KR101755525B1 - 이중 주파수 전원 공급기 및 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법 - Google Patents

이중 주파수 전원 공급기 및 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 주파수 전원 공급기 및 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제1 전원 공급부; 및 제2 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제2 전원 공급부를 포함하며, 제1 주파수가 제2 주파수보다 저주파인 이중 주파수 전원 공급기와 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법을 제공하여 두 전원을 동시에 인가하여 안정적인 플라즈마 방전이 가능하게 하고 각 전원의 인가전력 조절을 통해 공정의 조절 가능성을 높여준다.

Description

이중 주파수 전원 공급기 및 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법{Dual frequency power supply and atomspheric pressure plasma generator using the same, method thereof}
본 발명은 이중 주파수 전원 공급기 및 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 대기압 플라즈마 방전에서 발생하는 국소적으로 높은 상대 전류 밀도가 흐르는 현상을 방지하기 위한 이중 주파수 전원 공급기 및 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법에 관한 것이다.
플라즈마(plasma)는 이온이나 레디칼과 같은 다량의 반응성 핵종(reactive species)의 플럭스를 발생시키기 때문에, 산업적으로 물체의 표면처리를 위하여 많이 사용되고 있다.
특히, 균일하고 안정된 저온 플라즈마를 진공이 아닌 상압 상태에서 발생시킬 수 있다면 많은 이점이 있다.
저온 플라즈마를 이용하면, 플라스틱과 같은 저융점 재료의 표면처리 시 표면이 녹아서 변형되거나 물성이 변화하는 것을 방지하여, 플라스틱이나 유리와 같은 재료의 표면처리도 가능하게 된다.
또한, 상압 플라즈마를 이용하면, 제품의 플라즈마 표면처리를 생산공정 중에서 연속적으로 할 수 있어서 생산성을 획기적으로 증대할 수 있게 된다.
따라서, 종래 챔버 내에서 플라즈마를 이용한 공정 시 진공을 형성하기 위한 비용을 절약하게 되며, 진공챔버 내에서 플라즈마 가공을 해야 함으로서 피 처리물의 크기에 대한 제약이 완화된다. 여기에서, 상압이라고 하면 대기압 또는 대기압 부근의 압력 상태를 말한다.
이와 관련된 종래 기술로 국내등록특허 10-0760551가 있으며 상기 선행문헌은 상압 플라즈마를 이용하는 표면처리하는 대면적 플라즈마 발생장치를 개시하고 있다.
상기 선행문헌은 고주파 전원이 매칭 회로를 통해 플라즈마 소스 전극에 연결되며 대기압에서의 안정적인 플라즈마 방전을 위해 인가 전극을 모두 유전체로 감싸는 구조물을 가지고 유전 장벽 방전(Dielectric barrier discharge) 방식을 적용하고 있다.
하지만, 스트리머 및 아크의 발생은 유전 장벽 방전만으로는 해결이 불가하며, 이와 같은 플라즈마 발생 장치가 표면처리 공정에 적용됨에 있어 스트리머에 의한 표면처리 대상체의 손상이 발생할 수 있다는 문제점을 가지고 있다.
특히, 이차전지의 분리막 합착 공정에 있어 얇은 필름의 표면처리를 통해 접착력을 향상시키기 위한 상압 플라즈마를 이용한 표면처리에 있어 스트리머 및 아크는 얇은 필름에 작은 구멍을 형성하기도 하는데, 이는 이차전지 제조에 있어 직접적인 불량 발생의 원인이 된다.
이러한 플라즈마 스트리머 발생에 의한 불량을 해소시키기 위한 플라즈마 표면처리 기술로 제안된 해결책으로 간접적인 유전장벽방전 방식의 플라즈마 발생장치가 있다.
고전압이 인가되는 전극부를 유전체 층으로 감싸고, 플라즈마가 발생하는 영역과 표면처리가 이루어지는 영역을 분리하는 간접적인 표면처리를 수행하는 기술이다.
한국 등록특허 10-1503906는 표면처리를 위하여 처리 대상체에 가할 수 있는 손상을 제거하기 위해 간접적인 플라즈마를 이용하는 플라즈마 반응기를 개시하고 있다.
일반적으로 접지 전극이 연결되는 하우징과 하우징 내부에 배치된 고주파 전력이 인가되는 전극부, 전극부를 모두 감싸고 있는 유전체 장벽층, 전력이 인가되는 전극부 및 유전체 장벽층과 일정한 거리를 유지하며 배치되는 하부 접지 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
여기서 하부 접지 전극부와 전력이 인가되는 전극부 사이에서 발생하는 대기압 플라즈마와 가스를 분사할 수 있는 다수의 구멍들이 형성되어 있으며, 분사되는 가스에서 이차방전(afterglow)을 통해 간접적으로 필름과 같은 대상체의 표면처리를 수행할 수 있다.
그러나 등록특허 10-1503906에서는 간접적인 플라즈마를 통해 아크발생을 크게 줄일 수 있지만, 표면처리 공정 효율이 크게 떨어져 높은 생상율을 확보하기 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
특히, 높은 경제성으로 양산공정에서 많이 사용되고 있는 공기(CDA: Clean dry air) 및 질소(Nitrogen)를 이용한 대기압 플라즈마 방전의 경우 높은 방전전압이 요구되어, 13.56 MHz와 같은 고주파 전원장치로는 플라즈마 발생이 불가하다.
이에 종래의 기술은 일반적으로 100 kHz 이하의 저주파를 이용한 플라즈마 방전을 사용하고 있다.
이와 같은 저주파 전원장치를 이용한 공기 및 질소 플라즈마 방전에서는 스트리머 및 아크 발생이 심각하여 안정적인 플라즈마 처리 공정이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.
또한, 대기압 플라즈마를 이용하는 표면처리 공정에 있어서 방전 특성을 조절하는 주변수로 인가되는 전압과 가스의 공급 유량이 있다. 플라즈마 방전 특성은 전자 온도와 밀도로 크게 결정될 수 있는데, 기존의 공정 변수로는 독립적인 제어가 불가능하여 공정의 조절 가능성(controllability)이 매우 낮다.
플라즈마 공정의 대상체와 목적에 따라 최적화된 플라즈마의 방전이 요구되는 데 반하여 종래의 기술은 조절이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.
종래의 기술은 유전체 장벽 방전을 이용하여 생산율을 높이기 위해 직접적으로 처리하는 방법과 안정성을 확보하기 위한 간접적으로 처리하는 방법의 기술을 제안하였다.
그러나, 종래의 기술로는 높은 생산율과 안정성을 동시에 확보하는 대기압 플라즈마 발생장치를 기대하기 힘들다. 또한, 플라즈마 발생장치의 공정 조절 가능성이 낮아 목적하는 공정에 최적화된 플라즈마 발생 또한 기대하기 어렵다.
따라서, 직접적인 유전체 장벽 방전을 이용하는 플라즈마 표면처리를 수행하면서, 스트리머 및 아크의 발생을 억제하여 공정의 안정성을 확보하며 공정의 조절 가능성을 높이는 플라즈마 발생 장치에 대한 기술이 필요하다.
국내 등록특허 10-0760551호 국내 등록특허 10-1503906호 국내공개번호 2001-0103922호 국내공개번호 2010-0138000호 국내공개번호 2012-0069170호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대기압 플라즈마 처리 공정에서 스트리머 및 아크의 발생 억제를 통해 안정적인 플라즈마 공정을 할 수 있는 이중 주파수 전원 공급기 및 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 플라즈마 공정 목적에 최적화할 수 있도록 플라즈마 방전의 조절 가능성(controllability)을 높여주는 이중 주파수 전원 공급기 및 이를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치, 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에 언급한 과제들에 제한되지 않으면, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이중 주파수 전원 공급기는 제1 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제1 전원 공급부; 및 제2 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제2 전원 공급부를 포함하며, 제1 주파수가 제2 주파수보다 저주파이다.
또한, 본 발명의 이중 주파수 전원 공급기의 상기 제1 전원 공급부가 제1 주파수 전원 신호를 공급하는 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극과, 상기 제2 전원 공급부가 제2 주파수 전원 신호를 공급하는 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극은 서로 대향하여 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 이중 주파수 전원 공급기의 상기 제1 전원 공급부는 제1 저주파 전원 신호를 생성하는 제1 전원; 임피던스 매칭을 제공하는 제1 매칭 회로; 및 상기 제1 전원을 제어하여 주파수와 파형을 조절하고, 제1 매칭 회로의 임피던스를 조절하는 제1 조절기를 포함한다.
또한, 본 발명의 이중 주파수 전원 공급기의 상기 제2 전원 공급부는 제2 저주파 전원 신호를 생성하는 제2 전원; 임피던스 매칭을 제공하는 제2 매칭 회로; 및 상기 제2 전원을 제어하여 주파수와 파형을 조절하고, 제2 매칭 회로의 임피던스를 조절하는 제2 조절기를 포함한다.
또한, 본 발명의 이중 주파수 전원 공급기의 상기 제1 주파수 전원 신호의 제1 주파수는 1kHz이상에서 100kHz이하의 범위에 있으며, 상기 제2 주파수 전원 신호의 제2 주파수는 1MHz 이상에서 100MHz 이하의 범위에 있다.
또한, 본 발명의 이중 주파수 전원 공급기의 상기 제1 전원 공급부에서 출력되는 제1 주파수 전원 신호와 상기 제2 전원 공급부에서 출력하는 제2 주파수 전원 신호를 혼합하는 혼합기를 더 포함하며, 상기 혼합기는 대기압 플라즈마 발생 장치의 어느 하나의 전극에 연결되어 있다.
또한, 본 발명의 이중 주파수 전원 공급기의 상기 혼합기는 제1 전원 공급부의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자; 상기 대기압 플라즈마 발생 장치의 어느 하나의 전극에 연결된 출력 단자; 제2 전원 공급부의 출력 단자에 연결된 제2 입력 단자; 상기 제1 입력 단자와 출력 단자에 직렬 연결된 통과 코일; 및 상기 제2 입력 단자와 출력 단자에 직렬 연결된 통과 커패시터를 포함한다.
또한, 본 발명의 이중 주파수 전원 공급기의 상기 혼합기의 상기 통과 코일은 제1 입력 단자에서 입력되는 제1 주파수 전원 신호를 통과시키고, 제2 입력 단자에서 입력되는 제2 주파수 전원 신호를 차단하며, 상기 통과 커패시터는 제2 입력 단자에서 입력되는 제2 주파수 전원 신호를 통과시키고, 제1 입력 단자에서 입력되는 제1 주파수 전원 신호를 차단한다.
또한, 본 발명의 이중 주파수 전원 공급기는 상기 통과 코일과 접지 사이에 연결된 패스 커패시터를 더 포함하며, 상기 패스 커패시터는 제2 입력 단자에서 입력되는 제2 주파수 전원 신호를 차단한다.
한편, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치는 서로 대향하고 있는 한 쌍의 전극; 및 제1 주파수 전원 신호와 제2 주파수 전원 신호를 생성하여 상기 전극에 공급하는 이중 주파수 전원 공급기를 포함하며, 상기 이중 주파수 전원 공급기는 제1 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제1 전원 공급부; 및 제2 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제2 전원 공급부를 포함하며, 제1 주파수가 제2 주파수보다 저주파이다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치의 상기 제1 전원 공급부가 제1 주파수 전원 신호를 공급하는 전극과, 상기 제2 전원 공급부가 제2 주파수 전원 신호를 공급하는 전극은 서로 다르다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치의 상기 제1 전원 공급부는 제1 저주파 전원 신호를 생성하는 제1 전원; 임피던스 매칭을 제공하는 제1 매칭 회로; 및 상기 제1 전원을 제어하여 주파수와 파형을 조절하고, 제1 매칭 회로의 임피던스를 조절하는 제1 조절기를 포함한다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치의 상기 제2 전원 공급부는 제2 저주파 전원 신호를 생성하는 제2 전원; 임피던스 매칭을 제공하는 제2 매칭 회로; 및 상기 제2 전원을 제어하여 주파수와 파형을 조절하고, 제2 매칭 회로의 임피던스를 조절하는 제2 조절기를 포함한다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치의 상기 제1 주파수 전원 신호의 제1 주파수는 1kHz이상에서 100kHz이하의 범위에 있으며, 상기 제2 주파수 전원 신호의 제2 주파수는 1MHz 이상에서 100MHz 이하의 범위에 있다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치는 상기 제1 전원 공급부에서 출력되는 제1 주파수 전원 신호와 상기 제2 전원 공급부에서 출력하는 제2 주파수 전원 신호를 혼합하는 혼합기를 더 포함하며, 상기 혼합기는 어느 하나의 전극에 연결되어 있다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치의 상기 혼합기는 제1 전원 공급부의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자; 상기 어느 하나의 전극에 연결된 출력 단자; 제2 전원 공급부의 출력 단자에 연결된 제2 입력 단자; 상기 제1 입력 단자와 출력 단자에 직렬 연결된 통과 코일; 및 상기 제2 입력 단자와 출력 단자에 직렬 연결된 통과 커패시터를 포함한다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치는 상기 한쌍의 전극의 적어도 어느 하나의 전극에 형성되어 있는 유전체층을 더 포함한다.
한편, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 방법은 (A) 이중 주파수 전원 공급기가 제1 주파수 전원 신호를 생성하여 생성된 신호의 주파수와 파형을 조절하여 임피던스가 매칭된 상태에서 전극에 공급하는 단계; 및 (B) 상기 이중 주파수 전원 공급기가 제2 주파수 전원 신호를 생성하여 생성된 신호의 주파수와 파형을 조절하여 임피던스가 매칭된 상태에서 전극에 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 방법의 상기 이중 주파수 전원 공급기가 제1 주파수 전원 신호를 공급하는 전극과, 상기 이중 주파수 전원 공급기가 제2 주파수 전원 신호를 공급하는 전극은 서로 다르다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 방법은 (C) 상기 이중 주파수 전원 공급기는 제1 주파수 전원 신호와 제2 주파수 전원 신호를 혼합하여 한 쌍의 전극 중에서 어느 하나의 전극에 공급하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 방법의 상기 제1 주파수 전원 신호의 제1 주파수는 1kHz이상에서 100kHz이하의 범위에 있으며, 상기 제2 주파수 전원 신호의 제2 주파수는 1MHz 이상에서 100MHz 이하의 범위에 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 공정의 활용에 있어서, 이중 주파수 전원 공급기를 구비함으로써, 플라즈마에 발생하는 스트리머 및 아크 발생을 억제할 수 있다.
이에 따라, 안정적인 대기압 플라즈마 공정을 수행할 수 있고 장치의 양산 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 이중 주파수의 각 전원의 전력을 개별적으로 조절하여 공정의 조절 가능성을 크게 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 종래의 대기압 플라즈마 발생장치의 활용성을 높이고 공정에 최적화된 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있다.
도 1을 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 6은 도 5의 혼합기의 상세 구성도이다.
도 7은 도 5의 혼합기가 저주파 전원 신호와 고주파 전원 신호를 혼합한 일예이다.
도 8은 도 5의 혼합기가 저주파 전원 신호와 고주파 전원 신호를 혼합한 다른 예이다.
도 9는 종래 대기압 플라즈마 발생 장치와 본 발명의 대기압 플라즈마 발생 장치의 비교예이다.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 방법의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1을 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 주파수 전원 공급기(200)를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치는 제1 전극(101)과 제2 전극(102)이 서로 마주보는 구조를 갖는다.
상기 전극(101, 102)중 제1 전극(101)은 제1 전원 공급부(201)와 연결되고 나머지 제2 전극(102)은 제2 전원 공급부(202)와 연결된다.
각 전극(101,102)은 스테인레스, 알루미늄 및 구리 등의 도체인 금속으로 형성함이 바람직하며, 상기 전극(101,102)이 서로 마주보는 면에는 한쌍의 유전체층(104,105)이 서로 대향되게 장착된다.
상기 유전체층들(104,105)은 그 면에 수직하게 관통된 구멍(미도시)을 가질 수 있다. 물론, 상기 유전체층들(104,105) 중에서 어느 하나만 그 면에 수직하게 관통된 구멍을 가질 수도 있다.
이들 유전체층(104,105)은 고온에서도 견딜 수 있는 알루미나(A2O3), 질화붕소(BN), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 석영(SiO2) 등의 고온 유전체를 사용함이 바람직하며, 이러한 유전체층(104) 및 유전체층(105)들은 도체 전극(101,102)을 사용하여 전압을 가하였을 때 발생하는 아크의 발생을 억제하게 된다.
아울러, 상기 유전체층(104, 105)에 구멍이 없을 경우 높은 전압을 가하여야만 플라즈마(103)를 발생시킬 수 있고 그 발생된 플라즈마(103)는 낮은 밀도를 갖게 되는 바, 전기한 바와 같이 유전체층(104)에 구멍을 갖도록 함으로써 플라즈마(103) 발생을 위한 전압을 낮추고 밀도가 높은 플라즈마(103)를 안정하게 얻을 수 있게 된다.
낮은 전압에서 방전이 이루어지게 하기 위해 유전체층(104,105)의 두께는 100㎛ ~ 5mm로 하여 준다.
여기에서, 유전체층(104,105)의 두께를 상기와 같이 한정하는 이유는 유전체층(104,105)의 두께가 100㎛이하인 경우 충분한 펄스 방전 효과를 얻지 못하여 아크가 발생하기 쉽고, 5mm 이상인 경우에는 펄스방전효과는 좋으나 방전개시 및 유지전압이 커져 바람직하지 못하기 때문이다.
아울러, 유전체층(104, 105)에는 그 면을 수직하게 관통하여 직경 5㎛ ~ 1mm 크기의 구멍을 형성함이 특히 바람직한 바, 이와 같이 구멍의 크기를 한정하는 이유는 구멍의 크기가 5㎛ 이하인 경우 방전전압을 낮추기 어려우며, 구멍의 크기가 1mm 이상인 경우 아크로 전환되는 것을 억제하지 못하기 때문이다.
한편, 플라즈마(103) 발생을 위해 이중 주파수 전원 공급기(200)는 제1 주파수 전원 신호를 제1 전극(101)에 공급하고, 제2 주파수 전원 신호를 제2 전극(102)에 공급한다. 여기에서, 제1 주파수는 저주파 대역의 신호로 일예로, 1kHz이상에서 100kHz이하의 범위를 갖는 신호이며, 제2 주파수는 고주파 대역의 신호로 일예로, 1MHz이상에서 100MHz의 범위를 갖는 신호를 의미한다.
상기 제1 저주파 전원 신호의 전력이 제2 저주파 전원 신호보다 큰 것이 바람직하다.
한편, 이중 주파수 전원 공급기(200)는 제1 주파수 전원 신호를 제1 전극(101)에 인가하는 제1 전원 공급부(201) 및 제2 주파수 전원 신호를 제2 전극(102)에 인가하는 제2 전원 공급부(202)를 포함한다.
상기 제1 전원 공급부(201)는 제1 전원(201-1)과, 제1 매칭 회로(201-2) 및 제1 조절기(201-3)를 포함한다.
상기 제1 전원(201-1)은 제1 주파수의 정현파 교류 전원을 공급하거나, 사각형 반복 펄스파를 제공하거나, 삼각파를 제공한다. 여기에서, 정현파나 사각형 반복 펄스, 삼각파는 하나의 예시일뿐 이에 국한되는 것은 아니다.
그리고, 상기 제1 매칭 회로(201-2)는 임피던스 매칭을 제공한다.
다음으로, 제1 조절기(201-3)는 상기 제1 전원(201-1)을 제어하여 제1 주파수를 조절하거나, 파형을 조절하며, 상기 제1 매칭 회로(201-2)를 제어하여 임피던스 매칭이 가능하도록 한다.
한편, 상기 제2 전원 공급부(202)는 제2 전원(202-1)과, 제2 매칭 회로(202-2) 및 제2 조절기(202-3)를 포함한다.
상기 제2 전원(202-1)은 제2 주파수의 정현파 교류 전원을 공급하거나, 사각형 반복 펄스파를 제공하거나, 삼각파를 제공한다. 여기에서, 정현파나 사각형 반복 펄스, 삼각파는 하나의 예시일뿐 이에 국한되는 것은 아니다. 바람직하게 제2 주파수가 고주파이기 때문에 정현파 교류 전원을 공급하는 것이 좋다.
그리고, 상기 제2 매칭 회로(202-2)는 임피던스 매칭을 제공한다.
다음으로, 제2 조절기(202-3)는 상기 제2 전원(202-1)을 제어하여 제2 주파수를 조절하거나, 파형을 조절하며, 상기 제2 매칭 회로(202-2)를 제어하여 임피던스 매칭이 가능하도록 한다.
상기 제1 조절기(201-3)와 제2 조절기(202-3)는 제1 전극(101)과 플라즈마(103) 그리고 제2 전극(102)으로 이루어진 내부의 임피던스를 검출하고 그에 따른 임피던스를 제1 매칭 회로(201-2) 또는 제2 매칭 회로(202-2)가 생성하여 최대 전력이 공급되도록 한다.
예를 들어, 제1 조절기(201-3)와 제2 조절기(202-3)는 내부 임피던스를 검출하여 내부 임피던스의 허수 성분과 반대 위상의 임피던스 허수 성분을 상기 제1 매칭 회로(201-2) 또는 제2 매칭 회로(202-3)가 생성하도록 함으로써 임피던스가 실수 성분인 순수 저항과 동일하도록 한다.
한편, 제1 조절기(201-3)와 제2 조절기(202-3)는 조절되어 인가되는 주파수 뿐만 아니라 가스의 종류나 유입량 등에 따라 임피던스를 조절할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 공정의 활용에 있어서, 이중 주파수 전원 공급기를 구비함으로써, 플라즈마에서 발생하는 스트리머 및 아크 발생을 억제할 수 있다.
이에 따라, 안정적인 대기압 플라즈마 공정을 수행할 수 있고 장치의 양산 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 이중 주파수의 각 전원의 전력을 개별적으로 조절하여 공정의 조절 가능성을 크게 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 종래의 대기압 플라즈마 발생 장치의 활용성을 높이고 공정에 최적화된 플라즈마 발생 장치를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치는 도 1의 일 실시 예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치와 다르게 유전체층을 구비하고 있지 않다.
이처럼 유전체층을 구비하지 않으면 도 1의 경우보다 낮은 전압으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
물론, 이러한 유전체층의 구비되지 않아 아크 등이 상대적으로 더 발생할 수 있으나, 이는 제1 전원 공급부(201)와 제2 전원 공급부(202)를 적절하게 조정하여 상쇄시킬 수 있다. 그외 구성요소는 도 1과 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 3과 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 3과 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 플라즈마 발생 장치는 도 1의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치와 다르게 유전체층을 일측에만 구비하고 있다.
물론, 이처럼 일측에 유전체층의 구비되지 않아 아크 등이 상대적으로 더 발생할 수 있으나, 이는 제1 전원 공급부(201)와 제2 전원 공급부(202)를 적절하게 조정하여 상쇄시킬 수 있다. 그외 구성요소는 도 1과 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기(200)를 이용한 대기압 플라즈마 발생 장치는 제1 전극(101)과 제2 전극(102)이 서로 마주보는 구조를 갖는다.
상기 전극(101, 102)중 제1 전극(101)은 제1 전원 공급부(201)에서 출력되는 제1 주파수 전원과 제2 전원 공급부(202)에서 출력되는 제2 주파수 전원을 혼합하여 공급하는 혼합기(205)에 연결되어 있다.
각 전극(101,102)은 스테인레스, 알루미늄 및 구리 등의 도체인 금속으로 형성함이 바람직하며, 상기 제1 전극(101)에는 제1 유전체층(104)이 형성되어 있다.
여기에서는 제1 전극(101)에 제1 유전체층(104)을 구비하도록 하고 있으나 반대측인 제2 전극(102)에도 제2 유전체층(미도시)을 가지도록 구현할 수 있다. 또한, 제2 전극(102)에만 제2 유전체층을 가지도록 구현할 수도 있다. 물론, 제1 유전체층과 제2 유전체층이 없는 구조도 가능하다.
상기 제1 유전체층(104)은 그 면에 수직하게 관통된 구멍(미도시)을 가질 수 있다(제2 유전체층도 동일할 수 있다). 물론, 상기 유전체층들 중에서 어느 하나만 그 면에 수직하게 관통된 구멍을 가질 수 있다. 이들 유전체층은 고온에서도 견딜 수 있는 알루미나(A2O3), 질화붕소(BN), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4),석영(SiO2) 등의 고온 유전체를 사용함이 바람직하며, 이러한 유전체층들은 도체 전극(101,102)을 사용하여 전압을 가하였을 때 발생하는 아크의 발생을 억제하게 된다.
낮은 전압에서 방전이 이루어지게 하기 위해 유전체층의 두께는 100㎛ ~ 5mm로 하여 준다.
여기에서, 유전체층의 두께를 상기와 같이 한정하는 이유는 유전체층의 두께가 100㎛이하인 경우 충분한 펄스 방전 효과를 얻지못하여 아크가 발생하기 쉽고, 5mm 이상인 경우에는 펄스방전효과는 좋으나 방전개시 및 유지전압이 커져 바람직하지 못하기 때문이다.
아울러, 유전체층에는 그 면을 수직하게 관통하여 직경 5㎛ ~ 1mm 크기의 구멍을 형성함이 특히 바람직한 바, 이와 같이 구멍의 크기를 한정하는 이유는 구멍의 크기가 5㎛ 이하인 경우 방전전압을 낮추기 어려우며, 구멍의 크기가 1mm 이상인 경우 아크로 전환되는 것을 억제하지 못하기 때문이다.
한편, 플라즈마 발생을 위해 이중 주파수 전원 공급기(200)는 제1 주파수 전원 신호와 제2 주파수 전원 신호가 혼합된 신호를 제1 전극(101)에 공급한다.
여기에서, 제1 주파수는 저주파 대역의 신호로 일예로, 1kHz이상에서 100kHz이하의 범위를 갖는 신호이며, 제2 주파수는 고주파 대역의 신호로 일예로, 1MHz이상에서 100MHz의 범위를 갖는 신호를 의미한다.
상기 제1 저주파 전원 신호의 전력이 제2 저주파 전원 신호보다 큰 것이 바람직하다.
이를 위하여, 이중 주파수 전원 공급기(200)는 제1 주파수 전원 신호를 생성하는 제1 전원 공급부(201)와, 제2 주파수 전원 신호를 생성하는 제2 전원 공급부(202) 및 상기 제1 전원 공급부(201)에서 제공되는 제1 주파수 전원 신호와 제2 전원 공급부(202)에서 제공되는 제2 주파수 전원 신호를 혼합하여 출력하는 혼합기(205)를 포함한다.
상기 제1 전원 공급부(201)는 제1 전원(201-1)과, 제1 매칭 회로(201-2) 및 제1 조절기(201-3)를 포함한다.
상기 제1 전원(201-1)은 제1 주파수의 정현파 교류 전원을 공급하거나, 사각형 반복 펄스파를 제공하거나, 삼각파를 제공한다. 여기에서, 정현파나 사각형 반복 펄스, 삼각파는 하나의 예시일뿐 이에 국한되는 것은 아니다.
그리고, 상기 제1 매칭 회로(201-2)는 임피던스 매칭을 제공한다.
다음으로, 제1 조절기(201-3)는 상기 제1 전원(201-1)을 제어하여 제1 주파수를 조절하거나, 파형을 조절하며, 상기 제1 매칭 회로(201-2)를 제어하여 임피던스 매칭이 가능하도록 한다.
한편, 상기 제2 전원 공급부(202)는 제2 전원(202-1)과, 제2 매칭 회로(202-2) 및 제2 조절기(202-3)를 포함한다.
상기 제2 전원(202-1)은 제2 주파수의 정현파 교류 전원을 공급하거나, 사각형 반복 펄스파를 제공하거나, 삼각파를 제공한다. 여기에서, 정현파나 사각형 반복 펄스, 삼각파는 하나의 예시일뿐 이에 국한되는 것은 아니다. 바람직하게 제2 주파수는 고주파이기 때문에 정현파 교류 전원을 공급하는 것이 좋다.
그리고, 상기 제2 매칭 회로(202-2)는 임피던스 매칭을 제공한다.
다음으로, 제2 조절기(202-3)는 상기 제2 전원(202-1)을 제어하여 제2 주파수를 조절하거나, 파형을 조절하며, 상기 제2 매칭 회로(202-2)를 제어하여 임피던스 매칭이 가능하도록 한다.
상기 제1 조절기(201-3)와 제2 조절기(202-3)는 제1 전극(101)과 플라즈마(103) 그리고 제2 전극(102)으로 이루어진 내부의 임피던스를 검출하고 그에 따른 임피던스를 제1 매칭 회로(201-2) 또는 제2 매칭 회로(202-2)가 생성하여 최대 전력이 공급되도록 한다.
예를 들어, 제1 조절기(201-3)와 제2 조절기(202-3)는 내부 임피던스를 검출하여 내부 임피던스의 허수 성분과 반대 위상의 임피던스 허수 성분을 상기 제1 매칭 회로(201-2) 또는 제2 매칭 회로(202-3)가 생성하도록 함으로써 임피던스가 실수 성분인 순수 저항과 동일하도록 한다.
한편, 제1 조절기(201-3)와 제2 조절기(202-3)는 조절되어 인가되는 주파수 뿐만 아니라 가스의 종류나 유입량 등에 따라 임피던스를 조절할 수도 있다.
다음으로, 혼합기(205)는 제1 전원 공급기(201)에서 공급되는 제1 주파수 전원 신호에 제2 전원 공급기(202)에서 공급되는 제2 주파수 전원 신호를 혼합하여 제1 전극(101)에 공급한다.
이와 같은 혼합기(205)는 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 제1 전원 공급기(201)의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자(301)와, 이에 직렬로 연결된 통과 코일(304, 305), 통과 코일(304, 305)과 접지 사이에 위치하는 패스 커패시터(306), 제2 전원 공급기(202)의 출력 단자에 연결된 제2 입력 단자(302), 이에 직렬로 연결된 통과 커패시터(307) 그리고 제1 전극(101)과 연결된 출력 단자를 구비하고 있다.
이와 같은 구성에서, 제1 입력단자(301)에 가해진 제1 주파수 전원 신호는 통과코일(304, 305)을 통과하여 출력 단자(303)로 출력되며, 제2 입력 단자(302)에 가해진 제2 주파수 전원 신호는 통과 커패시터(307)를 통과하여 출력 단자(303)의 제1 주파수 전원 신호와 혼합된다.
한편, 제1 입력 단자(301)에서 제2 입력 단자(302)측으로 흐르려는 제1 주파수 전원 신호는 통과 커패시터(307)에 의해 필터되어 흐르지 못한다.
또한, 제2 입력 단자(302)에서 제1 주파수 전원 신호의 제1 입력 단자(301)측으로 흐르려는 제2 주파수 전원 신호는 통과코일(304, 305)에 의해 필터(FILTER)되며, 미소하게 흐른 제2 주파수 전원 신호의 잔류가 있으면 패스 커패시터(306)에 의해 소멸된다.
한편, 공급되는 전원의 일예가 도 7에 도시되어 있는데, 도 7에 도시된 혼합신호는 제1 주파수 전원 신호가 30kHz의 정현파 신호이고, 전압은 2kV이며, 제2 주파수 전원 신호가 1MHz의 0.3V의 정현파 신호인 경우에 혼합된 신호이다.
또 다른 공급되는 전원의 일예가 도 8에 도시되어 있는데, 도 8에 도시된 혼합신호는 제1 주파수 전원 신호가 30kHz의 사각형 반복 펄스 신호이고, 전압은 2kV이며, 제2 주파수 전원 신호가 1MHz의 0.3V의 정현파 신호인 경우에 혼합된 신호이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용한 공정의 활용에 있어서, 이중 주파수 전원 공급기를 구비함으로써, 플라즈마에 발생하는 스트리머 및 아크 발생을 억제할 수 있다.
이는 종래 기술에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 보여주는 도 9의 (a)와 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생 장치를 보여주는 도 9의 (b)를 비교하면 잘 알 수 있다.
이에 따라, 안정적인 대기압 플라즈마 공정을 수행할 수 있고 장치의 양산 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 이중 주파수의 각 전원의 전력을 개별적으로 조절하여 공정의 조절 가능성을 크게 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 대기압 플라즈마 발생 장치의 활용성을 높이고 공정에 최적화된 플라즈마 발생 장치를 제공할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 방법의 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 방법은 제1 전원이 제1 저주파 전원 신호를 발생한다(S101). 이때, 제1 조절기는 제1 전원을 제어하여 원하는 조절된 제1 주파수 전원 신호가 발생되도록 한다(S104).
이후에, 제1 조절기는 제1 매칭 회로를 조절하여 임피던스가 매칭되도록 제공한다(S105).
그리고, 이처럼 조절된 제1 주파수 전원 신호는 제1 전극에 제공된다(S107).
한편, 제2 전원은 제1 전원이 제1 저주파 전원 신호를 발생하는 것과 동시에 또는 다른 시간에 제2 주파수 전원 신호를 발생한다(S109). 이때, 제2 조절기는 제2 전원을 제어하여 원하는 조절된 제2 주파수 전원 신호가 발생되도록 한다(S111).
이후에, 제2 조절기는 제2 매칭 회로를 조절하여 임피던스가 매칭되도록 제공한다(S113).
그리고, 이처럼 조절된 제2 주파수 전원 신호는 제2 전극에 제공된다(S115).
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 방법의 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 주파수 전원 공급기를 이용한 대기압 플라즈마 발생 방법은 제1 전원이 제1 저주파 전원 신호를 발생한다(S201). 이때, 제1 조절기는 제1 전원을 제어하여 원하는 조절된 제1 주파수 전원 신호가 발생되도록 한다(S203).
한편, 제2 전원은 제1 전원이 제1 저주파 전원 신호를 발생하는 것과 동시에 또는 다른 시간에 제2 주파수 전원 신호를 발생한다(S205). 이때, 제2 조절기는 제2 전원을 제어하여 원하는 조절된 제2 주파수 전원 신호가 발생되도록 한다(S207).
이후에, 혼합기는 제1 주파수 전원 신호와 제2 주파수 전원 신호를 혼합하여 제1 전극에 혼합된 신호를 인가한다(S209).
이때, 제1 조절기는 제1 매칭 회로를 조절하여 임피던스가 매칭되도록 제공하고, 제2 조절기는 제2 매칭 회로를 조절하여 임피던스가 매칭되도록 제공한다(S211).
상기와 같은 본 발명은 대기압에서 플라즈마 방전을 효과적으로 일으키는 저주파(Low frequency) 전원과 효과적인 전자 히팅을 통해 스트리머 및 아크를 억제하는 고주파(High frequency) 전원으로 구성되어, 두 전원을 동시에 인가하여 안정적인 플라즈마 방전이 가능하게 하고 각 전원의 인가전력 조절을 통해 공정의 조절 가능성을 높여준다.
101 : 제1 전극 102 : 제2 전극
103 : 플라즈마 104 : 제1 유전체층
105 : 제2 유전체층 200 : 이중 주파수 전원 공급기
201 : 제1 전원 공급부 201-1 : 제1 전원
201-2 : 제1 매칭 회로 201-3 : 제1 조절기
202 : 제2 전원 공급부 202-1 : 제2 전원
202-2 : 제2 매칭 회로 202-3 : 제2 조절기
205 : 혼합기 301 : 제1 입력 단자
302 : 제2 입력 단자 303 : 출력 단자
304, 305 : 통과 코일 306 : 패스 커패시터
307 : 통과 커패시터

Claims (21)

  1. 제1 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제1 전원 공급부; 및
    제2 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제2 전원 공급부를 포함하며,
    제1 주파수가 제2 주파수보다 저주파이며,
    상기 제1 전원 공급부에서 출력되는 제1 주파수 전원 신호와 상기 제2 전원 공급부에서 출력하는 제2 주파수 전원 신호를 혼합하는 혼합기를 더 포함하며,
    상기 혼합기는 대기압 플라즈마 발생 장치의 어느 하나의 전극에 직접 연결된 이중 주파수 전원 공급기.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제1 전원 공급부가 제1 주파수 전원 신호를 공급하는 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극과, 상기 제2 전원 공급부가 제2 주파수 전원 신호를 공급하는 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극은 서로 대향하여 형성되어 있는 이중 주파수 전원 공급기.
  3. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제1 전원 공급부는
    제1 저주파 전원 신호를 생성하는 제1 전원;
    임피던스 매칭을 제공하는 제1 매칭 회로; 및
    상기 제1 전원을 제어하여 주파수와 파형을 조절하고, 제1 매칭 회로의 임피던스를 조절하는 제1 조절기를 포함하는 이중 주파수 전원 공급기.
  4. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제2 전원 공급부는
    제2 저주파 전원 신호를 생성하는 제2 전원;
    임피던스 매칭을 제공하는 제2 매칭 회로; 및
    상기 제2 전원을 제어하여 주파수와 파형을 조절하고, 제2 매칭 회로의 임피던스를 조절하는 제2 조절기를 포함하는 이중 주파수 전원 공급기.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 전원 신호의 제1 주파수는 1kHz이상에서 100kHz이하의 범위에 있으며,
    상기 제2 주파수 전원 신호의 제2 주파수는 1MHz 이상에서 100MHz 이하의 범위에 있는 이중 주파수 전원 공급기.
  6. 삭제
  7. 청구항 1항에 있어서,
    상기 혼합기는
    제1 전원 공급부의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자;
    상기 대기압 플라즈마 발생 장치의 어느 하나의 전극에 연결된 출력 단자;
    제2 전원 공급부의 출력 단자에 연결된 제2 입력 단자;
    상기 제1 입력 단자와 출력 단자에 직렬 연결된 통과 코일; 및
    상기 제2 입력 단자와 출력 단자에 직렬 연결된 통과 커패시터를 포함하는 이중 주파수 전원 공급기.
  8. 청구항 7항에 있어서,
    상기 혼합기의 상기 통과 코일은 제1 입력 단자에서 입력되는 제1 주파수 전원 신호를 통과시키고, 제2 입력 단자에서 입력되는 제2 주파수 전원 신호를 차단하며, 상기 통과 커패시터는 제2 입력 단자에서 입력되는 제2 주파수 전원 신호를 통과시키고, 제1 입력 단자에서 입력되는 제1 주파수 전원 신호를 차단하는 이중 주파수 전원 공급기.
  9. 청구항 7항에 있어서,
    상기 통과 코일과 접지 사이에 연결된 패스 커패시터를 더 포함하며,
    상기 패스 커패시터는 제2 입력 단자에서 입력되는 제2 주파수 전원 신호를 차단하는 이중 주파수 전원 공급기.
  10. 서로 대향하고 있는 한 쌍의 전극; 및
    제1 주파수 전원 신호와 제2 주파수 전원 신호를 생성하여 상기 전극에 공급하는 이중 주파수 전원 공급기를 포함하며,
    상기 이중 주파수 전원 공급기는
    제1 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제1 전원 공급부; 및
    제2 주파수 전원 신호를 생성하여 대기압 플라즈마 발생 장치의 전극에 공급하는 제2 전원 공급부를 포함하며,
    제1 주파수가 제2 주파수보다 저주파이며,
    상기 제1 전원 공급부에서 출력되는 제1 주파수 전원 신호와 상기 제2 전원 공급부에서 출력하는 제2 주파수 전원 신호를 혼합하는 혼합기를 더 포함하며,
    상기 혼합기는 어느 하나의 전극에 직접 연결된 대기압 플라즈마 발생 장치.
  11. 청구항 10항에 있어서,
    상기 제1 전원 공급부가 제1 주파수 전원 신호를 공급하는 전극과, 상기 제2 전원 공급부가 제2 주파수 전원 신호를 공급하는 전극은 서로 다른 대기압 플라즈마 발생 장치.
  12. 청구항 10항에 있어서,
    상기 제1 전원 공급부는
    제1 저주파 전원 신호를 생성하는 제1 전원;
    임피던스 매칭을 제공하는 제1 매칭 회로; 및
    상기 제1 전원을 제어하여 주파수와 파형을 조절하고, 제1 매칭 회로의 임피던스를 조절하는 제1 조절기를 포함하는 대기압 플라즈마 발생 장치.
  13. 청구항 10항에 있어서,
    상기 제2 전원 공급부는
    제2 저주파 전원 신호를 생성하는 제2 전원;
    임피던스 매칭을 제공하는 제2 매칭 회로; 및
    상기 제2 전원을 제어하여 주파수와 파형을 조절하고, 제2 매칭 회로의 임피던스를 조절하는 제2 조절기를 포함하는 대기압 플라즈마 발생 장치.
  14. 청구항 10항에 있어서,
    상기 제1 주파수 전원 신호의 제1 주파수는 1kHz이상에서 100kHz이하의 범위에 있으며,
    상기 제2 주파수 전원 신호의 제2 주파수는 1MHz 이상에서 100MHz 이하의 범위에 있는 대기압 플라즈마 발생 장치.
  15. 삭제
  16. 청구항 10항에 있어서,
    상기 혼합기는
    제1 전원 공급부의 출력 단자에 연결된 제1 입력 단자;
    상기 어느 하나의 전극에 연결된 출력 단자;
    제2 전원 공급부의 출력 단자에 연결된 제2 입력 단자;
    상기 제1 입력 단자와 출력 단자에 직렬 연결된 통과 코일; 및
    상기 제2 입력 단자와 출력 단자에 직렬 연결된 통과 커패시터를 포함하는 대기압 플라즈마 발생 장치.
  17. 청구항 10항에 있어서,
    상기 한쌍의 전극의 적어도 어느 하나의 전극에 형성되어 있는 유전체층을 더 포함하는 대기압 플라즈마 발생 장치.
  18. (A) 이중 주파수 전원 공급기가 제1 주파수 전원 신호를 생성하여 생성된 신호의 주파수와 파형을 조절하여 임피던스가 매칭된 상태에서 전극에 공급하는 단계;
    (B) 상기 이중 주파수 전원 공급기가 제2 주파수 전원 신호를 생성하여 생성된 신호의 주파수와 파형을 조절하여 임피던스가 매칭된 상태에서 전극에 공급하는 단계; 및
    (C) 상기 이중 주파수 전원 공급기는 제1 주파수 전원 신호와 제2 주파수 전원 신호를 혼합하여 한 쌍의 전극 중에서 어느 하나의 전극에 직접 연결되어 공급하는 단계를 포함하는 대기압 플라즈마 발생 방법.
  19. 청구항 18항에 있어서,
    상기 이중 주파수 전원 공급기가 제1 주파수 전원 신호를 공급하는 전극과, 상기 이중 주파수 전원 공급기가 제2 주파수 전원 신호를 공급하는 전극은 서로 다른 대기압 플라즈마 발생 방법.
  20. 삭제
  21. 청구항 18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 제1 주파수 전원 신호의 제1 주파수는 1kHz이상에서 100kHz이하의 범위에 있으며,
    상기 제2 주파수 전원 신호의 제2 주파수는 1MHz 이상에서 100MHz 이하의 범위에 있는 대기압 플라즈마 발생 방법.
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