半导体和液晶显示器制造所用之气体可分为二大类,一为用量较大之普通气体,又称大宗气体(Bulk Gas),如N2、H2、O2、He、Ar等;另一种为用量较小之特殊气体(Specialty Gas)如SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6⋯等,然一般在气体供应规划设计时,常以气体危险性质加以分类,隔离供应,以维安全,其主要分类为:(1)可燃、自燃和易燃气体,(2)具毒性气体,(3)助燃性气体,(4)窒息性气体,(5)腐蚀性气体,(6)惰性气体,如表4-1所示。
1.可燃、自燃和易燃气体:此类气体在空气等助燃气体中,于一定温度点火或火花存在时就会燃烧,其燃烧速度极迅速;而爆炸性易燃气体,其浓度若超过上、下限的爆炸临界值范围,即会产生爆炸燃烧,此上、下限临界值范围越大的气体其爆炸危险性愈高,这类爆炸性易燃的气体如
SiH4、H2、B2H6、SiH2Cl2、ClF3等;自燃性气体是在一定温度情况下(一般为室温状况),即使没有火花,只要与空气等助燃气体接触就会自燃,如H2等。
2.具毒性气体:半导体及液晶厂等所使用之气体很多是对人体有害、有毒的,其中以AsH3、PH3、B2H6等的气体毒性最大,如表4-2所示几种气体对人的毒性。从表中数据可见到这些气体的允许浓度极为微小,因此在贮存、输送和使用过程中都须特别小心,须采取特殊的防护措施。
3.助燃性气体:这些气体本身不能燃烧,但若与可燃物、可燃性气体接触,可帮助其燃烧,如O2、N2O、F2等。
4.窒息性气体:这类气体性质稳定,不燃烧也无毒性,但当其排放到室内时,若空气中氧含量降到18%以下时,就会使人因缺氧而呼吸困难,如
N2、CO2、Ar、He等。
5.腐蚀性气体:此类气体通常遇水就显示腐蚀性,但是在干燥状态下不易侵蚀金属,如HCl、PCl3、POCl3、HF等在干燥状态时几乎不显示腐蚀性,但若有水份时就对金属具有强腐蚀性。
以上气体分类只是概略之分法,实际上有很多气体是同时具有二项以上的特性,尤其是腐蚀性气体,一般而言亦同时具有毒性。也可说特珠气体,除了惰性气体以外,几乎都是毒性气体。如B2H6、SiH4、SiH2Cl2这些属自燃性气体,即使在很低的浓度下,一接触到大气,立刻会产生燃烧现象,所以在供气系统的设计上,若期望对气体供应系统做出较佳规划设计,除了要考虑到洁净度因素之外,一定要对气体之特性有相当之了解,才可能驾驭它、控制它,亦即可由气体的物质安全资料表(MSDS:Material Safety Data Sheet)去清楚知道其各种物性和化性、毒性以及紧急处理的安全方法,总之气体供应方面安全性是最需被优先考虑的。