U Prughjettu 909 di a Fabbrica di Circuiti Integrati à Grande Scala hè un prughjettu di custruzzione maiò di l'industria elettronica di u mo paese durante u Novu Pianu Quinquennale per pruduce chip cù una larghezza di linea di 0,18 micron è un diametru di 200 mm.
A tecnulugia di fabricazione di circuiti integrati à grande scala ùn implica micca solu tecnulugie d'alta precisione cum'è a micro-machinazione, ma impone ancu esigenze elevate in quantu à a purità di u gasu.
L'approvvigionamentu di gasu in massa per u Prughjettu 909 hè furnitu da una joint venture trà Praxair Utility Gas Co., Ltd. di i Stati Uniti è e parti pertinenti in Shanghai per stabilisce inseme una centrale di pruduzzione di gasu. A centrale di pruduzzione di gasu hè adiacente à l'edifiziu di a fabbrica di u prugettu 909, coprendu una superficia di circa 15.000 metri quadrati. I requisiti di purezza è di pruduzzione di diversi gasi
L'azotu d'alta purità (PN2), l'azotu (N2) è l'ossigenu d'alta purità (PO2) sò prudutti per separazione di l'aria. L'idrogenu d'alta purità (PH2) hè pruduttu per elettrolisi. L'argon (Ar) è l'eliu (He) sò acquistati esternamente. U quasi-gas hè purificatu è filtratu per esse adupratu in u Prughjettu 909. U gas speciale hè furnitu in buttiglie, è l'armariu di e buttiglie di gas si trova in l'officina ausiliaria di l'impianto di pruduzzione di circuiti integrati.
Altri gas includenu ancu u sistema CDA d'aria compressa pulita è secca, cù un vulume d'usu di 4185 m3/h, un puntu di rugiada in pressione di -70 °C, è una dimensione di e particelle micca più di 0,01 um in u gas à u puntu d'usu. Sistema d'aria compressa respiratoria (BA), vulume d'usu 90 m3/h, puntu di rugiada in pressione 2 ℃, a dimensione di e particelle in u gas à u puntu d'usu ùn hè micca più grande di 0,3 um, sistema di vacuum di prucessu (PV), vulume d'usu 582 m3/h, gradu di vacuum à u puntu d'usu -79993 Pa. Sistema di vacuum di pulizia (HV), vulume d'usu 1440 m3/h, gradu di vacuum à u puntu d'usu -59995 Pa. A sala di u compressore d'aria è a sala di a pompa di vacuum sò tramindui situate in l'area di a fabbrica di u prughjettu 909.
Selezzione di materiali è accessori per tubi
U gasu utilizatu in a pruduzzione di VLSI hà esigenze di pulizia estremamente elevate.Gasdotti di alta purezzasò generalmente usati in ambienti di pruduzzione puliti, è u so cuntrollu di pulizia deve esse coerente o superiore à u livellu di pulizia di u spaziu in usu! Inoltre, i gasdotti di alta purezza sò spessu usati in ambienti di pruduzzione puliti. L'idrogenu puru (PH2), l'ossigenu di alta purezza (PO2) è alcuni gas speciali sò gas inflammabili, esplosivi, chì sustenenu a combustione o tossichi. Se u sistema di gasdotti hè cuncipitu in modu impropriu o i materiali sò scelti in modu impropriu, micca solu a purezza di u gas utilizatu à u puntu di gas diminuirà, ma ancu fallerà. Risponde à i requisiti di u prucessu, ma ùn hè micca sicuru da aduprà è causerà inquinamentu à a fabbrica pulita, affettendu a sicurezza è a pulizia di a fabbrica pulita.
A garanzia di a qualità di u gasu d'alta purezza à u puntu d'usu ùn dipende micca solu da a precisione di a pruduzzione di gasu, di l'equipaggiu di purificazione è di i filtri, ma hè ancu influenzata in larga misura da parechji fattori in u sistema di pipeline. Sè ci basemu nantu à l'equipaggiu di pruduzzione di gasu, l'equipaggiu di purificazione è i filtri, hè simplicemente sbagliatu impone esigenze di precisione infinitamente più elevate per cumpensà una cuncepzione impropria di u sistema di tubazioni di gasu o una selezzione di materiali impropria.
Durante u prucessu di cuncepimentu di u prugettu 909, avemu seguitu u "Codice per a Cuncepimentu di Impianti Puliti" GBJ73-84 (u standard attuale hè (GB50073-2001)), u "Codice per a Cuncepimentu di Stazioni d'Aria Compressa" GBJ29-90, u "Codice per a Cuncepimentu di Stazioni d'Ossigenu" GB50030-91, u "Codice per a Cuncepimentu di Stazioni d'Idrogenu è d'Ossigenu" GB50177-93, è e misure tecniche pertinenti per a selezzione di i materiali è l'accessori di e pipeline. U "Codice per a Cuncepimentu di Impianti Puliti" stipula a selezzione di i materiali di e pipeline è di e valvole cum'è seguita:
(1) Sè a purità di u gasu hè superiore o uguale à 99,999% è u puntu di rugiada hè inferiore à -76 °C, si deve aduprà un tubu d'acciaio inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cù parete interna elettrolucidata o un tubu d'acciaio inox OCr18Ni9 (304) cù parete interna elettrolucidata. A valvula deve esse una valvula à diafragma o una valvula à soffietto.
(2) Sè a purità di u gasu hè superiore o uguale à 99,99% è u puntu di rugiada hè inferiore à -60 °C, si deve aduprà un tubu d'acciaio inox OCr18Ni9 (304) cù una parete interna elettrolucidata. Eccettu per e valvole à soffietto chì devenu esse aduprate per e tubazioni di gas combustibili, e valvole à sfera devenu esse aduprate per altre tubazioni di gasu.
(3) Sè u puntu di rugiada di l'aria compressa secca hè inferiore à -70 °C, si deve aduprà un tubu d'acciaio inox OCr18Ni9 (304) cù una parete interna lucidata. Sè u puntu di rugiada hè inferiore à -40 ℃, si deve aduprà un tubu d'acciaio inox OCr18Ni9 (304) o un tubu d'acciaio senza saldatura galvanizatu à caldu. A valvula deve esse una valvula à soffietto o una valvula à sfera.
(4) U materiale di a valvula deve esse cumpatibile cù u materiale di u tubu di cunnessione.
Sicondu i requisiti di e specificazioni è e misure tecniche pertinenti, cunsideremu principalmente i seguenti aspetti quandu selezziunemu i materiali di e pipeline:
(1) A permeabilità à l'aria di i materiali di i tubi deve esse chjuca. I tubi di materiali diversi anu una permeabilità à l'aria diversa. Sè si sceglienu tubi cù una maggiore permeabilità à l'aria, l'inquinamentu ùn pò esse eliminatu. I tubi d'acciaio inox è i tubi di rame sò megliu à impedisce a penetrazione è a corrosione di l'ossigenu in l'atmosfera. Tuttavia, postu chì i tubi d'acciaio inox sò menu attivi cà i tubi di rame, i tubi di rame sò più attivi in permette à l'umidità in l'atmosfera di penetrà in e so superfici interne. Dunque, quandu si sceglienu tubi per gasdotti di alta purezza, i tubi d'acciaio inox devenu esse a prima scelta.
(2) A superficia interna di u materiale di u tubu hè adsorbita è hà un picculu effettu nant'à l'analisi di u gasu. Dopu chì u tubu d'acciaiu inox hè statu trasfurmatu, una certa quantità di gasu serà ritenuta in a so rete metallica. Quandu u gasu d'alta purezza passa, sta parte di u gasu entrerà in u flussu d'aria è causerà inquinamentu. À u listessu tempu, per via di l'adsorbimentu è di l'analisi, u metallu nant'à a superficia interna di u tubu pruducerà ancu una certa quantità di polvere, causendu inquinamentu à u gasu d'alta purezza. Per i sistemi di tubazioni cù una purezza superiore à 99,999% o livellu ppb, si deve aduprà un tubu d'acciaiu inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) A resistenza à l'usura di i tubi d'acciaio inox hè megliu cà quella di i tubi di rame, è a polvera metallica generata da l'erosione di u flussu d'aria hè relativamente menu. I laboratori di pruduzzione cù esigenze più elevate di pulizia ponu aduprà tubi d'acciaio inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) o tubi d'acciaio inox OCr18Ni9 (304), i tubi di rame ùn devenu micca esse aduprati.
(4) Per i sistemi di tubazioni cù una purezza di gas superiore à 99,999% o livelli di ppb o ppt, o in camere pulite cù livelli di purezza di l'aria di N1-N6 specificati in u "Clean Factory Design Code", tubi ultra-puliti oTubi ultra-puliti EPdeve esse adupratu. Pulite "tubu pulitu cù una superficia interna ultra liscia".
(5) Certi di i sistemi speciali di gasdotti utilizati in u prucessu di pruduzzione sò gasi altamente currusivi. I tubi in questi sistemi di gasdotti devenu aduprà tubi d'acciaio inox resistenti à a currusione cum'è tubi. Altrimenti, i tubi saranu dannighjati per via di a currusione. Se si verificanu macchie di currusione nantu à a superficia, ùn si devenu micca aduprà tubi d'acciaio senza saldatura ordinarii o tubi d'acciaio galvanizzati saldati.
(6) In principiu, tutte e cunnessione di e pipeline di gas devenu esse saldate. Siccomu a saldatura di tubi d'acciaio galvanizatu distruggerà u stratu galvanizatu, i tubi d'acciaio galvanizatu ùn sò micca aduprati per i tubi in e camere pulite.
Tenendu contu di i fattori sopra menzionati, i tubi è e valvole di gasdotti scelti in u prugettu &7& sò i seguenti:
I tubi di u sistema d'azotu d'alta purezza (PN2) sò fatti di tubi d'acciaio inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cù pareti interne elettrolucidate, è e valvole sò fatte di valvole à soffietto in acciaio inox di u listessu materiale.
I tubi di u sistema d'azotu (N2) sò fatti di tubi d'acciaio inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cù pareti interne elettrolucidate, è e valvole sò fatte di valvole à soffietto in acciaio inox di u listessu materiale.
I tubi di u sistema d'idrogenu d'alta purezza (PH2) sò fatti di tubi d'acciaio inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cù pareti interne elettrolucidate, è e valvole sò fatte di valvole à soffietto in acciaio inox di u listessu materiale.
I tubi di u sistema d'ossigenu d'alta purezza (PO2) sò fatti di tubi d'acciaio inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cù pareti interne elettrolucidate, è e valvole sò fatte di valvole à soffietto in acciaio inox di u listessu materiale.
I tubi di u sistema Argon (Ar) sò fatti di tubi d'acciaio inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cù pareti interne elettrolucidate, è sò aduprate valvole à soffietto in acciaio inox di u listessu materiale.
I tubi di u sistema d'eliu (He) sò fatti di tubi d'acciaiu inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cù pareti interne elettrolucidate, è e valvole sò fatte di valvole à soffietto in acciaio inox di u listessu materiale.
I tubi di u sistema d'aria compressa pulita è secca (CDA) sò fatti di tubi d'acciaio inox OCr18Ni9 (304) cù pareti interne lucidate, è e valvole sò fatte di valvole à soffietto in acciaio inox di u listessu materiale.
I tubi di u sistema d'aria compressa respiratoria (BA) sò fatti di tubi d'acciaio inox OCr18Ni9 (304) cù pareti interne lucidate, è e valvole sò fatte di valvole à sfera d'acciaio inox di u listessu materiale.
I tubi di u sistema di vacuum di prucessu (PV) sò fatti di tubi UPVC, è e valvole sò fatte di valvole à farfalla à vacuum fatte di u listessu materiale.
I tubi di u sistema di aspirazione di pulizia (HV) sò fatti di tubi UPVC, è e valvole sò fatte di valvole à farfalla a vuoto fatte di u listessu materiale.
I tubi di u sistema di gas speciale sò tutti fatti di tubi d'acciaio inox à bassu carbone 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) cù pareti interne elettrolucidate, è e valvole sò fatte di valvole à soffietto in acciaio inox di u listessu materiale.
3 Custruzzione è stallazione di tubazioni
3.1 A Sezione 8.3 di u "Codice di Cuncepimentu di Edifici di Fabbrica Pulita" stipula e seguenti disposizioni per i cunnessione di e tubazioni:
(1) I raccordi di i tubi devenu esse saldati, ma i tubi d'acciaio galvanizzati à caldu devenu esse filettati. U materiale di sigillatura di i raccordi filettati deve esse conforme à i requisiti di l'articulu 8.3.3 di sta specificazione.
(2) I tubi d'acciaio inox devenu esse cunnessi per saldatura à l'arcu d'argon è saldatura di testa o saldatura à presa, ma i gasdotti d'alta purezza devenu esse cunnessi per saldatura di testa senza marchi nantu à u muru internu.
(3) A cunnessione trà e tubazioni è l'attrezzatura deve rispettà i requisiti di cunnessione di l'attrezzatura. Quandu si utilizanu cunnessione di tubi, si devenu aduprà tubi metallichi.
(4) A cunnessione trà e tubazioni è e valvole deve esse conforme à e seguenti regulazioni
① U materiale di sigillatura chì cunnetta e tubazioni di gasu è e valvole di alta purezza deve aduprà guarnizioni metalliche o doppie ferule secondu i requisiti di u prucessu di pruduzzione è e caratteristiche di u gasu.
② U materiale di sigillatura à a cunnessione filettata o à flangia deve esse politetrafluoroetilene.
3.2 Sicondu i requisiti di e specificazioni è e misure tecniche pertinenti, a cunnessione di e tubazioni di gas di alta purezza deve esse saldata u più pussibule. A saldatura diretta di testa deve esse evitata durante a saldatura. Si devenu aduprà manicotti per tubi o giunti finiti. I manicotti per tubi devenu esse fatti di u listessu materiale è di a listessa superficia interna liscia cum'è i tubi. livellu, durante a saldatura, per impedisce l'ossidazione di a parte di saldatura, si deve introdurre gas protettivu puru in u tubu di saldatura. Per i tubi d'acciaio inox, si deve aduprà a saldatura à arcu d'argon, è si deve introdurre gas d'argon di a listessa purezza in u tubu. Si deve aduprà una cunnessione filettata o una cunnessione filettata. Quandu si cunnettanu e flange, si devenu aduprà ferruli per e cunnessione filettate. Eccettu per i tubi d'ossigenu è i tubi d'idrogenu, chì devenu aduprà guarnizioni metalliche, altri tubi devenu aduprà guarnizioni in politetrafluoroetilene. L'applicazione di una piccula quantità di gomma siliconica à e guarnizioni serà ancu efficace. Migliurà l'effettu di sigillatura. Si devenu piglià misure simili quandu si facenu cunnessione à flange.
Prima di principià i travagli d'installazione, hè necessaria una ispezione visuale dettagliata di i tubi,raccordi, valvole, ecc. devenu esse realizate. U muru internu di i tubi d'acciaio inox ordinarii deve esse decapatu prima di l'installazione. I tubi, i raccordi, e valvole, ecc. di e tubazioni d'ossigenu devenu esse strettamente pruibiti da l'oliu, è devenu esse strettamente sgrassati secondu i requisiti pertinenti prima di l'installazione.
Prima di l'installazione è di a messa in usu di u sistema, u sistema di pipeline di trasmissione è distribuzione deve esse cumpletamente purgatu cù u gasu di alta purezza furnitu. Questu ùn solu soffia via e particelle di polvere chì sò cascate accidentalmente in u sistema durante u prucessu d'installazione, ma ghjoca ancu un rolu di asciugatura in u sistema di pipeline, eliminendu una parte di u gasu chì cuntene umidità assorbitu da a parete di u tubu è ancu da u materiale di u tubu.
4. Prova di pressione di a pipeline è accettazione
(1) Dopu l'installazione di u sistema, deve esse effettuata un'ispezione radiografica di u 100% di i tubi chì trasportanu fluidi altamente tossichi in gasdotti speciali, è a so qualità ùn deve esse inferiore à u Livello II. L'altri tubi devenu esse sottumessi à un'ispezione radiografica di campionamentu, è u rapportu d'ispezione di campionamentu ùn deve esse inferiore à u 5%, a qualità ùn deve esse inferiore à u gradu III.
(2) Dopu avè passatu l'ispezione non distruttiva, una prova di pressione deve esse realizata. Per assicurà a siccità è a pulizia di u sistema di tubazioni, ùn si deve micca realizà una prova di pressione idraulica, ma si deve aduprà una prova di pressione pneumatica. A prova di pressione di l'aria deve esse realizata cù azotu o aria compressa chì currisponde à u livellu di pulizia di a stanza pulita. A pressione di prova di a tubazione deve esse 1,15 volte a pressione di cuncepimentu, è a pressione di prova di a tubazione di u vacuum deve esse 0,2 MPa. Durante a prova, a pressione deve esse aumentata gradualmente è lentamente. Quandu a pressione aumenta à 50% di a pressione di prova, se ùn si trova alcuna anomalia o perdita, cuntinuà à aumentà a pressione passu à passu di 10% di a pressione di prova, è stabilizzà a pressione per 3 minuti à ogni livellu finu à a pressione di prova. Stabilizzà a pressione per 10 minuti, poi riduce a pressione à a pressione di cuncepimentu. U tempu di fermata di a pressione deve esse determinatu secondu i bisogni di rilevazione di perdite. L'agente schiumogenu hè qualificatu se ùn ci hè micca perdita.
(3) Dopu chì u sistema di vacuum hà passatu a prova di pressione, deve ancu realizà una prova di gradu di vacuum di 24 ore secondu i documenti di cuncepimentu, è a velocità di pressurizazione ùn deve esse più grande di 5%.
(4) Prova di perdita. Per i sistemi di pipeline di qualità ppb è ppt, secondu e specificazioni pertinenti, nisuna perdita deve esse cunsiderata cum'è qualificata, ma a prova di quantità di perdita hè aduprata durante a cuncepzione, vale à dì, a prova di quantità di perdita hè realizata dopu a prova di tenuta à l'aria. A pressione hè a pressione di travagliu, è a pressione hè fermata per 24 ore. A perdita oraria media hè inferiore o uguale à 50 ppm cum'è qualificata. U calculu di a perdita hè u seguente:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
In a formula:
Fuga in un'ora (%)
P1-Pressione assoluta à l'iniziu di a prova (Pa)
P2-Pressione assoluta à a fine di a prova (Pa)
T1-temperatura assoluta à l'iniziu di a prova (K)
T2-temperatura assoluta à a fine di a prova (K)
Data di publicazione: 12 dicembre 2023