DE3632995A1 - Verfahren zur reinigung von gasen fuer edelgashalogenidexcimerenlaser - Google Patents
Verfahren zur reinigung von gasen fuer edelgashalogenidexcimerenlaserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines
Mischgases, das in einem Edelgashalogenidexcimerlaser verwendet
wird, durch aufeinanderfolgende Behandlungen des
Mischgases mit speziell ausgewählten reaktionsfähigen und
adsorbierenden Mitteln.
Excimerlaser, bei denen Edelgashalogenide, beispielsweise
ArF, KrF, XeF und XeCl, verwendet werden, haben zunehmend
ansteigendes Interesse als UV-Laser mit hoher Ausgangsleistung
gefunden, welche wichtige Anwendungen bei der
Herstellung von Halbleitereinrichtungen, bei photochemischen
Reaktionen und auf zahlreichen anderen Gebieten besitzen.
Edelgashalogenidexcimerlaser bedienen sich eines Mischgases,
welches aus einem ausgewählten Edelgas wie Ar, Kr
oder Xe, einem Quellmaterial für aktives Halogen wie F2,
NF3 oder HCl und einem inerten Verdünnungsgas wie He oder
Ne besteht. Das Halogenquellenmaterial ist ein hochreaktionsfähiges
Gas, welches sehr leicht mit umgebenden Materialien
wie den Lasergehäusematerialien reagiert. Daher ist es unerläßlich,
daß während des Betriebes eines Edelgashalogenidexcimerlasers
das Halogenquellenmaterial in dem Lasergas
teilweise in nicht erwünschten Reaktionen verbraucht wird,
welche Anlaß zur Bildung von verunreinigenden Verbindungen
und einer Verminderung der Konzentration des Halogenquellenmaterials
geben Im allgemeinen sind die während des Betriebs
des Excimerenlasers gebildeten Verunreinigungsverbindungen
Halogenverbindungen wie CF4, C2F6, SiF4, HF, SF6, CCl4, CClF3,
CCl2F2 und/oder CCl3F, obwohl die Besonderheiten in Abhängigkeit
von der Zusammensetzung des eingesetzten Lasergases verschieden
sind. Wenn das Lasergas in einer solchen Weise zerstört
wird, erniedrigt sich die Ausgangsleistung des Excimerenlasers
beträchtlich, so daß der Excimerenlaser nicht kontinuierlich
für eine lange Zeitspanne betrieben werden kann,
falls keine Gegenmaßnahme getroffen wird.
Bei industriellen Anwendungen irgendeines Typs eines Edelgashalogenidexcimerenlasers
ist es nicht praktikabel, das
zerstörte Lasergas einfach abzulassen und es durch ein
frisches Lasergas zu ersetzen, da sehr kostspielige Edelgase
verwendet werden.
Daher wurden bereits mehrere Methoden zur Entfernung von
Verunreinigungen aus einem Excimerenlasergas vorgeschlagen.
Die Vorschläge umfassen eine Kondensationsmethode unter
Verwendung einer Kältefalle, in welcher das Lasergas bis zur
Kondensation von verunreinigenden Verbindungen mit relativ
hohen Siedepunkten abgekühlt wird. Jedoch ist diese Methode
zur Entfernung von verunreinigenden Verbindungen mit relativ
niedrigen Siedpunkten wie CF4 nicht effektiv, und diese
Methode ist nicht bei Excimerenlasern anwendbar, die ein
Edelgas mit einem relativ hohen Siedepunkt wie Kr oder Xe
verwenden, da bei der Anwendung der Methode das Edelgas
ebenfalls eine Kondensation in der Kältefalle erfährt.
Ferner wurde bereits vorgeschlagen, das zerstörte Lasergas
mit erhitztem metallischen Calcium zu kontaktieren,
um hierdurch die gasförmigen Verunreinigungsverbindungen
in feste Calciumverbindungen umzuwandeln. Jedoch kann diese
Methode nicht industriell günstig wegen der Schwierigkeiten
bei der Handhabung von metallischem Calcium und des Haltens
des metallischen Calciums auf einer sehr hohen Temperatur
wie z. B. 650°C und auch wegen der nicht vorhandenen Reaktionsfähigkeit
von einigen Verunreinigungsverbindungen mit
metallischem Calcium angesehen werden. Ein weiterer Vorschlag
war eine Adsorptionsmethode unter Verwendung von
entweder Aktivkohle oder einem geeigneten Gettermaterial
wie einer Ti-Zr-Legierung. Jedoch können nach dieser Methode
nur begrenzte Arten von verunreinigenden Verbindungen aus
dem zerstörten Excimerenlasergas entfernt werden, während
viel mehr Arten von verunreinigenden Verbindungen in demselben
Gas enthalten bleiben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens zur wirksamen Entfernung von praktisch
allen Arten von Verunreinigungsverbindungen aus einem Mischgas,
das in einem beliebigen Typ eines Edelgashalogenidexcimerenlasers
eingesetzt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren zur Reinigung
eines Lasergases, das in einem Edelgashalogenidexcimerenlaser
eingesetzt wird und wenigstens ein Edelgas, eine gasförmige
Halogenquelle und Verunreinigungen enthält, wobei
es dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Stufen umfaßt:
(a) Inkontakbringen des Lasergases mit wenigstens einer festen, alkalischen Verbindung, ausgewählt aus Alkalimetallverbindungen und Erdalkalimetallverbindungen, um in dem Lasergas enthaltene, aktive und saure Substanzen in feste Metallverbindungen umzuwandeln; und
(b) Inkontaktbringen des restlichen Anteiles des Lasergases nach der Stufe (a) mit Zeolith, um hierdurch verbleibende Verunreinigungen durch Adsorption zu entfernen.
(a) Inkontakbringen des Lasergases mit wenigstens einer festen, alkalischen Verbindung, ausgewählt aus Alkalimetallverbindungen und Erdalkalimetallverbindungen, um in dem Lasergas enthaltene, aktive und saure Substanzen in feste Metallverbindungen umzuwandeln; und
(b) Inkontaktbringen des restlichen Anteiles des Lasergases nach der Stufe (a) mit Zeolith, um hierdurch verbleibende Verunreinigungen durch Adsorption zu entfernen.
Wenn das Lasergas einen stark oxidierenden Fluorbestandteil
enthält, wird es vorgezogen, daß das zuvor beschriebene
Reinigungsverfahren weiterhin die Stufe des Inkontaktbringen
des Lasergases mit einem reaktionsfähigen Metall vor der
Durchführung der Stufe (a) umfaßt, um hierdurch den oxidierenden
Fluorbestandteil in wenigstens ein Metallhalogenid
umzuwandeln.
Gemäß der Erfindung wird Zeolith als wirksames Adsorbens
für die meisten der in den Excimerenlasergasen enthaltenen,
verunreinigenden Verbindungen eingesetzt. Zeolith ist ein
Aluminosilikat, das durch die folgende allgemeine Formel
wiedergegeben wird:
aM2/ n O·Al2O3 bSiO2·cH2O,
worin M ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall, n die
Wertigkeit und a, b, c Koeffizienten bedeuten. Zeolith
ist ein poröses Material mit einer sehr hohen Adsorptionskraft
für Gase. Derzeit sind synthetische Zeolithe unterschiedlicher
Klassen, die sich in der Porengröße unterscheiden,
unter der Bezeichnung "Molekularsiebe" erhältlich.
Die Vorteile der Verwendung von Zeolithen oder Molekularsieben
als industrielle Adsorbentien umfaßt die Anwendbarkeit
bei der Adsorption zur Entfernung fast aller
Arten von gasförmigen Substanzen durch angemessene Auswahl
der Porengröße und die Möglichkeit der wiederholten
erneuten Verwendung der Adsorbentien durch Desorption der
adsorbierten Gase.
Wenn jedoch Zeolith zur Reinigung eines Excimerenlasergases
eingesetzt wird, tritt ein schwerwiegendes Problem dadurch
auf, daß der Zeolith eine chemische Reaktion mit dem aktiven
und sauren Halogenquellenmaterial, z. B. F2 oder HCl,
die in dem Lasergas als essentieller Bestandteil vorliegen,
und auch mit sauren Verunreinigungen, beispielsweise HF, erfährt,
so daß der für den Reinigungszweck eingesetzte Zeolith
in einer sehr kurzen Zeitspanne inaktiv wird und nicht
regeneriert werden kann. Beispielsweise verliert Zeolith
rasch seine Adsorptionskraft, selbst wenn der Gehalt an
F2 in dem behandelten Gas nur etwa 0,01% beträgt.
Gemäß der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß
das Lasergas zuerst in Kontakt mit einer festen, alkalischen
Verbindung wie z. B. CaO,Ca(OH)2, Natronkalk, NaOH, KOH,
MgO oder Mg(OH)2, vorzugsweise bei einer mäßig erhöhten
Temperatur, gebracht wird. Durch diese Behandlung treten
Reaktionen zwischen der alkalischen Verbindung und dem
Halogenquellengas wie F2 oder HCl, welche in dem Lasergas
enthalten sind, und auch sauren, verunreinigenden
Gasen wie HF, SiF4 und CO2 auf. Die Hauptprodukte der
Reaktionen sind feste Metallverbindungen, welche sich
rasch aus dem behandelten Gas abtrennen. Der verbleibende
Anteil des Lasergases wird mit dem Zeolith in
Kontakt gebracht. Die verbleibenden Verunreinigungen
werden dann alle von dem Zeolith adsorbiert. Da die
aktiven und sauren Halogenbestandteile bereits entfernt
worden sind, behält der Zeolith für lange Zeiten seine
Adsorptionskraft bei, so daß die adsorptive Entfernung
der Verunreinigungen effizient und kontinuierlich erreicht
werden kann. Wenn die Adsorptionsmenge ihre Sättigung erreicht,
kann die Desorption der adsorbierten Verunreinigungen
leicht dadurch erreicht werden, daß der Zeolith
eine Entgasungsbehandlung unter vermindertem Druck bei
einer erhöhten Temperatur unterzogen wird, so daß der
Zeolith wiederholt erneut eingesetzt werden kann.
Durch die Kombination der Behandlung mit einer alkalischen
Verbindung ung der Adsorption durch Zeolith werden
alle Verunreinigungen aus dem Lasergas entfernt,
während kostspieliges Edelgas wie Kr oder Xe und auch
das als Verdünnungsmittel eingesetzte Edelgas wie He
oder Ne nur mit sehr geringen Verlustmengen wiedergewonnen
werden. Daher können die Edelgase kontinuierlich
rückgeführt werde, obwohl die Notwendigkeit des Ersatzes
der geringen Verluste besteht. Jedoch ist es erforderlich,
das Halogenquellengas wie F2 oder HCl zu den gereinigten
und rückgeführten Edelgasen zuzuführen, da das Halogenquellengas
ebenfalls während des Reinigungsprozesses des
Lasergases entfernt wird. Wie im folgenden noch beschrieben
wird, umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren eine modifizierte
Reinigungsmethode, nach welcher das Halogenquellengas
ebenfalls in einfacher Weise wiedergewonnen und rückgeführt
werden kann.
Wenn das Halogenquellengas bzw. die gasförmige Halogenquelle
in dem Lasergas eine starke bzw. hoch oxidierende Substanz
wie F2, NF3, ClF3 oder ClF ist, wird bevorzugt zunächst das
Lasergas mit einem aktiven Metall wie z. B. Si oder Fe aus
folgenden Gründen behandelt:
Wenn das ein stark oxidierendes Halogenquellengas enthaltende
Lasergas direkt in Kontakt mit der alkalischen Verbindung gebracht
wird, reagiert das Halogenquellengas mit der alkalischen
Verbindung unter Freisetzung von Sauerstoffgas, z. B.:
F2 + Ca(OH)2 → CaF2 + 1/2 O2 + H2O.
In dem Excimerenlaser wird O2 in dem rückgeführten Gas in O3
(Ozon) durch die durch Entladung erzeugte Anregungsenergie
oder in anderer Weise umgewandelt. Ozon besitzt eine starke
Lichtadsorption in einem breiten Bereich mit einer Spitze
bei etwa 300 nm. Daher adsorbiert das in dem Excimerenlaser
gebildete Ozon die Laserenergie in demselben Wellenlängenbereich
und bewirkt eine beträchtliche Erniedrigung der Laserausgangsleistung.
Daher ist es erforderlich, einen Gehalt an
O2 in dem gereinigten und rückgeführten Lasergas zu vermeiden.
Als Adsorbens gemäß der Erfindung eingesetzter Zeolith adsorbiert
nicht in effizienter Weise O2, das eine sehr geringe
Polarität besitzt, und das adsorbierte O2 wird leicht bei
geringen Druck- und/oder Temperaturänderungen desorbiert.
Falls eine sehr große Menge an Zeolith zur Erhöhung der
Adsorptionskapazität für O2 eingesetzt wird, ist das Ergebnis
üblicherweise eine Steigerung der O2-Konzentration
in dem gereinigten Gas, da beträchtliche Mengen an kostspieligen
Edelgasen wie Kr und Ne durch die erhöhte Zeolithmenge
adsorbiert werden. Es wäre vorstellbar, das durch die
Behandlung des Lasergases mit der alkalischen Verbindung gebildete
O2 mit einem bestimmten Reaktionsteilnehmer reagieren
zu lassen, um O2 in ein festes Oxid, z. B. CuO, umzuwandeln,
das leicht entfernt werden könnte, oder um es in ein
gasförmiges Oxid, z. B. SO2, umzuwandeln, das leicht von
Zeolith adsorbiert werden könnte. Jedoch ist dies unvorteilhaft,
da sehr kostspielige und aufwendige Hochtemperaturreaktionsapparaturen
und zwangsläufig Kühlapparaturen
für die Reaktion des O2, das eine eher schwache Reaktionsaktivität
besitzt, erforderlich wären.
Erfindungsgemäß konnte nun das Einschleppen von O2 in das
gereinigte Lasergas dadurch verhindert werden, daß zunächst
das ein stark oxidierendes Halogenquellengas enthaltende
Lasergas mit einem reaktionsfähigen Metall umgesetzt wurde.
Das reaktionsfähige Metall kann aus verschiedenen Metallen
ausgewählt werden, welche leicht mit irgendeinem der zuvorgenannten,
stark oxidierenden Halogenquellengase wie F2,
NF3, ClF3 und ClF unter Bildung von Metallhalogeniden
reagieren. Wenn das reaktionsfähige Metall aus Si, Ge, P,
Sb, S, Se, Te, W, Mo und V ausgewählt wird, ergibt die
Reaktion gasförmige Fluoride, als Beispiele seien SiF4
und GeF4 genannt, und solche gasförmigen Fluoride können
aus dem behandelten Lasergas durch die nachfolgende Behandlung
mit der alkalischen Verbindung oder durch Adsorption
durch den Zeolith entfernt werden. Wenn das reaktionsfähige
Metall unter Fe, Cr, Mn, Co, Zn, Ti, Zr, Sn und Pb ausgewählt
wird, ergibt die Reaktion feste Fluoride, als Beispiele
hierfür seien FeF3 und MnF4 genannt, und solche
festen Fluoride trennen sich in natürlicher Weise von dem
behandelten Lasergas ab. Üblicherweise wird die Behandlung
mit dem reaktionsfähigen Metall bei einer angemessen erhöhten
Temperatur durchgeführt.
Zur Durchführung der Reinigung des Lasergases nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren ohne Verlust des größten Teiles des
Halogenquellengases wie F2, HF3 oder HCl, ist die Kühlung
des Lasergases vor seinem Kontakt mit der alkalischen Verbindung
bis auf einen solchen Wert, wirksam, das sich das Lasergas
in ein Mischkondensat einer Gruppe von Komponenten, welche
relativ hohe Siedepunkte besitzen, und eine Gasphase, bestehend
aus einer weiteren Gruppe von Bestandteilen, welche
relativ niedrige Siedepunkte besitzen, trennt. In dem Lasergas
besitzen das hauptsächliche Edelgas wie Kr oder Xe und
die meisten der verunreinigten Verbindungen relativ hohe
Siedepunkte, während das Halogenquellengas bzw. die gasförmige
Halogenquelle, wie F2, NF3 oder HCl, und das als Verdünnungsmittel
eingesetzte Edelgas wie He oder Ne niedrigere
Siedepunkte besitzen. Daher bewirkt die Kondensationsbehandlung
bei niedriger Temperatur, daß das Halogenquellengas und
das Verdünnungsgas in der Gasphase verbleiben. Wenn das Hauptedelgas
Ar ist, bleibt dieses Edelgas ebenfalls in der Gasphase.
Nach Abtrennung des Kondensates kann das Mischgas,
welches das Halogenquellengas enthält, ohne weitere Behandlung
rückgeführt werden. Das Kondensat wird mit der zuvorgenannten
alkalischen Verbindung in Kontakt gebracht, um
saure verunreinigende Verbindungen in feste Metallverbindungen
umzuwandeln, und dann wird das verbleibende Gas in
Kontakt mit Zeolith gebracht. Wenn das Lasergas zu Beginn
eine stark oxidierende Substanz wie F2 oder NF3 enthält,
wird es bevorzugt, das Kondensat mit dem zuvorgenannten
reaktionsfähigen Metall vor der Behandlung mit der alkalischen
Verbindung zu behandeln, da das Kondensat eine geringe
Menge der stark oxidierenden Substanz enthalten kann.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in
der Praxis möglich, sämtliche Verunreinigungsverbindungen
aus einem beliebigen Gastyp für Edelgashalogenidexcimerenlaser
vollständig zu entfernen, und die Reinigung und die
Rückführung des Lasergases können in kontinuierlicher Weise
durchgeführt werden, so daß der Laser kontinuierlich für
eine lange Zeitspanne ohne den Nachteil der Erniedrigung
der Laserausgangsleistung betrieben werden kann. Unter
industriellen bzw. technischen Gesichtspunkten ist ein
weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens,
daß die wesentlichen Bestandteile des Lasergases
in sehr effizienter Weise wiedergewonnen und rückgeführt
werden können, so daß die Betriebskosten des Lasersystems
herabgesetzt werde.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert;
in der Zeichnung sind:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches den hauptsächlichen
Aufbau eines Reinigungssystems für ein Excimerenlasergas
zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Reinigungsverfahrens zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches den zusätzlichen Einbau
einer wahlweisen Kältefalle in das Gasreinigungssystem
von Fig. 1 darstellt;
Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches den zusätzlichen Einbau
einer gepackten Säule eines reaktionsfähigen Metalles
in das Gasreinigungssystem von Fig. 1 zeigt, um
das Reinigungsverfahren gemäß der Erfindung gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform durchzuführen; und
Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches den zusätzlichen Einbau
der zuvorgenannten Säule mit aktivem Metall in das
Gasreinigungssystem gemäß Fig. 2 wiedergibt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt ein Gasreinigungssystem zur Reinigung eines
Lasergases, das aus einer Excimerenlaservorrichtung 10
abgezogen wurde, wobei ein Edelgashalogenidexcimeres wie
z. B. ArF, KrF oder XeCl, eingesetzt wurde und das gereinigte
Lasergas zu der Excimerenlaservorrichtung 10
rückgeführt wird. Das aus der Excimerenlaservorrichtung
10 abgezogene Gas ist hauptsächlich eine Mischung eines
Edelgases wie Ar, Kr oder Xe, eines Quellenmaterials für
aktives Halogen wie F2 oder HCl, und eines inerten Verdünnungsgases
wie He oder Ne, und dieses Gas enthält verschiedene
Verunreinigungen, die zuvor genannt wurden.
Das Lasergas wird über die Leitung 12 in eine Reaktionssäule
14 eingeführt, die mit einer festen alkalischen
Verbindung gefüllt ist, welche mit dem Quellenmaterial
für aktives Halogen, wie F2 oder HCl, und auch mit einigen
sauren Verunreinigungsverbindungen, wie HF und SiF4, reagiert.
Dies bedeutet, daß das Quellenmaterial für aktives Halogen
und die sauren Verunreinigungen aus dem behandelten Lasergas
entfernt werden, wie dies durch das Feld 15 in Fig. 1
angezeigt wird. Der restliche Anteil des Lasergases wird
über die Leitung 16 zu einer Säule 18 geführt, welche mit
Zeolith gepackt ist, wobei dies ein Adsorbens für die verbleibenden
Verunreinigungen wie C2F6, CCl4, CCl2F2, CClF3
und CCl3F ist, die im Feld 19 angezeigt sind. Daher ist
das Gas, welches durch die Zeolithsäule 18 durchgetreten
ist, eine reine Mischung eines Hauptedelgases wie Ar, Kr
oder Xe, und des Verdünnungsgases wie He oder Ne. Über die
Leitung 20 wird das Edelgasgemisch in die Ecximerenlaservorrichtung
10 rückgeführt. Um die Entfernung des Quellenmaterials
für aktives Halogen in der Säule mit alkalischer
Verbindung 14 und praktisch unvermeidbaren Verlust einer
geringen Menge der Edelgase auszugleichen, werden angemessene
Mengen des Quellenmaterials für aktives Halogen wie
F2 oder HCl und Edelgase wie Ar, Kr oder Xe sowie He oder Ne,
wie dies mit 21 bezeichnet ist, zu der durch die Leitung 20
durchtretenden Edelgasmischung zugeliefert.
Die feste alkalische Verbindung in der Säule 14 wird üblicherweise
unter CaO, Ca(OH)2, Natronkalk, NaOH, KOH,
MgO und Mg(OH)2 ausgewählt. Die alkalische Verbindung ist
granuliert oder pelletiert, so daß ein guter Kontakt mit
dem in die Säule 14 eingeführten Lasergas erfolgt und sie
nicht durch die Strömung des Lasergases herausgetragen und
verbreitet wird. Die Behandlung des Lasergases mit der
alkalischen Verbindung kann bei einer beliebigen Temperatur
zwischen Zimmertemperatur und etwa 500°C durchgeführt
werden. In der Praxis ist es jedoch vorteilhaft, die Säule
14 mit der alkalischen Verbindung bei einer Temperatur im
Bereich von etwa 80°C bis etwa 200°C wohl unter Berücksichtigung
der Reaktivität als auch der Einfachheit des Betriebes
zu betreiben.
Der Zeolith in der Säule 18 wird aus konventionellen synthetischen
Zeolithen unter besonderer Berücksichtigung der Größe
der Mikroporen in dem Zeolith entsprechend der Zusammensetzung
des der Behandlung unterzogenen Mischgases ausgewählt. Im
allgemeinen ist der geeignetste Zeolith zu Reinigung eines
Lasergases, das in Edelgashalogenidexcimerenlasern eingesetzt
wird, Molekularsieb 5 A (Produkt von Linde Co., USA).
Ebenfalls ist es möglich, Zeolith einer unterschiedlichen
Klasse oder eine Kombination von zwei oder mehr Arten von
Zeolithen mit unterschiedlichen Porengrößen einzusetzen.
In der Zeolithsäule 18 nimmt die Adsorption an verunreinigenden
Verbindungen zu, wenn die Temperatur niedriger liegt
und der Druck höher ist. In der Praxis wird die Zeolithsäule
18 bei einer Temperatur zwischen etwa -180°C und etwa 100°C
und bei einem willkürlich gewählten Druck innerhalb der Druckgrenzwerte
der Apparatur betrieben. Wenn die Adsorption des
Zeolithes in der Säule 18 ihre Sättigung erreicht, können
die adsorbierten verunreinigenden Verbindungen leicht durch
eine Entgasungsbehandlung des Zeolithes unter Erhitzen desorbiert
werden, so daß die Adsorptionskraft des Zeolithes
wieder hergestellt werden kann.
Die Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform unter
Zwischenschaltung einer Kältefalle 24 zwischen der Excimerenlaservorrichtung
10 und der Säule 14 für die alkalische Verbindung.
Das Kühlmedium für die Kältefalle 24 ist flüssiger
Stickstoff, flüssiges Argon, flüssiger Sauerstoff oder
flüssige Luft und die Kältefalle 24 wird auf einer geeigneten
Temperatur zwischen etwa -200°C und etwa -120°C gehalten.
In der Kältefalle 24 wird das Lasergas derart abgekühlt,
daß das Hauptedelgas Kr oder Xe, das einen hohen
Siedepunkt besitzt, und die Verunreinigungen mit relativ
hohen Siedepunkten wie HF, C2F6, SiF4, SF6, CCl4, CClF3,
CCl2F2 und CCl3F, eine Kondensation erfahren. Das Mischkondensat
trennt sich von einer Gasphase, die mit 25 bezeichnet
ist, ab, wobei diese aus dem Halogenquellenmaterial
mit niedrigem Siedepunkt wie F2 oder HCl und Verdünnungsgas
wie He oder Ne besteht. Wenn das Hauptedelgas
im Lasergas Ar ist, bleibt dieses ebenfalls in der
Gasphase 25 zurück. Die unkondensierte bzw. nicht kondensierte
Gasphase 25 wird zu der Excimerenlaservorrichtung
10 über die Leitung 20 ohne weitere Behandlung rückgeführt.
Über die Leitung 12 a wird das Kondensat aus der Kältefalle
24 in die Säule 14 mit alkalischer Verbindung eingeführt,
wobei letztere bei einer erhöhten Temperatur, wie dies
unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde, betrieben
wird. Von den in der Säule 14 mit alkalischer Verbindung
eingeführten Verunreinigungen werden saure Bestandteile
wie HF und SiF4 entfernt, wie dies bei 15 A gezeigt ist,
und zwar durch Reaktion mit der alkalischen Verbindung.
Das verbleibende, gasförmige Gemisch wird in die Zeolithsäule
18, welche bereits bei Fig. 1 beschrieben wurde,
überführt. In der Zeolithsäule 18 werden verbleibende
Verunreinigungen 19 wie C2F6, SF6, CCl4, CCl2F2, CClF3
und CCl3F durch Adsorption aus dem Hauptedelgas, z. B.
Kr oder Xe, entfernt.
Wenn die Kältefalle 24 in der zuvor beschriebenen Weise
eingesetzt wird, gibt es die Möglichkeit, daß einige
Arten an Verunreinigungsverbindungen mit relativ hohen
Siedepunkten wie CF4 zusammen mit der Gasphase 25 der
wesentlichen Bestandteile rückgeführt werden und sich
allmählich in der Excimerenlaservorrichtung 10 akkumulieren.
Falls die Laserausgangsleistung durch den
Einfluß solcher Verunreinigungen mit niedrigem Siedepunkt
abnimmt, wird die Kältefalle 24 in Fig. 2 zeitweilig
unter Einschaltung eines Bypasses 28 umgangen,
um hierdurch eine Reinigung des Lasergases in der Weise,
wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde,
durchzuführen. Dann werden die Verunreinigungen mit
niedrigem Siedepunkt ebenfalls in der Zeolithsäule 18
abgetrennt.
Wenn das Halogenquellenmaterial in dem Lasergas F2 oder
NF3 ist, die eine sehr hohe Oxidationskraft besitzen,
wird das Lasergas bevorzugt mit einem reaktionsfähigen
Metall als Anfangsstufe des Gasreinigungsverfahrens in
Kontakt gebracht. In Fig. 3 ist eine mit einem reaktionsfähigen
Metall gepackte Reaktionssäule 30 zwischen der
Excimerenlaservorrichtung 10 und der Säule 14 mit alkalischer
Verbindung, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben
wurden, zwischengeschaltet. Das reaktionsfähige
Metall kann unter Si, Ge, P, Sb, S, Se, Te, W,
Mo, V, Fe, Cr, Mn, Co, Zn, Ti, Zr, Sn und Pb ausgewählt
werden. Eine Mischung von zwei oder mehreren Arten dieser
Metalle können gewünschtenfalls verwendet werden.
In der Praxis werden aus wirtschaftlichen Gründen Si oder Fe
oft mit Vorteil verwendet. Vorteilhaft ist es, wenn das
aktive Metall in der Säule 30 in Form von Granulen oder
Pellets mit einem Durchmesser von etwa 1-5 mm vorliegt,
damit wirksame Kontaktreaktionen ohne Aufbau eines übermäßigen
Widerstandes für die Lasergasströmung erreicht
werden.
Die Behandlung des Lasergases mit dem aktiven Material kann
bei einer willkürlichen Temperatur zwischen Zimmertemperatur
und etwa 500°C durchgeführt werden, wobei eine geeignete
Temperatur von der Art des eingesetzten aktiven Metalls abhängig
ist. Obwohl die Effiziens der Reaktionen des aktiven
Metalls mit den oxidierenden Substanzen in dem Lasergas
durch Erhöhung der Temperatur gefördert werden, bringt
die Anwendung einer sehr hohen Temperatur eine beträchtliche
Erhöhung hinsichtlich der Kosten für Ausrüstung und
Betrieb. Wenn Si, W, Mo oder S als aktives Metall bzw.
aktives Element eingesetzt werden, laufen die beabsichtigten
Reaktionen mit hohen Geschwindigkeiten selbst bei Zimmertemperatur
ab. Selbst bei Verwendung eines anderen Metalls
bzw. eines anderen Elementes sind rasche Reaktionen
dadurch sichergestellt, daß die Säule 30 mit aktivem Metall
bzw. aktivem Element bei einer Temperatur im Bereich
von etwa 100°C bis etwa 500°C betrieben wird.
Wenn z. B. Fe in der Reaktionssäule 30 enthalten ist, reagieren
stark oxidierende Fluorbestandteile, die in dem
Lasergas enthalten sind wie F2 oder NF3, mit Fe zu festen
Fluoriden, beispielshaft wiedergegeben durch FeF3. Wie mit
31 in Fig. 3 angegeben ist, werden die festen Fluoride als
Verunreinigungen aus dem Lasergas abgetrennt. Wenn Si in
der Reaktionsssäule 30 enthalten ist, werden stark oxidierende
Fluorbestandteile in dem Lasergas zu gasförmigen
Fluoriden, bespielhaft wiedergegeben durch SiF4, umgewandelt.
In diesem Fall verbleiben die in dem Reaktionsrohr
30 gebildeten gasförmigen Fluoride in dem Lasergas,
welches über die Leitung 12 b zu der Säule 14 mit alkalischer
Verbindung, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben
wurde, geführt wird. In dem Reaktionsrohr 14 werden saure
und aktive, verunreinigende Verbindungen wie SiF4 und CO2
durch Reaktion mit der alkalischen Verbindung entfernt.
Die verbleibenden Verunreinigungen werden in der Zeolithsäule
18 durch Adsorption entfernt, und die gereinigten
Edelgase werden zu der Excimerenlaservorrichtung 10 rückgeführt.
In dem Gasreinigungssystem von Fig. 3 hat die anfängliche
Reinigung des Lasergases mit dem aktiven Metall bzw. dem
aktiven Element in der Reaktionssäule 30 den Effekt, daß
die Freisetzung von O2 in der nachgeschalteten Reaktionssäule
14 durch Reaktion zwischen alkalischer Verbindung
und Fluor verhindert wird.
Vorzugsweise wird die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebene
Kältefalle 24 auch in dem Gasreinigungssystem der
Fig. 3, das die Säule 30 mit aktivem Metall bzw. aktivem
Element einschließt, eingesetzt. Dies ist in Fig. 4 gezeigt,
wo die Kältefalle 24 zwischen der Excimerenlaservorrichtung
10 und der mit dem reaktionsfähigen Metall bzw. dem reaktionsfähigen
Element gepackten Reaktionssäule 30 angeordnet ist.
Wenn das Lasergas zuerst in der Kältefalle 24 abgekühlt wird,
verbleiben Fluorbestandteile, F2 oder NF3, mit niedrigem
Siedepunkt in der Gasphase 25 zusammen mit dem Verdünnungsgas
wie He oder Ne. Jedoch ist ein sehr kleiner Anteil an
F2 oder NF3 in dem Mischkondensat der Substanzen mit hohem
Siedepunkt enthalten. In dem mit einem ausgewählten aktiven
Metall bzw. aktiven Element gepackten Reaktionssäule 30 wird
in dem Kondensat enthaltenes F2 oder NF3 in entweder feste
Fluoride, beispielhaft FeF3, wobei diese wie bei 31 angezeigt
ist, abgetrennt werden, oder in gasförmige Fluoride,
bespielhaft SiF4, welche zu der Säule 14 mit alkalischer
Verbindung zusammen mit anderen gasförmigen Substanzen geführt
werden, umgewandelt. Die Funktionen der Säule 14 mit
alkalischer Verbindung und der Zeolithsäule 18 wurden bereits
zuvor beschrieben. Der Bypaß 28 in Fig. 4 dient dazu,
zeitweilig die Kältefalle 24 abzuschalten, wenn die
Konzentrationen an Verunreinigungen mit niedrigem Siedepunkt,
beispielhaft CF4, ansteigen, wie dies bereits mit
Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert wurde.
Die Lasergasreinigungssysteme der Fig. 1-4 können kontinuierlich
betrieben werden. Jedoch ist es ebenfalls möglich,
irgendeines dieser Gasreinigungssysteme intermittierend
zu betreiben, d. h. die Lasergasreinigungsvorgänge können abgeschaltet
bleiben, bis sich die Laserausgangsleistung auf
einen vorbestimmten Wert durch Anstieg der Konzentrationen
an Verunreinigungen in dem Lasergas erniedrigt hat.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Ein KrF-Edelgashalogendexcimerenlaser vom Entladungsanregungstyp,
bei welchem F2 als Halogenquellengas verwendet wurde,
wurde kontinuierlich so betrieben, daß Laseroszillationen
mit einer Rate von 5 Pulsen/sec auftraten. Das Lasergas
wurde überhaupt keiner Reinigungsbehandlung während des
Betriebs des Excimerenlasers unterzogen. Innerhalb von
3 h nahm die Laserausgangsleistung auf 40% des Wertes
der Anfangsausgangsleistung ab.
Zu Beginn bestand das in den Laser eingeführte Mischgas
aus 5 Nl (Normalliter) (5%) an Kr, 0,3 Nl (0,3%) an F2
und 94,7 Nl (94,7%) an He. Nach Betrieb des Lasers während
3 h betrug die Konzentration an F2 im Lasergas etwa
0,2 Vol.-%, und die Existenz von SiF4, HF, CF4, H2O, CO2,
O2 und N2 als Verunreinigungen wurde bestätigt.
Es wurde das Gasreinigungssystem gemäß Fig. 1 zur Reinigung
des im Vergleichsversuch A erwähnten, verunreinigten
Lasergases, d. h. nach Betrieb des Excimerenlasers während
3 h, eingesetzt. Die Reaktionssäule 14 hatte einen inneren
Durchmesser von 50 mm und eine Länge von 1000 m, und das
Säulenmaterial bestand aus rostfreiem Stahl (SUS 304). Die
Säule 14 wurde mit 1 kg an Natronkalkpellets von 2 mm Durchmesser
und 5 mm Länge gefüllt. Die Adsorptionssäule 18 hatte
einen Innendurchmesser von 12 mm und eine Länge von 1000 mm
und war mit 20 g Molekularsieb 5 A gepackt. Zuvor wurde der
gesamte Raum im Reinigungssystem mit Heliumgas gefüllt. Die
Reaktionssäule 14 wurde bei 100°C und die Adsorptionssäule
18 bei Zimmertemperatur betrieben.
Die Reinigung des Kontaminierten Lasergases war von einem
Verlust von 0,1 Nl an Kr begleitet. Daher wurden 0,1 Nl Kr
zu dem gereinigten Lasergas zusammen mit 0,3 Nl F2 zugesetzt.
Bei Verwendung des erhaltenen Mischgases wurde der
Excimerenlaser des Vergleichsversuches A erneut betrieben.
Die Laserausgangsleistung betrug etwa 90% des anfänglichen
Ausgangsleistungswertes, d. h. bei Beginn des Laserbetriebes
von Vergleichsversuch A, und das Vorhandensein einer geringen
Menge von O2 wurde nachgewiesen. Der Betrieb des Lasers
wurde für 3 h ohne Wiederholung der Gasreinigungsvorgänge
fortgeführt. Danach wurde das kontaminierte Lasergas nach
der zu Beginn des Beispiels 1 beschriebenen Verfahrensweise
gereinigt, hieran schlossen sich die Zugabe von Kr
und F2 zu dem gereinigten Lasergas an. Bei der Verwendung
des erhaltenen Mischgases beim Betrieb desselben Lasers
betrug die Ausgangsleistung des Lasers etwa 80% des anfänglichen
Ausgangsleistungswertes und die Existenz einer
erhöhten O2-Menge wurde gefunden.
Das Gasreinigungssystem gemäß Fig. 3 wurde zur Reinigung
des im Vergleichsversuch A genannten, kontaminierten Lasergases,
d. h. nach Betrieb des Excimerenlasers während 3 h,
eingesetzt. Die Reaktionssäule 30 besaß einen Innendurchmesser
von 25 mm und eine Länge von 1000 mm und das Material
in der Säule war Nickel. Die Säule 30 wurde mit 300 g
metallischem Si in Form von Granulen mit Durchmessern von
1-5 mm gefüllt. Sowohl die mit Natronkalkpellets gepackte
Reaktionssäule 14 als auch die mit Molekularsieb 5 A gepackte
Adsorptionssäule 18 waren mit den in Beispiel 1 eingesetzten
identisch. Zuvor wurde der gesamte Raum in dem Reinigungssystem
mit Heliumgas gefüllt. Die das Si als aktives
Metall bzw. aktives Element enthaltende Reaktionssäule 30
wurde bei 200°C betrieben. Die den Natronkalk enthaltende
Reaktionssäule 14 wurde bei 100°C und die Adsorptionssäule
18 bei Zimmertemperatur betrieben.
Die Reinigung des kontaminierten Lasergases war von einem
Verlust von 0,1 Nl an Kr begleitet. Daher wurden 0,1 Nl
an Kr zu dem gereinigten Gas zusammen mit 0,3 Nl F2 zugesetzt.
Unter Verwendung des erhaltenen Mischgases wurde
der Excimerenlaser von Vergleichsversuch A erneut betrieben.
Die Laserausgangsleistung erreichte 100% des Anfangswertes
der Ausgangsleistung. In diesem Falle konnte O2 in
dem gereinigten Lasergas nicht nachgewiesen werden.
Das in Beispiel 2 verwendete Gasreinigungssystem gemäß Fig. 3
wurde an den Excimerenlaser von Vergleichsversuch A angeschlossen,
um den Laser in kontinuierlicher Weise zu betreiben.
Während des Laserbetriebes wurde das Lasergas kontinuierlich
mit einer Rate von 2,5 l/min gereinigt und rückgeführt,
wobei 0,0025 l/min an Kr und 0,01 l/min an F2 kontinuierlich
zu dem gereinigten Gas zugeführt wurden, wie dies
bei 21 in Fig. 3 gezeigt ist. Der Laser wurde jeden Tag
kontinuierlich während 5 h betrieben, und dieser Betrieb
wurde für 30 Tage fortgeführt. Jeden Tag wurde die mit
Molekularsieb 5 A gepackte Adsorptionssäule 18 einer Desorptionsbehandlung
in einem Vakuum bei 300°C unterzogen,
während der Laserbetrieb unterbrochen war. Während 30 Tagen
wurde keine Verminderung der Laserausgangsleistung
beobachtet.
Danach wurden die Si-Granulen in der Reaktionssäule 30
und die Natronkalkpellets in der Säule 14 jeweils durch
frisches Material ersetzt. Dann wurden der Excimerenlaser
und das Gasreinigungssystem erneut in der zuvor beschriebenen
Weise für weitere 30 Tage betrieben. Bei der Laserausgangsleistung
konnte dennoch keine Abnahme beobachtet
werden.
Das in den Beispielen 2 und 3 eingesetzte Gasreinigungssystem
wurde zu dem System gemäß Fig. 4 durch Zuschaltung
der Kältefalle 24 und des Bypasses 28 modifiziert. Die
Kältefalle 24 bestand aus rostfreiem Stahl (SUS 304) und
besaß eine Kapazität von 1 l. Das Kühlmedium für die
Kältefalle 24 war flüssiger Stickstoff.
Der KrF-Excimerenlaser von Vergleichsversuch A wurde koninuierlich
währen 30 Tagen in derselben Weise wie in Beispiel
3 betrieben. Während des Laserbetriebs wurde das
Lasergas kontinuierlich mit einer Rate von 2,5 l/min gereinigt
und rückgeführt, während 0,025 l/min an Kr und
0,001 l/min an F2 kontinuierlich zu dem gereinigten Gas
zugesetzt wurden. Beim Betrieb des Gasreinigungssystems
wurde die Kältefalle 24 immer eingesetzt. In 30 Tagen ergab
sich keine Verminderung der Laserausgangsleistung.
Wenn jedoch der Betrieb des Lasers und die Reinigung des
Lasergases noch weiter fortgeführt wurden, nahm die Ausgangsleistung
des Lasers allmählich ab. Nach Ablauf von
40 Tagen seit dem Beginn des Versuches erniedrigte sich
die Laserausgangsleistung auf etwa 85% des Anfangswertes
der Ausgangsleistung. Der Grund war die Ansammlung von
Verunreinigungen mit niedrigem Siedepunkt, beispielsweise
CF4, während der wiederholten Rückführung von F2-Gas ohne
Kontakt mit Zeolith. Daher wurde der Bypaß 28 eingeschaltet,
um das zu reinigende Lasergas direkt in die Si enthaltende
Reaktionssäule 30 einzuführen. In diesem Zustand
wurde der Betrieb des Excimerenlasers und die Reinigung
und Rückführung des Lasergases währen 3 h durchgeführt.
Das Ergebnis war, daß die Verunreinigungen mit niedrigem
Siedepunkt vollständig durch Adsorption in der Zeolithsäule
18 entfernt wurden, und daß die Laserausgangsleistung
100% des Anfangswertes wieder erreichte. Danach wurde der
Bypaß 28 geschlossen, um Kältefalle 24 wieder zu benutzen,
und der Laser 10 und das Gasreinigungssystem wurden
während 30 Tagen in derselben Weise wie beim ersten
Versuch in Beispiel 4 betrieben. Es wurde keine Abnahme
der Laserausgangsleistung beobachtet.
Zum Vergleich wurde die Si enthaltende Reaktionssäule 30
aus dem in Beispiel 4 benutzten Gasreinigungssystem ausgeschaltet,
und der erste Versuch von Beispiel 4 wurde
wiederholt. In diesem Fall betrug die Laserausgangsleistung
etwa 30% des Anfangswertes nach einem Ablauf
von 40 Tagen seit Beginn des Versuchs. Dann wurde der
Bypaß 28 benutzt, um die Reinigung des Lasergases während
3 h ohne Benutztung der Kältefalle 24 durchzuführen.
Das Ergebnis war, daß die Ausgangsleistung des Lasers
etwa 60% des Anfangswertes erreichte. Dieses experimentelle
Ergebnis ist ein Anzeichen für eine Ansammlung
von O2 in dem rückgeführten Lasergas.
Das in Beispiel 1 benutzte Lasergasreinigungssystem gemäß
Fig. 1 wurde auf einen XeCl-Excimerenlaser angewandt. Das
Chlorquellenmaterial war HCl-Gas. Als kleinere Modifikation
wurde die Adsorptionssäule 18 mit 10 g Molekularsieb
5 A und 10 g Molekularsieb 10 X gepackt, so daß Abschnitte
von zwei Zeolithen in der Säule 18 gebildet wurden.
Der Laser wurde jeden Tag kontinuierlich während 5 h betrieben.
Während des Laserbetriebes wurde das Lasergas
kontinuierlich mit der Rate von 1 l/min gereinigt und
rückgeführt, während 0,002 l/min an Xe und 0,01 l/min an
HCl kontinuierlich zu dem gereinigten Gas zugesetzt wurden.
Die Zeolithsäule 18 wurde jeden Tag einer Desorptionsbehandlung
im Vakuum bei 300°C unterzogen, während der Laserbetrieb
abgeschaltet war. Der Betrieb wurde während 30 Tagen
fortgeführt, es wurde jedoch keine Abnahme der Laserausgangsleistung
beobachtet.
Claims (14)
1. Verfahren zur Reinigung eines Lasergases, welches in einem
Edelgashalogenidexcimerenlaser verwendet wird und ein Edelgas,
ein Gas einer Halogenquelle und Verunreinigungen umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Stufen umfaßt:
(a) Inkontaktbringen des Lasergases mit wenigstens einer festen, alkalischen Verbindung, ausgewählt aus Alkalimetallverbindungen und Erdalkalimetallverbindungen, um in dem Lasergas enthaltene, aktive und saure Substanzen in feste Metallverbindungen umzuwandeln; und
(b) Inkontaktbringen des restlichen Anteiles des Lasergases nach der Stufe (a) mit Zeolith, um hierdurch verbleibende Verunreinigungen durch Adsorption zu entfernen.
(a) Inkontaktbringen des Lasergases mit wenigstens einer festen, alkalischen Verbindung, ausgewählt aus Alkalimetallverbindungen und Erdalkalimetallverbindungen, um in dem Lasergas enthaltene, aktive und saure Substanzen in feste Metallverbindungen umzuwandeln; und
(b) Inkontaktbringen des restlichen Anteiles des Lasergases nach der Stufe (a) mit Zeolith, um hierdurch verbleibende Verunreinigungen durch Adsorption zu entfernen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß als
alkalische Verbindung oder alkalische Verbindungen CaO,
Ca(OH)2, Natronkalk, NaOH, KOH, MgO und/oder Mg(OH)2 verwendet
wird/werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
alkalische Verbindung oder die alkalischen Verbindungen
auf eine Temperatur im Bereich von etwa 80°C bis etwa 200°C
erhitzt gehalten werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Gas für die Halogenquelle ein Gas verwendet wird, welches
ein hochoxidierendes Gas enthält, und daß das Verfahren
weiterhin die Stufe des Inkontaktbringens des Lasergases
mit wenigstens einem reaktionsfähigen Metall vor Durchführung
der Stufe (a) umfaßt, um hierdurch das hochoxidierende
Gas in wenigstens ein Metallhalogenid umzuwandeln.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als
reaktionsfähiges Metall oder reaktionsfähige Metalle Si, Ge,
P, Sb, S, Se, Te, W, Mo, V, Fe, Cr, Mn, Co, Zn, Ti, Zr, Sn
und/oder Pb verwendet wird/werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
reaktionsfähige Metall oder die reaktionsfähigen Metalle
auf einer Temperatur im Bereich von Zimmertemperatur bis
etwa 500°C gehalten werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
als Halogenquelle verwendete Gas wenigstens eines der Gase
F2, NF3, ClF3 und/oder ClF umfaßt.
8. Verfahren zur Reinigung eines Lasergases, welches in einem
Edelgashalogenidexcimerenlaser verwendet wird und ein Edelgas,
ein Gas einer Halogenquelle und Verunreinigungen umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Stufen umfaßt:
(a) Abkühlen des Lasergases zur Herbeiführung der Kondensation einer Gruppe von gasförmigen Bestandteilen mit relativ hohen Siedepunkten und Gewinnung einer weiteren Gruppe von gasförmigen, unkondensiert verbleibenden Bestandteilen mit relativ niedrigen Siedepunkten, wobei diese andere Gruppe von gasförmigen Bestandteilen die gasförmige Halogenquelle umfaßt;
(b) Inkontaktbringen des Kondensates aus Stufe (a) mit wenigstens einer festen, alkalischen Verbindung in Form von Alkalimetallverbindungen und/oder Erdalkalimetallverbindungen zur Umwandlung von sauren, verunreinigenden Verbindungen in dem Kondensat in feste Metallverbindungen; und
(c) Inkontaktbringen des verbleibenden Anteiles des Lasergases nach Durchführung der Stufe (b) mit Zeolith zur Entfernung von verbliebenen Verunreinigungen durch Adsorption.
(a) Abkühlen des Lasergases zur Herbeiführung der Kondensation einer Gruppe von gasförmigen Bestandteilen mit relativ hohen Siedepunkten und Gewinnung einer weiteren Gruppe von gasförmigen, unkondensiert verbleibenden Bestandteilen mit relativ niedrigen Siedepunkten, wobei diese andere Gruppe von gasförmigen Bestandteilen die gasförmige Halogenquelle umfaßt;
(b) Inkontaktbringen des Kondensates aus Stufe (a) mit wenigstens einer festen, alkalischen Verbindung in Form von Alkalimetallverbindungen und/oder Erdalkalimetallverbindungen zur Umwandlung von sauren, verunreinigenden Verbindungen in dem Kondensat in feste Metallverbindungen; und
(c) Inkontaktbringen des verbleibenden Anteiles des Lasergases nach Durchführung der Stufe (b) mit Zeolith zur Entfernung von verbliebenen Verunreinigungen durch Adsorption.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als
alkalische Verbindung oder alkalische Verbindungen CaO,
Ca(OH)2, Natronkalk, NaOH, KOH, MgO und/oder Mg(OH)2 verwendet
wird/werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
alkalische Verbindung oder die alkalischen Verbindungen
auf eine Temperatur im Bereich von etwa 80°C bis etwa 200°C
erhitzt gehalten werden.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als
Gas für die Halogenquelle ein Gas verwendet wird, welches
ein hochoxidierendes Gas enthält, und daß das Verfahren
weiterhin die Stufe des Inkontaktbringens des Kondensates
aus Stufe (a) mit wenigstens einem reaktionsfähigen Metall
vor Durchführung der Stufe (b) umfaßt, um irgendwelche
stark oxidierenden Bestandteile, welche in dem Kondensat
enthalten sein können, in wenigstens ein Metallhalogenid
umzuwandeln.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als
reaktionsfähiges Metall oder reaktionsfähige Metalle Si, Ge,
P, Sb, S, Se, Te, W, Mo, V, Fe, Cr, Mn, Co, Zn, Ti, Zr, Sn
und/oder Pb verwendet wird/werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das
reaktionsfähige Metall oder die reaktionsfähigen Metalle
auf einer Temperatur im Bereich von Zimmertemperatur bis
etwa 500°C gehalten wird/werden.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es
weiterhin die Stufen der Rückführung der weiteren Gruppe
von Bestandteilen aus der Stufe (a) zu dem Excimerlaser
und das zeitweilige Auslassen der Stufe (a) umfaßt, um
das Lasergas in unkondensiertem Zustand in Kontakt mit
der alkalischen Verbindung oder den alkalischen Verbindungen
zu bringen, wenn sich verunreinigende Verbindungen
mit relativ niedrigen Siedepunkten in der rückgeführten
Gasphase anreichern.
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