(57)【要約】ガス精製基材の細孔中の前調整または活性化ガスの強制対流をもたらすことによるガス精製基材の迅速かつ経済的な活性化および／または前調整の方法を記述する。ガスを基材を含む容器にポンプで送入し、高圧に昇圧させ、それをあらかじめ決定した短時間にわたり維持した後、容器の内容物を排出する。容器を再びパージガスで高圧に加圧し、その高圧をあらかじめ決定した短時間にわたり維持した後、容器を排気する。このサイクルを必要に応じ、または所望のように繰り返す。活性化および／または前調整は、拡散前調整および活性化法と比較してはるかに短い時間で、はるかに少ないガス使用量で遂行することができる。この方法は、汚染物質１ｐｐｍ以下へのガスの除染用のガス精製基材の前調整および活性化に特に適している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．ガス除染基材を含む容器にパージガスを満たし、前記パージガスを前記容器内で高圧に昇圧させるステップと、
ｂ．前記パージガスをあらかじめ決定した時間にわたり前記高圧に維持するステップと、
ｃ．前記パージガスの多くおよび前記パージガスによって置換された前記容器の任意の内容物が前記容器から排出されるように、前記容器の内容物を前記高圧より実質的に低いガス圧を有する環境に排出させるステップと、
ｄ．ステップａ．、ｂ．およびｃ．を少なくとも１回繰り返すステップを含み、
それにより、前記容器内の前記基材が、汚染ガスのその後の除染のために前調整もしくは活性化される、またはその両方になる、容器内のガス除染基材の前調整、活性化またはその両方の方法。
【請求項２】
前記パージガスが、その後に除染されるガスと同じ種類のガスであるか、その後に除染されるガス混合物の主成分と同じ種類のガスである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高圧と前記環境の前記のより低いガス圧力との圧力差が少なくとも２倍である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高圧と前記環境の前記のより低いガス圧力との圧力差が少なくとも５倍である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記高圧と前記環境の前記のより低いガス圧力との圧力差が２〜１０１０倍の範囲である請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記圧力差が、より低いガス圧力が大気圧より低い場合に最大１０８であり、またはより低いガス圧力が実質的に大気圧である場合に最大１０４である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップａ．、ｂ．およびｃ．を２〜２００回繰り返す請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップａ．、ｂ．およびｃ．を１０〜１００回繰り返す請求項７に記載の方法。
【請求項９】
各前記ステップｂ．を１０秒間〜１０分間にわたり継続する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記パージガスが少なくとも２種のガスの混合物である請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガスの１種が前記混合物中に５ｐｐｍ〜前記混合物の５％の範囲の濃度で存在する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記混合物中のガスの相対濃度が前記方法の操作中に実質的に変化しないことをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記パージガスがバルクガス、特製ガスまたはガス混合物である請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記パージガスが水素、酸素、窒素、アルゴン、塩化水素、アンモニア、空気、二酸化炭素、ヘリウム、シラン、ゲルマン、ジボラン、ホスフィン、アルシンまたはその混合物を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記汚染ガスの前記その後の除染が汚染物質の濃度を１ｐｐｍ以下のレベルへ低下させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記汚染ガスの前記その後の除染が汚染物質の濃度を約１〜１０ｐｐｂのレベルへ低下させることを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記汚染ガスの前記その後の除染が汚染物質の濃度を約１〜１００ｐｐｔのレベルへ低下させることを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記基材が多孔性である請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記基材が少なくとも１００ｍ２／ｇの表面積を有する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法を、前記基材の表面上の除染部位の活性化を遂行するために用いる請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法を、充てんガスであるその内容をパージすることにより前記基材の前調整を遂行するために用いる請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前調整が、ガス状副生成物を生ずる化学反応を引き起こし、前記基材の前調整の遂行が前記充てんガスおよび前記副生成物であるその内容をパージすることを含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記容器内の温度が最大値を経て実質的に一定の平衡値に低下するまで、前記ステップａ．、ｂ．およびｃ．を繰り返す請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔性ガス精製基材の活性化もしくは前調整または両方に関する。より詳細には、本発明は、迅速かつ少量のガスによるそのような基材の活性化もしくは前調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの種類のガスの精製（除染）は、汚染したガスまたはガス混合物を容器内の多孔性基剤上に通すことによって行われている。ガス中の汚染物質は基材の表面上の活性部位に捕捉され、ガスは容器から出るときに非常に低い濃度の汚染物質を有する。この種のガス精製は、後に半導体ウエハ材料およびプロテーゼのような高純度材料の製造に用いられる製造工程ガスの汚染物質濃度を低下させるために一般的に用いられている。そのような精製工程においては、ガスの汚染物質濃度は、しばしば１ｐｐｍ以下に低下され、多くの工程においては１０億分の１（ｐｐｂ）に、また場合によっては１兆分の１（ｐｐｔ）に低下させることができる。
【０００３】
基材は、平坦または湾曲した板、リング、球、サドルなどの小成形物体、あるいは粒状または顆粒状物質の形態であってよい。実際の基材の形態はしばしば容器を通しての容認できる圧力降下のような因子に基づいて選択する問題であるが、ガスからの汚染物質の除去は本質的には表面現象であるので、基質は、高表面積を有するように通常高度に多孔性でなければならない。多くの多孔性基材は、１ｇ当たり約１００平方メートル（ｍ２／ｇ）以上の表面積を有する。
【０００４】
新しい基材物質を最初にガス精製容器に入れるとき、基材の細孔に、基材が以前に曝露されていた単に環境ガスである充てんガスを満たす。一般的に、これは空気または不活性ガスである。細孔中の充てんガスの存在により基材の表面上の多くの活性な除去部位に汚染ガスが到達することが阻止されるので、精製操作を開始できる前に、パージすることによって充てんガスを除去し、基材を通常、精製するのと同じガスまたはその成分で飽和させる。容器の稼動を停止し、通気した場合（修理などのために）には、同じ種類の初期のガスの除去も実施し、再び操作に供さなければならない。この除去および置換工程は、一般的に基材の「前調整」と称されている。
【０００５】
いくつかの前調整工程において、水蒸気または他のガス状副生成物を発生する化学反応が起ることがある。反応が停止し、ガス状副生成物が系からパージされるまで、前調整ガスを流し続けなければならない。
【０００６】
基材上の活性部位が最初は限られた除染活性を有するにすぎない場合に用いられる同等な工程が存在する。そのような部位は、活性化ガスと接触させて「活性化」し、除染に関してはるかに活性になるようにさせなければならない。活性化のメカニズムは、本発明においては重要ではない。しかし、重要なことは、基材の表面部位を活性化するために、活性化ガスがそれらと接触しなければならないことである。したがって、パージガスは、活性化時にできる限り多くの活性化部位に流さなければならない。特定の基材は、同時に、または順次起り、異なるガスまたは同じガスにより遂行することができる活性化と前調整とを必要とすることがある。
【０００７】
前調整または活性化工程について、充てんガスを基材の表面のすべての部分から除去し、また、活性化させなければならない場合、すべての部位を接触させなければならないことが重要であることは明らかであろう。これは、基材板、物体または顆粒の外表面のような流動前調整または活性化ガスが容易に到達することができる表面部位および部分については容易に遂行されるが、基材の細孔内の深部に存在する基材の部分についてははるかに困難になる。
【０００８】
過去のガス精製工程では、活性化および前調整ガスは、容器を経て、基材を横断して流され、物質移動／分子拡散により基材の細孔中に到達した。そのような拡散は、特にガスが細孔のより深い位置に浸透するときゆっくり起るので、非常に長い活性化または前調整期間が必要であった。基質全体の十分な活性化または前調整を流動により発生した物質移動／分子拡散により遂行するのには２４〜４８時間を必要とすることがかなり一般的である。さらに、細孔はその長さにわたって狭いので、活性化を必要とする多くの部位または単に充てんガスのパージを必要とする部分にゆっくり拡散しているガスを妥当な時間内に到達させることができないほどに、それを通してのパージガスまたは活性化ガスの拡散に対するより大きい抵抗が存在するので、そのような拡散は十分な活性化または前調整をもたらさない。必要とする長期の前調整または活性化中に、基材内に過度の発熱が起ることはまれではない。そのような発熱（基材に損傷を与える可能性がある）を避けるために、容器中のパージガスの流速を制限し、それにより、細孔内へのパージガスの拡散速度も低下させ、活性化または前調整時間を延長することがしばしば必要である。
【０００９】
装置の強制対流パージが化学および石油産業の一部で使用されてきたが、これは充てんガスの比較的粗く、限られた除去または活性部位の限られた活性化のみが必要であったマクロスケールに関するものであった。そのようなものは、以前には超高純度（１ｐｐｍ以下の汚染）を達成しなければならないガス精製反応器および容器には適用できることは知られておらず、または考えられていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来技術のガス精製システムにおける活性化および前調整の問題を克服し、活性化および前調整を実質的に速くし、過度の発熱の可能性を一般的になくし、活性化および前調整ガスによる基材のはるかに十分な飽和を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これは、本発明において基材の細孔を通しての前調整または活性化ガスの強制対流をもたらすことによって達成される。（本明細書では簡潔のために、前調整および／または活性化ガスは時として、集合的にまたは単に「パージ」ガスと称する。）本発明の方法において、前調整または活性化のために用いるパージガスまたはガス混合物を、すべての出口を閉じた基材を含む容器中にポンプで送る。用いるガスの量は、ガス圧力を「大気」圧の数倍に上昇させるのに十分である。高圧をあらかじめ決定した短い時間維持し、次いで、容器の出口を開け、容器の内容物を大気圧まで排出する。これは、パージガスと加圧中に置換された充てんガスを含む。その後速やかに出口を閉め、再びパージガスで高圧に加圧し、高圧をあらかじめ決定した短い時間維持した後、再び容器を排気する。このサイクルを必要または所望の回数繰り返す。
【００１２】
我々は、少なくとも２回、好ましくは少なくとも４回、より好ましくは少なくとも１０回繰り返すとき、そのような加圧および排出サイクルによって、すべてでないとしてもほとんどの部位が活性化され、また、すべてでないとしてもほとんどの充てんガス（および化学反応が起っていた場合にはガス状副生成物）が基材および容器からパージされると判断した。この工程の強制対流によって、パージ拡散の拡散によって達成されるよりもはるかに迅速かつはるかに十分に、実際上すべての活性部位およびガスを含む凹所にパージガスが到達するようにパージガスが多孔性基材の本質的にすべての最も狭い部分に押し込まれる。これによって、はるかに迅速かつ完全な活性化または前調整がもたらされるだけでなく、パージガスの使用量も拡散活性化または前調整に必要な長い流動期間に必要なパージガスの量よりもはるかに少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、すべて拡散による前調整または活性化に以前に必要であった時間のわずかな割合の時間で、また、従来技術の拡散法で以前に必要であったパージガスのわずかな割合のパージガスの使用（および生じた廃棄物の排出により）で、基材の細孔内および表面の部位を活性化するため、かつ／または基材から充てんガスをパージするためのパージガスの強制対流の使用を含む。
【００１４】
本方法においては、パージガス（活性化ガス、前調整ガスまたは両目的にかなうガスであってよい）を基材を含む容器にポンプで送入し、高圧に昇圧させ、その圧力にあらかじめ決定した短時間維持し、その後、容器の内容物を大気または「大気」圧の収集容器に排出する。その後速やかに、さらなるパージガスを基材を含む容器にポンプで送入し、高圧に昇圧させ、高圧にあらかじめ決定した短時間維持し、その後、容器の内容物を大気または「大気」圧の容器に排出する。このサイクルは、基材の活性部位の活性化の所望のレベルに到達するために、かつ／または基材内の実質的にすべての充てんガスの除去のために必要な回数繰り返す。前調整中に水分および／または他のガス状副生成物を発生する化学反応も起る場合にも、化学反応が完結に達し、発生したすべての副生成物も系からパージされるまでサイクルを継続しなければならない。
【００１５】
我々は、加圧・排出サイクルを少なくとも２回、好ましくは少なくとも４回、より好ましくは少なくとも１０回繰り返すことが好都合であることを見出した。絶対的な最大サイクル数は存在しないが、実際には２００サイクルがほぼすべての基材の活性化または前調整に十分であると予想され、多くの場合、それよりかなり少ないサイクル（１０〜１００のような）が全く十分であろう。加圧により「大気」圧の少なくとも２倍、好ましくは大気圧の少なくとも５倍のレベルに上昇させ、維持されることが好ましい。通常、各サイクルは同じ高圧レベルに戻るが、これは必要ではない。「大気」圧は、サイクルの加圧部分の後に容器中のガスが排出される、適宜、開放周囲環境または捕捉容器であってよい環境の圧力を意味する。しかし、最低１０−７ｔｏｒｒ（１．３３×１０−５Ｐａ）であってよい、強い真空による特別な大気圧以下の環境に排出することが好ましい。重要な基準は、加圧時の高圧と排出時の圧力との圧力差が排出圧力の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも５倍であるべきである。絶対的な最大差は存在せず、最高１０１０倍の差が可能であると考えられる。一般的に真空排気を用いる場合には１０８の差が都合がよく、大気排気を用いる場合には差は通常１０４程度である。目的は、細孔の最も狭い部分を含む基材の本質的にすべての部分への、かつそれを通しての、また、細孔内の小盲管内へのパージガスの押し込みのために高圧への加圧期間中に十分に高い圧力を有し、排出中に容器の内容物の大部分が迅速かつ十分に排気されるように排出時に十分に高い圧力差を有することである。排出される容器の内容物は、実質的な量のパージガスだけでなく、パージガスがサイクルの加圧期中に置換した実質的な量の充てんまたは他のガスも含む。
【００１６】
各サイクルは比較的短い。高圧での保持時間は、一般的に１０秒間〜１０分間の範囲内である。本発明の強制対流メカニズムは各単一サイクル内で長時間をかけることによるよりも複数の繰り返しサイクルによって最も効果的に作用するので、さらなる保持時間は通常有利ではない。比較的短いサイクルも個々のサイクルにおける過度の発熱反応の機会を制限する。図２および３に認められるように最初の数サイクルで発生するわずかな発熱があるが、工程の初期の部分で充てんガスの大部分が除去され、部位の大部分が前調整または活性化されるようになるときに発熱は通常速やかに消散する。
【００１７】
本発明は、バルクガスおよび特製ガスの精製を含む様々なガス精製工程用の基材を調製するのに有用である。本発明が最初の活性化および／または前調整を提供する工程において精製することができるバルクガスとしては、水素、酸素、窒素、アルゴン、塩化水素、アンモニア、空気、二酸化炭素およびヘリウムなどがある。特製ガスとしては、シラン、ゲルマン、ジボラン、ホスフィンおよびアルシンなどがある。これらのガスのすべてが特製ガスとキャリヤガスとしての水素、窒素またはアルゴンとの混合物（ブレンド）のような、特に、ドーパント（非キャリヤ）ガス濃度が５０ｐｐｍから混合物の５％までの他のガスとの混合物であってもよい。除染するガスまたはガス混合物は前調整または活性化を遂行するためにパージに用いるガスまたはガス混合物と同じであることが好ましいが、本発明は、パージまたは活性化の後のその継続的存在が汚染ガスの精製に悪影響を及ぼさない場合には異なるガスをパージに用いることも想定した。したがって、例えば、除染するガスが小濃度のドーパントガスとの混合物である場合、基材がその後、除染時に混合物中のドーパントガスの濃度を低下させるように作用しない限り、混合物の主成分（すなわち、この場合にはキャリヤガス）のみで前調整することが望ましいと思われる。
【００１８】
本発明は、処理するガスまたはガス混合物を、汚染物質の１ｐｐｍ以下のレベルまで、好ましくは汚染物質の１〜１０ｐｐｂの程度のレベルまで、より好ましくは約１〜１００ｐｐｔの程度のレベルまで除染しなければならないガス精製工程および装置に用いる基材の前調整および／または活性化にその最も意味のある適用例を見出している。
【００１９】
この方法の優位性は、アンモニア除染基材から充てんガス（窒素）をパージするためのアンモニアによる前調整を示す図１、２および３に示されている。容器の内部の温度をモニターすることにより、実際的な意味で前調整の完了を決定することが都合がよい。発熱は、充てんガスが置換される前調整工程の初期に起る。充てんガスの濃度が低下するにつれて発熱が次第に消失し、容器の内部が平衡温度（アンモニアの場合には約２０℃［６８°Ｆ］）に達し、ほとんどまたは有意な量の充てんガスが存在せず、パージされたことを示す。平衡温度に達し、操作者にその存在が確認されるほどに十分な期間にわたり維持されている場合、前調整工程は完了したとみなされる。その時、汚染ガスを流し始めることができ、除染工程が開始する。
【００２０】
図１に、基材の細孔中の物質移動／分子拡散を生じさせるために基材が従来術の容器への連続ガス流通によりアンモニアで前調整されていることを示す。発熱がその平衡温度レベルに到達する前に基材１リットル当たりほぼ１２００リットルのアンモニアを容器に流さなければならず、また、平衡温度の存在が前調整を停止することを保証することが十分に確認される前にさらに２００〜４００リットルを用いなければならないことがわかるであろう。図１に示す工程に必要な総時間は、最初に平衡温度に達するまで９．５時間で、操作者が平衡温度が実際に確立したと合理的に結論することができるまで２．５時間であった。
【００２１】
しかしながら、本発明においては、図２に示すように、システムは、平衡温度レベルに到達する前に１０〜１１サイクル（各データポイント）までサイクルし、そのレベルが確認される前に約５サイクル程度サイクルし、基材１リットル当たりのアンモニアの総使用量は６０〜８０リットルにすぎず、これは図１の従来技術の拡散システムと比較して２０倍の改善である。また、到達した発熱温度（４３°〜４５℃［１１０°〜１１３°Ｆ］）は従来技術の拡散法前調整により到達する値より高くない。本発明の優位性に関して同様に重要なことは、図１の従来技術の拡散前調整工程で必要な時間と比較して、最初の平衡温度および確認点に到達するのに必要な時間の５倍の短縮があったことである。
【００２２】
図１および２の２つのグラフを図３における同じ目盛上に示す。アンモニア使用量（および前調整時間も）の劇的な低減がこの図で明らかである。拡散パージ法は、本発明の強制対流パージ法が平衡温度に到達したことを確認するのに必要な期間を含むその全前調整の完了のために用いたよりも、多くのアンモニアを（より多くの回数）その最初の段階（その発熱のピークに到達する）のために使用したことがわかるであろう。したがって、本発明の方法は、従来技術の拡散前調整法で必要な時間のわずかな割合の時間で、またガス使用量のわずかな割合のガスを用いて前調整を遂行することができる。
【００２３】
図に直接示されていないが、それらから明らかなことは、本発明の費用の重要な改善である。前調整のために用いたガスは、容器を出るときに基材内で置換された容器内からの充てんガスまたは他の物質で汚染されるので、除染製造工程ガスとして使用するために回収することはできないことは認識されよう。前調整工程が完了するまで、ガス精製装置から使用可能な製造工程ガスを得ることができない。上記のようにその後の精製操作で用いるのと同じガス（またはガス混合物）を通常用いるので、前調整中に用いたガスの量は、システム操作者にとって直接的な経済的損失である。したがって、図に示す実施例においては、拡散前調整工程の操作者が約１２００リットル以上のアンモニアを失ったのに対して、本発明の強制対流前調整工程の操作者は６０〜８０リットルを失ったにすぎない。アンモニアのような一般的なガスを用いる場合でさえも、経済的値の格差は重要であり、用いるガスが高価な混合物または特製ガスである場合には、それはもちろんはるかに大きいであろう。
【００２４】
ガス除染容器の性質は重要でなく、また、基材の性質も重要でない。それぞれが精製するガスの物理的および化学的性質により決定され、本発明の好ましい態様において、それは活性化および／または前調整ガスとして用いるガスでもあるので、本発明の強制対流前調整および／または活性化に伴う不適合性または有害な影響の問題はないであろう。本発明および特許出願の譲受人であるカリフォルニア州サンディエゴのＡｅｒｏｎｅｘ，Ｉｎｃ．から入手可能なものを含む、種々のガスおよびガス混合物用の多種のガス除染容器および基材が市販されている。
【００２５】
上で明確に記載されていないが、明らかに本発明の範囲内にあり、精神に沿った本発明の多数の実施形態が存在することは明らかであろう。したがって、上の記述は代表的なものであるにすぎず、本発明の実際の範囲は添付する特許請求の範囲から決定しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ガスの流動により発生する物質移動／分子拡散を用いたアンモニア精製容器における一般的な従来技術の前調整工程における用いたパージガスと達した温度の比較を示すグラフである。
【図２】本発明の強制対流を用いたアンモニア精製容器における前調整工程における用いたパージガスと達した温度の比較を示すグラフである。
【図３】本発明の強制対流データ（グラフの左端、三角）と従来技術の拡散法のデータ（グラフの全面にわたっている、黒丸）との直接比較を示す図１と図２の合成図である。
【図１】
2005529730.tif 000002
【図２】
2005529730.tif 000003
【図３】
2005529730.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月15日(2005.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ガス除染基材を含む容器にパージガスを満たし、前記パージガスを前記容器内で高圧に昇圧させるステップと、
ｂ）前記パージガスをあらかじめ決定した時間にわたり前記高圧に維持するステップと、
ｃ）前記パージガスの多くが前記容器から排出されるように、前記容器の内容物を排出させて前記容器内の圧力を前記高圧より低いガス圧に低下させるステップと、
ｄ）ステップａ）、ｂ）およびｃ）を少なくとも１回繰り返すステップを含み、
それにより、前記容器内の前記基材が、汚染ガスのその後の除染のために前調整もしくは活性化される、またはその両方になる、容器内のガス除染基材の前調整、活性化またはその両方の方法。
【請求項２】
前記パージガスが、その後に除染されるガスと同じ種類のガスであるか、その後に除染されるガス混合物の主成分と同じ種類のガスである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高圧と前記のより低いガス圧力との比が少なくとも２である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高圧と前記のより低いガス圧力との比が少なくとも５である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記高圧と前記のより低いガス圧力との比が２〜１０１０の範囲である請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記比が、より低いガス圧力が大気圧より低い場合に最大１０８であり、またはより低いガス圧力が実質的に大気圧である場合に最大１０４である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップａ）、ｂ）およびｃ）を２〜２００回繰り返す請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップａ）、ｂ）およびｃ）を１０〜１００回繰り返す請求項７に記載の方法。
【請求項９】
各前記ステップｂ）を１０秒間〜１０分間にわたり継続する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記パージガスが少なくとも２種のガスの混合物である請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガスの１種が前記混合物中に５ｐｐｍ〜前記混合物の５％の範囲の濃度で存在する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記混合物中のガスの相対濃度が前記方法の操作中に実質的に変化しないことをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記パージガスがバルクガス、特製ガスまたはガス混合物である請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記パージガスが水素、酸素、窒素、アルゴン、塩化水素、アンモニア、空気、二酸化炭素、ヘリウム、シラン、ゲルマン、ジボラン、ホスフィン、アルシンまたはその混合物を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記汚染ガスの前記その後の除染が汚染物質の濃度を１ｐｐｍ以下のレベルへ低下させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記汚染ガスの前記その後の除染が汚染物質の濃度を約１〜１０ｐｐｂのレベルへ低下させることを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記汚染ガスの前記その後の除染が汚染物質の濃度を約１〜１００ｐｐｔのレベルへ低下させることを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記基材が多孔性である請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記基材が少なくとも１００ｍ２／ｇの表面積を有する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法を、前記基材の表面上の除染部位の活性化を遂行するために用いる請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法を、前記基材から充てんガスをパージすることにより前記基材の前調整を遂行するために用いる請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前調整が、ガス状副生成物を生ずる化学反応を引き起こし、前記基材の前調整の遂行が前記基材から前記充てんガスおよび前記副生成物をパージすることを含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記容器内の温度が最大値を経て実質的に一定の平衡値に低下するまで、前記ステップａ）、ｂ）およびｃ）を繰り返す請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
ガス除染基材の活性化は、ガス除染基材からの汚染物質の除去によるガス除染基材の再生を含む請求項１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
基材上の活性部位が最初は限られた除染活性を有するにすぎない場合に用いられる同等な工程が存在する。そのような部位は、活性化ガスと接触させて「活性化」し、除染に関してはるかに活性になるようにさせなければならない。活性化のメカニズムは、本発明においては重要ではない。しかし、重要なことは、基材の表面部位を活性化するために、活性化ガスがそれらと接触しなければならないことである。したがって、パージガスは、活性化時にできる限り多くの活性化部位に流さなければならない。特定の基材は、同時に、または順次起り、異なるガスまたは同じガスにより遂行することができる活性化と前調整とを必要とすることがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前調整または活性化工程について、充てんガスを基材の表面のすべての部分から除去し、また、活性化させなければならない場合、すべての部位を接触させなければならないことが重要であることは明らかであろう。これは、基材板、物体または顆粒の外表面のような流動前調整または活性化ガスが容易に到達することができる表面部位および部分については容易に遂行されるが、基材の細孔内の深部に存在する基材の部分についてははるかに困難になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本方法においては、パージガス（活性化ガス、前調整ガスまたは両目的にかなうガスであってよい）を基材を含む容器にポンプで送入し、高圧に昇圧させ、その圧力にあらかじめ決定した短時間維持し、その後、容器の内容物を大気または「大気」圧の収集容器に排出する。その後速やかに、さらなるパージガスを基材を含む容器にポンプで送入し、高圧に昇圧させ、高圧にあらかじめ決定した短時間維持し、その後、容器の内容物を大気または「大気」圧の容器に排出する。このサイクルは、基材の活性部位の活性化の所望のレベルに到達するために、かつ／または基材内の実質的にすべての充てんガスの除去のために必要な回数繰り返す。前調整中に水分および／または他のガス状副生成物を発生する化学反応も起る場合にも、化学反応が完結に達し、発生したすべての副生成物も系からパージされるまでサイクルを継続しなければならない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
我々は、加圧・排出サイクルを少なくとも２回、好ましくは少なくとも４回、より好ましくは少なくとも１０回繰り返すことが好都合であることを見出した。絶対的な最大サイクル数は存在しないが、実際には２００サイクルがほぼすべての基材の活性化または前調整に十分であると予想され、多くの場合、それよりかなり少ないサイクル（１０〜１００のような）が全く十分であろう。加圧により「大気」圧の少なくとも２倍、好ましくは大気圧の少なくとも５倍のレベルに上昇させ、維持されることが好ましい。通常、各サイクルは同じ高圧レベルに戻るが、これは必要ではない。「大気」圧は、サイクルの加圧部分の後に容器中のガスが排出される、適宜、開放周囲環境または捕捉容器であってよい環境の圧力を意味する。しかし、大気圧以下の環境、特に最低１０−７ｔｏｒｒ（１．３３×１０−５Ｐａ）であってよい、強い真空の環境に排出することが好ましい。重要な基準は、加圧時の高圧と排出時の圧力との圧力差が排出圧力の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも５倍であるべきである。絶対的な最大差は存在せず、最高１０１０倍の差が可能であると考えられる。一般的に真空排気を用いる場合には１０８の差が都合がよく、大気排気を用いる場合には差は通常１０４程度である。目的は、細孔の最も狭い部分を含む基材の本質的にすべての部分への、かつそれを通しての、また、細孔内の小盲管内へのパージガスの押し込みのために高圧への加圧期間中に十分に高い圧力を有し、排出中に容器の内容物の大部分が迅速かつ十分に排気されるように排出時に十分に高い圧力差を有することである。排出される容器の内容物は、実質的な量のパージガスだけでなく、パージガスがサイクルの加圧期中に置換した実質的な量の充てんまたは他のガスも含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は、バルクガスおよび特製ガスの精製を含む様々なガス精製工程用の基材を調製するのに有用である。本発明が最初の活性化および／または前調整を提供する工程において精製することができるバルクガスとしては、水素、酸素、窒素、アルゴン、塩化水素、アンモニア、空気、二酸化炭素およびヘリウムなどがある。特製ガスとしては、シラン、ゲルマン、ジボラン、ホスフィンおよびアルシンなどがある。これらのガスのすべてはまた、上記のガスの任意の組合せを有する混合物、または特製ガスとキャリヤガスとしての水素、窒素またはアルゴンとの混合物（ブレンド）のような、特に、ドーパント（非キャリヤ）ガス濃度が５０ｐｐｍから混合物の５％までの他のガスとの混合物であってもよい。除染するガスまたはガス混合物は前調整または活性化を遂行するためにパージに用いるガスまたはガス混合物と同じであることが好ましいが、本発明は、パージまたは活性化の後のその継続的存在が汚染ガスの精製に悪影響を及ぼさない場合には異なるガスをパージに用いることも想定した。したがって、例えば、除染するガスが小濃度のドーパントガスとの混合物である場合、基材がその後、除染時に混合物中のドーパントガスの濃度を低下させるように作用しない限り、混合物の主成分（すなわち、この場合にはキャリヤガス）のみで前調整することが望ましいと思われる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図１に、基材の細孔中の物質移動／分子拡散を生じさせるために基材が従来術の容器への連続ガス流通によりアンモニアで前調整されていることを示す。発熱がその平衡温度レベルに到達する前に基材１リットル当たりほぼ１２００リットルのアンモニアを容器に流さなければならず、また、平衡温度の存在が前調整を停止することを保証することが十分に確認される前にさらに２００〜４００リットルを用いなければならないことがわかるであろう。図１に示す工程に必要な総時間は、最初に平衡温度に達するまで９．５時間で、操作者が平衡温度が実際に確立したと合理的に結論することができるまで２．５時間であった。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図１および２の２つのグラフを図３における同じ目盛上に示す。アンモニア使用量（および前調整時間も）の劇的な低減がこの図で明らかである。拡散パージ法は、本発明の強制対流パージ法が平衡温度に到達したことを確認するのに必要な期間を含むその全前調整の完了のために用いたよりも、多くのアンモニアを（より多くの回数）その最初の段階（その発熱のピークに到達する）のために使用したことがわかるであろう。したがって、本発明の方法は、従来技術の拡散前調整法に比べてわずかな割合の時間で、またわずかな割合のガス使用量で前調整を遂行することができる。
【国際調査報告】
2005529730.tif 000005