KR100633240B1 - Apparatus for generating plasma at atmospheric pressure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유전체 장벽 방전을 이용한 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 제1 전원에 전기적으로 연결되고 소정 간격을 두고 마주 위치하여 제1 전기장을 형성시키는 평판 전극쌍, 평판 전극쌍의 마주보는 사이에 장착되는 유전체쌍, 및 평판 전극쌍의 각 후면에 각기 배치되어 평판 전극쌍 사이의 간격에 자기장을 유도시키고 이 자기장에 의해 제2 전기장을 유도 형성시키는 자기장 발생 수단을 포함하여, 평판 전극쌍 사이의 간격으로 흐르는 방전 가스가 제1 전기장에 의해 플라즈마 방전을 일으키고 이 때 발생된 이온 입자가 제2 전기장에 의해 가속되어져 고밀도의 플라즈마가 균일하게 발생되며, 이온 입자들이 유전체에 수직으로 충돌하는 것을 막아 유전체의 수명을 길게 하고 고전압의 사용을 가능하게 하여 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an atmospheric pressure plasma generator using a dielectric barrier discharge. The present invention relates to a plate electrode pair and a plate electrode pair that are electrically connected to a first power source and are disposed at predetermined intervals to form a first electric field. And a magnetic field generating means disposed on each rear surface of the flat electrode pair and inducing a magnetic field in the space between the flat electrode pairs and inducing a second electric field by the magnetic field. The discharge gas flowing into the plasma causes the plasma discharge by the first electric field, and the generated ion particles are accelerated by the second electric field to uniformly generate high-density plasma and prevent the ion particles from colliding perpendicularly to the dielectric. Long life and high voltage enable high density plasma have.

대기압 플라즈마 발생장치Atmospheric Pressure Plasma Generator

Description

대기압 플라즈마 발생장치{APPARATUS FOR GENERATING PLASMA AT ATMOSPHERIC PRESSURE} Atmospheric Plasma Generator {APPARATUS FOR GENERATING PLASMA AT ATMOSPHERIC PRESSURE}             

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치의 단면 구조를 보여주는 도면;1 is a cross-sectional view of an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 평판 전극쌍과 영구자석에 의해 유도 되는 각각의 전기장을 설명하기 위한 도면;FIG. 2 is a view for explaining each electric field induced by the flat electrode pair and the permanent magnet of FIG. 1; FIG.

도 3은 도 1의 평판 전극쌍 사이에서 이온 입자의 가속 경로를 설명하기 위한 도면;3 is a view for explaining an acceleration path of ion particles between the pair of flat electrode of FIG.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치의 단면 구조를 보여주는 도면;4 is a cross-sectional view of an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 평판 전극의 후면에 다수개의 전자석을 배치한 경우의 예를 보여주는 도면;5 is a view showing an example in which a plurality of electromagnets are arranged on the rear surface of the plate electrode;

도 6 및 도 7은 평판 전극의 후면에 위치한 영구 자석 또는 전자석을 회전시키도록 회전 모터를 연결 구성한 예를 보여주는 도면;6 and 7 illustrate an example in which a rotating motor is connected to rotate a permanent magnet or an electromagnet positioned on the rear surface of the plate electrode;

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치의 단면 구조를 보여주는 도면;8 is a cross-sectional view of an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a third embodiment of the present invention;

도 9는 도 8의 대기압 플라즈마 발생장치를 병렬 배열하여 구성한 예를 보여주는 도면; 그리고FIG. 9 is a view showing an example in which the atmospheric plasma generators of FIG. 8 are arranged in parallel; FIG. And

도 10은 병렬 배열한 대기압 플라즈마 발생장치의 변형예를 보여주는 사시도이다.10 is a perspective view showing a modification of the atmospheric pressure plasma generating apparatus arranged in parallel.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10, 12: 평판 전극쌍 20, 60, 85, 95: 전원10, 12: flat electrode pair 20, 60, 85, 95: power supply

30, 32: 유전체쌍 40, 42: 영구자석30, 32: dielectric pair 40, 42: permanent magnet

50, 52, 80, 81: 페라이트 코어 51, 53, 82, 84: 유도 코일50, 52, 80, 81: ferrite cores 51, 53, 82, 84: induction coil

70, 72: 회전 모터 71, 73: 회전축70, 72: rotary motor 71, 73: rotary shaft

본 발명은 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 구체적으로는 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge; DBD)을 이용한 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma generator, and more particularly, to an atmospheric pressure plasma generator using a dielectric barrier discharge (DBD).

알려진 바와 같이. 대기압 플라즈마(atmospheric pressure plasma)는 기존의 진공시스템(vacuum system)이 필요치 않으며 1atm(760 torr)에서 반응 챔버 없이 기존 생산라인에 직접 적용이 가능하여 연속적인 공정으로 처리가 가능하다. 대기 압 플라즈마를 발생하기 위한 기술로는 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge; DBD), 코로나 방전(corona discharge), 마이크로웨이브 방전(microwave discharge), 아크방전(arc discharge) 등이 있다. 이 기술들은 여러 산업 분야에서 다양하게 사용될 수 있으며, 대부분이 반도체 제조 공정에 사용이 가능하다.As known. Atmospheric pressure plasma does not require a conventional vacuum system and can be applied directly to an existing production line without a reaction chamber at 1 atm (760 torr), allowing for continuous processing. Techniques for generating atmospheric plasma include dielectric barrier discharge (DBD), corona discharge, microwave discharge, arc discharge and the like. These technologies can be used in a variety of industries, most of which can be used in semiconductor manufacturing processes.

유전체 장벽 방전은 유전체의 전하축적(charge build-up) 현상을 이용하여 교류전원에 의해 인가되는 전압 효율을 극대화시켜 균일한 글로우 방전(glow discharge)을 얻는 것이다. 유전체 장벽 방전 발생 시스템은 고전압이 인가되는 두 전극사이에 각기 유전체 장벽을 삽입하고, 전극에 AC 전압을 인가하여 이온 입자들이 두 전극사이의 전기장 영역에서 가속되어 주입된 가스를 이온화 시켜 플라즈마를 발생시킨다. 이렇게 형성된 대기압 플라즈마는 유기 오염물의 세정 및 표면개질 등의 공정에 유용하게 사용된다. 예를 들어, 반도체 제조공정에서 대형 평판 세정이나 에싱(ashing), PFC 가스 정화 등에 이용되고 있다.The dielectric barrier discharge maximizes the voltage efficiency applied by the AC power by using the charge build-up phenomenon of the dielectric to obtain a uniform glow discharge. In the dielectric barrier discharge generation system, a dielectric barrier is inserted between two electrodes to which a high voltage is applied, and an AC voltage is applied to the electrodes to generate plasma by ionizing the injected gas in an electric field region between the two electrodes. . The atmospheric pressure plasma thus formed is usefully used for processes such as cleaning and surface modification of organic contaminants. For example, it is used for cleaning a large plate, ashing, PFC gas purification, etc. in a semiconductor manufacturing process.

그런데 지금까지의 대기압 유전체 장벽 방전은 안정적이고 연속적인 균일한 플라즈마를 발생하기 어려우며, 대면적의 처리를 위해 고밀도의 플라즈마를 균일하게 발생하기가 어려운 것으로 알려있다. 300mm 이상의 대형 웨이퍼 가공에서 수율을 향상 시킬 수 있는 대기압 플라즈마 발생 장치가 요구되고 있으며, TFT LCD, PDP(Plasma Display Panel) 등의 반도체 소자를 사용하는 공정은 다양한 종류의 대형 글라스(glass) 및 폴리머 평판을 사용하는데 이들 사이즈가 더욱 대형화 되어가고 있어 이에 효과적으로 대응할 수 있는 대기압 플라즈마 발생 장치가 요구되고 있다.However, until now, it is known that atmospheric pressure dielectric barrier discharges are difficult to generate stable and continuous uniform plasma, and it is difficult to uniformly generate high-density plasma for processing of large areas. Atmospheric pressure plasma generator is required to improve yield in large wafer processing of 300mm or more, and processes using semiconductor devices such as TFT LCD and Plasma Display Panel (PDP) are various kinds of large glass and polymer plates. However, these sizes are becoming larger, and there is a demand for an atmospheric pressure plasma generator that can effectively cope with this.

고전압이 인가되는 두 평판 전극사이에 설치된 유전체쌍은 가속되는 이온 입자들의 강한 충돌에 의해 파괴되어 수명이 짧고 이에 따른 파티클 발생의 문제점이 있어 왔다. 게다가 고밀도의 플라즈마를 얻기 위해서는 고전압을 공급하는 경우 가속되는 이온 입자들은 더욱 강하게 충돌하게 되어 유전체 수명이 단축되는 문제점과 함께 파티클 발생의 문제점이 더욱 심화되게 된다.Dielectric pairs installed between two plate electrodes to which high voltage is applied are destroyed by strong collisions of accelerated ion particles, resulting in short lifetimes and particle generation. In addition, in order to obtain a high-density plasma, ion particles accelerated when a high voltage is supplied collide more strongly, and the problem of particle generation is further exacerbated with the problem of shortening the dielectric life.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 고밀도의 플라즈마를 안정적으로 균일하게 발생하고, 대면적의 플라즈마 처리가 가능한 대기압 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an atmospheric pressure plasma generating apparatus capable of stably and uniformly generating high-density plasma and capable of processing a large area of plasma.

본 발명의 다른 목적은 고전압을 사용할 수 있고 고전압이 인가되더라도 가속되는 이온 입자가 유전체에 강하게 충돌되는 것을 방지하여 유전체 수명을 길게 할 수 있는 대기압 플라즈마 발생장치를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide an atmospheric pressure plasma generator that can use a high voltage and prevent the ion particles being accelerated from colliding strongly with the dielectric even if a high voltage is applied to increase the lifetime of the dielectric.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 특징에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치는: 제1 전원에 전기적으로 연결되고, 소정 간격을 두고 마주 위치하여 제1 전기장을 형성시키는 평판 전극쌍; 평판 전극쌍의 마주보는 면에 장착되는 유전체쌍; 및 평판 전극쌍의 각 후면에 각기 배치되어 평판 전극쌍 사이의 간격에 자기장을 유도시키고 이 자기장에 의한 유도되는 제2 전기장을 형성시키는 자기 장 발생 수단을 포함하여, 평판 전극쌍 사이 간격으로 흐르는 방전 가스는 제1 전기장에 의해 플라즈마 방전을 일으키고, 발생된 이온 입자는 제1 및 제2 전기장에 의해 가속된다.In order to achieve the above object, the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to an aspect of the present invention comprises: a flat electrode pair electrically connected to the first power source, and disposed to face each other at a predetermined interval to form a first electric field; A dielectric pair mounted on opposite sides of the flat electrode pair; And magnetic field generating means disposed on each rear surface of the plate electrode pair to induce a magnetic field in the space between the plate electrode pairs and form a second electric field induced by the magnetic field. The gas causes a plasma discharge by the first electric field, and the generated ion particles are accelerated by the first and second electric fields.

이 실시예에 있어서, 상기 자기장 발생 수단은 평판 전극쌍을 수직으로 가로지르는 방향으로 자기장을 발생시켜 제2 전기장이 평판 전극쌍과 평행하게 회전하도록 형성된다.In this embodiment, the magnetic field generating means is configured to generate a magnetic field in a direction crossing the plate electrode pair vertically so that the second electric field rotates in parallel with the plate electrode pair.

이 실시예에 있어서, 상기 자기장 발생 수단은 평판 전극쌍의 각 후면에 각기 배치되는 적어도 하나 이상의 영구자석쌍으로 구성된다.In this embodiment, the magnetic field generating means is composed of at least one permanent magnet pair disposed respectively on each rear surface of the flat electrode pair.

이 실시예에 있어서, 상기 자기장 발생 수단은 평판 전극쌍의 각 후면에 각기 배치되는 적어도 하나의 전자석쌍으로 구성되고, 전자석쌍의 페라이트 코어에 권선된 유도 코일에 전기적으로 연결되는 제2 전원을 포함한다.In this embodiment, the magnetic field generating means comprises a second power source composed of at least one pair of electromagnets respectively disposed on each rear surface of the plate electrode pair, and electrically connected to an induction coil wound around a ferrite core of the pair of electromagnets. do.

이 실시예에 있어서, 상기 자기장 발생 수단을 회전시키기 위한 회전 수단을 포함한다.In this embodiment, rotation means for rotating the magnetic field generating means are included.

이 실시예에 있어서, 상기 자기장 발생 수단은 평판 전극쌍이 끼워지는 'U'형상의 페라이트 코어와 제2 전원에 전기적으로 연결되어 페라이트 코어에 권선된 유도 코일을 포함한다.In this embodiment, the magnetic field generating means comprises a 'U' shaped ferrite core into which the plate electrode pairs are fitted and an induction coil wound around the ferrite core electrically connected to the second power source.

본 발명의 다른 특징에 대기압 플라즈마 발생장치는: 제1 전원에 전기적으로 연결되는 환형 띠 형상의 외측 전극과 내측 전극; 내측 전극과 외측 전극이 마주보는 면에 장착되는 유전체쌍; 및 내측 전극과 외측 전극의 사이에 수직으로 가로지르는 자기장을 유도시키고 이 자기장에 의해 내측 전극과 외측 전극의 사이에 평행 하게 회전하도록 유도되는 제2 전기장을 형성시키는 자기장 발생 수단, 자기장 발생 수단은 내측 전극의 내부와 외측 전극의 외부로 끼워지는 적어도 2개 이상의 'U'형상의 페라이트 코어와 제2 전원에 전기적으로 연결되어 적어도 2개 이상의 페라이트 코어에 각기 권선된 유도 코일을 포함하여, 외측 전극과 내측 전극 사이 간격으로 흐르는 방전 가스는 제1 전기장에 의해 플라즈마 방전을 일으키고, 발생된 이온 입자는 제1 및 제2 전기장에 의해 가속된다.According to another aspect of the present invention, an atmospheric pressure plasma generator includes: an annular band-shaped outer electrode and an inner electrode electrically connected to a first power source; A dielectric pair mounted on a surface of the inner electrode and the outer electrode facing each other; And magnetic field generating means for inducing a magnetic field crossing vertically between the inner electrode and the outer electrode and forming a second electric field induced by the magnetic field to rotate in parallel between the inner electrode and the outer electrode. At least two “U” shaped ferrite cores fitted into the inside of the electrode and the outside of the electrode and an induction coil electrically connected to the second power source and wound around at least two ferrite cores, respectively, Discharge gas flowing at intervals between the inner electrodes causes plasma discharge by the first electric field, and the generated ion particles are accelerated by the first and second electric fields.

(실시예)(Example)

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosed contents thorough and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치의 단면 구조를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 평판 전극쌍과 영구자석에 의해 유도 되는 각각의 전기장을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 3은 도 1의 평판 전극쌍 사이에서 이온 입자의 가속 경로를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a cross-sectional structure of an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining each electric field induced by the flat electrode pair and the permanent magnet of FIG. 3 is a view for explaining the acceleration path of the ion particles between the flat electrode pair of FIG.

도면을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치는 소정 간격을 두고 마주 위치하는 한 쌍의 평판 전극(10, 12)과 평판 전극쌍(10, 12)의 마주보는 면에 설치되는 한 쌍의 유전체(30, 32)를 구비한다. 평판 전극쌍(10, 12)의 하나는 제1 전원(20)에 전기적으로 연결되고, 다른 하나는 접지에 전기적으로 연결된다. 제1 전원(20)은 평판 전극쌍(10, 12)으로 교류 전원을 인가한다. 평판 전극쌍(10, 12)의 각 후면에는 자기장 발생 수단으로서 적어도 한 쌍의 영구자석(40, 42)이 배치된다.Referring to the drawings, the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to the first embodiment of the present invention is provided on the opposite surface of the pair of flat electrodes 10, 12 and the pair of flat electrode pairs 10, 12 which face each other at a predetermined interval. A pair of dielectrics 30 and 32 are provided. One of the plate electrode pairs 10, 12 is electrically connected to the first power source 20, and the other is electrically connected to ground. The first power source 20 applies AC power to the plate electrode pairs 10 and 12. At least one pair of permanent magnets 40 and 42 is disposed on each rear surface of the flat electrode pairs 10 and 12 as a magnetic field generating means.

도 2에 도시된 바와 같이, 대기압 플라즈마 발생 장치는 평판 전극쌍(20)에 인가된 교류 전원에 의해 평판 전극쌍(10, 12) 사이의 간격으로 제1 전기장(E1)이 형성된다. 그리고 대향하는 위치에 배치되는 영구자석쌍(40, 42)은 각기 반대의 극성으로 마주보도록 배열됨으로서 평판 전극쌍(10, 12)을 수직으로 가로지르는 방향으로 자기장(B)이 발생되며, 이 자기장(B)에 의해 제2 전기장(E2)이 평판 전극쌍(10, 12)의 사이에 회전하도록 형성된다.As illustrated in FIG. 2, in the atmospheric pressure plasma generating apparatus, a first electric field E1 is formed at intervals between the plate electrode pairs 10 and 12 by AC power applied to the plate electrode pair 20. The permanent magnet pairs 40 and 42 disposed at opposite positions are arranged to face each other with opposite polarities, so that a magnetic field B is generated in a direction crossing the flat electrode pairs 10 and 12 vertically. The second electric field E2 is formed to rotate between the plate electrode pairs 10 and 12 by (B).

그럼으로, 제1 및 제2 전기장(E1, E2)이 형성되는 평판 전극쌍(10, 12) 사이를 진행하는 방전 가스는 제1 전기장(E1)에 의해 플라즈마 방전이 이루어지고, 발생된 이온 입자(50)는 제1 및 제2 전기장(E1, E2)에 영향을 받아, 도 3에 도시된 바와 같이, 회전하는 가속 경로(52)를 갖게 된다.Therefore, the discharge gas traveling between the flat electrode pairs 10 and 12 in which the first and second electric fields E1 and E2 are formed is plasma discharged by the first electric field E1, and generated ion particles. 50 is affected by the first and second electric fields E1 and E2, and thus has a rotating acceleration path 52, as shown in FIG.

가속된 이온 입자(50)는 유전체쌍(30, 32)에 수직으로 충돌하는 경우가 낮고 충돌각 또한 작아서 종래와 비교하여 가속된 이온 입자(50)가 유전체쌍(30, 32)에 충돌하여 가해지는 충격이 낮아진다. 또한 가속되는 이온 입자(50)에 의해 플라즈마 방전이 더욱 강력하게 진행되며 고전압을 이용할 수 있어 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다.The accelerated ion particles 50 collide perpendicularly to the dielectric pairs 30 and 32 and the collision angle is also small. Thus, the accelerated ion particles 50 collide and apply to the dielectric pairs 30 and 32 in comparison with the conventional art. The impact is lowered. In addition, plasma discharge proceeds more strongly by the accelerated ion particles 50 and high voltage can be used to obtain a high density plasma.

또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치는 다수개의 평판 전극쌍을 직렬 로 이웃하여 연결하여 가스 흐름 경로가 하나로 형성되도록 함으로서 대면적화가 가능하다.In addition, the atmospheric pressure plasma generating apparatus of the present invention enables a large area by connecting a plurality of flat electrode pairs adjacent to each other in series so that a gas flow path is formed as one.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치의 단면 구조를 보여주는 도면이고, 도 5는 평판 전극의 후면에 다수개의 전자석을 배치한 경우의 예를 보여주는 도면이다.4 is a view showing a cross-sectional structure of an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a second embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing an example in the case of arranging a plurality of electromagnets on the back of the plate electrode.

도면을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치에는 자기장 발생 수단으로 한 쌍의 페라이트 코어(50, 52)와 이에 각기 권선된 유도 코일(51, 53)을 갖는 한 쌍의 전자석을 평판 전극쌍(10, 12)의 각 후면에 마주보도록 배치한다. 각각의 유도 코일(51, 53)은 직렬로 연결되어 일단이 제2 전원(60)에 전기적으로 연결되고 타단이 접지에 전기적으로 연결되되 서로 전자석의 극성이 상호 반대가 되도록 권선된다. 평판 전극쌍(10, 12)의 후면에 배치되는 전자석은, 도 5에 도시된 바와 같이, 다수 개를 쌍을 이루어 배치할 수 있다.Referring to the drawings, an atmospheric pressure plasma generator according to a second embodiment of the present invention has a pair of ferrite cores 50, 52 and a pair of induction coils 51, 53 wound around them as magnetic field generating means. The electromagnets are arranged to face the rear surfaces of the flat electrode pairs 10 and 12. Each of the induction coils 51 and 53 is connected in series so that one end is electrically connected to the second power source 60 and the other end is electrically connected to the ground, but the windings are reversed. Electromagnets disposed on the rear surfaces of the flat electrode pairs 10 and 12 may be arranged in pairs as shown in FIG. 5.

도 6 및 도 7은 평판 전극의 후면에 위치한 영구 자석 또는 전자석을 회전시키도록 회전 모터를 연결 구성한 예를 보여주는 도면이다.6 and 7 are views illustrating an example in which a rotary motor is connected to rotate a permanent magnet or an electromagnet positioned on the rear surface of the flat plate electrode.

도면을 참조하여, 평판 전극쌍(10, 12)의 후면에 배치되는 영구자석쌍(40, 42) 또는 전자석쌍(50, 51)(52, 53)은 각기 회전축(71, 73)을 연결하여 회전 모터(70, 72)를 이용하여 회전 시킬 수 있다. 이와 같이 할 때, 이온 입자(50)의 가속 경로는 더욱 혼재되어져 플라즈마 발생 밀도와 균일도를 더욱 향상 시킬 수 있다.Referring to the drawings, the pairs of permanent magnets 40 and 42 or the pairs of electromagnets 50 and 51 and 52 and 53 disposed on the rear surfaces of the flat electrode pairs 10 and 12 are connected to the rotary shafts 71 and 73, respectively. It can be rotated using the rotary motor (70, 72). In this case, the acceleration paths of the ion particles 50 may be further mixed to further improve the plasma generation density and uniformity.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치의 단면 구조 를 보여주는 도면이고, 도 9는 도 8의 대기압 플라즈마 발생장치를 병렬로 배열하여 구성한 예를 보여주는 도면이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of the atmospheric pressure plasma generator according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view showing an example in which the atmospheric pressure plasma generator of FIG. 8 is arranged in parallel.

도면을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는 자기장 발생 수단으로서, 평판 전극쌍(10, 12)이 끼워지는 'U'형상의 페라이트 코어(80)와 제2 전원(60)에 전기적으로 연결되어 페라이트 코어(80)에 권선된 유도 코일(84)로 구성된다. 페라이트 코어(80)의 양단(81, 82)은 평판 전극쌍(10, 12)의 후면에 각기 위치한다.Referring to the drawings, the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to the third embodiment of the present invention is a magnetic field generating means, the U-shaped ferrite core 80 and the second power source ( And an induction coil 84 electrically connected to 60 and wound around the ferrite core 80. Both ends 81 and 82 of the ferrite core 80 are located at the rear of the flat electrode pairs 10 and 12, respectively.

제3 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, 다수의 평판 전극쌍(10a, 12a)(10b, 12b)을 병렬로 배열하고, 각기 페라이트 코어(80a, 80b)를 장착하여 대면적화가 가능하다.In the atmospheric pressure plasma generator according to the third embodiment, as shown in FIG. 9, a plurality of flat electrode pairs 10a, 12a, 10b, 12b are arranged in parallel, and ferrite cores 80a, 80b are respectively arranged. Large area can be installed.

도 10은 병렬 배열한 대기압 플라즈마 발생장치의 변형예를 보여주는 사시도이다. 도면을 참조하여, 변형예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치는 제1 전원(20)에 전기적으로 연결되는 환형 띠 형상의 외측 전극(90)과 내측 전극(92), 외측 전극(90)과 내측 전극(92)이 마주보는 면에 장착되는 유전체쌍(91, 93)을 구비한다. 자기장 발생 수단은 내측 전극(92)의 내부와 외측 전극(90)의 외부로 끼워지는 적어도 2개 이상의 'U'형상의 페라이트 코어(80a, 80b)와 제2 전원(60)에 전기적으로 연결되어 적어도 2개 이상의 페라이트 코어(80a, 80b)에 각기 권선된 유도 코일(84a, 84b)로 구성된다.10 is a perspective view showing a modification of the atmospheric pressure plasma generating apparatus arranged in parallel. Referring to the drawings, the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to the modification is an annular band-shaped outer electrode 90 and the inner electrode 92, the outer electrode 90 and the inner electrode (electrically connected to the first power source 20) 92 has dielectric pairs 91 and 93 mounted on opposite sides thereof. The magnetic field generating means is electrically connected to at least two 'U' shaped ferrite cores 80a and 80b fitted to the inside of the inner electrode 92 and the outside of the outer electrode 90 and the second power source 60. Induction coils 84a and 84b wound around at least two or more ferrite cores 80a and 80b, respectively.

외측 전극(90)과 내측 전극(92) 사이 간격으로 흐르는 방전 가스는 제1 전기장(E1)에 의해 플라즈마 방전을 일으키고, 발생된 이온 입자는 제1 및 제2 전기장(E1, E2)에 의해 가속된다.The discharge gas flowing at an interval between the outer electrode 90 and the inner electrode 92 causes plasma discharge by the first electric field E1, and the generated ion particles are accelerated by the first and second electric fields E1 and E2. do.

가속된 이온 입자는 유전체쌍(91, 93)에 수직으로 충돌하는 경우가 낮고 충돌각 또한 작아서 종래와 비교하여 가속된 이온 입자가 유전체쌍(91, 93)에 충돌하여 가해지는 충격이 낮아진다. 또한 가속되는 이온 입자에 의해 플라즈마 방전이 더욱 강력하게 진행되며 고전압을 이용할 수 있어 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다.The accelerated ion particles collide perpendicularly to the dielectric pairs 91 and 93, and the collision angle is also small, so that the impact exerted by the accelerated ion particles collide with the dielectric pairs 91 and 93 is lower than in the prior art. In addition, plasma discharge proceeds more strongly by the accelerated ion particles, and high voltage can be used to obtain a high density plasma.

이상에서, 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였으나, 이는 일 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described as an example and various changes and modifications within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Of course this is possible.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치는 가속을 위한 전기장이 유전체에 수평으로 회전하는 방향으로 발생함으로서 이온 입자들이 유전체에 강하게 충돌하는 것을 막아 유전체의 수명을 길게 하고 고전압의 사용을 가능하게 하여 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다. 또한, 복수개의 플라즈마 챔버를 직렬 또는 병렬로 연결 구성하여 대면적화가 용이하다.As described in detail above, the atmospheric pressure plasma generating device of the present invention is generated in a direction in which the electric field for acceleration is rotated horizontally to the dielectric material, thereby preventing the ion particles from colliding strongly with the dielectric material, thereby prolonging the lifetime of the dielectric material and using high voltage. It is possible to obtain a high-density plasma. In addition, a plurality of plasma chambers are connected in series or in parallel to facilitate large area.

Claims (7)

교류 전원을 공급하는 제1 전원에 전기적으로 연결되고, 소정 간격을 두고 마주 위치하여 제1 전기장을 형성시키는 평판 전극쌍과 평판 전극쌍의 마주보는 면에 장착되는 유전체쌍을 포함하는 대기압 플라즈마 발생장치에 있어서:Atmospheric pressure plasma generating device including a pair of plate electrodes electrically connected to a first power source for supplying AC power, and disposed on opposite sides of the plate electrode pair, the plate electrode pair being positioned at predetermined intervals to form a first electric field. In: 평판 전극쌍에 끼워지고 평판 전극쌍을 수직으로 가로지르는 방향으로 자기장을 발생시켜 평판 전극쌍과 평행한 제2 전기장을 발생하게 하는 'U'형상의 페라이트 코어와 이에 권선된 유도 코일; 및A 'U'-shaped ferrite core and an induction coil wound around the pair of flat electrode pairs to generate a magnetic field in a direction crossing the flat electrode pairs vertically to generate a second electric field parallel to the flat electrode pairs; And 유도 코일로 교류 전원을 공급하는 제2 전원을 포함하여,Including a second power supply for supplying AC power to the induction coil, 평판 전극쌍 사이 간격으로 흐르는 방전 가스는 제1 전기장에 의해 플라즈마 방전을 일으키고, 발생된 이온 입자는 제1 및 제2 전기장에 의해 가속되어The discharge gas flowing at the interval between the plate electrode pairs causes plasma discharge by the first electric field, and the generated ion particles are accelerated by the first and second electric fields. 이온 입자가 제1 및 제2 전기장에 의해 혼재된 가속 경로를 갖게 되어 가속된 이온 입자들이 유전체쌍으로 강하게 충돌되는 것이 방지됨과 함께 고밀도의 균일한 대면적의 플라즈마를 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생 장치.Atmospheric pressure, characterized in that the ion particles have a mixture of acceleration paths mixed by the first and second electric fields, thereby preventing the accelerated ion particles from being strongly collided with the dielectric pair and obtaining a high density and uniform large-area plasma. Plasma generating device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 전원에 전기적으로 연결되는 환형 띠 형상의 외측 전극과 내측 전극;An annular band-shaped outer electrode and inner electrode electrically connected to the first power source; 내측 전극과 외측 전극이 마주보는 면에 장착되는 유전체쌍; 및A dielectric pair mounted on a surface of the inner electrode and the outer electrode facing each other; And 내측 전극과 외측 전극의 사이에 수직으로 가로지르는 자기장을 유도시키고 이 자기장에 의해 내측 전극과 외측 전극의 사이에 평행하게 회전하도록 유도되는 제2 전기장을 형성시키는 자기장 발생 수단,A magnetic field generating means for inducing a magnetic field crossing vertically between the inner electrode and the outer electrode and forming a second electric field induced by the magnetic field to rotate in parallel between the inner electrode and the outer electrode, 자기장 발생 수단은 내측 전극의 내부와 외측 전극의 외부로 끼워지는 적어도 2개 이상의 'U'형상의 페라이트 코어와 제2 전원에 전기적으로 연결되어 적어도 2개 이상의 페라이트 코어에 각기 권선된 유도 코일을 포함하여,The magnetic field generating means includes at least two 'U' shaped ferrite cores fitted into the inner electrode and the outer electrode and an induction coil each wound on at least two ferrite cores electrically connected to the second power source. So, 외측 전극과 내측 전극 사이 간격으로 흐르는 방전 가스는 제1 전기장에 의해 플라즈마 방전을 일으키고, 발생된 이온 입자는 제1 및 제2 전기장에 의해 가속되는 대기압 플라즈마 발생 장치.The discharge gas flowing at the interval between the outer electrode and the inner electrode causes a plasma discharge by the first electric field, the generated ion particles are accelerated by the first and second electric field.
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