909 төслийн маш том хэмжээний нэгдсэн хэлхээний үйлдвэр нь 0.18 микрон шугамын өргөн, 200 мм диаметртэй чип үйлдвэрлэх есдүгээр таван жилийн төлөвлөгөөнд манай улсын электроникийн үйлдвэрийн томоохон бүтээн байгуулалт юм.
Маш том хэмжээний нэгдсэн хэлхээний үйлдвэрлэлийн технологи нь зөвхөн бичил боловсруулалт гэх мэт өндөр нарийвчлалтай технологийг хамардаг төдийгүй хийн цэвэршилтэд өндөр шаардлага тавьдаг.
Төслийн 909-ийн их хэмжээний хийн хангамжийг АНУ-ын Praxair Utility Gas Co., Ltd компани болон Шанхай дахь холбогдох талууд хамтран хий үйлдвэрлэх үйлдвэр байгуулахаар хангадаг. Хий үйлдвэрлэх үйлдвэр нь 909 төслийн үйлдвэрийн хажууд байрладаг. барилга, ойролцоогоор 15,000 хавтгай дөрвөлжин метр талбайг хамарсан. Төрөл бүрийн хийн цэвэршилт ба гаралтын шаардлага
Өндөр цэвэршилттэй азот (PN2), азот (N2), өндөр цэвэршилттэй хүчилтөрөгч (PO2) нь агаарыг ялгах замаар үүсдэг. Өндөр цэвэршилттэй устөрөгчийг (PH2) электролизээр гаргаж авдаг. Аргон (Ar) ба гели (He) -ийг гаднаас худалдаж авдаг. Төслийн 909-д ашиглахын тулд бараг хийг цэвэршүүлж, шүүж байна. Тусгай хийг саванд хийж нийлүүлдэг бөгөөд хийн савны шүүгээ нь нэгдсэн хэлхээний үйлдвэрлэлийн цехийн туслах цехэд байрладаг.
Бусад хийнүүд нь 4185м3/ц ашиглалтын эзэлхүүнтэй, -70°C даралттай шүүдэр цэгтэй, ашиглалтын цэг дэх хийн ширхэгийн хэмжээ 0.01 мм-ээс ихгүй хэмжээтэй цэвэр хуурай шахсан агаарын CDA систем юм. Амьсгалах шахсан агаар (BA) систем, ашиглалтын хэмжээ 90м3/цаг, даралт шүүдэр цэг 2℃, ашиглалтын цэг дэх хийн ширхэгийн хэмжээ 0.3um-аас ихгүй, технологийн вакуум (PV) систем, ашиглалтын хэмжээ 582м3/цаг, ашиглалтын цэг дэх вакуум градус -79993Па . Цэвэрлэгээний вакуум (HV) систем, ашиглалтын хэмжээ 1440м3/цаг, ашиглалтын цэг дэх вакуум градус -59995 Па. Агаар компрессорын өрөө, вакуум насосны өрөө нь 909 төслийн үйлдвэрийн талбайд байрладаг.
Хоолойн материал, дагалдах хэрэгслийн сонголт
VLSI үйлдвэрлэлд ашигладаг хий нь маш өндөр цэвэршилттэй байдаг.Өндөр цэвэршилттэй хий дамжуулах хоолойЭдгээрийг ихэвчлэн цэвэр үйлдвэрлэлийн орчинд ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн цэвэр байдлын хяналт нь ашиглалтын талбайн цэвэр байдлын түвшинтэй нийцэж эсвэл түүнээс дээш байх ёстой! Үүнээс гадна өндөр цэвэршилттэй хий дамжуулах хоолойг ихэвчлэн цэвэр үйлдвэрлэлийн орчинд ашигладаг. Цэвэр устөрөгч (PH2), өндөр цэвэршилттэй хүчилтөрөгч (PO2) болон зарим тусгай хийнүүд нь шатамхай, тэсрэх аюултай, шаталтыг дэмждэг эсвэл хортой хий юм. Хий дамжуулах хоолойн системийг зохисгүй зохион бүтээсэн эсвэл материалыг буруу сонгосон бол хийн цэг дээр ашигласан хийн цэвэршилт буурах төдийгүй бас амжилтгүй болно. Энэ нь процессын шаардлагад нийцсэн боловч хэрэглэхэд аюулгүй бөгөөд цэвэр үйлдвэрийг бохирдуулж, цэвэр үйлдвэрийн аюулгүй байдал, цэвэр байдалд нөлөөлнө.
Ашиглалтын цэг дэх өндөр цэвэршилттэй хийн чанарын баталгаа нь хий үйлдвэрлэх, цэвэршүүлэх төхөөрөмж, шүүлтүүрийн нарийвчлалаас хамаардаг төдийгүй дамжуулах хоолойн систем дэх олон хүчин зүйлээс ихээхэн хамаардаг. Хэрэв бид хийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, цэвэршүүлэх төхөөрөмж, шүүлтүүрт найдаж байгаа бол хийн хоолойн системийн зохисгүй дизайн эсвэл материалын сонголтыг нөхөхийн тулд хязгааргүй өндөр нарийвчлалтай шаардлага тавих нь буруу юм.
909 төслийн зураг төслийг боловсруулах явцад бид "Цэвэр үйлдвэрүүдийн зураг төсөл боловсруулах дүрэм" GBJ73-84 (одоогийн стандарт нь (GB50073-2001)), "Шахалттай агаарын станцын зураг төслийн дүрэм" GBJ29-90, "Код Хүчилтөрөгчийн станцын зураг төсөлд зориулсан” GB50030-91 , “Устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн станцын зураг төслийн дүрэм” GB50177-93, дамжуулах хоолойн материал, дагалдах хэрэгслийг сонгоход холбогдох техникийн арга хэмжээ. "Цэвэр үйлдвэрийг төлөвлөх дүрэм"-д дамжуулах хоолойн материал, хавхлагыг дараахь байдлаар сонгохыг заасан болно.
(1) Хийн цэвэршилт нь 99.999%-иас их буюу тэнцүү, шүүдэр цэг нь -76°C-аас бага бол цахилгаан өнгөлсөн дотоод ханатай 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолой (316L) эсвэл OCr18Ni9 зэвэрдэггүй ган хоолой (304) цахилгаан өнгөлсөн дотоод ханыг ашиглах нь зүйтэй. Хавхлага нь диафрагмын хавхлага эсвэл хөөрөгт хавхлага байх ёстой.
(2) Хэрэв хийн цэвэршилт 99.99%-иас их буюу тэнцүү, шүүдэр цэг нь -60°С-аас бага бол цахилгаан өнгөлсөн дотоод ханатай OCr18Ni9 зэвэрдэггүй ган хоолойг (304) ашиглана. Шатамхай хий дамжуулах хоолойд ашиглах ёстой хөөрөгт хавхлагаас бусад хий дамжуулах хоолойд бөмбөг хавхлагыг ашиглах нь зүйтэй.
(3) Хуурай шахсан агаарын шүүдэр цэг нь -70°С-аас бага байвал дотоод хана нь өнгөлсөн OCr18Ni9 зэвэрдэггүй ган хоолойг (304) ашиглана. Хэрэв шүүдэр цэг -40 хэмээс бага байвал OCr18Ni9 зэвэрдэггүй ган хоолой (304) эсвэл халуун цайрдсан оёдолгүй ган хоолойг ашиглана. Хавхлага нь хөөрөг хавхлага эсвэл бөмбөг хавхлага байх ёстой.
(4) Хавхлагын материал нь холбох хоолойн материалтай тохирч байх ёстой.
Техникийн үзүүлэлтүүд болон холбогдох техникийн арга хэмжээний шаардлагын дагуу дамжуулах хоолойн материалыг сонгохдоо бид дараахь зүйлийг голчлон анхаарч үздэг.
(1) Хоолойн материалын агаар нэвтрүүлэх чадвар бага байх ёстой. Янз бүрийн материалаар хийсэн хоолойнууд нь өөр өөр агаар нэвтрүүлэх чадвартай байдаг. Хэрэв илүү их агаар нэвтрүүлэх чадвартай хоолойг сонгосон бол бохирдлыг арилгах боломжгүй. Зэвэрдэггүй ган хоолой, зэс хоолой нь агаар мандалд хүчилтөрөгч нэвтрэх, зэврэлтээс хамгаалахад илүү сайн байдаг. Гэсэн хэдий ч зэвэрдэггүй ган хоолой нь зэс хоолойноос бага идэвхтэй байдаг тул зэс хоолой нь агаар мандлын чийгийг дотоод гадаргуу руу нь нэвтрүүлэхэд илүү идэвхтэй байдаг. Тиймээс өндөр цэвэршилттэй хий дамжуулах хоолойг сонгохдоо хамгийн түрүүнд зэвэрдэггүй ган хоолойг сонгох хэрэгтэй.
(2) Хоолойн материалын дотоод гадаргуу нь шингээгдсэн бөгөөд хийн шинжилгээнд бага зэрэг нөлөөлдөг. Зэвэрдэггүй ган хоолойг боловсруулсны дараа түүний төмөр торонд тодорхой хэмжээний хий үлдэх болно. Өндөр цэвэршилттэй хий дамжин өнгөрөхөд хийн энэ хэсэг нь агаарын урсгалд орж, бохирдол үүсгэдэг. Үүний зэрэгцээ шингээлт, шинжилгээний үр дүнд хоолойн дотоод гадаргуу дээрх метал нь мөн тодорхой хэмжээний нунтаг үүсгэж, өндөр цэвэршилттэй хийг бохирдуулна. 99.999% буюу ppb-ээс дээш цэвэршилттэй хоолойн системд 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолойг (316L) ашиглах шаардлагатай.
(3) Зэвэрдэггүй ган хоолойн элэгдлийн эсэргүүцэл нь зэс хоолойноос илүү сайн, агаарын урсгалын элэгдэлд орох металлын тоос харьцангуй бага байдаг. Цэвэрлэгээний шаардлага өндөртэй үйлдвэрлэлийн цехүүдэд 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолой (316L) эсвэл OCr18Ni9 зэвэрдэггүй ган хоолой (304) ашиглаж болно, зэс хоолойг ашиглаж болохгүй.
(4) Хийн цэвэршилт нь 99.999% буюу ppb эсвэл ppt-ээс дээш түвшний шугам хоолойн системд, эсвэл "Цэвэр үйлдвэрийн дизайны дүрэм"-д заасан N1-N6 агаарын цэвэршилттэй цэвэр өрөөнд, хэт цэвэр хоолой эсвэлEP хэт цэвэр хоолойашиглах ёстой. "Хэт гөлгөр дотоод гадаргуутай цэвэр хоолойг" цэвэрлэ.
(5) Үйлдвэрлэлийн процесст ашигладаг тусгай хий дамжуулах хоолойн зарим систем нь идэмхий хий юм. Эдгээр дамжуулах хоолойн систем дэх хоолойнууд нь зэврэлтэнд тэсвэртэй зэвэрдэггүй ган хоолойг хоолой болгон ашиглах ёстой. Үгүй бол хоолой нь зэврэлтээс болж эвдэрч гэмтэх болно. Гадаргуу дээр зэврэлтээс үүссэн толбо үүссэн тохиолдолд энгийн оёдолгүй ган хоолой, цайрдсан гагнасан ган хоолойг ашиглахыг хориглоно.
(6) Зарчмын хувьд хий дамжуулах хоолойн бүх холболтыг гагнах хэрэгтэй. Цайрдсан ган хоолойг гагнах нь цайрдсан давхаргыг устгах тул цэвэрхэн өрөөнд цайрдсан ган хоолойг хоолойд ашигладаггүй.
Дээрх хүчин зүйлсийг харгалзан үзэхэд &7& төслөөр сонгосон хий дамжуулах хоолой, хавхлагуудыг дараах байдалтай байна.
Өндөр цэвэршилттэй азотын (PN2) системийн хоолойнууд нь 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (316L) дотоод хана нь цахилгаан өнгөлгөөтэй, хавхлагууд нь ижил материалын зэвэрдэггүй ган хөөрөгтэй хавхлагаар хийгдсэн.
Азотын (N2) системийн хоолойнууд нь 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (316L) дотоод хана нь цахилгаан өнгөлгөөтэй, хавхлагууд нь ижил материалтай зэвэрдэггүй ган хөөрөгтэй хавхлагаар хийгдсэн.
Өндөр цэвэршилттэй устөрөгчийн (PH2) системийн хоолойнууд нь 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (316L) дотоод хана нь цахилгаан өнгөлгөөтэй, хавхлагууд нь ижил материалын зэвэрдэггүй ган хөөрөгтэй хавхлагаар хийгдсэн.
Өндөр цэвэршилттэй хүчилтөрөгчийн (PO2) системийн хоолойнууд нь цахилгаан өнгөлсөн дотоод ханатай 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (316L), хавхлагууд нь ижил материалаар хийгдсэн зэвэрдэггүй ган хөөрөгтэй хавхлагаар хийгдсэн.
Аргон (Ar) системийн хоолойнууд нь 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (316L) дотоод хана нь цахилгаан өнгөлсөн, зэвэрдэггүй ган хөөрөгтэй хавхлагуудыг ашигладаг.
Гели (He) системийн хоолойнууд нь 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (316L) дотоод хана нь цахилгаан өнгөлгөөтэй, хавхлагууд нь ижил материалаар хийгдсэн зэвэрдэггүй ган хөөрөгтэй хавхлагаар хийгдсэн.
Цэвэр хуурай шахсан агаар (CDA) системийн хоолойнууд нь дотоод хана нь өнгөлсөн OCr18Ni9 зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (304), хавхлагууд нь ижил материалаар хийгдсэн зэвэрдэггүй ган хөөрөгтэй хавхлагаар хийгдсэн.
Амьсгалах шахсан агаар (BA) системийн хоолойнууд нь өнгөлсөн дотоод хана бүхий OCr18Ni9 зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (304), хавхлагууд нь ижил материалаар хийгдсэн зэвэрдэггүй ган бөмбөлөг хавхлагаар хийгдсэн.
Технологийн вакуум (PV) системийн хоолойнууд нь UPVC хоолойгоор хийгдсэн бөгөөд хавхлагууд нь ижил материалаар хийгдсэн вакуум эрвээхэй хавхлагаар хийгдсэн байдаг.
Цэвэрлэх вакуум (HV) системийн хоолойнууд нь UPVC хоолойгоор хийгдсэн бөгөөд хавхлагууд нь ижил материалаар хийгдсэн вакуум эрвээхэй хавхлагаар хийгдсэн байдаг.
Тусгай хийн системийн хоолойнууд бүгд 00Cr17Ni12Mo2Ti бага нүүрстөрөгчийн зэвэрдэггүй ган хоолойгоор (316L) дотоод хана нь цахилгаан өнгөлгөөтэй, хавхлагууд нь ижил материалтай зэвэрдэггүй ган хөөрөгтэй хавхлагаар хийгдсэн.
3 Дамжуулах хоолой барих, суурилуулах
3.1 "Цэвэр үйлдвэрийн барилгын зураг төслийн дүрэм"-ийн 8.3-т шугам хоолойн холболтод дараах заалтуудыг тусгасан болно.
(1) Хоолойн холболтыг гагнасан байх ёстой, харин халуун цайрдсан ган хоолойг урсгалтай байх ёстой. Урсгалтай холболтын битүүмжлэх материал нь энэ техникийн үзүүлэлтийн 8.3.3-т заасан шаардлагад нийцсэн байх ёстой.
(2) Зэвэрдэггүй ган хоолойг аргон нуман гагнуур болон тулгаа гагнуур эсвэл залгуур гагнуураар холбох ёстой, харин өндөр цэвэршилттэй хий дамжуулах хоолойг дотоод хананд тэмдэггүй тулгаа гагнуураар холбоно.
(3) Дамжуулах хоолой ба тоног төхөөрөмжийн хоорондох холболт нь төхөөрөмжийн холболтын шаардлагад нийцсэн байх ёстой. Хоолойн холболтыг ашиглахдаа металл хоолой ашиглах шаардлагатай.
(4) Дамжуулах хоолой ба хавхлагуудын хоорондох холболт нь дараах дүрэм журамд нийцсэн байх ёстой
① Өндөр цэвэршилттэй хий дамжуулах хоолой, хавхлагыг холбосон битүүмжлэх материал нь үйлдвэрлэлийн процессын шаардлага, хийн шинж чанарын дагуу металл жийргэвч эсвэл давхар феррул ашиглах ёстой.
② Урсгалтай эсвэл фланцтай холболтын битүүмжлэх материал нь политетрафторэтилен байх ёстой.
3.2 Техникийн техникийн шаардлага болон холбогдох техникийн арга хэмжээний дагуу өндөр цэвэршилттэй хий дамжуулах хоолойн холболтыг аль болох их гагнах хэрэгтэй. Гагнуурын үед шууд тулгаа гагнахаас зайлсхийх хэрэгтэй. Хоолойн ханцуйвч эсвэл дууссан холбоосыг ашиглах нь зүйтэй. Хоолойн ханцуйвч нь хоолойтой ижил материалаар хийгдсэн байх ёстой бөгөөд дотоод гадаргуугийн гөлгөр байдал. түвшинд, гагнуурын явцад гагнуурын хэсгийн исэлдэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд гагнуурын хоолойд цэвэр хамгаалалтын хий оруулах шаардлагатай. Зэвэрдэггүй ган хоолойн хувьд аргон нуман гагнуурыг ашиглах ёстой бөгөөд ижил цэвэршилттэй аргон хийг хоолойд оруулна. Урсгалтай холболт эсвэл урсгалтай холболтыг ашиглах ёстой. Хоног холбохдоо урсгалтай холболтод феррулуудыг ашиглах хэрэгтэй. Металл жийргэвч ашиглах ёстой хүчилтөрөгчийн хоолой, устөрөгчийн хоолойноос бусад хоолойд политетрафторэтилен жийргэвчийг ашиглах ёстой. Мөн жийргэвч дээр бага хэмжээний силикон резин түрхэх нь үр дүнтэй байх болно. Битүүмжлэх нөлөөг сайжруулна. Хоног холболт хийх үед ижил төстэй арга хэмжээ авах шаардлагатай.
Суурилуулалтын ажил эхлэхээс өмнө хоолойн нарийвчилсан үзлэг,холбох хэрэгсэл, хавхлага гэх мэтийг гүйцэтгэх ёстой. Энгийн зэвэрдэггүй ган хоолойн дотоод ханыг суурилуулахын өмнө даршилсан байх ёстой. Хүчилтөрөгчийн дамжуулах хоолойн хоолой, холбох хэрэгсэл, хавхлага зэргийг газрын тосноос хатуу хориглож, угсрахаас өмнө холбогдох шаардлагын дагуу тосыг сайтар арилгана.
Системийг суурилуулж ашиглалтад оруулахын өмнө дамжуулах, түгээх шугам хоолойн системийг өндөр цэвэршилттэй хийгээр бүрэн цэвэрлэх шаардлагатай. Энэ нь угсралтын явцад санамсаргүйгээр системд унасан тоосны тоосонцорыг үлээлгэхээс гадна дамжуулах хоолойн системд хатаах үүрэг гүйцэтгэж, хоолойн хананд шингэсэн чийг агуулсан хийн хэсэг, тэр ч байтугай хоолойн материалыг зайлуулдаг.
4. Дамжуулах хоолойн даралтын туршилт ба хүлээн авах
(1) Системийг суурилуулсны дараа тусгай хий дамжуулах хоолойд өндөр хортой шингэнийг тээвэрлэж буй хоолойнуудыг 100% рентген шинжилгээнд хамруулж, чанар нь II түвшнээс доогуур байж болохгүй. Бусад хоолойнууд нь дээж авах рентген шинжилгээнд хамрагдах ёстой бөгөөд дээж авах хяналтын харьцаа 5% -иас багагүй, чанар нь III зэрэглэлээс багагүй байна.
(2) Үл эвдэх үзлэгт хамрагдсаны дараа даралтын туршилтыг хийх шаардлагатай. Шугам хоолойн системийн хуурайшилт, цэвэр байдлыг хангахын тулд гидравлик даралтын туршилтыг хийх ёсгүй, харин хийн даралтын туршилтыг ашиглана. Агаарын даралтын туршилтыг цэвэр өрөөний цэвэр байдлын түвшинд тохирсон азот эсвэл шахсан агаар ашиглан хийнэ. Дамжуулах хоолойн туршилтын даралт нь тооцооны даралтаас 1.15 дахин их, вакуум дамжуулах хоолойн туршилтын даралт 0.2МПа байх ёстой. Туршилтын явцад даралтыг аажмаар, аажмаар нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Даралт туршилтын даралтын 50% хүртэл өсөхөд хэвийн бус байдал, алдагдлыг илрээгүй тохиолдолд даралтыг үргэлжлүүлэн туршилтын даралтын 10% -иар алхам алхмаар нэмэгдүүлж, туршилтын даралт хүртэл даралтыг түвшин бүрт 3 минутын турш тогтворжуулна. . Даралтыг 10 минутын турш тогтворжуулж, дараа нь даралтыг тооцооны даралт хүртэл бууруулна. Даралтыг зогсоох хугацааг алдагдлыг илрүүлэх хэрэгцээ шаардлагад нийцүүлэн тодорхойлно. Нэвчилт байхгүй бол хөөс үүсгэгч нь шаардлага хангасан байна.
(3) Вакуум систем нь даралтын туршилтыг давсны дараа дизайны баримт бичгийн дагуу 24 цагийн вакуум градусын туршилтыг хийх ёстой бөгөөд даралтын түвшин 5% -иас ихгүй байх ёстой.
(4) Нэвчилтийн туршилт. Холбогдох техникийн үзүүлэлтүүдийн дагуу ppb ба ppt зэрэглэлийн шугам хоолойн системийн хувьд алдагдлыг шаардлага хангасан гэж үзэх ёсгүй, гэхдээ дизайны явцад гоожсон хэмжээг тодорхойлох туршилтыг ашигладаг, өөрөөр хэлбэл алдалтын хэмжээг турших нь агаарын битүүмжлэлийн туршилтын дараа хийгддэг. Даралт нь ажлын даралт бөгөөд даралтыг 24 цагийн турш зогсооно. Цагийн дундаж алдагдал нь шаардлага хангасан 50ppm-ээс бага буюу тэнцүү байна. Нэвчилтийг тооцоолох нь дараах байдалтай байна.
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Томъёонд:
Нэг цагийн алдагдал (%)
P1 - Туршилтын эхэн үеийн үнэмлэхүй даралт (Па)
P2 - Туршилтын төгсгөлийн үнэмлэхүй даралт (Па)
T1-туршилтын эхэн үеийн үнэмлэхүй температур (K)
T2-туршилтын төгсгөлийн үнэмлэхүй температур (K)
Шуудангийн цаг: 2023 оны 12-р сарын 12