KR100483941B1 - 가스 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기 - Google Patents

가스 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진공 플라즈마 장치에 있어서, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 챔버에 에너지를 공급하는 플라즈마 전원 공급기에 관한 것이다. 상세하게는, 진공 플라즈마 장치의 구성 요소중 가스 계통의 밸브와 진공 계통의 밸브를 조작하기 위한 가스 조절장치 및 진공 조절장치와 진공 플라즈마 장치에 에너지를 공급하는 에너지 공급장치를 일체화함으로써, 진공 플라즈마 장치를 구성하는 구성 요소들을 보다 단순하게 함과 동시에, 더욱 편리하게 조작 및 운용할 수 있는 플라즈마 전원 공급기가 게시된다.

Description

가스 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기{Power supplier for plasma having operation part of gas and vaccum}
본 발명은 진공 플라즈마 장치에 있어서, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 챔버에 에너지를 공급하는 플라즈마 전원 공급기에 관한 것이다.
일반적으로, 기체 분자나 원자에 가속된 전자의 충돌에 의한 에너지의 전달이나, 열 또는 마이크로 웨이브에 의한 에너지가 가해지면 기체 분자의 최외각 전자가 궤도를 이탈함으로써 자유 전자가 되어 양전하를 띄게 되며, 분자 혹은 원자와 음전하를 갖는 전자가 생성된다. 이러한 양전하의 이온과 전자들이 다수가 모여 전체적으로 전기적인 중성을 띄게 되며, 이렇게 구성된 입자들의 상호작용에 의해서 독특한 빛을 방출하며 입자들의 활발한 운동 때문에 높은 반응성을 갖게 되는데 이러한 상태를 일반적으로 이온화한 기체 또는 플라즈마라고 부른다.
이러한 플라즈마는 수만도 정도의 온도와 109 ~ 1010 /㎤의 밀도를 갖는 저온 글로우 방전 플라즈마와 수천만도 이상의 온도와 1013 ~ 1014 /㎤ 의 밀도를 갖는 초고온 핵융합 플라즈마로 크게 구별할 수 있다. 이중 공업적으로 이용이 활발한 플라즈마는 저온 글로우 방전 플라즈마로서, 반도체 공정에서 플라즈마 식각(plasma etch) 및 증착 (PECVD : Plasma Enhanceed Chemical Vapor Deposition), 금속이나 고분자의 표면 처리, 신물질의 합성, 공장의 배기 가스 중 NOx, SOx 를 제거하는 건식 처리 기술 등의 환경 분야에서 주로 이용되고 있으며, 최근에는 차세대 고선명 텔레비전에서 요구되는 대화면 평판 표시장치의 하나인 플라즈마 표시장치(PDP, Plasma Display Panel)에 대한 연구가 진척되어져 오고 있다.
상기와 같이 다양하게 응용되는 플라즈마를 발생시키기 위한 장치로서, 통상적으로 진공 상태의 플라즈마 챔버(chamber)에 기체 상태의 가스를 주입한 다음, 플라즈마 챔버에 소정의 에너지를 공급하여 주입된 가스를 플라즈마로서 변환시키는 진공 플라즈마 장치가 많이 이용되는데, 이러한 상기 진공 플라즈마 장치를 이루는 구성 요소는 다음과 같다.
즉, 플라즈마 챔버를 진공 상태로 만들기 위한 진공 펌프와 진공 펌프에서 펌핑되는 기체를 플라즈마 챔버에 공급하기 위한 경로를 형성하는 진공 계통의 밸브 및 이 밸브를 조작하기 위한 진공 조절장치가 필요하며,
또한, 플라즈마 챔버에 공급할 에너지를 발생시키기 위한 고주파 발생기나 펄스 발생기 또는 직류전원 공급기 등의 에너지 공급장치가 필요하고,
또한, 플라즈마 챔버에 주입되는 가스의 주입 경로를 형성하는 가스 계통의 밸브 및 이 밸브를 조작하고 가스 유량을 센싱하기 위한 가스 조절장치가 필요하다.
따라서, 상기와 같은 각각의 구성 요소들로서 이루어지는 진공 플라즈마 장치는, 이들이 각각 독립된 형태의 구성품으로 이루어져 있기 때문에, 이들을 조합하여 완제품을 만들었을 경우 완제품 진공 플라즈마 장치의 부피가 커지는 문제점이 있었으며, 또한, 상기와 같은 모든 구성요소들을 구입하여야 하기 때문에 비교적 고가의 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 각각의 장치들을 일일히 연결하여야 하기 때문에 완제품을 구성하기 위한 시간과 인력이 상당히 소요되며, 또한 그 연결 과정이 난해한 문제점이 있으며, 설치시 구성되는 각각의 구성 요소들을 지탱하기 위한 소정의 하우징이 추가로 필요하게 되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 상기와 같이 여러개의 부분품으로 이루어지는 진공 플라즈마 장치의 구성 요소중 가스 계통의 밸브와 진공 계통의 밸브를 조작하기 위한 가스 조절장치 및 진공 조절장치와 진공 플라즈마 장치에 에너지를 공급하는 에너지 공급장치를 일체화함으로써, 진공 플라즈마 장치를 구성하는 구성 요소들을 보다 단순하게 함과 동시에, 더욱 편리하게 조작 및 운용할 수 있는 플라즈마 전원 공급기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은,
플라즈마를 발생시키는 플라즈마 챔버에 에너지를 공급하는 플라즈마 전원 공급기에 있어서, 상기 플라즈마 챔버에 주입되는 가스의 주입 경로를 형성하는 가스 계통 밸브를 개폐를 설정하는 개폐 스위치와, 상기 가스 계통 밸브에 흐르는 가스의 유량을 설정하는 조절 단자를 가지는 가스 조작부; 및 상기 가스 조작부에서의 조작에 따라서 상기 가스 계통 밸브를 개폐하는 제어신호와 상기 가스 계통 밸브로 흐르는 가스의 유량을 조절하는 제어신호를 각각 생성하여 이를 상기 가스 계통 밸브로 전달하고, 상기 가스 계통 밸브로부터 밸브에 흐르는 가스의 유량을 입력받는 가스 제어부; 및 상기 가스 제어부로 입력되는 가스의 유량을 표시하고, 상기 개폐 스위치의 개폐 상태와 상기 조절 단자에 의하여 설정되는 가스의 유량을 디스플레이하는 가스 조작 표시부; 및 상기 플라즈마 챔버로 공급되는 에너지의 출력값을 설정하는 조절 단자와, 에너지를 발생하는 에너지 공급 장치의 개폐를 설정하는 개폐 스위치를 가지는 플라즈마 전원 조작부; 및 상기 플라즈마 전원 조작부에서의 조작에 따른 설정된 출력의 에너지를 생성하고, 이를 플라즈마 챔버로 출력하는 에너지 공급 장치를 가지는 플라즈마 전원 출력부; 및 상기 플라즈마 전원 출력부에서 출력되는 에너지의 출력값을 표시하고, 상기 플라즈마 전원 조작부의 개폐스위치의 개폐 상태와 상기 조절단자에 의하여 설정되는 에너지의 설정값을 디스플레이하는 플라즈마 전원 조작 표시부; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명 제 1 실시예의 플라즈마 전원 공급기(10)를 이용한 진공 플라즈마 장치(100)의 개략도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명 제 1 실시예의 플라즈마 전원 공급기(10)는
가스 조작부(11), 가스 조작 표시부(11a), 가스 제어부(12), 플라즈마 전원 조작부(13), 플라즈마 전원 조작 표시부(13a), 플라즈마 전원 제어부(14)로 구성되어 있으며, 플라즈마 챔버(51)로 플라즈마를 생성하기 위한 가스를 공급하는 가스 조절 밸브(31) 및 가스 밸브(32)와 전기적 회선으로 연결되어 있다. 상기 가스 조절 밸브(31)는 이용하여 가스의 주입 유량을 조절하며, 가스 밸브(32)는 가스 공급 경로의 개폐를 물리적으로 수행하기 위하여 부설되는 밸브이다.
벤트가스 밸브(33)는 플라즈마 챔버(51) 내부의 기압을 대기압과 동일하게 만들기 위한 벤트가스(VENT GAS)를 주입하기 위한 밸브로서, 플라즈마 전원 공급기(10)와 전기적 회선으로 연결되어 있다. 이때 주입되는 벤트 가스로서 통상적으로 질소 가스가 이용된다.
또한, 상기 플라즈마 챔버(51)는 플라즈마 챔버(51)의 진공 압력값을 센싱하기 위한 저진공센서(43) 및 고진공센서(44)가 부설되고, 펌핑 작용으로 플라즈마 챔버(51)를 진공 상태로 만드는 진공 펌프(42)에서의 펌핑 작용을 플라즈마 챔버(51)에 전달하는 경로에 위치하는 진공 밸브(41)가 연결된다. 상기 진공펌프(17)는 상기 진공 조절장치(71)의 제어에 의하여 그 작동이 개시되어 상기 플라즈마 챔버(51)를 진공 상태로 만들게 된다.
또한, 상기 저진공센서(43) 및 고진공센서(44)에서의 진공 압력값의 센싱신호는 진공 조절장치(71)로 전달되고, 진공 조절장치(71)는 전달된 상기 진공 압력값의 센싱 신호를 진공압력의 표준 단위인 Torr 로 환산하여 그 환산 값을 소정의 표시부(미도시)에 표시한다.
또한, 외부 인터페이스 커넥터(81)은 외부 콘트롤러를 본 발명 각 조작부와 연결하여 제어할 경우 사용되는 연결 수단이다. 상기 외부 콘트롤러를 통하여 가스 조작부(11)의 가스밸브 개폐신호 및 가스조절밸브 설정값과 실제 흐르는 가스의 유량의값 및 플라즈마 전원 조작부(13)의 출력 에너지 설정값과 실제 공급된 에너지의 값을 제어할 수 있으며, 상기 인터페이스 커넥터(81)는 플라즈마 전원 공급기(10)의 백패널에 부착된다. 또한, 진공조작부(21)의 진공제어에 있어서 고진공 및 저진공 센서에 의하여 센싱된 진공도 값과 진공밸브 및 대기압 스위치의 개폐신호 및 작동신호에 해당하는 배선이 추가로 인터페이스 컨넥타에 연결될 수도 있다.
한편, 플라즈마 전원 공급기(10)의 플라즈마 전원 출력부(14)의 에너지 출력은 플라즈마 챔버(51)내로 공급되어 가스밸브(32)를 경유하여 주입된 가스를 플라즈마로 변환하게 된다.
이하, 상기 본 발명 제 1 실시예의 플라즈마 전원 공급기(10)의 구성 요소들을 개조식으로 설명한다.
1) 가스 조작부(11)
가스 조작부(11)는 상기 플라즈마 챔버(51)에 주입되는 가스의 주입 경로를 형성하는 가스 밸브(32)를 개폐를 설정하는 개폐 스위치(미도시)와, 상기 가스 조절 밸브(31)에 흐르는 가스의 유량을 설정하는 조절 단자(미도시)를 가진다. 진공 플라즈마 장치의 운용자는 상기 개폐 스위치와 조절 단자를 조작함으로써, 가스 제어부(32)에 전기적 회선으로 연결되어 있는 가스 조절 밸브(31) 및 가스 밸브(32)를 제어하는 제어신호를 전달하며, 이를 위한 소정의 입출력 포트를 가진다.
또한, 상기 가스 조작부(11)에 가스 조절밸브(31)의 조절 단자와 가스밸브(32)의 개폐 스위치를 통상의 타이머가 부착된 반자동 스위치를 이용하면, 가스의 주입 흐름이 안정되는 일정 시간 경과후 반자동 스위치가 작동하도록 하여 후술할 플라즈마 전원 출력부(14)에서의 에너지 출력 시점을 미리 세팅할 수 있다.
2) 가스 제어부(12)
가스 제어부(12)는 상기 가스 조작부(11)의 제어부(31)의 입출력 포트를 통하여 가스 밸브(32)의 개폐 신호 및 가스 조절 밸브(31)의 가스 유량 조절의 제어 신호를 전달한다. 상기 가스 조절 밸브(31)는 가스 유량 조절을 위하여 가스 조절 밸브(31) 내에 내장된 유량센서(미도시)를 통하여 플라즈마 챔버(51)로 주입되는 가스의 유량 측정값을 상기 가스 조작부(11)로 전달한다. 이를 위하여 가스 제어부(12)에는 제어 신호를 가스 밸브(32)와 가스 조절 밸브(31)로 전달하기 위한 통상의 밸브 개폐 구동회로와 아나로그 신호변환 회로가 구비된다.
3) 가스 조작 표시부(11a)
상기 가스 조작 표시부(11a)는 상기 가스 제어부(11)로 입력되는 가스의 유량을 7 세그먼트 또는 LCD 를 사용하여 표시하고, 상기 개폐 스위치의 개폐 상태를 LED 램프를 사용하여 디스플레이 하게 된다.
4) 플라즈마 전원 조작부(13)
상기 플라즈마 챔버(51)로 공급되는 에너지의 출력값을 설정하는 조절 단자(미도시)와, 에너지를 발생하는 에너지 공급 장치의 개폐를 설정하는 개폐 스위치(미도시)를 가지며, 상기 조절단자와 개폐 스위치의 제어신호를 후술할 플라즈마 전원 출력부(14)로 전달하기 위한 소정의 입출력 포트를 가진다.
5) 플라즈마 전원 출력부(14)
상기 플라즈마 전원 츨력부(14)는 상기 플라즈마 전원 조작부(13)에서의 운용자 조작에 따른 설정된 출력의 에너지를 생성하고, 이를 플라즈마 챔버로 출력하는 에너지 공급 장치를 가진다. 상기 에너지 공급 장치는 에너지를 발생시키기 위한 수단으로서 고주파 발생기 또는 직류전원 공급기 또는 펄스전원 공급기를 채용할 수 있다.
여기서, 상기 에너지 공급 장치가 고주파 발생기일 경우에는 주파수가 30[KHz]에서 100[MHz]사이의 주파수를 가지며, 고주파 출력이 10[W] 에서 50[KW] 사이에 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에너지 공급 장치가 직류전원 공급기일 경우에는 직류(DC) 전압이 5[V]에서 10[KV]사이의 전압을 가지며, 직류(DC) 전원의 출력이 50[W]에서 300[KW] 사이에 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에너지 공급 장치가 펄스전원 공급기일 경우에는 펄스(PULSE) 전압이 0[V]에서 1[KV]까지 가변되고, 펄스(PULSE) 의 주파수가 10[Hz]에서 33[KHz] 범위에서 가변되고, 그 펄스의 듀티비(ON TIME 대 OFF TIME의 비)가 1[%] 에서 99[%] 까지 가변되고, 펄스(PULSE)전원의 출력이 50[W]에서 200[KW] 사이에 있는 것이 바람직하다.
6) 플라즈마 전원 조작 표시부(13a)
상기 플라즈마 전원 조작 표시부(13a)는 상기 플라즈마 전원 출력부(14)에서 출력되는 에너지의 출력값을 표시하고, 상기 플라즈마 전원 조작부(13)의 개폐스위치의 개폐 상태와 조절단자에 의하여 설정되는 에너지의 설정값을 디스플레이하는 표시수단을 가진다. 상기 계폐 상태를 나타내는 표시수단으로서 LED 램프를 사용하고, 에너지의 출력값의 표시수단으로서는 LCD 모듈 또는 7 세그먼트 소자를 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 제 1 실시예의 플라즈마 전원 공급기(10)의 작용을 상세하게 설명한다.
먼저, 진공 플라즈마 장치를 운용하는 운용자가 진공펌프(42)를 수동으로 동작시킨다. 이어서 운용자가 진공 조절장치(71)를 조작하여 진공 밸브(41)를 개방하면, 상기 진공 밸브(41)의 개방에 따라서 진공 펌프(42)에서의 펌핑(pumping)작용이 플라즈마 챔버(51)에 전달되고, 플라즈마 챔버(51)는 내부 압력이 점차 감소하여 저진공 상태가 된다. 상기 저진공 상태의 진공 압력은 저진공 센서(43)에 의해 감지되어 상기 진공 조절장치(71)로 진공 압력의 신호를 전달하고, 진공 조절장치(71)는 전달되는 진공 압력의 신호를 진공 단위값인 Torr 로 환산하여 그 값을 자체내의 소정의 표시부(미도시)를 통하여 표시한다.
이어서, 저진공 센서(43)로부터 입력되는 진공 압력값이 플라즈마 챔버(51) 내의 운용자가 기설정한 최저 기본 압력(base pressure)값에 도달하면, 운용자는 상기 가스 조작부(11)의 개폐 스위치를 개방하고, 가스의 유량을 설정하는 조절 단자를 이용하여 가스의 유량을 설정하면, 상기 개폐 스위치의 개방신호와 가스의 유량 설정 신호가 상기 가스 제어부(12)를 통하여 가스 밸브(32) 및 가스 조절밸브(31)에 전달되어 가스 제어부(12)와 전기적 회선으로 연결된 가스 밸브(32)가 개방되며, 가스 조절밸브(31)를 통하여 설정된 가스의 유량 만큼의 가스가 주입된다. 가스는 가스 조절밸브(31)로부터 주입되어 가스 밸브(32)를 경유하여 가스 공통배관(34)을 통하여 플라즈마 챔버(51)로 유입된다.
그러면, 진공 조절장치(71)의 표시부에 디스플레이 되는 진공 압력값은 플라즈마 챔버(51) 내의 압력의 가스 분압에 의하여 상승하게 되고, 일정 시간이 지나면 플라즈마 챔버(51) 내의 전체 진공도가 안정되게 된다.
여기서, 상기의 저진공 센서(43) 및 고진공 센서(44)에 대하여 사용법에 대하여 설명하면, 플라즈마 챔버는 일반적으로 고진공용과 저진공용으로 구별될수 있는데, 통상적인 구분은 10E-1 에서 10E-3 토르(Torr) 대는 저진공이며, 저진공 센서(43)에 의해서만 진공 감지가 가능하고, 10E-4 에서 10E-7 토르(Torr) 대는 고진공이며, 고진공 센서(44)에 의해서만 측정이 가능하다. 따라서, 사용되는 플라즈마 챔버가 저진공용이면 상기 고진공 센서(44)는 불필요하게 되나, 플라즈마 챔버가 고진공용일 경우에는 다음과 같이 진공 플라즈마 장치가 동작되게 된다.
먼저, 진공 펌프(42)를 수동으로 동작시키고, 진공 조절장치(71)를 통하여 진공밸브(42)를 개방하면, 플라즈마 챔버(51)내의 압력이 서서히 감소하여 고진공 상태로 되고 고진공 상태의 진공 압력은 고진공 센서(44)에 의해 감지되어 진공 조절장치(71)로 진공 압력의 신호를 전달하고, 진공 조절장치(71)는 감지된 진공 압력의 신호를 진공 단위값인 Torr 로 환산하여 그 값을 자체내의 표시수단(미도시)를 통하여 표시한다.
이어서, 고진공 센서(44)로부터 입력되는 진공 압력값이 플라즈마 챔버(51) 내의 진공 압력이 장치의 운용자가 기설정한 최저 기본 압력(base pressure)값에 도달하면, 운용자는 상기 가스 조작부(11)를 통하여 가스밸브(32)와 가스조절밸브(31 )를 제어하여 가스를 플라즈마 챔버(51)내로 주입시키게 된다.
이어서, 플라즈마 챔버(51)내의 가스 분압에 의하여 플라즈마 챔버(51)의 압력은 저진공으로 변화되므로 고진공 센서(44)는 작동을 중지하게 되고, 저진공 센서(43)에 의하여 진공 압력값이 진공 조절장치(71)로 전달되게 된다. 플라즈마 챔버(51)내의 진공 압력값은 일정시간이 지나면 임의의 값으로 진공도가 안정이 된다.
상기와 같이 가스의 주입으로 인하여 플라즈마 챔버(51)의 진공도가 안정하게 되면, 진공 플라즈마 장치의 운용자는 플라즈마 전원 조작부(13)에서 상기 플라즈마 챔버로 공급되는 에너지의 출력값을 설정하는 조절 단자와, 에너지를 발생하는 에너지 공급 장치의 개폐를 설정하는 개폐 스위치를 조작하여 플라즈마 전원 출력부(14)에 제어신호를 전달하여, 이 신호를 전달받은 플라즈마 전원 출력부(14)는 설정된 에너지의 출력값을 가지는 에너지를 에너지 공급장치를 통하여 생성하고, 이를 플라즈마 챔버(51)로 출력한다.
그러면, 플라즈마 챔버(51)의 기체 가스들의 이온화 현상에 의하여 챔버 내에 플라즈마가 발생된다. 통상적으로 플라즈마 챔버(51)내에 플라즈마가 유지되는 시간을 가공 공정시간이라 하는데, 상기 가공 공정시간동안 플라즈마의 화학적 및 물리적 현상에 의해 운용자가 소망하는 플라즈마 가공을 수행할 수 있다.
상기 가공 공정시간이 지나면 역순으로 진공 플라즈마 장치의 가동을 중지시키게 되는데, 즉 플라즈마 전원 조작부(13)의 개폐 스위치를 조작하여 플라즈마 전원 출력부(14)의 출력을 차단하고, 가스 조작부(11)의 개폐 스위치 및 조절단자를 조작하여 가스밸브(32)와 가스조절밸브(31)의 작동을 중지시킨다.
일정 시간이 지난후 플라즈마 챔버(51) 내에 잔류 가스가 진공 펌핑되면 진공 조절장치(71)를 조작하여 진공 밸브(41)를 차단하고, 가스 조작부(11)에서 벤트 가스 밸브(33)를 개방하는 제어신호를 전달하여 진공 상태인 플라즈마 챔버(51)를 대기압으로 변화시키면, 플라즈마 챔버(51)에 부설된 대기압 스위치(61)가 작동하고, 상기 대기압 스위치(61)의 대기압 인지신호가 진공 조절장치(71)에 전달됨으로써, 진공 플라즈마 장치의 작동이 정지되게 된다. 이후, 운용자는 대기압 상태의 플라즈마 챔버(51)를 개방하여 소망하는 공정이 처리된 가공 물품을 얻게 된다.
다음으로, 본 발명 제 2 실시예의 플라즈마 전원 공급기를 첨부된 도 2 를 참조하여 상세하게 설명한다(동일부호에 대한 설명은 생략한다).
도 2 은 본 발명 제 2 실시예의 플라즈마 전원 공급기를 이용한 진공 플라즈마 장치의 개략도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명 제 2 실시예의 플라즈마 전원 공급기(20)는 전술한 제 1 실시예의 플라즈마 전원 공급기(10)에 제 1 실시예에서의 진공 조절장치(71)에 해당하는 진공 조작부(21)와 진공 조작 표시부(21a) 및 진공 제어부(22)를 더 포함한 구성으로서, 상기 진공 조작부(21)는 상기 플라즈마 챔버(51)의 최저 기본 압력(base pressure)값을 설정할 수 있는 조절단자(미도시)와 상기 진공 밸브(41)의 개폐를 제어하는 개폐 스위치(미도시)를 가지고 있으며, 상기 조절단자 및 개폐스위치를 통하여 입력되는 제어 신호는 입출력 포트를 통하여 진공 제어부(22)로 전달되고, 진공 제어부(22)는 입력된 제어 신호에 따라서 이를 전기적 회선으로 연결된 진공 밸브(41)에 전달하여 이를 개폐하게 된다. 또한, 상기 진공 제어부(22)는 플라즈마 챔버(51)의 진공 압력값을 센싱하는 저진공 센서(43)와 고진공 센서(44)로부터 진공 압력값을 입력받아 이를 진공 조작부(21)로 전달하고, 진공 조작부(21)는 전달받은 진공 압력값을 진공 압력 단위인 Torr 로 환산하여 이를 진공 조작 표시부(21a)로 전달하여, 진공 조작 표시부(21a)에 부설되는 소정의 표시부(미도시)를 통하여 운용자에게 인지하도록 구성된다.
상기와 같은 제 2 실시예의 플라즈마 전원 공급기(20)를 이용하는 진공 플라즈마 장치의 작용은 제 1 실시예와 동일하게 수행되므로, 이의 상세한 설명을 생략한다.
이상으로, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 이는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로 청구범위에 기재된 사항에 벗어남이 없이, 당업자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함은 자명한 것이다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 종래의 진공 플라즈마 장치를 구성하는 각종의 장치들을 단일화하였으며, 각 장치들의 작동을 의하여 각각의 조작부를 통하여 조작함과 동시에, 운용자가 입력하는 사항을 각각의 표시부를 통하여 디스플레이 함으로써, 종래의 진공 플라즈마 장치를 구성하기 위한 조작이 간단해지므로, 운용자가 소망하는 플라즈마 처리공정이 단순화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 진공 플라즈마 장치를 구성하기 위하여 각 부분품들을 개별적으로 구입할 필요가 없기 때문에 장치설치시 설치 공간이 소형화되고, 비용이 절감되며, 장치의 조립 시간과 투입되는 인력을 감소시킬수 있는 효과가 있는 매우 진보한 발명인 것이다.
도 1 은 본 발명 제 1 실시예의 플라즈마 전원 공급기를 이용한 진공 플라
즈마 장치의 개략도,
도 2 는 본 발명 제 2 실시예의 플라즈마 전원 공급기를 이용한 진공 플라즈마 장치의 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 본 발명 제 1 실시예의 플라즈마 전원 공급기
11; 가스 조작부 11a; 가스 조작 표시부
12; 가스 제어부 13; 플라즈마 전원 조작부
13a; 플라즈마 전원 조작 표시부
14; 플라즈마 전원 제어부
20; 제 2 실시예의 플라즈마 전원 공급기
21; 진공 조작부 21a; 진공 조작 표시부
22; 진공 제어부
31; 가스 조절 밸브 32; 가스 밸브
33; 밴트가스 밸브 34; 가스 공통배관
41; 진공 밸브 42; 진공 펌프
43; 저진공 센서 44; 고진공 센서
51; 플라즈마 챔버 61; 대기압 스위치
71; 진공 조절장치 81; 외부 인터페이스 커넥터

Claims (11)

  1. 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 챔버에 에너지를 공급하는 플라즈마 전원 공급기에 있어서,
    상기 플라즈마 챔버에 주입되는 가스의 주입 경로를 형성하는 가스 계통 밸브를 개폐를 설정하는 개폐 스위치와, 상기 가스 계통 밸브에 흐르는 가스의 유량을 설정하는 조절 단자를 가지는 가스 조작부; 및
    상기 가스 조작부에서의 조작에 따라서 상기 가스 계통 밸브를 개폐하는 제어신호와 상기 가스 계통 밸브로 흐르는 가스의 유량을 조절하는 제어신호를 각각 생성하여 이를 상기 가스 계통 밸브로 전달하고, 상기 가스 계통 밸브로부터 밸브에 흐르는 가스의 유량을 입력받는 가스 제어부; 및
    상기 플라즈마 챔버로 공급되는 에너지의 출력값을 설정하는 조절 단자와, 에너지를 발생하는 에너지 공급 장치의 개폐를 설정하는 개폐 스위치를 가지는 플라즈마 전원 조작부; 및
    상기 플라즈마 전원 조작부에서의 조작에 따른 설정된 출력의 에너지를 생성하고, 이를 플라즈마 챔버로 출력하는 에너지 공급 장치를 가지는 플라즈마 전원 출력부; 및
    상기 플라즈마 챔버의 최저 기본 압력값을 설정할 수 있는 조절단자와 상기 진공 밸브의 개폐를 제어하는 개폐 스위치를 가지고, 상기 조절단자와 개폐스위치를 통하여 입력되는 제어 신호를 생성하는 진공 조작부; 및
    상기 진공 조작부의 상기 조절단자 및 개폐스위치를 통하여 입력되는 제어 신호를 전달받아 이를 전기적 회선으로 연결된 진공 밸브에 전달하고, 상기 플라즈마 챔버의 진공 압력값을 센싱하는 저진공 센서와 고진공 센서로부터 진공 압력값을 입력받아 이를 상기 진공 조작부로 전달하는 진공 제어부; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 제어부로 입력되는 가스의 유량을 표시하고, 상기 개폐 스위치의 개폐 상태와 상기 조절 단자에 의하여 설정되는 가스의 유량을 디스플레이하는 가스 조작 표시부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전원 출력부에서 출력되는 에너지의 출력값을 표시하고, 상기 플라즈마 전원 조작부의 개폐스위치의 개폐 상태와 상기 조절단자에 의하여 설정되는 에너지의 설정값을 디스플레이하는 플라즈마 전원 조작 표시부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 조작부를 통하여 입력되는 플라즈마 챔버 내의 진공 압력값을 진공 압력 단위인 Torr 로 환산하여 표시하는 진공 조작 표시부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항 또는 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전원 출력부의 에너지 공급 장치는 고주파 발생기인 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고주파 발생기의 발생 주파수가 30KHz에서 100MHz사이의 주파수를 가지며, 고주파 출력이 10W 에서 50KW 사이에 있는 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항 또는 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전원 출력부의 에너지 공급 장치는 직류전원 공급기인 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 직류전원 공급기의 직류(DC) 전압이 5V에서 10KV사이의 전압을 가지고, 직류(DC) 전원의 출력이 50W에서 300KW 사이에 있는 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항 또는 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전원 출력부의 에너지 공급 장치는 펄스 전원 공급기인 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 펄스전원 공급기의 펄스(PULSE) 전압이 0V에서 1KV까지 가변되고, 펄스(PULSE)의 주파수가 10Hz에서 33KHz 범위에서 가변되고, 그 펄스의 듀티비가 1% 에서 99% 까지 가변되고, 펄스(PULSE)전원의 출력이 50W에서 200KW 사이에 있는 것을 특징으로 하는 가스 조작부 및 진공 조작부를 가진 플라즈마 전원 공급기.
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