KR102203223B1 - 플라즈마 반응 장치 - Google Patents

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장동진
곽재호
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주식회사 뉴파워 프라즈마
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    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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Abstract

본 발명은 블록간의 절연 상태를 유지하면서 냉매의 흐름을 원활하게 할 수 있는 플라즈마 반응 장치에 관한 것으로서, 가스 유입부로부터 유입된 가스를 제 1 유로와 제 2 유로로 분지시키는 상부 블록; 상기 상부 블록과 연결되고, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에 각각 연결되는 중간 블록; 상기 중간 블록에 설치되고, 상기 제 1 유로의 가스 및 상기 제 2 유로의 가스를 여기시켜서 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 일차 권선을 갖는 마그네틱 코어; 상기 중간 블록과 연결되고, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로를 합지시켜서 발생된 플라즈마를 플라즈마 배출부로 배출시키는 하부 블록; 및 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 및 상기 하부 블록 간에 전기적 절연 상태를 유지하면서 상기 상부 블록의 냉매 라인과, 상기 중간 블록의 냉매 라인 및 상기 하부 블록의 냉매 라인이 서로 직결될 수 있도록 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 사이 또는 상기 중간 블록과 상기 하부 블록 사이에 설치되는 직결식 절연관;을 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 반응 장치{Plasma reaction apparatus}
본 발명은 플라즈마 반응 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블록간의 절연 상태를 유지하면서 냉매의 흐름을 원활하게 할 수 있는 플라즈마 반응 장치에 관한 것이다.
플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각, 증착, 세정, 에싱 등 다양하게 사용되고 있다.
최근, 반도체 장치의 제조를 위한 웨이퍼나 LCD 글라스 기판은 더욱 대형화 되어 가고 있다. 그러므로 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어 능력이 높고, 대면적의 처리 능력을 갖는 확장성이 용이한 플라즈마 소스가 요구되고 있다.
이러한, 플라즈마를 이용한 반도체 제조 공정에서 원격 플라즈마의 사용은 매우 유용한 것으로 알려져 있다.
예를 들어, 공정 챔버의 세정이나 포토레지스트 스트립을 위한 에싱 공정에서 유용하게 사용되고 있다. 그런데 피처리 기판의 대형화에 따라 공정 챔버의 볼륨도 증가되고 있어서 고밀도의 활성 가스를 충분히 원격으로 공급할 수 있는 플라즈마 소스가 요구되고 있다.
한편, 원격 플라즈마 반응기(또는 원격 플라즈마 발생기라 칭함)는 변압기 결합 플라즈마 소스(transformer coupled plasma source)를 사용한 것과 유도 결합 플라즈마 소스(inductively coupled plasma source)를 사용한 것이 있다. 변압기 결합 플라즈마 소스를 사용한 원격 플라즈마 반응기는 토로이달 구조의 반응기 몸체에 일차 권선 코일을 갖는 마그네틱 코어가 장착된 구조를 갖는다. 유도 결합 플라즈마 소스를 사용한 원격 플라즈마 반응기는 중공형 튜브 구조의 반응기 몸체에 유도 결합 안테나가 장착된 구조를 갖는다.
이러한 플라즈마 반응 장치는 일반적으로 내부에서 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 것으로서, 각종 전자기파나 코일 저항 등에 의해 매우 높은 고열이 발생되는 데, 이 때, 고열의 블록들을 냉각시키기 위해서 부품들 내부에 냉매가 흐르는 냉각 라인이 설치될 수 있다.
이러한 종래의 플라즈마 반응 장치는 블록과 블록 간에 절연 상태를 유지하면서 블록과 블록의 냉각 라인들을 서로 연결시킬 수 있도록 블록의 측면과 다른 블록의 측면에 용접되거나 조립되는 U자 형태의 외부 절곡관을 이용했었다.
그러나, 종래의 플라즈마 반응 장치는 블록과 블록의 냉매 라인을 연결하기 위한 별도의 외부 절곡관이나 외부 튜브를 사용하는 경우, 냉각 라인이 외부로 구불 구불하게 노출되어 공간을 많이 차지하기 때문에 작업자들의 작업성이 매우 떨어지고, 이로 인하여 장치의 부피와 무게가 크게 증대되며, 냉각 라인이 일직선 상에 배치되지 않고 지그 재그 형태로 절곡되기 때문에 냉매의 흐름이 불균일해져서 냉각 효율이 떨어지거나 이물질이 적층되는 등 많은 문제점들이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 블록과 블록의 절연 상태를 유지하면서 냉매 라인을 연결시키는 직결식 절연관이 외부로 노출되지 않기 때문에 장치가 차지하는 공간과 무게를 줄여서 작업자의 작성성을 향상시키는 것은 물론이고, 장치의 단가나 생산 비용을 크게 절감할 수 있으며, 블록과 블록 간의 냉각수 라인이 일직선을 이루게 하여 냉매의 흐름을 균일하고 원활하여 함으로써 냉각 성능과 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 이물질의 적층을 방지할 수 있게 하는 플라즈마 반응 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 플라즈마 반응 장치는, 가스 유입부로부터 유입된 가스를 제 1 유로와 제 2 유로로 분지시키는 상부 블록; 상기 상부 블록과 연결되고, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에 각각 연결되는 중간 블록; 상기 중간 블록에 설치되고, 상기 제 1 유로의 가스 및 상기 제 2 유로의 가스를 여기시켜서 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 일차 권선을 갖는 마그네틱 코어; 상기 중간 블록과 연결되고, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로를 합지시켜서 발생된 플라즈마를 플라즈마 배출부로 배출시키는 하부 블록; 및 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 및 상기 하부 블록 간에 전기적 절연 상태를 유지하면서 상기 상부 블록의 냉매 라인과, 상기 중간 블록의 냉매 라인 및 상기 하부 블록의 냉매 라인이 서로 직결될 수 있도록 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 사이 또는 상기 중간 블록과 상기 하부 블록 사이에 설치되는 직결식 절연관;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 상부 블록의 하면과, 상기 중간 블록의 상면과, 상기 중간 블록의 하면 및 상기 하부 블록의 상면에는 상기 직결식 절연관의 일부분을 수용하는 수용홈부가 각각 형성되고, 상기 직결식 절연관은, 절연 재질로 이루어지는 파이프 형태의 절연 몸체; 상기 절연 몸체의 제 1 홈부에 삽입되는 제 1 오링; 및 상기 절연 몸체의 제 2 홈부에 삽입되는 제 2 오링;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 홈부는 상기 절연 몸체의 상면과 테두리부와 상기 절연 몸체의 외경면 상단에 형성되는 모서리형 홈부이고, 상기 제 2 홈부는 상기 절연 몸체의 하면과 테두리부와 상기 절연 몸체의 외경면 하단에 형성되는 모서리형 홈부일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 홈부는 상기 절연 몸체의 상면에 형성되는 상면형 홈부이고, 상기 제 2 홈부는 상기 절연 몸체의 하면에 형성되는 상면형 홈부일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 직결식 절연관은, 상기 절연 몸체의 제 3 홈부에 삽입되는 제 3 오링; 및 상기 절연 몸체의 제 4 홈부에 삽입되는 제 4 오링;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 3 홈부는 상기 절연 몸체의 측면 상부에 형성되는 측면형 홈부이고, 상기 제 4 홈부는 상기 절연 몸체의 측면 하부에 형성되는 측면형 홈부일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 및 상기 하부 블록 간에 전기적 절연 상태를 유지하면서 일정한 간격을 유지할 수 있도록 상기 제 1 유로 또는 상기 제 2 유로를 둘러싸는 형상으로 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 사이 또는 상기 중간 블록과 상기 하부 블록 사이에 설치되는 세라믹 절연링; 및 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로를 밀봉시킬 수 있도록 상기 세라믹 절연링을 둘러싸는 형상으로 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 사이 또는 상기 중간 블록과 상기 하부 블록 사이에 설치되는 플라즈마 오링;을 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응 장치에 따르면, 블록과 블록의 절연 상태를 유지하면서 냉매 라인을 연결시키는 직결식 절연관이 외부로 노출되지 않기 때문에 장치가 차지하는 공간과 무게를 줄여서 작업자의 작성성을 향상시키는 것은 물론이고, 장치의 단가나 생산 비용을 크게 절감할 수 있으며, 블록과 블록 간의 냉각수 라인이 일직선을 이루게 하여 냉매의 흐름을 균일하고 원활하여 함으로써 냉각 성능과 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 이물질의 적층을 방지할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 반응 장치의 마그네틱 코어를 제거한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 플라즈마 반응 장치를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 조립 사시도이다.
도 6은 도 5의 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1의 플라즈마 반응 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 조립 사시도이다.
도 10은 도 9의 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 8의 플라즈마 반응 장치를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 13은 도 12의 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 조립 사시도이다.
도 14는 도 12의 플라즈마 반응 장치의 직결식 절연관을 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 12의 플라즈마 반응 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치(100)를 나타내는 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 반응 장치(100)의 마그네틱 코어(30)를 제거한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 1의 플라즈마 반응 장치(100)를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치(100)는, 상부 블록(10)과, 중간 블록(20)과, 마그네틱 코어(30)와, 하부 블록(40) 및 직결식 절연관(50)을 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 블록(10)은, 가스 유입부(Ga)로부터 유입된 가스를 제 1 유로(F1)와 제 2 유로(F2)로 분지시키는 블록 구조체로서, 상기 가스를 2 갈레로 분지시키는 환형 루프의 상부 수평부를 형성하기 위해서, 상기 상부 블록(10)은, 내부를 절삭 가공한 블록들을 이용하여 제작이 용이하도록 상기 가스 유입부(Ga)를 포함하는 상부 확장형 내면이 형성되는 제 1 블록(10-1) 및 상기 제 1 블록(10-1)과 조립되어 확장된 내경면을 2 갈레로 분지시키는 내면이 형성되는 제 2 블록(10-2)으로 이루어질 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 블록(10-1) 및 상기 제 2 블록(10-2)은 도전성 특성을 갖는 알루미늄이나 알루미늄 합금이나 스틸이나 스테인레스 스틸 등의 전도성 재질로 이루어지는 금속 블록체일 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 블록(10-1) 및 상기 제 2 블록(10-2)은 각각 직육면체의 블록 형태를 예시하였으나, 반드시 도면에 국한되지 않고 다각 구조체나 곡면 구조체 등 매우 다양한 형태의 블록 구조체가 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 중간 블록(20)은, 상기 상부 블록(10)의 하면과 연결되는 블록 구조체로서, 환형의 플라즈마 루프의 수직 부분을 형성할 수 있도록 상기 제 1 유로(F1) 및 상기 제 2 유로(F2)에 각각 연결되는 2개의 사각 파이프 형태의 블록일 수 있다.
그러나, 상기 중간 블록(20)은 도면에 반드시 국한되지 않고, 원형 파이프나 다각 파이프 형태 등 매우 다양한 형태의 블록 구조체가 모두 적용될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 중간 블록(20)은 도전성 특성을 갖는 알루미늄이나 알루미늄 합금이나 스틸이나 스테인레스 스틸 등의 전도성 재질로 이루어지는 금속 블록체일 수 있다.
여기서, 상술된 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20)은 블록 점화 기능이나 누설 전류를 차단하거나 전원 효율을 높이기 위해서 서로 절연 상태를 유지할 필요가 있는 것으로서, 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20)은 도 7의 일정한 간격(D)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 마그네틱 코어(30)는, 상기 중간 블록(20)의 일부분을 환형으로 둘러싸는 형태로 설치되는 것으로서, 상기 제 1 유로(F1)의 가스 및 상기 제 2 유로(F2)의 가스를 여기시켜서 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 일차 권선(미도시)을 갖는 구조체일 수 있다.
이러한 상기 마그네틱 코어(30)는 환형의 얇은 판체를 겹겹이 적층하여 이루어지거나 다양한 블록들을 서로 연결시켜서 환형을 형성할 수 있는 것으로서, 도면에 국한되지 않고 매우 다양한 형태로 형성될 수 있다.
한편, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부 블록(40)은, 상기 중간 블록(20)과 연결되고, 상기 제 1 유로(F1)와 상기 제 2 유로(F2)를 합지시켜서 환형 루프를 통해 발생된 플라즈마를 플라즈마 배출부(Gb)로 배출시키는 블록 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 2 갈레로 분지된 가스를 하나로 합지시키기 위해서, 상기 하부 블록(40)은, 내부를 절삭 가공한 블록들을 이용하여 제작이 용이하도록 분지된 가스를 하나로 모으기 위해 축소형 내면이 형성되는 제 3 블록(40-1) 및 상기 제 3 블록(40-1)과 조립되어 하나로 축소된 내경면을 상기 플라즈마 배출부(Gb)로 합지시키는 내면이 형성되는 제 4 블록(40-2)으로 이루어질 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 3 블록(40-1) 및 상기 제 4 블록(40-2)은 도전성 특성을 갖는 알루미늄이나 알루미늄 합금이나 스틸이나 스테인레스 스틸 등의 전도성 재질로 이루어지는 금속 블록체일 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 블록(40-1) 및 상기 제 4 블록(40-2)은 각각 직육면체의 블록 형태를 예시하였으나, 반드시 도면에 국한되지 않고 다각 구조체나 곡면 구조체 등 매우 다양한 형태의 블록 구조체가 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부 블록(40)은, 상기 중간 블록(20)의 하면과 연결되는 블록 구조체로서, 환형의 플라즈마 루프의 하부 수평 부분을 형성할 수 있도록 직육면체 블록체일 수 있다.
그러나, 상기 하부 블록(40)은 도면에 반드시 국한되지 않고, 원형 파이프나 다각 파이프 형태 등 매우 다양한 형태의 블록 구조체가 모두 적용될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 하부 블록(40)은 도전성 특성을 갖는 알루미늄이나 알루미늄 합금이나 스틸이나 스테인레스 스틸 등의 전도성 재질로 이루어지는 금속 블록체일 수 있다.
여기서, 상술된 상기 중간 블록(20)과 상기 하부 블록(40)은 블록 점화 기능이나 누설 전류를 차단하거나 전원 효율을 높이기 위해서 서로 절연 상태를 유지할 필요가 있는 것으로서, 상기 중간 블록(20)과 상기 하부 블록(40)은 도 7의 일정한 간격(D)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다.
따라서, 도시하지 않았지만, 각종 클램프나 브라켓이나 볼트나 나사나 너트 등을 이용하여 상술된 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20)과, 상기 마그네틱 코어(30) 및 상기 하부 블록(40)은 착탈이 가능하게 서로 체결될 수 있다.
도 4는 도 1의 플라즈마 반응 장치(100)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 부품 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 플라즈마 반응 장치(100)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 조립 사시도이고, 도 6은 도 5의 플라즈마 반응 장치(100)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 1의 플라즈마 반응 장치(100)를 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 직결식 절연관(50)은, 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20) 및 상기 하부 블록(40) 간에 전기적 절연 상태를 유지하면서 상기 상부 블록(10)의 냉매 라인(CL1)과, 상기 중간 블록(20)의 냉매 라인(CL2) 및 상기 하부 블록(40)의 냉매 라인이 서로 직결될 수 있도록 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20) 사이 또는 상기 중간 블록(20)과 상기 하부 블록(40) 사이에 설치되는 직선형 단관 구조체일 수 있다.
여기서, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 직결식 절연관(50)은 조립 시간을 단축시키고 정렬을 용이하게 할 수 있도록 상기 상부 블록(10)의 하면과, 상기 중간 블록(20)의 상면과, 상기 중간 블록(20)의 하면 및 상기 하부 블록(40)의 상면에는 상기 직결식 절연관(50)의 일부분을 수용하는 수용홈부(S)가 각각 형성되고, 상기 직결식 절연관(50)이 상기 수용홈부(S)에 수용되어 정위치에 정렬될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 직결식 절연관(50)은, 절연 재질로 이루어지고, 중공부(A)를 갖는 파이프 형태의 절연 몸체(51)와, 상기 절연 몸체(51)의 제 1 홈부(G1)에 삽입되는 제 1 오링(52) 및 상기 절연 몸체(51)의 제 2 홈부(G2)에 삽입되는 제 2 오링(53)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 절연 몸체(51)는 상기 제 1 오링(52) 및 상기 제 2 오링(53)에 비해서 상대적으로 경질인 플라스틱 재질이나 엔지니어링 플라스틱 재질 등의 합성 수지 재질이 적용될 수 있고, 상기 제 1 오링(52) 및 상기 제 2 오링(53)은 상기 절연 몸체(51)에 비해서 상대적으로 연질이면서 탄성이 우수한 고무나 실리콘이나 우레탄 등의 합성 수지 재질이 적용될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 홈부(G1)는 상기 절연 몸체(51)의 상면과 테두리부와 상기 절연 몸체의 외경면 상단에 형성되는 모서리형 홈부(G11)이고, 상기 제 2 홈부(G2)는 상기 절연 몸체(51)의 하면과 테두리부와 상기 절연 몸체의 외경면 하단에 형성되는 모서리형 홈부(G21)일 수 있다.
따라서, 상기 제 1 오링(52) 및 상기 제 2 오링(53)은 각각 상기 상부 블록(10)의 상기 수용홈부(S)의 상측 내면에 상방으로 1차 밀착되고, 내경면의 상부에 측방으로 2차 밀착되어 2중으로 힘을 분산시켜서 보다 안전하게 실링될 수 있다.
그러므로, 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20)의 절연 상태를 유지하면서 상기 냉매 라인(CL1)(CL2)들을 연결시키는 상기 직결식 절연관(50)이 외부로 많이 노출되거나 돌출되지 않기 때문에 장치가 차지하는 공간과 무게를 줄여서 작업자의 작성성을 향상시키는 것은 물론이고, 장치의 단가나 생산 비용을 크게 절감할 수 있으며, 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20) 간의 상기 냉각수 라인(CL1)(CL2)이 일직선을 이루게 하여 냉매의 흐름을 균일하고 원활하여 함으로써 냉각 성능과 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 이물질의 적층을 방지할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치(100)는, 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20) 및 상기 하부 블록(40) 간에 전기적 절연 상태를 유지하면서 일정한 간격(D)을 유지할 수 있도록 상기 제 1 유로(F1) 또는 상기 제 2 유로(F2)를 둘러싸는 형상으로 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20) 사이 또는 상기 중간 블록(20)과 상기 하부 블록(40) 사이에 설치되는 세라믹 절연링(60) 및 상기 제 1 유로(F1)와 상기 제 2 유로(F2)를 밀봉시킬 수 있도록 상기 세라믹 절연링(60)을 둘러싸는 형상으로 상기 상부 블록(10)과 상기 중간 블록(20) 사이 또는 상기 중간 블록(20)과 상기 하부 블록(40) 사이에 설치되는 플라즈마 오링(70)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 세라믹 절연링(60)은, 상대적으로 큰 힘에도 견딜 수 있도록 충분한 강도와 내구성을 갖는 링 형상의 절연 구조체로서, 이에 반드시 국한되지 않고 절연이 가능한 모든 재질의 링형 구조체가 적용될 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 오링(70)은, 고온, 고압에도 충분히 견딜 수 있고, 전기적, 화학적, 기계적 성능이 우수한 각종 엔지니어링 플라스틱 등 특수 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 세라믹 절연링(60)을 이용하여 블록들 간의 거리를 일정하게 유지할 수 있고, 상기 플라즈마 오링(70)을 이용하여 플라즈마나 가스의 외부 누출을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치(200)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 부품 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 플라즈마 반응 장치(200)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 조립 사시도이고, 도 10은 도 9의 플라즈마 반응 장치(200)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 단면도이고, 도 11은 도 8의 플라즈마 반응 장치(200)를 나타내는 단면도이다.
도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치(200)의 직결식 절연관(50)은, 상기 제 1 홈부(G1)는 상기 절연 몸체(51)의 상면에 형성되는 상면형 홈부(G12)이고, 상기 제 2 홈부(G2)는 상기 절연 몸체(51)의 하면에 형성되는 상면형 홈부(G22)일 수 있다.
따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 오링(52) 및 상기 제 2 오링(53)은 각각 상기 상부 블록(10)의 상기 수용홈부(S)의 상측 내면에 상방으로 집중적으로 밀착되어 보다 견고하게 실링될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치(300)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 부품 분해 사시도이고, 도 13은 도 12의 플라즈마 반응 장치(300)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 조립 사시도이고, 도 14는 도 12의 플라즈마 반응 장치(300)의 직결식 절연관(50)을 나타내는 단면도이고, 도 15는 도 12의 플라즈마 반응 장치(300)를 나타내는 단면도이다.
도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 플라즈마 반응 장치(300)의 직결식 절연관(50)은, 상술된 상기 제 1 오링(52) 및 상기 제 2 오링(53) 이외에도, 상기 절연 몸체(51)의 제 3 홈부(G3)에 삽입되는 제 3 오링(54) 및 상기 절연 몸체(51)의 제 4 홈부(G4)에 삽입되는 제 4 오링(55)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 3 홈부(G3)는 상기 절연 몸체(51)의 측면 상부에 형성되는 측면형 홈부(G31)이고, 상기 제 4 홈부(G4)는 상기 절연 몸체(51)의 측면 하부에 형성되는 측면형 홈부(G41)일 수 있다.
따라서, 상기 제 1 오링(52) 및 상기 제 2 오링(53)은 각각 상기 상부 블록(10)의 상기 수용홈부(S)의 상측 내면에 상방으로 1차 밀착되고, 내경면의 상부에 측방으로 2차 밀착되어 2중으로 힘을 분산시켜서 보다 안전하게 실링될 수 있고, 아울러, 상기 제 3 오링(54) 및 상기 제 4 오링(55)은 각각 상기 상부 블록(10)의 상기 수용홈부(S)의 내측면에 측방으로 집중적으로 밀착되어 보다 견고하게 실링될 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 반응 장치는 예컨대, 공정 챔버 내부의 불순물을 제거하기 위한 각종 세정용 플라즈마 가스나 공정 챔버에 반응성 기체종을 공급시키는 반응용 플라즈마 가스를 발생시키는 원격 플라즈마 발생 장치(RPG; Remote Plasma Generator)에 적용될 수 있다. 그러나 이에 반드시 국한되지 않고 예컨대, 공정 챔버로부터 배출되는 각종 배출 가스들을 처리하기 위한 BPTS(By-Product Treatment System)에도 적용될 수 있다. 이외에도 각종 플라즈마를 발생시킬 수 있는 다양한 장치에 모두 적용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 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: 상부 블록
10-1: 제 1 블록
10-2: 제 2 블록
Ga: 가스 유입부
Gb: 플라즈마 배출구
F1: 제 1 유로
F2: 제 2 유로
20: 중간 블록
30: 마그네틱 코어
40: 하부 블록
40-1: 제 3 블록
40-2: 제 4 블록
50: 직결식 절연관
51: 절연 몸체
52: 제 1 오링
53: 제 2 오링
54: 제 3 오링
55: 제 4 오링
CL1, CL2: 냉매 라인
S: 수용홈부
A: 중공부
G1: 제 1 홈부
G2: 제 2 홈부
G3: 제 3 홈부
G4: 제 4 홈부
D: 간격
60: 세라믹 절연링
70: 플라즈마 오링
100, 200, 300: 플라즈마 반응 장치

Claims (7)

  1. 가스 유입부로부터 유입된 가스를 제 1 유로와 제 2 유로로 분지시키는 상부 블록;
    상기 상부 블록과 연결되고, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로에 각각 연결되는 중간 블록;
    상기 중간 블록에 설치되고, 상기 제 1 유로의 가스 및 상기 제 2 유로의 가스를 여기시켜서 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 일차 권선을 갖는 마그네틱 코어;
    상기 중간 블록과 연결되고, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로를 합지시켜서 발생된 플라즈마를 플라즈마 배출부로 배출시키는 하부 블록; 및
    상기 상부 블록과 상기 중간 블록 및 상기 하부 블록 간에 전기적 절연 상태를 유지하면서 상기 상부 블록의 냉매 라인과, 상기 중간 블록의 냉매 라인 및 상기 하부 블록의 냉매 라인이 서로 직결될 수 있도록 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 사이 또는 상기 중간 블록과 상기 하부 블록 사이에 설치되는 직결식 절연관;
    를 포함하고,
    상기 상부 블록, 상기 중간 블록 및 상기 하부 블록은 환형의 플라즈마 루프 형상이고,
    상기 중간 블록은, 상기 환형의 플라즈마 루프 형상의 양측 수직 부분을 형성하고,
    상기 상부 블록의 하면과, 상기 중간 블록의 상면과, 상기 중간 블록의 하면 및 상기 하부 블록의 상면에는 상기 직결식 절연관의 일부분을 수용하는 수용홈부가 각각 형성되고,
    상기 직결식 절연관은,
    절연 재질로 이루어지는 파이프 형태의 절연 몸체;
    상기 절연 몸체의 제 1 홈부에 삽입되는 제 1 오링; 및
    상기 절연 몸체의 제 2 홈부에 삽입되는 제 2 오링;
    을 포함하고,
    상기 절연 몸체는, 플라스틱 재질 및 엔지니어링 플라스틱 재질 중 어느 하나 이상을 포함하는 합성 수지 재질로 형성되는, 플라즈마 반응 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 홈부는 상기 절연 몸체의 상면과 테두리부와 상기 절연 몸체의 외경면 상단에 형성되는 모서리형 홈부이고,
    상기 제 2 홈부는 상기 절연 몸체의 하면과 테두리부와 상기 절연 몸체의 외경면 하단에 형성되는 모서리형 홈부인, 플라즈마 반응 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 홈부는 상기 절연 몸체의 상면에 형성되는 상면형 홈부이고,
    상기 제 2 홈부는 상기 절연 몸체의 하면에 형성되는 상면형 홈부인, 플라즈마 반응 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 직결식 절연관은,
    상기 절연 몸체의 제 3 홈부에 삽입되는 제 3 오링; 및
    상기 절연 몸체의 제 4 홈부에 삽입되는 제 4 오링;
    을 더 포함하는, 플라즈마 반응 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 홈부는 상기 절연 몸체의 측면 상부에 형성되는 측면형 홈부이고,
    상기 제 4 홈부는 상기 절연 몸체의 측면 하부에 형성되는 측면형 홈부인, 플라즈마 반응 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 블록과 상기 중간 블록 및 상기 하부 블록 간에 전기적 절연 상태를 유지하면서 일정한 간격을 유지할 수 있도록 상기 제 1 유로 또는 상기 제 2 유로를 둘러싸는 형상으로 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 사이 또는 상기 중간 블록과 상기 하부 블록 사이에 설치되는 세라믹 절연링; 및
    상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로를 밀봉시킬 수 있도록 상기 세라믹 절연링을 둘러싸는 형상으로 상기 상부 블록과 상기 중간 블록 사이 또는 상기 중간 블록과 상기 하부 블록 사이에 설치되는 플라즈마 오링;
    을 더 포함하는, 플라즈마 반응 장치.
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