KR101002621B1 - Atmospheric plasma generator - Google Patents

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Abstract

상압 플라즈마 발생장치가 개시된다. 그러한 상압 플라즈마 발생장치는 플라즈마 영역, 1차 가스 영역, 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하기 위한 2차 가스가 충전되는 2차 가스 영역, 1차 가스 영역과 2차 가스 영역을 구획하는 가스 혼합 방지판, 플라즈마 영역과 1차 가스 영역을 구획하며, 1차 가스를 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 경로를 제공하는 다공판, 플라즈마 영역으로 공급된 1차 가스에 상기 고주파 전압을 인가하기 위한 전극부, 및 2차 가스를 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함함으로써, 장치 내의 부가적인 구조물들로 인해 반응성 입자가 상실되고, 플라즈마 영역의 벽에 부차적인 반응으로 인한 이물질이 발생함으로써 플라즈마의 성능에 악영향을 미치는 문제점들을 해결하고, 전극들을 가스의 유동 방향과 나란히 배치함으로써 전극의 간격을 일정하게 유지하면서 그 폭을 넓히는 것을 가능하게 하여, 플라즈마의 인텐시티를 증가시킬 수 있고, 플라즈마 처리를 위한 여러가지 반응을 유도하고, 2차 가스의 종류를 다양하게 하거나 유량 또는 농도를 다르게 하여 순차적인 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.An atmospheric pressure plasma generator is disclosed. Such an atmospheric pressure plasma generator includes a plasma region, a primary gas region, a gas mixture dividing a secondary gas region, a primary gas region, and a secondary gas region filled with a secondary gas for reacting with chemical species generated in the plasma region. A prevention plate, a porous plate for partitioning the plasma region and the primary gas region, and providing a path for supplying the primary gas to the plasma region, an electrode portion for applying the high frequency voltage to the primary gas supplied to the plasma region, And a secondary gas supply tube for supplying the secondary gas to the plasma region, whereby additional structures in the device cause reactive particles to be lost, and foreign matter due to secondary reactions on the walls of the plasma region, resulting in plasma performance. Solve the problems that adversely affect the temperature of the electrode, and arrange the electrodes side by side with the flow direction of the gas. It is possible to increase the width of the plasma while maintaining the constant, to increase the intensity of the plasma, to induce various reactions for the plasma treatment, to vary the type of secondary gas or to vary the flow rate or concentration, Plasma treatment can be performed.

상압, 플라즈마, 전극, 다공판, 모듈 Atmospheric pressure, plasma, electrode, porous plate, module

Description

상압 플라즈마 발생장치{ATMOSPHERIC PLASMA GENERATOR}Atmospheric Plasma Generator {ATMOSPHERIC PLASMA GENERATOR}

본 발명은 상압 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 2차 가스 혼합이 증진되는 상압 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma generator, and more particularly, to an atmospheric pressure plasma generator in which secondary gas mixing is enhanced.

플라즈마를 발생시키기 위해서는 플라즈마를 발생하는 기체, 즉 1차 가스(primary gas)에 대해 고전압단(통상적으로 RF(Radio Frequency))과 접지단(G)을 통해 고전압을 인가하여야 한다. 1차 가스로는 헬륨, 아르곤, 질소, 공기 등이 많이 사용된다.In order to generate the plasma, a high voltage is applied to the gas generating the plasma, that is, the primary gas through the high voltage terminal (typically a radio frequency (RF)) and the ground terminal (G). Primary gases include helium, argon, nitrogen, and air.

플라즈마가 발생하면 반응성이 좋은 입자들(예, 라디칼, 이온, 전자, 여기된 화학종, 반응 중간단계 생성물 등으로, 이하 '플라즈마 영역에서 생성된 화학종'으로도 통칭함)이 발생하고, 이들 반응성이 좋은 입자들이 발생한 영역에 2차 가스를 공급하면 2차 가스와 반응성이 좋은 입자들의 반응에 의하여 부차적인 반응을 유도할 수 있게 된다. 부차적인 반응에 의해 생성된 화학종은, 반도체 장치 제조 공정이나 LCD 제조 공정 등에서 여러가지 목적으로 사용될 수 있다.When plasma is generated, highly reactive particles (e.g., radicals, ions, electrons, excited species, reaction intermediate products, etc., hereinafter also referred to as 'chemical species generated in the plasma region') are generated. When the secondary gas is supplied to the region where the highly reactive particles are generated, the secondary reaction may be induced by the reaction of the secondary gas and the highly reactive particles. The chemical species produced by the secondary reaction can be used for various purposes in a semiconductor device manufacturing process, an LCD manufacturing process, and the like.

여기서, 2차 가스는 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하기 위한 가스를 통칭하는 것이나, 혼합기체, 액체, 고체, 분체, 또는 이들이 서로 섞여 있는 상 태일 수 있다.Here, the secondary gas may be a gas for reacting with the chemical species generated in the plasma region, or may be a mixed gas, liquid, solid, powder, or a mixture thereof.

일반적으로 플라즈마 영역에서 발생한 반응성이 큰 입자들은 벽에 충돌하면 반응성을 상실하게 된다. 또한, 이러한 반응성이 큰 입자들은 수명이 있으므로 반응성을 상실하기 전에 원하는 반응이 일어나게 하거나 2차 가스와의 혼합이 이루어지도록 해야 한다. 이하에서는 그러한 점들과 관련된 종래의 상압 플라즈마 발생장치의 문제점들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.In general, highly reactive particles generated in the plasma region lose their reactivity when they collide with the wall. In addition, these highly reactive particles have a lifetime and must be allowed to undergo the desired reaction or to be mixed with the secondary gas prior to loss of reactivity. Hereinafter, the problems of the conventional atmospheric pressure plasma generator associated with such points will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 상압 플라즈마 발생장치 중 특히, 상압 비열(non-thermal) 플라즈마 발생장치의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 상압 플라즈마 발생장치는, 상판(12), 중판(14), 하판(16)을 포함하며, 이들에 의해 구획되는 플라즈마 영역(A1) 및 2차 가스 영역(A2)을 포함한다. 즉, 상판(12)과 중판(14)에 의해 플라즈마 영역(A1)이 마련되고, 중판(14)과 하판(16)에 의해 2차 가스 영역이 마련된다. 도 1에 별도의 참조부호로 표시하지는 않았지만, 1차 가스(gas1)가 충전되는 영역이 상판(12)의 상부에 더 마련된다.1 is a schematic diagram of a general atmospheric pressure plasma generator, in particular an atmospheric non-thermal plasma generator. Referring to FIG. 1, a general atmospheric pressure plasma generator includes an upper plate 12, a middle plate 14, and a lower plate 16, and includes a plasma region A1 and a secondary gas region A2 partitioned by them. Include. That is, the plasma region A1 is provided by the upper plate 12 and the middle plate 14, and the secondary gas region is provided by the middle plate 14 and the lower plate 16. Although not indicated by a separate reference numeral in FIG. 1, a region in which the primary gas gas1 is filled is further provided on the upper plate 12.

상판(12)에는 1차 가스(gas1)를 유입하기 위한 1차 가스 유입공(12a, 12b, 12c)이 형성되고, 1차 가스 유입공(12a, 12b, 12c)을 통해 1차 가스(gas1)가 플라즈마 영역(A1)으로 유입된다(13a, 13b, 13c). 상판(12)에는 고주파(RF) 전압이 인가되고, 중판(14)에는 접지 전압(G)이 인가되어, 플라즈마 영역(A1)으로 유입된 1차 가스에 가해져 플라즈마가 발생된다. 발생된 플라즈마는 중판(14)에 형성된 플라즈마 유입공(14a, 14b)을 통해 2차 가스 영역(A2)으로 유입된다(15a, 15b). 2차 가스(gas2)가 2차 가스 영역(A2)으로 충전되고, 그러한 2차 가스(gas2)는 플라즈마 를 이루는 반응성 입자들과 혼합된다. 2차 가스(gas2)의 균일한 배분과 2차 가스와 반응성 입자들과의 혼합을 촉진시키기 위해 2차 가스 영역(A2)에는 별도의 유로가 더 형성되거나 가스들의 유동을 막기 위한 별도의 구조물이 추가된다. 플라즈마를 구성하는 반응성 입자들과 2차 가스가 혼합된 혼합물(17a, 17b)은 하판(16)에 형성된 혼합물 배출공(16a, 16b)을 통해 대상물(18)에 가해지게 된다.The upper plate 12 is formed with primary gas inlets 12a, 12b, and 12c for introducing primary gas gas1, and primary gas gas1 through primary gas inlets 12a, 12b and 12c. ) Flows into the plasma region A1 (13a, 13b, 13c). A high frequency (RF) voltage is applied to the upper plate 12, and a ground voltage G is applied to the middle plate 14, and a plasma is generated by being applied to the primary gas introduced into the plasma region A1. The generated plasma flows into the secondary gas region A2 through the plasma inlet holes 14a and 14b formed in the middle plate 14 (15a and 15b). The secondary gas gas2 is filled into the secondary gas region A2, and the secondary gas gas2 is mixed with the reactive particles forming the plasma. In order to promote uniform distribution of the secondary gas (gas2) and mixing of the secondary gas and the reactive particles, a separate flow path is further formed in the secondary gas region (A2) or a separate structure for preventing the flow of gases is provided. Is added. The mixtures 17a and 17b in which the reactive particles constituting the plasma and the secondary gas are mixed are applied to the object 18 through the mixture discharge holes 16a and 16b formed in the lower plate 16.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 상압 플라즈마 발생장치는 전극 역할을 수행하는 상판(12) 및 중판(14)이 가스의 유동에 수직인 방향으로 배치되어 있다.As shown in FIG. 1, in the general atmospheric pressure plasma generator, the upper plate 12 and the middle plate 14 serving as electrodes are arranged in a direction perpendicular to the flow of gas.

그러나, 이러한 상압 플라즈마 발생장치는 다음과 같은 문제점을 안고 있다.However, such an atmospheric pressure plasma generator has the following problems.

먼저, 종래의 상압 플라즈마 발생장치는 플라즈마 영역(A1) 이후에 2차 가스 영역(A2)이 있고, 이러한 영역을 외부와 차단된 상태로 확보하고자 벽이 존재하는 데, 이러한 벽으로 인해 반응성 입자가 벽에 충돌하여 반응성 손실이 발생한다. 특히, 2차 가스의 균일한 배분과, 2차 가스와 반응성 입자들과의 혼합을 증진시키기 위해 2차 가스 영역에 별도의 유로를 구성하거나 유동을 막아주는 구조를 부가해야 하기 때문에 반응성이 높은 입자가 접촉될 벽의 영역은 더욱 증가하게 되어 반응성 입자가 상실되는 문제점이 있다.First, the conventional atmospheric pressure plasma generator has a secondary gas region (A2) after the plasma region (A1), and the wall exists to secure such a region to be blocked from the outside. A collision with the wall results in a loss of reactivity. Particularly, highly reactive particles are required because a separate flow path or a structure to prevent flow must be added to the secondary gas region to promote uniform distribution of secondary gas and mixing of the secondary gas with reactive particles. The area of the wall to be contacted is further increased and there is a problem that the reactive particles are lost.

또한, 반응성이 큰 입자가 그 수명을 다하기 전에 2차 가스와 혼합되어야 하는 데, 종래의 상압 플라즈마 발생장치는 이러한 혼합에 있어서 구조적인 문제점을 안고 있다. 즉, 2차 가스를 1차 가스와 혼합하여 공급하는 경우에 플라즈마 영역 내부에서 플라즈마 유입공(14a, 14b) 사이의 공간에서 유동이 재순환되므로 플라즈마 영역의 벽에 2차 가스에 의한 부차적인 반응에 의해 이물질이 발생하여, 플라즈 마의 성능에 영향을 미친다. 예를 들어, 탄소나노튜브를 만드는 경우에 2차 가스로서 아세틸렌이 사용되는데, 상기와 같은 구조에서는 플라즈마 영역에 매연이 발생하는 문제점이 있다.In addition, the highly reactive particles have to be mixed with the secondary gas before reaching the end of their lifetime, and the conventional atmospheric pressure plasma generator has a structural problem in such mixing. That is, when the secondary gas is mixed with the primary gas and supplied, the flow is recirculated in the space between the plasma inlet holes 14a and 14b in the plasma region. Foreign matter is generated by this and affects plasma performance. For example, when making carbon nanotubes, acetylene is used as a secondary gas. In the structure as described above, there is a problem that smoke occurs in the plasma region.

또한, 플라즈마를 사용하여 연속적인 공정으로 표면처리나 물질 생성 등을 하는 경우 플라즈마 발생장치와 플라즈마 처리될 대상물이 상대적으로 움직여야 하고, 경우에 따라서는 플라즈마 처리를 위한 여러가지 반응을 유도하고, 2차 가스의 종류를 다양하게 하거나 유량 또는 농도를 다르게 할 필요성이 대두되고 있다.In addition, when surface treatment or material generation is performed in a continuous process using plasma, the plasma generator and the object to be treated should be relatively moved, and in some cases, various reactions for the plasma treatment are induced, and the secondary gas There is a need to diversify the type and to vary the flow rate or concentration.

따라서, 상기 제 문제들을 해결할 수 있는 개선된 구조의 상압 플라즈마 발생장치가 절실히 요구되고 있다.Therefore, there is an urgent need for an atmospheric pressure plasma generator having an improved structure that can solve the above problems.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플라즈마 발생 영역 이후에 2차 가스 공급영역이 있고, 이러한 영역을 외부와 차단된 상태로 확보하고자 벽이 존재하는 종래의 상압 플라즈마 발생장치의 구조에서, 반응성 입자가 그와 같은 벽에 충돌하여 반응성 손실이 발생하는 문제를 개선하기 위한 상압 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is a secondary gas supply region after the plasma generation region, in the structure of the conventional atmospheric pressure plasma generator in which the wall is present to secure such a region to be blocked from the outside, the reactive particles It is to provide an atmospheric pressure plasma generator for improving the problem that the collision with such a wall occurs a loss of reactivity.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 종래의 상압 플라즈마 발생장치에서 2차 가스의 균일한 배분과, 2차 가스와 반응성 입자와의 혼합을 증진시키기 위해 2차 가스 영역에 별도의 유로를 구성하거나 가스의 유동을 막아주는 구조를 부가하고 있는 데, 이로 인해 높은 반응성을 갖는 반응성 입자가 접촉하는 벽의 영역이 더욱 증가하게 되어 반응성 입자가 상실되는 문제점을 개선하기 위한 상압 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to configure a separate flow path in the secondary gas region to promote uniform distribution of secondary gas and mixing of secondary gas and reactive particles in the conventional atmospheric pressure plasma generator. In order to improve the problem of the loss of reactive particles, the area of the wall where the reactive particles with high reactivity are further increased is added. .

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 종래의 상압 플라즈마 발생장치에서 플라즈마 발생을 위한 1차 가스와 2차 가스를 혼합하여 공급하는 경우, 플라즈마 영역의 벽에 부차적인 반응으로 인한 이물질이 발생함으로써 플라즈마의 성능에 악영향을 미치는 문제점을 개선하기 위한 상압 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention, in the case of supplying a mixture of the primary gas and the secondary gas for plasma generation in the conventional atmospheric pressure plasma generator, by generating a foreign material due to the secondary reaction on the wall of the plasma region It is to provide an atmospheric pressure plasma generator for improving the problem that adversely affects the performance of the plasma.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 플라즈마 처리를 위한 여러가지 반응을 유도하고, 2차 가스의 종류를 다양하게 하거나 유량 또는 농도를 다르게 할 수 있는 상압 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an atmospheric pressure plasma generator capable of inducing various reactions for plasma treatment and varying types of secondary gases or varying flow rates or concentrations.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 상압 플라즈마 발생장치는, 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키기 위한 전극부; 및 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 발생된 플라즈마 영역에서의 화학종과 반응하기 위한 2차 가스를 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함하고, 상기 전극부는 상기 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 영역으로 유입되는 상기 1차 가스의 흐름에 평행하게 배치되고, 상기 전극부는 고주파 전압 인가를 위한 전극과 접지 전압 인가를 위한 전극을 교대로 배치하여 구성되고, 상기 전극부를 구성하는 각각의 전극은 상기 1차 가스의 흐름에 대해 서로 평행하게 배치된다.An atmospheric pressure plasma generator according to an aspect of the present invention for solving the above problems, the electrode unit for generating a plasma by applying a high frequency voltage to the primary gas; And a secondary gas supply pipe for supplying a secondary gas for reacting with a chemical species in the plasma region generated by applying a high frequency voltage to the primary gas, wherein the electrode part is introduced into the plasma region for generating the plasma. The electrode part may be disposed in parallel to the flow of the primary gas, and the electrode part may be configured by alternately arranging an electrode for applying a high frequency voltage and an electrode for applying a ground voltage, and each electrode constituting the electrode part may be formed of the primary gas. Disposed parallel to each other with respect to the flow.

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상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 양상에 따른 상압 플라즈마 발생장치는 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 상압 플라즈마 발생장치로서, 상기 플라즈마가 발생되는 플라즈마 영역; 상기 1차 가스가 충전되는 1차 가스 영역; 상기 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하기 위한 2차 가스가 충전되는 2차 가스 영역; 상기 1차 가스 영역과 상기 2차 가스 영역을 구획하는 가스 혼합 방지판; 상기 플라즈마 영역과 상기 1차 가스 영역을 구획하며, 상기 1차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 경로를 제공하는 다공판; 상기 플라즈마 영역으로 공급된 1차 가스에 상기 고주파 전압을 인가하기 위한 전극부; 및 상기 2차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함한다.An atmospheric pressure plasma generator according to another aspect of the present invention for solving the above problems is an atmospheric pressure plasma generator for generating a plasma by applying a high frequency voltage to the primary gas, the plasma region generating plasma; A primary gas region filled with the primary gas; A secondary gas region filled with a secondary gas for reacting with the chemical species generated in the plasma region; A gas mixing prevention plate partitioning the primary gas region and the secondary gas region; A porous plate partitioning the plasma region and the primary gas region and providing a path for supplying the primary gas to the plasma region; An electrode unit for applying the high frequency voltage to the primary gas supplied to the plasma region; And a secondary gas supply pipe for supplying the secondary gas to the plasma region.

바람직하게는, 상기 2차 가스 공급관은, 상기 가스 혼합 방지판 및 상기 다공판을 관통하며, 일단은 상기 2차 가스 영역에 노출되고, 타단은 상기 플라즈마 영역에 노출될 수 있다.Preferably, the secondary gas supply pipe may pass through the gas mixing prevention plate and the porous plate, one end of which may be exposed to the secondary gas region, and the other end of which may be exposed to the plasma region.

바람직하게는, 상기 2차 가스 공급관은, 상기 가스 혼합 방지판 및 상기 다공판을 관통하는 슬릿형 관으로서, 일단은 상기 2차 가스 영역에 노출되고, 타단은 상기 플라즈마 영역에 노출되되, 상기 플라즈마 영역에 노출된 부분에는 2차 가스 유출공이 형성될 수 있다.Preferably, the secondary gas supply pipe is a slit tube passing through the gas mixing prevention plate and the porous plate, one end of which is exposed to the secondary gas region and the other end of which is exposed to the plasma region, wherein the plasma Secondary gas outlet holes may be formed in portions exposed to the region.

바람직하게는, 상기 전극부는, 고주파 전압을 인가하기 위한 적어도 하나 이상의 제1 전극; 및 접지 전압을 인가하기 위한 적어도 하나 이상의 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치될 수 있다.Preferably, the electrode unit, at least one first electrode for applying a high frequency voltage; And at least one second electrode for applying a ground voltage, and the first electrode and the second electrode may be alternately disposed.

바람직하게는, 상기 상압 플라즈마 발생장치는, 상기 제2 전극과 접지단 사이에 연결되는 바이폴라 트랜지스터를 포함하되, 상기 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터단은 상기 제2 전극에 연결되고, 에미터단은 상기 접지단에 연결되며, 베이스단에는 상기 제2 전극에 축적된 전하가 상기 접지단으로 흐르도록 하기 위한 소정의 베이스 전압이 선택적으로 인가될 수 있다.Preferably, the atmospheric pressure plasma generator includes a bipolar transistor connected between the second electrode and the ground terminal, wherein the collector terminal of the bipolar transistor is connected to the second electrode, and the emitter terminal is connected to the ground terminal. A predetermined base voltage may be selectively applied to the base terminal to allow the charge accumulated in the second electrode to flow to the ground terminal.

바람직하게는, 상기 전극부는, 적어도 하나 이상의 제1 전극과 적어도 하나 이상의 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극에는 고주파 전압이 인가되고 상기 제2 전극에는 접지 전압이 인가되는 제1 작동모드와, 상기 제1 전극에는 상기 접지 전 압이 인가되고 상기 제2 전극에는 상기 고주파 전압이 인가되는 제2 작동모드를 주기적으로 갖도록 스위칭하기 위한 절환 스위치를 더 포함할 수 있다.Preferably, the electrode unit includes at least one first electrode and at least one second electrode, a first operating mode in which a high frequency voltage is applied to the first electrode and a ground voltage is applied to the second electrode. The switching device may further include a switching switch configured to periodically switch a second operation mode in which the ground voltage is applied to the first electrode and the high frequency voltage is applied to the second electrode.

바람직하게는, 상기 전극부는 상기 슬릿형 관의 표면에 부착 또는 패터닝될 수 있다.Preferably, the electrode portion may be attached or patterned to the surface of the slit tube.

바람직하게는, 상기 슬릿형 관은 유전체 재질이고, 상기 전극부는 상기 슬릿형 관의 내측에 부착 또는 패터닝될 수 있다.Preferably, the slit tube is a dielectric material, and the electrode portion may be attached or patterned inside the slit tube.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 양상에 따른 상압 플라즈마 발생장치는 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 상압 플라즈마 발생장치로서, 상기 플라즈마가 발생되는 플라즈마 영역; 상기 1차 가스가 충전되는 1차 가스 영역; 상기 플라즈마 영역과 상기 1차 가스 영역을 구획하며, 상기 1차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 경로를 제공하는 다공판; 상기 플라즈마 영역으로 공급된 1차 가스에 상기 고주파 전압을 인가하기 위한 전극부; 및 상기 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응시킬 2차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함할 수 있다.An atmospheric pressure plasma generator according to another aspect of the present invention for solving the above problems is an atmospheric pressure plasma generator for generating a plasma by applying a high frequency voltage to the primary gas, the plasma region generating plasma; A primary gas region filled with the primary gas; A porous plate partitioning the plasma region and the primary gas region and providing a path for supplying the primary gas to the plasma region; An electrode unit for applying the high frequency voltage to the primary gas supplied to the plasma region; And a secondary gas supply pipe for supplying a secondary gas to be reacted with the chemical species generated in the plasma region to the plasma region.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 양상에 따른 상압 플라즈마 발생장치는 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 모듈을 포함하는 상압 플라즈마 발생장치로서, 상기 플라즈마 발생 모듈은, 상기 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 영역으로 상기 1차 가스를 공급하고, 상기 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하도록 2차 가스를 공급하기 위한 가스공급유닛; 및 상기 플라즈마 영역으로 공급된 1차 가스에 상기 고주파 전압을 인가하기 위한 전극유닛을 포함하고, 상기 플라즈마 발생 모듈은 두 개 이상이고, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 내의 각각의 가스공급유닛은, 상기 1차 가스가 충전되는 1차 가스 영역; 상기 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하기 위한 2차 가스가 충전되는 2차 가스 영역; 상기 1차 가스 영역과 상기 2차 가스 영역을 구획하는 가스 혼합 방지판, 및 상기 플라즈마 영역과 상기 1차 가스 영역을 구획하며, 상기 1차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 경로를 제공하는 다공판을 포함한다.An atmospheric pressure plasma generator according to another aspect of the present invention for solving the above problems is a atmospheric pressure plasma generator comprising a plasma generating module for generating a plasma by applying a high frequency voltage to the primary gas, the plasma generating module A gas supply unit supplying the primary gas to the plasma region for generating the plasma and supplying the secondary gas to react with the chemical species generated in the plasma region; And an electrode unit for applying the high frequency voltage to the primary gas supplied to the plasma region, wherein the plasma generation module is two or more, and each gas supply unit in the two or more plasma generation modules includes: A primary gas region filled with the primary gas; A secondary gas region filled with a secondary gas for reacting with the chemical species generated in the plasma region; A gas mixing prevention plate that divides the primary gas region and the secondary gas region, and divides the plasma region and the primary gas region, and provides a path for supplying the primary gas to the plasma region Include a trial.

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바람직하게는, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 내의 각각의 전극유닛은 해당 플라즈마 발생 모듈 내의 플라즈마 영역으로 유입되는 상기 1차 가스의 흐름과 평행하게 배치될 수 있다.Preferably, each electrode unit in the two or more plasma generating modules may be disposed in parallel with the flow of the primary gas flowing into the plasma region in the plasma generating module.

바람직하게는, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 내의 각각의 전극유닛은, 고주파 전압을 인가하기 위한 제1 전극; 및 접지 전압을 인가하기 위한 제2 전극을 포함할 수 있다.Preferably, each electrode unit in the two or more plasma generation modules, the first electrode for applying a high frequency voltage; And a second electrode for applying a ground voltage.

바람직하게는, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 중 서로 이웃하는 플라즈마 발생 모듈들은, 각각의 전극 유닛의 제1 전극 또는 제2 전극이 상기 서로 이웃하는 플라즈마 발생 모듈들에 의해 공유되도록 배치될 수 있다.Preferably, the plasma generating modules adjacent to each other of the two or more plasma generating modules may be arranged such that the first electrode or the second electrode of each electrode unit is shared by the neighboring plasma generating modules. .

삭제delete

바람직하게는, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 내의 각각의 가스공급유닛은, 상기 1차 가스 영역으로 상기 1차 가스를 공급하기 위한 1차 가스 공급관; 및 상기 2차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함할 수 있다.Preferably, each gas supply unit in the two or more plasma generation modules, the primary gas supply pipe for supplying the primary gas to the primary gas region; And a secondary gas supply pipe for supplying the secondary gas to the plasma region.

바람직하게는, 상기 2차 가스 공급관은, 상기 가스 혼합 방지판 및 상기 다공판을 관통하며, 일단은 상기 2차 가스 영역에 노출되고, 타단은 상기 플라즈마 영역에 노출될 수 있다.Preferably, the secondary gas supply pipe may pass through the gas mixing prevention plate and the porous plate, one end of which may be exposed to the secondary gas region, and the other end of which may be exposed to the plasma region.

바람직하게는, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들의 각각의 가스공급유닛들 중의 적어도 두 개 이상은, 가스의 종류, 농도 및 유량 중 적어도 어느 하나가 상이한 2차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급할 수 있다.Preferably, at least two or more of the gas supply units of each of the two or more plasma generation modules may supply a secondary gas having at least one of a kind, a concentration, and a flow rate of a gas to the plasma region.

바람직하게는, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들은, 전극의 재료, 전극의 형태, 전극간 간격, 및 전극에 인가되는 전력의 양태 중 적어도 어느 하나에 있어서 상이할 수 있다.Advantageously, the two or more plasma generating modules may differ in at least one of the material of the electrode, the shape of the electrode, the inter-electrode spacing, and the aspect of the power applied to the electrode.

바람직하게는, 상기 전력의 양태는 전원의 주파수 또는 크기이다.Preferably, the aspect of power is the frequency or magnitude of the power supply.

상술한 바와 같이, 본 발명은 개선된 구조의 상압 플라즈마 발생장치를 제공함으로써, 종래의 상압 플라즈마 발생장치가 플라즈마 발생 영역 이후에 2차 가스 공급영역이 있고, 이러한 영역을 외부와 차단된 상태로 확보하고자 벽이 존재하며, 이러한 벽으로 인해 반응성 입자가 벽에 충돌하여 반응성 손실이 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.As described above, the present invention provides an atmospheric pressure plasma generator having an improved structure, whereby the conventional atmospheric pressure plasma generator has a secondary gas supply region after the plasma generating region, and secures such an region to be blocked from the outside. There is a wall to be solved, and the wall can solve the problem that the reactive particles collide with the wall causing the loss of reactivity.

또한, 본 발명은 개선된 구조의 상압 플라즈마 발생장치를 제공함으로써, 2차 가스의 균일한 배분과, 2차 가스와 반응성 입자와의 혼합을 증진시키기 위해 2차 가스 영역에 별도의 유로를 구성하거나 가스의 유동을 막아주는 부가적인 구조물들로 인해 높은 반응성을 갖는 반응성 입자가 접촉하는 벽의 영역이 더욱 증가하게 되어 반응성 입자가 상실되는 문제점을 해결할 수 있다.In addition, the present invention provides an atmospheric pressure plasma generator having an improved structure, by forming a separate flow path in the secondary gas region to promote uniform distribution of secondary gas and mixing of the secondary gas and reactive particles or Additional structures that prevent the flow of gas can further increase the area of the wall where the highly reactive reactive particles contact, thereby solving the problem of the loss of the reactive particles.

또한, 본 발명은 개선된 구조의 상압 플라즈마 발생장치를 제공함으로써, 종래의 상압 플라즈마 발생장치에서 플라즈마 발생을 위한 1차 가스와 2차 가스를 혼합하여 공급하는 경우, 플라즈마 영역의 벽에 부차적인 반응으로 인한 이물질이 발생함으로써 플라즈마의 성능에 악영향을 미치는 문제점을 해결할 수 있다.In addition, the present invention provides an improved atmospheric pressure plasma generator, the secondary reaction to the wall of the plasma region in the case of supplying a mixture of the primary gas and the secondary gas for plasma generation in the conventional atmospheric pressure plasma generator This can solve the problem of adversely affecting the performance of the plasma by the generation of foreign matter.

또한, 본 발명은 개선된 구조의 상압 플라즈마 발생장치를 제공함으로써, 전극들 각각을 가스의 유동 방향과 나란하게 배치함으로써 전극의 간격을 일정하게 유지하면서 그 폭을 넓히는 것을 가능하게 하여, 플라즈마의 인텐시티(intensity)를 증가시킬 수 있다.In addition, the present invention provides an atmospheric pressure plasma generator having an improved structure, by arranging each of the electrodes in parallel with the flow direction of the gas, thereby making it possible to widen the width of the electrodes while maintaining a constant interval, thereby intensifying the plasma. You can increase the intensity.

또한, 본 발명은 개선된 구조의 상압 플라즈마 발생 장치를 제공함으로써, 플라즈마 영역 이후에는 별도의 벽이 존재하지 않거나 극감되므로 플라즈마 영역에서 발생한 반응성이 높은 입자의 반응성 손실이 줄어들 수 있고, 플라즈마 영역으로 직접 2차 가스가 공급되므로 반응성 입자들과 2차 가스의 혼합도 증가될 수 있으며, 유출되는 2차 가스의 위치를 플라즈마 영역 내에서 자유롭게 조절함으로써 플라즈마 영역에서 생성된 반응성 입자들과 2차 가스들의 혼합량도 조절될 수 있다.In addition, the present invention provides an improved atmospheric pressure plasma generating apparatus, and since a separate wall does not exist or is reduced after the plasma region, it is possible to reduce the reactivity loss of highly reactive particles generated in the plasma region, and directly into the plasma region. Since the secondary gas is supplied, the mixing of the reactive particles and the secondary gas may also be increased, and the mixing amount of the reactive particles and the secondary gases generated in the plasma region by freely adjusting the position of the secondary gas flowing out in the plasma region. Can also be adjusted.

또한, 본 발명은 개선된 구조의 상압 플라즈마 발생 장치를 제공함으로써, 플라즈마 처리를 위한 여러가지 반응을 유도하고, 2차 가스의 종류를 다양하게 하거나 유량 또는 농도를 다르게 하여 순차적인 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.In addition, the present invention provides an atmospheric pressure plasma generator having an improved structure, induces various reactions for the plasma treatment, and can perform a sequential plasma treatment by varying the type of secondary gas or by varying the flow rate or concentration. have.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니될 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following descriptions are used for limiting the scope of the present invention because they are only shown and limited, for example, without intention other than the intention to help those skilled in the art to understand the present invention. It should not be.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치를 개략적으로 보인 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치는, 1차 가스(gas1)에 고주파(RF) 전압을 인가하여 발생된 플라즈마와 반응하기 위한 2차 가스(gas2)를, 발생된 플라즈마가 존재하는 영역, 즉 플라즈마 영역(A20)으로 유입하기 위한 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)과 고주파 전압을 인가하기 위한 전극부(102, 104, 106, 108)를 포함하며, 여기서, 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)은 1차 가스(gas1)가 플라즈마 영역(A20)으로 유입되는 방향으로 배치되고, 전극부(102, 104, 106, 108)는 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)에 평행하게 배치될 수 있다. 전극부(102, 104, 106, 108)와 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)의 배치 방향은, 각각 전극부(102, 104, 106, 108) 각각이 배치된 방향과 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c) 각각이 배치된 방향을 나타낸다.2 is a view schematically showing an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the atmospheric pressure plasma generator according to an embodiment of the present invention may include a secondary gas gas2 for reacting with a plasma generated by applying a high frequency (RF) voltage to the primary gas gas1, Secondary gas supply pipes (130a, 130b, 130c) for introducing into the region where the generated plasma exists, that is, the plasma region (A20) and electrode portions (102, 104, 106, 108) for applying a high frequency voltage Here, the secondary gas supply pipes (130a, 130b, 130c) are arranged in the direction in which the primary gas (gas1) flows into the plasma region (A20), the electrode portions (102, 104, 106, 108) is the secondary gas It may be disposed parallel to the supply pipe (130a, 130b, 130c). The arrangement directions of the electrode portions 102, 104, 106, 108 and the secondary gas supply pipes 130a, 130b, 130c are respectively the directions in which the electrode portions 102, 104, 106, 108 are arranged and the secondary gas supply pipes, respectively. The directions 130a, 130b, and 130c are disposed.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상압 플라즈마 발생장치는 1차 가스(gas1)가 충전되는 1차 가스 영역(A10), 플라즈마와 반응하기 위한 2차 가스(gas2)가 충전되는 2차 가스 영역(A30), 플라즈마가 발생되는 플라즈마 영역(A20)을 포함한다. 또한, 가스 혼합 방지판(120), 다공판(110), 전극부(102, 104, 106, 108) 및 2차 가 스 공급관(130a, 130b, 130c)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the atmospheric pressure plasma generator includes a primary gas region A10 filled with a primary gas gas1 and a secondary gas region filled with a secondary gas gas2 for reacting with plasma. A30) and a plasma region A20 where plasma is generated. In addition, the gas mixing prevention plate 120, the porous plate 110, the electrode portion (102, 104, 106, 108) and the secondary gas supply pipe (130a, 130b, 130c).

가스 혼합 방지판(120)은 1차 가스 영역(A10)과 2차 가스 영역(A30)을 구획하며, 1차 가스(gas1)와 2차 가스(gas2)가 혼합되지 않도록 한다.The gas mixing prevention plate 120 partitions the primary gas region A10 and the secondary gas region A30 and prevents the primary gas gas1 and the secondary gas gas2 from being mixed.

다공판(110)은 플라즈마 영역(A20)과 1차 가스 영역(A10)을 구획하며, 1차 가스(gas1)를 플라즈마 영역(A20)으로 공급하기 위한 경로를 제공한다. 특히, 1차 가스(gas1)는 다공판(110)에 의해 플라즈마 영역(A20)으로 균일하게 제공된다(103a, 103b, 103c, 104d). 따라서, 다공판(110)은 1차 가스(gas1)가 플라즈마 영역(A20)으로 유입되도록 하기 위해 복수의 1차 가스 유입공들이 형성되는 형태일 수도 있고, 다공성 재질로 구성될 수 있다. 그리하여, 1차 가스(gas1)는 1차 가스 영역(A10)으로부터 플라즈마 영역(A20)으로 공급되어 플라즈마 발생용으로 사용된다.The porous plate 110 partitions the plasma region A20 and the primary gas region A10, and provides a path for supplying the primary gas gas1 to the plasma region A20. In particular, the primary gas gas1 is uniformly provided to the plasma region A20 by the porous plate 110 (103a, 103b, 103c, 104d). Accordingly, the porous plate 110 may have a form in which a plurality of primary gas inlet holes are formed to allow the primary gas gas1 to flow into the plasma region A20 or may be formed of a porous material. Thus, the primary gas gas1 is supplied from the primary gas region A10 to the plasma region A20 and used for plasma generation.

상기 플라즈마 영역(A20)은, 다공판(110)과 전극 부(102, 104, 106, 108) 사이, 플라즈마 내부, 및 플라즈마의 상부를 지난 부분을 모두 포함하는 영역으로 정의한다.The plasma region A20 is defined as a region including both a portion between the porous plate 110 and the electrode portions 102, 104, 106, and 108, the interior of the plasma, and a portion beyond the upper portion of the plasma.

전극부(102, 104, 106, 108)는 플라즈마 영역(A20)으로 유입된 1차 가스(gas1)에 고주파 전압을 인가하기 위한 부분이다. 예를 들어, 제1 전극(102, 106)에는 고주파 전압(RF)이 인가되고, 제2 전극(104, 108)에는 접지 전압(G)이 인가될 수 있다. 반대로, 제1 전극(102, 106)에는 접지 전압(G)이 인가될 수 있고, 제2 전극(104, 108)에는 고주파 전압(RF)이 인가될 수 있다. 전극부의 개수는 네 개로 도시되어 있으나, 개수에는 특별한 제한은 없으며, 전극부(102, 104, 106, 108) 간의 간격도 임의로 조절할 수 있다. 전극부(102, 104, 106, 108) 각각은 가스의 유동 방향으로 놓여진다.The electrode portions 102, 104, 106, and 108 are portions for applying a high frequency voltage to the primary gas gas1 introduced into the plasma region A20. For example, a high frequency voltage RF may be applied to the first electrodes 102 and 106, and a ground voltage G may be applied to the second electrodes 104 and 108. In contrast, the ground voltage G may be applied to the first electrodes 102 and 106, and the high frequency voltage RF may be applied to the second electrodes 104 and 108. Although the number of the electrode parts is illustrated as four, there is no particular limitation on the number, and the spacing between the electrode parts 102, 104, 106, and 108 may be arbitrarily adjusted. Each of the electrode portions 102, 104, 106, 108 is placed in the gas flow direction.

상압 플라즈마 발생에 있어서, 전극들 간의 간격은 매우 중요한 요소로서, 이와 같이 각각의 전극이 가스의 유동 방향과 나란하게 배치된 경우에는 전극의 간격을 일정하게 유지하면서 그 폭을 넓히는 것이 가능하므로, 플라즈마의 인텐시티(intensity)를 증가시킬 수 있다.In the atmospheric pressure plasma generation, the spacing between the electrodes is a very important factor. When the electrodes are arranged in parallel with the flow direction of the gas in this way, it is possible to widen the width of the electrodes while keeping the spacing constant. It can increase the intensity of.

2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)은 플라즈마와 반응하도록 2차 가스(gas2)를 플라즈마 영역(A20)으로 공급하는 부분이다. 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)은 가스 혼합 방지판(120)과 다공판(110)을 관통한다. 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)의 일단은 2차 가스(gas2)가 유입되도록 하기 위해 2차 가스 영역(A30)에 노출되고, 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)의 타단은 2차 가스(gas2)가 유출되도록 하기 위해 플라즈마 영역(A20)으로 노출된다. 그리하여, 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)을 통해 플라즈마 영역(A20)으로 유출되는 2차 가스(gas2)는 1차 가스(gas)로부터 발생된 플라즈마를 이루는 반응성 입자들과 혼합된다. 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)의 단면의 형상은 도 2에서는 원형으로 예시되어 있으나, 사각형, 타원형, 또는 기타 다각형 형상 등의 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)의 개수도 필요에 따라 가변될 수 있다.The secondary gas supply pipes 130a, 130b, and 130c are parts for supplying the secondary gas gas2 to the plasma region A20 to react with the plasma. The secondary gas supply pipes 130a, 130b, and 130c pass through the gas mixing prevention plate 120 and the porous plate 110. One end of the secondary gas supply pipes 130a, 130b, and 130c is exposed to the secondary gas region A30 to allow the secondary gas gas2 to flow therein, and the other ends of the secondary gas supply pipes 130a, 130b and 130c are The secondary gas gas2 is exposed to the plasma region A20 to flow out. Thus, the secondary gas gas2 flowing out into the plasma region A20 through the secondary gas supply pipes 130a, 130b and 130c is mixed with the reactive particles forming the plasma generated from the primary gas. The cross-sectional shape of the secondary gas supply pipe (130a, 130b, 130c) is illustrated as a circular in Figure 2, but may be formed in various forms such as square, oval, or other polygonal shape, secondary gas supply pipe (130a, The number of 130b and 130c may also vary as needed.

각각의 영역을 표시하는 화살표(A10, A20, A30)는 치수를 나타내는 형태의 단일 화살표로 표시되어 있으나, 판과 판 사이의 영역을 나타낸다. 예를 들면, 가 스 혼합 방지판(120)과 다공판(110) 사이의 영역은 A10이다. 또한, 플라즈마 영역(A20) 및 제2 가스 영역(A30)의 일측에는 각각의 영역을 한정하기 위한 수단이 구비되어야 하며, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이므로 별도로 도시하지 않았다.Arrows A10, A20, and A30 indicating each area are indicated by a single arrow in the form of dimensions, but indicate the area between the plates. For example, the area between the gas mixing prevention plate 120 and the porous plate 110 is A10. In addition, one side of the plasma region A20 and the second gas region A30 should be provided with means for defining respective regions, which are obvious to those skilled in the art. Not shown separately.

그리하여, 본 발명에 따른 상압 플라즈마 발생 장치와 같은 구조에서는 종래와는 다르게, 플라즈마 영역(A20) 이후에는 별도의 구조물(예를 들면, 2차 가스와 플라즈마와의 혼합을 증진시키기 위한 별도의 유로)이 존재하지 않으므로 플라즈마 영역에서 발생한 반응성이 높은 입자의 반응성 손실이 줄어들 수 있고, 플라즈마 영역(A20)으로 직접 2차 가스(gas2)가 공급되므로 반응성 입자들과 2차 가스의 혼합도 증진될 수 있다. 나아가, 유출되는 2차 가스의 유출 위치를 다공판면으로부터 플라즈마 내부를 지난 영역까지 적절히 조절함으로써 플라즈마 영역에서 반응성 입자들과 2차 가스들의 혼합량도 조절될 수 있다.Thus, unlike the conventional structure in the same structure as the atmospheric pressure plasma generator according to the present invention, after the plasma region A20, a separate structure (for example, a separate flow path for promoting mixing of the secondary gas and the plasma). Since there is no presence thereof, the loss of reactivity of highly reactive particles generated in the plasma region may be reduced, and since the secondary gas gas2 is directly supplied to the plasma region A20, the mixing of the reactive particles and the secondary gas may also be enhanced. . Further, by adjusting the outlet position of the secondary gas flowing out from the porous plate surface to the region beyond the inside of the plasma, the mixing amount of the reactive particles and the secondary gases in the plasma region can also be adjusted.

도 2에 도시된 바와 같이, 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)은, 그 일단이 2차 가스 영역(A30)에 노출되고, 타단이 플라즈마 영역(A20)에 노출될 수도 있으나, 이와는 다르게 도 3에서와 같이 구현될 수도 있다.2, one end of the secondary gas supply pipes 130a, 130b, and 130c may be exposed to the secondary gas region A30, and the other end thereof may be exposed to the plasma region A20. It may be implemented as in FIG.

즉, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치에서 2차 가스 공급관의 다른 예를 설명하기 위한 개략도로서, 도 3을 참조하면, 2차 가스 공급관(230a, 230b)은, 가스 혼합 방지판(220)과 다공판(210)을 관통하는 슬릿(slit)형 관이다. 슬릿형 관(230a, 230b)의 일단은 2차 가스(gas2)가 유입되도록 하기 위해 2차 가스 영역에 노출되고, 슬릿형 관 중 플라즈마 영역(A20)에 노출된 부분은 2차 가스(gas2)가 유출되도록 하기 위해 2차 가스 유출공(206a, 206b)이 형성된다. 참조부호 203a, 203b, 203c, 203d는 다공판(210)을 통해 플라즈마 영역(A20)으로 균일하게 공급되는 1차 가스(gas1)를 나타낸다. 2차 가스 유출공(206a, 206b)은 슬릿의 상단 혹은 측면에 위치될 수 있다. 그리고, 슬릿의 길이는, 플라즈마 내부, 플라즈마와 다공판 사이, 플라즈마 이후에 위치할 수도 있다. 그리하여, 플라즈마 영역에서 반응성 입자들과 2차 가스들의 혼합량이 조절될 수 있다.That is, FIG. 3 is a schematic view for explaining another example of the secondary gas supply pipe in the atmospheric pressure plasma generator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the secondary gas supply pipes 230a and 230b may be gas. The slit tube passes through the mixing prevention plate 220 and the porous plate 210. One end of the slit tube 230a, 230b is exposed to the secondary gas region so that the secondary gas (gas2) is introduced, and the portion of the slit tube exposed to the plasma region A20 is the secondary gas (gas2). Secondary gas outlet holes 206a and 206b are formed to allow the gas to flow out. Reference numerals 203a, 203b, 203c, and 203d denote primary gases gas1 uniformly supplied to the plasma region A20 through the porous plate 210. The secondary gas outlet holes 206a and 206b may be located at the top or the side of the slit. The length of the slit may be located inside the plasma, between the plasma and the porous plate, and after the plasma. Thus, the mixing amount of the reactive particles and the secondary gases in the plasma region can be controlled.

앞서의 경우와 마찬가지로, 전극부는 고주파(RF) 전압을 인가하기 위한 제1 전극, 및 접지 전압(G)을 인가하기 위한 제2 전극을 포함한다. 여기서, 제1 전극 및 제2 전극은 복수 개로 형성될 수 있고, 제1 전극 및 제2 전극은 교대로 배치될 수 있다.As in the previous case, the electrode unit includes a first electrode for applying a high frequency (RF) voltage and a second electrode for applying a ground voltage (G). Here, the first electrode and the second electrode may be formed in plurality, and the first electrode and the second electrode may be alternately arranged.

도 3에 구체적으로 도시되지는 않았으나, 전극부 중 제1 전극은 2차 가스 공급관을 이루는 슬릿형 관의 표면에 부착 또는 패터닝(patterning)될 수 있다. 이와는 다르게, 전극부 중 제2 전극이 2차 가스 공급관을 이루는 슬릿형 관의 표면에 부착 또는 패터닝될 수도 있다. 나아가, 제1 전극 및 제2 전극이 모두 슬릿형 관의 표면에 부착 또는 패터닝될 수도 있다. 또한, 2차 가스 공급관을 이루는 슬릿형 관이 유전체 재질일 수 있는 데, 이러한 경우에는 전극부는 슬릿형 관의 내측에 부착되거나 패터닝될 수 있다.Although not specifically illustrated in FIG. 3, the first electrode of the electrode part may be attached or patterned on the surface of the slit tube forming the secondary gas supply pipe. Alternatively, the second electrode of the electrode portion may be attached or patterned on the surface of the slit tube forming the secondary gas supply pipe. Furthermore, both the first electrode and the second electrode may be attached or patterned to the surface of the slit tube. In addition, the slit tube forming the secondary gas supply pipe may be a dielectric material, in which case the electrode portion may be attached or patterned inside the slit tube.

도 4는 제1 전극(102, 106, 230a, 230b)과 제2 전극(104, 108, 235a, 235b)이 서로 고주파(RF) 전압 및 접지(G) 전압을 교대로 가질 수 있도록 하기 위한 절환 스위치(40)를 개략적으로 보인 도면이다. 도 4를 참조하면, 절환 스위치(40)의 제1 상태(S1, S2)에서는 제1 전극(102, 106, 230a, 230b)에 고주파(RF) 전압이 인가되고 제2 전극(104, 108, 235a, 235b)에는 접지(G) 전압이 인가되며, 제2 상태(S3, S4)에서는 제2 전극(104, 108, 235a, 235b)에 고주파(RF) 전압이 인가되고 제1 전극(102, 106, 230a, 230b)에 접지(G) 전압이 인가된다. 그리하여, 제1 전극(102, 106, 230a, 230b) 및 제2 전극(104, 108, 235a, 235b)의 기능을 주기적으로 전환할 수 있어, 시간적으로 균일한 플라즈마가 발생될 수 있다.4 is a switch for allowing the first electrode 102, 106, 230a, 230b and the second electrode 104, 108, 235a, 235b to alternately have a high frequency (RF) voltage and a ground (G) voltage. The switch 40 is shown schematically. Referring to FIG. 4, in the first states S1 and S2 of the switching switch 40, a high frequency (RF) voltage is applied to the first electrodes 102, 106, 230a and 230b, and the second electrodes 104, 108, A ground (G) voltage is applied to the 235a and 235b, and a high frequency (RF) voltage is applied to the second electrode 104, 108, 235a and 235b in the second states S3 and S4, and the first electrode 102 is applied. The ground (G) voltage is applied to the 106, 230a, 230b. Thus, the functions of the first electrodes 102, 106, 230a, 230b and the second electrodes 104, 108, 235a, 235b can be periodically switched, so that a plasma that is uniform in time can be generated.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치의 전극부와 접지단 사이에 바이폴라 트랜지스터가 연결된 상태를 보인 도면이다. 도 5를 참조하면, 전극부 중 제2 전극(104, 108, 235a, 235b)과 접지단 사이에 바이폴라 트랜지스터(BT)가 연결되며, 바이폴라 트랜지스터(BT)의 콜렉터(collector)단은 제2 전극(104, 108, 235a, 235b)에 연결되고, 에미터(emitter)단은 접지단에 연결되며, 베이스(base)단에는 소정의 베이스 전압(VB)이 선택적으로 인가될 수 있다. 베이스 전압(VB)을 선택적으로 인가하기 위해, 중간에 스위치(S0)가 더 개재될 수 있다.5 is a view illustrating a state in which a bipolar transistor is connected between an electrode portion and a ground terminal of an atmospheric pressure plasma generator according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a bipolar transistor BT is connected between the second electrodes 104, 108, 235a, and 235b of the electrode unit and the ground terminal, and the collector terminal of the bipolar transistor BT is a second electrode. (104, 108, 235a, 235b), the emitter terminal is connected to the ground terminal, and a predetermined base voltage V B may be selectively applied to the base terminal. In order to selectively apply the base voltage V B , a switch SO may be further interposed in the middle.

스위치(S0)를 온/오프 제어하면, 바이폴라 트랜지스터(BT)의 콜렉트단 전류가 제어되어 플라즈마의 발생을 제어할 수 있게 된다. 또한, 스위치(S0)가 온 상태로 되는 경우 제2 전극(104, 108, 235a, 235b)의 전압이 접지 전압보다 높게 유지되므로 제2 전극에 쌓여 있는 전자를 접지단으로 흐르게 할 수 있어, 플라즈마 발생시 발생하는 아크의 발생을 감소시킬 수 있게 된다.When the switch SO is controlled on / off, the collector current of the bipolar transistor BT is controlled to control the generation of the plasma. In addition, when the switch S0 is turned on, the voltages of the second electrodes 104, 108, 235a, and 235b are maintained higher than the ground voltage, so that electrons accumulated in the second electrode may flow to the ground terminal, thereby causing plasma It is possible to reduce the occurrence of the arc that occurs during generation.

도 5에서는, 바이폴라 트랜지스터(BT)를 npn형으로 예시하였으나, pnp형이 사용될 수도 있으며, 다르게는 MOSFET와 같은 트랜지스터도 사용될 수 있다.In FIG. 5, the bipolar transistor BT is illustrated as an npn type, but a pnp type may be used, or a transistor such as a MOSFET may be used.

도 2를 다시 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치를 설명하면 이하와 같다.Referring to FIG. 2 again, an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.

1차 가스(gas1)에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키기 위한 상압 플라즈마 발생장치로서, 1차 가스(gas1)를 충전시키기 위한 1차 가스 영역(A10) 및 플라즈마가 발생되는 플라즈마 영역(A20)을 포함하며, 플라즈마 영역(A20)과 1차 가스 영역(A10)을 구획하며, 1차 가스(gas1)가 플라즈마 영역(A20)으로 공급되도록 하기 위한 경로를 제공하는 다공판(110), 플라즈마 영역(A20)으로 공급된 1차 가스(gas1)에 고주파 전압을 인가하기 위한 전극부(102, 104, 106, 108), 및 플라즈마와 반응시킬 2차 가스(gas2)를 플라즈마 영역(A20)으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)을 포함한다.An atmospheric pressure plasma generator for generating a plasma by applying a high frequency voltage to a primary gas (gas1), the primary gas region (A10) for filling the primary gas (gas1) and the plasma region (A20) for generating the plasma It includes a, and partitions the plasma region (A20) and the primary gas region (A10), the porous plate 110, which provides a path for the primary gas (gas1) is supplied to the plasma region (A20), the plasma region Supplying the electrode portions 102, 104, 106, 108 for applying a high frequency voltage to the primary gas gas1 supplied to the A20, and the secondary gas gas2 to react with the plasma to the plasma region A20. Secondary gas supply pipe (130a, 130b, 130c) to include.

2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)은 1차 가스 영역(A10)을 경유하여, 플라즈마 영역(A20)에 노출되어 플라즈마 상태의 반응성 입자들과 혼합된다.The secondary gas supply pipes 130a, 130b, and 130c are exposed to the plasma region A20 via the primary gas region A10 and mixed with the reactive particles in the plasma state.

앞서 언급한 본 발명의 일 실시예와 비교하면, 2차 가스 영역(A30)이 상압 플라즈마 장치 내에 별도로 형성되지 아니하고, 외부에서 2차 가스 공급관(130a, 130b, 130c)을 통해 유입되는 구성으로서, 이 경우에는 가스 혼합 방지판(120)도 불필요하게 된다.Compared with the above-described embodiment of the present invention, the secondary gas region A30 is not separately formed in the atmospheric pressure plasma apparatus, but is introduced from the outside through the secondary gas supply pipes 130a, 130b, and 130c. In this case, the gas mixing prevention plate 120 is also unnecessary.

본 발명의 실시예들에 따른 상압 플라즈마 발생장치에서, 1차 가스의 공급을 위한 공급관(미도시, 이하에서는 "1차 가스 공급관" 이라 칭함) 및 2차 가스 공급관 및 전극부가 하나의 모듈로 모듈화될 수도 있다.In the atmospheric pressure plasma generator according to the embodiments of the present invention, a supply pipe for supplying primary gas (not shown, hereinafter referred to as "primary gas supply pipe"), and a secondary gas supply pipe and an electrode unit are modularized into one module. May be

플라즈마를 사용하여 연속적인 공정으로 표면처리나 물질 생성 등을 하는 경우 플라즈마 발생장치와 플라즈마 처리될 대상물이 상대적으로 움직이는 것이 효율적일 수 있다. 경우에 따라서는 플라즈마 처리에서 여러가지 반응을 순차적으로 유도하기 위하여, 2차 가스의 종류를 다양하게 하거나 유량 또는 농도를 다르게 하거나, 전극의 형상이나 전극의 간격 등의 변화 또는 장치에 인가되는 전원의 파워나 주파수 등의 변화에 기인한 플라즈마의 상태를 변화시킬 필요성이 있다. 또한, 반응의 순서를 고려하여 상기의 변화를 순차적으로 하는 것이 더 효과적일 경우가 있으므로 이를 위해, 모듈화가 요구된다.When surface treatment or material generation is performed in a continuous process using plasma, it may be efficient to relatively move the plasma generator and the object to be treated by plasma. In some cases, in order to induce various reactions sequentially in the plasma treatment, various types of secondary gases, different flow rates or concentrations, changes in the shape of electrodes, the spacing of electrodes, or the power of a power source applied to an apparatus are required. It is necessary to change the state of the plasma due to a change in frequency or the like. In addition, since it may be more effective to sequentially change the above in consideration of the order of reaction, modularization is required for this purpose.

도 6은 상압 플라즈마 발생장치에서 그러한 모듈화의 일 예를 보인 도면이다. 도 6을 참조하면, 1차 가스(gas1)에 고주파 전압(RF)을 인가하여 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 모듈(600, 700)이 도시되어 있다. 도 6에는 플라즈마 발생 모듈(600, 700)이 두 개만 도시되어 있으나 이러한 개수에 한정되지 않고, 개수는 다양할 수 있다.6 is a view showing an example of such a modularity in the atmospheric pressure plasma generator. Referring to FIG. 6, plasma generating modules 600 and 700 for generating a plasma by applying a high frequency voltage RF to the primary gas gas1 are illustrated. Although only two plasma generating modules 600 and 700 are shown in FIG. 6, the present invention is not limited thereto, and the number may vary.

플라즈마 발생 모듈(예를 들면, 600)은, 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 영역(A20)으로 1차 가스(gas1)를 공급하고, 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하도록 2차 가스(gas20)를 공급하기 위한 가스공급유닛(610, 620, 630, 640 ; 650)과, 플라즈마 영역(A20)으로 공급된 1차 가스(603c, 603d)에 고주파 전압(RF)을 인가하기 위한 전극 유닛(602, 604)을 포함한다. 마찬가지로, 플라즈마 발생 모듈(700)은, 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 영역(A20)으로 1차 가스(gas1)를 공급하고, 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하도록 2차 가스(gas21)를 공급하기 위한 가스공급유닛(710, 720, 730, 740 ; 750)과, 플라즈마 영역(A20)으로 공급된 1차 가스(703c, 703d)에 고주파 전압(RF)을 인가하기 위한 전극 유닛(702, 704)을 포함한다.The plasma generation module (eg, 600) supplies the primary gas gas1 to the plasma region A20 for plasma generation, and supplies the secondary gas gas20 to react with the chemical species generated in the plasma region. Gas supply units 610, 620, 630, 640; 650, and electrode units 602, 604 for applying a high frequency voltage RF to the primary gases 603c, 603d supplied to the plasma region A20. ). Similarly, the plasma generation module 700 supplies the primary gas gas1 to the plasma region A20 for plasma generation, and supplies the secondary gas gas21 to react with the chemical species generated in the plasma region. Electrode units 702 and 704 for applying a high frequency voltage RF to the gas supply units 710, 720, 730, 740 and 750 and the primary gases 703c and 703d supplied to the plasma region A20. Include.

가스공급유닛들(650, 750) 각각은, 1차 가스 영역(A10), 2차 가스 영역(A30), 가스 혼합 방지판(620, 720), 및 다공판(610, 710)을 포함한다.Each of the gas supply units 650 and 750 includes a primary gas region A10, a secondary gas region A30, a gas mixing prevention plate 620 and 720, and a porous plate 610 and 710.

1차 가스 영역(A10)에는 1차 가스(gas1)가 충전된다. 충전된 1차 가스는, 603a, 603b, 703a 및 703b로 표시되어 있다. 2차 가스 영역(A20)은 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하기 위한 2차 가스(gas20, gas21)가 충전된다. 충전된 2차 가스는, 각각 605a 및 705a로 표시되어 있다. 가스 혼합 방지판(620, 720)은 1차 가스 영역(A10)과 2차 가스 영역(A30)을 구획한다. 다공판(610, 710)은 플라즈마 영역(A20)과 1차 가스 영역(A10)을 구획하며, 1차 가스(gas1)를 플라즈마 영역(A20)으로 공급하기 위한 경로를 제공한다. 특히, 1차 가스(gas1)는 다공판(610, 710)에 의해 플라즈마 영역(A20)으로 균일하게 제공된다. 따라서, 다공판(610, 710)은 1차 가스(gas1)가 플라즈마 영역(A20)으로 유입되도록 하기 위해 복수의 1차 가스 유입공들이 형성되는 형태일 수도 있고, 다공성 재질로 구성될 수 있다.The primary gas region A10 is filled with the primary gas gas1. The filled primary gas is represented by 603a, 603b, 703a and 703b. The secondary gas region A20 is filled with secondary gases gas20 and gas21 for reacting with chemical species generated in the plasma region. The charged secondary gas is represented by 605a and 705a, respectively. The gas mixing prevention plates 620 and 720 divide the primary gas region A10 and the secondary gas region A30. The porous plates 610 and 710 divide the plasma region A20 and the primary gas region A10, and provide a path for supplying the primary gas gas1 to the plasma region A20. In particular, the primary gas gas1 is uniformly provided to the plasma region A20 by the porous plates 610 and 710. Accordingly, the porous plates 610 and 710 may have a form in which a plurality of primary gas inflow holes are formed to allow the primary gas gas1 to flow into the plasma region A20 or may be made of a porous material.

가스공급유닛들(650, 750) 각각은, 1차 가스 영역(A10)으로 1차 가스(gas1)를 공급하기 위한 1차 가스 공급관(640, 740)과, 2차 가스(gas20, gas21)를 플라즈마 영역(A20)으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관(630, 730)을 포함한다.Each of the gas supply units 650 and 750 may include primary gas supply pipes 640 and 740 for supplying the primary gas gas1 to the primary gas region A10, and secondary gases gas20 and gas21. Secondary gas supply pipes 630 and 730 for supplying the plasma region A20 are included.

2차 가스 공급관(630, 730)은, 가스 혼합 방지판(620, 720)과 다공판(610, 710)을 관통한다. 2차 가스 공급관(630, 730)의 일단은 2차 가스 영역(A30)에 노출 되어 2차 가스 영역(A30)의 2차 가스(gas20, gas21)를 유입하고, 2차 가스 공급관(630, 730)의 타단은 플라즈마 영역(A20)에 노출되어 2차 가스(gas20, gas21)를 플라즈마 영역(A20)으로 유출한다. 2차 가스 공급관(630, 730)에 의해 플라즈마 영역(A20)으로 공급된 2차 가스는 605b, 705b로 표시되어 있다.The secondary gas supply pipes 630 and 730 penetrate through the gas mixing prevention plates 620 and 720 and the porous plates 610 and 710. One end of the secondary gas supply pipes 630 and 730 is exposed to the secondary gas area A30 to introduce secondary gases gas20 and gas21 of the secondary gas area A30, and the secondary gas supply pipes 630 and 730. The other end of) is exposed to the plasma region A20 to discharge the secondary gases gas20 and gas21 to the plasma region A20. The secondary gases supplied to the plasma region A20 by the secondary gas supply pipes 630 and 730 are indicated by 605b and 705b.

다공판(610, 710)을 관통하여 플라즈마 영역(A20)에 노출된 2차 가스 공급관(630, 730)의 일부분(632, 732)의 길이에는 제한이 없다.The lengths of the portions 632 and 732 of the secondary gas supply pipes 630 and 730 that pass through the porous plates 610 and 710 and are exposed to the plasma region A20 are not limited.

앞서 정의한 바와 같이, 플라즈마 영역(A20)은 플라즈마를 포함하여, 다공판(710)과 전극유닛(602, 604, 702, 704) 사이, 플라즈마 내부, 및 플라즈마의 상부를 지난 부분을 모두 포함하는 영역이다.As defined above, the plasma region A20 includes a plasma, and includes a region between the porous plate 710 and the electrode units 602, 604, 702, and 704, inside the plasma, and a portion beyond the plasma. to be.

따라서, 2차 가스 공급관(630, 730)에 의한 2차 가스(gas20, gas21)의 공급은 이러한 플라즈마 영역(A20)의 내에서 이루어지면 되므로, 2차 가스 공급관(630, 730)의 일부분(632, 732)의 길이도 또한, 다공판(710)과 전극유닛(602, 604, 702, 704) 사이, 플라즈마 내부, 및 플라즈마의 상부를 지난 부분에 이르는 길이든 상관없이 2차 가스(gas20, gas21)를 플라즈마 영역(A20)에 제공할 수 있으면 된다.Therefore, since the supply of the secondary gases gas20 and gas21 by the secondary gas supply pipes 630 and 730 may be made in the plasma region A20, a portion 632 of the secondary gas supply pipes 630 and 730 may be used. 732 may also be a secondary gas (gas20, gas21) regardless of the length between the porous plate 710 and the electrode units (602, 604, 702, 704), within the plasma, and beyond the top of the plasma. ) May be provided to the plasma region A20.

가스공급유닛들(650, 750)에서 각각의 2차 가스 공급관(630, 730)에 의해 공급되는 2차 가스(gas20, gas21)의 종류는 서로 다를 수 있고, 나아가 각각의 2차 가스 공급관(630, 730)에 의해 공급되는 2차 가스(gas20, gas21)의 농도 또는 유량도 서로 다를 수 있다. 이는 앞서 모듈화의 필요성을 언급함에 있어 밝힌 바와 같이, 플라즈마 처리를 위한 여러가지 반응을 유도하고, 반응의 순서를 고려하여 순차적으로 플라즈마 처리하는 것이 더 효과적일 수 있기 때문이다.Types of secondary gases gas20 and gas21 supplied by the respective secondary gas supply pipes 630 and 730 in the gas supply units 650 and 750 may be different from each other, and further, the respective secondary gas supply pipes 630. The concentrations or flow rates of the secondary gases gas20 and gas21 supplied by 730 may also be different. This is because it may be more effective to induce various reactions for the plasma treatment, and to sequentially process the plasma in consideration of the order of the reactions, as mentioned in the aforementioned need for modularization.

나아가, 가스공급유닛들이 2 개보다 더 많은 경우에는 각각의 가스 공급관에 의해 공급되는 2차 가스의 종류, 농도 및 유량 중 적어도 어느 하나가 각각의 가스 공급관에 의해 공급되는 2차 가스 모두 다를 수도 있고, 이들 중 일부만 2차 가스의 종류, 농도 및 유량 중 적어도 어느 하나가 다를 수 있다.Furthermore, when there are more than two gas supply units, at least one of the type, concentration, and flow rate of the secondary gas supplied by each gas supply pipe may be different from the secondary gas supplied by each gas supply pipe. At least one of the type, concentration, and flow rate of the secondary gas may be different.

전극유닛들(602, 604, 702, 704) 각각은, 플라즈마 영역(A20)으로 유입되는 1차 가스(gas1)의 흐름과 대체로 평행하게 배치된다. 1차 가스(gas1)가 다공판(610, 710)을 통해 플라즈마 영역(A20)으로 유입되는 방향은 다공판(610, 710)의 수평방향과 교차하는 방향으로서, 예를 들면 화살표 603c, 603d, 703c, 703d 로 표시된 방향이다. 따라서, 전극유닛들(602, 604, 702, 704)은 다공판(610, 710)의 수평방향과 교차하는 방향으로 배치된다.Each of the electrode units 602, 604, 702, and 704 is disposed substantially parallel to the flow of the primary gas gas1 flowing into the plasma region A20. The direction in which the primary gas gas1 flows into the plasma region A20 through the porous plates 610 and 710 is a direction crossing the horizontal direction of the porous plates 610 and 710, for example, arrows 603c, 603d, Directions indicated by 703c and 703d. Therefore, the electrode units 602, 604, 702, and 704 are arranged in a direction crossing the horizontal direction of the porous plates 610 and 710.

플라즈마 발생 모듈(600)에서의 전극유닛(602, 604)은, 고주파 전압(RF)을 인가하기 위한 제1 전극(602)과 접지 전압(G)을 인가하기 위한 제2 전극(604)을 포함한다. 마찬가지로, 플라즈마 발생 모듈(700)에서의 전극유닛(예를 들면, 702, 704)은, 고주파 전압(RF)을 인가하기 위한 제1 전극(702)과 접지 전압(G)을 인가하기 위한 제2 전극(704)을 포함한다.The electrode units 602 and 604 in the plasma generating module 600 include a first electrode 602 for applying a high frequency voltage RF and a second electrode 604 for applying a ground voltage G. do. Similarly, the electrode units (eg, 702 and 704) in the plasma generation module 700 may include the first electrode 702 for applying the high frequency voltage RF and the second for applying the ground voltage G. Electrode 704.

이러한 전극유닛들(602, 604, 702, 704)에서, 전극유닛들 각각의 제1 전극(602, 702)이 이웃할 경우, 즉 고주파 전극(RF)을 인가하기 위한 제1 전극(602, 702)이 서로 이웃하도록 플라즈마 발생 모듈들(600, 700)이 배치되는 경우, 이러한 이웃하는 플라즈마 발생 모듈들(600, 700)은 이웃하는 전극(602, 702)을 서로 접착시키거나 공유할 수 있다.In the electrode units 602, 604, 702, and 704, when the first electrodes 602, 702 of each of the electrode units are adjacent to each other, that is, the first electrodes 602, 702 for applying the high frequency electrode RF. In the case where the plasma generating modules 600 and 700 are disposed such that the neighboring cells are adjacent to each other, the neighboring plasma generating modules 600 and 700 may bond or share the neighboring electrodes 602 and 702 with each other.

마찬가지로, 전극유닛들(602, 604, 702, 704)에서, 전극유닛들 각각의 제2 전극(604, 704)이 이웃할 경우, 즉 접지 전압(G)을 인가하기 위한 제2 전극(604, 704)이 서로 이웃하도록 플라즈마 발생 모듈들(600, 700)이 배치되는 경우, 이러한 이웃하는 플라즈마 발생 모듈들(600, 700)은 이웃하는 전극(604, 704)을 서로 접착시키거나 공유할 수 있다.Similarly, in the electrode units 602, 604, 702, 704, when the second electrodes 604, 704 of each of the electrode units are adjacent, that is, the second electrode 604, for applying the ground voltage G, is applied. When the plasma generating modules 600 and 700 are arranged such that the 704 is adjacent to each other, these neighboring plasma generating modules 600 and 700 may bond or share the neighboring electrodes 604 and 704 with each other. .

따라서, 단지 전극유닛들(602, 604, 702, 704)에 인가되는 전압 순서만을 살펴본다면, RF-G-RF-G(G-RF-G-RF), RF-G-RF, 또는 G-RF-G 일 수 있다.Thus, only looking at the voltage sequence applied to the electrode units 602, 604, 702, 704, RF-G-RF-G (G-RF-G-RF), RF-G-RF, or G- It may be RF-G.

도 6에서 플라즈마 발생 모듈들(600, 700) 간의 이격 거리에는 특별한 제한은 없고, 플라즈마 발생 모듈들(600, 700) 각각의 1차 및 2차 가스 영역(A10, A20)을 이루기 위한 측벽 및 하벽(즉, 다공판(610, 710)을 제외한 나머지 벽들)은 1차 가스(gas1) 및 2차 가스(gas20, gas21)가 각각의 충전 영역들(A10, A20)에 충전되어 영역 외부로 누출되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.There is no particular limitation on the separation distance between the plasma generating modules 600 and 700 in FIG. 6, and the side walls and the lower wall for forming the primary and secondary gas regions A10 and A20 of the plasma generating modules 600 and 700, respectively. (Ie, the remaining walls except for the porous plates 610 and 710), the primary gas gas1 and the secondary gas gas20 and gas21 are filled in the respective filling regions A10 and A20 so that they do not leak out of the region. It is preferable to be configured so as not to.

상기와 같은 모듈화를 통해 플라즈마 처리를 위한 여러가지 반응을 유도하고, 반응의 순서를 고려한 순차적인 플라즈마 처리를 더욱 효과적으로 수행할 수 있게 된다.Through the modularization as described above, it is possible to induce various reactions for the plasma treatment, and to perform the sequential plasma treatment in consideration of the order of the reactions more effectively.

본 발명에 따른 상압 플라즈마 발생장치는, 예를 들면, 반도체 장치 제조 공정 설비, LCD 제조 공정 설비, 표면처리 등에 다양하게 적용될 수 있다.The atmospheric pressure plasma generating apparatus according to the present invention can be applied to a variety of semiconductor device manufacturing process equipment, LCD manufacturing process equipment, surface treatment, and the like.

나아가, 본 발명에 따른 상압 플라즈마 발생장치는 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명 한 사실이라 할 것이다.Furthermore, the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously designed and applied without departing from the basic principles of the present invention. It is a self-evident fact to those who have.

도 1은 일반적인 상압 플라즈마 발생장치 중 특히, 상압 비열 플라즈마 발생장치의 개략도;1 is a schematic diagram of a general atmospheric pressure plasma generator, in particular an atmospheric pressure non-thermal plasma generator;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치를 개략적으로 보인 도면;2 is a schematic view of an atmospheric pressure plasma generator according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치에서 2차 가스 공급관의 다른 예를 설명하기 위한 도면;3 is a view for explaining another example of the secondary gas supply pipe in the atmospheric pressure plasma generator according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치에서 절환 스위치를 개략적으로 보인 도면;4 is a view schematically showing a switching switch in an atmospheric pressure plasma generator according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치의 전극부와 접지단 사이에 바이폴라 트랜지스터가 연결된 상태를 보인 도면; 및5 is a view illustrating a state in which a bipolar transistor is connected between an electrode portion and a ground terminal of an atmospheric pressure plasma generator according to an embodiment of the present invention; And

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상압 플라즈마 발생장치에서 플라즈마 발생 모듈을 포함하는 실시예를 보인 도면이다.6 is a view showing an embodiment including a plasma generating module in the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110, 210, 610, 710 : 다공판110, 210, 610, 710: perforated plate

120, 220, 620, 720 : 가스 혼합 방지판120, 220, 620, 720: Gas mixing prevention plate

102, 104, 106, 108, 235a, 235b, 602, 604, 702, 704 : 전극부(전극유닛)102, 104, 106, 108, 235a, 235b, 602, 604, 702, 704: electrode part (electrode unit)

gas1 : 1차 가스gas1: primary gas

gas20, gas21 : 2차 가스gas20, gas21: secondary gas

130a, 130b, 130c, 230a, 230b, 630, 730 : 2차 가스 공급관130a, 130b, 130c, 230a, 230b, 630, 730: secondary gas supply pipe

A10 : 1차 가스 영역A10: primary gas region

A20 : 플라즈마 영역A20: plasma region

A30 : 2차 가스 영역A30: secondary gas zone

600, 700 : 플라즈마 발생 모듈600, 700: plasma generation module

640, 740 : 1차 가스 공급관640, 740: primary gas supply pipe

650, 750 : 가스공급유닛650, 750: gas supply unit

Claims (21)

삭제delete 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키기 위한 전극부; 및An electrode unit for generating a plasma by applying a high frequency voltage to the primary gas; And 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 발생된 플라즈마 영역에서의 화학종과 반응하기 위한 2차 가스를 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함하고,A secondary gas supply pipe for supplying a secondary gas for reacting with the chemical species in the plasma region generated by applying a high frequency voltage to the primary gas, 상기 전극부는 상기 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 영역으로 유입되는 상기 1차 가스의 흐름에 평행하게 배치되고,The electrode unit is disposed in parallel to the flow of the primary gas flowing into the plasma region for generating the plasma, 상기 전극부는 고주파 전압 인가를 위한 전극과 접지 전압 인가를 위한 전극을 교대로 배치하여 구성되고, 상기 전극부를 구성하는 각각의 전극은 상기 1차 가스의 흐름에 대해 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.The electrode part is configured by alternately arranging an electrode for applying a high frequency voltage and an electrode for applying a ground voltage, and each electrode constituting the electrode part is disposed in parallel with each other with respect to the flow of the primary gas. Atmospheric pressure plasma generator. 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 상압 플라즈마 발생장치에 있어서:In an atmospheric pressure plasma generator for generating a plasma by applying a high frequency voltage to the primary gas: 상기 플라즈마가 발생되는 플라즈마 영역;A plasma region in which the plasma is generated; 상기 1차 가스가 충전되는 1차 가스 영역;A primary gas region filled with the primary gas; 상기 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하기 위한 2차 가스가 충전되는 2차 가스 영역;A secondary gas region filled with a secondary gas for reacting with the chemical species generated in the plasma region; 상기 1차 가스 영역과 상기 2차 가스 영역을 구획하는 가스 혼합 방지판;A gas mixing prevention plate partitioning the primary gas region and the secondary gas region; 상기 플라즈마 영역과 상기 1차 가스 영역을 구획하며, 상기 1차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 경로를 제공하는 다공판;A porous plate partitioning the plasma region and the primary gas region and providing a path for supplying the primary gas to the plasma region; 상기 플라즈마 영역으로 공급된 1차 가스에 상기 고주파 전압을 인가하기 위한 전극부; 및An electrode unit for applying the high frequency voltage to the primary gas supplied to the plasma region; And 상기 2차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.And a secondary gas supply pipe for supplying the secondary gas to the plasma region. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 2차 가스 공급관은, 상기 가스 혼합 방지판 및 상기 다공판을 관통하며, 일단은 상기 2차 가스 영역에 노출되고, 타단은 상기 플라즈마 영역에 노출되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.The secondary gas supply pipe passes through the gas mixing prevention plate and the porous plate, one end of which is exposed to the secondary gas region, and the other end of which is exposed to the plasma region. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 2차 가스 공급관은 상기 가스 혼합 방지판 및 상기 다공판을 관통하는 슬릿형 관으로서, 일단은 상기 2차 가스 영역에 노출되고, 타단은 상기 플라즈마 영역에 노출되되,The secondary gas supply pipe is a slit tube passing through the gas mixing prevention plate and the porous plate, one end of which is exposed to the secondary gas region and the other end of which is exposed to the plasma region. 상기 플라즈마 영역에 노출된 부분에는 2차 가스 유출공이 형성되는 것을 특 징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.Atmospheric pressure plasma generating apparatus characterized in that the secondary gas outlet hole is formed in the portion exposed to the plasma region. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극부는The electrode unit according to any one of claims 3 to 5, wherein the electrode unit 고주파 전압을 인가하기 위한 적어도 하나 이상의 제1 전극; 및At least one first electrode for applying a high frequency voltage; And 접지 전압을 인가하기 위한 적어도 하나 이상의 제2 전극을 포함하며,At least one second electrode for applying a ground voltage, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.And the first electrode and the second electrode are alternately arranged. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 제2 전극과 접지단 사이에 연결되는 바이폴라 트랜지스터를 포함하되,Including a bipolar transistor connected between the second electrode and the ground terminal, 상기 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터단은 상기 제2 전극에 연결되고, 에미터단은 상기 접지단에 연결되며, 베이스단에는 상기 제2 전극에 축적된 전하가 상기 접지단으로 흐르도록 하기 위한 소정의 베이스 전압이 선택적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.The collector terminal of the bipolar transistor is connected to the second electrode, the emitter terminal is connected to the ground terminal, and the base terminal has a predetermined base voltage for flowing the charge accumulated in the second electrode to the ground terminal. Atmospheric pressure plasma generator characterized in that the selectively applied. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 5, 상기 전극부는 적어도 하나 이상의 제1 전극과 적어도 하나 이상의 제2 전극을 포함하고,The electrode unit includes at least one first electrode and at least one second electrode, 상기 제1 전극에는 고주파 전압이 인가되고 상기 제2 전극에는 접지 전압이 인가되는 제1 작동모드와, 상기 제1 전극에는 상기 접지 전압이 인가되고 상기 제2 전극에는 상기 고주파 전압이 인가되는 제2 작동모드를 주기적으로 갖도록 스위칭하기 위한 절환 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.A first operation mode in which a high frequency voltage is applied to the first electrode and a ground voltage is applied to the second electrode, and a second in which the ground voltage is applied to the first electrode and the high frequency voltage is applied to the second electrode Atmospheric pressure plasma generator further comprises a switching switch for switching to have an operation mode periodically. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 전극부는 상기 슬릿형 관의 표면에 부착 또는 패터닝되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.And the electrode portion is attached or patterned to the surface of the slit tube. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 슬릿형 관은 유전체 재질이고, 상기 전극부는 상기 슬릿형 관의 내측에 부착 또는 패터닝되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.The slit tube is a dielectric material, the electrode portion is characterized in that the atmospheric pressure plasma generating apparatus is attached or patterned inside the slit tube. 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 상압 플라즈마 발생장치에 있어서:In an atmospheric pressure plasma generator for generating a plasma by applying a high frequency voltage to the primary gas: 상기 플라즈마가 발생되는 플라즈마 영역;A plasma region in which the plasma is generated; 상기 1차 가스가 충전되는 1차 가스 영역;A primary gas region filled with the primary gas; 상기 플라즈마 영역과 상기 1차 가스 영역을 구획하며, 상기 1차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 경로를 제공하는 다공판;A porous plate partitioning the plasma region and the primary gas region and providing a path for supplying the primary gas to the plasma region; 상기 플라즈마 영역으로 공급된 1차 가스에 상기 고주파 전압을 인가하기 위한 전극부; 및An electrode unit for applying the high frequency voltage to the primary gas supplied to the plasma region; And 상기 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응시킬 2차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.And a secondary gas supply pipe for supplying a secondary gas to be reacted with the chemical species generated in the plasma region to the plasma region. 1차 가스에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 모듈을 포함하는 상압 플라즈마 발생장치에 있어서:In the atmospheric pressure plasma generator comprising a plasma generating module for generating a plasma by applying a high frequency voltage to the primary gas: 상기 플라즈마 발생 모듈은,The plasma generation module, 상기 플라즈마 발생을 위한 플라즈마 영역으로 상기 1차 가스를 공급하고, 상기 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하도록 2차 가스를 공급하기 위한 가스공급유닛; 및A gas supply unit supplying the primary gas to the plasma region for generating the plasma and supplying the secondary gas to react with the chemical species generated in the plasma region; And 상기 플라즈마 영역으로 공급된 1차 가스에 상기 고주파 전압을 인가하기 위한 전극유닛을 포함하고,An electrode unit for applying the high frequency voltage to the primary gas supplied to the plasma region, 상기 플라즈마 발생 모듈은 두 개 이상이고,The plasma generating module is two or more, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 내의 각각의 가스공급유닛은Each gas supply unit in the two or more plasma generation modules 상기 1차 가스가 충전되는 1차 가스 영역;A primary gas region filled with the primary gas; 상기 플라즈마 영역에서 생성된 화학종과 반응하기 위한 2차 가스가 충전되는 2차 가스 영역;A secondary gas region filled with a secondary gas for reacting with the chemical species generated in the plasma region; 상기 1차 가스 영역과 상기 2차 가스 영역을 구획하는 가스 혼합 방지판; 및A gas mixing prevention plate partitioning the primary gas region and the secondary gas region; And 상기 플라즈마 영역과 상기 1차 가스 영역을 구획하며, 상기 1차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 경로를 제공하는 다공판을 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.And a porous plate that divides the plasma region and the primary gas region and provides a path for supplying the primary gas to the plasma region. 삭제delete 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 내의 각각의 전극유닛은 해당 플라즈마 발생 모듈 내의 플라즈마 영역으로 유입되는 상기 1차 가스의 흐름과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.And each electrode unit in the two or more plasma generating modules is disposed in parallel with the flow of the primary gas flowing into the plasma region in the plasma generating module. 청구항 14에 있어서,The method according to claim 14, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 내의 각각의 전극유닛은,Each electrode unit in the two or more plasma generation modules, 고주파 전압을 인가하기 위한 제1 전극; 및A first electrode for applying a high frequency voltage; And 접지 전압을 인가하기 위한 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.Atmospheric pressure plasma generating apparatus comprising a second electrode for applying a ground voltage. 청구항 15에 있어서,The method according to claim 15, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 중 서로 이웃하는 플라즈마 발생 모듈들은, 각각의 전극 유닛의 제1 전극 또는 제2 전극이 상기 서로 이웃하는 플라즈마 발생 모듈들에 의해 공유되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.Plasma generating modules adjacent to each other of the two or more plasma generating modules are arranged such that the first electrode or the second electrode of each electrode unit is shared by the neighboring plasma generating modules. Generator. 삭제delete 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들 내의 각각의 가스공급유닛은,Each gas supply unit in the two or more plasma generation modules, 상기 1차 가스 영역으로 상기 1차 가스를 공급하기 위한 1차 가스 공급관; 및A primary gas supply pipe for supplying the primary gas to the primary gas region; And 상기 2차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하기 위한 2차 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.And a secondary gas supply pipe for supplying the secondary gas to the plasma region. 청구항 18에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 2차 가스 공급관은, 상기 가스 혼합 방지판 및 상기 다공판을 관통하며, 일단은 상기 2차 가스 영역에 노출되고, 타단은 상기 플라즈마 영역에 노출되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.The secondary gas supply pipe passes through the gas mixing prevention plate and the porous plate, one end of which is exposed to the secondary gas region, and the other end of which is exposed to the plasma region. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들의 각각의 가스공급유닛들 중의 적어도 두 개 이상은,At least two or more of the gas supply units of each of the two or more plasma generation modules, 가스의 종류, 농도 및 유량 중 적어도 어느 하나가 상이한 2차 가스를 상기 플라즈마 영역으로 공급하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.Atmospheric pressure plasma generating apparatus characterized in that for supplying a secondary gas different from at least one of the type, concentration and flow rate of the gas to the plasma region. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12, 상기 두 개 이상의 플라즈마 발생 모듈들은,The two or more plasma generation modules, 전극의 재료, 전극의 형태, 전극간 간격, 및 전극에 인가되는 전력의 양태 중 적어도 어느 하나에 있어서 상이한 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.An atmospheric pressure plasma generator, characterized in that it differs in at least one of the material of an electrode, the form of an electrode, the space | interval between electrodes, and the aspect of the electric power applied to an electrode.
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