KR101541817B1 - 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 플라즈마 반응기에 관한 것으로서, 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서, 상기 배기가스가 유동하며, 유전체로 형성된 도관; 상기 도관 상에 설치되어, 상기 도관의 내부 공간과 차폐되는 제1 전극 및 상기 제1 전극과 이격되어 배치되며, 상기 제1 전극과 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극을 포함하고, 상기 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄이기 위하여 상기 제1 전극에는 슬릿 또는 개구부가 형성된다.

Description

공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 {Plasma reactor for purifying exhaust gas of the process facility}
본 발명은 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방전전류를 줄임으로써 전력소모를 줄일 수 있음과 아울러 배기가스 분해효율이 좋은 구조를 갖는 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기에 관한 것이다.
반도체, 디스플레이 장치, 태양전지 등의 제조공정에는 기능성 박막 형성, 건식식각 등과 같은 공정이 적용된다. 이러한 공정은 일반적으로 진공챔버에서 이루어지고, 기능성 박막형성에는 다양한 종류의 금속, 비금속 전구체들이 공정 가스로 이용되며, 건식식각에도 다양한 종류의 에칭 가스가 이용된다.
공정챔버를 배기하기 위한 시스템은 공정챔버, 진공펌프, 스크러버 등으로 이루어지는 각 구성요소들은 서로 배기라인을 통하여 연결된다. 이때, 공정챔버에서 배기되는 가스는 공정에 따라 차이가 있지만, 기체분자 혹은 에어로졸 상태의 미반응 전구체(precursor), 고체성 시드 크리스탈(seed crystal) 등을 포함할 수 있고, 비활성 가스를 캐리어 가스로 더 포함할 수 있다. 이러한 배기가스들은 배기라인을 따라 진공펌프로 유입되는데, 진공펌프의 내부에서는 100℃ 이상의 고온상태에서 배기가스들의 압축이 일어나므로, 배기가스들의 상변이가 쉽게 일어나 진공펌프 내부에 고체성 부산물이 쉽게 형성되고 축적되고, F, Cl 등을 포함하는 부식성 가스의 부산물들에 부식되어 진공펌프의 고장 원인이 된다.
배기가스에 의한 진공펌프 고장을 개선하기 위하여 진공펌프의 전단에 저압 플라즈마 장치를 추가하여 메인장비-저압 플라즈마 장치-진공펌프-스크러버 형태로 전체 배기시스템을 재구성하는 새로운 접근이 시도되어 좋은 효과를 얻고 있다. 한국등록특허 제1065013호는 AC 구동 전압을 인가하여 도관 장벽에 방전을 일으키는 방법으로 배기가스를 분해하는 플라즈마 반응기 기술을 개시하고 있다.
그런데 이러한 플라즈마 반응기는 플라즈마 방전 시 전력 소모가 크고 방전전류량도 많기 때문에 에너지 효율이 좋지 않은 문제점이 있다. 따라서 배기가스의 분해효율을 유지할 수 있으면서도 전력 소모 및 방전전류량을 줄여서 에너지 효율이 향상된 플라즈마 반응기의 개발이 필요하다.
본 발명은 방전전류를 줄임으로써 전력소모를 줄일 수 있음과 아울러 배기가스 분해효율이 좋은 구조를 갖는 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서, 상기 배기가스가 유동하며, 유전체로 형성된 도관; 상기 도관 상에 설치되어, 상기 도관의 내부 공간과 차폐되는 제1 전극 및 상기 제1 전극과 이격되어 배치되며, 상기 제1 전극과 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극을 포함하고, 상기 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄이기 위하여 상기 제1 전극에는 슬릿 또는 개구부가 형성되어 있는 플라즈마 반응기를 제공한다.
본 발명에 따른 플라즈마 반응기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나 이상은 면적을 줄일 수 있도록 슬릿 또는 개구부를 형성하여 플라즈마 방전 시 방전전류량을 감소시켜서 전력소모를 감소시킬 수 있어 플라즈마 반응기의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.
둘째, 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나 이상의 전극에 형성되는 슬릿 또는 개구부의 크기 혹은 개수로 면적을 조절할 수 있기 때문에 전력소모를 낮은 수준으로 유지함과 동시에 배기가스 분해효율이 낮아지는 것을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 공정챔버, 진공펌프, 스크러버 및 플라즈마 반응기의 연결 관계를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 플라즈마 반응기가 도시된 단면도이다.
도 4는 도 2에 따른 플라즈마 반응기 제1 전극의 다른 실시 형태가 도시된 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.
도 6은 도 5에 따른 플라즈마 반응기 제1 전극 및 제2 전극의 다른 실시 형태가 도시된 사시도이다.
도 7은 도 6에 따른 플라즈마 반응기 제1 전극 및 제2 전극의 다른 실시 형태가 도시된 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구성에 대한 구체적인 설명에 앞서, 상기 플라즈마 반응기(100)는 공정챔버(10)에서 배출되는 금속 전구체, 비금속 전구체 및 공정가스, 클리닝(cleaning) 가스의 부산물들을 포함하는 배기가스를 분해하도록 상기 공정챔버(10)와 진공펌프(30) 사이에 배치된다. 상기 공정챔버(10)내 배기가스가 상기 진공펌프(10)에 의해 배출되면 상기 플라즈마 반응기(100)에 의해 분해되고, 정화된 후 상기 진공펌프(30)로 유동된다. 그러나 상기 플라즈마 반응기(100)가 반드시 상기 공정챔버(10)와 상기 진공펌프(30) 사이에 배치되어야 하는 것은 아니다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 진공펌프(30)와 상기 스크러버(50) 사이에 배치될 수도 있다. 상기 플라즈마 반응기(100)를 복수 개 설치하여 상기 배기가스의 분해 및 정화 과정을 여러 번 반복할 수도 있다. 상기 공정챔버(10), 상기 플라즈마 반응기(100), 상기 진공펌프(30) 및 상기 스크러버(50)는 상호가 배기라인에 의해 연결된다.
상기 공정챔버(10)는 내부가 진공환경으로 조성되어 애싱(ashing), 증착, 식각, 사진, 세정 및 질화 등의 공정들을 수행한다. 본 실시예에서는 상기 공정챔버(10)에서 박막형성 또는 건식식각이 이루어지는 것을 예로 들어 설명한다.
미반응 금속성 전구체 분자들이 분해된 후 금속성 부산물을 형성하거나, 미반응 비금속성 전구체 분자들이 분해된 후 비금속성 부산물을 형성할 경우, 상기 진공펌프(30)의 내면 또는 상기 스크러버(50)의 내면에 축적되어 많은 문제점을 야기한다. 반응성 가스는, 상기 미반응 금속성 전구체 분자들 또는 상기 미반응 비금속 전구체 분자들이 분해 된 후, 금속성 부산물 또는 비금속성 부산물을 형성하지 않고 미세입자의 금속 산화물 또는 비금속 산화물을 형성하도록 유도한다. 또한, F 원자 또는 Cl 원자를 포함하는 미반응 공정가스 및 미반응 클리닝가스 분자들의 분해 시 생성되어, 상기 진공펌프(30)에 유입 시 상기 진공펌프(30) 내면에 형성된 금속 표면과 반응하여 부식/식각을 야기하는 활성화된 F- 혹은 Cl- 들을, HF, HCl, 금속원자 ??F-0, 금속원자 ??Cl-0 또는 금속원자 ??F-Cl-0 를 포함하는 비결정 합금 형태로 바꿔줄 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100)는 도관(110), 제1 전극(120), 제2 전극(130)들 및 하우징(140)을 포함한다. 먼저, 상기 플라즈마 반응기(100)의 상기 도관(110)은 상기 배기가스가 유동하는 유동 경로로서, 예시적으로 내부가 길이 방향을 따라 관통된 원통형으로 형성된다. 상기 도관(110)은 알루미나, 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 사파이어, 석영관, 유리관 등의 고유전체를 포함하는 유전체로 형성된다.
상기 제1 전극(120)은 상기 도관(110)외 외주면을 둘러싸도록 상기 도관(110)의 외주면에 외삽 설치되고, 상기 제2 전극(130)들과 상호 이격되어 있어 상기 제2 전극(130)들과의 사이에 플라즈마 방전을 일으킨다. 상기 제1 전극(120)은 상기 도관(110)의 외주면을 둘러싸며 설치될 수 있도록 튜브 형태로 형성된다. 일반적으로 상기 제1 전극(120)은 상기 제2 전극(130)들과의 사이에 플라즈마 방전이 일어날 수 있도록 구동전극의 기능을 한다. 따라서 상기 제1 전극(220)에 AC 전압이 인가된다. 도 2를 참조하면, 상기 제1 전극(120)은 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 길이가 길게 형성되나 이에 한정될 필요는 없다. 상기 도관(110)과 상기 제1 전극(120) 사이에는 튜브 구조의 완충부(미도시)가 삽입되어 있는데, 상기 완충부는 전기 전도성을 갖는 물질 또는 유전체로 형성되고, 상기 도관(110)과 상기 제1 전극(120)이 밀착될 수 있도록 탄성을 갖는다.
상기 제2 전극(130)들은 도 2 및 도 3에 따른 일 실시예에서는 상기 도관(110)의 일 단 또는 양 단부에 상기 도관(110)과 연통되게 연결된다. 본 실시예에서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도관(110)의 양 단부에 연통되게 연결된 것으로 설명한다. 전술에서 상기 제1 전극(120)은 AC 전압이 인가되는 구동 전극의 기능을 하므로, 상기 제2 전극(130)들은 상기 제1 전극(120)과 플라즈마 방전을 일으킬 수 있는 접지전극 기능을 한다. 따라서 상기 제2 전극(130)들은 금속체로 형성된다.
도 2 및 도 3에서는 상기 제2 전극(130)의 횡단면이 길이방향을 따라 점진적으로 작아지게 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 제2 전극의 횡단면이 길이 방향을 따라 균일하게 형성될 수도 있다. 상기 제2 전극(130)은 상기 도관(110)에 연결된 위치에 따라 배기가스 유입구(131) 또는 배기가스 배출구(132)가 형성된다. 본 실시예에서는 예시적으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 상기 제2 전극(130)에 상기 배기가스 유입구(131), 상기 배기가스 배출구(132)가 형성된다.
한편, 도 5 내지 도 7을 참조하여 보면, 상기 제2 전극(130, 130a, 130b)는 상기 도관(110)의 외주면에 외삽 설치될 수도 있다. 이 때, 상기 제2 전극(130, 130a, 130b)는 상기 제1 전극(120, 120a, 120b)와 설정 간격만큼 상호 이격되어 설치된다. 전술에서 상기 제1 전극(120, 120a, 120b)는 AC 전압이 인가되는 구동 전극이며, 제2 전극(130, 130a, 130b)는 상기 제1 전극(120, 120a, 120b)와의 사이에 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 접지전극이 된다고 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 예를 들어, 상기 제1 전극(120, 120a, 120b) 및 상기 제2 전극(130, 130a, 130b)에 모두 AC 전압이 인가되되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 하나에는 상대적으로 (+) 전압을 인가하고, 다른 하나에는 상대적으로 (-) 전압을 인가하여 두 전극부들 사이에 전압차를 주어 플라즈마 방전을 일으킬 수도 있다.
상기 배기가스는 상기 배기가스 유입구(131)를 통해 유입되어 상기 도관(110)으로 유동되고, 상기 도관(110) 내부에 일정 압력의 상기 배기가스가 존재하게 된다. 이때, 구동전극인 상기 제1 전극(120, 120a, 120b)에 AC 전압이 인가되면, 접지전극인 상기 제2 전극(130, 130a, 130b)들과의 사이에서 전자의 이동이 시작되며 배기가스를 분해하도록 플라즈마 방전이 발생된다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 하우징(140)은 상기 도관(110)의 외주면과, 상기 도관(110)의 외주면에 형성된 상기 제1 전극(120)을 보호하도록 상기 도관(110)을 감싼다. 상기 하우징(140)은 상기 도관(110)의 외주면과의 사이에 이격 공간을 형성한다.
본원발명에서는 상기 제1 전극(120) 및 상기 제2 전극(130) 중 적어도 어느 하나 이상의 전극이 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄임으로써 전력 소모를 줄일 수 있도록 면적이 줄어드는 구조로 형성된다. 즉, 상기 제1 전극(120)은 면적이 줄어들도록 슬릿 또는 개구부(125)가 형성된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 보면, 상기 제1 전극(120)에 복수 개의 개구부들(125)이 형성된다. 상기 제1 전극(120)의 구조에 대해 보다 상세히 살펴보면, 상기 제1 전극(120)은 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성되는 제1 둘레부(121), 상기 제1 둘레부(121)와 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되며 상기 제1 둘레부(121)와 마찬가지로 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성되는 제2 둘레부(122), 상기 제1 둘레부(121)와 상기 제2 둘레부(122)를 전기적으로 연결하며 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 제1 연결부(123)들, 상기 제1 둘레부(121)와 상기 제2 둘레부(122) 사이에 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 제2 연결부(124)들을 포함한다. 따라서 상기 복수 개의 개구부(125)들은 상기 제1 둘레부(121), 상기 제2 둘레부(122), 상기 제1 연결부(123)들 및 상기 제2 연결부(124)들에 의해 형성된다.
즉, 도 2를 참고하여 보면, 상기 복수 개의 개구부들 중 어느 하나의 상기 개구부(125)는 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제1 연결부(123)들 및 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제1 연결부(123)들을 가로지르며 상호 마주하는 한 쌍의 제2 연결부(124)들에 의해 형성된다. 다른 하나의 상기 개구부(125)를 살펴보면, 상기 개구부(125)는 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제2 연결부(124)들과 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제2 연결부(124)들의 일측을 가로지르는 상기 제1 둘레부(121) 및 상기 제1 둘레부(121)와 상호 마주하는 상기 제1 연결부(123)에 의해 형성된다. 이와 같은 상기 개구부(125)들은 도 2에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태의 배열로 배치되어 형성된다. 그리고 이와 같이 형성되는 상기 개구부(125)들은 직사각형의 형태로 형성된다. 그러나 상기 각 개구부(125)의 형태가 직사각형에 한정되는 것은 아니며, 보다 다양한 형태로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 제1 둘레부(121)와 상기 제2 둘레부(122)의 폭 너비는 같거나 다를 수 있으며, 상기 제1 연결부(123)와 상기 제2 연결부(124)의 폭 너비도 같거나 다를 수 있다. 상기 제1 둘레부(121)와 상기 제2 둘레부(122)의 폭, 상기 제1 연결부(123)와 상기 제2 연결부(124)의 폭 너비는 동일하게 형성되도록 한정될 필요 없이, 플라즈마 방전 시 전력소모 및 방전전류를 최소화할 수 있도록 제작자에 의해 다양하게 채택될 수 있다. 다만, 상기 제1 둘레부(121)와 상기 제2 둘레부(122)의 폭 너비는 플라즈마 방전 효율이 좋도록 동일하게 형성할 수 있다.
도 4에는 다른 실시 형태의 제1 전극(120`)가 도시되어 있다. 도 4를 참조하여 보면, 상기 제1 전극(120`)은 전술한 일 실시예에서 기재된 상기 개구부(125)들과 같이 매트릭스 배열로 배치되지 않는다. 본 실시예에서는 상기 개구부(124`)들이 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 배열된다. 도 4를 참조하여 상기 제1 전극(120`)의 구조를 보다 상세히 살펴보면, 상기 제1 전극(120`)은 제1 둘레부(121`), 제2 둘레부(122`) 및 연결부(123`)를 포함한다. 상기 제1 둘레부(121`)는 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성되며, 상기 제2 둘레부(122`)는 상기 제1 둘레부(121`)와 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되되 상기 제1 둘레부(121`)와 마찬가지로 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성된다. 상기 연결부(123`)는 상기 제1 둘레부(121`)와 상기 제2 둘레부(122`)를 연결하며, 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 형성된다.
따라서 본 실시예에서는 상호 마주하는 상기 제1 둘레부(121`), 상기 제2 둘레부(122`) 및 상기 제1 둘레부(121`)와 상기 제2 둘레부(122`)를 전기적으로 연결하며 상호 마주하는 한 쌍의 상기 연결부(123`)들에 의해 두개의 상기 개구부(124`)가 형성되며, 이러한 상기 개구부(124`)은 직사각형의 형태로 형성된다.
그러나 본 실시예에서도 상기 개구부(124`)의 형태는 직사각형의 형태에 한정되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에서도 상기 제1 둘레부(121`), 상기 제2 둘레부(122`) 및 상기 연결부(123`)의 폭 너비는 모두 동일하거나 서로 다를 수 있다. 상기 폭 너비는 제작자에 의해 상기 제2 전극(130)과의 사이에 발생되는 플라즈마 방전에 의해 배기가스 분해 효율이 유지되면서도 방전전류량이 줄어들 수 있는 범위에서 다양하게 채택될 수 있다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100a)가 도시된 것으로, 도 5에 도시된 상기 플라즈마 반응기(100a)는 전술한 일 실시예와 달리, 상기 제2 전극(130a)도 상기 도관(110)의 외주면 상에 상기 제1 전극(120a)와 이격되어 설치된다. 본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극(120a) 및 상기 제2 전극(130a)는 도 4에 도시된 상기 제1 전극(120`)와 동일한 형상으로 형성된다. 따라서 본 실시예에서의 상기 제1 전극(120a) 및 상기 제2 전극(130a)의 형상에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만. 상기 제1 전극(120a) 및 상기 제2 전극(130a)의 형상은 도 5에 도시된 바와 같은 형상에만 한정되지 않고 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 형상으로도 형성될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 플라즈마 반응기(100b)의 상기 제1 전극(120b) 및 상기 제2 전극(130b)이 다른 실시 형태로 형성된 것이 도시된 사시도이다. 도 6을 참조하여 보면, 상기 제1 전극(120b)과 상기 제2 전극(130b)은, 서로 거리가 먼 단부에 각각 제1 슬릿(124b)과 제2 슬릿(134b)이 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1 전극(120b)은 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성된 제1 둘레부(121b)에 상기 제2 전극(130b)을 마주하지 않는 단부에 상기 제1 슬릿(124b)이 형성된다. 그리고 상기 제2 전극(130b)은 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성된 제1 둘레부(131b)에 상기 제1 전극(120b)을 마주하지 않는 단부에 상기 제2 슬릿(134b)이 형성된다. 도 6에서와 같이 상기 제1 슬릿(124b)과 상기 제2 슬릿(134b)이 형성되는 이유는, 상기 제1 전극(120b)과 상기 제2 전극(130b) 사이에어 가까운 곳에서는 방전전압을 낮추기 위하여 슬릿 또는 개구부를 형성하지 않은 것이고, 서로 먼 곳에서는 방전전류를 감소시키기 위한 구조인 것이다.
한편, 도 7을 참조하여 보면 도 6에 도시된 플라즈마 반응기(100b)의 제1 전극(120b) 및 상기 제2 전극(130b)의 다른 실시 형태가 도시된 사시도인데, 여기서 상기 제1 전극(120b) 및 상기 제2 전극(130b)의 각각에 형성된 이그나이팅 전극(125b, 135b)을 더 포함한다. 상기 이그나이팅 전극(125b, 135b)은 상기 제1 전극(120b)과 상기 제2 전극(130b) 사이에 방전 개시 전압을 감소시키기 위하여 형성되는 것이다. 본 실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1 전극(120b)과 상기 제2 전극(130b) 중 어느 하나에만 형성되어도 무방하다.
따라서 도 6 및 도 7에 도시된 플라즈마 반응기(100b)는 상기 제1 전극(120b)과 상기 제2 전극(130b) 사이에서는 낮은 방전전압에도 플라즈마 방전이 잘 일어날 수 있으며, 상기 제1 슬릿(124b)과 상기 제2 슬릿(134b)이 형성된 부분에서 방전전류를 감소시켜 에너지 효율이 향상되는 효과를 가질 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 플라즈마 반응기(100c)가 도시된 사시도이다. 도 8에 도시된 상기 플라즈마 반응기(100c)에서 상기 제1 전극(120c)은 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 제1 전극부들(121c, 122c)과, 상기 복수 개의 제1 전극부들(121c, 122c)을 전기적으로 연결하는 도전성 연결부재(123c)를 포함한다. 상기 각 제1 전극부(121c, 122c)의 구조를 보다 상세히 살펴보면, 상기 제1 전극부는 일방이 개구되며 링 구조로 형성되는 방전부(121c)와, 상기 개구된 일방에 연장 형성되는 플랜지부(122c)를 포함한다.
그리고 전술한 상기 도전성 연결부재(123c)가 상기 각 제1 전극부의 상기 플랜지부(122c)에 끼운 상태로 체결부재, 예를 들어 볼트 등으로로 결합되며, 상기 제1 전극부들을 전기적으로 연결시키는 것이다. 다만, 체결부재에 의한 결합에 한정되지 않고, 용접 등에 의해서도 결합될 수 있다. 이러한 결합구조로 용이하게 전극부들이 서로 연결되므로 설치가 용이한 장점이 있다. 이렇게 연결된 상기 제1 전극부(120c)는 상기 도관(110)의 양 단에 연결된 상기 제2 전극(130c)과 플라즈마 방전을 일으킬 수 있다. 한편, 전술에서 상기 방전부(121c)의 링 구조는 원형 또는 다각형의 형태로 다양하게 형성될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 공정챔버 30: 진공펌프
50: 스크러버
100, 100`, 100a : 플라즈마 반응기
110: 도관 120, 120`, 120a, 120b, 120c: 제1 전극
121, 121`, 121a: 제1 둘레부 122, 122`, 122a: 제2 둘레부
123: 제1 연결부 124: 제2 연결부
123`, 123a: 연결부
125: 개구부 124`, 124a: 개구부
124b, 134b: 슬릿
130, 130`, 130a, 130b, 130c: 제2 전극

Claims (12)

  1. 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서,
    상기 배기가스가 유동하며, 유전체로 형성된 도관;
    상기 도관의 내부를 유동하는 상기 배기가스와의 접촉을 차단하기 위해 상기 도관의 내부공간과 차폐되도록 상기 도관의 외주면 상에 설치되는 제1 전극: 및
    상기 제1 전극과 이격되어 배치되며, 상기 제1 전극과 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극을 포함하고,
    상기 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄임으로써 전력 소모를 줄이기 위하여 상기 제1 전극의 면적이 줄어들도록 제1 전극에는 슬릿 또는 개구부가 형성되어 있는 플라즈마 반응기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극은,
    상기 도관의 길이 방향을 따라 상기 제1 전극과 이격된 상태로 상기 도관 상에 형성되고,
    상기 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄이기 위하여 상기 제2 전극에는 슬릿 또는 개구부가 형성되어 있는 플라즈마 반응기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬릿은 상기 제1 전극에 복수 개가 매트릭스 형태로 형성되어 있는 플라즈마 반응기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 도관의 외주면에 외삽 설치되는 플라즈마 반응기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 도관 및 상기 제1 전극을 감싸며, 상기 도관의 외주면 및 상기 제1 전극과의 사이에 이격 공간이 형성되는 하우징을 더 포함하는 플라즈마 반응기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 도관의 일 단 또는 양단에 상기 도관과 연통되게 연결되는 플라즈마 반응기.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    상기 도관의 둘레 방향을 따라 형성되는 제1 둘레부;
    상기 제1 둘레부와 상기 도관의 길이 방향을 따라 상호 이격되되, 상기 둘레 방향을 따라 형성되는 제2 둘레부; 및
    상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부를 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하는 플라즈마 반응기.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 전극은,
    상기 도관의 둘레 방향을 따라 형성되는 제1 둘레부;
    상기 제1 둘레부와 상기 도관의 길이 방향을 따라 상호 이격되되, 상기 둘레 방향을 따라 형성되는 제2 둘레부; 및
    상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부를 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하는 플라즈마 반응기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 도관의 외주면에 외삽 설치되되, 설정 간격만큼 상호 이격되고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극에서 서로 거리가 먼 단부에 각각 제1 슬릿과 제2 슬릿이 형성되어 있는 플라즈마 반응기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 방전 개시 전압을 감소시키기 위하여, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 하나 또는 둘 다에 형성되는 이그나이팅 전극을 더 포함하는 플라즈마 반응기.
  11. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    상기 도관의 길이 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 제1 전극부들; 및
    상기 제1 전극부들을 전기적으로 연결시키는 도전성 연결부재를 포함하는 플라즈마 반응기.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 각 제1 전극부는,
    일방이 개구되며, 링 구조로 형성되는 방전부; 및
    상기 개구된 일방에 연장 형성되는 플랜지부를 포함하며,
    상기 도전성 연결부재는 상기 복수 개의 제1 전극부들의 플랜지부들에 체결부재로 결합되는 플라즈마 반응기.
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