KR101196966B1 - Atmospheric plasma equipment and waveguide for the same - Google Patents

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Abstract

상압 플라즈마 장치 및 이를 위한 도파관이 제공된다.
본 발명에 따른 상압 플라즈마 장치는 전자기파를 공급하는 발진기과, 상기 발진기로부터 입사된 상기 전자기파가 전송되는 도파관을 포함하는 상압 플라즈마 장치에 있어서, 상기 도파관은 적어도 하나 이상의 높이 단차를 가지며, 최종 낮은 높이부를 포함하는 도파관 영역에서 플라즈마가 발생되며, 상압 플라즈마 장치는 하나 이상의 높이 단차를 갖는 도파관을 통하여 인가되는 집중 효과와, 발생한 플라즈마를 안정되게 유지하는 효과를 동시에 달성시킬 수 있다. An atmospheric pressure plasma apparatus and a waveguide therefor are provided.
In the atmospheric plasma apparatus according to the present invention, an atmospheric pressure plasma apparatus including an oscillator for supplying electromagnetic waves and a waveguide through which the electromagnetic waves incident from the oscillator are transmitted, wherein the waveguide has at least one height step and includes a final low height portion. The plasma is generated in the waveguide region, and the atmospheric pressure plasma apparatus may simultaneously achieve the concentrated effect applied through the waveguide having one or more height steps and the effect of stably maintaining the generated plasma.

Description

상압 플라즈마 장치 및 이를 위한 도파관{Atmospheric plasma equipment and waveguide for the same}Atmospheric plasma equipment and waveguide for the same

본 발명은 상압 플라즈마 장치 및 이를 위한 도파관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나 이상의 높이 단차를 갖는 도파관을 통하여 인가되는 집중 효과와, 발생한 플라즈마를 안정되게 유지하는 효과를 동시에 달성시킬 수 있는 상압 플라즈마 장치 및 이를 위한 도파관에 관한 것이다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma apparatus and a waveguide therefor, and more particularly, an atmospheric pressure plasma apparatus capable of simultaneously achieving a concentrated effect applied through a waveguide having one or more height steps and a stable maintaining of generated plasma. And it relates to a waveguide for this.

종래의 플라즈마 발생장치는 전자파를 전송하는 도파관과, 플라즈마 임피던스를 조정하는 3-스터브와, 플라즈마가 발생되어지는 플라즈마 발생부를 포함하며, 플라즈마 발생부에는 방전관이 구비된다. 상기 도파관으로 전자파가 전달되면, 상기 도파관의 플라즈마 발생부에는 전계가 집중되고 플라즈마가 발생된다. The conventional plasma generator includes a waveguide for transmitting electromagnetic waves, a 3-stub for adjusting plasma impedance, and a plasma generator for generating plasma, and the plasma generator includes a discharge tube. When electromagnetic waves are delivered to the waveguide, an electric field is concentrated in the plasma generating unit of the waveguide and plasma is generated.

따라서, 도파관은 전계를 얼마나 효과적으로 집중시킬 수 있는가가 중요한 설계 요인으로 작용한다. Therefore, how effectively the waveguide can concentrate the electric field is an important design factor.

도파관의 구조는 종래의 직사각형 형태의 플랫(flat)한 구조에서, 점차 그 높이가 줄어드는 구조로 발전되었다. The structure of the waveguide has been developed from a flat structure having a conventional rectangular shape to gradually decrease in height.

도 1은 대한민국 공개특허공보 10-2008-0033408호(이하 선행기술)에 개시된 플라즈마 반응기의 전체 모식도이다.1 is an overall schematic diagram of a plasma reactor disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0033408 (hereinafter referred to as prior art).

도 1을 참조하면, 상기 선행기술에 따른 플라즈마 반응기는 도파관에서 인가되는 전계(전자기파)를 밀집시키기 위하여 높이가 소정 각도로 줄어드는 테이퍼된 형상을 가지며, 상기 도파관의 후단에는 전기장이 인가되어 플라즈마가 발생하는 반응기 챔버가 구비된다. 하지만, 선행 기술은 반사되는 전자파를 최소화하기 위한 구성으로 테이퍼된 도파관을 개시하나, 실제 플라즈마가 발생하는 챔버에서의 실제 전기장의 집중 효과는 도파관 후단에 비하여 감소하는 문제가 있다.
Referring to Figure 1, the plasma reactor according to the prior art has a tapered shape in which the height is reduced to a predetermined angle in order to dense the electric field (electromagnetic waves) applied from the waveguide, an electric field is applied to the rear end of the waveguide to generate a plasma Reactor chamber is provided. However, the prior art discloses a tapered waveguide in a configuration for minimizing reflected electromagnetic waves, but the concentration effect of the actual electric field in the chamber in which the actual plasma is generated is reduced compared to the rear end of the waveguide.

따라서 본 발명이 해결하려는 과제는 상대적으로 보다 낮은 전력으로도 전기장 집중을 극대화시킬 수 있는 새로운 구조의 도파관과, 이를 이용한 상압 플라즈마 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a waveguide having a new structure capable of maximizing electric field concentration even with relatively lower power, and an atmospheric pressure plasma apparatus using the same.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전자기파를 공급하는 발진기과, 상기 발진기로부터 입사된 상기 전자기파가 전송되는 도파관을 포함하는 상압 플라즈마 장치에 있어서, 상기 도파관은 적어도 하나 이상의 높이 단차를 가지며, 최종 낮은 높이부를 포함하는 도파관 영역에서 플라즈마가 발생되는, 상압 플라즈마 장치를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention is an atmospheric pressure plasma apparatus comprising an oscillator for supplying electromagnetic waves and a waveguide through which the electromagnetic wave incident from the oscillator is transmitted, wherein the waveguide has at least one height step, the final low height Provided is an atmospheric pressure plasma apparatus in which plasma is generated in a waveguide region including a portion.

본 발명의 일 실시예에서 플라즈마가 발생하는 낮은 높이부의 높이는 상기 전자기파가 입사되는 도파관의 최초 높이보다 낮으며, 상기 도파관의 높이 단차 중 적어도 어느 하나는 소정 각도만큼 연속적으로 높이가 감소하는 테이퍼 구조로 구현된다. In an embodiment of the present invention, the height of the low height portion in which the plasma is generated is lower than the initial height of the waveguide to which the electromagnetic wave is incident, and at least one of the height steps of the waveguide has a tapered structure in which the height is continuously decreased by a predetermined angle. Is implemented.

본 발명의 또 다른 일 실시예에서 상기 도파관의 높이 단차 중 적어도 어느 하나는 90도로 높이가 감소되며, 본 발명의 또 다른 일 실시예에서 상기 낮은 높이부는 테이퍼 구조로 높이가 감소된다. In another embodiment of the present invention, at least one of the height steps of the waveguide is reduced in height by 90 degrees, and in another embodiment of the present invention, the low height portion is reduced in height by a tapered structure.

본 발명의 또 다른 일 실시예에서 상기 높이 단차는 모두 소정 각도만큼 연속적으로 높이가 감소하는 테이퍼 구조로 모두 구현된다. In another embodiment of the present invention, all of the height steps are all implemented in a tapered structure in which the height decreases continuously by a predetermined angle.

본 발명은 또한 이중 테이퍼 구조의 도파관으로서, 상기 테이퍼 도파관은 The present invention also provides a double tapered waveguide, wherein the tapered waveguide

소정 높이의 제 1 높은 높이부; 상기 제 1 높은 높이부의 단부에 연결되어 소정각도로 높이가 감소하는 제 1 테이퍼부; 상기 제 1 테이퍼부 단부에 연결된 제 2 높은 높이부; 상기 제 2 높은 높이부의 단부에 연결된 제 2 테이퍼부; 및 상기 제 2 테이퍼부의 단부에 연결된 낮은 높이부를 포함하는 도파관을 포함하는 상압 플라즈마 장치를 제공한다.A first high height portion of a predetermined height; A first taper portion connected to an end portion of the first high height portion and decreasing in height at a predetermined angle; A second high height connected to the first tapered end; A second taper portion connected to an end of the second high height portion; And a waveguide including a low height portion connected to an end portion of the second tapered portion.

본 발명에서 플라즈마는 상기 낮은 높이부 또는 제 2 테이퍼부 또는 그 경계 영역에서 발생하며, 상기 제 2 높이부의 높이는 상기 제 1 테이퍼부의 단부 높이보다 더 클 수 있다.In the present invention, the plasma is generated in the low height portion or the second tapered portion or the boundary region thereof, and the height of the second height portion may be larger than the end height of the first tapered portion.

본 발명에서 상기 제 2 높은 높이부는 소정 크기 이상의 길이를 갖거나, 0의 길이를 가질 수 있다. In the present invention, the second high height may have a length greater than or equal to a predetermined size or have a length of zero.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 상술한 상압 플라즈마 장치에 사용되는 구조의 도파관를 제공한다.The present invention provides a waveguide having a structure used in the above-mentioned atmospheric pressure plasma apparatus to solve the above problems.

본 발명에 따른 상압 플라즈마 장치는 2 개 이상의 높이 단차를 갖는 도파관을 통하여 인가되는 집중 효과와, 발생한 플라즈마를 안정되게 유지하는 효과를 동시에 달성시킬 수 있다. The atmospheric pressure plasma apparatus according to the present invention can simultaneously achieve the concentrated effect applied through the waveguide having two or more height steps and the effect of stably maintaining the generated plasma.

도 1은 대한민국 공개특허공보 10-2008-0033408호(이하 선행기술)에 개시된 플라즈마 반응기의 전체 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 도파관의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 도파관의 단면도이다.1 is an overall schematic diagram of a plasma reactor disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0033408 (hereinafter referred to as prior art).
2 is a view showing a cross section of the waveguide according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a waveguide according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a waveguide according to another embodiment of the present invention.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. In addition, the terms "... unit", "... unit", "module", "block", etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which means hardware, software, or hardware. And software.

본 발명은 1 개 이상의 높이 단차를 갖는 도파관을 통하여 인가되는 집중 효과와, 발생한 플라즈마를 안정되게 유지하는 효과를 동시에 달성시킬 수 있다.The present invention can simultaneously achieve the concentration effect applied through the waveguide having one or more height steps and the effect of stably maintaining the generated plasma.

여기에서 높이는 전자기파가 인가되는 도파관의 일 방향에서의 길이를 의미하고, 낮은 높이는 그 길이가 짧아져서 전자기파가 집중되는 영역을 의미한다. Here, the height means the length in one direction of the waveguide to which the electromagnetic wave is applied, and the low height means the area where the electromagnetic wave is concentrated due to the shortening of the length.

본 발명자는 종래 기술과 같이 그 높이가 연속적으로 또는 비연속적으로 감소하는 도파관의 경우, 평행한 도파관에 비하여 전자기파의 집중 효과가 발생하는 점은 인정되나, 그 효과가 생각보다 크지 않다는 점에 주목하였고, 이를 개선하고자 적어도 하나 이상의 높이 단차를 도파관에 구비시킴으로써, 공명(resonance)에 의한 전자기파 집중 효과를 극대화시킴과 동시에, 최종적으로 전자기파가 반사되는 도파관 단부에 낮은 높이부를 구성하고, 상기 낮은 높이부를 포함하는 영역에서 플라즈마를 발생시켜, 전자기파의 밀집, 집중과 동시에 개선된 플라즈마 안정성을 동시에 달성하였다. 본 명세서에서 사용되는 높이 단차는 도파관의 높이가 줄어들었다가 다시 커지는 기술적 구성으로서, 높이가 낮아지는 일 부분과 높아지는 일 부분을 포함하는 구조를 의미한다.The inventors noted that, in the case of waveguides whose height is continuously or discontinuously reduced as in the prior art, it is recognized that the concentration effect of electromagnetic waves occurs as compared with parallel waveguides, but the effect is not as great as expected. In order to improve this, at least one height step is provided in the waveguide, thereby maximizing the electromagnetic wave concentration effect due to resonance, and at the same time, forming a low height portion at the end of the waveguide where the electromagnetic wave is reflected and including the low height portion. Plasma was generated in the region to achieve improved plasma stability simultaneously with the concentration and concentration of electromagnetic waves. As used herein, the height step is a technical configuration in which the height of the waveguide decreases and then increases again, and refers to a structure including a portion in which the height is lowered and a portion in which the height is increased.

상기 기술적 구성으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관은 최초의 도파관 높이보다 낮은 높이의 최종 도파관 단부를 포함하며, 그 사이에 적어도 1개 이상의 높이 단차를 두게 된다. 상술한 바와 같이 본 명세서에서의 높이 단차는 높이가 줄어든 후, 다시 커지는 구조를 의미한다. With the above technical configuration, the waveguide according to an embodiment of the present invention includes a final waveguide end of a height lower than the original waveguide height, with at least one height step therebetween. As described above, the height step in the present specification means a structure that grows again after the height decreases.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관의 단면을 나타내는 도면이다. 하지만, 본 발명은 하기의 도파관 형상에 그 범위가 한정되지 않는다.2 is a view showing a cross section of the waveguide according to an embodiment of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following waveguide shapes.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 도파관(200)은 이중 테이퍼 구조로서, 상기 도파관(200)은 먼저 마그네트론과 같은 발진기로부터 발생한 전자기파가 인가되는 제 1 높은 높이부(210)와 상기 제 1 높은 높이부(210)의 단부와 연결되어, 소정각도로 그 높이가 감소되는 제 1 테이퍼부(220)를 포함한다. 상기 제 1 테이퍼부(220)를 거치면서, 전자기파는 집중, 밀집된다. Referring to FIG. 2, the waveguide 200 according to the present invention has a double tapered structure. The waveguide 200 may include a first high height 210 and a first high height to which electromagnetic waves generated from an oscillator such as a magnetron are first applied. It is connected to the end of the height portion 210, and includes a first tapered portion 220 whose height is reduced at a predetermined angle. While passing through the first taper 220, electromagnetic waves are concentrated and concentrated.

상기 제 1 테이퍼부(220) 후단의 단부(여기에서 후단은 전자기파가 인가되는 방향에서의 후단을 의미한다)에는 다시 소정 길이의 평행한 구조의 제 2 높이부(230)가 구비되며, 제 1 높이부-테이퍼부-제 2 높이부를 거치면서 도파관의 높이는 줄어들었다가 다시 커지게 된다(높이 단차 발생). 이로써, 제 1 테이퍼부(220)에서 밀집, 집중된 전자기파는 제 2 높이부(230)에서 공진 효과를 발생하게 되는데, 종래의 소정 각도로 줄어들기만 하는 도파관은 에너지가 밀집되어 반사되면 도파관 끝에서 끝까지 반사되어 가지만, 본 발명에 따른 도파관은 반사된 에너지가 반사되는 방향에서 볼 때 두 번째로 높이가 줄어든 부분(도 2에서는 제 1 테이퍼부 후단)에 의해 더 이상 반사가 진행되지 못하게 된다. 그 결과 인가되는 방향에서 첫 번째로 높이가 줄어든 부분(제 1 테이퍼부 이내)에서만 전자기파가 보다 밀집하게 된다. 따라서, 두 번째로 높이가 줄어든 부분(제 2 테이퍼부) 위치에 따라 전기장의 세기가 달라짐으로 보아 특정 파장 부분을 집중 또는 소멸시킴으로써 첫 번째로 줄어든 높이부에서 보다 강한 전기장이 나타나며, 이는 결국 전체적인 전기장 세기 증가로 이어진다. 제 2 높이부의 높이는 다양하게 구성할 수 있으나, 공진 효과 측면에서 볼 때 적어도 제 1 도파관 후단의 높이(h1) 보다 큰 것이 바람직하다.An end of the rear end of the first tapered part 220 (the rear end means a rear end in a direction in which electromagnetic waves are applied) is again provided with a second height 230 having a parallel structure having a predetermined length. Through the height-taper-second height, the waveguide's height is reduced and then increased again (height height). As a result, the concentrated and concentrated electromagnetic waves in the first taper portion 220 generate a resonance effect in the second height portion 230. The waveguides that are reduced to a predetermined angle in the related art have energy concentrated and reflected from the end of the waveguide to the end. Although reflected, the waveguide according to the present invention is prevented from further reflecting by the second-reduced portion (after the first tapered portion in FIG. 2) when viewed in the direction in which the reflected energy is reflected. As a result, the electromagnetic waves are more concentrated only in the first reduced portion (within the first tapered portion) in the applied direction. Therefore, as the intensity of the electric field varies with the position of the second reduced portion (second tapered portion), a stronger electric field appears at the first reduced height by concentrating or dissipating a specific wavelength portion, which in turn results in an overall electric field. Leads to an increase in intensity. The height of the second height portion may be configured in various ways, but it is preferable that the height of the second height portion is greater than at least the height h1 of the rear end of the first waveguide.

상기 제 2 높이부(230)의 후단에는 다시 제 2 테이퍼부(240)이 구비되는데, 이로써 제 2 높이부(230)를 거친 전자기파는 다시 집중되며, 상기 제 2 테이퍼부(240) 후단에 연결된 낮은 높이부(350)에서 전자기파가 집중되며, 이때 도파관의 최종 단부(250a)에서 반사된 전자기파와 두 개의 높이 단차(제 1 높이부와 제 1 테이퍼부, 제 2 높이부와 제 2 테이퍼부)를 거치면서 극대화된 전자기파는 상기 낮은 높이부(250)에서 집중, 극대화된다.The second end of the second height portion 230 is provided with a second taper portion 240, whereby the electromagnetic wave passing through the second height portion 230 is concentrated again, connected to the rear end of the second taper portion 240 Electromagnetic waves are concentrated at the lower height 350, where the electromagnetic waves reflected from the end end 250a of the waveguide and the two height steps (first height and first taper, second height and second taper) The electromagnetic wave maximized while going through is concentrated and maximized at the low height 250.

도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 도파관의 단면도로서, 상기 제 2 높이부는 소정의 길이를 구비하지 않으며, 연속적인 이중 테이퍼 구조를 갖는다. 즉, 제 1 높이부(210)과 제 1 테이퍼부(220)를 포함하며, 제 1 테이퍼부(220)의 단부에 바로 제 2 테이퍼부(230)이 구비된다. 즉, 상기 구성에서 제 2 높이부의 길이는 0가 되나, 도 2와 동일하게 1 개의 높이 단차(높이가 줄어든 후 다시 커지는 구성)가 구성됨을 알 수 있다.3 is a cross-sectional view of a waveguide according to another embodiment of the present invention, wherein the second height portion does not have a predetermined length and has a continuous double tapered structure. That is, the first tapered portion 210 and the first tapered portion 220 is included, and the second tapered portion 230 is directly provided at the end of the first tapered portion 220. That is, in the above configuration, the length of the second height portion is 0, but as shown in FIG.

도 2와 3에서는 도파관의 높이 단차를 테이퍼 구조로써 구현한 기술적 구성을 개시한, 테이퍼 구조가 아닌 90도 각도로 단순히 높이 단차를 두는 것도 가능하다. 2 and 3 it is also possible to simply put the height step at a 90-degree angle rather than the taper structure, which discloses a technical configuration in which the height step of the waveguide is implemented as a tapered structure.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 도파관의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a waveguide according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 도파관은 제 1 높이부(410)와 제 2 높이부(430) 사이에 또 다른 낮은 높이부(420)가 구비된다. 즉, 90도 각도로 감소되는 낮은 높이부를 거치면서, 전자기파는 정류되며, 보다 큰 높이의 제 2 높이부(430)에서 전자기파의 공명, 공진 효과가 발생한다. Referring to FIG. 4, the waveguide is provided with another low height 420 between the first height 410 and the second height 430. That is, the electromagnetic wave is rectified while the low height portion is reduced at an angle of 90 degrees, and the resonance and resonance effects of the electromagnetic wave occur at the second height portion 430 having a larger height.

이후, 제 2 높이부(430) 후단에는 테이퍼부(440)가 구비되며, 이를 거치면서 공명, 공진된 전자기파는 집중된다. 상기 테이퍼부(440) 후단에는 다시 제 2 낮은 높이부(450)이 구비되며, 단부에서 반사된 전자기파와 테이퍼부를 거치면서 집중된 전자기파는 낮은 높이부에서 집중된다. Thereafter, a tapered portion 440 is provided at the rear end of the second height portion 430, and the resonance and resonant electromagnetic waves are concentrated while passing through the tapered portion 440. The second lower height part 450 is provided at the rear end of the taper part 440 again, and the electromagnetic waves concentrated at the lower part are concentrated at the lower height part.

따라서, 본 발명에 따른 상압 플라즈마 장치의 플라즈마 발생 영역(지점)은 다단의 높이 단차를 갖는 도파관의 마지막에 구비된 낮은 높이부 전부 또는 적어도 그 일부를 포함하는 영역이 된다. 이로써, 생성된 플라즈마가 공정 가스의 유량 변화 등에도 불구하고, 안정되게 유지될 수 있다. Therefore, the plasma generating region (point) of the atmospheric pressure plasma apparatus according to the present invention becomes an area including all or at least a part of the low height provided at the end of the waveguide having the multi-step height step. As a result, the generated plasma can be stably maintained despite the change in the flow rate of the process gas.

이와 같이 높이 단차는 소정 각도로 일정 길이 동안 높이가 감소하는 테이퍼 구조 또는 90도로 감소되는 직각 구조의 형태로 구현될 수 있으며, 적어도 최초의 높이 단차부를 거친 전자기파는 최초 높이 단차부보다 더 큰 체적의 영역으로 진입하게 된다. 본 발명은 더 나아가 1 개 이상의 높이 단차를 가지며, 도파관의 최종 낮은 높이부에서 플라즈마가 발생하는, 임의의 모든 도파관을 본 발명의 범위로 청구한다.As such, the height step may be implemented in the form of a tapered structure that decreases in height for a predetermined length at a predetermined angle or a right angle structure that is reduced by 90 degrees. You will enter the area. The present invention further claims within the scope of the present invention any and all waveguides having one or more height steps and in which plasma is generated at the final low height of the waveguide.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조의 도파관에 대한 실험 결과를 나타내며, 도 6은 단순히 높이가 연속적으로 감소하는 도파관에 대한 결과를 나타낸다.Figure 5 shows the experimental results for the waveguide of the structure according to an embodiment of the present invention, Figure 6 simply shows the results for the waveguide with a continuous decrease in height.

도 5 및 6을 참조하면, 본 발명에 따라 1 개 이상의 높이 단차를 갖는 도파관의 끝 부분(즉, 낮은 높이부를 포함하는 테이퍼부)에서 발생한 플라즈마의 세기(도면의 E-filed에 대응됨)가 높이단차 없이 연속적으로 높이가 감소하는 종래기술에 따른 도파관에 비하여 보다 월등히 높다는 것을 알 수 있다.
5 and 6, the intensity (corresponding to E-filed in the drawing) of the plasma generated at the end of the waveguide having one or more height steps (i.e., the tapered portion including the low height portion) according to the present invention It can be seen that it is much higher than the waveguide according to the prior art, which continuously decreases in height without height step.

Claims (12)

전자기파를 공급하는 발진기와, 상기 발진기로부터 입사된 상기 전자기파가 전송되는 도파관을 포함하는 상압 플라즈마 장치에 있어서,
적어도 하나 이상의 높이 단차를 갖는 상기 도파관은 높은 높이부 및 낮은 높이부를 포함하며, 상기 도파관을 통하여 전송되는 전자기파에 의하여 상기 도파관의 낮은 높이부에서 플라즈마가 발생하는, 상압 플라즈마 장치.An atmospheric pressure plasma apparatus comprising an oscillator for supplying electromagnetic waves and a waveguide through which the electromagnetic waves incident from the oscillator are transmitted.
The waveguide having at least one height step includes a high height portion and a low height portion, wherein the plasma is generated at a low height portion of the waveguide by electromagnetic waves transmitted through the waveguide. 제 1항에 있어서,
플라즈마가 발생하는 낮은 높이부의 높이는 상기 전자기파가 입사되는 도파관의 최초 높이보다 낮은, 상압 플라즈마 장치.The method of claim 1,
And a height of a low height portion at which plasma is generated is lower than an initial height of the waveguide to which the electromagnetic wave is incident. 제 1항에 있어서,
상기 도파관의 높이 단차 중 적어도 어느 하나는 연속적으로 높이가 감소하는 테이퍼 구조로 구현된, 상압 플라즈마 장치.The method of claim 1,
At least one of the height step of the waveguide is implemented in a tapered structure that continuously decreases in height, atmospheric pressure plasma apparatus. 제 1항에 있어서,
상기 도파관의 높이 단차 중 적어도 어느 하나는 90도로 높이가 감소되는 구조로 구현된, 상압 플라즈마 장치.The method of claim 1,
At least one of the height step of the waveguide is implemented in a structure in which the height is reduced to 90 degrees, atmospheric pressure plasma apparatus. 제 3항에 있어서,
상기 낮은 높이부는 테이퍼 구조로 높이가 감소된, 상압 플라즈마 장치.The method of claim 3, wherein
The low pressure portion has a tapered structure, the height is reduced, atmospheric pressure plasma apparatus. 제 3항에 있어서,
상기 높이 단차는 연속적으로 높이가 감소하는 테이퍼 구조로 모두 구현된, 상압 플라즈마 장치.The method of claim 3, wherein
The height step is all implemented in a tapered structure that continuously decreases in height, atmospheric pressure plasma apparatus. 제 3항에 있어서,
상기 도파관은 이중 테이퍼 구조를 가지며,
상기 테이퍼 도파관은
소정 높이의 제 1 높은 높이부;
상기 제 1 높은 높이부의 단부에 연결되어 소정각도로 높이가 감소하는 제 1 테이퍼부;
상기 제 1 테이퍼부 단부에 연결된 제 2 높은 높이부;
상기 제 2 높은 높이부의 단부에 연결된 제 2 테이퍼부; 및
상기 제 2 테이퍼부의 단부에 연결된 낮은 높이부를 포함하는,
, 상압 플라즈마 장치. The method of claim 3, wherein
The waveguide has a double tapered structure,
The tapered waveguide is
A first high height portion of a predetermined height;
A first taper portion connected to an end portion of the first high height portion and decreasing in height at a predetermined angle;
A second high height connected to the first tapered end;
A second taper portion connected to an end of the second high height portion; And
A low height portion connected to an end of the second tapered portion,
, Atmospheric pressure plasma apparatus. 제 7항에 있어서,
플라즈마는 상기 낮은 높이부 또는 제 2 테이퍼부 또는 그 경계 영역에서 발생하는, 상압 플라즈마 장치.8. The method of claim 7,
And plasma is generated at the low height portion or the second tapered portion or a boundary region thereof. 제 7항에 있어서,
상기 제 2 높은 높이부의 높이는 상기 제 1 테이퍼부의 단부 높이보다 더 큰, 상압 플라즈마 장치.8. The method of claim 7,
And the height of the second high height portion is greater than the end height of the first tapered portion. 제 7항에 있어서,
상기 제 2 높은 높이부는 수평 방향으로의 길이를 갖는, 상압 플라즈마 장치.8. The method of claim 7,
And the second high height portion has a length in the horizontal direction. 삭제delete 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 상압 플라즈마 장치용 도파관.
A waveguide for an atmospheric pressure plasma apparatus according to any one of claims 1 to 10.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003196980A (en) 1989-12-08 2003-07-11 Hitachi Ltd Semiconductor device
JP2004031509A (en) 2002-06-24 2004-01-29 Ulvac Japan Ltd Atmospheric pressure plasma processing method and apparatus using microwave

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003196980A (en) 1989-12-08 2003-07-11 Hitachi Ltd Semiconductor device
JP2004031509A (en) 2002-06-24 2004-01-29 Ulvac Japan Ltd Atmospheric pressure plasma processing method and apparatus using microwave

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2785153A2 (en) 2013-03-27 2014-10-01 Triple Cores Korea Co., Ltd. Plasma waveguide using step part and block part

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