KR101541854B1 - 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기에 관한 것으로서, 하나 또는 복수 개 구비되는 진공펌프에 의해 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서, 상기 배기가스가 유동하는 도관; 상기 도관과의 사이에 이격 공간이 형성되도록 상기 도관의 내부에 배치되는 내부관; 상기 내부관에 설치되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부와 상호 이격되게 설치되며, 상기 제1 전극부와 플라즈마 방전을 일으키는 제2 전극부를 포함한다.
Description
본 발명은 플라즈마 반응기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 방전을 일으키는 전극부들을 도관 내에 구비할 수 있으며, 배기가스의 유량도 분배할 수 있는 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 위한 종래의 방법으로는 배기가스를 펌핑 중인 진공펌프 내부로 퍼징 가스(purging gas)를 주입하여 배기가스 중에서 고체성 부산물을 형성할 수 있는 성분의 분압을 낮춰주어 부산물 형성을 최대한 억제하는 것이다. 가장 일반적으로 사용되는 퍼징 가스는 드라이 에어(dryair) 또는 질소이다.
배기가스에 의하여 진공펌프 내부에 고상의 입자 등이 축적되는 문제점을 해결하기 위한 보다 적극적인 방법은 핫 트랩 또는 콜드 트랩을 배기라인에 설치하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 높은 에너지 소비와 낮은 처리 효율로 한계를 가지고 있다. 이러한 문제점을 종합적으로 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.
본 발명은 플라즈마 방전을 일으키는 전극부들을 도관 내에 구비할 수 있으며, 배기가스의 유량도 분배할 수 있는 플라즈마 반응기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 하나 또는 복수 개 구비되는 진공펌프에 의해 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서, 상기 배기가스가 유동하는 도관; 상기 도관과의 사이에 이격 공간이 형성되도록 상기 도관의 내부에 배치되는 내부관; 상기 내부관에 설치되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부와 상호 이격되게 설치되며, 상기 제1 전극부와 플라즈마 방전을 일으키는 제2 전극부를 포함하는 플라즈마 반응기를 제공한다.
본 발명에 따른 플라즈마 반응기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 내부관을 구비하고, 플라즈마 방전을 일으키는 제1 전극부와 제2 전극부를 내부관에 내삽되게 설치함으로써 구조가 단순하면서도 컴팩트한 플라즈마 반응기를 제조할 수 있다. 또한, 제1 전극부와 제2 전극부가 내부관의 외주면에 외삽되게 설치할 때에는 절연부를 구비하여 제1 전극부와 제2 전극부가 손상되는 것을 방지하고 안정적인 플라즈마 방전을 일으킬 수 있다.
둘째, 내부관이 도관의 내부에 도관과 동심축을 갖도록 배치되고, 플라즈마 방전이 집중되는 영역이 도관의 내부 중앙에 위치 할 경우, 도관의 내부 중앙으로 유동되는 배기가스가 플라즈마 방전이 집중되는 영역으로 많이 유동되어 더 많은 양의 배기가스를 분해하여 분해 효율을 향상시킬 수 있다.
셋째, 도관의 내주면과 내부관의 외주면 사이에 끼워지는 격벽들을 구비하여 도관과 내부관 사이의 이격 공간을 분할하여 복수 개 구비되는 진공펌프 각각에 배기가스가 유동될 수 있도록 유량을 분배할 수 있다.
도 1은 공정챔버, 플라즈마 반응기 및 진공펌프의 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A` 방향의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 B-B` 방향의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공정챔버, 플라즈마 반응기 및 진공펌프들의 연결 관계를 도시한 것이다.
도 10은 도 8의 C-C` 방향에서 본 플라즈마 반응기 및 진공펌프들의 배치 상태를 보여주는 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A` 방향의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 B-B` 방향의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공정챔버, 플라즈마 반응기 및 진공펌프들의 연결 관계를 도시한 것이다.
도 10은 도 8의 C-C` 방향에서 본 플라즈마 반응기 및 진공펌프들의 배치 상태를 보여주는 배치도이다.
본 발명에 따른 플라즈마 반응기(200)에 대해 구체적으로 설명하기에 앞서, 상기 플라즈마 반응기(200)는 공정챔버(110)에서 배출되는 금속 전구체, 비금속 전구체 및 공정가스, 클리닝(cleaning) 가스의 부산물들을 포함하는 배기가스를 분해하도록 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 공정챔버(110)와 진공펌프(130) 사이에 배치된다. 상기 공정챔버(110)내 배기가스가 상기 진공펌프(130)에 의해 배출되면 상기 플라즈마 반응기(200)에 의해 분해되고, 정화된 후 상기 진공펌프(130)로 유동된다.
도 1에서는 상기 플라즈마 반응기(200)가 상기 공정챔버(110)와 상기 진공펌프(130) 사이에 배치되는 것으로만 도시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 플라즈마 반응기는 상기 진공펌프(130)와 스크러버(미도시) 사이에 배치하여 구비할 수도 있다. 이렇게 상기 플라즈마 반응기를 복수 개 설치하여 상기 배기가스의 분해 및 정화 과정을 여러 번 반복할 수도 있다. 상기 공정챔버(110), 상기 플라즈마 반응기(200) 및 상기 진공펌프(130)는 상호가 배기라인에 의해 연결된다.
상기 공정챔버(110)는 내부가 진공환경으로 조성되어 애싱(ashing), 증착, 식각, 사진, 세정 및 질화 등의 공정들을 수행한다. 본 실시예에서는 상기 공정챔버(110)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 상기 진공펌프(150)의 내면 또는 상기 스크러버(미도시)에 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(150)에 유입 시 상기 진공펌프(150) 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-0를 포함하는 비결정 합금 형태로 바꿔줄 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200)는 상기 공정챔버(110)에서 상기 배기가스와 함께 배출된 금속 전구체, 비금속 전구체 및 공정가스, 클리닝(cleaning) 가스의 부산물들을 분해하여 상기 진공펌프(130) 및 상기 스크러버(150)로 유입되거나 금속막이 형성되는 것을 방지하여 보호한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200)를 살펴보면, 상기 플라즈마 반응기(200)는 도관(210), 내부관(220), 제1 전극부(230), 제2 전극부(240), 완충부(미도시), 및 고정수단(250)을 포함한다. 먼저, 상기 도관(210)은 상기 배기가스가 유동하는 유동 경로로서, 내부가 길이 방향을 따라 관통된 원통형으로 형성된다. 상기 도관(210)은 알루미나, 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 사파이어, 석영관, 유리관 등의 고유전체로 형성된다. 특히, 알루미나와 이트리아 혼합파우더를 소결하여 사용하거나, 알루미나 소재에 내스퍼터링이 뛰어난 이트리아 등을 융사하여 코팅하면 내식각성이 향상된다.
한편, 전술한 바에 의하면 상기 플라즈마 반응기(200)는 배기라인에 의해 연결된다고 하였는데, 본 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200)를 상기 배기라인에 직접 형성할 수도 있다. 즉, 상기 배기라인이 상기 도관(210)으로 형성되면서, 상기 플라즈마 반응기(200)의 구성들이 상기 배기라인에 설치되거나 형성되어 상기 플라즈마 반응기(200)가 되는 것이다. 이때, 상기 배기라인은 SUS 등 금속 및 알루미나, 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 사파이어, 석영관, 유리관 등의 고유전체로 형성된다. 이렇게 상기 플라즈마 반응기(200)가 상기 배기라인에 직접 형성되면 상기 공정챔버(110), 상기 플라즈마 반응기(200) 및 상기 진공펌프(130)를 포함하는 공정설비를 보다 컴팩트한 구조로 제작할 수 있다. 본 실시예서는 상기 플라즈마 반응기(200)를 별도로 제작하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 내부관(220)은 상기 도관(210)의 내부에 배치된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 도관(210)과의 사이에 이격 공간이 형성되도록 상기 도관(210)의 내부에 상기 도관(210)과 동축을 갖도록 배치된다. 상기 내부관(220)은 내부에 중공이 형성된 원기둥의 형태로 형성되며, 상기 도관(210)의 길이 방향을 따라 길게 형성되어 상기 도관(210)의 길이만큼 형성된다. 상기 내부관(220)은 상기 도관(210)과 마찬가지로 알루미나, 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 사파이어, 석영관, 유리관 등의 고유전체로 형성된다. 한편, 상기 도관은 유전체 또는 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극부(230)는 상기 내부관 내 (220)에 설치된다. 보다 구체적으로 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 내부관(220)의 내주면에 내삽되게 설치된다. 상기 제1 전극부(230)는 상기 내부관(220)에 내삽되게 설치될 수 있도록 튜브 형태로 형성된다. 그러나 상기 제1 전극부는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 튜브 형상에 한정되는 것은 아니며, 원기둥의 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제1 전극부(230)는 후술되는 상기 제2 전극부(240)와의 플라즈마 방전을 일으킨다. 이를 위해 상기 제1 전극부(230)는 구동전극의 기능을 한다. 상기 내부관(220)과 상기 제1 전극부(230) 사이에는 튜브 구조의 완충부(미도시)가 삽입되어 있다. 상기 완충부는 전기 전도성을 갖는 물질로 형성되고, 상기 내부관(220)과 상기 제1 전극부(230)가 밀착될 수 있도록 탄성을 갖는다.
상기 제1 전극부(230)가 설치되는 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 유전체(미도시)로 형성된 기둥으로 준비하고, 상기 유전체 기둥의 외주면에 상기 제1 전극부(230) 및 상기 제2 전극부(240)를 외삽되게 설치한다. 그리고 상기 제1 전극부(230) 및 상기 제2 전극부(240)의 외주면 상에 상기 내부관(220)을 외삽되게 설치한다. 이와 같은 설치과정을 통하면 도 2와 같은 구조를 갖게 되는 것이다. 따라서 도 2에는 도시되지 않았으나, 상기 내부관(220)에는 상기 제1 전극부(230)를 매립하는 유전체로 채워질 수 있다. 이 경우, 상기 초기의 유전체 기둥이 중공이 형성되지 않은 구조이면 된다.
전술한 바와 같이, 상기 제2 전극부(240)도 상기 내부관(220)에 설치된다. 보다 구체적으로 본 실시예에서는 상기 제1 전극부(230)와 마찬가지로 상기 내부관(220)의 내주면에 내삽되게 설치되며, 이때, 상기 제1 전극부(230)와는 상호 이격되도록 설치된다. 상기 제2 전극부(240)는 상기 내부관(220)에 내삽되게 설치될 수 있도록 튜브 형태로 형성된다. 그리고 상기 제2 전극부도 상기 제1 전극부에서 전술한 바와 같이 튜브 형태에 한정되지 않고 원기둥의 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제2 전극부(240)는 전술한 바와 같이, 상기 제1 전극부(230)와 플라즈마 방전을 일으킨다. 따라서 상기 제1 전극부(230)가 구동전극의 기능을 하므로 상기 제2 전극부(240)는 접지전극의 기능을 한다. 한편, 상기 제1 전극부(220)에는 상대적인 양(+)전압이 인가될 수도 있고, 상기 제2 전극부(230)에는 상대적인 음(-)전압이 인가될 수도 있다.
상기 고정수단(250)은 상기 도관(210)에 내삽되어 상기 내부관(220)을 고정시키는 역할을 한다. 상기 고정수단(250)은 와셔부(251), 고정부(253) 및 연결바(252)들을 포함한다. 상기 와셔부(251)는 상기 도관(210)과 상기 배기가스 유입구(201) 사이 또는 상기 도관(210)과 상기 배기가스 배출구(202) 사이에 끼워져 상기 도관(210) 및 상기 배기가스 유입(201)와 볼트 체결된다. 즉, 상기 와셔부(251)는 상기 도관(210)과 상기 배기가스 유입구(201) 사이 또는 상기 도관(201)과 상기 배기가스 배출수(201) 사이 중 어느 한 곳에는 끼워져 볼트 체결된다.
상기 중공의 내주면 크기는 상기 내부관(220)의 외주면의 크기와 같거나 작게 형성된다. 본 실시예에서는 상기 중공의 내주면의 크기가 상기 내부관(220)의 외주면의 크기보다 작아 상기 고정부(253)에 상기 내부관(220)의 일단이 접촉된다.
상기 연결바(252)들은 상기 와셔부(251)와 상기 고정부(253)를 연결한다. 상기 연결바(252)들은 상기 와셔부(251) 및 상기 고정부(253)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 배치되면서 상기 와셔부(251)와 상기 고정부(253)를 연결시킨다. 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 4개의 상기 연결바(252)가 형성된다. 그러나 이는 본 실시예에 한정되는 것이므로 다른 실시 형태에서는 상기 연결바(252)가 더 많이 또는 더 적게 형성될 수도 있다. 다만, 상기 연결바(252)가 너무 많이 형성되면 상기 배기가스의 유동을 방해할 수 있으므로 상기 배기가스의 유도에 방해되지 않도록 적당한 개수로 구비하는 것이 좋다.
본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 상기 고정수단(250)이 상기 내부관(220)을 고정시킨다. 구체적으로 살펴보면, 하나의 상기 고정수단(250)은 상기 도관(210)과 상기 배기가스 유입구(201) 사이에 설치되어 상기 내부관(220)의 상측을 고정하고, 다른 하나의 상기 고정수단(250)은 상기 도관(210)과 상기 배기가스 배출구(202) 사이에 설치되어 상기 내부관(220)의 하측을 고정한다. 이때 상기 각 고정수단(250)의 상기 고정부(253)가 상기 내부관(220)의 상단과 하단에 각각 접촉되어 있다. 상기 내부관(220)이 상기 각 고정수단(250)의 상기 고정부(253)에 접촉만 되어 있더라도, 상기 내부관(220)의 외주면이 상기 고정부(253)에 형성된 중공의 내주면보다 크기 때문에 상기 고정부(253)의 중공을 통해 이탈할 수 없고, 상기 도관(210)과 상기 배기가스 유입구(201) 사이, 상기 도관(210)과 상기 배기가스 배출구(202) 사이에 설치된 상기 고정수단(250)이 상기 내부관(220)의 상측과 하측을 지지하고 있기 때문에 상기 내부관(220)이 상기 도관(210)의 내부에 고정될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200`)가 도시된 것이다. 도 4 및 도 5에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200`)는 전술한 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200)와 일부 구성에 있어서만 차이점이 있는 것이므로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200`)는 전술한 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200)와 상기 고정수단(250`)에서 차이점을 갖는다. 상기 고정수단(250`)은 일 실시예에 따른 고정수단(250)과 동일하게 와셔부(251), 고정부(253`) 및 연결바(252)들을 포함한다. 다만, 상기 고정부(253`)의 중공의 내주면 크기가 상기 내부관(220)의 외주면 크기와 동일하게 형성된다. 따라서 상기 고정수단(250`)이 상기 내부관(220)과 연결될 때, 상기 내부관(220)의 외주면이 상기 고정부(253`)의 내주면에 끼워져 결합되면서 상기 고정수단(250`)이 상기 내부관(220)과 연결되는 것이다. 상기 내부관(220)과 상기 고정수단(250`)은 억지 끼워 맞춤으로 끼워져 결합되므로 상기 내부관(220)이 상기 고정수단(250`)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
상기 이와 같이, 상기 내부관(220)이 상기 고정수단(250`)의 상기 고정부(253`)에 끼워져 결합하면서 연결되면 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 상기 고정수단(250`)만으로도 상기 내부관(220)을 상기 도관(210) 내에 고정시킬 수 있다. 따라서 상기 내부관(220)이 상기 고정수단(250`)에 끼워져 결합하는 경우에는 상기 고정수단(250`)이 상기 내부관(220)의 양 단 중 어느 일단에만 끼워져 결합될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200a)가 도시된 것이다. 도 6에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200a)는 전술한 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200)와 일부 구성에 있어서만 차이점이 있는 것이므로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하여 보면, 상기 플라즈마 반응기(200a)는 상기 제1 전극부(230) 및 상기 제2 전극부(240)가 설치되는 위치가 전술한 일 실시예와 차이점을 갖는다. 일 실시예에서는 상기 제1 전극부(230) 및 상기 제2 전극부(240)가 상기 내부관(220)의 내주면에 내삽되게 설치된 반면, 본 실시예에서는 상기 제1 전극부(230) 및 상기 제2 전극부(240)가 상기 내부관(210)의 외주면을 둘러싸도록 외삽되게 설치된다. 따라서 본 실시예에 따른 플라즈마 반응기(200a)는 절연부(260)를 더 포함한다. 상기 절연부(260)는 상기 내부관(220)의 외주면을 둘러싸도록 외삽되게 설치되는 동시에 상기 제1 전극부(230)와 상기 제2 전극부(240)를 밀폐한다. 상기 절연부(260)가 없다면, 상기 제1 전극부(230)와 상기 제2 전극부(240) 사이에서 발생되는 플라즈마 방전에 의해 상기 배기가스가 분해된 입자들이 상기 제1 전극부(230) 또는 상기 제2 전극부(240)와 충돌하면서 상기 제1 전극부(230)와 상기 제2 전극부(240)를 손상시키는 문제점이 발생될 수 있다.
본 실시예와 같이 상기 절연부(260)에 의해 상기 제1 전극부(230)와 상기 제2 전극부(240)가 밀폐되면, 상기 제1 전극부(230)와 상기 제2 전극부(240) 사이에 발생되는 플라즈마 방전에 의해 상기 배기가스가 분해된 입자들이 상기 절연부(260)와 충돌하므로 상기 제1 전극부(230) 및 상기 제2 전극부(240)의 손상을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200b)가 도시된 것이다. 도 7에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200b)는 전술한 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200)와 일부 구성에 있어서만 차이점이 있는 것이므로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200b)는, 격벽(270)들을 더 포함한다. 상기 각 격벽(270)은 상기 도관(210)의 내주면과 상기 내부관(220)의 외주면 사이 이격공간에 설치된다. 보다 구체적으로는 상기 도관(210)의 내주면과 상기 내부관(220)의 외주면 사이에 결합되는 것이며, 상기 내부관(220)의 길이 방향을 따라 길게 연장 형성된다. 일반적으로는 상기 내부관(220)의 길이와 동일한 길이로 형성되지만, 상기 내부관(220)의 길이보다 짧게 형성될 수도 있다.
한편, 상기 각 격벽(270)은 상기 고정수단(250, 250`)의 상기 연결바(252)로부터 상기 내부관(220)의 길이 방향을 따라 길게 연장되어 형성될 수도 있다. 즉, 상기 격벽(270)들이 상기 고정수단(250, 250`)과 일체로 형성될 수도 있는 것이다.
상기 격벽(270)들은 상기 도관(210)의 내부를 유동하는 상기 배기가스의 유량을 분배하는 역할을 한다. 이는 상기 진공펌프(130)가 복수 개 구비되는 경우, 상기 각 진공펌프(130)에 상기 배기가스를 유도할 수 있도록 상기 배기가스의 유량을 분배하기 위한 것이다. 따라서 상기 격벽(270)들에 의해 분할되는 상기 이격공간의 개수는 상기 진공펌프(130)가 구비되는 개수와 동일하다. 상기 격벽(270)들에 의해 상기 배기가스의 유량이 분배되는 경우에는 상기 도관(210)에 상기 진공펌프(130)들이 직접 연결되어 상기 배기가스가 상기 도관(210)에서 상기 진공펌프(130)로 바로 배출된다. 그러나 상기 도관(210)과 상기 진공펌프(130) 사이에는 트랩(미도시)이 설치될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200c)가 도시된 것이다. 도 7에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200c)는 전술한 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200)와 일부 구성에 있어서만 차이점이 있는 것이므로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(200c)는 상기 도관(210)의 외주면에도 제3 전극부(230c), 제4 전극부(240c)가 외삽되게 설치되는 것이다. 따라서 상기 내분과(220)의 내주면에 내삽되어 설치된 제1 전극부(230), 제2 전극부(240)들 사이에서도 플라즈마 방전이 발생되고, 상기 도관(210)의 외주면에 내삽되어 설치된 제3 전극부(230c), 제4 전극부(240c) 사이에서도 플라즈마 방전이 발생된다. 이러한 플라즈마 방전은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 도관(210)과 상기 내부관(220) 사이의 유로에서 발생되기 때문에 상기 배기가스 분해 효율이 보다 향상되는 효과를 가질 수 있다.
도 9을 참조하면, 상기 진공펌프(130)가 복수 개 구비되는 경우 도 7에 도시된 실시예의 플라즈마 반응기(200b)와 같이 플라즈마 반응기(200b)의 내부에서 상기 배기가스의 유량을 분배하지 않고, 상기 도관(210)에 상기 진공펌프(130)와 연결되는 배출홀(미도시)을 상기 진공펌프(130)의 개수만큼 복수 개 형성하여 상기 각 진공펌프(130)로 배출되면서 상기 배기가스의 유량이 분배될 수도 있다. 이와 같은 경우에는 상기 배기가스가 상기 도관(210) 내부를 유동하는 동안에는 유량이 분배되지 않는다.
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.
110: 공정챔버 120: 배기라인
130: 진공펌프
200, 200`, 200a, 200b: 플라즈마 반응기
201: 배기가스 유입구 202; 배기가스 유출구
210: 도관 220: 내부관
230: 제1 전극부 240: 제2 전극부
250, 250`: 고정수단 260: 절연부
270: 격벽
130: 진공펌프
200, 200`, 200a, 200b: 플라즈마 반응기
201: 배기가스 유입구 202; 배기가스 유출구
210: 도관 220: 내부관
230: 제1 전극부 240: 제2 전극부
250, 250`: 고정수단 260: 절연부
270: 격벽
Claims (17)
- 하나 또는 복수 개 구비되는 진공펌프에 의해 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서,
상기 배기가스가 유동하는 도관;
상기 도관과의 사이에 이격 공간을 형성하여, 상기 이격공간으로 상기 배기가스가 유동하도록 상기 도관의 내부에 배치되는 내부관;
상기 내부관에 설치되는 제1 전극부; 및
상기 제1 전극부와 상호 이격되게 설치되며, 상기 제1 전극부와 함께 상기 이격공간 내에서 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극부를 포함하는 플라즈마 반응기. - 청구항 1에 있어서,
상기 내부관은 상기 도관과 동심축을 갖도록 배치되는 플라즈마 반응기. - 청구항 1에 있어서,
상기 내부관에는 중공이 형성되는 플라즈마 반응기. - 청구항 1에 있어서,
상기 내부관은 유전체로 형성되는 플라즈마 반응기. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 전극부는 상기 내부관에 설치되는 플라즈마 반응기. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부는 상기 내부관의 내주면에 내삽되게 튜브 형태 또는 원기둥 형태로 형성되는 플라즈마 반응기. - 청구항 6에 있어서,
상기 내부관은 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부가 매립되도록 유전체로 채워져 있는 플라즈마 반응기. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부는 상기 내부관의 외주면에 외삽되게 튜브 형태로 형성되는 플라즈마 반응기. - 청구항 8에 있어서,
상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 밀폐하도록 상기 내부관의 외주면에 외삽되게 설치되는 튜브 형태의 절연부를 더 포함하는 플라즈마 반응기. - 청구항 1에 있어서,
상기 도관에 내삽되며, 상기 내부관을 상기 도관 내에 고정시키는 고정수단을 포함하는 플라즈마 반응기. - 청구항 10에 있어서,
상기 고정수단은, 상기 내부관의 일 단 또는 양 단에 연결되는 플라즈마 반응기. - 청구항 10에 있어서,
상기 고정수단은,
상기 도관의 양 단부 중 어느 일단부와 체결되는 와셔부;
상기 내부관의 양 단 중 어느 한 단부와 연결되며, 중공이 형성된 고정부; 및
상기 와셔부와 상기 고정부를 연결시키며 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 구비되는 연결바들을 포함하는 플라즈마 반응기. - 청구항 12에 있어서,
상기 고정수단이 상기 내부관의 일 단에 연결되는 경우,
상기 내부관이 상기 고정부의 중공에 끼워져 결합되는 플라즈마 반응기. - 청구항 12에 있어서,
상기 고정수단이 상기 내부관의 양 단에 연결되는 경우,
상기 고정부가 상기 내부관의 양 단부 각각에 접촉하여 상기 내부관을 지지하는 플라즈마 반응기. - 청구항 1에 있어서,
상기 진공펌프가 복수 개 구비되는 경우 상기 배기가스를 상기 진공펌프 각각을 향해 유도할 수 있도록 상기 도관 내에서 유량을 분배하는 격벽들을 더 포함하는 플라즈마 반응기. - 청구항 15에 있어서,
상기 각 격벽은 상기 도관의 내주면과 상기 내부관의 외주면 사이에 배치되며, 상기 내부관의 길이 방향을 따라 길게 연장 형성되는 플라즈마 반응기. - 청구항 1에 있어서,
상기 도관의 외주면을 둘러싸도록 설치되는 제3 전극부; 및
상기 제3 전극부와 이격되며 상기 도관의 외주면을 둘러싸고, 상기 제3 전극부와 상기 이격공간에서 플라즈마 방전을 일으키는 제4 전극부를 포함하는 플라즈마 반응기.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140051010A KR101541854B1 (ko) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020140051010A KR101541854B1 (ko) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101541854B1 true KR101541854B1 (ko) | 2015-08-05 |
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ID=53886351
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| KR (1) | KR101541854B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200354536Y1 (ko) * | 2004-04-12 | 2004-06-30 | 최남진 | 유량 제어밸브 |
-
2014
- 2014-04-28 KR KR1020140051010A patent/KR101541854B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR200354536Y1 (ko) * | 2004-04-12 | 2004-06-30 | 최남진 | 유량 제어밸브 |
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