodaj makuloj aperas sur la surfaco, ordinaraj senjuntaj ŝtalaj tuboj aŭ galvanizitaj velditaj ŝtalaj tuboj ne estu uzataj.
(6) Principe, ĉiuj konektoj de gasduktoj estu velditaj. Ĉar veldado de galvanizitaj ŝtalaj tuboj detruos la galvanizitan tavolon, galvanizitaj ŝtalaj tuboj ne estas uzataj por tuboj en puraj ĉambroj.
Konsiderante la supre menciitajn faktorojn, la gasduktaj tuboj kaj valvoj elektitaj en la projekto &7& estas jenaj:
La tuboj de la sistemo de altpureca nitrogeno (PN2) estas faritaj el malaltkarbonaj neoksideblaj ŝtalaj tuboj 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) kun elektropoluritaj internaj muroj, kaj la valvoj estas faritaj el neoksideblaj ŝtalaj blekegoj el la sama materialo.
La nitrogenaj (N2) sistemo-tuboj estas faritaj el malaltkarbonaj neoksideblaj ŝtalaj tuboj 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) kun elektropoluritaj internaj muroj, kaj la valvoj estas faritaj el neoksideblaj ŝtalaj balgovalvoj el la sama materialo.
La tuboj de la altpureca hidrogeno (PH2) estas faritaj el malaltkarbonaj neoksideblaj ŝtalaj tuboj 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) kun elektropoluritaj internaj muroj, kaj la valvoj estas faritaj el neoksideblaj ŝtalaj blekegvalvoj el la sama materialo.
La tuboj de la altpureca oksigeno (PO2) estas faritaj el malaltkarbonaj neoksideblaj ŝtalaj tuboj 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) kun elektropoluritaj internaj muroj, kaj la valvoj estas faritaj el neoksideblaj ŝtalaj blekegoj el la sama materialo.
Argonaj (Ar)-sistemaj tuboj estas faritaj el malaltkarbonaj neoksideblaj ŝtalaj tuboj 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) kun elektropoluritaj internaj muroj, kaj oni uzas neoksideblajn ŝtalajn balgovalvojn el la sama materialo.
La heliumaj (He) sistemo-tuboj estas faritaj el malaltkarbonaj neoksideblaj ŝtalaj tuboj 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) kun elektropoluritaj internaj muroj, kaj la valvoj estas faritaj el neoksideblaj ŝtalaj balgovalvoj el la sama materialo.
La tuboj de la pura seka premaero (CDA) estas faritaj el OCr18Ni9-neoksidebla ŝtalo (304) kun poluritaj internaj muroj, kaj la valvoj estas faritaj el neoksidebla ŝtalo kun balgovalvoj el la sama materialo.
La tuboj de la spira premaera sistemo (BA) estas faritaj el OCr18Ni9-neoksideblaj ŝtalaj tuboj (304) kun poluritaj internaj muroj, kaj la valvoj estas faritaj el neoksideblaj ŝtalaj pilkvalvoj el la sama materialo.
La tuboj de la proceza vakua (PV) sistemo estas faritaj el UPVC-tuboj, kaj la valvoj estas faritaj el vakuaj papilivalvoj faritaj el la sama materialo.
La tuboj de la puriga polvosuĉa (HV) sistemo estas faritaj el UPVC-tuboj, kaj la valvoj estas faritaj el vakuaj papilivalvoj faritaj el la sama materialo.
La tuboj de la speciala gassistemo estas ĉiuj faritaj el malaltkarbonaj neoksideblaj ŝtalaj tuboj 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) kun elektropoluritaj internaj muroj, kaj la valvoj estas faritaj el neoksideblaj ŝtalaj balgovalvoj el la sama materialo.
3 Konstruado kaj instalado de duktoj
3.1 Sekcio 8.3 de la "Kodo pri Pura Fabrikkonstruado" difinas la jenajn provizaĵojn por duktokonektoj:
(1) Tubkonektoj estu velditaj, sed varm-galvanizitaj ŝtalaj tuboj estu surfadenigitaj. La sigela materialo de surfadenigitaj konektoj devas plenumi la postulojn de Artikolo 8.3.3 de ĉi tiu specifo.
(2) Tuboj de neoksidebla ŝtalo estu konektitaj per argona arka veldado kaj pugveldado aŭ ingoveldado, sed altpurecaj gasduktoj estu konektitaj per pugveldado sen markoj sur la interna muro.
(3) La konekto inter la duktoj kaj la ekipaĵo devas konformiĝi al la konektaj postuloj de la ekipaĵo. Kiam oni uzas hosajn konektojn, oni devas uzi metalajn hosojn.
(4) La konekto inter duktoj kaj valvoj devas konformiĝi al la jenaj regularoj
① La sigela materialo konektanta altpurecajn gasduktojn kaj valvojn devas uzi metalajn kusenetojn aŭ duoblajn ferrulojn laŭ la postuloj de la produktada procezo kaj gaskarakterizaĵoj.
②La sigela materialo ĉe la ŝraŭbaĵa aŭ flanĝa konekto estu politetrafluoroetileno.
3.2 Laŭ la postuloj de specifoj kaj koncernaj teknikaj mezuroj, la konekto de altpurecaj gasduktoj estu kiel eble plej veldita. Rekta puga veldado estu evitata dum veldado. Uzu tubingojn aŭ finitajn juntojn. La tubingoj estu faritaj el la sama materialo kaj kun la sama interna surfaca glateco kiel la tuboj. Dum veldado, por malhelpi oksidiĝon de la velda parto, pura protekta gaso estu enkondukita en la veldan tubon. Por rustorezistaŝtalaj tuboj, uzu argonan arkan veldadon, kaj argongaso de la sama pureco estu enkondukita en la tubon. Surfadenigita konekto aŭ surfadenigita konekto devas esti uzata. Dum konektado de flanĝoj, feruloj estu uzataj por surfadenigitaj konektoj. Krom oksigenaj tuboj kaj hidrogenaj tuboj, kiuj uzu metalajn kusenetojn, aliaj tuboj uzu politetrafluoroetilenajn kusenetojn. Apliki malgrandan kvanton da silikona kaŭĉuko al la kusenetoj ankaŭ estos efika. Plibonigu la sigelan efikon. Similaj mezuroj estu prenitaj kiam flanĝaj konektoj estas faritaj.
Antaŭ ol komenciĝas la instalado, necesas detala vida inspektado de la tuboj,armaturoj, valvoj, ktp. devas esti faritaj. La interna muro de ordinaraj rustorezistaŝtalaj tuboj devas esti piklita antaŭ instalado. La tuboj, armaturoj, valvoj, ktp. de oksigenaj duktoj devas esti strikte malpermesitaj de oleo, kaj devas esti strikte sengrasigitaj laŭ koncernaj postuloj antaŭ instalado.
Antaŭ ol la sistemo estas instalita kaj ekfunkciigita, la transporta kaj distribua duktosistemo devas esti tute purigita per la liverita altpurega gaso. Tio ne nur forblovas la polverojn, kiuj hazarde falis en la sistemon dum la instalado, sed ankaŭ ludas sekigan rolon en la duktosistemo, forigante parton de la humidenhava gaso absorbita de la tubmuro kaj eĉ la tubmaterialo.
4. Duktopremtesto kaj akcepto
(1) Post la instalado de la sistemo, oni devas fari 100%-an radiografian inspektadon de la tuboj transportantaj tre toksajn fluidojn en specialaj gasduktoj, kaj ilia kvalito ne devas esti sub Nivelo II. Aliaj tuboj devas esti submetitaj al specimeniga radiografia inspektado, kaj la specimeniga inspekta proporcio ne devas esti malpli ol 5%, la kvalito ne devas esti sub grado III.
(2) Post sukceso en la nedetrua inspektado, oni devas fari premoteston. Por certigi la sekecon kaj purecon de la tubaro, oni ne devas fari hidraŭlikan premoteston, sed uzi pneŭmatikan premoteston. La aerpremtesto estu farita per nitrogeno aŭ premaero, kiu kongruas kun la purecnivelo de la pura ĉambro. La testpremo de la tubaro estu 1,15-oble la projektita premo, kaj la testpremo de la vakua tubaro estu 0,2 MPa. Dum la testo, la premo estu iom post iom kaj malrapide pliigita. Kiam la premo altiĝas al 50% de la testpremo, se neniu anomalio aŭ elfluo estas trovita, daŭre pliigu la premon paŝon post paŝo je 10% de la testpremo, kaj stabiligu la premon dum 3 minutoj ĉe ĉiu nivelo ĝis la testpremo atingas la projektitan premon. Stabiligu la premon dum 10 minutoj, poste reduktu la premon al la projektita premo. La premohaltiga tempo estu determinita laŭ la bezonoj de likdetekto. La ŝaŭmiga agento estas kvalifikita se ne estas elfluo.
(3) Post kiam la vakua sistemo trapasas la premoteston, ĝi ankaŭ devas fari 24-horan vakuogrado-teston laŭ la projektaj dokumentoj, kaj la prema rapideco ne devas esti pli granda ol 5%.
(4) Elflua testo. Por duktosistemoj de grado ppb kaj ppt, laŭ koncernaj specifoj, neniu elfluo estu konsiderata kiel kvalifikita, sed la elflua kvantotesto estas uzata dum la projektado, tio estas, la elflua kvantotesto estas farita post la hermetikeca testo. La premo estas la labora premo, kaj la premo estas haltigita dum 24 horoj. La averaĝa hora elfluo estas malpli ol aŭ egala al 50 ppm kiel kvalifikita. La kalkulo de la elfluo estas jena:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
En la formulo:
Elfluado dum unu horo (%)
P1-Absoluta premo komence de la testo (Pa)
P2-Absoluta premo ĉe la fino de la testo (Pa)
T1-absoluta temperaturo je la komenco de la testo (K)
T2-absoluta temperaturo ĉe la fino de la testo (K)
Afiŝtempo: 12-a de decembro 2023