KR102017811B1 - Plasma chamber for exhaust gas treatment - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버는 공정챔버에서 배출되는 배기가스를 처리하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서, 상기 플라즈마 챔버는, 상기 배기가스가 주입되는 가스인렛이 구비되고, 내부에 제1 플라즈마 방전영역을 갖는 상부 챔버몸체; 상기 가스아웃렛이 구비되고, 내부에 제2 플라즈마 방전영역을 갖는 하부 챔버몸체; 및 상기 플라즈마 챔버에 설치되는 페라이트 코어 및 상기 페라이트 코어에 권선되는 일차 권선 코일을 갖는 변압기를 포함하며, 상기 제1 플라즈마 방전영역과 상기 제2 플라즈마 방전영역에 의해 토로이달 플라즈마 방전 채널이 형성된다.A plasma chamber for exhaust gas treatment according to an embodiment of the present invention is a plasma chamber for processing exhaust gas discharged from a process chamber, wherein the plasma chamber is provided with a gas inlet into which the exhaust gas is injected, and An upper chamber body having a first plasma discharge region thereon; A lower chamber body having the gas outlet and having a second plasma discharge region therein; And a transformer having a ferrite core installed in the plasma chamber and a primary winding coil wound around the ferrite core, wherein a toroidal plasma discharge channel is formed by the first plasma discharge region and the second plasma discharge region.

Description

배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버{PLASMA CHAMBER FOR EXHAUST GAS TREATMENT}Plasma chamber for exhaust gas treatment {PLASMA CHAMBER FOR EXHAUST GAS TREATMENT}

본 발명은 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판처리 공정에 발생된 배기가스를 처리할 수 있는 플라즈마를 생성하는 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma chamber for exhaust gas treatment, and more particularly, to a plasma chamber for exhaust gas processing for generating a plasma capable of treating the exhaust gas generated in the substrate processing process.

PFCs(perfluorocompounds)는 반도체/디스플레이 공정중 플라즈마를 이용한 식각, 세정 과정에 사용되는 기체로서 반도체/디스플레이 시장의 확장과 함께 사용량도 꾸준히 증가되어 왔다. 반도체/디스플레이 공정에 사용되는 PFCs는 CF4, CHF3, C2F6, C3F8, C4F8, NF3, SF6 등을 들 수 있는데 이들은 지구 온난화가스의 대표적인 물질로 분류되어 있다.Perfluorocompounds (PFCs) are gases used for plasma etching and cleaning processes in semiconductor / display processes. PFCs used in semiconductor / display processes include CF4, CHF3, C2F6, C3F8, C4F8, NF3 and SF6, which are classified as representative materials of global warming gases.

현재 반도체/디스플레이 공정에서 배출되는 PFCs를 처리하는 방법으로는 플라즈마, 화학 필터링, 촉매 반응, 열분해, 소각 등을 들 수 있다. 이 중 플라즈마에 의한 PFCs처리 방법은 장비 크기가 작고, 설치가 간단하며, 운전변수 조절이 간편하다. Current methods of treating PFCs emitted from semiconductor / display processes include plasma, chemical filtering, catalytic reactions, pyrolysis, incineration, and the like. Among them, the PFCs treatment method by plasma is small in size, simple in installation, and easy in operating parameter control.

PFCs 처리에 플라즈마를 이용하는 방식은 플라즈마 챔버의 설치 위치에 따라 진공펌프 후단에 설치하는 상압 열플라즈마와 진공펌프 전단에 설치하는 저압 글로우 플라즈마로 나눌 수 있다. 상압 열플라즈마 방법은 온도가 수천도 이상인 아크 방전을 이용하여 PFCs를 열분해 처리하는 방식으로, 국내 반도체 공정에 일부 채택되어 사용되고 있다. 그러나, 상압 처리방식은 열플라즈마의 높은 온도에 의해 분해율 면에서는 탁월한 장점을 갖지만, 단위 g당 소모되는 전력에 해당하는 에너지 효율 면에서는 다른 처리 방식에 비해 큰 약점을 지니고 있다. 이는 상압에서는 부피가 큰 플라즈마를 얻기 어려워 처리가스로 효율적인 열전달이 어렵고, 진공펌프에 사용되는 정화가스인 질소를 처리가스와 함께 분해하기 때문에 전력이 낭비된다. 반면에, 저압 플라즈마 방식은 진공펌프 전단에서 PFCs를 분해/처리함으로써 정화 가스인 질소가열에 소모되는 에너지 낭비를 피할 수 있을 뿐만 아니라, 부피가 큰 플라즈마를 손쉽게 얻을 수 있어 처리가스로의 효율적인 열전달이 가능한 장점을 갖는다. 또한, 저압 플라즈마 방식은 식각공정에서 발생하는 입자들 크기와 부산물의 화학종을 제어할 수 있어서 진공펌프 수명을 획기적으로 늘릴 수 있는 기능성도 가지고 있다.The method of using plasma to process PFCs can be divided into atmospheric pressure plasma installed at the rear end of the vacuum pump and low pressure glow plasma installed at the front of the vacuum pump according to the installation position of the plasma chamber. The atmospheric pressure thermal plasma method is a method of pyrolyzing PFCs using arc discharge whose temperature is thousands of degrees or more, and has been partially adopted in domestic semiconductor processes. However, the atmospheric pressure treatment method has an excellent advantage in terms of decomposition rate due to the high temperature of the thermal plasma, but has a weak point in comparison with other treatment methods in terms of energy efficiency corresponding to power consumed per unit g. This is difficult to obtain a bulky plasma at normal pressure, so that it is difficult to efficiently transfer heat to the processing gas, and power is wasted because nitrogen, which is a purification gas used in a vacuum pump, is decomposed together with the processing gas. On the other hand, the low pressure plasma method not only avoids waste of energy consumed by nitrogen heating, which is a purge gas, by decomposing / treating PFCs in front of the vacuum pump, but also easily obtains bulky plasma, which enables efficient heat transfer to the process gas. Has an advantage. In addition, the low pressure plasma method can control the particle size and by-product species generated in the etching process, and has the functionality to significantly increase the life of the vacuum pump.

다양한 플라즈마 공급원으로 DC 방전, 고주파(RF) 방전, 및 마이크로웨이브 방전을 포함하는 다양한 방식으로 플라즈마를 생성할 수 있다. 이중에서 고주파(RF) 방전은 전원으로부터 플라즈마 내로 에너지를 정전기 또는 유도 결합시킴으로써 달성된다. 고주파 방전 중에서 변압기 결합 플라즈마 소스(transformer coupled plasma source)를 사용한 원격 플라즈마 챔버는 토로이달 구조의 챔버몸체에 일차 권선 코일을 갖는 마그네틱 코어가 장착된 구조를 갖는다. 챔버몸체는 토로이달 형상의 복잡한 형상을 가지고 있어 다수 개의 블록이 결합되어 형성된다. 그러므로 플라즈마 챔버의 분해 및 조립에 따라 복잡성이 부가되며, 플라즈마 챔버 내의 진공상태 유지와 가공비용을 상승시켜 공정을 위해 필요한 전체적인 시간이 증가되는 문제점이 있다.Various plasma sources can generate plasma in a variety of ways, including DC discharge, high frequency (RF) discharge, and microwave discharge. Dual high frequency (RF) discharge is achieved by electrostatic or inductive coupling of energy from the power source into the plasma. The remote plasma chamber using a transformer coupled plasma source during high frequency discharge has a structure in which a magnetic core having a primary winding coil is mounted on a chamber body of a toroidal structure. The chamber body has a complex shape of a toroidal shape and is formed by combining a plurality of blocks. Therefore, complexity is added by disassembling and assembling the plasma chamber, and there is a problem in that the overall time required for the process is increased by maintaining the vacuum state in the plasma chamber and increasing the processing cost.

또한 공정챔버에서 배기되는 배기가스는 플라즈마 반응기를 통하면서 분해되는데, 플라즈마 반응기에서 완전하게 분해되지 않고 배출되는 문제점이 있다.In addition, the exhaust gas exhausted from the process chamber is decomposed through the plasma reactor, there is a problem that is discharged without being completely decomposed in the plasma reactor.

본 발명의 목적은 두 개의 몸체로 구비되어 제작비용을 절감하면서 조립이 용이한 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버를 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma chamber for exhaust gas treatment that is provided with two bodies and is easy to assemble while reducing manufacturing costs.

본 발명의 다른 목적은 영구자석을 이용하여 플라즈마가 발생되는 공간에 자기장을 형성함으로써 플라즈마 챔버 내의 가스 이온의 체류시간을 늘려 배기가스를 완전하게 분해하기 위한 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a plasma chamber for exhaust gas treatment for completely decomposing exhaust gas by increasing the residence time of gas ions in the plasma chamber by forming a magnetic field in a space where plasma is generated using permanent magnets. .

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버는 공정챔버에서 배출되는 배기가스를 처리하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서, 상기 플라즈마 챔버는, 상기 배기가스가 주입되는 가스인렛이 구비되고, 내부에 제1 플라즈마 방전영역을 갖는 상부 챔버몸체; 상기 가스아웃렛이 구비되고, 내부에 제2 플라즈마 방전영역을 갖는 하부 챔버몸체; 및 상기 플라즈마 챔버에 설치되는 페라이트 코어 및 상기 페라이트 코어에 권선되는 일차 권선 코일을 갖는 변압기를 포함하며, 상기 제1 플라즈마 방전영역과 상기 제2 플라즈마 방전영역에 의해 토로이달 플라즈마 방전 채널이 형성된다.In order to solve the above technical problem, the plasma chamber for the exhaust gas treatment according to an embodiment of the present invention in the plasma chamber for processing the exhaust gas discharged from the process chamber, the plasma chamber, the exhaust gas Is provided with a gas inlet is injected, the upper chamber body having a first plasma discharge region therein; A lower chamber body having the gas outlet and having a second plasma discharge region therein; And a transformer having a ferrite core installed in the plasma chamber and a primary winding coil wound around the ferrite core, wherein a toroidal plasma discharge channel is formed by the first plasma discharge region and the second plasma discharge region.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 방전 채널 내로 자기장을 형성하는 영구자석모듈을 더 포함한다.In one embodiment, further comprising a permanent magnet module for forming a magnetic field into the plasma discharge channel.

일 실시예에 있어서, 상기 상부 챔버몸체와 상기 하부 챔버몸체 사이에 구비되는 오링; 및 상기 오링이 상기 플라즈마 방전 채널 내에 형성되는 플라즈마에 노출되는 것을 방지하도록 구비되는 세라믹 링을 더 포함한다.In one embodiment, the O-ring provided between the upper chamber body and the lower chamber body; And a ceramic ring provided to prevent the O-ring from being exposed to the plasma formed in the plasma discharge channel.

일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 방전 채널 내로 플라즈마 초기 점화 이벤트를 제공하는 점화 전극부를 더 포함한다.In an embodiment, the apparatus further includes an ignition electrode unit configured to provide a plasma initial ignition event into the plasma discharge channel.

일 실시예에 있어서, 상기 점화 전극부는, 일면 이상이 상기 플라즈마 방전 채널을 향하도록 구비되는 점화전극; 및 상기 점화전극과 상기 플라즈마 방전 채널 사이에 구비되는 절연 플레이트를 포함한다.In one embodiment, the ignition electrode unit, the ignition electrode is provided so that at least one surface facing the plasma discharge channel; And an insulating plate provided between the ignition electrode and the plasma discharge channel.

일 실시예에 있어서, 상기 점화 전극부는, 상기 점화전극에 의해 플라즈마 초기 점화가 이루어지는 점화 공간부를 포함한다.In one embodiment, the ignition electrode portion includes an ignition space portion in which plasma initial ignition is performed by the ignition electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 페라이트 코어는, 상기 상부 챔버몸체 및 상기 하부 챔버몸체가 결합되는 부분에 설치된다. In one embodiment, the ferrite core is installed in a portion where the upper chamber body and the lower chamber body are coupled.

본 발명에 따른 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the effect of the plasma chamber for the exhaust gas treatment according to the present invention.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 공정챔버에서 배기되는 유해한 배기가스를 무해한 배기가스로 분해하여 배출할 수 있다. 또한 챔버 몸체가 두 개로 구비되므로 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 조립 및 설치가 매우 용이하다. According to at least one of the embodiments of the present invention, the harmful exhaust gas exhausted from the process chamber can be discharged into harmless exhaust gas. In addition, two chamber bodies are provided, which not only reduce manufacturing costs but also facilitate assembly and installation.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 영구자석을 이용하여 플라즈마 챔버 내로 자이장을 형성하여 플라즈마 챔버 내에서 가스 이온의 체류시간을 늘려 배기가스의 분해율을 향상시킬 수 있다. In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, by using a permanent magnet to form a magnetic field into the plasma chamber can increase the residence time of the gas ions in the plasma chamber to improve the decomposition rate of the exhaust gas.

도 1은 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버가 설치되는 플라즈마 처리 시스템을 설명하기 위한 간략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버 내부의 가스 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버에 구비된 점화 전극부를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a simplified configuration diagram illustrating a plasma processing system in which a preferred plasma chamber of the present invention is installed.
2 is a perspective view for explaining the structure of a preferred plasma chamber of the present invention.
3 is an exploded perspective view for explaining a preferred plasma chamber of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a gas flow in the preferred plasma chamber of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a preferred plasma chamber of the present invention.
6 is a view for explaining the ignition electrode unit provided in the preferred plasma chamber of the present invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the present invention. It should be understood to include equivalents and substitutes.

도 1은 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버가 설치되는 플라즈마 처리 시스템을 설명하기 위한 간략 구성도이다. 1 is a simplified configuration diagram illustrating a plasma processing system in which a preferred plasma chamber of the present invention is installed.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 시스템은 공정챔버(110)와 플라즈마 챔버(100)로 구성된다. 공정챔버(110)는 내부에 피처리 기판(125)을 지지하기 위한 서셉터(120)를 포함한다. 서셉터(120)는 임피던스 정합기(미도시)를 통하여 하나 이상의 바이어스 전원 공급원(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다. 피처리 기판(125)은 예를 들어, 반도체 장치를 제조하기 위한 실리콘 웨이퍼 기판 또는 액정디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 제조를 위한 유리 기판이다. 공정챔버(110)는 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스(미도시)를 포함할 수도 있고, 플라즈마에 의해 활성화된 가스를 공급하기 위한 별도의 플라즈마 공급원(115)을 포함할 수도 있다. Referring to FIG. 1, the plasma processing system according to the present invention includes a process chamber 110 and a plasma chamber 100. The process chamber 110 includes a susceptor 120 to support the substrate 125 therein. The susceptor 120 may be electrically connected to one or more bias power sources (not shown) through an impedance matcher (not shown). The substrate 125 to be processed is, for example, a silicon wafer substrate for producing a semiconductor device or a glass substrate for producing a liquid crystal display or a plasma display. The process chamber 110 may include a plasma source (not shown) for generating a plasma, or may include a separate plasma source 115 for supplying a gas activated by the plasma.

플라즈마 챔버(100)는 공정챔버(110)의 공정가스 배기구(129)와 연결되어 공정챔버(110) 내에서 공정을 진행하면서 발생되어 배출되는 공정가스(PFCs(perfluorocompounds)가스를 포함)를 제공받아 무해한 가스로 분해한다. 플라즈마 챔버(100)는 공정챔버(110)의 공정가스 배기구(129)와 배기펌프(150) 사이에 설치된다. 플라즈마 챔버(100)는 내부에 토로이달 형상의 플라즈마 방전 채널을 포함하는 챔버몸체(130) 및 전자기 에너지를 플라즈마 방전 채널 내에 형성하여 플라즈마로 결합시키는 변압기(140)를 포함한다. 변압기는 페라이트 코어(144), 일차 권선 코일(142)을 포함한다. 일차 권선 코일(142)은 전원 공급원(160)과 연결되고, 전원 공급원(160)으로부터 무선 주파수를 제공받아 구동된다. The plasma chamber 100 is connected to the process gas exhaust port 129 of the process chamber 110 to receive a process gas (including PFCs (perfluorocompounds) gas) generated and discharged while the process is performed in the process chamber 110. Decompose into harmless gas. The plasma chamber 100 is installed between the process gas exhaust port 129 and the exhaust pump 150 of the process chamber 110. The plasma chamber 100 includes a chamber body 130 including a toroidal plasma discharge channel therein and a transformer 140 forming electromagnetic energy in the plasma discharge channel and coupling the plasma to the plasma. The transformer includes a ferrite core 144, primary winding coil 142. The primary winding coil 142 is connected to the power supply 160 and is driven by receiving a radio frequency from the power supply 160.

시스템 제어부(170)는 시스템 전반을 제어하기 위한 구성으로, 전원 공급원(160)과 연결되어 플라즈마 챔버(100)로 공급되는 전력을 제어한다. 구체적으로 도시하지는 않았으나 전원 공급원(160)에는 비정상적인 동작 환경에 의해 발생될 수 있는 전기적 손상을 방지하기 위한 보호회로가 구비된다. 전원 공급원(160)은 플라즈마 챔버의 동작 상태 정보를 시스템 제어부(170)로 제공한다. 시스템 제어부(170)는 플라즈마 처리 시스템의 동작 과정 전반을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하여 플라즈마 챔버(100)와 공정 챔버(110)의 동작을 제어한다. The system controller 170 is configured to control the overall system and is connected to the power supply 160 to control the power supplied to the plasma chamber 100. Although not shown in detail, the power supply source 160 is provided with a protection circuit for preventing electrical damage that may be caused by an abnormal operating environment. The power supply 160 provides the system control unit 170 with operation state information of the plasma chamber. The system controller 170 controls the operations of the plasma chamber 100 and the process chamber 110 by generating a control signal for controlling the overall operation process of the plasma processing system.

구체적으로 도시하지는 않았으나, 플라즈마 챔버(100)에는 플라즈마 상태를 측정하기 위한 측정센서가 구비되고, 시스템 제어부(170)는 측정된 값과 정상 동작에 기준한 기준값과 비교하면 전원 공급원(160)을 제어하여 무선 주파수의 전압 및 전류를 제어한다. Although not specifically illustrated, the plasma chamber 100 includes a measuring sensor for measuring a plasma state, and the system controller 170 controls the power supply 160 when the measured value is compared with a reference value based on normal operation. To control the voltage and current of the radio frequency.

플라즈마 챔버(100)에는 플라즈마 챔버(100) 내로 가스를 공급하기 위한 가스 주입구(미도시)가 구비된다. 가스 공급원(170)으로부터 공급된 가스는 가스 주입구를 통해 플라즈마 챔버(100) 내로 공급되고, 플라즈마에 의해 활성화된다. 특히, 플라즈마 챔버(100)에 추가로 가스, 물 또는 파우더를 첨가하여 배기가스를 처리할 수도 있다. 추가적으로 첨가되는 물질은 처리하고자하는 배기가스의 종류에 따라 선택된다.The plasma chamber 100 is provided with a gas injection hole (not shown) for supplying gas into the plasma chamber 100. The gas supplied from the gas source 170 is supplied into the plasma chamber 100 through the gas inlet and activated by the plasma. In particular, the exhaust gas may be treated by adding gas, water, or powder to the plasma chamber 100. The material to be added is selected according to the type of exhaust gas to be treated.

본 발명에 따른 플라즈마 챔버(100)는 공정챔버(110)와 배기펌프(150) 사이에 설치될 수 있다. 플라즈마 챔버(100)는 공정챔버(110) 내에서 발생되어 배출되는 유해가스(과불화탄소)를 공급받아 무해한 가스로 분해하여 배출한다. 플라즈마 챔버(100)에 의해 환경오염물질인 유해가스를 분해하여 배출할 수 있을 뿐만아니라 배기펌프(150)의 손상을 방지할 수 있다. The plasma chamber 100 according to the present invention may be installed between the process chamber 110 and the exhaust pump 150. The plasma chamber 100 receives harmful gases (perfluorocarbons) generated and discharged in the process chamber 110, and decomposes them into harmless gases. The plasma chamber 100 may not only disassemble and discharge harmful gases that are environmental pollutants, but also prevent damage of the exhaust pump 150.

도 2는 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버의 구조를 설명하기 위한 사시도이다. 2 is a perspective view for explaining the structure of a preferred plasma chamber of the present invention.

도 2를 참조하면, 플라즈마 챔버(200)는 상부 챔버몸체(220)와 하부 챔버몸체(250) 및 변압기(도 1에 도시됨)를 포함한다. 상부 챔버몸체(220)는 내부에 제1 플라즈마 방전 영역이 구비되고, 제1 플라즈마 방전 영역으로 가스를 공급하기 위한 가스인렛(204)이 구비된다. 가스인렛(204)은 공정챔버(110)의 공정가스 배기구(129)와 연결된다. 공정챔버(110)에서 발생된 공정가스는 공정가스 배기구(129)와 가스인렛(204)을 통해 플라즈마 챔버(200) 내로 공급된다. 여기서, 가스인렛(204)의 직경은 공정가스 배기구(129)의 직경과 동일한 것이 바람직하다. Referring to FIG. 2, the plasma chamber 200 includes an upper chamber body 220, a lower chamber body 250, and a transformer (shown in FIG. 1). The upper chamber body 220 is provided with a first plasma discharge region therein, and a gas inlet 204 for supplying gas to the first plasma discharge region. The gas inlet 204 is connected to the process gas outlet 129 of the process chamber 110. The process gas generated in the process chamber 110 is supplied into the plasma chamber 200 through the process gas exhaust port 129 and the gas inlet 204. Here, the diameter of the gas inlet 204 is preferably equal to the diameter of the process gas exhaust port 129.

제1플라즈마 방전 영역은 토로이달 형상의 플라즈마 방전 채널의 일부분을 지칭하는 것이고, 제2 플라즈마 방전 영역은 토로이달 형상의 플라즈마 방전 채널의 일부분을 지칭하는 것이다. 그러므로 제1, 2 플라즈마 방전 영역은 상부 챔버몸체(220)와 하부 챔버몸체(250)를 결합함으로써 하나의 토로이달 형상의 플라즈마 방전 채널을 형성한다. 플라즈마 방전 채널로 플라즈마를 초기 점화하기 위한 점화 전극부(210)가 구비된다. The first plasma discharge region refers to a portion of the toroidal plasma discharge channel, and the second plasma discharge region refers to a portion of the toroidal plasma discharge channel. Therefore, the first and second plasma discharge regions combine the upper chamber body 220 and the lower chamber body 250 to form one toroidal plasma discharge channel. An ignition electrode unit 210 is provided to initially ignite the plasma to the plasma discharge channel.

변압기의 페라이트 코어(244)는 토로이달 형상의 플라즈마 방전 채널에 쇄교하도록 설치되는데, 본 발명에서는 결합된 상부 연결부와 하부 연결부에 다수 개의 페라이트 코어(244)가 설치된다. 다수 개의 페라이트 코어(244)는 조인트 부재(245)에 의해 결합되어 고정된다.The ferrite core 244 of the transformer is installed so as to link to the toroidal plasma discharge channel, in the present invention, a plurality of ferrite cores 244 are installed at the combined upper and lower connections. The plurality of ferrite cores 244 are coupled and fixed by the joint member 245.

본 발명에서의 플라즈마 챔버(200)는 두 개의 챔버몸체(상부 챔버몸체(220) 및 하부 챔버몸체(250))를 결합하여 토로이달 형상의 플라즈마 챔버를 형성한다. 그러므로 플라즈마 챔버를 최소의 개수로 제작하여 결합하기 때문에 제조비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라, 조립 및 설치가 매우 용이하다. 또한 플라즈마 챔버(200)가 최소한의 개수로 분리되어 있어 내부의 진공 유지도 매우 용이하다.The plasma chamber 200 in the present invention combines two chamber bodies (upper chamber body 220 and lower chamber body 250) to form a toroidal plasma chamber. Therefore, the manufacturing cost can be reduced and the assembly and installation are very easy since the plasma chamber is manufactured by combining the minimum number. In addition, since the plasma chamber 200 is separated into a minimum number, it is very easy to maintain the vacuum inside.

도 3은 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버를 설명하기 위한 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view for explaining a preferred plasma chamber of the present invention.

도 3을 참조하면, 플라즈마 챔버(300)는 가스인렛 부재(302), 상부 챔버몸체(320), 하부 챔버몸체(350) 및 가스아웃렛 부재(305)가 결합되어 형성된다. 가스인렛 부재(302)에는 배기가스의 이동을 위하여 관통 형성된 가스인렛(304)이 구비된다. 가스아웃렛 부재(305)에는 분해된 가스의 이동을 위하여 관통 형성된 가스아웃렛(306)이 구비된다. Referring to FIG. 3, the plasma chamber 300 is formed by combining the gas inlet member 302, the upper chamber body 320, the lower chamber body 350, and the gas outlet member 305. The gas inlet member 302 is provided with a gas inlet 304 formed therethrough for movement of the exhaust gas. The gas outlet member 305 is provided with a gas outlet 306 formed therethrough for movement of the decomposed gas.

상부 챔버몸체(320)는 내부에 제1 플라즈마 방전 영역이 구비되고, 상부에는 제1 플라즈마 방전 영역과 가스인렛(304)이 연통될 수 있도록 홀이 구비된다. 또한 상부 챔버몸체(320)의 하부에는 두 개의 상부 연결부(324)가 구비된다. 제1 플라즈마 방전 영역은 두 개의 상부 연결부(324)가 연결되도록 형성된다. The upper chamber body 320 is provided with a first plasma discharge region therein, and has a hole in the upper portion so that the first plasma discharge region and the gas inlet 304 can communicate with each other. In addition, two upper connecting portions 324 are provided below the upper chamber body 320. The first plasma discharge region is formed such that two upper connectors 324 are connected to each other.

하부 챔버몸체(350)는 내부에 제2 플라즈마 방전 영역이 구비되고, 하부에는 제2 플라즈마 방전 영역과 가스아웃렛(306)이 연통될 수 있도록 홀이 구비된다. 또한 가스 아웃렛(306)은 배기펌프(150)와 연결된다. 하부 챔버몸체(350)에는 하부에 가스아웃렛(306)이 구비되고, 상부에는 두 개의 하부 연결부(352)가 구비된다. 제2 플라즈마 방전 영역은 두 개의 하부 연결부(352)가 연결되도록 형성된다. The lower chamber body 350 is provided with a second plasma discharge region therein, and has a hole in the lower chamber so that the second plasma discharge region and the gas outlet 306 can communicate with each other. In addition, the gas outlet 306 is connected to the exhaust pump 150. The lower chamber body 350 is provided with a gas outlet 306 at a lower portion thereof, and two lower connecting portions 352 are provided at an upper portion thereof. The second plasma discharge region is formed such that the two lower connectors 352 are connected to each other.

상부 챔버몸체(320)의 상부 연결부(324)와 하부 챔버몸체(350)의 하부 연결부(352)가 결합되어 플라즈마 챔버(200)가 형성된다. 가스인렛(304)으로 공급된 가스는 제1, 2 플라즈마 방전 영역에서 분해되어 가스아웃렛(306)을 통해 플라즈마 챔버(300)의 외부로 배출된다.The upper connecting portion 324 of the upper chamber body 320 and the lower connecting portion 352 of the lower chamber body 350 are combined to form a plasma chamber 200. The gas supplied to the gas inlet 304 is decomposed in the first and second plasma discharge regions and discharged to the outside of the plasma chamber 300 through the gas outlet 306.

가스인렛 부재(302)와 상부 챔버몸체(320), 가스아웃렛 부재(305)와 하부 챔버몸체(350) 사이에는 각각 진공을 위한 오링(307)이 구비된다. 또한 상부 연결부(324)와 하부 연결부(352) 사이에는 세라믹링(346)과 오링(348)이 구비된다. 페라이트 코어(344)는 상부 연결부(324)와 하부 연결부(352)에 설치된다. An O-ring 307 for vacuum is provided between the gas inlet member 302 and the upper chamber body 320, the gas outlet member 305, and the lower chamber body 350, respectively. In addition, a ceramic ring 346 and an O-ring 348 are provided between the upper connector 324 and the lower connector 352. The ferrite core 344 is installed at the upper connector 324 and the lower connector 352.

본 발명에서의 플라즈마 챔버(300)는 플라즈마 방전 채널 내로 자기장을 형성하기 위한 영구자석모듈(360)을 포함한다. 영구자석모듈(360)은 복수 개의 영구자석으로 구성된다. 영구자석모듈(360)은 상부 챔버몸체(320)에 삽입되는데, 특히, 상부 연결부(324)의 영구자석 장착부(321)에 설치된다. 영구자석모듈(360)은 플라즈마 방전 채널을 사이에 두고 서로 다른 극성의 영구자석이 마주하도록 설치된다. 영구자석모듈(360)을 설치한 후 영구자석모듈(360)이 노출되지 않도록 몸체커버(325)를 더 설치한다.The plasma chamber 300 in the present invention includes a permanent magnet module 360 for forming a magnetic field into the plasma discharge channel. The permanent magnet module 360 is composed of a plurality of permanent magnets. Permanent magnet module 360 is inserted into the upper chamber body 320, in particular, is installed in the permanent magnet mounting portion 321 of the upper connection portion 324. The permanent magnet module 360 is installed so that the permanent magnets of different polarities face each other with the plasma discharge channel interposed therebetween. After the permanent magnet module 360 is installed, the body cover 325 is further installed so that the permanent magnet module 360 is not exposed.

또한 영구자석모듈(360)은 하부 챔버몸체(350)에 삽입되는데, 특히 하부 연결부(352)의 영구자석 장착부(351)에 설치된다. 영구자석모듈(360)은 플라즈마 방전 채널을 사이에 두고 서로 다른 극성의 영구자석이 마주하도록 설치된다. 영구자석모듈(360)을 설치한 후 영구자석모듈(360)이 노출되지 않도록 몸체커버(325)를 더 설치한다. In addition, the permanent magnet module 360 is inserted into the lower chamber body 350, in particular installed in the permanent magnet mounting portion 351 of the lower connection portion 352. The permanent magnet module 360 is installed so that the permanent magnets of different polarities face each other with the plasma discharge channel interposed therebetween. After the permanent magnet module 360 is installed, the body cover 325 is further installed so that the permanent magnet module 360 is not exposed.

서로 다른 극성의 영구자석이 마주하도록 설치된 영구자석모듈(360)에 의해 플라즈마 방전 채널 내로 자기장이 형성된다. 플라즈마 방전 채널 내부에는 변압기에 의해 토로이달 형상의 전기장이 유도된다. 여기서, 영구자석모듈(360)에 의해 형성된 자기장의 방향은 토로이달 형상의 전기장의 방향과 서로 다르다. 그러므로 플라즈마 방전 채널을 통과하는 가스 이온은 서로 다른 방향으로 형성된 전,자기장에 의해 회전하며 이동된다. 그러므로 플라즈마 방전 채널을 통과하는 가스 이온의 체류 시간은 늘어나게 되어 가스 이온에 대한 분해율을 높일 수 있다. A magnetic field is formed in the plasma discharge channel by the permanent magnet module 360 installed so that the permanent magnets having different polarities face each other. The toroidal electric field is induced by a transformer inside the plasma discharge channel. Here, the direction of the magnetic field formed by the permanent magnet module 360 is different from the direction of the electric field of the toroidal shape. Therefore, gas ions passing through the plasma discharge channel are rotated and moved by electric and magnetic fields formed in different directions. Therefore, the residence time of the gas ions passing through the plasma discharge channel is increased to increase the decomposition rate for the gas ions.

특히, 상부 연결부(324) 및 하부 연결부(352)는 플라즈마 방전 채널이 수직으로 형성되어, 여기를 지나는 가스 이온의 체류시간은 매우 짧다. 이런 짧은 체류시간으로 인해 가스 이온의 반응시간이 짧아 충분한 분해가 이루어지지 않는다. 그러므로 상부 연결부(324) 및 하부 연결부(352)에 영구자석모듈(360)을 설치함으로써 가스 이온의 체류시간을 늘릴 수 있다. In particular, the upper connection portion 324 and the lower connection portion 352 has a plasma discharge channel formed vertically, so that the residence time of gas ions passing therethrough is very short. Due to this short residence time, the reaction time of gas ions is short and sufficient decomposition is not achieved. Therefore, by installing the permanent magnet module 360 in the upper connection portion 324 and the lower connection portion 352 can increase the residence time of the gas ions.

영구자석모듈(360)은 상부 연결부(324) 또는 하부 연결부(352) 중 어느 하나에만 설치될 수 있다. The permanent magnet module 360 may be installed only at one of the upper connection part 324 or the lower connection part 352.

도 4는 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버 내부의 가스 흐름을 설명하기 위한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a gas flow in the preferred plasma chamber of the present invention.

도 4를 참조하면, 플라즈마 챔버(400)는 가스인렛(404)으로 공급된 배기가스는 내부에 구비된 토로이달 형상의 플라즈마 방전 채널(422)을 따라 양쪽으로 분기되어 이동된다. 변압기(140)에 의해 플라즈마 방전 채널(422)에 플라즈마가 유도되면 내부의 배기가스는 분해되어 가스아웃렛(406)을 통해 플라즈마 챔버(400) 외부로 배출된다. Referring to FIG. 4, the exhaust gas supplied to the gas inlet 404 is branched and moved to both sides along the toroidal plasma discharge channel 422 provided therein. When plasma is induced in the plasma discharge channel 422 by the transformer 140, the exhaust gas is decomposed and discharged to the outside of the plasma chamber 400 through the gas outlet 406.

상부 챔버몸체(420)와 하부 챔버몸체(550)는 알루미늄과 같은 금속성 물질로 제작될 수 있다. 상부 챔버몸체(420)와 하부 챔버몸체(450)를 금속성 물질로 제작하는 경우, 양극 산화처리(anodized)된 알루미늄과 같은 피복된 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 석영과 같은 절연 물질로 제작될 수 있다. 또는 상부 챔버몸체(420)와 하부 챔버몸체(450)를 금속성 물질로 제작하는 경우 복합소재 예를 들어, 탄소나노튜브와 공유결합된 알루미늄으로 구성되는 복합소재를 사용하는 것이 매우 유용할 수 있다. 이러한 복합 소재는 기존의 알루미늄 보다 강도가 대략 3배 이상이며 강도 대비하여 중량은 경량인 특징을 갖는다.The upper chamber body 420 and the lower chamber body 550 may be made of a metallic material such as aluminum. When the upper chamber body 420 and the lower chamber body 450 are made of a metallic material, it is preferable to use a coated metal such as anodized aluminum. Or an insulating material such as quartz. Alternatively, when the upper chamber body 420 and the lower chamber body 450 are made of a metallic material, it may be very useful to use a composite material, for example, a composite material composed of aluminum covalently bonded with carbon nanotubes. Such a composite material has a strength that is approximately three times or more than that of conventional aluminum, and the weight is light compared to the strength.

상부 챔버몸체(420)와 하부 챔버몸체(450)는 오링(448)을 사이에 두고 결합된다. 오링(448)은 고무와 같은 절연물질로 형성되며, 플라즈마 챔버(400) 내부가 진공을 유지할 수 있도록 기능한다. 또한 오링(448)은 절연재로써 기능하며 도체의 상부 챔버몸체(420)와 하부 챔버몸체(450)에 와전류가 형성되는 것을 방지한다. 세라믹링(446)은 플라즈마 챔버(400) 내부에서 발생된 플라즈마에 오링(448)이 노출되어 오링(448)이 손상되는 것을 방지한다. The upper chamber body 420 and the lower chamber body 450 are coupled with an O-ring 448 therebetween. The o-ring 448 is formed of an insulating material such as rubber, and functions to maintain a vacuum inside the plasma chamber 400. In addition, the O-ring 448 functions as an insulating material and prevents eddy currents from being formed in the upper chamber body 420 and the lower chamber body 450 of the conductor. The ceramic ring 446 prevents the O-ring 448 from being damaged by exposing the O-ring 448 to the plasma generated inside the plasma chamber 400.

도 4에 도시된 영구자석모듈(460)은 상기에 설명한 영구자석모듈(360)과 동일한 구성으로 상세한 설명은 생략한다. The permanent magnet module 460 illustrated in FIG. 4 has the same configuration as the permanent magnet module 360 described above, and thus detailed description thereof will be omitted.

도 5는 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of a preferred plasma chamber of the present invention.

도 5를 참조하면, 도면에서는 플라즈마 챔버(500)의 횡방향 단면도를 나타낸다. 플라즈마 챔버(500)의 상부 챔버몸체(520)의 제1 플라즈마 방전영역(상부 챔버몸체의 내부 공간) 일부와 가스아웃렛(506)의 일부가 겹치게 된다. 바람직하게는 가스아웃렛(506)의 직경은 상부 챔버몸체(520)의 제1 플라즈마 방전영역(상부 챔버몸체의 내부 공간)의 직경보다 더 크게 형성된다. Referring to FIG. 5, a cross-sectional view of the plasma chamber 500 is illustrated in the drawing. A portion of the first plasma discharge region (inner space of the upper chamber body) of the upper chamber body 520 of the plasma chamber 500 overlaps with a portion of the gas outlet 506. Preferably, the diameter of the gas outlet 506 is larger than the diameter of the first plasma discharge region (inner space of the upper chamber body) of the upper chamber body 520.

도 6은 본 발명의 바람직한 플라즈마 챔버에 구비된 점화 전극부를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the ignition electrode unit provided in the preferred plasma chamber of the present invention.

토로이달 형상의 플라즈마 방전 채널 내의 플라즈마를 점화하는 초기 이온화 이벤트를 제공하는 자유 전하를 생성하기 위한 점화장치(예를 들어, 점화 전극)를 포함할 수 있다. 초기 이온화 이벤트는 플라즈마 챔버에 인가되는 짧고 높은 전압 펄스일 수 있다. 연속적인 높은 RF 전압은 또한 초기 이온화 이벤트를 생성하도록 사용될 수 있다. 자외선 복사는 또한, 플라즈마 방전 채널 내의 플라즈마를 점화하는 초기 이온화 이벤트를 제공하는, 플라즈마 방전 채널 내의 자유 전하를 생성하도록 사용될 수 있다. 점화전력은 플라즈마 챔버에 위치되는 점화전극에 인가될 수도 있고, 일차 권선 코일에 직접 인가되어 초기 이온화 이벤트를 제공할 수 있다. 또는, 플라즈마 챔버는 챔버몸체에 광학 결합하는 자외선 광원(미도시)으로부터 나오는 자외선 복사에 노출되어 플라즈마를 점화하는 초기 이온화 이벤트를 유발할 수 있다.And an ignition device (eg, an ignition electrode) for generating free charge that provides an initial ionization event that ignites the plasma in the toroidal plasma discharge channel. The initial ionization event may be a short high voltage pulse applied to the plasma chamber. Continuous high RF voltages can also be used to generate an initial ionization event. Ultraviolet radiation can also be used to generate free charge in the plasma discharge channel, providing an initial ionization event that ignites the plasma in the plasma discharge channel. Ignition power may be applied to the ignition electrode located in the plasma chamber, or may be applied directly to the primary winding coil to provide an initial ionization event. Alternatively, the plasma chamber may be exposed to ultraviolet radiation from an ultraviolet light source (not shown) that is optically coupled to the chamber body to cause an initial ionization event that ignites the plasma.

도 6을 참조하면, 상기에 설명한 플라즈마 챔버들은 내부로 플라즈마를 초기 점화하기 위한 점화 전극부(610)가 구비된다. 본 발명에서는 점화 전극부(610)를 이용하여 플라즈마를 초기 점화한다. Referring to FIG. 6, the plasma chambers described above are provided with an ignition electrode part 610 for initially igniting a plasma therein. In the present invention, the plasma is initially ignited using the ignition electrode part 610.

점화 전극부(610)는 플라즈마 방전 채널에서 플라즈마 점화를 위한 자유 전하를 생성할 수 있도록 플라즈마 챔버에 설치된다. 특히, 점화 전극부(610)는 상부 챔버몸체에 구비된다. 그러므로 가스인렛을 통해 공급된 가스는 상부 챔버몸체에서 초기점화가 이루어진다. The ignition electrode portion 610 is installed in the plasma chamber to generate free charge for plasma ignition in the plasma discharge channel. In particular, the ignition electrode part 610 is provided in the upper chamber body. Therefore, the gas supplied through the gas inlet is initially ignited in the upper chamber body.

점화 전극부(610)는 점화전극(615)과 절연 플레이트(612)와 제1 전극커버(616) 및 제2 전극커버(617)로 구성된다. 점화전극(615)은 알루미늄과 같은 도체로 형성되며, 일면 이상이 플라즈마 방전 채널을 향하도록 설치되어 플라즈마 챔버 내의 플라즈마 방전 채널에 자유 전하를 생성한다. 여기서, 절연 플레이트(612)는 판 형상으로 형성되어 플라즈마 방전 채널에서 생성되는 플라즈마에 의해 점화전극(615)이 노출되어 손상되지 않도록 점화전극(615)과 플라즈마 방전 채널 사이, 점화전극(615) 전면에 설치된다. The ignition electrode part 610 includes an ignition electrode 615, an insulating plate 612, a first electrode cover 616, and a second electrode cover 617. The ignition electrode 615 is formed of a conductor such as aluminum, and one or more surfaces thereof are installed to face the plasma discharge channel to generate free charge in the plasma discharge channel in the plasma chamber. Here, the insulating plate 612 is formed in a plate shape and between the ignition electrode 615 and the plasma discharge channel so as not to be damaged by exposing the ignition electrode 615 by the plasma generated in the plasma discharge channel, the ignition electrode 615 front Is installed on.

점화전극(615)은 절연 플레이트(612)와 완전하게 밀착되어 설치될 수 있고, 사이에 약간에 공간을 두고 설치될 수 있다. 이는 절연 플레이트(612)가 고온의 플라즈마에 의해 팽창되는 경우, 깨지는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 공간은 매우 미세하므로 도면에서는 도시하지 않았다. 절연 플레이트(612)의 중심부분에 형성된 오목한 부분에 점화전극(615)이 설치된다. 절연 플레이트(612)는 세라믹으로 형성될 수도 있고, 사파이어로 형성될 수도 있다. 사파이어는 고온에 강한 물질로 플라즈마 챔버 내에서 방전되는 고온의 플라즈마를 견딜 수 있어 절연 플레이트(612)가 깨지는 것을 방지한다.The ignition electrode 615 may be installed in close contact with the insulating plate 612, and may be installed with a space in between. This is to prevent the insulation plate 612 from being broken when it is expanded by the high temperature plasma. This space is so fine that it is not shown in the drawings. An ignition electrode 615 is provided at a concave portion formed in the central portion of the insulating plate 612. The insulating plate 612 may be formed of ceramic or may be formed of sapphire. Sapphire is a high temperature resistant material that can withstand the high temperature plasma discharged in the plasma chamber to prevent the insulating plate 612 from being broken.

제1 전극커버(616)는 점화전극(615)의 상부에 설치된다. 제1 전극커버(616)는 절연물질로 형성되어 점화전극(615)이 노출되지 않도록 하는데, 중앙에는 전력 피딩을 위한 홀이 형성된다. The first electrode cover 616 is installed on the ignition electrode 615. The first electrode cover 616 is formed of an insulating material so that the ignition electrode 615 is not exposed, and a hole for power feeding is formed in the center thereof.

제1 전극커버(616)의 상부에는 제2 전극커버(617)가 설치된다. 제2 전극커버(617)의 내부에는 공기가 순환되며 점화전극(615)이 과열되는 것을 방지하기 위한 소정의 공간이 구비된다.The second electrode cover 617 is installed on the first electrode cover 616. Air is circulated inside the second electrode cover 617 and a predetermined space is provided to prevent the ignition electrode 615 from overheating.

절연 플레이트(612)와 제1 전극커버(616) 사이에는 제1 실링부재(613)가 구비된다. 제1 실링부재(613)에 의해 플라즈마 챔버는 진공 상태로 밀폐되며 플라즈마 챔버 내에서 생성된 플라즈마가 점화전극으로 역류(backstream)되어 점화전극(615)이 손상되는 것을 방지한다.The first sealing member 613 is provided between the insulating plate 612 and the first electrode cover 616. The plasma chamber is sealed in a vacuum state by the first sealing member 613, and the plasma generated in the plasma chamber is backstreamed to the ignition electrode to prevent the ignition electrode 615 from being damaged.

점화전극(615)의 전방에는 플라즈마가 초기 점화되는 점화 공간부(611)가 구비된다. 점화 공간부(611)에서 점화전극(615)에 의해 초기 플라즈마 점화가 이루어진다. 점화 공간부(611)에서 발생된 플라즈마는 플라즈마 방전 채널 내로 공급된다. 점화 공간부(611)에서 플라즈마가 점화된 후 플라즈마 방전 채널로 플라즈마가 공급되기 때문에 플라즈마 방전 채널에서 초기 플라즈마 점화가 이루어지지 않아 초기 점화시 발생될 수 있는 아크성 방전을 방지할 수 있다. 또한 아크성 방전에 의해서 플라즈마 챔버 내측이 손상되어 파티클이 발생하는 것도 방지할 수 있다. In front of the ignition electrode 615 is provided an ignition space portion 611 in which the plasma is initially ignited. Initial plasma ignition is performed by the ignition electrode 615 in the ignition space 611. The plasma generated in the ignition space portion 611 is supplied into the plasma discharge channel. Since the plasma is supplied to the plasma discharge channel after the plasma is ignited in the ignition space 611, the initial plasma ignition is not performed in the plasma discharge channel, thereby preventing arc discharge. In addition, the inside of the plasma chamber may be damaged by the arc discharge to prevent particles from being generated.

플라즈마 챔버는 상부 챔버몸체와 하부 챔버몸체 사이에서 초기 이온화 이벤트를 유발한다. 플라즈마 챔버는 상부 챔버몸체와 하부 챔버몸체를 점화장치로 이용하여 토로이달 형상의 플라즈마 채널 내의 플라즈마를 점화하는 초기 이온화 이벤트를 제공하는 자유 전하를 생성할 수 있다.The plasma chamber causes an initial ionization event between the upper chamber body and the lower chamber body. The plasma chamber may use the upper chamber body and the lower chamber body as ignition devices to generate free charge that provides an initial ionization event that ignites the plasma in the toroidal plasma channel.

이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as limiting in all respects but should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

Claims (7)

공정챔버에서 배출되는 배기가스를 처리하기 위한 플라즈마 챔버에 있어서,
상기 플라즈마 챔버는,
상기 배기가스가 주입되는 가스인렛이 구비되고, 내부에 제1 플라즈마 방전영역을 갖는 상부 챔버몸체;
가스아웃렛이 구비되고, 내부에 제2 플라즈마 방전영역을 갖는 하부 챔버몸체; 및
상기 플라즈마 챔버에 설치되는 페라이트 코어 및 상기 페라이트 코어에 권선되는 일차 권선 코일을 갖는 변압기를 포함하며,
상기 제1 플라즈마 방전영역과 상기 제2 플라즈마 방전영역에 의해 토로이달 플라즈마 방전 채널이 형성되고,
상기 플라즈마 방전 채널 내로 자기장을 형성하는 영구자석모듈 및 상기 플라즈마 방전 채널 내로 플라즈마 초기 점화 이벤트를 제공하는 점화 전극부를 더 포함하고,
상기 영구자석모듈은,
상기 변압기에 의해 상기 플라즈마 방전 채널 내부에 유도된 전기장의 방향과 상기 자기장의 방향이 서로 다르게 형성되도록, 상기 플라즈마 방전 채널을 사이에 두고 서로 다른 극성의 영구자석이 마주하도록 설치되고,
상기 점화 전극부는,
일면 이상이 상기 플라즈마 방전 채널을 향하도록 구비되는 점화전극;
상기 점화전극과 상기 플라즈마 방전 채널 사이에 구비되는 절연 플레이트;
상기 점화전극이 노출되지 않도록 절연물질로 형성되어 상기 점화전극의 상부에 설치되는 제1 전극커버; 및
상기 점화전극이 과열되는 것을 방지할 수 있도록 내부에 공기가 순환되는 소정의 공간이 구비되고, 상기 제1 전극커버의 상부에 설치되는 제2 전극커버;
를 포함하는, 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버.In the plasma chamber for treating the exhaust gas discharged from the process chamber,
The plasma chamber,
An upper chamber body having a gas inlet into which the exhaust gas is injected and having a first plasma discharge region therein;
A lower chamber body having a gas outlet and having a second plasma discharge region therein; And
A transformer having a ferrite core installed in the plasma chamber and a primary winding coil wound around the ferrite core,
A toroidal plasma discharge channel is formed by the first plasma discharge region and the second plasma discharge region;
A permanent magnet module for forming a magnetic field into the plasma discharge channel and an ignition electrode unit for providing a plasma initial ignition event into the plasma discharge channel,
The permanent magnet module,
Permanent magnets of different polarities are disposed to face each other with the plasma discharge channel interposed so that the direction of the electric field induced by the transformer and the direction of the magnetic field are different from each other.
The ignition electrode unit,
An ignition electrode provided on at least one surface thereof to face the plasma discharge channel;
An insulation plate provided between the ignition electrode and the plasma discharge channel;
A first electrode cover formed of an insulating material so that the ignition electrode is not exposed and installed on the ignition electrode; And
A second electrode cover provided with a predetermined space in which air is circulated so as to prevent the ignition electrode from being overheated and installed above the first electrode cover;
Comprising a plasma chamber for exhaust gas treatment. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상부 챔버몸체와 상기 하부 챔버몸체 사이에 구비되는 오링; 및
상기 오링이 상기 플라즈마 방전 채널 내에 형성되는 플라즈마에 노출되는 것을 방지하도록 구비되는 세라믹 링을 더 포함하는 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버.The method of claim 1,
An O-ring provided between the upper chamber body and the lower chamber body; And
And a ceramic ring provided to prevent the o-ring from being exposed to plasma formed in the plasma discharge channel. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 점화 전극부는,
상기 점화전극에 의해 플라즈마 초기 점화가 이루어지는 점화 공간부를 포함하는 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버.The method of claim 1,
The ignition electrode unit,
Plasma chamber for the exhaust gas treatment comprising an ignition space portion for the initial plasma ignition by the ignition electrode. 제1항에 있어서,
상기 페라이트 코어는,
상기 상부 챔버몸체 및 상기 하부 챔버몸체가 결합되는 부분에 설치되는 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버.
The method of claim 1,
The ferrite core,
Plasma chamber for exhaust gas processing is installed in the portion where the upper chamber body and the lower chamber body is coupled.
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