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特气管道施工与检查 GAS ChemicalPart2015 07 02 1 一 特气概述 一般在半导体制造业我们把砌体分为大宗气体 BulkGas 和特种气体 SpecialGas 两种 大宗气体一般是指集中供养且用量较大的气体 涵盖制程用气如 PO2 Par PH2 Phe 以及非制程用气如 CDA N2 GN2等 特种气体主要有各种掺杂用气体 外延用气体 离子注入用气体 蚀刻用气体以及其他广为各种制程设备机台所使用的惰性气体等 随着各种不同气体的特性 设计出不同的气体输送系统来满足各种不同制程设备的需求 2 二 特气的分类 我们将半导体制造业所使用的不同特种气体一般按照使用时的特性分为五类 1 易燃性气体 FlammableGas 2 毒性气体 ToxicGas 3 腐蚀性气体 CorrosiveGas 4 惰性气体 InertGas 5 氧化性气体 OxideGas 3 三 特气管材介绍 目前在半导体制程设备以及相关厂务系统中所使用的管件材料主要有不锈钢 StainlessSteel 特氟龙 Teflon 高密度聚乙烯 HSPE 以及聚偏二氟乙烯 PVDF 等 其中在气体传输中一不锈钢管件的应用最为广泛 通常在所有与制程相关的制程气体 ProcessGas 的输送方面都要应用不锈钢管件 不锈钢管件主要用来传输各种制程气体的管件 尤其是一些剧毒易燃易爆的危险性气体 所以不锈钢管件的制作和施工要求在以上几种不同材质的管件中要求最为严格 4 管材分类 不锈钢管EPBA AP管材等级EP级 EleCtrolyticPolished 电解抛光BA级 Bright annealed 光辉退火AP级 AnnealedandPickled 酸洗钝化一般对于P级要求 ppb级 的制程气体的输送 均要求采用SUS316L材质的EP管材 对于一般非制程气体的输送采用SUS316L材质的BA管材 5 四 洁净管道安装之材料接收 目的 主要确定管道在运送过程中包装的完整以及订购量和材质的符合步骤 一 材料订购后在接收前最好能先到原厂抽检 1 阀件取10 做氮气测漏测试以及Particles的测试 2 管件依炉号HeatNo 和管子的Size各取一支做焊接测试 3 管接头依不同的Size各取一件出来做粗超度 真圆度 Dimesion测试 二 材料到厂处理1 通知品保人员检查包装状况 在品保人员 QA QC 准许后才可拆箱 拆箱需非常小心以免伤到管材 2 将所有送货单发票及出厂检测报告交给QA QC人员 3 Piping和Tube的上架 同尺寸的管子会有不同的炉号 需依照炉号区分出来 4 316LEP和316LBA的管件和阀件到厂拆箱后需无尘室Class10000区存放 移入前需在擦拭干净 6 五 洁净管道安装之材料检验 目的 主要是为了在次确定所购买的材料质量符合标准规范 步骤 一 材料在移入无尘室后准备取出10 做检验二 检验项目 1 外观检验 目测表面有无凹痕 刮伤 内表面有无缺陷 凹洞 刮伤 污点残余物 2 粗糙度的检验 利用粗糙度仪做内部表面粗糙度的检验 3 管壁厚度及外径的检验 利用光标卡尺做管外径和厚度的检验 7 六 洁净管道安装之焊工验证 1 目的 此焊工验证的目的是要确保每位在现场或无尘焊接的人员 其焊接质量的认证并且可做日后管道追踪的管理 步骤 一 将管子分成四Group 15A 20A 80A 100A 150A 200A以上 二 从每个Group中选一种尺寸的管子做焊接认证 通过后在其Group范围内的尺寸均可施工 不可跨Group施工 除非通过各个Group的认证 三 觉得认证的尺寸后焊接者需在限定的时间内完成焊接测试 四 认证者先将几台焊接数据归零 焊接者需要自行重新调整数据和管内气体流量并且要会更改钨棒和调整钨棒的间距 五 焊接者最后需完成三块试片 一块t b tubeonbeat 即管子直接焊接 两块t t tubeomtube 即管对管 对接的试焊 8 六 洁净管道安装之焊工验证 2 六 完成的试片在试片上必须填写上炉号 日期 管子的尺寸 等级和焊者的IDNo 并填一份认证表格 七 认证者检视完成的试片并填写认证表格的合格与否 合格者才可施工 合格者需经10天后可再做认证 八 整理出一份合格者名单 传到现场给QA QC人员 以掌控现场施工人员的施工质量 9 七 洁净管道安装之焊道检验 目的 此检验标准主要是确保焊道的质量良好以避免日后的泄露或者腐蚀的危险 步骤 一 焊道是否有氧化的现象 二 焊道是否渗透完全 三 焊道是否弯曲偏移严重 1 4 2 10 3 管以上 15 四 焊道是否穿孔 五 焊道是否过度凹陷 1 4 2 10 3 管以上 15 六 焊道是否过度凸起 1 4 2 10 3 管以上 15 七 焊道覆盖是否适当 60 80 八 焊道宽度是否适当 管厚x1 2倍 10 八 洁净管道安装之焊接检验 1 目的 控制焊接的过程中不受外界的污染并保持管内的洁净以达到UHP配管的质量规格 步骤 一 切管和洗管1 1 4 3 4 d的管于在Class1000区切管 2 3 4 以上的管于在Class10000区切管 3 切下来的管子需注明管子的炉号 使用系统 等级和套上塑料片 塑料盖 4 切下来的管子需要用DIW清洗干净 再用热氮气吹干或者烤箱烘干 5 不管是现场的施工或者是无尘室的预制 大管径的切管必须在无尘室或CleanBooth下执行前完成洗净的工作 6 现场良好要切管的尺寸 从无尘室送出钱必须盖上塑料片和者塑料盖并封上两层塑胶袋方可运到现场 运送车需有管架 管子不可顺意置放 7 切管时若刀片不利应立即更换以免损坏管子 8 现场切小管时需经过纯化后的气体作冲吹 11 八 洁净管道安装之焊接检验 2 二 焊接的程序1 焊接者必须是有被认证过者 未被认证过者或被取消资格者不的做焊接工作 2 试片 COUPON 的制作 在开始焊接系统时需先做试片 早上开始的第一块试片称CI CouponIn 中午休息后继续焊接时需再做一块试片称CM CouponMiddle 最后结束时在交一块试片称CO Couponout 然而在下列情况之一时需再做试片 a 改变管材的炉号 b 改变管材的尺寸 c 焊接机台断电的时候 d 焊把更换或者在焊接途中焊接机数据的更改 e 钨棒的更换 3 试片需写上日期 系统 焊接者IDNo CI CM或CO 管材等级4 试片完成后 将焊接数据填写的焊接记录表上 开始焊接系统前可先由另一组人员做点焊固定工作 点焊时也需要Argon气体冲吹以防止氧化的发生 12 八 洁净管道安装之焊接检验 3 5 系统管件的焊接 a 点焊好的管件 要焊接时需要用Argon气体充分的冲吹内管 b 焊接前先调好管内和焊把的气体流量 c 连接冲吹管内的气体管线不能使用Teflon的管件联接 需用EP级的管来作冲吹 d 焊接完成后 在每一道焊口上需注明时间 日期 焊接者的IDNo 及焊道的编号 e 焊接者在焊完后 须填写每日焊接记录表 f 在无尘室预制好的管件 送到现场时须做双层的包装方可运出 g 在现场连接好的管路系统须保持不断的冲吹状态 h 在现场惹遇中间段焊接失败 要做切管的动作时 必须两端都接有气体冲吹才可施行切管的动作 i 切下来的管子须做端面的处理时必须用气体冲吹 要小心避免铁屑掉进管内或阀件 以免刮伤管内光亮的表面和阀件密合的损坏 j 不管是现场施工人员或无尘室的预制人员都必须带上PVC手套施工 若有破损也须立即更换 K 焊接所使用的冲吹管线接头须使用VCR的接头 调压阀则使用针阀 l 自动焊接主要的两种机型 ARC MACHINE及CAJON 若遇到200A的大管无法使用自动焊时 可用手焊最后在用X光照射来检验焊接的质量良否 13 九 洁净管道安装之管线测试 1 目的 确保整个管路系统的安全以及纯净物污染 以达制程的需求 步骤 一 系统保压的测试 1 仪器 a Gauge刻度精密到0 5psi无记录但方便安装b Recorder记录器有记录纸记录但安装不便 2 测试方法 a 在系统内灌入被纯化过的氮气 灌入压力 设计压力 1 1倍 接测试仪器持续时间24小时 大于或等于15A之管路保压10Kg cm2试验时间 60min 大于或等于15A之管路保压8Kg cm2以上试验时间 24h小于15A之管路保压8Kg cm2以上试验时间 24H b 若在任何温度变化修正之后 没有压力衰减的现象 则注明该管路气体名称 管线压力值 时间 时期和空气温度等数据 请业主代表见证测试的开始与结束 c 完成测试后再将测试数据送请业主代表签名 14 九 洁净管道安装之管线测试 2 二 系统氦气测漏测试 1 测试仪器 Leybold UL200dry 2 测试方法 a Inboard模式 将被测系统管路连接测漏仪器 将系统抽真空 抽至漏率1 10 9atm cc sec后 在系统的每一口焊道 接头等喷氦气来测试 若维持漏率小于1 10 9atm cc sec则表示合格 此漏率测试值是针对P级气体与特殊气体 至于GN2 PN2则是1 10 6atm cc sec CDA不做氦测漏 b outboard模式 将被测系统灌入氦气 再将氦测仪切换成Sniffer模式 调整一起灵敏度至1 10 9atm cc sec再用连接氦测漏仪的软管吸每一道焊口 接头等 若系统有漏 氦气被仪器吸入时 仪器会发出警示声响 15 九 洁净管道安装之管线测试 3 三 系统Particle是测试 1 测试仪器a CNC contensationNucleuscounter b PMS2 测试方法 a 使用超纯氮气 PN2 作为冲吹 Purge 气体除H2 Ar HePiping外皆使用PN2Purge H2 Ar HePiping外皆使用PArGasPurge F2 Kr Ne Kr NePiping使用PheGasPurge b 将系统连接测试仪器 一起连接系统的管路必须使用EP级的不锈钢管 测试前须先经过加减压的冲吹 c P级气体与特殊气体测试规范如下 Partilce 1pcs sft3 0 1um连续30分钟CNC可测到0 01um的等级 流量为0 1sft3 mind G级气体测试规范如下 Partilce 10pcs sft3 0 1um连续测30分钟 可用PMS来测 16 九 洁净管道安装之管线测试 4 四 系统水分的分析 1 测试仪器 a Ametekb Meeco2 测试方法 a 使用超纯氮气 PN2 作为冲吹 Purge 气体除H2 Ar HePiping外皆使用PN2Purge H2 Ar HePiping外皆使用PArGasPurge F2 Kr Ne Kr NePiping使用PheGasPurge b 系统必须先加减压和连续式的冲吹 c 系统管路连接分析仪器 连接管线必须使用EP级的管线和VCR接头d 依照不同等级气体测试到合格规范 e 冲吹次数计算法 C 初始浓度P1 升至最大压P2 降至最下压n Purge次数 17 九 洁净管道安装之管线测试 5 五 系统氧气的分析 1 测试仪器 Delta F2 测试方法 a 使用超纯氮气 PN2 作为冲吹 Purge 气体除H2 Ar HePiping外皆使用PN2Purge H2 Ar HePiping外皆使用PArGasPurge F2 Kr Ne Kr NePiping使用PheGasPurge b 系统管路连接分析仪器 连接管线必须使用EP级的管线和VCR接头c 依照不同等级气体测试到合格规范 18 九 洁净管道安装之管线测试 6 六 系