JP2002239344A - Device and method for treating gas - Google Patents

Device and method for treating gas

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JP2002239344A
JP2002239344A JP2001041487A JP2001041487A JP2002239344A JP 2002239344 A JP2002239344 A JP 2002239344A JP 2001041487 A JP2001041487 A JP 2001041487A JP 2001041487 A JP2001041487 A JP 2001041487A JP 2002239344 A JP2002239344 A JP 2002239344A
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gas
inner electrode
electrode
outside
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Yuji Hayashi
佑二 林
Yuji Furumura
雄二 古村
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Fujitsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new gas treatment technology for a device and a method for treating gas. SOLUTION: This device for treating gas is provided with a pipe made of an electric insulation material and defined as a gas passage, the first inside electrode arranged in the upstream side of the pipe, the first outside electrode arranged oppositely to the first inside electrode at the outside of the pipe, the second inside electrode arranged in the downstream side of the first inside electrode in the pipe and the second outside electrode arranged oppositely to the second inside electrode at the outside of the pipe. The PACT(plasma-assisted catalytic technology) treatment by two steps can effectively decompose the gas to be treated and synthesize an efficiently utilizable gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明はガス処理装置、お
よびガス処理方法に関し、特に、制限的ではないが、有
害ガスを含む廃棄ガスを処理するのに適したガス処理装
置およびガス処理方法に関する。
The present invention relates to a gas processing apparatus and a gas processing method, and more particularly to, but not limited to, a gas processing apparatus and a gas processing method suitable for processing waste gas containing harmful gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】 本発明者および共同研究者は、常温、
常圧、大気圧でプラズマを発生させ、触媒作用の下に処
理対象ガスの化学反応を生じさせるプラズマ促進触媒技
術(plasma-assisted catalytic technology, PAC
T)を開発してきた(USP5,474,747(特公平
8−22367)、USP6、027、617他)。
2. Description of the Related Art The present inventors and co-workers have
Plasma-assisted catalytic technology (PAC) that generates plasma at normal pressure and atmospheric pressure and causes a chemical reaction of the gas to be treated under catalytic action
T) (USP 5,474,747 (Japanese Patent Publication No. 8-22367), USP 6,027,617, etc.).

【0003】半導体装置製造などの産業分野において
は,プロセス中に各種ガスが用いられ,使用後のガスは廃
棄されている。廃棄するガスが有害である場合は、無害
化した後廃棄することが望まれる。さらに直接ないし短
期的には有害でなくても長期的に蓄積されると、地球温
暖化等の環境への影響を生じ、廃棄量を減少することが
望まれるCo2、フルオロカーボン等のガスもある。
In the industrial field such as semiconductor device manufacturing, various gases are used during the process, and the used gas is discarded. If the gas to be discarded is harmful, it is desirable to detoxify and discard. Even if it is not harmful directly or in the short term, if it accumulates in the long term, it will cause environmental effects such as global warming, and there are also gases such as Co 2 and fluorocarbons that are desired to reduce the amount of waste. .

【0004】半導体装置製造において、エッチングにフ
ルオロカーボンが用いられる。CF 4、C26、C38
等のフルオロカーボンは高い温暖化係数を有することが
知られている。窒素希釈などにより直接人体に害を与え
ない濃度としても、大気中に蓄積されると地球規模で環
境に与える影響は大きい。
In the manufacture of semiconductor devices, etching is used for etching.
Fluorocarbon is used. CF Four, CTwoF6, CThreeF8
Can have a high global warming potential
Are known. Directly harm human body by nitrogen dilution etc.
No concentration, even if accumulated in the atmosphere,
The impact on the environment is great.

【0005】従来、CF4をO2、H2O存在下、減圧下
でプラズマ処理し、CO2とHFに変換する技術や、C
4をCa(OH)2存在下、大気圧下でプラズマ処理
し、CO 2、HF、CaF2に変換する技術などが提案さ
れている。前者は、副生成物に問題があると共に、エッ
チングプロセスに擾乱を与える可能性が解消していな
い。後者は、高い変換効率を達成しているが、消費電力
が高い等の問題がある。
Conventionally, CFFourOTwo, HTwoUnder reduced pressure in the presence of O
Plasma treatment with COTwoAnd HF conversion technology, C
FFourTo Ca (OH)TwoPlasma treatment in the presence and at atmospheric pressure
And CO Two, HF, CaFTwoConversion technology etc. are proposed
Have been. The former has problems with by-products and
The possibility of disturbing the chucking process has not been eliminated.
No. The latter achieves high conversion efficiency, but consumes less power.
Is high.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、ガ
ス処理の新規な技術を提供することである。
An object of the present invention is to provide a novel technique for gas treatment.

【0007】本発明の他の目的は、資源の有効利用に寄
与する新規なガス処理技術を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a novel gas processing technology that contributes to effective use of resources.

【0008】本発明のさらに他の目的は、目的に合わせ
PACTをさらに改善することである。
Yet another object of the present invention is to further improve PACT tailored to the purpose.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の1観点によれ
ば、電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画定するパイ
プと、前記パイプ内の上流側に配置された第1内側電極
と、前記パイプ外で前記第1内側電極に対向するように
配置された第1外側電極と、前記パイプ内の、前記第1
内側電極より下流に配置された第2内側電極と、前記パ
イプ外で前記第2内側電極と対向するように配置された
第2外側電極とを有するガス処理装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, and a first inner electrode disposed upstream of the pipe. A first outer electrode disposed to face the first inner electrode outside the pipe, and a first outer electrode in the pipe.
There is provided a gas processing apparatus having a second inner electrode disposed downstream of the inner electrode and a second outer electrode disposed outside the pipe so as to face the second inner electrode.

【0010】本発明の他の観点によれば、(a)電気的
絶縁体で形成され、ガス流路を画定するパイプ内へ少な
くとも第1種ガスと第2種ガスとを含む処理対象ガスを
大気圧下で導入する工程と、(b)前記パイプ内の上流
側に配置され、前記処理対象ガスに対して触媒作用を有
する第1内側電極と、前記パイプ外で前記第1内側電極
に対向するように配置された第1外側電極との間に第1
励起電圧を印加し、前記パイプ内で第1大気圧プラズマ
を発生させ、前記処理対象ガス中の少なくとも第1種ガ
スを分解する工程と、(c)前記パイプ内の前記第1内
側電極より下流に配置され、前記第1種ガスの少なくと
も1つの分解種に対して触媒作用を有する第2内側電極
と、前記パイプ外で前記第2内側電極に対向するように
配置された第2外側電極との間に第2励起電圧を印加
し、前記パイプ内で第2大気圧プラズマを発生させ、前
記第1種ガスの少なくとも1つの分解種を反応種として
含む化学反応を生じさせ、前記第1種ガスと異なる第3
種ガスを生成する工程とを含むガス処理方法が提供され
る。
According to another aspect of the present invention, (a) a gas to be treated containing at least a first type gas and a second type gas is placed in a pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path. A step of introducing under an atmospheric pressure; and (b) a first inner electrode disposed upstream in the pipe and having a catalytic action on the gas to be treated, and facing the first inner electrode outside the pipe. Between the first outer electrode and the first outer electrode.
Applying an excitation voltage to generate a first atmospheric pressure plasma in the pipe to decompose at least a first type gas in the processing target gas; and (c) downstream from the first inner electrode in the pipe. A second inner electrode having a catalytic action on at least one decomposed species of the first type gas, and a second outer electrode arranged outside the pipe so as to face the second inner electrode. Applying a second excitation voltage during the second step, generating a second atmospheric pressure plasma in the pipe, causing a chemical reaction including at least one decomposed species of the first type gas as a reactive species, Third different from gas
Generating a seed gas.

【0011】本発明のさらに他の観点に従えば、電気的
絶縁体で形成され、ガス流路を画定するパイプと、前記
パイプ内に配置され、発泡金属で形成された内側電極
と、前記パイプ外で、前記内側電極と対向するように配
置された外側導体とを有するガス処理装置が提供され
る。
In accordance with yet another aspect of the present invention, a pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed within the pipe and formed of foamed metal, Outside, a gas treatment device is provided having the inner electrode and an outer conductor arranged to face.

【0012】本発明の他の観点に従えば、電気的絶縁体
で形成され、ガス流路を画定するパイプと、前記パイプ
内に配置された内側電極と、前記パイプ外で、前記内側
電極と対向するように配置された外側導体と、前記内側
電極と前記外側電極との間に接続され、プラズマを発生
させるためのパルス高を有する第1部分と、該第1部分
に続き、プラズマを維持するためのパルス高を有する第
2部分とを有するパルス信号を繰り返し発生するパルス
電源とを有するガス処理装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, a pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe, and the inner electrode disposed outside the pipe. An outer conductor disposed so as to face, a first portion connected between the inner electrode and the outer electrode, the first portion having a pulse height for generating plasma, and maintaining the plasma following the first portion; And a pulse power supply for repeatedly generating a pulse signal having a second portion having a pulse height.

【0013】本発明の他の観点に従えば、電気的絶縁体
で形成され、ガス流路を画定するパイプと、前記パイプ
内に配置され、発泡金属で形成された内側電極と、前記
パイプ外で、前記内側電極と対向するように配置された
外側導体とを用い、前記パイプ内に処理対象ガスを導入
する工程と、前記内側電極と外側電極との間に励起電圧
を印加して前記パイプ内に大気圧プラズマを発生させる
と共に、前記内側電極の外側から内側へ、または内側か
ら外側へガスを通過させて反応を生じさせる工程とを含
むガス処理方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, a pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe and formed of foam metal, A step of introducing a gas to be treated into the pipe using an outer conductor arranged so as to face the inner electrode, and applying an excitation voltage between the inner electrode and the outer electrode to form the pipe. Generating an atmospheric pressure plasma therein and passing a gas from the outside to the inside or from the inside to the outside of the inner electrode to cause a reaction to cause a reaction.

【0014】本発明の他の観点に従えば、電気的絶縁体
で形成され、ガス流路を画定するパイプと、前記パイプ
内に配置された内側電極と、前記パイプ外で、前記内側
電極と対向するように配置された外側導体とを用い、前
記パイプ内の処理対象ガスを導入する工程と、前記内側
電極と外側電極との間に極性が交互に変化する両極性パ
ルス列であり、各パルスがプラズマを発生させる第1パ
ルス高を有する前部と、該前部の後、該第1パルス高よ
り低く、発生したプラズマを維持する第2パルス高を有
する後部とを有する励起電圧を印加して大気圧プラズマ
を発生させて反応を生じさせる工程とを含むガス処理方
法が提供される。
According to another aspect of the invention, a pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed within the pipe, and the inner electrode disposed outside the pipe. Using an outer conductor arranged to face each other, a step of introducing a gas to be treated in the pipe, and a bipolar pulse train in which the polarity alternates between the inner electrode and the outer electrode; Applying an excitation voltage having a front portion having a first pulse height for generating plasma, and a rear portion having a second pulse height lower than the first pulse height and maintaining the generated plasma after the front portion. And generating a reaction by generating an atmospheric pressure plasma.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1(A)は,本発明の実施例に
よるガス処理装置を概略的に示す断面図である。石英菅
11は、ガス流路を画定する反応容器である。石英以外
の絶縁材料を用いることもできるが、化学的安定性、洗
浄の容易性等の点から石英を用いるのが望ましい。反応
管の1端には、ガス入口12が接続され、反応管の他端
にはガス出口13が接続されている。図示の構成の場
合、ガス入口12およびガス出口13は、共に石英管1
1に接続されている。石英管11の両端は、封止材1
4、15により気密に封止されている。
FIG. 1A is a sectional view schematically showing a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The quartz tube 11 is a reaction vessel that defines a gas flow path. Although an insulating material other than quartz can be used, it is preferable to use quartz in terms of chemical stability, ease of cleaning, and the like. A gas inlet 12 is connected to one end of the reaction tube, and a gas outlet 13 is connected to the other end of the reaction tube. In the illustrated configuration, the gas inlet 12 and the gas outlet 13 are both the quartz tube 1
1 Both ends of the quartz tube 11 are
4 and 15 are hermetically sealed.

【0016】石英管11内部には、ガス流の上流側に第
1内側電極21が配置され、下流側に第2内側電極26
が配置されている。内側電極21、26は、Cu、A
u、Pt、Pd、Fe、Ni等の触媒作用を有する金属
で形成された、またはこれらの金属をコートしたパイ
プ、ないしはロッドであり、石英管11内壁との間に所
定の間隙を形成する。これらの内側電極21、26は、
石英管11の外部に延在する引き出し部分21t、26
tを有する。これらの引き出し部分21t、26tは、
必ずしも内側電極21、26と同一の形状、材質を有す
る必要はない。
In the quartz tube 11, a first inner electrode 21 is disposed on the upstream side of the gas flow, and a second inner electrode 26 is disposed on the downstream side.
Is arranged. The inner electrodes 21 and 26 are made of Cu, A
It is a pipe or rod formed of a metal having a catalytic action such as u, Pt, Pd, Fe, Ni, or coated with these metals, and forms a predetermined gap with the inner wall of the quartz tube 11. These inner electrodes 21 and 26 are
Drawer portions 21t and 26 extending outside quartz tube 11
t. These drawer portions 21t and 26t are
It is not always necessary to have the same shape and material as the inner electrodes 21 and 26.

【0017】内側電極21、26は、石英管11の内壁
と約1mm程度のギャップを介して対向している。石英
管11の外部には、内側電極21、26と対向するよう
に良導電性金属の第1外側電極22、第2外側電極27
が配置されている。これらの外側電極22、27は、好
ましくは石英管11に密着して巻回されている。Cu、
Al等の粘着テープ等を用いることができる。メッキや
スパッタで石英管外周面上に電極を形成してもよい。
The inner electrodes 21 and 26 face the inner wall of the quartz tube 11 with a gap of about 1 mm. Outside the quartz tube 11, a first outer electrode 22 and a second outer electrode 27 made of a highly conductive metal are opposed to the inner electrodes 21 and 26.
Is arranged. These outer electrodes 22 and 27 are preferably wound in close contact with the quartz tube 11. Cu,
An adhesive tape of Al or the like can be used. Electrodes may be formed on the outer peripheral surface of the quartz tube by plating or sputtering.

【0018】石英管11内に配置された内側電極21、
26の開放端は、封止材24により気密に封じられてい
る。なお、封止材24を両内側電極21、26に共通な
封止部材24cとし、両内側電極21、26を機械的に
保持するようにしてもよい。封止材24cの外側表面
を、内側電極21,26の外側表面と同一面を形成する
ように構成することにより、ガス流の安定化を図ること
も可能である。
An inner electrode 21 disposed in the quartz tube 11;
The open end of 26 is hermetically sealed by a sealing material 24. Note that the sealing member 24 may be a sealing member 24c common to the inner electrodes 21 and 26, and the inner electrodes 21 and 26 may be mechanically held. By configuring the outer surface of the sealing material 24c so as to be flush with the outer surfaces of the inner electrodes 21 and 26, it is possible to stabilize the gas flow.

【0019】内側電極の引き出し部21tと外側電極2
2との間には、第1高圧高周波電源23が接続されてい
る。第2内側電極26の引き出し部26tと第2外側電
極27との間には、第2高圧高周波電源28が接続され
ている。
The lead portion 21t of the inner electrode and the outer electrode 2
2, a first high-frequency high-frequency power supply 23 is connected. A second high-voltage high-frequency power supply 28 is connected between the lead portion 26t of the second inner electrode 26 and the second outer electrode 27.

【0020】これらの電源23、28から両内側電極2
1,26及び両外側電極22,27との間に高い交番電
圧を印加することにより、石英管11内面と内側電極2
1、26とが対向する空間にプラズマが発生する。プラ
ズマ中のガスは、プラズマによって励起され、内側電極
21、26の触媒作用の下に化学反応を進行させる。な
お、後述するように、両電源23、28は、各パルスが
高いパルス高を有する前段部分と、低いパルス高を有す
る後段部分とを有するパルス列を発生する。このパルス
列は、正極性と負極性が交互に交代し,両極性(交番)
パルス列を構成する。
From these power sources 23 and 28, both inner electrodes 2
By applying a high alternating voltage between the inner electrode 2 and the inner electrode 2 and between the inner electrode 2 and the outer electrode
Plasma is generated in a space facing the first and second substrates 26. The gas in the plasma is excited by the plasma and causes a chemical reaction to proceed under the catalytic action of the inner electrodes 21 and 26. As will be described later, both power supplies 23 and 28 generate a pulse train having a former part in which each pulse has a high pulse height and a latter part in which each pulse has a low pulse height. This pulse train alternates between positive and negative polarities, and is bipolar (alternating)
Construct a pulse train.

【0021】図2(A)は、図1(A)に示すガス処理
装置中におけるガス流を概略的に示す。ガス入口12か
ら導入されたガスは、石英管11と内側電極21、26
の画定するガス流路を下流側に向かって流れ、ガス出口
13から導出される。
FIG. 2A schematically shows a gas flow in the gas processing apparatus shown in FIG. The gas introduced from the gas inlet 12 is supplied to the quartz tube 11 and the inner electrodes 21 and 26.
Flows toward the downstream side and is drawn out from the gas outlet 13.

【0022】内側電極21、26と図示を省略した外側
電極22、27の間に高電圧を印加することにより、内
側電極21,26と石英管11内周との間の空間にプラ
ズマP1、P2が発生する。ガス入口12から導入され
たガスは、プラズマP1により分解され、プラズマP2
により他のガスに変換されてガス出口13から導出され
る。
By applying a high voltage between the inner electrodes 21, 26 and the outer electrodes 22, 27 (not shown), the plasma P1, P2 is applied to the space between the inner electrodes 21, 26 and the inner periphery of the quartz tube 11. Occurs. The gas introduced from the gas inlet 12 is decomposed by the plasma P1, and the plasma P2
Is converted into another gas and is derived from the gas outlet 13.

【0023】図2(B)は、パルス電源23、28が発
生するパルス電圧の波形を概略的に示す。グラフ中横軸
は時間tを示し、縦軸は電圧Vを示す。パルス列は、正
極性のパルスPS1と負極性のパルスPS2とが交互に
発生する両極性のパルス列である。各パルスは、プラズ
マを発生させるのに十分な電圧を有するパルス高V1、
持続時間t1の前部と、発生したプラズマを維持するの
に十分なパルス高V2、持続時間t2を有する後部とを
有する。パルス高V1は、たとえばkVオーダーの電
圧、正負パルスを単位とした時のパルスの繰り返し周波
数は、kHz以上の高周波数である。たとえば、電源2
3用のV1は3kV程度、周波数は5kHz以上であ
る。
FIG. 2B schematically shows the waveform of the pulse voltage generated by the pulse power supplies 23 and 28. In the graph, the horizontal axis indicates time t, and the vertical axis indicates voltage V. The pulse train is a bipolar pulse train in which a positive polarity pulse PS1 and a negative polarity pulse PS2 are alternately generated. Each pulse has a pulse height V1, which has a voltage sufficient to generate a plasma,
It has a front with a duration t1 and a rear with a pulse height V2, duration t2, sufficient to maintain the generated plasma. The pulse height V1 is, for example, a voltage on the order of kV, and a pulse repetition frequency when a positive / negative pulse is a unit is a high frequency of kHz or more. For example, power supply 2
V1 for 3 is about 3 kV, and the frequency is 5 kHz or more.

【0024】このように、一旦プラズマが発生した後
は、電圧をV1からV2に減少させることにより、消費
する電力を減少させることができる。さらに、反応管の
ガス流方向、上流と下流とに、独立の電極対を設け、別
々の電源23、28に接続する事により、反応管上流の
プラズマP1と下流のプラズマP2とを別個に制御する
ことができ、両プラズマを最適状態に設定できる。
As described above, once the plasma is generated, the power consumption can be reduced by reducing the voltage from V1 to V2. In addition, independent electrode pairs are provided in the gas flow direction of the reaction tube, upstream and downstream, and connected to separate power sources 23 and 28 to separately control the plasma P1 upstream of the reaction tube and the plasma P2 downstream. And both plasmas can be set to an optimum state.

【0025】このように、PACTガス処理装置を前段
と後段に分割し、前段では処理対象ガスの分解を行な
い、後段では発生した分解ガスの合成反応を行なわせる
ことにより、所望の回収ガスを高効率で回収することが
可能となる。
As described above, the PACT gas processing apparatus is divided into a former stage and a latter stage, and the gas to be treated is decomposed in the former stage, and the synthesis reaction of the generated decomposed gas is performed in the latter stage, so that the desired recovered gas can be increased. It becomes possible to collect efficiently.

【0026】例えば、ガス入口12にCF4とN2とを含
む処理対象ガスが導入され、ガス出口13からNF3
含むガスを得る場合、第1プラズマP1は、CF4を分
解し、CとFとを発生する。発生したFラジカルは、プ
ラズマP2中でN2と反応し、NF3を形成する。
For example, when a gas to be treated containing CF 4 and N 2 is introduced into the gas inlet 12 and a gas containing NF 3 is obtained from the gas outlet 13, the first plasma P 1 decomposes CF 4 , And F are generated. The generated F radicals react with N 2 in the plasma P2 to form NF 3 .

【0027】ガス入口12にCF4を含む処理対象ガス
を導入し、ガス出口13からWF6を含むガスを回収す
る場合は、第2内側電極26をWを主成分とする合金で
形成する。第1プラズマP1によりCF4が分解され、
CとFラジカルを発生する。第2プラズマP2中で、F
ラジカルは第2内側電極26中のWと化学反応し、WF
6を発生する。
The gas inlet 12 has CFFourProcessing target gas containing
And the WF6Recover gas containing
In this case, the second inner electrode 26 is made of an alloy containing W as a main component.
Form. CF by the first plasma P1FourIs decomposed,
Generates C and F radicals. In the second plasma P2, F
The radical chemically reacts with W in the second inner electrode 26, and WF
6Occurs.

【0028】第1プラズマP1は、上述のように処理対
象ガスを分解するために用いられる。第1内側電極21
の材料、電源23の発生する電圧パルスのパラメータ
(パルス高、持続時間、周波数)は、この目的に最適な
ものに設定される。第2プラズマP2は、分解によって
発生した少なくとも1種の原子ないし原子団が所望の合
成反応をするために用いられる。第2内側電極26の材
料、電源28の発生する電圧パルスのパラメータ(パル
ス高、持続時間、周波数)は、この目的に最適なものに
設定される。
The first plasma P1 is used for decomposing the gas to be treated as described above. First inner electrode 21
The parameters (pulse height, duration, frequency) of the voltage pulse generated by the power supply 23 are set to be optimal for this purpose. In the second plasma P2, at least one kind of atom or atomic group generated by the decomposition is used for performing a desired synthesis reaction. The material of the second inner electrode 26 and the parameters (pulse height, duration, frequency) of the voltage pulse generated by the power supply 28 are set to be optimal for this purpose.

【0029】図1(B)は、図1(A)に示すガス処理
装置の変形例を示す断面図である。本変形例において
は、第1内側電極21の近傍にプラズマ中で発生したC
等を吸着させるためのゲッター材16が配置され、第2
内側電極26が発泡金属のパイプ26xで構成されてい
る。発泡金属のパイプ26xの解放端には、第2内側電
極26xと同様な金属で形成された金属ウール24wが
収容されている。第2内側電極26の延長部26yがガ
ス出口を構成する。
FIG. 1B is a cross-sectional view showing a modification of the gas processing apparatus shown in FIG. In the present modification, C generated in the plasma near the first inner electrode 21
The getter material 16 for adsorbing the like is arranged, and the second
The inner electrode 26 is formed of a foam metal pipe 26x. A metal wool 24w formed of the same metal as the second inner electrode 26x is accommodated in the open end of the foam metal pipe 26x. The extension 26y of the second inner electrode 26 constitutes a gas outlet.

【0030】なお、図1(A)に示したような封止材2
4または24cを用いてもよい。石英管11内の第2内
側電極26x近傍には、たとえば合成反応の反応種を供
給する、補助添加剤17が配置されている。
The sealing material 2 shown in FIG.
4 or 24c may be used. In the vicinity of the second inner electrode 26x in the quartz tube 11, an auxiliary additive 17 for supplying, for example, a reactive species for a synthesis reaction is arranged.

【0031】例えば、ガス入口12からフルオロカーボ
ンを含む処理対象ガスを導入し、WF6を生成する場
合、ゲッター剤16としてCを吸着する部材を配置し、
補助添加剤17としてWを主成分とする金属を配置す
る。
For example, when a gas to be treated containing fluorocarbon is introduced from the gas inlet 12 to generate WF 6 , a member for adsorbing C is disposed as the getter agent 16.
A metal containing W as a main component is disposed as the auxiliary additive 17.

【0032】第2内側電極の延長部26yは、パイプ状
であり、ガス出口13を構成すると共に、発泡金属の第
2内側電極26xの支持部を提供する。
The extension 26y of the second inner electrode is pipe-shaped, constitutes the gas outlet 13, and provides a support for the second inner electrode 26x made of foam metal.

【0033】図1(C)は、第2内側電極26xを形成
する発泡金属の概略平面図である。発泡金属層29は、
多数の開口部(貫通孔)を有し、ガスが膜を横断して通
過可能である。例えば、開口率は90%以上である。素
材は、たとえばNi,Ni−Cu合金、Cu,ステンレ
ススチール(SUS316L)等である。その他、触媒
作用が高いAu,Pt,Pd等の貴金属や、Fe等を用
いることもできる。
FIG. 1C is a schematic plan view of the foam metal forming the second inner electrode 26x. The foam metal layer 29
It has a number of openings (through holes), allowing gas to pass across the membrane. For example, the aperture ratio is 90% or more. The material is, for example, Ni, Ni-Cu alloy, Cu, stainless steel (SUS316L) or the like. In addition, a noble metal such as Au, Pt, or Pd having a high catalytic action, or Fe or the like can be used.

【0034】図1(D)は、第2内側電極26xと第2
内側電極引出部26yとの接続例を示す。パイプ状の第
2内側電極引出し部26yの外周上に発泡金属層29が
巻き付けられ、第2内側電極26xを構成する。
FIG. 1D shows the second inner electrode 26x and the second inner electrode 26x.
An example of connection with the inner electrode lead-out part 26y is shown. The foamed metal layer 29 is wound around the outer periphery of the pipe-shaped second inner electrode lead-out portion 26y to form the second inner electrode 26x.

【0035】なお、このように発泡金属膜を巻回するこ
とにより、内側電極を形成すれば、処理対象ガスと触媒
作用を有する内側電極との接触を促進し、反応を促進す
ることが可能である。発泡金属層の巻回回数は例えば3
であるが、任意に増減することができる。
If the inner electrode is formed by winding the foamed metal film in this manner, the contact between the gas to be treated and the inner electrode having a catalytic action can be promoted, and the reaction can be promoted. is there. The number of turns of the foam metal layer is, for example, 3
, But can be arbitrarily increased or decreased.

【0036】図2(C)は、図1(B)のガス処理装置
中のガス流を概略的に示す。本変形例においては、第2
内側電極が発泡金属26xのパイプで形成されている。
従って、第1プラズマP1から出力されたガスは、第2
プラズマP2の影響を受けると共に、第2内側電極26
xの外側から内側に流入し、第2内側電極の引き出し部
26yで構成されるガス出口13から導出される。処理
対象ガスがCF4であり、回収するガスがWF6である場
合、ゲッター剤16としてC吸着剤が配置され、補助添
加剤17としてWを主成分とする材料が配置される。
FIG. 2C schematically shows a gas flow in the gas processing apparatus of FIG. 1B. In this modification, the second
The inner electrode is formed of a pipe of foam metal 26x.
Therefore, the gas output from the first plasma P1 is
While being affected by the plasma P2, the second inner electrode 26
x flows into the inside from outside and is drawn out from the gas outlet 13 formed by the lead portion 26y of the second inside electrode. When the gas to be treated is CF 4 and the gas to be recovered is WF 6 , a C adsorbent is disposed as the getter agent 16, and a material mainly containing W is disposed as the auxiliary additive 17.

【0037】第1プラズマP1中でCF4が分解され、
Cが発生すると、発生したCはゲッター剤16に吸着さ
れる。第1プラズマP1から第2プラズマP2中に供給
されたFラジカルは、補助添加剤17中のWと反応し、
WF6を形成し、ガス出口13から回収される。
CF 4 is decomposed in the first plasma P 1,
When C is generated, the generated C is adsorbed on the getter agent 16. F radicals supplied from the first plasma P1 into the second plasma P2 react with W in the auxiliary additive 17,
WF 6 is formed and collected from the gas outlet 13.

【0038】なお、ゲッター剤16、補助添加剤17、
発泡金属で形成された内側電極は、それぞれ独立の存在
であり、任意に他の構成要件と組み合わせて採用するこ
とができる。
The getter agent 16, the auxiliary additive 17,
The inner electrodes formed of the foamed metal are independent of each other, and can be arbitrarily used in combination with other components.

【0039】なお、前述の実施例においては、第1及び
第2内側電極と、第1及び第2外側電極とがそれぞれ独
立の存在であった。それぞれ独立な第1プラズマP1、
第2プラズマP2を発生させるためには、相互に独立な
電極対が必要であるが、各内側電極21、26及び各外
側電極22、27が全て独立である必要はない。
In the above-described embodiment, the first and second inner electrodes and the first and second outer electrodes are independent of each other. Independent first plasma P1,
In order to generate the second plasma P2, mutually independent electrode pairs are required, but the inner electrodes 21, 26 and the outer electrodes 22, 27 need not all be independent.

【0040】図3(A)、(B)は、第1及び第2内側
電極21、26及び第1及び第2外側電極22,27の
一方を共通化した構成を示す。
FIGS. 3A and 3B show a configuration in which one of the first and second inner electrodes 21 and 26 and the first and second outer electrodes 22 and 27 is shared.

【0041】図3(A)においては、第1及び第2内側
電極が共通の電極21cで構成されている。例えば、連
続した金属パイプで内側電極21cが構成され、接地電
位に接続される。図3(B)においては、第1及び第2
外側電極22,27が共通の外側電極22cで形成さ
れ、接地に接続される。
In FIG. 3A, the first and second inner electrodes are constituted by a common electrode 21c. For example, the inner electrode 21c is formed of a continuous metal pipe, and is connected to the ground potential. In FIG. 3B, the first and second
The outer electrodes 22, 27 are formed by a common outer electrode 22c and are connected to ground.

【0042】両構成例において、電源23,28は、そ
れぞれ独立に保持された電極に接続される。より具体的
に言えば、図3(A)においては、電源23、28は外
側電極22、27に接続され、図3(B)においては、
電源23,28は内側電極21、26に接続される。図
3(B)に示すように、両内側電極21,26を独立と
して、その間に結合部材25を用いる場合は、結合部材
25は電気的絶縁材料で形成する。
In both configurations, the power sources 23 and 28 are connected to independently held electrodes, respectively. More specifically, in FIG. 3A, the power sources 23 and 28 are connected to the outer electrodes 22 and 27, and in FIG.
Power supplies 23 and 28 are connected to the inner electrodes 21 and 26. As shown in FIG. 3B, when the inner electrodes 21 and 26 are independent and the coupling member 25 is used between them, the coupling member 25 is formed of an electrically insulating material.

【0043】図4(A)、(B)は、両内側電極21、
26を共に発泡金属層で形成した場合の構成例を示す。
図4(A)において、第1内側電極21は、発泡金属層
の巻回によって形成され、第2内側電極26は同様発泡
金属の巻回によって形成されている。両内側電極21,
26は、封止材を兼用する電気的絶縁材料の結合部材2
5により結合、支持されている。
FIGS. 4A and 4B show both inner electrodes 21,
A configuration example in the case where both are formed of a foamed metal layer is shown.
In FIG. 4A, the first inner electrode 21 is formed by winding a foam metal layer, and the second inner electrode 26 is formed by winding a foam metal similarly. Both inner electrodes 21,
26 is a coupling member 2 of an electrically insulating material which also serves as a sealing material.
5 are connected and supported.

【0044】ガス入口12は、第1内側電極の引出部2
1tのパイプによって構成され、ガス出口13は、第2
内側電極の引出し部26tによって構成されている。処
理対象ガスは、第1内側電極の引出し部21tから導入
され、発泡金属層の内側電極21を通過して内側電極2
1と石英管11内面との間の空間に導出され、下流側に
流れた後、石英管11と第2内側電極26との間の空間
から、第2内側電極26の発泡金属層を通過し、第2内
側電極26内の空間に流入し、ガス出口13から導出さ
れる。第1内側電極21と第2内側電極26とは、絶縁
性結合部材25によって機械的に結合されているが、電
気的には独立である。第1高圧、高周波電源23は第1
内側電極引出し部21tと第1外側電極22間に接続さ
れ、第2高圧、高周波電源28は、第2内側電極引出し
部26tと第2外側電極27間に接続される。
The gas inlet 12 is connected to the extraction portion 2 of the first inner electrode.
It is constituted by a 1t pipe, and the gas outlet 13 is
It is constituted by a lead portion 26t of the inner electrode. The gas to be treated is introduced from the extraction portion 21t of the first inner electrode, passes through the inner electrode 21 of the foamed metal layer, and passes through the inner electrode 2.
After flowing out to the space between the quartz tube 11 and the inner surface of the quartz tube 11 and flowing downstream, it passes through the foamed metal layer of the second inner electrode 26 from the space between the quartz tube 11 and the second inner electrode 26. , Flows into the space inside the second inner electrode 26, and is led out from the gas outlet 13. The first inner electrode 21 and the second inner electrode 26 are mechanically coupled by an insulating coupling member 25, but are electrically independent. The first high-voltage, high-frequency power source 23 is the first
The second high-voltage, high-frequency power supply 28 is connected between the second inner electrode lead-out portion 26t and the second outer electrode 27.

【0045】図4(B)は、内側電極結合部材25を導
電体で形成した場合を示す。第1内側電極21と第2内
側電極26とは、導電性結合部材25により結合されて
いる。但し、ガス流路は内実な結合部材25により分断
されている。
FIG. 4B shows a case where the inner electrode coupling member 25 is formed of a conductor. The first inner electrode 21 and the second inner electrode 26 are connected by a conductive connecting member 25. However, the gas flow path is separated by a solid connecting member 25.

【0046】ガス入口12から導入された処理対象ガス
は、第1内側電極21内から第1内側電極21と石英管
11内面との間の空間に導出され、下流側に流れた後、
第2内側電極26の開口部を介して第2内側電極26内
側に導入され、ガス出口13から導出される。
The gas to be treated introduced from the gas inlet 12 is led out of the first inner electrode 21 into the space between the first inner electrode 21 and the inner surface of the quartz tube 11 and flows downstream,
The gas is introduced into the second inner electrode 26 through the opening of the second inner electrode 26, and is led out from the gas outlet 13.

【0047】第1内側電極21、第2内側電極26は電
気的に共通に接続されており、例えば共通接地電位に接
続される。第1外側電極22及び第2外側電極27は、
それぞれ独立に第1電源23及び第2電源28に接続さ
れる。
The first inner electrode 21 and the second inner electrode 26 are electrically connected commonly, for example, to a common ground potential. The first outer electrode 22 and the second outer electrode 27
Each is independently connected to the first power supply 23 and the second power supply 28.

【0048】このような2段構成のPACTガス処理装
置により、処理対象ガスを分解し、所望の再生対象ガス
に変換することが可能となる。
With such a two-stage PACT gas processing apparatus, it becomes possible to decompose a gas to be treated and convert it into a desired gas to be regenerated.

【0049】以上の構成例においては、ガス処理装置を
前段と後段の2段に分割し、前段及び後段のそれぞれに
おいて、それぞれ目的に応じたパラメーターを設定可能
とした。本発明は、上記実施例に限らない。
In the above configuration example, the gas processing apparatus is divided into two stages, a former stage and a latter stage, and each of the former stage and the latter stage can set parameters according to the purpose. The present invention is not limited to the above embodiment.

【0050】処理対象ガスの分解が1段の化学反応で達
成されるとは限らず、又再生希望ガスの構成が1段の反
応で達成されるとは限らない。分解を複数段の化学反応
で行なうことが望ましいこともある。合成反応を複数段
の化学反応で行なうことが望ましいこともある。
The decomposition of the gas to be treated is not always achieved by a one-step chemical reaction, and the composition of the desired regeneration gas is not necessarily achieved by a one-step reaction. It may be desirable to perform the decomposition in a multi-step chemical reaction. It may be desirable to carry out the synthesis reaction in multiple stages of chemical reactions.

【0051】図5(A)は、処理対象ガスに対し、3段
以上の複数段処理を行なう実施例を示す。石英管11の
内部には、第1内側電極21−1、第2内側電極21−
2、第3内側電極21−3、第4内側電極21−4、…
を含む内側電極が配置され、石英管11の外側には、内
側電極に対応して第1外側電極22−1,22−2,2
2−3、22−4…が配置されている。
FIG. 5A shows an embodiment in which a gas to be processed is subjected to three or more stages of processing. Inside the quartz tube 11, a first inner electrode 21-1 and a second inner electrode 21-
2, the third inner electrode 21-3, the fourth inner electrode 21-4, ...
Are disposed on the outer side of the quartz tube 11 so as to correspond to the inner electrodes.
2-3, 22-4... Are arranged.

【0052】図示の実施例においては、各内側電極21
−1、22−1、22−3、21−4、…は、それぞれ
導電性の結合部材25−1、25−2、25−3で結合
されている。これらの結合部材の内、奇数番目の結合部
材25−1、25−3、…は中実の結合部材であり、内
側電極21内のガス流路を遮断するように配置されてい
る。偶数番目の結合部材25−2、25−4、…は、内
側電極21と石英管11との間に配置され、内側電極2
1と石英管11内面との間の流路を遮断している。
In the illustrated embodiment, each inner electrode 21
-1, 22-1, 22-3, 21-4,... Are connected by conductive connecting members 25-1, 25-2, 25-3, respectively. Among these connecting members, odd-numbered connecting members 25-1, 25-3,... Are solid connecting members, and are arranged so as to block the gas flow path in the inner electrode 21. Are arranged between the inner electrode 21 and the quartz tube 11, and the even-numbered connecting members 25-2, 25-4,.
The flow path between 1 and the inner surface of the quartz tube 11 is blocked.

【0053】内側電極21−1、21−2、21−3…
は、導電性結合部材25−1、25−2、25−3…に
より電気的に結合されており、共通に接地電位に接続さ
れている。外側電極22−1、22−2、22−3、…
は、それぞれ独立の高電圧高周波電源23−1、23−
2、23−3、…に接続され、所定の駆動電圧を印加さ
れる。
The inner electrodes 21-1, 21-2, 21-3,.
Are electrically coupled by conductive coupling members 25-1, 25-2, 25-3,... And are commonly connected to the ground potential. Outer electrodes 22-1, 22-2, 22-3, ...
Are independent high-voltage high-frequency power supplies 23-1, 23-
, 23-3,... Are applied with a predetermined drive voltage.

【0054】このように、反応管内をガス流方向に3段
以上の反応段に分割することにより、分解、合成、また
は両者の反応を複数段に分解し、各反応段に必要な印加
電圧を独立に選択し、所望の反応を行なわせることがで
きる。
As described above, by dividing the inside of the reaction tube into three or more reaction stages in the gas flow direction, the decomposition, the synthesis, or the reaction between the two is decomposed into a plurality of stages, and the applied voltage required for each reaction stage is reduced. They can be selected independently to carry out the desired reaction.

【0055】図5(B)は、さらに他の変形例を示す。
反応管11の上流側端部にガス導入口12が接続され、
下流側端部にガス導出口13が接続され、反応管11内
側には共通内側電極12が設定されている。反応管11
外側には、第1外側電極22−1、第2外側電極22−
2、第3外側電極22−3、第4外側電極22−4、…
が配置されている。各外側電極には、電源23−1、2
3−2、23−3、23−4…が接続されている。
FIG. 5B shows another modification.
A gas inlet 12 is connected to an upstream end of the reaction tube 11,
A gas outlet 13 is connected to the downstream end, and a common inner electrode 12 is set inside the reaction tube 11. Reaction tube 11
On the outside, a first outer electrode 22-1 and a second outer electrode 22-
2, the third outer electrode 22-3, the fourth outer electrode 22-4,...
Is arranged. Each outer electrode has a power source 23-1, 2
3-2, 23-3, 23-4,... Are connected.

【0056】さらに、第1外側電極23−1、第2外側
電極23−2の中間領域に、添加ガス導入口17−1が
形成され、第2外側電極23−2、第3外側電極23−
3の中間に生成ガス抜き出し口18が接続されている。
又、第3外側電極22−3、第4外側電極22−4の中
間には、添加ガス注入口17−2が接続されている。
Further, an additional gas inlet 17-1 is formed in an intermediate region between the first outer electrode 23-1 and the second outer electrode 23-2, and the second outer electrode 23-2 and the third outer electrode 23- are formed.
A product gas extraction port 18 is connected to an intermediate portion of 3.
Further, an additional gas injection port 17-2 is connected between the third outer electrode 22-3 and the fourth outer electrode 22-4.

【0057】このように、ガス導入口12から導入した
ガスに対し、第1段で所望の化学反応を行なわせた後、
添加ガス導入口17−1から添加ガスを導入し、さらに
化学反応を行なわせ、生成ガスを一部ガス導出口18か
ら導出する。残りの生成ガスに対し、更にプラズマ反応
を行なわせた後、ガス導入口17−2からさらに添加ガ
スを導入し、プラズマ反応を行なわせた後、ガス出口1
3から反応ガスを導出している。なお、2段階で生成ガ
スを導出する構成を示したが、3段階以上で生成ガスを
導出するようにすることもできる。各段において添加ガ
スを導入する構成を示したが、不要であれば添加ガスは
導入しなくてもよい。
As described above, after the gas introduced from the gas inlet 12 is subjected to the desired chemical reaction in the first stage,
The additional gas is introduced from the additional gas inlet 17-1, a chemical reaction is further performed, and part of the generated gas is led out from the gas outlet 18. After the remaining product gas is further subjected to a plasma reaction, an additional gas is further introduced from the gas inlet 17-2, and the plasma reaction is performed.
3 is derived from the reaction gas. Although the configuration in which the product gas is derived in two stages has been described, the product gas may be derived in three or more stages. Although the configuration in which the additive gas is introduced in each stage has been described, the additive gas may not be introduced if unnecessary.

【0058】反応管の内側と外側に電極を備え、反応管
内にプラズマを発生させる実施例を説明したが、本発明
はこれらに制限されるものはない。
Although the embodiments in which electrodes are provided inside and outside the reaction tube and plasma is generated in the reaction tube have been described, the present invention is not limited to these embodiments.

【0059】図5(C)は、プラズマ発生の他の機構を
概略的に示す断面図である。石英の反応管31は、中間
でその径を拡大された部分を有し、その部分において着
磁された回転軸部分32とその周辺に設定された内側電
極を兼用する回転翼33を有する。石英部材31の外側
には、回転磁場発生部材34が設定されている。回転磁
場を発生することにより、回転翼33を回転させる。さ
らに、石英部材31外側には、外側電極35が設定さ
れ、回転翼33との間に高圧電源が接続される。高圧電
圧印加により、反応管31と回転翼部材33の間にプラ
ズマを発生させる。回転翼33が回転すると共に、プラ
ズマは反応管内で円周方向に広がる。
FIG. 5C is a sectional view schematically showing another mechanism of plasma generation. The quartz reaction tube 31 has a portion whose diameter is enlarged in the middle, and has a rotating shaft portion 32 magnetized at that portion and a rotating blade 33 serving as an inner electrode set around the rotating shaft portion 32. A rotating magnetic field generating member 34 is set outside the quartz member 31. By generating a rotating magnetic field, the rotating wing 33 is rotated. Further, an outer electrode 35 is provided outside the quartz member 31, and a high-voltage power supply is connected between the outer electrode 35 and the rotating blade 33. By applying a high voltage, plasma is generated between the reaction tube 31 and the rotary wing member 33. As the rotor 33 rotates, the plasma expands in the circumferential direction in the reaction tube.

【0060】図6(A)は、半導体エッチング装置に上
記実施例によるガス処理装置を結合したシステムを示す
概略図である。
FIG. 6A is a schematic view showing a system in which the gas processing apparatus according to the above embodiment is connected to a semiconductor etching apparatus.

【0061】半導体エッチング装置31の下流側には、
ターボポンプ32が結合され、ターボポンプ32の下流
側にはドライポンプ33が接続されている。ドライポン
プ33には、N2が導入され、排出ガスはエッチング装
置31の排出ガスとN2を含むガスとなる。この排出ガ
スに対し、ガス分解再生装置35が接続されている。ガ
ス分解再生装置35は、さらに特定元素回収手段36を
介し、バルブVを経てガス容器37に接続されている。
On the downstream side of the semiconductor etching apparatus 31,
The turbo pump 32 is connected, and a dry pump 33 is connected downstream of the turbo pump 32. N 2 is introduced into the dry pump 33, and the exhaust gas is a gas containing the exhaust gas of the etching apparatus 31 and N 2 . A gas decomposition regeneration device 35 is connected to the exhaust gas. The gas decomposition regeneration device 35 is further connected to a gas container 37 via a specific element recovery means 36 via a valve V.

【0062】例えば、CF4ガスがエッチング装置31
内でエッチングに使用される。エッチングの使用ガス
は、排出され、ターボポンプ32、ドライポンプ33を
介し、ガス分解再生装置35に導入される。ここで、上
述の実施例に従い、CF4ガスとN2を含むガスは、NF
3ガス又はWF6ガスに変換される。特定元素回収手段3
6は、任意の構成手段であり、例えば析出可能なガス種
(C、Si、…)等を回収し、再利用に供する。特定元
素回収手段36を通過したガスは、バルブVにより、選
択的にガス容器37に回収される。
For example, CF 4 gas is supplied to the etching apparatus 31.
Used for etching inside. The gas used for etching is exhausted and introduced into a gas decomposition and regeneration device 35 via a turbo pump 32 and a dry pump 33. Here, according to the above-described embodiment, the gas containing CF 4 gas and N 2 is NF
Converted to 3 gas or WF 6 gas. Specific element recovery means 3
Numeral 6 is an optional constituent means for collecting, for example, gas species (C, Si,...) That can be deposited and reusing them. The gas that has passed through the specific element recovery means 36 is selectively recovered in the gas container 37 by the valve V.

【0063】図6(B)は、図6(A)におけるガス分
解再生装置35の構成例を概略的に示す斜視図である。
ガス導入口12から導入されたガスは、複数段並列の反
応系に分岐され、各反応段35iにより、それぞれ上述
の反応処理を受け、ガス排出口13から導出される。こ
のように、複数本の反応段を並列に接続する事により、
多量のガスを同時に処理することが可能となる。
FIG. 6B is a perspective view schematically showing a configuration example of the gas decomposition and regeneration apparatus 35 in FIG. 6A.
The gas introduced from the gas inlet 12 is branched into a plurality of reaction systems arranged in parallel, subjected to the above-described reaction processes by the respective reaction stages 35i, and is led out from the gas outlet 13. Thus, by connecting a plurality of reaction stages in parallel,
A large amount of gas can be processed at the same time.

【0064】以上、実施例に沿って本発明を説明した
が、本発明はこれらに制限されるものではない。例え
ば、種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業
者に自明であろう。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, and combinations are possible.

【0065】なお、本発明の特徴を以下に記載する。The features of the present invention are described below.

【0066】(付記1) 電気的絶縁体で形成され、ガ
ス流路を画定するパイプと、前記パイプ内の上流側に配
置された第1内側電極と、前記パイプ外で前記第1内側
電極に対向するように配置された第1外側電極と、前記
パイプ内の、前記第1内側電極より下流に配置された第
2内側電極と、前記パイプ外で前記第2内側電極と対向
するように配置された第2外側電極とを有するガス処理
装置。(1) (付記2) さらに、前記パイプの上流側に接続された
排ガス導入手段と、前記パイプの下流側に接続された再
生特定元素回収手段と、前記第1内側電極と前記第1外
側電極との少なくとも一方に接続された第1高圧電源
と、前記第2内側電極と前記第2外側電極との少なくと
も一方に接続された第2高圧電源とを有する請求項1記
載のガス処理装置。(2) (付記3) さらに、前記第1内側電極と前記第2内側
電極とを機械的に接続する内側電極接続部材を有する請
求項1または2記載のガス処理装置。
(Supplementary Note 1) A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, a first inner electrode disposed upstream in the pipe, and a first inner electrode outside the pipe. A first outer electrode disposed so as to face, a second inner electrode disposed in the pipe downstream from the first inner electrode, and disposed so as to face the second inner electrode outside the pipe; And a second outer electrode. (1) (Supplementary note 2) Further, an exhaust gas introduction unit connected to the upstream side of the pipe, a regeneration specific element recovery unit connected to the downstream side of the pipe, the first inner electrode and the first outer electrode. The gas processing apparatus according to claim 1, further comprising: a first high-voltage power supply connected to at least one of the first and second electrodes; and a second high-voltage power supply connected to at least one of the second inner electrode and the second outer electrode. (2) (Supplementary note 3) The gas processing apparatus according to claim 1 or 2, further comprising an inner electrode connecting member that mechanically connects the first inner electrode and the second inner electrode.

【0067】(付記4) 前記内側電極接続部材が電気
的絶縁体で形成され、前記第1外側電極と前記第2外側
電極とが、連続した導電体の2つの部分で形成される請
求項3記載のガス処理装置。
(Supplementary Note 4) The inner electrode connecting member is formed of an electrical insulator, and the first outer electrode and the second outer electrode are formed of two portions of a continuous conductor. The gas processing apparatus according to any one of the preceding claims.

【0068】(付記5) 前記内側電極接続部材が電気
的導電体で形成され、前記第1外側電極と前記第2外側
電極とが前記第1高圧電源と前記第2高圧電源とに接続
される請求項3記載のガス処理装置。
(Supplementary Note 5) The inner electrode connecting member is formed of an electric conductor, and the first outer electrode and the second outer electrode are connected to the first high-voltage power supply and the second high-voltage power supply. The gas processing device according to claim 3.

【0069】(付記6) 前記第1内側電極および前記
第2内側電極の少なくとも一方が発泡金属で形成されて
いる請求項1〜5のいずれか1項記載のガス処理装置。
(Supplementary note 6) The gas processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the first inner electrode and the second inner electrode is formed of a foamed metal.

【0070】(付記7) さらに、前記パイプ内の前記
第1内側電極近傍に配置されたゲッター材を有する請求
項1〜6のいずれか1項記載のガス処理装置。
(Supplementary Note 7) The gas processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a getter material disposed near the first inner electrode in the pipe.

【0071】(付記8) さらに、前記パイプ内の、前
記第2内側電極よりも下流に配置された第3内側電極
と、前記パイプ外で、前記第3内側電極と対向するよう
に配置された第3外側電極とを有する請求項1〜7のい
ずれか1項記載のガス処理装置。(3) (付記9) 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画定
するパイプと、前記パイプ内に配置され、発泡金属で形
成された内側電極と、前記パイプ外で、前記内側電極と
対向するように配置された外側導体とを有するガス処理
装置。(4) (付記10) 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画
定するパイプと、前記パイプ内に配置された内側電極
と、前記パイプ外で、前記内側電極と対向するように配
置された外側導体と、前記内側電極と前記外側電極との
間に接続され、プラズマを発生させるためのパルス高を
有する第1部分と、該第1部分に続き、プラズマを維持
するためのパルス高を有する第2部分とを有するパルス
信号を繰り返し発生するパルス電源とを有するガス処理
装置。(5) (付記11) (a)電気的絶縁体で形成され、ガス流
路を画定するパイプ内へ少なくとも第1種ガスと第2種
ガスとを含む処理対象ガスを大気圧下で導入する工程
と、(b)前記パイプ内の上流側に配置され、前記処理
対象ガスに対して触媒作用を有する第1内側電極と、前
記パイプ外で前記第1内側電極に対向するように配置さ
れた第1外側電極との間に第1励起電圧を印加し、前記
パイプ内で第1大気圧プラズマを発生させ、前記処理対
象ガス中の少なくとも第1種ガスを分解する工程と、
(c)前記パイプ内の前記第1内側電極より下流に配置
され、前記第1種ガスの少なくとも1つの分解種に対し
て触媒作用を有する第2内側電極と、前記パイプ外で前
記第2内側電極に対向するように配置された第2外側電
極との間に第2励起電圧を印加し、前記パイプ内で第2
大気圧プラズマを発生させ、前記第1種ガスの少なくと
も1つの分解種を反応種として含む化学反応を生じさ
せ、前記第1種ガスと異なる第3種ガスを生成する工程
とを含むガス処理方法。(6) (付記12) 前記第1内側電極および第2内側電極
が、Cu、Au、Pt、Pd、Fe、Niの少なくとも
1種を含む請求項11記載のガス処理方法。
(Supplementary Note 8) Further, a third inner electrode disposed downstream of the second inner electrode in the pipe, and a third inner electrode disposed outside the pipe so as to face the third inner electrode. The gas processing apparatus according to claim 1, further comprising a third outer electrode. (3) (Supplementary Note 9) A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe and formed of foamed metal, and an inner electrode formed outside the pipe. A gas processing device comprising: an outer conductor arranged to face each other. (Supplementary note 10) A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode arranged in the pipe, and arranged outside the pipe to face the inner electrode. An outer conductor, a first portion connected between the inner electrode and the outer electrode and having a pulse height for generating plasma, and a pulse height for maintaining plasma following the first portion. And a pulse power supply for repeatedly generating a pulse signal having a second portion. (5) (Supplementary Note 11) (a) A process target gas including at least a first type gas and a second type gas is introduced under atmospheric pressure into a pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path. And (b) a first inner electrode disposed upstream in the pipe and having a catalytic action on the gas to be treated, and disposed to face the first inner electrode outside the pipe. Applying a first excitation voltage to the first outer electrode, generating a first atmospheric pressure plasma in the pipe, and decomposing at least a first type gas in the gas to be processed;
(C) a second inner electrode disposed downstream of the first inner electrode in the pipe and catalyzing at least one decomposed species of the first gas, and a second inner electrode outside the pipe. A second excitation voltage is applied between the second outer electrode and the second outer electrode arranged to face the electrode, and a second excitation voltage is applied in the pipe.
Generating an atmospheric pressure plasma to cause a chemical reaction including at least one decomposed species of the first type gas as a reactive species to generate a third type gas different from the first type gas. . (6) (Supplementary note 12) The gas processing method according to claim 11, wherein the first inner electrode and the second inner electrode include at least one of Cu, Au, Pt, Pd, Fe, and Ni.

【0072】(付記13) 前記第1種ガスがフルオロ
カーボンであり、前記第2種ガスが窒素ガスであり、前
記第3種ガスが弗化窒素である請求項11または12記
載のガス処理方法。
(Supplementary Note 13) The gas processing method according to claim 11 or 12, wherein the first type gas is fluorocarbon, the second type gas is nitrogen gas, and the third type gas is nitrogen fluoride.

【0073】(付記14) 前記第1種ガスがフルオロ
カーボンであり、前記第2内側電極または第1内側電極
下流に設けられた補助添加剤がWを含み、前記第3種ガ
スがWF6である請求項11または12記載のガス処理
方法。
(Supplementary Note 14) The first type gas is a fluorocarbon, the auxiliary additive provided downstream of the second inner electrode or the first inner electrode contains W, and the third type gas is WF 6 . The gas treatment method according to claim 11.

【0074】(付記15) 前記パイプ内の前記第1内
側電極近傍にCゲッター材を配置し、前記工程(b)が
発生した炭素をCゲッターに吸着させることを含む請求
項12〜14のいずれか1項に記載のガス処理方法。
(Supplementary note 15) The method according to any one of claims 12 to 14, further comprising disposing a C getter material in the pipe near the first inner electrode, and adsorbing the carbon generated in the step (b) to the C getter. 2. The gas processing method according to claim 1.

【0075】(付記16) 前記第1種ガスが炭化水素
であり、前記第2種ガスが酸化窒素であり、前記第3種
ガスがアルコールを含む請求項11又は12記載のガス
処理方法。
(Supplementary Note 16) The gas processing method according to claim 11 or 12, wherein the first type gas is a hydrocarbon, the second type gas is nitrogen oxide, and the third type gas contains alcohol.

【0076】(付記17) 前記第1内側電極および第
2内側電極の少なくとも一方が発泡金属のパイプで形成
され、前記工程(b)および(c)の少なくとも一方が
前記発泡金属のパイプを外側から内側へまたは内側から
外側へガスを通過させることを含む請求項11〜16の
いずれか1項に記載のガス処理方法。(7) (付記18) 前記第1励起電圧および第2励起電圧の
少なくとも一方が極性が交互に変化する両極性パルス列
であり、各パルスがプラズマを発生させる第1パルス高
を有する前部と、該前部の後、該第1パルス高より低
く、発生したプラズマを維持する第2パルス高を有する
後部とを有する請求項11〜17のいずれか1項記載の
ガス処理方法。(8) (付記19) 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画
定するパイプと、前記パイプ内に配置され、発泡金属で
形成された内側電極と、前記パイプ外で、前記内側電極
と対向するように配置された外側導体とを用い、前記パ
イプ内に処理対象ガスを導入する工程と、前記内側電極
と外側電極との間に励起電圧を印加して前記パイプ内に
大気圧プラズマを発生させると共に、前記内側電極の外
側から内側へ、または内側から外側へガスを通過させて
反応を生じさせる工程とを含むガス処理方法。(9) (付記20) 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画
定するパイプと、前記パイプ内に配置された内側電極
と、前記パイプ外で、前記内側電極と対向するように配
置された外側導体とを用い、前記パイプ内の処理対象ガ
スを導入する工程と、前記内側電極と外側電極との間に
極性が交互に変化する両極性パルス列であり、各パルス
がプラズマを発生させる第1パルス高を有する前部と、
該前部の後、該第1パルス高より低く、発生したプラズ
マを維持する第2パルス高を有する後部とを有する励起
電圧を印加して大気圧プラズマを発生させて反応を生じ
させる工程とを含むガス処理方法。(10)
(Supplementary Note 17) At least one of the first inner electrode and the second inner electrode is formed of a metal foam pipe, and at least one of the steps (b) and (c) is performed by connecting the metal foam pipe from the outside. 17. The gas processing method according to any one of claims 11 to 16, comprising passing a gas inward or from inside to outside. (7) (Supplementary note 18) a front part in which at least one of the first excitation voltage and the second excitation voltage is a bipolar pulse train whose polarity alternates, and each pulse has a first pulse height for generating plasma; 18. The gas processing method according to any one of claims 11 to 17, further comprising, after the front part, a rear part having a second pulse height lower than the first pulse height and maintaining generated plasma. (8) (Supplementary Note 19) A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe and formed of a foamed metal, and an inner electrode formed outside the pipe. Using an outer conductor arranged so as to oppose, a step of introducing a gas to be treated into the pipe, and applying an excitation voltage between the inner electrode and the outer electrode to generate an atmospheric pressure plasma in the pipe. Generating a reaction and passing a gas from outside to inside or from inside to outside of the inner electrode to cause a reaction. (9) (Supplementary Note 20) A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe, and disposed outside the pipe so as to face the inner electrode. A step of introducing a gas to be treated in the pipe, and a bipolar pulse train in which the polarity alternates between the inner electrode and the outer electrode, wherein each pulse generates a plasma. A front having one pulse height;
Applying an excitation voltage having a rear portion having a second pulse height lower than the first pulse height and maintaining the generated plasma after the front portion to generate an atmospheric pressure plasma to cause a reaction. Including gas treatment methods. (10)

【0077】[0077]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理対象ガスをガス流方向で複数段に分けて処理するこ
とにより、所望の処理をより確実、より効率的に行なわ
せることができ、所望の再生ガスを回収する事ができ
る。
As described above, according to the present invention,
By processing the gas to be processed in a plurality of stages in the gas flow direction, the desired processing can be performed more reliably and more efficiently, and the desired regenerated gas can be recovered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例によるガス処理装置を概略的
に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示すガス処理装置内におけるガス流及
び印加電圧を説明するための概略断面図及びダイアグラ
ムである。
FIG. 2 is a schematic sectional view and a diagram for explaining a gas flow and an applied voltage in the gas processing apparatus shown in FIG.

【図3】 本発明の実施例によるガス処理装置の概略を
示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施例によるガス処理装置の概略を
示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施例によるガス処理装置の概略を
示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施例によるガス処理装置の概略を
示すブロック図及びガス分解再生装置部分の概略を示す
斜視図である。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and a perspective view schematically showing a gas decomposition and regeneration apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 石英管 12 ガス入口 13 ガス出口 14、15、24 封止材 21、26 内側電極 22、27 外側電極 23、28 電源 16 ゲッター 17 補助添加剤 26x 発泡金属の内側電極 26y 金属パイプ 24w 金属ウール 31 エッチング装置 32 ターボポンプ 33 ドライポンプ 35 ガス分解再生装置 36 特定元素回収手段 37 ガス容器 V バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Quartz tube 12 Gas inlet 13 Gas outlet 14, 15, 24 Sealing material 21, 26 Inner electrode 22, 27 Outer electrode 23, 28 Power supply 16 Getter 17 Auxiliary additive 26x Inner electrode of foam metal 26y Metal pipe 24w Metal wool 31 Etching device 32 Turbo pump 33 Dry pump 35 Gas decomposition regeneration device 36 Specific element recovery means 37 Gas container V valve

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年1月24日(2002.1.2
4)
[Submission Date] January 24, 2002 (2002.1.2
4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D002 AA22 AC10 BA07 CA20 DA22 DA23 DA25 HA03 4G075 AA03 AA62 BA01 BA05 BD14 CA47 CA54 EB21 EB41 EC06 EC21 FB06 FC13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4D002 AA22 AC10 BA07 CA20 DA22 DA23 DA25 HA03 4G075 AA03 AA62 BA01 BA05 BD14 CA47 CA54 EB21 EB41 EC06 EC21 FB06 FC13

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画
定するパイプと、 前記パイプ内の上流側に配置された第1内側電極と、 前記パイプ外で前記第1内側電極に対向するように配置
された第1外側電極と、 前記パイプ内の、前記第1内側電極より下流に配置され
た第2内側電極と、 前記パイプ外で前記第2内側電極と対向するように配置
された第2外側電極とを有するガス処理装置。
1. A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, a first inner electrode disposed on an upstream side in the pipe, and facing the first inner electrode outside the pipe. A first outer electrode, a second inner electrode disposed downstream of the first inner electrode in the pipe, and a second outer electrode disposed outside the pipe so as to face the second inner electrode. A gas processing device having a second outer electrode.
【請求項2】 さらに、前記パイプの上流側に接続され
た排ガス導入手段と、 前記パイプの下流側に接続された再生特定元素回収手段
と、 前記第1内側電極と前記第1外側電極との少なくとも一
方に接続された第1高圧電源と、 前記第2内側電極と前記第2外側電極との少なくとも一
方に接続された第2高圧電源とを有する請求項1記載の
ガス処理装置。
2. An exhaust gas introduction unit connected to an upstream side of the pipe, a regeneration specific element recovery unit connected to a downstream side of the pipe, and a first internal electrode and a first external electrode. The gas processing apparatus according to claim 1, further comprising a first high-voltage power supply connected to at least one of the first and second high-voltage power supplies, and a second high-voltage power supply connected to at least one of the second inner electrode and the second outer electrode.
【請求項3】 さらに、前記パイプ内の、前記第2内側
電極よりも下流に配置された第3内側電極と、 前記パイプ外で、前記第3内側電極と対向するように配
置された第3外側電極とを有する請求項1または2記載
のガス処理装置。
3. A third inner electrode disposed downstream of the second inner electrode in the pipe, and a third inner electrode disposed outside the pipe and facing the third inner electrode. The gas processing apparatus according to claim 1, further comprising an outer electrode.
【請求項4】 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画
定するパイプと、 前記パイプ内に配置され、発泡金属で形成された内側電
極と、 前記パイプ外で、前記内側電極と対向するように配置さ
れた外側導体とを有するガス処理装置。
4. A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe and formed of a foamed metal, and facing the inner electrode outside the pipe. Gas treatment device having an outer conductor arranged as described above.
【請求項5】 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画
定するパイプと、 前記パイプ内に配置された内側電極と、 前記パイプ外で、前記内側電極と対向するように配置さ
れた外側導体と、 前記内側電極と前記外側電極との間に接続され、プラズ
マを発生させるためのパルス高を有する第1部分と、該
第1部分に続き、プラズマを維持するためのパルス高を
有する第2部分とを有するパルス信号を繰り返し発生す
るパルス電源とを有するガス処理装置。
5. A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe, and an outer disposed outside the pipe so as to face the inner electrode. A conductor, a first portion connected between the inner electrode and the outer electrode and having a pulse height for generating plasma, and a first portion having a pulse height for maintaining plasma following the first portion. And a pulse power supply for repeatedly generating a pulse signal having two portions.
【請求項6】 (a)電気的絶縁体で形成され、ガス流
路を画定するパイプ内へ少なくとも第1種ガスと第2種
ガスとを含む処理対象ガスを大気圧下で導入する工程
と、 (b)前記パイプ内の上流側に配置され、前記処理対象
ガスに対して触媒作用を有する第1内側電極と、前記パ
イプ外で前記第1内側電極に対向するように配置された
第1外側電極との間に第1励起電圧を印加し、前記パイ
プ内で第1大気圧プラズマを発生させ、前記処理対象ガ
ス中の少なくとも第1種ガスを分解する工程と、 (c)前記パイプ内の前記第1内側電極より下流に配置
され、前記第1種ガスの少なくとも1つの分解種に対し
て触媒作用を有する第2内側電極と、前記パイプ外で前
記第2内側電極に対向するように配置された第2外側電
極との間に第2励起電圧を印加し、前記パイプ内で第2
大気圧プラズマを発生させ、前記第1種ガスの少なくと
も1つの分解種を反応種として含む化学反応を生じさ
せ、前記第1種ガスと異なる第3種ガスを生成する工程
とを含むガス処理方法。
6. A step of introducing a gas to be treated containing at least a first type gas and a second type gas into a pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path under atmospheric pressure. (B) a first inner electrode disposed upstream in the pipe and having a catalytic action on the gas to be treated, and a first inner electrode disposed outside the pipe and opposed to the first inner electrode. Applying a first excitation voltage to the outer electrode to generate a first atmospheric pressure plasma in the pipe to decompose at least a first type gas in the gas to be treated; A second inner electrode that is disposed downstream of the first inner electrode and has a catalytic action on at least one decomposed species of the first type gas, so as to face the second inner electrode outside the pipe. A second excitation voltage between the second outer electrode and the second outer electrode; It was applied, the second in the pipe
Generating an atmospheric pressure plasma to cause a chemical reaction including at least one decomposed species of the first type gas as a reactive species to generate a third type gas different from the first type gas. .
【請求項7】 前記第1内側電極および第2内側電極の
少なくとも一方が発泡金属のパイプで形成され、前記工
程(b)および(c)の少なくとも一方が前記発泡金属
のパイプを外側から内側へまたは内側から外側へガスを
通過させることを含む請求項6記載のガス処理方法。
7. At least one of the first inner electrode and the second inner electrode is formed of a foam metal pipe, and at least one of the steps (b) and (c) moves the foam metal pipe from outside to inside. 7. The gas processing method according to claim 6, comprising passing a gas from inside to outside.
【請求項8】 前記第1励起電圧および第2励起電圧の
少なくとも一方が極性が交互に変化する両極性パルス列
であり、各パルスがプラズマを発生させる第1パルス高
を有する前部と、該前部の後、該第1パルス高より低
く、発生したプラズマを維持する第2パルス高を有する
後部とを有する請求項6または7記載のガス処理方法。
8. A front part in which at least one of said first excitation voltage and said second excitation voltage is a bipolar pulse train of alternating polarity, each pulse having a first pulse height for generating plasma, 8. The gas processing method according to claim 6, further comprising a rear portion having a second pulse height lower than the first pulse height and maintaining the generated plasma after the first portion.
【請求項9】 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を画
定するパイプと、前記パイプ内に配置され、発泡金属で
形成された内側電極と、前記パイプ外で、前記内側電極
と対向するように配置された外側導体とを用い、 前記パイプ内に処理対象ガスを導入する工程と、 前記内側電極と外側電極との間に励起電圧を印加して前
記パイプ内に大気圧プラズマを発生させると共に、前記
内側電極の外側から内側へ、または内側から外側へガス
を通過させて反応を生じさせる工程とを含むガス処理方
法。
9. A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe and formed of foam metal, and facing the inner electrode outside the pipe. Introducing a gas to be treated into the pipe using an outer conductor arranged as described above, and applying an excitation voltage between the inner electrode and the outer electrode to generate an atmospheric pressure plasma in the pipe. And passing a gas from outside to inside or from inside to outside of the inner electrode to cause a reaction, thereby causing a reaction.
【請求項10】 電気的絶縁体で形成され、ガス流路を
画定するパイプと、前記パイプ内に配置された内側電極
と、前記パイプ外で、前記内側電極と対向するように配
置された外側導体とを用い、 前記パイプ内の処理対象ガスを導入する工程と、 前記内側電極と外側電極との間に極性が交互に変化する
両極性パルス列であり、各パルスがプラズマを発生させ
る第1パルス高を有する前部と、該前部の後、該第1パ
ルス高より低く、発生したプラズマを維持する第2パル
ス高を有する後部とを有する励起電圧を印加して大気圧
プラズマを発生させて反応を生じさせる工程とを含むガ
ス処理方法。
10. A pipe formed of an electrical insulator and defining a gas flow path, an inner electrode disposed in the pipe, and an outer electrode disposed outside the pipe and opposed to the inner electrode. A step of introducing a gas to be treated in the pipe using a conductor, and a bipolar pulse train in which the polarity alternates between the inner electrode and the outer electrode, wherein each pulse is a first pulse that generates plasma. Generating an atmospheric pressure plasma by applying an excitation voltage having a front portion having a height and a rear portion having a second pulse height lower than the first pulse height and maintaining the generated plasma after the front portion. Producing a reaction.
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