(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスで表面波プラズマを発生させるのに適した入力マイクロ波放射によりガスを励起してこのガスを処理するための装置（１０）のためのパイプセクション（２８）であり、このパイプセクションは、入力マイクロ波放射を集束するための領域で前記装置（１０）を通るように装置に装着され、中を処理されるガスが流される、誘電材料で形成された放電チューブ（２９）を具備し、この放電チューブ（２９）は、これの全長の少なくとも一部に、内壁（３０）と外壁（３２）とからなる２重構造壁を有し、前記放電チューブ（２９）の内壁（３０）と外壁（３２）とは、所定の間隙を有して離間されており、この間隙は、前記内壁（３０）と外壁（３２）とが、熱交換可能なように、プラズマから発生される化学的種に対して不活性で、熱伝導性の誘電材料が充填されていることを特徴とするパイプセクション。
【請求項２】
前記内壁と外壁との間の間隙を充填する誘電材料は、窒化ボロンであることを特徴とする請求項１のパイプセクション。
【請求項３】
前記入力マイクロ波放射を集束するための領域に位置される部分での前記放電チューブ（２９）の内壁（３０）は、サファイアで形成されていることを特徴とする請求項１もしくは２のパイプセクション。
【請求項４】
前記入力マイクロ波放射を集束するための領域に位置される部分の両側で、前記放電チューブ（２９）の内壁（３０）は、セラミックで形成されていることを特徴とする請求項１もしくは２のパイプセクション。
【請求項５】
前記セラミックは、窒化アルミニウムもしくは焼結されたアルミナをベースとしたセラミックであることを特徴とする請求項４のパイプセクション。
【請求項６】
前記放電チューブ（２９）の内壁（３０）は、窒化アルミニウムをベースとしたセラミックで形成されていることを特徴とする請求項１もしくは２のパイプセクション。
【請求項７】
前記放電チューブの外壁（３２）は、窒化アルミニウムをベースとしたセラミックで形成されていることを特徴とする請求項６のパイプセクション。
【請求項８】
前記放電チューブ（２９）の外壁（３２）は、シリカで形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１のパイプセクション。
【請求項９】
前記内壁は、相補的な端部を有し、所定の長さの複数の筒部を重ね合わせて形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれ１のパイプセクション。
【請求項１０】
冷却液を循環させるための、誘電材料で形成され、ジャケット用チューブを構成する第２のチューブ（３６）をさらに具備し、この第２のチューブの中に前記放電チューブ（２９）が装着されており、また、この第２のチューブは、前記放電チューブ（２９）の外壁と共に、この放電チューブを冷却するためのチャンバを規定しており、このチャンバは、誘電体の熱伝導性冷却液の供給源に接続されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１のパイプセクション。
【請求項１１】
前記冷却液は、イソパラフィン性ポリアルファオレフインであることを特徴とする請求項１０のパイプセクション。
【請求項１２】
前記放電チューブ（２９）の周りに、前記冷却液体のためのジャケット用チューブ（３６）を、これら放電チューブとジャケット用チューブとが延びることが可能なように装着するための手段（４０，４４，５０）を、さらに具備することを特徴とする請求項１０もしくは１１のパイプセクション。
【請求項１３】
前記チューブを装着するための手段は、段が形成された内通路  （４２）を備えた少なくとも１つの支持体（４０）を有し、この内通路の中には、放電チューブとジャケット用チューブとの各々の端部領域が通っており、また、この内通路（４２）は、第１の端部ボア（４４）を有し、この端部ボアの中には、前記放電チューブ（２９）の一端部を保持し、かつ、処理されるガスが放電チューブ（２９）に供給されることを果たす装着物（５０）を保持する部材（４８）装着されており、また、この内通路は、中を放電チューブ（２９）が通る中心ボア（５４）と、中にＯーリングシール（５８）を介在させて前記ジャケット用チューブ（３６）が装着された第２の端部ボア（５６）とを有することを特徴とする請求項１２のパイプセクション。
【請求項１４】
前記装着物（５０）は、前記放電チューブ（２９）の端部を覆うヘッドを構成し、また、保持部材（４８）に形成された雌ねじと螺合する雄ねじを有することを特徴とする請求項１３のパイプセクション。
【請求項１５】
前記保持部材と装着物との間に設けられた第２のシール  （５２）をさらに具備することを特徴とする請求項１４のパイプセクション。
【請求項１６】
前記支持体は、前記ジャケット用チューブ（３６）に冷却液を供給するためのチャンネル（６０）をさらに有し、また、この支持体（４０）と保持部材（４８）とを覆うシール部材（６４）がさらに設けられていることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１のパイプセクション。
【請求項１７】
前記保持部材（４８）が支持部材（４０）の中で回転するのを阻止するための手段をさらに具備することを特徴とする請求項１６のパイプセクション。
【請求項１８】
導電材料で形成された導波管を構成し、マイクロ波発生器に接続される中空体（１２）を具備し、この中空体は、誘電材料で形成され、中を励起されるガスが通るパイプ（２８）が通る通路を有し、また、この中空体は、装置の動作の間、ガスの中に表面波プラズマを発生させるように、前記発生器により発生されたマイクロ波放射を前記パイプ（２８）に集束させるための領域  （２０）を有する、表面波形式のガスを励起するための装置において、前記パイプは、請求項１ないし１７のいずれか１には係わるパイプセクションを有することを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１８に係わる装置が使用されることを特徴とするガスの純化のための方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中で、特に、大気圧で、ガスが表面波プラズマにより励起される、ガス処理装置のためのパイプセクションに関する。
【０００２】
【従来技術】
このような用途に有効の既知の形式の励起装置は、“サーフェガイド”もしくは表面波ガイドの名前で知られている。
【０００３】
この形式の装置は、マイクロ波発生器に接続されるようになっており、通路が設けられ、導電材により形成され、導波管を構成する中空体を有する。誘電体材料で形成されたパイプが通っており、このパイプの中を、励起されるガスが通るようになっている。また、この中空体には、装置の動作中に、ガス中に表面波プラズマを発生させるように、発生器によりパイプにマイクロ波放射を集中させる領域を有する。
【０００４】
この形式の装置の１つの特に効果的な適用は、過弗素化温室効果ガス成分の不純物を含む化学的に非活性なガスのプラズマ処理に対してである。
【０００５】
特に、この装置は、処理されるガスとこのガスが含む不純物とを、ガス分子のイオン化により放電を生じさせるのに充分な電界の中に入れることを可能にしている。尚、この放電は、最初は中性のガスの分子から放出される電子により発生される。
【０００６】
放電のもとでは、基礎となるガス、即ち、純化されるガスの分子は、最初の分子よりも小さいサイズのラジカルを形成するように、解離される。従って、適当な個々の分子の場合、これら分子並びに励起された微分子片は、実質的な化学反応を生じない。
【０００７】
放電の中を通った後に、分子と、基礎ガス（ベースガス）の微分子片は、無傷で、再現するように、非励起と再結合とを夫々果たす。
【０００８】
一方、励起されることにより、不純物は、初期の分子とは異なる化学的性質を有し、適当な続く処理によりガスから抽出され得る微分子を形成する不可逆の解離と転換とを受ける。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このようなタイプの技術は、多量のガスを効果的に処理することを可能にする。しかし、信頼性は、放電の中に存在するガス状の媒体が、プラズマが中に発生されるパイプの壁をこのガス状の媒体が特に腐食させるようにする高エネルギーの弗素化ラジカル種の比較的高い集中性を有するので、比較乏しい。
【００１０】
例えば、１ｍｍの厚さを有するシリカ製のチューブで形成されたパイプが使用されると、このチューブは、マイクロ波のパワー密度が最大となり、入射マイクロ波放射を集束するための領域で１０分以内に孔が形成されてしまう。
【００１１】
さらに、イオン化が非常に困難で、特にホットプラズマを発生する窒素が、プラズマ用ガスとして使用されると、放射を集束させるための領域でのチューブの加熱は、弗素化された化合物が存在しない場合でも、チューブが溶けてしまうことが一般的であり、また、この現象は比較的早く生じる。
【００１２】
最後に、動作の間に、シリカ製のチューブは、クラックの原因になるかなり厳しい熱動力を受ける。
【００１３】
本発明の目的は、一方では、放電が中で維持されるパイプの腐食を減じることにより、また、他方では、プラズマに接する壁にクラックが生じた後でさえも装置の通常の動作を維持することを可能にすることにより、上記欠点を克服することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の主題は、ガスで表面波プラズマを発生させるのに適した入力マイクロ波放射によりガスを励起してこのガスを処理するための装置のためのパイプセクションであり、このパイプセクションは、入力マイクロ波放射を集束するための領域で前記装置を通るように装着され、中を処理されるガスが流される、誘電材料で形成された放電チューブを具備し、この放電チューブは、これの全長の少なくとも一部に、壁相互が熱交換可能に関係で配置された２重構造壁を有することを特徴とするパイプセクションである。
【００１５】
かくして、チューブの放電抵抗は、プラズマにより与えられる熱の有効な除去を維持しながら、改良される。
【００１６】
種々の実施の形態において、本発明に係わるパイプセクションは、さらに、夫々独自に、または技術的に可能な組み合わで、以下の１もしくは複数の特徴を有する。
【００１７】
前記放電チューブの内壁と外壁との間の間隙は、プラズマから発生される化学的種に対して比較的不活性で、熱伝導性の誘電材料が充填されている。
かくして、放電チューブの内壁にクラックが発生した後でさえも、クラックの中に侵入可能な種は、チューブの壁間に位置された前記誘電材料の層により阻止される。
前記内壁と外壁との間の間隙を充填する誘電材料は、窒化ボロンで形成されている。
前記入力マイクロ波放射を集束するための領域に位置される部分での前記放電チューブの内壁は、サファイアで形成されている。
前記入力マイクロ波放射を集束するための領域に位置される部分の両側で、前記放電チューブの内壁は、セラミックで形成されている。
前記セラミックは、窒化アルミニウムもしくは焼結されたアルミナをベースとしたセラミックである
前記放電チューブの内壁は、窒化アルミニウムをベースとしたセラミックで形成されている。
前記放電チューブの外壁は、窒化アルミニウムをベースとしたセラミックで形成されている。
前記放電チューブの外壁は、シリカで形成されている。
前記内壁（内方チューブ）は、相補的な端部を有し、所定の長さの複数の筒部を重ね合わせて形成されている。
冷却液を循環させるための、誘電材料で形成され、ジャケット用チューブを構成する第２のチューブをさらに具備し、この第２のチューブの中に前記放電チューブが装着されており、また、この第２のチューブは、前記放電チューブの外壁と共に、この放電チューブを冷却するためのチャンバを規定しており、このチャンバは、誘電体の熱伝導性冷却液の供給源に接続される。
【００１８】
前記冷却液はイソパラフィン性ポリアルファオレフインで形成されている。
前記放電チューブの周りに、前記冷却液体のためのジャケット用チューブを、これら両チューブが延びることが可能なように装着するための手段を、さらに具備する。
【００１９】
前記チューブを装着する手段は、段が形成された内通路を備えた少なくとも１つの支持体を有し、この内通路の中には、各チューブの端部領域が通っており、また、この内通路は、第１の端部ボアを有し、この端部ボアの中には、前記放電チューブの一端部を保持し、かつ、処理されるガスが放電チューブに供給されることを果たす装着物を保持する部材装着されており、また、この内通路は、中を放電チューブが通る中心ボアと、中にＯーリングシールを介在させて前記ジャケット用チューブが装着された第２の端部ボアとを有する。
【００２０】
前記装着物は、前記放電チューブの端部を覆うヘッドを構成し、また、保持部材に形成された雌ねじと螺合する雄ねじを有する。
前記保持部材と装着物との間に設けられた第２のシールを、さらに具備する。
前記支持体は、前記ジャケット用チューブに冷却液を供給するためのチャンネルをさらに有し、また、この支持体と保持部材とを覆うシール部材が、さらに設けられている。
【００２１】
前記保持部材が支持部材の中で回転するのを阻止するための手段を、さらに具備する。
本発明の主題は、また、導電材料で形成された導波管を構成し、マイクロ波発生器に接続される中空体を具備し、この中空体は、誘電材料で形成され、中を励起されるガスが通るパイプが通る通路を有し、また、この中空体は、装置の動作の間、ガスの中に表面波プラズマを発生させるように、前記発生器により発生されたマイクロ波放射を前記パイプに集束させるための領域を有する、表面波形式のガスを励起するための装置において、前記パスプは、上述したたパイプセクションを有する装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、参照符号１０で示す表面導波管の概略的な縦断面図である。この表面導波管１０は、予想される使用に適した導電材料、特に、金属で形成され、細長い形状の中空体１２により主に構成されている。この中空体１２は、好ましくは、平行六面体の断面と、２つの開口端１４，１６とを有する。一方の開口端は、マイクロ波発生器に接続されるようになっており、また、他方の開口端は、ショートサーキット、特に、横方向に配置され、長手方向に調節される導電プレートを形成するのに適した手段（図示せず）に接続されるようになっている。
【００２３】
前記両端１４，１６間で、中空体１２は、細い断面の領域１８を有し、この領域は、開口端１４，１６に向かうのに従って直線的に大きくなる断面の２つの部分２２，２４間に延びた一定の断面の中心部２０を有する。この中心部２０を形成する壁は、入射マイクロ波放射を集束するための領域を構成し、各々孔２６を備えている。これら孔は、以下に詳述するように、適当な誘電材料で形成されたパイプセクション２８を通す通路を形成している。
【００２４】
前記パイプセクション２８は、図１では仮想的に切頭され、概略的に示されており、放電チューブ２９を有する。この放電チューブ２９の中を励起されるガス（ガス柱）が流れ、プラズマが発生器により発生されるマイクロ波放射の作用のもとで発生される。
【００２５】
図１に示す表面導波管の１つの適用は、ＣＦ４もしくはＣＨ４のような不純物の微分子の破壊により、クリプトン並びにキセノンの純化を行うことである。これは、放電の中を通った後に、これら不純物を対応する反応性化合物の作用により処理されることの可能な反応性ガス状化合物に変換されることによりなされる。
【００２６】
図２に示されるように、本発明に係われば、前記放電チューブ２９は、内壁３０と外壁３２とからなる２重の壁を有する。これら壁は、放電チューブ２９の全長の少なくとも一部に渡って延びており、放電が維持される入射放射を集束するための領域に位置されるようになっている。尚、図示の実施の形態では、放電チューブ２９は、これの全長に渡って延びた２重の壁を有する。このために、放電チューブ２９は、内壁を形成する内方チューブ３０と、外壁を形成する外方チューブ３２との組み合わせにより構成されている。これらチューブは、同心的に配置され、また、これらチューブ間に比較的狭く（通常は１ｍｍ以下）かつほぼ円筒形状の間隙３４を規定するのに適した径を有する。
【００２７】
放電チューブ２９は、予想される適用の状況で使用され得るように、即ち、放電チューブ２９が被る熱歪みと放電内で発生する化学種とに耐え得るようになっている。こ放電チューブ２９は、以下の特性を特に有することが必要である。
【００２８】
第１に、特に、ベースガスが水素もしくは窒素の場合には、高密度弗素化プラズマ媒体の中で、かなりの程度腐食されてはならない。
【００２９】
第２に、放電チューブ２９は、壁の厚さ方向のクラックを防ぐような優れた熱動力特性を有さなければならない。これは、時には、以下に説明するように、壁の内面が８００℃のオーダの温度にまで昇温され、また、外面が１００℃未満の温度に冷却され得るので、ガスの中の種のための通路を与える。この壁は、プラズマにより発生する熱を急速に除去することができるように、非常に高い熱伝導性を有さなければならない。
【００３０】
最後に、入射マイクロ波放射の周波数での誘電体ロスは、室温から摂氏数百度までの温度に渡って、非常に少なくされなければならない。即ち、誘電体ロス正接（ｔａｎｇｅｎｔ）は、代表的には、予想される全温度範囲に渡って１０−３未満でなければならない。
【００３１】
上記目的を達成するために、図２に示す第１の実施の形態に係われば、放電チューブ２９の内壁（内方チューブ）３０は、プラズマ中の弗素化化学種に対して比較的不活性であり、また、高い熱伝導性であり、そして、非常に高い温度においても誘電体ロスが非常に小さい材料、即ち、サファイアで形成されている。しかし、この材料は、比較的低い熱動力性であり、クラックが生じ易い。
【００３２】
この欠点を克服するために、放電チューブ２９の外壁（外方チューブ）３２は、優れた機械的特性を有する、即ち、クラックもしくは破損の恐れが実質的にない、材料、好ましくはシリカにより形成されている。しかし、内壁３０にクラックが生じた場合には、プラズマからのガス状種が、クラックを通り、外壁３２と接触するようになる。この結果、外壁に生じるエッチングは、プラズマと直接接触するシリカの壁に対する場合よりも早くないエッチングではあるが、修理もしくは交換しないで非常に長い期間使用するのには決して許容できない。
【００３３】
前記放電チューブ２９の熱動力的一体性を達成するために、内壁３０と外壁３２との間の間隙は、非常に良い熱動力特性を有し、また、化学種のエネルギーが非常に高くないときに、酸化並びに／もしくは弗素化媒体に対して耐え得る誘電体材料が、この場合には、窒化ボロンが充填されている。
【００３４】
好ましくは、前記間隙３４の中に容易に充填することができるようにするために、窒化ボロンは、液体の形態で使用され、タイプＡ  ＣＯＭＢＡＴ（商標）  Ｂｒｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ  ｆｒｏｍ  Ｃａｒｂｏｒｕｎｄｕｍのような熱硬化により形成されている。
【００３５】
変形例として、放電チューブ２９の内壁３０を、窒化アルミニウムをベースとした機械処理が可能なセラミックで形成され得る。これは、弗素化窒素プラズマに非常に耐えることができ、優れた熱動力特性を有し、２．４５ＧＨｚの周波数では実質的に非吸収体である、即ち、品質の低下が無いように吸収が充分にない材料である。
【００３６】
例えば、このセラミック材料は、東京のトクヤマ株式会社製のＳＨＡＰＡＬ−Ｍ  ＳＯＦＴ（商標）である。また、この材料は、機械処理が容易で、許容できるコストであり、かくして、非常に精度の良いディメンションに形成可能なチューブ状部品となる効果を有する。
【００３７】
かくして、このような材料により、内方チューブと外方チューブとの間に比較的きつく適合させることができる。これら２つのチューブ間の残留エアーフイルムの厚さが数百ミリメータ（ａ  ｆｅｗ  ｈｕｎｄｒｅｄｔｈｓ  ｏｆ  ａ  ｍｉｌｌｉｍｅｔｒｅ）を越えなければ、非常に均一である必要はないが、熱伝導は、熱を効果的に除去するのに充分である。この場合、内壁３０と外壁３２との間の相互間隙を充填する誘電体材料の層は、省略し得る。
【００３８】
以下に本発明に係わるパイプセクションの種々の実施の形態を図３の（Ａ）ないし（Ｃ）を参照して説明する。
【００３９】
図３の（Ａ）に示す実施の形態は、内方チューブ３０がサファイアもしくはＳＨＡＰＡＬ（商標）で形成されており、また、外方チューブ３２がシリカで形成されている図２に示す実施の形態と対応している。これら内方チューブと外方チューブとの相互間隙には、必ずしも必要ではない窒化ボロン（図示せず）が充填されている。
【００４０】
図３の（Ａ）は、内方チューブ３０が筒部分３０−Ａ，３０−Ｂ，３０−Ｃ，３０−Ｄ並びに３０−Ｅを積み重ねて組み合わされて形成され得ることを示している。これら筒部分の接続部間には、これらをシールし、シリカの中へとの弗素化された種の侵入に対するバリアを形成するように、窒化ボロンが与えられている。
【００４１】
これは、積層部に含ませるように、シリカ製のチューブの中に導入される前に、例えば、各筒部の下端に与えられ得る。
【００４２】
上述したように、製造コストを減じるために、プラズマが発生される領域にほぼ対応し制限された長さに渡って、内方チューブ３０を放電チューブ２９に与えることもできる。
【００４３】
また、図３の（Ｂ）に示す実施の形態に係われば、サファイアで形成され、入射放射を集束するための領域に、即ち、プラズマが最大の密度を有する領域に、位置されるように意図された中央筒部３０−Ｆを備えた放電チューブ２９を提供可能である。この筒部３０−Ｆは、セラミック例えば、焼結されたアルミナ、もしくは、好ましくはＳＨＡＰＡＬ（商標）で形成されたチューブの一部により、前記領域の両側に延びている。
【００４４】
勿論、上述したように、高エネルギーの弗素化された種が間隙３４の中に入り、外方チューブ３２に向かうのを防止するように、各接合領域の間で比較的密接した接触を果たす必要がある。
【００４５】
図３の（Ｃ）は、内方チューブ３０と外方チューブ３２との両方がＳＨＡＰＬＥ（商標）で形成された所定の長さの筒部を組み合わせることにより形成された本発明に係わるパイプセクションの他の実施の形態を示す。これら筒部は、内方チューブ３０の２つの筒部３０−Ｇ，３０−Ｈ間の接続部が外方チューブ３２の筒部３０−Ｉに覆われるようにして、窒化ボロンにより接続されて互いに積み重ねられている。シリカで形成され、これら組み合わせ体を支持するための外方チューブが設けられている。
【００４６】
サファイアで形成された中心の筒部３０−Ｆが発進間隙（ｌａｕｎｃｈｉｎｇｇａｐ）に位置された図３の（Ｂ）に示された実施の形態が、チューブによるマイクロ波の吸収がチューブのこの領域において無視できる限りは、また、この領域において、どのような動作状態においても、プラズマがチューブの軸に対して比較的中心に残り、かくして、チューブの内壁に着かない限りはかぎりは、最大の信頼性がある。ＳＨＡＰＡＬ（商標）を使用した実施の形態は、この材料が弗素化された窒素プラズマに対して最も耐性があるものの１つである限り、効果がある。かくして、この材料は、プラズマが中心からずれて、壁に、即ち、発進間隙に対応した領域の両側に、接触するような領域でシリカの外方チューブを内方からライニングするために特に有効である。
【００４７】
上述したパイプセクションを形成するための種々の方法が、図４の（Ａ）ないし（Ｃ）を参照して以下に説明される。
【００４８】
最初に図４の（Ａ）を参照して、筒部を組み合わせる第１の方法は、一端３３−Ａが円筒ボアを規定し、他端３３−Ｂがスカート部を規定した２つの端部を備えた筒部とし、他の筒部には相補的形状により前記筒部の端部と嵌まり合うような形状の相補的端部を備えた形態として内方チューブ３０を、夫々の筒部で形成している。
【００４９】
この組み合わせ方法は、ＳＨＡＰＡＬ（商標）で形成されるか、この場合機械的処理が難しいので、これよりも劣るけれどサファイアで形成された筒部を組み合わせるのに適している。
【００５０】
前述したように、窒化ボロンは、外側のシリカへと弗素化された種が侵入するのを防止するバリアを形成するために接続部に与えられている。
【００５１】
図４の（Ｂ）並びに（Ｃ）に示す他の組み合わせ方法は、ＳＨＡＰＡＬ（商標）で形成された筒部を組み合わせるために考えられる。これら図は、内方チューブ３０を構成する筒部が、漏斗形状の端部３３−Ｃ，３３−Ｄを備えた筒部の形状に形成されている。例えば、一端部３３−Ｃは雌漏斗形状をしており、他端部３３−Ｄは雄漏斗形状をしている。
【００５２】
変形例として、筒部の１つの両端３３−Ｅ，３３−Ｆは、雄漏斗形状をしており、これに隣接した筒部の端部３３−Ｇ，３３−Ｈは雌漏斗形状をしている（図４の（Ｃ））。
【００５３】
前述したように、放電チューブ２９は、１００℃近くに外表面の温度が低下するように冷却される。このために、図１並びに９に示されるように、パイプセクション２８は、さらに、誘電材料、例えば、シリカで形成された第２のチューブ３６を有する。このチューブは、冷却液のジャケットとして使用され、中に放電チューブ２９が装着されている。
【００５４】
図５から見られるように、前記ジャケット用のチューブ３６と、放電チューブ２９とは、これらの間に、放電チューブ２９を冷却するためのチャンバ３８を規定している。このチャンバ３８は、ほぼ円筒形状をなし、例えば、Ｌｕｂｒｉ  Ｄｅｌｔａ  Ｉｎｃ，Ｌａｖａｌ，Ｑｒｅｂｅｃにより販売されているイソパラフィン性ポリアルファオレフイン（ＰＡＣ）からなる熱伝導冷却液源  （図示せず）に接続されるようになっている。この液体は、水力学回路での液体として通常使用され、非常に誘電性に優れているが、良好な熱伝導特性を有する。
【００５５】
図５に見られるように、パイプセクションは、ジャケット用チューブ３６の中に放電チューブ２９を、これらチューブが装置１０の使用の間に互いに延びることが可能なように、摺動可能に装着するための手段を有する。図示するように、チューブを装着するこの手段は、金属もしくはポリマーの適当なブロックで形成された支持体４０を有する。そして、この支持体には、各チューブ２９，３６の対応した端部が中を通る、段部が形成された内通路４２が形成されている。
【００５６】
この通路４２は、第１の端部ボア４４を有し、このボア内には、放電チューブ２９の一端部を保持すると共に、この放電チューブ２９に処理されるガスを供給するために使用される端部装着物５０を保持する部材４８が摺動可能に装着されている。この端部装着物５０は、放電チューブ２９の自由端を覆うキャップを構成し、また雄ねじを有する。この雄ねじは、前記保持用の部材（保持部材）４８に形成された対応する雌ねじと係合している。Ｏーリング５２が、前記装着物５０が上に乗った保持部材４８の底に設けられている。
【００５７】
さらに、前記支持体４０は、中を放電チューブ２９が通る中心ボア５４と、前記第１の端部ボア４４とは反対側に位置する第２の端部ボア５６とを有する。この第２の端部ボアの中には前記ジャケット用チューブ３６が、摩擦により、このチューブをシール並びに支持するためのＯーリング５８を介在させて挿入されている。
【００５８】
図５は、前記支持体４０は、さらに、冷却液を供給するための供給源に接続される装着物６２を備えた供給チャンネル６０を有することを示す。このチャンネル６０は、前記チャンバ３８に冷却液を供給するように、前記内通路４２に連通している。
【００５９】
付加され、好ましくは接着剤により装着されたシール膜６４が、冷却液のリークを防止するように、前記支持体４０と保持部材４８とを覆っている。また、前記支持体４０に支持されたキイ６５が、前記保持部材４８が支持体４０内で回転するのを防止するように、保持部材４８に形成された溝６５の中に係合している。この結果、動作の間、装着物５０に与えられる締め付けトルクの影響により、前記シール膜が損傷するのが防止されている。
【００６０】
実質的に同じ組合わせ体が、熱伝導液を導き、また、プラズマにより処理されたガスを集めために、放電チューブ２９の他端にも設けられていることは自明であろう。
【００６１】
放電チューブ２９とジャケット用チューブ３６とを自由に延ばすことができるこの集合体は、前記チャンバ３８の中での冷却液の効果的な流れを可能にしながら、プラズマが励起されたときに、過度に高い熱動力歪みの発生を防止する。
【００６２】
放電中に存在する弗素化種に対して比較的影響されない内壁を備えた複合放電チューブを使用し、このチューブが、一方では、プラズマにより生じる熱を急速に除去可能なように熱伝導性と、サファイアにより構成された内方チューブの存在による比較的低い誘電性ロスとを有し、また、他方では、外方チューブと内方チューブとの間の熱交換を可能にする関係による高レベルの熱動力特性を有する、本発明は、放電チューブの腐食の軽減を可能にし、また、これら材料の熱動力破損を防止もしくは制限している、ことは理解できよう。
【００６３】
さらに、サファイアの内方チューブを使用する場合には、内方チューブにクラックが生じた後でも、内方チューブと外方チューブとの間の相互間隙を充填している窒化ボロンの存在により、腐食性種がチューブの壁に向かうのを、この充填物がこれら種に対する放電チューブの外壁のためのパシベーション層を形成している限りは、防止することを可能にしている。
【００６４】
上述したように、図１を参照して説明した表面導波管のある適用は、ＣＦ４やＣＨ４のような不純物の破壊による、クリプトン並びにキセノンの純化である。この装置は、これら成分を抽出するために蒸留プラントの出口に設けられ得る。これは、クリプトン、キセノン、もしくはこれらの混合物が所定の圧力のもとで収容されているボトルから供給される。
【００６５】
上記純化を果たすために、マイクロ波が供給される表面導波管は、大気圧でプラズマを発生させるように使用される。このプラズマにおいては、摂氏数千度の温度に応じて、高エネルギーの分子励起が生じる。この結果、ガスの原子や分子を、電子の衝突により励起することが、そして、特に、化学的に比較的安定した状態から活性状態へとＣＦ４やＣＨ４のような不純物の分子を変換することが可能である。この結果、コーティングもしくは固体粒子の形態（過フッ化炭化水素、カーボンブラック等）にこれら不純物がすぐに自然に凝縮した後に、もしくは、これら不純物を対応した固体もしくは液体化合物と反応させることにより、除去することが可能である。純化されるガスの原子並びに分子は、また、放電の中で励起されるが、ここを離れると即座に比例並びに／もしくは再結合する。さらに、これら不純物は、純化されるガスが流れる間、固体もしくは液体の反応性化合物とは反応しない。
【００６６】
かくして、例えば、１５００Ｗの印加マイクロ波のパワーは、ＣＦ４を活性種に変換するプロセスの実行を改良するために、オプション的に酸素と混合された１．２ｍ３／ｈのクリプトンを処理することを可能にする。このように励起された供給混合物は、ソーダライムのようなアルカリ性媒体を通過した後は、いかなる不純物も含まない。
【００６７】
また、上述した本発明は、他のタイプの不純物、一般的には、過弗素化もしくは弗化水素カーボンが、効果的に破壊されることを可能にする。
【００６８】
かくして、表面導波管を使用することにより、７９０Ｗのマイクロ波のパワーの印加において、Ｏ２並びにＮ２が混合され、４．５％のＣ２Ｆ６を含んだ入り混合ガスで約９７％のＣ２Ｆ６を破壊することができる。
【００６９】
かくして、本発明は、一般的にいかなるタイプのガス、特に、ＰＦＣタイプの化合物（弗素化合物）並びに／もしくはＣＦＣ化合物（塩化弗化炭素の化合物）の純化に適用可能である。特に、ＣＦＣ化合物がガス状の流れに存在していると、これらは、半導体製造用の反応炉もしくは他の化学反応炉から現れる。純粋な状態、もしくは、他のガス、特に、窒素、アルゴン、ヘリウム、不活性ガス、酸素並びに／もしくは二酸化炭素、で希釈されて、特性に応じて、自身もしくは混合物により、プロダクトを生じさせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係わるパイプセクションを使用した表面導波管の概略的斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係わるパイプセクションの第１の実施の形態を拡大して示す縦断面図である。
【図３】図３の（Ａ）ないし（Ｃ）は、夫々、本発明に係わるパイプセクションの異なる実施の形態を拡大して示す縦断面図である。
【図４】図４の（Ａ）ないし（Ｃ）は、夫々、本発明に係わるパイプセクションを筒部から組み立てる異なる方法を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明に係わるパイプセクションの端部領域の縦断面図である。
【符号の説明】
１０…表面導波管、１２…中空体、２８…パイプセクション、２９…放電チューブ、３０…内方チューブ（内壁）、３２…外方チューブ（外壁）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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