Ionenaustauscher zur Sauerstoffentfernung

Der Spezial­chemie-Konz­ern Lanxess hat seinen zur Sauer­stof­fent­fer­nung bewährten Ione­naus­tausch­er Lewatit K 7333 für den Ein­satz in der Elek­tron­ik-Indus­trie weit­er­en­twick­elt. Die Verbesserung der Poly­mer­ma­trix in Verbindung mit ein­er mod­i­fizierten Rezep­tur ermöglicht jet­zt die Pro­duk­tion des Pal­la­di­um dotierten stark­ba­sis­chen Anio­ne­naus­tausch­ers in der höch­sten Rein­heit. Das erlaubt seinen Ein­satz in der Her­stel­lung von Reinst­wass­er (englisch: ultra pure water, UPW) für die Hal­bleit­er­fer­ti­gung und die Wafer-Polierung. Dort wer­den auss­chließlich speziell gere­inigte Ione­naus­tausch­er ver­wen­det, um Wass­er mit ein­er extremen Rein­heit herzustellen.
 
Der Ione­naus­tausch­er hat sich seit eini­gen Jahren bere­its erfol­gre­ich für die kat­alytis­che Sauer­stof­fent­fer­nung in Prozess­wässern bewährt. „Das sauer­stoffhaltige Wass­er fließt durch einen Fil­ter, der mit Lewatit K 7333 befüllt ist. Im Gegen­strom wird Wasser­stoff durch den Fil­ter geleit­et. Dabei wirkt der Pal­la­di­um dotierte Ione­naus­tausch­er wie ein Katalysator. Wasser­stoff und Sauer­stoff reagieren in ein­er so genan­nten kalten Ver­bren­nung zu Wass­er“, erläutert Hans-Jür­gen Wede­mey­er, Man­ag­er Tech­ni­cal Mar­ket­ing im Geschäfts­bere­ich Liq­uid Purifi­ca­tion Tech­nolo­gies (LPT) bei Lanxess.
 
Eine weit­ere Ein­satzmöglichkeit für Lewatit K 7333 ist die kat­alytis­che Ent­fer­nung von H2O2 (Wasser­stoff­per­ox­id) ohne Zuhil­fe­nahme von Wasser­stoff. Diese Tech­nolo­gie wird zunehmend bei der Her­stel­lung von Reinst­wass­er ver­wen­det. Das so verbesserte Reinst­wass­er wird benötigt, da für die immer klein­er wer­den­den Bau­grup­pen­ab­stände in der Hal­bleit­er-Indus­trie Rest­ge­halte an Ionen im ppt/p­pq-Bere­ich spez­i­fiziert sind. Der TOC-Gehalt (Total Organ­ic Car­bon) sollte im Ide­al­fall an der Nach­weis­gren­ze liegen. „Die Anforderun­gen an die Rein­heit des Wassers steigen mit der Weit­er­en­twick­lung der Bau­grup­pen immer weit­er an und damit gewin­nt der Par­tikel­ge­halt im Nanome­ter-Bere­ich immer mehr an Bedeu­tung“, betont Wedemeyer.
 
Um diese niedri­gen Werte zu erzie­len, kommt eine UV-Lampe zum Ein­satz. Sie oxi­diert die noch vorhan­dene Organik im Wass­er zu CO2.Die Ione­naus­tausch­er nehmen das dann als Hydro­gen­car­bon­at auf. Ein neg­a­tiv­er Neben­ef­fekt bei der Behand­lung mit ultra­vi­o­let­tem Licht ist die Entste­hung von Wasser­stoff­per­ox­id (Radi­ol­yse), der die nachgeschal­teten Ione­naus­tausch­er schädigt. Das führt zu einem erhöht­en TOC-Wert und ein­er Par­tikel­pro­duk­tion der nachgeschal­teten Ione­naus­tausch­er. Der Ein­satz des Pal­la­di­um dotierten Lewatit K 7333 ent­fer­nt das bei der Radi­ol­yse ent­standene Wasser­stoff­per­ox­id bis in den niedri­gen ppt-Bere­ich. Dabei gibt der Ione­naus­tausch­er sel­ber nur äußerst geringe Verun­reini­gun­gen wie TOC, Par­tikel oder Restio­nen ab.